(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気予熱器の高温域のガスと低温域のガスが流れる出口ガスダクトを分岐させる分岐部分より、複数に分岐させる分岐ダクトを設け、該複数の分岐ダクトにそれぞれ電気集塵機を設けた排ガスダクトにおいて、前記分岐部分に、高温域の出口ガスと低温域の出口ガスをそれぞれ層状に二分し、かつ二分された一方の高温域の出口ガスと低温域の出口ガス同士及び他方の高温域の出口ガスと低温域の出口ガス同士を別々に混合して、各々の分岐ダクトに高温域の出口ガスと低温域の出口ガスを混合したガスをそれぞれ誘導する仕切り板を設けたことを特徴とする再生式空気予熱器出口ガスダクト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラ装置の再生式空気予熱器に係り、特に再生式空気予熱器の出口ガスダクト内の出口ガス温度の温度差を低減する再生式空気予熱器の出口ダクトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すようにボイラ火炉１での燃料の燃焼排ガスはボイラ対流部の過熱器２、蒸発器３及び節炭器４によって熱交換された後、脱硝装置６で脱硝処理され、ガスダクト７に設けられた再生式空気予熱器８に流入する。またボイラ燃料燃焼用の空気ダクト９も再生式空気予熱器８を通り、ボイラに供給される構造になっている。ガスダクト７内のボイラ燃焼排ガスは再生式空気予熱器８でボイラ燃料燃焼用の空気と熱交換した後、分岐ガスダクト１２および分岐ガスダクト１３を通り、それぞれ電気集塵器１４、１５で集塵処理された後、脱硫装置１７などで浄化処理された後、最終的に煙突１８から大気に放出される。
【０００３】
図４には再生式空気予熱器８が設けられるガスダクト７と空気ダクト９の部分およびガスダクト７が分岐する分岐ダクト１２、１３部分の拡大図を示すが、ボイラ排ガスは空気予熱器８の出口のガスダクト７から２系統の分岐ダクト１２、１３によって分岐される場合、再生式空気予熱器８の出口ガス温度が平均で設計予想温度を満足していても温度が不均一であると二台の電気集塵器１４、１５のいずれか一方の電気集塵器入口ガス温度が設計予想値よりも高くなり、集塵性能未達成ということもある得る。
【０００４】
しかし、再生式空気予熱器８は回転エレメントを用いる構造であるため、その内部でのガス温度は約２０〜４０℃程度の温度不均一を生じやすく、上記したように、二台の電気集塵器１４、１５のいずれか一方の電気集塵器の性能低下が生じる。
【０００５】
電気集塵器１４、１５では排ガス中のダストが除去されるが、電気集塵器１４、１５の集塵効率ηは一般に次のＤｅｕｔｓｃｈ理論式によって与えられる。
Ａ＝−（Ｑ／Ｗ）×ｌｎ（１−η）
ここで、η：集塵効率
Ａ：集塵面積
Ｑ：処理ガス量
Ｗ：ダスト見掛移動速度
この式に示されるように、集塵効率ηは処理ガス量に大きく影響を受け、処理ガス量が増加するほど集塵効率は低下する。すなわち、集塵器１４、１５の入口ガス温度が高くなれば集塵効率が低下する。
【０００６】
従来の技術においては、再生式空気予熱器８は図３の平面概略図に示すように、ガスダクト７と空気ダクト９を横断する方向に回転する熱交換用の回転エレメント８’から構成されていて、ガスダクト７を横断する過程で回転エレメント８’が高温のボイラ燃焼排ガスから得た熱を空気ダクト９を横断する過程で燃焼用空気の予熱に使用される構成になっている。
【０００７】
したがって、図３に示すように再生式空気予熱器８出口で回転エレメント８’の回転方向によってガス温度差が生じる。すなわち、図３に示すようにガスダクト７を通過する回転エレメント８’はガスダクト７の通過初期段階にはボイラ火炉１（図５）からの燃焼排ガスとの熱交換が十分なされていないので、比較的低温であるが、ガスダクト７の通過最終段階になると比較的高温になる。
したがって、再生式空気予熱器８通過後のガスダクト７内には図２（ａ）に示すように低温域と高温域の温度差のあるガス領域が形成される。
【０００８】
そして、この温度差をもったままガスダクト７内の排ガスは分岐ガスダクト１２、１３で分岐され、高温域側の分岐ダクト１２内を流れる排ガス流系の電気集塵器１４における集塵効率は低温域側の分岐ダクト１３内を流れるガス流系の電気集塵器１５の集塵効率より低下する。一般的に空気予熱器８出口のガスダクト７で２０〜４０℃程度のガス温度差が生じ、約０．２５〜０．５％の集塵効率低下となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来の技術では再生式空気予熱器の構造上、空気予熱器自身では避けられない出口ガス温度の不均一が生じる。そのガス温度差に起因して、再生式空気予熱器８の後流側に位置する電気集塵器１４、１５の性能へ影響を及ぼす。特に、ガスタクト７に一台の空気予熱器８を設けて空気予熱器８設置部の後流側のガスダクト７に分岐ダクト１２、１３を設けて、各分岐ダクト１２、１３に電気集塵器１４、１５をそれぞれ配置するような、一台の空気予熱器８に対して二台設置する場合には、二台の電気集塵器１４、１５間で温度差が生じ、高温域の分岐ダクト１２内の電気集塵器１４の方で集塵性能が未達成となるばかりか、公害規制基準を達成できないことさえあり得る。
【００１０】
本発明の課題は、電気集塵器の設計予想性能を満足させ、その安定した運転を可能にするため、電気集塵器入口の温度差を低減することを図ったガスダクトを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は再生式空気予熱器出口のガス温度の不均一を低減するために、再生式空気予熱器出口の温度差のある高温域ガスと低温域ガスを各分岐ガスダクトに流入するに際して、それぞれの分岐ガスダクトに高温域ガスと低温域ガスが共に流入されるような形状のガスダクトの分岐部とするものである。
【００１２】
すなわち、本発明は次の構成によって達成される。空気予熱器の高温域のガスと低温域のガスが流れる出口ガスダクトを分岐させる分岐部分より、複数に分岐させる分岐ダクトを設け、該複数の分岐ダクトにそれぞれ電気集塵機を設けた排ガスダクトにおいて、前記分岐部分に、高温域の出口ガスと低温域の出口ガスをそれぞれ層状に二分し、かつ二分された一方の高温域の出口ガスと低温域の出口ガス同士及び他方の高温域の出口ガスと低温域の出口ガス同士を別々に混合して、各々の分岐ダクトに高温域の出口ガスと低温域の出口ガスを混合したガスをそれぞれ誘導する仕切り板を設けた再生式空気予熱器出口ガスダクトである。
【００１３】
上記分岐部分に設けた仕切り板は、空気予熱器の出口ガスダクトからの高温部のガス流れと低温部のガス流れを含むガス流を層状に分割して、分割された各分岐ダクトに前記分割されたガス流れを誘導する。上記分岐ダクトは２つ以上設けることができる。
【００１５】
【作用】
燃焼排ガスの流路となるガスダクトに設けられる再生式空気予熱器は空気予熱器自身が回転するために空気予熱器出口部のガスダクト内ではガス温度が不均一になる。しかし、本発明では、空気予熱器出口部でのガスダクト内のガス温度が不均一な状態のまま例えばガス流れを層状に分割して、分割された各分岐ガスダクトに導入する。各分岐ガスダクトでは高温域と低温域の各々の排ガスをそれぞれほぼ同じ割合で含む排ガスが導入されるので、それぞれの分岐ダクト内に設けられた電気集塵器はほぼ同一ガス温度の排ガスを処理することになり、集塵性能もほぼ差異が無くなり、従来技術の項で述べたような各分岐ダクト内の電気集塵器間で温度差が生じることも無く、一方の電気集塵器の集塵性能が未達成となるおそれもない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面とともに説明する。
本発明の実施の形態のガスダクトは図５に示すボイラ排ガスの処理装置に適用されるものである。
【００１７】
図５には先に説明したようにボイラ火炉１での燃料の燃焼排ガスはガスダクト７に設けられた一台の再生式空気予熱器８に流入し、該空気予熱器８を出た排ガスは分岐ダクト１２、１３にそれぞれ設置された電気集塵器１４、１５により集塵処理されるものである。
【００１８】
再生式空気予熱器８は図３に示すようにボイラ排ガスの流路となるガスダスト７とボイラ火炉１の燃料燃焼用空気の供給路である空気ダクト９との間を回転する回転エレメント８’を有するものである。再生式空気予熱器８でボイラ燃料燃焼用の空気と熱交換した後のボイラ排ガスは図２に示すように約１３０℃〜１５０℃程度のガス温度となり、ボイラ排ガスの分岐ダクト１２、１３によってそれぞれ電気集塵器１４、１５に導かれて排ガス中のダストを除去した後、最終的に煙突１８から大気に放出される。
【００１９】
電気集塵器１４、１５での集塵性能により煙突１８から放出されるダスト量が決定され、電気集塵器１４、１５での集塵性能が低下すると、多量のダストが大気に放出されることになるが、電気集塵器１４、１５の集塵性能は従来の技術の項で述べたようにガスの体積流量を左右する入口ガス温度に影響され、ガス温度が高くなるほど集塵効率は低下する。
【００２０】
再生式空気予熱器８は回転エレメント８’を用いる構造であるため、その内部でのガス温度は約２０〜４０℃程度の温度不均一を生じやすく、上記したように、二台の電気集塵器１４、１５のいずれか一方の電気集塵器の性能低下が生じる。そこで図１に示すように再生式空気予熱器８の出口の高温域と低温域の各々の排ガスをそれぞれほぼ同じ割合で含む排ガスを分岐ダクト１２および分岐ダクト１３にそれぞれ導くようにすれば、二台の電気集塵器１４、１５の入口ガス温度差は１〜２℃まで低減できる。
【００２１】
一台の再生式空気予熱器８を使用すると、空気予熱器８内の回転エレメント８’の回転方向により空気予熱器８出口においてガス温度差が生じる（図３参照）が、そのガス温度差は従来技術の図４のようなダクト形状の場合には図２（ａ）のように２系統間の分岐ダクト１２、１３に温度差を生じる。
【００２２】
そこで、図１に示すように空気予熱器８の出口ガスダクト７の分岐部分を各分岐ダクト１２、１３に高温域の出口ガスと低温域の出口ガスとが共に含まれるような形状として、その分岐部内部には仕切板２１を設け、それぞれ高温域の出口ガスと低温域の出口ガスを含んだガスが２系統に同じ割合で分岐するような形状とすれば各分岐ダクト１２、１３で分岐した後のガス温度差が低減できる。
【００２３】
図２（ｂ）には図１に示す空気予熱器８の出口ガスダクト７の分岐部分の構造を採用した場合の各分岐ダクト１２、１３でのガス温度を示すが、両方の分岐ダクト１２、１３でほぼ同一温度になっていることが分かる。
【００２４】
また、空気予熱器８の出口で、ガス温度差を低減する方法としては、ガスの混合を目的として案内板や混合器等を設置する方法が考えられるが、それらの方法は、ダクト形状の複雑化、ガス流通時の圧力の増加、コストアップ等が生ずるので望ましくない。本発明によれば、前記他の方法に比べ簡単な方法で確実に分岐ダクト１２、１３で分岐した後のガス温度差が低減できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、電気集塵器の設計予想性能を満足させ、安定した電気集塵器の運転が可能になり、公害防止上の規制値を外れるおそれが無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の再生式空気予熱器出口ガスダクトの概略図である。
【図２】  （図２（ｂ））は本発明の実施の形態の再生式空気予熱器出口のガスダクト内のガス温度分布、（図２（ａ））は従来技術での同ガス温度分布を示す図である。
【図３】  再生式空気予熱器で生ずるガス温度差の説明図である。
【図４】  従来技術のガスダクト形状からなる、空気予熱器出口ガスダクトの概略図である。
【図５】  空気予熱器一台、電気集塵器二台をボイラ排ガス流路に設置した場合の排ガス処理装置の概略図である。
【符号の説明】
１  ボイラ火炉                          ２  過熱器
３  蒸発器                              ４  節炭器
６  脱硝装置                            ７  ガスダクト
８  再生式空気予熱器                    ９  空気ダクト
１２、１３  分岐ガスダクト              １４、１５  電気集塵器
１７  脱硫装置                          １８  煙突
２１  仕切り板
【図１】
0003762066.tif 000002
【図２】
0003762066.tif 000003
【図３】
0003762066.tif 000004
【図４】
0003762066.tif 000005
【図５】
0003762066.tif 000006