JP2014202454A - 脱硫装置用熱交換器およびその防食方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バンドルヘッダの腐食を防止・抑制する。
【解決手段】 内部に伝熱管２が配設され、この伝熱管２に対して熱媒を入出させるための第１のバンドルヘッダ３１が、ハウジング５から一部が露出した状態で水平に延びて配設され、ハウジング５を覆う外装板７を取り付けるための取付部材６が第１のバンドルヘッダ３１の上方に設けられている熱回収器１において、取付部材６と第１のバンドルヘッダ３１との間に第１のバンドルヘッダ３１に沿って配設され、取付部材６側から流れ落ちる雨水Ｗを受け止めて、第１のバンドルヘッダ３１の端部よりも外側から雨水Ｗを排水する排水樋４を備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置の上流側や下流側に設置される脱硫装置用熱交換器およびその防食方法に関する。

火力発電所などにおいては、化石燃料の燃焼により発生する排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去するために脱硫装置（排煙脱硫装置）が設置されており、この脱硫装置には、吸着剤として石膏スラリーやアルカリ水溶液を用いる湿式脱硫装置や、活性炭を用いる乾式脱硫装置などが存在する。また、湿式脱硫装置では、排煙の拡散性の向上、白煙化の防止、ダクトや煙突などの低温腐食防止などのために、脱硫後の排ガスの温度を上昇させる必要がある。

このように脱硫後の排ガスの温度を上げる方法・手法として、ノンリーク式ガス−ガスヒータ（ＧＧＨ、熱媒循環式ガス−ガスヒータ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この方法は、脱硫装置の上流側に熱回収器（熱交換器）が設置され、脱硫装置の下流側に再加熱器（熱交換器）が設置され、熱回収器と再加熱器とを熱媒（水・温水）が循環するようになっている。

そして、高温の排ガスが熱回収器を通過することで熱媒が昇温し、この熱媒が再加熱器に送られる。一方、熱回収器を通過した排ガスは、脱硫装置を通過して脱硫され、その後再加熱器を通過することで、高温の熱媒によって温度が上昇されるものである。

また、例えば、熱回収器内には、熱媒を流通させて排ガスとの熱交換を行うための伝熱管が配設され、この伝熱管に熱媒を流入させたり、伝熱管から熱媒を流出させたりするためのバンドルヘッダが設けられている。すなわち、図５に示すように、このバンドルヘッダ１０１は、水平に延びる円管状で、熱回収器のハウジング１０２からその半円部が露出するようにして配設されている。また、バンドルヘッダ１０１の上方に配設された取付部材１０３を介して外装板（保温材）１０４が配設され、この外装板１０４によってバンドルヘッダ１０１とハウジング１０２とがカバーされている。

特開２００２−２５０５１４号公報

ところで、取付部材１０３と外装板１０４との間は、コーキングなどによって防水処理が施されている。しかしながら、本願発明者は、防水処理の経年劣化などによって、取付部材１０３と外装板１０４との間に隙間が生じ、この隙間から雨水などが侵入して、ハウジング１０２を伝わりバンドルヘッダ１０１側に流れる場合があることを発見・確認した。そして、このような雨水などの流入が発生すると、バンドルヘッダ１０１とハウジング１０２との境目・溶接部であるバンドルヘッダ１０１の上部１０１ａに雨水などが溜まり、バンドルヘッダ１０１やハウジング１０２が腐食してしまう。

さらに、バンドルヘッダ１０１の腐食が進行して薄肉化すると、高い内圧によって腐食穴が形成されるおそれがあり、バンドルヘッダ１０１を補修したり取り替えたりする必要がある。しかしながら、バンドルヘッダ１０１は、溶接検査を受ける必要がある対象物であるため、バンドルヘッダ１０１の補修や取り替えには多大な労力と時間とを要するばかりでなく、設備全体（発電ユニット）を長期間停止しなければならない。

一方、外装板１０４を外して開放点検を行うには、大規模な足場を設置等しなければならず、多大な労力と時間とを要するため、点検頻度を多くすることが実務上困難であり、バンドルヘッダ１０１の腐食状況を的確、リアルタイムに把握することが困難である。また、防水処理による取付部材１０３と外装板１０４間の防水効果を永続的に維持することは困難であり、雨水などの侵入は避け難く、またその発見も困難である。

そこでこの発明は、バンドルヘッダの腐食を防止・抑制することが可能な脱硫装置用熱交換器およびその防食方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、脱硫装置の上流側や下流側に設置され、脱硫後の排ガスの温度を上昇させるための脱硫装置用熱交換器であって、内部に伝熱管が配設され、該伝熱管に対して熱媒を入出させるためのバンドルヘッダが、ハウジングから一部が露出した状態で水平に延びて配設され、前記ハウジングを覆う外装板を取り付けるための取付部材が前記バンドルヘッダの上方に設けられ、前記取付部材と前記バンドルヘッダとの間に前記バンドルヘッダに沿って配設され、前記取付部材側から流れ落ちる液体を受け止めて、前記バンドルヘッダの端部よりも外側から前記液体を排液する排液樋を備える、ことを特徴とする。

この発明によれば、取付部材と外装板との間に隙間が形成されて、この隙間から例えば雨水が侵入した場合、取付部材側から流れ落ちる雨水が排液樋で受け止められ、バンドルヘッダの端部よりも外側から雨水が排水（排液）される。

請求項２の発明は、請求項１に記載の脱硫装置用熱交換器において、前前記排液樋は、一端側が下がるように斜めに配設されている、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、脱硫装置の上流側や下流側に設置され、脱硫後の排ガスの温度を上昇させるための脱硫装置用熱交換器において、内部に伝熱管が配設され、該伝熱管に対して熱媒を入出させるためのバンドルヘッダが、ハウジングから一部が露出した状態で水平に延びて配設され、前記ハウジングを覆う外装板を取り付けるための取付部材が前記バンドルヘッダの上方に設けられており、前記バンドルヘッダの腐食を防止するための脱硫装置用熱交換器の防食方法であって、前記取付部材と前記バンドルヘッダとの間に前記バンドルヘッダに沿って排液樋を配設し、前記取付部材側から流れ落ちる液体を前記排液樋で受け止めて、前記バンドルヘッダの端部よりも外側から前記液体を排液する、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載の脱硫装置用熱交換器の防食方法において、前記排液樋を、一端側が下がるように斜めに配設する、ことを特徴とする。

請求項１、３の発明によれば、取付部材と外装板との隙間から雨水などが侵入したとしても、取付部材側つまりバンドルヘッダの上方から流れ落ちる雨水などが、排液樋で受け止められ排液されるため、バンドルヘッダに雨水などが達しない。このため、バンドルヘッダの上部に雨水などが溜まってバンドルヘッダが腐食してしまう、ということを防止・抑制することができる。しかも、排液樋を設けるだけでよいため、容易、迅速かつ低コストで防食処理を行うことができるとともに、既設・既存の脱硫装置用熱交換器に対しても容易に適用することができる。

請求項２、４の発明によれば、一端側が下がるように排液樋が斜めに配設されているため、排液樋で受け止められた雨水などが、一端側に流れやすくなる。このため、雨水などが排液樋から溢れ出ることが防止され、バンドルヘッダの腐食をより防止・抑制することが可能となる。

この発明の実施の形態に係る熱回収器のバンドルヘッダ周りを示す概略側面図である。 図１の熱回収器の配設位置を示す図である。 図１の熱回収器のバンドルヘッダ周りを示す正面図である。 図１の熱回収器のバンドルヘッダ周りを示す斜視図である。 従来の熱回収器のバンドルヘッダ周りを示す概略側面図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１〜４は、この発明の実施の形態を示し、図１は、この発明の実施の形態に係る熱回収器（脱硫装置用熱交換器）１のバンドルヘッダ周りを示す概略側面図である。この熱回収器１は、火力発電所において、脱硫装置２００によって脱硫された排ガスの温度を、上昇させるためのノンリーク式ガス−ガスヒータを構成する熱交換器である。

すなわち、脱硫装置２００は、吸着剤として石膏スラリーやアルカリ水溶液を用いる湿式脱硫装置であり、図２に示すように、脱硫装置２００の上流側に熱回収器１が設置され、脱硫装置２００の下流側に再加熱器（脱硫装置用熱交換器）３０１が設置されている。熱回収器１内には、熱媒（水・温水）が流れる伝熱管２が配設され、その一端部には、外部から伝熱管２に熱媒を流入するための第１のバンドルヘッダ３１が配設され、他端部には、伝熱管２から外部に熱媒を流出させるための第２のバンドルヘッダ３２が配設されている。同様に、再加熱器３０１内には、熱媒が流れる伝熱管３０２が配設され、その一端部には、外部から伝熱管３０２に熱媒を流入するための第３のバンドルヘッダ３３１が配設され、他端部には、伝熱管３０２から外部に熱媒を流出させるための第４のバンドルヘッダ３３２が配設されている。

また、第１のバンドルヘッダ３１と第４のバンドルヘッダ３３２とが第１の連結管３３で連結され、第２のバンドルヘッダ３２と第３のバンドルヘッダ３３１とが第２の連結管３４で連結され、循環ポンプ３５によって、熱回収器１と再加熱器３０１とを熱媒が循環するようになっている。そして、化石燃料の燃焼により発生した高温の排ガスが、熱回収器１を通過することで熱交換されて熱媒が昇温し、この熱媒が第２の連結管３４を介して再加熱器３０１に送られる。一方、熱回収器１を通過した排ガスは、脱硫装置２００を通過して脱硫され、その後、再加熱器３０１を通過することで、高温の熱媒と熱交換されて所定の温度に昇温されるものである。

このような熱回収器１において、バンドルヘッダ３１、３２の上方に排水樋（排液樋）４が設けられている。ここで、第１のバンドルヘッダ３１と第２のバンドルヘッダ３２に対して、ともに同等の構成であるため、第１のバンドルヘッダ３１について主として以下に説明する。また、液体として雨水Ｗが侵入する場合について主として説明する。

第１のバンドルヘッダ３１は、図１、３、４に示すように、水平に延びる円管状で、熱回収器１のハウジング（ケーシング）５からその半円部（一部）が露出するようにして配設されている。すなわち、円管を垂直に割った一方の半円部がハウジング５内に位置し、他方の半円部がハウジング５外に位置するように第１のバンドルヘッダ３１が配設され、第１のバンドルヘッダ３１とハウジング５との境目が溶接されている。

また、第１のバンドルヘッダ３１の上方に取付部材６が、第１のバンドルヘッダ３１の長手方向に沿って延びるように配設され、この取付部材６を介して外装板（および保温材）７が取り付けられることで、外装板７によって第１のバンドルヘッダ３１とハウジング５とがカバーされている。また、取付部材６と外装板７との間は、コーキングなどによって防水処理が施されている。

排水樋４は、このような取付部材６と第１のバンドルヘッダ３１との間に（第１のバンドルヘッダ３１の直上に）、第１のバンドルヘッダ３１の長手方向に沿って延びるように配設されている。この排水樋４は、断面が略コ字形の軒樋・水切り板で、Ｃ型鋼で構成され、図１に示すように、開口が上方に向くようにハウジング５に配設され、取付部材６側（上方）からハウジング５を伝わって流れ落ちる雨水（液体）Ｗを受け止めるようになっている。ここで、ハウジング５に接する排水樋４の側面部が、ハウジング５に溶接されて、排水樋４が取り付けられている。

また、排水樋４は、図３に示すように、一端側（図中右側）が下がるように斜めに配設され、排水樋４に受け止められた雨水Ｗが一端側に流れやすいようになっている。さらに、排水樋４の長さは、第１のバンドルヘッダ３１の上方をすべてカバーするように第１のバンドルヘッダ３１よりも長く、その端部が第１のバンドルヘッダ３１の端部およびハウジング５の端部よりも外側に突出するように設定されている。これにより、排水樋４に受け止められた雨水Ｗが、第１のバンドルヘッダ３１およびハウジング５の端部よりも外側から、外部に排水・排液されるようになっている。

ここで、複数の第１のバンドルヘッダ３１が直線状に配設されている場合には、すべての第１のバンドルヘッダ３１の上方をカバーするように、すべての第１のバンドルヘッダ３１を合わせた全長よりも長く、排水樋４の長さが設定されている。

次に、このような構成の熱回収器１の防食方法、防食作用について説明する。

取付部材６と外装板７との間の防水処理が劣化して、取付部材６と外装板７との間に隙間が形成されると、図１に示すように、この隙間から雨水Ｗが侵入する。この雨水Ｗは、第１のバンドルヘッダ３１の上方（取付部材６側）からハウジング５を伝わって流れ落ち、排液樋４で受け止められる。そして、排液樋４内に受け止められた雨水Ｗは、排水樋４の一端側（図３中右側）に流れて、一端から外部に排水（落下）される。つまり、第１のバンドルヘッダ３１の端部およびハウジング５の端部よりも外側から、雨水Ｗが排水されるものである。

以上のように、この熱回収器１およびその防食方法によれば、取付部材６と外装板７との隙間から雨水Ｗが侵入したとしても、取付部材６側つまり第１のバンドルヘッダ３１の上方から流れ落ちる雨水Ｗが、排液樋４で受け止められ排水されるため、第１のバンドルヘッダ３１に雨水Ｗが達しない。このため、第１のバンドルヘッダ３１の上部・溶接部に雨水Ｗが溜まって第１のバンドルヘッダ３１が腐食してしまう、ということを防止・抑制することができる。

しかも、一端側が下がるように排液樋４が斜めに配設されているため、排液樋４で受け止められた雨水Ｗが、一端側に流れやすくなる。このため、雨水Ｗが排液樋４から溢れ出ることが防止され、第１のバンドルヘッダ３１の腐食をより防止・抑制することが可能となる。また、第１のバンドルヘッダ３１の端部およびハウジング５の端部よりも外側から、雨水Ｗが排水されるため、第１のバンドルヘッダ３１やハウジング５に雨水Ｗが当たることがなく、第１のバンドルヘッダ３１やハウジング５の腐食を防止・抑制することができる。

さらに、排水樋４がＣ型鋼で構成され、排水樋４の側面部がハウジング５に溶接されているため、排水樋４内に雨水Ｗが溜まったとしても、雨水Ｗがハウジング５に接することがなく、ハウジング５の腐食を防止・抑制することができる。この結果、雨水Ｗが溜まって腐食が生じても、排水樋４のみを補修したり取り替えたりすればよく、大規模なハウジング５の補修や取り替えを行う必要がなく、費用を軽減することができる。

また、排水樋４を配設するだけでよいため、容易、迅速かつ低コストで防食処理を行うことができるとともに、既設・既存の熱回収器１に対しても容易に適用することができる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、熱回収器１に排水樋４を設ける場合について説明したが、再加熱器３０１のバンドルヘッダ３３１、３３２に対して排水樋４を設けてもよい。

１ 熱回収器（脱硫装置用熱交換器）
２ 伝熱管
３１ 第１のバンドルヘッダ
３２ 第２のバンドルヘッダ
４ 排水樋（排液樋）
５ ハウジング
６ 取付部材
７ 外装板
２００ 脱硫装置
３０１ 再加熱器（脱硫装置用熱交換器）
３０２ 伝熱管
３３１ 第３のバンドルヘッダ
３３２ 第４のバンドルヘッダ
Ｗ 雨水（液体）

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、脱硫装置の上流側や下流側に設置され、脱硫後の排ガスの温度を上昇させるための脱硫装置用熱交換器であって、内部に伝熱管が配設され、該伝熱管に対して熱媒を入出させるためのバンドルヘッダが、ハウジングから一部が露出した状態で水平に延びて配設され、前記ハウジングを覆う外装板を取り付けるための取付部材が前記バンドルヘッダの上方に設けられ、前記取付部材と前記外装板との間が防水処理され、前記取付部材と前記バンドルヘッダとの間で前記バンドルヘッダに沿って前記ハウジングに配設され、前記取付部材側から前記ハウジングを伝わって流れ落ちる液体を受け止めて、前記バンドルヘッダの端部よりも外側から前記液体を排液する排液樋を備える、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、脱硫装置の上流側や下流側に設置され、脱硫後の排ガスの温度を上昇させるための脱硫装置用熱交換器において、内部に伝熱管が配設され、該伝熱管に対して熱媒を入出させるためのバンドルヘッダが、ハウジングから一部が露出した状態で水平に延びて配設され、前記ハウジングを覆う外装板を取り付けるための取付部材が前記バンドルヘッダの上方に設けられ、前記取付部材と前記外装板との間が防水処理されており、前記バンドルヘッダの腐食を防止するための脱硫装置用熱交換器の防食方法であって、前記取付部材と前記バンドルヘッダとの間で前記バンドルヘッダに沿って前記ハウジングに排液樋を配設し、前記取付部材側から前記ハウジングを伝わって流れ落ちる液体を前記排液樋で受け止めて、前記バンドルヘッダの端部よりも外側から前記液体を排液する、ことを特徴とする。

Claims (4)

1. 脱硫装置の上流側や下流側に設置され、脱硫後の排ガスの温度を上昇させるための脱硫装置用熱交換器であって、
   内部に伝熱管が配設され、該伝熱管に対して熱媒を入出させるためのバンドルヘッダが、ハウジングから一部が露出した状態で水平に延びて配設され、前記ハウジングを覆う外装板を取り付けるための取付部材が前記バンドルヘッダの上方に設けられ、
   前記取付部材と前記バンドルヘッダとの間に前記バンドルヘッダに沿って配設され、前記取付部材側から流れ落ちる液体を受け止めて、前記バンドルヘッダの端部よりも外側から前記液体を排液する排液樋を備える、
   ことを特徴とする脱硫装置用熱交換器。
2. 前記排液樋は、一端側が下がるように斜めに配設されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の脱硫装置用熱交換器。
3. 脱硫装置の上流側や下流側に設置され、脱硫後の排ガスの温度を上昇させるための脱硫装置用熱交換器において、内部に伝熱管が配設され、該伝熱管に対して熱媒を入出させるためのバンドルヘッダが、ハウジングから一部が露出した状態で水平に延びて配設され、前記ハウジングを覆う外装板を取り付けるための取付部材が前記バンドルヘッダの上方に設けられており、前記バンドルヘッダの腐食を防止するための脱硫装置用熱交換器の防食方法であって、
   前記取付部材と前記バンドルヘッダとの間に前記バンドルヘッダに沿って排液樋を配設し、前記取付部材側から流れ落ちる液体を前記排液樋で受け止めて、前記バンドルヘッダの端部よりも外側から前記液体を排液する、
   ことを特徴とする脱硫装置用熱交換器の防食方法。
4. 前記排液樋を、一端側が下がるように斜めに配設する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の脱硫装置用熱交換器の防食方法。
   

Images