JP5437018B2 - Economizer performance recovery method and recovery equipment - Google Patents

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本発明は、熱交換器内に堆積した低熱伝導物質を除去して伝熱性能を回復させる性能回復方法および回復設備に関し、特に、ボイラのエコノマイザーに堆積した硫安や酸性硫安などの低熱伝導物質をボイラの運転を継続しながら除去して、エコノマイザーの伝熱性能を回復させる性能回復方法および回復装置に関する。   The present invention relates to a performance recovery method and recovery equipment that recovers heat transfer performance by removing low thermal conductivity material deposited in a heat exchanger, and in particular, low thermal conductivity materials such as ammonium sulfate and acid ammonium sulfate deposited in a boiler economizer. The present invention relates to a performance recovery method and a recovery device that recovers the heat transfer performance of an economizer by removing the boiler while continuing the operation of the boiler.

三酸化イオウや硫酸ガスなどのＳＯｘガスとアンモニアガスを含む排ガスは、化学反応により硫酸アンモニウム（硫安）や硫酸水素アンモニウム(酸性硫安)を生成し、排ガス温度がこれら塩の析出温度以下になると、排ガス流路に堆積して閉塞したり、伝熱管表面に堆積して熱交換性能を劣化させたりする。   Exhaust gas containing SOx gas such as sulfur trioxide and sulfuric acid gas and ammonia gas produces ammonium sulfate (ammonium sulfate) and ammonium hydrogen sulfate (acidic ammonium sulfate) by chemical reaction. When the exhaust gas temperature falls below the precipitation temperature of these salts, the exhaust gas It accumulates in the flow path and becomes blocked, or it accumulates on the surface of the heat transfer tube and deteriorates the heat exchange performance.

たとえば、ＳＯｘガスを含むボイラ排ガス中に、ボイラエコノマイザー上流のアンモニア脱硝設備などからアンモニアガスが混入する場合は、ボイラエコノマイザーで排ガスが低温になるためエコノマイザー伝熱部で硫安および酸性硫安を析出して堆積する。伝熱面に付着した硫安等は熱伝導率が低いので、熱交換器の熱交換効率が低下する。なお、硫安や酸性硫安を生成するＳＯｘガスとアンモニアガスは、排ガスを生成するプロセスから供給される場合もある。   For example, when ammonia gas is mixed into the boiler exhaust gas containing SOx gas from the ammonia denitration equipment upstream of the boiler economizer, etc., the exhaust gas becomes a low temperature in the boiler economizer, so that the economizer heat transfer section is equipped with ammonium sulfate and acid ammonium sulfate. Precipitate and deposit. Since ammonium sulfate or the like adhering to the heat transfer surface has low thermal conductivity, the heat exchange efficiency of the heat exchanger decreases. The SOx gas and ammonia gas that generate ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate may be supplied from a process that generates exhaust gas.

スートブロアーや水洗装置など既存のダスト除去装置は、硫安等が析出することにより生成したダストに対してはクリーニング効果が十分でない。このため、従来は、ボイラを一旦停止して冷却した後に水洗しエアーブローする、などのクリーニング方法が取られてきた。硫安等は、水溶性であるため比較的容易に水洗処理できるが、この方法では、ボイラを停止する必要がある。   Existing dust removing devices such as soot blowers and water washing devices do not have a sufficient cleaning effect on dust produced by precipitation of ammonium sulfate or the like. For this reason, conventionally, a cleaning method has been used in which the boiler is temporarily stopped and cooled, and then washed with water and air blown. Ammonium sulfate and the like are water-soluble and can be washed with water relatively easily. However, in this method, it is necessary to stop the boiler.

たとえば、特許文献１には、類似の処理として、廃棄物焼却設備におけるアンモニア脱硝反応塔の触媒表面に堆積した酸性硫安などの触媒被毒物質を処理する方法が開示されている。開示方法は、アンモニア脱硝反応塔に被毒物質が堆積したときに、アンモニア脱硝反応塔を含み温風循環ヒータを備える循環系を形成して、循環系内のガスを３５０℃〜５５０℃に加熱してアンモニア脱硝反応塔へ送り、脱硝触媒表面に堆積した被毒物質を熱分解し、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、塩化水素（ＨＣｌ）、アンモニア（ＮＨ３）を発生させて放散させることにより触媒を再生する方法である。 For example, Patent Document 1 discloses a method of treating a catalyst poisoning substance such as acidic ammonium sulfate deposited on the catalyst surface of an ammonia denitration reaction tower in a waste incineration facility as a similar treatment. In the disclosed method, when poisonous substances are deposited in the ammonia denitration reaction tower, a circulation system including the ammonia denitration reaction tower and including a hot air circulation heater is formed, and the gas in the circulation system is heated to 350 ° C. to 550 ° C. Then, it is sent to the ammonia denitration reaction tower, and the poisoning substances deposited on the surface of the denitration catalyst are thermally decomposed to generate sulfur oxides (SOx), hydrogen chloride (HCl), and ammonia (NH 3 ) to be released. Is a way to play.

また、特許文献２には、Ａ重油を用いるガスタービン用熱回収ボイラに組み込まれているアンモニア脱硝装置における脱硝触媒再生方法が開示されている。特許文献２には、ガスタービン用熱回収ボイラにおいても、節炭器に相当する１５０℃〜２２０℃のガス温度領域で、アンモニア脱硝装置から漏れたアンモニアガスと燃料中のイオウ成分から生成したＳＯｘガスとの化学反応により酸性硫安が生成して伝熱管群に付着することが記載されている。この酸性硫安は、ガスタービンを停止しボイラを冷却した後に、ガスタービンを再起動させ排ガスパージにより煙突の金網式煤塵捕獲装置に付着させ、作業員が除去している。   Patent Document 2 discloses a denitration catalyst regeneration method in an ammonia denitration apparatus incorporated in a gas turbine heat recovery boiler using A heavy oil. Patent Document 2 discloses SOx generated from ammonia gas leaked from an ammonia denitration apparatus and sulfur components in fuel in a gas temperature range of 150 ° C. to 220 ° C. corresponding to a economizer in a heat recovery boiler for a gas turbine. It is described that acidic ammonium sulfate is generated by a chemical reaction with gas and adheres to a heat transfer tube group. The acid ammonium sulfate is removed by the worker after the gas turbine is stopped and the boiler is cooled, then the gas turbine is restarted and attached to the chimney wire net type dust trap by exhaust gas purge.

特開２００８−０７３６６５号公報JP 2008-073665 A 特開２００７−２８５６３１号公報JP 2007-285631 A

上記の通り、従来技術では、酸性硫安などが付着した時にボイラエコノマイザー(節炭器)の性能回復をしようとすると、ボイラを停止する必要があった。また、特許文献に開示された触媒再生技術やガスタービン用熱回収ボイラの酸性硫安除去方法においても、ボイラを停止して運転系統を切り離した上で除去をすることが前提であって、ボイラ停止に伴うエネルギー損失が問題であった。   As described above, in the prior art, it was necessary to stop the boiler when trying to recover the performance of the boiler economizer (carving economizer) when acid ammonium sulfate or the like adhered. Also, in the catalyst regeneration technology disclosed in the patent literature and the acid ammonium sulfate removal method of the heat recovery boiler for gas turbines, it is premised that the boiler is stopped and the operation system is disconnected and then removed. The energy loss associated with was a problem.

そこで、本発明が解決しようとする第１の課題は、熱交換器の運転を継続しながら熱交換器に堆積した酸性硫安などの低熱伝導物質を除去して熱交換器の性能を回復させる性能回復方法および性能回復装置を提供すること、特に、ボイラの運転を継続しながらボイラエコノマイザーの性能を回復させる性能回復方法および性能回復装置を提供することである。また、本発明が解決しようとする第２の課題は、熱交換器内に堆積した低熱伝導物質を除去して伝熱性能を回復させることができる簡便な性能回復方法および性能回復設備を提供することである。   Therefore, the first problem to be solved by the present invention is the ability to recover the performance of the heat exchanger by removing low heat conductive materials such as acidic ammonium sulfate deposited on the heat exchanger while continuing the operation of the heat exchanger. It is to provide a recovery method and a performance recovery device, and in particular, to provide a performance recovery method and a performance recovery device that recovers the performance of a boiler economizer while continuing the operation of the boiler. The second problem to be solved by the present invention is to provide a simple performance recovery method and performance recovery equipment that can recover the heat transfer performance by removing the low heat conductive material deposited in the heat exchanger. That is.

上記第１の課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る熱交換器の性能回復方法は、ＳＯｘとアンモニアを含む熱ガスで伝熱管中の水を加熱して熱水あるいは熱水蒸気を得る熱交換器に適用する性能回復方法である。
本発明の熱交換器の性能回復方法を適用するため、熱交換器は、ガス側通路を複数のガス通路セルに分割して、各ガス通路セル毎にガス通路セル内で完結した伝熱管ループを形成している。 In order to solve the first problem, the heat exchanger performance recovery method according to the first aspect of the present invention comprises heating hot water or hot steam by heating water in a heat transfer tube with a hot gas containing SOx and ammonia. It is a performance recovery method applied to a heat exchanger that obtains
In order to apply the performance recovery method for a heat exchanger according to the present invention, a heat exchanger has a heat transfer tube loop in which a gas side passage is divided into a plurality of gas passage cells and each gas passage cell is completed in the gas passage cell. Is forming.

本発明の第１の観点に係る熱交換器の性能回復方法は、内部に硫安または酸性硫安が析出して付着したときに、熱交換器のなかの選択したガス通路セルの伝熱管に対する水の供給を停止し、選択したガス通路セルの伝熱管内の水を排出する工程と、水が排出された伝熱管を熱ガスで加熱し、管壁温度を硫安または酸性硫安の分解温度より高温にしてこれらの塩を分解する工程と、硫安または酸性硫安の分解が終わった伝熱管ループについてクリーニングを行う工程と、熱交換器への水の供給を再開し、熱交換条件を満たすようにさせる工程とを含むことを特徴とする。   In the heat exchanger performance recovery method according to the first aspect of the present invention, when ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate precipitates and adheres to the inside, water is supplied to the heat transfer tube of the selected gas passage cell in the heat exchanger. The process of stopping the supply and discharging the water in the heat transfer tube of the selected gas passage cell and heating the heat transfer tube from which water has been discharged with hot gas to raise the tube wall temperature to a temperature higher than the decomposition temperature of ammonium sulfate or acid ammonium sulfate. A step of decomposing these salts, a step of cleaning the heat transfer tube loop after the decomposition of ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate, and a step of resuming the supply of water to the heat exchanger to satisfy the heat exchange condition It is characterized by including.

たとえば、ＳＯｘを含むボイラ排ガスには、ボイラエコノマイザーの上流に設けられたアンモニア脱硝設備でアンモニアガスが混入する場合がある。また、プロセスガスで加熱する熱交換器では、プロセスガス中にＳＯｘガスとアンモニアガスが含まれる場合がある。ここで、プロセスガスとは、処理、加工、製造などの種々の過程において発生する高温ガスをいう。   For example, ammonia gas may be mixed into boiler exhaust gas containing SOx in an ammonia denitration facility provided upstream of the boiler economizer. Further, in a heat exchanger that is heated with a process gas, the process gas may contain SOx gas and ammonia gas. Here, the process gas refers to a high-temperature gas generated in various processes such as processing, processing, and manufacturing.

ＳＯｘガスとアンモニアガスが含まれるガスが低温化すると、たとえば、下の化学反応式で表されるように硫安（硫酸アンモニウム）あるいは酸性硫安（硫酸水素アンモニウム）が生成する。
（１） ２ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ＋ＳＯ３→（ＮＨ４）２ＳＯ４（硫安）
（２） ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ＋ＳＯ３→（ＮＨ４）ＨＳＯ４（酸性硫安）
硫安は、通常２８０℃以上で分解する。また、酸性硫安は、融点が１４６．９℃で、硫安と同じく通常２８０℃以上の高温で分解する。いずれも水溶性である。 When the gas containing SOx gas and ammonia gas is lowered in temperature, for example, ammonium sulfate (ammonium sulfate) or acidic ammonium sulfate (ammonium hydrogen sulfate) is generated as represented by the following chemical reaction formula.
(1) 2NH 3 + H 2 O + SO 3 → (NH 4 ) 2 SO 4 (Ammonium sulfate)
(2) NH 3 + H 2 O + SO 3 → (NH 4 ) HSO 4 (acidic ammonium sulfate)
Ammonium sulfate usually decomposes at 280 ° C or higher. In addition, acidic ammonium sulfate has a melting point of 146.9 ° C., and decomposes at a high temperature of 280 ° C. or higher, like ammonium sulfate. Both are water-soluble.

熱交換器が硫安あるいは酸性硫安の分解温度（通常、２８０℃以上）より高温であるうちはガス化しているので問題がないが、１２０℃〜２２０℃程度の低温になると、硫安等が析出して伝熱管の壁面に付着する。伝熱管の壁面に付着した硫安等は熱伝導率の低い物質であるので、熱交換器の熱交換効率を低下させる。   There is no problem because the heat exchanger is gasified as long as it is higher than the decomposition temperature of ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate (usually 280 ° C or higher), but when it becomes a low temperature of about 120 ° C to 220 ° C, ammonium sulfate or the like precipitates. Adheres to the wall of the heat transfer tube. Ammonium sulfate or the like adhering to the wall surface of the heat transfer tube is a substance having a low thermal conductivity, and therefore reduces the heat exchange efficiency of the heat exchanger.

本発明の第１の観点に係る熱交換器の性能回復方法によれば、ガス側通路を複数のガス通路セルに分割して、ガス通路セル毎に完結した伝熱管ループを形成した熱交換器を使い、熱交換器の選択したガス通路セルに対する水の供給を停止し、さらに伝熱管内の水を排出するので、選択したガス通路セル内の伝熱管は熱ガスにより加熱されて管壁温度が高くなる。管壁温度を酸性硫安等の分解温度より高温にすると、管壁に付着した酸性硫安等の塩が分解して遊離する。そこで、酸性硫安等の塩を遊離させた熱交換器のガス通路セル内部についてクリーニングを行い、熱交換器のガス通路セルへの水の供給を再開し、熱交換条件を満たすようにさせている。   According to the performance recovery method for a heat exchanger according to the first aspect of the present invention, a heat exchanger in which a gas side passage is divided into a plurality of gas passage cells and a heat transfer tube loop is formed for each gas passage cell. The water supply to the selected gas passage cell of the heat exchanger is stopped and the water in the heat transfer tube is discharged, so that the heat transfer tube in the selected gas passage cell is heated by the hot gas and the tube wall temperature is Becomes higher. When the tube wall temperature is higher than the decomposition temperature of acidic ammonium sulfate or the like, a salt such as acidic ammonium sulfate attached to the tube wall is decomposed and liberated. Therefore, the inside of the gas passage cell of the heat exchanger from which salt such as acidic ammonium sulfate has been liberated is cleaned, and the supply of water to the gas passage cell of the heat exchanger is restarted to satisfy the heat exchange condition. .

本発明の第１の観点に係る熱交換器性能回復方法では、複数のガス通路セルを有する熱交換器の選択したガス通路セルのみを酸性硫安等の除去作業にかけるので、他のガス通路セルについては熱交換作用を継続することができる。したがって、熱交換器としての運転を継続しながらガス通路セル内の堆積物を除去することができる。また、複数のガス通路セルを順次巡って酸性硫安などの除去作業を行うようにすれば、熱交換器全体の熱交換性能を回復させることができる。   In the heat exchanger performance recovery method according to the first aspect of the present invention, only the selected gas passage cell of the heat exchanger having a plurality of gas passage cells is subjected to removal work such as acidic ammonium sulfate. The heat exchange action can be continued. Therefore, deposits in the gas passage cell can be removed while continuing the operation as a heat exchanger. In addition, if the operation of removing acidic ammonium sulfate or the like is performed by sequentially visiting a plurality of gas passage cells, the heat exchange performance of the entire heat exchanger can be recovered.

なお、熱交換器の下流に、加熱熱媒のガス中の有害物質を除去する工程が付属する場合は、熱交換器の直ぐ下流の位置に冷却用の物質を供給して下流側設備における許容温度を超えないようにすることが好ましい。
このため、熱交換器下流側のガスダクト中に、大気、噴霧水、などの冷却媒体を注入して、ガス温度の上昇を抑制する方法を採用することができる。 In addition, when a process for removing harmful substances in the gas of the heating medium is attached downstream of the heat exchanger, supply a cooling substance to a position immediately downstream of the heat exchanger and allow it in the downstream equipment. It is preferable not to exceed the temperature.
For this reason, the method of inject | pouring cooling media, such as air | atmosphere and spray water, into the gas duct of the heat exchanger downstream side, and suppressing the raise of gas temperature is employable.

なお、熱交換器のガス通路を適宜の数に分割したガス通路セルについて順次性能回復方法を施す場合は、ガス通路セル数が大きいほど、性能回復作業中のガス通路セルから放出される高温ガスの熱交換器排出ガス中に占める割合が小さくなって熱交換器下流側のガス温度の上昇量が小さくなるので、下流側設備における脱硫などの処理が容易になる。   In addition, when the performance recovery method is sequentially applied to the gas passage cells in which the gas passages of the heat exchanger are divided into an appropriate number, the higher the number of gas passage cells, the higher the temperature of the gas that is released from the gas passage cells during performance recovery work. Since the proportion of the heat exchanger exhaust gas in the exhaust gas becomes smaller and the amount of increase in the gas temperature downstream of the heat exchanger becomes smaller, processing such as desulfurization in the downstream equipment becomes easier.

また、熱交換器への水の供給を停止してから水の供給を再開するまでの期間において、伝熱管のループの内部を大気圧に開放することにより、伝熱管ループ内の配管に残留した水や給水再開時に供給された水が急激に蒸発して異常な圧力上昇を生じる現象を回避して、熱交換器用の安全弁の作動を防止することができる。
さらに、伝熱管への水の供給を再開した後は、伝熱管出口における熱水の温度が通常運転圧力時の飽和水蒸気温度より低くなってから、通常運転圧力下にある他の伝熱管ループに繋がる配管と合流させるようにすると、合流時の蒸気凝縮による配管振動を防止することができる。 Also, in the period from when the supply of water to the heat exchanger was stopped until the supply of water was resumed, the inside of the heat transfer tube loop was released to atmospheric pressure, thereby remaining in the piping in the heat transfer tube loop. It is possible to avoid a phenomenon in which water or water supplied at the time of resumption of water supply evaporates abruptly to cause an abnormal pressure rise, and the operation of the safety valve for the heat exchanger can be prevented.
Furthermore, after resuming the supply of water to the heat transfer tubes, the temperature of the hot water at the heat transfer tube outlet becomes lower than the saturated steam temperature at the normal operation pressure, and then the other heat transfer tube loops under normal operation pressure. If it joins with the piping which connects, piping vibration by the vapor | steam condensation at the time of merging can be prevented.

また、上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る熱交換器の性能回復設備は、ＳＯｘとアンモニアを含む熱ガスで水を加熱する熱交換器であって、熱交換器のガス側通路を複数のガス通路セルに分割して、各ガス通路セル毎に完結した伝熱管ループを形成した熱交換器において、伝熱管ループに対する水の供給を制御する第１の制御弁と、水の排出を制御する第２の制御弁と、水が伝熱管ループをバイパスするためのバイパス弁とを備え、シーケンス制御装置を備える。   Moreover, in order to solve the said subject, the performance recovery equipment of the heat exchanger which concerns on the 1st viewpoint of this invention is a heat exchanger which heats water with the hot gas containing SOx and ammonia, Comprising: In a heat exchanger that divides a gas side passage into a plurality of gas passage cells and forms a heat transfer tube loop completed for each gas passage cell, a first control valve that controls supply of water to the heat transfer tube loop; A second control valve that controls the discharge of water and a bypass valve for water to bypass the heat transfer tube loop are provided, and a sequence control device is provided.

本発明の第１の観点に係る熱交換器の性能回復設備は、シーケンス制御装置により、熱交換器の内部に硫安または酸性硫安が析出して付着したときに、第１の制御弁と第２の制御弁とバイパス弁とを操作して、熱交換器に対する給水を停止し、伝熱管内の水を排出する工程と、伝熱管の管壁温度を硫安または酸性硫安の分解温度より高温にして、これらの塩を分解する工程と、伝熱管のクリーニングを行う工程と、熱交換器への給水を再開し、熱交換条件を充足させる工程とを実施することを特徴とする。   The performance recovery equipment of the heat exchanger according to the first aspect of the present invention is configured such that when the ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate is deposited and adhered to the inside of the heat exchanger by the sequence control device, the first control valve and the second Operating the control valve and bypass valve to stop the water supply to the heat exchanger, discharging the water in the heat transfer tube, and setting the heat transfer tube wall temperature to a temperature higher than the decomposition temperature of ammonium sulfate or acid ammonium sulfate. The step of decomposing these salts, the step of cleaning the heat transfer tube, and the step of resuming the water supply to the heat exchanger to satisfy the heat exchange conditions are carried out.

本発明の第１の観点に係る熱交換器の性能回復方法または設備は、ボイラのエコノマイザーに適用することができる。また、供給された水をプロセスガスで加熱する給水加熱器に適用することもできる。   The heat exchanger performance recovery method or facility according to the first aspect of the present invention can be applied to a boiler economizer. Moreover, it can also apply to the feed water heater which heats the supplied water with a process gas.

さらに、上記第２の課題を解決するため、本発明の第２の観点に係る熱交換器の性能回復方法は、ＳＯｘとアンモニアを含む熱ガスで伝熱管中の水を加熱して熱水あるいは熱水蒸気を得る熱交換器に適用する性能回復方法である。   Furthermore, in order to solve the second problem, the method for recovering the performance of the heat exchanger according to the second aspect of the present invention comprises heating water in a heat transfer tube with a hot gas containing SOx and ammonia to This is a performance recovery method applied to a heat exchanger for obtaining thermal steam.

本発明の第２の観点に係る熱交換器の性能回復方法は、熱交換器の内部に硫安または酸性硫安が析出して付着したときに、熱交換器の伝熱管内の水を排出する工程と、水が排出された伝熱管に熱ガスの供給を行い、管壁温度を硫安または酸性硫安の分解温度より高温にしてこれらの塩を分解する工程と、硫安または酸性硫安の分解が終わったガス通路セルについてクリーニングを行う工程と、熱交換器への水の供給を再開し、熱交換条件を満たすようにさせる工程とを含むことを特徴とする。   The method for recovering the performance of a heat exchanger according to the second aspect of the present invention is a process of discharging water in a heat exchanger tube of a heat exchanger when ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate is deposited and adhered inside the heat exchanger. The process of decomposing these salts by supplying hot gas to the heat transfer tube from which water was discharged and setting the tube wall temperature higher than the decomposition temperature of ammonium sulfate or acid ammonium sulfate, and decomposition of ammonium sulfate or acid ammonium sulfate was completed. It includes a step of cleaning the gas passage cell and a step of restarting the supply of water to the heat exchanger so as to satisfy the heat exchange condition.

本発明の第２の観点に係る熱交換器の性能回復方法によれば、熱交換器内部に堆積した硫安または酸性硫安を除去するために、伝熱管に対する水の供給を停止し、さらに伝熱管内の水を排出するので、伝熱管は熱ガスにより加熱されて管壁温度が高くなる。管壁温度を硫安等の分解温度より高温にすると、管壁に付着した硫安等の塩が分解して遊離する。そこで、硫安等の塩を遊離させた熱交換器の内部についてクリーニングを行った後に、熱交換器への水の供給を再開し、熱交換条件を満たすようにさせている。   According to the performance recovery method of the heat exchanger according to the second aspect of the present invention, in order to remove ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate accumulated in the heat exchanger, the supply of water to the heat transfer tube is stopped, and further the heat transfer Since the water in the tube is discharged, the heat transfer tube is heated by the hot gas and the tube wall temperature becomes high. When the tube wall temperature is higher than the decomposition temperature such as ammonium sulfate, the salt such as ammonium sulfate attached to the tube wall is decomposed and released. Therefore, after cleaning the inside of the heat exchanger from which salt such as ammonium sulfate has been liberated, the supply of water to the heat exchanger is resumed to satisfy the heat exchange condition.

本発明の第２の観点に係る熱交換器の性能回復方法は、堆積する物質が高温になると分解して容易に遊離することと、熱交換器の伝熱管が冷却媒体の水を排除すれば熱ガスにより容易に高温になることに注目して、既存の熱交換器についても簡単な工作を付加することにより、かつ単純な手順を使って堆積した断熱材料を除去して、熱交換器の熱交換性能を回復させることができる。   In the heat exchanger performance recovery method according to the second aspect of the present invention, if the deposited material is decomposed and easily separated when the temperature becomes high, and the heat exchanger tube of the heat exchanger excludes the water of the cooling medium. Noting that hot gases can easily get hot, adding heat to existing heat exchangers, and removing heat insulation material deposited using simple procedures, Heat exchange performance can be recovered.

なお、本発明の第２の観点に係る熱交換器の性能回復方法においても、熱交換器の直ぐ下流の位置に冷却用の物質を供給して下流側設備における許容温度を超えないようにすること、熱交換器下流側のガスダクト中に、大気、噴霧水、などの冷却媒体を注入して、ガス温度の上昇を抑制する方法を採用すること、熱交換器への水の供給を停止してから水の供給を再開するまでの期間に伝熱管の内部を大気圧に開放することが好ましい。   In the heat exchanger performance recovery method according to the second aspect of the present invention, a cooling substance is supplied to a position immediately downstream of the heat exchanger so as not to exceed the allowable temperature in the downstream equipment. Injecting a cooling medium such as air or spray water into the gas duct on the downstream side of the heat exchanger and adopting a method to suppress the rise in gas temperature, stopping the water supply to the heat exchanger It is preferable to open the inside of the heat transfer tube to atmospheric pressure during a period from when the water supply is resumed.

本発明の第１の観点に係る熱交換器の性能回復方法および設備によれば、内部に硫安あるいは酸性硫安などの低熱伝導物質が堆積して熱交換性能が低下する熱交換器について、運転を継続しながら低熱伝導物質の除去を行うことができる。本発明は、特に、ボイラを運転しながらエコノマイザーの性能を再生する方法と設備を提供するもので、硫安あるいは酸性硫安の堆積を除去するためにボイラを停止する必要がないので、停止によるエネルギー損失を防止することができる。
また、本発明の第２の観点に係る熱交換器の性能回復方法によれば、簡単な設備の追加と簡単な手順を使って伝熱管の表面に堆積した硫安あるいは酸性硫安を除去して、熱交換器の熱交換性能を回復させることができる。 According to the performance recovery method and facility for a heat exchanger according to the first aspect of the present invention, operation is performed for a heat exchanger in which a low heat conductive material such as ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate is deposited and heat exchange performance is reduced. The low thermal conductivity material can be removed while continuing. In particular, the present invention provides a method and equipment for regenerating the performance of an economizer while operating a boiler, and it is not necessary to stop the boiler to remove ammonium or acid ammonium sulfate deposits. Loss can be prevented.
Further, according to the method for recovering the performance of the heat exchanger according to the second aspect of the present invention, the ammonium sulfate or acid ammonium sulfate deposited on the surface of the heat transfer tube is removed using a simple equipment addition and a simple procedure, The heat exchange performance of the heat exchanger can be recovered.

本発明の第１実施例に係る熱交換器の性能回復設備のブロック図である。It is a block diagram of the performance recovery equipment of the heat exchanger which concerns on 1st Example of this invention. 第１実施例における熱交換器部分を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the heat exchanger part in 1st Example. 第１実施例における熱交換器の性能回復方法の例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the example of the performance recovery method of the heat exchanger in 1st Example. 第１実施例における熱交換器の性能回復方法におけるドライ運転化サブルーチンの例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the example of the dry operation subroutine in the performance recovery method of the heat exchanger in 1st Example. 第１実施例における熱交換器の性能回復方法における通常運転化サブルーチンの例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the example of the normal operation subroutine in the performance recovery method of the heat exchanger in 1st Example. 本発明の第２実施例に係る熱交換器の性能回復設備のブロック図である。It is a block diagram of the performance recovery equipment of the heat exchanger which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例に係る熱交換器の性能回復設備のブロック図である。It is a block diagram of the performance recovery equipment of the heat exchanger which concerns on 3rd Example of this invention. 本発明の第４実施例に係る熱交換器の性能回復設備のブロック図である。It is a block diagram of the performance recovery equipment of the heat exchanger which concerns on 4th Example of this invention.

以下、図面を用い実施例に基づいて本発明の熱交換器の性能回復設備および方法を詳細に説明する。   Hereinafter, the performance recovery equipment and method for a heat exchanger according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は本発明の第１実施例における熱交換器の性能回復設備のブロック図、図２はその熱交換器部分をより詳細に表したブロック図である。第１実施例の熱交換器の性能回復設備は、ボイラ排ガスから熱を回収してボイラ給水を加熱する廃熱ボイラにおけるエコノマイザーに適用されたものである。   FIG. 1 is a block diagram of a performance recovery facility for a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the heat exchanger portion in more detail. The heat exchanger performance recovery facility of the first embodiment is applied to an economizer in a waste heat boiler that recovers heat from boiler exhaust gas and heats boiler feedwater.

第１実施例の性能回復設備は、図１に示すように、プロセスの高温排ガスの流路内に伝熱管を配置して蒸気を発生させる廃熱ボイラ１と、廃熱ボイラ１の内部に配置されるスクリーン蒸発器２、過熱器３、本体蒸発器４およびエコノマイザー（節炭器）５と、水と蒸気を分離する汽水ドラム６と、ボイラ出口排ガスを空気冷却するために設けられた押込送風機１７と風量調整ダンパ１８で構成される。
なお、廃熱ボイラ１の排ガス出口部には排ガス温度検出器１９が設けられている。 As shown in FIG. 1, the performance recovery facility of the first embodiment is disposed in a waste heat boiler 1 that generates steam by arranging a heat transfer tube in a flow path of high-temperature exhaust gas in the process, and in the waste heat boiler 1. Screen evaporator 2, superheater 3, main body evaporator 4 and economizer 5, brackish water drum 6 for separating water and steam, and indentation provided to air-cool the boiler exhaust gas It consists of a blower 17 and an air volume adjustment damper 18.
An exhaust gas temperature detector 19 is provided at the exhaust gas outlet of the waste heat boiler 1.

ＳＯｘを含むボイラ排ガスには、エコノマイザー５の上流に設けられたアンモニア脱硝設備でアンモニアガスが混入する場合がある。
ＳＯｘガスとアンモニアガスが含まれるガスが低温化すると、下の化学反応式で表されるように硫安（硫酸アンモニウム）あるいは酸性硫安（硫酸水素アンモニウム）が生成する。
（３） ２ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ＋ＳＯ３→（ＮＨ４）２ＳＯ４（硫安）
（４） ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ＋ＳＯ３→（ＮＨ４）ＨＳＯ４（酸性硫安）
硫安と酸性硫安は、通常、２８０℃以上の高温で分解しガス化するが、低温になると析出する。 The boiler exhaust gas containing SOx may be mixed with ammonia gas by an ammonia denitration facility provided upstream of the economizer 5.
When the gas containing SOx gas and ammonia gas is lowered in temperature, ammonium sulfate (ammonium sulfate) or acidic ammonium sulfate (ammonium hydrogen sulfate) is generated as represented by the following chemical reaction formula.
(3) 2NH 3 + H 2 O + SO 3 → (NH 4 ) 2 SO 4 (Ammonium sulfate)
(4) NH 3 + H 2 O + SO 3 → (NH 4 ) HSO 4 (acidic ammonium sulfate)
Ammonium sulfate and acidic ammonium sulfate are usually decomposed and gasified at a high temperature of 280 ° C. or higher, but are precipitated at a low temperature.

エコノマイザー５は通常、給水入口温度で１２０℃〜２２０℃程度の低温で運転されるので、エコノマイザー５内で硫安等が析出して伝熱管の壁面に固着し熱交換器の熱交換効率を低下させる。このため、エコノマイザー５における伝熱管の熱伝導率が低下したときには、壁面に付着した硫安等を除去する必要がある。
本実施例の熱交換器の性能回復設備および方法は、熱交換器の運転を継続させながら、熱交換器に堆積した硫安等の低熱伝導物質を除去して熱交換器の性能を回復させるものである。図１および図２は、特に、廃熱ボイラ１内のエコノマイザー５における堆積硫安等を処理する性能回復設備について表示している。 Since the economizer 5 is usually operated at a low temperature of about 120 ° C. to 220 ° C. at the feed water inlet temperature, ammonium sulfate or the like precipitates in the economizer 5 and adheres to the wall surface of the heat transfer tube, thereby improving the heat exchange efficiency of the heat exchanger. Reduce. For this reason, when the thermal conductivity of the heat transfer tube in the economizer 5 decreases, it is necessary to remove ammonium sulfate or the like attached to the wall surface.
The performance recovery equipment and method of the heat exchanger according to the present embodiment recovers the performance of the heat exchanger by removing low heat conductive materials such as ammonium sulfate deposited on the heat exchanger while continuing the operation of the heat exchanger. It is. FIG. 1 and FIG. 2 particularly show the performance recovery equipment for processing the deposited ammonium sulfate in the economizer 5 in the waste heat boiler 1.

本実施例におけるエコノマイザー５は、バッフルプレート１６によりガス通路が２つのガス通路セルに分割されており、分割されたガス通路セルに別々に、互いに独立した伝熱管ループ５ａ，５ｂが配置されている。伝熱管ループ５ａ，５ｂは、それぞれのガス通路セルに収まった伝熱管の端部同士をヘッダ(管寄せ)で連結したものである。伝熱管の中には水が流通し、伝熱管中を流れる水はガス通路を流れる熱ガスと熱交換して加熱される。   In the economizer 5 in the present embodiment, the gas passage is divided into two gas passage cells by the baffle plate 16, and the heat transfer tube loops 5 a and 5 b that are independent from each other are arranged in the divided gas passage cells. Yes. The heat transfer tube loops 5a and 5b are obtained by connecting the ends of the heat transfer tubes contained in the respective gas passage cells with headers (pipe headers). Water flows through the heat transfer tubes, and the water flowing through the heat transfer tubes is heated by exchanging heat with the hot gas flowing through the gas passage.

エコノマイザー５への給水は、それぞれの伝熱管ループ５ａ，５ｂの入口に設けられる節炭器入口弁８ａ−１，８ｂ−１で２分流され、伝熱管ループ５ａ，５ｂでそれぞれ加熱された給水は節炭器出口弁８ａ−２，８ｂ−２を通って合流し、ボイラ給水調節弁１２を経由して最終的に汽水ドラム６に供給される。ボイラ給水調節弁１２は、汽水ドラム６の水面を一定に保持して廃熱ボイラ１の運転を安定化させている。   The water supply to the economizer 5 is divided into two by the economizer inlet valves 8a-1 and 8b-1 provided at the inlets of the heat transfer tube loops 5a and 5b, respectively, and is heated by the heat transfer tube loops 5a and 5b, respectively. Are combined through the economizer outlet valves 8 a-2 and 8 b-2, and finally supplied to the brackish water drum 6 through the boiler feed water adjustment valve 12. The boiler feed water control valve 12 stabilizes the operation of the waste heat boiler 1 by keeping the water surface of the brackish water drum 6 constant.

なお、節炭器入口弁８ａ−１，８ｂ−１には、それぞれ節炭器入口子弁８'ａ，８'ｂが付属している。節炭器入口子弁８'ａ，８'ｂは、各伝熱管ループ５ａ，５ｂの性能回復運転後に給水を復活するときに、最初は小さい通水量に制限して伝熱管を徐冷することによって、急激な蒸発による圧力上昇を回避し、伝熱管への熱衝撃を低減できるようにしている。   The economizer inlet valves 8a-1 and 8b-1 are provided with economizer inlet valves 8'a and 8'b, respectively. The economizer inlet sub-valves 8'a and 8'b are designed to gradually cool the heat transfer tubes by restricting to a small water flow rate when the water supply is restored after the performance recovery operation of the heat transfer tube loops 5a and 5b. Therefore, it is possible to avoid a pressure increase due to rapid evaporation and reduce a thermal shock to the heat transfer tube.

また、節炭器出口弁８ａ−２，８ｂ−２には、それぞれ直列に逆止弁１１ａ，１１ｂが設けられている。逆止弁１１ａ，１１ｂは、伝熱管ループ５ａ，５ｂが低圧状態になったときに汽水ドラム６への給水配管から給水が逆流することを防止している。伝熱管ループ５ａ，５ｂの給水出口配管には、さらに節炭器安全弁１０ａ，１０ｂが設けられている。
また、伝熱管ループ５ａ，５ｂの出口ヘッダ３４ａ，３４ｂには、節炭器圧力逃がし弁９ａ，９ｂと節炭器ドレン弁９'ａ，９'ｂが設けられている。さらに、伝熱管ループ５ａ，５ｂの出口ヘッダ３４ａ，３４ｂまたは給水出口配管には、給水圧力検出器１４ａ，１４ｂと給水温度検出器１５ａ，１５ｂが設けられている。 The economizer outlet valves 8a-2 and 8b-2 are provided with check valves 11a and 11b in series, respectively. The check valves 11a and 11b prevent the feed water from flowing backward from the feed water piping to the brackish water drum 6 when the heat transfer tube loops 5a and 5b are in a low pressure state. Further, economizer safety valves 10a and 10b are provided at the water supply outlet pipes of the heat transfer tube loops 5a and 5b.
Further, the outlet headers 34a and 34b of the heat transfer tube loops 5a and 5b are provided with economizer pressure relief valves 9a and 9b and economizer drain valves 9'a and 9'b, respectively. Furthermore, the feed header pressure detectors 14a and 14b and the feed water temperature detectors 15a and 15b are provided at the outlet headers 34a and 34b or the feed water outlet pipe of the heat transfer tube loops 5a and 5b.

節炭器圧力逃がし弁９ａ，９ｂは、伝熱管ループ５ａ，５ｂ内の過剰圧力を大気圧と繋がっている大気圧タンク１３側に逃がす調節弁で、給水圧力検出器１４ａ，１４ｂの測定結果に基づいて給水圧力が所定の値になるように制御される。また、節炭器ドレン弁９'ａ，９'ｂは、ドライ運転時に伝熱管ループ５ａ，５ｂ内に溜まったドレンを大気圧タンク１３に排出する弁である。   The economizer pressure relief valves 9a and 9b are regulating valves that release excess pressure in the heat transfer tube loops 5a and 5b to the atmospheric pressure tank 13 connected to the atmospheric pressure. Based on this, the feed water pressure is controlled to be a predetermined value. The economizer drain valves 9 ′ a and 9 ′ b are valves that discharge the drain accumulated in the heat transfer tube loops 5 a and 5 b to the atmospheric pressure tank 13 during the dry operation.

ここで、ドライ運転とは、ガス通路セルに収まった伝熱管ループ５ａ，５ｂの内部の水を乾燥させて、ガス通路を通る熱ガスにより伝熱管を加熱する運転をいう。本実施例では、ドライ運転により、伝熱管表面に付着した硫安および酸性硫安を分解温度（通常、２８０℃以上）以上に加熱して熱分解させることができる。   Here, the dry operation refers to an operation in which the water inside the heat transfer tube loops 5a and 5b accommodated in the gas passage cell is dried and the heat transfer tube is heated by the hot gas passing through the gas passage. In the present embodiment, by dry operation, ammonium sulfate and acidic ammonium sulfate adhering to the surface of the heat transfer tube can be heated and decomposed at a decomposition temperature (usually 280 ° C. or higher).

エコノマイザー５には、さらに、節炭器バイパス弁７が、伝熱管ループ５ａ，５ｂと並列に設けられたバイパス配管に設けられている。節炭器バイパス弁７は、いずれかの伝熱管ループ５ａ，５ｂの性能回復運転をするときに、不足するボイラ給水量をバイパス配管を経由して補給するための弁である。節炭器バイパス弁７には、直列にオリフィス７'が設けられていて、運転中の伝熱管ループ５ａ，５ｂとの圧力バランスを取ったスムーズなバイパス運転を可能にする。   The economizer 5 is further provided with a economizer bypass valve 7 in a bypass pipe provided in parallel with the heat transfer tube loops 5a and 5b. The economizer bypass valve 7 is a valve for replenishing an insufficient boiler water supply amount via a bypass pipe when performing performance recovery operation of one of the heat transfer tube loops 5a and 5b. The economizer bypass valve 7 is provided with an orifice 7 'in series to enable a smooth bypass operation in which the pressure balance with the heat transfer tube loops 5a and 5b is maintained.

第１実施例における熱交換器の性能回復設備は、シーケンス制御装置３０を備える。シーケンス制御装置３０は、熱交換器の状態を判定して、状態に対応して必要な操作を行う。
図３は、シーケンス制御装置３０が実行する手順を説明するフロー図である。図４は、伝熱管ループをドライ運転にするサブルーチンを説明するフロー図、図５は、伝熱管ループを通常運転に戻すサブルーチンを説明するフロー図である。 The heat exchanger performance recovery facility in the first embodiment includes a sequence control device 30. The sequence control device 30 determines the state of the heat exchanger and performs necessary operations corresponding to the state.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure executed by the sequence control device 30. FIG. 4 is a flowchart for explaining a subroutine for setting the heat transfer tube loop to the dry operation, and FIG. 5 is a flowchart for explaining a subroutine for returning the heat transfer tube loop to the normal operation.

オペレータは、エコノマイザー５内における硫安あるいは酸性硫安の堆積状態に基づいて、エコノマイザー５の性能回復作業を行うことを決定すると、シーケンス制御装置３０に対して、性能回復作業を開始する指令を与える。なお、熱交換器の性能回復作業を開始する指令は、シーケンス制御装置３０における論理的な判断によって内部的に発生させることもできる。また、単に経時的な条件に従って性能回復作業を開始するようにしてもよい。   When the operator decides to perform the performance recovery operation of the economizer 5 based on the accumulation state of ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate in the economizer 5, the operator gives a command to start the performance recovery operation to the sequence control device 30. . Note that the command to start the performance recovery operation of the heat exchanger can also be generated internally by a logical judgment in the sequence control device 30. Alternatively, the performance recovery work may be started simply in accordance with the conditions over time.

シーケンス制御装置３０は、エコノマイザー５の性能回復をする指令があったことを検知すると（図３のステップＳ０１）、予め決められた順で、伝熱管ループ５ａ，５ｂの性能回復を行う。ここでは、初めに第１の伝熱管ループ５ａの性能回復を行い、次いで第２の伝熱管ループ５ｂの性能回復を行うものとする。
そこで、第１の伝熱管ループ５ａについてドライ運転を行うため、必要なバルブ操作を行う（Ｓ０２）。 When the sequence control device 30 detects that there is a command to restore the performance of the economizer 5 (step S01 in FIG. 3), the sequence control device 30 restores the performance of the heat transfer tube loops 5a and 5b in a predetermined order. Here, it is assumed that the performance of the first heat transfer tube loop 5a is recovered first, and then the performance of the second heat transfer tube loop 5b is recovered.
Therefore, in order to perform the dry operation for the first heat transfer tube loop 5a, a necessary valve operation is performed (S02).

伝熱管ループについてドライ運転を行う手順が、図４に例示されている。図４は、２つの伝熱管ループ５ａ，５ｂがいずれも通常運転しているところから、一方の伝熱管ループをドライ運転に移行させる手順を説明している。
なお、図４に関する説明においては、理解を助けるため、第１の伝熱管ループ５ａについてドライ運転を行うようにする場合を仮定して、参照番号を付すことにする。 The procedure for performing the dry operation on the heat transfer tube loop is illustrated in FIG. FIG. 4 illustrates a procedure for shifting one of the heat transfer tube loops to the dry operation from the normal operation of the two heat transfer tube loops 5a and 5b.
In the description related to FIG. 4, in order to facilitate understanding, reference numerals are assigned assuming that the first heat transfer tube loop 5 a is dry-operated.

図４を参照すると、ドライ運転が始まるとドライ運転中の伝熱管ループ５ａからはボイラ給水が得られなくなるので、まず、節炭器バイパス弁７を開けて、ボイラ給水量を確保する（図４のステップＳ２１）。この場合、節炭器バイパス弁７に併設されたオリフィス７'により、通常運転中の伝熱管ループ５ｂの入口ヘッダ３３ａと出口ヘッダ３４ａの間に適宜な圧力差を生成して、バイパス運転を安定化することができる。   Referring to FIG. 4, since the boiler feed water cannot be obtained from the heat transfer tube loop 5a during the dry operation when the dry operation starts, first, the economizer bypass valve 7 is opened to secure the boiler feed water amount (FIG. 4). Step S21). In this case, an appropriate pressure difference is generated between the inlet header 33a and the outlet header 34a of the heat transfer tube loop 5b during normal operation by the orifice 7 'provided along with the economizer bypass valve 7, thereby stabilizing the bypass operation. Can be

次に、ドライ運転に移行しようとする伝熱管ループ５ａの節炭器入口弁８ａ−１を閉じて、伝熱管ループ５ａへのボイラ給水の供給を遮断する（Ｓ２２）。このとき、節炭器入口子弁８'ａが閉止していることも、たとえばリミットスイッチなどで確認しておく。
その後、節炭器圧力逃がし弁９ａの制御を開始させ、また節炭器ドレン弁９'ａを開き、伝熱管ループ５ａ内の圧力が大気圧タンク１３を介して大気に開放され、かつ伝熱管ループ５ａ内のドレンが排除されるようにする（Ｓ２３）。 Next, the economizer inlet valve 8a-1 of the heat transfer tube loop 5a to be shifted to the dry operation is closed to shut off the supply of boiler feed water to the heat transfer tube loop 5a (S22). At this time, it is also confirmed by a limit switch or the like that the economizer inlet child valve 8'a is closed.
Thereafter, control of the economizer pressure relief valve 9a is started, the economizer drain valve 9'a is opened, the pressure in the heat transfer tube loop 5a is released to the atmosphere via the atmospheric pressure tank 13, and the heat transfer tube The drain in the loop 5a is removed (S23).

さらに、節炭器出口弁８ａ−２を閉じて、汽水ドラム６への給水配管と絶縁をする（Ｓ２４）。なお、節炭器出口弁８ａ−２に併設された逆止弁１１ａは、汽水ドラム６に繋がる給水配管中の高圧熱水が大気開放された伝熱管ループ５ａ内に逆流することを防止している。   Furthermore, the economizer outlet valve 8a-2 is closed to insulate the water supply pipe to the brackish water drum 6 (S24). The check valve 11a provided in the economizer outlet valve 8a-2 prevents the high-pressure hot water in the water supply pipe connected to the brackish water drum 6 from flowing back into the heat transfer pipe loop 5a opened to the atmosphere. Yes.

こうして、伝熱管ループ５ａ内の水を排除すると、冷却媒体が無くなった伝熱管はガス通路を通る高温の排ガスにより加熱されてガス温度（たとえば４００℃など）近くまで昇温するので、伝熱管表面に付着した硫安および酸性硫安を分解温度（通常、２８０℃以上）以上に加熱して熱分解することができる。   Thus, when the water in the heat transfer tube loop 5a is removed, the heat transfer tube having no cooling medium is heated by the high-temperature exhaust gas passing through the gas passage and is heated to near the gas temperature (for example, 400 ° C.). The ammonium sulfate and acidic ammonium sulfate adhering to can be thermally decomposed by heating to a decomposition temperature (usually 280 ° C. or higher).

以上の操作により、第１の伝熱管ループ５ａはドライ運転を行い、第２の伝熱管ループ５ｂは通常運転を行うようになる（図３のＳ０３）。このとき、ドライ運転をしている第１の伝熱管ループ５ａはボイラ給水を供給することができないが、通常運転を行っている第２の伝熱管ループ５ｂにおいて高温の排ガスにより加熱されて所定の温度になったボイラ給水が、ボイラ給水調節弁１２を介して汽水ドラム６に供給される。   By the above operation, the first heat transfer tube loop 5a performs the dry operation, and the second heat transfer tube loop 5b performs the normal operation (S03 in FIG. 3). At this time, the first heat transfer tube loop 5a in the dry operation cannot supply the boiler feed water, but is heated by the high-temperature exhaust gas in the second heat transfer tube loop 5b in the normal operation and has a predetermined value. The boiler feed water that has reached the temperature is supplied to the brackish water drum 6 via the boiler feed water control valve 12.

通常運転している第２の伝熱管ループ５ｂの排ガス出口温度は、たとえば２００℃など、エコノマイザー５の下流に配置される装置に対応して管理された温度になっている。
一方、ドライ運転している第１の伝熱管ループ５ａにおける熱負荷は、管内側の熱吸収が無く、小さいので、出口における熱ガスの温度は入口における温度とあまり違わず、たとえば４００℃となっている。 The exhaust gas outlet temperature of the second heat transfer tube loop 5b that is normally operated is a temperature controlled corresponding to the device arranged downstream of the economizer 5, such as 200 ° C., for example.
On the other hand, the heat load in the first heat transfer tube loop 5a in the dry operation is small because there is no heat absorption inside the tube, so the temperature of the hot gas at the outlet is not so different from the temperature at the inlet, for example, 400 ° C. ing.

したがって、第１の伝熱管ループ５ａを通過した熱ガスと第２の伝熱管ループ５ｂを通過した熱ガスが合流する位置における熱ガスの温度は、たとえば、３００℃など、２つの伝熱管ループから排出された２つの熱ガス温度の中間値となる。
２つの熱ガスが合流する位置における熱ガスの温度が、脱硫装置などエコノマイザー５の下流に設けられる装置に適合しない場合は、ガス側通路の下流側ガスダクトなど、熱ガスが合流する位置に大気、噴霧水、等の冷却媒体を注入して、下流側装置の運転に支障がないガス温度まで低下させることが好ましい。 Accordingly, the temperature of the hot gas at the position where the hot gas that has passed through the first heat transfer tube loop 5a and the hot gas that has passed through the second heat transfer tube loop 5b merge is determined from two heat transfer tube loops such as 300 ° C. It becomes an intermediate value between the two discharged hot gas temperatures.
If the temperature of the hot gas at the position where the two hot gases merge is not compatible with a device provided downstream of the economizer 5, such as a desulfurization device, the atmosphere is located at the position where the hot gas merges, such as a gas duct downstream of the gas side passage. It is preferable to inject a cooling medium such as spray water to lower the gas temperature so that the operation of the downstream apparatus is not hindered.

廃熱ボイラ１の出口に設けられた押込送風機１７、風量調整ダンパ１８および排ガス温度検出器１９は、ボイラ出口排ガスを空気冷却するために設けられた装置である。いずれかの伝熱管ループ５ａ，５ｂがドライ運転をしているときは、伝熱管ループ５ａ，５ｂから排出される排ガスが混合して形成されるボイラ出口における排ガスの温度が上昇するので、風量調整ダンパ１８の開度を調整して、排ガス温度検出器１９で計測する排ガス温度が下流側装置に適合した温度になるように冷却することができる。   The pusher blower 17, the air volume adjustment damper 18 and the exhaust gas temperature detector 19 provided at the outlet of the waste heat boiler 1 are devices provided for air cooling of the boiler outlet exhaust gas. When any one of the heat transfer tube loops 5a and 5b is in a dry operation, the temperature of the exhaust gas at the boiler outlet formed by mixing the exhaust gas discharged from the heat transfer tube loops 5a and 5b is increased. The opening degree of the damper 18 can be adjusted, and the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature detector 19 can be cooled to a temperature suitable for the downstream device.

また、廃熱ボイラ１の運転負荷が高くて、第２の伝熱管ループ５ｂでは給水量がまかなえない場合には、節炭器バイパス弁７を介して給水源から直接供給する給水量を増大することにより対応することができる。   Further, when the operation load of the waste heat boiler 1 is high and the water supply amount cannot be covered by the second heat transfer pipe loop 5b, the water supply amount directly supplied from the water supply source through the economizer bypass valve 7 is increased. It can respond by doing.

伝熱管の表面に付着した硫安あるいは酸性硫安が、ドライ運転をすることにより、熱分解したり溶融したりして伝熱管から遊離したら、必要に応じてスートブローなどのクリーニング方法により伝熱管表面をクリーニングする（Ｓ０４）。こうして、第１の伝熱管ループ５ａの性能が回復できるまで、第１の伝熱管ループ５ａのドライ運転を継続し、第１の伝熱管ループ５ａの性能が回復できれば（Ｓ０５）、第１の伝熱管ループ５ａを通常運転に戻す（Ｓ０６）。   If the ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate adhering to the surface of the heat transfer tube is thermally decomposed or melted by dry operation and released from the heat transfer tube, the surface of the heat transfer tube is cleaned by a cleaning method such as soot blow if necessary. (S04). Thus, the dry operation of the first heat transfer tube loop 5a is continued until the performance of the first heat transfer tube loop 5a can be recovered. If the performance of the first heat transfer tube loop 5a can be recovered (S05), the first heat transfer tube loop 5a is recovered. The heat pipe loop 5a is returned to the normal operation (S06).

クリーニングの終了は、エコノマイザー５の内部を撮影する監視カメラの映像を用いてオペレータあるいはシーケンス制御装置の画像処理装置で判定することもできる。また、より簡単には、たとえば、経験から求めた適度なクリーニング時間をタイマーに設定して、タイムアップ時に終了信号を発生させることにより確定するようにしてもよい。   The end of cleaning can also be determined by an operator or an image processing device of a sequence control device using an image of a monitoring camera that captures the inside of the economizer 5. Further, more simply, for example, an appropriate cleaning time obtained from experience may be set in a timer, and it may be determined by generating an end signal when the time is up.

伝熱管ループについて通常運転に戻すには、図５に例示する手順を用いることができる。図５は、２つの伝熱管ループ５ａ，５ｂのうちドライ運転されている伝熱管ループを通常運転に移行させる手順を説明している。図５に関する説明においては、理解を助けるため、第１の伝熱管ループ５ａをドライ運転から通常運転に移行する場合を仮定して、参照番号を付している。   To return the heat transfer tube loop to normal operation, the procedure illustrated in FIG. 5 can be used. FIG. 5 illustrates a procedure for shifting the heat transfer tube loop that is dry-operated out of the two heat transfer tube loops 5a and 5b to the normal operation. In the description related to FIG. 5, to facilitate understanding, reference numerals are assigned on the assumption that the first heat transfer tube loop 5 a is shifted from the dry operation to the normal operation.

図５を参照すると、ドライ運転中の伝熱管ループ５ａを通常運転に戻す運転操作は、まず、節炭器入口子弁８'ａを開き、節炭器ドレン弁９'ａを閉じる（Ｓ３１）。すると、初めは、伝熱管ループ５ａに給水が少しずつ供給されるため、伝熱管ループ５ａは徐々に冷却される。こうして伝熱管を少しずつ冷却することにより、短時間の急激な蒸発による圧力上昇や伝熱管への熱衝撃を低減することができる。ここで発生した水蒸気は、ドライ運転中から開いている節炭器圧力逃がし弁９ａを介して大気圧タンク１３に送られる。   Referring to FIG. 5, in the operation of returning the heat transfer tube loop 5a during the dry operation to the normal operation, first, the economizer inlet subvalve 8'a is opened and the economizer drain valve 9'a is closed (S31). . Then, initially, water is supplied little by little to the heat transfer tube loop 5a, so that the heat transfer tube loop 5a is gradually cooled. By cooling the heat transfer tube little by little in this way, it is possible to reduce the pressure increase due to the rapid evaporation in a short time and the thermal shock to the heat transfer tube. The water vapor generated here is sent to the atmospheric pressure tank 13 through the economizer pressure relief valve 9a which is open during the dry operation.

伝熱管ループ５ａ内が適度に冷却されたところで、節炭器入口弁８ａ−１を開き節炭器入口子弁８'ａを閉じて（Ｓ３２）、通常運転時の給水供給量を確保し、節炭器バイパス弁７を閉じる（Ｓ３３）。
給水温度検出器１５ａにより、エコノマイザー５の給水の出口ヘッダ３４ａにおける温度を監視していて、出口温度が汽水ドラム６への給水の飽和蒸気温度以下になったら（Ｓ３４）、節炭器圧力逃がし弁９ａを閉じ、伝熱管ループ５ａの節炭器出口弁８ａ−２を開いて（Ｓ３５）、他の伝熱管ループ５ｂの給水と合流させて、ボイラ給水調節弁１２を介して汽水ドラム６に送り込む。 When the inside of the heat transfer tube loop 5a is appropriately cooled, the economizer inlet valve 8a-1 is opened and the economizer inlet subvalve 8'a is closed (S32) to ensure the amount of water supply during normal operation, The economizer bypass valve 7 is closed (S33).
When the temperature at the outlet header 34a of the water supply of the economizer 5 is monitored by the feed water temperature detector 15a, and the outlet temperature becomes equal to or lower than the saturated steam temperature of the feed water to the brackish water drum 6 (S34), the economizer pressure relief The valve 9a is closed, the economizer outlet valve 8a-2 of the heat transfer tube loop 5a is opened (S35), and the water supply of the other heat transfer tube loop 5b is merged, and is supplied to the brackish water drum 6 via the boiler water supply control valve 12. Send it in.

このようにして、第１の伝熱管ループ５ａを正常運転に戻すと、次に、図４に示したサブルーチンに従い、第２の伝熱管ループ５ｂについてドライ運転にする操作を行う（図３のステップＳ０７）。
図４のサブルーチンにしたがった操作により、第１の伝熱管ループ５ａは通常運転を行い、第２の伝熱管ループ５ｂはドライ運転を行うようになる（Ｓ０８）。このとき、通常運転を行っている第１の伝熱管ループ５ａにおいて高温の排ガスにより加熱されて所定の温度になったボイラ給水のみが、ボイラ給水調節弁１２を介して汽水ドラム６に供給される。 When the first heat transfer tube loop 5a is returned to the normal operation in this way, next, an operation for making the second heat transfer tube loop 5b dry operation is performed according to the subroutine shown in FIG. 4 (step of FIG. 3). S07).
By the operation according to the subroutine of FIG. 4, the first heat transfer tube loop 5a performs normal operation, and the second heat transfer tube loop 5b performs dry operation (S08). At this time, only the boiler feed water heated to a predetermined temperature by the high-temperature exhaust gas in the first heat transfer tube loop 5 a performing normal operation is supplied to the brackish water drum 6 through the boiler feed water adjustment valve 12. .

第２の伝熱管ループ５ｂの伝熱管表面に付着した硫安あるいは酸性硫安が、ドライ運転をすることにより熱分解したり溶融したりして伝熱管から遊離するので、必要に応じてスートブローなどのクリーニング方法により伝熱管表面をクリーニングする（Ｓ０９）。第２の伝熱管ループ５ｂの熱伝導性能が回復できるまでドライ運転を継続し、性能回復ができれば（Ｓ１０）、第２の伝熱管ループ５ｂを通常運転に戻す（Ｓ１１）。   Ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate adhering to the heat transfer tube surface of the second heat transfer tube loop 5b is thermally decomposed or melted by dry operation and released from the heat transfer tube, so that cleaning such as soot blow is performed as necessary. The surface of the heat transfer tube is cleaned by the method (S09). The dry operation is continued until the heat transfer performance of the second heat transfer tube loop 5b can be recovered. If the performance can be recovered (S10), the second heat transfer tube loop 5b is returned to the normal operation (S11).

第２の伝熱管ループ５ｂを通常運転に戻すときは、第１の伝熱管ループ５ａと同様に、図５に例示する手順にしたがって行えばよい。第２の伝熱管ループ５ｂの給水の出口ヘッダ３４ｂにおける温度が給水ラインの通常運転圧力における飽和蒸気温度以下になったら、第１の伝熱管ループ５ａの給水と合流させて汽水ドラム６に送り込むようにする。
こうして、エコノマイザー５全体が通常運転に復帰する。
エコノマイザー５の性能回復は、エコノマイザー５の出口におけるガス温度が正常な値に戻ることで確認することができる。 When returning the second heat transfer tube loop 5b to the normal operation, the procedure illustrated in FIG. 5 may be performed similarly to the first heat transfer tube loop 5a. When the temperature at the feed water outlet header 34b of the second heat transfer pipe loop 5b is equal to or lower than the saturated steam temperature at the normal operation pressure of the feed water line, the water is joined with the feed water of the first heat transfer pipe loop 5a and sent to the brackish water drum 6. To.
Thus, the entire economizer 5 returns to normal operation.
The performance recovery of the economizer 5 can be confirmed by returning the gas temperature at the outlet of the economizer 5 to a normal value.

なお、図２において破線で示した配管およびその配管に配置された止め弁２１ａ，２１ｂおよび逆止弁２０ａ，２０ｂ弁は、伝熱管ループ５ａ，５ｂをドライ運転から通常運転に復帰させる操作において生じる給水損失を減少させるために設けられたものである。
伝熱管ループ５ａ，５ｂをドライ運転から通常運転に復帰させる操作においては、伝熱管ループ５ａ，５ｂを冷却する過程で出口ヘッダ３４ａ，３４ｂの給水温度が汽水ドラム６への給水の飽和蒸気温度以下になるまで節炭器出口弁８ａ−２，８ｂ−２を開かず、給水圧力が所定の値になるように制御される節炭器圧力逃がし弁９ａ，９ｂを介して伝熱管ループ５ａ，５ｂ内の蒸気を大気タンク１３へ逃がし続けるので、給水損失が大きい。 2 and the stop valves 21a and 21b and the check valves 20a and 20b arranged in the pipes are generated in the operation of returning the heat transfer tube loops 5a and 5b from the dry operation to the normal operation. It is provided to reduce water supply loss.
In the operation of returning the heat transfer tube loops 5a and 5b from the dry operation to the normal operation, the feed water temperature of the outlet headers 34a and 34b is lower than the saturated steam temperature of the feed water to the brackish drum 6 in the process of cooling the heat transfer tube loops 5a and 5b. The heat transfer tube loops 5a, 5b are not opened through the economizer pressure relief valves 9a, 9b, which are controlled so that the feed water pressure becomes a predetermined value without opening the economizer outlet valves 8a-2, 8b-2 until Since the internal steam continues to escape to the atmospheric tank 13, the water supply loss is large.

そこで、各伝熱管ループ５ａ，５ｂの出口ヘッダ３４ａ，３４ｂに脱気器またはフラッシュタンクなどの回収設備と連結する配管を設けて、この配管中に止め弁２１ａ，２１ｂを配置する。この止め弁２１ａ，２１ｂを節炭器圧力逃がし弁９ａ，９ｂの作動圧力より低い圧力で開になるように設定して、ドライ運転中の伝熱管ループ５ａ，５ｂから排出される給水を回収設備に送水することにより、給水に伴うエネルギー損失を抑制するようにした。これにより省エネルギー効果を高めることができる。なお、逆止弁２０ａ，２０ｂは、伝熱管ループ５ａ，５ｂが低圧のときに逆流を防ぐものである。   Therefore, piping connected to a recovery facility such as a deaerator or a flash tank is provided at the outlet headers 34a and 34b of the heat transfer tube loops 5a and 5b, and stop valves 21a and 21b are arranged in the piping. The stop valves 21a and 21b are set so as to be opened at a pressure lower than the operating pressure of the economizer pressure relief valves 9a and 9b, and the water supply discharged from the heat transfer tube loops 5a and 5b during the dry operation is recovered. The energy loss accompanying water supply was suppressed by sending water to Thereby, an energy saving effect can be enhanced. The check valves 20a and 20b prevent backflow when the heat transfer tube loops 5a and 5b are at a low pressure.

図６は本発明の第２実施例における熱交換器の性能回復設備のブロック図である。第２実施例の熱交換器の性能回復設備は、第１実施例の熱交換器の性能回復設備に対して、伝熱管ループ内を加熱する媒体を供給する配管を追加したところが相違するだけで、その他は同一である。したがって、第２実施例に関する説明では、第１実施例と共通する点については説明を簡約にして、相違点についてのみ詳しく説明する。なお、同じ機能を有する要素については、同じ参照番号を付して説明を省略している。   FIG. 6 is a block diagram of the heat exchanger performance recovery facility in the second embodiment of the present invention. The performance recovery equipment of the heat exchanger of the second embodiment is different from the performance recovery equipment of the heat exchanger of the first embodiment only in that a pipe for supplying a medium for heating the inside of the heat transfer tube loop is added. Others are the same. Therefore, in the description of the second embodiment, the description of the points in common with the first embodiment will be simplified, and only the differences will be described in detail. In addition, about the element which has the same function, the same reference number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第２実施例に係る熱交換器の性能回復設備は、熱交換器における熱ガスの温度が低くて、硫安あるいは酸性硫安が分解しない場合に適用することができる。たとえば、エコノマイザー５の入口ガス温度の設計値が低い場合や、ボイラが部分負荷運転する場合などでは、ボイラ排ガスの温度が不足して硫安あるいは酸性硫安が分解しないことがある。
本実施例の熱交換器の性能回復設備は、図６に１点鎖線で示すように、過熱蒸気をエコノマイザー５の伝熱管ループ５ａ，５ｂの配管内に供給する配管を備えている。過熱蒸気供給配管には、過熱蒸気供給弁２２ａ，２２ｂとこれに直列に配置された逆止弁２３ａ，２３ｂが設けられている。 The performance recovery equipment of the heat exchanger according to the second embodiment can be applied when the temperature of the hot gas in the heat exchanger is low and ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate does not decompose. For example, when the design value of the inlet gas temperature of the economizer 5 is low, or when the boiler is partially loaded, the temperature of the boiler exhaust gas may be insufficient and ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate may not be decomposed.
The performance recovery equipment of the heat exchanger of the present embodiment is provided with piping for supplying superheated steam into the piping of the heat transfer tube loops 5a and 5b of the economizer 5, as shown by a one-dot chain line in FIG. The superheated steam supply pipe is provided with superheated steam supply valves 22a and 22b and check valves 23a and 23b arranged in series therewith.

伝熱管ループ５ａ，５ｂのドライ運転において、加熱器表面温度が不足するとき、過熱蒸気供給弁２２ａ，２２ｂを開いて、通常、３５０℃以上の過熱蒸気をエコノマイザー５の加熱器配管内部に供給することにより、加熱器表面の温度を上昇させて、表面に付着した硫安や酸性硫安を熱分解することができる。   In the dry operation of the heat transfer tube loops 5a and 5b, when the heater surface temperature is insufficient, the superheated steam supply valves 22a and 22b are opened, and usually superheated steam of 350 ° C. or higher is supplied into the heater pipe of the economizer 5 By doing so, the temperature of the heater surface can be raised and the ammonium sulfate and acid ammonium sulfate adhering to the surface can be thermally decomposed.

図７は本発明の第３実施例における熱交換器の性能回復設備のブロック図である。第３実施例の熱交換器の性能回復設備は、廃熱ボイラに組み込まれたエコノマイザーを対象とする第１実施例の熱交換器の性能回復設備に対して、プロセス排ガス等の高温排ガスを利用して高温給水を製造する独立の節炭器を対象とするところが相違する。第３実施例に関する説明では、第１実施例と共通する点については説明を簡約にして、相違点についてのみ詳しく説明する。なお、同じ機能を有する要素については、同じ参照番号を付して説明を省略する。   FIG. 7 is a block diagram of the heat exchanger performance recovery facility in the third embodiment of the present invention. The performance recovery equipment of the heat exchanger of the third embodiment has a high temperature exhaust gas such as process exhaust gas compared with the performance recovery equipment of the heat exchanger of the first embodiment targeted at the economizer incorporated in the waste heat boiler. The difference is that it is intended for an independent economizer that uses hot water to produce water. In the description of the third embodiment, the points common to the first embodiment will be simplified, and only the differences will be described in detail. In addition, about the element which has the same function, the same reference number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第３実施例に係る熱交換器の性能回復設備は、図７に示されるように、高温排ガス流路中に独立した熱交換器３１を配置して、高温排ガスの廃熱を回収して高温給水を製造するシステムに適用する性能回復設備である。
図７に示すように、熱交換器３１のガス通路が、バッフルプレート１６により２つのガス通路セルに分割されており、分割されたガス通路セルに別々に、互いに独立した伝熱管ループ５ａ，５ｂが配置されている。 As shown in FIG. 7, the heat exchanger performance recovery facility according to the third embodiment has an independent heat exchanger 31 disposed in the high-temperature exhaust gas flow path to recover waste heat of the high-temperature exhaust gas and perform high temperature. It is a performance recovery facility that is applied to a system for manufacturing water supply.
As shown in FIG. 7, the gas passage of the heat exchanger 31 is divided into two gas passage cells by the baffle plate 16, and the heat transfer tube loops 5 a and 5 b that are independent of each other are divided into the divided gas passage cells. Is arranged.

プロセス中にＳＯｘガスとアンモニアガスを供給するものが存在して排ガスにこれらの成分を含むときは、伝熱管ループ５ａ，５ｂの伝熱管が硫安あるいは酸性硫安の分解温度より低温であると、伝熱管表面に硫安あるいは酸性硫安が析出して付着し、熱伝導率が低下し、伝熱性能が劣化する。
伝熱管表面に硫安あるいは酸性硫安が付着して伝熱性能が劣化した伝熱管ループ５ａ，５ｂは、第１実施例において説明したと同様にして、順次伝熱管ループをドライ運転して伝熱管表面をクリーニングすることにより、熱交換器の伝熱性能を回復させることができる。 When there are those that supply SOx gas and ammonia gas in the process and these components are included in the exhaust gas, the heat transfer tubes of the heat transfer tube loops 5a and 5b are assumed to have a lower temperature than the decomposition temperature of ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate. Ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate precipitates and adheres to the surface of the heat pipe, the thermal conductivity decreases, and the heat transfer performance deteriorates.
The heat transfer tube loops 5a and 5b in which the heat transfer performance deteriorates due to adhesion of ammonium sulfate or acid ammonium sulfate to the heat transfer tube surface are sequentially performed by dry operation of the heat transfer tube loop in the same manner as described in the first embodiment. By cleaning the heat transfer performance of the heat exchanger can be recovered.

すなわち、２つの伝熱管ループ５ａ，５ｂを順番に、節炭器入口弁８ａ−１，８ｂ−１と節炭器出口弁８ａ−２，８ｂ−２を操作して伝熱管ループ５ａ，５ｂへの給水を遮断して、高温排ガスで伝熱管内を乾燥させ、さらに伝熱管を高温にして、伝熱管表面に付着した硫安あるいは酸性硫安を分解した後に、伝熱管表面をクリーニングして熱交換器の伝熱性能を回復させる。
なお、節炭器出口弁８ａ−２，８ｂ−２には、それぞれ逆止弁１１ａ，１１ｂが直列に接続されている。 That is, the two heat transfer tube loops 5a and 5b are sequentially operated to operate the economizer inlet valves 8a-1 and 8b-1 and the economizer outlet valves 8a-2 and 8b-2 to the heat exchanger tube loops 5a and 5b. The heat transfer tube is cut off, the inside of the heat transfer tube is dried with high-temperature exhaust gas, and the heat transfer tube is heated to a high temperature to decompose ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate adhering to the surface of the heat transfer tube. Restores heat transfer performance.
Note that check valves 11a and 11b are connected in series to the economizer outlet valves 8a-2 and 8b-2, respectively.

第３実施例に係る熱交換器の性能回復設備は、１つの伝熱管ループについて伝熱管表面のクリーニングを行う間、もう一つの伝熱管ループについて高温排ガスの流れを維持し高温給水の製造を継続することができる。したがって、熱交換器の性能回復作業に伴ってプロセスを休止する必要が無く、作業に伴うエネルギー損失を抑止することができる。   In the heat exchanger performance recovery facility according to the third embodiment, while the heat transfer tube surface is cleaned for one heat transfer tube loop, the flow of the high temperature exhaust gas is maintained for the other heat transfer tube loop and the production of the high temperature water supply is continued. can do. Therefore, it is not necessary to suspend the process with the performance recovery work of the heat exchanger, and energy loss accompanying the work can be suppressed.

図８は本発明の第４実施例における熱交換器の性能回復設備のブロック図である。第４実施例の熱交換器の性能回復設備は、第３実施例の熱交換器の性能回復設備に対して、熱交換器のガス通路が、２つより多い複数、たとえば４つのガス通路セルに分割されているところが相違する。
第４実施例の説明では、先に説明した実施例と共通する点については説明を簡約にして、相違点についてのみ詳しく説明する。なお、同じ機能を有する要素については、同じ参照番号を付して説明を省略する。 FIG. 8 is a block diagram of the heat exchanger performance recovery facility in the fourth embodiment of the present invention. The performance recovery equipment of the heat exchanger of the fourth embodiment is different from the performance recovery equipment of the heat exchanger of the third embodiment in that the heat exchanger has a plurality of gas passages having more than two, for example, four gas passage cells. It is different where it is divided.
In the description of the fourth embodiment, the points common to the previously described embodiments will be simplified, and only the differences will be described in detail. In addition, about the element which has the same function, the same reference number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本発明の熱交換器の性能回復方法は、高温排ガスの熱を回収して熱水あるいは熱水蒸気を生成する熱交換器であって、排ガス成分と伝熱管の温度の関係から伝熱管表面に硫安あるいは酸性硫安が堆積する熱交換器を対象とし、いわゆるドライ運転により、熱交換器の伝熱管内部の水を干して高温ガスで伝熱管を硫安や酸性硫安の分解温度より高温になるまで加熱し、伝熱管表面に堆積した硫安あるいは酸性硫安を分解して除去することを特徴とする。   The heat exchanger performance recovery method of the present invention is a heat exchanger that recovers the heat of high-temperature exhaust gas to generate hot water or hot steam, and is formed on the surface of the heat transfer tube from the relationship between the exhaust gas component and the heat transfer tube temperature. Alternatively, for heat exchangers where acid ammonium sulfate is deposited, the water inside the heat exchanger tubes of the heat exchanger is dried by so-called dry operation, and the heat exchanger tubes are heated to a temperature higher than the decomposition temperature of ammonium sulfate or acid ammonium sulfate using high-temperature gas. It is characterized by decomposing and removing ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate deposited on the surface of the heat transfer tube.

したがって、熱交換器のガス通路を分割しないで、ドライ運転することにより、伝熱管表面に堆積した硫安等を除去して熱交換器の伝熱性能を回復させることもできる。ただし、ドライ運転では熱水あるいは熱水蒸気の生産は行わないので、ガス通路を分割しない場合は、熱交換器としての運転は中断されることになる。なお、ドライ運転中は、熱エネルギー消費量が少なく、熱交換器のガス出口におけるガス温度は、たとえば４００℃でガス入口に供給されるガス温度と大きく変化することはない。   Therefore, by performing a dry operation without dividing the gas passage of the heat exchanger, it is possible to remove ammonium sulfate or the like accumulated on the surface of the heat transfer tube and restore the heat transfer performance of the heat exchanger. However, since the production of hot water or hot water vapor is not performed in the dry operation, the operation as a heat exchanger is interrupted if the gas passage is not divided. During the dry operation, the amount of heat energy consumption is small, and the gas temperature at the gas outlet of the heat exchanger does not change significantly from the gas temperature supplied to the gas inlet at 400 ° C., for example.

熱交換器から排出される排ガスは、さらに下流に配置された、たとえば脱硫装置などの処理装置にかけられる場合がある。下流側の処理装置で有効な処理をするためには、排ガスの温度に制約がある場合も多い。熱交換器の排ガスの温度が高い場合は、熱交換器の下流の適当な位置に大気、噴霧水、等の冷却媒体を注入して、下流側の処理装置の運転に支障がないガス温度まで低下させることが好ましい。   The exhaust gas discharged from the heat exchanger may be applied to a processing device such as a desulfurization device disposed further downstream. In order to perform effective processing with the downstream processing apparatus, the exhaust gas temperature is often limited. If the temperature of the exhaust gas from the heat exchanger is high, inject a cooling medium such as air, spray water, etc. to an appropriate position downstream of the heat exchanger until the gas temperature does not interfere with the operation of the downstream processing equipment. It is preferable to reduce.

また、熱交換器のガス通路を２つ以上のガス通路セルに分割して、１つのガス通路セルについてドライ運転すると共に他のガス通路セルについては通常運転して、排出される排ガスを合流させて下流に流す場合は、排ガスの温度はドライ運転中のガス通路セルと通常運転中のガス通路セルから排出される排ガスの加重平均温度になる。したがって、ガス通路を分割したガス通路セルの数が多いほど、下流側装置に適合する通常運転の排ガス温度に近づくことになり、下流側装置への影響が小さくなる。ただし、分割数が多くなるほど熱交換器全体のドライ運転を完了させるための処理時間が長くなる。   In addition, the gas passage of the heat exchanger is divided into two or more gas passage cells, and one gas passage cell is dry-operated and the other gas passage cells are normally operated to join exhaust gases to be discharged. When flowing downstream, the temperature of the exhaust gas becomes the weighted average temperature of the exhaust gas discharged from the gas passage cell during the dry operation and the gas passage cell during the normal operation. Therefore, the larger the number of gas passage cells into which the gas passage is divided, the closer to the exhaust gas temperature of the normal operation suitable for the downstream device, and the less the influence on the downstream device. However, as the number of divisions increases, the processing time for completing the dry operation of the entire heat exchanger becomes longer.

実施例４に係る熱交換器の性能回復設備は、図８に示すように、熱交換器３２のガス通路をバッフルプレート１６ａ，１６ｂ，１６ｃにより４つのガス通路セルに分割したものである。バッフルプレート１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、ドライ運転中のガス通路セルと通常運転中のガス通路セルで温度の異なる排ガスがガス通路セル同士で混合しないように区切るものである。
熱交換器３２のガス通路には、多数の伝熱管が整然と配置されている。直管が平行にガス通路を貫通するように配置された伝熱管や、平面内を蛇行する配管を平行に配置した伝熱管などを備えた熱交換器では、平板のバッフルプレート１６ａ，１６ｂ，１６ｃによっても簡単に分割することができる。 As shown in FIG. 8, the heat exchanger performance recovery facility according to the fourth embodiment is obtained by dividing the gas passage of the heat exchanger 32 into four gas passage cells by baffle plates 16a, 16b, and 16c. The baffle plates 16a, 16b, and 16c separate the exhaust gas having different temperatures in the gas passage cell during the dry operation and the gas passage cell during the normal operation so that the gas passage cells do not mix with each other.
A large number of heat transfer tubes are regularly arranged in the gas passage of the heat exchanger 32. In a heat exchanger having a heat transfer pipe arranged so that the straight pipes pass through the gas passage in parallel or a heat transfer pipe arranged in parallel with meandering pipes in a plane, etc., flat baffle plates 16a, 16b, 16c are used. Can also be divided easily.

バッフルプレート１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって分割された４つのガス通路セルには、それぞれ独立の４つの伝熱管ループ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの１つが配置されている。
このため、入口ヘッダ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと出口ヘッダ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ、およびこれらに設けられる節炭器入口弁８ａ−１，８ｂ−１，８ｃ−１，８ｄ−１と節炭器出口弁８ａ−２，８ｂ−２，８ｃ−２，８ｄ−２および図示しない子弁、逆止弁、検出器などが、４つのガス通路セル５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに対応してそれぞれ独立に設けられている。 One of four independent heat transfer tube loops 5a, 5b, 5c, 5d is arranged in each of the four gas passage cells divided by the baffle plates 16a, 16b, 16c.
For this reason, the inlet headers 33a, 33b, 33c, 33d and the outlet headers 34a, 34b, 34c, 34d, and the economizer inlet valves 8a-1, 8b-1, 8c-1, 8d-1 and the nodes provided therein are provided. Charcoal appliance outlet valves 8a-2, 8b-2, 8c-2, 8d-2 and unillustrated child valves, check valves, detectors, etc. correspond to the four gas passage cells 5a, 5b, 5c, 5d. Each is provided independently.

第４実施例に係る熱交換器の性能回復設備は、図示しないシーケンス制御装置により、図３，図４，図５に示された手順に準じて、２つではなく４つの伝熱管ループ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを順番にドライ運転させることにより、伝熱管表面に付着した硫安等を剥離させ除去して、伝熱管の熱交換性能を回復させることができる。この間、排ガスの流れは維持され、通常運転される伝熱管ループは給水の予熱を継続するので、熱エネルギーの損失を防止することができる。   The heat recovery equipment performance recovery facility according to the fourth embodiment is not a two heat transfer tube loop 5a, according to the procedure shown in FIG. 3, FIG. 4 and FIG. By performing dry operation of 5b, 5c, and 5d in order, it is possible to peel off and remove ammonium sulfate and the like adhering to the surface of the heat transfer tube, and to recover the heat exchange performance of the heat transfer tube. During this time, the flow of the exhaust gas is maintained, and the heat transfer tube loop that is normally operated continues preheating of the feed water, so that loss of heat energy can be prevented.

また、第４実施例に係る熱交換器の性能回復設備は、４つの伝熱管ループ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを順次ドライ運転するため、たとえば、通常運転における排ガス温度が約２００℃、ドライ運転における排ガス温度が約４００℃とすると、熱交換器３２の出口における排ガス温度は約２５０℃となって、下流側装置、たとえば脱硫装置などへの影響が軽減される。   In addition, the performance recovery equipment for the heat exchanger according to the fourth embodiment sequentially performs dry operation on the four heat transfer tube loops 5a, 5b, 5c, and 5d. For example, the exhaust gas temperature in the normal operation is about 200 ° C. If the exhaust gas temperature at is about 400 ° C., the exhaust gas temperature at the outlet of the heat exchanger 32 is about 250 ° C., which reduces the influence on downstream devices such as a desulfurization device.

プロセスからの排ガスあるいは廃熱ボイラの排ガスなど、高温ガスの熱エネルギーを回収して水を加熱する熱交換器あるいはエコノマイザーにおいて、排ガスにＳＯｘガスとアンモニアガスが併存する場合に、伝熱管表面に硫安あるいは酸性硫安が堆積して熱交換性能が劣化することがある。   In a heat exchanger or economizer that heats water by recovering the thermal energy of high-temperature gas, such as exhaust gas from a process or waste heat boiler, when the SOx gas and ammonia gas coexist in the exhaust gas, Ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate may accumulate and heat exchange performance may deteriorate.

本発明の熱交換器の性能回復方法および回復設備は、このような熱交換器あるいはエコノマイザーに適用して、熱交換器等の運転を継続しながら伝熱管に堆積した酸性硫安などの低熱伝導物質を除去して熱交換器の性能を回復させることができる。
また、本発明は、熱交換器内に堆積した低熱伝導物質を除去して伝熱性能を回復させることができる簡便な性能回復方法および性能回復設備を提供するものである。 The heat exchanger performance recovery method and recovery equipment of the present invention are applied to such a heat exchanger or economizer, and low heat conduction such as acid ammonium sulfate deposited on the heat transfer tube while continuing the operation of the heat exchanger or the like. Material can be removed to restore heat exchanger performance.
The present invention also provides a simple performance recovery method and performance recovery equipment that can recover the heat transfer performance by removing the low thermal conductivity material deposited in the heat exchanger.

１ 廃熱ボイラ
２ スクリーン蒸発器
３ 過熱器
４ 本体蒸発器
５ エコノマイザー
５ａ〜ｄ 伝熱管ループ
６ 汽水ドラム
７ 節炭器バイパス弁
７' オリフィス
８ａ〜ｄ−１ 節炭器入口弁
８ａ〜ｄ−２ 節炭器出口弁
８'ａ〜ｂ 節炭器入口子弁
９ａ〜ｂ 節炭器圧力逃がし弁
９'ａ〜ｂ 節炭器ドレン弁
１０ａ〜ｂ 節炭器安全弁
１１ａ〜ｂ 逆止弁
１２ ボイラ給水調節弁
１３ 大気圧タンク
１４ａ〜ｂ 給水圧力検出器
１５ａ〜ｂ 給水温度検出器
１６，１６ａ〜ｃ バッフルプレート
１７ 押込送風機
１８ 風量調整ダンパ
１９ 排ガス温度検出器
２０ａ〜ｂ 逆止弁
２１ａ〜ｂ 止め弁
２２ａ〜ｂ 過熱蒸気供給弁
２３ａ〜ｂ 逆止弁
３０ シーケンス制御装置
３１ 熱交換器
３２ 熱交換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste heat boiler 2 Screen evaporator 3 Superheater 4 Main body evaporator 5 Economizer 5a-d Heat transfer pipe loop 6 Braking water drum 7 Eco-friendly bypass valve 7 'Orifice 8a-d-1 Eco-friendly economizer inlet valve 8a-d- 2 economizer outlet valve 8'a-b economizer inlet child valve 9a-b economizer pressure relief valve 9'a-b economizer drain valve 10a-b economizer safety valve 11a-b check valve 12 Boiler feed water control valve 13 Atmospheric pressure tanks 14a-b Feed water pressure detectors 15a-b Feed water temperature detectors 16, 16a-c Baffle plate 17 Pusher blower 18 Air volume adjustment damper 19 Exhaust gas temperature detectors 20a-b Check valves 21a-b Stop valve 22a-b Superheated steam supply valve 23a-b Check valve 30 Sequence control device 31 Heat exchanger 32 Heat exchanger

Claims (7)

ＳＯｘとアンモニアを含む熱ガスで伝熱管内の水を加熱して熱水あるいは熱水蒸気を生成する熱交換器であって、前記熱交換器のガス側通路を複数のガス通路セルに分割して、各ガス通路セル毎にガス通路セル内で完結する伝熱管のループを形成した熱交換器において、
前記熱交換器の選択したガス通路セルの前記伝熱管に対する水の供給を停止し、該伝熱管内の水を排出する工程と、
前記工程により水が排出された前記伝熱管に対して前記熱ガスの供給を維持して、該伝熱管の管壁温度を硫安または酸性硫安の分解温度より高温にし、該伝熱管の表面に付着した硫安または酸性硫安を分解する工程と、
前記分解された硫安または酸性硫安が付着した前記伝熱管の表面をクリーニングする工程と、
表面がクリーニングされた前記伝熱管に対して水の供給を再開する工程と、
前記水の供給を再開した後、前記伝熱管のループの出口における熱水の温度が通常運転時の圧力における飽和水蒸気温度より低くなってから、通常運転下にある他の伝熱管のループと合流させる工程とを含む、
熱交換器の性能回復方法。 A heat exchanger that heats water in a heat transfer tube with a hot gas containing SOx and ammonia to generate hot water or hot water vapor, wherein a gas side passage of the heat exchanger is divided into a plurality of gas passage cells. In the heat exchanger in which the loop of the heat transfer tube that is completed in the gas passage cell is formed for each gas passage cell,
Stopping the supply of water to the heat transfer tube of the gas passage cell selected by the heat exchanger, and discharging the water in the heat transfer tube;
Maintaining the supply of the hot gas to the heat transfer tube from which water has been discharged in the step, the tube wall temperature of the heat transfer tube is made higher than the decomposition temperature of ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate, and adheres to the surface of the heat transfer tube Decomposing the decomposed ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate,
Cleaning the surface of the heat transfer tube to which the decomposed ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate is attached;
Resuming the supply of water to the heat transfer tube whose surface has been cleaned ;
After resuming the water supply, after the temperature of hot water at the outlet of the loop of the heat transfer tube becomes lower than the saturated water vapor temperature at the pressure during normal operation, it merges with other heat transfer tube loops under normal operation. Including the step of
How to recover the performance of a heat exchanger. 前記熱交換器は、ボイラのエコノマイザーまたは供給された水をプロセスガスで加熱する給水加熱器である、請求項１記載の熱交換器の性能回復方法。   The heat exchanger performance recovery method according to claim 1, wherein the heat exchanger is a boiler economizer or a feed water heater that heats supplied water with a process gas. 前記熱交換器のガス側通路の下流側ガスダクトにガス温度を冷却する冷却媒体を注入して、前記熱交換器から排出されるガスの温度上昇を抑制する請求項１または２記載の熱交換器の性能回復方法。   The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein a cooling medium for cooling a gas temperature is injected into a gas duct downstream of the gas side passage of the heat exchanger to suppress a temperature rise of the gas discharged from the heat exchanger. Performance recovery method. 前記水の供給を停止してから水の供給を再開するまでの期間において、前記伝熱管のループの内部を大気圧に開放する請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器の性能回復方法。   4. The heat exchanger according to claim 1, wherein the interior of the loop of the heat transfer tube is opened to atmospheric pressure during a period from when the supply of water is stopped to when the supply of water is restarted. Performance recovery method. ＳＯｘとアンモニアを含む熱ガスで伝熱管内の水を加熱する熱交換器において、
前記伝熱管に対する水の供給を停止し、前記伝熱管内の水を排出する工程と、
前記伝熱管の管壁温度を硫安または酸性硫安の分解温度より高温にして、これらの塩を分解する工程と、
前記伝熱管の表面をクリーニングする工程と、
前記伝熱管への水の供給を再開する工程と、
前記水の供給を再開した後、前記伝熱管のループの出口における熱水の温度が通常運転時の圧力における飽和水蒸気温度より低くなってから、通常運転下にある他の伝熱管のループと合流させる工程とを含む、
熱交換器の性能回復方法。 In a heat exchanger that heats water in a heat transfer tube with a hot gas containing SOx and ammonia,
Stopping the supply of water to the heat transfer tube and discharging the water in the heat transfer tube;
A step of decomposing these salts by setting the tube wall temperature of the heat transfer tube to be higher than the decomposition temperature of ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate;
Cleaning the surface of the heat transfer tube;
Resuming the supply of water to the heat transfer tubes ;
After resuming the water supply, after the temperature of hot water at the outlet of the loop of the heat transfer tube becomes lower than the saturated water vapor temperature at the pressure during normal operation, it merges with other heat transfer tube loops under normal operation. Including the step of
How to recover the performance of a heat exchanger. ＳＯｘとアンモニアを含む熱ガスで水を加熱する熱交換器において、
前記熱交換器のガス側通路をガス通路セルに分割して各ガス通路セル毎に完結した伝熱管ループを形成した複数のガス通路セルを備え、
前記ガス通路セル毎に、前記伝熱管ループに対する水の供給を制御する第１の制御弁と水の排出を制御する第２の制御弁を備え、
前記水が前記伝熱管ループをバイパスするためのバイパス弁を備え、
シーケンス制御装置を備えて、
該シーケンス制御装置が、
前記ガス通路セルの内部に硫安または酸性硫安が析出して付着したときに、前記第１の制御弁と前記第２の制御弁と前記バイパス弁とを操作して、前記ガス通路セルの前記伝熱管に対する水の供給を停止し、前記伝熱管内の水を排出する工程と、
前記伝熱管の管壁温度を硫安または酸性硫安の分解温度より高温にして、これらの塩を分解する工程と、
前記伝熱管のクリーニングを行う工程と、
前記第１の制御弁と前記第２の制御弁と前記バイパス弁とを操作して、前記伝熱管への水の供給を再開する工程と、
前記水の供給を再開した後、前記伝熱管ループの出口における熱水の温度が通常運転時の圧力における飽和水蒸気温度より低くなってから、前記第２の制御弁を操作して通常運転下にある他の伝熱管のループと合流させる工程とを実行させる、
熱交換器の性能回復設備。 In a heat exchanger that heats water with a hot gas containing SOx and ammonia,
The gas side passage of the heat exchanger is divided into gas passage cells, and a plurality of gas passage cells are formed to form a heat transfer tube loop completed for each gas passage cell,
For each gas passage cell, a first control valve that controls the supply of water to the heat transfer tube loop and a second control valve that controls the discharge of water,
A bypass valve for the water to bypass the heat transfer tube loop;
With a sequence controller,
The sequence controller is
When ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate is deposited and adhered to the inside of the gas passage cell, the first control valve, the second control valve, and the bypass valve are operated to operate the transmission of the gas passage cell. Stopping the supply of water to the heat pipe and discharging the water in the heat transfer pipe;
A step of decomposing these salts by setting the tube wall temperature of the heat transfer tube to be higher than the decomposition temperature of ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate;
Cleaning the heat transfer tube;
Operating the first control valve, the second control valve, and the bypass valve to resume the supply of water to the heat transfer tube ;
After resuming the supply of water, after the temperature of hot water at the outlet of the heat transfer tube loop becomes lower than the saturated water vapor temperature at the pressure during normal operation, the second control valve is operated and the normal operation is performed. Performing a process of joining with a loop of some other heat transfer tube ,
Heat exchanger performance recovery equipment. 前記熱交換器は、ボイラのエコノマイザーまたは供給された水をプロセスガスで加熱する給水加熱器である、請求項６記載の熱交換器の性能回復設備。 The heat exchanger performance recovery facility according to claim 6 , wherein the heat exchanger is a boiler economizer or a feed water heater that heats supplied water with process gas.
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