JPH0979792A - フィンチューブ式熱交換装置 - Google Patents
フィンチューブ式熱交換装置Info
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- JPH0979792A JPH0979792A JP23539295A JP23539295A JPH0979792A JP H0979792 A JPH0979792 A JP H0979792A JP 23539295 A JP23539295 A JP 23539295A JP 23539295 A JP23539295 A JP 23539295A JP H0979792 A JPH0979792 A JP H0979792A
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- fins
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換器はその伝熱面に媒塵が付着すると伝
熱性能が悪化するのでこれを除去しなければならない。
従来、この除去はスートブロワ、鋼球散布等で行なう
が、鋼球散布では、その衝撃のために伝熱管のフィンが
変形し、伝熱性能の劣化のみならず、鋼球の循環を阻害
することにも至る。本発明はこのような従来のものにお
ける不具合を解消し、有効有益なフィンチューブ式熱交
換装置を得ることを課題とする。 【解決手段】 伝熱管に設けたフィンの先端部を硬化処
理して、鋼球が衝突してもフィンが変形しないようにし
たフィンチューブ式熱交換装置を提供する。
熱性能が悪化するのでこれを除去しなければならない。
従来、この除去はスートブロワ、鋼球散布等で行なう
が、鋼球散布では、その衝撃のために伝熱管のフィンが
変形し、伝熱性能の劣化のみならず、鋼球の循環を阻害
することにも至る。本発明はこのような従来のものにお
ける不具合を解消し、有効有益なフィンチューブ式熱交
換装置を得ることを課題とする。 【解決手段】 伝熱管に設けたフィンの先端部を硬化処
理して、鋼球が衝突してもフィンが変形しないようにし
たフィンチューブ式熱交換装置を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭焚ボイラの排
煙脱硫装置の前後に設置されるガス・ガス熱交換器等
で、伝熱管表面に付着する煤塵を除去するために鋼球を
散布する装置を用いる熱交換装置に関する。
煙脱硫装置の前後に設置されるガス・ガス熱交換器等
で、伝熱管表面に付着する煤塵を除去するために鋼球を
散布する装置を用いる熱交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３ないし図５に基づいて従来の技術を
説明する。
説明する。
【０００３】伝熱管表面に符着する煤塵を除去する方法
としては図３に示すスートブロワによる除塵方式、又は
図４に示す鋼球散布による除塵方式が一般的である。
としては図３に示すスートブロワによる除塵方式、又は
図４に示す鋼球散布による除塵方式が一般的である。
【０００４】図３に示すスートブロワ方式は、熱交換器
１の伝熱管の間にスートブロワ２のブローノズル３を差
込み、これを前後に移動させつつ圧縮空気または高圧蒸
気を噴射させて煤塵を除去するものである。
１の伝熱管の間にスートブロワ２のブローノズル３を差
込み、これを前後に移動させつつ圧縮空気または高圧蒸
気を噴射させて煤塵を除去するものである。
【０００５】この方式においては、噴射媒体中の水分が
煤塵と水和固化してゆくため伝熱管表面に煤塵が付着成
長し伝熱性能の低下、及びガス系圧損の増大をまねく。
従って、年に一度程度伝熱管の水洗を実施することが必
要となる。
煤塵と水和固化してゆくため伝熱管表面に煤塵が付着成
長し伝熱性能の低下、及びガス系圧損の増大をまねく。
従って、年に一度程度伝熱管の水洗を実施することが必
要となる。
【０００６】また、図４に示される鋼球散布方式は、熱
交換器１を小区分に分割した各分割区画に順次上方の鋼
球分散器７から鋼球を散布することにより伝熱管表面の
煤塵を衝突で機械的に除去するものである。
交換器１を小区分に分割した各分割区画に順次上方の鋼
球分散器７から鋼球を散布することにより伝熱管表面の
煤塵を衝突で機械的に除去するものである。
【０００７】この方式においては、煤塵は乾燥化した状
態で鋼球と接触するため伝熱管表面における煤塵の付着
成長がなく、長期間伝熱性能の維持とガス系圧損を安定
化させることが可能となり近年適用事例が増大してい
る。
態で鋼球と接触するため伝熱管表面における煤塵の付着
成長がなく、長期間伝熱性能の維持とガス系圧損を安定
化させることが可能となり近年適用事例が増大してい
る。
【０００８】しかし、この方式においてはフィン付き伝
熱管に鋼球を直接衝突させるためフィンの摩耗及び変形
が発生し機器耐用年数を短かくすることになる。
熱管に鋼球を直接衝突させるためフィンの摩耗及び変形
が発生し機器耐用年数を短かくすることになる。
【０００９】そのため鋼球の散布を間欠的に行なうとい
う手法もあるが、間があくことはそのまま伝熱性能の低
下に連なることになる。なお、図４において５は鋼球輸
送機、６は鋼球分配機、８はダストセパレータを示す。
う手法もあるが、間があくことはそのまま伝熱性能の低
下に連なることになる。なお、図４において５は鋼球輸
送機、６は鋼球分配機、８はダストセパレータを示す。
【００１０】また、図５に示すように、フィン付き伝熱
管９の上部にダミーチューブ４を設置し、散布する鋼球
がフィン付き伝熱管９を直撃しないようにしたものもあ
るが、衝撃の緩和は除塵性能を犠牲にすることとなる。
管９の上部にダミーチューブ４を設置し、散布する鋼球
がフィン付き伝熱管９を直撃しないようにしたものもあ
るが、衝撃の緩和は除塵性能を犠牲にすることとなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】処理ガス中の煤塵濃度
が比較的低い、たとえば２００ｍｇ／ｍ3 Ｎ程度以下の
ガス条件の場合にあっては、伝熱管への付着媒塵量も少
いので、上記従来の技術でも、それなりの問題点は有る
ものの、一応実用に耐えられるものであった。
が比較的低い、たとえば２００ｍｇ／ｍ3 Ｎ程度以下の
ガス条件の場合にあっては、伝熱管への付着媒塵量も少
いので、上記従来の技術でも、それなりの問題点は有る
ものの、一応実用に耐えられるものであった。
【００１２】しかし、最近では石炭焚ボイラの排煙処理
設備において多様な石炭炭種に対して安定した集塵効率
を維持するためにガス・ガス熱交換器の熱回収側を電気
集塵装置の前に設置するシステムが実施されている。
設備において多様な石炭炭種に対して安定した集塵効率
を維持するためにガス・ガス熱交換器の熱回収側を電気
集塵装置の前に設置するシステムが実施されている。
【００１３】このシステムにおいてはガス中の煤塵濃度
は最大２０，０００ｍｇ／ｍ3 Ｎとなり、伝熱管への付
着煤塵量も多く上記した従来の技術では対応できない。
は最大２０，０００ｍｇ／ｍ3 Ｎとなり、伝熱管への付
着煤塵量も多く上記した従来の技術では対応できない。
【００１４】従来の鋼球散布方法は熱交換器を小区分に
分割して順次鋼球を散布しているが、ガス中の煤塵濃度
が高い場合には伝熱管への煤塵付着量も多く、そのよう
な間欠的散布では伝熱性能の維持が困難となる。
分割して順次鋼球を散布しているが、ガス中の煤塵濃度
が高い場合には伝熱管への煤塵付着量も多く、そのよう
な間欠的散布では伝熱性能の維持が困難となる。
【００１５】そのため伝熱管群全体に鋼球を連続的に散
布する方法が必要となるが、この方法においてはフィン
付き伝熱管が常に鋼球の直撃を受けるためフィン先端の
変形が著しいという大きな欠陥がある。
布する方法が必要となるが、この方法においてはフィン
付き伝熱管が常に鋼球の直撃を受けるためフィン先端の
変形が著しいという大きな欠陥がある。
【００１６】また長期的にみれば、伝熱性能を低下させ
るという問題に止まらず、フィンの変形は鋼球の散布、
循環そのものをも阻害するという問題点を有するもので
ある。
るという問題に止まらず、フィンの変形は鋼球の散布、
循環そのものをも阻害するという問題点を有するもので
ある。
【００１７】本発明はこれらの諸問題点を解消し、伝熱
管に付着した媒塵を確実に除去し、安定した伝熱性能を
維持する熱交換装置を得ることを課題とするものであ
る。
管に付着した媒塵を確実に除去し、安定した伝熱性能を
維持する熱交換装置を得ることを課題とするものであ
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するべくなされたもので、鋼球を散布して衝撃を与え
伝熱管群に付着した媒塵を除去するようにしたものにお
いて、伝熱管に設けたフィンの先端部を硬化処理してな
り、鋼球の衝突によるフィンの変形を防止するようにし
たフィンチューブ式熱交換装置を提供し、フィンの先端
部を硬化処理したことにより、同フィン先端部に鋼球が
衝突するとその衝撃でフィン及び伝熱管に付着した媒塵
は剥離して除去されるがフィン自体は変形を免れるもの
である。
決するべくなされたもので、鋼球を散布して衝撃を与え
伝熱管群に付着した媒塵を除去するようにしたものにお
いて、伝熱管に設けたフィンの先端部を硬化処理してな
り、鋼球の衝突によるフィンの変形を防止するようにし
たフィンチューブ式熱交換装置を提供し、フィンの先端
部を硬化処理したことにより、同フィン先端部に鋼球が
衝突するとその衝撃でフィン及び伝熱管に付着した媒塵
は剥離して除去されるがフィン自体は変形を免れるもの
である。
【００１９】また、本発明は、上記フィンを低合金鋼又
は炭素鋼調質材で構成し、同フィンの先端部を高周波誘
導加熱で硬化処理したフィンチューブ式熱交換装置を提
供し、フィンの構成材料としては、低合金鋼か炭素鋼調
質材が好適であり、かつフィンの先端部を硬化させるに
は高周波誘導加熱が好ましいことを見い出し、これによ
って鋼球の衝撃に対しても変形せずに付着媒塵を剥離除
去する熱交換装置を得るものである。
は炭素鋼調質材で構成し、同フィンの先端部を高周波誘
導加熱で硬化処理したフィンチューブ式熱交換装置を提
供し、フィンの構成材料としては、低合金鋼か炭素鋼調
質材が好適であり、かつフィンの先端部を硬化させるに
は高周波誘導加熱が好ましいことを見い出し、これによ
って鋼球の衝撃に対しても変形せずに付着媒塵を剥離除
去する熱交換装置を得るものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１および図２に基づき、本発明
の実施の１形態を説明する。
の実施の１形態を説明する。
【００２１】図１は、本実施の形態の主要部を示し、１
０は伝熱管で、その周面にフィン２０を植設して構成さ
れている。勿論この図は、主要部を抜粋しているので簡
単な表示となっているが、伝熱管１０は長手方向（図の
左右方向）に延び、その周面を取りまいて同心円状に多
数の、または螺旋状に複数条のフィン２０が設けられて
いる。
０は伝熱管で、その周面にフィン２０を植設して構成さ
れている。勿論この図は、主要部を抜粋しているので簡
単な表示となっているが、伝熱管１０は長手方向（図の
左右方向）に延び、その周面を取りまいて同心円状に多
数の、または螺旋状に複数条のフィン２０が設けられて
いる。
【００２２】そしてこのフィン２０は、低合金鋼である
１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼か、又は、炭素鋼であるＳＡＰＨ
４４０調質鋼で作られている。
１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼か、又は、炭素鋼であるＳＡＰＨ
４４０調質鋼で作られている。
【００２３】また、同フィン２０はその先端から約３ｍ
ｍの範囲を、硬度；Ｈｖ＝３８０＋５０〜３８０−２０
になるように高周波誘導加熱で硬化処理されている。
ｍの範囲を、硬度；Ｈｖ＝３８０＋５０〜３８０−２０
になるように高周波誘導加熱で硬化処理されている。
【００２４】このように構成されたフィン２０に鋼球で
衝撃を与え、その変形を見るべく加速試験によりテスト
した結果を、図２により説明する。通常、実機に適用さ
れる鋼球密度は３００〜９００ｋｇ／ｍ2 ｈｒであるの
で、この範囲の値を採用すれば傾向は同じであると考え
られるので、鋼球散布密度は６００ｋｇ／ｍ2 ｈｒと設
定した。
衝撃を与え、その変形を見るべく加速試験によりテスト
した結果を、図２により説明する。通常、実機に適用さ
れる鋼球密度は３００〜９００ｋｇ／ｍ2 ｈｒであるの
で、この範囲の値を採用すれば傾向は同じであると考え
られるので、鋼球散布密度は６００ｋｇ／ｍ2 ｈｒと設
定した。
【００２５】また、フィン２０の厚さと高さは、厚さ
１．６ｍｍ、高さ１７ｍｍを標準と考えこの値のものを
使用した。
１．６ｍｍ、高さ１７ｍｍを標準と考えこの値のものを
使用した。
【００２６】また、このテストは、１０年余の使用年限
に対する変形を見るものであるが、１０年間の実時間テ
ストはできないので、鋼球散布量１０年分を短時間で散
布させた加速試験として行った。それ故に図２の横軸
は、運転相当年数として表示している。
に対する変形を見るものであるが、１０年間の実時間テ
ストはできないので、鋼球散布量１０年分を短時間で散
布させた加速試験として行った。それ故に図２の横軸
は、運転相当年数として表示している。
【００２７】このような条件の下で１０年相当に亘る期
間、鋼球を散布してフィン先端に衝突させ、同先端部に
おけるフィンの厚さが膨らんで変形する量を縦軸に示し
てある。
間、鋼球を散布してフィン先端に衝突させ、同先端部に
おけるフィンの厚さが膨らんで変形する量を縦軸に示し
てある。
【００２８】なお、フィンの先端はタガネの頭が叩かれ
て変形すると同様に周方向に膨らんで変形するが、この
変形量の測定値は、フィンの側面から一方向への膨らみ
量を示している。
て変形すると同様に周方向に膨らんで変形するが、この
変形量の測定値は、フィンの側面から一方向への膨らみ
量を示している。
【００２９】いま、フィン２０を低合金鋼である１Ｃｒ
−１／２Ｍｏ鋼とし、その先端部を３ｍｍに亘り高周波
誘導加熱により硬化処理したものについては、図２のな
かで下方に示す線で表わされるように、１０年相当の年
数でもフィン厚さの膨らみ量は０．５ｍｍ以下程度のわ
ずかなものであり、この程度の変形なら実機に十分適用
されうるものである。
−１／２Ｍｏ鋼とし、その先端部を３ｍｍに亘り高周波
誘導加熱により硬化処理したものについては、図２のな
かで下方に示す線で表わされるように、１０年相当の年
数でもフィン厚さの膨らみ量は０．５ｍｍ以下程度のわ
ずかなものであり、この程度の変形なら実機に十分適用
されうるものである。
【００３０】ただ、低合金鋼は一般に高価であり、製造
コストの引き上げという問題があるので、炭素鋼である
ＳＡＰＨ４４０調質鋼を採用し、その先端部を３ｍｍに
亘り高周波誘導加熱により硬化処理したもので同様の実
験を行った。
コストの引き上げという問題があるので、炭素鋼である
ＳＡＰＨ４４０調質鋼を採用し、その先端部を３ｍｍに
亘り高周波誘導加熱により硬化処理したもので同様の実
験を行った。
【００３１】その結果は図２において、上記１Ｃｒ−１
／２Ｍｏの測定値と実質上重なってしまい、この材料で
も１０年相当の膨らみ量は０．５ｍｍ以下程度のわずか
なものであり、実機に十分適用されうることがわかっ
た。
／２Ｍｏの測定値と実質上重なってしまい、この材料で
も１０年相当の膨らみ量は０．５ｍｍ以下程度のわずか
なものであり、実機に十分適用されうることがわかっ
た。
【００３２】なお、このＳＡＰＨ４４０調質鋼は、低コ
ストであり、従前から使用されている炭素鋼であるＳＰ
ＣＣ材と同レベルであり、実用上有益であることが見い
出せた。
ストであり、従前から使用されている炭素鋼であるＳＰ
ＣＣ材と同レベルであり、実用上有益であることが見い
出せた。
【００３３】なおまた、この実験に先立ち、従前から使
用されている炭素鋼であるＳＰＣＣ材及びステンレス鋼
ＳＵＳ３０４で作ったフィンによる実験を行った結果
を、比較のために同図２の中に示してある。
用されている炭素鋼であるＳＰＣＣ材及びステンレス鋼
ＳＵＳ３０４で作ったフィンによる実験を行った結果
を、比較のために同図２の中に示してある。
【００３４】ＳＰＣＣ材の場合には１０年相当に亘る膨
らみ変形量が４ｍｍ以上となり、これだけ変形すると鋼
球の循環を明らかに阻害し、１０年の使用にはとうてい
耐えられないことが判った。また、ＳＵＳ３０４の場合
にはＳＰＣＣ材に比べれば膨らみ変形量は減少するとは
いうものの２ｍｍを越える変形ではＳＰＣＣ材と同様に
問題あるものである。
らみ変形量が４ｍｍ以上となり、これだけ変形すると鋼
球の循環を明らかに阻害し、１０年の使用にはとうてい
耐えられないことが判った。また、ＳＵＳ３０４の場合
にはＳＰＣＣ材に比べれば膨らみ変形量は減少するとは
いうものの２ｍｍを越える変形ではＳＰＣＣ材と同様に
問題あるものである。
【００３５】なおまた、このようなフィン２０の膨らみ
変形は、フィン２０の材質ではなく、使用する鋼球の硬
度に要因があるのではないか、とも思われるので、焼入
れして硬度を高めた鋼球と、軟質の鋼球とを使い分けて
ＳＰＣＣ材で実験を行った結果を、比較のため同図２に
表示してある。この結果、鋼球の硬度を変えても膨らみ
変形量には大差はなく、フィン２０の材質そのものに要
因があることも判明した。
変形は、フィン２０の材質ではなく、使用する鋼球の硬
度に要因があるのではないか、とも思われるので、焼入
れして硬度を高めた鋼球と、軟質の鋼球とを使い分けて
ＳＰＣＣ材で実験を行った結果を、比較のため同図２に
表示してある。この結果、鋼球の硬度を変えても膨らみ
変形量には大差はなく、フィン２０の材質そのものに要
因があることも判明した。
【００３６】要するにこの図２から明らかなようにフィ
ン２０の材質として１Ｃｒ−１／２Ｍｏ、もしくはＳＡ
ＰＨ４４０を採用し、その先端部を３ｍｍ程、高周波誘
導加熱で、Ｈｖ＝３８０＋５０〜３８０−２０の範囲に
硬化処理したことにより、１０年相当の年数に亘って鋼
球を使用しても、フィン２０の変形量はわずかなもので
あり、実用に十分耐えられることが判明した。
ン２０の材質として１Ｃｒ−１／２Ｍｏ、もしくはＳＡ
ＰＨ４４０を採用し、その先端部を３ｍｍ程、高周波誘
導加熱で、Ｈｖ＝３８０＋５０〜３８０−２０の範囲に
硬化処理したことにより、１０年相当の年数に亘って鋼
球を使用しても、フィン２０の変形量はわずかなもので
あり、実用に十分耐えられることが判明した。
【００３７】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】以上本発明によれば、伝熱管に設けたフ
ィンの先端部を硬化処理することにより、伝熱管に付着
した煤塵を除去するべく鋼球を衝突させてもフィン先端
部の変形は防止することができるので、長期に亘って伝
熱性能の低下を防止し、かつ、鋼球の散布と循環を阻害
することのない熱交換装置を得ることができたものであ
る。
ィンの先端部を硬化処理することにより、伝熱管に付着
した煤塵を除去するべく鋼球を衝突させてもフィン先端
部の変形は防止することができるので、長期に亘って伝
熱性能の低下を防止し、かつ、鋼球の散布と循環を阻害
することのない熱交換装置を得ることができたものであ
る。
【００３９】また、請求項２の発明によれば、このよう
なフィンは低合金鋼かまたは炭素鋼調質材とし、その先
端部を高周波誘導加熱で硬化処理することにより、性能
的にもコスト的にもことに好ましいフィンを得ることが
でき、熱交換装置として長期に亘り安定した機能を発揮
し、産業上極めて有益である。
なフィンは低合金鋼かまたは炭素鋼調質材とし、その先
端部を高周波誘導加熱で硬化処理することにより、性能
的にもコスト的にもことに好ましいフィンを得ることが
でき、熱交換装置として長期に亘り安定した機能を発揮
し、産業上極めて有益である。
【図１】本発明の実施の１形態を示す説明図。
【図２】図１の実施の形態のテスト結果を他のものと比
較して示す説明図。
較して示す説明図。
【図３】従来のスートブロワによる除塵方式を示す説明
図。
図。
【図４】従来の鋼球散布による除塵方式を示す説明図。
【図５】従来の鋼球散布の除塵方式の変形を示す説明
図。
図。
１０ 伝熱管 ２０ フィン
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼球を散布して衝撃を与え伝熱管群に付
着した媒塵を除去するようにしたものにおいて、伝熱管
に設けたフィンの先端部を硬化処理してなり、鋼球の衝
突によるフィンの変形を防止するようにしたことを特徴
とするフィンチューブ式熱交換装置。 - 【請求項２】 上記フィンを低合金鋼又は炭素鋼調質材
で構成し、同フィンの先端部を高周波誘導加熱で硬化処
理したことを特徴とする請求項１に記載のフィンチュー
ブ式熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23539295A JPH0979792A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | フィンチューブ式熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23539295A JPH0979792A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | フィンチューブ式熱交換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979792A true JPH0979792A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16985413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23539295A Withdrawn JPH0979792A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | フィンチューブ式熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0979792A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019045003A (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 株式会社Ihi | 熱回収器 |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP23539295A patent/JPH0979792A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019045003A (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 株式会社Ihi | 熱回収器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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