(57)【要約】【課題】復水配管の防食に必要な腐食抑制剤を無駄無く薬注することができ、かつ水位制御のトラブルを引き起こさないようにする。【解決手段】蒸気配管３および復水配管５を備えたボイラ装置において、前記復水配管５へ腐食抑制剤を薬注することを特徴としている。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気配管３および復水配管５を備えたボイラ装置において、前記復水配管５へ腐食抑制剤を薬注することを特徴とする腐食抑制剤の薬注方法。
【請求項２】
蒸気配管３および復水配管５を備えたボイラ設備において、前記蒸気配管３および前記復水配管５へ腐食抑制剤を薬注することを特徴とする腐食抑制剤の薬注方法。
【請求項３】
蒸気ヘッダ１１を有する蒸気配管３および復水配管５を備えたボイラ設備において、前記蒸気ヘッダ１１および前記復水配管５へ腐食抑制剤を薬注することを特徴とする腐食抑制剤の薬注方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、腐食抑制剤の薬注方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボイラから蒸気を負荷機器へ供給し、負荷機器における熱交換後の蒸気を復水として回収して、これをボイラ給水として再利用するようにしたボイラ設備がある。この種のボイラ設備は、図４に示すように、ボイラ２１から蒸気配管２２を介して負荷機器２３へ供給された蒸気は、この負荷機器２３で熱交換し、熱交換後の復水は、復水配管２４を介して給水タンク２５内で補給水配管２６から供給された補給水と混合し、給水ライン２７から前記ボイラ２１へ給水されるように構成されている。
【０００３】
このボイラ設備における蒸気配管２２および復水配管２４は、給水に含まれている重炭酸イオン，二酸化炭素等による復水のｐＨの低下作用や、溶存酸素による酸化作用により、蒸気および復水と接触する部分に全面腐食および孔食が生じることがある。
【０００４】
この全面腐食および孔食の発生を防止する対策としては、一般的に化学薬品を用いて防食する化学的処理がとられている。化学的処理には、金属配管等へ皮膜を形成させて配管の腐食を防止する皮膜型の防食剤を用いる方法や、酸性物質を中和して配管の腐食を防止する中和型の防食剤を用いる方法等の腐食抑制剤を用いる方法等がある。
【０００５】
ここで、この化学的処理について、図４を用いて説明する。まず、腐食抑制剤は、通常、薬注装置２８を用いて、給水タンク２５からボイラ２１へ供給する給水ライン２７へ薬注されている。ここにおいて、問題となるのが、前記ボイラ２１内で、腐食抑制剤が蒸気中とボイラ水中とに分配されることが挙げられる。つまり、蒸気配管２２および復水配管２４を防食するために注入する腐食抑制剤の全てが蒸気配管２２および復水配管２４へ流入せず、ボイラ水に残留し、蒸気配管２２および復水配管２４の防食に関与しない腐食抑制剤が存在する。そのため、このボイラ水に残留する腐食抑制剤を考慮してボイラ給水へ薬注するため、過多量の薬注をしている。
【０００６】
また、他にも、皮膜型の防食剤を用いる場合であれば、前記ボイラ２１内の水位を制御する水位電極（図示省略）に皮膜を形成し、水位制御のトラブルを引き起こす事例が報告されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、復水配管の防食に必要な腐食抑制剤を無駄無く薬注することができ、かつ水位制御のトラブルを引き起こさないようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、請求項１に記載の発明は、蒸気配管および復水配管を備えたボイラ設備において、前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、蒸気配管および復水配管を備えたボイラ設備において、前記蒸気配管および前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注することを特徴としている。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、蒸気ヘッダを有する蒸気配管および復水配管を備えたボイラ設備において、前記蒸気ヘッダおよび前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、蒸気ボイラ等の蒸気配管と復水配管を備えたボイラ設備において、復水配管の防食に好適に実施することができる。この発明は、復水配管へ腐食抑制剤を薬注するものである。
【００１２】
まず、蒸気配管について説明する。この蒸気配管は、通常、ボイラ稼働中、蒸気で満たされているため、腐食する可能性は低い。しかし、ボイラの稼動を停止すると、前記蒸気配管の温度が低下し、前記蒸気配管中の蒸気が凝縮して水になる。この凝縮した水に二酸化炭素等が溶け込むことにより酸性物質が生じ、ｐＨの低下による腐食が起きる。
【００１３】
つぎに、復水配管について説明する。この復水配管には、スチームトラップが設けられており、このスチームトラップにより前記負荷機器で使用して凝縮した水と蒸気を分離し、水のみを排出する。そして、この凝縮した水に二酸化炭素等が溶け込むことにより酸性物質が生じ、ｐＨの低下による腐食が起きる。
【００１４】
そこで、この酸性物質による腐食を防ぐために、腐食抑制剤が薬注されている。この腐食抑制剤としては、前記復水配管に皮膜を形成して防食する皮膜型防食剤，復水中に含まれる酸性物質を中和処理して防食する中和型防食剤および皮膜型防食剤と中和型防食剤とを組み合わせた複合型防食剤とがある。
【００１５】
そして、前記復水配管を防食するために、この腐食抑制剤を用いている。この腐食抑制剤の薬注位置としては、前記負荷機器以降の前記復水配管へ薬注することが好ましい。
【００１６】
まず、前記負荷機器以降の前記復水配管へ薬注する場合について説明する。この場合は、とくに前記スチームトラップの後流側で薬注することで、揮発性のない腐食抑制剤を使用することができる。これは、前記スチームトラップにより、蒸気は水に状態変化しており、腐食抑制剤に揮発性が要求されないためである。この方法においては、前記復水配管を防食することができる。また、前記復水配管へ薬注しているため、ボイラ内の水位電極に皮膜を形成して水位制御にトラブルを引き起こす可能性もなくすることができる。そして、全ての前記復水配管へ薬注するため、腐食抑制剤全てを腐食抑制因子として用いることができる。さらに、前記各負荷機器の使用蒸気量に基づいて、それぞれ薬注することができるため、腐食抑制剤の過多薬注を防ぐことができる。
【００１７】
また、前記蒸気配管の上流側および前記復水配管へ薬注することが好ましい。さらに、前記蒸気配管に蒸気ヘッダを備えているボイラ設備においては、前記蒸気ヘッダおよび前記復水配管へ薬注することが好ましい。
【００１８】
まず、前記蒸気配管の上流側および前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注する場合について説明する。前記蒸気配管は、酸性物質により腐食されやすい。つまり、この酸性物質を含んだ蒸気が存在する部分は、蒸気が凝縮したときに腐食が起きる。そのため、蒸気が通過する最初の位置で薬注することにより、前記蒸気配管およびその後流側にある全ての配管の腐食を抑制する。つまり、前記蒸気配管以降の全ての配管における腐食を抑制するために、前記蒸気配管において、できる限り上流側へ腐食抑制剤を薬注することが好ましい。そして、前記復水配管も酸性物質により腐食されやすい。前記復水配管内では、スチームトラップを通過しているため、蒸気は凝縮して水として存在している。この水へ酸性物質が溶解することにより、腐食が起きる。ここにおいて、前記蒸気配管で腐食抑制剤を薬注しているが、腐食抑制剤は、前記蒸気配管である程度消費されて前記復水配管の腐食を抑制する作用が低下してしまう可能性がある。また、高圧ドレンをフラッシュさせて、低圧蒸気と低圧ドレンとを発生させる場合には、腐食抑制剤の揮発性と蒸気温度との関係により、腐食抑制剤の大部分が低圧ドレンの方へ配分され、低圧蒸気には少量の腐食抑制剤しか配分されない可能性がある。この場合、低圧蒸気から得られる復水中に含まれる腐食抑制剤は、前記復水配管の腐食を抑制する作用が十分に作用しないことになる。そのため、前記蒸気配管へ腐食抑制剤を薬注し、さらに前記復水配管へ薬注することにより、前記復水配管の腐食を効率よく防止することができる。
【００１９】
前記蒸気配管の上流側および前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注する利点としては、まず前記蒸気配管以降の全ての配管を効率よく防食できることにある。つまり、前記蒸気配管および前記復水配管の防食を行うことができる。また、前記蒸気配管および前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注するため、ボイラ内の水位電極に皮膜を形成して水位制御にトラブルを引き起こす可能性もなくすることができる。さらに、前記蒸気配管および前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注することになるため、薬注する腐食抑制剤全てを腐食抑制因子として用いることができ、前記ボイラの蒸発量に合わせて薬注することができる。つまり、蒸発量にあった薬注が可能になり、腐食抑制剤の過多薬注を防ぐことができる。
【００２０】
つぎに、前記蒸気ヘッダおよび前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注する場合について説明する。前記蒸気ヘッダは、単数または複数の前記ボイラの蒸気を集めて、単数または複数の前記負荷機器へ供給する装置である。つまり、前記各ボイラから発生した蒸気は、前記蒸気ヘッダへ集められる。そのため、前記蒸気ヘッダへ薬注することにより、前記蒸気ヘッダから複数の前記負荷機器へ供給するために使用する前記各蒸気配管の腐食を一度に抑制することができる。また、前記負荷機器通過後の前記復水配管へさらに薬注するため、前記復水配管も同時に腐食を抑制することができる。
【００２１】
前記蒸気ヘッダおよび前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注する利点としては、まず前記蒸気ヘッダから給水タンクまでの前記蒸気配管および前記復水配管をまとめて防食することができる。つまり、薬注装置を前記蒸気ヘッダに１台と前記各復水配管に備えるだけで、前記給水タンクへ戻るまでの配管の防食をすることができるため、薬注装置の台数を減らすことができる。また、前記蒸気ヘッダと前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注するため、ボイラ内の水位電極に皮膜を形成して水位制御にトラブルを引き起こす可能性もなくすることができる。さらに、前記蒸気ヘッダおよび前記復水配管へ腐食抑制剤を薬注することになるため、薬注する腐食抑制剤全てを腐食抑制因子として用いることができ、前記蒸気ヘッダ内の蒸気通過量と前記蒸気配管での腐食抑制剤の消費量に合わせて薬注することができる。つまり、蒸発量にあった薬注と前記蒸気配管での腐食抑制剤の消費量にあった薬注が可能になり、腐食抑制剤の過多薬注を防ぐことができる。
【００２２】
他にも、前記蒸気ヘッダから前記負荷機器へ供給する前記蒸気配管および前記復水配管へ薬注する方法もある。この場合は、前記蒸気ヘッダから前記負荷機器までの前記各蒸気配管全てとそれに対応する前記復水配管全てに薬注装置を設け、それぞれ別々に薬注する。この方法においても、前記蒸気配管および前記復水配管を防食することができる。また、ボイラ内の水位電極に皮膜を形成して水位制御にトラブルを引き起こす可能性もなくすることができる。そして、全ての前記蒸気配管および前記復水配管へ薬注するため、腐食抑制剤全てを腐食抑制因子として用いることができる。さらに、前記各負荷機器の使用蒸気量に基づいて、それぞれ薬注することができるため、腐食抑制剤の過多薬注を防ぐことができる。
【００２３】
以上のように、この発明によれば、復水配管の防食に必要な腐食抑制剤を無駄無く薬注することができ、かつ水位制御のトラブルを未然に防止することができる。また、蒸気ヘッダおよび復水配管へ薬注する場合においては、薬注装置の台数を減らすことができる。
【００２４】
【実施例】
つぎに、この発明の具体的実施例について説明する。図１は、この発明における第一実施例の構成を概略的に示す説明図である。また、これらは例示であって、この発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００２５】
まず、図１において、ボイラ１と負荷機器２を蒸気配管３で接続するとともに、前記負荷機器２と給水タンク４を復水配管５で接続し、前記給水タンク４と前記ボイラ１の下部とを給水ポンプ６を備えた給水配管７で接続している。また、前記給水タンク４内で、補給水配管８から供給された補給水と前記復水配管５から供給された復水とを混合する。また、前記復水配管５には、スチームトラップ９を設けており、このスチームトラップ９で蒸気と水を分離し、水のみを排出させる。そして、この発明における腐食抑制剤の薬注は、薬注装置１０を用いて、前記復水配管５へ薬注する。ここにおいて、前記復水配管５における腐食抑制剤の薬注位置は、前記復水配管５の上流側が好ましく、上流側で薬注するほど腐食抑制剤が、前記復水配管５全体の腐食を抑制することができる。
【００２６】
つぎに、この発明の第二実施例について図２に基づいて説明する。図２において、図１と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。さて、図２は、この発明における第二実施例の構成を概略的に示す説明図で、第一実施例の蒸気配管３へ薬注装置１０をさらに設けている。前記蒸気配管３へ薬注装置１０をさらに設けた場合、腐食抑制剤は、前記蒸気配管３へ設けた前記薬注装置１０と前記復水配管５へ設けた前記薬注装置１０との両方から前記蒸気配管３および前記復水配管５へ薬注する。ここにおいて、前記蒸気配管３における腐食抑制剤の薬注位置は、前記蒸気配管３の上流側が好ましく、上流側で薬注するほど腐食抑制剤が、前記蒸気配管３全体の腐食を抑制することができる。また、前記復水配管５における腐食抑制剤の薬注位置は、前記復水配管５の上流側が好ましく、上流側で薬注するほど腐食抑制剤が、前記復水配管５全体の腐食を抑制することができる。
【００２７】
つぎに、この発明の第三実施例について図３に基づいて説明する。図３において、図１および図２と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。さて、図３は、この発明における第三実施例の構成を概略的に示す説明図で、図２に示す第二実施例の蒸気配管３へ蒸気ヘッダ１１を設けている。この蒸気ヘッダ１１を設けた場合、腐食抑制剤は、前記薬注装置１０を用いて、前記蒸気ヘッダ１１および前記復水配管５へ薬注する。そして、複数の前記負荷機器２へ蒸気を分配供給する場合には、前記各負荷機器２へ供給する前記各蒸気配管３のそれぞれへ前記薬注装置１０を設けなくて良く、前記薬注装置１０の設置台数を減少させることができる。
【００２８】
さらに、前記各負荷機器２側の用途に応じて、腐食抑制剤を変更する必要がある場合は、その用途に応じて、前記各蒸気配管３のそれぞれに前記薬注装置１０を設ける構成とすることもできる。
【００２９】
つぎに、腐食抑制効果について行った第一実験例，第二実験例および第三実施例について説明する。
【００３０】
第一実験例
蒸発量５００ｋｇ／ｈの小型貫流ボイラに軟水を給水し、圧力８ｋｇ／ｃｍ２で蒸気を連続的に発生させながら運転を行った。そして、腐食抑制剤として２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールを復水配管へ１００ｍｇ／リットル（給水１リットル当り）薬注した（給水１リットルに対して腐食抑制剤を復水配管へ１００ｍｇ薬注する）。この際、テストピース（軟鋼５０ｍｍ×２５ｍｍ×１ｍｍ）を復水中に浸漬し、４８時間の腐食速度（ｍｄｄ）を測定した。その結果を表１に示す。ここにおいて、給水に用いた水は、愛媛県松山市の水道水を軟水化処理して使用した。また、その水質は、ｐＨ：８．１，電気伝導度：２５０μＳ／ｃｍ，Ｍアルカリ度：５０ｍｇＣａＣＯ３／リットルである。
【００３１】
第二実験例
蒸発量５００ｋｇ／ｈの小型貫流ボイラに軟水を給水し、圧力８ｋｇ／ｃｍ２で蒸気を連続的に発生させながら運転を行った。そして、腐食抑制剤として２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールを蒸気配管へ５０ｍｇ／リットル（給水１リットル当り）薬注した（給水１リットルに対して腐食抑制剤を蒸気配管へ５０ｍｇ薬注する）。また、腐食抑制剤として２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールを復水配管へ５０ｍｇ／リットル（給水１リットル当り）薬注した（給水１リットルに対して腐食抑制剤を復水配管へ５０ｍｇ薬注する）。この際、テストピース（軟鋼５０ｍｍ×２５ｍｍ×１ｍｍ）を復水中に浸漬し、４８時間の腐食速度（ｍｄｄ）を測定した。その結果を表１に示す。ここにおいて、給水に用いた水は、愛媛県松山市の水道水を軟水化処理して使用した。また、その水質は、ｐＨ：８．１，電気伝導度：２５０μＳ／ｃｍ，Ｍアルカリ度：５０ｍｇＣａＣＯ３／リットルである。
【００３２】
第三実験例
蒸発量５００ｋｇ／ｈの小型貫流ボイラに軟水を給水し、圧力８ｋｇ／ｃｍ２で蒸気を連続的に発生させながら運転を行った。そして、腐食抑制剤として２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールを蒸気ヘッダへ５０ｍｇ／リットル（給水１リットル当り）薬注した（給水１リットルに対して腐食抑制剤を蒸気ヘッダへ５０ｍｇ薬注する）。また、腐食抑制剤として２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールを復水配管へ５０ｍｇ／リットル（給水１リットル当り）薬注した（給水１リットルに対して腐食抑制剤を復水配管へ５０ｍｇ薬注する）。この際、テストピース（軟鋼５０ｍｍ×２５ｍｍ×１ｍｍ）を復水中に浸漬し、４８時間の腐食速度（ｍｄｄ）を測定した。その結果を表１に示す。ここにおいて、給水に用いた水は、愛媛県松山市の水道水を軟水化処理して使用した。また、その水質は、ｐＨ：８．１，電気伝導度：２５０μＳ／ｃｍ，Ｍアルカリ度：５０ｍｇＣａＣＯ３／リットルである。
【００３３】
比較例
腐食抑制剤として２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールを蒸発量５００ｋｇ／ｈの小型貫流ボイラの給水へ１００ｍｇ／リットル（給水１リットル当り）薬注した軟水を給水し、圧力８ｋｇ／ｃｍ２で蒸気を連続的に発生させながら運転を行った。この際、テストピース（軟鋼５０ｍｍ×２５ｍｍ×１ｍｍ）を復水中に浸漬し、４８時間の腐食速度（ｍｄｄ）を測定した。その結果を表１に示す。ここにおいて、給水に用いた水は、愛媛県松山市の水道水を軟水化処理して使用した。また、その水質は、ｐＨ：８．１，電気伝導度：２５０μＳ／ｃｍ，Ｍアルカリ度：５０ｍｇＣａＣＯ３／リットルである。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１から明らかなように、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールを給水へ薬注したほうが復水配管へ薬注するよりも腐食速度が大きく、腐食抑制効果が低いことが分かる。一般に、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールは、ボイラ中で蒸気中とボイラ水中とに分配される。そのため、蒸気配管および復水配管で腐食抑制効果を示す腐食抑制剤量が薬注時より減少する。これにより、腐食抑制効果が弱まり、腐食速度が増加するのである。つまり、復水配管へ薬注する場合は、給水へ薬注する腐食抑制剤より少ない薬注量で同等の腐食抑制効果を得ることができる。また、第一実施例，第二実施例および第三実施例で用いた腐食抑制剤が、オクタデシルアミンのような被膜型防食剤であっても、復水配管へ腐食抑制剤を薬注するため、ボイラ内の水位電極に皮膜を形成して水位制御にトラブルを引き起こす可能性もなくすることができる。さらに、第三実施例のように、蒸気ヘッダへ薬注する場合には、薬注装置の台数を減らすことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、復水配管の防食に必要な腐食抑制剤を無駄無く薬注することができ、かつ水位制御のトラブルを引き起こさないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第一実施例を概略的に示す説明図である。
【図２】この発明の第二実施例を概略的に示す説明図である。
【図３】この発明の第三実施例を概略的に示す説明図である。
【図４】従来の薬注方法を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
３　蒸気配管
５　復水配管
１１　蒸気ヘッダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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