JP2001263604A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JP2001263604A JP2001263604A JP2000082683A JP2000082683A JP2001263604A JP 2001263604 A JP2001263604 A JP 2001263604A JP 2000082683 A JP2000082683 A JP 2000082683A JP 2000082683 A JP2000082683 A JP 2000082683A JP 2001263604 A JP2001263604 A JP 2001263604A
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- low
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温腐食温度域において、特に、塩酸露点の
腐食温度域であっても、低コストで廃熱を回収すること
ができる熱交換器を得ること。 【解決手段】 二重管からなる伝熱管４を備えた熱交換
器２であって、その内管１２を炭素鋼、ステレンス鋼ま
たは低合金鋼で構成し、外管１３を高合金鋼で構成し
た。
腐食温度域であっても、低コストで廃熱を回収すること
ができる熱交換器を得ること。 【解決手段】 二重管からなる伝熱管４を備えた熱交換
器２であって、その内管１２を炭素鋼、ステレンス鋼ま
たは低合金鋼で構成し、外管１３を高合金鋼で構成し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に係り、
より詳しくは、低温腐食領域において廃熱回収を行う排
熱回収装置に実施して特に有効な熱交換器に関するもの
である。
より詳しくは、低温腐食領域において廃熱回収を行う排
熱回収装置に実施して特に有効な熱交換器に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の廃熱回収装置では、例えば、特開
平１１ー１６５０３０号公報（従来技術１）に開示する
ように、排ガス通路に炭酸カルシウムの粉末を添加して
ＳＯ3等の濃度を低減させ、酸露点を低下させて、空気
余熱器等における腐食を防止する、排ガス中の硫酸及び
無水硫酸の除去方法があった。
平１１ー１６５０３０号公報（従来技術１）に開示する
ように、排ガス通路に炭酸カルシウムの粉末を添加して
ＳＯ3等の濃度を低減させ、酸露点を低下させて、空気
余熱器等における腐食を防止する、排ガス中の硫酸及び
無水硫酸の除去方法があった。
【０００３】また、例えば、特開平１１ー２９０６４７
号公報（従来技術２）に開示するように、排ガス中にＳ
Ｏ3 低減剤を添加して排ガス中に含まれるＳＯ3 等を還
元し、熱交換器などの低温部へのＨ2 ＳＯ4 の凝縮付着
による低温腐食などを防止する、排ガス中の硫酸及び無
水硫酸の低減方法があった。
号公報（従来技術２）に開示するように、排ガス中にＳ
Ｏ3 低減剤を添加して排ガス中に含まれるＳＯ3 等を還
元し、熱交換器などの低温部へのＨ2 ＳＯ4 の凝縮付着
による低温腐食などを防止する、排ガス中の硫酸及び無
水硫酸の低減方法があった。
【０００４】さらに、例えば、特開平１０ー５４５０１
号公報（従来技術３）に開示するように、酸露点温度が
低いときに、高温循環系統から排ガス熱交換器内に高温
水を供給し、排ガス熱交換器の低温側伝熱管メタル温度
を高めることにより伝熱管の低温腐食を防止する、排ガ
ス熱回収装置とその運転方法があった。
号公報（従来技術３）に開示するように、酸露点温度が
低いときに、高温循環系統から排ガス熱交換器内に高温
水を供給し、排ガス熱交換器の低温側伝熱管メタル温度
を高めることにより伝熱管の低温腐食を防止する、排ガ
ス熱回収装置とその運転方法があった。
【０００５】また、図３に示すように、ボイラ２の下流
側に、減温塔２０、集塵器６、誘引送風機７、煙突８が
配設されており、ボイラ１出口での排ガス温度は通常２
８０℃〜３００℃程度で、低温腐食が発生するために熱
回収を行わず、減温塔２０に冷却水２１を噴射すること
によって、排ガス温度を１３０℃〜２３０℃程度に下げ
るという技術があった（従来技術４）。
側に、減温塔２０、集塵器６、誘引送風機７、煙突８が
配設されており、ボイラ１出口での排ガス温度は通常２
８０℃〜３００℃程度で、低温腐食が発生するために熱
回収を行わず、減温塔２０に冷却水２１を噴射すること
によって、排ガス温度を１３０℃〜２３０℃程度に下げ
るという技術があった（従来技術４）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成した
従来技術１では、塩酸の結露による腐食に言及しておら
ず、塩酸露点に対する対策がない。また、従来技術２で
は、塩酸の結露による腐食に言及しておらず、設備コス
トが大きく、また設備が多くなり複雑である。さらに、
従来技術３では、定常的な低温腐食防止策ではなく、ま
た熱交換流体温度が低い（６０℃ー１２０℃）場合の対
策がない。また、従来技術４では、低温腐食温度域とな
る廃熱回収は行われていない。
従来技術１では、塩酸の結露による腐食に言及しておら
ず、塩酸露点に対する対策がない。また、従来技術２で
は、塩酸の結露による腐食に言及しておらず、設備コス
トが大きく、また設備が多くなり複雑である。さらに、
従来技術３では、定常的な低温腐食防止策ではなく、ま
た熱交換流体温度が低い（６０℃ー１２０℃）場合の対
策がない。また、従来技術４では、低温腐食温度域とな
る廃熱回収は行われていない。
【０００７】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、低温腐食温度域において、特に、
塩酸露点の腐食温度域であっても、低コストで廃熱を回
収することができる熱交換器を得ることを目的とする。
めになされたもので、低温腐食温度域において、特に、
塩酸露点の腐食温度域であっても、低コストで廃熱を回
収することができる熱交換器を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、二重管からな
る伝熱管を備えた熱交換器であって、該二重管の内管を
炭素鋼、ステレンス鋼または低合金鋼で構成し、外管を
高合金鋼で構成したものである。また、上記の外管を構
成する高合金鋼をハステロイまたはインコネルとしたも
のである。さらに、回収する排ガスが低温腐食性ガスで
あり、また、低温腐食性ガスの温度が１３０℃〜２５０
℃のものである。
る伝熱管を備えた熱交換器であって、該二重管の内管を
炭素鋼、ステレンス鋼または低合金鋼で構成し、外管を
高合金鋼で構成したものである。また、上記の外管を構
成する高合金鋼をハステロイまたはインコネルとしたも
のである。さらに、回収する排ガスが低温腐食性ガスで
あり、また、低温腐食性ガスの温度が１３０℃〜２５０
℃のものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、本発明
の実施の形態１の構成図、図２（ａ），（ｂ）は図１の
要部の縦断面図及び斜視図である。図１において、１は
ボイラ、２はボイラ１の下流側に配設されてボイラ１か
ら流出する低温腐食性ガスの熱回収を行う熱交換器で、
ボイラ１と熱交換器２は図１の接続管３によって接続さ
れている。
の実施の形態１の構成図、図２（ａ），（ｂ）は図１の
要部の縦断面図及び斜視図である。図１において、１は
ボイラ、２はボイラ１の下流側に配設されてボイラ１か
ら流出する低温腐食性ガスの熱回収を行う熱交換器で、
ボイラ１と熱交換器２は図１の接続管３によって接続さ
れている。
【００１０】４は熱交換器２内に配設した伝熱管で、熱
交換器２の下部から内部に貫通し、熱交換器２内を通過
した後、上部の同じ側から外部に貫通する。そして、伝
熱管４の内部には被加熱流体が流れており、熱交換器２
内を流れる高温ガス５と熱交換する。
交換器２の下部から内部に貫通し、熱交換器２内を通過
した後、上部の同じ側から外部に貫通する。そして、伝
熱管４の内部には被加熱流体が流れており、熱交換器２
内を流れる高温ガス５と熱交換する。
【００１１】上記の構成において、ボイラ１の出口での
排ガス温度は通常２８０℃〜３００℃程度であり、その
廃熱を熱交換器２によって回収する。この場合、熱交換
器２の伝熱管４の表面温度を６０℃〜１２０℃とする条
件で、長期の熱交換が可能である。
排ガス温度は通常２８０℃〜３００℃程度であり、その
廃熱を熱交換器２によって回収する。この場合、熱交換
器２の伝熱管４の表面温度を６０℃〜１２０℃とする条
件で、長期の熱交換が可能である。
【００１２】６は熱交換器２の下流側に配設した集塵
器、７は集塵器６の下流側に配設した誘引送風機、８は
誘引送風機７の下流側に配設した煙突で、熱交換器２と
集塵器６は第２の接続管９により接続され、集塵器６と
誘引送風機７は第３の接続管１０によって接続されてお
り、また、誘引送風機７と煙突８は第４の接続管１１に
よって接続されている。
器、７は集塵器６の下流側に配設した誘引送風機、８は
誘引送風機７の下流側に配設した煙突で、熱交換器２と
集塵器６は第２の接続管９により接続され、集塵器６と
誘引送風機７は第３の接続管１０によって接続されてお
り、また、誘引送風機７と煙突８は第４の接続管１１に
よって接続されている。
【００１３】次に、熱交換器２の伝熱管４の構成を、図
２を用いて詳細に説明する。伝熱管４は円筒状の二重管
で構成されており、１２は伝熱管４の内管、１３は外管
で、管内側材として通常のボイラ用の材料を使用し、管
外側材として高合金の耐低温腐食材料を使用している。
例えば、内管１２が炭素鋼、ステンレス鋼、Ｍｏ鋼、Ｃ
ｒ−Ｍｏ鋼あるいはＮｉ鋼等からなるボイラ熱交換器用
鋼管（以下、ＳＴＢという）であり、外管１３が焼却施
設の低温腐食雰囲気における耐低温腐食材料であるハス
テロイやインコネル等の高合金鋼からなっている。
２を用いて詳細に説明する。伝熱管４は円筒状の二重管
で構成されており、１２は伝熱管４の内管、１３は外管
で、管内側材として通常のボイラ用の材料を使用し、管
外側材として高合金の耐低温腐食材料を使用している。
例えば、内管１２が炭素鋼、ステンレス鋼、Ｍｏ鋼、Ｃ
ｒ−Ｍｏ鋼あるいはＮｉ鋼等からなるボイラ熱交換器用
鋼管（以下、ＳＴＢという）であり、外管１３が焼却施
設の低温腐食雰囲気における耐低温腐食材料であるハス
テロイやインコネル等の高合金鋼からなっている。
【００１４】外管１３を構成するハステロイやインコネ
ル等の鋼合金鋼の最大減肉量は、０．５ｍｍ／年、程度
である。このため、伝熱管４の内管１２の管内側材を、
通常の材質、肉厚のものにして、外管１３の管外側材を
３ｍｍ程度とすることで、５年以上の寿命を確保するこ
とができる。１４は伝熱管４内を流れる被加熱流体で、
熱交換器２の内部を流れる腐食性ガス５と熱交換を行っ
ている。
ル等の鋼合金鋼の最大減肉量は、０．５ｍｍ／年、程度
である。このため、伝熱管４の内管１２の管内側材を、
通常の材質、肉厚のものにして、外管１３の管外側材を
３ｍｍ程度とすることで、５年以上の寿命を確保するこ
とができる。１４は伝熱管４内を流れる被加熱流体で、
熱交換器２の内部を流れる腐食性ガス５と熱交換を行っ
ている。
【００１５】次に、二重管を形成する伝熱管４の成形方
法について説明する。伝熱管４の外管１３は、内管１２
の外周に耐低温腐食材料を溶射、肉盛溶接、爆発溶射し
て一体に形成し、あるいは内管１２と外管１３を一緒に
熱間押出成形して両者を一体に成形する。溶射または肉
盛溶接法によれば、溶融部分はただちに凝固するが、こ
のときの冷却速度はきわめて速いため結晶粒の成長は阻
害され、非常に微細な結晶組織が得られる。微細結晶組
織では析出する粒度が小さいため、過酷な腐食環境下で
もすぐれた耐蝕性を発揮する。なお、肉盛溶接法として
は、例えば、プラズマ粉体肉盛溶接法やホットワイヤテ
ィグ溶接法などがある。
法について説明する。伝熱管４の外管１３は、内管１２
の外周に耐低温腐食材料を溶射、肉盛溶接、爆発溶射し
て一体に形成し、あるいは内管１２と外管１３を一緒に
熱間押出成形して両者を一体に成形する。溶射または肉
盛溶接法によれば、溶融部分はただちに凝固するが、こ
のときの冷却速度はきわめて速いため結晶粒の成長は阻
害され、非常に微細な結晶組織が得られる。微細結晶組
織では析出する粒度が小さいため、過酷な腐食環境下で
もすぐれた耐蝕性を発揮する。なお、肉盛溶接法として
は、例えば、プラズマ粉体肉盛溶接法やホットワイヤテ
ィグ溶接法などがある。
【００１６】爆発溶射法によれば、伝熱管４の外面に形
成した合金皮膜によって、磨耗速度を遅くできるなど耐
摩耗性に優れたものにでき、摩耗減肉量を減少できると
共に、酸化増量を低く押えて耐蝕性に優れたものとな
る。すなわち、時間の経過に従って酸化増量が低くな
り、緻密で高付着力を有する皮膜が作成でき、耐高温性
に優れる。
成した合金皮膜によって、磨耗速度を遅くできるなど耐
摩耗性に優れたものにでき、摩耗減肉量を減少できると
共に、酸化増量を低く押えて耐蝕性に優れたものとな
る。すなわち、時間の経過に従って酸化増量が低くな
り、緻密で高付着力を有する皮膜が作成でき、耐高温性
に優れる。
【００１７】［実施例］研究試験を実施後、実炉試験を
実施した。実炉試験において、平均減肉量（管壁温度６
０℃）は、ＳＴＢに対して、インコネル６８６は、１／
２０、ハステロイＣ２２は、１／１０であった。なお、
最大減肉量は、ＳＴＢが破孔したため、比較できなかっ
た。
実施した。実炉試験において、平均減肉量（管壁温度６
０℃）は、ＳＴＢに対して、インコネル６８６は、１／
２０、ハステロイＣ２２は、１／１０であった。なお、
最大減肉量は、ＳＴＢが破孔したため、比較できなかっ
た。
【００１８】実施の形態に係る熱交換器によれば、低温
腐食温度域において、特に、塩酸露点領域であっても、
定常的に廃熱回収を行うことができる。そして、従来、
低温腐食のために行われていなかった、伝熱管温度が低
温腐食温度域になる廃熱回収を、低コストで行うことが
できる。
腐食温度域において、特に、塩酸露点領域であっても、
定常的に廃熱回収を行うことができる。そして、従来、
低温腐食のために行われていなかった、伝熱管温度が低
温腐食温度域になる廃熱回収を、低コストで行うことが
できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、二重管からなる伝熱管を備え
た熱交換器であって、この二重管の内管を炭素鋼、ステ
ンレス鋼または低合金鋼で構成し、外管を高合金鋼で構
成したので、伝熱管温度が低温腐食温度域となる廃熱回
収を行うことができ、当該温度域における廃熱回収が低
コストで長期的に可能となった。
た熱交換器であって、この二重管の内管を炭素鋼、ステ
ンレス鋼または低合金鋼で構成し、外管を高合金鋼で構
成したので、伝熱管温度が低温腐食温度域となる廃熱回
収を行うことができ、当該温度域における廃熱回収が低
コストで長期的に可能となった。
【００２０】また、外管を構成する高合金鋼をハステロ
イまたはインコネルとしたので、焼却施設の低温腐食雰
囲気における耐低温腐食材料として有効に機能し、伝熱
管の管内側材として通常の材質、肉厚を使用し、管外側
材を例えば３ｍｍ程度とすると、５年以上の寿命を確保
することができる。
イまたはインコネルとしたので、焼却施設の低温腐食雰
囲気における耐低温腐食材料として有効に機能し、伝熱
管の管内側材として通常の材質、肉厚を使用し、管外側
材を例えば３ｍｍ程度とすると、５年以上の寿命を確保
することができる。
【００２１】さらに、排ガスが低温腐食性ガスであっ
て、塩酸露点の腐食温度域であっても、低コストで廃熱
を回収することができる。また、低温腐食性ガスの温度
が１３０℃〜２５０℃であって、塩酸露点の腐食温度域
であっても、低コストで廃熱を回収することができる。
て、塩酸露点の腐食温度域であっても、低コストで廃熱
を回収することができる。また、低温腐食性ガスの温度
が１３０℃〜２５０℃であって、塩酸露点の腐食温度域
であっても、低コストで廃熱を回収することができる。
【図１】本発明の実施の形態１の構成図である。
【図２】図１の要部の縦断面図及び斜視図である。
【図３】従来の廃熱回収装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
１ ボイラ ２ 熱交換器 ４ 伝熱管 ５ 腐食性ガス １２ 内管 １３ 外管 １４ 被加熱流体
Claims (4)
- 【請求項１】 二重管からなる伝熱管を備えた熱交換器
であって、 該二重管の内管を炭素鋼、ステンレス鋼または低合金鋼
で構成し、外管を高合金鋼で構成したことを特徴とする
熱交換器。 - 【請求項２】 外管を構成する高合金鋼をハステロイま
たはインコネルとしたことを特徴とする請求項１記載の
熱交換器。 - 【請求項３】 回収する排ガスが低温腐食性ガスである
ことを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。 - 【請求項４】 低温腐食性ガスの温度が１３０℃〜２５
０℃であることを特徴とする請求項３記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082683A JP2001263604A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082683A JP2001263604A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001263604A true JP2001263604A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18599453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000082683A Pending JP2001263604A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001263604A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015525863A (ja) * | 2012-07-06 | 2015-09-07 | 上海伏波▲環▼保▲設備▼有限公司 | 並流式ボイラー排煙ガス余熱回収システム |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000082683A patent/JP2001263604A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015525863A (ja) * | 2012-07-06 | 2015-09-07 | 上海伏波▲環▼保▲設備▼有限公司 | 並流式ボイラー排煙ガス余熱回収システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040401 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040817 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041214 |