JP4095262B2 - Air preheater management device - Google Patents

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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気予熱器管理装置に関し、詳しくは、空気予熱器で熱を供与したガスの露点を測定し、そのガスが露点以下にならないように、空気予熱器で熱を享受する空気の温度を調節する空気予熱器管理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
化学工場において、ボイラープラントの燃焼ガス等の加熱されたガスは、一般に、熱交換器である空気予熱器で、ボイラーでの燃焼用に使用される空気に熱を供与した後、排出される。
【0003】
上記の排出されるガスには、亜硫酸ガス(SO3)が含まれている場合が多く、熱交換で温度を下げすぎると、亜硫酸ガスが水と反応して硫酸となって液化する等、上記の排出するガスに含まれる成分が液化する。そうすると、空気予熱器やその配管に露点腐食が生じる場合があり、設備管理上、問題を生ずる場合がある。
【0004】
これに対し、上記空気予熱器で熱交換によって熱を享受する空気を、前もってスチーム等によって加熱することにより、空気予熱器での熱交換量を減少させ、排ガスの温度をあまり下げない方法が考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排ガスの温度と露点とに差があればあるほど、排ガスの熱の利用度が低下し、空気に加えられるスチーム量が増加する。このため、全体として熱効率が低下することとなる。
【0006】
そこでこの発明は、空気予熱器で熱を供与した後のガスの露点を測定することにより、熱効率を上昇させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は、熱を供与するためのガスを通すガス配管並びに熱を享受するための空気を通す空気配管を有する空気予熱器、及び上記ガス配管であって、上記空気予熱器で熱を供与した後のガスを通す配管の部分に取り付けた電極部を有する電気化学センサからなり、上記電極部は、複数の電極及び上記電極部内部に空気を導入する空気導入部を有し、上記電極の一端面を上記の熱を供与した後のガスと接触させると共に、上記電極の他端面を上記空気導入部から導入された空気と接触させる空気予熱器管理装置を用いることにより、上記課題を解決したのである。
【0008】
上記空気導入部から空気を電極部内部に導入し、上記電極を他端面側から冷却することにより、上記電極全体の温度を低下させることができる。ある程度冷却すると、上記電極の一端面で接触させたガスが液化し始める。液化した液には電解質を含有するので、電極間に電気化学的電流ノイズや電気化学的電位ノイズが発生する。すなわち、上記露点は、上記電気化学的電流ノイズや電気化学的電位ノイズの発生を感知することにより測定することができる。そして、上記ガスの温度を測定された露点以上の温度に保持するように、空気予熱器で熱を享受する空気の導入温度を調整する。これにより、上記ガスにより露点腐食が生じるのを防止できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下において、この発明について詳細に説明する。
この発明にかかる空気予熱器管理装置は、図1に示すように、空気予熱器1、及び電極部2を有する電気化学センサ3からなる。
【0010】
上記空気予熱器1は、熱交換器であり、図1に示すように、熱を供するためのガス(以下、「加熱ガス」と称する。)p1を通すガス配管4、及び熱を享受するための空気(以下、「供給空気」と称する。)q1を通す空気配管5を有する。ガス配管4を通って空気予熱器1に送り込まれる加熱ガスp1は、空気予熱器1で空気配管5を通じて送り込まれた供給空気q1に熱を供与する。そして、熱を供与した後の加熱ガス(以下、「熱交換済ガス」と称する。)p2は、ガス配管4を通って大気放出等の処理がされる。
【0011】
一方、供給空気q1は、空気配管5を通って空気予熱器1に送られ、上記の通り熱を享受する。そして、熱を享受した供給空気(以下、「燃焼用空気」と称する。)q2は、ボイラー等に送られ、燃焼用に使用される。
【0012】
上記電気化学センサ3は、上記のガス配管4であって、上記熱交換済ガスp2を通す配管の保温材10の部分に取り付けた電極部2、電極部2での測定データを処理する制御部6から構成される。この制御部6で検出された熱交換済ガスp2の露点(Tr)のデータは、管理システム7に送られ、また、この管理システム7に、ガス配管4内の熱交換済ガスp2の温度(T2)のデータも送られる。そして、これらのデータから、供給空気q1の温度(T1)が、下記式(2)
Tr<(T1+T2)/2 (1)
すなわち、 T1>2×Tr−T2 (2)
を満たすように、スチームバルブ8を操作して供給スチームsの量を調整しながら、供給空気q1の温度(T1)を調節する。これにより、熱交換済ガスp2が露点以下にならないように調整され、露点腐食を防止できる。
【0013】
上記の露点とは、熱交換済ガスp2中に含まれる成分が液化を開始する温度をいう。また、露点防止とは、露点に達することにより、ガス中の成分の液化が生じ、この液化物に含まれる電解質成分によって、腐食が起こることをいう。
【0014】
上記の電極部2は、図2に示すように、筒状のソケット9の先端に複数の電極21〜23を有するとともに、ソケット9の後部に、電極部2内部に空気を導入するための空気導入部11を有し、内部に空洞部を有するものである。上記電極21〜23は、互いに接触しないように絶縁材12を介して設けられ、少なくともその一端面がガス配管4内の熱交換済ガスp2と接触するように設けられる。また、その先端がガス配管4内に突き出すように、ガス温度計13が設けられる。
【0015】
さらに、上記電極21〜23の他端面及びガス温度計13の他端は、上記絶縁材12で覆われておらず、ソケット9内部の空洞部に面する。
そして、各電極21〜23及びガス温度計13は、同一の熱伝導性の材料、例えば、金属から形成される。このため、各電極21〜23及びガス温度計13がガス配管4を通過する熱交換済ガスp2と一端面で接すると、この各電極21〜23及びガス温度計13は、その熱交換済ガスp2の温度となる。
【0016】
熱交換済ガスp2の露点の測定は、次の方法で行われる。まず、熱交換済ガスp2をガス配管4に流し、各電極21〜23及びガス温度計13の温度を熱交換済ガスp2の温度とする。次いで、上記の空気導入部11からソケット9内部に空気を導入する。すると、上記の電極21〜23の他端面及びガス温度計13の他端がこの空気と接触し、上記電極21〜23及びガス温度計13が冷却される。この空気導入部11からソケット9内部への空気の導入を続けることにより、上記の電極21〜23及びガス温度計13の温度は徐々に下がっていく。上記の電極21〜23及びガス温度計13の温度が熱交換済ガスp2の露点まで下がると、上記電極21〜23の一端面で接触させた熱交換済ガスp2の液化が生じる。このとき、上記電極21〜23間に電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズが発生する。これを制御部6で感知するとともに、ガス温度計13でその感知した時点の温度を検出することによって熱交換済ガスp2の露点を測定することができる。
【0017】
この露点のデータを管理システム7に送り、上記の方法に従って、熱交換済ガスp2の温度(T2)を上記露点以上の温度に保持するように、スチームバルブ8を調節することにより、空気予熱器で熱を享受する供給空気q1の温度(T1)を調整することができる。
【0018】
上記の電気化学センサ3は、図1に示すように、上記電極部2、及び制御部6を備える。また、この制御部6は、図3に示すように、上記各電極21〜23間の電気化学的電流ノイズ並びに電気化学的電位ノイズをそれぞれに測定する電流電圧測定手段30、前記電流電圧測定手段で測定された電気化学的電流ノイズ並びに電気化学的電位ノイズの各測定データを取り入れて、この測定データを時系列に蓄積するデータ記憶手段、及び前記データ記憶手段に時系列で蓄積された電気化学的電流ノイズ又は電気化学的電位ノイズの測定データを取り出し、この取り出された電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズの測定データから上記露点を判断する露点判断手段を備える。
【0019】
上記の電気化学センサ3について、図3乃至図5を用いてより詳細に説明する。
図3は、本実施形態例を含む電気化学センサの全体構成の概要を示すブロック図であり、ここでは、本実施形態例を含む電気化学センサ全体の構成とその作用並びに効果について述べる。
【0020】
まず、上記腐食電流電圧測定手段30について説明する。これは、図3に示す電気化学センサのうち、測定電極部2、無抵抗電流計24、バッファー回路25、及びバンドパスイフィルター26、27から構成される。
【0021】
上記電極部2の構成は、上記の通りであり、電極の数は3つである。
また、前記第1の電極21と第2の電極22間には、内部抵抗がほぼゼロの電流測定回路、いわゆる無抵抗電流計(zero resistance ammerter)24を接続させ、前記第2の電極22と第3の電極23間には、該電極側に影響を与えずに信号電圧を測定し得る入力インピーダンスが非常に大きいアンプ回路、ここではバッファー回路25を接続させる。
【0022】
従って、この態様の場合、前記第1の電極21と第2の電極22間には、それぞれ、各電極表面の腐食の進行程度に応じたカップリング電流(結合電流:Imean)aを生じ、該カップリング電流aは、前記無抵抗電流計24によって測定され、且つ後述する信号処理をなした上で、データ記憶手段であるコンピュータ71のデータ記憶部72に時系列で蓄積される。
【0023】
このとき、電気化学的電流ノイズ(In)bについては、前記カップリング電流aの変動をフィルター回路、特にバンドパスフィルター回路26によって、その低周波数領域、特に1Hz程度以下の周波数領域、好ましくは0.01〜1Hz程度の周波数領域の電流変動を測定して得ることができ、該測定された電気化学的電流ノイズ(In)bもまた後述する信号処理をなした上で、コンピュータ71のデータ記憶部72に時系列で蓄積される。ここで、この電気化学的電流ノイズ(In)bは、コンピュータ71に取り込まれたカップリング電流(Imean)aをしかるべく演算処理し、その標準偏差を求めることによっても同様に得られる。
【0024】
一方、電気化学的電位ノイズ(Vn)cについては、前記第2の電極22と第3の電極23間の電位差(Vmean)を前記バッファー回路25によって測定すると共に、この電位差の変動をフィルター回路、特にバンドパスフィルター回路27によって、その低周波数領域、特に1Hz程度以下の周波数領域、好ましくは0.01〜1Hz程度の周波数領域の電位差変動を測定して得ることができ、該測定された電気化学的電位ノイズ(Vn)cもまた後述する信号処理をなした上で、コンピュータ71のデータ記憶部72に時系列で蓄積される。ここでも、この電気化学的電位ノイズ(Vn)cは、前記電位差を直接コンピュータ71に取り込んでしかるべく演算処理し、その標準偏差を求めることによっても同様に得られる。
【0025】
次に、前記各測定データ信号(電流及び電圧の各測定データ)をコンピュータ71に入力するまでのデータ処理の具体的な回路手段の詳細を図4(a)、(b)及び図5(a)、(b)に示す。
【0026】
図4(a)、(b)は、同上データ処理回路をアナログ回路によって構成したときの一例である。この場合、先ず、前記電流信号、即ち、前記第1の電極21と第2の電極22間のカップリング電流aは、同図(a)にみられるように、無抵抗電流計24によって測定されると共に、その電流信号の一方は、信号の2乗平均を求めるRMS回路→求めた信号を直流に変換するDC回路→直流に変換された信号を対数に変換するLOG回路からなるコンバータ(以下、対数コンバータという)31によって対数変換され、さらに、アナログ/デジタルコンバータ(以下、A/Dコンバータという)32によってデジタル変換された後、前記コンピュータ71にカップリング電流(Imean)aとして入力され、電流信号の他方は、バンドパスフィルター回路26によって1Hz程度以下の周波数成分が取り出された上で、同様に対数コンバータ41によって対数変換され、さらに、A/Dコンバータ42によってデジタル変換された後、前記コンピュータ71に電気化学的電流ノイズ(In)bとして入力される。
【0027】
次いで、前記電圧信号、即ち、前記第2の電極22と第3の電極23間の電位差は、同図(b)にみられるように、バッファー回路25によって測定され、且つこの信号からバンドパスフィルター回路27によって1Hz程度以下の周波数成分が取り出された上で、ここでも、対数コンバータ51によって対数変換され、さらに、A/Dコンバータ52によってデジタル変換された後、前記コンピュータ71に電気化学的電位ノイズ(Vn)cとして入力される。
【0028】
また、図5(a)、(b)は、前記図4(a)、(b)のアナログ回路構成に対応してデータ処理回路をデジタル回路で構成したときの一例で、図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しており、該デジタル回路構成によっても同様な作用が得られる。
【0029】
一方、ガス温度計13で検出された温度は、データ記憶部72に蓄積される。上記露点判断手段は、前記データ記憶部72に蓄積されている電気化学的電流ノイズ(In)b、及び電気化学的電位ノイズ(Vn)cの測定データの急激な変化と、その時点のガス温度計13で測定された温度から判断する。すなわち、熱交換済ガスp2の成分が液化すると、電気化学的電流ノイズ(In)b、及び電気化学的電位ノイズ(Vn)cが発生するので、その変化は急激となる。このため、これらのデータが急激に変化した時点の温度が熱交換済ガスp2の露点と判断することができる。
【0030】
上記露点のデータは、管理システム7に送られ、上記のとおり、供給空気q1の温度(T1)の調整に利用される。
【0031】
【実施例】
以下に実施例及び比較例をあげてこの発明をさらに具体的に説明する。
【0032】
(実施例1)
空気予熱器1のガス配管4であって、熱交換済ガスp2が通る部分に、図1に示すような電極部2を設け、これに制御部6及び管理システム7を接続する。この電極部2及び制御部6からなる電気化学センサ3は、図2乃至図4に示す構成及び機能を有する。
そして、加熱ガスp1として、窒素70.3%、酸素4.1%、水蒸気16.4%、二酸化炭素9.2%、亜硫酸ガス7.6ppmの組成を有する120℃のボイラー排ガスを用いる。また、供給空気q1として、常温の空気を用いる。
【0033】
空気予熱器1で、上記ボイラー排ガスを熱交換して温度を100℃前後に低下させ、熱交換済ガスp2を排出する。
この状態で、空気導入部11から電極部2内部に空気を導入し、電極21〜23の温度を図6に示すように、70℃、65℃、60℃、70℃と変化させる。そして、そのときの電気化学的電流ノイズ(In)b、及び電気化学的電位ノイズ(Vn)cの変化を見た。その結果を図6に示す。
なお、図6において、In/Vnを腐食速度(Corrosion Rate)としてその変化を示した。また、「Gas Temp」は、熱交換済ガスp2の温度(T2)を表し、「Probe Temp」は、電極の温度を示す。
【0034】
その結果、60℃で腐食速度が大幅に変化しており、この温度が、熱交換済ガスの露点であることが分かった。
【0035】
【発明の効果】
この発明によると、空気予熱器で熱を供与したガスの露点を測定できるので、ガス配管の露点腐食の発生を防止でき、空気予熱器及びそれに連なる配管の設備管理が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる空気予熱管理装置の例を示す模式図
【図2】図1の電極部の例を示す模式図
【図3】図1の電気化学センサの全体構成の概要を示すブロック図
【図4】図3の電気化学センサにおける電流、電圧の各測定データ信号の処理回路をアナログ回路で構成したときの例を示すブロック図
【図5】図3の電気化学センサにおける電流、電圧の各測定データ信号の処理回路をデジタル回路で構成したときの例を示すブロック図
【図6】実施例における結果データ
【符号の説明】
1 空気予熱器
2 電極部
3 電気化学センサ
4 ガス配管
5 空気配管
6 制御部
7 管理システム
8 スチームバルブ
9 ソケット
10 保温材
11 空気導入部
12 絶縁材
13 ガス温度計
21、22、23 電極
24 無抵抗電流計
25 バッファー回路
26,27 バンドパスフィルター回路
71 コンピュータ
72 データ記憶部
73 露点の判定
a カップリング電流(Imean)
b 電気化学的電流ノイズ(In)
c 電気化学的電位ノイズ(Vn)
p1 加熱ガス
p2 熱交換済ガス
q1 供給空気
q2 燃焼用空気
s スチーム
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air preheater management device, and more specifically, measures the dew point of a gas supplied with heat by the air preheater, and the temperature of the air that enjoys heat by the air preheater so that the gas does not fall below the dew point. The present invention relates to an air preheater management device for adjusting the air temperature.
[0002]
[Prior art]
In a chemical factory, heated gas such as combustion gas in a boiler plant is generally discharged by an air preheater, which is a heat exchanger, after supplying heat to the air used for combustion in the boiler.
[0003]
The exhausted gas often contains sulfurous acid gas (SO 3 ), and if the temperature is lowered too much by heat exchange, the sulfurous acid gas reacts with water and liquefies into sulfuric acid. The components contained in the gas discharged from the gas liquefy. If it does so, dew point corrosion may arise in an air preheater and its piping, and it may cause a problem in facilities management.
[0004]
On the other hand, a method of reducing the amount of heat exchange in the air preheater and reducing the temperature of the exhaust gas by heating the air that receives heat by heat exchange in the air preheater in advance by steam or the like is considered. It is done.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the greater the difference between the exhaust gas temperature and the dew point, the lower the heat utilization of the exhaust gas and the greater the amount of steam added to the air. For this reason, thermal efficiency will fall as a whole.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to increase the thermal efficiency by measuring the dew point of the gas after supplying heat with an air preheater.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an air preheater having a gas pipe through which a gas for supplying heat passes and an air pipe through which air for receiving heat is passed, and the gas pipe, wherein the air preheater supplies heat. It consists of an electrochemical sensor having an electrode part attached to the part of the piping through which the gas passes later. The electrode part has a plurality of electrodes and an air introduction part for introducing air into the electrode part. Since the above problem has been solved by using an air preheater management device that brings the end face into contact with the gas after supplying the heat and the other end face of the electrode into contact with the air introduced from the air introduction section. is there.
[0008]
By introducing air from the air introduction part into the electrode part and cooling the electrode from the other end surface side, the temperature of the entire electrode can be lowered. When cooled to some extent, the gas brought into contact with one end surface of the electrode starts to liquefy. Since the liquefied liquid contains an electrolyte, electrochemical current noise and electrochemical potential noise are generated between the electrodes. That is, the dew point can be measured by sensing the occurrence of the electrochemical current noise and electrochemical potential noise. And the introduction temperature of the air which enjoys heat with an air preheater is adjusted so that the temperature of the said gas may be hold | maintained at the temperature more than the measured dew point. Thereby, it can prevent that dew point corrosion arises with the said gas.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below.
As shown in FIG. 1, the air preheater management device according to the present invention includes an air preheater 1 and an electrochemical sensor 3 having an electrode portion 2.
[0010]
The air preheater 1 is a heat exchanger, and as shown in FIG. 1, a gas pipe 4 through which gas for supplying heat (hereinafter referred to as “heating gas”) p <b> 1 passes and heat is received. Air pipe (hereinafter referred to as “supply air”) q1. The heated gas p1 sent to the air preheater 1 through the gas pipe 4 gives heat to the supply air q1 sent through the air pipe 5 in the air preheater 1. Then, the heated gas (hereinafter referred to as “heat exchanged gas”) p <b> 2 after the heat is supplied is subjected to a process such as atmospheric release through the gas pipe 4.
[0011]
On the other hand, the supply air q1 is sent to the air preheater 1 through the air pipe 5, and receives heat as described above. The supplied air (hereinafter referred to as “combustion air”) q2 that has enjoyed heat is sent to a boiler or the like and used for combustion.
[0012]
The electrochemical sensor 3 is the gas pipe 4 described above, and is a control section that processes measurement data at the electrode section 2 and the electrode section 2 attached to the heat insulating material 10 of the pipe through which the heat-exchanged gas p2 is passed. 6 is composed. Data of the dew point (Tr) of the heat exchanged gas p2 detected by the control unit 6 is sent to the management system 7, and the temperature of the heat exchanged gas p2 in the gas pipe 4 ( T2) data is also sent. From these data, the temperature (T1) of the supply air q1 is expressed by the following equation (2).
Tr <(T1 + T2) / 2 (1)
That is, T1> 2 × Tr−T2 (2)
The temperature (T1) of the supply air q1 is adjusted while operating the steam valve 8 and adjusting the amount of the supply steam s so as to satisfy the condition. Thereby, it adjusts so that heat-exchanged gas p2 may not become below a dew point, and can prevent dew point corrosion.
[0013]
The above dew point refers to a temperature at which a component contained in the heat exchanged gas p2 starts to liquefy. In addition, dew point prevention means that when the dew point is reached, liquefaction of components in the gas occurs, and corrosion occurs due to the electrolyte components contained in the liquefied product.
[0014]
As shown in FIG. 2, the electrode part 2 has a plurality of electrodes 21 to 23 at the tip of a cylindrical socket 9 and air for introducing air into the electrode part 2 at the rear part of the socket 9. It has the introducing | transducing part 11, and has a cavity part inside. The electrodes 21 to 23 are provided via the insulating material 12 so as not to contact each other, and at least one end surface thereof is provided to contact the heat exchanged gas p2 in the gas pipe 4. Moreover, the gas thermometer 13 is provided so that the front-end | tip protrudes in the gas piping 4. FIG.
[0015]
Further, the other end surfaces of the electrodes 21 to 23 and the other end of the gas thermometer 13 are not covered with the insulating material 12 and face the hollow portion inside the socket 9.
And each electrode 21-23 and the gas thermometer 13 are formed from the same heat conductive material, for example, a metal. For this reason, when each electrode 21-23 and the gas thermometer 13 contact | connects the heat exchanged gas p2 which passes the gas piping 4 at one end surface, each electrode 21-23 and the gas thermometer 13 will be the heat exchanged gas. The temperature is p2.
[0016]
The dew point of the heat exchanged gas p2 is measured by the following method. First, the heat exchanged gas p2 is caused to flow through the gas pipe 4, and the temperatures of the electrodes 21 to 23 and the gas thermometer 13 are set as the temperature of the heat exchanged gas p2. Next, air is introduced into the socket 9 from the air introduction part 11. Then, the other end surfaces of the electrodes 21 to 23 and the other end of the gas thermometer 13 come into contact with the air, and the electrodes 21 to 23 and the gas thermometer 13 are cooled. By continuing the introduction of air from the air introduction portion 11 into the socket 9, the temperatures of the electrodes 21 to 23 and the gas thermometer 13 are gradually lowered. When the temperatures of the electrodes 21 to 23 and the gas thermometer 13 are lowered to the dew point of the heat exchanged gas p2, liquefaction of the heat exchanged gas p2 brought into contact with one end face of the electrodes 21 to 23 occurs. At this time, electrochemical current noise and electrochemical potential noise are generated between the electrodes 21 to 23. While detecting this with the control part 6, the dew point of the heat exchanged gas p2 can be measured by detecting the temperature at the time of the detection with the gas thermometer 13. FIG.
[0017]
By sending the dew point data to the management system 7 and adjusting the steam valve 8 so as to maintain the temperature (T2) of the heat exchanged gas p2 at a temperature equal to or higher than the dew point according to the above method, the air preheater The temperature (T1) of the supply air q1 that enjoys heat can be adjusted.
[0018]
As shown in FIG. 1, the electrochemical sensor 3 includes the electrode unit 2 and a control unit 6. Further, as shown in FIG. 3, the control unit 6 includes a current / voltage measuring means 30 for measuring electrochemical current noise and electrochemical potential noise between the electrodes 21 to 23, and the current / voltage measuring means. Data storage means for taking in the measurement data of electrochemical current noise and electrochemical potential noise measured in step 1 and storing this measurement data in time series, and electrochemical stored in time series in the data storage means A dew point determining means for extracting measurement data of static current noise or electrochemical potential noise and determining the dew point from the extracted measurement data of electrochemical current noise and electrochemical potential noise.
[0019]
The electrochemical sensor 3 will be described in more detail with reference to FIGS.
FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the entire configuration of the electrochemical sensor including the present embodiment. Here, the configuration, operation, and effect of the entire electrochemical sensor including the present embodiment will be described.
[0020]
First, the corrosion current voltage measuring means 30 will be described. This is composed of the measurement electrode unit 2, the non-resistance ammeter 24, the buffer circuit 25, and the band-pass filters 26 and 27 among the electrochemical sensors shown in FIG. 3.
[0021]
The configuration of the electrode unit 2 is as described above, and the number of electrodes is three.
Further, a current measurement circuit having a substantially zero internal resistance, a so-called resistance resistance ammeter 24 is connected between the first electrode 21 and the second electrode 22, and the second electrode 22 is connected to the second electrode 22. Between the third electrodes 23, an amplifier circuit having a very large input impedance that can measure a signal voltage without affecting the electrode side, here a buffer circuit 25 is connected.
[0022]
Therefore, in this embodiment, a coupling current (coupling current: Imean) a corresponding to the degree of progress of corrosion on each electrode surface is generated between the first electrode 21 and the second electrode 22, respectively. The coupling current a is measured by the non-resistance ammeter 24, and after being subjected to signal processing described later, is stored in the data storage unit 72 of the computer 71 as data storage means in time series.
[0023]
At this time, regarding the electrochemical current noise (In) b, the fluctuation of the coupling current a is reduced by a filter circuit, particularly the bandpass filter circuit 26, in a low frequency region, particularly in a frequency region of about 1 Hz or less, preferably 0. It can be obtained by measuring current fluctuations in the frequency range of about .01 to 1 Hz, and the measured electrochemical current noise (In) b is also subjected to signal processing to be described later, and then stored in the data of the computer 71. The data is accumulated in the unit 72 in time series. Here, the electrochemical current noise (In) b can be obtained in the same manner by calculating the coupling current (Imean) a taken into the computer 71 and calculating its standard deviation.
[0024]
On the other hand, for the electrochemical potential noise (Vn) c, the potential difference (Vmean) between the second electrode 22 and the third electrode 23 is measured by the buffer circuit 25, and fluctuations in this potential difference are filtered out, In particular, the bandpass filter circuit 27 can obtain and measure the potential difference fluctuation in the low frequency region, particularly in the frequency region of about 1 Hz or less, preferably in the frequency region of about 0.01 to 1 Hz. The target potential noise (Vn) c is also accumulated in time series in the data storage unit 72 of the computer 71 after performing signal processing to be described later. Again, this electrochemical potential noise (Vn) c can be obtained in the same manner by taking the potential difference directly into the computer 71 and processing it accordingly and determining its standard deviation.
[0025]
Next, details of specific circuit means for data processing until each measurement data signal (each measurement data of current and voltage) is inputted to the computer 71 are shown in FIGS. 4 (a), 4 (b) and 5 (a). ) And (b).
[0026]
4A and 4B show an example when the data processing circuit is configured by an analog circuit. In this case, first, the current signal, that is, the coupling current a between the first electrode 21 and the second electrode 22 is measured by a non-resistance ammeter 24 as shown in FIG. At the same time, one of the current signals is an RMS circuit for obtaining the mean square of the signal → a DC circuit for converting the obtained signal into direct current → a converter comprising a LOG circuit for converting the signal converted into direct current into a logarithm (hereinafter, Logarithmically converted by a logarithmic converter (31) and further digitally converted by an analog / digital converter (hereinafter referred to as A / D converter) 32, and then input to the computer 71 as a coupling current (Imean) a, On the other hand, after the frequency component of about 1 Hz or less is extracted by the band-pass filter circuit 26, the logarithmic converter 4 is similarly used. Logarithmically converted by 1 and further digitally converted by the A / D converter 42 and then input to the computer 71 as electrochemical current noise (In) b.
[0027]
Next, the voltage signal, that is, the potential difference between the second electrode 22 and the third electrode 23 is measured by the buffer circuit 25 as shown in FIG. After the frequency component of about 1 Hz or less is extracted by the circuit 27, the logarithmic converter 51 again performs logarithmic conversion, and after the digital conversion by the A / D converter 52, the computer 71 receives the electrochemical potential noise. (Vn) is input as c.
[0028]
5 (a) and 5 (b) are examples when the data processing circuit is configured by a digital circuit corresponding to the analog circuit configuration of FIGS. 4 (a) and 4 (b). Indicate the same or corresponding parts, and the same operation can be obtained by the digital circuit configuration.
[0029]
On the other hand, the temperature detected by the gas thermometer 13 is accumulated in the data storage unit 72. The dew point determination means includes a rapid change in measurement data of electrochemical current noise (In) b and electrochemical potential noise (Vn) c accumulated in the data storage unit 72, and a gas temperature at that time. Judgment is made from the temperature measured by the total 13. That is, when the component of the heat exchanged gas p2 is liquefied, electrochemical current noise (In) b and electrochemical potential noise (Vn) c are generated, and the change is rapid. For this reason, it can be determined that the temperature at the time when these data are rapidly changed is the dew point of the heat-exchanged gas p2.
[0030]
The dew point data is sent to the management system 7 and is used for adjusting the temperature (T1) of the supply air q1 as described above.
[0031]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples.
[0032]
Example 1
An electrode unit 2 as shown in FIG. 1 is provided in a portion of the gas pipe 4 of the air preheater 1 through which the heat-exchanged gas p2 passes, and a control unit 6 and a management system 7 are connected thereto. The electrochemical sensor 3 including the electrode unit 2 and the control unit 6 has the configuration and functions shown in FIGS.
As the heating gas p1, a 120 ° C. boiler exhaust gas having a composition of 70.3% nitrogen, 4.1% oxygen, 16.4% water vapor, 9.2% carbon dioxide, and 7.6 ppm sulfurous acid gas is used. Also, room temperature air is used as the supply air q1.
[0033]
In the air preheater 1, the boiler exhaust gas is heat-exchanged to lower the temperature to around 100 ° C., and the heat-exchanged gas p2 is discharged.
In this state, air is introduced into the electrode part 2 from the air introduction part 11, and the temperatures of the electrodes 21 to 23 are changed to 70 ° C., 65 ° C., 60 ° C., and 70 ° C. as shown in FIG. Then, changes in electrochemical current noise (In) b and electrochemical potential noise (Vn) c at that time were observed. The result is shown in FIG.
In addition, in FIG. 6, the change was shown by making In / Vn into a corrosion rate (Corrosion Rate). “Gas Temp” represents the temperature (T2) of the heat exchanged gas p2, and “Probe Temp” represents the temperature of the electrode.
[0034]
As a result, it was found that the corrosion rate changed significantly at 60 ° C., and this temperature was the dew point of the heat exchanged gas.
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the dew point of the gas supplied with heat by the air preheater can be measured, the occurrence of dew point corrosion of the gas pipe can be prevented, and the facility management of the air preheater and the piping connected thereto can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an air preheating management device according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an electrode part of FIG. 1. FIG. 3 is an outline of the overall configuration of the electrochemical sensor of FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an example when the processing circuit of each measurement data signal of current and voltage in the electrochemical sensor of FIG. 3 is constituted by an analog circuit. FIG. 5 is a diagram showing the current in the electrochemical sensor of FIG. FIG. 6 is a block diagram showing an example when a processing circuit for each voltage measurement data signal is configured by a digital circuit. FIG. 6 shows result data in the embodiment.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air preheater 2 Electrode part 3 Electrochemical sensor 4 Gas piping 5 Air piping 6 Control part 7 Management system 8 Steam valve 9 Socket 10 Heat insulating material 11 Air introduction part 12 Insulating material 13 Gas thermometer 21, 22, 23 Electrode 24 None Resistance ammeter 25 Buffer circuit 26, 27 Band pass filter circuit 71 Computer 72 Data storage unit 73 Dew point determination a Coupling current (Imean)
b Electrochemical current noise (In)
c Electrochemical potential noise (Vn)
p1 heating gas p2 heat exchanged gas q1 supply air q2 combustion air s steam

Claims (4)

熱を供与するためのガスを通すガス配管及び熱を享受するための空気を通す空気配管を有する空気予熱器、並びに、上記ガス配管であって上記空気予熱器で熱を供与した後のガスを通す配管の部分に取り付けた電極部を有する電気化学センサからなり、上記電極部は、複数の電極及び上記電極部内部に空気を導入する空気導入部を有し、上記電極の一端面を上記の熱を供与した後のガスと接触させると共に、上記電極の他端面を上記空気導入部から導入された空気と接触させ、上記電気化学センサが上記電極表面の腐食の進行程度に応じたカップリング電流に基づく電気化学的電流ノイズ及び上記電極間の電位差に基づく電気化学的電位ノイズから露点を判断する空気予熱器管理装置。  An air preheater having a gas pipe for passing a gas for supplying heat and an air pipe for passing an air for receiving heat, and the gas after being supplied with heat by the air preheater. It consists of an electrochemical sensor having an electrode part attached to the part of the pipe to pass through, the electrode part has an air introduction part for introducing air into the plurality of electrodes and the electrode part, and the one end surface of the electrode is The electrode is brought into contact with the gas after the heat has been supplied, and the other end surface of the electrode is brought into contact with air introduced from the air introduction portion, and the electrochemical sensor has a coupling current corresponding to the degree of progress of corrosion of the electrode surface. The air preheater management apparatus which judges a dew point from the electrochemical electric current noise based on this, and the electrochemical electric potential noise based on the electric potential difference between the said electrodes. 上記空気導入部から空気を導入し、上記電極を冷却することにより、上記電極の一端面で接触させたガスの液化を生じさせ、これによる電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズの発生を感知することにより上記ガスの露点を測定し、上記空気予熱器で熱を供与したガスの温度を上記露点以上の温度に保持するように、空気予熱器で熱を享受する空気の温度を調整する請求項1に記載の空気予熱器管理装置。  Air is introduced from the air introduction part, and the electrode is cooled to cause liquefaction of the gas contacted at one end surface of the electrode, thereby generating electrochemical current noise and electrochemical potential noise. The dew point of the gas is measured by sensing, and the temperature of the air enjoying the heat is adjusted by the air preheater so that the temperature of the gas supplied with heat by the air preheater is maintained at a temperature higher than the dew point. The air preheater management device according to claim 1. 上記電気化学センサは、上記電極部、上記電極部の各電極間に生じる電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズをそれぞれに測定する電流電圧測定手段、前記電流電圧測定手段で測定された電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズの各測定データを取り入れて、この測定データを時系列に蓄積するデータ記憶手段、並びに、前記データ記憶手段に時系列で蓄積された電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズの各測定データを取り出し、この取り出された電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズの各測定データから上記露点を判断する露点判断手段を備えるセンサである請求項1又は2に記載の空気予熱器管理装置。  The electrochemical sensor includes the electrode part, a current / voltage measuring means for measuring electrochemical current noise and electrochemical potential noise generated between the electrodes of the electrode part, and an electric current measured by the current / voltage measuring means. Data storage means for taking in each measurement data of chemical current noise and electrochemical potential noise and accumulating the measurement data in time series, and electrochemical current noise accumulated in time series in the data storage means and 3. A sensor comprising dew point determination means for taking out each measurement data of electrochemical potential noise and judging the dew point from the obtained measurement data of electrochemical current noise and electrochemical potential noise. An air preheater management device according to claim 1. 上記電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズが、0.01〜1Hzの周波数帯域である、請求項1乃至3のいずれかに記載の空気予熱器管理装置。  The air preheater management device according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrochemical current noise and the electrochemical potential noise are in a frequency band of 0.01 to 1 Hz.
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