JPH06201119A

JPH06201119A - 煤吹装置の噴射媒体流量制御方法

Info

Publication number: JPH06201119A
Application number: JP34847692A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakajima; 靖史中嶋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-19

Abstract

(57)【要約】【目的】抜差型煤吹装置において、ランス管の挿入位
置に応じて適正な量（必要最低量）の噴射媒体（蒸気
等）を供給すること。【構成】ランス管（５）の挿入長さが短い間は煤吹き
に必要な最低量の蒸気を供給し、挿入量が大きい領域で
は各挿入位置でランス管の冷却に必要な最低量の蒸気を
供給する。これにより、ランス管挿入量の小さい領域で
ボイラ伝熱管の温度変化幅を小さくして熱疲労を軽減す
る一方、挿入量の大きい領域でもランス管が効果的に冷
却され保護される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はボイラ火炉，セメントキ
ルン，冷却装置，加熱炉，排ガスエコノマイザ等の抜差
型煤吹装置に適用される噴射媒体流量調整方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の抜差型煤吹装置の一例を示
す概念図である。蒸気や空気等，煤吹装置の噴射媒体
は、母管（１）から分岐した後、圧力調整弁（２）で一
定圧力に制御され、流量調整オリフィス（３），遮断弁
（４）を通ってランス管（５）に供給され、ランス管先
端のノズルからボイラ炉内に噴射されて伝熱管の表面に
堆積した煤，灰等を除去する。（６）は圧力検出器，
（７）は同圧力検出器（６）の後流から分岐して図示し
ない他のランス管に至る管路である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ボイラの大型化に伴
い、ランス管の長さは１０ｍを越える長大なもの（１０
００ＭＷクラスのボイラでは１５〜１８ｍ位に達する）
となっている。ボイラ火炉内へランス管が挿入された長
さが短い間は、炉内での受熱量は少ないから、蒸気がラ
ンス管先端の噴射ノズルに至るまでに加熱されたとして
もその温度上昇は小さい。したがって、煤吹きのために
必要な蒸気量でランス管は十分冷却される。しかしラン
ス管の挿入長が極端に長くなった場合、蒸気等の噴射媒
体を一定圧力でランス管に供給する従来の方法では、蒸
気の受熱量が大きくなり、必要蒸気量は煤吹き効果では
なくランス管の冷却という観点から決定されて、煤や灰
を吹き飛ばすに必要な量を大幅に上まわる量の蒸気等
を、ランス管の冷却（焼損防止）のために流さざるを得
ない。しかしながら蒸気等の量を増加させると、蒸気等
が無駄になるのみならず、多量の蒸気（または空気）が
伝熱管の表面に吹きつけられるため、蒸気（または空
気）が吹きつけられた瞬間は過度に冷却され蒸気等が当
たらなくなると再びメタル温度が上昇することの繰返し
となり、熱疲労により材料が劣化する。

【０００４】ボイラが大形化するにつれ、上記のように
スートブロワのランス管は長くなり、冷却のための蒸気
等が増加して、蒸気による伝熱面の熱疲労が助長される
ことになるが、その傾向は炉壁から挿入長の短い区間に
おいて顕著となる。それは、蒸気が十分に加熱されない
うちに噴射されるため、蒸気の温度と伝熱面メタルの温
度差が大きいこと、および蒸気の温度が低いために比容
積が小さく、質量としても多量の蒸気が噴射されること
による。一番奥まで挿入した場合は蒸気の温度は高くな
り、ランス管のメタル温度が上昇するとともに、蒸気の
体積増加によりランス管内およびノズル部での圧力損失
が増加するため、噴射される蒸気の質量も図３中に点線
で示されるように減少してしまい、ランス管のメタル温
度が更に上昇することとなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、ボイラ火炉内に挿入したランス管
に圧力調整弁を介して噴射媒体を送給する抜差型煤吹装
置において、上記ボイラ火炉内のガス温度と上記ランス
管の挿入長さとから上記ランス管の冷却に必要な噴射媒
体量を確保できるランス管入口の媒体圧力を演算すると
ともに、煤吹きに必要な噴射媒体量を確保できるランス
管入口の媒体圧力と上記の演算結果とを比較して、高い
方の媒体圧力を選び、その高い方の媒体圧力とランス管
入口で実測した媒体圧力とを比較して、実測した媒体圧
力の方が高ければ上記圧力調整弁を閉方向に操作し、実
測した媒体圧力の方が低ければ上記圧力調整弁を開方向
に操作することを特徴とする煤吹装置の噴射媒体流量制
御方法を提案するものである。

【０００６】

【作用】本発明の方法においては、ランス管の冷却に必
要な噴射媒体の最低量と煤吹きに必要な噴射媒体の最低
量とをランス管の各位置で比較して大きい方の量を供給
する。そうするとランス管の挿入長さが短い間は煤吹き
に必要な最低量の噴射媒体を供給し、挿入量が大きい領
域では各挿入位置でランス管の冷却に必要な最低量の噴
射媒体を供給することになる。

【０００７】このように、ランス管の挿入長さに応じて
必要最低量の噴射媒体を供給するので、従来のように挿
入量が小さい領域で低温の噴射媒体を過剰に投入しボイ
ラ伝熱管面の温度変化幅を大きくして熱疲労を発生させ
るようなことはなく、また挿入量が大きい領域ではラン
ス管のメタル保護を適正に行なうことができる。また噴
射媒体の消費量を大幅に低減することができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の方法を実施する装置の第１の
例を示す概念図、図２は図１中の制御装置（１０）の回
路の一例を示すブロック図である。上記図１において、
前記図７により説明した従来のものと同様の部分につい
ては、冗長になるのを避けるため、同一の符号を付け詳
しい説明を省く。

【０００９】本実施例においては、ランス管抜差用モー
タ（８）の回転角の信号を制御装置（１０）に入力し、
これによりランス管挿入長さｘを求める。またボイラ負
荷Ｌから関数発生器（１１）により、ランス管挿入位置
のガス温度Ｔを演算する。そして上記ランス管挿入長さ
ｘとガス温度Ｔとから、ランス管（５）の冷却に必要な
蒸気量を確保できるランス管入口の蒸気圧力Ｆ₁（ｘ，
Ｔ）を、関数発生器（１２）により演算する。一方上記
ランス管挿入長さｘから関数発生器（１３）により、煤
吹きに必要な蒸気量（一定）を確保できるランス管入口
の蒸気圧力Ｆ₂（ｘ）を演算する。そして高値選択器
（１４）において上記２種の蒸気圧力Ｆ₁，Ｆ₂のうち
高い方Ｆ（ｘ）を選ぶと、その圧力Ｆ（ｘ）は煤吹きと
ランス管冷却の両方を可能とする必要最低圧力である。
そこで、圧力検出器（６）で検出したランス管（５）入
口の実圧力Ｐと上記必要最低圧力Ｆ（ｘ）とを減算器
（１５）で比較し、判定器（１６）により、Ｐ＞Ｆ
（ｘ）ならば圧力調整弁（２）を閉方向、Ｐ＞Ｆ（ｘ）
ならば開方向に操作して、実圧力Ｐを必要最低圧力Ｆ
（ｘ）に近付ける。

【００１０】この場合、ランス管挿入量と蒸気流量との
関係を前記図３に重ねて示すと、図中右上りの曲線がラ
ンス管の保護上決定される蒸気流量であり、水平な直線
が煤吹きに必要な最低蒸気流量である。そして実線部分
が煤吹きとランス管冷却の両方を可能とする必要最低蒸
気流量を示す。図からわかるように本実施例では、ラン
ス管の挿入長さが短い間は煤吹きに必要な最低量の蒸気
を供給し、挿入量が大きい領域では各挿入位置でランス
管の冷却に必要な最低量の蒸気を供給するのである。

【００１１】上記のとおり本実施例では、ランス管
（５）の挿入長さに応じて必要最低量の蒸気を供給する
ので、挿入量が小さい領域で低温蒸気を過剰に投入，ボ
イラ伝熱管面の温度変化幅を大きくして熱疲労を生じさ
せるようなことはなく、また挿入量が大きい領域ではラ
ンス管のメタル保護を適正に行なうことができる。また
噴射蒸気の消費量を減らすことができる。

【００１２】ランス管（５）の挿入長さｘの検出方法と
しては、前記のようにランス管抜差用モータの回転角に
よる方法のほか、ランス管送り込みローラの回転による
方法、ランス管に別途計測用ローラを密着させその回転
による方法、ランス管の端部にマーキングし光または超
音波で位置を知る方法，ランス管に反射板を取付け超音
波の反射を利用する方法等々，種々の方法が可能であ
る。

【００１３】なお、煤吹きに必要な蒸気量は、ランス管
挿入長さｘに関係なくほぼ一定であり、その蒸気量を確
保するためのランス管入口蒸気圧力Ｆ₂もあまり変化し
ないから、上記関数発生器（１３）を省略し、Ｆ₂を一
定として制御することもできる。

【００１４】図４は本発明方法を実施する装置の第２の
例を示す概念図である。この実施例では、複数組の流量
調整オリフィス（３ａ），（３ｂ），（３ｃ）と切替弁
（４ａ），（４ｂ），（４ｃ）を並列に配置し、ランス
管（５）の位置信号ｘに基づいて、切替弁を順次作動さ
せて圧力を段階的に変化させる。各切替弁（４ａ），
（４ｂ），（４ｃ）の開閉状態とランス管入口の蒸気圧
力Ｐ₂との関係は、例えば図５のとおりである。この場
合圧力制御弁（２）は一定圧力に制御される。本実施例
においては、ランス管（５）の位置（挿入長さｘ）を前
記のような種々の方法で連続的に求め、その位置信号に
より切替弁を開閉することもできるが、リミットスイッ
チをランス管（５）またはその送り装置に取付け、その
接点信号を利用して切替弁を制御することもできる。

【００１５】図６は本発明方法を実施する装置の第３の
例を示す図である。本実施例は前記第１実施例の応用例
で、元圧は圧力制御弁（６）により一定圧力に制御し、
各ランスまたはグループにまとめた複数個のランス（例
えば同じガス温度域で使用するもの）に属する蒸気系統
毎に、ランス管位置（挿入長さ）と圧力との関係により
プログラム制御する。前記第１の実施例では、どのラン
スが使用されているか識別の上プログラムを選定する必
要があり、また違った温度域にあるランス管はプログラ
ムが違うため同時作動は不可であるが、本実施例ではそ
の制約は解除される。

【００１６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、ランス管の挿入
長さが短い領域における冷たい噴射媒体の過剰投入を防
止し、スートブローを受けるボイラ伝熱管に発生する熱
疲労を軽減できる。また挿入量が大きい領域（最も奥に
入れた点，ボイラ火炉の中央付近）においてはランス管
の過熱防止に必要な噴射媒体量が十分に確保される。そ
してスートブロー１行程における噴射媒体消費量が低減
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の方法を実施する装置の第１の例
を示す概念図である。

【図２】図２は図１中の制御装置の回路の一例を示す図
である。

【図３】図３はランス管挿入量と蒸気流量との関係を示
す図である。

【図４】図４は本発明の方法を実施する装置の第２の例
を示す概念図である。

【図５】図５は上記第２の例における各切替弁の開閉状
態と蒸気圧力との関係を示す図である。

【図６】図６は本発明の方法を実施する装置の第３の例
を示す概念図である。

【図７】図７は従来の抜差型煤吹装置の一例を示す概念
図である。

【符号の説明】

（１）母管（２），（２ａ），（２ｂ）圧力調整弁（３），（３ａ），（３ｂ），（３ｃ）流量調整オ
リフィス（４），（４ａ）遮断弁（４ａ），（４ｂ），（４ｃ）切替弁（５），（５ａ）ランス管（６），（６ａ）圧力検出器（７）分岐管路（８）ランス管抜
差用モータ（１０），（１０ａ）制御装置（１１），（１２），（１３）関数発生器（１４）高値選択器（１５）減算器（１６）判定器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボイラ火炉内に挿入したランス管に圧力
調整弁を介して噴射媒体を送給する抜差型煤吹装置にお
いて、上記ボイラ火炉内のガス温度と上記ランス管の挿
入長さとから上記ランス管の冷却に必要な噴射媒体量を
確保できるランス管入口の媒体圧力を演算するととも
に、煤吹きに必要な噴射媒体量を確保できるランス管入
口の媒体圧力と上記の演算結果とを比較して、高い方の
媒体圧力を選び、その高い方の媒体圧力とランス管入口
で実測した媒体圧力とを比較して、実測した媒体圧力の
方が高ければ上記圧力調整弁を閉方向に操作し、実測し
た媒体圧力の方が低ければ上記圧力調整弁を開方向に操
作することを特徴とする煤吹装置の噴射媒体流量制御方
法。