【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、循環流動層ボイラのサイクロン等構造物の清掃システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より石炭、脱水汚泥、都市ごみ等の燃焼若しくは燃焼ボイラとして循環流動層ボイラ（ＣＦＢ）が多く用いられている。かかる循環流動層ボイラは、流動床熱交換器（ボイラ）等を付設した流動床炉（コンバスタ）出口側に、燃焼ガスと流動砂等を分離するサイクロンを設け、該サイクロンで分離した流動砂をシールポット等を介して前記流動床熱交換器若しくは流動床炉に戻しながら都市ごみ等の焼却若しくは燃焼ボイラとして機能させるものである。
【０００３】
そして、前記サイクロンは、図６に示すように、ケーシング１００ の内壁に断熱材１０１ を介しかつアンカー１０２ で支持させて多数の板状耐火材１０３ を互いに隣接する耐火材１０３ 間に熱伸び吸収用の目地１０４ を配して張り付けた所謂耐火材構造物として施工される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなサイクロン（耐火材構造物）にあっては、循環流動層ボイラの高温運転中などにおいて、燃焼ガスと分離された流動砂等が目地１０４ 内に侵入し、これが次第に堆積すると耐火材１０３ の熱伸びを吸収することが出来なくなり、最終的には、サイクロン下部に設置したエキスパンジョン部の許容値を超えるなどして、サイクロンが過大変形したり支持鉄骨が過大撓みするような損傷が生じる虞があった。
【０００５】
そのため、従来では、高さ約４０ｍあるサイクロンの内部に足場を設置し、人手で目地部の灰（流動砂等）の清掃（除去）を行わなければならず、作業者の負担が大きいと共に、非能率的であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、構造物の清掃作業を自動化して作業者の負担を軽減すると共に清掃作業の能率アップが図れる清掃システム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の本発明に係る清掃システムは、構造体内壁に沿って上下方向へ移動可能な清掃装置本体と、該清掃装置本体に付設され前記構造体内壁に対して清掃用流体を噴出する第１ノズルと、同清掃装置本体に付設され当該清掃装置本体の位置固定用流体を噴出する第２ノズルと、を有する清掃装置を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記第１ノズルと第２ノズルには、外部から導入管により圧縮空気が導入されることを特徴とする。
【０００９】
また、前記清掃装置本体にカメラが付設されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記清掃装置の作動時期を決めるモニタリング装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記モニタリング装置は、循環流動層ボイラのサイクロン内壁における耐火材の熱伸び状況をひずみゲージからの信号により把握することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る清掃システムを実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
［実施例］
図１は本発明の一実施例を示す、図５のＡ部（サイクロン内壁部）における本清掃システムによる清掃状況の説明図で、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は平面図、図２は同じく異なった清掃状況の側面図、図３は同じく図５のＡ部（サイクロン内壁部）の拡大断面図、図４は図５のＢ部（サイクロンエキスパンジョン部）の拡大断面図、図５は同じく循環流動層ボイラの概略構成図である。
【００１４】
図５に示すように、循環流動層ボイラにおいては、ボイラ水と熱交換を行う流動床熱交換器１を付設した流動床炉（コンバスタ）２は下方より一次空気を導入してけい砂等の流動砂と燃焼物を流動混合して一次燃焼を行った後、その上方のフリーボード部２ａに二次空気を導入して二次燃焼を行い、可燃性ガスの燃焼完結を図っている。
【００１５】
そして、前記燃焼により高温加熱された燃焼ガスは流動砂とともに、サイクロン３に導かれ、該サイクロン３で燃焼ガスと流動砂とに分離した後、該燃焼ガスは、後部煙通４に導かれて後部熱交換器５内で前記した流動床炉（コンバスタ）２に導入する一次空気と二次空気に対して熱交換を行った後、図示しないバグフィルタを通して飛灰等を除去した後、図示しない煙突等により大気に放出される。一方、サイクロン３で分離した流動砂は、シールポット６により流動床炉（コンバスタ）２にホットリサイクル管７ａを介して直接返入するものと流動床熱交換器１にコールドリサイクル管７ｂを介して返入するものとに分配制御される。
【００１６】
前記サイクロン３は、図３及び図４に示すように、鋼板製ケーシング１０の内壁にガラス繊維等からなる断熱材１１を介しかつステンレス製のアンカー１２で支持させてセラミックス等からなる多数の板状耐火材１３を互いに隣接する耐火材１３間に熱伸び吸収用の目地１４を配して張り付けた所謂耐火材構造物として施工されている。
【００１７】
そして、本実施例では、前記サイクロン３の本体部（図３参照）における各アンカー１２の根元部にひずみゲージ１５が、また、前記サイクロン３下部のケーシング１０に蛇腹部１０ａを設けてなるエキスパンジョン部（図４参照）にすき間ゲージ１６がそれぞれ設けられ、これらの信号から各部における耐火材１３の熱伸び状況（換言すれば、目地１４内の流動砂等の堆積状況）を把握（モニタリング）し得るようになっている。
【００１８】
更に、本実施例では、前記耐火材１３の熱伸び状況を把握して、サイクロン３内壁の清掃が必要と判断されると、後述する清掃装置が作動するようになっている。
【００１９】
図１に示すように、清掃装置２０は、サイクロン３内壁（構造体内壁）の耐火材１３表面に沿って上下方向へ移動可能な清掃装置本体２１と、該清掃装置本体２１に付設され前記耐火材１３の目地１４部に対して清掃用流体としての圧縮空気を噴出する１本の第１ノズル２２と、同清掃装置本体２１に付設され当該清掃装置本体２１の位置固定用流体としての圧縮空気を噴出する２本の第２ノズル２３と、を有する。
【００２０】
図示例では、前記清掃装置本体２１は複数本のワイヤー２４を介して図外の巻上機等により上下動可能になっている。図１中２５はタイヤである。また、前記第１ノズル２２と第２ノズル２３には、１本の導入管２６を介して、サイクロン外部に設置した圧縮空気供給源から圧縮空気が供給されるようになっている。また、前記清掃装置本体２１には、カメラ２７が図示しない照明器と共に付設されている。また、前記第１ノズル２２はレール２８に沿って左右方向（図１の（ｂ）中矢印参照）へ移動可能となっている。
【００２１】
従って、サイクロン３内壁の清掃時には、第１ノズル２２から圧縮空気を噴出しつつ同第１ノズル２２を左右方向に移動させることで、耐火材１３の目地１４の内、特に水平目地部内に堆積した流動砂等が除去され、これを清掃装置本体２１の上下方向への移動と周方向へのシフトにより繰り返し行うことで、広範囲の清掃が可能となる。
【００２２】
この際、清掃装置本体２１の移動・位置決めと水平目地部における清掃状況はカメラ２７により確認できる。また、第１ノズル２２からの圧縮空気の噴出の際には、その噴出方向と反対方向へ清掃装置本体２１が移動しようとするが、この移動は、第２ノズル２３から圧縮空気を第１ノズル２２の噴出方向と反対方向へ噴出することで抑制され、位置固定がなされる。尚、この際、図示しないが、清掃装置本体２１の左，右両側面から位置固定用の圧縮空気を噴出するようにしても良い。これにより、ワイヤー２４吊りによる清掃装置本体２１の振れ止めがなされる。
【００２３】
このようにして、耐火材１３の熱伸び状況のモニタリングによる適正な時期に、清掃装置２０により水平目地部内に堆積した流動砂等が除去されるので、耐火材１３の熱伸びを長期間に亙って良好に吸収することが出来、従来のように、水平目地部内に堆積した流動砂等により耐火材１３の熱伸びがサイクロン下部に設置したエキスパンジョン部の許容値を超えるなどして、サイクロン３が過大変形したり支持鉄骨が過大撓みするような損傷が未然に回避される。勿論、本清掃装置２０により垂直目地部内の清掃も行える。
【００２４】
また、前記清掃装置２０による作業は、全て自動化されているので、作業者の負担を軽減すると共に清掃作業の能率アップが図れる。
【００２５】
尚、前記清掃装置２０による目地１４内の流動砂等の除去後に、図２に示すように、別の清掃装置２０ａにより、グラスファイバーロール３０に巻かれたグラスファイバー３１を押込みローラ３２で耐火材１３の目地１４内に充填し、以後目地１４内に流動砂等が侵入しないようにすると好適である。その他、図１と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００２６】
図示例では、垂直目地部内にグラスファイバー３１を充填するようになっているが、水平目地部内にグラスファイバー３１を充填する場合は、清掃装置２０ａを水平に移動させれば良い。また、このような充填装置を前記清掃装置２０に組み込んでも良い。また、充填物は、グラスファイバー３１に限らず、圧縮性のある詰物で前述した第１ノズル２２からの圧縮空気等で除去できるもの或いは可燃性のものであれば良い。
【００２７】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、清掃用流体と位置固定用流体としてスチームを使用しても良い。また、本発明の清掃システムをサイクロン内壁部だけでなく、シールポット６やホットリサイクル管７ａ及びコールドリサイクル管７ｂの内壁にも適用しても良い。また、循環流動層ボイラに限らず、他の設備の構造体の清掃にも本発明は適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上、実施例により具体的に説明したように、請求項１の発明によれば、構造体内壁に沿って上下方向へ移動可能な清掃装置本体と、該清掃装置本体に付設され前記構造体内壁に対して清掃用流体を噴出する第１ノズルと、同清掃装置本体に付設され当該清掃装置本体の位置固定用流体を噴出する第２ノズルと、を有する清掃装置を備えたので、構造物の清掃作業を自動化して作業者の負担を軽減すると共に清掃作業の能率アップが図れる。
【００２９】
請求項２の発明によれば、前記第１ノズルと第２ノズルには、外部から導入管により圧縮空気が導入されるので、清掃用流体と位置固定用流体とを圧縮空気で兼用でき、構造の簡略化が図れる。
【００３０】
請求項３の発明によれば、前記清掃装置本体にカメラが付設されるので、清掃装置本体の移動・位置決めと清掃状況を視認でき、自動化が容易である。
【００３１】
請求項４の発明によれば、前記清掃装置の作動時期を決めるモニタリング装置を備えたので、清掃時期をアラーム等により自動的に確認できる。
【００３２】
請求項５の発明によれば、前記モニタリング装置は、循環流動層ボイラのサイクロン内壁における耐火材の熱伸び状況をひずみゲージからの信号により把握するので、耐火材の熱伸び状況を簡単なモニタリング装置により把握でき、適正な時期に水平目地部内に堆積した流動砂等を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す、図５のＡ部（サイクロン内壁部）における本清掃システムによる清掃状況の説明図で、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は平面図である。
【図２】同じく異なった清掃状況の側面図である。
【図３】同じく図５のＡ部（サイクロン内壁部）の拡大断面図である。
【図４】図５のＢ部（サイクロンエキスパンジョン部）の拡大断面図である。
【図５】同じく循環流動層ボイラの概略構成図である。
【図６】従来のサイクロン内壁部の断面図である。
【符号の説明】
１ 流動床熱交換器
２ 流動床炉（コンバスタ）
３ サイクロン
４ 後部煙通
５ 後部熱交換器
６ シールポット
１０ ケーシング
１１ 断熱材
１２ アンカー
１３ 耐火材
１４ 目地
１５ ひずみゲージ
１６ すき間ゲージ
２０，２０ａ 清掃装置
２１ 清掃装置本体
２２ 第１ノズル
２３ 第２ノズル
２４ ワイヤー
２５ タイヤ
２６ 導入管
２７ カメラ
２８ レール
３０ グラスファイバーロール
３１ グラスファイバー
３２ 押込みローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning system for a structure such as a cyclone of a circulating fluidized bed boiler.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a circulating fluidized bed boiler (CFB) has been widely used as a combustion or boiler for burning coal, dewatered sludge, municipal solid waste, and the like. Such a circulating fluidized-bed boiler is provided with a cyclone for separating a combustion gas and fluidized sand at the outlet side of a fluidized-bed furnace (combustor) provided with a fluidized-bed heat exchanger (boiler) and the like. It returns to the fluidized-bed heat exchanger or the fluidized-bed furnace via a seal pot or the like, and functions as an incinerator or a combustion boiler for municipal solid waste.
[0003]
As shown in FIG. 6, the cyclone is provided on the inner wall of the casing 100 with a heat insulating material 101 interposed therebetween and supported by an anchor 102 so that a large number of plate-like refractory materials 103 are formed between adjacent refractory materials 103 to absorb thermal expansion. Is constructed as a so-called refractory material structure in which joints 104 are arranged and attached.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned cyclone (refractory material structure), when the circulating fluidized-bed boiler operates at a high temperature or the like, fluidized sand and the like separated from the combustion gas enter the joints 104 and gradually accumulate. It becomes impossible to absorb the thermal elongation of the refractory material 103, and eventually, the cyclone may be excessively deformed or the supporting steel frame may be excessively bent, for example, by exceeding the allowable value of the expansion portion installed under the cyclone. Serious damage may occur.
[0005]
Therefore, conventionally, a scaffold was installed inside a cyclone having a height of about 40 m, and the ash (fluid sand, etc.) at the joints had to be manually cleaned (removed). It was inefficient.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cleaning system capable of automating a cleaning operation of a structure to reduce a burden on an operator and improve the efficiency of the cleaning operation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A cleaning system according to the present invention for solving the above-mentioned problems includes a cleaning device main body movable vertically along an inner wall of a structure, and a cleaning fluid attached to the cleaning device main body and cleaning fluid to the inner wall of the structure. The cleaning device includes a first nozzle that jets out, and a second nozzle that is attached to the cleaning device main body and jets a fluid for fixing the position of the cleaning device main body.
[0008]
Further, the first nozzle and the second nozzle are characterized in that compressed air is introduced from outside through an introduction pipe.
[0009]
Further, a camera is attached to the cleaning device main body.
[0010]
Further, a monitoring device for determining an operation timing of the cleaning device is provided.
[0011]
Further, the monitoring device is characterized in that the thermal expansion state of the refractory material on the inner wall of the cyclone of the circulating fluidized bed boiler is grasped by a signal from a strain gauge.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a cleaning system according to the present invention will be described in detail using embodiments with reference to the drawings.
[0013]
[Example]
FIG. 1 is an explanatory view showing a cleaning state of the cleaning system at a portion A (cyclone inner wall portion) in FIG. 5 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a side view, and FIG. FIG. 2, FIG. 2 is a side view of the same cleaning condition, FIG. 3 is an enlarged sectional view of a portion A (cyclone inner wall portion) of FIG. 5, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion B (cyclone expansion portion) of FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view of a circulating fluidized-bed boiler.
[0014]
As shown in FIG. 5, in a circulating fluidized-bed boiler, a fluidized-bed furnace (combustor) 2 provided with a fluidized-bed heat exchanger 1 for exchanging heat with boiler water introduces primary air from below to remove silica sand and the like. After the primary combustion is performed by fluidly mixing the fluidized sand and the burned material, secondary air is introduced into the freeboard portion 2a above the primary sand to perform secondary combustion, thereby completing the combustion of the combustible gas.
[0015]
Then, the combustion gas heated to a high temperature by the combustion is guided to the cyclone 3 together with the fluidized sand. After being separated into the combustion gas and the fluidized sand by the cyclone 3, the combustion gas is guided to the rear smoke passage 4. After heat exchange is performed between the primary air and the secondary air introduced into the fluidized bed furnace (combustor) 2 in the rear heat exchanger 5, fly ash and the like are removed through a bag filter (not shown), and then not shown. Released to the atmosphere by chimneys. On the other hand, the fluidized sand separated by the cyclone 3 is directly returned to the fluidized-bed furnace (combustor) 2 by the seal pot 6 via the hot recycle pipe 7a, and the fluidized sand separated by the cyclone 3 to the fluidized-bed heat exchanger 1 via the cold recycle pipe 7b. Distribution control is performed for returning items.
[0016]
As shown in FIGS. 3 and 4, the cyclone 3 has a large number of plate-like members made of ceramics and the like, which are supported on the inner wall of a steel plate casing 10 with a heat insulating material 11 made of glass fibers or the like and supported by a stainless steel anchor 12. The refractory material 13 is constructed as a so-called refractory material structure in which joints 14 for absorbing thermal elongation are arranged and adhered between adjacent refractory materials 13.
[0017]
In this embodiment, a strain gauge 15 is provided at the base of each anchor 12 in the main body (see FIG. 3) of the cyclone 3 and an accordion portion 10a is provided in a casing 10 below the cyclone 3. A gap gauge 16 is provided in each of the joints (see FIG. 4). From these signals, the thermal expansion state of the refractory material 13 in each part (in other words, the accumulation state of flowing sand and the like in the joints 14) is grasped (monitored). It is possible to do.
[0018]
Further, in this embodiment, the cleaning device described below is operated when the thermal expansion state of the refractory material 13 is grasped and it is determined that the inner wall of the cyclone 3 needs to be cleaned.
[0019]
As shown in FIG. 1, the cleaning device 20 includes a cleaning device main body 21 that is vertically movable along the surface of the refractory material 13 on the inner wall (the inner wall of the structure) of the cyclone 3, and the cleaning device main body 21 attached to the cleaning device main body 21. One first nozzle 22 for jetting compressed air as a cleaning fluid to the joint 14 of the material 13, and compressed air as a fluid for fixing the position of the cleaning device main body 21 attached to the cleaning device main body 21 And two second nozzles 23 for ejecting the nozzles.
[0020]
In the illustrated example, the cleaning device main body 21 can be moved up and down by a hoist (not shown) or the like via a plurality of wires 24. In FIG. 1, reference numeral 25 denotes a tire. Compressed air is supplied to the first nozzle 22 and the second nozzle 23 from a compressed air supply source installed outside the cyclone via one introduction pipe 26. A camera 27 is attached to the cleaning device body 21 together with an illuminator (not shown). The first nozzle 22 is movable in the left-right direction along the rail 28 (see the middle arrow in FIG. 1B).
[0021]
Therefore, at the time of cleaning the inner wall of the cyclone 3, the first nozzle 22 was moved in the left-right direction while blowing out the compressed air from the first nozzle 22, thereby accumulating in the joints 14 of the refractory material 13, particularly in the horizontal joints. Fluid sand and the like are removed, and this is repeatedly performed by moving the cleaning device body 21 in the vertical direction and shifting in the circumferential direction, so that a wide range of cleaning can be performed.
[0022]
At this time, the movement and positioning of the cleaning device body 21 and the cleaning status at the horizontal joint can be confirmed by the camera 27. Further, when the compressed air is ejected from the first nozzle 22, the cleaning device body 21 tends to move in a direction opposite to the ejection direction. Spouting in the direction opposite to the spouting direction of 22 is suppressed, and the position is fixed. At this time, although not shown, compressed air for fixing the position may be jetted from both left and right sides of the cleaning device body 21. As a result, the cleaning device main body 21 is prevented from swinging by hanging the wire 24.
[0023]
In this way, at an appropriate time by monitoring the thermal expansion state of the refractory material 13, the cleaning device 20 removes the fluidized sand and the like accumulated in the horizontal joint, so that the thermal expansion of the refractory material 13 is maintained for a long time. It is possible to absorb well, as in the past, the thermal expansion of the refractory material 13 due to the flow of sand and the like deposited in the horizontal joint exceeds the allowable value of the expansion section installed below the cyclone, Damage such as excessive deformation of the cyclone 3 and excessive bending of the supporting steel frame can be avoided. Of course, the cleaning device 20 can also clean the inside of the vertical joint.
[0024]
Further, since all the operations by the cleaning device 20 are automated, the burden on the operator can be reduced and the efficiency of the cleaning operation can be improved.
[0025]
After the removal of the fluid sand and the like in the joints 14 by the cleaning device 20, the glass fiber 31 wound around the glass fiber roll 30 is pressed by a pressing roller 32 by another cleaning device 20a as shown in FIG. It is preferable to fill the joints 14 of the thirteen so as to prevent liquid sand or the like from entering the joints 14 thereafter. In addition, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0026]
In the illustrated example, the glass fiber 31 is filled in the vertical joint. However, when the glass fiber 31 is filled in the horizontal joint, the cleaning device 20a may be moved horizontally. Further, such a filling device may be incorporated in the cleaning device 20. Further, the filler is not limited to the glass fiber 31, but may be a compressible filler that can be removed by the compressed air or the like from the first nozzle 22 or a combustible filler.
[0027]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, steam may be used as the cleaning fluid and the position fixing fluid. Further, the cleaning system of the present invention may be applied not only to the inner wall of the cyclone but also to the inner walls of the seal pot 6, the hot recycle pipe 7a and the cold recycle pipe 7b. Further, the present invention is not limited to the circulating fluidized bed boiler, and can be applied to cleaning of structures of other facilities.
[0028]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the embodiment of the present invention, the cleaning device main body movable vertically along the structure internal wall, and the structure internal wall attached to the cleaning device main body. And a second nozzle attached to the cleaning device main body and jetting a fluid for fixing the position of the cleaning device main body. It is possible to automate the cleaning work to reduce the burden on the worker and to improve the efficiency of the cleaning work.
[0029]
According to the invention of claim 2, since the compressed air is introduced into the first nozzle and the second nozzle from the outside by the introduction pipe, the cleaning fluid and the position fixing fluid can be shared by the compressed air. Can be simplified.
[0030]
According to the invention of claim 3, since a camera is attached to the cleaning device main body, the movement / positioning of the cleaning device main body and the cleaning status can be visually recognized, and automation is easy.
[0031]
According to the fourth aspect of the present invention, since the monitoring device for determining the operation time of the cleaning device is provided, the cleaning time can be automatically confirmed by an alarm or the like.
[0032]
According to the fifth aspect of the present invention, the monitoring device grasps the thermal elongation status of the refractory material on the inner wall of the cyclone of the circulating fluidized bed boiler by a signal from the strain gauge. Thus, it is possible to remove fluidized sand and the like accumulated in the horizontal joint at an appropriate time.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are explanatory views illustrating a cleaning state of the cleaning system in a portion A (cyclone inner wall portion) in FIG. 5 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a side view, and FIG. It is a top view.
FIG. 2 is a side view of the same cleaning situation.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a portion A (cyclone inner wall portion) of FIG. 5;
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a portion B (cyclone expansion portion) in FIG.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a circulating fluidized-bed boiler.
FIG. 6 is a sectional view of a conventional cyclone inner wall portion.
[Explanation of symbols]
1 fluidized bed heat exchanger 2 fluidized bed furnace (combustor)
REFERENCE SIGNS LIST 3 cyclone 4 rear smoke passage 5 rear heat exchanger 6 seal pot 10 casing 11 heat insulating material 12 anchor 13 refractory material 14 joint 15 strain gauge 16 gap gauge 20, 20a cleaning device 21 cleaning device main body 22 first nozzle 23 second nozzle 24 Wire 25 Tire 26 Inlet tube 27 Camera 28 Rail 30 Glass fiber roll 31 Glass fiber 32 Push-in roller
