(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動層ボイラ本体の底部に形成した灰溜ホッパの下部に取出バルブを備えた取出管を接続すると共に、該取出管の下端にＬ型輸送管を接続し、該Ｌ型輸送管の一側に均圧バルブを介してロックホッパを接続し、且つ前記Ｌ型輸送管の他側に、レベル制御装置からのパルス排出指令により開閉して取出管からの燃焼灰を一定速度でロックホッパに排出する排出制御弁を備えた圧縮空気管を接続した加圧流動層ボイラの燃焼灰排出制御装置であって、前記取出管の温度を検出する温度検出器を備えると共に、該温度検出器が設定上限温度以上を検出した時に前記排出制御弁による排出速度を低減させる排出速度減少信号を前記レベル制御装置に出力する排出制限指示装置を備えたことを特徴とする加圧流動層ボイラの燃焼灰排出制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のベッド材貯蔵容器を備えている加圧流動層ボイラの燃焼灰排出制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の加圧流動層ボイラの一例を示したものであり、内部が加圧空気１ａの供給によって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本体２が設けられていて、該流動層ボイラ本体２の内側下部には下部の空気取入口３から圧力容器１内の加圧空気１ａを取入れて上方に噴出する散気管或いは散気板等からなる散気装置４が備えられている。
【０００３】
散気装置４の上部には石灰石等の脱硫材、燃焼灰、砂等からなるベッド材Ｂが供給されており、燃料管５から供給される石炭スラリー等の燃料６が前記ベッド材Ｂと共に加圧空気１ａと攪拌されて効率的に流動燃焼することにより流動層７が形成されるようになっている。
【０００４】
更に、前記流動層７内には、伝熱管８が配設されていて、該伝熱管８に供給された水９が前記流動層７のベッド材Ｂに接している伝熱管８により加熱され、蒸気１０となって圧力容器１外部の図示しない蒸気タービンに導かれるようになっている。
【０００５】
伝熱管８内の水９を加熱した燃焼排ガス１１は、集塵器１２で除塵された後、圧力容器１の外部に出て図示しないガスタービンに導かれ、該ガスタービンによって駆動される空気圧縮機により圧縮された加圧空気１ａが前記圧力容器１に供給されるようになっている。
【０００６】
前記圧力容器１の内部には二点鎖線で示すようにベッド材貯蔵容器１３が設けてあり、流動層ボイラ本体２内の散気装置４の上部位置と、前記ベッド材貯蔵容器１３の上端との間がベッド材抜出管１４にて接続されており、またベッド材貯蔵容器１３の上端には圧力容器１の外部に抜出弁１５を有した排気管１６が接続されており、前記抜出弁１５を開いて前記ベッド材貯蔵容器１３内を排気することにより、圧力差を利用して流動層ボイラ本体２内のベッド材Ｂをベッド材抜出管１４を介してベッド材貯蔵容器１３に抜出すようにしている。
【０００７】
また、ベッド材貯蔵容器１３の下端と前記流動層ボイラ本体２内の散気装置４の上部位置との間が、途中にＬ型輸送管１７を備えたベッド材注入管１８にて接続されており、且つ前記Ｌ型輸送管１７には、注入弁１９により圧縮空気２０を吹込むようにした圧縮空気供給管２１が接続されており、前記注入弁１９を開けて圧縮空気供給管２１から圧縮空気２０を吹込むことにより、ベッド材貯蔵容器１３内のベッド材ＢをＬ型輸送管１７及びベッド材注入管１８を介して流動層ボイラ本体２内に注入するようにしている。
【０００８】
前記流動層ボイラ本体２の負荷の調整は、通常、燃料６の供給量を調節して図４に示すように流動層７の層温度を常に一定値３７（例えば８５０℃）に維持した状態において、出力指令による負荷に基づいて前記ベッド材貯蔵容器１３内の流動層７の層高を図４の実線３８のように変えることにより、流動層７内の伝熱管８の伝熱面積を変えて熱交換量を変えることにより行っている。
【０００９】
即ち、図３に示すように、加圧流動層ボイラの出力指令３９が、レベル制御装置４０に入力されていると共に、流動層ボイラ本体２内の流動層７の差圧を検出する差圧計４１からの差圧信号４２がレベル制御装置４０に入力されて流動層７の層高が検出されており、該検出した層高が、出力指令３９による負荷に対応した大きさになるように、前記した抜出弁１５に対する抜出指令４３、及び注入弁１９に対する注入指令４４を出力して層高を制御するようにしている。
【００１０】
一方、前記石炭スラリー等の燃料６の燃焼によって生じた燃焼灰２２は、流動層ボイラ本体２内にベッド材Ｂとして残留することになるため、流動層７の層高が次第に高くなり、このために流動層ボイラ本体２の負荷が徐々に増加されるように変動してしまう。
【００１１】
このため、前記流動層ボイラ本体２内に発生した燃焼灰２２の一部は、流動層ボイラ本体２から外部に排出する必要がある。
【００１２】
上記流動層ボイラ本体２内に生じた燃焼灰２２の一部を外部に排出するため、従来より、流動層ボイラ本体２の底部に灰溜ホッパ２３を形成し（図示の場合は２個）、該灰溜ホッパ２３の下部に取出バルブ２５を備えた取出管２４を接続し、該取出管の下端にＬ型輸送管２９を接続している。
【００１３】
該Ｌ型輸送管２９の一側には、均圧バルブ３０を介してロックホッパ３１が接続してあり、且つ前記Ｌ型輸送管２９の他側には、レベル制御装置４０からのパルス排出指令４５に基づいてパルス的に開閉を繰返すようにした排出制御弁２６を備えた圧縮空気管２７が接続してあり、該圧縮空気管２７からのパルス的に噴射される圧縮空気２８により前記Ｌ型輸送管２９を介して取出管２４内の燃焼灰２２がロックホッパ３１に取り出せるようになっている。
【００１４】
更に、前記ロックホッパ３１の下側には切出バルブ３２が設けてあり、該切出バルブ３２の下側にベルトコンベヤ等の搬送装置３３が配設されて燃焼灰排出装置３４が構成されている。また、取出管２４及びＬ型輸送管２９等の外周には、空気を供給して冷却を行うようにした空冷用チャンネル装置３５を設けている。図中３６は流動層ボイラ本体２等を収容した圧力容器１を吊り下げ支持する架構を示している。
【００１５】
又、前記レベル制御装置４０は、前記取出バルブ２５及び均圧バルブ３０の開閉を制御する開閉指令４６，４７を出力するようになっている。
【００１６】
レベル制御装置４０には、現在の負荷に対応した層高が図５に示すように所定の層高設定幅Ｓで設定されており、層高が上昇することにより図３の差圧計４１にて検出している差圧信号４２が増加すると、レベル制御装置４０は前記差圧信号４２から層高を検出しているので、図５に示すように検出した層高４８が層高設定幅Ｓの上限Ｓ１に達すると、レベル制御装置４０は前記取出バルブ２５及び均圧バルブ３０を開ける開閉指令４６，４７を出力すると共に、図５に示すパルス排出指令４５を排出制御弁２６に出力するようになっている。
【００１７】
図３の加圧流動層ボイラを或る一定の負荷で連続運転していると、石炭スラリー等の燃料６の燃焼により燃焼灰２２が増加することによって流動層７の層高が徐々に上昇する。このように燃焼灰２２によって層高が上昇してくると、流動層ボイラ本体２の負荷が変化してしまうので、前記燃焼灰２２を適宜排出する必要がある。
【００１８】
差圧計４１によって検出された差圧信号４２がレベル制御装置４０に入力されて図５に示す層高４８が検出されているので、この層高４８が上昇して層高設定幅Ｓの上限Ｓ１に達すると、レベル制御装置４０は取出バルブ２５及び均圧バルブ３０に開閉指令４６，４７を出力して取出バルブ２５及び均圧バルブ３０を開けるように操作すると共に、図３に示すパルス排出指令４５を排出制御弁２６に出力して、図５に示す所定長さの１パルスＰの間だけ排出制御弁２６を開け、その後直ちに閉じるという操作を、比較的密のパルスＰ幅で連続して行う。
【００１９】
すると、圧縮空気管２７の圧縮空気２８がＬ型輸送管２９にパルス的に略連続して供給され、流動層ボイラ本体２の灰溜ホッパ２３に溜まった燃焼灰２２が、取出管２４、Ｌ型輸送管２９、均圧バルブ３０を通ってロックホッパ３１に比較的大きな一定の排出速度で排出される。
【００２０】
ロックホッパ３１に燃焼灰２２が充満すると、均圧バルブ３０を閉じ、搬送装置３３を駆動しつつ切出バルブ３２を開くことにより、ロックホッパ３１内の燃焼灰２２は搬送装置３３上に取り出されて外部に搬送される。
【００２１】
燃焼灰２２の排出によって流動層７の層高４８が図５の層高設定幅Ｓの下限Ｓ２に達すると、前記レベル制御装置４０は開閉指令４６，４７によって取出バルブ２５及び均圧バルブ３０を閉じるように操作し、更にパルス排出指令４５の出力を停止して排出制御弁２６を閉止することにより燃焼灰２２の排出を終了する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の燃焼灰排出装置３４においては、燃焼灰２２の排出時に、図５に示すように一定間隔のパルスＰを有したパルス排出指令４５にて排出制御弁２６を開閉させることにより排出を行うようにしているために、次のような問題を有していた。
【００２３】
即ち、前記灰溜ホッパ２３内の燃焼灰２２は、流動層７に近い上側部は温度が非常に高く（例えば８５０℃に近い温度となっている）、下側部は圧力容器１内の加圧空気１ａによって冷却されているために比較的低い温度となっているため、排出の初期の段階では比較的温度の低い燃焼灰２２が排出されるが、その後に非常に高い温度の燃焼灰２２が排出されるようになり、そのために図５に示すようにパルスＰが密のパルス排出指令４５で燃焼灰２２を排出し続けると、取出管２４部分の温度が曲線４９で示すように高くなってしまい、よって取出管２４以降の取出バルブ２５、Ｌ型輸送管２９、均圧バルブ３０及びロックホッパ３１等の構成部材を普通鋼材で構成することができる上限温度Ｔを越えてしまうことになり、従って前記構成部材が熱変形したり、破損を生じて高温の排ガスが噴出してしまう等の問題を生じる恐れがある。
【００２４】
このため、従来、上記問題を解決するために、前記取出管２４以降の取出バルブ２５、Ｌ型輸送管２９、均圧バルブ３０及びロックホッパ３１等の構成部材を、クロム含有鋼材等の耐熱材料にて構成することが考えられたが、装置が非常に高価なものになってしまう問題があり、実用化されていない。
【００２５】
また、こうした問題を解決するべく、前記取出管２４及びＬ型輸送管２９等に空冷用チャンネル装置３５を設けて空気冷却することも考えられているが、この方式の場合、空気による冷却は冷却効率が低いために大量の空気を吹きつけて冷却する必要があり、このために大型のコンプレッサ等の装置を必要としてやはり設備が高価になってしまう問題を有していた。
【００２６】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもので、簡単な装置により燃焼灰排出制御装置の取出管以降の構成部材が高温に晒されることを防止できるようにした加圧流動層ボイラの燃焼灰排出制御装置を提供することを目的としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の加圧流動層ボイラの燃焼灰排出制御装置は、流動層ボイラ本体の底部に形成した灰溜ホッパの下部に取出バルブを備えた取出管を接続すると共に、該取出管の下端にＬ型輸送管を接続し、該Ｌ型輸送管の一側に均圧バルブを介してロックホッパを接続し、且つ前記Ｌ型輸送管の他側に、レベル制御装置からのパルス排出指令により開閉して取出管からの燃焼灰を一定速度でロックホッパに排出する排出制御弁を備えた圧縮空気管を接続した加圧流動層ボイラの燃焼灰排出制御装置であって、前記取出管の温度を検出する温度検出器を備えると共に、該温度検出器が設定上限温度以上を検出した時に前記排出制御弁による排出速度を低減させる排出速度減少信号を前記レベル制御装置に出力する排出制限指示装置を備える。
【００２８】
【作用】
加圧流動層ボイラにおいて石炭スラリー等の燃料を燃焼させて一定の負荷で連続運転していると、燃焼灰が増加することにより流動層の層高が徐々に上昇する。
【００２９】
流動層の層高が上昇すると、レベル制御装置はパルス排出指令を排出制御弁に出力して排出制御弁をパルス的に開閉作動させる。すると、圧縮空気管の圧縮空気がＬ型輸送管にパルス的に供給され、流動層ボイラ本体の灰溜ホッパに溜まった燃焼灰は、取出管及びＬ型輸送管を介してロックホッパに略一定速度で排出される。
【００３０】
この時、前記燃焼灰の排出によって灰溜ホッパ内の上層の高温の燃焼灰が取り出されることにより取出管の温度が上昇することになるが、この時、温度検出器が取出管の温度を検出して温度検出信号を排出制限装置に入力しており、前記温度検出信号が設定上限温度に達すると、排出制限装置がレベル制御装置に排出速度減少信号を出力して、レベル制御装置から排出制御弁に出力していた連続したパルス制御指令を排出速度減少信号により減少させ、排出制御弁による排出速度を低減させるように制御する。
【００３１】
これにより、取出管から取り出される燃焼灰の取出し量が減少し、従って灰溜ホッパ内及び取出管内の燃焼灰を圧力容器内の加圧空気にて充分に冷却しながら取り出すことができるようになり、よって取出管の温度を普通鋼材を用いることができる設定上限温度以下に安定して保持することができる。
【００３２】
従って、簡単な構成で、取出管以降の取出バルブ、Ｌ型輸送管、均圧バルブ及びロックホッパ等の構成部材の温度を設定上限温度以下に保持することができ、よって前記構成部材を安価な普通鋼材で構成することができる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
図１は、前記図３の加圧流動層ボイラに適用した本発明の一実施例を示したもので、図中同一の符号を付したものは同一物を表わしている。
【００３５】
図１に示すように、流動層ボイラ本体２の下部に構成される燃焼灰排出装置３４の取出管２４に、該取出管２４の温度を検出するようにした温度検出器５０を配設し、該温度検出器５０の温度検出信号５１を排出制限指示装置５２に入力するようにし、更に該排出制限指示装置５２からの排出速度減少信号５３をレベル制御装置５４に入力するようにしている。
【００３６】
排出制限指示装置５２は、前記温度検出信号５１が、取出管２４以降の取出バルブ２５、Ｌ型輸送管２９、均圧バルブ３０及びロックホッパ３１等の構成部材を普通鋼材で構成できる図２の設定上限温度５５を越えた時に、レベル制御装置５４から前記排出制御弁２６に出力されるパルス排出指令４５を図２に示すように変更するようにしている。
【００３７】
即ち、図２の場合では、温度検出信号５１が設定上限温度５５を越えた時、今までａで示すようにパルスＰが密の間隔で発生されて比較的大きい一定の排出速度で排出が行われていたのを、ｂで示すようにパルスＰの間隔を粗にすることによって排出速度を低減させるようにしている。
【００３８】
次に上記実施例の作用を説明する。
【００３９】
図１に示した加圧流動層ボイラを或る一定の負荷で連続運転していると、石炭スラリー等の燃料６の燃焼により燃焼灰２２が増加することによって流動層７の層高が徐々に上昇する。
【００４０】
流動層７の層高が上昇して図２に示す層高設定幅Ｓの上限Ｓ１に達すると、レベル制御装置５４は取出バルブ２５及び均圧バルブ３０に開閉指令４６，４７を出力して取出バルブ２５及び均圧バルブ３０を開けるように操作すると共に、図２にａで示すように密のパルスＰを有したパルス排出指令４５を排出制御弁２６に出力して排出制御弁２６をパルス的に開閉作動させる。
【００４１】
すると、圧縮空気管２７の圧縮空気２８がＬ型輸送管２９にパルス的に供給され、流動層ボイラ本体２の灰溜ホッパ２３に溜まった燃焼灰２２は、取出管２４、取出バルブ２５、Ｌ型輸送管２９、均圧バルブ３０を通ってロックホッパ３１に排出される。
【００４２】
この時、前記灰溜ホッパ２３内の燃焼灰２２の排出が継続されると、上層部の高温の燃焼灰２２が徐々に排出されるようになることにより、取出管２４の温度が上昇するようになる。
【００４３】
この時、温度検出器５０が取出管２４の温度を検出して温度検出信号５１を排出制限指示装置５２に入力しているので、温度検出信号５１が図２の設定上限温度５５に達すると、排出制限指示装置５２は排出速度減少信号５３をレベル制御装置５４に出力し、排出制御弁２６に出力していた連続した図２中ａの密のパルス排出指令４５を、排出速度減少信号５３によって例えば図２に示すようにパルスＰ数を３分の１に減少させるように修正し、これにより排出制御弁２６による燃焼灰２２の排出速度を減少させる。
【００４４】
このように、取出管２４からの燃焼灰２２の取出し量が減少することによって、灰溜ホッパ２３内及び取出管２４内の燃焼灰２２を圧力容器１内の加圧空気１ａによって充分に冷却しながら取り出すことが可能となり、従って取出管２４の温度検出信号５１を図２に示すように普通鋼材を使用可能な設定上限温度５５以下に安定して保持することかできる。尚、前記排出速度を減少するために、パルス排出指令４５のパルスＰ数を、排出速度減少信号５３によって前記３分の１とする以外に、２分の１或いは４分の１のように任意に減少することができるようにして、取出管２４の温度の変化に応じて排出速度を適宜選定して制御できるようにすることができる。
【００４５】
上記によれば、簡単な構成によって、取出管以降の取出バルブ２５、Ｌ型輸送管２９、均圧バルブ３０及びロックホッパ３１等の構成部材の温度を設定上限温度５５以下に保持することができ、よって前記構成部材を安価な普通鋼材で構成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の加圧流動層ボイラの燃焼灰排出制御装置によれば、取出管の温度を検出し、その検出温度が取出管以降の構成部材を普通鋼材で構成できる設定上限温度を越えないように排出制御弁による排出速度に制限を加えるようにしているので、前記構成部材の温度を簡単な構成にて設定上限温度以下に保持することができ、よって前記構成部材を安価な普通鋼材で構成することができる優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明における取出管温度と、層高と、パルス排出指令との関係を示す線図である。
【図３】従来の加圧流動層ボイラの燃焼灰排出制御装置の一例を示すブロック図である。
【図４】流動層ボイラの負荷と層高及び層温度との関係を示す線図である。
【図５】従来の取出管温度と、層高と、パルス排出指令との関係を示す線図である。
【符号の説明】
２                  流動層ボイラ本体
２２                  燃焼灰
２３                  灰溜ホッパ
２４                  取出管
２５                  取出バルブ
２６                  排出制御弁
２７                  圧縮空気管
２８                  圧縮空気
２９                  Ｌ型輸送管
３０                  均圧バルブ
３１                  ロックホッパ
４５                  パルス排出指令
５０                  温度検出器
５１                  温度検出信号
５２                  排出制限指示装置
５３                  排出速度減少信号
５４                  レベル制御装置
５５                  設定上限温度
【図１】
0003552335.tif 000002
【図２】
0003552335.tif 000003
【図３】
0003552335.tif 000004
【図４】
0003552335.tif 000005
【図５】
0003552335.tif 000006