JP4625374B2 - Furnace cleaning method and furnace cleaning apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、炉内清掃方法および炉内清掃装置に関するものであり、特に、ボイラの火炉の壁面や、ボイラの煙路内に配置された種々の熱交換器の伝熱面を清掃する方法およびその装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an in-furnace cleaning method and an in-furnace cleaning device, and in particular, a method for cleaning a wall surface of a furnace furnace of a boiler and a heat transfer surface of various heat exchangers arranged in a boiler smoke path, and It relates to the device.
ボイラの火炉の壁面に付着したスラグを取り除いて火炉の壁面を清掃したり、あるいはボイラの煙路内に配置された種々の熱交換器(再熱器、過熱器、節炭器等)の伝熱面に付着したすすや灰を取り除いて熱交換器の伝熱面を清掃するものとしては、デスラッガやスートブロワ(soot blower)と呼ばれるものが知られている(たとえば、特許文献1,2参照)。
従来のデスラッガやスートブロワは、蒸気温度(例えば、再熱器出口の蒸気温度)に関係なく、単にタイマー等により所定時間間隔で一定時間の間、強制的に蒸気等を壁面や伝熱面に噴射するように構成されていた。そのため、蒸気温度が所望の温度よりも低い状態であるにもかかわらず、デスラッガやスートブロワが作動してしまうことがあった。そのような場合、デスラッガやスートブロワの作動により壁面や伝熱面が清掃されて壁面や伝熱面による熱吸収が多くなり、燃焼ガスの温度が低下するとともに、蒸気温度がさらに低下し、蒸気温度特性が悪化してしまうといった問題点があった。 Conventional deslaggers and soot blowers forcibly inject steam or the like onto a wall surface or heat transfer surface at a predetermined time interval by a timer or the like regardless of the steam temperature (for example, the steam temperature at the outlet of the reheater). Was configured to be. Therefore, even though the steam temperature is lower than the desired temperature, the deslagger and the soot blower sometimes operate. In such a case, the operation of the deslagger or soot blower cleans the wall surface or heat transfer surface, increasing heat absorption by the wall surface or heat transfer surface, reducing the temperature of the combustion gas, further reducing the steam temperature, There was a problem that the characteristics deteriorated.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、蒸気温度特性を悪化させることなく、炉内を清掃することのできる炉内清掃方法および炉内清掃装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an in-furnace cleaning method and an in-furnace cleaning device that can clean the inside of the furnace without deteriorating the steam temperature characteristics.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項1に記載の炉内清掃方法は、ボイラの火炉の壁面またはボイラの煙路内に配置された熱交換器の伝熱面に向けて流体を噴射し、前記壁面または前記伝熱面に付着した付着物を除去する炉内清掃方法であって、前記熱交換器の内部を通過する蒸気の温度を測定し、この蒸気の温度が設定値よりも低い場合には、前記壁面または前記伝熱面に向けた前記流体の噴射を停止することを特徴とする。
このような炉内清掃方法によれば、熱交換器の内部を通過する蒸気の温度が設定値よりも低い場合には、ボイラの火炉の壁面またはボイラの煙路内に配置された熱交換器の伝熱面を清掃するための流体が壁面または伝熱面に向けて噴射されないようになっており、流体により壁面または伝熱面が清掃されて壁面または伝熱面による熱吸収が多くなって、かつ燃焼ガスの温度が低下するようなことがなくなるので、蒸気温度がさらに低下してしまうといったようなことがなくなる。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The in-furnace cleaning method of Claim 1 injects a fluid toward the heat transfer surface of the heat exchanger arrange | positioned in the wall surface of the furnace of a boiler, or the flue of a boiler, and the said wall surface or the said heat transfer surface A furnace cleaning method for removing attached deposits, wherein the temperature of steam passing through the inside of the heat exchanger is measured, and when the temperature of the steam is lower than a set value, the wall surface or the transmission is measured. The injection of the fluid toward the hot surface is stopped.
According to such a cleaning method in the furnace, when the temperature of the steam passing through the inside of the heat exchanger is lower than the set value, the heat exchanger disposed in the wall of the furnace furnace or the boiler flue The fluid for cleaning the heat transfer surface is not jetted toward the wall surface or the heat transfer surface, and the wall surface or heat transfer surface is cleaned by the fluid and heat absorption by the wall surface or heat transfer surface increases. In addition, since the temperature of the combustion gas does not decrease, the steam temperature does not further decrease.
請求項2に記載の炉内清掃装置は、ボイラの火炉の壁面またはボイラの煙路内に配置された熱交換器の伝熱面に向けて流体を噴射し、前記壁面または前記伝熱面に付着した付着物を除去する付着物除去装置と、前記熱交換器の内部を通過する蒸気の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段で測定された蒸気の温度が設定値よりも低い場合には、前記付着物除去装置を停止させるように制御する制御器とを備えてなることを特徴とする。
このような炉内清掃装置によれば、温度測定手段により測定された、熱交換器の内部を通過する蒸気の温度が設定値よりも低い場合には、制御器によりボイラの火炉の壁面またはボイラの煙路内に配置された熱交換器の伝熱面を清掃するための流体が壁面または伝熱面に向けて噴射されないように制御されるようになっているため、流体により壁面または伝熱面が清掃されて壁面または伝熱面による熱吸収が多くなって、かつ燃焼ガスの温度が低下するようなことがなくなるので、蒸気温度がさらに低下してしまうといったようなことがなくなる。
The in-furnace cleaning apparatus of Claim 2 injects a fluid toward the heat transfer surface of the heat exchanger arrange | positioned in the wall surface of the furnace furnace of a boiler, or the flue of a boiler, and the said wall surface or the said heat transfer surface The deposit removing device for removing the deposited deposit, the temperature measuring means for measuring the temperature of the steam passing through the inside of the heat exchanger, and the temperature of the steam measured by the temperature measuring means is lower than a set value. In such a case, a controller for controlling the deposit removing device to stop is provided.
According to such an in-furnace cleaning device, when the temperature of the steam passing through the inside of the heat exchanger measured by the temperature measuring means is lower than the set value, the controller causes the boiler wall surface or boiler to Since the fluid for cleaning the heat transfer surface of the heat exchanger placed in the smoke channel is controlled not to be jetted toward the wall surface or the heat transfer surface, the wall or heat transfer by the fluid is controlled. Since the surface is cleaned and heat absorption by the wall surface or the heat transfer surface increases, and the temperature of the combustion gas does not decrease, the steam temperature does not further decrease.
本発明によれば、熱交換器の内部を通過する蒸気の温度が設定値よりも低い場合には、ボイラの火炉の壁面またはボイラの煙路内に配置された熱交換器の伝熱面を清掃するための流体が壁面または伝熱面に向けて噴射されないようになっており、流体により壁面または伝熱面が清掃されて壁面または伝熱面による熱吸収が多くなって、かつ燃焼ガスの温度が低下するようなことがなくなるので、蒸気温度のさらなる低下を防止することができ、蒸気温度特性の悪化を防止することができるという効果を奏する。 According to the present invention, when the temperature of the steam passing through the inside of the heat exchanger is lower than the set value, the heat transfer surface of the heat exchanger disposed in the wall surface of the boiler furnace or the boiler flue is The cleaning fluid is not jetted toward the wall surface or heat transfer surface, the wall surface or heat transfer surface is cleaned by the fluid, heat absorption by the wall surface or heat transfer surface increases, and combustion gas Since the temperature does not decrease, the steam temperature can be prevented from further decreasing, and the steam temperature characteristics can be prevented from deteriorating.
以下、図面を参照して本発明による炉内清掃装置の一実施形態について、炉(バーナから吹き込まれた燃料を空気と良く混合して燃焼させる火炉、および火炉で発生した燃焼ガスを下流側に導くとともに、燃焼ガスと熱交換される種々の熱交換器が配置された煙路)を有する、例えば、強制循環ボイラに適用した例を用いて説明する。
図1は本発明の対象となる強制循環ボイラの概略構成を示す側断面図である。
強制循環ボイラ10は、火炉11と、煙路12と、バーナ13と、一次再熱器(熱交換器)14と、二次過熱器(熱交換器)15と、三次過熱器(熱交換器)16と、二次再熱器(熱交換器)17と、四次過熱器(熱交換器)(「最終過熱器」ともいう)19と、一次過熱器(熱交換器)20と、節炭器(熱交換器)21と、スートブロワ22(付着物除去装置)と、炉内清掃装置23とを主たる要素として構成されたものである。
Hereinafter, an embodiment of an in-furnace cleaning apparatus according to the present invention with reference to the drawings, a furnace (a furnace in which fuel blown from a burner is well mixed with air and burned, and a combustion gas generated in the furnace on the downstream side) A description will be given by using an example applied to a forced circulation boiler, for example, having a smoke passage in which various heat exchangers that are guided and exchanged heat with combustion gas are arranged.
FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a forced circulation boiler which is an object of the present invention.
The forced
火炉11は、後述するバーナ13から噴射された燃料(例えば、微粉炭等)を十分に燃焼させることにより燃焼ガスを生成する、内部が中空とされた概略四角柱状を有するものである。
また、火炉11の壁面には細いチューブ状の蒸発管(図示せず)が張り巡らされ、その中には給水ポンプにより引き上げられた水が循環しており、水と燃焼ガスとで熱交換が行われるようになっている。
煙路12は、火炉11で発生した燃焼ガスを下流側に導くとともに、その内部に、燃焼ガスと熱交換される、一次再熱器14、二次過熱器15、三次過熱器16、四次過熱器19、二次再熱器17、一次過熱器20、および節炭器21といった種々の熱交換器が上流側(火炉11側)から順次配置されたものである。
バーナ13は、燃料と空気との十分な混合を図りながらボイラ本体内(すなわち、火炉11の下方内部)へ燃料と空気とを噴射して燃焼させるものであり、後述するバーナ角度検出・調整器26によりその角度(バーナ角度)が調整されるようになっている。
The
In addition, a thin tube-shaped evaporation pipe (not shown) is stretched around the wall surface of the
The
The
再熱器14,17は、図示しない高圧タービンで仕事をし、湿り蒸気に近い状態となった蒸気を燃焼ガスと熱交換させることにより再度過熱蒸気にするもので、上流側(火炉11側)から一次再熱器14、および二次再熱器17の順に配置されている。すなわち、高圧タービン内で一定の膨張をして湿り蒸気に近づいた蒸気は、一次再熱器14、および二次再熱器17を順次通過して高温の過熱蒸気とされた後、図示しない中・低圧タービンへ導入されて仕事をし、図示しない復水器へ導かれてボイラ給水に戻されるようになっている。
The
過熱器15,16,19,20は、蒸発管で発生した飽和蒸気を過熱蒸気にするもので、上流側(火炉11側)から二次過熱器15、三次過熱器16、四次過熱器19、および一次過熱器20の順に配置されている。すなわち、蒸発管で発生した飽和蒸気は、一次過熱器20、二次過熱器15、三次過熱器16、および四次過熱器19を順次通過して高温の過熱蒸気(「主蒸気」ともいう)とされた後、図示しない高圧タービンへ導入されて仕事をするようになっている。
The
節炭器21は、再熱器14,17および過熱器15,16,19,20との熱交換を終えた低温の燃焼ガスを利用してボイラ給水を予熱するものである。
節炭器21との熱交換を終えた燃焼ガス(排ガス)は、排ガスダクト24を通って下流側に設けられた脱硝・脱硫等の排煙処理装置(図示せず)で窒素酸化物や硫黄酸化物等を除去した後、空気予熱器(図示せず)で燃焼に用いる空気を加熱してから大気へ放出されるようになっている。
スートブロワ22は、すす(付着物)や灰(付着物)が付着した熱交換器の伝熱面に、蒸気または空気を高速度で衝突させてすすや灰を吹き飛ばすもので、蒸気または空気を熱交換器の伝熱面に向けて噴霧させることができるように構成されたものである。本実施形態においては、三次過熱器16と四次過熱器19との間、四次過熱器19と二次再熱器17との間、および二次再熱器17と一次過熱器20との間にそれぞれ設けられている。
The
Combustion gas (exhaust gas) that has finished heat exchange with the
The
炉内清掃装置23は、デスラッガ(付着物除去装置)25と、バーナ角度検出・調整器26と、温度センサ(温度測定手段)27と、制御器28とを主たる要素として構成されたものである。
デスラッガ25は、前述したスートブロワ22と同様、スラグ(付着物)が付着した火炉11の壁面(または蒸発管)に、蒸気または空気を高速度で衝突させてスラグを吹き飛ばすもので、蒸気または空気を火炉11の壁面(または蒸発管)に向けて噴霧させることができるように構成されたものである。デスラッガ25は、火炉11の各壁面にそれぞれ複数個(本実施形態では12個)ずつ、計48個配置されており、これらデスラッガ25は、制御器28からの信号により作動あるいは停止させられるようになっている。
The in-
As with the
バーナ角度検出・調整器26は、バーナ13の先端が水平面に対して上を向いているのか下を向いているのか、また、バーナ13が水平面に対して何度傾いているのかを検出するバーナ角度検出機能(機構)と、制御器28からの信号に基づいてバーナ13の角度を調整するバーナ角度調整機能(機構)とを備えたものである。そして、バーナ角度検出機能により検出されたバーナ13の角度データは、制御器28に出力されるようになっている。
バーナ13の角度は、ボイラの負荷に応じて基本的に図2に実線で示す基準値(例えば、ボイラ負荷が20%の時は10°、ボイラ負荷が50%の時は15°、ボイラ負荷が75%の時は15°、ボイラ負荷が100%の時は10°)を取るように調整されるが、その時の蒸気温度(二次再熱器17の出口における蒸気温度)が設定値よりも高い場合には、その蒸気温度に応じて基準値からマイナス(負)側にさらに調整され、その時の蒸気温度(二次再熱器17の出口における蒸気温度)が設定値よりも低い場合には、その蒸気温度に応じて基準値からプラス(正)側にさらに調整されるようになっている。
したがって、ボイラ負荷が同じ場合でも、蒸気温度が設定値よりも高い場合には、バーナ13の角度が図2に示す実線よりも下側に調整され、蒸気温度が設定値よりも低い場合には、バーナ13の角度が図2に示す実線よりも上側に調整されるようになっている。
ここで、バーナ13の角度について説明すると、例えば、5°(プラス5度)というのは、バーナ13の先端が上を向いており、かつバーナ13が水平面に対して5°傾いていることを意味し、−5°(マイナス5度)というのは、バーナ13の先端が下を向いており、かつバーナ13が水平面に対して5°傾いていることを意味している。また、0°(零度)というのは、バーナ13が水平面と平行になる状態、すなわち、バーナ13が火炉11の壁面に対して垂直に立っている状態(直立した状態)を意味している。
The burner angle detector /
The angle of the
Therefore, even when the boiler load is the same, when the steam temperature is higher than the set value, the angle of the
Here, the angle of the
温度センサ27は、二次再熱器17の出口における蒸気温度を測定するものであり、測定された温度データは、制御器28に出力されるようになっている。
制御器28は、データベースに記憶された図2に実線で示すバーナ13の角度の基準値、および温度センサ27から送られてきた温度データに基づいて算出したバーナ13の角度データをバーナ角度検出・調整器26に出力するとともに、バーナ角度検出・調整器26から送られてきたバーナ13の角度データを受け取り、このバーナ13の角度データの値が基準値よりも上側(プラス側)にある場合には、図示しないタイマ等によりデスラッガ25を作動させる旨の指令が発せられてもデスラッガ25を作動させないように制御するものである。
すなわち、この制御器28は、バーナ13の角度が基準値(ボイラ負荷が20%でかつバーナ13の角度が10゜の点、ボイラ負荷が50%でかつバーナ13の角度が15゜の点、ボイラ負荷が75%でかつバーナ13の角度が15゜の点、およびボイラ負荷が100%でかつバーナ13の角度が10゜の点を順次結んだ実線(折れ線))よりも上側にある時(図2参照)には、タイマ等によりデスラッガ25を作動させる旨の指令が発せられてもデスラッガ25を作動させない機能を有するものである。
言い換えれば、デスラッガ25を作動させる(打つ)ことによって基準値に近づいていくような場合には、タイマ等によりデスラッガ25を作動させる旨の指令が発せられた時にデスラッガ25を作動させる(打つ)ようにし、デスラッガ25を作動させる(打つ)ことによって実線(折れ線)から遠ざかっていくような場合には、タイマ等によりデスラッガ25を作動させる旨の指令が発せられてもデスラッガ25を作動させない(打たない)ようにしている。
The
The controller 28 detects the angle data of the
That is, the controller 28 is configured such that the
In other words, in a case where the reference value is approached by actuating (hitting) the
これにより、デスラッガ25が作動して、火炉11の壁面(または蒸発管)に付着したスラグが除去されることにより火炉11の壁面(または蒸発管)が清掃され、火炉11の壁面(または蒸発管)による熱吸収が多くなって燃焼ガスの温度が下がったとしても、二次再熱器17の出口における蒸気温度は所望の温度以上に維持されることとなるので、蒸気温度特性の悪化を防止することができる。
As a result, the
なお、上述した実施形態では、ボイラ負荷と二次再熱器17の出口における蒸気温度に基づいて調整されるバーナ13の角度とを見て(に基づいて)デスラッガ25を作動させたり作動させなかったりするようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ボイラ負荷と二次再熱器17の出口における蒸気温度とを見て(に基づいて)デスラッガ25を作動させたり作動させなかったりするようにすることもできる。
すなわち、図3に実線で示す基準値(ボイラ負荷が20%でかつ二次再熱器17の出口における蒸気温度が540℃の点、ボイラ負荷が50%でかつ二次再熱器17の出口における蒸気温度が600℃の点、ボイラ負荷が75%でかつ二次再熱器17の出口における蒸気温度が600℃の点、およびボイラ負荷が100%でかつ二次再熱器17の出口における蒸気温度が600℃の点を順次結んだ実線(折れ線))よりも下側にある時には、タイマ等によりデスラッガ25を作動させる旨の指令が発せられてもデスラッガ25を作動させないようにすることもできる。
In the above-described embodiment, the
That is, a reference value indicated by a solid line in FIG. 3 (a point where the boiler load is 20% and the steam temperature at the outlet of the
これにより、例えば、バーナ13の角度に関係なく、二次再熱器17の出口における蒸気温度のみに基づいてデスラッガ25を作動させたり作動させなかったりするようにすることができるので、バーナ13が誤作動を起こしていてもデスラッガ25を正確に作動させることができて、蒸気温度特性の悪化をより確実に防止することができる。
また、バーナ13の角度を検出するバーナ角度検出・調整器のバーナ角度検出機能を省略することができるので、構成の簡略化を図ることができるとともに、製造コストの削減を図ることができる。
なお、温度センサ27により測定する蒸気温度は、二次再熱器17の出口における蒸気温度に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変更可能である。
Accordingly, for example, the
Further, since the burner angle detection function of the burner angle detector / adjuster for detecting the angle of the
The steam temperature measured by the
また、燃焼ガス(あるいは排ガス)の特性を見て、デスラッガ25を作動させたり作動させなかったりさせるようにすることもできる。
すなわち、燃焼ガス(あるいは排ガス)に含まれるNOxが100ppmを越えるような時にはデスラッガ25を作動させないようにし、NOxが100ppm以下の時にはデスラッガ25を作動させることができるように構成することも可能である。
Also, the
In other words, the
さらに、上述した実施形態ではデスラッガ25のみを作動させるものについて説明してきたが、スートブロワ22をデスラッガ25と一緒に作動させるようにすることもできるし、スートブロワ22のみを作動させるようにすることもできる。
また、スートブロワ22のみを有しデスラッガ25を有しないボイラに適用される場合には、スートブロワ22をデスラッガ25と同じように作動させたり作動させなかったりさせることもできる。
Further, in the above-described embodiment, only the
Further, when applied to a boiler having only the
さらにまた、本発明は上述したような強制循環ボイラにのみ適用され得るものではなく、デスラッガおよび/またはスートブロワを備える種々のボイラにも適用し得るものであり、また、デスラッガを備える石炭ガス化炉等にも適用し得るものである。 Furthermore, the present invention can be applied not only to the forced circulation boiler as described above but also to various boilers equipped with a deslagger and / or a soot blower, and a coal gasifier equipped with a deslagger. It can be applied to the above.
10 強制循環ボイラ
11 火炉
12 煙路
14 一次再熱器(熱交換器)
15 二次過熱器(熱交換器)
16 三次過熱器(熱交換器)
17 二次再熱器(熱交換器)
19 四次過熱器(熱交換器)
20 一次過熱器(熱交換器)
21 節炭器(熱交換器)
22 スートブロワ(付着物除去装置)
23 炉内清掃装置
25 デスラッガ(付着物除去装置)
27 温度センサ(温度測定手段)
28 制御器
10
15 Secondary superheater (heat exchanger)
16 Tertiary superheater (heat exchanger)
17 Secondary reheater (heat exchanger)
19 Fourth superheater (heat exchanger)
20 Primary superheater (heat exchanger)
21 economizer (heat exchanger)
22 Soot blower (debris removal device)
23 In-
27 Temperature sensor (temperature measuring means)
28 Controller
Claims (2)
前記熱交換器の内部を通過する蒸気の温度を測定し、この蒸気の温度が設定値よりも低い場合には、前記壁面または前記伝熱面に向けた前記流体の噴射を停止することを特徴とする炉内清掃方法。 In-furnace cleaning method that injects fluid toward the heat transfer surface of the heat exchanger arranged in the wall of the boiler furnace or in the boiler flue, and removes deposits adhering to the wall surface or the heat transfer surface There,
The temperature of the steam passing through the inside of the heat exchanger is measured, and when the temperature of the steam is lower than a set value, the injection of the fluid toward the wall surface or the heat transfer surface is stopped. In-furnace cleaning method.
前記熱交換器の内部を通過する蒸気の温度を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段で測定された蒸気の温度が設定値よりも低い場合には、前記付着物除去装置を停止させるように制御する制御器とを備えてなることを特徴とする炉内清掃装置。 A deposit removing device that ejects fluid toward a heat transfer surface of a heat exchanger disposed in a wall of a furnace furnace of a boiler or in a smoke passage of the boiler, and removes deposits attached to the wall surface or the heat transfer surface; ,
Temperature measuring means for measuring the temperature of the steam passing through the inside of the heat exchanger;
An in-furnace cleaning device comprising: a controller that controls to stop the deposit removing device when the temperature of the steam measured by the temperature measuring means is lower than a set value.
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