(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器内に設置されている流動層ボイラに接続して排ガス中の灰を分離する複数のサイクロンと、該各サイクロンに接続されて該サイクロンにて分離した分離灰を灰クーラを介して圧力容器外部の減圧タンクに導く灰輸送管と、該各灰輸送管の減圧タンク近接位置に配置した減圧オリフィスとを備えた加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置であって、前記各減圧オリフィスをバイパスして各灰輸送管を減圧タンクに接続するバイパス管と、該各バイパス管に備えた開閉弁と、前記各バイパス管における開閉弁の上流側に配設した圧力検出器と、該圧力検出器の圧力検出信号が設定値以下の時に対応した開閉弁を開き、圧力検出信号が設定値以上の時に対応した開閉弁を閉じる制御器とを備えたことを特徴とする加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置。
【請求項２】
バイパス管に、ブロー用開閉弁を介して加圧ガス源を接続していることを特徴とする請求項１に記載の加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加圧流動層ボイラの一例を図２によって説明すると、内部が加圧雰囲気になっている圧力容器１の中に流動層ボイラ２が設けられており、流動層ボイラ２内の下部には図中左右方向に延びている散気管３が前後に複数個並設されており、該散気管３は、圧力容器１内の加圧空気４を下部取入れ口３ａから取入れて上方に噴出するようになっている。
【０００３】
散気管３の上部には石炭粒或いは石炭スラリ等の燃料を供給する燃料供給管５が配設されていると共に、流動層６を形成するための石灰石等の脱硫材、砂等を混合したベッド材７が供給されており、コンプレッサ８から圧力容器１内に供給された加圧空気４が下部取入れ口３ａから散気管３に供給されて上方に噴射されることにより流動層６が形成され、前記燃料供給管５から供給された燃料が流動層６の中で撹拌されて効率よく燃焼されることにより、流動層６の形成部に配設された伝熱管９により水を加熱して蒸気を発生させるようになっている。
【０００４】
又、燃焼によって生じた灰及び前記ベッド材７の一部は、散気管３の間から、下側に設けられている灰出しホッパー１０に落下し、下部の灰切出管１１を介して下部に取出されるようになっている。
【０００５】
流動層ボイラ２の上部には、伝熱管９内の水を加熱した後の高温で高圧の排ガス１２が分岐ダクト１３を介して導かれる複数（例えば７個）のサイクロン１４が配設されて、前記排ガス１２中の灰を分離するようになっている。サイクロン１４で灰が分離された排ガス１２は、排ガス管１５を介して圧力容器１外部に設けられたガスタービン１６に供給されて該ガスタービン１６を駆動し、ガスタービン１６は前述したコンプレッサ８を駆動すると共に、余剰動力でガスタービン発電機１７を駆動するようになっている。
【０００６】
前記サイクロン１４には、該サイクロン１４にて分離した分離灰１８を圧力容器１外部に輸送する分離灰輸送装置１９が接続されている。
【０００７】
分離灰輸送装置１９は、各サイクロン１４に一端が接続された細径の灰輸送管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆを備えており、該各灰輸送管２０ａ〜２０ｆは、圧力容器１内において曲折させることにより灰クーラ２１を形成して前記加圧空気４により分離灰１８を冷却するようになっており、さらに灰クーラ２１を形成した後の各灰輸送管２０ａ〜２０ｆは、前記圧力容器１外部に導出されて１本の連結管２２の一端に夫々接続されている。
【０００８】
前記連結管２２の他端は、減圧オリフィス２３を介して減圧タンク２４に接続されており、更に該減圧タンク２４は後流の灰処理装置２５に接続されている。
【０００９】
前記サイクロン１４の内部は圧力が高く、減圧タンク２４の内部は圧力が低い（大気圧）状態になっているので、減圧オリフィス２３にて圧力を減圧タンク２４に開放すると、その圧力差により、サイクロン１４にて分離された分離灰１８は、サイクロン１４内の排ガス１２とともに各灰輸送管２０ａ〜２０ｆにより吸引されて減圧タンク２４に排出されるようになっている。
【００１０】
前記加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置１９では、各灰輸送管２０ａ〜２０ｆが細径となっていてしかも曲折した形状の灰クーラ２１を形成しているので、灰の流動が不安定になりやすく、更に連結管２２に接続されている各灰輸送管２０ａ〜２０ｆのガス流量バランスが崩れ易いために、加圧流動層ボイラの起動・停止時、或いは負荷変化時等の排ガス１２の流量及び排ガス１２中の分離灰１８の量が変動した際に、前記灰輸送管２０ａ〜２０ｆのうちの１本または複数本が分離灰１８によって閉塞されてしまう問題が生じていた。
【００１１】
灰輸送管２０ａ〜２０ｆのうち１本が閉塞すると、該灰輸送管２０ａ〜２０ｆ内を高温の分離灰１８が流動しなくなることによって灰輸送管２０ａ〜２０ｆの温度が低下するので、前記サイクロン１４の出口部と、圧力容器１外部の灰輸送管２０ａ〜２０ｆに温度計２６，２７を設置し、該温度計２６，２７の検出温度が低下した時に、その灰輸送管２０ａ〜２０ｆが閉塞したことを検知するようにしている。
【００１２】
従来、上記した灰輸送管２０ａ〜２０ｆが分離灰１８によって閉塞した場合には、閉塞を生じた灰輸送管２０ａ〜２０ｆを圧力容器１外部において切り離し、切り離した灰輸送管２０ａ〜２０ｆに高圧ガスを吹込むか或いは真空吸引することによって閉塞を解除させるようにしている。
【００１３】
しかし、前記加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置においては、灰輸送管２０ａ〜２０ｆが閉塞した場合、その閉塞を検出して灰輸送管２０ａ〜２０ｆを切り離し、高圧ガスを吹込むか或いは真空吸引することによって閉塞を解除するようにしているために、加圧流動層ボイラを運転している状態で閉塞を解除することができず、閉塞により加圧流動層ボイラの運転を停止する必要があって運用上の問題となっていた。
【００１４】
このため、近年、特に大型の加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置として、図３に示すように、前記各灰輸送管２０ａ〜２０ｆの夫々を、独立して減圧タンク２４に接続し、且つ前記灰輸送管２０ａ〜２０ｆの夫々に減圧オリフィス２８を設けるようにした構成のものが考えられるようになってきている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記図３に示すような加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置においても、各灰輸送管２０ａ〜２０ｆが曲折した形状の灰クーラ２１を形成していて灰の流動が不安定になりやすく、しかも各灰輸送管２０ａ〜２０ｆの圧力が変動しやすい問題は依然としてあるために、加圧流動層ボイラの起動・停止時、或いは負荷変化時等の排ガス１２流量及び排ガス１２中の分離灰１８量が変動した際に、前記灰輸送管２０ａ〜２０ｆが分離灰１８によって閉塞されてしまう問題が依然として残っている。
【００１６】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもので、灰輸送管がサイクロンの分離灰によって閉塞するのを未然に防止するようにした加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧力容器内に設置されている流動層ボイラに接続して排ガス中の灰を分離する複数のサイクロンと、該各サイクロンに接続されて該サイクロンにて分離した分離灰を灰クーラを介して圧力容器外部の減圧タンクに導く灰輸送管と、該各灰輸送管の減圧タンク近接位置に配置した減圧オリフィスとを備えた加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置であって、前記各減圧オリフィスをバイパスして各灰輸送管を減圧タンクに接続するバイパス管と、該各バイパス管に備えた開閉弁と、前記各バイパス管における開閉弁の上流側に配設した圧力検出器と、該圧力検出器の圧力検出信号が設定値以下の時に対応した開閉弁を開き、圧力検出信号が設定値以上の時に対応した開閉弁を閉じる制御器とを備えたことを特徴とする加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置、に係るものである。
【００１８】
また、本発明は、バイパス管に、ブロー用開閉弁を介して加圧ガス源を接続していることを特徴とする加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置、に係るものである。
【００１９】
本発明では、加圧流動層ボイラの起動・停止時、或いは負荷変化等によって排ガス流量及び排ガス中の分離灰の量が変動すると、分離灰の流動が不安定になることによって、灰輸送管が分離灰によって閉塞しようとする。
【００２０】
このような状態が生じると、灰輸送管を流れる排ガスの流量が低下することにより減圧器入口の灰輸送管内の圧力が低下するが、この圧力の低下が圧力検出器によって直ちに検出され、該圧力検出器の圧力検出信号が制御器に設定されている設定値より低下すると、制御器は直ちに開閉弁を開ける制御を行い、開閉弁が開けられることにより、灰輸送管の排ガスが減圧オリフィスを有さず流路抵抗が小さいバイパス管を通って減圧タンクに開放されることになり、よって閉塞が起こりそうな当該灰輸送管の排ガス流量が急激に増加されて、閉塞の問題が未然に防止される。
【００２１】
また、本発明では、バイパス管に、ブロー用開閉弁を介して加圧ガス源を接続するようにしているので、万一、灰輸送管が閉塞してしまった場合に、開閉弁を閉じた状態で、所定時間だけブロー用開閉弁を開いて加圧ガス源の高圧ガスを灰輸送管に吹込んで逆洗することにより、閉塞を生じていた部分の灰を崩壊させ、これにより灰輸送管内に排ガスを流動させて分離灰を減圧タンクに排出させることにより、加圧流動層ボイラを運転させた状態において、閉塞を解除することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態の一例を示すもので、図中図３に示したものと同一のものには同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２４】
図１に示すように、圧力容器１内の流動層ボイラ２に備えられた複数のサイクロン１４（例えば７個）の夫々に一端が接続され、灰クーラ２１を形成して圧力容器１外部に導出された灰輸送管２０ａ〜２０ｆの各々の他端を、しゃ断弁３３ａ、減圧オリフィス２８を介して減圧タンク２４に接続する。
【００２５】
更に、前記各減圧オリフィス２８をバイパスして各灰輸送管２０ａ〜２０ｆを減圧タンク２４に接続するバイパス管２９を設け、該各バイパス管２９の夫々に開閉弁３０を配設する。
【００２６】
該各バイパス管２９の各開閉弁３０の上流側に圧力検出器３１を配設し、該圧力検出器３１の圧力検出信号が設定値以下の時に前記開閉弁３０を開き、圧力検出信号が設定値以上の時に開閉弁３０を閉じる制御器３２を備える。該制御器３２に設定する設定値は、加圧流動層ボイラの試運転段階において、灰輸送管２０ａ〜２０ｆの分離灰１８による閉塞と圧力との関係を求めて、圧力がある値まで低下すると閉塞を生じ易くなるという点を求めて設定する。
【００２７】
また、前記各バイパス管２９に、ブロー用開閉弁３３を介して窒素ガス等の不活性ガス或いはその他のガスを供給し得る加圧ガス源３４を接続して閉塞解除装置３５を構成している。
【００２８】
次に上記実施の形態の一例の作用を説明する。
【００２９】
前記加圧流動層ボイラの通常の運転時は、ブロー用開閉弁３０が閉じられ、各灰輸送管２０ａ〜２０ｆの圧力が減圧オリフィス２８を介して減圧タンク２４に開放されていることにより、各サイクロン１４で分離された分離灰１８は、各灰輸送管２０ａ〜２０ｆにより吸引されて減圧タンク２４に排出されている。この状態の時の圧力検出器３１によって検出される圧力検出信号は、制御器３２に設定されている設定値より充分に高い圧力に保持されている。
【００３０】
この状態から、加圧流動層ボイラの起動・停止時、或いは負荷変化等によって排ガス１２流量及び排ガス１２中の分離灰１８の量が変動すると、分離灰１８の流動が不安定になることによって、前記灰輸送管２０ａ〜２０ｆが分離灰１８によって閉塞しようとする。
【００３１】
このような状態が生じると、灰輸送管２０ａ〜２０ｆを流れる排ガス１２の流量が低下するために、灰輸送管２０ａ〜２０ｆ内の圧力が低下する。この圧力の低下は、バイパス管２９に備えた圧力検出器３１によって直ちに検出され、圧力検出器３１の圧力検出信号が制御器３２に設定されている設定値より低下すると、制御器３２は直ちに開閉弁３０を開ける制御を行う。
【００３２】
開閉弁３０が開けられると、灰輸送管２０ａ〜２０ｆの排ガス１２が、減圧オリフィス２８を有さず流路抵抗が小さいバイパス管２９を介して減圧タンク２４に開放されることになり、よって閉塞が起こりそうな当該灰輸送管２０ａ〜２０ｆの排ガス１２流量が急激に増加されて、閉塞の問題が未然に防止される。
【００３３】
また、上記閉塞の防止に際して、各灰輸送管２０ａ〜２０ｆに備えるようにした温度計２６，２７からの温度検出信号を前記制御器３２に入力して突発的な圧力変動に対する補正を行うようにすることもできる。但し、閉塞が起こってから灰輸送管２０ａ〜２０ｆ内の排ガス１２の温度が低下するまでには時間遅れがあるために、前記したように閉塞が起ころうとする時に直ちに変化する圧力に基づいて制御を行うようにすることを基本として制御することは勿論である。
【００３４】
また、万一、灰輸送管２０ａ〜２０ｆが閉塞してしまった場合には、以下のようにして閉塞を解除する。
【００３５】
即ち、前記開閉弁３０を閉じた状態において、所定時間だけ閉塞した灰輸送管２０ａ〜２０ｆのしゃ断弁３３ａを閉じると同時に閉塞解除装置３５のブロー用開閉弁３３を開いて加圧ガス源３４の高圧ガスを灰輸送管２０ａ〜２０ｆに吹込んで逆洗することにより、閉塞を生じていた部分の灰を崩壊させ、これにより灰輸送管２０ａ〜２０ｆ内に排ガス１２を流動させてしゃ断弁３３ａを開けることにより分離灰１８を減圧タンク２４に排出させる。これにより、加圧流動層ボイラを運転した状態において、閉塞を解除することができる。尚、前記閉塞の解除に用いる加圧ガス源３４の加圧ガスには種々のガスを利用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明では、灰輸送管が分離灰によって閉塞しようとするとき、灰輸送管を流れる排ガスの流量が低下することによって灰輸送管内の圧力が低下するが、この圧力の低下が圧力検出器によって直ちに検出されて、該圧力検出器の圧力検出信号が制御器に設定されている設定値より低下すると、制御器は直ちに開閉弁を開ける制御を行うようになっているので、開閉弁が開けられることによって、灰輸送管の排ガスが流路抵抗が小さいバイパス管を介して減圧タンクに開放されることにより、閉塞が起こりそうな灰輸送管の流量を急激に増加して、閉塞の問題を未然に防止することができる。
【００３７】
また、請求項２の発明では閉塞解除装置を備えているので、万一、灰輸送管が閉塞してしまった場合に、開閉弁を閉じた状態で、所定時間だけブロー用開閉弁を開いて加圧ガス源の高圧ガスを灰輸送管に吹込んで逆洗することにより、閉塞を生じていた部分の灰を崩壊させ、これにより灰輸送管内に排ガスを流動させて分離灰を減圧タンクに排出させることにより、加圧流動層ボイラを運転した状態において、閉塞を解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す系統図である。
【図２】従来の加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置の一例を示す系統図である。
【図３】従来の加圧流動層ボイラの分離灰輸送装置の他の例を示す系統図である。
【符号の説明】
１                  圧力容器
２                  流動層ボイラ
１２                  排ガス
１４                  サイクロン
１８                  分離灰
２０ａ〜２０ｆ  灰輸送管
２１                  灰クーラ
２４                  減圧タンク
２８                  減圧オリフィス
２９                  バイパス管
３０                  開閉弁
３１                  圧力検出器
３２                  制御器
３３                  ブロー用開閉弁
３４                  加圧ガス源
【図１】
0003552356.tif 000002
【図２】
0003552356.tif 000003
【図３】
0003552356.tif 000004