JP5000909B2

JP5000909B2 - ボイラ装置の運転方法

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Publication number: JP5000909B2
Application number: JP2006089266A
Authority: JP
Inventors: 徹井口; 靖田渕
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: JP2007263470A

Description

本発明は、ボイラ装置の運転方法に関し、特に蒸気の質を監視しながらその結果に応じてボイラ装置の適切な運転を行なうボイラ装置の運転方法に関するものである。

ボイラ給水中の不純物は、ボイラ水中に留まり、これに蓄積されるが、一部は蒸気とともにボイラ装置外へ運ばれる。したがって、ボイラ給水中の不純物は、ボイラ装置内の配管や加熱管だけでなく、ボイラ装置外の熱交換器や配管等に対しても、スケールを生じさせ、かつ、腐食原因を生じさせる。同様に、ボイラ給水中の溶存酸素は、ボイラ装置内において腐食を促進させるだけでなく、蒸気を介してボイラ装置外においても腐食を促進させる。また、ボイラ給水等のｐＨ値に関しても、これが所定の範囲からずれると、同様に、ボイラ装置内外で腐食を生じさせやすくなる。

このため、ボイラ装置では、ボイラ水のブローダウンを行ったり、ボイラ給水等に必要な薬液を注入し、種々の箇所における腐食やスケールの発生を防止している。

しかしながら、従来のボイラ装置では、ボイラ装置内のボイラ給水やボイラ水に関する水管理は充分になされているが、ボイラ装置から他の設備に供給されるスチーム自体の品質管理は、ボイラ給水やボイラ水に関する水管理に依存したものとなっており、充分になされているとは言えなかった。

とくに、食品工場や医薬品工場等では、取り扱い物への蒸気の混入又は蒸気の混入のおそれを考慮し、不純物に関する蒸気の品質が重要視されるが、かかる工場において、蒸気の品質を直接監視することは行なわれていない。このため、こうした工場では、脱酸素剤等のボイラ薬品に安全性の高い薬品を使用したり、又は、ボイラ薬品を全く使用しないことにより対応しており、ボイラ装置の運転が効率的かつ安定的になされているとは言えなかった。

この発明は、以上の点に鑑み、蒸気の品質を確保しつつ、ボイラ装置を効率的かつ安定的に運転できるボイラ装置の運転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、取り扱い物への蒸気の混入に際して、この蒸気中の不純物である全有機炭素及び／又はスケール原因物質の量に関する蒸気の品質が重要視される場合の、ボイラ装置の運転方法であって、ボイラ装置から供給される蒸気中の前記不純物の量を常時又は一定時間間隔で計測する計測工程と、前記計測工程で計測された前記不純物の量が、この不純物について予め定めた設定値を超えている場合には、前記供給用蒸気中の前記不純物の量が前記設定値以内に減少するまで、前記不純物量を減少させるように運転条件を変更して、前記ボイラ装置の変更運転を行う変更運転工程と、前記変更運転工程において、前記供給用蒸気中の前記不純物の量が前記設定値以内に減少すると、前記ボイラ装置を前記変更運転工程前の状態で運転する通常運転工程とを有することを特徴とする。

この発明では、供給用蒸気中の不純物量（全有機炭素量やスケール原因物質量）が設定値を超えると、ボイラ装置の運転が、この不純物量を設定値以内に減少させるような運転に変更される。このため、この発明では、供給用蒸気中の不純物量は、設定値内に抑えられ、この不純物に関して供給用蒸気の品質を確保することができる。すなわち、不純物が全有機炭素の場合、供給用蒸気中の全有機炭素量が設定値を超えると、ボイラ装置の運転が、この全有機炭素量を減少させるような運転に変更され、この全有機炭素量に関して供給用蒸気の品質が確保される。また、不純物がスケール原因物質の場合おいても、不純物が全有機炭素の場合と同様な運転がなされ、供給用蒸気中のスケール原因物質量に関して、供給用蒸気の品質が確保される。この場合、供給用蒸気中の不純物量を減少させるような運転は、一般的なボイラ装置の運転手法によって可能であるので、ボイラ装置の運転も効率的かつ安定的になすことができる。

また、この発明では、供給用蒸気中の不純物量が設定値より減少すると、ボイラ装置の運転が、変更前の通常運転に戻されるので、供給用蒸気中の不純物量が過剰に減少してしまうことはない。変更運転自体や運転の切り替えは、制御機器を用いて自動的に行ってもよいし、オペレータが手動で行ってもよい。

この発明の請求項２記載の発明は、取り扱い物への蒸気の混入に際して、この蒸気の凝縮水に電気伝導度を生じさせる原因物質の量に関する蒸気の品質が重要視され場合の、ボイラ装置の運転方法であって、ボイラ装置から供給される蒸気を凝縮させた凝縮水の電気伝導度を常時又は一定時間間隔で計測する計測工程と、前記計測工程で計測された前記電気伝導度値が、予め定めた設定値を超えている場合には、前記供給用蒸気の凝縮水の前記電気伝導度値が前記設定値以内に減少するまで、前記電気伝導度値を前記設定値以内に減少させるように運転条件を変更して、前記ボイラ装置の変更運転を行う変更運転工程と、前記変更運転工程において、前記凝縮水の前記電気伝導度値が前記設定値以内に減少すると、前記ボイラ装置を前記変更運転工程前の状態で運転する通常運転工程とを有することを特徴とする。

この発明では、供給用蒸気の凝縮水の電気伝導度値が設定値を超えると、ボイラ装置の運転が、電気伝導度値を減少させる運転に変更され、電気伝導度を生じさせる原因物質、すなわち無機系不純物の量が抑えられて、この無機系不純物に関して供給用蒸気の品質が確保される。また、この発明では、供給用蒸気の凝縮水の電気伝導度値が設定値より減少すると、ボイラ装置の運転が、変更前の通常運転に戻されるので、供給用蒸気の凝縮水の電気伝導度値を過剰に低下させてしまうことはない。なお、変更運転自体や運転の切り替えは、制御機器を用いて自動的に行ってもよいし、オペレータが手動で行ってもよい。

この発明の請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の場合に、前記変更運転工程における運転条件の変更は、ボイラ水のブローダウン率を上昇させることであることを特徴とする。

この発明の請求項１記載の発明によれば、供給用蒸気中の不純物量（全有機炭素量やスケール原因物質量）を設定値より増加させてしまうことはないので、不純物量に関する蒸気の品質が確保され、かかる不純物量に関して蒸気の品質が重要視される食品工場や医薬品工場等においても、かかるボイラ装置からの蒸気を容易に利用することができる。したがって、このような工場において、特殊な運転をしなくてもボイラ装置の運転が可能となり、効率的かつ安定的なボイラ運転が達成できる。

また、この発明によれば、供給用蒸気中の不純物量を設定値より増加させてしまうことはないので、不純物に起因して、この蒸気が用いられる熱交換器や配管等に生じる弊害（腐食やスケールの付着）を確実に防止できるとともに、この蒸気の復水をボイラ給水として使用した場合に、このボイラ給水中の不純物量を低減できる。

この発明の請求項２記載の発明によれば、電気伝導度を生じさせる供給用蒸気中の無機系不純物の量を設定値より増加させてしまうことはないので、この無機系不純物に関する蒸気の品質が確保され、かかる無機系不純物に関して蒸気の品質が重要視される食品工場や医薬品工場等においても、かかるボイラ装置からの蒸気を利用することができる。したがって、このような工場において、特殊な運転をしなくてもボイラ装置の運転が可能となり、効率的かつ安定的なボイラ運転が達成できる。また、この発明によれば、無機系不純物にはスケール原因物質も含まれるため、スケールの付着防止に関して、請求項１記載の発明と同様な効果を得ることができる。

この発明の請求項３記載の発明によれば、比較的容易に、供給用蒸気中の電気伝導度を生じさせる原因物質、すなわち無機系不純物を減少させることができる。

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。
実施形態１．
図１はこの発明の一実施の形態に係るボイラ装置周りの主要機器配置を示している。

ボイラ装置Ａは、図１の鎖線で示されるように、給水タンク１０と、蒸気発生器としてのボイラ２０と、スチームヘッダ３０と、薬液注入装置４０と、ブローダウン装置５０と、蒸気品質管理装置６０とを有している。また、このボイラ装置Ａの外側には、図１で示されるように、ボイラ装置外設備として、原水タンク１００と、蒸気使用設備１１０とが設けられている。

ここで、ボイラ装置Ａは、供給用蒸気の品質を確保するという観点から、その範囲が定められており、この実施形態１のボイラ装置Ａでは、例えば、給水タンク１０はボイラ装置外設備であってもよい。また、ボイラ２０は、比較的低圧の水管ボイラを前提としているが、丸ボイラ、貫流ボイラ、その他特殊ボイラであってもよいし、圧力も低圧、中圧、高圧の何れであってもよい。

原水タンク１００に貯留された原水Ｗ０は、必要により水処理された後、配管Ｌ１を通って給水タンク１０に供給される。給水タンク１０内のボイラ給水Ｗ１は、不図示の給水ポンプで加圧された後、配管Ｌ２を通って、ボイラ２０に供給される。ボイラ２０で発生した蒸気Ｓ１は、必要により過熱された後、配管Ｌ３を通って、ボイラ装置出口に設けられたスチームヘッダ３０に送られる。スチームヘッダ３０中の供給用蒸気Ｓ２は、配管Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２を通って、例えば熱交換器のような蒸気使用設備（この実施形態では蒸気使用設備１１０のみ示す）に供給され、その復水が、配管Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５を通って、給水タンク１０に回収される。

薬液注入装置４０は、薬液タンク４１と、薬注ポンプ４２と、これらと配管Ｌ２とを連結する配管Ｌ４とから構成されている。薬液タンク４１には、亜硫酸ナトリウムやヒドラジン等といった脱酸素剤を水に溶かした薬液が充填されている。薬注ポンプ４２は、例えば、ストロークが調整可能なプランジャポンプであり、薬注タンク４１内の薬液を、配管Ｌ４を通って、ボイラ給水ライン（配管Ｌ２中）に注入する。

ブローダウン装置５０は、流量調整弁５１と、ブローダウンタンク５２と、これらとボイラ２０（詳しくはボイラ２０の缶体）とを連結する配管Ｌ５とから構成されている。ボイラ２０中のボイラ水Ｗ２は、流量調整弁５１を通って、例えば、一定量ずつブローダウンドラム５２内に連続ブローされ、ブローダウンドラム５２中で水と蒸気に分けられた後、ボイラ装置Ａ内で利用されるか又は利用されずに排出される。

蒸気品質管理装置６０は、供給用蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗ３の水質（この実施形態では、全有機炭素（ＴＯＣ）と電気伝導度）を分析し、所定の信号を発するものである。この蒸気品質管理装置６０は、冷却器６１と、水質分析用のＴＯＣ計６２及び電気伝導度計６３と、スチームヘッダ３０の圧力計３１用配管Ｌ６と冷却器６１とを連結する配管Ｌ７と、冷却器６１で冷却された供給用蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗ３を流す配管Ｌ８とから構成される。ＴＯＣ計６２と電気伝導度計６３とは、配管Ｌ８に接続され、供給用蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗ３についてのＴＯＣ値と電気伝導度値とを、常時計測している。

ここで、計測されたＴＯＣ値は、蒸気中の有機系不純物の量を示すものであり、このＴＯＣが金属部材の腐食原因ともなるものであるので、これが多ければ、蒸気やその復水と接する金属部材に腐食を生じさせる。また、電気伝導度値は、蒸気中の無機系不純物の量を示す値であり、この無機系不純物には、例えば、Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｆｅ²⁺、Ｎａ⁺、Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^2-、ＳｉＯ₂といったスケール原因物質が含まれる。したがって、電気伝導度値が大きく無機系不純物が多ければ、蒸気やその復水と接する部材にスケールが形成される。

ＴＯＣ計６２は、薬注ポンプ４２のストロークを自動的に制御できるように、薬液注入装置４０と配線により電気的に接続されている。ＴＯＣ計６２には、薬液注入装置４０との関連で、ボイラ装置Ａに変更運転を行わせるコントローラ６２ａが設けられている。このコントローラ６３ａは、計測された供給用蒸気Ｓ２中のＴＯＣ値が予め定めた設定値（例えば、５０ｍＳ／ｍ）を超えると、このＴＯＣ値が設定値内に減少するまで、通常運転の場合より、薬注ポンプ４２のストロークを所定量だけ小さくして、給水ラインへの薬注量を減少（場合によっては無くす）させるような運転（変更運転）を行わせる。

電気伝導度計６３は、流量調整弁５１の開度を自動的に制御できるように、ブローダウン装置５０と配線により電気的に接続されている。電気伝導度計６３には、ブローダウン装置５０との関連で、ボイラ装置Ａに変更運転を行わせるコントローラ６３ａが設けられている。このコントローラ６３ａは、計測された供給用蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗ３の電気伝導度値が予め定めた設定値（例えば、３ｍＳ／ｍ）を超えると、この電気伝導度値が設定値内に減少するまで、通常運転の場合より、流量調整弁５１の開度を所定量だけ大きくして、ボイラ水Ｗ２のブローダウン量を増加させるような運転（変更運転）を行わせる。

つぎに、このボイラ装置Ａの運転方法について説明する。
まず、通常運転について説明する。ここで、通常運転とは、供給用蒸気Ｓ２の使用目的や使用条件等によって予め定められたボイラ装置Ａの定常運転をいうものとする。

給水タンク１０中のボイラ給水Ｗ１は、給水ポンプによってボイラ２０に供給されるが、ボイラ給水Ｗ１には、薬液注入装置４０によって一定量ずつ脱酸素効果のある薬液が注入されるので、ボイラ給水Ｗ１中の酸素濃度は減少する。この場合、ボイラ給水Ｗ１のｐＨ値は、規定で定められた６〜９程度に保持されている。ボイラ２０には、ｐＨ調整剤が初期投与されているので、ボイラ２０中のボイラ水Ｗ２のｐＨ値も、規定で定められた１１〜１２程度に保持されている。

また、ボイラ２０の缶体からは、ブローダウン装置５０により、一定量（例えば、通常のボイラ給水量の３％）のボイラ水Ｗ２が連続的にブローダウンされているので、ボイラ給水Ｗ１によって持ち込まれたボイラ水Ｗ２中の不純物（有機系不純物や無機系不純物）量は、比較的低く抑えられている。したがって、ボイラ２０の缶体（詳しくはスチームドラム）中では、キャリオーバ等はほとんど生じず、蒸発したスチームのみがスチームヘッダ３０へ送られる。スチームヘッダ３０を出た供給用蒸気Ｓ２は、蒸気使用設備１１０に送られ、この蒸気使用設備１１０の熱交換器等で使用された後、復水に戻されて給水タンク１０に回収される。

スチームヘッダ３０内の供給用蒸気Ｓ２は、蒸気品質管理装置６０によって、その凝縮水Ｗ３のＴＯＣ値と電気伝導度値が計測されるが、これらの値は設定値内であり、ＴＯＣ計６２や電気伝導度計６３のコントローラ６２ａ，６３ａから、薬液注入装置４０やブローダウン装置５０に変更運転を指示する信号は発せられない。したがって、不純物に関する供給用蒸気Ｓ２の品質は、適正に確保され、蒸気使用設備１１０や配管Ｌ１０〜Ｌ１５において、腐食やスケールが発生することはほとんどない。

つぎに、このボイラ装置Ａの変更運転について説明する。例えば、蒸気の使用量がある時間帯だけ多くなり、この間、ボイラ装置の負荷が上がった場合には、給水タンク１０からボイラ２０への給水流量が増加する。この場合、ボイラ給水Ｗ１によって持ち込まれる無機系不純物は増加するが、ボイラ２０からブローダウン量は一定であるため、この不純物はボイラ２０に蓄積され、ボイラ水Ｗ２の不純物濃度は上昇する。このため、ボイラ２０中でキャリオーバ等が生じやすくなり、供給用蒸気Ｓ２中にボイラ水Ｗ２が多く混入する。

この場合、電気伝導度計６３が、設定値を超える電気伝導度値を計測するため、コントローラ６３ａがブローダウン装置５０に信号を送って、流量調整弁５１の開度を現状より大きく開かせ、ボイラ２０からのブローダウン量を増加させる。そして、コントローラ６３ａは、供給用蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗ３の電気伝導度値が設定値より減少するまで、この変更運転を継続させる。供給用蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗ３の電気伝導度値が設定値より減少すると、ブローダウン量を元に戻し、この変更運転を終了させて、ボイラ装置Ａの運転を以前の通常運転に復帰させる。

また、例えば、何らかの理由で薬液注入装置４０からボイラ給水Ｗ１に注入される薬液の量が増加すると、薬液自体又はその反応物がボイラ２０に蓄積され、ボイラ水Ｗ２中のＴＯＣ値が増加する。このため、ＴＯＣに由来する有機系不純物が、例えばキャリオーバ等により供給用蒸気Ｓ２に混入し、ＴＯＣ計６２が設定値を超えるＴＯＣ値を計測する。この場合、コントローラ６２ａが薬液注入装置４０に信号を送って、薬注ポンプ４２のストロークを小さくし、薬液注入装置４０からボイラ給水ラインへの薬液注入量を減少させる。そして、コントローラ６２ａは、供給用蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗ３のＴＯＣ値が設定値より減少するまで、この変更運転を継続させ、供給用蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗ３のＴＯＣ値が設定値より減少すると、この変更運転を終了させて、ボイラ装置Ａの運転を以前の通常運転に復帰させる。

もちろん、ＴＯＣ計６２のコントローラ６２ａと電気伝導度計６３のコントローラ６３ａとが、同時に作動し、薬液注入装置４０とブローダウン装置５０との運転が同時に変更される変更運転も生じ得る。

図２は、このボイラ装置Ａの運転方法を分かりやすく示すフローチャートである。すなわち、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２の不純物（有機系又は無機系不純物）量を計測する計測工程Ｈ１の後に、この計測値が設定値以下であるか否かを判断する判断工程Ｈ２が設けられ、この判断工程Ｈ２の後に、計測値が設定値以下なら通常運転を行う通常運転工程Ｈ３と、計測値が設定値を超えていると、変更した運転条件でボイラ装置Ａを運転する変更運転工程Ｈ４とが設けられる。その後計測工程Ｈ１に戻り、以下同様な工程が繰り返される。

以上のように、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２中のＴＯＣ値（有機系不純物量）や電気伝導度値（無機系不純物量）が設定値を超えると、ボイラ装置の運転が、これらの不純物量を設定値以内に減少させるような運転に変更されるため、供給用蒸気Ｓ２中の有機系不純物量又は無機系不純物量又はこれらを合わせた全体の不純物量を、設定値内に抑えることができ、これらの不純物に関して供給用蒸気Ｓ２の品質を確保することができる。したがって、不純物量に関して蒸気の品質が重要視される食品工場や医薬品工場等においても、かかる運転がなされるボイラ装置Ａからの蒸気を容易に利用することができ、このような工場において、安全性の高い特殊な薬液を用いた、非効率的なボイラ装置の運転をしたり、薬液を使用しない非安定的なボイラ装置の運転を行う必要はなくなる。

また、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２中の各不純物量が設定値より減少すると、ボイラ装置の運転が、変更前の通常運転に戻されるので、供給用蒸気Ｓ２中の各不純物量を過剰（必要以上）に減少させてしまうことはない。

さらに、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２中の有機系不純物量を設定値より増加させてしまうことはないので、有機系不純物に起因して、この蒸気が用いられる蒸気使用設備１１０や配管Ｌ１０〜Ｌ１５に生じる腐食を確実に防止できる。

また、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２中の無機系不純物量を設定値より増加させてしまうことはないので、、無機系不純物に起因して、この蒸気が用いられる蒸気使用設備１１０や配管Ｌ１０〜Ｌ１５に生じるスケールの形成を確実に防止でき、熱交換効率の低下抑制による省エネルギー効果を達成できる。

さらに、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２中の有機系不純物量や無機系不純物量をそれぞれ設定値より増加させてしまうことはないので、、供給用蒸気Ｓ２の復水の清浄化が図られ、この復水をボイラ給水Ｗ１として利用する場合に、ボイラ水Ｗ２中の不純物濃度を小さく維持できる。このことにより、このボイラ装置Ａでは、ボイラ水Ｗ２のブローダウン率を低く維持でき、節水効果を得ることができるとともに、ボイラ２０中で生じるキャリオーバを低減でき、その分、ボイラ２０の運転を安定させることができる。

なお、蒸気品質管理装置６０に、ＴＯＣ計６２又は電気伝導度計６３の何れかのみを設け、ＴＯＣ計６２のコントローラ６２ａで薬液注入装置４０を制御するか、又は電気伝導度計６３のコントローラ６３ａでブローダウン装置５０を制御するようにしてもよい。

また、通常運転において、薬液注入装置４０からの薬液注入量や、ブローダウン装置５０によるボイラ水Ｗ２のブローダウン量を、ボイラ２０へ供給されるボイラ給水Ｗ１の流量に比例させるようにしてもよい。この場合、供給用蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗ３の電気伝導度値を上昇させる原因としては、何らかの理由によるボイラ給水Ｗ１中の無機系不純物の増加が考えられる。

さらに、ＴＯＣ計６２や電気伝導度計６３に、コントローラ６２ａ，６３ａに替えて警報機を設け、ＴＯＣ値や電気伝導度値が設定値を超えた場合に警報機から警報を発し、薬液注入装置４０やブローダウン装置５０を人手で操作するようにしてもよい。

実施形態２．
図３はこの発明の他の実施の形態に係るボイラ装置周りの主要機器配置示している。
実施形態２のボイラ装置Ａの、実施形態１のボイラ装置Ａとの違いは、給水タンク１０に、ボイラ給水Ｗ１を加熱する給水加熱装置７０を設けたことと、蒸気品質管理装置６０に、ＴＯＣ計６２及び電気伝導度計６３の替わりに、溶存酸素計６４を設け、溶存酸素計６４により計測された供給用蒸気Ｓ２の溶存酸素量によって、給水加熱装置７０を制御するようにしたことである。

給水加熱装置７０は、給水タンク１０中に設けられる蒸気ヒータ７１と、蒸気ヒータ７１への蒸気量をＯＮ−ＯＦＦ制御する制御弁７２とから構成されており、制御弁７２の制御によって、給水タンク１０中のボイラ給水Ｗ１の温度がコントロールされる。なお、使用される加熱用蒸気には、ボイラ装置Ａ内のもの（例えばブローダウンドラム５２から排出されたもの）が使用される。

すなわち、溶存酸素計６４は、制御弁７２を自動的に制御できるように、この給水加熱装置７０と配線により電気的に接続されているとともに、この溶存酸素計６４には、給水加熱装置７０との関連で、ボイラ装置Ａの変更運転を行わせるコントローラ６４ａが設けられている。このコントローラ６４ａは、計測された供給用蒸気Ｓ２中の溶存酸素量が予め定めた設定値（１ｍｇ／Ｌが好ましく、０．５ｍｇ／Ｌが更に好ましい）を超えると、この溶存酸素量が設定値内に減少するまで、制御弁７２を開いて給水タンク１０内のボイラ給水Ｗ１の温度を上昇又は上昇後一定値に維持させる変更運転を行わせる。供給用蒸気Ｓ２中の溶存酸素量は、ボイラ給水Ｗ１中の溶存酸素量に比例すると考えられるので、給水タンク１０内でボイラ給水Ｗ１の温度を上昇させることにより減少させることができる。

つぎに、このボイラ装置Ａの運転方法について説明する。なお、通常運転の方法は、実施形態１のボイラ装置Ａの運転方法と同じなので説明を省略する。

何らかの原因でボイラ給水Ｗ１中の溶存酸素量が上昇すると、これに伴い、供給用蒸気Ｓ２中の溶存酸素量も上昇する。この場合、溶存酸素計６４が、設定値を超える溶存酸素量を計測するため、コントローラ６４ａが制御弁７２を開かせ、蒸気ヒータ７１に蒸気を送って給水タンク１０中のボイラ給水Ｗ１の温度を上昇等させる。そして、コントローラ６４ａは、供給用蒸気Ｓ２中の溶存酸素量が設定値より減少するまで、この変更運転を継続させ、供給用蒸気Ｓ２中の溶存酸素量が設定値より減少すると、この変更運転を終了させて、ボイラ装置Ａの運転を以前の通常運転に復帰させる。

以上のように、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２中の溶存酸素量を設定値より増加させてしまうことはないので、溶存酸素に起因して、供給用蒸気Ｓ２が用いられる蒸気使用設備１１０や配管Ｌ１０〜Ｌ１５に生じる腐食を確実に防止できる。なお、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２中の溶存酸素量が設定値より減少すると、ボイラ装置Ａの運転が、変更前の通常運転に戻されるので、供給用蒸気Ｓ２中の溶存酸素量を過剰（必要以上）に減少させてしまうことはない。

また、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２の復水をボイラ給水Ｗ１として使用した場合に、このボイラ給水Ｗ１中の溶存酸素量を低減できるとともに、腐食による水質悪化が抑えられる分、この復水を効果的にボイラ給水Ｗ１として利用することができる。

なお、溶存酸素計６４に、コントローラ６４ａに替えて警報機を設け、供給用蒸気Ｓ２中の溶存酸素量が設定値を超えた場合に警報機から警報を発し、蒸気ヒータへの蒸気量をオペレータが手動弁にて操作するようにしてもよい。

また、溶存酸素の除去を化学的処理、例えば、脱酸素剤を使用する薬液注入装置４０を用いて行なってもよい。この場合、コントローラ６４ａは、供給用蒸気Ｓ２の溶存酸素量が設定値を超えると、薬注ポンプ４２のストロークを増加させて、ボイラ給水Ｗ１中に脱酸素剤を含む薬液を多めに注入させるとともに、溶存酸素量が設定値より減少すると、薬注ポンプ４２のストロークを通常運転の状態に復帰させる。

さらに、溶存酸素の除去を機械的処理、例えば、窒素ガスを使用する窒素脱気器で行なってもよい。この場合、コントローラ６４ａは、供給用蒸気Ｓ２の溶存酸素量が設定値を超えると、ボイラ給水Ｗ１を窒素脱気器に導いて、ボイラ給水Ｗ１中の溶存酸素量を減少させ、溶存酸素量が設定値より減少すると、窒素脱気器をパイパスさせて、ボイラ給水Ｗ１をボイラ２０に供給し、ボイラ装置Ａの運転を通常運転に復帰させる。

実施形態３．
図４はこの発明の他の実施の形態に係るボイラ装置周りの主要機器配置示している。
この実施形態３のボイラ装置Ａの、実施形態１のボイラ装置Ａとの違いは、蒸気品質管理装置６０に、ＴＯＣ計６２及び電気伝導度計６３の替わりに、ｐＨ計６５を設け、ｐＨ計６５により計測された供給用蒸気Ｓ２中のｐＨ値によって、ブローダウン装置５０の流量調整弁５１を制御するようにしたことである。

すなわち、ｐＨ計６５は、流量調整弁５１を自動的に制御できるように、ブローダウン装置５０と配線により電気的に接続されているとともに、このｐＨ計６５には、ブローダウン装置５０との関係で、ボイラ装置Ａに変更運転を行わせるコントローラ６５ａが設けられている。このコントローラ６５ａは、計測された供給用蒸気Ｓ２中のｐＨ値が予め定めた設定範囲５〜７を逸脱すると、このｐＨ値が設定範囲内に収まるまで、流量調整弁５１の開度を所定量だけ大きくして、ボイラ水Ｗ２のブローダウン量を増加させるような運転（変更運転）を行わせる。なお、通常、供給用蒸気Ｓ２中のｐＨ値が５より小さくなることはあまりないので、ここでは、ｐＨ値が７を超える場合を想定して説明している。

例えば、ボイラ水Ｗ２中の不純物濃度が上昇すると、ボイラ２０内でキャリオーバが生じやすくなり、ｐＨ値の高いボイラ水Ｗ２が蒸気Ｓ１に混入して、供給用蒸気Ｓ２のｐＨ値が上昇する。この場合、ｐＨ計６５が設定範囲を逸脱するｐＨ値を計測するため、コントローラ６５ａがブローダウン装置５０に信号を送って、流量調整弁５１の開度を現状より大きく開かせ、ボイラ２０からのブローダウン量を増加させる。そして、コントローラ６５ａは、供給用蒸気Ｓ２のｐＨ値が設定範囲に収まるまで、この変更運転を継続させ、供給用蒸気Ｓ２のｐＨ値が設定範囲に収まるると、この変更運転を終了させて、ボイラ装置Ａの運転を以前の通常運転に復帰させる。

以上のように、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２のｐＨ値を設定範囲に納めるようにしているので、ｐＨ値に起因して、供給用蒸気Ｓ２が用いられる蒸気使用設備１１０や配管Ｌ１０〜Ｌ１５に生じる腐食を確実に防止できる。

また、このボイラ装置Ａの運転方法では、供給用蒸気Ｓ２の復水をボイラ給水Ｗ１として使用した場合に、このボイラ給水Ｗ１のｐＨ値を適正な範囲に維持できるとともに、腐食による水質悪化が抑えられる分、この復水を効果的にボイラ給水Ｗ１として利用することができる。

なお、ボイラ給水Ｗ１は、比較的ｐＨ値の高い復水と比較的ｐＨ値の低い原水Ｗ０とが給水タンク１０中で混合されたものであるので、変更運転を、ボイラ２０からのブローダウン量の増加とせず、ボイラ給水Ｗ１に対する原水Ｗ０の割合を増加させるような運転としてもよい。もちろん、変更運転を、ブローダウン量の増加と、ボイラ給水Ｗ１に対する原水Ｗ０の割合の増加とを組み合わせたものとしてもよい。

また、ｐＨ計６５に、コントローラ６４ａに替えて警報機を設け、供給用蒸気Ｓ２のｐＨ値が設定範囲を逸脱した場合に警報機から警報を発し、ブローダウン装置５０を人手で操作するようにしてもよい。

さらに、実施形態１〜実施形態３のボイラ装置Ａにおいて、ＴＯＣ計６２、電気伝導度計６３、溶存酸素計６４、及びｐＨ計６５による計測を、常時でなく、一定時間毎に所定時間だけ行い、その計測値に基づいて、コントローラ６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａが、薬液注入装置４０、ブローダウン装置５０、及び給水加熱装置７０等を制御するようにしてもよい。

また、実施形態１〜実施形態３のボイラ装置Ａにおいて、コントローラ６２ａ，６５ａによる薬注ポンプ４２のストローク調整や、コントローラ６３ａ，６４ａによる流量調整弁５１や制御弁７２の開度調整は、一度に行ってもよいし、所定値まで少しずつ変化させるようにしてもよいし、一度行った後、計測値に変化が生じない場合、追加して行ってもよい。

さらに、計測される、ＴＯＣ値、電気伝導度値、溶存酸素値に、許容値と、これより小さい変更運転開始設定値を設け、これらの計測値が確実に許容値を超えないようにしてもよい。また、変更運転開始設定値より小さい通常運転復帰設定値を設け、変更運転と通常運転とが頻繁に繰り返されるのを防止してもよい。ｐＨ値の場合には、上下の変更運転開始設定値の間に通常運転復帰設定値をそれぞれ設ければよい。

また、実施形態１〜実施形態３で示した以外に、ＴＯＣ、電気伝導度、溶存酸素濃度、ｐＨの組合せを考え、組み合わされたものを同時に計測して、ボイラ装置Ａの運転をするようにしてもよい。

さらに、変更運転は、実施形態１〜実施形態３で示したものを組み合わせてもよいし、他の運転であってもよい。

本発明は、各種工場内ボイラ、発電所用ボイラなど様々なボイラに適用することができる。

この発明の実施形態１に係るボイラ装置周りの主要機器配置と、水、蒸気、信号等の流れを示す図である。図１で示されるボイラ装置の運転方法を示すフローチャートである。この発明の実施形態２に係るボイラ装置周りの主要機器配置と、水、蒸気、信号等の流れを示す図である。この発明の実施形態３に係るボイラ装置周りの主要機器配置と、水、蒸気、信号等の流れを示す図である。

２０ボイラ
４０薬液注入装置
５０ブローダウン装置
６０蒸気品質管理装置
６２ＴＯＣ計
６３電気伝導度計
６４溶存酸素計
６５ｐＨ計
７０給水加熱装置
Ａボイラ装置
Ｈ１計測工程
Ｈ４変更運転工程
Ｓ２供給用蒸気

Claims

取り扱い物への蒸気の混入に際して、この蒸気中の不純物である全有機炭素及び／又はスケール原因物質の量に関する蒸気の品質が重要視される場合の、ボイラ装置の運転方法であって、
ボイラ装置から供給される蒸気中の前記不純物の量を常時又は一定時間間隔で計測する計測工程と、前記計測工程で計測された前記不純物の量が、この不純物について予め定めた設定値を超えている場合には、前記供給用蒸気中の前記不純物の量が前記設定値以内に減少するまで、前記不純物量を減少させるように運転条件を変更して、前記ボイラ装置の変更運転を行う変更運転工程と、前記変更運転工程において、前記供給用蒸気中の前記不純物の量が前記設定値以内に減少すると、前記ボイラ装置を前記変更運転工程前の状態で運転する通常運転工程とを有することを特徴とするボイラ装置の運転方法。
取り扱い物への蒸気の混入に際して、この蒸気の凝縮水に電気伝導度を生じさせる原因物質の量に関する蒸気の品質が重要視され場合の、ボイラ装置の運転方法であって、
ボイラ装置から供給される蒸気を凝縮させた凝縮水の電気伝導度を常時又は一定時間間隔で計測する計測工程と、前記計測工程で計測された前記電気伝導度値が、予め定めた設定値を超えている場合には、前記供給用蒸気の凝縮水の前記電気伝導度値が前記設定値以内に減少するまで、前記電気伝導度値を前記設定値以内に減少させるように運転条件を変更して、前記ボイラ装置の変更運転を行う変更運転工程と、前記変更運転工程において、前記凝縮水の前記電気伝導度値が前記設定値以内に減少すると、前記ボイラ装置を前記変更運転工程前の状態で運転する通常運転工程とを有することを特徴とするボイラ装置の運転方法。
前記変更運転工程における運転条件の変更は、ボイラ水のブローダウン率を上昇させることであることを特徴とする請求項２に記載のボイラ装置の運転方法。