製品技術紹介

廃棄物焼却炉ボイラーのオンラインクリーニングシステム

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1.

はじめにボイラーにて稼働実績がある。当社では、圧力近年、都市ごみ焼却発電施設の発電量向上が波ならびに水噴射クリーニングの性能評価を目重要となっている。都市ごみ焼却発電施設にお的として、国内既設工場において実証試験を実ける発電量最大化の手段の一つとしてボイラー施した。その結果、放射伝熱室、対流伝熱室の性能の維持向上が挙げられるが、焼却炉から飛付着灰除去効果を確認したので、その内容につ散してくるダストの付着が熱回収性能やボイラいて報告する。

ー管の腐食に大きく影響することが知られている。そのため、ボイラー内の付着ダスト除去が2.

システム構成必要である。

2.1 圧力波クリーニングシステム

一般的に、ボイラーの対流伝熱室は蒸気式ス

図 1 に圧力波クリーニング装置の概要を示

ートブロワ装置等により操業中の清掃が可能です。メタンガスと酸素を所定量・圧力で充填しあるが、ドレンアタックにより過熱器管へダメて点火することにより、ノズル部から圧力波がージを与えることのほかに、熱回収にて得た過ボイラー内に放出される。この圧力波により発熱蒸気の一部をボイラー内に放出してしまうこ

生した風圧、振動で、水冷壁・過熱器、エコノとで、タービン発電機に送る蒸気量が一時的にマイザ表面に付着したダスト除去を行うもので低下する課題もある。

ある。

また、放射伝熱室は操業中の清掃が困難であ

図 2 に圧力波クリーニング装置をボイラー壁り、操業時間の経過にともない放射伝熱面上の面に設置した状況を示す。ボイラー壁面から約付着ダスト量が増加する。その結果、放射伝熱2m 四方内に装置が収まるコンパクトなもので室における熱回収量が減少するとともに、後段あり、長抜差型スートブロワと比較すると設置の対流伝熱室入口のガス温度が上昇するため、フロア面積の大幅な縮小が可能である。また、ダスト中の塩類が一部融解状態となり、①対流マンホール部に設置可能であり、既設ボイラー伝熱面の付着ダスト増加、②付着ダスト増加にへの追加設置が容易に行える。

よる伝熱阻害、③過熱器の腐食速度増加などの課題があった。

2.2 水噴射クリーニングシステム

これらの課題を解決する技術として、操業中

ごみ焼却炉ボイラーにおける水噴射クリーニにボイラー内を清掃可能なオンラインクリーニ

ングシステム全体設置状況の概要を図 3 に示

ングシステムである「圧力波クリーニング」「水、す。本装置は、主として、スプレーイングヘッ噴射クリーニング」が欧州において知られておド、耐熱ホースを含む本体と、ポンプユニッり、都市ごみ焼却炉ならびにバイオマス発電用

ト、制御盤等で構成される。

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図1

圧力波クリーニング装置概要

図2

ボイラー壁面設置状況

水噴射クリーニング装置の本体外観を図 4 に水噴射クリーニング装置の本体設置状況を図示す。本体には耐熱ホースが渦巻状に収納され5 に示す。本装置は、清掃対象となる放射伝熱ており、耐熱ホースの先端にはスプレーイング室の直上に設置する。支持装置を含めた本体のヘッドを備えている。また、本体背面には耐熱

寸 法 は、 幅 2,000mm × 奥 行 500mm × 高 さホースの巻取装置を備えており、図 3 のように2,500mm 程度であり、必要なユーティリティ

耐熱ホースならびにスプレーイングヘッドを鉛ーも水・空気・電気のみである。

直上下方向に移動させることができる。

図350

図 4 に示すとおり、本装置停止時は、スプレ

水噴射クリーニングシステム

概要

製品技術紹介

表面

裏面

耐熱ホース

巻取装置
スプレーイングヘッド

図4

スプレーイングヘッド

図5

水噴射クリーニング装置の本体外観

本体設置状況

ーイングヘッド、耐熱ホースは本体に収納され音は確認されなかった。圧力波のエネルギーており、運転操作により、操業中のボイラー放が、水冷壁や管群に与える損傷を懸念し、炉停射伝熱室内へ挿入される。スプレーイングヘッ

止時に目視検査と非破壊検査を実施したが、異ドおよび耐熱ホースは、内部を流れる常温の水常は確認されず、現在も順調に安定運転を継続により水冷されるため、高温の放射伝熱室へ挿している。

入しても、変形や損傷を生ずることはない。放圧力波クリーニングシステムの運転にて、エ射伝熱室内にてスプレーイングヘッド先端の噴コノマイザ出口（ボイラー出口）
排ガス温度は、射孔より噴射された水は、ボイラー伝熱面上のスートブロワ運転時と同等レベルで運転でき付着ダストに接触し、除去する。スプレーインた。なお、圧力波クリーニングシステムの運転

グヘッドが放射伝熱室頂部から底部までを数分期間中は、スートブロワを一度も使用せずに操間で下降、上昇することにより、広範囲のボイ業が順調に継続できている。このことより、スラー水冷壁を清掃することが可能である。

ートブロワの代替としての圧力波クリーニングシステムの有効性を確認できた。図 6、 図 73.

実証試験結果3.1 圧力波クリーニングシステムに、同一期間操業し、炉停止後に撮影した水管（管群）の状況を示す。いずれも水管上の付着

本設備は、燃料ガスと酸素の混合ガスに着火ダストを人力で除去・清掃した後にごみ焼却をさせて圧力波を発生・放出する機構のため、運開始した。圧力波クリーニング装置運転時は、転時の発生音量は機側で約 110dB 前後と小さ

水管のダスト付着厚さ状況が少なく写真でも視くはなく、炉室内の離れた場所でも発生音を確認できるほど、水管表面のダストが良好に除去認できた。しかし、施設建屋外、煙突では発生されていることが分かる。

図6

圧力波クリーニング実施時

図7

スートブロワ実施時
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3.2 水噴射クリーニングシステム

これは、第 2 放射伝熱室の付着ダストが良好に国内既設施設にて、ボイラー内部清掃後の立除去され、伝熱面の収熱性能を維持できている上げ時より実証試験を開始した。水噴射クリーことを示している。実際、炉停止時にボイラーニングシステムによる清掃範囲はボイラー第 2内部状況を確認したところ、水噴射クリーニン放射伝熱室である。

グシステムの清掃範囲は清掃範囲外と比較して実証試験期間を通じて水噴射クリーニングシ明確に付着ダスト量が減少していた。

ステムが安定して性能を発揮し、変形や損傷が今後の都市ごみ焼却炉ボイラーは、高効率化ないことを確認した。実証試験時と未使用時を目的として、より高温・高圧化が進むと考え（例年平均値）の「ガス混合室上部温度」と「対られ、過熱器は一層過酷な腐食環境で使用され流伝熱室入口ガス温度」の推移を図 8 と図 9 にることが予想される。その場合においても、水示す。なお、図中の “SCS” は水噴射クリーニ

噴射クリーニングシステムによって「対流伝熱ングシステムを指す。各部ガス温度測定位置は室入口ガス温度」を一定範囲内に維持すること

図 3 に示すとおりである。また、図中の試験日により、ボイラー収熱量の維持に加えて過熱器数は、ボイラー内部清掃後から起算した試験日の腐食抑制が期待できるものと考えられる。

数を示している。図 8 に示すとおり、実証試験時の「ガス混合室上部温度」は、未使用時のデータと比較して、ほぼ同等の水準で推移した。

4.

おわりに
ボイラー放射伝熱室のオンラインクリーニン

グシステムである「圧力波クリーニング」、「水噴射クリーニング」の性能評価を目的とし、国内既設工場において実証試験を行った。本試験の主な成果は以下のとおりである。
●圧力波クリーニング
1） エコノマイザ出口（ボイラー出口）排ガス
温度はスートブロワ運転時と比較して同等であり、圧力波クリーニングシステムはスートブロ
図8

ガス混合室上部温度推移

ワを代替できることを確認した。
2） ボイラー水管に付着したダストが良好に除去されることを確認した。
●水噴射クリーニング
1） 対流伝熱室入口温度を約 50℃低減できることを確認した。
2） 第 2 放射伝熱室水冷壁の付着ダストが除去されていることを確認した。

図9

対流伝熱室入口ガス温度推移

一方、図 9 では、通常は時間とともに上昇す

以上より、本システム適用による都市ごみ焼却炉ボイラーの高効率化ならびに過熱器の腐食リスク低減に向けた有効性が示された。

る「対流伝熱室入口ガス温度」が、水噴射クリ今後も両システムの実証運転を継続し、放射ーニングシステムの使用によって通常より約伝熱室水冷壁管や過熱器管の耐久性向上効果の50℃低い状態を維持していることを確認した。

評価を実施していく。

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