JP3643129B2

JP3643129B2 - バグフィルタ濾布の損傷防止方法

Info

Publication number: JP3643129B2
Application number: JP06501494A
Authority: JP
Inventors: 雅行佐藤; 昭雄神谷; 三夫今村
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1994-04-01
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JPH07280244A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、焼却設備に排ガス処理装置として備えられるバグフィルタの損傷防止方法に係り、特に、バグフィルタ内に設けられる濾布の熱的損傷防止対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流動層焼却炉において発生する焼却灰は、その全量が排ガスに同伴して排出されるため、後段の集塵装置を充実させることが公害防止上特に重要である。従来より焼却設備に備えられる集塵装置としては、主にシングルサイクロンとマルチサイクロンの組合わせが用いられているが、例えば発電所で発生する重原油灰を焼却処理する設備等においては、焼却容量の増大すなわち燃焼ガス量の増加に伴い、従来の集塵装置では公害規制値をクリアすることが難しくなってきている。このため、例えば「火力原子力発電」ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．８，第３６頁に記載されているように、高い集塵効率を発揮でき、かつ設備のコンパクト化を計る上でも好適なバグフィルタの採用が検討されている。図３に、バグフィルタを備えた焼却設備のフローシートを示す。
【０００３】
図３において、１は重原油灰供給管、２は流動層炉、３は排ガス冷却塔、４はシングルサイクロン、５はバグフィルタ、６は誘引通風機、７はダスト排出コンベア、８はダスト搬送コンベア、９は後焼却炉、９ａは流動層炉及び後焼却炉９に燃料を供給する燃料ポンプ、９ｂは流動層炉２に空気を供給する押込通風機を示している。
【０００４】
発電所等で発生した重原油灰は、供給管１より流動層炉２の層部へ供給され、燃料ポンプ９ａにて供給される燃料及び押込通風機にて供給される空気と共に流動層炉２で焼却される。流動層炉２の出口からは、燃焼中のカーボン及び灰分等のダストが排ガスに同伴されて排出される。流動層炉２から排出された排ガスは排ガス冷却塔３に導かれ、水スプレを噴射されて、排ガス温度がバグフィルタ５内に備えられる濾布の耐熱温度を超えず、かつ燃焼装置の経済性を害さない範囲に調整される。バグフィルタ内に設けられる濾布は、一般に耐熱温度が約２５０℃のガラス繊維にて構成されており、この場合にはバグフィルタ５の入口における排ガス温度が約１８０℃〜２４０℃の範囲になるように調整される。なお、流動層炉２の出口からは燃焼継続中の炭素が常時排出されており、排ガス冷却塔３は、排ガスを冷却すると共に、これらの燃焼ダストを消火する機能も有する。また、排ガス冷却塔３にて噴霧される水スプレの水滴の粒径は、完全蒸発を図るべく１２０μｍ以下に調整される。
【０００５】
排ガス冷却塔３から排出されたダストは、シングルサイクロン４に導かれ、第１段の固気分離がなされる。シングルサイクロン４にて分離された気体には、未だ多量のダストが含まれている。このダストを含む気体は、バグフィルタ５に導かれ、第２段の固気分離がなされる。このとき、正常に運転が行なわれている場合には、バグフィルタ５の出口ガス温度は、バグフィルタ全体のヒートロスにより入口ガス温度より１０℃前後より低くなる。バグフィルタ５によってダストが除去された排ガスは、誘引通風機６によって煙突（図示省略）に導かれ、煙突より大気中に放出される。一方、前記シングルサイクロン４にて捕集されたダストは、ダスト搬送コンベア８によって後焼却炉９に導かれ、また前記バグフィルタ５にて捕集されたダストは、ダスト排出コンベア７並びにダスト搬送コンベア８によって後焼却炉９に導かれ、再度焼却処理がなされる。後焼却炉９から排出された焼却灰は、例えば袋詰めされて廃棄処理等される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記したようにバグフィルタ５を備えた焼却設備においては、濾布の熱的損傷を防止するため、排ガス冷却塔３にてバグフィルタ５の入口ガス温度が濾布の耐熱温度を超えないように調整されるが、それにもかかわらず実際の稼働時に、入口ガス温度が正常でありながらバグフィルタ内部の雰囲気が５００℃以上に上昇し、濾布に熱的に損傷するといった現象を発生することがある。
【０００７】
バグフィルタ５に捕集されるダストの性状は、焼却炉へ供給される重原油灰の性状に左右されるが、およそ未然炭素が５〜３０ｗｔ％含まれた組成となっており、その発熱量は約５００〜２５００ｋｃａｌ／ｋｇである。しかしながら、このダストの着火温度（燃焼開始温度）は約４００〜５００℃であることから、入口ガス温度が１８０〜２４０℃に保持されている以上、濾布の付着ダストが自然発火するとは考えにくい。
【０００８】
種々調査の結果、正常な運転では堆積しないダストがバグフィルタ５の下部ホッパの底部に堆積し、しかもそれが完全に燃えつきた形であったことから、バグフィルタ５の下部ホッパ内に何らかの要因でダストが堆積すると共に、予想を上廻る大量の燃焼ダストがバグフィルタに飛来してきたことでホッパ内に堆積したダストが着火し、その燃焼熱によってバグ室内温度が上昇し、濾布の耐熱温度を超過したものと推測された。したがって、濾布の熱的損傷を防ぐためには、▲１▼バグフィルタ５の下部ホッパ内にダストを堆積させないこと、▲２▼燃焼ダストを大量に飛散させないこと、▲３▼バグフィルタ５の下部ホッパ内で発生したダストの燃焼を早期に検知することが特に必要である。
【０００９】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、その目的は、バグフィルタ濾布の熱的損傷を防ぎ、稼働効率に優れた焼却装置を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、第１に、バグフィルタの入口ガス温度と出口ガス温度とを常時計測してその差温を連続的に演算により求め、前記入口ガス温度に対して前記出口ガス温度が上昇し始めたら、まず前記バグフィルタの入口に冷却用の低温ガスを導入して入口ガス温度を低下し、それでもなお出口ガス温度が入口ガス温度を越えて上昇する場合は、焼却炉への処理物供給量を低下して焼却炉から排出される燃焼ダストのバグフィルタへの飛散量を低減させる構成にした。
【００１１】
第２に、焼却設備を停止する際、誘引通風機停止後においてもバグフィルタのホッパケーシング下部に直結されているダスト排出コンベアを含めた後流側機器の作動を一定時間継続させ、バグフィルタの室内温度の降下により濾布から剥離したダストを当該時間継続して排出する構成にした。
【００１２】
第３に、バグフィルタの下部ホッパケーシングに、濾布より剥離して落下した捕集ダストの堆積の有無を検知するレベルスイッチを設置し、焼却設備起動前に前記下部ホッパケーシング内へのダストの堆積が検知された場合には、焼却設備の起動を禁止すると共に、ダスト検知が無くなるまでダスト排出コンベアを作動する構成にした。
【００１３】
第４に、バグフィルタの下部ホッパケーシングの周囲に結露防止用のスチームレースを施すと共にスチームレース供給管の入口にオンオフ弁を設置し、該オンオフ弁を適宜開閉することによって焼却設備停止後も前記下部ホッパケーシング内の温度を８０℃以上に保持し、焼却設備の起動時に濾布より落下する捕集ダストの前記ケーシング表面への付着、堆積を防止する構成にした。
【００１４】
第５に、前記第１〜第４の手段を実行する際、濾布の表面に所定の頻度で隈無く圧縮空気を吹き付け、捕集されたダストを濾布から強制的に剥離させてバグフィルタ外へ排出するといった方法を併せて行なうこともできる。
【００１５】
勿論、前記第１〜第５の手段より選択された２以上の手段を適宜組み合わせてバグフィルタ濾布の熱的損傷の防止を図ることもできる。
【００１６】
【作用】
バグフィルタに備えられる濾布の熱的損傷が発生する際には、まずバグフィルタの出口ガス温度が入口ガス温度よりも急速に高くなる。したがって、濾布の熱的損傷を未然に防止するためには、出口ガス温度の異常昇温を迅速に検出する必要があるが、出口ガス温度は入口ガス温度の変動に伴ってある温度範囲で変動するので、出口ガス温度を単独に測定しても迅速な異常検知を行なうことが困難である。そこで、これら入口ガス温度と出口ガス温度との差温を求め、入口ガス温度に対して出口ガス温度が上昇している場合にはバグフィルタの入口に冷却用の低温ガスを導入して入口ガス温度の低下を図り、それによっても出口ガス温度が低下しない場合には、濾布の熱的損傷につながる異常昇温であると直ちに判断できる。よって、その検知結果に基づいて焼却容量の制限を行えば、燃焼ダストの飛来量を減少できるので異常昇温の回避を迅速に行なうことができ、濾布の熱的損傷を未然に防止できる。
【００１７】
また、バグフィルタにおける出口ガス温度の異常昇温は、バグフィルタの下部ホッパ内に堆積したダストが発火することによって発生する。前記第２〜第５の手段によれば、下部ホッパ内へのダストの堆積を防止できるので、ダストの発火ひいては濾布の熱的損傷を未然に防止できる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基づいて説明する。図１はバグフィルタ廻りの構成を示す系統図であり、図２はバグフィルタの内部構成を示す要部透視図である。
【００１９】
図２に示すように、バグフィルタ５の内部には、圧縮空気ヘッダ２３と連通する多数の圧縮空気供給管２３ａが相平行に配設されている。これら圧縮空気供給管２３ａには、これと連通する複数本の多孔管２３ｂが夫々垂設されており、各多孔管２３ｂの周面にはガラス繊維からなる濾布１１が巻回されている。圧縮空気ヘッダ２３と各圧縮空気供給管２３ａとの間には電磁弁２４が設けられ、該電磁弁２４を開状態に切換えることによって圧縮空気を多孔管２３ｂから噴出し、濾布１１に付着したダスト２５を払い落すことができるようになっている。バグフィルタ５の下部は濾布１１から脱落したダストを捕集するホッパ５ａになっており、該ホッパ５ａの下方には、ダスト排出コンベア７が設けられている。
【００２０】
図１に示すように、ホッパ５ａのケーシングの外面には、スチームトレース管１５が配置され、そのスチーム供給口には、オンオフ弁１６が設けられている。また、該ホッパ５ａには温度スイッチ１７が配置され、ホッパ内温度が予め定められた所定値よりも低下したとき、前記オンオフ弁１６を開状態に切換えて前記スチームトレース管１５にスチームを導入するようになっている。さらに、ホッパ５ａには、ホッパ５ａ内にダストが堆積しているか否かを検知するためのレベルスイッチ１８が設置されており、該レベルスイッチ１８が作動したとき、焼却設備が運転状態にあるか否かに関係なく前記ダスト排出コンベア７を稼働するように構成されている。
【００２１】
バグフィルタ５に排ガスを導入する入口ガスダクト１０には、排ガス冷却用の低温ガスダクト１３が連結されており、この低温ガスダクト１３には、入口ガス温度調節器１４にて開度が調節される開閉弁１３ａが設けられている。また、前記入口ガスダクト１０及びバグフィルタ５からの出口ガスを誘引通風機６に導入する出口ガスダクト１２には、それぞれ入口ガス温度スイッチ１９及び出口ガス温度スイッチ２０が設定されており、これら各ガス温度スイッチ１９，２０の出力端は、温度差演算器２１に接続されている。温度差演算器２１は、前記各ガス温度スイッチ１９，２０から出力される信号より入口ガス温度と出口ガス温度の差温を連続的に演算し、入口ガス温度に対して出口ガス温度が上昇した場合に、警報信号を出力する。前記温度差演算器２１には、信号変換器２２と警報器２６とが接続されており、信号変換器２２は前記温度差演算器２１から出力された警報信号を前記入口ガス温度調節器１４の駆動信号に変換し、開閉弁１３ａを所要開度だけ開いて、バグフィルタ５の入口ガス温度を低下する。一方、警報器２６は、前記温度差演算器２１から出力された警報信号に応じて、オペレータに警報を発する。
【００２２】
以下、前記のように構成された燃焼装置におけるバグフィルタ濾布１１の損傷防止方法について説明する。
▲１▼シングルサイクロン４（図３参照）にて分離された排ガスは、入口ガスダクト１０よりバグフィルタ５へ導入され、濾布１１を通過して出口ガスダクト１２を経由し、誘引通風機６より排出される。排ガス中のダストは、濾布１１を通過する際に、図２に符号２５で示すように濾布１１にて捕集される。捕集されたダスト２５は、必要に応じてあるいは所定時間毎に電磁弁２４を開き、圧縮空気ヘッダ２３から導入された圧縮空気を多孔管２３ｂより噴出することによって濾布１１から払い落す。この際、従来においては、濾布のダスト捕集効率を損なうことなく濾布の差圧を管理することが主目的となっており、濾布差圧がクリーニング操作時に規定値を確保すれば自動的に濾布の清掃を停止するようにシーケンスが組まれているが、本発明においては、ホッパ５ａの底部にダストを堆積させないことを主目的に、濾布１１へのダストの付着を最小限にし、ダストの早期剥離を濾布全体にわたって行うべく、濾布１１の清掃パターン及び頻度を改善する。すなわち、燃焼設備の運転中は充分なダスト捕集効率を得られるように濾布差圧を確保し、ムラなくすべての濾布クリーニングを終えた段階で圧縮空気の噴出を停止するようにシーケンスを改良する。また、燃焼設備の停止操作段階では、誘引通風機６の停止信号を受け、濾布全体のクリーニング操作を行えるようにシーケンスを改良する。なお、前記実施例の濾布１１は、多孔管２３ｂの周面に巻回されているので、多孔管２３ｂから圧縮空気を噴出することによって、濾布１１に対して隈無く圧縮空気を吹き付けることができ、捕集されたダストを濾布１１から効率よく剥離することができる。濾布１１より払い落されたダストは、ホッパ５ａの下方に配置されたダスト排出コンベア７により外部に排出する。
【００２３】
▲２▼焼却設備の稼働中においては、温度スイッチ１９，２０によってバグフィルタ５の入口ガス温度と出口ガス温度とを常時計測し、温度差演算器２１にてそれらの差温を連続的に求める。そして、入口ガス温度に対して出口ガス温度が上昇し始めたら、温度差演算器２１より警報信号を出力して、警報器２６よりオペレータに警報を発すると共に、入口ガス温度調節器１４により開閉弁１３ａを所要開度だけ開いてバグフィルタ５の入口ガス温度を低下させる。これによって出口ガス温度が低下した場合には、バグフィルタ５に溜ったダストの着火による異常ではなく、一時的な異常であると判断できるので、焼却設備の稼働を続行する。入口ガス温度を低下させても出口ガス温度が低下しない場合には、バグフィルタ５に溜ったダストの着火による異常であると判断できるので、バグフィルタ５への燃焼ダストの飛散量を抑制するために焼却容量の制限、すなわち焼却炉への処理物供給量の低減を図る。なお、焼却容量の設定は、通常ロータリフィーダの回転数をインバータ制御することによって行っており、温度差演算器２１からの信号をインバータへ導くことで容易に焼却容量をダウンさせることができる。
【００２４】
▲３▼レベルスイッチ１８により、ホッパ５ａ内に予め定められた値以上のダストが堆積しているか否かを常時監視する。そして、ホッパ５ａ内に予め定められた値以上のダストが堆積している場合には、レベルスイッチ１８の信号が“堆積ダスト無し”に反転するまでダスト排出コンベア７の停止を禁止するインターロックを配備する。またこれと共に、焼却設備の停止状態においては、ホッパ５ａ内に予め定められた値以上のダストが堆積している場合、まずダスト排出コンベア７を起動して堆積ダストを排出し、レベルスイッチ１８の信号が“堆積ダスト無し”に反転するまで焼却装置全体の起動を禁止する操作インターロックを配備する。これによって、ホッパ５ａ内へのダストの堆積を最小にし、堆積ダストの着火燃焼を未然に防止する。
【００２５】
▲４▼濾布１１にて捕集されたダスト２５は、圧縮空気ヘッダ２３より供給される圧縮空気を噴射することによって除去されるが、これによっても除去し切れないダストが濾布１１に残留することがある。しかし、濾布１１に残留したダストは、焼却設備停止による系内温度の降下時にほとんどが濾布１１の表面から剥離し、ホッパ５ａに堆積する。したがってこれを放置しておくと、ホッパ５ａにダストが堆積するので、これを防止するために、焼却設備停止後も一定時限（誘引通風機６を停止してから約３０分間〜６０分間）はダスト排出コンベア７等の後流側機器を停止させないインターロックを配備する。これによっても、ホッパ５ａ内へのダストの堆積が防止される。
【００２６】
▲５▼焼却設備の停止時にはホッパ５ａのケーシングの内面に結露を生じることがある。特に、ケーシングのコーナ部では、起動時の昇温操作過程でも十分に乾燥し切れないおそれがある。これを放置すると、結露に濾布１１から脱落したダストが付着し、ホッパ５ａの底部にダストが堆積されやすくなる。そこで、ホッパ５ａのケーシングに温度スイッチ１７を設置し、ケーシング温度が８０℃以下になったとき、オンオフ弁を開状態に切換えてスチームトレース管１５にスチームを供給することによって、ケーシングの結露を防止し、ダストの付着及び堆積を防止する。
【００２７】
なお、前記した▲１▼〜▲５▼の運転方法及び管理方法をすべて実行することは必ずしも必要ではなく、これらのうちの少なくとも１つを実行すればバグフィルタ濾布の損傷防止に効果がある。
【００２８】
また、前記実施例においては、重原油灰を焼却処理する装置に応用した場合を例にとって説明したが、その他、都市ごみや産業廃棄物を焼却処理する装置等に応用した場合にも、同様の効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バグフィルタの出口ガス温度の異常昇温を迅速かつ確実に検知できるので、焼却炉への処理物供給量を低下し、焼却炉から排出される燃焼ダストのバグフィルタへの飛散量を低減させることによってバグフィルタの熱的損傷を未然に防止することができる。また本発明によれば、バグフィルタ内への捕集ダストの堆積を防止できるので、たとえ燃焼ダストが飛来してきてもバグフィルタ内で捕集ダストの燃焼を生じにくく、これによってもバグフィルタの熱的損傷を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る焼却設備のバグフィルタ廻りの構成を示す系統図である。
【図２】バグフィルタの内部構成を示す要部透視図である。
【図３】バグフィルタをメインの集塵装置とする焼却設備のフローシートである。
【符号の説明】
５バグフィルタ
５ａホッパ
１１濾布
１３低温ガスダクト
１５スチームトレース管
１６オンオフ弁
１７温度スイッチ
１８レベルスイッチ
１９入口ガス温度スイッチ
２０出口ガス温度スイッチ
２１温度差演算器
２５ダスト

Claims

バグフィルタの入口ガス温度と出口ガス温度とを常時計測してその差温を連続的に演算により求め、前記入口ガス温度に対して前記出口ガス温度が上昇し始めたら、まず前記バグフィルタの入口に冷却用の低温ガスを導入して入口ガス温度を低下させ、それでもなお出口ガス温度が入口ガス温度を越えて上昇する場合は、焼却炉への処理物供給量を低下させて焼却炉から排出される燃焼ダストのバグフィルタへの飛散量を低減させることを特徴とするバグフィルタ濾布の損傷防止方法。
焼却設備を停止する際、誘引通風機停止後においてもバグフィルタのホッパケーシング下部に直結されているダスト排出コンベアを含めた後流側機器の作動を一定時間継続させ、バグフィルタの室内温度の降下により濾布から剥離したダストを当該時間継続して排出することを特徴とするバグフィルタ濾布の損傷防止方法。
バグフィルタの下部ホッパケーシングに、濾布より剥離して落下した捕集ダストの堆積の有無を検知するレベルスイッチを設置し、焼却設備起動前に前記下部ホッパケーシング内へのダストの堆積が検知された場合には、焼却設備の起動を禁止すると共に、ダスト検知が無くなるまでダスト排出コンベアを作動することを特徴とするバグフィルタ濾布の損傷防止方法。
バグフィルタの下部ホッパケーシングの周囲に結露防止用のスチームレースを施すと共にスチームレース供給管の入口にオンオフ弁を設置し、該オンオフ弁を適宜開閉することによって焼却設備停止後も前記下部ホッパケーシング内の温度を８０℃以上に保持し、焼却設備の起動時に濾布より落下する捕集ダストの前記ケーシング表面への付着、堆積を防止することを特徴とするバグフィルタ濾布の損傷防止方法。
請求項１〜４記載のいずれかにおいて、濾布の表面に所定の頻度で隈無く圧縮空気を吹き付け、捕集されたダストを濾布から強制的に剥離させてバグフィルタ外へ排出することを特徴とするバグフィルタ濾布の損傷防止方法。