JPH0926110A - Outside circulation fluidized bed combustor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible it circulate particles favorably even when the length of a stand pipe under a cyclone is reduced. SOLUTION: An outside circulation fluidized bed combustion device is designed to circulate particles through a combustion furnace in two divided systems, that is, a hot recycle line (b) and a cold recycle line 5, the hot recycle line (b) collects particles sprang out from a fluidized bed combustion furnace by a cyclone, and introduces the particles to a seal pot (particle circulation rate control device) 4 by way of a stand pipe 3 and cause the particles to be recycled to a combustion furnace as they are, while the cold recycle line 5 recycles the particles to the combustion furnace by way of a fluidized bed heat exchanger. In the outside circulation fluidized bed combustion device, the stand pipe 3 is designed so that its cross area may be reduced as it comes down toward the inlet to the seal post 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流動層燃焼炉から
飛び出した粒子をサイクロンにより回収しスタンドパイ
プ、粒子循環量制御装置を経てホットリサイクルライン
とコールドリサイクルラインの２つの系統により燃焼炉
へ循環させるようにした外部循環流動層燃焼装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention collects particles ejected from a fluidized bed combustion furnace by a cyclone and circulates them to a combustion furnace through a stand pipe, a particle circulation control device, and two systems, a hot recycle line and a cold recycle line. And an external circulation fluidized bed combustion apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図３に外部循環流動層ボイラの例を示
す。図３に示すように、外部循環流動層燃焼炉は、コン
バスタ（燃焼炉）１、サイクロン２、流動層熱交換器
７、スタンドパイプ３、及びシールポット（粒子循環量
制御装置）４の主要部分から構成されており、燃焼用の
空気がブロア１５ａ，１５ｂ，１５ｃから供給され、高
速流動層と呼ばれる流動状態を形成している。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an example of an external circulating fluidized bed boiler. As shown in FIG. 3, the external circulation fluidized bed combustion furnace is a main part of a combustor (combustion furnace) 1, a cyclone 2, a fluidized bed heat exchanger 7, a stand pipe 3, and a seal pot (particle circulation amount control device) 4. Combustion air is supplied from the blowers 15a, 15b, 15c to form a fluidized state called a high-speed fluidized bed.

【０００３】その高速流動層の中で、燃料供給装置１２
から供給された燃料が燃焼している燃焼炉内には、けい
砂などの流動材が存在し、未燃の燃料とともに燃焼炉
１、サイクロン２、スタンドパイプ３、シールポット
４、及び流動層熱交換器７から形成される系内を循環し
ている。In the high-speed fluidized bed, the fuel supply device 12
There is fluid such as silica sand in the combustion furnace where the fuel supplied from the furnace is burning, and the combustion furnace 1, the cyclone 2, the stand pipe 3, the seal pot 4, and the fluidized bed heat are present together with the unburned fuel. It circulates in the system formed by the exchanger 7.

【０００４】燃焼ガスと、燃焼室１を通過した流動材と
はサイクロン２で分離され、燃焼ガスは対流伝熱面８、
バグフィルタ９、及び誘引ファン１０を経て煙突１１か
ら大気中に放出される。The combustion gas and the fluid material that has passed through the combustion chamber 1 are separated by a cyclone 2, and the combustion gas is heated by the convection heat transfer surface 8.
It is discharged from the chimney 11 into the atmosphere through the bag filter 9 and the induction fan 10.

【０００５】分離された流動材はシールポット４に導か
れるが、このシールポット４と呼ばれる粒子循環量制御
装置は下方よりブロア１５ｄで空気を投入する事によ
り、この空気の圧力によってサイクロン２で回収された
粒子をホットリサイクルライン６、コールドリサイクル
ライン５にそれぞれ排出するものである。また、粒子は
この部分では流動していない。The separated fluid material is guided to the seal pot 4, and the particle circulation amount control device called the seal pot 4 collects the cyclone 2 by the pressure of this air by injecting air from below with a blower 15d. The generated particles are discharged to the hot recycling line 6 and the cold recycling line 5, respectively. Also, the particles are not flowing in this part.

【０００６】排出量の制御は投入する空気量の変化、コ
ールドリサイクルに関してはスピースバルブ１４の開度
変化によって制御する。ホットリサイクルライン６を通
る流動材は直接燃焼炉１へ導かれ、コールドリサイクル
ライン５を通る流動材は流動層熱交換器７に入り、同交
換器内部の伝熱面で冷却されたのち燃焼室１へ再循環さ
れる。燃焼室１に残留した粒子は必要に応じて灰抜き出
し装置１３で系外に排出される。The discharge amount is controlled by changing the amount of input air, and the cold recycling is controlled by changing the opening of the spice valve 14. The fluid material passing through the hot recycle line 6 is directly guided to the combustion furnace 1, and the fluid material passing through the cold recycle line 5 enters the fluidized bed heat exchanger 7 where it is cooled by the heat transfer surface inside the exchanger and then the combustion chamber. Recycled to 1. The particles remaining in the combustion chamber 1 are discharged out of the system by the ash extraction device 13 as needed.

【０００７】ここでボイラの大型化により、サイクロン
２も大きくする必要があり、その結果、サイクロン２の
下のスタンドパイプ３の長さが制限され、従って堆積す
る粒子層の高さは短くなる。Here, the size of the cyclone 2 needs to be increased due to the increase in size of the boiler, and as a result, the length of the stand pipe 3 below the cyclone 2 is limited, so that the height of the deposited particle layer is shortened.

【０００８】このことから、燃焼炉側の圧力より大きな
粒子の排出圧力をもたせようとするために、空気量を増
加すると（粒子層が短いために）スタンドパイプ３の下
方からの空気の圧力と燃焼炉側の圧力を粒子層がシール
できなくなり、この部分の粒子が流動化現象を起し、コ
ールドリサイクルライン５に粒子を排出することができ
なくなる。From this, when the air amount is increased (because the particle layer is short) in order to have a discharge pressure of particles larger than the pressure on the combustion furnace side, the pressure of air from below the stand pipe 3 becomes The pressure on the combustion furnace side cannot be sealed by the particle layer, the particles in this portion cause a fluidization phenomenon, and the particles cannot be discharged to the cold recycling line 5.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】循環流動層ボイラの大
型化に伴い、燃焼炉１の面積が拡大し、そしてサイクロ
ン２が大型となってきている。しかし、コストの面など
から燃焼炉１の高さは、ボイラが大型化されても高くで
きない状況である。ここで問題となるのがサイクロン２
下のスタンドパイプ３の長さである。With the increase in size of circulating fluidized bed boilers, the area of the combustion furnace 1 has increased, and the cyclone 2 has also become larger. However, the cost of the combustion furnace 1 cannot be increased even if the size of the boiler is increased. The problem here is cyclone 2
It is the length of the lower standpipe 3.

【００１０】シールポット４と呼ばれる粒子循環量制御
装置は、燃焼炉１側の圧力をシールしながら、下方から
の空気により粒子を直接燃焼炉１へリサイクルするホッ
トリサイクルライン６と流動層熱交換器７を介して燃焼
炉１へリサイクルするコールドリサイクルライン５とを
有しているが、スタンドパイプ３が短かくなるとこの部
分に堆積する粒子層の長さが短かくなる。The particle circulation control device called a seal pot 4 is a fluidized bed heat exchanger and a hot recycle line 6 for directly recycling particles to the combustion furnace 1 by air from below while sealing the pressure on the combustion furnace 1 side. Although it has a cold recycle line 5 for recycling to the combustion furnace 1 via 7, the length of the particle layer deposited on this portion becomes shorter when the stand pipe 3 becomes shorter.

【００１１】このため、この部分でもちうる圧力損失が
小さくなるために、燃焼炉１側の圧力をシールできなく
なり、粒子を排出するための空気を投入しても、粒子が
排出できなくなる問題が発生している。Therefore, since the pressure loss that can be caused in this portion becomes small, it becomes impossible to seal the pressure on the combustion furnace 1 side, and even if the air for discharging the particles is introduced, the particles cannot be discharged. It has occurred.

【００１２】本発明は、サイクロンの下のスタンドパイ
プ部の長さが短くなっても粒子を良好に循環させること
ができるように構成した外部循環流動層燃焼装置を提供
することを課題としている。It is an object of the present invention to provide an external circulating fluidized bed combustion apparatus configured so that particles can be satisfactorily circulated even if the length of a stand pipe section below a cyclone becomes short.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、流動層燃焼炉
から飛び出した粒子をサイクロンにより回収しスタンド
パイプを介して粒子循環量制御装置に導き、同粒子を燃
焼炉に循環させる構造になっている外部循環流動層燃焼
装置における前記課題を解決するため、次の手段を採用
する。The present invention has a structure in which particles ejected from a fluidized bed combustion furnace are collected by a cyclone, guided to a particle circulation amount control device through a stand pipe, and circulated in the combustion furnace. In order to solve the above problems in the external circulating fluidized bed combustion apparatus, the following means are adopted.

【００１４】すなわち、本発明の外部循環流動層燃焼装
置では、スタンドパイプ下方の粒子循環量制御装置への
入口部の断面積を漸減するよう絞る事により、この部分
での空気の流速を増加させ粒子を排出させるための圧力
を増加させる。これにより粒子循環量制御装置部での流
動材のシール高さ不足による流動材の排出不良をなくす
る。That is, in the external circulating fluidized bed combustor of the present invention, the flow velocity of air in this portion is increased by gradually reducing the cross-sectional area of the inlet portion to the particle circulation amount control device below the stand pipe. Increase the pressure to expel the particles. This eliminates a defective discharge of the fluid material due to insufficient sealing height of the fluid material in the particle circulation amount control unit.

【００１５】本発明によるスタンドパイプの絞りの程度
は直径比で１／２を越えないのが妥当である。また、絞
りの角度（即ち傾斜）は設備の大きさ、用いる粒子の性
状、および使用空気圧などに応じ適宜選択する。It is appropriate that the degree of throttling of the stand pipe according to the present invention does not exceed 1/2 in diameter ratio. Further, the angle of the throttle (that is, the inclination) is appropriately selected according to the size of the equipment, the properties of the particles used, the air pressure used, and the like.

【００１６】本発明による外部循環流動層燃焼装置で
は、前記したように、サイクロンから粒子循環量制御装
置に粒子を導くスタンドパイプを粒子循環量制御装置へ
の入口部で下方にゆくに従ってその断面積を漸減させて
構成されているので、燃焼炉の高さを高くする必要な
く、スタンドパイプにおける短い粒子のシール高さによ
って粒子はホットリサイクルラインを通って良好に燃焼
炉側へ流れると共に、コールドリサイクルラインを通っ
て良好に流動層熱交換器側に排出されるようになる。In the external circulating fluidized bed combustor according to the present invention, as described above, the cross section of the stand pipe for guiding the particles from the cyclone to the particle circulation control device is moved downward at the entrance to the particle circulation control device. Since it is configured by gradually reducing the height of the combustion furnace, the height of the combustion furnace does not need to be increased, and the sealing height of the short particles in the stand pipe allows the particles to flow well through the hot recycle line to the combustion furnace side, as well as cold recycling. Good discharge through the line to the fluidized bed heat exchanger side.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明による外部循環流動
層燃焼装置について図１に示した実施の形態に基づいて
具体的に説明する。なお、以下の実施の形態において、
図３に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡
単にするため同じ符号を付してある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an external circulating fluidized bed combustion apparatus according to the present invention will be specifically described based on the embodiment shown in FIG. In the following embodiments,
The parts having the same configurations as those of the conventional apparatus shown in FIG.

【００１８】図１は、本実施形態による外部循環流動層
燃焼装置においてシールポットと呼ばれる粒子循環量制
御装置部分のみを示している。図１に示すように本実施
形態による装置では、スタンドパイプ３下部の粒子循環
量制御装置４の入口部を絞っている。FIG. 1 shows only a particle circulation amount control device portion called a seal pot in the external circulating fluidized bed combustion apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, in the apparatus according to the present embodiment, the inlet portion of the particle circulation amount control device 4 below the stand pipe 3 is narrowed.

【００１９】絞りの程度は、図１に示すようにスタンド
パイプ３の直径をＤ、絞った後のシールポット４入口部
での直径をｄとしたとき、ｄ／Ｄ＞１／２の範囲が妥当
である。なお、絞りの傾斜は、建家の大きさ、粒子の性
状、および使用空気圧等により適宜選択する。As for the degree of throttling, when the diameter of the stand pipe 3 is D and the diameter at the inlet of the seal pot 4 after throttling is d, as shown in FIG. 1, the range of d / D> 1/2 is It is reasonable. The inclination of the diaphragm is appropriately selected depending on the size of the building, the properties of the particles, the air pressure used, and the like.

【００２０】このようにスタンドパイプ３の下部を絞る
ことによりスピースバルブ１４部の流速が上昇する。こ
れによって空気量を増すことなく粒子を排出することが
できる。即ち、流速と粒子層のもちうる圧力損失の関係
をグラフに示すと図２の通りとなり、流動化開始速度Ｕ
mfまでは粒子層の持ちうる圧力損失が上昇する。By squeezing the lower portion of the stand pipe 3 in this manner, the flow velocity at the spear valve 14 portion increases. This allows the particles to be discharged without increasing the amount of air. That is, the relationship between the flow velocity and the pressure loss that the particle layer can have is shown in the graph of FIG.
The pressure loss that the particle layer can have increases up to mf.

【００２１】また、スタンドパイプに堆積している粒子
上部は、スタンドパイプ３の上部の面積が大きくなって
いて流速が下がるために、スタンドパイプ３部に堆積し
ている粒子はこれまでと同様に粒子が流動することなく
燃焼炉側の圧力と粒子を排出するための空気をシールし
ながら良好に粒子を循環させることが可能となる。Further, since the area of the upper portion of the particles accumulated on the stand pipe 3 is large and the flow velocity decreases, the particles accumulated on the portion of the stand pipe 3 are the same as before. It is possible to satisfactorily circulate the particles while sealing the pressure on the combustion furnace side and the air for discharging the particles without the particles flowing.

【００２２】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればサ
イクロンから粒子循環量制御装置へ粒子を導くスタンド
パイプを粒子循環量制御装置への入口部で下方にゆくに
従ってその断面積を漸減させることにより、外部循環流
動層燃焼装置が大型化しスタンドパイプ部の長さが短か
くなっても、粒子を良好に循環させることが可能とな
る。As described above, according to the present invention, the cross sectional area of the stand pipe for guiding the particles from the cyclone to the particle circulation control device is gradually reduced as it goes downward at the entrance to the particle circulation control device. As a result, even if the external circulation fluidized bed combustor becomes large and the length of the stand pipe portion becomes short, it becomes possible to circulate the particles satisfactorily.

【００２３】このことは、外部循環流動層燃焼装置にお
いて、設計面、運転面において、現在発生している粒子
の循環不良を解決するのに非常に有効である。This is very effective in solving the presently occurring defective circulation of particles in the design and operation of the external circulating fluidized bed combustor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施の一形態に係る外部循環流動層燃
焼装置におけるシールポットの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a seal pot in an external circulating fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図２】流速と粒子層の持ちうる圧力損失の関係を示す
グラフ。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the flow velocity and the pressure loss that a particle layer can have.

【図３】従来の外部循環流動層燃焼装置の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional external circulation fluidized bed combustion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 燃焼炉 ２ サイクロン ３ スタンドパイプ ４ シールポット ５ コールドリサイクルライン ６ ホットリサイクルライン ７ 流動層熱交換器 ８ 対流伝熱面 ９ バグフィルタ １０ 誘引ファン １１ 煙突 １２ 燃料供給装置 １３ 灰抜き出し装置 １４ スピースバルブ １５ａ，ｂ，ｃ，ｄ ブロア 1 Combustion Furnace 2 Cyclone 3 Stand Pipe 4 Seal Pot 5 Cold Recycle Line 6 Hot Recycle Line 7 Fluidized Bed Heat Exchanger 8 Convection Heat Transfer Surface 9 Bag Filter 10 Induction Fan 11 Chimney 12 Fuel Supply Device 13 Ash Extraction Device 14 Spiece Valve 15a , B, c, d blower

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 流動層燃焼炉から飛び出した粒子をサイ
クロンにより回収しスタンドパイプを介して粒子循環量
制御装置に導き、同粒子をそのまま前記燃焼炉へリサイ
クルさせるホットリサイクルラインと流動層熱交換器を
介して前記燃焼炉へリサイクルさせるコールドリサイク
ルラインとの２つの系統に分けて前記燃焼炉に循環させ
る構造になっている外部循環流動層燃焼装置において、
前記スタンドパイプは前記粒子循環量制御装置への入口
部が下方にゆくに従ってその断面積を漸減させて構成さ
れていることを特徴とする外部循環流動層燃焼装置。1. A hot recycle line and a fluidized bed heat exchanger for collecting particles ejected from a fluidized bed combustion furnace by a cyclone, guiding them to a particle circulation control device through a stand pipe, and recycling the particles as they are to the combustion furnace. In an external circulating fluidized bed combustor having a structure in which the system is divided into two systems, a cold recycling line for recycling to the combustion furnace via
The external circulation fluidized bed combustion apparatus, wherein the stand pipe is configured such that the cross-sectional area thereof is gradually reduced as the inlet portion to the particle circulation amount control device moves downward.