KR940000879B1 - Operation control device for fluidized bed combustion apparatus - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 발명의 실시예에 관한 유동층 연소장치의 개략적 제어 계통도.1 is a schematic control system diagram of a fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
제2도는 본 실시예에 관한 운전 제어의 플로우차트.2 is a flowchart of operation control according to the present embodiment.
제3도는 종래의 유동층 연소장치의 개략 구성도.3 is a schematic configuration diagram of a conventional fluidized bed combustion apparatus.
제4도는 슬러지탄의 연소회의 강도 특성도.4 is a strength characteristic diagram of combustion ash of sludge coal.
제5도는 유동 매체의 입자 지름과 유동화 개시 속도의 관계를 도시하는 특성도.5 is a characteristic diagram showing the relationship between the particle diameter of the flow medium and the fluidization start rate.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
2 : 다공판 3 : 유동층2: porous plate 3: fluidized bed
4 : 윈도우 박스 5 : 슬러지탄4: window box 5: sludge bullet
6 : 슬러지탄 공급장치 7 : 회발출관6: sludge coal supply device 7: ash discharge pipe
8 : 일반탄 9 : 석탄 공급장치8: normal coal 9: coal supply device
11 : 입도 조절용 분리체 공급장치 18 : 비율 검출수단11: particle size supply separator 18: ratio detection means
30 : 중량비 검출신호 31 : 제어부30: weight ratio detection signal 31: control unit
32 : 제1중량비 설정 신호 33 : 제2중량비 설정신호32: first weight ratio setting signal 33: second weight ratio setting signal
34 : 제3중량비 설정 신호 38a, 38b, 38c : 제어신호34: third weight ratio setting signal 38a, 38b, 38c: control signal
48 : 경질 슬러지탄 49a : 바크48:
49b : 소다스트 51 : 압출 성형기49b: Sodast 51: Extrusion Machine
53 : 제어수단53: control means
[산업상 이용분야][Industrial use]
본 발명은 유동층으로부터의 유동 매체 발출량의 제어에 관한 것으로 특히, 유동층 연소 장치의 운전 자동화, 에너지 효율화 및 운전의 안정성을 향상시키는 유동층 연소장치의 운전제어에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the control of the amount of fluid medium discharged from a fluidized bed, and more particularly, to the operation control of a fluidized bed combustor which improves the automation of operation, energy efficiency and the stability of the operation.
[종래기술][Private Technology]
유동층 연소장치는 노내에 천사(川砂) 또는 소각물의 잔사에 의해 유동층을 형성하여 노내 온도를 800 내지 900℃로 승온시킬 수 있으므로 함수율의 높은 진흙 또는 전기 집진기로 포집된 EP회, 플라스틱 등의 산업 폐기물, 또는 탄광의 선탄폐수로부터 회수된 슬러지탄 등의 저품위 탄일지라도 연료로서 유효하게 이용할 수 있다.The fluidized bed combustor forms a fluidized bed by residues of angels or incinerators in the furnace and can raise the temperature in the furnace to 800 to 900 ° C. Therefore, industrial wastes such as EP ash and plastics collected by high moisture content mud or electrostatic precipitator are used. Even low-grade coal such as sludge coal recovered from coal wastewater from coal mines can be effectively used as fuel.
그것은 유동층 연소장치에서의 노내에서의 열용량이 크기 때문에 특히 난연성인 산업 폐기물이나 저품위탄 등도 연소되어서 감용, 소각될 수 있기 때문이다.This is because, because of the large heat capacity in the furnace in the fluidized bed combustion apparatus, particularly flame retardant industrial waste and low-grade coal can be burned and burned and incinerated.
또 유동층내에 전열관을 매설하면 전열관의 층중 전열량(열전단율)은 통상의 보일러의 가스류만에서의 전열량에 비해서 5 내지 10배 정도 크며, 다량의 전열량을 가져오는 장점이 있으며 효율적인 에너지화가 있게되어 근래 유동층 연소장치가 각광을 받고 있다.In addition, when the heat transfer pipe is embedded in the fluidized bed, the heat transfer rate (heat shear rate) in the heat transfer pipe layer is about 5 to 10 times larger than that of the gas flow of a conventional boiler, and has the advantage of bringing a large amount of heat transfer and efficient energy efficiency. Recently, fluidized bed combustors have been in the spotlight.
다음으로 제3도를 이용하여 유동층 연소장치의 개요에 대해서 유동층 보일러를 예로 설명한다.Next, a fluidized bed boiler will be described as an example of the outline of the fluidized bed combustion apparatus using FIG. 3.
동 도면에 있어서 유동층 보일러(1)는, 노의 바닥부에 설치한 다공판(2)의 위에 석탄 연소화나 모래등의 유동 매체로 유동층(3)을 형성하고 있다. 도시하고 있지 않은 압입팬으로부터 다공판(2)의 하부에 설치된 윈도우 박스(4)에 연소용, 유동화용 공기를 통풍하면 풍량의 증가에 따라 다공판(2)을 통해서 유동층(3)의 유동 매체는 마치 비등하고 있는 것처럼 격렬하게 유동화 운동을 한다.In the figure, the
주연료인 슬러지탄(5)을, 슬러지탄 공급장치(6)로부터 유동층(3)으로 투입된다. 투입된 슬러지탄(5)은, 열용량이 큰 유동층(3)의 유동화 운동으로 열적 및 물리적으로 분쇄되며, 순간적으로 건조되어 착화되며, 유동층(3)내에선 연소용 공기와의 양호한 접촉이 얻어지기 때문에 좋은 효율로 연소될 수 있다.
이 슬러지탄(5)은 탄갱의 배수 처리 공정으로부터의 산물이기 때문에, 그 품질은 매우 불량하다.Since this
슬러지탄(5)의 성분은 미분탄, 석탄, 수분 및 수반해서 굴출되는 광물, 특히, 점토 광물과의 불균질한 혼합물이며 탄층의 변화나 선탄 공정의 변경등으로 그 성분을 여러가지이며 잡다하다. 다음의 표 1은 슬러지탄의 성상의 한 예를 나타내는 표이다.The
[표 1]TABLE 1
또한, 탄중의 샘플 1은 필터프레스케이크인 슬러지탄, 샘플 2는 침전 미립인 슬러지탄, 샘플 3은 세립인 슬러지탄이다.In addition,
이와 같이 입상이 불안정한 슬러지탄(5)을 주연료로서 사용하는 데에는 유동층(3)에 의한 연소에 있어서도, 예컨대, 회분이 많은 슬러지탄(5)이 공급되었을 경우, 당연히 유동층 보일러(1)로의 입열량이 저하된다. 이러한 점 때문에 유동층 보일러(1)의 탑정상부 부근에 위치된 슬러지탄(5)의 공급량을 증가시키면 회분이 많은 슬러지탄(5)의 소각회는 그 강도가 높기 때문에 유동층(3) 내에서 분화되지 않으며, 대립경의 유동매체로서 유동층(3)내에 체류하기 때문에 평균 매체 입자가 커져, 유동화 그 자체가 둔화되어 유동층(3)의 유동화도 불안정하게 된다.In order to use the
이와 같이 유동화를 저해하는 조립의 유동 매체는 제3도에 나타나는 바와 같이 회발출관(7)을 사용하여 발출하게 한다.Thus, the fluid medium of the assembly which inhibits fluidization is discharged by using the
한편, 유동층 보일러(1)에선 연료로서, 주연료로서의 슬러지탄(5)과, 보조 연료인 일반탄(8)의 2종류의 연료를 사용하고 있다. 점토상인 저품위탄인 슬러지탄(5)을 노의 정상부에서 슬러지탄 공급장치(6)로부터 공급하고, 괴상인 일반탄(8)은 노의측벽의 스프레더(spreader)식인 석탄 공급장치(9)로부터 공급한다. 슬러지탄(5)은 상술한 바와 같이 점토분을 포함하기 때문에 연소후의 회가 원래의 형태를 유지하는 성질이 있다. 유동층(3)에서의 격심한 혼합 교반 작용으로 연소회의 일부는 파쇄되여, 유동 매체로서 적절한 입도가 되는데, 나머지의 대부분은 파쇄되지 않고서 거치른채로 남아있게 되어, 조립회로서 노의 바닥 즉, 다공판(2)의 위에 퇴적되어 유동화를 저해하던가 또는 유동화 했다고 해도 활발한 유동화 상태로 되지 않는다. 또, 스프레더식인 석탄 공급장치(9)로부터 공급되는 일반탄(8)중에도 굳고 거치른 회 또는 소석같은 이슬이 포함되어 있으며 장기간에 걸친 운전기간중에 이것들이 노의 바닥에 퇴적되어 유동화를 저해하는 원인이 되며, 상술한 슬러지탄(5)의 연소탄에 기인하는 조리회의 생산량과 비교하면, 그 양은 매우 근소하다.On the other hand, in the fluidized
제4도는 각종 슬러지탄을 직경 5mm, 길이 10mm 펠릿형으로 성형하고 그것을 전기로에서 연소시켜서 연소회를 만들고, 그것의 압괴강도를 측정한 것이다. 이 도면에서 명백하게 알 수 있듯이 포함된 점토분에 의해서 연소회의 압괴강도가 크게 다르다는 것을 알 수 있다. 이상과 같이 입도가 거칠고 유동층(3)의 유동매체로서 적절치 않은 입도의 것이 유동층(3)내에 잔류하며, 유동층(3) 내의 유동 매체의 평균 입도를 높히는 것과 같은 경우에는 그 어떤 방법으로 이유동 매체의 입도를 적절한 범위, 예컨대, 평균 입경을 0.8 내지 3.5mm 의 범위로 유지할 필요가 있다.FIG. 4 shows various sludge coals formed into pellets having a diameter of 5 mm and a length of 10 mm and burning them in an electric furnace to make a combustion ash and measure the crush strength thereof. As can be clearly seen in this figure, it can be seen that the crush strength of the combustion ash varies greatly depending on the clay powder included. As described above, when the particle size is coarse and an inappropriate particle size as the fluid medium of the fluidized
그 방법으로선 적당한 입도로 조정한 규사 또는 석탄석등의 층내 매체의 입도 조정용 분립체(10)를 입도 조절용 분체 공급장치(11)로부터 보충하고 유동층(3) 내의 유동 매체의 평균 입경을 내린다. 또, 유동층(3)내의 유동 매체를 회발출관(7)으로부터 발출하고, 스크류컨베이어(12)로부터 체(13)로 공급해서 4mm 정도의 체 걸려내기를 하여, 거친 것은 조립 출구(14)로부터 폐기 조립회(15)로서 제거하며, 적절한 입도 예컨대 4mm 이하의 매체만을 호퍼(16)에 회수하고, 리사이클관(17)로부터 유동층(3)으로 되돌리는 등의 방법이 있다.In this way, the particle
제3도는 유동 매체의 입도 조절 방법으로서 유동매체를 발출하고, 체(13)에 걸러서 적절한 입도인 유동매체만을 회수하고, 유동층(3)으로 되돌리는 방법을 채용한 것을 나타내고 있다. 도면에 나타내는 바와 같이 다공판(2)을 경사지게 만들고, 또한, 중앙에 회발출관(7)을 설치하여 조립회, 광재, 소석등을 포함하는 유동 매체를 배출한다. 이때, 적정한 입도의 유동 매체가 동시에 회발출관(7)에서 배출되므로, 빼낸것을 스크류 컨베이어(12)를 경유해서 체(13)를 통하여, 적정한 입도의 재만을 호퍼(16)에 회수해서 리사이클관(17)을 경유해서 유동층(3)으로 되돌리고 있다. 유동화에 적합하지 않는 조회는 체(13)의 조립출구(14)로부터 배출되어 폐기 조립회(15)가 된다.3 shows a method of extracting a fluid medium, collecting only the fluid medium having an appropriate particle size by filtering the
[발명의 해결하려는 문제점][Problem trying to solve the invention]
이같이 종래의 회발출방식에 있어선, 회발출관(7)으로부터의 유동 매체 방출량을 많게 하면 고온의 유동매체를 발출하는 것에 의한 열손실이 증가하므로 경제적이지 못하다. 한편, 유동 매체 발출량을 적게 하면 노저에 조립회가 퇴적되어 유동화를 저해하는 결점이 있다.As described above, in the conventional drawing-out method, increasing the amount of discharge of the flowing medium from the drawing-out
본 발명은 이같은 종래 기술의 결점을 해소하려는 것이며 그 목적은 유동 매체의 발출에 의한 열손실이 적으며, 더구나, 장기적으로 안정된 유동 상태를 유지할 수 있는 유동층 연소장치의 운동 제어장치를 제공하는데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention seeks to overcome this drawback of the prior art, and its object is to provide a motion control device for a fluidized bed combustor capable of maintaining a stable flow state in the long term due to less heat loss due to the discharge of a fluid medium. .
[문제점을 해결하기 위한 수단][Means to solve the problem]
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해서, 예컨데, 슬러지탄등의 연료를 공급하는 연료 공급장치와, 유동층으로부터의, 유동 매체의 발출량이 조정가능한 유동 매체 발출장치를 설치한 유동층 연소장치를 대상으로 하는 것이다.The present invention is directed to a fluidized bed combustor equipped with a fuel supply device for supplying fuel, such as sludge coal, and a fluidized medium extraction device in which the amount of outflow of the fluidized medium from the fluidized bed is adjustable in order to achieve the above object. It is.
그리고, 상기 유동층내의 유동매체중의 조립회의 함유율을 검출하는 조립회 검출수단과, 그 조립회 검출수단으로 검출된 조립회의 함유율에 따라서, 유동 매체의 발출량을 가감하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.And granulating ash detection means for detecting the content of granulated ash in the fluidized medium in the fluidized bed, and control means for adding or subtracting the amount of discharge of the fluid medium in accordance with the content of granulated ash detected by the granulated ash detection means. It is to be done.
본 발명의 명세서에 있어서, 일반탄은 발열량이 3,500kcal/kg 이상인 것을 나타내며, 예컨대, 역청탄이나 갈탄등이 있다. 주연료인 저품위탄은 발열량이 일반탄 보다 낮은 슬러지탄등을 나타낸다. 또 연소재는 연소로서 생성된 회외에 점토질은 광물, 금속등 여러가지 잡다한 불연물을 포함하는 것으로 한다.In the specification of the present invention, the ordinary coal indicates that the calorific value is 3,500 kcal / kg or more, and examples thereof include bituminous coal and lignite. Low-grade coal, which is the main fuel, exhibits sludge coal and the like with lower calorific value than ordinary coal. In addition, the combustion material shall contain various miscellaneous incombustibles such as minerals and metals in addition to ashes produced as combustion.
유동층의 유동 상태를 양호하게 유지하고 장기간 안전하게 운전하기 위해선, 층내 매체의 입도를 그 장치에 알맞은 적절한 입도 범위가 되도록 조정해야 된다.In order to keep the fluidized bed in good condition and to operate safely for a long time, the particle size of the media in the bed must be adjusted to an appropriate particle size range suitable for the device.
적절한 입도 범위는 그 유동 장치의 공탑 속도(노내의 가스 유통)와 밀접히 관련되어 있다. 즉, 유동화의 상태를 판정하는 지표로서, 층내 매체에 고유치인 유동화 개시 속도 Umf와 공탑 속도 Uo와의 비, Uo/Umf가 있다. 유동 매체의 유동화 개시 속도 Umf는 주로 유동 매체의 입경, 비중, 기타의 물성으로 정해진다. 공업상 이용되고 있는 유동층 연소 장치는 유동 매체의 종류가 정해져 있으므로, 유동 매체의 입경판을 관리하면 된다. 균일 입경이 아니라 입경에 분포가 있는 경우에는 평균 입경으로 유동화 개시 속도 Umf가 정해진다. 따라서, 유동층의 층내 매체중이 조립회가 서서히 많아지는 경우, 평균 입경의 증대에 찬안해서 층내 매체의 입도 관리를 행하면 된다.The appropriate particle size range is closely related to the tower speed (the gas flow in the furnace) of the flow device. That is, as an index for determining the state of fluidization, there is a ratio between the fluidization start speed Umf and the tower column speed Uo, Uo / Umf, which are inherent values in the media in the bed. The fluidization start rate Umf of the fluidized medium is mainly determined by the particle diameter, specific gravity, and other physical properties of the fluidized medium. In the fluidized bed combustion apparatus used industrially, since the kind of a fluid medium is decided, what is necessary is just to manage the particle diameter plate of a fluid medium. If there is a distribution in the particle size rather than the uniform particle size, the fluidization start rate Umf is determined by the average particle size. Therefore, when the granulation ash of the fluidized bed gradually increases, the particle size management of the medium in the bed may be performed in consideration of the increase in the average particle diameter.
한편, 유동층 연소 장치에선 연소해야 할 연료의 양이 정해져 있으며, 그것에 대응해서 공급되는 공기량은 대체로 일정하다. 또, 화로의 크기도 미리 정해진 것이므로, 공탑 속도 Uo를 대폭적으로 변경할 수는 없다. 그러므로 층내 매체의 평균 입경을 조정하므로서, 상기 Uo/Umf의 값이 소정의 범위내에 들어가도록 조정하면 된다.On the other hand, in the fluidized bed combustion apparatus, the amount of fuel to be burned is determined, and the amount of air supplied correspondingly is generally constant. Moreover, since the size of the furnace is also predetermined, it is not possible to significantly change the tower speed Uo. Therefore, the average particle diameter of the medium in the layer may be adjusted so that the value of Uo / Umf falls within a predetermined range.
제5도는 유동 매체의 입자 직경과 800℃ 공기에 의한 유동화 개시 속도와의 관계를 나타내는 특성도이다. 도면중의 곡선 A는 유동 매체의 밀도가 2.0g/㎤ 곡선 B는 유동 매체의 밀도가 1.4g/㎤, 곡선 C는 유동 매체의 밀도가 1.0g/㎤, 곡선 D는 유동 매체의 밀도가 0.75g/㎤, 곡선 e는 유동 매체의 밀도가 0.50g/㎤인 경우의 곡선이다.5 is a characteristic diagram showing the relationship between the particle diameter of the fluidized medium and the fluidization start rate by 800 ° C. air. Curve A in the figure shows the density of the flowing medium is 2.0 g /
이 도면에서 알 수 있는 바와 같이 유동 매체가 쪼개지거나 분화되어 평균 입경이 작아지면 유동 속도 Umf가 작아진다. 이 경우, 공탑 속도 Uo는 거의 일정하므로 Uo/Umf의 값은 커진다. 반대로, 조립회의 증가등으로 유동 매체의 평균 입경이 커지면, 유동화 개시 속도 Umf가 커지며 이에 따라서 Uo/Umf의 값은 작아진다.As can be seen from this figure, the flow velocity Umf decreases as the flow medium splits or differentiates and the average particle diameter becomes smaller. In this case, since the tower speed Uo is almost constant, the value of Uo / Umf becomes large. On the contrary, when the average particle diameter of the flow medium is increased due to the increase in the assembly ash, the fluidization initiation rate Umf becomes large and accordingly the value of Uo / Umf becomes small.
여러 종류의 실험결과등으로 상기 Uo/Umf의 값이 1.5 미만이면 유동화가 불충분하든가, 유동화가 정지되어 층이 고정층 상태로 이행되고, 그 때문에 공급한 연료가 층내에서 균일하게 확산되지 않고 부분적으로 편재되어, 연소하고 핫스폿트로 해서 층내 매체가 서로 용융되어 크링커 트러블을 발생한다.If the value of Uo / Umf is less than 1.5 according to various kinds of experimental results, the fluidization may be insufficient or the fluidization may be stopped and the bed may be shifted to a fixed bed state. It burns and becomes a hot spot, and the media in a layer melt | fuse each other and generate clinker trouble.
한편, Uo/Umf의 값이 8을 초과하면 층내 매체가 노외부로 비산되어 유동층이 양호하게 형성되지 않는다. 또한, 공급한 연료가 미연소인채로 노 외부로 비산하거나 석회석에 의한 탈유가 충분히 이뤄지지 않은 체 연소 가스가 배출되는 등 부적당한 일이 생긴다. 이같은 것으로 유동층 연소 장치에 있어선 Uo/Umf의 값의 1.5 내지 9의 범위내에 들어가도록 층내 매체의 평균 입경을 조정할 필요가 있다.On the other hand, if the value of Uo / Umf exceeds 8, the media in the bed are scattered out of the furnace and the fluidized bed is not formed well. In addition, inadequate things may occur such that the fuel supplied is unburned and scattered outside the furnace, or the combustion gas is discharged which is not sufficiently deoiled by limestone. As such, in the fluidized bed combustion apparatus, it is necessary to adjust the average particle diameter of the media in the bed so as to fall within the range of 1.5 to 9 of the value of Uo / Umf.
다음으로 본 발명의 실시예에 대해서 제1도 및 제2도를 이용하여 설명한다. 제1도는 실시예에 관계하는 유동층 연소장치의 개략 제어 계통도, 제2도는 제어 플로우차트이다.Next, the Example of this invention is described using FIG. 1 and FIG. 1 is a schematic control system diagram of a fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment, and FIG. 2 is a control flowchart.
제1도에 있어서 1은 유동층 보일러, 2는 다공판, 3은 유동층, 4는 윈도우 박스, 5는 연질인 슬러지탄, 6은 유동층 보일러(1)의 탑 정상부 부근에 설치된 슬러지탄 공급장치, 7은 유동 매체 발출장치인 회발출관, 8은 일반탄, 9는 석탄 공급장치, 10은 입도 조절용 분립체, 11은 분립체 공급장치, 12는 스크류컨베이어, 13는 체, 14는 조립 출구, 15는 폐기 조립회, 16은 호퍼, 17은 리사이클관이다.In FIG. 1, 1 is a fluidized bed boiler, 2 is a perforated plate, 3 is a fluidized bed, 4 is a window box, 5 is soft sludge coal, 6 is a sludge coal supply device installed near the top of the tower of the
또한, 18은 비율 검출수단 19는 샘플링관, 20은 체, 21은 세립회 출구, 22는 조립회 출구, 23을 세립회 계량병, 24는 조립회 계량병, 25는 세립회 카운터, 26은 조립회 카운터, 조립회 검출수단, 27는 추, 28은 세립회 중량 신호, 29는 조립회 중량신호, 30는 중량비 검출 신호, 31은 제어부, 유동 상태 제어수단, 32,33,34는 제1, 제2, 제3의 중량비 설정 신호, 35,36,37은 모터, 38a,38b,38c는 제어신호, 39는 호퍼, 40은 배관, 41은 공급관, 42는 벨트컨베이어, 43은 분쇄기, 44 및 45는 벨트컨베이어, 46 및 47은 호퍼, 48은 경질 슬러지칸, 49a 바크, 49b는 소다스트, 50은 분쇄기, 51은 압출성형기, 52는 폐기회, 53은 제어수단이다.In addition, 18 is a
상술한 바와 같이 유동층 보일러의 큰 장점의 하나는 다종 다양한 연료에 대응할 수 있는 점에 있다. 이 실시예의 경우, 구성 입경이 2 내지 3 이하인 미립자이며, 또한 카오리나이트 등의 점토광물을 다량으로 포함하는 함수율이 높은 연질 슬러지탄(5)과, 발열량이 3,500kcal/kg 이상이며 평균 입경이 수 mm, 내지 수십 mm 정도로 파쇄된, 예컨대, 역청탄등의 일반탄(8)과 구성 입자가 10 내지 15㎛ 이하인 입자로 카오리나이트 등의 점토 광물이 적고 함수율이 낮은 경질 슬러지탄(48)과 길이가 약 10 내지 40cm, 폭이 약 3 내지 10cm는 두께가 약 5mm 이하인 바크(bark ; 49a)와 약 0.5mm 이하인 소다스트(톱밥)등 5종류 계의 연료를 동시에 연소시키는 것을 기술적으로 매우 어려운 것이다.As described above, one of the great advantages of the fluidized bed boiler is that it can cope with a variety of fuels. In the case of this embodiment, the
다음의 표 2, 표 3, 표 4 및 표 5는 경질 슬러지탄, 연질 슬러지탄, 바크 및 소다스트의 성상을 나타내는 표이다.Tables 2, 3, 4 and 5 below are tables showing the properties of hard sludge coal, soft sludge coal, bark and sodast.
[표 2]TABLE 2
[표 3]TABLE 3
[표 4]TABLE 4
[표 5]TABLE 5
이들 연료가 유동층(3) 내에서 충분히 혼합되고, 연소용 공기와 접촉해서 양호하게 연소하기 위해선 층내 투입시의 연료의 크기가 약 0.5 내지 50mm 정도의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이것보다 가늘면 투입 후, 연소가 불충분한 상태로 즉시 노외부로 비산하고 만다. 반대로 너무 크면 유동층(3)의 바닥부분에 침전되고 균일하게 층내에 분산하지 않기 때문에 침적한 부분의 온도는 과도하게 상승하며, 장치의 소손, 회의용융에 의한 크링커 트러블이 발생한다.In order for these fuels to be sufficiently mixed in the
따라서 연료의 공급 개통에 있어서, 점착성이 있는 연료에 대해선, 점착, 합체에 의한 조대화를 방지할 필요성이 있다. 한편, 미분상인 연료에 대해서는 조립해서 소정의 크기로 해야 된다.Therefore, in fuel supply opening, it is necessary to prevent coarsening by adhesion and coalescence with sticky fuel. On the other hand, the finely divided fuel must be assembled to have a predetermined size.
이 실시예에선 점토광물을 다량으로 포함하는 연질 슬러지탄(5)은, 연소후의 회가 원형을 유지하고, 또한, 회의 강도가 높기 때문에 슬러지탄 공급장치(6)의 선단부에 장치한 압출 성형기(51)로 약 10mm 이하의 크기인 펠릿(pellet)형태 또는 누들(nood le) 형태로 성형해서 노의 정상부로부터 유동층(3)으로 투입하고 있다.In this embodiment, the soft sludge coal (5) containing a large amount of clay minerals has a circular ash shape after combustion and has high ash strength, so that an extruder equipped at the tip of the sludge coal supply device (6) 51), pelletized or noodle-shaped, which is about 10 mm or less in size, is introduced into the
일반탄(8)은 50mm 이하로 체로 선별한 것을 사용하여 그것을 노측벽에 설치된 스프레더식인 석탄 공급장치(9)로부터 유동층(3)으로 공급된다.The
한편 경질 슬러지탄(48)은 호퍼(47)로부터 컨베이어(44)에 의해 분쇄기(43)로 투입된다. 또 바크(49a) 및 소다스트(49b)는 호퍼(46)로부터 컨베이어(45)에 의해서 상기 경질 슬러지탄(48)과 더불어 분쇄기(43)에 투입된다. 경질 슬러지탄(48)은 분쇄기(43)에 의해서 약 50mm 이하로 분쇄됨과 동시에 바크(49a) 및 (또는) 소다스트( 49b)와 혼합되므로서 경질 슬러지탄(48)의 분쇄후의 점착, 합체에 의한 과도한 조대화(祖大化)를 방지할 수 있다. 한편, 미립인 소다스트(49b)는 경질 슬러지탄(48)에 부착함으로서 고정되므로 연소가 불충분한채 노외부로 비산되는 일이 없어진다. 이 비산 방지를 확실하게 하기 위해 이들 혼합물로 이뤄지는 부연료는 유동층(3)의 부근으로부터 투입되도록 되어 있다.On the other hand, the
앞에서도 말한 바와 같이 유동층(3)에서의 격심한 혼합 교반 작용으로 연소회의 일부는 파쇄되며 운동 매체로서 적절한 입경이 되는데 나머지 대부분은 파쇄되지 않고 거치른 채 남으며, 조립회로서 노저 즉 다공판(2)의 위에 퇴적되어 유동층(3)의 유동화를 저해한다. 또 스프레더식인 석탄 공급장치(9)로부터 공급되는 일반탄(8)중에도 단단하고 거치른 회 또는 소석 따위 이물이 포함되어 있으며, 장기간에 걸치는 운동기간중에 이것들이 노저에 퇴적되어 유동층(3)의 유동화를 저해하는 원인이 되는데 상술한 슬러지탄(5)의 연소회에 기인하는 조립회의 생성량과 비교하면 그 양은 근소하다.As mentioned above, a part of the combustion ash is crushed by the vigorous mixing and stirring action in the
이상과 같이, 연료의 연소회의 입도가 거칠며, 유동층(3)의 유동매체로서 적절치 않은 입도인 것이 유동층(3)내에 잔류하며, 유동 매체의 평균 입경을 높이게 되며 그 때문에 입도 분포를 적절한 범위에 유지할 필요가 있다.As described above, the particle size of the combustion ash of the fuel is rough, and an inappropriate particle size as the fluid medium of the
본 발명의 실시예에 있어선 이하와 같은 운전 제어를 행하도록 되어있다.In the embodiment of the present invention, the following operation control is performed.
이 실시예에 관한 제어수단(53)의 비율 검출 수단(18)과 제어부(31)로서 주로 구성되고 있으며, 이것들은 도시되어 있지 않지만, 입력 포트, 출력 포트, 중앙 연산 처리장치(cpu), 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 억세스 메모리(RAM)등으로 구성되어 있다. 또, 이 제어수단(53)에는 도시되어 있지는 않으나 보일러의 조건 및 후에 상술하는 설정치등을 입력, 설정하는 키보드 스위치와 같은 입력 장치, 보일러의 운전 상태등을 표시하는 디스클레이 등의 표시 장치 및 보일러의 운전 상태등을 표시하는 디스클레이 등의 표시 장치 및 보일러의 운전상태 등을 기록하는 프린터등이 부설되어 있다.It is mainly comprised as the ratio detection means 18 and the control part 31 of the control means 53 which concerns on this embodiment, Although these are not shown, they are an input port, an output port, a central processing unit (cpu), and a readout. It consists of a dedicated memory (ROM), a random access memory (RAM), etc. Although not shown in the control means 53, an input device such as a keyboard switch for inputting and setting the condition of the boiler and the setting values described later, a display device such as a display unit for displaying the operating state of the boiler, and the boiler, etc. Display apparatuses, such as a disc clay, which display the operation state, etc., and the printer etc. which record the operation state of a boiler etc. are provided.
제1도에 나타낸 바와 같이, 회발출관(7) 중에는 샘플링관(19)의 취입구가 삽입되어 있다. 그 샘플링관(19)에 의해 채취한 유동 매체의 일부는 입도 측정을 체(20)로 조립회와 세립회 등 2종류로 나뉜다. 이 체(20)의 체의 눈의 크기는 3 내지 6mm 정도가 적당하다. 세립회 출구(21)로부터 나온 세립회는 세립회 계량병(23)으로, 조립회 출구(22)로부터 나온 조립회는 조립회 계량병(24)으로, 각각 투입된다. 세립회 계량병(2 3)의 세립회 또는 조립상 계량병(24)의 조립회의 중량인 추(27)와 균형되는 양이 되면 시이소의 원리로 세립회 계량병(23) 또는 조립회 계량병(24)을 내려가며, 계량병(23, 24)내의 회를 배출하며, 그 배출이 끝난 뒤 가벼워지면 계량병(23,24)은 원 위치로 복귀한다. 또한 계량병(23,24)에 부설한 추(27)의 중량은 양쪽이 다 같다.As shown in FIG. 1, the intake port of the
일정시간내의 계량병(23,24)의 오르내림의 횟수를 세립회 카운터(25), 조립회 카운터(26)로 각각 카운트 하고, 세립회 중량 신호(28), 조립회 중량신호(29)로서 출력한다.The number of times of up and down of the measuring
상술한 바와 같이, 계량된 회는 호퍼(39)에 일시적으로 저장된 다음, 배관(40)에 의해 체(13)로 보내어져 다른 회와 합류한다. 체(13)로 분급된 조립회는 분쇄기(50 )로 분쇄되어 호퍼(16)로 보내어져서 다시 이용되고, 유동 매체의 리사이클이 그다지 필요치 않는 경우등에는 일부 폐기회(52)로서 폐기한다.As described above, the metered ash is temporarily stored in the
다음으로 제어 플로우에 대해 제2도를 이용하여 설명한다.Next, a control flow is demonstrated using FIG.
스텝(이하, S로 약기한다) 1에 있어서 유동 매체중의 있어서의 조립상의 비율을 규정한 제1의 중량비 신호(32), 제2의 중량비 설정 신호(33) 및 제3의 중량비 설정 신호(34)가 미리 입력장치를 거쳐서 제어부(31)의 소정의 RAM영역에 입력, 설정되어 있다. 이 실시예의 경우, 상기 제1의 중량비 설정 신호(32)(이하, 설정치 S1으로 약기한다)가 조립회 함유율 25중량%로, 제2의 중량비 설정 신호(33)(이하 설정치 S2로 약기한다)가 조립 함유율 55중량%로, 또 제3의 중량비의 설정신호(34)(이하 설정치 S3으로 약기한다)가 조립회 함유율 75중량%로 정해지고 있다.The first weight ratio signal 32, the second weight ratio setting signal 33, and the third weight ratio setting signal that define the ratio of the granular phase in the fluid medium in step 1 (hereinafter abbreviated as S) ( 34 is input to the predetermined RAM area of the control part 31 via the input device beforehand, and is set. In this embodiment, the first weight ratio setting signal 32 (hereinafter abbreviated as set value S 1 ) is 25% by weight of coarse ash content rate, and abbreviated as second weight ratio setting signal 33 (hereinafter set value S 2) . be) is assembled to the content of 55% by weight, also abbreviated as a third by weight of the set signal 34 (the set value S 3 of) the can is determined in the assembly once the content 75% by weight.
다음으로 상술과 같이 해서 얻어진 세립회 중량 신호(28)(계량 회수 W1), 조립회 중량신호(29)(계량회수 W2)로부터 비율 검출수단(18)에 있어서 이하의 식으로 전체에 차지하는 조립회의 비율 H%, 즉 중량비 검출신호(30)를 구한다(S2).Next, from the fine ash weight signal 28 (measurement number W 1 ) and the assembly weight weight signal 29 (measurement number W 2 ) obtained as described above, the
이와 같이 해서 연산된 조립회 중량 비율 H가 S3에 있어서 설정치 S3(75중량 %) 보다 큰지 아닌지가 판단된다. 조립회 중량비율 H가 설정치(S3)를 초과하고 있다는 것은 유동 매체의 조립회가 상당히 진행되고 있다는 것이며, 이 경우에는 제어신호(38 a)를 출력해서 모터(37)를 구동하며, 분립체 공급장치(11)로부터 규사, 석회석등의 입도 조절용 분립체(10)를 유동층내에 투입해서 유동층(3)내의 평균 입력을 신속히 내린다. 이같이 제어 플로우의 최초의 단계에서 이상 여부를 판단하면 긴급 사태에 신속하게 대처할 수 있다.Thus by operation of the assembly once it is determined that the weight ratio H S 3 is not in the set value S 3 is greater than (75%). The assembly weight weight ratio H exceeding the set value S 3 means that the assembly assembly of the fluid medium is proceeding considerably. In this case, the control signal 38 a is output to drive the motor 37, and the granular material From the
S3이 아니오라고 판단되면 S5로 나아가 조립회 중량 비율 H%가 측정치 S1(25중량%) 보다 큰지 아닌지가 판단되며, H가 설정치 S1보다 작을 경우에는 조립회가 적고 세립회가 많으므로 유동화는 양호함으로, 특별한 조작을 하지 않고 통상의 운전, 즉 통상의 속도로 연질 슬러지탄(5)의 공급을 행하고 회 발취관(7)으로부터 통상의 타이밍으로 유동 매체의 발출을 행한다.If S 3 is determined to be no, proceed to S 5 and judge whether or not the weight ratio of the assembly ashes H% is greater than the measured value S 1 (25% by weight) .If H is smaller than the set value S 1 , the assembly ashes are small and there are many fine ashes. Therefore, the fluidization is good, so that the
S5가 아니오라고 판단되면 S6에 있어서 조립회 중량 비율 H가 설정치 S1과 설정치 S2와 사이에 있는지 어떤지가 판단된다. 이 판단결과가 예이면, 유동층(3)내의 유동 매체의 입도가 약간 거칠게 되기 시작한 상태를 나타내고 있다.If it is determined that S 5 is no, it is judged in S 6 whether the assembly weight weight ratio H is between the set value S 1 and the set value S 2 . If the result of this determination is an example, it shows the state where the particle size of the fluid medium in the
이 경우에는 제1도에 나타내는 바와 같이 제어신호(38b)를 모터(35)로 보내고, 회발출관(7)으로부터의 운동 매체의 배출량을 증가하도록 제어해서 층내의 유동 매체 입도의 조대화를 방지한다.In this case, as shown in FIG. 1, the control signal 38b is sent to the
이와 같이 회발출관(7)로부터의 유동 매체 발출량의 조작에도 불구하고, 유동층 (3)내의 유동 매체내의 조립회가 한층 더 증가하면 조립회 중량 비율 H는 설정치 S2를 초과하며, 설정치 S2와 설정치 S3사이에 들어가, Sb이 아니오라고 판단된다. 이렇게 되면, 회발출관(7)으로부터의 유동 매체의 발출량을 최대한으로 해도되는 유동 매체의 조대화를 억제할 수 없게 된 상태를 보이고 있다. 이 경우에는 다음의 수단으로서 제1도에 나타내는 바와 같이, 제어신호(38c)를 모터(36)로 보내고, 조립회의 주된 생성원인 슬러지탄(5)의 공급량을 내리도록 제어한다(S8).In spite of the manipulation of the flow medium discharged amount from the
이같이 회발출관(7)으로부터의 발출량의 증가, 슬러지탄(5)의 공급량의 감소, 입도 조절용 분립체(10)의 공급량의 증가등을 제어함으로서 유동 매체의 발출에 의한 열손실이 적어지며 게다가 슬러지탄을 연소시켜도 장기적으로 안전한 유동 상태를 유지할 수 있으므로 연속 운전이 가능해진다.Thus, by controlling the increase in the amount of discharge from the ash discharge pipe (7), the decrease in the supply amount of the sludge coal (5), the increase in the supply amount of the granular material for controlling the particle size (10), the heat loss due to the discharge of the fluid medium is reduced In addition, even if the sludge is burned, it is possible to maintain a safe flow state in the long term, thereby enabling continuous operation.
상기 실시예와 같이 입도 조절용 분체로서 석회석을 사용하면 탈유 효과도 동시에 얻어진다.When limestone is used as the particle size control powder as in the above embodiment, the deoiling effect is also obtained at the same time.
본 발명에 의하면 유동층 연소장치의 유동화가 안정되므로 운전의 자동화, 에너지 효율화를 꾀할 수 있다.According to the present invention, since the fluidization of the fluidized bed combustion apparatus is stabilized, automation of operation and energy efficiency can be achieved.
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