JP2014005971A - ボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】排ガスが他のボイラからの排ガスと集合煙道にまとめられて排出される多缶設置ボイラにおいて、燃焼待機中、缶体内の熱を無駄に捨てることなく、集合煙道からの排ガスの逆流を効果的に防止する。
【解決手段】多缶設置され、排ガスが他のボイラ１からの排ガスと集合煙道２にまとめられて排出されるボイラ１である。送風機５からバーナ４への燃焼用空気路６には、ダンパ７が設けられている。このダンパ７より上流の燃焼用空気路６と、集合煙道２への煙道９とが、逆流防止用空気路１２で接続されている。バーナ４の燃焼待機中、ダンパ７を閉めた状態で、逆流防止用空気路１２を介して送風機５からの空気を煙道９へ排出する。これにより、燃焼待機中、集合煙道２からの排ガスの逆流を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、多缶設置されるボイラであって、排ガスが他のボイラからの排ガスと集合煙道にまとめられて排出されるボイラに関するものである。

ボイラを多缶設置したシステムが知られている。このシステムでは、複数のボイラを備え、各ボイラからの蒸気は、蒸気ヘッダにまとめられて蒸気使用設備へ送られる一方、各ボイラからの排ガスは、集合煙道にまとめられて外部へ排出される。そして、蒸気の使用負荷に応じて、ボイラの運転台数と各燃焼量とが制御される。

この種のシステムでは、あるボイラが燃焼待機中（つまり蒸気使用負荷との関係で燃焼停止中）でも、他のボイラから集合煙道への排ガスの排出により、集合煙道内が正圧となり、集合煙道内の排ガスが、燃焼待機中のボイラに逆流するおそれがある。その場合、集合煙道からの排ガスは、エコノマイザ、缶体を介して、送風機の吸込口からボイラ室内へ排出されてしまう。また、排ガス中の水分がエコノマイザや缶体内において凝縮し、結露水の影響で炉内腐食や燃焼不良を起こすおそれもある。このような場合に、集合煙道の口径を大きくして対応するには、コスト高となってしまう。

このような不都合を解消するために、従来、下記特許文献１に開示されるように、ボイラの燃焼待機中には、送風機から缶体内（炉内）へ空気を送り込むことで、集合煙道からの排ガスの逆流を防止することが提案されている。

特開２００１−１３２９４０号公報

しかしながら、集合煙道からの排ガスの逆流を防止するために、ボイラの燃焼待機中に、缶体を介して集合煙道へ空気を排出するのでは、缶体内の熱を外部へ無駄に捨てることになり、放熱損失が大きくなってしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、排ガスが他のボイラからの排ガスと集合煙道にまとめられて排出される多缶設置ボイラにおいて、燃焼待機中、缶体内の熱を無駄に捨てることなく、集合煙道からの排ガスの逆流を効果的に防止することにある。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、多缶設置され、排ガスが他のボイラからの排ガスと集合煙道にまとめられて排出されるボイラであって、送風機からバーナへの燃焼用空気路にはダンパが設けられており、このダンパより上流の前記燃焼用空気路と、前記集合煙道への煙道とが、逆流防止用空気路で接続されており、前記バーナの燃焼待機中、前記ダンパを閉めた状態で、前記逆流防止用空気路を介して前記送風機からの空気を前記煙道へ排出することを特徴とするボイラである。

請求項１に記載の発明によれば、燃焼待機中、逆流防止用空気路を介して送風機からの空気を煙道へ排出することで、集合煙道からの排ガスの逆流を防止することができる。この際、燃焼用空気路のダンパを閉めておくことで、送風機からの空気は、逆流防止用空気路を介してのみ煙道へ流れ、また基本的にはその空気が缶体側へ逆流するおそれもない。さらに、缶体を介して集合煙道へ空気を流す訳ではないので、缶体内の熱を外部へ捨てることなく省エネルギーを図ることができる。

請求項２に記載の発明は、前記逆流防止用空気路は、エコノマイザよりも下流において、前記集合煙道への煙道へ空気を送り込み、前記バーナの燃焼中、前記逆流防止用空気路を閉じることを特徴とする請求項１に記載のボイラである。

請求項２に記載の発明によれば、燃焼待機中、逆流防止用空気路を介して、エコノマイザよりも下流の煙道へ空気を排出するので、エコノマイザや缶体内への逆流を防止し、放熱損失を抑制することができる。一方、燃焼中には、逆流防止用空気路を閉じることで、燃焼用空気を確実にバーナへ送ることができる。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記バーナとしてのメインバーナと、その点火用のパイロットバーナとを備え、前記逆流防止用空気路の設置とこの空気路を介した送風制御に代えてまたはそれに加えて、前記メインバーナの燃焼待機中、前記ダンパを閉めた状態で前記パイロットバーナを連続燃焼させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボイラである。

請求項３に記載の発明によれば、メインバーナの燃焼待機中、ダンパを閉めた状態でパイロットバーナを連続燃焼させることで、簡易に、集合煙道からの排ガスの逆流を防止することができる。

本発明によれば、排ガスが他のボイラからの排ガスと集合煙道にまとめられて排出される多缶設置ボイラにおいて、燃焼待機中、缶体内の熱を無駄に捨てることなく、集合煙道からの排ガスの逆流を効果的に防止することができる。

本発明の一実施例のボイラの多缶設置状態を示す概略図である。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例のボイラ１の多缶設置状態を示す概略図である。

本実施例のボイラ１は、多缶設置、つまり他のボイラと共に用いられる。ここでいう他のボイラは、本実施例のボイラ１と異なる構成であってもよいが、好ましくは本実施例のボイラ１と同一の構成とされる。つまり、典型的には、図１に示すように、本実施例のボイラ１が複数台設置される。図示例では、二台のみを示しているが、三台以上を設置できることは言うまでもない。

各ボイラ１からの蒸気は、典型的には蒸気ヘッダ（図示省略）にまとめられて蒸気使用設備へ送られる。一方、各ボイラ１からの排ガスは、集合煙道２にまとめられて外部へ排出される。

各ボイラ１は、台数制御器（図示省略）からの制御信号を受け、それに基づき発停や燃焼量を変更する。ここで、台数制御器は、蒸気の使用負荷に応じて、ボイラ１の運転台数と各燃焼量とを制御する。具体的には、台数制御器は、前記蒸気ヘッダの蒸気圧に基づき、ボイラ１の運転台数と各燃焼量とを制御する。そして、各ボイラ１は、たとえば、高燃焼状態、低燃焼状態および待機（停止）の三位置で燃焼量を切り替えられる。

本実施例のボイラ１は、多管式の小型貫流ボイラである。ボイラ１は、液体燃料を燃焼させる油焚きボイラでもよいが、本実施例では気体燃料を燃焼させるガス焚きボイラである。

ボイラ１は、上部管寄せと下部管寄せとの間を多数の水管で接続した缶体３を備える。缶体３にはバーナ（メインバーナ）４が設けられ、このバーナ４には燃料と燃焼用空気とが供給され、バーナ４において燃料の燃焼が図られる。本実施例のバーナ４は、缶体３の側面に設けられ、完全予混合式である。つまり、バーナ４には、送風機５からの燃焼用空気路６が接続されており、この燃焼用空気路６の中途（後述するダンパ７より下流）には、ガス燃料を噴出させるノズル（図示省略）が設けられている。従って、送風機５からの燃焼用空気に、ノズルからのガス燃料が混合されて、バーナ４へ送られて燃焼される。

缶体３には、バーナ４と反対側の端部に、エコノマイザ８を介して、集合煙道２への煙道９が設けられている。エコノマイザ８は、周知のとおり、缶体３への給水を予熱する。但し、エコノマイザ８の設置は任意であり、場合によりエコノマイザ８の設置を省略することもできる。

燃焼用空気路６にはダンパ７が設けられている。このダンパ７は、燃焼用空気路６を締め切ることができる構成である。つまり、ダンパ７を閉じることで、燃焼用空気路６は、ダンパ７の前後の連通が遮断される。

本実施例の場合、前記バーナ（メインバーナ）４は、パイロットバーナ１０により点火される。つまり、本実施例のボイラ１は、メインバーナ４の他に、パイロットバーナ１０を備える。そして、パイロットバーナ１０には、ダクト１１を介して燃焼用空気が供給可能とされる。図示例の場合、ダクト１１は、メインバーナ４への燃焼用空気路６の内、ダンパ７より上流部と、パイロットバーナ１０とを接続する。そのため、ダンパ７の開閉に拘わらず、パイロットバーナ１０には燃焼用空気が供給可能とされる。

ダンパ７より上流の燃焼用空気路６と、集合煙道２への煙道９とは、逆流防止用空気路１２で接続される。エコノマイザ８が設けられる場合、逆流防止用空気路１２は、エコノマイザ８よりも下流において煙道９に接続される。逆流防止用空気路１２は、バルブ１３により開閉可能とされる。但し、バルブ１３に代えて、ダンパ７などにより開閉可能とされてもよい。

制御器（図示省略）により、メインバーナ４における燃焼中には、燃焼用空気路６のダンパ７は所望に開かれる一方、逆流防止用空気路１２のバルブ１３は閉じられる。一方、ボイラ１が燃焼待機状態となり、バーナ４における燃焼を停止中には、燃焼用空気路６のダンパ７は閉じられる一方、逆流防止用空気路１２のバルブ１３は開かれる。これにより、送風機５からの空気は、逆流防止用空気路１２を介して煙道９へ排出される。この空気量（流量）は、ボイラ１の最小燃焼時の空気量よりも少なくてよく、集合煙道２からの排ガスの逆流を防止できる程度であれば足りる。つまり、ボイラ１の待機中、缶体３内の圧力を集合煙道２内の圧力よりも少し高めることができればよい。送風機５のモータの回転数をインバータで調整可能に構成しておけば、逆流防止用空気路１２を介した煙道９への排気中、送風機５の回転数を下げて運転することで、省エネルギーを図ることができる。

燃焼待機中、逆流防止用空気路１２を介して送風機５からの空気を煙道９へ排出することで、集合煙道２の口径を大きくすることなく、集合煙道２からの排ガスの逆流を防止することができる。この際、燃焼用空気路６のダンパ７を閉めておくことで、送風機５からの空気は、逆流防止用空気路１２を介してのみ煙道９へ流れ、また基本的にはその空気が缶体３側へ逆流するおそれもない。さらに、缶体３やエコノマイザ８には空気が流れないので、缶体３やエコノマイザ８の熱を外部へ捨てることなく、省エネルギーを図ることができる。

ところで、メインバーナ４の他に、パイロットバーナ１０を備えるボイラ１の場合、前述した逆流防止用空気路１２の設置とこの空気路１２を介した送風制御に代えてまたはそれに加えて、メインバーナ４の燃焼待機中、ダンパ７を閉めた状態でパイロットバーナ１０を連続燃焼させてもよい。この場合も、集合煙道２からの排ガスの逆流防止を図ることができる。

たとえば、逆流防止用空気路１２の設置を省略したボイラ１において、燃焼待機中には、ダンパ７を閉じた状態で、パイロットバーナ１０を連続燃焼させればよい。これにより、一定以上の炉圧と、集合煙道２へのドラフト（通風力）とを保つことができ、集合煙道２から缶体３への排ガスの逆流を防止することができる。なお、ボイラ１が再起動して、メインバーナ４での燃焼が再開すると、パイロットバーナ１０での燃焼は停止する。ボイラ１の待機時、パイロットバーナ１０を連続燃焼させておけば、ボイラ１の再起動時のプレパージを省略することができるので、プレパージによる缶体３内からの放熱損失の低減も図られる。

一方、パイロットバーナ１０に加えて逆流防止用空気路１２も備えていれば、ボイラ１の待機時、上述のようなパイロットバーナ１０の連続燃焼を行わないか、一定時間経過してパイロットバーナ１０の連続燃焼を停止する場合には、逆流防止用空気路１２を介して煙道９への送気を行えばよい。つまり、エコノマイザ８よりも下流の煙道９へ、送風機５から必要最小限の空気を送り込んで、集合煙道２からの排ガスの逆流を防止することができる。この場合、パイロットバーナ１０を連続燃焼させないので、燃料の消費を抑制することができる。

本発明のボイラ１は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、高燃焼状態、低燃焼状態および待機（停止）の三位置で制御されるボイラ１について説明したが、単に発停を制御（オンオフ制御）されるボイラの他、高燃焼状態、中燃焼状態、低燃焼状態および待機の四位置以上で制御されるボイラや、あるいは蒸気圧に基づき燃焼量が比例制御されるボイラなどにも同様に適用可能である。

また、缶体３の構成も特に問わず、たとえば、多数の水管が円筒状に配列された丸型の缶体３であって、その上部に下方へ向けてバーナ４が設けられた缶体３にも同様に適用可能である。さらに、前記実施例では、メインバーナ４がパイロットバーナ１０で点火されるボイラ１について説明したが、パイロットバーナ１０による点火方式でないボイラ（パイロットバーナ１０を備えないボイラ）１にも同様に適用可能である。

１ボイラ
２ 集合煙道
３ 缶体
４ バーナ（メインバーナ）
５ 送風機
６ 燃焼用空気路
７ ダンパ
８ エコノマイザ
９ （集合煙道への）煙道
１０ パイロットバーナ
１１ ダクト
１２ 逆流防止用空気路
１３ バルブ

Claims (3)

1. 多缶設置され、排ガスが他のボイラからの排ガスと集合煙道にまとめられて排出されるボイラであって、
   送風機からバーナへの燃焼用空気路にはダンパが設けられており、
   このダンパより上流の前記燃焼用空気路と、前記集合煙道への煙道とが、逆流防止用空気路で接続されており、
   前記バーナの燃焼待機中、前記ダンパを閉めた状態で、前記逆流防止用空気路を介して前記送風機からの空気を前記煙道へ排出する
   ことを特徴とするボイラ。
2. 前記逆流防止用空気路は、エコノマイザよりも下流において、前記集合煙道への煙道へ空気を送り込み、
   前記バーナの燃焼中、前記逆流防止用空気路を閉じる
   ことを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
3. 前記バーナとしてのメインバーナと、その点火用のパイロットバーナとを備え、
   前記逆流防止用空気路の設置とこの空気路を介した送風制御に代えてまたはそれに加えて、前記メインバーナの燃焼待機中、前記ダンパを閉めた状態で前記パイロットバーナを連続燃焼させる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボイラ。

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