JP2010091157A - 鉄イオン注入装置の洗浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】 十分な洗浄を合理的に行うことによりメンテナンス費用の可及的な低減を図り得る鉄イオン注入装置の洗浄システムを提供する。
【解決手段】 注入元弁２及び注入弁５を開状態として行う所定時間の鉄イオン注入工程後に、注入元弁２を閉状態とし、且つ洗浄元弁６を開状態として行う洗浄水の流通による洗浄工程において、洗浄用管路９に配設されて主管路８における洗浄水の流通状態を表わす流量スイッチ７により前記洗浄水の流通の所定の円滑さが検出された時点で、注入ポンプ４の駆動を停止するとともに、注入弁５及び洗浄元弁６を閉状態として洗浄工程を終了させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は鉄イオン注入装置の洗浄システムに関し、特に発電所の復水器の冷却管の内周面に酸化鉄皮膜を形成させる鉄イオン注入装置の洗浄に用いて有用なものである。

蒸気タービンを原動機として発電を行う発電所は、蒸気タービンで仕事をした蒸気を熱交換（冷却）して飽和水へ戻すための復水器を備えている。この復水器では、その冷却管内に海水を通水して仕事をした蒸気との間で熱交換を行わせている。ここで、復水器の冷却管には、耐腐食性の銅合金・チタン等を使用しているが、さらに耐腐食性を強化すべくその内部に鉄イオン（硫酸鉄）を注入し、冷却管内部に酸化鉄皮膜を形成させている。このため、専用の鉄イオン注入装置を用いて冷却管の内部に、例えば一日に約２時間程度の定期的な鉄イオン注入を行っている。この結果、冷却管の内周面には酸化鉄皮膜が継続して形成される。

一方、上述の如き鉄イオン注入後には鉄イオン注入装置の各機器（配管、ストレーナ、バルブ）への酸化鉄皮膜の形成による詰りを防止するため、前記配管等に一定時間（例えば、３０分）洗浄用工業用水を流すことにより前記各機器及び配管等の洗浄を行っている。

図３は従来技術に係る鉄イオン注入装置を示す概略構成図である。同図に示すように、当該鉄イオン注入装置は、鉄イオン（硫化第１鉄水溶液）を収容した鉄イオン溶解タンク１、注入元弁２、ストレーナ３、注入ポンプ４、注入弁５及び洗浄元弁６を有している。これらのうち、注入元弁２、ストレーナ３、注入ポンプ４及び注入弁５は、鉄イオン溶解タンク１から海水に至る主管路８に上流側から順に配設されている。また、洗浄元弁６は洗浄用管路９に配設されている。ここで、洗浄用管路９は主管路８の注入元弁２とストレーナ３との間に接続されている。

かかる鉄イオン注入装置の制御は、図４のフローチャートに示すように、鉄イオン注入指令（ステップＳ１参照）で開始される。この鉄イオン注入指令により鉄イオン溶解タンク１内の硫化第１鉄水溶液の攪拌が開始され鉄イオンを溶解させる（ステップＳ２参照）。かかる攪拌は例えば１０分間、限時動作（ステップＳ３参照）として行われる。所定の攪拌時間の経過により鉄イオン溶解タンク１の攪拌動作が停止される（ステップＳ４参照）。同時に注入元弁２と注入弁５とを開き（ステップＳ５，Ｓ６参照）、両者のアンド論理が成立した時点（ステップＳ７参照）で注入ポンプ４を駆動する（ステップＳ８参照）。これにより、鉄イオン溶解タンク１内の硫化第１鉄水溶液が主管路８を介して復水器（図示せず）内の海水中に滴下される。この結果、復水器の冷却管内に汲み上げられる海水中には硫化第１鉄水溶液が混入される。かくして、硫化第１鉄水溶液に接触した冷却管の内周面に酸化鉄皮膜が形成される。

かかる、鉄イオン注入は、例えば２時間の限時動作として実施される（ステップＳ９参照）。鉄イオンの注入から限時動作で規定する所定の時間が経過した時点で注入元弁２を閉じるとともに洗浄元弁６を開く（ステップＳ１０，Ｓ１１参照）。これにより鉄イオン注入が終了するとともに主管路８の洗浄が開始される。かかる洗浄は洗浄用工業用水を洗浄用管路９及び洗浄元弁６を介して注入ポンプ４で主管路８に導くことにより行う。

注入元弁２が閉で、且つ洗浄元弁６が開のアンド論理が成立した時点（ステップＳ１２参照）で洗浄における限時動作が開始される（ステップＳ１３参照）。これは洗浄時間を規定するもので、例えば３０分という一定時間である。

洗浄における限時動作が終了した時点で注入ポンプ４の駆動を停止させる（ステップＳ１４参照）。その後、注入弁５及び洗浄元弁６を閉じ（ステップＳ１５，１６参照）、両者のアンド論理が成立した時点（ステップＳ１７参照）で鉄イオン注入の全工程を完了する（ステップＳ１８参照）。

なお、復水器のメンテナンスに関連して鉄イオンを注入する技術を開示する公知文献として特許文献１を挙げることができる。

特開２００８−１７５４８７号公報

上述の如く鉄イオン注入は酸化鉄皮膜が継続されるよう定期的に行い、鉄イオン注入後には鉄イオン注入機器（ストレーナ３、注入ポンプ４、注入弁５、主管路８等）への酸化鉄皮膜の形成による詰まりを防止すべく所定時間（３０分／回）の洗浄を行っている。

ところが、従来技術における鉄イオン注入装置の洗浄システムでは予め定められた一定時間洗浄を行うようにしているので、洗浄が十分でない場合も多く、この場合には酸化皮膜の形成を完全には防止できない。この結果、現状では６ヶ月毎に鉄イオン注入装置の各機器の詰り修理を行っている。これは、従来技術の鉄イオン注入装置が詰りの程度を的確に把握できない点に起因している。

一方、詰まりの程度を的確に把握できないため、予め定められた一定時間の洗浄では過剰に洗浄水を使用している場合も考えられる。

本発明は、上記従来技術に鑑み、十分な洗浄を自動的且つ合理的に行うことによりメンテナンス費用の可及的な低減を図り得る鉄イオン注入装置の洗浄システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
復水器の冷却管に汲み上げられる海水中に、鉄イオンを含む水溶液を主管路を介して滴下するよう前記水溶液を貯留しているタンクから前記主管路の下流側に向けて順に少なくとも注入元弁、注入ポンプ、注入弁が配設されるとともに、前記注入元弁と注入ポンプとの間に接続されている洗浄用管路を介して前記主管路に洗浄水を流通させるよう前記洗浄用管路の途中に洗浄元弁が配設された鉄イオン注入装置の洗浄システムであって、
前記注入元弁及び注入弁を開状態として行う所定時間の鉄イオン注入工程後に、前記注入元弁を閉状態とし、且つ前記洗浄元弁を開状態として行う前記洗浄水の流通による洗浄工程において、前記主管路又は前記洗浄用管路に配設されて前記主管路における前記洗浄水の流通状態を表わす流通状態検出手段により、前記洗浄水の流通の所定の円滑さが検出された時点で、前記注入ポンプの駆動を停止するとともに、前記注入弁及び注入元弁を閉状態として前記洗浄工程を終了させるようにしたことを特徴とする鉄イオン注入装置の洗浄システムにある。

本発明の第２の態様は、
上記第１の態様に記載する鉄イオン注入装置の洗浄システムにおいて、
前記流通状態検出手段は、洗浄元弁の下流で前記洗浄用管路に配設した流量スイッチで構成するとともに、前記所定の円滑さの検出は前記流量スイッチを流通する洗浄水の流量が所定の閾値を超えたことをもって検出するようにしたことを特徴とする鉄イオン注入装置の洗浄システムにある。

本発明の第３の態様は、
上記第１の態様に記載する鉄イオン注入装置の洗浄システムにおいて、
前記流通状態検出手段は、注入弁の下流で前記主管路に配設した圧力スイッチで構成するとともに、前記所定の円滑さの検出は前記圧力スイッチを流通する洗浄水の圧力が所定の閾値未満になったことをもって検出するようにしたことを特徴とする鉄イオン注入装置の洗浄システムにある。

本発明の第４の態様は、
第１乃至第３の態様の何れか一つに記載する鉄イオン注入装置の洗浄システムにおいて、
前記洗浄工程の開始からの時間を計測し、この時間が予め定めた所定時間を越えても前記所定の円滑さが検出されなかった場合には、警報を発するように構成したことを特徴とする鉄イオン注入装置の洗浄システムにある。

本発明によれば、洗浄毎に十分な洗浄が完了したことを確認することができるので、鉄イオン注入装置における鉄イオン注入機器の詰り修理の回数の減少によりメンテナンス費用を低減することができる。また、詰り修理が必要な場合にアラームを出すようにしておけば、詰り修理の時期を的確に知ることができる。

さらに、所定の洗浄が完了した時点で自動的に洗浄動作が停止されるので、洗浄水量を洗浄効果に見合った適正な量とすることができる。

以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態を適用する鉄イオン注入装置を示す概略構成図である。同図に示すように、当該鉄イオン注入装置は図３に示す鉄イオン注入装置に流量スイッチ７を追加したものである。その他の部分は、図３の従来技術に示す鉄イオン注入装置と同構成であるので同一部分には、同一番号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示すように、流量スイッチ７は洗浄元弁６の下流側において洗浄用管路９に配設してある。また、流量スイッチ７は所定時間内に通過する洗浄水の量が予め定めた所定量を超えた場合にオン状態となって、このことを表す洗浄完了信号を送出する。このように、流量スイッチ７がオン状態になるのは鉄イオン注入工程において主管路８の内周面に付着した酸化鉄皮膜が洗浄工程において洗浄水により洗浄・除去されたことを意味する。この場合に、洗浄水は主管路８内を円滑に流通することができ、これに比例して所定時間に通過する洗浄水の流量も増加するからである。本形態では洗浄水の流れが円滑になり、十分な洗浄が行われたことを流量スイッチ７の動作により検知することができるので、前記洗浄完了信号に基づき洗浄工程を終了すれば無駄のない合理的な洗浄を行うことができる。

さらに、本形態では、図１には明示しないが、一定時間が経過しても流量スイッチ７が動作しない場合には、それ以上洗浄水を流しても主管路８の詰りは改善しないとみなしてアラームを発するようにしている。

かかる鉄イオン注入装置の制御は、図２のフローチャートに示すように、鉄イオン注入指令（ステップＳ１参照）で開始されるが、ステップＳ１からステップＳ９に至る鉄イオン注入工程は、図４に示す従来技術と全く同様である。

一方、ステップＳ９における限時動作が終了した後は洗浄工程に移行するが、かかる洗浄工程では、従来と同様に、先ず注入元弁２を閉じるとともに洗浄元弁６を開く（ステップＳ１０，Ｓ１１参照）。これにより鉄イオン注入が停止され、主管路８の洗浄が開始される。かかる洗浄は洗浄用工業用水を洗浄用管路９及び洗浄元弁６を介して注入ポンプ４で主管路８に導くことにより行う。

注入元弁２が閉で、且つ洗浄元弁６が開のアンド論理が成立した時点（ステップＳ１２参照）で流量スイッチ７の動作が開始される（ステップＳ２０参照）。かかる状態で主管路８の洗浄が進み、流量スイッチ７を通過する洗浄水の流量が所定値を超えて増加した場合にはこの流量スイッチ７が動作して注入ポンプ４の駆動を停止させる（ステップＳ２４参照）。その後、注入弁５及び洗浄元弁６を閉じ（ステップＳ２５，２６参照）、両者のアンド論理が成立した時点（ステップＳ２７参照）で鉄イオン注入の全工程を完了する（ステップＳ２８参照）。

一方、鉄イオン注入工程の終了に対応する限時動作（ステップＳ９参照）の終了時点から洗浄工程の時間を表す別の限時動作が開始される（ステップＳ２１参照）。かかる限時動作は洗浄工程の時間を規定するもので、例えば４０分間を設定してある。この設定時間が終了した時点で流量スイッチ７がオン状態になっていない、すなわち所定の洗浄が完了していない場合には、その洗浄完了信号をＮＯＴ処理で反転させた信号（ステップＳ２２参照）と前記限時動作の終了を表す信号のアンド論理が成立する（ステップＳ２３参照）ので、この時点で設備異常を告知するアラームが発せられる（ステップＳ２９参照）。

このように、本形態によれば、流量スイッチ７の動作により十分な洗浄が完了したことを自動的に確認することができる。一方、所定時間の洗浄によっても十分な洗浄が完了しない場合はアラームが発せられる。この場合はそれ以上洗浄水を流しても主管路８の詰りは改善しないとみなされるので、さらに相応の保守点検を行う。

なお、上記実施の形態では流量スイッチ７により洗浄の完了時点を検出するようにしたがこれに限るものではない。要は、鉄イオン注入を終えた主管路８内を洗浄水が所定の円滑さで流通するようになった時点を検出できれば良いので、主管路８における注入弁５の下流側に圧力スイッチを配設し、この圧力スイッチで主管路８の洗浄水の圧力が所定値未満になったことを検出しても同様の制御を行うことができる。この場合、図２のフローチャートは流量スイッチ７による流量の検出の部分が、圧力スイッチによる圧力の検出で代替される。

さらに、洗浄中、必要に応じ洗浄水圧力を変動（脈動）させても良い。このように洗浄水圧力を変動させることで主管路８の詰りを効果的に洗い流すことができる。ここで、洗浄水圧力の変動は、注入ポンプ４を洗浄中にＯＮ・ＯＦＦさせるか、または注入弁５を洗浄中に開・閉させることで容易に実現できる。

本発明は発電設備の建設、運用、保守を行う産業分野で利用することができる。

本発明の実施の形態を適用する鉄イオン注入装置を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る洗浄システムを示すフローチャートである。 従来技術に係る鉄イオン注入装置を示す概略構成図である。 従来技術に係る洗浄システムを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 鉄イオン溶解タンク
２ 注入元弁
４ 注入ポンプ
５ 注入弁
６ 洗浄元弁
７ 流量スイッチ
８ 主管路
９ 洗浄用管路

Claims (4)

1. 復水器の冷却管に汲み上げられる海水中に、鉄イオンを含む水溶液を主管路を介して滴下するよう前記水溶液を貯留しているタンクから前記主管路の下流側に向けて順に少なくとも注入元弁、注入ポンプ、注入弁が配設されるとともに、前記注入元弁と注入ポンプとの間に接続されている洗浄用管路を介して前記主管路に洗浄水を流通させるよう前記洗浄用管路の途中に洗浄元弁が配設された鉄イオン注入装置の洗浄システムであって、
   前記注入元弁及び注入弁を開状態として行う所定時間の鉄イオン注入工程後に、前記注入元弁を閉状態とし、且つ前記洗浄元弁を開状態として行う前記洗浄水の流通による洗浄工程において、前記主管路又は前記洗浄用管路に配設されて前記主管路における前記洗浄水の流通状態を表わす流通状態検出手段により、前記洗浄水の流通の所定の円滑さが検出された時点で、前記注入ポンプの駆動を停止するとともに、前記注入弁及び洗浄元弁を閉状態として前記洗浄工程を終了させるようにしたことを特徴とする鉄イオン注入装置の洗浄システム。
2. 請求項１に記載する鉄イオン注入装置の洗浄システムにおいて、
   前記流通状態検出手段は、洗浄元弁の下流で前記洗浄用管路に配設した流量スイッチで構成するとともに、前記所定の円滑さの検出は前記流量スイッチを流通する洗浄水の流量が所定の閾値を超えたことをもって検出するようにしたことを特徴とする鉄イオン注入装置の洗浄システム。
3. 請求項１に記載する鉄イオン注入装置の洗浄システムにおいて、
   前記流通状態検出手段は、注入弁の下流で前記主管路に配設した圧力スイッチで構成するとともに、前記所定の円滑さの検出は前記圧力スイッチを流通する洗浄水の圧力が所定の閾値未満になったことをもって検出するようにしたことを特徴とする鉄イオン注入装置の洗浄システム。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する鉄イオン注入装置の洗浄システムにおいて、
   前記洗浄工程の開始からの時間を計測し、この時間が予め定めた所定時間を越えても前記所定の円滑さが検出されなかった場合には、警報を発するように構成したことを特徴とする鉄イオン注入装置の洗浄システム。
   

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