JP2011247441A - ボイラのダスト除去機構 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ボイラ伝熱管1にハンマリング装置11を装備すると共に、伝熱管1の下端と集合管14の間に伝熱管より柔軟な連絡管13を介装して、ハンマリング装置11を作動させた時の伝熱管1と連絡管13の結合体の振動が伝熱管1下端の位置に腹を有するようにする。
【選択図】 図1
Description
図7は、従来のボイラのダスト対策機構の例を示す側面図である。たとえば、強制循環ボイラの蒸発管や、過熱器管、エコノマイザー管など、水平ガス流に対して垂直に配列したボイラ伝熱管では、ボイラ伝熱管がボイラ天井シールケーシングとダストホッパーの間に設置されている。
また、ボイラ伝熱管の下には、沈降するダストを堆積させて、適宜排出することができるダストホッパーが設備されている。ダストホッパーは適宜の大きさに仕切られていて、仕切板の高さはショートパス防止のためボイラ伝熱管の下端部近くまで達するようになっている。
高温の排ガスは、仕切板の上端とショートパス防止板の間を流通して、ボイラ伝熱管の主要部において効率よく熱交換して、伝熱管内の流体を加熱する。
そこで、伝熱管にダストが堆積すると熱交換効率が低下しない程度の適当な時間間隔でハンマーで叩いて伝熱管を振動させることにより、ダストを振り落として熱交換効率を回復するように構成されている。
ハンマリング装置に駆動信号を与えると、ハンマーが駆動されて連結軸を打撃することにより、連結軸に軸方向の衝撃力が与えられて、連結軸に固定されたボイラ伝熱管が振動する。
このように、自由端を有するボイラ伝熱管を対象とする場合は、従来技術により、適宜に伝熱管付着ダストを剥離して、熱効率を維持することができる。
このような構成のボイラにおいて、ダスト対策として、伝熱管上端が接合する集合管寄にハンマリング装置が取り付けられる事例がある。
この種のボイラでは、伝熱管の下端部が接合される分配管寄やドレン集合管などの集合管の中心軸はハンマリングの方向と一致しており、ハンマリングによる変位が小さく、伝熱管下部におけるダスト除去に有効に働かない。
このような構成では、図11に示すように、ダストの堆積しやすい伝熱管下部が管寄などの集合管に拘束されて振動の節となるため、ハンマーの打撃で生じた振動が伝熱管下部に十分に伝わらず、下部に堆積したダストを効率的に払い落とすことができない。このため容易に伝熱管の伝熱効率を回復することができず、高い効率で排熱回収を行うことができなかった。
また、第2のハンマリング装置を集合管に設備して下部ハンマリング装置とし、下部ハンマリング装置の連結軸を介して集合管を打撃することにより、伝熱管をさらに強く振動させるようにしてもよい。
ドレンナブル構造のボイラは、ボイラの凍結対策や長期乾燥保管など、メンテナンスの利便性から好んで利用される。
図1に示したボイラは、伝熱管1内を流通する水あるいは蒸気などの熱媒を高温の排ガスで加熱するもので、排ガスが上部のショートパス防止板4と下部に設けたダストホッパー5の仕切板6上縁との間にできる開口Zの部分を流通するようになっており、伝熱管1が排ガスの流通する部分に大部分露出するように配置されている。
伝熱管1の上端部にはハンマリング装置11との接続や支持などに用いられる機構が設けられるので、伝熱管1の上部は、ボイラ天井シールケーシング3とショートパス防止板4の間に仕切られた、高温排ガスが流れない空間に収納されている。
ドレン抜き管13は、長さに対して1/5以下の外径を持つようにすれば、十分な柔軟性を持つと考えられる。
ボイラ伝熱管の下端を分配管寄などの集合管に接合した構造では、伝熱管の下端が拘束されるため、ボイラ伝熱管上部に与えられるハンマリング力を十分伝熱管下部に伝えることができず、付着あるいは堆積したダストを振り落とせないため、伝熱管は高い熱効率を得ることができない。
分配管寄23と連絡管22は、ダストホッパー5の内部に配置される。
伝熱管1の上部の適当な高さにボイラ天井シールケーシング3が設けられて、高温の排ガスが進入し難い空間が形成され、この空間に、集合管寄21と集合管寄21にハンマリング装置11の連結軸と連結軸の支持具が収納されている。
図5と図6は、第3実施例のボイラのダスト除去機構を説明する図面である。図5は、第3実施例に係るダスト除去機構を備えたボイラを概念的に示す正面断面図、図6は、第3実施例の下部ハンマリング装置の取り付け状況例を示す部分図である。図中の参照番号は、図3における構成素子と同じ機能を有する構成素子に対して同じ番号を付してある。
たとえば、付着性が高く堆積しやすいダストが排ガスに大量に含まれる場合などに、上部に設備されたハンマリング装置11に加えて、分配管寄23を振動させる下部ハンマリング装置25が設けられる。
なお、分配管寄23で発生するドレンは、ドレン抜き管28とドレン抜き弁29を通って排出される。
下部ハンマリング装置25によりボイラ伝熱管1の下端部を効果的に励振するためには、伝熱管1と分配管寄23の間に挿入される連絡管22が振動を吸収しないようにするため、連絡管22はある程度剛性を持つものである必要がある。
このため、連絡管22の剛性は、伝熱管1の上部で励振するハンマリング装置11のために要求される柔軟性との間で、適度に加減して決める必要がある。
すなわち、図1のボイラ伝熱管1の上部に装備したハンマリング装置11では伝熱管1下部におけるダストを除去する目的に十分でない場合に、ハンマリング装置11に加えて、分配管寄23に振動を与える下部ハンマリング装置25を導入することにより、ボイラ伝熱管1の下部における振動を増強して、堆積したダストを確実に除去するようにすることができる。
2 ボイラケーシング側壁
3 ボイラ天井シールケーシング
4 ショートパス防止板
5 ダストホッパー
6 仕切板
11 ハンマリング装置
12 連結軸
13 ドレン抜き管
14 ドレン集合管
15 ドレン抜き弁
16 空気抜き管
17 集合空気抜き管
18 空気抜き弁
21 集合管寄
22 連絡管
23 分配管寄
25 ハンマリング装置(下部ハンマリング装置)
26 連結軸
27 ベローズ
28 ドレン抜き管
29 ドレン抜き弁
Claims (5)
- 水平ガス流に垂直に伝熱管を配列し伝熱管の下端と集合管と連通させる構造を有するボイラにおいて、伝熱管を振動させるハンマリング装置を装備すると共に、伝熱管の下端と集合管の間に前記伝熱管より柔軟な連絡管を介装して、前記ハンマリング装置を駆動した時の前記伝熱管と前記連絡管の振動が前記伝熱管の下端に腹を有するようにした、ボイラのダスト除去機構。
- 前記連絡管は、屈曲していることを特徴とする請求項1記載のボイラのダスト除去機構。
- さらに、第2のハンマリング装置を前記集合管に配備して、該集合管を介して前記伝熱管の振動を増大させることを特徴とする請求項1または2記載のボイラのダスト除去装置。
- 前記集合管がドレン集合管であり、前記連絡管がドレン抜き管である、請求項1から3のいずれか1項に記載のボイラのダスト除去機構。
- 前記集合管が分配管寄であり、前記連絡管が前記分配管寄に接続される連絡管である、請求項1から3のいずれか1項に記載のボイラのダスト除去機構。
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