(57)【要約】【課題】煙突の排出口付近に灰粒子が付着することを根本的に防止するとともに、スタックレインの発生も防止可能な煙突構造を提供する。【解決手段】煙突１は、不導体から形成される煙突終端部下方の煙突本体６と、接地された導体から形成された終端部３０とを備えている。終端部３０は、内筒３２と外筒３４の二重管構造により構成されている。内筒３２には、縦スリット３８が上下方向に沿って複数形成されている。また、横スリット４０が周方向に沿って複数形成されている。灰粒子が終端部３０内を流れる際に、導体と接触するので、灰粒子に帯電していた電荷を除去することができる。これにより、灰粒子が煙突１の内周面に付着することを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙突起端部より灰粒子を含む排ガス流れ方向に沿って起立する煙突本体と、該煙突本体の排ガス排出開口側に連続して形成された煙突終端部とを有し、灰粒子を含む排ガスが前記煙突本体内及び煙突終端部内壁に沿って流れるように構成された煙突構造であって、
前記煙突本体は不導体材質から形成されており、
前記終端部若しくは該煙突終端部と煙突本体と連接する連接部位の、排ガスと接触する内周面側の材質の少なくとも一部が導体から形成されており、前記導体はアース手段によって接地されていることを特徴とする煙突構造。
【請求項２】
前記煙突終端部下方の煙突本体の内周面に液膜部を生成するために、前記煙突終端部下方の煙突本体の下方位置に灰付着防止水を散水する散水装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の煙突構造。
【請求項３】
前記終端部若しくは連接部位は前記接地された導体から形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の煙突構造。
【請求項４】
前記終端部は、基体を不導体で形成すると共に、該基体の灰粒子を含む排ガスが通過する内壁側に、接地された筒状の導体が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の煙突構造。
【請求項５】
前記煙突終端部と煙突本体と連接する連接部位は、前記灰粒子を含む排ガスが通過する内壁側が接地された導体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の煙突構造。
【請求項６】
前記終端部の内周面には、少なくとも前記液膜部よりの水が通過可能なスリットが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のうち何れか一項に記載の煙突構造。
【請求項７】
前記散水装置は、
前記終端部の排出口の内周面に付着した乾灰の厚さを所定の時間間隔で計測する計測手段と、
前記計測手段による計測結果に基づいて、所定期間における前記乾灰の厚さの移動平均値を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された移動平均値に基づいて、前記散水装置の散水量を調整する水量調整手段とからなる制御装置を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の煙突構造。
【請求項８】
前記終端部の排出口から排出される排ガスに含まれる水滴の飛散を撮像する撮像手段を更に備え、
前記撮像手段によって前記灰付着防止水の水滴及び前記乾灰の少なくとも一方が撮像された場合、前記散水装置の散水量を前記水量調整手段で調整することを特徴とする請求７に記載の煙突構造。
【請求項９】
前記アース手段は、地面上に立設されて前記煙突終端部下方の煙突本体及び前記終端部の振れを防止する金属製の架構と、該架構と前記導体を接続するアース線とから構成することを特徴とする請求項１〜８のうち何れか一項に記載の煙突構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排ガスの煙突一体型湿式脱硫装置に用いられる煙突構造に関し、特に石炭焚き燃焼排ガスの煙突一体型湿式脱硫装置に好適に用いられる煙突構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、石炭焚き産業用火力発電所ボイラ等から排出されて脱硫装置と一体化した煙突に導かれた排ガスは、４５℃〜５５℃程度の温度で、且つ水分飽和状態で大気に排出される。煙突内を通過する際に、排気ガスの温度は煙突からの放熱により数度（１℃〜２℃程度）低下するため、煙突内で飽和湿度曲線に応じた相当量のドレンが発生し、当該ドレンは排ガスと共にスタックレインとして大気に放出されてしまう。そこで、例えば、特許文献１には、煙突内の排ガスを旋回させるための旋回部材と、旋回固定翼の直上に設けられた複数の縦スリットと、煙突終端部の排出口近傍に形成された複数の縦、及び横スリットと、を備えた煙突が開示されている。この煙突では、旋回部材により煙突内を上昇する排ガスに旋回流を発生させている。旋回する排ガスの遠心力により、旋回部材よりも後流、即ち旋回部材より上側の煙突内周面には、煙突壁面に押し付けられたドレンによる液膜が形成される。この液膜をスリット（スリットは煙突途中の長さ６〜７ｍの粗取り用縦スリットと、頂部の１．５ｍ前後の仕上げ用の縦スリットもあり、この２つで殆どのドレンが除去され更に排出口部横スリットが最終仕上げ除去に寄与する。）を介し回収することにより、スタックレインの発生を防止している。
【０００３】
しかし、頂部スリット（横スリット）に到達するまでにドレンの殆どが回収されて排出口付近に液膜が到達しない状態が発生する事がある。このような場合には煙突排出口付近が乾燥し、排ガスに含まれるＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３を主成分とする灰粒子が煙突の排出口の内周面に付着してしまう。煙突の内周面に付着した灰粒子（以下、煙突の内周面に付着した灰粒子を乾灰という）は、上述した乾燥状態が継続するとその付着厚みが５０ｍｍ／年前後の速度で増加し、その後、排ガスの脈動等により剥離し、地上に降着する場合があった。さらに、煙突排出口で排ガスが外気温により冷却される場合、成長した乾灰の凹凸部で生成したドレンがスタックレインとして飛散する事を助長するため、乾灰の成長を抑止する必要があった。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献２には、煙突下部から排ガスに灰付着防止水を散水する散水装置と、当該散水装置の直上に設けられ、煙突内の排ガスを旋回させるための旋回固定翼と、当該旋回固定翼の上方に煙突の長手方向に沿って形成された縦スリットと、を備えた煙突が開示されている。縦スリットは、煙突の上下方向に対して複数段設けられており、具体的には、旋回固定翼の直上、煙突の終端部及び終端部の直下にそれぞれ設けられている。
この煙突では、灰付着防止水を排ガスに散水することにより、煙突内部で自然発生するドレンに加えて水分を含んだ排ガスが煙突の内周面に接触する際に、当該内周面に薄い液膜を形成する。当該液膜は、旋回固定翼により煙突内を上昇する旋回排ガスによって煙突内壁面を伝って移動し、旋回固定翼の直上に設けられた縦スリット及び終端部の直下に設けられた縦スリットを後逸した一部の液膜が煙突の排出口近傍まで到達して灰粒子の付着を防止する。
排ガスが煙突内を通過する際に、排ガスに含まれる石炭灰粒子は液膜に付着し、当該液膜に取り込こまれて複数段設けられた各縦スリットを介して回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３９３５７７３号公報
【特許文献２】特開２００３−２９４２３０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２に記載の方法では、散水量一定で運転した場合や煙突全体壁面からの放熱が少ない場合に、煙突の排出口付近に形成される液膜量が不足する事があるため、排出口付近の内周面に石炭灰粒子が付着することを根本的に解決することができなかった。さらに、液膜量が不足して乾燥すると、煙突内を通過する際に煙突内周面と接触することにより帯電した石炭灰粒子が、煙突の排出口付近の内周面に付着する場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は係る従来技術の問題点に鑑み、煙突の排出口付近に石炭灰粒子が付着することを根本的に防止するとともに、スタックレインの発生も防止可能な煙突構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した問題を解決する本発明に係る煙突構造は、煙突起端部より灰粒子を含む排ガス流れ方向に沿って起立する煙突本体と、該煙突本体の排ガス排出開口側に連続して形成された煙突終端部とを有し、灰粒子を含む排ガスが前記煙突本体内及び煙突終端部内壁に沿って流れるように構成された煙突構造であって、
前記煙突本体は不導体材質から形成されており、
前記終端部若しくは該煙突終端部と煙突本体と連接する連接部位の、排ガスと接触する内周面側の材質の少なくとも一部が導体から形成されており、前記導体はアース手段によって接地されていることを特徴とする。
尚、導体とは例えばカーボン若しくは金属製の導電体、不導体とは灰粒子が摺擦により帯電するＦＲＰ等の高抵抗体若しくは絶縁体を指す。
【０００９】
従来は、煙突全体が不導体から形成されており、灰粒子を含み且つ１０ｍ／ｓｅｃ以上の流速を持つ排ガスが煙突内を通過する際に、灰粒子が不導体から成る煙突内周面との摩擦によって電荷を帯びるとともに、煙突内周面が灰と逆極の電荷を帯びる事によって、灰粒子が煙突の内周面に付着していた。しかし、本発明の煙突構造によれば、排ガスに含まれる灰粒子が煙突内を流れる際に接地、即ち地絡された導体と接触するので、灰粒子に帯電していた電荷をアース効果により除去することができる。これにより、灰粒子が煙突内周面と逆極の電荷を帯びて煙突の排出口付近の内周面に付着することを防止できる。
【００１０】
また、前記接地導体によって帯電した灰を地絡（帯電除去）出来る煙突終端部を具えた煙突構造にあって、その下方の煙突本体の内周面に前記灰粒子が付着することを防止する液膜部を前記内周面に形成するために、前記煙突本体の下方位置に灰付着防止水を散水する散水装置を備えてもよい。
【００１１】
このように、散水手段から散水して煙突内周面に液膜部を形成することにより、当該液膜部が導体の役目を果たす事で灰粒子が帯電することを防止できる。また、導体を液膜部の上方の不導体部分にのみ設けることにより、煙突本体の全長にわたって導体を設ける場合と比べて安価に煙突を形成することができる。
【００１２】
また、前記終端部全体が前記接地された導体から形成されていてもよい。
【００１３】
このように、終端部全体を導体で形成するため、灰粒子に帯電していた電荷を効率良く除去することができる。
【００１４】
また、前記終端部は、基体を不導体で形成すると共に、該基体の灰粒子を含む排ガスが通過する内壁側に、接地された筒状の導体が配置されている取り外しが可能な２層構造で構成してもよい。
【００１５】
このように、終端部は、導体と不導体との取り外しが可能な２層構造で構成されているため、導体部が、例えば腐食等により損傷しても容易に交換することができる。
【００１６】
また、前記煙突終端部と煙突本体と連接する連接部位は、前記灰粒子を含む排ガスが通過する内壁側が接地された導体であってもよい。
【００１７】
このように、前記基体を不導体で形成した終端部の内壁側に、接地された筒状の導体を配置したり、煙突終端部と煙突本体と連接する連接部位を接地した導体に構成するだけなので、新設の煙突のみならず、既設の煙突にも本発明を適用することができる。そして、筒状の導体を基体を不導体で形成した終端部内周面に取り付ける作業は容易なので、定期点検時等に短時間で施工することができる。
【００１８】
また、前記終端部の内周面には、旋回する排ガスに同伴されて煙突内周上を移動する水膜が通過可能なスリットが形成されていてもよい。
【００１９】
このように、終端部の内周面にはスリットが形成されているため、排ガスに同伴されて煙突内周に沿って終端部の位置まで上昇した灰付着防止水、排ガスに含まれる水分が冷却されて生じたドレンスリットにて回収することができる。また、煙突終端部下方の煙突本体にも同様に、水が通過可能な縦スリットが形成されている場合においては、当該スリットをわずかに後逸し液膜も回収することができる。
【００２０】
また、前記散水装置は、
前記終端部の排出口の内周面に付着した乾灰の厚さを所定の時間間隔で計測する計測手段と、
前記計測手段による計測結果に基づいて、所定期間における前記乾灰の厚さの移動平均値を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された移動平均値に基づいて、前記散水装置の散水量を調整する水量調整手段とからなる制御装置を更に備えてもよい。
【００２１】
このように、乾灰の厚さを計測する計測手段、乾灰の移動平均値を算出する演算手段及び灰付着防止水の水量調整手段を備えているため、乾灰の厚さに応じた量の灰付着防止水を供給することができる。これにより、乾灰の成長や降着を防止することができる。
【００２２】
また、前記終端部の排出口から排出される排ガスに含まれる水滴の飛散を撮像する撮像手段を更に備え、
前記撮像手段によって前記灰付着防止水の水滴及び前記乾灰の少なくとも一方が撮像された場合、前記散水装置の散水量を前記水量調整手段で調整してもよい。
【００２３】
このように、煙突の排出口から排出される排ガスを撮像する撮像手段を備えているため、スタックレイン及び乾灰の飛散が生じても直ちにこれらを発見することができる。また、スタックレイン及び乾灰の飛散を発見した場合には灰付着防止水の供給量を調整するため、直ちにスタックレイン及び乾灰の飛散を防止することができる。
【００２４】
また、前記アース手段は、地面上に立設されて前記煙突終端部下方の煙突本体及び前記終端部の振れを防止する金属製の架構と、該架構と前記導体を接続するアース線とから構成してもよい。
【００２５】
このように、アース手段として架構を用いるため、煙突の終端部に導体を取り付けて該架構と導体をアース線で接続するだけで本発明を既設の脱硫装置一体型の煙突にも容易に適用することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、煙突の排出口付近に灰粒子が付着することを根本的に防止するとともに、スタックレインの発生も防止可能な煙突構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る煙突の側面図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）は夫々ドレン回収機構の一部を示す水平断面拡大図である。
【図３】煙突の終端部付近を示す側面図である。
【図４】前記終端部に形成されている横スリット（Ａ）縦スリット（Ｂ）の断面構成を示す水平断面拡大図である。
【図５】終端部の一部を示す鉛直断面拡大図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る煙突上部の側面図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る煙突上部の鉛直断面図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係る煙突の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。なお、以下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に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
本発明の煙突は、灰粒子を含む排ガスの流路最後部に設置されるものであり、例えば、湿式脱硫法による脱硫システム、あるいは、煙突組込型簡易湿式脱硫装置の煙突部に好適に用いられる。また、脱硫システムの吸収液として、石灰石、消石灰、水酸化マグネシウム、苛性ソーダ、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等を用いたいずれの吸収液方式でもこの脱硫装置と一体化した煙突で本発明を用いる事ができる。
【００２９】
図１は、本発明の第一実施形態に係る煙突の側面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る煙突１の周囲には、煙突１の振れを防止する金属製の架構２が設置されている。架構２の下端は地面に接地されている。
脱硫装置と一体化された煙突１は、石炭灰粒子を含む排ガスが内側を流れる不導体（一般にはＦＲＰ製）からなる煙突本体６と、該煙突本体６を通過した排ガスが流入するように該煙突本体６上に連接されたＦＲＰ等の不導体から形成される終端部３０とを備えている。
煙突本体６の下方位置には脱硫部４が設けられており、煙突本体６に、脱硫部４を通過した脱硫後の排ガスが流入する。
脱硫部４には、脱硫装置（図示しない）と、当該脱硫装置を通過した後の排ガスが導入されるミストエリミネータ８とが設けられている。排ガス中の石炭灰粒子の多くは、ミストエリミネータ８よりも上流側の脱硫部４内で補足され、除去される。
脱硫部４で除去できなかった、粒子径が１ミクロンメートル以下と微細でわずかな量の石炭灰粒子は、このミストエリミネータ８から下流側へ通過し、煙突本体６内に流入する。
【００３０】
煙突本体６内下部には、石炭灰粒子が内周面に付着することを防止する灰付着防止水を散水するノズル１０と、排出口３６へ向かう排ガスを旋回させる旋回翼１２とが設けられている。
また、煙突本体６の近辺には、ノズル１０に灰付着防止水を供給するポンプ（図示しない）と、灰付着防止水を貯留するタンク（図示しない）とが設けられている。
【００３１】
灰付着防止水をノズル１０から上方へ向かって排ガス中に散水すると、散水された灰付着防止水は、排ガスの上昇気流に沿って煙突１の排出口３６側へ向かって上昇する。灰付着防止水の散水条件に関しては、その都度任意に定められるが、例えば散水圧力０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａ、流量１０リットル／分〜１００リットル／分程度、散水角度５０°〜１２０°程度にて運転することができる。なお、散水量は、灰付着防止水が排出口３６からスタックレインとして排出されないように設計等により決定される。
【００３２】
ノズル１０の上方に旋回翼１２が備えられている。この旋回翼１２によって、下部から流れる排ガス及び散水された灰付着防止水には旋回流が生じる。この旋回流の遠心力作用によって、排ガスに同伴される灰付着防止水は、煙突本体６内を内周面に沿って螺旋状に上昇する。
【００３３】
灰付着防止水が、煙突本体６の内周面と接触することにより、煙突本体６の内周面に液膜生成部１４が形成される。液膜生成部１４は、旋回翼１２よりも上方に形成される。液膜生成部１４は、設計等により決定された一定の散水量で運転した場合や煙突本体６の放熱が少ない場合に、排出口３６付近に形成する液膜量が不足し、乾いた状態になる事がある。
【００３４】
液膜生成部１４には、灰付着防止水と、当該灰付着防止水に含まれる石炭灰粒子とを回収するドレン回収機構１６が複数設けられている。ドレン回収機構１６は、図２（Ａ）に示すように、煙突１の上下方向に沿って形成された縦スリット２２を有する煙突本体６を形成する1重管状の筒体１８と、縦スリット２２の外周側で筒体１８に外接するスリットカバー２４と、を備えている。筒体１８とスリットカバー２４との間には、縦スリット２２を通過した灰付着防止水をドレンとして回収するドレン回収部２０が形成される。
縦スリット２２は、煙突１の周方向にそれぞれ６本ずつ形成されている。なお、本実施形態では、縦スリット２２をそれぞれ周方向に６本ずつ設けたが、この数に限定されるものではない。
旋回翼１２や排ガス自体の流れによって生じる旋回流に同伴される灰付着防止水が排ガスの遠心力によって縦スリット２２を通過して、ドレン回収部２０内に移行する。縦スリット２２がそれぞれ複数形成されているため、排ガス中からドレンを効率よくドレン回収部２０内に移行させることができる。
ドレン回収部２０内に移行したドレンは、スリットカバー２４の表面に沿って下方に流下し、各ドレン回収機構１６の下方に設けられたドレン回収樋（図示しない）に流れ落ちる。ドレン回収樋に回収された石炭灰粒子を含むドレンは、煙突終端部下方の煙突本体６の側面に設置されたドレン回収手段２８によって、煙突１下部方向へ向かって流下させる。
【００３５】
なお、本実施形態では、ドレン回収機構１６を煙突本体６の中央部及び上端部の上下に２段設けた場合について説明したが、この数に限定されるものではない。
【００３６】
また、本実施形態では、ドレン回収部２０の断面形状が矩形となるスリットカバー２４を用いた場合について説明したが、この形状に限定されるものではなく、図２（Ｂ）に示すように、ドレン回収部２０の断面形状が半円形となるスリットカバー２６を用いてもよい。
【００３７】
回収された石炭灰粒子を含むドレンの処理方法としては、例えば脱硫装置４の上記吸収液ミストを貯留する吸収液タンク（図示しない）に移送する場合や、煙突１とは別個の排水処理装置（図示しない）に送られて処理される場合があるが、これらに限定しない。
【００３８】
図３は、煙突１の終端部３０付近を示す側面図、図４は前記終端部に形成されている横スリット（Ａ）縦スリット（Ｂ）の断面構成である。また、図５は、終端部３０の一部を示す鉛直断面拡大図である。
図４及び図５に示すように、終端部３０は、内筒３２と外筒３４の二重管構造により構成されている。また、終端部３０は全て導体から形成されている。本実施形態では、導体としてカーボンを用いた。
ところで、本実施形態に係る煙突終端部３０下方の煙突本体６は、不導体であるガラス繊維強化プラスチック（一般ガラス繊維ＦＲＰ）から形成されているが、この材料に限定されるものではなく、強化繊維（例えば、ガラス長繊維強化プラスチック（ＧＭＴ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ボロン繊維強化プラスチック（ＢＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）、ポリエチレン繊維強化プラスチック（ＤＦＲＰ）、ザイロン強化プラスチック（ＺＦＲＰ）等を始めとする大型構造体としての使用に耐えうる強度を持った樹脂系の不導体材から形成されていてもよい。また、コンクリート、レンガ、タイル、モルタルなどの建築材系の不導体材料から構築されていてもよい。
【００３９】
終端部３０は外筒３４と内筒３２からなる2重管構造として構成され、図４に示すように内筒３２の周面には、円筒部状部側に横スリット４０が周方向に、またその下部に縦スリット３８が上下方向に沿って形成されている。縦スリット３８は、煙突１の周方向に複数形成され、好ましくは円周上に５〜１０箇所形成され、その水平断面は周方向に螺旋条に流れるガス流れ方向に沿ってナイフエッジ状に排ガスが通過する煙道側に向け開口している。
また、横スリット４０が周方向に沿って複数形成され、好ましくは円周上に１０〜２０箇所形成され、その垂直断面は煙道側に向けテーパ状に拡開させて開口している。
本実施例の煙突構造の場合、定期点検時等にノズル１０から散水される灰付着防止水の水量を増加させると、煙突１の終端部３０まで灰付着防止水が到達する場合がある。係る場合に、終端部３０まで到達した灰付着防止水を縦スリット３８及び横スリット４０を介して外筒３４側へ排出する。
また、排ガスが煙突内を通過する際に、排気ガスの温度は煙突からの放熱により数度（１℃〜２℃程度）低下するため、煙突内で飽和湿度（相対湿度）曲線に応じた相当量のドレンが発生する。このとき煙突本体６側のドレンはドレン回収部２０で回収され、更にその煙突からの放熱に起因するドレンの一部は終端部３０付近にまで発生する。係る場合に、終端部３０付近に発生したドレンを縦スリット３８及び横スリット４０を介して外筒３４側へ排出する。
【００４０】
また、内筒３２と外筒３４との間に移行したドレンは、下方に流下し、下方に設けられたドレン回収樋４２に流れ落ちる。ドレン回収樋４２に回収された灰粒子を含むドレンは、煙突終端部下方の煙突本体６の側面に設置されたドレン回収管２８によって、煙突１下部方向へ向かって流下される。
【００４１】
終端部３０の下端周縁部にはフランジ３０ａが形成されている。また、煙突終端部下方の煙突本体６の上端周縁部にもフランジ４６ａが形成されており、両フランジ３０ａ、４６ａ同士をボルト４８にて連結することにより一体に構築されている。
【００４２】
導体である終端部３０と架構２とはアース線５０によって電気が流れる様に接続されている。架構２の下端は地上に接地されているので終端部は接地した導体となる。
従来は、灰粒子が煙突本体６内を通過する際は、煙突本体６は不導体で形成されている為に帯電するが、本発明においては、前記灰粒子が内周面に付着することを防止する灰付着防止水を散水するノズル１０が設けられている為に、下部から流れる排ガス及び散水された灰付着防止水には旋回流が生じる。この旋回流の遠心力作用によって、排ガスに同伴される灰付着防止水は、煙突本体６内を内周面に沿って螺旋状に上昇しながらドレンとして排出されることは前記したとおりである。
煙突本体６を通って、乾燥状態にある灰粒子が煙突終端部３０内を通過する際に終端部３０は一般にはＦＲＰ等の不導体で形成されている為に）の内周面と摺擦することにより、灰粒子が帯電する。すると、帯電した灰粒子は煙突１の内周面に付着して乾灰を形成する。しかしながら、本発明によれば、帯電している灰粒子が終端部３０内を通過する際に、終端部３０の内周面、即ち地絡された導体に接触するため、帯電している灰粒子の電荷が除去される。このため、灰粒子は煙突１の内周面に付着することなく、排出口３６から排ガスとともに排出される。
なお、本実施形態では、導体としてカーボンを用いた場合について説明したが、この材料に限定されるものではなく、電気抵抗率が１０−５Ω・ｍ以下の材料であればよく、例えば、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、クロム等の金属材を用いてもよい。
【００４３】
上述した煙突１によれば、排ガスに含まれる灰粒子が煙突終端部３０内を通過する際に、導体からなる終端部３０内壁と摺擦するので、石炭灰粒子に帯電していた電荷を除去することができる。これにより、石炭灰粒子が終端部３０の内周面に付着することを防止できる。
また、煙突本体側には液膜生成部１４、液膜生成部１４よりも上方の煙突終端部３０には地絡させた導体を設けることにより、煙突終端部下方の煙突本体６までの煙突全長にわたって導体を設ける場合と比べて安価に煙突１を構築することができる。
また、導体からなる終端部３０の内筒３２には縦スリット３８及び横スリット４０が形成されているため、例えドレンが発生しても有効に回収することができる。
【００４４】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。以下の説明において、上述した実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。第二実施形態の終端部は、導体から形成された導体部と、不導体から形成された絶縁部とを備えているものである。
【００４５】
図６は、本発明の第二実施形態に係る煙突５２上部の側面図である。
図６に示すように、本実施形態に係る煙突５２の終端部５３は、煙突本体６と終端部５３とを連接する扁平フランジ筒状の導体からなる連接部５６と、該連接部５６上に設けられ、不導体であるＦＲＰから形成された筒状の不導体からなる終端部本体５４とを備えている。導体からなる連接部５６と架構２とはアース線５０によって電気的に接続されている。架構２の下端は地上に接地されている。
【００４６】
終端部本体５４の下端周縁部、煙突本体６の上端周縁部、及び連接部５６の上下端周縁部には、それぞれフランジ５４ａ、５８ａ、５６ａ、５６ｂが形成されている。
終端部本体５４の下端周縁部に形成されたフランジ５４ａと連接部５６の上端周縁部に形成されたフランジ５６ａとはボルト４８にて接続されている。また、煙突本体６の上端周縁部に形成されたフランジ５８ａと連接部５６の下端周端部に形成されたフランジ５６ｂとはボルト４８にて接続されている。
【００４７】
帯電している石炭灰粒子が連接部５６内を通過する際に、連接部５６の内周面、即ち導体に接触するため、帯電している石炭灰粒子の電荷が除去される。このため、石炭灰粒子は煙突５２内に付着することなく、煙突５２の排出口３６から排ガスとともに排出される。したがって、石炭灰粒子は終端部５３の内周面に付着しない。
【００４８】
終端部本体５４には、第一実施形態の終端部３０と同様に、縦スリット３８と、横スリット４０が形成されている。このため、灰付着防止水やドレンを回収することができる。
【００４９】
上述した煙突５２によれば、排ガスに含まれる石炭灰粒子が煙突５２内を流れる際に、連接部５６の導体と接触するので、石炭灰粒子に帯電していた電荷を除去することができる。これにより、石炭灰粒子が終端部５３の内周面に付着することを防止できる。
また、連接部５６は着脱可能なので、連接部５６が腐食等により損傷しても容易に交換することができる。
【００５０】
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態の煙突は、終端部の内周面に導体を貼り付けたものである。
【００５１】
図７は、本発明の第三実施形態に係る煙突上部の鉛直断面図である。
図７に示すように、本実施形態に係る終端部５９は、煙突本体６に連続するように形成されており、煙突終端部下方の煙突本体６と同様にＦＲＰにより形成されている。終端部５９は、内筒６２と外筒６３の二重管構造により構成されている。この終端部５９には、第一実施形態の終端部３０と同様に、内筒６２に縦スリット（図示しない）及び横スリット４０が形成されている。このため、灰付着防止水やドレンを回収することができる。
【００５２】
内筒６２の内周面には、円筒形状の筒状導体６０が貼り付けられている。筒状導体６０は、その外周面が円筒６２の内周面に密着するように取り付けられている。また、導体６０はリベット６６で内筒６２に固定されている。そして、筒状導体６０には、内筒６２の縦スリット及び横スリット４０のそれぞれに対応する位置に縦スリット（図示しない）及び横スリット６４が形成されている。また、筒状導体６０と架構２とはアース線５０によって電気的に接続されている。
【００５３】
上述した煙突１によれば、帯電している石炭灰粒子が終端部５９内を通過する際に、終端部５９の内周面、即ち筒状導体６０に接触するため、帯電している石炭灰粒子の電荷が除去される。このため、石炭灰粒子は終端部５９の内周面に付着することなく、排出口３６から排ガスとともに排出される。
また、筒状導体６０及び内筒６２には縦スリット及び横スリット６４が形成されているため、筒状導体６０の位置まで上昇した灰付着防止水やドレンを回収することができる。
さらに、筒状導体６０は円筒６２の内周面にリベット６６で固定するだけなので、新設の煙突のみならず、既設の煙突にも取り付けることができる。そして、筒状導体６０を円筒６２の内周面に取り付ける作業は容易なので、定期点検時等に短時間で施工することができる。
【００５４】
次に、本発明の第四実施形態について説明する。第四実施形態の煙突は、排出口３６の内周面に付着した乾灰を監視する撮像手段等を設けたものである。
図８は、本発明の第四実施形態に係る煙突の側面図である。
図８に示すように、本実施形態に係る煙突７１は、終端部３０の排出口３６を撮像する撮像手段７０と、撮像手段７０により撮像された画像を表示する表示手段７２と、終端部３０の排出口３６の内周面に付着した乾灰の厚さを計測する計測手段７４と、計測手段７４による計測結果に基づいて乾灰の厚さの移動平均値を算出する演算手段７６と、ノズル１０に灰付着防止水を供給する水供給手段７８と、を備えている。
通常時は、予め設定された一定量の灰付着防止水を水供給手段７８からノズル１０へ供給し、散水する。
【００５５】
撮像手段７０は、排出口３６から排出される排ガスを常時、撮像する。撮像手段７０により撮像された画像は、排ガス情報Ｘ２として演算手段７６のＣＰＵからなる演算部７７に出力される。撮像手段７０としては、動画を撮像可能なビデオカメラや静止画を撮像可能なカメラを用いることができる。
演算手段７６は、排ガス情報Ｘ２、即ち撮像手段７０により撮像された画像に、排ガスにスタックレインや乾灰が含まれているか否かを確認するためのプログラムを記録した記憶媒体（図示しない）を有しており、必要に応じて演算部７７が記憶媒体に格納されたプログラムを読み出し実行することによってスタックレインや乾灰の有無を確認する。
また、演算部７７は、排ガス情報Ｘ２を表示手段７２に出力する。演算手段７６としてはＰＣ等を用いることができる。
表示手段７２は、入力された排ガス情報Ｘ２、即ち撮像手段７０により撮像された画像を表示する。表示手段７２としてはモニタ等を用いることができる。
【００５６】
計測手段７４は、終端部３０上に設けられており、排出口３６の内周面に付着した乾灰の厚さを所定の時間間隔で定期的に計測する。計測手段７４としては、レーザー変位センサ等を用いることができる。測定された計測結果は乾灰厚み情報Ｘ１として演算手段７６の演算部７７に出力される。
【００５７】
演算部７７は、入力された乾灰厚み情報Ｘ１に基づいて、所定期間における乾灰の厚さの移動平均値を算出するとともに、その傾きを算出する。移動平均値を算出することにより、乾灰の成長の傾向を把握することができる。
演算部７７は、上記傾きに基づいて乾灰の厚さが所定期間（例えば、１週間等）で閾値を超えるか否かを判定する。そして、所定期間で閾値を超えると判定した場合、移動平均値の傾きに基づいて、灰付着防止水の供給量を算出する。そして、算出された供給量の結果を散水量指令Ｘ４として後述する流量調整弁８２に出力する。具体的には、乾灰の厚さが所定期間で閾値を超えると判定された場合、所定期間内に流量調整弁８２を通常時よりも開いて、通常の供給量よりも多くの灰付着防止水を供給する。なお、灰付着防止水が終端部３０の排出口３６から排出されないように、第一実施形態で示した灰付着防止水の散水流量の範囲内で調整される。
【００５８】
水供給手段７８は、演算部７７により算出された灰付着防止水の供給量に応じて灰付着防止水量を供給する。水供給手段７８は、灰付着防止水を貯留するタンク８０と、タンク８０内の灰付着防止水を供給する高揚程のポンプ７９と、ポンプ７９から供給される灰付着防止水の流量を計測する散水流量計８１と、一端が散水噴霧用ノズル１０に接続され、演算部７７からの指令に応じて灰付着防止水の流量を調整する流量調整弁８２と、これらを互いに接続する配管８３〜８６と備えている。
上述したように、乾灰の厚さが所定期間内に閾値を超えると判定された場合、演算部７７より出力された散水量指令Ｘ４に応じて流量調整弁８２を通常時よりも開き、通常時の供給量よりも多くの灰付着防止水を供給する。これにより、灰付着防止水が終端部３０の排出口３６付近まで到達する。そして、灰付着防止水が排出口３６付近の乾灰を洗い流すため、乾灰の飛散を防止するこができる。
灰付着防止水の供給量は、散水量情報Ｘ３として演算部７７に出力されている。演算部７７は散水量情報Ｘ３と散水量指令Ｘ４とを比較し、灰付着防止水が散水量指令Ｘ４に従って正確に供給されているかを常時確認している。
【００５９】
また、撮像手段７０によりスタックレインが確認された場合にも、演算部７７が灰付着防止水の供給量を算出する。そして、算出された供給量の結果を散水量指令Ｘ４として流量調整弁８２に出力する。具体的には、スタックレインの頻度に応じて、流量調整弁８２を通常時よりも閉じて、灰付着防止水の供給量を減少させる。なお、灰付着防止水の供給量を低減させる際も、第一実施形態で示した灰付着防止水の散水流量の範囲内で調整される。灰付着防止水の供給量が減少するため、スタックレインの発生を防止することができる。
【００６０】
上述した煙突７１によれば、灰付着防止水の供給量を調整できるため、終端部３０の排出口３６付近の乾灰を洗浄することができる。これにより、乾灰の飛散を防止することができる。
また、排ガスを撮像手段７０で確認するため、スタックレイン及び乾灰の飛散が生じても直ちにこれらを発見することができる。そして、スタックレインを発見したら灰付着防止水の供給量を調整するため、直ちにスタックレインを防止することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  煙突
２  架構
４  脱硫部
６  煙突本体
８  ミストエリミネータ
１０  ノズル
１２  旋回翼
１４  液膜生成部
１６  ドレン回収機構
１８  筒体
２０  ドレン回収部
２２  縦スリット
２３  縦スリット
２４  スリットカバー
２６  スリットカバー
２８  ドレン回収手段
３０  終端部
３２  内筒
３４  外筒
３６  排出口
３８  縦スリット
４０  横スリット
４２  ドレン回収樋
５０  アース線
５２  煙突
５３  終端部
５４  終端部本体
５６  連接部
５９  終端部
６０  導体
６２  内筒
６３  外筒
６４  横スリット
７０  撮像手段
７１  煙突
７２  表示手段
７４  計測手段
７６  演算手段
７７  演算部
７８  水供給手段
７９  ポンプ
８０  タンク
８１  散水流量計
８２  流量調整弁
８３〜８６  配管
【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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