JPH0252901A - コークス乾式消火設備におけるボイラチューブの穴空き検知方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、コークス乾式消火設備におけるボイラチュー
ブの穴空き検知方法に関する。

〈従来の技術〉 一般に、コークス乾式消火設備は、第３図に示すように
、竪型の冷却塔ｌ、埋煙道および廃熱ボイラＩＩからな
り、コークス炉（図示せず）から押し出されてバケツ目
６に入れられた赤熱コークスは、クレーン１７で運ばれ
て冷却塔１の装入口２に装入され、冷却塔１の下部から
１８０°Ｃ前後の不活性ガスを冷却ガスとして吹き込む
ことによって冷却され、下部に設けられた切り出しゲー
ト５およびシュート６を経てベルトコンベア７によって
搬出される。

一方、冷却塔１内で赤熱コークスで加熱された冷却ガス
は、円環煙道８を介して煙道９に排出され、除１！！！
１１０を経て廃熱ボイラ１１に導入されてボイラチュー
ブ１２内の水と熱交換し、その顕熱が回収されて蒸気を
発生させた後、廃熱ボイラ１１の出側に設けられたガス
ダクト１３に排出され、サイクロン１４で粉コークスが
除去され、循環ファン１５で昇圧されて再び冷却ガスと
なって冷却塔１に吹き込まれ循環使用されるように構成
される。

なお、この冷却ガスは、循環の過程で煙道９の入口で燃
焼用空気孔１８から空気が投入されて、冷却ガス中の水
素ガスやＣＯガスなどの可燃性ガス成分の調整が行われ
る。そして、投入された空気や赤熱コークスによって発
生した水素ガスなどにより量が増加した冷却ガスは、放
散管１９から放散されたり、あるいは燃料として回収さ
れる。

ところで、前記廃熱ボイラ１１のボイラチューブ１２は
、冷却ガス中のコークスダストによりチューブ外面が摩
耗され減肉する。また、ボイラチューブ１２に通水する
純水によってもチューブ内面が腐食を受けて減肉する。

このようにボイラチューブ１２は内外両面から減肉する
ため、場合によってはチューブに穴空きが生じ、チュー
ブ内の高圧水や高圧蒸気がチューブの外へ噴出するトラ
ブルが発生する。

このボイラチューブ１２は、廃熱ボイラ１１内に例えば
１０２ｍｍＸ　１２５ｍｎ＋という狭い間隔で配設され
ているので、もしいずれかのボイラチューブ１２から高
圧水や高圧蒸気が噴出すると、１ケ所で発生した噴出水
や高圧蒸気が隣接する他の健全なチューブの外面へ高圧
、高速でＩＪｉ突し、チューブ本体を削り取って穴空き
を発生させるという事態が生じ、ボイラチューブ１２の
穴空きによる水や蒸気の噴出による被害は拡大してしま
うこととなる。

また、噴出した水や蒸気と冷却ガス中に含まれる硫黄化
合物とが反応して硫酸を生成して、ボイラチューブ１２
外面やガスダク目３を腐食させという問題も生じる。

したがって、ボイラチューブ１２の穴空きの発生を早期
に検知し、もし穴空きが生じた場合には速やかにボイラ
チューブ１２の取り替え補修を行う必要がある。

ところで、このように廃熱ボイラ１１のボイラチューブ
１２に穴空きが生じ、水や蒸気が冷却ガス中に混入する
のを検知する方法としては、従来、例えば特公昭５４−
１５４３３号公報に開示されているように、ボイラの蒸
気発生流量と給水流量を比較し、その不平衡を検出する
ことにより、ボイラチューブの破損を判定する方法が提
案されている。

また、冷却ガス中に漏れた水や蒸気が、冷却室の赤熱コ
ークスと下記（１）式のように反応して、生じた水素ガ
スの変化を測定する方法がある。

Ｃ＋　ＩＩ！０−ＣＯ＋１１！　　−−−−−−・−・
−・−・・・−・−・−・−・・・・（１）〈発明が解
決しようとする４１題〉 しかしながら、前者の特公昭５４−１５４３３号の方法
は、蒸気発生流量と給水流量を測定する流量計に誤差が
あるため、ボイラチューブの穴空きが小さい期間では穴
空きを検知することができないという欠点がある。

すなわち、流量針には通常０．５％程度の誤差があり、
例えば３０　Ｌ／ｈ程度の廃熱ボイラでは、蒸気の流量
針と給水の流量計との差が０．３ｔ／ｈ以上でないと差
があるとはいえないために、０．３１／ｈ以下の漏洩で
は判定ができないのである。

また、後者の水素ガスの変化で判定する方法では、冷却
塔に装入される赤熱コークスからも水素ガスが発生し、
その量は赤熱コークスの炭化状態により変化するから、
炭化の不十分な赤熱コークスを装入する場合は大幅に水
素ガスが発生して、やはりボイラチューブの穴空きが小
さい期間は検知することができない。

第１表に、冷却ガスの成分の分析結果の一例を示す。

第　　　１　　　表 （容量％） この例に示すように、Ｉ＋、は３．６％から１６．４％
まで変化しており、水素ガスの含有量からボイラチュー
ブの小さな穴空きを検知することができないのである。

本発明は、上記のような従来技術の有する課題を解決す
べくなされたものであって、コークス乾式消火設備にお
けるボイラチューブの穴空きを早期にかつ確実に検知す
る方法を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、コークス乾式消火設備におけるボイラチュー
ブの穴空き検知方法であって、廃熱ボイラ人口と出口に
おけるコークス乾式消火用の冷却ガス中の水分を検出し
、これらの測定値に差が生じた時点をボイラチューブの
穴空きと判定することを特徴とするコークス乾式消火設
備におけるボイラチューブの穴空き検知方法である。

〈作　用〉 一般に、コークス乾式消火設備に使用される冷却ガスは
不活性ガスであるから、通常はそのガス中には水分は含
まれていない、しかし、冷却ガスが赤熱コークスを冷却
しながら循環される間に、赤熱コークスから発生した水
素ガスがリークした空気、あるいは冷却ガスの可燃成分
濃度を下げるために前出第３図に示した燃焼用空気管１
８を介して強制的に吹き込まれる空気と下記（２）式の
ようにＬ＋１／２０ｘ−ＩＩ□０−・−・−・・−・・
・・・−・−・・−・・・・−・・・・・・・・・・（
２）反応して生成された水分と、空気中に元々含まれて
いた水分とが混入することになる。

なお、このようにして生成される冷却ガス中の水分は、
赤熱コークスと反応して、すなわち前出（１）式によっ
て、その一部は水素ガスとＣＯガスに分解されて変動す
る。

また、空気中に含まれる水分の量は、天候によって左右
される。すなわち、例えば、乾燥期で気温の低い冬季は
約５　ｇ／Ｎ＋＊ｆｆ（０，６２容量％）、また気温の
高い夏季で約２０ｇ／Ｎｍ’　　（２，５容量％）と変
化し、冷却ガス中の水分の変動の一因となる。

第４図は、廃熱ボイラの出口に水分計を設置して冷却ガ
ス中の水分を測定した一例である。この例では、水分は
１．０〜４．９％の間を変動していることがわかる。

一方、ボイラチューブに穴が空いて１００ｋｇ／ｈの漏
水があった場合、例えば５６　ｔ／ｈのコークス処理能
力のあるコークス乾式消火設備において、冷却ガス系容
積が約１０００ｒｒｆ、系外に放散される余剰ガス量を
２００ＯＮｍ”／ｈとすると冷却ガス中の水分増加量は
４．１％となるので、この程度のボイラチューブの穴空
きによる水あるいは蒸気の漏洩は水分測定点を１ケ所と
したのでは、正確に検知することができないのである。

そこで、さらに、廃熱ボイラの入口にも水分計を取付け
て、廃熱ボイラの入口における冷却ガス中の水分を測定
するようにすれば、冷却ガス自体が廃熱ボイラに持ち込
む水分の量を測定することができるから、もし、廃熱ボ
イラの出口における水分の量が変動した場合には、両者
を比較することによって、ボイラチューブの穴空きによ
るものかどうかを判別することが可能になる。

すなわち、廃熱ボイラの人口における水分計による測定
値をＭ＋（％）とし、また出口における水分計による測
定値をＭ、（％）として、その差ΔＭを下記（３）式に
より計算する。

６Ｍ−Ｍ、−Ｍｌ−・〜・・・〜・・−・・−・〜・〜
・−・・・・・−・−・−（３）そこで、この６ＭがＯ
より大きくなった時点をボイラチューブに穴空きが発生
したと判定するのである。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について、図面を参照して具体
的に説明する。

第１図は、本発明方法に係る実施例を示す構成図である
０図中、従来例と同一部材は、同一符号を付して説明を
省略す、る。

図において、２１は、廃熱ボイラ１１の入口に取付けら
れて冷却ガス中の水分を測定する入口水分計である。

２２は、廃熱ボイラ１１の出口のガスダクト１３に取付
けられて冷却ガス中の水分を測定する出口水分計である
。

また、２３は、入口水分計２１の水分測定値と出口水分
計２２の水分測定値とを演算して表示する演算表示装置
である。

このように構成した水分測定装置を用いて、廃熱ボイラ
１１の入口と出口で同時に冷却ガス中の水分を測定した
。

そこで、ある時点で廃熱ボイラ１１の出口のガスダクト
１３内に５０ｋｇへの水を噴霧して、そのときの両者の
差を前出（３）式で求めた。その結果を第２図に示す。

この図から明らかなように、水噴霧時点までの両者の差
はＯ±０．５％以内であったが、水噴霧時点以降はほぼ
２％となり、この値は噴霧された水の量に匹敵している
ことがわかる。

この実験の結果からみて、１００ｋｇ／ｈの水を噴霧し
た場合は、その差の値はさらに大きくなることは明らか
であるから、したがって、本発明の目的とする１００　
ｋｇ／ｈ以下の水もしくは蒸気の漏洩を検知することが
可能であることはいうまでもない。

このように本発明を用いることにより、ボイラチューブ
にたとえ小さな穴空きがあっても、確実に検出すること
ができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、廃熱ボイラの入
口と出口の冷却ガス中の水分を比較して監視することに
よって、ボイラチューブの穴空きを早期にかつ確実に検
知することができる。

したがって、ボイラチューブの穴空きの小さい内に補修
することができるから、ボイラチューブの補修、取り替
えに要する期間や費用を大幅に低減することができ、か
つ、粉コークスの摩耗によりボイラチューブの穴空きの
発生頻度の高いコークス乾式消火設備の廃熱ボイラの稼
働率を高め、その安定操業に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る実施例を示す構成図、第２図は
、廃熱ボイラの人口と出口における冷却ガス中の水分差
の測定例を示す特性図、第３図は、コークス乾式消火設
備の従来例を示す構成図、第４図は、廃熱ボイラ出口に
おける冷却ガス中の水分の経時変化を示す特性図である
。 ■・・・冷却塔、　　　　　９・・・煙道。 １１・・・廃熱ボイラ、　　　　１２・・・ボイラチュ
ーブ。 １３・・・ガスダクト、　　　２１・・・入口水分計２
２・・・出口水分計、２３・・・演算表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コークス乾式消火設備におけるボイラチューブの穴空き
   検知方法であって、廃熱ボイラ入口と出口におけるコー
   クス乾式消火用の冷却ガス中の水分を検出し、これらの
   測定値に差が生じた時点をボイラチューブの穴空きと判
   定することを特徴とするコークス乾式消火設備における
   ボイラチューブの穴空き検知方法。