JP2017009235A - Heat exchanger and heat exchanger corrosion prevention method, and hand tool for winding tape used for heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として都市ごみ(一般廃棄物)や産業廃棄物等を焼却処理する廃棄物処理設備、焼却残渣や飛灰等を溶融処理する溶融処理設備、排ガスの熱を利用して発電するバイナリー発電設備等に用いられ、低温腐食雰囲気下で使用されて酸性ガスを含む排ガスから熱回収を行うベアチューブ式の熱交換器及び熱交換器の防食方法並びに熱交換器に用いるテープ巻き手工具に関するものである。 The present invention mainly relates to a waste treatment facility that incinerates municipal waste (general waste) and industrial waste, a melt treatment facility that melts incineration residues and fly ash, and a binary that generates heat using the heat of exhaust gas. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bare tube type heat exchanger used in power generation facilities and the like, used in a low-temperature corrosive atmosphere and recovering heat from exhaust gas containing acid gas, a corrosion prevention method for the heat exchanger, and a tape winding tool used for the heat exchanger. Is.
一般に、廃棄物焼却処理設備や溶融処理設備、バイナリー発電設備等に用いられる熱交換器としては、排ガスから熱を回収するボイラ、排ガスの余熱を利用して給水を予熱するエコノマイザ(節炭器)、燃焼装置に送る燃焼用空気を予熱する空気予熱器、低温排ガス熱源のバイナリー発電設備に供給する温水を加熱する温水熱交換器等があり、これらは排ガスと水又は排ガスと空気若しくは排ガスと温水の熱交換による熱交換器である。 In general, heat exchangers used in waste incineration processing equipment, melting processing equipment, binary power generation equipment, etc., are boilers that recover heat from exhaust gas, economizers that preheat feed water using residual heat of exhaust gas There are an air preheater that preheats combustion air to be sent to a combustion device, a hot water heat exchanger that heats hot water supplied to a binary power generation facility of a low temperature exhaust gas heat source, and these are exhaust gas and water or exhaust gas and air or exhaust gas and hot water It is a heat exchanger by heat exchange.
ところで、前記熱交換器においては、廃棄物焼却炉や溶融炉等から排出される排ガス中に硫黄酸化物(SOx)や塩化水素(HCl)等の酸性ガスが含まれているため、前記酸性ガスが露点温度以下になると、金属製の伝熱管の表面で凝縮し、硫酸や塩酸になって伝熱管が侵食される低温腐食を引き起こすことになる。 By the way, in the said heat exchanger, since acidic gas, such as sulfur oxide (SOx) and hydrogen chloride (HCl), is contained in the exhaust gas discharged | emitted from a waste incinerator, a melting furnace, etc., the said acidic gas When the temperature falls below the dew point temperature, it condenses on the surface of the metal heat transfer tube, causing sulfuric acid and hydrochloric acid to cause low temperature corrosion that erodes the heat transfer tube.
特に、酸性ガスを含む排ガスは、SO3(無水硫酸)による影響が大きく、酸性ガスの割合が増えるほど、露点温度が上昇し、露点温度以下にある金属(伝熱管)は激しい低温腐食を生じることになる。例えば、排ガス中の水分が30%の場合、SO3が1ppmで露点130℃、10ppmで露点150℃程度となる。 In particular, exhaust gas containing acid gas is greatly affected by SO 3 (sulfuric anhydride). As the proportion of acid gas increases, the dew point temperature rises, and metals (heat transfer tubes) below the dew point temperature undergo severe low temperature corrosion. It will be. For example, when the moisture in the exhaust gas is 30%, SO 3 is 1 ppm and the dew point is 130 ° C., and the dew point is about 150 ° C. at 10 ppm.
そこで、熱交換器を用いた各種設備においては、排ガス中の酸性ガスによる低温腐食を避けるため、下記の(a)〜(e)に示す対応が取られていた。
(a)焼却・溶融する廃棄物中の硫黄分割合を下げる措置を取ったり、良質の燃料を使用したりして酸性ガスの濃度を下げたり、或いは排ガス中に消石灰、苛性ソーダ等の薬剤を噴霧して酸性ガスの濃度を下げることにより、排ガス中の酸露点温度を下げる(例えば、特許文献1参照)。
(b)酸性ガスを含む排ガスと接触する熱交換器の伝熱管が露点温度以上の温度域になるように設備を改造するか、或いは設備の運転方法を変更する(例えば、特許文献1〜3参照)。
(c)熱交換器の伝熱管に低温腐食が生じた場合、消耗品として熱交換器を交換する。
(d)熱交換器の伝熱管の表面にフッ素樹脂等の耐食材をコーティングする(例えば、特許文献4参照)。
(e)熱交換器の設置を断念する。
Therefore, in various facilities using heat exchangers, the following countermeasures (a) to (e) have been taken in order to avoid low temperature corrosion due to acidic gas in the exhaust gas.
(A) Take measures to reduce the sulfur content in the waste to be incinerated or melted, use high-quality fuel to reduce the concentration of acid gas, or spray chemicals such as slaked lime and caustic soda into the exhaust gas Then, the acid dew point temperature in the exhaust gas is lowered by lowering the concentration of the acid gas (see, for example, Patent Document 1).
(B) The equipment is remodeled so that the heat exchanger tube of the heat exchanger in contact with the exhaust gas containing the acidic gas is in a temperature range higher than the dew point temperature, or the operation method of the equipment is changed (for example,
(C) When low-temperature corrosion occurs in the heat exchanger tube of the heat exchanger, the heat exchanger is replaced as a consumable item.
(D) The surface of the heat exchanger tube of the heat exchanger is coated with a corrosion resistant material such as a fluororesin (for example, see Patent Document 4).
(E) Abandon the installation of heat exchangers.
しかしながら、上述した(a)〜(e)に示す対応を取っても、下記の(a′)〜(e′)に示す問題が発生する。
(a′)排ガス中の酸性ガスの濃度を下げるために、燃焼装置に使用する燃料を良質の廃棄物や燃料に変更したり、或いは排ガス中に噴霧する消石灰、苛性ソーダ等の排ガス処理薬剤の量を増やしたりする場合、コストの高騰を招くことになる。
(b′)熱交換器の伝熱管が露点温度以上の温度域になるように設備を改造する場合、改造費用がかかることになり、また、設備全体を見た場合に効率の悪い運転をせざるを得ない可能性がある。
(c′)熱交換器自体を消耗品として定期的に交換する場合、費用がかかることになる。
(d′)熱交換器の伝熱管の表面にフッ素樹脂等の耐食材をコーティングする場合、非常にコストが高く付くことになる。
(e′)費用対効果(コストパフォーマンス)等、問題がある場合には、熱交換器を設置できない。
However, the problems shown in the following (a ′) to (e ′) occur even if the measures shown in (a) to (e) are taken.
(A ′) In order to reduce the concentration of acid gas in the exhaust gas, the amount of the exhaust gas treatment chemicals such as slaked lime and caustic soda to be sprayed into the exhaust gas, or the fuel used in the combustion apparatus is changed to high quality waste or fuel Increasing the cost increases the cost.
(B ') If the equipment is remodeled so that the heat exchanger tubes of the heat exchanger are in the temperature range above the dew point temperature, it will be costly to remodel, and if the entire equipment is viewed, the operation will be inefficient. There is a possibility of being forced.
(C ′) If the heat exchanger itself is periodically replaced as a consumable item, it will be expensive.
(D ′) When the surface of the heat exchanger tube of the heat exchanger is coated with a corrosion-resistant material such as fluororesin, the cost is very high.
(E ′) If there is a problem such as cost effectiveness (cost performance), a heat exchanger cannot be installed.
このように、低温腐食雰囲気下にある熱交換器においては、低温腐食を防ぐのにコストがかかると云う問題があった。 As described above, the heat exchanger under the low temperature corrosion atmosphere has a problem that it is expensive to prevent the low temperature corrosion.
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、低コストで低温腐食を防止できると共に、低温腐食雰囲気下に設置できて未利用の低温熱エネルギーの回収を行え、しかも、伝熱管の低温腐食対策を簡単且つ容易に行えるようにした熱交換器及び熱交換器の防食方法並びに熱交換器に用いるテープ巻き手工具を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to prevent low-temperature corrosion at low cost and to be installed in a low-temperature corrosive atmosphere to recover unused low-temperature thermal energy. Another object of the present invention is to provide a heat exchanger, a corrosion prevention method for the heat exchanger, and a tape winding tool used for the heat exchanger, which can be performed easily and easily against the low temperature corrosion of the heat transfer tube.
上記目的を達成するために、本発明の第1の発明は、金属製の伝熱管内を流れる流体と伝熱管の外を流れる排ガスとを間接的に接触させて熱交換を行うベアチューブ式の熱交換器であって、前記伝熱管の排ガスと接触する表面を防食テープで被覆したことに特徴がある。 In order to achieve the above object, a first invention of the present invention is a bare tube type that performs heat exchange by indirectly contacting a fluid flowing in a metal heat transfer tube and an exhaust gas flowing outside the heat transfer tube. The heat exchanger is characterized in that the surface of the heat transfer tube that contacts the exhaust gas is covered with an anticorrosion tape.
本発明の第2の発明は、金属製の伝熱管内を流れる流体と伝熱管の外を流れる排ガスとを間接的に接触させて熱交換を行うベアチューブ式の熱交換器の防食方法であって、前記伝熱管の排ガスと接触する表面に防食テープを巻き付けて伝熱管の表面を被覆することにより、伝熱管の表面の腐食を防止するようにしたことに特徴がある。 The second aspect of the present invention is a method for preventing corrosion of a bare tube heat exchanger that performs heat exchange by indirectly contacting a fluid flowing in a metal heat transfer tube and an exhaust gas flowing outside the heat transfer tube. The surface of the heat transfer tube is prevented from being corroded by wrapping the surface of the heat transfer tube by wrapping the surface of the heat transfer tube around the surface of the heat transfer tube that contacts the exhaust gas.
本発明の第3の発明は、前記第2の発明において、伝熱管の表面に帯状の防食テープを隙間無く螺旋状に巻き付けて行くようにしたことに特徴がある。 The third invention of the present invention is characterized in that, in the second invention, a strip-shaped anticorrosion tape is spirally wound around the surface of the heat transfer tube without a gap.
本発明の第4の発明は、熱交換器の伝熱管の表面に防食テープを螺旋状に巻き付けるテープ巻き手工具であって、前記テープ巻き手工具は、伝熱管の表面に伝熱管の円周方向に回転自在且つ伝熱管の長手方向に移動自在に支持されたベースプレートと、ベースプレートに設けたテープホルダーと、テープホルダーに回転自在且つ引き出し自在に支持されてロール状に巻かれた防食テープとを備えていることに特徴がある。 A fourth invention of the present invention is a tape winding tool for spirally winding an anticorrosion tape around the surface of the heat transfer tube of the heat exchanger, the tape winding tool being arranged on the surface of the heat transfer tube. A base plate supported so as to be freely rotatable in the longitudinal direction and movable in the longitudinal direction of the heat transfer tube, a tape holder provided on the base plate, and an anticorrosive tape that is supported by the tape holder so as to be freely rotatable and drawn out and wound in a roll shape. It is characterized by having.
本発明の第5の発明は、前記第4の発明において、ベースプレートが、中心部に伝熱管の外径よりも大径の貫通穴を有する円板を2分割した二つの半円板から成り、二つの半円板の一端部同士を回動自在に連結すると共に、二つの半円板の他端部同士を開閉手段により開閉可能とし、伝熱管に対して脱着自在としたことに特徴がある。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the base plate is composed of two semicircular plates obtained by dividing a circular plate having a through hole having a diameter larger than the outer diameter of the heat transfer tube at the center, It is characterized in that one end of two semi-circular plates are connected to each other in a freely rotatable manner, and the other end of the two semi-circular plates can be opened and closed by an opening / closing means, and is detachable from a heat transfer tube. .
本発明の第6の発明は、前記第4の発明又は第5の発明において、ベースプレートが、当該ベースプレートの両面又は一方の面に環状に配置されて伝熱管の周囲に位置する複数のローラー取付け金具と、各ローラー取付け金具に回転自在に支持され、伝熱管の軸線に対して同じ円周方向で且つ同一の傾斜角度でもって伝熱管の表面に当接し得る複数のガイドローラーとを備えており、ベースプレートの伝熱管の円周方向への回転に伴って傾斜姿勢のガイドローラーに案内され、伝熱管の長手方向へ移動する構成としたことに特徴がある。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect of the present invention, a plurality of roller mounting brackets in which the base plate is annularly disposed on both surfaces or one surface of the base plate and positioned around the heat transfer tube And a plurality of guide rollers that are rotatably supported by the respective roller mounting brackets and that can contact the surface of the heat transfer tube in the same circumferential direction and at the same inclination angle with respect to the axis of the heat transfer tube, As the heat transfer tube of the base plate rotates in the circumferential direction, the heat transfer tube is guided by an inclined guide roller and moved in the longitudinal direction of the heat transfer tube.
本発明の第7の発明は、前記第6の発明において、複数のガイドローラーのうち、少なくとも一部のガイドローラーをベースプレートの中心側へ移動調整自在とし、当該ガイドローラーをクッション材又は弾性体の弾性力により伝熱管の表面に圧接させるようにしたことに特徴がある。 According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, at least a part of the plurality of guide rollers is movable and adjustable toward the center side of the base plate, and the guide roller is made of a cushion material or an elastic body. It is characterized in that it is pressed against the surface of the heat transfer tube by elastic force.
本発明の第8の発明は、前記第4の発明において、テープホルダーの軸心を伝熱管の軸線に対して傾斜させたことに特徴がある。 The eighth invention of the present invention is characterized in that, in the fourth invention, the axis of the tape holder is inclined with respect to the axis of the heat transfer tube.
本発明の熱交換器は、酸性ガスを含む排ガスと接触する伝熱管の表面を防食テープで被覆しているため、今まで設置が困難であった低温腐食雰囲気の場所に設置することができ、未利用の低温熱エネルギーの回収を行える。 Since the heat exchanger of the present invention coats the surface of the heat transfer tube in contact with the exhaust gas containing acid gas with an anticorrosion tape, it can be installed in a place of a low-temperature corrosive atmosphere that has been difficult to install until now, Unused low-temperature thermal energy can be recovered.
本発明の熱交換器は、伝熱管の表面に防食テープを被覆するだけで低温腐食を防止することができるため、伝熱管の表面にフッ素樹脂等の耐食材をコーティングした熱交換器や伝熱管の材質に耐食性に優れたステンレス鋼や耐硫酸腐食鋼等を使用してグレードを高めた熱交換器に比較して低コストで低温腐食を防止することができる。 Since the heat exchanger of the present invention can prevent low-temperature corrosion simply by coating the surface of the heat transfer tube with an anticorrosion tape, the heat exchanger or heat transfer tube in which the surface of the heat transfer tube is coated with a corrosion resistant material such as fluororesin. Compared to heat exchangers with improved grades using stainless steel, sulfuric acid corrosion resistant steel, etc. with excellent corrosion resistance, the low temperature corrosion can be prevented at a lower cost.
本発明の熱交換器は、伝熱管の表面を防食テープで被覆しているため、伝熱管の材質に高価なステンレス鋼や耐硫酸腐食鋼等を使用する必要が無く、伝熱管に比較的安価な炭素鋼を使用することも可能であり、しかも、腐食代を考慮する必要が低いため、伝熱管の肉厚も薄くすることができ、軽量化を図れると共に、材料費の削減を図れる。
特に、本発明の熱交換器は、防食テープにフッ素樹脂粘着テープを用いた場合、防食テープの接着剤を塗布していない表面が非粘着性、剥離性を有しているため、防食テープの表面に排ガス中のダストが付着し難い。しかも、フッ素樹脂粘着テープに伸縮性があるため、伝熱管が熱膨張しても防食テープが追随し、コーティングを施した伝熱管のようにコーティングに割れや剥がれの恐れが無い。
The heat exchanger of the present invention covers the surface of the heat transfer tube with anticorrosion tape, so there is no need to use expensive stainless steel or sulfuric acid corrosion resistant steel as the material of the heat transfer tube, and the heat transfer tube is relatively inexpensive. It is also possible to use carbon steel, and since it is not necessary to consider the corrosion allowance, the thickness of the heat transfer tube can be reduced, the weight can be reduced, and the material cost can be reduced.
In particular, in the heat exchanger of the present invention, when a fluororesin adhesive tape is used for the anticorrosion tape, the surface to which the adhesive of the anticorrosion tape is not applied has non-adhesiveness and peelability. Dust in exhaust gas is difficult to adhere to the surface. Moreover, since the fluororesin adhesive tape has elasticity, the anticorrosion tape follows even if the heat transfer tube is thermally expanded, and there is no fear of the coating being cracked or peeled off like the coated heat transfer tube.
本発明の熱交換器は、伝熱管の表面を防食テープで被覆して伝熱管の腐食を防止しているため、発錆した伝熱管(金属裸管)よりも熱伝導性が良く、総括伝熱係数は金属裸管の約1.7倍となる。 In the heat exchanger of the present invention, the surface of the heat transfer tube is covered with an anticorrosion tape to prevent the heat transfer tube from corroding. Therefore, the heat exchanger has better thermal conductivity than the rusted heat transfer tube (metal bare tube), and the overall transfer The thermal coefficient is about 1.7 times that of a bare metal tube.
本発明の熱交換器の防食方法は、酸性ガスを含む排ガスと接触する伝熱管の表面に防食テープを巻き付けて伝熱管の表面を被覆することにより、伝熱管の表面の腐食を防止するようにしているため、上述した本発明の熱交換器と同一の作用効果を奏することができる。
特に、本発明の熱交換器の防食方法は、伝熱管の表面に帯状の防食テープを隙間無く螺旋状に巻き付けるようにしているため、伝熱管への防食テープの巻き付けを簡単且つ短時間で行える。
The anticorrosion method for a heat exchanger according to the present invention prevents corrosion of the surface of the heat transfer tube by wrapping the surface of the heat transfer tube by wrapping an anticorrosion tape around the surface of the heat transfer tube in contact with the exhaust gas containing acid gas. Therefore, the same operational effects as the heat exchanger of the present invention described above can be obtained.
In particular, the anticorrosion method of the heat exchanger of the present invention is such that a strip-shaped anticorrosion tape is spirally wound around the surface of the heat transfer tube without any gaps, so that the anticorrosion tape can be wound around the heat transfer tube easily and in a short time. .
本発明のテープ巻き手工具は、熱交換器の伝熱管の表面に伝熱管の円周方向に回転自在且つ伝熱管の長手方向に移動自在に支持されたベースプレートと、ベースプレートに設けたテープホルダーと、テープホルダーに回転自在且つ引き出し自在に支持されてロール状に巻かれた防食テープとを備えているため、伝熱管の表面に防食テープを簡単且つ容易に巻き付けることができ、短時間で防食テープの螺旋巻き施工を行える。 A tape winding tool of the present invention comprises a base plate supported on the surface of a heat transfer tube of a heat exchanger so as to be rotatable in the circumferential direction of the heat transfer tube and movable in the longitudinal direction of the heat transfer tube, a tape holder provided on the base plate, The anticorrosion tape that is supported by the tape holder so as to be rotatable and drawable and wound in a roll shape can be easily and easily wound around the surface of the heat transfer tube, and the anticorrosion tape can be wound in a short time. Can be installed.
本発明のテープ巻き手工具は、ベースプレートを円板状に形成してコンパクト化を図っていると共に、伝熱管に対して脱着自在に構成しているため、伝熱管を蛇行状に溶接接合し、伝熱管同士の隙間が狭い状態であっても、伝熱管に装着できて伝熱管の表面に防食テープを巻き付け施工することができる。 In the tape winding tool of the present invention, the base plate is formed into a disk shape for compactness, and is configured to be detachable from the heat transfer tube, so that the heat transfer tube is welded in a meandering manner, Even in a state where the gap between the heat transfer tubes is narrow, it can be attached to the heat transfer tube and the anticorrosion tape can be wound around the surface of the heat transfer tube.
本発明のテープ巻き手工具は、ベースプレートの両面又は一方の面に、伝熱管の軸線に対して同じ円周方向で且つ同一の傾斜角度でもって伝熱管の表面に当接し得る複数のガイドローラーを設け、ベースプレートの伝熱管の円周方向への回転に伴って傾斜姿勢のガイドローラーに案内され、伝熱管の長手方向へ移動する構成としているため、熱交換器の伝熱管の表面に防食テープを精度良く且つ等ピッチで巻き付けることができる。 The tape winding tool of the present invention has a plurality of guide rollers that can abut on the surface of the heat transfer tube at the same circumferential direction and at the same inclination angle with respect to the axis of the heat transfer tube on both surfaces or one surface of the base plate. Since the base plate is configured to move in the longitudinal direction of the heat transfer tube, guided by the inclined guide roller in accordance with the rotation of the heat transfer tube in the circumferential direction of the base plate, an anticorrosion tape is applied to the surface of the heat transfer tube of the heat exchanger. It can be wound with high accuracy and at an equal pitch.
本発明のテープ巻き手工具は、テープホルダーの軸心及びガイドローラーの軸心の角度を変えることにより、防食テープの螺旋巻きのピッチ(防食テープの重なり代)を自由に変更することができる。 The tape winding tool of the present invention can freely change the spiral winding pitch (anticorrosion tape overlap) of the anticorrosion tape by changing the angle between the axis of the tape holder and the axis of the guide roller.
本発明のテープ巻き手工具は、少なくとも一部のガイドローラーをベースプレートの中心側へ移動調整自在とし、当該ガイドローラーをクッション材又は弾性体の弾性力により伝熱管の表面に圧接させるようにしているため、熱交換器の伝熱管にがたつくことなく装着されると共に、伝熱管の外径が若干変わっても、伝熱管に良好且つ確実に装着することができる。 In the tape winding tool of the present invention, at least a part of the guide roller is movable and adjustable toward the center side of the base plate, and the guide roller is pressed against the surface of the heat transfer tube by the elastic force of the cushion material or the elastic body. For this reason, the heat exchanger tube is mounted without rattling, and even if the outer diameter of the heat transfer tube changes slightly, it can be mounted to the heat transfer tube well and reliably.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1及び図2は本発明の防食方法を施したベアチューブ式の熱交換器の一例を示し、当該熱交換器は、廃棄物焼却処理設備の排ガス経路に設置され、排ガスとの熱交換によりバイナリー発電設備に供給される温水を加熱する温水熱交換器に構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 show an example of a bare tube type heat exchanger subjected to the anticorrosion method of the present invention, and the heat exchanger is installed in an exhaust gas path of a waste incineration treatment facility, and heat exchange with exhaust gas is performed. It is configured as a hot water heat exchanger that heats the hot water supplied to the binary power generation facility.
即ち、前記熱交換器は、排ガスGの入口1及び出口2を有するケーシング3内に複数本の蛇行状の伝熱管4を配設した熱交換部5を備えており、熱交換部5の伝熱管4内を流れるバイナリー発電設備の蒸発部からの低温の温水Wとケーシング3内を流れる排ガスGとが伝熱管4を介して熱交換され、排ガスGの保有する熱エネルギーを低温の温水Wへ与えるようにしたものである。
That is, the heat exchanger includes a
尚、図1及び図2において、6はヘッダー、7は温水入口、8は温水出口である。 In FIGS. 1 and 2, 6 is a header, 7 is a hot water inlet, and 8 is a hot water outlet.
そして、この熱交換器は、図2に示すように酸性ガスを含む排ガスGが接触する伝熱管4の直管部分や屈曲部分の表面に帯状の防食テープ9を隙間無く螺旋状に巻き付けて伝熱管4の表面を被覆することにより、伝熱管4の表面の腐食を防止するようになっている。
Then, as shown in FIG. 2, this heat exchanger has a strip-shaped
前記防食テープ9としては、帯状のフッ素樹脂フィルムを基材とし、基材の片側面にシリコーン系粘着材を塗布したフッ素樹脂粘着テープが使用されている。このフッ素樹脂粘着テープは、柔軟性、伸縮性、対象物の形状への追随性があると共に、テープ表面に非粘着性、剥離性を有しており、最高使用温度が200℃となっている。また、フッ素樹脂粘着テープの幅は、伝熱管4の直径等に応じて適宜に選定されている。
As the
前記熱交換器は、酸性ガスを含む排ガスGと接触する伝熱管4の表面を防食テープ9で被覆しているため、今まで設置が困難であった低温腐食雰囲気の場所に設置することができ、未利用の低温熱エネルギーの回収を行える。
Since the surface of the
また、この熱交換器は、伝熱管4の表面に防食テープ9を被覆するだけで低温腐食を防止することができるため、伝熱管4の表面にフッ素樹脂等の耐食材をコーティングした熱交換器や伝熱管4の材質に耐食性に優れたステンレス鋼や耐硫酸腐食鋼等を使用してグレードを高めた熱交換器に比較して低コストで低温腐食を防止することができる。
Moreover, since this heat exchanger can prevent low-temperature corrosion only by coat | covering the
更に、この熱交換器は、伝熱管4の表面を防食テープ9で被覆しているため、伝熱管4の材質に高価なステンレス鋼や耐硫酸腐食鋼等を使用する必要が無く、伝熱管4に比較的安価な炭素鋼を使用することも可能であり、しかも、腐食代を考慮する必要が低いため、伝熱管4の肉厚も薄くすることきができ、軽量化を図れると共に、材料費の削減を図れる。
特に、この熱交換器は、防食テープ9にフッ素樹脂粘着テープを用いているため、防食テープ9の接着剤を塗布していない表面が非粘着性、剥離性を有しているので、防食テープ9の表面に排ガスG中のダストが付着し難い。しかも、フッ素樹脂粘着テープに伸縮性があるため、伝熱管4が熱膨張しても防食テープ9が追随し、コーティングを施した伝熱管のようにコーティングに割れや剥がれの恐れが無い。
Further, in this heat exchanger, since the surface of the
In particular, since this heat exchanger uses a fluororesin adhesive tape for the
更に、この熱交換器は、伝熱管4の表面を防食テープ9で被覆して伝熱管4の腐食を防止しているため、発錆した伝熱管4(金属裸管)よりも熱伝導性が良く、総括伝熱係数は金属裸管の約1.7倍となる。
Furthermore, since this heat exchanger prevents the corrosion of the
尚、上記の実施形態においては、温水熱交換器に防食方法を施したが、本発明の防食方法を施す熱交換器としては、酸性ガス(腐食性ガス)を含む排ガスGと水又は空気若しくはガスの熱交換器であれば、如何なる熱交換器であっても良い。
例えば、本発明の防食方法を施す熱交換器としては、排ガスGから熱を回収するボイラ、排ガスGの余熱を利用して給水を予熱するエコノマイザ(節炭器)、燃焼装置に送る燃焼用空気を予熱する空気予熱器等であっても良い。
In the above embodiment, the hot water heat exchanger has been subjected to the anticorrosion method. However, as the heat exchanger to which the anticorrosion method of the present invention is applied, the exhaust gas G containing acid gas (corrosive gas) and water or air or Any heat exchanger may be used as long as it is a gas heat exchanger.
For example, the heat exchanger that performs the anticorrosion method of the present invention includes a boiler that recovers heat from the exhaust gas G, an economizer that preheats feed water using the residual heat of the exhaust gas G, and combustion air that is sent to the combustion device It may be an air preheater or the like that preheats.
また、上記の実施形態においては、防食テープ9として、フッ素樹脂粘着テープを使用したが、防食テープ9は、上記の実施形態に係るものに限定されるものではなく、伝熱管4に螺旋状に巻き付けられて伝熱管4の低温腐食を防止できるものであれば、如何なるものであっても良い。
例えば、防食テープ9としては、粘着テープ、非粘着テープ、帯状のフィルム、ロープ、糸等の長尺物であり、耐食性及び耐熱性を有しておれば、如何なるものであっても良い。尚、非粘着性の防食テープ9の場合には、防食テープ9の始端部及び終端部を粘着テープで伝熱管4の表面に止める必要がある。
Moreover, in said embodiment, although the fluororesin adhesive tape was used as the
For example, the
図3〜図6は熱交換器の伝熱管4の表面に防食テープ9を巻き付けるテープ巻き手工具10の一例を示し、当該テープ巻き手工具10は、伝熱管4の表面に伝熱管4の円周方向に回転自在且つ伝熱管4の長手方向に移動自在に支持されたベースプレート11と、ベースプレート11の両面に配置された複数のローラー取付け金具12と、ローラー取付け金具12に回転自在に支持されて伝熱管4の表面に当接し得る複数のガイドローラー13と、ベースプレート11に設けたテープホルダー14と、テープホルダー14に回転自在且つ引き出し自在に支持されてロール状に巻かれた防食テープ9とを備えている。
3 to 6 show an example of a
具体的には、前記ベースプレート11は、中心部に伝熱管4の外径よりも大径の貫通穴11bを有する合成樹脂製又は金属製若しくは木製の円板を二つ割りにして形成した二つの半円板11aから成り、二つの半円板11aの一端部同士をヒンジ金具15により回動自在に連結すると共に、二つの半円板11aの他端部同士を開閉手段16により開閉可能とし、伝熱管4に対して脱着できるように構成されている。
Specifically, the
尚、ヒンジ金具15は、二つの半円板11aの一端部両面に跨った状態で配置される一対のヒンジプレート15aと、両ヒンジプレート15aを一方の半円板に固定する止め具15bと、両ヒンジプレート15a及び他方の半円板11aに挿通支持された支持軸15cとを備えている。また、開閉手段16には、従来公知のパッチン錠が使用されている。
The
前記各ローラー取付け金具12は、金属板により断面形状L字状に形成されており、伝熱管4の周囲に位置するようにベースプレート11の両面に環状に配置され、複数本のネジ17によりベースプレート11の両面に固定されている。このローラー取付け金具12は、ベースプレート11の両面に環状で且つ等角度ごとに配置されており、この実施形態においては、ベースプレート11の一方の面に四つ配置され、また、ベースプレート11の他方の面に三つ配置されている。
Each of the
前記各ガイドローラー13は、円盤状に形成されており、各ローラー取付け金具12にそれぞれローラー支持フレーム18を介して回転自在に支持されている。この各ガイドローラー13は、その軸心が伝熱管4の軸線φに対して同じ円周方向で且つ同一の傾斜角度になるように各ローラー支持フレーム18にローラー軸19を介して回転自在に支持されており、伝熱管4の表面に傾斜姿勢で当接し得るようになっている。尚、ガイドローラー13は、回転方向(移動方向)が定まれば良いのであって、伝熱管4の表面に圧着されて滑らなければ、如何なる材質で形成しても良い。例えば、ガイドローラー13は、軟質のゴム材や合成樹脂材により形成するのが好ましい。
Each of the
尚、各ローラー支持フレーム18は、金属板により断面形状コ字状に形成されており、各ローラー取付け金具12に緊締具20(例えば、ボルト及びナット)によりそれぞれ取り付けられている。また、一部のローラー支持フレーム18は、ローラー取付け金具12に少し長めの緊締具20によりベースプレート11の中心側へ移動可能に取り付けられていると共に、残りのローラー支持フレーム18は、ローラー取付け金具12に緊締具20により固定されている。
Each
また、複数のガイドローラー13のうち、少なくとも一部のガイドローラー13は、ベースプレート11の中心側へ移動可能となっており、クッション材21の弾性力により伝熱管4の表面に圧接されるようになっている。即ち、一部のガイドローラー13は、ローラー取付け金具12とベースプレート11の中心側へ移動可能に取り付けたローラー支持フレーム18との間に介設したクッション材21(例えば、スポンジクッション)が縮んだり、伸びたりすることにより、ローラー支持フレーム18及び緊締具20を介してベースプレート11の中心側へ移動可能になっている。
In addition, at least some of the plurality of
更に、互いに対向するガイドローラー13間の間隔は、クッション材21が縮んでいない状態において伝熱管4の外径よりも若干小径に設定されており、各ガイドローラー13が伝熱管4の表面に当接したときにクッション材21が縮むようになっている。その結果、ガイドローラー13は、クッション材21の弾性力より伝熱管3の表面に圧接されることになる。
Further, the distance between the
前記テープホルダー14は、ベースプレート11の一方の面に設けられており、伝熱管4の軸線φに対して傾斜する姿勢でベースプレート11の一方の面に取り付けられ、ロール状に巻かれた防食テープ9が回転自在に挿着される筒状又は中実状のテープ挿入棒14aと、テープ挿入棒14aの先端部に着脱自在に嵌合され、テープ挿入棒14aに挿着された防食テープ9を抜け止めすると共に、防食テープ9の軸線方向のぶれを防止するキャップ14bとを備えている。また、テープ挿入棒14aは、ガイドローラー13の傾斜の向きと同じ向きで且つガイドローラー13の傾斜と同じ角度になっている。
The
前記防食テープ9は、帯状のフッ素樹脂フィルムを基材とし、基材の片側面にシリコーン系粘着材を塗布したフッ素樹脂粘着テープから成り、その粘着面が内側を向くようにしてロール状に巻かれている。このフッ素樹脂粘着テープは、柔軟性、伸縮性、対象物の形状への追随性があると共に、テープ表面に非粘着性、剥離性を有しており、最高使用温度が200℃となっている。また、フッ素樹脂粘着テープの幅は、伝熱管4の直径等に応じて適宜に選定されている。
The
次に、上述したテープ巻き手工具10を用いて伝熱管4に防食テープ9を巻き付ける場合について説明する。
Next, the case where the
先ず、テープ巻き手工具10の開閉手段16(パッチン錠)を外し、ベースプレート11の二つの半円板11aをヒンジ金具15の支持軸15cを中心にして開く方向へ回動させ、ベースプレート11を開いた状態にする(図6参照)。
First, the opening / closing means 16 (Patchon lock) of the
次に、開いたベースプレート11を熱交換器の防食テープ9を巻き付ける伝熱管4に嵌め込み、ベースプレート11の二つの半円板11aをヒンジ金具15の支持軸15cを中心にして閉じる方向へ回動させた後、開閉手段16(パッチン錠)を閉じてベースプレート11を閉じる。これにより、テープ巻き手工具10は、伝熱管4に装着されることになる(図4及び図5参照)。
Next, the opened
このとき、テープ巻き手工具10の対向するガイドローラー13間の間隔は、クッション材21が縮んでいない状態において伝熱管4の外径よりも若干狭く設定されているため、各ガイドローラー13が伝熱管4の表面に当接したときにクッション材21が縮み、当該クッション材21の弾性力より伝熱管4の表面に圧接されることになる。その結果、テープ巻き手工具10は、伝熱管4にがたつくことなく装着されると共に、各ガイドローラー13と伝熱管4の表面との間に摩擦力が発生することになる。
At this time, the interval between the
テープ巻き手工具10を伝熱管4に装着したら、テープホルダー14のテープ挿入棒14aにロール状に巻かれた防食テープ9を装着し、テープ挿入棒14aの先端部にキャップ14bを嵌め込む。これにより、ロール状の防食テープ9は、テープ挿入棒14aから抜け止めされると共に、テープ挿入棒14aの軸線方向のぶれが防止される。
尚、ロール状の防食テープ9は、テープ巻き手工具10を伝熱管4に装着する前に、予めテープホルダー14に装着していても良い。
When the
The roll-shaped
その後、防食テープ9の先端部を引き出して伝熱管4の表面に貼り付け、この状態でベースプレート11の外周縁部を手で持って伝熱管4の円周方向へ回すと、テープ巻き手工具10は、傾斜姿勢で配置された複数のガイドローラー13により均一なスピードで伝熱管4の長手方向に沿って前進し、また、ベースプレート11の回転に伴って防食テープ9が順次引き出されると共に、防食テープ9が伝熱管4の表面に等ピッチで隙間無く螺旋状に巻き付けられて行く。
Thereafter, the tip portion of the
そして、伝熱管4の表面に防食テープ9を巻き付けたら、防食テープ9をハサミ等で切断し、防食テープ9の終端部を伝熱管4の表面に貼り付けると共に、開閉手段16(パッチン錠)を外してベースプレート11を開き、テープ巻き手工具10を伝熱管4から取り外す。
Then, after the
前記テープ巻き手工具10を用いれば、熱交換器の伝熱管4の表面に防食テープ9を簡単且つ容易に巻き付けることができ、短時間で防食テープ9の螺旋巻き施工を行える。
If the
また、テープ巻き手工具10は、コンパクトに形成されていると共に、伝熱管4に対して脱着自在に構成されているため、伝熱管4を蛇行状に溶接接合し、伝熱管4同士の隙間が狭い状態であっても、伝熱管4に装着できて伝熱管4の表面に防食テープ9を巻き付け施工することができる。
Moreover, since the
更に、テープ巻き手工具10は、ベースプレート11の両面に複数のガイドローラー13を傾斜姿勢で設け、伝熱管4の長手方向へ均一なスピードで移動するようにしているため、熱交換器の伝熱管4の表面に防食テープ9を精度良く且つ等ピッチで巻き付けることができる。
Further, the
更に、テープ巻き手工具10は、少なくとも一部のガイドローラー13をベースプレート11の中心側へ移動調整自在とし、当該ガイドローラー13をクッション材21の弾性力により伝熱管4の表面に圧接させるようにしているため、熱交換器の伝熱管4にがたつくことなく装着されると共に、伝熱管4の外径が若干変わっても、伝熱管4に良好且つ確実に装着することができる。
Further, the
尚、上記の実施形態においては、ベースプレート11の両面にガイドローラー13を設けたが、他の実施形態においては、ベースプレート11の片面のみにガイドローラー13を設けるようにしても良い。この場合には、テープ巻き手工具10をより一層コンパクト化することができる。また、ベースプレート11に設けるガイドローラーの数も上記の実施形態に係るものに限定されるものではなく、ベースプレート11の両面又は一方の面に二つ以上設けておれば良い。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態においては、複数のガイドローラー13のうち、少なくとも一部のガイドローラー13をベースプレート11の中心側へ移動調整自在としたが、他の実施の形態においては、全てのガイドローラー13をベースプレート11の中心側へ移動調整自在としても良い。
In the above-described embodiment, at least a part of the plurality of
更に、上記の実施形態においては、ローラー取付け金具12とローラー支持フレーム18との間にクッション材21を介設し、当該クッション材21の弾性力によりガイドローラー13を伝熱管4の表面に圧接させるようにしたが、他の実施形態においては、ローラー取付け金具12とローラー支持フレーム18との間に弾性体(圧縮コイルスプリング又は板バネ)を介設し、当該弾性体の弾性力によりガイドローラー13を伝熱管4の表面に圧接させるようにしても良い。
Furthermore, in the above embodiment, the
更に、上記の実施形態においては、ガイドローラー13の軸心及びテープホルダー14の軸心の角度を一定としたが、他の実施形態においては、ローラー取付け金具12にローラー支持フレーム18を揺動可能に取り付けると共に、ベースプレート11にテープホルダー14のテープ挿入棒14aを角度調整可能に取り付け、ガイドローラー13の軸心及びテープホルダー14の軸心の角度を調整可能としても良い。この場合には、防食テープ9の螺旋巻きのピッチ(防食テープ9の重なり代)を自由に変更することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the angle between the axis of the
更に、上記の実施形態においては、ベースプレート11の開閉手段16にパッチン錠を使用したが、開閉手段16は、パッチン錠に限定されるものではなく、ベースプレート11を開閉自在にできれば、如何なる構造のものであっても良い。
Furthermore, in the above embodiment, a patchon lock is used as the opening / closing means 16 of the
本発明は、熱交換が目的であるベアチューブ式の熱交換器のみならず、熱交換が目的でない管の腐食防止にも適用できるものである。 The present invention can be applied not only to bare tube heat exchangers that are intended for heat exchange, but also to corrosion prevention of pipes that are not intended for heat exchange.
1は排ガスの入口、2はケーシング、3は排ガスの出口、4は伝熱管、5は熱交換部、6はヘッダー、7は温水入口、8は温水出口、9は防食テープ、10はテープ巻き手工具、11はベースプレート、11aは半円板、11bは貫通穴、12はローラー取付け金具、13はガイドローラー、14はテープホルダー、14aはテープ挿入棒、14bはキャップ、15はヒンジ金具、15aはヒンジプレート、15bは止め具、15cは支持軸、16は開閉手段、17はネジ、18はローラー支持フレーム、19はローラー軸、20は緊締具、21はクッション材、Gは排ガス、Wは温水、φは伝熱管の軸線。 1 is an exhaust gas inlet, 2 is a casing, 3 is an exhaust gas outlet, 4 is a heat transfer tube, 5 is a heat exchange section, 6 is a header, 7 is a hot water inlet, 8 is a hot water outlet, 9 is an anticorrosion tape, 10 is a tape winding Hand tool, 11 is a base plate, 11a is a semicircular plate, 11b is a through hole, 12 is a roller mounting bracket, 13 is a guide roller, 14 is a tape holder, 14a is a tape insertion rod, 14b is a cap, 15 is a hinge bracket, 15a Is a hinge plate, 15b is a stopper, 15c is a support shaft, 16 is an opening / closing means, 17 is a screw, 18 is a roller support frame, 19 is a roller shaft, 20 is a fastener, 21 is a cushioning material, G is exhaust gas, W is Hot water, φ is the axis of the heat transfer tube.
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