JPH086881B2 - 流動層ボイラにおける対流伝熱部の清掃方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下部にソリッド滞留部を有する流動層ボイ
ラの対流伝熱部の清掃方法に関するものである。

〔従来の技術〕

固体燃料を効率良く燃やすボイラとして、砂利のよう
な大きな粒子で形成されたデンスベッド部を下部に有す
るコンバスタと、このコンバスタ上部と対流伝熱部をサ
イクロンを介して連結するとともに、サイクロンで回収
されたソリッドを外部熱交換器を介して、前記コンバス
タの下部に連結した所謂循環型流動層ボイラが知られて
いる（例えば特開昭52−57085号）。

この循環型流動層ボイラは、第６図に示すようにコン
バスタ１、サイクロン２、外部熱交換器３及び対流伝熱
部４とより構成されている。コンバスタ１内には10〜20
mm程度の砂利等で形成されたデンスベッド５（あるいは
ソリッド滞留部）が設けられ、このデンスベッド５には
砂利等のほか硫黄捕獲の目的で入れられた後、再循環ソ
リッド材の一部となる粉砕された石灰石や固体燃料であ
る石炭が供給され、この石灰石や石炭灰、カーボン等が
混入されている。

このデンスベッド５には底部に一次空気系６を介して
一次空気が導入され、デンスベッド５が流動化するとと
もに送り込まれた一次空気によって石炭が燃焼し、この
燃焼によって生じたカーボンや灰及び石灰石、更には破
壊された砂利の小粒子等のソリッドが高温ガスとともに
連絡管７を通ってサイクロン２に至り、ここで分離され
たソリッドは導管９を経て外部熱交換器３に入る。そし
てここで熱交換器10で熱回収され冷却されたソリッドは
Ｌバルブ11,11′を通ってコンバスタ１の下部デンズベ
ッド５内に再循環するようになっている。

一方、サイクロン２でソリッドが分離された高温ガス
は、導管12を通って対流伝熱部４に入り伝熱管13内に存
する水を加熱し蒸気を発生させるとともに冷却され、ダ
スト捕集器14を経て排出されるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の流動層ボイラにおいては、コン
バスタ１の上部から連絡管７を通ってサイクロン２に入
る「ソリッド」は、100〜300μｍとかなり微細な粒子で
あり、そのソリッド中、サイクロン２において99.5％程
度は分離されるが、残る一部は導管12を通って対流伝熱
部４に供給されることになる。この対流伝熱部４に供給
されたソリッドは林立して設けられている伝熱管13の表
面に付着して熱伝達率の悪い層を形成して伝熱効果を低
下させるため、このソリッド層の清掃を行なう必要があ
る。

ところで、一般にボイラ等の伝熱管や清掃方法として
は、スートブロー方法や音波方法が知られている。

しかし、スートブロー方法は噴出蒸気の及ぶ範囲が設
置部位の近傍に限定されることから、十分な効果を上げ
るためには多数の該装置を設置する必要があること、及
びそれに伴ない蒸気の消費量が増大すること等の問題が
ある。また、音波方法は灰の組成及び付着の状態によっ
ては全く効果が得られない場合がある等の問題があり、
結局、高い設備費を必要とする反面、期待された十分な
効果を得ることができないと言う問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

前記問題点を解決するための本発明の流動層ボイラに
おける対流伝熱部の清掃方法は、下部にソリッド滞留部
を有する燃焼器の上部を対流伝熱部へ連通させた流動層
ボイラにおいて、前記ソリッド滞留部からソリッドの一
部を強制的に前記対流伝熱部の上流側へ供給するソリッ
ド供給手段を設けて構成している。

そしてこのソリッド供給手段としては、 対流伝熱部の後流側にソリッド捕集装置を設け、該
ソリッド捕集装置により回収されたソリッドを対流伝熱
部の上流側へ搬送空気やコンベア等により送給する方法 外部熱交換器内に存在するソリッドを対流伝熱部の
上流側へ搬送空気やコンベア等により送給する方法 前記ソリッド捕集装置により回収されたソリッドと
外部熱交換器内のソリッドを適宜選定して対流伝熱部の
上流側へ供給する方法 等が採用される。そしてこれら各方法においてソリッド
は好ましくは20μｍ以上〜5000μｍ以下の粒子が供給さ
れるのがよい。

〔作 用〕

このような方法によれば対流伝熱部の上流側へ供給さ
れたソリッドが対流伝熱部に流入して伝熱管の表面衝突
し、その表面に付着した微小ソリッドの層を剥離して熱
伝達効果を向上させることができる。

また、20μｍ以下の粒子は、伝熱面に付着して汚れを
加速する方向に働くこと、また、5000μｍ以上の粒子は
気流に作用されず伝熱管と衝突するため、伝熱管下面の
汚れを取る作用がなく、逆に伝熱管の摩耗を促進するた
めに適していない。

従って、粒子は摩耗の作用が少なく、かつ、気流に乗
って伝熱管の側面及び下面にも衝突することの理由から
20〜5000μｍのサイズが選定される。

〔実 施 例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明するが、
本発明の代表的な例として循環型流動層ボイラについて
説明する。

第１図ないし第４図は循環型流動層ボイラにおける対
流伝熱部の清掃方式を示すものであり、これらの図にお
いて第６図と同一符号は同一名称を示す。

第１図において、21は対流伝熱部４の後流側に設けら
れた「ソリッド捕集装置」である。

このソリッド捕集装置21は、第２図（ａ），（ｂ）に
示されるように、上流側にソリッドを受けるように拡開
する複数の衝突板22を千鳥型に下部仕切板23上に植立
し、その下部仕切板23には前記衝突板22の根本部に穴24
を設けて構成されている。前記捕集装置21の下方にはホ
ッパー25が設けられており、このホッパー25の導出管26
にはロータリーバルブ27が配置されている。

なお、前記導出管26は一端が図示しない空気供給源に
連結され、他端が対流伝熱部４の上流側である導管12へ
連結されたソリッド搬送管28へ連結されている。

かかる構成において、サイクロン２より分離されない
まま対流伝熱部４に流入して来るソリッドは、その後流
側に設けられたソリッド捕集装置21により一部が捕集さ
れ、残るソリッドはダスト捕集器14で捕集される。ソリ
ッド捕集装置21により捕集されたソリッドは穴24（第２
図）からホッパー25内に落下しここに貯えられる。

この場合のソリッドは300μｍ程度の比較的大粒子と
なるように選ばれる。そしてこのソリッドは連続的に、
又は必要に応じて所定の間隔を置いてロータリーバルブ
27を作動させるとともに、図示しない空気供給源から圧
力空気をソリッド搬送管28内に供給することによって対
流伝熱部４の上流側へ設けられている導管12内に空気流
等で還流させる。

そしてこのソリッドは、サイクロン２を通って送られ
て来る高温空気とともに対流伝熱部４内に流入し、伝熱
管13の表面へ衝突し、その表面の付着物（主として微細
なソリッドからなる熱伝達率の悪い薄い層）を剥離する
こととなる。

第３図は第２の実施例を示すものであって、ソリッド
抜出管29は、一端が外部熱交換器３に、他端が空気輸送
装置30に連結され、かつ途中にロータリーバルブ38が設
けられている。そして空気輸送装置30には途中にバルブ
31を有し、かつ図示しない空気供給源に連なる空気送給
管32と排出管33とが接続されており、この排出管33はバ
ルブ34を有する灰排出管35とバルブ36を有し、対流伝熱
部４の上流側である導管12に連結されたソリッド搬送管
37とに連結されるようにして構成されている。

かかる構成によれば、サイクロン２で捕集され外部熱
交換器３内に流入したソリッドは適宜ロータリーバルブ
38を作動させることにより空気輸送装置30内に入り、こ
こから空気送給管32を通って送られて来る圧力空気によ
り排出管33側へ送られる。そしてバルブ34を閉鎖し、バ
ルブ36を開放することによりソリッドは導管12内に送ら
れ、第１実施例と同様に対流伝熱部４の伝熱管13の表面
に衝突し、付着物を剥離することができる。

第４図は、第３の実施例であって、第１及び第２実施
例の構成を組合せたものである。この方法によればホッ
パ25内のソリッドのレベルが低下した場合、外部熱交換
器３内のソリッドを利用することができるという効果が
ある。

本発明は、循環型流動層ボイラに好適に実施できるも
のであるが、A:バブリング型流動層ボイラや、別の形式
のB:循環型流動層ボイラにも適用することができる。

A:バブリング型流動層ボイラに本発明を適用する際には
次の方法を採用する。

第５図の如くコンバスタ50の下部に形成されている
ベッドのソリッド（粒子）をロータリーバルブ52を介し
て抜き、供給管53を経由してコンバスタ50の上方に設け
られている過熱器や節炭器を含む対流伝熱部へ供給する
方法。

前記対流部の後流にソリッド捕集装置54を設けてこ
れによって回収されたソリッドを供給管55を経由して対
流伝熱部の上流へ供給する方法。

B:循環型流動層ボイラに本発明を適用する際には次の方
法を採用する。

デンスベッドの粒子を抜き出してコンバスタに併設
されている対流伝熱部へ供給する方法。

対流伝熱部の後流にソリッドの捕集装置を設け、こ
れで回収したソリッドを対流伝熱部に供給する方法。

外部熱交換器内にあるソリッドを対流伝熱部へ供給
する方法。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明による流動層
ボイラにおける対流伝熱部の清掃方法によれば、系内に
より捕集されたソリッドの一部を対流伝熱部の上流側へ
導くことによって対流伝熱部に設けられている伝熱管の
表面に供給するものである。

従って、その構造は極めて簡単であり、装置製作上に
大きなコスト上の負担をさせることがない。

また、ソリッドを循環させるだけであるのでその操作
容易である等の効果がある。更に、本発明の方法を採用
することにより従来より使用されているスートブロー設
備が不要となり、設備費及び蒸気の利用量の削減を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明による循環型流動層ボイラ
における対流伝熱部の清掃方法の説明図であって、第１
図は循環型流動層ボイラの概略側面図、第２図（ａ）は
第１図II部の正面図、第２図（ｂ）は衝突板の斜視図で
ある。 第３図及び第４図はそれぞれ第２実施例及び第３実施例
の循環型流動層ボイラの概略側面図、第５図はバブリン
グ型流動層ボイラに本発明を実施した例を示す概略図で
ある。 そして第６図は従来の循環型流動層ボイラの概略側面図
である。 １……コンバスタ、２……サイクロン、３……外部熱交
換器、４……対流伝熱部、５……デンスベッド、６……
一次空気系、７……連通管、9,12……導管、10……熱交
換器、11……Ｌバルブ、13……伝熱管、14……ダスト捕
集器、21……ソリッド捕集装置、22……衝突板、23……
下部仕切板、24……穴、25……ホッパー、26……導出
管、27,38……ロータリーバルブ、28,37……ソリッド搬
送管、29……ソリッド抜出管、30……空気輸送装置、3
1,34,36……バルブ、32……空気送給管、33……排出
管、35……灰排出管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部にソリッド滞留部を有する燃焼器の上
   部を対流伝熱部へ連通させた流動層ボイラにおいて、前
   記ソリッド滞留部からソリッドの一部を強制的に前記対
   流伝熱部の上流側へ供給するソリッド供給手段を設けた
   ことを特徴とする流動層ボイラにおける対流伝熱部の清
   掃方法。
2. 【請求項２】対流伝熱部の後流側にソリッド捕集装置を
   設け、このソリッド捕集装置で回収されたソリッドを対
   流伝熱部の上側へ供給するようにした請求項１記載の流
   動層ボイラにおける対流伝熱部の清掃方法。
3. 【請求項３】燃焼器の上部をサイクロンを経由して対流
   伝熱部へ連通させ、前記サイクロンの下部の導管を熱交
   換器を有する外部熱交換器に接続し、前記外部熱交換器
   より排出されるソリッドを燃焼器の下部に還流するよう
   にした流動層ボイラにおいて、前記サイクロンで捕集さ
   れ、外部熱交換器に供給されたソリッドの一部を前記対
   流伝熱部に供給するように構成した請求項１記載の流動
   層ボイラにおける対流伝熱部の清掃方法。