JPH062815A - 加圧流動層ボイラの燃焼灰冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は燃焼灰自体の有している熱を
有効に利用して熱効率を向上させた加圧流動層ボイラの
燃焼灰冷却装置を提供するものである。 【構成】 本発明は流動層ボイラのサイクロンで捕集さ
れた燃焼灰を冷却して排出するための加圧流動層ボイラ
の燃焼灰冷却装置において、上記サイクロンの燃焼灰排
出路にＪバルブを介して燃焼灰回収容器を接続し、該燃
焼灰回収容器に、上記流動層ボイラに供給するための燃
焼空気によって収容されている燃焼灰を冷却するための
灰冷却手段と、該灰冷却手段で冷却された燃焼灰を減圧
して排出するための排出手段とを設けたことを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧力容器内に流動層ボイ
ラを格納した加圧流動層ボイラの燃焼灰冷却装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の加圧流動層ボイラーを用い
た複合発電システムの原理を示したものである。図示す
るように、この加圧流動層ボイラ複合発電システムは圧
力容器ａ内に、サイクロンｂを備えた流動層ボイラｃを
格納し、この流動層ボイラｃ内部で石炭などの燃料と石
灰石などの脱硫剤を流動媒体（ベッド材）と共に高圧の
燃焼空気で流動させて効率良く燃焼させ、発生した蒸気
によって発電機ｄを駆動するものである。

【０００３】この加圧流動層ボイラ複合発電システムを
簡単に説明すると、石炭は６ｍｍ以下に粉砕されて脱硫
剤とともに流動層ボイラｃ内へ供給され、石炭、脱硫
剤、灰等の混合物であるベット材により、コンプレッサ
ーｅからの高圧空気で高層高（約４ｍ）の流動層ｆが形
成される。石炭は流動層ｆの中で空気と攪拌され、１．
２〜１．６ＭＰａ（１２〜１６ｋｇｆ／ｃｍ² ）程度の
加圧下で効率良く燃焼する。また、燃焼時に発生するＳ
Ｏ₂ は層ｆ内で脱硫材により吸収され、燃焼温度が低い
ことからＮＯｘの発生を抑えることができる。層ｆ内で
発生した熱は高い伝熱特性を持つ流動層内伝熱管ｔによ
り蒸気として回収され、蒸気タービンｈを駆動する。そ
の後、燃焼排気ガスはボイラｃから約８６０〜８７０
℃，１．１〜１．５ＭＰａ（１１〜１５ｋｇｆ／ｃ
ｍ² ）で排出され、サイクロンｂで脱じんされた後、ガ
スタービンｉを駆動する。このガスタービンｉは燃焼用
空気コンプレッサーｅを駆動すると共に、余剰動力で発
電機ｊを駆動し、ガスタービンｉをでた排気ガスは脱硝
装置などのガス処理部ｌに送られて必要に応じて煤塵等
が排出規制以下に低減され、熱交換器ｋで熱回収された
後煙突ｍから排出されることになる。また、ボイラｃの
負荷調整は圧力内に供給する空気量と、ベッド材貯蔵容
器ｎとボイラ間でベッド材の出し入れすることにより流
動層ｆの高さを変化させて行うことになる。例えば、負
荷を減少する場合にはバルブｏを開いてベッド材貯蔵容
器ｎ内の圧力を外部へ逃がし、吸引管ｐを通してベット
材をボイラｃから吸い込んで層高を低くし、反対に、負
荷を高める場合には供給管のＬバルブｑの空気量を調整
してベッド材貯蔵容器ｍからボイラｃへベッド材を送り
込み、層高を高くすることで達成される。

【０００４】また、サイクロンｂで脱じんされた燃焼灰
は高温（約８５０℃）、高圧（十数ｋｇｆ／ｃｍ² ）の
状態のため、そのまま排出することは出来ず、燃焼灰冷
却装置ｓを通過した後、排出されることになる。すなわ
ち、高温、高圧の燃焼灰は先ず冷却水や冷却空気等の冷
却媒体が流通する灰冷却容器ｇで冷却され、ロックホッ
パｒで減圧された後、排出されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、サイクロンｂで脱じんされた燃焼灰の冷却は冷却
媒体が流通する灰冷却容器ｇで行われていたため、燃焼
灰自体の有している熱が無駄になっており、熱回収効率
の点からみて好ましいものではなかった。

【０００６】そこで、本発明は上述した問題点を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は燃焼
灰自体の有している熱を有効に利用して熱効率を向上さ
せた加圧流動層ボイラの燃焼灰冷却装置を提供するもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、流動層ボイラのサイクロンで捕集された燃
焼灰を冷却して排出するための加圧流動層ボイラの燃焼
灰冷却装置において、上記サイクロンの燃焼灰排出路に
Ｊバルブを介して燃焼灰回収容器を接続し、該燃焼灰回
収容器に、上記流動層ボイラに供給するための燃焼空気
によって収容されている燃焼灰を冷却するための灰冷却
手段と、該灰冷却手段で冷却された燃焼灰を減圧して排
出するための排出手段とを設けたものである。

【０００８】

【作用】本発明は上述したような構成であるため、サイ
クロンで捕集された燃焼灰は、燃焼灰排出路からバルブ
を介して燃焼灰回収容器に回収され、ここで灰冷却手段
で冷却された後、ロックホッパで減圧されて排出される
ことになる。また、この灰冷却手段の冷却媒体は流動層
ボイラに供給される燃焼空気であり、これが、燃焼灰の
有する熱によって予熱されるため、プラント全体の熱交
効率が向上することになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１０】図１は、本発明に係る加圧流動層の一実施
例を示したものである。図示するように、この加圧流動
層ボイラは圧力容器１内に、流動層ボイラ２が格納され
ており、高圧の燃焼空気によって効率の良い燃焼を行う
ようになっている。

【００１１】この流動層ボイラ２は竪型のボイラー躯体
３に、サイクロン４とベッド材貯蔵容器５を備えたもの
であり、ボイラー躯体３底部にはベッド材貯蔵容器５か
ら供給されるベッド材に石炭などの燃料や石灰石等の脱
硫材を混合した流動層６が形成され、ボイラー躯体３の
下部開口部から供給される燃焼空気によって流動層６を
流動させて燃焼を行うと共に、発生した燃焼排気ガス中
の灰塵をサイクロン４で荒取りするようになっている。
そして発生した燃焼排気ガスはタービン７を回して流動
層ボイラ２に燃焼空気を供給するコンプレッサー８を駆
動した後、脱硝処理装置９などによってクリーンガス化
され、排出されることになる。

【００１２】このベッド材貯蔵容器５はＬバルブ１０を
備えた吸引管１１を介してボイラー躯体３の底部に連結
されており、負荷変動に応じてベッド材を吸引または供
給して流動層６の層高を自在に調整することができるよ
うになっている。

【００１３】また、ボイラー躯体３の側壁には冷却水が
流通する伝熱管１２が設けられており、ボイラー躯体３
内の燃焼で発生した熱によって蒸気を発生し、蒸気ター
ビン１３を回し、発電機１４を駆動するようになってい
る。

【００１４】また、サイクロン４の灰排出管１５には、
本発明の燃焼灰冷却装置１６が設けられている。この燃
焼灰冷却装置１６は一端が灰排出管１５に接続されたＪ
バルブ１７と、このＪバルブ１７の他端に設けられた燃
焼灰回収容器１８と、この燃焼灰回収容器１８内に設け
られた冷却手段１９と、燃焼灰回収容器１８の下端に接
続された排出手段２０とからなっており、サイクロン４
で捕集された燃焼灰を灰排出管１５から抜き出し、Ｊバ
ルブ１７を通過させて燃焼灰回収容器１８内に回収して
冷却手段１９で冷却すると共に、これを排出手段２０に
よって排出するようになっている。

【００１５】この冷却手段１９は、燃焼灰回収容器１８
の燃焼灰層１８ａ内に空気配管１９ａを蛇行させて設け
たものであり、その一端は上記コンプレッサー８に接続
され、他端は圧力容器１内に開口した状態に設けられて
いる。そして、コンプレッサー８から供給される燃焼空
気を燃焼灰回収容器１８の燃焼灰層１８ａに導き、これ
を冷却した後、圧力容器１内に放出するようになってい
る。

【００１６】また、排出手段２０はホッパ２０ａと、こ
のホッパ２０ａの上下にそれぞれ設けられたロックバル
ブ２０ｂ，２０ｃとからなるロックホッパであり、燃焼
灰回収容器１８内の圧力を下げることなく、燃焼灰のみ
を通過させて排出するようになっている。また、燃焼灰
回収容器１８の上部はガス循環路２１で上記ボイラ躯体
３と接続されており、燃焼灰と共に、燃焼灰回収容器１
８に回収された燃焼ガスのみをボイラ躯体３内に循環さ
せるようになっている。

【００１７】次に、本発明の作用を説明する。

【００１８】先ず、コンプレッサー８によって加圧され
た高圧の燃焼空気は冷却手段１９の空気配管１９ａを通
過した後、その開口端から圧力容器１内に吹き込まれ、
圧力容器１内を加圧すると同時に、ボイラ躯体３の下部
開口部からボイラ躯体３内に導入し、流動層６を流動さ
せつつ、燃焼空気として利用される。次に、ボイラ躯体
３内で発生した燃焼排気ガスはサイクロン４で脱塵され
た後、ガスタービン７を駆動すると共に、脱硝装置９で
クリーンガス化され、熱交換器でさらに残りの熱を放出
した後、排出されることになる。

【００１９】一方、サイクロン４で脱塵された燃焼灰は
その自重によって灰排出管１５からＪバルブ１７を通過
して燃焼灰回収容器１８内に回収され、燃焼灰層１８ａ
を形成する。この時、灰排出管１５から流れてくる燃焼
灰はＪバルブ１７によって穏やかに燃焼灰回収容器１８
内に回収されるため、燃焼灰回収容器１８内においては
燃焼灰層１８ａと燃焼ガス層１８ｂとが迅速に形成され
ることになる。次に、この燃焼灰層１８ａに集まった燃
焼灰は約８５０℃の高温となっているが、その後、この
燃焼灰は燃焼灰層１８ａ中に設けられた空気配管１９を
通過する燃焼空気によって徐々に冷却された後、排出手
段２０であるロックホッパに送られることになり、燃焼
空気によって有効に熱回収が行われることになる。そし
て、ロックホッパ２０においては先ず、上部ロックバル
ブ２０ｂのみを開いて、ホッパ２０ａ内に冷却された燃
焼灰を集め、その後上部ロックバルブ２０ｂを閉じると
共に下部ロックバルブ２０ｃを開くことで、燃焼灰回収
容器１８内の圧力を下げることなくホッパ２０ａ内に集
められた燃焼灰のみを排出することとなる。また、燃焼
ガス層１８ｂ内の高圧の燃焼ガスはガス循環路２１から
再びボイラー躯体３内に循環されるため、圧力容器１内
の圧力を必要以上に低下させることがない。

【００２０】このように、本発明は脱塵された燃焼灰を
コンプレッサー８から供給される燃焼空気によって冷却
するようにしたため、燃焼灰中の熱が有効に回収される
ことにより、プラント全体の熱効率が向上すると共に、
この熱によって燃焼空気が予熱されることになるため、
ボイラ２において燃焼効率も向上することになる。

【００２１】尚、本実施例では排出手段２０を、ロック
ホッパを用いた例で示したが、本発明はこれに限られ
ず、例えばロータリバルブ等を代用することもできる。

【００２２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、脱塵され
た燃焼灰をボイラに供給される燃焼空気によって冷却す
るようにしたため、燃焼灰中の熱が有効に回収されボイ
ラ全体の熱効率が大巾に向上するといった優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼灰冷却装置を備えた加圧流動層ボ
イラシステムの一実施例を示す全体説明図である。

【図２】従来の燃焼灰冷却装置を備えた加圧流動層ボイ
ラシステムの一実施例を示す全体説明図である。

【符号の説明】

２ 流動ボイラ ４ サイクロン １５ 燃焼灰排出路 １６ 燃焼灰冷却装置 １７ Ｊバルブ １８ 燃焼灰回収容器 １９ 灰冷却手段 ２０ 排出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動層ボイラのサイクロンで捕集された
   燃焼灰を冷却して排出するための加圧流動層ボイラの燃
   焼灰冷却装置において、上記サイクロンの燃焼灰排出路
   にＪバルブを介して燃焼灰回収容器を接続し、該燃焼灰
   回収容器に、上記流動層ボイラに供給するための燃焼空
   気によって収容されている燃焼灰を冷却するための灰冷
   却手段と、該灰冷却手段で冷却された燃焼灰を減圧して
   排出するための排出手段とを設けたことを特徴とする加
   圧流動層ボイラの燃焼灰冷却装置。