(57)【要約】【課題】貫流ボイラの火炉に配置される蒸発器の隣接する他機器へ洗浄液が流入することを防止する。【解決手段】薬液タンク２１０と、補給水タンク２２０と、火炉蒸発器１１の上部ヘッダ１１Ａと下部ヘッダ１１Ｂとに洗浄液を循環させる循環ラインＬ１〜Ｌ６と、循環ポンプ２３０と、スケール粒子を回収するスラッジ回収設備２４０と、循環ラインＬ１〜Ｌ６を流通する洗浄液の流量を調整する制御弁Ｖ１〜Ｖ４と、火炉蒸発器１１と煙道蒸発器を接続する配管における洗浄液の液面の高さを検出する液面検出部２８０と、洗浄液が煙道蒸発器へ導かれないように液面検出部２８０が検出する洗浄液の液面の高さに応じて制御弁Ｖ３，Ｖ４の調整を提示および／または制御する制御部２７０と、を備える化学洗浄装置２００を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫流ボイラの火炉に配置される蒸発器内に付着および／または堆積したスケールを化学洗浄する化学洗浄装置であって、
前記貫流ボイラは、前記蒸発器と配管を介して接続された隣接機器を備えており、
洗浄用の薬液を収容する薬液タンクと、
水を収容する補給水タンクと、
前記薬液タンク及び前記補給水タンクに連結されるとともに前記蒸発器の鉛直方向上端に設けられる上部ヘッダと前記蒸発器の鉛直方向下端に設けられる下部ヘッダに前記薬液と前記水とを含む洗浄液を循環させる循環ラインと、
前記循環ラインに設置される循環ポンプと、
前記循環ラインに設置されるとともに前記洗浄液に含まれるスケール粒子を回収する回収部と、
前記循環ラインを流通する前記洗浄液の流量を調整する調整部と、
前記上部ヘッダに接続される前記配管における前記洗浄液の液面の高さを検出する検出部と、
前記洗浄液が前記隣接機器へ導かれないように前記検出部が検出する前記洗浄液の液面の高さに応じて前記調整部の調整を提示および／または制御する制御部と、を備える化学洗浄装置。
【請求項２】
前記回収部は、
前記スケール粒子を含む前記洗浄液を濾過するフィルタと、
前記フィルタの上流側の前記洗浄液の圧力と前記フィルタの下流側の前記洗浄液の圧力との差圧を測定する測定部と、を備え、
前記測定部は、測定する前記差圧に基づいて前記フィルタによる前記スケール粒子の回収状態を提示する請求項１に記載の化学洗浄装置。
【請求項３】
前記蒸発器は、前記上部ヘッダと、前記下部ヘッダと、鉛直方向に延在する複数の火炉壁管と、を備え、
前記上部ヘッダは、前記複数の火炉壁管の鉛直方向上端に連結されるとともに水平方向に延在する筒状に形成され、
前記下部ヘッダは、前記複数の火炉壁管の鉛直方向下端に連結されるとともに水平方向に延在する筒状に形成され、
前記上部ヘッダは、前記上部ヘッダが延在する方向の両端側で前記上部ヘッダと前記循環ラインとを接続する第１接続部を備え、
前記下部ヘッダは、前記下部ヘッダが延在する方向の両端側で前記下部ヘッダと前記循環ラインとを接続する第２接続部を備える請求項１または請求項２に記載の化学洗浄装置。
【請求項４】
前記第２接続部は、前記下部ヘッダが延在する方向の両端面で前記下部ヘッダと前記循環ラインとを接続する請求項３に記載の化学洗浄装置。
【請求項５】
前記第２接続部は、前記両端面の鉛直方向下端で前記下部ヘッダと前記循環ラインとを接続する請求項４に記載の化学洗浄装置。
【請求項６】
前記第２接続部は、前記下部ヘッダの鉛直方向下端で前記下部ヘッダと前記循環ラインとを接続する請求項３に記載の化学洗浄装置。
【請求項７】
前記第２接続部は、前記循環ラインから前記下部ヘッダに導かれる前記洗浄液を前記下部ヘッダの鉛直方向下方へ向けて導くように前記水平方向に対して所定角度で傾斜した流路である請求項３に記載の化学洗浄装置。
【請求項８】
貫流ボイラの火炉に配置される蒸発器内に付着したスケールを化学洗浄する化学洗浄装置を用いた化学洗浄方法であって、
前記貫流ボイラは、前記蒸発器と配管を介して接続された隣接機器を備えており、
前記化学洗浄装置は、
洗浄用の薬液を収容する薬液タンクと、
水を収容する補給水タンクと、
前記薬液タンク及び前記補給水タンクに連結されるとともに前記蒸発器の鉛直方向上端に設けられる上部ヘッダと前記蒸発器の鉛直方向下端に設けられる下部ヘッダとの間で前記薬液と前記水とを含む洗浄液を循環させる循環ラインと、
前記循環ラインに設置される循環ポンプと、
前記循環ラインに設置されるとともに前記洗浄液に含まれるスケール粒子を回収する回収部と、を備え、
前記循環ラインから前記上部ヘッダへ前記洗浄液を供給して前記下部ヘッダから排出される前記洗浄液を前記循環ラインへ戻す第１洗浄工程と、
前記第１洗浄工程の後に、前記循環ラインから前記下部ヘッダへ前記洗浄液を供給して前記上部ヘッダから排出される前記洗浄液を前記循環ラインへ戻す第２洗浄工程と、を備える化学洗浄方法。
【請求項９】
前記第１洗浄工程の後に、前記循環ポンプを停止させた状態で所定時間待機する待機工程を備え、
前記第２洗浄工程は、前記待機工程の後に実行される工程である請求項８に記載の化学洗浄方法。
【請求項１０】
前記化学洗浄装置は、前記洗浄液中の鉄イオン濃度を計測する計測部を備え、
前記計測部が計測する前記鉄イオン濃度が、前記スケールが除去されたことを示すものとして設定される所定濃度以上になった際に、前記第２洗浄工程を終了すると判定する判定工程を備える請求項８または請求項９に記載の化学洗浄方法。
【請求項１１】
前記回収部は、
前記スケール粒子を含む前記洗浄液を濾過するフィルタを備え、
前記フィルタの上流側の前記洗浄液の圧力と前記フィルタの下流側の前記洗浄液の圧力との差圧を測定する測定工程と、  前記測定工程が測定する前記差圧に基づいて前記フィルタによる前記スケール粒子の回収状態を提示する提示工程と、を備える請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の化学洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫流ボイラの火炉に配置される火炉蒸発器に付着したヘマタイトスケールを化学洗浄する化学洗浄装置及びそれを用いた化学洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貫流ボイラを備え、ボイラ給水系統に酸素処理（ＯＴ：Oxygen  Treatment）が適用される火力発電システムが知られている。ＯＴの１つとして、複合水処理（ＣＷＴ：Combined  Water  Treatment）があり、貫流ボイラを備えた火力発電プラントに適用されているものがある。ＣＷＴでは、スケール付着やスケール成長速度を抑制するために、アンモニアを添加してボイラ給水のｐＨをアルカリ性（ｐＨ８．０〜９．０）にするとともに、微量の酸素（Ｏ２）を添加することで、伝熱管内面酸化膜の保護皮膜を形成する。
【０００３】
一方、いくつかのＣＷＴ適用した火力発電システムでは、貫流ボイラの火炉壁管のメタル温度が上昇する事象が発生する場合があり、時として、火炉壁管破損によるボイラ給水や蒸気の漏洩の発生に至る場合があることが問題となっている。この火炉壁管のメタル温度上昇の原因は、ボイラ給水系統の配管から鉄が溶出して鉄濃度が高くなると、ボイラ火炉壁伝熱管の内面へのヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）スケールが生成し、熱伝導率の低い小粒径のポーラス状のヘマタイトスケールが火炉壁管内面に付着・堆積して熱伝導が悪くなり、ボイラ給水による火炉壁管の冷却が阻害されて、火炉蒸発器の伝熱管メタル温度上昇の要因となるためである。
【０００４】
上述の火炉壁管の漏洩不適合を予防するために、定期的に火炉壁管の化学洗浄を実施し、管内面に堆積したヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールを除去することが行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、薬液供給ラインから貫流ボイラの火炉壁管に洗浄液を供給し、火炉壁管に供給された洗浄液を薬液排出ラインから排出することが開示されている。特許文献１に開示される火力発電システムは、貫流ボイラとそれに隣接する汽水分離器とを連結する配管と、貫流ボイラとそれに隣接する節炭器とを連結する配管とのそれぞれにバルブを配置している。特許文献１では、化学洗浄を行う際にバルブを閉鎖することにより、貫流ボイラに供給された洗浄液が汽水分離器及び節炭器へ流入することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５７２１８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、貫流ボイラの洗浄対象とする機器に隣接する他機器へ洗浄液が流入することを防止するために、複数のバルブや盲フランジ等の遮蔽具を火力発電システムの給水系統及び蒸気系統の配管に設ける必要がある。また、貫流ボイラへの洗浄液の流入状態に応じた適切な時期にバルブを閉鎖することができなければ、貫流ボイラの洗浄対象とする機器に隣接する他機器へ洗浄液が流入して、他機器を腐食させるおそれがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、貫流ボイラの蒸発器内の洗浄にあたり、蒸発器と隣接する他機器とを接続する配管にバルブ等の遮蔽具を設けることなく、貫流ボイラの火炉に配置される蒸発器の隣接する他機器へ洗浄液が流入することを防止することができる化学洗浄装置及びそれを用いた化学洗浄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】
【０００８】
本発明の一態様に係る化学洗浄装置は、貫流ボイラの火炉に配置される蒸発器内に付着および／または堆積したスケールを化学洗浄するものであり、前記貫流ボイラは、前記蒸発器と配管を介して接続された隣接機器を備えており、洗浄用の薬液を収容する薬液タンクと、水を収容する補給水タンクと、前記薬液タンク及び前記補給水タンクに連結されるとともに前記蒸発器の鉛直方向上端に設けられる上部ヘッダと前記蒸発器の鉛直方向下端に設けられる下部ヘッダに前記薬液と前記水とを含む洗浄液を循環させる循環ラインと、前記循環ラインに設置される循環ポンプと、前記循環ラインに設置されるとともに前記洗浄液に含まれるスケール粒子を回収する回収部と、前記循環ラインを流通する前記洗浄液の流量を調整する調整部と、前記上部ヘッダに接続される前記配管における前記洗浄液の液面の高さを検出する検出部と、前記洗浄液が前記隣接機器へ導かれないように前記検出部が検出する前記洗浄液の液面の高さに応じて前記調整部の調整を提示および／または制御する制御部と、を備える。
【０００９】
本発明の一態様に係る化学洗浄装置によれば、蒸発器の鉛直方向上端に設けられる上部ヘッダと蒸発器の鉛直方向下端に設けられる下部ヘッダとの間で洗浄液が循環し、蒸発器内に付着したスケールが洗浄用の薬液により化学洗浄される。化学洗浄により蒸発器から除去されたスケールの一部は、例えば難溶性粒子などのスケール粒子として洗浄液とともに循環ラインを循環し、回収部により回収される。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る化学洗浄装置によれば、蒸発器の上部ヘッダと隣接する他機器である隣接機器とを接続する配管における洗浄液の液面の高さが検出部により検出され、洗浄液が隣接機器へ導かれないように、洗浄液の液面の高さに応じて、循環ラインを流通する洗浄液の流量を調整する調整部が制御される。したがって、蒸発器と隣接機器とを接続する配管にバルブ等の遮蔽具を設けることなく、貫流ボイラの火炉に配置される蒸発器の隣接機器へ洗浄液が流入することを防止することができる。
【００１１】
本発明の一態様に係る化学洗浄装置において、前記回収部は、前記スケール粒子を含む前記洗浄液を濾過するフィルタと、前記フィルタの上流側の前記洗浄液の圧力と前記フィルタの下流側の前記洗浄液の圧力との差圧を測定する測定部と、を備え、前記測定部は、測定する前記差圧に基づいて前記フィルタによる前記スケール粒子の回収状態を提示してもよい。
フィルタによる難溶性粒子などのスケール粒子の回収量が多くなるとそれに伴ってフィルタを通過する洗浄液の圧力損失が上昇し、フィルタの上流側と下流側の洗浄液の差圧が上昇する。そのため、測定部が測定する差圧に基づいてフィルタによるスケール粒子の回収状態を適切に提示することができる。
【００１２】
本発明の一態様に係る化学洗浄装置において、前記蒸発器は、前記上部ヘッダと、前記下部ヘッダと、鉛直方向に延在する複数の火炉壁管と、を備え、前記上部ヘッダは、前記複数の火炉壁管の鉛直方向上端に連結されるとともに水平方向に延在する筒状に形成され、前記下部ヘッダは、前記複数の火炉壁管の鉛直方向下端に連結されるとともに水平方向に延在する筒状に形成され、前記上部ヘッダは、前記上部ヘッダが延在する方向の両端側で前記上部ヘッダと前記循環ラインとを接続する第１接続部を備え、前記下部ヘッダは、前記下部ヘッダが延在する方向の両端側で前記下部ヘッダと前記循環ラインとを接続する第２接続部を備える構成としてもよい。
【００１３】
本構成の化学洗浄装置によれば、上部ヘッダが延在する方向の両端側で上部ヘッダと循環ラインとを接続することにより、複数の火炉壁管に略均等に洗浄液を供給する、あるいは複数の火炉壁管から略均等に洗浄液を回収することができる。また、下部ヘッダが延在する方向の両端側で下部ヘッダと循環ラインとを接続することにより、下部ヘッダの端部に残留、堆積しやすい難溶性粒子などのスケール粒子を下部ヘッダから循環ラインに適切に排出することができる。
【００１４】
上記構成の化学洗浄装置において、前記第２接続部は、前記下部ヘッダが延在する方向の両端面で前記下部ヘッダと前記循環ラインとを接続する形態としてもよい。
下部ヘッダが延在する方向の両端面で下部ヘッダと循環ラインとを接続することにより、下部ヘッダの端部に残留、堆積しやすいスケール粒子をより確実に下部ヘッダから循環ラインに排出することができる。
【００１５】
上記形態の化学洗浄装置において、前記第２接続部は、前記両端面の鉛直方向下端で前記下部ヘッダと前記循環ラインとを接続してもよい。
下部ヘッダの両端面の下端で下部ヘッダと循環ラインとを接続することにより、下部ヘッダの端部かつ下部ヘッダの下端に残留、堆積しやすい難溶性粒子などのスケール粒子をより確実に下部ヘッダから循環ラインに排出することができる。
【００１６】
上記構成の化学洗浄装置において、前記第２接続部は、前記下部ヘッダの鉛直方向下端で前記下部ヘッダと前記循環ラインとを接続してもよい。
下部ヘッダの鉛直方向下端で下部ヘッダと循環ラインとを接続することにより、下部ヘッダの鉛直方向下端に残留、堆積しやすいスケール粒子をより確実に下部ヘッダから循環ラインに排出することができる。
【００１７】
上記構成の化学洗浄装置において、前記第２接続部は、前記循環ラインから前記下部ヘッダに導かれる前記洗浄液を前記下部ヘッダの鉛直方向下方へ向けて導くように前記水平方向に対して所定角度で傾斜した流路であってもよい。
循環ラインから下部ヘッダに導かれる洗浄液を下部ヘッダの鉛直方向下方へ向けて導くことにより、下部ヘッダの下端に残留、堆積する難溶性粒子などのスケール粒子を洗浄液中に拡散させることができる。これにより、下部ヘッダの下端に残留、堆積した難溶性粒子を洗浄液とともに回収部に導いて回収することができる。
【００１８】
本発明の一態様に係る化学洗浄方法は、貫流ボイラの火炉に配置される蒸発器内に付着したスケールを化学洗浄する化学洗浄装置を用いた方法であって、前記貫流ボイラは、前記蒸発器と配管を介して接続された隣接機器を備えており、前記化学洗浄装置は、洗浄用の薬液を収容する薬液タンクと、水を収容する補給水タンクと、前記薬液タンク及び前記補給水タンクに連結されるとともに前記蒸発器の鉛直方向上端に設けられる上部ヘッダと前記蒸発器の鉛直方向下端に設けられる下部ヘッダとの間で前記薬液と前記水とを含む洗浄液を循環させる循環ラインと、前記循環ラインに設置される循環ポンプと、前記循環ラインに設置されるとともに前記洗浄液に含まれるスケール粒子を回収する回収部と、を備え、前記循環ラインから前記上部ヘッダへ前記洗浄液を供給して前記下部ヘッダから排出される前記洗浄液を前記循環ラインへ戻す第１洗浄工程と、前記第１洗浄工程の後に、前記循環ラインから前記第２接続部へ前記洗浄液を供給して前記第１接続部から排出される前記洗浄液を前記循環ラインへ戻す第２洗浄工程と、を備える。
【００１９】
本発明の一態様に係る化学洗浄方法によれば、第１洗浄工程において、循環ラインから蒸発器の鉛直方向上端に設けられる上部ヘッダへ洗浄液が供給され、蒸発器内の鉛直方向下端に設けられる下部ヘッダから排出される。洗浄初期においてはスケール粒子の発生量が多いため、蒸発器の上端から下端にむけて洗浄液を部分的に蒸発器に接触させるだけでも、十分な量のスケール粒子を回収部で回収することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る化学洗浄方法によれば、第１洗浄工程の後の第２洗浄工程において、循環ラインから蒸発器の鉛直方向下端に設けられる下部ヘッダへ洗浄液が供給され、蒸発器の鉛直方向上端に設けられる上部ヘッダから排出される。洗浄初期において多量の難溶性粒子が発生した後は、難溶性粒子の発生量が緩慢となる。そのため、蒸発器内の下端から上端に向けて洗浄液を供給して蒸発器内の全領域を洗浄液で満たすことにより、蒸発器内の全領域を確実に化学洗浄することができる。
【００２１】
本発明の一態様に係る化学洗浄方法において、前記第１洗浄工程の後に、前記循環ポンプを停止させた状態で所定時間待機する待機工程を備え、前記第２洗浄工程は、前記待機工程の後に実行される工程であってもよい。
第１洗浄工程の後に循環ポンプを停止させた状態で所定時間待機することで、洗浄液による化学洗浄に必要な時間を確保して、洗浄効果が上昇するため、化学洗浄が確実に実行されるため、洗浄効果を高めることができる。
【００２２】
本発明の一態様に係る化学洗浄方法において、前記化学洗浄装置は、前記洗浄液中の鉄イオン濃度を計測する計測部を備え、前記計測部が計測する前記鉄イオン濃度が、前記スケールが除去されたことを示すものとして設定される所定濃度以上になった際に、前記第２洗浄工程を終了すると判定する判定工程を備えていてもよい。
スケールが除去されたことを示す鉄イオン濃度を所定濃度として設定し、計測部が計測する鉄イオン濃度が所定濃度以上となった際に第２洗浄工程を終了することで、スケールを確実に除去することができる。
【００２３】
本発明の一態様に係る化学洗浄方法において、前記回収部は、前記スケール粒子を含む前記洗浄液を濾過するフィルタを備え、前記フィルタの上流側の前記洗浄液の圧力と前記フィルタの下流側の前記洗浄液の圧力との差圧を測定する測定工程と、前記測定工程が測定する前記差圧に基づいて前記フィルタによる前記スケール粒子の回収状態を提示する提示工程と、を備えていてもよい。
フィルタによる難溶性粒子などのスケール粒子の回収量が多くなるとそれに伴ってフィルタを通過する洗浄液の圧力損失が上昇し、フィルタの上流側と下流側の洗浄液の差圧が上昇する。そのため、測定工程が測定する差圧に基づいてフィルタによるスケール粒子の回収状態を適切に提示することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、貫流ボイラの蒸発器内の洗浄にあたり、蒸発器と隣接する他機器とを接続する配管にバルブ等の遮蔽具を設けることなく、貫流ボイラの火炉に配置される蒸発器の隣接する他機器へ洗浄液が流入することを防止することができる化学洗浄装置及びそれを用いた化学洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係る火力発電システムを説明する概略図である。
【図２】図１の貫流ボイラの一例を示す斜視図である。
【図３】図２のＩ部分の火炉内側の内周面を模式的に切り出した部分拡大図である。
【図４】図１に示す化学洗浄装置の概略構成図である。
【図５】水張り工程を示す化学洗浄装置の概略構成図である。
【図６】第１洗浄工程を示す化学洗浄装置の概略構成図である。
【図７】第２洗浄工程を示す化学洗浄装置の概略構成図である。
【図８】水洗工程を示す化学洗浄装置の概略構成図である。
【図９】後処理工程を示す化学洗浄装置の概略構成図である。
【図１０】火炉蒸発器とそれに隣接する煙道蒸発器及び節炭器の鉛直方向の位置関係を示す概念図である。
【図１１】図２に示す前壁上部ヘッダの近傍の部分拡大図である。
【図１２】液面検出部の第１変形例を示す図である。
【図１３】液面検出部の第２変形例を示す図である。
【図１４】液面検出部の第３変形例を示す図である。
【図１５】図２に示す前壁下部ヘッダの近傍の部分拡大図である。
【図１６】前壁下部ヘッダの第１変形例を示す図である。
【図１７】前壁下部ヘッダの第２変形例を示す図である。
【図１８】前壁下部ヘッダの第３変形例を示す図である。
【図１９】前壁下部ヘッダの第４変形例を示す図である。
【図２０】前壁下部ヘッダの第５変形例を示す図である。
【図２１】第２実施形態のスラッジ回収設備を示す概略構成図である。
【図２２】第１洗浄工程及び第２洗浄工程を実行する際の経過時間と難溶性粒子の粒子径及び洗浄液中の鉄イオン濃度の関係を示す図である。
【図２３】第１洗浄工程及び第２洗浄工程を実行する際の経過時間とフィルタの上流側と下流側の洗浄液の差圧の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下においては、説明の便宜上、上側、上端、上部などの「上」及び下側、下端、下部などの「下」の表現を用いて説明した各構成要素の位置関係は、各々鉛直上方側、鉛直下方側を示すものである。また、本実施形態では、上下方向と水平方向で同様な効果を得られるものは、説明図の紙面における上下方向が必ずしも鉛直上下方向に限定するものではなく、例えば鉛直方向に直交する水平方向に対応してもよい。
【００２７】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態に係る火力発電システム１００を説明する概略図であり、火炉蒸発器内などの洗浄メンテナンスの時に化学洗浄装置２００が設置された状態を示す。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態における火力発電システム１００は、例えば、貫流ボイラ１０と、タービン（蒸気タービン）２０と、復水器３０と、復水脱塩装置４０と、グランド蒸気復水器５０と、低圧給水加熱器６０と、脱気器７０と、高圧給水加熱器８０と、を備える。貫流ボイラ１０は、火炉蒸発器１１と、煙道蒸発器１２と、節炭器１３と、汽水分離器１４と、過熱器１５と、再熱器１６と、を備える。煙道蒸発器１２は、火炉蒸発器１１と配管等を介して火炉蒸発器１１の下流側に接続された火炉蒸発器１１と隣接する他機器である隣接機器である。節炭器１３は、火炉蒸発器１１と配管等を介して火炉蒸発器１１の上流側に接続された火炉蒸発器１１と隣接する隣接機器である。
【００２９】
なお、本実施形態では、主要機器間の接続状態を記載しているが、火炉蒸発器１１の上流側及び下流側に接続される各機器の間には、副次的に更に他の隣接機器（例えば天井管、各種管寄せ、連絡管など）が設けられていてもよい。
【００３０】
火力発電システム１００の給水系統は、復水器３０と、復水脱塩装置４０と、グランド蒸気復水器５０と、低圧給水加熱器６０と、脱気器７０と、高圧給水加熱器８０と、節炭器１３により構成される。火力発電システム１００の蒸気系統は、火炉蒸発器１１と、煙道蒸発器１２と、汽水分離器１４と、過熱器１５と、再熱器１６と、タービン２０により構成される。タービン２０は、例えば、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを備えるものである。
【００３１】
本実施形態の火力発電システム１００の貫流ボイラ１０としては、一例としてボイラ給水系統に酸素処理（ＯＴ：Oxygen  Treatment）が適用される貫流ボイラが用いられる。ＯＴには、中性水処理（ＮＷＴ：Neutral  Water  Treatment）および複合水処理（ＣＷＴ：Combined  Water  Treatment）がある。貫流ボイラ１０を備えた火力発電システム１００では、ＣＷＴが適用されているものがあり、ＣＷＴでは、スケール付着やスケール成長速度を抑制するために、アンモニアを添加してボイラ給水のｐＨをアルカリ性（ｐＨ８．０〜９．０）にするとともに、微量の酸素（Ｏ２）を添加することで、伝熱管内面酸化膜の保護皮膜を形成している。
【００３２】
ＣＷＴ適用の貫流ボイラ１０において、貫流ボイラ１０への給水中の鉄濃度が高くなって、ボイラ火炉壁伝熱管への鉄持ち込み量の増加により鉄が酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３：ヘマタイト）となり、火炉蒸発器１１の伝熱管内面に付着する。火炉蒸発器１１の伝熱管内面に付着したヘマタイトは、熱伝導率の低い小粒径のポーラス状であることから、“パウダースケール”と称されている。貫流ボイラ１０の火炉蒸発器１１は熱負荷が高い。パウダースケールの伝熱性が低いためにボイラ給水による冷却が阻害され、火炉蒸発器１１の火炉壁管１１Ｃにパウダースケールであるヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）が付着して熱伝導率が低下し、伝熱管メタル温度上昇の要因となる。
【００３３】
従って、本実施形態では、火炉蒸発器１１の伝熱性能の回復、および火炉蒸発器１１の火炉壁管１１Ｃのメタル温度上昇による火炉壁管１１Ｃの破損によるボイラ給水や蒸気の漏洩の発生に至る不具合の事前回避のために、貫流ボイラ１０の火炉蒸発器１１が化学洗浄装置２００の洗浄対象機器となっている。
【００３４】
図２は、図１の貫流ボイラ１０の一例を示す斜視図である。図３は、図２のＩ部分の火炉内側である内周面を模式的に切り出したものの部分拡大図である。
貫流ボイラ１０は、前壁１７Ａと後壁１７Ｂと右側壁１７Ｃと左側壁１７Ｄとで囲まれた火炉１７を備える。火炉１７には、火炉蒸発器１１が配置されている。火炉蒸発器１１は、図３に示すように、火炉１７の右側壁１７Ｃの内周面に配置されるとともに鉛直方向に延在する複数の火炉壁管１１Ｃを備える。なお、右側壁１７Ｃの内周面と同様に、前壁１７Ａと後壁１７Ｂと左側壁１７Ｄの内周面にも、複数の火炉壁管１１Ｃが配置されている。
【００３５】
火炉蒸発器１１は、複数の火炉壁管１１Ｃと、複数の火炉壁管１１Ｃの上端に連結される上部ヘッダ１１Ａと、複数の火炉壁管１１Ｃの下端に連結される下部ヘッダ１１Ｂと、を備える。
上部ヘッダ１１Ａは、前壁１７Ａに配置される複数の火炉壁管１１Ｃの上端に連結される前壁上部ヘッダ１１Ａａと、後壁１７Ｂに配置される複数の火炉壁管１１Ｃの上端に連結される後壁上部ヘッダ１１Ａｂと、右側壁１７Ｃに配置される複数の火炉壁管１１Ｃの上端に連結される右側壁上部ヘッダ１１Ａｃと、左側壁１７Ｄに配置される複数の火炉壁管１１Ｃの上端に連結される左側壁上部ヘッダ１１Ａｄと、を備える。
【００３６】
前壁上部ヘッダ１１Ａａ，後壁上部ヘッダ１１Ａｂ，右側壁上部ヘッダ１１Ａｃ，左側壁上部ヘッダ１１Ａｄは、それぞれ水平方向に延在する円筒状の筒体である。
前壁上部ヘッダ１１Ａａ，後壁上部ヘッダ１１Ａｂ，右側壁上部ヘッダ１１Ａｃ，左側壁上部ヘッダ１１Ａｄは、それぞれの水平方向の両端部において、後述する化学洗浄装置２００の循環ラインＬ４に連結される。
【００３７】
下部ヘッダ１１Ｂは、前壁１７Ａに配置される複数の火炉壁管１１Ｃの下端に連結される前壁下部ヘッダ１１Ｂａと、後壁１７Ｂに配置される複数の火炉壁管１１Ｃの下端に連結される後壁下部ヘッダ１１Ｂｂと、右側壁１７Ｃに配置される複数の火炉壁管１１Ｃの下端に連結される右側壁下部ヘッダ１１Ｂｃと、左側壁１７Ｄに配置される複数の火炉壁管１１Ｃの下端に連結される左側壁下部ヘッダ１１Ｂｄと、を備える。
【００３８】
前壁下部ヘッダ１１Ｂａ，後壁下部ヘッダ１１Ｂｂ，右側壁下部ヘッダ１１Ｂｃ，左側壁下部ヘッダ１１Ｂｄは、それぞれ水平方向に延在する円筒状の筒体である。
前壁下部ヘッダ１１Ｂａ，後壁下部ヘッダ１１Ｂｂ，右側壁下部ヘッダ１１Ｂｃ，左側壁下部ヘッダ１１Ｂｄは、それぞれの水平方向の両端部において、後述する化学洗浄装置２００の循環ラインＬ２に連結される。
【００３９】
次に、図４を参照して、本実施形態の化学洗浄装置２００について説明する。
本実施形態の化学洗浄装置２００は、火炉蒸発器１１内に付着した例えばヘマタイト等の鉄系酸化物などからなるスケールを化学洗浄する装置である。本実施形態ではスケールがヘマタイトであるとして説明を行う。図４に示すように、化学洗浄装置２００は、薬液タンク２１０と、補給水タンク２２０と、循環ポンプ２３０と、スラッジ回収設備（回収部）２４０と、バッファタンク２５０と、加熱設備２６０と、制御部２７０と、液面検出部２８０と、循環ラインＬ１〜Ｌ６と、連結ラインＬ７，Ｌ８と、制御弁Ｖ１〜Ｖ７と、を備える。
【００４０】
洗浄用の薬液は、例えば除錆剤を含む薬液であり、薬液タンク２１０に収容される。薬液タンク２１０に収容される薬液は、制御弁Ｖ６を開状態とし、薬液ポンプ２１１を駆動することにより、連結ラインＬ８を介して循環ラインＬ１に供給される。
【００４１】
補給水タンク２２０は、循環ラインＬ１〜Ｌ６に供給する水を収容するタンクである。補給水タンク２２０に収容される水は、制御弁Ｖ５を開状態とすることにより、連結ラインＬ７を介して循環ラインＬ１に供給される。循環ラインＬ１において、薬液タンク２１０から供給される薬液と補給水タンク２２０から供給される水とを含む洗浄液が生成される。
【００４２】
除錆剤は、キレート剤、還元剤、またはキレート剤と還元剤の混合剤である。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る。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硝酸塩、シュウ酸、蟻酸、アスコルビン酸、ピロガロールなどの有機化合物、ヒドラジン、水素などである。除錆剤を含む洗浄液は、ｐＨが４〜８であり、好ましくはｐＨが５〜７である。
【００４３】
循環ポンプ２３０は、循環ラインＬ１に設置されるとともに循環ラインＬ１に供給される水あるいは洗浄液を吸入して吐出する装置である。循環ポンプ２３０を動作させることにより、循環ラインＬ１に供給される水あるいは洗浄液を循環ラインＬ１〜Ｌ６において循環させる。化学洗浄液が火炉蒸発器１１の火炉壁管１１Ｃを流通することにより、火炉壁管１１Ｃから粉状スケールであるヘマタイトが除去される。これにより、ヘマタイトを含む難溶性粒子が洗浄液に含まれた状態となる。
【００４４】
スラッジ回収設備２４０は、循環ラインＬ１に設置されるとともに洗浄液に含まれる火炉壁管１１Ｃから除去されたスケール粒子として、例えばヘマタイトを含む難溶性粒子を回収する装置である。スラッジ回収設備２４０は、例えば、回収対象である難溶性粒子などのスケール粒子の粒径よりもメッシュが細かいフィルタにより洗浄液を濾過することで、難溶性粒子などのスケール粒子を回収する。
【００４５】
バッファタンク２５０は、循環ラインＬ６に設置されるとともに循環ラインＬ６から流入する水または洗浄液を所定量貯留するためのタンクである。
加熱設備２６０は、洗浄液による洗浄力を高めるために、洗浄液を所定温度（例えば、２０℃〜５０℃、また従来の酸性の洗浄液（塩酸など）を用いる場合は６０〜８０℃）に必要に応じて加熱する設備である。加熱設備２６０の加熱源は、例えば、稼働中のボイラまたは、仮設ボイラから供給される加熱用蒸気であり、制御弁Ｖ７により供給量が調整される。
【００４６】
循環ラインＬ１は、加熱設備２６０とスラッジ回収設備２４０とを連結する配管である。循環ラインＬ２は、スラッジ回収設備２４０と火炉蒸発器１１の下部ヘッダ１１Ｂとを連結する配管である。循環ラインＬ３は、循環ラインＬ２と循環ラインＬ４とを連結する配管であり、循環ラインＬ３は火炉蒸発器１１内を流通せずに鉛直上下方向に水もしくは洗浄液を循環させることができる配管である。循環ラインＬ４は、火炉蒸発器１１の上部ヘッダ１１Ａとバッファタンク２５０とを連結する配管である。循環ラインＬ５は、循環ラインＬ２と循環ラインＬ４とを連結する配管である。循環ラインＬ６は、バッファタンク２５０と加熱設備２６０とを連結する配管である。
【００４７】
循環ラインＬ１は、連結ラインＬ７を介して補給水タンク２２０に連結され、連結ラインＬ８を介して薬液タンク２１０に連結されている。循環ラインＬ１〜Ｌ６は、制御弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉状態を切り替えることにより、火炉蒸発器１１の上端に設けられる上部ヘッダ１１Ａと火炉蒸発器１１の下端に設けられる下部ヘッダ１１Ｂとの間で洗浄液を双方向に循環させる。
【００４８】
制御弁Ｖ１は、循環ラインＬ２に設置されるとともに制御部２７０により開度を調整可能な弁体である。制御弁Ｖ２は、循環ラインＬ３に設置されるとともに制御部２７０により開度を調整可能な弁体である。制御弁Ｖ３は、循環ラインＬ５に設置されるとともに制御部２７０により開度を調整可能な弁体である。制御弁Ｖ４は、循環ラインＬ４に設置されるとともに制御部２７０により開度を調整可能な弁体である。制御弁Ｖ１〜Ｖ４は、循環ラインＬ１〜Ｌ６を流通する水あるいは洗浄液の流量を調整する調整部として機能する。
【００４９】
制御弁Ｖ５は、連結ラインＬ７に設置されるとともに制御部２７０により開閉可能な弁体である。制御弁Ｖ６は、連結ラインＬ８に設置されるとともに制御部２７０により開閉可能な弁体である。制御弁Ｖ７は、制御部２７０により開度を調整可能な弁体であり、加熱設備２６０に供給される加熱用蒸気の供給量を調整するものである。
【００５０】
制御部２７０は、図４に示す循環ポンプ２３０の吐出量、制御弁Ｖ１〜Ｖ７の開度等の化学洗浄装置２００の各部を制御する装置である。なお、循環ポンプ２３０の吐出量、制御弁Ｖ１〜制御弁Ｖ７の制御は、必ずしも制御部２７０により制御される必要は無く、化学洗浄装置２００に別途設けた現場用制御部（図示省略）や操作者・作業員等による調整を行ってもよい。
【００５１】
液面検出部２８０は、火炉蒸発器１１と下流側に隣接する煙道蒸発器１２とを接続する配管等における洗浄液の液面の高さを検出する装置である。
本実施形態の制御部２７０は、後述するように、洗浄液が火炉蒸発器１１より下流側へ導かれないように、液面検出部２８０が検出する洗浄液の液面の高さに応じて制御弁Ｖ１〜Ｖ４を制御する。
【００５２】
次に、本実施形態の化学洗浄装置２００を用いて火炉蒸発器１１に付着したヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールを洗浄除去する化学洗浄方法について図５から図９を参照して説明する。本実施形態の化学洗浄方法は、例えば、火力発電システム１００の定期点検時において、火炉１７の工事を実施していない期間中に実施されてもよい。
【００５３】
各図において、制御弁Ｖ１〜Ｖ７のうち、白色で示されるものは開状態（流通状態）であり、黒色で示されるものは閉状態（閉止状態）であるものとする。また、循環ラインＬ１〜Ｌ６及び連結ラインＬ７，Ｌ８に沿って示す矢印は、水あるいは洗浄液の流通方向を示す。
【００５４】
＜水張り工程＞
化学洗浄装置２００を用いた化学洗浄を行う場合、火炉蒸発器１１の上部ヘッダ１１Ａに循環ラインＬ４を接続し、火炉蒸発器１１の下部ヘッダ１１Ｂに循環ラインＬ２を接続する。その後、制御部２７０は、図５に示すように、循環ラインＬ１に補給水タンク２２０から水を供給するために、制御弁Ｖ５を開状態とする。水張り工程において、制御部２７０は、制御弁Ｖ６を閉状態とし、薬液２１０が循環ラインＬ１へ供給されないようにする。
【００５５】
水張り工程において、制御部２７０は、循環ラインＬ２の制御弁Ｖ１及び循環ラインＬ４の制御弁Ｖ４を開状態とし、循環ラインＬ３の制御弁Ｖ２及び循環ラインＬ５の制御弁Ｖ３を閉状態とする。これにより、下部ヘッダ１１Ｂから上部ヘッダ１１Ａに向けて火炉蒸発器１１内を水が流通する循環路が形成される。下部ヘッダ１１Ｂから上部ヘッダ１１Ａに向けて火炉蒸発器１１内を水が流通することにより、火炉蒸発器１１内の鉛直下方から上方にかけて全ての領域に水が行き渡り、火炉蒸発器１１内に残存する空気等の気体を排出し減少させることができる。
【００５６】
制御部２７０は、連結ラインＬ７を介して所定量の水が循環ラインＬ１へ供給されたと判断した後に、制御弁Ｖ５を閉状態とする。制御部２７０は、循環ポンプ２３０を連続して動作させることにより、補給水タンク２２０から循環ラインＬ１へ供給された水を、循環ラインＬ１，循環ラインＬ２，循環ラインＬ４，循環ラインＬ６，循環ラインＬ１の順に循環させる。
【００５７】
＜第１洗浄工程＞
制御部２７０は、水張り工程の後に第１洗浄工程を実行する。第１洗浄工程は、化学洗浄処理が行われていない火炉蒸発器１１に対して行う初期段階の洗浄工程である。図６に示すように、第１洗浄工程において、制御部２７０は、制御弁Ｖ６を開状態とし、薬液ポンプ２１１を駆動することにより、連結ラインＬ８を介して循環ラインＬ１に薬液タンク２１０に収容される薬液を供給する。循環ラインＬ１には水が循環しているため、薬液が水と混合して洗浄液となる。
【００５８】
図６に示すように、第１洗浄工程において、制御部２７０は、循環ラインＬ３の制御弁Ｖ２及び循環ラインＬ５の制御弁Ｖ３を開状態とし、循環ラインＬ２の制御弁Ｖ１及び循環ラインＬ４の制御弁Ｖ４を閉状態とする。これにより、循環ラインＬ３により下方から上方に洗浄液を循環させた後、上部ヘッダ１１Ａから下部ヘッダ１１Ｂに向けて、つまり火炉蒸発器１１内を鉛直上方から下方に洗浄液が流通する循環路が形成される。
【００５９】
洗浄初期において、スケール粒子は、例えばヘマタイトを含む難溶性粒子の発生量が多いため、上部ヘッダ１１Ａから下部ヘッダ１１Ｂに向けて洗浄液を流通させることにより、十分な量のスケール粒子（例えばヘマタイトを含む難溶性粒子）を除去することができる。火炉蒸発器１１から除去されたスケール粒子（例えばヘマタイトを含む難溶性粒子）は、洗浄液の流れによって循環ラインＬ５、循環ラインＬ６、循環ラインＬ１の順に循環しスラッジ回収設備２４０にて回収される。
【００６０】
制御部２７０は、連結ラインＬ８を介して所定量の薬液が循環ラインＬ１へ供給されたと判断した後に、制御弁Ｖ６を閉状態とする。制御部２７０は、循環ポンプ２３０を連続して動作させることにより、洗浄液を、循環ラインＬ１，循環ラインＬ３，循環ラインＬ５，循環ラインＬ６，循環ラインＬ１の順に循環させる。
【００６１】
＜第２洗浄工程＞
制御部２７０は、第１洗浄工程の後に第２洗浄工程を実行する。第２洗浄工程は、初期段階の化学洗浄処理が行われた後に火炉蒸発器１１に対して行う洗浄工程である。例えば、制御部２７０は、第１洗浄工程が開始されてから一定時間が経過した場合および／またはスラッジ回収設備２４０でのスケール回収状況などで洗浄状況を確認できた場合などに、第２洗浄工程を開始する。
【００６２】
第１洗浄工程の後に、循環ポンプ２３０を停止させた状態で所定時間待機する待機工程を設けてもよい。第１洗浄工程の後に循環ポンプを停止させた状態で所定時間待機することで、洗浄液による化学洗浄に必要な時間を確保して、化学洗浄が確実に実行させて洗浄効果を高めることができる。また、洗浄液による化学洗浄は継続しながら、循環ポンプ２３０の消費動力を低減することができる。この場合、第２洗浄工程は、待機工程の後に実行される。
【００６３】
図７に示すように、第２洗浄工程において、制御部２７０は、循環ラインＬ２の制御弁Ｖ１及び循環ラインＬ４の制御弁Ｖ４を開状態とし、循環ラインＬ３の制御弁Ｖ２及び循環ラインＬ５の制御弁Ｖ３を閉状態とする。これにより、下部ヘッダ１１Ｂから上部ヘッダ１１Ａに向けて、つまり火炉蒸発器１１内を鉛直下方から上方に洗浄液が流通する循環路が形成される。洗浄初期の第１洗浄工程において多量の難溶性粒子などのスケール粒子が発生した後は、スケール粒子（例えばヘマタイトなどの難溶性粒子）の発生量が緩慢となるので、火炉蒸発器１１内を鉛直下方から上方に洗浄液が流通する流でも、スケール粒子が搬送される。
【００６４】
第１洗浄工程では火炉蒸発器１１の上端から下端に向けて洗浄液を供給するため、ヘッダ配管の内部流路で洗浄液が満たされず空間を形成する可能性があったが、第２洗浄工程においては、火炉蒸発器１１の下端から上端に向けて洗浄液を供給して火炉蒸発器１１の全領域を洗浄液で満たすことにより、火炉蒸発器１１の全領域を確実に化学洗浄することができる。
【００６５】
＜判定工程＞
制御部２７０は、判定工程において、第２洗浄工程による火炉蒸発器１１の化学洗浄を終了させるかどうかを判定する。洗浄液中の鉄イオン濃度の数値は時間とともに増加し、ヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが完全に火炉壁管１１Ｃから除去およびスラッジ回収設備２４０で回収されると濃度は略一定値へと飽和することとなる。制御部２７０は、鉄イオン濃度を計測する計測部（図示略）が計測する鉄イオン濃度の時間変化からヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが溶出して除去される状況を判定する。
【００６６】
基礎試験やシミュレーションにより付着したヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが十分に溶出したことを示す鉄イオン濃度を予想することができる。基礎試験またはシミュレーションで得られた鉄イオン濃度が、ヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが除去されたことを示す所定濃度（判定基準濃度）として、制御部２７０に格納されていても良い。この場合、計測部で計測された鉄イオン濃度が判定基準濃度以上と制御部２７０が判定した場合に、ヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが溶出して除去されたとして、第２洗浄工程を終了させると判定する。
【００６７】
また例えば、制御部２７０は、鉄イオン濃度の変化量から第２洗浄工程を終了させると判定しても良い。ヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが十分に溶出されている場合には、計測部で計測される鉄イオン濃度の計測値と前回計測値との差の単位時間当たりの変化（濃度勾配）が徐々に小さくなる。このことから、濃度勾配の変化量が判定基準として制御部２７０に格納され、制御部２７０が濃度勾配の変化量が所定範囲以内の値となったと判定した場合に、ヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが溶出して除去されたとして、第２洗浄工程を終了させると判定する。
【００６８】
また例えば、火炉蒸発器１１内のスケール付着が予想より実際には少ない場合もある。この場合には、鉄イオン濃度が、所定濃度（判定基準濃度）の６０％〜８０％以上に至った後に鉄イオン濃度が飽和して一定時間を経過しても鉄イオン濃度の増加がない場合に、ヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが除去されたとして、第２洗浄工程を終了させると判定をしてもよい。
【００６９】
また例えば、制御部２７０は、スラッジ回収設備２４０のフィルタ（図示略）の上流側の洗浄液の圧力と下流側の洗浄液の圧力との差圧を測定する測定部（図示略）が測定した差圧が所定値を超えた場合に、第２洗浄工程を終了させると判定してもよい。ここでいう所定値は、第２洗浄工程を開始すると判定した場合よりも大きな値である。
【００７０】
＜水洗工程＞
制御部２７０は、判定工程にて第２洗浄工程を終了させると判定した後に、水洗工程を実行する。水洗工程は、第２洗浄工程で用いられた洗浄液を系外へ排出するとともに補給水タンク２２０から水洗水として水を供給して火炉蒸発器１１を水で洗浄する工程である。
【００７１】
図８に示すように、水洗工程において、制御部２７０は、循環ラインＬ３の制御弁Ｖ２及び循環ラインＬ５の制御弁Ｖ３を開状態とし、循環ラインＬ２の制御弁Ｖ１及び循環ラインＬ４の制御弁Ｖ４を閉状態とする。これにより、上部ヘッダ１１Ａから下部ヘッダ１１Ｂに向けて火炉蒸発器１１内を水が流通する循環路が形成される。水洗工程においては、上部ヘッダ１１Ａから下部ヘッダ１１Ｂに向けて水洗水を流通させることにより、洗浄工程２では下部ヘッダ１１Ｂから排出されずに残留したスケール粒子を排出することができる。
【００７２】
＜後処理工程＞
制御部２７０は、水洗工程の後に後処理工程を実行する。後処理工程は、火炉蒸発器１１にリンス液を供給し、リンスを実施するリンス工程、リンス液を中和する工程および洗浄後の火炉蒸発器１１の内面に防錆被膜を形成させる防錆工程である。リンス工程は、酸液を使用し、水洗工程時に生成した水酸化鉄を除去する工程である。中和工程は、アンモニア水などのアルカリ剤で系内に残留しているリンス工程で使用した酸液の中和を行う工程である。防錆工程は、蒸気注入によって洗浄系統を昇温すると共に、ヒドラジンなどを添加して、第１洗浄工程、第２洗浄工程およびリンス工程によって、火炉蒸発器１１の活性化している金属面に防錆被膜を形成させる工程である。
【００７３】
図９に示すように、後処理工程において、制御部２７０は、循環ラインＬ２の制御弁Ｖ１及び循環ラインＬ４の制御弁Ｖ４を開状態とし、循環ラインＬ３の制御弁Ｖ２及び循環ラインＬ５の制御弁Ｖ３を閉状態とする。これにより、下部ヘッダ１１Ｂから上部ヘッダ１１Ａに向けて火炉蒸発器１１内を下方から上方にリンス液が流通する循環路が形成される。後処理工程においては、火炉蒸発器１１の下端から上端に向けて洗浄液を供給して火炉蒸発器１１の全領域をリンス液、中和液および防錆液で満たすことができる。
【００７４】
次に、図１０を参照して、本実施形態における一例として，火炉蒸発器１１と、それに隣接する煙道蒸発器１２及び節炭器１３の鉛直方向の位置について説明する。
図１０において、軸線Ｘは、鉛直方向に沿って延びる軸線であり、軸線Ｘの左側の記号及び数値は、鉛直方向の高さを示す。数値０は、貫流ボイラ１０が設置される地表面を示す。
【００７５】
図１０に示すように、火炉蒸発器１１は、鉛直方向の下端位置Ｐ１から鉛直方向の上端位置Ｐ６至る範囲に配置される。節炭器１３は、鉛直方向の下端位置Ｐ２から鉛直方向の上端位置Ｐ３に至る範囲に配置される。煙道蒸発器１２は、鉛直方向の下端位置Ｐ４から鉛直方向の上端位置Ｐ５に至る範囲に配置される。
【００７６】
火炉蒸発器１１の上部ヘッダ１１Ａは化学洗浄装置２００の循環ラインＬ４に連結されており、火炉蒸発器１１の下部ヘッダ１１Ｂは化学洗浄装置２００の循環ラインＬ２に連結されている。節炭器１３は、配管１０Ａを介して火炉蒸発器１１の下部ヘッダ１１Ｂに接続されている。配管１０Ａの上端位置Ｐ８は、火炉蒸発器１１の上端位置Ｐ６よりも上方である。煙道蒸発器１２は、配管等１０Ｂを介して火炉蒸発器１１の上部ヘッダ１１Ａに接続されている。配管等１０Ｂの上端位置Ｐ７は、火炉蒸発器１１の上端位置Ｐ６よりも上方である。
【００７７】
以上のような位置関係となっているため、化学洗浄装置２００の際に、火炉蒸発器１１に隣接する他機器への洗浄液の流入を抑制することができる。具体的には、化学洗浄装置２００により火炉蒸発器１１を化学洗浄する際に、洗浄液の液面が上端位置Ｐ７よりも下方であれば、洗浄液が火炉蒸発器１１より下流側の配管等１０Ｂ、煙道蒸発器１２へ導かれることがない。また、洗浄液の液面が上端位置Ｐ７よりも下方であれば、洗浄液が火炉蒸発器１１より上流側の配管１０Ａ、節炭器１３へ導かれることもない。そこで、本実施形態では、液面検出部２８０が検出する洗浄液の液面の高さが上端位置Ｐ７を下回るように制御部２７０が制御弁Ｖ３，Ｖ４を制御する。
【００７８】
なお、制御部２７０は、液面検出部２８０が検出する洗浄液の液面の高さが上端位置Ｐ７を下回るように制御弁Ｖ３，Ｖ４を直接的に制御するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、制御部２７０は、液面検出部２８０が検出する洗浄液の液面の高さが上端位置Ｐ７を下回るように制御弁Ｖ３，Ｖ４を調整するよう操作者・作業員に提示してもよい。
【００７９】
ここで、液面検出部２８０について、図１１を参照して詳細に説明する。図１１は、図２に示す前壁上部ヘッダ１１Ａａの近傍の部分拡大図である。液面検出部２８０は、上端位置Ｐ７よりも下方にあり、上部ヘッダ１１Ａ、循環ラインＬ３、上部ヘッダ１１Ａに連通する循環ラインＬ４など上端位置Ｐ６付近で洗浄液が循環する流路（ライン）に設置すればよい。
【００８０】
図１１に示すように、前壁上部ヘッダ１１Ａａは、水平方向の軸線Ｙ１に沿って延びる円筒状に形成される筒体であり、軸線Ｙ１方向の両端面が閉塞されている。前壁上部ヘッダ１１Ａａは、軸線Ｙ１方向の両端側で前壁上部ヘッダ１１Ａａと循環ラインＬ４とを接続する第１接続部１１Ａａ１を備える。第１接続部１１Ａａ１は、循環ラインＬ４と接続されない通常運転時には、封止部材（図示略）により封止される。
【００８１】
図１１に示すように、第１接続部１１Ａａ１に接続される循環ラインＬ４の端部には、液面検出部２８０が設けられている。液面検出部２８０は、鉛直方向の軸線Ｘ１に沿って延びる円筒状に形成される部材であり、下端部が循環ラインＬ４と連通し、上端部が開放されている。液面検出部２８０は、透過性材料により形成されるとともに外周面に液面Ｓの上限を示すマークＭが表示されている。マークＭが表示される鉛直方向の位置は、図１０の上端位置Ｐ７と同じ位置あるいは上端位置Ｐ７よりも下方の位置とする。
【００８２】
化学洗浄装置２００の操作者は、液面検出部２８０を視認することにより、液面ＳがマークＭよりも下方に位置するかどうかを監視する。ここで、火炉蒸発器１１は配管等１０Ｂを介して煙道蒸発器１２と接続されているため、液面検出部２８０における液面Ｓの鉛直方向の高さは、配管等１０Ｂにおける洗浄液の液面の高さと一致する。操作者は、洗浄液の液面Ｓの鉛直方向の位置がマークＭ以上の位置となって洗浄液が火炉蒸発器１１より下流側の配管等１０Ｂ、煙道蒸発器１２に導かれないように、制御部２７０に制御弁Ｖ３、Ｖ４を制御するための制御指令値を入力する。
【００８３】
制御部２７０は、第１洗浄工程においては、循環ラインＬ５に配置される制御弁Ｖ３の開度を増加させることにより、洗浄液の液面Ｓを上端位置Ｐ７よりも下方の位置に低下させる。また、制御部２７０は、第２洗浄工程においては、循環ラインＬ４に配置される制御弁Ｖ４の開度を増加させることにより、洗浄液の液面Ｓを上端位置Ｐ７よりも下方の位置に低下させる。
【００８４】
図１１に示す液面検出部２８０は、洗浄液の液面Ｓを操作者が視認することにより洗浄液の液面Ｓの高さを検出するものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、図１２に示す第１変形例の液面検出部２８０Ａのように、電源（図示略）に接続される一対の電極２８０Ａａ，２８０Ａｂを設け、一対の電極２８０Ａａ，２８０Ａｂの双方に液面Ｓが到達して電極２８０Ａａと電極２８０Ａｂが通電することを検出するようにしてもよい。この場合、電極２８０Ａａの下端位置を図１０の上端位置Ｐ７と同じ位置あるいは上端位置Ｐ７よりも下方の位置とする。
【００８５】
また、例えば、図１３に示す第２変形例の液面検出部２８０Ｂのように、液面Ｓに浮遊するフロート２８０Ｂａを配置し、フロート２８０Ｂａが鉛直方向の所定位置に到達したことをセンサ（図示略）により検出するようにしてもよい。この場合、所定位置を図１０の上端位置Ｐ７と同じ位置あるいは上端位置Ｐ７よりも下方の位置とする。
【００８６】
また、例えば、図１４に示す第３変形例の液面検出部２８０Ｃのように、軸線Ｘ１に沿って超音波発信器２８０Ｃａと超音波受信器２８０Ｃｂを設置し、液面Ｓが超音波受信器２８０Ｃｂに到達したことを超音波受信器２８０Ｃｂが受信する超音波パルスの減衰量の変化により検出するようにしてもよい。この場合、超音波受信器２８０Ｃｂの位置を図１０の上端位置Ｐ７と同じ位置あるいは上端位置Ｐ７よりも下方の位置とする。なお、超音波発信器２８０Ｃａと超音波受信器２８０Ｃｂを上下で入れ替えて配置してもよい。
【００８７】
次に、本実施形態の火炉蒸発器１１の下部ヘッダ１１Ｂについて、詳細に説明する。なお、以下では、前壁下部ヘッダ１１Ｂａについて説明するが、後壁下部ヘッダ１１Ｂｂ，右側壁下部ヘッダ１１Ｂｃ，左側壁下部ヘッダ１１Ｂｄについても同様であるものとし、以下での説明を省略する。
【００８８】
図１５は、図２に示す前壁下部ヘッダ１１Ｂａの近傍の部分拡大図である。
図１５に示すように、前壁下部ヘッダ１１Ｂａは、水平方向の軸線Ｙ２に沿って延びる円筒状に形成される筒体であり、軸線Ｙ２方向の両端面が閉塞されている。前壁下部ヘッダ１１Ｂａは、軸線Ｙ２方向の両端側の側面に、前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続する第２接続部１１Ｂａ１を備える。第２接続部１１Ｂａ１が軸線Ｙ２方向の両端側の側面付近に配置されるため、軸線Ｙ２方向の両端側に残留、堆積されやすい難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物であるスラッジＳＬが循環ラインＬ２へ排出されやすくなっている。なお、第２接続部１１Ｂａ１は、循環ラインＬ２と接続されない通常運転時には、封止部材（図示略）により封止される。
【００８９】
図１５に示す前壁下部ヘッダ１１Ｂａは、軸線Ｙ２方向の両端面付近となる両端側の水平方向を向く側面に第２接続部１１Ｂａ１を備えるものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、図１６に示す第１変形例の前壁下部ヘッダ１１Ｂａのように、第２接続部１１Ｂａ１を、前壁下部ヘッダ１１Ｂａが延在する方向の両端面の高さ方向の中央部で軸線Ｙ２と平行に前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続するように配置してもよい。
【００９０】
これにより、下部ヘッダ１１Ｂの端部に残留、堆積しやすい難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物を下部ヘッダ１１Ｂから循環ラインＬ２に適切に排出することができる。また、循環ラインＬ２を前壁下部ヘッダ１１Ｂａから取外す際、前壁下部ヘッダ１１Ｂａ内部の難溶性粒子などのスケール粒子の残留、堆積状況を容易に確認することができる。なお、図１６は、前壁下部ヘッダ１１Ｂａが延在する方向の一方の端面のみを示しているが、他方の端面にも第２接続部１１Ｂａ１が配置されているものとする。
【００９１】
また、図１６に示す第１変形例の前壁下部ヘッダ１１Ｂａは、第２接続部１１Ｂａ１を、前壁下部ヘッダ１１Ｂａが延在する方向の両端面の高さ方向の中央部に配置するものとしたが、他の態様であってもよい。
例えば、図１７に示す第２変形例の前壁下部ヘッダ１１Ｂａのように、第２接続部１１Ｂａ１を、前壁下部ヘッダ１１Ｂａが延在する方向の両端面の高さ方向の下端で前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続するように配置してもよい。
【００９２】
これにより、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの端部に残留、堆積しやすい難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物をより確実に前壁下部ヘッダ１１Ｂａから循環ラインＬ２に排出する。また、循環ラインＬ２を前壁下部ヘッダ１１Ｂａから取外す際、前壁下部ヘッダ１１Ｂａ内部の難溶性粒子などのスケール粒子の残留、堆積状況を容易に確認することができる。なお、図１７は、前壁下部ヘッダ１１Ｂａが延在する方向の一方の端面のみを示しているが、他方の端面にも第２接続部１１Ｂａ１が配置されているものとする。
【００９３】
また、図１６に示す第１変形例の前壁下部ヘッダ１１Ｂａは、第２接続部１１Ｂａ１を、前壁下部ヘッダ１１Ｂａが延在する方向の両端面で軸線Ｙ２と平行に前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続するものとしたが、他の態様であってもよい。
例えば、図１８に示す第３変形例の前壁下部ヘッダ１１Ｂａのように、第２接続部１１Ｂａ１を、循環ラインＬ２から前壁下部ヘッダ１１Ｂａに導かれる洗浄液を前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下方へ向けて導くように水平方向の軸線Ｙ２に対して所定角度θ１で傾斜した流路としてもよい。これにより、第２洗浄工程で火炉蒸発器１１の下端から上端に洗浄液を循環させた際、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下端で滞留しやすい難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物に対して洗浄液が噴射され、スケール粒子の堆積物を洗浄液中に分散させて、洗浄液とともに搬送することができる。
【００９４】
また、図１５に示す前壁下部ヘッダ１１Ｂａは、軸線Ｙ２方向の両端側の側面から水平方向に循環ラインＬ２を接続する第２接続部１１Ｂａ１を備えるものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、図１９に示す第４変形例の前壁下部ヘッダ１１Ｂａのように、第２接続部１１Ｂａ１を、循環ラインＬ２から前壁下部ヘッダ１１Ｂａに導かれる洗浄液を前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下方へ向けて導くように水平方向の軸線Ｙ３に対して所定角度θ２で傾斜した流路としてもよい。これにより、第２洗浄工程で火炉蒸発器１１の下端から上端に洗浄液を循環させた際、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下端で滞留しやすい難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物に対して洗浄液が噴射され、スケール粒子の堆積物を洗浄液中に分散させて、洗浄液とともに搬送することができる。
【００９５】
また、図１５に示す前壁下部ヘッダ１１Ｂａは、軸線Ｙ２方向の両端側の側面から水平方向に循環ラインＬ２を接続する第２接続部１１Ｂａ１を備えるものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、図２０に示す第５変形例の前壁下部ヘッダ１１Ｂａのように、第２接続部１１Ｂａ１を、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの軸線Ｙ２方向の両端面付近の両端側の下方面である下端で前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続するようにしてもよい。これにより、第１洗浄工程で火炉蒸発器１１の上端から下端に洗浄液を循環させた際、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下端に残留、堆積する難溶性粒子などのスケール粒子が排出され易くなる。
【００９６】
以上説明した本実施形態の化学洗浄装置２００が奏する作用及び効果について説明する。
本実施形態の化学洗浄装置２００によれば、火炉蒸発器１１の上端に設けられる上部ヘッダ１１Ａと火炉蒸発器１１の下端に設けられる下部ヘッダ１１Ｂとの間で洗浄液が循環し、火炉蒸発器に付着したヘマタイトなどのスケールが化学洗浄される。化学洗浄により火炉蒸発器１１から除去されたヘタマイトなどのスケールの一部は、難溶性粒子などのスケール粒子として洗浄液とともに循環ラインＬ１〜Ｌ６を循環し、スラッジ回収設備２４０により回収される。
【００９７】
また、本実施形態の化学洗浄装置２００によれば、火炉蒸発器１１と隣接する他機器である煙道蒸発器１２とを接続する配管等１０Ｂにおける洗浄液の液面の高さが液面検出部２８０により検出され、洗浄液が火炉蒸発器１１より下流側の配管等１０Ｂ、煙道蒸発器１２へ導かれないように、洗浄液の液面の高さに応じて、循環ラインＬ１〜Ｌ６を流通する洗浄液の流量を調整することで対応する。また、循環ラインＬ１〜Ｌ６を流通する洗浄液の流量は、制御弁Ｖ３、Ｖ４により制御される。したがって、火炉蒸発器１１と隣接する煙道蒸発器１２とを接続する配管等１０Ｂにバルブ等の遮断具を設けることなく、貫流ボイラ１０の火炉１７に配置される火炉蒸発器１１の隣接機器である煙道蒸発器１２へ洗浄液が流入することを防止することができる。
【００９８】
本実施形態の化学洗浄装置２００によれば、上部ヘッダ１１Ａが延在する方向の両端面付近の両端側で上部ヘッダ１１Ａと循環ラインＬ４とを接続することにより、複数の火炉壁管１１Ｃに略均等に洗浄液を供給する、あるいは複数の火炉壁管１１Ｃから略均等に洗浄液を回収することができる。また、下部ヘッダ１１Ｂが延在する方向の両端面付近の両端側で下部ヘッダ１１Ｂと循環ラインＬ２とを接続することにより、下部ヘッダ１１Ｂの両端部に残留、堆積しやすい難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物を下部ヘッダ１１Ｂから循環ラインＬ２に適切に排出することができる。
【００９９】
本実施形態の化学洗浄装置２００において、第２接続部１１Ｂａ１は、前壁下部ヘッダ１１Ｂａが延在する方向の両端面で前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続するものとしてもよい。
前壁下部ヘッダ１１Ｂａが延在する方向の両端面で前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続することにより、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの端部に残留、堆積しやすい難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物をより確実に前壁下部ヘッダ１１Ｂａから循環ラインＬ２に排出することができる。また、循環ラインＬ２を前壁下部ヘッダ１１Ｂａから取外す際、前壁下部ヘッダ１１Ｂａ内部の難溶性粒子などのスケール粒子の残留、堆積状況を容易に確認することができる。
【０１００】
本実施啓形態の化学洗浄装置２００において、第２接続部１１Ｂａ１は、両端面の下端で前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続してもよい。
前壁下部ヘッダ１１Ｂａの両端面の下端で前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続することにより、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの端部かつ前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下端に残留、堆積しやすい難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物をより確実に前壁下部ヘッダ１１Ｂａから循環ラインＬ２に排出することができる。また、循環ラインＬ２を前壁下部ヘッダ１１Ｂａから取外す際、前壁下部ヘッダ１１Ｂａ内部の難溶性粒子などのスケール粒子の残留、堆積状況を容易に確認することができる。
【０１０１】
本実施形態の化学洗浄装置２００において、第２接続部１１Ｂａ１は、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの両端面に近い両端側の下端で前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続してもよい。
前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下端で前壁下部ヘッダ１１Ｂａと循環ラインＬ２とを接続することにより、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下端に残留、堆積しやすい難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物をより確実に前壁下部ヘッダ１１Ｂａから循環ラインＬ２に排出することができる。
【０１０２】
本実施形態の化学洗浄装置２００において、第２接続部１１Ｂａ１は、循環ラインＬ２から前壁下部ヘッダ１１Ｂａに導かれる洗浄液を前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下方へ向けて導くように水平方向に対して所定角度θ１，θ２で傾斜した流路であってもよい。
循環ラインＬ２から前壁下部ヘッダ１１Ｂａに導かれる洗浄液を前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下方へ向けて導くことにより、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下端に残留、堆積する難溶性粒子などのスケール粒子の堆積物を洗浄液中に拡散させて洗浄液とともに搬送することができる。これにより、前壁下部ヘッダ１１Ｂａの下端に残留、堆積した難溶性粒子などのスケール粒子を洗浄液とともにスラッジ回収設備２４０に導いて回収することができる。
【０１０３】
また、本実施形態の化学洗浄装置２００を用いた化学洗浄方法によれば、第１洗浄工程において、循環ラインＬ４から火炉蒸発器１１の上端に設けられる上部ヘッダ１１Ａへ洗浄液が供給され、火炉蒸発器１１の下端に設けられる下部ヘッダ１１Ｂから排出される。洗浄初期においてはヘマタイトを含む難溶性粒子などのスケール粒子の発生量が多いため、火炉蒸発器１１の上端から下端に向けて洗浄液を供給し、鉛直上方から下方にかけて、仮に洗浄液が部分的に火炉蒸発器１１に接触させるだけであっても、多量の難溶性粒子などのスケール粒子を回収部で回収することができる。
【０１０４】
また、本実施形態の化学洗浄方法によれば、第１洗浄工程の後の第２洗浄工程において、循環ラインＬ４から火炉蒸発器１１の下端に設けられる下部ヘッダ１１Ｂへ洗浄液が供給され、火炉蒸発器１１の上端に設けられる上部ヘッダ１１Ａから排出される。洗浄初期において多量の難溶性粒子などのスケール粒子が発生した後は、難溶性粒子などのスケール粒子の発生量が緩慢となる。そのため、火炉蒸発器１１の下端から上端に向けて洗浄液を供給し、鉛直下方から上方にかけて火炉蒸発器１１の全領域を洗浄液で満たすことにより、火炉蒸発器１１の全領域を確実に化学洗浄することができる。また、難溶性粒子などのスケール粒子の発生量が緩慢なため、鉛直下方から上方に向けて流通する洗浄液で難溶性粒子などのスケール粒子を搬送して回収部で回収することができる。
【０１０５】
本実施形態の化学洗浄方法よれば、第１洗浄工程の後に循環ポンプ２３０を停止させた状態で所定時間待機することで、洗浄液による化学洗浄は継続し、循環ポンプ２３０の消費動力を低減することができる。また、洗浄液による化学洗浄に必要な時間を確保して、化学洗浄が確実に実行させて洗浄効果を高めることができる。
【０１０６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとする。
【０１０７】
第１実施形態の制御部２７０は、第１洗浄工程が開始されてから一定時間が経過した場合に、第２洗浄工程を開始する。それに対して、本実施形態の制御部２７０は、スラッジ回収設備２４０の第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３の上流側の洗浄液の圧力と下流側の洗浄液の圧力との差圧を測定する第１差圧測定部ＰＳ１，第２差圧測定部ＰＳ２，第３差圧測定部ＰＳ３が測定した差圧が所定値を超えた場合に、第２洗浄工程を開始する。なお、第１差圧測定部ＰＳ１，第２差圧測定部ＰＳ２，第３差圧測定部ＰＳ３は個別に設定しても良いが、１つの差圧測定部を切替えて使用してもよい。
【０１０８】
図２１は、本実施形態のスラッジ回収設備２４０Ａを示す概略構成図である。
図２１に示すように、本実施形態のスラッジ回収設備２４０Ａは、第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３と、第１差圧測定部ＰＳ１，第２差圧測定部ＰＳ２，第３差圧測定部ＰＳ３と、開閉弁Ｖ１１ａ，開閉弁Ｖ１１ｂ，開閉弁Ｖ１２ａ，開閉弁Ｖ１２ｂ，開閉弁Ｖ１３ａ，開閉弁Ｖ１３ｂと、を備える。開閉Ｖ１１ａ，開閉弁Ｖ１１ｂ，開閉弁Ｖ１２ａ，開閉弁Ｖ１２ｂ，開閉弁Ｖ１３ａ，開閉弁Ｖ１３ｂは、それぞれ制御部２７０により開閉状態が制御される弁体である。
【０１０９】
第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３は、それぞれヘマタイトを含む難溶性粒子などのスケール粒子を含む洗浄液を濾過するフィルタである。第１差圧測定部ＰＳ１は、第１フィルタＦ１の上流側（例えば図２１ではＬ２側）の洗浄液の圧力と下流側（例えば図２１ではＬ１側）の洗浄液の圧力との差圧を測定するセンサである。第２差圧測定部ＰＳ２は、第２フィルタＦ２の上流側の洗浄液の圧力と下流側の洗浄液の圧力との差圧を測定するセンサである。第３差圧測定部ＰＳ３は、第３フィルタＦ３の上流側の洗浄液の圧力と下流側の洗浄液の圧力との差圧を測定するセンサである。第１差圧測定部ＰＳ１，第２差圧測定部ＰＳ２，第３差圧測定部ＰＳ３のそれぞれが測定した差圧は、制御部２７０に伝達される。
【０１１０】
ここで、図２２を参照して、第１洗浄工程及び第２洗浄工程を実行する際の経過時間と難溶性粒子の粒子径及び洗浄液中の鉄イオン濃度の関係について説明する。
図２２に示すように、ヘマタイトを含む難溶性粒子などのスケール粒子の粒子径は、第１洗浄工程を開始する時刻Ｔ０から第２洗浄工程が終了する時刻Ｔ４に至るまで洗浄が進むとともに漸次減少し飽和する。一方、洗浄液中の鉄イオン濃度は、第１洗浄工程を開始する時刻Ｔ０から第２洗浄工程が終了する時刻Ｔ４に至るまで洗浄が進むともに漸次増加し飽和する。
【０１１１】
第１洗浄工程は、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１まで実行される工程である。第１洗浄工程は、図２１に示す第１フィルタＦ１を用いて洗浄液中の難溶性粒子などのスケール粒子を濾過する工程である。制御部２７０は、第１洗浄工程において、開閉Ｖ１１ａ，開閉弁Ｖ１１ｂを開状態とし、開閉弁Ｖ１２ａ，開閉弁Ｖ１２ｂ，開閉弁Ｖ１３ａ，開閉弁Ｖ１３ｂを閉状態とする。これにより、第１洗浄工程において、洗浄液は第１フィルタＦ１のみを通過する。
【０１１２】
第２洗浄工程は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ４まで実行される工程である。第２洗浄工程は、図２１に示す第２フィルタＦ２及び第３フィルタＦ３を用いて洗浄液中の難溶性粒子などのスケール粒子を濾過する工程である。制御部２７０は、第２洗浄工程において、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に至るまでは、開閉Ｖ１２ａ，開閉弁Ｖ１２ｂを開状態とし、開閉弁Ｖ１１ａ，開閉弁Ｖ１１ｂ，開閉弁Ｖ１３ａ，開閉弁Ｖ１３ｂを閉状態とする。これにより、洗浄液は第２フィルタＦ２のみを通過する。また、制御部２７０は、第２洗浄工程において、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に至るまでは、開閉Ｖ１３ａ，開閉弁Ｖ１３ｂを開状態とし、開閉弁Ｖ１１ａ，開閉弁Ｖ１１ｂ，開閉弁Ｖ１２ａ，開閉弁Ｖ１２ｂを閉状態とする。これにより、洗浄液は第３フィルタＦ３のみを通過する。
【０１１３】
次に、図２３を用いて第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３の交換時期について説明する。図２３は、第１洗浄工程及び第２洗浄工程を実行する際の経過時間とフィルタの上流側と下流側の洗浄液の差圧の関係を示す図である。第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３は、図２３において実線で示すように、それぞれ同一のメッシュのフィルタを用いることができる。
【０１１４】
また、第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３は、図２３において破線で示すように、それぞれ異なるメッシュのフィルタを用いることができる。異なるメッシュのフィルタとする場合、第１フィルタＦ１のメッシュを第２フィルタＦ２のメッシュよりも粗くし、第３フィルタＦ３のメッシュを第２フィルタＦ２のメッシュよりも細かくする。
【０１１５】
第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３として同一のメッシュのフィルタを用いる場合、第１洗浄工程を開始する時刻Ｔ１で第１差圧測定部ＰＳ１が測定する差圧がＰｒ２であり、時刻の経過に応じて第１フィルタＦ１に難溶性粒子などのスケール粒子が回収されて差圧が漸次増加する。制御部２７０は、第１差圧測定部ＰＳ１が測定する差圧がＰｒ５に到達すると、第１洗浄工程を終了して第２洗浄工程を開始すると判定する。
【０１１６】
第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３として同一のメッシュのフィルタを用いる場合、第２洗浄工程を開始する時刻Ｔ２で第２差圧測定部ＰＳ２が測定する差圧がＰｒ２であり、時刻の経過に応じて第２フィルタＦ２に難溶性粒子などのスケール粒子が回収されて差圧が漸次増加する。制御部２７０は、第２差圧測定部ＰＳ２が測定する差圧がＰｒ５に到達すると、第２フィルタＦ２を第３フィルタＦ３に交換すると判定する。
【０１１７】
第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３として同一のメッシュのフィルタを用いる場合、時刻Ｔ３で第３差圧測定部ＰＳ３が測定する差圧がＰｒ２であり、時刻の経過に応じて第３フィルタＦ３に難溶性粒子などのスケール粒子が回収されて差圧が漸次増加する。制御部２７０は、第３差圧測定部ＰＳ３が測定する差圧の単位時間当たりの変化量が所定量以下となり、ヘマタイトを含む難溶性粒子などのスケール粒子を可能の限り系外へ回収排出した状態で、第２洗浄工程を終了すると判定する。
【０１１８】
また、スラッジ回収設備２４０Ａは、洗浄液中の鉄イオン濃度を計測する計測部（図示略）を設けるのが望ましい。この場合、計測部が計測する鉄イオン濃度が所定濃度（判定基準濃度）以上になり略一定値へと飽和している場合に、ヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが溶出して除去されたとして、第２洗浄工程を終了すると判定する。
【０１１９】
所定濃度（判定基準濃度）は、前述の第１実施形態で記載したように、基礎試験またはシミュレーションで得られた鉄イオン濃度をもとにして、ヘマタイト等の鉄系酸化物からなるスケールが除去されたことを示すものとして設定される。
また、さらに、制御部２７０は、第３差圧測定部ＰＳ３が測定する差圧の単位時間当たりの変化量が所定量以下になったことと、計測部（図示略）が計測する鉄イオン濃度が所定濃度以上になり略一定値へと飽和していることの両方により、第２洗浄工程を終了すると判定してもよい。
【０１２０】
一方、第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３として異なるメッシュのフィルタを用いる場合、第１洗浄工程を開始する時刻Ｔ１で第１差圧測定部ＰＳ１が測定する差圧がＰｒ１であり、時刻の経過に応じて第１フィルタＦ１に難溶性粒子などのスケール粒子が回収されて差圧が漸次増加する。制御部２７０は、第１差圧測定部ＰＳ１が測定する差圧がＰｒ４に到達すると、第１洗浄工程を終了して第２洗浄工程を開始すると判定する。
【０１２１】
第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３として異なるメッシュのフィルタを用いる場合、第２洗浄工程を開始する時刻Ｔ２で第２差圧測定部ＰＳ２が測定する差圧がＰｒ２であり、時刻の経過に応じて第２フィルタＦ２に難溶性粒子などのスケール粒子が回収されて差圧が漸次増加する。制御部２７０は、第２差圧測定部ＰＳ２が測定する差圧がＰｒ５に到達すると、第２フィルタＦ２を第３フィルタＦ３に交換すると判定する。
【０１２２】
第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３として異なるメッシュのフィルタを用いる場合、時刻Ｔ３で第３差圧測定部ＰＳ３が測定する差圧がＰｒ３であり、時刻の経過に応じて第３フィルタＦ３に難溶性粒子などのスケール粒子が回収されて差圧が漸次増加する。制御部２７０は、第３差圧測定部ＰＳ３が測定する差圧の単位時間当たりの変化量が所定量以下となり、ヘマタイトを含む難溶性粒子などのスケール粒子を可能の限り系外へ回収排出した状態で、第２洗浄工程を終了すると判定する。および／または、計測部（図示略）が計測する鉄イオン濃度が所定濃度以上になり略一定値へと飽和している場合に第２洗浄工程を終了すると判定する。
【０１２３】
このように、本実施形態の制御部２７０は、第１差圧測定部ＰＳ１，第２差圧測定部ＰＳ２，第３差圧測定部ＰＳ３が測定する差圧に基づいて第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３による難溶性粒子などのスケール粒子の回収状態を判定し、第１洗浄工程の終了および第２洗浄工程の開始および終了を適切に判定することができる。
【０１２４】
ここでは、制御部２７０が、第１差圧測定部ＰＳ１，第２差圧測定部ＰＳ２，第３差圧測定部ＰＳ３が測定する差圧に基づいて、スケール粒子の回収状態を判定するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、第１差圧測定部ＰＳ１，第２差圧測定部ＰＳ２，第３差圧測定部ＰＳ３が差圧を提示し、操作者・作業者が提示された差圧に基づいてスケール粒子の回収状態を判定してもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
１０      貫流ボイラ
１１      火炉蒸発器
１１Ａ    上部ヘッダ
１１Ａａ  前壁上部ヘッダ
１１Ａａ１  第１接続部
１１Ａｂ  後壁上部ヘッダ
１１Ａｃ  右側壁上部ヘッダ
１１Ａｄ  左側壁上部ヘッダ
１１Ｂ  下部ヘッダ
１１Ｂａ  前壁下部ヘッダ
１１Ｂａ１  第２接続部
１１Ｂｂ  後壁下部ヘッダ
１１Ｂｃ  右側壁下部ヘッダ
１１Ｂｄ  左側壁下部ヘッダ
１１Ｃ  火炉壁管
１２    煙道蒸発器
１３    節炭器
１７    火炉
１００  火力発電システム
２００  化学洗浄装置
２１０  薬液タンク
２２０  補給水タンク
２３０  循環ポンプ
２４０，２４０Ａ  スラッジ回収設備（回収部）
２５０  バッファタンク
２６０  加熱設備
２７０  制御部
２８０，２８０Ａ，２８０Ｂ，２８０Ｃ  液面検出部
【図１】
2019138545.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
2019138545.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2019138545.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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