JP2000018555A - Soot blower - Google Patents
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- soot blower
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ等の伝熱管
に付着・堆積した付着物を除去するためのスートブロワ
装置に係り、特に、付着物の除去能力を高める技術に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soot blower for removing deposits deposited on a heat transfer tube of a boiler or the like, and more particularly to a technique for improving the removal capability of deposits.
【0002】[0002]
【従来の技術】発電用ボイラや産業用ボイラにおいて
は、燃焼過程で溶融した粒子状の飛散物が伝熱部に付着
するため、ボイラの伝熱効率が低下すると共に、炉内の
圧力損失が上昇し、ボイラの稼動率が低下するという問
題がある。さらに、付着物の組成によっては、伝熱管を
腐食させるというトラブルも生じる。このような伝熱管
の付着物を除去する手段として、一般的には図8に示す
ようなスートブロワ装置を伝熱管付近に設置し、定期的
に蒸気もしくは圧縮空気を噴射して、前記の問題を解消
していた。すなわち、スートブロワ本体を構成する長尺
の管体8にノズル9を設け、このノズル9から蒸気もし
くは圧縮空気からなる噴射気体1を噴射して付着物を吹
き飛ばしていた。2. Description of the Related Art In a power generation boiler or an industrial boiler, since particulate matter scattered in a combustion process adheres to a heat transfer portion, the heat transfer efficiency of the boiler decreases and the pressure loss in the furnace increases. However, there is a problem that the operation rate of the boiler is reduced. Further, depending on the composition of the deposits, a trouble of corroding the heat transfer tube may occur. As a means for removing such deposits on the heat transfer tube, a soot blower device as shown in FIG. 8 is generally installed near the heat transfer tube, and steam or compressed air is injected periodically to solve the above-mentioned problem. Had been resolved. That is, a nozzle 9 is provided in a long tubular body 8 constituting a soot blower main body, and a jet gas 1 composed of steam or compressed air is jetted from the nozzle 9 to blow off attached matter.
【0003】しかしながら、最近では、減圧残渣油や超
重質油など液体燃料が多様化して劣質化が一段と進んで
おり、石炭でも多炭種運用となり溶融温度の低い鉱物
(灰分)を含む石炭が頻繁に使用されるようになったた
めに、伝熱管の汚れの問題が無視できなくなってきてお
り、高温部の伝熱面においては、灰粒子が容易に溶融
し、付着物の付着力が増加する傾向にある。そのため、
図8に示した従来型のスートブロワ装置では、伝熱面に
強固に付着した付着物の除去が難しくなってきている。
さらに、付着物の除去率を高めるためには噴射気体の噴
射圧力を高めれば良いが、ノズル口径を同じにした場合
は噴射気体の消費量が増大し、噴射気体として蒸気を用
いる場合にはボイラ効率を低下させるので不経済であ
る。一方、ノズル口径を小さくして噴射圧力を高めると
蒸気消費量は増えないが、この場合はノズル自体の寿命
が短くなるという問題がある。However, recently, liquid fuels such as vacuum residue oil and ultra-heavy oil have been diversified, and the quality has been further deteriorated. Coal containing a low-melting-temperature mineral (ash) is frequently used due to the use of multiple coal types. The problem of contamination of the heat transfer tubes is becoming insignificant due to the fact that the ash particles are easily melted on the heat transfer surface of the high-temperature section, and the adhesion of the deposits tends to increase. It is in. for that reason,
In the conventional soot blower device shown in FIG. 8, it is becoming difficult to remove the adhered matter firmly attached to the heat transfer surface.
Further, in order to increase the adhering matter removal rate, the injection pressure of the injection gas may be increased. However, when the nozzle diameter is the same, the consumption of the injection gas increases, and when steam is used as the injection gas, the boiler is used. It is uneconomical because it reduces efficiency. On the other hand, if the injection pressure is increased by reducing the nozzle diameter, the steam consumption does not increase, but in this case, there is a problem that the life of the nozzle itself is shortened.
【0004】そこで、本出願人は、特開昭58−316
5号公報において、図9に示されるようなスートブロワ
装置を先に提案した。同図に示すように、スートブロワ
本体を構成する外管3にはアウターノズル4が設けられ
ており、外管3の内部にはリング6によって内管5が支
持されている。内管5の先端部にはT字型の粉体噴射ノ
ズル7が設けられており、この粉体噴射ノズル7はアウ
ターノズル4の中央部に開口している。そして、内管5
内に微粒子を含有する噴射気体2を通過させると共に、
外管3からアウターノズル4を通して微粒子を含有しな
い噴射気体1を通過させる。これにより、微粒子を含有
する噴射気体2が粉体噴射ノズル7から噴射し、噴射気
体1がアウターノズル4から噴射するため、微粒子がこ
れら両噴射気体1,2の高い噴射力により付着物の付着
面に激しく当り、強固な付着物を除去することができ
る。Accordingly, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-316.
In Japanese Patent Laid-Open No. 5 (1993), a sootblower device as shown in FIG. As shown in the drawing, an outer nozzle 4 is provided on an outer tube 3 constituting a soot blower main body, and an inner tube 5 is supported by a ring 6 inside the outer tube 3. A T-shaped powder injection nozzle 7 is provided at the tip of the inner tube 5, and the powder injection nozzle 7 is opened at the center of the outer nozzle 4. And inner pipe 5
While allowing the injection gas 2 containing fine particles to pass through,
The jet gas 1 containing no fine particles is passed from the outer tube 3 through the outer nozzle 4. As a result, the injected gas 2 containing the fine particles is injected from the powder injection nozzle 7 and the injected gas 1 is injected from the outer nozzle 4, so that the fine particles are attached by the high injection force of the two injected gases 1 and 2. It can hit the surface violently and remove strong deposits.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、図9
に示す従来のスートブロワ装置は、二重管構造の内管5
に微粒子を含有する噴射気体2を通過させ、外管3のア
ウターノズル4からこの微粒子と噴射気体1を噴射する
ように構成されているため、図8に示す従来技術のよう
に、蒸気流量を多くしたり作動回数を増やすことなく、
付着面に強固に付着した付着物を除去することができ
る。しかしながら、微粒子として軟質の固体粒子を用い
た場合、付着物の除去効率を高めることができず、ま
た、概して軟質の固体粒子は低融点であるため、炉内で
融けて吹き込んだ固体粒子が新たな付着灰になるおそれ
がある。このような理由から、図9に示す従来技術で
は、珪砂やセラミックなどの高融点で硬質の固体粒子を
用いているが、かかる硬質の固体粒子が高速で噴出して
付着物に直接衝突するため、噴射対象物である伝熱管が
壊食を起こすという問題があり、しかも、固体粒子を粉
体噴射ノズル7まで搬送する特別な設備を必要とするた
め、コストアップになるという問題もあった。As described above, FIG.
The conventional soot blower device shown in FIG.
The jet gas 2 containing fine particles is passed through the outer nozzle 4 of the outer tube 3 and the fine particles and the jet gas 1 are jetted from the outer nozzle 4. Therefore, as in the prior art shown in FIG. Without increasing or increasing the number of actuations,
It is possible to remove the adhered matter firmly adhered to the adhered surface. However, when soft solid particles are used as fine particles, the efficiency of removing adhering substances cannot be increased, and since solid particles generally have a low melting point, solid particles that are melted and blown in a furnace are newly added. Ash may be produced. For this reason, in the prior art shown in FIG. 9, hard solid particles having a high melting point such as silica sand or ceramic are used. However, such hard solid particles squirt at a high speed and directly collide with the attached matter. However, there is a problem that the heat transfer tube, which is an object to be sprayed, is eroded, and furthermore, a special facility for transporting the solid particles to the powder injection nozzle 7 is required, and thus there is a problem that the cost is increased.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、二重管構造の
内管に供給した高温高圧水をフラッシングノズルで噴霧
水滴群として微粒化し、この噴霧水滴群と主噴出気体
(蒸気または圧縮気体)との高速混合二相噴流を外管の
主噴出ノズルから噴出させることとする。このように構
成すると、フラッシングノズルで生じる噴霧水滴群の初
速度は大きくないが、主噴出気体との高速混合二相噴流
として高速で噴出するため、見かけの密度が大きく、運
動量が大きいものとなる。したがって、除去しにくい堅
固な付着物でも効率良く除去することができ、また、フ
ラッシングによって生じる微細な水滴を用いているた
め、伝熱管などの噴射対象物における壊食の進行を抑制
することができる。According to the present invention, high-temperature and high-pressure water supplied to an inner pipe having a double pipe structure is atomized as a group of sprayed water droplets with a flushing nozzle, and the sprayed water droplets and a main jet gas (steam or compressed gas) are atomized. ) Is jetted from the main jet nozzle of the outer tube. With this configuration, the initial velocity of the spray water droplets generated by the flushing nozzle is not high, but it is jetted at high speed as a high-speed mixed two-phase jet with the main jet gas, so that the apparent density is large and the momentum is large . Therefore, even solid deposits that are difficult to remove can be efficiently removed, and the use of fine water droplets generated by flushing can suppress the progress of erosion on a jetting object such as a heat transfer tube. .
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明のスートブロワ装置では、
主噴出ノズルが設けられた外管と、この外管の内部に配
置された内管と、この内管に設けられたフラッシングノ
ズルとを備え、前記内管内に供給された高温高圧水を前
記フラッシングノズルで噴霧水滴群として微粒化し、こ
の噴霧水滴群と前記外管内に供給された主噴出気体との
混合物を前記主噴出ノズルから噴出させるように構成し
た。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the soot blower device of the present invention,
An outer pipe provided with a main ejection nozzle, an inner pipe arranged inside the outer pipe, and a flushing nozzle provided in the inner pipe, wherein the high-temperature high-pressure water supplied into the inner pipe is flushed The nozzle is atomized as a group of sprayed water droplets, and a mixture of the group of sprayed water droplets and the main jet gas supplied into the outer tube is jetted from the main jet nozzle.
【0008】また、本発明のスートブロワ装置では、前
記主噴出ノズルを前記外管の軸線方向にずらして複数設
け、前記内管をこれら主噴出ノズルを回避する形状に屈
曲させるように構成した。Further, in the soot blower device of the present invention, a plurality of the main ejection nozzles are provided so as to be shifted in the axial direction of the outer tube, and the inner tube is bent so as to avoid these main ejection nozzles.
【0009】また、本発明のスートブロワ装置では、前
記フラッシングノズルの出口を前記主噴出ノズルの入口
部に対して前記外管の中心軸側へずらすように構成し
た。Further, in the soot blower device of the present invention, the outlet of the flushing nozzle is shifted toward the central axis of the outer tube with respect to the inlet of the main jet nozzle.
【0010】また、本発明のスートブロワ装置では、前
記フラッシングノズルの噴出孔の長さをL、該噴出孔の
直径をDとしたとき、細長比L/Dを4.0≦L/D<
20の範囲に設定した。In the soot blower of the present invention, when the length of the ejection hole of the flushing nozzle is L and the diameter of the ejection hole is D, the slenderness ratio L / D is 4.0 ≦ L / D <.
The range was set to 20.
【0011】また、本発明のスートブロワ装置では、前
記高圧高温水の温度を115℃以上とし、圧力を当該水
温の飽和蒸気圧力以上とした。Further, in the soot blower device of the present invention, the temperature of the high-pressure high-temperature water is set to 115 ° C. or more, and the pressure is set to the saturated steam pressure of the water temperature or more.
【0012】[0012]
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図1は本発明の第1実施例に係るスートブロワ装置の要
部断面図、図2は図1のA−A方向矢視図、図3はフラ
ッシングノズルの断面図、図4はフラッシングの動作原
理を示す説明図、図5は主噴出ノズルから噴出する高速
混合二相噴流を模式的に示す説明図である。Embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a soot blower device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view of a flushing nozzle, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a high-speed mixed two-phase jet ejected from a main ejection nozzle.
【0013】図1に示すように、スートブロワ装置の本
体を構成する外管19の先端に2つの主噴出ノズル13
が設けられており、これら主噴出ノズル13は互いに向
かい合うように外管19の中心軸と直交する線上に配設
されている。外管19の内部を通じて主噴出気体である
蒸気12(または圧縮気体)が供給され、この蒸気12
は主噴出ノズル13から火炉内に噴射される。主噴出ノ
ズル13は、入口部側の収縮部13αと出口部側の拡大
部13βとからなり、全体としてスロート部13’を有
する構造であって(図5参照)、主噴出気体である蒸気
12はこのスロート部13’で加速蒸気流16となって
噴出するようになっている。As shown in FIG. 1, two main jet nozzles 13 are provided at the end of an outer pipe 19 constituting a main body of a soot blower device.
These main ejection nozzles 13 are arranged on a line orthogonal to the central axis of the outer tube 19 so as to face each other. Steam 12 (or compressed gas), which is the main jet gas, is supplied through the inside of the outer pipe 19, and the steam 12
Is injected from the main jet nozzle 13 into the furnace. The main ejection nozzle 13 has a contraction portion 13α on the inlet side and an enlarged portion 13β on the exit side, has a structure having a throat portion 13 ′ as a whole (see FIG. 5), and has a vapor 12 as a main ejection gas. Are ejected as an accelerated steam flow 16 at the throat portion 13 '.
【0014】外管19の内部には高温高圧水11を送給
する内管20が配置されており、これら外管19と内管
20の中心軸は一致している。この高温高圧水11は、
内管20の高温高圧水供給流路10内では沸騰を起こさ
ないような条件、すなわち、水温は圧力に相当する飽和
温度以下に設定されている。内管20の先端はT字型に
形成されており、高温高圧水11の送給路である高温高
圧水供給流路10は当該部位で2方向に分岐されて高温
高圧水供給流路分岐部10’となり、それぞれの先端に
高温高圧水11を減圧沸騰させて微粒化するためのフラ
ッシングノズル14が設けられている。図2に示すよう
に、フラッシングノズル14と主噴出ノズル13とは同
軸上に位置しており、また、フラッシングノズル14の
先端(出口)は主噴出ノズル13の入口部よりも外管1
9の中心軸方向にわずかに引っ込めてある。これは、内
管20が熱収縮する際(作動開始時や高温水供給開始時
など)、フラッシングノズル14の先端が主噴出ノズル
13の入口部に当たって破損するのを防ぐためである。
このようにすることで、フラッシングノズル14で生じ
た微細水滴からなる液滴噴流15が、主噴出気体である
加速蒸気流16によって高速で火炉内に噴出するように
なる。Inside the outer tube 19, an inner tube 20 for supplying the high-temperature and high-pressure water 11 is arranged, and the center axes of the outer tube 19 and the inner tube 20 coincide. This high-temperature high-pressure water 11
Conditions that do not cause boiling in the high-temperature and high-pressure water supply flow path 10 of the inner pipe 20, that is, the water temperature is set to a saturation temperature or less corresponding to the pressure. The tip of the inner pipe 20 is formed in a T-shape, and the high-temperature and high-pressure water supply flow path 10 which is a supply path of the high-temperature and high-pressure water 11 is branched in two directions at this portion to form a high-temperature and high-pressure water supply flow path branching section. The flushing nozzles 14 are provided at the respective ends to boil the high-temperature and high-pressure water 11 under reduced pressure to atomize the water. As shown in FIG. 2, the flushing nozzle 14 and the main ejection nozzle 13 are located on the same axis, and the tip (outlet) of the flushing nozzle 14 is closer to the outer tube 1 than the inlet of the main ejection nozzle 13.
9 is slightly retracted in the central axis direction. This is to prevent the tip of the flushing nozzle 14 from hitting the inlet of the main jet nozzle 13 and being damaged when the inner tube 20 thermally contracts (at the start of operation, at the start of high-temperature water supply, etc.).
By doing so, the droplet jet 15 composed of fine water droplets generated at the flushing nozzle 14 is jetted into the furnace at a high speed by the accelerated steam flow 16 which is the main jet gas.
【0015】内管20は途中のスペーサ17と先端の内
管ストッパ18とにより、外管19と同軸になるように
位置決めされている。内部ストッパ18は外管19の先
端内側に中心軸からずらすように2点止めされており、
フラッシングノズル14は、この内部ストッパ18とス
ペーサ17により主噴出ノズル13に対して回転するこ
となく位置決めされている。内管20の熱収縮による動
きを吸収するために、スペーサ17やストッパ20には
多少のがた(クリアランス)が設けてある。なお、内管
20の熱収縮の動きによって、フラッシングノズル14
のフラッシングノズル噴出孔14’と主噴出ノズル13
の中心とが多少位置ずれする可能性があるが、フラッシ
ングノズル噴出孔14’から噴出した直後の液滴噴流1
5は細かく、その周囲を主噴出気体である加速蒸気流1
6が流れるので、液滴噴流15が主噴出ノズル13のス
ロート部13’に衝突することはない。The inner tube 20 is positioned so as to be coaxial with the outer tube 19 by the spacer 17 on the way and the inner tube stopper 18 at the tip. The inner stopper 18 is fixed at two points inside the tip of the outer tube 19 so as to be shifted from the center axis.
The flushing nozzle 14 is positioned by the internal stopper 18 and the spacer 17 without rotating with respect to the main ejection nozzle 13. In order to absorb the movement of the inner tube 20 due to the thermal contraction, the spacer 17 and the stopper 20 are provided with a slight clearance (clearance). The flushing nozzle 14 is moved by the heat shrinkage of the inner tube 20.
Flushing nozzle ejection hole 14 ′ and main ejection nozzle 13
Although there is a possibility that the center of the droplet jet is slightly displaced, the droplet jet 1 immediately after jetting from the flushing nozzle jet hole 14 ′
5 is fine and the surrounding area is the accelerated steam flow 1 which is the main jet gas.
6 flows, the droplet jet 15 does not collide with the throat 13 ′ of the main jet nozzle 13.
【0016】ここで、図3に示すように、フラッシング
ノズル噴出孔14’の長さをL、フラッシングノズル噴
出孔14’の直径をDとしたとき、孔径Dに対する長さ
Lの細長比L/Dは、 4.0≦L/D<20…………(1) の範囲に設定されている。フラッシングノズル噴出孔1
4’の細長比L/Dが上記(1)式を満足する範囲に設
定されていれば、圧力損失も小さくなり、微粒化も良好
に行われ、結果的に上記(1)式は過熱水を急減圧沸騰
(フラッシング)するための最適な条件といえる。これ
に対し、フラッシングノズル噴出孔14’の長さLが短
過ぎる場合、つまり0≦L/D<4.0となる場合は、
過熱水が噴出後に沸騰するので、微粒化が不十分とな
り、粗大な液滴が発生するおそれがある。その反対に、
フラッシングノズル噴出孔14’の長さLが長過ぎる場
合、つまりL/D≧20となる場合は、フラッシングノ
ズル噴出孔14’において沸騰が活発になるので、細管
内に気泡が充満するいわゆるベーパロック現象が生じ
る。ベーパロックが生じると、圧力損失が増大するの
で、所定の水噴射量よりも水流量が低下するという問題
も生じる。Here, as shown in FIG. 3, when the length of the flushing nozzle ejection hole 14 'is L and the diameter of the flushing nozzle ejection hole 14' is D, the slenderness ratio L / L to the hole diameter D is expressed as D is set in the range of 4.0 ≦ L / D <20 (1). Flushing nozzle outlet 1
If the slenderness ratio L / D of 4 ′ is set in a range that satisfies the above equation (1), the pressure loss is reduced and the atomization is performed well, and as a result, the above equation (1) is Can be said to be the optimum conditions for boiling under reduced pressure (flashing). On the other hand, when the length L of the flushing nozzle ejection hole 14 ′ is too short, that is, when 0 ≦ L / D <4.0,
Since the superheated water boils after being ejected, atomization becomes insufficient, and coarse droplets may be generated. On the contrary,
When the length L of the flushing nozzle ejection hole 14 'is too long, that is, when L / D ≧ 20, boiling is activated in the flushing nozzle ejection hole 14', so that a so-called vapor lock phenomenon in which bubbles are filled in the narrow tube. Occurs. When the vapor lock occurs, the pressure loss increases, so that there is also a problem that the water flow rate becomes lower than a predetermined water injection amount.
【0017】図4に示す圧力と温度の関係から明らかな
ように、高温下においても加圧下にあれば水は液相であ
る。前述したように、内管20内の水として高温で加圧
された高温高圧水11を用いているので、内管20の管
内圧力に対してはサブクール状態となり、高温高圧水供
給流路10内では沸騰を起こさない。そして、高温高圧
水11がフラッシングノズル14から噴射するとき、水
温はすぐには下がらないが圧力は急減するため、水は過
熱(Super heat)状態になり爆発的に沸騰し、微細水滴
からなる液滴噴流15として噴射される。この液滴噴流
15は主噴出ノズル13のスロート部13’において生
じるため、主噴出ノズル13から吹き出す蒸気12によ
って急速に加速され、主噴出ノズル13からボイラの火
炉内へ噴出されて付着灰に衝突する。As is apparent from the relationship between pressure and temperature shown in FIG. 4, water is in a liquid phase under high pressure even at high temperatures. As described above, since the high-temperature and high-pressure water 11 pressurized at a high temperature is used as the water in the inner pipe 20, the sub-cooling state is established with respect to the internal pressure of the inner pipe 20, and the high-temperature and high-pressure water supply flow path 10 Then do not boil. Then, when the high-temperature and high-pressure water 11 is jetted from the flushing nozzle 14, the water temperature does not immediately decrease but the pressure drops sharply, so that the water becomes a superheat state and boils explosively, resulting in a liquid composed of fine water droplets. It is ejected as a drop jet 15. Since the droplet jet 15 is generated in the throat 13 ′ of the main jet nozzle 13, it is rapidly accelerated by the steam 12 jetted from the main jet nozzle 13 and jetted from the main jet nozzle 13 into the furnace of the boiler to collide with the attached ash. I do.
【0018】ボイラの火炉内はほぼ大気圧であるので、
高温高圧水11は水温が100°Cを超えると過熱状態
になる。ただし、高温高圧水11の水温が100°Cを
超えると沸騰が生じるものの、115°C(過熱度=1
15°C−100°C=15゜C)以下の水温では、沸
騰の威力が乏しく、微粒化は不良で水滴が粗いため、ス
ートブロワとして実用するには不適である。望ましく
は、高温高圧水11の水温を160°C以上(過熱度が
60゜C以上)に高め、内管20内の送給圧力を約10
〜15kgf/cm2(1.0〜1.5MPa)とする
と、かなり激しい沸騰微粒化が生じ、微細な水滴群を生
成できるようになる。一例として、水温が160°Cで
10kgf/cm2(1MPa)に加圧された高温高圧
水11を用いた場合、内管20の高温高圧水供給流路1
0内では沸騰せず、フラッシングノズル14で噴射時に
60°Cの過熱ポテンシャルが得られ、平均粒径が20
〜50μm程度の微細水滴群からなる液滴噴流15を得
ることができる。この程度の微細な水滴は加速蒸気流1
6に乗ってうまく搬送されて対象物(伝熱面上の灰)に
衝突し、水滴噴流15は全体が過飽和になっているの
で、途中で水滴が蒸発してしまうこともない。また、水
滴噴流15は水滴が小さいので、対象物である伝熱管に
直接衝突しても、伝熱管に大きな熱応力は作用せず、伝
熱管における壊食の進行を抑制することができる。Since the inside of the furnace of the boiler is almost at atmospheric pressure,
When the water temperature exceeds 100 ° C., the high-temperature and high-pressure water 11 becomes overheated. However, when the water temperature of the high-temperature and high-pressure water 11 exceeds 100 ° C., boiling occurs, but 115 ° C. (superheat = 1
At a water temperature of 15 ° C.−100 ° C. = 15 ° C. or less, the power of boiling is poor, atomization is poor, and water droplets are coarse, so that it is not suitable for practical use as a soot blower. Desirably, the water temperature of the high-temperature high-pressure water 11 is raised to 160 ° C. or more (superheat degree is 60 ° C. or more), and the feed pressure in the inner pipe 20 is reduced to about 10 ° C.
When the pressure is set to 1515 kgf / cm 2 (1.0 to 1.5 MPa), extremely intense boiling atomization occurs, and fine water droplets can be generated. As an example, when the high-temperature high-pressure water 11 pressurized to 10 kgf / cm 2 (1 MPa) at a water temperature of 160 ° C. is used, the high-temperature high-pressure water supply flow path 1 of the inner pipe 20 is used.
At 0, it does not boil, and a superheating potential of 60 ° C. is obtained at the time of injection by the flushing nozzle 14.
A droplet jet 15 consisting of a group of fine water droplets of about 50 μm can be obtained. This kind of fine water droplets is
6, the water droplet jet 15 is supersaturated as a whole and collides with the object (ash on the heat transfer surface), and the water droplet does not evaporate on the way. Further, since the water droplet jet 15 has small water droplets, even if it collides directly with the heat transfer tube as an object, a large thermal stress does not act on the heat transfer tube, and it is possible to suppress the progress of erosion in the heat transfer tube.
【0019】第1実施例に係るスートブロワ装置によれ
ば、図5に示すように、内管20に送給された高温高圧
水11は、高温高圧水供給流路10’を通じて導かれ、
しぼり部である減圧加速部21で急減圧されて過熱状態
となり、フラッシングノズル14内で沸騰を開始する
(同図a参照)。フラッシングノズル噴出孔14’は細
孔であるが、この内部で急速に成長した沸騰気泡が充満
するので、フラッシングノズル噴出孔14’にはおびた
だしい数の沸騰気泡が破裂し、周囲の水を微粒化する
(同図b参照)。このようにして、水滴噴流15が作り
出される。一方、主噴出ノズル13はスロート部13’
を有しており、このスロート部13’において、外管1
9の内部を通じて供給された主噴出気体である蒸気12
は最大に加速され、図5の白ヌキの矢印で示すように加
速蒸気流16となる。フラッシングノズル14の出口が
主噴出ノズル13のスロート部13’に位置するように
設定されているので、フラッシングノズル14により生
じた水滴噴流15は、主噴出気体である加速蒸気流16
によって急速に加速され、加速蒸気流16との高速混合
二相噴流として主噴出ノズル13から噴出する。その
際、高速混合二相噴流が主噴出ノズル13のスロート部
13’を通過するため、スロート部13’における加速
蒸気流16の臨海流速(=音速)は、蒸気のみが通過する
気体単相流の場合に比べて低下し、当然、対象物への衝
突速度も低下する。しかしながら、高速混合二相噴流は
微細な水滴を多量に含み、見かけの密度(噴流全体の体
積に対する噴流全体の重量比)が高まっており、例え
ば、フラッシングさせる高温水の質量流量が全噴射量の
約10%を占めるとして条件を仮定した場合、見かけの
密度が約20倍に高まっているため、運動量を十分に大
きくすることができ、対象物である伝熱管に付着した除
去しにくい付着灰も容易に取り除くことができる。According to the soot blower device according to the first embodiment, as shown in FIG. 5, the high-temperature and high-pressure water 11 fed to the inner pipe 20 is guided through the high-temperature and high-pressure water supply passage 10 '.
The pressure is rapidly reduced by the depressurization accelerating part 21 which is a squeezing part, and the superheated state is reached, and the boiling starts in the flushing nozzle 14 (see FIG. 3A). Although the flushing nozzle orifice 14 'is a pore, the inside of the flushing nozzle orifice 14' is filled with boiling bubbles that have grown rapidly, so that a large number of boiling bubbles burst in the flushing nozzle orifice 14 'and atomize the surrounding water. (See FIG. 2B). In this way, a water jet 15 is created. On the other hand, the main ejection nozzle 13 has a throat portion 13 '.
In this throat portion 13 ', the outer tube 1
9 which is the main jet gas supplied through the interior of
Is accelerated to the maximum, and becomes an accelerated steam flow 16 as shown by a white arrow in FIG. Since the outlet of the flushing nozzle 14 is set so as to be located at the throat portion 13 ′ of the main jet nozzle 13, the water droplet jet 15 generated by the flushing nozzle 14 is accelerated by the accelerated steam flow 16 which is the main jet gas.
Accordingly, the fuel is rapidly accelerated and ejected from the main ejection nozzle 13 as a high-speed mixed two-phase jet with the accelerated steam flow 16. At that time, since the high-speed mixed two-phase jet passes through the throat portion 13 'of the main ejection nozzle 13, the critical flow velocity (= sonic speed) of the accelerated steam flow 16 in the throat portion 13' is a gas single-phase flow through which only steam passes. And naturally, the speed of collision with the object also decreases. However, the high-speed mixing two-phase jet contains a large amount of fine water droplets and has an increased apparent density (weight ratio of the entire jet to the volume of the entire jet). If the condition is assumed to occupy about 10%, the apparent density is increased about 20 times, so that the momentum can be sufficiently increased, and the hardly removable ash adhering to the heat transfer tube, which is the object, can be removed. It can be easily removed.
【0020】図6(1)は、スートブロワの作動回数を
本実施例と図8に示す従来技術とで比較した試験結果で
あり、スートブロワの作動回数Nは、従来技術における
スートブロワの作動回数N*で割ることにより相対値と
して表わしている。同図から明らかなように、本実施例
によれば従来技術に比べて作動回数を20%以下まで大
幅に減らせることができた。この例は、かなり除去しに
くい灰が付着する超重質油を燃焼させた場合の試験結果
であるが、石炭を燃焼させた場合においても、同様の作
動回数の低減効果が得られる。FIG. 6A shows a test result in which the number of times of operation of the soot blower is compared between the present embodiment and the prior art shown in FIG. 8. The number of times N of operation of the soot blower is N * the number of times of operation of the soot blower in the prior art . It is expressed as a relative value by dividing by. As can be seen from the figure, according to the present embodiment, the number of operations can be significantly reduced to 20% or less as compared with the prior art. This example is a test result in the case of burning ultra-heavy oil to which ash, which is considerably difficult to remove, adheres, but a similar effect of reducing the number of operations can be obtained in the case of burning coal.
【0021】図6(2)は、水(蒸気)の噴射流量を本
実施例と図8に示す従来技術とで比較した試験結果であ
り、噴射流量Qw(本実施例の場合は主噴射気体である
蒸気と水の合計)は従来技術における噴射流量Q*で割
ることにより無次元化して表わしている。同図から明ら
かなように、本実施例では、1回の噴射においてフラッ
シングさせるための高温高圧水を使用するのにも拘ら
ず、トータル使用量は従来技術よりも少なくなってい
る。これは、図6(1)に示したように、スートブロワ
の作動回数が著しく減少したことによる。FIG. 6B shows a test result in which the injection flow rate of water (steam) is compared between the present embodiment and the prior art shown in FIG. 8, and the injection flow rate Qw (in this embodiment, the main injection gas is used). The sum of steam and water) is expressed as dimensionless by dividing by the injection flow rate Q * in the prior art. As can be seen from the figure, in this embodiment, the total amount of use is smaller than that of the prior art despite the use of high-temperature and high-pressure water for flushing in one injection. This is because, as shown in FIG. 6A, the number of times of operating the soot blower is significantly reduced.
【0022】以上の試験結果から明らかなように、本実
施例に係るスートブロワ装置を適用することにより、作
動回数を減らすことができるのみならず、使用水量(圧
縮空気を含むこともある)を減らせる効果があることも
確認できた。As is clear from the above test results, by applying the soot blower device according to the present embodiment, not only the number of operations can be reduced, but also the amount of water used (which may include compressed air) can be reduced. The effect was also confirmed.
【0023】図7は本発明の第2実施例に係るスートブ
ロワ装置の要部断面図であり、図1に対応する部分には
同一符号を付してある。FIG. 7 is a sectional view of a main part of a soot blower device according to a second embodiment of the present invention, and portions corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0024】本実施例に係るスートブロワ装置が前述し
た第1実施例と相違する点は、2つの主噴出ノズル13
aを外管19の軸線方向にずらして設け、内管20をこ
れら主噴出ノズル13aを回避する形状に屈曲させたこ
とにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。すな
わち、内管20は各主噴出ノズル13aを回避する形状
に折り曲げてあり、この内管20の先端と途中の2箇所
にフラッシングノズル14を設け、これらフラッシング
ノズル14の先端(出口)を各主噴出ノズル13aの入
口部に対向設置してある。主噴出ノズル13aの入口部
は外管19の内部へ突き出しており、そのスロート部1
3a’の長さは外管19の内径にほぼ等しい程度に設定
されている。The difference between the soot blower device according to the present embodiment and the first embodiment described above is that the two main ejection nozzles 13
a is shifted in the axial direction of the outer pipe 19, and the inner pipe 20 is bent to a shape avoiding the main ejection nozzle 13a, and the other configuration is basically the same. That is, the inner pipe 20 is bent so as to avoid each of the main ejection nozzles 13a, and the flushing nozzles 14 are provided at the tip of the inner pipe 20 and at two places in the middle thereof. It is installed facing the inlet of the jet nozzle 13a. The inlet of the main jet nozzle 13a protrudes into the outer pipe 19, and its throat 1
The length of 3a 'is set to be approximately equal to the inner diameter of the outer tube 19.
【0025】このように構成されたスートブロワ装置を
組み立てる場合は、主噴出ノズル13aを外した状態で
内管20を外管19内に挿入し、この内管20を円環型
のスペーサ17と突起体型のスペーサ17’によって外
管19の内部に位置決めした後、外管19に主噴出ノズ
ル13aを取り付ければ良い。When assembling the soot blower device thus constructed, the inner tube 20 is inserted into the outer tube 19 with the main jet nozzle 13a removed, and the inner tube 20 is connected to the annular spacer 17 and the projection. After positioning inside the outer tube 19 by the body-shaped spacer 17 ′, the main ejection nozzle 13 a may be attached to the outer tube 19.
【0026】本実施例によれば、第1実施例の効果に加
えて、外管19の径寸法を小さくしてスートブロワ装置
のコンパクト化が図れるという効果を奏する。また、主
噴出ノズル13aのスロート部13a’を長くすること
ができるため、液滴噴流15が十分に加速され、液滴噴
流15が貫通する威力を増大することができる。さら
に、主噴出気体である加速蒸気流16による液滴の再微
粒化が促進されるため、伝熱管に対する壊食の進行をほ
とんど解消することができる。According to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, there is an effect that the diameter of the outer tube 19 can be reduced to make the soot blower device compact. Further, since the throat portion 13a 'of the main ejection nozzle 13a can be lengthened, the droplet jet 15 can be sufficiently accelerated, and the power of the droplet jet 15 penetrating can be increased. Further, since the re-atomization of the droplet by the accelerated steam flow 16 as the main jet gas is promoted, the erosion of the heat transfer tube can be almost prevented from progressing.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。The present invention is embodied in the form described above and has the following effects.
【0028】内管に供給した高温高圧水をフラッシング
ノズルで噴霧水滴群として微粒化し、この噴霧水滴群と
外管内に供給した主噴出気体との高速混合二相噴流を外
管の主噴出ノズルから噴出させると、フラッシングノズ
ルで生じる噴霧水滴群の初速度は大きくないが、主噴出
気体との高速混合二相噴流として高速で噴出するため、
見かけの密度が大きく、運動量が大きいものとなるた
め、除去しにくい堅固な付着物でも効率良く除去するこ
とができ、また、フラッシングによって生じる微細な水
滴を用いているため、伝熱管などの噴射対象物における
壊食の進行を抑制することができる。The high-temperature and high-pressure water supplied to the inner tube is atomized as a group of sprayed water droplets by a flushing nozzle, and a high-speed mixed two-phase jet of the group of sprayed water droplets and the main jet gas supplied to the outer tube is discharged from the main jet nozzle of the outer tube. When jetted, the initial velocity of the spray droplets generated by the flushing nozzle is not large, but it is jetted at high speed as a high-speed mixed two-phase jet with the main jet gas,
Since the apparent density is large and the momentum is large, even solid deposits that are difficult to remove can be efficiently removed.In addition, since fine water droplets generated by flushing are used, objects to be sprayed such as heat transfer tubes It is possible to suppress the progress of erosion in the object.
【0029】また、前記主噴出ノズルを前記外管の軸線
方向にずらして複数設け、前記内管をこれら主噴出ノズ
ルを回避する形状に屈曲させると、外管の径寸法を小さ
くしてコンパクト化が図れ、しかも、主噴出ノズルのス
ロート部を長くして液滴噴流の貫通力を増大させること
ができる。Further, a plurality of the main ejection nozzles are provided so as to be shifted in the axial direction of the outer tube, and the inner tube is bent to a shape avoiding these main ejection nozzles. In addition, it is possible to increase the throat portion of the main ejection nozzle to increase the penetration force of the droplet jet.
【0030】また、前記フラッシングノズルの出口を前
記主噴出ノズルの入口部に対して前記外管の中心軸側へ
ずらすと、作動開始時や高温水供給開始時などに内管が
熱収縮しても、フラッシングノズルの先端が主噴出ノズ
ルの入口部に当たって破損することを防止できる。When the outlet of the flushing nozzle is shifted toward the central axis of the outer pipe with respect to the inlet of the main jet nozzle, the inner pipe thermally contracts at the start of operation or at the start of high-temperature water supply. In addition, it is possible to prevent the tip of the flushing nozzle from hitting the entrance of the main ejection nozzle and being damaged.
【0031】また、前記フラッシングノズルの噴出孔の
長さをL、該噴出孔の直径をDとしたとき、細長比L/
Dを4.0≦L/D<20の範囲に設定すると、圧力損
失が小さくなり、微粒化を良好に行う子とができる。When the length of the ejection hole of the flushing nozzle is L and the diameter of the ejection hole is D, the slenderness ratio L / L
When D is set to be in the range of 4.0 ≦ L / D <20, the pressure loss is reduced, and a child having good atomization can be obtained.
【0032】また、前記高圧高温水は内管内で沸騰を起
こさないような条件に設定されていれば良いが、高温高
圧水の水温を115°C以上、望ましくは160°C以
上に設定すると、かなり激しい沸騰微粒化が生じ、微細
な水滴群を生成することができる。The high-pressure and high-temperature water may be set to a condition that does not cause boiling in the inner tube. If the temperature of the high-temperature and high-pressure water is set to 115 ° C. or more, preferably 160 ° C. or more, Remarkably intense boiling atomization occurs, and fine water droplets can be generated.
【図1】本発明の第1実施例に係るスートブロワ装置の
要部断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a soot blower device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A方向矢視図である。FIG. 2 is a view in the direction of arrows AA in FIG. 1;
【図3】フラッシングノズルの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a flushing nozzle.
【図4】フラッシングの動作原理を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation principle of flushing.
【図5】主噴出ノズルから噴出する高速混合二相噴流を
模式的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a high-speed mixed two-phase jet ejected from a main ejection nozzle.
【図6】スートブロワの作動回数と噴射流量の試験結果
を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a test result of the number of times of operation of a soot blower and an injection flow rate.
【図7】本発明の第2実施例に係るスートブロワ装置の
要部断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a main part of a soot blower device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】従来例に係るスートブロワ装置の要部断面図で
ある。FIG. 8 is a sectional view of a main part of a soot blower device according to a conventional example.
【図9】他の従来例に係るスートブロワ装置の要部断面
図である。FIG. 9 is a sectional view of a main part of a soot blower device according to another conventional example.
10 高温高圧水供給流路 10’ 高温高圧水供給流路分岐部 11 高温高圧水 12 蒸気(主噴出気体) 13、13a 主噴出ノズル 13’、13a’ スロート部 14 フラッシングノズル 14’フラッシングノズル噴出孔 15 液滴噴流 16 加速蒸気流 17、17’ スペーサ 18 内部ストッパ 19 外管 20 内管 21 減圧加速部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 High-temperature and high-pressure water supply channel 10 'High-temperature and high-pressure water supply channel branch part 11 High-temperature and high-pressure water 12 Steam (main jet gas) 13, 13a Main jet nozzle 13', 13a 'Throat portion 14 Flushing nozzle 14' Flushing nozzle jet hole 15 Droplet jet 16 Accelerated vapor flow 17, 17 'Spacer 18 Internal stopper 19 Outer tube 20 Inner tube 21 Decompression accelerating unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野谷 武生 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉工場内 Fターム(参考) 3K061 QC22 QC23 QC34 QC38 4F033 QA09 QB03X QB15X QB15Y QC04 QD02 QD15 QD23 QE14 QE23 QE30 QK18X QK22X ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takeo Noya 6-9 Takara-cho, Kure-shi, Hiroshima F-term in Babcock-Hitachi Kure Factory (reference) 3K061 QC22 QC23 QC34 QC38 4F033 QA09 QB03X QB15X QB15Y QC04 QD02 QD15 QD23 QE14 QE23 QE30 QK18X QK22X
Claims (5)
外管の内部に配置された内管と、この内管に設けられた
フラッシングノズルとを備え、 前記内管内に供給された高温高圧水を前記フラッシング
ノズルで噴霧水滴群として微粒化し、この噴霧水滴群と
前記外管内に供給された主噴出気体との混合物を前記主
噴出ノズルから噴出させることを特徴とするスートブロ
ワ装置。1. An inner pipe provided with a main ejection nozzle, an inner pipe disposed inside the outer pipe, and a flushing nozzle provided in the inner pipe, wherein a high temperature supplied to the inner pipe is provided. A soot blower device wherein high-pressure water is atomized as spray water droplets by the flushing nozzle, and a mixture of the spray water droplets and the main jet gas supplied into the outer tube is jetted from the main jet nozzle.
ズルを前記外管の軸線方向にずらして複数設け、前記内
管をこれら主噴出ノズルを回避する形状に屈曲させたこ
とを特徴とするスートブロワ装置。2. The method according to claim 1, wherein a plurality of the main ejection nozzles are provided so as to be shifted in an axial direction of the outer tube, and the inner tube is bent to a shape avoiding the main ejection nozzles. Soot blower device.
フラッシングノズルの出口を前記主噴出ノズルの入口部
に対して前記外管の中心軸側へずらしたことを特徴とす
るスートブロワ装置。3. The soot blower device according to claim 1, wherein an outlet of the flushing nozzle is shifted to a center axis side of the outer pipe with respect to an inlet of the main ejection nozzle.
て、前記フラッシングノズルの噴出孔の長さをL、該噴
出孔の直径をDとしたとき、細長比L/Dを 4.0≦L/D<20 の範囲に設定したことを特徴とするスートブロワ装置。4. The slenderness ratio L / D is set to 4.0 ≦ L, wherein the length of the ejection hole of the flushing nozzle is L, and the diameter of the ejection hole is D. A soot blower device wherein L / D is set in a range of <20.
て、前記高圧高温水の温度を115℃以上とし、圧力を
当該水温の飽和蒸気圧力以上としたことを特徴とするス
ートブロワ装置。5. The soot blower device according to claim 1, wherein the temperature of the high-pressure high-temperature water is at least 115 ° C., and the pressure is at least the saturated steam pressure of the water temperature.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10189346A JP2000018555A (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Soot blower |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10189346A JP2000018555A (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Soot blower |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000018555A true JP2000018555A (en) | 2000-01-18 |
Family
ID=16239804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10189346A Pending JP2000018555A (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Soot blower |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000018555A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011250921A (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Panasonic Corp | Drum-type washing machine |
CN103727549A (en) * | 2014-01-10 | 2014-04-16 | 卢璐娇 | Steam soot blower of novel multifunctional blowing tube |
JP2016524093A (en) * | 2013-07-10 | 2016-08-12 | ストレワット | Two-phase expansion device that can maximize the momentum caused by two-phase flow |
-
1998
- 1998-07-03 JP JP10189346A patent/JP2000018555A/en active Pending
Cited By (4)
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