JP4906352B2 - Soot blower equipment - Google Patents

Soot blower equipment

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JP4906352B2 JP2006002568A JP2006002568A JP4906352B2 JP 4906352 B2 JP4906352 B2 JP 4906352B2 JP 2006002568 A JP2006002568 A JP 2006002568A JP 2006002568 A JP2006002568 A JP 2006002568A JP 4906352 B2 JP4906352 B2 JP 4906352B2
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Description

本発明は、ボイラ火炉の伝熱管に付着した灰や煤塵等の除去を目的に設置されるスートブロワ装置に関する。   The present invention relates to a soot blower device installed for the purpose of removing ash, dust, or the like attached to a heat transfer tube of a boiler furnace.

石炭焚きボイラでは、石炭の燃焼によって発生する灰がボイラ火炉水壁や伝熱管等に付着するため、伝熱を阻害し熱交換量が徐々に低下する。このため、付着した灰を定期的に除去する必要があり、図6に示すように、高圧の蒸気や空気を噴射できるスートブロワ装置が開発されている。ここで、図6は従来技術に関するスートブロワ装置の全体構成を示す系統図である。図6によると、圧力検出器2並びに制御装置4によって圧力調整弁3が制御され、高圧蒸気aはその圧力が制御されて炉内で蒸気が伝熱管に向けて噴霧される。   In a coal-fired boiler, ash generated by the combustion of coal adheres to the boiler furnace water wall, heat transfer tubes, and the like, so that heat transfer is inhibited and the amount of heat exchange gradually decreases. For this reason, it is necessary to periodically remove the attached ash, and as shown in FIG. 6, a soot blower device capable of injecting high-pressure steam or air has been developed. Here, FIG. 6 is a system diagram showing the overall configuration of the soot blower apparatus related to the prior art. According to FIG. 6, the pressure control valve 3 is controlled by the pressure detector 2 and the control device 4, and the pressure of the high-pressure steam a is controlled and the steam is sprayed toward the heat transfer tube in the furnace.

スートブロワ装置1は、図2に示すようにボイラ各所に設置され、一定間隔毎に起動と停止が繰り返される。スートブロワ装置の主たる仕様(噴霧圧力、ノズル孔径)は石炭の性状によって決定され、ボイラ火炉で付着性の強い石炭が燃焼される場合には、噴霧圧力やノズル径を大きくする必要がある。   As shown in FIG. 2, the soot blower device 1 is installed at various places in the boiler, and is repeatedly started and stopped at regular intervals. The main specifications (spray pressure, nozzle hole diameter) of the soot blower device are determined by the properties of the coal. When coal with strong adhesion is burned in a boiler furnace, it is necessary to increase the spray pressure and the nozzle diameter.

しかしながら、噴霧圧力やノズル孔径を大きくすると、スートブロワ装置の噴霧ノズルに近い伝熱管のエロージョン量が増大するという課題が生じる。   However, when the spray pressure or the nozzle hole diameter is increased, there arises a problem that the amount of erosion of the heat transfer tube close to the spray nozzle of the soot blower device increases.

この課題を解決するための従来技術として、例えば、特許文献1に示すように伝熱管に耐摩耗性の高い材料を溶射することが提案されている。これによると、耐摩耗伝熱鋼管の表面に特殊合金の溶射皮膜を形成し、高周波加熱で溶融処理を施すと同時に曲げ加工を行って曲げ部を形成することが開示されている。また、従来技術として、図7に示すように伝熱管表面にプロテクタを設置する方法が提案されている(例えば、特許文献2及び特許文献3を参照)。これによると、スートブロワ装置1から噴射される噴霧に対して伝熱管8の表面にプロテクタ9を設置している。ここで、図7は従来技術に関するスートブロワ装置であって噴霧ノズルに近い伝熱管におけるエロージョン量の軽減手法を提示する図である。
特開平10−170194号公報 特開平11−118101号公報 特開2000−257804号公報
As a conventional technique for solving this problem, for example, as shown in Patent Document 1, it has been proposed to spray a material having high wear resistance on a heat transfer tube. According to this, it is disclosed that a thermal spray coating of a special alloy is formed on the surface of the wear-resistant heat transfer steel pipe, and a bending process is performed simultaneously with a melting process by high-frequency heating. As a conventional technique, a method of installing a protector on the surface of a heat transfer tube as shown in FIG. 7 has been proposed (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3). According to this, the protector 9 is installed in the surface of the heat exchanger tube 8 with respect to the spray injected from the soot blower apparatus 1. Here, FIG. 7 is a soot blower device related to the prior art and presents a technique for reducing the amount of erosion in the heat transfer tube close to the spray nozzle.
JP-A-10-170194 JP-A-11-118101 JP 2000-257804 A

しかしながら、特許文献1、2および3に示すような従来技術においては、灰の付着性が強い石炭を使用するボイラでは、スートブロワ装置に因るエロージョンを防止するため、伝熱管へのプロテクタ設置や溶射施工といった対策が必要となり、初期コストはもちろん、定期的なメンテナンスによるランニングコストの増大を招くという課題があった。   However, in the prior art as shown in Patent Documents 1, 2, and 3, in a boiler using coal with strong ash adhesion, in order to prevent erosion due to the soot blower device, a protector is installed on the heat transfer tube or sprayed. Measures such as construction are required, and there is a problem that the running cost is increased due to regular maintenance as well as the initial cost.

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためのものであり、その目的は、付着性の強い石炭であっても、エロージョンによる伝熱管の摩耗を防止し、かつ、広い範囲の伝熱管付着灰を効果的に除去して伝熱効率を低下させないスートブロワ装置を提供することにある。   The present invention is to solve such problems of the prior art. The purpose of the present invention is to prevent wear of heat transfer tubes due to erosion even in the case of coal with strong adhesion, and to transmit a wide range of heat. An object of the present invention is to provide a soot blower device that effectively removes heat pipe ash and does not reduce heat transfer efficiency.

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
ボイラ火炉の伝熱管に付着した灰等を除去する回転移動式のスートブロワ装置において、
大径と小径の噴霧ノズルをスートブロワ装置の先端部分に設け、
前記スートブロワ装置に対向して燃焼ガス上流側と下流側に伝熱管を配設し、
前記大径と小径の噴霧ノズルは、前記伝熱管の配置ピッチの半ピッチ分だけ前記スートブロワ装置の軸方向長さ位置をずらせて設け、
配設された伝熱管の隣り同士の間隙には前記大径の噴霧ノズルからの噴霧媒体を噴霧し、かつ、前記伝熱管の管面には前記小径の噴霧ノズルからの噴霧媒体を噴霧する構成である。
In order to solve the above problems, the present invention mainly adopts the following configuration.
In a rotary moving soot blower device that removes ash etc. adhering to the heat transfer tube of a boiler furnace,
A large and small diameter spray nozzle is provided at the tip of the soot blower device.
Heat transfer tubes are arranged on the upstream and downstream sides of the combustion gas so as to face the soot blower device,
The large-diameter and small-diameter spray nozzles are provided by shifting the axial length position of the soot blower device by a half pitch of the arrangement pitch of the heat transfer tubes,
A structure in which a spray medium from the large-diameter spray nozzle is sprayed in a gap between adjacent heat transfer tubes, and a spray medium from the small-diameter spray nozzle is sprayed on a tube surface of the heat transfer tube. It is.

また、前記スートブロワ装置において、前記噴霧媒体の供給量及び圧力は任意に調整可能であり、また、前記噴霧ノズルを設けたスートブロワ装置の回転速度及び移動速度は任意に調整可能である構成とする。   In the soot blower device, the supply amount and pressure of the spray medium can be arbitrarily adjusted, and the rotation speed and the moving speed of the soot blower device provided with the spray nozzle can be arbitrarily adjusted.

本発明によると、石炭種により灰の付着性が異なる場合でも、伝熱管へのプロテクタ設置や溶射施工といったコスト増加を招く方法に頼らず、灰の効果的な除去による伝熱性能の回復が可能であり、かつ、スートブロワ装置に近い伝熱管のエロージョンを防止することができる。   According to the present invention, even if the adhesion of ash differs depending on the coal type, heat transfer performance can be recovered by effectively removing ash without relying on cost-increasing methods such as installing a protector on the heat transfer tube or spraying. And erosion of the heat transfer tube close to the soot blower device can be prevented.

本発明の実施形態に係るスートブロワ装置について、図1〜図5を参照しながら以下詳細に説明する。図1は本発明の実施形態に係るスートブロワ装置の全体構成を示す系統図である。図2は本実施形態に係るスートブロワ装置が適用される伝熱管を備えたボイラ火炉を示す図である。図3は本実施形態に係るスートブロワ装置における伝熱管受圧力と噴霧ノズルからの距離との関係を表す図である。図4は本実施形態に係るスートブロワ装置における小径ノズルと大径ノズルによるエロージョン発生防止と伝熱管灰除去の状況を説明する図である。図5は本実施形態に係るスートブロワ装置におけるノズル回転と移動による伝熱管灰除去の状況を説明する図である。   A soot blower device according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. FIG. 1 is a system diagram showing the overall configuration of a soot blower device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a boiler furnace including a heat transfer tube to which the soot blower device according to the present embodiment is applied. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the heat transfer tube receiving pressure and the distance from the spray nozzle in the soot blower device according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining the state of erosion prevention and heat transfer tube ash removal by the small diameter nozzle and the large diameter nozzle in the soot blower apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the state of heat transfer tube ash removal by nozzle rotation and movement in the soot blower device according to the present embodiment.

図面において、1はスートブロワ装置、2は圧力検出器、3は圧力調整弁、4は圧力調整弁制御装置、5は電磁弁、6は電磁弁制御装置、8は伝熱管、10は噴霧ノズル大、11は噴霧ノズル小、12はボイラ火炉、13は火炉水壁部、14はバンク部、15は吊り下げ伝熱管、aは高圧蒸気、をそれぞれ表す。   In the drawings, 1 is a soot blower device, 2 is a pressure detector, 3 is a pressure regulating valve, 4 is a pressure regulating valve control device, 5 is a solenoid valve, 6 is a solenoid valve control device, 8 is a heat transfer tube, and 10 is a large spray nozzle. , 11 is a small spray nozzle, 12 is a boiler furnace, 13 is a furnace water wall, 14 is a bank, 15 is a suspended heat transfer tube, and a is high-pressure steam.

図1において、スートブロワ装置1には、噴霧ノズル10,11から噴射される高圧蒸気aの圧力及び量を調整可能な蒸気圧力調整機構(圧力検出器2、圧力調整弁3、制御装置4などからなるもの)が接続されている。また、スートブロワ装置1は、図2に示すように、ボイラ火炉12内の上部に設けられた吊下げ伝熱管15及びバンク部14(燃焼排ガスの流れるボイラ後部に設けられた後部伝熱壁で囲まれた部分)の伝熱管の周囲に設置されている。ここで、スートブロワ装置1は、噴霧ノズル10,11を有するノズルブロック(図示)と、前記ノズルブロックに連結されたスートブロワチューブ(内部をスートブロワ用蒸気が流通するチューブ)と、前記スートブロワチューブを回転し且つ移動させる駆動源(不図示)と、から構成されるものであり、図1に示す符号2〜6の構成要素は、スートブロワ装置に接続された蒸気系システムである。   In FIG. 1, a soot blower device 1 includes a steam pressure adjustment mechanism (a pressure detector 2, a pressure adjustment valve 3, a control device 4, and the like) that can adjust the pressure and amount of high-pressure steam a injected from the spray nozzles 10 and 11. Is connected). Further, as shown in FIG. 2, the soot blower device 1 is surrounded by a suspended heat transfer tube 15 provided at the upper part in the boiler furnace 12 and a bank part 14 (a rear heat transfer wall provided at the rear part of the boiler through which the combustion exhaust gas flows). Installed around the heat transfer tube. Here, the soot blower device 1 rotates a nozzle block (shown) having spray nozzles 10 and 11, a soot blower tube connected to the nozzle block (a tube through which soot blower steam flows), and the soot blower tube. 1 and a drive source (not shown) to be moved. The components 2 to 6 shown in FIG. 1 are a steam system connected to the soot blower device.

本実施形態に関するボイラは、図2の図示状態でその横幅が広いため、左右両方向にスートブロワ装置1が設置されており(図2に示すバンク部14に設けたスートブロワ装置1を参照)、各々を独立して運転制御できる(各スートブロワ装置を順番に稼働させることが可能である)。スートブロワ装置1先端部分のノズルブロックには、噴霧媒体を噴霧するノズルが、噴射ノズル径大のノズル10と噴射ノズル径小のノズル11の2個設置されており、ノズル10,11同士の設置角度は180度となっている(図1の図示例ではスートブロワ装置軸方向のノズル10とノズル11の位置関係は同一)。スートブロワ装置1はそのノズルブロックが軸を中心に回転できる構造となっており、炉壁側から炉の中央部までを回転しながら移動することで(図4の(2)におけるスートブロワ装置1の実線と点線位置を参照)、伝熱管8に付着した灰を除去できる。ここで、スートブロワ装置1のノズルブロックを回転させつつ炉の中央部まで移動させる機構としては、歯車とモータを用いた従来技術が一般的であり、本実施形態においてもこの技術を採用すればよい。   The boiler according to this embodiment has a wide width in the state shown in FIG. 2, so the soot blower device 1 is installed in both the left and right directions (see the soot blower device 1 provided in the bank unit 14 shown in FIG. 2). Operation control can be performed independently (each soot blower device can be operated in turn). The nozzle block at the tip of the soot blower device 1 has two nozzles for spraying the spray medium, a nozzle 10 having a large injection nozzle diameter and a nozzle 11 having a small injection nozzle diameter, and the installation angle between the nozzles 10 and 11. Is 180 degrees (in the example shown in FIG. 1, the positional relationship between the nozzle 10 and the nozzle 11 in the axial direction of the soot blower device is the same). The soot blower device 1 has a structure in which the nozzle block can rotate around an axis, and moves while rotating from the furnace wall side to the center of the furnace (the solid line of the soot blower device 1 in (2) of FIG. 4). And ash adhering to the heat transfer tube 8 can be removed. Here, as a mechanism for moving the nozzle block of the soot blower device 1 to the center of the furnace while rotating, a conventional technique using a gear and a motor is generally used, and this technique may also be adopted in this embodiment. .

本実施形態では、図4の(2)に示すように、スートブロワ装置(ノズルブロック)の回転速度をt秒/回転とし、その送り速度をt秒/管間(図4の(2)では伝熱管中心部〈1〉と伝熱管間の中心部〈2〉を移動する時間が0.5t秒となっている)とすることで、伝熱管8の部分をノズル径小のノズル11からの高圧蒸気が吹き付け、伝熱管8,8間をノズル径大のノズル10からの高圧蒸気が流通している。本実施形態では、バンク部14の燃焼ガス流れ方向の厚みが、部位毎に異なるため、部位毎にノズル径及び噴霧圧力が異なるが、大径ノズルと小径ノズルの孔面積の比は1.2〜1.5の範囲内にある。   In this embodiment, as shown in (2) of FIG. 4, the rotation speed of the soot blower device (nozzle block) is t seconds / rotation, and the feed speed is t seconds / between pipes (transmission in (2) of FIG. 4). The time for moving the center portion <2> between the heat tube center <1> and the heat transfer tube is 0.5 tsec), so that the portion of the heat transfer tube 8 is pressurized from the nozzle 11 having a small nozzle diameter. Steam is sprayed, and high-pressure steam from the nozzle 10 having a large nozzle diameter circulates between the heat transfer tubes 8 and 8. In the present embodiment, since the thickness of the bank portion 14 in the combustion gas flow direction is different for each part, the nozzle diameter and the spray pressure are different for each part, but the ratio of the hole area of the large diameter nozzle to the small diameter nozzle is 1.2. Within the range of ~ 1.5.

次に、本発明の実施形態に係るスートブロワ装置における伝熱管管面への噴射流体受圧力とエロージョン発生及び付着灰除去との関係について、図3と図4を参照しながら以下説明する。図3の(1)はノズル径小、図3の(2)はノズル径大のときの伝熱管受圧力の状況を表している。   Next, the relationship between the jet fluid receiving pressure on the heat transfer tube surface, the generation of erosion, and the removal of attached ash in the soot blower device according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. (1) in FIG. 3 represents the state of the heat transfer tube receiving pressure when the nozzle diameter is small and (2) in FIG. 3 is the large nozzle diameter.

図3に示すように、スートブロワ装置1の噴霧ノズル位置と伝熱管8との位置関係により、伝熱管前面の受圧力の分布が異なる。すなわち、噴霧ノズルと伝熱管の中心が一致する位置〈1〉(図4の(2)に示す〈1〉を参照)で噴霧された噴霧媒体は最前列の伝熱管前面に衝突し、受圧力が最大となるが(図3の実線)、噴霧ノズルが隣接する伝熱管間の中心と一致する位置〈2〉(図4の(2)に示す〈2〉を参照)で噴霧された噴霧媒体は最前列の伝熱管には衝突せず、燃焼ガス後流側の伝熱管に衝突し受圧力が最大となる(図3の一点鎖線)。   As shown in FIG. 3, the distribution of pressure receiving pressure on the front surface of the heat transfer tube varies depending on the positional relationship between the spray nozzle position of the soot blower device 1 and the heat transfer tube 8. That is, the spray medium sprayed at the position <1> where the center of the spray nozzle and the heat transfer tube coincide (see <1> shown in (2) of FIG. 4) collides with the front surface of the heat transfer tube in the front row, Is the maximum (solid line in FIG. 3), but the spray medium sprayed at the position <2> (see <2> shown in (2) of FIG. 4) where the spray nozzle coincides with the center between the adjacent heat transfer tubes Does not collide with the heat transfer tube in the foremost row, but collides with the heat transfer tube on the downstream side of the combustion gas, and the receiving pressure becomes maximum (the chain line in FIG. 3).

ここで、図3の実線グラフと一点鎖線グラフの最大受圧力は異なり、前者は後者の2〜3倍程度も大きな値となる。これは、噴流の中心速度が距離の2乗に反比例して減衰するためである。よって、最前列の伝熱管はエロージョンに対して最も厳しい環境にある。また、図3には、伝熱管管面の受圧力の大小によって、エロージョンが発生する下限値と付着灰の除去に要する最低圧力値をも表している。   Here, the maximum receiving pressures of the solid line graph and the one-dot chain line graph of FIG. 3 are different, and the former is about 2 to 3 times larger than the latter. This is because the center velocity of the jet is attenuated in inverse proportion to the square of the distance. Thus, the heat transfer tubes in the front row are in the most severe environment against erosion. FIG. 3 also shows a lower limit value at which erosion occurs and a minimum pressure value required to remove adhering ash, depending on the pressure receiving pressure on the heat transfer tube surface.

図3の(1)と(2)に示すように、ノズル孔径を大と小に変化させることで伝熱管前面の受圧力が大きく変化する。すなわち、図3の(2)の一点鎖線グラフを参照すると、大径ノズルから噴霧される高圧蒸気が隣接する伝熱管間の中心と一致する位置〈2〉を通過することで、後流側の伝熱管まで高い受圧力を維持でき、灰を効果的に除去できる。一方、最前列の伝熱管前面の受圧力は小さく、伝熱管がエロージョンで摩耗することはない。また、図3の(1)の実線グラフを参照すると、小径ノズルから噴霧される高圧蒸気は、噴霧ノズルと伝熱管の中心が一致する位置〈1〉を通過するが、伝熱管前面の受圧力は小さく、エロージョンによる摩耗を生じることはない。   As shown in (1) and (2) of FIG. 3, the pressure receiving pressure on the front surface of the heat transfer tube is greatly changed by changing the nozzle hole diameter from large to small. That is, referring to the one-dot chain line graph of (2) in FIG. 3, the high-pressure steam sprayed from the large-diameter nozzle passes through the position <2> that coincides with the center between the adjacent heat transfer tubes. High pressure receiving pressure can be maintained up to the heat transfer tube, and ash can be removed effectively. On the other hand, the pressure receiving pressure on the front surface of the heat transfer tube is small, and the heat transfer tube is not worn by erosion. Further, referring to the solid line graph of (1) in FIG. 3, the high-pressure steam sprayed from the small diameter nozzle passes through the position <1> where the center of the spray nozzle and the heat transfer tube coincide with each other. Is small and does not cause wear due to erosion.

なお、図3の(1)によると、ノズル径小で管間中心とノズルとの位置が一致する場合に(一点鎖線グラフを参照)、伝熱管の最後尾側では付着灰が除去できないことが示され、さらに、図3の(2)によると、ノズル径大で管中心とノズルとの位置が一致する場合に(実線グラフを参照)、先頭管側ではエロージョンが発生し得ることが示されている。   In addition, according to (1) of FIG. 3, when the nozzle diameter is small and the positions of the center between the nozzles and the nozzle coincide with each other (see the one-dot chain line graph), the attached ash cannot be removed on the rearmost side of the heat transfer tube. Further, according to (2) of FIG. 3, it is shown that erosion can occur on the head tube side when the nozzle diameter is large and the positions of the tube center and the nozzle coincide (refer to the solid line graph). ing.

したがって、本発明の実施形態では、図4に示すように、噴射ノズル小による噴射ではノズル中心と伝熱管中心とを一致させ、且つ噴射ノズル大による噴射ではノズル中心と伝熱管間中心とを一致させるように構成することを特徴の1つとしている。このように、付着性の強い石炭を燃焼させる場合であっても、スートブロワ装置から離れた伝熱管に付着した灰を効率的に除去できると共にスートブロワ装置に近い伝熱管のエロージョンを防止することができる。   Therefore, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the nozzle center and the heat transfer tube center coincide with each other when the injection nozzle is small, and the nozzle center and the heat transfer tube center coincide with each other when the injection nozzle is large. It is one of the features that it is configured so as to make it. In this way, even when coal with strong adhesion is burned, ash adhering to the heat transfer tube away from the soot blower device can be efficiently removed and erosion of the heat transfer tube close to the soot blower device can be prevented. .

ここで、スートブロワ装置1は回転しつつ移動するが、図5の(2)に示すように、管間の中心位置(a)に大径ノズルから高圧蒸気を噴霧する場合と比較すると、例えば、45度回転した位置(b)において、管間の中心位置に大径ノズルからの高圧蒸気を噴霧したと仮定すると、管の抵抗が小さく高圧蒸気が(c)の位置まで到達するが、実際には、45度回転した位置(b)で管間の中心位置からややずれた位置で噴霧するため管の抵抗で到達距離が短くなり、(b)の位置まで到達することとなる。(b)の位置においても、灰を除去可能な半径(図示で灰除去有効範囲)は(a)と比べて殆ど変化しないことが分かる。   Here, the soot blower device 1 moves while rotating, but as shown in FIG. 5 (2), compared to the case where high-pressure steam is sprayed from a large-diameter nozzle at the center position (a) between the pipes, for example, Assuming that the high-pressure steam from the large-diameter nozzle is sprayed at the center position between the tubes at the position (b) rotated by 45 degrees, the resistance of the tube is small and the high-pressure steam reaches the position (c). Is sprayed at a position slightly displaced from the center position between the tubes at the position (b) rotated by 45 degrees, so that the reach distance is shortened by the resistance of the tubes and reaches the position (b). It can be seen that even at the position (b), the radius (the ash removal effective range in the figure) from which the ash can be removed hardly changes compared to (a).

また、1本のスートブロワ装置でスートブロワ装置の上流側と下流側のバンク部の灰除去を行う場合、上流側と下流側の伝熱管チューブピッチを半ピッチずらす必要がある。すなわち、1本のスートブロワ装置の大径ノズルが下流側の伝熱管の管間中心に対向位置する場合に、この大径ノズルと180°離れて配置された小径ノズルは上流側の伝熱管の管中心に対向位置していなければならない。この状況は伝熱管のチューブピッチが半ピッチずれていることに相当する。   Further, when removing the ash from the upstream and downstream banks of the soot blower device with a single soot blower device, it is necessary to shift the upstream and downstream heat transfer tube tube pitch by a half pitch. That is, when the large-diameter nozzle of one soot blower device is positioned opposite to the center between the tubes of the downstream heat transfer tubes, the small-diameter nozzle disposed 180 ° away from the large-diameter nozzle is the tube of the upstream heat transfer tube. Must be opposite the center. This situation corresponds to the tube pitch of the heat transfer tubes being shifted by a half pitch.

さらに、上流側と下流側の伝熱管チューブピッチをずらさない場合には、2つのノズル孔(大径と小径のノズル孔)の軸長さ方向位置を、伝熱管チューブのピッチの半ピッチ分ずらしても良い。この場合、小径の孔をスートブロワ装置1の先端側に設けるようにすれば、大径と小径ノズルによる噴射量の差に基づくスートブロワ装置1の振れを抑制するのに有効である。   Furthermore, when the upstream and downstream heat transfer tube tube pitches are not shifted, the axial length direction positions of the two nozzle holes (large diameter and small diameter nozzle holes) are shifted by a half pitch of the heat transfer tube tube pitch. May be. In this case, providing a small-diameter hole on the distal end side of the soot blower device 1 is effective in suppressing the shake of the soot blower device 1 based on the difference in the injection amount between the large-diameter and small-diameter nozzles.

以上説明したように、本発明の実施形態に係るスートブロワ装置は、次のような構成を備えるとともに機能ないし作用を奏することを特徴とするものである。すなわち、ボイラ火炉の伝熱管に付着した灰等を除去する回転移動式のスートブロワ装置において、大径と小径という孔径の異なる噴霧ノズルを設け、互いに隣接して設置される伝熱管同士の間隙空間に大径ノズルからの噴霧媒体を噴霧させ、かつ、伝熱管に小径ノズルからの噴霧媒体を噴霧させる構成である。   As described above, the soot blower device according to the embodiment of the present invention is characterized by having the following configuration and functions or actions. That is, in a rotary moving soot blower device that removes ash and the like adhering to a heat transfer tube of a boiler furnace, a spray nozzle having a large hole diameter and a small hole diameter are provided, and a gap space between adjacent heat transfer tubes is provided. The spray medium is sprayed from the large-diameter nozzle, and the spray medium from the small-diameter nozzle is sprayed on the heat transfer tube.

また、このスートブロワ装置において、灰の付着程度や伝熱管の管表面材質などを勘案して噴霧媒体の供給量及び圧力を任意に調整可能とするものであり、また、伝熱管同士の配置関係をも考慮してスートブロワ装置の回転速度及び移動速度を任意に調整可能とするものである。詳しく述べると、石炭の種類や性状毎に燃焼テストを設備始動前に実施するが、この実施のときに石炭の種類や性状毎に伝熱管への灰付着程度を観測しておくことで、この観測結果を実際の石炭の燃焼時に適用して、噴霧媒体の供給量及び圧力を調整するものである。同様に、設備に設置された伝熱管の管径とピッチに対応して、スートブロワ装置の回転速度と移動速度を調整するものである。   Further, in this soot blower device, the supply amount and pressure of the spray medium can be arbitrarily adjusted in consideration of the degree of ash adhesion and the tube surface material of the heat transfer tube, and the arrangement relationship between the heat transfer tubes is In consideration of this, the rotational speed and moving speed of the soot blower can be arbitrarily adjusted. In detail, a combustion test is performed for each type and property of coal before the start of the facility, and this is done by observing the degree of ash adhesion to the heat transfer tube for each type and property of coal. The observation results are applied during the actual combustion of coal to adjust the supply amount and pressure of the spray medium. Similarly, the rotational speed and moving speed of the soot blower device are adjusted in accordance with the diameter and pitch of the heat transfer tubes installed in the facility.

そして、本実施形態が上述した構成を採用するのは、スートブロワ装置の噴霧ノズル位置と伝熱管との位置関係によって、伝熱管前面の受圧力の分布が異なることを実験的に見出した結果である。すなわち、噴霧ノズルと伝熱管の中心が一致する位置で噴霧された噴霧媒体は最前列の伝熱管前面に衝突し、受圧力が最大となるが、噴霧ノズルが隣接する伝熱管間の中心と一致する位置で噴霧された噴霧媒体は最前列の伝熱管には衝突せず、噴霧媒体の後流側の伝熱管に衝突し受圧力が最大となる。両者の最大受圧力は異なり、前者(ノズルと管中心が一致)は後者の2〜3倍程度も大きな値となる。これは、噴流の中心速度が距離の2乗に反比例して減衰するためである。よって、最前列の伝熱管はエロージョンに対して最も厳しい環境にある。一方、ノズル孔径を変化させることで伝熱管前面の受圧力が大きく変化することを実験的に見出した。   Then, this embodiment adopts the configuration described above as a result of experimentally finding that the distribution of pressure receiving pressure on the front surface of the heat transfer tube varies depending on the positional relationship between the spray nozzle position of the soot blower device and the heat transfer tube. . That is, the spray medium sprayed at the position where the center of the spray nozzle and the heat transfer tube coincides collides with the front surface of the heat transfer tube in the front row, and the maximum pressure is received, but the spray nozzle matches the center between adjacent heat transfer tubes. The spray medium sprayed at the position where the spray medium does not collide with the heat transfer tube in the foremost row collides with the heat transfer tube on the downstream side of the spray medium, and the receiving pressure becomes maximum. The maximum receiving pressures of the two are different, and the former (nozzle and tube center coincide) has a value about two to three times larger than the latter. This is because the center velocity of the jet is attenuated in inverse proportion to the square of the distance. Thus, the heat transfer tubes in the front row are in the most severe environment against erosion. On the other hand, it was experimentally found that the pressure received on the front surface of the heat transfer tube greatly changes by changing the nozzle hole diameter.

これによって、本発明の実施形態では、スートブロワ装置に噴霧ノズル孔径の異なるノズル(大径ノズルと小径ノズル)を設け、隣接して設置される伝熱管間の間隙に大径ノズルからの噴霧媒体が噴霧し、かつ、伝熱管に小径ノズルからの噴霧媒体を噴霧するようにすることで、付着性の強い石炭であっても、スートブロワ装置から離れた伝熱管に付着した灰の除去を達成できると共にスートブロワ装置に近い伝熱管のエロージョンを防止できる。   Accordingly, in the embodiment of the present invention, nozzles having different spray nozzle hole diameters (large diameter nozzle and small diameter nozzle) are provided in the soot blower device, and the spray medium from the large diameter nozzle is placed in the gap between adjacent heat transfer tubes. By spraying and spraying the spray medium from the small-diameter nozzle onto the heat transfer tube, it is possible to achieve the removal of ash adhering to the heat transfer tube away from the soot blower device even with highly adherent coal. Erosion of the heat transfer tube close to the soot blower device can be prevented.

本発明の実施形態に係るスートブロワ装置の全体構成を示す系統図である。It is a distribution diagram showing the whole composition of the soot blower device concerning the embodiment of the present invention. 本実施形態に係るスートブロワ装置が適用される伝熱管を備えたボイラ火炉を示す図である。It is a figure showing a boiler furnace provided with a heat exchanger tube to which a soot blower device concerning this embodiment is applied. 本実施形態に係るスートブロワ装置における伝熱管受圧力と噴霧ノズルからの距離との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the heat exchanger tube receiving pressure in the soot blower apparatus which concerns on this embodiment, and the distance from a spray nozzle. 本実施形態に係るスートブロワ装置における小径ノズルと大径ノズルによるエロージョン発生防止と伝熱管灰除去の状況を説明する図である。It is a figure explaining the erosion generation | occurrence | production prevention by the small diameter nozzle and large diameter nozzle in the soot blower apparatus which concerns on this embodiment, and the condition of heat exchanger tube ash removal. 本実施形態に係るスートブロワ装置におけるノズル回転による伝熱管灰除去の状況を説明する図である。It is a figure explaining the situation of the heat transfer tube ash removal by nozzle rotation in the soot blower device concerning this embodiment. 従来技術に関するスートブロワ装置の全体構成を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the whole structure of the soot blower apparatus regarding a prior art. 従来技術に関するスートブロワ装置であってスートブロワ装置に近い伝熱管におけるエロージョン量の軽減手法を提示する図である。It is a soot blower apparatus related to the prior art, and is a diagram presenting a technique for reducing the amount of erosion in a heat transfer tube close to the soot blower apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 スートブロワ装置
2 圧力検出器
3 圧力調整弁
4 圧力調整弁制御装置
5 電磁弁
6 電磁弁制御装置
8 伝熱管
9 プロテクタ
10 噴霧ノズル大
11 噴霧ノズル小
12 ボイラ火炉
13 火炉水壁部
14 バンク部
15 吊り下げ伝熱管
a 高圧蒸気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Soot blower apparatus 2 Pressure detector 3 Pressure regulating valve 4 Pressure regulating valve control apparatus 5 Electromagnetic valve 6 Electromagnetic valve control apparatus 8 Heat transfer tube 9 Protector 10 Spray nozzle large 11 Spray nozzle small 12 Boiler furnace 13 Furnace water wall part 14 Bank part 15 Hanging heat transfer tube a High-pressure steam

Claims (3)

ボイラ火炉の伝熱管に付着した灰等を除去する回転移動式のスートブロワ装置において、
大径と小径の噴霧ノズルをスートブロワ装置の先端部分に設け、
前記スートブロワ装置に対向して燃焼ガス上流側と下流側に伝熱管を配設し、
前記大径と小径の噴霧ノズルは、前記伝熱管の配置ピッチの半ピッチ分だけ前記スートブロワ装置の軸方向長さ位置をずらせて設け、
配設された伝熱管の隣り同士の間隙には前記大径の噴霧ノズルからの噴霧媒体を噴霧し、かつ、前記伝熱管の管面には前記小径の噴霧ノズルからの噴霧媒体を噴霧する
ことを特徴とするスートブロワ装置。
In a rotary moving soot blower device that removes ash etc. adhering to the heat transfer tube of a boiler furnace,
A large and small diameter spray nozzle is provided at the tip of the soot blower device.
Heat transfer tubes are arranged on the upstream and downstream sides of the combustion gas so as to face the soot blower device,
The large-diameter and small-diameter spray nozzles are provided by shifting the axial length position of the soot blower device by a half pitch of the arrangement pitch of the heat transfer tubes,
Spraying the spray medium from the large-diameter spray nozzle in the gap between adjacent heat transfer tubes, and spraying the spray medium from the small-diameter spray nozzle to the tube surface of the heat transfer tube. A soot blower device.
請求項1において、
前記噴霧媒体の供給量及び圧力は任意に調整可能であることを特徴とするスートブロワ装置。
In claim 1,
The soot blower device characterized in that the supply amount and pressure of the spray medium can be arbitrarily adjusted.
請求項1または2において、
前記噴霧ノズルを設けたスートブロワ装置の回転速度及び移動速度は任意に調整可能であることを特徴とするスートブロワ装置。
In claim 1 or 2,
The soot blower device, wherein the rotation speed and the moving speed of the soot blower device provided with the spray nozzle can be arbitrarily adjusted.
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