JP2014042893A - 電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外装板を透過した雨水等によって密閉チャンパに腐食が生じるのを防止できる機能を備えた装置を提供する。
【解決手段】内部に集塵極９と放電極１０とが設けられる密閉チャンバ２と、密閉チャンバ２の上部に突出するように設けられるとともに、内部に前記放電極１０を支持する碍子８が設けられる碍子室７と、前記密閉チャンバ２及び前記碍子室７を覆う外装板１１と、前記碍子室７の内部に加熱された掃気空気を導く加熱ヒータ１４とを備えた電気集塵装置１において、前記加熱ヒータ１４から前記碍子室７の内部に加熱された掃気空気を導く掃気空気管１８の一部を、前記碍子室７の近傍における前記密閉チャンバ２と前記外装板１１との間に形成される隙間１２内に配置した。掃気空気管１８の隙間１２内に配置された部分で、外装板１１を透過して隙間１２内に浸入した雨水等を蒸発させることができるので、隙間１２に面する密閉チャンバ２の部分に腐食が生じるのを防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気集塵装置に関し、特に、碍子室付近の密閉チャンバの天井板の部分に腐食が生じるのを防止するのに有効な電気集塵装置に関する。

火力発電所においては、ボイラで石炭等の燃料を燃焼させることにより発生した排ガスを回収し、排ガス中に含まれる大気汚染物質（窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状物質（煤塵）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等）を取り除くために、排ガス系統に脱硝装置、電気集塵装置、脱硫装置等からなる排煙処理システムを設置している。

このような排煙処理システムに用いられる電気集塵装置は、例えば、入口絞りダクトと出口絞りダクトとを有する密閉チャンバと、密閉チェンバの上部に設けられる碍子室と、密閉チャンバの上部に設けられる槌打装置と、密閉チャンバ内に設けられる板状の集塵極（接地極）と、密閉チャンバ内の集塵極間に設けられるとともに、碍子室内に設けられる碍子に接続される針状の放電極（負極）と、碍子室の上部に設けられる高圧変圧整流器と、密閉チャンバの下部に設けられるホッパとを備えている。

このような構成の排煙処理システムでボイラから排出された排ガス中に含まれる大気汚染物質を取り除くには、まず、ボイラから排出された排ガスを脱硝装置に導き、脱硝装置で排気ガス中に含まれる窒素酸化物を取り除く。次に、脱硝装置から排出された排ガスを電気集塵装置の密閉チャンバ内に導き、高圧変圧整流器により放電極に直流高圧電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、排ガス中に含まれる粒子状物質を帯電させて集塵極に衝突、捕集させることにより、排ガス中に含まれる粒子状物質を集塵極の表面に堆積させる。その後、集塵極に堆積させた粒子状物資を槌打装置による振動によって集塵極から分離させることにより、排ガス中に含まれる粒子状物質を密閉チャンバの下部のホッパに集める。そして、電気集塵装置から排出された排ガスを脱硫装置に導き、排ガス中に含まれる硫黄酸化物を取り除き、この後に、大気汚染物質の含まれていない排ガスを煙突から大気中に排出させる。

上記のような排煙処理システムに用いられる電気集塵装置は、碍子室が密閉チャンバの上部から上方に突出しているため、碍子室の内部と密閉チャンバの内部とに温度差が生じ、この温度差により、碍子室の内部で排ガス中の硫黄酸化物の硫酸分が結露し、この硫酸分によって碍子室の内部が腐食する問題が生じる。

このため、例えば、碍子室の碍子に隣接する部分に整流用の金網を設け、空気供給管から碍子室の内部に供給した空気を整流用の金網で整流することにより、碍子室付近での排ガスの流れを均一化し、硫黄酸化物を含んだ排ガスが滞留するのを防止することにより、硫黄酸化物の硫酸分が結露するのを防止している（特許文献１）。

或いは、密閉チャンバの上部に蒸気を熱源とする加熱ヒータを設置し、この加熱ヒータの熱交換器にボイラから蒸気を導き、この蒸気を熱源として通風機からの掃気空気を熱交換器で５０〜７０℃に加熱した後に碍子室内に導くことにより碍子室内を加熱し、碍子室内の排ガス中の硫酸分が結露するのを防止し、結露した硫酸分によって碍子室の内部が腐食するのを防止している。

この場合、掃気空気を加熱ヒータの熱交換器へ蒸気を導く蒸気管の途中には蒸気量を調節する手動弁が設けられ、この手動弁によって蒸気量を調節することにより、熱交換器による掃気空気の加熱温度が調節され、季節による外気温の変化に関わらずに、碍子室の内部と密閉チャンバの内部とに温度差が生じるのが防止される。

密閉チャンバ及び碍子室の上方には、それらを覆うようにトタン板等からなる外装板が設置され、この外装板によって雨水等が密閉チャンバ及び碍子室側に浸入するのを防止し、雨水等によって碍子室及び密閉チャンバに腐食が生じるのを防止している。

ところで、上記のような構成の電気集塵装置にあっては、碍子室が密閉チャンバの上部から上方に突出しているため、碍子室付近の密閉チャンバの天井板の部分に雨水等が溜まり易い。このため、外装板が経年変化により劣化して防水性が低下した場合に、外装板を透過した雨水等が碍子室及び密閉チャンバ側に浸入し、この浸入した雨水等が碍子室付近の密閉チャンバの天井板の部分に溜まり、その部分に腐食が発生する問題が生じる。

特開２００９−７４７７０号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、外装板の劣化によって雨水等が外装板を透過して碍子室及び密閉チャンバ側に浸入しても、その浸入した雨水等によって密閉チャンバの天井板の部分に腐食が発生することがない、電気集塵装置を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、内部に集塵極と放電極とが設けられる密閉チャンバと、該密閉チャンバの上部に突出するように設けられるとともに、内部に前記放電極を支持する碍子が設けられる碍子室と、前記密閉チャンバ及び前記碍子室を覆う外装板と、前記碍子室の内部に加熱された掃気空気を導く加熱ヒータとを備えた電気集塵装置において、前記加熱ヒータから前記碍子室の内部に加熱された掃気空気を導く掃気空気管の一部を、前記碍子室の近傍における前記密閉チャンバと前記外装板との間に形成される隙間内に配置したことを特徴とする。

本発明の電気集塵装置によれば、碍子室及び密閉チャンバと外装板との間に形成される隙間内に掃気空気管の一部が配置され、この掃気空気管を流通する加熱された掃気空気で隙間内を加熱することができ、外装板を透過して隙間内に浸入した雨水等を蒸発させることができる。従って、隙間内に雨水等が浸入しても、その浸入した雨水等によって密閉チャンバの隙間に面する部分に腐食が発生することはなく、密閉チャンバの初期の性能を長期的に維持することができる。

また、本発明において、前記加熱ヒータは、蒸気を熱源とする熱交換器を備え、該熱交換器へ蒸気を導く蒸気管の途中には、蒸気量を調節する自動調節弁が設けられていることとしてもよい。

本発明の電気集塵装置によれば、自動調節弁により、加熱ヒータの熱交換器に導く蒸気量を調整することができるので、季節に応じて自動調節弁によって熱交換器に導く蒸気量を調節することにより、適量の蒸気で碍子室及び密閉チャンバと外装板との間の隙間内を加熱することができ、省エネルギー化を図ることができる。

また、本発明において、前記自動調節弁は、前記碍子室の内部に設けられた温度検出器が検出した前記碍子室の内部の温度に基づいて、蒸気量を調節するように構成されていることとしてもよい。

本発明の電気集塵装置によれば、碍子室の内部の温度に基づいて、自動調節弁によって加熱ヒータの熱交換器に導く蒸気量を調整することができるので、季節によって外気温が変化しても、適量の蒸気で碍子室及び密閉チャンバと外装板との間の隙間内を加熱することができ、省エネルギー化を図ることができる。

さらに、本発明において、前記自動調節弁は、雨量を検出する雨量計が検出した雨量に基づいて、蒸気量を調節するように構成されていることとしてもよい。

本発明の電気集塵装置によれば、雨量の大小に基づいて、自動調節弁によって加熱ヒータの熱交換器に導く蒸気量を調整することができるので、外装板を透過して隙間内に浸入する雨水等の量が変化しても、浸入した雨水等を確実に蒸発させることができる。

以上、説明したように、外装板が経年変化によって劣化して防水性が低下しても、外装板を透過して碍子室及び密閉チャンバ側に浸入した雨水等を蒸発させることができるので、浸入した雨水等によって密閉チャンバに腐食が生じるようなことはなく、密閉チャンバの初期の性能を長期的に維持することができる。
また、季節によって外気温が変化しても、季節に応じて自動調節弁によって加熱ヒータの熱交換器に導く蒸気量を調節することができるので、適量の蒸気で碍子室及び密閉チャンバと外装板との間の隙間内を加熱することができ、省エネルギー化を図ることができる。

本発明による電気集塵装置の一実施の形態を示した概略図である。 図１の部分拡大図である。 図１のＡ部の平面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３には、本発明による電気集塵装置の一実施の形態が示されている。本実施の形態の電気集塵装置１は、例えば、火力発電所において、ボイラで石炭等の燃料を燃焼させることにより発生した排ガス中に含まれる大気汚染物質（窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状物質（煤塵）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等）を取り除く脱硝装置、電気集塵装置、脱硫装置等からなる排煙処理システムに適用され、大気汚染物質のうちの粒子状物質（煤塵）を取り除く電気集塵装置１に有効なものである。

本実施の形態の電気集塵装置１は、図１に示すように、例えば、入口絞りダクト３と出口絞りダクト４とを有する箱形の密閉チャンバ２と、密閉チェンバ２の上部に突出した状態に設けられる碍子室７と、密閉チャンバ２の上部に設けられる槌打装置（図示せず）と、密閉チャンバ２内に設けられるとともに、集塵板吊り梁６に支持される板状の集塵極９（接地極）と、密閉チャンバ２内の集塵極９間に設けられるとともに、碍子室７内に設けられる碍子８に接続される針状の放電極１０（負極）と、碍子室７の上部に設けられる高圧変圧整流器（図示せず）と、密閉チャンバ２の下部に設けられるホッパ（図示せず）とを備えている。

碍子室７及び密閉チャンバ２の上方には、図１及び図２に示すように、碍子室７及び密閉チャンバ２を覆うようにトタン板等からなる外装板１１が設けられ、この外装板１１によって雨水等が碍子室７及び密閉チャンバ２側に浸入するのが防止されている。

外装板１１と碍子室７及び密閉チャンバ２との間には隙間１２が設けられ、この隙間１２内にグラスウール等からなる断熱材１３が充填され、この断熱材１３の内部に後述する掃気空気管１８の天井板加熱部１９が敷設されている。

外装板１１の上部には、図１に示すように、蒸気を熱源とする加熱ヒータ１４が設けられ、この加熱ヒータ１４の熱交換器１５にボイラから蒸気管１６を介して蒸気が導かれる。加熱ヒータ１４の熱交換器１５には、通風機（図示せず）から掃気空気管１８を介して掃気空気が導かれ、この掃気空気は、熱交換器１５で蒸気との熱交換によって５０〜７０℃に加熱された後に、熱交換器１５から掃気空気管１８を介して碍子室７内に導かれる。碍子室７内に加熱された掃気空気を導くことにより碍子室７内が加熱され、碍子室７の内部と密閉チャンバ２の内部とに温度差が生じるのが防止され、碍子室７内の排ガス中の硫酸分が結露するのが防止され、結露した硫酸分によって碍子室７の内部が腐食するのが防止される。

掃気空気管１８は、加熱ヒータ１４の熱交換器１５に掃気空気を供給する供給側掃気空気管１８ａと、熱交換器１５から加熱された掃気空気を排出させる排出側掃気空気管１８ｂとを備えている。

排出側掃気空気管１８ｂは、一端が加熱ヒータ１４の熱交換器１５の掃気空気流出口２０に接続されるとともに、熱交換器１５から外装板１１に沿って碍子室７の方向に引き出された後に、外装板１１を貫通して外装板１１と密閉チャンバ２の天井板５との間の隙間１２内に引き込まれ、隙間１２内を所定の形状に引き回された後に、他端が碍子室７の掃気空気流入口２１に接続されている。

排出側掃気空気管１８ｂの外装板１１と天井板５との隙間１２内に設けられる部分は、図３に示すように、碍子室７付近の密閉チャンバ２の天井板５の部分の全体に行き渡るように、例えばジグザグ状に屈曲された状態で隙間１２内に充填されている断熱材１３の内部に敷設され、このジグザグ状に屈曲された排出側掃気空気管１８ｂの部分で碍子室７の付近の密閉チャンバ２の天井板５の部分を加熱する天井板加熱部１９が構成されている。

なお、排出側掃気空気管１８ｂの天井板加熱部１９は、ジグザグ状に限らず他の形状に形成してもよいが、碍子室７付近の密閉チャンバ２の天井板５の部分を効率よく加熱することが可能な形状が好ましい。

加熱ヒータ１４の熱交換器１５に蒸気を導く蒸気管１６の途中には、図１に示すように、蒸気量を調節する自動調節弁１７が設けられている。自動調節弁１７は、碍子室７の内部に設けられた温度検出器２２が検出した碍子室７の内部の温度に基づいて作動するように構成されている。温度検出器２２が検出した碍子室７の内部の温度に基づいて自動調節弁１７を作動させて、加熱ヒータ１４の熱交換器１５に導く蒸気量を調節することにより、熱交換器１５による掃気空気の加熱温度を調節することができる。これにより、季節に応じて熱交換器１５に最適な量の蒸気を導くことができるので、季節に関わらずに、碍子室７の内部と密閉チャンバ２の内部とに温度差が生じるのを防止できる。

なお、電気集塵装置１に近接する部分に雨量を検出する雨量計（図示せず）を設け、この雨量計が検出した雨量に基づいて自動調節弁１７を作動させて、加熱ヒータ１４の熱交換器１５に導く蒸気量を調節するように構成してもよい。

そして、ボイラから排出された排ガスを排煙処理システムの脱硝装置に導き、脱硝装置で排気ガス中に含まれる窒素酸化物を取り除き、脱硝装置から排出された排ガスを電気集塵装置１の密閉チャンバ２内に導き、高圧変圧整流器により放電極１０に直流高圧電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、排ガス中に含まれる粒子状物質を帯電させて集塵極９に衝突、捕集させることにより、排ガス中に含まれる粒子状物質を集塵極９の表面に堆積させることができる。

そして、集塵極９に堆積させた粒子状物資を槌打装置による振動によって集塵極９から分離させることにより、排ガス中に含まれる粒子状物質を密閉チャンバ２の下部のホッパに集めることができる。

そして、電気集塵装置１から排出された排ガスを脱硫装置に導き、排ガス中に含まれる硫黄酸化物を取り除いた後に、煙突から大気中に排出させることにより、大気汚染物質が含まれていない排ガスを大気中に排出させることができる。

上記のように構成した本実施の形態の電気集塵装置１にあっては、碍子室７の内部に加熱された掃気空気を導く排出側掃気空気管１８ｂを、外装板１１と密閉チャンバ２の天井板５との間の隙間１２内に引き込み、その引き込んだ部分を碍子室７付近の密閉チャンバ２の天井板５の部分の全体に行き渡るように、例えばジグザグ状に屈曲させた状態で引き回し、このジグザグ状に屈曲させた部分で碍子室７付近の密閉チャンバ２の天井板５の部分を加熱する天井板加熱部１９を構成したので、経年変化によって外装板１１が劣化して防水性が低下し、雨水等が外装板１１を透過して碍子室７及び密閉チャンバ２側に浸入しても、浸入した雨水等を天井板加熱部１９で加熱して蒸発させることができる。

従って、碍子室７付近の密閉チャンバ２の天井板５の部分に浸入した雨水等が溜まることがないので、溜まった雨水等によって天井板５が腐食することはなく、密閉チャンバ２の天井板５の初期の性能を長期的に維持することができる。

また、碍子室７の内部に温度検出器２２を設け、この温度検出器２２が検出した碍子室７の内部の温度に基づいて自動調節弁１７を作動させて、加熱ヒータ１４の熱交換器１５に導く蒸気量を調整するように構成したことにより、季節による外気温の変化に応じて、碍子室７の内部に導く掃気空気の加熱温度を調整することができる。

従って、季節に関わらずに、碍子室７の内部と密閉チャンバ２の内部とに温度差が生じるのを防止できるとともに、外気温が低い冬季においては、自動調節弁１７によって蒸気量を増加させ、外気温が高い夏季においては、自動調節弁１７によって蒸気量を低減させることができるので、適量の蒸気によって碍子室７及び密閉チャンバ２側に浸入した雨水等を蒸発させることができ、省エネルギー化を図ることができる。

また、雨量計が検出した雨量に基づいて自動調節弁１７を作動させて、加熱ヒータ１４の熱交換器１５に導く蒸気量を調節することもできるので、雨量の大小に応じて外装板１１を透過して碍子室７及び密閉チャンバ２側に浸入する雨水等の量が変化しても、浸入した雨水等を確実に蒸発させることができ、これにより、天井板５の部分に腐食が生じるのを確実に防止することができる。

なお、上記の説明においては、本発明による電気集塵装置１を火力発電力のボイラから排出される排ガス中の大気汚染物質のうち、粒子状物質（煤塵）を取り除く電気集塵装置１に適用したが、火力発電所に限らず、各種の施設に用いられるボイラから排出される粒子状物質（煤塵）を取り除く電気集塵装置に適用してもよい。

１ 電気集塵装置
２ 密閉チャンバ
３ 入口絞りダクト
４ 出口絞りダクト
５ 天井板
６ 集塵板吊り梁
７ 碍子室
８ 碍子
９ 集塵極
１０ 放電極
１１ 外装板
１２ 隙間
１３ 断熱材
１４ 加熱ヒータ
１５ 熱交換器
１６ 蒸気管
１７ 自動調節弁
１８ 掃気空気管
１８ａ 供給側掃気空気管
１８ｂ 排出側掃気空気管
１９ 天井板加熱部
２０ 掃気空気流出口
２１ 掃気空気流入口
２２ 温度検出器

Claims (4)

1. 内部に集塵極と放電極とが設けられる密閉チャンバと、該密閉チャンバの上部に突出するように設けられるとともに、内部に前記放電極を支持する碍子が設けられる碍子室と、前記密閉チャンバ及び前記碍子室を覆う外装板と、前記碍子室の内部に加熱された掃気空気を導く加熱ヒータとを備えた電気集塵装置において、
   前記加熱ヒータから前記碍子室の内部に加熱された掃気空気を導く掃気空気管の一部を、前記碍子室の近傍における前記密閉チャンバと前記外装板との間に形成される隙間内に配置したことを特徴とする電気集塵装置。
2. 前記加熱ヒータは、蒸気を熱源とする熱交換器を備え、該熱交換器へ蒸気を導く蒸気管の途中には、蒸気量を調節する自動調節弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置。
3. 前記自動調節弁は、前記碍子室の内部に設けられた温度検出器が検出した前記碍子室の内部の温度に基づいて、蒸気量を調節するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気集塵装置。
4. 前記自動調節弁は、雨量を検出する雨量計が検出した雨量に基づいて、蒸気量を調節するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気集塵装置。