JP2002267394A - 空気予熱装置 - Google Patents

空気予熱装置

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JP2002267394A
JP2002267394A JP2001060648A JP2001060648A JP2002267394A JP 2002267394 A JP2002267394 A JP 2002267394A JP 2001060648 A JP2001060648 A JP 2001060648A JP 2001060648 A JP2001060648 A JP 2001060648A JP 2002267394 A JP2002267394 A JP 2002267394A
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exhaust gas
air
flow
gas duct
heat storage
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JP2001060648A
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Shuji Jodai
修司 上代
Teruo Une
照男 宇根
Masaaki Takahashi
正昭 高橋
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気予熱装置を水洗した後にファン送風によ
り乾燥させる際に、未燃分および灰分が混入した微細水
滴が気流に乗ってダクト下流に配置された機器に付着し
て乾燥固化し、該機器の動作を妨げることを防止した空
気予熱装置を提供する。 【解決手段】 空気予熱器1の水洗が終了した後、誘引
ファン7を回転させて排ガスダクト2内の空気を勢い良
く排気すると、排ガスダクト2内を高速の空気流が流
れ、蓄熱体11の隙間の水滴が空気流により吹き飛ばさ
れて、霧状の微細水滴となって空気流と共に飛散し、仕
切板12で仕切られた一方の流路に沿って流下して流下
水溜り9近傍で鋭角的に反転し、整流板6は排ガスダク
ト2の屈曲部内の内側を通る気流の流れを整流するか
ら、高速の気流中の微細水滴はその慣性と遠心力により
流下水溜り9壁に衝突・凝集して流下し、流下水溜り9
底部の流出口から流出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガスダクトと空気
ダクトとの間に介装され、排ガスと燃焼用空気との間で
熱交換を行う蓄熱体に付着した灰分等を洗い流す水洗ノ
ズルを具えた空気予熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ボイラ設備等の燃焼炉の燃焼排ガスの熱
損失を少なくして燃焼効率を高めること、燃焼速度を速
くすることにより火炉の構造を簡素化すること等の目的
で、燃焼炉の煙道を流下する排ガスが保有する熱量を有
効利用して燃焼用空気を予熱する空気予熱器が設けられ
ている。空気予熱器に対しては小型軽量で広い熱交換面
積が得られること、および通風損失が少ないことが要求
されるため、これらの要求を満たすものとして、例え
ば、回転再生式空気予熱器が多用されている(「機械工
学便覧」改訂6版(1977)H1.7.4 空気予熱
器の構造−13−35〜P.13−36)。燃焼排ガス
中には灰分や未燃分が微細な粒子として含まれており、
これらが運転中に空気予熱器中で熱交換を行う蓄熱体
(ヒーティングエレメント)に付着すると、空気予熱器
の運転差圧が上昇し、排ガスの円滑な排気に支障が出
る。かかる不具合の発生を予防するために、運転停止時
等に蓄熱体の上部から散水させて水洗を行っていた。
【0003】図3は従来技術に係る空気予熱器の概略構
成を示す正面図、図4は図3の切断線A−Aに沿った断
面図である。回転再生式の空気予熱器1は鋼板等で構成
された多数の蓄熱体11が水平面内で回転可能に設けら
れていて、加熱域を通過する燃焼排ガスにより蓄熱体1
1が加熱され、排ガスが保有していた熱量を蓄熱体11
が蓄熱する。蓄熱体11は回転するに連れて、加熱域か
ら予熱域に移行し、図示しない押し込みファン等により
送り込まれた低温の燃焼用空気を予熱する熱交換動作を
行う。上述のように、ボイラから排出された排ガス中に
は未燃分や灰分が含まれているため、運転時間の経過に
連れて次第に空気予熱器1の蓄熱体11部に灰分が付着
し堆積するようになる。
【0004】そこで、ボイラの運転を停止させた時等
に、蓄熱体11をゆっくり回転させながら、多数の細孔
が穿設された水洗ノズル8から蓄熱体11に向けて水を
噴射させ、蓄熱体11に堆積した灰分等を洗い流すよう
にしていた。そして、洗い流された灰分等は流下水溜り
(ホッパ部とも言う)9底部の図示しない流出口から流
出させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ボイラの停止後、再び
ボイラを起動しようとした時に、蓄熱体11の細かな隙
間に洗浄水が水滴となって残留していることがある。こ
のような場合に、運転を再開するために蓄熱体11を乾
燥させる目的で、下流の誘引ファン7や上流の押し込み
ファンを運転させると、排ガスダクト2内の空気が勢い
良く排気される際に(因みに、100万トンボイラでは、
空気流速は13m/s程度である)、蓄熱体11の隙間の水
滴が空気流により吹き飛ばされて、霧状の微細水滴とな
って空気流と共に飛散して下流に流下する。この微細水
滴が気流に乗って下流のファン入口ダンパ4や誘引ファ
ン7等の機器に付着してそこで乾燥した時に、混入して
いた未燃分および灰分がそこで乾燥固化し、固形物とな
ってそれらの機器の動作を妨げることがある。
【0006】本発明の目的は空気予熱装置を水洗した後
にファン送風により乾燥させる際に、未燃分および灰分
が混入した微細水滴が気流に乗ってダクト下流に配置さ
れた機器に付着して乾燥固化し、該機器の動作を妨げる
ことを防止した空気予熱装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、蓄熱体の下流の排ガスダクト内の空間を排
ガスの流れ方向に仕切る仕切板を排ガスダクト内に配設
すると共に、水洗ノズルを仕切板の一方の側のみに偏在
し得るように設け、さらに、排ガスダクトは仕切板の下
流で屈曲していて、該屈曲部に、仕切板の一方の側を流
下する排出ガス流に飛散した前記洗浄水の微細水滴が対
向壁面に突き当たって凝集し滞留する流下水溜りを設け
たものであり、好ましくは、前記排ガスダクト内の仕切
板の他方の側に排ガスの流れを下流側に整流する整流手
段を設けたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
例を詳細に説明する。図1は本発明の実施例に係る空気
予熱器の概略構成を示す正面図、図2は図1の切断線A
−Aに沿った断面図である。これらの図において、3は
空気予熱器1の流入側のガス流量を調整する排ガス側入
口ダンパ、5は誘引ファン7の下流のガス流量を調整す
るファン出口ダンパ、6は排ガスダクト2の屈曲部の内
側での排ガスの流れを整流する複数の整流板、10は図
示しないボイラの燃焼炉に連なる排ガスダクト、12は
空気予熱器1の下流の排ガスダクト2内に配設され、排
ガスダクト2内の排ガスの流れを水洗ノズル8側と他の
側とに二分する仕切板、13は空気予熱器1の導入側お
よび導出側の予熱空気の流路を形成する空気ダクトであ
る。
【0009】従来例と同一または同一とみなせる箇所に
は同一の符号を附して重複する説明を省略する。なお、
水洗ノズル8は空気予熱器1の上流側および下流側に設
けてあり、その排ガスの流れに垂直な方向の配設位置は
蓄熱体11の回転軸に近い位置となっている。そして、
仕切板12は空気予熱器1の直下から排ガスダクト2の
屈曲部(整流板6の設置部付近)に亘って設けられてお
り、整流板6は排ガスダクト2内の水洗ノズル8が設け
られていない側を流れる排ガスが屈曲部で円滑にファン
入口ダンパ4側に流れるように整流する。また、本実施
例では空気予熱器1下流の排ガスダクト2の屈曲部の曲
り角度は鋭角に設定され、従って、排ガスダクト2内の
排ガスの流れは垂直下向きから斜め上向きへと変えられ
る。また、流下水溜り9の深さはやや深く形成されてい
る。
【0010】次に、本実施例の動作を説明する。まず、
ボイラ停止後、再び起動させる前に、水洗ノズル8を排
ガスダクト2内に導入し、蓄熱体11をゆっくり回転さ
せながら、水洗ノズル8から蓄熱体11に向けて水を噴
射させ、蓄熱体11に堆積した未燃分および灰分等を洗
い流す。蓄熱体11の表面を流れて灰分等を流し落とし
た洗浄水は流下水溜り9底部の流出口から流出させる。
空気予熱器1の水洗が終了した後、蓄熱体11を乾燥さ
せるために、誘引ファン7や上流の押し込みファンを回
転させて排ガスダクト2内の空気を勢い良く排気する。
これにより、排ガスダクト2内を高速の空気流が流れる
から、蓄熱体11の隙間の水滴が空気流により吹き飛ば
されて、霧状の微細水滴となって空気流と共に飛散し、
仕切板12で仕切られた一方の流路に沿って流下する。
この気流は流下水溜り9近傍で鋭角的に反転するから、
高速の気流中の微細水滴はその慣性と遠心力により流下
水溜り9壁に衝突して凝集し流下する。
【0011】整流板6は排ガスダクト2の屈曲部内の内
側を通る気流の流れを下流側のファン入口ダンパ側に整
流すると共に、一方の流路に沿って流下するガスと分離
させる機能を有している。仕切板12は蓄熱体11から
飛散した微細水滴を含む気流が仕切板12の反対側に流
入しないように規制すると共に流下水溜り9壁に向かっ
て真っ直ぐ垂下するように規制する整流機能も果たして
いる。流下水溜り9壁を流下した灰分を含む洗浄水は流
下水溜り9底部の流出口から流出させる。本発明者の実
測によれば、気流中の微細水滴は流下水溜り9で殆ど回
収され、ファン入口ダンパ4側に流れる気流に含まれる
量は極少なくできることが判明した。また、流下水溜り
9が形成された排ガスダクト2の屈曲部の曲り角度は略
90°以上であれば、気流中の微細水滴の回収効率が高
まることが判った。本実施例では空気予熱器1が1系統
のみを具えたボイラ設備の例を説明したが、ボイラ設備
が複数系統の空気予熱器を具えている場合は、ボイラを
停止させることなく個々の空気予熱器を順次停止させて
上述の蓄熱体の洗浄と乾燥の作業を行うことができる。
【0012】また、他の実施例として、緊急時の安全対
策用として、空気予熱器1を流れる排ガスの前後差圧を
図示しない圧力センサーで検出しておき、所定値以上に
なったなら、灰分等による蓄熱体11の付着が進んだと
判断し、閉塞に至る危険防止のために、ボイラの運転を
停止させてから行っても良い。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、蓄熱体の下流に排ガスダクト内の空間を排ガ
スの流れ方向に仕切る仕切板を配設すると共に水洗ノズ
ルを仕切板の一方の側のみに偏在し得るように設け、排
ガスダクトの屈曲部に、仕切板の一方の側を流下する排
出ガス流に飛散した洗浄水の微細水滴が対向壁面に突き
当たって凝集し滞留する流下水溜りを設けたので、水洗
した後に送風により乾燥させる際に、未燃分および灰分
が混入した微細水滴が気流に乗ってダクト下流に配置さ
れた機器に付着して乾燥固化し、該機器の動作を妨げる
ことを防止することができる。
【0014】請求項2記載の発明によれば、排ガスダク
ト内の仕切板の他方の側に排ガスの流れを下流側に整流
する整流手段を設けたので、排ガスダクト内の仕切板の
下流で微細水滴を含む排ガスが微細水滴を含まない排ガ
スに混じって下流に流出するのを抑制することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る空気予熱器の概略構成を
示す正面図
【図2】図1の切断線A−Aに沿った断面図
【図3】従来技術に係る空気予熱器の概略構成を示す正
面図
【図4】図3の切断線A−Aに沿った断面図
【符号の説明】
1 空気予熱器 2 ,10 排ガスダクト 4 ファン入口ダンパ 6 整流板 7 誘引ファン 8 水洗ノズル 9 流下水溜り 11 蓄熱体 12 仕切板 13 空気ダクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正昭 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 Fターム(参考) 3K023 SA01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼炉から排出された排ガスを導出する
    ための排ガスダクトと燃焼炉に燃焼用空気を導入するた
    めの空気ダクトとの間に介装され、前記両ダクト間にあ
    る回転軸の回りに回転することにより排ガスと燃焼用空
    気との間で熱交換を行う蓄熱体と、前記排ガスダクト内
    の前記蓄熱体近傍に臨出して洗浄水を噴出させて前記蓄
    熱体に付着した灰分等を洗い流す水洗ノズルとを具えた
    空気予熱装置において、前記蓄熱体の下流の前記排ガス
    ダクト内の空間を排ガスの流れ方向に仕切る仕切板を前
    記排ガスダクト内に配設すると共に、前記水洗ノズルを
    前記仕切板の一方の側のみに偏在し得るように設け、さ
    らに、前記排ガスダクトは前記仕切板の下流で屈曲して
    いて、該屈曲部に、前記仕切板の一方の側を流下する排
    出ガス流に飛散した前記洗浄水の微細水滴が対向壁面に
    突き当たって凝集し滞留する流下水溜りを設けたことを
    特徴とする空気予熱装置。
  2. 【請求項2】 排ガスダクト内の仕切板の他方の側に排
    ガスの流れを下流側に整流する整流手段を設けたことを
    特徴とする請求項1記載の空気予熱装置。
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