JPH058224U - 火格子冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ごみ焼却プラントなどの焼却炉における火格
子を効率的に冷却して、その耐久性を向上させ、新設プ
ラントの場合にはもちろん、既存プラントの場合にも既
存の火格子を別のものに交換することなく適用できる火
格子冷却装置を得ること。 【構成】 火格子７裏面側に蒸気噴射装置６を配設し、
焼却炉の稼働中に、この蒸気噴射装置６の蒸気噴射ノズ
ル９より飽和蒸気Ｂを火格子７の裏面に向かって噴射で
きるようにしたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、たとえば、ごみ焼却炉など焼却炉におけるストーカを構成する火 格子を冷却するための火格子冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、日々発生する都市ごみは増加の一途をたどり、また、生活環境の変化に より、とくに、プラスチツク類など高カロリーのごみが多量に発生している。こ のようなごみの高カロリー化は、焼却炉における低空気比燃焼化とともに、火格 子に対する熱負荷を増大させる原因となっている。

【０００３】 ところで、火格子の温度は炉内の燃焼状態、燃焼温度によって影響を受け、高 い場合には４００ないし５００℃を越える状況となる。また、火格子材質には、 たとえば、高クロム耐熱鋳鋼などの高級材質を使用しているが、上記のように、 火格子が高温となると、高温腐食によって火格子の減肉が進行し、火格子が焼損 するおそれがある。

【０００４】 このような火格子の高温腐食の原因としては、火格子の表面に付着した焼却灰 中のＮａ₂ ＳＯ₄ やＮａＣＩが火格子表面に生成するスケールと反応して加速的 に酸化を引き起こすとする説、または低融点の硫化物共晶がスケールの内層部あ るいは粒界に沿って生成され、腐食が促進されたとする説などが考えられるが、 高温腐食により火格子の減肉が進行し、燃焼が活発で局部的に還元雰囲気になる 部分は、その傾向は一段と顕著となる。

【０００５】 このように、火格子に対する熱負荷が増大すると、その結果、火格子温度は高 くなり、高温腐食などによって、火格子の寿命は短くなり、短期間での火格子の 交換をよぎなくされることになる。

【０００６】 そこで、この火格子の耐久性を向上させ、火格子の長寿命化を図るため、火格 子を冷却することがおこなわれているが、従来、火格子を冷却する手段には、空 冷式と水冷式ものがある。 まず、空冷式のものとしては、たとえば、実公平３−７６９８号公報記載の方 法（従来例１という）、特公昭３２−２６４７号公報記載の方法（従来例２とい う）がある。

【０００７】 従来例１で用いる火格子の構造は、火格子台と火格子板との二つの部材からな り、上記火格子台の上部に火格子板を嵌合した中空状のもので、この火格子の内 部に冷却用の空気を流すことによって火格子を冷却しようというものであり、と くに、火格子板に内向きの冷却用リブを形成することにより、火格子冷却効率（ 熱放散表面積／受熱表面積）が大きくなるようにしたものである。

【０００８】 一方、従来例２で用いる火格子は、空気流入孔と空気流出孔と空気案内通路と を形成した中空状のもので、空気流入孔より取り入れた冷却用の空気を空気案内 通路内に循環させ、空気流出孔から取り出すことにより、火格子を冷却しようと いうものである。

【０００９】 また、水冷式のものには、たとえば、特開平２−１０６６１３号公報記載の方 法（従来例３という）がある。この方法は、火格子の表面板とその内部に設けた ガイド板とにより火格子内部に冷却水流路を形成し、この冷却水流路の両端部に 冷却水の給水管と排水管を設けたものであり、給水管から取り込んだ冷却水を上 記冷却水流路に循環させ、排水管から取り出すことにより、火格子を冷却しよう というものである。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来例１および従来例２による方法では、火格子の冷却に用い る燃焼用空気量が少ないため、火格子冷却効率を大きくしても、冷却に必要な空 気流速を得ることがむずかしく、また、熱負荷が大きくかかる部分はストーカの 一部に特定できるにもかかわらず、構造的に局部的な対応ができず、さらに、火 格子自体の内部構造も複雑になるという不都合があった。

【００１１】 また、従来例３のものでも、火格子の内部に冷却水流路を形成しなければなら ないので、火格子自体の内部構造のみならず、給水管や排水管などの付属設備が 必要となることから、全体構造が複雑となるのみならず、従来例１や従来例２と 同様、局部的な対応ができないものであった。

【００１２】 さらに、上記いずれの従来例のものにおいても、焼却炉プラントを新設する場 合にはともかく、既存の焼却炉プラントでの適用となると、すでにセットしてあ る火格子のすべてを上記した空冷式あるいは水冷式の冷却機能を備えた新たな火 格子と交換しなければならず、その交換作業を含め、大幅な改善を強いられると いう不都合がある。 この考案は、焼却炉プラントを新設する際での適用はいうまでもなく、既存の 焼却炉プラントにおける火格子に対しても、既存の火格子を交換することなく、 火格子構造に対して簡単な付属設備をほどこすことにより、ただちに適用でき、 しかも、局部的な対応が可能で、冷却効率の優れた火格子冷却装置を提供するこ とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、この考案は、蒸気発生源で発生させた飽和蒸気を 供給するための配管と、この配管に所定間隔で設けられ、火格子の裏面もしくは 表面側に向かって飽和蒸気を噴射する蒸気噴射ノズルとを備えたことを特徴とす る。

【００１４】

【作用】

この考案によれば、火格子の裏面もしくは表面側に飽和蒸気が直接、噴射され るようになっており、燃焼に関して蒸気は不活性で、局部的に高温燃焼している 火格子に直接に噴射しても燃焼を助長することにならず、また、ボイラ付ごみ焼 却炉の蒸気温度は一般に２００℃前後であって、低圧（１Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ）で使 用しても蒸気流速は燃焼用空気の流速よりもはるかに大きいため、すぐれた火格 子冷却能力を発揮し、火格子はすみやかに冷却される。しかも、この飽和蒸気は ドレンを含む蒸気の噴射の場合とは異なり、ヒートショックで火格子が割れると いう不都合なく、火格子を冷却することができる。

【００１５】 また、この飽和蒸気を供給するための配管と、この配管に設けた蒸気噴射ノズ ルとからなる蒸気噴射装置は、火格子構造に対して単に付加されるものであって 、火格子自体は別のものに交換することなく、そのままの状態でよいから、焼却 炉プラントに大幅な改善を加えることなく実施できる。

【００１６】 さらに、蒸気噴射ノズルの一部から飽和蒸気を噴射させることにより、とくに 、温度上昇が顕著な部分にある火格子に対してのみ、飽和蒸気を噴射することが できることから、局部的な対応も可能で、火格子に対する冷却効率がきわめてよ くなる。

【００１７】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面により説明する。 図１はこの考案による火格子冷却装置を適用した焼却炉の要部を示す図、図２ は図１の燃焼ストーカ部分の斜視図である。 図１において、１はごみなどの原料Ａ中の水分を除去して乾燥させるための乾 燥ストーカ、２はこの乾燥ストーカ１で乾燥処理した原料Ａを焼却するための燃 焼ストーカ、３は焼却処理された原料Ａ中の未燃分を焼却するための後燃焼スト ーカである。４はごみなどの原料Ａを一時的に蓄えておくためのホッパ、５は原 料Ａの炉内への投入量を調整するための給じん装置である。なお、１１は炉壁で あり、Ｃは排ガスの流れを、Ｅは各ストーカに供給される燃焼用空気の流れを示 し、Ｄは灰分の流れの状態を示す。

【００１８】 ６は蒸気噴射装置で、図２で示すように、燃焼ストーカを構成する火格子７の 裏面側に火格子７の長手方向に横切って配設されており、図示しない外部の蒸気 発生源で発生させた飽和蒸気Ｂを供給するための配管８と、この配管８に所定間 隔で設けた複数の蒸気噴射ノズル９とから構成されている。なお、この蒸気噴射 ノズル９から噴射される飽和蒸気Ｂの噴射圧や噴射量は調整可能となっており、 すべての蒸気噴射ノズル９から飽和蒸気が噴射されることなく、部分的に噴射す ることができるようになっている。

【００１９】 また、この実施例は、公知の揺動型火格子構造に対しての適用例であり、図２ で示すように、火格子７は、可動火格子７Ａと固定火格子７Ｂとが交互の列で配 設され、とくに、可動火格子７Ａは火格子シリンダ１３により前後の傾斜方向に 揺動させて、火格子７上の原料を矢印方向に送るように動作する。

【００２０】 また、蒸気噴射ノズル９から噴射される飽和蒸気とは、ドレンを含まない蒸気 （過熱蒸気も含む意味で使用）であり、一般に、高温状態の火格子に噴射させる とヒートショックで割れると考えられるドレンを含む蒸気を除いたものである。

【００２１】 なお、上記実施例では、蒸気噴射ノズル９の噴射孔は可動火格子７Ａと固定火 格子７Ｂとで構成される火格子７の裏面側に飽和蒸気Ｂが噴射されるような向き に設定したが、ストーカ構造の違いにより、回転火格子１２を用いる場合などは 回転火格子１２の表面側に噴射されるような向きに、配管８ならびに蒸気噴射ノ ズル９を設定することもできる。

【００２２】 つぎに、上記構成の動作について説明する。 図１で示すように、ホッパ４に蓄えてある原料Ａが給じん装置５の速度調整に より、所定量、焼却炉内に投入されると、まず、乾燥ストーカ１部分にて原料Ａ 中の水分が除去され、乾燥処理に付される。ついで、乾燥処理された原料Ａは、 燃焼ストーカ２部分にて焼却処理に付される。図中、Ｆはストーカ部分で原料Ａ を焼却する際に発生する燃焼炎である。さらに、この燃焼ストーカ２部分で焼却 処理された上記原料Ａ中の未燃分は後燃焼ストーカ３部分にて焼却処理され、灰 分が矢印Ｄで示すように図示しない灰溜めに移送される。以下、常法どおりの処 理に付される点は、従来の焼却炉での焼却過程と同様である。

【００２３】 ここで、上記実施例では、とくに、蒸気噴射装置６を燃焼ストーカ２部分の裏 面側に配設してあり、図２で示すように、この蒸気噴射装置６の蒸気噴射ノズル ９から飽和蒸気Ｂが高温となった火格子７の裏面側に噴射されるので、火格子７ の温度は低下し、その結果、高温腐食が防止される。なお、図示しないが、この 蒸気噴射ノズル９のすべてのものから蒸気を噴射することなく、とくに、高温と なった火格子７部分へ選択的に蒸気を噴射させることにより、局部的な対応も可 能となる。

【００２４】 以上のように、上記実施例による火格子冷却装置によれば、高温となった火格 子をすみやかに冷却することができ、火格子表面での付着灰溶融による火格子上 の空気供給孔の目づまりがなくなり、良好な燃焼を維持するとともに、火格子の 高温腐食が防止できるので、火格子の耐久性が向上する。

【００２５】 実施例２ 図３および図４は、火格子として、回転火格子を用いた場合の実施例を示して おり、図３は焼却炉の要部断面図、図４は回転火格子と蒸気噴射装置を位置関係 を示す斜視図で、図１および図２で示す実施例１と同一または相当する部分には 同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

【００２６】 図において、１０は焼却炉内のストーカ部分に配設された回転火格子で、この 回転火格子１０がその軸１２にて炉内の所定箇所に複数個、回転可能に並列に配 設されている。なお、この回転火格子１０は多数の円弧状ブロックを組み合わせ て構成したものであり、所定速度で回転させることにより、同じ部分が常時、炉 内の高温部分にさらされることがないようにしたものである。

【００２７】 また、この回転火格子１０の両側には、蒸気噴射装置６が配設してあり、実施 例１と同様、この蒸気噴射装置６は、上記の燃焼用空気の発生源とは別に設けた 図示しない蒸気発生源から供給される飽和蒸気Ｂを供給するための配管８と、こ の配管８上に所定間隔で設けた複数の蒸気噴射ノズル９とから構成されている。

【００２８】 つぎに、上記構成の動作について説明する。 基本的な動作については実施例１と同様であるので、その詳しい説明は省略す るが、この実施例２の場合には、回転火格子１０は一定速度で回転しつつ、原料 Ａを焼却移動させるものであり、とくに、炉内側で高温となっている。この回転 火格子１０は、所定速度で回転しており、しかも、その裏面側に配設した蒸気噴 射装置６の蒸気噴射ノズル９から回転火格子１０のストーカ下側面に対して飽和 蒸気Ｂが噴射されるので、回転火格子１０の表面温度が低下する。

【００２９】 このように、回転火格子１０は所定速度で回転しているので、常に、冷却され ていることになるので、回転火格子１０が高温腐食することがなく、また、回転 火格子１０の表面にスケールなど溶融物が付着することなく、炉内で原料Ａを焼 却するために安定して動作する。

【００３０】 以上のように、上記実施例２による火格子冷却装置によれば、回転火格子１０ は常に冷却されつつ回転するので、この回転火格子１０が加熱炉側で高温腐食す ることがなく、実施例１と同様、火格子表面での付着灰溶融による火格子上の空 気供給孔の目づまりがないので、良好な燃焼を維持できる効果がある。

【００３１】 また、実施例１および実施例２のいずれの場合とも、実使用における火格子冷 却装置で使用する蒸気として、飽和蒸気ではなく、ドレンを含む蒸気を用いた場 合には、ヒートショックにより、火格子にひび割れが発生する場合があるが、飽 和蒸気を用いた場合には、いずれの場合も火格子にひび割れが発生することがな いことが確認できている。

【００３２】

【考案の効果】 以上説明したように、この考案によれば、焼却炉における火格子自体を交換す ることなく、既存の火格子構造に対しても蒸気噴射装置に付設するという簡単な 改善により、焼却炉の火格子構造のタイプを問わずに適用可能で、火格子を効率 的に冷却できて、その高温腐食や焼損を防止でき、その耐久性を向上させること ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例１による焼却炉の火格子冷却
装置の要部断面図である。

【図２】図１の要部斜視図である。

【図３】この考案の実施例２における焼却炉の要部断面
図である

【図４】回転火格子と蒸気噴射装置を位置関係を示す斜
視図である。

【符号の説明】

６ 蒸気噴射装置 ７ 火格子 １０ 回転火格子 ８ 配管 ９ 蒸気噴射ノズル Ｂ 飽和蒸気

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 焼却炉における火格子構造において、蒸
   気発生源で発生させた飽和蒸気を供給するための配管
   と、この配管に所定間隔で設けられ、火格子の裏面もし
   くは表面側に向かって飽和蒸気を噴射する蒸気噴射ノズ
   ルとを備えたことを特徴とする火格子冷却装置。