JP6213215B2 - ボイラシステム - Google Patents

Description

この発明はボイラシステムに関する。

従来、ボイラシステムとしては、負荷装置で利用された蒸気の凝縮水を、大気開放された大気開放型給水タンクに回収して、ボイラ給水として再利用するものがある(例えば特開２００８−２８１２２８号公報(特許文献１)参照)。また、ボイラシステムにおいて、ボイラの水管や下部ヘッダ等の腐食を防止するため、揮発性アミンを含む薬剤をボイラ給水に添加する場合がある(例えば特開２０１１−１７４１７３号公報(特許文献２)参照)。

特開２００８−２８１２２８号公報 特開２０１１−１７４１７３号公報

ところで、上記従来のボイラシステムにおいて、大気開放型給水タンクに供給されるボイラ給水に対して揮発性アミンを含む薬剤を注入した場合、上記給水タンク内でボイラ給水と揮発性アミンが均一に混合され易いというメリットがある。しかしながら、その一方で、ボイラ給水が上記給水タンク内に滞留しているときに、揮発性アミンの多くが水面から大気中に揮発してしまうというデメリットがある。その結果、上記大気開放型給水タンクからボイラに供給されるボイラ給水は、揮発性アミンの濃度が低くなってしまう。

したがって、上記大気開放型給水タンクに供給されるボイラ給水に、揮発性アミンを含む薬剤を注入しても、ボイラの腐食を十分に抑制することができないという問題がある。

そこで、この発明の課題は、ボイラの腐食を十分に抑制することができるボイラシステムを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のボイラシステムは、
純水供給源と、
上記純水供給源から純水が供給され、この純水をボイラ給水として貯留する大気開放型給水タンクと、
揮発性アミンを含む第１薬剤を上記大気開放型給水タンクからのボイラ給水に注入する第１薬剤注入装置と、
上記第１薬剤が注入されたボイラ給水が供給されるボイラと、
上記ボイラで発生させた蒸気が供給される負荷装置と、
上記負荷装置で利用された蒸気の凝縮水を上記大気開放型給水タンクに案内する凝縮水案内流路と、
上記ボイラから上記負荷装置に供給される蒸気に、揮発性アミンを含む第２薬剤を注入する第２薬剤注入装置と
を備え、
上記第１薬剤が含む揮発性アミンとして、上記ボイラ給水中に溜まり易い低分配比の揮発性アミンが選択され、かつ、上記第２薬剤が含む揮発性アミンとして、蒸気−凝縮水系統の配管長に合わせて上記低分配比とは異なる分配比の揮発性アミンが選択されていることを特徴としている。

上記構成によれば、上記第１薬剤注入装置は、給水タンクからのボイラ給水に、揮発性アミンを含む第１薬剤を注入する。これにより、上記揮発性アミンの濃度が高いボイラ給水がボイラに供給される。したがって、上記ボイラシステムはボイラの腐食を十分に抑制することができる。

一実施形態のボイラシステムは、
上記ボイラ内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、上記第１薬剤注入装置を制御する制御装置を備える。
上記実施形態によれば、上記制御装置は、ボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、第１薬剤注入装置を制御するので、第１薬剤が無駄に注入されるのを防ぎつつ、ボイラの腐食の抑制効果を高めた状態に維持することができる。

上記ボイラ水のｐＨ値を１０．３超過に調整した場合、第１薬剤の注入量が増える割に、ボイラの腐食の抑制効果はそれほど向上しない。すなわち、ボイラの腐食の抑制するための処理コストが急激に上昇してしまう。

一方、上記ボイラ水のｐＨ値を９．０未満に調整した場合、ボイラの腐食の抑制効果が大きく低下してしまう。

ところで、上記第１薬剤が含む揮発性アミンとして、分配比(＝気相中濃度／液相中濃度)の低い揮発性アミンを選択した場合、ボイラ水中に留まり易いため、ボイラの腐食の抑制効果をさらに高くすることができるが、揮発性アミンが蒸気に移行し難くなってしまう。その結果、上記凝縮水中の揮発性アミンの濃度が低くなり、負荷装置から凝縮水タンクへ凝縮水を案内する流路の腐食は進行し易くなる。

そこで、一実施形態のボイラシステムは、
上記ボイラから上記負荷装置に供給される蒸気に、揮発性アミンを含む第２薬剤を注入する第２薬剤注入装置を備える。

上記実施形態によれば、第１薬剤が含む揮発性アミンとして、ボイラ水中に留まり易い分配比の低い揮発性アミンを選択し、かつ、第２薬剤が含む揮発性アミンとして、蒸気−凝縮水系統の配管長に合わせて分配比の異なる揮発性アミンを選択することができる。したがって、上記ボイラシステムは、ボイラの腐食の抑制効果をさらに高くすることができると共に、負荷装置から凝縮水タンクへ凝縮水を案内する流路の腐食を進行させ難くすることができる。

また、上記ボイラ水の電気伝導率が低い状態(すなわち、低濃縮状態)は、ボイラ水のｐＨ値が低く、ボイラの腐食が進行し易い状態といえる。

そこで、一実施形態のボイラシステムは、
上記ボイラ水の電気伝導率を測定する第１電気伝導率測定部を備え、
上記制御装置は、
上記第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第１設定値とを比較して、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値未満になっているか否かを判定する第１電気伝導率判定手段と、
上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値未満になっていると判定された場合、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値よりも大きい第２設定値以上になるまでの間、または、予め設定された第１時間の間、上記大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの上記第１薬剤の注入量を増やす第１薬剤注入量増加手段と
を有する。

上記実施形態によれば、上記ボイラ水の電気伝導率が第１設定値未満になっていると判定された場合、第１薬剤注入量増加手段は、ボイラ水の電気伝導率が第１設定値よりも大きい第２設定値以上になるまでの間、大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。または、その場合、第１薬剤注入量増加手段は、予め設定された第１時間の間、大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。その結果、低濃縮状態の上記ボイラ水のｐＨ値が上がり、ボイラの腐食の抑制効果が確実に高くなる。

一実施形態のボイラシステムは、
上記ボイラ水の電気伝導率を測定する第１電気伝導率測定部を備え、
上記制御装置は、
上記第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第１設定値とを比較して、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値未満になっているか否かを判定する第１電気伝導率判定手段と、
上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値未満になっていると判定された場合、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値よりも大きい第２設定値以上になるまでの間、または、予め設定された第２時間の間、上記ボイラ水のブローを禁止するブロー禁止手段と
を有する。

上記実施形態によれば、上記ボイラ水の電気伝導率が第１設定値未満になっていると判定された場合、ブロー禁止手段は、ボイラ水の電気伝導率が第１設定値よりも大きい第２設定値以上になるまでの間、ボイラ水のブローを禁止する。または、その場合、ブロー禁止手段は、予め設定された第２時間の間、ボイラ水のブローを禁止する。その結果、ボイラ水の濃縮が急速に進行することで、ボイラ水のｐＨ値が上がり、ボイラの腐食の抑制効果が確実に高くなる。別の言い方をすれば、上記ボイラシステムは、第１薬剤の注入量を増やさずに、ボイラ水のｐＨ値を確実に上げることができる。

また、溶存酸素値の高いボイラ給水がボイラに供給された場合、ボイラ水のｐＨ値が低い状態であると、ボイラの腐食がより進行し易くなる。

そこで、一実施形態のボイラシステムは、
上記ボイラ水の電気伝導率を測定する第１電気伝導率測定部と、
上記ボイラに供給されるボイラ給水の溶存酸素値を測定する溶存酸素値測定部と
を備え、
上記制御装置は、
上記溶存酸素値測定部で測定されたボイラ給水の溶存酸素値と、予め設定された第３設定値とを比較して、上記ボイラ給水の溶存酸素値が上記第３設定値以上になっているか否かを判定する溶存酸素値判定手段と、
上記ボイラ給水の溶存酸素値が上記第３設定値以上になっていると判定された場合、上記第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第４設定値とを比較して、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第４設定値以上になるまでの間、または、予め設定された第３時間の間、上記大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの上記第１薬剤の注入量を増やす第２薬剤注入量増加手段と
を有する。

上記実施形態によれば、上記ボイラ給水の溶存酸素値が第３設定値以上になっていると判定された場合、第２薬剤注入量増加手段は、第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第４設定値とを比較して、ボイラ水の電気伝導率が第４設定値以上になるまでの間、大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。または、その場合、上記第２薬剤注入量増加手段は、予め設定された第３時間の間、大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。その結果、上記ボイラ水のｐＨ値が上がり、ボイラ給水が溶存酸素を含んでいても、ボイラの腐食の抑制効果が確実に高くなる。

また、上記ボイラ給水の電気伝導率(すなわち、薬剤が注入される前の純水の電気伝導率)が高い場合、塩化物イオンや硫酸イオンなどの腐食を促進するイオンがボイラ給水中に多く含まれていると考えられる。このように、ボイラ給水中に腐食促進イオンが含まれていると、ボイラが腐食する可能性が高くなる。

そこで、一実施形態のボイラシステムは、
上記ボイラ水の電気伝導率を測定する第１電気伝導率測定部と、
上記ボイラに供給されるボイラ給水の電気伝導率を測定する第２電気伝導率測定部と
を備え、
上記制御装置は、
上記第２電気伝導率測定部で測定されたボイラ給水の電気伝導率と、予め設定された第５設定値とを比較して、上記ボイラ給水の電気伝導率が上記第５設定値以上になっているか否かを判定する第２電気伝導率判定手段と、
上記ボイラ給水の電気伝導率が上記第５設定値以上になっていると判定された場合、上記第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第６設定値とを比較して、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第６設定値以上になるまでの間、または、予め設定された第４時間の間、上記大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの上記第１薬剤の注入量を増やす第３薬剤注入量増加手段と
を有する。

上記実施形態によれば、上記第２電気伝導率測定部で測定されたボイラ給水の電気伝導率が第５設定値以上になっていると判定された場合、第３薬剤注入量増加手段は、第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第６設定値とを比較して、ボイラ水の電気伝導率が第６設定値以上になるまでの間、大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。または、その場合、上記第３薬剤注入量増加手段は、予め設定された第４時間の間、大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。その結果、上記ボイラ水のｐＨ値が上がり、ボイラ給水が腐食促進イオンを含んでいても、ボイラが腐食する可能性が確実に下がる。

この発明のボイラシステムは、揮発性アミンを含む第１薬剤を大気開放型給水タンクからのボイラ給水に注入する第１薬剤注入装置を備えることによって、揮発性アミンの濃度が高いボイラ給水をボイラに供給できるので、ボイラの腐食を十分に抑制することができる。

また、上記ボイラシステムは、ボイラ内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、上記第１薬剤注入装置を制御する制御装置を備えるので、第１薬剤が無駄に注入されるのを防ぎつつ、ボイラの腐食の抑制効果を高めた状態に維持することができる。

図１はこの発明の第１実施形態のボイラシステムの模式図である。 図２はこの発明の第２実施形態のボイラシステムの模式図である。 図３はこの発明の第３実施形態のボイラシステムの模式図である。 図４はこの発明の第４実施形態のボイラシステムの模式図である。 図５はこの発明の第５実施形態のボイラシステムの模式図である。 図６は上記第５実施形態のボイラシステムの変形例の模式図である。

以下、この発明のボイラシステムを図示の実施形態により詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、この発明の第１実施形態のボイラシステムの概略構成を示す模式図である。以下の説明において、「ライン」とは、流路、経路、管路などの総称である。

上記ボイラシステムは、第１薬剤注入装置１と、給水タンク２と、複数のボイラ３，３と、制御装置４と、純水製造装置５と、スチームヘッダ８と、負荷装置９とを備える。なお、給水タンク２は大気開放型給水タンクの一例である。また、純水製造装置５は純水供給源の一例である。

上記純水製造装置５は、主に脱塩部と脱気部とから構成され、脱気された純水を生成する。上記脱塩部としては、逆浸透膜法を用いた設備(例えば、逆浸透膜装置を単独で用いた設備、或いは逆浸透膜装置と電気脱イオン装置を併用した設備)、イオン交換法を用いた設備(例えば、混床式または二床二塔式のイオン交換装置を用いた設備)等を採用することができる。上記脱塩部は、原水ラインＬ３を介して水道水や工業用水等の原水が供給され、この原水から例えば電気伝導率が１μＳ／ｃｍ以下の純水を生成する。また、上記脱気部としては、例えば膜式、タワー式、窒素置換式等の脱酸素装置を用いた設備を採用することができる。脱気部は、脱塩部からの純水が供給され、この純水から例えば溶存酸素値が１．０ｍｇＯ_２／Ｌ以下の純水を生成する。この脱気された純水は、給水ラインＬ１によって給水タンク２に案内される。

上記給水タンク２は大気開放されている。この給水タンク２は、純水製造装置５からの純水(補給水)と、負荷装置９で利用された蒸気の凝縮水(回収水)が供給され、これらの混合水をボイラ給水として貯留する。

上記各ボイラ３は、送水ラインＬ４および配水ラインＬ５を介して給水タンク２に接続されている。また、各ボイラ３には、ボイラ水の電気伝導率を測定する第１電気伝導率計７が設けられている。この第１電気伝導率計７は、ボイラ水の電気伝導率を示す信号を制御装置４に送出する。また、各ボイラ３は、給水タンク２から供給されたボイラ給水を用いて、蒸気を発生させる。この各ボイラ３で生じた蒸気は、蒸気集合ラインＬ６を流れてスチームヘッダ８に集合した後、蒸気供給ラインＬ７を介して負荷装置９に送られる。なお、本実施形態における各ボイラ３は、蒸気圧(ゲージ圧力)が例えば０．５〜３．０ＭＰａの範囲内で、かつ、時間当たりの蒸発量が例えば２〜７ｔ/ｈの範囲内となる貫流ボイラまたは水管ボイラである。なお、労働安全衛生法施行令では、ゲージ圧力１ＭＰａ以下で使用され、伝熱面積が１０ｍ^２以下の特殊循環ボイラを小型貫流ボイラと規定している。また、第１電気伝導率計７は第１電気伝導率測定部の一例である。

上記各配水ラインＬ５にはポンプ１２が設けられている。このポンプ１２を駆動すると、給水タンク２に貯留されたボイラ給水が、上記ポンプ１２の下流側のボイラ３に供給される。

また、上記各ボイラ３にはブローライン(図示せず)の一端が接続されている。このブローラインには、定率ブロー制御または高濃縮ブロー制御によって開閉される電磁弁(図示せず)が設けられている。上記電磁弁が開くと、ボイラ水がボイラ３外に排水される。上記定率ブロー制御は、高燃焼状態換算の燃焼時間が予め設定された時間に達する毎に、上記電磁弁を一定時間開弁する制御である。一方、上記高濃縮ブロー制御は、ボイラ水の電気伝導率が予め設定された上限値を超えた場合に、ボイラ水の電気伝導率が予め設定された下限値になるまで、上記電磁弁を開弁する制御である。

上記第１薬剤注入装置１は、揮発性アミンを含む第１薬剤を送水ラインＬ４内のボイラ給水に注入する。これにより、上記第１薬剤を含むボイラ給水が各ボイラ３に流入するようになっている。より詳しくは、第１薬剤注入装置１は、上記第１薬剤を貯留する薬剤タンク１０と、薬剤注入ラインＬ２に設けられたポンプ１１とを有している。このポンプ１１の駆動により、上記第１薬剤が薬剤注入ラインＬ２を介して送水ラインＬ４に送られる。なお、上記揮発性アミンとしては、例えば、ジエタノールアミン(ＤＥＡ)、ジエチルエタノールアミン(ＤＥＥＡ)、イソプロパノールアミン(ＩＰＡ)、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール(ＡＭＰ)、モノエタノールアミン(ＭＥＡ)、シクロヘキシルアミン(ＣＨＡ)、モルホリン(ＭＯＲ)などがある。

また、上記送水ラインＬ４には流量センサ６が設けられている。この流量センサ６は、送水ラインＬ４と薬剤注入ラインＬ２との接続箇所よりも上流側に位置する。また、流量センサ６は、送水ラインＬ４内の純水の流量を示す信号を制御装置４に送出する。

上記負荷機器９は、ボイラ３で発生させた蒸気が供給され、この蒸気を熱源として利用し、加熱対象物との間で熱交換を行う。このとき、上記蒸気の凝縮で生じる８０℃〜９０℃の凝縮水が、凝縮水案内ラインＬ８によって給水タンク２に案内され、回収される。また、負荷装置９は、例えば、製紙工業、化学工業、食品工業等の各種製造設備に備えられている。なお、負荷装置９は、生蒸気を直接的に製品に使用する装置であってもよいし、生蒸気を直接的に製品に使用しない装置であってもよい。また、凝縮水案内ラインＬ８は凝縮水案内流路の一例である。

上記凝縮水案内ラインＬ８には、負荷装置９の二次側出口近傍にスチームトラップ３０が設けられている。このスチームトラップ３０は、負荷装置９で発生した凝縮水を蒸気から分離して排出する機器である。

上記制御装置４は、送水ラインＬ４の薬剤注入箇所よりも上流側を流れるボイラ給水の流量(流量センサ６によって検出された流量)に対して上記第１薬剤の注入量が比例するように、第１薬剤注入装置１を制御する。また、制御装置４は、第１電気伝導率判定手段４ａおよび第１薬剤注入量増加手段４ｂを有する。この第１電気伝導率判定手段４ａは、複数の第１電気伝導率計７，７で測定された複数の電気伝導率のうちの少なくとも１つが第１設定値未満になっているか否か(すなわち、いずれかのボイラ３が低濃縮状態になっているか否か)を判定する。一方、第１薬剤注入量増加手段４ｂは、上記電気伝導率が第１設定値未満になっていると判定された場合、上記電気伝導率が第１設定値未満になっていると判定されたボイラ水の電気伝導率が第２設定値以上になるまでの間、給水タンク２からのボイラ給水(送水ラインＬ４の薬剤注入箇所よりも上流側を流れるボイラ給水)の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。また、第１電気伝導率判定手段４ａおよび第１薬剤注入量増加手段４ｂは、それぞれ、ソフトウェアで構成されている。ここで、上記第１設定値は、ボイラ３の腐食を効果的に防ぐために最低限必要なｐＨ値に対応するように予め設定された値である。一方、上記第２設定値は、上記第１設定値よりも大きくなるように予め設定された値である。

また、上記制御装置４は、各ボイラ３内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、第１薬剤注入装置１を制御する。具体的には、いずれかのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が９．０未満となった場合、第１薬剤注入装置１を作動させるように制御する。また、すべてのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が１０．３超過となった場合、第１薬剤注入装置１を停止させるように制御する。このとき、上記ボイラ水のｐＨ値は、各ボイラ３に設けられたｐＨ計(図示せず)によって検出される。

上記構成のボイラシステムによれば、ポンプ１２の駆動により、給水タンク２に貯留されたボイラ給水が送水ラインＬ４および配水ラインＬ５を介して、各ボイラ３に供給される。このとき、第１薬剤注入装置１が、揮発性アミンを含む第１薬剤を送水ラインＬ４内のボイラ給水に注入する。これにより、上記揮発性アミンの濃度が略一定に調整されたボイラ給水が各ボイラ３に供給される。したがって、上記ボイラシステムは各ボイラ３の腐食を十分に抑制することができる。

また、上記制御装置４は、ボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、第１薬剤注入装置１を制御するので、上記第１薬剤が無駄に注入されるのを防ぎつつ、各ボイラ３の腐食の抑制効果を高めた状態に維持することができる。

また、上記第１電気伝導率判定手段４ａによって、複数の第１電気伝導率計７，７で測定された複数の電気伝導率のうちの少なくとも１つが第１設定値未満になっていると判定された場合、第１薬剤注入量増加手段４ｂは、上記電気伝導率が第１設定値未満になっていると判定されたボイラ水の電気伝導率が第１設定値よりも大きい第２設定値以上になるまでの間、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの上記第１薬剤の注入量を増やす。したがって、第１薬剤注入量増加手段４ｂは、上記ボイラ水のｐＨ値を上げ、ボイラ３の腐食の抑制効果を確実に高くすることができる。

上記第１実施形態では、第１電気伝導率判定手段４ａおよび第１薬剤注入量増加手段４ｂは、それぞれ、ソフトウェアで構成されていたが、少なくとも一方がハードウェアで構成されるようにしてもよい。

上記第１実施形態では、第１薬剤注入量増加手段４ｂは、ボイラ水の電気伝導率が第２設定値以上になるまでの間、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やしていたが、予め設定された第１時間の間、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やしてもよい。

上記第１実施形態において、第１電気伝導率判定手段４ａによって、複数の第１電気伝導率計７，７で測定された複数の電気伝導率のうちの少なくとも１つが第１設定値未満になっていると判定された場合、少なくとも低濃縮状態と判定されたボイラ３のポンプ１２が駆動されているときには、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の量が増えたボイラ給水を供給するようにしてもよい。そして、低濃縮状態と判定されたボイラ３のポンプ１２が停止され、他のボイラ３のポンプ１２が駆動されているときには、第１薬剤の量を元の設定値に戻す。

〔第２実施形態〕
図２は、この発明の第２実施形態のボイラシステムの概略構成を示す模式図である。この図２において、図１の構成部と同一の構成部は、図１の構成部の参照番号と同一の参照番号を付している。

上記ボイラシステムは、制御装置２０４を備えている点が上記第１実施形態と異なっている。

上記制御装置２０４は、送水ラインＬ４の薬剤注入箇所よりも上流側を流れるボイラ給水の流量(流量センサ６によって検出された流量)に対して、揮発性アミンを含む第１薬剤の注入量が比例するように、第１薬剤注入装置１を制御する。また、制御装置２０４は、第１電気伝導率判定手段４ａおよびブロー禁止手段２０４ｂを有する。この第１電気伝導率判定手段４ａは、複数の第１電気伝導率計７，７で測定された複数の電気伝導率のうちの少なくとも１つが第１設定値未満になっているか否かを判定する。一方、ブロー禁止手段２０４ｂは、上記電気伝導率が第１設定値未満になっていると判定された場合、上記電気伝導率が第１設定値未満になっていると判定されたボイラ水の電気伝導率が第２設定値以上になるまでの間、上記ボイラ水のブローを禁止する。また、第１電気伝導率判定手段４ａおよびブロー禁止手段２０４ｂは、それぞれ、ソフトウェアで構成されている。ここで、上記第１設定値は、ボイラ３の腐食を防ぐために最低限必要なｐＨ値に対応するように予め設定された値である。一方、上記第２設定値は、上記第１設定値よりも大きくなるように予め設定された値である。また、ブロー禁止手段２０４ｂがボイラ水のブローを禁止するとは、ブローラインの電磁弁の開放を禁止することを意味する。

また、上記制御装置２０４は、各ボイラ３内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、第１薬剤注入装置１を制御する。具体的には、いずれかのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が９．０未満となった場合、第１薬剤注入装置１を作動させるように制御する。また、すべてのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が１０．３超過となった場合、第１薬剤注入装置１を停止させるように制御する。このとき、上記ボイラ水のｐＨ値は、各ボイラ３に設けられたｐＨ計(図示せず)によって検出される。

上記構成のボイラシステムによれば、第１電気伝導率判定手段４ａによって、複数の第１電気伝導率計７，７で測定された複数の電気伝導率のうちの少なくとも１つが第１設定値未満になっていると判定された場合、ブロー禁止手段２０４ｂは、上記電気伝導率が第１設定値未満になっていると判定されたボイラ水の電気伝導率が第１設定値よりも大きい第２設定値以上になるまでの間、上記ボイラ水のブローを禁止する。これにより、上記ボイラ水の濃縮が急速に進行して第１薬剤濃度が高くなる。したがって、ブロー禁止手段２０４ｂは、第１薬剤注入装置１が第１薬剤の注入量を増やさなくても、低濃縮状態のボイラ水のｐＨ値を強制的に上げ、ボイラ３の腐食の抑制効果を確実に高くすることができる。

上記第２実施形態では、第１電気伝導率判定手段４ａおよびブロー禁止手段２０４ｂは、それぞれ、ソフトウェアで構成されていたが、少なくとも一方がハードウェアで構成されるようにしてもよい。

上記第２実施形態では、ブロー禁止手段２０４ｂは、ボイラ水の電気伝導率が第２設定値以上になるまでの間、電気伝導率が第１設定値未満になっているボイラ水のブローを禁止していたが、予め設定された第２時間の間、電気伝導率が第１設定値未満になっているボイラ水のブローを禁止するようにしてもよい。

〔第３実施形態〕
図３は、この発明の第３実施形態のボイラシステムの概略構成を示す模式図である。この図３において、図１の構成部と同一の構成部は、図１の構成部の参照番号と同一の参照番号を付している。

上記ボイラシステムは、制御装置３０４および溶存酸素計３４１を備えている点が上記第１実施形態と異なっている。なお、溶存酸素計３４１は溶存酸素値測定部の一例である。

上記溶存酸素計３４１は、給水タンク２の取水口付近に設けられて、ボイラ３に供給されるボイラ給水の溶存酸素値を測定する。また、溶存酸素計３４１は、ボイラ給水の溶存酸素値を示す信号を制御装置３０４へ送出する。

上記制御装置３０４は、送水ラインＬ４の薬剤注入箇所よりも上流側を流れるボイラ給水の流量(流量センサ６によって検出された流量)に対して、揮発性アミンを含む第１薬剤の注入量が比例するように、第１薬剤注入装置１を制御する。また、制御装置３０４は、溶存酸素値判定手段３０４ａおよび第２薬剤注入量増加手段３０４ｂを有する。この溶存酸素値判定手段３０４ａは、溶存酸素計３４１で測定されたボイラ給水の溶存酸素値が第３設定値以上になっているか否かを判定する。一方、第２薬剤注入量増加手段３０４ｂは、上記ボイラ給水の溶存酸素値が第３設定値以上になっていると判定された場合、複数の第１電気伝導率計７で測定された複数の電気伝導率の全てが第４設定値以上になるまでの間、給水タンク２からのボイラ給水(送水ラインＬ４の薬剤注入箇所よりも上流側を流れるボイラ給水)の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。また、溶存酸素値判定手段３０４ａおよび第２薬剤注入量増加手段３０４ｂは、それぞれ、ソフトウェアで構成されている。ここで、上記第３設定値は、ボイラ３の腐食が起きる可能性が急激に高くなり始める溶存酸素値に対応するように予め設定された値である。一方、上記第４設定値は、溶存酸素の存在下で、ボイラ３の腐食を効果的に防ぐために最低限必要なｐＨ値に対応するように予め設定された値である。

また、上記制御装置３０４は、各ボイラ３内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、第１薬剤注入装置１を制御する。具体的には、いずれかのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が９．０未満となった場合、第１薬剤注入装置１を作動させるように制御する。また、全てのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が１０．３超過となった場合、第１薬剤注入装置１を停止させるように制御する。このとき、上記ボイラ水のｐＨ値は、各ボイラ３に設けられたｐＨ計(図示せず)によって検出される。

上記構成のボイラシステムによれば、溶存酸素値判定手段３０４ａによって、上記ボイラ給水の溶存酸素値が第３設定値以上になっていると判定された場合、第２薬剤注入量増加手段３０４ｂは、複数の第１電気伝導率計７で測定された複数の電気伝導率の全てが第４設定値以上になるまでの間、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。これにより、各ボイラ３に供給されるボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の量が増え、ボイラ水の第１薬剤濃度が高くなる。したがって、第２薬剤注入量増加手段３０４ｂは、ボイラ水のｐＨ値を強制的に上げ、上記ボイラ給水が溶存酸素を含んでいても、ボイラ３の腐食の抑制効果を確実に高めることができる。

上記第３実施形態では、溶存酸素値判定手段３０４ａおよび第２薬剤注入量増加手段３０４ｂは、それぞれ、ソフトウェアで構成されていたが、少なくとも一方がハードウェアで構成されるようにしてもよい。

上記第３実施形態では、複数の第１電気伝導率計７，７で測定された複数の電気伝導率の全てが第４設定値以上になるまでの間、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの薬剤の注入量を増やしていたが、予め設定された第３時間の間、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの薬剤の注入量を増やすようにしてもよい。

上記第３実施形態において、溶存酸素計３４１に換えて、例えば、送水ラインＬ４の途中に設けられた溶存酸素計を用いてもよい。このようにする場合、上記溶存酸素計は、給水タンク２と第１薬剤注入装置１の間の送水ラインＬ４の途中に接続ラインを介して接続するのが好ましい。

〔第４実施形態〕
図４は、この発明の第４実施形態のボイラシステムの概略構成を示す模式図である。この図４において、図１の構成部と同一の構成部は、図１の構成部の参照番号と同一の参照番号を付している。

上記ボイラシステムは、制御装置４０４および第２電気伝導率計４４１を備えている点が、上記第１実施形態と異なる。なお、第２電気伝導率計４４１は第２電気伝導率測定部の一例である。

上記第２電気伝導率計４４１は、給水タンク２の取水口付近に設けられて、ボイラ３に供給されるボイラ給水の電気伝導率を測定する。また、第２電気伝導率計４４１は、ボイラ給水の電気伝導率を示す信号を制御装置４０４へ送出する。

上記制御装置４０４は、送水ラインＬ１の薬剤注入箇所よりも上流側を流れるボイラ給水の流量(流量センサ６によって検出された流量)に対して、揮発性アミンを含む第１薬剤の注入量が比例するように、第１薬剤注入装置１を制御する。また、制御装置４０４は、第２電気伝導率判定手段４０４ａおよび第３薬剤注入量増加手段４０４ｂを有する。この第２電気伝導率判定手段４０４ａは、第２電気伝導率計４４１で測定されたボイラ給水の電気伝導率が、第５設定値以上になっているか否かを判定する。一方、第３薬剤注入量増加手段４０４ｂは、上記電気伝導率が第５設定値以上になっていると判定された場合、複数の第１電気伝導率計７，７で測定された複数の電気伝導率の全てが第６設定値以上になるまでの間、給水タンク２からのボイラ給水(送水ラインＬ４の薬剤注入箇所よりも上流側を流れるボイラ給水)の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。また、第２電気伝導率判定手段４０４ａおよび第３薬剤注入量増加手段４０４ｂは、それぞれ、ソフトウェアで構成されている。ここで、上記第５設定値は、ボイラ３の腐食が起きる可能性が急激に高くなり始めるボイラ給水の腐食促進イオン濃度に相当する電気伝導率に対応するように予め設定された値である。一方、上記第６設定値は、腐食促進イオン濃度の存在下で、ボイラ３の腐食を効果的に防ぐために最低限必要なｐＨ値に対応するように予め設定された値である。なお、本実施形態における腐食促進イオンは、典型的には、塩化物イオンおよび硫酸イオンを指す。そして、腐食促進イオン濃度は、塩化物イオン濃度と硫酸イオン濃度の合計値である。

また、上記制御装置４０４は、各ボイラ３内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、第１薬剤注入装置１を制御する。具体的には、いずれかのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が９．０未満となった場合、第１薬剤注入装置１を作動させるように制御する。また、すべてのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が１０．３超過となった場合、第１薬剤注入装置１を停止させるように制御する。このとき、上記ボイラ水のｐＨ値は、ボイラ３に設けられたｐＨ計(図示せず)によって検出される。

上記構成のボイラシステムによれば、第２電気伝導率判定手段４０４ａによって、第２電気伝導率計４４１で測定されたボイラ給水の電気伝導率が第５設定値以上になっていると判定された場合、第３薬剤注入量増加手段４０４ｂは、複数の第１電気伝導率計７で測定された全てのボイラ水の電気伝導率が第６設定値以上になるまでの間、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やす。これにより、各ボイラ３に供給されるボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の量が増え、ボイラ水の第１薬剤濃度が高くなる。したがって、制御装置４０４は、ボイラ水のｐＨ値を強制的に上げ、上記純水が腐食促進イオンを含んでいても、ボイラ３の腐食の抑制効果を確実に高くすることができる。

上記第４実施形態では、第２電気伝導率判定手段４０４ａおよび第３薬剤注入量増加手段４０４ｂは、それぞれ、ソフトウェアで構成されていたが、少なくとも一方がハードウェアで構成されるようにしてもよい。

上記第４実施形態では、第３薬剤注入量増加手段４０４ｂは、ボイラ給水の電気伝導率が第５設定値以上になっていると判定された場合、複数の第１電気伝導率計７，７で測定された全てのボイラ水の電気伝導率が第６設定値以上になるまでの間、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やしていたが、予め設定された第４時間の間、給水タンク２からのボイラ給水の単位流量あたりの第１薬剤の注入量を増やすようにしてもよい。

上記第４実施形態において、第２電気伝導率計４４１に換えて、例えば、送水ラインＬ４の途中に設けられた電気伝導率計を用いてもよい。このようにする場合、上記電気伝導率計は、給水タンク２と第１薬剤注入装置１の間の送水ラインＬ４の途中に接続ラインを介して接続するのが好ましい。

〔第５実施形態〕
図５は、この発明の第５実施形態のボイラシステムの概略構成を示す模式図である。この図５において、図１の構成部と同一の構成部は、図１の構成部の参照番号と同一の参照番号を付している。

上記ボイラシステムは、第２薬剤注入装置５０１および制御装置５０４を備えている点が上記第１実施形態と異なっている。

上記第２薬剤注入装置５０１は、ボイラ３から負荷装置９に供給される蒸気に、揮発性アミンを含む第２薬剤を注入する。すなわち、第２薬剤注入装置５０１は、揮発性アミンを含む第２薬剤をスチームヘッダ８内の蒸気に注入する。これにより、上記第２薬剤が注入された蒸気が負荷装置９に供給される。より詳しくは、第２薬剤注入装置５０１は、上記第２薬剤を貯留する薬剤タンク５１０と、薬剤注入ラインＬ５０２に設けられたポンプ５１１とを有している。このポンプ５１１の駆動により、上記第２薬剤が薬剤注入ラインＬ５０２を介してスチームヘッダ８に送られる。また、上記第２薬剤は、上記第１薬剤と異なる。上記第１薬剤が含む揮発性アミンとしては、例えば分配比(＝気相中濃度／液相中濃度)の低いジエタノールアミンまたは２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールが使用される。また、上記第２薬剤が含む揮発性アミンとしては、蒸気−凝縮水系統の配管長が長い場合には、例えばシクロヘキシルアミン等が使用される。

上記制御装置５０４は、送水ラインＬ４の薬剤注入箇所よりも上流側を流れるボイラ給水の流量(流量センサ６によって検出された流量)に対して上記第１薬剤の注入量が比例するように、第１薬剤注入装置１を制御する。また、制御装置５０４は、第１電気伝導率判定手段４ａおよび第１薬剤注入量増加手段４ｂを有する。

また、上記制御装置５０４は、各ボイラ３内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、第１薬剤注入装置１を制御する。具体的には、いずれかのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が９．０未満となった場合、第１薬剤注入装置１を作動させるように制御する。また、すべてのボイラ３でボイラ水のｐＨ値が１０．３超過となった場合、第１薬剤注入装置１を停止させるように制御する。このとき、上記ボイラ水のｐＨ値は、各ボイラ３に設けられたｐＨ計(図示せず)によって検出される。

また、上記制御装置５０４は、凝縮水案内ラインＬ８内の凝縮水のｐＨ値が６．５〜９．０の範囲内に入るように、第２薬剤注入装置５０１を制御する。具体的には、凝縮水案内ラインＬ８の末端部分で凝縮水のｐＨ値が６．５未満となった場合、第２薬剤注入装置１を作動させるように制御する。また、凝縮水案内ラインＬ８の末端部分で凝縮水のｐＨ値が９．０超過となった場合、第２薬剤注入装置１を停止させるように制御する。このとき、上記凝縮水のｐＨ値は、凝縮水案内ラインＬ８の末端部分に設けられたｐＨ計(図示せず)によって検出される。

上記構成のボイラシステムは、上記第２薬剤は、上記第１薬剤と異なるので、第１薬剤が含む揮発性アミンとして、例えば分配比の低いジエタノールアミンまたは２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールを使用し、かつ、上記第２薬剤が含む揮発性アミンとして、蒸気−凝縮水系統の配管長が長い場合には、例えばシクロヘキシルアミン等を使用することができる。その結果、上記ボイラシステムは、ボイラ３の腐食の抑制効果をさらに高くすると共に、凝縮水案内ラインＬ８の腐食を進行させ難くすることができる。

上記第５実施形態において、図６に示すように、薬剤タンク１０内の第１薬剤と同じ第１薬剤を配水ラインＬ５，Ｌ５内のボイラ給水に注入する第３薬剤注入装置５２１，５２１を設けると共に、各配水ラインＬ５に流量センサ２４を設けてもよい。

上記第３薬剤注入装置５２１は、上記第１薬剤を貯留する薬剤タンク５２２と、薬剤注入ラインＬ５０９に設けられたポンプ５２３とを有している。このポンプ５２３の駆動により、上記第１薬剤が薬剤注入ラインＬ５０９を介して配水ラインＬ５に送られる。

上記流量センサ５２４はポンプ１２の上流側に配置されている。また、流量センサ５２４は、配水ラインＬ５内のボイラ給水の流量を示す信号を制御装置５０４に送出する。

このような第３薬剤注入装置５２１および流量センサ５２４を用いる場合、制御装置４は、各配水ラインＬ５内のボイラ給水の流量に上記第１薬剤の注入量が比例するように、第３薬剤注入装置５２１を制御する。

上記第５実施形態では、上記第２薬剤が含む揮発性アミンは、上記第１薬剤が含む揮発性アミンと異なるようにしていたが、上記第１薬剤が含む揮発性アミンと同じにしてもよい。

〔変形例〕
上記第１〜第５実施形態では、ボイラ３が複数設置されていたが、ボイラ３が単数設置されるようにしてもよい。

上記第１〜第５実施形態では、制御装置４，２０４，３０４，４０４，５０４は、ボイラ３のｐＨ計を用いて、各ボイラ３内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、第１薬剤注入装置１を制御していたが、ボイラ３の第１電気伝導率計７を用いて、各ボイラ３内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、第１薬剤注入装置１を制御してもよい。具体的には、ボイラ３内の圧力に応じたボイラ水の電気伝導率とｐＨ値の関係を予め求めておき、上記ボイラ水の電気伝導率が低くなるほど、上記第１薬剤の注入量を増やして、ボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るようにする。

上記第１〜第５実施形態において、ボイラシステムは、各ボイラ３のブロー率を５％以下、例えば２〜３％に設定して運転することが好ましい。このような運転により、節水効果と熱損失の低減効果とが得られ、水と燃料の両コストを抑制することができる。

上記第１〜第５実施形態において、純水製造装置５からの脱気された純水が、溶存酸素監視装置を通過して、給水ラインＬ１に流入するようにしてもよい。

上記第１〜第５実施形態において、純水製造装置５が逆浸透膜装置を有する場合、逆浸透膜モジュールで製造される透過水の流量が目標値となるように、逆浸透膜モジュールに前処理水を送出する加圧ポンプの駆動周波数をインバータにより制御してもよい(特開２００５−２９６９４５号公報参照)。

上記第１薬剤注入装置１を制御する他の方法としては、揮発性アミンの種類毎に、ボイラ３内の圧力をパラメータとする分配比のデータテーブルを用い、このデータテーブルから求めた分配比に基づいて、揮発性アミンを含む第１薬剤の注入量を補正する方法がある。具体的には、上記分配比が高くなるほど(すなわち、蒸気への揮発性アミンの移行量が増加するほど)、第１薬剤の注入量を増やして、ボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るようにする。

この発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第５実施形態の記載内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。

１ 第１薬剤注入装置
２ 給水タンク
３ ボイラ
４，２０４，３０４，４０４，５０４ 制御装置
４ａ 第１電気伝導率判定手段
４ｂ 第１薬剤注入量増加手段
５ 純水製造装置
６，２５ 流量センサ
７ 第１電気伝導率計
２０４ｂ ブロー禁止手段
４４１ 第２電気伝導率計
３０４ａ 溶存酸素値判定手段
３０４ｂ 第２薬剤注入量増加手段
４０４ａ 第２電気伝導率判定手段
４０４ｂ 第３薬剤注入量増加手段
５０１ 第２薬剤注入装置
５２１ 第３薬剤注入装置
Ｌ８ 凝縮水案内ライン

Claims (6)

1. 純水供給源と、
   上記純水供給源から純水が供給され、この純水をボイラ給水として貯留する大気開放型給水タンクと、
   揮発性アミンを含む第１薬剤を上記大気開放型給水タンクからのボイラ給水に注入する第１薬剤注入装置と、
   上記第１薬剤が注入されたボイラ給水が供給されるボイラと、
   上記ボイラで発生させた蒸気が供給される負荷装置と、
   上記負荷装置で利用された蒸気の凝縮水を上記大気開放型給水タンクに案内する凝縮水案内流路と、
   上記ボイラから上記負荷装置に供給される蒸気に、揮発性アミンを含む第２薬剤を注入する第２薬剤注入装置と
   を備え、
   上記第１薬剤が含む揮発性アミンとして、上記ボイラ給水中に溜まり易い低分配比の揮発性アミンが選択され、かつ、上記第２薬剤が含む揮発性アミンとして、蒸気−凝縮水系統の配管長に合わせて上記低分配比とは異なる分配比の揮発性アミンが選択されていることを特徴とするボイラシステム。
2. 請求項１に記載のボイラシステムにおいて、
   上記ボイラ内のボイラ水のｐＨ値が９．０〜１０．３の範囲内に入るように、上記第１薬剤注入装置を制御する制御装置を備えることを特徴とするボイラシステム。
3. 請求項２に記載のボイラシステムにおいて、
   上記ボイラ水の電気伝導率を測定する第１電気伝導率測定部を備え、
   上記制御装置は、
   上記第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第１設定値とを比較して、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値未満になっているか否かを判定する第１電気伝導率判定手段と、
   上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値未満になっていると判定された場合、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値よりも大きい第２設定値以上になるまでの間、または、予め設定された第１時間の間、上記大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの上記第１薬剤の注入量を増やす第１薬剤注入量増加手段と
   を有することを特徴とするボイラシステム。
4. 請求項２に記載のボイラシステムにおいて、
   上記ボイラ水の電気伝導率を測定する第１電気伝導率測定部を備え、
   上記制御装置は、
   上記第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第１設定値とを比較して、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値未満になっているか否かを判定する第１電気伝導率判定手段と、
   上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値未満になっていると判定された場合、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第１設定値よりも大きい第２設定値以上になるまでの間、または、予め設定された第２時間の間、上記ボイラ水のブローを禁止するブロー禁止手段と
   を有することを特徴とするボイラシステム。
5. 請求項２に記載のボイラシステムにおいて、
   上記ボイラ水の電気伝導率を測定する第１電気伝導率測定部と、
   上記ボイラに供給されるボイラ給水の溶存酸素値を測定する溶存酸素値測定部と
   を備え、
   上記制御装置は、
   上記溶存酸素値測定部で測定されたボイラ給水の溶存酸素値と、予め設定された第３設定値とを比較して、上記ボイラ給水の溶存酸素値が上記第３設定値以上になっているか否かを判定する溶存酸素値判定手段と、
   上記ボイラ給水の溶存酸素値が上記第３設定値以上になっていると判定された場合、上記第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第４設定値とを比較して、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第４設定値以上になるまでの間、または、予め設定された第３時間の間、上記大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの上記第１薬剤の注入量を増やす第２薬剤注入量増加手段と
   を有することを特徴とするボイラシステム。
6. 請求項２に記載のボイラシステムにおいて、
   上記ボイラ水の電気伝導率を測定する第１電気伝導率測定部と、
   上記ボイラに供給されるボイラ給水の電気伝導率を測定する第２電気伝導率測定部と
   を備え、
   上記制御装置は、
   上記第２電気伝導率測定部で測定されたボイラ給水の電気伝導率と、予め設定された第５設定値とを比較して、上記ボイラ給水の電気伝導率が上記第５設定値以上になっているか否かを判定する第２電気伝導率判定手段と、
   上記ボイラ給水の電気伝導率が上記第５設定値以上になっていると判定された場合、上記第１電気伝導率測定部で測定されたボイラ水の電気伝導率と、予め設定された第６設定値とを比較して、上記ボイラ水の電気伝導率が上記第６設定値以上になるまでの間、または、予め設定された第４時間の間、上記大気開放型給水タンクからのボイラ給水の単位流量あたりの上記第１薬剤の注入量を増やす第３薬剤注入量増加手段と
   を有することを特徴とするボイラシステム。

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