JP2003106783A - 回転再生式熱交換器 - Google Patents
回転再生式熱交換器Info
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- JP2003106783A JP2003106783A JP2001305590A JP2001305590A JP2003106783A JP 2003106783 A JP2003106783 A JP 2003106783A JP 2001305590 A JP2001305590 A JP 2001305590A JP 2001305590 A JP2001305590 A JP 2001305590A JP 2003106783 A JP2003106783 A JP 2003106783A
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- corrosion resistance
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
- F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
- F28D19/041—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier with axial flow through the intermediate heat-transfer medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/082—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐腐食性、耐閉塞性に優れた回転再生式熱交
換器を提供する。 【解決手段】 ローターに装填した伝熱エレメントを蓄
熱体として、高温の燃焼排気ガスと低温の燃焼用空気と
を交互に接触させ、燃焼排気ガスの熱を燃焼用空気に伝
達させることによって、燃焼用空気を予熱する回転再生
式熱交換器において、上記伝熱エレメントが、質量％
で、Ｃ：０．００２〜０．２％、Ｓｉ：０．６〜２％、
Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０
５％以下、Ｃｕ：０．１〜１％、Ｃｒ：４．５〜６．５
％、Ｎｉ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．００５〜０．
５％、Ｓｂ：０．０１〜０．３％を含み、残部がＦｅお
よび不可避的不純物からなる鋼板からなることを特徴と
する回転再生式熱交換器。
換器を提供する。 【解決手段】 ローターに装填した伝熱エレメントを蓄
熱体として、高温の燃焼排気ガスと低温の燃焼用空気と
を交互に接触させ、燃焼排気ガスの熱を燃焼用空気に伝
達させることによって、燃焼用空気を予熱する回転再生
式熱交換器において、上記伝熱エレメントが、質量％
で、Ｃ：０．００２〜０．２％、Ｓｉ：０．６〜２％、
Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０
５％以下、Ｃｕ：０．１〜１％、Ｃｒ：４．５〜６．５
％、Ｎｉ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．００５〜０．
５％、Ｓｂ：０．０１〜０．３％を含み、残部がＦｅお
よび不可避的不純物からなる鋼板からなることを特徴と
する回転再生式熱交換器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所、民生
用ボイラー、船舶用ボイラーなどで利用される回転再生
式熱交換器に関する。
用ボイラー、船舶用ボイラーなどで利用される回転再生
式熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】火力発電所では、燃焼用空気の予熱をす
るために、図１に示すように、回転再生式熱交換器３が
設置される。回転再生式熱交換器の代表的な構造例を図
２に示す。重油、石炭の化石系燃料やＬＮＧなどのガス
系燃料を焚く事業用火力発電所や民生用ボイラーにおい
て利用される回転再生式熱交換器は、燃焼ガスの熱を、
ローター９内に積層した図３に示すような伝熱エレメン
ト８に一時的に蓄熱し、ボイラーに送り込む燃焼用空気
を予熱させる装置である。伝熱エレメント８は、高温
層、中温層および低温層の３層に積層されたバスケット
１０に各々格納される。
るために、図１に示すように、回転再生式熱交換器３が
設置される。回転再生式熱交換器の代表的な構造例を図
２に示す。重油、石炭の化石系燃料やＬＮＧなどのガス
系燃料を焚く事業用火力発電所や民生用ボイラーにおい
て利用される回転再生式熱交換器は、燃焼ガスの熱を、
ローター９内に積層した図３に示すような伝熱エレメン
ト８に一時的に蓄熱し、ボイラーに送り込む燃焼用空気
を予熱させる装置である。伝熱エレメント８は、高温
層、中温層および低温層の３層に積層されたバスケット
１０に各々格納される。
【０００３】一般に、低温層では、排ガス中の硫黄酸化
物に起因した硫酸露点腐食が生じるため、伝熱エレメン
ト用の材料として低合金の耐硫酸露点腐食鋼（Corrosio
n Resistant Low Alloy Steel、以下、CRLSと略記）や
エナメル被覆鋼板が広く使用され、中温層および高温層
では、露点腐食の懸念が少ないため普通鋼板（JIS G31
41 一般用冷間圧延鋼板 SPCC）が使用されている。
物に起因した硫酸露点腐食が生じるため、伝熱エレメン
ト用の材料として低合金の耐硫酸露点腐食鋼（Corrosio
n Resistant Low Alloy Steel、以下、CRLSと略記）や
エナメル被覆鋼板が広く使用され、中温層および高温層
では、露点腐食の懸念が少ないため普通鋼板（JIS G31
41 一般用冷間圧延鋼板 SPCC）が使用されている。
【０００４】上述の回転再生式熱交換器では、これまで
下記の二つの腐食の問題があった。
下記の二つの腐食の問題があった。
【０００５】まず、第一は、停缶時・休缶時の錆の発生
と固着・閉塞問題である。波型に加工した鋼製伝熱エレ
メントをローター内に積層することを特徴とする回転再
生式熱交換器では、伝熱エレメント上に灰や腐食生成物
が堆積して閉塞をするのを防ぐために、鋼板表面の付着
物を定期的に水洗除去している。伝熱エレメントを水洗
すると、付着物が水洗水に急速に溶解し、伝熱エレメン
トのｐＨ値が約１〜２の強酸性環境となり、腐食が生じ
る。停止時や水洗による腐食で伝熱エレメントの内部に
多量の錆が発生すると、運転再開時に圧力損失が大きく
なりボイラーの健全な運転再開に支障をきたすといった
問題があった。このような問題に対しては、例えば、特
開平6-158232号公報では、水洗後熱風で伝熱エレメント
を強制乾燥させるといった方法が開示されている。ま
た、特開平１０−２０６０５０号公報では、中温部およ
び高温部の伝熱エレメント材に、普通鋼に代えて、低C
−５％Cr鋼を使用し、錆の発生による問題を回避した回
転再生式熱交換装置が開示されている。
と固着・閉塞問題である。波型に加工した鋼製伝熱エレ
メントをローター内に積層することを特徴とする回転再
生式熱交換器では、伝熱エレメント上に灰や腐食生成物
が堆積して閉塞をするのを防ぐために、鋼板表面の付着
物を定期的に水洗除去している。伝熱エレメントを水洗
すると、付着物が水洗水に急速に溶解し、伝熱エレメン
トのｐＨ値が約１〜２の強酸性環境となり、腐食が生じ
る。停止時や水洗による腐食で伝熱エレメントの内部に
多量の錆が発生すると、運転再開時に圧力損失が大きく
なりボイラーの健全な運転再開に支障をきたすといった
問題があった。このような問題に対しては、例えば、特
開平6-158232号公報では、水洗後熱風で伝熱エレメント
を強制乾燥させるといった方法が開示されている。ま
た、特開平１０−２０６０５０号公報では、中温部およ
び高温部の伝熱エレメント材に、普通鋼に代えて、低C
−５％Cr鋼を使用し、錆の発生による問題を回避した回
転再生式熱交換装置が開示されている。
【０００６】特開平6-158232号公報の熱風強制乾燥は、
各々設備・メンテナンス工程上の制約が大きく、幅広く
適用できないといった問題があった。また低Ｃ−５％Ｃ
ｒ鋼を使用して錆の発生を回避する方法は、低Ｃ−５％
Ｃｒ鋼が耐硫酸露点腐食性が不十分なため、特に中温層
で運転中に硫酸露点腐食が生じるといった問題があっ
た。
各々設備・メンテナンス工程上の制約が大きく、幅広く
適用できないといった問題があった。また低Ｃ−５％Ｃ
ｒ鋼を使用して錆の発生を回避する方法は、低Ｃ−５％
Ｃｒ鋼が耐硫酸露点腐食性が不十分なため、特に中温層
で運転中に硫酸露点腐食が生じるといった問題があっ
た。
【０００７】第二は、中温層で生じる酸性硫安の融着、
腐食および閉塞の問題である。主に石炭焚き火力などで
回転再生式熱交換器の上段にアンモニアを注入して排ガ
ス中の窒素酸化物量を低減する脱硝設備が設置されてい
る場合に生じる。これは、排ガス中に含まれる三酸化硫
黄とアンモニアが反応し、低融点化合物である酸性硫安
が生成し、中温層の伝熱エレメントに融着して、溶融塩
腐食をおこし、付着塩と腐食生成物が伝熱エレメント間
に閉塞を起こすといった問題である。これらの問題に対
して、伝熱エレメントの材質を改善することによって解
決方法はこれまで得られておらず、ボイラーの操業条件
の調整（注入アンモニア量の抑制）などで消極的に回避
が試みられてきたが、抜本的な解決はなされていない。
また、最近の著者らの研究の結果、酸性硫安による閉塞
が生じやすいプラントにおいて、上記第一の問題への錆
発生対策として、低Ｃ−５％Ｃｒ鋼を中温層の伝熱エレ
メントに使用すると、酸性硫安による腐食が普通鋼以上
に加速され、酸性硫安による閉塞問題が増大することが
判明した。
腐食および閉塞の問題である。主に石炭焚き火力などで
回転再生式熱交換器の上段にアンモニアを注入して排ガ
ス中の窒素酸化物量を低減する脱硝設備が設置されてい
る場合に生じる。これは、排ガス中に含まれる三酸化硫
黄とアンモニアが反応し、低融点化合物である酸性硫安
が生成し、中温層の伝熱エレメントに融着して、溶融塩
腐食をおこし、付着塩と腐食生成物が伝熱エレメント間
に閉塞を起こすといった問題である。これらの問題に対
して、伝熱エレメントの材質を改善することによって解
決方法はこれまで得られておらず、ボイラーの操業条件
の調整（注入アンモニア量の抑制）などで消極的に回避
が試みられてきたが、抜本的な解決はなされていない。
また、最近の著者らの研究の結果、酸性硫安による閉塞
が生じやすいプラントにおいて、上記第一の問題への錆
発生対策として、低Ｃ−５％Ｃｒ鋼を中温層の伝熱エレ
メントに使用すると、酸性硫安による腐食が普通鋼以上
に加速され、酸性硫安による閉塞問題が増大することが
判明した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、火力発電所
や民生用ボイラー、船舶用ボイラーなどで利用される回
転再生式熱交換器の伝熱エレメントにおける上記の問題
を、鋼材の材質を改善することによって解決することを
課題とするものであり、耐水洗腐食性、耐硫酸露点腐食
性および耐酸性硫酸腐食性に優れた伝熱エレメントを備
えた回転再生式熱交換器を提供するものである。
や民生用ボイラー、船舶用ボイラーなどで利用される回
転再生式熱交換器の伝熱エレメントにおける上記の問題
を、鋼材の材質を改善することによって解決することを
課題とするものであり、耐水洗腐食性、耐硫酸露点腐食
性および耐酸性硫酸腐食性に優れた伝熱エレメントを備
えた回転再生式熱交換器を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決できる伝熱エレメントを提供するものであって、その
要旨とするところは、以下の通りである。 (1)ローターに装填した伝熱エレメントを蓄熱体とし
て、高温の燃焼排気ガスと低温の燃焼用空気とを交互に
接触させ、燃焼排気ガスの熱を燃焼用空気に伝達させる
ことによって、燃焼用空気を予熱する回転再生式熱交換
器において、上記伝熱エレメントが、質量％で、Ｃ：
０．００２〜０．２％、Ｓｉ：０．６〜２％、Ｍｎ：
０．１〜２％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以
下、Ｃｕ：０．１〜１％、Ｃｒ：４．５〜６．５％、Ｎ
ｉ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．００５〜０．５％、
Ｓｂ：０．０１〜０．３％を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなる鋼板からなることを特徴とする
回転再生式熱交換器。 (2)前記伝熱エレメントが、質量％で、さらに、Ｍｏ：
０．０２〜１％、Ｓｎ：０．００５〜０．２％、Ｐｂ：
０．００５〜０．１％、Ｂ：０．０００２〜０．００５
０％の１種又は２種以上を含有する鋼板からなることを
特徴とする請求項１に記載の回転再生式熱交換器。
決できる伝熱エレメントを提供するものであって、その
要旨とするところは、以下の通りである。 (1)ローターに装填した伝熱エレメントを蓄熱体とし
て、高温の燃焼排気ガスと低温の燃焼用空気とを交互に
接触させ、燃焼排気ガスの熱を燃焼用空気に伝達させる
ことによって、燃焼用空気を予熱する回転再生式熱交換
器において、上記伝熱エレメントが、質量％で、Ｃ：
０．００２〜０．２％、Ｓｉ：０．６〜２％、Ｍｎ：
０．１〜２％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以
下、Ｃｕ：０．１〜１％、Ｃｒ：４．５〜６．５％、Ｎ
ｉ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．００５〜０．５％、
Ｓｂ：０．０１〜０．３％を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなる鋼板からなることを特徴とする
回転再生式熱交換器。 (2)前記伝熱エレメントが、質量％で、さらに、Ｍｏ：
０．０２〜１％、Ｓｎ：０．００５〜０．２％、Ｐｂ：
０．００５〜０．１％、Ｂ：０．０００２〜０．００５
０％の１種又は２種以上を含有する鋼板からなることを
特徴とする請求項１に記載の回転再生式熱交換器。
【００１０】
【発明の実施の形態】まず、本発明にかかる伝熱エレメ
ントを構成する鋼板の成分元素とその添加量について説
明する。
ントを構成する鋼板の成分元素とその添加量について説
明する。
【００１１】本発明の骨子は、伝熱エレメントにＣｒ−
Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｂを複合添加した鋼板を使用する
ことによって、停缶および水洗時の錆発生の抑制（耐水
洗腐食性）、耐硫酸露点腐食性および耐酸性硫安腐食性
という三つの特性を満足させるものである。図４に耐水
洗腐食性に及ぼすＣｒ含有量の効果を示すが、充分な効
果を得るためには４．５％以上のＣｒ添加が必要であ
る。図５に硫酸露点腐食性に及ぼすＣｒ含有量の影響を
示す。Ｃｒ含有量の増加に伴い、耐硫酸露点腐食性は低
下し、約５％Ｃｒ付近で極大値を示す。それゆえ、耐硫
酸露点腐食性と耐水洗腐食性との両特性を満すために
は、４．５％以上のＣｒを添加した鋼の耐硫酸露点腐食
性を改善する必要がある。図６に６％Ｃｒ鋼の耐硫酸露
点腐食性および耐水洗腐食性に及ぼす耐食性元素の複合
添加の効果を示す。この結果から、Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−
Ｓｂの複合添加により、顕著に耐硫酸露点腐食性が改善
されることを発明者らは見出した。また、図７に酸性硫
安中の耐食性に及ぼす複合添加の試験結果の一例を示
す。低Ｃ−５％ＣｒはＳＰＣＣよりも腐食が加速する
が、Ｃｒ添加鋼でも本発明のＳｉ−Ｃｕ−Ｎ−Ｓｂ複合
添加により耐酸性硫安腐食性が飛躍的に向上することが
わかる。なお、図６、図７においては、各鋼の腐食量
を、ＣＲＬＳ鋼の腐食量を１００とした相対腐食量とし
て表わした。
Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｂを複合添加した鋼板を使用する
ことによって、停缶および水洗時の錆発生の抑制（耐水
洗腐食性）、耐硫酸露点腐食性および耐酸性硫安腐食性
という三つの特性を満足させるものである。図４に耐水
洗腐食性に及ぼすＣｒ含有量の効果を示すが、充分な効
果を得るためには４．５％以上のＣｒ添加が必要であ
る。図５に硫酸露点腐食性に及ぼすＣｒ含有量の影響を
示す。Ｃｒ含有量の増加に伴い、耐硫酸露点腐食性は低
下し、約５％Ｃｒ付近で極大値を示す。それゆえ、耐硫
酸露点腐食性と耐水洗腐食性との両特性を満すために
は、４．５％以上のＣｒを添加した鋼の耐硫酸露点腐食
性を改善する必要がある。図６に６％Ｃｒ鋼の耐硫酸露
点腐食性および耐水洗腐食性に及ぼす耐食性元素の複合
添加の効果を示す。この結果から、Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−
Ｓｂの複合添加により、顕著に耐硫酸露点腐食性が改善
されることを発明者らは見出した。また、図７に酸性硫
安中の耐食性に及ぼす複合添加の試験結果の一例を示
す。低Ｃ−５％ＣｒはＳＰＣＣよりも腐食が加速する
が、Ｃｒ添加鋼でも本発明のＳｉ−Ｃｕ−Ｎ−Ｓｂ複合
添加により耐酸性硫安腐食性が飛躍的に向上することが
わかる。なお、図６、図７においては、各鋼の腐食量
を、ＣＲＬＳ鋼の腐食量を１００とした相対腐食量とし
て表わした。
【００１２】Ｃは、耐硫酸露点腐食性および耐水洗腐食
性の観点では、その量は少ないほど好ましいが、高温強
度を確保するためには０．００２％以上の添加が必要で
あるので、下限値を０．００２％とした。０．２％を超
えると耐食性および冷間加工性が損なわれるので、０．
００２〜０．２％を限定範囲とした。特に伝熱エレメン
ト用鋼板として加工性が求められる場合、０．００２〜
０．００９％が好ましい。
性の観点では、その量は少ないほど好ましいが、高温強
度を確保するためには０．００２％以上の添加が必要で
あるので、下限値を０．００２％とした。０．２％を超
えると耐食性および冷間加工性が損なわれるので、０．
００２〜０．２％を限定範囲とした。特に伝熱エレメン
ト用鋼板として加工性が求められる場合、０．００２〜
０．００９％が好ましい。
【００１３】Ｓｉは、耐硫酸露点腐食性および耐水洗腐
食性を確保するために、０．６％以上の添加が必須であ
る。過度の添加は靭性および加工性の劣化を招くため、
０．６〜２％を限定範囲とした。十分な耐食性を確保す
るためには、１．０％超〜２％の添加範囲が好ましい。
食性を確保するために、０．６％以上の添加が必須であ
る。過度の添加は靭性および加工性の劣化を招くため、
０．６〜２％を限定範囲とした。十分な耐食性を確保す
るためには、１．０％超〜２％の添加範囲が好ましい。
【００１４】Ｍｎは鋼の強度確保および脱酸のため０．
１％以上添加するが、過度の添加は、強度過剰および冷
間加工性を損なうので、０．１〜２％を限定範囲とし
た。
１％以上添加するが、過度の添加は、強度過剰および冷
間加工性を損なうので、０．１〜２％を限定範囲とし
た。
【００１５】Ｐ、Ｓは不純物元素であり、それぞれ０．
０５％を超えると耐食性が低下するので少ないほど好ま
しく、０．０５％以下を限定範囲とした。
０５％を超えると耐食性が低下するので少ないほど好ま
しく、０．０５％以下を限定範囲とした。
【００１６】Ｃｕは、耐硫酸露点腐食性および耐水洗腐
食性を確保するためには、０．１％以上の添加が必要で
ある。１％を超えて添加すると、強度の過度の上昇およ
び製造性、冷間加工性の低下を招くため、０．１〜１％
を限定範囲とした。好ましくは、０．２〜０．６％の添
加が冷間加工性および耐食性のバランスにおいて優れて
いる。
食性を確保するためには、０．１％以上の添加が必要で
ある。１％を超えて添加すると、強度の過度の上昇およ
び製造性、冷間加工性の低下を招くため、０．１〜１％
を限定範囲とした。好ましくは、０．２〜０．６％の添
加が冷間加工性および耐食性のバランスにおいて優れて
いる。
【００１７】Ｃｒは、特に、耐水洗腐食性を確保するた
めに、４．５％以上添加する。耐硫酸露点腐食性ではＣ
ｒは少ないほどよい。６．５％を超えて添加しても耐水
洗腐食性の向上が飽和するのと、耐硫酸露点腐食性が低
下するので、４．５％〜６．５％を限定範囲とした。
４．５〜６．５％Ｃｒ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｂの複合
添加効果によって、耐硫酸露点腐食性は、４．５〜６．
５％Ｃｒ単独添加系に比較して、飛躍的に改善される。
めに、４．５％以上添加する。耐硫酸露点腐食性ではＣ
ｒは少ないほどよい。６．５％を超えて添加しても耐水
洗腐食性の向上が飽和するのと、耐硫酸露点腐食性が低
下するので、４．５％〜６．５％を限定範囲とした。
４．５〜６．５％Ｃｒ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｂの複合
添加効果によって、耐硫酸露点腐食性は、４．５〜６．
５％Ｃｒ単独添加系に比較して、飛躍的に改善される。
【００１８】Ｎｉは、耐水洗腐食性およびＣｕ添加鋼の
熱間加工時の表面割れ防止を目的に０．１％以上添加す
るが、それらの効果は０．５％で十分なので０．１〜
０．５％を限定範囲とした。
熱間加工時の表面割れ防止を目的に０．１％以上添加す
るが、それらの効果は０．５％で十分なので０．１〜
０．５％を限定範囲とした。
【００１９】Ｓｂは、本発明のＣｒ添加鋼の耐硫酸露点
腐食性を改善するために、０．０１％以上添加するが、
０．３％を超えて添加してもその効果は飽和するので、
０．０１〜０．３％を限定範囲とした。熱間加工性の観
点から、０．０１〜０．１５％がより好ましい。
腐食性を改善するために、０．０１％以上添加するが、
０．３％を超えて添加してもその効果は飽和するので、
０．０１〜０．３％を限定範囲とした。熱間加工性の観
点から、０．０１〜０．１５％がより好ましい。
【００２０】Ａｌは、脱酸元素として０．００５％以上
添加する。Ａｌ添加量がに従って耐水洗腐食性は向上す
るが、過度の添加は熱間加工性を損なうため、０．００
５％〜０．５％を限定範囲とした。Ａｌを通常の脱酸目
的で添加する場合は、０．００５〜０．０５％の範囲が
より好ましい。
添加する。Ａｌ添加量がに従って耐水洗腐食性は向上す
るが、過度の添加は熱間加工性を損なうため、０．００
５％〜０．５％を限定範囲とした。Ａｌを通常の脱酸目
的で添加する場合は、０．００５〜０．０５％の範囲が
より好ましい。
【００２１】以上、これらの基本成分で本発明の伝熱エ
レメント用鋼板としての特性を発揮できるが、以下の元
素を選択的に添加することで、より大きな効果が期待で
きる。Ｍｏ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｂは耐酸性硫安腐食性を一層
向上させるのに有効な元素であり、それぞれ、Ｍｏ：
０．０２〜１％、Ｓｎ：０．００５〜０．２％、Ｐｂ：
０．００５〜０．１％、Ｂ：０．０００２〜０．００５
０％を限定範囲とした。
レメント用鋼板としての特性を発揮できるが、以下の元
素を選択的に添加することで、より大きな効果が期待で
きる。Ｍｏ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｂは耐酸性硫安腐食性を一層
向上させるのに有効な元素であり、それぞれ、Ｍｏ：
０．０２〜１％、Ｓｎ：０．００５〜０．２％、Ｐｂ：
０．００５〜０．１％、Ｂ：０．０００２〜０．００５
０％を限定範囲とした。
【００２２】なお、本発明範囲に記載のない、Ｔｉ，Ｎ
ｂ，Ｖ，Ｗ，Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭを目的に応じて１種ま
たは２種以上を添加しても、本発明の目的の特性を損な
うものではない。
ｂ，Ｖ，Ｗ，Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭを目的に応じて１種ま
たは２種以上を添加しても、本発明の目的の特性を損な
うものではない。
【００２３】
【実施例】本発明の回転再生式熱交換器の実機での実施
例について説明する。
例について説明する。
【００２４】(1)伝熱エレメントの製作
表１に示す化学組成の鋼を転炉出鋼し、熱間圧延、酸
洗、冷間圧延、酸洗、焼鈍、スキンパス圧延により０．
８ｍｍ厚の冷間圧延鋼板を製造後、伝熱エレメント用に
裁断、波板加工を施し、伝熱エレメントとした。本発明
の伝熱エレメントを装着したバスケットと、比較例とし
て普通冷延鋼板、CRLSおよび低Ｃ−５％Ｃｒ鋼板から製
作した伝熱エレメントを装着したバスケットの計４種類
を試作し、下記の実機試験に供した。
洗、冷間圧延、酸洗、焼鈍、スキンパス圧延により０．
８ｍｍ厚の冷間圧延鋼板を製造後、伝熱エレメント用に
裁断、波板加工を施し、伝熱エレメントとした。本発明
の伝熱エレメントを装着したバスケットと、比較例とし
て普通冷延鋼板、CRLSおよび低Ｃ−５％Ｃｒ鋼板から製
作した伝熱エレメントを装着したバスケットの計４種類
を試作し、下記の実機試験に供した。
【００２５】
【表１】
【００２６】(2)実機試験１
停缶時の錆発生と閉塞が頻繁に生じている重油焚き火力
発電所の回転再生式熱交換器の中温層に、上記４種類の
試験バスケットを装着し、停缶中の２ヶ月間装着して
（途中に１回水洗作業を実施）、錆の発生量および腐食
減量を評価した。また、低温層にも同様に装着し、２年
間経過後にも取り外して長期耐久性を評価した。表２
に、２ヶ月後に取り外したバスケットに装着した伝熱エ
レメント上に発生していた錆の相対生成量を示す。同じ
く表２に、２年間装着後の低温層の伝熱エレメントの相
対腐食減量を示す。なお、相対錆生成量、相対腐食減量
とは、Ａ１の鋼からなる伝熱エレメントの腐食減量、錆
生成量を１００とした時の他の伝熱エレメントの腐食減
量および錆生成量を言う。
発電所の回転再生式熱交換器の中温層に、上記４種類の
試験バスケットを装着し、停缶中の２ヶ月間装着して
（途中に１回水洗作業を実施）、錆の発生量および腐食
減量を評価した。また、低温層にも同様に装着し、２年
間経過後にも取り外して長期耐久性を評価した。表２
に、２ヶ月後に取り外したバスケットに装着した伝熱エ
レメント上に発生していた錆の相対生成量を示す。同じ
く表２に、２年間装着後の低温層の伝熱エレメントの相
対腐食減量を示す。なお、相対錆生成量、相対腐食減量
とは、Ａ１の鋼からなる伝熱エレメントの腐食減量、錆
生成量を１００とした時の他の伝熱エレメントの腐食減
量および錆生成量を言う。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２の結果から、低C−５％Cr鋼（Ａ３）
を使用した場合、２ヶ月の錆発生は抑制されるが、低温
層での硫酸露点腐食性環境では耐食性が十分でないこと
がわかる。
を使用した場合、２ヶ月の錆発生は抑制されるが、低温
層での硫酸露点腐食性環境では耐食性が十分でないこと
がわかる。
【００２９】一方、本発明の伝熱エレメント（Ｂ１）
は、優れた錆の発生抑制特性とCRLS並の優れた耐硫酸露
点腐食性を有していることがわかる。
は、優れた錆の発生抑制特性とCRLS並の優れた耐硫酸露
点腐食性を有していることがわかる。
【００３０】(3)実機試験２
酸性硫安による腐食と閉塞問題が生じている石炭火力の
回転再生式熱交換器に、上記３種類のテストバスケット
を１年間装着し、それらの付着物量および腐食減量から
耐酸性硫安腐食性を評価した。その結果を表３に示す。
回転再生式熱交換器に、上記３種類のテストバスケット
を１年間装着し、それらの付着物量および腐食減量から
耐酸性硫安腐食性を評価した。その結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】表３から判るように、本発明の伝熱エレメ
ントは、塩の付着量および腐食減量とも、比較例に比べ
て格段に少なく、極めて優れた耐酸性硫安腐食性を備え
ている。
ントは、塩の付着量および腐食減量とも、比較例に比べ
て格段に少なく、極めて優れた耐酸性硫安腐食性を備え
ている。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明の回転再生式熱交
換器は、停缶・水洗に伴う錆発生の抑制と耐硫酸露点腐
食性および酸性硫安による腐食・閉塞に対しての抵抗性
に優れており、低温層、中温層および高温層の全部また
は一部に本発明の伝熱エレメントを適用することによ
り、設備の寿命延長、維持管理費の削減、設備運用条件
の弾力化といったメリットを享受でき、その産業上の価
値は極めて高いといえる。
換器は、停缶・水洗に伴う錆発生の抑制と耐硫酸露点腐
食性および酸性硫安による腐食・閉塞に対しての抵抗性
に優れており、低温層、中温層および高温層の全部また
は一部に本発明の伝熱エレメントを適用することによ
り、設備の寿命延長、維持管理費の削減、設備運用条件
の弾力化といったメリットを享受でき、その産業上の価
値は極めて高いといえる。
【図１】火力発電所の排煙設備のフローを示す図。
【図２】回転再生式熱交換器の構造図。
【図３】伝熱エレメントの形状例を示す図であり、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は、断面図である。
（ａ）は斜視図、（ｂ）は、断面図である。
【図４】耐水洗腐食性に及ぼすＣｒ含有量の影響を示す
図。
図。
【図５】耐硫酸露点腐食性に及ぼすＣｒ含有量の影響を
示す図。
示す図。
【図６】６Ｃｒ鋼の耐硫酸露点腐食性および耐水洗腐食
性に及ぼす複合添加の効果を示す図。
性に及ぼす複合添加の効果を示す図。
【図７】酸性硫安中の耐食性に及ぼす複合添加の効果を
示す図。
示す図。
１…ボイラ
２…脱硝設備
３…回転再生式空気予熱器（回転再生式熱交換器）
４…集塵装置
５…煙突
６…押込送風機
７…蒸気式空気予熱装置
８…エレメント
９…ロータ
１０…バスケット
Ｇ…燃焼ガスの流れ
Ａ…燃焼空気の流れ
フロントページの続き
(72)発明者 宮川 純一
山口県下関市彦島江の浦町六丁目16番１号
三菱重工業株式会社下関造船所内
(72)発明者 斎藤 正洋
長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三
菱重工業株式会社長崎研究所内
(72)発明者 山田 義和
広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号
三菱重工業株式会社広島研究所内
(72)発明者 宇佐見 明
千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式
会社技術開発本部内
(72)発明者 坂本 俊治
福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日
本製鐵株式会社八幡製鐵所内
(72)発明者 西村 哲
福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日
本製鐵株式会社八幡製鐵所内
(72)発明者 楠 隆
東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本
製鐵株式会社内
Ｆターム(参考） 3K023 QA01 QB13 QC08 SA01
Claims (2)
- 【請求項１】 ローターに装填した伝熱エレメントを蓄
熱体として、高温の燃焼排気ガスと低温の燃焼用空気と
を交互に接触させ、燃焼排気ガスの熱を燃焼用空気に伝
達させることによって、燃焼用空気を予熱する回転再生
式熱交換器において、上記伝熱エレメントが、質量％
で、Ｃ ：０．００２〜０．２％、Ｓｉ：０．６〜２
％、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ ：０．０５％以下、Ｓ
：０．０５％以下、Ｃｕ：０．１〜１％、Ｃｒ：４．
５〜６．５％、Ｎｉ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．０
０５〜０．５％、Ｓｂ：０．０１〜０．３％を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板からなる
ことを特徴とする回転再生式熱交換器。 - 【請求項２】 前記伝熱エレメントが、質量％で、さら
に、Ｍｏ：０．０２〜１％、Ｓｎ：０．００５〜０．２
％、Ｐｂ：０．００５〜０．１％、Ｂ ：０．０００２
〜０．００５０％の１種または２種以上を含有する鋼板
からなることを特徴とする請求項１に記載の回転再生式
熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001305590A JP2003106783A (ja) | 2001-10-01 | 2001-10-01 | 回転再生式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001305590A JP2003106783A (ja) | 2001-10-01 | 2001-10-01 | 回転再生式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003106783A true JP2003106783A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19125356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001305590A Pending JP2003106783A (ja) | 2001-10-01 | 2001-10-01 | 回転再生式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003106783A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170027667A (ko) | 2015-09-02 | 2017-03-10 | 아르보스 인코포레이티드 | 전열 엘리먼트 적층체 |
| CN107631320A (zh) * | 2017-08-15 | 2018-01-26 | 阳城国际发电有限责任公司 | 一种空气预热器防堵灰方法 |
| KR20220129210A (ko) | 2021-03-16 | 2022-09-23 | 주식회사 코펙 | 내부식강에 적용 가능한 내부식 법랑 조성물이 코팅된 전열소자 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08120403A (ja) * | 1994-10-18 | 1996-05-14 | Nkk Corp | 耐排ガス腐食性に優れた鋼 |
| JPH0925536A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-01-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐酸露点腐食鋼 |
| JPH10206050A (ja) * | 1997-01-16 | 1998-08-07 | Abb Kk | 回転再生式熱交換装置 |
| JP2000017382A (ja) * | 1998-07-03 | 2000-01-18 | Nippon Steel Corp | 耐硫酸腐食性に優れた鋼 |
-
2001
- 2001-10-01 JP JP2001305590A patent/JP2003106783A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08120403A (ja) * | 1994-10-18 | 1996-05-14 | Nkk Corp | 耐排ガス腐食性に優れた鋼 |
| JPH0925536A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-01-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐酸露点腐食鋼 |
| JPH10206050A (ja) * | 1997-01-16 | 1998-08-07 | Abb Kk | 回転再生式熱交換装置 |
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| KR20220129210A (ko) | 2021-03-16 | 2022-09-23 | 주식회사 코펙 | 내부식강에 적용 가능한 내부식 법랑 조성물이 코팅된 전열소자 |
| KR102526876B1 (ko) * | 2021-03-16 | 2023-04-28 | 주식회사 코펙 | 내부식강에 적용 가능한 내부식 법랑 조성물이 코팅된 전열소자 |
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| A521 | Written amendment |
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