JP2007192417A - Soot blower and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,例えばボイラ等の燃焼機関から退出するダストを含む排ガスと,このボイラ等の燃焼機関に進入させて燃焼に用いる空気との間で熱交換を行う回転式空気予熱器が備える円筒形状の回転体に付着したダストを除去するスートブロワ及びスートブロワの制御方法に関する。 The present invention, for example, a cylindrical shape provided in a rotary air preheater that exchanges heat between exhaust gas containing dust that exits a combustion engine such as a boiler and air used for combustion by entering the combustion engine such as a boiler The present invention relates to a soot blower for removing dust adhering to a rotating body of the machine and a control method for the soot blower.
従来公知の回転式空気予熱器は,円筒形状の本体の内部を2つの半円柱形状の通路に分割し,これら2つの半円柱形状通路の一方を,例えばボイラ等の燃焼機関から退出した排ガスが流れる排ガス側通路とし,他方を,このボイラ等の燃焼機関に進入する空気が流れる空気側通路とした構成を有する。さらに,隣接して並走するこれらの排ガス側通路及び空気側通路の両方に跨って回転可能な,本体と同心且つ同径の円筒形状に構成した蓄熱材の回転体が設けられている。この回転体は,排ガス側通路を通過する際に排ガスの熱を蓄熱材に蓄熱し,空気側通路を通過する際に蓄熱材に蓄熱している熱を空気に放出することによって,排ガスと空気との熱交換を行ってボイラに供給する空気を加熱することが可能である。 A conventionally known rotary air preheater divides the inside of a cylindrical main body into two semi-cylindrical passages, and one of these two semi-cylindrical passages is exhausted from a combustion engine such as a boiler. The flowing exhaust gas side passage is used, and the other side is an air side passage through which air entering a combustion engine such as a boiler flows. Further, there is provided a rotating body of a heat storage material configured in a cylindrical shape concentrically and with the same diameter as the main body, which can be rotated across both of the exhaust gas side passage and the air side passage that run side by side. This rotating body stores the heat of the exhaust gas in the heat storage material when passing through the exhaust gas side passage, and releases the heat stored in the heat storage material to the air when passing through the air side passage. It is possible to heat the air supplied to the boiler by exchanging heat with it.
上述した回転式空気予熱器を用いて,ダストを含む排ガスと空気との熱交換を行うと,回転体の蓄熱材にはダストが付着する。蓄熱材に付着したダストは,排ガス及び空気が蓄熱材を通過することを阻害し,回転式空気予熱器の熱交換の効率を低下させ,圧力損失を上昇させてしまう。特許文献1では,回転体の蓄熱材に付着したダストを除去するスートブロワによって,この問題の解決を図っている。特許文献1に記載のスートブロワでは,一定速度で回転する回転体の下側の円形表面に向かって一定流量の蒸気(混合物を含有する蒸気)をノズルから噴射し,このノズルを噴射させたまま,例えば径方向に等速度で往復移動させ,回転体の蓄熱材に付着したダストの除去を行っている。
When the above-described rotary air preheater is used to exchange heat between exhaust gas containing dust and air, dust adheres to the heat storage material of the rotating body. The dust adhering to the heat storage material prevents the exhaust gas and air from passing through the heat storage material, lowering the heat exchange efficiency of the rotary air preheater and increasing the pressure loss. In
しかしながら,特許文献1に記載のスートブロワを用いて回転体の蓄熱材に付着したダストを除去する場合には,一定流量の蒸気を噴射するノズルを径方向に等速度で往復移動させているので,円形表面に噴射される蒸気の単位面積当たりの噴射量は,以下で説明するように,径方向の各位置で差が生じてしまう。
However, when removing dust adhering to the heat storage material of the rotating body using the soot blower described in
図1は,一定速度で回転する回転体の下側にある半径R(m)の円形表面Sに向かって一定流量W(ton/min)の蒸気を噴射するノズルNを,等速度V(m/min)で外周部Aから中心部Oまで径方向に等速直線運動させた場合の模式図である。図1を用いて,特許文献1に記載のスートブロワを用いた場合について,外周部Aに噴出される蒸気の単位面積当たりの噴射量δ1(ton/m2)と,中心部Oに噴射される蒸気の単位面積当たりの噴射量δ2(ton/m2)と,を具体的に算出してみる。なお,回転体の回転速度は,ノズルNが径方向に移動する速度Vよりも十分に大きい値であると仮定する。
FIG. 1 shows a nozzle N that injects steam at a constant flow rate W (ton / min) toward a circular surface S having a radius R (m) on the lower side of a rotating body that rotates at a constant speed. / Min) is a schematic diagram in the case where the linear motion is performed in the radial direction from the outer peripheral portion A to the central portion O. With reference to FIG. 1, when the soot blower described in
外周部Aから出発したノズルNは,所定時間t(min)経過後に位置Bまで進行する。AB=Vt(m)なので,外周部Aから位置Bまで進行する時間(即ち,所定時間t(min))の間にノズルNが蒸気を噴射する外周部A付近の面積S1(m2)は,S1=半径OAの円形部分−半径OBの円形部分=πR2−π(R−Vt)2である。一方,CO=Vt(m)であるので,ノズルNは,位置Cに達してから所定時間t(min)経過後に中心部Oに到達する。従って,位置Cから中心部Oまで進行する時間(即ち,所定時間t(min))の間にノズルNが蒸気を噴射する中心部O付近の面積S2(m2)は,S2=π(Vt)2である。(なお,図1に示す模式図が成立するためには,所定時間t(min)がR>Vtの関係を満たしている必要がある。) The nozzle N starting from the outer peripheral portion A advances to the position B after a predetermined time t (min) has elapsed. Since AB = Vt (m), the area S 1 (m 2 ) in the vicinity of the outer periphery A where the nozzle N injects steam during the time required to travel from the outer periphery A to the position B (ie, the predetermined time t (min)). S 1 = circular portion with radius OA−circular portion with radius OB = πR 2 −π (R−Vt) 2 . On the other hand, since CO = Vt (m), the nozzle N reaches the center O after the elapse of a predetermined time t (min) after reaching the position C. Accordingly, the area S 2 (m 2 ) in the vicinity of the central portion O where the nozzle N injects steam during the time required to travel from the position C to the central portion O (ie, the predetermined time t (min)) is S 2 = π (Vt) 2 (For the schematic diagram shown in FIG. 1 to hold, the predetermined time t (min) needs to satisfy the relationship of R> Vt.)
ノズルNが単位時間に噴射する蒸気の噴射量は,既述したようにW(ton/min)なので,ノズルNが外周部Aに噴出する蒸気の単位面積当たりの噴射量δ1(ton/m2)は,δ1=W/S1である。また,ノズルNが中心部Oに噴射する蒸気の単位面積当たりの噴射量δ2(ton/m2)は,δ2=W/S2である。これらδ1,δ2に上述のS1,S2の値を用いると,δ1,δ2の比は,δ1/δ2=S2/S1={π(Vt)2}/[πR2−π{R−(Vt)2}]=Vt/(2R−Vt)である。記述したようにR>Vtであるので,δ1/δ2<1となり,ノズルNが中心部Oに噴射する蒸気の単位面積当たりの噴射量δ2(ton/m2)の値の方が,ノズルNが外周部Aに噴出する蒸気の単位面積当たりの噴射量δ1(ton/m2)の値よりも大きい(δ1<δ2)。 Since the amount of steam injected by the nozzle N per unit time is W (ton / min) as described above, the amount of steam δ 1 (ton / m per unit area) of the steam ejected from the nozzle N to the outer peripheral portion A. 2 ) is δ 1 = W / S 1 . Further, the injection amount δ 2 (ton / m 2 ) per unit area of the steam injected from the nozzle N to the central portion O is δ 2 = W / S 2 . When the values of S 1 and S 2 described above are used for these δ 1 and δ 2 , the ratio of δ 1 and δ 2 is δ 1 / δ 2 = S 2 / S 1 = {π (Vt) 2 } / [ πR 2 -π {R- (Vt) 2}] = a Vt / (2R-Vt). Since R> Vt as described, δ 1 / δ 2 <1, and the value of the injection amount δ 2 (ton / m 2 ) per unit area of the steam that the nozzle N injects into the central portion O is greater. , Larger than the value of the injection amount δ 1 (ton / m 2 ) per unit area of the steam ejected from the nozzle N to the outer peripheral portion A (δ 1 <δ 2 ).
このため,ノズルNが噴射する流量W(ton/min)の値を,中心部Oの単位面積当たりの噴射量δ2(ton/m2)の値が最適になるように設定すると,外周部Aの単位面積当たりの噴射量δ1(ton/m2)の値が小さくなり過ぎて,外周部Aのダストを完全に除去することができなくなってしまう。 For this reason, when the value of the flow rate W (ton / min) injected by the nozzle N is set so that the value of the injection amount δ 2 (ton / m 2 ) per unit area of the central portion O is optimal, the outer peripheral portion The value of the injection amount δ 1 (ton / m 2 ) per unit area of A becomes too small, and the dust on the outer peripheral portion A cannot be completely removed.
一方,ノズルNが噴射する流量W(ton/min)の値を,外周部Aの単位面積当たりの噴射量δ1(ton/m2)の値が最適になるように設定すると,中心部Oの単位面積当たりの噴射量δ2(ton/m2)の値が大きくなり過ぎて,中心部Oに無駄に蒸気が噴射されてしまい,経費が嵩んでしまう。 On the other hand, when the value of the flow rate W (ton / min) injected by the nozzle N is set so that the value of the injection amount δ 1 (ton / m 2 ) per unit area of the outer peripheral portion A is optimal, the central portion O Since the value of the injection amount δ 2 (ton / m 2 ) per unit area becomes too large, steam is unnecessarily injected into the central portion O, and the cost increases.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり,回転式予熱器の回転体の円形平面に向かって噴射する例えば蒸気等の気体の単位面積当たりの噴射量を,回転体の円形平面全体に亘って最適化することによって,回転体に付着したダストを確実に除去可能にし,且つ従来よりも経済性が向上したスートブロワ及びスートブロワの制御方法を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and the injection amount per unit area of a gas such as steam injected toward the circular plane of the rotating body of the rotary preheater is applied to the entire circular plane of the rotating body. It is an object of the present invention to provide a soot blower and a soot blower control method that can reliably remove dust adhering to a rotating body and that is more economical than the conventional one.
上記課題を解決するために,本発明によれば,ダストを含む排ガスと空気との間で熱交換を行う回転式空気予熱器が備える円筒形状の回転体に付着した前記ダストを除去するスートブロワであって,前記回転体の円形平面に向かって気体を噴射するノズルと,前記ノズルを,前記回転体の円形平面の中心部に向かって気体を噴射する第1の位置及び前記回転体の円形平面の外周部に向かって気体を噴射する第2の位置の間で,径方向に往復して移動させる駆動機構と,前記第1の位置又は前記第2の位置に前記ノズルが到達したことを感知可能なセンサと,前記駆動機構を制御する制御装置とを有し,前記制御装置は,前記ノズルが径方向の位置に応じた所定の移動速度で移動するように,前記駆動機構を制御し,且つ前記センサによって前記ノズルが前記第1の位置又は前記第2の位置に到達したことを感知すると,前記ノズルの移動の向きを反転させるように,前記駆動機構を制御することを特徴とする,スートブロワが提供される。 In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided a soot blower for removing dust adhering to a cylindrical rotating body provided in a rotary air preheater that performs heat exchange between exhaust gas containing dust and air. A nozzle for injecting gas toward the circular plane of the rotating body; a first position for injecting gas toward the center of the circular plane of the rotating body; and the circular plane of the rotating body. And a drive mechanism that reciprocates in the radial direction between the second positions for injecting gas toward the outer periphery of the nozzle, and detecting that the nozzle has reached the first position or the second position And a control device for controlling the drive mechanism, the control device controls the drive mechanism so that the nozzle moves at a predetermined moving speed according to a radial position, And the front by the sensor A soot blower is provided that controls the drive mechanism to reverse the direction of movement of the nozzle when it senses that the nozzle has reached the first position or the second position. .
上記スートブロワにおいて,前記所定の移動速度は,前記ノズルが前記回転体の円形平面に向かって噴射する気体の単位面積当たりの噴射量が,前記回転体の円形平面上で均一になるように設定されていてもよい。 In the soot blower, the predetermined moving speed is set so that an injection amount per unit area of gas injected by the nozzle toward the circular plane of the rotating body is uniform on the circular plane of the rotating body. It may be.
上記スートブロワにおいて,前記回転体の両側にある前記円形平面の一方又は両方に対して,前記ノズル,前記駆動機構,前記センサ及び前記制御装置を有していてもよい。 The soot blower may include the nozzle, the driving mechanism, the sensor, and the control device for one or both of the circular planes on both sides of the rotating body.
上記スートブロワにおいて,前記回転式空気予熱器が,半円柱形状の排ガス側通路及び半円柱形状の空気側通路を備え,前記回転体が前記排ガス側通路及び前記空気側通路に跨って配置されていてもよい。 In the soot blower, the rotary air preheater includes a semi-cylindrical exhaust gas side passage and a semi-cylindrical air side passage, and the rotating body is disposed across the exhaust gas side passage and the air side passage. Also good.
上記スートブロワにおいて,前記ノズルは,前記排ガス側通路に設けられていてもよい。 In the soot blower, the nozzle may be provided in the exhaust gas side passage.
本発明によれば,ダストを含む排ガスと空気との間で熱交換を行う回転式空気予熱器が備える円筒形状の回転体に付着した前記ダストに,ノズルから気体を噴射して除去するスートブロワの制御方法であって,前記回転体を一定の回転速度で回転させ,前記ノズルから前記回転体の円形平面に一定流量の気体を噴射させながら,前記ノズルを,前記円形平面の中心部に向かって気体を噴射する第1の位置及び前記円形平面の外周部に向かって気体を噴射する第2の位置の間で,径方向に往復移動させ,この往復移動の際には,前記ノズルを径方向の位置に応じた所定の移動速度で移動させることを特徴とする,スートブロワの制御方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a soot blower that jets and removes gas from a nozzle to the dust attached to a cylindrical rotating body provided in a rotary air preheater that exchanges heat between exhaust gas containing dust and air. In the control method, the nozzle is moved toward the center of the circular plane while rotating the rotating body at a constant rotational speed and injecting a constant flow rate of gas from the nozzle onto the circular plane of the rotating body. Between the first position for injecting gas and the second position for injecting gas toward the outer periphery of the circular plane, the nozzle is moved back and forth in the radial direction. A soot blower control method is provided, wherein the soot blower is moved at a predetermined moving speed according to the position of the soot blower.
上記スートブロワの制御方法において,前記所定の移動速度は,前記ノズルが前記回転体の円形平面に向かって噴射する気体の単位面積当たりの噴射量が,前記回転体の円形平面上で均一になるように設定されていてもよい。 In the soot blower control method, the predetermined moving speed is such that the injection amount per unit area of the gas injected by the nozzle toward the circular plane of the rotating body is uniform on the circular plane of the rotating body. May be set.
上記スートブロワの制御方法において,前記ノズルの径方向の位置を,前記第1の位置又は前記第2の位置からの前記ノズルの移動距離として算出してもよい。 In the soot blower control method, the radial position of the nozzle may be calculated as a movement distance of the nozzle from the first position or the second position.
上記スートブロワの制御方法において,前記ノズルが前記第1の位置又は前記第2の位置に到達した時点で,前記算出した移動距離を初期化してもよい。 In the soot blower control method, the calculated movement distance may be initialized when the nozzle reaches the first position or the second position.
本発明によれば,回転式予熱器の回転体に噴射する例えば蒸気等の気体の単位面積当たりの噴射量を最適化することによって,回転体に付着したダストを確実に除去することができる。また,無駄に噴射される蒸気の量を低減することができ,従来よりも経済性を向上させることが可能である。 According to the present invention, dust adhering to a rotating body can be reliably removed by optimizing the injection amount per unit area of a gas such as steam injected onto the rotating body of the rotary preheater. Further, it is possible to reduce the amount of wastefully injected steam, and it is possible to improve the economic efficiency as compared with the prior art.
以下,図面を参照しながら,本発明の好適な実施形態について説明をする。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図2は,本発明の実施の形態を実施するのに用いる回転式空気予熱器1を備えた火力発電設備2の構成を説明する構成図である。火力発電設備2は,石炭を燃焼させるボイラ3と,蒸気によって図示しない蒸気タービンを回転させて発電を行うタービン・発電機4と,これらボイラ3及びタービン・発電機4の間で水・蒸気を循環させる蒸気管5とで構成される。ボイラ3には,石炭を供給する石炭バンカ6が,石炭を粉砕する粉砕機7を介して接続されている。火力発電設備2は,タービン・発電機4より供給される供給水を,ボイラ3内にて燃焼熱により高温高圧の蒸気として,タービン・発電機4に戻し,蒸気タービンを回転させることで,発電を行うことが可能である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating the configuration of a thermal
図2に示すように,ボイラ3には,石炭を燃焼させる際の空気を供給する空気供給管10と,石炭の燃焼によって生じる排ガスを排出する排ガス排出管11とが接続されている。空気供給管10は,一端がボイラ3の石炭を燃焼させる燃焼部付近に接続され,他端は外部に連通している。空気供給管10の他端には,ボイラ3内に空気を送風する押込送風機12が設けられている。排ガス排出管11は,一端がボイラ3の上部に接続され,他端が排ガスを排出する煙突13に接続されている。排ガス排出管11の他端には,ボイラ3内から排ガスを吸込み,煙突13側に送り込む誘引送風機14が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
排ガス排出管11には,排ガスの進行方向に沿って,排ガスからNOXを除去する脱硝装置15,排ガスから煤塵等の有害物質を除去して清浄化する電気集塵機16が設けられている。
The exhaust
回転式空気予熱器1は,脱硝装置15及び電気集塵機16の間の排ガス排出管11と,空気供給管10との間に跨って設けられている。図3は,回転式空気予熱器1の簡略的な構成を示す斜視図である。
The
図3に示すように,回転式空気予熱器1は,円筒形状のケーシング20の内部に,ケーシング20と同軸の周囲に回転可能な円筒形状の回転体21を設けた構成を有する。回転体21は,金属等の熱伝導性の良い材質で構成され,中心部のロータ22によって回転される。ケーシング20の内部は,中心部のロータ22を含む径方向の仕切り23によって2分割され,2つの半円柱形状の空間24,25を形成した構成を有する。一方の半円柱形状の空間24は,上側及び下側で空気供給管10と連通し,ボイラ3に供給される空気が軸方向に沿って下側から上側に流れ,回転体21を通過するように構成されている。他方の半円柱形状の空間25は,上側及び下側で排ガス排出管11と連通し,ボイラ3から排出されるダストを含む排ガスが軸方向に沿って上側から下側に流れ,回転体21を通過するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
図4は,本発明の実施の形態に係るスートブロワ30,31を備えた回転式空気予熱器1の平面図である。図5は,図4の回転式空気予熱器1をX方向に向かって見た側面図である。図6は,図4の回転式空気予熱器1をY方向に向かって見た側面図である。
FIG. 4 is a plan view of the
スートブロワ30,31は,排ガスが流れる空間25側に設けられている。スートブロワ30は,回転式空気予熱器1の上側に設けられ,スートブロワ31は,回転式空気予熱器1の下側に設けられている。スートブロワ30,31は,概ね同様に構成され,同様に機能するので,以下ではスートブロワ30について説明する。
The
スートブロワ30は,回転体21の半径Rの円形平面(即ち,上面)より高い位置に設けた本体35と,この本体35から円形平面に平行に延設され,円形平面に沿って揺動可能な供給管36と,この供給管36の先端に設けられ,供給管36を介して供給される例えば蒸気等の気体を回転体21の円形平面に向かって噴射可能なノズル37とで構成される。供給管36は,ノズル37が回転体21の中心部の直上に配置される第1の位置としての位置αと,ノズル37が回転体21の外周部の直上に配置される第2の位置としての位置βとの間を往復して揺動することが可能に構成されている。
The
図7は,スートブロワ30の本体35を拡大した平面図である。本実施の形態では,スートブロワ30の駆動機構は,ノズル37を備えた供給管36と,本体35の支持体40の上に設けた回転軸41,レバー42,シャフト45,モータ47及び傘歯車48,49とで構成され,後述するように,モータ47の(正逆の)回転を,シャフト45の前後への往復運動及びレバー42の揺動運動を介して,供給管36の揺動運動に変換することによって,ノズル37を回転体21の径方向に往復運動させるように構成されている。
FIG. 7 is an enlarged plan view of the
鉛直方向に配置された回転軸41は,支持体40に回転可能に設けられている。回転軸41にはレバー42と供給管36が水平に結合されている。レバー42及び供給管36同士は,互いの長手方向が直交するように配置されている。支持体40には,ハウジング43が設けられ,このハウジング43内において,供給管36が揺動するようになっている。レバー42,供給管36及び回転軸41は一体となっており,レバー42を所定角度回転させると,回転軸41を介して供給管36が同じ所定角度だけ回転するように構成されている。本実施の形態では,レバー42は,供給管36を上述した位置αに配置させる位置α’(図7に一点鎖線で示す位置)と,供給管36を上述した位置βに配置させる位置β’との間で回転することが可能である。
The rotating
レバー42の先端部は,前後に往復直線運動することが可能なシャフト45の先端部に形成されたピン46に回動可能に接続されている。シャフト45が,前後に往復直線運動することによって,レバー42を所定角度の範囲内で回転させることが可能である。なお,シャフト45の往復直線運動に連動したレバー42の揺動運動を可能にするように,レバー42の先端部には,ピン46に係合する長孔が形成されている。
The tip of the
支持体40には,シャフト45を回転させつつ前後に駆動させるための,正逆いずれにも回転可能なモータ47が設けられている。本実施の形態では,回転の向き及び回転数をインバータ制御可能なモータをモータ47として用いている。モータ47の駆動軸は,シャフト45と直交するように配置されており,モータ47の駆動軸に固定された傘歯車49と,シャフト45に回転自在に装着された傘歯車48が噛合して,両者(傘歯車48,49)の間で回転が伝達されるようになっている。ここで,シャフト45の外周面は雄ネジ形状となっており,傘歯車48内に形成された雄ネジ部内をシャフト45が貫通した状態となっている。これにより,モータ47の回転は,傘歯車49を介して傘歯車48に伝達され,傘歯車48の回転によってシャフト45を前後に移動させることが可能である。
The
本体35には,レバー42が位置α’に到達したことを感知可能な第1のセンサ50と,レバー42が位置β’に到達したことを感知可能な第2のセンサ51が設けられている。本実施の形態では,レバー42が位置α’に到達した際に,シャフト45の先端部に設けたピン46が,第1のセンサ50の接触部を押圧することによって,レバー42の位置α’への到達を感知するように構成されている。同様に,レバー42が位置β’に到達した際に,シャフト45の先端部に設けたピン46が,第2のセンサ51の接触部を押圧することによって,レバー42の位置β’への到達を感知するように構成されている。
The
スートブロワ30は,モータ47の回転の向き及び回転数をインバータ制御可能な制御装置60を備えている。制御装置60は,供給管36の先端に設けたノズル37の径方向の位置rに基づいて,モータ47の回転数を制御するように構成されている。本実施の形態では,回転体21の中心位置αからの径方向の距離rを径方向の位置rとして規定する。制御装置60は,第1のセンサ50及び第2のセンサ51に接続され,これら第1のセンサ50及び第2のセンサ51からの信号を受信することが可能である。これにより,制御装置60は,レバー42の位置α’への到達を感知することによって,供給管36の位置αへの到達を感知し,且つレバー42の位置β’への到達することによって,供給管36の位置βへの到達を感知するように構成されている。
The
以上のように構成された本発明の実施の形態に係るスートブロワ30を用いて回転式空気予熱器1の回転体21に付着したダストを除去する本発明の実施の形態に係るスートブロワの制御方法を図8及び図9を用いて説明する。図8は,本発明の実施の形態に係るスートブロワの制御方法の手順を示す全体フロー図である。図9は,図8において,ノズル37の径方向の現在位置rに基づき,ノズル37の移動速度を制御するように,モータ47を制御する際の詳細な制御手順を示すフロー図である。
A method for controlling a soot blower according to an embodiment of the present invention that removes dust adhering to the
スートブロワ30を起動し,回転式空気予熱器1の回転体21に付着したダストの除去を開始する(SP0)と,制御装置60は,ノズル37の径方向の現在位置rを初期化する(SP1)。初期化は,ノズル37が,位置αに配置されている場合には,ノズル37の径方向の現在位置rをr=0と設定し,ノズル37が位置βに配置されている場合には,ノズル37の径方向の現在位置rをr=R(Rは回転体21の円形平面の半径)と設定することによって行われる。ここでは,ノズル37が位置βに配置された状態でスートブロワ30を起動した場合について説明する。従って,ノズル38の径方向の現在位置rは,r=Rと設定される。
When the
制御装置60は,ノズル37の径方向の現在位置rに基づいて,ノズル37の径方向の移動速度vが最適な値になるように,モータ47の回転数ωを制御する(SP2)。図9を用いて,モータ47の回転数ωを制御する制御手順を詳細に説明する。
The
制御装置60は,ノズル37の径方向の現在位置rを算出する(SP2A)。このタイミングでは,初期化直後であり,ノズル37の径方向における位置rはr=Rである。制御装置60は,算出したノズル37の径方向の現在位置rからノズル37の最適な設定速度vsetを算出する(SP2B)。本実施の形態では,ノズル37の径方向の現在位置rからノズル37の最適な設定速度vsetを算出する際には,図10に示すスイング関数を用いて算出する。図10に示すスイング関数は,ノズル37から噴射される気体の単位面積当たりの噴射量が,径方向のいずれの位置においても均一になる場合の,ノズルの径方向の位置r(中心位置αからの位置)と設定速度vsetとの関係を示す関数である。
The
制御装置60は,算出したノズル37の最適な設定速度vsetを得るために,モータ47に設定する必要がある設定回転数ωsetを算出する(SP2C)。この設定回転数ωsetは,供給管36の長手方向の長さ等に基づいて算出可能である。制御装置60は,モータ47をインバータ制御することにより現在の回転数ωrealから設定回転数ωsetに設定する(SP2D)。ノズル37は,例えば蒸気等の気体を回転式空気予熱器1の円形平面に向かって噴射しながら,設定回転数ωsetが設定されたモータ47によって駆動され,最適な設定速度vsetで位置βから位置αに向かって移動する。
The
図9に示すように,モータ47に設定回転数ωsetを設定した後,制御装置60は,再度,ノズル37の径方向の現在位置rを算出する(SP2A)。ノズル37の径方向の現在位置rは,ノズル37を設定速度vsetに設定してから経過した時間と,ノズル37の設定速度vsetとを乗じた値を,初期化した時点から累積加算することによって,算出可能である。次いで,算出したノズル37の径方向の現在位置rに基づいてノズル37の最適な設定速度vsetを算出し(SP2B),算出した設定速度に基づいてモータ47の設定回転数ωsetを算出し(SP2C),算出した設定回転数ωsetがモータ47に設定される(SP2D)。以下同様にして,上述の手順が繰返される。
As shown in FIG. 9, after setting the set rotational speed ω set for the
上述したように,モータ47の回転数ωを制御する図9に示す制御手順を,ノズル37が位置βから位置αに到達するまで繰返し(SP3のNo),ノズル37を径方向の各位置において最適な設定速度で移動させる。最終的にはノズル37が位置βから位置αに到達する(SP3のYes)。第1のセンサ50がレバー42の位置α’への到達を感知することにより制御装置60は,ノズル37が位置αに到達したことを感知する。ノズル37が位置αに到達したことを感知した制御装置60は,ノズル37の移動の向きを位置αから位置βに向かう向きに反転させるように,モータ47の回転を逆向きに設定する(SP4)。
As described above, the control procedure shown in FIG. 9 for controlling the rotational speed ω of the
制御装置60は,ノズル37の径方向の現在位置rを初期化する。ノズル37は,位置αに到達しているので,r=0と設定される(SP1)。制御装置60は,ノズル37の径方向の現在位置rに基づいて,ノズル37の径方向の移動速度vが最適な値になるように,既述した図9に示す制御手順でモータ47の回転数ωを制御する(SP2)。この制御手順を,ノズル37が位置αから位置βに到達するまで繰返し(SP3のNo),ノズル37を径方向の各位置において最適な設定速度で移動させる。最終的にはノズル37が位置αから位置βに到達する(SP3のYes)。第2のセンサ51がレバー42の位置β’への到達を感知することにより制御装置60は,ノズル37が位置βに到達したことを感知する。ノズル37が位置βに到達したことを感知した制御装置60は,ノズル37の移動の向きを位置βから位置αに向かう向きに反転させるように,モータ47の回転を逆向きに設定する(SP4)。以下同様にして,制御装置60が図8及び図9に示す制御手順で制御を繰返すことによって,ノズル37は移動速度を最適に調整されながら,位置α及び位置βの間を往復する。
The
以上の実施の形態によれば,スートブロワ30のノズル37を,回転式予熱器1の回転体21の円形平面に向かって蒸気等の気体を噴射させながら径方向に移動させる際に,制御装置60で,ノズル37の移動速度を径方向の各現在位置rに応じた最適な設定速度vsetになるように調整する制御を行ったことによって,回転式予熱器1の回転体21に噴射される気体の単位面積当たりの噴射量を最適且つ均一にすることができ,回転体21に付着したダストを確実に除去することができる。さらに,無駄に噴射される気体の量を低減することができ,経済性を向上させることが可能である。
According to the above embodiment, when the
本発明の第2の実施の形態として,スートブロワ30のノズル37を,径方向に往復直線運動する供給管36を用いて,径方向に往復して移動させるようにしてもよい。図11には,その一例として,ノズル37を径方向に往復直線運動する供給管36の先端に設けたスートブロワ30を示した平面図である。
As a second embodiment of the present invention, the
以上の第2の実施の形態によれば,ノズル37を,往復直線運動を行う供給管36の先端に設け,ノズル37の移動方向が径方向に一致させたことによって,ノズル37の移動速度vを,径方向の各位置rに応じた最適な設定速度vsetに設定する際に,より正確に設定することが可能になる。また,第2の実施の形態は,第1の実施の形態と同様の効果も有する。
According to the second embodiment described above, the
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において,各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to the example which concerns. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
上述した実施形態においては,石炭を燃焼させる火力発電設備2に用いられている回転式空気予熱器1に本発明の実施の形態に係るスートブロワ30が適用されている場合について説明したが,本発明の実施の形態に係るスートブロワ30は,石油又は重油を燃焼させて発電する火力発電設備の回転式空気予熱器や,その他の回転式空気予熱器に対して用いられてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態においては,スートブロワ30が回転式空気予熱器1の回転体21の両側にある円形平面の一方又は両方に1ずつ設けられている場合について説明したが,スートブロワ30(31)は,回転体21の両側にある円形平面の一方又は両方に複数設けてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態においては,スートブロワ30(31)が回転式空気予熱器1の回転体21の両側にある円形平面に設けられている場合について説明したが,スートブロワ30は,回転体21の内側等,両側以外の円形平面に設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the soot blower 30 (31) is provided on the circular planes on both sides of the
上述した実施形態においては,スートブロワ30のノズル37から噴射される気体が蒸気である場合について説明したが,ノズル37から噴射される気体は蒸気以外の気体であってもよい。
In the embodiment described above, the case where the gas ejected from the
上述した実施形態においては,スートブロワ30の供給管36を,シャフト45を介してモータ47で駆動する場合について説明したが,供給管36をモータ47で直接駆動するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態においては,図10に示すスイング関数を用いて,ノズル37の径方向の現在位置rからノズル37の最適な設定速度vsetを算出する場合について説明したが,その他の方法を用いてノズル37の径方向の現在位置rからノズル37の最適な設定速度vsetを算出してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the optimum set speed v set of the
上述した実施形態においては,回転式予熱器1の回転体21に噴射される気体の単位面積当たりの噴射量を均一にすることによって,最適化する場合について説明したが,噴射される気体の単位面積当たりの噴射量が均一にせずに最適化するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case has been described in which the optimization is performed by making the injection amount per unit area of the gas injected to the
従来公知のスートブロワと,本発明のスートブロワを用いてダストを除去した際の各々の噴射量を比較してみる。なお,回転式予熱器の回転体の半径を5.0(m),回転数を1.4(rpm)とし,この回転体の一方の円形平面(高温側)に設けたスートブロワのノズルが蒸気を噴射する流量を1.7(ton/h),回転体の他方の円形平面(低温側)に設けたスートブロワのノズルが蒸気を噴射する流量を2.0(ton/h),高温側及び低温側のノズルが蒸気を噴射する噴射時間を1(h)とする。 A comparison will be made between the injection amounts when dust is removed using a conventionally known soot blower and the soot blower of the present invention. The radius of the rotary body of the rotary preheater is 5.0 (m) and the rotational speed is 1.4 (rpm). The soot blower nozzle provided on one circular plane (high temperature side) of this rotary body is a steam The flow rate for injecting steam is 1.7 (ton / h), the flow rate at which the nozzle of the soot blower provided on the other circular plane (low temperature side) of the rotating body injects steam is 2.0 (ton / h), An injection time during which the low temperature side nozzle injects steam is 1 (h).
まず,従来公知のスートブロワの場合には,単位時間当たりの噴射量が一定であるので,
高温側ノズルの噴射量=1.7(ton/h)×1(h)
=1.7(ton/回)
低温側ノズルの噴射量=2.0(ton/h)×1(h)
=2.0(ton/回)
となり,1回当たりの噴射量は,高温側及び低温側で合計して3.7(ton/回)となる。
First, in the case of a conventionally known soot blower, the injection amount per unit time is constant.
Injection amount of high temperature side nozzle = 1.7 (ton / h) × 1 (h)
= 1.7 (ton / time)
Injection quantity of low temperature side nozzle = 2.0 (ton / h) × 1 (h)
= 2.0 (ton / time)
Thus, the injection amount per one time is 3.7 (ton / time) in total on the high temperature side and the low temperature side.
これに対して,本発明のスートブロワの場合には,単位面積当たりの噴射量を一定にして噴射を行う。なお,この際の単位面積当たりの噴射量は,従来公知のスートブロワのノズルが回転体の外周部に向かって噴射するダストを除去するために最低限必要な値を採用し,高温側ノズルの単位面積当たりの噴射量を7.1×10−3(ton/m2),低温側ノズルの単位面積当たりの噴射量を8.4×10−3(ton/m2)とする。これにより,
高温側ノズルの噴射量=7.1×10−3(ton/m2)×(円形平面面積)
=7.1×10−3(ton/m2)×(π×5.02)(m2)
=0.56(ton/回)
低温側ノズルの噴射量=8.4×10−3(ton/m2)×(円形平面面積)
=8.4×10−3(ton/m2)×(π×5.02)(m2)
=0.66(ton/回)
となり,1回当たりの噴射量は,高温側及び低温側で合計して1.22(ton/回)となる。
On the other hand, in the case of the soot blower of the present invention, the injection is performed with a constant injection amount per unit area. Note that the injection amount per unit area at this time is the minimum required value for removing dust sprayed by the nozzle of a conventionally known soot blower toward the outer peripheral portion of the rotating body. The injection amount per area is 7.1 × 10 −3 (ton / m 2 ), and the injection amount per unit area of the low temperature side nozzle is 8.4 × 10 −3 (ton / m 2 ). As a result,
Injection amount of high temperature side nozzle = 7.1 × 10 −3 (ton / m 2 ) × (circular plane area)
= 7.1 × 10 −3 (ton / m 2 ) × (π × 5.0 2 ) (m 2 )
= 0.56 (ton / time)
Injection amount of low temperature side nozzle = 8.4 × 10 −3 (ton / m 2 ) × (circular plane area)
= 8.4 × 10 −3 (ton / m 2 ) × (π × 5.0 2 ) (m 2 )
= 0.66 (ton / time)
Thus, the injection amount per one time is 1.22 (ton / time) in total on the high temperature side and the low temperature side.
即ち,本発明のスートブロワを用いた場合には,従来公知のスートブロワを用いた場合に比べて,約35%の蒸気噴射量でダストを除去することが可能である。これは,仮にスートブロワの作動回数を2(回/日),例えば,蒸気単価を3500(円/ton)とした場合には,(3.7−1.22)(ton/回)×2(回/日)×365(日/年)×3500(円/ton)=6336400(円/年)の計算から分かるように,従来公知のスートブロワを用いた場合よりも約630万円程度のコスト削減をすることができる。 That is, when the soot blower of the present invention is used, dust can be removed with a steam injection amount of about 35%, compared to the case where a conventionally known soot blower is used. For example, if the number of times the soot blower is operated is 2 (times / day), for example, if the steam unit price is 3500 (yen / ton), (3.7-1.22) (ton / time) × 2 ( Time / day) x 365 (day / year) x 3500 (yen / ton) = 6336400 (yen / year) As can be seen from the calculation, the cost is reduced by about 6.3 million yen compared to the conventional soot blower. Can do.
本発明は,例えば石炭を燃焼させて発電する火力発電設備の回転式空気予熱器に適用できるが,石油又は重油を燃焼させて発電する火力発電設備の回転式空気予熱器や,その他の回転式空気予熱器に対しても有用である。 The present invention can be applied to, for example, a rotary air preheater of a thermal power generation facility that generates power by burning coal, but a rotary air preheater of a thermal power generation facility that generates power by burning petroleum or heavy oil, or other rotary type It is also useful for air preheaters.
1 回転式空気予熱器
2 火力発電設備
3 ボイラ
4 タービン・発電機
5 蒸気管
6 石炭バンカ
7 粉砕機
10 空気供給管
11 排ガス排出管
12 押込送風機
13 煙突
14 誘引送風機
15 脱硝装置
16 電気集塵機
20 ケーシング
21 回転体
22 ロータ
23 仕切り
24,25 半円柱形状の空間
30,31 スートブロワ
35 スートブロワの本体
36 供給管
37 ノズル
40 支持体
41 回転軸
42 レバー
43 ハウジング
45 シャフト
46 ピン
47 モータ
48,49 傘歯車
50,51 センサ
A,B,C,O ノズルの径方向の位置
N ノズル
R 回転体の半径
S 回転体の円形平面
S1 回転体の円形平面の外周部
S2 回転体の円形平面の中心部
X,Y,Z 方向
r ノズルの径方向の位置
t 所定時間
α,β ノズルの位置
α’,β’ レバーの位置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記回転体の円形平面に向かって気体を噴射するノズルと,
前記ノズルを,前記回転体の円形平面の中心部に向かって気体を噴射する第1の位置及び前記回転体の円形平面の外周部に向かって気体を噴射する第2の位置の間で,径方向に往復して移動させる駆動機構と,
前記第1の位置又は前記第2の位置に前記ノズルが到達したことを感知可能なセンサと,
前記駆動機構を制御する制御装置とを有し,
前記制御装置は,前記ノズルが径方向の位置に応じた所定の移動速度で移動するように,前記駆動機構を制御し,且つ前記センサによって前記ノズルが前記第1の位置又は前記第2の位置に到達したことを感知すると,前記ノズルの移動の向きを反転させるように,前記駆動機構を制御することを特徴とする,スートブロワ。 A soot blower for removing the dust attached to a cylindrical rotating body provided in a rotary air preheater that exchanges heat between exhaust gas containing dust and air,
A nozzle for injecting gas toward a circular plane of the rotating body;
A diameter between the first position for injecting gas toward the center of the circular plane of the rotating body and the second position for injecting gas toward the outer periphery of the circular plane of the rotating body. A drive mechanism that reciprocates in the direction;
A sensor capable of sensing that the nozzle has reached the first position or the second position;
A control device for controlling the drive mechanism;
The control device controls the driving mechanism so that the nozzle moves at a predetermined moving speed according to a radial position, and the nozzle is moved to the first position or the second position by the sensor. The soot blower is characterized by controlling the drive mechanism so as to reverse the direction of movement of the nozzle when it is sensed that the nozzle reaches the position.
前記回転体を一定の回転速度で回転させ,
前記ノズルから前記回転体の円形平面に一定流量の気体を噴射させながら,
前記ノズルを,前記円形平面の中心部に向かって気体を噴射する第1の位置及び前記円形平面の外周部に向かって気体を噴射する第2の位置の間で,径方向に往復移動させ,この往復移動の際には,前記ノズルを径方向の位置に応じた所定の移動速度で移動させることを特徴とする,スートブロワの制御方法。 A soot blower control method for ejecting gas from a nozzle to remove dust attached to a cylindrical rotating body provided in a rotary air preheater that exchanges heat between exhaust gas containing dust and air,
Rotating the rotating body at a constant rotational speed;
While injecting a constant flow of gas from the nozzle onto the circular plane of the rotating body,
The nozzle is reciprocated in a radial direction between a first position for injecting gas toward the center of the circular plane and a second position for injecting gas toward the outer periphery of the circular plane; In the reciprocal movement, the soot blower control method is characterized in that the nozzle is moved at a predetermined moving speed according to a radial position.
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