JPH0510566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、原動機製品のボイラに適用される空
気予熱システム、殊に１次及び２次の空気予熱器
が組込まれるシステムに関する。

従来の技術 従来、石炭−重油焚きボイラ等においては、ユ
ングストローム式又は鋼管式の空気予熱器が一般
的に使用されている。そして、よく知られている
ように、ユングストローム式空気予熱器は波形の
薄鋼板を組み合せて円筒内におさめて伝熱体と
し、これを回転させて燃焼ガスと空気とに交互に
接触させるようにした構造であり、また鋼管式空
気予熱器は鋼管の壁を介して燃焼ガスと空気との
間に熱交換を行わせるようにした構造である。

また、最近は、内部流体循環式の空気予熱器が
開発されている。この形式の空気予熱器は、例え
ば第２ａ〜２ｃ図に示すように、燃焼ガス側セク
シヨン３１、２次エアセクシヨン３２、１次エア
セクシヨン３３の３個の伝熱セクシヨンより構成
され、下側に燃焼ガス側セクシヨン３１、上側に
２次エアセクシヨン３２及び１次エアセクシヨン
３３を配置し、各々の伝熱セクシヨンには、フイ
ン付鋼管または裸鋼管が配置され、各鋼管１０
は、加熱側、冷却側毎に上下に配置されたヘツダ
ー３６，３７，３８，３９と連結されている。さ
らに、各ヘツダーは、第２ｃ図に示すように、加
熱側セクシヨン下部ヘツダー３６は、冷却側セク
シヨン下部ヘツダー３８と降水管３４で連絡され
ており、また、加熱側セクシヨン上部ヘツダー３
７と冷却側セクシヨン上部ヘツダー３９は、上昇
管３５で連絡されている。

各降水管３４には、水面計４４が設置されてお
り、降水管下部には、給水ライン４１、及びドレ
ンライン４５が設置される。一方、上昇管３５の
上部には、ベントライン４２及び安全弁４３が設
置されている。通常、内部流体としては、水が使
用されるが、高温領域では、水以外の熱媒体も使
用される。

しかして、このような閉ループにおいて、水
（又は熱媒）は、加熱側、冷却側で、蒸発、凝縮
を繰返し、自然循環系統を形成することにより、
加熱側で吸収された熱量は、冷却側で放出され、
燃焼ガスと空気が全く接触することなく、熱伝達
が可能となる。

発明が解決しようとする問題点 以上述べた従来の空気予熱器においては、しか
し、次に述べるような問題があつた。

ユングストローム式及び鋼管式の空気予熱器の
場合には、低温部のメタル温度Tmが入口空気温
度（大気温度）Taと排ガス温度Tgとの平均値、
すなわちTm＝１／２（Tg−Ta）で決まるので、例 えばTa＝20℃、石炭焚き時の目標Tmを低温腐
食防止のために70℃とすれば、Tg＝120℃とな
り、Tgをこれ以下に下げられず、これがボイラ
効率のアツプ化の妨げとなつている。

一方、内部流体循環式の空気予熱器において
は、低温部の伝熱管をホウ硅酸ガラス等の耐蝕性
ガラス又はポリテトラフルオロエチレン等の耐蝕
性プラスチツクの材料で形成して、低温部の材質
温度を酸露点以下に下げることはできるが、しか
し、この場合にはガラス等の熱伝導率の悪さ、材
質的もろさ等の欠点がある。

そこで、本発明は、このような従来の問題点を
解決するためになされたもので、空気予熱器低温
部での酸腐蝕及び空気予熱器の後流に続く電気集
塵器等の付属機器の酸腐蝕の防止を計りながら、
ボイラプラントとして石炭−重油の混焼条件に応
じて最高効率の運用を可能とすることを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 本発明は、空気予熱システムにおいて、燃焼ガ
ス流れの高温側に２次空気予熱器を配置するとと
もに、この２次空気予熱器の下流側に内部流体循
環式の１次空気予熱器を配置し、空気通路を空気
が１次空気予熱器及び２次空気予熱器の順に流れ
るように連結するとともに、１次空気予熱器の空
気入口部の上流側で分岐して、２次空気予熱器の
下流側に連通するバイパス通路を設け、このバイ
パス通路に１次空気予熱器の内部流体の温度と１
次空気予熱器から出る燃焼ガスの温度とに基づい
て作動する流量調整手段を配置したものである。

作 用 このような手段によれば、１次空気予熱器とし
て内部流体循環式のものを用いているので、その
伝熱管を形成する金属管の低温部メタル温度を酸
露点以上に保ちながら、燃焼ガス温度を最小限ま
で下げ、その分ボイラ効率の上昇が可能となる。
また、かかる金属管として一般に鋼管を使用でき
るので、熱伝導率の悪い等の欠点があるガラス等
の特殊材質からなる管の使用を避けることができ
る。

実施例 以下図面を参照して本発明の一実施例について
記述する。

第１図は、本発明による空気予熱システムを組
み込んだボイラの一例を示す。

この図において、押込通風機１より供給された
空気は、１次空気予熱器入口エア系統２を通して
内部流体循環式の１次空気予熱器３に供給され、
この部分で後述する燃焼ガスと熱交換を行い、加
熱される。この１次空気予熱器３は、燃焼ガス流
れの高温側に配置されているユングストローム式
又は鋼管式の２次空気予熱器４の下流側に配置さ
れている。

１次空気予熱器３で加熱されて高温となつた空
気は、それから、２次空気予熱器４とミルテンパ
リングエア系統５とに分けられる。そして、２次
空気予熱器４で更に加熱された高温空気はホツト
エア系統６を通して流れ、その一部は２次エア供
給系統７を通して火炉８内に導入され、またその
残りはミル用の１次エアとしてミルテンパリング
エア系統５及びその流量調整ダンパ９を通して流
れてきた空気と混合した後１次エアフアン１０に
よりミル１１に供給される。

また、１次空気予熱器３の空気入口部の上流側
すなわち入口エア系統２から分岐されたバイパス
通路１２が２次空気予熱器４の下流側すなわちホ
ツトエア系統６に連通して設けられ、押込通風機
１からの供給空気の一部がこのバイパス通路１２
及びバイパスエア流量調整ダンパ１３を通してホ
ツトエア系統６内の高温空気と合流できるように
なつている。

このバイパスエア流量調整ダンパ１３は、１次
空気予熱器３の内部流体の温度を検出する温度計
１４と１次空気予熱器３から出る燃焼ガスの温度
を検出する温度計１５とからの各検出信号を受け
る制御器１６によつて制御される。これにより、
１次空気予熱器３の低温部メタル温度又は燃焼ガ
スの温度が石炭−重油混焼比に応じて要求される
値となるように、エアバイパス量を制御すること
ができる。

一方、コールバンカ１７からミル１１に供給さ
れた石炭は、１次エアフアン１０によりミル内に
導入された空気によつて粉砕、乾燥され、それか
ら微粉炭供給系統１８を通してバーナより火炉８
内に投入され、燃焼される。その燃焼ガスは、対
流伝熱セクシヨン１９を通過した後、節炭器出口
排ガス系統２０を通して２次空気予熱器４、１次
空気予熱器３、電気集じん器２１及び誘引通風機
２２を通過して煙突２３から大気に排出される。

しかして、１次空気予熱器３として使用した内
部流体循環式の空気予熱器は、２次空気予熱器４
として使用したユングストローム式又は鋼管式の
空気予熱器に比較して、第３図（内部流体循環
式）及び第４図（ユングストローム式）に示すよ
うに、メタル温度の点で有利な点がある。すなわ
ち、内部流体循環式の空気予熱器では、その入口
空気温度Taとは直接関係なく、低温部の平均メ
タル温度Tm（内部流体温度＋２〜３℃）を燃焼
ガスTg側に近づけて設計可能であるし、また運
転も可能なものである。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、１次空
気予熱器として伝熱管を金属管通常は鋼管で形成
し得る内部流体循環式のものを使用しているの
で、ガラス等の特殊材質の伝熱管を使用すること
なく、例えば石炭専焼時には酸露点50〜80℃に対
して、１次空気予熱器の低温部メタル温度を約90
℃にキープしながら、燃焼ガス温度を約100℃程
度まで下げることができる。したがつて、これに
より、１次及び２次の空気予熱器の両方をユング
ストローム式として燃焼ガス温度を120〜130℃と
した場合に比べ、ボウラ効率を約1.3〜1.5％上昇
することができる。

また、この１次空気予熱器の低温部メタル温度
又は燃焼ガス温度は１次及び２次の空気予熱器を
バイパスする空気の量を変えることにより制御す
ることができる。しかがつて、例えば重油専焼時
には電気集じん器の酸腐蝕等をさけるために燃焼
ガス温度を石炭専焼時等に比べて大幅に上昇させ
る必要があるが、このようなことも該空気バイパ
ス方式によつて最も効果的にかつ簡単に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空気予熱システムを組み
込んだボイラの一例を示す系統図、第２ａ図は本
発明にしたがつて１次空気予熱器として使用され
る内部流体循環式の空気予熱器の一例を示す正面
図、第２ｂ図はその側面図、第２ｃ図はその内部
流体流れ系統図、第３図及び第４図はそれぞれ内
部流体循環式及びユングストローム式の空気予熱
器における低温部の平均メタル温度と空気温度及
び燃焼ガス温度との関係を示す図である。 ３……１次空気予熱器、４……２次空気予熱
器、８……火炉、１１……ミル、１２……バイパ
ス通路、１３……バイパスエア流量調整ダンパ、
１４，１５……温度計、１６……制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼ガス流れの高温側に２次空気予熱器を配
   置するとともに、この２次空気予熱器の下流側に
   内部流体循環式の１次空気予熱器を配置し、空気
   通路を空気が１次空気予熱器及び２次空気予熱器
   の順に流れるように連結するとともに、１次空気
   予熱器の空気入口部の上流側で分岐して、２次空
   気予熱器の下流側に連通するバイパス通路を設
   け、このバイパス通路に１次空気予熱器の内部流
   体の温度と１次空気予熱器から出る燃焼ガスの温
   度とに基づいて作動する流量調整手段を配置して
   なる空気予熱システム。