JP2007107789A

JP2007107789A - ボイラ設備の据付工法

Info

Publication number: JP2007107789A
Application number: JP2005297878A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Tatsuhira; 和樹立平; Yukitaka Machida; 幸隆町田; Tadayoshi Mariyama; 忠義鞠山
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-26
Also published as: CA2560050A1; AU2006220355A1; CA2560050C; US20070089296A1; AU2006220355B2; US8251298B2

Abstract

【課題】据付け期間が短縮できるボイラ設備の据付け工法を提供する。
【解決手段】鉄骨で構成されたボイラ建屋３４と、ボイラ建屋３４内の上部から吊り下げられたボイラ本体３５を備えたボイラ設備の据付け工法において、ボイラ建屋３４の一部を建設し、その一部建設ボイラ建屋の上部からボイラ本体３５の一部を吊り下げ、一部建設ボイラ建屋に残りの鉄骨部分を追設してボイラ建屋３４の建設を行ないながら、ボイラ本体３５の残りの部分を追設してボイラ本体３５を完成することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明はボイラ設備の据付工法に係り、特にその据付工期が大幅に短縮できる据付工法に関する。

第１１図は、発電用の一般的なボイラ設備の概略構成図である。
ボイラ本体１は周囲及び上部を鉄骨２で構成されたボイラ建屋３内に配置され、ボイラ建屋３の上部を横切るトップガーダ４より、スリングボルトを介して吊下げられている。

ボイラ本体１への燃焼用２次空気は、押込ファン、空気予熱器５、ウインドボックス６などを経てバーナ上部の火炉燃焼室へと導かれる。また、石炭燃料運搬用空気は、前記空気予熱器５から一次空気ダクト７を経てミル８へ導かれる。

燃料となる石炭はバンカ９に貯留されており、給炭機１０で計量されながらミル８に供給されて、所定の粒径に粉砕される。ミル８で生成された微粉炭は、前記石炭燃料運搬用空気とともにフューエルパイプを通って、ウインドボックス６内に設置されたバーナに供給され、火炉燃焼室で燃焼される。

火炉燃焼室で燃焼して生成した高温の燃焼ガスは、ボイラ本体１の煙道内に設置されている２次過熱器１１，３次過熱器１２，再熱器１３，１次過熱器１４，節炭器１５などの内部を流通する内部流体と熱交換される。熱交換された燃焼ガスは、節炭器出口ガスダクト１６，脱硝装置，空気予熱器５，空気予熱器出口ガスダクト１７を通って、ボイラ建屋３外の機器へ導かれる。

一方、ボイラ本体１への給水はボイラ建屋３外の復水器から主給水管を通って節炭器１５を始めとする前記各種熱交換器へ導かれ、熱交換により高温、高圧の蒸気となり、主蒸気管を通ってボイラ建屋３外の高圧タービンへ導かれる。

中圧タービンからの蒸気は低温再熱蒸気管を介して再熱器１３へと導かれ、再熱された蒸気は高温再熱蒸気管を通ってボイラ建屋３外の低圧タービンへ導かれる。

図１２〜図２１は、従来のボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。これらの図において図１３、図１５、図１７、図１９、図２１は図１２、図１４、図１６、図１８、図２０のそれぞれのＡ−Ａ視図である。

まず図１２ならびに図１３に示すように、所定本数の１節鉄骨柱２１を建て、その１節鉄骨柱２１間に第１床梁、床２２と第２床梁、床２３を設置する。次に図１４ならびに図１５に示すように、前記１節鉄骨柱２１の上に２節鉄骨柱２４を建て、その２節鉄骨柱２４間に第３床梁、床２５と第４床梁、床２６を設置する。次に図１６ならびに図１７に示すように、２節鉄骨柱２４の上に３節鉄骨柱２７を建て、その３節鉄骨柱２７間に第５床梁、床２８と第６床梁、床２９を設置する。次に図１８ならびに図１９に示すように、３節鉄骨柱２７の上に４節鉄骨柱３０を建て、その４節鉄骨柱３０間に第７床梁、床３１と第８床梁、床３２とトップガーダ３３を設置してボイラ建屋３４の建設を終了する。

しかる後、図２０ならびに図２１に示すように、前記トップガーダ３３を使用してボイラ建屋３４の上側からボイラ本体３５を吊り下げる。また、ダクト３６、バンカ３７、給炭機３８、フューエルパイプ３９、スートブロワ４０、各種配管、ケーブルトレイ４１、手摺、電気盤などをクレーン、仮設モノレール、チェンブロックなどを使って、ボイラ建屋３４の側面より搬入し、位置設定し溶接固定して、ボイラ設備の据付けを終了する。

このように従来のボイラ設備の据付け工法は、鉄骨の製作からそれを現地で据付けてボイラ建屋を建設するまでの一貫作業を鉄骨製作メーカが行なっていた。そしてボイラ建屋内に設置するダクト、バンカ、給炭機、フューエルパイプ、スートブロワ、各種配管、ケーブルトレイ、手摺、電気盤などは、ボイラ建屋が完成してから搬入して据付けていた。

そのためボイラ建屋建設後に各種機器類や付属部材類の搬入作業、設置作業などが集中すること、ダクトや配管等の設置作業が全て高所作業となり作業能率が悪いこと、限られた空間での作業のため作業が制限され工程が長くなること、高所での危険作業時間が多く、建設コストが高く、事故の確立が高くなるなどの問題があった。

また、複数の部材を組み合わせてユニット化し、それをクレーンで設定場所の上部に吊り上げてから降ろして設置する場合、既に設置済みの梁、柱、各種機器、付属部材などが邪魔になるため、ユニットの搬入、設置が困難であるなどの問題があった。

このような問題を解消するため、本発明者らは図２２〜図３１に示すようなボイラ設備の据付け工法を先に検討した。これらの図において図２３、図２５、図２７、図２９、図３１は図２２、図２４、図２６、図２８、図３０のそれぞれのＡ−Ａ視図である。

まず図２２ならびに図２３に示すように、所定本数の１節鉄骨柱２１を建てながら、その１節鉄骨柱２１間に第１フロワユニット４５を設置する。フロワユニットは、少なくとも床の梁ならびに床を有し、予めクレーンの吊り制限荷重内に組立てて構成したものである。

前記第１フロワユニット４５上には、ダクトブロック４７、フューエルパイプブロック４８、ケーブルトレイ４９、ミルなどが搬入されて、設置される。第１フロワユニット４５の上方に第２フロワユニット５０が設置され、ダクトブロック４７や給炭機５１の搬入、取り付けが行われる。

次に図２４ならびに図２５に示すように、２節鉄骨柱２４を建て、その２節鉄骨柱２４間に第３フロワユニット５２と第４フロワユニット５３を設置するとともに、バンカコーンブロック５７、配管５５ならびにスートブロワ５６などを搬入して設置する。

次に図２６ならびに図２７に示すように、３節鉄骨柱２７を建て、その３節鉄骨柱２７間に第５フロワユニット５８を設置するとともに、配管５５ならびにスートブロワ５６などを搬入して設置する。

そして第５フロワユニット５８の上方に第６フロワユニット５９を設置するとともに、配管スキッド６０ならびにバンカシリンダブロック６０などを搬入して設置する。前記配管スキッド６０は、少なくとも配管と弁を一体に連結したものである。

次に図２８ならびに図２９に示すように、４節鉄骨柱３０を建てて、配管５５などを搬入して設置した後、その４節鉄骨柱３０間に第７フロワユニット６１ならびに第８フロワユニット６２を設置するとともに、トップガーダ３３を搬入して設置する。

次に図３０ならびに図３１に示すように、ボイラ建屋３４の後面開口部６４からボイラ本体３５を搬入し、ボイラ本体３５をジャッキによって所定の高さまで上昇して、スリングボルトを介してトップガーダ３３に吊り下げる。ボイラ建屋３４の建設と並行して搬入できなかった他の機器類や付属部材などは、ボイラ建屋３４の建設が終了した後に搬入、設置することができる。

この据付け工法によれば、ボイラ建屋内に設置される各種機器類や付属部材類の多くを高所でなく、地上付近で組立てでき、鉄骨と同様にクレーンで直接組立てができるため、作業の安全性の向上が図れ、ボイラ建設期間中の作業量の平準化、作業能率の向上から建設コストの低減が図れる。

なお、ボイラ設備の据付け工法に関しては、例えば下記のような特許文献を挙げることができる。
特開平０７−０９１６０３号公報特開平０８−１１４３０２号公報特開平０８−２６１４０５号公報特開平１１−２１１００３号公報特開２００２−０９８３０４号公報特開２００２−２１３７０７号公報

ところが図２２〜図３１に示すボイラ設備の据付け工法においても難点がない訳ではない。図３２は、ボイラ設備の各ゾーンを示す概略平面図である。ボイラ設備は同図に示すように、ボイラ設備の前方から両側に延びる第１ゾーン６５と、ボイラ設備の後方となる第２ゾーン６６と、第１ゾーン６５と第２ゾーン６６に囲まれた内側の第３ゾーン６７とに大きく分けることができる。

前述の先に検討したボイラ設備の据付け工法では、第１ゾーン６５の建設が終わってからボイラ本体を吊り下げるための梁をボイラ建屋の上部に設置し、ボイラ本体を第２ゾーン６６から第３ゾーン６７に搬入して、それを前記梁に吊り下げ、その後必要個所に保温材などを施設する工法をとっていた。

このためボイラ設備の据付け作業期間は、大まかに分類すると、鉄骨建設・機器設置期間、ボイラ本体据付け期間、保温材施工期間の３つに分けられ、それぞれについて一定の工事期間を確保していた。一例として事業用７００ＭＷクラスの石炭焚ボイラ設備では、それぞれ７ヶ月、９ヶ月、８ヶ月の合計２４ヶ月程度の工期を確保する必要があった。

しかしながら、昨今、キャッシュフロの観点や早期営業運転開始による早期売電開始の観点から工期短縮のニーズが高く、これに十分に応えることができない状況にある。特に建設場所が内陸に位置する場合は、製品を大型化して現地へ搬入することができず、難題であった。

本発明の目的は、このような難点を解消し、据付け工期を大幅に短縮することが可能なボイラ設備の据付け工法を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明の第1の手段は、鉄骨で構成されたボイラ建屋と、そのボイラ建屋内の上部から吊り下げられたボイラ本体とを備えたボイラ設備の据付け工法において、
前記ボイラ建屋の一部を建設し、その一部建設ボイラ建屋の上部から前記ボイラ本体の一部を吊り下げ、前記一部建設ボイラ建屋に残りの鉄骨部分を追設してボイラ建屋の建設を行ないながら、前記ボイラ本体の残りの部分を追設してボイラ本体を完成することを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記ボイラ建屋に残りの鉄骨部分を追設しながら、前記ボイラ本体に付設される各種機器類およびそれに付属する付属部材類を建設中のボイラ建屋内に搬入して設置することを特徴とするものである。

本発明は前述のようにボイラ建屋の建設とボイラ本体の完成が併行して行なわれるから、据付け工期の大幅な短縮が図れる。

次に本発明の実施形態を図と共に説明する。図１〜図１０は、実施形態に係るボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。これらの図において図２、図４、図６、図８、図１０は図１、図３、図５、図７、図９のそれぞれのＡ−Ａ視図である。

まず図１ならびに図２に示すように、前記第１ゾーン６５において、ボイラ本体を吊り下げるために最小限必要な鉄骨柱（第１〜第４鉄骨柱２１、２４、２７、３０）を建てるとともに、その最小限必要な鉄骨柱（第１〜第４鉄骨柱２１、２４、２７、３０）の各間に第１〜第８フロワユニット４５，５０，５２，５３，５８，５９，６１，６２を設置し、前記鉄骨柱の上部にトップガーダ３３を設置する。

このボイラ本体を吊り下げるために最小限必要な鉄骨柱（第１〜第４鉄骨柱２１、２４、２７、３０）は、例えば図２に示すようにボイラ建屋の幅方向の中央部分に相当する第１〜第４鉄骨柱２１、２４、２７、３０で、最も下部の第１鉄骨柱２１を除いて、ボイラ建屋の幅方向の両側部分に相当する第２〜第４鉄骨柱２４、２７、３０はこの時点ではまだ建てられていない。

鉄骨は柱と梁で構成され、各接合部は例えばＬ形などの金具とボルトで連結される。柱は、上下に複数分割されたものを現地で組立てて使用する。

フロワユニットは、少なくとも床の梁ならびに床を有し、予めクレーンの吊り制限荷重内に組立てて構成したものである。床は、鉄骨の梁の上に設置され、床梁、グレーチング又はチェッカプレートなどで構成され、各々は溶接接続されている。このフロワユニットは、前記鉄骨の梁や柱との取り合いを簡便にするため、取合い部に取合い金具が装備されており、この取合い金具を介してフロワユニットを各節の鉄骨柱間に設置される。

なお、第１鉄骨柱２１と第１フロワユニット４５ならびに第２フロワユニット５０は、第１ゾーン６５のほぼ全域にわたって設置され、これらは前記第２〜第４鉄骨柱２４、２７、３０の支持、補強に役立っている。

前記第１フロワユニット４５上には、ダクトブロック４７、フューエルパイプブロック４８、ケーブルトレイ４９、ミル４２などが搬入されて、設置される。ダクトブロック４７、フューエルパイプブロック４８、ケーブルトレイ４９は第１フロワユニット４５と別に搬入してもよいし、一緒に搬入してもよい。例えばフロワユニット４５とダクトブロック４７を一体にして搬入したり、フロワユニット４５とフューエルパイプブロック４８を一体にして搬入すると作業効率が良い。

ダクトブロック４７やフューエルパイプブロック４８などの機器のブロック化ならびにそれらとフロワユニット４５との一体化は、据付け現場の近くあるいは工場で行なわれる。

矩形ダクトはケーシングがボックス状に形成され、ダクト内部にサポートを有し、外部には保温材と外装板が施され、途中にダンパやエキスパンションジョイントが取付けられる。丸ダクトはケーシングが円筒形に形成され、外部に保温材と外装板が施され、途中にエキスパンションジョイントが取付けられる。

前記ダクトブロック４７は、少なくともダクトケーシングパネル、内部サポート、ダンパを有し、予めクレーンの吊り制限荷重内で組立ててブロック状に構成されている。

フューエルパイプは、直管とベント管と連結金具とこれらを鉄骨に支持するためのサポート部材で構成される。前記フューエルパイプブロック４８は、少なくともフューエルパイプとその支持装置（サポート部材）を有し、クレーンの吊り制限荷重内で組立ててブロック状に構成されている。

次に図３ならびに図４に示すように、前記トップガーダ３３にスリングボルトを介してボイラ本体３５の上の部分を吊り下げるとともに、２節鉄骨柱２４の残り部分を建て、第２フロワユニット５０の上にダクトブロック４７や給炭機５１を搬入して取り付ける。その後、２節鉄骨柱２４間に第３フロワユニット５２と第４フロワユニット５３を設置するとともに、バンカコーンブロック５７、配管５５などを搬入して設置する。

バンカブロック５４（バンカコーンブロック５７ならびに後述のバンカシリンダブロック６０）は、バンカの構成部品をクレーンの吊り制限荷重内でリング状に組立てたものである。

前記配管５５は、工場から現地までの輸送制限内の大きさ（長さ）に製作された長尺状のものである。

次に図５ならびに図６に示すように、前記トップガーダ３３にボイラ本体３５の中間部分を吊り下げるとともに、前記第４フロワユニット５３上にスートブロワ５６を設置した後、３節鉄骨柱２７の残り部分を建て、その３節鉄骨柱２７間に第５フロワユニット５８ならびに第６フロワユニット５９を設置する。そして配管５５、スートブロワ５６ならびにバンカシリンダブロック６０などを搬入して設置する。

次に図７ならびに図８に示すように、前記トップガーダ３３にボイラ本体３５の下の部分を吊り下げるとともに、残りの４節鉄骨柱３０を建てて、その４節鉄骨柱３０間に第７フロワユニット６１ならびに第８フロワユニット６２を設置するとともに、配管５５などを搬入、設置してボイラ建屋３４の建築を終了する。

次に図９ならびに図１０に示すようにボイラ本体３５の最終部分の吊り下げを行ない、その後に節炭器出口ダクト、空気予熱器ならびに空気予熱器出口ダクトなどの搬入、設置が行なわれて、ボイラ設備の据付けが終了する。

図２、図４、図６、図８、図１０に示すように、ボイラ本体３５の吊り下げ作業が順次進行して吊り下げ重力が徐々に増加してくるが、第２〜第４鉄骨柱２４、２７、３０ならびに第３〜第８５２，５３，５８，５９，６１，６２も追設されて、機械的に補強される。

前記実施形態では、ミルやバンカなどをボイラ建屋の前面側に設置する例を示したが、これらをボイラ建屋の側面側に設置することもできる。

本発明の実施形態に係るボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図１のＡ−Ａ視図である。本発明の実施形態に係るボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図３のＡ−Ａ視図である。本発明の実施形態に係るボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図５のＡ−Ａ視図である。本発明の実施形態に係るボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図７のＡ−Ａ視図である。本発明の実施形態に係るボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図９のＡ−Ａ視図である。ボイラ設備の概略構成図である。従来のボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図１２のＡ−Ａ視図である。従来のボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図１４のＡ−Ａ視図である。従来のボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図１６のＡ−Ａ視図である。従来のボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図１８のＡ−Ａ視図である。従来のボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図２０のＡ−Ａ視図である。先に検討したボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図２２のＡ−Ａ視図である。先に検討したボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図２４のＡ−Ａ視図である。先に検討したボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図２６のＡ−Ａ視図である。先に検討したボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図２８のＡ−Ａ視図である。先に検討したボイラ設備の据付け工法を説明するための概略構成図である。図３０のＡ−Ａ視図である。ボイラ設備の各ゾーンを示す概略平面図である。

符号の説明

１：ボイラ本体、２：鉄骨、３：ボイラ建屋、４：トップガーダ、５：空気予熱器、６：フィンドボックス、７：１次空気ダクト、８：ミル、９：バンカ、１０：給炭機、１１：２次過熱器、１２：３次過熱器、１３：再熱器、１４：１次過熱器、１５：節炭器、１６：節炭器出口ダクト、１７：空気予熱器出口ダクト、２１：１節鉄骨柱、２４：２節鉄骨、２７：３節鉄骨柱、３０：４節鉄骨柱、３３：トップガーダ、３４：ボイラ建屋、３６：ダクト、３７：バンカ、３８：給炭機、３９：フューエルパイプ、４０：スートブロワ、４１：ケーブルトレイ、４２：ミル、４５：第１フロワユニット、４６：クレーン、４７：ダクトブロック、４８：フューエルパイプブロック、４９：ケーブルトレイ、５０：第２フロワユニット、５１：給炭機、５２：第３フロワユニット、５３：第４フロワユニット、５４：バンカブロック、５５：配管、５６：スートブロワ、５７：バンカコーンブロック、５８：第５フロワユニット、５９：第６フロワユニット、６０：バンカシリンダブロック、６１：第７フロワユニット、６２：第８フロワユニット、６３：天井梁、６４：後面開口部、６５：第１ゾーン、６６：第２ゾーン、６７：第３ゾーン。

Claims

鉄骨で構成されたボイラ建屋と、そのボイラ建屋内の上部から吊り下げられたボイラ本体とを備えたボイラ設備の据付け工法において、
前記ボイラ建屋の一部を建設し、その一部建設ボイラ建屋の上部から前記ボイラ本体の一部を吊り下げ、前記一部建設ボイラ建屋に残りの鉄骨部分を追設してボイラ建屋の建設を行ないながら、前記ボイラ本体の残りの部分を追設してボイラ本体を完成することを特徴とするボイラ設備の据付工法。
請求項１記載のボイラ設備の据付工法において、前記ボイラ建屋に残りの鉄骨部分を追設しながら、前記ボイラ本体に付設される各種機器類およびそれに付属する付属部材類を建設中のボイラ建屋内に搬入して設置することを特徴とするボイラ設備の据付工法。