JPS62252808A - 流動層燃焼装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流動層の炉壁を木管及び隣接する該水管間に
設けられた板部とからなる水管壁により形成した流動層
ボイラ等の燃焼装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

流動層ボイラは、種々の燃料が利用でき、かつ都市ゴミ
等の低発熱量の燃料（焼却物）でも燃焼可能である。さ
らに流動層内に石灰石、ドロマイト等の脱硫剤を投入す
ることにより層内脱硫を効果的に行うことができる。ま
た、流動層内に伝熱管を埋設すれば該伝熱管の層中伝熱
量（熱伝達率）は、従来型のボイラのガスのみからの伝
熱量に比べて５〜１０倍程度も大きく、大量の伝熱量を
もたらす特徴があり、省エネルギー化の進む中で近年流
動層ボイラは脚光をあびている。

流動層ボイラは、通常１〜１ｏｏｎに粉砕された石炭を
流動層内で８００〜９００℃の比較的低い温域で燃焼さ
せる。また、流動媒体としては燃料となる石炭とともに
脱硫作用をする石灰石を用いることも可能である。この
場合は前述のごとく流動層内で石炭の燃焼と脱硫作用が
容易に行なわれる。また石炭の燃焼は、８００〜９００
℃の比較的低温域での燃焼であるため、ＮＯＸの生成量
が従来の微粉炭焚ボイラに比べて少なくなる特徴もある
。

以下、第５図を用いて流動層燃焼装置を流動層ボイラを
例に説明する。第５図は、流動層ボイラの主燃焼炉を示
す概略図である。この他に混合ホッパ、燃料貯蔵ホッパ
、脱硫剤貯蔵ホッパ、灰補集装置などの各装置（図示せ
ず）から流動層ボイラは構成されている。第５図で、主
燃焼炉１は、空気分散板２によって石炭、脱硫剤、燃焼
灰による流動層３と、空気室４に仕切られ、流動層３内
には伝熱管５が埋設されている。石炭および脱硫剤は、
燃料供給管６により主燃焼炉１の底部から流動層３内へ
供給され、燃焼用空気は、空気供給管７より空気室４、
空気分散板２を経て流動層３へ供給される。燃料である
石炭は、流動層３内の燃焼に伴って粒径が徐々に小さく
なり、ある粒界以下になると排ガスとともに主燃焼炉１
から炉外に排出される。一方、石炭の燃焼によって発生
した熱は、主に流動層３内に設置された伝熱管５で熱吸
収され蒸気を発生する。なお、主燃焼炉１から排ガス出
口管９へ飛散した脱硫剤、石炭灰などは、灰補集装置（
図示せず）で回収され、さらに混合ホッパに貯められる
。次に、この補集された灰は、石炭貯蔵ホッパ（図示せ
ず）からの石炭と、脱硫剤貯蔵ホッパからの脱硫剤とと
もに燃料供給管６を経て再び燃焼炉１へ再循環される。

他方、前記灰補集装置で清浄にされた排ガスは大気中へ
放出される。

ここで、燃焼炉１の炉壁は、水管壁８によって構成され
ている。該水管壁は第６図に示すように木管１０及び互
いに隣接する木管１０間の板部１１によって形成されて
いる。

ところで、このような流動層ボイラにおいては主燃焼炉
１を構成する炉壁である水管壁８の内面は、高温（８０
０〜９００℃）でかつ激しく流動化している流動媒体２
３に直接さらされているため、この流動化物の研摩作用
により摩耗しやすいという問題がある。第７図は、前記
した水管壁８の摩耗発生領域１２を模式的に示したもの
である。

空気分散板２の直上では摩耗による顕著な減肉は認めら
れないが、流動ＩＰＪ３の頂部付近では著しい減肉が生
ずる。

こうした水管壁８の摩耗の発生を流動層３の動きとの関
連において示したのが第７図である。即ち、流動層３の
中の気泡１３の径は、空気分散板２の直上では流動層３
中の石炭の径とほぼ同程度であり、流動層３と気泡１３
は、はぼ同一の挙動を示すが、空気分散板２から上方へ
行くにつれ気泡１３はそれぞれ合体、成長する。この気
泡１３の上昇、合体運動のため、流動層３は同図で模式
的に示すように気泡１３の周囲ではげしく動くことにな
る。とくに流動層３の頂部では気泡１３が爆発的に破裂
しており、この付近では見かけの密度は、中程に比べ低
下するものの流動媒体２３の速度は高（なる。したがっ
て水管壁８の摩耗量は流動層の頂部付近で多くなったも
のと考える。つまり、材料の摩耗減肉に影響するパラメ
ータでみると流動媒体２３の流速が異なっていることに
なる。このような理由により第８図及び第９図に示す領
域で水管壁８の摩耗１２が発生するものと推定される。

このように、上記従来技術では、水管壁８で構成される
燃焼ボイラにおいて、水管壁８の摩耗発生について配慮
がされていないため、水管１０が摩耗することにより、
水等の熱交換用媒体が漏出して運転不能となるおそれが
あった。

本発明の目的は水管壁の摩耗を大幅に低減することので
きる流動層燃焼装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、水
管壁を形成している板部の流動媒体充填部の頂部近傍に
気体を噴出させる小孔を設けることにより、この小孔よ
り流ｌ！ｌＩ層内に噴出された気体により、激しく流動
している流動媒体の水管壁への接触を防げるようにした
ものである。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例につき第１図乃至第４図に基いて
説明する。第１図及び第２図は、流動層ボイラの主燃焼
炉の概略断面図、第３図及び第４図は、水管壁の断面図
をそれぞれ示す。本発明は、水管壁８の流動層３充填部
の頂部付近の板部１１にφ３ｎｖｎ程度の小孔１４．１
５を穿けた（第４図）、この小孔は、板部１１の面に対
し直角に穿けた小孔１４と、水平方向で孔の中心線が水
管１０の方向に傾けた小孔１５の２種類穿けた。この小
孔１４．１５は隣接する左右及び上下の関係がそれぞれ
交互に位置するように、上下の間隔が７５＋ｍで、１５
段、水管ｊＭ８の全周に渡って設けた。また、この位置
は小孔１４．１５の最下段のものが。

流動層３が静止した時の頂部から５００−程度下方に位
置する。さらに、板部１１の外側には、この小孔１４．
１５を覆う大きさのウィンドボックス１６が水管壁８の
全周に渡って設置されている。

このウィンドボックス１６は、気体供給管１７と連結さ
れている。該空気供給管１７は、空気供給管７に連結さ
れた空気供給管１８とこれに設けられた空気量調整弁１
９と、また灰捕集装置（図示せず）の出口側に連結され
た排ガス供給管２０とこれに設けられたファン２１、排
ガス流量調整弁２２と連結されている。

なお、ここで小孔１４．．１５を穿ける上下方向の位置
については、運転条件、炉の容量などにより異なるが、
最低で流動層３が静止した時の該流動層３の頂部から、
運転中での流動層３の頂部までの高さが必要である。ま
た小孔１４．１５の上下の間隔は運転条件により異なる
が、２５〜１５０ｎｎ程度が実用的である。

次に作用を説明する。水管壁８の流動媒体２３による摩
耗の著しい部分となる板部１１に小孔１４．１５を設け
、運転中に気体をこの小孔１４゜１５より噴出させるこ
とにより、流動媒体２３の水管壁８への衝突を防止する
ことができる。あるいは速度の速い流動媒体２３の速度
を弱めることができる。したがって摩耗が問題となる水
管壁８の損耗は著しく軽減できる。

・　　なお、該小孔１４，１５より空気を噴出させた場
合、空気過剰率が変化し、燃焼状態が大きく変化するこ
とも考えられるが、この場合は空気流延調整弁１９と排
ガス流量調整弁２２を調整し、適度な混合比に調整すれ
ば良い。除塵後の排ガスの一部を噴出気体として利用し
ているため、炉内の温度低下を防止できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、水管壁を形成している板部の流動媒体
充填部の頂部近傍に気体を噴出させる小孔を設けること
により、この小孔より流動層内に噴出された気体により
、激しく流動している流動媒体の水管壁への接触を防げ
るようにしたので、水管壁の摩耗を大幅に軽減でき、装
置の寿命を延ばすことができる。更に、流動層上方への
空気の吸入により燃焼効率及び脱硫効率の向上も図れる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流動層ボイラの燃焼炉の実施例を
示す概略図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図
は本発明に係る水管壁を示す要部側面図、第４図は第３
図のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は従来の流動層ボイラ
を示す概略図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線断面図、
第７図は摩耗発生機構を説明するための図、第８図は摩
耗発生部を示す概略図、第９図は第８図に対応して水管
壁の摩耗址と空気分散板からの距離の関係を示す図であ
る。 ８・・・水管壁、１０・・・水管、１１・・・板部、１
４．１５・・・小孔、２３・・・流動媒体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流動層の炉壁を水管及び隣接する該水管間に設けられた
   板部とからなる水管壁により形成した流動層燃焼装置に
   おいて、前記板部の流動媒体充填部の頂部近傍に気体を
   噴出させる小孔を設けたことを特徴とする流動層燃焼装
   置。