JP5025685B2

JP5025685B2 - 清掃確認方法

Info

Publication number: JP5025685B2
Application number: JP2009125519A
Authority: JP
Inventors: 正隆中島
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2029-05-25
Also published as: JP2010271013A

Description

本発明は、清掃確認装置及び清掃確認方法に関する。

近年、炭酸ガスによる地球温暖化、及び省資源の問題が注目され、大容量の石炭だき火力発電等のプラントのタービン入口を高温、高圧化する努力が、タービン内部効率化向上とともに進められている。

このような、石炭だき火力発電プラントでは、燃焼効率を向上させるために、ボイラの排ガスの予熱を利用して燃焼用空気を予熱する空気予熱器が設置されている。

この空気予熱器は、これに排ガス及び燃焼用空気を流通させると同時に熱交換を達成するために、複数のエレメントで区画された蓄熱体を備えている。燃焼炉から排出される排ガスには、通常、灰分、未燃分などの煤塵が含まれているので、エレメントには経時的に多数の煤塵が付着する。特に、エレメントに形成された隙間に煤塵が付着する。このような煤塵が空気予熱器に堆積すると、排ガスや燃焼用空気の流通が阻害されるため、通常、ボイラの運転停止時などにエレメントを定期的に水洗するエレメント清掃作業を行う必要がある（例えば、特許文献１参照）。

そして、作業者は、エレメントに付着した煤塵が取り除かれているかを確認する為に、以下に示す清掃確認作業を行っている。清掃確認作業は、まず、蓄熱体の一端の外側に載置される懐中電灯のような発光体を置き、次に、エレメントの内部に形成された隙間に、発光体が発する光を向ける。そして、蓄熱体の他端の側面にいる複数の確認者がその光を確認する。

特開２００８−１５１３６８号公報

しかし、エレメントの内部に形成された長くかつ幅の狭い隙間を通った光は、指向性が強いので、同時的に複数の確認者が確認することができない。

本発明は、複数の確認者がエレメントで形成された隙間を通った光を確認することができる清掃確認方法を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る清掃確認方法は、格子状に配置された複数のエレメント部材と、当該エレメント部材とエレメント部材との間に生じた複数の隙間を有する蓄熱体を、発電所のボイラで生じた高温流体である排ガスの熱で低温流体である空気を加熱する空気予熱器の内部において空気が上流から下流に流れる方向を前記蓄熱体が横切るように、回転させながら、前記蓄熱体を前記高温流体と前記低温流体とに順次通過させて前記高温流体の熱を前記低温流体に伝達する空気予熱器の蓄熱体の清掃を確認する清掃確認方法である。清掃確認方法は、前記複数の隙間のそれぞれを通り、前記空気及び前記排ガスが流れる方向と略同じ方向である複数本の仮想直線のうち１本目の仮想直線において前記蓄熱体の一端の外側に発光体を配置する発光体配置工程と、前記蓄熱体の他端の側面に、前記発光体が発した光を拡散光に変換する、前記発光体の大きさに比べて遥かに大きな１つの透過光拡散体を前記複数本の仮想直線の延長上に配置する透過光拡散体配置工程と、前記１本目の仮想直線についての前記拡散光の状態を確認した後に、２本目以降の前記仮想直線についても前記蓄熱体の一端の外側に前記発光体を配置し、その仮想直線についての前記拡散光の状態を確認する工程を順次繰り返す工程とを実行することを特徴とする。

（２）（１）に記載の清掃確認方法において、前記透過光拡散体は、白色系のシート状物であることを特徴とする。

本発明によれば、発光体が発した光が透過光拡散体によって拡散光に変換されるので、複数の確認者が、拡散光を、同時的に、確認することができる。

発電所の概観を示す説明図である。図１に示す発電所で用いられている空気予熱器の概観を示す説明図である。図２に示す空気予熱器の内部の概要を示す説明図である。本発明に係る清掃確認装置を図２及び図３に示す空気予熱器に適用した状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明をする。
図１に示すように、発電所１は、タービンを備える発電機１０と、タービンと連結されたボイラ２００と、ボイラ２００と連結された排煙脱硝煙装置と、排煙脱硝煙装置及びボイラ２００と連結された空気予熱器１００と、空気予熱器１００と連結された電気集塵装置３００と、電気集塵装置３００と誘引通風機を介して連結された排煙脱硫装置４００と、排煙脱硫装置４００と脱硫通風機とを介して連結された煙突５００などを備える。

石炭船から連続式揚炭機（アンローダ）で石炭を石炭サイロに運び、石炭サイロからベルトコンベアによってバンカに送られ、バンカから微粉炭機に落し、粉砕された石炭をボイラ２００で燃焼させる。ボイラ２００は、石炭と、空気予熱器１００よって加熱された空気とによって燃焼する。この燃焼により発生した約６００度の蒸気がタービンに送られ、タービンと発電機が回転し、電力が発生する。

ボイラ２００から発生した排ガスは、排煙脱硝装置によって窒素酸化物を除去され、空気予熱器１００に送られる。詳しくは後述するが、空気予熱器１００において、排ガスの熱を用いて、空気を加熱する。さらに、排ガスは、電気集塵装置３００によって煤塵を除去し、排煙脱硫装置４００によって硫黄酸化物を除去し、煙突５００から排出される。ここで、空気予熱器１００で空気を過熱することによって、廃熱の有効利用及び、燃焼の効率化を図っている。

図２、図３を用いて、空気予熱器１００の概観を説明する。空気予熱器１００の本体部は、高さ約３，０００ミリメートル、最大幅が約２０，０００ミリメートルの装置である。図２に示すように、空気予熱器１００の左上方側にはボイラ２００に一端が連結されたパイプの他端が連結する排ガス導入部１０６が設けられ、この排ガス導入部１０６を介して空気予熱器１００の本体部にボイラ２００から排出される排ガスが送入される。また、空気予熱器１００の右上方側には熱回収器に一端が連結されたパイプの他端が連結する排ガス排出部１０４が設けられ、この排ガス排出部１０４を介して空気予熱器１００の本体部から排出される排ガスが熱回収器に送入される。空気予熱器１００の右下方側には押込通風機に一端が連結されたパイプの他端が連結する空気導入部１０３が設けられ、この空気導入部１０３を介して空気予熱器１００の本体部に空気が送入される。空気予熱器１００の左下方側にはボイラ２００に一端が連結されたパイプの他端が連結する空気排出部１０２が設けられ、この空気排出部１０２を介して空気予熱器１００からボイラ２００に過熱された空気が送入される。なお、本実施形態において、空気予熱器の高さ、最大幅など寸法の一例を記載したが本発明はこれに限定されず、他の寸法であってもよい。

図３は、空気予熱器１００の内部構造を示す説明図である。空気予熱器１００は、中心軸１１０を設けている。中心軸１１０の周囲には、中心軸１１０と一体的に回転する蓄熱体が形成されている。蓄熱体は、高温側から低温側に向かって、高温層エレメント１２０、第１中温層エレメント１３０、第２中温層エレメント１３５、及び、低温層エレメント１４０を備える。低温層エレメント１４０の外側には、耐食鋼によって形成された低温層エレメントの取り出し用レールユニット１４５が設けられている。蓄熱体を覆うように筐体１５０が設けられている。

高温層エレメント１２０は、軟鋼（例えば、ＳＳ４００など）で形成され、高さ約９２５ミリメートルの扇状のバスケット２４セクターによって形成された半径約８０００ミリメートルのドーナツ状の部材であり、軟鋼（例えば、ＳＰＣＣ（登録商標）など）で形成された高温層の伝熱エレメントが複数個（例えば、１２個）各バスケットに載置されている。

中温層エレメント１３０は、耐食鋼（例えば、Ｓ−ＴＥＮ１（登録商標）など）で形成され、高さ約９２５ミリメートルの扇状のバスケット２４セクターによって形成された半径約８０００ミリメートルのドーナツ状の部材であり、耐食鋼（例えば、Ｓ−ＴＥＮ１（登録商標）など）で形成された中温層の伝熱エレメントが複数個各バスケットに載置されている。

低温層エレメント１４０は、耐食鋼（例えば、Ｓ−ＴＥＮ１（登録商標）など）で形成され、高さ約３００ミリメートルの扇状のバスケット２４セクターによって形成された半径約８０００ミリメートルのドーナツ状の部材であり、耐食鋼（例えば、Ｓ−ＴＥＮ１（登録商標）など）で形成された低温層の伝熱エレメントが複数個各バスケットに載置されている。

高温層の伝熱エレメントのうち重いものは、一伝熱エレメントあたり、約８００キログラムであり、中温層の伝熱エレメントのうち重いものは、一伝熱エレメントあたり、約１１００キログラムであり、低温層の伝熱エレメントのうち重いものは、一伝熱エレメントあたり、約３４０キログラムである。

図４に示すように、各エレメント１２０、１３０、１３５、１４０は、複数のエレメント部１６０が積層されて形成されている。各エレメント部１６０は、板状部１６０ａと、板状部１６０ａに取り付けられた波状部１６０ｂとで構成されている。エレメント部１６０は、中心軸１１０の半径方向に積層されている。したがって、中心軸１１０の回転にともなって、各エレメント１２０、１３０、１３５、１４０のエレメント部１６０は、空気予熱器１００の内部を空気が上流から下流に流れる方向を横切るように、回転する。そして、蓄熱体である各エレメント１２０、１３０、１３５、１４０は、高温流体と低温流体とに順次通過させて高温流体の熱を低温流体に伝達する。

また、エレメント部１６０は、中心軸１１０の伸びる方向とほぼ並行の直線状に複数の隙間ｅが形成されている。この隙間ｅは、後述する清掃確認作業における検査対象となる。

ボイラからの排ガスは、空気予熱器の高温層エレメント側から送入される。なお、高温層エレメントに送入されたボイラからのガスの温度は約３５０度である。また、空気は、低温層エレメント側から送入され、低温層エレメントにおいては、ボイラからのガスによって約１３０度に温められる。

このボイラの排ガスには、燃料の成分である硫黄が燃焼したことによる亜硫酸ガス（ＳＯ_２）や、その亜硫酸ガスが燃焼ガス中に再度酸化されたことによるＳＯ_３など硫黄分を含んでいる。これらのガスが、空気中の水分と反応すると、硫酸が生成し、硫酸蒸気となる。この硫酸蒸気が冷却され、温度の低い（約１３０度）低温層エレメントに付着すると、低温層エレメントが腐食されるという、いわゆる低温腐食が発生する。

低温腐食によって、低温層エレメントが徐々に侵食されることによって、熱交換の効率が低下する。また、低温層エレメントが低温腐食によって熱交換の効率が低下した場合、中温層エレメントの低温層エレメント側においても低温腐食が発生する。このように、各エレメントには経時的に多数の煤塵が付着し、これを放置しておくと腐食する。

このような煤塵が空気予熱器１００に堆積すると、排ガスや燃焼用空気の流通が阻害されるため、通常、ボイラの運転停止時などに各エレメントを定期的に水洗する清掃作業をし、その後、体積した煤塵が除去されたことを確認する清掃確認作業をする。

まず、作業者は、ボイラの運転が停止したことを確認し、清掃確認装置である発光体３０と透過光拡散体２０を持参して、空気予熱器１００の内部に入る。このとき、空気予熱器１００の内部は、暗空間となっている。作業者は、空気予熱器１００の内部に設置されている水洗い用の設備を用いて、エレメントを水洗する（エレメント清掃作業）。

次に、図４に示すように、作業者は、各エレメント１２０、１３０、１３５、１４０の上流側に懐中電灯のような発光体３０を、発光体３０が発する光Ｌが複数の隙間ｅを通って各エレメント１２０、１３０、１３５、１４０の下流側に届くように、配置する（発光体配置工程）。これにより、隙間ｅに煤塵が堆積していないと、発光体３０が発した光Ｌは、エレメントの下流側に届く。

次に、作業者は、各エレメント１２０、１３０、１３５、１４０の下流側に透過光拡散体２０を配置する（透過光拡散体配置工程）。より具体的には、作業者は、複数の隙間ｅのそれぞれを通る仮想直線（発光体３０が発した光Ｌが進む方向）の延長上に位置するように、透過光拡散体２０を配置する。透過光拡散体２０は、発光体３０が発した光を拡散光に変換することができれば、特に限定されず、例えば、白いシーツのような白色系のシート状物であってもよい。これにより、発光体３０が発し、エレメントの下流側に届いた光Ｌは、透過光拡散体２０により、拡散光に変換される。

そして、複数の確認者Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は、エレメントの隙間ｅに付着した煤塵が取り除かれているかを確認する為に、透過光拡散体２０の下流側に立ち、透過光拡散体２０によって変換された拡散光を、同時的に、確認する。

このように、複数の隙間ｅのそれぞれを通る仮想直線の延長上に位置するように、透過光拡散体２０を配置しているので、エレメントの内部に形成された長くかつ幅の狭い隙間を通った光の指向性が強くても、透過光拡散体２０によって、拡散光に変換され、その結果、複数の確認者が同時的に（換言すると短時間で）確認することができる。特に、空気予熱器１００の内部は、暗空間となっているので、透過光拡散体２０によって変換された拡散光の拡散の程度は、大きく、より多くの確認者による同時的な確認をすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。

１発電所
１０発電機
３０発光体
２０透過光拡散体
１００空気予熱器
１０２空気排出部
１０３空気導入部
１０４排ガス排出部
１０６排ガス導入部
１１０中心軸
１２０高温層エレメント
１３０第１中温層エレメント
１３５第２中温層エレメント
１４０低温層エレメント
１５０筐体
１６０エレメント部
１６０ａ板状部
１６０ｂ波状部
２００ボイラ
３００電気集塵装置
４００排煙脱硫装置
５００煙突

Claims

格子状に配置された複数のエレメント部材と、当該エレメント部材とエレメント部材との間に生じた複数の隙間とを有する蓄熱体を、発電所のボイラで生じた高温流体である排ガスの熱で低温流体である空気を加熱する空気予熱器の内部において空気が上流から下流に流れる方向を前記蓄熱体が横切るように、回転させながら、前記蓄熱体を前記高温流体と前記低温流体とに順次通過させて前記高温流体の熱を前記低温流体に伝達する空気予熱器の蓄熱体の清掃を確認する清掃確認方法であって、
前記複数の隙間のそれぞれを通り、前記空気及び前記排ガスが流れる方向と略同じ方向である複数本の仮想直線のうち１本目の仮想直線において前記蓄熱体の一端の外側に発光体を配置する発光体配置工程と、
前記蓄熱体の他端の側面に、前記発光体が発した光を拡散光に変換する、前記発光体の大きさに比べて遥かに大きな１つの透過光拡散体を前記複数本の仮想直線の延長上に配置する透過光拡散体配置工程と、
前記１本目の仮想直線についての前記拡散光の状態を確認した後に、２本目以降の前記仮想直線についても前記蓄熱体の一端の外側に前記発光体を配置し、その仮想直線についての前記拡散光の状態を確認する工程を順次繰り返す工程とを実行する清掃確認方法。
前記透過光拡散体は、白色系のシート状物であることを特徴とする請求項１に記載の清掃確認方法。