(57)【要約】【課題】化学洗浄時におけるスケール除去状態を適切に把握可能なモニタリング装置及び方法並びに伝熱管の洗浄システム及び方法を提供する。【解決手段】スケールが付着した観察用試験片の洗浄状況を監視するためのモニタリング装置は、ケーシングと、前記ケーシングに取り付けられ、前記ケーシングとともに前記試験片を収容するための収容空間を形成する窓部材と、該試験片のうちスケールが付着したスケール付着面と、前記窓部材とが対向するように、かつ、前記試験片の前記スケール付着面と、前記窓部材との間に洗浄液の流路が形成されるように、前記収容空間における前記試験片の位置決めをするためのガイド部材と、前記流路に洗浄液を導入するための洗浄液入口部と、前記流路から前記洗浄液を排出するための洗浄液出口部と、を備える。【選択図】  図２
2020193734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケールが付着した観察用試験片の洗浄状況を監視するためのモニタリング装置であって、
ケーシングと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記ケーシングとともに前記試験片を収容するための収容空間を形成する窓部材と、
該試験片のうちスケールが付着したスケール付着面と、前記窓部材とが対向するように、かつ、前記試験片の前記スケール付着面と、前記窓部材との間に洗浄液の流路が形成されるように、前記収容空間における前記試験片の位置決めをするためのガイド部材と、
前記流路に洗浄液を導入するための洗浄液入口部と、
前記流路から前記洗浄液を排出するための洗浄液出口部と、
を備えたモニタリング装置。
【請求項２】
前記試験片は、管を管軸方向に沿って分割して得られる少なくとも１つの分割片を含み、
前記ガイド部材は、前記少なくとも１つの分割片の外周面に対向するように配置される曲面を有する
請求項１に記載のモニタリング装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの分割片は、２以上の分割片を含み、
前記２以上の分割片が、前記収容空間において、管軸方向にて直列に配置されるように構成された
請求項２に記載のモニタリング装置。
【請求項４】
前記窓部材の内側面と、前記分割片の内面とによって前記洗浄液が流通する前記流路が形成され、
前記窓部材の前記内側面は、前記分割片の前記内面の形状に対応するように突出した形状を有する
請求項２又は３に記載のモニタリング装置。
【請求項５】
前記窓部材に形成された孔又は溝に設けられた照明部をさらに備えた
請求項１乃至４の何れか一項に記載のモニタリング装置。
【請求項６】
前記洗浄液入口部からの洗浄液の供給を停止可能な入口バルブ、及び、前記洗浄液出口部からの洗浄液の排出を停止可能な出口バルブと、
前記洗浄液出口部とは別に設けられ、前記流路内の洗浄液を外部に排出するための排出ラインをさらに備えた
請求項１乃至５の何れか一項に記載のモニタリング装置。
【請求項７】
比較用ケーシングと、
前記比較用ケーシングに取り付けられ、前記比較用ケーシングとともに比較用試験片を収容するための収容空間を形成する比較用窓部材と、
該比較用試験片のうちスケールが付着した面と、前記比較用窓部材とが対向するように、かつ、前記比較用試験片の前記面と、前記比較用窓部材との間に流路が形成されるように、前記収容空間における前記比較用試験片の位置決めをするための比較用ガイド部材と、
を含む比較用セルをさらに備えた
請求項１乃至６の何れか一項に記載のモニタリング装置。
【請求項８】
前記ガイド部材は、前記ケーシングから取り外し可能に構成された
請求項１乃至７の何れか一項に記載のモニタリング装置。
【請求項９】
ボイラに設けられる複数の伝熱管を洗浄するための洗浄システムであって、
請求項１乃至８の何れか一項に記載のモニタリング装置と、
前記複数の伝熱管に接続され、前記複数の伝熱管を通って前記洗浄液を循環させるための洗浄液循環ラインと、
前記洗浄液循環ラインから分岐し、前記モニタリング装置の前記洗浄液入口部に接続される分岐ラインと、
前記分岐ラインを介して前記モニタリング装置に導入される前記洗浄液の温度を調節するための温度調節部と、
前記分岐ラインを介して前記モニタリング装置に導入される前記洗浄液の流量を調節するための流量調節部と、
前記温度調節部及び前記流量調節部を制御するための制御部と、
を備えた伝熱管の洗浄システム。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のモニタリング装置に、スケールが付着した観察用試験片を設置するステップと、
前記洗浄液入口部及び前記洗浄液出口部を介して前記流路に洗浄液を流通させるステップと、
前記窓部材を通して前記試験片の洗浄状況を監視するステップと、
を備えたモニタリング方法。
【請求項１１】
前記試験片を設置するステップの前に、前記試験片のうち、前記スケール付着面以外の面に耐腐食材料の被覆層を形成するステップをさらに備える
請求項１０に記載のモニタリング方法。
【請求項１２】
前記監視するステップでは、監視装置を用いて前記試験片の洗浄状況を監視する
請求項１０又は１１に記載のモニタリング方法。
【請求項１３】
ボイラに設けられる複数の伝熱管から観察用の伝熱管を採取して、該観察用の伝熱管から前記試験片を作製するステップと、
前記ボイラの前記複数の伝熱管に洗浄液循環ラインを接続し、前記洗浄液循環ラインに洗浄液を循環させて前記複数の伝熱管の洗浄を行うステップと、
請求項１０乃至１２の何れか一項に記載のモニタリング方法により、前記試験片の洗浄状況を監視するステップと、
を備え、
前記監視するステップでは、前記洗浄液循環ラインから分岐させた洗浄液を、前記モニタリング装置の前記流路に流通させて、前記試験片の洗浄状況を監視する
伝熱管の洗浄方法。
【請求項１４】
前記複数の伝熱管の洗浄中に、前記複数の伝熱管における前記洗浄液の流量及び温度を取得するステップと、
前記モニタリング装置の前記流路を流れる前記洗浄液の流量及び温度が、前記複数の伝熱管における前記流量及び前記温度に近づくように、前記流路を流れる前記洗浄液の流量を調節するための流量調節部、及び、前記流路を流れる前記洗浄液の温度を調節するための温度調節部の制御を行うステップと、
をさらに備えた請求項１３に記載の伝熱管の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モニタリング装置及び方法並びに伝熱管の洗浄システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ等の機器における部材（例えば配管）の表面にスケールが付着及び成長すると、スケールの付着部位において、局所的な過熱によるクリープ破壊が生じたり、あるいは、伝熱管の場合には、伝熱管に付着したスケールが伝熱障壁となり伝熱性能が低下したりする場合がある。したがって、部材におけるスケール付着状態を把握することは重要である。
【０００３】
この点、例えば特許文献１には、配管におけるスケール成長を観測するためのスケーリングモニタ装置が開示されている。この装置では、熱水が流れる計測対象の配管の一部を形成するように、該配管とほぼ同径の内径を有するガラス管が設けられており、該ガラス管内に、配管と同材質のクーポンが配置される。そして、ガラス管外に配置したテレビスコープ等の観測手段を用いて、クーポンのスケーリング成長を観測するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第２５７５４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スケールに起因する諸問題（例えば、上述したクリープ破壊や伝熱性能の低下等）を回避するために、部材に付着したスケールを化学洗浄により除去することがある。化学洗浄では、酸又はキレート剤等を含む洗浄液を用いて部材を洗浄することで、部材に付着したスケールを除去する。
【０００６】
従来、化学洗浄では、洗浄対象の配管におけるスケール除去状況の確認は、例えば、洗浄対象の配管に洗浄液を循環させる洗浄液循環系統から洗浄液を分岐させた配管中に、洗浄対象の配管から取り出したサンプルを設置して、該サンプルを観察することによって行われている。
【０００７】
しかしながら、通常、サンプルを設置した配管の内部を外部から視認することはできない。このため、サンプルにおけるスケール除去の状態を確認するためには、サンプルを配管の外部に取り出す必要があるため、工数が増大してしまう。また、サンプルを配管の外部に取り出すまでは、サンプルにおけるスケール除去状態を正確に知ることができないため、洗浄の終了タイミングを適時に把握することは難しい。
【０００８】
そこで、化学洗浄時におけるスケール除去状態を適切に把握することで、スケール除去状態の確認にかかる工数を削減し、あるいは、化学洗浄の終了タイミングを適切に把握して、化学洗浄に係るコストを低減することが望まれる。
【０００９】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、化学洗浄時におけるスケール除去状態を適切に把握可能なモニタリング装置及び方法並びに伝熱管の洗浄システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るモニタリング装置は、
スケールが付着した観察用試験片の洗浄状況を監視するためのモニタリング装置であって、
ケーシングと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記ケーシングとともに前記試験片を収容するための収容空間を形成する窓部材と、
該試験片のうちスケールが付着したスケール付着面と、前記窓部材とが対向するように、かつ、前記試験片の前記スケール付着面と、前記窓部材との間に洗浄液の流路が形成されるように、前記収容空間における前記試験片の位置決めをするためのガイド部材と、
前記流路に洗浄液を導入するための洗浄液入口部と、
前記流路から前記洗浄液を排出するための洗浄液出口部と、
を備える。
【００１１】
上記（１）の構成によれば、ケーシングと窓部材とによって形成される収容空間において試験片の位置決めをするための上述のガイド部材を設けたので、窓部材と試験片のスケール付着面との間に洗浄液の流路が形成されるように試験片を収容空間に設置可能である。よって、該流路に洗浄液を流して試験片のスケール付着面の洗浄が可能であるとともに、窓部材を介してスケール付着面を外部から視認することができる。すなわち、試験片をケーシングの内部に設置したまま、洗浄液で洗浄される試験片のスケール付着面におけるスケール除去状態を監視することができる。これにより、時間とともに変化するスケール除去状態を継続的に監視することができ、例えば、洗浄液によるスケール除去の終了判定等を適時に行うことができる。よって、スケール除去状態の把握にかかる工数や工程を低減することができ、これにより、化学洗浄にかかるコストを削減することができる。
【００１２】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記試験片は、管を管軸方向に沿って分割して得られる少なくとも１つの分割片を含み、
前記ガイド部材は、前記少なくとも１つの分割片の外周面に対向するように配置される曲面を有する。
【００１３】
上記（２）の構成によれば、ガイド部材が、管の分割片の外周面に対向するように配置される曲面を有するので、ケーシング及び窓部材によって形成される収容空間において、試験片としての分割片を適切に位置決めすることができる。よって、洗浄対象物が管である場合に、該管から切り出した分割片を試験片として用いて、管の内面に付着したスケールの除去状態を適切に監視することができる。
【００１４】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記少なくとも１つの分割片は、２以上の分割片を含み、
前記２以上の分割片が、前記収容空間において、管軸方向にて直列に配置されるように構成される。
【００１５】
上記（３）の構成によれば、２以上の分割片を直列に配置可能であるので、初期状態（すなわち洗浄開始時点）においてスケールの付着状況が異なる２以上の分割片について、同一の洗浄条件でのスケール除去状態を同時に監視することができる。よって、洗浄対象の管におけるスケール除去状態を、より詳細に把握することができる。
【００１６】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、
前記窓部材の内側面と、前記分割片の内面とによって前記洗浄液が流通する前記流路が形成され、
前記窓部材の前記内側面は、前記分割片の前記内面の形状に対応するように突出した形状を有する。
【００１７】
上記（４）の構成によれば、窓部材の内側面が、分割片の内面の形状に対応する形状を有するので、窓部材の内側面が平坦な形状を有する場合に比べて、窓部材と分割片の内面との間の流路幅を狭くすることができる。これにより、化学洗浄の進行に伴い洗浄液が着色した場合であっても、外部から窓部材を介したスケール付着面の視認性の悪化を抑制することができる。
【００１８】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記モニタリング装置は、
前記窓部材に形成された孔又は溝に設けられた照明部をさらに備える。
【００１９】
上記（５）の構成によれば、照明部を窓部材に形成された孔又は溝に設けたので、照明部で試験片のスケール付着面を照明することにより、外部から窓部材を介したスケール付着面の視認性を良好にすることができる。例えば、モニタリング装置の設置場所による明暗や、時刻による明暗によらず、照明部によって上述の視認性を確保することができる。
【００２０】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記モニタリング装置は、
前記洗浄液入口部からの洗浄液の供給を停止可能な入口バルブ、及び、前記洗浄液出口部からの洗浄液の排出を停止可能な出口バルブと、
前記洗浄液出口部とは別に設けられ、前記流路内の洗浄液を外部に排出するための排出ラインをさらに備える。
【００２１】
化学洗浄の進行に伴い、スケールの溶解や懸濁物の発生により洗浄液の着色が進行する場合がある。この点、上記（６）の構成によれば、入口バルブ及び出口バルブによってモニタリング装置内の流路への洗浄液の供給を一時的に停止するとともに、排出ラインを介して、該流路に滞留された洗浄液を外部に排出することができる。これにより、洗浄液の着色が進行して視認性が悪化した場合であっても、流路内の洗浄液を一時的に排出することで、試験片のスケール付着面を適切に視認することができ、よって、スケール除去状態を適切に監視することができる。
【００２２】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記モニタリング装置は、
比較用ケーシングと、
前記比較用ケーシングに取り付けられ、前記比較用ケーシングとともに比較用試験片を収容するための収容空間を形成する比較用窓部材と、
該比較用試験片のうちスケールが付着した面と、前記比較用窓部材とが対向するように、かつ、前記比較用試験片の前記面と、前記比較用窓部材との間に流路が形成されるように、前記収容空間における前記比較用試験片の位置決めをするための比較用ガイド部材と、
を含む比較用セルをさらに備える。
【００２３】
上記（７）の構成によれば、比較用試験片を設置するための比較用セルを、観察用の試験片を設置するためのセル（上記（１）の構成）とは別に設けたので、比較用セルの内部の環境を、観察用試験片を設置するセルとは異なる状態に維持することができる。よって、比較用試験片のスケール付着状態を、洗浄開始時の初期状態に維持するように比較用セルの内部の環境を調整することができる。したがって、観察用試験片と、比較用試験片とを容易に比較することができ、観察用試験片におけるスケール除去の進行度合いを把握しやすくなる。
【００２４】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、
前記ガイド部材は、前記ケーシングから取り外し可能に構成される。
【００２５】
上記（８）の構成によれば、ガイド部材をケーシングから取り外し可能である。すなわち、ガイド部材を交換可能であるので、様々な形状のガイド部材を、モニタリング装置に装着することができる。これにより、異なる形状の試験片であっても、各試験片に対応したガイド部材を用いることで、同一のモニタリング装置を用いてスケール付着面の監視をすることができる。よって、試験片の形状毎にモニタリング装置を用意する場合に比べて、コスト削減が可能である。
【００２６】
（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る伝熱管の洗浄システムは、
ボイラに設けられる複数の伝熱管を洗浄するための洗浄システムであって、
上記（１）乃至（８）の何れか一項に記載のモニタリング装置と、
前記複数の伝熱管に接続され、前記複数の伝熱管を通って前記洗浄液を循環させるための洗浄液循環ラインと、
前記洗浄液循環ラインから分岐し、前記モニタリング装置の前記洗浄液入口部に接続される分岐ラインと、
前記分岐ラインを介して前記モニタリング装置に導入される前記洗浄液の温度を調節するための温度調節部と、
前記分岐ラインを介して前記モニタリング装置に導入される前記洗浄液の流量を調節するための流量調節部と、
前記温度調節部及び前記流量調節部を制御するための制御部と、
を備える。
【００２７】
上記（９）の構成によれば、伝熱管を洗浄する洗浄液を、モニタリング装置の内部の流路に供給可能であるとともに、モニタリング装置に導入される洗浄液の温度及び流量を調節可能である。よって、モニタリング装置の試験片のスケール付着表面における洗浄液の流動条件（温度及び流量）を、伝熱管の内面における流動条件に応じて調節することができる。したがって、モニタリング装置における試験片のスケール付着面を監視することにより、伝熱管の内面のスケール除去状態を把握することができる。
【００２８】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係るモニタリング方法は、
上記（１）乃至（８）の何れか一項に記載のモニタリング装置に、スケールが付着した観察用試験片を設置するステップと、
前記洗浄液入口部及び前記洗浄液出口部を介して前記流路に洗浄液を流通させるステップと、
前記窓部材を通して前記試験片の洗浄状況を監視するステップと、
を備える。
【００２９】
上記（１０）の方法によれば、窓部材と試験片のスケール付着面との間に洗浄液の流路が形成されるように試験片を収容空間に設置し、該流路に洗浄液を流して試験片のスケール付着面の洗浄が可能であるとともに、窓部材を介してスケール付着面を外部から視認することができる。すなわち、試験片をケーシングの内部に設置したまま、洗浄液で洗浄される試験片のスケール付着面におけるスケール除去状態を監視することができる。これにより、時間とともに変化するスケール除去状態を継続的に監視することができ、例えば、洗浄液によるスケール除去の終了判定等を適時に行うことができる。よって、スケール除去状態の把握にかかる工数や工程を低減することができ、これにより、化学洗浄にかかるコストを削減することができる。
【００３０】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法は、
前記試験片を設置するステップの前に、前記試験片のうち、前記スケール付着面以外の面に耐腐食材料の被覆層を形成するステップをさらに備える。
【００３１】
上記（１１）の方法によれば、試験片をモニタリング装置に設置する前に、試験片のうちスケール付着面以外の面に耐腐食材料の被覆層を形成するようにしたので、試験片をモニタリング装置に設置して、モニタリング装置内の流路に洗浄液を流通させたときに、試験片のうちスケール付着面以外の面と洗浄液との接触を防ぐことができる。よって、スケール付着面以外の面における母材と洗浄液との反応を抑制することができ、洗浄対象物（例えば管）の洗浄状態を、モニタリング装置においてより適切に再現することができる。
【００３２】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）又は（１１）の方法において、
前記監視するステップでは、監視装置を用いて前記試験片の洗浄状況を監視する。
【００３３】
上記（１２）の方法によれば、監視装置を用いて効率的に試験片の洗浄状況を監視することができる。
【００３４】
（１３）本発明の少なくとも一実施形態に係る伝熱管の洗浄方法は、
ボイラに設けられる複数の伝熱管から観察用の伝熱管を採取して、該観察用の伝熱管から前記試験片を作製するステップと、
前記ボイラの前記複数の伝熱管に洗浄液循環ラインを接続し、前記洗浄液循環ラインに洗浄液を循環させて前記複数の伝熱管の洗浄を行うステップと、
上記（１０）乃至（１２）の何れかに記載のモニタリング方法により、前記試験片の洗浄状況を監視するステップと、
を備え、
前記監視するステップでは、前記洗浄液循環ラインから分岐させた洗浄液を、前記モニタリング装置の前記流路に流通させて、前記試験片の洗浄状況を監視する。
【００３５】
上記（１３）の方法によれば、ボイラの伝熱管から取得された観察用の試験片をモニタリング装置に設置するとともに、洗浄液循環ラインから分岐させた洗浄液をモニタリング装置の流路に供給するようにしたので、モニタリング装置内において、ボイラの伝熱管の洗浄状態を模擬することができる。よって、モニタリング装置を用いて試験片のスケール付着面の洗浄状態を監視することにより、この監視結果に基づき、ボイラの伝熱管の洗浄状態を適切に把握することができる。
【００３６】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法は、
前記複数の伝熱管の洗浄中に、前記複数の伝熱管における前記洗浄液の流量及び温度を取得するステップと、
前記モニタリング装置の前記流路を流れる前記洗浄液の流量及び温度が、前記複数の伝熱管における前記流量及び前記温度に近づくように、前記流路を流れる前記洗浄液の流量を調節するための流量調節部、及び、前記流路を流れる前記洗浄液の温度を調節するための温度調節部の制御を行うステップと、
をさらに備える。
【００３７】
上記（１４）の方法によれば、モニタリング装置に導入される洗浄液の温度及び流量が、ボイラの伝熱管における流量及び温度に近づくように、流量調節部及び温度調節部を制御するようにしたので、モニタリング装置内において、ボイラの伝熱管の洗浄状態をより詳細に模擬することができる。よって、モニタリング装置を用いて試験片のスケール付着面の洗浄状態を監視することにより、この監視結果に基づき、ボイラの伝熱管の洗浄状態をより適切に把握することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、化学洗浄時におけるスケール除去状態を適切に把握可能なモニタリング装置及び方法並びに伝熱管の洗浄システム及び方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】幾つかの実施形態に係るモニタリング装置が適用される洗浄システムの概略図である。
【図２】一実施形態に係るモニタリング装置の洗浄液流れ方向に直交する断面図である。
【図３】一実施形態に係るモニタリング装置の洗浄液流れ方向に直交する断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】一実施形態に係るモニタリング装置に設置される試験片の一例を示す図である。
【図６】一実施形態に係るモニタリング装置の拡大断面図である。
【図７】一実施形態に係るモニタリング装置の拡大断面図である。
【図８】一実施形態に係るモニタリング装置の拡大断面図である。
【図９】一実施形態に係るモニタリング装置の洗浄液流れ方向に直交する断面図である。
【図１０】一実施形態に係るモニタリング装置の洗浄液流れ方向に直交する断面図である。
【図１１】一実施形態に係るモニタリング装置の洗浄液流れ方向に直交する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００４１】
以下の実施形態では、一実施形態に係る洗浄システム又は洗浄方法における洗浄対象物が火力発電装置を構成するボイラの伝熱管である場合について説明するが、本発明における洗浄対象物はこれに限定されず、例えば、舶用ボイラの伝熱管、ボイラの伝熱管以外の部位、熱交換器の伝熱管、又は、化学プラントの構成機器であってもよい。
【００４２】
図１は、幾つかの実施形態に係るモニタリング装置が適用される洗浄システムの概略図である。図１に示す洗浄システム１は、ボイラ１００の火炉１０２を構成する複数の伝熱管１０４を洗浄するように構成されている。
【００４３】
図１に示すボイラ１００は、循環ライン１０６上に配置される火炉１０２、汽水分離器１１０、及び、図示しない節炭器、過熱器等を含む。火炉１０２の伝熱管１０４には、循環ライン１０６を介して給水が供給されるようになっている。火炉１０２の伝熱管１０４において、燃料の燃焼熱との熱交換により生成された蒸気は、汽水分離器１１０、過熱器（不図示）を経由してタービン（不図示）に供給されてタービンロータを回転駆動する。タービンで仕事を終えた蒸気は復水器（不図示）で凝縮されて水となる。復水器で生成された水は、循環ライン１０６に設けられた加熱器、脱気器、及び、節炭器等（何れも不図示）を通って、再び火炉１０２に供給される。循環ライン１０６には、蒸気又は水を圧送するためのポンプ（不図示）が設けられていてもよい。
【００４４】
ボイラ１００の火炉１０２を構成する伝熱管１０４の内部には、鉄酸化物を主体とするスケールが付着して伝熱管の熱伝導率が低下する場合がある。図１に示す洗浄システム１は、このように伝熱管１０４の内面に付着したスケールを、洗浄液を用いて除去するための洗浄システムである。
【００４５】
図１に示す洗浄システム１は、循環ライン１０６に接続される洗浄液循環ライン２と、洗浄液循環ライン２に設けられ、洗浄液を循環させるための循環ポンプ４と、を含む。洗浄液循環ライン２の上流端は、循環ライン１０６における汽水分離器１１０の下流側に位置する第１接続点１０５に接続されており、洗浄液循環ライン２の下流端は、循環ライン１０６における火炉１０２の上流側に位置する第２接続点１０８に接続されている。すなわち、洗浄液循環ライン２は、循環ライン１０６を介して、複数の伝熱管１０４に接続されている。
【００４６】
また、洗浄システム１は、洗浄液を貯留するための洗浄液タンク８と、洗浄液タンク８からの洗浄液を洗浄液循環ライン２に供給するための洗浄液供給ライン６と、洗浄液供給ライン６に設けられる注入ポンプ１０と、を含む。洗浄液タンク８に貯留された洗浄液が、注入ポンプ１０により、洗浄液供給ライン６を介して洗浄液循環ライン２に供給されるようになっている。
【００４７】
スケールの洗浄に用いる洗浄液（すなわち、洗浄液タンク８に貯留される洗浄液）の種類は、主として酸化鉄を含むスケールを溶解可能な薬剤であればよく、特に限定されない。このような洗浄液は、例えば、塩酸等の酸を含む洗浄液であってもよく、あるいは、キレート剤又は還元剤又は腐食抑制剤を含む洗浄液であってもよい。
【００４８】
上述のキレート剤は、例えばＥＤＴＡ、ＢＡＰＴＡ、ＤＯＴＡ、ＥＤＤＳ、ＩＮＮ、ＮＴＡ、ＤＴＰＡ、ＨＥＤＴＡ、ＴＴＨＡ、ＰＤＴＡ、ＤＰＴＡ−ＯＨ、ＨＩＤＡ、ＤＨＥＧ、ＧＥＤＴＡ、ＣＭＧＡ、ＥＤＤＳなどのアミノカルボン酸やこれらの塩などのアミノカルボン酸系キレート剤、クエン酸、グルコン酸、ヒドロキシ酢酸などのオキシカルボン酸やこれらの塩などのオキシカルボン酸系キレート剤、ＡＴＭＰ、ＨＥＤＰ、ＮＴＭＰ、ＰＢＴＣ、ＥＤＴＭＰ等の有機リン酸やこれらの塩などの有機リン系キレート剤であってもよい。
【００４９】
上述の還元剤は、例えば、Ｆｅ２＋、Ｓｎ２＋などの各種金属イオン、亜硫酸ナトリウムなどの亜硫酸塩、次亜硫酸塩、シュウ酸、蟻酸、アスコルビン酸、エルソルビン酸、ピロガロール、チオ尿素系化合物、二酸化チオ尿素系化合物、チオグリコール酸塩などの有機化合物、ヒドラジン、水素などであってもよい。
【００５０】
上述の腐食抑制剤は、例えば、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤、カチオン型界面活性剤、硫黄系化合物などの吸着性皮膜を形成する腐食抑制剤や沈殿皮膜型の腐食抑制剤、錯塩皮膜形成型の腐食抑制剤などであってもよい。
【００５１】
上述した構成により、洗浄液タンク８からの洗浄液は、循環ポンプ４によって圧送されて、洗浄液循環ライン２、第２接続点１０８よりも下流側かつ火炉１０２よりも上流側の循環ライン１０６、複数の伝熱管１０４（火炉１０２）、及び、火炉１０２よりも下流側かつ第１接続点１０５よりも上流側の循環ライン１０６、を通って循環するようになっている。なお、このように洗浄液を循環させる際には、循環ライン１０６において、第１接続点１０５の下流側に設けられたバルブ１０９及び第２接続点１０８の上流側に設けられたバルブ１０７は閉止され、循環ライン１０６を循環する水及び蒸気の流れは停止される。
【００５２】
洗浄システム１は、洗浄液循環ライン２から分岐する分岐ライン１２と、分岐ライン１２に設けられるモニタリング装置１８と、分岐ライン１２を介してモニタリング装置１８に導入される洗浄液の温度及び流量をそれぞれ調節するための温度調節部及び流量調節部と、をさらに備えている。
【００５３】
分岐ライン１２の上流端１１及び下流端１３は、それぞれ、洗浄液循環ライン２に接続されている。分岐ライン１２にはポンプ１４が設けられており、該ポンプ１４によって、洗浄液循環ライン２からの洗浄液が、分岐ライン１２に引き込まれるようになっている。
【００５４】
モニタリング装置１８は、スケールが付着した観察用試験片の洗浄状況を監視するための装置である。この観察用試験片として、火炉１０２を構成する複数の伝熱管１０４のうち１本から採取したものを用いることができる。モニタリング装置１８は、分岐ライン１２にそれぞれ接続される洗浄液入口部５６及び洗浄液出口部６２を有している。洗浄液循環ライン２から分岐ライン１２に引き込まれた洗浄液は、洗浄液入口部５６を介してモニタリング装置１８に導入され、モニタリング装置１８の内部流路を通過した洗浄液は、洗浄液出口部６２を介して分岐ライン１２に排出される。分岐ライン１２に排出された洗浄液は、分岐ライン１２の下流端１３を介して、洗浄液循環ライン２に返送されるようになっている。なお、モニタリング装置１８の構成については後述する。
【００５５】
図１に示す例示的な実施形態では、モニタリング装置１８に導入される洗浄液の温度を調節するための温度調節部は、分岐ライン１２に設けられ、電気抵抗にて発生する熱により洗浄液を加熱するように構成されたヒータ１６である。他の実施形態では、該温度調節部は、熱媒体との熱交換により洗浄液を過熱するように構成された熱交換器であってもよい。
【００５６】
また、図１に示す例示的な実施形態では、モニタリング装置１８に導入される洗浄液の流量を調節するための流量調節部は、分岐ライン１２に設けられた上述のポンプ１４である。ポンプ１４は、回転数を変更することにより吐出圧を調節可能に構成されており、すなわち、吐出側における洗浄液の流量を調節可能に構成されている。
【００５７】
洗浄システム１は、制御装置２０（制御部）と、複数の伝熱管１０４における洗浄液の温度及び流量を取得するための流量計２１及び温度センサ２２と、モニタリング装置１８における洗浄液の温度及び流量を取得するための流量計２３及び温度センサ２４と、をさらに備えている。
【００５８】
図１に示す例示的な実施形態では、流量計２１及び温度センサ２２は、火炉１０２よりも下流側における循環ライン１０６に設けられている。
【００５９】
複数の伝熱管１０４を流れる洗浄液は、伝熱管１０４の下流側で合流するので、該流量計２１で計測される洗浄液の流量は、複数の伝熱管１０４の各々における流量の合計値とみなすことができる。よって、流量計２１で計測された流量を、伝熱管１０４の本数で除算することにより、１本の伝熱管１０４における流量（あるいは流量の平均）を算出することができる。
【００６０】
また、複数の伝熱管１０４から循環ライン１０６に流出した洗浄液の温度は急激には変化しないので、温度センサ２２による温度の計測値を、伝熱管１０４の出口における洗浄液の温度とみなすことができる。
【００６１】
制御装置２０は、流量計２１，２３及び温度センサ２２，２４から受け取る信号に基づいて、ヒータ１６（温度調節部）の出力、及び、ポンプ１４（流量調節部）の回転数（より具体的には、ポンプ１４を駆動するモータ駆動用のインバータの周波数）を制御するように構成されている。したがって、制御装置２０を用いて、モニタリング装置１８に供給される洗浄液の温度及び流量を調節することができる。
【００６２】
図２及び図３、及び、図９〜図１１は、それぞれ、一実施形態に係るモニタリング装置１８の洗浄液流れ方向に直交する断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。図５は、モニタリング装置１８に設置される試験片の一例を示す図である。図６〜図８は、それぞれ、一実施形態に係るモニタリング装置１８の断面図であり、図２の拡大図に相当する図である。なお、モニタリング装置１８における洗浄液流れ方向とは、モニタリング装置１８の内部において洗浄液入口部５６と洗浄液出口部６２との間に形成される流路５４（後述）の延在方向である。
【００６３】
図２〜４に示すように、一実施形態に係るモニタリング装置１８は、スケールが付着した観察用試験片８０の洗浄状況を監視するための観察用セル１２０を備えている。
【００６４】
観察用試験片８０（図５参照）は、火炉１０２を構成する複数の伝熱管１０４のうち１本から切り出した管（伝熱管１０４の一部分）から作製することができる。図５に示す観察用試験片８０は、管軸方向に沿って管を半分に分割して得られる分割片である。この観察用試験片８０は、伝熱管１０４の内周面及び外周面にそれぞれ対応する内面８４及び外面８２と、伝熱管１０４から切り出す際に管軸方向の両端部に形成される一対の切断面８８と、管を分割する際に形成される一対の分割面８６と、を有する。伝熱管１０４において、スケールは内面に付着するので、観察用試験片８０を作成した時点では、観察用試験片８０の内面に、スケールが付着している。すなわち、観察用試験片８０の内面８４がスケール付着面である。
【００６５】
図２〜図４に示すように、観察用セル１２０は、ケーシング３０と、ケーシング３０と観察用試験片８０の収容空間３３を形成する窓部材４２と、収容空間３３における観察用試験片８０の位置決めをするためのガイド部材４０と、洗浄液入口部５６と、洗浄液出口部６２と、を備えている。
【００６６】
ケーシング３０は、ケーシング本体３１と、底部材３２と、を含み、ケーシング本体３１と底部材３２とは、複数のボルト３４で締結されている。窓部材４２は、ケーシング３０とともに観察用試験片８０を収容するための収容空間３３を形成するように設けられている。収容空間３３は、窓部材４２の内側面４２Ｂと、ケーシング３０の壁面３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ（図６参照）とによって囲まれる空間である。収容空間３３は、観察用試験片８０を収容可能なサイズを有している。観察用試験片８０は、スケール付着面である内面８４（図６参照）と、窓部材４２の内側面４２Ｂとが互いに対向するように配置される。
【００６７】
ケーシング本体３１と固定部材３６とによって窓部材４２が挟まれた状態で、ボルト３８によってケーシング本体３１と固定部材３６とが締結されている。このようにして、窓部材４２がケーシング３０に取り付けられている。窓部材４２及び固定部材３６は、窓部材４２の内側面４２Ｂと反対側に位置する外側面４２Ａが、固定部材３６によって覆われずに露出するように設けられる。
【００６８】
また、観察用セル１２０は、ケーシング本体３１と底部材３２との間を介した洗浄液の漏洩を抑制するためのシール部材４５、及び、窓部材４２とケーシング本体３１との間を介した洗浄液の漏洩を抑制するためのシール部材４６を含む。
【００６９】
収容空間３３には、観察用試験片８０の位置決めをするためのガイド部材４０が配置される。ガイド部材４０は、観察用試験片８０のうちスケールが付着したスケール付着面（内面８４）と、窓部材４２とが対向するように、かつ、観察用試験片８０のスケール付着面（内面８４）と、窓部材４２との間に洗浄液の流路５４が形成されるように、収容空間３３における観察用試験片８０の位置決めをするように構成される。図４に示すように、流路５４は、管軸方向に沿って延びるように形成される。
【００７０】
図６に示すように、ガイド部材４０は、観察用試験片８０の外面８２に対応する形状を有する曲面３９と、ケーシング３０（ケーシング本体３１及び底部材３２）の壁面３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａに対向する面３９Ｂ〜３９Ｄと、を有している。これにより、観察用試験片８０の管軸直交面内における移動が規制されるようになっている。
【００７１】
また、図４に示すように、ガイド部材４０は、管軸方向の両端部に、管径方向内側に向かって突出する一対の鍔部４１を有している。該鍔部４１により、観察用試験片８０の管軸方向における移動が規制されるようになっている。
【００７２】
図２及び図４に示すように、観察用セル１２０は、ケーシング本体３１のうち管軸方向の両端部に設けられた洗浄液入口部５６及び洗浄液出口部６２を含む。洗浄液入口部５６は、ケーシング本体３１に設けられた入口通路５８と、該入口通路５８と分岐ライン１２（図１参照）を接続するための入口ジョイント６０と、を含む。洗浄液出口部６２は、ケーシング本体３１に設けられた出口通路６４と、該出口通路６４と分岐ライン１２（図１参照）を接続するための出口ジョイント６６と、を含む。
【００７３】
窓部材４２は、該窓部材４２の外側面４２Ａ（露出面）から内側面４２Ｂに向かって目視したとき、収容空間３３に設置された観察用試験片８０の内面８４が視認できるような透明度及び厚さ（内側面４２Ｂと外側面４２Ａとの間の距離）を有する。窓部材４２は、ガラスや、アクリル樹脂等の樹脂を材料として形成されていてもよい。また、ケーシング３０は、洗浄液と反応を生じない材料（例えば樹脂）で形成されることが望ましい。
【００７４】
上述の観察用セル１２０（モニタリング装置１８）によれば、ケーシング３０と窓部材４２とによって形成される収容空間３３において観察用試験片８０の位置決めをするためのガイド部材４０を設けたので、窓部材４２と観察用試験片８０のスケール付着面（内面８４）との間に洗浄液の流路５４が形成されるように観察用試験片８０を収容空間３３に設置可能である。また、窓部材４２の内側面４２Ｂによって流路５４を形成するするようにしたので、窓部材４２の外側面４２Ａから内側面４２Ｂに向かう方向に視たとき（すなわち、図２中の矢印Ａの方向から視たとき）、窓部材４２を介して、観察用試験片８０の内面８４を視認することができる。
よって、流路５４に洗浄液を流して観察用試験片８０のスケール付着面（内面８４）の洗浄が可能であるとともに、窓部材４２を介してスケール付着面（内面８４）を外部から視認することができる。すなわち、観察用試験片８０をケーシング３０の内部に設置したまま、洗浄液で洗浄される観察用試験片８０のスケール付着面におけるスケール除去状態を監視することができる。これにより、時間とともに変化するスケール除去状態を継続的に監視することができ、例えば、洗浄液によるスケール除去の終了判定等を適時に行うことができる。よって、スケール除去状態の把握にかかる工数や工程を低減することができ、これにより、化学洗浄にかかるコストを削減することができる。
【００７５】
幾つかの実施形態では、例えば図２及び図３に示すように、観察用セル１２０は、周囲を照明するための照明部５２を含んでいてもよい。図２に示す例示的な実施形態では、照明部５２は、窓部材４２の表面に管軸方向に沿って形成された溝５１に設けられている。図３に示す例示的な実施形態では、照明部５２は、窓部材４２の内部に管軸方向に沿って形成された孔の中に設けられている。照明部５２は、例えば、テープ状の基材と、テープ状基材の長手方向において間隔を空けて基材状に配置された複数のＬＥＤと、を含むテープＬＥＤであってもよい。
【００７６】
このように、照明部５２を窓部材４２に形成された孔５３又は溝５１に設けることで、照明部５２で観察用試験片８０のスケール付着面（内面８４）を照明することができ、これにより、外部から窓部材４２を介したスケール付着面の視認性を良好にすることができる。例えば、モニタリング装置１８の設置場所による明暗や、時刻による明暗によらず、照明部５２によって上述の視認性を確保することができる。
【００７７】
幾つかの実施形態では、例えば図６〜８に示すように、観察用試験片８０のうち、スケール付着面（内面）以外の面（外面８２、一対の切断面８８、及び、一対の分割面８６）には、耐腐食性材料（例えば樹脂）の被覆層９０が形成されている。
【００７８】
このように、観察用試験片８０のうちスケール付着面（内面８４）以外の面に耐腐食性材料の被覆層９０を形成することにより、観察用試験片８０を観察用セル１２０（モニタリング装置１８）に設置して、モニタリング装置１８内の流路５４に洗浄液を流通させたときに、観察用試験片８０のうちスケール付着面以外の面と洗浄液との接触を防ぐことができる。よって、スケール付着面（内面８４）以外の面（外面８２、一対の切断面８８、及び、一対の分割面８６）における伝熱管の母材と洗浄液との反応を抑制することができ、洗浄対象物である伝熱管１０４の洗浄状態を、モニタリング装置１８においてより適切に再現することができる。
【００７９】
幾つかの実施形態では、例えば図７及び図８に示すように、窓部材４２の内側面４２Ｂは、観察用試験片８０（分割片）の内面８４の形状に対応するように突出した形状を有する突出部４３を含む。
【００８０】
この場合、窓部材４２の内側面４２Ｂが、観察用試験片８０の内面８４の形状に対応するように突出した形状を有する突出部４３を含むので、窓部材４２の内側面４２Ｂが平坦な形状を有する場合に比べて、窓部材４２と観察用試験片８０（分割片）の内面８４との間の流路幅を狭くすることができる。これにより、化学洗浄の進行に伴い、スケールの溶解や懸濁物の発生等に起因して洗浄液が着色した場合であっても、外部から窓部材４２を介したスケール付着面（内面８４）の視認性の悪化を抑制することができる。
【００８１】
幾つかの実施形態では、ガイド部材４０は、ケーシング３０から取り外し可能に構成される。すなわち、ガイド部材４０を交換可能であるので、様々な形状のガイド部材４０を、モニタリング装置１８に装着することができる。例えば、図７に示すモニタリング装置１８と、図８に示すモニタリング装置１８とは、観察用試験片８０の形状及びガイド部材４０の形状が異なる以外の点において同一である。より具体的には、図７における観察用試験片８０の径ｄ１は、図８における観察用試験片８０の径ｄ２よりも大きく、したがって、図７におけるガイド部材４０の曲面３９Ａの径は、図８におけるガイド部材４０の曲面３９Ａの径よりも大きい。
【００８２】
すなわち、異なる形状の試験片であっても、各試験片に対応したガイド部材４０を用いることで、同一の観察用セル１２０（モニタリング装置１８）を用いてスケール付着面の監視をすることができる。よって、試験片の形状毎に観察用セル１２０（モニタリング装置１８）を用意する場合に比べて、コスト削減が可能である。
【００８３】
なお、観察用セル１２０に設置されたガイド部材４０を交換するためには、ボルト３４（図２参照）を外すことで、ケーシング本体３１から底部材３２を取り外すことができ、収容空間３３にアクセスすることができる。こうして、収容空間３３に既に設置されている使用済みのガイド部材４０及び観察用試験片８０を取り出した後、交換用のガイド部材４０及び観察用試験片８０を収容空間３３に設置し、再度、ボルト３４により、底部材３２をケーシング本体３１に締結すればよい。
【００８４】
幾つかの実施形態では、観察用セル１２０は、２以上の分割片を含む観察用試験片８０を、収容空間３３内おいて、管軸方向にて直列に配置可能になっている。たとえば  、図９に示す例示的な実施形態では、観察用試験片８０は、２つの分割片８０Ａ、８０Ｂを含み、該２つの分割片８０Ａ，８０Ｂが、管軸方向に直列に配置されている。すなわち、分割片８０Ａの内面及び分割片８０Ｂの内面と、窓部材４２の内側面４２Ｂとによって、管軸方向に沿って延びる１本の流路５４が形成されるようになっている。
【００８５】
なお、ガイド部材４０は、管軸方向において分割片８１Ａと分割片８０Ｂとの間に位置する鍔部４１を有している。これにより、分割片８１Ａ及び分割片８０Ｂの管軸方向における移動が規制されるようになっている。
【００８６】
この場合、観察用セル１２０内において２以上の分割片を直列に配置可能であるので、初期状態（すなわち洗浄開始時点）においてスケールの付着状況が異なる２以上の分割片について、同一の洗浄条件でのスケール除去状態を同時に監視することができる。よって、洗浄対象の伝熱管１０４におけるスケール除去状態を、より詳細に把握することができる。
【００８７】
洗浄対象物が管である場合、管の内面に付着するスケールの組成や付着量は、周方向又は軸方向において均一でない場合がある。例えば、火炉１０２に設けられる伝熱管１０４の場合、伝熱管の周方向において、バーナに近い側の部分と遠い側の部分とでは、バーナによる燃焼時の温度が異なるため、これらの部分の内面に付着するスケールの組成や付着量は異なる場合がある。この場合、１本の伝熱管１０４から切り出したサンプル（管）を、バーナ側の部分と、バーナから遠い側の部分とに分割して、２つの分割片８０Ａ、８０Ｂを得ることができる。これらの分割片８０Ａ，８０Ｂを上述のように、観察用セル１２０内にて直列に配置することにより、洗浄対象の伝熱管１０４におけるスケール除去状態を、より詳細に把握することができる。
【００８８】
幾つかの実施形態では、例えば図１０に示すように、観察用セル１２０（モニタリング装置１８）は、洗浄液入口部５６を介した洗浄液の供給を停止可能な入口バルブ７０、及び、洗浄液出口部６２を介した洗浄液の排出を停止可能な出口バルブ７４と、を備えているとともに、洗浄液出口部６２とは別に設けられ、流路５４内の洗浄液を外部に排出するための排出ライン７８をさらに備える。排出ライン７８には、洗浄液の排出を制御するためのバルブ７９が設けられていてもよい。
【００８９】
化学洗浄の進行に伴い、スケールの溶解や懸濁物の発生により洗浄液の着色が進行する場合がある。この点、上述の構成によれば、入口バルブ７０及び出口バルブ７４によって観察用セル１２０（モニタリング装置１８）内の流路５４への洗浄液の供給を一時的に停止するとともに、排出ライン７８を介して、該流路５４に滞留した洗浄液を外部に排出することができる。これにより、洗浄液の着色が進行して視認性が悪化した場合であっても、流路５４内の洗浄液を一時的に排出することで、観察用試験片８０のスケール付着面（内面８４）を適切に視認することができ、よって、スケール除去状態を適切に監視することができる。
【００９０】
図１０に示す例示的な実施形態では、観察用セル１２０（モニタリング装置１８）は、流路５４内にフラッシング流体を供給するためのフラッシングライン７６及びバルブ７７をさらに備えている。フラッシング流体は、例えば、純水等の液体や、空気又は窒素等の気体であってもよい。この構成によれば、上述のように排出ライン７８を介して流路５４に滞留した洗浄液を外部に排出する際に、フラッシングラインを７８を介してフラッシング流体を流路５４に供給することで、流路５４内の洗浄液をより確実に排出することができる。よって、観察用試験片８０のスケール付着面（内面８４）をより適切に視認することができ、よって、スケール除去状態をより適切に監視することができる。
【００９１】
幾つかの実施形態では、例えば図１１に示すように、モニタリング装置１８は、上述した観察用セル１２０に加えて、比較用セル１２２を備えている。比較用セル１２２は、対照用の比較用試験片１８０を設置可能となっており、観察用セル１２０と比較用セル１２２とを並べて配置することで、観察用セル１２０の洗浄（スケール除去）の進行度合いを確認することができる。したがって、比較用試験片１８０は、観察用試験片８０と同様に作製されたものであってもよい。
【００９２】
比較用セル１２２は、比較用ケーシング１３０と、比較用窓部材（不図示）と、比較用ガイド部材１４０と、を備えている。これらは、それぞれ、ケーシング３０、窓部材４２、及びガイド部材４０に相当する部材である。比較用窓部材は、比較用ケーシング１３０に取り付けられ、比較用ケーシング１３０とともに比較用試験片１８０を収容するための収容空間１３３を形成する。比較用ガイド部材１４０は、比較用試験片１８０のうちスケールが付着した面（内面）と、比較用窓部材とが対向するように、かつ、比較用試験片１８０の内面と、比較用窓部材との間に流路１５４が形成されるように、収容空間１３３における比較用試験片１８０の位置決めをするように構成されている。比較用セル１２２は、観察用セル１２０と異なり、洗浄液入口部５６及び洗浄液出口部６２を有しない。すなわち、観察用セル１２０には洗浄液は供給されない。なお、図１１に示す観察用セル１２０は、図１０に示すものと同じものである。
【００９３】
上述の実施形態では、比較用試験片１８０を設置するための比較用セル１２２を、観察用試験片８０を設置するための観察用セル１２０とは別に設けたので、比較用セル１２２の内部の環境を、観察用試験片８０を設置する観察用セル１２０とは異なる状態に維持することができる。よって、比較用試験片１８０のスケール付着状態を、洗浄開始時の初期状態に維持するように比較用セル１２２の内部の環境を調整することができる。したがって、観察用試験片８０と、比較用試験片１８０とを容易に比較することができ、観察用試験片８０におけるスケール除去の進行度合いを把握しやすくなる。
【００９４】
幾つかの実施形態では、例えば図１１に示すように、比較用セル１２２は、不活性流体を流路１５４に供給するための供給ライン９２及び不活性流体を流路１５４から排出するための排出ライン９４を備えていてもよい。供給ライン９２及び排出ライン９４には、それぞれ、不活性ガスの供給及び排出を制御するためのバルブ９３，９５が設けられていてもよい。
【００９５】
供給ライン９２を介して比較用セル１２２に供給される不活性流体は、観察用セル１２０に導入される洗浄液に比べ、試験片に付着したスケールとの反応性が小さい流体である。上述の不活性流体は、例えば窒素、空気、又は水であってもよい。
【００９６】
以下、図１を参照して、一実施形態に係る伝熱管１０４の洗浄方法について説明する。
【００９７】
まず、運転していたボイラ１００を停止させた状態で、ボイラ１００に設けられる複数の伝熱管１０４から、観察用の伝熱管を採取して、該観察用の伝熱管を管軸方向に分割して、観察用試験片８０（分割片）を作製する。なお、このとき、同一の観察用伝熱管から、比較用試験片１８０（図１１参照）を作製してもよい。次に、観察用試験片８０のうち、スケール付着面（内面８４；図６参照）以外の面（外面８２、切断面８８、分割面８６；図６参照）に、耐腐食材料の被覆層を形成する。そして、上述したモニタリング装置１８に、スケールが付着した観察用試験片８０を設置する。
【００９８】
次に、洗浄液循環ライン２を、循環ライン１０６を介して、ボイラ１００の複数の伝熱管１０４に接続し、洗浄液循環ライン２に洗浄液タンク８からの洗浄液を循環させて、複数の伝熱管１０４の洗浄を行う。
【００９９】
また、洗浄液循環ライン２に分岐ライン１２を接続し、洗浄液循環ライン２から分岐させた洗浄液を、洗浄液入口部５６及び洗浄液出口部６２を介して、モニタリング装置１８の流路５４に流通させる。そして、モニタリング装置１８の窓部材４２（図２参照）を通して、観察用試験片８０の洗浄状況を監視する。
観察用試験片８０の洗浄状況を監視は、モニタリング装置１８の流路５４に洗浄液を流通させながら行ってもよい。
【０１００】
観察用試験片８０の洗浄状況の監視は、目視で行ってもよいし、監視装置を用いて行ってもよい。監視装置を用いる場合、例えば、カメラなどの撮像装置を介して洗浄状況の監視を行ってもよい。
【０１０１】
上述の実施形態に係る方法によれば、窓部材４２と観察用試験片８０のスケール付着面との間に洗浄液の流路５４が形成されるように観察用試験片８０を収容空間３３に設置し、該流路５４に洗浄液を流して観察用試験片８０のスケール付着面の洗浄が可能であるとともに、窓部材４２を介してスケール付着面を外部から視認することができる。すなわち、観察用試験片８０をケーシング３０の内部に設置したまま、洗浄液で洗浄される試験片のスケール付着面におけるスケール除去状態を監視することができる。これにより、時間とともに変化するスケール除去状態を継続的に監視することができ、例えば、洗浄液によるスケール除去の終了判定等を適時に行うことができる。よって、スケール除去状態の把握にかかる工数や工程を低減することができ、これにより、化学洗浄にかかるコストを削減することができる。
【０１０２】
伝熱管１０４の洗浄にはある程度の時間がかかるため、時間の経過にともない、伝熱管１０４の洗浄条件が変化する。そこで、幾つかの実施形態では、さらに、以下のステップを行い、実際のボイラ１００における伝熱管１０４の洗浄条件（洗浄液の温度及び流量）を、モニタリング装置１８において再現するようにしてもよい。
【０１０３】
幾つかの実施形態では、複数の伝熱管１０４の洗浄中に、流量計２１及び温度センサ２２を用いて、複数の伝熱管１０４における洗浄液の流量Ｆ１及び温度Ｔ１を計測する。この流量Ｆ１及び温度Ｔ１に係る計測結果は、制御装置２０に送られる。
【０１０４】
また、流量計２３及び温度センサ２４を用いて、モニタリング装置１８の流路５４における洗浄液の流量Ｆ２及び温度Ｔ２を計測する。この流量Ｆ２及び温度Ｔ２に係る計測結果は、制御装置２０に送られる。
【０１０５】
制御装置は、取得した流量Ｆ１、Ｆ２、及び、温度Ｔ１，Ｔ２の計測結果に基づいて、モニタリング装置１８の流路５４を流れる洗浄液の流量及び温度が、複数の伝熱管１０４における流量及び温度に近づくように、ポンプ１４（流量調節部）の回転数、及び、ヒータ１６（温度調節部）の出力の制御を行う。
【０１０６】
制御装置２０は上述の計測結果に基づいて、モニタリング装置１８の流路５４を流れる洗浄液の流量及び温度に関してフィードバック制御（例えば、Ｐ制御、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御）を行ってもよい。
【０１０７】
例えば、制御装置２０は、伝熱管１０４における洗浄液の流量Ｆ１を目標値とし、モニタリング装置１８の流路５４を流れる洗浄液の流量の実測値Ｆ２と上述の目標値Ｆ１との偏差に基づいて、該偏差が小さくなるようなポンプ１４の回転数及び／又はこれに対応するインバータ周波数を算出し、算出したインバータ周波数を制御指令値として、インバータに与えるようになっていてもよい。
【０１０８】
あるいは、制御装置２０は伝熱管１０４における洗浄液の温度Ｔ１を目標値とし、モニタリング装置１８の流路５４を流れる洗浄液の温度の実測値Ｔ２と上述の目標値Ｔ１との偏差に基づいて、該偏差が小さくなるようなヒータ１６の出力を算出し、算出した出力値を制御指令値としてヒータ１６に与えるようになっていてもよい。
【０１０９】
上述の実施形態に係る方法によれば、モニタリング装置１８に導入される洗浄液の温度Ｔ２及び流量Ｆ２が、ボイラ１００の伝熱管１０４における流量Ｆ１及び温度Ｔ２に近づくように、流量調節部及び温度調節部を制御するようにしたので、モニタリング装置１８内において、ボイラ１００の伝熱管１０４の洗浄状態をより詳細に模擬することができる。よって、モニタリング装置１８を用いて観察用試験片８０のスケール付着面の洗浄状態を監視することにより、この監視結果に基づき、ボイラの伝熱管の洗浄状態をより適切に把握することができる。
【０１１０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。  
【０１１１】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【０１１２】
１      洗浄システム
２      洗浄液循環ライン
４      循環ポンプ
６      洗浄液供給ライン
８      洗浄液タンク
１０    注入ポンプ
１１    上流端
１２    分岐ライン
１３    下流端
１４    ポンプ
１６    ヒータ
１８    モニタリング装置
２０    制御装置
２１    流量計
２２    温度センサ
２３    流量計
２４    温度センサ
３０    ケーシング
３１    ケーシング本体
３１Ａ  壁面
３１Ｂ  壁面
３２    底部材
３２Ａ  壁面
３３    収容空間
３４    ボルト
３６    固定部材
３８    ボルト
３９    曲面
３９Ａ  曲面
３９Ｂ〜３９Ｄ  面
４０    ガイド部材
４１    鍔部
４２    窓部材
４２Ａ  外側面
４２Ｂ  内側面
４３    突出部
４５    シール部材
４６    シール部材
５１    溝
５２    照明部
５３    孔
５４    流路
５６    洗浄液入口部
５８    入口通路
６０    入口ジョイント
６２    洗浄液出口部
６４    出口通路
６６    出口ジョイント
７０    入口バルブ
７４    出口バルブ
７６    フラッシングライン
７７    バルブ
７８    排出ライン
７９    バルブ
８０    観察用試験片
８０Ａ  分割片
８０Ｂ  分割片
８２    外面
８４    内面
８６    分割面
８８    切断面
９０    被覆層
９２    供給ライン
９３    バルブ
９４    排出ライン
９５    バルブ
１００  ボイラ
１０２  火炉
１０４  伝熱管
１０５  第１接続点
１０６  循環ライン
１０７  バルブ
１０８  第２接続点
１０９  バルブ
１１０  汽水分離器
１２０  観察用セル
１２２  比較用セル
１３０  比較用ケーシング
１３３  収容空間
１４０  比較用ガイド部材
１５４  流路
１８０  比較用試験片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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