JP5867959B2

JP5867959B2 - エコノマイザ

Info

Publication number: JP5867959B2
Application number: JP2012019564A
Authority: JP
Inventors: 重俊高畠; 高島　博史; 博史高島
Original assignee: 株式会社サムソン
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: JP2013160385A

Description

本発明は、ボイラから排出される燃焼排ガスの熱を利用して、ボイラ給水の予熱を行うエコノマイザに関するものである。

ボイラから排出する燃焼排ガスを通す排ガス通路にエコノマイザを設け、燃焼排ガスによってボイラ給水を予熱することにより、ボイラの効率を向上させることが広く行われている。エコノマイザでは、排ガス通路内の燃焼排ガスと、排ガス通路内に設けた伝熱管内を流れる給水との間で熱交換を行っており、伝熱管が燃焼排ガスから吸収する熱量が多くなるほど給水の温度を上昇させることができ、ボイラの効率は向上する。しかし、燃焼排ガス中に含まれている煤が伝熱管表面に付着すると、燃焼排ガスと伝熱管の間での伝熱が阻害され、熱の回収量が減少することになる。

そのため、特開昭５７−８４９９７号公報にも記載があるように、洗浄水を伝熱管に噴射することで伝熱管の洗浄を行う洗浄装置を設けるようにしている。洗浄装置では、伝熱管の上方位置に伝熱管用洗浄水噴射部を設け、上部から伝熱管に向けて洗浄水を噴射する。洗浄水は伝熱管表面の煤を洗い流し、煤を含んだ洗浄排水はエコノマイザの下方へ落下していく。エコノマイザの底部には、洗浄排水やエコノマイザで発生した凝縮水を排出するためのドレン排出口を設けており、煤を含んだ排水はドレン排出口に接続しているドレン排水管を通して外部へ排出する。

この時、煤の量が多いと煤がドレン排出口を詰まらせることがあり、ドレン排出口が詰まると洗浄排水がエコノマイザ内にたまることになる。エコノマイザ内で洗浄排水がたまり、燃焼排ガスが流れる流路の面積が縮小することになると、燃焼排ガスが流れにくくなるために、ボイラの燃焼部にも影響が及ぶ。排ガス通路での通風抵抗が増加するとボイラの炉内圧力が上昇するため、ボイラの燃焼部へ供給している燃焼用空気が入りにくくなり、空気比の低下によるＣＯや煤の増大や、逆火などの不具合が発生するということがあった。

特開昭５７−８４７７９号公報

本発明が解決しようとする課題は、エコノマイザ部分で燃焼排ガス流の圧力損失が増大することによって、ボイラの燃焼部での不具合が発生してしまうということを防止することにある。

請求項１に記載の発明は、ボイラからの燃焼排ガスを通す排ガス通路内に、ボイラへの給水を通す伝熱管を設けており、燃焼排ガスによって伝熱管を加熱することでボイラへの給水を予熱するエコノマイザであって、伝熱管に向けて洗浄水を噴射する伝熱管用洗浄水噴射部を設け、洗浄水によって伝熱管表面の洗浄を行い、洗浄排水はエコノマイザ底部に設けているドレン排出口からドレン排水管を通して排出するようにしているエコノマイザにおいて、前記ドレン排出口の真上にドレン排出口へ向けて直接洗浄水を噴射する排水管用洗浄水噴射部を設け、排水管用洗浄水噴射部からの洗浄水噴射は、伝熱管用洗浄水噴射部からの洗浄水噴射を行う前に行うようにしていることを特徴とするエコノマイザ。

請求項２に記載の発明は、前記のエコノマイザにおいて、ドレン排水管には洗浄水の流れを確認するための排水流検出部を設けておき、排水管用洗浄水噴射部からドレン排出口へ洗浄水を噴射した後に、前記排水流検出部で排水の流れを検出してドレン排出口への洗浄水噴射を終了するものであることを特徴とする。

本発明を実施することによって、ドレン排出口の詰まりによってエコノマイザの洗浄排水がエコノマイザ内にたまることがなくなり、洗浄排水がたまることに起因する不具合の発生を防止することができる。

本発明の一実施例でのフロー図本発明の他の実施例でのフロー図

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施しているボイラのフロー図、図２は他の実施例でのフロー図である。ボイラ１で発生した燃焼排ガスは排ガス通路２を通して排出しており、排ガス通路２途中にエコノマイザ７を設ける。エコノマイザ７内には水平方向に伸びる伝熱管を多数設けており、燃焼排ガスはエコノマイザ７内の伝熱管の間を下向きに流れ、エコノマイザ７内下部でターンさせて上部より取り出す構成とする。エコノマイザ７では燃焼排ガスから熱を奪うことで凝縮水が発生し、さらに洗浄時には洗浄排水が発生するため、エコノマイザ７の底部にドレン排出口６を設けておき、凝縮水や洗浄排水はドレン排出口６からドレン排水管５を通して外部へ排出する。ドレン排水管５には、洗浄排水の流れを検出する排水流検出部９を設ける。排水流検出部９は流量を計測することまでは必要なく、ある程度以上の流れがあるか否かを確認できるものであればよい。

エコノマイザ７内の各伝熱管は連結することで給水流路を形成しており、エコノマイザ内への給水は、伝熱管群の最下段の伝熱管より行う。エコノマイザ内での給水は下部の伝熱管から順次通り、加熱されながら最上段の伝熱管まで達し、予熱した給水はエコノマイザより取り出されて、ボイラ１内へ給水される。エコノマイザ７の伝熱管には、熱吸収用フィンを多数設ける。熱吸収用フィンは、水平方向に延びる伝熱管の表面から伝熱管軸とは円周方向に全周に設けており、熱吸収用フィンを配置することで伝熱面積を大きくすることができるため、伝熱管での熱吸収量を大きくすることができる。

エコノマイザ７では、伝熱管３を設置している部分の上方に伝熱管用洗浄水噴射部４を設置する。伝熱管用洗浄水噴射部４は、原水を伝熱管３へ噴射するものでもよいが、アルカリ性となっているボイラの缶水を用いる方が好ましいため、ボイラの缶水を伝熱管３へ噴射することで伝熱管３の洗浄を行うようにしている。伝熱管用洗浄水噴射部４には伝熱管３の方向に洗浄水を噴射するための噴射ノズルを設けている。エコノマイザの底部に設けているドレン排出口６の真上にも、排水管用洗浄水噴射部８を設置する。排水管用洗浄水噴射部８もボイラの缶水を噴射するものであり、排水管用洗浄水噴射部８はドレン排出口６の真上からドレン排出口６へ向けて洗浄水を噴射するようにしている。伝熱管用洗浄水噴射部４へ洗浄水を送る配管には、途中にエコノマイザ洗浄弁１１を設け、排水管用洗浄水噴射部８へ洗浄水を送る配管にも、途中に排水管用洗浄弁１２を設けておく。

ボイラからエコノマイザ７部分に達した燃焼排ガスは、エコノマイザの伝熱管３と熱交換を行う。伝熱管３では、熱吸収用フィンを多数設けているため伝熱面積が大きくなっており、大きな伝熱面によって燃焼排ガスの熱を吸収し、伝熱管内を流れるボイラ給水を加熱する。燃焼排ガスは伝熱管を加熱しながら下部へ向けて流れており、伝熱管を加熱することで温度が徐々に低下していく。燃焼排ガスに煤が含まれていた場合、煤が伝熱管等の表面に付着する。伝熱管の表面に煤が堆積すると、燃焼排ガスから伝熱管への熱伝達を阻害することになり、エコノマイザでの熱回収量が減少するため、エコノマイザは洗浄によって煤を除去することが必要となる。

ボイラの缶水によるエコノマイザの洗浄は、ボイラ１の缶内圧力が高まっている状態で行う。伝熱管の洗浄を行う前に、まず排水管用洗浄弁１２を開き、排水管用洗浄水噴射部８からドレン排出口６へ向けて洗浄水の噴射を行う。ボイラ内の圧力が高まっている状態であれば、排水管用洗浄弁２１を開くと、排水管用洗浄水噴射部８からドレン排出口６に向けて圧力を持った洗浄水が噴射される。ドレン排出口６部分に煤がたまっていても、ドレン排出口６に向けて洗浄水を噴射することで煤は洗い流すことができる。

排水管用洗浄水噴射部８から噴射され、ドレン排出口６部分での煤を洗い流した後の洗浄排水は、ドレン排水管５を流れて排出される。ドレン排水管５で洗浄排水が流れていることが確認できると、排水管用洗浄弁１２を閉じてドレン排出口６の洗浄を終了する。ドレン排出口６での煤の詰まりがなくなっている状態でないと、ドレン排水管５に洗浄排水は流れないため、排水流検出部９で洗浄排水の流れが検出できた場合には、ドレン排出口６での煤の詰まりはないということが確認できる。

次にエコノマイザ洗浄弁１１を開き、伝熱管用洗浄水噴射部４から伝熱管３に向けて洗浄水を噴射する。伝熱管３に洗浄水を噴射すれば、伝熱管３の表面に付着していた煤は洗い流され、煤を含んだ洗浄排水はエコノマイザ下部のドレン排出口６からドレン排水管５を通して排出される。この時のドレン排出口６は、煤による詰まりはない状態であるため、伝熱管の洗浄排水はドレン排水管５を通して排出することができ、エコノマイザ７内に洗浄排水がたまるということはない。

伝熱管３への洗浄水噴射を所定時間分行うと、エコノマイザ洗浄弁１１を閉じて洗浄を終了する。伝熱管洗浄の後にはもう一度、ドレン排出口６の洗浄を行う。先ほどと同様に、排水管用洗浄弁１２を開き、ドレン排出口６へ向けて洗浄水を噴射することでドレン排出口６の煤を押し流す。この場合も、排水流検出部９で洗浄排水の流れを確認すると洗浄を終了する。このようにすることで、伝熱管の洗浄によってドレン排出口６へ流れ来ていた煤を洗い流すことができ、エコノマイザ洗浄後にドレン排出口６が詰まることも防止することができる。

伝熱管３へ向けて洗浄水を噴射する伝熱管用洗浄水噴射部４では、洗浄水を噴射する際の圧力は伝熱管３に衝突することで失われ、ドレン排出口６へは重力の作用によって流れてくるだけであるため、ドレン排出口６に煤がたまることがあった。しかし、ドレン排出口６へ向けて直接洗浄水を噴射する排水管用洗浄水噴射部８を設け、排水管用洗浄水噴射部８からの圧力をそのまま利用してドレン排出口６の洗浄を行うことで、ドレン排出口６部分の煤を押し流すことができる。ドレン排出口６の煤を洗い流し、詰まりのない状態で伝熱管３の洗浄を行うので、排出できなかった洗浄排水がエコノマイザ内に滞留することによってボイラの燃焼して燃焼排ガス流路をふさぐことは発生しない。

なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。例えば、エコノマイザ洗浄弁１１や排水管用洗浄弁１２は手動によって開閉動作を行うボール弁とし、人によるの操作によって洗浄を行うものであってもよく、図２に記載のように、エコノマイザ洗浄弁１１や排水管用洗浄弁１２を電気的信号によって開閉動作を行う電動弁として自動制御を行うようにしてもよい。エコノマイザの洗浄を自動制御で行う場合は、ボイラの運転制御を行う運転制御装置１０にエコノマイザ洗浄のプログラムを設定し、運転制御装置１０はエコノマイザ洗浄弁１１、排水管用洗浄弁１２、排水流検出部９との間を信号線で接続しておくことで行える。

１ボイラ
２排ガス通路
３伝熱管
４伝熱管用洗浄水噴射部
５ドレン排水管
６ドレン排出口
７エコノマイザ
８排水管用洗浄水噴射部
９排水流検出部
１０運転制御装置
１１エコノマイザ洗浄弁
１２排水管用洗浄弁

Claims

ボイラからの燃焼排ガスを通す排ガス通路内に、ボイラへの給水を通す伝熱管を設けており、燃焼排ガスによって伝熱管を加熱することでボイラへの給水を予熱するエコノマイザであって、伝熱管に向けて洗浄水を噴射する伝熱管用洗浄水噴射部を設け、洗浄水によって伝熱管表面の洗浄を行い、洗浄排水はエコノマイザ底部に設けているドレン排出口からドレン排水管を通して排出するようにしているエコノマイザにおいて、前記ドレン排出口の真上にドレン排出口へ向けて直接洗浄水を噴射する排水管用洗浄水噴射部を設け、排水管用洗浄水噴射部からの洗浄水噴射は、伝熱管用洗浄水噴射部からの洗浄水噴射を行う前に行うようにしていることを特徴とするエコノマイザ。
請求項１に記載のエコノマイザにおいて、ドレン排水管には洗浄水の流れを確認するための排水流検出部を設けておき、排水管用洗浄水噴射部からドレン排出口へ洗浄水を噴射した後に、前記排水流検出部で排水の流れを検出してドレン排出口への洗浄水噴射を終了するものであることを特徴とするエコノマイザの洗浄方法。