JP2008156698A - ボイラ装置の腐食抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 復水処理剤を用いてボイラ装置に発生する腐食を抑制するにあたり、ｐＨ判定装置を導入せず適正量の復水処理剤を供給することができる方法を提供すること。
【解決手段】 給水を加熱して蒸気を生成するボイラ２と、該ボイラへ給水を供給する給水部３と、前記ボイラで生成した蒸気を負荷機器４へ供給する蒸気供給部５と、前記負荷機器で使用した蒸気を復水として前記給水部へ供給する復水供給部６を備えたボイラ装置１において、復水処理剤として中和性アミンを供給するボイラ装置の腐食抑制方法であって、前記蒸気供給部および前記復水供給部のうち、少なくとも一方から供給される所定量の試料水に対してｐＨ７〜９で変色するｐＨ指示薬を添加し、当該中和性アミンを滴定液として試料水を滴定する滴定工程と、前記工程で中和に要した中和性アミン量に基づいて、中和性アミンを蒸気ボイラ装置へ必要量供給する復水処理剤供給工程とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボイラ装置の腐食抑制方法に関し、特にボイラで発生した蒸気が凝縮して得られる復水をボイラ用の給水として再利用するボイラ装置の腐食抑制方法に関する。

ボイラからの蒸気が凝縮して得られる復水をボイラ用の給水として再利用するボイラ装置は、復水を回収して給水系に混合するための復水配管，給水をボイラへ供給するための給水配管およびボイラで発生した蒸気を負荷装置等へ供給するための蒸気配管として、主として鋼管を利用している。このため、かかるボイラ装置においては、運転期間の長期化に伴って、復水配管や蒸気配管内に腐食が生じる場合がある。

復水配管等の腐食は、主に復水や給水中の炭酸ガスや溶存酸素の影響により生じる。このうち、炭酸ガスを原因とする腐食は、ボイラ装置内において、炭酸水素イオンおよび／または炭酸イオンを含む給水の熱分解により生成する炭酸ガスが復水に溶解し、復水のｐＨを低下させることにより生じるものであり、復水と接触している配管の内面部分に均等に進行して配管の減肉をもたらす。

そこで、ボイラ装置においては、上記原因に基づく腐食を効果的に抑制するため、ガラス電極等を備えたｐＨ判定装置を用いてボイラ装置内の復水のｐＨを判定し、この判定結果に基づいて給水配管および蒸気配管の少なくとも一方に復水処理剤としてｐＨ調整剤を供給する方法が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００３−３４３８０４号公報

しかし、ガラス電極等を備えたｐＨ判定装置は高価であり、復水処理剤を実際に利用する現場では、ｐＨ判定装置を導入することなく適正量の復水処理剤を供給することができる方法が要求されている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、復水処理剤を用いてボイラ装置に発生する腐食を抑制するにあたり、ｐＨ判定装置を導入することなく適正量の復水処理剤を供給することができる方法を提供することにある。

本発明の要旨は次のとおりである。
〔１〕 給水を加熱して蒸気を生成するボイラと、このボイラへ給水を供給する給水部と、前記ボイラで生成した蒸気を負荷機器へ供給する蒸気供給部と、前記負荷機器で使用した蒸気を復水として前記給水部へ供給する復水供給部とを備えたボイラ装置において、復水処理剤としての中和性アミンを前記ボイラ装置へ供給して前記ボイラ装置に発生する腐食を抑制する方法であって、前記蒸気供給部および前記復水供給部のうち、少なくとも一方から供給される所定量の試料水に対してｐＨ７〜９の範囲で変色するｐＨ指示薬を添加し、次いで復水処理剤として利用する当該中和性アミンを滴定液として前記試料水を滴定する滴定工程と、前記滴定工程において中和に要した中和性アミン量に基づいて、前記中和性アミンを前記蒸気ボイラ装置へ必要量供給する復水処理剤供給工程と、を含むことを特徴とする、ボイラ装置の腐食抑制方法、
〔２〕 中和性アミンが、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール，シクロヘキシルアミン，ジシクロヘキシルアミン，ジエタノールアミン，ジエチルアミノエタノール，ジエチルヒドロキシルアミン，２−ジメチルアミノエタノール，ジメチルイソプロパノールアミン，３−メトキシ−ｎ−プロピルアミン，２−アミノエタノール，モルホリン，または１−アミノ−２−プロパノールから選ばれる少なくとも１種である、前記〔１〕記載の方法。

本発明によれば、復水処理剤として使用している中和性アミンを滴定液として用い、滴定結果に基づいて中和性アミンをボイラ装置へ供給するので、ｐＨ判定装置を導入することなく復水処理剤の供給量を適正化することができる。

図１を参照して、本発明を実施可能なボイラ装置の一例を説明する。図１において、ボイラ装置１は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラ２と、このボイラ２へ給水を供給する給水装置３（給水部の一例）と、ボイラ２で生成した蒸気を負荷機器４等へ供給する蒸気供給装置５（蒸気供給部の一例）と、負荷機器４で使用した蒸気を復水として給水装置３へ供給する復水配管６（復水供給部の一例）と、復水処理剤を給水装置３へ供給する薬剤供給装置７と、復水配管６から分岐した試料水供給装置８とを主に備えている。

給水装置３は、ボイラ２へ給水するために、補給水の注水路９と、この注水路９からの補給水を貯留する給水タンク１０と、この給水タンク１０に貯留された給水をボイラ２へ供給する給水配管１１とを主に備えている。また、給水配管１１は、給水をボイラ２へ送り出す給水ポンプ１２を備えている。

蒸気供給装置５は、蒸気ヘッダ１３と、ボイラ２で生成した蒸気を蒸気ヘッダ１３へ供給する蒸気供給管１７と、蒸気ヘッダ１３から分岐する各種の蒸気配管１４，１５，１６を主に備えている。蒸気ヘッダ１３は、ボイラ２で発生した蒸気を各種の負荷機器に分配する母管である。また、第一蒸気配管１４，第二蒸気配管１５および第三蒸気配管１６は、それぞれ負荷機器４や図示しない他の負荷機器に接続されている。

負荷機器４は、ボイラ２からの蒸気を用いて所要の熱交換するもの，すなわちボイラ装置１における負荷装置であり、蒸気供給装置５の下流側に接続されている。

薬剤供給装置７は、復水処理剤を貯蔵し、この復水処理剤を給水装置３へ供給する薬剤タンク１８と、給水配管１１へ連絡する薬剤供給路１９と、復水処理剤を滴定液として供給する滴定液供給路２０を主に備えている。薬剤タンク１８内に貯蔵されている復水処理剤は気化性に優れた中和性アミンであれば特に限定されず、たとえば、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール，シクロヘキシルアミン，ジシクロヘキシルアミン，ジエタノールアミン，ジエチルアミノエタノール，ジエチルヒドロキシルアミン，２−ジメチルアミノエタノール，ジメチルイソプロパノールアミン，３−メトキシ−ｎ−プロピルアミン，２−アミノエタノール，モルホリン，または１−アミノ−２−プロパノール等を例示することができる。本発明において、これらの中和性アミンは、上記の中から１種類を選択して使用することもできるし、２種類以上を混合して使用することもできる。

薬剤供給路１９は、薬剤タンク１８内の復水処理剤を給水配管１１に対して供給する供給ポンプ２１を備えている。この供給ポンプ２１は、給水配管１１中をボイラ２へ向けて移動中の一定量の給水に対し、所定量の復水処理剤を供給することができる定量ポンプである。

試料水供給装置８は、復水配管６から分岐し、上述した給水，蒸気および復水からなる循環系の外へ復水を排出する試料水供給路２２を主に備えている。この試料水供給路２２は、復水を冷却するための熱交換器２３を備えている。

つぎに、ボイラ装置１の運転方法を説明し、あわせてボイラ装置１の腐食抑制方法を説明する。ボイラ装置１を運転する場合は、注水路９から給水タンク１０へ補給水を供給し、この補給水をボイラ２への給水として給水タンク１０に貯留する。そして、給水ポンプ１２を作動させ、給水タンク１０に貯留された給水を給水配管１１を通じてボイラ２へ供給する。

ボイラ２へ供給された給水は、ボイラ水としてボイラ２内に貯留される。そして、ボイラ２に貯留されたボイラ水は、加熱されて徐々に蒸気になる。生成した蒸気は、蒸気供給管１７を通じて蒸気ヘッダ１３へ送られ、第一蒸気配管１４，第二蒸気配管１５および第三蒸気配管１６を通じて負荷機器４等へ供給される。負荷機器４へ供給された蒸気は、負荷機器４を通過して復水配管６へ流れ、そこで潜熱を失って一部が凝縮水に変わり、スチームトラップ（図示省略）において蒸気と水とが分離されて高温の復水となる。このように生成した復水は、復水配管６を通じて給水タンク１０へ回収される。給水タンク１０へ回収された復水は、そこで、注水路９からの補給水と混合され、ボイラ２への給水として再利用される。

復水配管６内にある復水は、復水配管６から分岐した試料水供給路２２を通じて所定時間毎に採取され、試料水として滴定に供される。滴定にあたっては、所定量の試料水に対してｐＨ７〜９の範囲で変色するｐＨ指示薬を添加し、次いで滴定液供給路２０を通じて薬剤タンク１８内に貯蔵されている中和性アミンを滴定液として添加する。この滴定工程における一連の操作，たとえば試料水の採取，ｐＨ指示薬の添加および中和性アミンによる滴定は手動で行ってもよいし自動で行ってもよい。

ｐＨ指示薬としては、たとえば、クレゾールレッド（Cresol red），クレゾールパープル（Cresol purple），チモールブルー（Thymol blue），チモールブルーナトリウム塩（Thymol blue sodium salt），キシレノールブルー（Xylenol blue），ブロモキシレノールブルー（Bromoxylenol blue），ブロモチモールブルーナトリウム塩（Bromothymol blue sodium salt），ブロモチモールブルー（Bromothymol blue），フェノールレッド（Phenol red），フェノールレッドナトリウム塩（Phenol red sodium salt），ニュートラルレッド（Neutral red），１−ナフトールフタレイン（1-Naphtholphthalein），フェノールフタレイン（Phenolphthalein）等を例示することができる。

滴定終了後、中和に要した中和性アミン量に基づいて、ボイラ装置１内に供給する中和性アミン量を算出し、薬剤供給路１９を通じて所定量の中和性アミンを給水配管１１へ供給する。給水配管１１へ供給する中和性アミン量は、例えば負荷機器４へ供給した蒸気のほぼ１００％が復水として回収される場合、ボイラ２の蒸発量と試料水採取量との比率から算出（すなわち、蒸発量÷試料水採取量×中和に要した中和性アミン量）することができる。また、例えば負荷機器４へ供給した蒸気の一部が復水として回収される場合、ボイラ２の蒸発量と試料水採取量と比率、および復水回収率から算出（すなわち、蒸発量÷試料水採取量×復水回収率×中和に要した中和性アミン量）することができる。このように、本発明によれば、復水処理剤として使用している中和性アミンを滴定液として使用し、滴定結果に基づいて中和性アミンを供給するので、簡易な工程で復水処理剤の供給量を適正化することができる。

以上説明したように、図１の実施形態では、復水配管６から分岐した試料水供給路２２を設けることで、復水を試料水として用いたが、本発明では蒸気を冷却した蒸気冷却水や給水も試料水として用いることができる。たとえば、図２に示すように、第一蒸気配管１４から分岐して、試料水供給２２および熱交換器２３を設けることで、蒸気冷却水を試料水とすることができる。

また、図１の実施形態では、薬剤供給路１９を給水配管１１に接続することで、中和性アミンを給水装置３に供給しているが、中和性アミンは、ボイラ装置１内の任意の部分に供給することができる。たとえば、図３に示すように、薬剤供給路１９を蒸気供給管１７に接続することで、中和性アミンを蒸気供給装置５に供給することができる。

本発明は、ボイラで発生した蒸気が凝縮して得られる復水をボイラ用の給水として再利用するボイラ装置の腐食抑制方法として広く利用可能である。

本発明を適用したボイラ装置の一例を示す概略構成図である。 本発明を適用したボイラ装置の第２実施例を示す概略構成図である。 本発明を適用したボイラ装置の第３実施例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ ボイラ装置
２ ボイラ
３ 給水部
４ 負荷機器
５ 蒸気供給部
６ 復水供給部

Claims (2)

1. 給水を加熱して蒸気を生成するボイラと、このボイラへ給水を供給する給水部と、前記ボイラで生成した蒸気を負荷機器へ供給する蒸気供給部と、前記負荷機器で使用した蒸気を復水として前記給水部へ供給する復水供給部とを備えたボイラ装置において、復水処理剤としての中和性アミンを前記ボイラ装置へ供給して前記ボイラ装置に発生する腐食を抑制する方法であって、
   前記蒸気供給部および前記復水供給部のうち、少なくとも一方から供給される所定量の試料水に対してｐＨ７〜９の範囲で変色するｐＨ指示薬を添加し、次いで復水処理剤として利用する当該中和性アミンを滴定液として前記試料水を滴定する滴定工程と、
   前記滴定工程において中和に要した中和性アミン量に基づいて、前記中和性アミンを前記蒸気ボイラ装置へ必要量供給する復水処理剤供給工程と、
   を含むことを特徴とする、ボイラ装置の腐食抑制方法。
2. 中和性アミンが、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール，シクロヘキシルアミン，ジシクロヘキシルアミン，ジエタノールアミン，ジエチルアミノエタノール，ジエチルヒドロキシルアミン，２−ジメチルアミノエタノール，ジメチルイソプロパノールアミン，３−メトキシ−ｎ−プロピルアミン，２−アミノエタノール，モルホリン，または１−アミノ−２−プロパノールから選ばれる少なくとも１種である、請求項１記載の方法。

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