JPH04369301A - 加圧流動層ボイラ - Google Patents

加圧流動層ボイラ

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JPH04369301A
JPH04369301A JP16942891A JP16942891A JPH04369301A JP H04369301 A JPH04369301 A JP H04369301A JP 16942891 A JP16942891 A JP 16942891A JP 16942891 A JP16942891 A JP 16942891A JP H04369301 A JPH04369301 A JP H04369301A
Authority
JP
Japan
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desulfurizing agent
pipe
fluidized bed
cell
boiler
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Pending
Application number
JP16942891A
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English (en)
Inventor
Seiji Wada
和田 誠治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

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】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、加圧流動層ボイラに関
するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、火力発電の高効率化を目ざして、
加圧流動層ボイラを用いた複合発電設備の研究開発が行
われている。 【0003】而して、図2に示すごとく加圧流動層ボイ
ラ1は、蒸発器2及び過熱器3並に再熱器4を内装する
セル5と、該セル5を内装する圧力容器6を備え、前記
セル5内には、流動層を形成するベッド材29が装入さ
れている。 【0004】過熱器3の蒸気流通方向上流側端部は蒸発
器2を介して管路7により給水ポンプ8に接続され、下
流側端部は、管路9により蒸気タービン設備10におけ
る高圧タービン11の蒸気入口に接続されている。又、
再熱器4の蒸気流通方向上流側端部は、管路12により
蒸気タービン設備10における高圧タービン11の蒸気
出口に接続され、下流側端部は、管路13により蒸気タ
ービン設備10における中低圧タービン14の蒸気入口
に接続され、高圧タービン11及び中低圧タービン14
によって蒸気タービン発電機17を駆動し得るようにな
っている。更に、前記中低圧タービン14の蒸気出口は
管路15により復水器16を介して前記給水ポンプ8に
接続されている。 【0005】セル5の上部には、燃料ガスを送るガス管
路18が接続され、該ガス管路18の下流側端部は、ガ
スタービン発電機19及びコンプレッサ20を駆動する
ガスタービン21に接続されており、コンプレッサ20
よりの圧縮空気50は、管路22を介して圧力容器6内
及びセル5内へ送給し得るようになっている。セル5の
下部には燃料ポンプ23により混合燃料供給管51を通
り送給されたスラリー状の混合燃料28をセル5のベッ
ド材29内へ噴射するノズル24が設置されている。 【0006】なお、図中25は水及び石炭26と石灰石
(CaCO3)等の脱硫剤27とを混合してスラリー状
の混合燃料28を製造するタンクである。 【0007】上記加圧流動層ボイラ1では、タンク25
において生成された、水及び石炭26と脱硫剤27の混
合したスラリー状の混合燃料28が燃料ポンプ23によ
り混合燃料供給管51を通ってノズル24へ送られ、コ
ンプレッサ20により生成された管路22を通って送ら
れてきた圧縮空気50により流動化されているベッド材
29中へ噴射されて燃焼が行われる。 【0008】ベッド材29中で燃料が燃焼すると、熱は
、ベッド材29に伝達され、更に、ベッド材29が蒸発
器2、過熱器3、再熱器4に接触することによって、前
記熱が蒸発器2、過熱器3、再熱器4に伝達される。 【0009】給水ポンプ8から管路7を通って蒸発器2
へ供給されたボイラ水は、前記熱によって蒸気化し、そ
の蒸気は過熱器3により過熱蒸気となり、該過熱蒸気は
、管路9から蒸気タービン設備10の高圧タービン11
に流入して該高圧タービン11が駆動される。 【0010】高圧タービン11を駆動した後の蒸気は、
管路12から再熱器4へ流入し、該再熱器4によって再
熱された蒸気は、管路13から中低圧タービン14に流
入して、該中低圧タービン14を駆動し、更に中低圧タ
ービン14を駆動した後の蒸気は、管路15から復水器
16へ送られ、復水器16によってボイラ水に戻された
うえ、給水ポンプ8により再び蒸発器2へ供給される。 【0011】このようにして、蒸気タービン設備10は
蒸気により駆動され、蒸気タービン設備10に接続され
た蒸気タービン発電機17によって発電が行われる。 【0012】一方、セル5内において燃焼した燃料の燃
焼ガスは、ガス管路18によりガスタービン21に供給
され、ガスタービン21に接続されたガスタービン発電
機19によって発電が行われ、又、同時に、ガスタービ
ン21によって前記コンプレッサ20が駆動され、コン
プレッサ20では、大気が吸入されて圧縮され、圧縮空
気50は圧力容器6内へ送給される。ガスタービン21
を駆動した燃焼ガスは大気中へ排出される。 【0013】前述の加圧流動層ボイラ1において、水及
び石炭26に脱硫剤27を混合するのは、石炭の燃焼に
よって発生する硫黄酸化物(SOX)を、例えばCaS
O3+SO2+1/2O2→CaSO4+CO2の反応
により低減させるためである。 【0014】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
加圧流動層ボイラ1にあっては、水及び石炭26と脱硫
剤27の混合割合は一定であるため、ボイラ負荷が変動
し負荷変動に対応して燃料ポンプ23により送られる混
合燃料28の流量を変更した場合、特にボイラ負荷が低
下して混合燃料28の流量を低下させた場合には、燃焼
ガス中のSOXの濃度が増加することが経験的に知られ
ている。 【0015】而して、ボイラ負荷の変動に伴う燃焼ガス
中のSOXの濃度を減少させるには、タンク25へ供給
される水及び石炭26に対する脱硫剤27の量を増加さ
せれば良いが、混合燃料28の流速は遅いため、脱硫剤
27の割合が増加した混合燃料28がタンク25からセ
ル5内へ到達するまでに時間遅れが生じ、応答性が悪い
。 【0016】このため、従来は、タンク25へ供給され
る水及び石炭26に対する脱硫剤27の割合をボイラ負
荷が変動した場合のことを考慮して多目にしていたが、
これは通常の負荷の場合は脱硫剤27を無駄に消費する
ことになり、省資源の観点からして好ましくない。 【0017】本発明は、上述の実情に鑑み、応答性が良
好でしかも省資源を図ることのできる加圧流動層ボイラ
を提供することを目的としてなしたものである。 【0018】 【課題を解決するための手段】本発明は、圧力容器に収
納され、内装された蒸発器及び過熱器並に再熱器に熱を
与え得るよう、流動化可能なベッド材が収納されたセル
と、該セルに収納されたベッド材に燃料及び脱硫剤が混
合されたスラリー状の混合燃料を供給する混合燃料供給
管を備えた流動層ボイラにおいて、脱硫剤を受入れ可能
に前記セルの近傍に設置された脱硫剤受けタンクと、該
脱硫剤受けタンクから前記セルに収納されたベッド材内
に脱硫剤を投入可能な脱硫剤投入管と、該脱硫剤投入管
に加圧空気を導入する空気導入管を設けたものである。 【0019】 【作用】通常の運転時には、脱硫剤が一定の割合で混合
した混合燃料が、混合燃料供給管からセル内に収納され
たベッド材に供給され、ボイラ負荷変化時のような場合
には、加圧空気の働きにより、脱硫剤受けタンク内の脱
硫剤が、脱硫剤投入管から、セル内に収納されたベッド
材内に供給される。このためベッド材内の脱硫剤の燃料
に対する割合が高くなり、燃焼ガス中のSOX濃度が低
減される。 【0020】 【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。 【0021】図1は本発明の加圧流動層ボイラの一実施
例で、基本的な構成は、図2に示す従来の加圧流動層ボ
イラと同じであるが、本実施例においては、加圧ボイラ
負荷変動時用の脱硫剤投入装置30を設けた点が従来の
加圧流動層ボイラとは相違する。 【0022】脱硫剤投入装置30は、圧力容器6外に設
置され石灰石等の脱硫剤31を一時的に貯蔵する脱硫剤
貯蔵タンク32と、圧力容器6内に設置され、前記脱硫
剤貯蔵タンク32から投入された脱硫剤31を受ける脱
硫剤受けタンク33とを備え、脱硫剤貯蔵タンク32の
頂部には、制御弁34が設置された脱硫剤供給管35が
接続され、脱硫剤貯蔵タンク32の底部と脱硫剤受けタ
ンク33の頂部とは、中途部に制御弁36が設置された
脱硫剤受入れ管37により接続され、脱硫剤受けタンク
33の底部とセル5の下端部にノズル24と近接して設
けたノズル38とは脱硫剤投入管39により接続されて
いる。 【0023】圧力容器6と脱硫剤貯蔵タンク32の上部
は、中途部に制御弁40が設置された空気導入管41に
より接続され、圧力容器6と脱硫剤投入管39は、中途
部に制御弁42が設置された空気導入管43により接続
されている。 【0024】ガス管路18には、セル5から排出された
燃焼ガス中のSOXの濃度を検出するための濃度検出器
44が接続され、濃度検出器44で検出したSOX濃度
検出値45は制御装置46に与え得るようになっている
。又制御装置46には、SOX濃度設定値47及びボイ
ラ負荷指令48を与え得るようになっており、制御装置
46からは各制御弁34,36,40,42へ弁開閉指
令49a,49b,49c,49dを与え得るようにな
っている。 【0025】次に上記加圧流動層ボイラの作動について
説明するが、ボイラ負荷が定常負荷の場合の作動は図2
に示す加圧流動層ボイラと同じである。 【0026】この場合、濃度検出器44では、ガス管路
18を流れる燃焼ガス中のSOX濃度が検出され、SO
X濃度検出値45は制御装置46へ与えられるが、ボイ
ラ負荷が定常状態の場合には、制御装置46よりの弁開
閉指令49a,49b,49c,49dにより制御弁3
4,36,40,42は全て閉止している。 【0027】ボイラ負荷指令48が変更され、セル5か
ら排出される燃焼ガス中のSOX濃度が高くなった場合
には、制御装置46では、濃度検出器44で検出された
SOX濃度検出値45とSOX濃度設定値47との偏差
が求められ、偏差が予め定めた所定の値より大きい場合
には、制御装置46からの弁開閉指令49a,49b,
49c,49dにより制御弁34は閉止したままである
が、制御弁36,40,42は開いた状態になる。 【0028】そうすると、コンプレッサ20により圧力
容器6へ供給された圧縮空気50の一部が空気導入管4
3から脱硫剤投入管39へ導入され、脱硫剤受けタンク
33内の脱硫剤31が脱硫剤投入管39よりノズル38
を通り、セル5内の流動化しているベッド材29中に投
入される。而して、この場合、混合燃料28中に一定の
割合で混合されている脱硫剤27に加えて、脱硫剤受け
タンク33内に収納されている脱硫剤31がベッド材2
9中へ供給されるため、ベッド材29中の水及び石炭2
6に対する脱硫剤の割合が増加し、燃焼ガス中のSOX
濃度が低減する。       【0029】又、脱硫剤貯蔵タンク32中の脱硫剤31
は、脱硫剤受入れ管37を通って脱硫剤受けタンク33
へ供給される。この場合、空気導入管41,43から圧
力容器6内の圧力が脱硫剤貯蔵タンク32の上部及び脱
硫剤投入管39に導入され、脱硫剤貯蔵タンク32の上
部と脱硫剤投入管39内が等しい圧力となっているため
、脱硫剤受けタンク33内の脱硫剤31は円滑にベッド
材29へ投入され、脱硫剤貯蔵タンク32内の脱硫剤3
1は円滑に脱硫剤受けタンク33へ受入れられる。 【0030】SOX濃度検出値45とSOX濃度設定値
47の偏差が所定の値以下になると、制御装置46から
の弁開閉指令49a,49b,49c,49dにより全
ての制御弁34,36,40,42は閉止した状態にな
る。 【0031】制御弁34が開くのは、脱硫剤供給管35
を通して脱硫剤貯蔵タンク32へ脱硫剤31を供給する
場合であり、これは例えば脱硫剤貯蔵タンク32にレベ
ル計を設けておき、レベル計で検出した信号を制御装置
46で処理し、弁開閉指令49aとして制御弁34に与
えることにより行う。 【0032】なお、本発明の実施例においては、制御装
置46を設けて各制御弁34,36,40,42を自動
的に開閉する場合について説明したが、作業員が濃度検
出器44を目視し、SOX濃度が予め定めた値より高い
場合は、操作盤を操作して制御弁36,40,42を開
き、又脱硫剤貯蔵タンク32へ脱硫剤31を供給する場
合にも操作盤の操作により制御弁34を開くようにする
こともできること、脱硫剤31としては石灰石に限らず
種々のものを使用することができること、ボイラ負荷変
動時に消費する脱硫剤の量によっては脱硫剤貯蔵タンク
32は設置しなくても良いこと、脱硫剤はノズル24か
ら投入するようにしても良いこと、濃度検出器44は設
けずボイラ負荷が変動した場合にボイラ負荷に応じ適宜
制御弁34,36,40,42を開いても良いこと、制
御弁34,36,40は制御弁でなく、開閉弁でも良い
こと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更を加え得ること、等は勿論である。 【0033】 【発明の効果】本発明の加圧流動層ボイラによれば、ボ
イラ負荷が変動した場合でも、燃焼ガス中のSOX濃度
を低くすることができ、又脱硫剤はセルの近傍に設置し
た脱硫剤受けタンクから供給するため応答性が良好であ
り、更に定常時には余分な脱硫剤が不要であるから省資
源に貢献できる、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加圧流動層ボイラの一実施例の系統図
である。
【図2】従来の加圧流動層ボイラの一例の系統図である
【符号の説明】
1    加圧流動層ボイラ 2    蒸発器 3    過熱器 4    再熱器 5    セル 26  水及び石炭(燃料) 27  脱硫剤 28  混合燃料 29  ベッド材 31  脱硫剤 33  脱硫剤受けタンク 39  脱硫剤投入管 43  空気導入管 50  圧縮空気(加圧空気) 51  混合燃料供給管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  圧力容器に収納され、内装された蒸発
    器及び過熱器並に再熱器に熱を与え得るよう、流動化可
    能なベッド材が収納されたセルと、該セルに収納された
    ベッド材に燃料及び脱硫剤が混合されたスラリー状の混
    合燃料を供給する混合燃料供給管を備えた流動層ボイラ
    において、脱硫剤を受入れ可能に前記セルの近傍に設置
    された脱硫剤受けタンクと、該脱硫剤受けタンクから前
    記セルに収納されたベッド材内に脱硫剤を投入可能な脱
    硫剤投入管と、該脱硫剤投入管に加圧空気を導入する空
    気導入管を設けたことを特徴とする加圧流動層ボイラ。
JP16942891A 1991-06-14 1991-06-14 加圧流動層ボイラ Pending JPH04369301A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001521611A (ja) * 1997-04-14 2001-11-06 株式会社 荏原製作所 加圧流動床ボイラ複合サイクル発電システム
JP2020008231A (ja) * 2018-07-10 2020-01-16 住友金属鉱山株式会社 ボイラー排ガスのSOx濃度制御方法

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