JP2011161385A - フライアッシュ回収システム、金属片除去装置及び金属片除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】石炭燃焼設備から排出されるフライアッシュに混入する金属片を効率よく回収する。
【解決手段】石炭燃焼設備に設置された空気予熱器の下部ホッパ２３に堆積するフライアッシュを灰搬送管５１を介してフライアッシュサイロに回収するフライアッシュ回収システムにおいて、灰搬送管５１内を搬送されるフライアッシュから金属片を除去する金属片除去装置５４は、灰搬送管５１内に設けられた電磁石７０と、電磁石７０の下方に設けられた金属片回収ホッパ７１と、灰搬送管５１と金属片回収ホッパ７１との間に設けられた弁体７２とを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば石炭燃焼設備のボイラ等より排出されるフライアッシュを回収するフライアッシュ回収システム、フライアッシュから金属片を除去する金属片除去装置及び金属片除去方法に関する。

従来、図６に示すような石炭燃焼設備１００においては、ボイラ１１０で石炭を燃焼した際に発生する石炭灰を回収、運搬するために、例えば特許文献１に開示されるような、クリンカホッパ１２０などにより構成されるボトムアッシュ回収システム１２１や、灰搬送管１２２やフライアッシュサイロ１２３などにより構成されるフライアッシュ回収システム１２４を有する灰運搬設備１２５が設けられている。

ボイラで発生した石炭灰のうち、質量の大きなものはボトムアッシュとしてボイラ１１０の下方に落下し、ボイラ１１０の下部に設けられたクリンカホッパ１２０に回収され、ボトムアッシュサイロ１２６に排出される。石炭灰に占めるボトムアッシュの割合は概ね１０％程度である。一方、質量の小さな残りの９０％程度の石炭灰は、フライアッシュとして、ボイラ１１０の排ガスとともにボイラ１１０から排出される。

ボイラ１１０から排出されたフライアッシュのうち、直径が数ミリ程度の、比較的粒径の大きなものは、節炭器１３０や空気予熱器１３１の下部に設けられたホッパ１３２に自重で落下し、堆積する。また、フライアッシュの約９０％を占める、ホッパ１３２に堆積しない微小な粒径のものは、空気予熱器１３１の下流に設けられた、例えば電気集塵機１３３によって捕集され、電気集塵機１３３のホッパ１３４内に堆積する。そして、電気集塵機１３３によりフライアッシュが除去された排ガスは、煙突から大気に放出される。

ホッパ１３２に堆積したフライアッシュや電気集塵機１３３で捕集されたフライアッシュは、ホッパ１３２、１３４の下端にそれぞれ接続された灰搬送管１２２ａ、１２２ｂを介してフライアッシュサイロ１２３に回収、貯留される。そして、フライアッシュサイロ１２３に貯留されたフライアッシュは、通常ジェットパック車１４０などに払い出されてセメントメーカに引き取られ、セメントの原材料や石膏の原材料として再利用される。

特開２００５−３０００１１号公報

ところで、フライアッシュは産業廃棄物であるため、セメントの原料として再利用される場合であっても、セメントメーカによる引き取りの際には費用が発生する。一方、石膏の原料として引き取られる場合には、引き取りのための費用が発生しないものの、石膏の原料として引き取りが行われるには、フライアッシュ中に一定以上の大きさの金属片などの異物が混入していないことが条件である。

しかしながら、フライアッシュは石炭に含まれるシリカやカルシウム塩といった不燃分が主成分であり研磨性を有するため、フライアッシュがボイラ１１０から電気集塵機１３３に至るまでの間に、石炭燃焼設備１００の各装置にフライアッシュによる磨耗が生じる。そして、フライアッシュサイロ１２３に回収されたフライアッシュには、通常、フライアッシュによる磨耗によって発生したと思われる微小な金属粉や、稀に一定以上の金属片が微量に混入する。この場合、フライアッシュに微小な金属粉が混入しても石膏の原料とするにあたり問題となることはないが、一定以上の大きさの金属片が混入する可能性があることを考慮すると石膏の原料としての引き取りを行うことができず、そのため、フライアッシュは通常セメントの原材料として引き取られていた。これにより、フライアッシュを処理するために費用負担が発生していた。

したがって、フライアッシュを処理費用にかからない石膏の原材料とするためには、フライアッシュに混入する一定上の大きさの金属片を除去することが望ましいが、現状、この金属片の発生源は明確になっていなかった。そのため、この金属片を除去しようとする場合は、例えばフライアッシュサイロ１２３からのフライアッシュの払出口に、磁石による金属の選別機を設けるなどの方法が考えられるが、石炭には通常１０数％程度の灰分が含まれており、ボイラ１１０で燃焼する石炭の量に比例して大量のフライアッシュが発生する。したがって、この大量のフライアッシュから金属片を除去するためには、フライアッシュの発生量に見合った選別機を設置する必要があり、その場合、設備費用、運転費用及びメンテナンス費用が掛かってしまっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、石炭燃焼設備から排出されるフライアッシュに混入する金属片を効率よく回収することを目的としている。

前記の目的を達成するための本発明は、石炭燃焼設備に設置された空気予熱器の下部ホッパに堆積するフライアッシュを灰搬送管を介してフライアッシュサイロに回収するフライアッシュ回収システムであって、前記灰搬送管における、空気予熱器の下部ホッパの下流に、灰搬送管内を搬送されるフライアッシュから金属片を除去する金属片除去装置を配置したことを特徴としている。

本発明者らは、フライアッシュに混入することで石膏の原料としての引取りを拒否される原因となる金属片の発生源について鋭意調査を行い、当該金属片の発生源が空気予熱器１３１のエレメントであることを見出した。具体的には、ボイラ排ガスに含まれる硫黄分が結露するため腐食環境下となる低温端のエレメントが経時的に腐食し、当該エレメントの灰詰まりを防止するためのスートブロワによりエレメントに対して蒸気が噴射された際に、この腐食したエレメントが蒸気の噴流により欠損することにより生じるものであった。そして、当該金属片は、自重により空気予熱器の下部ホッパに堆積し、電気集塵機までは飛散していないことも併せて確認した。そして本発明は、この金属片が空気予熱器の下部ホッパに堆積し、電気集塵機までは飛散していないことに着目したものであり、本発明によれば、フライアッシュをフライアッシュサイロに回収する灰搬送管に金属片除去装置を設けたので、灰搬送管によりフライアッシュの搬送を行う際に金属片を当該金属片除去装置で捕集することで、フライアッシュから金属片を除去することができる。そして、当該金属片除去装置はフライアッシュの発生量に占める割合が数％程度である空気予熱器の下部ホッパに設けられているため、選別機としての金属片回収装置は、この数％程度のフライアッシュの量に見合ったもので足りる。したがって、金属片回収装置の設備費等を抑え、効率よく安価に金属片の回収を行うことができる。

前記金属片回収装置は、前記灰搬送管内に設けられた電磁石と、前記電磁石の下方に設けられた金属片回収ホッパと、前記灰搬送管と前記金属片回収ホッパとの間に設けられた弁体と、前記電磁弁の励磁及び前記弁体の開閉を制御する制御部と、を有していてもよい。

別な観点による本発明は、石炭燃焼設備に設置された空気予熱器の下部ホッパに堆積するフライアッシュを灰搬送管を介してフライアッシュサイロに回収するフライアッシュ回収システムにおいて、前記灰搬送管内を搬送されるフライアッシュから金属片を除去する金属片除去装置であって、前記灰搬送管内に設けられた電磁石と、前記電磁石の下方に設けられた金属片回収ホッパと、前記灰搬送管と前記金属片回収ホッパとの間に設けられた弁体と、前記電磁石の励磁及び前記弁体の開閉を制御する制御部と、を有することを特徴としている。

前記制御部は、少なくとも前記灰搬送管によりフライアッシュの搬送を行っている間は前記電磁石を励磁する制御を行う機能を有していてもよい。

前記電磁石は棒状に形成され、前記灰搬送管内に格子状に配置されていてもよい。

前記金属片除去装置は、前記電磁石を振動させる加振機構を有していてもよい。また、前記制御部は、前記加振機構の運転を制御する機能をさらに有していてもよい。かかる場合、前記制御部は、前記電磁石が励磁されていない間に、前記加振機構により前記電磁石を加振する制御を行う機能をさらに有していてもよい。

さらに別な観点による本発明は、石炭燃焼設備に設置された空気予熱器の下部ホッパに堆積するフライアッシュを灰搬送管を介してフライアッシュサイロに回収するフライアッシュ回収システムにおいて、前記灰搬送管内を搬送されるフライアッシュから金属片を除去する方法であって、前記灰搬送管内に電磁石を設け、少なくとも前記灰搬送管によりフライアッシュの搬送を行っている間に電磁石を励磁して、灰搬送管内のフライアッシュから金属片を捕集し、前記灰搬送管によるフライアッシュの搬送が停止した際に、前記電磁石の励磁を停止して当該電磁石で捕集した金属片を落下させ、前記灰搬送管の下方に設けられた金属片回収ホッパに金属片を回収することを特徴とする、金属片除去方法。

別な観点による本発明は、石炭燃焼設備に設置された空気予熱器の下部ホッパに堆積するフライアッシュを灰搬送管を介してフライアッシュサイロに回収するフライアッシュ回収システムにおいて、前記灰搬送管内を搬送されるフライアッシュから金属片を除去する方法であって、前記灰搬送管内に電磁石を設け、少なくとも前記灰搬送管によりフライアッシュの搬送を行っている間に電磁石を励磁して、灰搬送管内のフライアッシュから金属片を捕集し、前記灰搬送管によるフライアッシュの搬送が停止した際に、前記電磁石の励磁を停止して当該電磁石で捕集した金属片を落下させ、前記灰搬送管の下方に設けられた金属片回収ホッパに金属片を回収することを特徴としている。

前記電磁石は棒状に形成され、前記灰搬送管内に格子状に配置されていてもよい。また、前記電磁石の励磁が停止している間に、前記電磁石を振動させてもよい。

本発明によれば、石炭燃焼設備から排出されるフライアッシュに混入する金属片を効率よく回収することができる。

本実施の形態にかかる金属片除去装置を有する灰運搬設備及び石炭燃焼設備の構成の概略を示す系統図である。 本実施の形態にかかる金属片除去装置を有する灰運搬設備の構成の概略を示す系統図である。 本実施の形態にかかる金属片除去装置の構成の概略を示す説明図である。 本実施の形態にかかる金属片除去装置の電磁石の形状及び配置の概略を示す斜視図である。 本実施の形態にかかるフライアッシュ回収システム及び金属片除去装置の運転フロー図である。 従来の石炭燃焼設備及び灰運搬設備の構成の概略を示す系統図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態にかかる金属片除去装置を備えた灰運搬設備及び石炭燃焼設備の構成の概略を示す説明図である。

石炭燃焼設備１は、石炭を燃焼させるボイラ１０と、ボイラ１０に石炭を供給する石炭バンカ１１と、石炭を粉砕する微粉炭機１２と、ボイラ１０に空気ダクト１３を介して燃焼用空気を供給する押込通風機１４と、排ガスダクト１５を介してボイラ１０から排出される排ガスと押込通風機１４により供給される燃焼空気との間で熱交換を行う空気予熱器１６と、排ガス中に含まれる窒素酸化物を除去する脱硝装置１７と、排ガスに含まれるフライアッシュを捕集する電気集塵機１８と、を有している。電気集塵機１８によりフライアッシュが除去された排ガスは、誘引通風機（図示せず）により脱硫設備（図示せず）に送り込まれて排ガス中に含まれる硫黄酸化物が除去され、その後煙突（図示せず）から大気中放出される。

ボイラ１０からの排ガスの出口部分には節炭器２０が設けられている。節炭器２０の下方には節炭器ホッパ２１が、脱硝装置１７の入口部分の排ガスダクト１５の底部には脱硝ホッパ２２が、空気予熱器１６の下部には空気予熱器下部ホッパ２３が夫々設けられ、排ガスに含まれるフライアッシュのうち粒径が数ミリ程度のフライアッシュは、各ホッパ２１、２２、２３に落下して堆積する。また、空気予熱器下部ホッパ２３には、燃焼用空気との熱交換によって温度が低下した排ガスから結露して発生した硫黄酸化物により、経時的に腐食され、欠損して落下した、空気予熱器１６の低温端のエレメントも堆積している。各ホッパに２１、２２、２３に落下せずに排ガス中に残っている粒径の小さなフライアッシュは、排ガスと共に空気予熱器１６の下流に位置する電気集塵機１８へと流れていき、電気集塵機１８により捕集され、電気集塵機１８の底部に設けられた集塵機ホッパ２４に貯留される。

ボイラ１０で発生した石炭灰を運搬、回収する灰運搬設備３０は、ボイラ１０から落下するボトムアッシュを回収するボトムアッシュ回収システム３１と、排ガスと共に排ガスダクト１５内を流れるフライアッシュを回収するフライアッシュ回収システム３２とを有している。

ボトムアッシュ回収システム３１は、内部に水を貯留したクリンカホッパ４０と、クリンカホッパ４０に堆積したボトムアッシュをボトムアッシュサイロ４１に搬送するチェーンコンベア４２を有している。

フライアッシュ回収システム３２は、図２に示すように、フライアッシュを回収、貯留するフライアッシュサイロ５０と、各ホッパ２１〜２４からフライアッシュサイロ５０に向けて灰を搬送する灰搬送管５１、５２と、灰搬送管５１、５２に対して共通に設けられた搬送母管５３と、灰搬送管５１に配置された金属片除去装置５４と、制御部５５と、を有している。

灰搬送管５１は、節炭器ホッパ２１、脱硝ホッパ２２及び空気予熱器下部ホッパ２３に対して共通して設けられ、各ホッパ２１〜２３はフライアッシュサイロに向かって節炭器ホッパ２１、脱硝ホッパ２２、空気予熱器下部ホッパ２３の順で灰搬送管５１と仕切弁５６を介して接続されている。灰搬送管５２も、灰搬送管５１と同様に仕切弁５６を介して集塵機ホッパ２１と接続されている。

灰搬送管５１、５２は、図２に示すように、共通して設けられた搬送母管５３に接続されており、搬送母管５３は、後述するバグフィルタ６０に接続されている。灰搬送管５１の搬送母管５３との接続箇所の上流側であって、空気予熱器下部ホッパ２３との接続箇所の下流側の位置には切替弁５７が設けられている。切替弁５７は、灰搬送管５２にも同様に設けられ、灰搬送管５１と灰搬送管５２との系統の切り替えを行うことができる。灰搬送管５１、５２における、搬送母管５３と接続される側の反対側の端部には吸入弁５８が設けられ、後述する真空ブロワ６２により灰搬送管５１、５２の内部を負圧の状態にした際に、吸入弁５８から大気を吸入できるように構成されている。

なお、図２に示すように、灰搬送管５１が各ホッパ２１〜２３に共通して設けられているのは、各ホッパ２１〜２３がボイラ１０の近傍に配置されているためであり、灰搬送管５１は各ホッパ２１〜２３に夫々個別に設けられていてもよい。また、図１及び図２においては、各ホッパ２１〜２３を夫々１つ、集塵機ホッパ２４を３つ描図しているが、これらのホッパの設置数は、石炭燃焼設備１の規模等に応じて任意に設定されるものである。

金属片除去装置５４は、灰搬送管５１に接続されている空気予熱器下部ホッパ２３の下流側であって、灰搬送管５１に設けられた切替弁５７の上流側に配置されている。

フライアッシュサイロ５０は、バグフィルタ６０と、排気管６１を介してバグフィルタ６０に接続された真空ブロワ６２と、排気管６１内の圧力を監視する圧力計６３を有している。バグフィルタ６０はフライアッシュサイロ５０の上部に配置され、搬送母管５３の灰搬送管５１、５２と接続された側と反対側の端部がこのバグフィルタ５４に連通している。そして、真空ブロワ６２によりバグフィルタ６０、当該バグフィルタ６０に連通する灰搬送管５１、５２及び搬送母管５３を負圧の状態にすることで、吸入弁５８から大気を吸入して、灰搬送管５１、５２内に吸入弁５８からバグフィルタ６０に向かう気流を形成することができる。この気流により、灰搬送管５１、５２及び搬送母管５３を介してフライアッシュをバグフィルタ６０まで搬送し、バグフィルタ６０に到達したフライアッシュは、バグフィルタ６０で捕集され、フライアッシュサイロ５０に落下して回収される。

制御部５５は、例えばプログラマブルコントローラなどにより構成されており、フライアッシュ回収システム３２の各機器、具体的には、金属片除去装置５４や真空ブロワ６２などの運転、停止や、仕切弁５６並びに切替弁５７の開閉操作などの制御及び、圧力計６３による排気管６１の圧力の監視などを行う機能を有している。

次に、金属片除去装置５４について説明する。金属片除去装置５４は、図３に示すように、灰搬送管５１内に配置された複数の電磁石７０と、金属片回収ホッパ７１と、弁体７２、電磁石７０を振動させる加振機構７３と、を有している。灰搬送管５１の、金属片除去装置５４が配置されている箇所は、フランジ７４により取り外し自在に構成されている。

電磁石７０は、例えば図４に示すように棒状に形成され、灰搬送管５１の内部に格子状に複数配置されている。電磁石７０は、図３に示すように、当該電磁石７０に励磁電流を供給する電源装置（図示せず）と電気的に接続され、電源装置による励磁電流の供給、停止は、制御部５５により制御される。そして、電源装置から励磁電流を供給することで、電磁石７０を励磁し、電磁石により灰搬送管５１内を搬送されるフライアッシュから、当該フライアッシュに混入している金属片Ｍを捕集し、また、励磁を停止することで、金属片Ｍを電磁石７０の下方へ落下させることができる。なお、図４では、棒状の電磁石を、水平方向及び鉛直方向に交互に格子状に配置した電磁石７０を、描図しているが、電磁石７０の形状、配置及び設置数は、配管の直径等を考慮して決定されるものであり、本実施の形態の内容に限定されるものではない。

灰搬送管５１における、電磁石７０の下方の部位は、図３に示すように、下方に向かうほど面積が小さくなる、下向きの略円錐状に突出して形成されており、金属片回収ホッパ７１は、この灰搬送管５１の略円錐状に形成された部位の下端部に設けられている。弁体７２は、金属片回収ホッパ７１と灰搬送管５１との間に設けられている。弁体７２は制御部５５と電気的に接続され、制御部５５からの電気信号により開閉操作が可能となっている。また、金属片回収ホッパ７１の下方には、排出弁７５が設けられており、排出弁７５を開操作することで、金属片回収ホッパ７１に回収された金属片Ｍを金属片回収ホッパ７１の外部に払い出すことができる。なお、排出弁７５も弁体７２と同様に、制御部５５と電気的に接続されている。

加振機構７３は、例えば空気式のバイブレータや電気式のバイブレータであり、電磁石７０に対応する位置であって灰搬送管５１の外部に当接して設けられている。なお、加振機構７３の配置は、電磁石７０を振動させることができれば灰搬送管５１の内部、外部を問わずに設置が可能である。

本実施の形態にかかる金属片除去装置５４を備えた灰運搬設備３０は以上のように構成されており、次に、この灰運搬設備３０のフライアッシュ回収システム３２によるフライアッシュの回収方法、及び金属片除去装置５４によるフライアッシュからの金属片Ｍの除去の方法について、図５のフロー図に基づいて説明する。

フライアッシュ回収システム３２による各ホッパ２１〜２４からのフライアッシュの回収にあたっては、先ず真空ブロワ６２が起動される（図５の工程Ｓ１）。なお、真空ブロワ６２が起動前の状態においては、仕切弁５６、切替弁５７、弁体７２及び排出弁７５は全て閉じた状態となっている。

次いで、真空ブロワ６２により排気管６１内の圧力、即ち圧力計６３の測定値が徐々に低下し、規定値に達すると、制御部５５によりフライアッシュの搬送に必要な真空が確立したものと判定され（図５の工程Ｓ２）、灰搬送管５１に設けられた切替弁５７が開操作される（図５の工程Ｓ３）。切替弁５７が開くと、灰搬送管５１及び搬送母管５３内に、吸入弁５８からバグフィルタ６０に向かう気流が形成される。

灰搬送管５１及び搬送母管５３内に気流が形成されると、次いで、灰搬送管５１の上流側、即ち吸入弁５８の最も近い位置に設けられた、節炭器ホッパ２１からのフライアッシュの回収作業Ｔ１が行われる。

回収作業Ｔ１では、先ず節炭器ホッパ２１に設けられた仕切弁５６が開操作され（図５の工程Ｓ４）、灰搬送管５１に節炭器ホッパ２１内に堆積していたフライアッシュが灰搬送管５１に払い出される。灰搬送管５１に払い出されたフライアッシュは、灰搬送管５１内に形成された気流により灰搬送管５１及び搬送母管５３内をフライアッシュサイロ５０に向かって搬送され、次いでバグフィルタ６０で捕集されてフライアッシュサイロ５０に落下し、回収される。

灰搬送管５１及び搬送母管５３内をフライアッシュが搬送されている間は、フライアッシュが抵抗となって灰搬送管５１及び搬送母管５３内の圧力、即ち圧力計６３で検出される圧力が図５の工程Ｓ２の状態よりも低下するが、節炭器ホッパ２１内のフライアッシュが払い出され、全てフライアッシュがフライアッシュサイロ５０に回収されると、圧力計６３の検出する値が再び上昇する。そして、圧力計６３の測定値が再び図５の工程Ｓ２の値以上となり、その状態で所定の時間が経過すると（図５の工程Ｓ５）、制御部５５により節炭器ホッパ２１からのフライアッシュの回収作業Ｔ１が完了したものと判断されて仕切弁５６が閉操作される（図５の工程Ｓ６）。これにより、節炭器ホッパ２１からの回収作業Ｔ１（図５の工程Ｓ４〜Ｓ６）が終了する。

その後、脱硝ホッパ２２及び空気予熱器下部ホッパ２３においても、節炭器ホッパ２１における回収作業Ｔ１と同様の回収作業Ｔ２、Ｔ３が行われる。この際、空気予熱器下部ホッパ２３においては、回収作業Ｔ３と並行して金属片Ｍの除去作業Ｕが行われる。以下、金属片Ｍの除去作業Ｕについて詳述する。

脱硝ホッパ２２からのフライアッシュの回収作業Ｔ２が完了すると、回収作業Ｔ３の開始前に、制御部５５により、金属片除去装置５４の電磁石７０が励磁される（図５の工程Ｕ１）。電磁石７０が励磁されると、次いで制御部５５により回収作業Ｔ３が実行され、空気予熱器下部ホッパ２３からフライアッシュサイロ５０へのフライアッシュの搬送が行われる。この際、空気予熱器下部ホッパ２３に堆積していた金属片Ｍは、灰搬送管５１内を搬送されるフライアッシュに随伴してフライアッシュサイロ５０方向に流れるが、例えば図３に示すように、金属片除去装置５４を横切る際に電磁石７０により捕集される。

そして、少なくとも空気予熱器下部ホッパ２３の仕切弁５６が開の状態、即ち回収作業Ｔ３が実行されている状態においては、電磁石７０は励磁された状態で維持され、金属片Ｍも電磁石７０に捕集された状態に保たれる。その後、空気予熱器下部ホッパ２３の仕切弁５６が閉、即ち回収作業Ｔ３が完了すると、制御部５５により、先ず灰搬送管５１の切替弁５７が閉操作され、灰搬送管５１の系統にかかるホッパ２１〜２３からのフライアッシュの回収作業Ｔ１〜Ｔ３が全て終了する。

次いで、制御部５５は、電磁石７０の励磁を停止させ（図５の工程Ｕ２）、これにより電磁石７０に捕集されていた金属片Ｍを落下させる。この際、灰搬送管５１の切替弁５７は閉じられており灰搬送管５１内には気流が形成されていない、即ち電磁石７０に捕集されていた金属片Ｍは、灰搬送管５１内に飛散することなく、電磁石７０の下方に設けられた弁体７２上に落下する。その後、金属片除去装置５４の弁体７２を開操作し（図５の工程Ｕ３）、金属片Ｍは金属片回収ホッパ７１により回収される。次いで、制御部５５は加振機構７３の運転を開始し（図５の工程Ｕ４）、当該加振機構７３により電磁石７０を振動させることで、電磁石７０の励磁を停止した際に落下しなかった金属片Ｍも金属片回収ホッパ７１に落下させ、回収する。そして、所定の時間経過した後、加振機構７３を停止させ（図５の工程Ｕ５）、次いで弁体７２を閉止し（図５の工程Ｕ６）、金属片Ｍの除去作業Ｕが完了する。

なお、灰搬送管５１の切替弁５７を閉操作する工程Ｓ７が完了すると、上述の電磁石７０の励磁を停止させる工程Ｕ２と並行して、灰搬送管５２の切替弁５７が制御部５５により開操作され（図５の工程Ｓ８）、集塵機ホッパ２４においても、回収作業Ｔ１〜Ｔ３と同様の回収作業Ｔ４が行われる。かかる場合、上述の工程Ｕ２〜Ｕ６は、灰搬送管５１の切替弁５７を閉じた状態で、集塵機ホッパ２４における回収作業Ｔ４と並行して行われるので、工程Ｕ２〜Ｕ６の実施によりフライアッシュ回収システム３２の運転が影響を受けることはない。

その後、集塵機ホッパ２４におけるフライアッシュの回収作業Ｔ４が完了すると、灰搬送管５２の切替弁５７が制御部５５により閉止される（図５の工程Ｓ９）。そして、再び灰搬送管５１の切替弁５７が開操作され、石炭燃焼設備１の運転中は、この回収作業Ｔ１〜Ｔ４及び金属片回収装置５４による金属片Ｍの回収が繰り返し行われる。

以上の実施の形態によれば、電磁石７０を、空気予熱器下部ホッパ２３に堆積するフライアッシュをフライアッシュサイロ５０に回収する灰搬送管５１の途中に設けたので、灰搬送管５１によりフライアッシュの搬送を行う際に金属片Ｍを電磁石７０で捕集することで、フライアッシュから金属片Ｍを除去することができる。そして、当該電磁石７０はフライアッシュの発生量に占める割合が数％程度である空気予熱器１６の下部ホッパ２３に設けられているため、金属片回収装置５４は、この数％程度のフライアッシュの量に見合ったものを設ければ足りる。したがって、金属片回収装置５４の設備費等を抑え、効率よく安価に金属片の回収を行うことができる。

また、フライアッシュには、上述の通り金属片Ｍのほかに金属粉も含まれるため、金属片Ｍの回収にあたり、例えば永久電磁石を用いて金属片Ｍの捕集を行った場合、磁石に金属片Ｍと金属粉が吸着し、この吸着した金属片Ｍと金属粉にさらにフライアッシュが固着することで、灰搬送管５１内が目詰まりする恐れがある。したがって、金属片Ｍの回収にあたり、例えば永久磁石を用いた場合は、磁石に捕集した金属片等を除去するための機械的な他の機構が必要となるが、本発明によれば、金属片除去装置５４に電磁石７０を用いているので、励磁の制御により電磁石７０に捕集した金属片Ｍを容易に落下させることができる。したがって、磁石から金属片Ｍを除去するための機械的な機構を設ける必要もない。

また、加振機構７３を設けたので、電磁石７０を振動させることで、当該電磁石７０に捕集した金属片Ｍを確実に落下させることができる。これにより、電磁石７０に金属片Ｍが残り、それにより当該部位でフライアッシュ詰まりが発生することを防止できる。

なお、以上の実施の形態においては、加振機構７３は弁体７２を閉操作するより前に停止していたが、当該加振機構７３は、電磁石７０に付着したフライアッシュや、フライアッシュによる磨耗により発生した金属粉を、電磁石７０から分離させる際にも有用であるため、電磁石７０が無励磁の状態においては、加振機構７３は常時運転を行ってもよい。かかる場合、例えば他のホッパ２１、２２における回収作業Ｔ１、Ｔ２を行う際に、電磁石７０にフライアッシュなどが付着して灰搬送管５１でフライアッシュの詰まりが発生することを防止できる。

また、図３に破線で示すように、灰搬送管５１内の電磁石７０を跨いだ位置に差圧計８０を設けて制御部５５により差圧を監視するようにしてもよい。かかる場合、電磁石７０の励磁中においても差圧計８０の値が上昇した場合は、一旦仕切弁５６、及び必要に応じて切替弁５７を閉止し、加振機構７３を運転することで電磁石７０に付着した金属片Ｍやフライアッシュを落下させ、電磁石７０近傍におけるフライアッシュなどの詰まりを防止することができる。

なお、図５においては、脱硝ホッパ処理Ｔ２後に電磁石７０の励磁を行い、空気予熱器下部ホッパ処理Ｔ３後に励磁を停止しているが、電磁石７０は少なくとも工程Ｔ３の間励磁されていればよく、Ｔ１〜Ｔ４の間に励磁されていてもよいが、上述の通り、電磁石７０を励磁した場合は金属粉も吸着され、この金属粉によりフライアッシュの詰まりを誘引する可能性がある。したがって、電磁石７０の励磁は、図５に示すように、脱硝ホッパ処理Ｔ２の後から、灰搬送管５１に設けられた切替弁５７が閉操作されるまでの間のみ行うことが好ましい。

なお、以上の実施の形態においては、真空ブロワ６２、即ち真空搬送によりフライアッシュを回収するフライアッシュ回収システム３２に基づいて説明を行ったが、当然、本実施の形態に係る金属片除去装置は、灰搬送管５１内を加圧することでフライアッシュの搬送を行う場合にも適用が可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、石炭燃焼設備で発生するフライアッシュから金属片を除去する際に有用である。

１ 石炭燃焼設備
１０ ボイラ
１１ 石炭バンカ
１２ 微粉炭機
１３ 空気ダクト
１４ 押込通風機
１５ 排ガスダクト
１６ 空気予熱器
１７ 脱硝装置
１８ 電気集塵機
２０ 節炭器
２１ 節炭器ホッパ
２２ 脱硝ホッパ
２３ 空気予熱器下部ホッパ
２４ 集塵機ホッパ
３０ 灰運搬設備
３１ ボトムアッシュ回収システム
３２ フライアッシュ回収システム
４０ クリンカホッパ
４１ ボトムアッシュサイロ
４２ スラリーポンプ
５０ フライアッシュサイロ
５１、５２ 灰搬送管
５３ 搬送母管
５４ 金属片除去装置
５５ 制御部
５６ 仕切弁
５７ 切替弁
５８ 吸入弁
６０ バグフィルタ
６１ 排気管
６２ 真空ブロワ
６３ 圧力計
７０ 電磁石
７１ 金属片回収ホッパ
７２ 弁体
７３ 加振機構
７４ フランジ
７５ 排出弁
８０ 差圧計
Ｍ 金属片

Claims (10)

1. 石炭燃焼設備に設置された空気予熱器の下部ホッパに堆積するフライアッシュを灰搬送管を介してフライアッシュサイロに回収するフライアッシュ回収システムであって、
   前記灰搬送管における、空気予熱器の下部ホッパの下流に、灰搬送管内を搬送されるフライアッシュから金属片を除去する金属片除去装置を配置したことを特徴とする、フライアッシュ回収システム。
2. 前記金属片回収装置は、
   前記灰搬送管内に設けられた電磁石と、
   前記電磁石の下方に設けられた金属片回収ホッパと、
   前記灰搬送管と前記金属片回収ホッパとの間に設けられた弁体と、
   前記電磁弁の励磁及び前記弁体の開閉を制御する制御部と、を有することを特徴とする、請求項１に記載のフライアッシュ回収システム。
3. 石炭燃焼設備に設置された空気予熱器の下部ホッパに堆積するフライアッシュを灰搬送管を介してフライアッシュサイロに回収するフライアッシュ回収システムにおいて、前記灰搬送管内を搬送されるフライアッシュから金属片を除去する金属片除去装置であって、
   前記灰搬送管内に設けられた電磁石と、
   前記電磁石の下方に設けられた金属片回収ホッパと、
   前記灰搬送管と前記金属片回収ホッパとの間に設けられた弁体と、
   前記電磁石の励磁及び前記弁体の開閉を制御する制御部と、を有することを特徴とする、金属片除去装置
4. 前記制御部が、少なくとも前記灰搬送管によりフライアッシュの搬送を行っている間は前記電磁石を励磁する制御を行う機能を有することを特徴とする、請求項３に記載の金属片除去装置。
5. 前記電磁石は棒状に形成され、前記灰搬送管内に格子状に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の金属片除去装置。
6. 前記電磁石を振動させる加振機構を有し、
   前記制御部は、前記加振機構の運転を制御する機能をさらに有することを特長とする、請求項３〜５のいずれかに記載の金属片除去装置。
7. 前記電磁石を振動させる加振機構を有し、
   前記制御部は、前記加振機構の運転を制御する機能と、前記電磁石が励磁されていない間に前記加振機構により前記電磁石を加振する制御を行う機能と、をさらに有することを特徴とする、請求項５に記載の金属片除去装置。
8. 石炭燃焼設備に設置された空気予熱器の下部ホッパに堆積するフライアッシュを灰搬送管を介してフライアッシュサイロに回収するフライアッシュ回収システムにおいて、前記灰搬送管内を搬送されるフライアッシュから金属片を除去する方法であって、
   前記灰搬送管内に電磁石を設け、少なくとも前記灰搬送管によりフライアッシュの搬送を行っている間に電磁石を励磁して、灰搬送管内のフライアッシュから金属片を捕集し、
   前記灰搬送管によるフライアッシュの搬送が停止した際に、前記電磁石の励磁を停止して当該電磁石で捕集した金属片を落下させ、前記灰搬送管の下方に設けられた金属片回収ホッパに金属片を回収することを特徴とする、金属片除去方法。
9. 前記電磁石は棒状に形成され、前記灰搬送管内に格子状に配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の金属片除去装置。
10. 前記電磁石の励磁が停止している間に、前記電磁石を振動させることを特徴とする、請求項８または９のいずれかに記載の金属片除去方法。
    

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