JP2017190894A - 煤吹装置 - Google Patents

Abstract

【課題】煤吹するための噴射管の表面に付着したチャーがシール材に取り込まれる事態を防止すること。【解決手段】圧力容器１００の内部に熱交換器の伝熱管が配置されており、圧力容器１００の内外に移動可能に設けられた噴射管５から伝熱管に向けて清掃用の蒸気を噴射する煤吹装置において、噴射管５が挿入される圧力容器１００側の挿入穴１００ａを囲んで圧力容器１００の外側に延在して設けられて内部に噴射管５が挿通される筒状のケーシング１と、ケーシング１の内部に設けられて噴射管５の移動を案内すると共にケーシング１と噴射管５との間の気密性を確保する支持部７と、支持部７の直近に配置されて圧力容器１００側に噴射管５が突出する部分にガス（窒素ガス）の噴流を生じさせる第一給気装置３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、ガス化炉などのように炉内ガスの圧力が数ＭＰａの高圧に維持されたボイラにおける熱交換器の伝熱管に対し、炉外から噴射管を挿入して蒸気などの清掃用の気体を吹き付けて伝熱管を清掃する煤吹装置に関する。

石炭焚きボイラで代表されるように、燃料に固形の石炭を採用するボイラでは、燃焼ガス中に混入する粒子状の未燃カーボン（チャー）が熱交換器の伝熱管に堆積すると伝熱機能を低下させる。このため、稼働中のボイラで一日数回に亘って伝熱管を清掃し、チャーの除去を行うことが必要となる。

この清掃のため、炉内に抜き挿しして伝熱管の表面に高圧蒸気などを噴射する噴射管を備えた煤吹装置が採用されている。例えば、石炭焚きボイラでは、炉内圧力が常圧にほぼ等しいため、噴射管の炉内抜き挿しに際して、炉内ガスの漏出について格別の配慮を払う必要もなく噴射管の炉内出し入れを行うことができる。しかし、燃料が石油、ガスなどを採用する油焚きボイラ、ガス焚きボイラなどでは、炉内圧力が常圧以上となり、特にガス化炉のように炉内圧力が数ＭＰａとなる高圧のものでは、噴射管の炉内抜き挿しに際しては、噴射管の通路にグランドパッキンを始めとして種々のシール材を配置して、炉内の気密保持を行う構造が必要となる。

従来、特許文献１に記載の煤吹装置は、チャーの炉外への漏出防止と、チャーの噴射管の炉内抜き挿し経路への堆積防止を図ることを目的としている。この煤吹装置は、噴射管の炉内挿入位置に炉内と連通する連結管を設け、連結管に挿入遮断弁を介してシールボックスを接続し、シールボックス、挿入遮断弁、および連結管を介して噴射管を炉内に抜き挿し可能に配置すると共に、連結管に堆積物除去ガスを供給可能にしている。また、この煤吹装置は、シールボックスにシールガスを供給する。

また、従来、特許文献２に記載のスートブロア装置は、炉または煙道内の有害または可燃性の排ガスの漏洩を確実に防ぐことを目的としている。このスートブロア装置は、排ガスが導かれるハウジングに、熱交換器が設けられ、ハウジングの外壁には、この外壁に形成される挿入孔を挿通して熱交換器に向けてシールガスを噴射する噴射管が軸線方向に変位自在に設けられ、噴射管は、外壁に各挿入孔を外囲して固定されるケーシング内に挿通され、ケーシングには、噴射管が挿通する弁孔を有する開閉弁と、この開閉弁よりも外部側で噴射管の外周面とケーシングの内周面との間に介在されるシール材と、このシール材に向けてシールガスを導くガス供給孔とが設けられている。

特開２００３−２６９８８７号公報 特開平８−２８８５３号公報

ところで、噴射管は、炉内に挿入されることから、その表面にチャーが付着する。そして、噴射管が炉内から引き抜かれる際、噴射管の表面に付着したチャーがシール材に取り込まれ、シール材の耐久性を低下させるおそれがある。

上述した特許文献１の発明は、噴射管の炉内挿入位置に炉内と連通して設けられた連結管に堆積物除去ガスを供給しているが、当該特許文献１に記載のように、炉内圧力が約２．６ＭＰａに対して約２．７ＭＰａの堆積物除去ガスであるため、噴射管の炉内抜き挿し経路へのチャーの堆積を防止することができても、噴射管の表面に付着したチャーを除去するまでに至らない。また、特許文献１の発明は、シールボックスにシールガスを供給するが、当該特許文献１に記載のように、炉内圧力が約２．６ＭＰａに対して約２．７ＭＰａのシールガスであるため、噴射管の表面に付着したチャーがシール材に取り込まれることを防止するまでに至らない。

また、上述した特許文献２の発明は、シール材に向けてシールガスを供給するが、当該特許文献２に記載のように、５ｋｇ／ｃｍ^２（約０．５ＭＰａ）のシールガスであるため、噴射管の表面に付着したチャーがシール材に取り込まれることを防止するまで至らない。

一方、特許文献１に記載のシールボックスおよび連結管や、特許文献２に記載のケーシングの各筒体をフランジ取り合わせとし、ボルテックスガスケットなどによるシール部材をフランジ間に配置する場合、対向するフランジの面間がガスケットの潰し代で変化するため、面間の差が噴射管の軸心ズレに繋がることになる。噴射管に軸心ズレが生じると、噴射管が伝熱管に接触するおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、煤吹するための噴射管の表面に付着したチャーがシール材に取り込まれる事態を防止することのできる煤吹装置を提供することを目的とする。また、本発明は、煤吹するための噴射管の軸心ズレを低減することのできる煤吹装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、第１の発明の煤吹装置は、圧力容器の内部に熱交換器の伝熱管が配置されており、前記圧力容器の内外に移動可能に設けられた噴射管から前記伝熱管に向けて清掃用の気体を噴射する煤吹装置において、前記噴射管が挿入される前記圧力容器側の挿入穴を囲んで前記圧力容器の外側に延在して設けられて内部に前記噴射管が挿通される筒状のケーシングと、前記ケーシングの内部に設けられて前記噴射管の移動を案内すると共に前記ケーシングと前記噴射管との間の気密性を確保する支持部と、前記支持部の直近に配置されて前記圧力容器側に前記噴射管が突出する部分にガスの噴流を生じさせる給気装置と、を備えることを特徴とする。

この煤吹装置によれば、給気装置により、圧力容器側に噴射管が突出する部分に窒素ガスの噴流を生じさせることで、支持部から圧力容器側に突出する噴射管に噴射されたガスにより噴射管の表面に付着したチャーが吹き飛ばされる。このため、煤吹するための噴射管の表面に付着したチャーが支持部のシール材に取り込まれる事態を防止することができる。この結果、支持部のシール材の劣化が進行することを抑える効果を高めることができる。

また、第２の発明の煤吹装置は、第１の発明において、前記支持部は、前記噴射管の移動を案内する軸受と、前記ケーシングと前記噴射管との間の気密性を確保するシール材と、を有して前記シール材の前記圧力容器側に前記軸受が配置されており、前記給気装置は、前記軸受を基準として前記圧力容器側または前記シール材側の少なくとも一方に給気することを特徴とする。

支持部の軸受は、噴射管の移動を案内するものであり、気密性を確保するシール材と比較して気密性が低い。このため、噴射管の表面に付着したチャーは、軸受を通過しやすい傾向にある。この煤吹装置によれば、第一給気装置は、軸受を基準として圧力容器側またはシール材側の少なくとも一方に給気する。従って、軸受の先端側において、圧力容器側に突出する噴射管に効果的に噴流を生じさせる。これにより、軸受を通過する以前に、噴射管の表面に付着したチャーを吹き飛ばすことができる。

また、第３の発明の煤吹装置は、第１または第２の発明において、前記給気装置は、前記ケーシングの外部にガスを排気する排気部を有することを特徴とする。

この煤吹装置によれば、ケーシングの内部のガスが排気されるため、ケーシングの支持部などのメンテナンス時におけるケーシングの開放作業を安全に実施することができる。

また、第４の発明の煤吹装置は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記ケーシングは、前記噴射管の移動方向で複数に分割形成された分割ケーシングを有しており、各前記分割ケーシングは、前記噴射管の移動方向で互いに対向して接触する接触面が形成され、対向する一方の前記接触面で周方向に環状に形成されて他方の接触面に接触されるシールリングが収容される凹部が形成されており、前記分割ケーシングに前記支持部が設けられ、かつ前記給気装置のノズルが設けられることを特徴とする。

この煤吹装置によれば、噴射管の移動方向である軸方向では、シールリングが凹部に収容された形態で各分割ケーシングの各接触面でシールリングを挟み込むことなく各接触面が接触するため、軸心ズレを低減することができ、かつシールリングにより気密性を確保することができる。

また、第５の発明の煤吹装置は、第２または第３の発明において、前記ケーシングは、前記噴射管の移動方向で複数に分割形成された分割ケーシングを有しており、各前記分割ケーシングは、前記噴射管の移動方向で互いに対向して接触する接触面が形成され、対向する一方の前記接触面で周方向に環状に形成されて他方の接触面に接触されるシールリングが収容される凹部が形成されており、各前記分割ケーシングに前記支持部の前記軸受と前記シール材とがそれぞれ設けられ、かつ前記給気装置のノズルが設けられることを特徴とする。

この煤吹装置によれば、噴射管の移動方向である軸方向では、シールリングが凹部に収容された形態で各分割ケーシングの各接触面でシールリングを挟み込むことなく各接触面が接触するため、軸心ズレを低減することができ、かつシールリングにより気密性を確保することができる。しかも、分割ケーシングに支持部の軸受とシール材とがそれぞれ設けられているため、軸受とシール材とのそれぞれのメンテナンスを容易に行うことができる。

また、第６の発明の煤吹装置は、第４または第５の発明において、前記分割ケーシングの少なくとも１つは、前記支持部を設けられていないスペーサとして構成されることを特徴とする。

この煤吹装置によれば、メンテナンス時に支持部を取り外す場合、スペーサとして構成した分割ケーシングを抜くことで、作業スペースを確保することができ、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

また、第７の発明の煤吹装置は、圧力容器の内部に熱交換器の伝熱管が配置されており、前記圧力容器の内外に移動可能に設けられた噴射管から前記伝熱管に向けて清掃用の気体を噴射する煤吹装置において、前記噴射管が挿入される前記圧力容器側の挿入穴を囲んで前記圧力容器の外側に延在して設けられて内部に前記噴射管が挿通される筒状のケーシングと、前記ケーシングの内部に設けられて前記噴射管の移動を案内すると共に前記ケーシングと前記噴射管との間の気密性を確保する支持部と、を備え、前記ケーシングは、前記噴射管の移動方向で複数に分割形成された分割ケーシングを有しており、各前記分割ケーシングは、前記噴射管の移動方向で互いに対向して接触する接触面が形成され、対向する一方の前記接触面で周方向に環状に形成されて他方の接触面に接触されるシールリングが収容される凹部が形成されており、前記分割ケーシングに前記支持部が設けられることを特徴とする。

この煤吹装置によれば、噴射管の移動方向である軸方向では、シールリングが凹部に収容された形態で各分割ケーシングの各接触面でシールリングを挟み込むことなく各接触面が接触するため、軸心ズレを低減することができ、かつシールリングにより気密性を確保することができる。

また、第８の発明の煤吹装置は、第７の発明において、前記支持部は、前記噴射管の移動を案内する軸受と、前記ケーシングと前記噴射管との間の気密性を確保するシール材と、を有して前記シール材の前記圧力容器側に前記軸受が配置されており、各前記分割ケーシングに前記支持部の前記軸受と前記シール材とがそれぞれ設けられることを特徴とする。

この煤吹装置によれば、噴射管の移動方向である軸方向では、シールリングが凹部に収容された形態で各分割ケーシングの各接触面でシールリングを挟み込むことなく各接触面が接触するため、軸心ズレを低減することができ、かつシールリングにより気密性を確保することができる。しかも、分割ケーシングに支持部の軸受とシール材とがそれぞれ設けられているため、軸受とシール材とのそれぞれのメンテナンスを容易に行うことができる。

また、第９の発明の煤吹装置は、第７または第８の発明において、前記分割ケーシングの少なくとも１つは、前記支持部を設けられていないスペーサとして構成されることを特徴とする。

この煤吹装置によれば、メンテナンス時に支持部を取り外す場合、スペーサとして構成した分割ケーシングを抜くことで、作業スペースを確保することができ、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

本発明によれば、煤吹するための噴射管の表面に付着したチャーがシール材に取り込まれる事態を防止することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る煤吹装置の概略図である。 図２は、本発明の実施形態に係る煤吹装置の要部拡大図である。 図３は、本発明の実施形態に係る煤吹装置の他の例の要部拡大図である。 図４は、本発明の実施形態に係る煤吹装置の他の例の要部拡大図である。 図５は、本発明の実施形態に係る煤吹装置の追加例の概略図である。 図６は、本発明の実施形態に係る煤吹装置の他の例の要部拡大図である。 図７は、本発明の実施形態に係る煤吹装置の他の例の要部拡大図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る煤吹装置の概略図である。図２は、本実施形態に係る煤吹装置の要部拡大図である。

本実施形態の煤吹装置は、ガス化炉で代表される様な圧力容器１００に設けられる。この圧力容器１００は、図には明示しないが、内部に多数の内壁管を配置してガス通路を区画し、ガス通路には、ガスの流れに直交する方向に延びる多数の伝熱管の群（バンク）で形成した熱交換部を配置している。

煤吹装置は、筒状のケーシング１が圧力容器１００の挿入穴１００ａを囲むように接続され、圧力容器１００の外側に延在して設けられている。ケーシング１は、連結管２と、シールボックス４とを有している。

連結管２は、挿入穴１００ａから圧力容器１００の内部に連通して設けられている。連結管２の設置位置は、水平方向で見て伝熱管の群が設置される位置のほぼ直下に相当し、後述する噴射管５が圧力容器１００内に挿入されたとき、伝熱管の群に近接して対峙出来る位置を選択されている。この連結管２と圧力容器１００の間であって圧力容器１００の挿入穴１００ａの位置には、上端部を枢支されて常時は圧力容器１００と連結管２とを遮蔽し、噴射管５の先端で押されて圧力容器１００の内側に開かれる遮蔽扉１３が設けられている。なお、遮蔽扉１３の連結管２に対峙する面で、噴射管５の先端が当接する位置には、図示しないが、ころ部材が設けられており、噴射管５と遮蔽扉１３は衝撃的に当接したり、摩擦接合したりすることのないように構成されている。

連結管２において、圧力容器１００から離れて向く外方端に、挿入遮断弁３が設けられている。挿入遮断弁３は、一方を連結管２の外方端に、他方をシールボックス４に接続して設置されている。挿入遮断弁３は、手動または自動で操作されて、連結管２とシールボックス４の間を連通または遮断する。

シールボックス４は、噴射管５が挿通されるように管状に形成されている。シールボックス４の挿入遮断弁３に接続された側を先端側といい、挿入遮断弁３に遠い側を後端側という。

噴射管５は、先端側が閉塞された筒状に形成され、その先端側に噴射孔５ａを有している。噴射管５は、先端側がシールボックス４から挿入遮断弁３、連結管２を経て圧力容器１００の内部を所定のストロークに亘って往復移動が可能に構成されている。噴射管５は、圧力容器１００から遠い後端側に、モータ８により駆動される車輪９が設けられ、この車輪９が噴射管５の移動方向に対して平行に設けられた案内軌道１０に沿って移動することで往復移動する。

噴射管５は、シールボックス４の後端側および先端側において、グランドパッキン６および支持部７により往復移動に際して移動が案内されると共にシールボックス４との間の気密性が確保される。グランドパッキン６は、環状に形成されて、シールボックス４の内部の後端側に配置され、往復動する噴射管５を環状の内側によりシール状態で支持し、かつ、シールボックス４の内壁との間を環状の外側でシールするように構成されている。支持部７は、図２に示すように、環状に形成された内側で噴射管５の移動を案内する軸受７Ａと、環状に形成された内側および外側でシールボックス４と噴射管５との間の気密性を確保する環状のシール材７Ｂと、を有する。

ここで、ケーシング１をなすシールボックス４は、図２に示すように、噴射管５の移動方向で複数（図２では２つ）に分割形成された分割ケーシング１２を有している。各分割ケーシング１２は、分割部分にフランジ１２Ａがそれぞれ形成され、各フランジ１２Ａが対向する間にボルテックスガスケット１２Ｂなどのシール部材が挟まれた状態でボルト１２Ｃにより連結される。支持部７は、圧力容器１００寄りの分割ケーシング１２に軸受７Ａが設けられ、圧力容器１００から遠い分割ケーシング１２にシール材７Ｂが設けられている。

また、噴射管５の後方に、設置位置を固定されたガイド管１１が設けられている。噴射管５は、後端側からガイド管１１の先端側が挿通され、ガイド管１１との間を密封した状態で、ガイド管１１に対して自身の移動を許容するように嵌合されている。即ち、噴射管５とガイド管１１は、相互に伸縮する二重パイプ構造となっている。

上記構成において、煤吹装置は、蒸気供給装置２１と、第一給気装置（給気装置）３０と、第二給気装置４１と、第三給気装置５１と、を有する。

蒸気供給装置２１は、噴射管５の後端側から突出されるガイド管１１の後端側と、蒸気源２２との間に蒸気ライン２３が接続されている。蒸気ライン２３は、遮断弁２４が設けられている。従って、遮断弁２４が開のときには、蒸気源２２から蒸気ライン２３を介して清掃用の蒸気（気体）がガイド管１１そして噴射管５と供給されるようになっている。なお、蒸気ライン２３は、遮断弁２４の下流位置に逆止弁２５が配置されているので、気体が蒸気源２２側に逆流することはない。

なお、図には明示しないが、噴射管５の移動経路に沿って複数のマイクロスイッチが設けられており、圧力容器１００の内部に抜き挿しすべく移動する噴射管５の位置をマイクロスイッチにより検知し、噴射管５の位置に応じて蒸気の噴射開始や噴射停止を行う遮断弁２４の開閉の作業指令が得られるようになっている。

第一給気装置３０は、ケーシング１のシールボックス４において支持部７の直近と、第一窒素ガス供給源３１との間に第一窒素ガスライン３２が接続されている。第一窒素ガスライン３２は、遮断弁３３が設けられている。第一窒素ガスライン３２は、流量計３４の検知信号に応じて自動的に開度調整を行う調整弁３５が設けられると共に、当該調整弁３５の下流位置に一定の絞り量に設定されたオリフィス３６が設けられている。これにより、遮断弁３３が開のときには、支持部７の直近に第一窒素ガス供給源３１から圧力容器１００の内部のガス圧力より高い圧力の窒素ガスが常時供給される。なお、第一窒素ガスライン３２は、調整弁３５の下流位置に逆止弁３７が配置されているので、気体が第一窒素ガス供給源３１側に逆流することはない。また、第一窒素ガス供給源３１は、ガス化炉におけるバルブやフィルタのチャーなどの堆積物を除去するための窒素ガスを供給するものであり、第一給気装置３０は、この第一窒素ガス供給源３１を利用している。

ここで、第一給気装置３０による供給する窒素ガスの圧力は、圧力容器１００の内部のガス圧力に対する圧力差が、例えば、０．１ＭＰａ以上１．２ＭＰａ以下の範囲の圧力であって、例えば、圧力容器１００の内部のガス圧力が２．７ＭＰａである場合、２．８ＭＰａ以上３．９ＭＰａ以下の圧力を供給する。なお、第一給気装置３０は、供給する窒素ガスの圧力を調整するにあたり、調整弁３５またはオリフィス３６の少なくとも一方を備えていればよい。

この圧力の関係により、支持部７の直近に供給された窒素ガスは、支持部７より圧力容器１００側に噴射管５が突出する部分に窒素ガスの噴流を生じさせる。

第二給気装置４１は、ケーシング１のシールボックス４と、第一窒素ガス供給源３１とは別の第二窒素ガス供給源４２との間に第二窒素ガスライン４３が接続されている。第二窒素ガスライン４３は、遮断弁４４が設けられている。また、第二窒素ガスライン４３は、遮断弁４４の下流側に、流量計４５の検知信号に応じて自動的に開度調整を行う調整弁４６が設けられると共に、当該調整弁４６の下流位置に一定の絞り量に設定されたオリフィス４７が設けられている。これにより、遮断弁４４が開のときには、圧力容器１００の内部のガス圧力より若干高い圧力の窒素ガスが常時供給される。なお、第二窒素ガスライン４３は、遮断弁４４の下流位置に逆止弁４８が配置されているので、気体が第二窒素ガス供給源４２側に逆流することはない。この第二給気装置４１による供給する窒素ガスの圧力は、例えば、圧力容器１００の内部のガス圧力２．７ＭＰａに対して０．２ＭＰａ程度高い２．９ＭＰａである。

また、第二給気装置４１は、第二窒素ガスライン４３が遮断弁４４の上流位置で分岐して蒸気ライン２３に連通する他の第二窒素ガスライン４３’が設けられている。他の第二窒素ガスライン４３’は、遮断弁４４’および遮断弁４４’の下流位置の逆止弁４８’が設けられている。従って、蒸気供給装置２１の遮断弁２４が閉であって遮断弁４４’が開のときには、第二窒素ガス供給源４２から他の第二窒素ガスライン４３’および蒸気ライン２３を介してチャー除去用の窒素ガスがガイド管１１そして噴射管５と供給されるようになっている。

第三給気装置５１は、第二窒素ガスライン４３の遮断弁４４（遮断弁４４’）の上流位置とケーシング１である連結管２との間に第三窒素ガスライン５３が設けられている。第三窒素ガスライン５３は、流量計５４の検知信号に応じて自動的に開度調整を行う調整弁５５が設けられている。これにより、連結管２の内部に第二窒素ガス供給源４２から圧力容器１００の内部のガス圧力より高い圧力の窒素ガスが常時供給される。なお、第三窒素ガスライン５３は、調整弁５５の下流位置に逆止弁５６が配置されているので、気体が第二窒素ガス供給源４２側に逆流することはない。この第三給気装置５１による供給する窒素ガスの圧力は、例えば、圧力容器１００の内部のガス圧力２．７ＭＰａに対して０．２ＭＰａ程度高い２．９ＭＰａである。

このように構成された本実施形態の煤吹装置は、圧力容器１００がガス化炉として機能する定常状態においては、圧力容器１００内には、例えば、２．７ＭＰａの高圧ガスが流れており、この時挿入遮断弁３は閉じられ、噴射管５は、図２に示す休止位置にあり、また遮断弁２４，４４，４４’も閉じられた位置になっている。また、第一窒素ガスライン３２も、圧力容器１００がガス化炉として機能する定常状態において、遮断弁３３が閉じられている。一方、第三窒素ガスライン５３は、遮断弁が設けられておらず、調整弁５５で調整されて圧力容器１００内の高圧ガスの圧力をしのぐ、例えば、２．９ＭＰａの窒素ガスが圧力容器１００の作動中常時供給される。

そして、１日に３〜４回程度の頻度で行われる伝熱管の清掃時には、遮断弁４４が開かれ、シールガスとして約２．７ＭＰａに調整された窒素ガスが第二窒素ガスライン４３を経てシールボックス４に供給される。続いて、挿入遮断弁３が開かれ、モータ８が始動して噴射管５は連結管２を経て圧力容器１００中に挿入され、所定位置で遮断弁２４を開いて蒸気ライン２３を経て噴射管５に蒸気を導入し、噴射孔５ａから蒸気の噴射を開始し、噴射管５が所定位置で折り返して噴射開始の位置に戻るまで蒸気の噴射は続けられ、この戻った位置で遮断弁２４を閉じて噴射が停止される。ここで、噴射管５が連結管２から圧力容器１００中に挿入される際には、噴射管５は連結管２と圧力容器１００の間に配置された遮蔽扉１３をその先端で押し開いて前進する。

なお、遮断弁２４が開いて蒸気の噴射が開始される少し前には、噴射管５の先端に設けた噴射孔５ａが連結管２に挿入された段階で一時的に遮断弁４４’が開き、他の第二窒素ガスライン４３’から蒸気ライン２３を経て窒素ガスが噴射管５内に供給され、当該噴射管５内に滞留している空気などをパージする。

噴射管５による蒸気の噴射開始から停止に至る間の蒸気噴射により圧力容器１００内の伝熱管の清掃作業が行われるが、この蒸気噴射の停止の後も噴射管５は引き続き圧力容器１００から抜き出す移動を続ける。そして、噴射管５は、連結管２、挿入遮断弁３を出て休止位置に復位するが、この後退のタイミングに合わせて挿入遮断弁３が閉止位置に復位し、次いで遮断弁４４も閉じ、かつ第三窒素ガスライン５３を経て連結管２に窒素ガスが供給される元の状態に復位する。

上記第二窒素ガスライン４３を介した窒素ガスの供給の間、具体的には、噴射管５が移動する間であって、噴射管５が圧力容器１００中に挿入される際、または噴射管５が圧力容器１００から引き出される際、あるいは両方の際に、第一給気装置３０の遮断弁３３が開かれる。これにより、調整弁３５で調整されて圧力容器１００内の高圧ガスの圧力をしのぐ、例えば、２．８ＭＰａ以上３．９ＭＰａ以下の窒素ガスが第一窒素ガスライン３２を経て支持部７の直近に供給される。

このように、本実施形態の煤吹装置は、圧力容器１００の内部に熱交換器の伝熱管が配置されており、圧力容器１００の内外に移動可能に設けられた噴射管５から伝熱管に向けて清掃用の蒸気を噴射する煤吹装置において、噴射管５が挿入される圧力容器１００側の挿入穴１００ａを囲んで圧力容器１００の外側に延在して設けられて内部に噴射管５が挿通される筒状のケーシング１と、ケーシング１の内部に設けられて噴射管５の移動を案内すると共にケーシング１と噴射管５との間の気密性を確保する支持部７と、支持部７の直近に配置されて圧力容器１００側に噴射管５が突出する部分にガス（窒素ガス）の噴流を生じさせる第一給気装置３０と、を備える。

この煤吹装置によれば、第一給気装置３０により、圧力容器１００側に噴射管５が突出する部分に窒素ガスの噴流を生じさせることで、支持部７から圧力容器１００側に突出する噴射管５に噴射されたガスにより噴射管５の表面に付着したチャーが吹き飛ばされる。このため、煤吹するための噴射管５の表面に付着したチャーが支持部７のシール材７Ｂに取り込まれる事態を防止することができる。この結果、支持部７のシール材７Ｂの劣化が進行することを抑える効果を高めることができる。

なお、第一給気装置３０によって圧力容器１００側に噴射管５が突出する部分に窒素ガスの噴流を生じさせる工程は、噴射管５の表面に付着したチャーを除去することが目的であり、噴射管５が移動している間のみ窒素ガスを供給する。窒素ガスの投入量は、ガス化炉ガス火炉の生成ガス発熱量の低下を抑える観点から少なくすることが好ましく、投入時間を短くすることが望ましいからである。

ところで、図２では、第一給気装置３０は、支持部７の直近であって、支持部７の後端側で窒素ガスを供給するように、第一窒素ガスライン３２の先端が接続されるノズル３２ａが支持部７におけるシール材７Ｂの後端側に配置されている。この場合、ノズル３２ａから供給された窒素ガスは、支持部７と噴射管５との間の微小な隙間を通り、圧力容器１００側に突出する噴射管５に噴流を生じさせる。詳細には、ノズル３２ａから供給された窒素ガスは、後端側のシール材７Ｂと噴射管５との間の微小な隙間を通過し、さらに先端側の軸受７Ａと噴射管５との間の微小な隙間を通過して、圧力容器１００側に突出する噴射管５に噴流を生じさせる。これにより、噴射管５の表面に付着したチャーが吹き飛ばされる。

このノズル３２ａの配置は、上述した構成に限らない。図３および図４は、本実施形態に係る煤吹装置の他の例の要部拡大図であり、ノズル３２ａの別の配置を示している。

図３に示す形態では、第一給気装置３０は、ノズル３２ａが、支持部７の直近であって、ノズル３２ａが支持部７における軸受７Ａの先端側に配置されている。この場合、ノズル３２ａから供給された窒素ガスは、圧力容器１００側に突出する噴射管５に直接噴流を生じさせる。詳細には、ノズル３２ａから供給された窒素ガスは、軸受７Ａの先端側において、圧力容器１００側に突出する噴射管５に噴流を生じさせる。これにより、噴射管５の表面に付着したチャーが吹き飛ばされる。

図４に示す形態では、第一給気装置３０は、ノズル３２ａが、支持部７の直近であって、ノズル３２ａが支持部７における軸受７Ａの後端側および先端側に配置されている。この場合、ノズル３２ａから供給された窒素ガスは、一方では、軸受７Ａと噴射管５との間の微小な隙間を通過して、圧力容器１００側に突出する噴射管５に噴流を生じさせる。また、ノズル３２ａから供給された窒素ガスは、軸受７Ａの先端側において、圧力容器１００側に突出する噴射管５に噴流を生じさせる。これにより、噴射管５の表面に付着したチャーが吹き飛ばされる。

このように、本実施形態の煤吹装置では、支持部７は、噴射管５の移動を案内する軸受７Ａと、ケーシング１と噴射管５との間の気密性を確保するシール材７Ｂと、を有してシール材７Ｂの圧力容器１００側に軸受７Ａが配置されており、第一給気装置３０は、軸受７Ａを基準として圧力容器１００側またはシール材７Ｂ側の少なくとも一方に給気する。

支持部７の軸受７Ａは、噴射管５の移動を案内するものであり、気密性を確保するシール材７Ｂと比較して気密性が低い。このため、噴射管５の表面に付着したチャーは、軸受７Ａを通過しやすい傾向にある。本実施形態の煤吹装置によれば、第一給気装置３０は、軸受７Ａを基準として圧力容器１００側またはシール材７Ｂ側の少なくとも一方に給気する。従って、軸受７Ａの先端側において、圧力容器１００側に突出する噴射管５に効果的に噴流を生じさせる。これにより、軸受７Ａを通過する以前に、噴射管５の表面に付着したチャーを吹き飛ばすことができる。

図５は、本実施形態に係る煤吹装置の追加例の概略図である。

本実施形態の煤吹装置では、第一給気装置３０は、ケーシング１の外部に窒素ガスを排気する排気部を有する。排気部は、図５に示すように、第一窒素ガスライン３２のオリフィス３６より下流側で分岐して大気に開放された分岐ライン３８と、分岐ライン３８に設けられた遮断弁３９とで構成される。

即ち、排気部は、遮断弁３９を開けることで、分岐ライン３８を介して第一窒素ガスライン３２の窒素ガスが排出される。これにより、ケーシング１の内部のガスが排気されるため、ケーシング１の支持部７など（支持部７の軸受７Ａおよびシール材７Ｂやグランドパッキン６）のメンテナンス時におけるケーシング１の開放作業を安全に実施することができる。具体的には、メンテナンス開始時に、挿入遮断弁３と支持部７との間に残る圧力を確実に排気する。従って、排気部によりケーシング１の内部のガスが排気することで、ケーシング１の開放作業を安全に実施することができる。

図６および図７は、本実施形態に係る煤吹装置の他の例の要部拡大図である。

図６に示すように、本実施形態の煤吹装置では、ケーシング１は、噴射管５の移動方向Ｘで複数（図６では４つ）に分割形成された分割ケーシング１２を有している。各分割ケーシング１２は、噴射管５の移動方向で互いに対向して接触する接触面１２Ｄが形成され、対向する一方の接触面１２Ｄで周方向に環状に形成されてシールリング１２Ｅが収容される凹部１２Ｆが形成されている。そして、各分割ケーシング１２を噴射管５の移動方向Ｘでボルト１２Ｇにて締結する。このため、対向する接触面１２Ｄの接触が維持され、かつ凹部１２Ｆに収容されたシールリング１２Ｅが他方の接触面１２Ｄに接触されて気密性が確保される。この分割ケーシング１２に支持部７が設けられ、かつ、第一給気装置３０のノズル３２ａが設けられる。

より具体的に、分割ケーシング１２に支持部７の軸受７Ａとシール材７Ｂとがそれぞれ設けられ、かつ第一給気装置３０のノズル３２ａが設けられる。

なお、図６に示す形態では、第一給気装置３０のノズル３２ａは、軸受７Ａを基準として圧力容器１００側およびシール材７Ｂ側に設けられているが、これに限定されない。ノズル３２ａは、軸受７Ａを基準として圧力容器１００側またはシール材７Ｂ側の少なくとも一方に設けられていればよい。また、図６に示す形態では、支持部７が軸受７Ａとシール材７Ｂとに分けて形成されているが、支持部７が、噴射管５の移動を案内すると共にケーシング１と噴射管５との間の気密性を確保するように一体形成されている場合は、この一体形成の支持部７の先端側または後端側の少なくとも一方にノズル３２ａが設けられていればよい。

このように構成された煤吹装置に係り、例えば、上述した図２〜図４に示す形態のように、ガスケット（ボルテックスガスケット）１２Ｂをフランジ１２Ａ間に配置する場合、対向するフランジ１２Ａの面間がガスケット１２Ｂの潰し代で変化するため、面間の差が噴射管５の軸心ズレに繋がることになる。噴射管５に軸心ズレが生じると、噴射管５が伝熱管に接触するおそれがある。

この問題に対し、図６に示す形態は、噴射管５の移動方向Ｘである軸方向では、シールリング１２Ｅが凹部１２Ｆに収容された形態で各分割ケーシング１２の各接触面１２Ｄでシールリング１２Ｅを挟み込むことなく各接触面１２Ｄが接触するため、軸心ズレが低減され、かつシールリング１２Ｅにより気密性が確保される。

また、本実施形態の煤吹装置では、図６に示すように、分割ケーシング１２の少なくとも１つは、支持部７を設けられていないスペーサとして構成されることが好ましい。

即ち、メンテナンス時に支持部７を取り外す場合、スペーサとして構成した分割ケーシング１２を抜くことで、作業スペースを確保することができ、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

なお、煤吹装置において、噴射管５の軸心ズレを低減したり、メンテナンス作業を容易に行ったりする効果を得るうえで、第一給気装置３０は必須ではない。従って、図７に示す形態の分割ケーシング１２を備える構成とし、第一給気装置３０のノズル３２ａを設けない構成であってもよい。

１ ケーシング
２ 連結管
３ 挿入遮断弁
４ シールボックス
５ 噴射管
５ａ 噴射孔
６ グランドパッキン
７ 支持部
７Ａ 軸受
７Ｂ シール材
１２ 分割ケーシング
１２Ｄ 接触面
１２Ｅ シールリング
１２Ｆ 凹部
１２Ｇ ボルト
２１ 蒸気供給装置
２２ 蒸気源
２３ 蒸気ライン
２４ 遮断弁
２５ 逆止弁
３０ 第一給気装置
３１ 第一窒素ガス供給源
３２ 第一窒素ガスライン
３２ａ ノズル
３３ 遮断弁
３４ 流量計
３５ 調整弁
３６ オリフィス
３７ 逆止弁
３８ 分岐ライン
３９ 遮断弁
１００ 圧力容器

Claims (9)

1. 圧力容器の内部に熱交換器の伝熱管が配置されており、前記圧力容器の内外に移動可能に設けられた噴射管から前記伝熱管に向けて清掃用の気体を噴射する煤吹装置において、
   前記噴射管が挿入される前記圧力容器側の挿入穴を囲んで前記圧力容器の外側に延在して設けられて内部に前記噴射管が挿通される筒状のケーシングと、
   前記ケーシングの内部に設けられて前記噴射管の移動を案内すると共に前記ケーシングと前記噴射管との間の気密性を確保する支持部と、
   前記支持部の直近に配置されて前記圧力容器側に前記噴射管が突出する部分にガスの噴流を生じさせる給気装置と、
   を備えることを特徴とする煤吹装置。
2. 前記支持部は、前記噴射管の移動を案内する軸受と、前記ケーシングと前記噴射管との間の気密性を確保するシール材と、を有して前記シール材の前記圧力容器側に前記軸受が配置されており、前記給気装置は、前記軸受を基準として前記圧力容器側または前記シール材側の少なくとも一方に給気することを特徴とする請求項１に記載の煤吹装置。
3. 前記給気装置は、前記ケーシングの外部にガスを排気する排気部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の煤吹装置。
4. 前記ケーシングは、前記噴射管の移動方向で複数に分割形成された分割ケーシングを有しており、各前記分割ケーシングは、前記噴射管の移動方向で互いに対向して接触する接触面が形成され、対向する一方の前記接触面で周方向に環状に形成されて他方の接触面に接触されるシールリングが収容される凹部が形成されており、
   前記分割ケーシングに前記支持部が設けられ、かつ前記給気装置のノズルが設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の煤吹装置。
5. 前記ケーシングは、前記噴射管の移動方向で複数に分割形成された分割ケーシングを有しており、各前記分割ケーシングは、前記噴射管の移動方向で互いに対向して接触する接触面が形成され、対向する一方の前記接触面で周方向に環状に形成されて他方の接触面に接触されるシールリングが収容される凹部が形成されており、
   各前記分割ケーシングに前記支持部の前記軸受と前記シール材とがそれぞれ設けられ、かつ前記給気装置のノズルが設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の煤吹装置。
6. 前記分割ケーシングの少なくとも１つは、前記支持部を設けられていないスペーサとして構成されることを特徴とする請求項４または５に記載の煤吹装置。
7. 圧力容器の内部に熱交換器の伝熱管が配置されており、前記圧力容器の内外に移動可能に設けられた噴射管から前記伝熱管に向けて清掃用の気体を噴射する煤吹装置において、
   前記噴射管が挿入される前記圧力容器側の挿入穴を囲んで前記圧力容器の外側に延在して設けられて内部に前記噴射管が挿通される筒状のケーシングと、
   前記ケーシングの内部に設けられて前記噴射管の移動を案内すると共に前記ケーシングと前記噴射管との間の気密性を確保する支持部と、
   を備え、
   前記ケーシングは、前記噴射管の移動方向で複数に分割形成された分割ケーシングを有しており、各前記分割ケーシングは、前記噴射管の移動方向で互いに対向して接触する接触面が形成され、対向する一方の前記接触面で周方向に環状に形成されて他方の接触面に接触されるシールリングが収容される凹部が形成されており、
   前記分割ケーシングに前記支持部が設けられることを特徴とする煤吹装置。
8. 前記支持部は、前記噴射管の移動を案内する軸受と、前記ケーシングと前記噴射管との間の気密性を確保するシール材と、を有して前記シール材の前記圧力容器側に前記軸受が配置されており、
   各前記分割ケーシングに前記支持部の前記軸受と前記シール材とがそれぞれ設けられることを特徴とする請求項７に記載の煤吹装置。
9. 前記分割ケーシングの少なくとも１つは、前記支持部を設けられていないスペーサとして構成されることを特徴とする請求項７または８に記載の煤吹装置。

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