ボイラ炉内の灰付着について

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今回は、ボイラ炉内の灰付着についてご紹介します。バイオマスボイラーなどでよくある問題ですので是非読んでみてください。

ボイラ設備は、運転していると炉内に燃料に含まれている灰がボイラーチューブの表面に付着していきます。この現象はファウリング(Fouling)、スラッギング(Slagging)と呼ばれます。インターネットなどで調べ物をする時はこれらの単語を使って検索しても良いと思います。

灰付着の様子(火原協講座資料

付着した灰によってチューブの中を流れる水・蒸気と外の排ガスなどが保有する熱との熱交換が阻害されてしまいますので、結果としてはボイラの効率は低下してしまうわけですね。

それだけではなく、付着した灰は大きく成長していくとクリンカなどと呼ばれ、時に大きな塊となってしまうことがあります。

過熱器などボイラの火炉上部にある伝熱面に生成した大きな塊(”大塊(たいかい)”などと呼ばれたりもします)が、落下すると、ボイラの底の部分が損傷して漏洩したり、灰の搬送システムが緊急停止してしまったりと計画外停止になってしまうことがありますので注意が必要ですね。

最近バイオマスなど燃料が多様化してきたせいか、多くの発電事業者様から灰付着による問題についてご相談を頂くことが増えてきました。

こうした問題を解決するために様々なアプローチがあります。

1.スーツブロワ制御

スーツブロワによって炉内の灰を清掃しようというものです。噴射の頻度を調整したりします。

2.燃料の評価

燃料の成分をコントロールするもの。一般に灰の付着は塩素やカリウムの含有量が多いほどひどくなると言われています。

3.添加剤

添加剤を入れて付着の促進を抑えようというものです。

4.燃焼調整

炉内に送り込む空気などを調整することで灰付着を抑えようとするものです。

5.フライアッシュ投入

バイオマス燃料にフライアッシュを入れることで付着を抑えようとするものです。

また、これらの対策を検討するためにはまず灰の付着状態を把握する必要がありますね。状態をカメラでモニタリングしたり、付着量を運転データから推定したりといった取り組みもできそうですね。

具体的な解決策に急がず、まずは、灰付着状態を定量的に評価していくところから始めてみることがおすすめです。定量的な評価基準ができれば、それに基づいてたくさんある解決策のどの対策が有効か、実験などを通じて判断しやすくなりますね。

いかがでしたでしょうか。これで今回の記事は終わりです。最後まで読んでいただきありがとうございました。引き続きお役立ち情報を配信してまいりますのでよろしくお願いします!ご要望などございましたら是非コメント欄などにお寄せくださいませ。

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