喷洒管、具备该喷洒管的脱硫装置及该脱硫装置的检查方法与流程

本发明涉及喷洒管、具备该喷洒管的脱硫装置及该脱硫装置的检查方法。

背景技术：

在设置于发电站等的锅炉等的排气系统中，设置有使用吸收剂从排气去除硫氧化物的脱硫装置。由此，能够减少排出到大气中的排气所包含的硫氧化物。

在专利文献1中，公开了在燃烧排气流通的塔主体内部配设有集管(喷洒管)而成的液柱式的脱硫装置，该集管(喷洒管)安装有朝向上方喷出吸收剂(浆料溶液)的喷洒喷嘴。这样的集管通常为树脂制。

在液柱式的具备塔主体的脱硫装置中，从喷洒喷嘴喷射的浆料溶液呈液柱状向上方吹起，在吹起顶部分散下降，下降后的浆料溶液与喷洒管碰撞。

与排气接触的浆料溶液中含有石膏，石膏呈锐利的形状，因此若石膏与喷洒管碰撞，则喷洒管会发生磨损。若吹起顶部(液体中高度)变高，则石膏与喷洒管碰撞时的冲击力变强。若浆料溶液的石膏浓度较高，则更多的石膏与喷洒管碰撞，从而由于喷洒管的磨损而可靠性降低。

在专利文献1中，为了防止由磨损引起的可靠性降低，在喷洒管的内外表面设置耐磨损层。在专利文献1中，喷洒管由利用玻璃纤维等强化过的树脂形成。耐磨损层由混合有陶瓷的树脂形成。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-313923号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

喷洒管的磨损状况无法从外观容易地掌握。因此，在定期检查时，需要进行如下那样的详细检查：检查员用计量仪测量全部配管的定点，并根据与上次的检查结果的比较，来评价有无壁厚变薄。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种容易掌握磨损、且容易判断修补及更换的必要性的喷洒管及具备该喷洒管的脱硫装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的喷洒管、具备该喷洒管的脱硫装置及该脱硫装置的检查方法采用以下的方案。

本发明的几个的实施方式提供一种喷洒管，其具备：筒状的强度层，其由纤维强化塑料构成；外侧耐磨损层，其覆盖所述强度层的外周侧；以及内侧耐磨损层，其覆盖所述强度层的内周侧，所述外侧耐磨损层是多个第一耐磨损层的层叠体，多个所述第一耐磨损层的颜色分别不同。

通过在外侧耐磨损层设置多个按颜色区分的第一耐磨损层，从而能够从外观判断磨损状况，在磨损到达强度层之前的阶段，容易判断修补、更换的时期等。

在上述实施方式中，优选的是，多个所述第一耐磨损层的厚度分别相等。

通过形成为相同的厚度，容易掌握磨损状况，且能够定量地评价磨损壁厚减少量。

在上述实施方式中，优选的是，所述外侧耐磨损层由层叠的三层以上的第一耐磨损层构成。

层叠有三层以上的第一耐磨损层的外侧耐磨损层的外观在磨损到达强度层之前，至少变色两次。由此，能够进行阶段性的提醒注意。

在上述实施方式中，优选的是，所述强度层不含有着色颜料。

通过不使强度层着色，能够确认强度层内有无气泡。

在上述实施方式中，优选的是，所述内侧耐磨损层是多个第二耐磨损层的层叠体，多个所述第二耐磨损层的颜色分别不同。

含有石膏的吸收液在喷洒管内流动。此时，石膏与喷洒管内接触，使内侧耐磨损层磨损。通过设置多个颜色区分的第二耐磨损层作为内侧耐磨损层，不仅可以从外观判断喷洒管的外侧，还可以从外观判断内侧的磨损状况。

由于冲击力的强度，喷洒管的外周侧的磨损量多于喷洒管的内周侧。因此，所述外侧耐磨损层优选比所述内侧耐磨损层厚。

本发明的其他实施方式提供一种脱硫装置，其具备沿着水平方向的轴线配置有多个上述任一个喷洒管的液柱式的吸收塔。

在沿着水平方向的轴线配置有多个具备外侧耐磨损层的喷洒管的脱硫装置中，能够从外观掌握水平面方向上的磨损分布。

本发明的其他实施方式提供一种脱硫装置的检查方法，在该脱硫装置的检查方法中，观察上述任一个喷洒管的所述外侧耐磨损层的外观的颜色，基于该颜色来判断磨损状态。

发明效果

根据本发明，得到通过设置按颜色区分的耐磨损层(外侧或内侧)，从而容易掌握磨损，且容易判断修补及更换的必要性的喷洒管、以及具备该喷洒管的脱硫装置。这样的喷洒管以及具备该喷洒管的脱硫装置在检查时能够以外观来评价磨损壁厚减少量，因此容易进行维护。

附图说明

图1是示出脱硫装置的概要结构的纵剖视图。

图2是从上方观察图1所示的喷洒管的俯视图。

图3是任意的喷洒管的侧视图。

图4是一个实施方式的管部的局部剖视图。

图5是变形例1的管部的局部剖视图。

图6是变形例2的管部的局部剖视图。

图7是变形例3的管部的局部剖视图。

图8是变形例4的管部的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式的喷洒管、具备该喷洒管的脱硫装置及该脱硫装置的检查方法进行说明。在图1中，例示出液柱式的脱硫装置100的概要结构。

脱硫装置100具备液柱式的吸收塔10、喷洒管20、除雾器30、以及循环泵40。

吸收塔10是以在铅垂方向上延伸的方式形成、且成为排气的通路的箱状的壳体。吸收塔10将从形成于侧面的排气导入部11导入的含有硫氧化物的排气gi导向铅垂方向的上方。吸收塔10从在铅垂方向的上方形成的排气排出部12排出所导入的排气ge。

喷洒管20是在吸收塔10的内部沿着水平方向配置的筒状构件。如图1所示，喷洒管20能够将吸收液朝向铅垂方向的上方喷出。喷出的吸收液16与从排气导入部11导入的排气gi进行气液接触。

吸收液16是含有石灰的液体。当吸收液16与排气gi接触时，排气gi所包含的硫氧化物与石灰反应，生成石膏。即，在吸收塔10内，通过石灰石膏法来去除排气gi所包含的硫氧化物。从喷洒管20喷出的吸收液16积存于吸收塔10的底部13。积存于底部13的吸收液16通过循环泵40向喷洒管20供给。

除雾器30例如是折板型除雾器。除雾器30通过物理的碰撞来去除在吸收塔10的内部产生的吸收液的雾。

图2是从上方观察喷洒管的俯视图。图3是喷洒管的侧视图。

在喷洒管20设置有安装凸缘24和供给口25。安装凸缘24是用于将喷洒管20安装在设置于吸收塔10的开口部14的凸缘14a的构件。安装凸缘24通过多个紧固件(省略图示)安装于吸收塔10的开口部14的凸缘14a。

需要说明的是，在以上的说明中，在吸收塔10的开口部14的凸缘14a安装喷洒管20的安装凸缘24，但也可以是其他方案。例如，在吸收塔10的开口部14未设置凸缘14a的情况下，也可以使用紧固件将安装凸缘24直接安装于吸收塔10的侧壁。

在多个喷洒管20的下侧以与这些喷洒管20正交的形式安装有支承梁92、93。支承梁92、93的两端分别与吸收塔10的侧面连接。支承梁92、93构成为从管部21的铅垂方向的下端部21d侧支承喷洒管20。

在吸收塔10的侧面设置有用于供作业者穿过的检修孔15。检修孔15也可以用于将维修用的部件等从吸收塔10的外部带入内部的情况、将使用过的部件等从吸收塔10的内部运出到外部的情况。

如图2及图3所示，喷洒管20具有管部21和多个喷嘴部22。

管部21是沿着水平方向的轴线x1从基端部21b呈直线状延伸到前端部21a并且前端部21a被封闭的筒状的构件。在管部21的基端部21b设置有从循环泵40供给吸收液的供给口25。由于管部21的前端部21a被封闭，因此从供给口25向管部21的内部供给的吸收液被导向多个喷嘴部22。沿着管部21的轴线x1的从基端部21b到前端部21a的长度为3m以上且20m以下。另外，管部21的外径为200mm以上且400mm以下。

多个喷嘴部22是在管部21的铅垂方向的上端部21c的多个部位沿着轴线x1等间隔地配置的构件。喷嘴部22具有喷洒喷嘴22a、喷嘴保持架22b、以及垫圈22c。

喷洒喷嘴22a是将在管部21中沿着轴线x1在水平方向上流通的吸收液16沿着轴线x2导向铅垂方向的上方的构件。喷洒喷嘴22a将从循环泵40供给的吸收液16向铅垂方向的上方喷出，在吸收塔10的内部使排气gi与吸收液16进行气液接触。喷洒喷嘴22a例如由sic(碳化硅)形成。

喷嘴保持架22b是安装于管部21的上端部21c、且沿着铅垂方向的轴线x2形成为圆筒状的构件。在喷嘴保持架22b的内部，在插入有喷洒喷嘴22a的下端侧的喷嘴保持架22b的上端形成有凸缘。在喷洒喷嘴22a形成有与喷嘴保持架22b的凸缘相同形状的凸缘。喷洒喷嘴22a的凸缘和喷嘴保持架22b的凸缘在夹着圆环状的垫圈22c的状态下，通过多个紧固件(省略图示)紧固。

在本实施方式中，喷洒管20的管部21和喷嘴部22的喷嘴保持架22b是纤维强化塑料(fiber-reinforcedplastic：frp)制，且一体成形而成。

以下，对管部21进行详细说明。图4中示出管部21的局部剖视图。在该图中，纸面上侧是管部21的外侧，纸面下侧是管部21的内侧。

管部21具备frp制的强度层51、覆盖强度层51的外表面的外侧耐磨损层52、以及覆盖强度层51的内表面的内侧耐磨损层53。

强度层51为筒状，由强化纤维和基体树脂构成。强化纤维是玻璃纤维、碳纤维、聚酯纤维等有机系树脂纤维。基体树脂是不饱和聚酯系、乙烯基酯系、环氧系树脂。其中，优选由玻璃纤维与不饱和聚酯系树脂或乙烯基酯系树脂构成的frp。强度层51也可以是单层或多个层层叠而成的结构。

强度层51优选未被着色、即不含有着色颜料。未着色的强度层呈略带茶色的透明色。透明的强度层51能够从外观确认气泡的存在。若气泡混合存在，则会导致强度层51的强度降低，因此若能够从外观确认气泡的存在则较优。

外侧耐磨损层52具有层叠有多个第一耐磨损层(52a至52c)的结构。外侧耐磨损层52的厚度为0.01mm以上且20mm以下。

第一耐磨损层(52a至52c)具备基础树脂、强化基材和陶瓷。

基础树脂是热固性树脂。对于热固性树脂，可以使用不饱和聚酯系树脂、环氧系树脂等。基础树脂可以使用与强度层51的基体树脂相同的树脂。

强化基材是垫材或织物的状态的玻璃纤维。

陶瓷是具有比吸收液(浆料溶液)16中可含有的石膏粒子更高的硬度的物质。作为陶瓷，例如优选氧化铝、碳化硅、碳化钨、氧化锆等。

第一耐磨损层(52a至52c)中的陶瓷的含量可以考虑吸收液16的性状、吹起高度等而适当设定。陶瓷的含量为5重量％至90重量％、优选为10重量％至70重量％是合适的。通过设为上述范围，即使在吸收液16的下降速度快、或者吸收液16中的石膏浓度超过15重量％的条件下，也能够显著抑制石膏与喷洒管的表面碰撞时产生的磨损。在低于5重量％的情况下，在液柱高度为1m以上的条件下由吹起的吸收液16的下降引起的磨损量变大，在超过90重量％时，施工变困难、施工费用变高。

作为外侧耐磨损层52而层叠的多个第一耐磨损层(52a至52c)的每一层的颜色不同。“颜色不同”是指颜色系统不同，但不限于此，也可以包含观察者能够用目视明确区别的程度的颜色的深浅差异。为了区分颜色，任意的第一耐磨损层(52a至52c)也可以含有任意的着色颜料。不含有着色颜料的第一耐磨损层(52a至52c)呈源自陶瓷的白色。

内侧耐磨损层53具有第二耐磨损层的单层、或层叠多个第二耐磨损层的结构。在图4中，内侧耐磨损层53由第二耐磨损层的单层构成。内侧耐磨损层53的厚度为0.01mm以上且20mm以下。

第二耐磨损层具备基础树脂、强化基材及陶瓷。基础树脂、强化基材及陶瓷可以使用与第一耐磨损层(52a至52c)相同的材料。但是，陶瓷的含量为1重量％至70重量％、优选为5重量％至70重量％是合适的。在低于1重量％时，在喷洒管内流动的吸收液的流速为2m/sec以上、或者在吸收液的石膏浓度为15重量％以上的条件下磨损量变大。通常，与外表面相比内表面的磨损量较小，因此在70重量％左右时，可得到充分的耐磨损性。

以下，对本实施方式的管部的制造方法进行说明。

首先，在以与管部21的内尺寸一致的方式所制作的模具的外表面涂布第二耐磨损层的材料。涂布时使用抹泥刀、毛刷或喷洒装置等。

在涂布于模具的外表面的第二耐磨损层材料上，通过手工积层法(handlay-up)或缠绕等方法，粘贴或者卷绕由强化纤维构成的垫材、在织物或者粗纱纤维中浸渍基体树脂而成的强度层材料。

接下来，在强度层材料的外表面依次涂布规定厚度的按颜色区分的各第一耐磨损层的材料。之后，使基体树脂和基础树脂固化。由此，得到管部。

第一耐磨损层52a、第一耐磨损层52b、第一耐磨损层52c的颜色分别不同。例如，在第一耐磨损层52a中添加红色的着色颜料，在第一耐磨损层52b中添加黄色的着色颜料，在第一耐磨损层52c中添加蓝色的着色颜料，将各层颜色区分为能够以目视区别的程度。例如，也可以不在第一耐磨损层52a中添加着色颜料，而在第一耐磨损层52b和第一耐磨损层52c中分别添加其他颜色的着色颜料来进行颜色区分。各层的颜色并不限定于上述情况。

当石膏与管部21的外表面接触时，外侧耐磨损层52磨损。当外侧耐磨损层52被磨损固定量时，外观的颜色发生变化。根据本实施方式，通过将外侧耐磨损层52的各第一耐磨损层(52a至52c)进行颜色区分，从而能够从外观容易地确认磨损的进行状况。颜色的变化成为喷洒管的修补、更换时期的指标。第一耐磨损层(52a至52c)有多个，分别被颜色区分，因此能够在磨损到达强度层之前按照阶段判断修补及更换的时期。这有利于排烟脱硫装置的维护。

在配置有以相同条件加工外侧耐磨损层52而成的多个喷洒管20的吸收塔10中，能够以外观确认水平面方向上的磨损量分布。

以下，参照图5至图8对管部的变形例进行说明。图5是变形例1的管部的局部剖视图。图6是变形例2的管部的局部剖视图。图7是变形例3的管部的局部剖视图。图8是变形例4的管部的局部剖视图。在图5至图8中，纸面上侧是管部的外侧，纸面下侧是管部的内侧。省略与上述实施方式共同的要素的说明。

(变形例1)

在图5所示的变形例1中，管部被设计成外侧耐磨损层62中的层叠的各第一耐磨损层(62a至62c)的厚度相同。

各第一耐磨损层(62a至62c)的厚度相等。各第一耐磨损层(62a至62c)的厚度若分别在面内均匀则较优，但在定点实施喷洒管的定期检查的情况下，只要至少定点观察位置的各第一耐磨损层(62a至62c)的厚度相等即可。

通过以相同的厚度层叠被颜色区分的第一耐磨损层，从而容易掌握磨损状况。例如，在第一层(第一耐磨损层62a)以两年磨损完的情况下，可以预测为下一层(第一耐磨损层62b)的磨损也需要两年的可能性高。另外，通过确定厚度，能够在定期检查时定量地评价磨损壁厚减少量。

(变形例2)

在本变形例2中，外侧耐磨损层具有三层以上的第一耐磨损层。在图6所示的管部的外侧耐磨损层72中，层叠有四层的第一耐磨损层(72a至72d)。

通过层叠三层以上的第一耐磨损层，能够按照阶段提醒注意。例如，能够在磨损到达强度层51之前，在位于最外层的第一耐磨损层72a磨损完的情况下以“注意”提醒注意，在第一耐磨损层72b磨损完的情况下以“警戒”提醒注意。

(变形例3)

在图7所示的本变形例3中，与外侧耐磨损层62的第一耐磨损层(62a至62c)同样地，将内侧耐磨损层63的第二耐磨损层(63a至63c)着色来进行颜色区分。

管部在强度层51的外表面上依次层叠有第一耐磨损层62c、第一耐磨损层62b、第一耐磨损层62a。在强度层51的内表面上依次层叠有第二耐磨损层63c、第二耐磨损层63b、第二耐磨损层63a。隔着强度层对称地配置的第一耐磨损层和第二耐磨损层以相同的颜色着色即可。

通过将第二耐磨损层着色并进行颜色区分，从而能够在定期检查时评价管部的内侧的磨损壁厚减少量。

(变形例4)

在图8所示的本变形例4中，与变形例3同样地，对第二耐磨损层(73a至73c)进行颜色区分，并且使内侧耐磨损层73的厚度比外侧耐磨损层62薄。

附图标记说明：

10...吸收塔；

11...排气导入部；

12...排气排出部；

13...底部；

14...开口部；

14a...凸缘；

15...检修孔；

16...吸收液；

20...喷洒管；

21...管部；

21a...前端部；

21b...基端部；

21c...上端部；

21d...下端部；

22...喷嘴部；

22a...喷洒喷嘴；

22b...喷嘴保持架；

22c...垫圈；

24...安装凸缘；

25...供给口；

30...除雾器；

40...循环泵；

51...强度层；

52、62、72...外侧耐磨损层；

52a、52b、52c、62a、62b、62c、72a、72b、72c、72d...第一耐磨损层；

53、63、73...内侧耐磨损层；

63a、63b、63c、73a、73b、73c...第二耐磨损层；

92、93...支承梁；

100...脱硫装置。