JPS63263395A

JPS63263395A - スパイラルフインチユ−ブ

Info

Publication number: JPS63263395A
Application number: JP9522887A
Authority: JP
Inventors: Setsu Yabune; 藪根　節; Takayuki Maeda; 隆之前田; Masatomo Shinohara; 篠原　正朝
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-04-20
Filing date: 1987-04-20
Publication date: 1988-10-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ソーダ回収ボイラの低温熱交換器に適用され
る伝熱管、殊にスパイラルフィンチューブに関する。し
かしながら、これに限らず、低温腐食ガスを使用する低
温熱交換器にも適用されるものである。

従来の技術第５図はソーダ回収ボイラの典型的なプラントのシステ
ムを説明する図であって、０１は回収ボイラ本体を示す
。バルブ廃液の黒液０２は、押込通風機０３により供給
された空気０４にて燃焼し、排ガスとなって集じん器０
５、誘引通風機０６を通り、低温熱交換器０７を経て、
煙突０８より大気に放出される。

一方、給水０９は、脱気器給水ポンプＯ１Ｏにて前記熱
交換器０７に導入され、前記排ガスの熱量により加熱さ
れる。そして、脱気器Ｏ１ｌを経て、ボイラ給水ポンプ
０１２により回収ボイラ０１に導かれる。

また、０１３は熱交換器用の除煤装置を示す。

さて、このようなソーダ回収ボイラ０１において、殊に
低温熱交換器０７の伝熱面材料とし゛ては、排ガス中に
含まれる腐食性ガス（ＳＯｘＳＩｃＱ等）による減肉を
防止すべく、耐食性の高い鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）
、パラジウムチタン（Ｐｄ−Ｔｉ）　、エナメルコーテ
ィング等が採用されてきている。しかし、回収ボイラ吋
の排ガス中には柔らかく、粘着性があり、伝熱面材料に
付着し易い微粒のダストが低温熱交換器０７内に存在し
ている。

しかも、この微粒のダストが集じん器０５内口において
でさえ比較的高濃度（１００〜３００ｍ９／　Ｎｍ’）
で含まれているため、低温熱交換器ｏ７を構成する伝熱
管、殊に、スパイラルフィンチューブ（図示せず）は、
そのフィン間にダストが付着し、詰まり易いので採用し
にくいとされてきた。

従って、回収ボイラ０１の低温熱交換器ｏ７の伝熱管材
料として鉛製スパイラルフィンチューブが採用された実
例はなく、ダスト付着を懸念して総伝熱面積の小さい裸
管にて伝熱面を構成することが多い。

しかし、近年では所定の伝熱量を維持しつつ、熱交換器
としてのコンパクトな設計が要求されてきている。また
、軟鋼製のスパイラルフィンチューブは製作できるが、
耐食性の面で改善の余地が残されているのが現状である
。

発明が解決しようとする問題点以上のように、低温熱交換器のコンパクト化を計るため
には次の３条件を同時に満足する必要があった。しかし
て、（１）耐食性が高いこと。

材質的に鉛、ヂタン系、エナメルコーティング等は使え
るが炭素鋼等は使えなかった。

（２）伝熱管の単位長さ当りの伝熱面積が多いこと。

従来の伝熱管はほとんど裸管で構成されており、単位長
さ当りの伝熱面積はフィンチューブに比し、かなり小さ
かった。

（３）ダスト閉塞の可能性が小さいこと。

ダスト閉塞の可能性から述べると、裸管エレメントで伝
熱面を構成するのが望ましいが、所定の伝熱量を維持す
るためにはその容量が大きくなってしまい、コンパクト
化が計れない欠点があった。

また、コンパクト化を計るためにフィンチューブを採用
した場合使用条件に例えばフィン間の流路断面積等に制
限を設けなければダスト障害を招く危険性を大いに含ん
でいた。

問題点を解決するための手段本発明は、このような従来の問題点を解決するために、
高濃度ダストかつ低温腐食雰囲気を使用する低温熱交換
器の伝熱管であって、この伝熱管の外周部に高さが２０
ａｍ以下で、そのフィン数カ月インチ当り内部流体温度
が８０’Ｃ未満ならば２枚以下の、また８０℃以上なら
ば３枚以下のスパイラルフィンを取付けたものである。

作用このような手段によれば、伝熱管として、材質に耐食性
の高い鉛を採用し、フィン形状を伝熱性の良いスパイラ
ル状としたチューブを採用し、更にこのスパイラルフィ
ンの高さ及び枚数に関する仕様及び使用条件を予め設定
（制限）するので、ダスト詰まりのほとんどないスパイ
ラルフィンチューブを得ることができる。

、　　実施例以下、第１〜４図を参照して、本発明にょる一実施例に
ついて詳述する。

しかして、本発明によれば、第１図（ａ）及び（ｂ）に
示すように、ソーダ回収ボイラ（図示せず）に発生する
排ガス中に含まれる高濃度ダスト及び低温腐食雰囲気を
使用する低温熱交換器（第５図参照）の伝熱管（チュー
ブ）ｌでは以下のような仕様及び使用条件が設定（制限
）されている。

すなわち、図に示すが如く、記号りはスパイラルフィン
の高さを表し、チューブｌの外周面の高さｈは約２０ｍ
ｍ以下に制限されている。また、記号Ｑはスパイラルフ
ィン２の枚数を規定する基準長さを表し、そのフィン数
が基準長さＱ＝　２５．４ｍｍ（１インチ）当り、内部
流体（給水）温度が約８０°Ｃ未満ならば２枚以下の、
また内部流体温度が約８０°Ｃ以上ならば３枚以下のス
パイラルフィン２が取付けられる。この図においては、
１インチ当り３枚のフィンを取付けた例が示されている
。

ただし、これらの仕様及び使用条件については、低温熱
交換器には、例えばスートブロワ等の除煤装置（第５図
参照）が必ず備えられているものとする。

一方このスパイラルフィン２の材質には鉛（Ｐｂ）が採
用されるとともに、このフィンの内管となるチューブ１
には炭素鋼又はステンレス鋼が採用される。

以上のような構成により、まず、スパイラルフィンチュ
ーブｌを採用することにより、伝熱管単位長さ当りの伝
熱面積は、例えばフィン高さｈ＝１５ｍｍとした場合、
裸管（図示せず）の約３〜７倍となる。

そして、従来の裸管とこのフィンチューブとが同等の伝
熱量の下で熱伝達率を考慮した場合、フィンチューブｌ
の設置スペースは裸管１７３〜２７３程度となりコンパ
クト化が計れることとなる。

次にこのスパイラルフィン２に鉛を採用することにより
、高濃度ダスト及び低温腐食雰囲気における鉛の腐食量
が通常の耐食低合金鋼例えばコルチン鋼等に比較しても
、１７８〜ｌ／３程度となる。しかも、所要の形状への
加工性はもちろん良い。

そして、鉛がこのような耐食性を有していることは実缶
テストによっても確認済であり、従ってこのことにより
、低温熱交換器の寿命及び信頼性の増大が計れることと
なる。

一方、前述の如きスパイラルフィン２の高さ及び枚数夫
々に与えられた制限値がダスト詰まりの難易の点から決
定されることを以下に説明する。

すなわち、これらの諸数値は、第２〜４図に示すように
、高濃度ダスト及び低温腐食雰囲気下におけるスパイラ
ルフィンの高さｈｌ及び基準長さＱＣ＝　１インチ）当
たりのフィン枚数いいかえれば隣接するフィン間の距離
Ｗ肩ｌの夫々を変化させていったときに、ダスト詰まり
がほとんど起こらずにスパイラルフィン２が常時使用で
き得る範囲を見出せば良い。ただし、この場合に、ダス
トの粘着性（付着性）が温度変化により左右されること
や、スパイラルフィンチューブｌの給水等の内部流体温
度の排ガスによる加熱温度等の要因を考慮に入れ、その
内部流体温度の範囲を８０℃前後を境にして８０℃未満
のダスト詰まりの状態を第３図に、また８０℃以上のダ
スト詰まりの状態を第４図にて夫々示したものである。

かくして、これらの図において、両者ともフィン２の高
さｈは２０貫麓以上高くなるとダスト詰まりが生じてし
まい、と同時にフィン間距離Ｗが狭まる程、すなわち基
準長さＱ＝１インチ当たりのフィン２の枚数が増える程
、同様にダスト詰まりが生しることがわかる。そして、
第３及び４図の使用可能なフィン枚数に差が生じる番→
は、やはり内部流体温度に関係しており、８０℃未満の
低温（第３図）の方が８０℃以上（第４図）の状態より
もダスト詰まりの原因となるダストの粘着性が当然に大
きくなるからである。従ってこのことにより、フィン高
さは２０ｘｘ以下で、内部流体温度８０℃未満ならば、
フィンは２枚以下が、また８０℃以上ならば３枚以下が
、スパイラルフィン２の常時使用可能な範囲とされ、チ
ューブｌへのフィン２の取付けの設定（制限）が計られ
ることとなる。

また、このフィンの高さｈは、その材質となる鉛のスパ
イラルフィン形状の強度上からもｈ〉２０■とすること
はさｌ滑ｆならない。

なお、前述の如き制限値とチューブ１の径、その管厚、
スパイラルフィン２の厚さ及び鉛のチューブ１を覆う外
管厚さとの相互の関係について説明する。

すなわち、以上与えられた制限値は、これらの内管の径
、管厚及び船外管厚さに無関係であり、フィン間の排ガ
ス流路断面積に依存する。

そしてオまた、フィン厚さは、鉛の強度上、薄くできず
、又伝熱面積とコストの面から厚くもできないので、制
約される。従って、これらの諸要因において、結果的に
上記制限値への影響はほとんどない。

発明の効果以上詳述したように、本考案によれば、耐食性に優れ、
ダスト閉塞の可能性の少ない鉛製スパイラルフィンチュ
ーブを所要の制限値をふまえて採用することにより、よ
ってソーダ回収ボイラの低温熱交換器のコンパクト化を
十分に計ることができる。

そして、低温熱交換器ひいては、回収ボイラのプラント
全体の寿命及び信頼性の増大を計ることができるととも
に、コストもかなり低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスパイラルフィンチューブの一例
を示す要部断面図、第２図はその要部の８０℃以上のダ
スト詰まりの状態を示す図、第５図は従来及び本発明の
ソーダ回収ボイラプラントのシステムを示す図である。１・・チューブ（伝熱管）、２・・スパイラルフィン。（ほか１名）第１図第２図第３図７４７間！ｌｉ＆Ｌ　＋／　（ｍｆｆｌ）第４図

Claims

【特許請求の範囲】

高濃度ダストかつ低温腐食雰囲気を使用する低温熱交換
器の伝熱管であって、この伝熱管の外周部に高さが２０
ｍｍ以下で、そのフィン数が１インチ当り内部流体温度
が８０℃未満ならば２枚以下の、また８０℃以上ならば
３枚以下のスパイラルフィンを取付けたことを特徴とす
るスパイラルフィンチューブ。