(57)【要約】      （修正有）【課題】エコノマイザ底部に落下した異物が水をせき止めることで水たまりが発生し、腐食しやすい環境になるということを防止し、このことによってエコノマイザの耐久性を向上させる。【解決手段】ボイラ１からの燃焼排ガスを通す排ガス通路２内に、ボイラ１への給水を通す伝熱管３を設けており、燃焼排ガスによって伝熱管３を加熱することでボイラ１への給水を予熱するエコノマイザ７であって、伝熱管３に向けて洗浄水を噴射する伝熱管用洗浄水噴射部４を設け、洗浄水によって伝熱管表面の洗浄を行い、洗浄排水はエコノマイザ底部に設けている傾斜を持った底部板１４の上を通してドレン排出口６から排出するようにしているエコノマイザ７において、エコノマイザ７下部のドレン排出口６からは離れたエコノマイザ壁面近くであって、前記底部板１４の上側表面に洗浄水を噴射する底部板用洗浄水噴射部９を設けていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラからの燃焼排ガスを通す排ガス通路内に、ボイラへの給水を通す伝熱管を設けており、燃焼排ガスによって伝熱管を加熱することでボイラへの給水を予熱するエコノマイザであって、伝熱管に向けて洗浄水を噴射する伝熱管用洗浄水噴射部を設け、洗浄水によって伝熱管表面の洗浄を行い、洗浄排水はエコノマイザ底部に設けている傾斜を持った底部板の上を通してドレン排出口から排出するようにしているエコノマイザにおいて、エコノマイザ下部のドレン排出口からは離れたエコノマイザ壁面近くであって、前記底部板の上側表面に洗浄水を噴射する底部板用洗浄水噴射部を設けていることを特徴とするエコノマイザ。
【請求項２】
請求項１に記載のエコノマイザにおいて、伝熱管の洗浄を行う場合、先に伝熱管用洗浄水噴射部から伝熱管へ向けて洗浄水噴射を行い、その後に底部板用洗浄水噴射部から底部板へ向け洗浄水噴射を行うものであることを特徴とするエコノマイザの洗浄方法。
【請求項３】
請求項２に記載のエコノマイザの洗浄方法において、ドレン排出口の真上からドレン排出口に向けて洗浄水を噴射する排出口用洗浄水噴射部を設けておき、伝熱管の洗浄を行う場合、最初に排出口用洗浄水噴射部によるドレン排出口洗浄用の洗浄水噴射を行い、次に伝熱管用洗浄水噴射部による伝熱管洗浄用の洗浄水噴射を行い、その後に底部板用洗浄水噴射部から底部板へ洗浄水噴射を行うものであることを特徴とするエコノマイザの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラから排出される燃焼排ガスの熱を利用して、ボイラ給水の予熱を行うエコノマイザ及びその洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラから排出する燃焼排ガスを通す排ガス通路にエコノマイザを設け、燃焼排ガスによってボイラ給水を予熱することにより、ボイラの効率を向上させることが広く行われている。エコノマイザでは、排ガス通路内の燃焼排ガスと、排ガス通路内に設けた伝熱管内を流れる給水との間で熱交換を行っており、伝熱管が燃焼排ガスから吸収する熱量が多くなるほど給水の温度を上昇させることができ、ボイラの効率は向上する。しかし、燃焼排ガス中に含まれている煤が伝熱管表面に付着すると、燃焼排ガスと伝熱管の間での伝熱が阻害され、熱の回収量が減少することになる。
【０００３】
そのため、特開昭６３−２５４０２号公報にも記載があるように、伝熱管の上方に煤除去装置を設置し、伝熱管に付着した煤などを除去することが行われている。特開昭６３−２５４０２号公報では、煤除去装置としては、蒸気を吹き出すスートブロアーが詳しく記載されているが、水洗式のものでもよいとも記載されており、実際に洗浄水を噴射する水洗式のものも広く普及している。ボイラではボイラ水が過濃縮してしまうことを防止するため、ボイラ水を一定の割合で排出するブロー操作を行っており、ボイラから排出したブロー水を洗浄水として使用し、煤の除去を行うことも広く行われている。この場合も、伝熱管の上方位置に伝熱管用洗浄水噴射部を設け、上部から伝熱管に向けて洗浄水を噴射する。洗浄水は伝熱管表面の煤を洗い流し、煤を含んだ洗浄排水はエコノマイザの下方へ落下していく。エコノマイザの底部には、洗浄排水やエコノマイザで発生した凝縮水を排出するためのドレン排出口を設けており、煤を含んだ排水はドレン排出口に接続しているドレン排水管を通して外部へ排出する。
【０００４】
エコノマイザ底部に水が残っていると、その部分で腐食が発生する。そのため、特開昭６３−２５４０２号公報にも記載があるように、エコノマイザの底部ではドレン排出口へ向けて洗浄水が流れるように傾斜を設けた底部板を設置しておき、凝縮水や洗浄水はエコノマイザ内からできるだけ早く排出されるようにしている。しかし、さびのかけらや煤のかたまりなど重量のあるものが伝熱管からはがれ落ちた場合、伝熱管上部から噴射している洗浄水ではさびなどを押し流すことができず、さびなどの異物が底部板の上に落ちたままとなることがある。すると底部板表面の異物が底部板の凝縮水や洗浄排水の流れをせき止めてしまい、水たまりができることがあった。エコノマイザ底部に水たまりができてしまうと、その部分では腐食が発生しやすくなることが問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２５４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、エコノマイザ底部に落下した異物が水をせき止めることで水たまりが発生し、腐食しやすい環境になるということを防止し、このことによってエコノマイザの耐久性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、ボイラからの燃焼排ガスを通す排ガス通路内に、ボイラへの給水を通す伝熱管を設けており、燃焼排ガスによって伝熱管を加熱することでボイラへの給水を予熱するエコノマイザであって、伝熱管に向けて洗浄水を噴射する伝熱管用洗浄水噴射部を設け、洗浄水によって伝熱管表面の洗浄を行い、洗浄排水はエコノマイザ底部に設けている傾斜を持った底部板の上を通してドレン排出口から排出するようにしているエコノマイザにおいて、エコノマイザ下部のドレン排出口からは離れたエコノマイザ壁面近くであって、前記底部板の上側表面に洗浄水を噴射する底部板用洗浄水噴射部を設けていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記のエコノマイザにおいて、伝熱管の洗浄を行う場合、先に伝熱管用洗浄水噴射部から伝熱管へ向けて洗浄水噴射を行い、その後に底部板用洗浄水噴射部から底部板へ向け洗浄水噴射を行うものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記のエコノマイザの洗浄方法において、ドレン排出口の真上からドレン排出口に向けて洗浄水を噴射する排出口用洗浄水噴射部を設けておき、伝熱管の洗浄を行う場合、最初に排出口用洗浄水噴射部によるドレン排出口洗浄用の洗浄水噴射を行い、次に伝熱管用洗浄水噴射部による伝熱管洗浄用の洗浄水噴射を行い、その後に底部板用洗浄水噴射部から底部板へ洗浄水噴射を行うものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を実施することによって、煤の塊やさびのかけらなど重量のあるものがエコノマイザ底部に落下しても、その異物はエコノマイザ内から排除することができるため、異物が水をせき止めて水たまりをつくるということはなくなり、腐食しやすい環境になることを防止できるためにエコノマイザの寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例でのフロー図
【図２】本発明の他の一実施例でのフロー図
【図３】本発明の一実施例でのエコノマイザ底部を抜き出した斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施しているボイラのフロー図、図２は本発明の他の一実施例でのフロー図、図３は本発明の一実施例でのエコノマイザ底部を抜き出した斜視図である。ボイラ１で発生した燃焼排ガスは排ガス通路２を通して排出しており、排ガス通路２途中にエコノマイザ７を設ける。エコノマイザ７内には水平方向に伸びる伝熱管３を多数設けており、燃焼排ガスはエコノマイザ７内の伝熱管３の間を下向きに流れ、エコノマイザ７内下部でターンさせて上部より取り出す構成とする。エコノマイザ７では燃焼排ガスから熱を奪うことで凝縮水が発生し、さらに洗浄時には洗浄排水が発生するため、エコノマイザ７の底部にドレン排出口６を設けておき、凝縮水や洗浄排水はドレン排出口６からドレン排水管５を通して外部へ排出する。エコノマイザ７内の底部には、凝縮水や洗浄排水をドレン排出口６へ送るための傾斜を持った底部板１４を設置している。底部板１４はドレン排出口６から離れた側を高くし、ドレン排出口６に近づくにつれて低くなるように傾斜させておく。
【００１３】
エコノマイザ７内の伝熱管は連結することで給水流路を形成しており、エコノマイザ内への給水は、伝熱管群の最下段の伝熱管より行う。エコノマイザ内でのボイラ用水流は下部の伝熱管から順次通り、加熱されながら最上段の伝熱管まで達し、図示していないが予熱したボイラ用水はエコノマイザより取り出されて、ボイラ１内へ給水される。エコノマイザ７の伝熱管外側表面には、熱吸収用フィンを多数設ける。熱吸収用フィンは、伝熱管の表面から円周方向に全周に設けており、熱吸収用フィンを設置することで燃焼ガスと接触する面積を大きくすることができるため、伝熱管での熱吸収量を大きくすることができる。
【００１４】
エコノマイザ７では、伝熱管３を設置している部分の上方に伝熱管用洗浄水噴射部４を設置する。伝熱管用洗浄水噴射部４は、水道水を伝熱管３へ噴射するものでもよいが、ボイラでは缶水の過濃縮を防止するために濃縮した缶水のブローを行っており、高温高圧のブロー水が得られる。そのため、伝熱管用洗浄水噴射部４はボイラと配管で接続しており、ボイラからのブロー水を伝熱管３へ噴射することで伝熱管３の洗浄を行うようにしている。
【００１５】
また、エコノマイザの底部に設けているドレン排出口６の真上にも、排出口用洗浄水噴射部８を設置し、ドレン排出口６の真上からドレン排出口６へ向けて洗浄水を噴射するようにしている。さらにドレン排出口６から遠い側のエコノマイザ壁面近くに、底部板用洗浄水噴射部９を設ける。底部板用洗浄水噴射部９はドレン排出口６の方向へ向けて底部板の上側表面に洗浄水を噴射するものであり、底部板１４のすぐ上に設けている。底部板用洗浄水噴射部９は、真下に対してドレン排出口６の方向へ少し角度を付けた方向にノズル先端を向けており、斜め下方へ洗浄水を噴射するようにしておく。
【００１６】
排出口用洗浄水噴射部８と底部板用洗浄水噴射部９も、ボイラからのブロー水を噴射するものであり、排出口用洗浄水噴射部８とボイラ間、底部板用洗浄水噴射部９とボイラ間も配管で接続している。伝熱管用洗浄水噴射部４へ洗浄水を送る配管の途中にエコノマイザ洗浄弁１１、排出口用洗浄水噴射部８へ洗浄水を送る配管の途中に排出口用洗浄弁１２、底部板用洗浄水噴射部９へ洗浄水を送る配管の途中に底部板用洗浄弁１３をそれぞれ設ける。これらの弁は通常は閉じておき、洗浄水を噴射するときのみ開く。
【００１７】
ボイラからエコノマイザ７部分に達した燃焼排ガスは、エコノマイザの伝熱管３と熱交換を行う。伝熱管３では、熱吸収用フィンを多数設けているため、燃焼ガスと接触する面積が大きくなっており、大きな伝熱面によって燃焼排ガスの熱を吸収し、伝熱管内を流れるボイラ給水を加熱する。燃焼排ガスは伝熱管を加熱しながら下部へ向けて流れており、伝熱管を加熱することで温度が徐々に低下していく。燃焼排ガスに煤が含まれていた場合、伝熱管等の表面に煤が付着し、徐々に堆積していくことになる。伝熱管の表面に煤が堆積すると、燃焼排ガスから伝熱管への熱伝達を阻害することになり、エコノマイザでの熱回収量が減少するため、エコノマイザでは煤を除去することが必要となる。
【００１８】
ボイラの缶水によるエコノマイザの洗浄は、ボイラ１の缶内圧力が高まっている状態で行う。伝熱管の洗浄を行う場合には、まず排出口用洗浄弁１２を開き、排出口用洗浄水噴射部８からドレン排出口６へ向けて洗浄水の噴射を行うことでドレン排出口６の洗浄を最初に行う。ボイラ内の圧力が高まっている状態であれば、排出口用洗浄弁２１を開くと、排出口用洗浄水噴射部８からドレン排出口６に向けて圧力を持った洗浄水が噴射される。ドレン排出口６部分に煤がたまっていても、ドレン排出口６に向けて洗浄水を噴射することで煤は押し流すことができる。もしもドレン排出口６が詰まっている状態で伝熱管３の洗浄を行うと、洗浄排水がエコノマイザの底部にたまることになるため、最初にドレン排出口６へ洗浄水を噴射して洗浄水が排水できるようにしておく。
【００１９】
次にエコノマイザ洗浄弁１１を開き、伝熱管用洗浄水噴射部４から伝熱管３に向けて洗浄水を噴射する。伝熱管３に洗浄水を噴射すれば、伝熱管３の表面に付着していた煤は洗い流され、煤を含んだ洗浄排水はエコノマイザ下部の底部板１４に落下する。底部板１４はドレン排出口６の方向が低くなるように傾斜を設けており、洗浄排水は底部板１４の表面をドレン排出口６の方向へ流れ、ドレン排出口６からドレン排水管５を通して排出される。伝熱管用洗浄水噴射部４からの洗浄水噴射を所定時間分行うとエコノマイザ洗浄弁１１を閉じて伝熱管３の洗浄を終了する。
【００２０】
底部板用洗浄水噴射部９からの洗浄水噴射は、伝熱管用洗浄水噴射部４による伝熱管３の洗浄後に行う。伝熱管３の表面に煤やさびが付着していて、その煤やさびを伝熱管用洗浄水噴射部４からの洗浄水によって洗い流した場合、煤やさびはエコノマイザ底部にある底部板１４に落ちる。この場合、底部板用洗浄水噴射部９から洗浄水を噴射することで、底部板上の煤などの異物を押し流すことができ、底部板１４から異物を排除することができる。
【００２１】
底部板用洗浄水噴射部９からの洗浄水噴射を所定時間分行うと、底部板用洗浄弁１３を閉じる。これで三箇所の洗浄水噴射部からすべて洗浄水を噴射したことになるが、底部板洗浄の後にドレン排出口６の洗浄をもう一度行うようにしておくと、煤の塊などの異物がドレン排出口６に残っていた場合でも、異物をドレン排出口６から排出することができる。
【００２２】
伝熱管３へ向けて洗浄水を噴射する伝熱管用洗浄水噴射部４では、洗浄水を噴射する際の圧力は伝熱管３に衝突することで失われ、底部板１４に落ちた洗浄水は重力の作用によってドレン排出口６の方向へ流れるだけとなる。煤は、微細な粒の状態であれば伝熱管用洗浄水噴射部４からの洗浄水が排水される際に洗浄水とともに排出されるが、煤が塊となって重量が大きくなったものや、さびのかけらがはがれ落ちたものがあると、底部板１４の上で緩やかに流れている洗浄排水では押し流すことができず、底部板１４の表面に異物がとどまることになる。この場合でも、底部板１４のすぐ上にドレン排出口６の方向へ向けて直接洗浄水を噴射する底部板用洗浄水噴射部９を設け、底部板用洗浄水噴射部９からの圧力をそのまま利用して底部板１４の洗浄を行うことで、底部板１４部分の煤等を押し流すことができる。底部板１４の煤等を洗い流し、底部板１４で水をせき止める異物をなくすことができるので、底部板１４で水たまりが発生することを防止できる。
【００２３】
なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。例えば、エコノマイザ洗浄弁１１、排出口用洗浄弁１２、底部板用洗浄弁１３は手動によって開閉動作を行うボール弁とし、人による操作によって洗浄を行うものであってもよく、図２に記載のように、前記の各弁は電気的信号によって開閉動作を行う電動弁として自動制御を行うようにしてもよい。エコノマイザの洗浄を自動制御で行う場合は、ボイラの運転制御を行う運転制御装置１０にエコノマイザ洗浄のプログラムを設定し、運転制御装置１０はエコノマイザ洗浄弁１１、排出口用洗浄弁１２、底部板用洗浄弁１３との間を信号線で接続しておき、運転制御装置１０からの指令によって作動させることで行える。
【符号の説明】
【００２４】
１  ボイラ
２  排ガス通路
３  伝熱管
４  伝熱管用洗浄水噴射部
５  ドレン排水管
６  ドレン排出口
７  エコノマイザ
８  排出口用洗浄水噴射部
９  底部板用洗浄水噴射部   
１０  運転制御装置                            
１１  エコノマイザ洗浄弁
１２  排出口用洗浄弁
１３  底部板用洗浄弁
１４  底部板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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