JP6320992B2 - Heat exchanger corrosion countermeasure method and heat exchanger corrosion countermeasure structure - Google Patents
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Description
本発明は、熱交換器の腐食対策方法、及び熱交換器の腐食対策構造に関する。 The present invention relates to a heat exchanger corrosion countermeasure method and a heat exchanger corrosion countermeasure structure.
例えばボイラ等には、火炉で生じた燃焼排ガスの熱を回収するための熱交換器が付設されている。この熱交換器にあっては、平板状の管板を対向配置することで管板同士間に燃焼排ガスの流路を形成し、これらの管板同士間を流れる燃焼排ガスの流れに直交するように多数の伝熱管を配置すると共に、以下の特許文献1に記載のように、これらの伝熱管の両側を当該伝熱管に直交する上記両管板に通し、管板と伝熱管とを溶接により固定する構成が広く知られている。
For example, a boiler or the like is provided with a heat exchanger for recovering heat of combustion exhaust gas generated in a furnace. In this heat exchanger, a flow path of the combustion exhaust gas is formed between the tube plates by arranging the flat tube plates so as to be orthogonal to the flow of the combustion exhaust gas flowing between these tube plates. A large number of heat transfer tubes are disposed in the tube, and as described in
ここで、以下の非特許文献1には、燃焼排ガスと熱交換し空気を予熱するガス式空気予熱器(Gas Air Heater)において、燃焼排ガス中にSOx、HClが含まれていると、伝熱管の特に空気(予熱空気)入口側の位置に、硫酸露点、塩酸露点による結露から低温腐食である硫酸露点腐食、塩酸露点腐食が生じることが記載されている。
Here, in
このように伝熱管に酸露点腐食が生じ減肉が進行すると、最悪穴が開いてしまうため、その前に伝熱管の交換が必要となる。この場合、管板と伝熱管とを接合している溶接部を例えばグラインダー等により除去し、新規の伝熱管と交換するのが一般的である。 As described above, when acid dew point corrosion occurs in the heat transfer tube and the thinning progresses, the worst hole is opened. Therefore, it is necessary to replace the heat transfer tube before that. In this case, it is common to remove the welded portion joining the tube plate and the heat transfer tube with, for example, a grinder and replace it with a new heat transfer tube.
また、以下の非特許文献2には、例えば燃焼排ガスと熱交換し空気を予熱するガス式空気予熱器(Gas Air Heater)において、燃焼排ガス中にSOx、HClが含まれていると、伝熱管に、硫酸露点、塩酸露点による結露から低温腐食である硫酸露点腐食、塩酸露点腐食が生じるが、伝熱管に新S-TEN1鋼管(登録商標)を用いることにより、上記酸露点腐食を防止できることが記載されている。
Further, in
ここで、伝熱管を交換すべく、管板と伝熱管との間の溶接を除去する場合、管板を傷付けてしまうため、改善が求められている。また、管板をできるだけ傷付けないように細心の注意を払うため、手間による工期と費用が問題である。 Here, when the welding between the tube sheet and the heat transfer tube is removed in order to replace the heat transfer tube, the tube sheet is damaged, and thus an improvement is required. In addition, since it takes great care not to damage the tube sheet as much as possible, the construction time and cost due to labor are problems.
また、伝熱管に新S-TEN1鋼管を用いる場合には、新S-TEN1鋼管は高価であり伝熱管は多数であるため、このような高価な伝熱管を用いずに長寿命化を図ることが求められている。 In addition, when using a new S-TEN1 steel pipe as the heat transfer pipe, the new S-TEN1 steel pipe is expensive and has a large number of heat transfer pipes. Therefore, the life should be extended without using such an expensive heat transfer pipe. Is required.
何れにしても、上記のような問題を解消する好適な腐食対策が求められている。 In any case, there is a need for a suitable corrosion countermeasure that solves the above-described problems.
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、好適な熱交換器の腐食対策方法、及び熱交換器の腐食対策構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a suitable heat exchanger corrosion countermeasure method and a heat exchanger corrosion countermeasure structure.
本発明の一形態による熱交換器の腐食対策方法は、伝熱管固定部材より内側の流路を流れるガスと熱交換を行う伝熱管を備えた熱交換器の腐食対策方法であって、伝熱管に外挿又は内挿される筒状のスリーブを備える構成を採用し、伝熱管及びスリーブの少なくとも一方を伝熱管固定部材に対して移動させる。 A corrosion countermeasure method for a heat exchanger according to an aspect of the present invention is a corrosion countermeasure method for a heat exchanger that includes a heat transfer tube that exchanges heat with a gas flowing in a flow path inside a heat transfer tube fixing member. A configuration including a cylindrical sleeve that is extrapolated or inserted into the tube is employed, and at least one of the heat transfer tube and the sleeve is moved with respect to the heat transfer tube fixing member.
このような熱交換器の腐食対策方法によれば、伝熱管及びスリーブの少なくとも一方が腐食するとその腐食に応じて、伝熱管及びスリーブの少なくとも一方が伝熱管固定部材に対して移動されるため、例えば、腐食を軸線方向に移動させることができ、高価な伝熱管を用いずに低コストにて腐食に対処でき長寿命化を図ることができ、又、例えば、スリーブに内挿され当該スリーブを介して伝熱管固定部材に固定された伝熱管を、スリーブを伝熱管固定部材に固定したままの状態で軸線方向に移動させて交換することができ、伝熱管固定部材を傷付けることなく腐食した伝熱管を容易に交換できる。このように、種々の好適な腐食対策を実現できる。 According to such a heat exchanger corrosion countermeasure method, when at least one of the heat transfer tube and the sleeve is corroded, according to the corrosion, at least one of the heat transfer tube and the sleeve is moved with respect to the heat transfer tube fixing member. For example, corrosion can be moved in the axial direction, corrosion can be dealt with at low cost without using an expensive heat transfer tube, and a long life can be achieved. The heat transfer tube fixed to the heat transfer tube fixing member can be exchanged by moving it in the axial direction while the sleeve is fixed to the heat transfer tube fixing member, and the heat transfer tube is corroded without damaging the heat transfer tube fixing member. Heat tubes can be easily replaced. Thus, various suitable corrosion countermeasures can be realized.
ここで、熱交換器の腐食対策方法として、伝熱管固定部材に通され当該伝熱管固定部材に固定されたスリーブと、スリーブ内に通され当該スリーブに固定された伝熱管と、を備える構成を採用し、伝熱管の腐食に応じて、伝熱管とスリーブの固定を解除し、スリーブを伝熱管固定部材に固定したままの状態で、伝熱管を移動して交換する方法を採用してよい。 Here, as a corrosion countermeasure method of the heat exchanger, a configuration including a sleeve that is passed through the heat transfer tube fixing member and fixed to the heat transfer tube fixing member, and a heat transfer tube that is passed through the sleeve and fixed to the sleeve. A method may be adopted in which the heat transfer tube and the sleeve are released from being fixed in accordance with the corrosion of the heat transfer tube, and the heat transfer tube is moved and replaced while the sleeve is fixed to the heat transfer tube fixing member.
このような熱交換器の腐食対策方法によれば、伝熱管固定部材に固定されたスリーブと伝熱管とが固定されることで、伝熱管固定部材に対しスリーブを介して伝熱管が固定される構成が採用され、伝熱管が腐食するとその腐食に応じて、伝熱管とスリーブの固定が解除され、スリーブが伝熱管固定部材に固定されたままの状態で、伝熱管が移動して交換される。このため、伝熱管固定部材を傷付けることなく、腐食した伝熱管を容易に交換できる。 According to such a heat exchanger corrosion countermeasure method, the heat transfer tube is fixed to the heat transfer tube fixing member by fixing the sleeve and the heat transfer tube fixed to the heat transfer tube fixing member. When the heat transfer tube is corroded, the heat transfer tube and the sleeve are unfixed according to the corrosion, and the heat transfer tube is moved and replaced while the sleeve is fixed to the heat transfer tube fixing member. . For this reason, the corroded heat transfer tube can be easily replaced without damaging the heat transfer tube fixing member.
また、熱交換器の腐食対策方法として、伝熱管固定部材に通され当該伝熱管固定部材に固定されたスリーブと、スリーブ内に通され当該スリーブに固定された伝熱管と、を備える構成を採用し、伝熱管及びスリーブの少なくとも一方の腐食に応じて、スリーブと伝熱管固定部材の固定、又は、伝熱管とスリーブの固定を解除し、固定を解除したスリーブ又は伝熱管を軸線方向に移動し、移動したスリーブ又は伝熱管を、固定解除前に固定されていた相手側部材に固定する方法を採用してよい。 Further, as a corrosion countermeasure method of the heat exchanger, a configuration including a sleeve passed through the heat transfer tube fixing member and fixed to the heat transfer tube fixing member, and a heat transfer tube passed through the sleeve and fixed to the sleeve is adopted. Then, according to the corrosion of at least one of the heat transfer tube and the sleeve, the fixing of the sleeve and the heat transfer tube fixing member, or the fixing of the heat transfer tube and the sleeve is released, and the released sleeve or heat transfer tube is moved in the axial direction. A method may be adopted in which the moved sleeve or heat transfer tube is fixed to the mating member that has been fixed before the fixing is released.
このような熱交換器の腐食対策方法によれば、伝熱管固定部材に対しスリーブを介して伝熱管が固定される構成が採用され、伝熱管及びスリーブの少なくとも一方が腐食するとその腐食に応じて、一の方法では、スリーブと伝熱管固定部材の固定が解除され、伝熱管がスリーブに固定されたままの状態で、伝熱管及びスリーブが軸線方向に移動され、その後、スリーブが伝熱管固定部材に固定される。また、他の方法では、伝熱管とスリーブの固定が解除され、スリーブが伝熱管固定部材に固定されたままの状態で、伝熱管が軸線方向に移動され、その後、伝熱管がスリーブに固定される。何れにしても、腐食を軸線方向に移動させることができると共に腐食が形成されていた軸線方向位置に腐食していない部分を移動させることができる。その結果、高価な伝熱管を用いずに低コストにて腐食に対処でき長寿命化を図ることができる。 According to such a heat exchanger corrosion countermeasure method, a structure in which the heat transfer tube is fixed to the heat transfer tube fixing member via the sleeve is adopted, and if at least one of the heat transfer tube and the sleeve is corroded, In one method, the fixing of the sleeve and the heat transfer tube fixing member is released, and the heat transfer tube and the sleeve are moved in the axial direction while the heat transfer tube is fixed to the sleeve, and then the sleeve is moved to the heat transfer tube fixing member. Fixed to. In another method, the heat transfer tube and the sleeve are unfixed, the heat transfer tube is moved in the axial direction with the sleeve being fixed to the heat transfer tube fixing member, and then the heat transfer tube is fixed to the sleeve. The In any case, the corrosion can be moved in the axial direction, and the portion not corroded can be moved to the axial position where the corrosion has been formed. As a result, corrosion can be dealt with at a low cost without using an expensive heat transfer tube, and the life can be extended.
また、熱交換器の腐食対策方法として、伝熱管のスリーブ側の外周面に耐食材を配置する方法を採用してよい。 Further, as a corrosion countermeasure method for the heat exchanger, a method of arranging a corrosion-resistant material on the outer peripheral surface of the heat transfer tube on the sleeve side may be adopted.
このような熱交換器の腐食対策方法によれば、伝熱管のスリーブ側の外周面に配置された耐食材により、高価な伝熱管を用いずに低コストにて伝熱管の腐食を防止でき長寿命化を図ることができる。 According to such a heat exchanger corrosion countermeasure method, the corrosion resistant material disposed on the outer peripheral surface of the sleeve side of the heat transfer tube can prevent corrosion of the heat transfer tube at a low cost without using an expensive heat transfer tube. Life can be extended.
また、熱交換器の腐食対策方法として、伝熱管固定部材に通され当該伝熱管固定部材に固定されたスリーブと、スリーブ内に通され当該スリーブに固定された伝熱管と、を備える構成を採用し、耐食材は、伝熱管のスリーブ側の外周面に被覆され、その軸線方向外側の端部が、スリーブ内に位置すると共に、その軸線方向内側の端部が、スリーブの軸線方向内側の端部より軸線方向内側に延出し露出している方法を採用してよい。 Further, as a corrosion countermeasure method of the heat exchanger, a configuration including a sleeve passed through the heat transfer tube fixing member and fixed to the heat transfer tube fixing member, and a heat transfer tube passed through the sleeve and fixed to the sleeve is adopted. The corrosion-resistant material is coated on the outer peripheral surface of the heat transfer tube on the sleeve side, the axially outer end thereof is located in the sleeve, and the axially inner end thereof is the end of the sleeve axially inner side. You may employ | adopt the method of extending and exposing to an axial direction inner side from a part.
このような熱交換器の腐食対策方法によれば、伝熱管固定部材に対しスリーブを介して伝熱管が固定されると共に、伝熱管のスリーブ側の外周面に耐食材が被覆される。この耐食材は、その軸線方向内側の端部が、スリーブの軸線方向内側の端部より軸線方向内側に延出し露出していることから、当該耐食材により伝熱管の腐食が防止されると共に、耐食材の軸線方向外側の端部が、スリーブ内に位置することから、スリーブと伝熱管とが支障なく固定される。その結果、高価な伝熱管を用いずに低コストにて伝熱管の腐食を防止でき長寿命化を図ることができる。 According to such a heat exchanger corrosion countermeasure method, the heat transfer tube is fixed to the heat transfer tube fixing member via the sleeve, and the outer peripheral surface of the heat transfer tube on the sleeve side is coated with the corrosion resistant material. The corrosion-resistant material has an end portion on the inner side in the axial direction extending and exposed to the inner side in the axial direction from the end portion on the inner side in the axial direction of the sleeve, so that corrosion of the heat transfer tube is prevented by the corrosion-resistant material, Since the end portion on the outer side in the axial direction of the corrosion resistant material is located in the sleeve, the sleeve and the heat transfer tube are fixed without hindrance. As a result, corrosion of the heat transfer tube can be prevented at low cost without using an expensive heat transfer tube, and the life can be extended.
また、熱交換器の腐食対策方法として、伝熱管固定部材に通され当該伝熱管固定部材に固定された伝熱管と、伝熱管内に通されて支持され、ガスと熱交換を行う流体が内部を流れるスリーブと、を備える構成を採用し、伝熱管の腐食に応じて、スリーブを移動する方法を採用してよい。 Further, as a corrosion countermeasure method for a heat exchanger, a heat transfer tube that is passed through a heat transfer tube fixing member and fixed to the heat transfer tube fixing member, and a fluid that is passed through and supported in the heat transfer tube and exchanges heat with gas is contained inside. And a method of moving the sleeve according to the corrosion of the heat transfer tube.
このような熱交換器の腐食対策方法によれば、伝熱管固定部材に対し伝熱管を介してスリーブが係合する構成が採用され、伝熱管が腐食するとその腐食に応じて、伝熱管が伝熱管固定部材に固定されたままの状態で、伝熱管内のスリーブが軸線方向に移動され、一の方法では、スリーブ内を流れる流体の出口となるスリーブ出口の位置を、伝熱管に対して軸線方向に移動させることができ、スリーブ出口近傍に生じ伝熱管の腐食を招来する低温域を、軸線方向に移動させることができる。また、他の方法では、スリーブが軸線方向に移動され別の例えば長さの異なるスリーブに交換することで、伝熱管の腐食を招来するスリーブ出口の位置を、交換前のスリーブ出口の位置に対して軸線方向に移動することができる。何れにしても、スリーブ出口の位置を軸線方向に移動でき、招来する伝熱管の腐食位置を軸線方向に変えることができる。その結果、高価な伝熱管を用いずに低コストにて腐食に対処でき長寿命化を図ることができる。 According to such a heat exchanger corrosion countermeasure method, a structure in which the sleeve is engaged with the heat transfer tube fixing member via the heat transfer tube is adopted, and if the heat transfer tube corrodes, the heat transfer tube is transferred according to the corrosion. While being fixed to the heat tube fixing member, the sleeve in the heat transfer tube is moved in the axial direction. In one method, the position of the sleeve outlet serving as the outlet of the fluid flowing in the sleeve is set to the axis of the heat transfer tube. The low-temperature region that occurs near the sleeve outlet and causes corrosion of the heat transfer tube can be moved in the axial direction. In another method, the sleeve is moved in the axial direction and replaced with another sleeve having a different length, for example, so that the position of the sleeve outlet that causes corrosion of the heat transfer tube is changed from the position of the sleeve outlet before replacement. Can be moved in the axial direction. In any case, the position of the sleeve outlet can be moved in the axial direction, and the corrosion position of the incoming heat transfer tube can be changed in the axial direction. As a result, corrosion can be dealt with at a low cost without using an expensive heat transfer tube, and the life can be extended.
ここで、伝熱管のスリーブ側の外周面に耐食材を配置してよい。これによれば、伝熱管のスリーブ側の外周面に配置された耐食材により、高価な伝熱管を用いずに低コストにて伝熱管の腐食を防止でき長寿命化を図ることができる。 Here, a corrosion-resistant material may be disposed on the outer peripheral surface of the heat transfer tube on the sleeve side. According to this, the corrosion resistant material disposed on the outer peripheral surface of the heat transfer tube on the sleeve side can prevent corrosion of the heat transfer tube at a low cost without using an expensive heat transfer tube, and can extend the life.
本発明の一形態による熱交換器の腐食対策構造は、伝熱管固定部材と、当該伝熱管固定部材より内側の流路を流れるガスと熱交換を行う伝熱管と、伝熱管に外挿又は内挿される筒状のスリーブと、を備え、伝熱管及びスリーブの少なくとも一方を伝熱管固定部材に対して移動可能に支持する。 The structure for preventing corrosion of a heat exchanger according to an aspect of the present invention includes a heat transfer tube fixing member, a heat transfer tube that exchanges heat with a gas flowing in a flow path inside the heat transfer tube fixing member, and an extrapolation or internalization of the heat transfer tube. A cylindrical sleeve to be inserted, and at least one of the heat transfer tube and the sleeve is movably supported with respect to the heat transfer tube fixing member.
このような熱交換器の腐食対策構造によれば、上述の熱交換器の腐食対策方法と同様な作用・効果を奏することができる。 According to such a heat exchanger corrosion countermeasure structure, the same actions and effects as the heat exchanger corrosion countermeasure method described above can be achieved.
このように本発明によれば、好適な腐食対策を実現できる熱交換器の腐食対策方法及び熱交換器の腐食対策構造を提供することができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to provide a heat exchanger corrosion countermeasure method and a heat exchanger corrosion countermeasure structure capable of realizing a suitable corrosion countermeasure.
以下、本発明による熱交換器の腐食対策方法の好適な実施形態について図1〜図9を参照しながら説明する。図1〜図4は、本発明の第1実施形態を、図5〜図7は、本発明の第2実施形態を、図8は本発明の第3実施形態を、図9は本発明の第4実施形態を各々示すものであり、各図において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a heat exchanger corrosion countermeasure method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 show the first embodiment of the present invention, FIGS. 5 to 7 show the second embodiment of the present invention, FIG. 8 shows the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows the present invention. 4th Embodiment is shown, respectively, In each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
先ず、図1〜図4に示す第1実施形態を説明する。図1は、本発明の熱交換器の腐食対策方法が適用される循環流動床ボイラの概略構成図、図2は、本発明の第1実施形態に係る熱交換器の腐食対策方法が適用される伝熱管の固定構造を示す縦断面図、図3は、本発明の第1実施形態に係る熱交換器の腐食対策方法の手順を示す説明図、図4は、図3に続く説明図である。 First, a first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a circulating fluidized bed boiler to which the heat exchanger corrosion countermeasure method of the present invention is applied, and FIG. 2 is a diagram of the heat exchanger corrosion countermeasure method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory view showing the procedure of the corrosion countermeasure method for the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory view following FIG. is there.
図1に示すように、循環流動床ボイラ100は概略、燃焼炉となる火炉1と、この火炉1で生じる燃焼排ガスから固体粒子を分離するサイクロン2と、サイクロン2からの燃焼排ガスと熱交換し排熱を回収する熱交換部3とを備える。
As shown in FIG. 1, a circulating
火炉1は、炉壁内が燃焼室とされ、この燃焼室に、例えば珪砂等の流動材を収容すると共に、燃焼対象となる例えばバイオマスや石炭等の燃料、又は、廃タイヤやごみ等の焼却目的の廃棄物等の原料を導入し、これらを後述の燃焼用空気により流動させながら流動床を形成し原料を燃焼するものである。
The
サイクロン2は、火炉1からの燃焼排ガスに随伴される流動材や燃焼灰、未燃灰等の固体粒子を分離し火炉1内の流動床に戻すものである。
The
熱交換部3は、サイクロン2より下流側の燃焼排ガスの流路に、上流側から下流側に向かって、過熱器4、節炭器5、空気予熱器6をこの順に備えている。
The heat exchange unit 3 includes a superheater 4, a
節炭器5は、燃焼排ガスの熱を伝熱管を介してボイラ給水に伝熱することでボイラ給水を予熱するものである。この節炭器5で予熱されたボイラ給水は、蒸気ドラムで蒸気とされ、当該蒸気は過熱器4に供給される。
The
過熱器4は、燃焼排ガスの熱を伝熱管を介して蒸気ドラムからの蒸気に伝熱することで過熱蒸気とするものである。この過熱器4で過熱された過熱蒸気は、発電タービン等に用いられる。 The superheater 4 transfers the heat of the combustion exhaust gas to the steam from the steam drum through the heat transfer tube, thereby making the superheated steam. The superheated steam heated by the superheater 4 is used for a power generation turbine or the like.
空気予熱器6は、燃焼排ガスの熱を伝熱管を介して空気に伝熱することで空気を予熱するものである。この空気予熱器6で予熱された空気は、火炉1に燃焼用空気として供給される。
The
この空気予熱器6にあっては、図2に示すように、燃焼排ガスの流路が、対向配置された平板状の管板(伝熱管固定部材)7,7同士間に形成されており、伝熱管8は、管板7より内側(図示左側)の流路を流れる燃焼排ガスのその流れ(図示上下方向)に直交するように多数が配置されている。なお、図においては、管板7は空気入口側の1枚、伝熱管8は1本しか示されていない。
In this
ここで、本実施形態では、伝熱管8は、筒状のスリーブ9を介して管板7に固定されている。具体的には、スリーブ9は、管板7に通され当該管板7に溶接により固定されており、伝熱管8は、スリーブ9内に通され当該スリーブ9に溶接により固定されている。
Here, in the present embodiment, the
より具体的には、スリーブ9は、その外周面と、管板7の外側(図示右側)の端面とが例えば隅肉溶接による第1の溶接部10を介して接合されており、伝熱管8は、その外周面と、外挿されたスリーブ9の外側の端面とが例えば隅肉溶接による第2の溶接部11を介して接合されている。なお、管板7とスリーブ9との接合、スリーブ9と伝熱管8の接合は、溶接だけでなく、圧接、機械的設置等も可能である。また、伝熱管8、スリーブ9、管板7は、鋼より構成されているが、S-TEN1(登録商標)やSUS等の材質であっても何れは腐食するので、S-TEN1(登録商標)やSUS等の材質を使用しても良い。
More specifically, the outer peripheral surface of the
ここで、組立手順としては、管板7にスリーブ9を通して管板7とスリーブ9を溶接し、次いで、管板7に固定されたスリーブ9に伝熱管8を通してスリーブ9と伝熱管8を溶接する手順でも、スリーブ9に伝熱管8を通してスリーブ9と伝熱管8を溶接し、次いで、伝熱管8を固定したスリーブ9を管板7に通してスリーブ9と管板7を溶接する手順でも良い。
Here, as an assembling procedure, the
そして、管板7とスリーブ9の固定、スリーブ9と伝熱管8の固定を溶接により行うことから、管板7より内側の流路が確実に封止され気密が確保されている。なお、ここでは、溶接部10,11が隅肉溶接により形成されているが、開先溶接により形成されていても勿論良い。
Since the
このような構成を有する循環流動床ボイラ100によれば、火炉1から排出され、サイクロン2により固定粒子が固気分離された燃焼排ガスは、過熱器4、節炭器5、空気予熱器6を通ることで、それぞれの伝熱管と熱交換が行われ排熱が回収される。
According to the circulating
ここで、空気予熱器6は、燃焼排ガスが流れる流路の最も下流側に位置し、燃焼排ガスの排熱は、空気予熱器6より上流側の過熱器4、節炭器5で回収されているため、空気予熱器6と熱交換を行う燃焼排ガスの温度は低くなっている。特に空気予熱器6の伝熱管8の空気入口側(管板7寄り)の温度は低くなっており、伝熱管8やスリーブ9の表面が約120〜140°C以下になると硫酸露点腐食が生じやすく、60〜80°C以下になると塩酸露点腐食が生じやすくなる。
Here, the
そして、図2に示すように、伝熱管8に酸露点腐食Cが生じた場合には、本実施形態では、腐食Cの程度に応じて(穴が開く前に)、伝熱管8を交換する。なお、図2には、腐食Cが伝熱管8の外周側に生じている例を示しているが、内周側に腐食Cが発生することもある。図3以降の図においても同様である。また、後述の図5等についても、スリーブ9の外周側に腐食Cが発生する例を示しているが、内周側に腐食Cが発生することもある。
Then, as shown in FIG. 2, when acid dew point corrosion C occurs in the
具体的には、スリーブ9と伝熱管8とを接合している第2の溶接部11を例えばグラインダー等により図3に示すように除去し、スリーブ9を管板7に固定したままの状態で、伝熱管8を図示矢印方向に移動して引き抜き、次いで、図4に示すように、新規の伝熱管18に交換し、伝熱管18の外周面と、スリーブ9の外側の端面とを例えば隅肉溶接による第2の溶接部21を介して接合する。
Specifically, the second welded
なお、ここでは、伝熱管8の腐食Cを目視により認識しその腐食Cの程度に応じて伝熱管8を交換するようにしているが、例えばセンサやカメラ等により腐食Cの程度を自動的に認識し交換時期をコンピュータにより自動的に決めるようにしても良い。
Here, the corrosion C of the
このように、本実施形態の腐食対策方法によれば、管板7に通され当該管板7に固定された筒状のスリーブ9と、スリーブ9内に通され当該スリーブ9に固定された伝熱管8と、を備える構成を採用し、伝熱管8が腐食するとその腐食Cに応じて、伝熱管8とスリーブ9の固定を解除し、スリーブ9を管板7に固定したままの状態で、伝熱管8を移動して交換するようにしているため、管板7を傷付けることなく、腐食した伝熱管8を容易に交換できる。
Thus, according to the corrosion countermeasure method of the present embodiment, the
なお、伝熱管の繰り返し交換により、スリーブ9の外側の端部が変形する場合には、当該スリーブ9の外側の端部を切除し、続けて使用すれば良い。
When the outer end portion of the
図5は、本発明の第2実施形態に係る腐食対策方法の手順を示す説明図、図6は、図5に続く説明図、図7は、図6に続く説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the procedure of the corrosion countermeasure method according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram following FIG. 5, and FIG. 7 is an explanatory diagram following FIG.
この第2実施形態に係る腐食対策方法が適用される伝熱管の固定構造は、第1実施形態の図2に示したものと同じである。 The heat transfer tube fixing structure to which the corrosion countermeasure method according to the second embodiment is applied is the same as that shown in FIG. 2 of the first embodiment.
そして、この第2実施形態にあっては、スリーブ9や伝熱管8に酸露点腐食Cが生じた場合には(図5ではスリーブ9に腐食Cが発生)、腐食Cの程度に応じて(例えば伝熱管8に穴が開く前に)、伝熱管8及びスリーブ9を軸線方向に移動する。
In the second embodiment, when acid dew point corrosion C occurs in the
具体的には、管板7とスリーブ9とを接合している第1の溶接部10(図2参照)を例えばグラインダー等により図5に示すように除去し、伝熱管8をスリーブ9に固定したままの状態で、伝熱管8及びスリーブ9を、図6に矢印で示すように、軸線方向に移動する。ここでは、伝熱管8及びスリーブ9を内側(図示左側)に移動している。
Specifically, the first welded portion 10 (see FIG. 2) that joins the
そして、伝熱管8及びスリーブ9を移動したら、図7に示すように、スリーブ9の外周面と、管板7の外側(図示右側)の端面とを例えば隅肉溶接による第1の溶接部20を介して接合する。
Then, when the
なお、ここでは、腐食Cを目視により認識しその腐食Cの程度に応じて伝熱管8及びスリーブ9を軸線方向に移動するようにしているが、例えばセンサやカメラ等により腐食Cの程度を自動的に認識し移動時期をコンピュータにより自動的に決めるようにしても良い。
Here, the corrosion C is visually recognized and the
また、スリーブ9及び伝熱管8の移動は、スリーブ9に酸露点腐食Cが生じた場合でも、伝熱管8に酸露点腐食Cが生じた場合でも、スリーブ9及び伝熱管8の両方に酸露点腐食Cが生じた場合でも良く、要は、伝熱管8及びスリーブ9の少なくとも一方に酸露点腐食Cが生じた場合に実施すれば良い。
Further, the movement of the
このように、第2実施形態の腐食対策方法によれば、管板7に通され当該管板7に固定された筒状のスリーブ9と、スリーブ9内に通され当該スリーブ9に固定された伝熱管8と、を備える構成を採用し、伝熱管8及びスリーブ9の少なくとも一方が腐食するとその腐食Cに応じて、スリーブ9と管板7の固定を解除し、伝熱管8をスリーブ9に固定したままの状態で、伝熱管8及びスリーブ9を軸線方向に移動し、その後、スリーブ9を管板7に固定するようにしているため、腐食Cを軸線方向に移動させることができると共に腐食Cが形成されていた軸線方向位置に腐食していない部分を移動させることができる。その結果、高価な伝熱管を用いずに低コストにて腐食に対処でき長寿命化を図ることができる。
Thus, according to the corrosion countermeasure method of the second embodiment, the
なお、図5に示すようにスリーブ9が腐食する場合には、腐食Cが伝熱管8に達するまでの時間を稼げるため、一層長寿命化を図ることができる。
In addition, when the
また、スリーブ9は腐食せず、伝熱管8のみが腐食した場合には、上記一の方法とは別の他の方法として、伝熱管8とスリーブ9の固定を解除し、スリーブ9を管板7に固定したままの状態で、伝熱管8を軸線方向に移動し、その後、伝熱管8をスリーブ9に固定するようにしても良い。この場合も、腐食Cを軸線方向に移動させることができると共に腐食Cが形成されていた軸線方向位置に腐食していない部分を移動させることができる。その結果、高価な伝熱管を用いずに低コストにて腐食に対処でき長寿命化を図ることができる。
When the
以上のように図2に示す固定構造は、熱交換器の腐食対策構造200として機能する。腐食対策構造200は、伝熱管固定部材としての管板7と、当該管板7より内側の流路を流れるガスと熱交換を行う伝熱管8と、伝熱管8に外挿される筒状のスリーブ9と、を備え、伝熱管8及びスリーブ9の少なくとも一方を管板7に対して移動可能に支持する。熱交換器の腐食対策構造200は、管板7によってスリーブ9及び伝熱管8を支持している。図3に示すように、伝熱管8は、伝熱管8とスリーブ9との間の第2の溶接部11が除去されることにより、管板7(及びスリーブ9)に対して移動することができる。なお、除去可能な第2の溶接部11で一時的に伝熱管8の移動が規制されている状態は、第2の溶接部11の除去によって伝熱管8の移動が許容される状態であるため、伝熱管8が管板7に対して移動可能に支持される状態に該当する。図5に示すように、伝熱管8及びスリーブ9は、管板7とスリーブ9との間の第1の溶接部10が除去されることにより、管板7に対して移動することができる。なお、除去可能な第1の溶接部10で一時的に伝熱管8及びスリーブ9の移動が規制されている状態は、第1の溶接部10の除去によって伝熱管8及びスリーブ9の移動が許容される状態であるため、伝熱管8及びスリーブ9が管板7に対して移動可能に支持される状態に該当する。
As described above, the fixing structure shown in FIG. 2 functions as the
図8は、本発明の第3実施形態に係る腐食対策方法が適用される伝熱管の固定構造を示す縦断面図である。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a heat transfer tube fixing structure to which the corrosion countermeasure method according to the third embodiment of the present invention is applied.
この第3実施形態の伝熱管の固定構造が、図2に示す第1、第2実施形態の伝熱管の固定構造と違う点は、伝熱管8のスリーブ9側の外周面に耐食材12を配置した点である。なお、図8に示す固定構造は、図2に示す熱交換器の腐食対策構造200と同趣旨の作用・効果を奏する、腐食対策構造300として機能する。
The heat transfer tube fixing structure of the third embodiment is different from the heat transfer tube fixing structure of the first and second embodiments shown in FIG. 2 in that a corrosion
具体的には、耐食材12は、伝熱管8のスリーブ9側の外周面に被覆され、スリーブ9の内周面との間の隙間13に進入するように設けられている。この耐食材12は、その軸線方向外側の端部が、スリーブ9内に位置すると共に、その軸線方向内側の端部が、スリーブ9の軸線方向内側の端部より軸線方向内側に延出し露出するように伝熱管8に被覆されている。
Specifically, the corrosion-
耐食材12は、ここでは、伝熱管8の外周面に施された耐食性のコーティングであり、具体的には、溶射、塗装、ライニング等によるものが挙げられる。また、例えば耐食材であるガラス管を伝熱管8とスリーブ9との間の隙間13に挿入し、ガラス管を伝熱管8に被覆する構成としても良い。なお、耐食材12は、耐食性に加えて耐摩耗性を有しているのが、より好ましい。
Here, the corrosion-
ここで、組立手順としては、管板7にスリーブ9を通して管板7とスリーブ9を溶接し、次いで、管板7に固定されたスリーブ9に、耐食材12を被覆した伝熱管8を通してスリーブ9と伝熱管8を溶接する手順でも、スリーブ9に、耐食材12を被覆した伝熱管8を通してスリーブ9と伝熱管8を溶接し、次いで、伝熱管8を固定したスリーブ9を管板7に通してスリーブ9と管板7を溶接する手順でも良い。
Here, as an assembly procedure, the
そして、この第3実施形態にあっては、上記耐食材12を有する伝熱管8に対して、前述した第1、第2実施形態の腐食対策方法が適用される。
And in this 3rd Embodiment, the corrosion countermeasure method of 1st, 2nd embodiment mentioned above is applied with respect to the
従って、第3実施形態によれば、第1、第2実施形態の作用・効果に加えて、伝熱管8のスリーブ9側の外周面に配置された耐食材12により、高価な伝熱管を用いずに低コストにて伝熱管8の腐食を防止でき長寿命化を図ることができる。
Therefore, according to the third embodiment, in addition to the operations and effects of the first and second embodiments, an expensive heat transfer tube is used by the corrosion
また、この第3実施形態によれば、管板7に通され当該管板7に固定されたスリーブ9と、スリーブ9内に通され当該スリーブ9に固定された伝熱管8と、を備える構成を採用し、伝熱管8のスリーブ9側の外周面に耐食材12を被覆し、この耐食材12の軸線方向内側の端部を、スリーブ9の軸線方向内側の端部より軸線方向内側に延出させ露出させているため、当該耐食材12により伝熱管8の腐食を防止できると共に、耐食材12の軸線方向外側の端部を、スリーブ9内に位置させているため、スリーブ9の軸線方向外側の端部と伝熱管8の外周面とを支障なく第2の溶接部11により溶接できる。溶接でない場合には、スリーブ9と伝熱管8とを支障なく固定できる。すなわち、第1、第2実施形態の作用・効果に加えて、耐食材12により、高価な伝熱管を用いずに低コストにて伝熱管8の腐食を防止でき長寿命化を図ることができる。
In addition, according to the third embodiment, the
なお、伝熱管8の外周面全部に耐食材12を被覆する構成は、熱交換効率が低下してしまうため採用できない。
In addition, since the heat exchange efficiency falls, the structure which coat | covers the corrosion-
図9は、本発明の第4実施形態に係る腐食対策方法が適用される伝熱管の固定構造を示す縦断面図である。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a heat transfer tube fixing structure to which the corrosion countermeasure method according to the fourth embodiment of the present invention is applied.
この第4実施形態にあっては、伝熱管8が管板7に通され当該管板7に例えば溶接等により固定され、スリーブ19が伝熱管8に内挿され当該伝熱管8に支持された内スリーブとされている。
In the fourth embodiment, the
スリーブ19は、具体的には、伝熱管8に内挿され、その軸線方向内側の端部が、空気入口側の管板7より内側に向かって短尺に延出するように配置される。このスリーブ19の外周面と伝熱管8の内周面との間には、軸線方向に離間して一対のOリング30,31が配設される。このOリング30,31は、管板7を挟んだ両側に位置し、当該Oリング30,31により、スリーブ19が伝熱管8に対してセンタリングされて支持される。また、このOリング30,31は、スリーブ19と伝熱管8との間を封止し、燃焼排ガスと熱交換を行う空気(流体)が、スリーブ19と伝熱管8との間から漏出するのを防止する。
Specifically, the
このような第4実施形態の伝熱管の固定構造では、熱交換を行うための空気が、スリーブ19の軸線方向外側の端部を入口として流入してスリーブ19内を流れ、スリーブ19の軸線方向内側の端部を出口として流出し、伝熱管8内を下流側に向かって流れることで、燃焼排ガスと熱交換が行われる。
In such a heat transfer tube fixing structure of the fourth embodiment, air for performing heat exchange flows in the
ここで、スリーブ19の出口から、熱交換を行うための低温の空気が流出するため、伝熱管8のうちスリーブ19の出口近傍が最も低温域となり、ここに酸露点腐食Cを招来することになる。
Here, since low-temperature air for heat exchange flows out from the outlet of the
そこで、この第4実施形態にあっては、伝熱管8に酸露点腐食Cが生じた場合には、腐食Cの程度に応じて(例えば伝熱管8に穴が開く前に)、スリーブ19を軸線方向に移動する。
Therefore, in this fourth embodiment, when acid dew point corrosion C occurs in the
具体的には、伝熱管8を管板7に固定したままの状態で、スリーブ19を、図9に矢印で示すように、軸線方向に移動する。ここでは、スリーブ19を内側(図示左側)に移動する。このとき、スリーブ19は、Oリング30,31を介して伝熱管8に支持されているため、軸線方向に容易に移動できる。
Specifically, the
そして、このようなスリーブ19の移動により、スリーブ19の出口が伝熱管8に対して軸線方向に移動するため、腐食を招来する伝熱管8の低温域を軸線方向に移動させることができる。
Since the
なお、ここでは、伝熱管8の腐食Cを目視により認識しその腐食Cの程度に応じてスリーブ19を軸線方向に移動するようにしているが、例えばセンサやカメラ等により伝熱管8の腐食Cの程度を自動的に認識し移動時期をコンピュータにより自動的に決めるようにしても良い。
Here, the corrosion C of the
このような第4実施形態によれば、管板7に対し伝熱管8を介してスリーブ19が係合する構成を採用し、伝熱管8が腐食するとその腐食Cに応じて、伝熱管8を管板7に固定したままの状態で、伝熱管8内のスリーブ19を軸線方向に移動するようにしているため、スリーブ19内を流れる空気の出口となるスリーブ19の出口の位置を、伝熱管8に対して軸線方向に移動させることができ、スリーブ19の出口近傍に生じ伝熱管8の腐食を招来する低温域を、軸線方向に移動させることができる。すなわち、スリーブ19の出口の位置を軸線方向に移動することで、招来する伝熱管8の腐食位置を軸線方向に変えることができる。その結果、高価な伝熱管を用いずに低コストにて腐食に対処でき長寿命化を図ることができる。
According to such 4th Embodiment, the structure which the
また、上記一の方法とは別の他の方法として、スリーブ19を軸線方向に移動して別の例えば長さの異なるスリーブに交換するようにしても良い。この場合も、伝熱管8の腐食を招来するスリーブ19の出口の位置を、交換前のスリーブ19の出口の位置に対して軸線方向に移動することができる。すなわち、スリーブ19の出口の位置を軸線方向に移動することで、招来する伝熱管8の腐食位置を軸線方向に変えることができる。その結果、高価な伝熱管を用いずに低コストにて腐食に対処でき長寿命化を図ることができる。
As another method different from the above-described one method, the
なお、伝熱管8のスリーブ19側(腐食を招来する位置)の外周面に、第3実施形態で説明した耐食材を配置するのが好ましい。これによれば、耐食材により、高価な伝熱管を用いずに低コストにて伝熱管8の腐食を防止でき長寿命化を図ることができる。
Incidentally, on the outer circumferential surface of the
以上のように図9に示す固定構造は、熱交換器の腐食対策構造400として機能する。腐食対策構造400は、伝熱管固定部材としての管板7と、当該管板7より内側の流路を流れるガスと熱交換を行う伝熱管8と、伝熱管8に内挿される筒状のスリーブ19と、を備え、伝熱管8及びスリーブ19の少なくとも一方を管板7に対して移動可能に支持する。熱交換器の腐食対策構造400は、管板7によってスリーブ19及び伝熱管8を支持している。図9に示すように、スリーブ19は、Oリング30,31に支持された状態で、管板7(及び伝熱管8)に対して移動することができる。
As described above, the fixing structure shown in FIG. 9 functions as the
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、循環流動床ボイラ100の燃焼排ガスに対する適用を述べているが、他のボイラの燃焼排ガスや、焼却炉、溶融炉等の燃焼排ガスに対しても適用でき、また、ガス化炉の熱分解ガス(可燃性ガス)等に対しても適用できる。
The present invention has been specifically described above based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the circulating
また、上記実施形態においては、特に好適であるとして、空気予熱器6の伝熱管8に対する適用を述べているが、低温腐食となる酸露点腐食に対してだけではなく、高温腐食となる溶融塩腐食が生じる例えば過熱器の伝熱管等に対しても適用可能であり、要は、ガスと熱交換を行う熱交換器の伝熱管であって腐食が生じる又は腐食が生じる虞がある伝熱管に対して適用できる。
Moreover, in the said embodiment, although application to the
7…管板(伝熱管固定部材)、8,18…伝熱管、9,19…スリーブ、10,20…第1の溶接部、11,21…第2の溶接部、12…耐食材、200,300,400…熱交換器の腐食対策構造、C…腐食。 7 ... Tube plate (heat transfer tube fixing member), 8, 18 ... Heat transfer tube, 9, 19 ... Sleeve, 10, 20 ... First weld, 11, 21 ... Second weld, 12 ... Corrosion resistant material, 200 , 300, 400 ... Corrosion countermeasure structure of heat exchanger, C ... Corrosion.
Claims (8)
前記伝熱管に外挿又は内挿される筒状のスリーブを備え、且つ、前記伝熱管及び前記スリーブは前記伝熱管固定部材に通されて固定される構成を採用し、
前記伝熱管及び前記スリーブの少なくとも一方を前記伝熱管固定部材に対して移動させる、熱交換器の腐食対策方法。 It is a corrosion countermeasure method for a heat exchanger provided with a heat transfer tube for exchanging heat with a gas flowing through a flow path inside the heat transfer tube fixing member,
A cylindrical sleeve that is extrapolated or inserted into the heat transfer tube is provided , and the heat transfer tube and the sleeve are fixed by being passed through the heat transfer tube fixing member ,
A corrosion countermeasure method for a heat exchanger, wherein at least one of the heat transfer tube and the sleeve is moved relative to the heat transfer tube fixing member.
前記伝熱管の腐食に応じて、前記伝熱管と前記スリーブの固定を解除し、
前記スリーブを前記伝熱管固定部材に固定したままの状態で、前記伝熱管を移動して交換する、請求項1記載の熱交換器の腐食対策方法。 Adopting a configuration comprising the sleeve passed through the heat transfer tube fixing member and fixed to the heat transfer tube fixing member, and the heat transfer tube passed through the sleeve and fixed to the sleeve,
In response to corrosion of the heat transfer tube, release the fixing of the heat transfer tube and the sleeve,
The heat exchanger corrosion countermeasure method according to claim 1, wherein the heat transfer tube is moved and replaced while the sleeve is fixed to the heat transfer tube fixing member.
前記伝熱管及び前記スリーブの少なくとも一方の腐食に応じて、前記スリーブと前記伝熱管固定部材の固定、又は、前記伝熱管と前記スリーブの固定を解除し、固定を解除した前記スリーブ又は前記伝熱管を軸線方向に移動し、
移動した前記スリーブ又は前記伝熱管を、固定解除前に固定されていた相手側部材に固定する、請求項1記載の熱交換器の腐食対策方法。 Adopting a configuration comprising the sleeve passed through the heat transfer tube fixing member and fixed to the heat transfer tube fixing member, and the heat transfer tube passed through the sleeve and fixed to the sleeve,
In response to corrosion of at least one of the heat transfer tube and the sleeve, the sleeve and the heat transfer tube fixing member are fixed, or the heat transfer tube and the sleeve are fixed and the sleeve or the heat transfer tube is released. Move in the axial direction,
The corrosion countermeasure method for a heat exchanger according to claim 1, wherein the sleeve or the heat transfer tube that has moved is fixed to a counterpart member that has been fixed before the fixing is released.
前記耐食材は、前記伝熱管の前記スリーブ側の外周面に被覆され、その軸線方向外側の端部が、前記スリーブ内に位置すると共に、その軸線方向内側の端部が、前記スリーブの軸線方向内側の端部より軸線方向内側に延出し露出している、請求項4記載の熱交換器の腐食対策方法。 Adopting a configuration comprising the sleeve passed through the heat transfer tube fixing member and fixed to the heat transfer tube fixing member, and the heat transfer tube passed through the sleeve and fixed to the sleeve,
The corrosion-resistant material is coated on the outer peripheral surface of the heat transfer tube on the sleeve side, and its axially outer end is located in the sleeve, and its axially inner end is in the axial direction of the sleeve. 5. The heat exchanger corrosion countermeasure method according to claim 4, wherein the heat exchanger is exposed to extend inward in the axial direction from the inner end.
前記伝熱管の腐食に応じて、前記スリーブを移動する、請求項1記載の熱交換器の腐食対策方法。 The heat transfer tube that is passed through the heat transfer tube fixing member and is fixed to the heat transfer tube fixing member, and a sleeve that is passed through and supported by the heat transfer tube and in which a fluid that exchanges heat with the gas flows. Adopt the configuration,
The heat exchanger corrosion countermeasure method according to claim 1, wherein the sleeve is moved in accordance with corrosion of the heat transfer tube.
前記伝熱管に外挿又は内挿される筒状のスリーブと、を備え、
前記伝熱管及び前記スリーブは、前記伝熱管固定部材に通されて固定され、
前記伝熱管及び前記スリーブの少なくとも一方を前記伝熱管固定部材に対して移動可能に支持する、熱交換器の腐食対策構造。 A heat transfer tube fixing member, and a heat transfer tube that exchanges heat with the gas flowing in the flow path inside the heat transfer tube fixing member,
A tubular sleeve extrapolated or inserted into the heat transfer tube,
The heat transfer tube and the sleeve are passed through and fixed to the heat transfer tube fixing member,
A structure for preventing corrosion of a heat exchanger, wherein at least one of the heat transfer tube and the sleeve is movably supported with respect to the heat transfer tube fixing member.
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