JPH0634103A - ボイラ用伝熱管のエロージョン防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝熱管を熱吸収効率を低下させることなく、
そのエロージョンを防止することができるボイラ用伝熱
管のエロージョン防止装置を提供する。 【構成】 ケーシング側壁管８で囲まれ通路内に配置さ
れたホリゾンタルバンク部伝熱管コイル２４を、ステン
レスまたは鉄の多孔板からなり山部と谷部を有するパン
チングプレート２１によって覆い、パンチングプレート
の谷部には燃焼ガス中の灰分を捕集する漏斗２２を設
け、漏斗には捕集灰を排出する排出管２３を設け、パン
チングプレートのケーシング側壁管８に接する端部に、
ケージ側壁管との間を仕切るように金属製多孔板２１ａ
を設ける。 【効果】 エロージョンの発生し易い伝熱管部のガス流
速を緩和し、伝熱性能を低下させることなくエロージョ
ンを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ用伝熱管のエロ
ージョン防止装置に係り、特に石炭焚ボイラのケージ側
壁管に囲まれた通路に設けたホリゾンタルバンク部伝熱
管のエロージョン防止に好適なボイラ用伝熱管のエロー
ジョン防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】微粉炭焚ボイラのガス流速はエロージョ
ンを防止するため、１５ｍ／ｓから２０ｍ／ｓで計画さ
れているが、流路内を流れるガスの偏流の影響でエロー
ジョンが問題になる場合がある。事業用の微粉炭焚ボイ
ラは図５に示すように、微粉炭焚バーナ１で生成された
燃焼ガスは火炉２上部で方向を変え２次過熱器３および
３次過熱器４の吊り下げバンク部を通り、さらにケージ
側壁管８の上部のキャビティ部で下向きに方向を変え再
熱器５、１次過熱器６、節炭器７のホリゾンタルバンク
部に入る。

【０００３】エロージョンは特にホリゾンタルバンク部
のケージ側壁管８の後壁側８ａ（缶後側：バーナ取付け
側が缶前）で発生することが多い。この理由は吊り下げ
バンク部からホリゾンタルバンク部へ燃焼ガスが方向変
更する際に偏流が生じ燃焼ガス中のアッシュ（灰分）が
後壁側に集中するためと考えられている。カルマン渦の
影響や粉体衝突摩耗の特性として４５°前後が摩耗量が
大きくなることから各伝熱管コイルにおいては図６に示
すような状態でエロージョンが進行する。すなわち、伝
熱管１１に対し上方から下方に燃焼ガスが衝突するとき
伝熱管の左右上部４５°の肩部にエロージョン個所１２
が発生する。また、衝突角度の影響でホリゾンタルバン
ク部の伝熱管のベンド部（図８の１１ａ）にエロージョ
ンが発生し易いことがよく知られている。また、再熱器
５などの伝熱管コイルとケージ側壁管８の間の隙間はガ
スがショートパスし易いことから、図７に示すようなシ
ョートパス防止ラグ１４が取付けられているが、ショー
トパス防止ラグ１４と伝熱管１１の間に隙間があるとこ
の部分で偏流が生じてケージ側壁管にエロージョン個所
１２が発生することがある。

【０００４】このようなエロージョンの発生を防止する
ため、図８およびそのＩＸ−ＩＸ線矢視方向断面図であ
る図９に示すような鉄板をＵ字形に曲げたカバープレー
ト１５が取付けられることが多い。このカバープレート
方式は確かに工事費が安価であり、カバープレートを取
付けた部分のエロージョンは完全に防止できるという特
徴があるが、カバープレートを取付けると伝熱管におけ
る熱吸収が半減することやカバープレートの周りのガス
流速が取付け前より速くなり、カバープレート周りの伝
熱管のエロージョンが進展し易くなるという欠点があ
る。また、上段伝熱管コイルに取付けたカバープレート
の影響でカバープレートとカバープレートの間のガス流
速が速くなり、下部伝熱管コイルとの間にあるキャビテ
ィ部で偏流が生じて局部的なエロージョンが発生するこ
とが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記したようにカバー
プレート方式は、伝熱管の熱吸収を半減し、カバープレ
ート周りのガス流速を速くし、また、下部伝熱管コイル
に偏流に伴う局部的エロージョンを発生し易いという問
題点がある。本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、伝熱管の熱吸収効率を低下させることなく、そ
のエロージョンを防止することができるボイラ用伝熱管
のエロージョン防止装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願の第１の発明は、微粉炭ボイラの燃焼ガス通路が水
平方向から垂直方向に移行したケージ側壁管で囲まれた
通路内に配置された、ホリゾンタルバンク部伝熱管のエ
ロージョン防止装置において、金属製多孔板よりなり山
部と谷部を有するパンチングプレートで上記伝熱管を覆
い、パンチングプレートの谷部には燃焼ガス中の灰分を
捕集する漏斗部を設け、該漏斗部には捕集された灰を排
出する排出管を設けたことを特徴とするボイラ用伝熱管
のエロージョン防止装置に関する。

【０００７】第２の発明は、上記第１の発明において、
上記パンチングプレートのケージ側壁管に接する端部
に、ケージ側壁管との間を仕切るように金属製多孔板を
設けたことを特徴とするボイラ用伝熱管のエロージョン
防止装置に関する。第３の発明は、上記第１の発明にお
いて、上段伝熱管に設けたエロージョン防止装置の灰排
出管を、下段伝熱管に設けたエロージョン防止装置の漏
斗部または灰排出管内に、灰の排出ができるように設け
たことを特徴とするボイラ用伝熱管のエロージョン防止
装置に関する。

【０００８】

【作用】パンチングプレート（多孔板）を用いればパン
チングプレートの上流側と下流側にドラフトロスが生じ
パンチングプレートの下流部に配置される伝熱管部のガ
ス流速はある程度低減できる。さらに、これに漏斗構造
のアッシュ捕集部と下部へ捕集したアッシュを下部に送
るアッシュ排出管を設けることで燃焼排ガス中のアッシ
ュ濃度を低減し、下流域のアッシュエロージョンを低減
することができる。

【０００９】

【実施例】図１に本発明になるボイラ用伝熱管のエロー
ジョン防止装置の構造図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線
矢視方向断面図、図３は、その鳥観図である。エロージ
ョン防止装置はガス流速を低減するパンチングプレート
２１とアッシュを捕集する孔があいていない鉄板で製作
した漏斗２２および漏斗に捕集したアッシュを下部に排
出するアッシュ排出管２３より構成される。パンチング
プレートは山形に配置されているのでパンチングプレー
ト上に衝突したアッシュは谷側に跳ねてその一部は漏斗
に捕集される。アッシュの捕集率を上げたい場合には山
形に配置したパンチングプレートに開孔率が小さいもの
を使用し、山形に配置したパンチングプレートと伝熱管
コイルとの管を仕切る三角形のパンチングプレート部２
１ａ（図３参照）に開孔率が大きいものを使用すればよ
い。

【００１０】通常、ホリゾンタルバンク部を通過するガ
ス温度は６００℃以下であるのでエロージョン防止装置
材料としてはＳＵＳ３０４を使用すればよく、また、４
５０℃以下の部分では炭素鋼が適用可能である。事業用
の微粉炭焚ボイラのホリゾンタルバンク部は図５に示す
ように数段の伝熱管コイルで形成されるので最上段の伝
熱管コイルのみ対策しても中段、下段の伝熱管コイルに
エロージョンが発生する場合が多い。図４はこの点を考
慮して図１〜図３に示した本発明の実施例を上段、中
段、下段伝熱管に適用した例である。上段伝熱管コイル
２４ａに設置したエロージョン防止装置のアッシュ排出
管の出口部をそれより下部の中段伝熱管コイル２４ｂの
エロージョン防止装置の漏斗部に配置するようにし、中
段伝熱管のエロージョン防止装置についても同様とした
ので、上段伝熱管コイルのエロージョン防止装置で捕集
したアッシュは最下段の伝熱管コイルのエロージョン防
止装置を通ってボイラ出口部のホッパに排出される。

【００１１】上段、中段、下段伝熱管コイルのチューブ
間ピッチが同じでない場合が多いが、このような場合は
エロージョン防止装置のアッシュ排出管を多少曲げて下
段伝熱管コイルの漏斗にアッシュ排出管の出口を設置す
るようにすればよい。本実施例によれば、最もエロージ
ョンを受けやすいホリゾンタルバンク部の上部をパンチ
ングプレート２１で覆い、該パンチングプレート２１の
谷部に灰分を捕集する漏斗部２２を設けたことにより、
ガス流速が緩和され、アッシュ濃度が低減するので、伝
熱管のエローションを防止することができる。

【００１２】

【発明の効果】エロージョンが発生し易い部分のガス流
速を適切に緩和し、かつアッシュ濃度を低減できるので
ホリゾンタルバンク部伝熱管のエロージョンを効果的に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるエロージョン防止構造の実施例
図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視方向断面図

【図３】本発明になるエロージョン防止構造の実施例鳥
観図。

【図４】本発明の他の実施例図。

【図５】微粉炭焚ボイラの構造説明図。

【図６】エロージョン発生例説明図。

【図７】従来のショートパス防止ラグとエロージョン発
生例説明図。

【図８】従来技術のエロージョン防止構造を示す図。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線矢視方向断面図。

【符号の説明】

１…微粉炭バーナ、２…ボイラ火炉、３…２次過熱器、
４…３次過熱器、５…再熱器、６…１次過熱器、７…節
炭器、８…ケージ側壁管、１１…伝熱管、１２…エロー
ジョン個所、１４…ショートパス防止ラグ、１５…カバ
ープレート、２１…パンチングプレート、２２…漏斗、
２３…アッシュ（灰）排出管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微粉炭ボイラの燃焼ガス通路が水平方向
   から垂直方向に移行したケージ側壁管で囲まれた通路内
   に配置された、ホリゾンタルバンク部伝熱管のエロージ
   ョン防止装置において、金属製多孔板よりなり山部と谷
   部を有するパンチングプレートで上記伝熱管を覆い、パ
   ンチングプレートの谷部には燃焼ガス中の灰分を捕集す
   る漏斗部を設け、該漏斗部には捕集された灰を排出する
   排出管を設けたことを特徴とするボイラ用伝熱管のエロ
   ージョン防止装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記パンチングプレ
   ートのケージ側壁管に接する端部に、ケージ側壁管との
   間を仕切るように金属製多孔板を設けたことを特徴とす
   るボイラ用伝熱管のエロージョン防止装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、上段伝熱管に設けた
   エロージョン防止装置の灰排出管を、下段伝熱管に設け
   たエロージョン防止装置の漏斗部または灰排出管内に、
   灰の排出ができるように設けたことを特徴とするボイラ
   用伝熱管のエロージョン防止装置。