JPS5847230Y2 - Blast furnace exhaust gas energy recovery device - Google Patents

Blast furnace exhaust gas energy recovery device

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JPS5847230Y2
JPS5847230Y2 JP1981029595U JP2959581U JPS5847230Y2 JP S5847230 Y2 JPS5847230 Y2 JP S5847230Y2 JP 1981029595 U JP1981029595 U JP 1981029595U JP 2959581 U JP2959581 U JP 2959581U JP S5847230 Y2 JPS5847230 Y2 JP S5847230Y2
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JP
Japan
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turbine
duct
blast furnace
valve
dust
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JP1981029595U
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Japanese (ja)
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JPS56138123U (en
Inventor
健 白戸
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三井造船株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は高炉の排ガスエネルギーの回収装置に関する。[Detailed explanation of the idea] The present invention relates to a device for recovering exhaust gas energy from a blast furnace.

高炉からは多量の排ガスが発生するが、この排ガスは相
当な量の熱的および機械的エネルギーを有しているので
、これを単に大気中に放出してしまえば、貴重なエネル
ギー源を無駄にしてしまう結果となる。
Blast furnaces generate large quantities of exhaust gases, which contain significant amounts of thermal and mechanical energy, and simply releasing them into the atmosphere would waste a valuable energy source. This results in

ところで、従来、高炉ガスの圧力エネルギーを回収する
方式としては求心式タービンを用いるもいと、軸流ター
ビンを用いるものとの2つがある。
By the way, conventionally, there are two methods for recovering the pressure energy of blast furnace gas: one using a centripetal turbine and the other using an axial flow turbine.

前者は除塵のために水洗されかつ水蒸気で飽和されたガ
スを求心式タービンに通す方式であるが、この方式は装
置が大型で設備費が高くつく上に、肝心の効率も比較的
低く、エネルギー回収率が良くないという本質的欠点を
伴なうものである。
The former method involves passing gas that has been washed with water and saturated with water vapor through a centripetal turbine to remove dust, but this method requires large equipment and high equipment costs, as well as relatively low efficiency and low energy consumption. This is accompanied by the essential drawback that the recovery rate is not good.

一方、後者の方式は軸流タービンが求心式タービンより
も小型でかつ効率も良いという本質的利点を持つにもか
かわらず、ノズルおよび動翼へのダストの固着による効
率低下、ダストによるノズルの閉塞、動翼に付着したダ
ストによる振動の発生等の問題点が未解決であったため
、実施不可能であった。
On the other hand, although the latter method has the essential advantage that the axial flow turbine is smaller and more efficient than the centripetal turbine, the efficiency decreases due to dust sticking to the nozzle and rotor blades, and the nozzle is blocked by dust. However, this was not possible because problems such as vibration caused by dust attached to the rotor blades remained unresolved.

そのため、従来の軸流タービン方式においては、タービ
ン翼のエロージョンを防止スるためにダストを完全に取
り除くことが必要であり、またノズルや動翼へのダスト
の固着、堆積を避けるためにガスを加熱して完全に乾燥
させることが必要であった。
Therefore, in conventional axial flow turbine systems, it is necessary to completely remove dust to prevent erosion of the turbine blades, and to prevent dust from sticking and accumulating on the nozzles and rotor blades. It was necessary to heat it to dry it completely.

したがって、そのために高炉ガスの部分燃焼装置または
熱不換器が必要となる他、乾燥状態のダストは水分で包
まれたダストよりもタービン翼を一層摩耗せしめるとい
う欠点もあった。
Therefore, in addition to requiring a partial combustion device or a heat exchanger for blast furnace gas, dry dust also has the disadvantage that it causes more wear on the turbine blades than dust wrapped in moisture.

本考案は上記の如く、求心式タービンに比べて本質的に
優れた各種利点を持つ軸流タービンを用いて高炉の排ガ
スのエネルギーを効率良く回収せんとするものであって
、従来の軸流タービン方式の最大の欠点であるノズルお
よび動翼へのダストの固着、堆積がなく、しかもエロー
ジョンをおこさず、長期間にわたって安定した性能を発
揮し、軸流タービン方式の本質的利点を十分に生かすこ
とのできる高炉ガスエネルギーの回収装置を提供するこ
とを目的とするものである。
As mentioned above, the present invention aims to efficiently recover energy from blast furnace exhaust gas using an axial flow turbine, which has various advantages that are essentially superior to centripetal turbines. This method eliminates the sticking and accumulation of dust on the nozzle and rotor blades, which is the biggest disadvantage of the method, and also does not cause erosion, and provides stable performance over a long period of time, making full use of the essential advantages of the axial flow turbine method. The purpose of the present invention is to provide a blast furnace gas energy recovery device that can perform the following steps.

この目的を達成するための本考案は、高炉の排ガスより
エネルギーを回収するに際して、排ガス中に含まれるダ
ストがノズルや動翼等に付着し難く、かつ水の連続的噴
霧によって生じた大量のミストによってもたらされるエ
ロージョンの発生を防止し得るなどの特徴とするもので
ある。
To achieve this objective, the present invention aims to prevent the dust contained in the exhaust gas from adhering to the nozzles, rotor blades, etc. when recovering energy from the exhaust gas of a blast furnace, and to prevent the dust contained in the exhaust gas from adhering to the nozzles, moving blades, etc. It is characterized by being able to prevent the occurrence of erosion caused by.

すなわち本考案は、高炉と、該高炉の頂部とダクトで連
結したダストキャツチャ−と、該ダストキャツチャ−と
ダクトで連結したベンチュリ・スクラバーと、核ベンチ
ュリ・スクラバーと入口塞止弁、入口緊急遮断弁および
調速弁を経て入口側をダクトで連結した軸流タービンと
から収り、前記調速弁の前後に水噴霧器を設け、前記軸
流タービンには被駆動機を連結し、一方、前記ベンチュ
リ・スクラバーにはセプタン弁を経て系外に至るバイパ
スダクトを設け、該セプタン弁の出口側のバイパスダク
トを前記軸流タービンの出口側から出口塞止弁を経て出
口止弁に至るダクトと接続し、前記軸流タービンのノズ
ルと動翼の高さと、弦長の比を実質的に等しくすると共
に、タービン段数を増加し、該ノズルと動翼の後縁の厚
さを8〜10閣、第1動翼の周速度を150〜180m
/sとなし、かつ、前記ノズルの出口と前記動翼の出口
を同一方向にしてガス流にタービン軸を中心トスる旋回
流を生ぜしめ、一方、前記軸流タービンのケーシングに
前記軸流タービンのタービン軸ニ直交する如くスリット
を設けたことを特徴とする高炉の排ガスエネルギーの回
収装置である。
That is, the present invention includes a blast furnace, a dust catcher connected to the top of the blast furnace by a duct, a venturi scrubber connected to the dust catcher by a duct, a nuclear venturi scrubber, an inlet blocking valve, and an inlet emergency valve. The axial flow turbine is connected to an axial flow turbine whose inlet side is connected by a duct through a shutoff valve and a speed control valve, water sprayers are provided before and after the speed control valve, and a driven machine is connected to the axial flow turbine, and on the other hand, The venturi scrubber is provided with a bypass duct leading to the outside of the system via a septan valve, and the bypass duct on the outlet side of the septan valve is used as a duct leading from the outlet side of the axial flow turbine to the outlet stop valve via an outlet stop valve. The height and chord length ratios of the nozzle and rotor blade of the axial flow turbine are substantially equal, the number of turbine stages is increased, and the thickness of the trailing edge of the nozzle and rotor blade is increased by 8 to 10 degrees. , the circumferential speed of the first rotor blade is 150 to 180 m.
/s, and the outlet of the nozzle and the outlet of the rotor blade are set in the same direction to generate a swirling flow that toss the turbine shaft in the gas flow, while the casing of the axial turbine This is a blast furnace exhaust gas energy recovery device characterized in that a slit is provided perpendicularly to the turbine axis of the blast furnace.

換言すれば、高炉から流出したダストを含む排ガスを水
蒸気で飽和させた後、その飽和ガスが軸流タービンに入
る前に該飽和ガスに対して多量の水を連続的に噴霧する
ことにより、つまりその水のミスト自体の洗浄作用に加
えて、その水の冷却作用によって過飽和の水蒸気を軸流
タービンに入る前に凝縮させてダストを包み込ませるの
に十分な量の水の噴霧を軸流タービンの上流で行なうこ
とにより、翼へのダストの固着、堆積を防止し、かつノ
ズルと動翼の高さと弦長との比を低下させて、ずんぐり
とした形状とすると共に、段数を増大させてダストの付
着の防虫とミスト増加によるエロージョンの発生防止を
はかると共に、タービン軸を中心とする旋回ガス流を生
ぜしめて、ダストおよびミストを遠心力により速やかに
分離せしめて、従来未解決であった問題点を一挙に解決
したものである。
In other words, after saturating the exhaust gas containing dust from the blast furnace with water vapor, the saturated gas is continuously sprayed with a large amount of water before it enters the axial flow turbine. In addition to the cleaning action of the water mist itself, the cooling action of the water provides a sufficient water spray to the axial turbine to condense the supersaturated water vapor and envelop the dust before it enters the axial turbine. By doing this upstream, it prevents dust from sticking and accumulating on the blades, and also reduces the ratio between the height and chord length of the nozzle and rotor blades, creating a stubby shape, and increasing the number of stages to reduce dust. In addition to preventing insects from adhering to the dust and preventing erosion due to increased mist, the system also generates a swirling gas flow around the turbine shaft to quickly separate dust and mist using centrifugal force, thereby solving previously unsolved problems. were solved all at once.

以下、添付図面に示す実施例に即して本考案をさらに説
明する。
The present invention will be further described below with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

第1図は本考案による高炉の排ガスエネルギーの回収装
置の一実施例を示す系統図であり、高炉1から排出され
る排ガスはダクト2を経てダスト・キャッチャ−3に導
びかれ、さらにダクト4を経てベンチュリ・スクラバー
すなわち湿気除塵器5に送り込まれる。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a blast furnace exhaust gas energy recovery device according to the present invention, in which exhaust gas discharged from a blast furnace 1 is led to a dust catcher 3 via a duct 2, and then to a duct 4. The water is then sent to a venturi scrubber, that is, a moisture and dust remover 5.

湿気除塵器5においては、高炉ガスはまス第1段階とし
て水蒸気で飽和される。
In the moisture remover 5, the blast furnace gas is saturated with steam as a first stage.

たとえば、高炉ガスが通常のものであって、約150℃
、約2気圧(ゲージ)のものである場合には、湿気除塵
器5における水の蒸発による冷却によって約60℃の水
蒸気で飽和されたガスa1となる。
For example, if the blast furnace gas is normal and the temperature is about 150℃
, about 2 atmospheres (gauge), the gas a1 is saturated with water vapor at about 60° C. by cooling by evaporation of water in the moisture remover 5.

この飽和ガスa1はさらにダクト6、入口塞止弁1、ダ
クト8、入ロ緊、@、遮断弁9、ダクト10、調速弁1
1.およびダクト12を経て軸流タービン13に流入し
、該軸流タービン13に接続された被駆動機14を駆動
するための駆動力源として利用される。
This saturated gas a1 is further supplied to the duct 6, the inlet blocking valve 1, the duct 8, the inlet valve 9, the duct 10, and the regulating valve 1.
1. It flows into the axial flow turbine 13 through the duct 12 and is used as a driving power source for driving the driven machine 14 connected to the axial flow turbine 13.

その場合、飽和ガスa1は後記のようにダクト10およ
び12において本発明により多量の水の連続的噴霧を受
けて過飽和状態のガスa2となっており、軸流タービン
13から排出されたガスa2はさらにダクト15、出口
塞止弁16、ダクト1T、出口止弁18、ダクト19を
経て導びかれ、ダクト20を通って系外に排出される。
In that case, the saturated gas a1 is continuously sprayed with a large amount of water in the ducts 10 and 12 according to the present invention as described later, and becomes supersaturated gas a2, and the gas a2 discharged from the axial flow turbine 13 is It is further guided through the duct 15, the outlet stop valve 16, the duct 1T, the outlet stop valve 18, and the duct 19, and is discharged out of the system through the duct 20.

一方、湿式除塵器5からバイパスダクト2Lセプタン弁
22を経てバイパスされた飽和ガスa1は上記ガスa2
と共にダクト20から系外に排出することもできる。
On the other hand, the saturated gas a1 bypassed from the wet dust remover 5 via the bypass duct 2L septan valve 22 is the gas a2
At the same time, it can also be discharged from the duct 20 to the outside of the system.

以上のような高炉ガスの流れ系統において、本考案によ
れば、湿式除塵器5で水蒸気で飽和されたガスa1が軸
流タービン13に入る前にこの飽和ガスa1に対して多
量の低温の水を連続的に噴霧するため、ポンプ23が設
げられている。
In the blast furnace gas flow system as described above, according to the present invention, before the gas a1 saturated with water vapor in the wet dust remover 5 enters the axial flow turbine 13, a large amount of low-temperature water is added to the saturated gas a1. A pump 23 is provided for continuous spraying.

すなわち、ポンプ23は軸流タービン13の上流におい
て噴霧水流すを飽和ガスa1に添加すべくダクト24を
介してダクト10に、またダクト25を介してダクト1
2にそれぞれ接続されている。
That is, the pump 23 is connected to the duct 10 via the duct 24 and to the duct 1 via the duct 25 to add spray water to the saturated gas a1 upstream of the axial turbine 13.
2 are connected to each other.

もつとも、第1図の実施例では調速弁11の洗浄も行な
うために調速弁11の上流のダクト10にも噴霧水流す
を噴霧するようにしているが、これを省略してダクト2
5による噴霧のみにしてもよいし、軸流タービン13の
上流であれば、さらに別の個所にも噴霧するようにして
もよい。
However, in the embodiment shown in FIG. 1, the spray water is also sprayed on the duct 10 upstream of the speed regulating valve 11 in order to clean the speed regulating valve 11, but this is omitted and the duct 2
5 may be used alone, or as long as it is upstream of the axial flow turbine 13, it may be sprayed at other locations as well.

いずれの場合でも、飽和ガスa1は低温の噴霧水流すの
作用により、水蒸気が凝縮したミストと、いわば該ガス
中のダストを核として飽和水蒸気を凝縮させられ、飽和
水蒸気がダストの核の周囲を包み込む状態となる。
In either case, the saturated gas a1 is condensed into a mist of condensed water vapor and the dust in the gas as a core by the action of low-temperature spray water, and the saturated steam surrounds the dust core. It becomes a state of enveloping.

このように2重構造の微小球のように水の層で包まれた
ダストが、タービンの内部で捕捉された場合、水の層が
一種のクッション材となってタービン内壁にダストが直
接付着することが防止される。
When dust wrapped in a layer of water like a double-layered microsphere is captured inside a turbine, the layer of water acts as a kind of cushioning material and the dust adheres directly to the inner wall of the turbine. This will be prevented.

更に水蒸気飽和ガスa1への低温水の噴霧による水蒸気
の凝縮により生じた微小のミストは慣性が小さいために
軸流タービン13の翼列内でガス流とほぼ同じ流れ方を
し、ノズルの凹面、凸面に沿って流れるので、ダストの
付着防止効果を生ずることになる。
Furthermore, the minute mist generated by the condensation of water vapor by spraying low-temperature water onto the water vapor saturated gas a1 has a small inertia, so it flows in almost the same way as the gas flow within the blade row of the axial flow turbine 13, and the concave surface of the nozzle, Since it flows along the convex surface, it has the effect of preventing dust from adhering.

史に本考案においては、軸流タービン13へのダスト固
着防止と、水の連続的噴霧によるミスト増加に伴なうエ
ロージョンの発生防止対策として、軸流タービン13に
ついて下記のような構造上の配慮を払っている。
Historically, in this invention, the following structural considerations have been made to the axial flow turbine 13 in order to prevent dust from adhering to the axial flow turbine 13 and to prevent erosion from occurring due to an increase in mist due to continuous water spraying. are paying.

(1)すなわち本考案では軸流タービンのノズルおよび
動翼の高さと弦長の比を、通常では2〜3であるのを約
1程度に低下せしめている。
(1) That is, in the present invention, the ratio of the height and chord length of the nozzle and rotor blade of an axial flow turbine is reduced from the usual 2 to 3 to about 1.

換言すれば、ノズルおよび動翼の高さを低く、巾を大き
くして、全体としてずんぐりとした形状にしている。
In other words, the height of the nozzle and rotor blades is made low and the width is made large, giving the overall shape a stubby shape.

つまり、第2図に示すように、従来の動翼28に比較し
て、本考案では大型の動翼2γおよびノズルに構成して
、エロージョンの影響を小さくしている。
That is, as shown in FIG. 2, compared to the conventional rotor blade 28, the present invention has a larger rotor blade 2γ and nozzle to reduce the influence of erosion.

かつ、これに伴ってノズルおよび動翼の後縁の厚さを通
常の1〜2mから、8〜10m程度に厚<シてエロージ
ョンに耐えるようにしている。
Along with this, the thickness of the trailing edge of the nozzle and rotor blade has been changed from the usual 1 to 2 m to about 8 to 10 m to resist erosion.

また本考案では、ノズルおよび動翼を大型でずんぐりし
た形状とすると共に、段数を増大させて十分な段数と、
通常の1〜2段を2〜4段にしており、後述の動翼の周
速度を下げたこととも関連して、タービンの効率低下を
防止している。
In addition, in this invention, the nozzle and rotor blades are made large and stubby, and the number of stages is increased to provide a sufficient number of stages.
The usual 1-2 stages are changed to 2-4 stages, and in conjunction with lowering the circumferential speed of the rotor blades, which will be described later, this prevents a decrease in turbine efficiency.

(2)また、ノズルより流出するガスの速度を、通常で
は200m/sまたはそれ以上であるのに対して160
m/s程度に下げている。
(2) Also, the speed of the gas flowing out from the nozzle is 160 m/s or more, whereas it is normally 200 m/s or more.
It is lowered to about m/s.

またノズルからのガスの流出角度を、通常の約65°〜
70°程度に対して約55°程度に小さくしている。
In addition, the angle of gas outflow from the nozzle has been changed from the usual approximately 65° to
The angle is reduced from about 70° to about 55°.

このようにノズルから流出するガス速度を低下させ、か
つガスの流出角度を小さくすることによって、ダストお
よびミストを含むガス流にスムースな流れを与え、エロ
ージョンを防止すると共に、タービン軸を中心とするガ
スの旋回流を形成させて遠心力を発生せしめ、これによ
って大粒径のミストやダストをケーシング内壁に押しや
り、内壁に設けたスリット、排出溝などから速やかに外
部に排出せしめ、特に第1段ノズルや第1段動翼へのダ
スト付着を防止することができる。
In this way, by reducing the gas velocity flowing out of the nozzle and reducing the gas outflow angle, a smooth flow is provided to the gas flow containing dust and mist, preventing erosion and making the gas flow centered around the turbine axis. A swirling flow of gas is formed to generate centrifugal force, which forces large-sized mist and dust to the inner wall of the casing and quickly discharges it to the outside from the slits and exhaust grooves provided on the inner wall. It is possible to prevent dust from adhering to the stage nozzle and the first stage rotor blade.

(3)本考案では動翼の先端の周速度を下げ、通常では
300m/sまたはそれ以上であるものを、特にダスト
固着の激しい第1動翼の周速度を150〜180m/s
にしている。
(3) In the present invention, the circumferential speed of the tip of the rotor blade is lowered, and the circumferential speed of the first rotor blade, which is normally 300 m/s or more, is increased to 150 to 180 m/s, where dust sticks particularly strongly.
I have to.

このように動翼の先端の周速度を下げることによって各
段あたりの仕事量は減少するが、前記(2)に記したよ
うにノズルおよび動翼を大型にし、かつ段数を増加せし
めてタービンの効率低下を防止している。
By lowering the circumferential speed of the tip of the rotor blade in this way, the amount of work per stage is reduced, but as mentioned in (2) above, it is possible to increase the size of the nozzle and rotor blade and increase the number of stages. Prevents efficiency from decreasing.

また、周速度を下げることによって、ガスに対する動翼
の相対速度が低下するので、ミストとの衝突速度を小さ
くすることができ、エロージョンの発生が防止される。
Furthermore, by lowering the circumferential speed, the relative speed of the moving blade with respect to the gas is reduced, so the collision speed with the mist can be reduced, and the occurrence of erosion is prevented.

(4) 更に本考案では、軸流タービン13のケーシ
ングの外周にタービン軸を直交するようにスリットを設
け、これによってダストおよびミストを速やかに排出せ
しめるようにしである。
(4) Furthermore, in the present invention, a slit is provided on the outer periphery of the casing of the axial flow turbine 13 so as to be orthogonal to the turbine axis, so that dust and mist can be quickly discharged.

通常の軸流タービンにおいては、ノズル出口のガスの流
出方向と、動翼出口、すなわち次段のノズルの流出方向
を異ならせて最大効率を得るように設計されている。
A typical axial flow turbine is designed to obtain maximum efficiency by making the gas outflow direction at the nozzle outlet different from the outflow direction at the rotor blade outlet, that is, the next stage nozzle.

そのためガスは同方向の旋回流を生じていない。Therefore, the gas does not generate a swirling flow in the same direction.

これに対して本考案ではノズル出口と動翼出口を同一方
向とし、これによってガス流にタービン軸を中心とする
旋回流を生ぜしめ、この遠心力を利用して、ガス中から
ダストおよびミストが積極的に分離され、前記スリット
から排出されるのである。
In contrast, in the present invention, the nozzle outlet and rotor blade outlet are in the same direction, thereby creating a swirling flow around the turbine shaft in the gas flow, and using this centrifugal force, dust and mist are removed from the gas. It is actively separated and discharged through the slit.

(5)また、ガスの洩れを防止するラビリンス部へのダ
ストの固着、堆積を防止するため、ラビリンス部にダス
トを含むガスが全く流れないように高炉ガスより僅かに
高圧に保たれた不活性ガスまたは水蒸気をシールの目的
で供給する。
(5) In addition, in order to prevent dust from adhering to and accumulating in the labyrinth part, which prevents gas leakage, an inert gas is kept at a slightly higher pressure than the blast furnace gas so that no gas containing dust flows into the labyrinth part. Supplying gas or steam for sealing purposes.

以上説明したように、本考案によれば高炉排ガスからエ
ネルギーを回収するにあたり、軸流タービンを使用し、
しかもこの軸流タービンはダストの付着や、エロージョ
ンが発生し難いような構造にしているので、下記のよう
な諸効果が奏せられる。
As explained above, according to the present invention, an axial flow turbine is used to recover energy from blast furnace exhaust gas,
In addition, this axial flow turbine has a structure that makes it difficult for dust to adhere to it or cause erosion, so that the following effects can be achieved.

(a) 第1に噴霧水流すのミスト自体によるノズル
や翼等の洗浄作用が得られる。
(a) First, the spray water mist itself can clean the nozzles, blades, etc.

(b) tdJKタービンにおいては、ノズルの凹面
側の他ノズルの凸面(翼の背面)にも小粒径(1μ以下
)のダスト、すなわち高炉内で蒸発と凝縮により生成さ
れた金属(酸化物および硫化物)ヒユームが固着、堆積
し、この固着、堆積は金属粒子が高速で衝突することお
よびいわゆるOHボンドによって起こることが明らかに
なっている。
(b) In the tdJK turbine, dust with a small particle size (1μ or less) is also present on the concave side of the nozzle and on the convex side of the other nozzle (the back of the blade), that is, metals (oxides and It has become clear that fumes (sulfides) are fixed and deposited, and that this fixation and deposition is caused by high-speed collisions of metal particles and so-called OH bonds.

ところが、従来の軸流タービンでは特にノズルの凸面(
翼の背面)には慣性力による分離効果のため浄化力が到
達しにくく、この部分へのダストの固着、堆積が急速に
成長じて、ついにはノズルを閉塞してしまうことがあっ
た。
However, in conventional axial flow turbines, the convex surface of the nozzle (
Because of the separation effect caused by inertial force, it is difficult for the purifying force to reach the back surface of the blade (the back surface of the blade), and dust can adhere to and accumulate rapidly in this area, eventually clogging the nozzle.

ところが本考案によれば、この部分に浄化力を及ぼしう
るためには、水ミストの直径は通常の水噴霧器で得られ
る程度の大きさでは不十分であり、噴霧水によるガスの
冷却作用により生じる過飽和水蒸気が凝縮した小粒径(
1μ程度)のミストが必要であることが判明した。
However, according to the present invention, in order to exert purifying power on this area, the diameter of the water mist that can be obtained with a normal water sprayer is insufficient, and the diameter of the water mist that is generated by the cooling effect of the gas by the sprayed water is insufficient. Small particle size (
It was found that a mist of about 1μ) was necessary.

本考案ではこのような望ましい小粒径のミストが得られ
、かつこのミストが第3図に点線で示すように、ガスの
流れ(実線aで示す)とは別に、ノズル凹面の固着ダス
トcは勿論のこと、ノズル凸面の固着ダス)dをも洗い
流すような態様で流れることが明らかになっている。
In the present invention, such desirable small particle size mist can be obtained, and as shown by the dotted line in FIG. Of course, it has been revealed that the liquid flows in such a manner that it also washes away the dust (d) stuck to the convex surface of the nozzle.

これが第2の作用効果である。This is the second effect.

(c)第3に、上記の如き過飽和水蒸気の凝縮が起こる
際に、多数の小粒径のダストを核として水滴が形成され
ることにより、ダストが水膜で包み込まれるので、上記
の如きOHボンドの効果がなくなり、また水膜が高速衝
突時の緩衝材として働くため、特にノズル凸面へのダス
ト固着を防止できるという作用効果が得られる。
(c) Thirdly, when condensation of supersaturated water vapor as described above occurs, water droplets are formed with many small-sized dust particles as nuclei, and the dust is wrapped in a water film, so that the OH Since the effect of the bond is eliminated and the water film acts as a buffer during high-speed collision, the effect of preventing dust from adhering to the convex surface of the nozzle can be obtained.

したがって、本考案は従来の軸流タービン方式の欠点を
一挙に解消でき、求心式タービンを用いるものに比べて
本質的に号れた軸流タービン方式〇長所、すなわち求心
式タービンよりも小型の軸流タービンを使用でき、設備
費が安価な上、最も重要な要素である効率も10係以上
高いので、エネルギー回収率が良好で、しかも経済的で
あるとい59々の長所を十分に生かすことができる。
Therefore, the present invention can eliminate the drawbacks of the conventional axial flow turbine system at once, and has the advantage of an axial flow turbine system that is essentially superior to a system using a centripetal turbine. It is possible to use a flow turbine, the equipment cost is low, and the most important factor, efficiency, is higher than 10 times, so the energy recovery rate is good and it is economical. can.

(d)更に本考案では軸流タービンの構造について特別
の考慮をはらい、ノズルおよび動翼の高さを低く、かつ
巾を大きくして、全体をずんぐりした形状にしているの
で、軸流タービン前段0ガス通路面積が通常の軸流ター
ビンに比較して大きいことになる。
(d) Furthermore, in this invention, special consideration has been taken to the structure of the axial flow turbine, and the nozzle and rotor blades are made low in height and wide, giving the overall shape a stubby shape. This means that the zero gas passage area is larger than that of a normal axial flow turbine.

そして大型のタービン翼を使用することによって、ダス
トの付着による詰りゃ、エロージョンの影響を極力防止
することができる。
By using large turbine blades, the influence of erosion due to clogging due to adhesion of dust can be prevented as much as possible.

更に、タービン前段のガス通路面積が大きいことは、前
段におけるタービン仕事量の減少を意味するが、本考案
では、前段の負荷の低下によって、ダストおよびミスト
のタービン翼への衝突を極力防止しながら、タービン全
体の段数を増やすことによって全体の効率低下を防止し
ている。
Furthermore, a large gas passage area in the front stage of the turbine means a reduction in the turbine workload in the front stage, but in this invention, by reducing the load on the front stage, collisions of dust and mist with the turbine blades are prevented as much as possible. , by increasing the number of stages in the entire turbine, a decrease in overall efficiency is prevented.

このようなタービン翼の構造によって、ダスト付着やエ
ロージョンの防止効果を更に高めることができる。
Such a turbine blade structure can further enhance the effect of preventing dust adhesion and erosion.

(e) 更にまた本考案では、ノズルと動翼の出口を
同一方向にして、ガス流にタービン軸を中心とする旋回
流を生じしめ、一方、タービンケーシングにタービン軸
に直交する如くスリットを設けたので、ガス流に含まれ
るダストおよびミストを遠心力によって積極的にタービ
ン系外に排出することができる。
(e) Furthermore, in the present invention, the nozzle and the outlet of the rotor blade are directed in the same direction to generate a swirling flow around the turbine axis in the gas flow, and on the other hand, a slit is provided in the turbine casing so as to be orthogonal to the turbine axis. Therefore, dust and mist contained in the gas flow can be actively discharged out of the turbine system by centrifugal force.

(f) 従来の軸流タービン方式と比較した場合、さ
らに高炉ガスの完全な除塵と加熱の必要がないので、設
備費が相当中なくて済むという利点も得られる。
(f) When compared with the conventional axial flow turbine system, there is also the advantage that the equipment cost is considerably reduced because there is no need for complete dust removal and heating of the blast furnace gas.

飽和ガスへの連続的な水噴霧用の水として、湿式除塵装
置に用いるのと同一系統の水を利用すれば、装置を非常
に簡単にすることができる。
The system can be made very simple if the same type of water used in the wet dust removal system is used as the water for continuous water spraying on the saturated gas.

従来から高炉に用いられている湿式除塵器の出口からの
ガスをそのまま使用できるので、有利である。
This is advantageous because the gas from the outlet of the wet dust remover conventionally used in blast furnaces can be used as is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による高炉の排ガスエネルキーの回収装
置の一実施例を示す系統図、第2図aとbはそれぞれ従
来技術と本発明によるタービン翼の形状を示す比較説明
図、第3図は本発明によるタービン翼のダスト付着状態
およびガスとミストの流れを示す説明図である。 1・・・高炉、5・・・湿式除塵器、13・・・軸流タ
ービン、14・・・被駆動機、23・・・水噴霧用のポ
ンプ。
Fig. 1 is a system diagram showing an embodiment of a blast furnace exhaust gas energy recovery device according to the present invention, Fig. 2 a and b are comparative explanatory diagrams showing the shapes of turbine blades according to the prior art and the present invention, respectively, and Fig. 3 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the state of dust adhesion on a turbine blade and the flow of gas and mist according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Blast furnace, 5... Wet type dust remover, 13... Axial flow turbine, 14... Driven machine, 23... Pump for water spray.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 高炉と、該高炉の頂部とダクトで連結したダストキャツ
チャ−と、該ダストキャツチャ−とダクトで連結したベ
ンチュリ・スクライバ−と、該ベンチュリ・スクライバ
−と入口塞止弁、入口緊急遮断弁および調速弁を経て入
口側をダクトで連結した軸流タービンとから成り、前記
調速弁の前後に水噴霧器を設け、前記軸流タービンには
被駆動機を連結し、一方、前記ベンチュ・スクライバ−
にはセプタン弁を経て系外に至るバイパスダクトを設け
、該セプタン弁の出口側のバイパスダクトを前記軸流タ
ービンの出口側から出口塞止弁を経て出口止弁に至るダ
クトと接続し、前記軸流タービンのノズルと動翼の高さ
と、弦長の比を実質的に等しくすると共にタービン段数
を増加し、該ノズルと動翼の後縁の厚さを8〜10m、
第1動翼の周速度を150〜180m/sとなし、かつ
、前記ノズルの出口と前記動翼の出口を同一方向にして
ガス流にタービン軸を中心とする旋回流を生ぜしめ、一
方、前記軸流タービンのケーシングに前記軸流タービン
のタービン軸に直交する如くスリットを設けたことを特
徴とする高炉の排ガスエネルギーの回収装置。
a blast furnace; a dust catcher connected to the top of the blast furnace by a duct; a venturi scriber connected to the dust catcher by a duct; the venturi scriber, an inlet blocking valve, an inlet emergency shutoff valve; It consists of an axial flow turbine whose inlet side is connected by a duct via a speed regulating valve, water sprayers are provided before and after the speed regulating valve, a driven machine is connected to the axial flow turbine, and the vent scriber is connected to the driven machine. −
A bypass duct leading to the outside of the system via a septan valve is provided, and the bypass duct on the outlet side of the septan valve is connected to a duct leading from the outlet side of the axial flow turbine to the outlet stop valve via the outlet stop valve. The ratio of the height of the nozzle and the rotor blade to the chord length of the axial flow turbine is made substantially equal, and the number of turbine stages is increased, and the thickness of the trailing edge of the nozzle and the rotor blade is set to 8 to 10 m.
The peripheral speed of the first rotor blade is set to 150 to 180 m/s, and the outlet of the nozzle and the outlet of the rotor blade are set in the same direction to generate a swirling flow around the turbine axis in the gas flow, while, A blast furnace exhaust gas energy recovery device, characterized in that a slit is provided in the casing of the axial turbine so as to be perpendicular to the turbine axis of the axial turbine.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52131904A (en) * 1976-04-01 1977-11-05 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Protector for blast furnace top gas turbine against channeling of blast furnace

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52131904A (en) * 1976-04-01 1977-11-05 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Protector for blast furnace top gas turbine against channeling of blast furnace

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