JP2012071237A - 粉体捕集装置におけるパルス逆洗機構の監視方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルス逆洗機構における逆洗時の不具合箇所を簡便に特定する。
【解決手段】パルス逆洗機構１１におけるダイヤフラムバルブ１５を作動させるためのパルスコントローラー１７の作動信号と逆洗時におけるエアヘッダー１２内の圧力変化との対比により各フィルター列毎の異常発生の有無を監視する。これにより各フィルター列毎のパルス逆洗機構の異常発生箇所を特定することができ、異常発生が認められた列のみ捕集フィルターの操業を中止して修復作業をおこなえばよく、またフィルターの目詰まりのみならず、逆洗機構を構成する個々のダイヤフラム弁や電磁弁１６の異常発生に起因する場合についても確認することができるために、不用意にフィルターのみを交換してしまうことがなく、修復作業の効率化をはかることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉体捕集用バグフィルター装置の逆洗機構に関し、とくに多数列配列されている粉体捕集フィルターの個々の逆洗時異常を検出することにより、バグフィルター全体の作業中断による工場操業の経済的損失を最小限にとどめると共に、異常フィルターや電磁弁、ダイヤフラムバルブ等異常原因となっている器具類の特定を容易にして交換・修復作業を簡便にすることを目的とする。

粉体を扱う多くのプラントなどでは、例えば亜鉛や石灰などの製品や資源の回収、あるいは大気中粉塵の集塵の目的で数多くのパルス逆洗型のバグフィルターを用いた粉体捕集装置が使用されている。そのようなバグフィルターとしては、一般的に図７および図８にあらわしたような概略構造をしている。具体的にはバグフィルター１にはそれぞれ一端に電磁弁３（ＳＶ１〜ＳＶｎ）およびダイヤフラムバルブ５を備えたブローチューブ６が、内部中空の長いエアヘッダー４に沿って多数本並行して設けられている。

さらに、それぞれのブローチューブ６の長さ方向に沿って一定間隔毎に複数個（図では6個）の略円筒状をしたフィルター７が設置され、このようなフィルター列がバグフィルター１内に多数列設置されている。またバグフィルター１の底部にはダスト排出機２が取りつけられている。このような構成において、微粉を含むガスがバグフィルター１のガス入口１ａからバググフィルター１内に導入され、内部に取り付けられたフィルター７の表面から内部へと通過する際にガス中に含まれる微粉がフィルター７の表面に捕捉される。フィルター７を通過したガスはバグフィルター１のガス出口より排出される。

フィルター７の表面に捕捉された微粉は経時的に捕捉量が増え、フィルター７の抵抗（圧力損失）が増大するところから定期的に上記した各列毎にブローチューブ６から圧縮ガスを同列の各フィルター７内にブロー（パルスジェット逆流）することにより、フィルター７の表面に捕捉されていた凝集微粉を払い落とす。

つまりパルスジェット逆洗のための具体的な機構は通常、排気室内・外に装備されており、バグを運転している状態においては常に圧縮ガスがエアヘッダー４に供給されており、1列分のフィルター７を逆洗することが可能な噴射量のガスが蓄圧されている。ここで図示していないパルスコントローラーからの作動信号により、電磁弁３を作動（開放）すると、これに接続されているダイヤフラムバルブ５が開き、圧縮ガスがブローチューブ６のブロー孔から各フィルター７の内部に向けて瞬時に噴出し、一瞬フィルター７部分におけるガスの流れがフィルター７の内部から外部（表面側）方向に向けた逆流となる。

このジェットブローは音速に近いスピードで噴出するため、この際にブローされる噴出ガス量の数倍もの周囲のガスを伴ってフィルター７内に噴射されることで、フィルター７の内部のガスの流れが、フィルター７の内部からフィルター７の表面へ向けた逆の流れ（逆洗）となり、その衝撃によりフィルター７の表面に捕捉されていた凝集微粉が払い落とされてバグフィルター１の底部に自重落下させることができる。

このようにすることで、フィルター７の抵抗（圧力損失）の原因物質を除去してフィルター７を復元させることができる。なおバグフィルター１の底部に堆積した凝集微粉はダスト排出機により纏めて取り出されるようになっている。

さらに同様の構造のものとして、ダストを回収するホッパー上にバグフィルターを立設した複数のバグフィルタ室と、上記ホッパーを介して各バグフィルタ室内へ含塵ガスを導入する含塵ガス供給配管と、バグフィルタを通過した清浄ガスを吸引する清浄ガス配管と、前記バグフィルタに逆圧をかける逆洗用気体の導入配管とを備えたもの（特開２００３−３８９２２号公報参照）が一般的に知られている。

しかし大流量の含塵ガスからの集塵にはフィルタに過大の負担がかり、濾過能力が低下するところから、バグフィルタに対してエアや不活性ガス等による逆圧をかけることにより集塵したダストをホッパーの下方に落下させて回収するための工夫がなされており、上記した特開２００３−３８９２２号公報に記載されているバグフィルタにあっては、ホッパー内にバグフィルタを通過した逆洗用の気体を吸引する逆洗気体排出配管を設けるとともに、該逆洗気体排出配管の下流側に逆洗用気体の集塵をおこなう逆洗排気専用のバグフィルタ室と、該逆洗排気専用バグフィルタ室で集塵されたガスを前記した清浄ガス配管へと導く配管とを設けるようにしている。

また吸気口と排気口とを有したハウジング内に、被処理ガスに含まれる塵埃を除去するための筒状の濾過フィルターを設置するとともに、その上方部に濾過処理後の処理ガスに含まれる有害成分を除去するための吸着フィルターを設け、さらに上記濾過フィルターと吸着フィルターとの間に、濾過フィルターに対して圧縮空気を供給するエアノズルを設けるとともに、濾過フィルターに付着した捕捉塵埃を逆洗によって分離し、これをハウジングの下方に設けた塵埃回収装置にて回収するようにして濾過フィルターの逆洗に伴う有害成分を除去するようにしたものも知られている（特開２００２−３５５２３号公報参照）。

さらにバグフィルターの集塵前の排ガス吸引室と集塵後の排ガス吸引室間での圧力差を検出することにより濾布の目詰まり状態と差圧との関係から逆洗すべきバグフィルターを見出すようにしたものも知られている（特開２００１−３００２３７号公報参照）。またバグフィルターの濾過材の逆洗に対する耐久性を向上させるために、中空率を５〜５０％、比溶積を５０立方ｃｍ／ｇ以上、圧縮率を７５％以下とした中空断面ポリフェニレンサルファイド短繊維を３０％以上使用した不織布を少なくとも１層以上用いたフィルター用のフェルトを用いるようにしたもの等も知られている（特開２００８−１７９９３８号公報参照）。

特開２００３−３８９２２号公報 特開２００２−３５５２３号公報 特開２００１−３００２３７号公報 特開２００８−１７９９３８号公報

しかしながら、上記したいずれのものにあっても、バグフィルターを備えた集塵装置のガス入口および出口側に静圧の圧力測定ノズルを設け、運転中のフィルターの差圧（△Ｐ：圧力損失）を測定し、差圧の上昇変化からバグフィルター濾材の目詰まり具合による濾材寿命を間接的に知るものである。つまり基本的には集塵装置の運転状況の確認に関して、バグフィルターにかかる差圧を検出して異常の有無を間接的に推定確認するものであり、そのために専らバグフィルター全体についての異常の有無を確認するだけのものであった。

また、大型の集塵装置では装置内の捕集フィルターの設置数が多くなり、パルス逆流が数十列におよぶものも珍しくはない。その場合に１部のパルス逆洗機構の作動不良発生により有効濾過面積が減少して圧損が上昇しても、これを的確に確認することができないために、圧損上昇の原因を単に捕集フィルターの濾布の目詰まりによる寿命である、との間違った判定に基づいてすべての捕集フィルターを交換してしまうことも多く経済的損失も大きいといえる。

つまり、従来の集塵装置におけるパルス逆洗機構の監視方法ではバグフィルターのガス入口および出口側に設置した圧力測定ノズルにより集塵装置運転中の逆洗時におけるバグフィルター内の差圧変化をみるために、パルス逆洗機構の一部に不具合を生じて集塵装置の作動不良が判明した場合に、どの列の捕集フィルターに異常があるのか具体的に特定することができない。その結果まだ使える捕集フィルターをすべて交換してしまったり、あるいはすべての列の逆洗部についての点検を実施する必要がある等の課題があった。

また上記の差圧圧損の原因は、捕集フィルターの濾布の目詰まりに限ったことではなく、たとえば逆洗機構を構成する個々のダイヤフラム弁や電磁弁に異常があった場合においてもバグフィルター内における差圧の異常を感知することになり、集塵装置のガス入口および出口側に設置した圧力測定ノズルにより運転中のバグフィルター内の差圧変化をみるだけでは、差圧変化の原因がいずれかの捕集フィルターの目詰まりであるのか、それとも逆洗機構を構成する個々のダイヤフラム弁や電磁弁異常であるのかについて特定することができない。

そこで、本発明においてはパルス逆洗機構を備えた複数個の捕集フィルターによるフィルター列を少なくとも複数列設置したバグフィルターにおいて、各列毎の捕集フィルターのパルス逆洗機構の異常発生箇所を特定することができるようにしたものである。

具体的には、パルス逆洗機構を備えた少なくとも複数列のフィルター群の、それぞれのパルス逆洗用エアヘッダー内圧変化を監視し、パルス逆洗直前における内圧があらかじめ設定された高圧基準値に達しない場合、または逆洗直後における内圧があらかじめ設定された低圧基準値より下回らないか、低圧基準値を下回っても再度高圧基準値以上に復帰しない場合に異常発生の判定をおこなうようにした粉体捕集装置におけるパルス逆洗機構の監視方法に関する。

また本発明は、複数個のフィルターを連設させた少なくとも複数列のフィルター群と、それぞれのフィルター群に備えられたパルス逆洗機構と、パルス逆洗監視手段とからなり、パルス逆洗機構は各列のフィルター群のフィルター内に逆洗用高圧ガスを噴射するエアヘッダーと、該エアヘッダー内のガスを各列のフィルター内に噴射させるための、それぞれの列毎に設置された電磁弁およびダイヤフラムバルブと、電磁弁およびダイヤフラムバルブを作動させるパルスコントローラーとからなるとともに、パルス逆洗監視手段はあらかじめエアヘッダー内ガス圧について、逆洗開始前のエアヘッダー内の高圧設定値（ＰＳ−Ｈ）と、逆洗後のエアヘッダー内の低圧設定値（ＰＳ−Ｌ）とが設定されており、パルス逆洗の前後におけるエアヘッダー内ガス圧の変化を捉えて異常の検出監視をおこなうようにしたパルス逆洗機構の監視装置に関する。

本発明は上記したように、パルス逆洗機構を備えた複数個の捕集フィルターによるフィルター列を少なくとも複数列設置したバグフィルターにおいて、パルス逆洗機構におけるダイヤフラムバルブを作動させるためのパルスコントローラーの作動信号と逆洗時におけるエアヘッダー内の圧力変化との対比により各フィルター列毎の異常発生の有無を監視するようにしたために、各フィルター列毎のパルス逆洗機構の異常発生箇所を特定することができ、異常発生が認められた列のみ捕集フィルターの操業を中止して修復作業をおこなえばよく、バグフィルター全体を操業停止する必要がないためにバグフィルターの操業停止による影響が少なくて済む。

また、異常発生が認められたフィルター列の異常内容については、逆洗機構を構成する個々のダイヤフラム弁や電磁弁の異常発生に起因する場合について確認することができるために、不用意にフィルターのみを交換してしまうことがなく、修復作業の効率化をはかることができる。

本発明の一実施例である粉体捕集装置におけるパルス逆洗機構監視装置の概略をあらわした説明図。 本発明の粉体捕集装置におけるパルス逆洗機構の逆洗時のエアヘッダー内圧力変化とＰＳ（プレッシャースイッチ）の作動対応の関係をあらわした説明図。 図２のエアヘッダー内圧力変化とＰＳ（プレッシャースイッチ）の作動対応の関係において、異常検出の第１例をあらわした説明図。 図２のエアヘッダー内圧力変化とＰＳ（プレッシャースイッチ）の作動対応の関係において、異常検出の第２例をあらわした説明図。 図２のエアヘッダー内圧力変化とＰＳ（プレッシャースイッチ）の作動対応の関係において、異常検出の第３例をあらわした説明図。 図２のエアヘッダー内圧力変化とＰＳ（プレッシャースイッチ）の作動対応の関係において、異常検出の第４例をあらわした説明図。 フィルターを多数列配列した従来汎用のバグフィルター装置の一例をあらわした平面図。 図７のバグフィルター装置の一列分（ＳＶ１）だけの構造をあらわした縦断面図。

以下において本発明の実施の形態について詳細に説明をする。図１には多数列の捕集フィルターを備えたバグフィルター装置の概略をあらわした平面図が記載されている。なお同図においてバグフィルターの基本的な構造そのものについては従来のもの（図７および図８にあらわしたもの）と変わらないのでその部分の図を省略しているが、図１において１１はパルス逆洗機構、１７はパルスコントローラー、１９は各フィルター列毎の異常発生の有無を監視するパルス逆洗監視手段をあらわしている。

パルス逆洗機構１１は、各列のそれぞれの捕集フィルターに対してパルスジェット逆洗ガスを噴射するための長円筒状をしたエアヘッダー１２と、各列毎のフィルター列に逆洗ガスを噴射するダイヤフラムバルブ１５および該ダイヤフラムバルブ１５を作動させるべくパルスコントローラー１７からの作動信号により作動（開放）される電磁弁１６とから構成される。

パルスコントローラー１７は、ターミナルＴ１〜Ｔｎが設けられ、各列毎の電磁弁ＳＶ１〜ＳＶｎに、それぞれ電気的に接続されるターミナルＴ１〜Ｔｎと、電源（ＡＣ１００Ｖ／２００Ｖ）に接続されるターミナルＶ１・Ｖ２が設けられている。なお図１において１８はターミナルＴ１〜Ｔｎと電磁弁ＳＶ１〜ＳＶｎに、それぞれ電気的に接続されるリード線の束をあらわしており、また１７ａは後記する逆洗監視基板２０に接続するための接続部をあらわしている。

さらに異常発生の有無を監視するパルス逆洗監視手段１９は、前記したパルスコントローラー１７の作動信号と逆洗時におけるエアヘッダー１２内の圧力変化との対比により各フィルター列毎の異常発生の有無を監視するものである。そのような監視手段として本実施例の場合においてはパルス逆洗部監視盤１９が構成されている。パルス逆洗部監視盤１９は、逆洗監視基板２０と、該基盤２０に設けられた接続部２０ａ、２０ｂ、２０ｃとからなり、接続部２０ａには前記したパルス逆洗基板１７の接続部１７ａとの間にケーブル２１ａ・２１ｂを介在させて電気的に接続されている。

つぎに逆洗監視基板２０の接続部２０ｂにはケーブル２２ａ・２２ｂを介してプレッシャースイッチ（ＰＳ）２３が設けられており、さらにこのプレッシャースイッチ２３は既述したパルス逆洗機構１１におけるエアヘッダー１２の一端に設けられた接続部１４との間にチューブ２４を介して接続されている。

上記の構成において、パルスジェット逆洗のための基本構造については従来技術の項においても既述したように、通常、排気室内・外に装備されており、バグフィルターを運転している状態においては常に圧縮ガスがエアヘッダー１２に供給されており、エアヘッダー１２内には1列分のフィルター（図示省略）を逆洗することが可能な噴射量のガスが蓄圧されている。

ここでパルスコントローラー１７からターミナルＴ１〜Ｔｎに沿って一定の時間毎に順次送られる作動信号により、電磁弁ＳＶ１〜ＳＶｎを順次作動（開放）させると、これに接続されているダイヤフラムバルブ１５ａ〜１５ｎが開き、エアヘッダー１２内の圧縮ガスが図示していないブローチューブのブロー孔から各フィルターの内部に向けて瞬時に噴出される。

この瞬間にフィルター部分におけるガスの流れがフィルターの内部から外部（表面側）方向に向けた逆流となり、このジェットブローにより実際にブローされる噴出ガス量の数倍もの周囲のガスを伴ってフィルター内に噴射されることで、フィルター内部のガスの流れが、フィルターの内部からフィルターの表面へ向けた逆の流れ（逆洗）となり、その衝撃によりフィルターの表面に捕捉されていた凝集微粉が払い落とされてバグフィルターの底部に自重落下させることができる。

このようにすることで、フィルターの抵抗（圧力損失）の原因物質を除去して各フィルターの機能を回復させることができる。さらにこの場合に、パルス逆洗基板１７の各ターミナル、たとえばＴ１から電磁弁ＳＶ１への作動出力が発せられる際に、同時に接続部１７ａからケーブル２１ａ・２１ｂを介して接続部２０ａにより逆洗監視基板２０にも電磁弁ＳＶ１への作動出力をする。

パルス逆洗基板１７のターミナルＴ１からの作動出力信号を受けて電磁弁ＳＶ１が作動し、さらにダイヤフラムバルブ１５ａが作動してエアヘッダー１２内より圧縮ガスが噴出し、これに伴ってエアヘッダー１２の内部圧力が降下する。このときプレッシャースイッチ（ＰＳ）２３がエアヘッダー１２内のガス圧変化を検知し、これを逆洗監視基板２０に出力する。

逆洗監視基板２０のプレッシャースイッチ（ＰＳ）２３には、あらかじめ逆洗開始前のエアヘッダー１２内の高圧設定値（ＰＳ−Ｈ）と、逆洗後のエアヘッダー１２内の低圧設定値（ＰＳ−Ｌ）とが設定されており、図２にもあらわしたようにパルス逆洗の前後において、逆洗前のエアヘッダー１２の内圧が高圧設定値（ＰＳ−Ｈ）を超えていれば正常で、また逆洗直後のエアヘッダー１２の内圧が低圧設定値（ＰＳ−Ｌ）を下回れば正常と判定される。

なお、この場合にパルス逆洗基板１７から逆洗信号が出たにもかかわらず、エアヘッダー１２内のガス圧が下がらなかったり（ＰＳ−Ｈ異常）、あるいは逆洗直後にエアヘッダー１２内のガス圧力が回復しない場合（ＰＳ−Ｌ異常）には異常の判定がなされ、逆洗監視基板２０の接続部２０ｃより作動異常出力がなされ、これに接続されている音声的または視覚的等の警報手段により警報が発せられる（なお図面においては説明の便宜上から、正常：○、異常：●、出力異常：×の表示であらわしている）。

逆洗監視基板２０より発せられる作動異常出力信号とバグフィルターの実際の不具合との関連について示せば概ね以下の通りである。

ＰＳ−Ｈ異常（逆洗信号が出たにもかかわらず、エアヘッダー１２内の圧力が下がらない場合）
（１）ダイヤフラムバルブ１５が開かない
（２）電磁弁１６が開かない
（３）パルス逆洗基板（パルスコントローラー）１７の出力異常

ＰＳ−Ｌ異常（逆洗後エアヘッダー１２内の圧力が復帰しない場合）
（１）ダイヤフラムバルブ１５が閉まらない
（２）電磁弁１６が閉まらない

上記した一連の動作が各列毎に実施される。すなわち逆洗は電磁弁ＳＶ１〜ＳＶｎについて、同時ではなく1列毎に順番に実施されるようにパルス逆洗基板１７より順次作動出力がなされる。

《異常例−１》
この場合に、図３にあらわしたように逆洗時において、パルス逆洗基板１７から逆洗信号が出たにもかかわらず、エアヘッダー１２内のガス圧が高圧設定値（ＰＳ−Ｈ）より減圧しない場合には、電磁弁１６が作動しないか、あるいはダイヤフラムバルブ１５が開かない等の異常が想定される。

したがってこの場合には表示ランプとして低圧設定値（ＰＳ−Ｌ）側のランプは正常（白）が、また高圧設定値側（ＰＳ−Ｈ）のランプの不具合箇所（図３の場合にはＳＶ２）が異常（黒）の点灯をする。

《異常例−２》
図４にあらわしたように、逆洗直後にエアヘッダー１２内のガス圧が低圧設定値（ＰＳ−Ｌ）よりは下回るものの、高圧設定値（ＰＳ−Ｈ）を超えない場合については、まず供給ガス圧不足、ガス配管の漏れ、などの異常が想定される。

この場合には表示ランプとして低圧設定値（ＰＳ−Ｌ）側のランプは正常（白）が、高圧設定値側（ＰＳ−Ｈ）のランプの不具合箇所（図３の場合には電磁弁ＳＶ２、ＳＶ−３以降）が異常（黒）の点灯をする。なお上記の場合に異常出力信号は、異常個所が復元されて正常化されると上書きされて正常点灯する。

《異常例−３》
図５にあらわしたように、逆洗直後にエアヘッダー１２内のガス圧が低圧設定値（ＰＳ−Ｌ）より下回ったまま回復の兆しが見えない場合には、電磁弁１６あるいはダイヤフラムバルブ１５が開きっぱなしであることが想定される。この場合における表示ランプは電磁弁ＳＶ２以降の高圧設定値（ＰＳ−Ｈ）側は正常（白）であるものの低圧設定値（ＰＳ−Ｌ）側のランプが異常（黒）を示す。

《異常例−４》
図６にあらわしたように、電磁弁ＳＶ１についての逆洗が正常であったにもかかわらずＳＶ２についての逆洗パルスが発せられず、エアヘッダー１２内のガス圧が高圧設定値（ＰＳ−Ｈ）を下回らない場合においては逆洗パルスコントロール基板１７のヒューズ切断、あるいはパルス逆洗基板１７自体の異常が想定される。

異常発生箇所が特定された場合に、その部分の部品を交換し、あるいは修復することによりバグフィルターなどパルス逆洗機構の機能回復をはかることができる。

１１ パルス逆洗機構
１２ エアヘッダー
１３ 圧縮ガス供給部
１４ 接続部
１５ ダイヤフラムバルブ
１５ａ〜ｆ ダイヤフラムバルブ
１６ 電磁弁
１７ パルス逆洗基板（パルスコントローラー）
１８ リード線
１９ パルス逆洗部監視盤
２０ 逆洗監視基板
２０ａ 接続部
２０ｂ 接続部
２０ｃ 接続部
２１ａ ケーブル
２１ｂ ケーブル
２２ａ ケーブル
２２ｂ ケーブル
２３ プレッシャースイッチ（ＰＳ）
ＰＳ−Ｈ 高圧設定値
ＰＳ−Ｌ 低圧設定値

Claims (2)

1. パルス逆洗機構を備えた少なくとも複数列のフィルター群の、それぞれのパルス逆洗用エアヘッダー内圧変化を監視し、パルス逆洗直前における内圧があらかじめ設定された高圧基準値に達しない場合、または逆洗直後における内圧があらかじめ設定された低圧基準値より下回らないか、低圧基準値を下回っても再度高圧基準値以上に復帰しない場合に異常発生の判定をおこなうようにした粉体捕集装置におけるパルス逆洗機構の監視方法。
2. 複数個のフィルターを連設させた少なくとも複数列のフィルター群と、それぞれのフィルター群に備えられたパルス逆洗機構と、パルス逆洗監視手段とからなり、パルス逆洗機構は各列のフィルター群のフィルター内に逆洗用高圧ガスを噴射するエアヘッダーと、該エアヘッダー内のガスを各列のフィルター内に噴射させるための、それぞれの列毎に設置された電磁弁およびダイヤフラムバルブと、電磁弁およびダイヤフラムバルブを作動させるパルスコントローラーとからなるとともに、パルス逆洗監視手段はあらかじめエアヘッダー内ガス圧について、逆洗開始前のエアヘッダー内の高圧設定値（ＰＳ−Ｈ）と、逆洗後のエアヘッダー内の低圧設定値（ＰＳ−Ｌ）とが設定されており、パルス逆洗の前後におけるエアヘッダー内ガス圧の変化を捉えて異常の検出監視をおこなうようにしたパルス逆洗機構の監視装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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