JPH0828814A - 流動床燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 アッシュストレージビンの排気管に遮断弁を
設けず、マテリアルシールと、流動床燃焼炉への流動材
投入を可能にした流動床燃焼装置を提供する。 【構成】 流動床燃焼炉１の炉底部とアッシュストレー
ジビン８との間は斜め上向き管９′、鉛直管９、斜め下
向き管９″をもつ流動材抜出し管に連絡、又アッシュス
トレージビン８の排出口は鉛直管１５と斜め下向き管１
３とでリフタ１４−１に連絡、鉛直管１６と斜め下降管
１７とで炉底部に連絡される。アッシュストレージビン
８の上部は、遮断弁のない排気管１０−１、エゼクタ１
０−３を通じて煙管４に連絡される。流動材の充満によ
るマテリアルシールのため、アッシュストレージビン８
の上部へ接続の排気管１０−１に遮断弁を設けずに流動
床燃焼炉１へアッシュストレージビン８から流動材を投
入することができる。又遮断弁とエゼクタの両方を設け
ない装置も提供されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流動床燃焼炉の層高制
御装置を持つ流動床燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流動床燃焼炉の層高制御装置を持つ流動
床燃焼装置の例を図４に示してある。図４において、流
動床燃焼炉１の空気分散板２の上には流動材３があり、
この炉内に石炭・石灰石投入装置６から空気管７−１に
よって石炭と石灰石が連続供給される。流動床燃焼炉１
内では石炭を燃焼し脱硫反応を行い、燃焼ガスは煙道４
からサイクロン５に導かれる。

【０００３】また、流動床燃焼炉１には負荷調節のため
流動材３を炉内に出し入れするアッシュストレージビン
８が備えられている。炉内からの流動材３の抜き出しは
抜出し管で行う。抜出し管は斜め上向き管９’と、鉛直
管９と斜め下向き管９''から構成されている。一方、炉
内への流動材の投入は、スタンドパイプ１１を流れ下る
流動材をＬバルブ１２によって駆動空気７−３を使って
行う。このとき、アッシュストレージビン８の排気管１
０−１に設けられた遮断弁１０−２は全閉とする。

【０００４】また、スチームエゼクタ１０−３が設けら
れており、これは、炉内から流動材３を抜き出すときに
使用される。スチームエゼクタ１０−３を通ったガスは
スチームと共にサイクロン５の手前の煙道４へ戻され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来技術の
系統においてアッシュストレージビン８の上部からサイ
クロン５の入口に至る排気管１０−１にある遮断弁１０
−２はバルブ内が約８５０℃の他圧力容器内にある為、
バルブ外側が高温（約４００℃）ガス雰囲気となる。従
ってメインテナンスも運転中は出来ず、遠隔操作弁とし
て信頼性に欠ける懸念があった。その上、この弁１０−
２が全閉になるのは（通常は全開）負荷上げ時にアッシ
ュストレージビン８内の流動材を炉１内へ戻す時だけな
ので、これらの点からこの遮断弁１０−２を無くしたシ
ステムを確立する事が課題であった。

【０００６】しかしながら、アッシュストレージビン８
下のスタンドパイプ１１の高さを極端に長くとりマテリ
アルシールにて遮断弁１０−２を無くす事は無理な為、
遮断弁１０−２がどうしても必要であった。スタンドパ
イプ１１が必要高さ以下だとＬバルブ投入空気が炉側と
なる水平方向へ流れず、殆んどが圧力の低いビン８側す
なわちスタンドパイプ１１を上へと流れ流動材の輸送が
行われている。

【０００７】従ってこのＬバルブ１２に代り遮断弁１０
−２が無くマテリアルシールが出来た上に炉へアッシュ
ストレージビン８から流動材を投入出来る機器を得る事
が課題であった。また、遮断弁１０−２と共に高温雰囲
気にあるエゼクタ１０−３を無くしたシステムを得るこ
とも課題となっていた。

【０００８】本発明は、層高制御のためのアッシュスト
レージビンの排気管に遮断弁或いは遮断弁とエゼクタを
設けず、マテリアルシールを可能とし、かつ、流動床燃
焼炉へアッシュストレージビンから流動材を投入可能に
した流動床燃焼装置を提供することを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段と作用】本発明は、流動床
燃焼炉、及びこの流動床燃焼炉の横に配設された層高制
御のためのアッシュストレージビンを有し、流動床燃焼
炉の炉底側部とアッシュストレージビンの上部が流動材
抜出し管で接続され、アッシュストレージビンの上部に
排気管が接続されている流動床燃焼装置における前記課
題を解決するため、アッシュストレージビンの上部と流
動床燃焼炉用サイクロンの入口部とを接続している排気
管に従来設けられていた遮断弁を無くする。

【００１０】そして、本発明による流動床燃焼装置で
は、アッシュストレージビンの排出口に連通され鉛直管
と斜め下向き管からなる下降管、この下降管の下端が側
部へ接続され空気分散板を持つリフタ、このリフタから
立ち上った鉛直管と斜め下向きで下端を流動床燃焼炉の
炉底側部へ接続された斜め下降管とで構成されたリフタ
管を設ける。

【００１１】また、流動材抜出し管を、流動床燃焼炉の
炉底側部からアッシュストレージビンの上部へ接続され
た斜め上向き管と、鉛直管と、斜め下向き管とから構成
する。なお、前記した斜め下向き管、斜め下降管、斜め
上向き管などの傾斜は内部を搬送される粒子の安息角以
上とするのが好ましい。また、前記した構成において、
アッシュストレージビンの排出口は、流動床燃焼炉の５
０％負荷相当流動層高さ以上の位置に設けるのが好まし
い。

【００１２】以上のように構成された本発明による流動
床燃焼装置における負荷調節のための流動材の出し入れ
はアッシュストレージビンと流動床燃焼炉との間で次の
ようにして行われる。

【００１３】（１）リフタへ空気投入が無いとき。 定負荷運転時はリフタへ空気が投入されない。アッシュ
ストレージビン内の流動材は、アッシュストレージビン
の排出口に連通された下降管内にリフタ入口まで充満し
ている。また、流動床燃焼炉の炉底側部からアッシュス
トレージビンの上部へ連通された流動材抜出し管には、
その抜出し管を構成する斜め上向き管内に若干の高さま
で流動材が充満している。

【００１４】この下降管と流動材抜出し管における流動
材の充満によって流動床燃焼炉内のガスはマテリアルシ
ールされ、炉内ガスは、炉底側部→リフタ→アッシュス
トレージビン→サイクロンに流れる若干のリークに抑え
られる。

【００１５】（２）リフタへ空気を投入したとき。 負荷上げ時にはリフタへ空気が投入される。アッシュス
トレージビン内の流動材は下降管をリフタへ流れ下る。
リフタに投入された空気は鉛直管と斜め下降管からなる
リフタ管を通って流動材と共に炉底側部から流動床燃焼
炉へと投入され炉内の流動層高が増加される。なお、流
動床燃焼炉からアッシュストレージビンへの流動材の抜
き出しは従来の装置におけると同様に行われる。

【００１６】このようにして、本発明による流動床燃焼
装置ではアッシュストレージビンの排気管に遮断弁を設
けることなくマテリアルシールを可能としつゝ、アッシ
ュストレージビンと流動床燃焼炉との間で流動材の出し
入れが可能となる。

【００１７】また前記した課題を解決するため、他の本
発明では、流動床燃焼炉、及び同流動床燃焼炉の横に配
設された層高制御のためのアッシュストレージビンを有
し、前記流動床燃焼炉の炉底側部と前記アッシュストレ
ージビンの排出口がＬバルブで接続され、前記流動床燃
焼炉の炉底側部と前記アッシュストレージビンの上部が
流動材抜出し管で接続され、前記アッシュストレージビ
ンの上部に排気管が接続されている流動床燃焼装置にお
いて、その排気管に従来設けられていた遮断弁とエゼク
タを無くする。

【００１８】そして流動床燃焼炉の炉底側部とその上部
の炉側部を斜め上向き管と鉛直管と斜め下向き管とから
なる上昇管で連絡すると共にこの斜め上向き管の上端を
斜め下向き管によりリフタに接続し、かつ、このリフタ
を鉛直管と斜め下向き管でアッシュストレージビンの上
部へ接続して前記した流動材抜出し管を構成し、前記し
た排気管を炉底部へ接続する。なお、上昇管をリフタに
接続する斜め下向き管は、炉内流動層の高さより常に低
くなる位置で上昇管に接続する。また、斜め上向き管、
斜め下向き管の傾斜は、内部を移動する粒子の安息角以
上とするのが好ましい。

【００１９】このように構成した流動床燃焼装置では、
炉底側部とその上部の炉側部を連絡する上昇管は、炉内
の流動材と共に流れて来る燃焼ガスを炉のフリーボード
へ排除する。そして上昇管を構成する斜め上向き管の上
端に接続されている斜め下向き管は、炉内から流れて来
る流動材をリフタへ重力落下させる。この流動材をリフ
タは搬送空気により鉛直管と斜め下向き管を通してアッ
シュストレージビンへ輸送する。前記した斜め下向き管
はその傾斜のため流動材が内部に堆積することがない。

【００２０】アッシュストレージビンはその排出口を通
して、また、排気管、流動材抜出し管で流動床燃焼炉の
炉底部へ接続されているので炉内と等圧となっている。
そして流動材抜出し管を構成する斜め下向き管は、その
中に流動材粒子が詰まっているのでマテリアルシールす
る。リフタへ供給された空気の一部は流動材抜出し管の
斜め下向き管内の粒子間を通り、上昇管を経て炉内のフ
リーボードへ流れる。

【００２１】このようにして前記した構成をもつ他の本
発明による流動床燃焼装置ではアッシュストレージビン
の上部に接続されている排気管に対し遮断弁とエゼクタ
を共に設けることなしに流動材によるマテリアルシール
によって流動床燃焼炉へアッシュストレージビンから流
動材の投入が可能となる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明による流動床燃焼装置を図１〜
図３に示した実施例により具体的に説明する。なお、図
１〜図３において、図４の従来の装置と同じ構成の部分
には同一符号を付してあり、それらについての重複する
説明は省略する。

【００２３】（第１実施例）まず、図１，図２に示す第
１実施例について説明する。図１，図２に示す装置にお
いては、アッシュストレージビン８の排出口のスタンド
パイプ１１には、斜め下向き管１３と鉛直管１５からな
る下降管が接続され、斜め下向き管１３の下端はリフタ
１４−１の側部に接続されている。リフタ１４−１は空
気分散板１４−２を具え、リフタ１４−１からは鉛直管
１６が立ち上っており、その上端は斜め下向き管１７に
より炉底側部へ接続されている。

【００２４】なお、斜め下向き管１３と１７の傾斜は内
部を流れる粒流材などの粒子の安息角以上の角度をもつ
ように構成されている。図１，図２に示す装置では、ア
ッシュストレージビン８の上部からの排気管１０−１に
遮断弁は設けられていない。その他の構成は図４に示し
た従来の装置と同じである。図１，図２に示した装置は
前記した構成を有していて次のように作動する。

【００２５】（１）リフタ１４−１へ空気投入が無いと
き（定負荷時）。 このときは、図２に示すようにアッシュストレージビン
８の排出口に連通された鉛直管１５と斜め下向き管１３
からなる下降管内に流動材が充満している。また、流動
材抜出し管を構成する斜め上向き管９’内にも流動材が
充満している。この下降管と抜出し管内における流動材
の充満により流動床燃焼炉１内のガスはマテリアルシー
ルされ、炉底側部→リフタ→サイクロン入口管への炉内
ガスリーク量を許容値以下に抑えることができる。

【００２６】（２）リフタ１４−１へ空気を投入したと
き（負荷上げ時）。 このとき、アッシュストレージビン８内の流動材は、図
１に示すように鉛直管１５と斜め下向き管１３からなる
下降管を通ってリフタ１４−１へ流れ下る。リフタ１４
−１へ投入された空気７−４は、鉛直管１６と斜め下降
管１７からなるリフタ管を通って流動材を伴って炉底側
部から流動床燃焼炉へ投入され、炉内の層高が増加され
る。このようにして図１，図２に示す装置では、排気管
１０−１に遮断弁が設けられていなくともマテリアルシ
ールによりアッシュストレージビン８内の流動材を流動
床燃焼炉１へ戻すことができる。

【００２７】（第２実施例）次に、図３に示した第２実
施例について説明する。図３において、流動床燃焼炉１
内には層内伝熱管２０が配設され、石炭石灰投入装置６
から石炭と石灰石が空気７−１で分散搬送され炉底から
供給されるように構成されている。

【００２８】炉底側部には、その上部の炉側部（フリー
ボード）との間を連絡する斜め上向き管２１と、鉛直管
２２と、斜め下向き管２３とからなる上昇管が設けられ
ている。その斜め上向き管２１の上端部は斜め下向き管
２４によりリフタ２５に接続され、リフタ２５は鉛直管
２６と斜め下向き管２７によりアッシュストレージビン
８の上部へ接続されている。

【００２９】また、アッシュストレージビン８の上部に
接続された排気管１０−１は炉底部へ導かれており、こ
の排気管には遮断弁もスチームエゼクタも設けられてい
ない。なお、図３において、２８は高温精密脱塵器、２
９はガスタービンである。ガスタービン２９は発電を行
うと共に空気コンプレッサ７を駆動する。図３におい
て、その他の構成は図４に示された従来の装置と同じで
ある。図３に示す装置は以上の構成を有していて次のよ
うに作動する。

【００３０】（１）負荷降下時（層下げ時）。 リフタ２５へ空気７−２を供給すると、斜め下向き管２
４内の流動材が落下し、流動材はリフタ２５により鉛直
管２６へ送られる。こうして炉底側部より流動材は鉛直
管２６を通ってアッシュストレージビン８へ供給され
る。一方、搬送空気は、アッシュストレージビン８の上
部から排気管１０−１を経て炉底へと投入される。アッ
シュストレージビン８内では送り込まれた流動材と搬送
ガスが重力分離される。

【００３１】（２）負荷上昇時（層上げ時）。 アッシュストレージビン８の下のＬバルブ１２とアッシ
ュストレージビン８上部へ空気７ー３，７ー５がそれぞ
れ供給される。Ｌバルブ１２への空気７−３はＬバルブ
１２を水平方向に流れアッシュストレージビン８の圧力
を下降させながら流動材を炉内へ連続的に供給する。ア
ッシュストレージビン８の上部への空気７−５はプラン
トが加圧変化しているので炉内圧力と同圧力となるよう
必要量供給される。

【００３２】なお、この第２実施例では、流動材抜出し
管を構成する斜め下向き管２４の管長を長くする程、マ
テリアルシールにより鉛直管２６の圧損をカバーするだ
け差圧を確保できる。こうしてアッシュストレージビン
８内を減圧するためのエゼクタを排気管１０−１に設け
ることなく所期の作動をなしうる。

【００３３】また、アッシュストレージビン８の排気を
排気管１０−１で炉底へ連絡した構成として、アッシュ
ストレージビン８は炉底としか連絡していないのでビン
内は炉底と等圧力状態である。従って、排気管１０−１
に遮断弁を設けなくてもＬバルブ１２によって流動材の
圧送ができる。たゞし、層上げは、プラントを加圧しな
がら行うので空気７−５によりアッシュストレージビン
８内を加圧してやる必要がある。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による流動
床燃焼装置によれば、流動床燃焼炉と、流動床燃焼炉の
横に配設された層高制御のためのアッシュストレージビ
ンを有し、流動床燃焼炉の炉底側部とアッシュストレー
ジビンの上部が流動材抜出し管で接続され、そのアッシ
ュストレージビンの上部に排気管が接続されている流動
床燃焼装置において、その排気管に遮断弁、更にはエゼ
クタも設けなくてよいので、これら遮断弁やエゼクタを
配設することによって生じていた従来の流動床燃焼装置
に見られた問題点が解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による流動床燃焼装置の構
成を示す系統図で負荷を上げている状態を示している。

【図２】図１に示した装置が定負荷時にあるときの状態
を示す系統図。

【図３】本発明の第２実施例による流動床燃焼装置の構
成を示す系統図。

【図４】従来の流動床燃焼装置の構成を示す系統図。

【符号の説明】

１ 流動床燃焼炉 ２ 空気分散板 ３ 流動材 ４ 煙道 ５ サイクロン ６ 石炭石灰石投入装置 ７ 空気コンプレッサ ７−１，７−２，７−３，７−４，７−５ 空気 ８ アッシュストレージビン ９ 鉛直管 ９’ 斜め上向き管 ９'' 斜め下向き管 １０−１ 排気管 １０−２ 遮断弁 １０−３ スチームエジェクタ １１ スタンドパイプ １２ Ｌバルブ １３ 斜め下向き管 １４−１ リフタ １４−２ 空気分散板 １５，１６ 鉛直管 １７ 斜め下降管 ２０ 層内伝熱管 ２１ 斜め上向き管 ２２ 鉛直管 ２３ 斜め下向き管 ２４ 斜め下向き管 ２５ リフタ ２６ 鉛直管 ２７ 斜め下向き管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動床燃焼炉、及び同流動床燃焼炉の横
   に配設された層高制御のためのアッシュストレージビン
   を有し、前記流動床燃焼炉の炉底側部と前記アッシュス
   トレージビンの上部が流動材抜出し管で接続され、前記
   アッシュストレージビンの上部に排気管が接続されてい
   る流動床燃焼装置において、前記アッシュストレージビ
   ンの排出口に連通され鉛直管と斜め下向き管からなる下
   降管、同下降管の下端が側部へ接続され空気分散板を持
   つリフタ、同リフタから立ち上った鉛直管と斜め下向き
   で下端を前記流動床燃焼炉の炉底側部へ接続された斜め
   下降管とで構成されたリフタ管を有すると共に、前記流
   動材抜出し管が前記流動床燃焼炉の炉底側部から前記ア
   ッシュストレージビンの上部へ接続された斜め上向き管
   と鉛直管と斜め下向き管とから構成され、かつ、前記排
   気管は遮断弁を介在することなく燃焼炉用サイクロンの
   入口部に接続されていることを特徴とする流動床燃焼装
   置。
2. 【請求項２】 流動床燃焼炉、及び同流動床燃焼炉の横
   に配設された層高制御のためのアッシュストレージビン
   を有し、前記流動床燃焼炉の炉底側部と前記アッシュス
   トレージビンの排出口がＬバルブで接続され、前記流動
   床燃焼炉の炉底側部と前記アッシュストレージビンの上
   部が流動材抜出し管で接続され、前記アッシュストレー
   ジビンの上部に排気管が接続されている流動床燃焼装置
   において、前記流動床燃焼炉の炉底側部とその上部の炉
   側部を斜め上向き管と鉛直管と斜め下向き管とからなる
   上昇管で連絡すると共に同斜め上向き管の上端を斜め下
   向き管によりリフタに接続し、かつ、同リフタを鉛直管
   と斜め下向き管で前記アッシュストレージビンの上部へ
   接続して前記流動材抜出し管を構成し、前記排気管には
   遮断弁とエゼクタを設けることなく前記流動床燃焼炉の
   炉底部へ接続したことを特徴とする流動床燃焼装置。