JP2002181489A

JP2002181489A - 熱交換器付着ダストの除去方法及び装置

Info

Publication number: JP2002181489A
Application number: JP2000381532A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Morishita; 茂森下; Hiroshi Koide; 浩小出; Yasuhiro Tashiro; 靖博田代
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】伝熱管材料温度が７２３Ｋを越える伝熱管内
の全長に亘って付着したダストを、通常運転中に高温排
ガスを通過させながら直接掻き取ること。【解決手段】伝熱管に対して接離移動が可能なように
設けられた台車１２に、排ガスを熱交換器２に導入する
フード３を貫通し、屈曲自在なワイヤロープ１３を案内
して先端側に取り付けたダスト除去治具１４と伝熱管１
との位置合わせを行うガイド管１５と、ワイヤロープ１
３の巻取り装置１６と、ワイヤロープ１３緩み検知器１
７とを関連配置する。ガイド管１５とワイヤロープ１３
の冷却装置１８を備える。【効果】高温炉の処理能力を向上でき、廃熱回収効率
の安定化、高温炉プロセスの熱原単位、燃料原単位の低
下を図り、操業従事者の重筋作業の軽減が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所から発生す
るダスト・スラッジ類のリサイクルのための還元炉や、
一般の生活ごみや産業廃棄物、シュレッダーダストなど
の焼却炉や、灰溶融炉などの高温炉から出るアルカリ金
属や塩素、硫黄酸化物を含む排ガスを用いて廃熱を回収
する熱交換器のうち、伝熱管が垂直に配置されその管内
を排ガスが流れる形式の熱交換器に適用される付着ダス
ト除去方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱交換器は、限られた体積中にできるだ
け多くの伝熱面積を確保するよう設計されるため、でき
るだけ狭い間隔で伝熱管が配置されており、一般的に
は、碁盤目の配列や千鳥配列で数十本から数百本の伝熱
管が配置されている。

【０００３】このうち伝熱管が垂直に配置されその内面
を排ガスが通過する形式の熱交換器は、伝熱管の上下端
部に伝熱管端部が配置され、平板上に伝熱管の孔が見え
ている面が構成されている。そして、この面を缶板面と
称している。

【０００４】このような、伝熱管が垂直に配置されその
管内を排ガスが流れる形式の熱交換器にあっては、ダス
トは伝熱管上部の缶板面へ堆積するのみならず管内面へ
も付着し、特に管内面に付着したダストが伝熱効率を低
下させ、回収熱量の低下と排ガスの通過圧力損失の増大
を招く。

【０００５】そして、管内面へのダスト付着が著しくな
り、排ガス通過圧力損失が増加した場合には、排ガスの
通過圧力損失を低下させるために高温炉からの排ガス量
を減少させなければならなくなる。そして、最終的に伝
熱管が閉塞した場合には、排ガスが通過できないことか
ら、高温炉を停止せざるを得なくなる。

【０００６】従って、上部缶板面に堆積したダストや管
内面に付着したダストを除去する必要があり、従来から
種々のダスト除去方法や装置が提案されている。例え
ば、上部缶板面に堆積したダストは、スクレーパーで掻
き取る方式の除去装置や、特開昭５９−１７３１１９号
で提案されているような蒸気噴射により吹き飛ばすスー
トブロワーなどの方法や装置が知られているが、これら
の方法や装置を用いて伝熱管の内面に付着したダストを
除去しようとしても、管上部のみしか除去することはで
きない。

【０００７】また、管外に排ガスが流れる方式の熱交換
器においては、特開昭５４−１１０９６８号で提案され
ているような槌打方式の他に、スクレーパー方式や、特
開平１１−２９４９９４号で提案されているような伝熱
管を振動させて付着ダストを除去する方式がある。しか
しながら、管内に排ガスが通過する方式の伝熱管内面に
付着したダストは、ダスト自体が円筒状に固化付着し、
付着ダスト自身で競り合っていてその形状が崩れにくい
ため、上記したような管外排ガス方式の熱交換器用のダ
スト除去方法や装置では、管内排ガス方式の熱交換器に
おける通常運転状態での高温排ガスを通しながらのダス
ト除去には効果が得られない。

【０００８】一方、管内排ガス方式の熱交換器における
管内面に付着したダストを除去する方法や装置として、
例えば特開昭６２−２４８９９８号では、スポンジボー
ルを伝熱管内部に挿入し、圧空または液圧によって管内
を通過させて管内の付着物を除去する方法が提案されて
いる。しかしながら、この方法はスポンジボールが管内
付着物の抵抗によって引っ掛かった場合にも確実に通過
させて回収できる根拠が無く、信根性に欠ける。また、
ダスト除去後のスポンジボールの回収及び循環使用の手
段が必要になるという問題もある。

【０００９】また、特開平１２−１３６３８７号では、
垂直ガスダクト内の付着物を除去する装置として、ガス
ダクト垂直部内壁面へ接触可能な複数本のパイプ状若し
くは棒状の払い落とし体をワイヤロープを介して揺動自
在に吊り下げ、この払い落とし体をダクト外に設けた槌
打装置で振動させる構成のクリーニング装置が提案され
ている。しかしながら、このクリーニング装置では、ワ
イヤロープを構成する鋼線の強度が維持できる約６７３
Ｋ以下の排ガス温度内でしか採用できないことと、払い
落とし体が壁面に振動で接触する事で付着ダストを払い
落とす原理であるため、ただ単にパイプ状や棒状の払い
落とし体では、強固に固着した付着物を落とす効果が少
ないという問題がある。

【００１０】加えて、このクリーニング装置を伝熱管内
面の付着ダスト除去に適用しようとした場合、排ガス流
路を狭くすることから、排ガス系の圧力損失の増大や誘
引ファンの電力が増加し、また、伝熱管内の排ガス流速
の偏りなどで部分的なダストの吹き溜まりが形成されや
すく、それが増長すると払い落とし体の振動が全長に亘
って効果的に伝達されなくなる虞があり、確実なダスト
除去手段とは言えない。

【００１１】このように、従来は伝熱管の内部に排ガス
を通す熱交換器における伝熱管の、特に中央部や下部に
ついては効果的なダスト除去方法や手段がなかった。

【００１２】また、付着物はその温度や付着物成分によ
り、伝熱管内における付着場所や固さが異なる。例えば
付着ダストの性状がアルカリ金属や塩素、硫黄酸化物、
鉄分を含む場合は、付着物温度が７２３〜８７３Ｋ付近
ではアルカリ金属（Ｎａ，Ｋ等）と塩素（Ｃｌ）、硫黄
酸化物（ＳＯ4 ）が低融点物質をつくり、溶融軟化して
管壁に付着し、酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）やスラグ成分（Ｓ
ｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ等）を取り込んで成長し、
熱交換により冷却固化して非常に強固になる。

【００１３】また、伝熱管の約５７３Ｋ以下の低温部で
は塩化物が主体的に付着し、比較的パウダー状のダスト
が付着する。更に、伝熱管の高温排ガス入口付近にダス
トが付着して伝熱効率が低下してくると、高温排ガスの
領域は伝熱管の中央部まで達し、当初、伝熱管入口のみ
で付着物を形成していた低融点物質の凝固物が伝熱管中
央部まで成長し、ついには伝熱管最下端に至る。そし
て、伝熱管最下端まで成長すると、蒸気などの流体を噴
射しても除去することはできなくなる。

【００１４】そこで、特開平１２−１６９９０６号で
は、冷却配管の表面温度が低融点化合物の融点以下にな
るようにして、低融点物質が付着成長し難くなるように
し、付着したものについては、スートブローやハンマリ
ング装置によって剥離させる装置が提案されている。し
かしながら、特開平１２−１６９９０６号で提案された
装置は、低融点物質が付着しているが故にスートブロー
やハンマリング装置が必要となっているのであり、付着
物の成長速度を遅らせる効果があるのみで管壁が７２３
Ｋを越えるような高温の熱交換器の伝熱管壁へ適用でき
るものではなかった。

【００１５】また、炉を定期的に停止させ、伝熱管の付
着ダスト除去を人力で行う場合には、伝熱管の直径にも
よるが８０Ａの伝熱管の場合には、約１２日間で閉塞し
た実績もあることから、停機頻度が多く、高温炉による
プロセスの熱原単位の悪化や処理能力の低下を招き、安
定した操業が行なえない。加えて、停機時のダスト除去
作業は暑熱環境での重筋作業となり、かつ、強固な付着
物のために除去し難く、管の中央部より下の部分では管
壁表面が現れるまで清浄にすることが困難で、当初の熱
交換効率を維持することは困難である。

【００１６】従って、通常運転状態で高温排ガスを通し
ながら、伝熱管全長に亘って機械的に掻き落とす装置が
必要であったにも関わらず、高温排ガスの雰囲気内でか
つ複数本の伝熱管に位置合わせをしながら掻き落とし治
具を挿入する装置を構成することは、材質面で高価なも
のになることや、掻き落とし治具を牽引する部材が屈曲
自在にできないなどの問題で実用化できなかった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点に鑑みてなされたものであり、概ね９７３Ｋ以下の
ダストを含む排ガスが通過し伝熱管材料温度が７２３Ｋ
を越える伝熱管内の全長に亘って付着したダストを、通
常運転中に高温排ガスを通過させながら直接掻き取るこ
とができる方法及び装置を提供することを目的としてい
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る熱交換器付着ダストの除去方法
は、通常運転状態で排ガスを通過させながら、前記伝熱
管の内部にダスト除去治具を伝熱管全長に亘って上下移
動させることで伝熱管内面に付着したダストを除去する
こととしている。

【００１９】また、本発明に係るダスト除去装置は、伝
熱管に対して少なくとも接離移動が可能なように設けら
れた移動装置に、排ガスを熱交換器に導入するフードを
貫通し、屈曲自在な牽引部材を案内して先端側に取り付
けたダスト除去治具と伝熱管との位置合わせを行うガイ
ド管と、前記牽引部材の巻取り装置と、前記牽引部材の
緩み検知器とを関連配置すると共に、前記ガイド管と牽
引部材の冷却装置を備えたこととしている。

【００２０】そして、このようにすることで、高温炉の
処理能力を向上でき、廃熱回収効率の安定化、高温炉プ
ロセスの熱原単位、燃料原単位の低下を図り、操業従事
者の重筋作業の軽減を図れるようになる。

【００２１】更には、熱交換器の下流側に配置される排
ガス処理設備の熱負荷を経減できるため、排ガス冷却の
ための冷風取込み量や噴霧注水量を削減でき、最終的に
煙突から排出する量を削減できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】第１の本発明に係る熱交換器付着
ダストの除去方法は、垂直に配置された複数の伝熱管内
を排ガスが流れる熱交換器における伝熱管内に付着した
ダストを除去する方法において、通常運転状態で排ガス
を通過させながら、前記伝熱管の内部にダスト除去治具
を伝熱管全長に亘って上下移動させることで伝熱管内面
に付着したダストを除去するものである。

【００２３】そして、第１の本発明に係る熱交換器付着
ダストの除去方法では、通常運転中に高温排ガスを通過
させながら、伝熱管全長に亘って付着したダストを除去
するので、高温炉の処理能力を向上させることができ、
廃熱回収効率の安定化、高温炉プロセスの熱原単位、燃
料原単位の低下を図ることができる。

【００２４】第１の本発明に係る熱交換器付着ダストの
除去方法において、ダスト除去治具の伝熱管全長に亘る
上下移動を、同一垂直面内にある伝熱管全てについて同
時に行なう場合には、付着ダストの除去がより効率的に
行なえるようになる。これが第２の本発明に係る熱交換
器付着ダストの除去方法である。

【００２５】また、本発明に係るダスト除去装置は、伝
熱管に対して少なくとも接離移動が可能なように設けら
れた移動装置に、排ガスを熱交換器に導入するフードを
貫通し、屈曲自在な牽引部材を案内して先端側に取り付
けたダスト除去治具と伝熱管との位置合わせを行うガイ
ド管と、前記牽引部材の巻取り装置と、前記牽引部材の
緩み検知器とを関連配置すると共に、前記ガイド管と牽
引部材の冷却装置を備えたものであり、第２の本発明に
係る熱交換器付着ダストの除去方法に適用する場合に
は、移動装置の伝熱管に対する移動を接離移動のみとな
すと共に、ダスト除去治具、牽引部材、ガイド管を、同
一垂直面内に存在する伝熱管の本数分配置する。

【００２６】本発明に係るダスト除去装置によれば、上
記した本発明に係る熱交換器付着ダストの除去方法を機
械的に行なうことができるようになるので、操業従事者
の重筋作業の軽減を図れるようになる。

【００２７】また、上記した本発明に係るダスト除去装
置において、ダスト除去治具を、下部及び上部が円錐形
又は角錐形又は円錐、角錐に疑似した形状となし、外周
面には少なくともダスト除去フィンかワイヤブラシのど
ちらか一方を装着した場合には、伝熱管への挿入やガイ
ド管への収納時の引っ掛かりを防止でき、確実な挿入や
収納、及び、缶板面の熱膨張やガイド管の熱膨張による
位置ずれを吸収することができるようになると共に、伝
熱管内面のダスト除去が効果的に行なえるようになる。

【００２８】また、本発明に係るダスト除去装置におい
て、ガイド管と牽引部材の冷却装置を、牽引部材を貫通
状に配置したガイド管の基端側に冷却流体の流入口を設
けると共に、この流入口からガイド管内に供給される冷
却流体をガイド管の先端側に送り込む装置を備えた構成
とした場合には、ガイド管と牽引部材の冷却が効果的に
行なえるので、高価な材質の部材を使用しなくても良く
なる。

【００２９】また、本発明に係るダスト除去装置におい
て、牽引部材の緩み検知器を、一端側を支点として他端
側が上下揺動が自在でかつこの他端側を牽引部材に載荷
状に配置したレバーと、このレバーの他端側が下方に揺
動した時に接触して押し下げられるように緊張状に水平
配置され、一方端部が鉛直方向に垂下がった屈曲自在な
検出部材と、この検出部材の一方端部に取り付けられた
昇降部材と、この昇降部材の昇降移動を検出する検出器
とで構成した場合には、ダストの付着状況により、例え
ば複数のダスト除去治具が一様に降下しなかったり、１
本だけ引っかかったりした場合にも、精度良くダスト除
去治具の降下不良を検出でき、牽引部材の乱巻などのト
ラブルを未然に防止することができるようになる。

【００３０】また、本発明に係るダスト除去装置におい
て、排ガス入側の缶板面の少なくともガイド管に案内さ
れたダスト除去治具が挿入される伝熱管部に蒸気を噴射
する蒸気噴射ノズルを移動装置に配置した場合には、缶
板面の堆積ダストを吹き飛ばして山形のダスト固形物の
生成を防止することができ、ダスト除去治具の伝熱管部
への挿入を阻害されることがなくなる。

【００３１】また、本発明に係るダスト除去装置におい
て、牽引部材の緩み等の運転状況を目視で監視するため
の監視装置を備えた場合には、遠隔で操作する場合や、
自動運転する場合に、その運転状況を監視することがで
きるようになる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を図１〜図７に示す実施例に基
づいて説明する。図１は本発明に係るダスト除去装置の
１実施例の概略構成を側面から見た図、図２は図１を平
面から見た図、図３はダスト除去治具の１実施例を正面
から見た図、図４はガイド管の１実施例と冷却装置の概
略構成を側面から見た図、図５は牽引部材の緩み検知器
の１実施例の概略構成図で、（ａ）は側面から見た図、
（ｂ）は斜め上方から見た図、図６はフードに対するガ
イド管の貫通部のシール状態を示す概略構成図、図７は
缶板面部に堆積したダストを側面から見た図である。

【００３３】図１〜図７において、１１は例えば垂直に
配置された伝熱管１が碁盤目に配列された熱交換器２の
ダストを除去するための本発明に係るダスト除去装置で
あり、例えばモータ１２ａでスクリュー１２ｂを正逆回
転させることで、台車本体１２ｃに取付けたトラベリン
グナット１２ｄの作用で伝熱管１に対して接離移動が可
能なように設けられた台車１２に、排ガスを熱交換器２
に導入するフード３を貫通し、屈曲自在な牽引部材例え
ばワイヤロープ１３を案内してその先端側に取り付けた
ダスト除去治具１４と伝熱管１との位置合わせを行うガ
イド管１５と、前記ワイヤロープ１３の巻取り装置１６
と、前記ワイヤロープ１３の緩み検知器１７とを関連配
置すると共に、前記ガイド管１５とワイヤロープ１３の
冷却装置１８を備えた構成である。

【００３４】本実施例では、台車１２の移動方向と直角
方向（図１における紙面前後方向）における伝熱管１の
本数分のダスト除去治具１４を同時に伝熱管１に挿入
し、伝熱管１の最下端まで降ろした後再び元の位置へ上
昇させることで、伝熱管１の内部に付着したダストを掻
き落とす作業を、台車１２を移動させることにより列毎
に順に行なうものを示している。

【００３５】この際、ワイヤロープ１３の巻取り装置１
６を台車１２以外の固定部分に配置した場合には、ワイ
ヤロープ１３の巻取り長さを、ダスト除去治具１４を挿
入しようとする伝熱管１の缶板面４上の配置位置により
変化させる必要がある。そこで、本発明では、巻取り装
置１６を台車１２上に積載し、ダスト除去治具１４を挿
入しようとする伝熱管１の缶板面４上の配置位置に係わ
らず常に巻取り長さが一定になるようにしている。

【００３６】また、ガイド管１５やワイヤロープ１３の
冷却装置１８についても台車１２上に配置することが望
ましいが、この冷却装置１８の場合には前記した巻取り
装置１６のような問題はないので、台車１２以外の固定
部分に配置しても良い。但し、その場合は蛇腹ダクトな
ど台車１２の移動に合せた冷却流体の導入装置が必要と
なる。

【００３７】前記ダスト除去治具１４は、例えば数十キ
ログラムの重さを有する錘１４ａの外周面に、図３に示
したように、ダスト除去フィン１４ｂとワイヤブラシ１
４ｃを具備した構成となっている。なお、ダスト除去治
具１４を伝熱管１の内部全長に亘って上下移動させるこ
とで伝熱管１の内面に付着したダストを除去できるので
あれば、錘１４ａの外周面にダスト除去フィン１４ｂか
ワイヤブラシ１４ｃのどちらか一方のみを取り付けたも
のでも良い。

【００３８】そして、この錘１４ａを台車１２の移動方
向と直角方向の伝熱管１の本数分だけ、伝熱管１の配置
に合わせて配置されるガイド管１５に各々収納すること
で、ガス流れによる錘１４ａの振れ回りを防止し、伝熱
管１の孔との位置合わせが容易になる。

【００３９】また、錘１４ａの形状は上端部１４ａａ及
び下端部１４ａｂを例えば円錐形又はその疑似形となす
ことで伝熱管１への挿入やガイド管１５への収納時の引
っ掛かりを防止でき、確実な挿入や収納、及び、缶板面
４の熱膨張やガイド管１５の熱膨張による位置ずれを吸
収することができる。

【００４０】ダスト除去治具１４とこれを牽引するワイ
ヤロープ１３を収納するガイド管１５は、排ガスを熱交
換器２に導入するフード３を水平に貫通し、例えばその
先端部で垂直に折れ曲がった構造となしている（図４参
照）。本実施例では、この折れ曲がり部にワイヤーシー
ブ又はローラー等の回転部材１５ｂを取り付け、ワイヤ
ロープ１３が磨耗減肉したり、切断したりしないように
して、装置の信頼性を向上させたものを示している。

【００４１】また、このガイド管１５は、図４に示した
ように、基端側である炉外端部１５ｃをワイヤロープ１
３の外径近くまで狭め、この狭めた部分近傍に、冷却流
体例えば冷却用空気の流入口１５ａを設けている。この
ようにすることで、流入口１５ａからガイド管１５内に
供給された冷却用空気は、冷却用空気の炉外への漏れを
最小限に保ちつつ、例えば冷却ファン（以下、「冷却装
置１８」を「冷却ファン１８」とも言う。）によってガ
イド管１５の先端側に送り込まれるようになっている。
このような冷却構造を採用することで、ガイド管１５の
材質は排ガスの温度にもよるが、普通鋼若しくはステン
レス鋼の配管材で対応することが可能となる。

【００４２】このようにガイド管１５の内部を例えば冷
却用空気が流れる構造とした場合には、ガイド管１５内
の温度を低く維持でき、例えばワイヤロープ１３をガイ
ド管１５内に挿入しその先端側にダスト除去治具１４を
装着することが可能となった。

【００４３】ところで、ガイド管１５は、フード３内に
挿入してゆく際に先端部のダスト除去治具１４の荷重に
よって撓む虞がある。そこで、本実施例では、ガイド管
１５の先端部の移動範囲における上方に、ガイド管１５
の荷重を受けるサポート部材１９を配置すると共に、ガ
イド管１５の先端部にサポート部材１９上をガイド管１
５の移動に伴って滑り移動する懸垂部材１５ｄを取り付
けることで、サポート部材１９にガイド管１５の先端部
を懸垂させ、荷重を預ける構造としたものを示してい
る。なお、本実施例では、図１に示したように、炉外に
設置したサポートローラ２４によってもガイド管１５の
先端部を支持するものを示している。

【００４４】また、本実施例では、フード３のガイド管
１５が貫通する部分３ａは、図６に示したように、フー
ド３におけるガイド管１５の貫通部３ａをフード３の熱
膨張代より大きく開けておき、ガイド管１５に挿入配置
した板状のシール部材５を、スプリング６によってフー
ド３に押さえ付けることで、炉内ガスと炉外ガスが出入
りすることを防止し、かつ、熱交換器２の熱膨張によっ
て貫通部３ａの位置が移動しても、ガイド管１５の挿入
や引き出しに支障の無いようにしたものを示している。

【００４５】本発明のダスト除去装置は、ダスト除去治
具１４の重さによって、ダストを掻き落とす方式のた
め、ダストの付着状況により、複数のダスト除去治具１
４が一様に降下しなかったり、１本だけ引っ掛かったり
する虞がある。従って、このような場合に、巻取り装置
１６でのワイヤロープ１３の乱巻などのトラブルを未然
に防止することは極めて重要である。

【００４６】そこで、本実施例では、緩み検知器１７と
して、一端側を支点として他端側が上下揺動が自在でか
つこの他端側をワイヤロープ１３に載荷状に配置したレ
バー１７ａと、このレバー１７ａの他端側が下方に揺動
した時に接触して押し下げられるように緊張状に水平配
置され、一方端部が鉛直方向に垂下がった屈曲自在な検
出部材例えばワイヤー１７ｂと、このワイヤー１７ｂの
一方端部に取り付けられた昇降部材１７ｃと、この昇降
部材１７ｃの昇降移動を検出する検出器１７ｄとで構成
したものを示している（図５参照）。

【００４７】この図５に示した構成の緩み検知器１７で
は、ダスト除去治具１４が下降不能になったときは、ワ
イヤロープ１３が緩んでレバー１７ａの他端側が下方に
揺動し、それが水平に緊張して張っているワイヤー１７
ｂに接触してワイヤー１７ｂが引き寄せられ、鉛直に垂
下がったワイヤー１７ｂの一方端部に取り付けられた昇
降部材１７ｃが昇降するので、これを検出器１７ｄで検
出する。そして、検出器１７ｄでワイヤロープ１３の緩
みを検出した場合には、ダスト除去治具１４の送り出し
を停止させる。

【００４８】ワイヤー１７ｂの一方端部に取り付けた昇
降部材１７ｃの動きを検出する検出器１７ｄとしては、
例えば近接スイッチやレバー式接点方式など電気信号に
変換できるものであれば特に限定しない。また、緩み検
知器１７の機器構成として、ワイヤロープ１３に載荷し
た上下揺動が自在なレバー１７ａの１つに１つの検出器
１７ｄで対応しても可能である。

【００４９】本発明に係るダスト除去装置を遠隔で操作
する場合や自動運転する場合には、前記したワイヤロー
プ１３の緩み検知や、ダスト除去治具１４の伝熱管１へ
の挿入等を目視によっても監視できるようにするため、
例えば当該位置にテレビカメラ２０を配置し、遠方操作
室などに設置したモニターでその運転状況を監視するこ
とが望ましい。

【００５０】缶板面４上でダスト除去治具１４を降下し
ていない場所や、伝熱管１の孔がないところの上に堆積
するダスト７は、粉状で堆積するものについてはダスト
除去治具１４の挿入には影響は無い。しかしながら、堆
積の形状で固化するものについては、ガイド管１５やダ
スト除去治具１４の移動によって、図７に示したよう
に、伝熱管１の孔に蓋をするような形で倒れ込み、ダス
ト除去治具１４の挿入を不可能にする場合がある。

【００５１】このような問題に対しては、ある時間間隔
で缶板面４に蒸気を噴射し、缶板面４の特にダスト除去
治具１４の挿入部位にダスト７が堆積しないようにする
ことが効果的である。そのため、本実施例では、ダスト
除去治具１４の挿入のための台車１２に蒸気噴射ノズル
２１を配置し、ダスト除去治具１４が挿入される伝熱管
１部における缶板面４に蒸気を噴射するものを示してい
る。このように、台車１２に蒸気噴射ノズル２１を配置
した場合には、所要時、蒸気を噴射し缶板面４に堆積し
たダスト７を吹き飛ばすことによって、図７に示したよ
うな山形のダスト固形物の生成を防止することができる
ようになる。

【００５２】ところで、熱交換器２は基礎或いは架構２
２等の据え付け部分の位置を基準に上下左右に熱膨張す
る。従って、本発明に係るダスト除去装置１１を熱膨張
の殆どない基礎或いは架構２２上に据え付けた場合、熱
交換器２との接点となるフード３におけるガイド管１５
の貫通部３ａや、ガイド管１５の荷重を受けるフード３
内を貫通するサポート部材１９の貫通部３ｂや、蒸気噴
射ノズル２１へ蒸気を供給する導入管２３の貫通部３ｃ
などは、熱交換器２の伸びに追従しなければ本発明に係
るダスト除去装置１１の動作が円滑に行なえなくなる。

【００５３】また、本発明に係るダスト除去装置１１を
熱交換器２のケーシング８に装着できるようにしようと
した場合、熱交換器２のケーシング８の強度を大幅に向
上しなくてはならなくなる。そうした場合にも、蒸気噴
射ノズル２１の導入管２３やガイド管１５及びサポート
部材１９からフード３への接点の位置が異なることによ
って熱膨張の差が発生し、ダスト除去装置１１側の固定
寸法でのフード３内への出し入れが困難となる。

【００５４】そこで、本実施例では、サボート部材１９
の支持、ダスト除去装置１１の据え付け、及び、炉外に
設置したガイド管１５のサポートローラ２４の支持を、
熱膨張の殆どない基礎或いは架構２２から行うことによ
り、熱交換器２の熱膨張によるダスト除去装置１１の移
動の動作不良を防止している。

【００５５】フード３におけるガイド管１５の貫通部３
ａはもとより、サポート部材１９や導入管２３の貫通部
３ｂ，３ｃの構造も、ガイド管１５の貫通部３ａと同じ
構造を採用することで、炉内ガスと炉外ガスが出入りす
ることを防止できる。しかも、熱交換器２の熱膨張によ
る貫通部３ａ，３ｂ，３ｃの位置変動に対し、ガイド管
１５の挿入引き出し位置や、サポート１９の位置や、蒸
気噴射ノズル２１の導入管２３の挿入位置を、常に基礎
或いは架構２２側より一定の位置を維持しても、フード
３内へのガイド管１５等の出し入れを支障無く行なうこ
とができる。

【００５６】本発明に係るダスト除去装置１１は上記し
たような構成であり、通常の運転状態で排ガスを通過さ
せながら、台車１２及び巻取り装置１６を駆動して同一
垂直面内にある伝熱管１全ての内部にダスト除去治具１
４を挿入し、その後、巻取り装置１６を駆動して伝熱管
１の全長に亘ってダスト除去治具１４を上下移動させる
ことで伝熱管内面に付着したダストを除去する。これが
本発明に係る熱交換器の付着ダストの除去方法である。

【００５７】ちなみに、下記の成分の排ガスを下記の仕
様のダスト還元炉排ガス熱交換器に供給して熱交換した
場合に、下記の成分のダストが熱交換器の伝熱管内面や
缶板面に付着した。そこで、上記した構成に係る下記仕
様の本発明に係るダスト除去治具を使用した本発明方法
によりダストを除去したところ、熱交換器は順調に稼働
できた。

【００５８】これにより、炉の連続操業が可能な期間は
従来は約１２日間であったものが２５日以上の連続操業
が可能となった。また、燃焼空気の温度も、従来は７２
３Ｋから１２日間で４７３Ｋ程度まで低下していたもの
が、殆ど温度低下なしで維持することが可能となった。

【００５９】熱交換器仕様・伝熱管：１２５Ａ、長さ１２ｍ、９列×１４段、１
２６本・入口排ガス温度８２３〜９７３Ｋ・出口排ガス温度６７３Ｋ・被加熱流体：燃焼空気・燃焼空気入口温度３１３〜３７３Ｋ・燃焼空気出口温度６７３〜７２３Ｋ・上部熱膨張量約４０〜７０ｍｍ

【００６０】排ガス成分・Ｎ2 ３０〜４０％・Ｈ2 Ｏ２０〜２５％・ＣＯ2 １０〜２０％・Ｏ2 ５〜１０％

【００６１】付着ダスト成分・Ｆｅ2 Ｏ3 ３０〜４０％・ＺｎＯ８〜２０％・ＳｉＯ2 ５〜６％・Ａｌ2 Ｏ3 ２〜３％・ＣａＯ７〜８％・Ｎａ１〜２％・Ｋ７〜８％・Ｃｌ１〜２％

【００６２】ダスト除去装置仕様・錘１個４０ｋｇ・伝熱管挿入深さ１２ｍ・牽引部材ＳＵＳ３０４ステンレス鋼線ワイヤロープ直径１２ｍｍ・台車の駆動方式スクリューとトラベリングナット、電動機による構成・ＩＴＶ監視装置付き

【００６３】本発明に係るダスト除去装置は上記した実
施例に限らないことは言うまでもない。例えばダスト除
去治具１４や冷却装置１８、緩み検知器１７は他の構成
であってもよく、また、蒸気噴射ノズル２１や監視装置
を備えないものであっても良い。また、本実施例では、
同一垂直面内にある伝熱管１全てのダスト除去を同時に
行なうものについて説明したが、伝熱管１本ずつについ
てダスト除去を行なうものでも良い。但し、この場合に
は、台車１２を伝熱管１に対して接離移動方向だけでな
く、これに直角の方向にも移動するように構成したり、
或いは、ガイド管を同一水平面内で回動するような構成
を採用する必要がある。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温炉の処理能力を向上でき、廃熱回収効率の安定化、
高温炉プロセスの熱原単位、燃料原単位の低下を図り、
操業従事者の重筋作業の軽減を図れるようになる。更に
は、熱交換器の下流側に配置される排ガス処理設備の熱
負荷を経減できるため、排ガス冷却のための冷風取込み
量や噴霧注水量を削減でき、最終的に煙突から排出する
量を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダスト除去装置の１実施例の概略
構成を側面から見た図である。

【図２】図１を平面から見た図である。

【図３】ダスト除去治具の１実施例を正面から見た図で
ある。

【図４】ガイド管の１実施例と冷却装置の概略構成を側
面から見た図である。

【図５】牽引部材の緩み検知器の１実施例の概略構成図
で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は斜め上方から見
た図である。

【図６】フードに対するガイド管貫通部分のシール状態
を示す概略構成図である。

【図７】缶板面部に堆積したダストを側面から見た図で
ある。

【符号の説明】

１伝熱管２熱交換器３フード１１ダスト除去装置１２台車１３ワイヤロープ１４ダスト除去治具１４ｂダスト除去フィン１４ｃワイヤブラシ１５ガイド管１５ａ流入口１６巻取り装置１７緩み検知器１７ａレバー１７ｂワイヤー１７ｃ昇降部材１７ｄ検出器１８冷却装置２０テレビカメラ２１蒸気噴射ノズル

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月２０日（２０００．１２．
２０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】また、付着物はその温度や付着物成分によ
り、伝熱管内における付着場所や固さが異なる。例えば
付着ダストの性状がアルカリ金属や塩素、硫黄酸化物、
鉄分を含む場合は、付着物温度が７２３〜８７３Ｋ付近
ではアルカリ金属（Ｎａ，Ｋ等）と塩素（Ｃｌ）、硫黄
酸化物（ＳＯ₄ ）が低融点物質をつくり、溶融軟化して
管壁に付着し、酸化鉄（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）やスラグ成分（Ｓ
ｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＣａＯ等）を取り込んで成長し、
熱交換により冷却固化して非常に強固になる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６０】排ガス成分・Ｎ₂ ３０〜４０％・Ｈ₂ Ｏ２０〜２５％・ＣＯ₂ １０〜２０％・Ｏ₂ ５〜１０％

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】付着ダスト成分・Ｆｅ₂ Ｏ₃ ３０〜４０％・ＺｎＯ８〜２０％・ＳｉＯ₂ ５〜６％・Ａｌ₂ Ｏ₃ ２〜３％・ＣａＯ７〜８％・Ｎａ１〜２％・Ｋ７〜８％・Ｃｌ１〜２％

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｊ 3/00 Ｆ２８Ｇ 15/04 Ｆ２８Ｇ 15/04 Ｂ０８Ｂ 9/02 Ｂ (72)発明者田代靖博和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業株式会社和歌山製鉄所内Ｆターム(参考） 3B116 AA13 AB53 BA02 BA03 BA13 BB11 BB22 CC05 3B201 AA13 AB53 BA02 BA03 BA13 BA34 BB11 BB22 BB92 CB01 CB25 CC21 3K061 QA07 QA11 QA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直に配置された複数の伝熱管内を排ガ
スが流れる熱交換器における伝熱管内に付着したダスト
を除去する方法において、通常運転状態で排ガスを通過
させながら、前記伝熱管の内部にダスト除去治具を伝熱
管全長に亘って上下移動させることで伝熱管内面に付着
したダストを除去することを特徴とする熱交換器付着ダ
ストの除去方法。
【請求項２】ダスト除去治具の伝熱管全長に亘る上下
移動を、同一垂直面内にある伝熱管全てについて同時に
行なうことを特徴とする請求項１記載の熱交換器付着ダ
ストの除去方法。
【請求項３】請求項１記載の熱交換器付着ダストの除
去方法を実施する装置であって、伝熱管に対して少なく
とも接離移動が可能なように設けられた移動装置に、排
ガスを熱交換器に導入するフードを貫通し、屈曲自在な
牽引部材を案内して先端側に取り付けたダスト除去治具
と伝熱管との位置合わせを行うガイド管と、前記牽引部
材の巻取り装置と、前記牽引部材の緩み検知器とを関連
配置すると共に、前記ガイド管と牽引部材の冷却装置を
備えたことを特徴とするダスト除去装置。
【請求項４】請求項３記載のダスト除去装置におい
て、移動装置の移動を伝熱管に対する接離移動のみとな
すと共に、ダスト除去治具、牽引部材、ガイド管を、同
一垂直面内に存在する伝熱管の本数分配置したことを特
徴とする請求項２記載の熱交換器付着ダストの除去方法
を実施するダスト除去装置。
【請求項５】ダスト除去治具は、下部及び上部が円錐
形又は角錐形又は円錐、角錐に疑似した形状をなし、外
周面には少なくともダスト除去フィンかワイヤーブラシ
のどちらか一方が装着されたものであることを特徴とす
る請求項３又は４記載のダスト除去装置。
【請求項６】ガイド管と牽引部材の冷却装置は、牽引
部材を貫通状に配置したガイド管の基端側に冷却流体の
流入口を設けると共に、この流入口からガイド管内に供
給される冷却流体をガイド管の先端側に送り込む装置を
備えた構成であることを特徴とする請求項３〜５の何れ
か記載のダスト除去装置。
【請求項７】牽引部材の緩み検知器は、一端側を支点
として他端側が上下揺動が自在でかつこの他端側を牽引
部材に載荷状に配置したレバーと、このレバーの他端側
が下方に揺動した時に接触して押し下げられるように緊
張状に水平配置され、一方端部が鉛直方向に垂下がった
屈曲自在な検出部材と、この検出部材の一方端部に取り
付けられた昇降部材と、この昇降部材の昇降移動を検出
する検出器とで構成されていることを特徴とする請求項
３〜６の何れか記載のダスト除去装置。
【請求項８】排ガス入側の缶板面の少なくともガイド
管に案内されたダスト除去治具が挿入される伝熱管部に
蒸気を噴射する蒸気噴射ノズルを移動装置に配置したこ
とを特徴とする請求項３〜７の何れか記載のダスト除去
装置。
【請求項９】運転状況を目視で監視するための監視装
置を備えたことを特徴とする請求項３〜８の何れか記載
のダスト除去装置。