(57)【要約】【課題】機器の内部に付着して滞留するスケール等の堆積物を、当該機器の付着面を損傷することなく、短時間で効果的に破壊して除去することができる油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システムを得る。【解決手段】少なくも循環ポンプ１、熱交換器２、所要容量の軽質油を保存する容器類５を循環パイプラインＰ１、Ｐ２、Ｐ３ に沿って配置してなる石油精製、石油化学関係の装置において、前記循環ポンプ１により加熱されて前記熱交換器２から容器類５へと循環パイプラインＰ１、Ｐ２、Ｐ３ を通して給送される軽質油循環手段と、前記循環ポンプ１の上流側の循環パイプラインから分岐された分岐パイプラインを介して配置された高圧ポンプ７により高圧キャビテーションを発生する高圧キャビテーション発生手段とが設けられ、前記熱交換器２及び容器類５に流れる循環軽質油の少なくとも一方の油中で、前記高圧キャビテーションを発生させてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくも循環ポンプ１、熱交換器２、所要容量の軽質油を保存する容器類５を循環パイプラインＰ１、Ｐ２、Ｐ３ に沿って配置してなる石油精製、石油化学関係の装置において、
前記循環ポンプ１により加熱されて前記熱交換器２から容器類５へと循環パイプラインＰ１、Ｐ２、Ｐ３ を通して給送される軽質油循環手段と、
前記循環ポンプ１の上流側の循環パイプラインから分岐された分岐パイプラインを介して配置された高圧ポンプ７により高圧キャビテーションを発生する高圧キャビテーション発生手段とが設けられ、
前記熱交換器２及び容器類５に流れる循環軽質油の少なくとも一方の油中で、前記高圧キャビテーションを発生させてなることを特徴とする油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システム。
【請求項２】
前記高圧キャビテーション発生手段には、キャビテーションノズル１１、１２が取り付けられ、その先端からキャビテーションジェットを噴出する請求項１記載の油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システム。
【請求項３】
前記循環ポンプ１の入力側上流にストレーナー又はフィルター６を介在してなる請求項１又は２記載の油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システム。
【請求項４】
前記高圧ポンプ７の入力側上流にストレーナー又はフィルター８を介在してなる請求項１〜３のいずれかに記載の油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システム。
【請求項５】
前記高圧ポンプ７の能力は、１Mpa以上である請求項４記載の油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システム。
【請求項６】
前記ストレーナー又はフィルター６、８の内部にはメッシュ構造のバケットを着脱自在に設け、該バケット内に汚れやスケール等の異物が堆積した場合、随時該バケットを清掃することが可能な構造としてある請求項３又は４記載の油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、石油・石油化学装置の機器内部に付着しているスケールその他の堆積物を当該機器を分解せずに非開放で除去できるようにした油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の石油精製装置を構成する容器や熱交換機等に付着したスケールその他の堆積物、付着物の除去に際しては、事前に装置の当該機器を分解することが必要であり、そして、所要の除去作業を終えた後には、それらを組み立てなければならない。そして、その分解組立作業の間は必然的に該石油精製装置の運転を停止せざるを得なかった。即ち、石油精製、石油化学などの装置産業では、生産設備の生産性の維持、あるいはエネルギーロスを如何に少なくできるかは製造業者にとって最も重要な課題の一つである。
【０００３】
そのため、従来、特開平１０−２７３６９５号に示すように、定期点検のために運転を停止し、機器の内部に滞留付着する堆積物を化学的に分解洗浄して外部に排出する方法や特開平５−１７２４９４号、特開平１０−２１７１２３号、特開２００２−２６３６００等に示すように、機器を分解して開放した上でその機器の内部に滞留付着した堆積物を高圧ジェット法等の物理的方法で破砕し除去する方法が広く行われている。この場合、この化学的洗浄方法では洗浄液を加温して循環させながら専用に開発された、浸透能力や分解能力の高い化学洗浄薬剤を添加している。
【０００４】
しかし、堆積物が多量の場合は浸透に長時間を要し、浸透が進んでも洗浄液の浸透能力や流動力のみでは破砕、流出することができずに残ることもある。その結果、化学洗浄実施後に確認すると、多量の堆積物が除去されずに残っている場合もある。
【０００５】
他方、石油精製、石油化学関係の装置では、一般的に、生産運転を停止し要点検機器を分解する前に、通常、軽質油を加熱循環させて装置内部を洗浄する共油洗浄と称される行程を経るが、この洗浄方法においても、前述の化学的洗浄方法と同様に、多量の汚れが滞留、堆積していることが避けられない。
【特許文献１】特開平１０−２７３６９５号
【特許文献２】特開平５−１７２４９４号
【特許文献３】特開平１０−２１７１２３号
【特許文献４】特開２００２−２６３６００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、洗浄後の後処理が容易な前記共油洗浄手段に所定の付加手段を配備することにより機器の内部に付着して滞留するスケール等の堆積物を、当該機器の付着面を損傷することなく、短時間で効果的に破壊して除去することができる油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システムを得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以上の如き観点に鑑みてなされたものであって、その主たる構成は、少なくも循環ポンプ、熱交換器、所要容量の軽質油を保存する容器類を循環パイプラインに沿って配置してなる石油精製、石油化学関係の装置において、前記循環ポンプにより加熱されて前記熱交換器から容器類へと循環パイプラインを通して給送される軽質油循環手段と、前記循環ポンプの上流側の循環パイプラインから分岐された分岐パイプラインを介して配置された高圧ポンプにより高圧キャビテーションを発生する高圧キャビテーション発生手段とが設けられ、前記熱交換器及び容器類に流れる循環軽質油の少なくとも一方の油中で前記高圧キャビテーションジェットを発生させてなる油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システムを提供しようとするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る油中キャビテーションによる機器付着スケール除去システムは、以上の説明から明らかなように、少なくも循環ポンプ、熱交換器、所要容量の軽質油を保存する容器類を循環パイプラインに沿って配置してなる石油精製、石油化学関係の装置において、前記循環ポンプにより加熱されて前記熱交換器から容器類へと循環パイプラインを通して給送される軽質油循環手段と、前記循環ポンプの上流側の循環パイプラインから分岐された分岐パイプラインを介して配置された高圧ポンプにより高圧キャビテーションを発生する高圧キャビテーション発生手段とが設けられ、前記熱交換器及び容器類に流れる循環軽質油の少なくとも一方の油中で前記高圧キャビテーションジェットを発生させてなるものである。それにより、洗浄後の後処理が容易な共油洗浄手段に付加手段を配備するだけで熱交換器や容器類等の機器の内部に付着して滞留するスケール等の堆積物又は付着物を、当該機器の付着面を損傷することなく、短時間に効果的に満遍なく破壊して除去することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の原理を示す包括的な一実施例を示す配管構成の概念図である。循環ポンプ１は、石油精製、石油化学関係の装置において、生産運転を停止して点検開放に入る前に、軽質油を加熱させて、それを循環パイプラインの一部を構成するパイプＰ１ を介して配置された熱交換器２の外側配管の入口３に流入させるものである。
【００１０】
前記熱交換器２はその内部に設けられたチューブ内外面に温度差のある異なる２つの流体を流すことによりチューブ内外面で温度置換を行なうものであって、前記軽質油が外側配管の入口３から流入してチューブ外面側を通り出口４へ流出する過程で、チューブ内面側を通る温度差のある別の流体との間で温度置換を行なうものである。
【００１１】
前記出口４には前記循環パイプラインの一部を構成するパイプＰ２ を介して所要容量の軽質油を保存する容器類５が結路されている。
【００１２】
前記容器類５に貯留された軽質油は、前記循環パイプラインの一部を構成するパイプＰ３ を介して前記循環ポンプ１に還流され、そして、前記容器類５と循環ポンプ１との間のパイプＰ３ にはストレーナー又はフィルター６が介在されている。
【００１３】
前記ストレーナー又はフィルター６は、前記循環ラインで連結された系内の汚れやスケール等の異物を定期的に除去可能とするためのものであり、その内部にメッシュ構造のバケットを着脱自在に設けると共に、該バケット内に汚れやスケール等の異物が堆積した場合、随時に該バケットを清掃することが可能な構造としてある。
【００１４】
前記容器類５と循環ポンプ１との間のパイプＰ３ を分岐し、該分岐パイプＰ４ には軽質油循環のキャビテーション発生用高圧ポンプ７を配設する。この場合、分岐パイプＰ４  の分岐位置が前記ストレーナー又はフィルター６の上流である場合には、該高圧ポンプ７の入力側上流にストレーナー又はフィルター８を介在する。該高圧ポンプ７の能力は１Mpa以上が好適である．
【００１５】
前記高圧ポンプ７の出力側は、前記熱交換器２の内側配管の入口９と前記容器類５の受口１０とに分岐パイプＰ５、Ｐ６とによって分流配管され、該分岐パイプＰ５、Ｐ６の先端部には、それぞれ洗浄対象物のスケール除去のために使用する高圧用ノズルであるキャビテーションノズル１１、１２が取り付けられている。
【００１６】
前記キャビテーションノズル１１、１２は、図２に示されているような釣り鐘型拡大空洞タイプ（噴出口径：φ1.2、φ1.5）を使用すると、拡大空洞部を設けたノズルからのキャビテーションジェットは、見かけ上、キャビテーションのボリュームが大きく、有効洗浄面積が広い。
【００１７】
また、図３に示されているような、ノズル出口からの距離とキャビテーションジェットの威力との相関関係を示す一例のキャビテーションジェット衝撃圧分布において、第２ピーク領域を用いると、洗浄効果が大きいと考えられる。
【００１８】
次に、上記実施例の構成及び作用について説明する。
スケール等の堆積物又は付着物を除去する動作モードにするに当たっては、循環ポンプ１と共にキャビテーション発生用高圧ポンプ７を作動させる。当該循環ポンプ１により軽質油を熱交換器２や容器類５の内部に循環パイプラインに沿って流入させて洗浄する。それに加えて、当該高圧ポンプ７の作動により噴射される高速油中噴流は、噴射時の噴流と周囲流体との界面に発生する渦の中心部が低圧になるためにキャビテーション気泡を内包するキャビテーションジェットとなる。
【００１９】
前記高圧ポンプ７の圧力・流量とキャビテーションノズル１１、１２の口径との相関関係によって前記熱交換器２や容器類５の内部で発生するキャビテーションジェット噴流の大きさが決定される。例えば、圧力５Mpa以上のポンプ圧力と流量２０（l/min）以上の流量でキャビテーションジェット噴流が発生する。
【００２０】
そこで、キャビテーションジェット噴流と共に循環パイプラインを設けることによって循環している軽質油に該キャビテーションジェット噴流が相乗するために、該噴流の効果は流れ方向の下流側へも伝達され、それによって熱交換器２や容器類５の機器内部に堆積していたスケール等の洗浄対象物の除去可能範囲が拡大される。その場合、洗浄油（軽質油）の流速は、装置内の循環流速0.2m/s〜0.5m/s と同等の流速であり、キャビテーションの噴射時間は２４時間以内で実施される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の原理を示す包括的な一実施例を示す配管構成の概念図である。
【図２】本発明一実施例の構成に使用される鐘型拡大空洞タイプの一例を示すキャビテーションノズルの断面図である。
【図３】キャビテーションノズルの出口からの距離とキャビテーションジェットの威力との相関関係を示す一例のキャビテーションジェット衝撃圧分布図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  循環ポンプ
２  熱交換器
３  熱交換器の外側配管の入口
４  熱交換器の外側配管の出口
５  容器類
６  ストレーナー又はフィルター
７  キャビテーション発生用高圧ポンプ
８  ストレーナー又はフィルター
９  熱交換器の内側配管の入口
１０  容器類の受口
１１  キャビテーションノズル
１２  キャビテーションノズル
Ｐ１      パイプ
Ｐ２   パイプ
Ｐ３   パイプ
Ｐ４   分岐パイプ
Ｐ５   分岐パイプ
Ｐ６   分岐パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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