[发明专利]橡胶状物质的监视装置和检测方法以及燃气轮机设备

说明书

技术领域

本发明涉及燃料气体中产生的橡胶状物质的监视装置和检测方法、以及具备该监视装置的燃气轮机设备。更详细地说，涉及在对提供给燃气轮机等具备的燃烧装置的燃料气体加压的情况下，在该燃料气体中容易发生的橡胶状物质在燃烧装置、燃料气体供给配管、阀门等上的附着程度的监视用的装置和检测方法。而且还涉及具备该橡胶状物质监视装置的燃气轮机设备。

背景技术

在钢铁厂和焦炭制造厂，在对煤进行干馏的焦炭制造过程中作为副产品气体发生炼焦炉气(以下也称为COG)。该COG被作为钢铁厂的燃料、城市煤气、发电设备用的燃料等使用。COG以氢气和甲烷为主要成分，包含作为煤的挥发成分的BTX(苯、甲苯、二甲苯)、硫化物等。

在将该COG作为发电设备用的例如燃气轮机的燃料使用的情况下，用压缩机压缩到高压然后提供给燃气轮机的燃烧器。COG达到高压状态时，作为其微量成分的一氧化碳与不饱和碳氢化合物系二烯烃类(丁二烯、苯乙烯、环戊二烯(cyclopentadiene)、茚等)容易发生聚合反应，生产橡胶状物质NO橡胶(gum)。这种橡胶状物质在刚生成时形成0.1微米左右的微粒的被称为浮游体的气相橡胶状体，该橡胶状体液化、聚合后形成褐色或黑色的粘稠性的液态橡胶(gum)。

这种液体橡胶(以下称为“橡胶状物质”)附着堆积于直到燃烧器的燃料气体供给配管和设置于其上的各种设备的内表面的所有部分。根据经验，例如在燃气轮机发电设备中，就大量附着、堆积于燃料气体供给配管的弯曲部内表面、阀门类的阀体内表面和内部零件、各种进气岐管(intake manifold)等的内表面上。该附着、堆积的橡胶状物质上套叠微细粉尘状物质，或在该套叠上还堆积橡胶状物质，这些东西反复套叠。这样的橡胶状物质和粉尘状物质在所述配管和设备的内部附着、堆积时，配管的流路截面积减小，阀门等机器可动部分的阻力增大。其结果是，配管内部的流路阻抗增大，诱发阀门类部件或燃烧器的动作不良情况的发生，有可能突然发生设备紧急停止。在这种情况下，由于没有确立检测橡胶状物质的附着、堆积程度的标准的检测方法，无法预测橡胶状物质的堆积造成的设备的紧急停止。

又，在将COG作为城市煤气使用的情况下，为了向比较远的用户输送而升压时，有可能与上面所述一样生成、堆积橡胶状物质。

另一方面，作为抑制COG中的橡胶状物质的生成量的技术和去除生成的橡胶状物质的技术，已知有如下所述的技术(同时也参照专利文献1)。

(1)利用硫化铁法、活性碳法、高压无声放电法、加压滞留法等去除COG中的NO。但是这种技术的设备规模和设备运行需要的动力大，从而设备成本和运行成本大。而且维修保养工作的负担也大。其结果是，燃料精制成本增大，发电成本大幅度上升。

(2)主动使COG在低压贮气槽内对流，生成橡胶状物质，而且使其滞留，再利用水洗、洗净化等方法加以去除。但是这种技术需要巨大的设备空间和贮气槽，设备成本高，而且使用的水量大，因此运行成本也高。而且也不容易提高处理能力。

(3)用昂贵的镍或钒催化剂使COG中的不饱和二烯烃类饱和化。但是这种技术在橡胶状物质大量生成时橡胶状物质会在催化剂细孔内凝缩生成高聚合橡胶(gum)，使催化剂性能急剧下降。因此必须频繁更换催化剂，会造成运行成本上升，发电的经济上的利益会遭受损失。

以上的处理方法都使用高性能的精制设备以高成本运行。但是即使是能够大量的橡胶状物质，也不能够完全去除。COG是其特性会因焦炭制造条件变化而发生变化的气体，由于该特性变化，橡胶状物质的生成量和生成形态也发生变化，因此也存在精制处理后还残留橡胶状物质的情况。

从而，橡胶状物质在燃料气体供给配管和燃烧器等上的堆积程度的确认必须通过停止设备运行、拆开设备，以目视方式对内部进行观察的方式进行。但是，在焦炭制造工艺等主要工艺进行期间其副产品气体持续发生，因此频繁地使燃气轮机设备等停下来以检查规定的部位是不现实的。这样，如果不在事前采取有效的对策，就只有在设备非常停止的事态发生后对其进行修复。

专利文献1：特开昭59-230090号公报

发明内容

本发明是为解决这样的存在问题而作出的，其目的在于提供能够廉价、而且简单容易地推测、检测燃烧装置、到达该装置的燃料气体供给配管、阀门类配件等中附着、堆积燃料气体中的橡胶状物质的情况的监视装置和检测方法以及具备该监视装置的燃气轮机设备。

本发明的橡胶状物质监视装置，其特征在于，