JP5887216B2 - Cleaning method for heating element of gas-air heater - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラに付随するガス−エアヒータのヒーティングエレメントに付着する付着物を除去するための洗浄方法に関する。 The present invention relates to a cleaning method for removing deposits attached to a heating element of a gas-air heater associated with a boiler.
重油、残渣油、石炭等の燃料を燃焼させると、燃料に含有される硫黄が燃焼し、二酸化硫黄(SO2)が生成する。さらに、二酸化硫黄は一部酸化されて三酸化硫黄(SO3)となり、これが排ガス中の水分と反応し、硫酸(H2SO4)を生成する。特に石炭を燃料として燃焼させる場合、燃焼することにより発生するフライアッシュには、アルミニウム、カルシウム、鉄等が多く含まれることが知られている。フライアッシュは、硫酸と反応し、溶解しにくい化合物を生成する。 When fuel such as heavy oil, residual oil, and coal is burned, sulfur contained in the fuel is burned, and sulfur dioxide (SO 2 ) is generated. Further, sulfur dioxide is partially oxidized to sulfur trioxide (SO 3 ), which reacts with moisture in the exhaust gas to produce sulfuric acid (H 2 SO 4 ). In particular, when coal is burned as a fuel, it is known that fly ash generated by burning contains a large amount of aluminum, calcium, iron and the like. Fly ash reacts with sulfuric acid to produce a compound that is difficult to dissolve.
ボイラには、燃料の燃焼効率を上げるため、排ガスの熱を空気に与えるための装置(ガス−エアヒータ)が付随している。ガス−エアヒータにおいては、排ガスが冷却されるため、ガス−エアヒータのヒーティングエレメントに、燃料由来の酸性成分、フライアッシュ、酸性成分とフライアッシュとの反応生成物等が付着しやすい。特に排ガスの温度が硫酸の露点以下になる温度領域における付着が顕著となり、付着物による閉塞が発生する。ガス−エアヒータにおいて圧力損失が発生すると、ボイラの安定な運転が損なわれるため、圧力損失発生時の付着物の除去は、安定運転の維持に欠くことはできない。 The boiler is accompanied by a device (gas-air heater) for giving heat of the exhaust gas to the air in order to increase the combustion efficiency of the fuel. In the gas-air heater, the exhaust gas is cooled, so that an acidic component derived from fuel, fly ash, a reaction product of the acidic component and fly ash, and the like easily adhere to the heating element of the gas-air heater. In particular, the adhesion in the temperature range where the temperature of the exhaust gas is lower than the dew point of sulfuric acid becomes remarkable, and the clogging with the deposits occurs. When a pressure loss occurs in the gas-air heater, the stable operation of the boiler is impaired. Therefore, removal of deposits when the pressure loss occurs is indispensable for maintaining a stable operation.
ガス−エアヒータのヒーティングエレメントに付着する付着物を除去するための洗浄方法としては、炭酸水素ナトリウムを含む洗浄液を用いる方法が提案されている(特許文献1〜3)。 As a cleaning method for removing deposits adhering to the heating element of the gas-air heater, methods using a cleaning liquid containing sodium hydrogen carbonate have been proposed (Patent Documents 1 to 3).
近年の研究から、石炭を燃料として燃焼させる際に、ガス−エアヒータのヒーティングエレメントに付着する付着物は、フライアッシュ由来の二酸化ケイ素(SiO2)および、ヒーティングエレメントの中温部付近で生成する酸性硫安((NH4)HSO4)とアルミニウム、カルシウム、鉄等との反応生成物の混合物であることが知られている。特に、アルミニウム、カルシウム、鉄を含む化合物は、ヒーティングエレメントに強固に付着しやすく、かつ溶解しにくい。 According to recent research, when coal is burned as fuel, deposits attached to the heating element of the gas-air heater are generated near silicon dioxide (SiO 2 ) derived from fly ash and the middle temperature part of the heating element. It is known to be a mixture of reaction products of acidic ammonium sulfate ((NH 4 ) HSO 4 ) with aluminum, calcium, iron and the like. In particular, a compound containing aluminum, calcium, and iron tends to adhere firmly to the heating element and is difficult to dissolve.
そして、これらアルミニウム、カルシウム、鉄を含む化合物、特にカルシウムを含む化合物は、従来の炭酸水素ナトリウムを含む洗浄液では充分に除去できない。
溶解しにくい付着物が付着したヒーティングエレメントの洗浄方法としては、超高圧ポンプを用いて超高圧水をヒーティングエレメントに直接噴射することによって、付着物を溶解しながら、流水の物理的作用で除去する方法が知られている。しかし、該方法は、高圧水の噴射ノズルの設置に時間を要することや、時間あたりの洗浄面積が小さいことから、ガス−エアヒータのヒーティングエレメントを洗浄する場合、ボイラ1基あたり約3日間という長い時間を要する。
These compounds containing aluminum, calcium, and iron, especially compounds containing calcium, cannot be sufficiently removed with a conventional cleaning solution containing sodium bicarbonate.
As a cleaning method for heating elements with deposits that are difficult to dissolve, the ultra-high pressure water is sprayed directly onto the heating elements using an ultra-high pressure pump to dissolve the deposits while physically flowing water. A method of removing is known. However, this method requires about 3 days per boiler when cleaning the heating element of the gas-air heater because it takes time to install the high-pressure water injection nozzle and the cleaning area per hour is small. It takes a long time.
本発明は、アルミニウム、カルシウム、鉄を含む化合物が付着物中に含まれていても、ガス−エアヒータのヒーティングエレメントに付着する付着物を比較的短時間で、かつ充分に除去できる洗浄方法を提供する。 The present invention provides a cleaning method capable of sufficiently removing deposits adhering to a heating element of a gas-air heater in a relatively short time even if a compound containing aluminum, calcium and iron is contained in the deposits. provide.
本発明のガス−エアヒータのヒーティングエレメントの洗浄方法は、アルカリ金属の炭酸水素塩(A)の20〜60質量部およびキレート化合物(B)の40〜80質量部(ただし、(A)と(B)の合計は100質量部である。)と水とを混合してなる洗浄液を、ガス−エアヒータのヒーティングエレメントに接触させ、ヒーティングエレメントに付着した付着物を除去するガス−エアヒータのヒーティングエレメントの洗浄方法であって、前記キレート化合物(B)が、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(B1)およびグルコン酸ナトリウム(B2)であることを特徴とする。 The heating method of the heating element of the gas-air heater of the present invention comprises 20 to 60 parts by mass of alkali metal bicarbonate (A) and 40 to 80 parts by mass of chelate compound (B) (however, (A) and ( The total of B) is 100 parts by mass.) A cleaning liquid obtained by mixing water and water is brought into contact with the heating element of the gas-air heater to remove the deposits adhering to the heating element. In this method, the chelate compound (B) is tetrasodium ethylenediaminetetraacetate (B1) and sodium gluconate (B2) .
前記洗浄液(100質量%)中の前記アルカリ金属の炭酸水素塩(A)および前記キレート化合物(B)の合計の濃度は、2〜5質量%であることが好ましい。
前記アルカリ金属塩の炭酸水素塩(A)は、炭酸水素ナトリウムであることが好ましい。
The total concentration of the alkali metal hydrogencarbonate (A) and the chelate compound (B) in the cleaning liquid (100% by mass) is preferably 2 to 5% by mass.
The alkali metal salt hydrogen carbonate (A) is preferably sodium hydrogen carbonate.
前記キレート化合物(B)の40〜80質量部のうち、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(B1)は20〜40質量部であり、グルコン酸ナトリウム(B2)は20〜40質量部であることが好ましい。 Of 40 to 80 parts by weight of the pre-SL chelating compound (B), tetrasodium ethylenediaminetetraacetate (B1) is 20 to 40 parts by weight, sodium gluconate (B2) is preferably 20 to 40 parts by weight .
本発明の洗浄方法においては、前記洗浄液を、0.3MPa〜1.0MPaの圧力でガス−エアヒータのヒーティングエレメントに噴射することが好ましい。
前記洗浄液の噴射量は、60〜300m3/h、エレメント面積当り7〜20m3/h・m2であることが好ましい。
In the cleaning method of the present invention, the cleaning liquid is preferably sprayed onto the heating element of the gas-air heater at a pressure of 0.3 MPa to 1.0 MPa.
Injection amount of the cleaning solution, 60~300m 3 / h, it is preferable that the element area per 7~20m 3 / h · m 2.
本発明のガス−エアヒータのヒーティングエレメントの洗浄方法によれば、アルミニウム、カルシウム、鉄を含む化合物が付着物中に含まれていても、ガス−エアヒータのヒーティングエレメントに付着する付着物を比較的短時間で、かつ充分に除去できる。 According to the method for cleaning a heating element of a gas-air heater according to the present invention, even if a compound containing aluminum, calcium, or iron is contained in the deposit, the deposit adhered to the heating element of the gas-air heater is compared. Can be removed in a short time.
図1は、本発明のガス−エアヒータのヒーティングエレメントの洗浄方法を実施する設備の一例を示す概略構成図である。
設備10は、ボイラ12と;ボイラ12からの排ガスに含まれる窒素酸化物を除去する脱硝装置14と;ボイラで用いる燃焼用エアとボイラ12からの排ガスとの間で熱交換を行うガス−エアヒータ16と;排ガスに含まれる粉塵等を除去する電気集塵機18と;排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫装置20と;排ガスを外部に排出する煙突22と;洗浄液を調製する撹拌槽30と;洗浄液を貯留する貯留槽32と;ガス−エアヒータ16のヒーティングエレメント24に対し上方から洗浄液を噴射する複数のノズル33を有する定置式の上側洗浄装置34と;ガス−エアヒータ16のヒーティングエレメント24に対し下方から洗浄液を噴射する複数のノズル35を有する定置式の下側洗浄装置36と;燃料(石炭等)をボイラ12に供給する燃料供給手段40と;燃焼用エアをガス−エアヒータ16に送る第1のエア流路42と;ガス−エアヒータ16にて加熱された燃焼用エアをボイラ12に送る第2のエア流路44と;ボイラ12からの排ガスを脱硝装置14に送る第1の排ガス流路50と;第1の排ガス流路40の途中に脱硝用のアンモニア(NH3)を供給するアンモニア供給流路51と;脱硝装置14からの排ガスをガス−エアヒータ16に送る第2の排ガス流路52と;ガス−エアヒータ16からの排ガスを電気集塵機18に送る第3の排ガス流路54と;電気集塵機18からの排ガスを脱硫装置20に送る第4の排ガス流路56と;脱硫装置20からの排ガスを煙突22に送る第5の排ガス流路58と;撹拌槽30の洗浄液を貯留槽32に送る第1の洗浄液流路60と;途中にポンプ61が設けられ、貯留槽32の洗浄液を上側洗浄装置34および下側洗浄装置36に送る第2の洗浄液流路62と;ガス−エアヒータ16のヒーティングエレメント24の下方に設けられた洗浄液受け63に回収された洗浄液を貯留槽32に送る第3の洗浄液流路64と;工業用水を上側洗浄装置34および下側洗浄装置36に送る工業用水供給流路66とを備えて概略構成される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of equipment for carrying out the method for cleaning a heating element of a gas-air heater according to the present invention.
The
(付着物)
石炭を燃料として燃焼するボイラ12に付随するガス−エアヒータ16のヒーティングエレメント24への付着物としては、フライアッシュ(二酸化ケイ素(SiO2)、酸化カルシウム(CaO)、アルミナ(Al2O3)等)、燃料に含まれる硫黄由来の酸性成分(硫酸(H2SO4)、酸性硫安((NH4)HSO4)等)、フライアッシュと酸性成分との反応生成物(硫酸アルミニウムアンモニウム(Al(NH4)(SO4)2)等)等が挙げられる。これらは水に溶解すると酸性を示す化合物(以下、酸性化合物と記す。)である。そこで、洗浄液としては、アルカリ金属の炭酸水素塩を含む水溶液を用いる。
(Attachment)
The deposits on the
(アルカリ金属の炭酸水素塩)
アルカリ金属の炭酸水素塩としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。アルカリ金属の炭酸水素塩は、水に溶解させたときのpH値が低く、弱アルカリ性であることから、水質汚濁防止法に定められている水素イオン濃度の規制値を超えず、かつ作業者が安全に取り扱うことができるため、洗浄液のアルカリ成分として好適である。アルカリ金属の炭酸水素塩としては、安価である点から、炭酸水素ナトリウムが特に好ましい。
(Alkali metal bicarbonate)
Examples of the alkali metal hydrogen carbonate include sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate. Since alkali metal bicarbonate has a low pH value when dissolved in water and is weakly alkaline, it does not exceed the regulation value of hydrogen ion concentration stipulated in the Water Pollution Control Law, and Since it can be handled safely, it is suitable as an alkaline component of the cleaning liquid. As the alkali metal hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate is particularly preferable because it is inexpensive.
アルカリ金属の炭酸水素塩は、酸性化合物と反応して、二酸化炭素ガスを発生し、発泡するため、ヒーティングエレメント24への付着物を物理的作用により剥離しながら、化学的に溶解させる。付着物中の鉄錆、粉塵、煤等も同時に剥離して除去する。二酸化炭素の発泡により、洗浄効果が上がり、洗浄時間を短縮できる。ヒーティングエレメント24の形状が複雑で洗浄しにくいものであっても、短時間に洗浄できる。炭酸水素ナトリウムは、物質単位質量あたりの炭酸根の含有量が多いため、発泡を利用した洗浄には特に好ましい。
Alkali metal hydrogen carbonate reacts with an acidic compound to generate carbon dioxide gas and foams, so that the deposit on the
(キレート化合物)
キレート化合物は、アルカリ金属の炭酸水素塩では除去しきれない、アルミニウム、カルシウム、鉄等を含む化合物の溶解を促進する成分である。
(Chelate compound)
A chelate compound is a component that promotes dissolution of a compound containing aluminum, calcium, iron, or the like that cannot be removed with an alkali metal bicarbonate.
キレート化合物としては、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、ヒドロキシエチルジアミン三酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、グリコールエーテルジアミン四酢酸等が挙げられる。キレート化合物としては、溶解液(洗浄液)のpH調整が簡便である点から、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウムとグルコン酸ナトリウムとの組み合わせが特に好ましい。 Chelate compounds include ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium, sodium gluconate, nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, hydroxyethyldiaminetriacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, dihydroxyethylglycine, glycol etherdiaminetetraacetic acid Etc. As the chelate compound, a combination of tetrasodium ethylenediaminetetraacetate and sodium gluconate is particularly preferable because pH adjustment of the solution (cleaning solution) is simple.
(洗浄液)
洗浄液は、アルカリ金属の炭酸水素塩(A)の20〜60質量部およびキレート化合物(B)の40〜80質量部(ただし、(A)と(B)の合計は100質量部である。)と水とを混合してなるものである。
(Cleaning solution)
The cleaning liquid is 20 to 60 parts by mass of the alkali metal bicarbonate (A) and 40 to 80 parts by mass of the chelate compound (B) (however, the total of (A) and (B) is 100 parts by mass). And water.
アルカリ金属の炭酸水素塩(A)の量が20質量部未満では、酸性化合物との反応による発泡の勢いが弱まり、物理的作用による付着物の剥離効果が損なわれやすくなる。アルカリ金属の炭酸水素塩(A)の量が60質量部を超えると、キレート化合物(B)の量が少なくなり、化学的な洗浄効果が弱まる。 If the amount of the alkali metal hydrogen carbonate (A) is less than 20 parts by mass, the foaming moment due to the reaction with the acidic compound is weakened, and the effect of peeling off the deposits due to physical action tends to be impaired. When the amount of the alkali metal hydrogen carbonate (A) exceeds 60 parts by mass, the amount of the chelate compound (B) decreases and the chemical cleaning effect is weakened.
キレート化合物(B)が40質量部未満では、アルミニウム、カルシウム、鉄等を含む化合物の溶解を促進する効果が損なわれやすくなる。キレート化合物(B)が80質量部を超えると、アルカリ金属の炭酸水素塩(A)の量が少なくなり、物理的な洗浄効果が弱まる。 When the chelate compound (B) is less than 40 parts by mass, the effect of promoting dissolution of a compound containing aluminum, calcium, iron or the like is likely to be impaired. When the amount of the chelate compound (B) exceeds 80 parts by mass, the amount of the alkali metal hydrogen carbonate (A) decreases and the physical cleaning effect is weakened.
キレート化合物(B)がエチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(B1)およびグルコン酸ナトリウム(B2)の組み合わせである場合、洗浄液は、アルカリ金属の炭酸水素塩(A)の20〜60質量部、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(B1)の20〜40質量部およびグルコン酸ナトリウム(B2)の20〜40質量部(ただし、(A)と(B1)と(B2)の合計は100質量部である。)と水とを混合してなるものである。 When the chelate compound (B) is a combination of tetrasodium ethylenediaminetetraacetate (B1) and sodium gluconate (B2), the washing liquid is 20 to 60 parts by mass of alkali metal hydrogencarbonate (A), ethylenediaminetetraacetic acid tetraacetate. 20-40 parts by mass of sodium (B1) and 20-40 parts by mass of sodium gluconate (B2) (however, the sum of (A), (B1) and (B2) is 100 parts by mass), water, Are mixed.
エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(B1)の量が20質量部未満では、主にカルシウムに対するキレート作用が小さくなる。エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(B1)の量が40質量部を超えると、アルカリ性が強くなり洗浄後の排水を中和処理する必要が生じる。 When the amount of ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium (B1) is less than 20 parts by mass, the chelating action on calcium is mainly reduced. When the amount of ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium (B1) exceeds 40 parts by mass, the alkalinity becomes strong, and it becomes necessary to neutralize the waste water after washing.
グルコン酸ナトリウム(B2)の量が20質量部未満では、主に鉄に対するキレート作用が小さくなる。グルコン酸ナトリウム(B2)の量が40質量部を超えると、洗浄後の排水の化学的酸素要求量が大きくなる。 When the amount of sodium gluconate (B2) is less than 20 parts by mass, the chelating action on iron mainly decreases. When the amount of sodium gluconate (B2) exceeds 40 parts by mass, the chemical oxygen demand of the waste water after washing increases.
洗浄液(100質量%)中のアルカリ金属の炭酸水素塩(A)およびキレート化合物(B)の合計の濃度は、2〜5質量%が好ましく、3〜5質量%がより好ましい。(A)と(B)の合計の濃度が2質量%未満では、洗浄効果が低くなる場合があり、また、洗浄後の排水の量が多くなる。(A)と(B)の合計の濃度が5質量%を超えると、溶け残りが発生する場合があり、また、洗浄中に付着物由来の不溶解分の濃度が上昇し、洗浄液の粘度や密度が上昇する。 2-5 mass% is preferable and, as for the total density | concentration of the alkali metal hydrogencarbonate (A) and chelate compound (B) in a washing | cleaning liquid (100 mass%), 3-5 mass% is more preferable. When the total concentration of (A) and (B) is less than 2% by mass, the cleaning effect may be low, and the amount of waste water after cleaning increases. If the total concentration of (A) and (B) exceeds 5% by mass, undissolved residue may be generated, and the concentration of insoluble matter derived from the deposit increases during cleaning, and the viscosity of the cleaning solution Density increases.
洗浄液のpHは、6.5〜9.0が好ましく、7.5〜8.5がより好ましい。洗浄液のpHが6.5未満では、設備10が腐食する場合がある。洗浄液のpHが8.5を超えると、洗浄後の排水を中和処理する必要が生じる。
洗浄液を貯留槽32と、上側洗浄装置34および下側洗浄装置36との間で循環させて洗浄する場合、酸性化合物を含む付着物の除去が進むにつれてpHが下がる。洗浄液のpH6.5未満になる場合、アルカリ金属の炭酸水素塩(A)、必要に応じてさらにキレート化合物(B)を適時追加することが好ましい。
The pH of the cleaning liquid is preferably 6.5 to 9.0, and more preferably 7.5 to 8.5. If the pH of the cleaning liquid is less than 6.5, the
When the cleaning liquid is circulated between the
洗浄液の調製方法としては、たとえば、下記の方法(α)〜(β)が挙げられ、現場での調製作業に手間がかからない点から、方法(γ)が好ましい。
(α)アルカリ金属の炭酸水素塩(A)を水に加えた後、キレート化合物(B)をさらに加える方法。
(β)キレート化合物(B)を水に加えた後、アルカリ金属の炭酸水素塩(A)をさらに加える方法。
(γ)アルカリ金属の炭酸水素塩(A)とキレート化合物(B)との混合物を水に加える方法。
Examples of the method for preparing the cleaning liquid include the following methods (α) to (β), and the method (γ) is preferable because it does not require time and effort for the on-site preparation.
(Α) A method of further adding a chelate compound (B) after adding an alkali metal hydrogencarbonate (A) to water.
(Β) A method of adding an alkali metal hydrogencarbonate (A) after adding the chelate compound (B) to water.
(Γ) A method of adding a mixture of an alkali metal hydrogencarbonate (A) and a chelate compound (B) to water.
方法(γ)の前に、アルカリ金属の炭酸水素塩(A)とキレート化合物(B)とをあらかじめ混合する手段としては、V型混合器、リボンミキサ、遊星スクリュ型混合器等、通常、工業的に用いられる種々の混合機器が挙げられる。
混合の際の混合器への投入の順番は、特に限定はなく、アルカリ金属の炭酸水素塩(A)、キレート化合物(B)のいずれかを先に混合器に投入してもよく、同時に投入してもよい。
Prior to the method (γ), the means for premixing the alkali metal hydrogen carbonate (A) and the chelate compound (B) may be V-type mixers, ribbon mixers, planetary screw type mixers, etc. Examples of various mixing devices that are commonly used.
The order of charging into the mixer during mixing is not particularly limited, and either alkali metal hydrogen carbonate (A) or chelate compound (B) may be charged into the mixer first, and simultaneously charged. May be.
アルカリ金属の炭酸水素塩(A)およびキレート化合物(B)は、紙袋、フレキシブルコンテナーバック等の1包装単位内に特定の割合で投入されいてもよいが、包装単位内での存在に偏りがあると、混合物を水に溶解させる際に溶け残りを生じたりする場合があるため、できるだけ均一に混合させることが好ましい。
アルカリ金属の炭酸水素塩(A)およびキレート化合物(B)は、水に溶解させた状態においても時間経過による変質は起こらないため、該状態にて保管しても構わない。
Alkali metal hydrogen carbonate (A) and chelate compound (B) may be charged at a specific ratio in one packaging unit such as a paper bag or a flexible container bag, but the presence in the packaging unit is biased. When the mixture is dissolved in water, undissolved residue may be generated. Therefore, it is preferable to mix as uniformly as possible.
The alkali metal hydrogencarbonate (A) and the chelate compound (B) do not change in quality even when dissolved in water, and may be stored in this state.
(洗浄方法)
本発明のガス−エアヒータのヒーティングエレメントの洗浄方法は、洗浄液を、ガス−エアヒータ16のヒーティングエレメント24に接触させ、ヒーティングエレメント24に付着した付着物を除去する方法である。
(Cleaning method)
The method for cleaning a heating element of a gas-air heater according to the present invention is a method in which a cleaning liquid is brought into contact with the
接触方法としては、たとえば、下記の方法(a)または方法(b)が挙げられ、洗浄時間の短縮が図れる点から、方法(a)が好ましい。
(a)上側洗浄装置34のノズル33および下側洗浄装置36のノズルから洗浄液をヒーティングエレメント24に噴射する方法。
(b)ガス−エアヒータ16からヒーティングエレメント24を取り外し、洗浄液に浸漬する方法。
Examples of the contact method include the following method (a) or method (b), and the method (a) is preferable from the viewpoint of shortening the cleaning time.
(A) A method of injecting the cleaning liquid from the
(B) A method in which the
方法(a)によれば、ガス−エアヒータ16に付属した既設の装置(定置式洗浄装置)を利用するため、洗浄準備のためのボイラ12の停止は不要であり、また、洗浄液によって広い面積を効率的に洗浄できることから、ボイラ12の停止期間を大幅に短縮できる。
According to the method (a), since the existing apparatus (stationary cleaning apparatus) attached to the gas-
ヒーティングエレメント24への洗浄液の噴射は、通常、洗浄に用いられる高圧水洗浄装置で実施してもよいが、水圧を上げすぎるとヒーティングエレメント24を傷めることがある。また、高圧水洗浄装置では、洗浄液を25m3/h程度の噴射量でしか噴射できず、また、噴射できる範囲が狭くなり、洗浄に要する時間が長くなる。よって、本発明においては、ガス−エアヒータ16に付属した既設の装置(定置式洗浄装置)を用い、高圧水洗浄装置を用いないことが好ましい。
The spraying of the cleaning liquid onto the
方法(a)において洗浄液を噴射する際の圧力は、0.3MPa〜10MPaが好ましく、0.5MPa〜5MPaがより好ましい。圧力が0.3MPa未満では、洗浄に要する時間が長くなる。圧力が10MPaを超えると、ヒーティングエレメント24を傷めることがある。
In the method (a), the pressure when spraying the cleaning liquid is preferably 0.3 MPa to 10 MPa, more preferably 0.5 MPa to 5 MPa. When the pressure is less than 0.3 MPa, the time required for cleaning becomes long. If the pressure exceeds 10 MPa, the
洗浄液の噴射量は、60〜300m3/hが好ましく、80〜300m3/hがより好ましい。噴射量が60m3/h未満では、洗浄に要する時間が長くなる。噴射量が300m3/hを超えると、ガス−エアヒータ16に付属した既設の装置(定置式洗浄装置)に付属するポンプ61の能力を超える場合がある。
Injection amount of the cleaning liquid is preferably from 60~300m 3 / h, 80~300m 3 / h is more preferable. When the injection amount is less than 60 m 3 / h, the time required for cleaning becomes long. If the injection amount exceeds 300 m 3 / h, the capacity of the
ヒーティングエレメント24の洗浄は、洗浄液を貯留槽32と、上側洗浄装置34および下側洗浄装置36との間で循環させながら行う。ガス−エアヒータを製造するメーカが推奨する従来の洗浄方法は、洗浄に用いた排水のpH値が、洗浄前の工業用水のpH値のマイナス2以上となるまで工業用水をかけ流す方法である。しかし、従来の方法では、多量の工業用水を要し、結果、排水が多量となる。一方、洗浄液を循環させる本発明の洗浄方法によれば、付着物を洗浄することにより発生する排水の量を大幅に削減できる。
The
ヒーティングエレメント24の付着物を除去をした後は、ヒーティングエレメント24の表面に残存付着した反応生成物、鉄錆、粉塵等を水洗浄によって除去することが好ましい。水洗浄は、洗浄後の水のpHが6.0〜8.0になるまで新規に工業用水等をかけ流して行う。洗浄後の水のpHが6.0未満では、付着物が残留している可能性が高い。洗浄後の水のpHが8.0を超えると、アルカリ金属塩の炭酸水素塩が残留している場合がある。洗浄後の水のpHは6.5〜7.5が特に好ましい。
After removing the deposit on the
(作用効果)
以上説明した本発明のガス−エアヒータのヒーティングエレメントの洗浄方法にあっては、洗浄液に含まれるアルカリ金属の炭酸水素塩がヒーティングエレメントの付着物との接触によって発泡するため、洗浄液の拡散効果および付着物を物理的に除去する効果が得られる。また、洗浄液に含まれるキレート化合物が、アルミニウム、カルシウム、鉄等を含む化合物の溶解を促進し、付着物を化学的に除去する効果が得られる。その結果、従来の方法では除去しにくかった、アルミニウム、カルシウム、鉄を含む化合物が付着物中に含まれていても、ガス−エアヒータのヒーティングエレメントに付着する付着物を比較的短時間で、かつ充分に除去できる。
また、洗浄液にアルカリ金属の炭酸水素塩およびキレート化合物が含まれているため、洗浄液を比較的低圧でヒーティングエレメントに噴射しても、効率よく付着物を除去できる。
(Function and effect)
In the method for cleaning the heating element of the gas-air heater of the present invention described above, the alkali metal hydrogen carbonate contained in the cleaning liquid is foamed by contact with the deposit on the heating element, so that the cleaning liquid has a diffusion effect. In addition, an effect of physically removing deposits can be obtained. In addition, the chelate compound contained in the cleaning liquid accelerates the dissolution of the compound containing aluminum, calcium, iron, and the like, and an effect of chemically removing deposits can be obtained. As a result, even if a compound containing aluminum, calcium and iron, which is difficult to remove by conventional methods, is included in the deposit, the deposit adhering to the heating element of the gas-air heater can be removed in a relatively short time. And can be removed sufficiently.
Moreover, since the alkali metal bicarbonate and the chelate compound are contained in the cleaning liquid, even if the cleaning liquid is sprayed onto the heating element at a relatively low pressure, the deposits can be efficiently removed.
以下に実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
例1〜5は、参考例であり、例6〜10は、実施例である。
Examples are shown below, but the present invention is not limited to these examples.
Examples 1 to 5 are reference examples, and Examples 6 to 10 are examples.
〔例1〜5〕
鉄製の板(1,100mm×800mm)に、厚さ5mmの模擬汚れを付着させ、室温下にて24時間乾燥し、洗浄試験用のテストピースを作製した。
模擬汚れは、実機のガス−エアヒータのヒーティングエレメントへの付着物を採取し、その50質量部と、水の50質量部とを混合して調製した。
表1に示す量の混合物と水とを混合して、混合物の濃度が5質量%である洗浄液を調製した。各洗浄液を洗浄試験用のテストピースに噴霧し、模擬汚れの除去のされ具合を観察し、下記の基準にて評価した。結果を表1に示す。
◎:完全に除去できた、
○:わずかに残存した、
△:半分程度残存した、
×:かなり残存が生じた。
[Examples 1 to 5]
A 5 mm thick simulated soil was adhered to an iron plate (1,100 mm × 800 mm) and dried at room temperature for 24 hours to prepare a test piece for a cleaning test.
The simulated dirt was prepared by collecting deposits on the heating element of the actual gas-air heater and mixing 50 parts by mass thereof with 50 parts by mass of water.
An amount of the mixture shown in Table 1 was mixed with water to prepare a cleaning liquid having a mixture concentration of 5% by mass. Each cleaning solution was sprayed onto a test piece for a cleaning test, and the degree of removal of simulated dirt was observed and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: Completely removed,
○: Slightly remained,
Δ: About half remained,
X: Remaining residue occurred.
表1の結果から、キレート化合物としてはエチレンジアミン四酢酸四ナトリウムおよびグルコン酸ナトリウムの組み合わせが効果的であることがわかった。 From the results of Table 1, it was found that a combination of tetrasodium ethylenediaminetetraacetate and sodium gluconate was effective as the chelate compound.
〔例6〜9〕
炭酸水素ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウムおよびグルコン酸ナトリウムを用いて、下記の混合物(I)および混合物(II)を調製した。
(I)炭酸水素ナトリウムの60質量部、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウムの20質量部およびグルコン酸ナトリウムの20質量部の混合物。
(II)炭酸水素ナトリウムの20質量部、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウムの40質量部およびグルコン酸ナトリウムの40質量部の混合物。
[Examples 6 to 9]
The following mixture (I) and mixture (II) were prepared using sodium hydrogen carbonate, tetrasodium ethylenediaminetetraacetate and sodium gluconate.
(I) A mixture of 60 parts by mass of sodium bicarbonate, 20 parts by mass of tetrasodium ethylenediaminetetraacetate and 20 parts by mass of sodium gluconate.
(II) A mixture of 20 parts by weight of sodium bicarbonate, 40 parts by weight of ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium and 40 parts by weight of sodium gluconate.
混合物(I)および混合物(II)のそれぞれについて、混合物と水とを混合して、混合物の濃度が2質量%および5質量%である洗浄液を調製した。各洗浄液を用いてヒーティングエレメントの付着物を洗浄する試験を行った。結果を表2に示す。
洗浄試験の方法の詳細は下記のとおりである。
About each of mixture (I) and mixture (II), the mixture and water were mixed and the washing | cleaning liquid whose concentration of a mixture is 2 mass% and 5 mass% was prepared. A test was conducted to clean the deposits on the heating element using each cleaning solution. The results are shown in Table 2.
The details of the cleaning test method are as follows.
本設のガス−エアヒータ(IHI社製、ローテミューレ式熱交換器、高温層高:700mm、中温層高:1,000mm、低温層高:450mm)のヒーティングエレメントの一部(面積3.2m2)について洗浄試験を行った。
洗浄液の仮設貯留槽からヒーティングエレメント24へ洗浄液を噴射できる流路を作製した。
まず、4m3の工業用水を約4分間噴射し、ヒーティングエレメント24の間に通過させ、容易に除去できる付着物の除去を行った。
ついで、10m3の洗浄液を約10分間噴射し、ヒーティングエレメント24の間に通過させ、付着物の除去を行った。
最後に、4m3の工業用水を約4分間噴射し、ヒーティングエレメント24の間に通過させ、すすぎを行った。
Part of the heating element (area 3.2 m) of the gas-air heater (IHI, Rotemulet type heat exchanger, high-temperature layer height: 700 mm, medium-temperature layer height: 1,000 mm, low-temperature layer height: 450 mm) A washing test was conducted for 2 ).
A flow path capable of injecting the cleaning liquid from the temporary storage tank of the cleaning liquid to the
First, 4 m 3 of industrial water was sprayed for about 4 minutes and passed between the
Next, 10 m 3 of cleaning liquid was sprayed for about 10 minutes and passed between the
Finally, 4 m 3 of industrial water was sprayed for about 4 minutes and passed between the
洗浄試験の前後に、ファイバースコープを用いてヒーティングエレメント24の高温層上端側から、中温層の低温側(付着物によって閉塞しやすい、高温層上端から100〜150cm程度の箇所)を観察し、閉塞および除去の状況を下記の基準にて評価した。結果を表2に示す。
◎:完全に除去できた、
○:閉塞はなくなったが薄い錆びが残存した、
△:閉塞部が一部残った、
×:閉塞部が多く残った。
Before and after the cleaning test, using a fiberscope, observe the low temperature side of the medium temperature layer from the high temperature layer upper end side of the heating element 24 (a portion that is easily clogged by deposits, about 100 to 150 cm from the upper end of the high temperature layer), The condition of occlusion and removal was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2 .
A: Completely removed,
○: The blockage disappeared, but thin rust remained.
Δ: Some obstruction remains
X: Many obstruction | occlusion parts remained.
表2の結果から、混合物の組成を、炭酸水素ナトリウムが20〜60質量部、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウムが20〜40質量部、グルコン酸ナトリウムが20〜40質量部の範囲とすることで、充分に効果が発揮されることがわかった。また、混合物の濃度を2〜5質量%の範囲とすることで、充分に効果が発揮されることがわかった。 From the results of Table 2, it is sufficient that the composition of the mixture is in the range of 20 to 60 parts by mass of sodium bicarbonate, 20 to 40 parts by mass of tetrasodium ethylenediaminetetraacetate, and 20 to 40 parts by mass of sodium gluconate. It was found that the effect is demonstrated. Moreover, it turned out that an effect is fully exhibited by making the density | concentration of a mixture into the range of 2-5 mass%.
〔例10〕
炭酸水素ナトリウムの60質量部、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウムの20質量部およびグルコン酸ナトリウムの20質量部の混合物と、水とを混合して、混合物の濃度が5質量%、pHが8.7である洗浄液を調製した。該洗浄液を用いてヒーティングエレメントの付着物を洗浄する試験を行った。
洗浄試験の方法の詳細は下記のとおりである。
[Example 10]
A mixture of 60 parts by mass of sodium hydrogen carbonate, 20 parts by mass of ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium and 20 parts by mass of sodium gluconate was mixed with water, so that the concentration of the mixture was 5% by mass and pH was 8.7. A cleaning solution was prepared. A test was conducted to clean the deposits on the heating element using the cleaning liquid.
The details of the cleaning test method are as follows.
本設のガス−エアヒータ(アルストム社製、ユングストローム式熱交換器、33V型、高温層高:1,050mm、中温層高:1,500mm、低温層高:300mm)のヒーティングエレメントの一部(面積:41m2)に対し、まず、定置式洗浄装置を用いて工業用水を60m3/hの噴射量、0.7MPaの圧力で20分間噴射してかけ流し、容易に除去できる付着物の除去を行った。
ついで、図1に示すように、洗浄液の貯留槽32からヒーティングエレメント24へ洗浄液を噴射できる流路を作製し、洗浄液を300m3/hの噴射量、0.7MPaの圧力で、高温側から約20分間、ついで低温側から約20分間、さらに高温側から約20分間噴射して、ヒーティングエレメントに対する付着物の洗浄を実施した。
最後に、定置式洗浄装置を用いて工業用水を60m3/hの噴射量、0.7MPaの圧力で30分間噴射してかけ流し、すすぎを行った。
洗浄試験の間、ガス−エアヒータのヒーティングエレメントは、エアモータにて0.125rpmの速度で回転をさせた。
Part of the heating element of the gas-air heater (Alstom Co., Ltd., Jungstrom heat exchanger, 33V type, high temperature layer height: 1,050 mm, medium temperature layer height: 1,500 mm, low temperature layer height: 300 mm) (area: 41m 2) with respect to, first, the injection amount of the industrial water with a stationary cleaning device 60 m 3 / h, pouring and injection at a pressure of 0.7
Next, as shown in FIG. 1, a flow path capable of injecting the cleaning liquid from the cleaning
Finally, industrial water was sprayed for 30 minutes at a spraying amount of 60 m 3 / h and a pressure of 0.7 MPa using a stationary cleaning device, and rinsed.
During the cleaning test, the heating element of the gas-air heater was rotated by an air motor at a speed of 0.125 rpm.
洗浄試験の前後に、ファイバースコープを用いてヒーティングエレメントの高温層上端側から中温層の低温側(付着物によって閉塞しやすい、高温層上端から200〜250cm程度の場所)を観察し、閉塞および洗浄の状況を確認した。結果、洗浄前は確認箇所24点のうちすべてが閉塞していたが、洗浄後は確認箇所24点すべてにおいて付着物が除去されていた。
以上の結果から、噴射量300m3/h、圧力0.7MPa、エレメント面積当りの噴射量7.3m3/h・m2でヒーティングエレメントを洗浄することで充分な効果が発揮されることがわかった。
Before and after the cleaning test, using a fiberscope, observe the low temperature side of the heating element from the upper end side of the heating layer to the low temperature side of the intermediate temperature layer (place that is likely to be blocked by deposits, about 200 to 250 cm from the upper end of the high temperature layer). The status of cleaning was confirmed. As a result, all of the 24 check points were clogged before cleaning, but after the cleaning, the deposits were removed at all 24 check points.
From the above results, it can be seen that a sufficient effect can be achieved by cleaning the heating element with an injection amount of 300 m 3 / h, a pressure of 0.7 MPa, and an injection amount per element area of 7.3 m 3 / h · m 2. all right.
本発明のガス−エアヒータのヒーティングエレメントの洗浄方法は、石炭を燃料として燃焼させるボイラに付随するガス−エアヒータのヒーティングエレメントに付着する付着物の除去に有用である。 The method for cleaning a heating element of a gas-air heater according to the present invention is useful for removing deposits attached to the heating element of a gas-air heater associated with a boiler that burns coal as fuel.
16 ガス−エアヒータ
24 ヒーティングエレメント
16 Gas-
Claims (6)
前記キレート化合物(B)が、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(B1)およびグルコン酸ナトリウム(B2)である、ガス−エアヒータのヒーティングエレメントの洗浄方法。 20 to 60 parts by mass of alkali metal hydrogen carbonate (A) and 40 to 80 parts by mass of chelate compound (B) (however, the total of (A) and (B) is 100 parts by mass), water, A cleaning liquid obtained by mixing the heating element of the gas-air heater with the cleaning liquid in contact with the heating element of the gas-air heater to remove deposits attached to the heating element ,
The method for cleaning a heating element of a gas-air heater, wherein the chelate compound (B) is tetrasodium ethylenediaminetetraacetate (B1) and sodium gluconate (B2) .
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