JPH0814507A - 流動層ボイラ - Google Patents
流動層ボイラInfo
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- JPH0814507A JPH0814507A JP14917194A JP14917194A JPH0814507A JP H0814507 A JPH0814507 A JP H0814507A JP 14917194 A JP14917194 A JP 14917194A JP 14917194 A JP14917194 A JP 14917194A JP H0814507 A JPH0814507 A JP H0814507A
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Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単に流動層温度を適正に保つ。
【構成】 火炉１内下方の分散ノズルからの燃焼空気に
より燃料とベッド材とを流動化させて流動層５を形成す
る流動層ボイラにおいて、前記分散ノズルを高さの異な
る複数種のノズル９，１０で構成し、これら分散ノズル
９，１０に高さごとに前記燃焼空気を分割して供給する
空気供給手段１５を設けると共に、この空気供給手段１
５により高さごとに供給される燃焼空気の割合を前記燃
料に応じて調節して流動層温度を所定の温度に維持する
層温度制御器１８を設けたことを特徴としている。
より燃料とベッド材とを流動化させて流動層５を形成す
る流動層ボイラにおいて、前記分散ノズルを高さの異な
る複数種のノズル９，１０で構成し、これら分散ノズル
９，１０に高さごとに前記燃焼空気を分割して供給する
空気供給手段１５を設けると共に、この空気供給手段１
５により高さごとに供給される燃焼空気の割合を前記燃
料に応じて調節して流動層温度を所定の温度に維持する
層温度制御器１８を設けたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多種燃料に対応できる流
動層ボイラに関するものである。
動層ボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体燃料を効率よく燃焼させるボイラと
して流動層ボイラがある。
して流動層ボイラがある。
【０００３】流動層ボイラは、図３に示すように、火炉
３０内の下方の空気分散板３１に設けられた分散ノズル
３２から噴射された燃焼空気により燃料例えば粉状の石
炭を灰等のベッド材と共に流動化させながら燃焼させ
て、発電用蒸気タービン等に供給される蒸気などを発生
させるものであり、燃焼排ガスはサイクロンを介して処
理される。この流動層ボイラ３３では流動層３４内の温
度を所定の温度（約 850〜900 ℃で例えば約 850℃）に
維持して、燃料を燃焼させながらＮＯｘの低減やＳＯｘ
の低減などを図っている。
３０内の下方の空気分散板３１に設けられた分散ノズル
３２から噴射された燃焼空気により燃料例えば粉状の石
炭を灰等のベッド材と共に流動化させながら燃焼させ
て、発電用蒸気タービン等に供給される蒸気などを発生
させるものであり、燃焼排ガスはサイクロンを介して処
理される。この流動層ボイラ３３では流動層３４内の温
度を所定の温度（約 850〜900 ℃で例えば約 850℃）に
維持して、燃料を燃焼させながらＮＯｘの低減やＳＯｘ
の低減などを図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の流動
層ボイラ３３にて使用される燃料は多種（石炭（石炭だ
けでも無煙炭，石油コークスなど多種ある。），植物性
廃棄物，汚泥物など）あり、その性状によっては流動層
３４内での燃焼とフリーボード部３５での燃焼との割合
が変化する。すなわち、同じ流動層ボイラで燃焼割合の
異なる燃料を使用すると、層内割合の高いもの（燃えに
くい燃料）は流動層の温度が上がり気味となり、一方、
低いつまりフリーボード部３５の割合が高いもの（燃え
やすい燃料）は流動層の温度が下がり気味となる。従っ
て、例えば層内伝面を層温度が上がり気味の燃料で決定
（設定）すると、他の燃料を使用した場合には、層温度
が低くなり、極端な場合、燃焼効率が悪くなったり、層
内脱硫を行っているときは脱硫効率の低下が生じたりす
る。
層ボイラ３３にて使用される燃料は多種（石炭（石炭だ
けでも無煙炭，石油コークスなど多種ある。），植物性
廃棄物，汚泥物など）あり、その性状によっては流動層
３４内での燃焼とフリーボード部３５での燃焼との割合
が変化する。すなわち、同じ流動層ボイラで燃焼割合の
異なる燃料を使用すると、層内割合の高いもの（燃えに
くい燃料）は流動層の温度が上がり気味となり、一方、
低いつまりフリーボード部３５の割合が高いもの（燃え
やすい燃料）は流動層の温度が下がり気味となる。従っ
て、例えば層内伝面を層温度が上がり気味の燃料で決定
（設定）すると、他の燃料を使用した場合には、層温度
が低くなり、極端な場合、燃焼効率が悪くなったり、層
内脱硫を行っているときは脱硫効率の低下が生じたりす
る。
【０００５】また、負荷変化手段として内部が加圧雰囲
気の圧力容器３７の中に火炉３０が設けられた加圧流動
層ボイラのようにベッド材貯蔵容器３６を備えている場
合には、燃料に応じて層高を制御することも考えられ
る。すなわち、ベッド材貯蔵容器３６は、容器３６内を
減圧して流動層３４内からベッド材を抜き出し、これを
容器３６内に回収して層高を低くする。一方、貯蔵容器
３６内のベッド材を空気などにより搬送して流動層３４
内に投入し、層高を高くするものである。このため、例
えば層内伝面を層温度が上がり気味の燃料で決定する
と、他の燃料を使用した場合には、層温度が低くなるた
め、ベッド材貯蔵容器３６を用いて層高を低くして層温
度を所定の温度に維持することもできる。しかし、燃料
が変わる度にベッド材の出入を行わなければならず、こ
のベッド材の出入は、容器３６内の減圧及び気流搬送で
行うため、ベッド材の調節が難しく、簡単には行えな
い。
気の圧力容器３７の中に火炉３０が設けられた加圧流動
層ボイラのようにベッド材貯蔵容器３６を備えている場
合には、燃料に応じて層高を制御することも考えられ
る。すなわち、ベッド材貯蔵容器３６は、容器３６内を
減圧して流動層３４内からベッド材を抜き出し、これを
容器３６内に回収して層高を低くする。一方、貯蔵容器
３６内のベッド材を空気などにより搬送して流動層３４
内に投入し、層高を高くするものである。このため、例
えば層内伝面を層温度が上がり気味の燃料で決定する
と、他の燃料を使用した場合には、層温度が低くなるた
め、ベッド材貯蔵容器３６を用いて層高を低くして層温
度を所定の温度に維持することもできる。しかし、燃料
が変わる度にベッド材の出入を行わなければならず、こ
のベッド材の出入は、容器３６内の減圧及び気流搬送で
行うため、ベッド材の調節が難しく、簡単には行えな
い。
【０００６】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
なされたものであり、その目的は、簡単に流動層温度を
適正に保つことができる流動層ボイラを提供することに
ある。
なされたものであり、その目的は、簡単に流動層温度を
適正に保つことができる流動層ボイラを提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、火炉内下方の分散ノズルからの燃焼空気
により燃料とベッド材とを流動化させて流動層を形成す
る流動層ボイラにおいて、前記分散ノズルを高さの異な
る複数種のノズルで構成し、これら分散ノズルに高さご
とに前記燃焼空気を分割して供給する空気供給手段を設
けると共に、この空気供給手段により高さごとに供給さ
れる燃焼空気の割合を前記燃料に応じて調節して流動層
温度を所定の温度に維持する層温度制御器を設けたもの
である。
成するために、火炉内下方の分散ノズルからの燃焼空気
により燃料とベッド材とを流動化させて流動層を形成す
る流動層ボイラにおいて、前記分散ノズルを高さの異な
る複数種のノズルで構成し、これら分散ノズルに高さご
とに前記燃焼空気を分割して供給する空気供給手段を設
けると共に、この空気供給手段により高さごとに供給さ
れる燃焼空気の割合を前記燃料に応じて調節して流動層
温度を所定の温度に維持する層温度制御器を設けたもの
である。
【０００８】
【作用】分散ノズルを高さの異なるノズルで構成し、こ
れらノズルから噴射される燃焼空気量を高さごとに調節
する層温度制御器を設けたことにより、燃料が性状の異
なる燃料に変ると、ノズルに供給する燃焼空気量も燃料
に応じて変化する。これにより、流動層内のノズル間の
空塔速度が変って、層内での収熱量が変化する。従っ
て、流動層温度を簡単に所定の温度に維持することが可
能となる。
れらノズルから噴射される燃焼空気量を高さごとに調節
する層温度制御器を設けたことにより、燃料が性状の異
なる燃料に変ると、ノズルに供給する燃焼空気量も燃料
に応じて変化する。これにより、流動層内のノズル間の
空塔速度が変って、層内での収熱量が変化する。従っ
て、流動層温度を簡単に所定の温度に維持することが可
能となる。
【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。
て詳述する。
【００１０】図１において、１は流動層ボイラ２の火炉
を示し、この火炉１には、燃料（例えば粉状の石炭）や
石灰石等を供給する供給ライン３が接続されている。
を示し、この火炉１には、燃料（例えば粉状の石炭）や
石灰石等を供給する供給ライン３が接続されている。
【００１１】火炉１内の下方には、分散板４が設けら
れ、この分散板４上で燃焼空気により燃料と灰や石灰石
又はドロマイト等からなるベッド材とが流動化されて流
動層５が形成されると共に、燃料が燃焼されるように構
成されている。
れ、この分散板４上で燃焼空気により燃料と灰や石灰石
又はドロマイト等からなるベッド材とが流動化されて流
動層５が形成されると共に、燃料が燃焼されるように構
成されている。
【００１２】また、火炉１の上部には、灰等を捕集する
サイクロン６を有する燃焼排ガスライン７が接続されて
いると共に、内部には流動層５内の燃焼熱の一部を回収
する伝熱管８が設けられている。
サイクロン６を有する燃焼排ガスライン７が接続されて
いると共に、内部には流動層５内の燃焼熱の一部を回収
する伝熱管８が設けられている。
【００１３】さらに、火炉１の分散板４には、前記燃焼
空気を噴射するための空気分散ノズル９，１０が複数設
けられ、これら空気分散ノズル９，１０は、前記伝熱管
８の下部伝熱部８ａより低い位置に空気を噴射する低分
散ノズル９とその下部伝熱部８ａより少し上方に空気を
噴射する高分散ノズル１０の高さの異なる２種類のノズ
ルからなっている。また、分散板４の下部には２段に風
箱１１，１２が設けられ、上段の第１風箱１１には高分
散ノズル１０が、下段の第２風箱１２には低分散ノズル
９がそれぞれ連通されている。第１及び第２風箱１１，
１２には、空気供給ライン１３から分岐された第１及び
第２空気供給ライン１４ａ，１４ｂが接続されて空気供
給手段１５が構成され、第１及び第２風箱１１，１２に
は燃焼空気が分割されて供給されるようになっている。
第１及び第２空気供給ライン１４ａ，１４ｂには、燃焼
空気の第１及び第２風箱１１，１２への供給量の割合を
変える第１及び第２流量調節ダンパ１６，１７が介設さ
れ、これらダンパ１６，１７の開度は層温度制御器１８
により調節されるようになっている。
空気を噴射するための空気分散ノズル９，１０が複数設
けられ、これら空気分散ノズル９，１０は、前記伝熱管
８の下部伝熱部８ａより低い位置に空気を噴射する低分
散ノズル９とその下部伝熱部８ａより少し上方に空気を
噴射する高分散ノズル１０の高さの異なる２種類のノズ
ルからなっている。また、分散板４の下部には２段に風
箱１１，１２が設けられ、上段の第１風箱１１には高分
散ノズル１０が、下段の第２風箱１２には低分散ノズル
９がそれぞれ連通されている。第１及び第２風箱１１，
１２には、空気供給ライン１３から分岐された第１及び
第２空気供給ライン１４ａ，１４ｂが接続されて空気供
給手段１５が構成され、第１及び第２風箱１１，１２に
は燃焼空気が分割されて供給されるようになっている。
第１及び第２空気供給ライン１４ａ，１４ｂには、燃焼
空気の第１及び第２風箱１１，１２への供給量の割合を
変える第１及び第２流量調節ダンパ１６，１７が介設さ
れ、これらダンパ１６，１７の開度は層温度制御器１８
により調節されるようになっている。
【００１４】層温度制御器１８は、第１及び第２流量調
節ダンパ１６，１７の開度を火炉１に供給される燃料に
応じて調節して流動層温度を所定の温度（約 850〜900
℃で例えば約 850℃）に維持する機能を有する。例え
ば、火炉１に供給される複数種の燃料の燃料比（固定炭
素分／揮発分）の真中を基準にしてダンパ制御を行うも
のであり、燃料比が真中の燃料が供給される場合には、
第１及び第２流量調節ダンパ１６，１７の開度の割合を
同じにすると共に、伝熱管８の下部伝熱部８ａの伝熱特
性が真中にくるように設定し、燃料比が高い燃料の場合
には、層内燃焼割合がベース（燃料比が真中の燃料の場
合の層内燃焼割合）に比べて高くなるので、第１流量調
節ダンパ１６の開度を小、第２流量調節ダンパ１７の開
度を大にして、伝熱管８の下部伝熱部８ａの伝熱特性が
大になるようにする。他方、燃料比が低い燃料の場合に
は、層内燃焼割合がベースに比べて低くなる（フリーボ
ード部１９の燃焼割合がベースに比べて高くなる）の
で、第２流量調節ダンパ１７の開度を小、第１流量調節
ダンパ１６の開度を大にして、伝熱管８の下部伝熱部８
ａの伝熱特性が小さくなるようにする。すなわち、流動
層５における空塔速度と伝熱係数との関係が図２に示す
ようになるため、空塔速度を変えることにより流動層内
の収熱量を変えられるので、層温度の制御を行える。こ
のため、空塔速度がＵとＵ0 の範囲で運用可能であり、
この範囲であれば層温度の制御を行える。従って、ダン
パ１６，１７を調節することで、伝熱管８の下部伝熱部
８ａ（低分散ノズル９の噴出口と高分散ノズル１０の噴
出口との間の伝熱管８）周りの空塔速度（ガス速度）が
変って伝熱特性が変るので、層内燃焼の変化に対して層
内収熱量を変えることができ、層温度を適正に保つこと
ができることになる。
節ダンパ１６，１７の開度を火炉１に供給される燃料に
応じて調節して流動層温度を所定の温度（約 850〜900
℃で例えば約 850℃）に維持する機能を有する。例え
ば、火炉１に供給される複数種の燃料の燃料比（固定炭
素分／揮発分）の真中を基準にしてダンパ制御を行うも
のであり、燃料比が真中の燃料が供給される場合には、
第１及び第２流量調節ダンパ１６，１７の開度の割合を
同じにすると共に、伝熱管８の下部伝熱部８ａの伝熱特
性が真中にくるように設定し、燃料比が高い燃料の場合
には、層内燃焼割合がベース（燃料比が真中の燃料の場
合の層内燃焼割合）に比べて高くなるので、第１流量調
節ダンパ１６の開度を小、第２流量調節ダンパ１７の開
度を大にして、伝熱管８の下部伝熱部８ａの伝熱特性が
大になるようにする。他方、燃料比が低い燃料の場合に
は、層内燃焼割合がベースに比べて低くなる（フリーボ
ード部１９の燃焼割合がベースに比べて高くなる）の
で、第２流量調節ダンパ１７の開度を小、第１流量調節
ダンパ１６の開度を大にして、伝熱管８の下部伝熱部８
ａの伝熱特性が小さくなるようにする。すなわち、流動
層５における空塔速度と伝熱係数との関係が図２に示す
ようになるため、空塔速度を変えることにより流動層内
の収熱量を変えられるので、層温度の制御を行える。こ
のため、空塔速度がＵとＵ0 の範囲で運用可能であり、
この範囲であれば層温度の制御を行える。従って、ダン
パ１６，１７を調節することで、伝熱管８の下部伝熱部
８ａ（低分散ノズル９の噴出口と高分散ノズル１０の噴
出口との間の伝熱管８）周りの空塔速度（ガス速度）が
変って伝熱特性が変るので、層内燃焼の変化に対して層
内収熱量を変えることができ、層温度を適正に保つこと
ができることになる。
【００１５】さて、燃焼空気が第１及び第２風箱１１，
１２に分割されて供給されると、燃焼空気は風箱１１，
１２から高分散ノズル１０及び低分散ノズル９を介して
火炉１内に噴射されて、燃料とベッド材とが流動化され
て流動層５が形成されると共に、燃料が燃焼される。こ
の燃焼熱の一部が伝熱管８に回収されて例えば蒸気が発
生し、この蒸気が発電用蒸気タービン等に利用される。
燃焼ガスは、サイクロン６を介して排ガス系に導かれて
処理される。
１２に分割されて供給されると、燃焼空気は風箱１１，
１２から高分散ノズル１０及び低分散ノズル９を介して
火炉１内に噴射されて、燃料とベッド材とが流動化され
て流動層５が形成されると共に、燃料が燃焼される。こ
の燃焼熱の一部が伝熱管８に回収されて例えば蒸気が発
生し、この蒸気が発電用蒸気タービン等に利用される。
燃焼ガスは、サイクロン６を介して排ガス系に導かれて
処理される。
【００１６】そして、火炉１に供給される燃料が燃料比
の異なる燃料に変ると、それに応じて層温度制御器１８
によりダンパ１６，１７の開度が適宜調節され、流動層
温度が所定の温度（約 850〜900 ℃で例えば約 850℃）
に維持される。具体的には、燃料比が高い燃料の場合に
は、第１流量調節ダンパ１６の開度が小、第２流量調節
ダンパ１７の開度が大に調節されて、低分散ノズル９か
らの燃焼空気量が増えて、伝熱管８の下部伝熱部８ａ周
りの空塔速度（ガス速度）が速くなる。これにより、伝
熱管８の下部伝熱部８ａの伝熱特性が大になり、伝熱管
８の収熱量が増えて層内温度が所定温度に維持される。
他方、燃料比が低い燃料の場合には、第２流量調節ダン
パ１７の開度が小、第１流量調節ダンパ１６の開度が大
に調節されて、伝熱管８の下部伝熱部８ａの伝熱特性が
小さくなる。これにより、伝熱管８の収熱量が減って層
内温度が所定温度に維持される。すなわち、ダンパ１
６，１７を調節することで、伝熱管８の下部伝熱部８ａ
周りの空塔速度（ガス速度）が変って伝熱特性が変る。
このため、燃料の性状によって燃焼状態が変り、この層
内燃焼の変化に対して層内収熱量を変えることができ、
層温度を適正に保つことができる。これにより、燃料の
性状が変っても流動層温度を所定の温度（約 850〜900
℃で例えば約 850℃）に維持することができ、燃焼効率
が悪くなったり、脱硫効率の低下が生じたりすることが
なくなる。
の異なる燃料に変ると、それに応じて層温度制御器１８
によりダンパ１６，１７の開度が適宜調節され、流動層
温度が所定の温度（約 850〜900 ℃で例えば約 850℃）
に維持される。具体的には、燃料比が高い燃料の場合に
は、第１流量調節ダンパ１６の開度が小、第２流量調節
ダンパ１７の開度が大に調節されて、低分散ノズル９か
らの燃焼空気量が増えて、伝熱管８の下部伝熱部８ａ周
りの空塔速度（ガス速度）が速くなる。これにより、伝
熱管８の下部伝熱部８ａの伝熱特性が大になり、伝熱管
８の収熱量が増えて層内温度が所定温度に維持される。
他方、燃料比が低い燃料の場合には、第２流量調節ダン
パ１７の開度が小、第１流量調節ダンパ１６の開度が大
に調節されて、伝熱管８の下部伝熱部８ａの伝熱特性が
小さくなる。これにより、伝熱管８の収熱量が減って層
内温度が所定温度に維持される。すなわち、ダンパ１
６，１７を調節することで、伝熱管８の下部伝熱部８ａ
周りの空塔速度（ガス速度）が変って伝熱特性が変る。
このため、燃料の性状によって燃焼状態が変り、この層
内燃焼の変化に対して層内収熱量を変えることができ、
層温度を適正に保つことができる。これにより、燃料の
性状が変っても流動層温度を所定の温度（約 850〜900
℃で例えば約 850℃）に維持することができ、燃焼効率
が悪くなったり、脱硫効率の低下が生じたりすることが
なくなる。
【００１７】尚、本実施例では２種類の高さの異なる分
散ノズルを用いて説明したが、３種類以上の高さの異な
るノズルを用いてもよく、このようにすれば、伝熱管の
下部伝熱部の空塔速度（ガス速度）を適切に変えること
ができ、より正確に流動層温度を所定の温度に維持する
ことが可能となる。
散ノズルを用いて説明したが、３種類以上の高さの異な
るノズルを用いてもよく、このようにすれば、伝熱管の
下部伝熱部の空塔速度（ガス速度）を適切に変えること
ができ、より正確に流動層温度を所定の温度に維持する
ことが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、分散ノズ
ルを高さの異なるノズルで構成し、これらノズルから噴
射される燃焼空気量を高さごとに調節する層温度制御器
を設けたので、流動層温度を簡単に所定の温度に維持で
きる。
ルを高さの異なるノズルで構成し、これらノズルから噴
射される燃焼空気量を高さごとに調節する層温度制御器
を設けたので、流動層温度を簡単に所定の温度に維持で
きる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】空塔速度と伝熱係数の関係を示す図である。
【図３】従来の一例を示す構成図である。
【符号の説明】 １ 火炉 ５ 流動層 ９ 低分散ノズル １０ 高分散ノズル １５ 空気供給手段 １８ 層温度制御器
Claims (1)
- 【請求項１】 火炉内下方の分散ノズルからの燃焼空気
により燃料とベッド材とを流動化させて流動層を形成す
る流動層ボイラにおいて、前記分散ノズルを高さの異な
る複数種のノズルで構成し、これら分散ノズルに高さご
とに前記燃焼空気を分割して供給する空気供給手段を設
けると共に、該空気供給手段により高さごとに供給され
る燃焼空気の割合を前記燃料に応じて調節して流動層温
度を所定の温度に維持する層温度制御器を設けたことを
特徴とする流動層ボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14917194A JP3513918B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 流動層ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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1994
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| CN107321276A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-11-07 | 天津科技大学 | 一种产品品质可控的热熔融流化床微胶囊制备系统及制备方法 |
| CN107321276B (zh) * | 2017-06-16 | 2020-10-13 | 天津科技大学 | 一种产品品质可控的热熔融流化床微胶囊制备系统及制备方法 |
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