JPS61289296A - 熱交換器のクリ−ニング装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ 【ｌ五α杜刑盆」 本発明は、回転再生式熱交換器の伝熱体の流体流路に付
着した徘ガスのダストを該熱交換器の運転中に除去する
クリーニング装置に関するものである。

処迷！Ｕυ１ 回転再生式熱交換器の伝熱体の流体流路を排ガスが通過
する時、排ガスが含有する燃焼灰、酸性硫安等のダスト
が伝熱面に付着し、運転を継続するに従って流体流路は
目づまりを起す。この場合、伝熱面に付着したダストを
除去するために、スートブロワより蒸気または空気を噴
射していた。スートブロワを使用しても充分ダストを除
去できない場合は、回転再生式熱交換器を停止し、これ
を通過する排ガスをバイパスさせることにより、該熱交
換器を一時プラントの運転系統から切り離した上で、該
熱交換器を多量の低圧水で水洗していた。

明が解決しようとする４　ヴ 伝熱面に付着したダストの付着力が弱い場合にはスート
ブロワの使用でダストを除去することが可能であるが、
ダストの付着力が強固な場合には、この上うな扱作では
目的を達することができない。

特に徘ガスの脱硫・脱硝を行った場合に徘〃ス中に混入
されるＮＨｌと徘〃ス中に含まれるＳＯｘとが化合して
生成する酸性硫安は、伝熱面温度が約２５０℃以下の低
温域に達すると、伝熱面上に析出し固化して付着するの
で、そのような場合には、スートブロワでは充分に排除
することができなくなり、水洗を行なわざるを得なくな
る。

低圧水で水洗する場合、多量の水量を噴射するため、熱
交換器の運転中に水洗すると熱交換器に熱衝撃を与える
恐れがあり、また排ガスに搬送されて熱交換器を出た水
分は熱交換器の下流側にある機器に種々の障害を与える
おそれがある。更に、また水量が多いために、伝熱体の
温度が着しく低下して水洗終了後においても伝熱面が直
ちに乾燥されないため、徘〃ス中のダストが再付着する
おそれがある。

従って、熱交換器を通過する排ガスをバイパスして水洗
するか、プラントを一時停止して該熱交換器を一時プラ
ントの運転系統から切り離した上で水洗せざるを得ない
のが現状である。

高圧水で水洗する場合、低圧の場合に比べ、水洗水量は
少くてよいのが一般の傾向であるが、低圧水での水洗の
場合と同様熱交換器に与える熱衝撃のおそれと、排ガス
によって搬出される水分による下流側機器に与える種々
の悪影響が懸念されて、回転再生式熱交換器の運転中の
高圧水洗は実用化さるに至らず、熱交換器を流過する排
ガスをバイパスして又はプラントを停止して水洗してい
るのが現状である。前者においては、熱交換器を一時プ
ラントの運転系統から切り離さなければならないという
問題がある。

低圧または高圧水洗のために回転再生式熱交換器を一時
的にプラントの運転系統から切離さなければならないと
いう水洗操作上の問題を解消するための手段の開発が要
請されている。

本発明は、この要請に応えるためになされたもので、そ
の目的とするところは、熱交換器を部分負荷または全負
荷で運転した状態で、少量の高圧水で水洗を行ない、回
転再生式熱交換器に熱衝撃による損傷を与えることなく
又該熱交換器の下流１ＩＩｌｌＮ！！器に障害を与える
ことなく伝熱面のダスト集積を充分に排除する手段を提
供することにある。

［発明の構成１ ５　ヴを早゛するための　段と作用 高温排〃スと燃焼用空気との熱交換を行っている運転中
の空気予熱器において、ＳＯｘ、ＮＯｘを含有する脱硫
・脱硝前の未処理〃スと脱硫・脱硝後の処理〃スとの間
で熱交換を行っている運転中のがスヒーターにおいて、
高温流体側又は低温流体側の熱交換器の伝熱体の一方の
側の流体流路端面上に、移動式の高圧水洗ノズルおよび
気体噴射スートブロワを配設し、少量（高圧水が伝熱面
の流体流路から排出されている高圧水の３０〜７０％が
蒸気に変換する程度の少量）の高圧水洗水を噴射して、
この高圧水洗水の通過した伝熱体の流体流路の断面の一
部または全部に、水洗水でぬらされた伝熱面の水分が残
留している開に、好ましくは水洗水が通過した直後に、
蒸気又は空気を噴射する。

次に、ロータの中にマトリックス状に配置された伝熱体
の流体流路の他方の側に移動式の高圧水洗ノズルを配設
し、先に述べた高圧水洗水の通過した伝熱体の流体流路
の断面の一部または全部に流体流路の水分が残留してい
る間に、好ましくは該水洗水が通過したＭ後に、他方の
側に設置された移動式の高圧水洗ノズルより高圧水洗水
を噴射する。更に、高圧水洗水の通過した伝熱体の流体
通路の断面の一部または全部に該水洗水で濡らされた流
体通路の水分が残留している間に、好ましくは該水洗水
が通路した直後に移動式の気体噴射のスートブロアによ
て蒸気または空気を噴射する縦軸型回転再生式熱交換器
においては、この時間時に、伝熱体の流体流路の上部端
面出口の高圧水洗水排出口の周囲に散布・付着している
ダスト集積体片を下方に向かって吹き抜くため、高圧水
洗水の排出口の一部または全部を含めたダスト散布全域
をスルドブロワによる蒸気又は空気で噴射することにな
る。

回転再生式熱交換器の回転数及び高圧水洗ノズルと気体
噴射ノズルの移動速度はスートブロワによって高圧水洗
水の伝熱体端面上の軌跡を追跡しやすいように出来るだ
け小さい方が好ましく、ま１　　た高圧水洗７７：：ル
と気体噴射ノズルとは相接近している方が好ましい。

高圧水洗／７：：ルおよび気体噴射ノズルの数はそれぞ
れ１個でも良いが、ダスト除去効果を高めるために、ま
た除去時間を短くするために、それぞれ複数個を配設す
るのが好ましい。以下にノズルの配設手段について説明
する。

熱交換器の円周方向に高圧水を噴射する複数の、　　ノ
ズルに配列し高圧水噴射後の円周方向に気体を噴射する
複数のノズルを配列する。

熱交換器の放射方向に高圧水を噴射する複数のノズルを
配列し、高圧水噴射後の同円周上の一部または全部を移
動する放射方向に気体を噴射する複数のノズルを配列す
る。

この場合の高圧水洗水ノズル又は気体噴射ノズルのそれ
ぞれの配列は、隣接するノズルの噴射域がオーバーラツ
プする状態に配列するのが好ましい。

高圧水洗水ノズルと気体噴射ノズルとは、高圧水洗水噴
射の直後にスートブロワを掛けることができるように両
者のノズルは近接していることが好ましく、両者は同期
移動よりも接続されて、共に移動するごとく設置される
。

他の側のノズル配置について説明する（特に縦型の場合
）。他の側に高圧水洗水ノズルおよびスートブロワを配
置し、片側の高圧水洗水ノズルおよびスートブロアの他
の側における出口の軌跡を追跡して高圧水およびスート
ブロワのノズルを配置する。このように下部に配置した
場合、伝熱面通路が艮い場合、片方からのクリーニング
効果が不充分であっても他の側よりクリーニングすれば
完全なダストの除去効果が得られる。また、縦型の場合
片側の高圧水のノズル及びスートブロワのノズルによっ
て下部から吹きあげられた剥離ダストは流体噴出孔の周
囲に散布されていて、この散布されたダストを逆方向に
吹抜く効果がえられる。

Ｋ１涯 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図および第２図は回転再生式熱交換器１のロータ２
の上部流体流路端面上に高圧水洗水／ｆニル３およびス
ートブロワノズル４を配置し、下部端面の下側に上部と
同形式の高圧水洗水ノズル５及びスートブロワノズル６
を配置した図である。

熱交換器１を部分負荷または全負荷の徘〃スを通じた運
転状態でロータ２を通常回転または低速に回転ｒる。下
側の高圧水洗水ノズル５とこれに接続して配置されたス
ートブロワノズル６の該クリーニング装置のノズル配列
が熱交換器の円周方向に配置されるようにする。熱交換
器の放射方向に微速で（例えば５ｍＬＩＩ／ロータ１回
転）移動をロータ２の外周端から開始する。該クリーニ
ング装置に１００−２３０　ｋｇ／ｃｍ２の高圧水を、
図示しない高圧ポンプから供給して高圧水洗水７ズル５
がら噴射し、例えば８〜１４に８７ｃｍ２の蒸気または
空気を通常の蒸気または空気源から供給して、スートブ
ロワノズル６がら噴射する。

下側の高圧水洗水ノズル５およびスートブロワノズル６
である瞬間クリーニングされた排ガス通路のクリーニン
グ媒体入口と出口が回転し、クリーニング装置が放射方
向に沿ってロータ回転中心に向かって移動しているので
第３図に示す螺旋状の軌跡７として示される。内部の螺
旋で囲まれたレーンａは高圧水洗水の通過した直後の軌
跡であり、外部の螺旋と内部の螺旋で囲まれたレーンｂ
は高圧水洗水の通路から高圧水洗水の出口側に吹き出さ
れたダストがエレメント８上に落下した範囲を示す。勿
論スートブロワノズル６によって吹き出されたダストも
この中にふくまれているが、高圧水洗水の通路から吹き
出されたダストの量がその大部分を占めている。

高圧水洗水ノズル５とスートブロワノズル６は、次のよ
うに配置される。即ち、エレメント８の排ガス通路に対
し、高圧水洗水ノズル５が先行して噴射し、それに続い
てスートブロワノズル６が高圧水洗水ノズル５の通路を
含む周囲の通路に噴射する。

排ガス通過を構成するエレメント８の１枚１枚はロータ
２の円周方向に向がって移送されており、エレメント８
の移送方向とノズルの配列方向が一致しているのが好ま
しい。

前述の螺旋はクリーニング装置の放射方向のある一点位
置での噴射スポットの軌跡であるが、クリーニング装置
がロータ２の１回転につき高圧水洗水の噴出中以下のス
ピードで放射方向に進むにしたがって、噴射されたスポ
ットは伝熱体端面を、順次、噴射されない排ガス通路部
分を残すことなく蔽ってゆく。

高圧水洗水ノズル５とスートブロワノズル６とは接続さ
れている必要はなく、高圧水洗水ノズル５が噴射された
と同一軌跡上をスートブロワノズル６が追跡する配置お
よび移動関係にあるならば、両者は離れて配設されてい
てもよい。しかし高圧水洗水が通過後の通路を高圧水洗
水が通過した直後にスートブロワノズル６の蒸気または
空気が通過するのが好ましく、遅くとも伝熱面が乾がな
い間にスートブロワノズル６の蒸気または空気が通過す
るようにする。

次に池の片側（本図では上側）のノズル３，４の作動に
ついて説明する。

片側（本図では下側）のノズル５．６から吹かれて排ガ
スで除去された以外のダスト残留帯に落下して散布され
ている。この散布されたダストを下部に向かって伝熱面
を通して吹き抜くためと、下部から高圧水でダストを除
去された通路を、更に完全にダストを除去するため、上
部より、下部からクリーニングされた伝熱体端面の軌跡
を追跡して高圧水洗水及び蒸気又は空気を噴射する。こ
の噴射は下部からのクリーニング媒体噴射が終わった直
後に行うことが好ましく、遅くとも伝熱面が乾かない間
に行う。

このように下部からの噴射によって、下部伝熱体端面の
全面を噴射し、伝熱面通路を総てり１７−ニングすると
共に、これに加えて上部から噴射することによって上部
伝熱体地面の全面を噴射し、伝熱面通路の総べてをクリ
ーニングする。

上記実施例は、伝熱面のクリーニング時間を短縮するた
めに、複数ノズル群をくし型にならべてクリーニング装
置の円周から回転軸までのストロークを減じることを可
能にしたものである。

ＰＩＳ４Ａ図は上記複数ノズル群を１本設けた場合の実
施例を示す。

以上の例では伝熱体のエレメント８の１枚１枚が円周方
向に配列されている場合について述べたが、第４Ｂ図及
び第４Ｃ図に示すように、放射方向に配列されている場
合には、複数の高圧水洗水ノズル３．５およびスートブ
ロワノズル４，６は放射方向に配列する。この場合、ク
リーニング装置で噴射された伝熱体端面の噴射帯の放射
方向の巾はエレメント８の１枚１枚が円周方向に配列さ
れている場合の噴射帯より大きくなるのは勿論である。

第４Ｄ図は、複数ノズル群が放射方向に配列され、エレ
メント８の１枚１枚が円周方向に配列されている場合の
実施例を示す。

更に、図示しないが、外周部から回転軸中心まで７ズル
を並べた固定型クリーニング装置を設けてもよい。

放射方向にノズル群を並べた場合は個々のノズルの噴射
中は隣接するノズルの噴射中と重なっているのが好まし
い。

更に、以上の例では縦軸型の回転再生式熱交換器につい
て述べたが、横軸型の回転再生式熱交換器についても、
縦軸型の回転再生式熱交換器の下側から噴射されたダス
トの大部分が上側に散布されて止まることを除いて同様
のことがいえる。即ち横型回転再生式熱交換器において
はダストの大部分は下方に落下する。

更に以上の例では、ロータが回転する回転再生式熱交換
器について述べたが、ロータが固定式で、上下の流体案
内ダクトが回転する形式の熱交換器についても本発明の
主旨を逸脱しない範囲で適用することができる。

［発明の効果１ 排ガスと燃焼用空気または未脱硫、未脱硝等の未処理排
ガスと脱硫後、脱硝後等の処理排ガスが通過中する回転
再生式熱交換器の部分負荷または全負荷での運転中に該
熱交換器の伝熱面に適当量の高圧の水洗水を噴射し、か
つ水洗水噴射面に蒸気又は空気を噴射することによって
、伝熱面に固着していたダストを充分満足出来る程度に
除去することが可能となった。

この場合において、水洗中の熱交換流体温度の別個から
該熱交換器に熱衝撃が加わってないことが明らかとなり
、伝熱エレメントの高圧水による損傷はなく燃焼装置に
対する燃焼用空気が及ぼす悪影響も発生せず、該熱交換
器の後流機器において、電気集塵器では、集塵効果が向
上することを確認した。また、送風器における不具合も
なく、煙突よりの白煙発生も見られなかった。

その結果。従来発生していた伝熱面の目づまりによる回
転再生式熱交換器の運転不能によるプラントの停止を回
避することが可能となった。

伝熱面のダストを除去する場合、水圧は高く、水量は多
いほどよい。水圧は２３０ｋｇ／１１１２を使用しても
前述の如く伝熱板に与える損傷は発生しないことが判明
した。プラント内各機器に与える影響を考えると水量は
少ない程よいため、ダスト除去効果との兼合いで、本発
明では次のような効果的な水量設定とダスト除去効果を
得た。

本例におけるダストの性状の調査により、ダストは酸性
硫安関連化合物であり、水溶性であることが判明してい
る。高圧水洗水の量を水が伝熱面通過中に加熱されて、
その３０〜８０％が蒸気に変化する程度の少量としても
、固着ダストの付着力を弱めることができることを確認
した。しがし、ダストを完全に剥離するには水量が不足
する。この不足する水量を、スートブロワによる蒸気ま
たは空気の追跡噴射により補うことによって、伝熱面に
付着した水速の剥離後のダストに与える質量効果と相ま
って、完全に剥離してないダストを完全に剥離させるこ
とができることを知得した。

噴射により剥離しかけた湿ったダストが、流過する排ガ
スによって乾燥され再び伝熱面に固着する以前に、即ち
、伝熱面の温度が一定状状態まで上昇する以前に（水流
水通過直後、排ガス温度、水洗水量、高圧水圧力等の各
種の条件とよるが遅くとも乾燥しない間に）、追跡噴射
を行なう場合にダスト剥離効果を増大させる。

更に回転再生式熱交換器の伝熱体端面の片側から高圧水
洗水を噴射し、他の片側から高圧水洗水が排出された排
出口の軌跡を追跡し高圧水洗水によって湿ったダストが
乾燥する前に、高圧水洗水を噴射し、更にその高圧水で
湿ったダストが乾燥する前にスートブロワによる蒸気ま
たは空気の追跡噴射を行うことによって伝熱面の排ガス
通路のクリーニング効果を一層増大し得る。

回転再生式熱交換器の両側から媒体を噴射する手段は、
該熱交換器の排ガス通路が長い場合にも有効であること
は勿論である。

追跡噴射は剥離しかけたダストを除去するばかりでなく
、伝熱面の排ガス通路に停滞している水分を除去し、そ
こを通過する排ガスによる伝熱面の急速な乾燥と相まっ
て、水洗後に侵入してくる濡面に付着し易いダストの付
着を防止するという効果をもたらす。この効果は伝熱面
の低湿端において者しく現れる。

高圧水洗水ノズルにおよびスートブロワノズルを個々の
伝熱板の配列された方向に整列させることが重要である
。このような配置が個々の７：Ｘニルから噴射される媒
体の圧力の相乗効果をもたらし、ダスト除去効果を増大
させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はその
平面図、第３図は高圧水洗水の噴射軌跡図、第４Ａ図、
第４Ｂ図、第４Ｃ図及び第４Ｄ図図は複数ノズル群の各
々別の実施例を示す図である。 １・・・熱交換器、２・・・ロータ、３・・・高圧水洗
水ノズル、４・・・スートブロワノズル、５・・・高圧
水洗水ノズル、６・・・スートブロワノズル、７・・・
軌跡、８・・・エレメント、ａ、ｂ・・・レーン。 特許出願人　がプリウス株式会社 第２図 手続補正書（自発）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転再生式熱交換器の伝熱面に付着したダストを除
   去するクリーニング装置において、伝熱体の少なくとも
   一方の側の流体流路端面上に高圧水洗水ノズルおよび気
   体噴射ノズルを配設し、噴射された高圧水洗水の通過後
   の軌跡を追跡して蒸気または空気等の気体を噴射するこ
   とにより、運転中のダスト除去をなし得ることを特徴と
   する熱交換器のクリーニング装置。 ２）高圧水洗水ノズルと気体噴射ノズルとが隣接して備
   えられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の熱交換器のクリーニング装置。 ３）複数の高圧水洗水ノズルと複数の気体噴射ノズルと
   が、伝熱体を構成する伝熱板の断面の長手方向と同一方
   向にそれぞれ配列されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の熱交換器のクリーニン
   グ装置。 ４）複数の高圧水洗水ノズルと複数の気体噴射ノズルと
   が、回転再生式熱交換器の円周方向にそれぞれ配列され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３
   項記載の熱交換器のクリーニング装置。 ５）複数の高圧水洗水ノズルと複数の気体噴射ノズルと
   が、回転再生式熱交換器の放射方向にそれぞれ配列され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３
   項記載の熱交換器のクリーニング装置。 ６）複数の高圧水洗水ノズルと複数の気体噴射ノズルと
   が、伝熱体の流体流路の一方の端面上と他方の端面上と
   にそれぞれ設置されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第５項記載の熱交換器のクリーニング装置。 ７）一方の端面上に設置されるクリーニング装置に加え
   て、該クリーニング装置から噴射された高圧水の他方の
   端面上の出口の軌跡を追跡して高圧水を噴射するように
   他方の端面上にもクリーニング装置を設置することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項記載の熱交換
   器のクリーニング装置。