JPS60248907A - 流動床ボイラ用燃焼炉 - 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、蒸気、熱水、熱ガス、等の発生のような、望
ましいあらゆる目的で工業的に利用゛することができる
。固体燃料の流動床を持ったボイラのための燃焼炉に関
する。

公知の流動床ボイラでは、最適動作条件を維持しながら
その熱出力を変化させることの困難さが見られる。炉に
供給される燃料の流量および燃焼させる空気の流量に作
用を及ぼしても。

約１対２の比でしか変化を得ることができない。

この比を越えると、動作条件はもはや満足できるもので
はない。空気の流量が増大すると格子を通してのヘッド
損が禁止的に大きくなる。空気の流量が小さくなると、
流動化の空気の分布が悪くなることが認められ、したが
って悪い質の流動化となる。

フランス特許第８２００８１５号は燃焼させられる燃料
の量の２よシも大きい比での調節を可能にする特殊な解
決方法を使用する流動床炉を記載している。この解決方
法はガス吹込みのはつき部分れた二つの回路が存在して
いる特殊な設計の流動化格子を使用することにある。処
理ガス回路と呼ばれる。それらの回路のうちの一方は流
動化ガス回路の開口のレベルよりも高いレベルにある出
口の開口を持っている。この解決方法の助けで可能とな
る調節はあらゆる状況で完全であるわけではない。燃焼
させられる燃料の大きな流量に結び付いている空気の高
い速度では１発生する熱の不十分な取出しの故に。

床の内部で温度が余りに高くなる。そのうえ。

燃料の無視できないような大きな部分が燃焼させられな
いま＼で床の外に引き出される。

そのほか、流動床の中に熱交換器のチューブを設置する
ことが知られている。しかしながら。

それらのチューブは、実質上床の上の部分の近傍にある
領域に最も屡々水平に置かれている。

熱交換器のチューブが多少とも完全な仕方で床の中に浸
されるように、流動化ガスの速度に作用を及はして、こ
の領域を変動させる１、熱交換係数は床の外におけるよ
シも床の内部で蓬に高いＯ 本発明は、満足できる動作条件を完全に維持しながら、
すなわち、燃焼させる空気の商い速度において、流動床
の温度の過度の上昇も燃焼していない物質の大きな損失
もないようにして。

流動床燃焼炉の出力を高い比率で調節することを可能に
する他の解決方法を達成することを主要な目的とする。

側壁と流動化格子によって限られた流動床燃焼炉から出
発して１本発明は少なくとも一つのチューブの束を有す
る熱交換器の使用を予想する。しかしながら１本発明に
よれば、これらのチューブは、極限の動作条件の関数と
して、少なくとも流動床の最も低いレベルと最も高いレ
ベルの間で垂直方向に伸びるために、実質上垂直になる
ことかできる多少とも傾斜した配置を持っている。その
うえ、単数または複数のそれら゛のチューブは燃焼炉の
上の部分に口を開き。

その炉の中央領域に向いている２次空気の噴射器と組み
会わされている。

本発明の実施の第１の変形によれは、主に大きな炉か問
題であるとき、チューブあるいはチューブの束が炉の容
積の全体に分布させられている。

本発明の実施の第２の変形によれば、主に小さなボイラ
あるいは比較的灰分が多い燃料のための小をまｆｃは中
脆のボイラの炉のような比較的小さな炉が問題であると
き、チューブあるいはチューブの束は炉の側壁あるいは
側壁の近傍に設けられている。

２次空気の噴射器は、成可〈、炉の周囲の単数または複
数のチューブの束によって到達される最も高いレベルよ
りも上のレベルに置かれている。２次空気のジェットは
垂直方向に対して１５″″と７５°の間にある角度で炉
の中央領域に向けられておシ、それらのジェットの全流
量は炉の中に導入される空気の全流量の５％と１０−の
間にある。

未発明は、傾斜したまたは垂直なチューブが設置できさ
れすれば、どのような種類の流動化格子を使っても利用
することができる。特に。

本発明は、はつきシわかれた二つの回路および前述の文
献筒８２００８１５号に記載されているような吹込み開
口の二つに分けられたレベルを持った特殊設計の流動化
格子を使って利用することができる。

こ＼で燃焼炉の実施例の記載を示すが、それは何ら限定
的な意図を持つものではなく、どのような等価な変形も
除外するものでもない。

ここで記載されている例は１本発明か公知のいろいろな
炉の改良手段と両立できることを示すために任意に選ば
れた。比較的複雑な構造のものである。

図示されている炉は、十字に組まれた流動化格子２を取
９囲む側壁１を持っている。その流動化格子は、固体燃
料の燃焼炉のみが問題であるから１両方とも空気を供給
された。はっきりわかれた二つの吹込み回路５，４ｆ：
持つ種類のものである。

第１の回路３は流動化格子での上面で上に向って開いて
いる開口５Ａで終っている。第２の回路４は、第１の回
路６の一口３Ａの間で格子２の上面から上に向って伸び
ている垂直な配管４Ｂの頂上で水平方向に開いている開
口４Ａで終っている。この流動化格子の詳細な記載は前
に述べた文献ｇ８２００８１５号の中に見られるだろう
。それは参照のために本明細誉の中に含まれているもの
として見られなければならない。

しかしながら、他の種類の、すなわち例えば開口３Ａに
空気を供給するたソ一つの吹込み開口を有する流動化格
子を使用することも本発明の粋の中で可能であることは
勿論である。

側壁ＩＦｉ、流動化格子２とともに、中央領域６を有す
る容積５を限っている。本発明によｎばチューブ７．８
はその容積５の中に垂直に設けられている。それらは同
様に容積５の全体の中に分布させられることができるだ
ろう。この例においては、それらは、中央領域６の中に
はいらないように、平行な二つの列に置かれ、１１１Ｉ
ｌ壁の近くに５点形に設けられている。図面を見易くす
るために１図には垂直断面に近いチューブ７．８だけが
示され、それからもつと遠い所にあるチューブは省略さ
れた。チューブ７は熱交換器の第１の束を構成し、チュ
ーブ８は第２の束を構成している。それらの１の端では
、それらは熱伝達流体が到着する捕集器９に接続されて
おり、上の端ではその流体を排出する捕集器１０に接続
されている。

チューブ７．８および排出の捕集器１ｏが達しているレ
ベルの上には、側壁１の近くで炉の周囲に、空気噴射器
１２を備え、水平面内に置かれた欄干１１が設けられて
いる。空気噴射器もま７’ｃＴｈ干１１に沿って分布さ
せられており。

それらは垂直方向と角Ａをなして炉の中央領域の方に向
けられてｂる。空気噴射器１２は個々に側壁１に取シ付
けられ１個々に空気を供給されることもできるだろう。

なお一つの変形として、欄干１１は側壁の外に置かれ、
ＩＱ！Ｉｍを通して各噴射器１２と接続されることがで
きるだろう。いずれにしても、噴射器１２は炉の中に導
入される全空気流量の５チと２０−の間にある２次空気
の全流量を平衡した仕方で炉の中央領域に向けるように
決定され１分布させられている。

空気噴射器１２の傾斜向見は正確なりリティカルな価を
持っていない。それは垂直方向に対して１５°と７５＠
の間で選ばれることができる。

好ましい価は約６０６である。

本発明の一実施例の態様によれば、空気噴射器１２は、
傾斜角ａが床の充填の関数として変更させられることが
できるように、方向ケ震えることができる。一つの変形
によれば、この角度の自動調節が備えられ、その価が流
動床のレベルが上がるにつれて増大する。

流動化格子２′（ｌ−通して吹き込まれる全空気の流量
の関数として、流動床は、炉から得られる最も低い熱出
力と対応して実線で画かれた下のレベル１３．および炉
から得られる最も高い熱出力と対応して一点鎖線で画か
れた上のレベル１４を持っている。

熱交換器のチューブ７．８は流動化格子２から流動床の
上のレベル１４の上まで実質上垂直方向に伸びている。

この最後に述べた動作状態においては、炉の最高出力で
、チューブ７８８は完全に流動床の中に浸されている。

それらはその時その完全な熱引出し能率を持っている。

この結果を得るために、チューブ７．８か厳密に垂直で
あることは必要ではないことは注意されるだろう。それ
らは垂直方向に対して傾斜させられることができる。そ
れらはまた直線状ではない外観を持つこともできる。賞
賛なことは、チューブ７．８が垂直方向に、少なくとも
流動床の下のレベル１６から、成可く流動化格子２から
流動床の上のレベル１４まで連続的な仕方で伸びている
ことである。

本発明の実施の一変形によれば、捕集器１０を除去し、
チューブ７．８を、公知のように流動化痙の上に置かれ
ている放射および対流室１６の壁に備えられている冷却
チューブ１５に直接接続することができる。

と＼に記映された例は、本発明が、それ自体公知の流動
床の下のレベル１３附近に設けられている水平なチュー
ブ１７を持った熱交換器の使用と両立できるものである
ことを示す。それ自体公知のように、（図には示されて
いない）固体燃料の供給装置に加えて１例えば灰のよう
な不活性物質の再循環回路１ｓ２ｚえることが可能でお
る。

動作中出力、すなわち燃焼させられる燃料の流量および
燃焼させる空気の流量が上昇するにつれて、チューブ７
．８が同時に段々上昇する効率を持つように、密な乱流
領域が発生するのと同時に、流動床２のレベルが上昇す
る。同時に、空気噴射器１２ｔ−出るを気のジェットが
欄干の下ｖｃある流動床の部分における燃焼を改善し、
その内部における循環の流れを変える。特に、空気噴射
器１２から放出される空気のジェットは炉の内部におけ
る固体粒千金より長く保持し、炉から余りに早く出る。

不完全に燃焼させられる固体粒子の割合の大きさを低下
させる。

このようにして、燃焼領域の閉込めと１粒子の燃焼が密
な流動床の中で観察されるものに近い伝達係数で熱交換
を可能にするのに十分な炉の領域の増大が同時に作り出
される。

実際に１本発明によってもたらされた組み合わされた手
段が１例えば流動床を横切るガスの速度を１　ｍ　／　
ａから４ｍ／８まで変化させることによって、出力が１
から４までの割合で変えられるとき、炉の中で８５０と
９５０℃の間にある温度を維持できることが認められた
。

【図面の簡単な説明】

た輩一つの図面は１本発明に関係しなめ他の部分は示さ
れてはいない蒸気ホイラの１本発明による炉の垂直断面
図でおる。 １・・・側壁 ２・・・流動化格子 ６・・・中央領域 ７．８・・・チューブ １２・・・空気噴射器 １３・・・下のレベル １４・・・上のレベル 代理人江崎光好 代理人江崎先史 第１頁の続き ＠発°明　者　ジャン・クロード・キ タ ０発　明　者　ジャン・フランソヮー ズ・ラルジュ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）流動床が炉の最も低い出力よりも低いレベル（１
   ３）および炉の最も高い出力よシも高いレベル（１４）
   を持っており、チューブ状の熱交換器を含む、中央領域
   （６）を取り囲む側壁（１）および流動化格子（２）に
   よって限られた流動床燃焼炉において、熱交換器のチュ
   ーブ（７，８）が少なくとも下のレベル（１りと上のレ
   ベル（１４）の間で垂直方向に伸び、他方空気噴射器θ
   ２）が側壁（１）の近傍に上のレベルθ４）より本土に
   設けられ、炉の中央領域（６）に向けられていることを
   特徴とする炉。 （２）空気噴射器（１２）が垂直方向に対して１５メと
   ７５°の間にある角（工）だけ傾斜させられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の炉。 （５）空気噴射器θ２）が約６０°の傾斜角（Ａ）を持
   っていること全特徴とする。特許請求の範囲第２項記載
   の炉。 （４）空気噴射（１２）の角（Ｘ）が調節可能であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の炉。 （５）熱交換器のチューブ（７，８）が流動化格子（２
   ）の上の面の附近から出発して流動床の上のレベルθ４
   ）　ｔで伸びていること′ｔ−特徴とする、特許請求の
   範囲第２項記載の炉。 （６）熱交換器のチューブ（７，ａ　）が熱伝達流体が
   到着する下の捕集器（９）とその流体が排出される上の
   補集器（１のの間で垂直に伸びることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項および第５項のいずれか一つに記載の
   炉。 （７）上に冷却チューブθ５）を備えた放射および対流
   室θ６）があるｈ％許請求の範囲第１項記載の炉におい
   て、熱交換器のチューブ（７，８）−が放射および対流
   室θ６）の冷却チューブθ５）に接続されていることを
   特徴とする炉。 （８）熱交換器のチューブ（７，８）が炉の容積全体に
   分布させられていることｔｌ−特徴とする、特許請求の
   範囲第１項記載の炉。 （９）熱交換器のチューブ（７，８）が側壁（りの近傍
   に設けられていることｔ−特徴とする１％許請求の範囲
   第１項記載の炉。 （１の空気噴射器（１２）が炉の中に導入される空気の
   全流量の５チと２０俤の間にある全流量を持っているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の炉。