(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭ガス化炉において加圧下で使用される熱交換器の伝熱管に付着したダストを、外部から貫通させた打撃ロッドをエアノッカで打撃し、当て板を介して伝熱管に衝撃を与えることで払い落とす装置であって、前記打撃ロッドの前半部を摺動可能に支持する筒状体が石炭ガス化炉の圧力容器に取り付けられ、該筒状体に高圧窒素ガス吹込みのラビリンスシールが設けられ、前記筒状体の外端のフランジに前記打撃ロッドの後半部を摺動可能に支持する軸封体がＯリングを挾んでフランジ結合され、該軸封体の内部にＮ2ガス圧封空間が設けられてＮ2 ガス供給管が連通され、軸封体の両端にスクイーズパッキンが設けられ、軸封体の打撃ロッド支持部にドライベアリングが設けられ、前記軸封体の外端のフランジにハウジングがフランジ結合され、このハウジング内に前記打撃ロッドの頭部が装入され、前記ハウジングにエアノッカを貫通して取り付けた蓋体が結合されてハウジングが密封され、前記蓋体と前記打撃ロッドの頭部との間に打撃ロッドが外方へ押し出されるのを抑制するコイルスプリングが張設され、前記ハウジング内に石炭ガス化炉のガス通路に連なる導管が連通されて成る石炭ガス化炉における熱交換器伝熱面のダスト払い落とし装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧下で運転される石炭ガス化炉の熱交換器の伝熱管に付着したダストを払い落とす装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石炭ガス化炉の熱交換器の伝熱管に付着したダストを除去する手段としては、蒸気或いはＮ2 ガスなどの噴霧媒体によりダストをスートブローする方法を採っていたが、石炭ガス化炉の生成ガスの性状を希薄なものにするという欠点があった。
【０００３】
このようなことから、石炭ガス化炉の生成ガスに悪影響を与えないスートブロー手段として、石炭ガス化炉の出口からの生成ガス中の固形分を除いたクリーンガスの一部を分岐抽出する管路を設け、該管路の途中にクーラ、フィルタ、ガスコンプレッサ、アキュームレータ、調整弁、スートブロア元弁を設け、前記管路を石炭ガス化炉内の熱交換器を構成する伝熱管の外表面に付着した固形分（ダスト）を除去するスートブロアに連結したスートブロー手段がある（先行技術文献として特開昭６１−２２１２９３号公報がある）。このスートブロー手段によると、精製ガスを循環投入するので、石炭ガス化炉の生成ガスのガス性状に何ら悪影響を及ぼさない。
【０００４】
然し乍ら、上記スートブロー手段は、大がかりな設備であり、その設置，運転，メンテナンス等には多額の費用を要する。また、運転中の熱交換器の伝熱管の外表面にクリーンガスを吹き付けて付着した固形分（ダスト）を除去するには、生成ガスの圧力よりも高い圧力でクリーンガスを吹き付けなければならないので、前記調整弁を開閉するのにスートブロアの噴霧圧力コントローラが必要であり、さらに前記ガスコンプレッサを適正なインターバルで運転するには、アキュームレータの圧力を検出する圧力計が必要である。
【０００５】
上記の外、石炭ガス化炉の熱回収用熱交換器または熱回収ボイラに、伝熱管の上部に堆積した灰分を吹き落すスートブロー設備を設置することや、伝熱管の上方から石炭粒子を噴出させ、伝熱管の上部に堆積した灰分を払い落す石炭粒子噴出装置を設置することが、特許第３０１７６２３号公報に開示されている。
【０００６】
然し乍ら、実際にこのようなスートブロー設備や石炭粒子噴出装置を運用しようとすると、前述のスートブロー手段と同様の大がかりな設備が必要となり、その設置，運転，メンテナンス等には多額の費用を要する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、加圧下で使用される熱交換器の伝熱管に付着したダストを払い落とすのに熱交換器の伝熱管の外表面にクリーンガスを吹き付けたり、石炭粒子を噴出したりするのをやめて、外部から伝熱管に衝撃を与えて払い落とそうとするものであり、これにより設置，運転，メンテナンス等に要した多額の費用を削減しようとするものである。また本発明は、大気圧下で使用される通常の熱交換器の伝熱管に付着したダストを払い落とす槌打装置とは異なり、加圧下で使用される熱交換器の伝熱管に衝撃を与える機構に、有毒且つ高圧の内部ガス（ＣＯガス）が外部に決して漏れないような手段を講じて安全性、信頼性を高めようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の石炭ガス化炉における熱交換器伝熱面のダスト払い落とし装置は、石炭ガス化炉において加圧下で使用される熱交換器の伝熱管に付着したダストを、外部から貫通させた打撃ロッドをエアノッカで打撃し、当て板を介して伝熱管に衝撃を与えることで払い落とす装置であって、前記打撃ロッドの前半部を摺動可能に支持する筒状体が石炭ガス化炉の圧力容器に取り付けられ、該筒状体に高圧窒素ガス吹込みのラビリンスシールが設けられ、前記筒状体の外端のフランジに前記打撃ロッドの後半部を摺動可能に支持する軸封体がＯリングを挾んでフランジ結合され、該軸封体の内部にＮ2 ガス圧封空間が設けられてＮ2 ガス供給管が連通され、軸封体の両端にスクイーズパッキンが設けられ、軸封体の打撃ロッド支持部にドライベアリングが設けられ、前記軸封体の外端のフランジにハウジングがフランジ結合され、このハウジング内に前記打撃ロッドの頭部が装入され、前記ハウジングにエアノッカを貫通して取り付けた蓋体が結合されてハウジングが密封され、前記蓋体と前記打撃ロッドの頭部との間に打撃ロッドが外方へ押し出されるのを抑制するコイルスプリングが張設され、前記ハウジング内に石炭ガス化炉のガス通路に連なる導管が連通されて成るものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による石炭ガス化炉における熱交換器伝熱面のダスト払い落とし装置の実施形態を図によって説明する。図１において、１は石炭ガス化炉の円筒のガスクーラ（熱交換器）で、２はそのガスクーラ１の圧力容器である。ガスクーラ１の内部３には伝熱管４が同心に且つ垂直に配されている。この伝熱管４に付着したダストを払い落とすために伝熱管４に衝撃を与える打撃ロッド５は、伝熱管４に取り付けられた当て板５ａを介して伝熱管４に当接されている。６は前記打撃ロッド５の前半部を摺動可能に支持する筒状体で、該筒状体６は前記圧力容器２に容器中心に向いて水平に取り付けられ、内周側にＮ2ガス吹き込み管７を備えたラビリンスシール８が設けられている。９は前記打撃ロッド５の後半部を摺動可能に支持する軸封体で、該軸封体９は前記筒状体６と芯合わせされて筒状体６の外端のフランジ１０に図２に示すように一方のフランジ９ａがＯリング１１を挾んでボルト１２，ナット１３にて結合されている。この軸封体９の内部に図２に示すようにＮ2 ガス圧封空間１４が設けられ、このＮ2 ガス圧封空間１４にＮ2 ガス供給管１５が連通されている。軸封体９の両端には夫々軸シール材としてスクイーズパッキン１６が装着されて環状の押えプレート１７にて押えられ、この押えプレート１７が軸封体９の端面凹部１８に嵌められてボルト１９にて固定されている。軸封体９の両側の打撃ロッド支持部２０には夫々ドライベアリング２１が設けられている。前記軸封体９の外端のフランジ９ｂにはハウジング２２のフランジ２３ａがボルト２４，ナット２５にて結合され、このハウジング２２内に前記打撃ロッド５の頭部２６が装入され、図１に示すようにハウジング２２の他端のフランジ２３ｂに、エアノッカ２７を貫通して取り付けた蓋体２８がボルト２９，ナット３０にて結合されてハウジング２２が密封されている。前記ハウジング２２内で蓋体２８と前記打撃ロッド５の頭部２６との間には、打撃ロッド５が外へ押し出されるのを抑制するためにガスクーラ１の内圧による反力とばね反力とが釣り合うようにばねの強さを設定したコイルスプリング３１が張設され、ハウジング２２内には石炭ガス化炉の図示せぬガス通路に連なる導管３２が連通されている。
【００１０】
次に上述のように構成された本発明の石炭ガス化炉における熱交換器伝熱面のダスト払い落とし装置の作用について説明する。石炭ガス化炉の操業中、円筒のガスクーラ（熱交換器）１の内圧は２０Ｋとなる。このような加圧下で使用されているガスクーラ１の内部の伝熱管４の表面にはダストが付着し、堆積していく。このダストを払い落とすために打撃ロッド５の頭部２６をエアノッカ２７で打撃し、その衝撃エネルギーを打撃ロッド５の先端より当て板５ａを介して伝熱管４の表面に伝える。これにより機械的なインパルスが伝熱管４の表面の高周波振動に変換され、その際表面には高い加速度が生じ、ダストにも作用し、その時発生した力によりダストは伝熱管４の表面から剥離し、落下する。
【００１１】
上記のダストの払い落とし中、ガスクーラ（熱交換器）１の内圧（２０Ｋ）により打撃ロッド５は外へ押し出されようとするが、ハウジング２２内で蓋体２８と打撃ロッド５の頭部２６との間に張設したコイルスプリング３１の強さを前記内圧による反力とばね反力が釣り合うように設定しているので、打撃ロッド５が外へ押し出されるのが抑制される。そして、コイルスプリング３１はガスクーラ１の外部の大気圧下に設置され、高温ガスからの影響がなく、劣化等の現象が起こりにくく、信頼性が高い。
【００１２】
また、ガスクーラ１の内部ガス（ＣＯガス）は有毒であるので、打撃ロッド５の貫通部の軸シールは万全でなければならない。このため本発明のダスト払い落とし装置では、軸封体９の両端にスクイーズパッキン１６が装着され、このスクイーズパッキン１６間の内部にはＮ2 ガス圧封空間１４が設けられて、このＮ2 ガス圧封空間１４にＮ2 ガス供給管１５よりガスクーラ１の内圧（２０Ｋ）＋αの高圧窒素が圧封されているので、万一スクイーズパッキン１６からのリークが発生しても高圧窒素によりＣＯガスを外部へ漏洩することがない。例えＮ2 ガス圧封空間１４よりハウジング２２内にＣＯガスが漏れ出してきた場合でも導管３２から石炭ガス化炉の図示せぬガス通路に放出できるので、外部へ決して漏出することがない。
【００１３】
さらに、軸封体９において打撃ロッド５は、ドライベアリング２１により支持されているので、軸シールであるスクイーズパッキン１６には打撃ロッド５の重量を支持する負担がない。
【００１４】
また、ガスクーラ１の圧力容器２に取り付けられ打撃ロッド５の前半部を支持した筒状体６の内周側にはラビリンスシール８を設けられ、これにＮ2 ガス吹き込み管７よりシールガスとして高圧窒素ガスを少量吹き込んでいるので、ガスクーラ２の内部のダストが筒状体６の内周面と打撃ロッド５の外周面との微細な隙間に進入してきても、ダストはラビリンスシール８の部分で止めることができ、従って軸封体９の軸シール材であるスクイーズパッキン１６を傷付けることがない。
【００１５】
さらに、筒状体６と軸封体９とのフランジ接合部はＯリング１１によりシールされているので、ＣＯガスが外部へ漏出することがない。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明の石炭ガス化炉における熱交換器伝熱面のダスト払い落とし装置は、加圧下で使用されている熱交換器の伝熱管の表面に付着したダストを、伝熱管に当て板を介して当接した打撃ロッドをエアノッカで打撃し、その衝撃エネルギーを伝熱面に伝えることにより、剥離落下させることができるので、従来のように熱交換器の伝熱管の外表面にクリーンガスを吹き付けたり、石炭粒子を噴出したりする必要がなく、従って、大がかりな設備は不要で、これの設置，運転，メンテナンス等に要した多額の費用を削減できる。
【００１７】
また、加圧下で使用されている熱交換器の伝熱管に衝撃を与える打撃ロッドの貫通支持部に、ラビリンスシールによるダストシール、スクイーズパッキン及び圧封窒素によるガスシールを構成しているので、有毒な内部ガス（ＣＯガス）は外部に漏れ出ることはなく、しかもガスシール部はダスト及び高温から保護されているので、安全性，信頼性が高く、エアノッカの打撃による打撃ロッドの伝熱管への衝撃エネルギーの伝達も効率よく行われ、ダストの剥離，落下がスムーズに行われる。
【００１８】
さらに、打撃ロッドのシール部とは別にドライベアリングによる軸受部を設けているので、軸シール材であるスクイーズパッキンの負担を軽減でき、シール機能の信頼性を長期にわたって維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の石炭ガス化炉における熱交換伝熱面のダスト払い落とし装置の断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ガスクーラ（熱交換器）
２  圧力容器
３  ガスクーラの内部
４  伝熱管
５  打撃ロッド
５ａ  当て板
６  筒状体
７  Ｎ2 ガス吹き込み管
８  ラビリンスシール
９  軸封体
９ａ，９ｂ  軸封体のフランジ
１０  筒状体外端のフランジ
１１  Ｏリング
１２  ボルト
１３  ナット
１４  Ｎ2ガス圧封空間
１５  Ｎ2ガス供給管
１６  スクイーズパッキン
１７  押えプレート
１８  端面凹部
１９  ボルト
２０  打撃ロッド支持部
２１  ドライベアリング
２２  ハウジング
２３ａ，２３ｂ  ハウジングのフランジ
２４  ボルト
２５  ナット
２６  打撃ロッドの頭部
２７  エアノッカ
２８  蓋体
２９  ボルト
３０  ナット
３１  コイルスプリング
３２  導管
【図１】
0003657198.tif 000002
【図２】
0003657198.tif 000003