| JP59060105 | LOW NOX BURNING DEVICE |
| JP57153115 | CHAFF COMBUSTION EQUIPMENT |
| JP54039224 | PROCESS FOR CONTROLLING THE REMOVAL OF NOX |
照下修平 (〒10 東京都江東区豊洲三丁目1番1号株式会社IHI内 Tokyo, 13587, JP)
YAMADA, Toshihiko (1-1 Toyosu 3-chom, Koto-ku Tokyo 10, 13587, JP)
山田敏彦 (〒10 東京都江東区豊洲三丁目1番1号株式会社IHI内 Tokyo, 13587, JP)
株式会社IHI (〒10 東京都江東区豊洲三丁目1番1号 Tokyo, 13587, JP)
ELECTRIC POWER DEVELOPMENT CO., LTD. (15-1, Ginza 6-Chome Chuo-k, Tokyo 65, 10481, JP)
電源開発株式会社 (〒65 東京都中央区銀座六丁目15番1号 Tokyo, 10481, JP)
TERUSHITA, Shuuhei (1-1 Toyosu 3-chom, Koto-ku Tokyo 10, 13587, JP)
照下修平 (〒10 東京都江東区豊洲三丁目1番1号株式会社IHI内 Tokyo, 13587, JP)
| 石炭焚ボイラに酸素製造装置から供給される酸素を導入しつつ、再循環される排ガスの一部を一次再循環排ガスとしてミルへ導入し、該ミルで粉砕された微粉炭を前記一次再循環排ガスによりバーナへ搬送して酸素燃焼させる酸素燃焼ボイラの一次再循環排ガス流量制御方法であって、 一次再循環排ガス流量とミルからの微粉炭量との重量比をG/Cと定義し、該G/Cが所定範囲内に収まるよう一次再循環排ガス流量を制御する酸素燃焼ボイラの一次再循環排ガス流量制御方法。 |
| 前記G/Cの範囲を2.0~6.0とした請求項1記載の酸素燃焼ボイラの一次再循環排ガス流量制御方法。 |
| 石炭焚ボイラに酸素製造装置から供給される酸素を導入しつつ、再循環される排ガスの一部を一次再循環排ガスとしてミルへ導入し、該ミルで粉砕された微粉炭を前記一次再循環排ガスによりバーナへ搬送して酸素燃焼させる酸素燃焼ボイラの一次再循環排ガス流量制御装置であって、 前記ミルへ導入される一次再循環排ガスのCO 2 濃度を検出するCO 2 濃度計と、 前記ミルへ導入される一次再循環排ガスのO 2 濃度を検出するO 2 濃度計と、 前記ミルへ導入される一次再循環排ガスの流量を検出する流量計と、 前記ミルへ導入される一次再循環排ガスの流量を調節する流量調節器と、 前記ミルへ供給される給炭量を検出する給炭量計と、 前記CO 2 濃度計で検出されたCO 2 濃度と前記O 2 濃度計で検出されたO 2 濃度とに基づき一次再循環排ガスの比重を算出し、該一次再循環排ガスの比重と前記流量計で検出された流量とに基づき重量ベースでの一次再循環排ガス流量を算出し、前記給炭量計で検出された給炭量に基づき重量ベースでのミルからの微粉炭量を算出し、前記一次再循環排ガス流量とミルからの微粉炭量との重量比をG/Cと定義し、該G/Cが所定範囲内に収まるよう前記流量調節器に流量制御信号を出力する制御器と を備えた酸素燃焼ボイラの一次再循環排ガス流量制御装置。 |
| 前記G/Cの範囲を2.0~6.0とした請求項3記載の酸素燃焼ボイラの一次再循環排ガス流量制御装置。 |
本発明は、酸素燃焼ボイラの一次再循環 ガス流量制御方法及び装置に関するもので る。
近年、地球規模の環境問題として大きく取 上げられている地球温暖化は、大気中の二 化炭素(CO 2 )の濃度の増加が主要因の一つであることが らかにされており、火力発電所はこれらの 質の固定排出源として注目されているが、 力発電用燃料としては石油、天然ガス、石 が使用されており、特に石炭は採掘可能埋 量が多く、今後需要が伸びることが予想さ ている。
石炭は、天然ガス及び石油と比較して炭素 有量が多く、その他、水素、窒素、硫黄等 成分、無機質である灰を含んでいるため、 炭を空気燃焼させると、燃焼排ガスの組成 殆どが窒素(約70%)となり、その他、二酸化 素CO 2 、硫黄酸化物SOx、窒素酸化物NOx、及び灰分や 未燃焼の石炭粒子からなる塵と酸素(約4%)を んだものとなる。そこで、燃焼排ガスは脱 、脱硫、脱塵等の排ガス処理を実施し、NOx SOx、微粒子が環境排出基準値以下になるよ にして煙突から大気に排出している。
前記燃焼排ガスに生じるNOxには、空気中 窒素が酸素で酸化されて生成するサーマルN Oxと、燃料中の窒素が酸化されて生成するフ ーエルNOxとがある。従来、サーマルNOxの低 には火炎温度を低減する燃焼法が採られ、 、フューエルNOxの低減には、燃焼器内にNOx 還元する燃料過剰の領域を形成する燃焼法 採られてきた。
又、石炭のような硫黄を含む燃料を使用 た場合には、燃焼によって燃焼排ガス中にS Oxが生じるため、湿式或いは乾式の脱硫装置 備えて除去している。
一方、燃焼排ガス中に多量に発生する二酸 炭素も高効率で分離除去することが望まれ おり、燃焼排ガス中の二酸化炭素を回収す 方法としては、従来よりアミン等の吸収液 に吸収させる手法や、固体吸着剤に吸着さ る吸着法、或いは膜分離法等が検討されて るが、いずれも変換効率が低く、石炭焚ボ ラからのCO 2 回収の実用化には至っていない。
そこで、燃焼排ガス中の二酸化炭素の分 とサーマルNOxの抑制の問題を同時に達成す 有効な手法としては、空気に代えて酸素で 料を燃焼させる手法が提案されている(例え ば、特許文献1参照)。
石炭を酸素で燃焼すると、サーマルNOxの発
は無くなって、燃焼排ガスのほとんどは二
化炭素となり、その他フューエルNOx、SOxを
んだガスとなるため、燃焼排ガスを冷却す
ことにより、前記二酸化炭素を液化して分
することが比較的容易になる。
ところで、従来の空気燃焼の石炭焚ボイ では、ミルで微粉砕された微粉炭の搬送用 気である一次空気流量[ton/h]とミルからの微 粉炭量[ton/h]との重量比をA/Cと呼び、該A/Cの 用レンジを、例えば、図4に示される如く、1 .5~4.0の範囲とすることにより、バーナの安定 燃焼を可能としていた。尚、前記A/Cは、4.0よ り大きくすると火炎が吹き飛ぶ虞がある一方 、1.5より小さくするとミル・バーナ系統の構 造上、安定燃焼が維持できなくなるため、こ うした点を考慮して運用範囲が定められてい る。
しかしながら、特許文献1に開示されてい るような酸素燃焼の石炭焚ボイラの場合、従 来の空気燃焼との燃焼システムの違いから一 次空気の取り込みがないため、従来の空気燃 焼の石炭焚ボイラのようにA/Cをそのままバー ナの安定燃焼のための指標とすることはでき ず、こうした理由から、前記A/Cとは異なる全 く新しい指標を用いてバーナの安定燃焼を図 ることが望まれていた。
本発明は、斯かる実情に鑑み、酸素燃焼 おけるバーナの安定燃焼を図り得る酸素燃 ボイラの一次再循環排ガス流量制御方法及 装置を提供しようとするものである。
本発明は、石炭焚ボイラに酸素製造装置か
供給される酸素を導入しつつ、再循環され
排ガスの一部を一次再循環排ガスとしてミ
へ導入し、該ミルで粉砕された微粉炭を前
一次再循環排ガスによりバーナへ搬送して
素燃焼させる酸素燃焼ボイラの一次再循環
ガス流量制御方法であって、
一次再循環排ガス流量とミルからの微粉
量との重量比をG/Cと定義し、該G/Cが所定範
内に収まるよう一次再循環排ガス流量を制
する酸素燃焼ボイラの一次再循環排ガス流
制御方法にかかるものである。
前記酸素燃焼ボイラの一次再循環排ガス 量制御方法においては、前記G/Cの範囲を2.0~ 6.0とすることが好ましい。
一方、本発明は、石炭焚ボイラに酸素製造
置から供給される酸素を導入しつつ、再循
される排ガスの一部を一次再循環排ガスと
てミルへ導入し、該ミルで粉砕された微粉
を前記一次再循環排ガスによりバーナへ搬
して酸素燃焼させる酸素燃焼ボイラの一次
循環排ガス流量制御装置であって、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガス
CO 2
濃度を検出するCO 2
濃度計と、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガス
O 2
濃度を検出するO 2
濃度計と、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガス
流量を検出する流量計と、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガス
流量を調節する流量調節器と、
前記ミルへ供給される給炭量を検出する
炭量計と、
前記CO 2
濃度計で検出されたCO 2
濃度と前記O 2
濃度計で検出されたO 2
濃度とに基づき一次再循環排ガスの比重を算
出し、該一次再循環排ガスの比重と前記流量
計で検出された流量とに基づき重量ベースで
の一次再循環排ガス流量を算出し、前記給炭
量計で検出された給炭量に基づき重量ベース
でのミルからの微粉炭量を算出し、前記一次
再循環排ガス流量とミルからの微粉炭量との
重量比をG/Cと定義し、該G/Cが所定範囲内に収
まるよう前記流量調節器に流量制御信号を出
力する制御器と
を備えた酸素燃焼ボイラの一次再循環排
ス流量制御装置にかかるものである。
前記酸素燃焼ボイラの一次再循環排ガス 量制御装置においては、前記G/Cの範囲を2.0~ 6.0とすることが好ましい。
本発明の酸素燃焼ボイラの一次再循環排 ス流量制御方法及び装置によれば、従来のA /Cとは異なる全く新しいG/Cという指標を用い 酸素燃焼におけるバーナの安定燃焼を図り るという優れた効果を奏し得る。
1 コールバンカ
2 給炭機
3 ミル
4 石炭焚ボイラ
5 ウィンドボックス
6 バーナ
7 排ガスライン
8 空気予熱器
10 酸素製造装置
11 押込通風機
12 一次再循環排ガスライン
13 コールドバイパスライン
16 二次再循環排ガスライン
17 二次再循環排ガス用酸素供給ライン
18 ウィンドボックス用酸素供給ライン
20 誘引通風機
22 CO 2
濃度計
22a CO 2
濃度
23 O 2
濃度計
23a O 2
濃度
24 流量計
24a 流量
25 流量調節弁(流量調節器)
25a 開度制御信号(流量制御信号)
26 給炭量計
26a 給炭量
27 制御器
以下、本発明の実施例を添付図面を参照 て説明する。
図1~図3は本発明の一実施例であって、1は石
炭を貯留するコールバンカ、2はコールバン
1に貯留された石炭を切り出す給炭機、3は給
炭機2から供給される石炭を微粉砕し且つ乾
させるミル、4は石炭焚ボイラ、5は石炭焚ボ
イラ4に取り付けられたウィンドボックス、6
ウィンドボックス5内に配設され且つミル3
ら供給される微粉炭燃焼用のバーナ、7は石
焚ボイラ4から排出される排ガスが流れる排
ガスライン、8は排ガスライン7を流れる排ガ
と一次再循環排ガス並びに二次再循環排ガ
とを熱交換させる空気予熱器、9は空気予熱
器8を通過した排ガスを処理する脱硫装置や
塵機等の排ガス処理装置、10は酸素を製造す
る酸素製造装置、11は排ガス処理装置9で浄化
された排ガスを一次再循環排ガス並びに二次
再循環排ガスとして圧送する押込通風機(FDF)
12は押込通風機11によって圧送される排ガス
の一部を一次再循環排ガスとして空気予熱器
8で予熱してミル3へ導く一次再循環排ガスラ
ン、13はミル3へ導入される一次再循環排ガ
の一部を空気予熱器8を迂回させることによ
り一次再循環排ガスの温度を調節するための
コールドバイパスライン、14は空気予熱器8を
通過する一次再循環排ガスの流量を調節する
ために一次再循環排ガスライン12途中に設け
れた流量調節弁、15は空気予熱器8を迂回す
一次再循環排ガスの流量を調節するために
ールドバイパスライン13途中に設けられた
量調節弁、16は押込通風機11によって圧送さ
る排ガスの一部を二次再循環排ガスとして
気予熱器8で予熱してウィンドボックス5へ
く二次再循環排ガスライン、17は二次再循環
排ガスライン16へ酸素製造装置10からの酸素
供給する二次再循環排ガス用酸素供給ライ
、18はウィンドボックス5へ酸素製造装置10か
らの酸素を直接供給するウィンドボックス用
酸素供給ライン、19は排ガス中からCO 2
等を回収する回収装置、20は排ガス処理装置9
の下流側に設けられ排ガスを誘引する誘引通
風機(IDF)、21は排ガス処理装置9で浄化され誘
通風機20で誘引される排ガスを大気放出す
煙突であり、
前記一次再循環排ガスライン12途中におけ
るミル3の入側に、該ミル3へ導入される一次
循環排ガスのCO 2
濃度22aを検出するCO 2
濃度計22と、前記ミル3へ導入される一次再循
環排ガスのO 2
濃度23aを検出するO 2
濃度計23と、前記ミル3へ導入される一次再循
環排ガスの流量24aを検出する流量計24と、前
ミル3へ導入される一次再循環排ガスの流量
24aを調節する流量調節器としての流量調節弁
25とを設けると共に、前記給炭機2に、前記ミ
ル3へ供給される給炭量26aを検出する給炭量
26を設け、
更に、前記CO 2
濃度計22で検出されたCO 2
濃度22aと前記O 2
濃度計23で検出されたO 2
濃度23aとに基づき一次再循環排ガスの比重を
算出し、該一次再循環排ガスの比重と前記流
量計24で検出された流量24aとに基づき重量ベ
スでの一次再循環排ガス流量を算出し、前
給炭量計26で検出された給炭量26aに基づき
量ベースでのミル3からの微粉炭量を算出し
石炭焚ボイラ4に供給する前記一次再循環排
ガス流量[ton/h]とミル3からの微粉炭量[ton/h]と
の重量比をG/Cと定義し、該G/Cが所定範囲内に
収まるよう前記流量調節弁25に流量制御信号
しての開度制御信号25aを出力する制御器27
設けたものである。尚、前記流量調節弁25に
代えて、例えばダンパその他の流量調節器を
用い、該流量調節器に対し前記制御器27から
量制御信号を出力するようにしても良い。
前記G/Cの範囲は、図3に示す如く、2.0~6.0 することがバーナ6の安定燃焼を可能とする で好ましい。これは、従来におけるA/Cの運 レンジが、図4に示される如く、1.5~4.0の範 であることから、空気と一次再循環排ガス 比重の差を考慮したものである。尚、実際 行った燃焼試験においても、前記G/Cは、6.0 り大きくすると火炎が吹き飛ぶ虞がある一 、2.0より小さくするとミル3及びバーナ6系統 の構造上、安定燃焼が維持できなくなり、2.0 ~6.0の範囲でバーナ6の安定燃焼が可能となる とが確認されている。
次に、上記図示例の作用を説明する。
前述の如き石炭焚ボイラ4の定常運転時に おいては、コールバンカ1に貯留された石炭 給炭機2によりミル3へ投入され、該ミル3に いて石炭が微粉砕され微粉炭にされると共 、一次再循環排ガスライン12から一次再循環 排ガスがミル3内へ導入され、該一次再循環 ガスによりミル3へ投入される石炭の乾燥が われつつ、微粉砕された微粉炭がバーナ6へ 搬送される一方、石炭焚ボイラ4のウィンド ックス5には、押込通風機11によって圧送さ る排ガスの一部が二次再循環排ガスとして 次再循環排ガスライン16から空気予熱器8で 熱されて導かれ、且つ酸素製造装置10で製造 された酸素がウィンドボックス用酸素供給ラ イン18から直接供給され、これにより、石炭 ボイラ4内で微粉炭の酸素燃焼が行われる。
尚、前記石炭焚ボイラ4の起動時には、一 次再循環排ガスの代わりに空気(図示せず)が ル3内へ導入され、該空気によりミル3へ投 される石炭の乾燥が行われつつ、微粉砕さ た微粉炭がバーナ6へ搬送される一方、二次 循環排ガス及び酸素の代わりに空気(図示せ ず)が石炭焚ボイラ4のウィンドボックス5に供 給され、石炭焚ボイラ4内で微粉炭の空気燃 が行われ、該石炭焚ボイラ4の収熱が所定値 到達すると、前記空気が一次再循環排ガス 二次再循環排ガス及び酸素にそれぞれ切り えられ、酸素燃焼に移行するようになって る。
前記石炭焚ボイラ4から排出される排ガスは 、排ガスライン7を流れて空気予熱器8へ導入 れ、該空気予熱器8において前記一次再循環 排ガス並びに二次再循環排ガスが加熱され、 熱回収が行われ、空気予熱器8を通過した排 スは、脱硫装置や集塵機等の排ガス処理装 9で脱硫や集塵等の処理が行われ、該排ガス 理装置9で浄化された排ガスが誘引通風機20 誘引され煙突21から大気放出される一方、 記排ガス処理装置9を通過した排ガスの一部 、押込通風機11により再循環されると共に 回収装置19へ導入され、排ガス中からCO 2 等が回収されるようになっている。
そして、本図示例においては、前記石炭焚 イラ4の定常運転時に、前記ミル3内へ導入 れる一次再循環排ガスのCO 2 濃度22aがCO 2 濃度計22で検出され、そのO 2 濃度23aがO 2 濃度計23で検出され、その流量24aが流量計24 検出される一方、前記ミル3へ供給される給 量26aが給炭量計26で検出されており、制御 27において、前記CO 2 濃度計22で検出されたCO 2 濃度22aと前記O 2 濃度計23で検出されたO 2 濃度23aとに基づき一次再循環排ガスの比重が 算出され(図2のステップS1参照)、該一次再循 排ガスの比重と前記流量計24で検出された 量24aとに基づき重量ベースでの一次再循環 ガス流量が算出され(図2のステップS2参照)、 前記給炭量計26で検出された給炭量26aに基づ 重量ベースでのミル3からの微粉炭量が算出 され(図2のステップS3参照)、前記一次再循環 ガス流量[ton/h]とミル3からの微粉炭量[ton/h] の重量比がG/Cと定義される(図2のステップS4 参照)。
続いて、前記G/Cが2.0より小さいか否かの 断が行われ(図2のステップS5参照)、該G/Cが2. 0より小さい場合には、制御器27から出力され る流量制御信号としての開度制御信号25aによ り流量調節器としての流量調節弁25の開度が げられて一次再循環排ガス流量が増加され (図2のステップS6参照)。
前記G/Cが2.0以上である場合には、該G/Cが6 .0より大きいか否かの判断が行われ(図2のス ップS7参照)、該G/Cが6.0より大きい場合には 制御器27から出力される流量制御信号として の開度制御信号25aにより流量調節器としての 流量調節弁25の開度が絞られて一次再循環排 ス流量が減少され(図2のステップS8参照)、 れにより、前記G/Cが所定範囲内(2.0~6.0)に収 り、安定した酸素燃焼運転が行われる形と る。
こうして、従来のA/Cとは異なる全く新し G/Cという指標を用いて酸素燃焼におけるバ ナ6の安定燃焼を図り得る。
尚、本発明の酸素燃焼ボイラの一次再循 排ガス流量制御方法及び装置は、上述の図 例にのみ限定されるものではなく、本発明 要旨を逸脱しない範囲内において種々変更 加え得ることは勿論である。
