JP3181161B2 - 流動床燃焼装置の灰搬送装置 - Google Patents
流動床燃焼装置の灰搬送装置Info
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- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
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- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流動床燃焼装置、特に流
動床形態を利用した加圧流動床ボイラ等の燃焼灰の搬送
冷却設備に関する。
動床形態を利用した加圧流動床ボイラ等の燃焼灰の搬送
冷却設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】流動床燃焼装置においては、所定の粒度
の粒子（流動材と呼ぶ）を流動床燃焼炉（垂直炉）内に
所定量投入して蓄え、その下方から気体を通気すると、
粒子が上下運動して流動床を形成する。この流動床を形
成する炉内流速を空塔速度と呼び、燃焼炉内を加圧下と
することによって大気圧時と同一の空塔速度で流動床単
位面積当りの燃焼量を増加させることができる。
の粒子（流動材と呼ぶ）を流動床燃焼炉（垂直炉）内に
所定量投入して蓄え、その下方から気体を通気すると、
粒子が上下運動して流動床を形成する。この流動床を形
成する炉内流速を空塔速度と呼び、燃焼炉内を加圧下と
することによって大気圧時と同一の空塔速度で流動床単
位面積当りの燃焼量を増加させることができる。
【０００３】図２は従来の流動床燃焼装置の一例を示す
系統図である。この図において、燃焼炉（１）内には流
動材が予め投入されており、この流動材（２）の内部に
は、加熱媒体が流れている伝熱管（３）などが挿入装着
されている。電動機（４）等で駆動される空気コンプレ
ッサ（５）から燃焼用空気ダクト（６）を経て供給され
た燃焼用空気が、プレナムチャンバ（７）および多孔板
（８）を介して燃焼炉（１）内へ噴出送気され、流動材
（２）を流動化する。
系統図である。この図において、燃焼炉（１）内には流
動材が予め投入されており、この流動材（２）の内部に
は、加熱媒体が流れている伝熱管（３）などが挿入装着
されている。電動機（４）等で駆動される空気コンプレ
ッサ（５）から燃焼用空気ダクト（６）を経て供給され
た燃焼用空気が、プレナムチャンバ（７）および多孔板
（８）を介して燃焼炉（１）内へ噴出送気され、流動材
（２）を流動化する。
【０００４】一方図示していない高温ガス発生炉で発生
した高温ガスを直接流動材（２）内へ送気し、流動材
（２）を石炭等の燃料の発火温度以上に加熱した後、燃
料貯蔵ホッパ（９）内の石炭等の固体燃料を供給機（１
０）、供給管（１１）を経て流動材（２）内に供給す
る。そうすると自然燃焼が始まり流動材が更に高温に加
熱されるので、高温ガス発生炉からの高温ガスの送気を
停止する。この状態で燃料の発熱量と伝熱管（３）の吸
熱量を調節することによって、流動材（２）の温度を適
正に維持する。
した高温ガスを直接流動材（２）内へ送気し、流動材
（２）を石炭等の燃料の発火温度以上に加熱した後、燃
料貯蔵ホッパ（９）内の石炭等の固体燃料を供給機（１
０）、供給管（１１）を経て流動材（２）内に供給す
る。そうすると自然燃焼が始まり流動材が更に高温に加
熱されるので、高温ガス発生炉からの高温ガスの送気を
停止する。この状態で燃料の発熱量と伝熱管（３）の吸
熱量を調節することによって、流動材（２）の温度を適
正に維持する。
【０００５】また、燃焼ガスはフリーボード（１２）お
よび排ガスダクト（１３）を経て灰捕集設備（１４）に
至る。そして燃焼ガスとともにキャリオーバした燃焼灰
を除去した後、ガスタービン（１５）へ送られてこれを
駆動する。これにより空気コンプレッサ（５）および図
示されていない発電機が駆動されるので電動機（４）を
停止する。燃料の増加に伴ってガスタービン（１５）の
出力が増し、空気コンプレッサ（５）から送気される燃
焼用空気量および圧力が上昇して所定値に達し、定常運
転状態となる。燃焼ガスはガスタービン（１５）を駆動
したことにより減圧・減温された後、熱交換器等で熱回
収され大気に放出される。
よび排ガスダクト（１３）を経て灰捕集設備（１４）に
至る。そして燃焼ガスとともにキャリオーバした燃焼灰
を除去した後、ガスタービン（１５）へ送られてこれを
駆動する。これにより空気コンプレッサ（５）および図
示されていない発電機が駆動されるので電動機（４）を
停止する。燃料の増加に伴ってガスタービン（１５）の
出力が増し、空気コンプレッサ（５）から送気される燃
焼用空気量および圧力が上昇して所定値に達し、定常運
転状態となる。燃焼ガスはガスタービン（１５）を駆動
したことにより減圧・減温された後、熱交換器等で熱回
収され大気に放出される。
【０００６】一方、灰捕集設備（１４）で捕集された燃
焼灰は、燃焼用空気ダクト（６）から分岐した灰搬送空
気ダクト（１６）を経て供給される搬送用空気によっ
て、冷却管（１７）を経て搬送・冷却され、灰の顕熱を
回収後、バグフィルタ（１８）へ圧送される。そして更
に減圧ライン（１９）により減圧され、灰払出し器（２
０）を経て大気へ払出される。なお弁（２１），（２
２），（２３）は必要に応じて開閉または減圧等の圧力
調整を行なう。
焼灰は、燃焼用空気ダクト（６）から分岐した灰搬送空
気ダクト（１６）を経て供給される搬送用空気によっ
て、冷却管（１７）を経て搬送・冷却され、灰の顕熱を
回収後、バグフィルタ（１８）へ圧送される。そして更
に減圧ライン（１９）により減圧され、灰払出し器（２
０）を経て大気へ払出される。なお弁（２１），（２
２），（２３）は必要に応じて開閉または減圧等の圧力
調整を行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の流動床燃焼
装置には次のような解決すべき課題があった。即ち燃焼
炉（１）内は前記のように流動材（２）がキャリーオー
バしない一定の空塔速度で運用されているが、燃焼炉
（１）内へ投入された燃料の方は完全燃焼することなく
燃焼灰とともに燃焼炉（１）外へキャリオーバする。そ
して灰捕集設備（１４）で捕集される灰中には概ね１０
％程度以下が未燃分として含まれる。またこの燃焼灰と
燃料未燃分は、熱回収されていないので高温状態にあ
る。しかし酸素濃度がきわめて低いので、発火すること
なく灰捕集設備（１４）内に一時収容されている。とこ
ろが、このような状態で酸素濃度の高い新鮮な燃焼用空
気が灰搬送用の気体として供給されると、灰中の未燃分
はこれと接触して自然発火する。そしてその発熱により
灰捕集設備が焼損したり、あるいは局所的な高濃度雰囲
気下で灰中未燃分が爆発して機器を破損する等のトラブ
ルが発生する恐れがある。
装置には次のような解決すべき課題があった。即ち燃焼
炉（１）内は前記のように流動材（２）がキャリーオー
バしない一定の空塔速度で運用されているが、燃焼炉
（１）内へ投入された燃料の方は完全燃焼することなく
燃焼灰とともに燃焼炉（１）外へキャリオーバする。そ
して灰捕集設備（１４）で捕集される灰中には概ね１０
％程度以下が未燃分として含まれる。またこの燃焼灰と
燃料未燃分は、熱回収されていないので高温状態にあ
る。しかし酸素濃度がきわめて低いので、発火すること
なく灰捕集設備（１４）内に一時収容されている。とこ
ろが、このような状態で酸素濃度の高い新鮮な燃焼用空
気が灰搬送用の気体として供給されると、灰中の未燃分
はこれと接触して自然発火する。そしてその発熱により
灰捕集設備が焼損したり、あるいは局所的な高濃度雰囲
気下で灰中未燃分が爆発して機器を破損する等のトラブ
ルが発生する恐れがある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、流動床燃焼炉から燃焼ガスととも
に排出され灰捕集設備で捕集された燃焼灰を冷却しつつ
搬送するものにおいて、上記燃焼ガスの一部を冷却し、
これを容器に収容保管して上記燃焼灰搬送用の気体とし
て用いるようにしたことを特徴とする流動床燃焼装置の
灰搬送装置；ならびに流動床燃焼炉から燃焼ガスととも
に排出され灰捕集設備で捕集された燃焼灰を冷却しつつ
搬送するものにおいて、上記燃焼ガスに仕事をさせ、仕
事をした後の同燃焼ガスの一部を加圧し、これを容器に
収容保管して上記燃焼灰搬送用の気体として用いるよう
にしたことを特徴とする流動床燃焼装置の灰搬送装置の
灰搬送装置を提案するものである。
題を解決するために、流動床燃焼炉から燃焼ガスととも
に排出され灰捕集設備で捕集された燃焼灰を冷却しつつ
搬送するものにおいて、上記燃焼ガスの一部を冷却し、
これを容器に収容保管して上記燃焼灰搬送用の気体とし
て用いるようにしたことを特徴とする流動床燃焼装置の
灰搬送装置；ならびに流動床燃焼炉から燃焼ガスととも
に排出され灰捕集設備で捕集された燃焼灰を冷却しつつ
搬送するものにおいて、上記燃焼ガスに仕事をさせ、仕
事をした後の同燃焼ガスの一部を加圧し、これを容器に
収容保管して上記燃焼灰搬送用の気体として用いるよう
にしたことを特徴とする流動床燃焼装置の灰搬送装置の
灰搬送装置を提案するものである。
【０００９】
【作用】本発明においては、流動床燃焼炉から燃焼ガス
とともに排出され灰捕集設備で捕集された燃焼灰を冷却
しつつ搬送する際の搬送用気体として、酸素濃度が極め
て低い上記燃焼ガスの一部を用いるので、燃焼灰中の燃
料未燃分が自然発火する恐れがない。そして前記第１の
解決手段においては、高温の燃焼ガスを冷却し、容器に
収容保管して用いるので、灰捕集設備や灰搬送設備を焼
損する等の恐れもなく、かつ、必要な燃焼ガスが常時保
管されて安全が確保される。
とともに排出され灰捕集設備で捕集された燃焼灰を冷却
しつつ搬送する際の搬送用気体として、酸素濃度が極め
て低い上記燃焼ガスの一部を用いるので、燃焼灰中の燃
料未燃分が自然発火する恐れがない。そして前記第１の
解決手段においては、高温の燃焼ガスを冷却し、容器に
収容保管して用いるので、灰捕集設備や灰搬送設備を焼
損する等の恐れもなく、かつ、必要な燃焼ガスが常時保
管されて安全が確保される。
【００１０】また前記第２の解決手段においては、上記
燃焼ガスに仕事をさせ、それにより減圧・減温した燃焼
ガスの一部を搬送用気体として用いるので、上記同様、
機器焼損等の心配はなく、また、加圧し、容器に収容保
管して用いるので灰搬送に必要な圧力は確保され、か
つ、必要な燃焼ガスが常時保管されて安全が確保され
る。
燃焼ガスに仕事をさせ、それにより減圧・減温した燃焼
ガスの一部を搬送用気体として用いるので、上記同様、
機器焼損等の心配はなく、また、加圧し、容器に収容保
管して用いるので灰搬送に必要な圧力は確保され、か
つ、必要な燃焼ガスが常時保管されて安全が確保され
る。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す系統図であ
る。この図において前記図２により説明した従来のもの
と同様の部分については、冗長になるのを避けるため、
同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
る。この図において前記図２により説明した従来のもの
と同様の部分については、冗長になるのを避けるため、
同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
【００１２】本実施例においては、ガスタービン（１
５）の入口から第１の排ガス抽気ダクト（２４）を分岐
し、熱交換器（２５）、容器（２６）および排ガス送気
ダクト（２７）を設けて、その排ガス送気ダクト（２
７）を灰搬送空気ダクト（１６）と接続している。また
ガスタービン（１５）の出口から第２の排ガス抽気ダク
ト（２８）を分岐し、更にコンプレッサ（２９）を設
け、ダクト（３０）を介して上記容器（２６）と接続し
ている。
５）の入口から第１の排ガス抽気ダクト（２４）を分岐
し、熱交換器（２５）、容器（２６）および排ガス送気
ダクト（２７）を設けて、その排ガス送気ダクト（２
７）を灰搬送空気ダクト（１６）と接続している。また
ガスタービン（１５）の出口から第２の排ガス抽気ダク
ト（２８）を分岐し、更にコンプレッサ（２９）を設
け、ダクト（３０）を介して上記容器（２６）と接続し
ている。
【００１３】未燃分すなわち炭素（チャー）は酸素濃度
に比例して発熱反応速度が増加するので、本実施例では
灰の搬送用空気の酸素濃度を減少させるため、新鮮な空
気に代えて酸素濃度のきわめて少ない燃焼排ガスを灰搬
送用として利用するものである。しかしながら、冷却管
（１７）内を灰搬送するにはある程度の圧力差（水頭）
が必要である。燃焼炉（１）内が例えば１０kg／cm2g程
度に加圧された加圧流動床では、ガスタービン（１５）
入口の燃焼排ガスは、圧力が十分に高いけれども高温で
もあるため、これに耐えられる市販の遮断弁がなく、こ
れを抽気してそのまま灰搬送用に使用することはできな
い。
に比例して発熱反応速度が増加するので、本実施例では
灰の搬送用空気の酸素濃度を減少させるため、新鮮な空
気に代えて酸素濃度のきわめて少ない燃焼排ガスを灰搬
送用として利用するものである。しかしながら、冷却管
（１７）内を灰搬送するにはある程度の圧力差（水頭）
が必要である。燃焼炉（１）内が例えば１０kg／cm2g程
度に加圧された加圧流動床では、ガスタービン（１５）
入口の燃焼排ガスは、圧力が十分に高いけれども高温で
もあるため、これに耐えられる市販の遮断弁がなく、こ
れを抽気してそのまま灰搬送用に使用することはできな
い。
【００１４】そこで本実施例では、ガスタービン（１
５）入口で第１の排ガス抽気ダクト（２４）へ抽気した
高温の燃焼排ガスの一部を、熱交換器（２５）で熱回収
した後、容器（２６）に収容保管する。この様にして燃
焼排ガスは容器（２６）に常時保管されているので、前
記の自然発火による発熱反応等の恐れのある緊急時に
は、何時でも直ちに燃焼炉（１）内圧を低下させて容器
（２６）内と圧力差を生じさせるとともに、灰搬送空気
ダクト（１６）経由で送給される空気に容器（２６）内
の燃焼排ガスを混合するか、またはこれに代えて、灰搬
送用として使用する。本実施例ではまた、前記のガスタ
ービン（１５）出口の減圧・減温された個所から第２の
排ガス抽気ダクト（２８）へ燃焼排ガスを抽気し、コン
プレッサ（２９）で加圧した後、ダクト（３０）経由で
容器（２６）に送給する。これにより容器（２６）に収
容した燃焼排ガスの圧力を少量のガスで更に上昇させる
ことができる。なお、弁（３１），（３２）は必要に応
じて開閉し、圧力調節を行なう。こうして、燃焼炉
（１）の内圧を低下することなく、酸素濃度の高い燃焼
用空気の代りに酸素濃度が極めて低い燃焼排ガスを用い
て、灰の搬送・冷却を連続的に行なうことができ、した
がって燃焼灰中の未燃分が自然発火する恐れがない安全
な灰搬送装置となる。
５）入口で第１の排ガス抽気ダクト（２４）へ抽気した
高温の燃焼排ガスの一部を、熱交換器（２５）で熱回収
した後、容器（２６）に収容保管する。この様にして燃
焼排ガスは容器（２６）に常時保管されているので、前
記の自然発火による発熱反応等の恐れのある緊急時に
は、何時でも直ちに燃焼炉（１）内圧を低下させて容器
（２６）内と圧力差を生じさせるとともに、灰搬送空気
ダクト（１６）経由で送給される空気に容器（２６）内
の燃焼排ガスを混合するか、またはこれに代えて、灰搬
送用として使用する。本実施例ではまた、前記のガスタ
ービン（１５）出口の減圧・減温された個所から第２の
排ガス抽気ダクト（２８）へ燃焼排ガスを抽気し、コン
プレッサ（２９）で加圧した後、ダクト（３０）経由で
容器（２６）に送給する。これにより容器（２６）に収
容した燃焼排ガスの圧力を少量のガスで更に上昇させる
ことができる。なお、弁（３１），（３２）は必要に応
じて開閉し、圧力調節を行なう。こうして、燃焼炉
（１）の内圧を低下することなく、酸素濃度の高い燃焼
用空気の代りに酸素濃度が極めて低い燃焼排ガスを用い
て、灰の搬送・冷却を連続的に行なうことができ、した
がって燃焼灰中の未燃分が自然発火する恐れがない安全
な灰搬送装置となる。
【００１５】
【表１】
【００１６】今、［表１］中に示される［Ｉ］の条件に
より容器（２６）の大きさおよび抽気排ガス量を試算す
ると、［II］のようになる。
より容器（２６）の大きさおよび抽気排ガス量を試算す
ると、［II］のようになる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果が得られる。 １） 酸素濃度の極めて低い不活性の燃焼排ガスを灰の
搬送・冷却用として利用することにより、灰中の未燃分
の発熱反応を回避し、灰冷却設備の燃損等によるトラブ
ル発生を防止できる。
搬送・冷却用として利用することにより、灰中の未燃分
の発熱反応を回避し、灰冷却設備の燃損等によるトラブ
ル発生を防止できる。
【００１８】２） ガスタービン入口から高温高圧の燃
焼排ガスを抽気して冷却し、容器に収容保管して搬送用
とするとともに、ガスタービン出口から低温低圧の排ガ
スを抽気して加圧し、容器に収容保管して使用するの
で、コンプレッサで昇圧する量は搬送に必要な圧力損失
やその他の圧損に見合う分だけであり、かつ、必要な燃
焼排ガスは常時保管されている。したがって搬送用気体
の全量を常圧から昇圧する場合に比べてコンプレッサ容
量は格段に小さくてすむと共に運転の安全確保が図れ
る。
焼排ガスを抽気して冷却し、容器に収容保管して搬送用
とするとともに、ガスタービン出口から低温低圧の排ガ
スを抽気して加圧し、容器に収容保管して使用するの
で、コンプレッサで昇圧する量は搬送に必要な圧力損失
やその他の圧損に見合う分だけであり、かつ、必要な燃
焼排ガスは常時保管されている。したがって搬送用気体
の全量を常圧から昇圧する場合に比べてコンプレッサ容
量は格段に小さくてすむと共に運転の安全確保が図れ
る。
【図１】図１は本発明の一実施例を示す系統図である。
【図２】図２は従来の流動床燃焼装置の一例を示す系統
図である。
図である。
（１） 燃焼炉 （２） 流動材 （３） 伝熱管 （４） 電動機 （５） 空気コンプレッサ （６） 燃焼用空気ダクト （７） プレナムチャンバ （８） 多孔板 （９） 燃料貯蔵ホッパ （１０） 供給機 （１１） 供給管 （１２） フリーボード （１３） 排ガスダクト （１４） 灰捕集設備 （１５） ガスタービン （１６） 灰搬送空気ダクト （１７） 冷却管 （１８） バグフィルタ （１９） 減圧ライン （２０） 灰払出し器 （２１），（２２），（２３） 弁 （２４） 第１の排ガス抽気ダク
ト （２５） 熱交換器 （２６） 容器 （２７） 排ガス送気ダクト （２８） 第２の排ガス抽気ダク
ト （２９） コンプレッサ （３１），（３２） 弁
ト （２５） 熱交換器 （２６） 容器 （２７） 排ガス送気ダクト （２８） 第２の排ガス抽気ダク
ト （２９） コンプレッサ （３１），（３２） 弁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−101602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−183310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−6136（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23J 3/06 F23C 10/24
Claims (2)
- 【請求項１】 流動床燃焼炉から燃焼ガスとともに排出
され灰捕集設備で捕集された燃焼灰を冷却しつつ搬送す
るものにおいて、上記燃焼ガスの一部を冷却し、これを
容器に収容保管して上記燃焼灰搬送用の気体として用い
るようにしたことを特徴とする流動床燃焼装置の灰搬送
装置。 - 【請求項２】 流動床燃焼炉から燃焼ガスとともに排出
され灰捕集設備で捕集された燃焼灰を冷却しつつ搬送す
るものにおいて、上記燃焼ガスに仕事をさせ、仕事をし
た後の同燃焼ガスの一部を加圧し、これを容器に収容保
管して上記燃焼灰搬送用の気体として用いるようにした
ことを特徴とする流動床燃焼装置の灰搬送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29964693A JP3181161B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 流動床燃焼装置の灰搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29964693A JP3181161B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 流動床燃焼装置の灰搬送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151307A JPH07151307A (ja) | 1995-06-13 |
| JP3181161B2 true JP3181161B2 (ja) | 2001-07-03 |
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ID=17875279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29964693A Expired - Fee Related JP3181161B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 流動床燃焼装置の灰搬送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3181161B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN103388822B (zh) * | 2012-05-08 | 2016-12-14 | 通用电器技术有限公司 | 锅炉用滚筒冷渣器 |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP29964693A patent/JP3181161B2/ja not_active Expired - Fee Related
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