JP7472622B2

JP7472622B2 - ボイラの化学洗浄方法

Info

Publication number: JP7472622B2
Application number: JP2020075529A
Authority: JP
Inventors: 隆信木村; 一宏清滝
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2024-04-23
Anticipated expiration: 2040-04-21
Also published as: JP2021173440A

Description

本発明はボイラの化学洗浄方法に係り、特に火炉を化学洗浄する方法に関する。

火力発電ボイラの一例を図３に示す。また、該ボイラの給水系統図を図２に示す。

このボイラは、火炉９と、下流側排ガス流路（後部煙道）と、火炉９の上部と下流側排ガス流路とを接続する上流側排ガス流路を備えている。

火炉９の下部に設けられた複数のバーナ８０から発生した高温の燃焼ガスは、火炉９内を上昇する。燃焼ガスは上流側排ガス流路および下流側排ガス流路を通って、流路出口９３から排ガスとしてボイラ外部に排出される。火炉９内には水冷壁下部周壁管１０と上部水冷壁管１２とノーズ壁管１０５が設けられている。水冷壁下部周壁管１０は、炉９内を螺旋状に火炉９下部から上方に伸びている。複数の管からなっている上部水冷壁管１２は、それぞれが火炉９内を垂直に火炉９上部に向かって伸びている。ノーズ管１０５も複数の管からなっている。

後部煙道は複数の管からなる後部伝熱壁３３などによって画定されている。後部煙道は排ガスの流れに沿って伸びる分割壁１２０によって、２つのガス流路に分割されている。分割壁１２０も複数の管よりなる。

後部煙道の一方の分割ガス流路には再熱器７１が配設されていて、他方の分割ガス流路には一次過熱器４０と節炭器２とが配設されている。また、必要に応じて分割ガス流路に蒸発器が設けられる。

後部煙道は複数の管からなる天井壁３０と側壁などによって画定されている。上流側排ガス流路には二次過熱器５０および三次過熱器６０が配設されている。さらに四次過熱器が設置されることもある。

次に、このボイラの給水系について説明する。ボイラへの給水は、まず、高圧給水加熱器１ｈ（図２）及び給水弁１ａを有した給水管１から節炭器２に供給される。節炭器２では節炭器入口管寄せ１００から供給された水が、節炭器２内を通る間に排ガス流から熱吸収を行った後、節炭器出口管寄せ１０１から水冷壁下降管３に供給される。水冷壁下降管３を経た水は、水冷壁下部管寄せ１０３に分配され、火炉９を螺旋状に囲む水冷壁下部周壁管１０を火炉９内の熱を吸収しながら上昇する。水は飽和温度近くまで加熱される。

水冷壁下部周壁管１０を昇り詰めた高温水は、火炉９中間流体混合管寄せ１１に流入して、ここで、その温度が均一化された後、火炉９の上部に設けられた上部水冷壁管１２またはノーズ壁管１０５を上昇する間に火炉９内の熱を吸収し、液相の高温水と気相の蒸気の混合流体となる。この混合流体は、水冷壁上部管寄せ１２ａまたはノーズ壁管寄せ１０５Ｂから火炉９上部流体混合管寄せ１３に流入して、流体温度の均一化が行われ、さらに、ボイラの缶前部上方に設けた気水分離器２０に流入し、蒸気と水に分離される。このうち分離された水は、ドレンタンク２１からボイラ循環ポンプ２４及び弁２３，２５を有した循環配管２２を介して、再度、給水管１に循環される。また、気水分離器２０で分離された蒸気は、天井壁入口管寄せ１０７に供給される。

前記天井壁入口管寄せ１０７に供給された蒸気は、火炉９の上部から下流側排ガス流路上部に亙って設けられた天井壁３０を構成する天井壁管を経て、天井壁出口管寄せ１０８に至る間に、熱吸収により加熱されて飽和蒸気になる。

天井壁出口管寄せ１０８に集まった飽和蒸気は、後部伝熱壁下降管３１、後部伝熱壁入口連絡管１０９を経て、後部伝熱壁入口管寄せ１１０に分配され、さらに後部伝熱壁３３で加熱された後、後部伝熱壁出口管寄せ１１１および後部伝熱壁出口連絡管１１２を介して、または後部伝熱壁３３から後部伝熱壁後壁出口管寄せ３４に集まる。

後部伝熱壁後壁出口管寄せ３４に集まった飽和蒸気は、一次過熱器連絡管３５を介して、後部煙道内に設置された一次過熱器４０に流入し、その後、火炉９上部に設けた二次過熱器５０及び三次過熱器（このボイラでは最終過熱器）６０を順に経て過熱された後、主蒸気管６１及び主塞止弁６２を介して高圧タービンに送られる。

高圧蒸気タービンで仕事をした排気蒸気は、図示していない低温再熱蒸気管により、後部煙道に設置された再熱器７１に導かれ、所定の温度の再熱蒸気温度に加熱された後、中圧タービンに送られる。後部煙道の出口にはガス分配ダンパ９０が設けられ、通過するガス流量を調整することにより、再熱器７１での全熱吸収量が調整され、所定の再熱蒸気温度に制御できる。

このボイラの気水分離器２０及びそれよりも上流側を化学洗浄するに際しては、ボイラの運転を停止した後、化学洗浄範囲となる火炉蒸発管内の運転中に使用していた缶水は全てブローし、既存の耐圧部の点検孔等を切断した後、そこに仮設弁と仮設配管を溶接２６Ｗにより接続し、他の化学洗浄用配管や機器類と接続する。例えば、図２に示すように、循環配管２２のうち循環ポンプ２４及び弁２３、２５を迂回するように仮設配管２６を設け、仮設配管２６に仮設循環ポンプ２７を設ける。仮設配管２６は、給水配管１のうち給水弁１ａよりも節炭器２側に接続されている。

仮設弁及び仮設配管の接続（溶接）に先立って、ボイラ火炉蒸発管内の運転中に使用していた缶水を全てブローするのは、ボイラ缶水を全ブローせずに耐圧部を切断すると、缶水が流出し溶接作業ができないためである。また耐圧部に弁があっても、定期検査の点検実施事項が多大であるため、ボイラ内の缶水を全ブローしておく事で予想外の水流出事故を防止することも目的でもある。

上記のようにして仮設弁及び配管等を設置した後、仮設循環ポンプ２７で循環しながら薬液を供給可能とする。

また、主塞止弁６２よりも上流側の主蒸気管６１のドレン管に、弁６３を有した洗浄水（純水などの清水）の仮設供給管６４を接続する。

次いで、弁１ａ、２３、２５を閉とし、その後、仮設循環ポンプ２７を作動させ、純水を仮設配管２６、給水管１、節炭器２、火炉９の周壁管１０及び上部水冷壁管１２又はノーズ壁管１０５、管寄せ１０４又は１０６、管寄せ１３を介して汽水分離器２０に循環し、その状態で洗浄薬液（有機酸溶液）を注入して給水管１、節炭器２、火炉９、の周壁管１０、上部水冷壁１２、ノーズ壁管１０５を介して汽水分離器20までの化学洗浄を行う。

所定時間この化学洗浄を継続した後、主蒸気管６１に供給管６４から洗浄水（清水）を供給し、過熱器管６０、５０、４０、壁管３３、天井壁３０を介して洗浄水を気水分離器２０に逆流させて蒸気系統を水洗する。気水分離器２０に逆流してきた洗浄水の一部は、気水分離器２０からドレンタンク２１を経て排水管１ｃへ流出する。

系内に残留していた洗浄薬液の押出しが終了した後は、防錆及びブローを行った後、耐圧バルブ２６Ａ、耐圧バルブ２６Ｂを閉とし、仮設配管を撤去し、通常の水洗及び起動操作を行ってボイラの運転を再開する。

特開２０１５－２３０１５０号公報

上記のように、ボイラの火炉蒸発管の内面に生成する酸化鉄主体のスケールを化学洗浄で除去する際、化学洗浄範囲となるボイラ火炉蒸発管内の運転中に使用していた缶水を全てブローした後、既存の耐圧部の点検孔等を切断し、そこに仮設弁と仮設配管を溶接により接続し、他の化学洗浄用配管や機器類と接続した上で、新たにボイラに水張りを行い、以降の化学洗浄工程に移行していくのが通常のステップである。このように、ボイラ内の缶水を全ブローした後に、化学洗浄時に新たに水張りしており、仮設弁や配管接続のための時間に加えて全ブロー時間および新たな水張り時間が必要となるため、洗浄工期が長くなっていた。

本発明は、ボイラの火炉等を化学洗浄する場合の工期を従来よりも短縮することができるボイラの化学洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明のボイラの化学洗浄方法は、給水管によって給水が導入される節炭器と、該節炭器からの水が導入される壁管を有する火炉と、該壁管が連なる気水分離器と、気水分離器からの蒸気を過熱する過熱器と、気水分離器からの水を前記給水管に循環させる循環配管とを有するボイラを化学洗浄する方法であって、該気水分離器及びそれよりも火炉側を化学洗浄する方法において、該循環配管及び前記給水管にそれぞれ耐圧バルブを設置しておき、化学洗浄時に該耐圧バルブ同士を循環ポンプを備えた仮設配管で接続し、ボイラ運転時の缶水を化学洗浄に利用し、全ブロー及び水張りに要する時間を削減し、工程短縮させることを特徴とするものである。

本発明の一態様では、前記耐圧バルブを、化学洗浄前の定期検査時に設置する。

本発明のボイラの化学洗浄方法では、循環配管及び給水管にそれぞれ耐圧バルブを設けておき、仮設配管の一端を循環配管の耐圧バルブに接続し、他端を給水管に接続して化学洗浄を行うことができ、洗浄工期を短縮することができる。

実施の形態に係るボイラの化学洗浄方法を説明するブロック図である。従来例に係るボイラの化学洗浄方法を説明するブロック図である。ボイラの模式的な断面図である。

以下、図１を参照して実施の形態について説明する。

この実施の形態では、循環配管２２のうちドレンタンク２１と弁２３との間の部分に、予め耐圧バルブ２６Ａの一端側が接続されている。また、給水管１のうち、循環配管２２の接続部よりも節炭器２側（この実施の形態では節炭器２の近傍）に予め耐圧バルブ２６Ｂの一端側が接続されている。なお、耐圧バルブ２６Ａ．２６Ｂは、化学洗浄を実施する以前の定期検査時に循環配管２２の耐圧部を切断して溶接により取り付けておくのが好ましい。

化学洗浄を行うときには、仮設配管２６の循環方向上流端を耐圧バルブ２６Ａの他端側に溶接により接続し、仮設配管２６の循環方向下流端を耐圧バルブ２６Ｂの他端側に溶接により接続する。その後は、前記図２の場合と同様にして化学洗浄を行う。

図１のその他の構成は図２と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

この実施の形態によると、化学洗浄時には耐圧バルブ２６Ａ，２６Ｂに仮設配管を接続し、蒸発管や節炭器管、汽水分離器などのボイラ缶水を全ブローすることなく化学洗浄用水に使用する。

こうすることにより、運転時に使用していた缶水をそのまま化学洗浄用水として使用することができ、課題であった全ブロー、仮設弁と配管の接続、及び新たな水張りに要する各時間が削減でき、ボイラの早期再稼働に寄与できる。

さらに、缶水の温度が運転中温度から放冷されて低下する過程で、化学洗浄に適した温度まで低下した時点で化学洗浄工程に移行する事で、時間効率に優れた化学洗浄工事が可能となる。

以上、本発明のボイラの化学洗浄方法について、図１に示す実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態のボイラに適用可能であることはいうまでもない。例えば、ノーズ壁管１０５はなくてもよいし、水冷壁下部周壁管１０は炉９内を略垂直状に火炉９下部から上方に伸びる形態であってもよい。

１給水管
２節炭器
９火炉
２０気水分離器
２１ドレンタンク
２２循環配管
２４再循環ポンプ
２６仮設配管
２６Ａ，２６Ｂ耐圧バルブ
２６Ｗ溶接
２７仮設再循環ポンプ
４０，５０，６０過熱器
６１主蒸気管
６２主塞止弁

Claims

給水管によって給水が導入される節炭器と、該節炭器からの水が導入される壁管を有する火炉と、該壁管が連なる気水分離器と、気水分離器からの蒸気を過熱する過熱器と、気水分離器からの水を前記給水管に循環させる循環配管とを有するボイラを化学洗浄する方法であって、該気水分離器及びそれよりも火炉側を化学洗浄する方法において、
該循環配管及び前記給水管にそれぞれ耐圧バルブを設置しておき、
化学洗浄時に該耐圧バルブ同士を循環ポンプを備えた仮設配管で接続し、
缶水の温度が運転中温度から放冷されて低下する過程で、化学洗浄に適した温度まで低下した時点で化学洗浄工程に移行し、
ボイラ運転時の缶水を化学洗浄に利用し、全ブロー及び水張りに要する時間を削減し、工程短縮させることを特徴とするボイラの化学洗浄方法。
前記耐圧バルブを、化学洗浄前の定期検査時に設置することを特徴とする請求項１のボイラの化学洗浄方法。