JPS60101409A - 流動床燃焼器の石炭燃焼方法 - Google Patents

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】 本発明は、流動尿燃焼器乞用いた燃料、特に石炭の燃焼
・脱硫に関するものである。

本発明の技術的背景は、米国特許第４１６５８８５号、
同４．２７９．２０７号、同４２７９．２０５号、同４
．６０６．０２６号に開示されている。

本発明者は、少なくとも１つの燃焼処理変数用の制御と
して少なくとも別の燃焼処理変数を用いることによって
、燃焼床温度を最適効率にイ１１持しながら、ターンダ
ウンまたはターンアップの非常に改良された範囲でかつ
ターンダウンまたＱエターンアップの非常に増大された
速度で燃焼制御が有効に実施されることを見い出した。

最適実施例においては、蒸気圧力が一次空気人力の容量
を制御し、−次空気人力の容量が石炭人力の量を制御し
一床温度が蒸気管に関して床固体レベルを制御し、硫化
床温度が二次空気供給乞制御し、そして、二酸化イオウ
検出器が石灰岩対石炭の比率の制御を可能にする。

第１図においては、３膚の全流動燃焼器２００が概略的
に示されている。金属製ハウジング２０２が低密度耐火
物層２０４および高密度耐火物層２０６を包囲して、支
持体２０８上に乗っている全体のユニツ）４それぞれ収
容−１−る。金属製ディストリビュータ・プレート２１
０　、２１２　、２１４かハウジング内部を横断して延
びていて、６つの流動床、すなわち砂を蓄イ資１〜る下
方床、中間燃焼床、」二方脱硫床の底乞それぞれ画定′
１−る。

下方砂蓄積床はその下にウィンドボックス２１６によっ
て供給さｆするプリナム乞有している。ウィンドボック
ス２１６乞通して流動空気が床下ディストリビュータ・
プレート２１０に入り込む。多数の泡　鐘２１８がプレ
ート２１０乞通って延び（ホット・スポットを避けるた
めに絶縁盤（図示せず）をプレー）２ＴＯ上に延ばして
いる）−プレート２１０が再伸継手２１９によって定位
置に保持される。ハウジング壁を通って泡鐘２１８」二
に粗大処理管２２０が延びてい金。粗大処理管２−２０
は過剰床材料乞バグノ１ウス・ホッパへ運搬１−る。

中間燃焼床は、流動化燃焼空気を中間床に供給ｆるため
のプリナム２２２をその下に有している。

多数の泡鐘２２４がディストリビュータ・プレート２１
２およびウォータ・ジャケラ）　２２５’ｒ通って延び
、ウォータ・ジャケット２２５かプレー）２１２ｙａ＝
冷却してそハがｊ坐屈しないように１動く。

絶縁層２２８が各泡鐘２２４を包囲するようにプレー１
−２１２上に乗り、また、石の層２ろＯ（実際には、直
径が６／８・　から１゛′までの寸法の混合した粗石英
）が絶縁層２２８ン僚う。絶縁層２２９の類イ以の層が
図示していフエい手段によってウォータ・ジャケット２
２５の底に固定さハ、る。絶縁層はジャケット２２５内
の水へと熱流出乞遮断する。

泡鐘２２４上に石炭供給管２ろ２がある。石炭供給管２
ろ２は泡鐘２２４の真上で燃焼床のノ氏に石炭を堆積す
る。（石炭の床下供給は供給にさいして石炭微粉の使用
？許す。１−なわち、床上供給では燃焼せずに床の外に
吹き飛んでしまう。床上供給は、蒸気管２ろ４の頂部を
被覆１−る砂によって床乞作動させることを困難にする
。下方砂レベルにおいて、床上供給によって石炭が蒸気
管上に落下し、また、未燃焼石炭の塊状集積が迅速に形
成１−る。中間床における減少した砂レベルでの動作不
能は後述′ｆるように最適ターンダウンおよびスタート
アップ方法の使用を排除１−る。）チューブ・シート２
３５に端部が装着さハていゐ蒸気管２ろ４が燃焼床欠横
断して管２６２上に延びている。チューブ・シート２３
５０１枚は破線で示さ」１ていて、管内に水を導入しか
つ管から水および蒸気を取り除くためのマニホルド乞構
成′１−る。管２６４は、その上列から底列までの領域
内のハウジング容積の２５％を占めて離間さ、ｈでし）
金。

上方脱硫床はその下に穴明き二次空気管２６６を有する
。二次空気管２ろ６は、上方床の下に二次空気を広げる
ようにろＯ０下方に傾斜した２列の穴２６Ｂと、管内に
介在するかも知ねない粒子乞吹き出す管の底で第６列の
穴２４０とを有している。管２ろ６の上でウォータ・ジ
ャケット２４２があり、これがディストリビュータ・プ
レート２１４を冷却してそれが座屈しないようにする。

バッフル２４４　（１つだけ示されている）は、損傷乞
与えろこともある局部的なホット・スポットを避けるの
に十分な大きさに循環冷却水の速度を維持する。泡鐘２
４６はジャケット２４２およびプレー）２１４Ｙ通って
延びている。絶縁層２４８は各泡鐘２４６を包囲するよ
うにプレート２１４上に乗っている。石の層２５０（石
２３０と同じ材料）は絶縁層２４８および泡鐘２４６を
被覆する。同様な絶縁層２４９はウォータ・／ヤケノド
２４２の底に固定さＪｌろ。絶縁は中間床のディストリ
ビュータおよびウォータ・ジャケットと同様な目的を果
す。（石２５０の目的は一削鐘２４６から発生１−るガ
スがディストリビュータ」二で横方向に広がるようにし
、石灰石粒子ケ粉砕させな〜・ように十分に低い速度で
上方床にガスを′浸透させΦ。）、上方比の上に粒子を
床に戻させるための３列の管２５２がある。中間床の容
管は底の列内にある対応１〜る管上で直接に定置される
が、しかし、上方列内の容管は下方の２列に対して各隣
接する組の垂直ピッチ間の半分に定置される。この構造
は、−＃７通して任意の角度で視野開口線の可能性を避
けるので、床から放出される粒子が床から離れる前に管
の１つに固く接触し、こ」１によりその速度乞減少させ
かつ自由板への跳返り２減する。

（管の類似の積層は第２．１−なわち燃焼床上に有効に
配置されてもよい。）。管２５２は穴明きシート２５４
（１つのみ図示している）によって長手方向に間隔をあ
けて管の端部付近で支持される。

シート２５４はロッド２５６によってハウジング２０２
から支持される。石灰石供給管２５８は管２５２上に延
びていて、管２５２の上列の真上のレベルまで石灰石を
脱硫床に堆積する。管２５８の出口２５９から管２５２
の集合体内の間隙（図示せず）乞通って石灰石が落下′
１−る。間隙なしでは、石灰石のいくつかの粒子はあま
りに太き過るので管巣合体を通過することができない。

石灰石下降管２６０は石灰石ポットと共同して石灰石の
レベルを管２５２の真上に維持しかつ消費石灰石を運び
去る。熱い脱硫ガスは煙’Ｗ　２６２　’ｘ通って排気
される。ガスはそこを通って、カスが残留熱を与えるボ
イラを通り、上方床から逃げることもある灰やその他の
粒子を除去するためのバグ・・ウスに送られ、最後に煙
突に送られる。

上昇管集合体２６４および下降管集合体２６６は、床材
料が下方床から中間床へおよびその逆へ移動されるよう
にし、予熱およびターンダウン（両者については後に詳
述１−ろ。）を行う。上昇管集合体２６４は、上昇管２
６８ケ備えている。

上昇管２６８は、ドア２７０が作動子２７２ｖｃＪ：っ
て開かれたとき（それがハウジング２０２の外部に装着
されているので、破産で示されている。）床材料乞下方
床から取り出し、・計２７４からの圧力空気によってド
ア２７６を通して中間床に吹き出させる。ドア２７６は
車力で閉じられ、使用していないときには床材料で上昇
管が充填さねること乞防止するが、下方床から押し上げ
る床材料に応答して開（ようになっている。１００％の
能力で燃焼器乞作動させるための常態床相料レベルは、
第１図に示１−ように、最上蒸気管の真上にある。

Ｔ形取伺具２７８，２７９は、床材料が管の摩耗を減少
させるように鋭い曲りをつ（るときに用いられる。

−Ｆ降管集合体２６６は下降管２８０を備えている。下
降管２８０は、ドア２８２が作動子２８４によって開か
ねたとき（それがハウジングの外部に装着されているの
で破線で示さねている。）、中１川床から管に入る床相
料が送りねじによって下方床に送られるように１−る。

常態動作を行うためには、下降管２８０は圧力シールと
して作用１−るように床材料で充満されなければならな
いので、プリナム２２７からの空気が床材料を管に落下
しないよう＆Ｉｉ−ることかできない。Ｔ形取付具２８
１は、床材料が鋭く曲る所に配置さ、ｈる。

約２０メツシユ（８５０μ）の中稀砂が約１土５″′の
深さまで中間床を満たすように供給される。２０メツシ
ユ（８５０μ）の平均粒子１頁径まで粉砕された１６６
０型石灰石が送給Ｗ　２５８　Ｙ通って供給されて約６
″の深さまで上方床ン満だ１−８冷たい燃焼器の運転開
始は次のような予熱？必要とする。流動空気がブロワ（
図示せず）からウィンドボックス２１６乞通って供給さ
ｈ、また、中間床が床材料で前もって充満されていると
仮定したとき、中間床が床レベルが人口以下で下１洋管
まで下がるまで下降管集合体２６６をかいして空にされ
るので、ボイラ’１２３４はもはや床相刺で被覆されな
い（残留材料が約６″の深さになる。）。

泡鍾２１　Ｂを通過１−るウィンドボックス２１６から
の空気が、下降管によって堆積さ第１かつ上昇管または
下降管のいずＪｌ、かが作動しているときに貯蔵床を通
って向けられる床材料を広げ、下方床相料を均等に広げ
るように作用′１−る。中間床の床レベルが６インチま
で下げられたとき、流動空気が切られる。管２３４を通
して水を供給丁Φ水俯環ポンプが作動される。予熱器２
２３は一中間床に均質な熱を与えろようにディストリビ
ュータ２１２の下で間隔をあけられていて、次に作動さ
れる。

予熱バーナに発生される火炎は、油鑵２２４の過熱７避
けるために、火炎がバーナから出る前に、二次空気によ
って約１７００°（”ＶＣ冷やされる。予熱バーナ２２
３から出る熱いカスは中間床の材料を約１１皆間につい
て約１０００　’ｒ’まで加熱１−る。

次いで、石炭が１分間流動とともに加えられ、（より以
上の予熱乞助成する。）、次いで、床が約１３５０’Ｆ
ｖｃ達１−ルまで、予熱が１５分かそこらで再開さ牙］
る。ボイラ管が中間床の材料に接触しないので、ボイラ
管は床材料から熱乞引き出さ１、ｃい。床材料が流動化
されていないとき（１〜なわち、固定床）、床材料が加
熱されるので、床材料からの熱損失用の表面積が減少さ
れて、床材料が相当に小さい予熱器で加熱されうる。

中間床力１３５０　’Ｆに達したとき、プロパン点火予
熱器が切られる。ブロワからの流動燃焼空気がウィンド
ボックス２２２および油鑵２２４を通って供給されて中
間床乞流動化才ろ。流動燃焼空気は弁（図示せず）によ
って制御されて、平方フートの床面積について標準状態
で１００　ｆ３／ｉｎｉｎ（ｓｃｆｍ）の流量を与える
。この流量は、上方床において１５５０’Ｆで約７３Ａ
　ｆ／ｓｅｃの空塔速度７与える。石炭送ねじおよび入
口″Ｒにある石炭ポットへおよび石灰石回転送給器出口
（図示せず）に空気乞供給１−る搬送空気コンプレツサ
（図示せず）が次いで始動さね、そして、石炭が容器（
図示せス）から送りねじ、ドライヤ、クラツノヤ、ロー
タリ、エア、ｐツク、石炭ポット（１″べて図示せず）
を通り、管２６２を通って中間床まで供給されろ。石炭
は熱い床材料と混合し、燃焼１−る。流動によって、石
炭が石炭供給筒から分配さ」ｌ、床全体にわたって混合
さＪする。中間床が１８００　”ｌ＝の所望の温度に達
するまで、燃焼石炭から放出される熱が床を加熱１−る
。

蒸気管２３４の共通出口における蒸気圧力用検出器は、
プリナム２２２を通って尋人さ」］る−次全空気を調節
１−るダンパ（図示せず）を制御１１１１丁ゐ。

検出器が現在のものよりも多くの蒸気圧力ゲ必裟とする
場合には、前記ダンパが均合って開か第１てブリナム２
２２および油鑵２２４　Ｙ通してより多くの一次空気乞
導入′１−る。次いで、これはより多くの固体を蒸気管
２３４に跳ね返し、増太さねた熱父侯？促進１−る。

同＋＋；ｐ　［、第２　！Ｉｌｌも＋４＋ループをかい
して、煙突（図示せず）に設けられた酸素検出器が増大
された空気供給に均合って石炭供給乞増大させるので、
過剰空気が一定の効率（例えば２３％）Ｋ維持される。

前述した制御ループの両者によって行わＪする各変化が
実質的には瞬間的になる。

別のループにおいては、燃焼床温度検出器が設けら４１
ている。もし、温度が過度に上昇して、不十分な固体−
蒸気管熱伝達を表示したならば、この温度検出器は領域
への固体の４多動を生じ、蒸気′ｆに跳ね返るのに有効
な固体を増加させる。

最後に、２つの補助ループか設けられろ。

補助ループのうちの１つにおいては、上方床に設けら」
１．た熱電対が管２ろ６を通って導入される二次空気量
乞調節１−る弁（図示せず）乞制御して、中間床の温度
よりも低い所望の温度に上方床乞制御１−ろ。

補助ループのうちの他のものにおいては、煙突に設けら
」また二酸化イオウ検出器は、所望θ）システム・パラ
メータを維持１−ろために、所望のものとして前もって
演算さ」ｔだ比に石灰石対石炭比を可能な整合に１−る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の最適実施例の主要部ヶ断面にとった構
成図。 ２００：全流動燃焼器 ２０２：ハウジング ２０４：低密度釦火物 ２０６：高密度耐火物 ２０８：支　持　体 ２１０．２１２，２１４：ディストリビュータ−プレー
ト２１６：ウィンドボックス ２１８．２２４．２４６：油鑵 ２１９：町伸継手 ２２０：粗灰処理管 ２２２ニゲ　リ　ナム ２２５：ウォータ・ジャケット ２２８：絶　縁　層 ２６０：石　の　層 ２２９：絶　縁　層 ２６２：石炭供給管 ２６４：蒸　気　管 ２ろ５：チューブ・シート ２６６：二次空気管 ２４２：ウォータ・ジャケット ２４４　：バ　ツ　フ　ルー ２５０：石　の　層 ２４８：絶　縁　層 ２５２：’＃ ２５８：石灰石供給管 ２６０：下　降　管 ２６２：煙　管 ２６４：上昇管集合体 ２６６：下降管集合体 ２７０ニド　ア ２７６：ド　ア ２７８．２７９：Ｔ形成付具 ２８２ニド　ア 特許出願人　ワームサー・エンジニアリング・インコー
ホレーテッド （外す名） 手続補正書 昭和パ年１２月２　日 特許庁五官志　賀　学殿 １、事件の表示 ２、発明の名称 石汐旌燵幻ム ろ、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 ’ｌ；　’１１ｉ−７−とＶサー・エンジニアソンツ　
インコー寸ル−テ、１−。 ４、代理人

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１つの燃焼変数を検出し、これにより
   少な（とも別の燃焼変数を制御′１〜ることからなる石
   炭燃焼方法。
2. （２）　蒸気管内の蒸気圧力を検出し、これにより該蒸
   気管内に配置されている流動床燃焼領域を通る空気流量
   を制御することからなる特許請求の範囲第（１項記載の
   方法。
3. （３）　酸素検出器が煙突内に配置されかつ空気供給量
   に関して石炭供給量を調節し、過剰空気乞所定量に維持
   することを特徴とする特許請求の範囲第（２１項に記載
   の方法。
4. （４）燃焼床温度検出器が前記燃焼領域内の固体レベル
   を調節することを特徴とする特許請求の範囲第（３）墳
   に記載の方法。
5. （５）上方床の温度検出器が二次空気の流量乞調節１−
   ろととを特徴とする特許請求の範囲第（２１項に記載の
   方法。
6. （６）酸化イオウ検出器が煙突内に設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の方法。