(57)【要約】排ガス処理装置には燃焼装置から排出する排ガスにより燃焼装置の燃焼用空気を予熱する空気予熱器３と排ガスの熱を熱媒に回収する伝熱管群からなるガスガスヒータ（ＧＧＨ）熱回収器４と集塵装置５と湿式脱硫装置７とその出口の排ガスを前記ガスガスヒータ熱回収器４から供給される熱媒で加熱する伝熱管群からなるガスガスヒータ（ＧＧＨ）再加熱器８とを燃焼装置の排ガスダクトの上流側から下流側に順次配置し、さらにＧＧＨ熱回収器４におけるガス流れ方向に対して直交方向の隣接伝熱管同士の間の排ガス流速（管間流速）が１０ｍ／ｓ以下になるように、前記熱回収器４の伝熱管群をガス流れ方向に対して正方配列することで、大量のダスト含有する排ガスであっても前記伝熱管群の摩耗・腐食が軽減される。
2004042280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置から排出する排ガスにより燃焼装置の燃焼用空気を予熱する空気予熱器と、
該空気予熱器出口の排ガスの熱を熱媒に回収する伝熱管群からなるガスガスヒータ熱回収器と、
該ガスガスヒータ熱回収器出口の排ガス中のばい塵を回収する集塵装置と、
該集塵装置出口の排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式脱硫装置と、
該湿式脱硫装置出口の排ガスを前記ガスガスヒータ熱回収器から供給される熱媒で加熱する伝熱管群からなるガスガスヒータ再加熱器と、
を燃焼装置の排ガスダクトの上流側から下流側に順次配置し、
ガスガスヒータ熱回収器とガスガスヒータ再加熱器にそれぞれ設けられた伝熱管を連絡し、その内部に熱媒を循環させる熱媒循環ラインを設けた排ガス処理装置において、
ガス流れ方向に対して直交する方向の隣接伝熱管同士の間の排ガス流速である管間流速が１０ｍ／ｓ以下なるように、ガスガスヒータ熱回収器の伝熱管群をガス流れ方向に対して正方配列したことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
湿式脱硫装置とガスガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに湿式集塵装置を配置したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
ガスガスヒータの伝熱管の少なくとも一部にフィン付伝熱管を用い、ガスガスヒータ熱回収器の伝熱管フィンピッチを７．２５ｍｍ〜１０．１６ｍｍ、ガスガスヒータ再加熱器の伝熱管フィンピッチを６．３５ｍｍ〜８．４７ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
ガスガスヒータ再加熱器のフィン付き伝熱管の前段に、少なくとも３段以上の裸管群からなる伝熱管を設置し、かつ、該裸管群のガス流れ方向に対して直交する方向の隣接伝熱管同士の間の排ガス流速である管間流速が１２〜１６ｍ／ｓ以下なるように、前記裸管群をガス流れ方向に対して千鳥配列したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
ガスガスヒータ再加熱器のフィン付き伝熱管の前段に設けられる裸管群からなる伝熱管は、ガスガスヒータ熱回収器とガスガスヒータ再加熱器を循環する熱媒の循環ラインの一部とするか、又は前記熱媒循環ラインとは別途設けられたスチームが流れるスチームラインとすることを特徴とする請求項４記載の排ガス処理装置。
【請求項６】
ガスガスヒータ熱回収器の伝熱管を所定数束ねて一バンドルとし、該一つのバンドルがガス流れ方向に８段以下の伝熱管で構成され、ガス流れ方向に直交する方向の一つのバンドル幅が３０００ｍｍ以下であり、かつ、各バンドルのガス流れの前後方向に除塵装置を設置したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項７】
ガスガスヒータ熱回収器またはガスガスヒータ再加熱器に除塵装置を設置し、一つのバンドルのガス流れの前後方向に差圧計及び／又は温度計を設け、かつ、該差圧計及び／又は温度計の測定値が所定の値以上又は以下となった場合に除塵装置を起動させる制御装置を備えたことを特徴とする請求項５記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、湿式脱硫装置出口のボイラ等の排ガスを再加熱するのに好適なガスガス熱交換器を備えた排ガス処理装置（排煙処理装置とも称する）に関する。
【背景技術】  一般的な排ガス処理システムの系統を図１５と図１０、図１１に示す。図１５に示す排ガス処理システムでは、石炭を燃料源とするボイラ１などの燃焼装置から排出するダストを多量に含む排ガスが脱硝装置２に導入され、脱硝装置２内で排ガス中の窒素酸化物が除去された後、空気予熱器３においてボイラ１へ供給される燃焼用空気と熱交換される。排ガスは集塵装置５（本明細書ではバグフィルターや電気集塵装置を含む集塵装置を指す）で排ガス中の煤塵（ダスト）の大半が除去された後、誘引ファン６により昇圧される。その後、ガスガスヒータ（ＧＧＨ）の熱回収器４に導入され、熱回収された後、湿式脱硫装置７に導入され、脱硫剤を含む吸収液と気液接触して排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が除去される。湿式脱硫装置７において飽和ガス温度にまで冷却された排ガスは、脱硫ファン９により昇圧され、ＧＧＨ再加熱器８により昇温されて、煙突１０から排出される。なお、ＧＧＨ熱回収器４とＧＧＨ再加熱器８の間には連絡配管１３が設けられており、該配管１３内を熱媒が循環している。
また他の排ガス処理システムの系統を図１０と図１１に示し、その中のＧＧＨ（ガスガスヒータ）の系統を図１２と図１３に示す。なお、前記各図において同一機器には同一番号を付すこととする。
図１０において、ボイラ１からの排ガスは排ガスダクト３０を流れて脱硝装置２に導入され、排ガス中の窒素酸化物が除去された後、空気予熱器３においてボイラ１へ供給される燃焼用空気と熱交換される。次に、排ガスはＧＧＨ熱回収器４に導入され、該熱回収器４内を流れる熱媒と熱交換されて排ガス温度が低下し、排ガス中の煤塵（ダスト）の電気抵抗値が低下した状態で電気集塵装置５に導入されて、排ガス中の煤塵の大半が除去される。その後、排ガスは誘引ファン６により昇圧されて湿式排ガス脱硫装置７に導入され、脱硫剤を含む液体と気液接触することにより、排ガス中のＳＯｘおよび煤塵の一部が除去される。湿式排ガス脱硫装置７において飽和ガス温度まで冷却された排ガスは、ＧＧＨ再加熱器８において前記熱回収器４から供給された熱媒体と熱交換することで昇温され、さらに脱硫ファン９により昇圧されて煙突１０より排出される。
図１１は図１０に示す系統において、湿式排ガス脱硫装置７出口の排ガス中に含まれる煤塵をさらに低減させる目的で、湿式排ガス脱硫装置７とＧＧＨ再加熱器８の間の排ガスダクト３０に湿式集塵装置１９を加えた系統である。
図１０と図１１に示す排ガス処理システムの系統は、ＧＧＨ熱回収器４の後流側の排ガスダクト３０に集塵装置５が置かれており、該集塵装置５での処理ガス温度が低くなるため、ダストの電気抵抗が下がり、ダスト除去効率が高く、図１５に示す排ガス処理システムに比べ、ダスト除去性能が高い。
近年では大気中へのダスト排出規制がより厳しくなってきているため、石炭を燃料源とするボイラなどから排出するダストを多量に含む排ガスの処理システムとしては図１０、図１１に示す排ガス処理システムが主流となりつつある。
次に、図１０、図１１に示す排ガス処理システムのＧＧＨ系統について図１２と図１３で説明する。
ＧＧＨ熱回収器４内の伝熱管１１とＧＧＨ再加熱器８内の伝熱管１２−２を連絡配管１３で連絡し、熱媒循環ポンプ１４により該連絡配管１３内に熱媒を循環させる系統となっている。熱媒循環系統には系内の熱媒の膨張を吸収する目的で熱媒タンク１５が設置されており、また、ボイラ等のいかなる運用においても安定した運用が可能なように、熱媒の温度を制御する目的で熱媒ヒータ１６が設置されている。また、該熱媒ヒータ１６で発生する蒸気ドレンは熱媒ヒータドレンタンク１７に回収し、その後、ボイラ側タンク（図示せず）に搬送される。
なお、ＧＧＨ熱回収器伝熱管１１とＧＧＨ再加熱器伝熱管１２−２には、通常熱交換の効率を向上させるためにフィン付伝熱管が用いられている。また、ＧＧＨ再加熱器８の前段には湿式排ガス脱硫装置７から飛散してくる腐食性ミストを除去（蒸発）するためにフィンがない裸管からなる伝熱管で構成された少なくとも３段以上の裸管群１２−１を設置している。
このような構成は特開２０００−１６１６４７号公報に開示されているが、ＧＧＨ熱回収器４と再加熱器８を循環している熱媒を裸管群１２−１に流入させ、該裸管群１２−１表面温度を高くすることで、飛散ミストの除去をすることができる。
図１３は、図１２に示す系統においてＧＧＨ再加熱器８のフィン付伝熱管１２−２の前段に設置する裸管群からなる伝熱管としてＳＧＨ（スチームガスヒータ）２０を設置し、該ＳＧＨ２０に外部から蒸気を投入する系統の構成を示す。ＳＧＨ２０において発生する蒸気ドレンはＳＧＨドレンタンク１８に回収し、その後、ボイラ側タンク（図示せず）に搬送される。
図１４は、ＧＧＨの除塵装置としてスートブロワ２１を設置した場合の概略側面図（図１４（ａ））と図１４（ａ）のＡ−Ａ線断面図（図１４（ｂ））を示す。
ＧＧＨにおいて使用されるスートブロワ２１は、ＧＧＨでの排ガス温度が低い（１６０℃以下）ため、通常、排ガスダクト３０内に挿入されたままである。スートブロワ２１には蒸気または空気が供給されており、スートブロワ２１の稼動時には、スートブロワ２１の内部に挿入したチューブが回転しながら往復する（図１４に示す例では上下に動く）際に、前記チューブに設けられた穴より蒸気または空気が噴射し、ＧＧＨ伝熱管（フィン付伝熱管）１１、１２−２に堆積したダスト等を除去する装置である。
一般に、ＧＧＨ伝熱管（フィン付伝熱管）を用いた熱交換器においては、伝熱管領域を通過する通過ガスの流速を速くすることにより熱交換器の伝熱性能は向上し、全体の伝熱面積を低減することが可能である。
また、伝熱管として使用するフィン付伝熱管のフィンピッチを狭くすることにより（通常フィンピッチは５．０８ｍｍ以下）、伝熱管１本あたりの伝熱面積を大きくすることができ、熱交換器全体の伝熱管の設置本数の低減が図れ、熱交換器寸法を小さくすることができる。
しかしながら、ＧＧＨを設置する上記系統の排ガス処理システムにおいて、空気予熱器３の後流（集塵装置５前流）側の排ガスダクト３０に設置されるＧＧＨ熱回収器４に導入される排ガス中には、多量の煤塵（１０〜５０ｇ／ｍ３Ｎ程度）が含まれており、ＧＧＨ熱回収器４の伝熱管１１およびそのフィンの経時的な摩耗（アッシュエロージョンによる摩耗）させる問題および排ガス中に含まれるダストやＳＯ３の伝熱管１１へ付着して隣接するフィンの間を閉塞させる問題がある。
また、湿式排ガス脱硫装置７の後流側の排ガスダクト３０に設置されるＧＧＨ再加熱器８においては、集塵装置５および湿式排ガス脱硫装置７においてダストは除去され、その量は約２０ｍｇ／ｍ３Ｎ以下に減っている。そのためＧＧＨ再加熱器８ではダストによる摩耗（アッシュエロージョン）環境は緩和される。しかしながら、ＧＧＨ再加熱器８の前流側に設置する機器（湿式排ガス脱硫装置７及び湿式集塵装置１９）から飛散してくる石膏スラリ等を含む硫黄酸化物吸収液と腐食性成分を含むミストが、ＧＧＨ再加熱器８のフィン付伝熱管１２−２に衝突し、フィン付伝熱管群１２−２を腐食させる問題や、経時的にフィンにダストが付着して隣接するフィンの間及び隣接する伝熱管の間のガスが流れる領域を閉塞させる問題がある。
一般に、ＧＧＨの除塵装置としてはスートブロワ２１等が設置されるが、ＧＧＨを構成する伝熱管の効果的な除塵を行うためには、スートブロワ２１の台数を増すか又はスートブロワ２１の起動頻度を多くする等の対策が必要となる。
通常、スートブロワ２１は３〜５回／日の頻度で起動（タイマによる制御）しているが、フィン付伝熱管のフィンにダストが付着して隣接するフィンの間及び隣接する伝熱管の間のガスが流れる領域を閉塞させる問題点に対し、最悪の条件を想定した起動頻度でスートブロワ２１の運転制御をしているため、ダクト３０内に過剰の蒸気量を投入する傾向がある。
そこで、本発明の課題は、ＧＧＨを設置する大量のダストに存在する環境を考慮し、上記問題を解決できるＧＧＨ熱回収器およびＧＧＨ再加熱器の伝熱管の構成を有する排ガス処理装置を提供することである。
【発明の開示】
本発明の上記課題は、燃焼装置から排出する排ガスにより燃焼装置の燃焼用空気を予熱する空気予熱器と、該空気予熱器出口の排ガスの熱を熱媒に回収する伝熱管群からなるガスガスヒータ熱回収器と、該ガスガスヒータ熱回収器出口の排ガス中のばい塵を回収する集塵装置と、該集塵装置出口の排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式脱硫装置と、該湿式脱硫装置出口の排ガスを前記ガスガスヒータ熱回収器から供給される熱媒で加熱する伝熱管群からなるガスガスヒータ再加熱器とを燃焼装置の排ガスダクトの上流側から下流側に順次配置し、ガスガスヒータ熱回収器とガスガスヒータ再加熱器にそれぞれ設けられた伝熱管を連絡し、その内部に熱媒を循環させる熱媒循環ラインを設けた排ガス処理装置において、ガス流れ方向に対して直交する方向の隣接伝熱管同士の間の排ガス流速である管間流速が１０ｍ／ｓ以下となるように、ガスガスヒータ熱回収器の伝熱管群をガス流れ方向に対して正方配列とした排ガス処理装置である。
前記排ガス処理装置は、湿式脱硫装置とガスガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに湿式集塵装置を配置した構成にしても良い。
また、前記ガスガスヒータの伝熱管の少なくとも一部にフィン付伝熱管を用い、ガスガスヒータ熱回収器の伝熱管フィンピッチを７．２５ｍｍ〜１０．１６ｍｍ、ガスガスヒータ再加熱器の伝熱管フィンピッチを６．３５ｍｍ〜８．４７ｍｍとすること、及びガスガスヒータ再加熱器のフィン付き伝熱管の前段に、少なくとも３段以上の裸管群からなる伝熱管を設置し、かつ、該裸管群のガス流れ方向に対して直交する方向の隣接伝熱管同士の間の排ガス流速である管間流速が１２〜１６ｍ／ｓ以下となるように前記裸管群をガス流れ方向に対して千鳥配列することが望ましい。
前記ガスガスヒータ再加熱器のフィン付き伝熱管の前段に設けられる裸管群からなる伝熱管は、ガスガスヒータ熱回収器とガスガスヒータ再加熱器を循環する熱媒の循環ラインの一部とするか、又は前記熱媒循環ラインとは別途設けられたスチームが流れるスチームラインとすることができる。
また、前記ガスガスヒータ熱回収器の伝熱管を所定数束ねて一バンドルとし、該一つのバンドルがガス流れ方向に８段以下の伝熱管で構成され、ガス流れ方向に直交する方向の一つのバンドル幅が３０００ｍｍ以下であり、かつ、各バンドルのガス流れの前後方向に除塵装置を設置することが望ましい。
さらに、前記ガスガスヒータ熱回収器またはガスガスヒータ再加熱器に除塵装置を設置し、一つのバンドルのガス流れの前後方向に差圧計及び／又は温度計を設け、かつ、該差圧計及び／又は温度計の測定値が所定の値以上又は以下となった場合に除塵装置を起動させる制御装置を備えた構成としても良い。
ＧＧＨ熱回収器側４の課題である、フィン付伝熱管部１１の灰による摩耗およびフィン付伝熱管部１１への閉塞といった問題は、ＧＧＨ熱回収器４の仕様を以下のように規定することによって解決できる。
図１５に示す排ガス処理システムでは、ＧＧＨ熱回収器４を集塵装置５の後流側の排ガスダクト３０に設置して、大部分のダストを集塵装置５で捕捉した後の排ガスを用いてＧＧＨ熱回収器４で熱交換するのでＧＧＨ伝熱管の摩耗対策をする必要が無かった。しかし、近年、図１０と図１１に示す排ガス処理システムの方が図１５に示す排ガス処理システムに比べ、ダスト除去効率が高いので、主流となりつつあることは既に述べた。
しかし、図１０、図１１に示すようにＧＧＨ熱回収器４は集塵装置５の前流側に設置されるため、ＧＧＨ熱回収器４に導入される排ガス中には多量の煤塵（１０〜５０ｇ／ｍ３Ｎ程度）が含まれているので、伝熱管の摩耗が激しいことが懸念される。一般に伝熱管摩耗量は、ガス流速及び排ガス中のダスト濃度等の影響を受ける。フィン付伝熱管仕様にもよるが、フィン付伝熱管をＧＧＨとして用いるためには、一般的には運用上の摩耗限界線Ａは図示の通り約０．１ｍｍ／年以下の摩耗速度であることが望ましい。
本発明者らは、ＧＧＨ熱回収器は集塵装置の前流側に設置した場合のＧＧＨ熱回収器の伝熱管の摩耗を防ぐ方法について検討した結果、図６に示すＧＧＨ伝熱管の摩耗量とガス流速とガス中のダスト濃度の関係を見いだした。
すなわち、図６に示す通り、ＧＧＨ熱回収器を集塵装置の前流側に設置しているため、ガス流速が速くなるにつれ伝熱管の摩耗量が増加することが確認されたが、驚くべきことに、ガス流速１０〜１１ｍ／ｓ以上では、排ガス中のダスト濃度の多少に拘わらず、前記摩耗量が急激に増加する現象を見い出した。
このため、ガス中に含まれる煤塵によるアッシュエロージョンの防止策として、ＧＧＨ熱回収器の伝熱管（フィン付伝熱管）を通過する管間流速は１０ｍ／ｓ以下に規定することで、ダスト除去効率を高く維持したまま、ＧＧＨ熱回収器の伝熱管の摩耗を防ぐことができる。
なお、前記フィン付伝熱管部管間流速とは、図１（ａ）に示す伝熱管配列水平断面図において、ガス流れ方向の第１段目の伝熱管の中心軸Ｌ上におけるガス流れＧ方向に直交するダクト断面積から図１２、図１３のフィン付き伝熱管１１、１２−２の伝熱管１１ａ、１２−２ａおよびフィン１１ｂ、１２−２ｂのガス流れＧ方向に直交する断面積の合計値を差し引いた空間部断面領域を通過するガス流速をいう。
図７には、ダスト濃度がゼロ又は異なる数種類の処理ガス流れに３日間、フィンピッチの異なるフィン付き伝熱管を配置した場合のガス流れの圧力損失比の比較データを示す。伝熱管にフィンを付けないで裸管とした場合には、ダスト濃度に関係なく伝熱管を通過する際の圧力損失はほぼ一定となる。一方、伝熱管にフィンを設けたフィン付伝熱管においては、フィンピッチが狭くなるにつれ、ダストが隣接フィン間に詰まりやすくなり、ガス流れの圧力損失の上昇と伝熱管の伝熱性能の低下等の大きな要因となる。
一般的に、フィン付伝熱管を備えた熱交換器においては、フィンピッチを狭くすることにより、伝熱管１本あたりの伝熱面積が増加するため、熱交換上必要となる伝熱面積を設けるために、トータルとしてＧＧＨに設置する伝熱管本数の低減が可能となる。このため、処理ガスがクリーンガスである（ダストが全くない）場合には、通常、フィンピッチは経済性の観点から５．０８ｍｍ以下の範囲で採用されることが多い。
しかしながら、処理ガス中にはダスト等が混入されているため、ＧＧＨ熱回収器４とＧＧＨ再加熱器８のフィン付き伝熱管１１、１２−２のフィンピッチを適切な値に設定する必要がある。図７に示す通り、ダスト等を含む処理ガスを扱う環境下においては、伝熱管のダスト付着による排ガスダクトの横断面積が経時的に小さくなるために伝熱管を通過する際のガス流れの圧力損失が経時的に増加することを考慮に入れることで、フィンピッチの最適使用範囲が決まる。
すなわち、煤塵および排ガス中に含まれるＳＯ３等の付着によるフィン付伝熱管の閉塞防止とスートブロワ２１等の除塵装置の除塵効果を向上させる目的で、ＧＧＨ熱回収器４のフィン付伝熱管の配列は正方配列とし、かつ、ＧＧＨ熱回収器４の伝熱管のフィンピッチは７．２５ｍｍ〜１０．１６ｍｍに規定した。
なお、前記フィンピッチとは、伝熱管の部分側面図である図１（ｂ）に示す伝熱管の隣接する独立フィンの間隔Ｆ、又は図１（ｃ）に示す伝熱管に巻き付けられたフィンのピッチＦを言う。
図８はＧＧＨ伝熱管部分での排ガス流れの圧力損失（△Ｐ）の経時変化を示す図である。伝熱管部分での圧力損失は時間の経過と共の徐々に上昇していく傾向があるが、図８（ａ）に示すように伝熱管段数がガス流れ方向に対して８段以下である場合にはスートブロワを図８にＳ／Ｂと記すタイミングで稼動することにより、圧力損失はほぼ初期値まで回復するが、図８（ｂ）に示すように伝熱管段数が８段を超えるとスートブロワを稼動しても圧力損失は初期まで回復しない。また、通常、ＧＧＨは熱交換上必要となる数の伝熱管を組み合わせたバンドルとしているが、前記伝熱管のバンドルが３０００ｍｍ以上の幅（ガス流れに直交する方向の幅）で設置されている場合にも同様の傾向がある。
このことから、ＧＧＨ熱回収器４の伝熱管構成として、除塵装置であるスートブロワ２１の除塵性能を向上させる目的で、前記バンドルの寸法をガス流れ方向に８段以下および幅方向に３０００ｍｍ以下となるように規定し、前記バンドルのガス流れ方向の前後にスートブロワ２１を設置する。
一方、湿式排ガス脱硫装置７の後流側に設置されるＧＧＨ再加熱器８に流入する排ガス中のダスト濃度は２０ｍｇ／ｍ３Ｎ以下と多くないため、アッシュエロージョンに対する考慮は不要となり、ガス流速の制限はなく、ＧＧＨ再加熱器８の伝熱管部分を通過する排ガスの圧力損失との関係から、適切なガス流速を選定することができる。但し、ＧＧＨ再加熱器８においては、それより前流側のダクト３０内に配置される機器（脱硫装置７、湿式集塵装置１９）から飛散してくる吸収液を含むミストが、フィン付伝熱管１２−２に衝突し、フィン付伝熱管群１２−２の腐食が懸念される。
図９にはＧＧＨ再加熱器８の裸管１２−１の管間ガス流速と圧力損失およびミスト除去性能の関係を示す。
ミストの除去性能および伝熱管部分でのガス流れの圧力損失はガス流速に依存し、ガス流速の増加とともに、ミスト除去率（実線ａ）および前記圧力損失比（点線ｂ）ともに増加する。
また、ミスト除去率は６０％以上であることが必要であるが、ガス流速１６ｍ／ｓ以上ではほぼ一定の値となることが確認された。これは、湿式排ガス脱硫装置７から飛散するミストは、慣性衝突により該裸管群に衝突して除去されるが、ある一定値以下のミスト径のものは該裸管群に衝突せず、排ガスの流れに同伴するためである。
通常、ＧＧＨ再加熱器８入口（湿式排ガス脱硫装置７出口）のミスト量は１００〜１５０ｍｇ／ｍ３Ｎ程度である。このような条件下において、ＧＧＨ再加熱器８のフィン付伝熱管１２−２における腐食環境を緩和し、安定した運用を行うためには、一般的にはミスト除去効率が６０％以上であることが望ましい。このことから、ＧＧＨ再加熱器８の裸管１２−１の管間ガス流速は１２ｍ／ｓ〜１６ｍ／ｓの範囲が最も有効な使用範囲であることが確認できた。
このため、ＧＧＨ再加熱器８のフィン付伝熱管１２−２の前段にガス流れに対し千鳥配列で少なくとも３段以上の伝熱管（裸管）１２−１を配置し、かつ、該裸管１２−１の管間流速を１２ｍ／ｓ〜１６ｍ／ｓの範囲となるように規定する。
さらに、上記裸管１２−１を設置するとともに、ＧＧＨ再加熱器８のフィン付伝熱管１２−２のフィンピッチを６．３５ｍｍ〜８．４７ｍｍとすることにより、フィン付伝熱管１２−２に経時的にダストが詰まる等の問題も解消され、より安定した運用が可能となる。
なお、前記裸管１２−１の管間流速とは、図２の平面図に示す伝熱管配列において、ガス流れに対し、第１段目の裸管１２−１の中心軸Ｌにおいて、ダクト断面積から裸管１２−１の投影断面積を差し引いた空間部の投影断面積の通過ガス流速である。
また、ＧＧＨ熱回収器またはＧＧＨ再加熱器の除塵装置としてスートブロワを設置した場合において、該スートブロワの運用方法として、ＧＧＨ熱回収器またはＧＧＨ再加熱器伝熱管バンドルのガス流れ方向の前後に差圧値または温度を計測する手段を設け、かつ、該差圧値または温度が所定値以上（または以下）となった場合にスートブロワを起動させることにより、必要に応じスートブロワを起動することが可能となり、スートブロワで余剰の蒸気量を使用することが無くなる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施の形態のＧＧＨ伝熱管の仕様図を示す。
図２は、本発明の実施の形態のＧＧＨ再加熱器フィン付管前流の裸管群の仕様図を示す。
図３は、本発明の実施の形態の本発明の実施の形態のＧＧＨ伝熱管のブロック仕様を示す。
図４は、本発明の実施の形態のＧＧＨバンドル前後に差圧値または温度を計測する手段を設けた構成図を示す。
図５は、本発明の実施の形態のＧＧＨバンドル前後に差圧値または温度を計測する手段を設けた構成図を示す。
図６は、本発明の実施の形態の本発明の実施の形態の伝熱管の摩耗量とガス流速とダスト濃度の関係を示す。
図７は、本発明の実施の形態の本発明の実施の形態のフィンピッチと圧力損失の関係を示す。
図８は、本発明の実施の形態の本発明の実施の形態の伝熱管部圧力損失の経時変化図を示す。
図９は、本発明の実施の形態の裸管部におけるガス流速と圧力損失およびミスト除去性能の関係を示す。
図１０は、一般的な排ガス処理システムの系統を示す。
図１１は、ＳＧＨを設置した場合の一般的な排ガス処理システムの系統を示す。
図１２は、ＧＧＨ廻りの一般的な系統を示す。
図１３は、ＳＧＨを設置した場合のＧＧＨ廻りの一般的な系統を示す。
図１４は、除塵装置としてスートブロワを設置した場合の概略側面図（図１４（ａ））と図１４（ａ）のＡ−Ａ線断面図（図１４（ｂ））を示す。
図１５は、従来の一般的な排ガス処理システムの系統を示す。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。本発明の実施の形態では、先に説明した図１０と図１１に示す排ガス処理システムの系統及び図１２と図１３に示すＧＧＨ（ガスガスヒータ）の系統が用いられる。
図１に本実施例のＧＧＨ熱回収器４及び再加熱器８に用いられる伝熱管（フィン付伝熱管）１１、１２−２の仕様を示す。図１（ａ）の伝熱管水平断面図に示すように、ＧＧＨ熱回収器４の伝熱管（フィン付伝熱管）１１はガス流れに対して正方配列に配置され、かつ、フィン付伝熱管１１のフィンピッチは７．２５ｍｍ〜１０．１６ｍｍとしている。また、ＧＧＨ熱回収器４のフィン付伝熱管１１を通過するガス流速が管間流速で１０ｍ／ｓ以下となるように該伝熱管１１が配置されることを特徴とする。
また、ＧＧＨ再加熱器８のフィン付伝熱管１２−２のフィンピッチは６．３５ｍｍ〜８．４７ｍｍとしている。
表１にはＧＧＨ熱回収器４及び再加熱器８に用いられるフィン付伝熱管１１、１２−２の管間流速、伝熱管径、フィン径、伝熱管ピッチ、フィン径および伝熱管ピッチの代表値を示す。
2004042280.tif 000003
図２は本発明になるＧＧＨ再加熱器８の前段に設置する伝熱管（裸管）１２−１の水平断面図を示す。図２の水平断面図に示すように、ＧＧＨ再加熱器８の前段にはガス流れに対して千鳥配列の、少なくとも３段以上の伝熱管（裸管）１２−１を設置している。ここで、該伝熱管（裸管）１２−１を通過する管間流速を１２ｍ／ｓ〜１６ｍ／ｓの範囲とすることにより、前流側の機器から飛散してくるミストの６０％以上が効果的に除去でき、ＧＧＨ再加熱器８のフィン付伝熱管１２−２の腐食環境が緩和できる。ここで、伝熱管（裸管）１２−１は、ミストの蒸発効率を高める目的で、Ｐ（伝熱管ピッチ）／ｄ（伝熱管管径）＜２となるように千鳥配列とした。
表２にはＧＧＨ再加熱器８に用いられる伝熱管（裸管）１２−１の管間流速、伝熱管径、伝熱管ピッチ、伝熱管段数の代表的な値を示す。
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前記裸管１２−１の管間流速は、図２に示す伝熱管配列においてガス流れに対して第１段目の伝熱管の中心軸Ｌ上でダクト断面積から裸管１２−１のガス流れ方向の投影断面積を差し引いた面積に対応する空間部を通過するガスの流速である。
次に、本実施例のＧＧＨ伝熱管のバンドルの概略図を示す。
図３はＧＧＨ熱回収器４及び再加熱器８に用いられる熱媒Ｍが流れる伝熱管（フィン付伝熱管）１１、１２−２の構成単位として、各伝熱管を組み合わせてブロック化したバンドルの一例を示す。図３はＧＧＨの伝熱管バンドルを縦置き（吊り下げ型）構造とした場合の概略図を示しているが、図３（ａ）は排ガス流れに沿った方向の伝熱管バンドルの側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の部分拡大図、図３（ｃ）は排ガス流れに直交する方向の伝熱管バンドルの側面図である。
スートブロワ２１による除塵効果を向上させるため、図３の各バンドルはガス流れ方向に対して８段以下で、かつ、バンドル幅（ガス流れに直交する方向の幅）が３０００ｍｍ以下となるような構成としており、各バンドルの排ガス流れの前後方向にはスートブロワ２１を設置することを特徴とする。
図３に示す通り、バンドルは補強柱２４の上部に設けたバンドル受梁２５に管寄せ２３を載せた上で該管寄せ２３に各伝熱管バンドルを吊り下げた方式である。なお、管寄せ２３には伝熱管管寄せ用ノズル２２が接続している。
このように、ＧＧＨ伝熱管バンドルを縦置き（吊り下げ型）とすることにより、ＧＧＨの内部サポートの設置数を軽減し、ＧＧＨのトータル質量を抑制できるだけでなく、その据え付も容易となり、現地据え付工事を比較的簡単に行うことができる。
図４（ａ）、（ｂ）と図５（ａ）、（ｂ）には本実施例のＧＧＨの伝熱管バンドルのガス流れの前後方向に差圧計２７と温度計２８を設け、該計測手段２７、２８からの信号によりスートブロワ２１のモータ３２等の駆動制御をする制御装置３１を設けた構成図をそれぞれ示す。
伝熱管の除塵装置であるスートブロワ２１は、タイマ等での制御により通常３〜５回／日の頻度で起動させているが、このような制御では、隣接する伝熱管の間が伝熱管に付着するダストにより詰まらないように、最悪の条件にて設定した起動頻度によりスートブロワ２１を稼動させるため、過剰な蒸気投入となる傾向がある。
このため、図４に示す実施例では、差圧計２７と温度計２８による差圧値または温度が所定の値以上（または以下）となった場合に、スートブロワ２１を起動させる構成とする。
【産業上の利用可能性】  以上説明したように、ボイラ等から排出される排ガス中の煤塵および硫黄酸化物を除去し、かつ、煙突から排出する排ガスを再加熱する手段としてガスガス熱交換器（ＧＧＨ）を設置した排ガス処理システムの構成において、本発明によるＧＧＨ伝熱管の仕様・構成を適用することにより、経時的なフィンの摩耗・腐食を軽減し、かつ、煤塵、ＳＯ３および吸収液等の付着によるフィン付伝熱管の隣接するフィン間及び隣接する伝熱管間の閉塞が軽減され、ボイラ等から排出される排ガスの処理装置として安定した運用が可能となる。
さらに、ＧＧＨの除塵装置としてのスートブロワ運用方法として、ＧＧＨ熱回収器またはＧＧＨ再加熱器バンドルのガス流れ前後方向の差圧値および温度が所定の値以上（または以下）となった場合にスートブロワを起動させることにより、ユーティリティ使用量を最低限に抑制することが可能となる。
【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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【国際調査報告】
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