JP3655008B2 - ボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば汽力発電プラントにおいて、復水器からボイラへボイラ水を供給する給水管の内面に酸化鉄の腐食防止皮膜を形成するボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図３に示すように、ボイラ給水管５１の腐食防止皮膜形成装置としては、ボイラ給水管５１にバイパス管５２が分岐連通されている。このバイパス管５２の途中にはポンプ５３が接続されている。また、同ポンプ５３の下流側におけるバイパス管５２の部位にはエジェクタ５４が接続され、同エジェクタ５４には酸素吸込管５５を介して酸素製造装置５６が接続されている。これらバイパス管５２、ポンプ５３、エジェクタ５４、酸素吸込管５５、酸素製造装置５６等により腐食防止皮膜形成装置が構成されている。
【０００３】
ボイラ給水管５１を流動するボイラ水はポンプ５３によりバイパス管５２に吸い込まれる。その吸い込まれたボイラ水はポンプ５３から吐出され、エジェクタ５４に圧送される。このとき、エジェクタ５４をボイラ水が勢いよく流動することにより、エジェクタ５４内（実際にはエジェクタ５４と酸素吸込管５５との接続部位付近）に負圧が発生する。この負圧によりエジェクタ５４内には酸素製造装置５６から酸素吸込管５５を介して酸素が吸い込まれ、同酸素はボイラ水に溶解される。酸素を溶存するボイラ水はバイパス管５２からボイラ給水管５１内に還元される。酸素を溶存するボイラ水がボイラ給水管５１を流動することにより、ボイラ給水管５１内に酸化鉄の腐食防止皮膜が形成される。
【０００４】
前記酸素吸込管５５の途中にはバルブ５７が接続され、同バルブ５７の開度量に対応してエジェクタ５４内に吸い込まれる酸素量が変化する。前記バルブ５７よりも上流側における酸素吸込管５５の部位には流量計５８が接続されている。前記バルブ５７の開度は流量計５８の検出値に基づいてコントローラ５９により最適となるように制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記腐食防止皮膜形成装置においては、次のような問題があった。
【０００６】
（１）エジェクタ５４に何らかの原因で異常が発生し、エジェクタ５４と酸素吸込管５５との接続部位付近に正常に負圧が発生しない場合がある。この場合、正常に酸素が吸い込まれないことから、流量計５８により測定される流量は所定量よりも少なくなる。そのため、コントローラ５９はバルブ５７の開度量を大としてエジェクタ５４により吸い込まれる酸素量を増加させようとする。しかし、エジェクタ５４に負圧が発生していない場合には、エジェクタ５４を流動するボイラ水が酸素吸込管５５側を逆流し、極度の逆流に対しては逆止弁の機能を損なわしめ、ひいては流量計５８及び酸素濃度を検出するセンサ等が破損するおそれがあった。
【０００７】
（２）エジェクタ５４が正常であるにもかかわらず、バイパス管５２において配管漏れ等が発生し、圧力が低下しても、コントローラ５９はそのことを判別できない。そのため、バルブ５７を通常通り開放し、運転を継続する。この場合、ボイラ給水管５１には所定濃度の酸素を含有するボイラ水が正常に供給されない。この場合、正常にボイラ給水管５１内には腐食防止皮膜が形成されない。
【０００８】
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであって、その目的は、エジェクタの負圧発生状態を確認可能なボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、ポンプによりボイラ水を加圧し、その加圧されたボイラ水をエジェクタへ圧送して同エジェクタ内に負圧を発生させ、その負圧により外部からエジェクタ内に酸素を吸い込んで、ボイラ水に酸素を溶解させた後、そのボイラ水をボイラ給水管に供給してボイラ給水管内面に酸化鉄の腐食防止皮膜を形成するボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置において、前記エジェクタを通過する前のボイラ水の圧力と、エジェクタを通過した後のボイラ水の圧力との圧力差を検出する差圧検出手段を備えたことをその要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、前記差圧検出手段により検出された圧力差が所定値未満の際に、前記エジェクタに接続されて吸い込まれる酸素の流量を調整する弁体を全閉にする弁体駆動手段を備えたことをその要旨とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、前記ポンプは並列に複数配列されているとともに、それぞれ開閉弁を介してエジェクタの流入側に接続されていることをその要旨とする。
【００１２】
従って、請求項１に記載の発明においては、差圧検出手段により検出される圧力差に基づき、エジェクタ内に発生する負圧状態が確認される。
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明の作用に加え、差圧検出手段により検出された圧力差が所定値未満の場合には、弁体駆動手段により弁体は全閉される。これにより、弁体の上流側と下流側との間の連通が断たれる。
【００１３】
請求項３に記載の発明においては、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加え、装置の駆動時には一つのポンプのみを駆動するとともに、同ポンプに対応する側の開閉弁を開放する。また、他のポンプは停止させておくとともに、開閉弁は閉鎖させておく。
【００１４】
この状態で、差圧検出手段により検出された差圧に基づき、エジェクタ内に発生する負圧が正常に発生していないと判定された際には、駆動するポンプを他のポンプに切り換えるとともに、開閉弁も駆動するポンプ に対応するもののみ開放する。これでエジェクタ内に正常に負圧が発生した場合には、先に駆動していたポンプ又は開閉弁に異常があったと判定される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ボイラ１１には炭素鋼からなるボイラ給水管１２が接続され、ボイラ１１にはボイラ給水管１２を介してポンプ１３によりボイラ水が圧送される。前記ボイラ給水管１２にはバイパス管１４が接続され、同バイパス管１４の途中には第１のバイパス管用ポンプ１５ａ及び第２のバイパス管用ポンプ１５ｂの２つのポンプ１５ａ，１５ｂが並列に接続されている。また、両バイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂの下流側には第１の開閉弁１６ａ及び第２の開閉弁１６ｂがそれぞれ接続されている。本実施の形態では、装置の駆動時には、いずれか一方のバイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂが駆動されるとともに、その駆動されたバイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂの開閉弁１６ａ，１６ｂのみが開放されるようになっている。
【００１６】
前記バイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂの駆動に伴い、ボイラ給水管１２からバイパス管１４内にボイラ水が吸い込まれる。バイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂよりも下流側におけるバイパス管１４の部位にはエジェクタ１７が接続されている。このエジェクタ１７には酸素吸込管１８を介して酸素製造装置２４が接続されている。バイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂの駆動に伴い、ボイラ水がエジェクタ１７に勢いよく圧送され、同エジェクタ１７内に負圧が発生し、酸素製造装置２４からの酸素が酸素吸込管１８を介してエジェクタ１７内に吸い込まれるようになっている。
【００１７】
前記酸素吸込管１８の途中にはエジェクタ１７に吸い込まれる酸素の流量を検出する流量センサ１９及び同流量センサ１９の下流側にエジェクタ１７に吸い込まれる酸素の流量を調整するコントロールバルブ２０が接続されている。また、前記エジェクタ１７の流入側と吐出側との間は、エジェクタ用バイパス管２１によりバイパスされている。同バイパス管２１には差圧検出手段としての差圧センサ２２が接続されている。同差圧センサ２２はエジェクタ１７を通過する前のボイラ水の圧力と、エジェクタ１７を通過した後のボイラ水の圧力との圧力差を測定するものである。
【００１８】
前記両バイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂ、両開閉弁１６ａ，１６ｂ、流量センサ１９、コントロールバルブ２０及び差圧センサ２２は弁体駆動手段としてのコントローラ２３に接続されている。コントローラ２３は前記流量センサ１９、差圧センサ２２からの検出に基づき、バイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂ、開閉弁１６ａ，１６ｂ、コントロールバルブ２０を駆動制御するようになっている。
【００１９】
次に本実施形態におけるコントローラ２３の制御内容を図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、コントローラ２３は装置が駆動されると、ステップ１０１において、いずれか一方の開閉弁１６ａ，１６ｂ（例えば、第１の開閉弁１６ａ）を開放する。本実施の形態では、最初に第１の開閉弁１６ａ側のバイパス管が稼働するものとして説明する。このステップ１０１で第１の開閉弁１６ａを開閉し、ステップ１０２においてその開放した開閉弁１６ａと対応する第１のバイパス管用ポンプ１５ａを駆動する。次のステップ１０３においては、差圧センサ２２からの検出信号を入力する。
【００２０】
次のステップ１０４においては、前記ステップ１０３にて入力した差圧センサ２２からの検出信号に基づき、エジェクタ１７の入力側の圧力と、吐出側の圧力との圧力差が所定値（例えば、５ｋｇ／ｃｍ²)未満か否かを判別する。ここで、圧力差が所定値未満の場合にはステップ１０８に移行する。一方、圧力差が所定値未満でない場合には、ステップ１０５に移行する。ステップ１０５においては、流量センサ１９により検出された検出信号を入力し、この検出信号に基づきステップ１０６にて実酸素流量（実際の酸素流量）と目標酸素流量（ボイラ水に対する最適な酸素の含有量とするための酸素流量）との流量差を算出する。次のステップ１０７においては、ステップ１０６にて算出した流量差に基づき、コントロールバルブ２０の開度量を決定し、その開度量となるようにコントロールバルブ２０を駆動制御する。その後、ステップ１０３に戻り、以降の処理を繰り返す。
【００２１】
一方、ステップ１０８においては、コントロールバルブ２０を全閉して次のステップ１０９へ移行する。ステップ１０９においては、現在開放していない第２の開閉弁１６ｂを開放するとともに、ステップ１１０において第２のバイパス管用ポンプ１５ｂを駆動させる。そして、ステップ１１１にて再度差圧センサ２２の検出信号を入力する。次のステップ１１２においては、前記ステップ１１１にて検出した信号に基づき、前記ステップ１０４と同様にエジェクタ１７の入力側と吐出側との圧力差が所定値未満か否かを判別する。ここで、圧力差が所定値未満の場合には、コントローラ２３はステップ１１３にて第１及び第２のバイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂを停止させ、ステップ１１４にて第１及び第２の開閉弁１６ａ，１６ｂを閉鎖する。さらに、コントローラ２３はステップ１１５にて図示しない警報機を作動させてエジェクタ１７に異常が発生したことを外部に報知する。
【００２２】
一方、ステップ１１２において圧力差が所定値未満でなかった場合、コントローラ２３はステップ１１６にて第１のバイパス管用ポンプ１５ａを停止させる。そして、ステップ１１７にて第１の開閉弁１６ａを閉鎖する。次のステップ１１８にて第１のバイパス管用ポンプ１５ａの異常を外部に報知する。その後、前記ステップ１０３に戻り、以降の処理を繰り返す。この場合、第１バイパス管路側と第２バイパス管路側とが入れ替わった状態にて処理が行われ、順次正常なバイパス管路側が稼働を継続するようになっている。
【００２３】
次に本実施の形態における作用について説明する。
装置が駆動されると同時に第１の開閉弁１６ａが開放されるとともに、第１のバイパス管用ポンプ１５ａが駆動される。これにより、ボイラ給水管１２を流動するボイラ水はバイパス管１４から第１のバイパス管用ポンプ１５ａの経路を経てエジェクタ１７側に圧送される。そして、コントロールバルブ２０が所定量開度されることにより、エジェクタ１７内に酸素製造装置２４にて製造された酸素が吸い込まれる。エジェクタ１７内ではボイラ水に酸素が溶解され、その溶解した酸素を含有するボイラ水は再度ボイラ給水管１２に還元される。酸素を含有するボイラ水がボイラ給水管１２に還元されることにより、ボイラ給水管１２の内面に腐食防止皮膜が形成される。
【００２４】
前記エジェクタ１７に流入する前のボイラ水の圧力と、エジェクタ１７から吐出されたボイラ水の圧力との圧力差が所定値未満の場合には、エジェクタ１７内には正常に負圧が発生していないことから、コントロールバルブ２０が全閉され、駆動している第１のバイパス管用ポンプ１５ａの駆動停止及び第１の開閉弁１６ａが閉鎖される。そして、駆動されるポンプが第２のバイパス管用ポンプ１５ｂに切り替わるとともに、第２の開閉弁１６ｂが開放される。従って、ボイラ水の流動する経路も第２のバイパス管用ポンプ１５ｂ側の経路に切り替わる。ここで、エジェクタ１７に流動する前のボイラ水の圧力と、エジェクタ１７から吐出されたボイラ水の圧力との圧力差が所定圧以上の場合には、エジェクタ１７内には正常に負圧が発生していることになる。従って、この場合にはバイパス管用ポンプを切換駆動させたことで、エジェクタ１７内に発生する負圧が正常に復帰したことから、第１のバイパス管用ポンプ１５ａ又は第１のバイパス管用ポンプ１５ａ側の経路に異常があると判定され、故障管路の修理を促すとともに、被膜形成処理を中断することなく継続稼働できる。
【００２５】
また、バイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂを切換駆動させてみてもエジェクタ１７の流入側と吐出側との圧力差が所定値以上とならない場合には、エジェクタ１７に異常があると判定される。
【００２６】
本実施の形態では、上記のように腐食防止皮膜装置を構成したことにより次のような効果を得ることができる。
（１）エジェクタ１７の流入側と吐出側とをエジェクタ用バイパス管２１により連結したりするとともに、同管２１にエジェクタ１７の流入側と吐出側との圧力差を測定する差圧センサ２２を設けた。この差圧センサ２２により検出される圧力差に基づき、エジェクタ１７内に正常に負圧が発生しているか否かを確実に判別できる。
【００２７】
（２）エジェクタ１７内に正常に負圧が発生していない場合には酸素の流量を調整するコントロールバルブ２０を全閉するようにした。これにより、エジェクタ１７を流動するボイラ水がエジェクタ１７から酸素吸込管１８を逆流するのを防止でき、流量センサ１９や酸素製造装置２４の破損を防止することができる。
【００２８】
（３）バイパス管１４にボイラ水を吸い込むためのポンプ１５ａ，１５ｂを並列に２機設けた。そして、装置駆動時にはいずれか一方のポンプを駆動させ、エジェクタ１７内に正常に負圧が発生しなかった場合には、他のポンプ１５ａ，１５ｂを駆動させることにより、エジェクタ１７に負圧を正常に発生させることができる。また、両ポンプ１５ａ，１５ｂを駆動させてもエジェクタ１７内に負圧が正常に発生しない場合には、エジェクタ１７に異常があると判定できる。このように、本実施の形態では、エジェクタ１７内に負圧が正常に発生しない場合には、ポンプ１５ａ，１５ｂ側に異常があるのかエジェクタ１７側に異常があるのかを判別することができる。
【００２９】
なお、本発明は次のように実施してもよい。
（１）上記実施の形態では、コントローラ２３によりコントロールバルブ２０の開閉を行うようにしたが、コントローラ２３の指示にて作業者が開閉弁を手動で開閉動作させる方式としてもよい。
【００３０】
（２）上記実施形態における各バイパス管路の開閉弁１６ａ，１６ｂを逆止弁にて実施してもよい。
（３）上記実施形態では、バイパス管１４にバイパス管用ポンプ１５ａ，１５ｂを２機設けたが、３機以上設けて具体化したり、１機だけ設けて具体化してもよい。
【００３１】
（４）上記実施形態では、エジェクタ１７の流入側と吐出側とをエジェクタ用バイパス管２１により連通し、同バイパス管２１に両側の圧力差を検出する差圧センサ２２を設けて具体化した。これに対し、エジェクタ１７の流入側及び吐出側に圧力センサをそれぞれ設け、両圧力センサにより検出される２つの圧力に基づき、圧力差を検出する構成としてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、エジェクタ内に発生する負圧状態を確認できることから、エジェクタに負圧が正常に発生していない状態で装置が駆動されるのを防止できる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、エジェクタの流入側と吐出側との圧力差が所定値未満の場合、すなわち、エジェクタ内に負圧が正常に発生していない場合には弁体が全閉され、エジェクタと弁体の上流側との間の連通が断たれるので、エジェクタから弁体側にボイラ水が逆流するのを防止することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、ポンプの異常が原因でエジェクタ内に正常に負圧が発生しない場合でも、他の正常なポンプを駆動させることにより、エジェクタには正常の負圧を発生させることができる。また、全ポンプを駆動させてエジェクタ内に正常の負圧が発生しない場合には、エジェクタに異常があると判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態における腐食防止皮膜形成装置の概略的な回路図。
【図２】コントローラの処理内容を説明するフローチャート。
【図３】従来技術における腐食防止皮膜形成装置の概略的な回路図。
【符号の説明】
１２…ボイラ給水管、１５ａ…ポンプとしての第１のバイパス管用ポンプ、１５ｂ…ポンプとしての第２のバイパス管用ポンプ、１７…エジェクタ、２０…弁体としてのコントロールバルブ、２２…差圧検出手段としての差圧センサ、２３…弁体駆動手段としてのコントローラ。

Claims (3)

1. ポンプによりボイラ水を加圧し、その加圧されたボイラ水をエジェクタへ圧送して同エジェクタ内に負圧を発生させ、その負圧により外部からエジェクタ内に酸素を吸い込んで、ボイラ水に酸素を溶解させた後、そのボイラ水をボイラ給水管に供給してボイラ給水管内面に酸化鉄の腐食防止皮膜を形成するボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置において、
   前記エジェクタを通過する前のボイラ水の圧力と、エジェクタを通過した後のボイラ水の圧力との圧力差を検出する差圧検出手段を備えたことを特徴とするボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置。
2. 前記差圧検出手段により検出された圧力差が所定値未満の際に、前記エジェクタに接続されて吸い込まれる酸素の流量を調整する弁体を全閉にする弁体駆動手段を備えた請求項１に記載のボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置。
3. 前記ポンプは並列に複数配列されているとともに、それぞれ開閉弁を介してエジェクタの流入側に接続されている請求項１又は請求項２に記載のボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置。

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