JP5427402B2 - フィルタの逆洗装置 - Google Patents

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Description

本発明は、主として多孔質体よりなるフィルタエレメントを用いて含塵ガスの除塵を行うフィルタ（除塵装置）の逆洗装置に関するものである。
フィルタの逆洗装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
特許第３１９７１４４号公報
しかしながら、上記特許文献１に開示されたフィルタの逆洗装置では、第１の逆洗弁（逆洗ガス前弁）および第２の逆洗弁（逆洗ガス後弁）の双方が、全閉位置から全開位置へ、あるいは全開位置から全閉位置へと極短時間（約０．１秒）で素速く動くように構成されている。そのため、開閉回数の増加に伴い、これら第１の逆洗弁および第２の逆洗弁の回転軸、軸受、弁体等の損耗を招き、これら第１の逆洗弁および第２の逆洗弁が接続された流路を完全に遮断することができず、これら第１の逆洗弁および第２の逆洗弁からなる逆洗弁の信頼性を確保することが難しいといった問題点があった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、第１の逆洗弁および第２の逆洗弁からなる逆洗弁の信頼性を確保することができるフィルタの逆洗装置を提供することを目的とする。
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。
本発明に係るフィルタの逆洗装置は、缶体内に収納した複数のフィルタエレメントよりなる複数のフィルタブロックと、これらフィルタブロックを仕切りもしくは支持する仕切板とを有し、前記缶体内が粉塵ホッパを含む含塵ガス用空間と複数の清浄ガス用空間とに区画されている、多孔質体を用いた除塵装置におけるフィルタの逆洗装置であって、前記複数の清浄ガス用空間またはフィルタエレメント出口にそれぞれ接続された清浄ガス導出管の内部もしくはその上流空間内部に、前記フィルタエレメントへ向かう逆洗ノズルが設置され、前記フィルタブロック毎に周期的に同フィルタエレメントの逆洗を行うフィルタの逆洗装置において、各フィルタブロック毎に設けられた逆洗用気体の導入管に逆洗用気体を制御する第１の逆洗弁と、この第１の逆洗弁よりもゆっくりとした速度で動作する第２の逆洗弁とが２個以上直列に配置されており、前記第２の逆洗弁を全閉位置から全開位置へと所定の時間をかけてゆっくり動かした後、前記第２の逆洗弁の全開位置を維持したまま、前記第１の逆洗弁を全閉位置から全開位置へ素速く動かし、前記第１の逆洗弁と前記第２の逆洗弁がともに全開位置となって逆洗を行うように構成されている。
本発明に係るフィルタの逆洗装置によれば、逆洗サイクルが開始すると、まず第２の逆洗弁が全閉位置から全開位置へと所定の時間かけてゆっくり動く。この時、第１の逆洗弁は全閉位置のままで動かない（全閉位置を維持する）。第２の逆洗弁が全開位置となり、所定の時間経過すると、第１の逆洗弁が全閉位置から全開位置へと極短時間で素速く動き、第２の逆洗弁および第１の逆洗弁が全開位置となって、極短時間逆洗が行われる。逆洗が終了すると、第１の逆洗弁が全開位置から全閉位置へと極短時間で素速く動く。この時、第２の逆洗弁は全開位置のままで動かない（全開位置を維持する）。第１の逆洗弁が全閉位置となり、所定の時間経過すると、第２の逆洗弁が全開位置から全閉位置へと所定の時間かけてゆっくり動き、第２の逆洗弁が全閉位置となって逆洗サイクルが終了する。そして、所定の時間経過すると、第２の逆洗弁が再び全閉位置から全開位置へと動きだし、つぎの逆洗サイクルが開始する。
これにより、第２の逆洗弁の回転軸、軸受、弁体等の損耗を低減させることができ、第１の逆洗弁の回転軸、軸受、弁体等の損耗が著しい場合でも、第２の逆洗弁を全閉位置とすることにより第１の逆洗弁および第２の逆洗弁が接続された流路を完全に遮断することができて、これら第１の逆洗弁および第２の逆洗弁からなる逆洗弁の信頼性を確保することができる。
本発明に係る石炭ガス化複合発電システム（IGCC；Integrated Coal Gasification Combined Cycle）は、含塵ガス入口から入った高温含塵ガスを、複数個のフィルタブロックによって除塵する缶体と、前記フィルタブロックを通過した清浄ガスによって回転駆動されるガスタービンと、前記フィルタブロックの高温含塵ガス側に付着した粉塵を払い落とすとともに、第２の逆洗弁の回転軸、軸受、弁体等の損耗を低減させることができ、第１の逆洗弁の回転軸、軸受、弁体等の損耗が著しい場合でも、第２の逆洗弁を全閉位置とすることにより第１の逆洗弁および第２の逆洗弁が接続された流路を完全に遮断することができて、これら第１の逆洗弁および第２の逆洗弁からなる逆洗弁の信頼性を確保することができるフィルタの逆洗装置と、を具備している。
本発明に係る石炭ガス化複合発電システムによれば、第１の逆洗弁および第２の逆洗弁からなる逆洗弁の信頼性を確保することができ、システム全体の信頼性を向上させることができる。
本発明によれば、第１の逆洗弁および第２の逆洗弁からなる逆洗弁の信頼性を確保することができるという効果を奏する。
以下、本発明の一実施形態について、図１に示す加圧流動床ボイラ用フィルタの逆洗装置における逆洗ガス系統図、および図２に示す逆洗ガス前後弁間の連係作動順序説明図を用いて説明する。
本実施形態において、フィルタブロックは、缶体１の上部のハニカム型エレメント（フィルタエレメント）２に２ブロック、下部の円筒型エレメント（フィルタエレメント）３に２ブロックの合計４ブロック設けられている。そのため、逆洗ガス系統４は４系列に分かれ、各系統には、対応するブロックに必要な数の逆洗ノズル５が設けられており、逆洗ノズル５の上流側には、逆洗ガス前弁（第２の逆洗弁）６、逆洗ガス後弁（第１の逆洗弁）７、および手動バイパス弁８よりなる逆洗弁のセットが設けられている。
これらの逆洗ガス系統４の上流には、逆洗ガスバッファタンク９が設けられており、また、各加圧流動床ボイラ用フィルタと逆洗ガスバッファタンク９とは、配管１０を介して接続されている。
逆洗ガスバッファタンク９の上流には、２台の高圧ガス圧縮機１１が設けられており、２台のうちの１台は予備機として使用される。
このような構成の逆洗ガス系統４の作動は次のように行われる。すなわち、加圧流動床ボイラ用フィルタの缶体１の上部に配置された含塵ガス入口１２から入った高温含塵ガスは、多孔質体のハニカム型エレメント２で構成される上部の２フィルタブロックによってその一部を、残りの高温含塵ガスは、下部に配置された上部仕切り管板（仕切板）１３、下部仕切り管板（仕切板）１４および内筒外筒仕切り板で区分された円筒型エレメント３による２つのフィルタブロックで除塵される。
各エレメントを透過した清浄ガスは、対応する清浄ガス導出管１５を介して外部に取り出され、合流した後、下流に配置されたガスタービンへ向かう。各フィルタブロックによって除去された粉塵は、高温含塵ガス側の下部に設けられた粉塵ホッパに落下し、粉塵ホッパ出口１６より排出される。
しかし、各エレメントの高温含塵ガス側に付着した粉塵は、必ずしも自分から落ちてはくれず、通常の逆方向のガス流れを生じさせること、すなわち、逆方向の高圧ガスの圧力波を極短時間（例えば、０．５秒）負荷することによってガス圧力を上昇させ高温含塵ガス側に付着した粉塵を払い落とすこと、つまり逆洗をする必要がある。この逆洗は各単位ブロック毎に順々にサイクリックに行われるのが通常であり、逆洗インターバルは数分程度で計画されている。
さて、図２に示すように、逆洗サイクルが開始すると、まず逆洗ガス前弁６が全閉位置から全開位置へと所定の時間（例えば、２〜１０秒）かけてゆっくり動く。この時、逆洗ガス後弁７は全閉位置のままで動かない（全閉位置を維持する）。逆洗ガス前弁６が全開位置となり、所定の時間（例えば、１〜２秒）経過すると、逆洗ガス後弁７が全閉位置から全開位置へと極短時間（例えば、０．１〜１秒）で素速く動き、逆洗ガス前弁６および逆洗ガス後弁７が全開位置となって、極短時間（例えば、０．１〜１秒）逆洗が行われる。逆洗が終了すると、逆洗ガス後弁７が全開位置から全閉位置へと極短時間（例えば、０．１〜１秒）で素速く動く。この時、逆洗ガス前弁６は全開位置のままで動かない（全開位置を維持する）。逆洗ガス後弁７が全閉位置となり、所定の時間（例えば、１〜２秒）経過すると、逆洗ガス前弁６が全開位置から全閉位置へと所定の時間（例えば、２〜１０秒）かけてゆっくり動き、逆洗ガス前弁６が全閉位置となって逆洗サイクルが終了する。そして、所定の時間（例えば、４〜１０分）経過すると、逆洗ガス前弁６が再び全閉位置から全開位置へと動きだし、つぎの逆洗サイクルが開始する。
本実施形態に係るフィルタの逆洗装置によれば、逆洗ガス前弁６の回転軸、軸受、弁体等の損耗を従来のものよりも低減させることができ、逆洗ガス後弁７の回転軸、軸受、弁体等の損耗が著しい場合でも、逆洗ガス前弁６を全閉位置とすることにより逆洗ガス前弁６および逆洗ガス後弁７が接続された流路を完全に遮断することができて、これら逆洗ガス前弁６および逆洗ガス後弁７からなる逆洗弁の信頼性を確保することができる。
本発明の参考実施形態について、図３に示す逆洗ガス前後弁間の連係作動順序説明図を用いて説明する。
図３に示すように、本実施形態においては、逆洗ガス前弁６が常時（全閉位置にする必要があるとき以外は）全開位置に維持されるという点で上述した一実施形態のものと異なる。
すなわち、逆洗サイクルが開始すると、逆洗ガス後弁７が全閉位置から全開位置へと極短時間（例えば、０．１〜１秒）で素速く動き、逆洗ガス後弁７が全開位置となって、極短時間（例えば、０．１〜１秒）逆洗が行われる。逆洗が終了すると、逆洗ガス後弁７が全開位置から全閉位置へと極短時間（例えば、０．１〜１秒）で素速く動き、逆洗サイクルが終了する。そして、所定の時間（例えば、４〜１０分）経過すると、逆洗ガス後弁７が再び全閉位置から全開位置へと動きだし、つぎの逆洗サイクルが開始する。
本実施形態に係るフィルタの逆洗装置によれば、逆洗ガス前弁６の回転軸、軸受、弁体等の損耗を上述した一実施形態のものよりも低減させることができ、逆洗ガス後弁７の回転軸、軸受、弁体等の損耗が著しい場合でも、逆洗ガス前弁６を全閉位置とすることにより逆洗ガス前弁６および逆洗ガス後弁７が接続された流路を完全に遮断することができて、これら逆洗ガス前弁６および逆洗ガス後弁７からなる逆洗弁の信頼性を確保することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、逆洗弁の数・動作順番など本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
また、本発明に係るフィルタの逆洗装置は、図１に示す缶体１を具備した石炭ガス化複合発電システムのみに適用され得るものではなく、例えば、図４に示す缶体２１を具備した石炭ガス化複合発電システムにも適用することができる。
なお、図４中の符号２２，２３，２４はそれぞれ、ガス出口管、円筒型エレメント（キャンドル型フィルタエレメント）、上部仕切板（チューブシート）を示している。
本発明に係る加圧流動床ボイラ用フィルタの逆洗装置におけるガス系統図である。 本発明の一実施形態に係る逆洗ガス前後弁間の連係作動順序説明図である。 本発明の参考実施形態に係る逆洗ガス前後弁間の連係作動順序説明図である。 本発明の他の実施形態を示す図であって、缶体周辺のガス系統を示す図である。
１ 缶体
２ ハニカム型エレメント（フィルタエレメント）
３ 円筒型エレメント（フィルタエレメント）
４ 逆洗ガス系統
５ 逆洗ノズル
６ 逆洗ガス前弁（第２の逆洗弁）
７ 逆洗ガス後弁（第１の逆洗弁）
１３ 上部仕切り管板（仕切板）
１４ 下部仕切り管板（仕切板）
１５ 清浄ガス導出管
２１ 缶体
２３ 円筒型エレメント（キャンドル型フィルタエレメント）
２４ 上部仕切り板（チューブシート）

Claims (2)

  1. 缶体内に収納した複数のフィルタエレメントよりなる複数のフィルタブロックと、これらフィルタブロックを仕切りもしくは支持する仕切板とを有し、前記缶体内が粉塵ホッパを含む含塵ガス用空間と複数の清浄ガス用空間とに区画されている、多孔質体を用いた除塵装置におけるフィルタの逆洗装置であって、
    前記複数の清浄ガス用空間またはフィルタエレメント出口にそれぞれ接続された清浄ガス導出管の内部もしくはその上流空間内部に、前記フィルタエレメントへ向かう逆洗ノズルが設置され、前記フィルタブロック毎に周期的に同フィルタエレメントの逆洗を行うフィルタの逆洗装置において、
    各フィルタブロック毎に設けられた逆洗用気体の導入管に逆洗用気体を制御する第１の逆洗弁と、この第１の逆洗弁よりもゆっくりとした速度で動作する第２の逆洗弁とが２個以上直列に配置されており、
    前記第２の逆洗弁を全閉位置から全開位置へと所定の時間をかけてゆっくり動かした後、前記第２の逆洗弁の全開位置を維持したまま、前記第１の逆洗弁を全閉位置から全開位置へ素速く動かし、前記第１の逆洗弁と前記第２の逆洗弁がともに全開位置となって逆洗を行うように構成されていることを特徴とするフィルタの逆洗装置。
  2. 含塵ガス入口から入った高温含塵ガスを、複数個のフィルタブロックによって除塵する缶体と、
    前記フィルタブロックを通過した清浄ガスによって回転駆動されるガスタービンと、
    前記フィルタブロックの高温含塵ガス側に付着した粉塵を払い落とす、請求項１に記載のフィルタの逆洗装置と、を具備してなることを特徴とする石炭ガス化複合発電システム。
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