JP2005090818A - Boiler soot cleaning device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、給水予熱器の煤洗浄に適用されるボイラの煤洗浄装置に関する。 The present invention relates to a boiler soot washing apparatus applied to soot washing of a feed water preheater.
蒸気を用いてボイラの煤洗浄を行うことは、特許文献1に示されるように広く行われている。
As shown in
特許文献1に示されるような蒸気を用いた煤洗浄を行う場合、熱交換器の煤洗浄を効果的に行うためには、所定の蒸気噴出速度と所定量の蒸気量を必要とする。しかしながら、条件によっては、煙突から白煙が上がり、故障でもないのに、何らかの異常かのごとき印象をユーザーに与えることがある。
When performing soot cleaning using steam as disclosed in
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、燃焼によって生ずるガスが流通するガス通路と、前記ガス通路に配置され前記ガスと熱交換する水管群を有する熱交換器と、前記水管群に向けて蒸気を噴出する蒸気噴出手段と、煤洗浄実行条件にガス流量を含ませて前記蒸気噴出手段を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. The invention according to
請求項1の発明によれば、煤洗浄実行条件に燃焼によって生ずるガス流量を含ませているので、ガス流量が多いときに蒸気噴射を行うことで、白煙の形成を抑制できる。
According to the invention of
請求項2の発明は、請求項1において、ガス流量が前記蒸気噴出手段からの蒸気噴出量に対して設定されるガス流量以上の時を煤洗浄実行条件に含むことを特徴としている。
The invention of
請求項2の発明によれば、燃焼によって生ずるガス流量が設定ガス流量以上の時蒸気噴射が行われるので、白煙の形成を抑制できる。 According to the second aspect of the present invention, since the vapor injection is performed when the gas flow rate generated by combustion is equal to or higher than the set gas flow rate, the formation of white smoke can be suppressed.
請求項3の発明は、請求項1において、前記ガス通路を流通するガス流量が大流量と小流量とに変化するように構成され、ガス流量が大流量の時を煤洗浄実行条件に含むことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the flow rate of the gas flowing through the gas passage is configured to change between a large flow rate and a small flow rate. It is characterized by.
請求項3の発明によれば、燃焼によって生ずるガス流量が大流量の時蒸気噴射が行われるので、白煙の形成を抑制できる。
According to the invention of
この発明によれば、蒸気噴射による白煙の形成を抑制でき、使用者に徒に不安を与えることが無くなる。 According to this invention, the formation of white smoke due to steam injection can be suppressed, and the user is not worried.
つぎに、この発明の実施の形態を説明する。この発明の実施の形態は、ボイラの給水予熱器(エコノマイザ)などの熱交換器の煤洗浄装置に適用される。ボイラは、好ましくは液体燃料を燃焼させるバーナを用いたボイラとするが、これに限定されるものではない。
前記ボイラは、蒸気ボイラおよび排熱ボイラを含む。煤洗浄は、スートブローと称することもできる。
Next, an embodiment of the present invention will be described. The embodiment of the present invention is applied to a soot washing device for a heat exchanger such as a boiler feed water preheater (economizer). The boiler is preferably a boiler using a burner that burns liquid fuel, but is not limited thereto.
The boiler includes a steam boiler and a waste heat boiler. The soot washing can also be called soot blow.
この発明の実施の形態は、燃焼によって生ずるガス(以下、単に「ガス」という。)流量が流通するガス通路と、前記ガス通路に配置され前記ガスと熱交換する水管群を有する熱交換器と、前記水管群に向けて蒸気を噴出する蒸気噴出手段と、煤洗浄実行条件にガス流量を含ませて前記蒸気噴出手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。前記ガスは、燃焼完結ガスと燃焼反応中ガスを含み、燃焼ガスと称することもできる。 An embodiment of the present invention includes a gas passage through which a flow rate of gas generated by combustion (hereinafter simply referred to as “gas”) flows, and a heat exchanger having a water pipe group disposed in the gas passage and exchanging heat with the gas. And a steam jetting means for jetting steam toward the water tube group, and a control means for controlling the steam jetting means by including a gas flow rate in the soot washing execution condition. The gas includes a combustion completion gas and a combustion reaction gas, and may be referred to as a combustion gas.
この実施の形態によれば、煤洗浄が必要となると、蒸気噴出手段から蒸気を噴出させるが、実際に蒸気を噴出噴出させる蒸気噴射実行条件にガス流量を含ませているので、蒸気噴射をガス流量が多い時とすることで白煙の生成が抑制される。 According to this embodiment, when soot cleaning is required, the steam is ejected from the steam ejection means, but since the gas flow rate is included in the steam injection execution condition for actually ejecting and ejecting the steam, The generation of white smoke is suppressed when the flow rate is high.
前記ガス通路およびガス流量につき説明する。前記ガス通路は、好ましくは、ボイラの燃焼完結ガスが流通する排ガス通路とするが、これに限定されるものではなく、燃焼反応中ガスが流通するガス通路とすることができる。前記ガスは、好ましくは、液体燃料バーナにより形成されるガスとするが、これに限定されるものではない。前記ガス通路を流通するガス流量は、前記バーナの燃焼量に応じて変化する。前記バーナが高燃焼と低燃焼とに段階的に切り替えられるものである場合は、前記ガス通路のガス流量は、大流量と小流量とに段階的に変化し、前記バーナの燃焼量が連続的に調整するものである場合は、前記ガス通路のガス流量が連続的に変化する。 The gas passage and the gas flow rate will be described. The gas passage is preferably an exhaust gas passage through which the combustion completion gas of the boiler flows. However, the gas passage is not limited to this and may be a gas passage through which a gas during combustion reaction flows. The gas is preferably a gas formed by a liquid fuel burner, but is not limited thereto. The flow rate of the gas flowing through the gas passage changes according to the amount of combustion of the burner. In the case where the burner can be switched in stages between high combustion and low combustion, the gas flow rate in the gas passage changes in steps from a large flow rate to a small flow rate, and the burner combustion amount is continuously increased. In the case of adjusting the gas flow rate, the gas flow rate in the gas passage changes continuously.
前記熱交換器につき説明する。前記熱交換器は、ガスによって内部を流通する水が間接的に加熱される水管群を有している。前記水管群は、ガスの流れと交叉する方向に延びる水管をガスと交叉する方向およびガスの流れる方向にそれぞれ複数列配置されるものとする。前記水管群の配列は、好ましくは、碁盤目配列とするが、千鳥配列とすることもできる。前記水管群は、好ましくは、伝熱フィン付きのものとするが、裸管であってもよい。前記水管群は、各水管が、内部を流れる水が互いに並行となるように一対のヘッダにより連結されるタイプ、内部を流れる水が直列となるように連結されるタイプおよびこれらの両タイプが混在したタイプを含む。 The heat exchanger will be described. The heat exchanger has a water tube group in which water flowing inside is indirectly heated by gas. The said water pipe group shall be arrange | positioned in multiple rows, respectively in the direction which crosses the water pipe which extends in the direction which crosses the flow of gas, and the flow direction of gas. The arrangement of the water tube groups is preferably a grid arrangement, but may be a staggered arrangement. The water tube group is preferably provided with heat transfer fins, but may be a bare tube. The water tube group includes a type in which each water tube is connected by a pair of headers so that the water flowing in the interior is parallel to each other, a type in which the water flowing in the interior is connected in series, and both of these types are mixed Type included.
つぎに、前記蒸気噴出手段につき説明する。前記蒸気噴出手段は、前記水管群を碁盤目配列とした場合、好ましくは、噴出される蒸気の噴出流が水管群の隙間を狙うように多数の蒸気噴出口を有した複数の蒸気噴出管から構成される。これらの蒸気噴出管は、好ましくは、前記熱交換器の上流側に設けられ、さらに好ましくは、上流に加えて前記熱交換器の途中に配設される。 Next, the steam jetting means will be described. In the case where the water pipe group is arranged in a grid pattern, the steam jetting means is preferably a plurality of steam jet pipes having a plurality of steam jet outlets so that the jet flow of the jetted steam aims at the gaps of the water pipe group. Composed. These steam ejection pipes are preferably provided on the upstream side of the heat exchanger, and more preferably, disposed in the middle of the heat exchanger in addition to the upstream.
また、前記蒸気噴出手段は、好ましくは、前記水管群に向けて蒸気をガスの流れと並行となるように噴出するように構成される。この構成によれば、噴出される蒸気が前記ガス通路を流れるガスと対向流でなく、並行に流れるので、圧損の増大を低減でき、前記バーナの燃焼性への影響を極力低減できる。 Further, the steam ejection means is preferably configured to eject steam toward the water tube group so as to be parallel to the gas flow. According to this configuration, since the jetted steam flows in parallel with the gas flowing in the gas passage instead of the counterflow, an increase in pressure loss can be reduced, and the influence on the burnability of the burner can be reduced as much as possible.
さらに、前記制御手段につき説明する。前記制御手段は、煤洗浄が必要な条件(煤洗浄必要条件)を判断した時であって、煤洗浄実行条件を満たしたときに前記蒸気噴出手段から蒸気を噴出して煤洗浄を実行する。煤洗浄実行条件は、少なくともガス流量を考慮したものとし、さらに好ましくは、ガス流量に加えて蒸気圧力を考慮したものとする。ここにおいて、ガス流量は燃焼によって生ずるガスの流量であり、所定温度以上のガスである。 Further, the control means will be described. The control means performs the soot washing by ejecting steam from the steam ejecting means when the condition requiring soot washing (required soot washing condition) is satisfied and the soot washing execution condition is satisfied.煤 The conditions for cleaning execution shall at least consider the gas flow rate, and more preferably consider the vapor pressure in addition to the gas flow rate. Here, the gas flow rate is a gas flow rate generated by combustion, and is a gas having a predetermined temperature or higher.
煤洗浄実行条件のガス流量設定は、好ましくは、蒸気噴出手段からの蒸気噴出量に対して設定される設定ガス流量以上の時煤洗浄を実行するように行われ、または前記ガス通路
の流量が大流量と小流量とに変化する場合には、大流量の時煤洗浄を実行するように行われる。設定ガス流量は、実験的に求められる。前記煤洗浄実行条件は、蒸気噴出実行条件または煤洗浄可能条件と称しても良い。
The gas flow rate setting in the soot cleaning execution condition is preferably performed so as to execute soot cleaning when the gas flow rate is equal to or higher than the set gas flow rate set with respect to the steam ejection amount from the steam ejection means, or the flow rate of the gas passage is When the flow rate changes between a large flow rate and a small flow rate, the cleaning is performed so as to perform hourly washing at a large flow rate. The set gas flow rate is obtained experimentally. The soot cleaning execution condition may be referred to as a steam ejection execution condition or a soot cleaning condition.
また、煤洗浄実行条件の蒸気圧の設定は、好ましくは、蒸気噴出管内の蒸気圧力が設定値以上の時とするが、蒸気噴出管以外の蒸気圧力とすることもできる。このように、煤洗浄実行条件に蒸気圧力を加えることにより、所定の蒸気噴出速度と噴出蒸気量を確保でき、煤洗浄を確実なものとすることができる。 Further, the setting of the vapor pressure in the soot washing execution condition is preferably when the vapor pressure in the vapor ejection pipe is equal to or higher than a set value, but may be a vapor pressure other than the vapor ejection pipe. Thus, by applying the steam pressure to the soot cleaning execution condition, it is possible to secure a predetermined steam jetting speed and the amount of jetted steam, and to ensure soot cleaning.
前記煤洗浄必要条件としては、好ましくは、前記バーナ燃焼積算時間が設定積算時間以上となった時とする。この実施の形態では、煤洗浄を比較的頻繁に行うことで煤の水管群への固着を防止すべく設定され、その煤洗浄の頻度は、ボイラの使用状況(燃料成分やバーナのON−OFF回数など)により調整される。 The soot cleaning requirement is preferably when the burner combustion integrated time becomes equal to or greater than the set integrated time. In this embodiment, soot cleaning is performed relatively frequently to prevent sticking of the soot to the water tube group, and the frequency of soot cleaning depends on the boiler usage status (ON / OFF of fuel components and burner). Etc.).
この発明のボイラの煤洗浄装置を水管ボイラの一種である貫流式の蒸気ボイラに適用した実施例について、以下に図面に従い説明する。図1は、この発明の一実施例を適用した蒸気ボイラの説明図であり、図2は、同実施例の制御回路図であり、図3は、同実施例の制御手順を示すフローチャート図である。 An embodiment in which the boiler soot washing apparatus of the present invention is applied to a once-through steam boiler which is a kind of water tube boiler will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of a steam boiler to which an embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a control circuit diagram of the embodiment, and FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the embodiment. is there.
図1において、ボイラ1は、低燃焼と高燃焼とに切り替えられるバーナ2へ燃焼用空気を供給する送風機3,缶体4への給水を予熱する給水予熱器5,水位検出器6,前記缶体4に接続される気液分離器7,気液分離器7にて分離された蒸気を蒸気使用設備(図示省略)へ供給する第一蒸気管8,前記気液分離器7と前記缶体4との管に接続される降水管9などを備えている。
In FIG. 1, a
前記給水予熱器5は、前記バーナ2からの燃焼完結ガス(以下、単に「ガス」という。)が流通するガス通路10内に設置される。前記給水予熱器5は、互いにガスの流通を許容する間隙を存して配設され、ガスの流れと交叉する方向(この実施例では水平方向)の多数の水管11,11,…からなる水管群12により構成されている。この水管群12は、ガスと交叉する方向(図1において横方向)に5列,ガス流れ方向(同図1において上下方向)に8列の水管11,11,…から碁盤目に配列される。これら各水管11は互いに直列に連通接続されている。
The
この実施例の煤洗浄装置13は、前記第一蒸気管8から分岐される第二蒸気管14と、この第二蒸気管14に接続される第一蒸気噴出管15,第二蒸気噴出管16とから主に構成される。前記第二蒸気管14には、蒸気の噴出を制御する弁17と、第二蒸気管14内の蒸気圧力を検出する圧力センサ18とを有している。
The
前記第一蒸気噴出管15および前記第二蒸気噴出管16は、それぞれ図示の如く前記水管群12のガス流れに対して上流側および中段において、各水管7列の隙間を狙うように、かつガスの流れと並行(ガス流れと同じ方向)に蒸気が噴出されるように多数の蒸気噴出口(図示省略)を形成している。
The first
つぎに、この実施例の制御回路を図2に従い説明する。図2において、ボイラの制御器19は、前記水位検出器6,前記圧力センサ18などの信号を入力し、前記バーナ2,前記送風機3,前記弁17,煤洗浄が必要なことを表示する第一表示器(スートブローランプ)20,煤洗浄が実行されていることを表示する第二表示器(スートブロー実行ランプ)21,電源が投入されていることを示す第三表示器(電源ランプ)22などを図3に示すような制御手順により制御する。前記第一表示器20〜前記第三表示器22は、ボイラ
1の制御パネル(図示省略)に設けられる。また、前記第一表示器20〜前記第三表示器22は、一つの表示器に機能を統合して表示するように構成することができる。
Next, the control circuit of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the
ここで、図3に従い、この実施例の煤洗浄方法を説明する。図3において、処理ステップS1(以下、処理ステップSNを単にSNという。)において、ボイラ1の電源が投入されると、S2で前記第三表示器22を点灯し、S3で燃焼入力,すなわち前記制御器19において低燃焼または高燃焼のいずれかを指示する燃焼信号が出されているかどうかを判定する。前記燃焼信号は、具体的には燃料弁(図示省略)への開指示信号である。
Here, according to FIG. 3, the soot washing method of this embodiment will be described. In FIG. 3, when the power of the
S3で、YESが判定されると、S4へ移行して、燃焼信号が出されている時間を積算する燃焼時間積算タイマのカウントを開始する。S5にて予め定めた燃焼時間(たとえば5時間)が積算されると、S6へ移行して、前記第一表示器20を点灯して、煤洗浄が必要な条件となっていることを知らせる。S3で、燃焼入力がない場合には、S16へ移行して燃焼時間積算タイマのカウントを停止し、S3へ戻る。また、S5で、NOが判定されると、S3へ戻る。
If YES is determined in S <b> 3, the process proceeds to S <b> 4, and counting of a combustion time integration timer that integrates the time during which the combustion signal is output is started. When a predetermined combustion time (for example, 5 hours) is accumulated in S5, the process proceeds to S6, and the
S5で、YESが判定されても直ちに蒸気噴射は行わない。すなわち、S7にて、前記圧力センサ18による検出圧力が、設定値(例えば、0.5Mpa)以上かどうかを判定し、かつS8にて、高燃焼が行われているかどうかを判定する。この二つの条件が満たされると、S9へ移行して、前記弁17を開き、S10へ移行して、前記第二表示器21を点灯して煤洗浄が行われていることを表示する。そして、S11にて、煤洗浄実行時間タイマによる積算を開始し、S12にて設定時間(例えば、1分)がカウントされると、S13にて前記弁17を閉じて煤洗浄を終了し、S14にて前記第二表示器21を消灯し、S15にて燃焼時間積算タイマおよび煤洗浄時間積算タイマをリセットし、S3へ戻る。
Even if YES is determined in S5, the steam injection is not performed immediately. That is, in S7, it is determined whether or not the pressure detected by the
煤洗浄中であっても前記の二つの条件が満たされないときは、煤洗浄が中断される。すなわち、S7,S8のいずれかにおいて、NOが判定されると、S17へ移行し、前記弁17を閉じて、煤洗浄が停止され、S18にて前記第二表示器21を消灯し、S19において、煤洗浄時間積算タイマのカウントを停止し、S7へ戻る。
If the above two conditions are not satisfied even during the soot washing, the soot washing is interrupted. That is, if NO is determined in any of S7 and S8, the process proceeds to S17, the
以上のように、煤洗浄が実行されるが、煤洗浄が必要と判定されても、直ちに煤洗浄を行わず、適切な煤洗浄が可能な条件を満たしたときに、煤洗浄が実行される。この実施例では、高燃焼の条件下で、蒸気が噴出され、煤洗浄が行われる。高燃焼の条件下では、好ましくは、ガス流量が前記第一蒸気噴出管15および前記第二蒸気噴出管16からの蒸気噴出量に対して設定される設定燃焼完結ガス流量以上という蒸気噴出条件を満たされるものとする。こうして、高燃焼の条件下で、蒸気噴射を行うことにより白煙の生成が抑制される。また、蒸気圧力が設定値以上のとき、蒸気噴射が行われるので、適切な蒸気噴射速度と噴射量を確保することができ、好適な煤洗浄を行える。
As described above, the soot washing is performed. Even if it is determined that the soot washing is necessary, the soot washing is not performed immediately, and the soot washing is performed when a condition capable of appropriate soot washing is satisfied. . In this embodiment, steam is spouted and soot washing is performed under high combustion conditions. Under the condition of high combustion, it is preferable that the gas ejection condition is such that the gas flow rate is equal to or higher than the set combustion completion gas flow rate set with respect to the vapor ejection amounts from the first
さらに、前記第一蒸気噴出管15および前記第二蒸気噴出管16からの蒸気噴出は、ガス通路10のガスに並行に噴射され、加えて水管群12の水管11の隙間を狙って噴射されるので、前記ボイラ1の前記缶体4の炉圧上昇を防止でき、燃焼性への影響を少なくできる。
Further, the steam jets from the first
1 ボイラ
3 給水予熱器(熱交換器)
8 ガス通路
13 煤洗浄装置
1
8
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