JP2020081903A - 乾式電気集塵機および乾式電気集塵機の保守方法 - Google Patents

Abstract

【課題】火気を用いることなく放電極または集塵板を小さくできる電気集塵機を提供すること、および、当該電気集塵機の保守方法を提供する。【解決手段】放電極と集塵板を備える乾式電気集塵機であって、放電極および集塵板の少なくとも１つは、少なくとも一方向に伸縮できるスライド機構を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、乾式電気集塵機に用いられる放電極または集塵板が劣化した場合に、火気を使用することなく当該放電極または集塵板を外部に取り出しできる乾式電気集塵機および乾式電気集塵機の保守方法に関する。

鉄鋼製造プロセスでは、様々な装置から種々の排ガスが排出される。例えば、焼結機から排出される焼結排ガスの集塵には、幅、奥行き、高さともに１０ｍから数１０ｍの大きさを有する大型の乾式電気集塵機（以後、「電気集塵機」とも記載する）が用いられる。製鉄所の焼結機は定期的な修理期間を除き常時稼働するため、焼結排ガスの集塵に用いられる電気集塵機も常時稼働している。電気集塵機では、放電極と集塵板を用いて焼結排ガス中の焼結ダストを帯電させ、焼結ダストを集塵板に引き寄せて付着させる。その後、槌打装置等を用いて集塵板に衝撃を与え、集塵板に付着した焼結ダストをダストホッパに落下させる。ダストホッパに堆積した焼結ダストは、ダストホッパの下方に設けられたコンベアによって搬送されて排出される。

電気集塵機を長期間使用すると、排ガス中に含まれる酸により放電極および集塵板が腐食され、腐食が進むと放電極や集塵板が破損して一部が落下する。放電極および集塵板の一部が落下すると、電気集塵機の集塵能力が低下する。さらに、放電極または集塵板の一部が落下すると、ダストホッパを閉塞させ、ダストの排出が困難になる。

このような、集塵能力の低下や、ダストホッパの閉塞を回避するには、腐食が進んだ放電極や集塵板を交換し、電気集塵機を保守する必要がある。電気集塵機の放電極を交換する技術として、特許文献１には、複数の放電線を一度に着脱できる幅、奥行き、高さが１ｍ程度の着脱ユニットを備える電気集塵機が開示されている。特許文献１によれば、着脱ユニットが小さく交換作業時に複数の放電線を一度に着脱できるので、狭小部分での交換作業を簡単に行うことができる。

特開２０１８−３４１０４号公報

特許文献１に開示された技術では、小型の電気集塵機であるので、ユニットを着脱して放電線を交換できた。しかしながら、本発明で扱う１０ｍから数１０ｍの大きさを有する大型の電気集塵機に用いられる放電極や集塵板は、電気集塵機の建設時に、解放された電気集塵機の上部から大型クレーン等により搬入されて電気集塵機内に設置される。さらに、電気集塵機が建設された後に、電気集塵機の上部に整流器や碍子室が設置されるので、電気集塵機の上部は解放できなくなる。したがって、経年劣化した放電極や集塵板を交換しようとしても電気集塵機の上部が解放できず、劣化した放電極や集塵板を電気集塵機から搬出し、新たな放電極や集塵板を電気集塵機内に搬入できなかった。

また、ダストホッパに落下した放電極や集塵板の一部は、火気を用いて溶断され、点検口から電気集塵機の外に搬出されていた。しかしながら、火気を用いた溶断は、多大な時間を要するので、放電極や集塵板の搬出に要する作業負荷が大きいという作業上の課題がある。また、電気集塵機内には、ダストを含む排ガスが充満しているので、火気を用いた作業は粉塵爆発のおそれがある、という安全上の課題もある。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、種々の装置を、設置済みの電気集塵機の上部からでなく、また、火気を用いることなく、放電極または集塵板を交換できる乾式電気集塵機を提供すること、および、当該乾式電気集塵機の保守方法を提供することにある。

このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）放電極と集塵板とを備える乾式電気集塵機であって、前記放電極および前記集塵板の少なくとも１つは、少なくとも一方向に伸縮できるスライド機構を有する、乾式電気集塵機。
（２）前記放電極および前記集塵板の少なくとも１つは、前記伸縮を規制するストッパー機構をさらに有する、（１）に記載の乾式電気集塵機。
（３）（１）に記載の乾式電気集塵機の保守方法であって、前記放電極および前記集塵板の少なくとも１つを伸縮させて、設置時よりも小さくして乾式電気集塵機の側面から搬出および搬入して交換する、乾式電気集塵機の保守方法。

本発明に係る乾式電気集塵機の放電極および集塵板の少なくとも１つは、一方向に伸縮できるスライド機構を有するので火気を用いることなく放電極および集塵板を小さくできる。これにより、乾式電気集塵機の上部からでなく、側面から搬出することが可能になり、放電極や集塵板の搬出に要する作業負荷を小さくでき、また、粉塵爆発のおそれも著しく低減できて、安全上にも有利である。

本実施形態に係る電気集塵機１２の設置箇所を説明する模式図である。 本実施形態に係る電気集塵機１２の外観模式図である。 本実施形態に係る電気集塵機１２の横断面模式図である。 本発明の設置された状態の集塵板２８の模式図である。 本発明の小さくした状態の集塵板２８の模式図である。 本発明の設置された状態の放電極３０の模式図である。 本発明の小さくした状態の放電極３０の模式図である。

以下、本発明に係る乾式電気集塵機について、焼結機から発生する焼結排ガスから焼結ダストを除塵するのに用いた実施形態によって、本発明を説明する。図１は、本実施形態に係る電気集塵機１２の設置箇所を説明する模式図である。

本実施形態に係る電気集塵機１２は、焼結機１０の排ガス流路１８に接続される。排ガス流路１８には、焼結機１０から発生した焼結排ガスを下流側に吸引するブロワ１４が設けられる。ブロワ１４によって焼結機１０から焼結排ガスが吸引される。これにより、焼結排ガスが電気集塵機１２を通過する。排ガス流路１８を流れる焼結排ガスには、多量の焼結ダストが含まれる。このため、排ガス流路に電気集塵機１２を設け、焼結排ガスに含まれる焼結ダストを電気集塵機１２で除塵する。焼結ダスト等が除塵された焼結排ガスは、その後、次の装置１６へ送られる。

図２は、本実施形態に係る電気集塵機１２の外観模式図であり、図３は、電気集塵機１２の横断面模式図である。本実施形態に係る電気集塵機１２は、上部設備２０と、集塵機本体２２と、ダストホッパ２４とから構成される。図２の作業者２５は、本実施形態に係る電気集塵機１２の大きさを示すために記載した。

上部設備２０は、電気集塵機１２の上方に設置される設備である。上部設備２０は、例えば、碍子室、整流器、電気設備等である。集塵機本体２２は、電気集塵機１２の中央に位置し、ケーシング２６と、ケーシング２６内に交互に設置された複数の集塵板２８と、複数の放電極３０と、複数の集塵板槌打装置３２と、を有する。また、ケーシングには点検口２３が設けられている。ダストホッパ２４は、電気集塵機１２の下方に位置し、スクリューコンベア３４と、スクリューコンベア３４に焼結ダストを案内するホッパ３６とを有する。

ケーシング２６内の集塵板２８と放電極３０との隙間は、焼結排ガスの流路になる。焼結排ガスは、矢印３８から入り、焼結排ガスに含まれる焼結ダストが除去された後、矢印４０から排出される。焼結排ガスが電気集塵機１２を通過する間、放電極３０と集塵板２８との間に高電圧を印加し、コロナ放電を発生させている。これにより、焼結排ガスに含まれる焼結ダストが帯電され、集塵板２８に付着する。集塵板２８の下方には、集塵板２８に衝撃を与える集塵板槌打装置３２が設けられており、この集塵板槌打装置３２によって、集塵板２８に衝撃が加えられ、集塵板２８に付着した焼結ダストはホッパ３６に払い落とされる。ホッパ３６は、下方に向けて狭くなるテーパー形状を有しており、焼結ダストをスクリューコンベア３４に案内する。焼結ダストは、スクリューコンベア３４によって電気集塵機１２の外へ排出される。

図４は、本発明の電気集塵機１２に設置された状態の集塵板２８の模式図である。図４（ａ）は正面図であり、図４（ｂ）は側面図である。集塵板２８は、鋼材で構成された短冊状の部材であり、複数の集塵板２８が、ケーシング２６の天井に設けられた水平移動装置４９に吊り下げられて設置されている。本実施形態において、それぞれの集塵板２８は、集塵板Ａ（４２）と、集塵板Ｂ（４４）と、集塵板Ｃ（４６）とから構成される。集塵板Ａ（４２）、集塵板Ｂ（４４）、集塵板Ｃ（４６）には、集塵板２８の長手方向に沿った上下ガイドレール４８が設けられており、当該上下ガイドレール４８により、集塵板Ａ（４２）と集塵板Ｂ（４４）とが、集塵板２８の長手方向に移動可能に接続され、集塵板Ｂ（４４）と集塵板Ｃ（４６）とが、集塵板２８の長手方向に相対移動可能に接続されている。これにより、集塵板２８は、長手方向に伸縮可能となっている。なお、上下ガイドレール４８が設けられた集塵板Ａ（４２）、集塵板Ｂ（４４）および集塵板Ｃ（４６）は、長手方向に伸縮できるスライド機構の一例であり、スライド機構は、少なくとも一方向に相対移動可能な機構である。

また、集塵板２８には、集塵板Ａ（４２）と集塵板Ｂ（４４）との伸縮を規制する２つのボルト５０と、集塵板Ｂ（４４）と集塵板Ｃ（４６）との伸縮を規制する２つのボルト５０とが設けられている。これら２つのボルト５０による規制により、電気集塵機１２に設置されている状態では、集塵板２８は伸長された状態に維持される。なお、ボルト５０は、集塵板２８の伸縮を規制するストッパー機構の一例であり、ストッパー機構は、集塵板Ａ（４２）、集塵板Ｂ（４４）および集塵板Ｃ（４６）の相対移動を規制するものであればよい。

電気集塵機１２を長期間使用すると、焼結ダストに含まれる酸により集塵板２８は腐食されて劣化する。劣化した集塵板２８を交換する場合、まず、ボルト５０を外し、集塵板Ｂ（４４）と、集塵板Ｃ（４６）を集塵板Ａ（４２）の方向に移動させる。これにより、集塵板２８は小さくなる。この状態を示したのが図５である。

図５は、小さくした状態の集塵板２８の模式図である。図５（ａ）は正面図であり、図５（ｂ）は側面図である。集塵板２８が劣化した場合に、図５に示すように集塵板２８を設置時よりも小さくした状態で水平移動装置４９によって短尺方向（横方向）に移動させてから天井から取り外し、電気集塵機１２の側面上部（図２）の点検口２３から当該集塵板２８を搬出できる。なお、上記では、集塵板２８を小さくしてから集塵板２８を取り外す例を示したが、電気集塵機１２の点検口２３が側面下部にある場合は、集塵板２８を天井から取り外してから集塵板２８を小さくして搬出してもよい。

また、新たな集塵板２８も小さくした状態で点検口２３から搬入する。搬入された集塵板２８を、天井の水平移動装置４９に吊り下げた後に横方向に移動させて、長手方向に伸長させた後にボルト５０で集塵板Ａ（４２）、集塵板Ｂ（４４）および集塵板Ｃ（４６）を固定して設置する。このようにして、本実施形態に係る電気集塵機１２では、長期使用により劣化した集塵板２８を交換でき、電気集塵機１２を保守できる。

このように、本実施形態に係る電気集塵機１２の集塵板２８は、火気を用いることなく上下ガイドレール４８に沿って集塵板Ａ（４２）、集塵板Ｂ（４４）および集塵板Ｃ（４６）を相対移動させて集塵板２８を小さくできる。これにより、集塵板２８の搬出に要する作業負荷を小さくでき、且つ、粉塵爆発のおそれも著しく低減できる。

図６は、電気集塵機１２に設置された状態の放電極３０の模式図である。図６（ａ）は正面図であり、図６（ｂ）は側面図である。放電極３０は、放電枠５２と放電線５４とを有し、複数の放電極３０が、ケーシング２６の天井に設けられた水平移動装置４９に吊り下げられて設置されている。放電線５４は、放電枠５２内に設けられ、不図示の高電圧発生装置に接続している。放電枠５２は、放電枠Ａ（５６）、放電枠Ｂ（５８）および放電枠Ｃ（６０）とから構成されている。放電枠Ａ（５６）、放電枠Ｂ（５８）および放電枠Ｃ（６０）には、放電極３０の長手方向に沿った上下ガイドレール６２が設けられており、当該上下ガイドレール６２により、放電枠Ａ（５６）と、放電枠Ｂ（５８）とが、放電枠５２の長手方向に移動可能に接続され、放電枠Ｂ（５８）と放電枠Ｃ（６０）とが、放電枠５２の長手方向に相対移動可能に接続されている。これにより、放電極３０は、長手方向に伸縮可能となっている。すなわち、放電極３０においては、上下ガイドレール６２が設けられた放電枠Ａ（５６）、放電枠Ｂ（５８）および放電枠Ｃ（６０）がスライド機構となる。

また、放電枠５２には、放電枠Ａ（５６）と放電枠Ｂ（５８）との伸縮を規制するボルト６４と、放電枠Ｂ（５８）と放電枠Ｃ（６０）との伸縮を規制するボルト６４とが設けられている。これら２つのボルト６４による規制により、電気集塵機１２に設置されている状態では、放電枠５２は、伸長された状態に維持される。

電気集塵機１２を長期間使用すると、焼結ダストに含まれる酸により放電極３０は腐食されて劣化する。放電極３０を交換する場合、まず、２つのボルト６４を外し、放電枠Ｂ（５８）と、放電枠Ｃ（６０）を放電枠Ａ（５６）の方向に移動させる。これにより、放電極３０は小さくなる。この状態を示したのが図７である。

図７は、小さくした状態の放電極３０の模式図である。図７（ａ）は正面図であり、図７（ｂ）は側面図である。放電極３０が劣化した場合に、図７に示すように放電極３０を設置時よりも小さくした状態で水平移動装置４９によって横方向に移動させてから天井から取り外し、点検口２３から当該放電極３０を搬出する。なお、上記では、放電極３０を小さくしてから放電極３０を天井から取り外す例を示したが、放電極３０を取り外してから放電極３０を小さくしてもよい。

また、新たな放電極３０も小さくした状態で点検口２３から搬入する。搬入された放電極３０を、天井の水平移動装置４９に吊り下げて横方向に移動させて、長手方向に伸長させた後にボルト６４で放電枠Ａ（５６）、放電枠Ｂ（５８）および放電枠Ｃ（６０）を固定して設置する。このようにして、本実施形態に係る電気集塵機１２では、長期使用により劣化した放電極３０を交換でき、電気集塵機１２を保守できる。

このように、本実施形態に係る電気集塵機１２の放電極３０は、火気を用いることなく上下ガイドレール６２に沿って放電枠Ａ（５６）、放電枠Ｂ（５８）および放電枠Ｃ（６０）を相対移動させて放電極３０を小さくできる。これにより、放電極３０の搬出に要する作業負荷を小さくでき、且つ、粉塵爆発のおそれも著しく低減できる。

以上、説明したように本実施形態に係る電気集塵機１２の集塵板２８および放電極３０は上下方向のスライド機構を有し、当該スライド機構により小さくできる。これにより、電気集塵機１２の長期使用により集塵板２８や放電極３０が劣化しても、火気を用いることなく設置時よりも小さくして電気集塵機１２から搬出でき、新たな集塵板２８や放電極３０も設置時よりも小さくして電気集塵機１２に搬入できる。このため、本実施形態に係る電気集塵機１２では、放電極３０や集塵板２８の搬出に要する作業負荷が小さく、また、粉塵爆発のおそれも著しく低減される。

従来どおり火気を用いて集塵板を溶断するのに６名の作業者で８時間要した。これに対し、本実施形態に係る集塵板２８では、従来と同じ面積で同じ枚数の集塵板２８を小さくするのに要した時間は作業者２名で２時間であった。

また、電気集塵機１２に搬入された新たな放電極３０や集塵板２８は、天井に吊り下げて設置した後に長手方向に伸長させる。このように、電気集塵機１２に設置された後に伸長させることで電気集塵機１２の除塵能力は、伸長させた放電極３０や集塵板２８と同じ長さの集塵板および放電極を有する電気集塵機と同じになる。

なお、本実施形態では、長手方向に伸縮できる放電極３０や集塵板２８の例を示したが、これに限らない。例えば、短尺方向に伸縮できる放電極３０や集塵板２８であってもよい。さらに、長手方向、短尺方向の双方に伸縮できる放電極３０や集塵板２８であってもよい。すなわち、放電極３０および集塵板２８の少なくとも１つが、少なくとも一方向に伸縮できればよい。これにより、火気を用いることなく放電極または集塵板を小さくできるので、作業負荷は小さくなり、また、粉塵爆発のおそれも大きく著しく低減できる。

１０ 焼結機
１２ 電気集塵機
１４ ブロワ
１６ 次の設備
１８ 排ガス流路
２０ 上部設備
２２ 集塵機本体
２３ 点検口
２４ ダストホッパ
２５ 作業者
２６ ケーシング
２８ 集塵板
３０ 放電極
３２ 集塵板槌打装置
３４ スクリューコンベア
３６ ホッパ
３８ 矢印
４０ 矢印
４２ 集塵板Ａ
４４ 集塵板Ｂ
４６ 集塵板Ｃ
４８ 上下ガイドレール
４９ 水平移動装置
５０ ボルト
５２ 放電枠
５４ 放電線
５６ 放電枠Ａ
５８ 放電枠Ｂ
６０ 放電枠Ｃ
６２ 上下ガイドレール
６４ ボルト

Claims (3)

1. 放電極と集塵板とを備える乾式電気集塵機であって、
   前記放電極および前記集塵板の少なくとも１つは、少なくとも一方向に伸縮できるスライド機構を有する、乾式電気集塵機。
2. 前記放電極および前記集塵板の少なくとも１つは、前記伸縮を規制するストッパー機構をさらに有する、請求項１に記載の乾式電気集塵機。
3. 請求項１に記載の乾式電気集塵機の保守方法であって、
   前記放電極および前記集塵板の少なくとも１つを伸縮させて、設置時よりも小さくして乾式電気集塵機の側面から搬出および搬入して交換する、乾式電気集塵機の保守方法。

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