JP7286530B2 - 水処理装置及び発電プラント並びに水処理方法 - Google Patents
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Description
本開示は、水処理装置及び発電プラント並びに水処理方法に関するものである。
石炭焚きボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが火炉の周方向に沿って配設されている。また、石炭焚きボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、燃焼バーナが火炉内に燃料と空気（酸化性ガス）との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。燃焼ガスが流れる領域に熱交換器が設置され、熱交換器を構成する伝熱管内を流れる水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成される。
ボイラで生成された過熱蒸気は、蒸気タービンに供給され、蒸気タービンを回転駆動する。そして、蒸気タービンに連結された発電機によって発電が行われる。
蒸気タービンの駆動に使用した後の蒸気は、復水器に送られ、復水器内で冷却され復水とされる。ボイラ給水系統では、給水として用いられる復水が、蒸気タービンからの抽気を利用した低圧給水ヒータと高圧給水ヒータによって加熱され、ボイラの節炭器に供給される。節炭器でさらに加熱された給水は、火炉壁に配列された蒸発管に供給される。
ボイラ給水系統のうち、特に低圧給水ヒータドレン系統の炭素鋼系部位から溶出した鉄がボイラ給水と一緒に蒸発管に流入して、蒸発管内面に熱伝導率の小さいスケール（パウダースケール）が付着・堆積する場合がある。その場合、蒸発管のメタル温度が上昇して破損し、ボイラ水が漏洩するおそれがある。
貫流ボイラでは、ボイラ入口給水中の鉄濃度が所定値以下（例えばＪＩＳ規格では、定格負荷運転時に５ｐｐｂ以下）と規定されている。このため、復水器の下流側に復水ろ過装置を設置して、復水中の鉄除去を行い所定管理値以下に保持する（特許文献１）。
特許文献１では、給水ヒータからのドレン水と復水の両方を復水ろ過装置によって処理することになっている。これでは、復水と給水ヒータからのドレン水の合計流量に対応する大容量の復水ろ過装置を用意する必要がありコストが増大するおそれがある。
給水ヒータからのドレン水は、例えば常温以上の温度（例えば約８０℃）を有しており、発電プラントで有効利用可能な熱量を有している。しかし、特許文献１では、給水ヒータからのドレン水に対して常温の復水を混合しているため、熱損失が発生するという問題がある。
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、小容量化が可能で熱損失を抑制することが可能な鉄分を除去するろ過装置を備えた水処理装置及び発電プラント並びに水処理方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る水処理装置は、復水器から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、前記復水を加熱する給水ヒータから導かれたドレン水から鉄分を除去するろ過装置と、前記復水が前記復水器から前記ろ過装置へと向かう流れと、前記ドレン水が前記給水ヒータから前記ろ過装置へと向かう流れとを選択的に切り換える切換手段と、を備えている。
本開示の一態様に係る発電プラントは、復水器から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、給水ヒータから導かれたドレン水から鉄分を除去するろ過装置と、前記復水が前記復水器から前記ろ過装置へと向かう流れと、前記ドレン水が前記給水ヒータから前記ろ過装置へと向かう流れとを選択的に切り換える切換手段と、を備えた水処理装置と、前記水処理装置から供給された復水から蒸気を生成するボイラと、前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、を備えている。
本開示の一態様に係る水処理方法は、復水器から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、給水ヒータから導かれたドレン水から鉄分を除去するろ過装置を用いた水処理方法であって、前記復水が前記復水器から前記ろ過装置へと向かう流れと、前記ドレン水が前記給水ヒータから前記ろ過装置へと向かう流れとを選択的に切り換える。
ろ過装置へ復水とドレン水を選択的に導くこととしたので、ろ過装置の容量を小さくでき、熱損失を減少させることができる。
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
図１には、本実施形態に係る発電プラント１が示されている。発電プラント１は、例えば石炭を燃料とするボイラ１０と、ボイラ１０で発生した蒸気によって回転駆動される蒸気タービン１１１，１１３と、発電機８０とを備えている。
ボイラ１０は、貫流ボイラとされており、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料として用い、この微粉燃料を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成する。以下の説明では、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示す。
ボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置１２とを有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉１１を構成する火炉壁（伝熱管）は、複数の蒸発管とこれらを接続するフィンとで構成され、微粉燃料の燃焼により発生した熱を、給水や蒸気と熱交換することで火炉壁の温度上昇を抑制している。
燃焼装置１２は、火炉１１を構成する火炉壁の下部側に設けられている。燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナを有している。例えば燃焼バーナは、火炉１１の周方向に沿って均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている。但し、火炉１１の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこれに限定されるものではない。
各燃焼バーナは、微粉炭供給管を介して複数の粉砕機（図示せず）に連結されている。この粉砕機は、図示しないが、例えば粉砕機のハウジング内に回転テーブルが駆動回転可能に支持され、この回転テーブルの上方に複数のローラが回転テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。石炭が複数のローラと回転テーブルとの間に投入されると、ここで所定の微粉炭の大きさに粉砕され、搬送用ガス（一次空気、酸化性ガス）により図示しない粉砕機のハウジング内の分級機に搬送されて所定のサイズ範囲内に分級された微粉燃料を微粉炭供給管から燃焼バーナに供給することができる。
また、火炉１１は、各燃焼バーナの装着位置に風箱（図示せず）が設けられており、この風箱に空気ダクトの一端部が連結されている。空気ダクトの他端部には、押込通風機（ＦＤＦ：Forced Draft Fan）が設けられている。
火炉１１を出た燃焼ガスは、蒸発器（図示せず）、過熱器１０２、再熱器１０３、節炭器（図示せず）を通り、給水や蒸気との間で熱交換を行う。
熱交換を行った燃焼ガスは、煙道を通り、脱硝装置で燃焼ガス中の窒素酸化物が除去された後にエアヒータへ導かれ、燃焼用空気と熱交換する。そして、燃焼ガスは、電気集塵機などの集塵装置や脱硫装置を通り、煙突から排出される。
一方、複数の粉砕機が駆動すると、生成された微粉燃料が搬送用ガスと共に微粉炭供給管を通して燃焼バーナに供給される。また、ボイラ１０の煙道から排出された排ガスとエアヒータで熱交換することで、加熱された燃焼用空気（二次空気）が空気ダクトから風箱を介して燃焼装置１２の各燃焼バーナに供給される。すると、燃焼バーナは、微粉燃料と搬送用ガスとが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。火炉１１内の下部で火炎が生じ、高温の燃焼ガスがこの火炉１１内を上昇し、過熱器１０２等に向けて排出される。
その後、燃焼ガスは、蒸発器（図示せず）、過熱器１０２、再熱器１０３、節炭器（図示せず）で熱交換した後、脱硝装置により窒素酸化物が還元除去され、集塵装置で粒子状物質が除去され、脱硫装置にて硫黄酸化物が除去された後、煙突から大気中に排出される。なお、各熱交換器は燃焼ガス流れに対して、必ずしも上述の順番に配置されなくともよい。
ボイラ１０が生成した蒸気によって、蒸気タービン１１１，１１３が回転駆動され、これら蒸気タービン１１１，１１３によって発電機８０が回転駆動され発電が行われる。
蒸気タービン１１１は、高中圧蒸気タービンとされ、過熱器１０２で過熱された過熱蒸気（主蒸気）が蒸気タービン１１１の高圧蒸気タービン部分に導かれる。蒸気タービン１１１から排出された蒸気は、再熱器１０３で再過熱された過熱蒸気（再熱蒸気）となり、蒸気タービン１１１の中圧蒸気タービン部分に導かれる。蒸気タービン１１３は、低圧蒸気タービンとされ、高中圧蒸気タービン１１１の中圧蒸気タービン部分から排出された蒸気が導かれる。
＜水処理装置の構成＞
次に、復水器から導かれた復水及び給水ヒータから導かれたドレン水を処理する水処理装置３の構成について説明する。
低圧蒸気タービン１１３の下流側には、復水器２０が接続されている。復水器２０では、低圧蒸気タービン１１３を回転駆動した蒸気が冷却水（例えば、海水）によって冷却され、復水（凝縮水）となる。
次に、復水器から導かれた復水及び給水ヒータから導かれたドレン水を処理する水処理装置３の構成について説明する。
低圧蒸気タービン１１３の下流側には、復水器２０が接続されている。復水器２０では、低圧蒸気タービン１１３を回転駆動した蒸気が冷却水（例えば、海水）によって冷却され、復水（凝縮水）となる。
復水器２０には、復水を供給する第１復水配管２１が設けられている。第１復水配管２１の下流端には、ろ過装置２２が設けられている。ろ過装置２２は、水（復水やドレン水）中に存在する鉄分を除去する。第１復水配管２１には、ろ過装置２２の上流側に復水ポンプ２４が設けられている。
第１復水配管２１には、復水ポンプ２４とろ過装置２２との間に、復水流れ方向に順に、第１鉄濃度計２６、復水系外ブロー配管２７及び復水バイパス配管２８が設けられている。
第１鉄濃度計２６としては、全鉄濃度計が用いられる。ただし、濁度計を用いて事前に準備した鉄濃度との相関関係を用いて鉄濃度を得るようにしても良い。第１鉄濃度計２６の計測値は、制御部３０へと送信される。
復水系外ブロー配管２７には、復水系外ブロー弁２７ａが設けられている。復水系外ブロー弁２７ａの開閉は、制御部３０によって行われる。
復水バイパス配管２８は、ろ過装置２２をバイパスするように、第１復水配管２１と、ろ過装置２２の下流側に接続された第２復水配管３２との間に設けられている。復水バイパス配管２８には、復水バイパス弁２８ａが設けられている。復水バイパス弁２８ａの開閉は、制御部３０によって行われる。
第１鉄濃度計２６としては、全鉄濃度計が用いられる。ただし、濁度計を用いて事前に準備した鉄濃度との相関関係を用いて鉄濃度を得るようにしても良い。第１鉄濃度計２６の計測値は、制御部３０へと送信される。
復水系外ブロー配管２７には、復水系外ブロー弁２７ａが設けられている。復水系外ブロー弁２７ａの開閉は、制御部３０によって行われる。
復水バイパス配管２８は、ろ過装置２２をバイパスするように、第１復水配管２１と、ろ過装置２２の下流側に接続された第２復水配管３２との間に設けられている。復水バイパス配管２８には、復水バイパス弁２８ａが設けられている。復水バイパス弁２８ａの開閉は、制御部３０によって行われる。
第２復水配管３２の下流端は、復水脱塩装置３４が接続されている。復水脱塩装置３４は、例えばイオン交換樹脂が用いられ、ナトリウムイオン等のボイラの給水、蒸気および復水の各系統において、スケールの発生や腐食の要因となるイオンを除去する。復水脱塩装置３４は、例えば４塔が並列に接続するよう設けられており、３塔を通水用とし、残りの１塔を再生と待機の予備用として用いる。予備用の塔は、順次切り替えて運用される。
復水脱塩装置３４には、第３復水配管３６が接続されている。第３復水配管３６の下流端は、グランド蒸気復水器３８に接続されている。グランド蒸気復水器３８では、蒸気タービン１１１、１１３から排出されるグランド蒸気が、復水器２０から第３復水配管３６により供給された復水と熱交換され、復水（凝縮水）となる。第３復水配管３６には、復水を送水するための復水ブースタポンプ４０が設けられている。なお、図における矢印Ａ１は、復水の流れ方向を示す。
グランド蒸気復水器３８の下流側には、第４復水配管４２が接続されている。第４復水配管４２の下流端には、低圧給水ヒータ（給水ヒータ）４４が接続されている。第４復水配管４２には、復水循環配管４３が接続されている。復水循環配管４３の下流端は、復水器２０に接続されている。復水循環配管４３は、発電プラント起動時における復水のクリーンアップ時に用いられる。
低圧給水ヒータ４４は、本実施形態では例えば３つの低圧給水ヒータ４４を備えていて、復水の流れ方向に順に、第１低圧給水ヒータ４４ａ、第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃを備えている。各低圧給水ヒータ４４ａ，４４ｂ，４４ｃには、それぞれ、低圧蒸気タービン１１３から蒸気を抽気する抽気配管４５ａ，４５ｂ，４５ｃが接続されている。各低圧給水ヒータ４４ａ，４４ｂ，４４ｃに供給される抽気蒸気の圧力は、第１低圧給水ヒータ４４ａ、第２低圧給水ヒータ４４ｂ、第３低圧給水ヒータ４４ｃの順に高くなっている。
本実施形態では、第１低圧給水ヒータ４４ａで復水を加熱した抽気蒸気は、凝縮してドレン水となり、第１低圧給水ヒータドレン配管４６によって復水器２０へと導かれる。
第３低圧給水ヒータ４４ｃで復水を加熱した抽気蒸気は、凝縮してドレン水となり、第２低圧給水ヒータ４４ｂへと導かれる。第２低圧給水ヒータ４４ｂで復水を加熱した抽気蒸気は、凝縮してドレン水となり、第３低圧給水ヒータ４４ｃから導かれたドレン水とともに、第２低圧給水ヒータドレン配管４８によって低圧給水ヒータドレンタンク５０へと導かれる。矢印Ａ２は、第２低圧給水ヒータドレン配管４８を流れるドレン水の流れ方向を示している。
低圧給水ヒータドレンタンク５０には、第３低圧給水ヒータドレン配管５２が接続されている。第３低圧給水ヒータドレン配管５２の下流端は、ろ過装置２２に接続されている。第３低圧給水ヒータドレン配管５２には、ドレン水流れ方向に順に、低圧給水ヒータドレンポンプ５４と、第２鉄濃度計５６と、低圧給水ヒータドレン再循環配管５８と、低圧給水ヒータドレン系外ブロー配管６０と、低圧給水ヒータドレン用バイパス配管６２とが設けられている。
第２鉄濃度計５６としては、全鉄濃度計が用いられる。ただし、第１鉄濃度計２６と同様に濁度計を用いて鉄濃度を得るようにしても良い。第２鉄濃度計５６の計測値は、制御部３０へと送信される。
低圧給水ヒータドレン再循環配管５８の下流端は、低圧給水ヒータドレンタンク５０に接続されている。
低圧給水ヒータドレン再循環配管５８の下流端は、低圧給水ヒータドレンタンク５０に接続されている。
低圧給水ヒータドレン系外ブロー配管６０には、復水系外ブロー弁６０ａが設けられている。復水系外ブロー弁６０ａの開閉は、制御部３０によって行われる。
低圧給水ヒータドレン用バイパス配管６２の下流端は、ろ過装置２２をバイパスするように、ろ過装置２２の下流側に接続された第４低圧給水ヒータドレン配管（ドレン水返送配管）６４に接続されている。低圧給水ヒータドレン用バイパス配管６２には、ドレン用バイパス弁６２ａが設けられている。ドレン用バイパス弁６２ａの開閉は、制御部３０によって行われる。
第４低圧給水ヒータドレン配管６４の下流端は、低圧給水ヒータ４４の途中位置、より具体的には、第２低圧給水ヒータ４４ｂと第３低圧給水ヒータ４４ｃとの間の復水に合流するように接続されている。矢印Ａ３は、ドレン水の流れ方向を示している。
なお、第４低圧給水ヒータドレン配管６４の下流端が接続される位置は、第４低圧給水ヒータドレン配管６４を流れるドレン水の温度によって決定される。すなわち、第４低圧給水ヒータドレン配管６４を流れるドレン水の温度と同等の温度となるような複数ある各低圧給水ヒータ４４途中位置または下流側の位置を選定してドレン水が復水に対して合流する。したがって、発電プラント１の構成により第４低圧給水ヒータドレン配管６４を流れるドレン水の温度によって、第１低圧給水ヒータ４４ａと第２低圧給水ヒータ４４ｂとの間でも良く、また第３低圧給水ヒータ４４ｃの下流側（低圧給水ヒータ４４の下流側）であっても良い。なお、同等の温度とは、同一の温度である必要はなく、発電プラント１の熱損失低減の観点から温度差は小さい方が好ましいため、例えば温度差は５℃以内が好ましい。
なお、第４低圧給水ヒータドレン配管６４の下流端が接続される位置は、第４低圧給水ヒータドレン配管６４を流れるドレン水の温度によって決定される。すなわち、第４低圧給水ヒータドレン配管６４を流れるドレン水の温度と同等の温度となるような複数ある各低圧給水ヒータ４４途中位置または下流側の位置を選定してドレン水が復水に対して合流する。したがって、発電プラント１の構成により第４低圧給水ヒータドレン配管６４を流れるドレン水の温度によって、第１低圧給水ヒータ４４ａと第２低圧給水ヒータ４４ｂとの間でも良く、また第３低圧給水ヒータ４４ｃの下流側（低圧給水ヒータ４４の下流側）であっても良い。なお、同等の温度とは、同一の温度である必要はなく、発電プラント１の熱損失低減の観点から温度差は小さい方が好ましいため、例えば温度差は５℃以内が好ましい。
低圧給水ヒータドレンタンク５０と復水器２０との間には、低圧給水ヒータドレン循環配管６６が設けられている。低圧給水ヒータドレン循環配管６６には、ドレン循環弁６６ａと、第３鉄濃度計６７とが設けられている。ドレン循環弁６６ａの開閉は、制御部３０によって行われる。第３鉄濃度計６７としては、全鉄濃度計が用いられる。ただし、第１鉄濃度計２６と同様に濁度計を用いて鉄濃度を得るようにしても良い。第３鉄濃度計６７の計測値は、制御部３０へと送信される。また、発電プラント１の起動時に低圧給水ヒータドレンタンク５０の鉄濃度を計測する用途に限定される際は、第３鉄濃度計６７は省略して第２鉄濃度計５６の値で代用してもよい。
低圧給水ヒータ４４の出口からは、復水を給水（ボイラ給水）として供給される。低圧給水ヒータ４４の給水の流れの下流側には、脱気器７０、給水ポンプ７２、給水弁７４、高圧給水ヒータ７６が順に設けられている。高圧給水ヒータ７６には、図示しないが、高中圧蒸気タービン１１１から抽気された蒸気が導かれる。高圧給水ヒータ７６にて加熱された給水は、ボイラ１０の節炭器へと導かれる。矢印Ａ４は、給水の流れ方向を示している。
復水器２０には、補給水タンク７８が接続されており、補給水ポンプ７９によって純水が供給されるようになっている。
制御部３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
＜ろ過装置２２周りの構成＞
図２には、ろ過装置２２周りが示されている。なお、図１に示した構成と同一の構成は同一符号が示されている。
図２には、ろ過装置２２周りが示されている。なお、図１に示した構成と同一の構成は同一符号が示されている。
同図に示されているように、ろ過装置２２は、本実施形態では例えば２塔で構成されており、第１塔（分割ろ過部）２２ａと第２塔（分割ろ過部）２２ｂとを備えている。なお、ろ過装置２２は、複数の塔によって構成されていれば良く、３塔以上で構成されていても良い。ろ過装置２２の容量は、発電プラント１の起動時において、復水を通水してろ過が必要となる期間におけるろ過流量の最大流量値に基づいて定められている。例えば、ろ過装置２２の容量すなわち各塔の合計容量（２塔の合計容量）は、発電プラント１の最大となる通水流量（例えば起動時に一時的に最大の通水流量となる５０％負荷運転時の復水流量）に基づいて定められる。発電プラント１の通常運転時には、後述するように低圧給水ヒータ４４ｂのドレン水に切り替わり、ろ過が必要な通水流量が低下するので、第１塔２２ａと第２塔２２ｂのいずれか一方で運用して、他方を予備とすることができる。
第１塔２２ａ及び第２塔２２ｂは、復水やドレン水の流体流れに対して並列接続となるように設けられている。第１塔２２ａと第２塔２２ｂは、同等の容量とされている。すなわち、各塔２２ａ，２２ｂは、ろ過装置容量の１／２の容量とされている。
第１塔２２ａの上流側には第１塔上流弁２２ａ１が設けられ、第１塔２２ａの下流側には第１塔下流弁２２ａ２が設けられている。第２塔２２ｂの上流側には第２塔上流弁２２ｂ１が設けられ、第２塔２２ｂの下流側には第２塔下流弁２２ｂ２が設けられている。第１塔上流弁２２ａ１、第１塔下流弁２２ａ２、第２塔上流弁２２ｂ１及び第２塔下流弁２２ｂ２は、それぞれ、制御部３０によって開閉が行われる。第１塔上流弁２２ａ１、第１塔下流弁２２ａ２、第２塔上流弁２２ｂ１及び第２塔下流弁２２ｂ２によって、第１塔２２ａのみに流体を流すか、第２塔２２ｂのみに流体を流すか、第１塔２２ａ及び第２塔２２ｂの両方に流体を流すかが切り換えられる。
第１復水配管２１には、復水バイパス配管２８の分岐位置Ｂ１とろ過装置２２との間に、復水入口弁２１ａ（図１では黒丸で示す。）が設けられている。第２復水配管３２には、ろ過装置２２と復水バイパス配管２８の合流位置Ｂ２との間に、復水出口弁３２ａ（図１では黒丸で示す。）が設けられている。復水入口弁２１ａ及び復水出口弁３２ａは、それぞれ、制御部３０によって開閉が行われる。
第３低圧給水ヒータドレン配管５２には、低圧給水ヒータドレン用バイパス配管６２の分岐位置Ｃ１とろ過装置２２との間に、ドレン水入口弁５２ａ（図１では黒丸で示す。）が設けられている。第４低圧給水ヒータドレン配管６４には、ろ過装置２２と低圧給水ヒータドレン用バイパス配管６２の合流位置Ｃ２との間に、ドレン水出口弁６４ａ（図１では黒丸で示す。）が設けられている。ドレン水入口弁５２ａ及びドレン水出口弁６４ａは、それぞれ、制御部３０によって開閉が行われる。
復水入口弁２１ａ、復水出口弁３２ａ、復水バイパス弁２８ａ、及びドレン水入口弁５２ａ、ドレン水出口弁６４ａ、ドレン用バイパス弁６２ａによって、切換手段が構成されている。この切換手段によって、復水器２０から導かれた復水をろ過装置２２へ流すか、第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃから導かれたドレン水をろ過装置２２へ流すかが選択される。
＜発電プラント起動時の水処理装置の動作＞
次に、発電プラント１の起動時の水処理装置３の動作について、図３を用いて説明する。
先ず、発電プラント停止後、例えば配管など炭素鋼系部位からの鉄が溶出するなどによりボイラ給水系統内の鉄濃度が高くなる傾向にある。鉄がボイラ給水と一緒にボイラ１０の蒸発管に流入して、蒸発管内面に熱伝導率の小さいスケール（パウダースケール）が付着・堆積する場合があるため、ボイラ１０を起動する際のボイラ点火にあたっては、ボイラ給水系統の水質管理を行い、ボイラ給水の水質基準（例えば、ボイラ入口給水中の鉄濃度はＪＩＳ規格により定格負荷運転時に所定管理基準値５ｐｐｂ以下と規定されている）を満足させるために、順次、クリーンアップ運転が実施される。
次に、発電プラント１の起動時の水処理装置３の動作について、図３を用いて説明する。
先ず、発電プラント停止後、例えば配管など炭素鋼系部位からの鉄が溶出するなどによりボイラ給水系統内の鉄濃度が高くなる傾向にある。鉄がボイラ給水と一緒にボイラ１０の蒸発管に流入して、蒸発管内面に熱伝導率の小さいスケール（パウダースケール）が付着・堆積する場合があるため、ボイラ１０を起動する際のボイラ点火にあたっては、ボイラ給水系統の水質管理を行い、ボイラ給水の水質基準（例えば、ボイラ入口給水中の鉄濃度はＪＩＳ規格により定格負荷運転時に所定管理基準値５ｐｐｂ以下と規定されている）を満足させるために、順次、クリーンアップ運転が実施される。
復水クリーンアップは以下の手順（１）及び（２）で行われる。
（１）系外ブロー
発電プラント１を起動開始すると、系外ブローを行う。具体的には、復水器２０内の鉄濃度を低減するために復水器２０内に純水の供給を補給水タンク７８から行いながら、復水系外ブロー弁２７ａを開として復水系外ブロー配管２７から復水を系外へブロー排出する。この系外ブローは、復水ポンプ２４の出口に設置した第１鉄濃度計２６で計測した復水の鉄濃度が、ろ過装置２２への通水が可能となる第１所定値以下になるまで継続する。
このとき、低圧給水ヒータ４４は停止しており、低圧給水ヒータ４４のドレンも発生していない。また、ろ過装置２２及び復水脱塩装置３４への通水も行っていない。
なお、第１所定値はろ過装置に通水可能な濃度に基づき設定され、本実施形態では数１０００ｐｐｂ程度（例えば１０００～５０００ｐｐｂ）としてもよい。
復水は、復水器２０から導かれる水を意味しており、蒸気から凝縮した水のみを意味するものではない。したがって、発電プラント１の起動時であっても凝縮水ではないが復水を意味している。
（１）系外ブロー
発電プラント１を起動開始すると、系外ブローを行う。具体的には、復水器２０内の鉄濃度を低減するために復水器２０内に純水の供給を補給水タンク７８から行いながら、復水系外ブロー弁２７ａを開として復水系外ブロー配管２７から復水を系外へブロー排出する。この系外ブローは、復水ポンプ２４の出口に設置した第１鉄濃度計２６で計測した復水の鉄濃度が、ろ過装置２２への通水が可能となる第１所定値以下になるまで継続する。
このとき、低圧給水ヒータ４４は停止しており、低圧給水ヒータ４４のドレンも発生していない。また、ろ過装置２２及び復水脱塩装置３４への通水も行っていない。
なお、第１所定値はろ過装置に通水可能な濃度に基づき設定され、本実施形態では数１０００ｐｐｂ程度（例えば１０００～５０００ｐｐｂ）としてもよい。
復水は、復水器２０から導かれる水を意味しており、蒸気から凝縮した水のみを意味するものではない。したがって、発電プラント１の起動時であっても凝縮水ではないが復水を意味している。
（２）循環運転
上記（１）の系外ブローによって復水の鉄濃度が第１所定値以下に到達した後に、循環運転へと移行する。循環運転は、復水系外ブロー弁２７ａを閉とし、復水器２０からの復水がろ過装置２２及び復水脱塩装置３４に通水される。図４Ａには、このときの通水状態が示されている。同図において、黒塗りで示した弁は閉と意味し、白抜きで示した弁は開を意味する。同図に示すように、復水入口弁２１ａ及び復水出口弁３２ａが開とされ、ドレン水入口弁５２ａ及びドレン水出口弁６４ａが閉とされる。これにより、ろ過装置２２の第１塔２２ａ及び第２塔２２ｂへ通水が行われる。なお、復水流量が小さいときは、第１塔２２ａ又は第２塔２２ｂのいずれか一方を使用するようにしても良い。
上記（１）の系外ブローによって復水の鉄濃度が第１所定値以下に到達した後に、循環運転へと移行する。循環運転は、復水系外ブロー弁２７ａを閉とし、復水器２０からの復水がろ過装置２２及び復水脱塩装置３４に通水される。図４Ａには、このときの通水状態が示されている。同図において、黒塗りで示した弁は閉と意味し、白抜きで示した弁は開を意味する。同図に示すように、復水入口弁２１ａ及び復水出口弁３２ａが開とされ、ドレン水入口弁５２ａ及びドレン水出口弁６４ａが閉とされる。これにより、ろ過装置２２の第１塔２２ａ及び第２塔２２ｂへ通水が行われる。なお、復水流量が小さいときは、第１塔２２ａ又は第２塔２２ｂのいずれか一方を使用するようにしても良い。
復水脱塩装置３４を通過した復水は、復水循環配管４３を経て復水器２０に戻されることによって循環する。このように復水の循環を行うことで、復水系外ブロー配管２７の分岐点よりも下流側の配管中に残留して存在する残鉄が復水器２０を経てろ過装置２２と復水脱塩装置３４にて除去されるため、水質の浄化を図ることができる。なお、循環運転中に復水器２０からの復水の鉄濃度が上昇した場合でも、ろ過装置２２にて復水脱塩装置３４入口の鉄濃度を低減することができるため、復水系外ブロー配管２７を用いた系外ブローを行う必要は無い。
（３）その他機器のクリーンアップ
上記のように復水クリーンアップが完了した後に、脱気器７０にて復水を加熱脱気しながら低圧給水ヒータ４４及び脱気器７０の低圧クリーンアップを行う。その後、給水ポンプ７２を起動し、高圧給水ヒータ７６の高圧クリーンアップを行う。
これらのクリーンアップ工程でも系外ブローや循環運転を行い、ボイラ給水系統の水質管理を行う。高圧クリーンアップ完了後に通風系統の起動を経てボイラ１０への給水を開始する。
上記のように復水クリーンアップが完了した後に、脱気器７０にて復水を加熱脱気しながら低圧給水ヒータ４４及び脱気器７０の低圧クリーンアップを行う。その後、給水ポンプ７２を起動し、高圧給水ヒータ７６の高圧クリーンアップを行う。
これらのクリーンアップ工程でも系外ブローや循環運転を行い、ボイラ給水系統の水質管理を行う。高圧クリーンアップ完了後に通風系統の起動を経てボイラ１０への給水を開始する。
（４）ボイラ点火
ボイラ１０への給水開始後に、ボイラ１０を点火してボイラを起動する。
ボイラ１０への給水開始後に、ボイラ１０を点火してボイラを起動する。
（５）発電プラント運転開始
ボイラ１０の起動によって生成された蒸気を蒸気タービン１１１，１１３に通気し、ウォーミング、昇速、及び併入を経て、発電プラントの発電運転を開始する。
ボイラ１０の起動によって生成された蒸気を蒸気タービン１１１，１１３に通気し、ウォーミング、昇速、及び併入を経て、発電プラントの発電運転を開始する。
（６）発電プラント負荷上昇
所定の発電プラント負荷（例えば、１５％負荷）到達後に、低圧蒸気タービン１１３を流れる蒸気の一部を抽気配管４５ａ，４５ｂ，４５ｃを用いて抽気し、低圧給水ヒータ４４に供給開始する。各抽気蒸気は、複数の低圧給水ヒータ４４ａ，４４ｂ，４４ｃで給水と熱交換して凝縮されて低圧給水ヒータドレンとなり、第１低圧給水ヒータ４４ａで発生したドレン水は復水器２０へ、第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃで発生したドレン水は低圧給水ヒータドレンタンク５０に回収される。
所定の発電プラント負荷（例えば、１５％負荷）到達後に、低圧蒸気タービン１１３を流れる蒸気の一部を抽気配管４５ａ，４５ｂ，４５ｃを用いて抽気し、低圧給水ヒータ４４に供給開始する。各抽気蒸気は、複数の低圧給水ヒータ４４ａ，４４ｂ，４４ｃで給水と熱交換して凝縮されて低圧給水ヒータドレンとなり、第１低圧給水ヒータ４４ａで発生したドレン水は復水器２０へ、第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃで発生したドレン水は低圧給水ヒータドレンタンク５０に回収される。
（７）低圧給水ヒータドレンクリーンアップ
発電プラント停止後は、低圧給水ヒータ４４のドレン系統内の鉄濃度が高くなる傾向にあり、低圧給水ヒータ４４に抽気蒸気が供給開始されて低圧給水ヒータ４４の稼働を開始した時が最も鉄濃度が高い状態となる。そこで、抽気蒸気の供給開始後に低圧給水ヒータ４４のドレン系統のクリーンアップを以下の手順（ａ）及び（ｂ）で行い水質管理を行う。
（ａ）系外ブロー（例えば、発電プラント負荷が１５％負荷～２０％負荷）
第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃで発生したドレン水は、低圧給水ヒータドレンタンク５０に回収されて、第２鉄濃度計５６で計測したドレン水の鉄濃度が第２所定値以下になるまで、低圧給水ヒータドレン系外ブロー配管６０を介して系外へ排出される。本実施形態での第２所定値は数１００ｐｐｂ程度（例えば３００～８００ｐｐｂ）としてもよい。
（ｂ）循環運転（例えば、発電プラント負荷が２０％負荷～５０％負荷）
上記（ａ）の系外ブローによって、ドレン水の鉄濃度が第２所定値に到達した後に、復水系外ブロー弁６０ａを閉とし、ドレン循環弁６６ａを開とし、低圧給水ヒータドレン循環配管６６を介してドレン水を復水器２０に回収する循環を行い、ドレン水の鉄濃度を第３所定値以下まで低減する。本実施形態での第３所定値は数１０ｐｐｂ程度（例えば３０～８０ｐｐｂ）としてもよい。
この時、低圧給水ヒータドレンポンプ５４のミニフロー運転（低圧給水ヒータドレン再循環配管５８を経由）を行いながら第２鉄濃度計５６での計測を行う。なお、低圧給水ヒータドレン循環配管６６に設置した第３鉄濃度計６７で直接計測してもよい。
発電プラント停止後は、低圧給水ヒータ４４のドレン系統内の鉄濃度が高くなる傾向にあり、低圧給水ヒータ４４に抽気蒸気が供給開始されて低圧給水ヒータ４４の稼働を開始した時が最も鉄濃度が高い状態となる。そこで、抽気蒸気の供給開始後に低圧給水ヒータ４４のドレン系統のクリーンアップを以下の手順（ａ）及び（ｂ）で行い水質管理を行う。
（ａ）系外ブロー（例えば、発電プラント負荷が１５％負荷～２０％負荷）
第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃで発生したドレン水は、低圧給水ヒータドレンタンク５０に回収されて、第２鉄濃度計５６で計測したドレン水の鉄濃度が第２所定値以下になるまで、低圧給水ヒータドレン系外ブロー配管６０を介して系外へ排出される。本実施形態での第２所定値は数１００ｐｐｂ程度（例えば３００～８００ｐｐｂ）としてもよい。
（ｂ）循環運転（例えば、発電プラント負荷が２０％負荷～５０％負荷）
上記（ａ）の系外ブローによって、ドレン水の鉄濃度が第２所定値に到達した後に、復水系外ブロー弁６０ａを閉とし、ドレン循環弁６６ａを開とし、低圧給水ヒータドレン循環配管６６を介してドレン水を復水器２０に回収する循環を行い、ドレン水の鉄濃度を第３所定値以下まで低減する。本実施形態での第３所定値は数１０ｐｐｂ程度（例えば３０～８０ｐｐｂ）としてもよい。
この時、低圧給水ヒータドレンポンプ５４のミニフロー運転（低圧給水ヒータドレン再循環配管５８を経由）を行いながら第２鉄濃度計５６での計測を行う。なお、低圧給水ヒータドレン循環配管６６に設置した第３鉄濃度計６７で直接計測してもよい。
第１低圧給水ヒータ４４ａのドレン水は、第１低圧給水ヒータドレン配管４６を介して復水器２０へと供給されて循環されることによってクリーンアップが行われる。
（８）ろ過装置２２への通水の切り換え（例えば、発電プラント負荷が５０％負荷～１００％負荷）
ドレン水の鉄濃度が第３所定値以下に到達した後に、上記（ｂ）のドレン水の循環運転を終了して、ろ過装置２２への通水を復水からドレン水へ切り換える。すなわち、図４Ａの状態から図４Ｂの状態へ切り換える。図４Ｂにおいても図４Ａと同様に、黒塗りで示した弁は閉を意味し、白抜きで示した弁は開を意味する。第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃから導かれたドレン水中の鉄分は、ろ過装置２２で除去されて、ボイラ給水の水質基準を満足することができる。
ドレン水の鉄濃度が第３所定値以下に到達した後に、上記（ｂ）のドレン水の循環運転を終了して、ろ過装置２２への通水を復水からドレン水へ切り換える。すなわち、図４Ａの状態から図４Ｂの状態へ切り換える。図４Ｂにおいても図４Ａと同様に、黒塗りで示した弁は閉を意味し、白抜きで示した弁は開を意味する。第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃから導かれたドレン水中の鉄分は、ろ過装置２２で除去されて、ボイラ給水の水質基準を満足することができる。
復水は、復水バイパス弁２８ａを開とした後に、復水出口弁３２ａを閉として、その後に復水入口弁２１ａを閉とし、復水バイパス配管２８を介してろ過装置２２をバイパスして復水脱塩装置３４に通水させる。このとき、復水中に存在する鉄分の濃度は第２所定値以下まで低下しているため、復水中の鉄分は、復水脱塩装置３４にて除去されて、ボイラ給水の水質基準を満足することができる。
復水の復水バイパス配管２８への切り換えを完了した後に、低圧給水ヒータ４４から導かれたドレン水は、ドレン水入口弁５２ａを開とし、その後にドレン水出口弁６４ａを開とした後に、ドレン用バイパス弁６２ａを閉として、ろ過装置２２へ供給される。図４Ｂに示すように、ドレン水の流量は復水に比べて小さいので、１つの塔への通水でよく、例えば第１塔２２ａのみを使用すれば良い。第２塔２２ｂは予備とし、再生を行いながら第１塔２２ａと交互に使用する。
ろ過装置２２を通過したドレン水は、第４低圧給水ヒータドレン配管６４を介して低圧給水ヒータ４４の被加熱流体である復水へ戻し供給される。
上記のように通水の切り換えを選択的に行うことで、復水器２０から導かれた復水と、第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃから導かれたドレン水との各流体が、ろ過装置２２に同時に通水しないようになっている。
上記のように通水の切り換えを選択的に行うことで、復水器２０から導かれた復水と、第２低圧給水ヒータ４４ｂ及び第３低圧給水ヒータ４４ｃから導かれたドレン水との各流体が、ろ過装置２２に同時に通水しないようになっている。
以上説明した本実施形態の作用効果は以下の通りである。
ろ過装置２２は、復水器２０から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、低圧給水ヒータ４４から導かれたドレン水から鉄分を除去する。このように、復水とドレン水の鉄除去処理を共通のろ過装置２２で行うこととした。そして、復水とドレン水とを選択的にろ過装置２２へ導くようにした。これにより、ろ過装置２２を共通化することで設備費用を低減することができるとともに、選択的に復水とドレン水を導くことでろ過装置２２の容量を大幅に増加させる必要がない。また、所定の熱量を有するドレン水を常温とされた復水と混合させることなく、ドレン水の温度と同等の温度となるような低圧給水ヒータ４４の途中位置または下流側の位置に合流するので、発電プラント１の熱損失を減少させることができる。
ろ過装置２２は、復水器２０から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、低圧給水ヒータ４４から導かれたドレン水から鉄分を除去する。このように、復水とドレン水の鉄除去処理を共通のろ過装置２２で行うこととした。そして、復水とドレン水とを選択的にろ過装置２２へ導くようにした。これにより、ろ過装置２２を共通化することで設備費用を低減することができるとともに、選択的に復水とドレン水を導くことでろ過装置２２の容量を大幅に増加させる必要がない。また、所定の熱量を有するドレン水を常温とされた復水と混合させることなく、ドレン水の温度と同等の温度となるような低圧給水ヒータ４４の途中位置または下流側の位置に合流するので、発電プラント１の熱損失を減少させることができる。
復水とドレン水とを選択的にろ過装置２２へ導くこととしたので、復水のろ過が必要となる期間における復水の最大流量とドレン水の最大流量の合計量に基づいた容量のろ過装置２２とする必要がない。ドレン水よりも復水の方が流量が大きいので、例えば発電プラント起動時における復水が最大となるろ過装置２２への通水必要流量に基づいてろ過装置２２の容量が定められる。
ろ過装置２２を並列接続となるように複数の塔２２ａ，２２ｂを設置することとした。これにより、復水を流すときは並列に分割された全ての塔２２ａ，２２ｂに復水を流す一方で、ドレン水を流すときは、復水よりも流量が小さいので一方の塔２２ａ，２２ｂのみにドレン水を流す。ドレン水が流されない塔２２ｂ，２２ａは、予備となるように運用することができる。ここで、復水を流すときは、ボイラ起動時の一時的な所定期間のみに、ろ過装置を通水すればよく、予備のろ過装置の塔を必要としない。一方、ドレン水は、発電プラント起動後、低圧給水ヒータによる加熱を行っている期間である通常運転中に、ろ過が必要となるため予備を考慮して交互に再生を行いながら運用する必要がある。
復水脱塩装置３４は、ナトリウム等のイオンを除去するものであるが、鉄分も除去することができる。したがって、復水をろ過装置２２に通水しない場合であっても、復水脱塩装置３４によって鉄分を除去することができるので、復水中の鉄濃度が上昇することを抑制して、ボイラ給水の水質基準を満足することができる。
ろ過装置２２にてろ過されたドレン水は、第４低圧給水ヒータドレン配管６４によって、低圧給水ヒータ４４の途中位置すなわち第２低圧給水ヒータ４４ｂと第３低圧給水ヒータ４４ｃとの間に合流される。これにより、所定の熱量を有するドレン水を、同程度の温度の給水ヒータを流れる復水となるような低圧給水ヒータ４４の下流側の位置に合流させることができ、発電プラント１の熱損失を低減することができる。
ドレン水の鉄濃度が第３所定値以下となった場合に、ろ過装置２２に流れる流体を復水からドレン水へと切り換えることとした。これにより、ドレン水を適切に処理することができる。復水の鉄分の除去は、ろ過装置２２の下流側に設けられた復水脱塩装置３４で行うことができるので、ボイラ給水の水質基準を満足することができる。
以上説明した各実施形態に記載の水処理装置及び発電プラント並びに水処理方法は、例えば以下のように把握される。
本開示の一態様に係る水処理装置は、復水器（２０）から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、給水ヒータ（４４）から導かれたドレン水から鉄分を除去するろ過装置（２２）と、前記復水が前記復水器（２０）から前記ろ過装置（２２）へと向かう流れと、前記ドレン水が前記給水ヒータ（４４）から前記ろ過装置（２２）へと向かう流れとを選択的に切り換える切換手段（２１ａ，３２ａ，２８ａ, ５２ａ，６４ａ, ６２ａ）と、を備えている。
ろ過装置は、復水器から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、給水ヒータから導かれたドレン水から鉄分を除去する。このように、復水とドレン水の鉄除去処理を共通のろ過装置で行うこととした。そして、切換手段によって、復水とドレン水とを選択的にろ過装置へ導くようにした。これにより、ろ過装置を共通化することで設備費用を低減することができるとともに、選択的に復水とドレン水を導くことでろ過装置の容量を大幅に増加させる必要がない。また、所定の熱量を有するドレン水を常温とされた復水と混合させることがないので、発電プラントの熱損失を減少させることができる。
なお、復水とは、復水器から導かれる水を意味し、蒸気から凝縮した水のみを意味するものではない。したがって、発電プラントの起動時であっても凝縮水ではないが復水を意味する。
なお、復水とは、復水器から導かれる水を意味し、蒸気から凝縮した水のみを意味するものではない。したがって、発電プラントの起動時であっても凝縮水ではないが復水を意味する。
本開示の一態様に係る水処理装置では、前記ろ過装置（２２）の容量は、前記復水が前記ろ過装置に向かう流れとなる際の必要ろ過流量の最大値に基づいて定められている。
切換手段によって復水とドレン水とを選択的にろ過装置へ導くこととしたので、復水のろ過が必要となる期間における復水の最大流量とドレン水の最大流量の合計量に基づいた容量のろ過装置とする必要がない。一般に、任意の発電プラント負荷において、低圧給水ヒータのドレン水よりも復水の方が流量が大きいので、復水をろ装置へ通水する期間における必要ろ過流量の最大値に基づいてろ過装置の容量を定めれば良い。
本開示の一態様に係る水処理装置では、前記ろ過装置（２２）は、並列となるように複数に分割された分割ろ過部（２２ａ，２２ｂ）を備えている。
ろ過装置を並列接続となるように複数に分割しても良い。これにより、発電プラントの起動時の一時的な期間のみに、ろ過が必要となる復水を流すときは並列に分割された全ての分割ろ過部に復水を流す一方で、発電プラントの起動後、低圧給水ヒータによる加熱を行っている通常運転の期間中は、ろ過が必要となるドレン水を流すときは、復水よりも流量が小さいので一部（一方）の分割ろ過部のみにドレン水を流す。ドレン水が流されない他方の分割ろ過部は、予備として再生が可能となるように運用することができる。
例えば、同じ容量とされた２つの分割ろ過部が用いられる。
例えば、同じ容量とされた２つの分割ろ過部が用いられる。
本開示の一態様に係る水処理装置では、前記ろ過装置（２２）から流出した前記復水が導かれる復水脱塩装置（３４）が設けられている。
復水脱塩装置は、ナトリウム等のイオンを除去するものであるが、鉄分も除去することができる。したがって、切換手段によって復水をろ過装置に通水しない場合であっても、復水脱塩装置によって鉄分を除去し、ボイラ給水の水質基準を満足することができる。
本開示の一態様に係る水処理装置では、前記ろ過装置（２２）から流出した前記ドレン水を、前記給水ヒータ（４４）の途中位置または下流に合流させるドレン水返送配管（６４）を備えている。
ろ過装置にてろ過されたドレン水は、ドレン水返送配管によって、給水ヒータの途中位置または下流に合流される。これにより、所定の熱量を有するドレン水を、同程度の温度の給水ヒータを流れる復水となるような低圧給水ヒータ４４の下流側の位置に合流させることができ、発電プラントの熱損失を低減することができる。
例えば、給水ヒータが直列に複数分割されている場合には、分割された給水ヒータの間にドレン水返送配管を接続する。
例えば、給水ヒータが直列に複数分割されている場合には、分割された給水ヒータの間にドレン水返送配管を接続する。
本開示の一態様に係る水処理装置では、前記ろ過装置（２２）へ導かれる前記ドレン水の鉄濃度を検出する鉄濃度計（５６）と、前記鉄濃度計（５６）の計測値が所定値以下となった場合に、前記切換手段（２１ａ，３２ａ，２８ａ, ５２ａ，６４ａ, ６２ａ）によって、前記ろ過装置（２２）へ導かれる流体を前記復水から前記ドレン水に切り換える制御部（３０）と、を備えている。
ドレン水の鉄濃度が所定値以下となった場合に、ろ過装置に流れる流体を復水からドレン水へと切り換えることとした。これにより、ドレン水を適切に処理することができる。
ろ過装置の下流側に復水脱塩装置が設けられている場合には、復水の鉄分の除去は復水脱塩装置で行うことができるので特に有効である。
ろ過装置の下流側に復水脱塩装置が設けられている場合には、復水の鉄分の除去は復水脱塩装置で行うことができるので特に有効である。
本開示の一態様に係る水処理装置では、前記制御部（３０）は、前記給水ヒータ（４４）を備えた発電プラント（１）の起動時に、前記ろ過装置（２２）へ導かれる流体を前記復水から前記ドレン水に切り換える。
発電プラントの起動時に給水ヒータによる給水の加熱を開始した時点からドレン水が発生し、ドレン系統のクリーンアップを行うことにより系統内が浄化されてドレン水の鉄濃度が低下していく。したがって、発電プラント起動時にドレン水の鉄濃度の減少を確認しながら、ろ過装置に流す流体を復水からドレン水に切り換えるのが適切である。
本開示の一態様に係る発電プラントは、上記のいずれかに記載された水処理装置と、前記水処理装置から供給された復水を給水として蒸気を生成するボイラ（１０）と、前記ボイラ（１０）によって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、を備えている。
本開示の一態様に係る水処理方法は、復水器（２０）から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、給水ヒータ（４４）から導かれたドレン水から鉄分を除去するろ過装置（２２）を用いた水処理方法であって、前記復水が前記復水器（２０）から前記ろ過装置（２２）へと向かう流れと、前記ドレン水が前記給水ヒータ（４４）から前記ろ過装置（２２）へと向かう流れとを選択的に切り換える。
なお、上述した実施形態では、ボイラ１０を石炭焚きボイラとしたが、固体燃料としては、バイオマス燃料や石油精製時に発生するＰＣ（石油コークス：Petroleum Coke）燃料、石油残渣などを使用するボイラであってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、石油、重質油、工場廃液などの液体燃料も使用することができ、更には、燃料として気体燃料(天然ガス、石油ガス、製鉄プロセスなどにおける副生ガスなど)も使用することができる。そして、これら燃料の混焼焚きボイラにも適用することができる。
１ 発電プラント
３ 水処理装置
１０ ボイラ
１１ 火炉
１２ 燃焼装置
２０ 復水器
２１ 第１復水配管
２１ａ 復水入口弁
２２ ろ過装置
２２ａ 第１塔（分割ろ過部）
２２ａ１ 第１塔上流弁
２２ａ２ 第１塔下流弁
２２ｂ 第２塔（分割ろ過部）
２２ｂ１ 第２塔上流弁
２２ｂ２ 第２塔下流弁
２４ 復水ポンプ
２６ 第１鉄濃度計
２７ 復水系外ブロー配管
２７ａ 復水系外ブロー弁
２８ 復水バイパス配管
２８ａ 復水バイパス弁
３０ 制御部
３２ 第２復水配管
３２ａ 復水出口弁
３４ 復水脱塩装置
３６ 第３復水配管
３８ グランド蒸気復水器
４０ 復水ブースタポンプ
４２ 第４復水配管
４３ 復水循環配管
４４ 低圧給水ヒータ（給水ヒータ）
４４ａ 第１低圧給水ヒータ
４４ｂ 第２低圧給水ヒータ
４４ｃ 第３低圧給水ヒータ
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ 抽気配管
４６ 第１低圧給水ヒータドレン配管
４８ 第２低圧給水ヒータドレン配管
５０ 低圧給水ヒータドレンタンク
５２ 第３低圧給水ヒータドレン配管
５２ａ ドレン水入口弁
５４ 低圧給水ヒータドレンポンプ
５６ 第２鉄濃度計
５８ 低圧給水ヒータドレン再循環配管
６０ 低圧給水ヒータドレン系外ブロー配管
６０ａ 復水系外ブロー弁
６２ 低圧給水ヒータドレン用バイパス配管
６２ａ ドレン用バイパス弁
６４ 第４低圧給水ヒータドレン配管（ドレン水返送配管）
６４ａ ドレン水出口弁
６６ 低圧給水ヒータドレン循環配管
６６ａ ドレン循環弁
６７ 第３鉄濃度計
７０ 脱気器
７２ 給水ポンプ
７４ 給水弁
７６ 高圧給水ヒータ
７８ 補給水タンク
７９ 補給水ポンプ
８０ 発電機
１０２ 過熱器
１０３ 再熱器
１１１ 蒸気タービン（高中圧蒸気タービン）
１１３ 蒸気タービン（低圧蒸気タービン）
３ 水処理装置
１０ ボイラ
１１ 火炉
１２ 燃焼装置
２０ 復水器
２１ 第１復水配管
２１ａ 復水入口弁
２２ ろ過装置
２２ａ 第１塔（分割ろ過部）
２２ａ１ 第１塔上流弁
２２ａ２ 第１塔下流弁
２２ｂ 第２塔（分割ろ過部）
２２ｂ１ 第２塔上流弁
２２ｂ２ 第２塔下流弁
２４ 復水ポンプ
２６ 第１鉄濃度計
２７ 復水系外ブロー配管
２７ａ 復水系外ブロー弁
２８ 復水バイパス配管
２８ａ 復水バイパス弁
３０ 制御部
３２ 第２復水配管
３２ａ 復水出口弁
３４ 復水脱塩装置
３６ 第３復水配管
３８ グランド蒸気復水器
４０ 復水ブースタポンプ
４２ 第４復水配管
４３ 復水循環配管
４４ 低圧給水ヒータ（給水ヒータ）
４４ａ 第１低圧給水ヒータ
４４ｂ 第２低圧給水ヒータ
４４ｃ 第３低圧給水ヒータ
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ 抽気配管
４６ 第１低圧給水ヒータドレン配管
４８ 第２低圧給水ヒータドレン配管
５０ 低圧給水ヒータドレンタンク
５２ 第３低圧給水ヒータドレン配管
５２ａ ドレン水入口弁
５４ 低圧給水ヒータドレンポンプ
５６ 第２鉄濃度計
５８ 低圧給水ヒータドレン再循環配管
６０ 低圧給水ヒータドレン系外ブロー配管
６０ａ 復水系外ブロー弁
６２ 低圧給水ヒータドレン用バイパス配管
６２ａ ドレン用バイパス弁
６４ 第４低圧給水ヒータドレン配管（ドレン水返送配管）
６４ａ ドレン水出口弁
６６ 低圧給水ヒータドレン循環配管
６６ａ ドレン循環弁
６７ 第３鉄濃度計
７０ 脱気器
７２ 給水ポンプ
７４ 給水弁
７６ 高圧給水ヒータ
７８ 補給水タンク
７９ 補給水ポンプ
８０ 発電機
１０２ 過熱器
１０３ 再熱器
１１１ 蒸気タービン（高中圧蒸気タービン）
１１３ 蒸気タービン（低圧蒸気タービン）
Claims (9)
- 復水器から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、前記復水を加熱する給水ヒータから導かれたドレン水から鉄分を除去するろ過装置と、
前記復水が前記復水器から前記ろ過装置へと向かう流れと、前記ドレン水が前記給水ヒータから前記ろ過装置へと向かう流れとを選択的に切り換える切換手段と、
を備えている水処理装置。 - 前記ろ過装置の容量は、前記復水が前記ろ過装置に向かう流れとなる際の必要ろ過流量の最大値に基づいて定められている請求項１に記載の水処理装置。
- 前記ろ過装置は、並列接続となるように複数に分割された分割ろ過部を備えている請求項２に記載の水処理装置。
- 前記ろ過装置から流出した前記復水が導かれる復水脱塩装置が設けられている請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。
- 前記ろ過装置から流出した前記ドレン水を、前記給水ヒータの途中位置または下流に合流させるドレン水返送配管を備えている請求項１から４のいずれかに記載の水処理装置。
- 前記ろ過装置へ導かれる前記ドレン水の鉄濃度を検出する鉄濃度計と、
前記鉄濃度計の計測値が所定値以下となった場合に、前記切換手段によって、前記ろ過装置へ導かれる流体を前記復水から前記ドレン水に切り換える制御部と、
を備えている請求項１から５のいずれかに記載の水処理装置。 - 前記制御部は、前記給水ヒータを備えた発電プラントの起動時に、前記ろ過装置へ導かれる流体を前記復水から前記ドレン水に切り換える請求項６に記載の水処理装置。
- 請求項１から７のいずれかに記載された水処理装置と、
前記水処理装置から供給された復水を給水として蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、
を備えている発電プラント。 - 復水器から導かれた復水から鉄分を除去するとともに、給水ヒータから導かれたドレン水から鉄分を除去するろ過装置を用いた水処理方法であって、
前記復水が前記復水器から前記ろ過装置へと向かう流れと、前記ドレン水が前記給水ヒータから前記ろ過装置へと向かう流れとを選択的に切り換える水処理方法。
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