JP2021105478A - ボイラ及び発電プラント並びにボイラの化学洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気液分離部から過熱器へ向かう洗浄液を正確に検知することを目的とする。【解決手段】ボイラ１０は、洗浄液供給装置１３７から供給される洗浄液によって化学洗浄可能なボイラ１０であって、給水を加熱して蒸気を生成する火炉壁１０１及び節炭器１０７と、給水と火炉壁１０１及び節炭器１０７で生成された蒸気とを気液分離する汽水分離器１２６と、汽水分離器１２６で分離された蒸気を過熱する過熱器１０２と、汽水分離器１２６と過熱器１０２とを接続する第１連絡配管１３０と、を備えている。化学洗浄時において、過熱器１０２には洗浄液が流通することなく、汽水分離器１２６及び火炉壁１０１及び節炭器１０７は、洗浄液供給装置１３７から洗浄液が供給される。第１連絡配管１３０には、第１連絡配管１３０の内部を流通して過熱器１０２側へ向かう洗浄液を検知する第１超音波センサ１３１が設けられている。【選択図】図３

Description

本開示は、ボイラ及び発電プラント並びにボイラの化学洗浄方法に関するものである。

石炭焚きボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが火炉の周方向に沿って配設されている。また、石炭焚きボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、燃焼バーナが火炉内に燃料と空気（酸化性ガス）との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。燃焼ガスが流れる領域に熱交換器が設置され、熱交換器を構成する伝熱管内を流れる水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成される。

このようなボイラの給水及び蒸気系統において、伝熱管の内部等に洗浄液を循環させることで化学洗浄を行うことが知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１では、ボイラの汽水分離器及びそれよりも上流側（火炉側）を化学洗浄するに際しては、ボイラの運転を停止した後、循環配管のうち循環ポンプ及び弁を迂回するように仮設配管を設け、仮設配管に仮設循環ポンプを設けている。また、汽水分離器から過熱器へ接続される連絡管に過熱器内の水位を検出する仮設水位計を設け、過熱器内に水張りを行う旨が開示されている。

特許第６３０３８３６号公報

ボイラの汽水分離器及びそれよりも上流側（火炉側）を化学洗浄する際に、汽水分離器に接続する化学洗浄対象としていない熱交換器は水張りがされている。洗浄液の一部が汽水分離器よりも下流側の水張りした化学洗浄の対象としていない熱交換器の系統、例えば過熱器系統に流入してしまうと、以下のような不具合を生じる。
化学洗浄対象とされていない熱交換器系統（例えば過熱器系統）の伝熱管内面で生成されるスケール（水蒸気酸化スケール）は、通常、洗浄液に対して難溶解性を示すスケールである。そのため、水張りした過熱器系統に洗浄液の一部が流入すると、洗浄液が水張り用の水と不均一に混合して希釈される。不均一に希釈されて不十分な洗浄性能となった洗浄液によってスケールが部分的に溶解し、スケールに亀裂が生じる。スケールに亀裂が生じると、亀裂から母材とスケールとの境界面まで洗浄液が到達し、母材（伝熱管）等の一部を溶解することでスケールと伝熱管内表面との間に空隙を発生させる可能性がある。空隙が発生すると、伝熱管内の流体（蒸気や水などの媒体）への伝熱が阻害されるので、過熱器の伝熱性能が低下する可能性がある。
また、過熱器系統に洗浄液の一部が流入すると、伝熱管内表面のスケールの亀裂からスケールを剥離させる可能性がある。スケールが剥離すると、洗浄後にボイラを起動させた際に、剥離したスケールがボイラの過熱器系統で部分的に堆積して、伝熱管内を閉塞させる可能性がある。伝熱管が閉塞すると、閉塞個所以降の伝熱管が熱交換できない状態となり、過熱器での伝熱性能の低下や伝熱管の損傷が発生する可能性がある。

このような不具合の発生を解決するために、過熱器系統よりも上流側（火炉側）に配置される気液分離部における洗浄液の液位をレベル計で監視し、制御する場合がある。
しかしながら、化学洗浄中は、洗浄液中のスラッジや洗浄液を構成する成分の発泡によって、液位計が正常に機能せずに、液位を誤って計測する場合がある。すなわち、洗浄液の液位を正確に検知できない可能性がある。このような場合には、過熱器系統に洗浄液が流入し、上記のような不具合を生じる可能性がある。
また、洗浄液中に含まれるスラッジを、ボイラの汽水分離器及びそれよりも上流側（火炉側）から排出するために、洗浄液の循環量を多くした場合には、液位の変動の振幅が大きくなり、かつ変動の周期が頻繁になり、その結果、洗浄液の液位制御操作が追従できず、過熱器系統に洗浄液が流入し、上記のような不具合を生じる可能性がある。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、気液分離部から化学洗浄対象としていない熱交換器へ向かう洗浄液を正確に検知することができるボイラ及び発電プラント並びにボイラの化学洗浄方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示のボイラ及び発電プラント並びにボイラの化学洗浄方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係るボイラは、洗浄液供給装置から供給される洗浄液によって洗浄可能なボイラであって、給水を加熱して蒸気を生成する蒸発部と、給水と前記蒸発部で生成された蒸気とを気液分離する気液分離部と、前記気液分離部で分離された蒸気と熱交換する熱交換器と、前記気液分離部と前記熱交換器とを接続する連絡管と、を備え、化学洗浄時において、前記熱交換器には前記洗浄液が流通することなく、前記気液分離部及び前記蒸発部は、内部へ前記洗浄液供給装置から前記洗浄液が供給され、前記連絡管には、前記連絡管の内部を流通して前記熱交換器側に向かう前記洗浄液を検知する検知部が設けられている。

また、本開示の一態様に係るボイラの洗浄方法は、給水を加熱して蒸気を生成する蒸発部と、前記給水と前記蒸発部で生成された蒸気とを気液分離する気液分離部と、前記気液分離部で分離された蒸気と熱交換する熱交換器と、前記気液分離部と前記熱交換器とを接続する連絡管と、を備えるボイラの化学洗浄方法であって、前記熱交換器には前記洗浄液を流通させずに、洗浄液供給装置から前記気液分離部及び前記蒸発部の内部へ洗浄液を供給する供給工程と、前記連絡管に設けられた検知部によって、前記連絡管の内部を流通して前記熱交換器側に向かう前記洗浄液を検知する検知工程と、を備える。

本開示によれば、気液分離部から化学洗浄対象としていない熱交換器へ向かう洗浄液を正確に検知することができる。

本開示の第１実施形態に係る石炭焚きボイラを示す概略構成図である。 図１の石炭焚きボイラにおける蒸気、復水、給水系統を示す概略図である。 図１のボイラの化学洗浄時における蒸気、給水系統を示す概略図である。 本開示の第２実施形態に係るボイラの化学洗浄時における蒸気、給水系統を示す概略図である。 本開示の第３実施形態に係るボイラの化学洗浄時における蒸気、給水系統を示す概略図である。 本開示の第４実施形態に係るボイラの化学洗浄時における蒸気、給水系統を示す概略図である。 本開示の第５実施形態に係るボイラの化学洗浄時における蒸気、給水系統を示す概略図である。 本開示の第６実施形態に係るボイラの化学洗浄時における蒸気、給水系統を示す概略図である。 本開示の第７実施形態に係るボイラの化学洗浄時における蒸気、給水系統を示す概略図である。 本開示の第８実施形態に係るボイラの化学洗浄時の連絡管及び検知部を示す図である。 図１０における第１超音波センサ及び第２超音波センサの検知時間の差を示すグラフである。

以下に、本開示に係るボイラ及び発電プラント並びにボイラの化学洗浄方法の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
本開示に係る第１実施形態について図１から図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。

本実施形態の石炭焚きボイラ１０は、石炭（炭素含有固体燃料）を粉砕した微粉炭を微粉燃料として用い、この微粉燃料を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能な石炭焚き（微粉炭焚き）ボイラである。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものである。

本実施形態において、図１に示すように、石炭焚きボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置１２と燃焼ガス通路１３を有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉１１を構成する火炉壁（伝熱管）１０１は、複数の蒸発管とこれらを接続するフィンとで構成され、微粉燃料の燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換する火炉壁１０１の温度上昇を抑制している。

燃焼装置１２は、火炉１１を構成する火炉壁１０１の下部側に設けられている。本実施形態では、燃焼装置１２は、火炉壁１０１に装着された複数の燃焼バーナ(例えば２１，２２，２３，２４，２５)を有している。例えば燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、火炉１１の周方向に沿って均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。

各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して複数の粉砕機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この粉砕機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、例えば粉砕機のハウジング内に回転テーブルが駆動回転可能に支持され、この回転テーブルの上方に複数のローラが回転テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。石炭が複数のローラと回転テーブルとの間に投入されると、ここで所定の微粉炭の大きさに粉砕され、搬送用ガス（一次空気、酸化性ガス）により図示しない粉砕機のハウジング内の分級機に搬送されて所定の粒径範囲内に分級された微粉燃料を微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。

また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト（風道）３７の一端部が連結されている。空気ダクト３７は、他端部に押込通風機（ＦＤＦ：Forced Draft Fan）３８が設けられている。

燃焼ガス通路１３は、図１に示すように、火炉１１の鉛直方向上部に連結されている。燃焼ガス通路１３は、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器１０２、１０３、１０４、再熱器１０５、１０６、節炭器１０７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した燃焼ガスと各熱交換器を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。

燃焼ガス通路１３は、図１に示すように、その下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排出される煙道１４が連結されている。煙道１４は、空気ダクト３７との間にエアヒータ（空気予熱器）４２が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、煙道１４を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。

また、煙道１４は、エアヒータ４２より上流側の位置に脱硝装置４３が設けられている。脱硝装置４３は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を煙道１４内に供給し、還元剤が供給された燃焼ガスを窒素酸化物と還元剤との反応を脱硝装置４３内に設置された脱硝触媒の触媒作用により促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。そして、煙道１４に連結されるガスダクト４１は、エアヒータ４２より下流側の位置に電気集塵機などの集塵装置４４、誘引通風機（ＩＤＦ：Induced Draft Fan）４５、脱硫装置４６などが設けられ、下流端部に煙突５０が設けられている。

一方、複数の粉砕機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、生成された微粉燃料が搬送用ガス（一次空気、酸化性ガス）と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、石炭焚きボイラ１０の煙道１４から排出された排ガスとエアヒータ４２で熱交換することで、加熱された燃焼用空気（二次空気、酸化性ガス）が空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉燃料と搬送用ガスとが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに微粉燃料混合気が着火することで火炎を形成することができる。火炉１１内の下部で火炎が生じ、高温の燃焼ガスがこの火炉１１内を上昇し、燃焼ガス通路１３に排出される。なお、酸化性ガスとして、本実施形態では空気を用いる。空気よりも酸素割合が多いものや逆に少ないものであってもよく、燃料流量との適正化を図ることで使用可能になる。

また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置より上方にアディショナル空気ポート３９が設けられている。アディショナル空気ポート３９に空気ダクト３７から分岐したアディショナル空気ダクト４０の端部が連結されている。従って、押込通風機３８により送られた燃焼用空気（二次空気、酸化性ガス）を空気ダクト３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができると共に、押込通風機３８により送られた燃焼用追加空気（アディショナル空気）をアディショナル空気ダクト４０からアディショナル空気ポート３９に供給することができる。

火炉１１は、下部の領域Ａにて、微粉燃料混合気と燃焼用空気（二次空気、酸化性ガス）とが燃焼して火炎が生じる。ここで火炉１１は、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。即ち、微粉炭の燃焼により発生した窒素酸化物（ＮＯｘ）が火炉１１の領域Ｂで還元され、その後、アディショナル空気ポート３９からアディショナル空気が追加供給されることで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。

その後、燃焼ガスは、図１に示すように、燃焼ガス通路１３に配置される第２過熱器１０３、第３過熱器１０４、第１過熱器１０２、（以下単に過熱器と記載する場合もある）、第２再熱器１０６、第１再熱器１０５（以下単に再熱器と記載する場合もある）、節炭器１０７で熱交換した後、脱硝装置４３により窒素酸化物が還元除去され、集塵装置４４で粒子状物質が除去され、脱硫装置４６にて硫黄酸化物が除去された後、煙突５０から大気中に排出される。なお、各熱交換器は燃焼ガス流れに対して、必ずしも前記記載順に配置されなくともよい。

次に、熱交換器として、燃焼ガス通路１３に設けられた過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７について詳細に説明する。図２は、石炭焚きボイラ１０に設けられた熱交換器を表す概略図である。なお、図１では燃焼ガス通路１３内の各熱交換器（過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７）の位置を正確に示しているものではなく、各熱交換器の燃焼ガス流れに対する配置順も図１の記載に限定されるものではない。

図２には、本実施形態のボイラ発電プラント１に設けられた石炭焚きボイラ１０の熱交換器と、石炭焚きボイラ１０が生成した蒸気によって回転駆動される蒸気タービン１１０と、蒸気タービン１１０に連結され、蒸気タービン１１０の回転に応じて発電を行う発電機１１５とを備える。

石炭焚きボイラ１０で生成した蒸気により運転される蒸気タービン１１０は、例えば、高圧タービン１１１と中圧タービン１１２と低圧タービン１１３とから構成され、後述する再熱器からの蒸気が中圧タービンに流入したのちに低圧タービンに流入する。低圧タービン１１３には、復水器１１４が連結されており、低圧タービン１１３を回転駆動した蒸気がこの復水器１１４で冷却水（例えば、海水）により冷却されて復水となる。復水器１１４は、給水ラインＬ１を介して節炭器１０７に連結されている。給水ラインＬ１には、例えば、復水ポンプ（ＣＰ）１２１、低圧給水ヒータ１２２、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）１２３、高圧給水ヒータ１２４が設けられている。低圧給水ヒータ１２２と高圧給水ヒータ１２４には、蒸気タービン１１１，１１２，１１３を駆動する蒸気の一部が抽気されて、図示しない抽気ラインを介して高圧給水ヒータ１２４と低圧給水ヒータ１２２に熱源として供給され、節炭器１０７へ供給される給水が加熱される。

例えば、石炭焚きボイラ１０が貫流ボイラの場合につき、説明をする。節炭器１０７は、火炉壁１０１の各蒸発管に連結されている。節炭器１０７で加熱された給水は、火炉壁１０１の蒸発管を通過する際に、火炉１１内の火炎から輻射を受けて加熱され、汽水分離器（気液分離部）１２６へと導かれる。汽水分離器１２６にて分離された蒸気は、過熱器１０２，１０３，１０４へと供給され、汽水分離器１２６にて分離されたドレン水は、ドレンタンク１２７へ導かれる。ドレンタンク１２７から排出されたドレン水は、ドレン水ラインＬ２を介して復水器１１４へと導かれる。

また、貫流ボイラの起動時や低負荷運転時等においては、節炭器１０７から供給される給水が火炉壁１０１の各蒸発管を通過する際に全量が蒸発せず、その結果、汽水分離器１２６に水位が存在する運転状態（ウエット運転状態）となることがある。このウエット運転状態においては、汽水分離器１２６にて分離されたドレン水は、ボイラ循環ポンプ（ＢＣＰ）１２８を用いて循環ラインＬ６により、給水ラインＬ１の途中に合流させることで、節炭器１０７から火炉壁１０１の各蒸発管へと循環して供給してもよい。

燃焼ガスが燃焼ガス通路１３を流れるとき、この燃焼ガスは、過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７で熱回収される。一方、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）１２３から供給された給水は、節炭器１０７によって予熱された後、火炉壁１０１の各蒸発管を通過する際に加熱されて蒸気となり、汽水分離器１２６に導かれる。汽水分離器１２６で分離された蒸気は、過熱器１０２，１０３，１０４に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器１０２，１０３，１０４で生成された過熱蒸気は、蒸気ラインＬ３を介して高圧タービン１１１に供給され、この高圧タービン１１１を回転駆動する。高圧タービン１１１から排出された蒸気は、蒸気ラインＬ４を介して、再熱器１０５，１０６に導入されて再度過熱される。再度過熱された蒸気は、蒸気ラインＬ５を介して、中圧タービン１１２を経て低圧タービン１１３に供給され、この中圧タービン１１２および低圧タービン１１３を回転駆動する。各蒸気タービン１１１，１１２，１１３の回転軸は、発電機１１５を回転駆動して、発電が行われる。低圧タービン１１３から排出された蒸気は、復水器１１４で冷却されることで復水となり、給水ラインＬ１を介して、再び、節炭器１０７に送られる。

また、燃焼ガス通路１３には、過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７など各熱交換器の伝熱管の間隙、または各熱交換器の間隙に図示しないスーツブロワ（除灰装置）が配置されていてもよい。スーツブロワは、燃焼ガス通路１３の壁面に対して略垂直な方向に延在して配置される。スーツブロワは、燃焼ガス通路１３の壁面に対して垂直方向を軸方向として、軸方向に直交する方向に蒸気（気体）を噴射し、また噴射方向も変動することができる噴射装置である。スーツブロワから過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７など熱交換器に向けて噴射された蒸気は、熱交換器の各伝熱管の表面に堆積した燃焼灰を除去し、熱交換器の各伝熱管における熱交換効率の低下を抑制する。

次に、第１過熱器１０２、第２過熱器１０３、第３過熱器１０４、汽水分離器１２６及びドレンタンク１２７等について、図３を用いて詳細に説明する。なお、図３では、過熱器、汽水分離器１２６、ドレンタンク１２７及びそれらを接続するライン（配管）については、紙面上側が鉛直上方を意味し、紙面下側が鉛直下方を意味する。過熱器の給水流れにおける下流側については、紙面上側が鉛直上方ではなく、また、紙面下側が鉛直下方ではない。なお、図３では、３つの第１過熱器１０２、第２過熱器１０３、第３過熱器１０４のうち、第１過熱器１０２のみを図示し、他の過熱器の図示を省略している。なお、第１過熱器１０２は以下単に過熱器１０２と記載する。

本実施形態に係る過熱器１０２に接続する汽水分離器１２６は、２台設けられている。なお、図３では、図示の関係上、１台の汽水分離器１２６のみを図示し、他方の汽水分離器１２６が接続する第１連絡配管１３０以降を省略している。また、各汽水分離器１２６は、略同様の構成であるので、以下の説明では、各々説明する必要がある場合を除き、一方の汽水分離器１２６のみを説明し、他方の汽水分離器１２６の説明を適宜省略する。

汽水分離器１２６の底部と、ドレンタンク１２７の側部とはドレン水ラインＬ７によって接続されている。また、ドレンタンク１２７の底部には、上述のドレン水ラインＬ２の上流端が接続されている。また、汽水分離器１２６の側部には、蒸気ラインＬ８の下流端が接続されている。蒸気ラインＬ８は、火炉壁１０１を構成する伝熱管内で蒸発した蒸気（蒸気と給水の気液二相状態）を汽水分離器１２６に導く。

汽水分離器１２６の天井部には、汽水分離器１２６で分離された蒸気を過熱器１０２へ導く第１連絡配管１３０が接続されている。すなわち、第１連絡配管１３０は、汽水分離器１２６と過熱器１０２とを接続している。本実施形態では、第１連絡配管１３０は、例えば、汽水分離器１２６の天井部から鉛直上方側へ延びる第１鉛直部１３０ａと、第１鉛直部１３０ａの上端から曲折して略水平に延びる第１水平部１３０ｂと、第１水平部１３０ｂの端部（第１鉛直部１３０ａとは反対側の端部）から曲折して鉛直下方側へ延びる第２鉛直部１３０ｃと、第２鉛直部１３０ｃの下端から曲折して略水平に延びる第２水平部１３０ｄと、を有する。なお、第１水平部１３０ｂは、一例として略水平方向に延在する部分と説明したが、第１鉛直部１３０ａと第２鉛直部１３０ｃとを繋ぐ部分であればよく、必ずしも略水平方向に延在する部分でなくてもよい。第２水平部１３０ｄの端部（第２鉛直部１３０ｃとは反対側の端部）は、過熱器１０２に直接または図示しない他配管を介して接続されている。第１鉛直部１３０ａの途中位置には、第１連絡配管１３０内に存在する洗浄液を検知する第１超音波センサ１３１が設けられている。洗浄液については後述する。第１超音波センサ１３１は、検知結果を後述する制御装置１５０へ送信する。

ドレンタンク１２７の天井部には、ドレンタンク１２７と第１連絡配管１３０とを接続する第２連絡配管１３２が接続されている。本実施形態では、第２連絡配管１３２は、例えば、ドレンタンク１２７の天井部から鉛直上方側へ延びる第３鉛直部１３２ａと、第３鉛直部１３２ａの上端から曲折して略水平に延びる第３水平部１３２ｂと、第３水平部１３２ｂの端部（第３鉛直部１３２ａとは反対側の端部）から曲折して鉛直下方側へ延びる第４鉛直部１３２ｃと、を有する。なお、第３水平部１３２ｂは、一例として略水平方向に延在する部分と説明したが、第３鉛直部１３２ａと第４鉛直部１３２ｃとを繋ぐ部分であればよく、必ずしも略水平方向に延在する部分でなくてもよい。第３鉛直部１３２ａの上端は、第１鉛直部１３０ａの上端よりも上方に位置している。また、第３水平部１３２ｂは、第１水平部１３０ｂよりも上方に位置している。なお、第３鉛直部１３２ａの上端は、第１鉛直部１３０ａの上端と同じ高さに位置していてもよく、また、第１鉛直部１３０ａの上端よりも下方に位置していてもよい。また、同様に、第３水平部１３２ｂは、第１水平部１３０ｂと同じ高さに位置していてもよく、また、第１水平部１３０ｂよりも下方に位置していてもよい。
また、第３鉛直部１３２ａの下流端は、第１連絡配管１３０の第１水平部１３０ｂの途中位置に接続されている。第３鉛直部１３２ａの途中位置には、第２連絡配管１３２内に存在する洗浄液を検知する第２超音波センサ１３３が設けられている。本実施形態では、第２超音波センサ１３３は、第１超音波センサ１３１の高さレベルと略同一の高さレベルに設けられていて、洗浄液の液面の高さレベルの変化に対して略同一の検知をすることができる。第２超音波センサ１３３は、検知結果を後述する制御装置１５０へ送信する。

過熱器１０２は、多数（本実施形態では、一例として２００本程度）の伝熱管１０２ａと、燃焼ガス通路１３の幅方向に延びて各伝熱管１０２ａの一端が接続される入口管寄せ１０２ｂと、燃焼ガス通路１３の幅方向に延びて各伝熱管１０２ａの他端が接続される出口管寄せ１０２ｃと、を有している。過熱器１０２を構成する長尺の伝熱管１０２ａは、繰り返し折り曲げた蛇行状の平面状に形成されたパネルであり、略水平に延在するように形成されている。多数の伝熱管１０２ａは、燃焼ガス通路１３の幅方向に所定の間隔で並んで配置されている。炉幅方向の長さは例えば１５〜３０ｍである。入口管寄せ１０２ｂは、汽水分離器１２６からの蒸気を各伝熱管１０２ａへ分配する。また、出口管寄せ１０２ｃは、各伝熱管１０２ａを流通した蒸気を合流させる。
過熱器１０２には、第１連絡配管１３０を介して、汽水分離器１２６から蒸気が供給される。上述のように本実施形態では汽水分離器１２６は２台設けられている。過熱器１０２には、各汽水分離器１２６から蒸気が供給される。このため、過熱器１０２（詳細には、入口管寄せ１０２ｂ）には、２本の第１連絡配管１３０が接続されている。２本の第１連絡配管１３０は、燃焼ガス通路１３の幅方向に離間して配置されている。これにより、各第１連絡配管１３０と入口管寄せ１０２ｂとの接続位置も、燃焼ガス通路１３の幅方向に離間している。
過熱器１０２は、各伝熱管１０２ａ内を流通する蒸気を過熱する。過熱器１０２で加熱された蒸気は、第２過熱器１０３、第３過熱器１０４へと順に流通して蒸気が更に過熱されて、主蒸気配管である蒸気ラインＬ３を介して、蒸気タービン１１０に導かれる（図２参照）。本実施形態では、図３に示すように、蒸気ラインＬ３は、２本の過熱器側配管Ｌ３ａが第２過熱器１０３（図２参照）、第３過熱器１０４（図２参照）へと順に接続されて、第３過熱器１０４（図２参照）から導出する２本の過熱器側配管がタービンに至る前に１本のタービン側配管Ｌ３ｂに合流するように構成されている。したがって、過熱器側配管Ｌ３ａと過熱器１０２（詳細には、出口管寄せ１０２ｃ）との接続部分は、２か所存在する。各接続部分は、燃焼ガス通路１３の幅方向に離間している。タービン側配管Ｌ３ｂには、主蒸気弁である蒸気弁Ｌ３ｃが設けられている。

また、蒸気ラインＬ３のタービン側配管Ｌ３ｂには、補給水配管１３４が接続されている。詳細には、タービン側配管Ｌ３ｂのうち、蒸気弁Ｌ３ｃよりも過熱器１０２側の位置に、補給水配管１３４が接続されている。補給水配管１３４は、図示しない補給水タンクに貯留されている補給水を過熱器１０２や汽水分離器１２６等に供給して、後述する水張りを行うことができる。補給水配管１３４には、補給水タンク側から順番に、防錆剤供給部１３５、補給水ポンプ１３４ａ、補給水弁１３４ｂが設けられている。防錆剤供給部１３５は、補給水配管１３４内を流通する補給水に防錆剤（例えばヒドラジン、アンモニア）を混合する。補給水ポンプ１３４ａは、補給水配管１３４内に防錆剤を含む補給水を流通させる。

また、本実施形態に係るボイラ１０には、制御装置１５０が設けられている。
制御装置１５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線または無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。また、制御装置１５０は、発電プラントの運転に使用する常設の制御装置の一部を使用してもよいし、ボイラの化学洗浄のための仮設の制御装置を使用してもよい。

制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３からの情報を受信する。具体的には、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３が後述する洗浄液を検知した場合に、その旨を受信する。また、制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３からの情報に基づいて、補給水ポンプ１３４ａの発停を制御する。

本実施形態に係るボイラ１０において、節炭器を構成する伝熱管、火炉壁１０１を構成する伝熱管、汽水分離器１２６、ドレンタンク１２７及びこれらを接続する配管等を洗浄液で化学洗浄する方法について説明する。本実施形態では、汽水分離器１２６に接続する化学洗浄対象としていない熱交換器は、過熱器１０２とされる。

ボイラ１０を化学洗浄する際には、まずボイラ１０の運転を停止する。
次に、給水ラインＬ１とドレン水ラインＬ２とを接続する仮設の配管（以下、「仮設配管１３６」という。）を設置する。仮設配管１３６には洗浄液供給装置１３７が設けられている。洗浄液供給装置１３７は、洗浄液貯留部（図示省略）に貯留された洗浄液を、仮設配管１３６を介して各種機器に供給する洗浄液循環ポンプ（図示省略）が設けられている。洗浄液の一例としては、酸性の洗浄液や中性防錆剤等が挙げられる。また、洗浄液の温度は、３０度から９０度程度であってもよい。なお、洗浄液が高温であると、洗浄液が蒸気として過熱器系統に流入する可能性がある。洗浄液が低温でも化学洗浄性能を発揮する洗浄液の場合には、洗浄液が蒸気とならないため、そのような不具合は生じない。

次に、化学洗浄を行う際には、蒸気弁Ｌ３ｃを閉状態とするとともに、補給水ポンプ１３４ａを駆動して、過熱器１０２及び第１連絡配管１３０に補給水を供給する。このとき、防錆剤供給部１３５によって、補給水に防錆剤を混合する。このようにして、過熱器１０２及び第１連絡配管１３０に防錆剤が混合された補給水が注入されてゆき、過熱器１０２及び第１連絡配管１３０の鉛直上下方向に配置された配管の所定高さまで、防錆剤が混合された補給水を張る。ここで、水を張る（水張り）とは、換言すれば、過熱器１０２及び第１連絡配管１３０の全てでなくても所定の高さまで、補給水が注水されて満たされた状態となることを示しており、以下この状態にすることを「水張り」、補給水が満たされた高さを「水張りレベル」と記載する。詳細には、図３で示すように、第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃの途中位置が補給水の水面（水張レベル）となるように、補給水を張る。
なお、過熱器１０２及び第１連絡配管１３０に補給水を張ってから、仮設配管１３６及び洗浄液供給装置１３７を設置してもよい。

補給水を張ると、洗浄液供給装置１３７に設けられた洗浄液循環ポンプ（図示省略）を駆動して、洗浄液を所定範囲内で循環させる。本実施形態では、洗浄液は給水ラインＬ１を介して、洗浄液を節炭器１０７及び火炉壁１０１を構成する伝熱管へ導く。次に、蒸気ラインＬ８を介して、洗浄液を汽水分離器１２６へ導く。汽水分離器１２６から排出された洗浄液はドレン水ラインＬ７を介してドレンタンク１２７へ導かれる。ドレンタンク１２７から排出された洗浄液はドレン水ラインＬ２を介して、洗浄液循環ポンプに戻される。このようにして、洗浄液が循環することで、洗浄液が通過する各種機器及び配管内が化学洗浄される。

ボイラ１０の所定範囲内で洗浄液が循環する洗浄中に、洗浄液中のスラッジや洗浄液を構成する成分の発泡によってドレンタンク１２７に設けた液位計が正常に検知できないような場合や、洗浄液中に含まれるスラッジを、ボイラの汽水分離器及びそれよりも上流側（火炉側）から排出するために、洗浄液の循環量を多くした場合などに、液位の変動の振幅や周期が頻繁になり、洗浄液の液位制御操作が追従できない場合がある。このような場合には、汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液が、第１連絡配管１３０または第２連絡配管１３２を介して、過熱器１０２側の系統へ向かう（オーバーフローする）場合がある。以下では、汽水分離器１２６から洗浄液がオーバーフローした場合について説明するが、ドレンタンク１２７から洗浄液がオーバーフローした場合も、制御装置１５０は同様の処理を行う。
汽水分離器１２６から溢れた洗浄液は、第１連絡配管１３０の第１鉛直部１３０ａに流入する。第１鉛直部１３０ａに流入した洗浄液は、オーバーフローが継続する限り、液位が上昇する。洗浄液の液位が、第１超音波センサ１３１の検知対象位置まで上昇すると、第１超音波センサ１３１の波形が変化する。これにより、第１超音波センサ１３１は、洗浄液を検知する。第１超音波センサ１３１は、例えば薄膜状超音波センサであり、具体的には薄膜ＵＴ（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ）センサである。薄膜ＵＴセンサは、超音波を用いたセンサであって、小型及び薄型であるため、配管が保温材で覆われている場合であっても、配管と保温材との間において配管の外周面に対して直接接触もしくは近接して設置することができ、配管の保温材を取り付けた状態でも常時に配管内の液面の変化を計測することができる。第１超音波センサ１３１は、検知結果を制御装置１５０へ送信する。制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１からの情報に基づいて、洗浄液が検知対象位置まで上昇してきていると判断すると、補給水ポンプ１３４ａを駆動して過熱器１０２側へ新たに補給水を供給する。このとき、防錆剤供給部１３５から防錆剤が補給水に混合されてもよい。
過熱器１０２及び第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃには、所定の水張りレベルまで、すでに補給水が張られている。このため、補給水ポンプ１３４ａによって新たに供給される補給水によって、過熱器１０２及び第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃ内の補給水が押圧され、汽水分離器１２６側へ移動する（汽水分離器１２６側へ移動する補給水を「逆洗水」ともいう）。これにより、第２鉛直部１３０ｃの水張りレベルが上昇し第２鉛直部１３０ｃの上端まで到達すると、逆洗水が第１水平部１３０ｂを介して第１鉛直部１３０ａに流入する。これにより、第１連絡管内を汽水分離器１２６から過熱器１０２へ向かって流通する洗浄液が、汽水分離器１２６側へ押し戻される。したがって、過熱器１０２への洗浄液の流入が抑制される。

所定時間経過後に、制御装置１５０は補給水ポンプ１３４ａを停止して、第１連絡管内を過熱器１０２から汽水分離器１２６へ向かって流通し逆洗水となる補給水が停止する。所定時間とは、例えば、第１連絡配管１３０の容量や逆洗水の流量等によって決定してもよい。例えば、第１連絡配管１３０（２本分）の内容積×係数÷逆洗水の流量で、所定時間を設定してもよい。このとき、係数は、洗浄効果を考慮して１〜２に設定してもよい。
また、補給水ポンプ１３４ａの吐出流量は、水張りに要する時間を考慮して選定してもよい。例えば、第１連絡配管１３０の内容積が１０ｍ^３程度である場合には、吐出流量が１００ｍ^３／ｈのポンプで１２分間補給水ポンプ１３４ａを駆動してもよい。なお、この例では、係数を２として計算している。このように、補給水ポンプ１３４ａ及び所定時間を設定すると、オーバーフローした洗浄液が過熱器１０２に到達する前に押し戻すことができる。例えば、第１連絡管の長さが２０ｍ程度である場合には、洗浄液が張られた水と接触した場合の液接触による拡散速度が１０ｍ／ｈ程度であっても、洗浄液が過熱器１０２に到達する前に押し戻すことができる。
なお、上記説明の所定時間及び補給水ポンプ１３４ａの吐出流量等は一例であり、これに限定されない。第１連絡配管１３０の内容積等によって適宜決定してもよい。

本実施形態では、このようにして、節炭器１０７を構成する伝熱管、火炉壁１０１を構成する伝熱管、汽水分離器１２６、ドレンタンク１２７及びこれらを接続する配管等を洗浄液で化学洗浄する。また、汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かう洗浄液を検知することが出来る。さらに、汽水分離器１２６に接続する過熱器１０２を化学洗浄の対象とせずに、洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ流入しないようにすることが出来る。

本実施形態では、以下の作用効果を奏する。

洗浄液が過熱器系統に流入してしまうと、以下のような不具合を生じる。
洗浄液が、過熱器系統に張られた補給水と接触した場合、濃度勾配により、洗浄液が過熱器内に拡散する。
過熱器系統で生成されるスケール（水蒸気酸化スケール）は、通常、洗浄液に対して難溶解性のスケールのため、水張りした過熱器系統に洗浄液の一部が流入すると、洗浄液が水張り用の水と不均一に混合して希釈され不十分な化学洗浄性能となった洗浄液によってスケールが部分的に溶解し、スケールに亀裂が生じる。スケールに亀裂が生じると、亀裂から伝熱管１０２ａの内面とスケールとの境界面まで洗浄液が到達し、伝熱管１０２ａの内面の一部を溶解することで、伝熱管１０２ａの内表面とスケールの間に空隙を発生させる可能性がある。伝熱管１０２ａの内表面とスケールの間に空隙が発生すると、伝熱管１０２ａ内の流体（蒸気や水などの媒体）への伝熱が阻害され過熱器１０２での伝熱性能の低下が発生する可能性がある。
また、過熱器系統に洗浄液の一部が流入すると、伝熱管１０２ａの内面のスケールの亀裂からスケールを剥離させる可能性がある。スケールが剥離すると、洗浄後にボイラ１０を起動させた際に、剥離したスケールが過熱器１０２系統で部分的に堆積して、伝熱管１０２ａ内を閉塞させる可能性がある。伝熱管１０２ａが閉塞すると、閉塞個所以降の伝熱管が熱交換できない状態となり、過熱器１０２の伝熱性能の低下や伝熱管１０２ａの損傷を発生する可能性がある。
なお、スケールの剥離、閉塞による不具合は、第２過熱器１０３、第３過熱器１０４でも同様に起こり得る。さらに、上流の過熱器（例えば過熱器１０２）で剥離したスケールが、下流の過熱器（例えば第２過熱器１０３）の伝熱管内を閉塞させる可能性もある。
また、過熱器１０２系統に流入した洗浄液は、化学洗浄の対象範囲の洗浄中の段階から、過熱器１０２の伝熱管１０２ａの内面のスケールに影響を与え始めるので、過熱器１０２系統に洗浄液が流入した場合は、速やかな措置が必要になる。
また、洗浄終了後に過熱器１０２系統に流入した洗浄液を排出するために、逆洗を実施するが、燃焼ガス通路１３の幅方向に並んで配置されている各伝熱管１０２ａに洗浄液が拡散すると、逆洗に要する逆洗水の流量を多くして各伝熱管１０２ａに逆洗水が行き届くようにしなければならず、補給水ポンプ１３４ａ等を大型化等、設備コストが増大する。仮に少ない流量で逆洗を行った場合、伝熱管１０２ａの全てを逆洗するのが困難となり、伝熱管１０２ａの内面のスケールに亀裂発生させてスケールを剥離させる可能性がある。特に、補給水配管１３４からの逆洗水が通導入される出口管寄せ１０２ｃと過熱器側配管Ｌ３ａとの接続位置から遠い領域（図３の領域Ａ、Ｂ、Ｃ等）に配置されている伝熱管１０２ａは逆洗水が流れ込みにくいため、逆洗の効果は低下する。よって、洗浄作業終了後にも洗浄液が残留してしまう場合があり、ボイラ起動後において洗浄液の残留による水質の悪化を招く可能性がある。
このような観点から、過熱器１０２系統に洗浄液を流入させない、もしくは、流入したとしても迅速に過熱器１０２系統から洗浄液を速やかに排出させる必要がある。

本実施形態では、第１連絡配管１３０及び第２連絡配管１３２に洗浄液の液面が到達したことを検知する超音波センサ（第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３）が設けられている。このように、洗浄液自体を検知する超音波センサを設けることで、確実に第１連絡配管１３０及び第２連絡配管１３２内の洗浄液の液面の上昇を検知することができる。したがって、汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かう洗浄液を、より正確に検知することができる。

また、洗浄液を検知する超音波センサが、過熱器１０２と汽水分離器１２６及びドレンタンク１２７とを接続する第１連絡配管１３０及び第２連絡配管１３２の所定の高さに設けられている。これにより、汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７からオーバーフローして過熱器１０２へ向かう洗浄液が発生した場合に、洗浄液が過熱器１０２に到達する前に検知することができる。したがって、洗浄液が過熱器１０２へ到達することを抑制することができる。

また、本実施形態では、第１連絡配管１３０及び第２連絡配管１３２に設けられた超音波センサが洗浄液を検知した場合、補給水ポンプ１３４ａが、過熱器１０２側から汽水分離器１２６側へ向かって、第１連絡配管１３０内及び第２連絡配管１３２内に逆洗水を流通させる。これにより、第１連絡配管１３０内または第２連絡配管１３２内を汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液は、汽水分離器１２６側またはドレンタンク１２７側へ押し戻される。したがって、過熱器１０２への洗浄液の流入を抑制することができる。

また、本実施形態では、洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ到達する前に、補給水ポンプ１３４ａが駆動し、逆洗水によって洗浄液を押し戻す。これにより、より確実に洗浄液の流入を抑制することができる。したがって、化学洗浄作業終了後に、過熱器１０２内部に洗浄液が流入して、ボイラ起動後に剥離したスケールによる閉塞や洗浄液残留による水質の悪化を招く事態を抑制することができる。

また、補給水ポンプ１３４ａの駆動時間を所定時間としている。すなわち、逆洗水を送る時間を所定時間としている。これにより、逆洗水を送り続ける場合と比較して、汽水分離器１２６側に流入する補給水が少なくなる。したがって、洗浄液が逆洗水によって希釈されることを低減することができる。よって、洗浄液の希釈による洗浄効果の低下を抑制することができる。また、希釈された洗浄液へ追加して補給する洗浄剤の使用量を低減することができる。

なお、本実施形態では、超音波センサを第１連絡配管１３０及び第２連絡配管１３２の両方に設けた例について説明したが、本開示はこれに限定されない。第１連絡配管１３０または第２連絡配管１３２のどちらか一方にのみ超音波センサを設けてもよい。

［変形例１］
なお、本実施形態では、洗浄液を検知するセンサとして、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３を用いる例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、各超音波センサの代わりに、互いに離間した一対の電極を設けてもよい。一対の電極の双方に洗浄液の液面が到達すると、一対の電極同士が通電するため、この通電を検出することで、洗浄液を検出することができる。このように構成した場合であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

［変形例２］
また、例えば、各超音波センサの代わりに温度センサを用いてもよい。この場合には、温度センサが、第１連絡配管１３０または第２連絡配管１３２の内部が洗浄液の温度もしくは洗浄液の温度より数度（１度から１０度程度）低く設定した第１閾値温度まで上昇したことを検知した場合に、制御装置１５０が補給水ポンプ１３４ａを駆動して、逆洗を行う。そして、所定時間経過後に補給水ポンプ１３４ａを停止して、逆洗を終了する。なお、所定時間の考え方は、第１実施形態と同様である。
なお、補給水ポンプ１３４ａを停止するタイミングは、温度センサが検出する温度が所定の第２閾値温度よりも下がった場合としてもよい。この場合の所定の第２閾値温度は、張られた補給水の温度（もしくは、化学洗浄対象領域の雰囲気温度）よりも高い温度であって、洗浄液の第１閾値温度よりも低い温度に基づいて設定してもよい。なお、洗浄液の温度は、例えば汽水分離器１２６、ドレンタンク１２７または洗浄液供給装置１３７に設置された熱電対などによる温度計により得られ、補給水の温度は、例えば過熱器１０２に設置された熱電対などによる温度計により得られてもよい。
このように構成した場合であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第２実施形態］
次に、本開示に係る第２実施形態について、図４を用いて説明する。なお、図４では、火炉壁１０１、節炭器１０７及び洗浄液供給装置１３７等を省略して図示している。
本実施形態に係るボイラ１０は、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３の代わりに、電気伝導率計１４０を設けた点と電気伝導率計１４０を設置する位置が異なる点で第１実施形態と異なっている。その他の点では、第１実施形態と略同様であるので、同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る電気伝導率計１４０は、図４に示すように、第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃに設けられている。詳細には、第１連絡配管１３０の第１鉛直部１３０ａよりも過熱器１０２側にある第２鉛直部１３０ｃに設けられて、第２鉛直部１３０ｃの水張レベルよりも下方に設けられている。すなわち、電気伝導率計１４０は、補給水を張った状態において、補給水中に位置して補給水の性状を計測している。電気伝導率計１４０は、水張りレベルの近傍で、かつ水張りレベルより下方側に配置されることが望ましい。

汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かう洗浄液が張られた補給水まで到達した場合には、補給水と洗浄液とが混合することで、電気伝導率が上昇する。電気伝導率計１４０は、化学洗浄開始時点の張られた補給水の電気伝導率の値よりも予め設定していた所定の第１閾値差分の上昇を検出すると、速やかに制御装置１５０へ情報を送信する。これにより、制御装置１５０は、補給水ポンプ１３４ａを駆動して、逆洗を行う。そして、所定時間経過後に補給水ポンプ１３４ａを停止して、逆洗を終了する。なお、所定時間の考え方は、第１実施形態と同様である。
なお、補給水ポンプ１３４ａを停止するタイミングは、電気伝導率計１４０が検出する電気伝導率が下がり、逆洗を開始した補給水の電気伝導率の値よりも予め設定していた所定の閾値よりも低下したタイミングとしてもよい。この場合の所定の第２閾値差分とは、上昇する前の電気伝導率（すなわち、洗浄液が混合される前の張られた補給水の電気伝導率）と同等の値としてもよい。また、ハンチングを避けるために閾値よりも５％から２０％程度の小さい値としてもよい。

このように構成した場合であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、例えば、洗浄液が蒸発して、気相となり、気相の状態で汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から過熱器１０２側へ流通してきた場合でも、張られた補給水と接触することで、気相状態の洗浄液が冷却され、凝縮する。凝縮した洗浄液は、補給水に拡散して混合するため、補給水の電気伝導率が上昇する。よって、洗浄液が気相の状態で過熱器１０２側へ流通してきた場合であっても、補給水ポンプ１３４ａを駆動して逆洗を行って、過熱器１０２への洗浄液の流入を抑制することができる。
なお、電気伝導率計１４０の代わりに、ｐＨセンサを用いてもよい。

［第３実施形態］
次に、本開示に係る第３実施形態について、図５を用いて説明する。なお、図５では、図４と同様に、火炉壁１０１、節炭器１０７及び洗浄液供給装置１３７等を省略して図示している。
本実施形態に係るボイラ１０は、第１連絡配管１３０及び第２連絡配管１３２内にガスを供給するガス供給部１４１を有する点、及び、制御装置１５０が行う処理の内容が、第１実施形態と異なっている。その他の点では、第１実施形態と略同様であるので、同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かう洗浄液を検知した場合に、第１連絡配管１３０内及び第２連絡配管１３２内にガスを供給するガス供給部１４１が設けられている。

ガス供給部１４１は、第１連絡配管１３０の第１水平部１３０ｂまたは第２連絡配管１３２の第３水平部１３２ｂに接続されるガス配管１４１ａと、ガス配管１４１ａに設けられるガス弁１４１ｂと、を有している。ガス供給部１４１から供給されるガスの一例としては、窒素ガスや空気が挙げられる。供給されるガスは、洗浄液の性能への影響をより低減するには、酸素を含まない窒素ガスがより好ましい。

制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が洗浄液を検知した場合に、ガス弁１４１ｂを開状態とし、ガス配管１４１ａを介して第１連絡配管１３０内及び第２連絡配管１３２内にガスを供給する。これにより、第１連絡配管１３０内及び第２連絡配管１３２内にガスが流入し、このガスによって、第１連絡配管１３０内または第２連絡配管１３２内を汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液が気液分離部側へ押し戻される。

所定時間経過後に、ガス弁１４１ｂを閉状態としガスの供給を停止する。所定時間とは、例えば、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３の位置から水張りレベルまでの第１連絡配管１３０及び第２連絡配管１３２内の気相部の容積×係数÷ガス流量で決定する。係数は、押し出し効果を考慮して、１〜２に設定してもよい。

なお、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３の代わりに、第１実施形態の変形例２のように、第１温度センサ及び第２温度センサを設けてもよい。このように構成した場合には、ガス弁１４１ｂを開状態とするタイミングは、温度センサが検出する温度が所定の第１閾値温度よりも上昇した場合としてもよく、またガス弁１４１ｂを閉状態とするタイミングは、温度センサが検出する温度が所定の第２閾値温度よりも下がった場合としてもよい。この場合の所定の閾値は、張られた補給水の温度（もしくは、化学洗浄対象領域の雰囲気温度）よりも高い温度であって、洗浄液の温度よりも低い温度としてもよい。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が洗浄液を検知した場合、ガス供給部１４１が連絡配管内にガスを供給する。これにより、第１連絡配管１３０または第２連絡配管１３２内を気液分離部から過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液は、ガスによって汽水分離器１２６側またはドレンタンク１２７側へ押し戻される。したがって、過熱器１０２への洗浄液の流入を抑制することができる。
また、ガスによって、洗浄液を押し戻しているので、洗浄液が希釈しない。よって、化学洗浄効果の低下を抑制することができる。

［第４実施形態］
次に、本開示に係る第４実施形態について、図６を用いて説明する。なお、図６では、図４と同様に、火炉壁１０１、節炭器１０７及び洗浄液供給装置１３７等を省略して図示している。
本実施形態に係るボイラ１０は、ドレン水ラインＬ２から分岐する第１排出配管（排出部）１４２を有している点、及び、制御装置１５０が行う処理が、第１実施形態と異なっている。その他の点では、第１実施形態と略同様であるので、同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が洗浄液を検知した場合に、洗浄対象領域を循環する洗浄液を系外へ排出する第１排出配管１４２を有する。第１排出配管１４２は、本実施形態では、例えばドレンタンク１２７の下方に設けられている。第１排出配管１４２の上流端は、ドレン水ラインＬ２の途中位置に接続されている。第１排出配管１４２には第１排出弁１４２ａが設けられている。

制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かう洗浄液を検知した場合に、第１排出弁１４２ａを開状態とし、第１排出配管１４２を介してドレン水ラインＬ２内を流通する洗浄液の一部を系外へ排出する。系外とは、洗浄液の循環系統の外のことである。
また、制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が洗浄液を検知しなくなったら、第１排出弁１４２ａを閉状態とし、洗浄液の排出を停止する。

なお、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３の代わりに、第１実施形態の変形例２のように、第１温度センサ及び第２温度センサを設けてもよい。このように構成した場合には、第１排出弁１４２ａを開状態とするタイミングは、温度センサが検出する温度が所定の第１閾値温度よりも上昇した場合としてもよく、また第１排出弁１４２ａを閉状態とするタイミングは、温度センサが検出する温度が所定の第２閾値温度よりも下がった場合としてもよい。この場合の所定の第２閾値温度は、張られた補給水の温度（もしくは、化学洗浄対象領域の雰囲気温度）よりも高い温度であって、洗浄液の温度よりも低い温度としてもよい。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かう洗浄液を検知した場合、ドレン水ラインＬ２内から洗浄液を系外へ排出している。第１排出配管１４２は、ドレンタンク１２７の下方に設けられている。したがって、第１排出配管１４２から洗浄液を排出することで、ドレンタンク１２７内の洗浄液の量が低減し、ドレンタンク１２７内の洗浄液の液位が下降する。これに応じて、第１連絡配管１３０及び第２連絡配管１３２内を過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液も、汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７へ戻される。したがって、過熱器１０２への洗浄液の流入を抑制することができる。
また、洗浄液を系外へ排出しているだけなので、洗浄液が希釈しない。よって、化学洗浄効果の低下を抑制することができる。

［第５実施形態］
次に、本開示に係る第５実施形態について、図７を用いて説明する。なお、図７では、図４と同様に、火炉壁１０１、節炭器１０７及び洗浄液供給装置１３７等を省略して図示している。
本実施形態に係るボイラ１０は、第１連絡配管１３０の第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３より過熱器１０２側から分岐する第２排出配管（排出部）１４３を有している点、及び、制御装置１５０が行う処理が、第１実施形態と異なっている。その他の点では、第１実施形態と略同様であるので、同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液を検知した場合に、第１連絡配管１３０内の補給水と洗浄液との混合流体を、系外へ排出する第２排出配管１４３を有する。第２排出配管１４３の上流端は、第１連絡配管１３０の第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３より過熱器１０２側の途中位置に接続されている。第２排出配管１４３の上流端は、第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃに至る前の途中位置に接続されていると、過熱器１０２へ洗浄液が流入する前に補給水と洗浄液との混合流体を系外へ確実に排出できるので、さらに好ましい。第２排出配管１４３には第２排出弁１４３ａが設けられている。

制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液を検知した場合に、第２排出弁１４３ａを開状態とし、第２排出配管１４３を介して第１連絡配管１３０内を流通する補給水と洗浄液との混合流体を系外へ排出する。系外とは、補給水及び洗浄液が流通する系統の外のことである。
また、制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が洗浄液を検知しなくなったら、第２排出弁１４３ａを閉状態とし、混合流体の排出を停止する。
さらに、制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が洗浄液を検知した場合に、補給水ポンプ１３４ａを駆動して、所定の流量で逆洗をしても良い。この場合、所定の流量は、補給水ポンプ１３４ａで設定し得る最小の流量とし、第２排出配管１４３を介して、第１連絡配管１３０内を流通する補給水と洗浄液との混合流体と共に系外へ排出しても良い。
また、補給水ポンプ１３４ａを駆動した場合、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が洗浄液を検知しなくなったら、第１連絡配管１３０内を流通する補給水と洗浄液との混合流体が系外へ排出される時間、補給水ポンプ１３４ａの駆動を継続し、その後、補給水ポンプ１３４ａを停止しても良い。

なお、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３の代わりに、第１実施形態の変形例２のように、第１温度センサ及び第２温度センサを設けてもよい。このように構成した場合には、第２排出弁１４３ａを開状態とするタイミングは、温度センサが検出する温度が所定の第１閾値温度よりも上昇した場合としてもよく、また第２排出弁１４３ａを閉状態とするタイミングは、温度センサが検出する温度が所定の第２閾値温度よりも下がった場合としてもよい。この場合の所定の第２閾値温度は、張られた補給水の温度（もしくは、化学洗浄対象領域の雰囲気温度）よりも高い温度であって、洗浄液の温度よりも低い温度としてもよい。
また、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３の代わりに、第２実施形態のように、第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃに電気伝導率計を設けてもよい。このように構成した場合には、第２排出弁１４３ａを開状態とするタイミングは、電気伝導率計が検出する電気伝導率が化学洗浄開始時点の張られた補給水の電気伝導率の値よりも予め設定していた所定の第１閾値差分の上昇を検出したときとしてもよい。また、第２排出弁１４３ａを閉状態とするタイミングは、電気伝導率計が検出する電気伝導率が下がり、逆洗を開始した補給水の電気伝導率の値よりも予め設定していた所定の閾値よりも下がった場合としてもよい。この場合の所定の閾値とは、上昇する前の電気伝導率（すなわち、洗浄液が混合される前の張られた補給水の電気伝導率）と同等の値としてもよい。また、ハンチングを避けるために閾値よりも５％から２０％程度の小さい値としてもよい。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液を検知した場合、第２排出配管１４３から、補給水と洗浄液との混合流体を系外へ排出する。すなわち、第１連絡配管１３０内を過熱器１０２へ向かって流通する洗浄液が系外へ排出される。したがって、過熱器１０２への洗浄液の流入を抑制することができる。
さらに、補給水ポンプ１３４ａを駆動して、過熱器１０２側へ新たに補給水を供給し、第１連絡配管１３０内を流通する補給水と洗浄液との混合流体と共に系外へ排出することで、排出時の洗浄液拡散による過熱器１０２への流入を抑制する効果を高めることができる。
また、洗浄液を系外へ排出しているだけなので、洗浄液が希釈しない。よって、化学洗浄効果の低下を抑制することができる。

［第６実施形態］
次に、本開示に係る第６実施形態について、図８を用いて説明する。なお、図８では、図４と同様に、火炉壁１０１、節炭器１０７及び洗浄液供給装置１３７等を省略して図示している。
本実施形態に係るボイラ１０は、補給水配管１３４から分岐して第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３より過熱器１０２側に接続するバイパス配管（バイパス管）１４４を有している点、防錆剤供給部１３５が防錆剤弁１３５ａを有している点、及び、制御装置１５０が行う処理が、第１実施形態と異なっている。その他の点では、第１実施形態と略同様であるので、同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かう洗浄液を検知した場合に、過熱器１０２をバイパスして、第１連絡配管１３０内に補給水（逆洗水）を供給するバイパス配管１４４を有する。バイパス配管１４４の上流端は、補給水配管１３４の途中位置であって、補給水ポンプ１３４ａと補給水弁１３４ｂの間に接続されている。また、バイパス配管１４４の下流端は、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３より過熱器１０２側の第１連絡配管１３０に接続されている。バイパス配管１４４の下流端は、第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃに至る前の途中位置に接続されていると、過熱器１０２へ洗浄液が流入する前に補給水と洗浄液との混合流体を系外へ確実に排出できるので、さらに好ましい。バイパス配管１４４にはバイパス弁１４４ａが設けられている。

制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液を検知した場合に補給水ポンプ１３４ａを駆動するとともに、バイパス弁１４４ａを開状態とする。また、補給水弁１３４ｂが開状態の場合には、閉状態とする。また、防錆剤供給部１３５の防錆剤弁１３５ａが開状態の場合には閉状態とする。これにより、バイパス配管１４４を介して第１連絡配管１３０内に補給水（逆洗水）が流入する。
また、制御装置１５０は、所定時間経過後にバイパス弁１４４ａを閉状態として、逆洗を停止する。所定時間の考え方は、第１実施形態と同様である。

なお、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３の代わりに、第１実施形態の変形例２のように、第１温度センサ及び第２温度センサを設けてもよい。また、第１超音波センサ１３１及び第２超音波センサ１３３の代わりに、第２実施形態のように、第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃに電気伝導計を設けてもよい。第１温度センサ及び第２温度センサを設けた場合の運用、および第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃに電気伝導計を設けた場合の運用は、前述の実施形態と同様である。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、バイパス配管１４４を介して第１連絡配管１３０に逆洗水を流通させている。すなわち、逆洗水が過熱器１０２を通過しない。これにより、逆洗水に防錆剤を混合させる必要がない。したがって、防錆剤の使用量を低減することができる。

［第７実施形態］
次に、本開示に係る第７実施形態について、図９を用いて説明する。なお、図９では、図４と同様に、火炉壁１０１、節炭器１０７及び洗浄液供給装置１３７等を省略して図示している。
本実施形態に係るボイラ１０は、制御装置１５０が行う処理が、第６実施形態と異なっている。その他の点では、第６実施形態と略同様であるので、同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図９では、上記説明では図示を省略していた汽水分離器１２６も図示している。すなわち、汽水分離器１２６を２台図示している。以下の説明では、一方の汽水分離器１２６（上記各実施形態で説明した汽水分離器１２６）を汽水分離器１２６Ａと称し、他方の汽水分離器１２６を汽水分離器１２６Ｂと称する。図９に示すように、汽水分離器１２６Ｂは、第３連絡配管１４５によって、過熱器１０２と接続されている。第３連絡配管１４５は、第１連絡配管１３０と同様に、第１鉛直部１４５ａ、第１水平部１４５ｂ、第２鉛直部１４５ｃ及び第２水平部１４５ｄから構成されており、第３連絡配管１４５の第１鉛直部１４５ａには、所定の位置に第３超音波センサ１４６が設けられている。また、汽水分離器１２６Ｂは、ドレン水ラインＬ９によって、ドレンタンク１２７と接続されている。

また、本実施形態では、第１連絡配管１３０と接続するバイパス配管１４４のほかに、第３連絡配管１４５と接続するバイパス配管１４４が設けられている。以下の説明では、第１連絡配管１３０と接続するバイパス配管１４４を第１バイパス配管１４４Ａと称し、第３連絡配管１４５と接続するバイパス配管１４４を第２バイパス配管１４４Ｂと称する。また、第１バイパス配管１４４Ａに設けられたバイパス弁１４４ａを第１バイパス弁１４４Ａａと称する。なお、第１バイパス配管１４４Ａは、第６実施形態で説明したバイパス配管１４４と略同一であるので、詳細な説明は省略する。第２バイパス配管１４４Ｂは、第１バイパス配管１４４Ａから分岐している。第２バイパス配管１４４Ｂの下流端は、第３連絡配管１４５に接続されている。第２バイパス配管１４４Ｂには第２バイパス弁１４４Ｂａが設けられている。

制御装置１５０は、第１超音波センサ１３１、第２超音波センサ１３３または第３超音波センサ１４６が、汽水分離器１２６またはドレンタンク１２７から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液を検知した場合に補給水ポンプ１３４ａを駆動する。また、各超音波センサの検知結果に応じて、第１バイパス配管１４４Ａ及び／または第２バイパス弁１４４Ｂａを開状態とする。なお、第６実施形態と同様に、制御装置１５０は、補給水弁１３４ｂが開状態の場合には、閉状態とする。また、防錆剤供給部１３５の防錆剤弁１３５ａが開状態の場合には閉状態とする。これにより、第１バイパス配管１４４Ａ及び／又は第２バイパス配管１４４Ｂを介して第１連絡配管１３０及び／又は第３連絡配管１４５に補給水（逆洗水）が流入する。すなわち、制御装置１５０は、各超音波センサの検知結果に応じて、第１連絡配管１３０及び／又は第３連絡配管１４５の逆洗を行う。例えば、第１超音波センサ１３１のみが洗浄液を検知した場合には、第１バイパス弁１４４Ａａのみを開状態として、第１連絡配管１３０のみを逆洗してもよい。
また、制御装置１５０は、所定時間経過後に第１バイパス弁１４４Ａａ及び／又は第２バイパス弁１４４Ｂａを閉状態として、逆洗を停止する。所定時間の考え方は、第６実施形態と同様である。

なお、第１超音波センサ１３１、第２超音波センサ１３３及び第３超音波センサ１４６の代わりに、第１実施形態の変形例２のように、第１温度センサ、第２温度センサ及び第３温度センサを設けてもよい。また、第１超音波センサ１３１、第２超音波センサ１３３及び第３超音波センサ１４６の代わりに、第２実施形態のように、第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃ及び第３連絡配管１４５の第２鉛直部１４５ｃに電気伝導計を設けてもよい。第１温度センサ、第２温度センサ及び第３温度センサを設けた場合の運用、および第１連絡配管１３０の第２鉛直部１３０ｃ及び第２鉛直部１４５ｃに電気伝導計を設けた場合の運用は、前述の実施形態と同様である。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、逆洗が必要な連絡配管のみに逆洗水を供給している。これにより、逆洗水の流量を低減することができる。また、洗浄液の逆洗水による希釈を抑制し、洗浄液の希釈による化学洗浄効果の低下を抑制することができる。また、希釈された洗浄液へ補給する洗浄剤の使用量を低減することができる。
また、本実施形態では、バイパス配管１４４を介して第１連絡配管１３０及び／または第３連絡配管１４５に逆洗水を流通させている。すなわち、逆洗水が過熱器１０２を通過しない。これにより、逆洗水に防錆剤を混合させる必要がない。したがって、防錆剤の使用量を低減することができる。

［第８実施形態］
次に、本開示に係る第８実施形態について、図１０及び図１１を用いて説明する。
本実施形態に係るボイラ１０は、各連絡配管に、２つの超音波センサが設けられている点、及び、制御装置１５０が行う処理が上記各実施形態と異なっている。その他の点では、上記各実施形態と略同様であるので、同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
以下では、第１連絡配管１３０に設けられる超音波センサについて説明するが、第２連絡配管１３２及び第３連絡配管１４５でも同様に構成されてもよい。
本実施形態に係る第１連絡配管１３０の第１鉛直部１３０ａには、図１０に示すように、汽水分離器１２６から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液を検知する下部超音波センサ（第１検知部）１４７と、下部超音波センサ１４７よりも上方に設けられて洗浄液を検知する上部超音波センサ（第２検知部）１４８とが設けられている。下部超音波センサ１４７と上部超音波センサ１４８とは、ΔＬだけ離間している。

制御装置１５０は、図１１に示すように、下部超音波センサ１４７が汽水分離器１２６から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液を検知した時間ｔ１と、上部超音波センサ１４８が洗浄液を検知した時間ｔ２と、の時間差Δｔを求め、時間差Δｔが所定の値よりも小さい場合に洗浄液循環ポンプを停止する。
すなわち、制御装置１５０は、時間差Δｔから汽水分離器１２６から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液のオーバーフローを生じる際の洗浄液の流速の程度を判定して、洗浄液のオーバーフローの程度を判定する。例えば、所定の閾値時間よりも小さい場合には、逆洗やブロー操作を実施しても、過熱器１０２への洗浄液の流入が懸念されるような大量なオーバーフローが発生していると判断してもよい。このような大量なオーバーフローが発生した場合には、大流量の洗浄液が、過熱器１０２に張られた補給水に接触するし、補給水への洗浄液の拡散速度が大きくなり、過熱器１０２に張られた補給水の洗浄液の濃度は高濃度となる。

所定の閾値時間は、以下の式に基づいて設定してもよい。
制御装置１５０は、時間差Δｔ等に基づいて、オーバーフローした洗浄液が過熱器１０２（詳細には、入口管寄せ１０２ｂ）に到達するまでの時間Ｔを以下の（１）式から算出する。

Ｔ＝（Δｔ／ΔＬ）×Ｌ・・・（１）
但し、
Δｔ：時間差
ΔＬ：下部超音波センサ１４７と上部超音波センサ１４８との距離
Ｌ：第１連絡配管１３０の全長

また、制御装置１５０は、各超音波センサで汽水分離器１２６溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液を検出してから、補給水ポンプ１３４ａを駆動して逆洗水が、連絡配管に到達するまでの時間Ｔ０を予め記憶部に記憶している。制御装置１５０は、算出したＴとＴ０とを比較して、Ｔ＜Ｔ０となる場合、すなわち、補給水ポンプ１３４ａを駆動して逆洗を実施しても、過熱器１０２への洗浄液の流入が懸念される場合には、洗浄液循環ポンプを速やかに停止して過熱器１０２へ向かって流通する洗浄液の流通を停止する。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、下部超音波センサ１４７が汽水分離器１２６から溢れた洗浄液がオーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液を検知してから、上部超音波センサ１４８が洗浄液を検知するまでの時間を計測することで、オーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液の流通速度を検出することができる。すなわち、オーバーフローの程度を判断することができる。
また、本実施形態では、下部超音波センサ１４７が洗浄液を検知してから上部超音波センサ１４８が洗浄液を検知するまでの時間が、所定の閾値時間（所定の値）以下の場合に洗浄液循環ポンプを停止する。これにより、洗浄液の流通速度が、オーバーフローして過熱器１０２へ向かって流通しようとする浄液を検出してから、補給水ポンプ１３４ａを駆動して逆洗水が、連絡配管に到達するまでの時間Ｔ０に相当する速度を超える場合に、洗浄液循環ポンプを停止することができる。洗浄液循環ポンプを停止することで、洗浄液の循環が停止する。したがって、第１連絡管内を気液分離部から過熱器１０２へ向かって流通しようとする洗浄液の流通も停止するので、過熱器１０２への洗浄液の流入を抑制することができる。

なお、超音波センサを３つ以上設け、各超音波センサからの情報に基づいてオーバーフローした洗浄液が過熱器１０２に到達するまでの時間Ｔをより正確に求めてもよい。
また、時間差Δｔに基づいて、洗浄液を押し戻す手段を選択してもよい。例えば、時間差Δｔが大きい場合（オーバーフローの程度が小さい場合）には、洗浄液循環ポンプを停止せずに、第１実施形態で説明したように逆洗のみを行ってもよい。
また、時間差Δｔが所定の値より小さい場合（オーバーフローの程度が大きい場合）には、洗浄液循環ポンプを停止してから逆洗を行ってもよい。このように洗浄液の流通を停止してから逆洗を行うと、逆洗に要する補給水の流量を低減することができる。また、洗浄液循環ポンプの停止のみでは、過熱器１０２への洗浄液の流入を抑制できない可能性があるので、逆洗、ガス注入、洗浄液の系外排出等の他の手段と組みわせることが好適である。

なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記各実施形態は、適宜組み合わせてもよい。
また、上記各実施形態では、過熱器１０２へ洗浄液の流入を阻止する構造について説明したが、本開示はこれに限定されない。過熱器１０２ではなく、他の熱交換器（例えば、再熱器や節炭器）へ洗浄液の流入を阻止する構造に適用してもよい。
また、気液分離部から過熱器１０２へ向かって流通する洗浄液の流通を阻害する手段をさらに設けてもよく、上記各実施形態に限定されない。例えば、第１超音波センサ１３１または第２超音波センサ１３３が洗浄液を検知した際に、第１連絡配管１３０内にガスの供給などにより膨張して配管を閉塞する部材を設置することで、第１連絡配管１３０を閉塞する閉塞部を設けてもよい。
また、上記各実施形態では、本開示を貫流ボイラに適用する例について説明したが、ドラム式のボイラに適用してもよい。

上述した実施形態では、本発明のボイラを石炭焚きボイラとしたが、固体燃料としては、バイオマス燃料や石油精製時に発生するＰＣ（石油コークス：Petroleum Coke）燃料、石油残渣などを使用するボイラであってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、重質油などの液体燃料も使用することができ、更には、燃料として気体燃料(副生ガスなど)も使用することができる。そして、これら燃料の混焼焚きにも適用することができる。

以上説明した各実施形態に記載のボイラ及び発電プラント並びにボイラの化学洗浄方法は例えば以下のように把握される。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）は、洗浄液供給装置（１３７）から供給される洗浄液によって化学洗浄可能なボイラ（１０）であって、給水を加熱して蒸気を生成する蒸発部（１０１、１０７）と、前記給水と前記蒸発部（１０１、１０７）で生成された蒸気とを気液分離する気液分離部（１２６、１２７）と、前記気液分離部（１２６、１２７）で分離された蒸気と熱交換する熱交換器（１０２）と、前記気液分離部（１２６、１２７）と前記熱交換器（１０２）とを接続する連絡管（１３０）と、を備え、化学洗浄時において、前記熱交換器（１３０）には前記洗浄液が流通することなく、前記気液分離部（１２６、１２７）及び前記蒸発部（１０１、１０７）は、内部へ前記洗浄液供給装置（１３７）から前記洗浄液が供給され、前記連絡管（１３０）には、前記連絡管（１３０）の内部を流通して前記熱交換器（１０２）側に向かう前記洗浄液を検知する検知部（１３１）が設けられている。

上記構成では、洗浄液を検知する検知部が設けられている。このように、洗浄液自体を検知する検知部を設けることで、連絡管内を流通する洗浄液を確実に検知することができる。したがって、気液分離部から溢れた洗浄液がオーバーフローして熱交換器へ向かう洗浄液を、より正確に検知することができる。
また、洗浄液を検知する検知部が、熱交換器と気液分離部とを接続する連絡管に設けられている。これにより、気液分離部から熱交換器へ向かって流通しようとする洗浄液を、熱交換器に到達する前に検知することができる。したがって、洗浄液の熱交換器への到達を抑制することができる。
なお、検知部としては、例えば、超音波センサや温度センサや電気伝導率センサ等が挙げられる。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）は、前記検知部（１３１）が前記洗浄液を検知した場合に、前記気液分離部（１２６、１２７）から前記熱交換器（１０２）への前記洗浄液の流入を阻止する阻止部（１３４ａ）を備える。

上記構成では、連絡管内にオーバーフローした洗浄液が流通すると、阻止部によって、洗浄液の熱交換器への流入が阻止される。これにより、熱交換器への洗浄液の流入を抑制することができる。
また、洗浄液を検知する検知部が、熱交換器と気液分離部とを接続する連絡管に設けられている。これにより、洗浄液が熱交換器へ到達する前に、阻止部が機能する。したがって、より確実に洗浄液の流入を抑制することができる。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）は、前記阻止部（１３４ａ）は、前記検知部（１３１）が前記洗浄液を検知した場合に、前記熱交換器（１０２）側から前記気液分離部（１２６、１２７）側へ前記連絡管（１３０）に逆洗水を流通させる逆洗部（１３４ａ）を有する。

上記構成では、連絡管に設けられた検知部がオーバーフローした洗浄液を検知した場合、逆洗部が熱交換器側から気液分離部側へ連絡管に逆洗水を流通させる。これにより、連絡管内を気液分離部から熱交換器へ向かって流通しようとする洗浄液は、気液分離部側へ押し戻される。したがって、熱交換器への洗浄液の流入を抑制することができる。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）は、前記逆洗部（１３４ａ）は、前記連絡管（１３０）の前記検知部（１３１）よりも前記熱交換器（１０２）側に接続するバイパス管（１４４）を介して前記連絡管（１３０）に前記逆洗水を供給する。

逆洗水が熱交換器を通過する場合には、熱交換器内での発錆を防止するために、逆洗水に防錆剤を混合する場合がある。上記構成では、バイパス管を介して検知部より熱交換器側に接続して連絡管に逆洗水を流通させている。すなわち、逆洗水が熱交換器を通過しない。これにより、逆洗水に防錆剤を混合させる必要がない。したがって、逆洗水に混合する防錆剤が必要ないので、防錆剤の使用量を低減できる。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）は、前記阻止部（１３４ａ）は、前記検知部（１３１）が前記洗浄液を検知した場合に、前記連絡管（１３０）内にガスを供給するガス供給部（１４１）を有する。

上記構成では、連絡管に設けられた検知部がオーバーフローした洗浄液を検知した場合、ガス供給部が連絡配管内にガスを供給する。これにより、連絡管内を気液分離部から熱交換器へ向かって流通しようとする洗浄液は、ガスによって気液分離部側へ押し戻される。したがって、熱交換器への洗浄液の流入を抑制することができる。
また、ガスによって、洗浄液を押し戻しているので、洗浄液が逆洗水により希釈しない。よって、洗浄液の希釈による化学洗浄効果の低下を抑制することができる。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）は、前記阻止部（１３４ａ）は、前記検知部（１３１）が前記洗浄液を検知した場合に、前記気液分離部（１２６、１２７）から前記洗浄液を系外へ排出する排出部（１４２）を有する。

上記構成では、連絡管に設けられた検知部がオーバーフローした洗浄液を検知した場合、排出部が気液分離部から洗浄液を系外へ排出する。これにより、気液分離部内の洗浄液の量が低減する。これに応じて、連絡管内を気液分離部から熱交換器へ向かって流通しようとする洗浄液が、気液分離部側へ戻される。したがって、熱交換器への洗浄液の流入を抑制することができる。
また、洗浄液を系外へ排出しているだけなので、洗浄液が逆洗水により希釈しない。よって、洗浄液の希釈による化学洗浄効果の低下を抑制することができる。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）は、前記連絡管（１３０）の前記検知部（１３１）より前記熱交換器側に、前記連絡管（１３０）から前記洗浄液を系外へ排出する排出部（１４３）を前記連絡管（１３０）の前記検知部（１３１）より前記熱交換器側に有する。

上記構成では、連絡管に設けられた検知部がオーバーフローした洗浄液を検知した場合、連絡管の検知部より前記熱交換器側に設けた排出部が連絡管から洗浄液を系外へ排出する。すなわち、連絡管内を気液分離部から熱交換器へ向かって流通しようとする洗浄液が系外へ排出される。したがって、熱交換器への洗浄液の流入を抑制することができる。
また、洗浄液を系外へ排出しているだけなので、洗浄液が逆洗水により希釈しない。よって、洗浄液の希釈による洗浄効果の低下を抑制することができる。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）は、前記気液分離部（１２６、１２７）と前記蒸発部（１０１、１０７）との間で前記洗浄液を循環させる循環ポンプを備え、前記検知部（１３１）は、前記熱交換器（１０２）側に向かう前記洗浄液を検知する第１検知部（１４７）と、前記第１検知部（１４７）よりも下流側に設けられて前記熱交換器（１０２）側に向かう前記洗浄液を検知する第２検知部（１４８）を有し、前記第１検知部（１４７）が前記洗浄液を検知した時間と、前記第２検知部（１４８）が前記洗浄液を検知した時間との時間差が所定の値以下の場合に前記循環ポンプを停止する。

上記構成では、検知部が、第１検知部と該第１検知部よりも下流側に設けられて第２検知部を有している。これにより、第１検知部が洗浄液を検知してから、第２検知部が洗浄液を検知するまでの時間を計測することで、気液分離部から溢れた洗浄液がオーバーフローした洗浄液の流通速度を検出することができる。また、上記構成では、第１検知部が洗浄液を検知してから第２検知部が洗浄液を検知するまでの時間が、所定の閾値時間である所定の値以下の場合に循環ポンプを停止する。これにより、オーバーフローした洗浄液の流通速度が所定の速度以上の場合に、循環ポンプを停止することができる。循環ポンプを停止することで、洗浄液の流通が停止する。したがって、連絡管内を気液分離部から熱交換器へ向かって流通しようとする洗浄液の流通も停止するので、熱交換器への洗浄液の流入を抑制することができる。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）は、前記熱交換器（１０２）は、前記熱交換器（１０２）の内部を流通する蒸気を過熱することができる過熱器である。

また、本開示の一態様に係る発電プラント（１）は、上記いずれかに記載のボイラ（１０）と、前記ボイラ（１０）によって生成された前記蒸気を用いて発電する発電部（１１５）と、を備えている。

本開示の一態様に係るボイラ（１０）の洗浄方法は、 給水を加熱して蒸気を生成する蒸発部（１０１、１０７）と、前記給水と前記蒸発部（１０１、１０７）で生成された蒸気とを気液分離する気液分離部（１２６、１２７）と、前記気液分離部（１２６、１２７）で分離された蒸気と熱交換する熱交換器と、前記気液分離部（１２６、１２７）と前記熱交換器（１０２）とを接続する連絡管（１３０）と、を備えるボイラ（１０）の化学洗浄方法であって、前記熱交換器には洗浄液を流通させずに、洗浄液供給装置（１３７）から前記気液分離部（１２６、１２７）及び前記蒸発部（１０１、１０７）の内部へ前記洗浄液を供給する供給工程と、前記連絡管（１３０）に設けられた検知部（１３１）によって、前記連絡管（１３０）の内部を流通して前記熱交換器側に向かう前記洗浄液を検知する検知工程と、を備える。

また、本開示の一態様に係るボイラ（１０）の洗浄方法は、前記検知部（１３１）が前記洗浄液を検知した場合に、前記気液分離部（１２６、１２７）から前記熱交換器（１０２）への前記洗浄液の流入を阻止する阻止工程を備える。

１ ：ボイラ発電プラント
１０ ：石炭焚きボイラ（ボイラ）
１１ ：火炉
１２ ：燃焼装置
１３ ：燃焼ガス通路
１４ ：煙道
２１ ：燃焼バーナ
２２ ：燃焼バーナ
２３ ：燃焼バーナ
２４ ：燃焼バーナ
２５ ：燃焼バーナ
２６ ：微粉炭供給管
２７ ：微粉炭供給管
２８ ：微粉炭供給管
２９ ：微粉炭供給管
３０ ：微粉炭供給管
３１ ：粉砕機
３２ ：粉砕機
３３ ：粉砕機
３４ ：粉砕機
３５ ：粉砕機
３６ ：風箱
３７ ：空気ダクト
３８ ：押込通風機
３９ ：アディショナル空気ポート
４０ ：アディショナル空気ダクト
４１ ：ガスダクト
４２ ：エアヒータ
４３ ：脱硝装置
４４ ：集塵装置
４６ ：脱硫装置
５０ ：煙突
１０１ ：火炉壁
１０２ ：過熱器（第１過熱器、熱交換器）
１０２ａ ：伝熱管
１０３ ：過熱器（第２過熱器、熱交換器）
１０４ ：過熱器（第３過熱器、熱交換器）
１０５ ：第１再熱器
１０６ ：第２再熱器
１０７ ：節炭器
１１０ ：蒸気タービン
１１１ ：高圧タービン
１１２ ：中圧タービン
１１３ ：低圧タービン
１１４ ：復水器
１１５ ：発電機
１２２ ：低圧給水ヒータ
１２３ ：ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）
１２４ ：高圧給水ヒータ
１２６ ：汽水分離器（気液分離部）
１２６Ａ ：汽水分離器（気液分離部）
１２６Ｂ ：汽水分離器（気液分離部）
１２７ ：ドレンタンク
１３０ ：第１連絡配管
１３０ａ ：第１鉛直部
１３０ｂ ：第１水平部
１３０ｃ ：第２鉛直部
１３０ｄ ：第２水平部
１３１ ：第１超音波センサ
１３２ ：第２連絡配管
１３２ａ ：第３鉛直部
１３２ｂ ：第３水平部
１３２ｃ ：第４鉛直部
１３３ ：第２超音波センサ
１３４ ：補給水配管
１３４ａ ：補給水ポンプ
１３４ｂ ：補給水弁
１３５ ：防錆剤供給部
１３５ａ ：防錆剤弁
１３６ ：仮設配管
１３７ ：洗浄液供給装置
１４０ ：電気伝導率計
１４１ ：ガス供給部
１４１ａ ：ガス配管
１４１ｂ ：ガス弁
１４２ ：第１排出配管
１４２ａ ：第１排出弁
１４３ ：第２排出配管
１４３ａ ：第２排出弁
１４４ ：バイパス配管（バイパス管）
１４４Ａ ：第１バイパス配管
１４４Ａａ ：第１バイパス弁
１４４Ｂ ：第２バイパス配管
１４４Ｂａ ：第２バイパス弁
１４４ａ ：バイパス弁
１４５ ：第３連絡配管
１４５ａ ：第１鉛直部
１４５ｂ ：第１水平部
１４５ｃ ：第２鉛直部
１４５ｄ ：第２水平部
１４６ ：第３超音波センサ
１４７ ：下部超音波センサ
１４８ ：上部超音波センサ
１５０ ：制御装置
Ａ ：領域
Ｂ ：領域
Ｃ ：領域
Ｌ１ ：給水ライン
Ｌ２ ：ドレン水ライン
Ｌ３ ：蒸気ライン
Ｌ３ａ ：過熱器側配管
Ｌ３ｂ ：タービン側配管
Ｌ３ｃ ：蒸気弁
Ｌ４ ：蒸気ライン
Ｌ５ ：蒸気ライン
Ｌ６ ：循環ライン
Ｌ７ ：ドレン水ライン
Ｌ８ ：蒸気ライン
Ｌ９ ：ドレン水ライン

Claims (12)

1. 洗浄液供給装置から供給される洗浄液によって化学洗浄可能なボイラであって、
   給水を加熱して蒸気を生成する蒸発部と、
   前記給水と前記蒸発部で生成された蒸気とを気液分離する気液分離部と、
   前記気液分離部で分離された蒸気と熱交換する熱交換器と、
   前記気液分離部と前記熱交換器とを接続する連絡管と、を備え、
   化学洗浄時において、前記熱交換器には前記洗浄液が流通することなく、前記気液分離部及び前記蒸発部は、内部へ前記洗浄液供給装置から前記洗浄液が供給され、
   前記連絡管には、前記連絡管の内部を流通して前記熱交換器側に向かう前記洗浄液を検知する検知部が設けられているボイラ。
2. 前記検知部が前記洗浄液を検知した場合に、前記気液分離部から前記熱交換器への前記洗浄液の流入を阻止する阻止部を備える請求項１に記載のボイラ。
3. 前記阻止部は、前記検知部が前記洗浄液を検知した場合に、前記熱交換器側から前記気液分離部側へ前記連絡管に逆洗水を流通させる逆洗部を有する請求項２に記載のボイラ。
4. 前記逆洗部は、前記連絡管の前記検知部よりも前記熱交換器側に接続するバイパス管を介して前記連絡管に前記逆洗水を供給する請求項３に記載のボイラ。
5. 前記阻止部は、前記検知部が前記洗浄液を検知した場合に、前記連絡管内にガスを供給するガス供給部を有する請求項２から請求項４のいずれかに記載のボイラ。
6. 前記阻止部は、前記検知部が前記洗浄液を検知した場合に、前記気液分離部から前記洗浄液を系外へ排出する排出部を有する請求項２から請求項５のいずれかに記載のボイラ。
7. 前記阻止部は、前記検知部が前記洗浄液を検知した場合に、前記連絡管から前記洗浄液を系外へ排出する排出部を前記連絡管の前記検知部より前記熱交換器側に有する請求項２から請求項６のいずれかに記載のボイラ。
8. 前記気液分離部と前記蒸発部との間で前記洗浄液を循環させる循環ポンプを備え、
   前記検知部は、前記熱交換器側に向かう前記洗浄液を検知する第１検知部と、前記第１検知部よりも下流側に設けられて前記熱交換器側に向かう前記洗浄液を検知する第２検知部を有し、
   前記第１検知部が前記洗浄液を検知した時間と、前記第２検知部が前記洗浄液を検知した時間との時間差が所定の値以下の場合に前記循環ポンプを停止する請求項１から請求項７のいずれかに記載のボイラ。
9. 前記熱交換器は、前記熱交換器の内部を流通する蒸気を過熱することができる過熱器である請求項１から請求項８のいずれかに記載のボイラ。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載のボイラと、
    前記ボイラによって生成された前記蒸気を用いて発電する発電部と、を備えた発電プラント。
11. 給水を加熱して蒸気を生成する蒸発部と、前記給水と前記蒸発部で生成された蒸気とを気液分離する気液分離部と、前記気液分離部で分離された蒸気と熱交換する熱交換器と、前記気液分離部と前記熱交換器とを接続する連絡管と、を備えるボイラの化学洗浄方法であって、
    前記熱交換器には洗浄液を流通させずに、洗浄液供給装置から前記気液分離部及び前記蒸発部の内部へ前記洗浄液を供給する供給工程と、
    前記連絡管に設けられた検知部によって、前記連絡管の内部を流通して前記熱交換器側に向かう前記洗浄液を検知する検知工程と、を備えるボイラの化学洗浄方法。
12. 前記検知部が前記洗浄液を検知した場合に、前記気液分離部から前記熱交換器への前記洗浄液の流入を阻止する阻止工程を備える請求項１１に記載のボイラの化学洗浄方法。
    

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