JP2010216762A - 高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高圧ボイラシステムの給水ラインのエロージョン・コロージョンを簡単に防止するとともに、給水ライン及び復水ライン中の銅系材料の腐食も防止する。
【解決手段】 高圧ボイラシステム１の脱気器３出口からエコノマイザ２０入口までの給水ライン５中に設けられている給水加熱器５１に銅系材料が使用されている場合には、この給水ライン５の給水加熱器５１直前に、又、給水加熱器５１に銅系材料が使用されていない場合には、この給水ライン５のエコノマイザ２０直前に、脱酸素剤Ｍ２をそれぞれ注入する。給水ライン５中の鋼製材料に対しては、ＡＶＴ（Ｏ）処理条件を満たすようにしてエロージョン・コロージョンを防止し、銅系材料にに対しては、溶存酸素濃度を減少させて、銅系材料の腐食を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高圧の蒸気を発生させるボイラの給水ラインに、ｐＨ調整剤や脱酸素剤として揮発性物質が注入されるとともに、ボイラ給水として、復水の他に補給水としてイオン交換水が用いられる、高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法に関するものである。

５ＭＰａ以上の高圧の蒸気を発生させるボイラを備えた、例えば自家発電用のボイラシステムでは、ｐＨ調整剤や脱酸素剤として揮発性物質が用いられる場合が多く、ボイラ給水中の溶存酸素は、脱気器の使用とともに、この脱気器入口側もしくは脱気器出口直近の給水ラインにヒドラジン等の揮発性脱酸素剤を注入することよって除去されている。このことにより、このボイラシステムの給水ラインにおいて、溶存酸素に起因した腐食が防止されるとともに、蒸気中に含まれる酸素の減少に基づいて、復水ラインにおいても、溶存酸素に起因した腐食が防止される。

また、このボイラシステムにおけるボイラ給水等のｐＨは、アンモニア等の揮発性ｐＨ調整剤を給水ラインに注入することによって制御される。例えば、このボイラシステムのボイラが水管ボイラの場合、給水ライン中の、給水加熱器に銅系材料が使用されていると、銅系材料はｐＨが高いと腐食を生じやすいため、ボイラ給水のｐＨは8.5〜9.4に調整され、給水加熱器に銅系材料が使用されていない（鋼材のみ使用）と、ボイラ給水のｐＨは9.3〜9.7に調整される(非特許文献１参照)。このことにより、このボイラシステムの給水ラインや復水ラインにおいて、ｐＨに起因した腐食が防止される。

ＪＩＳＢ８２２３：2006（ボイラの給水及びボイラ水の水質）

しかしながら、以上のボイラシステムでは、給水温度が例えば１００〜２００℃の給水ライン、すなわち、脱気器より下流側の給水ラインにおいて、ボイラ給水の流速や配管形状による乱流発生等の影響で、この給水ラインにエロージョン・コロージョンが発生しやすいという問題があった。この場合、エロージョン・コロージョンは、給水のｐＨを9.4以上に上昇させると、ある程度抑制されるが、かかる場合、給水ライン中の給水加熱器（高圧給水加熱器）に銅系材料が使用されていると、この給水加熱器にｐＨの上昇に起因して腐食が生じやすいという問題があった。

この発明は、以上の点に鑑み、高圧ボイラを備えたボイラシステムの給水ラインのエロージョン・コロージョンを簡単に防止できるとともに、給水ラインや復水ライン中の銅系材料の腐食も防止できる高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法を提供することを目的とする。

この発明の請求項１記載の発明は、高圧の蒸気を発生させるボイラの給水ラインに、ｐＨ調整剤及び脱酸素剤として揮発性物質が注入されるとともに、ボイラ給水として、復水の他に補給水としてイオン交換水が用いられる、高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法であって、脱気器出口から前記ボイラのエコノマイザ入口までの給水ライン中に設けられている給水加熱器に銅系材料が使用されている場合には、この給水ラインの前記給水加熱器直前に、又、前記給水加熱器に銅系材料が使用されていない場合には、この給水ラインの前記エコノマイザ直前に、前記脱酸素剤をそれぞれ注入することを特徴とする。

高圧の蒸気を発生させるボイラでは、ボイラ給水の水質には高純度なものが要求されるが、ボイラ給水中の溶存酸素濃度も、脱気器の使用とヒドラジン等の揮発性脱酸素剤の注入によって、ゼロに近づけられている。このため、かかるボイラシステムの、例えば、温度が１００〜２００℃に達している給水ライン、すなわち、一般に脱気器より下流側の給水ライン内は、還元性雰囲気となって、鋼面にマグネタイトの皮膜が形成される。そして、この給水ラインでは、例えば流速の速い箇所で、マグネタイトの皮膜を介して、エロージョン・コロージョンが進行する。

この発明では、上記ボイラシステムの給水ラインの脱気器より下流側に設けられた給水加熱器に銅系材料が使用されていない場合には、脱気器出口からボイラのエコノマイザ入口までの給水ラインの、このエコノマイザ直前に、脱酸素剤を注入している。このため、脱気器出口から脱酸素剤が注入されるエコノマイザ直前までの流速の速い給水ライン内は、脱気器出口の微量の溶存酸素によって酸化性雰囲気となり、ＡＶＴ（Ｏ）の処理条件を満たすこととなる。このため、かかる給水ライン内では、鋼面に、マグネタイトの皮膜に替えて、ヘマタイトによる不導体皮膜（以下ヘマタイト皮膜という）が形成される。ヘマタイト皮膜は、マグネタイトの皮膜に比べて鋼面からの鉄分の溶出を制限するため、流速が速い箇所等に生じるエロージョン・コロージョンを抑制し防止する。

また、この発明では、上記ボイラシステムにおいて、給水加熱器に銅系材料が使用されている場合には、給水ラインの銅系材料が使用されている給水加熱器直前に脱酸素剤を注入しているので、脱気器出口から銅系材料が使用されている給水加熱器直前までの給水ラインでは、脱気器出口の微量の溶存酸素によって酸化性雰囲気となり、ＡＶＴ（Ｏ）の処理条件が満たされることとなって、この給水ラインのエロージョン・コロージョンが防止される。また、銅系材料が使用されている給水加熱器直前からボイラのエコノマイザ入口までの給水ラインでは、脱酸素剤の注入によって溶存酸素濃度が低く抑えられるため、給水加熱器の銅系材料の腐食が抑えられる。この場合、銅系材料が使用されている給水加熱器出口からエコノマイザ入口までの給水ラインにおいて、エロージョン・コロージョンが生じる可能性があるが、この給水ラインは、脱気器出口からボイラのエコノマイザ入口までの給水ラインの一部であり、比較的に短いので、全体として、エロージョン・コロージョンが防止できることとなる。

さらに、この発明では、エコノマイザを含めたボイラ側には、必ず脱酸素剤を注入して、ボイラ給水やボイラ水の溶存酸素濃度を下げているので、ボイラ自体の防食も、従来通りなすことができるとともに、蒸気中の酸素量も減少させているので、復水ラインの防食も従来通りなすことができる。

この発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記脱気器が、ボイラ給水１リッター当たり、７μｇになるまで、ボイラ給水中の溶存酸素を除去する能力を有していることを特徴とする。

この発明では、このボイラシステムの脱気器が、高圧ボイラ用の一般的脱気能力を備えていればよいことを示している。ＡＶＴ（Ｏ）の処理条件を満たすには、脱気器出口のボイラ給水中に微量の溶存酸素が含まれている必要があるからである。

この発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記脱気器は加熱タイプのものであり、この脱気器出口から前記ボイラのエコノマイザ入口までのボイラ給水が、１００℃〜２００℃の温度に加熱されていることを特徴とする。

この発明の請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記脱酸素剤がヒドラジンであることを特徴とする。

この発明の請求項５記載の発明は、前記ボイラ給水のカチオン導電率が、２５℃基準で、０．０５ｍＳ／ｍ以下であることを特徴とする。

この発明では、補給水と復水とからなるボイラ給水の純度を定めている。一般的には、ＡＶＴ（Ｏ）の処理条件を満たすには、ボイラ給水の純度は高い程よい（例えば、カチオン導電率（２５℃基準）で、０．０２ｍＳ／ｍ以下）とされるが、テストの結果から、ボイラ給水のカチオン導電率（２５℃基準）で、０．０５ｍＳ／ｍ以下であれば、ＡＶＴ（Ｏ）の処理条件を満たしていると考えられるからである。

この発明の請求項１〜４記載の発明によれば、脱酸素剤の注入位置を変えるだけの簡単な手段により、高圧ボイラシステムの給水ラインに生じやすいエロージョン・コロージョンと、銅系材質が使用される給水加熱器の腐食とを同時に防止することができる。また、これらの発明では、エコノマイザを含めたボイラ側の溶存酸素濃度を従来と変えることなく低く抑えることができるので、溶存酸素に起因したボイラ側及び復水ライン側の腐食も従来通り抑えることができる。

この発明の請求項５記載の発明によれば、ＡＶＴ（Ｏ）の処理条件を達成するに当たり、ボイラ給水の純度を従来から考えられた値（例えば、カチオン導電率（２５℃基準）０．０２ｍＳ／ｍ以下）より下げることができ、その分、補給水や復水の純度をやや下げることができる。

この発明を実施するためのボイラシステムの一実施形態を示す図である。 この発明を実施するためのボイラシステムの具体的実施例をす図である。 図２で示される具体的実施例の場合の、ボイラ給水の流れに沿った給水ライン中の、ボイラ給水の温度変化の一例を示す図である。 従来技術の場合と、脱酸素剤未注入場合と、図２の具体的実施例の場合とにおける低圧給水加熱器出口からボイラ装置までの、所定ポイントにおけるボイラ給水等の水質の一例を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、この発明である、高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法を実施するための発電ボイラシステムを示している。

発電ボイラシステム１は、圧力が５ＭＰａ以上の高圧蒸気Ｓ１を発生させ、この高圧蒸気Ｓ１で、例えば工場の自家発電装置（以下発電装置という）を作動させるものである。この発電ボイラシステム１は、図１で示されるように、ボイラ装置２と、脱気器３と、給水タンク４と、２次側給水ライン５と、１次側給水ライン６と、ｐＨ調整剤注入装置７と、清缶剤注入装置８と、脱酸素剤注入装置９と、発電装置１０と、蒸気ラインと１１、復水ライン１２とから構成されている。なお、発電ボイラシステム１は、発電装置１０を除けば、高圧ボイラシステムとなる。

ボイラ装置２は、高圧蒸気Ｓ１を発生させる水管ボイラを主要部とするものであり、ボイラ給水Ｗ３を予熱するエコノマイザ２０と、蒸気ドラムを有した蒸気発生部２１と、飽和蒸気を一定温度の過熱蒸気にするスーパーヒータ（不図示）とを有している。ボイラ装置２からは、蒸気ライン１１を使用して、発電装置１０の蒸気タービンに発電用の高圧蒸気Ｓ１が供給される。

脱気器３は、ボイラ給水Ｗ３を低圧蒸気Ｓ２と接触させて加熱し、ボイラ給水Ｗ３中の溶存ガス（主として溶存酸素であり、以下溶存酸素と称す）を物理的に除去するものである。この脱気器３は、高圧蒸気Ｓ１の発生に見合った脱気能力、すなわち、ボイラ給水Ｗ３の１リッター当たり、溶存酸素濃度が７μｇ以下になるまで、溶存酸素を除去できる能力を有している。脱気器３内のボイラ給水Ｗ３は、低圧蒸気Ｓ２により、一般に１１０〜１２０℃（この実施形態では１１０℃）の温度まで加熱される。なお、低圧蒸気Ｓ２は、発電装置１０側における高圧蒸気Ｓ１の使用の結果生じたものである。

給水タンク４は、復水ライン１２からの復水Ｗ１と補給水ライン１３からのイオン交換水Ｗ２とを一時的に貯めて、これらの混合水、すなわち、ボイラ給水Ｗ３をボイラ装置２側に供給するためのものである。復水ライン１２中には、復水器１２０とともに、例えば脱塩装置（ポリッシャー）が設けられていているので、この復水ライン１２からは、復水器１２０側から取り出された高圧蒸気Ｓ１の復水Ｗ１を、脱塩処理したものが供給される。また、補給水ライン１３中には、純水装置が設けられているので、この補給水ライン１３からは、補給水として、純水、すなわち、イオン交換水Ｗ２が供給される。なお、復水器１２０の復水Ｗ１との接触部は、熱伝達率を上げるため、銅系材料（銅又は銅合金）から形成されている。

ここで、ボイラ給水Ｗ３は、純度、すなわち、カチオン導電率（２５℃基準）が０．０５ｍＳ／ｍ以下になるよう、復水Ｗ１及び補給水（イオン交換水）Ｗ２の処理がなされている。

２次側給水ライン５は、脱気器３出口からボイラ装置２のエコノマイザ２０入口までの、ボイラ給水Ｗ３が流れる給水ラインである。この２次側給水ライン５は、脱気器３により脱気処理されたボイラ給水Ｗ３を高圧に加圧する給水ポンプ５０と、高圧に加圧されたボイラ給水Ｗ３を、発電装置１０側からの抽気蒸気等によって加熱し、発電ボイラシステム１の熱効率の向上を図る高圧給水加熱器５１と、機器をつなぐ配管部５２とを有している。高圧給水加熱器５１は、ボイラ給水Ｗ３を、例えば１１０℃から２００℃まで加熱する。なお、この２次側給水ライン５のボイラ給水Ｗ３と接する部分には、銅系材料は使用されておらず、ほぼすべての材料が、鋼製材料となっている。

２次側給水ライン５の高圧給水加熱器５１とエコノマイザ２０間の、このエコノマイザ２０直前の配管部５２には、エコノマイザ２０から順次遠ざかる位置に、清缶剤Ｍ１の注入部Ｐ１、ボイラ給水Ｗ３のサンプリング部Ｐ２、脱酸素剤Ｍ２の注入部Ｐ３が設けられている。注入部Ｐ１からは、清缶剤注入装置８を用いて、例えば、第２リン酸ソーダと第３リン酸ソーダとが所定割合で混ぜられた清缶剤Ｍ１が注入され、サンプリング部Ｐ２からは、この位置におけるボイラ給水Ｗ３の分析サンプルが取り出される。また、注入部Ｐ３からは、ヒドラジンやピロリジンといった揮発性の脱酸素剤Ｍ２が注入される。

ここで、高圧給水加熱器５１に銅系材料、すなわち、ボイラ給水Ｗ３と接する部分（例えば、伝熱管）に銅又は銅合金、が使用されている場合には、図１の想像線で示されるように、脱酸素剤Ｍ２は、注入部Ｐ３ではなく、高圧給水加熱器５１直前の注入部Ｐ４から、高圧給水加熱器５１直前のボイラ給水Ｗ３中に注入される。

１次側給水ライン６は、給水タンク４出口から脱気器３入口までのボイラ給水Ｗ３が流れる給水ラインである。この１次側給水ライン６は、給水タンク４出口のボイラ給水Ｗ３を、発電装置１０側の蒸気（高圧蒸気Ｓ１に由来するもの）で直接又は間接加熱して、発電ボイラシステム１の熱効率の向上を図る低圧給水加熱器６０と、機器をつなぐ配管部６１とを有している。この１次側給水ライン６のボイラ給水Ｗ３と接する部分には、銅系材料は使用されておらず、ほぼすべて材料が、鋼製材料となっている。なお、脱気器３前の低圧給水予熱器６０は、ボイラ給水Ｗ３の温度も低く、腐食性が低いことから、銅系材料が使用されることもある。

１次側給水ライン６の給水タンク４と低圧給水加熱器６０との間には、ｐＨ調整剤Ｍ３の注入部Ｐ５が設けられており、この注入部Ｐ５から、ｐＨ調整剤注入装置７を用いて、例えばアンモニアやアミン類といった揮発性のｐＨ調整剤Ｍ３が注入される。

なお、従来技術では、脱酸素剤Ｍ２は、図１中の想像線で示されるように、例えば、１次側給水ライン６の脱気器３入口側の注入部Ｐ０から、ボイラ給水Ｗ３中に注入される。

この発電ボイラシステム１では、復水ライン１２中で回収された復水Ｗ１と補給水であるイオン交換水Ｗ２とが給水タンク４に集められて、例えば、カチオン導電率（２５℃基準）が０．０５ｍＳ／ｍ以下のボイラ給水Ｗ３が作られる。給水タンク４内のボイラ給水Ｗ３は、１次側給水ライン６を経由して脱気器３に供給されるが、この１次側給水ライン６において、低圧給水加熱器６０によって例えば５０℃まで加熱されるとともに、ｐＨ調整剤Ｍ３が注入されて、そのｐＨ（２５℃基準）が一定値（例えば、ｐＨが９）まで高められる。脱気器３に供給されたボイラ給水Ｗ３は、低圧蒸気Ｓ２と接触して、例えば１１０℃まで加熱されつつ脱気されて、脱気器３出口の溶存酸素濃度が、ボイラ給水Ｗ３の１リッター当たり、７μｇ、すなわち、７ppb以下に抑えられる。

脱気器３にて脱気処理されたボイラ給水Ｗ３は、給水ポンプ５０によって圧力が所定値まで高められた後、高圧給水加熱器５１によって、例えば、２００℃まで加熱され、ボイラ装置２のエコノマイザ２０直前で、脱酸素剤Ｍ２と清缶剤Ｍ１とが注入されて、ボイラ装置２内のボイラ水等の溶存酸素濃度がほぼゼロに維持されるとともに、ボイラ装置２側におけるボイラ水の障害が除去される。そして、ボイラ装置２で発生された高圧蒸気Ｓ１は、蒸気ライン１１を経て発電装置１０に送られ、発電（蒸気タービンを回転）に使用された後、復水ライン１２で復水Ｗ１として回収され、ボイラ給水Ｗ３の一部となる。なお、ボイラ装置２等で蒸気の一部は消費されるため、イオン交換水Ｗ２が補給水として用いられる。

つぎに、この発電ボイラシステム１において、２次側給水ライン５の腐食（エロージョン・コロージョンや銅系材料の腐食）が、いかに防止されるかについて説明する。この腐食の防止方法は、ボイラ給水Ｗ３に対する脱酸素剤Ｍ２の注入位置に関するものであるので、まず、従来の技術、すなわち、脱酸素剤Ｍ２を注入部Ｐ０から１次側給水ライン６の脱気器３入口側に注入する場合について説明する。

脱気器３前の１次側給水ライン６中に脱酸素剤Ｍ２を注入しなければ、脱気器３出口のボイラ給水Ｗ３には、微量の溶存酸素が存在することになるが、従来のように、注入部Ｐ０から脱気器３前に脱酸素剤Ｍ２を注入すると、脱気器３出口側のボイラ給水Ｗ３中の溶存酸素濃度はゼロ近くになり、２次側給水ライン５内は還元性雰囲気となる。このような状況で、ボイラ給水Ｗ３の温度が１００℃から２００℃に達していると、２次側給水ライン５のボイラ給水Ｗ３との接触鋼面には、マグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）の１次皮膜が形成される。この１次皮膜は、多数の小孔を有しており、この小孔を介して鋼面から鉄イオン（Ｆｅ⁺⁺）を溶け出させ、これを表面に沈着させる。そして、１次皮膜の外面に２次皮膜が形成されると、これらが鋼面を覆う安定な保護皮膜となる。

ところが、２次側給水ライン５内では、ボイラ給水Ｗ３の流速は大きく、かつ、配管形状によっては、局部的に流速の大きい乱流を引き起こしている。このため、鋼面上にマグネタイトによる１次皮膜が形成されても、鋼面から溶け出した鉄イオン（Ｆｅ⁺⁺）は、ボイラ給水Ｗ３側に持ち去られ、これが１次皮膜の外面に沈着して２次皮膜を形成することがないため、鋼面に腐食（エロージョン・コロージョン）が進行する。

一方、この発電ボイラシステム１では、脱酸素剤Ｍ２やｐＨ調整剤Ｍ３として、揮発性物質が用いられ、ボイラ給水Ｗ３には、揮発性物質処理（All Volatile Treatment：略してＡＶＴ）がなされていることになるとともに、ボイラ給水Ｗ３の水質は、カチオン導電率（２５℃基準）で０．０５ｍＳ／ｍ以下であり、高純度である。また、この発電ボイラシステム１では、脱酸素剤Ｍ２を、脱気器３の入口側には注入せず、ボイラ装置２のエコノマイザ２０直前に注入し、１次側給水ライン６はもちろん、２次側給水ライン５にも、脱酸素剤Ｍ２をできるだけ注入しないようにしている。このため、脱酸素剤Ｍ２の注入部Ｐ３までの２次側給水ライン５内のボイラ給水Ｗ３中の溶存酸素は、脱気器３により除去されるのみであり、このボイラ給水Ｗ３中には微量の溶存酸素が存在する。

すなわち、この発電ボイラシステム１の２次側給水ライン５内は、酸化性雰囲気となり、ＡＶＴ（Ｏ）の処理条件がほぼ満たされて、ボイラ給水Ｗ３との接触鋼面には、マグネタイトに替わりヘマタイト（Ｆｅ₂Ｏ₃）の不導体皮膜（ヘマタイト被膜）が形成される。このヘマタイト皮膜は、安定で、マグネタイト皮膜のように鋼面から鉄イオン（Ｆｅ⁺⁺）を溶出させないので、鋼面の保護皮膜となって、エロージョン・コロージョンを生じさせない。ここで、ボイラ給水Ｗ３の純度に関しては、カチオン導電率（２５℃基準）が、０．０５ｍＳ／ｍ以下であれば、ＡＶＴ（Ｏ）の処理条件がほぼ満たされて、エロージョン・コロージョンが生じにくいことが確認されている。

また、この発電ボイラシステム１では、ボイラ装置２のエコノマイザ２０直前に、脱酸素剤Ｍ２を注入しているので、ボイラ装置２を介して、復水Ｗ１中の溶存酸素濃度を低く抑えることができ、復水ライン１２中の鋼製材料や銅系材料の、溶存酸素に起因する腐食も防止できる。

さて、以上の説明は、２次側給水ライン５中の高圧給水加熱器５１に、銅系材料が使用されていない場合である。高圧給水加熱器５１の伝熱管等には、熱伝達率を上げるために銅系材料が使用される場合も多いが、この場合には、脱酸素剤は、２次側給水ライン５中の、エコノマイザ２０の直前（注入部Ｐ３の位置）でなく、高圧給水加熱器５１の直前（注入部Ｐ４の位置）に注入される。銅系材料が酸素との共存下において生成するＣｕＯ被膜の溶解度は、脱気条件下で生成されるＣｕ₂Ｏ被膜の溶解度に比べて大きいため、銅系材料の酸素との共存は好ましくないからである。

したがって、高圧給水加熱器５１に銅系材料が使用されている場合には、２次側給水ライン５のうち、脱気器３出口から高圧給水加熱器５１の直前までの部分では、ＡＶＴ（Ｏ）の条件がほぼ満たされ、ボイラ給水Ｗ３との接触鋼面にヘマタイト皮膜が形成されて、エロージョン・コロージョンが防止されるとともに、ボイラ給水Ｗ３中には、高圧給水加熱器５１直前から脱酸素剤Ｍ２が注入されるので、高圧給水加熱器５１内のボイラ給水Ｗ３の溶存酸素濃度が減少され、高圧給水加熱器５１の銅系材料の腐食も防止される。

この場合、２次側給水ライン５のうち、高圧給水加熱器５１出口からボイラ装置２のエコノマイザ２０入口までの部分には、従来と同様に、ボイラ給水Ｗ３に接する鋼面にマグネタイトの皮膜が形成され、エロージョン・コロージョンが生じ易い。しかし、この場合でも、エロージョン・コロージョンの生じる部分は、２次側給水ライン５の内の一部であり、２次側給水ライン５全体としては、銅系材料の腐食防止とともに、鋼面のエロージョン・コロージョンが防止できることとなる。なお、２次側給水ライン５の高圧給水加熱器５１出口側にｐＨ調整剤Ｍ３を更に注入して、以降のボイラ給水Ｗ３のｐＨを９．４以上に上げることにより、上記部分のエロージョン・コロージョンを防止するようにしてもよい。

以上のように、この発電ボイラシステム１では、高圧給水加熱器５１に銅系材料が使用されていない場合には、脱酸素剤Ｍ２をボイラ装置２のエコノマイザ２０直前に注入するようにして、脱気器３下流側の、２次側給水ライン５中のボイラ給水Ｗ３に微量の溶存酸素を残すようにしている。このため、この発電ボイラシステム１では、２次側給水ライン５中のほぼ全域のボイラ給水Ｗ３がＡＶＴ（Ｏ）の処理条件を満たすようになり、この２次側給水ライン５において生じるエロージョン・コロージョンを、ボイラ給水Ｗ３のｐＨを高めることなく容易に防止することができる。

また、この発電ボイラシステム１では、高圧給水加熱器５１に銅系材料が使用されている場合、脱酸素剤Ｍ２を高圧給水加熱器５１直前に注入するようにして、脱気器３下流側の２次側給水ライン５中の高圧給水加熱器５１直前までのボイラ給水Ｗ３に微量の溶存酸素を残すようにしている。このため、この発電ボイラシステム１では、２次側給水ライン５の、この部分のエロージョン・コロージョンを、ボイラ給水Ｗ３のｐＨを高めることなく容易に防止することができるとともに、高圧給水加熱器５１中のボイラ給水Ｗ３中の溶存酸素濃度を低く抑えることができるので、高圧給水加熱器５１の銅系材料の腐食も防止することができる。

さらに、この発電ボイラシステム１では、ボイラ装置２側には必ず脱酸素剤Ｍ２を注入するようにして、ボイラ装置２側の溶存酸素濃度をゼロ近くに維持しているので、ボイラ装置２とともに、このボイラ装置２を介して、高圧蒸気Ｓ１の復水Ｗ１中の溶存酸素濃度も、従来通り、低く抑えることができ、溶存酸素に起因した復水ラインＬ１の腐食も防止することができる。また、この発電ボイラシステム１では、ボイラ給水Ｗ３のｐＨを高めることがないため、復水器１２０に使用されている銅系材料の腐食を防止することができる。

ここで、低圧給水予熱器６０には、脱気器３による脱気前のボイラ給水Ｗ３が流れるため、低圧給水予熱器６０内のボイラ給水Ｗ３中の溶存酸素濃度は高いが、ボイラ給水Ｗ３の温度が低いため、これが銅系材料により形成されていても、ボイラ給水Ｗ３のｐＨが９以下に維持されていれば、銅系材料の腐食は生じにくい。

つぎに、この発明の具体的な実施例について説明する。
図２は、高圧給水予熱器５１と低圧給水予熱器６０とが銅系材料にて形成されている発電ボイラシステム１を示している。この発電ボイラシステム１では、高圧給水加熱器５１の直前に、注入部Ｐ４を介して、脱酸素剤Ｍ２が注入される。

この発電ボイラシステム１においても、２次側給水ライン５のうち、脱気器３出口から高圧給水加熱器５１の直前までの部分では、ＡＶＴ（Ｏ）の処理条件がほぼ満たされ、ボイラ給水Ｗ３との接触鋼面にヘマタイト皮膜が形成されて、エロージョン・コロージョンが防止されるとともに、ボイラ給水Ｗ３中には、高圧給水加熱器５１直前から脱酸素剤Ｍ２が注入されるので、高圧給水加熱器５１内のボイラ給水Ｗ３の溶存酸素濃度が減少され、高圧給水加熱器５１の銅系材料の腐食も防止される。

図３は、この発電ボイラシステム１における、低圧給水加熱器６０からボイラ装置２のエコノマイザ２０までの、ボイラ給水Ｗ３の温度変化を示している。図から、低圧給水加熱器６０で５０℃まで加熱された、ボイラ給水Ｗ３は、脱気器３で１１０℃まで加熱された後、高圧給水加熱器５１で１５０℃まで加熱され、つづいて、エコノマイザ２０にて２１０℃まで加熱される。このように、２次側給水ライン５中のボイラ給水Ｗ３は、エロージョン・コロージョンを発生させる１００℃から２００℃の温度に達していることがわかる。

図４は、脱酸素剤Ｍ２の注入を除いた、図２で示される発電ボイラシステム１に関して、脱酸素剤Ｍ２を、注入部Ｐ４からではなく、脱気器３入口側（図１の注入部Ｐ０）から注入する従来技術の場合と、脱酸素剤Ｍ２を注入しない脱酸素剤未注入場合と、脱酸素剤Ｍ２を高圧給水加熱器５１直前の注入部Ｐ４から注入する図２の実施例の場合とにおける、低圧給水加熱器６０出口からボイラ装置２までの、所定ポイントにおけるボイラ給水Ｗ３やボイラ水の水質を示している。なお、上記各場合において、ボイラ給水Ｗ３のｐＨ（２５℃基準）は９に維持されている。

脱酸素剤Ｍ２を脱気器３入口側に注入する従来技術の場合では、ボイラ給水Ｗ３中の溶存酸素濃度は、高圧給水加熱器５１出口以降において、ゼロ（２ppb＞）近くに維持されており、このため、高圧給水加熱器５１出口からエコノマイザ２０入口までのＦｅイオン濃度は、１４ppb、１２ppbと急増しており、２次側給水ライン５において、エロージョン・コロージョンが発生していることが理解できる。また、ボイラ給水Ｗ３中のＣｕイオン濃度は、高圧給水加熱器５１出口において僅かに上昇（９ppb）しており、高圧給水加熱器５１において銅系材料の腐食が僅かに生じていることがわかる。

脱酸素剤Ｍ２を注入しない脱酸素剤未注入の場合では、溶存酸素濃度は、脱気器３出口から高圧給水加熱器５１出口まで、ボイラ給水Ｗ３中に微量（６ppb、４ppb）だけ存在することとなり、ＡＶＴ（Ｏ）の処理要件が満たされることとなるため、２次側給水ライン５中のボイラ給水Ｗ３中のＦｅイオン濃度は、６ppb、５ppbとほぼ増加しておらず、２次側給水ライン５のエロージョン・コロージョンの防止が図られていることがわかる。ところが、微量の溶存酸素は、銅系材料に腐食を生じさせるため、高圧給水加熱器５１出口とエコノマイザ２０入口のおけるＣｕイオン濃度が１３ppb、１２ppbと増加し、高圧給水加熱器５１に銅系材料の腐食が生じていることがわかる。

脱酸素剤Ｍ２を高圧給水加熱器５１直前に注入する図２の実施例の場合、脱気器３出口から高圧給水加熱器５１入口までの２次側給水ライン５では、溶存酸素がボイラ給水Ｗ３中に微量（６ppb）に存在することとなり、ＡＶＴ（Ｏ）の処理要件が満たされることとなる。このため、２次側給水ライン５中の高圧給水加熱器５１入口までのボイラ給水Ｗ３中のＦｅイオン濃度は、３ppbと増加しておらず、２次側給水ライン５の高圧給水加熱器５１入口までのエロージョン・コロージョンの防止が図られていることがわかる。

また、図２の実施例の場合、高圧給水加熱器５１直前から脱酸素剤Ｍ２を注入しているので、高圧給水加熱器５１出口の溶存酸素濃度がゼロ近く（２ppb＞）まで減少し、高圧給水加熱器５１の銅系材料の腐食が防止されることとなる。すなわち、図２の実施例の場合、高圧給水加熱器５１出口のＣｕイオン濃度は、僅かに（８ppb）に上昇するのみであり、この高圧給水加熱器５１の銅系材料の腐食もある程度防止されていることが分かる。

なお、高圧給水加熱器５１出口とエコノマイザ２０入口までの２次側給水ライン５には、脱酸素剤Ｍ２が注入されて従来と同様な条件（溶存酸素濃度がほぼゼロ）になっているにもかかわらず、エコノマイザ２０入口のＦｅイオン濃度は、５ppbと上昇しておらず、この給水ラインには、エロージョン・コロージョンが生じていないこともわかる。

１ 発電ボイラシステム（高圧ボイラシステム）
２ ボイラ装置（ボイラ）
３ 脱気器
５ ２次側給水ライン（給水ライン）
１２ 復水ライン
２０ エコノマイザ
５１ 高圧給水加熱器（給水加熱器）
Ｈ１ 高圧蒸気
Ｍ２ 脱酸素剤
Ｍ１ ｐＨ調整剤
Ｗ１ 復水
Ｗ２ イオン交換水
Ｗ３ ボイラ給水

Claims (5)

1. 高圧の蒸気を発生させるボイラの給水ラインに、ｐＨ調整剤及び脱酸素剤として揮発性物質が注入されるとともに、ボイラ給水として、復水の他に補給水としてイオン交換水が用いられる、高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法であって、
   脱気器出口から前記ボイラのエコノマイザ入口までの給水ライン中に設けられている給水加熱器に銅系材料が使用されている場合には、この給水ラインの前記給水加熱器直前に、又、前記給水加熱器に銅系材料が使用されていない場合には、この給水ラインの前記エコノマイザ直前に、前記脱酸素剤をそれぞれ注入することを特徴とする高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法。
2. 前記脱気器が、ボイラ給水１リッター当たり、７μｇになるまで、ボイラ給水中の溶存酸素を除去する能力を有していることを特徴とする請求項１記載の高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法。
3. 前記脱気器は加熱タイプのものであり、この脱気器出口から前記ボイラのエコノマイザ入口までのボイラ給水が、１００℃〜２００℃の温度に加熱されていることを特徴とする請求項１記載の高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法。
4. 前記脱酸素剤がヒドラジンであることを特徴とする請求項１記載の高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法。
5. 前記ボイラ給水のカチオン導電率が、２５℃基準で、０．０５ｍＳ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の高圧ボイラシステムの給水ライン及び復水ラインの腐食の防止方法。

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