JP2019168135A

JP2019168135A - 伝熱管表面付着灰の除去方法

Info

Publication number: JP2019168135A
Application number: JP2018054729A
Authority: JP
Inventors: 祥晶野中; Yasuaki Nonaka; 一広佐藤; Kazuhiro Sato
Original assignee: Exen Corp
Current assignee: Exen Corp
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-10-03

Abstract

【課題】この発明は、ボイラ内に配設された伝熱管の表面に付着したクリンカ等の付着灰を、作業者の負担を軽減しつつ効率よく除去できる方法を得ることを課題とする。【解決手段】この発明は、ボイラＢ内に配設された伝熱管Ｐの表面に付着した付着灰を除去する方法であって、内部振動源４２の回転により周方向の振動を発生する棒状振動体４の周側面を前記付着灰が付着した伝熱管Ｐに接触させて、前記付着灰を剥離除去することを特徴とする。【選択図】図２

Description

この発明は、ボイラ内に配設された伝熱管の表面に付着したクリンカ等の付着灰を除去する方法に関するものである。

ごみ焼却プラント等の焼却炉には、廃ガスから熱エネルギーを回収するためにボイラが設けられている。このボイラの内部には水や水蒸気の通る伝熱管が所定間隔を介して多数配設されており、これら伝熱管の間隙を高温の廃ガスが通過することにより高温の廃ガスと伝熱管内を流れる水等との間で熱交換が行われる。このとき、伝熱管の表面には廃ガスに含まれる灰等が付着して次第に堆積していくが、これをそのまま放置すると、熱交換効率や廃ガスの通過量が低下するため、定期的に伝熱管表面に付着した灰等を除去する必要がある。

ボイラ内の伝熱管の表面に付着したクリンカ等の付着灰の除去方法としては、ケレン棒やタガネを用いて付着灰を破砕したり刮ぎ落としたりして除去する方法が一般的である。しかしながら、この方法では、ケレン棒やタガネ等といった棒状の工具の先端を付着灰に繰り返し突き当てて除去作業を行うため、作業者の体力的負担が大きく、除去作業に時間もかかってしまう。そして、作業者はケレン棒やタガネの先端のような狭い範囲が付着灰に適切に突き当たるように狙いを定めて工具を取り扱わなければならず、作業者の経験やコツが必要となるばかりでなく、ケレン棒やタガネの先端が誤って伝熱管に突き当たると、伝熱管の表面を損傷してしまうおそれがある。また、伝熱管の下側に付着した付着灰を除去する場合には、伝熱管よりも下側からでないと付着灰に工具の先端を突き当てることができない。加えて、多数の伝熱管が狭い間隔で配設されている場合には、ケレン棒やタガネが届かなくなるところもあり、付着灰を完全に除去することができない。

また、伝熱管の表面に付着した付着灰の除去方法として、特開２０１４−２０６６８号公報に開示された方法のように、圧縮空気等により軸方向に振動する棒状のはつり工具を用いる方法も提案されている。この方法によれば、圧縮空気等によって軸方向に振動する棒状のはつり工具の先端を付着灰に接触させてこれを破砕するため、作業者がはつり工具の先端を付着灰に突き当てる作業を繰り返す必要がなく、作業者の体力的負担を軽減することができる。しかしながら、棒状のはつり工具の先端が付着灰に適切に突き当たるように狙いを定めて工具を操作しなければならない点においては、従来のタガネやケレン棒と何ら変わりがなく、工具の取り扱いに際して経験やコツが要求される。特に、多数の伝熱管が狭い間隔で縦横に配設されている場合には、奥まった位置にある伝熱管の表面に付着した付着灰にはつり工具の先端が突き当たるように操作することは熟練作業者でも至難の業である。また、伝熱管の下側に付着した付着灰を除去する際には、伝熱管よりも下側からでないとはつり工具の先端を付着灰に突き当てることができない。

他方、特開平１１−２３７１９９号公報に開示された方法のように、管材よりも柔らかい材質の錘が先端に取り付けられた打叩アームを回転自在に備えた清掃機をボイラ内の伝熱管列の間に配置して横及び縦方向に移動させながら打叩アームを回転させて各伝熱管を錘で打叩することにより伝熱管の表面に付着した付着物を除去する方法も提案されている。この方法によれば、清掃機が横及び縦方向に移動しながら回転する打叩アームの先端に取り付けられた錘を伝熱管に打叩しているので、打叩アームの先端に取り付けられた錘が伝熱管に当たるように作業者が狙いを定める必要がなく、付着物の除去作業に際して、作業者の経験やコツが要求されることはない。また、打叩アームが回転しながらその先端に取り付けられた錘を伝熱管に打叩しているので、伝熱管の下側に付着した付着灰も除去することができる。しかしながら、清掃機を横及び縦方向に移動させるための軌道管や巻き上げ装置等を設ける必要があり、装置が複雑化・大型化するばかりでなく、清掃機の大きさよりも伝熱管の間隔が狭い場合には伝熱管列の間に清掃機を配置することができない。

特開２０１４−２０６６８号公報特開平１１−２３７１９９号公報

上記の他、伝熱管の表面に付着した付着灰の除去方法として、付着灰に流体等を高圧噴射してこれを破砕除去する方法もあるが、この方法によると、伝熱管が腐食したり破損したりするおそれがある。

この発明は、ボイラ内に配設された伝熱管の表面に付着したクリンカ等の付着灰を、作業者の負担を軽減しつつ効率よく除去できる方法を得ることを課題とする。

この発明は、ボイラ内に配設された伝熱管の表面に付着した付着灰を除去する方法であって、内部振動源の回転により周方向の振動を発生する棒状振動体の周側面を前記付着灰が付着した伝熱管に接触させて、前記付着灰を剥離除去することを特徴とする。前記棒状振動体は、金属製の外筒の内部に回転可能に軸止された偏心錘が回転することにより棒状振動体の周方向に振動を発生させるようにしたものや、同じく金属製の外筒の内部に遊星回転可能に配設された円柱錘が遊星回転することにより棒状振動体の周方向に振動を発生させるようにしたものを用いることが考えられる。

請求項２の発明は、請求項１記載の伝熱管表面付着灰の除去方法において、前記棒状振動体がフレキシブルホースに接続されたものを用いたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の伝熱管表面付着灰の除去方法において、伝熱管が複数所定間隔を介して配設されており、前記複数配設された伝熱管間の間隙に棒状振動体を上方から挿入して付着灰が付着した伝熱管に接触させることを特徴とする。ここで、上方から挿入とは、複数配設された伝熱管間の水平方向の間隙に対して棒状振動体を垂下して挿入するだけでなく、伝熱管間の垂直方向の間隙に対して斜め下方に向けて棒状振動体を挿入することも含む概念である。

この発明によれば、内部振動源の回転により周方向の振動を発生する棒状振動体の周側面を付着灰が付着した伝熱管に接触させて前記付着灰を剥離除去するようにしたので、先端部分よりも範囲が広い棒状振動体の周側面のどこかを前記伝熱管に接触させればよく、しかも、前記棒状振動体の周側面を伝熱管に沿わせて移動させながら伝熱管に付着した付着灰を除去することができるので、作業者の負担を軽減しつつ容易かつ効率的に付着灰の除去作業を行うことができる。また、周方向の振動を発生する棒状振動体を用いているので、伝熱管間の間隙が狭い場合であっても、伝熱管間の間隙に挿入して棒状振動体の振動を伝熱管に伝えることができる。これにより、付着灰の除去作業に際して作業者の熟練度に頼ることなく効率よく除去作業を行うことができる。

請求項２の発明によれば、前記棒状振動体はフレキシブルホースに接続されたものを用いたので、多数の伝熱管が狭い間隔で縦横に配設されている場合でも、手の届きにくい奥まった位置にある伝熱管に対して棒状振動体の周側面を接触させ、そこに付着した付着灰を除去することができる。

請求項３の発明によれば、複数配設された伝熱管間の間隙に棒状振動体を上方から挿入して付着灰が付着した伝熱管に接触させるようにしたので、付着灰の除去作業によって付着灰が伝熱管から剥離して落下しても作業者に当たるおそれがなく、作業者の安全性を確保することができる。さらに、伝熱管間の垂直方向の間隙に対して斜め下方に向けて上方から棒状振動体を挿入した場合には、周方向に振動する棒状振動体の周側面を伝熱管の下側に接触させてそこに付着した付着灰を除去することもできる。すなわち、伝熱管の上方から伝熱管の下側に付着した付着灰を除去することができ、除去作業の際に付着灰除去装置を上向きに持ち上げて作業する必要がないので、作業者の体力的負担を軽減することができる。

この発明の伝熱管表面付着灰の除去方法に使用する付着灰除去装置の一例の概要を示す図この発明の伝熱管表面付着灰の除去方法の概要を示す図同じく棒状振動体が伝熱管に接触して反発することにより両側の伝熱管に接触する様子を説明する図同じく付着灰除去装置の他の例の概要を示す図

図１［Ａ］は、この発明の伝熱管表面付着灰の除去方法に使用する付着灰除去装置の一例の概要を示す図であり、図１［Ｂ］はその一部の内部構造を示す図である。
付着灰除去装置１は、駆動モーターを内蔵したハウジング２にフレキシブルホース３の一端が接続され、このフレキシブルホース３の他端に棒状振動体４が接続されることにより構成されている。

フレキシブルホース３はゴム製で可撓性を有し、その内部には駆動モーターの出力軸に接続されたフレキシブルシャフト５が配設されている。
棒状振動体４は、円筒状に形成された金属製の外筒４１の内部に偏心錘４２が回転可能に軸止されており、偏心錘４２の一方の軸にフレキシブルシャフト５が連結されている。ハウジング２内の駆動モーターが回転すると、その回転力がフレキシブルシャフト５を介して偏心錘４２に伝えられ、偏心錘４２が外筒４１内で回転することにより、棒状振動体４が周方向に振動するようになっている。
棒状振動体４は直径約２８ｍｍ、長さ約２３０ｍｍの円柱状に形成されており、フレキシブルホース３は長さ１５００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度のものとしてある。
図中符号６はスイッチであり、符号７は電源コードである。

図２は、この発明の伝熱管表面付着灰の除去方法の概要を示す図である。
ボイラＢの内部には、多数の伝熱管Ｐが、縦横に所定間隔を介して配設されている。この伝熱管Ｐは直径が約３０ｍｍで、隣り合う伝熱管Ｐ間の間隙は水平方向の間隙Ｓ_Ｈが約７２ｍｍ、垂直方向の間隙Ｓ_Ｖが約４１ｍｍとなっている。

ボイラＢを一定期間稼働させると伝熱管Ｐの表面にはクリンカ等が付着するので、熱交換効率や廃ガスの通過量の低下を防ぐため、定期的に伝熱管Ｐの表面に付着したクリンカ等の付着灰を除去する必要がある。以下、伝熱管Ｐには付着灰が付着しているものとして説明する（付着灰の図示は省略する。）。

まず、作業者は、付着灰除去装置１のスイッチ６を押下して駆動モーターを駆動させ、棒状振動体４が周方向の振動を発生した状態とする。この状態で、作業者はフレキシブルホース３を持って棒状振動体４を伝熱管Ｐ間の間隙に上方から挿入し、棒状振動体４の周側面を付着灰が付着した伝熱管Ｐに接触させる。そうすると、棒状振動体４の周方向の振動が伝熱管Ｐに付着した付着灰に伝わり、この振動によって付着灰が破砕されて伝熱管Ｐから剥離除去される。このとき、棒状振動体４の外周面を付着灰に直接接触させると、より効果的に付着灰を破砕して伝熱管Ｐから剥離除去することができる。
ここで、棒状振動体４を挿入する方向は、複数配設された伝熱管Ｐの水平方向の間隙Ｓ_Ｈに対して垂直方向としてもよいし（図中［ア］）、伝熱管Ｐ間の水平方向の間隙Ｓ_Ｈと垂直方向の間隙Ｓ_Ｖとに斜め上方から交互に挿入されるようにしてもよい（図中［イ］）。
そして、作業者は、棒状振動体４を伝熱管Ｐに沿って横方向に移動させたり、上下方向に移動させたりしながら棒状振動体４の周側面を伝熱管Ｐに接触させることで、伝熱管Ｐの広範囲に付着した付着灰を除去する。

このとき、作業者は、先端部分よりも範囲が広い棒状振動体４の周側面を付着灰が付着した伝熱管Ｐに接触させるだけでよいので、従来のタガネやケレン棒等のはつり工具を用いて付着灰を除去する場合のように、棒状工具の先端を付着灰に狙いを定めて突き当てる必要がなく、しかも、棒状振動体４を伝熱管Ｐに沿わせて移動させながら伝熱管Ｐに付着した付着灰を除去することができるので、容易かつ効率的に付着灰の除去作業を行うことができる。

また、周方向に振動を発生する棒状振動体４を用いているので、隣接する伝熱管Ｐ間の間隙が狭い場合であっても、その間隙に棒状振動体４を挿入して周側面を接触させることで振動を伝熱管Ｐあるいは伝熱管Ｐに付着した付着灰に伝えることができ、作業者の熟練度に関わらず効率よく除去作業を行うことができる。

さらには、棒状振動体４はフレキシブルホース５に接続されているので、手の届きにくい奥まった位置にある伝熱管Ｐの方まで棒状振動体４を挿入することができる。そして、伝熱管Ｐは狭い間隔でボイラＢ内に配設されているので、隣接する伝熱管Ｐ間の間隙に可撓性のあるフレキシブルホース５に接続された棒状振動体４を挿入して一方の伝熱管Ｐに棒状振動体４の周側面を接触させると、周方向に振動する棒状振動体４は反発して反対側の伝熱管Ｐに接触し、反対側の伝熱管Ｐに棒状振動体４の周側面が接触すると、また反発して反対側の伝熱管Ｐ（最初に接触させた伝熱管Ｐ）に接触する。このような伝熱管Ｐとの接触動作が繰り返されることで、棒状振動体４が挿入された間隙の両側の伝熱管Ｐに付着した付着灰を効率的に除去することができる（図３参照）。

また、伝熱管Ｐの上方から棒状振動体４を挿入して除去作業を行うので、作業者の負担を軽減することができるとともに、伝熱管Ｐに付着した付着灰が伝熱管Ｐから剥離除去されて落下しても作業者に当たることがなく、作業者の安全性を確保することができる。
なお、伝熱管Ｐの下方から棒状振動体４を隣接する伝熱管Ｐの間隙に挿入して付着灰の除去作業をすることももちろん可能である。

図４は、この発明の伝熱管表面付着灰の除去方法に使用する付着灰除去装置の他の例の概要を示す図である。
この付着灰除去装置１は、打設コンクリートの締め固め作業の際に使用されるコンクリートバイブレータであり、棒状振動体４の基端にフレキシブルホース３の一端が接続され、このフレキシブルホース３の他端にスイッチケース６を介してキャプタイヤケーブル８の一端が取り付けてあり、キャプタイヤケーブル８の他端に電源プラグ９が取り付けてある。棒状振動体４の内部にはモーターが装着され、このモーターの回転軸に偏心錘が取り付けてあり、モーターの回転により棒状振動体４の周方向の振動を発生する構造となっている。また、この付着灰除去装置１のフレキシブルホース３は約６０００ｍｍとしてある。

この付着灰除去装置１を用いて伝熱管に付着した付着灰を除去する場合も、スイッチ６を入れてモーターを駆動させて棒状振動体４に周方向の振動を発生させた状態で伝熱管Ｐの上方から隣接する伝熱管Ｐ間の間隙に棒状振動体４を挿入し、棒状振動体４の周側面を付着灰が付着した伝熱管Ｐに接触させて付着灰を粉砕して剥離除去する点は同じである。この例の付着灰除去装置１にあっては、フレキシブルホース３の長さを長くしてあるので、より奥まった位置の伝熱管Ｐまで棒状振動体４を接触させることができる。

この発明は、ボイラ内に配設された伝熱管の表面に付着したクリンカ等の付着灰を、作業者の負担を軽減しつつ効率よく除去できる方法に関するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。

１付着灰除去装置
２ハウジング
３フレキシブルホース
４棒状振動体
４１外筒
４２偏心錘
５フレキシブルジョイント
６スイッチ
７電源コード
８キャブタイヤケーブル
９電源プラグ
Ｂボイラ
Ｐ伝熱管
Ｓ_Ｈ水平方向の間隙
Ｓ_Ｖ垂直方向の間隙

Claims

ボイラ内に配設された伝熱管の表面に付着した付着灰を除去する方法であって、
内部振動源の回転により周方向の振動を発生する棒状振動体の周側面を前記付着灰が付着した前記伝熱管に接触させて、前記付着灰を剥離除去することを特徴とする、
伝熱管表面付着灰の除去方法。
棒状振動体は、フレキシブルホースに接続されたものを用いたことを特徴とする、
請求項１記載の伝熱管表面付着灰の除去方法。
伝熱管は複数所定間隔を介して配設されており、
前記複数配設された伝熱管間の間隙に棒状振動体を上方から挿入して付着灰が付着した伝熱管に接触させることを特徴とする、
請求項１又は２記載の伝熱管表面付着灰の除去方法。