JP3584982B2 - Water cooled wall - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物溶融炉などの炉体に用いられる水冷炉壁に関するものであり、特にキャスタブル耐火物層が内張りされた水冷炉壁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
水冷炉壁は、図6に示すように鉄皮1の外側に水冷ジャケット2を設けて冷却水を循環させる構造のもので、廃棄物溶融炉などでは鉄皮1の内側にキャスタブル耐火物層3を内張りしたものが普通である。周知のように鉄皮1の内面には多数の保持フック4が例えば100〜500mmピッチで溶接されており、キャスタブル耐火物を吹き付けた際にこれらの保持フック4がアンカー効果を発揮してキャスタブル耐火物層3を強固に保持している。
【0003】
このキャスタブル耐火物層3は高温条件下においても安定しているが、炉内に溶融スラグが存在する場合には、キャスタブル耐火物層3が徐々に侵食されて行く。しかし水冷ジャケット2を利用してキャスタブル耐火物層3の昇温を抑制すれば、キャスタブル耐火物層3の表面にスラグによるセルフコーティング層5が安定的に形成され、溶融スラグがキャスタブル耐火物層3と直接接触することが防止されるために、侵食が抑制される。
【0004】
ところが、保持フック4のある部分ではキャスタブル耐火物層3の昇温を効果的に抑制できるのに対して、保持フック4の中間部分では保持フック4による伝熱効果が及ばないため、キャスタブル耐火物層3の昇温抑制効果が低減する。その結果、図7に示すように保持フック4の中間部分では安定したセルフコーティング層5が形成されず、キャスタブル耐火物層3が侵食されて炉壁の寿命を低下させるという問題があった。
【0005】
そこで本発明者はこの問題を解決するために、鉄皮1への保持フック4の取り付けピッチを小さくすることも試みた。しかし保持フック4を密に配置するとキャスタブル耐火物層3から鉄皮への伝熱量が増加するために炉内から冷却水への持ち出し熱量が増加し、炉全体の熱効率が低下する。そのため炉内を所定温度に維持するためにはバーナーの燃料使用量を増加させねばならず、運転コストが嵩むという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、炉壁からの過度の熱量の持ち出しを招くことなく、キャスタブル耐火物層の侵食を防止することができる水冷炉壁を提供するためになされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、鉄皮の外側に水冷ジャケットを備え、内側にキャスタブル耐火物層を備えた水冷炉壁であって、鉄皮の内面にキャスタブル耐火物層を保持させるための多数の保持フックを配置するとともに、これらの保持フックの間に保持フックよりも背が低い多数の吸温体を配置したことを特徴とするものである。なお、吸温体は金属製のフックや金属製のコイルとすることができる。
【0008】
本発明の水冷炉壁は、保持フックの間に保持フックよりも背が低い多数の吸温体を配置したことによって、保持フックの中間部分にも適度の吸温効果を与え、安定したセルフコーティング層を形成することができる。このため、キャスタブル耐火物層の侵食を防止することができる。しかもこれらの吸温体は保持フックよりも背が低いため、過度に炉内熱量が持ち出されることもなく、運転コストが嵩むこともない。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1は本発明を廃棄物の溶融炉に適用した実施形態を示す断面図であり、11は主バーナ12を備えた円筒状の一次燃焼室、13は副バーナ14を備えた二次燃焼室である。廃棄物またはその焼却灰は一次燃焼室11の上部から接線方向に吹き込まれ、一次燃焼室11の内部で高速度で旋回しながら溶融されスラグ化される。スラグは未溶融物とともに二次燃焼室13で更に加熱されて均質な溶融スラグとなり、スラグ排出口15から取り出される。また排ガスは排ガス排出口16から取り出される。この溶融炉の炉壁は、鉄皮1の外側に水冷ジャケット2を備え、内側にキャスタブル耐火物層3を備えたものである。
【0010】
図2は炉壁の拡大断面図であり、鉄皮1の内面にキャスタブル耐火物層3を保持させるための多数の保持フック4を配置してある。この実施形態では保持フック4は直径8mmのステンレス棒をV字状に成形したもので、その開き角度は60°、高さは70mmとなっている。保持フック4は約300mmピッチで鉄皮1の内面に溶接されている。なお保持フック4の形状は必ずしもV字状とする必要はなく、Y字状などの適宜形状とすることもできる。キャスタブル耐火物層3はこれらの保持フック4によって強固に保持されている。
【0011】
これらの保持フック4の中間位置には、保持フック4よりも背が低い多数の吸温体6が配置されている。図2では吸温体6は直径8mmのステンレス製のV字状フックであり、その高さは45mmである。図3は吸温体6としてのV字状フック及び保持フック4の配置例を示す図であり、吸温体6が保持フック4の間に斜めに配置されている。吸温体6はキャスタブル耐火物層3から鉄皮1への熱移動量を増加させ、キャスタブル耐火物層3を冷却して安定したセルフコーティング層5の形成を助ける。
【0012】
吸温体6としてのフックは、この例では保持フック4の2/3の高さとなっている。吸温体6の高さが高過ぎると保持フック4を増設した場合と同様になり、炉壁からの持ち出し熱量が増加する。逆に吸温体6の高さが低過ぎるとキャスタブル耐火物層3を冷却する能力が低下する。保持フック4と太さが同一の場合、吸温体6としてのフックの背の高さは保持フック4の50〜75%程度とすることが好ましい。
【0013】
このように保持フック4の中間位置に保持フック4よりも背が低い多数の吸温体6を配置することにより、保持フック4の中間位置においてもキャスタブル耐火物層3から鉄皮1への熱移動が促進され、図4に示すようにキャスタブル耐火物層3の表面に安定したセルフコーティング層5を形成することができ、キャスタブル耐火物層3の侵食が防止される。このため吸温体6のなかった従来の炉壁よりも炉壁の寿命を延長することができる。また保持フック4を増設した場合に比較してキャスタブル耐火物から鉄皮1への熱移動量は少なく、炉内熱量が過度に持ち出されることもない。
【0014】
図5は、吸温体6として金属製のコイルを用いた例を示す。この場合にはフックよりも広い面積をゆるやかに冷却することができる。なお吸温体6は必ずしもフックやコイルに限定されるものではないが、キャスタブル耐火物層3と密着させることができる構造であることが必要である。
【0015】
【実施例】
廃棄物溶融炉の水冷炉壁を構成する鉄皮の内面に、高さ70mmの保持フックを200mmピッチで配置するとともに、これらの保持フックの間に高さ45mmの吸温フックを配置し、その上からキャスタブル耐火物を吹き付けて厚さ100mmのキャスタブル耐火物層を形成した。また比較のために、吸温フックを設けない従来構造の部分も形成した。炉内温度を1400℃として300日にわたり連続運転した後、キャスタブル耐火物層の厚さを測定した。
【0016】
その結果、従来構造の部分では保持フックの中間位置は激しく侵食され、キャスタブル耐火物層の厚さは当初の100mmから40mmにまで減少した。しかし吸温フックを配置した部分では保持フックの中間位置でも侵食は少なく、キャスタブル耐火物層の厚さは当初の100mmから78mmに減少しただけであった。また、吸温フックを配置したことによる炉壁からの持ち出し熱量の増加は無視できる程度にとどまり、炉内温度を1400℃に維持するに要するバーナの燃料消費量は吸温フックを配置しない従来の廃棄物溶融炉と変わらなかった。
【0017】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の水冷炉壁はキャスタブル耐火物層を保持させるための多数の保持フックの間に保持フックよりも背が低い多数の吸温体を配置したことにより、炉壁からの過度の熱量の持ち出しを招くことなく、キャスタブル耐火物層の侵食を防止することができる。このため、炉壁の寿命を従来の2倍以上に延ばすことができ、しかも運転コストが増加することもない利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を廃棄物の溶融炉に適用した実施形態を示す断面図である。
【図2】炉壁の拡大断面図である。
【図3】吸温体としてのV字状フック及び保持フック4の配置例を示す図である。
【図4】キャスタブル耐火物層の侵食状態を示す断面図である。
【図5】吸温体としてコイルを用いた例を示す炉壁の拡大断面図である。
【図6】従来の炉壁を示す拡大断面図である。
【図7】従来の炉壁の侵食状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 鉄皮、2 水冷ジャケット、3 キャスタブル耐火物層、4 保持フック、5 セルフコーティング層、6 吸温体、11 一次燃焼室、12 主バーナ、13 二次燃焼室、14 副バーナ、15 スラグ排出口、16 排ガス排出口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-cooled furnace wall used for a furnace body such as a waste melting furnace, and more particularly to a water-cooled furnace wall lined with a castable refractory layer.
[0002]
[Prior art]
The water-cooling furnace wall has a structure in which a water-
[0003]
The castable
[0004]
However, while the temperature rise of the castable
[0005]
In order to solve this problem, the present inventor has also attempted to reduce the pitch at which the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a water-cooled furnace wall capable of preventing the erosion of the castable refractory layer without causing excessive heat removal from the furnace wall. It is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention made in order to solve the above-mentioned problem is a water-cooled furnace wall provided with a water-cooling jacket on the outside of a steel shell and a castable refractory layer on the inside, and a castable refractory layer on the inner surface of the steel shell. A large number of holding hooks for holding are arranged, and a large number of heat absorbers shorter than the holding hooks are arranged between these holding hooks. The heat absorber can be a metal hook or a metal coil.
[0008]
The water-cooled furnace wall of the present invention provides a moderate heat-absorbing effect even in the middle portion of the holding hook by arranging a number of heat-absorbing members having a shorter height than the holding hook between the holding hooks. Layers can be formed. Therefore, erosion of the castable refractory layer can be prevented. Moreover, since these heat absorbers are shorter than the holding hooks, no excessive amount of heat is taken out of the furnace and the operating cost does not increase.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment in which the present invention is applied to a waste melting furnace.
[0010]
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the furnace wall, in which a large number of holding
[0011]
At a middle position of these
[0012]
In this example, the hook as the heat absorber 6 has a height that is 2 of the height of the
[0013]
By arranging a large number of heat absorbers 6 shorter than the
[0014]
FIG. 5 shows an example in which a metal coil is used as the
[0015]
【Example】
A holding hook having a height of 70 mm is arranged at a pitch of 200 mm on the inner surface of a steel shell constituting a water-cooling furnace wall of the waste melting furnace, and a heat absorbing hook having a height of 45 mm is arranged between these holding hooks. A castable refractory was sprayed from above to form a castable refractory layer having a thickness of 100 mm. For comparison, a portion having a conventional structure without a heat absorbing hook was also formed. After a continuous operation for 300 days at a furnace temperature of 1400 ° C., the thickness of the castable refractory layer was measured.
[0016]
As a result, the intermediate position of the holding hook was severely eroded in the conventional structure, and the thickness of the castable refractory layer was reduced from the original 100 mm to 40 mm. However, in the portion where the heat-absorbing hook was arranged, erosion was small even in the middle position of the holding hook, and the thickness of the castable refractory layer was reduced from the initial 100 mm to only 78 mm. In addition, the increase in the amount of heat taken out of the furnace wall due to the arrangement of the heat-absorbing hook is negligible, and the fuel consumption of the burner required to maintain the furnace temperature at 1400 ° C. It was no different from a waste melting furnace.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, the water-cooled furnace wall of the present invention has a large number of heat sinks shorter than the holding hooks between the many holding hooks for holding the castable refractory layer. Erosion of the castable refractory layer can be prevented without causing excessive heat to be taken out of the refractory. For this reason, there is an advantage that the life of the furnace wall can be extended twice or more as compared with the conventional case, and the operating cost does not increase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment in which the present invention is applied to a waste melting furnace.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a furnace wall.
FIG. 3 is a diagram showing an example of arrangement of a V-shaped hook and a holding
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an eroded state of the castable refractory layer.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a furnace wall showing an example using a coil as a heat absorber.
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a conventional furnace wall.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional erosion state of a furnace wall.
[Explanation of symbols]
1 steel jacket, 2 water cooling jacket, 3 castable refractory layer, 4 holding hook, 5 self-coating layer, 6 heat sink, 11 primary combustion chamber, 12 main burner, 13 secondary combustion chamber, 14 auxiliary burner, 15 slag discharge Exit, 16 exhaust gas outlet
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