JP4366711B2 - Bubbling fluidized bed combustion furnace and its temperature control method - Google Patents
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Description
本発明は、バブリング流動層燃焼炉とその層内温度制御方法に関する。 The present invention relates to a bubbling fluidized bed combustion furnace and a method for controlling the temperature in the bed.
下水汚泥、バイオマス、都市ゴミ、産業廃棄物等の可燃性廃棄物を燃料とする流動層焼却炉として、特許文献１、２等が開示されている。また加圧流動層を用いて複合発電するシステムとして特許文献３が開示されている。
特許文献１の「流動床式焼却炉の燃焼制御方法」は、砂層部およびフリーボード部の温度に対する燃料流量を最適化して、砂層部、フリーボード部の温度を一定範囲内に維持することを目的とし、図５に示すように、砂層部５２とフリーボード部５３とからなる流動床式焼却炉の砂層部５２への燃料供給量を調節することにより砂層部５２の温度を制御する流動床式焼却炉の燃焼制御方法において、砂層部５２の温度を温度検出器５５で測定し、該測定値を砂層部温度演算器５４に入力して砂層部５２の単位時間あたりの温度変化率を求める一方、フリーボード部５３の温度を温度検出器５６で測定して該測定値をフリーボード部温度演算器５７に入力し、予め演算器５７に入力されているフリーボード部５３の基準温度と前記測定値との温度偏差を求め、砂層部５２の温度変化率とフリーボード部５３の温度偏差とに基づき前記燃料流量を制御するものである。
Patent Document 1 “Combustion Control Method for Fluidized Bed Incinerator” optimizes the fuel flow rate with respect to the temperature of the sand layer part and the free board part, and maintains the temperature of the sand layer part and the free board part within a certain range. As shown in FIG. 5, a fluidized bed for controlling the temperature of the sand layer portion 52 by adjusting the amount of fuel supplied to the sand layer portion 52 of the fluidized bed incinerator composed of the sand layer portion 52 and the
特許文献２の「流動床式焼却炉の燃焼制御方法およびその装置」は、フリーボード部を砂層温度とは別個に独立して制御することを目的とし、図６に示すように、下水汚泥を焼却対象とし、炉体６１の内部に砂層部６２とフリーボード部６３の燃焼領域を形成した流動床式焼却炉において、砂層部６２の上部に配置した砂層上部バーナ６４を操作してフリーボード部温度を制御し、砂層部６２の下部に配置した砂層下部バーナ６５を操作して砂層温度を制御するものである。
特許文献３の「加圧流動層複合発電システムとその制御方法および制御装置」は、蒸気温度に基づいて燃料量を操作する系と層温に基づいて層高を操作する系との間に関連性を持たせ層温によっても燃料量を操作するものであり、図７に示すように、関数発生器７４から発生する燃料量設定値７６に基づいて燃料量目標値７８を生成し、この燃料量目標値７８にしたがって燃料量指令値７９を生成し、この燃料量指令値７９によって燃料供給ラインへの石炭の投入量を操作し、この操作量を実際の蒸気温度と設定値との偏差がゼロとなるように制御器７２からの出力によって補正する。さらに関数発生器８１から発生する層高設定値を実際の層温と設定値との偏差に応じて加算器８２で補正し、補正された層高指令値８３に基づいて層高を操作する。そして負荷の変化に伴って層高が上昇する操作が行われたときには、条件判定器８４からの切替信号８５に応答して実際の層温と設定値との偏差に応じた信号を制御器８６から加算器８７に出力して燃料量指令値８８を補正するものである。
上述した特許文献１、２の流動床式焼却炉では、廃棄物は流動層の上面に供給するが、別個に流動層内に燃料を供給する燃料供給系を備え、燃料供給系から供給する燃料の燃焼熱で流動層内の温度を制御するようになっている。そのため、層内温度の制御に可燃性廃棄物以外の燃料を必要とする問題点がある。
In the fluidized bed incinerators of
また、特許文献３の加圧流動層複合発電システムでは、石炭を燃料とし、層温に基づいて層高を操作する系を備えるため、流動層内の温度を制御することができるが、可燃性廃棄物を燃料とするのは困難である。
Moreover, in the pressurized fluidized bed combined power generation system of
さらに、流動床式焼却炉と蒸気発生器（ボイラ等）とを組み合わせる場合、従来、廃棄物の燃料流量は、主蒸気条件（温度、圧力）を制御しており、層温度は制御していない。従って、層温度は投入された廃棄物の流量や発熱量と、火炉の設計条件（冷却量）等から一義的に決まり、成り行きとなる。 Furthermore, when combining a fluidized bed incinerator and a steam generator (boiler, etc.), the fuel flow rate of waste has conventionally controlled the main steam conditions (temperature, pressure), but not the bed temperature. . Accordingly, the layer temperature is uniquely determined from the flow rate and heat generation amount of the input waste, the design conditions (cooling amount) of the furnace, and the like, and is the result.
また、特許文献３のように層高を上下させることで、層内温度を変化させることは可能であるが、層高を上下させるための火炉からのベッド材の排出および供給に時間がかかることから、層内温度制御の応答性が低い問題点がある。
In addition, it is possible to change the temperature in the layer by raising and lowering the layer height as in
一方、バイオマスのうち、パーム油工場から排出されるパーム滓（エンプティフルーツバンチ、ファイバ、シェルの混在物）を燃料とする場合、パーム滓自体の発熱量は十分高いにもかかわらず、発熱量の変動が大きい問題点がある。例えば、貯蔵場に貯蔵してあるパーム滓が雨で濡れると、燃料（パーム滓）の発熱量が低下し、層温も低下する。また逆に、燃料が乾燥し発熱量が上昇すると層温も上昇する。 On the other hand, in the case of biomass using palm cocoon (a mixture of empty fruit bunches, fibers, and shells) discharged from a palm oil factory as fuel, the calorific value of the palm cocoon itself is high enough, There are problems with large fluctuations. For example, when a palm cocoon stored in a storage area gets wet with rain, the calorific value of the fuel (palm cocoon) decreases and the layer temperature also decreases. Conversely, when the fuel dries and the calorific value increases, the layer temperature also increases.
またその他のバイオマス燃料の場合でも、異なる性状を持った数種類の燃料を混合燃焼する場合、混合燃焼比率が変わると層温が変わる。特に揮発分はフリーボードで燃焼しやすいため、揮発分が多くなると層温が低下し、揮発分が少なくなると層温が上昇する。 In the case of other biomass fuels, when several types of fuels having different properties are mixed and burned, the layer temperature changes when the mixed combustion ratio changes. In particular, since the volatile matter easily burns on the free board, the layer temperature decreases when the volatile content increases, and the layer temperature increases when the volatile content decreases.
バイオマス燃料の灰成分にＮａやＫなどの低融点化合物を形成しうる元素を多量に含む場合、層温が上昇し、灰の融点を超えるとベッド材中にアグロメと呼ぶ塊が生成され、流動不良を引き起こす。 When the ash component of biomass fuel contains a large amount of elements that can form low melting point compounds such as Na and K, the bed temperature rises, and when the melting point of the ash is exceeded, a mass called agglomerate is generated in the bed material and flows. Cause defects.
また逆に、層温が低下し、燃料が良好な燃焼を維持するための温度を下回ると、自燃焼が進行せず、燃焼不良を引き起こす。 Conversely, when the bed temperature is lowered and the fuel falls below the temperature for maintaining good combustion, the self-combustion does not proceed, resulting in poor combustion.
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、発熱量の変動する可燃性廃棄物を燃料として可燃性廃棄物以外の燃料をほとんど必要とせずに層内温度を所望の温度範囲に制御でき、かつ主蒸気圧力と主蒸気温度を保持したまま負荷指令に応じて燃焼量を制御できるバブリング流動層燃焼炉とその層内温度制御方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems. That is, the object of the present invention is to control the in-layer temperature within a desired temperature range using a combustible waste whose calorific value fluctuates as a fuel and almost no fuel other than the combustible waste, and the main steam pressure and An object of the present invention is to provide a bubbling fluidized bed combustion furnace capable of controlling the amount of combustion according to a load command while maintaining the main steam temperature, and a method for controlling the temperature inside the bed.
第１の発明によれば、粒子を流動用空気で流動させその内部および上部で燃料を燃焼させる流動層と、固体または液体の可燃性廃棄物を燃料として前記流動層内に直接供給する層内燃料供給手段と、固体または液体の可燃性廃棄物を燃料として流動層の上面よりも上方からこの上面に供給する層上燃料供給手段と、流動層で発生した熱で水蒸気を発生させる蒸気発生手段と、該蒸気発生手段で発生した水蒸気の圧力と温度を保持したまま層内温度を所望の温度範囲に制御するように、かつ負荷指令に応じて、前記層内燃料供給手段による前記流動層内への前記燃料の供給量と前記層上燃料供給手段による前記上面への前記燃料の供給量とを制御する燃料制御装置と、を備え、前記燃料制御装置は、流動層内の温度を検出する層温検出手段を有し、検出された層温が所望の温度範囲になるように層内燃料供給手段を制御し流動層内に直接供給する燃料の層内供給量を調節し、前記燃料制御装置は、前記蒸気発生手段で発生した水蒸気の圧力と温度を検出する圧力検出手段と温度検出手段とを備え、前記検出された水蒸気の圧力と温度が所定の条件となるように層上燃料供給手段を制御し前記上面に供給する前記燃料の量を調節する、ことを特徴とするバブリング流動層燃焼炉が提供される。
第２の発明によれば、粒子を流動用空気で流動させその内部および上部で燃料を燃焼させる流動層と、固体または液体の可燃性廃棄物を燃料として前記流動層内に直接供給する層内燃料供給手段と、固体または液体の可燃性廃棄物を燃料として流動層の上面よりも上方からこの上面に供給する層上燃料供給手段と、流動層で発生した熱で水蒸気を発生させる蒸気発生手段と、該蒸気発生手段で発生した水蒸気の圧力と温度を保持したまま層内温度を所望の温度範囲に制御するように、かつ負荷指令に応じて、前記層内燃料供給手段による前記流動層内への前記燃料の供給量と前記層上燃料供給手段による前記上面への前記燃料の供給量とを制御する燃料制御装置と、を備え、前記燃料制御装置は、前記蒸気発生手段で発生した水蒸気の圧力と温度を検出する圧力検出手段と温度検出手段と、流動層内の温度を検出する層温検出手段とを備え、前記検出された水蒸気の圧力と温度が所定の条件となるように燃料の総供給量を算出し、前記検出された流動層内の温度を前記所望の温度範囲に維持するように流動層内に直接供給する燃料の層内供給量を決定し、前記総供給量から前記層内供給量が減算された量を、流動層の上面に供給する燃料の層上供給量として決定する、ことを特徴とするバブリング流動層燃焼炉が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a fluidized bed in which particles are fluidized with fluidizing air and fuel is burned in and above the fluidized bed, and a solid or liquid combustible waste is directly supplied into the fluidized bed as fuel. Fuel supply means, on-layer fuel supply means for supplying solid or liquid combustible waste as fuel to the upper surface of the fluidized bed from above, and steam generating means for generating water vapor by heat generated in the fluidized bed And controlling the in-bed temperature to a desired temperature range while maintaining the pressure and temperature of the water vapor generated by the steam generating means, and according to a load command, A fuel control device that controls the amount of fuel supplied to the upper surface and the amount of fuel supplied to the upper surface by the upper layer fuel supply means, and the fuel control device detects the temperature in the fluidized bed Has layer temperature detection means , The detected bed temperature is adjusted intralayer supply amount of intra-layer fuel supply means controls the directly supplied fuel to the fluidized bed to the desired temperature range, the fuel control device, the steam generating unit Pressure detecting means and temperature detecting means for detecting the pressure and temperature of the water vapor generated in step 1, and controlling the on-layer fuel supply means so that the detected pressure and temperature of the water vapor are in a predetermined condition. There is provided a bubbling fluidized bed combustion furnace characterized by adjusting the amount of the fuel to be supplied.
According to the second aspect of the present invention, a fluidized bed in which particles are fluidized with fluidizing air and fuel is burned in and above the fluidized bed, and a solid or liquid combustible waste is directly supplied into the fluidized bed as fuel. Fuel supply means, on-layer fuel supply means for supplying solid or liquid combustible waste as fuel to the upper surface of the fluidized bed from above, and steam generating means for generating water vapor by heat generated in the fluidized bed And controlling the in-bed temperature to a desired temperature range while maintaining the pressure and temperature of the water vapor generated by the steam generating means, and according to a load command, A fuel control device that controls the amount of fuel supplied to the upper surface and the amount of fuel supplied to the upper surface by the upper-layer fuel supply means, and the fuel control device uses water vapor generated by the steam generation means. With the pressure of Pressure detection means for detecting the temperature, temperature detection means, and bed temperature detection means for detecting the temperature in the fluidized bed, and the total fuel supply so that the detected water vapor pressure and temperature are in a predetermined condition. An amount of fuel is calculated, and an in-layer supply amount of fuel to be directly supplied into the fluidized bed is determined so as to maintain the detected temperature in the fluidized bed within the desired temperature range, and the in-layer supply amount is determined from the total supply amount. There is provided a bubbling fluidized bed combustion furnace characterized in that an amount obtained by subtracting the supply amount is determined as an on-bed supply amount of fuel supplied to the upper surface of the fluidized bed.
本発明の構成によれば、層内燃料供給手段により流動層内に直接投入した場合と、層上燃料供給手段により層上に供給した場合とでは、層内燃焼率が異なるので、燃料制御装置により、層内燃料供給手段と層上燃料供給手段を制御することにより、必要な蒸気条件を保ちながら、最適な層温度、ひいては最適な流動状態と燃焼状態に維持することが可能となる。 According to the configuration of the present invention, the in-layer combustion rate differs between the case where the fuel is supplied directly into the fluidized bed by the in-layer fuel supply means and the case where the fuel is supplied onto the bed by the upper-layer fuel supply means. Thus, by controlling the in-layer fuel supply means and the upper-layer fuel supply means, it becomes possible to maintain the optimum bed temperature, and hence the optimum flow state and combustion state, while maintaining the necessary steam conditions.
また、層内燃料供給手段により流動層内に直接投入した場合は層内での燃焼率が高いので、燃料の層内供給量の調節により検出された層温を所望の温度範囲に維持することができる。 In addition, when the fuel is supplied directly into the fluidized bed by the in- layer fuel supply means, the combustion rate in the bed is high, so that the bed temperature detected by adjusting the amount of fuel supplied in the bed should be maintained within the desired temperature range. It is Ru can.
また、第３の発明によれば、第１の発明のバブリング流動層燃焼炉の層内温度制御方法であって、層内温度を所望の温度範囲に維持するように流動層内に直接供給する燃料の層内供給量を調節し、かつ主蒸気圧力と主蒸気温度を保持するように流動層の上面に供給する燃料の層上供給量を調節する、ことを特徴とするバブリング流動層燃焼炉の層内温度制御方法が提供される。 Further , according to the third invention, there is provided a method for controlling the temperature in the bed of the bubbling fluidized bed combustion furnace according to the first invention, wherein the temperature in the bed is directly supplied into the fluidized bed so as to maintain a desired temperature range. A bubbling fluidized bed combustion furnace characterized by adjusting the amount of fuel supplied in the layer and adjusting the amount of fuel supplied to the upper surface of the fluidized bed so as to maintain the main steam pressure and the main steam temperature. An in-layer temperature control method is provided.
この方法によれば、燃料を流動層内に直接投入した場合は層内での燃焼率が高いので、燃料の層内供給量の調節により検出された層温を所望の温度範囲に維持することができる。 According to this method, when the fuel is directly injected into the fluidized bed, the combustion rate in the bed is high, so that the bed temperature detected by adjusting the amount of fuel supplied in the bed can be maintained within a desired temperature range. Can do.
一方、この層内供給量の調節により、流動層上部のフリーボード部の温度が変化し、負荷指令により主蒸気圧力と主蒸気温度も変化するが、本発明の方法によれば、この変動に追従して層上供給量を調節するので、主蒸気圧力と主蒸気温度を保持することができる。 On the other hand, the temperature of the freeboard section at the upper part of the fluidized bed changes due to the adjustment of the supply amount in the bed, and the main steam pressure and the main steam temperature also change according to the load command. The amount of supply on the layer is adjusted to follow the main steam pressure and main steam temperature.
また、第４の発明によれば、粒子を流動用空気で流動させその内部および上部で燃料を燃焼させる流動層と、固体または液体の可燃性廃棄物を燃料として前記流動層内に直接供給する層内燃料供給手段と、固体または液体の可燃性廃棄物を燃料として流動層の上面よりも上方からこの上面に供給する層上燃料供給手段と、流動層で発生した熱で水蒸気を発生させる蒸気発生手段と、該蒸気発生手段で発生した水蒸気の圧力と温度を保持したまま層内温度を所望の温度範囲に制御するように、かつ負荷指令に応じて、前記層内燃料供給手段による前記流動層内への前記燃料の供給量と前記層上燃料供給手段による前記上面への前記燃料の供給量とを制御する燃料制御装置と、を備えるバブリング流動層燃焼炉の層内温度制御方法であって、主蒸気圧力と主蒸気温度を保持するように燃料の総供給量を算出し、層内温度を所望の温度範囲に維持するように流動層内に直接供給する燃料の層内供給量を決定し、総供給量から層内供給量を減算して流動層の上面に供給する燃料の層上供給量を決定する、ことを特徴とするバブリング流動層燃焼炉の層内温度制御方法が提供される。
According to the fourth aspect of the present invention, a fluidized bed in which particles are fluidized with fluidizing air and fuel is combusted inside and above the fluidized bed, and solid or liquid combustible waste is directly supplied into the fluidized bed as fuel. In-layer fuel supply means, on-layer fuel supply means for supplying solid or liquid combustible waste as fuel from above to the upper surface of the fluidized bed, and steam for generating water vapor by heat generated in the fluidized bed The flow by the in-layer fuel supply means so as to control the in-layer temperature within a desired temperature range while maintaining the pressure and temperature of the water vapor generated by the steam generation means and according to a load command. And a fuel control device for controlling the amount of fuel supplied into the bed and the amount of fuel supplied to the upper surface by the upper layer fuel supply means. Te, main steam Calculate the total fuel supply so as to maintain the pressure and main steam temperature, determine the fuel supply directly into the fluidized bed so as to maintain the bed temperature in the desired temperature range, There is provided a method for controlling the temperature in a bed of a bubbling fluidized bed combustion furnace, characterized in that the amount of fuel supplied to the upper surface of the fluidized bed is determined by subtracting the amount of feed in the bed from the amount supplied.
この方法によれば、層内温度を所望の温度範囲に維持するように流動層内に直接供給する燃料の層内供給量を決定するので、層温を所望の温度範囲に維持することができる。 According to this method, since the in-bed supply amount of the fuel directly supplied into the fluidized bed is determined so as to maintain the in-bed temperature in a desired temperature range, the bed temperature can be maintained in the desired temperature range. .
また、主蒸気圧力と主蒸気温度を保持するように燃料の総供給量を算出し、総供給量から層内供給量を減算して流動層の上面に供給する燃料の層上供給量を決定するので、主蒸気圧力と主蒸気温度を保持したまま負荷指令に応じて燃焼量を制御できる。 Also, calculate the total fuel supply to maintain the main steam pressure and main steam temperature, and subtract the in-bed supply from the total supply to determine the fuel supply above the fluidized bed. Therefore, the combustion amount can be controlled according to the load command while maintaining the main steam pressure and the main steam temperature.
上述したように本発明のバブリング流動層燃焼炉とその層内温度制御方法は、発熱量の変動する可燃性廃棄物を燃料として可燃性廃棄物以外の燃料をほとんど必要とせずに層内温度を所望の温度範囲に制御でき、かつ主蒸気圧力と主蒸気温度を保持したまま負荷指令に応じて燃焼量を制御できる、等の優れた効果を有する。 As described above, the bubbling fluidized bed combustion furnace and the in-situ temperature control method according to the present invention use the combustible waste whose calorific value fluctuates as the fuel, and the temperature in the in-situ layer is hardly required without using any fuel other than the combustible waste. It has an excellent effect that it can be controlled within a desired temperature range and the combustion amount can be controlled according to the load command while maintaining the main steam pressure and the main steam temperature.
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to a common part and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、ある燃料（この例ではコーヒー滓）を流動層の層内と層上に供給した場合の層内と層上の燃焼割合を示す図である。ここで「層内燃焼率」とは、燃料の発熱による総入熱のうち、流動層の温度上昇に寄与する熱量の割合をいう。一方、フリーボードの温度上昇に寄与する熱量の割合を「フリーボード燃焼率」とする。層内燃焼率＋フリーボード燃焼率＝１となる。 FIG. 1 is a diagram showing a combustion ratio in a bed and on a bed when a certain fuel (coffee mash in this example) is supplied into and on a bed of a fluidized bed. Here, the “in-bed combustion rate” refers to the ratio of the amount of heat that contributes to the temperature rise of the fluidized bed in the total heat input due to the heat generated by the fuel. On the other hand, the ratio of the amount of heat that contributes to the temperature rise of the free board is defined as the “free board burning rate”. In-layer combustion rate + freeboard combustion rate = 1.
この図から、層内燃焼率は、燃料を流動層の層内に直接供給した方が、燃料を流動層の層上に供給した場合よりも高く、逆にフリーボード燃焼率は、燃料を流動層の層上に供給した場合の方が高くなることがわかる。この傾向は、燃料の種類にかかわらず流動層燃焼では一般的と考えることができる。 From this figure, the in-bed combustion rate is higher when the fuel is supplied directly into the fluidized bed than when the fuel is supplied onto the fluidized bed, and conversely, the freeboard combustion rate flows through the fuel. It turns out that it becomes higher when it supplies on the layer of a layer. This tendency can be considered common in fluidized bed combustion regardless of the type of fuel.
発熱量の変動する可燃性廃棄物を燃料とする場合、燃料の発熱量が大きく変化しても、流動不良にも燃焼不良にもならず、常に最適な流動状態と燃焼状態を保つためには、常に最適な層温度に制御できることが望ましい。 When combustible waste with fluctuating calorific value is used as fuel, even if the calorific value of the fuel changes greatly, neither flow failure nor combustion failure will occur. It is desirable to always be able to control the optimum layer temperature.
本発明は、燃料であっても、図１に示したように、流動層内に直接投入した場合と、層上に供給した場合とでは、層内燃焼率が異なることに着目し、燃料層内供給系統と燃料層上供給系統を併設し、層温と主蒸気条件を制御することで、必要な蒸気条件を保ちながら、最適な層温度、ひいては最適な流動状態と燃焼状態に維持するものである。 In the present invention, even if it is a fuel, as shown in FIG. 1, it is noted that the in-bed combustion rate differs between when it is directly fed into the fluidized bed and when it is supplied onto the bed. An internal supply system and a supply system above the fuel layer are provided, and the layer temperature and main steam conditions are controlled to maintain the optimum layer temperature, and thus the optimum fluid state and combustion state, while maintaining the necessary steam conditions. It is.
図２は、本発明のバブリング流動層燃焼炉の全体構成図である。この図に示すように、本発明のバブリング流動層燃焼炉１０は、流動層１２、層内燃料供給手段１４、層上燃料供給手段１６、蒸気発生手段１８、および燃料制御装置２０を備える。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of the bubbling fluidized bed combustion furnace of the present invention. As shown in this figure, a bubbling fluidized
流動層１２は、耐熱粒子（例えば平均粒径１ｍｍ程度の珪砂）を流動用空気で流動させその内部および上部（フリーボード部１３）で燃料１を燃焼させる流動層であり、流動層燃焼炉１１の内部に形成される。
The
層内燃料供給手段１４は、流動層１２内に燃料１（例えばパーム滓）を直接供給する燃料供給手段（例えば空気輸送やスクリュウコンベア）であり、燃料制御装置２０からの制御信号により燃料の層内供給量を可変に調節できる。
The in-layer fuel supply means 14 is a fuel supply means (for example, pneumatic transport or screw conveyor) that directly supplies the fuel 1 (for example, palm straw) into the
層上燃料供給手段１６は、流動層１２の上面に燃料１を供給する燃料供給手段（例えばホッパーやスクリュウコンベア）であり、燃料制御装置２０からの制御信号により燃料の層内供給量を可変に調節できる。
The upper layer fuel supply means 16 is a fuel supply means (for example, a hopper or a screw conveyor) for supplying the fuel 1 to the upper surface of the
蒸気発生手段１８は、この例では、流動層燃焼炉１１の炉壁を構成する水管壁を有する蒸気ドラム１８ａと、蒸気ドラム１８ａで発生した飽和蒸気２を加熱して過熱蒸気にする過熱器１８ｂとを備え、流動層で発生した熱で水蒸気（この場合、過熱蒸気３）を発生させる。
In this example, the steam generating means 18 includes a
また本発明のバブリング流動層燃焼炉１０において、過熱蒸気３は、蒸気タービン２２に供給され発電機２３を駆動して発電する。また流動層燃焼炉１１を出た排ガス４はサイクロン２４で灰５を回収された後に排気される。
In the bubbling fluidized
燃料制御装置２０は、流動層１２内の温度を検出する層温検出手段２０ａ（例えば温度センサ）と、蒸気発生手段１８で発生した水蒸気の圧力と温度を検出する圧力検出手段２０ｂ（例えば圧力センサ）と温度検出手段２０ｃ（例えば温度センサ）とを備える。この燃料制御装置２０は、層温検出手段２０ａで検出された層温が所望の温度範囲になるように層内燃料供給手段１４を制御して流動層１２内に直接供給する燃料１の層内供給量を調節すると共に負荷指令に応じて燃焼量を制御する。
The
上述したように、本発明では、燃料について、層上に供給する系統と層内に供給する系統とを併設する。すなわち流動層燃焼炉１１において、フリーボード部１３に燃料を供給する燃料層上供給系統（層上燃料供給手段１６）と流動層１２内に燃料を供給する燃料層内供給系統（層内燃料供給手段１４）を併設し、主蒸気条件（主蒸気温度、主蒸気圧力、等）および層温を監視しながら、各々が最適な状態になるように、一つの燃料供給ラインから、燃料層上供給系統と燃料層内供給系統へ燃料を分配して流動層燃焼炉１１に供給する。
As described above, in the present invention, a system for supplying fuel on a layer and a system for supplying fuel in the layer are provided side by side. That is, in the fluidized
図３は、本発明の方法の第１実施形態を示す図である。この第１方法では、主蒸気条件（主蒸気圧力と主蒸気温度）および層内温度を監視し、燃料の層内供給量と層上供給量を調節する。 FIG. 3 is a diagram showing a first embodiment of the method of the present invention. In this first method, main steam conditions (main steam pressure and main steam temperature) and in-bed temperature are monitored, and the in-layer supply amount and the on-layer supply amount of fuel are adjusted.
すなわち図３において、マスタ１０１より発せられた負荷指令が関数発生器１０２により層上燃料流量指令へと変換される。一方、マスタ１０１より発せられた負荷指令が関数発生器１０３により、主蒸気圧力指令へ変換され、比較器１０８にて、主蒸気圧力計測値１０９との偏差を計算し、制御器１０７にて補正信号へと変換され、加算器１０６にて、層上燃料流量指令が補正される。
That is, in FIG. 3, the load command issued from the
同様に、マスタ１０１より発せられた負荷指令が関数発生器１０４により、主蒸気温度指令へ変換され、比較器１１２にて、主蒸気温度計測値１１３との偏差を計算し、制御器１１１にて補正信号へと変換され、加算器１１０にて、層上燃料流量指令が補正される。
Similarly, the load command issued from the
そして、最終的に層上燃料流量指令１１９となる。
Then, the upper layer fuel
一方、マスタ１０１より発せられた負荷指令が関数発生器１０５により、層内燃料流量指令へと変換され、比較器１１６にて、層温設定値１１７と層温計測値１１８との偏差を計算し、制御器１１５にて補正信号へと変換され、加算器１１４にて、層内燃料流量指令が補正される。そして、最終的に層内燃料流量指令１２０となる。
On the other hand, the load command issued from the
図４は、本発明の方法の第２実施形態を示す図である。この第２方法では、主蒸気条件（主蒸気圧力と主蒸気温度）および層内温度を監視し、燃料の総供給量と層内供給量及び層上供給量をそれぞれ調節する。 FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the method of the present invention. In the second method, the main steam condition (main steam pressure and main steam temperature) and the temperature in the bed are monitored, and the total fuel supply amount, the bed supply amount, and the bed supply amount are adjusted, respectively.
すなわち図４において、マスタ２０１より発せられた負荷指令が関数発生器２０２により総燃料流量指令へと変換される。一方、マスタ２０１より発せられた負荷指令が関数発生器２０３により、主蒸気圧力指令へ変換され、比較器２０８にて、主蒸気圧力計測値２０９との偏差を計算し、制御器２０７にて補正信号へと変換され、加算器２０６にて、総燃料流量指令が補正される。
That is, in FIG. 4, the load command issued from the
同様に、マスタ２０１より発せられた負荷指令が関数発生器２０４により、主蒸気温度指令へ変換され、比較器２１２にて、主蒸気温度計測値２１３との偏差を計算し、制御器２１１にて補正信号へと変換され、加算器２１０にて、総燃料流量指令が補正される。
Similarly, the load command issued from the
一方、マスタ２０１より発せられた負荷指令が関数発生器２０５により、層内／層上燃料分配率へと変換され、乗算器２１５により総燃料流量指令と乗算されることで、層上燃料流量指令に変換される。また、層内／層上燃料分配率は、比較器２１４で１より減ぜられ、乗算器２１６により総燃料流量指令と乗算されることで、層内燃料流量指令に変換される。
On the other hand, the load command issued from the
一方、比較器２１８にて、層温設定値２１９と層温計測値２２０との偏差を計算し、制御器２１７にて補正流量へと変換され、加算器２２１にて層上燃料流量指令が、比較器２２２にて層内燃料流量指令が、それぞれ補正される。そして、最終的に層上燃料流量指令２２３、層内燃料流量指令２２４となる。
On the other hand, the
図３又は図４に示した方法で、主蒸気条件および層温とも最適な状態とすることが可能となる。 With the method shown in FIG. 3 or FIG. 4, it is possible to achieve an optimum state for both the main steam condition and the layer temperature.
本発明では、燃料の発熱量が大きく変化する場合を想定している。燃料の発熱量は、例えば雨ざらしになった場合などは低下するし、乾燥された場合などは増加する。また、発熱量の異なる数種の燃料を混合燃焼する場合、その混合燃焼比率が変わると、燃料全体の発熱量も変わってくる。従ってある層温度、主蒸気流量（主蒸気圧力）で静定している状態から、燃料の発熱量が低下した場合、層温が低下し、主蒸気圧力も低下してくる。 In the present invention, it is assumed that the calorific value of the fuel changes greatly. The calorific value of the fuel decreases, for example, when it is raining, and increases when it is dried. In addition, when several types of fuel having different calorific values are mixed and burned, the calorific value of the whole fuel also changes when the mixed combustion ratio changes. Therefore, when the calorific value of the fuel decreases from a state where the temperature is constant at a certain layer temperature and main steam flow rate (main steam pressure), the layer temperature decreases and the main steam pressure also decreases.
このような場合、従来技術では、主蒸気圧力を維持するため燃料量は増加するが層温は増加しない。 In such a case, in the prior art, the fuel amount increases to maintain the main steam pressure, but the bed temperature does not increase.
これに対して本発明では、例えば図３に示す構成により、層温を最適温度とするよう層内供給燃料量が増加し、さらに主蒸気圧力、温度が所定の条件となるように、層上供給燃料量が調整される。 On the other hand, in the present invention, for example, by the configuration shown in FIG. 3, the amount of fuel supplied in the layer is increased so that the layer temperature becomes the optimum temperature, and the main steam pressure and temperature are set to predetermined conditions. The amount of fuel supplied is adjusted.
また図４に示す構成により、主蒸気圧力、温度が所定の条件となるように、総燃料流量が設定され、層内／層上燃料分配率により、層内燃料流量、層上燃料流量に分配され、さらに層温が最適温度となるように、各燃料流量が微調整される。 In addition, with the configuration shown in FIG. 4, the total fuel flow rate is set so that the main steam pressure and temperature are in the predetermined conditions, and the fuel flow rate is divided into the fuel flow rate in the stratum and the fuel flow rate in the stratum according to the fuel distribution rate in the stratum. Further, each fuel flow rate is finely adjusted so that the layer temperature becomes the optimum temperature.
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
１ 燃料、２ 飽和蒸気、３ 水蒸気（過熱蒸気）、４ 排ガス、５ 灰、
１０ バブリング流動層燃焼炉、１１ 流動層燃焼炉、１２ 流動層、１３ フリーボード部、
１４ 層内燃料供給手段、１６ 層上燃料供給手段、
１８ 蒸気発生手段、１８ａ 蒸気ドラム、１８ｂ 過熱器、
２０ 燃料制御装置、２０ａ 層温検出手段、２０ｂ 圧力検出手段、
２０ｃ 温度検出手段、２２ 蒸気タービン、２３ 発電機
1 fuel, 2 saturated steam, 3 steam (superheated steam), 4 exhaust gas, 5 ash,
10 Bubbling fluidized bed combustion furnace, 11 Fluidized bed combustion furnace, 12 Fluidized bed, 13 Free board part,
14 layer fuel supply means, 16 layer upper fuel supply means,
18 Steam generating means, 18a Steam drum, 18b Superheater,
20 fuel control device, 20a layer temperature detecting means, 20b pressure detecting means,
20c temperature detection means, 22 steam turbine, 23 generator
Claims (4)
前記燃料制御装置は、流動層内の温度を検出する層温検出手段を有し、検出された層温が所望の温度範囲になるように層内燃料供給手段を制御し流動層内に直接供給する燃料の層内供給量を調節し、
前記燃料制御装置は、前記蒸気発生手段で発生した水蒸気の圧力と温度を検出する圧力検出手段と温度検出手段とを備え、前記検出された水蒸気の圧力と温度が所定の条件となるように層上燃料供給手段を制御し前記上面に供給する前記燃料の量を調節する、ことを特徴とするバブリング流動層燃焼炉。 A fluidized bed in which particles are flowed with fluidizing air and fuel is burned in and above the fluidized bed, in-bed fuel supply means for directly supplying solid or liquid combustible waste as fuel into the fluidized bed, and solid or liquid On-bed fuel supply means for supplying flammable waste as fuel to the upper surface from above the fluidized bed, steam generating means for generating water vapor with heat generated in the fluidized bed, and generated by the steam generating means The amount of the fuel supplied into the fluidized bed by the in-layer fuel supply means so as to control the temperature in the layer to a desired temperature range while maintaining the pressure and temperature of the steam, and according to a load command, A fuel control device for controlling the amount of fuel supplied to the upper surface by the upper layer fuel supply means ,
The fuel control device has a bed temperature detecting means for detecting the temperature in the fluidized bed, and controls the fuel supply means in the bed so that the detected bed temperature falls within a desired temperature range and directly supplies it to the fluidized bed. Adjust the fuel supply in the stratum
The fuel control device includes pressure detection means and temperature detection means for detecting the pressure and temperature of water vapor generated by the steam generation means, and the layer is arranged so that the detected pressure and temperature of the water vapor are in a predetermined condition. A bubbling fluidized bed combustion furnace characterized by controlling an upper fuel supply means and adjusting an amount of the fuel supplied to the upper surface .
前記燃料制御装置は、前記蒸気発生手段で発生した水蒸気の圧力と温度を検出する圧力検出手段と温度検出手段と、流動層内の温度を検出する層温検出手段とを備え、前記検出された水蒸気の圧力と温度が所定の条件となるように燃料の総供給量を算出し、前記検出された流動層内の温度を前記所望の温度範囲に維持するように流動層内に直接供給する燃料の層内供給量を決定し、前記総供給量から前記層内供給量が減算された量を、流動層の上面に供給する燃料の層上供給量として決定する、ことを特徴とするバブリング流動層燃焼炉。 A fluidized bed in which particles are flowed with fluidizing air and fuel is burned in and above the fluidized bed, in-bed fuel supply means for directly supplying solid or liquid combustible waste as fuel into the fluidized bed, and solid or liquid On-bed fuel supply means for supplying flammable waste as fuel to the upper surface from above the fluidized bed, steam generating means for generating water vapor with heat generated in the fluidized bed, and generated by the steam generating means The amount of the fuel supplied into the fluidized bed by the in-layer fuel supply means so as to control the temperature in the layer to a desired temperature range while maintaining the pressure and temperature of the steam, and according to a load command, A fuel control device for controlling the amount of fuel supplied to the upper surface by the upper layer fuel supply means ,
The fuel control device includes pressure detection means and temperature detection means for detecting the pressure and temperature of water vapor generated by the steam generation means, and a bed temperature detection means for detecting the temperature in the fluidized bed, and the detected temperature is detected. Fuel that is supplied directly into the fluidized bed so as to calculate the total amount of fuel supplied so that the pressure and temperature of the water vapor are in a predetermined condition, and to maintain the detected temperature in the fluidized bed within the desired temperature range Bubbling flow, characterized in that an in- layer supply amount is determined, and an amount obtained by subtracting the in-layer supply amount from the total supply amount is determined as an on-layer supply amount of fuel to be supplied to the upper surface of the fluidized bed. Layer combustion furnace.
層内温度を所望の温度範囲に維持するように流動層内に直接供給する燃料の層内供給量を調節し、かつ主蒸気圧力と主蒸気温度を保持するように流動層の上面に供給する燃料の層上供給量を調節する、ことを特徴とするバブリング流動層燃焼炉の層内温度制御方法。 A method for controlling the temperature in a bed of a bubbling fluidized bed combustion furnace according to claim 1 ,
The amount of fuel supplied directly into the fluidized bed is adjusted so as to maintain the temperature in the desired temperature range, and is supplied to the upper surface of the fluidized bed so as to maintain the main steam pressure and the main steam temperature. A method for controlling a temperature in a bed of a bubbling fluidized bed combustion furnace, characterized by adjusting a supply amount of fuel on a bed.
主蒸気圧力と主蒸気温度を保持するように燃料の総供給量を算出し、層内温度を所望の温度範囲に維持するように流動層内に直接供給する燃料の層内供給量を決定し、総供給量から層内供給量を減算して流動層の上面に供給する燃料の層上供給量を決定する、ことを特徴とするバブリング流動層燃焼炉の層内温度制御方法。 A fluidized bed in which particles are flowed with fluidizing air and fuel is burned in and above the fluidized bed, in-bed fuel supply means for directly supplying solid or liquid combustible waste as fuel into the fluidized bed, and solid or liquid On-bed fuel supply means for supplying flammable waste as fuel to the upper surface from above the fluidized bed, steam generating means for generating water vapor with heat generated in the fluidized bed, and generated by the steam generating means The amount of the fuel supplied into the fluidized bed by the in-layer fuel supply means so as to control the temperature in the layer to a desired temperature range while maintaining the pressure and temperature of the steam, and according to a load command, A fuel control device for controlling the amount of fuel supplied to the upper surface by the upper layer fuel supply means, and a method for controlling the temperature in the bed of a bubbling fluidized bed combustion furnace,
Calculate the total fuel supply to maintain the main steam pressure and main steam temperature, and determine the in-bed supply of fuel to be supplied directly into the fluidized bed to maintain the in-bed temperature in the desired temperature range. A method for controlling the temperature inside the bed of a bubbling fluidized bed combustion furnace, wherein the amount of fuel supplied to the upper surface of the fluidized bed is determined by subtracting the amount of feed within the bed from the total amount supplied.
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