WO2008029675A1

WO2008029675A1 - Procédé de traitement de l'eau dans une centrale thermique à vapeur

Info

Publication number: WO2008029675A1
Application number: PCT/JP2007/066655
Authority: WO
Inventors: Nobuo Ishihara; Sumio Yamauchi; Kazutoyo Murata; Masato Kanedome; Yasuhiko Shoda; Katsuhiko Yamakami
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2008-03-13
Also published as: ES2337006B2; MX2008011482A; TW200839152A; JP2008057888A; CN101395426A; ES2337006A1; CN101395426B; TWI334916B; US20100163399A1

Description

明細書

蒸気プラントの水処理方法

技術分野

[0001] 本発明は、原子力または火力発電等において用いられる蒸気プラントの水処理方法に関する。特に本発明は、蒸気プラントの循環系統の流路上に設けられ、スケール付着が問題となる、給水ポンプ、ドレンポンプ、給水ブースターポンプ、ヒータ、オリフィス、制御弁等の機器へのスケール付着を防止するための、蒸気プラントの水処理方法に関する。

背景技術

[0002] 例えば火力発電用蒸気プラントの貫流ボイラ等においては、給水の水質がきれいになるほど蒸発管内面のスケール性状は、波状スケールを生成する傾向があり、この波状スケールは、貫流ボイラの貫流ロスの増加を引き起す原因となる。

[0003] このような波状スケールを水処理により低減する方法として、 2次系給水中のヒドラジン濃度を上げる方法 (特許文献 1参照）、火力プラントのェコノマイザ入口でヒドラジンを注入する方法（特許文献 2参照）及び給水中に酸素、オゾン、過酸化水素などの酸化剤を注入する方法 (特許文献 3および特許文献 4参照）等が提案されて!/、る。

[0004] これらの方法は、水処理によって循環系統の循環水への鉄の溶出を抑え、ボイラ内への鉄分の持ち込み量を減らしてスケール量自体を減少させることによって、原子力あるいは火力発電用蒸気プラントのボイラにおけるスケール付着によってもたらされる問題を解決しょうとする方法である。

[0005] 例として、特許文献 4に開示された従来の火力発電プラントの水処理方法について図 6を参照して説明する。図 6は火力発電プラントにおける蒸気プラントの一例を示すフロー図である。図 6において、 1は復水器、 2は低圧ヒータ、 3は脱気器、 4は給水ポンプ、 5は給水流量計、 6は高圧ヒータ、 7はェコノマイザ、 8はボイラ、 9はタービン、 10はアンモニア注入装置、 11はヒドラジン注入装置、 12はアンモニア注入装置 10 の薬注ポンプ注入量を制御するための電気伝導度計、 13はヒドラジン注入装置 11 の薬注ポンプ注入量を制御するためのヒドラジン分析計である。 [0006] 上記の構成において、まず、循環系統の循環水蒸気の挙動を説明する。

復水器 1に導入されたタービン 9からの蒸気は凝縮されて復水となり、この復水がそれから低圧ヒータ 2で予熱された後、脱気器 3にて脱気され、更に高圧ヒータ 6及びェコノマイザ 7で予熱された後、ボイラ 8に給水され、加熱されて蒸気となる。この蒸気は、それから、タービン 9に導入されてタービン 9を駆動し、図示してない発電機を駆動する。そして、タービン 9を出た蒸気は復水器 1に入って凝縮されて水に戻り、また前述したサイクルを操り返す。

[0007] 次に、この循環系統における循環水の水処理方法について説明する。

[0008] 火力発電プラントを構成する上記の諸機器及びこれら機器を連結する配管は主に鉄鋼材料が使用されており、その鉄鋼表面に形成する酸化鉄の循環水中への溶出を抑制するために、脱気器 3の入口側配管に設置されている電気伝導度計 12の値によって、復水器 1の出口側配管に連結されているアンモニア注入装置 10からアンモニァ溶液を定常的に注入し、循環水の pHを通常 9. 0〜9. 5に調節している。また同時に、循環水の説酸素を目的として、ェコノマイザ 7の入口給水に残留するヒドラジン濃度を従来は 10 g/1以上、一般には 10〜； 100 g/1の濃度範囲内に保持するため、復水器 1の出口側配管に設置されているヒドラジン注入装置 11によってヒドラジンを循環水に注入する。

[0009] このヒドラジン注入量の調節は、給水ポンプ 4の吐出側配管に設置されて!/、る給水流量計 5の検出値による給水流量比例や、ェコノマイザ 7入口側のヒドラジン分析計 1 3の検出値で行われる。

特許文献 1 :特開昭 61— 231306号公報

特許文献 2：特開平 2— 280890号公報

特許文献 3：特開昭 61— 231307号公報

特許文献 4：特開昭 63— 15002号公報

発明の開示

[0010] 上記従来の蒸気プラントの水処理方法は、主に蒸気発生器 (ボイラ）内部におけるスケール付着を抑制することを目的としており、蒸気プラントの循環系統において循環水の流路上の他の部分におけるスケール付着の抑制を主眼とするものではなかつた。このため、例えば、蒸気発生器では蒸気通気穴部に突起状または波状のスケールが付着することによる差圧の上昇、流量計ではオリフィスやノズル部の流水面に波状スケールが付着することによる差圧の上昇、給水加熱器では細管内表面への波状スケール付着による差圧上昇、給水ポンプではインペラ部に波状スケールが付着し、駆動蒸気量の上昇または駆動モーターの電流値の上昇などの問題があった。

また、上記特許文献 1および特許文献 2に開示された方法ではヒドラジンが用いられているが、ヒドラジンは高価であるとともにヒドラジンの環境への影響に対する関心の高まりから、近年その使用量をなるベく抑えたいという要請がある。

一方、上記特許文献 3および特許文献 4に開示された方法では酸化剤が用いられているが、給水中に酸化剤を注入する場合、 2次系機器の耐久性を向上するための措置が別途必要となるので、現状では原子力プラントへの適用は困難である。

また、給水ポンプに用いられる遠心ポンプにおいては、羽根車の水を導入する側の面に対して反対側の面とうず巻室内面との間隙の水が外部に流出しにくいため、水が滞留してしまい、この間隙に滞留した水と接する羽根車の面にスケールを生じやすく、このようなスケールが遠心ポンプの効率低下の原因となっていた。

[0011] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、原子力または火力発電等において用いられる蒸気プラントにおいて、ヒドラジン等の薬剤の使用量をなるベく抑えて、特定の機器内におけるスケールの付着を防止することにより、スケール付着に起因する上記諸問題を解決する蒸気プラントの水処理方法を提供することを目的とする。

[0012] 上記課題を解決するために、本発明の蒸気プラントの水処理方法は、以下の手段を採用する。

すなわち、本発明にかかる蒸気プラントの水処理方法は、熱源からの熱によって水蒸気を発生させる蒸気発生器と、該蒸気発生器力の水蒸気により作動する蒸気タ一ビンと、該蒸気タービンから排気された水蒸気を凝縮して復水する復水器と、該復水器で凝縮された復水を前記蒸気発生器に送給する給水装置と、前記蒸気発生器、蒸気タービン、復水器および給水装置を順次連絡して循環する流路とを備えた蒸気プラントの水処理方法において、前記蒸気プラントの稼働中に、前記流路上に設けられた所定の機器内の流路に一時的な化学的環境変化を与える水処理方法であ

[0013] この蒸気プラントの水処理方法によれば、スケール付着防止の対象となる所定の機器内の流路に上述のような一時的な化学的環境変化を与えることにより、蒸気プラントの所定の機器内部の流路を流通する水に化学的な衝撃が与えられる。これにより、前記所定の機器内部に付着するスケールを、少量の薬剤の使用により防止することができる。

[0014] また、本発明に力、かる蒸気プラントの水処理方法は、熱源からの熱によって水蒸気を発生させる蒸気発生器と、該蒸気発生器力の水蒸気により作動する蒸気タービンと、該蒸気タービン力排気された水蒸気を凝縮して復水する復水器と、該復水器で凝縮された復水を前記蒸気発生器に送給する給水装置と、前記蒸気発生器、蒸気タービン、復水器および給水装置を順次連絡して循環する流路とを備えた蒸気プラントの水処理方法において、前記蒸気プラントの稼働中に、前記流路上に設けられた所定の機器内の流路に略周期的な化学的環境変動を与える水処理方法であつてもよい。

[0015] この蒸気プラントの水処理方法によれば、スケール付着防止の対象となる所定の機器内の流路に上述のような略周期的な化学的環境変動を与えることにより、蒸気ブラントの所定の機器内部の流路を流通する水に化学的な振動が与えられる。これにより、前記所定の機器内部に付着するスケールを、少量の薬剤の使用により防止すること力 Sできる。

[0016] また、本発明に力、かる蒸気プラントの水処理方法は、熱源からの熱によって水蒸気を発生させる蒸気発生器と、該蒸気発生器力の水蒸気により作動する蒸気タービンと、該蒸気タービン力排気された水蒸気を凝縮して復水する復水器と、該復水器で凝縮された復水を前記蒸気発生器に送給する給水装置と、前記蒸気発生器、蒸気タービン、復水器および給水装置を順次連絡して循環する流路とを備えた蒸気プラントの水処理方法において、前記給水装置が、うず巻室と該うず巻室内に回転自在に配設された略円盤状の羽根車とを備え、前記羽根車が回転する際の遠心力により、前記うず巻室外部から前記羽根車の中心部に導入された水を、前記羽根車の外周から前記うず巻室外部へ送出する遠心ポンプであって、該遠心ポンプの稼働中に、前記羽根車の水を導入する側の面に対して反対側の面と前記うず巻室内面との間隙に、化学的環境変化を与える水処理方法であってもよい。

[0017] この蒸気プラントの水処理方法によれば、前記羽根車の水を導入する側の面に対して反対側の面と前記うず巻室内面との間隙の水は滞留しているため、前記化学的環境変化を与えるための薬剤を注入し続ける必要が無ぐ少量の薬剤注入によってスケール付着の防止が可能となる。

[0018] 本発明によれば、原子力または火力発電等において用いられる蒸気プラントにおいて、ヒドラジン等の薬剤の使用量を抑えつつ、特定の機器内におけるスケールの付着を防止することにより、スケール付着に起因する蒸気プラント稼働時の諸問題が解決された蒸気プラントの水処理方法が提供される。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]第 1実施形態および第 2実施形態にかかる水処理方法の処理対象となる蒸気プラントの一例を示すフロー図である。

[図 2]第 1実施形態の蒸気プラントの流路における水の pHの変化の例を模式的に示したグラフであり、（a)は薬剤注入箇所における pHの変化を表し、（b)は給水ポンプ中における pHの変化を表す。

[図 3]第 3実施形態にかかる水処理方法の処理対象となる蒸気プラントの一例を示すフロー図である。

[図 4]遠心ポンプを羽根車の回転軸方向から見た断面模式図である。

[図 5]遠心ポンプを羽根車の回転軸横方向から見た断面模式図である。

[図 6]火力発電プラントにおける蒸気プラントの一例を示すフロー図である。

符号の説明

[0020] 1 復水器

2 低圧ヒータ

3 脱気器

4 給水ポンプ (所定の機器、給水装置）

4a 第 1の給水ポンプ (所定の機器、給水装置） 4b 第 2の給水ポンプ（同種の機器、給水装置)

6 高圧ヒータ

8 ボイラ (蒸気発生器）

9 蒸気タービン

21 流路

22 分岐流路

25 薬剤注入用

26 pHメータ

31 ヽノフ

32 うず巻室

33 羽根車

34 吸込管

35 送出管

36 案内羽根

41 間隙

42 スケーノレ

A 注入位置

B 注入位置

C 注入位置

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、本発明の蒸気プラントの水処理方法に力、かる実施形態について、図面を参照して説明する。なお、上記「背景技術」において図 6を用いて説明した蒸気プラントの構成要素と同様の構成要素については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0022] 第 1実施形態

以下、本発明の第 1実施形態に力、かる蒸気プラントの水処理方法について、図 1および図 2を用いて説明する。

図 1は、第 1実施形態にかかる水処理方法の処理対象となる蒸気プラントの一例を示すフロー図である。

[0023] 第 1実施形態にかかる蒸気プラントの水処理方法は、熱源からの熱によって水蒸気を発生させるボイラ 8と、このボイラ 8からの水蒸気により作動する蒸気タービン 9と、この蒸気タービン 9から排気された水蒸気を凝縮して復水する復水器 1と、この復水器 1で凝縮された復水を前記ボイラ 8に送給する給水ポンプ (給水装置) 4と、前記ボイラ 8、蒸気タービン 9、復水器 1および給水ポンプ 4を順次連絡して循環する流路 21とを備えた蒸気プラントの水処理を行う方法である。また、この蒸気プラントにおいては、復水器 1から給水ポンプ 4にかけての流路 21上に、上流側から順に低圧ヒータ 2および脱気器 3が順次設けられ、給水ポンプ 4からボイラ 8にかけての流路 21上に高圧ヒータ 6が設けられている。

[0024] 上記「所定の機器」とは、蒸気プラントにおいてスケールの付着が問題となる機器とすること力 Sできる。本実施形態の実施例においては、「所定の機器」が給水ポンプ 4 の場合について説明する力本発明において「所定の機器」は給水ポンプ 4に限定されず、蒸気プラントにおいて給水ポンプと同様の原理でスケール付着が問題となる機器、例えば、ドレンポンプ、給水ブースターポンプ、ヒータ、オリフィス、制御弁等であってもよい。

[0025] 本実施形態の蒸気プラントの水処理方法においては、前記蒸気プラントの稼働中に、前記流路 21上に設けられた所定の機器内の流路に一時的な化学的環境変化が与えられる。

[0026] このような一時的な化学的環境変化を与えることにより、蒸気プラントの所定の機器内部の流路を流通する水に化学的な衝撃が与えられる。これにより、前記所定の機器内部に付着するスケールを、少量の薬剤の使用により防止することができる。

[0027] 前記化学的環境変化は、前記所定の機器内の流路における水の pHの上昇とすること力 Sでさる。

すなわち、例えば前記所定の機器が給水ポンプ 4である場合は、給水ポンプ 4内を流れる水に対し、 pHの一時的な上昇が与えられる。

[0028] 前記 pHの上昇幅は、 0. 1以上 1. 0以下とすることが好ましい。この pHの上昇幅が 0. 1未満では、十分なスケール付着防止効果が得られないので好ましくない。また、この pHの上昇幅が 1. 0以上では、水のアルカリ性が強くなりすぎ、腐食を引き起こすおそれがあるので好ましくない。特に好ましい pHの上昇幅は、 0. 3以上 0. 7以下である。

なお、本発明は前記 pHの一時的上昇の前の pHによっては限定されず、一時的上昇の前の pHは通常の蒸気プラントの運転時における pHとすることができる力例えば前記所定の機器が給水ポンプ 4である場合は、一時的上昇の前の pHは約 pH9. 3とすること力 Sでさる。

[0029] 前記 pHの上昇は、前記所定の機器の上流側近傍または前記所定の機器内の流路に所定の薬剤を一時的に注入して行うことができる。

あるいは、前記 pHの上昇は、前記所定の機器の上流側近傍または前記所定の機器内の流路に所定の薬剤を定常的に注入している状態において、この注入量を一時的に増加して行ってもよい。

[0030] 前記薬剤の注入方法は特に限定されないが、例えば、図示しない薬剤タンクに貯えられた薬剤を、薬剤注入用ポンプ 25を介して前記所定の機器 (給水ポンプ 4)の上流側近傍または前記所定の機器内の流路 21に送給することによって行うことができる。薬剤の注入量の調節は、例えば薬剤注入用ポンプ 25の駆動電圧を調節して行う、薬剤注入用ポンプ 25の出口に図示しない弁を設けて、その弁の開度を調節して行うこと力 Sできる。あるいは、それぞれ濃度の異なる薬剤を貯えた複数の薬剤タンクを用意し、これらを切り替えることにより薬剤の注入量を調節してもよい。

[0031] 上記薬剤としては、揮発性塩基を好適に用いることができる。揮発性塩基としては、蒸気プラントの水処理において一般的に用いられているものを使用することができ、例えば、アンモニア、エタノールァミン、モルフオリン等を好適に使用することができ、特にアンモニアを好適に使用することができる。

[0032] 図 2は、本実施形態の蒸気プラントの流路 21における水の pHの変化の例を模式的に示したグラフであり、図 2 (a)は給水ポンプ 4の上流側入口近傍の薬剤注入箇所の流路 21における pHの変化を表し、図 2 (b)は給水ポンプ 4中の流路 21における p Hの変化を表している。図 2 (a)および図 2 (b)のいずれにおいても、横軸は時間（任意単位）を表し、縦軸は pH (任意単位）を表して!/、る。図 2 (a)に示したとおり、給水ポンプ 4の上流側入口近傍の薬剤注入箇所の流路 21 においては、薬剤の注入量を急激に上下させることにより水の pHを矩形上にさせること力 Sできる。しかし、注入された薬剤は、この注入箇所から給水ポンプ 4までの流路 21において徐々に水と混合されるため、給水ポンプ 4中の流路 21においては、図 2 ( b)に示したとおり、水の pHの変化は平坦化される。従って、十分なスケール付着防止効果を得るためには、スケール付着防止の対象となる所定の機器 (給水ポンプ 4) の上流側のできるだけ近傍または前記所定の機器内の流路 21に薬剤を注入することが好ましい。

[0033] 本実施形態において給水ポンプ 4内の流路に一時的な化学的環境変化を与えるタイミングとしては、例えば 1時間以上 1ヶ月以下程度の一定間隔で上記化学的環境変化を与えてもよい。あるいは、上記給水ポンプ 4の駆動力を監視しておき、駆動力が所定のレ、き値以下まで下がったときに上記化学的環境変化を与えてもょレ、。ある!/、は、上記給水ポンプ 4の下流側（図 1においては、高圧ヒータ 6の下流側）に pHメータ 26を設けて pHを監視しておき、この pHが所定のいき値以下まで下がったときに上記化学的環境変化を与えてもょレ、。

[0034] なお、本実施形態においては、化学的環境変化として pHの上昇を与える例について説明したが、本発明の化学的環境変化はこれに限定されない。例えば、化学的環境変化として水の酸化還元電位を一時的に変化させることにより鉄の溶解度を変化させてもよい。この場合は、薬剤としてヒドラジンまたは酸素等が用いられ、より一般的にはヒドラジンを用いることができる。

[0035] 第 2実施形態

以下、本発明の第 2実施形態に力、かる蒸気プラントの水処理方法について説明する。なお、本実施形態の水処理方法の対象となる蒸気プラントの構成は、図 1に示した第 1実施形態の水処理方法の対象となる蒸気プラントと同様であるので、本実施形態についても図 1を参照して説明し、共通の構成要素についての説明は省略する。

[0036] 本実施形態の蒸気プラントの水処理方法においては、前記蒸気プラントの稼働中に、前記流路 21上に設けられた所定の機器内の流路に略周期的な化学的環境変動が与えられる。 [0037] 本実施形態において、上記「所定の機器」とは、第 1実施形態と同様に、蒸気プラントにおいてスケールの付着が問題となる機器とすることができる。本実施形態の実施例においては、「所定の機器」が給水ポンプ 4の場合について説明する力本発明において「所定の機器」は給水ポンプ 4に限定されず、蒸気プラントにおいて給水ボンプと同様の原理でスケール付着が問題となる機器、例えば、ドレンポンプ、給水ブースターポンプ、ヒータ、オリフィス、制御弁等であってもよい。

[0038] このような一時的な化学的環境変動を与えることにより、蒸気プラントの所定の機器内部の流路を流通する水に化学的な振動が与えられる。これにより、前記所定の機器内部に付着するスケールを、少量の薬剤の使用により防止することができる。

[0039] 前記化学的環境変動は、前記所定の機器内の流路における水の pHの上下動とすること力 Sでさる。

すなわち、例えば前記所定の機器が給水ポンプ 4である場合は、給水ポンプ 4内を流れる水に対し、 pHの略周期的な上下動が与えられる。

[0040] 前記 pHの上下動の振幅は、所定の基準値の ± 0. 05ないし ± 0. 3とすることが好ましい。この pHの振幅が ± 0. 05より狭いと、十分なスケール付着防止効果が得られないので好ましくない。また、この pHの振幅が ± 0. 3より広いと、流路 21の耐久性能上、好ましくない。特に好ましい pHの振幅は、所定の基準値の約 ± 0. 1である。なお、本発明は前記「所定の基準値」では限定されず、「所定の基準値」は通常の蒸気プラントの運転時における pHとすることができる力 S、例えば前記所定の機器が給水ポンプ 4である場合は、前記「所定の基準値」は約 pH9. 3とすること力 Sできる。

[0041] 前記 pHの上下動の周期は、 5分以上 1時間以下とすることが好ましい。この周期が 5分未満では、スケール付着防止の対象部分では上下動が平均化され、効果が小さくなるので好ましくない。また、この周期が 1時間を超えると、蒸気プラント全体でも pH の上下動が与えられるので好ましくない。周期が 1時間より十分に小さければ、注入箇所で pHを重点的に上下動させることができる。

[0042] 前記 pHの上下動は、前記所定の機器の上流側近傍または前記所定の機器内の流路に、注入量を略周期的に変動させながら所定の薬剤を注入して行うことができる前記薬剤の注入方法は特に限定されないが、例えば、図示しない薬剤タンクに貯えられた薬剤を、薬剤注入用ポンプ 25を介して前記所定の機器 (給水ポンプ 4)の上流側近傍または前記所定の機器内の流路 21に送給することによって行うことができる。薬剤の注入量の調節は、例えば薬剤注入用ポンプ 25の駆動電圧を調節して行う、薬剤注入用ポンプ 25の出口に図示しない弁を設けて、その弁の開度を調節して fiうこと力 Sでさる。

[0043] 上記薬剤としては、揮発性塩基を好適に用いることができる。揮発性塩基としては、蒸気プラントの水処理において一般的に用いられているものを使用することができ、例えば、アンモニア、エタノールァミン、モルフオリン等を好適に使用することができ、特にアンモニアを好適に使用することができる。

なお、揮発性塩基は pHを上昇させる薬剤であるが、蒸気プラントの稼働中は、揮発性塩基の注入を停止する力、もしくは注入量を少量にすれば流路 21中の水の pH は徐々に下降するので、 pHを下降させるための薬剤は特に用いなくてもよい。

第 1実施形態で説明した理由と同様に、本実施形態においても、十分なスケール付着防止効果を得るためには、スケール付着防止の対象となる所定の機器 (給水ポンプ 4)の上流側のできるだけ近傍または前記所定の機器内の流路 21に薬剤を注入することが好ましい。

[0044] 第 3実施形態

以下、本発明の第 3実施形態に力、かる蒸気プラントの水処理方法について、図 3を用いて説明する。

図 3は、第 3実施形態にかかる水処理方法の処理対象となる蒸気プラントの一例を示すフロー図である。

なお、本実施形態の水処理方法の対象となる蒸気プラントの構成は、複数の給水ポンプ（第 1の給水ポンプ 4aおよび第 2の給水ポンプ 4b)を並設した他は、図 1に示した第 1実施形態および第 2実施形態の水処理方法の対象となる蒸気プラントと同様であるので、共通の構成要素についての説明は省略する。

また、本実施形態において用いられる薬剤の種類も第 1実施形態および第 2実施形態と同様であるので、その説明は省略する。 [0045] 本実施形態の水処理方法の対象となる蒸気プラントは、前記第 1実施形態または第 2実施形態の水処理方法の処理対象となる蒸気プラントにお!/、て、前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)の上流側の流路 21から分岐し、この機器の下流側流路で再び合流する少なくとも 1つの分岐流路 22を有し、この分岐流路上に前記所定の機器と同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)が並列に設けられた構成となっている。すなわち、本実施形態においては、スケール付着防止の対象となる複数の同種の機器（第 1の給水ポンプ 4a,第 2の給水ポンプ 4b)が、並列に配置されている。

本実施形態の蒸気プラントの水処理方法は、これら複数の同種の機器を通過して合流した流路 21における pHを略一定に保ちながら、スケール付着防止の対象となる各機器の内部の流路 21 , 22に第 1実施形態と同様の pHの変化または第 2実施形態と同様の pHの変動を与えるものである。

[0046] すなわち、本実施形態の蒸気プラントの水処理方法は、上記第 1実施形態と同様に前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)の上流側近傍 (例えば、図 3の位置 A)または前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)内の流路 21に揮発性塩基を一時的に注入して pHを上昇させる際に、前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)の上流側近傍 (例えば、図 3の位置 B)または前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)内の前記分岐流路 22に揮発性塩基を注入している状態において、前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)に対する注入量と略同量だけ前記同種の機器（第 2の給水ポンプ 4b)に対する前記揮発性塩基の注入量を減少させることによって行うことができる。

この方法によれば、前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)に対する揮発性塩基の注入と、前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)に対する揮発性塩基の注入とを交互に行うことにより、複数の同種の機器（第 1の給水ポンプ 4a,第 2の給水ポンプ 4b) を通過して合流した流路 21における pHを略一定に保ちながら、これら複数の同種の機器内の流路におけるスケールの付着を防止することができる。

[0047] あるいは、本実施形態の蒸気プラントの水処理方法は、上記第 1実施形態と同様に前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)の上流側近傍 (例えば、図 3の位置 A)または前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)内の流路 21に揮発性塩基を定常的に注入している状態において、この注入量を一時的に増加して pHを上昇させる際に、前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)の上流側近傍 (例えば、図 3の位置 B)または前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)内の前記分岐流路 22に揮発性塩基を注入している状態から、前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)に対する注入量の増加分と略同量だけ前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)に対する前記揮発性塩基の注入量を減少、させることによって fiうことができる。

この方法によれば、前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)に対する揮発性塩基の注入量の増減と、前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)に対する揮発性塩基の注入量の増減とを交互に行うことにより、複数の同種の機器 (第 1の給水ポンプ 4a,第 2 の給水ポンプ 4b)を通過して合流した流路 21における pHを略一定に保ちながら、これら複数の同種の機器内の流路におけるスケールの付着を防止することができる。

[0048] あるいは、本実施形態の蒸気プラントの水処理方法は、上記第 2実施形態と同様に前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)の上流側近傍または前記所定の機器 (第 1 の給水ポンプ 4a)内の流路 21に、注入量を略周期的に変動させながら揮発性塩基を注入して、前記所定の機器（第 1の給水ポンプ 4a)内の流路 21において水の pHの略周期的な上下動を与える際に、前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)の上流側近傍または前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)内の前記分岐流路 22に、前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)に対する前記注入量の変動と略逆位相となるように、注入量を略周期的に変動させながら揮発性塩基を注入することによって行うことができる。

この方法によれば、前記所定の機器 (第 1の給水ポンプ 4a)に対する揮発性塩基の注入量の増減と、前記同種の機器 (第 2の給水ポンプ 4b)に対する揮発性塩基の注入量の増減とを、互いに略逆位相の周期とすることにより、複数の同種の機器 (第 1 の給水ポンプ 4a,第 2の給水ポンプ 4b)を通過して合流した流路 21における pHを略一定に保ちながら、これら複数の同種の機器内の流路におけるスケールの付着を防止すること力 Sでさる。

[0049] 第 4実施形態

以下、本発明の第 4実施形態に力、かる蒸気プラントの水処理方法について、図 4および図 5を用いて説明する。なお、本実施形態の水処理方法の処理対象となる蒸気プラントの一般的な構成は、第 1実施形態および第 2実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

[0050] 本実施形態において、前記給水装置（図 1における給水ポンプ 4)は遠心ポンプ 31 である。図 4および図 5は、遠心ポンプ 31の断面模式図であり、図 4は後述の羽根車 33の回転軸方向から見た図、図 5は羽根車 33の回転軸横方向から見た図である。この遠心ポンプ 31は、うず巻室 32とこのうず巻室 32内に回転自在に配設された略円盤状の羽根車 33とを備え、前記羽根車 33が回転する際の遠心力により、前記うず巻室 32外部から吸込管 34を介して前記羽根車 33の中心部に導入された水を、前記羽根車 33の外周から送出管 35を介して前記うず巻室 32外部へ送出するように構成されている。また、うず巻室 32の内部には、羽根車 33の外周に、水流を整えるための案内羽根 36が設けられて!/、てもよ!/、。

このような構成の遠心ポンプ 31においては、前記羽根車 33の水を導入する側の面に対して反対側の面と前記うず巻室 32内面との間隙 41の水は外部に流出しにくいため、水が滞留してしまい、この間隙 41に滞留した水と接する羽根車 33の面にスケール 42を生じやすい。このようなスケール 42は、遠心ポンプ 31の効率低下の原因となっていた。

[0051] 本実施形態の蒸気プラントの水処理方法においては、この遠心ポンプ 31の稼働中に、前記羽根車 33の水を導入する側の面に対して反対側の面と前記うず巻室 32内面との間隙 41に、化学的環境変化を与えることにより水処理を行う。

本実施形態の蒸気プラントの水処理方法によれば、前記間隙 41の水は滞留しているので、前記化学的環境変化を与えるための薬剤を注入し続ける必要が無ぐ少量の薬剤注入によってスケール付着の防止が可能となる。

[0052] 前記化学的環境変化を与えるために薬剤を注入する方法は特に限定されないが、例えば、図示しない薬剤タンクに貯えられた薬剤を、図示しない薬剤注入用ポンプを介して前記間隙 41に送給することによって行うことができる。前記間隙 41へ薬剤を注入するための注入箇所は、図 5において符号 Cで示すように、前記羽根車の水を導入する側の面に対して反対側の面と対向する前記うず巻室の壁に設けることができ薬剤の注入量の調節は、例えば薬剤注入用ポンプの駆動電圧を調節して行うか、薬剤注入用ポンプの出口に図示しない弁を設けて、その弁の開度を調節して行うこと力 Sできる。

[0053] 本実施形態において、前記化学的環境変化は、前記間隙における水の pHの上昇とすること力 Sでさる。

前記間隙における水の pHを上昇させることにより、溶解鉄の濃度が減少し、スケールの付着が防止される。

[0054] この場合、前記 pHの上昇により、前記間隙における水の pHを 7以上 12以下とすること力 S好ましく、 9. 5以上 11以下とすることがより好ましい。この間隙における水の pH 力未満では、十分なスケール付着防止効果が得られないので好ましくない。また、この間隙における水の pHが 12を超えると、水のアルカリ性が強くなりすぎ、腐食を引き起こすおそれがあるので好ましくなレ、。

[0055] 前記 pHの上昇は、前記間隙に揮発性塩基を注入して行うことができる。揮発性塩基としては、上記第 1実施形態で示したものと同様のものを用いることができる。

[0056] また、本実施形態において、前記化学的環境変化は、前記間隙における水の pH の下降としてもよい。

前記間隙における水の pHを下降させることにより、溶解鉄の濃度は若干上昇する 1S 鉄の溶解度も上昇するため、可溶分が生じる。これにより、スケールを溶解できるため、スケール付着を防止できる。

[0057] この場合、前記 pHの下降により、前記間隙における水の pHを 5以上 9以下とすること力 S好ましく、 7以上 8. 5以下とすることがより好ましい。この間隙における水の pHが 5 未満では、腐食を引き起こすので好ましくない。また、この間隙における水の pHが 9 を超えると、十分なスケール付着防止効果が得られないので好ましくない。

[0058] 前記 pHの下降は、前記間隙に酸を注入して行うことができる。酸としては、蒸気プラントの水処理において一般的に用いられている酸を使用することができ、例えば、二酸化炭素、ギ酸、酢酸、シユウ酸等を好適に使用することができる。

[0059] 以上、本発明の蒸気プラントの水処理方法の各実施形態について説明した力本発明はこれら実施形態に記載した機器のみからなる蒸気プラントの水処理方法に限定されず、他の機器を備えた蒸気プラントにも適用可能である。また、本発明は蒸気プラントの用途によっても限定されず、例えば、火力発電用または原子力発電用の蒸気プラントに適用することができる。

[0060] 以下、実施例により本発明の蒸気プラントの水処理方法をさらに詳細に説明する。

(実施例 1)

上記第 1実施形態に従って、蒸気プラントの水処理を行い、給水ポンプ 4におけるスケール付着の防止効果を調べた。

[0061] 蒸気プラントの通常運転時は、復水器 1と低圧ヒータ 2の間にアンモニア等の薬品を注入して pHを約 9. 3に制御した。蒸気プラントの運転を継続しながら、図示しない薬剤タンクに貯えられたアンモニアを、薬剤注入用ポンプ 25を介して給水ポンプ 4の上流側近傍の流路 21に一時的に注入し、給水ポンプ 4内の流路 21における pHを約 0. 3上昇させた。 pHが元に戻ったら、同様にアンモニアを注入する操作を繰り返した。

ここで、「一時的」な注入とは、例えば 60分毎に 1分ないし 10分の注入を行ったり、長い場合では、 1ヶ月毎に数時間の注入を行う場合を含む。また、給水ポンプ 4の運転状況を監視し、給水ポンプ 4の効率低下の兆候が見られたときに一時的な注入を実施する場合も含む。

[0062] 従来の蒸気プラントの運転方法では、 1年間の運転で、給水ポンプ 4内へのスケールの付着により給水ポンプ 4の効率が約 30%低下した力 S、本実施例の方法では、蒸気プラントの 1年間の運転で、給水ポンプ 4の効率の低下を約 15%に抑えることができた。

[0063] (実施例 2)

上記第 2実施形態に従って、蒸気プラントの水処理を行い、給水ポンプ 4におけるスケール付着の防止効果を調べた。

[0064] 給水ポンプ 4の入口付近にアンモニア等の薬品を注入して、 pHの基準値を約 9. 3 に制御した。蒸気プラントの運転を継続しながら、給水ポンプ 4内の流路 21における pHが前記基準値の 0. 1以上 + 0. 1以下の範囲で略周期的に変動するように、図示しない薬剤タンクに貯えられたアンモニアを、薬剤注入用ポンプ 25を介して給水ポンプ 4の上流側近傍の流路 21に注入量を変動させながら注入した。 pHの変動の周期は、約 10分とした。

スケールは徐々に成長する力 S、表層は非常に不安定である。このため、給水ポンプ

4付近のみ pHを下げると、スケールが溶解するので、成長した表層スケールを除去でき、スケール成長を阻害できる。なお、常に pHを下げ続けると、プラント全体の pH が下がるため、 pHを変動させることが必要である。

[0065] 本実施例の方法では、蒸気プラントの 1年間での運転で、給水ポンプ 4の効率の低下を約 10%に抑えることができた。

[0066] (実施例 3)

上記第 3実施形態に従って、蒸気プラントの水処理を行い、給水ポンプ 4a, 4bにおけるスケール付着の防止効果を調べた。

[0067] 第 1の給水ポンプ 4aの上流側近傍の流路 21の位置 Aと、第 2の給水ポンプ 4bの上流側近傍の流路 22の位置 Bから交互にアンモニアを注入した。位置 Aからの注入量と位置 Bからの注入量の合計量が常に一定となるようにすることにより、第 1の給水ポンプ 4aの下流側の流路 21と第 2の給水ポンプ 4bの下流側の流路 22との合流位置での pHは、約 9. 3で一定となるようにした。

[0068] 本実施例の方法では、蒸気プラントの 1年間の運転で、第 1の給水ポンプ 4aおよび第 2の給水ポンプ 4bの効率の低下を約 10%に抑えることができた。

[0069] (実施例 4)

上記第 4実施形態に従って、蒸気プラントの水処理を行い、遠心ポンプ 31におけるスケール付着の防止効果を調べた。

[0070] 遠心ポンプ 31の稼働中に、羽根車 33の水を導入する側の面に対して反対側の面と前記うず巻室 32内面との間隙 41に、図中の位置 Cからアンモニアを注入して、間隙 41における水の pHを、通常運転における pHである約 9. 3から約 10まで上昇させ、運転を継続した。

[0071] 本実施例の方法では、蒸気プラントの 1年間での運転で、遠心ポンプ 31の効率の低下を約 20%に抑えることができた。

[0072] (実施例 5) 上記第 4実施形態に従って、蒸気プラントの水処理を行い、遠心ポンプ 31におけるスケール付着の防止効果を調べた。

[0073] 遠心ポンプ 31の稼働中に、羽根車 33の水を導入する側の面に対して反対側の面と前記うず巻室 32内面との間隙 41に、図中の位置 Cから酢酸を注入して、間隙 41における水の pHを、通常運転における pHである約 9. 3から約 8. 5まで下降させ、運転を継続した。

[0074] 本実施例の方法では、蒸気プラントの 1年間での運転で、遠心ポンプ 31の効率の低下を約 20%に抑えることができた。

Claims

請求の範囲

[1] 熱源からの熱によって水蒸気を発生させる蒸気発生器と、該蒸気発生器からの水蒸気により作動する蒸気タービンと、該蒸気タービン力排気された水蒸気を凝縮して復水する復水器と、該復水器で凝縮された復水を前記蒸気発生器に送給する給水装置と、前記蒸気発生器、蒸気タービン、復水器および給水装置を順次連絡して循環する流路とを備えた蒸気プラントの水処理方法において、

前記蒸気プラントの稼働中に、前記流路上に設けられた所定の機器内の流路にー時的な化学的環境変化を与える水処理方法。

[2] 前記化学的環境変化が、前記所定の機器内の流路における水の pHの上昇である請求項 1に記載の水処理方法。

[3] 前記 pHの上昇幅が、 0. 1以上 1. 0以下である請求項 2に記載の水処理方法。

[4] 前記 pHの上昇が、前記所定の機器の上流側近傍または前記所定の機器内の流路に揮発性塩基を一時的に注入して行われる請求項 2または請求項 3に記載の水処理方法。

[5] 前記 pHの上昇が、前記所定の機器の上流側近傍または前記所定の機器内の流路に揮発性塩基を定常的に注入している状態において、該注入量を一時的に増加して行われる請求項 2または請求項 3に記載の水処理方法。

[6] 請求項 4に記載の水処理方法であって、前記蒸気プラントが、前記所定の機器の上流側流路から分岐し該機器の下流側流路で合流する少なくとも 1つの分岐流路を有し、該分岐流路上には前記所定の機器と同種の機器が並列に設けられ、前記同種の機器の上流側近傍または前記同種の機器内の前記分岐流路に揮発性塩基を注入して!/、る状態にお!/、て、前記所定の機器に対する前記揮発性塩基の注入を行う際に、該注入量と略同量だけ前記同種の機器に対する前記揮発性塩基の注入量を減少させる水処理方法。

[7] 請求項 5に記載の水処理方法であって、前記蒸気プラントが、前記所定の機器の上流側流路から分岐し該機器の下流側流路で合流する少なくとも 1つの分岐流路を有し、該分岐流路上には前記所定の機器と同種の機器が並列に設けられ、前記同種の機器の上流側近傍または前記同種の機器内の前記分岐流路に揮発性塩基を注入して!/、る状態にお!/、て、前記所定の機器に対する前記注入量の増加を行う際に、該増加分と略同量だけ前記同種の機器に対する前記揮発性塩基の注入量を減少させる水処理方法。

[8] 熱源からの熱によって水蒸気を発生させる蒸気発生器と、該蒸気発生器からの水蒸気により作動する蒸気タービンと、該蒸気タービン力排気された水蒸気を凝縮して復水する復水器と、該復水器で凝縮された復水を前記蒸気発生器に送給する給水装置と、前記蒸気発生器、蒸気タービン、復水器および給水装置を順次連絡して循環する流路とを備えた蒸気プラントの水処理方法において、

前記蒸気プラントの稼働中に、前記流路上に設けられた所定の機器内の流路に略周期的な化学的環境変動を与える水処理方法。

[9] 前記化学的環境変動が、前記所定の機器内の流路における水の pHの上下動である請求項 8に記載の水処理方法。

[10] 前記 pHの上下動の振幅が、所定の基準値の ± 0. 05ないし ± 0. 3である請求項 9 に記載の水処理方法。

[11] 前記 pHの上下動の周期が、 5分以上 1時間以下である請求項 9または請求項 10 に記載の水処理方法。

[12] 前記 pHの上下動が、前記所定の機器の上流側近傍または前記所定の機器内の流路に、注入量を略周期的に変動させながら揮発性塩基を注入して行われる請求項 9から請求項 11の!/、ずれかに記載の水処理方法。

[13] 請求項 12に記載の水処理方法であって、前記蒸気プラントが、前記所定の機器の上流側流路から分岐し該機器の下流側流路で合流する少なくとも 1つの分岐流路を有し、該分岐流路上には前記所定の機器と同種の機器が並列に設けられ、

前記同種の機器の上流側近傍または前記同種の機器内の前記分岐流路に、前記所定の機器に対する前記注入量の変動と略逆位相となるように、注入量を略周期的に変動させながら揮発性塩基を注入する水処理方法。

[14] 前記所定の機器が前記給水装置である請求項 1から請求項 13のいずれかに記載の水処理方法。

[15] 熱源からの熱によって水蒸気を発生させる蒸気発生器と、該蒸気発生器からの水蒸気により作動する蒸気タービンと、該蒸気タービン力排気された水蒸気を凝縮して復水する復水器と、該復水器で凝縮された復水を前記蒸気発生器に送給する給水装置と、前記蒸気発生器、蒸気タービン、復水器および給水装置を順次連絡して循環する流路とを備えた蒸気プラントの水処理方法において、

前記給水装置が、うず巻室と該うず巻室内に回転自在に配設された略円盤状の羽根車とを備え、前記羽根車が回転する際の遠心力により、前記うず巻室外部から前記羽根車の中心部に導入された水を、前記羽根車の外周から前記うず巻室外部へ送出する遠心ポンプであって、

該遠心ポンプの稼働中に、前記羽根車の水を導入する側の面に対して反対側の面と前記うず巻室内面との間隙に、化学的環境変化を与える水処理方法。

[16] 前記化学的環境変化が、前記間隙における水の pHの上昇である請求項 15に記載の水処理方法。

[17] 前記 pHの上昇により、前記間隙における水の pHを 7以上 12以下とする請求項 16 に記載の水処理方法。

[18] 前記 pHの上昇が、前記間隙に揮発性塩基を注入して行われる請求項 16または請求項 17に記載の水処理方法。

[19] 前記化学的環境変化が、前記間隙における水の pHの下降である請求項 15に記載の水処理方法。

[20] 前記 pHの下降により、前記間隙における水の pHを 5以上 9以下とする請求項 19に記載の水処理方法。

[21] 前記 pHの下降が、前記間隙に酸を注入して行われる請求項 19または請求項 20 に記載の水処理方法。