(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材上にマグネタイトのスケールとヘマタイトのスケールとが形成された部材を洗浄するための薬液を調製する薬液調製方法であって、
中性の除錆剤を含み、かつ、前記ヘマタイトを溶解可能な電位を有するヘマタイト洗浄用薬液を薬液タンクで調製する工程と、
前記中性の除錆剤を含み、かつ、前記ヘマタイト洗浄用薬液の前記電位とは異なる前記マグネタイトを溶解可能な電位を有するマグネタイト洗浄用薬液を前記薬液タンクで調製する工程と、
を含む薬液調製方法。
【請求項２】
前記部材において、前記母材上にマグネタイトのスケールとヘマタイトのスケールとが順に形成されており、
前記部材の洗浄に用いた前記ヘマタイト洗浄用薬液を前記薬液タンク内に回収した後、前記薬液タンクで前記マグネタイト洗浄用薬液を調製する請求項１に記載の薬液調製方法。
【請求項３】
前記部材の洗浄に用いた前記ヘマタイト洗浄用薬液を前記薬液タンク内に回収し、前記回収したヘマタイト洗浄用薬液の電位を前記ヘマタイトが溶解可能な電位に再調整する請求項１または請求項２に記載の薬液調製方法。
【請求項４】
前記部材の洗浄に用いた前記マグネタイト洗浄用薬液を前記薬液タンク内に回収し、前記回収したマグネタイト洗浄用薬液の電位を前記マグネタイトが溶解可能な電位に再調整する請求項１から請求項３のいずれかに記載の薬液調製方法。
【請求項５】
前記ヘマタイト洗浄用薬液に還元剤を添加して、前記ヘマタイト洗浄用薬液の電位を調整する請求項１から請求項４のいずれかに記載の薬液調製方法。
【請求項６】
前記マグネタイト洗浄用薬液に還元剤を添加して、前記マグネタイト洗浄用薬液の電位を調整する請求項１から請求項５のいずれかに記載の薬液調製方法。
【請求項７】
前記中性の除錆剤を含む洗浄用薬液に前記還元剤を添加した場合の、前記還元剤の添加量と前記洗浄用薬液の電位の変化との相関データを予め取得しておき、
前記相関データに基づいて、前記還元剤の添加量を算出する請求項５または請求項６に記載の薬液調製方法。
【請求項８】
前記調製したヘマタイト洗浄用薬液の一部を前記薬液タンクから抜き取り、該抜き取ったヘマタイト洗浄用薬液及びヘマタイト試薬を用いて溶解試験をして、前記ヘマタイト試薬が溶解することを確認する請求項１から請求項７のいずれかに記載の薬液調製方法。
【請求項９】
前記調製したマグネタイト洗浄用薬液の一部を前記薬液タンクから抜き取り、該抜き取ったマグネタイト洗浄用薬液及びマグネタイト試薬を用いて溶解試験をして、前記マグネタイト試薬が溶解することを確認する請求項１から請求項８のいずれかに記載の薬液調製方法。
【請求項１０】
円筒型の前記薬液タンクに、前記薬液タンクの壁面に沿って流れるよう前記薬液タンクに収容された液体を供給し、前記薬液タンクの底部中央から前記液体を排出させる請求項１から請求項９のいずれかに記載の薬液調製方法。
【請求項１１】
前記薬液タンクに収容された液体の液面に接触する酸素量を低減させる酸素接触低減工程を備えている請求項１から請求項１０のいずれかに記載の薬液調製方法。
【請求項１２】
前記酸素接触低減工程において、前記薬液タンクに収容された液体の液面に浮遊部材を浮遊させて前記液面を覆う請求項１１に記載の薬液調製方法。
【請求項１３】
前記酸素接触低減工程において、蓋部材で前記薬液タンクの開口を塞ぎ、前記薬液タンク内に還元雰囲気ガスを供給するとともに、前記薬液タンク内から脱気する請求項１１に記載の薬液調製方法。
【請求項１４】
前記薬液タンクの底部にスラッジ堆積領域を画定し、
前記スラッジ堆積領域を外した領域から前記薬液タンクに収容された液体を排出した後、該排出した液体を前記薬液タンク内へと循環させる請求項２から請求項１３のいずれかに記載の薬液調製方法。
【請求項１５】
前記薬液タンクの底部を水平面に対して傾斜させる請求項２から請求項１３のいずれかに記載の薬液調製方法。
【請求項１６】
前記スラッジ堆積領域からスラッジを排出させる工程を含む請求項１４または請求項１５に記載の薬液調製方法。
【請求項１７】
母材上にマグネタイトのスケールとヘマタイトのスケールとが形成された部材を洗浄するための薬液を調製するための薬液調製装置であって、
開口部を有し、中性の除錆剤を含む洗浄用薬液を収容できる薬液タンクと、
前記薬液タンクに収容された液体を前記薬液タンクから排出する排出ラインと、
前記排出ラインに設置されたポンプと、
前記ポンプから送出された液体を前記薬液タンクに循環させる循環ラインと、
前記薬液タンクに収容された液体の電位を計測し、ヘマタイトを溶解可能な電位及びマグネタイトを溶解可能な電位を出力する電位計測部と、
を備えている薬液調製装置。
【請求項１８】
前記ポンプから送出された洗浄用薬液を洗浄対象機器に供給する供給ラインと、
前記洗浄対象機器に供給された前記洗浄用薬液を前記薬液タンクに回収する回収ラインと、
を備えている請求項１７に記載の薬液調製装置。
【請求項１９】
前記薬液タンクに前記洗浄用薬液の原料を供給できる原料供給部と、
前記電位計測部および前記原料供給部に接続され、前記原料供給部からの前記原料の供
給量を調整し、前記薬液タンク内に収容されている液体の電位が洗浄対象物質を溶解可能な電位になるよう制御する電位制御部と、
を備えている請求項１７または請求項１８に記載の薬液調製装置。
【請求項２０】
前記電位制御部が、予め取得された前記中性の除錆剤を含む洗浄用薬液に還元剤を添加した場合の前記還元剤の添加量と前記洗浄用薬液の電位の変化との相関データに基づいて、前記還元剤の添加量を算出する請求項１９に記載の薬液調製装置。
【請求項２１】
前記薬液タンクに収容された液体を抜き取り、該抜き取った液体を用いて洗浄対象物質の溶解予備試験を実施する予備試験部を備えている請求項１７から請求項２０のいずれかに記載の薬液調整装置。
【請求項２２】
前記薬液タンクは円筒型であり、
前記循環ラインの一端は、前記循環ラインから前記薬液タンクに循環される液体が、前記薬液タンク内に流れ込んだ後、前記薬液タンクの壁面に沿って流れるよう、前記薬液タンクの壁面に接続され、
前記排出ラインの一端は、前記薬液タンクの底部中央に接続されている請求項１７から請求項２１のいずれかに記載の薬液調製装置。
【請求項２３】
前記薬液タンクに収容された液体の液面に接触する酸素量を低減させる酸素接触低減部を備えている請求項１７から請求項２２のいずれかに記載の薬液調製装置。
【請求項２４】
前記酸素接触低減部が、前記薬液タンクに収容された液体の液面に浮遊し、前記液面を覆う浮遊部材である請求項２３に記載の薬液調製装置。
【請求項２５】
前記酸素接触低減部が、前記薬液タンクの前記開口部を塞ぐ蓋部材と、前記蓋部材に設けられた脱気部と、前記薬液タンク内に還元雰囲気ガスを供給するガス供給部と、から構成されている請求項２３に記載の薬液調製装置。
【請求項２６】
前記薬液タンクは底部にスラッジ堆積領域が画定され、
前記排出ラインが前記薬液タンクを貫通し、前記排出ラインの一端が前記薬液タンク内に前記スラッジ堆積領域を外して配置されている請求項１８から請求項２５のいずれかに記載の薬液調製装置。
【請求項２７】
前記排出ラインの一端部が、前記薬液タンクに収容された液体の液面を貫通し、前記液面の上下移動に追従できるフロート構造を有する請求項１８から請求項２５のいずれかに記載の薬液調製装置。
【請求項２８】
前記薬液タンクの底部が水平面に対して傾斜した傾斜部を有する請求項１８から請求項２７のいずれかに記載の薬液調製装置。
【請求項２９】
前記スラッジ堆積領域からスラッジを排出できるよう前記薬液タンクに接続されたスラッジ排出ラインを備えている請求項２６から請求項２８のいずれかに記載の薬液調製装置。
【請求項３０】
母材上にマグネタイトのスケールとヘマタイトのスケールとが形成された部材を洗浄するための化学洗浄方法であって、
中性の除錆剤を含み、かつ、前記ヘマタイトを溶解可能な電位を有するヘマタイト洗浄用薬液を薬液タンクで調製する工程と、
前記ヘマタイト洗浄用薬液を、前記部材を有する洗浄対象機器に供給して前記ヘマタイトを溶解させる工程と、
前記中性の除錆剤を含み、かつ、前記ヘマタイト洗浄用薬液の前記電位とは異なる前記マグネタイトを溶解可能な電位を有するマグネタイト洗浄用薬液を前記薬液タンクで調製する工程と、
前記マグネタイト洗浄用薬液を、前記洗浄対象機器に供給して前記マグネタイトを溶解させる工程と、
を含む化学洗浄方法。
【請求項３１】
前記部材において、前記母材上にマグネタイトのスケールとヘマタイトのスケールとが順に形成されており、
前記部材の洗浄に用いた前記ヘマタイト洗浄用薬液を前記薬液タンク内に回収した後、前記薬液タンクで前記マグネタイト洗浄用薬液を調製する請求項３０に記載の化学洗浄方法。
【請求項３２】
前記部材の洗浄に用いた前記ヘマタイト洗浄用薬液を前記薬液タンク内に回収し、前記回収したヘマタイト洗浄用薬液の電位を前記ヘマタイトが溶解可能な電位に再調整した後、前記再調整したヘマタイト洗浄用薬液を前記洗浄対象機器に供給する請求項３０または請求項３１に記載の化学洗浄方法。
【請求項３３】
前記部材の洗浄に用いた前記マグネタイト洗浄用薬液を前記薬液タンク内に回収し、前記回収したマグネタイト洗浄用薬液の電位を前記マグネタイトが溶解可能な電位に再調整した後、前記再調整したマグネタイト洗浄用薬液を前記洗浄対象機器に供給する請求項３０から請求項３２のいずれかに記載の化学洗浄方法。
【請求項３４】
前記ヘマタイト洗浄用薬液に還元剤を添加して、前記ヘマタイト洗浄用薬液の電位を調整する請求項３０から請求項３３のいずれかに記載の化学洗浄方法。
【請求項３５】
前記マグネタイト洗浄用薬液に還元剤を添加して、前記マグネタイト洗浄用薬液の電位を調整する請求項３０から請求項３４のいずれかに記載の化学洗浄方法。
【請求項３６】
前記中性の除錆剤を含む洗浄用薬液に前記還元剤を添加した場合の、前記還元剤の添加量と前記洗浄用薬液の電位の変化との相関データを予め取得しておき、
前記相関データに基づいて、前記還元剤の添加量を算出する請求項３４または請求項３５に記載の化学洗浄方法。
【請求項３７】
前記調製したヘマタイト洗浄用薬液の一部を前記薬液タンクから抜き取り、該抜き取ったヘマタイト洗浄用薬液及びヘマタイト試薬を用いて溶解試験をして、前記ヘマタイト試薬が溶解することが確認された後、前記ヘマタイト洗浄用薬液を前記洗浄対象機器に供給する請求項３０から請求項３６のいずれかに記載の化学洗浄方法。
【請求項３８】
前記調製したマグネタイト洗浄用薬液の一部を前記薬液タンクから抜き取り、該抜き取ったマグネタイト洗浄用薬液及びマグネタイト試薬を用いて溶解試験をして、前記マグネタイト試薬が溶解することが確認された後、前記マグネタイト洗浄用薬液を前記洗浄対象機器に供給する請求項３０から請求項３７のいずれか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、火力発電システム中のボイラの火炉壁管内面などに形成されるヘマタイトのスケール及びマグネタイトのスケールを除去するための化学洗浄方法と、それに用いる洗浄用薬液を調整する方法及び洗浄用薬液を調整する装置に関する。
【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給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）が生成し、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。
【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。
【０００４】
従来、化学洗浄には、酸性の洗浄液（塩酸など）が用いられる。特許文献１は、ガスタービン及び蒸気タービンの複合発電プラントにおいて、蒸気ドラムにアルカリ性の洗浄薬品（例えば水酸化ナトリウム）を入れガスタービンを無負荷以上の負荷運転を行うことによって排熱回収ボイラの管内を洗浄する方法を開示している。特許文献２は、排熱回収ボイラの排ガス供給口および排ガス出口を閉塞した状態で、伝熱管内に加熱された洗浄液を流通させる洗浄方法を開示している。
【０００５】
また、特許文献３は、ボイラ運転中にボイラ水系にアルドン酸またはアルドン酸塩と、キレート剤（例えばエチレンジアミン四酢酸）とを添加することにより、スケールを除去する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−７９５０４号公報（段落［０００９］及び段落［００１４］）
【特許文献２】特開平１１−３７４０５号公報（請求項１）
【特許文献３】特開２０１１−２１２５９１号公報（請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のように酸性の洗浄液を使用する場合、洗浄中に水素ガスが発生するので、化学洗浄は火気を用いる機械・電気工事と並行して作業することができない。このように、化学洗浄を実施している間は、洗浄液に浸漬されている機器だけでなく他の機器でもメンテナンス作業を行うことができず、メンテナンスを効率良く行うことができないという問題がある。
【０００８】
また、塩酸や水酸化ナトリウムなどの洗浄液は所望の洗浄力を得るために加熱して使用される。そのため洗浄液を加熱する昇温設備を別途設置する必要がありコストが高くなる。また、洗浄液および洗浄液に浸漬された機器内を洗浄後に中和しなければならず、多量の中和水や別途中和設備も必要となる。また、塩酸や水酸化ナトリウムなどの洗浄液は、取扱いが難しい。
【０００９】
ヘマタイトは難溶性酸化物であり、従来の酸性の洗浄液（例えば塩酸系やクエン酸系）では、洗浄液中に溶解しにくい。特許文献３に記載のようなキレート剤を主成分とした中性の洗浄薬液は、そのままではスケールの溶解が難しく、洗浄に時間がかかり、母材の腐食量が大きくなってしまうため、実機には適用できない。１０年以上稼働させた火炉壁管では、スケールが基準値まで厚く成長しており、そのような部材を洗浄するためには特に洗浄力の強い薬液が必要とされる。洗浄力の低い薬液で洗浄すると、ヘマタイトは完全に溶解されずに剥離してスラッジとなる。火炉壁管内面には、ヘマタイトの下に自己酸化スケールであるマグネタイトが形成されているため、マグネタイトだけ溶解してヘマタイトが火炉壁管内面から剥離した場合にも、スラッジが発生する。
【００１０】
火力発電システム中の貫流ボイラの火炉壁管などは配管形状が長く複雑なために、スラッジが発生すると配管の途中の一部に集積して配管内を閉塞する場合がある。
このため、従来の化学洗浄では洗浄液からスラッジを除去する必要があった。スラッジを除去する方法としては、洗浄液が通過する部分の途中にフィルタを設けて洗浄液中に浮遊するスラッジを捕集する方法や、化学洗浄後に洗浄対象機器の配管等の一部を切断して管内部を点検して、吸引清掃など物理的方法により除去してから再度配管を溶接する方法などがある。
【００１１】
ヘマタイトを溶解させるには、ヘマタイトの洗浄に用いる薬液をマグネタイトの洗浄に用いる薬液と異なる液組成に調整する必要があるが、液組成の異なる薬液を使用すると、廃液の処理などに手間がかかる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ヘマタイトおよびマグネタイトのスケールを、低コストで短時間に化学洗浄するための薬液を調製する方法およびその薬液を調製する装置、並びに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】
【００１３】
本発明は、母材上にマグネタイトのスケールとヘマタイトのスケールとが形成された部材を洗浄するための薬液を調製する薬液調製方法であって、中性の除錆剤を含み、かつ、前記ヘマタイトを溶解可能な電位を有するヘマタイト洗浄用薬液を薬液タンクで調製する工程と、前記中性の除錆剤を含み、かつ、前記ヘマタイト洗浄用薬液の前記電位とは異なる前記マグネタイトを溶解可能な電位を有するマグネタイト洗浄用薬液を前記薬液タンクで調製する工程と、を含む薬液調製方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は母材上にマグネタイトのスケールとヘマタイトのスケールとが形成された部材を洗浄するための化学洗浄方法であって、中性の除錆剤を含み、かつ、前記ヘマタイトを溶解可能な電位を有するヘマタイト洗浄用薬液を薬液タンクで調製する工程と、前記ヘマタイト洗浄用薬液を、前記部材を有する洗浄対象機器に供給して前記ヘマタイトを溶解させる工程と、前記中性の除錆剤を含み、かつ、前記ヘマタイト洗浄用薬液の前記電位とは異なる前記マグネタイトを溶解可能な電位を有するマグネタイト洗浄用薬液を前記薬液タンクで調製する工程と、前記マグネタイト洗浄用薬液を、前記洗浄対象機器に供給して前記マグネタイトを溶解させる工程と、を含む化学洗浄方法を提供する。
【００１５】
上記発明によれば、中性の除錆剤を用いるため、洗浄用薬液の取り扱い及び廃液処理が容易である。また、中性の除錆剤を用いるため、水素ガスの発生を抑制できる。それにより、その他の工程を同時に進めることも可能となるため、メンテナンス工期を短縮できる。
【００１６】
上記発明によれば、洗浄用薬液の組成を変えなくても、洗浄用薬液の電位を変化させるだけで洗浄対象物質毎に溶解させられる。また、洗浄対象の物質に適した電位とすることで、洗浄用薬液の洗浄力を高めて効率よく洗浄できるため、洗浄用薬液を昇温させる必要性が低下し、大掛かりな加温設備が不要となる。それにより、仮設配管等の工事が減少し、コストを抑えることができる。また、キレート剤を用いた中性の除錆剤であってもヘマタイトのスケールの溶解が可能となり、洗浄時間も短縮できる。
【００１７】
上記発明によれば、ヘマタイト洗浄用薬液とマグネタイト洗浄用薬液の基本成分は同じであるため、廃液処理を一括して行うことができる。
【００１８】
上記発明の一態様において、前記部材において、前記母材上にマグネタイトのスケールとヘマタイトのスケールとが順に形成されており、前記部材の洗浄に用いた前記ヘマタイト洗浄用薬液を前記薬液タンク内に回収した後、前記薬液タンクで前記マグネタイト洗浄用薬液を調製することが好ましい。
【００１９】
ヘマタイト洗浄用薬液とマグネタイト洗浄用薬液とは、基本成分が共通しているため、共通の薬液タンクに回収できる。回収したヘマタイト洗浄用薬液は電位などを調整しなおすことで、マグネタイト洗浄用薬液として再利用できる。それにより洗浄にかかるコストを低減できる。
【００２０】
上記発明の一態様において、前記部材の洗浄に用いた前記ヘマタイト洗浄用薬液を前記薬液タンク内に回収し、前記回収したヘマタイト洗浄用薬液の電位を前記ヘマタイトが溶解可能な電位に再調整してもよい。
【００２１】
上記発明の一態様において、前記部材の洗浄に用いた前記マグネタイト洗浄用薬液を前記薬液タンク内に回収し、前記回収したマグネタイト洗浄用薬液の電位を前記マグネタイトが溶解可能な電位に再調整してもよい。
【００２２】
洗浄用薬液を回収して洗浄対象物質を溶解するのに適した電位に調整しなおすことで、洗浄用薬液の洗浄力を維持できる。
【００２３】
上記発明の一態様において、前記ヘマタイト洗浄用薬液に還元剤を添加して、前記ヘマタイト洗浄用薬液の電位を調整することができる。
【００２４】
上記発明の一態様において、前記マグネタイト洗浄用薬液に還元剤を添加して、前記マグネタイト洗浄用薬液の電位を調整することができる。
【００２５】
上記発明の一態様において、前記中性の除錆剤を含む洗浄用薬液に前記還元剤を添加した場合の、前記還元剤の添加量と前記洗浄用薬液の電位の変化との相関データを予め取得しておき、前記相関データに基づいて、前記還元剤の添加量を算出してもよい。
【００２６】
還元剤を用いることで、洗浄用薬液の電位を微調整できる。また、予め相関データを取得しておくことで、洗浄用薬液を所望の電位に調整したい場合に、還元剤添加量の目安がわかるため、電位の調整をスムーズに行うことができる。
【００２７】
上記発明の一態様において、前記調製したヘマタイト洗浄用薬液の一部を前記薬液タンクから抜き取り、該抜き取ったヘマタイト洗浄用薬液及びヘマタイト試薬を用いて溶解試験をして、前記ヘマタイト試薬が溶解することを確認してもよい。
【００２８】
上記発明の一態様において、前記調製したマグネタイト洗浄用薬液の一部を前記薬液タンクから抜き取り、該抜き取ったマグネタイト洗浄用薬液及びマグネタイト試薬を用いて溶解試験をして、前記マグネタイト試薬が溶解することを確認してもよい。
【００２９】
溶解試験をすることで、洗浄用薬液の洗浄力を簡易的にチェックできる。それにより、洗浄時間や洗浄の繰り返しの有無を決定しやすくなる。
【００３０】
上記発明の一態様において、円筒型の前記薬液タンクに、前記薬液タンクの壁面に沿って流れるよう薬液タンクに収容された液体を供給し、前記薬液タンクの底部中央から前記液体を排出させるとよい。
【００３１】
上記発明の一態様において、前記薬液タンクに収容された液体の液面に接触する酸素量を低減させる酸素接触低減工程を備えているとよい。
【００３２】
前記酸素接触低減工程において、前記薬液タンクに収容された液体の液面に浮遊部材を浮遊させて前記液面を覆ってもよい。
【００３３】
前記酸素接触低減工程において、蓋部材で前記薬液タンクの開口を塞ぎ、前記薬液タンク内に還元雰囲気ガスを供給するとともに、前記薬液タンク内から脱気してもよい。
【００３４】
上記発明の一態様において、前記薬液タンクの底部にスラッジ堆積領域を画定し、前記スラッジ堆積領域を外した領域から前記薬液タンクに収容された液体を排出した後、該排出した液体を前記薬液タンク内へと循環させることができる。
【００３５】
上記発明の一態様において、前記薬液タンクの底部を水平面に対して傾斜させてもよい。
【００３６】
上記発明の一態様において、前記スラッジ堆積領域からスラッジを排出させる工程を含んでもよい。
【００３７】
また、本発明は母材上にマグネタイトのスケールとヘマタイトのスケールとが形成された部材を洗浄するための薬液を調製するための薬液調製装置であって、開口部を有し、中性の除錆剤を含む洗浄用薬液を収容できる薬液タンクと、前記薬液タンクに収容された液体を前記薬液タンクから排出する排出ラインと、前記排出ラインに設置されたポンプと、前記ポンプから送出された液体を前記薬液タンクに循環させる循環ラインと、前記薬液タンクに収容された液体の電位を計測し、ヘマタイトを溶解可能な電位及びマグネタイトを溶解可能な電位を出力する電位計測部と、を備えている薬液調製装置を提供する。
【００３８】
上記発明の一態様において、前記ポンプから送出された洗浄用薬液を洗浄対象機器に供給する供給ラインと、前記洗浄対象機器に供給された前記洗浄用薬液を前記薬液タンクに回収する回収ラインと、を備えていることが好ましい。
【００３９】
上記発明の一態様において、前記薬液タンクに前記洗浄用薬液の原料を供給できる原料供給部と、前記電位計測部および前記原料供給部に接続され、前記原料供給部からの前記原料の供給量を調整し、前記薬液タンク内に収容されている液体の電位が洗浄対象物質を溶解可能な電位になるよう制御する電位制御部と、を備えていてもよい。
【００４０】
上記発明の一態様において、前記電位制御部が、予め取得された前記中性の除錆剤を含む洗浄用薬液に還元剤を添加した場合の前記還元剤の添加量と前記洗浄用薬液の電位の変化との相関データに基づいて、前記還元剤の添加量を算出してもよい。
【００４１】
上記発明の一態様において、前記薬液タンクに収容された液体を抜き取り、該抜き取った液体を用いて洗浄対象物質の溶解予備試験を実施する予備試験部を備えていてもよい。
【００４２】
上記発明の一態様において、前記薬液タンクは円筒型であり、前記循環ラインの一端は、前記循環ラインから前記薬液タンクに循環される液体が、前記薬液タンク内に流れ込んだ後、前記薬液タンクの壁面に沿って流れるよう、前記薬液タンクの壁面に接続され、前記排出ラインの一端は、前記薬液タンクの底部中央に接続されているとよい。
【００４３】
上記構成とすることで、薬液タンク内に渦流を形成できるため、洗浄用薬液の原料をよく撹拌混合できる。
【００４４】
上記発明の一態様において、前記薬液タンクに収容された液体の液面に接触する酸素量を低減させる酸素接触低減部を備えていることが好ましい。
【００４５】
前記酸素接触低減部が、前記薬液タンクに収容された液体の液面に浮遊し、前記液面を覆う浮遊部材であってよい。
【００４６】
上記発明の一態様において、前記酸素接触低減部が、前記薬液タンクの前記開口部を塞ぐ蓋部材と、前記蓋部材に設けられた脱気部と、前記薬液タンク内に還元雰囲気ガスを供給するガス供給部と、から構成されていてもよい。
【００４７】
薬液タンクに収容された液体に酸素を接触させないようにすることで、薬液調製の段階から還元力が低下するのを防止できる。還元力を維持させることで、洗浄力の高い洗浄用薬液を調製できる。
【００４８】
上記発明の一態様において、前記薬液タンクは底部にスラッジ堆積領域が画定され、前記排出ラインが前記薬液タンクを貫通し、前記排出ラインの一端が前記薬液タンク内に前記スラッジ堆積領域を外して配置されていてもよい。
【００４９】
上記発明の一態様において、前記排出ラインの一端部が、前記薬液タンクに収容された液体の液面を貫通し、前記液面の上下移動に追従できるフロート構造を有してもよい。
【００５０】
上記態様によれば、回収した洗浄用薬液を再調製して洗浄対象機器へと再供給する際に、スラッジを持ち込むことを防止できる。
【００５１】
上記発明の一態様において、前記薬液タンクの底部が水平面に対して傾斜した傾斜部を有していてもよい。
【００５２】
スラッジを一か所に集約できるため、回収した洗浄用薬液を再調製して洗浄対象機器へと再供給する際に、スラッジの持ち込みを防止できる。
【００５３】
上記発明の一態様において、前記スラッジ堆積領域からスラッジを排出できるよう前記薬液タンクに接続されたスラッジ排出ラインを備えていてもよい。
【００５４】
スラッジを排出することで、回収した洗浄用薬液を再調製して洗浄対象機器へと再供給する際に、スラッジを持ち込むことを防止できる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明は、洗浄対象物質に応じて洗浄用薬液の電位を調整することでヘマタイトおよびマグネタイトのスケールを、低コストで短時間に化学洗浄できる洗浄用薬液を調製できる。そのような洗浄用薬液を調製するための薬液調製装置は、昇温設備や中和槽を必須の構成としないため、装置構成を簡略化でき、化学洗浄に要するコストを大幅に削減できる。本発明で調整される中性の除錆剤を含む洗浄用薬液は、洗浄時に水素を発生しないため、化学洗浄と同時に他の作業を行うことが可能である。このため本発明は、従来技術と比較してメンテナンス工期を短縮できるという有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態に係る薬液調製装置を説明する概略図である。
【図２】第１実施形態に係る薬液調製装置の一例を説明する概略図である。
【図３】第１実施形態に係る化学洗浄方法の手順を説明するフロー図である。
【図４】ヘマタイトを洗浄する前後の被洗浄部材の部分断面図である。
【図５】第１実施形態における溶解試験の結果をまとめた図である。
【図６】還元剤（Ｎａ２ＳＯ３）濃度と水溶液の電位との関係を示すグラフである。
【図７】第２実施形態に係る薬液調製装置を説明する概略構成図である。
【図８】第４実施形態に係る溶解試験を説明する概略図である。
【図９】第５実施形態の薬液タンクの上面図である。
【図１０】第１実施形態の薬液タンクの上面図である。
【図１１】第６実施形態に係る薬液調製装置を説明する概略構成図である。
【図１２】第７実施形態に係る薬液調製装置を説明する概略構成図である。
【図１３】第８実施形態に係る薬液調製装置を説明する概略構成図である。
【図１４】第９実施形態に係る薬液調製装置を説明する概略構成図である。
【図１５】第１０実施形態に係る薬液調製装置を説明する概略構成図である。
【図１６】第１１実施形態に係る薬液調製装置を説明する概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下では火力発電システムを例に挙げて本発明の薬液調製方法及び薬液調製装置、並びに化学洗浄方法の実施形態を説明する。但し、本発明は火力発電システムに限定されず、ヘマタイトのスケールおよびマグネタイトのスケールが形成される他の機器に対しても適用可能である。
【００５８】
以下においては、説明の便宜上、紙面を基準として「上」及び「下」の表現を用いて各構成要素の位置関係を特定する。
【００５９】
［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係る薬液調製装置を説明する概略図である。図１は、メンテナンス時において火力発電システム１に薬液調製装置１００が設置された場合を示す。火力発電システム１は貫流ボイラ１０を備えている。ボイラの給水系統として復水器２０、復水脱塩装置２１、グランド蒸気復水器２２、低圧給水加熱器２３、脱気器２４、高圧給水加熱器２５、及び、節炭器２６が設置されている。ボイラの蒸気系統として気水分離器３０、過熱器３１、タービン３２、及び、再熱器３３が設置されている。タービン３２としては、高圧タービン、中圧タービンと低圧タービンとが設置されていても良い。火力発電システム１では、貫流ボイラ１０の火炉壁管などの伝熱配管内部に粉状スケールであるヘマタイトおよびマグネタイトが形成されて伝熱配管の熱伝導率が低下している。従って、伝熱性能の回復のために、貫流ボイラ１０が洗浄対象機器となっている。
【００６０】
第１実施形態の薬液調製装置１００は、薬液タンク１０１、薬液タンク１０１から液体を排出する排出ライン１０２、排出ライン１０２に設置されたポンプ１０３、ポンプ１０３から送出された液体を薬液タンク１０１に循環させる循環ライン１０４、薬液タンク１０１に収容された液体の電位を測定する電位計測部１０５、洗浄用薬液を貫流ボイラ１０に供給する供給ライン１０６、および貫流ボイラ１０から薬液タンク１０１に洗浄用薬液を回収する回収ライン１０７を有する。薬液調製装置１００は、洗浄用薬液の濃度を調整する、洗浄廃液を回収する、洗浄用薬液の液温を上昇させることができる。
【００６１】
図２は、薬液調製装置１００の一例を説明する概略図である。
薬液タンク１０１は中性の除錆剤を含む洗浄用薬液を収容できる。薬液タンク１０１は、上部に開口部を有している。該開口部から薬液タンク１０１内に洗浄用薬液の原料が供給され得る。図２は、外部からローリー車１０８（原料供給装置）を用いて原料が供給されるものである。循環ライン１０４にエジェクタを接続して原料を供給してもよい。
【００６２】
薬液タンク１０１は、従来から火力発電システム１に本設されている給水タンクに代わる構成であってよい。給水タンクは、単純に純水を補給するためだけのものである。通常、給水タンクは開放型単胴構造であり、タンク底部よりポンプを介して補給水をボイラへと供給できる。
【００６３】
排出ライン１０２は、薬液タンク１０１に収容された液体Ｌを薬液タンク１０１外へと排出できる。「薬液タンクに収容された液体」は、洗浄用薬液の原料となる液体（例えば純水）および原料が混合された後の洗浄用薬液、または電位が調整された後の洗浄用薬液であってよい。排出ライン１０２の一端は、薬液タンク１０１の壁面に接続されている。
【００６４】
ポンプ１０３は、排出ライン１０２に設置されている。ポンプ１０３は、薬液タンク１０１に収容されている液体Ｌを排出ライン１０２へと導いた後、循環ライン１０４へ向けて送出できる。また、ポンプ１０３は、電位が調整された後の洗浄用薬液を供給ライン１０６へ向けて送出できる。
【００６５】
循環ライン１０４は、ポンプ１０３から送出された液体を薬液タンク１０１に戻すことができる。循環ライン１０４は、薬液タンク１０１と排出ライン１０２のポンプ下流側とを連結している。循環ライン１０４は、排出ライン１０２の上側に位置することが好ましい。循環ラインの途中にはバルブＶ１が設けられている。
【００６６】
電位計測部１０５は、薬液タンク１０１に収容された液体Ｌの電位を計測できる。「電位」とは、酸化還元電位（ＯＲＰ）および腐食電位を含む。電位は、銀−塩化銀電極基準電極を用いて計測する。電位計測部１０５は、ヘマタイトを溶解可能な電位およびマグネタイトを溶解可能な電位を出力する。
【００６７】
供給ライン１０６は、ポンプ１０３から送出された洗浄用薬液を貫流ボイラ１０に供給できる。供給ライン１０６は、排出ライン１０２と貫流ボイラ１０とを連結している。供給ライン１０６の途中にはバルブ２が設けられている。
【００６８】
回収ライン１０７は、貫流ボイラ１０に供給された洗浄用薬液を薬液タンク１０１に回収できる。図２には示していないが、回収ライン１０７は、貫流ボイラ１０と薬液タンク１０１とを連結している。回収ライン１０７の途中には、バルブ３が設けられている。
【００６９】
第１実施形態の薬液調製装置１００を用いて洗浄用薬液を調製する方法及び調製した洗浄用薬液を用いた化学洗浄法を以下で説明する。本実施形態では、母材上にヘマタイトのスケールとマグネタイトのスケールが順に形成された部材を洗浄する場合の手順を例示する。
【００７０】
本実施形態の化学洗浄方法は例えば、火力発電システムの定期点検時において、炉内足場を架設する工程や洗浄対象機器（貫流ボイラ１０）以外の機器を工事する工程の期間中に実施される。本実施形態の化学洗浄方法を実施するに当たり、貫流ボイラ１０と節炭器２６とを連結する配管に設置されるバルブは閉鎖される。
【００７１】
図３は、本実施形態に係る化学洗浄方法の手順を説明するフロー図である。化学洗浄方法は、薬液調整方法を包含している。図４は、ヘマタイトを洗浄する前後の被洗浄部材の部分断面図である。同図において（Ａ）はヘマタイトを洗浄する前、（Ｂ）はヘマタイトを洗浄した後（マグネタイトを溶解させる前）の被洗浄部材を示す。
【００７２】
本実施形態に係る化学洗浄法は、以下の工程を含んでいる。
（Ｓ１）ヘマタイト洗浄用薬液を調製する工程
（Ｓ２）被洗浄部材に形成されたヘマタイトを溶解させる工程
（Ｓ３）洗浄に使用したヘマタイト洗浄用薬液を回収する工程
（Ｓ４）マグネタイト洗浄用薬液を調製する工程
（Ｓ５）被洗浄部材に形成されたマグネタイトを溶解させる工程
（Ｓ６）洗浄に使用したマグネタイト洗浄用薬液を回収する工程
【００７３】
＜ヘマタイト洗浄用薬液の調製（Ｓ１）＞
薬液調製装置１００を用いて、ヘマタイト洗浄用薬液を調製する。
ヘマタイト洗浄用薬液に用いられる原料は、純水および中性の除錆剤を含む。
中性の除錆剤は、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、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸アンモニウムなどのチオ硫酸塩、亜ジチオン酸及び亜ジチオン酸塩、チオン酸及びチオン酸塩、三チオン酸、四チオン酸などのポリチオン酸及びポリチオン酸塩、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。中性の除錆剤には腐食抑制剤が添加されていても良い。
【００７４】
ヘマタイト洗浄用薬液の原料には、発泡を防止するための消泡剤を含んでいても良いし、含まなくても良い。本実施形態では公知の消泡剤を使用することができる。
【００７５】
ヘマタイト洗浄用薬液を調製（Ｓ１）する工程では、まず、バルブＶ１、バルブＶ２およびバルブＶ３は閉鎖する。次に、薬液タンク１０１にヘマタイト洗浄用薬液の原料を供給する。ヘマタイト洗浄用薬液の原料の供給は、例えば、純水を薬液タンク１０１に満たした後、該純水に他の成分を添加することで行われる。他の成分は混合された混合原液として添加されてよく、それぞれ単独で添加されてもよい。ヘマタイト洗浄用薬液の原料の供給は、ローリー車１０８などを用いて実施できる。ヘマタイト洗浄用薬液は、所望の洗浄力及び洗浄時間が得られるように、キレート剤、還元剤及び腐食抑制剤の濃度が適切に調整されている。例えば、キレート剤の濃度は１重量％〜１０重量％、還元剤の濃度は０．０５重量％〜７．５重量％とされ得る。ヘマタイト洗浄用薬液は、ｐＨが４〜８であり、好ましくはｐＨが５〜７である。
【００７６】
続いて、バルブＶ１を開放し、ポンプ１０３を起動させる。それにより、薬液タンク１０１に収容された液体Ｌは、薬液タンク１０１、排出ライン１０２、ポンプ１０３および循環ライン１０４の間で循環される。液体Ｌを流動させることで、ヘマタイト洗浄用薬液の原料の各成分を混合できる。液体Ｌはポンプ１０３を経由する際に、ポンプ１０３を起動させたことで生じた熱を吸収し、昇温される。
【００７７】
薬液タンク１０１では、電位計測部１０５により薬液タンク１０１に収容された液体Ｌの電位を計測する。該計測した電位を見ながら、薬液タンク１０１に収容された液体Ｌの電位を、ヘマタイトを溶解できる電位に調整し、ヘマタイト洗浄用薬液とする。電位は窒素と空気の量を調整することでも調整できるが、本実施形態において電位の調整は、還元剤の添加量を調整することで行う。ヘマタイト洗浄用薬液の初期電位は、−０．８Ｖ［Ｖ  ｖｓ  ＳＳＥ］以上であり、マグネタイト洗浄用薬液の初期電位よりも低い範囲にある。電位が−０．８Ｖ未満になるとＦｅ０が生じ、スラッジが沈殿したり火炉壁管に鉄が付着する。
【００７８】
＜ヘマタイトの洗浄（Ｓ２）＞
バルブＶ１を閉鎖し、バルブＶ２を開放して、Ｓ１で調製したヘマタイト洗浄用薬液を貫流ボイラ１０に供給する。その後、ポンプ１０３を停止し、バルブＶ２を閉鎖して、静置してヘマタイトを洗浄する。ヘマタイト洗浄用薬液の供給量は、貫流ボイラ１０内でヘマタイトのスケールが形成された領域がヘマタイト洗浄用薬液に浸漬される量であるとよい。漬け置き時間（洗浄時間）はヘマタイトの発生量にもよるが、例えば２４時間〜６０時間である。
【００７９】
＜ヘマタイト洗浄用薬液の回収（Ｓ３）＞
Ｓ２で所定時間洗浄した後、バルブＶ３を開放し、洗浄に用いたヘマタイト洗浄用薬液を薬液タンク１０１に回収する。洗浄対象機器でスラッジが発生していた場合には、このスラッジも薬液タンク１０１に回収される。
【００８０】
＜マグネタイト洗浄用薬液の調製（Ｓ４）＞
バルブＶ３を閉鎖し、薬液調製装置１００を用いてマグネタイト洗浄用薬液を調製する。マグネタイト洗浄用薬液の原料成分は、ヘマタイト洗浄用薬液と同様とする。回収したヘマタイト洗浄用薬液は廃棄してもよいが、本実施形態では回収したヘマタイト洗浄用薬液を用いて、マグネタイト洗浄用薬液を調製する。
【００８１】
薬液タンク１０１にマグネタイト洗浄用薬液の原料を供給する。原料の供給は、ヘマタイト洗浄用薬液を調製する工程と同様に実施できる。ただし、薬液タンク１０１には回収したヘマタイト洗浄用薬液が収容されているため、原料の供給量は補充程度となる。
マグネタイト洗浄用薬液は、所望の洗浄力及び洗浄時間が得られるように、キレート剤、還元剤及び腐食抑制剤の濃度が適切に調整されている。マグネタイト洗浄用薬液は、ｐＨが４〜８であり、好ましくはｐＨが５〜７である。
【００８２】
続いて、バルブＶ１を開放し、ポンプ１０３を起動させる。それにより、薬液タンク１０１に収容された液体Ｌは、薬液タンク１０１、排出ライン１０２、ポンプ１０３および循環ライン１０４の間で循環される。液体Ｌを流動させることで、マグネタイト洗浄用薬液の原料の各成分を混合できる。液体Ｌはポンプ１０３を経由する際に、ポンプ１０３を起動させたことで生じた熱を吸収し、昇温される。
【００８３】
薬液タンク１０１では、収容された液体Ｌの電位を計測する。薬液タンク１０１に収容された液体Ｌの電位を、マグネタイトを溶解できる電位に調整し、マグネタイト洗浄用薬液とする。本実施形態において電位の調整は、還元剤の添加量を調整することで行う。マグネタイト洗浄用薬液の初期電位は、ヘマタイト洗浄用薬液の初期電位よりも高く、−０．３６Ｖ［Ｖ  ｖｓ  ＳＳＥ］以下の範囲にある。
【００８４】
＜マグネタイトの洗浄（Ｓ５）＞
バルブＶ１を閉鎖し、バルブＶ２を開放して、Ｓ４で調製したマグネタイト洗浄用薬液を貫流ボイラ１０に供給する。その後、ポンプ１０３を停止し、バルブＶ２を閉鎖して、静置してマグネタイトを溶解させる。マグネタイト洗浄用薬液の供給量は、貫流ボイラ１０内でマグネタイトのスケールが形成された領域がマグネタイト洗浄用薬液に浸漬される量であるとよい。漬け置き時間（洗浄時間）はヘマタイトの発生量にもよるが、例えば２４時間〜６０時間である。
【００８５】
＜マグネタイト洗浄用薬液の回収（Ｓ６）＞
Ｓ５で所定時間洗浄した後、バルブＶ３を開放し、洗浄に用いたマグネタイト洗浄用薬液を薬液タンク１０１に回収する。回収したマグネタイト洗浄用薬液は適宜廃棄する。
【００８６】
上記Ｓ１〜Ｓ３およびＳ４〜Ｓ６は、それぞれ必要に応じて繰り返す。それにより、より確実に洗浄対象物質を溶解（洗浄）させることができる。Ｓ１〜Ｓ３またはＳ４〜Ｓ６を繰り返す際、回収した洗浄用薬液は廃棄してもよいが、電位を調整しなおすことで再利用できる。Ｓ１〜Ｓ３またはＳ４〜Ｓ６を繰り返す場合には、Ｓ２及びＳ５における漬け置き時間を短縮する。例えば、ヘマタイトを溶解させる工程を通して２４時間以上となるように適宜調整する。繰り返し回数は、Ｓ３またはＳ６で回収した洗浄用薬液中の鉄濃度値に基づき決定されうる。鉄濃度値により繰り返し回数を決定する場合は、基礎試験またはシミュレーションにより被洗浄部材に付着した洗浄対象物質（ヘマタイトまたはマグネタイト）が十分に溶出したことを示す鉄濃度値を予め取得しておくとよい。また、繰り返し回数は、Ｓ３またはＳ６で洗浄用薬液を回収した後、洗浄対象部材の表面を観察して決定されてもよい。観察は、目視またはＣＣＤカメラなどで実施できる。ヘマタイトは凡そ赤色、マグネタイトは凡そ黒色、母材は例えば銀色であり、それぞれ目視でも識別可能な色調である。ＣＣＤの場合は、Ｒ成分強度が所定の基準未満になったかどうかで判断できる。
【００８７】
本実施形態によれば、中性の除錆剤を用いることで、洗浄用薬液の取り扱いおよび廃液処理が容易となる。また、中性の除錆剤を用いることで、水素ガスの発生を抑制できるため、その他の工程を同時に進めることも可能となり、化学洗浄に要する工期を短縮できる。
【００８８】
本実施形態によれば、薬液タンク１０１に収容された液体Ｌを、ポンプ１０３を介して循環させることで、調製後のヘマタイト洗浄用薬液およびマグネタイト洗浄用薬液の液温を１０℃〜５０℃上昇させ、各洗浄用薬液の洗浄力を向上できる。
【００８９】
マグネタイト洗浄用薬液の初期電位はヘマタイト洗浄用薬液の初期電位よりも高い。本実施形態によれば、洗浄対象物質（ヘマタイト、マグネタイト）に応じて洗浄用薬液の電位を調整することで、還元剤の過剰使用を回避できる。また、本実施形態によれば、電位を調整するだけで洗浄対象物質に適した洗浄用薬液にできる。本実施形態によれば、ヘマタイト洗浄用薬液およびマグネタイト洗浄用薬液の基本成分は共通しているため、洗浄対象物質が２種類であっても、廃液処理を一括して行える。
【００９０】
（ヘマタイトおよびマグネタイトを溶解できる電位）
ヘマタイト粉末（キシダ化学社製、粒径４５μｍ）およびマグネタイト粉末（キシダ化学社製、粒径４５μｍ）を用いて溶解試験を行った。還元剤として硫黄系還元剤Ａを用いた。還元剤濃度１．８重量％のとき、ｐＨ６、温度２５℃、溶解時間２４時間以内で、約７７００ｐｐｍのヘマタイト試薬の溶解が確認された。また、還元剤濃度０．０５％のとき、ｐＨ６、温度１０℃、溶解時間１０時間で、約７５００ｐｐｍのマグネタイト試薬の溶解が確認された。還元剤濃度０．０５％のとき、同様の条件ではヘマタイト試薬は溶解されなかった。溶解試験の結果を図５にまとめた。図５によれば、ヘマタイトは還元剤濃度が１．８重量％以上で溶解でき、マグネタイトは還元剤濃度が０．０５重量％以上で溶解でき、ヘマタイトとマグネタイトとは溶解可能な還元剤濃度が異なるという知見が得られた。
【００９１】
図６に、還元剤（Ｎａ２ＳＯ３）濃度と水溶液の電位との関係を示す。同図において、横軸が還元剤濃度、縦軸が電位（銀−塩化銀電極基準、計算値）である。水溶液の溶質は還元剤のみと仮定した。水溶液の電位はＮａ２ＳＯ３の添加量に応じて低下した。Ｎａ２ＳＯ３を０．０５重量％添加すると、水溶液の電位は−０．５３Ｖとなった。Ｎａ２ＳＯ３を１．８重量％添加すると、水溶液の電位は−０．５８Ｖとなった。
【００９２】
上記結果によれば、ヘマタイトとマグネタイトにはそれぞれ洗浄に適した電位があり、還元剤の添加量を調整することで、洗浄用薬液を所望の電位に調整できることが確認された。
【００９３】
マグネタイト（物質量２３２）とヘマタイト（物質量１６０）とは、Ｆｅの価数・結晶構造・誘電率・透磁率・格子定数などで異なる物性を有している。上記のようにマグネタイトとヘマタイトとで溶解できる濃度範囲が異なる結果となったのは、Ｆｅの価数が関係している可能性がある。中性の除錆剤に含まれるキレート剤がＦｅ２＋を溶解でき、Ｆｅ３＋の酸化鉄がＦｅ２＋に還元された後キレート剤によって溶解されると仮定すると、Ｆｅ３＋が溶解されるためには一旦Ｆｅ２＋に還元されなくてはならない。ヘマタイト１ｇ中に含まれるＦｅ３＋は、マグネタイトのそれよりも１．４５倍多く、ヘマタイトを溶解するためにはマグネタイトを溶解させるよりも強い還元力が必要であると考えられる。
【００９４】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る薬液調製装置は、原料供給部及び電位制御部を備えている点が第１実施形態と異なる。図７は本実施形態に係る薬液調製装置２００を説明する概略構成図である。薬液調製装置２００は、薬液タンク２０１、排出ライン２０２、ポンプ２０３、循環ライン２０４、電位計測部２０５、供給ライン２０６、回収ライン（図示せず）、原料供給部２０７及び電位制御部２０８を備えている。薬液調製装置１００と同様の構成については説明を省略する。
【００９５】
原料供給部２０７は、薬液タンク２０１に洗浄用薬液（ヘマタイト洗浄用薬液、マグネタイト洗浄用薬液）の原料を供給できる。図７において原料供給部２０７は薬液タンク２０１の底部に接続されているが、接続位置はこれに限定されるものではない。原料供給部２０７は、原料タンク２０９、原料供給ポンプ２１０及びバルブＶ４から構成されている。原料タンク２０９には、洗浄用薬液の原料が収容されている。原料供給ポンプ２１０（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ）は原料タンク２０９（２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ）に接続されており、バルブＶ４（Ｖ４ａ、Ｖ４ｂ、Ｖ４ｃ）を介して原料タンク２０９に収容されている原料を薬液タンク２０１へと供給できる。
【００９６】
原料供給部２０７は、１つであってよいが、原料成分の種類に応じて複数設けられてもよい。図７では純水を供給する原料供給部２０７ａ、還元剤を供給する原料供給部２０７ｂ、およびキレート剤を供給する原料供給部２０７ｃとそれに対応する構成だけを図示するが、その他の原料成分を収容する原料タンクがあってもよい。
【００９７】
電位制御部２０８は、情報処理装置である。情報処理装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００９８】
電位制御部２０８は、電位計測部２０５および原料供給部２０７の原料供給ポンプ２１０に接続されている。電位制御部２０８は、キレート剤、還元剤及び腐食抑制剤の濃度が適切に調整されるよう洗浄用薬液の各原料成分の供給量を制御できる。詳細には、電位制御部２０８は、電位計測部２０５で計測された液体Ｌの電位が目標電位となるよう原料の供給量をフィードバック制御する。また、電位制御部２０８は、薬液タンク内に収容されている液体Ｌの電位が洗浄対象物質を溶解可能な電位になるよう制御できる。
【００９９】
ヘマタイト洗浄用薬液を調製する場合には、目標電位をヘマタイトが溶解可能な電位に設定する。
マグネタイト洗浄用薬液を調製する場合には、目標電位をマグネタイトが溶解可能な電位に設定する。
【０１００】
本実施形態によれば、原料供給部２０７及び電位制御部２０８を設けることで、自動的に洗浄用薬液の電位を調整できる。
【０１０１】
［第３実施形態］
第３実施形態は、洗浄用薬液（ヘマタイト洗浄用薬液、マグネタイト洗浄用薬液）を調製する工程において、中性の除錆剤を含む洗浄用薬液に還元剤を添加した場合の還元剤添加量と洗浄用薬液の電位変化との相関データを予め取得し、その相関データに基づいて各洗浄用薬液への還元剤の添加量を算出することを特徴とする。本実施形態は、第１実施形態または第２実施形態と組み合わせて実施される。第２実施形態と組み合わせる場合は、予め取得された相関データは、電位制御部２０８に格納されている。電位制御部２０８は、電位計測部２０５で計測された電位と目標電位との差分を該相関データに照らし合わせ、差分を埋めるための還元剤供給量を算出し、原料の供給量を制御する。
【０１０２】
本実施形態によれば、予め相関データは還元剤の供給量の目安となるため、電位の調整をスムーズに行うことができる。
【０１０３】
［第４実施形態］
第４実施形態は、洗浄用薬液（ヘマタイト洗浄用薬液、マグネタイト洗浄用薬液）を調製する工程（Ｓ１またはＳ４）において、溶解試験を行うことを特徴とする。本実施形態は、第１実施形態〜第３実施形態のいずれかと組み合わせて実施される。
【０１０４】
図８に溶解試験を説明する概略図を示す。
溶解試験では、まず、電位を調整した後の液体Ｌの一部を抜き取り、該液体Ｌをヘマタイト試薬（またはマグネタイト試薬）４０が入った容器４１に入れ、液面の上方を窒素パージしてから密封する（Ａ）。一定時間経過後、液体Ｌの色の変化を観察して溶解したか否かを確認する。液体Ｌ’に色が残っていた場合（Ｂ）には、再度電位を調整しなおしてもよい。液体Ｌ”が透明である場合（Ｃ）は、洗浄力が十分である。
【０１０５】
色の変化の観察は、オペレータの目視またはＣＣＤカメラを用いて行われる。いずれの場合も、透明の基準を用意し、それと比較することで透明であるか否かを判断できる。
【０１０６】
溶解試験に用いるヘマタイト試薬（またはマグネタイト試薬）４０は、市販のものを用いることができる。試薬は粉末状のものとし、粉末の粒径は小さいほど溶解試験の時間を短縮できる。例えば、粒径が１００μｍの試薬を使用できる。使用する試薬の量は、例えば液体Ｌ１０００ｍＬに対して１〜５ｍｇ程度である。
【０１０７】
溶解試験は、オペレータまたは溶解試験部により実施され得る。溶解試験部を設ける場合には、溶解試験部は情報処理装置を備え、上記溶解試験を自動的に実施可能な構成にするとよい。
【０１０８】
本実施形態によれば、洗浄開始前に洗浄用薬液の洗浄力を簡易的にチェックできるため、より確実に洗浄力の高い洗浄用薬液で洗浄を行うことができる。また、洗浄時間や洗浄の繰り返しの有無を判断する目安となるため、化学洗浄をスムーズに進めることができる。
【０１０９】
［第５実施形態］
第５実施形態は、薬液タンクに対する排出ラインおよび循環ラインの配置に特徴がある。本実施形態は、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかと組み合わせて実施される。図９は本実施形態に係る薬液タンクの上面図である。図１０は第１実施形態の薬液タンク１０１の上面図である。薬液タンク１０１では、排出ライン１０２は薬液タンクの壁面に直角に配置されている。
【０１１０】
本実施形態において、薬液タンク５０１は円筒型である。
排出ライン５０２は、薬液タンク５０１の底部中央に接続されている。「底部中央」は、底面の中央付近であればよく、必ずしも円筒の中心軸と完全に一致していなくてもよい。
【０１１１】
循環ライン５０２は、循環ライン５０２を経由して薬液タンク５０１に循環された液体Ｌが、薬液タンク５０１に流れ込んだ後、薬液タンク５０２の壁面に沿った流れＦを形成するよう薬液タンク５０１の壁面に接続されている。図９において循環ライン５０２は、薬液タンク５０２の壁面に内接するように接続されている。
【０１１２】
本実施形態によれば、循環ラインを上記のように配置することで、循環される液体Ｌは薬液タンク５０１内に渦流を形成する。それにより撹拌性を向上できる。Ｓ３またはＳ６で洗浄用薬液（ヘマタイト洗浄用薬液、マグネタイト洗浄用薬液）を回収した場合、薬液タンク５０１内にスラッジが持ち込まれることになるが、液体Ｌを旋回させることで遠心力によりスラッジが薬液タンク５０１の壁面側に溜まる。スラッジは、洗浄工程（Ｓ２またはＳ５）における溶け残りやヘマタイトが黒く析出したものである。排出ライン５０２は、薬液タンク５０１の底部中央から液体Ｌを排出するため、洗浄対象機器に供給される洗浄用薬液へのスラッジの混入が抑えられる。
【０１１３】
［第６実施形態］
第６実施形態は、薬液タンクに収容された液体Ｌの液面に接触する酸素量を低減させることを特徴とする。本実施形態は、第１実施形態〜第５実施形態のいずれかと組み合わせて実施される。図１１は第１実施形態の薬液調製装置１００に本実施形態を組み合わせた薬液調製装置１００’の概略構成図である。
【０１１４】
本実施形態では、薬液タンク１０１に収容された液体Ｌの液面上に、酸素接触低減部を配置する。酸素接触低減部は、該液面を覆うよう液体Ｌの液面に浮遊する浮遊部材６０である。浮遊部材６０は、シートまたはフロート、具体的にはピンポン玉や発泡スチロールの板などである。空気と液体Ｌとの接触面積を減らすため、浮遊部材６０は液面全体を覆うよう配置するとよい。浮遊部材６０は、薬液タンク１０１に洗浄用薬液の原料を供給した後、速やかに液面上に配置される。
【０１１５】
薬液タンク１０１は上部が開放されており、薬液タンク１０１に収容された液体Ｌの液面は空気と接触する。中性の除錆剤を含む洗浄用薬液は、空気との接触により還元力が弱くなる傾向がある。これは、洗浄力の低下につながる。本実施形態によれば、浮遊部材を液体Ｌの液面に浮かべることで、洗浄用薬液を調製する段階から液体Ｌへの酸素の接触を低減できる。それにより、洗浄用薬液の還元力を維持できる。
【０１１６】
［第７実施形態］
第７実施形態は、薬液タンクに収容された液体Ｌの液面に接触する酸素量を低減させることを特徴とするが、接触する酸素量を低減させる手段が第６実施形態とは異なる。本実施形態は、第１実施形態〜第５実施形態のいずれかと組み合わせて実施される。図１２は第１実施形態の薬液調製装置１００に本実施形態を組み合わせた薬液調製装置１００”の概略構成図である。
【０１１７】
本実施形態において、酸素接触低減部は薬液タンク１０１の開口部を塞ぐ蓋部材７０と、蓋部材７０に設けられた脱気部７１と、薬液タンク１０１内に還元雰囲気ガスを供給するガス供給部７２と、から構成されている。脱気部７１は、薬液タンク１０１内が大気圧よりも高くなった場合に開放されるエアベントである。ガス供給部７２は、気相ではなく薬液タンク１０１に収容された液体Ｌに還元雰囲気ガスを吹き込む構造とするとよい。還元雰囲気ガスは、薬液タンク１０１の底部付近に吹き込まれることが好ましい。還元雰囲気ガスは、窒素またはアルゴンなどである。
【０１１８】
薬液タンク１０１内に洗浄用薬液の原料を供給した後、薬液タンク１０１の開口を蓋部材７０で塞ぐ。ガス供給部７２から薬液タンク１０１に収容された液体Ｌに還元雰囲気ガスを吹き込む。薬液タンク１０１内の圧力が大気圧よりも高くなると、脱気部７１から気体が抜けるため、薬液タンク１０１内は大気圧を維持できる。
【０１１９】
本実施形態によれば、薬液タンク内を還元雰囲気にするため、調製段階から洗浄用薬液の還元力を維持できる。
【０１２０】
［第８実施形態］
第８実施形態に係る薬液調製装置は、排出ラインの配置が第１実施形態と異なる。本実施形態は、第２実施形態〜第７実施形態と組み合わせることもできる。図１３は本実施形態に係る薬液調製装置８００を説明する概略構成図である。薬液調製装置８００は、薬液タンク８０１、排出ライン８０２、ポンプ８０３、循環ライン８０４、電位計測部８０５、供給ライン８０６、および回収ライン（図示せず）を備えている。薬液調製装置１００と同様の構成については説明を省略する。
【０１２１】
薬液タンク８０１では、予想されるスラッジ量に基づいて、底部にスラッジ堆積領域Ｓが画定されている。排出ライン８０２は、薬液タンク８０１を貫通しており、一端が薬液タンク８０１内にスラッジ堆積領域を外して配置されている。図１３において排出ライン８０２の一端はスラッジ堆積領域よりも上に位置し、液面の方を向いて開口している。
【０１２２】
薬液調製装置８００では、一旦回収した洗浄用薬液を用いて洗浄用薬液を再調製した後、薬液タンク８０１に収容された液体Ｌ（再調整後の洗浄用薬液）を所定時間静置してから、洗浄対象機器へと再供給する。所定時間静置している間に、スラッジが薬液タンク８０１の底部に沈降する。静置時間は３０分から１２０分程度である。薬液調製装置８００では、排出ライン８０２の一端（吸い込み口）がスラッジ堆積領域から外れた位置にあるため、スラッジ沈降後の上澄みが排出ライン８０２へと導かれる。すなわち、洗浄用薬液を洗浄対象機器へと供給する際に薬液タンク８０１内にあるスラッジの持ち出しを防止できる。
【０１２３】
［第９実施形態］
第９実施形態に係る薬液調製装置は、排出ラインの配置が第１実施形態と異なる。本実施形態は、第２実施形態〜第７実施形態と組み合わせることもできる。図１４は本実施形態に係る薬液調製装置９００を説明する概略構成図である。薬液調製装置９００は、薬液タンク９０１、排出ライン９０２、ポンプ９０３、循環ライン９０４、電位計測部９０５、供給ライン９０６、および回収ライン（図示せず）を備えている。薬液調製装置１００と同様の構成については説明を省略する。
【０１２４】
薬液タンク９０１では、予想されるスラッジ量に基づいて、底部にスラッジ堆積領域Ｓが画定されている。排出ライン９０２は、一端部が薬液タンク９０１に収容された液体Ｌの液面を貫通し、該液面Ｌの上下移動に追従できるフロート構造を有している。図１４では、排出ライン９０２の一端は、第１の管状部材９０２ａに第２の管状部材９０２ｂが挿入された構成になっている。第１の管状部材９０２ａは、液体Ｌに浮遊できるとともに、液面の上下移動に追従して上下にスライドできる。ポンプ９０３を起動させた際に第１の管状部材９０２ａを介して第２の管状部材９０２ｂへと液体Ｌを吸い上げることができる。
【０１２５】
薬液調製装置９００では、一旦回収した洗浄用薬液を用いて洗浄用薬液を再調製した後、薬液タンク９０１に収容された液体Ｌ（再調整後の洗浄用薬液）を所定時間静置してから、洗浄対象機器へと再供給する。所定時間静置している間に、スラッジが薬液タンク９０１の底部に沈降する。静置時間は３０分から１２０分程度である。薬液調製装置９００では、排出ライン９０２の一端（吸い込み口）がスラッジ堆積領域から外れた位置にあるため、スラッジ沈降後の上澄みが排出ライン９０２へと導かれる。すなわち、洗浄用薬液を洗浄対象機器へと供給する際に薬液タンク９０１内にあるスラッジの持ち出しを防止できる。
【０１２６】
［第１０実施形態］
第１０実施形態に係る薬液調製装置は、薬液タンクの構造が第１実施形態と異なる。本実施形態は、第２実施形態〜第９実施形態と組み合わせることもできる。図１５は本実施形態に係る薬液調製装置１１０を説明する概略構成図である。薬液調製装置１１０は、薬液タンク１１１、排出ライン１１２、ポンプ１１３、循環ライン１１４、電位計測部１１５、供給ライン１１６、および回収ライン（図示せず）を備えている。薬液調製装置１００と同様の構成については説明を省略する。
【０１２７】
薬液タンク１１１では、予想されるスラッジ量に基づいて、底部にスラッジ堆積領域Ｓが画定されている。薬液タンク１１１の底部（底面）は、水平面に対して一方向に傾斜している。薬液タンク１１１の底面は、排出ライン１１２が接続されている方が最も高く、反対方向に向けて下がるように傾斜させるとよい。傾斜角度は、スラッジ堆積領域Ｓの大きさなどに応じて適宜設定される。
【０１２８】
傾斜部を設けることで、スラッジを一か所に集約できる。また、傾斜部の一番低い箇所を排出ライン１１２の接続部分と離すことで、洗浄用薬液を洗浄対象機器へと供給する際に薬液タンク１１１内にあるスラッジの持ち出しを防止できる。
【０１２９】
［第１１実施形態］
第１１実施形態に係る薬液調製装置は、薬液タンクがスラッジ排出ラインを備えている点が第１０実施形態と異なる。図１６は本実施形態に係る薬液調製装置１２０を説明する概略構成図である。薬液調製装置１２０は、薬液タンク１２１、排出ライン１２２、ポンプ１２３、循環ライン１２４、電位計測部１２５、供給ライン１２６、および回収ライン（図示せず）を備えている。薬液調製装置１１０と同様の構成については説明を省略する。
【０１３０】
スラッジ排出ライン１２７は、スラッジ堆積領域Ｓからスラッジを排出できるよう薬液タンク１２１に接続されている。スラッジ排出ライン１２７にはバルブＶ５が設置されている。スラッジを沈降させた後、定期的にバルブＶ５を開放してスラッジを薬液タンク外へ排出する。それにより、洗浄用薬液を洗浄対象機器へと供給する際に薬液タンク１１１内にあるスラッジの持ち出しを防止できる。
【符号の説明】
【０１３１】
１  火力発電システム
１０  貫流ボイラ
２０  復水器
２１  復水脱塩装置
２２  グランド蒸気復水器
２３  低圧給水加熱器
２４  脱気器
２５  高圧給水加熱器
２６  節炭器
３０  気水分離器
３１  過熱器
３２  タービン
３３  再熱器
４０  洗浄用薬液（ヘマタイト洗浄用薬液、マグネタイト洗浄用薬液）
４１  容器
６０  浮遊部材
７０  蓋部材
７１  脱気部
７２  ガス供給部
１００，１００’，１００”，１１０，１２０，２００，８００，９００  薬液調製装置
１０１，１１１，１２１，２０１，５０１，８０１，９０１  薬液タンク
１０２，１１２，１２２，２０２，５０２，８０２，９０２  排出ライン
１０３，１１３，１２３，２０３，８０３，９０３  ポンプ
１０４，１１４，１２４，２０４，８０４，９０４  循環ライン
１０５，１１５，１２５，２０５，８０５  電位計測部
１０６，１１６，１２６，２０６，８０６  供給ライン
１０７  回収ライン
１０８  ローリー車
１２７  スラッジ排出ライン
２０７  原料供給部
２０８  電位制御部
２０９  原料タンク
２１０  原料供給ポンプ
９０２ａ  第１の管状部材
９０２ｂ  第２の管状部材
【図１】
0006370651.tif 000002
【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】
0006370651.tif 000013
【図１３】
0006370651.tif 000014
【図１４】
0006370651.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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