JP2014102007A - Combustion generation ash mass removal device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、燃焼生成灰塊除去装置、特に、例えば、石炭焚き火力発電所におけるボイラ等の石炭燃焼設備に付着した石炭灰からなる燃焼生成灰塊を容易に安全かつ確実に除去することができる燃焼生成灰塊除去装置に関するものである。 The present invention can easily and safely remove a combustion product ash lump composed of coal ash attached to a coal combustion facility such as a boiler in a coal-fired thermal power plant. The present invention relates to a combustion product ash lump removal device.
例えば、石炭焚き火力発電所は、図9に示すように、石炭粉砕ミル21によって石炭を微粉炭に粉砕し、この微粉炭を石炭燃焼設備としてのボイラの燃焼炉22内に燃焼バーナー23から噴射して、燃焼炉22内に配管したボイラ水管24内を流れる水を加熱し、得られた蒸気によりタービンを回して発電を行っている。なお、燃焼炉22からの燃焼排ガスは、排煙脱硫装置25および集塵機26を介して煙突27から大気に放散される。
For example, as shown in FIG. 9, a coal-fired thermal power plant pulverizes coal into pulverized coal by a
このように、石炭焚き火力発電所のボイラは、燃焼炉22内で微粉炭を燃焼させているので、ボイラ水管24の外壁に石炭灰からなる燃焼生成灰が付着する。この燃焼生成灰は、ボイラの運転に伴って次第に成長して、硬く重量のある燃焼生成灰塊となる。ボイラ水管24の外壁に燃焼生成灰塊が付着し、大きく成長すると、以下のような問題が生じる。
Thus, since the boiler of a coal fired thermal power plant burns pulverized coal in the
ボイラの定期検査は、燃焼炉22内に足場を組んで行うが、定期検査時にボイラ水管24の外壁等に付着した燃焼生成灰塊が落下して、作業員に当たり、重大な人身事故を引き起こすおそれがある。
Periodic inspection of the boiler is performed with a scaffold in the
そこで、この問題を解決すべくなされた燃焼生成灰塊除去方法の一例が特許文献1(特許第4011448号公報)に開示されている。以下、この燃焼生成灰塊除去方法を従来燃焼生成灰塊除去方法といい、図面を参照しながら説明する。 Thus, an example of a combustion product ash lump removal method for solving this problem is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 40111448). Hereinafter, this combustion product ash lump removal method is referred to as a conventional combustion product ash lump removal method and will be described with reference to the drawings.
図10は、従来燃焼生成灰塊除去方法に使用される発射装置を示す概略断面図である。 FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a launching device used in a conventional combustion product ash lump removal method.
図10に示すように、従来燃焼生成灰塊除去方法は、ボイラ等の石炭燃焼設備に溜まった30から80メッシュ程度の石炭灰からなる燃焼生成灰と水との混練物を成形型内に充填し、加圧し、乾燥させることにより直径60mm程度の球形の燃焼生成灰ボール28を成形し、モータにより一対のローラ29が高速回転するよう構成された発射装置30に燃焼生成灰ボール28を供給し、燃焼生成灰ボール28をローラ29間に挟んで送り出すことにより燃焼生成灰ボール28を石炭燃焼設備としてのボイラのボイラ水管の外壁に付着した燃焼生成灰塊に向けて100から200km/h程度の速度で発射し、かくして、燃焼生成灰ボール28の衝突エネルギーにより燃焼生成灰塊をボイラ水管の外壁から脱落させて除去するものである。
As shown in FIG. 10, in the conventional combustion product ash lump removal method, a kneaded product of combustion product ash made of 30 to 80 mesh coal ash and water collected in coal combustion equipment such as a boiler is filled in a mold. The spherical combustion-generated
ボイラ以外の石炭燃焼設備としての焼却炉や燃焼炉等においても、付着した燃焼生成灰塊を従来燃焼生成灰塊除去方法により除去することができる。 Even in an incinerator or a combustion furnace as a coal combustion facility other than a boiler, the attached combustion product ash mass can be removed by a conventional combustion product ash mass removal method.
上記従来燃焼生成灰塊除去方法によれば、石炭燃焼設備に付着した燃焼生成灰塊を離れた場所からある程度、除去することは可能であるが、以下のような問題があった。 According to the conventional combustion product ash lump removal method, it is possible to remove the combustion product ash lump attached to the coal combustion facility to some extent from a remote location, but there are the following problems.
モータにより一対のローラ29が高速回転するよう構成された発射装置30により燃焼生成灰ボール28を100から200km/h程度の速度で燃焼生成灰塊に向けて発射させるとなっている。
The firing
しかし、通常の硬式や軟式の野球ボールの場合には、このような速度でボールを発射させることは可能であるが、燃焼生成灰ボール28は、野球ボールに比べて硬く、しかも、燃焼生成灰ボール28とローラ29とは点接触のために摩擦力が小さい。従って、130km/h程度の速度が限界でそれ以上の速度は望めないことが分かった。
However, in the case of a normal hard or soft baseball, it is possible to fire the ball at such a speed. However, the combustion-generated
このように、従来燃焼生成灰塊除去方法では、高速で燃焼生成灰ボール28を発射できないと共に、燃焼生成灰ボール28は、一対のローラ29間から点接触により生じた摩擦力により発射されるので、燃焼生成灰ボール28のコントロールが悪く、たとえ目標の燃焼生成灰塊に命中させることができても確実に燃焼生成灰塊を脱落させて除去することができない可能性があった。
Thus, in the conventional combustion product ash lump removal method, the combustion
従って、この発明の目的は、石炭焚き火力発電所におけるボイラ等の石炭燃焼設備に付着した石炭灰からなる燃焼生成灰塊を容易に安全かつ確実に除去することができる燃焼生成灰塊除去装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a combustion product ash lump removal device that can easily and safely remove combustion product ash lump composed of coal ash adhering to coal combustion facilities such as boilers in a coal fired thermal power plant. It is to provide.
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。 The present invention has been made to achieve the above object, and is characterized by the following.
請求項1記載の発明は、石炭燃焼設備に付着した燃焼生成灰塊に向けて離れた場所からボールを発射させ、前記ボールの衝突エネルギーにより前記燃焼生成灰塊を前記石炭燃焼設備から脱落させて除去する燃焼生成灰塊除去装置であって、ノズルを備えた発射装置本体と、吸引装置とを備え、前記発射装置本体は、前記ノズルに形成された投入口から前記ノズル内に投入された前記ボールを、前記ノズルの前記ボールの発射方向上流側端部から送り込んだ圧縮空気により発射し、前記吸引装置は、前記ノズルに形成された吸引口から、前記ノズル内の前記ボールと前記上流側端部との間の前記ノズル内の空気を吸引して、前記ボールを前記ノズルの所定位置に保持することに特徴を有するものである。 According to the first aspect of the present invention, a ball is fired from a location away from the combustion generated ash lump attached to the coal combustion facility, and the combustion generated ash lump is dropped from the coal combustion facility by the collision energy of the ball. A combustion product ash lump removing device to be removed, comprising a launcher body provided with a nozzle, and a suction device, wherein the launcher body is introduced into the nozzle from an inlet formed in the nozzle A ball is fired by compressed air sent from the upstream end of the nozzle in the firing direction of the nozzle, and the suction device is connected to the ball in the nozzle and the upstream end from a suction port formed in the nozzle. It is characterized by sucking air in the nozzle between the nozzles and holding the ball at a predetermined position of the nozzle.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記ノズルの前記上流側端部内に圧縮ばねが設けられ、前記ボールは、前記吸引装置による空気の吸引により前記圧縮ばねの弾性力に抗して前記ノズルの前記上流側端部に移動し、前記ボールは、前記発射装置本体からの圧縮空気と前記圧縮ばねの復元力とによって、前記ノズルから発射されることに特徴を有するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a compression spring is provided in the upstream end portion of the nozzle, and the ball is elasticized by the suction of air by the suction device. The ball is moved to the upstream end of the nozzle against the above, and the ball is fired from the nozzle by the compressed air from the launching device body and the restoring force of the compression spring. It is.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記ノズルの前記所定位置には、前記ボールと密着する弾性体が設けられていることに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れかに記載の発明において、前記吸引口は、前記ノズルの壁面に複数個、形成され、複数個の前記吸引口は、環状通路にそれぞれ接続され、前記環状通路を介して空気が吸引されることに特徴を有するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, a plurality of the suction ports are formed on a wall surface of the nozzle, and the plurality of the suction ports are formed in an annular passage. They are connected to each other, and air is sucked through the annular passage.
請求項5に記載の発明は、請求項1から4の何れかに記載の発明において、前記ボールは、無収縮セメントと砂との混合物、または、無収縮セメントと砂と石灰との混合物からなっていることに特徴を有するものである。
The invention according to
請求項6記載の発明は、請求項1から5の何れかに記載の発明において、前記ノズルの先端部は、湾曲していることに特徴を有するものである。
The invention according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to any one of
請求項7記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記ノズルは、前記ノズルの軸線回りに回転可能であることに特徴を有するものである。
The invention described in
請求項8記載の発明は、請求項1から7の何れかに記載の発明において、前記ノズルの先端には、前記ボールが当たる衝突板が前記ボールの発射方向に対して傾斜して取り付けられていることに特徴を有するものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, an impingement plate against which the ball hits is attached to a tip of the nozzle so as to be inclined with respect to a firing direction of the ball. It has a feature in being.
請求項9記載の発明は、請求項8に記載の発明において、前記ノズルは、前記衝突板と共に、前記ノズルの軸線回りに回転可能であることに特徴を有するものである。 The invention described in claim 9 is characterized in that, in the invention described in claim 8, the nozzle is capable of rotating around the axis of the nozzle together with the collision plate.
請求項10記載の発明は、請求項1から9の何れか1つに記載の発明において、前記ボールは、表面に複数個の凹部が形成されていることに特徴を有するものである。 A tenth aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to any one of the first to ninth aspects, the ball has a plurality of concave portions formed on a surface thereof.
この発明によれば、石炭焚き火力発電所におけるボイラ等の石炭燃焼設備に付着した石炭灰からなる燃焼生成灰塊を容易に安全かつ確実に除去することができる燃焼生成灰塊除去装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a combustion product ash lump removing device capable of easily and safely removing a combustion product ash lump composed of coal ash adhering to a coal combustion facility such as a boiler in a coal fired thermal power plant. be able to.
この発明の燃焼生成灰塊除去装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。 One embodiment of the combustion product ash mass removing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の燃焼生成灰塊除去装置を示す概略図、図2は、この発明の燃焼生成灰塊除去装置を示す部分概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a combustion product ash lump removal apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view showing the combustion product ash lump removal apparatus of the present invention.
図1および図2において、1は、燃焼生成灰塊除去装置の発射装置本体である。発射装置本体1は、ボール2を発射するノズル3を有し、ノズル3に形成された投入口3aからノズル3内に投入されたボール2を、ノズル3のボール2の発射方向上流端から送り込んだ圧縮空気により発射する。ノズル3は、開閉バルブ4を介して圧縮空気源(図示せず)に接続されている。開閉バルブ4を瞬時に開閉することにより、ノズル3内に投入されたボール2は、圧縮空気によりノズル3から燃焼生成灰塊に向けて発射される。
In FIG. 1 and FIG. 2, 1 is a launcher main body of a combustion product ash lump removal device. The launching device
ボール2は、径が30mmから80mm程度、例えば、50mmの球状に形成され、市販の速乾、無収縮性のプレミックスモルタル(工場段階でセメントと砂とを予め混合したもの)からなっている。ボール2の発射速度は、160km/hから220km/h程度、例えば、190から220km/h程度が良い。ボール2の発射速度は、圧縮空気の圧力を調整することにより容易に調整することが可能である。ボール2を圧縮空気により発射させることにより、従来燃焼生成灰塊除去方法のようなローラ式発射装置では得られなかった高速の発射速度を得ることができるとともに、ボール2をノズル3を通して発射させるために、ボール2のコントロールを格段に向上させることができる。この結果、ボール2を目標の燃焼生成灰塊に正確に命中させることができ、しかも、高速であるがゆえに確実に燃焼生成灰塊を脱落させて除去することができる。
The
ボール2の材質を無収縮セメントと砂との混合物にしたのは、ボール2の製造に際しては、無収縮セメントと砂と水との混合物を成形型内に充填し、加圧し、乾燥させるが、通常のセメントでは、乾燥後に収縮して所望径のボール2が得られない。これに対して、無収縮セメントを使用すれば、乾燥による収縮が最大限に抑えられるので、所望径のボール2が得られるからである。所望径のボール2を使用することによって、ボール2とノズル3との間の隙間を最小限に抑えることができるので、ボール2の発射速度を容易に調整することが可能となる。
The
ボール2の材質の重量配合比率の一例は、以下の通りである。
An example of the weight blending ratio of the material of the
モルタル:1±0.1
珪砂 :1±0.1
水 :0.18±0.2
Mortar: 1 ± 0.1
Silica sand: 1 ± 0.1
Water: 0.18 ± 0.2
なお、ボール2の材質を無収縮セメントと砂と石灰との混合物としても良い。石灰を入れると、ボールの成形性を維持したままボールの強度調整が容易に行える。
The material of the
また、燃焼生成灰塊の硬さは、燃焼する石炭の種類により大きく変化し、特に、硬い燃焼生成灰塊に対しては、無収縮セメントと砂との混合物からなるボール2を使用しないと、燃焼生成灰塊を確実に脱落し、除去することができない。すなわち、上述した石炭灰からなる燃焼生成灰ボールは、無収縮セメントと砂との混合物からなるボール2に比べて強度が低く、硬い燃焼生成灰塊を確実に脱落し、除去することができない。
In addition, the hardness of the combustion product ash lump varies greatly depending on the type of coal to be burned. Particularly, for the hard combustion product ash lump, if the
さらに、上述した石炭灰からなる燃焼生成灰ボールは、石炭灰が気泡を多く含んでいるので、石炭灰と水との混練物を加圧、成形してもボールを正確に球状に成形することができない。従って、石炭灰からなる燃焼生成灰ボールでは、ボールを圧縮空気によりノズルを通して高速度で発射させることはできない。 Furthermore, the combustion-generated ash balls made of coal ash described above can form the balls accurately into a spherical shape even if the kneaded product of coal ash and water is pressed and molded because the coal ash contains many bubbles. I can't. Therefore, with combustion-generated ash balls made of coal ash, the balls cannot be fired at high speed through the nozzle with compressed air.
5は、吸引装置であり、ノズル3に形成された吸引口3bから、ノズル3内のボール2とノズル3の上流端との間のノズル3内の空気を吸引して、ボール2をノズル3の所定位置(P)に保持する。図2に示すように、所定位置(P)は、ボール2の径より小径に形成され、ボール2と密着するゴム等の弾性体6が取り付けられている。吸引装置5によりノズル3内の空気を吸引することによって、ボール2は、ノズル3の姿勢にかかわらず、ノズル3の所定位置(P)に保持されるので、ノズル3を水平より下方に向けてもボール2がノズル3から脱落するおそれはなくなる。
このように構成されている、この発明の燃焼生成灰塊除去装置により、例えば、石炭焚き火力発電所におけるボイラ水管に付着した石炭灰からなる燃焼生成灰塊を除去するには、図5に示すように、ボイラの燃焼炉7に設けられたのぞき窓8の近傍に燃焼生成灰塊除去装置の発射装置本体1を設置し、ノズル3をのぞき窓8から燃焼炉7内に挿入して、ボイラ水管9に付着した燃焼生成灰塊10に向ける。この際、吸引装置5によりノズル3内の空気を吸引して、ボール2をノズル3の所定位置(P)に保持しておけば、ノズル3を水平より下方に向けてもボール2がノズル3から脱落するおそれはない。
For example, in order to remove the combustion product ash lump composed of coal ash adhering to the boiler water pipe in the coal fired thermal power plant, the combustion product ash lump removal apparatus of the present invention configured as described above is shown in FIG. As described above, the
そして、開閉バルブ4を開いてボール2を圧縮空気により高速度で発射させれば、ボール2は、燃焼生成灰塊10に正確に衝突し、このときの衝突エネルギーによって、燃焼生成灰塊10をボイラ水管9から容易かつ確実に脱落させて、除去することができる。しかも、燃焼生成灰塊10の脱落、除去作業を離れた位置から行うことができるので安全である。
Then, when the on-off
なお、図5に示すように、ノズル3の先端にレーザービーム照準器11と炉内カメラ12を取り付け、炉外にカメラモニター13を設置すれば、燃焼生成灰塊10の脱落、除去作業をより正確に行うことができるとともに、燃焼生成灰塊10の脱落、除去作業の現状を確実に把握することが可能となる。
As shown in FIG. 5, if the laser beam sight 11 and the in-
燃焼炉7に設けられたのぞき窓8の幅(W)は、通常、100mm程度であるので、目標の燃焼生成灰塊10の位置によっては、ノズル3を正確に燃焼生成灰塊10に向けることができない場合がある。この場合には、図6に示すように、ノズル3の先端部を湾曲させたり、図7に示すように、ノズル3の先端にゴム製等の衝突板14を取り付ければ、のぞき窓8の幅(W)が狭くても、ノズル3の発射口を正確に目標の燃焼生成灰塊10に向けることができる。
Since the width (W) of the observation window 8 provided in the
ノズル3の先端部を湾曲させた場合、ノズル3をその軸線回りに回転可能とすれば、ノズル3の発射口の位置を変化させることができる。ノズル3の先端に衝突板14を設けた場合でも、ノズル3をその軸線回りに回転可能とすれば、ノズル3の発射口の位置を変化させることができる。
When the tip of the
のぞき窓8が設置されていない場合、あるいは、のぞき窓8が設置されていても、燃焼炉7に入って燃焼生成灰塊10の脱落、除去作業を行うことが可能な場合には、燃焼生成灰塊除去装置を燃焼炉7内に搬入して、作業を行うこともできる。
When the observation window 8 is not installed, or when the observation window 8 is installed, the combustion generated
なお、図8に示すように、ボール2の表面に、丁度、ゴルフボールの表面に形成されているディンプルのような凹部を形成すれば、ボール2が燃焼生成灰塊10に衝突したときにボール2が燃焼生成灰塊10に噛み込みやすくなるので、燃焼生成灰塊10の脱落、除去効率が向上すると共に、ボール2の直進性を保持することができ、しかも、ボール2に回転を付与することによって、ボール2の曲がりを容易に制御することが可能となる。
As shown in FIG. 8, if a concave portion such as a dimple formed on the surface of the golf ball is formed on the surface of the
図3に、この発明の別の燃焼生成灰塊除去装置を示す。図3において、図2と同一番号は、同一物を示す。 FIG. 3 shows another combustion product ash mass removing apparatus of the present invention. 3, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same items.
この発明は、ノズル3の上流側端部内に圧縮ばね15が設けられたものから構成されている。この発明によれば、図2に示す発明と同様に、ボール2は、吸引装置5(図2参照)による空気の吸引により圧縮ばね15の弾性力に抗してノズル3の上流側端部に移動するが、ボール2は、発射装置本体1からの圧縮空気と圧縮ばね15の復元力とによって、ノズル3から発射される。これにより、より高速でボール2を発射することができるか、同じ発射速度で良いならば、圧縮ばね15の復元力の分、圧縮空気量を減少させることができる。
In the present invention, a
この発明において、上記所定位置(P)は、吸引口3bの位置であり、ボール2は、吸引装置5による空気の吸引により圧縮ばね15の弾性力に抗して、吸引口3bの位置にとどまる。なお、この発明においても、図2に示すように、ボール2の径より小径に形成した位置を所定位置(P)としても良い。
In the present invention, the predetermined position (P) is the position of the
図4に示すように、吸引口3bをノズル3の壁面に複数個、形成し、複数個の吸引口3bを環状通路16にそれぞれ接続し、環状通路16を介して空気を吸引するようにしても良い。このようにすることによって、ノズル3内の空気を均一に吸引することができる。
As shown in FIG. 4, a plurality of
以上説明したように、この発明によれば、ボール2を圧縮空気により燃焼生成灰塊10に向けて発射させ、このときの衝突エネルギーにより燃焼生成灰塊10を脱落させるによって、石炭焚き火力発電所におけるボイラ等の石炭燃焼設備に付着した石炭灰からなる燃焼生成灰塊10を容易に安全かつ確実に除去することができる。
As described above, according to the present invention, the
また、ノズル3内の空気を吸引して、ボール2をノズル3の所定位置(P)に保持することによって、ノズル3の姿勢にかかわらず、ノズル3からのボール2の脱落を防止することができる。
Further, by sucking the air in the
さらに、吸引装置5によりボール2を圧縮ばね15の弾性力に抗してノズル3の上流側端部に移動させることによって、より高速でボール2を発射することができるが、同じ発射速度で良いならば、圧縮ばね15の復元力の分、圧縮空気量を減少させることができる。
Furthermore, the
以上は、この発明を石炭焚き火力発電所におけるボイラ水管に付着した石炭灰からなる燃焼生成灰塊の除去に適用した場合であるが、石炭灰以外の燃焼生成灰の除去や塊焼却炉や燃焼炉等の他の燃焼設備に適用できることは勿論である。 The above is the case where the present invention is applied to the removal of combustion ash mass composed of coal ash adhering to the boiler water pipe in a coal fired thermal power plant, but the removal of combustion product ash other than coal ash, mass incinerator or combustion Of course, it can be applied to other combustion equipment such as a furnace.
1:発送装置本体
2:ボール
3:ノズル
3a:投入口
3b:吸引口
4:開閉バルブ
5:吸引装置
6:弾性体
7:燃焼炉
8:のぞき窓
9:ボイラ水管
10:燃焼生成灰塊
11:レーザービーム照準器
12:炉内カメラ
13:カメラモニター
14:衝突板
15:圧縮ばね
16:環状通路
21:石炭粉砕ミル
22:燃焼炉
23:燃焼バーナー
24:ボイラ水管
25:排煙脱硫装置
26:集塵機
27:煙突
28:燃焼生成灰ボール
29:ローラ
30:発射装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Ship apparatus main body 2: Ball | bowl 3:
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