JP2014202441A - Protector against screen for fluid bed type boiler - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、木質チップ、都市ゴミ、産業廃棄物、石炭その他の燃焼物を流動層により燃焼するとともに、その熱エネルギーを回収する流動床式ボイラにおけるスクリーンのプロテクタに関するものである。 The present invention relates to a screen protector for a fluidized bed boiler that burns wood chips, municipal waste, industrial waste, coal and other combustion products in a fluidized bed and recovers the thermal energy.
この種の流動床式ボイラは、例えば、燃焼室と熱回収室の間に上下方向が管軸方向の複数本の水管を並列したスクリーンを設け、そのスクリーンの各水管の間を介して砂等の熱媒体を前記燃焼室と熱回収室との間に循環させて熱回収室及び水管で熱回収する構成である(特許文献1、特許請求の範囲、第6図参照)。
上記スクリーンを構成する水管は所要間隙をもって並設され、その水管表面は燃焼室と熱回収室内の熱媒体に晒されるとともに、前記間隙を通って熱媒体が燃焼室から熱回収室に移動する。このため、各水管全周面をプロテクタで覆って水管の摩耗や腐食等を防止するようにしている(特許文献1、第2図、第3図参照)。
This type of fluidized bed boiler is provided with, for example, a screen in which a plurality of water pipes whose vertical directions are in the pipe axis direction are arranged between a combustion chamber and a heat recovery chamber, and sand or the like is interposed between the water pipes of the screen. The heat medium is circulated between the combustion chamber and the heat recovery chamber, and heat recovery is performed by the heat recovery chamber and the water pipe (see Patent Document 1, Claims, FIG. 6).
The water pipes constituting the screen are juxtaposed with a required gap. The surface of the water pipe is exposed to the heat medium in the combustion chamber and the heat recovery chamber, and the heat medium moves from the combustion chamber to the heat recovery chamber through the gap. For this reason, the entire circumference of each water pipe is covered with a protector to prevent the water pipe from being worn or corroded (see Patent Document 1, FIG. 2, FIG. 3).
従来のプロテクタは、水管の上下方向に分割された部材からなり、その分割部材を管軸方向に積み重ねた構成である。このため、上下に隣接する分割部材はその上下端面が突き当たっている状態であり、その突き当たり界面に砂等の熱媒体や被燃焼物等の異物が入り込む。
一方、プロテクタは、常時、燃焼室及び熱回収室から加熱され、その加熱度合も変化するため、熱収縮や熱膨張を繰り返す。しかし、そのプロテクタに覆われた水管はプロテクタに比べれば熱膨張し難い。このため、プロテクタが熱膨縮を繰り返すと、プロテクタと水管の熱膨張差によって広がる両者の間隙に熱媒体(砂)等が入り込み大量に溜まってプロテクタに応力が作用して破損する場合がある。その熱媒体等の入り込みは、主に、プロテクタを構成する上下の分割部材の界面に生じる間隙において生じている。
The conventional protector consists of members divided in the vertical direction of the water pipe, and the divided members are stacked in the pipe axis direction. For this reason, the upper and lower end surfaces of the divided members adjacent to each other are in contact with each other, and a heat medium such as sand or a foreign matter such as a combusted material enters the contact interface.
On the other hand, the protector is constantly heated from the combustion chamber and the heat recovery chamber, and the degree of heating also changes, so that the thermal contraction and thermal expansion are repeated. However, the water pipe covered with the protector is less likely to thermally expand than the protector. For this reason, if the protector repeats thermal expansion and contraction, a heat medium (sand) or the like may enter the gap between the protector and the water pipe that spreads due to the difference in thermal expansion, and a large amount of the heat medium may accumulate and damage the protector. The entry of the heat medium or the like mainly occurs in a gap generated at the interface between the upper and lower divided members constituting the protector.
この発明は、以上の実状の下、プロテクタを構成する上下の分割部材の界面への熱媒体等の侵入を防止することを課題とする。 This invention makes it a subject to prevent the penetration | invasion of the heat medium etc. to the interface of the upper and lower division members which comprise a protector under the above actual condition.
上記課題を達成するために、この発明は、上記上下の分割プロテクタ部材の上側部材の下端に鍔を設け、その鍔によって下側の分割部材の上端表面を覆い、上記界面への熱媒体等の侵入を防止することとしたのである。
このように、上側の分割プロテクタ部材の鍔で下側の分割プロテクタ部材上端を覆えば、その上下の分割プロテクタ部材の界面への熱媒体等の侵入が防止される。このとき、上側の分割プロテクタ部材下端鍔で下側の分割プロテクタ部材上端を覆っているため、熱媒体等の上下の隣り合う分割プロテクタ部材の界面への侵入は下方からの入り込みとなり、その入り込みが行なわれ難い上に、仮に鍔の下側から入り込んでも下側分割プロテクタ部材上端を乗り越えないとその界面に入り込めないため、その熱媒体等の上下分割プロテクタ部材間への侵入は有効に阻止される。
In order to achieve the above object, the present invention provides a flange at the lower end of the upper member of the upper and lower divided protector members, covers the upper end surface of the lower divided member by the flange, and provides a heat medium to the interface, etc. It was decided to prevent intrusion.
In this way, if the upper end of the lower divided protector member is covered with the upper divided protector member, entry of a heat medium or the like into the interface between the upper and lower divided protector members is prevented. At this time, since the lower split protector member upper end is covered with the upper split protector member lower end 侵入, the intrusion into the interface of the upper and lower adjacent split protector members such as the heat medium enters from the lower side, and the entrance is In addition, even if it enters from the lower side of the cage, it cannot enter the interface unless it gets over the upper end of the lower divided protector member, so that the penetration of the heat medium or the like between the upper and lower divided protector members is effectively prevented. The
この発明の構成としては、燃焼室と熱回収室の間に上下方向が管軸方向の複数本の水管を並列したスクリーンを設け、そのスクリーンの各水管の間を介して熱媒体を前記燃焼室と熱回収室との間に循環させる流動床式ボイラの、前記水管全周を覆って保護する筒状のプロテクタにおいて、前記管軸方向の平面で分割された半割りの2部材からなって、その一方が上記水管の燃焼室側を保護する上下方向に重ねた複数の燃焼室側プロテクタ部材とからなり、他方が水管の熱回収室側を保護する上下方向に重ねた複数の熱回収室側プロテクタ部材とからなり、上下隣り合う燃焼室側プロテクタ部材の少なくとも1組は、その上側プロテクタ部材下縁の下方に向く鍔が下側プロテクタ部材上端表面に重なっている構成とすることができる。 As a configuration of the present invention, a screen is provided between a combustion chamber and a heat recovery chamber, in which a plurality of water pipes whose vertical direction is in the tube axis direction are arranged in parallel, and the heat medium is passed between the water pipes of the screen through the combustion chamber. In a cylindrical protector that covers and protects the entire circumference of the water pipe, the fluidized bed boiler that is circulated between the heat recovery chamber and the heat recovery chamber consists of two halves divided by a plane in the pipe axis direction, One side is composed of a plurality of combustion chamber side protector members stacked in the vertical direction to protect the combustion chamber side of the water pipe, and the other side is a plurality of heat recovery chamber sides stacked in the vertical direction to protect the heat recovery chamber side of the water pipe The at least one set of combustion chamber side protector members that are formed of protector members and are adjacent to each other in the upper and lower sides can be configured such that the ridges facing the lower side of the lower edge of the upper protector member overlap the upper surface of the lower protector member.
この構成において、鍔を設ける上下隣り合う燃焼室側プロテクタ部材の組は、実験や実操業等によって熱媒体等が入り込み易いプロテクタ部材を把握して適宜に選択すれば良いが、全ての上下隣り合う燃焼室側プロテクタ部材間に設けることが好ましい。
また、上記燃焼室側プロテクタ部材と熱回収室側プロテクタ部材は長さ方向で重ねて筒状とするが、その筒状とした長さ方向の界面は、単に突き合わせるだけでも良いが、噛合いによる嵌合構造とすることができる。その嵌合構造としては、例えば、燃焼室側プロテクタ部材を長板状物とし、熱回収室側プロテクタ部材を横断面円孤状の長尺物とし、熱回収室側プロテクタ部材の両側端を燃焼室側プロテクタ部材裏面の溝に嵌めて両プロテクタ部材を嵌め合わせて水管全周を覆う構造を採用することができる。
In this configuration, the set of combustion chamber side protector members that are adjacent to each other to provide the soot may be selected as appropriate by grasping a protector member into which a heat medium or the like is likely to enter by experiment or actual operation, etc. It is preferable to provide between combustion chamber side protector members.
Further, the combustion chamber side protector member and the heat recovery chamber side protector member are overlapped in the length direction to form a cylinder, but the interface in the length direction of the cylinder may be simply abutted, It can be set as the fitting structure by. As the fitting structure, for example, the combustion chamber side protector member is a long plate, the heat recovery chamber side protector member is a long object having a circular cross section, and both end portions of the heat recovery chamber side protector are combusted. It is possible to employ a structure that covers the entire circumference of the water pipe by fitting the two protector members into the groove on the back surface of the room side protector member.
これらにおいて、上下隣り合う熱回収室側プロテクタ部材の少なくとも1組にも、その上側プロテクタ部材下縁に下方に向く鍔を設けて、その鍔が下側プロテクタ部材上端表面に重なっている構成とすることができる。このときも、鍔を設ける上下隣り合う熱回収室側プロテクタ部材の組は、同様に、実験や実操業等によって熱媒体等が入り込み易いプロテクタ部材を把握して適宜に選択すれば良く、全ての上下隣り合う熱回収室側プロテクタ部材間に設けることが好ましい。 In these, at least one pair of the heat recovery chamber side protector members that are adjacent to each other in the upper and lower sides is provided with a ridge directed downward on the lower edge of the upper protector member, and the ridge overlaps the upper surface of the lower protector member. be able to. Also at this time, the set of protector side protector members that are adjacent to each other in the upper and lower sides, which are provided with a ridge, can be selected appropriately by grasping the protector member that is likely to enter a heat medium or the like through experiments or actual operations. It is preferable to provide between the heat recovery chamber side protector members which adjoin the upper and lower sides.
なお、特許文献2には、流動床ボイラの水管(蒸発管)のプロテクタにおいて、その分割プロテクタ部材の側端を重ね、上下隣り合う分割プロテクタ部材の隙間は押え部材で覆った技術が示されている(同文献2、明細書第5頁第15〜18行、第1、第3、第6図等参照)。
しかし、本願に係る発明の流動床式ボイラは、複数の水管からなるスクリーンの各水管の間を熱媒体が通って燃焼室と熱回収室との間に循環するものであるのに対し、特許文献2記載の技術は、熱媒体が燃焼室と熱回収室との間に循環するものではない。
このため、特許文献2記載の技術における分割プロテクタ部材の隙間への熱媒体等の侵入阻止は、隔壁(物が通過することを阻止する壁)を完全に構築するためのものである。これに対し、本願に係る発明の流動床式ボイラにおいては、本来、各水管(プロテクタ)の間は熱媒体等が通過するものであり、各プロテクタの間の間隙は許容されたものであって、そのような流動床式ボイラにおいて、本願に係る発明は、プロテクタの熱膨縮によって、上下隣り合うプロテクタ部材間(界面)に侵入した熱媒体等によるプロテクタの破損という事項を認識し、その防止のために、上下隣り合うプロテクタ部材間(界面)を塞ぐようにしたものである。すなわち、この発明の分割プロテクタ部材の隙間への熱媒体等の侵入阻止と特許文献2の分割プロテクタ部材の隙間への熱媒体等の侵入阻止とは意義が異なるものである。
However, in the fluidized bed boiler according to the present invention, the heat medium passes between the water pipes of the screen composed of a plurality of water pipes and circulates between the combustion chamber and the heat recovery chamber. In the technique described in
For this reason, intrusion prevention of the heat medium or the like into the gap of the divided protector member in the technique described in
この発明は、以上のように構成して、上下隣り合うプロテクタ部材間への熱媒体等の侵入を阻止するようにしたので、その間に侵入した熱媒体等とプロテクタ部材との熱膨張差によるプロテクタ部材の破損を防止することができる。 Since the present invention is configured as described above and prevents the heat medium and the like from entering between the upper and lower protector members, the protector due to the difference in thermal expansion between the heat medium and the protector member that has entered between the protector members. Damage to the member can be prevented.
この発明の一実施形態を図1〜図5に示し、この実施形態は木質チップを主原料とするバイオマス発電設備における内部循環流動床ボイラBに関する。この流動床ボイラBは、特許文献1記載の流動床ボイラと同様に、燃焼室1と熱回収室2の間に上下方向が管軸方向の複数本の水管4を並列したスクリーン3を設け、そのスクリーン3の各水管4の間を介して熱媒体である砂aが燃焼室1と熱回収室2との間に循環して、熱回収室2内の熱交換管(図示せず)によって熱回収するとともに、各水管4によっても熱回収する。そのスクリーン3の各水管4に従来と同様にプロテクタ10が設けられている。
1 to 5 show an embodiment of the present invention, and this embodiment relates to an internal circulating fluidized bed boiler B in a biomass power generation facility using wood chips as a main raw material. Like the fluidized bed boiler described in Patent Document 1, this fluidized bed boiler B is provided with a
そのプロテクタ10は、図1、図2に示すように、上下四段の燃焼室側プロテクタ部材111、112、113、114(総称符号:11)と同五段の熱回収室側プロテクタ部材121、122、123、124、125(総称符号:12)とからなる。その各プロテクタ部材11、12の数(プロテクタ10の分割数)、プロテクタ部材11の上下方向の長さは、水管4の長さ・形状に応じて適宜に決定する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3〜図5に示すように、その燃焼室側プロテクタ部材11は長板状物であり、その両側縁にL字状のフック部13を有し、一方、熱回収室側プロテクタ部材12は横断面円孤状の長尺物であり、その両縁に側方に延びる突片(係止片)14を有している。このため、両プロテクタ部材11、12の間に水管4を介在し、その一方を他方に対し、その長さ方向から、フック部13内の溝13’に係止片14を挿入嵌め込みすることによって、燃焼室側プロテクタ部材11と熱回収室側プロテクタ部材12は嵌め込まれて、水管4を筒状に覆う。
As shown in FIGS. 3 to 5, the combustion chamber
最上段のプロテクタ部材114、125は、上側に障害物があるため、その上下方向の嵌め込みが不可能である。このため、図5に示すように、フック部13及び係止片14の長さ方向所要間隔に切り込み15が形成され、その切り込み15の間が係止片15aとなっており、その切り込み15に係止片15aを嵌めて両プロテクタ部材114、125を重ねた後、上側のプロテクタ部材114又は125を下方に移動させると、両プロテクタ部材114、125はその係止片15a、15aが重なって係止することによって水管4を筒状に覆う(同図(b)、(c)参照)。このとき、燃焼室側プロテクタ部材114の上部は熱回収室側プロテクタ部材125の上端より突出してその上端に熱媒体a等が極力至らないようになっている(図1参照)。
Since the
さらに、図4、図5に示すように、最下段のプロテクタ部材111、121を除き、各プロテクタ部材112、113、114、122、123、124、125の下端に外側に湾状に膨らんで下方に向く鍔16が設けてある。このため、各プロテクタ部材11、12を水管4に被せると、その鍔16が隣り合う下側のプロテクタ部材11、12の上端を覆って、その上下に隣り合うプロテクタ部材11、12間の隙間(界面)を覆う。このため、この隙間への砂aや被燃焼物等の侵入が有効に阻止される。鍔16の上下方向の長さや円弧状の幅は、隣り合う上下のプロテクタ部材11、12の間に熱媒体a等が入ってプロテクタ部材11、12の損傷が生じないように実験などによって適宜に設定する。
この実施形態では、鍔16の側面とプロテクタ部材11の側面11aが面一となって(図4参照)、各水管4(プロテクタ10)の間の間隙が担保されて熱媒体aの循環に支障が無いようになっている。
Furthermore, as shown in FIGS. 4 and 5, the lower end of each
In this embodiment, the side surface of the
この実施形態は、熱回収室側のプロテクタ部材12にも鍔16を設けたが、図1矢印のように、砂a等は燃焼室1から熱回収室2側に移動するため、熱回収室側のプロテクタ部材12間には砂a等が侵入し難い。このため、熱回収室側のプロテクタ部材12間には鍔16を設けないようにすることもできる。また、最上段のプロテクタ部材114、125以外のプロテクタ部材111、121・・(11、12)も、切り込み15と係止片15aの係止による嵌め込みとすることもできる。
因みに、この発明は、バイオマス発電設備以外における流動床ボイラにも採用し得ることは勿論である。
In this embodiment, the
Incidentally, it goes without saying that the present invention can be applied to a fluidized bed boiler other than the biomass power generation facility.
1 燃焼室
2 熱回収室
3 スクリーン
4 スクリーンを構成する水管
10 水管のプロテクタ
11、111、112、113、114 燃焼室側プロテクタ部材
12、121、122、123、124 、125 熱回収室側プロテクタ部材
13 フック部
13’ 溝
14、15a 係止片
15 切り込み
16 鍔
a 砂(熱媒体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
上記管軸方向の平面で分割された半割りの2部材(11、12)からなって、その一方(11)が上記水管(4)の燃焼室(1)側を保護する上下方向に重ねた複数の燃焼室側プロテクタ部材(111、112、113、114)とからなり、他方(12)が前記水管(4)の熱回収室(2)側を保護する上下方向に重ねた複数の熱回収室側プロテクタ部材(121、122、123、124、125)とからなり、上下隣り合う燃焼室側プロテクタ部材(11)の少なくとも1組は、その上側プロテクタ部材(11)下縁の下方に向く鍔(16)が下側プロテクタ部材(11)上端表面に重なっていることを特徴とする流動床式ボイラ用スクリーンのプロテクタ。 Between the combustion chamber (1) and the heat recovery chamber (2), there is provided a screen (3) in which a plurality of water tubes (4) whose vertical directions are in the tube axis direction are arranged in parallel, and each water tube (4) of the screen (3) is provided. Covering the entire circumference of the water pipe (4) of a fluidized bed boiler (B) that circulates the heat medium (a) between the combustion chamber (1) and the heat recovery chamber (2) through A cylindrical protector (10),
It consists of two halved members (11, 12) divided by a plane in the tube axis direction, one of which (11) overlapped in the vertical direction protecting the combustion chamber (1) side of the water tube (4). It consists of a plurality of combustion chamber side protector members (11 1 , 11 2 , 11 3 , 11 4 ), and the other (12) is stacked in the vertical direction to protect the heat recovery chamber (2) side of the water pipe (4). It is composed of a plurality of heat recovery chamber side protector members (12 1 , 12 2 , 12 3 , 12 4 , 12 5 ), and at least one set of combustion chamber side protector members (11) that are vertically adjacent to each other includes an upper protector member ( 11) A protector for a fluidized bed boiler screen, characterized in that a ridge (16) facing downward below the lower edge overlaps the upper surface of the lower protector member (11).
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