JP3619274B2

JP3619274B2 - Method for forming protective coating on boiler water supply path

Info

Publication number: JP3619274B2
Application number: JP32066094A
Authority: JP
Inventors: 淳河内; 則典松田; 明良林
Original assignee: Energy Support Corp
Current assignee: Energy Support Corp
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: JPH08178207A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はボイラの給水経路に腐食防止を行うための保護皮膜形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば蒸気タービンを廻して、この蒸気タービンに駆動連結された発電機によって発電する汽力発電所等において、ボイラ水を熱して蒸気をつくるためのボイラが使用されている。一般に汽力発電所において、ボイラ水はボイラで発生した蒸気を凝縮させ復水として再利用している。しかし、復水されたボイラ水中には蒸気利用工程中の不純物が溶存され易いため、従来から炭素鋼よりなる水管の腐食が問題となっている。そこで、水管の腐食を防止するために、保護皮膜形成方法が提案されている。この水管の腐食を防止する方法として例えば、特開平２−１５７５０３号公報に示されるような方法が知られている。すなわち、従来の方法においては、ボイラ水内に酸素ボンベから微量の酸素ガスを供給し、復水中に酸素を溶解している。そして、この酸素の溶解された復水と水管の内面とを接触させ、水管の内面に酸化鉄（特に３価の酸化鉄〔Ｆｅ_２Ｏ_３〕）の保護皮膜を形成し、この保護皮膜により水管の腐食を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
酸素ボンベ中には、酸素ガス以外にも一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物及び炭化水素等の腐食性ガスが含まれている。ところが、従来のボイラの給水経路の保護皮膜形成方法において、それらの腐食性ガスの濃度は、高いものであった。そのため、復水中に酸素ガスを注入する際、それらの腐食性ガスは、酸素ガスと一緒に注入されてしまう。その結果、水管の内面に保護皮膜が形成される前に、腐食性ガスにより、水管の内面は腐食され易くなる。
【０００４】
また、酸素ボンベ内は高圧となっているため、酸素ボンベの周囲は防爆構造とする必要がある。そのため、防爆とするための構造物が余分に必要となり、構造物を設けるためのスペースを確保しなければならない。
【０００５】
さらに、酸素ガスの残存量が無くなれば、酸素ガスの無くなった酸素ボンベと新たな酸素ボンベとを交換しなければならない。その結果、同一の酸素ボンベを連続的に使用するには限界がある。
【０００６】
この発明の目的は、給水管の内壁面が腐食するのを低減できるボイラの給水経路の保護皮膜形成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために請求項１の発明は、ボイラと復水器内との間に設けられ、復水器内で復水されたボイラ水をボイラに戻すための給水管を備え、給水管を流れるボイラ水に対し、酸素発生器にて製造された酸素ガスをバッファタンクに貯め、該バッファタンクから放出される酸素ガスをコンプレッサの駆動により腐食性ガス成分の低濃度なる濃縮された酸素ガスとして供給することを要旨とするものである。
【０００９】
【作用】
このように構成された請求項１の発明は、ボイラ水に対する濃縮された酸素ガスの供給により、ボイラ水に酸素ガスが溶解されて、ボイラ水は酸素水となる。この酸素水と給水管の内壁面とが接触することにより、給水管の内壁面には酸化鉄の腐食防止用保護皮膜が形成される。このとき、酸素ガスには、腐食性ガス成分が含まれているが低濃度であるため、保護皮膜の形成前に、供給管の内壁面が腐食し難くなる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を汽力発電プラントに使用される貫流式ボイラに具体化した一実施例を図面に従って説明する。
【００１２】
図１に示すように、汽力発電プラント１には酸素製造装置２が設けられている。まず、汽力発電プラント１について説明する。汽力発電プラント１にはボイラ３が設けられている。ボイラ３は火炉４と、火炉４に接続された節炭器５とを備えている。節炭器５は火炉４から排出される燃焼ガスを回収し、火炉４に供給される給水の余熱に利用される。火炉４内にはボイラ水が通過する図示しない水管が設けられ、水管の外部と燃焼ガスとが接触することにより蒸気が発生する。
【００１３】
火炉４の蒸気吹出し口には蒸気管６が接続され、蒸気管６上には上流側から順に汽水分離器７と過熱器８とが設けられている。そして、汽水分離器７により蒸気と、蒸気吹出し口から水けだちにより吹き出された水滴とが分離される。また、過熱器８により汽水分離器７を通過した蒸気はさらに高い温度に加熱される。
【００１４】
汽水分離器７にはドレン管９が接続され、ドレン管９の下流端は前記節炭器５に接続されている。ドレン管９上には上流側から順にドレンタンク１０、循環ポンプ１１が接続されている。そして、ドレンタンク１０には汽水分離器７にて回収された水滴が回収され、循環ポンプ１１にて回収された水滴は前記節炭器５内に循環供給される。
【００１５】
前記蒸気管６の下流端は蒸気タービン１２に接続されている。蒸気タービン１２には図示しない発電機が駆動連結され、蒸気タービン１２の回転力にて発電機が駆動する。蒸気タービン１２には復水器１３が接続されている。復水器１３内には海水等の冷却水の通過する図示しない冷却管が設けられている。そして、冷却管の外側面と蒸気タービン１２から送気された蒸気とが接触し、蒸気は伝導によって水管の表面で復水される。
【００１６】
復水器１３は、炭素鋼よりなる給水管１６を介して前記節炭器５に接続されている。給水管１６の上流側には、復水ポンプ１７が設けられている。そして、復水器１３で復水されたボイラ水は、この復水ポンプ１７によりボイラ３の節炭器５に圧送される。復水器１３の下流側における給水管１６には、電磁フィルタ１８が設けられている。そして、復水されたボイラ水に含まれる鉄、銅等の金属酸化物は、電磁フィルタ１８により濾過される。
【００１７】
電磁フィルタ１８の下流側における給水管１６上には、脱塩装置１９が設けられている。通常この脱塩装置１９では脱気が行われ、脱塩装置１９内におけるボイラ水に溶存している酸素や炭酸ガス等が除去される。
【００１８】
脱塩装置１９の下流側における給水管１６上には、昇圧ポンプ２０及び低圧ヒータ２１を介して脱気手段としての脱気器２２が設けられている。そして、昇圧ポンプ２０にて給水管１６を流れるボイラ水の液送圧がさらに加圧され、脱気器２２に流入されるボイラ水は低圧ヒータ２１にて加熱される。また、脱気器２２によりボイラ水が沸騰されることにより、ボイラ水に溶存する給水管１６等の腐食の原因となる酸素及び炭酸ガスは除去される。なお、脱気器２２には脱気器２２内の蒸気を逃がすためのベント管２３及び復水戻し管２４を介して前記復水器１３に接続されている。
【００１９】
脱気器２２の下流側における給水管１６上には、給水ポンプ２５及び高圧ヒータ２６が設けられている。そして、給水ポンプ２５にて脱気されたボイラ水がボイラ３に圧送されるとともに、ボイラ３の節炭器５に流入されるボイラ水は高圧ヒータ２６にて加熱される。
【００２０】
なお、脱塩装置１９及び脱気器２２の下流側における給水管１６には、上流側から順に流量計１４と溶存酸素計１５とが設けられている。溶存酸素計１５は図示しない制御回路に電気的に接続されている。そして、この溶存酸素計１５にて給水管１６内を流れるボイラ水中に含まれる酸素の濃度が検出される。
【００２１】
続いて、酸素製造装置２について説明する。
酸素製造装置２には酸素発生器２７が備えられている。本実施例における酸素発生器２７は、既に公知技術となっているＰＳＡ（ＰｌｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ：圧力スイング吸着）法により酸素を製造するものである。
【００２２】
ＰＳＡ法とは、高圧の下で空気を吸着剤としてのゼオライトに接触させ、その空気中に含まれる窒素ガス、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素をゼオライトにより吸着させ、高純度（８０．０％〜９９．５％）の酸素を製造する方法である。すなわち、ゼオライトは結晶構造中のカチオンが静電引力作用を窒素ガス等の被吸着気体分子に及ぼすので、分子径は酸素のほうが若干小さくても、極性の大きい被吸着気体がゼオライトの静電場に吸着される。そのことにより、酸素と被吸着気体とが分離される。その後、減圧して圧力差を生じせしめ、、ゼオライトに吸着された被吸着気体が除去され、ゼオライトは何度も吸着可能に再生される。従って、上記の工程を繰り返すことにより、ゼオライトは半永久的に使用可能なものとなっている。なお、前記のゼオライトは、気体の分子径に近い数オングストローム（１０^−８ｃｍ）の均一な微細孔が多数形成された吸着剤である。
【００２３】
ここで、酸素ボンベによる酸素ガスと、ＰＳＡ法により製造される酸素ガスの成分を以下の表１に比較して示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
上記の表１によれば、酸素ボンベの酸素ガスと、ＰＳＡ法とにより製造される酸素ガス中には、いずれも若干の腐食性ガスとが含まれている。しかし、ＰＳＡ法によれば、一酸化炭素、二酸化炭素及び窒素酸化物の濃度は、酸素ボンベの場合と比較して１０分の１になっている。また、ＰＳＡ法による炭化水素の濃度は、酸素ボンベの場合と比較して３０分の１になっている。
【００２６】
酸素発生器２７には、二方向に分岐された酸素供給管２８の上流端が接続されている。酸素供給管２８の第１の下流端は、前記脱塩装置１９と昇圧ポンプ２０との間における給水管１６に接続され、第２の下流端は、前記脱気器２２と給水ポンプ２５との間における給水管１６に接続されている。図示しないが、酸素発生器２７内には、コンプレッサが設けられている。
【００２７】
酸素供給管２８上には、その上流側から分岐点にかけて順にバッファタンク２９、コンプレッサ３０、電動締切弁３１が設けられている。バッファタンク２９には、図示しないが圧力スイッチが設けられている。そして、圧力スイッチのＯＮ／ＯＦＦにより、バッファタンク２９内の圧力が１．０Ｋｇｆ／ｃｍ^２に保持されるように酸素発生器２７がＯＮ／ＯＦＦされる。バッファタンク２９から放出される酸素ガスは、コンプレッサ３０にて圧送され、その圧力は９．９Ｋｇｆ／ｃｍ^２となっている。
【００２８】
酸素供給管２８の各分岐ライン上には、上流側から順に流量計３２、電動コントロールバルブ３３、逆止弁３４及び電動締切弁３５が設けられている。電動コントロールバルブ３３及び電動締切弁３５は、図示しない制御回路に電気的に接続されている。そして、前記溶存酸素計１５からの濃度検出信号に基づいて制御回路は、電動コントロールバルブ３３の開度を制御し、酸素ガスの流量を制御するようになっている。
【００２９】
そして、ボイラ水に酸素ガスが溶解されることにより酸素水になり、酸素水が給水管１６の内壁面に対して接触することにより、給水管１６の内壁面に保護皮膜としての３価の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）が形成される。特に３価の酸化鉄はボイラ水に溶け出しにくい性質となっている。
【００３０】
本実施例において、給水管１６を流れるボイラ水の水温は復水ポンプ１７から低圧ヒータ２１までが約３０°Ｃ〜４０°Ｃ、低圧ヒータ２１から脱気器２２までが約１２０°Ｃ、脱気器２２から高圧ヒータ２６までが約１８０°Ｃ、そして高圧ヒータ２６から節炭器５までが２９０°Ｃとなっている。また、給水管１６を流れるボイラ水の流量は８００〜２０００トン／分となっている。さらに、給水管１６内を流れるボイラ水の酸素濃度は、電動コントロールバルブ３３の開度制御により、１５０ｐｐｂに保持されるようになっている。
【００３１】
また、脱塩装置１９と昇圧ポンプ２０との間における給水管１６に供給される酸素ガスの圧力は、９．９Ｋｇ／Ｃｍ^２となっており、脱気器２２と給水ポンプ２５との間における給水管１６に供給される酸素ガスの圧力は、９．９Ｋｇ／Ｃｍ^２となっている。
【００３２】
次に、上記のように構成された汽力発電プラント１において、酸素製造装置２から供給される酸素にて給水管１６内に酸化鉄の保護皮膜を形成する方法について説明する。
【００３３】
酸素発生器２７にて製造された酸素ガスは、コンプレッサ３０の駆動により酸素供給管２８を介して給水管１６に供給される。そして、酸素ガスはボイラ水に溶解され、給水管１６内で酸素水となる。給水管１６に酸素ガスが供給される際、制御回路は、電動コントロールバルブ３３の開度を制御し、給水管１６内の酸素濃度を１５０ｐｐｂにする。
【００３４】
給水管１６の内壁面に酸素水が接触すると、給水管１６の内壁面には３価の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）からなる保護皮膜が形成される。この保護皮膜を形成する際、酸素水中に含まれる腐食性ガスの濃度は、極めて低いため、給水管１６の内壁面が腐食され難い。
【００３５】
従って、本実施例のボイラの給水経路の保護皮膜形成方法によれば、ＰＳＡ法により製造される酸素ガスに含まれる腐食性ガスの濃度は、酸素ボンベ等に含まれる濃度よりも極めて低い。そのため、保護皮膜の形成時において、腐食性ガスの濃度の低い酸素水を生成することができ、酸素水と給水管１６の内壁面とが接触しても、給水管１６の内壁面が腐食するのを低減できる。
【００３６】
また、バッファタンク２９内の圧力は酸素ボンベ等に比べて極めて低い圧力の下で酸素ガスを貯めておけるので、酸素ボンベ等のように防爆構造とする必要がない。そのため、防爆とするための構造物を不要にできて、防爆構造物を設けるためのスペースを確保する必要がない。
【００３７】
さらに、酸素発生器２７は、連続的に酸素ガスを製造することができる。そのため、酸素ボンベ等のように酸素ガスが無くなれば、新たな酸素ボンベと交換する必要もない。従って、酸素ガスの保守・管理等を省略できる。
【００３８】
なお、本発明は以下のように変更しても、前記実施例と同様の効果を奏する。上記実施例では、圧力差を生じせしめて、酸素ガスと被吸着気体とを分離するＰＳＡ法により、高純度の酸素ガスを製造したが。この方法以外にも、温度差を生じせしめて、酸素ガスと被吸着気体とを分離するＴＳＡ（ＴｈｅｒｍａｌＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ：温度スイング吸着）法により、高純度の酸素ガスを製造してもよい。すなわち、ＴＳＡ法によれば、低温下でゼオライトに被吸着気体の吸着を実行する。その後、温度上昇して温度差を生じせしめることにより、被吸着気体（腐食性ガス）とゼオライトとの吸着平衡のバランスを崩してゼオライトから被吸着気体を分離する。この方法によれば、あらゆる吸着分離操作に適応できる。また、ＴＳＡ法以外にも、深冷分離法、膜分離法により濃縮酸素を製造してもよい。
【００３９】
上記実施例では、制御回路が電動コントロールバルブ３３の開度量を制御して、給水管１６に対する酸素ガスの供給量を一定とした。この制御方法ばかりでなく、制御回路がコンプレッサ３０をＯＮ／ＯＦＦ制御して、酸素ガスの供給量を制御してもよい。
【００４０】
以上、この発明の各実施例について説明したが、各実施例から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と共に記載する。
（１）前記酸素ガスは腐食性ガス成分は４ｐｐｍ以下である請求項１に記載のボイラの給水経路の保護皮膜形成方法。この方法によれば、給水管の内壁面は腐食されにくくなる。
【００４２】
この明細書において、発明の構成に関わる手段及び部材は、以下のように定義されるものとする。
圧力スイング吸着（ＰＳＡ）法とは、特定の気体を多孔質の吸着剤に吸着させ、吸着されているガスを圧力差を利用して脱着させることにより、吸着剤に吸着された気体とそれ以外の気体とに分離する方法である。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１の発明によれば、腐食性ガス成分の低濃度なる濃縮酸素としたので、給水管の内壁面が腐食するのを低減できる。
【００４４】
また、バッファタンク内の圧力は酸素ボンベ等に比べて極めて低い圧力の下で酸素ガスを貯めておけるので、酸素ボンベ等のように防爆構造とする必要がない。そのため、防爆とするための構造物を不要にできて、防爆構造物を設けるためのスペースを確保する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】汽力発電プラント及び酸素製造装置の経路図である。
【符号の説明】
３…ボイラ、６…蒸気管、１３…復水器、１６…給水管[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for forming a protective film for preventing corrosion in a water supply path of a boiler.
[0002]
[Prior art]
For example, a boiler for heating steam water to produce steam is used in a steam power plant that rotates a steam turbine and generates power by a generator that is drivingly connected to the steam turbine. Generally, in steam power plants, boiler water condenses steam generated in the boiler and reuses it as condensate. However, since the impurities in the steam utilization process are easily dissolved in the condensed boiler water, the corrosion of water tubes made of carbon steel has been a problem. Therefore, a protective film forming method has been proposed to prevent corrosion of the water pipe. As a method for preventing the corrosion of the water pipe, for example, a method as disclosed in JP-A-2-157503 is known. That is, in the conventional method, a small amount of oxygen gas is supplied from an oxygen cylinder into the boiler water, and oxygen is dissolved in the condensate. Then, the condensed water in which oxygen is dissolved is brought into contact with the inner surface of the water pipe, and a protective film of iron oxide (particularly trivalent iron oxide [Fe ₂ O ₃ ]) is formed on the inner surface of the water pipe. Prevents water pipe corrosion.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In addition to oxygen gas, the oxygen cylinder contains corrosive gases such as carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxides and hydrocarbons. However, in the conventional method for forming a protective film on the water supply path of a boiler, the concentration of these corrosive gases is high. Therefore, when oxygen gas is injected into the condensate, those corrosive gases are injected together with the oxygen gas. As a result, the inner surface of the water tube is easily corroded by the corrosive gas before the protective film is formed on the inner surface of the water tube.
[0004]
Further, since the inside of the oxygen cylinder is at a high pressure, it is necessary to provide an explosion-proof structure around the oxygen cylinder. Therefore, an extra structure for explosion prevention is required, and a space for providing the structure must be secured.
[0005]
Furthermore, when the remaining amount of oxygen gas is exhausted, the oxygen cylinder that has lost the oxygen gas must be replaced with a new oxygen cylinder. As a result, there is a limit to using the same oxygen cylinder continuously.
[0006]
An object of the present invention is to provide a method for forming a protective film on a water supply path of a boiler that can reduce corrosion of an inner wall surface of a water supply pipe.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is provided between the boiler and the condenser, and includes a water supply pipe for returning the boiler water condensed in the condenser to the boiler, Oxygen gas produced by an oxygen generator is stored in a buffer tank with respect to boiler water flowing through a water supply pipe , and oxygen gas released from the buffer tank is concentrated to a low concentration of corrosive gas components by driving a compressor . The gist is to supply it as oxygen gas.
[0009]
[Action]
In the invention of claim 1 configured as described above, by supplying the concentrated oxygen gas to the boiler water, the oxygen gas is dissolved in the boiler water, and the boiler water becomes oxygen water. By contacting the oxygen water and the inner wall surface of the water supply pipe, a protective film for preventing corrosion of iron oxide is formed on the inner wall surface of the water supply pipe. At this time, the oxygen gas contains a corrosive gas component but has a low concentration, so that the inner wall surface of the supply pipe is hardly corroded before the protective coating is formed.
[0011]
【Example】
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a once-through boiler used in a steam power plant will be described with reference to the drawings.
[0012]
As shown in FIG. 1, the steam power plant 1 is provided with an oxygen production device 2. First, the steam power plant 1 will be described. A boiler 3 is provided in the steam power plant 1. The boiler 3 includes a furnace 4 and a economizer 5 connected to the furnace 4. The economizer 5 collects the combustion gas discharged from the furnace 4 and is used for the remaining heat of the feed water supplied to the furnace 4. A water pipe (not shown) through which boiler water passes is provided in the furnace 4, and steam is generated when the outside of the water pipe comes into contact with the combustion gas.
[0013]
A steam pipe 6 is connected to the steam outlet of the furnace 4, and a steam separator 7 and a superheater 8 are provided on the steam pipe 6 in order from the upstream side. The steam separator 7 separates the steam from the water droplets blown out from the steam outlet by the water drain. Further, the steam that has passed through the brackish water separator 7 by the superheater 8 is heated to a higher temperature.
[0014]
A drain pipe 9 is connected to the brackish water separator 7, and a downstream end of the drain pipe 9 is connected to the economizer 5. A drain tank 10 and a circulation pump 11 are connected to the drain pipe 9 in order from the upstream side. Then, the water droplets collected by the brackish water separator 7 are collected in the drain tank 10, and the water droplets collected by the circulation pump 11 are circulated and supplied into the economizer 5.
[0015]
A downstream end of the steam pipe 6 is connected to a steam turbine 12. A generator (not shown) is drivingly connected to the steam turbine 12, and the generator is driven by the rotational force of the steam turbine 12. A condenser 13 is connected to the steam turbine 12. A condenser (not shown) through which cooling water such as seawater passes is provided in the condenser 13. And the outer surface of a cooling pipe and the steam sent from the steam turbine 12 contact, and steam is condensed on the surface of a water pipe by conduction.
[0016]
The condenser 13 is connected to the economizer 5 through a water supply pipe 16 made of carbon steel. A condensate pump 17 is provided on the upstream side of the water supply pipe 16. Then, the boiler water condensed by the condenser 13 is pumped to the economizer 5 of the boiler 3 by the condensate pump 17. The water supply pipe 16 on the downstream side of the condenser 13 is provided with an electromagnetic filter 18. Then, metal oxides such as iron and copper contained in the condensed boiler water are filtered by the electromagnetic filter 18.
[0017]
A desalinator 19 is provided on the water supply pipe 16 on the downstream side of the electromagnetic filter 18. Usually, the demineralizer 19 performs deaeration to remove oxygen, carbon dioxide gas and the like dissolved in the boiler water in the desalter 19.
[0018]
A deaerator 22 as a deaerator is provided on the water supply pipe 16 on the downstream side of the demineralizer 19 through a booster pump 20 and a low-pressure heater 21. Then, the pressure of the boiler water flowing through the water supply pipe 16 is further increased by the booster pump 20, and the boiler water flowing into the deaerator 22 is heated by the low-pressure heater 21. Further, when the boiler water is boiled by the deaerator 22, oxygen and carbon dioxide gas that cause corrosion of the water supply pipe 16 and the like dissolved in the boiler water are removed. The deaerator 22 is connected to the condenser 13 via a vent pipe 23 and a condensate return pipe 24 for releasing the steam in the deaerator 22.
[0019]
A water supply pump 25 and a high pressure heater 26 are provided on the water supply pipe 16 on the downstream side of the deaerator 22. The boiler water deaerated by the feed water pump 25 is pumped to the boiler 3, and the boiler water flowing into the economizer 5 of the boiler 3 is heated by the high-pressure heater 26.
[0020]
The water supply pipe 16 on the downstream side of the desalinator 19 and the deaerator 22 is provided with a flow meter 14 and a dissolved oxygen meter 15 in order from the upstream side. The dissolved oxygen meter 15 is electrically connected to a control circuit (not shown). The dissolved oxygen meter 15 detects the concentration of oxygen contained in the boiler water flowing in the water supply pipe 16.
[0021]
Subsequently, the oxygen production apparatus 2 will be described.
The oxygen production apparatus 2 is provided with an oxygen generator 27. The oxygen generator 27 in this embodiment is for producing oxygen by a PSA (Pressure Swing Adsorption) method that has already been known.
[0022]
The PSA method is a high purity solution in which air is brought into contact with zeolite as an adsorbent under high pressure, and nitrogen gas, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxides and hydrocarbons contained in the air are adsorbed by the zeolite. This is a method for producing oxygen (80.0% to 99.5%). In other words, in zeolite, cations in the crystal structure exert an electrostatic attractive action on adsorbed gas molecules such as nitrogen gas, so even if the molecular diameter is slightly smaller than oxygen, the adsorbed gas with a large polarity is applied to the electrostatic field of the zeolite. Adsorbed. Thereby, oxygen and adsorbed gas are separated. Thereafter, the pressure is reduced to create a pressure difference, the adsorbed gas adsorbed on the zeolite is removed, and the zeolite is regenerated so that it can be adsorbed many times. Therefore, the zeolite can be used semipermanently by repeating the above steps. The zeolite is an adsorbent in which a large number of uniform fine pores of several angstroms (10 ⁻⁸ cm) close to the gas molecular diameter are formed.
[0023]
Here, the oxygen gas produced by the oxygen cylinder and the components of the oxygen gas produced by the PSA method are shown in Table 1 below.
[0024]
[Table 1]

[0025]
According to Table 1 above, the oxygen gas in the oxygen cylinder and the oxygen gas produced by the PSA method both contain some corrosive gas. However, according to the PSA method, the concentrations of carbon monoxide, carbon dioxide, and nitrogen oxide are one-tenth that of the oxygen cylinder. Further, the concentration of hydrocarbons by the PSA method is 1/30 compared with the case of oxygen cylinders.
[0026]
An upstream end of an oxygen supply pipe 28 branched in two directions is connected to the oxygen generator 27. A first downstream end of the oxygen supply pipe 28 is connected to the water supply pipe 16 between the demineralizer 19 and the booster pump 20, and a second downstream end is connected to the deaerator 22 and the water supply pump 25. It is connected to the water supply pipe 16 in between. Although not shown, a compressor is provided in the oxygen generator 27.
[0027]
On the oxygen supply pipe 28, a buffer tank 29, a compressor 30, and an electric cutoff valve 31 are provided in that order from the upstream side to the branch point. Although not shown, the buffer tank 29 is provided with a pressure switch. The oxygen generator 27 is turned ON / OFF so that the pressure in the buffer tank 29 is maintained at 1.0 Kgf / cm ² by ON / OFF of the pressure switch. The oxygen gas released from the buffer tank 29 is pumped by the compressor 30 and the pressure is 9.9 kgf / cm ² .
[0028]
On each branch line of the oxygen supply pipe 28, a flow meter 32, an electric control valve 33, a check valve 34, and an electric cutoff valve 35 are provided in order from the upstream side. The electric control valve 33 and the electric cutoff valve 35 are electrically connected to a control circuit (not shown). Based on the concentration detection signal from the dissolved oxygen meter 15, the control circuit controls the opening degree of the electric control valve 33 to control the flow rate of oxygen gas.
[0029]
Then, oxygen gas is dissolved in the boiler water to become oxygen water, and the oxygen water comes into contact with the inner wall surface of the water supply pipe 16, whereby trivalent oxidation as a protective film on the inner wall surface of the water supply pipe 16. Iron (Fe ₂ O ₃ ) is formed. In particular, trivalent iron oxide is difficult to dissolve in boiler water.
[0030]
In this embodiment, the temperature of the boiler water flowing through the water supply pipe 16 is about 30 ° C. to 40 ° C. from the condensate pump 17 to the low pressure heater 21, and about 120 ° C. from the low pressure heater 21 to the deaerator 22. From the gas vessel 22 to the high pressure heater 26 is about 180 ° C, and from the high pressure heater 26 to the economizer 5 is 290 ° C. Moreover, the flow rate of the boiler water flowing through the water supply pipe 16 is 800 to 2000 tons / min. Further, the oxygen concentration of the boiler water flowing in the water supply pipe 16 is maintained at 150 ppb by the opening degree control of the electric control valve 33.
[0031]
Further, the pressure of the oxygen gas supplied to the water supply pipe 16 between the demineralizer 19 and the booster pump 20 is 9.9 Kg / Cm ^2, and is between the deaerator 22 and the water supply pump 25. The pressure of the oxygen gas supplied to the water supply pipe 16 is 9.9 Kg / Cm ² .
[0032]
Next, a method for forming a protective coating of iron oxide in the water supply pipe 16 with oxygen supplied from the oxygen production apparatus 2 in the steam power plant 1 configured as described above will be described.
[0033]
The oxygen gas produced by the oxygen generator 27 is supplied to the water supply pipe 16 via the oxygen supply pipe 28 by driving the compressor 30. The oxygen gas is dissolved in the boiler water and becomes oxygen water in the water supply pipe 16. When oxygen gas is supplied to the water supply pipe 16, the control circuit controls the opening degree of the electric control valve 33 so that the oxygen concentration in the water supply pipe 16 is 150 ppb.
[0034]
When oxygen water comes into contact with the inner wall surface of the water supply pipe 16, a protective film made of trivalent iron oxide (Fe ₂ O ₃ ) is formed on the inner wall surface of the water supply pipe 16. When forming this protective film, the concentration of the corrosive gas contained in the oxygen water is extremely low, so that the inner wall surface of the water supply pipe 16 is hardly corroded.
[0035]
Therefore, according to the method for forming a protective film on the water supply path of the boiler of this embodiment, the concentration of the corrosive gas contained in the oxygen gas produced by the PSA method is extremely lower than the concentration contained in the oxygen cylinder or the like. Therefore, when forming the protective film, oxygen water having a low concentration of corrosive gas can be generated, and the inner wall surface of the water supply pipe 16 is corroded even if the oxygen water contacts the inner wall surface of the water supply pipe 16. Can be reduced.
[0036]
Further, since the oxygen gas can be stored under a pressure in the buffer tank 29 that is extremely lower than that of an oxygen cylinder or the like, it is not necessary to provide an explosion-proof structure unlike an oxygen cylinder or the like. Therefore, it is not necessary to use a structure for explosion-proofing, and it is not necessary to secure a space for providing the explosion-proof structure.
[0037]
Furthermore, the oxygen generator 27 can continuously produce oxygen gas. Therefore, when oxygen gas is exhausted as in an oxygen cylinder or the like, there is no need to replace it with a new oxygen cylinder. Therefore, maintenance and management of oxygen gas can be omitted.
[0038]
Even if the present invention is modified as follows, the same effects as in the above-described embodiment can be obtained. In the above embodiment, the high-purity oxygen gas is produced by the PSA method that generates a pressure difference and separates the oxygen gas and the adsorbed gas. In addition to this method, a high-purity oxygen gas may be produced by a TSA (Thermal Swing Adsorption) method that generates a temperature difference and separates the oxygen gas and the gas to be adsorbed. That is, according to the TSA method, adsorption of a gas to be adsorbed on zeolite is performed at a low temperature. Thereafter, the temperature rises to cause a temperature difference, so that the balance of adsorption between the adsorbed gas (corrosive gas) and the zeolite is lost, and the adsorbed gas is separated from the zeolite. This method can be applied to any adsorption separation operation. In addition to the TSA method, concentrated oxygen may be produced by a cryogenic separation method or a membrane separation method.
[0039]
In the above embodiment, the control circuit controls the opening amount of the electric control valve 33 so that the supply amount of oxygen gas to the water supply pipe 16 is constant. In addition to this control method, the control circuit may control the supply amount of oxygen gas by ON / OFF control of the compressor 30.
[0040]
Although the embodiments of the present invention have been described above, technical ideas other than the claims that can be grasped from the embodiments will be described below together with their effects.
(1) The method according to claim 1, wherein the oxygen gas has a corrosive gas component of 4 ppm or less. According to this method, the inner wall surface of the water supply pipe is hardly corroded.
[0042]
In this specification, means and members relating to the configuration of the invention are defined as follows.
The pressure swing adsorption (PSA) method is a method in which a specific gas is adsorbed on a porous adsorbent, and the adsorbed gas is desorbed using a pressure difference, so that the gas adsorbed on the adsorbent and the others It is a method of separating the gas.
[0043]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, since the concentrated oxygen has a low concentration of the corrosive gas component, the corrosion of the inner wall surface of the water supply pipe can be reduced.
[0044]
Further, since the oxygen gas can be stored under a pressure in the buffer tank that is extremely lower than that of an oxygen cylinder or the like, it is not necessary to have an explosion-proof structure unlike an oxygen cylinder or the like. Therefore, it is not necessary to use a structure for explosion-proofing, and it is not necessary to secure a space for providing the explosion-proof structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a route diagram of a steam power plant and an oxygen production apparatus.
[Explanation of symbols]
3 ... Boiler, 6 ... Steam pipe, 13 ... Condenser, 16 ... Water supply pipe

Claims

It is provided between the boiler and the condenser, and is equipped with a water supply pipe for returning the boiler water condensed in the condenser to the boiler. The boiler water flowing through the water supply pipe is manufactured with an oxygen generator. is an oxygen gas accumulated in the buffer tank, the protective film forming process of the water supply path of a boiler for supplying oxygen gas discharged from the buffer tank as a low concentration of enriched oxygen gas corrosive gas component by the driving of the compressor.