(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水系統に酸素処理が適用される貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法であって、
前記火炉壁管の内面に生成される自己酸化スケール及びパウダースケールのうち、前記自己酸化スケールよりも熱伝導率の低い前記パウダースケールを選択除去するように化学洗浄を行う洗浄工程を備え、
前記洗浄工程では、
前記自己酸化スケールの表層、または、前記パウダースケール同士又は前記パウダースケールと前記自己酸化スケールとがバインダによって結合されたバインダ層を溶解させて前記パウダースケールを完全に溶解させることなく除去する一方、前記自己酸化スケールを少なくとも部分的に前記火炉壁管の前記内面上に残すとともに、
前記洗浄工程では、
洗浄対象となる貫流ボイラの火炉壁管の一部又は該火炉壁管を模した試験体について実施される洗浄試験に用いられる試験用洗浄液中における粒子数濃度の監視結果から判断される前記パウダースケールの選択除去の完了タイミングに基づいて決定された洗浄時間を含む洗浄条件に従って前記化学洗浄を行うことで、前記パウダースケールを選択除去する
ことを特徴とする貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法。
【請求項２】
前記パウダースケールを選択除去するための前記化学洗浄の洗浄条件を求める洗浄試験工程をさらに備え、
前記洗浄工程では、
前記洗浄試験工程で求められた前記洗浄条件でパウダースケールを選択除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法。
【請求項３】
前記洗浄条件は、洗浄液組成条件、洗浄液濃度条件、洗浄温度条件または洗浄時間条件の少なくとも一つを含むこと
を特徴とする請求項２に記載の貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法。
【請求項４】
前記洗浄試験工程では、
前記試験体について前記洗浄試験を実施し、
前記試験用洗浄液中における前記粒子数濃度をパーティクルカウンタにより監視し、
前記粒子数濃度の上昇率が閾値未満となるタイミングを前記完了タイミングとすること
を特徴とする請求項２又は３に記載の貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法。
【請求項５】
前記自己酸化スケールからの剥離スラッジを除外可能な所定範囲の粒径の粒子のみを監視対象とし、前記粒子数濃度を前記パーティクルカウンタにより計測する
請求項４に記載の貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ給水系統に酸素処理が適用される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し、火炉壁管破損によるボイラ水の漏洩の発生が問題となっている。火炉壁管のメタル温度の上昇は、低圧給水加熱器ドレン系統または給水系統の配管から鉄が溶出してヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）を生成し、ヘマタイトが火炉壁管内面に付着・堆積して熱伝導が悪くなることが原因である（以下、ヘマタイトをその性状からパウダースケールと称する）。
【０００３】
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が実施され、管内面に堆積した鉄系酸化物からなるスケールを完全除去することが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、酸（無機酸または有機酸）によりスケールを溶解除去する酸洗浄工程と、その後の水洗浄工程と、その後の防錆処理工程と、を備える化学洗浄が開示されている。かかる酸洗浄工程では、酸溶液をボイラに循環通水する。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、節炭器、火炉及び加熱器を有する自然循環ドラム型ボイラの洗浄方法が開示されている。かかる洗浄方法では、加熱器を除く節炭器、及び火炉を含むボイラに仮設した洗浄系統から分散剤を添加した洗浄液をボイラ内に注入した後、洗浄液をボイラ内に保持している間に不活性ガスを注入してバブリングする。
【０００６】
また、例えば、特許文献３には、水張り工程と、加圧工程と、減圧工程とを備えたパウダースケールの排出方法が開示されている。水張り工程は、マイクロバブルを導入した洗浄流体を蒸発管等の洗浄対象空間に供給して水張りする工程である。加圧工程は、水張り工程の状態を所定時間放置した後、閉空間内の洗浄流体圧力を昇圧させることにより、洗浄流体圧力を昇圧させることにより、洗浄流体内のマイクロバブルを収縮させて相対的に小さなマイクロバブル及びナノバブルとするものである。減圧工程は、加圧工程で収縮して相対的に小さなマイクロバブル及びナノバブルの状態にある洗浄流体内のバブルを膨張させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２４７３５号公報
【特許文献２】特開平８−１０５６０２号公報
【特許文献３】特開２０１４−１４２１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１から３に開示された方法では、火炉壁管の管内面を洗浄するのに長時間が必要であり、工事コストが嵩み、施工期間が長期に亘る。
【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、洗浄時間を短縮できる貫流ボイラの火炉壁管の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】
【００１０】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法は、
給水系統に酸素処理が適用される貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法であって、
前記火炉壁管の内面に生成される自己酸化スケール及びパウダースケールのうち、前記自己酸化スケールよりも熱伝導率の低い前記パウダースケールを化学洗浄により選択除去する。
【００１１】
本発明者らによる検討の結果、特許文献１及び２に開示された洗浄方法では、火炉壁管の内面に生成されるスケールを全て除去するため、長時間洗浄が必要であり、工事コストが嵩み、施工期間が長くなるだけでなく、火炉壁管の内面にダメージを与える虞があることがわかった。一方、特許文献に開示された洗浄方法では、洗浄流体にマイクロバブルの供給を受けた純水を用いるが、作動流体の圧力を常圧状態から加圧して昇圧させる一方、昇圧された圧力を減圧させて降圧しなければならず、効率的な洗浄が難しいことがわかった。
【００１２】
この点、上記（１）の方法によれば、火炉壁管の内面に生成される自己酸化スケール及びパウダースケールのうち、自己酸化スケールよりも熱伝導率の低いパウダースケールを化学洗浄により選択除去するので、従来のように自己酸化スケール及びパウダースケールを全部除去する場合よりも洗浄時間を短縮できる。また、自己酸化スケールを除去しないので、洗浄液が火炉壁管の内面にダメージを与えることもなくなる。
【００１３】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記パウダースケールを選択除去するための前記化学洗浄の洗浄条件を求める洗浄試験工程と、
前記洗浄試験工程で求められた前記洗浄条件でパウダースケールを選択除去する洗浄工程と
を備える。
【００１４】
本発明者らによる検討の結果、化学洗浄には酸洗浄やキレート洗浄等が有効であるが、洗浄液条件を高濃度、洗浄温度条件を高温度、洗浄時間条件を長時間とすると、洗浄力が強すぎて自己酸化スケールを部分的に損傷させ、自己酸化スケールの浮き上がりによる伝熱阻害及び浮き上がり部への洗浄液残留による腐食が懸念される。
【００１５】
この点、上記（２）の方法によれば、パウダースケールを選択除去するための化学洗浄条件を求め、求められた洗浄条件でパウダースケールを選択除去するので、自己酸化スケール及びパウダースケールのうち、自己酸化スケールよりも熱伝導率の低いパウダースケールを効率的に選択除去できる。
【００１６】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の方法において、
前記洗浄条件は、洗浄液組成条件、洗浄液濃度条件、洗浄温度条件または洗浄時間条件の少なくとも一つを含む。
【００１７】
上記（３）の方法によれば、洗浄条件は、洗浄液組成条件、洗浄液濃度条件、洗浄温度条件または洗浄時間条件の少なくとも一つを含むので、適切な洗浄条件で自己酸化スケールよりも熱伝導率の低いパウダースケールを効率的に選択除去できる。
【００１８】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）または（３）の方法において、
前記洗浄試験工程は、洗浄対象となる貫流ボイラの火炉壁管の一部又は該火炉壁管を模したサンプルによって構成される試験体を化学洗浄し、前記パウダースケールを選択除去可能な前記洗浄条件を求める。
【００１９】
上記（４）の方法によれば、洗浄対象となる貫流ボイラの火炉壁管の一部又は該火炉壁管を模したサンプルによって構成される試験体を化学洗浄し、パウダースケールを選択除去可能な洗浄条件を求めるので、運転環境の異なる貫流ボイラのそれぞれに適した洗浄条件を求めることができる。
【００２０】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の方法において、
前記洗浄試験工程では、前記試験体の化学洗浄に用いた洗浄液中における粒子濃度を監視することで、前記パウダースケールの選択除去の完了タイミングを判断し、該完了タイミングに基づいて前記洗浄条件を求める。
【００２１】
上記（５）の方法によれば、試験体の化学洗浄に用いた洗浄液中における粒子濃度を監視することで、パウダースケールの選択除去の完了タイミングを判断し、完了タイミングに基づいて洗浄条件を求めるので、洗浄条件を定性的に求めることができる。
【００２２】
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の方法において、
前記洗浄試験工程では、前記粒子濃度の上昇率が閾値未満となるタイミングを前記完了タイミングとする。
【００２３】
上記（６）の方法によれば、粒子濃度の上昇率が閾値未満となるタイミングを完了タイミングとするので、洗浄条件を定量的に求めることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、洗浄時間を短縮できる貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ボイラ給水系統に酸素処理が適用される火力発電プラントの概略構成を示す概念図である。
【図２】図１に示した火力発電プラントに洗浄循環経路を設置した状態を示す概念図である。
【図３】内面にスケールが付着・堆積した火炉壁管の概略を示す模式図である。
【図４】スケールの厚みとメタル温度との関係を示した図である。
【図５】貫流ボイラの運転時間と自己酸化スケールの厚みとの関係を示した図である。
【図６】内面に自己酸化スケール及びパウダースケールが生成された貫流ボイラの火炉壁管の推定構造を示す概念図である。
【図７】パウダースケールを選択除去可能な洗浄条件を示す図である。
【図８】パウダースケールを選択除去可能な洗浄条件を求める洗浄試験装置の概略を示す概念図である。
【図９】洗浄時間と洗浄液中における粒子濃度及び粒子濃度の上昇率と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、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。
【００２７】
例えば、「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。
【００２８】
また例えば、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。
【００２９】
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「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。
【００３０】
図１は、ボイラ給水系統に酸素処理が適用される火力発電プラント１の概略構成を示す概念図である。
【００３１】
本発明の少なくとも一実施形態に係る貫流ボイラの火炉壁管５の洗浄方法は、給水系統に酸素処理が適用される貫流ボイラの火炉壁管５の洗浄方法である。
【００３２】
図１に示すように、ボイラ給水系統に酸素処理が適用される火力発電プラント１は、タービン復水器１１、復水ポンプ１２、復水処理装置１３、復水昇圧ポンプ１４、低圧給水ヒータ１５、脱気器１６、ボイラ給水ポンプ１７、高圧給水ヒータ１８、火炉節炭器１９、スーパーヒータ２０、及びリヒータ２１を備えている。そして、火炉節炭器１９は、節炭器２２、火炉２３、気液分離器２４、気液分離タンク２５、及びボイラ循環ポンプ２６を備えている。
【００３３】
図２は、図１に示した火力発電プラント１に洗浄循環経路３を設置した状態を示す概念図である。
【００３４】
図２に示すように、洗浄循環経路３は、洗浄液が節炭器２２から気液分離器２４の間を循環し、火炉壁管５の内面に付着・堆積したスケールＳ（図３参照）を洗浄除去するものであり、バッファタンク３１、循環ポンプ３２、加熱器３３、及び廃液タンク３４を含んでいる。これらは仮配管３５により相互に接続されている。
【００３５】
バッファタンク３１には洗浄液が貯留され、バッファタンク３１に貯留された洗浄液は、循環ポンプ３２で送り出される。循環ポンプ３２で送り出された洗浄液は、加熱器３３で加熱され、節炭器２２、火炉２３、及び気液分離器２４を通り、バッファタンク３１に回収される。これにより、バッファタンク３１に貯留された洗浄液は、節炭器２２から気液分離器２４の間を循環し、火炉壁管５の内面に付着・堆積したスケールＳを洗浄除去する（化学洗浄）。
【００３６】
図３は、内面にスケールＳが付着・堆積した火炉壁管５の概略を示す模式図である。
【００３７】
図３に示すように、火炉壁管５の内面に付着・堆積するスケールＳは、自己酸化スケールＨＳとパウダースケールＰＳとを含んで構成されている。自己酸化スケールＨＳは、火炉壁管５の内面に堆積して緻密な層を成し、パウダースケールＰＳは、小粒径のポーラス状であり、自己酸化スケールＨＳの表面に付着している。
【００３８】
図４は、スケールＳの厚みとメタル温度との関係を示した図である。
【００３９】
図４に示すように、メタル温度の上昇は、パウダースケールＰＳの厚みの影響が大きく、自己酸化スケールＨＳの厚みの影響は小さい。また、火炉壁管５のメタル温度は管理温度以下で管理されるが、自己酸化スケールＨＳは厚みが所定値（以下、「ＨＳ厚み限界値」という）まで成長しなければ火炉壁管５のメタル温度が管理温度に到達することはない。
【００４０】
図５は、貫流ボイラの運転時間と自己酸化スケールＨＳの厚みとの関係を示した図である。
【００４１】
図５に示すように、自己酸化スケールＨＳの成長速度は比較的遅く10年程度経過しても厚みがＨＳ厚み限界値以下である。したがって、自己酸化スケールＨＳをそのまま残しても火炉壁管５のメタル温度が10年程度で管理温度に到達することはない。
【００４２】
一方、パウダースケールＰＳは、自己酸化スケールＨＳよりも熱伝導率が小さく、厚みが所定値（以下「ＰＳ厚み管理値」という）まで成長すれば火炉壁管５のメタル温度が管理温度に到達するので、パウダースケールＰＳの厚みはＰＳ厚み管理値以下に管理することが求められる。
【００４３】
また、パウダースケールＰＳは、ボイラ給水から持ち込まれ、付着成長するものであり、給水の水質に依存する。したがって、給水の水質により火炉壁管５が２年で管理温度に到達することもあれば、１０年で管理温度に到達することもある。
【００４４】
そこで、幾つかの実施形態に係る貫流ボイラの火炉壁管５の洗浄方法は、火炉壁管５の内面に生成される自己酸化スケールＨＳ及びパウダースケールＰＳのうち、自己酸化スケールＨＳよりも熱伝導率の低いパウダースケールＰＳを化学洗浄により選択除去する。
【００４５】
図２に例示する形態では、火炉壁管５の内面に付着・堆積されたスケールＳのうち、自己酸化スケールＨＳよりも熱伝導率の低いパウダースケールＰＳが化学洗浄により選択除去されるまで、洗浄液を循環する。
【００４６】
上述した幾つかの実施形態に係る貫流ボイラの火炉壁管５の洗浄方法によれば、火炉壁管５の内面に生成される自己酸化スケールＨＳ及びパウダースケールＰＳのうち、自己酸化スケールＨＳよりも熱伝導率の低いパウダースケールＰＳを化学洗浄により選択除去するので、従来のように自己酸化スケールＨＳ及びパウダースケールＰＳを全部除去する場合よりも洗浄時間を短縮できる。また、自己酸化スケールＨＳを除去しないので、洗浄液が火炉壁管５の内面にダメージを与えることもなくなる。
【００４７】
図６は、内面に自己酸化スケールＨＳ及びパウダースケールＰＳが生成された貫流ボイラの火炉壁管５の推定構造を示す概念図である。
【００４８】
パウダースケールＰＳの表層は、密着力が弱く、水洗でも部分除去可能である。一方、パウダースケールＰＳと自己酸化スケールＨＳの界面近傍では水洗では除去困難な程度の密着力を有する。これは、図６に示すように、パウダースケールＰＳとパウダースケールＰＳ、及びパウダースケールＰＳと自己酸化スケールＨＳがマグネタイト等をバインダーＢとしていることや、自己酸化スケールＨＳの表層がミクロ的に粗く、パウダースケールＰＳが物理的にホールドされていること等が推定される。このため、パウダースケールＰＳの選択除去においては少なくとも自己酸化スケールＨＳの表層、またはバインダーＢを溶解する必要がある。
【００４９】
これには、酸洗浄やキレート洗浄等が有効であるが、洗浄液条件を高濃度、洗浄温度条件を高温度、洗浄時間条件を長時間とすると、洗浄力が強すぎて自己酸化スケールＨＳを部分的に損傷させ、自己酸化スケールＨＳの浮き上がりによる伝熱阻害及び浮き上がり部への洗浄液残留による腐食等が懸念される。
【００５０】
そこで、幾つかの実施形態に係る貫流ボイラの火炉壁管５の洗浄方法は、洗浄試験工程と、洗浄工程とを備える。
【００５１】
洗浄試験工程は、パウダースケールＰＳを選択除去するための化学洗浄の洗浄条件を求めるものであり、洗浄工程は、洗浄試験工程で求められた洗浄条件でパウダースケールＰＳを選択除去するものである。
【００５２】
上述した幾つかの実施形態に係る貫流ボイラの火炉壁管５の洗浄方法によれば、パウダースケールＰＳを選択除去するための化学洗浄条件を求め、求められた洗浄条件でパウダースケールＰＳを選択除去するので、自己酸化スケールＨＳ及びパウダースケールＰＳのうち、自己酸化スケールＨＳよりも熱伝導率の低いパウダースケールＰＳを効率的に選択除去できる。
【００５３】
図７は、パウダースケールを選択除去可能な洗浄条件を示す図である。
図７に示すように、幾つかの実施形態に係る洗浄条件は、洗浄液組成条件、洗浄液濃度条件、洗浄温度条件または洗浄時間条件の少なくとも一つを含む。
【００５４】
図７に示すように、貫流ボイラの火炉壁管を洗浄するのに代表的な化学洗浄要領では、洗浄液の組成にクエン酸やヒドロキシ酸等の有機酸が用いられる。洗浄液の濃度は、３％から１０％で、洗浄回数は火炉壁管５の内面に付着するスケールＳの量に左右される。また、洗浄液の温度は、８０°Ｃから９０°Ｃで、洗浄時間は、６時間から１０時間程度である。
【００５５】
代表的な化学洗浄要領は、火炉壁管５の内面に堆積・付着したスケールＳを全部除去するのに適しているが、パウダースケールＰＳを選択除去するのには適していない。すなわち、代表的な化学洗浄要領では、パウダースケールＰＳのみならず自己酸化スケールＨＳをも除去することになる。
【００５６】
これに対して、洗浄条件１は、洗浄液の温度を低減したもので、洗浄液の組成、洗浄液の濃度、洗浄時間は、上述した代表的な化学洗浄要領と同一としたものである。洗浄液の温度は例えば常温であり、この場合には洗浄液を加熱する必要がなくなる点で有利になる。洗浄条件１による洗浄によれば、自己酸化スケールＨＳの損傷が抑制され、パウダースケールＰＳの選択除去が可能となる。
【００５７】
洗浄条件２は、洗浄時間を短縮したもので、洗浄液の組成、洗浄液の濃度、洗浄液の温度は、上述した代表的な化学洗浄要領と同一としたものである。洗浄時間は例えば１時間であり、この場合には短時間で洗浄が終了する点で有利になる。洗浄条件２による洗浄によれば、自己酸化スケールＨＳの損傷が抑制され、パウダースケールＰＳの選択除去が可能となる。
【００５８】
洗浄条件３は、洗浄液の濃度を低減したもので、洗浄液の組成、洗浄液の温度、洗浄時間は、上述した代表的な化学洗浄要領と同一としたものである。洗浄液の濃度は例えば３％未満であり、この場合には洗浄液（原液）の量が少なくなる点で有利になる。洗浄条件３による洗浄によれば、自己酸化スケールＨＳの損傷が抑制され、パウダースケールＰＳの選択除去が可能となる。
【００５９】
洗浄条件４は、上述した代表的な化学洗浄要領を任意に変更したもので、洗浄液の組成は、ＥＤＴＡ、マロン酸、ヒドロキシ酢酸等の有機酸が用いる。洗浄液の濃度は３％から１０％、又は３％未満で、洗浄回数は火炉壁管５の内面に付着するスケールＳの量に左右されるが、通常、複数回に亘り洗浄される。また、洗浄液の温度は、８０°Ｃから９０°Ｃ、又は常温で、洗浄時間は、６時間から１０時間程度、又は１時間未満である。洗浄条件４による洗浄によれば、自己酸化スケールＨＳの損傷が抑制され、パウダースケールＰＳの選択除去が可能となる。
【００６０】
上述した幾つかの実施形態に係る洗浄条件は、洗浄液組成条件、洗浄液濃度条件、洗浄温度条件、または洗浄時間条件の少なくとも一つを含むので、適切な洗浄条件で自己酸化スケールＨＳよりも熱伝導率の低いパウダースケールＰＳを選択除去できる。
【００６１】
図８は、パウダースケールＰＳを選択除去可能な洗浄条件を求める洗浄試験装置の概略を示す概念図である。
【００６２】
パウダースケールＰＳを選択除去する洗浄液として、無機酸（塩酸）、有機酸（クエン酸、ヒドロキシ酢酸、マロン酸等）、及びキレート材を用いることができる。
【００６３】
そして、パウダースケールＰＳのバインダーまたはホルダーが溶解され、または、パウダースケールＰＳが剥離した段階で洗浄を終了することにより、自己酸化スケールＨＳの健全性を維持することが望ましい。
【００６４】
しかしながら、パウダースケールＰＳの溶解、または、パウダースケールＰＳの剥離に必要な時間は、洗浄液組成条件、洗浄温度条件、及びパウダースケールＰＳの付着状況により異なる。
【００６５】
幾つかの実施形態に係る洗浄試験工程は、洗浄対象となる貫流ボイラの火炉壁管５の一部又は該火炉壁管５を模したサンプルによって構成される試験体ＴＰを化学洗浄し、パウダースケールＰＳを選択除去可能な洗浄条件を求める。
【００６６】
図７に例示する形態では、スケール溶解試験装置６を用いて、洗浄対象となる貫流ボイラの火炉壁管５の一部を構成する試験体ＴＰを試験する。スケール溶解試験装置６は、温槽６１、循環ポンプ６２、循環タンク６３、及びパーティクルカウンタ６４を備えている。試験体ＴＰは、温槽６１に浸漬され、循環タンク６３に貯留された洗浄液は、循環ポンプ６２で送りだされる。循環ポンプ６２で送り出された洗浄液は、試験体ＴＰを通り、循環タンク６３に回収される。これにより、循環タンク６３に貯留された洗浄液は、試験体ＴＰを循環し、試験体ＴＰの内面に付着したスケールＳ（パウダースケールＰＳ）を洗浄する。
【００６７】
上述した幾つかの実施形態に係る洗浄試験工程によれば、洗浄対象となる貫流ボイラの火炉壁管５の一部又は該火炉壁管を模したサンプルによって構成される試験体ＴＰを化学洗浄し、パウダースケールＰＳを選択除去可能な洗浄条件を求めるので、運転環境の異なる貫流ボイラのそれぞれに適した洗浄条件を求めることができる。
【００６８】
図９は、洗浄時間と洗浄液中における粒子濃度及び粒子濃度の上昇率との関係を示す図である。尚、図９に示す関係は一例に過ぎない。
【００６９】
パウダースケールは、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）と称される鉄酸化物であり、自己酸化スケールＨＳに比較して難溶であり、化学洗浄でも完全溶解は困難で、その粒子は、洗浄液中を浮遊または滞留部に堆積することが経験的に知られている。また、洗浄時間の増加に伴い洗浄液中を浮遊する粒子の個数が増大し、やがて滞留部に停滞することも知られている。
【００７０】
そこで、幾つかの実施形態に係る洗浄試験工程では、試験体ＴＰの化学洗浄に用いた洗浄液中における粒子濃度を監視することで、パウダースケールＰＳの選択除去の完了タイミングを判断し、完了タイミングに基づいて洗浄条件を求める。
【００７１】
図８に例示する形態では、パーティクルカウンタ６４を用いて粒子濃度を監視することで、パウダースケールＰＳの選択除去の完了タイミングを判断し、完了タイミングに基づいて洗浄時間を求める。尚、パーティクルカウンタ６４を用いて監視する粒子の粒径を所定値（例えば、１０μｍ）とし、他の異物や自己酸化スケールＨＳからの剥離スラッジ等による妨害を排除する。
【００７２】
粒子濃度は、洗浄液中の粒子の個数であり、粒子濃度の上昇率は、｛（ｎ時間目の粒子の個数）−（ｎ−１時間目の粒子の個数）｝／（ｎ時間目の粒子の個数）＊１００で求められる。
【００７３】
図９に例示するように、一般的に洗浄時間が長くなるのに伴い粒子濃度は高くなり、粒子濃度の上昇率は減少するので、これらを監視することで、パウダースケールＰＳの選択除去の完了タイミングを判断し、完了タイミングに基づいて洗浄条件（洗浄時間）を求める。
【００７４】
上述した幾つかの実施形態に係る洗浄試験工程によれば、試験体ＴＰの化学洗浄に用いた洗浄液中における粒子濃度を監視することで、パウダースケールＰＳの選択除去の完了タイミングを判断し、完了タイミングに基づいて洗浄条件を求めるので、洗浄条件を定性的に求めることができる。
【００７５】
幾つかの実施形態に係る洗浄試験工程では、粒子濃度の上昇率が閾値未満となるタイミングを完了タイミングとする。
【００７６】
図９に例示する形態では、１０％／時間を閾値とし、粒子濃度の上昇率が１０％／時間未満となるタイミングを完了タイミングとする。
【００７７】
上述した幾つかの実施形態に係る洗浄試験工程によれば、粒子濃度の上昇率が閾値未満となるタイミングを完了タイミングとするので、洗浄条件を定量的に求めることができる。
【００７８】
図８に例示する形態では、パーティクルカウンタ６４を用いて粒子濃度を監視することとしたが、プラント建設時やプラント起動時に行う簡易モニタリング手法を用いてもよい。具体的には、メンブレンフィルタを用いてサンプル水を濾過後、フィルターの色で鉄濃度を推算する手法を用いてもよい。この場合には、洗浄液に含まれる粒子濃度の上昇が認められなくなったタイミングを完了タイミングとする。
【００７９】
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。
【符号の説明】
【００８０】
１    火力発電プラント
１１    タービン復水器
１２    復水ポンプ
１３    復水処理装置
１４    復水昇圧ポンプ
１５    低圧給水ヒータ
１６    脱気器
１７    ボイラ給水ポンプ
１８    高圧給水ヒータ
１９    火炉節炭器
２０    スーパーヒータ
２１    リヒータ
２２    節炭器
２３    火炉
２４    気液分離器
２５    気液分離タンク
２６    ボイラ循環ポンプ
３    洗浄循環経路
３１    バッファタンク
３２    循環ポンプ
３３    加熱器
３４    廃液タンク
３５    仮配管
５    火炉壁管
６    スケール溶解試験装置
６１    温槽
６２    循環ポンプ
６３    循環タンク
６４    パーティクルカウンタ
Ｓ    スケール
ＨＳ    自己酸化スケール
ＰＳ    パウダースケール
Ｂ    バインダー
ＴＰ    試験体
【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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