JP2017089909A - Economizer, boiler, and repair method of heat exchanger tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気を生成するためのボイラに設けられる節炭器、この節炭器が設けられるボイラ、伝熱管の補修方法に関するものである。 The present invention relates to a economizer provided in a boiler for generating steam, a boiler provided with the economizer, and a heat transfer pipe repair method.
従来の石炭焚きボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが周方向に沿って配設されている。また、石炭焚きボイラは、火炉の鉛直方向上方には煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そのため、燃焼バーナが火炉内に燃料と空気との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスを生成されて煙道に流れる。そして、燃焼により発生した燃焼ガスにより熱交換器を流れるボイラ給水を加熱して蒸気が生成される。 A large-sized boiler such as a conventional coal-fired boiler has a furnace that has a hollow shape and is installed in a vertical direction, and a plurality of combustion burners are arranged on the furnace wall along the circumferential direction. The coal fired boiler is connected to a flue vertically above the furnace, and a heat exchanger for generating steam is disposed in the flue. Therefore, a flame is formed when the combustion burner injects a mixture of fuel and air into the furnace, and combustion gas is generated and flows into the flue. Then, steam is generated by heating the boiler feed water flowing through the heat exchanger with the combustion gas generated by the combustion.
このような石炭焚きボイラにて、煙道に配置される熱交換器は、過熱器、再熱器、節炭器により構成される。給水ポンプから熱交換器に供給されたボイラ給水は、節炭器で予熱された後、火炉壁の水管に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、過熱器で燃焼ガスによって過熱される。過熱器で生成された過熱蒸気は、高圧蒸気タービン供給されて回転駆動に使用し、回転駆動後の蒸気は、再熱器で再度過熱されて低圧蒸気タービンに供給されて回転駆動する。なお、このような熱交換器を備えたボイラとしては、下記特許文献1に記載されたものがある。 In such a coal fired boiler, the heat exchanger arranged in the flue is composed of a superheater, a reheater, and a economizer. The boiler feedwater supplied from the feedwater pump to the heat exchanger is preheated by the economizer, then heated while being supplied to the water pipe on the furnace wall, becomes saturated steam, and is superheated by the combustion gas in the superheater. The superheated steam generated by the superheater is supplied to the high-pressure steam turbine and used for rotational driving. The steam after the rotational driving is reheated by the reheater and supplied to the low-pressure steam turbine for rotational driving. In addition, there exists a thing described in the following patent document 1 as a boiler provided with such a heat exchanger.
ところで、石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラの節炭器に用いられる伝熱管は、長期間にわたって使用すると、石炭の燃焼により生成される固形灰分(フライアッシュ)が燃焼ガスと共に煙道を流れ、この固形灰分が煙道内に設置されている過熱器や節炭器(エコノマイザ)等の熱交換器の伝熱管に衝突して伝熱管の表面を摩耗させたりする。燃焼ガスに含まれる石炭固形灰分による摩耗や伝熱管内部を流通するボイラ給水による腐食などが原因となって、ボイラ給水の漏洩が発生することがある。従来、伝熱管におけるボイラ給水の漏洩が発生した場合、ボイラの運転を停止し、ボイラ給水の漏洩が発生した伝熱管に閉塞処理をしたり、健全なものに交換したりしなければならない。この場合、節炭器は、ボイラ給水の漏洩が発生した1本の伝熱管全体を閉塞したり、1本の伝熱管全体を健全なものに交換したりする必要があり、補修作業に対して長時間を要してしまうという課題がある。なお、下記特許文献1には、2分した伝熱管の間に中間ヘッダを設けた熱交換器が記載されているが、特許文献1では2分した伝熱管は、水平方向に隣接されてその間にガスパス防止板を配置したものであり、燃焼ガスが上部から下部に流れる燃焼ガス通路に適用することは困難である。 By the way, when the heat transfer tube used in a coal-fired boiler economizer that burns coal as fuel is used over a long period of time, solid ash (fly ash) generated by the combustion of coal flows through the flue along with the combustion gas, The solid ash collides with the heat transfer tube of a heat exchanger such as a superheater or a economizer installed in the flue and wears the surface of the heat transfer tube. Leakage of boiler feed water may occur due to wear due to coal solid ash contained in the combustion gas, corrosion due to boiler feed water that circulates inside the heat transfer tube, and the like. Conventionally, when a boiler feedwater leak occurs in a heat transfer tube, the operation of the boiler must be stopped, and the heat transfer tube in which the boiler feedwater leak occurs must be closed or replaced with a healthy one. In this case, the economizer needs to block the entire heat transfer tube where the boiler feedwater leaks or replace the entire heat transfer tube with a healthy one. There is a problem that it takes a long time. In addition, Patent Document 1 below describes a heat exchanger in which an intermediate header is provided between two divided heat transfer tubes. However, in Patent Document 1, two divided heat transfer tubes are adjacent to each other in the horizontal direction. It is difficult to apply to a combustion gas passage where combustion gas flows from the upper part to the lower part.
本発明は上述した課題を解決するものであり、伝熱管の補修作業における作業性の向上を図る節炭器及びボイラ並びに伝熱管の補修方法を提供することを目的とする。 This invention solves the subject mentioned above, and it aims at providing the repair method of the economizer and boiler which aim at the workability | operativity improvement in the repair work of a heat exchanger tube, and a heat exchanger tube.
上記の目的を達成するための本発明の節炭器は、燃焼ガスが鉛直方向の上部から下部へ流れる燃焼ガス通路に設けられる節炭器であって、波形形状をなす複数の第1伝熱管が所定間隔を空けて水平方向に並設される第1節炭器と、前記複数の第1伝熱管における鉛直方向の下端部に連結される入口ヘッダと、前記第1節炭器より鉛直方向の上方に配置されて鉛直方向に沿う複数の第2伝熱管が所定間隔を空けて水平方向に並設される第2節炭器と、前記複数の第2伝熱管における鉛直方向の上端部に連結される出口ヘッダと、前記複数の全ての第1伝熱管の鉛直方向における上端部に連結することが可能とされると共に前記複数の全ての第2伝熱管の鉛直方向における下端部に連結される中間ヘッダと、を有し、前記第1節炭器と前記第2節炭器とは、前記中間ヘッダを介して個別に管理される、ことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a economizer of the present invention is a economizer provided in a combustion gas passage through which combustion gas flows from the upper part to the lower part in the vertical direction, and a plurality of first heat transfer tubes having a corrugated shape. Are arranged in a horizontal direction at a predetermined interval, an inlet header connected to a lower end portion in a vertical direction of the plurality of first heat transfer tubes, and a vertical direction from the first economizer. A plurality of second heat transfer tubes arranged in the vertical direction and arranged in parallel in the horizontal direction at predetermined intervals, and a vertical upper end portion of the plurality of second heat transfer tubes It is possible to connect to the outlet header to be connected to the upper end portions in the vertical direction of all the plurality of first heat transfer tubes, and to be connected to the lower end portions in the vertical direction of all of the plurality of second heat transfer tubes. An intermediate header, wherein the first economizer and the second economizer Vessel A, through said intermediate header is managed separately, it is characterized in.
従って、波形形状をなす複数の第1伝熱管からなる第1節炭器の上方に鉛直方向に沿う複数の第2伝熱管からなる第2節炭器を配置し、各第1伝熱管の上端部と各第2伝熱管の下端部との間に中間ヘッダを連結し、第1節炭器と第2節炭器とを中間ヘッダを介して個別に管理することで、第1伝熱管と第2伝熱管とを独立して機能させることができる。例えば、第1伝熱管の一部に漏洩個所が発生したとき、この第1伝熱管における入口ヘッダの管台と中間ヘッダの管台を閉塞するだけで、第2伝熱管を閉塞する必要はなく、伝熱管に対する早期の補修が可能となり、伝熱管の補修作業における作業性の向上を図ることができる。 Therefore, the 2nd economizer which consists of a plurality of 2nd heat exchanger tubes which follow the perpendicular direction is arranged above the 1st economizer which consists of a plurality of 1st heat exchanger tubes which make a waveform shape, and the upper end of each 1st heat exchanger tube An intermediate header is connected between the first heat transfer tube and the lower end of each second heat transfer tube, and the first and second economizers are individually managed via the intermediate header, The second heat transfer tube can function independently. For example, when a leak point occurs in a part of the first heat transfer tube, it is not necessary to close the second heat transfer tube by simply closing the inlet header and the intermediate header tube in the first heat transfer tube. The heat transfer tube can be repaired at an early stage, and the workability in the heat transfer tube repair work can be improved.
本発明の節炭器では、前記第2伝熱管は、鉛直方向の上部が支持梁を貫通すると共に係止部材により前記支持梁に対する鉛直方向の下方移動が阻止され、下端部に前記中間ヘッダが連結されて吊下げ支持されることを特徴としている。 In the economizer of the present invention, the second heat transfer tube has an upper portion in the vertical direction penetrating the support beam and is prevented from moving downward in the vertical direction with respect to the support beam by a locking member, and the intermediate header is provided at the lower end portion. It is connected and supported by suspension.
従って、中間ヘッダが第2伝熱管を介して支持梁に吊下げ支持されることで、中間ヘッダを支持するための吊り具が不要となり、構造の複雑化を抑制することができる。 Therefore, since the intermediate header is suspended and supported by the support beam via the second heat transfer tube, a hanging tool for supporting the intermediate header is not necessary, and the structure can be prevented from becoming complicated.
本発明の節炭器では、前記第1伝熱管は、吊り具により前記中間ヘッダに吊下げ支持されると共に、上端部が前記中間ヘッダに連結されることを特徴としている。 In the economizer of the present invention, the first heat transfer tube is suspended and supported by the intermediate header by a lifting tool, and an upper end portion is connected to the intermediate header.
従って、第1伝熱管が吊り具により中間ヘッダに吊下げ支持された状態で中間ヘッダに連結されることで、第1伝熱管を支持するための吊り具が不要となり、また、第1伝熱管と中間ヘッダを容易に連結することができ、構造の複雑化を抑制することができる。 Accordingly, the first heat transfer tube is connected to the intermediate header in a state of being supported by being suspended from the intermediate header by the hanger, so that a hanger for supporting the first heat transfer tube becomes unnecessary, and the first heat transfer tube And the intermediate header can be easily connected, and the complexity of the structure can be suppressed.
本発明の節炭器では、前記中間ヘッダは、前記燃焼ガス通路内に配置されることを特徴としている。 In the economizer of the present invention, the intermediate header is disposed in the combustion gas passage.
従って、中間ヘッダを燃焼ガス通路に配置することで、第1伝熱管と中間ヘッダと第2伝熱管との連結を容易に行うことができ、構造の簡素化を図ることができる。 Therefore, by arranging the intermediate header in the combustion gas passage, the first heat transfer tube, the intermediate header, and the second heat transfer tube can be easily connected, and the structure can be simplified.
本発明の節炭器では、前記中間ヘッダは、前記複数の第1伝熱管及び前記複数の第2伝熱管の並設方向に沿って設けられると共に、前記複数の第1伝熱管及び前記複数の第2伝熱管の並設方向に直交する水平方向に所定間隔を空けて複数並設されることを特徴としている。 In the economizer of the present invention, the intermediate header is provided along a parallel direction of the plurality of first heat transfer tubes and the plurality of second heat transfer tubes, and the plurality of first heat transfer tubes and the plurality of the plurality of first heat transfer tubes. A plurality of the heat transfer tubes are arranged in parallel in a horizontal direction perpendicular to the direction in which the second heat transfer tubes are arranged.
従って、水平方向に沿う中間ヘッダを所定間隔を空けて複数並設することで、複数の第1伝熱管と複数の中間ヘッダと複数の第2伝熱管を連結することとなり、伝熱管の配管長さを短くして構造の簡素化及び低コスト化を図ることができる。 Therefore, a plurality of first intermediate heat transfer tubes, a plurality of intermediate headers, and a plurality of second heat transfer tubes are connected by arranging a plurality of intermediate headers along the horizontal direction at predetermined intervals. By shortening the length, the structure can be simplified and the cost can be reduced.
本発明の節炭器では、前記複数の第1伝熱管の本数が前記複数の第2伝熱管の本数より多く設けられることを特徴としている。 The economizer of the present invention is characterized in that the number of the plurality of first heat transfer tubes is greater than the number of the plurality of second heat transfer tubes.
従って、中間ヘッダにより第1伝熱管の本数を第2伝熱管の本数より多く設けることができ、設計の自由度を広げることができると共に、低温領域の第1伝熱管の本数を増加させることで、熱交換効率を向上することができる。 Therefore, the number of the first heat transfer tubes can be provided by the intermediate header more than the number of the second heat transfer tubes, the degree of design freedom can be expanded, and the number of the first heat transfer tubes in the low temperature region can be increased. The heat exchange efficiency can be improved.
本発明の節炭器では、前記複数の第2伝熱管は、別の熱交換器の伝熱管を支持する支持部が設けられることを特徴としている。 In the economizer of the present invention, the plurality of second heat transfer tubes are provided with a support portion that supports a heat transfer tube of another heat exchanger.
従って、第2伝熱管に別の熱交換器の伝熱管を支持する支持部を設けることで、別の熱交換器の伝熱管を支持するための支持部材を不要とし、構造の複雑化を抑制することができる。 Therefore, by providing a support portion for supporting the heat transfer tube of another heat exchanger in the second heat transfer tube, a support member for supporting the heat transfer tube of another heat exchanger is not required, and the complexity of the structure is suppressed. can do.
本発明の節炭器では、漏洩部のある前記複数の第1伝熱管の一端部が連結される前記中間ヘッダの管台と、前記漏洩部のある前記第1伝熱管の他端部が連結される前記入口ヘッダの管台が閉塞されることを特徴としている。 In the economizer of the present invention, the nozzle of the intermediate header to which one end portions of the plurality of first heat transfer tubes having a leakage portion are connected and the other end portion of the first heat transfer tube having the leakage portion are connected. The nozzle of the inlet header is closed.
従って、漏洩部のある第1伝熱管における中間ヘッダの管台と入口ヘッダの管台を閉塞することで、第2節炭器の機能を損なうことなく、ボイラを継続して使用することができる。 Therefore, the boiler can be continuously used without impairing the function of the second economizer by closing the nozzle of the intermediate header and the nozzle of the inlet header in the first heat transfer tube having the leakage portion. .
本発明の節炭器では、前記漏洩部のある前記第1伝熱管を切断して前記中間ヘッダに残留した管台の長さが、5mm〜25mmの範囲にあることを特徴としている。 The economizer of the present invention is characterized in that the length of the nozzle pedestal remaining on the intermediate header by cutting the first heat transfer tube having the leakage portion is in the range of 5 mm to 25 mm.
中間ヘッダに残留した管台の長さが25mmを越えると、付近の排ガス温度のために管台の温度が上昇して強度低下し、5mm未満では、切断作業と閉塞作業と再連結溶接作業の作業性が困難になる。そのため、中間ヘッダに残留した管台の長さこの範囲とすることで、健全に閉塞し、修復が可能となる。 If the length of the nozzle head remaining in the intermediate header exceeds 25 mm, the temperature of the nozzle rises due to the exhaust gas temperature in the vicinity and the strength decreases. If the length is less than 5 mm, the cutting work, the closing work and the reconnection welding work are performed. Workability becomes difficult. Therefore, by setting the length of the nozzle stub remaining in the intermediate header within this range, the nozzle is soundly blocked and can be repaired.
また、本発明のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、前記火炉に配置される燃焼装置と、前記火炉の上部に連結されて燃焼ガスを流す煙道と、前記煙道に配置される熱交換器と、を備え、前記熱交換器の一つとして前記節炭器が設けられる、ことを特徴とするものである。 Further, the boiler of the present invention has a hollow furnace that is installed along the vertical direction, a combustion device that is disposed in the furnace, a flue that is connected to the upper part of the furnace and flows combustion gas, A heat exchanger disposed in the flue, wherein the economizer is provided as one of the heat exchangers.
従って、下方に配置される第1節炭器の各第1伝熱管の上端部と、上方に配置される第2節炭器の各第2伝熱管の下端部とを中間ヘッダにより連結して節炭器を構成することで、第1伝熱管と第2伝熱管とを独立して機能させることができる。例えば、第1伝熱管の一部に漏洩個所が発生したとき、この第1伝熱管における入口ヘッダの管台と中間ヘッダの管台を閉塞するだけで、第2伝熱管を閉塞する必要はなく、伝熱管に対する早期の補修が可能となり、伝熱管の補修作業における作業性の向上を図ることができる。 Therefore, the upper end part of each 1st heat exchanger tube of the 1st economizer arrange | positioned below and the lower end part of each 2nd heat exchanger tube of the 2nd economizer arranged above are connected by the intermediate header. By configuring the economizer, the first heat transfer tube and the second heat transfer tube can function independently. For example, when a leak point occurs in a part of the first heat transfer tube, it is not necessary to close the second heat transfer tube by simply closing the inlet header and the intermediate header tube in the first heat transfer tube. The heat transfer tube can be repaired at an early stage, and the workability in the heat transfer tube repair work can be improved.
本発明のボイラでは、前記熱交換器の一つとして過熱器または再熱器が設けられ、前記過熱器または前記再熱器の伝熱管が前記第2伝熱管に支持されることを特徴としている。 In the boiler according to the present invention, a superheater or a reheater is provided as one of the heat exchangers, and a heat transfer tube of the superheater or the reheater is supported by the second heat transfer tube. .
従って、第2伝熱管により過熱器または再熱器の伝熱管を支持することで、過熱器または再熱器の伝熱管を支持するための支持部材を不要とし、構造の複雑化を抑制することができる。 Therefore, by supporting the heat transfer tube of the superheater or the reheater with the second heat transfer tube, a support member for supporting the heat transfer tube of the superheater or the reheater becomes unnecessary, and the complexity of the structure is suppressed. Can do.
また、本発明の伝熱管の補修方法は、節炭器における伝熱管の補修方法であって、燃焼ガスが鉛直方向の上部から下部へ流れる燃焼ガス通路に設けられて波形形状をなす複数の第1伝熱管が所定間隔を空けて水平方向に並設される第1節炭器と、前記複数の第1伝熱管における鉛直方向の下端部に連結される入口ヘッダと、前記第1節炭器より鉛直方向の上方に配置されて鉛直方向に沿う複数の第2伝熱管が所定間隔を空けて水平方向に並設される第2節炭器と、前記複数の第2伝熱管における鉛直方向の上端部に連結される出口ヘッダと、前記複数の全ての第1伝熱管の鉛直方向における上端部に連結することが可能とされると共に前記複数の全ての第2伝熱管の鉛直方向における下端部に連結される中間ヘッダと、を有し、前記第1節炭器と前記第2節炭器とが前記中間ヘッダを介して個別に管理され、漏洩部のある前記第1伝熱管が連結される前記中間ヘッダの管台を所定の長さを残して切断する工程と、前記漏洩部のある前記第1伝熱管が連結される前記入口ヘッダの管台を所定の長さを残して切断する工程と、切断された前記中間ヘッダの管台を閉塞する工程と、切断された前記入口ヘッダの管台を閉塞する工程と、を有することを特徴とするものである。 Further, the heat transfer tube repair method of the present invention is a heat transfer tube repair method in a economizer, and is provided in a combustion gas passage in which the combustion gas flows from the upper part to the lower part in the vertical direction and has a plurality of corrugated shapes. A first economizer in which one heat transfer tube is arranged in a horizontal direction at a predetermined interval; an inlet header connected to a lower end portion in a vertical direction of the plurality of first heat transfer tubes; and the first economizer A plurality of second heat transfer tubes that are arranged above the vertical direction and have a plurality of second heat transfer tubes along the vertical direction arranged in parallel in a horizontal direction, and a vertical direction in the plurality of second heat transfer tubes; An outlet header connected to the upper end, and a lower end of the plurality of second heat transfer tubes in the vertical direction that can be connected to the upper end of the plurality of first heat transfer tubes in the vertical direction. An intermediate header coupled to the first charcoal And the second economizer are individually managed via the intermediate header, and the nozzle of the intermediate header to which the first heat transfer pipe having the leaking portion is connected is cut leaving a predetermined length. Cutting the nozzle of the inlet header to which the first heat transfer tube having the leakage portion is connected, leaving a predetermined length, and closing the nozzle of the cut intermediate header; And a step of closing the cut nozzle of the inlet header.
従って、例えば、第1伝熱管の一部に漏洩個所が発生したとき、この第1伝熱管における入口ヘッダの管台と中間ヘッダの管台を閉塞するだけで、第2伝熱管を閉塞する必要はなく、伝熱管に対する早期の補修が可能となり、伝熱管の補修作業における作業性の向上を図ることができる。 Therefore, for example, when a leak location occurs in a part of the first heat transfer tube, it is necessary to close the second heat transfer tube by simply closing the inlet header and the intermediate header in the first heat transfer tube. However, early repair of the heat transfer tube is possible, and workability in the heat transfer tube repair work can be improved.
本発明の節炭器及びボイラ並びに伝熱管の補修方法によれば、複数の第1伝熱管からなる第1節炭器の鉛直方向上方側に鉛直方向に沿う複数の第2伝熱管からなる第2節炭器を配置し、各第1伝熱管の鉛直方向上端部と各第2伝熱管の鉛直方向下端部との間に中間ヘッダを連結するので、第1伝熱管と第2伝熱管とを独立して機能させることができ、伝熱管の補修作業における作業性の向上を図ることができ、ボイラの稼働率を向上することができる。 According to the economizer, the boiler, and the heat transfer tube repair method of the present invention, the second heat transfer tube including the plurality of second heat transfer tubes along the vertical direction on the upper side in the vertical direction of the first economizer including the plurality of first heat transfer tubes. Since the two economizers are arranged and the intermediate header is connected between the vertical upper end of each first heat transfer tube and the vertical lower end of each second heat transfer tube, the first heat transfer tube and the second heat transfer tube Can be made to function independently, workability in the heat transfer tube repair work can be improved, and the operating rate of the boiler can be improved.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る節炭器及びボイラ並びに伝熱管の補修方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Exemplary embodiments of a economizer, a boiler, and a heat transfer tube repair method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment, and when there are two or more embodiments, what comprises combining each embodiment is also included.
図1は、本実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a coal fired boiler according to the present embodiment.
本実施形態のボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料(固体燃料)として用い、この微粉炭を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能な微粉炭焚きボイラである。 The boiler of this embodiment uses pulverized coal obtained by pulverizing coal as pulverized fuel (solid fuel), burns the pulverized coal with a combustion burner, and recovers the heat generated by the combustion. It is.
本実施形態において、図1に示すように、石炭焚きボイラ10は、コンベンショナルボイラであって、火炉11と燃焼装置12と煙道13を有している。火炉11は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉11を構成する火炉壁が伝熱管により構成されている。図1と図6は紙面左側が鉛直上方向を示し、また図2〜図5、図8、図9では紙面の上方向が鉛直上方向を示している。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the coal fired
燃焼装置12は、この火炉11を構成する火炉壁(伝熱管)の下部に設けられている。この燃焼装置12は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ21,22,23,24,25を有している。本実施形態にて、この燃焼バーナ21,22,23,24,25は、周方向に沿って4個均等間隔で配設されたものが1セットとして、鉛直方向に沿って5セット、つまり、5段配置されている。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。
The combustion device 12 is provided in a lower part of a furnace wall (heat transfer tube) constituting the
この各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭供給管26,27,28,29,30を介して粉砕機(微粉炭機/ミル)31,32,33,34,35に連結されている。従って、石炭が粉砕機31,32,33,34,35に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送用空気(1次空気)により分級された微粉炭を微粉炭供給管26,27,28,29,30から燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給することができる。
The
煙道13は、火炉11の上部に連結されている。この煙道13は、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器(スーパーヒータ)41,42,43、再熱器(リヒータ)44,45、節炭器(エコノマイザ)46,47が設けられており、火炉11での燃焼で発生した燃焼ガスと水との間で熱交換が行われる。
The
煙道13は、その下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排出されるガスダクト48が連結されている。このガスダクト48は、空気ダクト37との間にエアヒータ49が設けられ、空気ダクト37を流れる空気と、ガスダクト48を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給する燃焼用空気を昇温することができる。
The
また、煙道13は、エアヒータ49より上流側の位置に選択還元型触媒(脱硝触媒)50が設けられている。選択還元型触媒50は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を煙道13内に供給し、還元剤が供給された燃焼ガスを窒素酸化物と還元剤との反応を促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。そして、煙道13に連結されるガスダクト48は、エアヒータ49より下流側の位置に煤塵処理装置(電気集塵機、脱硫装置)51、誘引送風機52が設けられ、下流端部に煙突53が設けられている。
The
そのため、粉砕機31,32,33,34,35が駆動すると、生成された微粉炭が搬送用空気と共に微粉炭供給管26,27,28,29,30を通して燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給される。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト37から風箱36を介して各燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給される。すると、燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉燃料混合気を火炉11に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉11に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。この火炉11は、領域Aにて、微粉燃料混合気と燃焼用空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉11内の下部で火炎が生じると、燃焼ガス(以降は、排ガスと称する)がこの火炉11内を上昇し、煙道13に排出される。
Therefore, when the
その後、排ガスは、煙道13に配置される過熱器41,42,43、再熱器44,45、節炭器46,47で熱交換した後、選択還元型触媒50により窒素酸化物が還元除去され、煤塵処理装置51で粒子状物質が除去されると共に硫黄分が除去された後、煙突53から大気中に排出される。
Thereafter, the exhaust gas is heat-exchanged by the
ここで、熱交換器として、煙道13に設けられた過熱器41,42,43、再熱器44,45、節炭器46,47について詳細に説明する。図2は、石炭焚きボイラに設けられた熱交換器を表す概略図である。
Here, the
本実施形態において、図2に示すように、煙道13は、内部に燃焼ガス通路60が設けられており、この燃焼ガス通路60に過熱器41,42,43、再熱器44,45、節炭器46,47が配置されている。なお、過熱器41,42,43は、ヘッダを介して直列に設けられていることから、図2では、このヘッダを省略している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
石炭焚きボイラ10で生成した蒸気により運転される蒸気タービン61は、例えば、高圧タービン62と低圧タービン63とから構成されている。低圧タービン63は、復水器64が連結されており、低圧タービン63を回転駆動した蒸気がこの復水器64で冷却水(例えば、海水)により冷却されて復水となる。復水器64は、給水ラインL1を介して第1節炭器47の入口ヘッダ65に連結されている。入口ヘッダ65は、燃焼ガス通路60に設けられており、給水ラインL1は、燃焼ガス通路60の外側に給水ポンプ66が設けられている。第2節炭器46は、第1節炭器47の鉛直上方に配置されており、各節炭器46,47の間に中間ヘッダ67が設けられている。第2節炭器46は、上部に出口ヘッダ68が連結されており、この出口ヘッダ68は、燃焼ガス通路60の外側に配置されている。
A
出口ヘッダ68は、給水ラインL2を介して燃焼ガス通路60の外側に配置される蒸気ドラム69に連結されている。蒸気ドラム69は、火炉壁の各伝熱管(図示略)に連結されると共に、過熱器41,42,43に連結されており、過熱器41,42,43は、蒸気ラインL3を介して高圧タービン62に連結されている。そして、高圧タービン62を回転駆動した蒸気は、蒸気ラインL4を介して第1再熱器45の入口ヘッダ70に連結されている。入口ヘッダ70は、燃焼ガス通路60に設けられており、第1再熱器45は、中間ヘッダ71を介して第2再熱器44に連結され、第2再熱器44は、上部に出口ヘッダ72が連結されており、この中間ヘッダ71及び出口ヘッダ72は、燃焼ガス通路60の外側に配置されている。そして、出口ヘッダ72は、蒸気ラインL5を介して低圧タービン63に連結され低圧タービン63を回転駆動している。
The
そのため、排ガスが煙道13の燃焼ガス通路60を流れるとき、この排ガスは、過熱器41,42,43、再熱器44,45、節炭器46,47の順に熱回収される。一方、給水ポンプ66から供給されたボイラ給水は、節炭器47,46によって予熱された後、蒸気ドラム69に供給され、図示しない火炉壁の各伝熱管に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、蒸気ドラム69に戻される。蒸気ドラム69の飽和蒸気は、過熱器41,42,43に導入され、排ガスによって過熱される。過熱器41,42,43で生成された過熱蒸気は、高圧タービン62に供給され、この高圧タービン62を回転駆動する。高圧タービン62から排出された蒸気は、再熱器45,44に導入されて再度過熱された後、低圧タービン63に供給され、この低圧タービン63を駆動する。低圧タービン63から排出された蒸気は、復水器64で冷却されることで復水となり、再び、節炭器47,46に送られる。
Therefore, when the exhaust gas flows through the
以下、本実施形態の節炭器について詳細に説明する。図3は、本実施形態の節炭器を表す側面図、図4は、本実施形態の節炭器を表す正面図、図5は、支持梁と第2節炭器との連結部を表す斜視図、図6は、第1節炭器と中間ヘッダを表す斜視図である。なお、図3及び図4では、第1再熱器45の伝熱管103を省略している。
Hereinafter, the economizer of this embodiment will be described in detail. FIG. 3 is a side view showing the economizer of the present embodiment, FIG. 4 is a front view showing the economizer of the present embodiment, and FIG. 5 shows a connecting portion between the support beam and the second economizer. FIG. 6 is a perspective view showing a first economizer and an intermediate header. 3 and 4, the heat transfer tube 103 of the
本実施形態の節炭器は、図3及び図4に示すように、燃焼ガス通路60内で、鉛直方向に沿って配置された第1節炭器47と第2節炭部46とから構成されており、第1節炭器47は、第2節炭部46より下方に配置されている。第1節炭器47は、波形形状をなす複数の第1伝熱管101が所定間隔を空けて水平方向に並設されて構成されている。第2節炭部46は、鉛直方向に沿う複数の第2伝熱管102が所定間隔を空けて水平方向に並設されて構成されている。そして、複数の第1伝熱管101は、下端部が入口ヘッダ65に連結され、複数の第2伝熱管102は、上端部が出口ヘッダ68に連結されている。また、複数の第1伝熱管101の上端部が中間ヘッダ67に連結されると共に、複数の第2伝熱管102の下端部が中間ヘッダ67に連結されている。
The economizer of this embodiment is comprised from the
ここで、第1節炭器47の複数の第1伝熱管101が全て中間ヘッダ67に連結することが可能とされている。このため複数の第1伝熱管101へ流入するボイラ給水の均圧化が可能となり、複数の第1伝熱管101の伝熱性能を均等にするために好ましい。
また、第1節炭器と第2節炭器46とは、中間ヘッダ67を介して個別に管理することができるので、設計の自由度を広げることができると共に運用が容易になる。
Here, all the plurality of first
Moreover, since the 1st economizer and the
煙道13(図1参照)は、上部に水平方向に沿う複数の上部支持梁111が所定間隔を空けて配置されており、各上部支持梁111は、図示しない鉛直方向に沿う複数の支持梁により支持されている。この各上部支持梁111は、複数の吊り棒112により複数の下部支持梁113が吊下げ支持されている。各下部支持梁113は、各上部支持梁111の下方に位置し、水平方向に所定間隔を空けて配置されている。また、後述(図6)のように、第1節炭器47の波形形状に屈曲した複数の第1伝熱管101が、支持具117で束ねられ、中間ヘッダ67から吊り具116により吊下げ支持されている。
In the flue 13 (see FIG. 1), a plurality of upper support beams 111 extending in the horizontal direction are arranged on the upper portion at a predetermined interval, and each
第2節炭器46の複数の第2伝熱管102は、図5に詳細に示すように、下部支持梁113を鉛直方向に貫通すると共に、貫通した第2伝熱管102の上部側に一対の係止片(係止部材)114が固定されることで、第2伝熱管102は、係止片114により下部支持梁113に対する鉛直下方側への移動が阻止されている。即ち、第2伝熱管102は、係止片114を介して下部支持梁113に吊下げ支持される。そして、複数の第2伝熱管102は、上部が水平方向の中央位置側に屈曲して集合し、上端部が出口ヘッダ68に連結される。
As shown in detail in FIG. 5, the plurality of second
また、各下部支持梁113の下方に天井壁115が配置されており、天井壁115は、多数の伝熱管がフィンにより連結されてなり、煙道13の天井部分を構成している。複数の第2伝熱管102は、天井壁115のフィンを貫通して下方に延出し、下端部が中間ヘッダ67に連結されることで、中間ヘッダ67は、この複数の第2伝熱管102により吊下げ支持されることとなる。本実施形態にて、中間ヘッダ67は、複数の第1伝熱管101及び複数の第2伝熱管102の並設方向(図4にて、左右方向)に沿って設けられると共に、複数の第1伝熱管101及び複数の第2伝熱管102の並設方向に直交する水平方向(図3にて、左右方向)に所定間隔を空けて複数(本実施形態では、3個)並設されている。
In addition, a
この場合、3個の中間ヘッダ67は、複数の第1伝熱管101の長手方向(図3にて、左右方向)に対して均等間隔で配置されている。但し、中間ヘッダ67の数は、3個に限定されるものではなく、煙道13(燃焼ガス通路60)の幅に応じて適宜設定すればよいものであり、必要に応じて均等間隔で配置しなくてもよい。
In this case, the three
各中間ヘッダ67による複数の第1伝熱管101の支持形態は、図6に詳細に示すように、リング形状をなす吊り具116により支持具117が吊下げ支持されている。各支持具117は、梯子形状をなし、波形形状に屈曲した複数の第1伝熱管101が水平に挿通されている。そのため、複数の第1伝熱管101は、各支持具117により支持され、吊り具116により各中間ヘッダ67に吊下げ支持されており、上端部がこの各中間ヘッダ67に連結されている。そして、複数の第1伝熱管101は、下端部が中間部に集合して入口ヘッダ65に連結される。
As shown in detail in FIG. 6, the supporting form of the plurality of first
本実施形態にて、第1節炭器47は、複数の第1伝熱管101により構成され、第2節炭部46は、複数の第2伝熱管102により構成され、複数の第1伝熱管101と複数の第2伝熱管102が中間ヘッダ67に連結されている。そのため、複数の第1伝熱管101の本数と複数の第2伝熱管102の本数とを異ならせることができる。本実施形態では、複数の第1伝熱管101の本数が複数の第2伝熱管102の本数より多く設けられている。また、第1節炭器47の複数の第1伝熱管101が全て中間ヘッダ67に連結することが可能とされている。このため複数の第1伝熱管101へ流入するボイラ給水の均圧化が可能となり、複数の第1伝熱管101の伝熱性能を均等にするために好ましい。
In the present embodiment, the
また、第2節炭器46に隣接して第1再熱器45が配置されていることから、第1再熱器45の複数の伝熱管103が複数の第2伝熱管102に支持されている。即ち、複数の第2伝熱管102は、複数の支持部が設けられており、複数の支持部により第1再熱器45における複数の伝熱管103が支持されている。なお、本実施形態では、第2節炭器46に隣接して第1再熱器45が配置されているが、第2節炭器46に隣接して過熱器41,42,43が配置されている場合、複数の支持部により過熱器41,42,43における複数の伝熱管103を支持する。従って、本実施形態では、第2節炭器46の複数の第2伝熱管102は、隣接する第1再熱器45の複数の伝熱管103を支持し、さらには中間ヘッダ67を支持し、この中間ヘッダ67には、第1節炭器47の複数の第1伝熱管101が吊り下げ支持されている。
Further, since the
ここで、本実施形態の節炭器における伝熱管の補修方法について説明する。図7及び図8は、節炭器における伝熱管の補修方法を表す概略図、図9及び図10は、伝熱管用の管台の閉塞方法を表す断面図、図11は、伝熱管用の管台の閉塞方法を表す断面図、図12は、伝熱管用の管台の別の閉塞方法を表す断面図である。 Here, the repair method of the heat exchanger tube in the economizer of this embodiment is demonstrated. 7 and 8 are schematic views showing a heat transfer tube repair method in the economizer, FIGS. 9 and 10 are cross-sectional views showing a heat transfer tube nozzle blockage method, and FIG. 11 is for a heat transfer tube. FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating another method for closing the nozzle for heat transfer tubes.
本実施形態の節炭器における伝熱管の補修方法は、漏洩部のある第1伝熱管101が連結される中間ヘッダ67の管台を切断する工程と、漏洩部のある第1伝熱管101が連結される入口ヘッダ65の管台を切断する工程と、切断された中間ヘッダ67の管台を閉塞する工程と、切断された入口ヘッダ65の管台を閉塞する工程とを有する。
The repair method of the heat transfer tube in the economizer of the present embodiment includes a step of cutting a nozzle base of the
また、本実施形態の節炭器における伝熱管の補修方法は、閉塞した中間ヘッダ67の管台を切断する工程と、閉塞した入口ヘッダ65の管台を切断する工程と、新しい第1伝熱管101の一端部を中間ヘッダ67の管台に連結する工程と、新しい第1伝熱管101の他端部を入口ヘッダ65の管台に連結する工程とを有する。
Moreover, the repair method of the heat exchanger tube in the economizer of the present embodiment includes a step of cutting the nozzle base of the blocked
具体的に説明すると、節炭器に漏洩が発生すると、石炭焚きボイラ10の運転を停止し、過熱器41,42,43、再熱器44,45、節炭器46,47の各伝熱管内を排水する。図7に示すように、第1節炭器47の第1伝熱管101が漏洩していると、複数の第1伝熱管101から漏洩部Dが発生した第1伝熱管101を特定する。漏洩部Dがある第1伝熱管101が特定されると、まず、漏洩部Dのある第1伝熱管101の上端部が連結される中間ヘッダ67との連結部と、下端部が連結される入口ヘッダ65との連結部をそれぞれ切断する。
More specifically, when leakage occurs in the economizer, the operation of the coal fired
即ち、図9に示すように、入口ヘッダ65は、伝熱管接続用の管台121が溶接により固定されており、第1伝熱管101の下端部がこの管台121に溶接により連結されることで、第1伝熱管101が入口ヘッダ65に連結されている。そのため、ここでは、図10に示すように、漏洩部Dのある第1伝熱管101の下端部が連結される入口ヘッダ65の管台121を2カ所切断することで、その一部(切断部)121aを除去する。
この場合、切断後の残留管台121bの長さは、所定の長さを残すものとし,この所定の長さは5mm〜25mmの範囲に設定することが好ましい。
That is, as shown in FIG. 9, the
In this case, the length of the
これは、本実施形態での中間ヘッダ65付近の排ガス温度は、約500℃から約550℃と高い雰囲気にある。このため、切断後の中間ヘッダ65から突出した残留管台121bは、長いほど管台の温度が上昇し、強度低下が懸念されるため、約400℃以下へと抑制するには25mm以下とする必要がある。一方、切断作業と閉塞作業と再連結溶接作業の作業性を考慮すると、残留管台121bの長さは、なるべく長くすることが望ましいことから、5mm以上が必要とされる。また、管台121の切断部121aの長さは、切断作業と閉塞作業の作業性を考慮して設定されるものであるが、切断管台121cが各種作業の邪魔にならなければ、管台121を1カ所切断することで、切断部121aを確保しなくてもよい。
This is because the exhaust gas temperature in the vicinity of the
また、図示しないが、中間ヘッダ67は、入口ヘッダ65と同様に、伝熱管接続用の管台が溶接により固定されており、第1伝熱管101の上端部がこの管台に溶接により連結されることで、第1伝熱管101が中間ヘッダ67に連結されている。そのため、漏洩部Dのある第1伝熱管101の上端部が連結される中間ヘッダ67の管台を、入口ヘッダ65の管台121と同様に、切断する。
Although not shown, the
漏洩部Dのある第1伝熱管101と中間ヘッダ67及び入口ヘッダ65の各連結部を切断すると、切断された中間ヘッダ67の管台と入口ヘッダ65の管台121を閉塞する。即ち、図11に示すように、入口ヘッダ65の残留管台121bの端部開口に閉止栓122を嵌合し、周囲を溶接Wすることで残留管台121bの端部開口に閉止栓122を固定する。なお、入口ヘッダ65の管台121の閉塞構造は、この構造に限定されるものではない。図13に示すように、入口ヘッダ65の残留管台121bの端部開口に閉止栓123を配置し、周囲を溶接Wすることで残留管台121bの端部開口に閉止栓123を固定するものでもよい。また、図示しないが、中間ヘッダ67の残留管台の端部開口も閉止栓122,123などを固定して閉塞する。
When the connecting portion between the first
すると、図8に示すように、漏洩部Dのある第1伝熱管101は、上端部と下端部がそれぞれ切断されて使用が中止される。ボイラ給水の漏洩が発生した第1伝熱管101の入口ヘッダ65の管台を閉塞することで、第1節炭器47の熱回収量が減少し、ボイラ出口排ガス温度の上昇は非常に少ない。これは、本実施形態などの一般的な第1節炭器に設けられている第1伝熱管101の本数は約1000本あり、第1伝熱管101を1本閉塞させたとしても、ボイラ出口ガス温度の上昇への伝熱量の影響は1/1000本になり、温度上昇は0.数℃以下となり無視できるほど小さいためである。
Then, as shown in FIG. 8, the first
さらに、中間ヘッダ67があるので、第2節炭器46の複数の第2伝熱管102を閉塞する必要はなく、排ガス温度が約1000℃と高い雰囲気にあっても、第2伝熱管102の内部はボイラ給水が通過するため、第2伝熱管102の温度が異常上昇することなく、強度が低下しない。このため、隣接する第1再熱器45の複数の伝熱管103を支持し、さらには中間ヘッダ67を支持し、この中間ヘッダ67には、第1節炭器47の複数の第1伝熱管101が吊り下げ支持を継続することができる。
Furthermore, since there is the
また、この場合、漏洩部Dがあって切断された第1伝熱管101は、支持具117に支持されて吊り具116により中間ヘッダ67に吊下げ支持されていることから、脱落することはない。このとき、第1伝熱管101が補修された後の第1節炭器47は、この漏洩部Dのある第1伝熱管101の上端部が連結されていた中間ヘッダ67の管台と、下端部が連結されていた入口ヘッダ65の管台が閉塞された状態となる。その後、過熱器41,42,43、再熱器44,45、節炭器46,47の各伝熱管内に給水した後、石炭焚きボイラ10の運転が早い段階で開始することができる。
In this case, the first
そして、石炭焚きボイラ10のメンテナンス時期になると、漏洩部Dがあって切断された第1伝熱管101を取外し、新しい第1伝熱管101を支持した後、この新しい第1伝熱管101の各端部を入口ヘッダ65と中間ヘッダ67に連結する。即ち、閉塞した中間ヘッダ67の残留管台を切断して閉止栓122,123を除去すると共に、閉塞した入口ヘッダ65の残留管台を切断して閉止栓122,123を除去する。そして、新しい第1伝熱管101の上端部を中間ヘッダ67の残留管台の切断部に連結すると共に、新しい第1伝熱管101の下端部を入口ヘッダ65の残留管台の切断部に連結する。すると、第1節炭器47は、全ての第1伝熱管101の使用が可能となる。
When the maintenance time of the coal fired
このように本実施形態の節炭器にあっては、波形形状をなす複数の第1伝熱管101が所定間隔を空けて水平方向に並設される第1節炭器47と、複数の第1伝熱管101における鉛直方向の下端部に連結される入口ヘッダ65と、第1節炭器47より鉛直方向の上方に配置されて鉛直方向に沿う複数の第2伝熱管102が所定間隔を空けて水平方向に並設される第2節炭器46と、複数の第2伝熱管102における鉛直方向の上端部に連結される出口ヘッダ68と、複数の全ての第1伝熱管101の鉛直方向における上端部に連結することを可能とされると共に複数の全ての第2伝熱管102の鉛直方向における下端部に連結される中間ヘッダ67とを設けている。
Thus, in the economizer of the present embodiment, the
従って、波形形状をなす複数の第1伝熱管101からなる第1節炭器47の上方に鉛直方向に沿う複数の第2伝熱管102からなる第2節炭器46を配置し、各第1伝熱管101の上端部と各第2伝熱管102の下端部との間に中間ヘッダ67を連結することで、第1伝熱管101と第2伝熱管102とを独立して機能させることができる。また、各第1伝熱管101を流れる全ての給水が一度中間ヘッダ67に集めることが可能となり、ここから各第2伝熱管102に流れることとなり、各第2伝熱管102に流れるボイラ給水を均圧化することができる。また、第1節炭器と第2節炭器46とは、中間ヘッダ67を介して個別に管理することができるので、設計の自由度を広げることができると共に運用が容易になる。
Therefore, the
例えば、第1伝熱管101の一部に漏洩個所が発生したとき、この第1伝熱管101における入口ヘッダ65の管台と中間ヘッダ67の管台を閉塞するだけで、第1節炭器47を機能させることができる。ボイラ給水の漏洩が発生した第1伝熱管101の入口ヘッダ65の管台を1本閉塞させたとしても、ボイラ出口ガス温度の上昇への伝熱量の影響は無視できるほど小さい。また、このとき、第2伝熱管102を閉塞する必要はなく、第1節炭器47より高温排ガス雰囲気である第2節炭器46の機能が低下することはなく、各第2伝熱管102を十分に冷却することができ、損傷を防止することができる。その結果、第1伝熱管101の漏洩に対する早期の補修が可能となり、第1伝熱管101の補修作業における作業性の向上と、石炭焚きボイラ10の早期運転再開を行い、ボイラの稼働率の向上を図ることができる。なお、この場合、複数の第1伝熱管101は、閉塞した一部の第1伝熱管101が中間ヘッダ67と不連結となる。
For example, when a leak location occurs in a part of the first
また、ここで、第1節炭器と第2節炭器46を個別に管理するとは、この各伝熱管101,102における漏洩の有無を独立して判断することである。ボイラの定検時に、各伝熱管101,102に水を流したり、または、運転中に圧力低下を目視などで監視して各伝熱管101,102漏洩の有無を判断したりしており、これを管理と称する。
Moreover, here, managing the 1st economizer and the
本実施形態の節炭器では、第2伝熱管102は、上部が下部支持梁113を貫通すると共に係止片114により下部支持梁113に対する下方移動が阻止され、下端部に中間ヘッダ67を連結している。従って、中間ヘッダ67が第2伝熱管102を介して下部支持梁113に吊下げ支持されることで、中間ヘッダ67を下部支持梁113に支持するための吊り具が不要となり、構造の複雑化及び製造コスト増を抑制することができる。
In the economizer of the present embodiment, the second
本実施形態の節炭器では、第1伝熱管101は、吊り具116により中間ヘッダ67に吊下げ支持され、上端部が中間ヘッダ67に連結されている。従って、第1伝熱管101が吊り具116により中間ヘッダ67に吊下げ支持された状態でこの中間ヘッダ67に連結されることで、第1伝熱管101を下部支持梁113に支持するための吊り具が不要となり、また、第1伝熱管101と中間ヘッダ67を容易に連結することができ、構造の複雑化及び製造コスト増を抑制することができる。
In the economizer of the present embodiment, the first
本実施形態の節炭器では、中間ヘッダ67を燃焼ガス通路60に配置している。従って、中間ヘッダ67を燃焼ガス通路60に配置することで、第1伝熱管101と中間ヘッダ67と第2伝熱管102との連結を容易に行うことができ、構造の簡素化を図ることができる。
In the economizer of the present embodiment, the
本実施形態の節炭器では、中間ヘッダ67を各伝熱管101,102の並設方向に沿って設けると共に、各伝熱管101,102の並設方向に直交する水平方向に所定間隔を空けて並設している。従って、中間ヘッダ67を所定間隔を空けて複数並設することで、複数の第1伝熱管101と複数の中間ヘッダ67と複数の第2伝熱管102を連結することとなり、伝熱管101,102の配管長さを短くして構造の簡素化及び低コスト化を図ることができる。
In the economizer of the present embodiment, the
本実施形態の節炭器では、第1伝熱管101の本数を第2伝熱管102の本数より多くしている。従って、複数の第1伝熱管101と複数の第2伝熱管102が中間ヘッダ67により連結することから第1伝熱管101と第2伝熱管102の本数を異ならせることができ、設計の自由度を広げることができる。また、第1伝熱管101の本数を第2伝熱管102の本数より多く設けることで、低温領域に配置される第1伝熱管101の本数を増加させて吸熱量を増加し、熱交換効率を向上することができる。
In the economizer of the present embodiment, the number of first
本実施形態の節炭器では、複数の第2伝熱管102に第1再熱器45の伝熱管103を支持する支持部118を設けている。従って、第2伝熱管102の支持部118により第1再熱器45の伝熱管103を支持することで、第1再熱器45の伝熱管103を支持するための支持部材を不要とし、構造の複雑化及び製造コスト増を抑制することができる。
In the economizer of the present embodiment, the plurality of second
本実施形態の節炭器では、漏洩部Dのある第1伝熱管101の上端部が連結される中間ヘッダ67の管台と、漏洩部Dのある第1伝熱管101の下端部が連結される入口ヘッダ65の管台が閉塞されている。従って、漏洩部Dのある第1伝熱管101における中間ヘッダ67と入口ヘッダ65の各管台を閉塞することで、節炭器46,47を継続して使用することができる。
In the economizer of this embodiment, the nozzle base of the
また、漏洩部Dのある第1伝熱管101の下端部が連結される入口ヘッダ65の管台121を切断し、切断後の中間ヘッダ65から突出した残留管台121bの長さは、5mm〜25mmの範囲に設定することが好ましい。これは、25mmを越えると付近の排ガス温度のために管台の温度が上昇し、強度低下し、5mm未満では切断作業と閉塞作業と再連結溶接作業の作業性が困難になる為であり、残留管台121bの長さをこの範囲とすることで健全に閉塞し、修復が可能となる。
Further, the length of the
また、本実施形態のボイラにあっては、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉11と、火炉11に配置される燃焼装置12と、火炉11の上部に連結されて排ガスを流す煙道13と、煙道13に配置される過熱器41,42,43、再熱器44,45、節炭器46,47とを設けている。
Further, in the boiler of the present embodiment, a
従って、下方に配置される第1節炭器47の各第1伝熱管101の上端部と、上方に配置される第2節炭器46の各第2伝熱管102の下端部とを中間ヘッダ67により連結して節炭器を構成することで、第1伝熱管101と第2伝熱管102とを独立して機能させることができる。例えば、第1伝熱管101の一部に漏洩個所が発生したとき、この第1伝熱管101における入口ヘッダ65の管台と中間ヘッダ67の管台を閉塞するだけで、第1節炭器47を機能させることができる。
Accordingly, the upper end portion of each first
このとき、中間ヘッダ67があるので第2伝熱管102を閉塞する必要はなく、第2伝熱管102の温度が異常上昇することなく強度が低下しないため、隣接する第1再熱器45の複数の伝熱管103を支持し、さらには中間ヘッダ67を支持し、この中間ヘッダ67には、第1節炭器47の複数の第1伝熱管101が吊り下げ支持を継続することができる。また、第1節炭器47により高温排ガス雰囲気である第2節炭器46の機能が低下することはなく、各第2伝熱管102を十分に冷却することができ、損傷を防止することができる。その結果、第1伝熱管101に対する早期の補修が可能となり、第1伝熱管101の補修作業における作業性の向上を図ることができ、石炭焚きボイラ10の早期運転再開を行い、ボイラの稼働率の向上を図ることができる。
At this time, since there is the
本実施形態のボイラでは、熱交換器の一つとして過熱器41,42,43と再熱器44,45が設けられ、第1再熱器45の伝熱管103を第2伝熱管102により支持している。従って、第2伝熱管102により第1再熱器45の伝熱管103を支持することで、第1再熱器45の伝熱管103を支持するための支持部材を不要とし、構造の複雑化及び製造コスト増を抑制することができる。
In the boiler of this embodiment,
また、本実施形態の伝熱管の補修方法にあっては、漏洩部Dのある第1伝熱管101が連結される中間ヘッダ67の管台を切断する工程と、漏洩部Dのある第1伝熱管101が連結される入口ヘッダ65の管台を切断する工程と、切断された中間ヘッダ67の管台を閉塞する工程と、切断された入口ヘッダ65の管台を閉塞する工程とを有している。
Further, in the heat transfer tube repairing method of the present embodiment, the step of cutting the nozzle of the
従って、例えば、第1伝熱管101の一部に漏洩個所が発生したとき、この第1伝熱管101における入口ヘッダ65の管台と中間ヘッダ67の管台を閉塞するだけで、第2伝熱管102を閉塞する必要はなく、第1伝熱管101に対する早期の補修が可能となり、第1伝熱管の補修作業における作業性の向上を図ることができる。
Therefore, for example, when a leak location occurs in a part of the first
本実施形態の伝熱管の補修方法では、閉塞した中間ヘッダ67の管台を切断する工程と、閉塞した入口ヘッダ65の管台を切断する工程と、新しい第1伝熱管101の一端部を中間ヘッダ67の管台に連結する工程と、新しい第1伝熱管101の他端部を入口ヘッダ65の管台に連結する工程とを有している。従って、節炭器46,47のメンテナンス時に、一時的に閉塞した管台に対して新しい第1伝熱管101を連結することで、容易に第1節炭器47を初期状態に復帰させることができる。石炭焚きボイラ10の早期運転再開を行い、ボイラの稼働率の向上を図ることができる。
In the heat transfer tube repairing method of the present embodiment, the step of cutting the nozzle base of the closed
なお、上述した実施形態にて、第1節炭器47における第1伝熱管101の形状、配置、本数と、第2節炭器46における第2伝熱管102の形状、配置、本数は、上述したものに限定されるものではなく、煙道13の形状や大きさなどに応じて適宜設定すればよいものである。
In the above-described embodiment, the shape, arrangement, and number of the first
また、上述した実施形態では、本発明のボイラを石炭焚きボイラとしたが、固体燃料としては、バイオマスや石油コークス、石油残渣などを使用するボイラであってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、重質油などの油焚きボイラにも使用することができ、更には、燃料としてガス(副生ガス)も使用することができる。そして、これら燃料の混焼焚きにも適用することができる。 In the above-described embodiment, the boiler according to the present invention is a coal-fired boiler. However, the solid fuel may be a boiler using biomass, petroleum coke, petroleum residue, or the like. Further, the fuel can be used not only for solid fuel but also for oil-fired boilers such as heavy oil, and further, gas (by-product gas) can also be used as fuel. And it can apply also to the mixed combustion sowing of these fuels.
10 石炭焚きボイラ(ボイラ)
11 火炉
12 燃焼装置
13 煙道
21,22,23,24,25 燃焼バーナ
41,42,43 過熱器(熱交換器)
44 第2再熱器(熱交換器)
45 第1再熱器(熱交換器)
46 第2節炭器(熱交換器)
47 第1節炭器(熱交換器)
60 燃焼ガス通路
61 蒸気タービン
65 入口ヘッダ
67 中間ヘッダ
68 出口ヘッダ
101 第1伝熱管
102 第2伝熱管
111 上部支持梁
112 吊り棒
113 下部支持梁(支持梁)
114 係止片(係止部材)
115 天井壁
121 管台
122,123 閉止栓
D 漏洩部
10 Coal-fired boiler (boiler)
DESCRIPTION OF
44 Second reheater (heat exchanger)
45 1st reheater (heat exchanger)
46 Second economizer (heat exchanger)
47 First economizer (heat exchanger)
60
114 Locking piece (locking member)
115
Claims (12)
波形形状をなす複数の第1伝熱管が所定間隔を空けて水平方向に並設される第1節炭器と、
前記複数の第1伝熱管における鉛直方向の下端部に連結される入口ヘッダと、
前記第1節炭器より鉛直方向の上方に配置されて鉛直方向に沿う複数の第2伝熱管が所定間隔を空けて水平方向に並設される第2節炭器と、
前記複数の第2伝熱管における鉛直方向の上端部に連結される出口ヘッダと、
前記複数の全ての第1伝熱管の鉛直方向における上端部に連結することが可能とされると共に前記複数の全ての第2伝熱管の鉛直方向における下端部に連結される中間ヘッダと、
を有し、
前記第1節炭器と前記第2節炭器とは、前記中間ヘッダを介して個別に管理されることを特徴とする節炭器。 A economizer provided in a combustion gas passage in which combustion gas flows from the upper part to the lower part in the vertical direction,
A first economizer in which a plurality of first heat transfer tubes having a corrugated shape are arranged in parallel in a horizontal direction at a predetermined interval;
An inlet header connected to the lower end portion in the vertical direction of the plurality of first heat transfer tubes;
A second economizer that is arranged above the first economizer in the vertical direction and in which a plurality of second heat transfer tubes along the vertical direction are arranged in parallel in a horizontal direction with a predetermined interval;
An outlet header connected to an upper end portion in a vertical direction of the plurality of second heat transfer tubes;
An intermediate header that can be connected to the upper ends of the plurality of first heat transfer tubes in the vertical direction and is connected to the lower ends of the plurality of second heat transfer tubes in the vertical direction;
Have
The first economizer and the second economizer are individually managed through the intermediate header.
前記火炉に配置される燃焼装置と、
前記火炉の上部に連結されて燃焼ガスを流す煙道と、
前記煙道に配置される熱交換器と、
を備え、
前記熱交換器の一つとして請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の節炭器が設けられる、
ことを特徴とするボイラ。 A furnace that is hollow and installed along the vertical direction;
A combustion device disposed in the furnace;
A flue connected to the upper part of the furnace for flowing combustion gas;
A heat exchanger disposed in the flue;
With
The economizer according to any one of claims 1 to 9 is provided as one of the heat exchangers.
A boiler characterized by that.
燃焼ガスが鉛直方向の上部から下部へ流れる燃焼ガス通路に設けられて波形形状をなす複数の第1伝熱管が所定間隔を空けて水平方向に並設される第1節炭器と、
前記複数の第1伝熱管における鉛直方向の下端部に連結される入口ヘッダと、
前記第1節炭器より鉛直方向の上方に配置されて鉛直方向に沿う複数の第2伝熱管が所定間隔を空けて水平方向に並設される第2節炭器と、
前記複数の第2伝熱管における鉛直方向の上端部に連結される出口ヘッダと、
前記複数の全ての第1伝熱管の鉛直方向における上端部に連結することが可能とされると共に前記複数の全ての第2伝熱管の鉛直方向における下端部に連結される中間ヘッダと、を有し、
前記第1節炭器と前記第2節炭器とが前記中間ヘッダを介して個別に管理され、
漏洩部のある前記第1伝熱管が連結される前記中間ヘッダの管台を所定の長さを残して切断する工程と、
前記漏洩部のある前記第1伝熱管が連結される前記入口ヘッダの管台を前記所定の長さを残して切断する工程と、
切断された前記中間ヘッダの管台を閉塞する工程と、
切断された前記入口ヘッダの管台を閉塞する工程と、
を有することを特徴とする伝熱管の補修方法。 A method of repairing a heat transfer tube in a economizer,
A first economizer in which a plurality of first heat transfer tubes having a corrugated shape provided in a combustion gas passage through which combustion gas flows from the upper part to the lower part in the vertical direction are arranged in parallel in a horizontal direction at a predetermined interval;
An inlet header connected to the lower end portion in the vertical direction of the plurality of first heat transfer tubes;
A second economizer that is arranged above the first economizer in the vertical direction and in which a plurality of second heat transfer tubes along the vertical direction are arranged in parallel in a horizontal direction with a predetermined interval;
An outlet header connected to an upper end portion in a vertical direction of the plurality of second heat transfer tubes;
An intermediate header that can be connected to the upper ends in the vertical direction of all of the plurality of first heat transfer tubes and connected to the lower ends of the plurality of second heat transfer tubes in the vertical direction. And
The first economizer and the second economizer are individually managed via the intermediate header,
Cutting the nozzle of the intermediate header to which the first heat transfer tube having a leakage portion is connected, leaving a predetermined length;
Cutting the nozzle of the inlet header to which the first heat transfer tube having the leakage portion is connected, leaving the predetermined length;
Closing the cut nozzle of the intermediate header;
Clogging the nozzle of the cut inlet header;
A method of repairing a heat transfer tube, characterized by comprising:
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