JPH06300208A - 多管式貫流ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多管式貫流ボイラ内において効率的な脱硝を
行なえるようにすると共に、多管式貫流ボイラの外側か
ら脱硝触媒の交換等を容易に行なえるようにする。 【構成】 多管式貫流ボイラの内側伝熱壁１２と外側伝
熱壁１３によって形成される燃焼ガス通路４の所要位置
に還元剤吹き込み管２０を配設すると共に、燃焼ガス通
路４における前記還元剤吹き込み管２０のガス下流側位
置の外側伝熱壁１３に開口部２３を形成し、該開口部２
３に着脱可能に取付けられ且つ前記燃焼ガス通路４に脱
硝触媒２４を保持する触媒支持板３１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼室の周りに環状に
配列した多数の内列加熱管と外列加熱管の間に燃焼ガス
通路を有する多管式貫流ボイラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来例に係る多管式貫流ボイラの
縦断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線平断面図を示すも
ので、１は燃焼室であり、該燃焼室１は環状に立設、配
列した多数の内列加熱管２と該内列加熱管２，２相互間
を接続する内列シールドフィン８からなる内側伝熱壁１
２によって形成されている。

【０００３】４は前記内側伝熱壁１２の外周に形成され
た燃焼ガス通路であり、該燃焼ガス通路４は、前記内側
伝熱壁１２の外側に環状に立設、配列した外列加熱管３
と該外列加熱管３，３相互間を接続する外列シールドフ
ィン９からなる外側伝熱壁１３によって形成されてい
る。

【０００４】５は内列加熱管２と外列加熱管３の上部を
接続している環状の上部管寄、６は同様の下部管寄、７
は上部管寄５の中心部から燃焼室１へ向けて垂直に配設
されたバーナ、１０は環状の内側伝熱壁１２側に内列シ
ールドフィン８を設けないことで形成した燃焼ガス通路
４のガス入口部、１１は同様にして外側伝熱壁１３側
に、前記ガス入口部１０に対し略１８０度位相をずらし
て形成したガス出口部である。

【０００５】このような構成の多管式貫流ボイラにおい
て、燃焼室１内の高温の燃焼ガスａは、ガス入口部１０
から燃焼ガス通路４に流入し、内列加熱管２および外列
加熱管３を加熱しながらガス出口部１１に至り、外部に
排出される。このことにより、下部管寄６から内列加熱
管２および外列加熱管３に取り入れた水を加熱し、上部
管寄５から蒸気を取り出すことができる。

【０００６】上記したような多管式貫流ボイラでは、大
気汚染の問題から、燃焼ガス中のＮＯx（窒素酸化物）
を低減することが要求される。

【０００７】上記したような多管式貫流ボイラにおいて
ＮＯxの低減化を図る従来の技術としては、（イ）低Ｎ
Ｏxバーナを用いる方式、（ロ）排ガス再循環方式、
（ハ）蒸気又は水噴射方式、（ニ）水エマルジョン方式
等があり、これらを単独又は組合わせて使用するように
したものがある。

【０００８】しかし、これら従来のＮＯx低減方式は、
Ａ重油焚で８０ｐｐｍ（無対策で１５０ｐｐｍ）、ガス
焚で５０ｐｐｍ（無対策で９０ｐｐｍ）程度となってい
た。

【０００９】また、上記多管式貫流ボイラにおいてＮＯ
x値を更に低減する場合には、図７に示すように多管式
貫流ボイラ１４のガス出口部に脱硝触媒１５を内蔵した
脱硝触媒装置１６を接続し、該脱硝触媒装置１６の入側
に還元剤１７を供給する還元剤供給管１８を接続すると
共に、脱硝触媒装置１６の出側を煙突１９に接続するよ
うにした構成が考えられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記図７に示
した従来の装置では、多管式貫流ボイラ１４の燃焼ガス
の出側に脱硝触媒装置１６を別個に配置するようにして
いるので、脱硝触媒装置１６に流入する燃焼ガスａの温
度は通常２３０℃〜３００℃に低下しており、一方、通
常の脱硝触媒１５は燃焼ガス温度が３５０℃〜４００℃
付近で最も脱硝性能が高くなる性質を有しているため、
図７に示す従来の装置では燃焼ガスａの温度が低いため
に脱硝性能が低下して効果的な脱硝ができない問題を有
すると共に、脱硝触媒装置１６を独立して配置している
ために装置全体が大型化する等の問題を有していた。

【００１１】本発明はこのような背景に基づいてなされ
たものであり、上記従来装置の欠点を解消し、多管式貫
流ボイラ内において効率的な脱硝を行なえるようにする
と共に、多管式貫流ボイラの外側から脱硝触媒の交換等
を容易に行なえるようにした多管式貫流ボイラを提供す
ることを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上部管寄およ
び下部管寄で上下端部を支持して環状に配列されて内側
に燃焼室を形成する複数の内列加熱管と該内列加熱管相
互間に配設した内列シールドフィンとからなる内側伝熱
壁と、前記燃焼室に上方から臨むバーナと、前記内側伝
熱壁の外側に環状に配列されて燃焼ガス通路を形成する
複数の外列加熱管と該外列加熱管相互間に配設した内列
シールドフィンとからなる外側伝熱壁と、前記燃焼ガス
通路に前記燃焼室内の燃焼ガスを導くために前記内側伝
熱壁に設けたガス入口部と、前記燃焼ガス通路に流れる
燃焼ガスを外部に排出するために前記外側伝熱壁に前記
ガス入口部と１８０度位相をずらして設けたガス出口部
とを有する多管式貫流ボイラであって、前記燃焼ガス通
路の所要位置に還元剤吹き込み管を配設すると共に、燃
焼ガス通路における前記還元剤吹き込み管のガス下流側
位置の外側伝熱壁に開口部を形成し、該開口部に着脱可
能に取付けられ且つ前記燃焼ガス流路に脱硝触媒を保持
する触媒支持板を備えたことを特徴とする多管式貫流ボ
イラ、に係るものである。

【００１３】

【作用】燃焼室からガス入口部に流入した燃焼ガスは、
燃焼ガス通路を流通する間に還元剤供給管から供給され
た還元剤が混合され、その後還元剤供給管のガス下流側
に配設された脱硝触媒を流通する際に脱硝が行なわれ、
窒素酸化物が低減された燃焼ガスとなってガス出口部か
ら外部に排出される。この時、燃焼ガスの温度が、脱硝
触媒の高性能温度域と一致する位置に脱硝触媒を配置す
るようにすると、脱硝触媒の性能を最大限に発揮させて
効率的な脱硝を行なうことができる。

【００１４】触媒支持板を取外すことにより、多管式貫
流ボイラの外側から脱硝触媒の交換等の作業を容易に行
なうことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図４に基づい
て説明する。なお、図５及び図６に示す従来例と同一も
しくは同一とみなせる個所には同一符号を付して重複す
る説明は省略する。

【００１６】図１〜図４は本発明の一実施例を示すもの
で、図４に示すように内側伝熱壁１２の内列加熱管２と
外側伝熱壁１３の外列加熱管３は半径方向の位置が重な
らないようにピッチをずらして配設しており、従って燃
焼ガス通路４は通路断面積が略均一でしかも曲りくねっ
た形状を有しており、燃焼ガスａは曲りくねった燃焼ガ
ス通路４に沿って流通するようになっている。

【００１７】図１、２、６に示すように、前記燃焼ガス
通路４のガス入口部１０近傍位置に、外側伝熱壁１３の
外列シールドフィン９を上下方向複数箇所で貫通して延
び、先端部が燃焼ガス通路４に開口した還元剤吹き込み
管２０を配設し、該還元剤吹き込み管２０の外側端部を
還元剤供給管２１を介して還元剤供給装置２２に接続し
ている。

【００１８】前記燃焼ガス通路４における還元剤吹き込
み管２０の設置位置より燃焼ガスａの下流側位置には、
外側伝熱壁１３に外列シールドフィン９を設けないこと
により縦長の開口部２３を形成し、且つ該開口部２３を
介して燃焼ガス通路４に脱硝触媒２４を設置し得るよう
にした触媒取付け装置２５を設ける。

【００１９】該触媒取付け装置２５は、燃焼ガス通路４
の燃焼ガスａの温度が、脱硝触媒２４の脱硝性能が最も
高くなる温度（高性能温度域：３５０℃〜４００℃）と
略一致する位置を選定して設けるようにする。

【００２０】前記触媒取付け装置２５は、図１、３、４
に示すように、内側伝熱壁１２における前記開口部２３
に対応した位置の内列加熱管２の外側面に、外向き凹部
２６を有して一体に固定された縦長の支持台座２７と、
前記開口部２３の両側の外列加熱管３，３に一体に固定
された取付け台２８と、該取付け台２８に固定ボルト２
９により取付けることにより耐熱性のシール材３０を介
して前記開口部２３を閉塞し、且つ前記支持台座２７の
外向き凹部２６に嵌合させた脱硝触媒２４を外側から支
持するようにした着脱可能な触媒支持板３１とを備えて
いる。該触媒支持板３１には、前記外向き凹部２６に対
向し該外向き凹部２６に嵌合させた脱硝触媒２４を外側
から挾持して位置決めするための内向き凹部３２を形成
する突起３３が設けられている。また、図３に示すよう
に、前記触媒支持板３１には、脱硝触媒２４の設置時
に、内向き凹部３２に嵌合させた脱硝触媒２４を触媒支
持板３１に保持させておくようにするためのバンド部材
３４を備えている。

【００２１】上記触媒支持板３１は、前記脱硝触媒２４
を支持台座２７の外向き凹部２６との間で支持すること
に代えて、脱硝触媒２４を包囲して支持するようにした
枠体を一体に備えて、触媒支持板３１によって脱硝触媒
２４を燃焼ガス通路４に保持させるようにしても良く、
このような枠体を備えた場合には前記内列加熱管２の支
持台座２７を省略することもできる。

【００２２】次に上記実施例の作用を説明する。

【００２３】燃焼室１からガス入口部１０を通って燃焼
ガス通路４に流入した燃焼ガスａは、燃焼ガス通路４を
流通する間に還元剤吹き込み管２０から供給される還元
剤１７が混合され、その後還元剤吹き込み管２０のガス
下流側に配設された脱硝触媒２４を通る際に脱硝が行な
われて燃焼ガスａ中の窒素酸化物が低減される。脱硝触
媒２４によって窒素酸化物が低減された燃焼ガスａは、
ガス出口部１１から外部に排出される。

【００２４】前記脱硝時、燃焼ガスａの温度が、脱硝触
媒２４の高性能温度域（３５０℃〜４００℃）と略一致
する位置に脱硝触媒２４を配置するようにしているの
で、脱硝触媒２４の性能を最大限に発揮させて効率的な
脱硝を行なうことができる。また、前記燃焼ガス通路４
に脱硝触媒２４を配置するようにしているので、前記し
たような内側伝熱壁１２と外側伝熱壁１３とにより燃焼
ガス通路４を構成する形式の多管式貫流ボイラにおいて
好適な脱硝を行なうことができる。

【００２５】また、前記脱硝触媒２４は、長期間の使用
により燃焼煤等の堆積により脱硝性能が低下するので、
定期的に取外して、洗浄して再び装着したり、或いは新
しいものと交換する必要がある。

【００２６】このため、前記脱硝触媒２４を取外す際
は、固定ボルト２９を緩めて触媒支持板３１を外側伝熱
壁１３から取外すと、脱硝触媒２４を開口部２３から容
易に多管式貫流ボイラの外部に取出すことができ、洗浄
により脱硝能力が回復した脱硝触媒、或いは新しい脱硝
触媒を再び燃焼ガス通路４に挿入して触媒支持板３１に
より固定支持させることができる。またこの触媒支持板
３１の取付けにより、シール材３０を介して開口部２３
がシール状態に閉塞される。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、触媒支持板は種々の形状のものが適用でき
ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更し得ること、等は勿論である。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、燃焼室から燃焼ガス通
路に流入した燃焼ガスに還元剤吹き込み管により還元剤
を供給して混合し、ガス下流側に配設した脱硝触媒によ
り脱硝を行うようにしているので、燃焼ガスの温度が脱
硝触媒の高性能温度域に一致する位置に脱硝触媒を配置
することを可能にして、燃焼ガス中の窒素酸化物をボイ
ラ内部で効果的に低減することができ、また触媒支持板
を外側伝熱壁から取外すことにより、開口部を介して脱
硝触媒を容易に多管式貫流ボイラの外部に取出すことが
でき、また洗浄したもの或いは新しい脱硝触媒を再び装
着することができる優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る多管式貫流ボイラの一
部横断平面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。

【図４】本発明の一実施例に係る多管式管流ボイラの全
体横断平面図である。

【図５】従来例に係る多管式貫流ボイラの縦断面図であ
る。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線平断面図である。

【図７】従来の多管式貫流ボイラの一例を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１ 燃焼室 ２ 内列加熱管 ３ 外列加熱管 ４ 燃焼ガス通路 ５ 上部管寄 ６ 下部管寄 ７ バーナ ８ 内列シールドフィン ９ 外列シールドフィン １０ ガス入口部 １１ ガス出口部 １２ 内側伝熱壁 １３ 外側伝熱壁 ２０ 還元材吹き込み管 ２３ 開口部 ２４ 脱硝触媒 ３１ 触媒支持板 ａ 燃焼ガス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部管寄および下部管寄で上下端部を支
   持して環状に配列されて内側に燃焼室を形成する複数の
   内列加熱管と該内列加熱管相互間に配設した内列シール
   ドフィンとからなる内側伝熱壁と、前記燃焼室に上方か
   ら臨むバーナと、前記内側伝熱壁の外側に環状に配列さ
   れて燃焼ガス通路を形成する複数の外列加熱管と該外列
   加熱管相互間に配設した内列シールドフィンとからなる
   外側伝熱壁と、前記燃焼ガス通路に前記燃焼室内の燃焼
   ガスを導くために前記内側伝熱壁に設けたガス入口部
   と、前記燃焼ガス通路に流れる燃焼ガスを外部に排出す
   るために前記外側伝熱壁に前記ガス入口部と１８０度位
   相をずらして設けたガス出口部とを有する多管式貫流ボ
   イラであって、前記燃焼ガス通路の所要位置に還元剤吹
   き込み管を配設すると共に、燃焼ガス通路における前記
   還元剤吹き込み管のガス下流側位置の外側伝熱壁に開口
   部を形成し、該開口部に着脱可能に取付けられ且つ前記
   燃焼ガス流路に脱硝触媒を保持する触媒支持板を備えた
   ことを特徴とする多管式貫流ボイラ。