JP2002257321A - スートブロワ制御装置と制御方法 - Google Patents

スートブロワ制御装置と制御方法

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JP2002257321A
JP2002257321A JP2001058400A JP2001058400A JP2002257321A JP 2002257321 A JP2002257321 A JP 2002257321A JP 2001058400 A JP2001058400 A JP 2001058400A JP 2001058400 A JP2001058400 A JP 2001058400A JP 2002257321 A JP2002257321 A JP 2002257321A
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Masaaki Ishikawa
昌明 石川
Motoroku Nakao
元六 仲尾
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 直接的に排ガス処理装置における伝熱管の汚
れ分布をモニタリングし、その伝熱管の各部分の汚れ度
に応じてスートブロワを起動することにより、効率的に
伝熱管に付着した灰およびミストを除去し、伝熱効率の
向上および腐食を低減させるのに好適なスートブロワ制
御装置と方法を提供すること。 【解決手段】 ボイラなどから排出する排ガスの流路に
配置した熱交換器の伝熱管6に付着した灰及び/又はミ
ストを除去するために、熱交換器のガス流路の上流側に
設置された灰の飛散度合を検出する光センサ2、3から
なるモニタリング装置を設け、該モニタリング装置から
の信号により伝熱管の汚れ度を算出する汚れ度計算装置
4と、汚れ度計算装置4の出力から各スートブロワの起
動優先順位を決定し、起動指令を発信する起動処理装置
5を備えたスートブロワ制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排煙処理装置用の伝熱管
等のスートブロワの制御装置と方法に係り、伝熱管の付
着灰除去、伝熱効率の向上及び腐食を低減させるのに好
適なスートブロワ制御装置と方法に関する。
【0002】
【従来の技術】排煙処理装置の全体系統図の一例を図6
に示す。ボイラ20から排出される排ガスは脱硝装置2
1に導入されて窒素酸化物が除去された後、空気予熱器
22においてボイラ20で用いる燃焼用空気を熱交換に
よって加熱する。次に、排ガスは灰ガス再加熱システム
を構成する排ガス熱回収器23に導入されて熱回収され
た後、電気集塵器24で排ガス中の煤塵の大半が除去さ
れ、誘引ファン25により昇圧されて湿式脱硫装置26
に導入される。湿式脱硫装置26に導入された排ガス
は、気液接触により排ガス中の硫黄酸化物(SOx)が
除去される。湿式脱硫装置26において飽和ガス温度に
まで冷却された排ガスは、排ガスの再加熱システムを構
成する排ガス再加熱器27により加熱昇温され、脱硫フ
ァン28により昇圧され、煙突29から大気中に排出さ
れる。
【0003】前記排ガスの処理過程で排ガス熱回収器2
3では排ガスと共にボイラ20から飛散してきた灰が付
着する。また排ガス再加熱器27では、電気集塵器24
で除去できなかった灰や湿式脱硫装置26からのミスト
が付着する。そのため、灰の付着により伝熱効率が低下
したり、ガス差圧が高くなり脱硫ファン28に負荷がか
かったりする。また、排ガス再加熱器27には灰と共に
湿式脱硫装置26で除去されなかった硫黄酸化物を含ん
だミストが飛散してくる。この硫黄酸化物を含んだミス
トは伝熱管に対して腐食性がある。ミストが少量の場合
は問題ないが、ミストの飛散が多い部分ではミストが水
滴となり、排ガス再加熱器27中の伝熱管部が濡れた状
態に維持される。そうなると前記伝熱管の腐食が進行す
る。
【0004】このため、排ガス熱回収器23および排ガ
ス再加熱器27ではスートブロワを設置し、その噴出孔
より蒸気や空気を噴出させて伝熱管に付着した灰やミス
トを除去する。
【0005】従来、排煙処理装置のおけるスートブロワ
の運転は個別に運転員の判断で作動させる手動運転であ
ったり、自動運転であっても一台ずつ一定のパターンで
運転されたりしていた。しかし、灰やミストの飛散量は
必ずしも均一でなく、ガス偏流などによりガス流路の部
位や時間によって変化する。従来の方法では伝熱管上へ
の灰やミストの付着状況を考慮に入れていないため、灰
の飛散量が多い伝熱管部分では灰の除去が不十分であり
灰が堆積し伝熱効率の低下や排ガス差圧が上昇してい
た。また、ミストの飛散量が多い伝熱管部分では長時間
濡れた状態となり伝熱管が腐食していた。
【0006】従来技術としては、比較的熱負荷の高いボ
イラの運転状態から伝熱管の伝熱面の汚れ指数を算出
し、スートブロワの制御を行うものがある。例えば、特
開平11−148633号公報、特開平09−3037
14号公報および特開平9−122438号公報に記載
された発明がある。しかし、排煙処理装置の排ガスの再
加熱システムを構成する排ガス熱回収器23および排ガ
ス再過熱器27において、それらの伝熱管内の媒体温度
は150℃以下であり、媒体自体の熱交換による温度変
化が小さいので、その温度から汚れ度を算出するのは困
難であった。また、排ガス熱回収器23および排ガス再
加熱器27において、スートブロワは同じ管寄で束ねら
れた複数の伝熱管に対して複数本設置してある。そのた
め、各スートブロワを制御するには同じ管寄で束ねられ
た伝熱管の各部分での汚れ度を求める必要がある。
【0007】しかし、上述の従来技術では温度データよ
り火炉全体の伝熱面の汚れ度を計算するので、その火炉
内の各部分の汚れ度を求めることは困難であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のスートブロワ運転は運転員の判断または一定のパター
ンで運転されており、灰およびミストの付着状況があま
り考慮されていないため、灰およびミストの付着の多い
部分では灰およびミストを十分に除去できなかった。ま
た従来技術は、ボイラの火炉内で使用されるスートブロ
ワに適用される技術であり、本発明の対象とする排煙処
理装置の伝熱管用のスートブロワでないため、同じ伝熱
管でも火炉内で使用されるスートブロワに適用される技
術をそのまま排煙処理装置の伝熱管用のスートブロワに
適用される技術に転用して、伝熱面内の汚れ分布を把握
することが困難であり、また排ガス処理装置のように媒
体の温度変化が少ない場合は、汚れ度を求めることが困
難であった。
【0009】本発明の課題は、前述の従来技術の問題点
を解決し、直接的に排ガス処理装置における伝熱管の汚
れ分布をモニタリングし、その伝熱管の各部分の汚れ度
に応じてスートブロワを起動することにより、効率的に
伝熱管に付着した灰およびミストを除去し、伝熱効率の
向上および腐食を低減させるのに好適なスートブロワ制
御装置と方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、重
油や石炭を含む燃料を燃焼する燃焼装置(ボイラなど)
から排出する排ガスの流路に配置された熱交換器の伝熱
管に付着した灰及び/又はミストを除去するために設置
される複数のスートブロワの制御装置において、熱交換
器よりガス流路の上流側に設置された灰の飛散度合を検
出するモニタリング装置と、該モニタリング装置からの
信号により伝熱管6の汚れ度を算出する汚れ度計算装置
と、汚れ度計算装置の出力から各スートブロワ1の起動
優先順位を決定し、起動指令を発信する起動処理装置5
を有するスートブロワ制御装置により解決される。
【0011】前記モニタリング装置は各スートブロワに
対応して少なくとも1組以上のモニタリング用のセンサ
を備えた構成とすることができ、センサとしては一対の
光センサを用いることができる。
【0012】本発明には前記スートブロワの制御装置を
備えた排煙処理装置も含まれる。
【0013】また、本発明の上記課題は、重油や石炭を
含む燃料を燃焼する燃焼装置(ボイラなど)から排出す
る排ガスの流路に配置された熱交換器の伝熱管に付着し
た灰及び/又はミストを除去する複数のスートブロワの
制御方法において、熱交換器よりガス流路の上流側での
灰の飛散度合を検出し、該灰の飛散度合の検出結果に基
づき伝熱管の汚れ度を算出し、該伝熱管の汚れ度の算出
結果から各スートブロワの起動優先順位を決定し、起動
指令を発信するスートブロワの制御方法により解決され
る。
【0014】
【作用】スートブロワ起動処理装置では伝熱管の汚れ度
算出で得られる汚れ度データに従いスートブロワを起動
させる。伝熱管の汚れ度にはあるしきい値を設け、その
しきい値を越えた伝熱管に対してスートブロワの起動指
令を発信する。そして優先的に汚れの多い伝熱管6をス
ートブロワにより清掃する。しかし汚れの少ない部分は
汚れ度が上昇せず、全くスートブロワの起動指令が出力
されないことがある。
【0015】灰が長時間、伝熱管に付着したまま放置し
ておくと灰が固着し、スートブロワ1により除去できな
くなることがあるため、前回起動時からの経過時間につ
いてもしきい値を設け、一定時間以上起動していないス
ートブロワ1に対しても起動指令を発信する。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。図1に本発明の実施の形態のスートブロワ制御装
置が設置された排煙処理装置の側面図を示す。排ガスダ
クト8内に管寄7で束ねられた伝熱管6が配置されてい
る。そして矢印9方向に流れる排ガスと伝熱管6内を流
れる媒体とで熱交換が行われる。
【0017】図2に図1のA−A線断面矢視図を示す
が、排煙処理装置の伝熱管6に付着した灰およびミスト
を除去するためのスートブロワ1が各管寄7で束ねられ
た伝熱管6に対応するように複数設置されている。スー
トブロワ1は起動時に蒸気バルブが開き、蒸気噴出孔1
1より蒸気が噴出する。この蒸気の噴出力により伝熱管
6に付着した灰およびミストを除去する。蒸気源はボイ
ラ20(図6)で得られる蒸気の一部である補助蒸気を
用いる。
【0018】伝熱管6に付着した灰およびミストを除去
する装置としては本実施の形態で用いている蒸気式のス
ートブロワの他に空気式、音波式および震動式などの方
法があり、特にその方法を限定するものではない。
【0019】そして図1および図2に示すように各スー
トブロワ1毎に伝熱管6の排ガスダクト8の上流側に灰
およびミストの飛散を検出するモニタリング装置を設置
する。本実施の形態ではモニタリング装置として光セン
サ2、3を用いている。モニタリング装置としては超音
波を利用した装置なども利用可能である。排ガスダクト
8の上部に発光側光センサ2、下部には発光側の光セン
サ2の光が受光できる場所に受光側光センサ3を設置す
る。図3に示すように、光センサ2、3は灰や水滴など
による汚れを防ぐため、排ガスダクト8に設けた窓12
付きのケーシング10内に設置する。また、ケーシング
10にはエアシールや加熱装置を設け、常に窓12をド
ライな状態にしてエアにより付着した汚れを取り除く。
そして受光側光センサ3で受光される光度の情報が汚れ
度計算装置4に入力され、汚れ度が計算される。そして
汚れ度計算装置4からの汚れ度のデータをもとにスート
ブロワ起動処理装置5においてスートブロワの起動優先
順位を決定しスートブロア1を起動させる。
【0020】図4にモニタリング装置である受光側光セ
ンサ3の検出データを示す。発光側光センサ2からの光
13が受光側光センサ3に入力されるが、この光センサ
2、3間に障害物がない場合、受光側光センサ3の出力
は図4の初期値14となる。光センサ間を灰やミストが
通過すると、発光側光センサ2からの光13の受光が妨
げられ受光側光センサ3の検出する光度が低下する。汚
れ度計算装置4において、この光度データより汚れ度を
検出する。伝熱管6の汚れ度は飛散してくる灰やミスト
量に比例する。受光側光センサ3の出力の低下幅が大き
く、その時間が長いほど、汚れ度が高いと判断し、図4
の塗りつぶし部分の面積を汚れ度とする。つまり、汚れ
度は、時間に対する受光側光センサ3の受光光度の変化
の関数をf(t)とすると、次のように表される。 汚れ度=∫│f(t)│dt
【0021】汚れ度計算装置4では複数個設置されたモ
ニタリング装置の各々において、この汚れ度を随時算出
する。そしてスートブロワ1の起動時には、該当する部
位の伝熱管6の灰やミストは除去されているので汚れ度
をリセットした後、再び汚れ度の計算を開始する。
【0022】図5にスートブロワ制御のフローチャート
を示す。スートブロワ制御装置の構成は、上述したスー
トブロワ1と発光側光センサ2と受光側光センサ3と汚
れ度計算装置4とスートブロワ起動処理装置5からな
る。スートブロワ起動処理装置5では汚れ度計算装置4
における汚れ度データに従いスートブロワ1を起動させ
る。汚れ度にはあるしきい値を設け、そのしきい値を越
えたものに対してスートブロワ1の起動指令を発信す
る。そして優先的に汚れの多い伝熱管6をスートブロワ
1により清掃する。しかし汚れの少ない部分は汚れ度が
上昇せず、全くスートブロワ1の起動指令が出力されな
いことがある。灰が長時間、伝熱管に付着したまま放置
しておくと灰が固着し、スートブロワ1により除去でき
なくなることがあるため、前回起動時からの経過時間に
ついてもしきい値を設け、一定時間以上起動していない
スートブロワ1に対しても起動指令を発信する。またス
ートブロワ1の起動指令を発信する。またスートブロワ
1の起動終了後はその部分の汚れ度をリセットする。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、直接的に灰やミストの
飛散度合の分布を考慮したスートブロワ運用ができるの
で、効率のよいスートブロワ運用により、スートブロワ
に使用する蒸気量の低減、伝熱管の安定した伝熱効率の
確保およびミストによる腐食の低減に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の排煙処理装置のスート
ブロワ制御装置の構成図である。
【図2】 図1の排煙処理装置のスートブロワの配置図
である。
【図3】 図1の排煙処理装置のスートブロワのモニタ
リング装置用の光センサである。
【図4】 図1の排煙処理装置のスートブロワの受光側
光センサにおける光度変化を示す図である。
【図5】 図1の排煙処理装置のスートブロワの制御フ
ローを示す流れ図である。
【図6】 排ガス処理システムの系統の一連を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 スートブロワ 2 光センサ発光
側 3 光センサ受光側 4 汚れ度計算装
置 5 スートブロワ起動処理装置 6 伝熱管 7 管寄 8 ダクト 9 排ガス流れ 10 ケーシング 11 噴出孔 12 窓 13 光 14 受光光度初
期値 20 ボイラ 21 脱硝装置 22 空気予熱器 23 排ガス熱回
収器 24 電気集塵器 25 誘引ファン 26 湿式脱硫装置 27 排ガス再加
熱器 28 脱硫ファン 29 煙突

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重油や石炭を含む燃料を燃焼する燃焼装
    置から排出する排ガスの流路に配置される熱交換器の伝
    熱管に付着した灰及び/又はミストを除去するために設
    置される複数のスートブロワの制御装置において、 熱交換器よりガス流路の上流側に設置された灰の飛散度
    合を検出するモニタリング装置と、該モニタリング装置
    からの信号により伝熱管の汚れ度を算出する汚れ度計算
    装置と、汚れ度計算装置の出力から各スートブロワの起
    動優先順位を決定し、起動指令を発信する起動処理装置
    を有することを特徴とするスートブロワ制御装置。
  2. 【請求項2】 モニタリング装置は各スートブロワに対
    応して少なくとも1組以上のモニタリング用のセンサを
    備えたことを特徴とする請求項1記載のスートブロワ制
    御装置。
  3. 【請求項3】 前記モニタリング用のセンサとして光セ
    ンサを用いることを特徴とする請求項2記載のスートブ
    ロワ制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のスートブロワ制御装置を
    備えた排煙処理装置。
  5. 【請求項5】 重油や石炭を含む燃料を燃焼する燃焼装
    置から排出する排ガスの流路に配置される熱交換器の伝
    熱管に付着した灰及び/又はミストを除去する複数のス
    ートブロワの制御方法において、 熱交換器よりガス流路の上流側で灰の飛散度合を検出
    し、該灰の飛散度合の検出結果に基づき伝熱管の汚れ度
    を算出し、該伝熱管の汚れ度の算出結果から各スートブ
    ロワの起動優先順位を決定し、起動指令を発信すること
    を特徴とするスートブロワ制御方法。
  6. 【請求項6】 複数のスートブロワの中で一定時間以上
    起動していないスートブロワに対して起動させることを
    特徴とする請求項5記載のスートブロワ制御方法。
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