(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスの一部を圧力容器の外に設けられた分析計に導くサンプリング管と、圧力容器と分析計との間において前記サンプリング管に取り付けられたバルブと、該バルブと圧力容器との間におけるサンプリング管のバルブ直近箇所に圧力容器内の加圧空気を導く空気管と、を備えたことを特徴とする加圧流動層ボイラの排ガスサンプリング構造。
【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排ガスサンプリング構造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本体２が設けられており、流動層ボイラ本体２内の下部には複数本の散気管３が配設されており、該散気管３は、圧力容器１内の加圧空気４を、途中に後述する灰クーラ１９が設けられた取入管３６から風箱３７へ取り入れて上方に噴出するようになっている。
【０００３】
前記散気管３の上部には、圧力容器１の外部から燃料供給管５により石炭スラリ等の燃料が供給されるようになっており、更に、流動層６を形成するための石灰石等の脱硫材、石炭灰等を混合したベッド材７がベッド材貯蔵容器２４から供給されるようになっており、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（圧力約１５ｋｇ／ｃｍ2、温度約３００℃）が前記取入管３６から風箱３７を介して散気管３に供給され上方に噴出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の中で攪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】
前記流動層６の層高は、ボイラ負荷指令に応じて制御されるようになっており、負荷の上昇に伴って流動層６の層高を高くする際には、ベッド材貯蔵容器２４の底部に接続されたＬ字状のベッド材注入配管２５に対し、圧力容器１内の加圧空気４を注入弁２６の開度調節によって供給することにより、ベッド材貯蔵容器２４内のベッド材７をベッド材注入配管２５を介して流動層ボイラ本体２内へ注入する一方、負荷の低下に伴って流動層６の層高を低くする際には、ベッド材貯蔵容器２４の内圧を抜出弁２７の開度調節によって減圧することにより、流動層ボイラ本体２内のベッド材７を、流動層ボイラ本体２の側部から突設されたベッド材抜出配管２８からベッド材貯蔵容器２４へ抜き出すようになっている。
【０００５】
又、燃焼によって生じた灰等により流動層ボイラ本体２内のベッド材７の量が増え、現在の負荷に対して流動層６の層高が上昇した場合には、前記灰及びベッド材７の一部はトータル的に見た余剰分として、散気管３の間から、下側に設けられている灰出しホッパ１０に落下し、下部の灰切出管１１からＬバルブ２９を介して、ロックホッパ３０に取り出された後、ロータリーバルブ３１によって所用量ずつ排出ライン３２へ切り出され、ブロワ２３の作動による吸引により排出ライン３２からベッド材サイロ３３へ導入されるようになっており、該ベッド材サイロ３３に貯留された前記灰及びベッド材７は、適宜ロータリーバルブ３４から切り出され、トラック３５等で搬出されるようになっている。
【０００６】
前記流動層ボイラ本体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（例えば六個）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おり、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。
【０００７】
前記サイクロン１４で分離された分離灰１８は、灰クーラ１９において前記取入管３６から風箱３７を介して散気管３へ供給される加圧空気４により冷却された後、灰輸送管２０で圧力容器１の外部の灰処理装置（図示せず）に輸送されるようになっており、又、前記取入管３６から風箱３７を介して散気管３へ供給される加圧空気４は、前記灰クーラ１９において分離灰１８から熱を奪って加熱された後、上方に噴射され流動層６を形成するようになっている。
【０００８】
尚、前記ベッド材貯蔵容器２４は、通常、複数個設けられており、そのトータルの容量は、流動層ボイラ本体２内において１００％の負荷で運転が行われる場合に必要となるベッド材７を貯められるだけの容量となるようにしてある。又、図中、３８は起動時に取入管３６から風箱３７を介して散気管３へ供給される加圧空気４を加熱するための起動バーナである。
【０００９】
ところで、前述の如き加圧流動層ボイラの場合、排ガス１２中のＯ2濃度を検出し、該検出したＯ2濃度に基づいて空気過剰率を求め、燃焼を制御するようにしている。
【００１０】
このため、従来においては、図２に示される如く、サイクロン１４の出口側の排ガス管１５から排ガス分析用のサンプリング管３９を分岐せしめ、該サンプリング管３９を圧力容器１を貫通させて外部に導出させ、圧力容器１の外部に導出されたサンプリング管３９の途中にバルブ４０を設けると共に、その下流側にＯ2濃度計等の分析計４１を設け、必要に応じてバルブ４０を開き、サイクロン１４で灰が分離された排ガス１２の一部をサンプリング管３９から抜き出し、前記分析計４１によって排ガス１２中のＯ2濃度等を随時検出するようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
分析計４１によって排ガス１２中のＯ2濃度等を検出している状態の時には、バルブ４０が開かれていて、サンプリング管３９内を高温の排ガス１２が通過している。
【００１２】
ところが分析計４１によって排ガス１２中のＯ2濃度等を検出しない状態の時には、バルブ４０を閉じているため、サンプリング管３９内で排ガス１２が流動しなくなり、圧力容器１から外部に出てバルブ４０に至るまでの部分のサンプリング管３９内に存在する排ガス１２は外気により冷却されて酸露点（約１５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で約１８０℃）以下の温度に降下し、圧力容器１から外部に出てバルブ４０に至るまでの間のサンプリング管３９の内面には、排ガス１２中に含まれている硫黄分が付着し、腐食の原因になっていた。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑み、サンプリング管のバルブを閉じている状態の時に、圧力容器から外部に露出してバルブに至るまでの間の区域のサンプリング管が冷却しないようにしてサンプリング管内面への硫黄分の付着を防止し、サンプリング管が腐食しないようにした加圧流動層ボイラの排ガスサンプリング構造を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【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排ガスサンプリング構造は、排ガスの一部を圧力容器の外に設けられた分析計に導くサンプリング管と、圧力容器と分析計との間において前記サンプリング管に取り付けられたバルブと、該バルブと圧力容器との間におけるサンプリング管のバルブ直近箇所に圧力容器内の加圧空気を導く空気管と、を備えたことを特徴とするもので、排ガスよりも圧力が高く、且つ酸露点温度よりも高い温度を有している圧力容器内の加圧空気が、空気管を通ってバルブと圧力容器との間におけるサンプリング管のバルブ直近箇所に導入され、この加圧空気がサンプリング管内を圧力容器側に流れるため、圧力容器から外部に露出してバルブに至るまでの間の区域のサンプリング管は冷却されず、サンプリング管の内面に排ガス中に含まれている硫黄分が付着しなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態の一例を示す断面図であって、排ガス１２の一部を抜き出したサンプリング管３９は、図１右側の圧力容器１内部から左側の圧力容器１の外部に出ていて、圧力容器１の外部に出た部分の途中にバルブ４０が取り付けられ、その下流側にＯ2濃度計等の分析計４１が接続されている。そして必要に応じてバルブ４０を開き、分析計４１によって排ガス１２中のＯ2濃度等を随時検出するようになっている。
【００１７】
サンプリング管３９が圧力容器１内から圧力容器１の外部に出る箇所には、サンプリング管３９の外径よりも大きな寸法の内径を有する短い外管４２が、サンプリング管３９の外周に位置するようにして圧力容器１に溶接されている。外管４２の外方端部はフランジ４３で塞がれ、サンプリング管３９はフランジ４３の中心部を密に貫通している。
【００１８】
４４は細径の空気管であって、該空気管４４の中間にはバルブ４５が取り付けられている。そして空気管４４の図１における右端はフランジ４３を貫通して、外管４２の内側とサンプリング管３９の外側との間の空間を介して圧力容器１の内部に連通しており、空気管４４の図１における左端は、バルブ４０と圧力容器１との間におけるサンプリング管３９の、バルブ４０に極めて近い箇所に連通している。
【００１９】
次に、図１に示す装置の作用を説明する。
【００２０】
分析計４１によって排ガス１２中のＯ2濃度等を検出する際には、バルブ４５を閉じてバルブ４０を開いた状態にする。
【００２１】
この状態では、サンプリング管３９内の排ガス１２は分析計４１に流れ、排ガス１２中のＯ2濃度等を検出して流動層ボイラ本体２（図２参照）の燃焼を制御することができるようになる。
【００２２】
排ガス１２中のＯ2濃度等の検出を中止する際には、バルブ４０を閉じてバルブ４５を開いた状態にする。
【００２３】
この状態では、サンプリング管３９内の排ガス１２はバルブ４０の箇所で止められ、分析計４１の方に排ガス１２は流れなくなる。
【００２４】
一方、圧力容器１内の加圧空気４の圧力は約１５ｋｇ／ｃｍ2であって排ガス１２よりも高い圧力となっているので、加圧空気４は外管４２の内側とサンプリング管３９の外側との間の空間から空気管４４を通って、バルブ４０の圧力容器１側に接続されているサンプリング管３９のバルブ４０直近箇所に流入し、サンプリング管３９内の排ガス１２の圧力に打ち勝ってサンプリング管３９内を逆流し、排ガス管１５（図２参照）の方向に流れるようになる。
【００２５】
このとき、加圧空気４は約３００℃の高い温度となっており、この高温の加圧空気４が空気管４４を通って、バルブ４０と圧力容器１との間におけるサンプリング管３９のバルブ４０直近箇所に流入して、サンプリング管３９内を圧力容器１の方に流れ続けるため、圧力容器１から外部に出てバルブ４０に至るまでの部分のサンプリング管３９は約３００℃の加圧空気４で保温される状態が保たれ、圧力容器１の外に露出している箇所でのサンプリング管３９内は酸露点（約１５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で約１８０℃）以下の温度に降下することがなく、サンプリング管３９の内面に排ガス１２中に含まれている硫黄分が付着しないようになる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、圧力容器から外部に出てバルブに至るまでの部分のサンプリング管は、圧力容器から導いた加圧空気で保温されて酸露点以下の温度に降下しないため、この部分のサンプリング管内に存在する排ガスは冷却されず、サンプリング管の内面は、硫黄分の付着による腐食が生じなくなる効果がある。
【００２７】
又、空気管を設けるだけの簡単な構成でサンプリング管の内面の腐食を防止できる効果がある。
【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断面図である。
【図２】従来例の全体概要構成図である。
【符号の説明】
１  圧力容器
３９  サンプリング管
４０  バルブ
４１  分析計
４４  空気管
【図１】
0003814973.tif 000002
【図２】
0003814973.tif 000003