JP2010179246A

JP2010179246A - 電気集塵機の碍管汚損防止装置

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Publication number: JP2010179246A
Application number: JP2009025318A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Harada; 修一原田; Takehiro Nakayama; 武広中山
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2029-02-05
Also published as: JP5119482B2

Abstract

【課題】大掛かりな不活性ガス供給設備を用いることなく碍管及び保護筒内へのダスト付着を防止し、定期的な電気集塵機の内部清掃を行うことなく、電気集塵機を長期間にわたって安定運転する。
【解決手段】碍管汚損防止装置１２は、電気集塵機の本体構造部２の上面に設けられた碍管１３と、碍管１３の上面を気密に塞ぐ蓋体３０と、碍管１３の下方であって、本体構造部２の下面に設けられる保護筒１４と、保護筒１４の外周全周に渡って設けられる環状の不活性ガスヘッダー５０と、不活性ガスヘッダー５０に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管５１を有している。碍管１３の下面は、本体構造部２の上面と気密に当接し、保護筒１４の不活性ガスヘッダー５０に対向する領域には、不活性ガスヘッダー５０と連通するスリット状の開口５０ａが全周に渡って形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気集塵機本体構造部分を貫通する高電圧供給導線の周囲に設けられた碍管の汚損防止装置に関する。

たとえば、発電プラントの石炭燃焼設備では、当該燃焼設備から排出される排ガス中のダストを環境規制値以下に抑えるためのダスト除去手段として、電気集塵機が用いられている。電気集塵機の内部には、ダストを負の電荷に帯電させるための放電を行う放電電極と、帯電したダストを捕集する集塵電極が設けられている。放電電極には、電気集塵機本体構造部分を貫通して設けられた、放電電極を懸架する吊下管が電気的に接続されており、この吊下管は、電気集塵機本体構造部分との絶縁を確保するために、電気集塵機の上面に設置された絶縁体からなる円筒形若しくは円錐形の碍管を介して電気集塵機本体構造部分に支持されている。そして、吊下管には、放電電極に高圧電流を供給するための高圧電源に電気的に接続された高電圧供給導線が、碍管の上部近傍で電気的に接続されている。

このような電気集塵機においては、碍管の内面、すなわち排ガスと接触する面にダストが付着すると、碍管の絶縁破壊により高電圧供給導線から火花放電が生じる。火花放電が発生すると放電電極からの放電が不安定になり、電気集塵機によるダストの捕集が不可能となる。そして、最悪の場合は石炭燃焼設備を停止する必要がある。また、火花放電により碍管が破損する恐れもあり、碍管が破損した場合は、修復のために電気集塵機、ならびにその上流の排ガス発生源である石炭燃焼を停止する必要がある。したがって、プラントの操業という観点から、電気集塵機には安定的に継続運転することが求められ、そのために、碍管内面へのダスト付着を防止することが、極めて重要である。そこで、碍管内面へのダストの付着を防止する目的で、通常は碍管の下方に円筒状の保護筒が設けられている。しかしながら、保護筒を設けても、碍管内へのダストの侵入及び碍管内面へのダストの付着を完全に防ぐことができるわけではない。また、保護筒そのものにダストが付着し、付着したダストにより高電圧供給導線と保護筒との絶縁距離が短くなり、高電圧供給導線と保護筒との間の絶縁破壊がおこり、火花放電が発生する。

そのため、碍管内面及び保護筒内面へのダストの付着を防止するための手段として、例えば特許文献１に開示される、碍管上部の開口から高圧空気を碍管内及び保護筒内に供給し、碍管内部及び保護筒内部のシールを行う方法が一般的に採用されている。

特開２００２−２６０４６６

しかしながら、例えば製鉄所の高炉や転炉から発生する副生ガス中のダスト除去に電気集塵機を用いる場合、副生ガスの成分は主に可燃性ガスであるため、発火の防止という安全上の観点から、電気集塵機内に空気、すなわち酸素を供給することは避けねばならない。また、副生ガスには有毒ガスも含まれており外部への漏洩も許容できない。このため、このような副生ガスを取り扱う電気集塵機では通常、碍管と電気集塵機の集塵室との間を完全に密閉する構造となっており、特許文献１に開示される手段を用いることができないという問題がある。

したがって、このような副生ガスを取り扱う電気集塵機では、碍管内部及び保護筒内部へのダスト付着を防止するための有効な手段がなく、付着したダストを清掃除去するために、定期的に電気集塵機の運転を停止し内部清掃を行うことが欠かせない。しかしながら、この清掃作業は、周辺機器を含めた設備の停止、立ち上げ作業が伴い、多大な労力と時間を要するという問題がある。また、碍管内へのダスト付着を防止するために、特許文献１の方法において、空気の代わりに副生ガス内に供給しても発火の危険性のない不活性ガスを用いてシールを行うことも考えられるが、その場合、碍管の中空部に高圧の不活性ガスを供給することになるため、供給量が膨大となる。したがって、運転費用が増大し、また不活性ガス供給設備も大がかりなものとなるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、大掛かりな不活性ガス供給設備を用いることなく碍管及び保護筒内へのダスト付着を防止し、定期的な電気集塵機の内部清掃を必要とせずに、電気集塵機を長期間にわたって安定運転することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、電気集塵機の本体構造部内に配置された放電電極を吊り下げる吊下管の周囲に配置される碍管の汚損防止装置であって、前記碍管は電気集塵機の本体構造部分の上面に設けられ、前記碍管の上面を気密に塞ぐ蓋体と、前記碍管の下方であって、前記本体構造部の下面に設けられ、前記吊下管の周囲に配置される保護筒と、を有し、前記碍管の下面は、前記本体構造部の上面と気密に設けられ、前記保護筒には、前記吊下管の周囲に向けて不活性ガスを供給する開口が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、保護筒に開口が形成された不活性ガスヘッダーが設けられているので、開口から保護筒の中心に向かって吹き出す不活性ガスにより、碍管内部をシールするガスシール層を形成することができる。したがって、このガスシール層によって碍管内部にダストが侵入することを防止でき、これにより碍管内部にダストが付着することを防止することができる。また、碍管上面は気密に塞がれているため、碍管上部から不活性ガスが流出することがない。このため、開口から吹き出された不活性ガスは、保護筒の内部を下向きに流れる下方流を形成する。このため、下方流により保護筒内部のシールも同時に行うことができ、且つ供給する不活性ガスも保護筒内部をシールするために必要な最小限の量に抑えることができる。

前記保護筒の外周面であって前記開口と対向する領域に設けられた、前記不活性ガスを前記開口に供給する環状の不活性ガスヘッダーと、前記不活性ガスヘッダーに前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給管と、を有していてもよい。また、前記不活性ガス供給管は、前記不活性ガスを前記不活性ガスヘッダーの円周方向にそって供給するように設けられていてもよい。

前記開口は、前記保護筒の内面の全周に渡ってスリット状に設けられていてもよく、前記不活性ガスヘッダーは、前記不活性ガス供給管からの不活性ガスの吐出方向に対して所定の角度傾けて設けられた整流部材を有していてもよい。

前記碍管と前記蓋体との間に設けられた第１のシール部材と、前記本体構造部と前記碍管の間に設けられた第２のシール部材と、前記蓋体の上方に設けられた支持体と、前記支持体に支持され、前記蓋体の上面に当接して設けられた複数の弾性体と、を有し、前記第１のシール部材と前記第２のシール部材は、前記弾性体により押圧されていてもよい。

前記碍管の外周部には加温装置を設けていてもよく、また、前記不活性ガスは窒素であってもよい。

本発明によれば、大掛かりな不活性ガス供給設備を用いることなく碍管及び保護筒内へのダスト付着を防止できるので、定期的な電気集塵機の内部清掃を行うことなく、電気集塵機を長期間にわたって安定運転することができる。

本実施の形態にかかる碍管汚損防止装置を有する電気集塵機の構成の概略を示す縦断面図である。本実施の形態にかかる碍管汚損防止装置を有する電気集塵機の構成の概略を示す横断面図である。碍子室内の機器構成を示す説明図である。支持体近傍の構成を示す平面図である。本実施の形態にかかる不活性ガスヘッダーの横断面図である。他の実施の形態にかかる不活性ガスヘッダーの横断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる碍管汚損防止装置を有する電気集塵機１の構成の概略を示す説明図である。

電気集塵機１の本体構造部２は、架構３により支持されており、本体構造部２の両側面には、例えば図示しない転炉から発生した、ダストを含んだ副生ガスを導入するガス入口４と、電気集塵機１によりダストが除去された後の副生ガスを排出するガス出口５が設けられている。そして、このガス入口４とガス出口５を通じて本体構造部２内に副生ガスが流通させられる。本体構造部２内には被処理ガスのダストを除去する集塵室６が複数設けられ、夫々の集塵室６内には、複数の集塵電極７がガス流れ方向に沿って平行に本体構造部２から懸架されている。集塵電極７は図示しないアース線により接地され、集塵電極７と集塵電極７との間には、図２に示すように放電電極８が夫々設けられている。なお、本実施の形態における電気集塵機１は、いわゆる湿式電気集塵機であり、集塵電極７の近傍には、集塵電極７の全面に渡って水を噴射する、図示しないスプレーノズルが設けられている。そして、本体構造部２の下部には、スプレーノズルから噴射される水によって集塵電極７から洗い流されたダストを水と共に排出するためのホッパ９が設けられている。

電気集塵機１の外部には、高電圧供給導線１０を介して放電電極８に高圧直流電流を供給する、図示しない電源装置が設置されている。高電圧供給導線１０は、本体構造部２の上部に設けられた碍子室１１の内部まで延伸している。

碍子室１１の内部には、碍管汚損防止装置１２が設けられ、この碍管汚損防止装置１２は、本体構造部２と高電圧供給導線１０との絶縁を確保する略円錐の筒状の碍管１３と、碍管１３の下方に本体構造部２を貫通して設けられた保護筒１４とを有している。

碍子室１１には、碍管汚損防止装置１２を構成する上述の碍管１３、保護筒１４の他に、図３に示すように、本体構造部２の上面に台座２０を介して設けられた複数の支持碍子２１と、導電体により形成され複数の支持碍子２１に下面を支持される支持体２２と、同じく導電体により形成され支持体２２の下面から懸架されている吊下管２３と、が設けられている。吊下管２３は、碍管１３の内部、保護筒１４の内部及び後述する蓋体３０の開口を通って集塵室６内に導入され、放電電極８と電気的に接続されると共に、放電電極８を懸架している。なお、吊下管２３は、スプレーノズルからの水による腐食を考慮し、本実施の形態においては、例えばステンレス製の鋼管であるが、乾式電気集塵機のように、腐食の恐れの無い環境で使用する場合は、例えば炭素鋼により形成してもよい。また、吊下管２３は、管状である必要はなく、例えば円柱状の導体であってもよい。

支持体２２は、碍子室１１内に導入される高電圧供給導線１０と吊下管２３とに電気的に接続され、これにより、電源装置から供給される高圧直流電流を放電電極８に供給することが可能となる。なお、支持体２２としては、種々の導電性の構造用材料を用いることができるが、本実施の形態においては、例えば汎用のＨ形鋼である。

碍管１３の上面には、中央に開口が形成された略円盤状の蓋体３０が設けられている。蓋体３０の下面と碍管１３の上面との間には、蓋体３０と碍管１３とに気密に当接する、第１のシール部材としての、蓋体シール部材３１が挿置されている。蓋体シール部材３１としては、副生ガスの温度が高温であることを考慮して、例えばシリコンゴムパッキンなどが用いられる。蓋体３０の開口を貫通する吊下管２３と、蓋体３０の開口の内周面との間には、蓋体３０と吊下管２３とに気密に当接する吊下管シール部材３２が設けられている。したがって、碍管１３の上面はこの蓋体３０により気密に塞がれている。なお、吊下管シール部材３２は、例えば汎用のグランドパッキンである。また、碍管１３は、図３において略円錐状の筒であるが、円筒状であってもよい。

碍管１３の下面と本体構造部２の上面との間には、上部が開口した円環状の碍管受け３３が設けられ、この碍管受け３３の上面に、碍管１３と碍管受け３３とを気密に当接させる、第２のシール部材としての、碍管シール部材３４が設けられている。碍管受け３３の下面は、本体構造部２の上面に、例えばシール溶接により接続され、本体構造部２と碍管受け３３との間から、集塵室６内の副生ガスが碍管１３の外側に漏洩しない構造となっている。したがって、碍管シール部材３４と蓋体３０とによって、碍管１３の内側、すなわち集塵室６側と、碍管１３の外側、すなわち碍子室１１側とは気密に隔てられ、集塵室６内を流れる副生ガスが碍管１３の外側に漏洩しないように構成されている。

また、蓋体３０の上面には、支持体２２に設けられた押しボルト３５が当接している。押しボルト３５のナット３６と支持体２２との間には、弾性体としてばね３７が設けられ、このばね３７により、押しボルト３５が蓋体３０の上面を下方、すなわち本体構造部２側に向かって押圧している。このため、蓋体３０と碍管１３、及び碍管１３と本体構造部２との間に夫々挿置された、蓋体シール部材３１と碍管シール部材３４はばね３７により押圧され、これにより集塵室６と碍子室１１との間のシール性がより高められている。また、集塵室６内に高温の副生ガスが流入し、本体構造部２が副生ガスの熱により膨張した場合でも、ばね３７により熱膨張が吸収され、いわゆるセルフアライメントが行われる。このため、蓋体シール部材３１及び碍管シール部材３４は熱膨張に追従して安定した接触した状態を保つことができ、本体構造部２の温度が変化した場合でも、碍管１３内部から副生ガスが漏洩することがないように構成されている。なお、本実施の形態では、例えば図４に示すように、蓋体３０の同心円上に８本の押しボルト３５が設けられているが、蓋体３０を適切に押圧できれば、８本以下であってもよいし、８本以上であってもよい。また、蓋体３０の外径寸法が、例えば支持体２２の幅より大きく、押しボルト３５を均等に配置できない場合は、支持体２２に支持板２２ａを設け、支持板２２ａにより押しボルト３５のばね３７の反力を受けるようにしてもよい。

碍管１３の外面には、周方向の全周に渡って加温装置４０が設けられており、碍管１３を加熱することで碍管１３内面に副生ガス中の水分が結露し、その水分により碍管の絶縁破壊が発生することを防止している。加温装置４０の外面は、加温装置４０の効果を高めるため、図示しない保温材により覆われている。加温装置４０としては、例えば電気ヒータや、蒸気ヒータを用いることができる。なお、碍管１３の絶縁破壊防止の観点から、碍管１３の外面、すなわち碍子室１１側の面にも結露による水分付着を防止する必要があるので、碍子室１１の内部には、図示しない窒素供給源から供給される窒素が封入されている。

保護筒１４は、保護筒１４の外周全周に渡って設けられ内部が中空で円環状に形成された不活性ガスヘッダー５０を有している。なお、不活性ガスとは、可燃性ガスである副生ガスと酸化反応しない、すなわち副生ガスに混入しても発火の危険性がないガスを意味しており、例えばヘリウムやアルゴン、二酸化炭素、あるいは窒素などが使用できるが、安価な窒素を使用することが好ましい。保護筒１４には、不活性ガスヘッダー５０に囲まれた領域において、不活性ガスヘッダー５０の高さ方向の中心の位置には、不活性ガスヘッダー５０と連通するスリット状の開口５０ａが保護筒１４の全周に渡って形成されている。このため、スリット状の開口５０ａにより、保護筒１４は上部保護筒１４ａと、下部保護筒１４ｂとに分割されており、不活性ガスヘッダー５０は、このスリット状の開口５０ａを跨ぐように上部保護筒１４ａと、下部保護筒１４ｂとに夫々全周をシール溶接により接続されている。そして、不活性ガスヘッダー５０には、不活性ガスヘッダー５０の内部に連通し、不活性ガスを供給する不活性ガス供給管５１が設けられており、この不活性ガス供給管５１から不活性ガスヘッダー５０内部に不活性ガスを供給することで、スリット状の開口５０ａから吊下管２３の外周面に渡って不活性ガスを吹き出すことができるように構成されている。不活性ガス供給管５１には不活性ガスの供給量を一定に調整するための、図示しない流量調整機構が設けられている。流量調整機構は、例えばオリフィスやニードル弁などを用いることができる。なお、吊下管２３の外周全面に均一に不活性ガスを吹き出すために、このスリット状の開口５０ａの高さＨは、保護筒１４の全周に渡って均一な高さに形成することが好ましく、不活性ガス供給管５１は、図５に示すように不活性ガスヘッダー５０外周面の接線方向に対して直角に設けることが好ましい。また、開口５０ａの形状は、上述のスリット状のものに限定されるものではなく、吊下管２３の外周面に均一に不活性ガスを吹き出すことができれば、例えば複数の開口５０ａを有していてもよい。

不活性ガスヘッダー５０の上方であって保護筒１４の外面には、保護筒１４を支持するフランジ部１４ｃが設けられ、フランジ部１４ｃの上面は本体構造部２の下面によって支持されている。

本実施の形態にかかる碍管汚損防止装置１２は以上のように構成されており、次にこの碍管汚損防止装置１２を有する電気集塵機１による副生ガスの処理について説明する。

先ず、電気集塵機１に副生ガスが導入される前の準備作業として、予め、不活性ガス供給源（図示なし）から不活性ガス供給管５１を介して、不活性ガスヘッダー５０の内部に不活性ガスを供給する。不活性ガスヘッダー５０に供給された不活性ガスは、図５に示すように不活性ガスヘッダー５０のスリット状の開口５０ａから所定の流速で水平に吹き出し、上下方向に拡散しながら吊下管２３の外周面に到達する。そして、この水平に吹き出される不活性ガスにより、吊下管２３の外周面と保護筒１４内面との間には、碍管内部をシールするガスシール層が形成される。

不活性ガスヘッダー５０への不活性ガスの供給と並行して、加温装置４０により碍管１３を加温し、放電電極８へ高圧電流を供給すると共に、図示しないスプレーノズルから集塵電極７に洗浄用の水を噴射する。これにより、副生ガス導入前の準備作業が完了する。

次に、転炉からの副生ガスが、電気集塵機１のガス入口４を通って集塵室６内に流入すると、副生ガス中のダストは放電電極８からの放電により負の電荷に帯電し、正極である集塵電極７に捕集される。この際、集塵室６上部の保護筒１４近傍には、集塵電極７により捕集されていないダストが存在するが、保護筒１４と吊下管２３との間にはガスシール層が形成されているので、碍管１３内にダストが侵入することがない。また、碍管１３の上面及び碍管１３と本体構造部２との間は気密に塞がれているので、保護筒１４の外周面に向かって吹き出した不活性ガスは碍管１３の外側に流出することなく、図３に示すように下方流５２となって保護筒１４内から集塵室６内に向かって流れ込む。したがって、この下方流５２により保護筒１４の内部も同時にシールされるので、副生ガス中のダストが保護筒１４内面に付着することがない。なお、不活性ガスヘッダー５０のスリット状の開口５０ａから吹き出す不活性ガスによるガスシール層のシール性能は、吹き出す不活性ガスの流速や、保護筒１４と吊下管２３との距離、あるいは集塵室６内の副生ガスの圧力等の諸条件により変化する。このため、予め縮小スケールでのモデルテストや流体解析シミュレーションなどにより、必要なシール性能が得られる流速を求め、その流速から、必要な不活性ガスの供給量を予め決定している。

そして、集塵電極７に捕集されたダストは、スプレーノズルから集塵電極７に向かって噴射される水によって洗い流され、水と共に本体構造部２下部のホッパ１５を経由して電気集塵機１の系外に排出される。集塵室６でダストが除去された副生ガスは、ガス出口５から排出される。

以上の実施の形態によれば、不活性ガスヘッダー５０のスリット状の開口５０ａから吊下管２３の外周面に向かって吹き出される不活性ガスにより、碍管内部をシールするガスシール層が形成されるので、碍管１３内部にダストが侵入することを防止できる。また、碍管１３上面は気密に塞がれており、碍管１３上部から不活性ガスが流出することがないので、開口５０ａから吹き出された不活性ガスは、保護筒１４の内部を下向きに流れる下方流５２を形成する。このため、下方流５２により保護筒１４内部のシールも同時に行うことができ、且つ供給する不活性ガスも保護筒１４内部をシールするために必要な最小限の量に抑えることができる。したがって、本発明の碍管汚損防止装置１２を用いることで、大掛かりな不活性ガス供給設備を必要とすることなく、碍管１３及び保護筒１４内へのダスト付着を防止できる。これにより定期的な電気集塵機１の内部清掃を行うことなく、電気集塵機１を長期間にわたって安定運転することができる。

また、不活性ガスとして例えば窒素を用いる場合、窒素は露点温度がマイナス数十度の乾燥ガスであるため、碍管１３内に不活性ガスを封入することにより、例えば加温装置４０に何らかの故障が発生し、碍管１３の加温が出来なくなった場合でも、碍管１３内面に水分の結露が発生することを防止できる。

以上の実施の形態によれば、蓋体３０と碍管１３との間に設けられた蓋体シール部材３１、及び碍管１３と本体構造部２との間に設けられた碍管シール部材３４が押しボルト３５により押圧されているので、碍管１３により集塵室６と碍子室１１との間を、確実に気密に隔離することができる。さらに、集塵室６内に副生ガスが導入され、本体構造部２が副生ガスの熱により膨張した場合でも、ばね３７により熱膨張が吸収され、いわゆるセルフアライメントが行われる。このため、蓋体シール部材３１及び碍管シール部材３４は熱膨張に追従して安定した接触状態を保つことができる。したがって、本体構造部２の温度が変化した場合でも、碍管１３内部から副生ガスや不活性ガスが、碍管１３の外部に漏洩することがない。

以上の実施の形態では、不活性ガスヘッダー５０への不活性ガスの供給量は一定であったが、流入する副生ガスの流量に比例して不活性ガスの供給量を制御可能な流量制御手段を不活性ガス供給管５１に設けてもよい。その場合、副生ガスの流量を監視する制御装置を設け、制御装置により流量制御手段を自動的に制御してもよい。また、副生ガスの流量が少なくなり、集塵室６内のガス流速が小さくなった場合は、不活性ガスの供給を停止しても碍管１３及び保護筒１４の内面にダストが付着しないため、例えば副生ガスの流量を監視し、所定の流量以下となった場合は、不活性ガスの供給を自動的に遮断するような遮断機構を不活性ガス供給管５１に設けてもよい。

また、以上の実施の形態では、不活性ガスヘッダー５０の内部を中空とし、スリット状の開口５０ａから吹き出される不活性ガスが吊下管２３の中心に向かうようにしていたが、例えば、図６に示すように、不活性ガス供給管７０を不活性ガスヘッダー７１の円周方向、すなわち不活性ガスヘッダー７１の円周の接線方向に沿って供給するように設けることで、不活性ガスヘッダー７１の内部に旋回流を形成してもよい。かかる場合、不活性ガスヘッダー内の旋回流により、開口５０ａから吹き出す不活性ガスは保護筒１４内においても旋回流を形成し、不活性ガスヘッダー５０によるガスシール層と同様の効果が得られる。なお、この場合、より確実に旋回流を形成するために、複数の不活性ガス供給管７０を、不活性ガスヘッダー７１を挟んで対向して設けることが好ましい。また、図６に破線で示すように整流部材として整流板７２を不活性ガス供給管７０からの不活性ガスの吐出方向に対して所定の角度Ａ傾けて設置してもよい。この場合、整流板７２を設けない場合に比べ、旋回流の旋回力を増すことができる。

以上の実施の形態においては、集塵電極７に捕集したダストを水により洗い流す、いわゆる湿式電気集塵機を例にして説明したが、本発明の碍管汚損防止装置１２はかかる例に限定されるものではなく、集塵電極７に捕集したダストを集塵電極７を鎚打することにより剥離する、いわゆる乾式電気集塵機や、コークス炉からの副生ガスを処理するための竪型電気集塵機においても使用可能である。また、発電プラントの石炭燃焼設備等、排ガス中に可燃ガスを含まないガスを処理する電気集塵機においては、不活性ガスに変えて、例えば加温した空気を用いてもよい。

以下、実施例として、電気集塵機１に本発明の碍管汚損防止装置１２を用いた場合の碍管１３及び保護筒１４の内部流体解析をシミュレーションにより実施し、シミュレーション結果に基づき、実機の組立構造及び運転条件を模擬した内部流れ目視確認試験を行った。以下、実施例における碍管１３内面へのダストの付着防止効果について説明する。なお、本実施例には、先に図６に示した不活性ガスヘッダー７１を有する碍管汚損防止装置１２を用い、不活性ガスとして窒素を使用した。

電気集塵機１の運転条件は、処理ガス量７５，０００Ｎｍ³／ｈｒｄｒｙ、処理ガス温度７０度、処理ガス中水分は飽和、処理ガスの圧力は最高７００ｍｍＡｑ、通常時３５０ｍｍＡｑ、で、処理ガスの成分は表１、処理ガス中のダスト組成は表２、ダストの粒子径分布は表３に示すとおりであり、ダストのかさ比重は２．５ｇ/ｃｍ³である。また、電気集塵機の集塵効率は９３．７５％（電気集塵機入口ダスト濃度８０ｍｇ/Ｎｍ³、出口ダスト濃度５ｍｇ／Ｎｍ³ Ｄｒｙ）である。

その際、碍管１３は、上部外径φ２６５ｍｍ、下部外径φ４３０ｍｍ、高さ５００ｍｍ、材質はコージライト系磁器の碍管とした。保護筒１４は、外径φ３１８．５ｍｍ、本体構造部２上端から保護筒１４上端までの長さ９０ｍｍ、本体構造部２下端から保護筒１４下端までの長さ約５００ｍｍとした。その結果、不活性ガスヘッダー７１の設置位置は保護筒１４の碍管１３下端から約８０ｍｍ、整流板７２の角度Ａは約３０度、碍管１３の１個所当たりの窒素供給量は約０．２ｍ³/ｍｉｎとのシミュレーション結果を得た。

この結果に基づき、実機の組立構造及び運転条件を模擬した内部流れ目視確認試験を実施した。その結果、碍管１３内部及び保護筒１４内部へのダストの付着はみられず、本発明の碍管汚損防止装置１２が碍管１３及び保護筒１４の内部のダスト付着防止に有効であることを確認した。また、碍管１３のコーン形状部に加温装置４０を設け、加温装置４０の設置範囲及びその上端部に保温材を施工し、加温装置４０に約１７５度の蒸気を供給して、碍管１３の加温を行う試験を同時に行った。その結果、碍管１３内部での結露及び水分の付着が防止できることが確認された。

本発明は、安全・防災面で、特に高い設備信頼性を要求される、燃料ガス等の可燃性ガス・毒性ガス用の電気集塵機において、放電電極用高電圧導体が集塵機の躯体を貫通する部分に設置される碍子の結露・汚損による絶縁破壊を防止するための装置に利用できる。

１電気集塵機
２本体構造部
３架構
４ガス入口
５ガス出口
６集塵室
７集塵電極
８放電電極
９ホッパ
１０高電圧供給導線
１１碍子室
１２碍管汚損防止装置
１３碍管
１４保護筒
１４ａ上部保護筒
１４ｂ下部保護筒
１４ｃフランジ部
２０台座
２１支持碍子
２２支持体
２２ａ支持板
２３吊下管
３０蓋体
３１蓋体シール部材
３２吊下管シール部材
３２ａシール部材押え
３３碍管受け
３４碍管シール部材
３５押しボルト
３６ナット
３７ばね
４０加温装置
５０不活性ガスヘッダー
５０ａ開口
５１不活性ガス供給管
５２下方流
７０不活性ガス供給管
７１不活性ガスヘッダー
７２整流板

Claims

電気集塵機の本体構造部内に配置された放電電極を吊り下げる吊下管の周囲に配置される碍管の汚損防止装置であって、
前記碍管は電気集塵機の本体構造部分の上面に設けられ、
前記碍管の上面を気密に塞ぐ蓋体と、
前記碍管の下方であって、前記本体構造部の下面に設けられ、前記吊下管の周囲に配置される保護筒と、を有し、
前記碍管の下面は、前記本体構造部の上面と気密に設けられ、
前記保護筒には、前記吊下管の周囲に向けて不活性ガスを供給する開口が形成されていることを特徴とする、碍管汚損防止装置。
前記保護筒の外周面であって前記開口と対向する領域に設けられた、前記不活性ガスを前記開口に供給する環状の不活性ガスヘッダーと、
前記不活性ガスヘッダーに前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給管と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の碍管汚損防止装置。
前記開口は、前記保護筒の内面の全周に渡ってスリット状に設けられていることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の碍管汚損防止装置。
前記不活性ガス供給管は、前記不活性ガスを前記不活性ガスヘッダーの円周方向に沿って供給するように設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の碍管汚損防止装置。
前記不活性ガスヘッダーは、前記不活性ガス供給管からの不活性ガスの吐出方向に対して所定の角度傾けて設けられた整流部材を有していることを特徴とする、請求項４に記載の碍管汚損防止装置。
前記碍管と前記蓋体との間に設けられた第１のシール部材と、
前記本体構造部と前記碍管の間に設けられた第２のシール部材と、
前記蓋体の上方に設けられた支持体と、
前記支持体に支持され、前記蓋体の上面に当接して設けられた複数の弾性体と、
を有し、
前記第１のシール部材と前記第２のシール部材は、前記弾性体により押圧されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の碍管汚損防止装置。
前記碍管の外周部に、加温装置を設けたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の碍管汚損防止装置。
前記不活性ガスは窒素であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の碍管汚損防止装置。