JP4132380B2

JP4132380B2 - 潜熱回収ボイラにおける熱回収量増加装置

Info

Publication number: JP4132380B2
Application number: JP09848599A
Authority: JP
Inventors: 則俊安藤
Original assignee: 株式会社サムソン
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2019-04-06
Also published as: JP2000291905A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、潜熱回収ボイラにおける熱回収量増加装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラから排出される排ガスを通す排ガス通路にエコノマイザを設け、排ガスによって給水を予熱することにより、ボイラの効率を向上させることが広く行われている。エコノマイザは排ガス通路内の排ガスと、排ガス通路内に設けた伝熱管の間で熱交換を行うものであり、伝熱管の熱吸収量が多くなるほど伝熱管内を送られる給水の温度は上昇し、ボイラの効率は向上する。排ガスには燃焼によって発生した水分が気体の状態で含まれているため、排ガスの顕熱だけでなく潜熱の回収も行うことで、より多くの熱を回収することも行われている。しかし、潜熱回収部は熱交換の効率が悪いため、エコノマイザが非常に大きくなるという問題があった。
【０００３】
また、ボイラは定期的に缶水の排出を行う必要があるが、排出されるブロー水には熱が含まれているため、そのまま排出したのでは効率が低下する。そこで高温のブロー水とエコノマイザに入る前の給水との間で熱交換することにより、ブロー水から熱を回収することが行われている。最初にブロー水の熱によって給水の温度を上昇させておき、温度の上昇した給水をエコノマイザへ入れることによりさらに給水温度を上昇させることができる。しかし、潜熱回収を行っているエコノマイザの場合、ブロー水によって給水温度を上昇させると、エコノマイザでの熱吸収効率が低下することとなり、ブロー水からの熱を回収しても排ガスからの熱回収量が低下するため、全体での熱回収量はあまり増加していなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、潜熱回収部での熱回収効率を向上させ、潜熱回収量の増加と潜熱回収エコノマイザの小型化を可能とすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
燃焼装置で発生させた火炎によって得られる燃焼ガスを利用して蒸気を発生し、熱交換によって温度の低下した排ガスは排ガス通路を通して排出しており、排ガス通路内にはエコノマイザを設けて給水を予熱しているものであって、エコノマイザは排ガスの顕熱だけでなく潜熱の回収も行わせる潜熱回収ボイラにおいて、ボイラ内から排出した高圧のブロー水を排ガス通路内の伝熱管に直接噴射することなくフラッシュさせることにより、排ガス通路内に蒸気を発生させておき、エコノマイザ部分での排ガスに含まれる水分量を多くすることにより、エコノマイザの潜熱回収部での熱回収効率を向上させる。また、排ガス通路内に伝熱管設置部と分割する仕切板を設け、仕切板で分割した部分にブロー水配管を接続し、ボイラ内から排出した高圧のブロー水は仕切板で分割した部分でフラッシュさせることで、排ガス通路内の伝熱管にブロー水を直接噴射することなく排ガス通路内に蒸気を発生させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明に関する一実施例におけるボイラおよびエコノマイザの断面図である。ボイラ１は燃焼装置４によって火炎の燃焼を行い、火炎によって高温の燃焼ガスを発生させており、燃焼ガスによって缶水を加熱して蒸気を発生させる。発生した蒸気は気水分離器９へ送られて蒸気と缶水に分離し、分離した缶水はボイラ内に残して蒸気のみを取り出す。缶水を加熱することによって温度の低下した後の排ガスは、排ガス通路２を通して排気しており、排ガス通路２の途中にエコノマイザ７を設ける。エコノマイザ７内には水平方向に伸びる伝熱管３を多数設けており、伝熱管３には多数の熱吸収用フィン５を取り付けておく。エコノマイザ７内の各伝熱管は、ベンド管によって連結して一続きの給水流路を形成しており、エコノマイザ７に達した排ガスは、エコノマイザ７内の伝熱管３の間を下向きに流れる構成としている。
【０００７】
エコノマイザ内への給水は、伝熱管群の最下段の伝熱管より入り、順次伝熱管を通って加熱されながら最上段の伝熱管まで達し、エコノマイザより取り出されて、ボイラ１内へ給水される。そのため伝熱管内を送られる給水の水温は下段ほど低く、上段ほど高くなっている。また、ボイラからエコノマイザ７へ送られた排ガスは、エコノマイザ内で伝熱管と熱交換を行いながら下向きに流れていくため、エコノマイザ内の下方へ行くほど排ガスの温度は低くなる。そのため排ガス流の下流側にあたる下方の伝熱管表面では、排ガス中に含まれていた水分の凝縮が発生し、水分の凝縮によって発生した熱は伝熱管に吸収される。
【０００８】
図１の場合、一端は気水分離器９に接続し、他端は排ガス通路２に接続しており、ブロー水を排ガス通路２内へフラッシュするブロー水用配管１０を設けている。ブロー水用配管１０の途中にはフラッシュ制御弁１１を設けておき、フラッシュ制御弁１１を開くとブロー水が排ガス通路２内へ送られる。ボイラ内部は圧力が高いため、ボイラ内から取り出されるブロー水の圧力も高いものであり、高温高圧のブロー水を低圧の排ガス通路２へ噴射すると、ブロー水から蒸気が発生する。ブロー水を伝熱管３に直接噴射すると、ブロー水からの蒸気発生量が減少し、またブロー水の接触している部分では排ガスからの熱回収が行えない。そのため、ブロー水が伝熱管３に直接接触せず、ブロー水から発生した蒸気のみが伝熱管３と接触するように排ガス通路２内に仕切板１２を設けている。ブロー水は仕切板１２で分離されている部分へ噴射し、ブロー水から発生した蒸気を排ガスに供給するようにしている。
【０００９】
排ガス通路２内で蒸気を発生することにより、排ガス中の水分量が増加することとなる。排ガス中の水分量が増加すると排ガスの露点が上昇し、より早い段階で排ガス内水分の凝縮が始まるため、排ガスからの潜熱回収量を増加させることができる。また、排ガス中の水分量を増加させると凝縮する水量も増加することになるため、排ガスからの潜熱回収量が増加する。さらに、排ガス通路２内で発生させた蒸気自身も熱を持っているため、蒸気の熱による伝熱管の加熱も行われる。
【００１０】
これらのことにより、エコノマイザの潜熱回収部での熱回収効率が向上し、熱回収量が増加するため、ボイラの効率は向上する。この場合の熱回収量は、ブロー水によってエコノマイザへ導入する前の給水を加熱し、その後にエコノマイザにて排ガスから熱を回収していた場合よりも多くなる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明を実施することによって、潜熱回収部での熱回収効率を向上させることができるため、潜熱回収量を増加することができる。また、熱回収効率が向上するため伝熱管を少なくすることができ、潜熱回収エコノマイザを小型化することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１に関する一実施例のボイラおよびエコノマイザの断面図
【符号の説明】
１ボイラ
２排ガス通路
３伝熱管
４燃焼装置
５熱吸収用フィン
６火炎
７エコノマイザ
８水噴霧装置
９気水分離器
１０ブロー水用配管
１１フラッシュ制御弁
１２仕切板

Claims

燃焼装置で発生させた火炎によって得られる燃焼ガスを利用して蒸気を発生し、熱交換によって温度の低下した排ガスは排ガス通路を通して排出しており、排ガス通路内にはエコノマイザを設けて給水を予熱しているものであって、エコノマイザは排ガスの顕熱だけでなく潜熱の回収も行わせる潜熱回収ボイラにおいて、排ガス通路内に伝熱管設置部と分割する仕切板を設け、仕切板で分割した部分にブロー水配管を接続し、ボイラ内から排出した高圧のブロー水は仕切板で分割した部分でフラッシュさせることで、排ガス通路内の伝熱管にブロー水を直接噴射することなく排ガス通路内に蒸気を発生させておき、エコノマイザ部分での排ガスに含まれる水分量を多くすることにより、エコノマイザの潜熱回収部での熱回収効率を向上させることを特徴とする潜熱回収ボイラにおける熱回収量増加装置。