(57)【要約】【課題】灰などのダストの排出量を増加させることなく、炉の運転中に付着灰を除去する。【解決手段】灰から成型した灰球ＡＢを落下させることで、排ガスから熱回収するボイラ７２の水管群に付着した灰を除去するボイラ水管付着灰除去システム１であって、水管群の下方から灰球を構成した灰塊を排出する排出装置２と、排出装置２から排出された灰塊Ａから、所定の大きさ以上の第一の灰塊Ａ１と所定の大きさ未満の第二の灰塊Ａ２とに分離する分離装置５と、第二の灰塊Ａ２を用いて灰球ＡＢを成型する灰球成型装置６と、灰球成型装置６で成型された灰球ＡＢを乾燥する灰球乾燥装置７と、乾燥された灰球ＡＢ及び第一の灰塊Ａ１を貯留する貯留槽８と、貯留槽８に貯留された灰球ＡＢ及び第一の灰塊Ａ１を水管群に落下させる落下装置９と、を有するボイラ水管付着灰除去システム１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰から成型した灰球を落下させることで、排ガスから熱回収するボイラの水管群に付着した前記灰を除去するボイラ水管付着灰除去システムであって、
前記水管群の下方から前記灰球を構成した灰塊を排出する排出装置と、
前記排出装置から排出された前記灰塊から、所定の大きさ以上の第一の灰塊と前記所定の大きさ未満の第二の灰塊とに分離する分離装置と、
前記第二の灰塊を用いて前記灰球を成型する灰球成型装置と、
前記灰球成型装置で成型された前記灰球を乾燥する灰球乾燥装置と、
前記乾燥された前記灰球及び前記第一の灰塊を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽に貯留された前記灰球及び前記第一の灰塊を前記水管群に落下させる落下装置と、を有することを特徴とするボイラ水管付着灰除去システム。
【請求項２】
前記ボイラの蒸気復水器で熱交換された空気を前記灰球乾燥装置へ送風する送風機をさらに有し、
前記灰球乾燥装置は前記空気で前記灰球を乾燥し、
前記灰球を乾燥した前記空気はバグフィルタの上流に放出されることを特徴とする請求項１に記載のボイラ水管付着灰除去システム。
【請求項３】
前記排ガスはごみ焼却炉で発生し、
前記ごみ焼却炉の主灰が排出される灰押出装置と、
前記排出装置で排出された前記灰塊を、前記灰押出装置または前記分離装置のいずれか一方へ択一的に排出する切替装置と、
前記切替装置及び前記落下装置を制御する制御装置と、をさらに有し、
前記制御装置は、所定のタイミングで前記落下装置を制御して前記灰球を前記水管群に落下させ、
且つ、前記切替装置を制御して、前記貯留槽に貯留された前記灰球及び前記第一の灰塊の総量が閾値以上の場合は前記灰塊を前記灰押出装置へ排出し、
前記総量が前記閾値未満の場合は前記灰塊を前記分離装置へ排出することを特徴とする請求項２に記載のボイラ水管付着灰除去システム。
【請求項４】
前記切替装置と前記分離装置を接続する灰搬送装置をさらに有し、
前記制御装置は、前記灰搬送装置及び前記灰球成型装置をさらに制御し、前記総量が前記閾値未満から前記閾値以上になった後も前記灰搬送装置と前記灰球成型装置を稼働させ、所定時間経過後、前記灰搬送装置及び前記灰球成型装置を停止することを特徴とする請求項３に記載のボイラ水管付着灰除去システム。
【請求項５】
前記灰球乾燥装置は、前記灰球成型装置で成型された前記灰球が導入される第一の乾燥段と、
所定時間経過後に前記第一の乾燥段から前記灰球が導入される第二の乾燥段とを備え、
前記空気は前記第一の乾燥段及び前記第二の乾燥段に導入され、前記第一の乾燥段から排出されて、前記バグフィルタの上流に放出されることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のボイラ水管付着灰除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ水管付着灰除去システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ごみ焼却炉等のボイラ（炉付ボイラ）では、灰が水管（伝熱管）に付着して伝熱効率を低下させるため、スートブローで定期的に付着灰を除去している。しかし、全ての水管の付着灰を一様に除去できるほどスートブローを多数設置することは困難であるため、水管の場所によっては付着灰が十分に除去できない箇所も生じうる。このため、ショット球（鋼球）を水管の上部から散布、循環させ、水管に付着した灰を一様に除去する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、ショット球では水管を傷つける恐れもあることから、例えば衝突した衝撃で自らが破壊される程度の硬度の球（燃焼生成灰、セメント、モルタル等によって成型された球）をピッチングマシン状の装置で射出する技術も開発されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。これらの技術は、のぞき窓等を介してピッチングマシン状の装置を使用することから、休炉中に付着灰除去を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２７９０８号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６９０９号公報
【特許文献３】特開２０１４−３１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
炉の運転中に、水管を傷つけないよう付着灰を除去するため、特許文献１に記載の技術において、ショット球に代えて特許文献２及び特許文献３に記載の球を使用すると、最終的にはダスト回収され、球がなくなってしまう。他所で形成した球を再度供給した場合、ダストの排出量が増加してその処理費用が増加するという課題がある。
【０００６】
この発明は、灰などのダストの排出量を増加させることなく、炉の運転中にボイラの水管群の付着灰を除去することができるボイラ水管付着灰除去システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様によれば、ボイラ水管付着灰除去システムは、灰から成型した灰球を落下させることで、排ガスから熱回収するボイラの水管群に付着した前記灰を除去するボイラ水管付着灰除去システムであって、前記水管群の下方から前記灰球を構成した灰塊を排出する排出装置と、前記排出装置から排出された前記灰塊から、所定の大きさ以上の第一の灰塊と前記所定の大きさ未満の第二の灰塊とに分離する分離装置と、前記第二の灰塊を用いて前記灰球を成型する灰球成型装置と、前記灰球成型装置で成型された前記灰球を乾燥する灰球乾燥装置と、前記乾燥された前記灰球及び前記第一の灰塊を貯留する貯留槽と、前記貯留槽に貯留された前記灰球及び前記第一の灰塊を前記水管群に落下させる落下装置と、を有する。
【０００８】
このような構成によれば、水管群に落下させた灰球は割れや欠けが生じうるが、ボイラから排出された灰塊から、所定の大きさ以上の第一の灰塊を分離することによって、第一の灰塊を灰球として再利用することができる。また、灰球として利用できない所定の大きさ未満の第二の灰塊を用いて新たに灰球を成型するので、ダストの排出量を増加させることなく、水管群に付着した灰を除去することができる。
また、灰球成型装置で成型された灰球を乾燥することによって、灰球の硬度を上げることができる。
また、ボイラの水管群に向けて灰球を落下させる構成であるので、炉の運転中、すなわち炉の運転を継続したまま、水管群に付着した灰を除去することができる。
【０００９】
上記ボイラ水管付着灰除去システムにおいて、前記ボイラの蒸気復水器で熱交換された空気を前記灰球乾燥装置へ送風する送風機をさらに有し、前記灰球乾燥装置は前記空気で前記灰球を乾燥し、前記灰球を乾燥した前記空気はバグフィルタの上流に放出されてよい。
【００１０】
このような構成によれば、常温より温度の高い乾燥用空気を別途用意するための加熱装置が必要なく、また、従来は廃棄していた蒸気復水器の加熱された空気を利用するので、安価に灰球を乾燥することができる。
また、灰球を乾燥させた空気は、灰を含有する可能性があるためそのままでは大気放出できないが、炉付ボイラの排ガスの集塵装置であるバグフィルタを、当該灰の除去にも利用する。すなわち、バグフィルタの上流に灰球を乾燥させた空気を放出することによって、バグフィルタに、排ガスの除塵と、灰球を乾燥させた空気に含まれる灰の除去を兼用させる。これにより、灰球を乾燥させた空気に含まれる灰を除去する装置を別途設ける必要がなく、安価に当該灰を除去し、当該空気を大気放出することができる。
【００１１】
上記ボイラ水管付着灰除去システムにおいて、前記排ガスはごみ焼却炉で発生し、前記ごみ焼却炉の主灰が排出される灰押出装置と、前記排出装置で排出された前記灰塊を、前記灰押出装置または前記分離装置のいずれか一方へ択一的に排出する切替装置と、前記切替装置及び前記落下装置を制御する制御装置と、をさらに有し、前記制御装置は、所定のタイミングで前記落下装置を制御して前記灰球を前記水管群に落下させ、且つ、前記切替装置を制御して、前記貯留槽に貯留された前記灰球及び前記第一の灰塊の総量が閾値以上の場合は前記灰塊を前記灰押出装置へ排出し、前記総量が前記閾値未満の場合は前記灰塊を前記分離装置へ排出してよい。
【００１２】
このような構成によれば、必要量の灰球及び第一の灰塊が準備できている場合には、不要な灰を灰押出装置に送って廃棄することができる。
【００１３】
上記ボイラ水管付着灰除去システムにおいて、前記切替装置と前記分離装置を接続する灰搬送装置をさらに有し、前記制御装置は、前記灰搬送装置及び前記灰球成型装置をさらに制御し、前記総量が前記閾値未満から前記閾値以上になった後も前記灰搬送装置と前記灰球成型装置を稼働させ、所定時間経過後、前記灰搬送装置及び前記灰球成型装置を停止してよい。
【００１４】
このような構成によれば、灰塊が灰搬送装置や灰球成型装置に残ったまま、これら装置を停止すると灰塊が固化する等の不具合が生じうるが、これを防止することができる。
【００１５】
上記ボイラ水管付着灰除去システムにおいて、前記灰球乾燥装置は、前記灰球成型装置で成型された前記灰球が導入される第一の乾燥段と、所定時間経過後に前記第一の乾燥段から前記灰球が導入される第二の乾燥段とを備え、前記空気は前記第一の乾燥段及び前記第二の乾燥段に導入され、前記第一の乾燥段から排出されて、前記バグフィルタの上流に放出されてよい。
【００１６】
このような構成によれば、灰球乾燥装置が少なくとも二段構成となっていることによって、灰球をより長時間乾燥させ、水管群の付着灰の除去のために必要な硬度まで十分に固化させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、灰などのダストの排出量を増加させることなく、炉の運転中にボイラの水管群の付着灰を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態のボイラ水管付着灰除去システムを有する焼却プラントの概略構成図である。
【図２】本発明の第一実施形態の焼却プラントの蒸気復水器の概略構成図である。
【図３】本発明の第一実施形態のボイラ水管付着灰除去システムの灰排出装置及びダンパ切替装置の概略図である。
【図４】本発明の第一実施形態のボイラ水管付着灰除去システムの灰球分離装置の斜視図である。
【図５】本発明の第一実施形態のボイラ水管付着灰除去システムの灰球乾燥装置の斜視図である。
【図６】本発明の第一実施形態のボイラ水管付着灰除去システムの灰球乾燥装置の分解斜視図である。
【図７】本発明の第一実施形態の灰球乾燥装置の空気の導入パターンを説明する斜視図である。
【図８】本発明の第一実施形態の灰球乾燥装置の別の空気の導入パターンを説明する斜視図である。
【図９】一段目乾燥段にて乾燥された第一の灰塊及び灰球が二段目乾燥段に落下する様子を説明する概略図である。
【図１０】本発明の第一実施形態のボイラ水管付着灰除去システムの灰球の流れ及び緩衝装置について説明する概略図である。
【図１１】本発明の第一実施の形態のボイラ水管付着灰除去システムを説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第二実施形態のボイラ水管付着灰除去システムの灰球の流れについて説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態のボイラ水管付着灰除去システムを有する焼却プラントについて図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の焼却プラント７０は、ごみ等の被焼却物を焼却するごみ焼却炉７１（例えば、順送式のストーカ炉）と、ごみ焼却炉７１で発生した排ガスＥが通過するボイラ７２と、ボイラ７２の下流側に設けられた排ガス処理装置７３と、灰から成型した灰球ＡＢを落下させることでボイラ７２の水管群７２ａに付着した灰を除去するボイラ水管付着灰除去システム１と、を備えている。なお、図１は概略構成図であるため、一部の構成は省略されており、例えば後述の緩衝装置５０や灰球供給先切替装置４４は図１には図示されていない。
【００２０】
ボイラ７２は、ごみ焼却炉７１から排出される排ガスＥの熱を利用して蒸気を発生させる熱交換器である。
排ガス処理装置７３は、ごみ焼却炉７１から排出される排ガスＥに含まれる煤塵、ＳＯ２、ＨＣｌなどを除去してクリーンな排ガスとする装置である。
【００２１】
排ガス処理装置７３は、上流側から順にエコノマイザ７４と、排ガス温度を低下させる減温塔７５と、バグフィルタ７６（集塵装置）と、処理された排ガスＥを大気に放出する煙突７７と、を有している。
バグフィルタ７６は、耐熱性を有するろ布などを用いて排ガスＥ中の煤塵・灰などの固形成分をろ過捕集する装置である。
【００２２】
ごみ焼却炉７１は、焼却によって生じる主灰が導入される灰シュート７９と、灰シュート７９を介して導入された主灰を冷却した後、例えば、コンベアに排出する装置である灰押出装置８０と、を有している。
【００２３】
焼却プラント７０は、ボイラ７２で発生した蒸気Ｓ１で発電を行う蒸気タービン８１と、蒸気タービン８１を駆動した後の蒸気Ｓ２を水に凝縮する蒸気復水器８２と、を有している。図２に示すように、蒸気復水器８２は、壁８３と、内部空間を上下に仕切るベース板８４と、冷却ファン９１と、ベース板８４の上方に配置された２本の復水集合管８５と、２本の復水集合管８５の上方に復水集合管８５と平行に配設された１本の蒸気分配管８６と、復水集合管８５と蒸気分配管８６とを接続する伝熱エレメント８７と、を有している。伝熱エレメント８７は、多数のフィン付きチューブ群から構成されている。
【００２４】
蒸気Ｓ２は、蒸気分配管８６に導かれ、蒸気分配管８６に接続した伝熱エレメント８７の内部を充たす。この状態で、冷却ファン９１を回転させると、外気導入部８８から空気が吸引されて伝熱エレメント８７の表面に接触し、伝熱エレメント８７が冷却される。これにより、伝熱エレメント８７内の蒸気Ｓ２は凝縮して水となり、復水集合管８５に集められる。一方、熱交換により加熱された空気ＨＡは排気口エリア８９から大気放出される。
蒸気復水器８２の壁８３には、加熱された空気ＨＡの一部を取り出す空気取出口９０が設けられている。空気取出口９０は、後述する灰球乾燥装置７に導入されて灰球の乾燥に使用される。
【００２５】
図１に示すように、ボイラ水管付着灰除去システム１は、ボイラ７２の水管群７２ａの下方から灰塊Ａや水管群から除去された付着灰及び当該下方に堆積した飛灰を排出する灰排出装置２と、灰排出装置２から排出された灰塊Ａや水管群から除去された付着灰及び堆積した飛灰から、所定の大きさ以上の第一の灰塊Ａ１と所定の大きさ未満の第二の灰塊Ａ２とに分離する灰球分離装置５と、第二の灰塊Ａ２を用いて灰球ＡＢを成型する灰球成型装置６と、灰球ＡＢを乾燥する灰球乾燥装置７と、灰球ＡＢ及び第一の灰塊Ａ１を貯留する灰球貯留槽８と、灰球ＡＢ及び第一の灰塊Ａ１を水管群７２ａに落下させる灰球落下装置９と、制御装置１０と、を備えている。
ここで、灰塊Ａは、水管群に落下させた灰球ＡＢ（後述）の残骸であり、球状とは限らず、欠けや割れが生じている灰の塊である。また、以下、灰塊Ａ、水管群から除去された付着灰、及び堆積した飛灰を、「灰塊Ａ等」として説明する。
【００２６】
灰排出装置２の下流側には、灰排出装置２から排出された灰塊Ａ等を、灰押出装置８０又は
灰球分離装置５のいずれか一方へ択一的に排出するダンパ切替装置３が設けられている。ダンパ切替装置３と灰球分離装置５とは、灰搬送装置４によって接続されている。
【００２７】
図３に示すように、灰排出装置２は、例えば、ボイラ７２の水管群７２ａの下部７２ｂに接続され、下部７２ｂに溜まった灰塊Ａ等を定量的に切り出すロータリーバルブ１２である。
ロータリーバルブ１２は、ハウジング１３と、ハウジング１３内で図示しない駆動源によって回転するローター１４と、を有している。ローター１４は、ハウジング１３内を複数の搬送室１５に分割している。
【００２８】
ダンパ切替装置３は、ロータリーバルブ１２の出口１２ａと接続された入口配管１７と、入口配管１７と灰押出装置８０とを接続する第一出口配管１８と、入口配管１７と灰搬送装置４とを接続する第二出口配管１９と、ロータリーバルブ１２から排出された灰塊Ａ等を第一出口配管１８又は第二出口配管１９のいずれか一方へ択一的に排出するダンパ２０と、を有している。ダンパ切替装置３は、制御装置１０と電気的に接続されている。
【００２９】
灰搬送装置４は、密閉型のコンベヤであり、上流側の端部がダンパ切替装置３の第二出口配管１９と接続され、下流側の端部に下方に向けて開口された排出口４ａを有している。灰搬送装置４は、ダンパ切替装置３によって第二出口配管１９に導かれた灰塊Ａ等を灰球分離装置５に搬送する装置である。
【００３０】
図４に示すように、灰球分離装置５は、一対の板状壁２２と、一対の板状壁２２間に配置された複数の金属棒２３と、を有している。灰球分離装置５は、灰搬送装置４によって搬送された灰塊Ａ等から、所定の大きさ以上の第一の灰塊Ａ１と、所定の大きさ未満の第二の灰塊Ａ２とに分離する装置である。
なお、上述のとおり、「灰塊Ａ等」は、灰球ＡＢの残骸である灰塊Ａのみならず、水管群から除去された付着灰や堆積した飛灰を含むので、第一の灰塊Ａ１は、これらのうち使用後の灰球ＡＢであり、水管群の付着灰を除去することが可能な大きさの灰塊Ａ等再使用に耐えうる灰塊Ａであり、第二の灰塊Ａ２は、第一の灰塊Ａ１より細かな灰塊Ａ等である。
【００３１】
各々の金属棒２３の断面形状は、半円形状であり、円弧部が上方を向き、平面が下方を向くように配置されている。複数の金属棒２３は、互いに平行に配置されている。複数の金属棒２３は、一方の端部２３ａが他方の端部２３ｂよりも高くなるように配置されている。即ち、複数の金属棒２３は、水平面に対して傾斜している。
複数の金属棒２３は、隣り合う金属棒２３同士の間に、一定の隙間Ｇが形成されるように配置されている。隙間Ｇの寸法は、上記した所定の大きさと略同じである。例えば、隙間Ｇは、１０ｃｍ〜２０ｃｍとすることができる。
【００３２】
灰搬送装置４の排出口４ａは、灰球分離装置５の金属棒２３の一方の端部２３ａ側に灰塊Ａ等を排出するように配置されている。即ち、灰搬送装置４によって搬送された灰塊Ａ等は、一対の板状壁２２の間であって、複数の金属棒２３によって形成された斜面の上方に排出される。隙間Ｇから落下することなく、複数の金属棒２３によって形成された斜面に沿って転がった第一の灰塊Ａ１は、灰球供給先切替装置４４（図５、図１０参照）を介して灰球乾燥装置７に送られる。隙間Ｇから落下した第二の灰塊Ａ２は、灰球成型装置６に送られて灰球ＡＢに成型される。
金属棒２３の断面形状は、半円形状に限ることはなく、円形状や三角形状でもよい。
【００３３】
灰球成型装置６は、灰球分離装置５から分離された第二の灰塊Ａ２から灰球ＡＢを成型する装置である。灰球成型装置６は、灰球分離装置５の金属棒２３間の隙間Ｇから落下する第二の灰塊Ａ２を受け入れる受入槽２４と、受入槽２４から供給される灰を練り合わせる混練装置２５と、混練装置２５にて練り合わされて灰を球形に成型する成型装置本体２６と、を有している。
灰球成型装置６によって成型された灰球ＡＢは、第一の灰塊Ａ１と同様に、灰球供給先切替装置４４を介して灰球乾燥装置７に送られる。
【００３４】
図５及び図６に示すように、灰球乾燥装置７は、円筒状をなすケーシング２７と、ケーシング２７の下部に接続されたホッパ２８と、ケーシング２７の軸線に沿って延在するシャフト２９と、シャフト２９を回転駆動させるシャフト回転用モータ３０と、ケーシング２７の内部空間を一段目乾燥段３１と二段目乾燥段３２とに区画する一段目底板３３と、二段目乾燥段３２とホッパ２８とを区画する二段目底板３４と、一段目乾燥段３１を４つの乾燥室ＤＲに区画する一段目仕切部３５と、二段目乾燥段３２を４つの乾燥室ＤＲに区画する二段目仕切部３６と、を有している。
なお、図６に示す分解図において、ケーシング２７は上下方向で分割されているが、実際のケーシング２７は、図５に示すように、一体に形成されている。
灰球乾燥装置７は、乾燥室ＤＲに導入された灰球ＡＢを蒸気復水器８２から供給される空気ＨＡ、すなわち温風を用いて乾燥する装置である。
【００３５】
シャフト２９は、中空構造であり、ケーシング２７の上端まで延在している。シャフト２９には、空気ＨＡが導入されている。図７に示すように、シャフト２９には、シャフト２９の内部に導入された空気ＨＡを一段目乾燥段３１及び二段目乾燥段３２に流す複数の空気噴出孔３７が形成されている。一段目乾燥段３１には、導入された空気ＨＡを排出する空気出口３８が設けられている。
【００３６】
なお、灰球乾燥装置７への空気導入の構成はこれに限ることなく、図８に示すように、シャフト２９とは別に空気ＨＡを搬送する空気導入ダクト５３を設け、ケーシング２７の外側から空気ＨＡを噴出する構成としてもよい。空気導入ダクト５３は、上下方向に延びるダクト本体５４と、ダクト本体５４に接続され、一段目乾燥段３１と二段目乾燥段３２のそれぞれに対応して、ケーシング２７の周方向に延在する環状ダクト５５と、環状ダクト５５からケーシング２７を貫通して乾燥室ＤＲ内に空気ＨＡを噴出する噴出ダクト５６と、を有している。ケーシング２７の外側から空気ＨＡを供給することが好ましい場合にこのような形態を選択することができる。
【００３７】
一段目仕切部３５及び二段目仕切部３６は、シャフト２９が挿通される円筒部３９と、円筒部３９の外周面とケーシング２７の内周面とを接続する４枚の仕切板４０と、を有している。仕切板４０には、多数の貫通孔４０ａが形成されている。仕切板４０に多数の貫通孔４０ａが形成されていることによって、貫通孔４０ａを介して隣り合う乾燥室ＤＲに空気ＨＡを行き来させることができる。
円筒部３９の空気噴出孔３７に対応する箇所は、噴出される空気ＨＡを通す構造となっている。例えば、円筒部３９の空気噴出孔３７に対応する箇所は、メッシュで形成することができる。
【００３８】
ケーシング２７、一段目仕切部３５、二段目仕切部３６、及びホッパ２８は、シャフト２９とは接続されておらず、所定の方法で固定されている。即ち、シャフト２９が回転しても、ケーシング２７、一段目仕切部３５、二段目仕切部３６、及びホッパ２８は回転しない。
【００３９】
一段目底板３３は、一段目乾燥段３１の底面として機能する円板状の部材である。一段目底板３３には、上方から見て１つの乾燥室ＤＲと同じ大きさの開口である一段目開口部４１が形成されている。換言すれば、一段目底板３３は、周方向の１／４が切り欠かれている。
二段目底板３４は、二段目乾燥段３２の底面として機能する円板状の部材である。二段目底板３４には、上方から見て１つの乾燥室ＤＲと同じ大きさの開口である二段目開口部４２が形成されている。換言すれば、二段目底板３４は、周方向の１／４が切り欠かれている。
【００４０】
一段目底板３３及び二段目底板３４は、シャフト２９に固定されている。即ち、シャフト２９が回転すると、一段目底板３３及び二段目底板３４は回転する。一段目底板３３及び二段目底板３４が回転することによって、一段目開口部４１及び二段目開口部４２も回転する。一段目開口部４１及び二段目開口部４２が回転することによって、各々の乾燥室ＤＲに導入された灰球ＡＢは、順次下方に落下する。
灰球で水管群の付着灰を除去するには、所定の硬度が必要であり、自然乾燥の場合には、一般的に数日を要する。しかし、灰球乾燥装置７は温風で新たに製造した灰球を乾燥するので、より短い日数、例えば、約２日で所定の硬度を得ることができる。そこで、ここでは、シャフト２９は、例えば６時間で１/４回転するよう駆動される。
【００４１】
一段目開口部４１と二段目開口部４２とは、上方から見て同じ位置に形成されておらず、シャフト２９の回転方向Ｒで異なる位置に形成されている。具体的には、二段目開口部４２は、シャフト２９の回転方向Ｒで、一段目開口部４１のある位置よりも１部屋分だけ下流側に位置している。
【００４２】
ホッパ２８は、下方に向かうにしたがって漸次縮径するように形成されている。ホッパ２８の灰球出口４３は、ケーシング２７の軸線（シャフト２９）から軸線の径方向外側にオフセットしている。
灰球貯留槽８は、ホッパ２８の灰球出口４３から排出された灰球ＡＢを貯留する槽である。灰球貯留槽８には、灰球貯留槽８に貯留されている灰球ＡＢの貯留量を測定するセンサ４９が設けられている。センサ４９は、制御装置１０と電気的に接続されている。
灰球落下装置９は、灰球貯留槽８に貯留されている灰球ＡＢ及び第一の灰塊Ａ１をボイラ７２の水管群７２ａに落下させる装置である。灰球落下装置９は、制御装置１０と電気的に接続されている。
【００４３】
灰球乾燥装置７の上流側に配置されている灰球供給先切替装置４４は、複数の乾燥室ＤＲのうちいずれか１つの乾燥室ＤＲに灰球ＡＢの供給先を切り替える部位である。本実施形態の灰球供給先切替装置４４は、灰球乾燥装置７の４つ乾燥室ＤＲから灰球ＡＢの供給先を選択するように構成されている。具体的には、灰球供給先切替装置４４は、回転方向Ｒで見て、一段目底板３３の一段目開口部４１のある部屋の１つ上流側の乾燥室ＤＲのみに灰球ＡＢを供給するように設定されている。灰球供給先切替装置４４は、例えば、シャフト２９（底板３３、３４）の回転に伴い、上記設定のように灰球ＡＢの供給先を順次切り替えるように構成されている。
【００４４】
ボイラ水管付着灰除去システム１は、ボイラ７２の蒸気復水器８２で熱交換により加熱された空気ＨＡを灰球乾燥装置７へ送風する送風機４５を有している。送風機４５と蒸気復水器８２の空気取出口９０は、第一空気ダクト４６によって接続されている。送風機４５と灰球乾燥装置７のシャフト２９とは、第二空気ダクト４７によって接続されている。
灰球乾燥装置７の空気出口３８は、第三空気ダクト４８を介して減温塔７５とバグフィルタ７６とを接続する配管７８に接続されている。即ち、蒸気復水器８２で加熱された４０℃〜５０℃の空気ＨＡは、送風機４５によって引き抜かれ、灰球乾燥装置７のシャフト２９に導入されて灰球ＡＢを乾燥させた後、第三空気ダクト４８を介してバグフィルタ７６の上流側に放出される。
灰球を乾燥させた空気は、灰を含有する可能性があるためそのままでは大気放出できないが、バグフィルタに、排ガスの除塵と、灰球を乾燥させた空気に含まれる灰の除去を兼用させるので、最終的に当該空気を煙突から大気放出することができる。
【００４５】
図１０に示すように、灰球分離装置５と灰球乾燥装置７との間には、互い違いに配置された複数のスロープ５１によって構成された緩衝装置５０が設けられている。緩衝装置５０は、上下方向に複数配置されたスロープ５１を有し、灰球ＡＢに衝撃を与えることなく、灰球ＡＢを灰球乾燥装置７に導入する装置である。
各々のスロープ５１は、可能な限り緩やかに形成されている。複数のスロープ５１は、上下方向に隣り合うスロープ５１の傾斜の向きが互いに異なるように、且つ、上側のスロープ５１から落下した灰球ＡＢが下側のスロープ５１上に落下するように配置されている。
【００４６】
次に、灰球供給先切替装置４４及び灰球乾燥装置７の作用について説明する。
まず、灰球分離装置５及び灰球成型装置６から供給される第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢは、灰球供給先切替装置４４によって、一段目底板３３の一段目開口部４１のある乾燥室ＤＲの１つ上流側の乾燥室ＤＲのみに供給される。第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢの供給先は、シャフト２９（一段目開口部４１）の回転に合わせて順次切り替えられる。
【００４７】
一段目乾燥段３１に供給された第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢは、一段目底板３３の動きにより、撹拌されながら、空気噴出孔３７から噴出される空気ＨＡによって乾燥される。
一段目乾燥段３１の乾燥室ＤＲに供給された第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢは、一段目開口部４１の回転に伴い、順次二段目乾燥段３２に移動する。
灰球供給先切替装置４４によって第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢは一段目開口部４１のある乾燥室ＤＲの１つ上流側の乾燥室ＤＲに供給されるから、当該乾燥室ＤＲに供給された第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢは、シャフト２９が約３／４回転（約２７０°）回転する間は、一段目乾燥段３１にて乾燥されることとなる。
【００４８】
図９に示すように、一段目乾燥段３１にて乾燥された第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢは一段目開口部４１の移動に伴い、二段目乾燥段３２に落下する。この際、乾燥室ＤＲ内で一段目開口部４１が徐々に大きくなることによって、第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢは少量ずつ落下する。これにより、第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢが撹拌されて乾燥効率が向上する。
【００４９】
第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢは、二段目乾燥段３２で乾燥された後、ホッパ２８の
灰球出口４３から排出されて、灰球貯留槽８に貯留される。このように、灰球乾燥装置７が一段目乾燥段３１と二段目乾燥段３２の二段構成となっていることによって、灰球ＡＢを長時間乾燥させることができる。
【００５０】
次に、ボイラ水管付着灰除去システム１の処理工程について説明する。
図１１に示すように、ボイラ水管付着灰除去システム１の処理工程は、灰球貯留槽８の貯留量が閾値以上かを判定する第一貯留量判定工程Ｓ１と、貯留量が閾値未満の場合にダンパ２０を灰搬送装置４に向けて切替え、灰搬送装置４及び灰球成型装置６を始動または作動継続させる第一灰球成型工程Ｓ２と、貯留量が閾値以上の場合にダンパ２０を灰搬送装置４に向けて切替え、灰搬送装置４及び灰球成型装置６を始動または状態維持させる第二灰球成型工程Ｓ３と、第二灰球成型工程Ｓ３の後に、灰球貯留槽８の第一の灰塊Ａ１及び灰球ＡＢを所定量だけ落下させる灰球落下工程Ｓ４と、灰球落下工程Ｓ４の後に、灰球貯留槽８の貯留量が閾値以上かを判定する第二貯留量判定工程Ｓ５と、貯留量が閾値以上の場合にダンパ２０を灰押出装置８０に向けて切替えるダンパ切替工程Ｓ６と、ダンパ切替工程Ｓ６から一定時間経過後、灰搬送装置４及び灰球成型装置６を停止させる停止工程Ｓ７と、を備えている。
【００５１】
ここで、第一貯留量判定工程Ｓ１及び第一灰球成型工程Ｓ２は、例えば、休炉して清掃後、炉の定常運転を開始した当初に灰球の補給を行うための工程であり、一旦、灰球が閾値以上に貯留された後は、これら工程をスキップし、「開始」から直接的に第二灰球成型工程Ｓ３へ進む処理としてもよい。すなわち、図１１の工程によれば、例えば、休炉後に初めて、炉の運転員がスイッチを押すなどして図１１の制御が開始された場合、当該開始から長時間経過した後に灰球が所定量だけ落下されるが、これはテスト運転である。この次に、運転員がスイッチを押した場合には、ただちに灰球が所定量だけ落下されるので、運転員が任意のタイミングで水管群の付着灰を除去することができる。
【００５２】
まず、炉の運転員がスイッチを押すなどして図１１の制御が開始されると、センサ４９の出力信号が灰球貯留槽８の貯留量が閾値未満であることを示す場合、制御装置１０は、ダンパ２０を灰搬送装置４に向けて切り替えると伴に、灰搬送装置４及び灰球成型装置６を始動させ、これらの運転を継続する（第一貯留量判定工程Ｓ１、第一灰球成型工程Ｓ２）。
センサ４９の出力信号が灰球貯留槽８の貯留量が閾値以上であることを示す場合、制御装置１０は、ダンパ２０を灰搬送装置４に向けて切り替えると伴に、灰搬送装置４及び灰球成型装置６を始動させ、これらの運転を継続する。なお、すでにダンパ２０が灰搬送装置４に向けて切り替えられており、また、灰搬送装置４及び灰球成型装置６が運転している場合には、制御装置１０は、この状態を維持する（第一貯留量判定工程Ｓ１、第二灰球成型工程Ｓ３）。
【００５３】
次いで、制御装置１０は、灰球貯留槽８の灰球ＡＢを所定量だけ落下させる。これにより、ボイラ７２の水管群７２ａの灰が除去される。
【００５４】
次いで、センサ４９の出力信号が灰球貯留槽８の貯留量が閾値未満であることを示す場合、制御装置１０は、灰搬送装置４及び灰球成型装置６の運転を継続する。灰球ＡＢの成型及び貯留が進み、センサ４９の出力信号が灰球貯留槽８の貯留量が閾値以上であることを示す場合、制御装置１０は、ダンパ２０を灰押出装置８０に向けて切り替える（ダンパ切替工程Ｓ６）。これにより、灰排出装置２から排出される灰塊Ａ等は、灰押出装置８０に投入される。
【００５５】
そして、制御装置１０は、一定時間経過後、灰搬送装置４及び灰球成型装置６の運転を停止し（停止工程Ｓ７）、処理工程を終了する。
ここで、一定時間とあるのは、灰搬送装置４や灰球成型装置６の内部の灰塊Ａ等が全て排出されるのに十分な時間に設定される。灰塊Ａ等が灰搬送装置４や灰球成型装置６の内部に残留したまま固化すると、装置の動作が円滑でなくなったり、清掃が困難になるなどの不具合が発生しうるので、これを防止するためである。
【００５６】
上記実施形態によれば、ボイラから排出された灰塊Ａ等から、所定の大きさ以上の第一の灰塊Ａ１を分離することによって、第一の灰塊Ａ１を灰球として再利用することができる。また、灰球として利用できない所定の大きさ未満の第二の灰塊Ａ２を用いて新たに灰球を成型するので、ダストの排出量を増加させることなく、水管群に付着した灰を除去することができる。
また、ボイラの水管群に向けて灰球ＡＢを落下させる構成であるので、炉の運転中、すなわち炉の運転を継続したまま、水管群に付着した灰を除去することができる。
【００５７】
〔第二実施形態〕
以下、本発明の第二実施形態のボイラ水管付着灰除去システムについて図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１２に示すように、本実施形態のボイラ水管付着灰除去システムは、灰球分離装置５にて分離された第一の灰塊Ａ１を灰球乾燥装置７の二段目乾燥段３２に直接供給し、且つ、灰球成型装置６にて成型された灰球ＡＢを一段目底板３３に近い位置に供給する。即ち、本実施形態の緩衝装置５０の出口は、二段目乾燥段３２に接続されている。また、灰球供給先切替装置４４の出口は、灰球乾燥装置７のケーシング２７の外面であって、一段目底板３３の近傍に接続されている。
【００５８】
上記実施形態によれば、灰球ＡＢを一段目底板３３に近い位置に供給することによって、灰球ＡＢにかかる衝撃を緩和することができる。
また、第一の灰塊Ａ１の乾燥状態に応じて、上記実施形態のボイラ水管付着灰除去システム１のように、第一の灰塊Ａ１の乾燥時間を短くすることもできる。
【００５９】
なお、第一の灰塊Ａ１の状態により、第一の灰塊Ａ１を乾燥させる必要がない場合は、灰球分離装置５によって分離された第一の灰塊Ａ１を直接灰球貯留槽８に導入する構成としてもよい。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、乾燥室ＤＲの数を４つとしたがこれに限ることはなく、２つや３つ、または５つ以上としてもよい。同様に、灰球乾燥装置７の乾燥段の数も２段に限らず、３段以上にしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  ボイラ水管付着灰除去システム
２  灰排出装置（排出装置）
３  ダンパ切替装置（切替装置）
４  灰搬送装置
５  灰球分離装置（分離装置）
６  灰球成型装置
７  灰球乾燥装置
８  灰球貯留槽（貯留槽）
９  灰球落下装置（落下装置）
１０  制御装置
１２  ロータリーバルブ
１３  ハウジング
１４  ローター
１５  搬送室
１７  入口配管
１８  第一出口配管
１９  第二出口配管
２０  ダンパ
２２  板状壁
２３  金属棒
２４  受入槽
２５  混練装置
２６  成型装置本体
２７  ケーシング
２８  ホッパ
２９  シャフト
３０  シャフト回転用モータ
３１  一段目乾燥段
３２  二段目乾燥段
３３  一段目底板
３４  二段目底板
３５  一段目仕切部
３６  二段目仕切部
３７  空気噴出孔
３８  空気出口
３９  円筒部
４０  仕切板
４１  一段目開口部
４２  二段目開口部
４４  灰球供給先切替装置
４５  送風機
４６  第一空気ダクト
４７  第二空気ダクト
４８  第三空気ダクト
４９  センサ
５０  緩衝装置
５１  スロープ
５３  空気導入ダクト
５４  ダクト本体
５５  環状ダクト
５６  噴出ダクト
７０  焼却プラント
７１  ごみ焼却炉
７２  ボイラ
７２ａ  水管群
７３  排ガス処理装置
７４  エコノマイザ
７５  減温塔
７６  バグフィルタ
７７  煙突
７９  灰シュート
８０  灰押出装置
８１  蒸気タービン
８２  蒸気復水器
８３  壁
８４  ベース板
８５  復水集合管
８６  蒸気分配管
８７  伝熱エレメント
８８  外気導入部
８９  排気口エリア
９０  空気取出口
Ａ１  第一の灰塊
Ａ２  第二の灰塊
ＡＢ  灰球
ＤＲ  乾燥室
ＨＡ  空気
【図１】
2019184151.tif 000003
【図２】
2019184151.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019184151.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019184151.tif 000009
【図８】
2019184151.tif 000010
【図９】
2019184151.tif 000011
【図１０】
2019184151.tif 000012
【図１１】
2019184151.tif 000013
【図１２】
2019184151.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月28日(2018.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰から成型した灰球を落下させることで、排ガスから熱回収するボイラの水管群に付着した前記灰を除去するボイラ水管付着灰除去システムであって、
前記水管群の下方から前記灰球を構成した灰塊を排出する排出装置と、
前記排出装置から排出された前記灰塊から、所定の大きさ以上の第一の灰塊と前記所定の大きさ未満の第二の灰塊とに分離する分離装置と、
前記第二の灰塊を用いて前記灰球を成型する灰球成型装置と、
前記灰球成型装置で成型された前記灰球を乾燥する灰球乾燥装置と、
前記乾燥された前記灰球及び前記第一の灰塊を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽に貯留された前記灰球及び前記第一の灰塊を前記水管群に落下させる落下装置と、を有することを特徴とするボイラ水管付着灰除去システム。
【請求項２】
前記ボイラの蒸気復水器で熱交換された空気を前記灰球乾燥装置へ送風する送風機をさらに有し、
前記灰球乾燥装置は前記空気で前記灰球を乾燥し、
前記灰球を乾燥した前記空気はバグフィルタの上流に放出されることを特徴とする請求項１に記載のボイラ水管付着灰除去システム。
【請求項３】
前記排ガスはごみ焼却炉で発生し、
前記ごみ焼却炉の主灰が排出される灰押出装置と、
前記排出装置で排出された前記灰塊を、前記灰押出装置または前記分離装置のいずれか一方へ択一的に排出する切替装置と、
前記切替装置及び前記落下装置を制御する制御装置と、をさらに有し、
前記制御装置は、所定のタイミングで前記落下装置を制御して前記灰球及び前記第一の灰塊を前記水管群に落下させ、
且つ、前記切替装置を制御して、前記貯留槽に貯留された前記灰球及び前記第一の灰塊の総量が閾値以上の場合は前記灰塊を前記灰押出装置へ排出し、
前記総量が前記閾値未満の場合は前記灰塊を前記分離装置へ排出することを特徴とする請求項２に記載のボイラ水管付着灰除去システム。
【請求項４】
前記切替装置と前記分離装置を接続する灰搬送装置をさらに有し、
前記制御装置は、前記灰搬送装置及び前記灰球成型装置をさらに制御し、前記総量が前記閾値未満から前記閾値以上になった後も前記灰搬送装置と前記灰球成型装置を稼働させ、所定時間経過後、前記灰搬送装置及び前記灰球成型装置を停止することを特徴とする請求項３に記載のボイラ水管付着灰除去システム。
【請求項５】
前記灰球乾燥装置は、前記灰球成型装置で成型された前記灰球が導入される第一の乾燥段と、
所定時間経過後に前記第一の乾燥段から前記灰球が導入される第二の乾燥段とを備え、
前記空気は前記第一の乾燥段及び前記第二の乾燥段に導入され、前記第一の乾燥段から排出されて、前記バグフィルタの上流に放出されることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のボイラ水管付着灰除去システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記ボイラ水管付着灰除去システムにおいて、前記排ガスはごみ焼却炉で発生し、前記ごみ焼却炉の主灰が排出される灰押出装置と、前記排出装置で排出された前記灰塊を、前記灰押出装置または前記分離装置のいずれか一方へ択一的に排出する切替装置と、前記切替装置及び前記落下装置を制御する制御装置と、をさらに有し、前記制御装置は、所定のタイミングで前記落下装置を制御して前記灰球及び前記第一の灰塊を前記水管群に落下させ、且つ、前記切替装置を制御して、前記貯留槽に貯留された前記灰球及び前記第一の灰塊の総量が閾値以上の場合は前記灰塊を前記灰押出装置へ排出し、前記総量が前記閾値未満の場合は前記灰塊を前記分離装置へ排出してよい。