JPS63315810A - 循環型流動層ボイラの燃焼安定化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、コンパスタのデンスベッド領域を構成するデ
ンスベッド下部より高温の一次空気を導入して、デンス
ベッド領域における燃焼を促進し、かつ流動化を良好に
する循環型流動層ボイラの燃焼安定化方法に関するもの
である。

〔従来技術〕

排ガスの排出基準を満たしながら固体燃料を効率良く燃
焼させることができるボイラとして、砂利のような比較
的大粒の粒子で形成された流動層、即ちデンスベッドの
上に、灰および石灰石等の微粒子の再循環層を形成した
循環型流動層ボイラが提案されている。

この循環型流動層ボイラの概要について第３図を参照し
て説明すると、このボイラは、燃焼器であるコンパスタ
１と、このコンパスタ１に隣接して設けられた外部熱交
換器２と、この外部熱交換器２上にあって、前記コンパ
スタ１の頂部と連結ダクト３を介して流体供給口が連結
されたサイクロン４等から構成されている。そして前記
外部熱交換器２は、仕切壁５によって内部が２分され、
一方にホントウェル６が、そして他方に熱交換部７がそ
れぞれ形成され、前記外部熱交換器２の下部には流動空
気供給管１２が設けられている。また、熱交換部７内に
は伝熱部２２が設けられ、これに供給された水を加熱し
て水蒸気を発生させるようになっている。

また、前記コンパスタ１は、下部のデンスベッド領域Ａ
と、これの上部の大径部分のフリーボード領域Ｂより構
成されている。

前記デンスベッド領域Ａには、砂利等からなるデンスベ
ッド材８が収容されているデンスベッド９が形成される
。また、このデンスベッド９には固体燃料としての石炭
１０及び硫黄分の捕獲の目的とし、循環ベッド材の一部
となる粉砕された石灰石が供給管１１より供給される。

また、デンスベッド領域Ａの最下部には、供給管１３等
によって構成される流動化空気系が設けられ、前記デン
スベッド９を流動化させる流動化空気ａがコンパスタ１
内に供給される。

この流動化空気ａは、分散板等によってデンスヘッド９
の全領域にわたって送り込まれ、デンスベッド材８を全
体的に流動化させる役割をしているが、一部は燃焼用に
利用される。なお、この流動化空気ａは燃焼負荷の増大
如何にかかわらずデンスベッド材８が常に一定の流動化
状態を維持するように供給される。

前記デンスベッド領域Ａの上縁部分に相当する個所には
、供給管１４等によって構成される燃焼空気系が設けら
れ、燃焼用空気すが流量調整部１５によって供給量が自
動的に調整されながらコンパスタ１内に供給される。

一方、コンパスタ１の上部の拡大部分に形成されたフリ
ーボード領域Ｂは、デンスベッド領域Ａ及びこのフリー
ボード領域Ｂの下部において燃焼によって発生したカー
ボンや灰あるいは微粒子化した石灰石が浮遊循環する循
環層１６を形成している。この循環層１６には二次空気
系１７より二次空気Ｃが供給され、より完全な燃焼が行
なわれる。

前記のように、コンパスタ１内においては石炭１０等の
固体燃料の燃焼が行なわれるが、デンスベッド領域Ａ及
びフリーボード領域Ｂ内で発生したカーボンや灰、ある
いは微粒子化した石灰石等からなる循環ベッド材ｒを含
むガスｇが連結ダクト３を経由してサイクロン４内に供
給され、ここでガスｇと循環ベッド材ｒに分離され、ガ
スｇは図示しない対流ボイラに供給されて蒸気発生のエ
ネルギ源として利用される。

そして石灰石、灰、カーボン等からなる循環ベッド材ｒ
は、サイクロン４の下部に延長されている取出管２０よ
り外部熱交換器２のホットウェル６内に自重で落下し、
供給される。この外部熱交換器２内には、流動空気供給
管２１より空気が供給されているので、循環ベッド材ｒ
は流動化されている。

前記ホットウェル６内に供給された循環ベッド材ｒは、
仕切壁５の上端部よりオーバーフローして伝熱管２２を
内蔵している熱交換部７内に流入してここで熱を回収し
て蒸気Ｓを発生させる。なお、前記熱交換部７内におい
ては、循環ベッド材ｒに含まれている灰ｄは流動化して
いる循環ベッド材ｒの上層部に浮上し、熱交換部７の上
部に設けた排出管２３を介して外部に排出される。

ホントウェル６の下部とコンパスタ１の下部との間はホ
ットリサイクル管２４で、また、熱交換部７の下部とコ
ンパスタ１の下部の間はコールドリサイクル管２５でそ
れぞれ連結されている。

そしてホントウェル６より高温の循環ベッド材ｒがホッ
トリサイクル管２４を経由して流動床領域Ａ内に還流し
、熱交換部７において熱交換され、温度が低下した循環
ベッド材ｒはコールドリサイクル管２５を経由してデン
スベッド領域Ａ内に還流する。ホットリサイクル管２４
で還流する高温の循環ベッド材ｒはデンスベッド領域Ａ
およびフリーボード領域Ｂを所定の濃度に保持するため
のものである。そしてコールドリサイクル管２５で還流
する低温の循環ベッド材ｒは、燃焼温度を制御するもの
である。

なお、外部熱交換器２の頂部にはガス抜管２７の一端が
接続され、他端はコンパスタ１のフリーボード領域Ｂを
形成する大径部に接続されており、外部熱交換器２内の
ガスをコンパスタ１のフリーボード領域Ｂ内に戻すよう
に構成されている。

〔本発明が解決すべき問題点〕

上記のように構成された循環型流動層ボイラは、流動化
されているデンスベッド材８内に固体燃料を供給するの
で、搬入されたままの埋戻を燃焼させることができ、石
炭１０は勿論のこと、フルードコークのような低品質の
燃え難い燃料を燃焼させる能力があると共に、燃焼効率
が良好であるためにコンパスタ１の断面積が小さく、装
置としての建造コストが低減する等多（の利点を有する
ものである。

一方、上記第３図のごとく、デンスベッド９部分にはホ
ットリサイクル管２４及びコールドリサイクル管２５で
それぞれデンスベッド９内に還流される循環ベッド材ｒ
である砂利等と、石炭などの燃料及び石灰石が混在し、
その部分の温度は、例えば７００から９００℃に到達し
ている。

これに対し、このデンスベッド領域Ａの下部の供給管１
３からは流動化空気ａとして常温の大気の一次空気が供
給されており、この−次空気の温度が低いため、上記デ
ンスベッド９の下部への循環ベッド材ｒ及び石炭等がそ
の下方から急冷されるため、デンスベッド９を冷却し、
燃焼が不安定となり、良好な燃焼がなされないという欠
点があった。また、−次空気が低温であると、それに応
じて体積が小さいので、デンスベッド９を流動化する一
次空気の体積流量が少ないと云う問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の問題点を解消するためになされた
ものであり、−次空気として高温の流動化空気をデンス
ベッド下部から導入することにより、デンスベッド部の
燃焼を促進し、かつその流動化を良くすることを目的と
したものである。

（発明の構成〕 上記の目的を達成するための本発明の循環型流動層ボイ
ラの燃焼安定化方法は、そのコンパスタの流動層領域を
構成するデンスベ・７ド下部に設けた流動化空気の供給
管から、対流伝熱部の一部であるエコノマイザの上流に
設けた一次空気予熱器などで加熱された高温の一次空気
を流動化空気として導入することを特徴とするものであ
る。　前記のように高温の一次空気を供給することによ
り、従来の常温の一次空気の供給の場合に比べて、流動
化空気の体積が増加し、供給管のエアノズルからの空気
噴出速度が上昇するので流動状態が改善され、デンスベ
ッドでの燃焼が促進される。

〔実　施　例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１図
は本発明の一実施例における循環型流動層ボイラのデン
スベッドの要部断面図であり、このデンスベッドは第３
図と同様の循環型流動層ボイラのコンパスタ１のＡで示
すデンスベッド領域内のデンスベッド９と同様の構成及
び機能を有するものである。

このデンスベッド９には砂利等からなるデンスベッド材
８が収容されており、このデンスベット９には固体燃料
としての石炭１０および硫黄分の捕獲の目的として循環
ベッド材となる粉砕された石灰石が供給管１１より供給
される。

また、第３図のホットウェル６より高温の循環ヘッド材
ｒがホットリサイクル管２４から、そして熱交境部７に
おいて熱交換され温度が低下した循環ベッド材ｒはコー
ルドリサイクル管２５から、それぞれデンスベッド領域
Ａ内に還流するようになっている。

そこで、上記コンパスタ１のデンスベッド領域Ａ内のデ
ンスベッド９の循環ベッド材ｒを還流している部分より
下方には流動化空気ａの供給管１３が設けられ、その流
動化空気ａはデンスベッド材８の流動化を促進すると共
に、−次空気として使用されるが、この流動化空気ａを
この実施例では第２図の概略図に示すごとく、この循環
型流動層ボイラで発生したガスｇが供給される過熱器４
０及び節炭器４１からなる対流伝熱部における節炭器４
１の上流側に設けられた一次空気予熱器４２により加熱
し、高温の一次空気として供給している。

そこで、上記実施例の過熱器４０での出口ガス温度が５
７０℃である場合には、−次空気は一次通風機４３によ
り例えば２０℃の常温の外気を一次空気予熱器４２で４
００℃まで加熱するようにしており、この場合、節炭器
４１出口でのガスｇの温度は約２４０℃となる。

なお、この実施例では節炭器４１の約２４０’Ｃの温度
の下流側に二次空気予熱器４４を設け、更にバグフィル
タ４５及び誘引通風機４６を設けている。

以上のように、供給管１３からデンスベッド９下部に供
給する流動化空気ａとして高温の一次空気を導入すれば
、従来のごとき常温の低温空気導入の場合に比べてその
空気の体積が増加し、供給管１３に設けた複数の空気ノ
ズル１３Ａからの空気噴出速度が上昇するため、デンス
ベッド９におけるデンスベッド材８の流動状態も改善さ
れる。

なお、常温２０℃の一次空気の上記空気噴出速度が２．
４ｍ／ｓであったのに対し、４００℃の場合には、その
空気噴出速度が５．３ｍ八になり、また、上記−次空気
の温度域としては２００から５００℃とすると良い。

一方、上記流動化空気ａを加熱する手段としては、上記
の実施例のごとく対流伝熱部の一次空気予熱器４２に限
定されるものではなく、どのような手段を用いても良い
。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の方法においては、デン
スベッドの下部に一次空気として高温の流動化空気を導
入しているので、デンスベ・ノド部の燃焼が促進される
と共に、流動化が良好になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における循環型流動層ボイラ
のデンスベッドの要部断面図、第２図は第１図のボイラ
の説明用概略図、第３図は従来の循環型流動層ボイラの
説明用断面図である。 ９・・・デンスベッド、１３・・・供給管、４２・・・
−次空気予熱器、Ａ・・・流動床領域、ａ・・・流動化
空気。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 循環型流動層ボイラの流動床領域におけるデンスベッド
   下部より流動化空気として高温の一次空気を導入してな
   る循環型流動層ボイラの燃焼安定化方法。