JPH09508697A - ３区画型空気予熱器用のセクタ板及びシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ３区画型の空気予熱器は、一次空気用セクタ部と煙道ガス用セクタ部との間及び二次空気用セクタ部と煙道ガス用セクタ部との間の２つのセクタ板を包含し、この２つのセクタ板は二重半径方向シールを形成するような大きな寸法である。しかしながら、一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間のセクタ板は小さく、一重半径方向シールを形成する。この小さなひとつのセクタ板は、一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間の漏洩を増大させる犠牲を払うが、空気予熱器を通しての圧力降下を減少せしめる。また、一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間の軸方向シールは、二重シール寸法に維持するようにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 ３区画型空気予熱器用のセクタ板及び シール装置 発明の背景 本発明は、二重半径方向シールを用いる３区画型の回転再生式空気予熱器に関 し、更に詳細には、空気予熱器を３つのセクタ部に分割する３つのセクタ板の配 置及び寸法に関する。 微粉炭燃焼は、例えば事業用蒸気発生器のような大型の蒸気発生器において石 炭を燃焼するために最も広く用いられている方法である。この微粉炭燃焼は、通 常、粉砕機において石炭を乾燥させ、また級別し、更には搬送する空気を用いる 。粉砕機へ供給される空気は一次空気と称され、一方残りの燃焼用空気は二次空 気と称されている。そして、通常は、着火を行う前に石炭を乾燥することが要求 され、この石炭の乾燥は高温の一次空気を用いて行い、この高温の一次空気はそ れから乾燥した微粉炭を炉に搬送する。 ３区画型の空気予熱器は、特に低温一次空気ファンの使用が所望されている大 型の石炭燃焼ボイラにおいて用いられている。そして、この空気予熱器は空気予 熱器の空気側を２つのセクタ部に分割し、高圧の一次空気が単一の空気予熱器内 において二次空気と一緒に 加熱されるように設計されている。 また、煙道ガスが空気に混合するのを防止するためにシール装置を空気予熱器 内に設けることはよく知られている。これらのシール装置は、ロータとハウジン グとの間においてロータの外周まわりに設けられた複数の軸方向シールと、ロー タ内に複数のコンパートメントを形成する複数の半径方向に延びる仕切りの上下 縁に沿って延びる複数の半径方向シールとを包含する。そして、これら仕切りの 上下縁に沿う半径方向シールが、空気予熱器を煙道ガス、一次空気及び二次空気 用の３つのセクタ部に分割している３つのセクタ板をぬぐうのである。このよう に、これらの半径方向シールがセクタ板と係合することにより、漏洩、それ故ガ スと空気との混合を最小にする。 以上述べた漏洩を実際上小さく維持するために、二重シール装置を設けること が普通である。この二重シール装置においては、３つのセクタ板の各寸法は２つ のロータコンパートメントの寸法に等しく、したがって２つの隣接する、半径方 向に延びるロータコンパートメント仕切り（隔壁）に設けられた半径方向シール は、同時にひとつのセクタ板に係合する。このような二重シール装置は、セクタ 板の寸法がひとつのロータコンパートメントの寸法に等しいことが要求される一 重シール装置とは著しく相違している。しかしながら、このような二重シール装 置は、３つのセクタ板が空気 予熱器を通しての流れ面積のかなりの割合を占めて、遮断するという問題がある 。すなわち、二重シール装置における各セクタ板は、一重シール装置における各 セクタ板よりも流れ面積を２倍広く遮断する。これは、空気予熱器を通しての圧 力降下が増大されること、したがって空気予熱器の寸法を増大させる必要がある ことを意味する。 発明の概要 本発明は、煙道ガス用セクタ部と一次空気用セクタ部及び二次空気用セクタ部 との間にそれぞれ設けた二重半径方向シールと、一次空気用セクタ部と二次空気 用セクタ部との間に設けた一重半径方向シールとを包含する、３区画型の空気予 熱器を提供するものである。更に詳細には、煙道ガス用セクタ部と一次空気用セ クタ部及び二次空気用セクタ部との間の２つのセクタ板の各寸法は２つのロータ コンパートメントの寸法に等しく、これにより二重シールを形成するのに対し、 一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間のセクタ板の寸法はひとつのロ ータコンパートメントの寸法に等しく、これにより一重シールを形成する。 図面の簡単な説明 図１は、粉砕機及び３区画型空気予熱器システムを略図的に示す図である。 図２は、本発明による３区画型の回転再生式空気予熱器の概略斜視図であって 、３つの上部セクタ板を示 すように切断している。 図３は、二重半径方向シールを有する従来技術の３区画型空気予熱器のロータ を簡略にして示す図である。 図４は、図３と同様な図であるが、しかし本発明のセクタ板配置を示す。 図５は、二重シール装置を示すロータの一部分とセクタ板の断面図である。 図６は、本発明の実施例による軸方向シール装置を示す空気予熱器の一部分の 平面図である。 好適な実施例の説明 図面の図１は、３区画型空気予熱器１４と結合する石炭粉砕機１２の概略的な 配置を示す。石炭は供給ライン１６から粉砕機１２に供給され、ここで粉砕され た石炭はライン１８を通して蒸気発生器又は炉（図示せず）の複数の石炭ノズル に供給される。そして、蒸気発生器又は炉からの煙道ガスはダクト２０を通して 空気予熱器１４に供給され、ここで冷却された後煙突に供給される。一次燃焼用 空気はブロア２２によって供給され、この一次空気の少なくとも一部分が空気予 熱器１４の３つのセクタ部のうちのひとつに供給され、ここで煙道ガスによって 加熱される。この加熱された一次空気は、それから、ダクト２４を通して流れ、 ダクト２６からの加熱されていない一次空気に混合されて、ダクト２８内に最終 的な一次空気流れを生成し、この一次空気流れが粉砕機１２に供給される。この 一 次空気は、粉砕機内で石炭を乾燥させ、また粉炭を級別するのを助け、更に粉炭 を蒸気発生器又は炉に搬送する。二次燃焼用空気は、ブロア３０によって空気予 熱器１４の他のひとつのセクタ部に供給され、ここで煙道ガスによって加熱され 、それから、蒸気発生器又は炉に直接供給される。以上述べた石炭粉砕機及び蒸 気発生器又は炉と結合する３区画型空気予熱器の配置及び作動は、すべて従来の 方法によるものである。 次に、図２は本発明にしたがって構成された空気予熱器１４の斜視図である。 空気予熱器１４はロータハウジング３２を包含し、このハウジング３２内にロー タ３４が設けられている。従来と同様に、ロータ３４は多数の熱交換要素を収容 し、これらの熱交換要素はガス流れ３６から熱を吸収し、それからこの熱を入来 する空気流れ３８に伝達する。ロータ３４の回転方向は、矢印４０によって示さ れている。ロータ３４の内部は、本発明を一層明確に示すためにこの図２には示 されていないが、ロータ３４の内部には熱交換要素のための複数のコンパートメ ントを形成する複数の半径方向仕切り又は隔壁と、後述する複数の半径方向シー ルとが設けられているものである。 ロータハウジング３２は、３つのセクタ板４２，４４及び４６によって３つの セクタ部に分割されている。これらのセクタ板４２，４４及び４６と対応する他 の３つのセクタ板が、ロータ３４の底部側に設けられて いる。前述した３つのセクタ部とは、煙道ガス用セクタ部４８、一次空気用セク タ部５０及び二次空気用セクタ部５２である。高温の煙道ガス３６は、接続ダク ト５４（図２には一部破断して示されている）によりセクタ部４８内に向けられ て、このセクタ部４８を通して下向きに流れ、ロータコンパートメント内の熱交 換要素又は熱伝達表面に熱を伝達し、それからダクトコネクタ５６を通して流れ 出る。この熱を伝達された高温の熱伝達表面がそれから一次空気用セクタ部５０ 及び二次空気用セクタ部５２を順次通って回転すると、熱が一次空気入口ダクト コネクタ５９（図１を参照）及び二次空気入口ダクトコネクタ５８を通してそれ ぞれ入来する空気３８に伝達され、これによりダクトコネクタセクション６２内 には高温の一次空気流れ６０がまたダクトコネクタセクション６６内には高温の 二次空気流れ６４がそれぞれ生成される。 次に、図３及び図４はロータ及び半径方向シールと関連する３つのセクタ板を 示す、空気予熱器ロータ及びハウジングの平面図である。図３は従来技術による セクタ板を示しているのに対し、図４は本発明によるセクタ板を示している。こ れらの図は、セクタ板４２，４４及び４６を断面にして示している。複数の仕切 り又は隔壁６８がロータ３４を複数のコンパートメント７０に分割し、これらの コンパートメント７０は熱伝達表面を収容し、これらの熱伝達表面は通常コンパ ー トメントに適合するように作られたモジュールの中に配置されている。また、複 数の仕切り６８の頂部縁及び底部縁には、図５に断面で示されている半径方向シ ール７２が設けられている。この図５は二重シール装置を示し、セクタ板４４は ２つのコンパートメントにわたるのに十分な大きさであり、その結果ロータが回 転すると２つの半径方向シール７２が常にセクタ板４４に係合する。このような ことは図３に示される３つのセクタ板のすべてに言えるものであり、従来技術の セクタ板４２，４４及び４６の各々は同一寸法であって、２つのコンパートメン ト７０にわたる寸法である。しかしながら、本発明によれば、図４に示されるよ うに、一次空気用セクタ部５０と二次空気用セクタ部５２との間のセクタ板４６ は小さくされ、ひとつのみのコンパートメント７０にわたる寸法とされ、その結 果特定の時間でひとつのみの半径方向シール７２がセクタ板４６に接触する。 二重半径方向シール装置を用いる理由は、セクタ板間の漏洩を減少することに ある。しかし、漏洩を減少するために二重半径方向シールを３区画型の空気予熱 器に設けるときには、一次空気及び二次空気の圧力降下を低くする要求を満足さ せることが困難となる。なぜなら、空気流れが大きな寸法のセクタ板によって遮 断されるからである。この点、本発明においては、３つのセクタ板のうちのひと つ、すなわちセクタ板４６ が小さく、これによりロータを通してより大きな空気流れ面積を提供し、圧力降 下を少なくする。最も重要な懸念をなす漏洩は、空気予熱器の空気側と煙道ガス 側との間である。一次空気と二次空気との間の多少増大する漏洩は容易に許容で きるものである。そこで、本発明においては、煙道ガス用セクタ部と２つの一次 及び二次空気用セクタ部との間には二重シールが維持されている。そして、一例 として、５０°の一次空気用セクタ部を持つ３区画型空気予熱器は、２０°の一 次空気用セクタ板に代えて、１０°の一次空気用セクタ板４６を用いることによ り、一次空気の圧力降下を２５％〜３０％減少することができる。 また、一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間の漏洩はこれら２つの 空気用セクタ部と煙道ガス用セクタ部との間の漏洩ほど重要でないけれども、ま たたとえ本発明が一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間の漏洩を増大 することを許容するとしても、一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間 の漏洩を最小に維持することは一層好ましいものである。これを行うことができ るひとつの方法は、一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間の前述した 半径方向シール装置の改装と一緒に、これら２つの空気用セクタ部間に一重の軸 方向シールに代えて二重の軸方向シールを維持することである。この方法は、図 ６に示されている。図６はハウジング３２、ロータ３４、 仕切り６８及びセクタ板４４，４６を示す、空気予熱器の一部分の平面図である 。ハウジング３２の内側には軸方向シール板７４及び７６（３つの軸方向シール 板のうち２つのみが示されている）が設けられ、これらの軸方向シール板はロー タの全体高さに延びている。また、ロータには複数の軸方向シール７８が取付け られ、これらの軸方向シール７８は前述した半径方向シール７２と同一又は類似 する。これらの軸方向シール７８は、ロータが回転すると、半径方向シールがセ クタ板に係合すると同様に軸方向シール板に係合する。そして、本発明にしたが って、一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間のセクタ板４６がひとつ のみのコンパートメントにわたるような寸法に減少されているのに対し、セクタ 板４６に対応する軸方向シール板７６は上述したように常に２つの軸方向シール ７８にわたるような二重シール寸法に維持される。

【手続補正書】 【提出日】１９９７年２月２０日 【補正内容】 【図６】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロータハウジングと、このロータハウジング内に設けられたロータであって 、ロータ内に複数のコンパートメントを形成する複数の半径方向に延びる仕切り 及びこれら仕切りの軸方向縁に沿って延びる複数の半径方向シールを有するロー タと、空気予熱器の軸方向の両端に設けられ、空気予熱器を煙道ガス用セクタ部 、一次空気用セクタ部及び二次空気用セクタ部に分割する３つのセクタ板とを包 含する３区画型の回転再生式空気予熱器用のシール装置において、前記煙道ガス 用セクタ部と前記一次空気用セクタ部及び前記二次空気用セクタ部との間の２つ の前記セクタ板はそれぞれ常に２つの前記半径方向シールに係合するような寸法 であるが、前記一次空気用セクタ部と前記二次空気用セクタ部との間の前記セク タ板は特定の時間でひとつのみの前記半径方向シールに係合するような寸法であ ることを特徴とするシール装置。 ２ 請求項１記載のシール装置において、更に、前記ロータの外周まわりに互い に間隔を置いて設けられた複数の軸方向シールと、前記ロータハウジングの内側 で３つの前記セクタ部との間にそれぞれ設けられて、前記軸方向シールに係合す る３つの軸方向シール板とを包含し、前記軸方向シール板の各々は常に２つの前 記軸方向シールに係合するような寸法であることを特徴とするシール装置。