JPH09318005A - ボイラ設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生式空気予熱器では、排ガスの温度をあま
り下げないようにし、集塵機へ導入される排ガスの温度
は十分下降させるようにする。 【解決手段】 ボイラ本体１から排出された排ガスＧＥ
が流れる排ガスダクト６に、燃焼用空気ダクト１１を通
ってボイラ本体１へ送給される燃焼用空気Ａを予熱する
再生式空気予熱器７と再生式空気予熱器７で温度が下降
した排ガスＧＥを導入し得るようにした集塵機８を設
け、排ガスダクト６の再生式空気予熱器７と集塵機８と
の間に排ガスＧＥを冷却する排ガスクーラ１４を設け、
燃焼用空気ダクト１１の再生式空気予熱器７より空気流
れ方向上流側に燃焼用空気Ａを加熱する熱交換器２１を
設け、熱交換器２１と排ガスクーラ１４とを水Ｗが循環
し得るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボイラ設備に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のボイラ設備の一例は図４に示さ
れ、図中１はボイラ本体である。而して、ボイラ本体１
は、下部前面に設置したバーナ２から噴射された燃料が
燃焼して燃焼ガスＧＢが生成される火炉３と、火炉３の
上部後方に接続された副側壁４と、副側壁４後部に接続
された後部伝熱部５を備えている。而して、火炉３及び
副側壁４並に後部伝熱部５の周壁は炉壁管によりパネル
状に形成されると共に火炉３の上部や後部伝熱部５内に
は、過熱器、再熱器、節炭器等が収納されている。

【０００３】後部伝熱部５の下部には、後部伝熱部５を
下降して来た燃焼ガスＧＢを排ガスＧＥとして送給する
ための排ガスダクト６が接続され、排ガスダクト６に
は、排ガス流れ方向上流側から下流側へ向けて順次、再
生式空気予熱器７、集塵機８等が接続され、排ガスダク
ト６の排ガス流れ方向下流端は煙突９に接続されてい
る。

【０００４】火炉３前面のバーナ２取付け部には、火炉
３内へ燃焼用空気Ａを送給するための風箱１０が設けら
れ、風箱１０には、燃焼用空気Ａを風箱１０へ送給する
ための燃焼用空気ダクト１１が接続されている。

【０００５】而して、燃焼用空気ダクト１１の燃焼用空
気送給方向上流側端には、強圧通風機１２が接続され、
燃焼用空気ダクト１１には、燃焼用空気送給方向上流側
から下流側へ向けて順次、蒸気式空気予熱器１３、再生
式空気予熱器７が接続されている。

【０００６】バーナ２から火炉３内へ噴射された燃料
は、燃焼用空気ダクト１１から風箱１０を介して火炉３
内へ導入された燃焼用空気Ａと混合して燃焼し、燃焼ガ
スＧＢが生成される。

【０００７】而して、生成した燃焼ガスＧＢは、火炉３
内を上昇し、火炉３から副側壁４を通って後部伝熱部５
へ流入し、後部伝熱部５を下降して排ガスＧＥとして排
ガスダクト６へ排出される。

【０００８】排ガスダクト６へ排出された排ガスＧＥ
は、再生式空気予熱器７において、燃焼用空気ダクト１
１を送られて来た燃焼用空気Ａを予熱し、温度を所定の
温度迄下げたうえ集塵機８へ導入され、集塵機８でダス
トを除去されたうえ更に排ガスダクト６を通って煙突９
へ送給され、煙突９から大気中へ排出される。

【０００９】一方、強圧通風機１２により燃焼用空気ダ
クト１１へ送給された燃焼用空気Ａは、蒸気式空気予熱
器１３で予熱されたうえ、上述のごとく更に再生式空気
予熱器７で所定温度に予熱され、燃焼用空気ダクト１１
から風箱１０を通って火炉３内へ送給される。

【００１０】ボイラ本体１の火炉３、副側壁４、後部伝
熱部５の炉壁管内を流れる水や蒸気等の流体、過熱器、
再熱器、節炭器を流れる流体は、燃焼ガスＧＢにより加
熱若しくは過熱される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のボイラ設備で
は、集塵機８へ導入される排ガスＧＥの温度は集塵上上
限を高くすることができず、再生式空気予熱器７の出口
で排ガスＧＥの温度を約１１０〜１２０℃迄下降させる
必要がある。

【００１２】しかし、バーナ２から噴射する燃料として
重質油のように硫黄分を多く含む燃料を使用するような
場合には、再生式空気予熱器７の出口で排ガスＧＥの温
度を図示しない冷却器により１１０〜１２０℃迄下降さ
せると、排ガスＧＥ中の成分が凝縮して再生式空気予熱
器７の出口側のエレメントに硫黄分を含む灰が付着し、
エレメントが目詰りを起こす。

【００１３】そこで、再生式空気予熱器７のエレメント
を水洗して灰を除去しているが、該水洗により硫酸が生
成してエレメントの腐蝕が加速するため、エレメントの
寿命が短くなり、プラント停止による損失及びエレメン
ト交換によるメンテナンスコスト増の問題がある。

【００１４】本発明は上述の実情に鑑み、再生式空気予
熱器出口における排ガスの温度を高くして再生式空気予
熱器のエレメントに目詰りが生じないようにすると共に
集塵機へ導入される排ガスを所定の温度まで下降させ得
るようにすることを目的としてなしたものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボイラ本体か
ら排出された排ガスが流通する排ガスダクトに、燃焼用
空気ダクトを通ってボイラ本体へ送給される燃焼用空気
を予熱する空気予熱器を設けると共に、前記排ガスダク
トに、空気予熱器で温度が下降した排ガスを導入し得る
ようにした集塵機を設け、排ガスダクトの空気予熱器と
集塵機との間に排ガスを冷却する排ガスクーラを設け、
燃焼用空気ダクトの空気予熱器接続部よりも空気流れ方
向上流側に燃焼用空気を加熱する熱交換器を設け、該熱
交換器と排ガスクーラとの間を所定の媒体が循環し得る
よう、媒体循環管を設けたものである。

【００１６】本発明では、排ガスダクトの排ガスクーラ
出側に温度検出器を設け、媒体循環管の所要位置に、温
度検出器からの弁開度指令信号をもとに開度を調整し得
るようにした流量制御弁を設けると良く、更には、排ガ
スクーラの入側に冷却管に付着した灰を除去するスート
ブロワを設けると良い。

【００１７】本発明では、空気予熱器で温度の下降した
排ガスは、排ガスクーラで更に冷却された後集塵機へ導
入される。

【００１８】このため、本発明では、空気予熱器出口に
おける排ガスの温度を高くすることができるため、空気
予熱器のエレメントに目詰りが生じることがなく、又集
塵機へ導入される排ガスを所定の温度まで下降させるこ
とができるため、集塵機へ悪影響を与えることもない。

【００１９】排ガスダクトの排ガスクーラ出側に温度検
出器を設け、媒体循環管の所要位置に、温度検出器から
の弁開度指令信号をもとに開度を調整し得るようにした
流量制御弁を設けた場合は、集塵機へ導入される排ガス
の温度制御を正確に行うことができ、排ガスクーラの入
側に冷却管に付着した灰を除去するスートブロワを設け
た場合は、排ガスクーラの冷却管に付着した灰を容易且
つ確実に除去することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。

【００２１】図１〜図３は本発明の実施の形態の一例で
あり、図中、１４は排ガスダクト６の再生式空気予熱器
７と集塵機８との間の部分に設置された排ガスクーラで
ある。

【００２２】而して、排ガスクーラ１４は、図２、３に
示すごとく、排ガスダクト６を縦向きに上下に貫通して
排ガスダクト６の長手方向及び幅方向へ所定の間隔で配
置された多数の冷却管１５を備えると共に、排ガス流れ
方向最上流側の冷却管１５よりも排ガス流れ方向上流側
には、冷却管１５と平行に排ガスダクト６の幅方向へ所
定の間隔で配置した定置型スートブロワ１６が配置さ
れ、図示してない空気源から供給された圧縮空気ＡＣを
定置型スートブロワ１６のノズル１６ａから冷却管１５
に吹付けて、冷却管１５に付着している灰を吹飛ばし得
るようになっている。

【００２３】各冷却管１５の下端及び上端は夫々、排ガ
スダクト６の幅方向へ延びる複数組のヘッダ１７，１８
に接続され、ヘッダ１７は合流して水循環管１９に接続
され、ヘッダ１８は合流して水循環管２０に接続されて
いる。

【００２４】燃焼用空気ダクト１１の蒸気式空気予熱器
１３を設けた部分よりも空気流れ方向上流側には、熱交
換器２１が設けられている。

【００２５】而して、熱交換器２１は、図２に示すごと
く燃焼用空気ダクト１１を縦向きに上下に貫通して燃焼
用空気ダクト１１の長手方向及び幅方向へ所定の間隔で
配置されたフィン２２ａ付きの多数の放熱管２２を備
え、放熱管２２の上端及び下端は、夫々燃焼用空気ダク
ト１１の幅方向へ延びる複数のヘッダ２３，２４に接続
され、ヘッダ２３は合流して前述の水循環管２０に接続
され、ヘッダ２４は合流して水循環管２５に接続されて
いる。

【００２６】水循環管２５の先端は、燃焼用空気ダクト
１１で放熱管２２を介し放熱して燃焼用空気Ａを加熱し
た後の水Ｗを受入れる水タンク２６に接続され、水タン
ク２６の下端部には、前述の水循環管１９の後端が接続
されている。

【００２７】水循環管１９の中途部には、水Ｗを排ガス
クーラ１４へ送給するための循環ポンプ２７及び排ガス
クーラ１４を通過した後の排ガスＧＥの温度を所定の温
度に保持するために水循環管１９を流れる水Ｗの流量を
調整する流量制御弁２８が設けられている。

【００２８】又、排ガスダクト６の排ガスクーラ１４下
流側には、温度検出器２９が設けられ、温度検出器２９
で検出した弁開度指令信号Ｖは流量制御弁２８に与え得
るようになっている。

【００２９】而して、本実施の形態例においては、排ガ
スクーラ１４、熱交換器２１、水タンク２６、循環ポン
プ２７、水循環管２０，２５，１９、流量制御弁２８、
温度検出器２９等により排ガス温度低減装置３０が構成
されている。

【００３０】次に本発明の作動について説明する。

【００３１】バーナ２から火炉３内へ噴射された燃料
は、燃焼用空気ダクト１１から風箱１０を介して火炉３
内へ導入された燃焼用空気Ａと混合して燃焼し、燃焼ガ
スＧＢが生成される。

【００３２】而して、生成した燃焼ガスＧＢは、火炉３
内を上昇し、火炉３から副側壁４を通って後部伝熱部５
へ流入し、後部伝熱部５を下降して排ガスＧＥとして排
ガスダクト６へ排出される。

【００３３】排ガスダクト６へ排出された排ガスＧＥ
は、再生式空気予熱器７において、燃焼用空気ダクト１
１を送られて来た燃焼用空気Ａを予熱し、次いで排ガス
温度低減装置３０の排ガスクーラ１４において冷却され
て温度を所定の温度迄下げたうえ集塵機８へ導入され、
集塵機８でダストを除去されたうえ更に排ガスダクト６
を通って煙突９（図４参照）へ送給され、煙突９から大
気中へ放出される。

【００３４】一方、強圧通風機１２により燃焼用空気ダ
クト１１へ送給された燃焼用空気Ａは、燃焼用空気ダク
ト１１の中途部に設けた排ガス温度低減装置３０の熱交
換器２１で加熱され、更に蒸気式空気予熱器１３で所定
の温度迄予熱され、燃焼用空気ダクト１１から風箱１０
を通って火炉３内へ送給される。

【００３５】排ガスＧＥは、再生式空気予熱器７ではそ
れ程温度は降下しないため、再生式空気予熱器７の出口
側のエレメントに硫黄を含んだ灰が付着することはな
く、従って再生式空気予熱器７のエレメントが硫酸等に
より腐蝕することがなく、エレメントの寿命が長期間と
なる。

【００３６】又、集塵機８へ導入される排ガスＧＥは、
排ガス温度低減装置３０で温度を十分に下降させること
ができるため、集塵機８に対し、温度が高いことによる
弊害を与えることはない。

【００３７】排ガス温度低減装置３０においては、図２
に示すごとく水タンク２６内の水Ｗは、循環ポンプ２７
に吸込まれて加圧され、流量制御弁２８の設けられてい
る水循環管１９を経てヘッダ１７から排ガスクーラ１４
の冷却管１５へ送給され、排ガスダクト６を流れる排ガ
スＧＥの温度を所定の温度迄下降させる。これによっ
て、水Ｗは加熱され、高温となる。

【００３８】又、高温となった水Ｗは、ヘッダ１８から
排出されて水循環管２０を通り、ヘッダ２３から熱交換
器２１の放熱管２２へ流入し、燃焼用空気ダクト１１を
流れる燃焼用空気Ａを加熱し、ヘッダ２４、水循環管２
５を経て水タンク２６へ戻る。

【００３９】排ガスクーラ１４を出た後の排ガスＧＥの
温度は、温度検出器２９により検出され、弁開度指令信
号Ｖとして流量制御弁２８へ与えられ、流量制御弁２８
の開度が調整される。このため、排ガスクーラ１４を出
た後の排ガスＧＥの温度は、集塵機８へ導入するのに最
適の温度に制御される。

【００４０】排ガスクーラ１４で排ガスＧＥを冷却する
ことにより排ガスＧＥ中の成分が凝縮し、排ガスクーラ
１４には、硫黄分を含んだ灰が付着する。このため、圧
縮空気ＡＣを定置型スートブロワ１６に供給し、ノズル
１６ａから圧縮空気ＡＣを排ガスクーラ１４の冷却管１
５へ吹付け、付着している灰の除去を行う。このため、
排ガスクーラ１４により排ガスＧＥの温度が下降して硫
黄分を含む灰が冷却管１５に付着しても、灰は容易に除
去され、従って、排ガスクーラ１４の腐食の虞れは少
い。

【００４１】なお、本発明の実施の形態においては、上
述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論
である。

【００４２】

【発明の効果】本発明のボイラ設備によれば、請求項１
〜３の何れにおいても空気予熱器出口における排ガスの
温度を高くすることができるため、空気予熱器のエレメ
ントに目詰りが生じることがなく、又集塵機へ導入され
る排ガスを所定の温度迄下降させることができるため、
集塵機へ悪影響を与えることもなく、請求項２の場合は
集塵機へ導入される排ガスの温度を正確に制御でき、請
求項３の場合は、排ガスクーラに灰が付着するのを防止
できる、等種々の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボイラ設備の実施の形態の一例を示す
フロー図である。

【図２】本発明のボイラ設備に用いる排ガス温度低減装
置の詳細フロー図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。

【図４】従来のボイラ設備の概要図である。

【符号の説明】

１ ボイラ本体 ６ 排ガスダクト ７ 再生式空気予熱器（空気予熱器） ８ 集塵機 １１ 燃焼用空気ダクト １４ 排ガスクーラ １５ 冷却管 １６ 定置型スートブロワ（スートブロワ） １９ 水循環管（媒体循環管） ２０ 水循環管（媒体循環管） ２１ 熱交換器 ２５ 水循環管（媒体循環管） ２８ 流量制御弁 ２９ 温度検出器 ＧＥ 排ガス Ａ 燃焼用空気 Ｗ 水（媒体） Ｖ 弁開度指令信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラ本体から排出された排ガスが流通
   する排ガスダクトに、燃焼用空気ダクトを通ってボイラ
   本体へ送給される燃焼用空気を予熱する空気予熱器を設
   けると共に、前記排ガスダクトに、空気予熱器で温度が
   下降した排ガスを導入し得るようにした集塵機を設け、
   排ガスダクトの空気予熱器と集塵機との間に排ガスを冷
   却する排ガスクーラを設け、燃焼用空気ダクトの空気予
   熱器接続部よりも空気流れ方向上流側に燃焼用空気を加
   熱する熱交換器を設け、該熱交換器と排ガスクーラとの
   間を所定の媒体が循環し得るよう、媒体循環管を設けた
   ことを特徴とするボイラ設備。
2. 【請求項２】 排ガスダクトの排ガスクーラ出側に温度
   検出器を設け、媒体循環管の所要位置に、温度検出器か
   らの弁開度指令信号をもとに開度を調整し得るようにし
   た流量制御弁を設けた請求項１に記載のボイラ設備。
3. 【請求項３】 排ガスクーラの入側に冷却管に付着した
   灰を除去するスートブロワを設けた請求項１又は２に記
   載のボイラ設備。