(57)【要約】【課題】簡便な方法かつ低コストにてクローズド冷却水ラインに薬液を供給可能にする。【解決手段】薬液供給装置２０は、循環ポンプ１１を挟んで、クローズド冷却水ライン１の主ライン１０から冷却水がバイパスされる薬液ラインと、薬液ラインの途中に設けられる薬液タンク２３を有し、薬液ラインを流通する冷却水中に薬剤を供給する薬液供給部２２と、薬液タンク２３の冷却水の上流側及び下流側において薬液ラインに設けられるバルブＶ１とを有し、循環ポンプ１１を挟んで主ライン１０に生じる圧力差により、冷却水が薬液ラインを流通する。薬液が貯留された薬液タンク２３に前記圧力差によって冷却水が流入して、薬液タンク２３内で冷却水と薬液とが混合し、薬液が混合された冷却水が主ライン１０に供給される。【選択図】図１
2015058381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水が循環するクローズド冷却水ラインの主ラインに設けられる循環ポンプを挟んで、前記主ラインから分岐するとともに前記主ラインに合流する薬液ラインと、
前記薬液ラインの途中に設けられる薬液タンクを有し、前記薬液ラインを流通する前記冷却水中に薬剤を供給する薬剤供給部と、
前記薬液タンクの前記冷却水の上流側及び下流側において、前記薬液ラインに設けられるバルブとを有し、
前記循環ポンプを挟んで前記主ラインに生じる圧力差により、前記冷却水が前記薬液ラインを流通可能である薬液供給装置。
【請求項２】
前記薬液ラインを流通する前記冷却水に圧力損失を発生させる圧力損失発生手段が、前記薬液ラインに設けられる請求項１に記載の薬液供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載される薬液供給装置を用いて、前記クローズド冷却水ライン中を循環する前記冷却水に前記薬液を供給する方法であって、
前記バルブが閉鎖されるとともに、前記薬液タンクから前記冷却水が排出される排出工程と、
前記排出工程の後で、前記バルブが閉鎖された状態で、前記薬液タンクに所定量の薬液が貯留される薬液貯留工程と、
前記薬液貯留工程の後で、前記バルブが開放されて、前記薬液が貯留された前記薬液タンクに前記圧力差によって前記冷却水が流入して、前記薬液タンク内で前記冷却水と前記薬液とが混合し、前記薬液が混合された前記冷却水が前記主ラインに供給される供給工程とを有する薬液供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クローズド冷却水ラインを流通する冷却水に、冷却水の水質を調整するための薬液を供給する薬液供給装置及び薬液供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気吹き石炭ガス化複合発電プラントや酸素吹きガス化炉を備える化学プラントでは、ガス化炉で生成されたスラグにより加熱されたスラグ水が、循環冷却水系と熱交換することにより冷却される。また、軸受冷却水なども、循環冷却系と熱交換することにより冷却される。この循環冷却水系として、閉鎖型の冷却水ライン（クローズド冷却水ライン）が採用される。
【０００３】
クローズド冷却水ラインでは、長期の使用により配管内側に錆が発生する可能性がある。また、冷却水中にバクテリア等が発生し、冷却水の水質を保つために、防錆剤や殺菌剤などの薬品を冷却水に定期的に注入する必要がある。
【０００４】
冷却水ラインに薬液注入方法としては、薬液を収容するタンクから、ポンプを用いて冷却水ラインに直接薬液を圧入する方法が採用される。
また、ボイラ給水等の主系統を流通する水に添加する薬液と冷却水ラインに添加する薬液とが共通する場合は、主系統に薬液を供給するためのポンプの下流側で配管を分岐させる。ポンプにて薬液を圧入し、バルブの開閉により主系統及びパイパスラインへの薬液の注入が制御される。
【０００５】
特許文献１には、開放系の循環冷却水系において、バイパスラインに対して薬液を注入し、ポンプ前後で生じる圧力差によりバイパスラインに冷却水を流通させて、冷却水中に薬液を添加する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１０３３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
クローズド冷却水ラインへの薬液注入は一般に間欠的に行われる。このため低コストで確実な薬液注入方法が求められている。従来の薬液供給方法では専用のポンプを用いて薬液を供給するので、運転コストが高くなる。更には、ポンプ設置場所を確保する必要がある。主系統ラインと分岐させて冷却水ラインに薬液を注入する場合は、長距離の配管及び切替用のバルブが必要になる。
【０００８】
特許文献１においても、バイパスラインに薬液を注入するためには、薬液注入装置はポンプなどの圧送手段を含み、薬液がバイパスラインに圧入される必要がある。また、特許文献１の場合では、薬液注入装置に不具合が生じた場合には、冷却水循環系全体を停止させる必要がある。メンテナンスが困難であることが問題であった。
【０００９】
本発明は、簡便な方法かつ低コストにてクローズド冷却水ラインに薬液を供給可能にするとともに、メンテナンス性に優れる薬液供給装置及び薬液供給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】
本発明の一態様は、冷却水が循環するクローズド冷却水ラインの主ラインに設けられる循環ポンプを挟んで、前記主ラインから分岐するとともに前記主ラインに合流する薬液ラインと、前記薬液ラインの途中に設けられる薬液タンクを有し、前記薬液ラインを流通する前記冷却水中に薬剤を供給する薬剤供給部と、前記薬液タンクの前記冷却水の上流側及び下流側において、前記薬液ラインに設けられるバルブとを有し、前記循環ポンプを挟んで前記主ラインに生じる圧力差により、前記冷却水が前記薬液ラインを流通可能である薬液供給装置である。
【００１１】
本発明の別の態様は、上記薬液供給装置を用いて、前記クローズド冷却水ライン中を循環する前記冷却水に前記薬液を供給する方法であって、前記バルブが閉鎖されるとともに、前記薬液タンクから前記冷却水が排出される排出工程と、前記排出工程の後で、前記バルブが閉鎖された状態で、前記薬液タンクに所定量の薬液が貯留される薬液貯留工程と、前記薬液貯留工程の後で、前記バルブが開放されて、前記薬液が貯留された前記薬液タンクに前記圧力差によって前記冷却水が流入して、前記薬液タンク内で前記冷却水と前記薬液とが混合し、前記薬液が混合された前記冷却水が前記主ラインに供給される供給工程とを有する薬液供給方法である。
【００１２】
本発明の薬液供給装置及び薬液供給方法では、薬液専用の注入ポンプを設けることなく、クローズド冷却水循環ラインに設置されている循環ポンプを挟んで発生する圧力差を利用して、薬液ラインに冷却水を流通させる。薬液ライン中に薬液を収容可能な薬液タンクが設置されるので、冷却水が薬液タンクを通過する間に冷却水に薬液が混合されて、混合液が主ラインに送給される。
本発明では、薬液を配管に送給するための薬液専用のポンプ等の圧入手段を設置することなく、冷却水に薬液を供給できる。また、バルブの開閉により薬液の供給を制御できる。すなわち、装置構成を簡略化することができ、低動力で高い信頼性でクローズド冷却水ラインを稼働させることができる。
また、本発明においては薬液ライン中のバルブを閉鎖すれば主ラインと薬液ラインとを分断できる。薬液供給部に不具合が生じた場合には、クローズド冷却水循環ラインの主ラインの循環ポンプを停止させることなく、薬液ラインの薬液供給部のメンテナンスを実施することが可能である。
【００１３】
上記態様の薬液供給装置において、前記薬液ラインを流通する前記冷却水に圧力損失を発生させる圧力損失発生手段が、前記薬液ラインに設けられることが好ましい。
【００１４】
薬液ラインを流通する冷却水の圧力損失が高くなると、薬液供給装置の作動時に主ラインを流通する冷却水の流量変動を小さくすることができる。この結果、薬液ラインの急激な流量上昇も防止することができ、薬液供給装置の安定した運転を継続することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、冷却水に薬液を注入するためのポンプ等の設備が不要であるため、装置構成が簡略である。このため、信頼性を向上させるとともに装置容積を低減させることができる。
【００１６】
クローズド冷却水ラインのポンプと薬液ラインに設けられるバルブとによって薬液の供給が制御できるために、薬液の供給動作が容易となる。また、薬液供給装置に不具合が生じた場合は、クローズド冷却水ライン内の冷却水の循環を停止させることなくメンテナンスを実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る薬液供給装置を説明する概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る薬液供給方法を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る薬液供給装置を説明する概略図である。図１は、石炭ガス化複合発電プラントを例に挙げて説明する。なお、本発明は、ガス化炉を備える化学プラントや、ボイラ等の他のプラントにも適用可能である。
【００１９】
クローズド冷却水ライン１の主ライン１０内に、循環ポンプ１１が設置される。
【００２０】
薬液供給装置２０は、薬液ライン２１と、薬液供給部２２と、薬液供給部２２（薬液タンク２３）の上流側及び下流側において薬液ライン２１に設置されるバルブＶ１ａ，Ｖ１ｂで構成される。バルブＶ１ａ，Ｖ１ｂは手動弁である。
【００２１】
薬液ライン２１は、循環ポンプ１１を挟んで、循環ポンプ１１の上流側及び下流側において、主ライン１０から分岐されるバイパスラインである。薬液ライン２１に薬液供給部２２が設けられる。薬液供給部２２は、薬液ライン２１の途中に設置される薬液タンク２３と、薬液タンク２３の底部に設けられるドレインライン２４と、薬液タンク２３の上部に接続される薬液受入部２５と、ベントライン２６とを備える。ドレインライン２４、薬液受入部２５、及び、ベントライン２６には、それぞれバルブＶ２，Ｖ３，Ｖ４が設置される。バルブＶ２，Ｖ３，Ｖ４は手動弁である。
【００２２】
本実施形態において使用される薬剤としては、クローズド冷却水ライン１配管内側に錆が発生するのを防止するための防錆剤が使用できる。本実施形態では、配管の材質に応じて公知の防錆剤を選択して使用することが可能である。
また、薬剤としては、冷却水中にバクテリア等が発生することを防止しるための殺菌剤が使用できる。本実施形態では、発生するバクテリアや配管材質等に応じて公知の殺菌剤を選択して使用することができる。
本実施形態では、防錆剤と殺菌剤とを混合して使用することも可能である。
【００２３】
薬液ライン２１を流通する冷却水は、主ライン１０を流通する冷却水と比べて圧力損失が高められていても良い。圧力損失を高める手段としては、主ライン１０から分岐直後の薬液ライン２１にオリフィス（不図示）が設置されていても良い。または、主ライン１０に比べて薬液ライン２１の配管径が小さくなっていても良い。具体的に、主ライン１０の配管径に因らず、薬液ライン２１には１００Ａ以下径を有する配管が使用される。
【００２４】
クローズド冷却水ライン１は、石炭ガス化複合プラントのガス化炉に併設される。
ガス化炉３０の底部に、落下するスラグを冷却するための水（スラグ水）が貯留されている。ガス化炉３０には、ガス化炉３０底部の水を冷却させて循環させるための冷却ライン３１が設置される。
【００２５】
プラント運転時に、スラグがガス化炉３０内を降下し、ガス化炉３０底部の水と接触する。これにより、スラグが水砕される。ガス化炉３０内の水はスラグとの接触により温度上昇する。
温度上昇した水は、冷却ライン３１を通じてガス化炉３０から排出される。熱交換器３２において、クローズド冷却水ライン１の主ライン１０内を流通する冷却水と、冷却ライン３１内を流通する水との間で熱交換が行われる。冷却ライン３１の水は熱交換器３２を通過することにより冷却され、ガス化炉３０に循環される。
【００２６】
図１の場合、クローズド冷却水ラインの主ライン１０を流通する冷却水と、別のプラントからの冷却水ライン３３を流通する水とが、熱交換器３４を介して熱交換される。これにより、クローズド冷却水ラインの冷却水が冷却される。
熱交換器３４に代えて、主ライン１０に冷却器が設置されても良い。この場合、複数の冷却器が冷却水の流通方向に並列になるように接続される。
【００２７】
図１の薬液供給装置２０を用いてクローズド冷却水ライン１に薬液を供給する方法を、図２を用いて説明する。
【００２８】
クローズド冷却水ライン１への薬液供給は、間欠的に実施される。例えば、１〜２週間に１回など、定期的に供給が行われる。あるいは、主ライン１０に冷却水の水質を監視するモニター（不図示）が設置され、所定の水質に到達した場合に薬剤が供給されても良い。
【００２９】
＜排出工程＞
通常運転時において、バルブＶ１ａ，Ｖ１ｂは開放される。循環ポンプ１１により主ライン１０を冷却水が循環流通する。循環ポンプ１１の上流側と下流側とで生じる圧力差により、冷却水が循環ポンプ１１の下流側から上流側に向かって、薬液ライン２１を流通する。
【００３０】
冷却水に薬液を供給する場合、まず図２（ａ）に示すように、オペレータは、薬液ライン２１のバルブＶ１ａ，Ｖ１ｂが閉鎖されておりことを確認し、閉鎖されていない場合には手動で閉鎖する。これにより、薬液ライン２１が主ライン１０から分断される。オペレータは、ドレインライン２４のバルブＶ２及びベントライン２６のバルブＶ４を手動で開放する。薬液タンク２３中の冷却水がドレインライン２４を通じて排出され、薬液タンク２３内が空になる。
【００３１】
なお、通常運転時においてオペレータの手動管理操作のもとで、バルブＶ１ａ，Ｖ１ｂを閉鎖するとともにバルブＶ２，Ｖ４が開放されて、薬液タンク２３中の冷却水が排出されてからの状態となっていても良い。
【００３２】
＜薬液貯留工程＞
薬液受入部２５に予め薬液（原液）が収容されている。オペレータは、図２（ｂ）に示すように、バルブＶ２，Ｖ４を手動で閉鎖する。オペレータは、薬液受入部２５のバルブＶ３を開放し、薬液タンク２３に所定量の薬液を供給する。薬液の供給量は、主ライン１０の冷却水の水質検査結果やクローズド冷却水ライン１の運転状態から、必要や薬液に対して供給必要量を判断できるよう、マニュアルや算出式、換算表などが事前に整備されている。
この時、バルブＶ１ａ，Ｖ１ｂは閉鎖されているため、薬液タンク２３内に薬液（原液）が貯留される。
所定量の薬液を供給後、オペレータはバルブＶ３を手動で閉鎖する。
【００３３】
＜供給工程＞
図２（ｃ）に示すように、オペレータはバルブＶ１ａ，Ｖ１ｂを手動で開放する。循環ポンプ１１を挟んで薬液ライン２１が主ライン１０からバイパスされている。循環ポンプ１１の上流側と下流側とで圧力差が生じるため、冷却水が循環ポンプ１１の下流側から上流側に向かって、薬液ライン２１を流通する。薬液タンク２３内で冷却水と薬液とが混合し、混合液が主ライン１０に供給される。この工程により、所定量の薬液が主ラインを流通する冷却水中に簡易な装置構成で確実に供給される。
【００３４】
薬液ライン２１にオリフィスを設ける場合や薬液ライン２１の配管径を小さくする場合、薬液ライン２１内を流通する冷却水に圧力損失が発生する。このような状態で薬液供給装置の作動であるバルブＶ１ａ，Ｖ１ｂを開放または閉鎖する場合、主ライン１０を流通する冷却水流量の急激な変動が防止される。また、薬液ラインの急激な流量上昇も防止することができ、薬液供給装置の安定した運転を継続することが可能となる。
【００３５】
本実施形態において、薬液ライン２１のバルブＶ１ａ，Ｖ１ｂ、ドレインライン２４のバルブＶ２及びベントライン２６のバルブＶ４、薬液受入部２５のバルブＶ３の開閉操作は、別途図示しない制御部を設けることで、自動で操作されてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  クローズド冷却水ライン
１０  主ライン
１１  循環ポンプ
２０  薬液供給装置
２１  薬液ライン
２２  薬液供給部
２３  薬液タンク
２４  ドレインライン
２５  薬液受入部
２６  ベントライン
３０  ガス化炉
３１，３３  冷却ライン
３２，３４  熱交換器
【図１】
2015058381.tif 000003
【図２】
2015058381.tif 000004