JP2020091040A - ボイラを備えたストーカ式焼却炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法及びダスト除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボイラ放射伝熱面の伝熱性能の低下に伴う発電量の抑制、過熱器の腐食抑制によるボイラの延命やメンテナンス費の削減、炉内清掃の規模・頻度の縮小による維持管理費の削減、成長したダストの落下による炉内の損傷防止を図れるようにする。
【解決手段】 ボイラ２を備えた廃棄物処理炉３におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法１であって、内側面がボイラ２の放射伝熱面となっている水管壁１８の外側位置に配設した複数の打撃装置２０により水管壁１８に打撃力を与えて水管壁１８自体を振動させ、ボイラ放射伝熱面を形成する水管壁１８の内側面に付着したダストを除去する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物を処理するボイラを備えた廃棄物処理炉（例えば、ストーカ式焼却炉、循環流動層ボイラ、流動床式焼却炉、燃焼式溶融炉等）におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法及びダスト除去装置に関するものである。

都市ごみ等の廃棄物を処理するボイラを備えた廃棄物処理炉、例えば、ボイラ（廃熱ボイラ）を備えたストーカ式焼却炉においては、運転時間の経過に伴いボイラ放射伝熱面（ストーカ式焼却炉の２次燃焼室の内側面や２次燃焼室の出口からボイラの過熱器に至る放射伝熱室の内側面）にダストが付着していく。

ボイラ放射伝熱面にダストが付着すると、ボイラの伝熱性能が低下し、ボイラ蒸気の温度や量が低下してタービン発電機の発電量を減少させることになる。

また、ボイラの上流側（２次燃焼室側）の伝熱性能が低下すると、ボイラの下流側（過熱器側）の温度が上昇する。

ストーカ式焼却炉内のダストは、燃焼排ガスの温度が６５０℃〜７００℃程度で溶解・固着し易い。そのため、ボイラの過熱器は、ダストの付着による過熱器の伝熱管の腐食、閉塞を避けるため、一般に燃焼排ガス通路の上記の温度範囲を下回る位置に配置されている。

しかし、ボイラ放射伝熱面にダストが付着することにより、ボイラの下流側の温度が上昇し、過熱器の入口側の燃焼排ガス温度が上記の温度範囲に達することがある。

また、ボイラ放射伝熱面に付着したダストが成長し、自重によって炉内に落下することで、炉内を損傷させることがある。

更に、ボイラ放射伝熱面は、ストーカ式焼却炉の運転中の清掃が困難であり、運転時間の経過に伴うダストの付着はどうしても避けられない。

そこで、ストーカ式焼却炉等のボイラを備えた廃棄物処理炉においては、上述した問題を避けるため、ボイラ放射伝熱面に付着したダストを除去処理することが行われている。

従来、ボイラを備えた廃棄物処理炉のボイラ放射伝熱面のダスト除去方法及びダスト除去装置としては、例えば、次の（１）〜（３）に示すような手段がある。

（１）廃棄物処理炉の休炉時に炉内に作業員が侵入し、エアブラスト等を用いてボイラ放 射伝熱面に付着したダストを除去する。
（２）廃棄物処理炉の運転中に水噴射装置から炉内に水を噴霧し、ボイラ放射伝熱面に付 着したダストを除去する（特許文献１参照）。このとき、ボイラ放射伝熱面に噴霧さ れた水は、ダストに接触し、ダストの内部で急速に蒸発してダストを膨張・破裂させ ることでダストを除去する。
（３）廃棄物処理炉の運転中に圧力波発生装置から炉内に圧力波を放出し、ボイラ放射伝 熱面に付着したダストを除去する（特許文献１〜３参照）。

しかし、作業員の清掃によるダストの除去は、人件費が高騰するうえ、清掃の実施可能期間が休炉時に限られるので、廃棄物処理炉を長期間運転し続けると、ボイラ後段のガス温度の上昇がどうしても避けられず、過熱器の伝熱管にダストが溶解・固着するという問題がある。

また、水噴射装置によるダストの除去は、ドレンアタックによるボイラ放射伝熱面の損傷が懸念される。

更に、圧力波発生装置によるダストの除去は、圧力波発生装置とボイラ放射伝熱面との距離が短すぎると、圧力波による水管の損傷が懸念される。しかも、高圧ガスの取り扱いに注意が必要になると共に、維持管理費が高額になると言う問題もある。

特開２０１７−１８１００８号公報 特開２０１７−１８１００７号公報 特表２０１７−１８７２６７号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、作業員による炉内清掃の問題、水噴射装置や圧力波発生装置による問題をそれぞれ解決し、ボイラ放射伝熱面の伝熱性能の低下に伴う発電量の抑制、過熱器の腐食抑制によるボイラの延命やメンテナンス費の削減、炉内清掃の規模・頻度の縮小による維持管理費の削減、成長したダストの落下による炉内の損傷防止を図れるようにしたボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法及びダスト除去装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、ボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法であって、内側面がボイラ放射伝熱面となっている水管壁の外側位置に配設した複数の打撃装置により水管壁に打撃力を与えて水管壁自体を振動させ、ボイラ放射伝熱面を形成する水管壁の内側面に付着したダストを除去するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ボイラを備えた廃棄物処理炉をストーカ式焼却炉とし、前記ストーカ式焼却炉の少なくとも放射伝熱室及び対流伝熱室をそれぞれ形成する各水管壁の外側位置に配設した複数の打撃装置により各水管壁に打撃力を与えて各水管壁自体を振動させ、ボイラ放射伝熱面を形成する各水管壁の内側面に付着したダストを除去するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記水管壁の外側面と各打撃装置との間に、各打撃装置の打撃力を分散させる打撃力分散手段を介設し、各打撃装置の打撃力を打撃力分散手段により分散させて水管壁に伝達するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の何れかに記載の発明において、前記打撃装置は、タイマーにより運転頻度が制御されていることに特徴がある。

本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の何れかに記載の発明において、前記打撃装置は、ボイラの過熱器の入口側温度を温度検出器により検出し、過熱器の入口側温度が所定の温度を超えたら作動するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項６に記載の発明は、ボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置であって、内側面がボイラ放射伝熱面となっている水管壁の外側位置に配設した複数の打撃装置と、水管壁と各打撃装置との間にそれぞれ介設され、各打撃装置の打撃力を分散させて水管壁に伝達する打撃力分散手段とを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記打撃装置は、エアノッカ、電磁ノッカ又はハンマリング装置の少なくとも何れか一つとしたことに特徴がある。

本発明の請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記打撃力分散手段は、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面にそれぞれ接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された複数の水管保護用プロテクタと、各水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて各水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記打撃力分散手段は、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面に接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された一つの水管保護用プロテクタと、水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて一つの水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９の何れかに記載の発明において、前記打撃装置の周囲に防音手段を設けたことに特徴がある。

本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９又は請求項１０の何れかに記載の発明において、前記ダスト除去装置は、各打撃装置の運転頻度を制御するタイマーを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９又は請求項１０の何れかに記載の発明において、前記ダスト除去装置は、ボイラの過熱器の入口側温度を検出する温度検出器を備え、過熱器の入口側温度が所定の温度を超えたら各打撃装置が作動するようにしたことに特徴がある。

本発明に係るダスト除去方法は、内側面がボイラ放射伝熱面となっている水管壁の外側位置に配設した複数の打撃装置により水管壁に打撃力を与えて水管壁自体を振動させるようにしているため、ボイラ放射伝熱面に付着したダストを確実且つ良好に除去することができ、その結果、ボイラ放射伝熱面の伝熱性能の低下に伴う発電量の減少防止、過熱器の腐食抑制によるボイラの延命やメンテナンス費の削減、炉内清掃の規模・頻度の縮小による維持管理費の削減、成長したダストの落下による炉内の損傷防止を図ることができる。

また、本発明に係るダスト除去方法は、水管壁の外側面と各打撃装置との間に、各打撃装置の打撃力を分散させる打撃力分散手段を介設し、各打撃装置の打撃力を打撃力分散手段により分散させて水管壁に伝達するようにしているため、打撃装置の打撃力を水管壁に対して広範囲に伝えることができ、ボイラ放射伝熱面に付着したダストをより確実且つ良好に除去することができる。

更に、本発明に係るダスト除去方法は、タイマーにより各打撃装置の運転頻度を制御することで、ボイラ放射伝熱面に付着したダストをより確実且つ良好に除去することができる。

更に、本発明に係るダスト除去方法は、ボイラの過熱器の入口側温度を温度検出器により検出し、過熱器の入口側温度が所定の温度を超えたら各打撃装置が作動するようにすることで、過熱器の腐食をより一層抑制することができる。

本発明に係るダスト除去装置は、内側面がボイラ放射伝熱面となっている水管壁の外側位置に配設した複数の打撃装置と、水管壁と各打撃装置との間にそれぞれ介設され、各打撃装置の打撃力を分散させて水管壁に伝達する打撃力分散手段とを備えているため、打撃装置の打撃力を水管壁に対して広範囲に伝えることができ、ボイラ放射伝熱面に付着したダストを確実且つ良好に除去することができる。

また、本発明に係るダスト除去装置は、打撃力分散手段が、水管壁の複数本の水管に接触する水管保護用プロテクタと、水管保護用プロテクタに固着されて打撃装置の打撃力を受ける叩き座とを備えているため、打撃装置の打撃力が直接水管壁に伝えるということがなく、打撃装置の打撃力による水管壁の損傷・破壊を防止することができる。

更に、本発明に係るダスト除去装置は、各打撃装置の周囲に防音手段を設けることで、打撃装置による騒音公害を抑制することができる。

更に、本発明に係るダスト除去装置は、各打撃装置の運転頻度を制御するタイマーを備えることで、ボイラ放射伝熱面に付着したダストをより確実且つ良好に除去することができる。

更に、本発明に係るダスト除去装置は、ボイラの過熱器の入口側温度を検出する温度検出器を備え、過熱器の入口側温度が所定の温度を超えたら各打撃装置が作動するようにすることで、過熱器の腐食をより一層抑制することができる。

本発明の実施形態に係るダスト除去装置を設置したボイラを備えた廃棄物処理炉（ストーカ式焼却炉）の概略縦断面図である。 本発明の実施形態に係るダスト除去装置の正面図である。 図２に示すダスト除去装置の縦断面図である。 図２に示すダスト除去装置の横断面図である。 水管保護用プロテクタの水管壁への取り付け状態を示し、（Ａ）は水管保護用プロテクタを線接触状態で水管へ取り付けた状態の横断面図、（Ｂ）は水管保護用プロテクタを面接触状態で水管へ取り付けた状態の横断面図である。 ダスト除去装置の変形例を示し、（Ａ）はダスト除去装置の正面図、（Ｂ）はダスト除去装置の縦断面図、（Ｃ）は除去装置の横断面図である。 ダスト除去装置の更に他の変形例を示し、（Ａ）はダスト除去装置の正面図、（Ｂ）はダスト除去装置の縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係るダスト除去装置１を設置したボイラ２を備えた廃棄物処理炉を示すものである。

本実施形態では、ボイラ２を備えた廃棄物処理炉として、ボイラ２（廃熱ボイラ）を備えたストーカ式焼却炉３が使用されており、当該ストーカ式焼却炉３は、都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物をストーカ上で焼却処理するものであり、ボイラ２（廃熱ボイラ）の放射伝熱面に付着したダストＤを除去するダスト除去装置１を備えている。

即ち、ボイラ２（廃熱ボイラ）を備えたストーカ式焼却炉３は、炉本体４、廃棄物投入ホッパ５、廃棄物供給プッシャー６、乾燥ストーカ７、燃焼ストーカ８、後燃焼ストーカ９、ストーカ下ホッパ１０、１次燃焼室１１、２次燃焼室１２等を備えており、従来公知のものと同様構造に構成されている。

また、ストーカ式焼却炉３に付設されたボイラ２（廃熱ボイラ）は、図１に示す如く、炉本体４内で発生した高温の燃焼排ガスＧから熱回収してボイラ給水を加熱蒸発させ、発生した蒸気を更に過熱して過熱蒸気とし、この過熱蒸気をタービン発電機（図示省略）に供給するようにしたものであり、ドラム１３と、燃焼排ガスＧから放射熱を受けて蒸気を発生させる２次燃焼室１２の上方空間の放射伝熱面と、２次燃焼室１２を通過した燃焼排ガスＧから放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を有する第１放射伝熱室１４及び第２放射伝熱室１５と、燃焼排ガスＧと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を更に過熱する過熱器１６を有する対流伝熱室１７等を備えている。

更に、２次燃焼室１２の上方空間、第１放射伝熱室１４、第２放射伝熱室１５及び対流伝熱室１７は、それぞれ水管壁１８により形成されており、当該水管壁１８は、並列状に配置した複数本の水管１８ａ（厚肉の裸管）と、隣接する水管１８ａ同士を気密状に連結する帯板状のヒレ１８ｂとを備えている。この水管壁１８の内側面がボイラ放射伝熱面となっている。また、水管壁１８の外側面には、保温材１９が設けられている。

そして、本発明の実施形態に係るダスト除去装置１は、ボイラ放射伝熱面（２次燃焼室１２の上方空間を形成する水管壁１８の内側面、第１放射伝熱室１４及び第２放射伝熱室１５を形成する水管壁１８の内側面、対流伝熱室１７を形成する水管壁１８の内側面）に付着したダストＤを除去してボイラ２の伝熱性能の低下を抑制するものであり、図１に示す如く、ボイラ放射伝熱面を形成する水管壁１８（２次燃焼室１２の上方空間を形成する水管壁１８、第１放射伝熱室１４及び第２放射伝熱室１５を形成する水管壁１８、対流伝熱室１７を形成する水管壁１８）の外側位置に配設した複数の打撃装置２０と、水管壁１８と各打撃装置２０との間にそれぞれ介設され、各打撃装置２０の打撃力を分散させて水管壁１８に伝達する打撃力分散手段２１と、各打撃装置２０を作動制御する制御装置２２と、ボイラ２の過熱器１６の入口側温度を検出する温度検出器２６等を備えている。

前記各打撃装置２０は、エアノッカ、電磁ノッカ又はハンマリング装置から成り、本実施形態では、各打撃装置２０には、衝撃力源に空気力を用いたエアノッカ（例えば、特開２０１２−１１１５４２号公報に記載の打撃装置）が使用されている。

前記打撃装置２０を形成するエアノッカは、図２〜図４に示す如く、シリンダ室（図示省略）及び蓄圧室（図示省略）を有するケーシング２０ａと、シリンダ室に摺動自在に挿入され、蓄圧室から吐出される空気の圧力により移動して打撃対象物に衝撃を加えるピストン（図示省略）と、ピストンを打撃対象物から離間する方向へ付勢する圧縮コイルスプリング（図示省略）と、ケーシング２０ａに接続され、ピストンの打撃を受ける取り付け台２０ｂ等を備えており、ケーシング２０の蓄圧室には、コンプレッサー等の圧縮空気供給源（図示省略）に接続されて三方弁２３等を介設した空気供給管２４が接続されている。

而して、前記エアノッカによれば、圧縮空気供給源から空気供給管２４及び三方弁２３を介してケーシング２０ａ内の蓄圧室に圧縮空気を供給すると、ピストンが圧縮コイルスプリングの付勢力に抗して高速で移動されて取り付け台２０ｂを打撃し、また、三方弁２３を排気側に切り替え操作すると、ケーシング２０ａ内の蓄圧室の圧力が低下し、圧縮コイルスプリングの弾性力によりピストンが元の位置に復帰する。この動作が繰り返されることにより、打撃力を発生させるようになっている。

前記エアノッカは、供給する圧縮空気の圧力を変更することで、打撃力を調整することができる。即ち、エアノッカに供給する圧縮空気の圧力を上昇させれば、打撃力を増加させることができ、反対にエアノッカに供給する圧縮空気の圧力を低下させれば、打撃力を減少させることができる。実機の運転では、圧縮空気の圧力を０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａに設定しており、エアノッカの運転頻度に合わせて圧縮空気の圧力を調整している。また、ストーカ式焼却炉３の運転中においては、圧縮空気の圧力制御を行っていない。

本実施形態では、前記打撃装置２０は、図１に示す如く、２次燃焼室１２の上方空間を形成する側壁外側面、２次燃焼室１２の上方空間を形成する天井壁外側面、第１放射伝熱室１４の天井壁外側面、第１放射伝熱室及び第２放射伝熱室１５の側壁外側面、第２放射伝熱室１５の底壁外側面、対流伝熱室１７の側壁外側面にそれぞれ複数配置されている。

尚、ストーカ式焼却炉３に取り付けられる打撃装置２０の数、打撃装置２０の間隔、打撃装置２０の打撃力は、ボイラ放射伝熱面を形成する水管壁１８の内側面（２次燃焼室１２の上方空間を形成する水管壁１８の内側面、第１放射伝熱室１４及び第２放射伝熱室１５を形成する水管壁１８の内側面、対流伝熱室１７を形成する水管壁１８の内側面）に付着したダストＤを確実且つ良好に除去できるように設定されている。

また、各打撃装置２０は、ボイラ２の過熱器１６の入口側に設けた温度検出器２６により過熱器１６の入口側温度を検出し、過熱器１６の入口側温度が所定の温度（例えば、６５０℃）を越えたら、制御装置２２により作動するように設定されている。

上記の実施形態においては、各打撃装置２０は、温度検出器２６からの検出温度に基づいて制御装置２２により作動するようにしたが、他の実施形態においては、各打撃装置２０は、制御装置２２によりストーカ式焼却炉３の炉内清掃直後の立ち上げ時と同時に作動を開始するよう制御するようにしても良く、或いは、制御装置２２に設けたタイマー２５により打撃装置２０の運転頻度を制御するようにしても良い。打撃装置２０の運転頻度は、ボイラ放射伝熱面にダストＤが多く付着してボイラ２の伝熱性能を著しく低下させないように設定されている。

前記打撃力分散手段２１は、図２〜図４に示す如く、水管壁１８の外側面で且つ複数本の水管１８ａの外側面にそれぞれ接触する状態で配置され、両端部が水管壁１８のヒレ１８ｂの外側面に固着された複数の水管保護用プロテクタ２１ａと、各水管保護用プロテクタ２１ａに固着され、打撃装置２０の打撃力を受けて各水管保護用プロテクタ２１ａに伝達する叩き座２１ｂとを備えており、打撃装置２０の打撃力を分散させて水管壁１８に伝達するものである。この打撃力分散手段２１を設けることにより、打撃装置２０の打撃力を水管壁１８に対して広範囲に伝えることができる。

具体的には、前記各水管保護用プロテクタ２１ａは、図２〜図５に示す如く、鋼板等の金属板により水管１８ａの外側面に線接触状態又は面接触状態で接触する半円形状の樋状に形成されており、長手方向に沿う両端部が水管壁１８のヒレ１８ｂの外側面に溶接ａにより固着されている。この水管保護用プロテクタ２１ａは、溶接ａにより水管壁１８のヒレ１８ｂに取り付けるようにしているため、水管１８ａを損傷・破損させたりすることがなく、水管１８ａを確実に保護することができる。

本実施形態では、水管保護用プロテクタ２１ａは、５本使用されており、水管壁１８の隣接する５本の水管１８ａの外側面に線接触する状態又は面接触する状態で且つ長手方向に沿う両端部が水管壁１８のヒレ１８ｂの外側面に溶接ａにより固着されている。また、各水管保護用プロテクタ２１ａの長さは、６００ｍｍに設定されている。

前記叩き座２１ｂは、図２〜図４に示す如く、鋼板等の金属板により水管壁１８の外側面に対向する面が開放されたボックス状に形成されており、ボックス状の叩き座２１ｂの開放された端部が５本の各水管保護用プロテクタ２１ａの外側面に溶接ａにより固着されている。この叩き座２１ｂは、打撃装置２０の打撃力を分散させて水管壁１８の各水管１８ａに伝達するものであり、叩き座２１ｂの外側面中位置には、打撃装置２０の取り付け台２０ｂが溶接ａにより固着されている。

本実施形態では、叩き座２１ｂの開口側の幅Ｗは、３７０ｍｍに、叩き座２１ｂの開口側の長さＬは、５００ｍｍにそれぞれ設定されている（図２参照）。また、叩き座２１ｂの高さＨは、水管壁１８のヒレ１８ｂの厚み方向中心位置から叩き座２１ｂの外側面のまでの距離が１２５ｍｍになるように設定されている（図３参照）。

尚、各打撃装置２０の周囲には、打撃装置２０が作動したときの騒音を低減する防音手段２７が設けられている。この防音手段２７は、図３に示す如く、水管壁１８の外側を覆う鋼板製のケーシング３０の一部を窪ませて打撃装置２０の収容空間Ｓを形成し、当該収容空間Ｓの内側面に板状の吸音材２７ａを貼り付けたものである。板状の吸音材２７ａの材質としては、例えば、グラスウールやロックウール、軟質ウレタンフォーム等が使用されている。

また、各打撃装置２０は、図３に示す如く、叩き座２１ｂに溶接ａにより固着された支持部材２８にワイヤー２９を介して連結されており、万が一打撃装置２０が叩き座２１ｂから脱落しても下方へ落下しないようになっている。

而して、上述したダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３においては、ダスト除去装置１の各打撃装置２０が最適な運転圧力、運転間隔で作動し、打撃力分散手段２１を介してボイラ放射伝熱面を形成する水管壁１８に打撃を加えることで、ボイラ放射伝熱面を形成する水管壁１８の内側面に付着したダストＤを除去するようになっている。

従って、ダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３においては、ボイラ放射伝熱面（水管壁１８の内側面）に付着したダストＤを確実且つ良好に除去することができ、ボイラ２の放射伝熱面の伝熱性能の低下に伴う発電量の減少防止、過熱器１６の腐食抑制によるボイラ２の延命やメンテナンス費の削減、炉内清掃の規模・頻度の縮小による維持管理費の削減、成長したダストＤの落下による炉内の損傷防止を図ることができる。

また、ダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３においては、水管壁１８の外側面と各打撃装置２０との間に、各打撃装置２０の打撃力を分散させる打撃力分散手段２１を介設しているため、打撃装置２０の打撃力を水管壁１８に対して広範囲に伝えることができ、ボイラ放射伝熱面（水管壁１８の内側面）に付着したダストＤをより確実且つ良好に除去することができる。

更に、ダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３においては、ボイラ２の過熱器１６の入口側の検出温度に基づいて各打撃装置２０が作動するようにすることで、過熱器１６の腐食をより一層抑制することができる。

更に、ダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３においては、タイマー２５により各打撃装置２０の運転頻度を制御することで、ボイラ放射伝熱面（水管壁１８の内側面）に付着したダストＤをより確実且つ良好に除去することができる。

更に、ダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３においては、打撃力分散手段２１が、水管壁１８の複数本の水管１８ａに接触する複数の水管保護用プロテクタ２１ａと、各水管保護用プロテクタ２１ａに固着されて打撃装置２０の打撃力を受ける叩き座２１ｂとを備えているため、打撃装置２０の打撃力が直接水管壁１８に伝わるということがなく、打撃装置２０の打撃力により水管壁１８が損傷・破壊されるのを防止することができる。

更に、ダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３においては、各打撃装置２０の周囲に防音手段２７を設けているため、打撃装置２０による騒音公害を抑制することができる。

尚、伝熱面積が２１００ｍ^２（１次燃焼室１１＋２次燃焼室１２：７００ｍ^２、第１放射伝熱室１４＋第２放射伝熱室１５：３００ｍ^２、過熱器１６：１１００ｍ^２）のボイラ２を付設したストーカ式焼却炉３においては、予想値として時間経過による過熱器１６の入口側ガス温度の温度上昇を３０℃〜５０℃程度に抑えられる。

図６はダスト除去装置１の変形例を示すものであり、打撃力分散手段２１の水管保護用プロテクタ２１ａを９本使用すると共に、ボックス状の叩き座２１ｂを横長に形成したものであり、図２〜図４に示すダスト除去装置１と同じ部材・部位には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態では、各水管保護用プロテクタ２１ａの長さは、３４０ｍｍに設定されている。また、叩き座２１ｂの開口側の幅Ｗは、８１０ｍｍに、叩き座２１ｂの開口側の長さＬは、３４０ｍｍにそれぞれ設定されている（図６（Ａ）参照）。更に、叩き座２１ｂの高さＨは、水管壁１８のヒレ１８ｂの厚み方向中心位置から叩き座２１ｂの外側面のまでの距離が１２５ｍｍになるように設定されている（図６（Ｂ）参照）。

図６に示すダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３においても、図２〜図４に示すダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３と同様の作用効果を奏することができる。

図７はダスト除去装置１の更に他の変形例を示すものであり、打撃力分散手段２１の水管保護用プロテクタ２１ａを一つとし、当該水管保護用プロテクタ２１ａを鋼板等の矩形状の金属板の両端部を水管壁１８側へ折り曲げた矩形板状の水管保護用プロテクタ２１ａとしたものである。この矩形板状の水管保護用プロテクタ２１ａは、水管壁１８の複数本の水管１８ａの外側面に接触する状態で且つ両端部が水管壁１８のヒレ１８ｂの外側面に溶接ａにより固着されている（図６（Ｂ）参照）。

尚、打撃装置２０及び叩き座２１ｂは、図２〜図４に示すダスト除去装置１の打撃装置２０及び叩き座２１ｂと同じ形状・構造に構成されており、図２〜図４に示すダスト除去装置１と同じ部材・部位には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７に示すダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３においても、図２〜図４に示すダスト除去装置１を設けたストーカ式焼却炉３と同様の作用効果を奏することができる。しかも、水管保護用プロテクタ２１ａを一枚としているため、図２〜図４、図６に示すダスト除去装置１に比較して水管壁１８への水管保護用プロテクタ２１ａの取り付けを迅速且つ簡単に行え、延いてはダスト除去装置１の設置を短時間で行うことができる。

尚、上記の実施形態においては、ボイラ２を備えた廃棄物処理炉としてストーカ式焼却炉３を使用し、当該ストーカ式焼却炉３にダスト除去装置１を設けるようにしたが、他の実施形態においては、ボイラ２を備えた廃棄物処理炉として循環流動層ボイラ、流動床式焼却炉又は燃焼式溶融炉等を使用し、これらにダスト除去装置１を設けるようにしても良い。

また、上記の実施形態においては、打撃装置２０にエアノッカを使用したが、他の実施形態においては、打撃装置２０に電磁ノッカ又はハンマリング装置を使用し、電磁ノッカ又はハンマリング装置により打撃力分散手段２１の叩き座２１ｂに衝撃を与えるようにしても良く、或いは、数種類の打撃装置２０を組み合わせて使用するようにしても良い。

更に、上記の実施形態においては、打撃力分散手段２１の大きさは、水管保護用プロテクタ２１ａで５本又は９本の水管１８ａを覆う大きさとしたが、打撃分散手段の大きさは、上記の実施形態に係るものに限定されるものではなく、水管壁１８の内側面に付着したダストＤを確実且つ良好に除去することができれば、如何なる大きさであっても良い。例えば、打撃力分散手段２１の大きさは、水管保護用プロテクタ２１ａで数本、十数本若しくは数十本の水管１８ａを覆う大きさとしても良い。

１はダスト除去装置
２はボイラ
３はストーカ式焼却炉
１２は２次燃焼室
１４は第１放射伝熱室
１５は第２放射伝熱室
１６は過熱器
１７は対流伝熱室
１８は水管壁
１８ａは水管
１８ｂはヒレ
２０は打撃装置
２１は打撃力分散手段
２１ａは水管保護用プロテクタ
２１ｂは叩き座
２５はタイマー
２６は温度検出器
２７は防音手段
Ｄはダスト

本発明は、都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物を処理するボイラを備えたストーカ式焼却炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法及びダスト除去装置に関するものである。

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、作業員による炉内清掃の問題、水噴射装置や圧力波発生装置による問題をそれぞれ解決し、ボイラ放射伝熱面の伝熱性能の低下に伴う発電量の抑制、過熱器の腐食抑制によるボイラの延命やメンテナンス費の削減、炉内清掃の規模・頻度の縮小による維持管理費の削減、成長したダストの落下による炉内の損傷防止を図れるようにしたボイラを備えたストーカ式焼却炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法及びダスト除去装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、ボイラを備えたストーカ式焼却炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法であって、前記ストーカ式焼却炉の２次燃焼室の上方空間を形成する水管壁の側壁外側面、前記ボイラの第１放射伝熱室及び第２放射伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面、前記第２放射伝熱室を形成する水管壁の底壁外側面、前記ボイラの対流伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面にそれぞれ複数の打撃装置を配設し、前記複数の打撃装置により前記各水管壁に打撃力を与えて前記各水管壁自体を振動させ、ボイラ放射伝熱面を形成する前記各水管壁の内側面に付着したダストを除去するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各水管壁の外側面と前記各打撃装置との間に、前記各打撃装置の打撃力を分散させる打撃力分散手段を介設し、前記各打撃装置の打撃力を前記各打撃力分散手段により分散させて前記各水管壁に伝達するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記各打撃装置は、タイマーにより運転頻度が制御されていることに特徴がある。

本発明の請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記各打撃装置は、ボイラの過熱器の入口側温度を温度検出器により検出し、過熱器の入口側温度が所定の温度を超えたら作動するようにしたに特徴がある。

本発明の請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記各打撃力分散手段を、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面にそれぞれ接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された複数の水管保護用プロテクタと、各水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて各水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えた打撃力分散手段としたことに特徴がある。
また、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記各打撃力分散手段を、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面に接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された一つの水管保護用プロテクタと、水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて一つの水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えた打撃力分散手段としたことに特徴がある。

本発明の請求項７に記載の発明は、ボイラを備えたストーカ式焼却炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置であって、前記ストーカ式焼却炉の２次燃焼室の上方空間を形成する水管壁の側壁外側面、前記ボイラの第１放射伝熱室及び第２放射伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面、前記第２放射伝熱室を形成する水管壁の底壁外側面、前記ボイラの対流伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面にそれぞれ配設した複数の打撃装置と、内側面がボイラ放射伝熱面となっている前記各水管壁と前記各打撃装置との間にそれぞれ介設され、前記各打撃装置の打撃力を分散させて前記各水管壁にそれぞれ伝達する打撃力分散手段とを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記各打撃装置は、エアノッカ、電磁ノッカ又はハンマリング装置の少なくとも何れか一つとしたことに特徴がある。

本発明の請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記各打撃力分散手段は、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面にそれぞれ接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された複数の水管保護用プロテクタと、各水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて各水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記各打撃力分散手段は、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面に接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された一つの水管保護用プロテクタと、水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて一つの水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項７、請求項８、請求項９又は請求項１０に記載の発明において、前記各打撃装置の周囲に防音手段を設けたことに特徴がある。

本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０又は請求項１１に記載の発明において、前記ダスト除去装置は、各打撃装置の運転頻度を制御するタイマーを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０又は請求項１１に記載の発明において、前記ダスト除去装置は、ボイラの過熱器の入口側温度を検出する温度検出器を備え、過熱器の入口側温度が所定の温度を超えたら各打撃装置が作動するようにしたことに特徴がある。

前記叩き座２１ｂは、図２〜図４に示す如く、鋼板等の金属板により水管壁１８の外側面に対向する面が開放されたボックス状に形成されており、ボックス状の叩き座２１ｂの開放された端部が５本の各水管保護用プロテクタ２１ａの外側面に溶接ａにより固着されている。この叩き座２１ｂは、打撃装置２０の打撃力を分散させて水管壁１８の各水管１８ａに伝達するものであり、叩き座２１ｂの外側面中央位置には、打撃装置２０の取り付け台２０ｂが溶接ａにより固着されている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、ボイラを備えたストーカ式焼却炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法であって、前記ストーカ式焼却炉の２次燃焼室の上方空間を形成する水管壁の側壁外側面、前記ボイラの第１放射伝熱室及び第２放射伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面、前記第２放射伝熱室を形成する水管壁の底壁外側面、前記ボイラの対流伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面にそれぞれ複数の打撃装置を配設すると共に、前記各水管壁の外側面と前記各打撃装置との間に前記各打撃装置の打撃力を分散させる打撃力分散手段を介設し、前記各打撃力分散手段を、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面にそれぞれ接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された複数の水管保護用プロテクタと、各水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて各水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えた打撃力分散手段とし、前記複数の打撃装置により前記各水管壁に打撃力を与えて前記各水管壁自体を振動させ、ボイラ放射伝熱面を形成する前記各水管壁の内側面に付着したダストを除去するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項２に記載の発明は、ボイラを備えたストーカ式焼却炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法であって、前記ストーカ式焼却炉の２次燃焼室の上方空間を形成する水管壁の側壁外側面、前記ボイラの第１放射伝熱室及び第２放射伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面、前記第２放射伝熱室を形成する水管壁の底壁外側面、前記ボイラの対流伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面にそれぞれ複数の打撃装置を配設すると共に、前記各水管壁の外側面と前記各打撃装置との間に前記各打撃装置の打撃力を分散させる打撃力分散手段を介設し、前記各打撃力分散手段を、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面に接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された一つの水管保護用プロテクタと、水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて一つの水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えた打撃力分散手段とし、前記複数の打撃装置により前記各水管壁に打撃力を与えて前記各水管壁自体を振動させ、ボイラ放射伝熱面を形成する前記各水管壁の内側面に付着したダストを除去するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項５に記載の発明は、ボイラを備えたストーカ式焼却炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置であって、前記ストーカ式焼却炉の２次燃焼室の上方空間を形成する水管壁の側壁外側面、前記ボイラの第１放射伝熱室及び第２放射伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面、前記第２放射伝熱室を形成する水管壁の底壁外側面、前記ボイラの対流伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面にそれぞれ配設した複数の打撃装置と、内側面がボイラ放射伝熱面となっている前記各水管壁と前記各打撃装置との間にそれぞれ介設され、前記各打撃装置の打撃力を分散させて前記各水管壁にそれぞれ伝達する打撃力分散手段とを備え、前記各打撃力分散手段は、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面にそれぞれ接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された複数の水管保護用プロテクタと、各水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて各水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項６に記載の発明は、ボイラを備えたストーカ式焼却炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置であって、前記ストーカ式焼却炉の２次燃焼室の上方空間を形成する水管壁の側壁外側面、前記ボイラの第１放射伝熱室及び第２放射伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面、前記第２放射伝熱室を形成する水管壁の底壁外側面、前記ボイラの対流伝熱室を形成する水管壁の側壁外側面にそれぞれ配設した複数の打撃装置と、内側面がボイラ放射伝熱面となっている前記各水管壁と前記各打撃装置との間にそれぞれ介設され、前記各打撃装置の打撃力を分散させて前記各水管壁にそれぞれ伝達する打撃力分散手段とを備え、前記各打撃力分散手段は、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面に接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された一つの水管保護用プロテクタと、水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて一つの水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記各打撃装置は、エアノッカ、電磁ノッカ又はハンマリング装置の少なくとも何れか一つとしたことに特徴がある。

本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５、請求項６又は請求項７の何れかに記載の発明において、前記各打撃装置の周囲に防音手段を設けたことことに特徴がある。

本発明の請求項９に記載の発明は、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８の何れかに記載の発明において、前記ダスト除去装置は、各打撃装置の運転頻度を制御するタイマーを備えていることに特徴がある。

本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８の何れかに記載の発明において、前記ダスト除去装置は、ボイラの過熱器の入口側温度を検出する温度検出器を備え、過熱器の入口側温度が所定の温度を超えたら各打撃装置が作動するようにしたことに特徴がある。

Claims (12)

1. ボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法であって、内側面がボイラ放射伝熱面となっている水管壁の外側位置に配設した複数の打撃装置により水管壁に打撃力を与えて水管壁自体を振動させ、ボイラ放射伝熱面を形成する水管壁の内側面に付着したダストを除去するようにしたことを特徴とするボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法。
2. ボイラを備えた廃棄物処理炉をストーカ式焼却炉とし、前記ストーカ式焼却炉の少なくとも放射伝熱室及び対流伝熱室をそれぞれ形成する各水管壁の外側位置に配設した複数の打撃装置により各水管壁に打撃力を与えて各水管壁自体を振動させ、ボイラ放射伝熱面を形成する各水管壁の内側面に付着したダストを除去するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法。
3. 前記水管壁の外側面と各打撃装置との間に、各打撃装置の打撃力を分散させる打撃力分散手段を介設し、各打撃装置の打撃力を打撃力分散手段により分散させて水管壁に伝達するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法。
4. 前記打撃装置は、タイマーにより運転頻度が制御されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の何れかに記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法。
5. 前記打撃装置は、ボイラの過熱器の入口側温度を温度検出器により検出し、過熱器の入口側温度が所定の温度を超えたら作動するようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の何れかに記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去方法。
6. ボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置であって、内側面がボイラ放射伝熱面となっている水管壁の外側位置に配設した複数の打撃装置と、水管壁と各打撃装置との間にそれぞれ介設され、各打撃装置の打撃力を分散させて水管壁に伝達する打撃力分散手段とを備えていることを特徴とするボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置。
7. 前記打撃装置は、エアノッカ、電磁ノッカ又はハンマリング装置の少なくとも何れか一つとしたことを特徴とする請求項６に記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置。
8. 前記打撃力分散手段は、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面にそれぞれ接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された複数の水管保護用プロテクタと、各水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて各水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えていることを特徴とする請求項６に記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置。
9. 前記打撃力分散手段は、複数本の水管及び隣接する水管同士を連結するヒレを備えた水管壁の前記複数本の水管の外側面に接触する状態で配置され、両端部が水管壁のヒレの外側面に固着された一つの水管保護用プロテクタと、水管保護用プロテクタに固着され、打撃装置の打撃力を受けて一つの水管保護用プロテクタに伝達する叩き座とを備えていることを特徴とする請求項６に記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置。
10. 前記打撃装置の周囲に防音手段を設けたことを特徴とする請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９の何れかに記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置。
11. 前記ダスト除去装置は、各打撃装置の運転頻度を制御するタイマーを備えていることを特徴とする請求項６、請求項７、請求項８、請求項９又は請求項１０の何れかに記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置。
12. 前記ダスト除去装置は、ボイラの過熱器の入口側温度を検出する温度検出器を備え、過熱器の入口側温度が所定の温度を超えたら各打撃装置が作動するようにしたことを特徴とする請求項６、請求項７、請求項８、請求項９又は請求項１０の何れかに記載のボイラを備えた廃棄物処理炉におけるボイラ放射伝熱面のダスト除去装置。

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