(57)【要約】【課題】燃料バンカ内に貯留された石炭とバイオマス等とからなる混合燃料の内部が高温になる事態を効果的に防止することが可能な発電用ボイラを提供する。【解決手段】発電用ボイラ１は、混合燃料を貯留するための燃料バンカ２、混合燃料を粉砕するための粉砕機３、混合燃料を燃焼させるための燃焼炉４、燃焼灰を回収するためのサイクロン５、燃焼ガスと循環水との間で熱交換を行うための対流伝熱手段６等によって構成されている。そして、燃料バンカ２と粉砕機３とを繋ぐ連結管７には、連結管７の内部を遮る遮蔽板１０と、その遮蔽板１０の下方において連結管７の内部の空気をリークするための脱気孔１２とからなる遮蔽手段９が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭と有機物とからなる混合燃料を貯留するための燃料バンカと、燃料バンカから供給された混合燃料を粉砕するための粉砕機と、粉砕機から供給された混合燃料を燃焼させる燃焼炉と、燃焼炉から排出された燃焼ガスと循環水との間での熱交換を行うための対流伝熱手段とを有する発電用ボイラであって、
前記燃料バンカの下部に、下方からの空気の流入を遮断するための遮蔽手段を設けたことを特徴とする発電用ボイラ。
【請求項２】
前記遮蔽手段が、前記燃料バンカと前記粉砕機とを繋ぐ連結管の内部を遮る遮蔽板と、その遮蔽板の下方において連結管の内部の空気をリークするための脱気孔とからなるものであることを特徴とする請求項１に記載の発電用ボイラ。
【請求項３】
前記連結管に酸素濃度を検知するための検知手段が設けられていることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の発電用ボイラ。
【請求項４】
燃料バンカに貯留された石炭と有機物とからなる混合燃料を粉砕機で粉砕し、粉砕後の混合燃料を燃焼炉で燃焼させ、その燃焼により発生した燃焼ガスと循環水との間で熱交換を行う発電用ボイラにおいて、前記燃料バンカに貯留する混合燃料を管理するための管理方法であって、
前記燃料バンカの下方からの空気の流入を遮断し、前記燃料バンカに貯留した混合燃料の上部の温度管理を行うことを特徴とする発電用ボイラ用混合燃料の管理方法。
【請求項５】
燃料バンカに投入する石炭の温度管理を行うことを特徴とする請求項４に記載の発電用ボイラ用混合燃料の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用ボイラに関し、詳しくは、燃料として石炭と有機物とからなる混合燃料を利用する発電用ボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の発電用ボイラとしては、燃料バンカに貯留された石炭等の燃料をスクリューフィーダ等によって定量的に粉砕機に送り、当該粉砕機で適当な大きさの粒状に粉砕した後、燃焼炉に供給して燃焼させ、その燃焼ガスの熱によって対流伝熱手段内の循環水を蒸気化させ、当該蒸気によってタービンを回転させて発電するものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、上記の如き発電用ボイラに用いる燃料として、石炭とバイオマス等の有機物とからなる混合燃料が用いられることがある（特許文献２）。かかる混合燃料は、バイオマス資源の有効活用や化石燃料の低減、ＣＯ２の発生量の抑制にも効果があるため、近年、脚光を浴びている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３３００８号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の如き、バイオマスと石炭との混合燃料を利用する発電用ボイラにおいては、燃料バンカに貯留されたバイオマスと石炭の混合物が空気と反応して発熱し、貯留された燃料の内部が高温になってしまう虞れがある。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来のバイオマスと石炭との混合燃料を利用する発電用ボイラにおける問題点を解消し、燃料バンカ内に貯留された混合燃料の内部が高温になる事態を効果的に防止することが可能な発電用ボイラを提供することにある。また、燃料バンカ内に貯留された混合燃料の内部が高温になる事態を効果的に防止することが可能な発電用ボイラ用の混合燃料の管理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる本発明の内、請求項１に記載された発明は、石炭と有機物とからなる混合燃料を貯留するための燃料バンカと、燃料バンカから供給された混合燃料を粉砕するための粉砕機と、粉砕機から供給された混合燃料を燃焼させる燃焼炉と、燃焼炉から排出された燃焼ガスと循環水との間での熱交換を行うための対流伝熱手段とを有する発電用ボイラであって、前記燃料バンカの下部に、下方からの空気の流入を遮断するための遮蔽手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記遮蔽手段が、前記燃料バンカと前記粉砕機とを繋ぐ連結管の内部を遮る遮蔽板と、その遮蔽板の下方において連結管の内部の空気をリークするための脱気孔とからなるものであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、前記連結管に酸素濃度を検知するための検知手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、燃料バンカに貯留された石炭と有機物とからなる混合燃料を粉砕機で粉砕し、粉砕後の混合燃料を燃焼炉で燃焼させ、その燃焼により発生した燃焼ガスと循環水との間で熱交換を行う発電用ボイラにおいて、前記燃料バンカに貯留する混合燃料を管理するための管理方法であって、前記燃料バンカの下方からの空気の流入を遮断し、前記燃料バンカに貯留した混合燃料の上部で温度管理を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、請求項４に記載された発明において、燃料バンカに投入する石炭の温度管理を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発電用ボイラは、遮蔽手段によって燃料バンカの下部への空気（酸素）の逆流が防止されるので、外気との接触が少なく熱が逃げにくい燃料バンカの下部において、バイオマスと酸素とが反応して発熱する事態が抑制されるため、燃料バンカ内が高温になる事態を効率的に防止することができる。
【００１３】
請求項２の発電用ボイラは、粉砕機から連結管内を逆流して遮蔽板で遮られた空気が脱気孔から外部へ排出されるので、連結管の内壁面と遮蔽板との隙間から燃料バンカ内へ空気（酸素）が逆流する事態が起こりにくいので、燃料バンカ内が高温になる事態をきわめて効率的に防止することができる。
【００１４】
請求項３の発電用ボイラは、燃料バンカと粉砕機とを連結した連結管に酸素濃度の検知手段が設けられているため、その検知手段によって、任意のタイミングで、燃料バンカ内の発熱の有無を確認することができる。
【００１５】
請求項４の管理方法においては、燃料バンカの下部への空気（酸素）の逆流が防止されており、外気との接触が少なく熱が逃げにくい燃料バンカの下部においてバイオマスと酸素とが反応して発熱する事態が起こらないので、当該管理方法によれば、燃料バンカに貯留された混合燃料の下部を温度管理しなくても、燃料バンカ内が高温にならないように精度良く容易に管理することが可能となる。
【００１６】
請求項５の管理方法によれば、燃料バンカに投入する石炭の温度管理が行われるので、燃料バンカ内が高温にならないようにきわめて精度良く管理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る発電用ボイラの一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、発電用ボイラの概略を示したものであり、発電用ボイラ（所謂、循環流動層発電用ボイラ）１は、石炭と有機物とからなる混合燃料を貯留するための燃料バンカ２、混合燃料を粉砕するための粉砕機３、混合燃料を燃焼させるための燃焼炉４、燃焼灰を回収するためのサイクロン５、燃焼ガスと循環水との間で熱交換を行うための対流伝熱手段６等によって構成されている。そして、燃料バンカ２と粉砕機３とを繋ぐ連結管７には、燃料バンカ２内への空気の逆流を防止するための遮蔽手段９が設けられている。
【００１８】
燃料バンカ２は、下部をテーパ状（逆円錐状）に狭めた円柱状に形成されている。そして、内部に、石炭およびバイオマス等の有機物からなる混合燃料を貯留することができるようになっている。また、燃料バンカ２の上部の中央には、支持アーム（図示せず）を介して温度センサ２１が設置されており、内部に貯留された混合燃料の上部の温度を検知することができるようになっている。さらに、燃料バンカ２の下端には、粉砕機３と連結するための連結管７が設けられている。なお、石炭は、搬送手段２２によって燃料バンカ２内に搬送されるが、当該搬送手段２２には、温度検知手段２３が設けられている。
【００１９】
連結管７には、燃料バンカ２内の混合燃料を定量的に粉砕機３に送るためのスクリューフィーダ８が設けられている。そして、そのスクリューフィーダ８の上方には、燃料バンカ２の下方への空気の逆流を遮断するための遮蔽手段９が設けられている。遮蔽手段９は、連結管７の長手方向に対して垂直になるように設けられた遮蔽板１０と、その遮蔽板１０の下側に設けられた脱気管１１とによって構成されている。遮蔽板１０は、連結管７の内部を上下に遮断するように、水平方向に突出可能に設けられている。一方、脱気管１１の先端には、脱気孔１２が穿設されており、電磁弁（図示せず）の操作によって開閉自在になっている。また、遮蔽板１０の上側の連結管７の内部には、酸素濃度を検知するための検知手段（酸素濃度に応じて電極間に生じる電圧を変化させる酸素濃度検知セルを利用したもの）２０が設置されており、燃料バンカ２の下部における酸素濃度を、定期的に出力することができるようになっている。
【００２０】
一方、燃焼炉４は、長尺な円筒状に形成されている。そして、上部、下部には、それぞれ、二次空気を流入するための空気管（図示せず）、一次空気を流入するための空気管（図示せず）が接続されており、上部、下部を、個々に温度調節することができるようになっている。また、燃焼炉４の下部には、燃焼後の灰を回収するための灰サイロ（図示せず）が接続されている。加えて、燃焼炉の内部には、珪砂等の循環粒子が投入されている。
【００２１】
また、サイクロン５は、下部をテーパ状（逆円錐状）に狭めた円柱状に形成されている。そして、上端際の部分が、接続管１３を介して燃焼炉の上部と接続されており、下端の部分が、回収管１４を介して、燃焼炉４の下部と接続されている。また、上端の部分は、煙道１５を介して、対流伝熱手段６と接続されている。
【００２２】
対流伝熱手段６は、中空状に形成されており、内部には、汽水ドラム（図示せず）から導出された水流管１８が螺旋状に配設されている。そして、先端の部分が、２つに分割されており、片方は、集塵装置１６を介して煙突１７に接続されており、他方は、灰サイロ（図示せず）に接続されている。また、対流伝熱手段６の内部から導出された水流管１８の先端は、タービン１９に接続されている。
【００２３】
上記の如く構成された発電用ボイラ１においては、燃料バンカ２に貯留された混合燃料が、連結管７を介して、スクリューフィーダ８によって定量的に粉砕機３に送られる。なお、混合燃料においては、バイオマスの混合割合（すなわち、バイオマス／（石炭＋バイオマス））が１０重量％以下となるように調整される。そして、粉砕機３に送られた混合燃料は、適当な大きさの粒状に粉砕された後に、燃焼炉４に供給されて燃焼する。混合燃料の燃焼によって生じた燃焼ガスは、煙道１５を介して対流伝熱手段６へ導かれる。燃焼ガスが導かれた対流伝熱手段６においては、燃焼ガスと水流管１８内の循環水との間で熱交換が行われ、循環水が加熱されて蒸気となる。そして、その蒸気がタービン１９へ導かれ、タービン１９の羽根を回転させることによって発電が行われる。なお、熱交換を終えた燃焼ガスは、集塵装置１６内で除塵されて煙突１７から排出される。また、燃焼時には、燃焼炉４内に投入された珪砂等が、未燃焼の燃料や燃焼後の灰等を伴って循環し、サイクロン５によって、燃焼炉４の下部へ回収される。そして、燃焼後の灰は、燃焼炉４の下部から灰サイロに回収される。
【００２４】
また、燃料バンカ２に貯留された混合燃料が粉砕機３に送られる際には、遮蔽手段９により、燃料バンカ２と粉砕機３との間が断続的に遮断され、燃料バンカ２の下方への空気の逆流が防止される。すなわち、燃料バンカ２から一定量の混合燃料が粉砕機３に送られた後には、遮蔽手段９の遮蔽板１０が連結管７内で水平方向に突出することにより、連結管７の内部を上下に遮断する。また、その連結管７の遮断と同時に、脱気管１１の電磁弁が作動して脱気孔１２が開成する。かかる脱気孔１２の開成により、粉砕機３内で圧力が上昇した場合でも、脱気孔１２から空気がリークするため、連結管７の内壁面と遮蔽板１０との隙間から燃料バンカ２内へ空気が逆流したりしない。
【００２５】
また、発電用ボイラ１においては、当該温度センサ２１の検知温度が所定の閾値を上回った場合には、図示しない報知手段によってその旨が報知される。加えて、連結管７の内部の検知手段２０によって検知された酸素濃度が所定の閾値を上回った場合にも、報知手段によってその旨が報知される。さらに、搬送手段２２に設けられた温度検知手段２３の検知温度が所定の閾値を上回った場合には、搬送手段２２が搬送動作を停止し、報知手段によってその旨が報知される。
【００２６】
発電用ボイラ１は、上記の如く、燃料バンカ２の下部に、下方からの空気の流入を遮断するための遮蔽手段９が設けられており、外気との接触が少なく熱が逃げにくい燃料バンカ２の下部において、バイオマスと酸素とが反応して発熱する事態が抑制されるため、燃料バンカ２内が高温になる事態を効率的に防止することができる。
【００２７】
また、発電用ボイラ１は、遮蔽手段９が、連結管７の内部を遮る遮蔽板１０と、その遮蔽板１０の下方において連結管７の内部の空気をリークするための脱気孔１２とからなるものであり、粉砕機３から連結管７内を逆流して遮蔽板１０で遮られた空気が脱気孔１２から外部へ排出されるので、連結管７の内壁面と遮蔽板１０との隙間から燃料バンカ２内へ空気（酸素）が逆流する事態が起こりにくいので、燃料バンカ２内が高温になる事態をきわめて効率的に防止することができる。
【００２８】
さらに、発電用ボイラ１は、連結管７に酸素濃度を検知するための検知手段２０が設けられているため、その検知手段２０によって出力された酸素濃度の検知結果に基づいて、任意のタイミングで、燃料バンカ２の下部への空気の逆流の有無を確認することができる。したがって、検知手段２０による酸素濃度の検知結果が所定の閾値を超えている場合には、遮蔽板１０による遮蔽あるいは脱気孔１２による脱気が不十分であると判断する、というような制御が可能である。
【００２９】
また、上記した混合燃料の管理方法においては、燃料バンカ２の下部への空気（酸素）の逆流が防止されており、外気との接触が少なく熱が逃げにくい燃料バンカ２の下部においてバイオマスと酸素とが反応して発熱する事態が起こらない。それゆえ、当該管理方法によれば、燃料バンカ２に貯留された混合燃料の下部を温度管理しなくても、燃料バンカ２の内部が高温にならないように精度良く容易に管理することができる。
【００３０】
さらに、上記した混合燃料の管理方法によれば、燃料バンカ２に投入する石炭の温度管理が行われるので、燃料バンカ２の内部が高温にならないようにきわめて精度良く管理することができる。
【００３１】
なお、本発明の発電用ボイラは、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、燃料バンカ、粉砕機、燃焼炉、サイクロン、対流伝熱手段、遮蔽手段等の形状、構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することができる。また、本発明の混合燃料の管理方法も、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で必要に応じて適宜変更することができる。たとえば、遮蔽手段は、上記実施形態の如く、連結管の内部を遮る遮蔽板と当該遮蔽板の下方において空気をリークするための脱気孔とからなるものに限定されず、燃料バンカの下部と粉砕機との間における空気の出入りをほぼ完全に遮断可能なものであれば、他の構造を有するものに変更することも可能である。また、本発明の発電用ボイラは、上記実施形態の如き循環流動層発電用ボイラに限定されず、微粉炭焚発電用ボイラ等の循環流動層発電用ボイラとは異なる発電用ボイラに変更することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】発電用ボイラの概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・発電用ボイラ
２・・燃料バンカ
３・・粉砕機
４・・燃焼炉
６・・対流伝熱手段
７・・連結管
９・・遮蔽手段
１０・・遮蔽板
１２・・脱気孔
２０・・検知手段
【図１】
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