JP4605913B2 - 電気防汚装置及び電気防汚方法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、電気防汚装置及び該電気防汚装置を用いた電気防汚方法に関し、詳しくは、熱交換器又は復水器の海水と接する部材の防汚、さらには防食を簡便に行うことを可能とした電気防汚装置及び該電気防汚装置を用いた電気防汚方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、冷却水として海水を用いる熱交換器や復水器の海水と直接接触する各種部材は、腐食を生じやすいため、それを防止するために銅合金等が用いられている。
【0003】
そして、このような銅合金等からなる各種部材の腐食をさらに防止するために、冷却水取水配管内の海水中に鉄イオンを供給し、各種部材の表面に鉄系保護皮膜を形成させ、さらなる防食を図っていた。
【0004】
このように、冷却水取水配管内の海水中に鉄イオンを供給する装置として、特公昭58−52159号公報が提案されている。同公報に記載の装置は、コンパクトであり、取り付けも簡便なことから、冷却水取水配管内の海水中に鉄イオンを供給する装置として適したものである。
【0005】
一方、このように海水と直接接触する各種部材には、防食と共に防汚も問題となる。すなわち、これら各種部材には、フジツボ、イガイ、ヒドロ虫、藻類等の海生生物が着生、繁殖し、これら海生生物によって冷却管等では閉塞したり、海生生物の着生、繁殖部位の耐食性が低下する等の問題が生じる。
【0006】
従来、このような各種部材への海生生物の着生、繁殖を防止する方法、すなわち防汚方法としては、次の(1)〜(5)が提案されている。
【0007】
(1)海水取水設備において、取水口で海水を電解して塩素を発生させて防汚する。
(2)定期的に、熱交換器を開放して洗浄する。
(3)熱交換器の水室に防汚塗料を塗布する。
(4)ボール洗浄装置により冷却管にボールを通過させることにより、冷却管内面に付着する汚れを落とす。
(5)定検毎に冷却管のブラシ洗浄を行う。
【0008】
しかしながら、(1)取水口で海水を電気分解して塩素を発生させて防汚する方法は、取水路から熱交換器が設置される場所までは長い配管距離があるため、末端となる熱交換器まで防汚するには、塩素の経時的な減衰を考慮すると取水口では濃度の高い塩素を供給する必要がある。また、発生した塩素が還元されてしまい末端まで十分な防汚効果が期待しがたい恐れもある。さらに、海水を高い濃度で塩素処理することは、環境に大きな負荷をかけることになり環境面からも問題となっている。
【0009】
(2)熱交換器を開放して洗浄する方法は、装置を停止させて人力で清掃することは、年に2〜3回の清掃を必要とするために多くの人手を要すると共に、特に、夏場に海生生物の付着が多いが、電力需要の多い夏場にはプラントを停止させることができない。
【0010】
(3)熱交換器の水室に防汚塗料を塗布する方法は、長期的な効果の持続が得られないため、定検毎の塗り直しが必要とされており、コスト面及び防汚効果において、問題が残っている。
【0011】
(4)ボール洗浄装置により冷却管にボールを通過させることにより、冷却管内面に付着する汚れを落とす方法は、管板に付着したフジツボが冷却管の出口を塞いでしまいボールの通過の阻害となると共に、ボールが冷却管の中で詰まってしまう問題が生じている。
【0012】
(5)定検毎に冷却管のブラシ洗浄を行う方法は、保護皮膜となる鉄皮膜を損傷させてしまい、定検毎の通水時に鉄イオン供給による保護皮膜の形成が新たに必要とされる。
【0013】
上記したような、防食と防汚を併せて行う電気防食装置が特開平11−36088号公報に提案されている。しかし、同公報には、電気防食装置のより具体的な構成や各部材の位置関係、例えば鉄電極や不溶性電極をどのような位置にどのように配置するか等については何ら示されていない。
【0014】
従って、本発明の目的は、熱交換器や復水器の海水と直接接触する各種部材の防汚又はこれに加えて防食を簡便に行うことができ、しかも構造が簡易で、かつコンパクトな電気防汚装置及び電気防汚方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明者(ら)は、検討の結果、冷却水取水配管の水室近傍に、構造が簡易で、かつコンパクトな電気防汚装置を設けることによつて、上記目的が達成し得ることを知見した。
【0016】
すなわち、本発明は、冷却水取水配管の水室近傍に筒状開口部を設け、該開口部は閉止板により密閉され、該閉止板裏面には支持板が取り付けられ、上記取水配管内には水流と平行になるように不溶性陽極板と陰極板とが絶縁材を介して並列して設けられ、かつ上記支持板に固定され、該不溶性陽極板及び該陰極板は電導金具により外部直流電源装置に電気的に接続されていることを特徴とする電気防汚装置(以下、第1の電気防汚装置ともいう)を提供するものである。
【0017】
また、本発明は、冷却水取水配管の水室近傍に筒状開口部を設け、該開口部は閉止板で密閉され、該閉止板裏面には支持板が取り付けられ、上記取水配管内には水流と平行になるように極性変換が可能な複数の鉄電極板が絶縁材を介して並列して設けられ、かつ上記支持板に固定され、上記取水配管内周面には絶縁材を介して不溶性電極板が設けられ、該複数の鉄電極板及び該不溶性電極板は電導金具により外部直流電源装置に電気的に接続されていることを特徴とする電気防汚装置(以下、第2の電気防汚装置ともいう)を提供するものである。
【0018】
さらに、本発明は、冷却水取水配管の水室近傍に筒状開口部を設け、該開口部は閉止板で密閉され、該閉止板裏面には支持板が取り付けられ、上記取水配管内には水流と平行になるように極性変換が可能な複数の鉄電極板と不溶性電極板とが絶縁材を介して並列して設けられ、かつ上記支持板に固定され、該複数の鉄電極板及び該不溶性電極板は電導金具により外部直流電源装置に電気的に接続されていることを特徴とする電気防汚装置(以下、第3の電気防汚装置ともいう)を提供するものである。
【0019】
本発明は、上記第1〜3のいずれかの電気防汚装置を用い、熱交換器又は復水器に設置した残留塩素センサーを用いて自動的に冷却水の電解塩素イオン濃度を0.2ppm以下に保持して海水電解を行うことを特徴とする電気防汚方法を提供するものである。
【0020】
また、本発明は、上記第2又は3の電気防汚装置を用い、冷却水取水配管の設置後又は洗浄後、1ヶ月以上冷却水の電解鉄イオン濃度を0.015〜0.08ppmに維持して熱交換器又は復水器の部材に鉄系保護皮膜を形成後、電解塩素イオン濃度を0.2ppm以下となるように保持して海水電解を行うことを特徴とする電気防汚方法を提供するものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態である電気防汚装置(第1の電気防汚装置)の横断面図であり、図2及び図3は、各々その縦断面図及び平面図である。
【0022】
図1〜3において、1は冷却水取水配管、2は筒状開口部、3は閉止板、4は結線用ボックス、5は締付金具、6は不溶性電極板、7は陰極板、8は絶縁材、9は支持板、10は支持ボルト、11は電導金具をそれぞれ示す。
【0023】
図1〜3に示されるように、熱交換器や復水器等の冷却水取水配管1の水室近傍に、筒状開口部2が上向きに設けられており、この筒状開口部2は、閉止板3により密閉され、締付金具5によって固定されている。また、閉止板3上には結線用ボックス4が設けられている。
【0024】
一方、閉止板3の裏面、すなわち冷却水取水配管1内には、支持板9が取り付けられている。また、冷却水取水配管1内には、水流と平行になるように不溶性電極板6と陰極板7とが並列して設けられている。これら不溶性電極板6及び陰極板7とは、絶縁材8により絶縁され、上記支持板9に支持ボルト10によって固定されている。さらに、不溶性電極板6及び陰極板7には電導金具11が設置されており、締め付け金具により水密構造とされている。この電導金具11はケーブル結線用ボックス4内にて直流電源装置からのプラス、マイナスに接続されたケーブルに接続されている。これら不溶性電極板6及び陰極板7は、冷却水取水配管1から閉止板3を取り外すことによって、交換が容易に行うことができる。
【0025】
ここに用いられる不溶性電極板6としては、白金系、マンガン系、イリジウム系チタン電極板等が挙げられる。また、陰極板7としては、水素脆性を生じない鉄鋼材等からなるものが挙げられる。
【0026】
本実施形態においては、不溶性電極板6を陽極とし、これから発生する直流電流によって海水電解を行い、次亜塩素酸塩を生成せしめ、この次亜塩素酸塩によって、熱交換器や復水器の冷却水(海水)と直接接触する各種部材への海生生物の付着、繁殖の防止、すなわち防汚を行うものである。
【0027】
図4は、本発明の第2実施形態である第2の電気防汚装置の横断面図である。図4において、図1〜3と同一の符号は同様の部材を示し、12は鉄電極板である。
【0028】
図4においては、第1の電気防汚装置の不溶性電極板6及び陰極板7に代えて、極性変換が可能な複数の鉄電極板12が設けられている。また、冷却水取水配管1の内周面には、絶縁材8を介して不溶性電極板6が設けられている。この不溶性電極6も外部直流電源装置と電気的に接続されいる(図示せず)。
【0029】
本実施形態においては、上記第1の電気防汚装置と同様に、不溶性電極板6を陽極、鉄電極板12を陰極とし、海水電解を行い、次亜塩素酸塩を生成せしめ、この次亜塩素酸塩によって、熱交換器や復水器の海水と直接接触する各種部材への海生生物の付着、繁殖の防止、すなわち防汚を行うものである。
【0030】
また、複数の鉄電極板12の一方を陽極、他方を陰極とし、冷却水(海水)中に鉄イオンを供給し、熱交換器や復水器の海水と直接接触する各種部材の表面に鉄系の保護皮膜を形成し、これら各種部材の防食を行うものである。これら鉄電極板12は、極性変換を行うことにより、鉄電極板の消耗が均等になされる。
【0031】
本実施形態では、海水電解による防汚と鉄イオン供給による防食とを単独で行ってもよく、併用してもよい。併用する場合は、鉄電極板12の陰極が海水電解の陰極も兼備することになる。
【0032】
図5は、本発明の第3実施形態である第3の電気防汚装置の横断面図である。
図5において、図1〜4と同一の符号は同様の部材を示す。
【0033】
図5においては、第1の電気防汚装置の陰極板7に代えて、極性変換が可能な複数の鉄電極板12が設けられている。
【0034】
本実施形態の海水電解による防汚と鉄イオン供給による防食の方法は、第2の実施形態と全く同様である。
【0035】
上記第1〜3の電気防汚装置に用いられる冷却取水配管1としては、内径が200mm以上のものが、防汚、防食を有効に行うという観点から適している。また、この冷却取水配管1は、バイパス管であってもよい。
【0036】
上記第1〜3の電気防汚装置を用いて防汚を行う際には、熱交換器又は復水器に設置した残留塩素センサーを用いて自動的に冷却水の電解塩素イオン濃度を0.2ppm以下に保持して海水電解を行うことが好ましい。
【0037】
また、上記第2及び3の電気防汚装置を用いて防汚及び防食を行う際には、冷却水取水配管の設置後又は洗浄後、1ヶ月以上、好ましくは1〜3ヶ月冷却水の電解鉄イオン濃度を0.015〜0.08ppmに維持して熱交換器又は復水器の各種部材に鉄系保護皮膜を形成する。次いで、電解塩素イオン濃度を0.2ppm以下となるように保持して海水電解を行うことが望ましい。
【0038】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
【0039】
〔実施例1及び比較例1〕
図4に示す電気防汚装置を用いた。冷却水取水配管の内径は600mmである。また、不溶性電極板として白金系チタン電極板を用い、鉄電極板として軟鋼製の電極板を用いた。
【0040】
まず、鉄電極板の一方を陽極とし、他方を陰極として、鉄イオンを海水中に1ヶ月供給した。この際に、電解鉄イオン濃度を0.03ppmに維持した。
【0041】
その後、不溶性電極板を陽極、鉄電極板を陰極とし、海水電解を行い、熱交換器入口での電解塩素イオン濃度を0.2ppmに維持して11ヶ月供給した。
【0042】
この電気防汚装置を用いて防汚、防食を行った場合(実施例1)と行わない場合(比較例1)との熱交換器の保護皮膜の分極抵抗値(Ω・cm2 )と海生生物の付着量(100cm2 )を表1に示す。
【0043】
【表1】
【0044】
表1に示されるように、実施例1では分極抵抗値が80000Ω・cm2 であるのに対し、比較例1では分極抵抗値は保護皮膜としては良好とされる20000Ω・cm2 以下の12000Ω・cm2 となった。また、管板面の100cm2 当たりの付着量は、実施例1では熱交換器に全く海生生物の付着がなかったのに対し、比較例1では250gのフジツボ、イガイ、ヒドロ虫が多く付着しており、特に温度の高くなる出口水室では多い結果となった。
【0045】
【発明の効果】
本発明の電気防汚装置及び電気防汚方法により、熱交換器や復水器の海水と直接接触する各種部材の防汚又はこれに加えて防食を簡便に行うことができる。また、本発明の電気防汚装置は、構造が簡易で、かつコンパクトである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1実施形態である第1の電気防汚装置の横断面図である。
【図2】図2は、本発明の第1実施形態である第1の電気防汚装置の縦断面図である。
【図3】図3は、本発明の第1実施形態である第1の電気防汚装置の平面図である。
【図4】図4は、本発明の第2実施形態である第2の電気防汚装置の横断面図である。
【図5】図5は、本発明の第3実施形態である第3の電気防汚装置の横断面図である。
【符号の説明】
1:冷却水取水配管
2:筒状開口部
3:閉止板
4:結線用ボックス
5:締付金具
6:不溶性電極板
7:陰極板
8:絶縁材
9:支持板
10:支持ボルト
11:電導金具
12:鉄電極板
Claims (5)
- 冷却水取水配管の水室近傍に筒状開口部を設け、該開口部は閉止板で密閉され、該閉止板裏面には支持板が取り付けられ、上記取水配管内には水流と平行になるように極性変換が可能な複数の鉄電極板が絶縁材を介して並列して設けられ、かつ上記支持板に固定され、上記取水配管内周面には絶縁材を介して不溶性電極板が設けられ、該複数の鉄電極板及び該不溶性電極板は電導金具により外部直流電源装置に電気的に接続されていることを特徴とする電気防汚装置。
- 上記冷却水取水配管の内径が200mm以上である請求項1記載の電気防汚装置。
- 上記冷却水取水配管がバイパス管である請求項1又は2記載の電気防汚装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気防汚装置を用い、冷却水取水配管の設置後又は洗浄後、1ヶ月以上冷却水の電解鉄イオン濃度を0.015〜0.08ppmに維持して熱交換器又は復水器の部材に鉄系保護皮膜を形成後、電解塩素イオン濃度を0.2ppm以下となるように保持して海水電解を行うことを特徴とする電気防汚方法。
- 冷却水取水配管の水室近傍に筒状開口部を設け、該開口部は閉止板で密閉され、該閉止板裏面には支持板が取り付けられ、上記取水配管内には水流と平行になるように極性変換が可能な複数の鉄電極板と不溶性電極板とが絶縁材を介して並列して設けられ、かつ上記支持板に固定され、該複数の鉄電極板及び該不溶性電極板は電導金具により外部直流電源装置に電気的に接続されていることを特徴とする電気防汚装置を用い、冷却水取水配管の設置後又は洗浄後、1ヶ月以上冷却水の電解鉄イオン濃度を0.015〜0.08ppmに維持して熱交換器又は復水器の部材に鉄系保護皮膜を形成後、電解塩素イオン濃度を0.2ppm以下となるように保持して海水電解を行うことを特徴とする電気防汚方法。
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