JP2013011372A - 燃焼灰堆積防止装置の運用方法及び燃焼灰堆積防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガス再循環路配管における腐食の発生を抑制でき、昇圧ファンの起動停止にかかるトラブルに遭遇する可能性を減らし得る燃焼灰堆積防止装置の運用方法及び燃焼灰堆積防止装置を提供する。
【解決手段】ボイラ１０で生じた排ガスが流れる傾斜煙道１２に沿って設けられた複数のノズル４と、傾斜煙道１２の下流側で採取される排ガスを複数のノズル４に供給する昇圧ファン３を有する再循環ダクト２と、複数のノズル４に対する排ガスの供給遮断を行う複数のバルブ５を備えた燃焼灰堆積防止装置１の運用方法であって、ボイラ１０で通常の負荷ないし高負荷が生じている状態において、バルブ５を開いてノズル４に対する排ガスの供給を可能としたうえで、再循環ダクト２の昇圧ファン３を連続して運転させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、石炭焚きボイラ等の燃焼部で生じた灰を含む排ガスが流れる煙道に灰が堆積するのを防ぐのに用いられる燃焼灰堆積防止装置の運用方法及び燃焼灰堆積防止装置に関するものである。

従来、上記した燃焼灰堆積防止装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがあり、この燃焼灰堆積防止装置が配置されるボイラシステムは、例えば、燃焼部であるボイラと、このボイラから排出される灰を含んだ高温の排ガスが通過する熱交換部と、この熱交換部を通過した排ガスを電気集塵器等の排煙処理部に導く傾斜煙道と、誘引送風機の作動により傾斜煙道から下流側に送られた排ガスを大気に放出する煙突とから主としてなっている。

燃焼灰堆積防止装置は、傾斜煙道に沿って設けられて、この傾斜煙道の下流側に向けて排ガスをそれぞれ噴出させる複数のノズルと、煙突の手前で採取される排ガスを複数のノズルに供給する昇圧ファンを有する排ガス再循環路と、この排ガス再循環路に設けられて、複数のノズルに対する排ガスの供給遮断を行う複数のバルブを備えている。

この燃焼灰堆積防止装置において、ボイラの低負荷時には、昇圧ファンの運転により排ガスの一部を傾斜煙道に位置するノズルから噴出させる噴射サイクルを繰り返し行わせることで、傾斜煙道に灰が堆積するのを防ぐようになっており、ボイラの負荷が通常ないし高い時には、傾斜煙道に灰が堆積し難くなるので、昇圧ファンの運転を停止させるようになっている。

特開平01-260208号公報

しかしながら、上記した燃焼灰堆積防止装置では、ボイラの負荷が通常ないし高い状態における昇圧ファンの運転停止時において、昇圧ファンが設置される排ガス再循環路が冷却されて、排ガス中の水分が排ガス再循環路の配管内面に結露することによって、排ガス再循環路の配管が腐食する虞があるうえ、昇圧ファンを間欠運転させる分だけ、昇圧ファンの起動停止にかかるトラブルに遭遇する可能性が増すという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、煙道の下流側で採取される排ガスを灰払拭用気体として複数のノズルに供給する場合において、排ガスをノズルに送る排ガス再循環路配管における腐食の発生を少なく抑えることができ、加えて、排ガスをブーストアップする昇圧ファンの起動停止にかかるトラブルに遭遇する可能性をほとんど皆無とすることが可能である燃焼灰堆積防止装置の運用方法及び燃焼灰堆積防止装置を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に係る発明は、燃焼部で生じた灰を含む排ガスが流れる煙道に沿って設けられて、この煙道の下流側に向けて灰払拭用気体をそれぞれ噴出させる複数のノズルと、前記煙道の下流側で採取される排ガスを灰払拭用気体として前記複数のノズルに供給する昇圧ファンを有する排ガス再循環路と、前記排ガス再循環路に設けられて、前記複数のノズルに対する排ガスの供給遮断を行う複数のバルブを備えた燃焼灰堆積防止装置の運用方法であって、前記燃焼部で通常の負荷ないし高負荷が生じている状態において、前記バルブを開いて前記ノズルに対する排ガスの供給を可能としたうえで、前記排ガス再循環路の昇圧ファンを連続して運転させる構成としたことを特徴としており、この構成の燃焼灰堆積防止装置の運用方法を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
なお、一般のボイラにおいて、負荷が４０〜７５％の場合を通常の負荷とし、それよりも負荷が高い場合を高負荷としている。

また、本発明の請求項２に係る燃焼灰堆積防止装置の運用方法は、前記燃焼部で通常の負荷ないし高負荷が生じている状態において、前記排ガス再循環路の昇圧ファンを連続して運転させると共に、前記複数のバルブのうちの前記煙道の上流側に位置するバルブから順次開として前記複数のノズルのうちの前記煙道の上流側に位置するノズルから灰払拭用気体としての排ガスを順次噴出させる噴射サイクルを間断なく繰り返して行わせる構成としている。

一方、本発明の請求項３に係る発明は、燃焼部で生じた灰を含む排ガスが流れる煙道に沿って設けられて、この煙道の下流側に向けて灰払拭用気体をそれぞれ噴出させる複数のノズルと、前記煙道の下流側で採取される排ガスを灰払拭用気体として前記複数のノズルに供給する昇圧ファンを有する排ガス再循環路と、前記排ガス再循環路に設けられて、前記複数のノズルに対する排ガスの供給遮断を行う複数のバルブと、前記排ガス再循環路の昇圧ファンの起動停止及び前記複数のバルブの開閉をコントロールする制御部を備え、前記制御部は、前記燃焼部で通常の負荷ないし高負荷が生じている状態において、前記排ガス再循環路の昇圧ファンを連続して運転させると共に、前記複数のバルブのうちの前記煙道の上流側に位置するバルブから順次開として前記複数のノズルのうちの前記煙道の上流側に位置するノズルから灰払拭用気体としての排ガスを順次噴出させる噴射サイクルを行わせる構成としている。

本発明に係る燃焼灰堆積防止装置の運用方法及び燃焼灰堆積防止装置において、複数のノズルを配置するボイラシステムの煙道は、排ガス流れの下流側に向けて登り勾配の傾斜煙道であってもよいし、水平な煙道であってもよい。

また、本発明に係る燃焼灰堆積防止装置の運用方法及び燃焼灰堆積防止装置において、例えば、複数のノズルを配置するボイラシステムの煙道が上記した傾斜煙道であって、この傾斜煙道の最も低い上流側端部にホッパが配置されている場合には、このホッパの上流側に灰が残留するのを防ぐうえで、ホッパの上流側にもノズル及びバルブを設置することが望ましい。

さらに、本発明に係る燃焼灰堆積防止装置の運用方法及び燃焼灰堆積防止装置において、昇圧ファンを停止させる必要が生じた場合に備えて、煙道の下流側に設置される誘引送風機からの通風により、昇圧ファンを迂回して複数のノズルに排ガスを供給し得るバイパスを設置する。

本発明に係る燃焼灰堆積防止装置の運用方法及び燃焼灰堆積防止装置において、燃焼部の低負荷時には、煙道を通過する排ガスの流速が下がるので、煙道の上流側に位置するバルブから順次開く噴射サイクルが繰り返し実行され、これにより、昇圧ファンの運転によって再循環路に導かれてブーストアップされた排ガスの一部が、上流側のノズルから煙道に順次噴出することとなり、したがって、排ガスの流速が下がる燃焼部の低負荷時でも、煙道に灰が堆積することが回避されることとなる。

一方、燃焼部の負荷が通常ないし高い時には、複数のバルブをすべて開としたうえで、昇圧ファンが連続して運転するので、排ガスが再循環路を循環することとなり、その結果、排ガス中の水分が再循環路配管の内面に結露することが阻止されることとなる。

この際、燃焼部の低負荷時と同様に、煙道の上流側に位置するバルブから順次開く噴射サイクルを間断なく繰り返して実行されるように成せば、昇圧ファンが過負荷になることが回避され、したがって、昇圧ファンの運転の効率化及び試運転時の調整の簡素化が図られることとなる。
加えて、上記したように、煙道の上流側に位置するバルブから順次開く噴射サイクルを間断なく繰り返して実行されるように成せば、すなわち、複数のバルブをすべて開とするのを止めるようにすれば、全バルブの開運用を考慮した昇圧ファンの常時絞り運用を想定する必要がなくなって、昇圧ファンの小型化及び絞りによる圧力損失の低減も図られることとなる。

本発明に係る燃焼灰堆積防止装置の運用方法では、上記した構成としているので、排ガス再循環路配管における腐食の発生を少なく抑えることができ、加えて、昇圧ファンの起動停止にかかるトラブルに遭遇する可能性をほとんど皆無とすることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

本発明の一実施例に係る燃焼灰堆積防止装置が配置されたボイラシステムの系統説明図である。 図１に示したボイラシステムにおける傾斜煙道付近の断面説明図である。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明に係る燃焼灰堆積防止装置の一実施例を示している。

図１に示すように、燃焼灰堆積防止装置１が配置されるボイラシステムは、ボイラ１０と、このボイラ１０から排出される灰を含んだ高温の排ガスとボイラ１０に導入される空気との間で熱交換を行う熱交換部１１と、この熱交換部１１を通過した排ガスを図示しない電気集塵器等の排煙処理部に導く煙道１２と、この煙道１２を流れた排ガスをより下流側に流す誘引送風機１３と、この誘引送風機１３の作動により送られた排ガスを大気に放出する煙突１４とから主としてなっている。

このボイラシステムにおいて、レイアウト上の制約から電気集塵器等の排煙処理部が熱交換部１１よりも高所に配置されており、これに対応するべく煙道１２は傾斜煙道として形成されていて、この傾斜煙道１２の最も低い上流側端部にはホッパ１５が配置されている。

燃焼灰堆積防止装置１は、図２にも示すように、誘引送風機１３と煙突１４とを結ぶダクト１６から分かれる再循環ダクト（排ガス再循環路）２と、この再循環ダクト２上に配置された昇圧ファン３と、ボイラシステムの傾斜煙道１２に沿ってほぼ等間隔に並べられた複数のノズル４と、昇圧ファン３及び複数のノズル４の間にそれぞれ配置されたバルブ５と、昇圧ファン３の起動停止及び複数のバルブ５の開閉をコントロールする制御部６を備えており、複数のノズル４は、いずれも傾斜煙道１２の下流方向（図示矢印方向）に向けて配置されている。

この燃焼灰堆積防止装置１では、傾斜煙道１２を通過した排ガスの一部を昇圧ファン３の運転により再循環ダクト２側に導きつつブーストアップして複数のノズル４に送り、これらのノズル４から排ガスを傾斜煙道１２の底面とほぼ平行に噴出させることで、傾斜煙道１２に堆積する灰を崩してホッパ１５に落とし込むようになっている。

なお、図１及び図２における符号４Ｆは他のノズル４と同様のノズルであり、また、符号５Ｆも他のバルブ５と同様のバルブであり、ホッパ１５の上流側のノズル４Ｆからブーストアップされた排ガスを噴射することで、ホッパ１５の上流側に灰が残留するのを防いでいる。

さらに、図１及び図２における符号７はバイパスであり、このバイパス７は、昇圧ファン３の停止時において、誘引送風機１３からの通風によって昇圧ファン３を迂回して複数のノズル４に排ガスを送るようになっている。つまり、昇圧ファン３の停止時にも、複数のノズル４から排ガスを僅かながら継続して噴出させることができるようになっている。

この場合、燃焼灰堆積防止装置１の制御部６は、ボイラ１０の負荷が低い低負荷時において、昇圧ファン３の運転によりブーストアップされた排ガスを傾斜煙道１２の上流側に位置するノズル４から順次噴出させる噴射サイクルを繰り返し行わせるべく、複数のバルブ５を制御するようになっている。

また、この燃焼灰堆積防止装置１の制御部６は、ボイラ１０の負荷が通常ないし高負荷時において、複数のバルブ５をすべて開としたうえで、昇圧ファン３を連続して運転させるようになっている。

ここで、複数のバルブ５をすべて開とすることで、昇圧ファン３が過負荷になる可能性がある。これを防ぐためには、ボイラシステムの試運転時において、例えば、手動ダンパの操作により再循環ダクト２を含む排ガス再循環路を絞る調整が必要であるが、この燃焼灰堆積防止装置１では、制御部６からの指令により、ボイラ１０の低負荷時と同様に、傾斜煙道１２の上流側に位置するバルブ５から順次開く噴射サイクルを間断なく繰り返して行わせることで、昇圧ファン３が過負荷になるのを回避するようになっている。

この実施例による燃焼灰堆積防止装置１において、まず、ボイラシステムにおけるボイラ１０の負荷が低い低負荷時には、傾斜煙道１２を通過する排ガスの流速が下がるので、制御部６からの指令により、傾斜煙道１２の上流側に位置するバルブ５から順次開く噴射サイクルが繰り返し実行される。

これにより、昇圧ファン３の運転によって再循環ダクト２側に導かれてブーストアップされた排ガスの一部が、上流側のノズル４から傾斜煙道１２の底面とほぼ平行に順次噴出することとなり、したがって、排ガスの流速が下がるボイラ１０の低負荷時でも、傾斜煙道１２に灰が堆積することが回避されることとなる。

一方、ボイラシステムにおけるボイラ１０の負荷が通常ないし高い時には、制御部６からの指令により、複数のバルブ５をすべて開としたうえで、昇圧ファン３が連続運転するので、排ガスが再循環ダクト２を含む排ガス再循環路を循環することとなり、その結果、排ガス中の水分が再循環ダクト２の内面に結露することが阻止されることとなる。

この際、制御部６からの指令により、ボイラ１０の低負荷時と同様に、傾斜煙道１２の上流側に位置するバルブ５から順次開く噴射サイクルを間断なく繰り返して実行されるように成せば、昇圧ファン３が過負荷になることが回避され、したがって、昇圧ファン３の運転の効率化及び試運転時の調整の簡素化が図られることとなる。

なお、上記したように、傾斜煙道１２の上流側に位置するバルブ５から順次開く噴射サイクルを間断なく繰り返して実行されるようにすると、すなわち、複数のバルブ５をすべて開とするのを止めるようにすると、全バルブ５の開運用を考慮した昇圧ファン３の常時絞り運用を想定する必要がなくなるので、昇圧ファン３の小型化及び絞りによる圧力損失の低減が図られることとなる。

上記した実施例では、燃焼灰堆積防止装置１のノズル４が配置されるボイラシステムの煙道１２が傾斜煙道である場合を示したが、これに限定されるものではなく、煙道１２が水平であってもよい。

また、本発明に係る燃焼灰堆積防止装置の運用方法及び燃焼灰堆積防止装置の構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではない。

１ 燃焼灰堆積防止装置
２ 再循環ダクト（排ガス再循環路）
３ 昇圧ファン
４，４Ｆ ノズル
５，５Ｆ バルブ
６ 制御部
１０ ボイラ（燃焼部）
１２ 傾斜煙道（煙道）

Claims (3)

1. 燃焼部で生じた灰を含む排ガスが流れる煙道に沿って設けられて、この煙道の下流側に向けて灰払拭用気体をそれぞれ噴出させる複数のノズルと、
   前記煙道の下流側で採取される排ガスを灰払拭用気体として前記複数のノズルに供給する昇圧ファンを有する排ガス再循環路と、
   前記排ガス再循環路に設けられて、前記複数のノズルに対する排ガスの供給遮断を行う複数のバルブを備えた燃焼灰堆積防止装置の運用方法であって、
   前記燃焼部で通常の負荷ないし高負荷が生じている状態において、前記バルブを開いて前記ノズルに対する排ガスの供給を可能としたうえで、前記排ガス再循環路の昇圧ファンを連続して運転させる
   ことを特徴とする燃焼灰堆積防止装置の運用方法。
2. 前記燃焼部で通常の負荷ないし高負荷が生じている状態において、前記排ガス再循環路の昇圧ファンを連続して運転させると共に、前記複数のバルブのうちの前記煙道の上流側に位置するバルブから順次開として前記複数のノズルのうちの前記煙道の上流側に位置するノズルから灰払拭用気体としての排ガスを順次噴出させる噴射サイクルを間断なく繰り返して行わせる請求項１に記載の燃焼灰堆積防止装置の運用方法。
3. 燃焼部で生じた灰を含む排ガスが流れる煙道に沿って設けられて、この煙道の下流側に向けて灰払拭用気体をそれぞれ噴出させる複数のノズルと、
   前記煙道の下流側で採取される排ガスを灰払拭用気体として前記複数のノズルに供給する昇圧ファンを有する排ガス再循環路と、
   前記排ガス再循環路に設けられて、前記複数のノズルに対する排ガスの供給遮断を行う複数のバルブと、
   前記排ガス再循環路の昇圧ファンの起動停止及び前記複数のバルブの開閉をコントロールする制御部を備え、
   前記制御部は、前記燃焼部で通常の負荷ないし高負荷が生じている状態において、前記排ガス再循環路の昇圧ファンを連続して運転させると共に、前記複数のバルブのうちの前記煙道の上流側に位置するバルブから順次開として前記複数のノズルのうちの前記煙道の上流側に位置するノズルから灰払拭用気体としての排ガスを順次噴出させる噴射サイクルを行わせる
   ことを特徴とする燃焼灰堆積防止装置。

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