(57)【要約】【課題】溶射皮膜が形成されたボイラ管に付着している付着灰を、溶射皮膜を痛めることなく効率的に除去することができる付着灰除去方法を提供する。【解決手段】溶射材を吹き付けて溶射皮膜１２が形成されたボイラ管１０であって、ボイラ管１０の表面に付着した付着灰１４を除去する付着灰除去方法において、付着灰１４が付着したボイラ管１０に０．１Ｐ以上１００Ｐ以下の粘度を有するゲル状組成物１６を塗布する工程と、ゲル状組成物１６を塗布する工程の後に、塗布したゲル状組成物１６を付着灰１４に浸透させた後、ボイラ管１０に形成された溶射皮膜１２から付着灰１４を除去する工程とを備える。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射材を吹き付けて溶射皮膜が形成されたボイラ管であって、前記ボイラ管の表面に付着した付着灰を除去する付着灰除去方法において、
前記付着灰が付着した前記ボイラ管に０．１Ｐ以上１００Ｐ以下の粘度を有するゲル状組成物を塗布する工程と、
前記ゲル状組成物を塗布する工程の後に、前記塗布した前記ゲル状組成物を前記付着灰に浸透させた後、前記ボイラ管に形成された前記溶射皮膜から前記付着灰を除去する工程とを備えることを特徴とする付着灰除去方法。
【請求項２】
前記ゲル状組成物は、セルロース系およびその誘導体、でんぷん系、たんぱく質系、ポリマー系から選択されるいずれか一つの水溶性増粘剤と、水とを含有することを特徴とする請求項１に記載の付着灰除去方法。
【請求項３】
前記水溶性増粘剤は、カルボキシメチルセルロースであることを特徴とする請求項２に記載の付着灰除去方法。
【請求項４】
前記ゲル状組成物は、水ガラス、石灰、ベントナイトから選択されるいずれか一つの無機系増粘剤と、水とを含有することを特徴とする請求項１に記載の付着灰除去方法。
【請求項５】
前記ゲル状組成物を塗布する工程は、前記ゲル状組成物を含浸させた繊維体を前記付着灰に貼り付けて塗布することを特徴とする請求項１乃至４に記載の付着灰除去方法。
【請求項６】
前記ゲル状組成物を塗布する工程は、前記ゲル状組成物を保持させた刷毛体を用いて前記付着灰に塗布することを特徴とする請求項１乃至４に記載の付着灰除去方法。
【請求項７】
前記ゲル状組成物を塗布する工程は、ボイラ内壁に支持された伸縮ノズルを介して、前記ゲル状組成物が前記ボイラの外側から前記ボイラ管に塗布されることを特徴とする請求項１乃至４に記載の付着灰除去方法。
【請求項８】
前記ゲル状組成物を塗布する工程の前に、前記付着灰の薄膜を残して前記ボイラ管から前記付着灰を剥離させる前処理工程を更に備えることを特徴とする請求項１乃至７に記載の付着灰除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付着灰除去方法に係り、特に、ボイラ管表面に形成される溶射皮膜の健全性評価のために予め行われる付着灰除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラ内に複数配設される伝熱管（ボイラ管）の腐食を抑制するために、ボイラ管の表面に溶射皮膜が形成されている。
【０００３】
一般的に、溶射皮膜の健全性を評価するためには、ボイラ管の溶射皮膜上に付着した付着灰（燃焼灰）を予め除去することが行われる。
【０００４】
付着灰の除去方法としては、特許文献１に記載されているように、付着灰を湿潤させて除去する手法が知られている。この手法では、水のみ又は水と空気とを混合させた霧状の流体を付着灰に噴射して、一定時間設けて付着灰を湿潤させる。湿潤させた付着灰は、研掃材を吹き付けるブラスト処理やハンマー等によって機械的に除去されたり、水洗いによって除去されたりするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０２４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されるように、水のみ又は水と空気とを混合させた霧状の流体を用いて付着灰を湿潤させると、付着灰だけでなく、付着灰の下の溶射皮膜にまで水が浸透してしまう恐れがある。このため、ボイラ管と溶射皮膜との間に水が入り込み、ボイラ管の表面が腐食してしまう可能性がある。
また、付着灰を除去するために、ブラスト処理やハンマー等の機械的処理を用いると、溶射皮膜に割れや剥離などの損傷を与えてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、溶射皮膜が形成されたボイラ管に付着している付着灰を、溶射皮膜を痛めることなく効率的に除去することができる付着灰除去方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明に係るボイラ管の付着灰除去方法は、溶射材を吹き付けて溶射皮膜が形成されたボイラ管であって、前記ボイラ管の表面に付着した付着灰を除去する付着灰除去方法において、前記付着灰が付着した前記ボイラ管に０．１Ｐ以上１００Ｐ以下の粘度を有するゲル状組成物を塗布する工程と、前記ゲル状組成物を塗布する工程の後に、前記塗布した前記ゲル状組成物を前記付着灰に浸透させた後、前記ボイラ管に形成された前記溶射皮膜から前記付着灰を除去する工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この付着灰除去方法では、ゲル状組成物の粘度を０．１Ｐ以上にすることで、ゲル状組成物が付着灰を湿潤させるとともに、ゲル状組成物が溶射皮膜まで浸透することを防止できる。さらに、ゲル状組成物が垂れにくく塗布しやすくなるので作業性を向上させることができる。また、ゲル状組成物の粘度を１００Ｐ以下にすることで、ゲル状組成物が付着灰の空隙に侵入しやすくなるので、効率よく付着灰を湿潤させて付着灰を除去できる。
よって、溶射皮膜を痛めることなく効率的に付着灰を除去することができる。
【００１０】
上記付着灰除去方法において、前記ゲル状組成物は、セルロース系およびその誘導体、でんぷん系、たんぱく質系、ポリマー系から選択されるいずれか一つの水溶性増粘剤と、水とを含有してもよい。
このように、水溶性に優れた水溶性増粘剤をゲル状組成物に適用することで、付着灰を除去した後の後処理が容易になる。
【００１１】
この場合、前記水溶性増粘剤は、カルボキシメチルセルロースであることが好ましい。
カルボキシメチルセルロースは潤滑性に優れているので、ゲル状組成物と付着灰との親和性がより一層高まる。また、カルボキシメチルセルロースは比較的安価であるため、低コスト化を実現することができる。
【００１２】
あるいは、上記付着灰除去方法において、前記ゲル状組成物は、水ガラス、石灰、ベントナイトから選択されるいずれか一つの無機系増粘剤と、水とを含有してもよい。
これにより、ゲル状組成物の粘度をより増加させることができる。
【００１３】
上記付着灰除去方法において、前記ゲル状組成物を塗布する工程は、前記ゲル状組成物を含浸させた繊維体を前記付着灰に貼り付けて塗布してもよい。
これにより、ゲル状組成物がより一層垂れにくくなるので、作業性を更に向上させることができる。
【００１４】
あるいは、前記ゲル状組成物を塗布する工程は、前記ゲル状組成物を保持させた刷毛体を用いて前記付着灰に塗布してもよい。
これにより、ゲル状組成物がより一層塗布しやすくなるので、作業性を更に向上させることができる。
【００１５】
またあるいは、前記ゲル状組成物を塗布する工程は、ボイラ内壁に支持された伸縮ノズルを介して、前記ゲル状組成物が前記ボイラの外側から前記ボイラ管に塗布されてもよい。
これにより、ボイラ内に侵入することなくゲル状組成物を塗布することが可能となり、ゲル状組成物の塗布に要する作業時間を短縮することができる。
【００１６】
上記付着灰除去方法において、前記ゲル状組成物を塗布する工程の前に、前記付着灰の薄膜を残して前記ボイラ管から前記付着灰の一部を剥離させる前処理工程を更に備えてもよい。
このようにゲル状組成物を塗布する工程の前に、付着灰の薄膜を残して予めボイラ管から付着灰を剥離させることで、ゲル状組成物を付着灰に浸透させる時間が短縮できる。なお、付着灰の薄膜の厚さは、ボイラ管表面に形成される溶射皮膜を傷つけない程度の厚さであれば特に限定されず、例えば２〜５ｍｍである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、ゲル状組成物の粘度を０．１Ｐ以上にすることで、ゲル状組成物が付着灰を湿潤させるとともに、ゲル状組成物が溶射皮膜まで浸透することを防止できる。さらに、ゲル状組成物が垂れにくく塗布しやすくなるので作業性を向上させることができる。また、ゲル状組成物の粘度を１００Ｐ以下にすることで、ゲル状組成物が付着灰の空隙に侵入しやすくなるので、効率よく付着灰を湿潤させて付着灰を除去できる。
よって、溶射皮膜を痛めることなく効率的に付着灰を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ボイラの一例を示す全体構成図である。
【図２】図１のボイラ管部位を拡大した切欠斜視図である。
【図３】溶射皮膜および付着灰の位置関係を示すボイラ管の一部断面図である。
【図４】実施形態１に係る付着灰除去方法の各工程を示す工程図である。
【図５】実施形態１に係るゲル状組成物の塗布を説明する説明図である。
【図６】実施例および比較例におけるゲル状組成物を用いた灰除去結果である。
【図７】実施形態２に係るゲル状組成物の塗布を説明する説明図である。
【図８】実施形態３に係るゲル状組成物の塗布を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２０】
［実施形態１］
図１および図２を参照して、本発明の実施形態に係るボイラの一例を説明する。ここでは、排熱回収ボイラを例に挙げて説明するが、ボイラは排熱回収ボイラに限定されるものではない。図１は、ボイラの一例を示す全体構成図である。図２は、図１のボイラ管部位を拡大した切欠斜視図である。
なお、図１には一例として、ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントにおけるガスタービンの熱ガス（排ガス）の熱回収を行う竪型排熱回収ボイラを示しているが、これに限定されるものではない。また、排熱回収ボイラは、熱ガスが垂直方向に流れる竪型、熱ガスが水平方向に流れる横型のいずれであってもよい。
【００２１】
図１に示すように、ボイラ１は、鉛直方向に延設されたダクト２の内部に、節炭器、蒸発器または過熱器等の熱交換部４を備える。熱交換部４は、図２に示すように、ガス流れ方向と交差するように水平方向に延設された複数のボイラ管（伝熱管）１０を有する。
ガスタービン等から排出された排ガスは、ダクト入口６からダクト２内に導入され、複数の熱交換部４を順次通過して熱回収された後に煙突８から排出される。
【００２２】
図３は、溶射皮膜および付着灰の位置関係を示すボイラ管の一部断面図である。
ボイラ管１０は、図３に示すように、その表面に溶射皮膜１２が形成される。溶射皮膜１２は、例えば、耐食性を有する溶射材を加熱・溶融してボイラ管１０に吹き付けることによって形成され、ボイラ管１０の腐食を抑制する。なお、ボイラ管１０に吹き付けられる溶射材は、溶融する材料であれば特に限定されず、例えば、ニッケルクロム鋼でもよいし、セラミックスやサーメットでもよい。
【００２３】
通常、ボイラ１の運転時には、図３に示すように、ボイラ管１０の表面に形成された溶射皮膜１２上に付着灰（燃焼灰）１４が付着する。この付着灰１４は、溶射皮膜１２の健全性評価を行う際に阻害要因となるため、除去する必要がある。
【００２４】
図４は、実施形態１に係る付着灰除去方法の各工程を示す工程図である。
まず、図４（ａ）に示すように、付着灰１４が付着したボイラ管１０にゲル状組成物１６を塗布する。
【００２５】
ゲル状組成物１６は、セルロース系およびその誘導体、でんぷん系、たんぱく質系、ポリマー系から選択されるいずれか一つの水溶性増粘剤と、水とを含有してもよい。
このように、水溶性に優れた水溶性増粘剤をゲル状組成物に適用することで、付着灰を除去した後の後処理が容易になる。なお、セルロース系およびその誘導体としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）やメチルセルロース（ＭＣ）を用いてもよい。また、でんぷん系としては、例えば、澱粉やデキストリンを用いてもよい。また、たんぱく質系としては、例えば、アルブミンやカゼインなどを用いてもよい。また、ポリマー系としては、例えば、ポリビニルアルコールやポリアクリル酸アミドなどを用いてもよい。
【００２６】
なかでも、水溶性増粘剤は、カルボキシメチルセルロースであることが好ましい。
カルボキシメチルセルロースは潤滑性に優れているので、ゲル状組成物１６と付着灰１４との親和性がより一層高まる。また、カルボキシメチルセルロースは比較的安価であるため、低コスト化を実現することができる。
【００２７】
あるいは、ゲル状組成物１６は、水ガラス、石灰、ベントナイトから選択されるいずれか一つの無機系増粘剤と、水とを含有してもよい。
【００２８】
図５は、実施形態１に係るゲル状組成物の塗布を説明する説明図であり、図２に示すボイラ管１０の上面図である。
ボイラ管１０にゲル状組成物１６を塗布するときは、図５に示すように、ゲル状組成物１６を含浸させた繊維体２０を付着灰１４に貼り付けて塗布してもよい。
これにより、ゲル状組成物がより一層垂れにくくなるので、作業性を更に向上させることができる。なお、繊維体２０とは、例えば、ナイロン繊維のような化学繊維であってもよいし、天然繊維であってもよい。特に、繊維体２０としてナイロン製ガーゼを用いることで、ガーゼの目付にゲル状組成物が補集されて含浸しやすくなる。
【００２９】
ゲル状組成物を塗布（図４（ａ）参照）した後に、塗布したゲル状組成物１６を付着灰１４に浸透させる。ゲル状組成物１６は、付着灰１４の空隙に侵入し、付着灰１４を湿潤させる。
ゲル状組成物１６を付着灰１４に浸透させた後、図４（ｂ）に示すように、ボイラ管１０に形成された溶射皮膜１２から付着灰１４を除去する。
【００３０】
上述のゲル状組成物について、以下に示すように、増粘剤の種類および粘度を調節して付着灰の除去結果を評価した。
【００３１】
（実施例１）
ゲル状組成物として、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）と水とを含有するものを用いた。このとき、ゲル状組成物の粘度がそれぞれ０．１Ｐ，１０Ｐ，５０Ｐ，１００Ｐ，１２０Ｐとなるように調製した。溶射皮膜が形成されたボイラ管に付着する付着灰に調製したゲル状組成物を塗布し、一定時間後、付着灰の除去を行った。
【００３２】
（実施例２）
ゲル状組成物として、澱粉と水とを含有するものを用いた。このとき、ゲル状組成物の粘度がそれぞれ０．１Ｐ，１０Ｐ，５０Ｐ，１００Ｐ，１２０Ｐとなるように調製した。調製したゲル状組成物を用いて、実施例１と同様にして付着灰の除去を行った。
【００３３】
（実施例３）
ゲル状組成物として、ベントナイトと水とを含有するものを用いた。このとき、ゲル状組成物の粘度がそれぞれ０．１Ｐ，１０Ｐ，５０Ｐ，１００Ｐ，１２０Ｐとなるように調製した。調製したゲル状組成物を用いて、実施例１と同様にして付着灰の除去を行った。
【００３４】
（比較例）
粘度を調製したゲル状組成物の代わりに水のみを用いた以外は、実施例１〜実施例３と同様の条件で付着灰の除去を行った。
【００３５】
（粘度の評価）
図６は、実施例および比較例におけるゲル状組成物を用いた灰除去結果である。
実施例１において、粘度０．１Ｐ以上１００Ｐ以下では、ゲル状組成物が付着灰の空隙に侵入し、付着灰を湿潤させた。このとき、溶射皮膜内にゲル状組成物がほとんど浸透しなかった。また、粘度０．１Ｐ以上１００Ｐ以下では、比較例に比べてゲル状組成物が垂れにくく塗布しやすかった。
粘度１２０Ｐでは、ゲル状組成物が付着灰の空隙に侵入しにくく、付着灰を十分に湿潤させることができなかったので、付着灰を除去することができなかった。
粘度０Ｐ（比較例）では、付着灰を除去したものの、付着灰の下の溶射皮膜にまで水が浸透してしまった。
よって、溶射皮膜１２の種類や付着灰１４の状態により異なるが、ゲル状組成物の粘度は０．１Ｐ以上１００Ｐ以下が好ましいことがわかった。
【００３６】
実施例２、実施例３の場合も実施例１と同様に、ゲル状組成物の粘度は０．１Ｐ以上１００Ｐ以下が好ましいことがわかった。
【００３７】
以上のことから、ゲル状組成物の粘度を０．１Ｐ以上にすることで、ゲル状組成物が付着灰を湿潤させるとともに、ゲル状組成物が溶射皮膜まで浸透することを防止できる。さらに、ゲル状組成物が垂れにくく塗布しやすくなるので作業性を向上させることができる。また、ゲル状組成物の粘度を１００Ｐ以下にすることで、ゲル状組成物が付着灰の空隙に侵入しやすくなるので、効率よく付着灰を湿潤させて付着灰を除去できる。
湿潤させた付着灰は、弱く脆い状態であるのでハンマー等の強い力を与えることなく容易に落とすことができる。よって、溶射皮膜を痛めることなく効率的に付着灰を除去することができる。
【００３８】
なお、上述の実施形態において、ゲル状組成物１６を塗布する工程（図４（ａ））の前に、付着灰１４の薄膜を残してボイラ管１０から付着灰１４の一部を剥離させる前処理工程を更に備えてもよい。
このようにゲル状組成物１６を塗布する工程の前に、付着灰１４の薄膜を残して予めボイラ管１０から付着灰１４を剥離させることで、ゲル状組成物１６を付着灰１４に浸透させる時間が短縮できる。なお、付着灰１４の薄膜の厚さは、ボイラ管１０の表面に形成される溶射皮膜１２を傷つけない程度の厚さであれば特に限定されず、例えば２〜５ｍｍである。
【００３９】
［実施形態２］
次に、実施形態２に係る付着灰除去方法について説明する。図７は、実施形態２に係るゲル状組成物の塗布を説明する説明図であり、図２に示すボイラ管１０の上面図である。
実施形態２では、ゲル状組成物を塗布する工程での塗布手法が異なる点を除けば、実施形態１で説明した方法と同一であるので、その詳細な説明を省略する。
【００４０】
ボイラ管１０にゲル状組成物１６を塗布するときは、図７に示すように、ゲル状組成物１６を保持させた刷毛体２２を用いて前記付着灰に塗布してもよい。
これにより、ゲル状組成物１６がより一層塗布しやすくなるので、作業性を更に向上させることができる。なお、刷毛体２２は、溶射皮膜を傷つけない観点から、ナイロンブラシのような柔らかい素材を用いたものが好ましい。
【００４１】
［実施形態３］
次に、実施形態３に係る付着灰除去方法について説明する。図８は、実施形態３に係るゲル状組成物の塗布を説明する説明図である。
実施形態３では、ゲル状組成物を塗布する工程での塗布手法が異なる点を除けば、実施形態１で説明した方法と同一であるので、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
図８に示すように、実施形態３では、ゲル状組成物供給装置２４と、伸縮ノズル２６とを用いて、付着灰にゲル状組成物を塗布する。
ゲル状組成物供給装置２４は、ボイラ１の外側に配設されており、粘度を調製したゲル状組成物が蓄えられる。
【００４３】
伸縮ノズル２６は、ボイラ内壁に支持されており、ボイラ出入口２８を介在してゲル状組成物供給装置２４とボイラ管１０との間を伸縮するようにして配設される。伸縮ノズル２６は、ゲル状組成物供給装置２４から供給されるゲル状組成物をボイラ管１０に塗布する抽出口３０を有する。
【００４４】
ボイラ管１０にゲル状組成物１６を塗布するときは、図８に示すように、ボイラ１内壁に支持された伸縮ノズル２６を介して、ゲル状組成物１６がボイラ１の外側からボイラ管１０に塗布されてもよい。
これにより、ボイラ１内に侵入することなくゲル状組成物１６を塗布することが可能となり、ゲル状組成物１６の塗布に要する作業時間を短縮することができる。
【００４５】
以上、本発明の一例において詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよい。
例えば、上述の実施形態１〜３を適宜組み合わせてもよいのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４６】
１    ボイラ
２    ダクト
４    熱交換部
６    ダクト入口
８    煙突
１０  ボイラ管（伝熱管）
１２  溶射皮膜
１４  付着灰（燃焼灰）
１６  ゲル状組成物
２０  繊維体
２２  刷毛体
２４  ゲル状組成物供給装置
２６  伸縮ノズル
２８  ボイラ出入口
３０  抽出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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