(57)【要約】【課題】  一層の長寿命化を図り得る硫酸露点腐食防止式の熱交換器、及び、その使用方法を提供する。【解決手段】  燃焼ガスを通流させる燃焼ガス流路７と被加熱流体を通流させる被加熱用流路１２とが伝熱壁１１にて区画された状態で設けられた硫酸露点腐食防止式の熱交換器であって、伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面に、燃焼ガスと被加熱流体との伝熱を抑制する断熱層Ｉが、耐硫酸腐食性を有する状態、硫酸との反応により耐硫酸腐食性を有するように生成される状態、又は、硫酸と中和する状態で備えられている。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスを通流させる燃焼ガス流路と被加熱流体を通流させる被加熱用流路とが伝熱壁にて区画された状態で設けられた硫酸露点腐食防止式の熱交換器であって、
前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面に、前記燃焼ガスと前記被加熱流体との伝熱を抑制する断熱層が、耐硫酸腐食性を有する状態、硫酸との反応により耐硫酸腐食性を有するように生成される状態、又は、硫酸と中和する状態で備えられている硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項２】
前記伝熱壁としての周壁の内部を前記被加熱用流路とする熱交換用筒状体が、前記燃焼ガス流路内に設けられ、
前記断熱層が前記燃焼ガス流路側の面である前記熱交換用筒状体の前記周壁の外周面に備えられている請求項１記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項３】
前記断熱層が、無機化合物、セラミックス又は塗料にて形成されている請求項１又は２記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項４】
前記断熱層が、前記燃焼ガス流路内に供給された断熱層形成用材料にて形成されたものである請求項１又は２記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項５】
前記断熱層が、前記伝熱壁を形成する材料の使用中の腐食により生成された腐食生成物である請求項１又は２記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項６】
前記腐食生成物が、それを構成するコロイド粒子が金属多価イオンにより結合されたものである請求項５記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項７】
前記伝熱壁が、クロム、銅、リン、ニッケルのうちの少なくとも一つを含有する耐候性鋼にて形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項８】
前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面に、前記断熱層が備えられる前に予めその断熱層の剥離を防止するための剥離防止部が備えられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項９】
前記剥離防止部が、前記断熱層を保持するように前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面から庇状に突出する状態で設けられた庇状体にて構成されている請求項８記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項１０】
前記剥離防止部が、前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面に分散状態で設けられた複数の突起体にて構成されている請求項８記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項１１】
前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面が、前記断熱層が備えられる前に予め凹凸状に形成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項１２】
前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面が、前記断熱層が備えられる前に予め腐食されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項１３】
前記燃焼ガス流路に供給される燃焼ガスに含まれる煤を除去する煤除去手段が設けられている請求項１〜１２のいずれか１項に記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法であって、
前記断熱層を剥離しないように前記伝熱壁を洗浄する又は前記伝熱壁を洗浄しない硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法であって、
前記断熱層が剥離しないように、前記燃焼ガス流路内の温度上昇及び温度降下を緩やかに行う硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼ガスを通流させる燃焼ガス流路と被加熱流体を通流させる被加熱用流路とが伝熱壁にて区画された状態で設けられた硫酸露点腐食防止式の熱交換器、及び、その使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる硫酸露点腐食防止式の熱交換器は、硫黄化合物を含有する燃料を燃焼させた燃焼ガスを熱源として、水、空気等の被加熱流体を加熱する際において、伝熱壁が硫酸露点腐食するのを防止するものである。
つまり、硫黄化合物を含有する燃料を燃焼させた燃焼ガスには、二酸化硫黄（ＳＯ2）ガスが含有され、この二酸化硫黄ガスは更に酸化されて三酸化硫黄（ＳＯ3）ガスとなる。伝熱壁の表面の温度が硫酸露点（例えば１４０°Ｃ程度）以下になると、三酸化硫黄ガスと燃焼ガス中の水蒸気とが反応して、伝熱壁の表面に硫酸として凝縮して、その硫酸により伝熱壁が腐食されることになるので、このような硫酸露点腐食に対する対策が必要となる。
【０００３】
このような硫酸露点腐食防止式の熱交換器において、従来では、伝熱壁の被加熱用流路側の面に、燃焼ガスと被加熱流体との伝熱を抑制する断熱層を備えて、その断熱層の断熱作用により、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面の温度を硫酸露点温度以上の温度にするようにして、硫酸の凝縮を抑制して、硫酸露点腐食に対する対策を講じるようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５１７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来では、燃焼ガスと被加熱流体との伝熱を抑制する断熱層を伝熱壁の被加熱用流路側の面に備えさせて硫酸露点腐食の防止を行って硫酸露点腐食防止式の熱交換器の長寿命化を図っているが、一層の長寿命化が望まれるものであった。
【０００６】
即ち、燃焼ガスの供給源の燃焼状態等の変動により、燃焼ガス流路に流入する燃焼ガスの温度、流量が変動する場合があり、又、被加熱流体の供給条件（例えば、被加熱流体供給用のポンプの運転状態や、被加熱流体の予熱状態）等の変動により、被加熱用流路に流入する被加熱流体の温度、流量が変動する場合があり、そのように燃焼ガスや被加熱流体の温度、流量が変動すると、燃焼ガスと被加熱流体との熱交換条件が変動することになる。そして、そのような熱交換条件の変動により、伝熱壁の被加熱用流路側の面に断熱層を備えていても、その伝熱壁の燃焼ガス流路側の面の温度を硫酸露点温度以上の温度に維持できなくなる場合がある。そして、前述のような熱交換条件の変動により、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面の温度が硫酸露点以下になって硫酸が凝縮すると、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面がその燃焼ガス流路に対して露出していることから、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面が腐食されることになる。
又、被加熱流体が水等の液体の場合、液体の流れによって断熱層が剥離され易いことから、断熱層の耐久性が低下し易く、しかも、断熱層に液体が含まれることにより断熱層の断熱性能が低下することになり、伝熱壁が腐食され易い。
従って、従来では、長寿命化を図る上で改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、一層の長寿命化を図り得る硫酸露点腐食防止式の熱交換器、及び、その使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔硫酸露点腐食防止式の熱交換器について〕
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器は、燃焼ガスを通流させる燃焼ガス流路と被加熱流体を通流させる被加熱用流路とが伝熱壁にて区画された状態で設けられたものであって、
その第１特徴構成は、前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面に、前記燃焼ガスと前記被加熱流体との伝熱を抑制する断熱層が、耐硫酸腐食性を有する状態、硫酸との反応により耐硫酸腐食性を有するように生成される状態、又は、硫酸と中和する状態で備えられている点を特徴とする。
【０００９】
即ち、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に備えられている断熱層により、被加熱流体と燃焼ガスとの伝熱を抑制して、断熱層の表面温度を硫酸露点よりも高い温度にすることが可能となるので、断熱層の表面にて硫酸が凝縮するのを防止することが可能となる。
又、断熱層が、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に、耐硫酸腐食性を有する状態、硫酸との反応により耐硫酸腐食性を有するように生成される状態、又は、硫酸と中和する状態で備えられていることから、前記熱交換条件の変動により、断熱層の表面温度が硫酸露点より低くなって硫酸が凝縮する状態となっても、その断熱層が伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に備えられている状態が維持される状態で、硫酸が断熱層の表面にて凝縮することになるので、硫酸が伝熱壁の表面に直接接触するのを断熱層により防止することが可能となって、伝熱壁の腐食を抑制することが可能となる。
又、被加熱用流路を通流する被加熱流体が水等の液体であっても、断熱層が伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に備えられていて断熱層に被加熱流体である液体が接触することがないので、被加熱流体が液体であることにより発生していた従来の問題、即ち、液体の流れによって断熱層が剥離され易いといった問題や、断熱層に液体が含まれることにより断熱層の断熱性能が低下するといった問題を回避することが可能となる。
従って、一層の長寿命化を図り得る硫酸露点腐食防止式の熱交換器を提供することができるようになった。
【００１０】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記伝熱壁としての周壁の内部を前記被加熱用流路とする熱交換用筒状体が、前記燃焼ガス流路内に設けられ、
前記断熱層が前記燃焼ガス流路側の面である前記熱交換用筒状体の前記周壁の外周面に備えられている点を特徴とする。
【００１１】
即ち、熱交換用筒状体の内部の被加熱用流路を被加熱流体が通流し、熱交換用筒状体の外部の燃焼ガス流路を燃焼ガスが通流し、熱交換用筒状体の周壁の外周面に備えられている断熱層により、被加熱流体と燃焼ガスとの伝熱を抑制して、断熱層の表面温度を硫酸露点よりも高い温度にすることが可能となって、断熱層の表面にて硫酸が凝縮するのを防止することが可能となるので、熱交換用筒状体の腐食を防止することが可能となる。
そして、断熱層は熱交換用筒状体の周壁の外周面に備えるので、断熱層を簡単に備えることができる。
ちなみに、前記伝熱壁としての周壁の内部を前記燃焼ガス流路とする熱交換用筒状体を、前記被加熱用流路内に設け、前記断熱層を前記燃焼ガス流路側の面である前記熱交換用筒状体の前記周壁の内周面に備える場合が想定される。
しかしながら、このように断熱層を熱交換用筒状体の周壁の内周面に備える場合は、断熱層を備える方法が複雑になる。
従って、低廉化を図りながら一層の長寿命化を図ることができる。
【００１２】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記断熱層が、無機化合物、セラミックス又は塗料にて形成されている点を特徴とする。
【００１３】
即ち、断熱層を耐硫酸腐食性に優れた無機化合物にて形成することにより、断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になる。
又、断熱層を耐硫酸腐食性に優れ、しかも、形成層の強度を強くすることが可能なセラミックスにて形成することにより、断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になる。
又、断熱層を耐硫酸腐食性に優れ、しかも、塗装といった簡単な加工方法にて層形成が可能な塗料にて形成することにより、断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になると共に、製造コストを低減して低廉化を図ることが可能となる。ちなみに、前記塗料としては、有機樹脂塗料の他に、セラミックス粒子を含有させて塗布可能なように形成したものも含む。
ちなみに、断熱層を無機化合物やセラミックスにて形成する場合、多孔状に層を形成することにより、断熱層の熱伝導度を小さくして、断熱能力を大きくすることができる。
又、断熱層を塗料にて形成する場合、金属粉等の熱伝導性の良いものを含ませない又は金属粉等の熱伝導性の良いものの含有量を少なくすることにより、断熱層の熱伝導度を小さくして、断熱能力を大きくすることができる。
従って、上記第１又は第２特徴構成を実施するのに好適な手段を得ることができる。
【００１４】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第４特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記断熱層が、前記燃焼ガス流路内に供給された断熱層形成用材料にて形成されたものである点を特徴とする。
【００１５】
即ち、断熱層を形成するための断熱層形成用材料を燃焼ガス流路内に供給すると、断熱層形成用材料が伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に接触したり付着したりして、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に耐硫酸腐食性を有する断熱層が形成される。
つまり、硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用中に、断熱層形成用材料を燃焼ガス流路内に供給して断熱層を形成することから、硫酸露点腐食防止式の熱交換器の製造工程において、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に断熱層を備えるための工程が不要となるので、製造コストを低減して低廉化を図ることができる。
又、硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用を開始するときに、断熱層形成用材料を燃焼ガス流路内に供給して断熱層を形成することになるが、使用中において、厚さが薄くなる等の断熱層の消耗や、被加熱用流体の供給温度の低温側への変更等により、断熱層の追加形成が必要になると、断熱層形成用材料を燃焼ガス流路内に供給することにより、断熱性能を所定通りに維持することが可能になるので、断熱層の耐久性を更に向上することができる。
従って、低廉化及び更なる長寿命化を図る上で好適な手段を得ることができる。
【００１６】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第５特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記断熱層が、前記伝熱壁を形成する材料の使用中の腐食により生成された腐食生成物である点を特徴とする。
【００１７】
即ち、硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用中に、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に硫酸が凝縮すると、伝熱壁を形成する材料が腐食して腐食生成物が形成され、その腐食生成物は耐硫酸腐食性を有するものであり断熱層として機能する。
つまり、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に形成される腐食生成物は多孔状であって断熱性を有するので、腐食生成物を除去することなく、残存させることにより、腐食生成物の断熱作用により、腐食生成物の表面温度を硫酸露点よりも高い温度にすることが可能となって、断熱層としての腐食生成物の表面にて硫酸が凝縮するのを防止することが可能となるのである。
そして、硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用中に生成される腐食生成物を残存させて断熱層とすることから、硫酸露点腐食防止式の熱交換器の製造工程において、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に断熱層を備えるための工程が不要となるので、製造コストを低減して低廉化を図ることができる。
従って、低廉化を図る上で好適な手段を得ることができる。
【００１８】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第６特徴構成は、上記第５特徴構成に加えて、
前記腐食生成物が、それを構成するコロイド粒子が金属多価イオンにより結合されたものである点を特徴とする。
【００１９】
即ち、腐食生成物を構成するコロイド粒子が金属多価イオンによる粒子表面のゼータ（ζ）電位の低下により結合される。
そして、腐食生成物を構成するコロイド粒子が金属多価イオン（２価以上）により結合されることにより、腐食生成物の強度が強くなるので、腐食生成物にて構成する断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になる。
従って、長寿命化を更に図る上で好適な手段を得ることができる。
【００２０】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第７特徴構成は、上記第１から第６特徴構成のいずれかに加えて、
前記伝熱壁が、クロム、銅、リン、ニッケルのうちの少なくとも一つを含有する耐候性鋼にて形成されている点を特徴とする。
【００２１】
即ち、クロム、銅、リン、ニッケルのうちの少なくとも一つを含有する耐候性鋼は硫酸腐食に対する耐性が強いので、伝熱壁を耐候性鋼にて形成することにより、伝熱壁を一段と長寿命化することが可能になる。
特に、耐候性鋼の腐食により形成される腐食生成物は、耐候性鋼に対する密着性が強いので、本第７特徴構成を上記の第５又は第６特徴構成と共に実施すると、断熱層として形成する腐食生成物の伝熱壁に対する密着性が強くなるので、断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になる。
従って、長寿命化を更に図る上で好適な手段を得ることができる。
【００２２】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第８特徴構成は、上記第１から第７特徴構成のいずれかに加えて、
前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面に、前記断熱層が備えられる前に予めその断熱層の剥離を防止するための剥離防止部が備えられている点を特徴とする。
【００２３】
即ち、剥離防止部により、断熱層の剥離が防止されるので、断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になる。
従って、長寿命化を更に図る上で好適な手段を得ることができる。
【００２４】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第９特徴構成は、上記第８特徴構成に加えて、
前記剥離防止部が、前記断熱層を保持するように前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面から庇状に突出する状態で設けられた庇状体にて構成されている点を特徴とする。
【００２５】
即ち、庇状体により断熱層が保持されて、断熱層が伝熱壁から剥離するのが防止される。
特に、第２特徴構成のように、内部を被加熱用流路とする熱交換用筒状体を燃焼ガス流路内に設ける場合、熱交換用筒状体の水平方向に沿う部分の周壁の上面部において硫酸が凝縮し易いものである。
そこで、庇状体を熱交換用筒状体の水平方向に沿う部分の周壁の上方側に備えられた断熱層を保持するように設けると、その周壁の上面部の断熱層が周壁から剥離するのが防止されるので、硫酸の凝縮を防止する上で有効なものとなる。
従って、上記第８特徴構成を実施する上で好適な手段を得ることができる。
【００２６】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第１０特徴構成は、上記第８特徴構成に加えて、
前記剥離防止部が、前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面に分散状態で設けられた複数の突起体にて構成されている点を特徴とする。
【００２７】
即ち、複数の突起体により、断熱層が伝熱壁から剥離するのが防止される。
つまり、複数の突起体により伝熱壁に対する断熱層の付着面積が広くなること、及び、複数の突起体により断熱層が保持されることの協働により、伝熱壁に対する断熱層の付着強度を強くすることが可能となるので、断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になる。
又、多数の小さい突起体を分散状態で形成すると、突起体を断熱層の骨材として作用させることが可能となって断熱層自体の強度を強くすることが可能となり、又、多数の小さい突起体により、伝熱壁に対する断熱層の付着強度を強くすることが可能となるので、断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になる。
従って、上記第８特徴構成を実施する上で好適な手段を得ることができる。
【００２８】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第１１特徴構成は、上記第１から第７特徴構成のいずれかに加えて、
前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面が、前記断熱層が備えられる前に予め凹凸状に形成されている点を特徴とする。
【００２９】
即ち、予め凹凸状に形成された伝熱壁の燃焼ガス流路側の面に、断熱層を備えることにより、伝熱壁に対する断熱層の付着面積が広くなること、及び、凹凸状の面の凸部が断熱層に入り込み、凹凸状の面の凹部に断熱層が入り込んだアンカー効果にて断熱層が保持されることの協働により、伝熱壁に対する断熱層の付着強度を強くすることが可能となるので、断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になる。
従って、長寿命化を更に図る上で好適な手段を得ることができる。
【００３０】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第１２特徴構成は、上記第１から第７特徴構成のいずれかに加えて、
前記伝熱壁の前記燃焼ガス流路側の面が、前記断熱層が備えられる前に予め腐食されている点を特徴とする。
【００３１】
即ち、伝熱壁の燃焼ガス流路側の面を腐食させると、その腐食層の表面は、微細な凹凸が無数に存在して粗くなり、そのような腐食層の粗い表面に断熱層を備えさせると、伝熱壁に対する断熱層の付着面積が広くなること、及び、粗い面により断熱層が保持されることの協働により、伝熱壁に対する断熱層の付着強度を強くすることが可能となるので、断熱層の耐久性を一段と向上することが可能になる。
従って、長寿命化を一段と図るようにする上で好適な手段を得ることができる。
【００３２】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の第１３特徴構成は、上記第１から第１２特徴構成のいずれかに加えて、
前記燃焼ガス流路に供給される燃焼ガスに含まれる煤を除去する煤除去手段が設けられている点を特徴とする。
【００３３】
即ち、煤除去手段により、燃焼ガス流路に供給される燃焼ガスに含まれる煤が除去されるので、煤が断熱層の表面に付着するのを抑制することができる。
つまり、煤は熱伝動性が良いので、煤が断熱層に混入すると、断熱層の断熱性が低下する。
そこで、煤除去手段により燃焼ガスに含まれる煤を除去することにより、煤が断熱層に混入するのが抑制されて、断熱層に煤が混入することにより断熱層の断熱性が低下するのを抑制することができるので、断熱層の表面温度をより高い温度に維持することが可能となって、断熱層の表面にて硫酸が凝縮するのを防止することが可能となる。
従って、長寿命化を更に図ることができるようになった。
【００３４】
〔硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法について〕
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法は、上記第１〜第１３特徴構成のいずれかの硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法であって、
その第１特徴構成は、前記断熱層を剥離しないように前記伝熱壁を洗浄する又は前記伝熱壁を洗浄しない点を特徴とする。
【００３５】
即ち、断熱層を剥離しないように伝熱壁を洗浄するようにして、又は、伝熱壁を極力洗浄しない若しくは全く洗浄しないで、酸露点腐食防止式の熱交換器を使用するので、厚さが薄くなったり部分的に剥離する等の断熱層の消耗を抑制することができる。
つまり、このような硫酸露点腐食防止式の熱交換器では、使用中に、燃焼ガスに含まれる煤等が伝熱壁に付着するので、通常、付着物を伝熱壁から落とすために伝熱壁を洗浄することが行われているが、その洗浄により断熱層を消耗させる虞があるので、断熱層を剥離しないように伝熱壁を洗浄する、又は、伝熱壁を極力洗浄しない若しくは全く洗浄しないようにすることにより、断熱層の消耗を抑制することができる。
従って、一層の長寿命化を図るように使用することができる硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法を提供することができるようになった。
【００３６】
本発明の硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法の第２特徴構成は、前記断熱層が剥離しないように、前記燃焼ガス流路内の温度上昇及び温度降下を緩やかに行う点を特徴とする。
【００３７】
即ち、燃焼ガス流路内の温度上昇及び温度降下を緩やかに行うことにより、熱膨張率の差により生じる伝熱壁と断熱層との間の熱膨張量及び収縮量の差を小さくして、断熱層の剥離を抑制する。
従って、一層の長寿命化を図るように使用することができる硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用方法を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明を排熱ボイラにおいてエコノマイザとして用いられる硫酸露点腐食防止式の熱交換器に適用した場合の第１実施形態を説明する。
先ず、図１に基づいて、排熱ボイラの全体構成について説明する。
排熱ボイラは、燃焼式原動機としてのエンジン１からの燃焼ガスにて原料水を予熱するエコノマイザ３、そのエコノマイザ３にて加熱された水を貯留する気水ドラム４、その気水ドラム４に貯留される原料水が循環供給されて、その原料水を前記燃焼ガスにて加熱する主熱交換器２、及び、排熱ボイラの各種制御を司る制御部５等を備えて構成して、前記エンジン１の排熱を用いて原料水を加熱して生成した蒸気を前記気水ドラム４から蒸気送出路６を通じて蒸気消費部（図示せず）に供給するように構成してある。尚、前記エンジン１からの前記燃焼ガスは、前記主熱交換器２、前記エコノマイザ３の順に通流させるようになっている。
【００３９】
前記エンジン１は、具体的には、重油等の硫黄分を比較的多く含むものを燃料とするディーゼルエンジンであり、前記エンジン１から排出される燃焼ガスには二酸化硫黄ガスが含まれている。
ちなみに、図示は省略するが、前記エンジン１は発電機を駆動するものであり、１日のうちの一部の時間帯として設定される発電時間帯で運転されるようになっている。
【００４０】
各部について説明を加える。
図１に示すように、長手方向の一端に燃焼ガス流路入口７ｉを備え且つ他端に燃焼ガス流路出口７ｅを備えて、内部に燃焼ガス流路７を形成する長細状の熱交換器ケーシング８を、燃焼ガス流路入口７ｉが上方となり燃焼ガス流路出口７ｅが下方となる姿勢で立設し、その熱交換器ケーシング８にて形成される燃焼ガス流路７内に、蛇行状の主熱交換器用伝熱管９、及び、前記熱交換用筒状体としての蛇行状のエコノマイザ用伝熱管１０を前記燃焼ガス流路７内に配設してある。
【００４１】
前記エコノマイザ用伝熱管１０について説明を加えると、円筒状の管部材を並行状の複数の直管状部分が曲管状部分にて一連に連結された蛇行状に形成し、その蛇行状の管部材の複数（図１では１個のみ記載）をヘッダ１０ｈにて並列接続して、前記エコノマイザ用伝熱管１０を構成し、そのエコノマイザ用伝熱管１０を前記直管状部分が水平方向を向く姿勢で前記燃焼ガス流路７内に配設してある。
【００４２】
つまり、図５に示すように、周壁を伝熱壁１１とし且つ前記周壁の内部を前記原料水（被加熱流体に相当する）を通流させる被加熱用流路１２とする熱交換用筒状体としての前記エコノマイザ用伝熱管１０が、前記燃焼ガス流路７内に設けられたものであり、前記燃焼ガス流路７と前記エコノマイザ用伝熱管１０とにより、前記燃焼ガス流路７と前記被加熱用流路１２とが伝熱壁１１にて区画された状態で設けられた本発明の係る硫酸露点腐食防止式の熱交換器としての前記エコノマイザ３を構成してある。
【００４３】
そして、本第１実施形態では、前記伝熱壁１１の前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に、燃焼ガスと原料水との伝熱を抑制する断熱層Ｉを、耐硫酸腐食性を有する状態で備えてある。
【００４４】
前記エコノマイザ用伝熱管１０は、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、リン（Ｐ）、ニッケル（Ｎｉ）のうちの少なくとも一つを含有する耐候性鋼にて形成してある。図２に、各製造会社にて製造される耐候性鋼の組成を示してあり、本発明では、前記耐候性鋼として、図２に示す耐候性鋼のいずれか、あるいは、図２に示すもの以外の耐候性鋼を用いることができる。
【００４５】
図１に戻って、前記燃焼ガス流路７の前記燃焼ガス流路入口７ｉには、前記エンジン１から排出される燃焼ガスを導く燃焼ガス供給路１３を接続し、その燃焼ガス供給路１３には、燃焼ガス流路７へ供給される燃焼ガスに含まれる煤を除去する煤除去手段としての燃焼触媒１４を設け、前記燃焼ガス流路７の前記燃焼ガス流路出口７ｅには、燃焼ガス排出路１５を接続してある。
前記燃焼触媒１４は、周知であるので詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明すると、ハニカム状体等の通気可能な担体に白金等の燃焼触媒材を担持することにより通気可能に構成してある。そして、前記燃焼触媒１４を、前記燃焼ガス流路７内に、その流路横断方向の全域にわたる状態で配設して、その燃焼触媒１４により、前記燃焼ガス流路７を通流する燃焼ガス中の未燃分を燃焼させて煤を除去するように構成してある。
【００４６】
原料水を前記エコノマイザ３の前記エコノマイザ用伝熱管１０を通過させて加熱した後、前記気水ドラム４の底部に供給するように、給水路１６を配管し、その給水路１６には、給水ポンプ１７を設けてある。
又、気水ドラム４内の原料水をその底部から取り出して、前記主熱交換器２の前記主熱交換器用伝熱管９を通過させた後、気水ドラム４に戻す形態で、気水ドラム４内の原料水を主熱交換器２との間で循環させるように、循環路１８を配管し、その循環路１８に循環ポンプ１９を設けてある。
更に、気水ドラム４の頂部に前記蒸気送出路６を接続して、気水ドラム４にて気水分離した蒸気を蒸気送出路６を通じて前記蒸気消費部に供給するようになっている。
【００４７】
前記給水路１６には、前記エコノマイザ３に供給する原料水を予熱する給水予熱部２０を設けてある。
この給水予熱部２０は、図示は省略するが、前記気水ドラム４から蒸気の一部を取り出して原料水に混合することにより、原料水を予熱するように構成してある。尚、前記給水予熱部２０は、原料水と前記エンジン１の排熱とを熱交換させることにより、原料水を予熱するように構成しても良い。
【００４８】
前記熱交換器ケーシング８内における前記主熱交換器用伝熱管９の上方に位置させて、洗浄用ノズル２１を配設し、その洗浄用ノズル２１に洗浄用空気供給路２２を接続し、その洗浄用空気供給路２２には、洗浄用空気の供給の断続並びに供給量の調節が自在な手動式の洗浄用バルブ２３を設けてある。
そして、主熱交換器用伝熱管９やエコノマイザ用伝熱管１０の洗浄が必要になると、前記洗浄用バルブ２３を開くことにより、前記洗浄用ノズル２１にて主熱交換器用伝熱管９及びエコノマイザ用伝熱管１０の上方から洗浄用空気を通風して、それら主熱交換器用伝熱管９及びエコノマイザ用伝熱管１０を洗浄するようになっている。
【００４９】
又、熱交換器ケーシング８内における前記主熱交換器用伝熱管９の上方に位置させて、後述する断熱層形成用材料等を前記燃焼ガス流路７内に噴霧供給する噴霧ノズル２４を設け、その噴霧ノズル２４には、噴霧用ポンプ２５を設けた噴霧材供給路２６を接続してある。
【００５０】
次に、前記エコノマイザ用伝熱管１０について説明を加える。
図５に示すように、前記断熱層Ｉは、前記燃焼ガス流路７内に供給された断熱層形成用材料にて形成されたものであり、具体的には、前記断熱層Ｉは、前記断熱層形成用材料としての中和剤により形成された耐硫酸腐食性を有する中和生成物４１にて構成してある。
又、図４に示すように、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面には、前記中和生成物４１を備えさせる前に予めその中和生成物４１の剥離を防止するための剥離防止部Ｐを備えさせてあり、その剥離防止部Ｐは、中和生成物４１を保持するようにエコノマイザ用伝熱管１０の外周面から突出する状態で設けた庇状体２７にて構成してある。
【００５１】
図４に基づいて、前記庇状体２７について説明を加えると、２本の長尺状の前記庇状体２７を周方向に位相を１８０°ずらせた状態でエコノマイザ用伝熱管１０にその管長手方向に沿って取り付ける。そして、そのように庇状体２７を取り付けたエコノマイザ用伝熱管１０を、２本の庇状体２７が水平方向に沿って並ぶ状態で前記燃焼ガス流路７内に配設する。
前記庇状体２７は、前記エコノマイザ用伝熱管１０の形成用と同じ耐候性鋼により形成してあり、そのような庇状体２７をエコノマイザ用伝熱管１０の外周面に溶接、かしめ等により取り付ける。
【００５２】
ちなみに、図４に示すように、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外径Ｄが３４ｍｍ、周壁の厚さＴが３ｍｍの場合、前記庇状体２７の底部の前記エコノマイザ用伝熱管１０の周方向に沿う方向の幅Ｗを５ｍｍ、前記庇状体２７の前記エコノマイザ用伝熱管１０の径方向に沿う方向の高さＨを１７ｍｍにして、前記庇状体２７を伝熱フィンとして共用するようにしてある。
【００５３】
前記断熱層Ｉとしての前記中和生成物４１の形成方法について説明を加える。
前記エコノマイザ用伝熱管１０は、断熱層Ｉを備えない状態で、前記熱交換器ケーシング８にて形成される燃焼ガス流路７内に配設して、エコノマイザ３の使用を開始する。
エコノマイザ３の使用を開始した使用初期に、前記噴霧用ポンプ２５を作動させて、前記噴霧ノズル２４により、前記断熱層形成用材料である中和剤を燃焼ガス流路７内に噴霧供給して、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に前記中和生成物４１を形成して、その中和生成物４１を断熱層Ｉとして機能させる。ちなみに、本実施形態においては、前記中和剤として水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ2））の水溶液を用い、前記中和生成物として無機化合物である硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）を生成する。即ち、断熱層Ｉは、無機化合物の一例である硫酸マグネシウムにて形成されている。又、前記噴霧ノズル２４を、断熱層形成用材料を燃焼ガス流路７内に供給する断熱層形成用材料供給部として機能させることになる。
【００５４】
つまり、エコノマイザ３の使用開始時は、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に前記断熱層Ｉが備えられていないので、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面温度が硫酸露点温度以下になり、前記エコノマイザ用伝熱管１０の表面に硫酸が凝縮することになる。
そして、前記噴霧ノズル２４により中和剤を燃焼ガス流路７内に噴霧供給すると、中和剤がエコノマイザ用伝熱管１０の表面の硫酸に添加され、その硫酸と中和剤との中和反応により、エコノマイザ用伝熱管１０の表面に中和生成物４１が生成されるのである。又、燃焼ガス流路７内に噴霧された中和剤が燃焼ガス中で中和反応して、その中和生成物がエコノマイザ用伝熱管１０の表面に付着して、エコノマイザ用伝熱管１０の表面に中和生成物４１が生成される場合もある。そして、このような中和生成物４１は、多孔状であり、熱伝導度が小さいので、所定の厚さ（例えば２ｍｍ）になると、その断熱作用により、中和生成物４１の表面の温度を硫酸露点よりも高い温度にすることが可能になる。
【００５５】
詳細は後述するが、そのように生成される中和生成物４１を剥離しないようにエコノマイザ３を使用するので、中和生成物４１の生成が進行する。
この噴霧ノズル２４による中和剤の供給は、前記エコノマイザ用伝熱管１０における前記燃焼ガス流路７内に位置する部分の略全長且つ略全周にわたって被覆するように中和生成物４１が形成されるまで継続し、そのように中和生成物４１が生成されると、中和剤の供給を停止することになる。
【００５６】
そして、上述の如き庇状体２７を前記エコノマイザ用伝熱管１０に備えさせることにより、その庇状体２７により、中和生成物４１を保持して、中和生成物４１の剥離を防止することができる。
【００５７】
又、上記の使用初期における中和生成物４１の形成以降において、中和生成物４１の厚さが薄くなったり、部分的に剥離したりすることにより中和生成物４１が消耗して、中和生成物４１の追加形成が必要となる中和生成物追加形成時期になる毎に、前記噴霧用ポンプ２５を作動させて、前記噴霧ノズル２４により中和剤を燃焼ガス流路７内に噴霧供給して、断熱層Ｉとしての中和生成物４１を追加形成する。
【００５８】
次に、前記制御部５の制御構成について説明を加える。
前記制御部１には、前記発電時間帯、前記エンジン１の始動時の緩始動用の設定出力増加率、及び、前記エンジン１の停止時の緩停止用の設定出力減少率を記憶させてある。
前記緩始動用の設定出力上昇率としては、前記断熱層Ｉとして形成した中和生成物４１の層が剥離しないようにすべく、前記燃焼ガス流路７内の温度上昇を緩やかにして、エコノマイザ用伝熱管１０の温度上昇を緩やかに行うことができるような緩やかな出力増加率に設定してある。
又、前記緩停止用の設定出力減少率としては、前記中和生成物４１の層が剥離しないようにすべく、前記燃焼ガス流路７内の温度降下を緩やかにして、エコノマイザ用伝熱管１０の温度降下を緩やかに行うことができるような緩やかな出力減少率に設定してある。
【００５９】
そして、前記制御部１は、前記発電時間帯の記憶情報に基づいて、エンジン運転開始時刻になると、前記エンジン１の出力を前記緩始動用の設定出力上昇率にて定格出力まで上昇させる緩始動にて前記エンジン１を始動し、出力を定格出力まで上昇させると、前記給水ポンプ１７及び前記循環ポンプ１９を作動させて前記排熱ボイラの運転を開始し、エンジン停止時刻になると、前記給水ポンプ１７及び前記循環ポンプ１９を停止させて前記排熱ボイラを停止させると共に、前記エンジン１の出力を前記緩停止用の設定出力減少率にて減少させて設定最小出力になると停止させる緩停止にて前記エンジン１を停止させるように構成してある。
【００６０】
つまり、断熱層Ｉとして形成した中和生成物４１の層が剥離しないように、エコノマイザ用伝熱管１０の温度上昇を緩やかにすべく、出力を緩やかに増加させる緩始動にてエンジン１を始動し、且つ、前記中和生成物４１の層が剥離しないように、エコノマイザ用伝熱管１０の温度降下を緩やかにすべく、出力を緩やかに減少させてから停止する緩停止にてエンジン１を停止させる構成になっている。
【００６１】
図３に、前記エンジン１を通常に始動したとき、及び、上述のように緩始動したとき夫々におけるエコノマイザ用伝熱管１０の温度上昇の傾向を示す。
エコノマイザ用伝熱管１０の温度が前記エンジン１の始動開始時の約８０°Ｃから約１８０°Ｃの定常状態になるまでに要する時間は、前記エンジン１を通常に始動した場合は約２０分であるのに対して、緩始動した場合は約４０分であり、緩始動により、前記エンジン１の始動時のエコノマイザ用伝熱管１０の温度上昇を緩やかに行うようになっている。
【００６２】
図示は省略するが、前記エンジン１を緩停止するときは、エコノマイザ用伝熱管１０の温度が約１８０°Ｃの定常状態から約４０分かかって約８０°Ｃまで低下するようになっており、前記エンジン１の停止時のエコノマイザ用伝熱管１０の温度降下を緩やかに行うようになっている。
つまり、前記エンジン１の始動時のエコノマイザ用伝熱管１０の温度上昇や、前記エンジン１の停止時のエコノマイザ用伝熱管１０の温度降下が速くなると、エコノマイザ用伝熱管１０と断熱層Ｉとの間の熱膨張率の差により、断熱層Ｉが剥離し易くなるので、前記エンジン１の始動時のエコノマイザ用伝熱管１０の温度上昇や、前記エンジン１の停止時のエコノマイザ用伝熱管１０の温度降下を緩やかに行うようにして、断熱層Ｉの剥離を抑制するのである。
【００６３】
前記洗浄用ノズル２１による前記主熱交換器用伝熱管９及びエコノマイザ用伝熱管１０の洗浄は、それら主熱交換器用伝熱管９及びエコノマイザ用伝熱管１０への塵埃、煤等の付着物の付着量が多くなって伝熱管の隙間が詰まる虞があるようになると行うようにして、前記主熱交換器用伝熱管９及びエコノマイザ用伝熱管１０の洗浄の頻度を少なくすることにより、洗浄による前記中和生成物４１の消耗を防止するようにしてある。
しかも、前記主熱交換器用伝熱管９及びエコノマイザ用伝熱管１０を洗浄するにしても、中和生成物４１の層が剥離しないように、前記洗浄用バルブ２３を徐々に開くと共に、その開度を小さくして、洗浄用空気の通風量を少なくすると共に通風速度を遅くして、洗浄用空気を緩やかに通風するようにしてある。
【００６４】
つまり、この第１実施形態においては、断熱層Ｉを剥離しないようにエコノマイザ用伝熱管１０を洗浄するようにして、エコノマイザ３を使用するようにしてある。
又、断熱層Ｉが剥離しないように、燃焼ガス流路７内の温度上昇及び温度降下を緩やかに行うようにして、エコノマイザ３を使用するようにしてある。
【００６５】
以下、本発明の第２ないし第８の各実施形態を説明するが、各実施形態においては、排熱ボイラの全体構成は前記エコノマイザ用伝熱管１０の構成が異なる以外は図１に示す第１実施形態と同様であり、又、前記制御部５の制御構成及び排熱ボイラの使用方法は上記の第１実施形態と同様であるので、主として、エコノマイザ用伝熱管１０の構成について説明する。
【００６６】
〔第２実施形態〕
第２実施形態においては、前記断熱層Ｉは、図７に示すように、第１実施形態と同様に、前記断熱層形成用材料としての中和剤により形成された中和生成物４１にて構成してあるが、前記剥離防止部Ｐの具体構成が第１実施形態と異なり、その剥離防止部Ｐは、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に分散状態で設けられた複数（この実施形態では８本）の長尺状突起体２８にて構成してある。
【００６７】
前記長尺状突起体２８について説明を加える。図６に示すように、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に、複数の棒状体を周方向に間隔を開けた状態で並べて取り付けて、それら複数の棒状体により前記複数の長尺状突起体２８を構成し、そのように外周面に複数の長尺状突起体２８を備えたエコノマイザ用伝熱管１０を、前記燃焼ガス流路７内に配設する。
前記長尺状突起体２８を構成する前記棒状体は、前記エコノマイザ用伝熱管１０の形成用と同じ耐候性鋼により形成してあり、そのような棒状体をエコノマイザ用伝熱管１０の外周面に溶接、かしめ等により取付けてある。
【００６８】
ちなみに、図６に示すように、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外径Ｄが３４ｍｍ、周壁の厚さＴが３ｍｍの場合、前記長尺状突起体２８の底部の前記エコノマイザ用伝熱管１０の周方向に沿う方向の幅Ｗを５ｍｍ、前記長尺状突起体２８の前記エコノマイザ用伝熱管１０の径方向に沿う方向の高さＨを３ｍｍにしてある。
【００６９】
外周面に複数の長尺状突起体２８を備えたエコノマイザ用伝熱管１０を前記燃焼ガス流路７内に配設して、その使用中に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に前記断熱層Ｉとしての前記中和生成物４１を形成するが、その形成方法は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７０】
そして、上述のように複数の長尺状突起体２８をエコノマイザ用伝熱管１０に備えさせることにより、長尺状突起体２８によりエコノマイザ用伝熱管１０に対する中和生成物４１の付着面積を広くすることができると共に、長尺状突起体２８により中和生成物４１を保持することができるので、中和生成物４１の剥離を防止することができる。
【００７１】
〔第３実施形態〕
第３実施形態においては、前記断熱層Ｉは、図９に示すように、第１実施形態と同様に、前記断熱層形成用材料としての中和剤により形成された中和生成物４１にて構成してあるが、前記剥離防止部Ｐの具体構成が第１実施形態と異なり、その剥離防止部Ｐは、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に分散状態で設けられた多数のいぼ状突起体２９にて構成してある。
【００７２】
前記いぼ状突起体２９について説明を加える。図８に示すように、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に、滴下材を多数箇所に分散させた状態でいぼ状に滴下した後、硬化させて、分散状態の多数のいぼ状突起体２９を形成する。前記滴下材は、いぼ状に滴下可能で、硬化させることにより、硫酸に対する耐性を有するようになるものである。ちなみに、前記滴下材として、シリコン樹脂等の硫酸に対する耐性を有する樹脂を用いることができる。あるいは、前記滴下材として、硫酸に対する耐性を有するセラミックスの粒子をペースト状にしたものを用いることができる。
【００７３】
外周面に多数のいぼ状突起体２９を備えたエコノマイザ用伝熱管１０を前記燃焼ガス流路７内に配設して、その使用中に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に前記断熱層Ｉとしての前記中和生成物４１を形成するが、その形成方法は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７４】
そして、上述のように多数のいぼ状突起体２９をエコノマイザ用伝熱管１０に備えさせることにより、多数のいぼ状突起体２９を中和生成物４１の骨材として作用させて、中和生成物４１の強度を強くすることが可能になり、又、多数のいぼ状突起体２９にて中和生成物４１を保持することができるので、中和生成物４１の剥離を防止することができる。
ちなみに、いぼ状突起体２９を中和生成物４１の骨材として作用させるようにするには、いぼ状突起体２９の高さは少なくとも１〜２ｍｍ程度にすれば十分であり、本実施形態では１ｍｍにしてある。
【００７５】
〔第４実施形態〕
第４実施形態においては、前記断熱層Ｉは、図１１に示すように、第１実施形態と同様に、前記断熱層形成用材料としての中和剤により形成された中和生成物４１にて構成してあるが、第１実施形態の如き前記剥離防止部Ｐを設けずに、前記伝熱壁１１の前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面は、前記断熱層Ｉを備える前に予め凹凸状に形成してある。
【００７６】
前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面を凹凸状に形成する方法について、説明を加える。
図１０の（イ）に示すように、メーカからの納入時のエコノマイザ用伝熱管１０の外周面は平滑状であり、その平滑状の外周面に、鉄、砂又はガラスの微細な粒子を吹き付けるブラスト加工により無数の微細な凹凸を形成する。つまり、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面を粗面１０ｓに形成する。
【００７７】
外周面を粗面１０ｓに形成したエコノマイザ用伝熱管１０を前記燃焼ガス流路７内に配設して、その使用中に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に前記断熱層Ｉとしての前記中和生成物４１を形成するが、その形成方法は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７８】
そして、上述のようにエコノマイザ用伝熱管１０の外周面を粗面１０ｓに形成することにより、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に対する中和生成物４１の付着強度を強くすることができるので、中和生成物４１の剥離を防止することができる。
【００７９】
〔第５実施形態〕
第５実施形態においては、前記断熱層Ｉは、図１３に示すように、第１実施形態と同様に、前記断熱層形成用材料としての中和剤により形成された中和生成物４１にて構成してあるが、第１実施形態の如き前記剥離防止部Ｐを設けずに、前記伝熱壁１１の前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面を、前記断熱層Ｉを備える前に予め腐食させて、予備腐食層４２を形成してある。
【００８０】
前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面を腐食させて予備腐食層４２を形成する方法について、説明を加える。
図１２の（イ）に示すように、メーカから納入時のエコノマイザ用伝熱管１０の外周面は平滑状であり、そのような平滑状の外周面を備えるエコノマイザ用伝熱管１０の外周面を、大気中での水散布等により腐食させて、薄い予備腐食層４２を形成する。
【００８１】
上述のように外周面に薄い予備腐食層４２を形成したエコノマイザ用伝熱管１０を前記燃焼ガス流路７内に配設して、その使用中に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に前記断熱層Ｉとしての前記中和生成物４１を形成するが、その形成方法は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８２】
つまり、予備腐食層４２の表面は、微細な凹凸が無数に存在する粗面になるので、上述のようにエコノマイザ用伝熱管１０の外周面に予備腐食層４２を形成することにより、その予備腐食層４２により、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に対する中和生成物４１の付着強度を強くすることができるようになり、中和生成物４１の剥離を防止することができる。
【００８３】
上記の第２実施形態ないし第５実施形態のエコノマイザ３の前記制御部５の制御構成及び排熱ボイラの使用方法は上記の第１実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略して、前記エンジン１の始動時及び停止時の制御構成について簡単に説明すると、前記エンジン１の始動は、前記エンジン１の出力を前記緩始動用の設定出力上昇率にて定格出力まで上昇させる緩始動にて行い、前記エンジン１の停止は、前記エンジン１の出力を前記緩停止用の設定出力減少率にて減少させて設定最小出力になると停止させる緩停止にて行う。
つまり、断熱層Ｉとして形成した中和生成物４１の層が剥離しないように、エコノマイザ用伝熱管１０の温度上昇を緩やかにすべく、出力を緩やかに増加させる緩始動にてエンジン１を始動し、且つ、前記中和生成物４１の層が剥離しないように、エコノマイザ用伝熱管１０の温度降下を緩やかにすべく、出力を緩やかに減少させてから停止する緩停止にてエンジン１を停止させる構成になっている。
要するに、断熱層Ｉとして形成した中和生成物４１の層が剥離しないように、燃焼ガス流路７内の温度上昇及び温度降下を緩やかに行うようにして、エコノマイザ３を使用するようにしてある。
【００８４】
又、前記洗浄用ノズル２１による前記主熱交換器用伝熱管９及びエコノマイザ用伝熱管１０の洗浄も、第１実施形態と同様に行うので、その説明を省略する。
要するに、断熱層Ｉとして形成した中和生成物４１の層を剥離しないようにエコノマイザ用伝熱管１０を洗浄するようにして、エコノマイザ３を使用するようにしてある。
【００８５】
〔第６実施形態〕
第６実施形態においては、前記断熱層Ｉは、第１実施形態と同様に、耐硫酸腐食性を有する状態で備えてあるが、その形成方法及び形成材料が第１実施形態と異なり、図１４に示すように、第６実施形態では、前記断熱層Ｉは、前記伝熱壁１１、つまり、前記エコノマイザ用伝熱管１０を形成する材料の使用中の腐食により生成された腐食生成物４３である。又、第１実施形態と同様に、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面には、前記腐食生成物４３を備えさせる前に予めその腐食生成物４３の剥離を防止するための剥離防止部Ｐを備えさせてあり、その剥離防止部Ｐは、第１実施形態と同様に、前記腐食生成物４３を保持するようにエコノマイザ用伝熱管１０の外周面から突出する状態で設けた庇状体２７にて構成してある。
【００８６】
図４に示すように、第１実施形態と同様に、前記庇状体２７は前記エコノマイザ用伝熱管１０の形成用と同じ耐候性鋼により長尺状に形成してあり、その長尺状の庇状体２７の２本を周方向に位相を１８０°ずらした状態でエコノマイザ用伝熱管１０にその管長手方向に沿って溶接、かしめ等により取り付けてある。
【００８７】
そして、そのように庇状体２７を取り付けたエコノマイザ用伝熱管１０を２本の庇状体２７が水平方向に沿って並ぶ状態で、前記燃焼ガス流路７内に配設し、その使用中に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面を腐食させて、前記断熱層Ｉとしての耐硫酸腐食性を有する腐食生成物４３を形成することになる。
【００８８】
以下、前記断熱層Ｉとしての腐食生成物４３の形成方法について説明を加える。
前記エコノマイザ用伝熱管１０は、断熱層Ｉを備えない状態で、第１実施形態と同様に、前記熱交換器ケーシング８にて形成される燃焼ガス流路７内に配設して、エコノマイザ３の使用を開始する。
従って、エコノマイザ３の使用を開始した使用初期は、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に前記断熱層Ｉが備えられていないので、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面温度が硫酸露点温度以下になって、エコノマイザ用伝熱管１０の表面に硫酸が凝縮し、その硫酸により、エコノマイザ用伝熱管１０を形成する耐候性鋼が腐食してエコノマイザ用伝熱管１０の外周面に腐食生成物（錆）４３が生成されることになる。
そして、詳細は後述するが、そのように生成される腐食生成物４３を剥離しないようにエコノマイザ３を使用するので、腐食生成物４３の生成が進行して、腐食生成物４３の厚さが厚くなると共に、腐食生成物４３が、前記エコノマイザ用伝熱管１０における前記燃焼ガス流路７内に位置する部分の略全長且つ略全周にわたって生成する。
【００８９】
又、腐食生成物４３の生成が進行する途中に、時間間隔を開けて複数回にわたって、前記噴霧用ポンプ２５を作動させて、前記噴霧ノズル２４により、金属多価イオン含有材を燃焼ガス流路７内に噴霧供給して、金属多価イオン含有材を腐食生成物４３に添加し、前記腐食生成物４３を構成するコロイド粒子を金属多価イオンによる結合により合一させて、前記腐食生成物４３の強度を強くすることができる。つまり、前記噴霧ノズル２４を、金属多価イオン含有材を燃焼ガス流路７内に供給する金属多価イオン含有材供給部として機能させることになる。
ちなみに、本実施形態においては、金属多価イオン含有材として、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）の水溶液を用い、カルシウムイオンにより、腐食生成物４３を構成するコロイド粒子を結合させる。
【００９０】
そして、上述のように生成される腐食生成物４３は、多孔状であり、熱伝導度が小さいので、所定の厚さ（例えば２ｍｍ）になると、その断熱作用により、腐食生成物４３の表面の温度を硫酸露点よりも高い温度にすることが可能になり、その腐食生成物４３の断熱作用により、腐食生成物４３の表面温度が硫酸露点温度よりも高くなると、硫酸の凝縮が防止されることになって、前記エコノマイザ用伝熱管１０の硫酸による腐食が停止する。
【００９１】
次に、前記庇状体２７による前記腐食生成物４３の剥離防止作用を継続させるために必要となる前記庇状体２７の形状について、説明する。
つまり、図４及び図１４に示すように、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外径Ｄを３４ｍｍ、周壁の厚さＴを３ｍｍとする。又、表面温度を硫酸露点温度よりも高くすることができるようになる前記腐食生成物４３の厚さを２ｍｍとする。
【００９２】
前記庇状体２７はエコノマイザ用伝熱管１０の周方向に沿う方向の両側から腐食されることになり、又、庇状体２７に腐食生成物４３が厚さ２ｍｍになるまで生成された状態では、庇状体２７はその表面から１ｍｍ程度腐食しているので、前記腐食生成物４３が厚さ２ｍｍになるまで生成された状態で、前記庇状体２７が前記エコノマイザ用伝熱管１０に接合された状態を維持するために、前記庇状体２７の底部の前記エコノマイザ用伝熱管１０の周方向に沿う方向の幅Ｗを３ｍｍ以上（本実施形態では５ｍｍ）にすることになる。
又、前記庇状体２７の前記エコノマイザ用伝熱管１０の径方向に沿う方向の高さＨは、径方向に１ｍｍ腐食されると仮定して、２ｍｍの厚さの腐食生成物４３を保持する作用を維持するためには、３ｍｍ以上にする必要があるが、本実施形態では１７ｍｍにして、伝熱フィンとして共用するようにしてある。
【００９３】
上述の如き庇状体２７を前記エコノマイザ用伝熱管１０に備えさせることにより、腐食生成物４３の生成中においても、庇状体２７により、生成される腐食生成物４３を保持して腐食生成物４３の剥離を防止することができ、更に、腐食生成物４３が表面温度を硫酸露点温度よりも高くすることができるまでに生成された以降においても、庇状体２７により、腐食生成物４３を受けて腐食生成物４３の剥離を防止することができる。
【００９４】
〔第７実施形態〕
第７実施形態においては、前記断熱層Ｉは、第１実施形態と異なり、図１５に示すように、第６実施形態と同様の腐食生成物４３にて構成してあり、又、第１実施形態と同様に剥離防止部Ｐを備えさせてあるが、その剥離防止部Ｐの具体構成が第１実施形態と異なり、その剥離防止部Ｐは、第２実施形態と同様に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に分散状態で設けられた複数（この実施形態では８本）の長尺状突起体２８にて構成してある。
【００９５】
図６に示すように、第２実施形態と同様に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に、そのエコノマイザ用伝熱管１０の形成用と同じ耐候性鋼により形成した複数の棒状体を周方向に間隔を開けた状態で並べて溶接、かしめ等にて取り付けて、それら複数の棒状体により前記複数の長尺状突起体２８を構成し、そのように外周面に複数の長尺状突起体２８を備えたエコノマイザ用伝熱管１０を、前記燃焼ガス流路７内に配設する。
【００９６】
外周面に複数の長尺状突起体２８を備えたエコノマイザ用伝熱管１０を前記燃焼ガス流路７内に配設して、その使用中に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に前記断熱層Ｉとしての前記腐食生成物４３を形成するが、その形成方法は第６実施形態と同様であるので説明を省略する。
又、第６実施形態と同様に、腐食生成物４３の生成が進行する途中に、前記噴霧ノズル２４により金属多価イオン含有材を燃焼ガス流路７内に噴霧供給して、前記腐食生成物４３を構成するコロイド粒子を金属多価イオンによる結合により合一させて、前記腐食生成物４３の強度を強くすることができる。
【００９７】
次に、前記長尺状突起体２８による前記腐食生成物４３の剥離防止作用を継続させるために必要となる前記長尺状突起体２８の形状について、説明する。
つまり、図６及び図１５に示すように、前記エコノマイザ用伝熱管１０の外径Ｄを３４ｍｍ、周壁の厚さＴを３ｍｍとし、表面温度を硫酸露点温度よりも高くすることができるようになる前記腐食生成物４３の厚さを２ｍｍと仮定する。
その場合、前記長尺状突起体２８はエコノマイザ用伝熱管１０の周方向に沿う方向の両側から腐食されることになるので、前記腐食生成物４３が厚さ２ｍｍになるまで生成された状態で、前記長尺状突起体２８が前記エコノマイザ用伝熱管１０に接合された状態を維持するために、前記長尺状突起体２８の底部の前記エコノマイザ用伝熱管１０の周方向に沿う方向の幅Ｗを３ｍｍ以上（本実施形態では５ｍｍ）にすることになる。
又、前記長尺状突起体２８の前記エコノマイザ用伝熱管１０の径方向に沿う方向の高さＨは、径方向に１ｍｍ腐食されると仮定して、３ｍｍ以上にする必要があるが、本実施形態では３ｍｍにしてある。
【００９８】
上述の如き長尺状突起体２８を前記エコノマイザ用伝熱管１０に備えさせることにより、腐食生成物４３の生成中においても、長尺状突起体２８により、エコノマイザ用伝熱管１０に対する腐食生成物４３の付着強度を強くして、腐食生成物４３の剥離を防止することができ、更に、腐食生成物４３が表面温度を硫酸露点温度よりも高くすることができるまでに生成された以降においても、長尺状突起体２８により、エコノマイザ用伝熱管１０に対する腐食生成物４３の付着強度を強くして、腐食生成物４３の剥離を防止することができる。
【００９９】
〔第８実施形態〕
第８実施形態においては、前記断熱層Ｉは、第１実施形態と異なり、図１６に示すように、第６実施形態と同様の腐食生成物４３にて構成してあり、又、第１実施形態の如き前記剥離防止部Ｐを設けずに、第４実施形態と同様に、前記伝熱壁１１の前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面は、前記断熱層Ｉを備える前に予め凹凸状に形成してある。
【０１００】
図１０に示すように、第４実施形態と同様に、ブラスト加工により、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に無数の微細な凹凸を形成して、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面を粗面１０ｓに形成する。
そして、外周面を粗面１０ｓに形成したエコノマイザ用伝熱管１０を前記燃焼ガス流路７内に配設して、その使用中に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に前記断熱層Ｉとしての前記腐食生成物４３を形成するが、その形成方法は第６実施形態と同様であるので説明を省略する。
又、第６実施形態と同様に、腐食生成物４３の生成が進行する途中に、前記噴霧ノズル２４により金属多価イオン含有材を燃焼ガス流路７内に噴霧供給して、前記腐食生成物４３を構成するコロイド粒子を金属多価イオンによる結合により合一させて、前記腐食生成物４３の強度を強くすることができる。
【０１０１】
そして、上述のようにエコノマイザ用伝熱管１０の外周面を粗面１０ｓに形成して、その粗面１０ｓ上に腐食生成物４３を生成させることにより、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に対する腐食生成物４３の付着強度を強くすることができるので、腐食生成物４３の剥離を防止することができる。
【０１０２】
上記の第６実施形態ないし第８実施形態の前記制御部５の制御構成及び排熱ボイラの使用方法は上記の第１実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略して、前記エンジン１の始動時及び停止時の制御構成について簡単に説明すると、前記エンジン１の始動は、前記エンジン１の出力を前記緩始動用の設定出力上昇率にて定格出力まで上昇させる緩始動にて行い、前記エンジン１の停止は、前記エンジン１の出力を前記緩停止用の設定出力減少率にて減少させて設定最小出力になると停止させる緩停止にて行う。
【０１０３】
つまり、断熱層Ｉとして形成した腐食生成物４３の層が剥離しないように、エコノマイザ用伝熱管１０の温度上昇を緩やかにすべく、出力を緩やかに増加させる緩始動にてエンジン１を始動し、且つ、前記腐食生成物４３の層が剥離しないように、エコノマイザ用伝熱管１０の温度降下を緩やかにすべく、出力を緩やかに減少させてから停止する緩停止にてエンジン１を停止させる構成になっている。
要するに、断熱層Ｉとして形成した腐食生成物４３の層が剥離しないように、燃焼ガス流路７内の温度上昇及び温度降下を緩やかに行うようにして、エコノマイザ３を使用するようにしてある。
【０１０４】
又、前記洗浄用ノズル２１による前記主熱交換器用伝熱管９及びエコノマイザ用伝熱管１０の洗浄も、第１実施形態と同様に行うので、その説明を省略する。
要するに、断熱層Ｉとして形成した腐食生成物４３の層を剥離しないようにエコノマイザ用伝熱管１０を洗浄するようにして、エコノマイザ３を使用するようにしてある。
【０１０５】
以下、本発明の第９ないし第１２の各実施形態を説明するが、各実施形態においては、排熱ボイラの全体構成は、噴霧ノズル２４、噴霧用ポンプ２５及び噴霧材供給路２６を省略した以外は、図１に示す第１実施形態と同様であるので、その排熱ボイラの全体構成の説明は省略し、主として、第１実施形態と異なるエコノマイザ用伝熱管１０の構成について説明する。
【０１０６】
〔第９実施形態〕
図１７に示すように、第９実施形態においては、前記断熱層Ｉは、エコノマイザ３を使用する前に、前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の周壁の外周面に耐硫酸腐食性を有する状態で備えてある。
前記断熱層Ｉは、耐硫酸腐食性を有するセラミックスの一例であるアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）にて形成してあり、断熱層Ｉの熱伝導度を小さくして断熱能力を大きくするために、アルミナは多孔状に形成する。
【０１０７】
断熱層Ｉの形成方法について説明を加える。
溶射により、多孔状のアルミナを、前記エコノマイザ用伝熱管１０における前記燃焼ガス流路７内に位置する部分の全長且つ全周にわたって被覆するように付着させて、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に断熱層Ｉを備えてある。
【０１０８】
〔第１０実施形態〕
図１７に示すように、第１０実施形態においては、前記断熱層Ｉは、エコノマイザ３を使用する前に、前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の周壁の外周面に耐硫酸腐食性を有する状態で備えてある。
前記断熱層Ｉは、耐硫酸腐食性を有する塗料にて形成してある。
前記断熱層Ｉを形成する塗料としては、耐熱性を備えさせるために、フッ素系樹脂（例えば、テフロン樹脂）塗料を用い、断熱層Ｉの熱伝導度を小さくして断熱能力を大きくするために、塗料には、金属粉等の熱伝導性の高いものを含ませないようにしてある。
【０１０９】
断熱層Ｉの形成方法について説明を加える。
前述のフッ素系樹脂塗料を、前記エコノマイザ用伝熱管１０における前記燃焼ガス流路７内に位置する部分の全長且つ全周にわたって塗装することにより、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に断熱層Ｉを備えてある。
【０１１０】
〔第１１実施形態〕
図１７に示すように、第１１実施形態においては、前記断熱層Ｉは、エコノマイザ３を使用する前に、前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の周壁の外周面に耐硫酸腐食性を有する状態で備えてある。
前記断熱層Ｉは、耐硫酸腐食性を有する無機化合物の一例であるガラスウール（ガラス繊維の集合体）にて形成してある。
説明を加えると、前記エコノマイザ用伝熱管１０における前記燃焼ガス流路７内に位置する部分の全長且つ全周にわたって、ガラスウールを被覆して、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に、断熱層Ｉを備えてある。
【０１１１】
尚、前記断熱層Ｉを形成する耐硫酸腐食性を有する無機化合物の一例としては、上記のガラスウール以外に、例えば、ケイ酸カルシウムを用いることができる。
【０１１２】
〔第１２実施形態〕
図１７に示すように、第１２実施形態においては、前記断熱層Ｉは、エコノマイザ３を使用する前に、前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に、硫酸との反応により耐硫酸腐食性を有するように生成される状態で備えてある。
そして、前記断熱層Ｉは、無数のセラミックス粒子を分散状態で保持させた水ガラスにて形成してある。
【０１１３】
断熱層Ｉの形成方法について説明を加える。
水ガラスをバインダーにしてセラミックス粒子を保持させて、そのようにセラミックス粒子を保持させた水ガラスを、前記エコノマイザ用伝熱管１０における前記燃焼ガス流路７内に位置する部分の全長且つ全周にわたって被覆するように付着させて、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に、断熱層Ｉを備えてある。
このようにして断熱層Ｉを備えた前記エコノマイザ用伝熱管１０を前記燃焼ガス流路７内に配設して、エコノマイザ３の使用を開始する。そして、その使用中において、断熱層Ｉの表面にて硫酸が凝縮し、断熱層Ｉを形成するアルカリ性の水ガラスがその凝縮した硫酸と反応して、断熱層Ｉが耐硫酸腐食性を有するように生成される。
【０１１４】
つまり、この第１２実施形態には、前記断熱層Ｉを、前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に耐硫酸腐食性を有する状態で備える点、及び、前記断熱層Ｉを、前記燃焼ガス流路７側の面である前記エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に硫酸と中和する状態で備える点についても記載されている。
【０１１５】
上記の第９実施形態ないし第１２実施形態における前記制御部５の制御構成は、上記の第１実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略するが、要するに、前記エンジン１の始動、停止を前記緩始動、前記緩停止にて行うものであり、断熱層Ｉが剥離しないように燃焼ガス流路７内の温度上昇及び温度降下を緩やかに行うようにして、エコノマイザ３を使用するようにしてある。
【０１１６】
又、上記の第９実施形態ないし第１２実施形態においては、前記洗浄用ノズル２１による前記主熱交換器用伝熱管９及びエコノマイザ用伝熱管１０の洗浄を、上記の第１実施形態と同様に行うので、詳細な説明は省略するが、要するに、断熱層Ｉを剥離しないようにエコノマイザ用伝熱管１０を洗浄するようにして、エコノマイザ３を使用するようにしてある。
【０１１７】
〔検証結果〕
次に、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に断熱層Ｉを備えることにより、断熱層Ｉの表面温度を硫酸露点よりも高い温度にすることができることを検証した結果を説明する。
尚、上記の第１ないし第１２の各実施形態において、断熱層Ｉの表面温度を硫酸露点よりも高い温度にすることができることを検証したが、以下では、断熱層Ｉとして上記の第１１実施形態におけるガラスウール層により形成した場合を例にして説明する。
ちなみに、この検証においては、エコノマイザ３において、前記燃焼ガス流路７を通流する燃焼ガスの温度を１７０°Ｃ、前記エコノマイザ用伝熱管１０を通流する原料水の温度を８０°Ｃとした。
【０１１８】
図１８は、検証したエコノマイザ３におけるエコノマイザ用伝熱管１０の長手方向に沿う断面での模式図、及び、エコノマイザ用伝熱管１０の径方向での温度分布を示し、（イ）は、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に断熱層Ｉを備えたものであり、（ロ）は断熱層Ｉを備えないものである。
図１９は、検証に当たっての各種条件を示し、図２０は、検証結果を示す。
【０１１９】
図１８及び図２０に示すように、以下に記載する点を検証することができた。
エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に断熱層Ｉを備えない場合では、エコノマイザ用伝熱管１０の表面温度が硫酸露点に相当する１４０°Ｃよりも低い８６°Ｃとなって、硫酸が凝縮することになる。
これに対して、エコノマイザ用伝熱管１０の外周面に断熱層Ｉを備えることにより、断熱層Ｉの表面温度を硫酸露点に相当する１４０°Ｃよりも高くすることが可能となって、硫酸の凝縮を防止することができる。
【０１２０】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（１）  上記の第１ないし第５の各実施形態において、前記噴霧ノズル２４により燃焼ガス流路７内に噴霧供給する中和剤としては、水酸化マグネシウムの水溶液に限定されるものではなく、水酸化カルシウムの水溶液、アンモニア水、尿素水等種々のものを用いることが可能である。
又、燃焼ガス流路７内に供給する断熱層形成用材料としての中和剤の性状は、上記の第１ないし第５の各実施形態において例示した水溶液に限定されるものではなく、例えば、水酸化マグネシウムや水酸化カルシウムの粒子を水に分散させた懸濁液でも良い。この場合は、前記断熱層形成用材料供給部は、懸濁液を散布する状態で燃焼ガス流路７内に供給するように構成して、懸濁液を前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面に付着させることになる。
【０１２１】
（２）  前記断熱層形成用材料としては、上記の第１ないし第５の各実施形態において例示した如き中和剤に限定されるものではなく、耐硫酸腐食性を有する断熱層Ｉを形成することができるものであれば良く、例えばセラミック粒子の懸濁液でも良い。この場合は、前記断熱層形成用材料供給部によりセラミック粒子の懸濁液を燃焼ガス流路７内に供給して、前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面に付着させて燃焼ガスにより乾燥させることにより、セラミックスからなる断熱層Ｉを形成することになる。
【０１２２】
（３）  上記の第６ないし第８の各実施形態において、前記噴霧ノズル２４により燃焼ガス流路７内に噴霧供給する金属多価イオン含有材としては、水酸化カルシウムに限定されるものではなく、水酸化マグネシウム、アルミニウム化合物等、種々のものを用いることができる。
【０１２３】
（４）  前記断熱層Ｉを形成するための耐硫酸腐食性を有するセラミックスとしては、第９実施形態において例示したアルミナに限定されるものではなく、シリカ等の種々のセラミックスを用いることができる。又、セラミックスによる断熱層Ｉの形成方法は、第９実施形態において例示した溶射に限定されるものではなく、例えば、セラミック粒子の懸濁液を前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面に付着させた後、乾燥する又は焼き付けることにより形成する方法や、ＰＶＤやＣＶＤにて形成する方法等、種々の方法を採用することができる。
【０１２４】
（５）  前記断熱層Ｉを形成するための耐硫酸腐食性を有する塗料としては、第１０実施形態において例示したフッ素系樹脂塗料に限定されるものではなく、ウレタン樹脂塗料やフェノール樹脂塗料等、種々の塗料を用いることができる。
【０１２５】
（６）  前記断熱層Ｉを、前記伝熱壁１１を形成する材料の使用中の腐食により生成された腐食生成物４３にて構成する場合、前記腐食生成物４３を備えさせる前に、予め、前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面に、上記の第３実施形態のように多数のいぼ状突起体２９を備えさせたり、上記の第５実施形態のように、前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面を腐食させて予備腐食層４２を形成しても良い。
【０１２６】
（７）  上記の第９ないし第１２の各実施形態のように、前記断熱層Ｉを、エコノマイザ３を使用する前に前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面に備えさせる場合、前記断熱層Ｉを備えさせる前に、予め、上記第１実施形態の如き庇状体２７、第２実施形態の如き複数の長尺状突起体２８、第３実施形態の如き多数のいぼ状突起体２９を備えさせても良い。又、前記断熱層Ｉを備えさせる前に、予め、第４実施形態のように、前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面を凹凸状に形成したり、第５実施形態のように、前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面を腐食させて予備腐食層４２を形成しても良い。
【０１２７】
（８）  断熱層形成用材料を燃焼ガス流路７内に供給する場合、及び、金属多価イオン含有材を燃焼ガス流路７内に供給する場合、その供給方向は、エコノマイザ用伝熱管１０の上方から下向きの一方向からの供給に限定されるものではなく、そのエコノマイザ用伝熱管１０の上方からの下向きに、エコノマイザ用伝熱管１０の横からの横向き、エコノマイザ用伝熱管１０の下方からの上向き等を含む複数方向から供給しても良い。
【０１２８】
（９）  断熱層Ｉを、燃焼ガス流路７内に供給された断熱層形成用材料にて形成されたものにて構成する場合、及び、伝熱壁１１を形成する材料の使用中の腐食により生成された腐食生成物４３にて構成する場合、伝熱壁１１に剥離防止部Ｐを備えたり、伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面を凹凸状に形成したり、伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面を腐食させたりすることなく、断熱層Ｉを伝熱壁１１に備えさせても良い。
【０１２９】
（１０）  前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面を凹凸状に形成する場合、上記の第４実施形態のように、ブラスト加工により無数の微細な凹凸を形成する場合に限定されるものではなく、例えば、前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面に複数の凹部を分散させて形成することにより、前記伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面を凹凸状に形成しても良い。
【０１３０】
（１１）  前記煤除去手段の具体構成としては、上記の実施形態において例示した燃焼触媒１４に限定されるものでなく、例えば、フィルターでも良い。
【０１３１】
（１２）  前記断熱層Ｉの剥離を防止するために、伝熱壁１１の温度上昇及び温度降下を緩やかに行うための具体的な方法は、上記の実施形態において例示したエンジン１の出力の調節により行う方法に限定されるものではない。例えば、エンジン１を一定出力にて運転する状態で、流量調節バルブにより、前記燃焼ガス流路７への燃焼ガスの供給量を調節することにより行っても良い。つまり、前記流量調節バルブにより燃焼ガス流路７への燃焼ガスの供給量を漸増することにより、燃焼ガス流路７内の温度上昇を緩やかに行って、伝熱壁１１の温度上昇を緩やかに行い、又、前記流量調節バルブにより燃焼ガス流路７への燃焼ガスの供給量を漸減することにより、燃焼ガス流路７内の温度降下を緩やかに行って、伝熱壁１１の温度降下を緩やかに行うことになる。
【０１３２】
（１３）  前記断熱層Ｉを剥離しないように硫酸露点腐食防止式の熱交換器を使用する使用方法としては、上記の第１ないし第１２実施形態のように伝熱壁１１の洗浄の頻度を少なくする方法に限定されるものではなく、伝熱壁１１を洗浄しないようにしても良い。
ちなみに、伝熱壁１１の洗浄用流体としては、上記の実施形態において例示した空気以外に、例えば、水蒸気を用いることができる。
尚、前記洗浄用流体として水蒸気を用いる場合、前記蒸気送出路６から洗浄用水蒸気路を分岐させて、その洗浄用水蒸気路を前記洗浄用ノズル２１に接続し、又、その洗浄用水蒸気路には、水蒸気の供給の断続並びに供給量の調節が自在な手動式の洗浄用バルブを設ける。
【０１３３】
（１４）  硫酸露点腐食防止式の熱交換器の使用中に、先ず、上記の第６実施形態の如く、伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面に腐食生成物４３を形成し、更に、第１実施形態の如く、燃焼ガス流路７内に中和剤を供給して、腐食生成物４３の上面に中和生成物４１を形成し、腐食生成物４３と中和生成物４１との２層からなる断熱層Ｉを伝熱壁１１の燃焼ガス流路７側の面に備えさせるようにしても良い。
【０１３４】
（１５）  前記伝熱壁１１を形成する材料は、上記の実施形態において例示した如き耐候性鋼に限定されるものではなく、例えば普通鋼でも良い。但し、第６ないし第８実施形態においては、耐候性鋼に形成される腐食生成物４３は密着性が強いので、前記伝熱壁１１を耐候性鋼にて形成するのが好ましい。
【０１３５】
（１６）  燃焼ガス流路７及び被加熱用流路１２を伝熱壁１１にて区画された状態で設ける形態は、上記の実施形態において例示した形態、即ち、伝熱壁１１としての周壁の内部を前記被加熱用流路１２とする熱交換用筒状体を前記燃焼ガス流路７内に設ける形態に限定されるものではない。
例えば、伝熱壁１１としての周壁の内部を前記燃焼ガス流路７とする熱交換用筒状体を前記被加熱用流路１２内に設ける形態でも良い。但し、この場合は、前記断熱層Ｉを熱交換用筒状体の周壁の内周面に備えさせることになるので、断熱層Ｉの形成方法が複雑になる。
又、前記伝熱壁１１を平板状、波板状等の板状に形成して、その板状の伝熱壁１１の両側に、燃焼ガス流路７及び被加熱用流路１２を振り分けて区画形成する形態でも良い。
【０１３６】
（１７）  前記エコノマイザ用伝熱管１０における前記断熱層Ｉを備えさせる範囲は、燃焼ガス流路７内に位置する部分の全範囲に限定されるものではなく、例えば、温度が低くて硫酸露点温度以下になり易い範囲に対応させて、部分的に形成しても良い。
【０１３７】
（１８）  上記の各実施形態においては、前記エンジン１の始動、停止を前記緩始動、前記緩停止にて行う場合について例示したが、前記断熱槽Ｉが剥離しないように断熱層Ｉそのものの強度及びエコノマイザ用伝熱管１０に対する断熱層Ｉの付着強度を十分に強くすることができる場合は、前記エンジン１の始動、停止を必ずしも緩始動、緩停止にて行う必要がなく、下記の如き通常始動、通常停止にて行うことが可能である。
即ち、通常始動では、前記エンジン１の出力を前記緩始動用の設定出力上昇率よりも大きい通常用の設定出力上昇率にて定格出力まで上昇させ、通常停止では、前記エンジン１の出力を前記緩停止用の設定出力減少率よりも大きい通常用の設定出力減少率にて減少させ、出力が設定最小出力になると前記エンジン１を停止させる。
【０１３８】
（１９）  本発明に係る硫酸露点腐食防止式の熱交換器の用途は、上記の実施形態において例示した排熱ボイラのエコノマイザに限定されるものではなく、給湯器用、ごみ焼却炉用等、燃焼ガス中のＳＯｘに起因する硫酸露点腐食が問題となる種々の用途で用いることができる。
又、被加熱流体の具体例は、硫酸露点腐食防止式の熱交換器の用途に応じて変更可能であり、水以外に、水蒸気、空気等、種々の流体を用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】排熱ボイラの全体構成を示すブロック図
【図２】各種耐候性鋼の組成を示す図
【図３】エンジンの始動時の伝熱管の温度上昇を示す図
【図４】第１及び第６実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図５】第１実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図６】第２及び第７実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図７】第２実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図８】第３実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図９】第３実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図１０】第４及び第８実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図１１】第４実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図１２】第５実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図１３】第５実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図１４】第６実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図１５】第７実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図１６】第８実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図１７】第９ないし第１２実施形態に係るエコノマイザ用伝熱管の要部を示す斜視図
【図１８】伝熱を説明するエコノマイザ用伝熱管の要部の模式図
【図１９】検証試験の条件を示す図
【図２０】検証試験の結果を示す図
【符号の説明】
【０１４０】
７          燃焼ガス流路
１０        熱交換用筒状体
１１        伝熱壁
１２        被加熱用流路
１４        煤除去手段
２７        庇状体
２８，２９  突起体
Ｉ          断熱層
Ｐ          剥離防止部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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