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, the 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 fluidized bed boiler 100 is generally heat-exchanged with a furnace 1 serving as a combustion furnace, a cyclone 2 that separates solid particles from the combustion exhaust gas generated in the furnace 1, and combustion exhaust gas from the cyclone 2. And a heat exchanging unit 3 for recovering exhaust heat.
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 furnace 1 has a combustion chamber in the furnace wall. In the combustion chamber, a fluid material such as silica sand is accommodated, and fuel such as biomass and coal, or incineration of waste tires and garbage, which are to be combusted. A raw material such as a target waste is introduced, and a fluidized bed is formed while the raw material is flowed by combustion air described later to burn the raw material.
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 cyclone 2 separates solid particles such as fluidized material, combustion ash, and unburned ash accompanying the combustion exhaust gas from the furnace 1 and returns them to the fluidized bed in the furnace 1.
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 exchanging unit 3 includes a superheater 4, a economizer 5, and an air preheater 6 in this order from the upstream side to the downstream side in the flow path of the combustion exhaust gas downstream from the cyclone 2.
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 economizer 5 preheats the boiler feed water by transferring the heat of the combustion exhaust gas to the boiler feed water through the heat transfer pipe. The boiler feed water preheated by the economizer 5 is converted into steam by a steam drum, and the steam is supplied to the superheater 4.
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 is a superheated steam by transferring the heat of the combustion exhaust gas to the steam from the steam drum through the heat transfer tube. 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 air preheater 6 preheats the air by transferring the heat of the combustion exhaust gas to the air through the heat transfer tube. The air preheated by the air preheater 6 is supplied to the furnace 1 as combustion air.
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 air preheater 6, as shown in FIG. 2, the flow path of the combustion exhaust gas is formed between the flat plate plates (heat transfer tube fixing members) 7, 7 arranged opposite to each other, A large number of heat transfer tubes 8 are arranged so as to be orthogonal to the flow (the vertical direction in the drawing) of the combustion exhaust gas flowing through the flow path on the inner side (the left side in the drawing) from the tube plate 7. In the figure, only one tube plate 7 is shown on the air inlet side, and only one heat transfer tube 8 is shown.
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 heat transfer tube 8 is fixed to the tube plate 7 via a cylindrical sleeve 9. Specifically, the sleeve 9 is passed through the tube plate 7 and fixed to the tube plate 7 by welding, and the heat transfer tube 8 is passed through the sleeve 9 and fixed to the sleeve 9 by welding.
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 sleeve 9 and the end surface on the outer side (the right side in the drawing) of the tube plate 7 are joined via a first welded portion 10 by fillet welding, for example, and the heat transfer tube 8. The outer peripheral surface and the outer end surface of the extrapolated sleeve 9 are joined via a second welded portion 11 by fillet welding, for example. The joining of the tube plate 7 and the sleeve 9 and the joining of the sleeve 9 and the heat transfer tube 8 can be performed not only by welding but also by pressure welding, mechanical installation, and the like. The heat transfer tube 8, the sleeve 9, and the tube plate 7 are made of steel. However, any material such as S-TEN1 (registered trademark) or SUS will corrode, so S-TEN1 (registered trademark). ) Or SUS or the like may be used.
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 tube plate 7 and the sleeve 9 are welded to the tube plate 7 through the sleeve 9, and then the sleeve 9 and the heat transfer tube 8 are welded to the sleeve 9 fixed to the tube plate 7 through the heat transfer tube 8. Also in the procedure, the sleeve 9 and the heat transfer tube 8 are welded to the sleeve 9 through the heat transfer tube 8, and then the sleeve 9 to which the heat transfer tube 8 is fixed is passed through the tube plate 7 to weld the sleeve 9 and the tube plate 7.
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 tube plate 7 and the sleeve 9 are fixed and the sleeve 9 and the heat transfer tube 8 are fixed by welding, the flow path inside the tube plate 7 is surely sealed to ensure airtightness. Here, the welds 10 and 11 are formed by fillet welding, but may of course be formed by groove welding.
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 fluidized bed boiler 100 having such a configuration, the combustion exhaust gas discharged from the furnace 1 and solid particles separated by the cyclone 2 is supplied to the superheater 4, the economizer 5, and the air preheater 6. By passing, heat exchange is performed with each heat transfer tube, and exhaust heat is recovered.
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 air preheater 6 is located on the most downstream side of the flow path through which the combustion exhaust gas flows, and the exhaust heat of the combustion exhaust gas is recovered by the superheater 4 and the economizer 5 upstream of the air preheater 6. Therefore, the temperature of the combustion exhaust gas that exchanges heat with the air preheater 6 is low. In particular, the temperature on the air inlet side (near the tube plate 7) of the heat transfer tube 8 of the air preheater 6 is low. When the temperature is 60 to 80 ° C. or lower, hydrochloric acid dew point corrosion tends to occur.
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 heat transfer tube 8, in this embodiment, the heat transfer tube 8 is replaced according to the degree of the corrosion C (before the hole is opened). . Although FIG. 2 shows an example in which corrosion C occurs on the outer peripheral side of the heat transfer tube 8, corrosion C may occur on the inner peripheral side. The same applies to the drawings after FIG. Further, FIG. 5 and the like which will be described later also show an example in which the corrosion C occurs on the outer peripheral side of the sleeve 9, but the corrosion C may occur on the inner peripheral side.
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 portion 11 that joins the sleeve 9 and the heat transfer tube 8 is removed as shown in FIG. 3 by, for example, a grinder, and the sleeve 9 remains fixed to the tube plate 7. Then, the heat transfer tube 8 is moved in the direction of the arrow shown in the drawing and pulled out. Then, as shown in FIG. 4, the heat transfer tube 18 is replaced with a new heat transfer tube 18, and the outer peripheral surface of the heat transfer tube 18 and the outer end surface of the sleeve 9 are It joins via the 2nd welding part 21 by meat welding.
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 heat transfer tube 8 is visually recognized, and the heat transfer tube 8 is replaced according to the degree of the corrosion C. For example, the degree of the corrosion C is automatically detected by a sensor or a camera. It is also possible to automatically recognize the replacement time by a computer.
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 cylindrical sleeve 9 that is passed through the tube plate 7 and fixed to the tube plate 7, and the transmission that is passed through the sleeve 9 and fixed to the sleeve 9. When the heat transfer tube 8 is corroded and the heat transfer tube 8 corrodes, the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 are unfixed according to the corrosion C, and the sleeve 9 remains fixed to the tube plate 7. Since the heat transfer tube 8 is moved and replaced, the corroded heat transfer tube 8 can be easily replaced without damaging the tube plate 7.
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。
In addition, when the outer end of the sleeve 9 is deformed by repeated replacement of the heat transfer tube, the outer end of the sleeve 9 may be cut off and used continuously.
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 sleeve 9 or the heat transfer tube 8 (corrosion C occurs in the sleeve 9 in FIG. 5), depending on the degree of corrosion C ( For example, before the hole is formed in the heat transfer tube 8, the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 are moved in the axial direction.
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 tube plate 7 and the sleeve 9 is removed by, for example, a grinder as shown in FIG. 5, and the heat transfer tube 8 is fixed to the sleeve 9. In this state, the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 are moved in the axial direction as indicated by arrows in FIG. Here, the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 are moved inward (left side in the figure).
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 heat transfer tube 8 and the sleeve 9 are moved, as shown in FIG. 7, the outer peripheral surface of the sleeve 9 and the outer end surface (the right side in the drawing) of the tube plate 7 are, for example, a first weld 20 by fillet welding. Join through.
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 heat transfer tube 8 and the sleeve 9 are moved in the axial direction according to the degree of the corrosion C. However, the degree of the corrosion C is automatically detected by, for example, a sensor or a camera. It is also possible to automatically recognize the movement time and determine the movement time automatically by a computer.
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 sleeve 9 and the heat transfer tube 8 is such that the acid dew point corrosion C occurs in both the sleeve 9 and the heat transfer tube 8 regardless of whether the acid dew point corrosion C occurs in the sleeve 9 or the acid dew point corrosion C occurs in the heat transfer tube 8. Corrosion C may be generated. In short, it may be performed when acid dew point corrosion C occurs in at least one of the heat transfer tube 8 and the sleeve 9.
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 tubular sleeve 9 passed through the tube plate 7 and fixed to the tube plate 7, and passed through the sleeve 9 and fixed to the sleeve 9. When at least one of the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 is corroded, the sleeve 9 and the tube plate 7 are released according to the corrosion C, and the heat transfer tube 8 is attached to the sleeve 9. Since the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 are moved in the axial direction in a state where they are fixed, and then the sleeve 9 is fixed to the tube plate 7, the corrosion C can be moved in the axial direction and is corroded. The part which has not corroded can be moved to the axial direction position where C was 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.
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。
Note that, as shown in FIG. 5, when the sleeve 9 corrodes, the time until the corrosion C reaches the heat transfer tube 8 can be increased, so that the life can be further extended.
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 sleeve 9 is not corroded and only the heat transfer tube 8 is corroded, the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 are unfixed as another method different from the above one method, and the sleeve 9 is replaced with the tube plate. 7, the heat transfer tube 8 may be moved in the axial direction, and then the heat transfer tube 8 may be fixed to the sleeve 9. Also in this case, the corrosion C can be moved in the axial direction, and a portion that is not corroded can be moved to the axial position where the corrosion C was 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.
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 corrosion countermeasure structure 200 of the heat exchanger. The anti-corrosion structure 200 includes a tube plate 7 as a heat transfer tube fixing member, a heat transfer tube 8 that exchanges heat with a gas flowing in a flow path inside the tube plate 7, and a cylindrical sleeve that is extrapolated to the heat transfer tube 8. 9, and at least one of the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 is movably supported with respect to the tube plate 7. The heat exchanger anti-corrosion structure 200 supports the sleeve 9 and the heat transfer tube 8 by the tube plate 7. As shown in FIG. 3, the heat transfer tube 8 can move relative to the tube plate 7 (and the sleeve 9) by removing the second welded portion 11 between the heat transfer tube 8 and the sleeve 9. it can. The state in which the movement of the heat transfer tube 8 is temporarily restricted by the removable second welded portion 11 is a state in which the movement of the heat transfer tube 8 is allowed by the removal of the second welded portion 11. This corresponds to a state in which the heat transfer tube 8 is supported so as to be movable with respect to the tube plate 7. As shown in FIG. 5, the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 can move with respect to the tube plate 7 by removing the first welded portion 10 between the tube plate 7 and the sleeve 9. In the state where the movement of the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 is temporarily restricted by the removable first welded portion 10, the movement of the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 is allowed by the removal of the first welded portion 10. Therefore, it corresponds to a state in which the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 are supported so as to be movable with respect to the tube plate 7.
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 resistant material 12 is provided on the outer peripheral surface of the heat transfer tube 8 on the sleeve 9 side. This is the point that was placed. Note that the fixing structure shown in FIG. 8 functions as a corrosion countermeasure structure 300 that has the same effect and effect as the corrosion countermeasure structure 200 of the heat exchanger shown in FIG.
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-resistant material 12 is provided on the outer peripheral surface of the heat transfer tube 8 on the sleeve 9 side so as to enter the gap 13 between the inner peripheral surface of the sleeve 9. The end portion on the outer side in the axial direction of the corrosion-resistant material 12 is located in the sleeve 9, and the end portion on the inner side in the axial direction extends from the end portion on the inner side in the axial direction of the sleeve 9 to the inner side in the axial direction. Thus, the heat transfer tube 8 is covered.
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-resistant material 12 is a corrosion-resistant coating applied to the outer peripheral surface of the heat transfer tube 8, and specific examples thereof include thermal spraying, painting, lining, and the like. Further, for example, a glass tube which is a corrosion-resistant material may be inserted into the gap 13 between the heat transfer tube 8 and the sleeve 9 so that the glass tube is covered with the heat transfer tube 8. In addition, it is more preferable that the corrosion-resistant material 12 has wear resistance in addition to corrosion resistance.
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 tube plate 7 and the sleeve 9 are welded to the tube plate 7 through the sleeve 9, and then the sleeve 9 fixed to the tube plate 7 is passed through the heat transfer tube 8 coated with the corrosion resistant material 12 to the sleeve 9. Also in the procedure of welding the heat transfer tube 8, the sleeve 9 and the heat transfer tube 8 are welded to the sleeve 9 through the heat transfer tube 8 coated with the corrosion resistant material 12, and then the sleeve 9 to which the heat transfer tube 8 is fixed is passed through the tube plate 7. Alternatively, the procedure of welding the sleeve 9 and the tube sheet 7 may be used.
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 the 1st, 2nd embodiment mentioned above is applied with respect to the heat exchanger tube 8 which has the said corrosion-resistant material 12. FIG.
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 resistant material 12 disposed on the outer peripheral surface of the heat transfer tube 8 on the sleeve 9 side. Therefore, corrosion of the heat transfer tube 8 can be prevented at low cost, and the life can be extended.
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 sleeve 9 is passed through the tube plate 7 and fixed to the tube plate 7, and the heat transfer tube 8 is passed through the sleeve 9 and fixed to the sleeve 9. And the outer peripheral surface of the heat transfer tube 8 on the sleeve 9 side is coated with a corrosion-resistant material 12, and the end portion on the inner side in the axial direction of the corrosion-resistant material 12 extends inward in the axial direction from the end portion on the inner side in the axial direction of the sleeve 9. Since the corrosion-resistant material 12 prevents the heat transfer tube 8 from being corroded and the end portion on the axially outer side of the corrosion-resistant material 12 is located in the sleeve 9, the axial direction of the sleeve 9 is exposed. The outer end portion and the outer peripheral surface of the heat transfer tube 8 can be welded by the second welding portion 11 without any hindrance. When not welding, the sleeve 9 and the heat transfer tube 8 can be fixed without hindrance. That is, in addition to the operations and effects of the first and second embodiments, the corrosion resistant material 12 can prevent corrosion of the heat transfer tube 8 at a low cost without using an expensive heat transfer tube, and can extend the life. .
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-resistant material 12 to the outer peripheral surface of the heat exchanger tube 8 cannot be employ | adopted.
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 heat transfer tube 8 is passed through the tube plate 7 and fixed to the tube plate 7 by, for example, welding, and the sleeve 19 is inserted into the heat transfer tube 8 and supported by the heat transfer tube 8. It is an inner sleeve.
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 sleeve 19 is inserted into the heat transfer tube 8, and the end portion on the inner side in the axial direction is arranged so as to extend in a shorter direction toward the inner side than the tube plate 7 on the air inlet side. A pair of O- rings 30 and 31 are disposed between the outer peripheral surface of the sleeve 19 and the inner peripheral surface of the heat transfer tube 8 so as to be separated in the axial direction. The O- rings 30 and 31 are located on both sides of the tube plate 7, and the sleeve 19 is centered and supported by the O- rings 30 and 31 with respect to the heat transfer tube 8. Further, the O- rings 30 and 31 seal between the sleeve 19 and the heat transfer tube 8, and air (fluid) exchanging heat with the combustion exhaust gas leaks from between the sleeve 19 and the heat transfer tube 8. To prevent.
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 sleeve 19 by entering the axially outer end of the sleeve 19 as an inlet. The inside end portion flows out as an outlet and flows through the heat transfer tube 8 toward the downstream side, whereby heat exchange with the combustion exhaust gas is performed.
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 sleeve 19, the vicinity of the outlet of the sleeve 19 in the heat transfer tube 8 becomes the lowest temperature region, and acid dew point corrosion C is caused here. Become.
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 heat transfer tube 8, the sleeve 19 is attached according to the degree of the corrosion C (for example, before a hole is opened in the heat transfer tube 8). Move in the axial direction.
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 sleeve 19 is moved in the axial direction as indicated by an arrow in FIG. 9 while the heat transfer tube 8 is fixed to the tube plate 7. Here, the sleeve 19 is moved inward (left side in the figure). At this time, since the sleeve 19 is supported by the heat transfer tube 8 via the O- rings 30 and 31, it can be easily moved in the axial direction.
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。
And, since the outlet of the sleeve 19 moves in the axial direction relative to the heat transfer tube 8 by such movement of the sleeve 19, the low temperature region of the heat transfer tube 8 causing corrosion can be moved in the axial direction.
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 heat transfer tube 8 is visually recognized and the sleeve 19 is moved in the axial direction in accordance with the degree of the corrosion C. For example, the corrosion C of the heat transfer tube 8 is detected by a sensor or a camera. It is also possible to automatically recognize the degree of movement and automatically determine the movement time by a computer.
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 sleeve 19 engages with the tube plate 7 via the heat exchanger tube 8 is employ | adopted, and when the heat exchanger tube 8 corrodes, according to the corrosion C, the heat exchanger tube 8 is made. Since the sleeve 19 in the heat transfer tube 8 is moved in the axial direction while being fixed to the tube plate 7, the position of the outlet of the sleeve 19 serving as an outlet for the air flowing in the sleeve 19 is set to the heat transfer tube. 8 can be moved in the axial direction, and a low temperature region that occurs near the outlet of the sleeve 19 and causes corrosion of the heat transfer tube 8 can be moved in the axial direction. That is, by moving the position of the outlet of the sleeve 19 in the axial direction, the corrosion position of the incoming heat transfer tube 8 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.
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。
Also, as another method different from the above one method, the sleeve 19 may be moved in the axial direction and replaced with another sleeve having a different length, for example. Also in this case, the position of the outlet of the sleeve 19 that causes corrosion of the heat transfer tube 8 can be moved in the axial direction with respect to the position of the outlet of the sleeve 19 before replacement. That is, by moving the position of the outlet of the sleeve 19 in the axial direction, the corrosion position of the incoming heat transfer tube 8 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.
なお、伝熱管8のスリーブ19側(腐食を招来する位置)の内周面に、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。
In addition, it is preferable to arrange the corrosion-resistant material described in the third embodiment on the inner peripheral surface of the heat transfer tube 8 on the sleeve 19 side (position causing corrosion). According to this, the corrosion resistant material can prevent corrosion of the heat transfer tube 8 at a low cost without using an expensive heat transfer tube, and can extend the life.
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 corrosion countermeasure structure 400 of the heat exchanger. The anti-corrosion structure 400 includes a tube plate 7 as a heat transfer tube fixing member, a heat transfer tube 8 that exchanges heat with a gas flowing in a flow path inside the tube plate 7, and a cylindrical sleeve that is inserted into the heat transfer tube 8. 19, and at least one of the heat transfer tube 8 and the sleeve 19 is movably supported with respect to the tube plate 7. The heat exchanger anti-corrosion structure 400 supports the sleeve 19 and the heat transfer tube 8 by the tube plate 7. As shown in FIG. 9, the sleeve 19 can move with respect to the tube plate 7 (and the heat transfer tube 8) while being supported by the O- rings 30 and 31.
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 fluidized bed boiler 100 is applied to the combustion exhaust gas. Although described, it can be applied to combustion exhaust gas from other boilers, combustion exhaust gas from incinerators, melting furnaces, etc., and can also be applied to pyrolysis gas (combustible gas) of gasification furnaces, etc. .
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 heat exchanger tube 8 of the air preheater 6 is described as being especially suitable, not only the acid dew point corrosion which becomes low temperature corrosion but the molten salt which becomes high temperature corrosion It can also be applied to, for example, a heat exchanger tube of a superheater where corrosion occurs. In short, it is a heat exchanger tube for heat exchange that exchanges heat with gas. It can be applied to.