(57)【要約】【課題】休缶処理の解除時において、速やかにボイラを起動することができるボイラ及びボイラの休缶処理方法を提供すること。【解決手段】休缶処理が実行されるボイラ２であって、ボイラ２の休缶処理の実行時においてボイラ水Ｗ２の水量が予め設定された設定貯水量となるように、ボイラ給水Ｗ１をボイラ本体２１に供給するボイラ給水供給手段６と、ボイラ給水Ｗ１に薬剤を供給する薬剤供給処理を実行可能な薬剤供給手段８１と、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ２の燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の検出水位値及び検出ｐＨ値に基づいて、設定貯水量に貯水されたボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上になるために必要な量の薬剤がボイラ給水Ｗ１に供給されるように、薬剤供給手段８１において薬剤供給処理を実行させる薬剤供給制御部１０３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ給水がボイラ水として内部に貯留されるボイラ本体の使用を休止する休缶処理が実行されるボイラであって、
ボイラ水の水位を連続的に検出可能であって、前記ボイラの燃焼停止時におけるボイラ水の水位を検出する水位検出手段と、
前記ボイラの燃焼停止時におけるボイラ水のｐＨ値を直接的に又は間接的に検出するｐＨ値検出手段と、
前記ボイラの休缶処理の実行時においてボイラ水の水量が予め設定された設定貯水量となるように、ボイラ給水を前記ボイラ本体に供給するボイラ給水供給手段と、
ボイラ給水に薬剤を供給する薬剤供給処理を実行可能な薬剤供給手段と、
前記ボイラの休缶処理の実行時において、前記ボイラの燃焼停止時のボイラ水の検出水位値及び検出ｐＨ値に基づいて、前記設定貯水量に貯水されたボイラ水のｐＨ値が１２以上になるために必要な量の薬剤がボイラ給水に供給されるように、前記薬剤供給手段において前記薬剤供給処理を実行させる薬剤供給制御部と、
を備えるボイラ。
【請求項２】
前記設定貯水量は、前記ボイラ本体の満水時における満水貯水量、又は、前記ボイラの起動時における起動時貯水量である、
請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
前記設定貯水量が前記起動時貯水量の場合には、前記ボイラ本体の内部において、前記起動時貯水量まで貯水されたボイラ水の上部の空間に、窒素ガスが封入される、
請求項２に記載のボイラ。
【請求項４】
前記検出ｐＨ値は、ボイラ水のｐＨ値をｐＨ値センサで直接的に検出するｐＨ値、ボイラ水の電気伝導率から換算して間接的に検出されるｐＨ値、又は、ボイラ水の酸消費量（ｐＨ８．３）から換算して間接的に検出されるｐＨ値を含む、
請求項１から３のいずれかに記載のボイラ。
【請求項５】
ボイラ給水がボイラ水として内部に貯留されるボイラ本体の使用を休止する休缶処理を実行するボイラの休缶処理方法であって、
前記ボイラの休缶処理の実行時において、ボイラ水の水量が予め設定された設定貯水量となるように、ボイラ給水を前記ボイラ本体に供給し、前記ボイラの燃焼停止時のボイラ水の検出水位値及び検出ｐＨ値に基づいて、設定貯水量のボイラ水のｐＨ値が１２以上になるために必要な量の薬剤がボイラ給水に供給されるように、薬剤供給処理を実行する、
ボイラの休缶処理方法。
【請求項６】
前記設定貯水量は、前記ボイラ本体の満水時における満水貯水量、又は、前記ボイラの起動時における起動時貯水量である、
請求項５に記載のボイラの休缶処理方法。
【請求項７】
前記設定貯水量が前記起動時貯水量の場合には、前記ボイラ本体の内部において、前記起動時貯水量まで貯水されたボイラ水の上部の空間に、窒素ガスを封入する、
請求項６に記載のボイラの休缶処理方法。
【請求項８】
前記検出ｐＨ値は、ボイラ水のｐＨ値をｐＨ値センサで直接的に検出するｐＨ値、ボイラ水の電気伝導率から換算して間接的に検出されるｐＨ値、又は、ボイラ水の酸消費量（ｐＨ８．３）から換算して間接的に検出されるｐＨ値を含む、
請求項５から７のいずれかに記載のボイラの休缶処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ本体の使用を休止する休缶処理が実行されるボイラ及びそのボイラの休缶処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ本体にボイラ水を貯留した状態で、ボイラの運転を長期間（例えば１週間以上）休止させると、ボイラ水が酸性化するなどして、ボイラ本体が腐食する可能性がある。そのため、ボイラの運転を長期間休止させる場合には、ボイラ本体の腐食を抑制することが必要となる。
【０００３】
従来、ボイラ本体の使用を休止する休缶処理方法として、薬品を含む水でボイラ本体を満水にして、ボイラ本体内の腐食を抑制しながら保存する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、ボイラ本体の使用を休止する休缶処理方法として、ボイラ本体内のボイラ水の全部を外部に排出するブロー処理（全ブロー処理）の実行後に、ボイラ本体内に気化性の防錆剤を注入して、ボイラ本体内の金属表面に皮膜を形成して、ボイラ本体内の腐食を抑制しながら保存する方法がある。
【０００４】
特許文献１に記載のボイラの休缶処理方法においては、ボイラ水の全ブロー処理を実行した後に、薬品を含む水（薬液）でボイラ本体を満水にして保存する。また、ボイラの休缶処理の解除時（ボイラ本体の使用の休止を解除してボイラ本体の使用を開始する時）に、ボイラを起動する際には、薬液の全ブロー処理を実行してボイラ本体の内部を点検し、その後、ボイラ本体に給水して、ボイラの使用を開始させる必要性が生じる。
また、ボイラ本体内に気化性の防錆剤等の薬品を注入するボイラの休缶処理方法においては、ボイラの休缶処理の解除時に、ボイラを起動する際に、ボイラ本体内に存在する防錆剤等の薬品を除去するために、ボイラ本体を洗浄する必要性が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２９３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のボイラの休缶処理方法においては、ボイラの休缶処理の解除時において、薬液を全ブロー処理してボイラ本体の内部を点検する必要性が生じたり、ボイラ本体を洗浄する必要性が生じたりするため、ボイラの起動に時間を要することになる。例えば、バックアップ用のボイラとしてボイラが保管されている場合がある。このバックアップ用のボイラは、通常使用しているボイラに緊急事態が発生してボイラが使用できなくなった場合には、速やかに起動されることが望ましい。
【０００７】
本発明は、休缶処理の解除時において、速やかにボイラを起動することができるボイラ及びボイラの休缶処理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】
本発明は、ボイラ給水がボイラ水として内部に貯留されるボイラ本体の使用を休止する休缶処理が実行されるボイラであって、ボイラ水の水位を連続的に検出可能であって、前記ボイラの燃焼停止時におけるボイラ水の水位を検出する水位検出手段と、前記ボイラの燃焼停止時におけるボイラ水のｐＨ値を直接的に又は間接的に検出するｐＨ値検出手段と、前記ボイラの休缶処理の実行時においてボイラ水の水量が予め設定された設定貯水量となるように、ボイラ給水を前記ボイラ本体に供給するボイラ給水供給手段と、ボイラ給水に薬剤を供給する薬剤供給処理を実行可能な薬剤供給手段と、前記ボイラの休缶処理の実行時において、前記ボイラの燃焼停止時のボイラ水の検出水位値及び検出ｐＨ値に基づいて、前記設定貯水量に貯水されたボイラ水のｐＨ値が１２以上になるために必要な量の薬剤がボイラ給水に供給されるように、前記薬剤供給手段において前記薬剤供給処理を実行させる薬剤供給制御部と、を備えるボイラに関する。
【０００９】
また、前記設定貯水量は、前記ボイラ本体の満水時における満水貯水量、又は、前記ボイラの起動時における起動時貯水量であることが好ましい。
【００１０】
また、前記設定貯水量が前記起動時貯水量の場合には、前記ボイラ本体の内部において、前記起動時貯水量まで貯水されたボイラ水の上部の空間に、窒素ガスが封入されることが好ましい。
【００１１】
また、前記検出ｐＨ値は、ボイラ水のｐＨ値をｐＨ値センサで直接的に検出するｐＨ値、ボイラ水の電気伝導率から換算して間接的に検出されるｐＨ値、又は、ボイラ水の酸消費量（ｐＨ８．３）から換算して間接的に検出されるｐＨ値を含むことが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、ボイラ給水がボイラ水として内部に貯留されるボイラ本体の使用を休止する休缶処理を実行するボイラの休缶処理方法であって、前記ボイラの休缶処理の実行時において、ボイラ水の水量が予め設定された設定貯水量となるように、ボイラ給水を前記ボイラ本体に供給し、前記ボイラの燃焼停止時のボイラ水の検出水位値及び検出ｐＨ値に基づいて、設定貯水量のボイラ水のｐＨ値が１２以上になるために必要な量の薬剤がボイラ給水に供給されるように、薬剤供給処理を実行するボイラの休缶処理方法に関する。
【００１３】
また、前記設定貯水量は、前記ボイラ本体の満水時における満水貯水量、又は、前記ボイラの起動時における起動時貯水量であることが好ましい。
【００１４】
また、前記設定貯水量が前記起動時貯水量の場合には、前記ボイラ本体の内部において、前記起動時貯水量まで貯水されたボイラ水の上部の空間に、窒素ガスを封入することが好ましい。
【００１５】
また、前記検出ｐＨ値は、ボイラ水のｐＨ値をｐＨ値センサで直接的に検出するｐＨ値、ボイラ水の電気伝導率から換算して間接的に検出されるｐＨ値、又は、ボイラ水の酸消費量（ｐＨ８．３）から換算して間接的に検出されるｐＨ値を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、休缶処理の解除時において、速やかにボイラを起動することができるボイラ及びボイラの休缶処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。
【図２】第１実施形態のボイラシステム１の制御に係る機能ブロック図である。
【図３】第１実施形態のボイラ２における休缶処理の実行時の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係るボイラシステム１Ａの概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。図１に示すように、第１実施形態のボイラシステム１は、ボイラ２と、硬水軟化装置３と、給水タンク５と、薬剤添加装置８１と、制御装置１０と、蒸気ヘッダ５０と、を備える。第１実施形態のボイラ２により、本発明のボイラ２の休缶処理方法の第１実施形態が実施される。図１では、電気的な接続の経路を破線で示す。
【００１９】
また、ボイラシステム１は、硬度センサ４１と、ｐＨ値検出手段としての電気伝導率センサ４２と、を備える。
【００２０】
また、ボイラシステム１は、給水ラインＬ１と、燃料供給ラインＬ２と、ブローラインＬ３と、蒸気取出ラインＬ４と、蒸気送出ラインＬ５と、降水ラインＬ６と、薬剤添加ラインＬ７と、ドレン水回収ラインＬ８と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００２１】
ボイラ２においては、後述する休缶処理が実行される。ボイラ２の休缶処理は、ボイラ本体２１の使用を例えば１週間以上の長期間休止するときに、ボイラ本体２１の内部の腐食を抑制するために実行される。ボイラ２は、蒸気使用設備（不図示）に供給する蒸気を生成する。ボイラ２は、ボイラ本体２１と、バーナ２７と、燃焼室２６と、水位検出手段としての水位検出器２８と、ボイラ給水供給手段としての給水ポンプ６と、気水分離器７と、ブロー弁９３と、主蒸気弁９４と、蒸気逆止弁９５と、蒸気圧測定部２９と、を備える。ボイラ本体２１は、複数の水管２２、上部ヘッダ２３と、下部ヘッダ２４と、からなる圧力容器を形成している。
【００２２】
後述するように、本実施形態に係るボイラ２０は、多管式貫流ボイラの構造を有する。なお、ゲージ圧力１ＭＰａ以下で使用され、伝熱面積が１０ｍ２以下のものを小型貫流ボイラと称している（労働安全衛生法施行令第１条第４号）。
【００２３】
給水ラインＬ１は、ボイラ給水Ｗ１をボイラ本体２１に供給するラインである。給水ラインＬ１の上流側の端部は、ボイラ給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。給水ラインＬ１の下流側の端部は、ボイラ本体２１の下部ヘッダ２４（後述）に接続されている。給水ラインＬ１には、供給源からボイラ２に向けて順に、硬水軟化装置３、硬度センサ４１、給水タンク５、接続部Ｊ１及び給水ポンプ６が設けられている。
【００２４】
硬水軟化装置３は、水道水、地下水、工業用水等の原水中に含まれる硬度成分をナトリウムイオン（又はカリウムイオン）へ置換して軟水を生成する。硬水軟化装置３は、陽イオン交換樹脂床３ａを有する。陽イオン交換樹脂床３ａは、ボイラ本体２１に供給されるボイラ給水Ｗ１の軟水化処理を行う。硬水軟化装置３は、原水Ｗ０を陽イオン交換樹脂床３ａで軟水化して得られた処理水（軟水）をボイラ給水Ｗ１としてボイラ２に向けて供給する。
【００２５】
硬度センサ４１は、硬水軟化装置３により軟水化されたボイラ給水Ｗ１の硬度を検出する。硬度センサ４１で検出されたボイラ給水Ｗ１の硬度に関する情報は、制御装置１０へ検出信号として送信される。
【００２６】
給水タンク５は、硬水軟化装置３により軟水化された処理水を、ボイラ給水Ｗ１として貯留する。給水タンク５に貯留されたボイラ給水Ｗ１は、給水ポンプ６によりボイラ本体２１に供給される。給水ポンプ６は、給水タンク５からボイラ給水Ｗ１を吸入し、給水ラインＬ１を流通するボイラ給水Ｗ１をボイラ本体２１に向けて送出する。
【００２７】
給水ポンプ６は、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ本体２１に貯留されるボイラ水Ｗ２の水量が予め設定された満水貯水量となるように、ボイラ給水Ｗ１をボイラ水Ｗ２としてボイラ本体２１に供給する。満水貯水量とは、ボイラ本体２１（後述する複数の水管２２、上部ヘッダ２３及び下部ヘッダ２４）の全部にボイラ水Ｗ２が満たされた状態におけるボイラ水Ｗ２の貯水量である。ボイラ本体２１にボイラ水Ｗ２が満水貯水量に貯留される場合には、ボイラ本体２１（後述する複数の水管２２、上部ヘッダ２３及び下部ヘッダ２４）おける上部ヘッダ２３の上端まで、ボイラ水Ｗ２が貯留される。
【００２８】
接続部Ｊ１には、薬剤添加ラインＬ７の下流側の端部が接続されている。薬剤添加ラインＬ７の上流側の端部には、薬剤供給手段としての薬剤添加装置８１が接続されている。薬剤添加装置８１は、ボイラ給水Ｗ１に薬剤を添加（供給）する装置である。薬剤添加装置８１は、ボイラ２の起動時や通常運転時や休缶処理の実行時において、ボイラ給水Ｗ１に薬剤を供給する薬剤供給処理を実行可能である。薬剤としては、ｐＨ調整剤を含むものが使用される。ｐＨ調整剤は、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値をアルカリ性側へ調整することによって、ボイラ本体２１の内部の腐食を抑制するためのものである。ｐＨ調整剤としては、例えば、アルカリ金属水酸化物（水酸化ナトリウム，水酸化カリウム等）、アミン化合物（２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール，ジエタノールアミン等の分配比（＝気相中濃度／液相中濃度）が相対的に低い揮発性アミン）、アンモニアなどが使用される。ｐＨ調整剤を含む薬剤は、例えば、スケール防止剤やその他の腐食抑制剤等の成分と共に複合清缶剤として調製されている。
【００２９】
本実施形態においては、休缶処理の実行時において、薬剤添加装置８１は、満水貯水量まで貯留されるボイラ水Ｗ２に対して、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上になるように、ボイラ給水Ｗ１に薬剤を供給する。
【００３０】
休缶処理の実行時において、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上である場合には、ボイラ本体２１の腐食を抑制する効果が高く、ボイラ水Ｗ２が腐食抑制水質にあるといえる。一方、腐食抑制効果の高いｐＨ値の下限値である１２を下回る場合には、休缶処理の実行時において、ボイラ本体２１の腐食の危険性がある。
【００３１】
休缶処理の実行時において、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値を１２以上にするために用いられるｐＨ調整剤としては、ボイラ２の起動時や通常運転時に使用されるｐＨ値調整剤と同等のものが好ましく、例えば、アルカリ金属水酸化物（水酸化ナトリウム，水酸化カリウム等）やアンモニアが使用される。ボイラ本体２１のｐＨ値を１２以上となるために必要な薬剤の添加量は、後述する薬剤添加制御部１０３により算出される。
【００３２】
薬剤添加装置８１は、制御装置１０と電気的に接続されている。薬剤添加装置８１から給水ラインＬ１の接続部Ｊ２へ薬剤を添加するタイミング及び添加量は、制御装置１０の薬剤添加制御部１０３（後述）から送信される駆動信号により制御される。
【００３３】
ボイラ本体２１は、上下のヘッダ間に鉛直方向に立設された水管群より構成され、ボイラ２の外形の主要部を構成する。ボイラ本体２１には、給水ラインＬ１により供給されたボイラ給水Ｗ１が内部にボイラ水Ｗ２として貯留される。なお、ボイラ水Ｗ２には、ボイラ本体２１に一旦ボイラ水Ｗ２として溜まった後に蒸気として取り出されて、ボイラ本体２１に戻ってくる水が含まれる。例えば、ボイラ水Ｗ２には、気水分離器７（後述）により分離されてボイラ本体２１に返送される分離水Ｗ４も含まれる。
【００３４】
ボイラ本体２１の内部には、ボイラ水Ｗ２が貯留される。ボイラ本体２１は、複数の水管２２と、上部ヘッダ２３と、下部ヘッダ２４と、を備える。複数の水管２２は、ボイラ本体２１の上下方向に延びて配置される。上部ヘッダ２３は、ボイラ本体２１の上部に配置される。上部ヘッダ２３は、例えば、環状の容器により構成される。上部ヘッダ２３には、複数の水管２２の上端部が連結される。上部ヘッダ２３を、「上部管寄せ」ともいう。上部ヘッダ２３には、後述する蒸気取出ラインＬ４の一方側の端部が接続される。
【００３５】
上部ヘッダ２３には、蒸気圧測定部２９が設けられる。蒸気圧測定部２９は、ボイラ本体２１の内部の蒸気圧を測定する。蒸気圧測定部２９は、例えば、蒸気圧センサ及び蒸気圧スイッチから、又は蒸気圧スイッチのみから構成され、ボイラ本体２１の上部ヘッダ２３の内部の蒸気圧を測定する。蒸気圧測定部２９で測定されたボイラ本体２１の内部の蒸気圧に関する情報は、制御装置１０へ検出信号として送信される。
【００３６】
下部ヘッダ２４は、ボイラ本体２１の下部に配置される。下部ヘッダ２４は、例えば、環状の容器により構成される。下部ヘッダ２４には、複数の水管２２の下端部が連結される。下部ヘッダ２４を、「下部管寄せ」ともいう。下部ヘッダ２４の側壁の一方には、給水ラインＬ１の端部が接続される。下部ヘッダ２４の側壁の他方には、降水ラインＬ６の端部が接続される。燃焼室２６は、複数の水管２２に囲まれた空間により構成される。
【００３７】
バーナ２７は、燃焼することによりボイラ本体２１の内部を加熱する。バーナ２７は、ボイラ本体２１の上部側の中央部に配置される。バーナ２７は、燃料噴射ノズル及び空気供給ノズル（いずれも図示せず）を含んで構成される。バーナ２７は、燃料噴射ノズルから燃料をボイラ本体２１の燃焼室２６に向けて噴射すると共に、空気供給ノズルから空気をボイラ本体２１の内部に供給して、燃料を燃焼させる。
【００３８】
水位検出器２８は、水管２２（ボイラ本体２１）に貯留されるボイラ水Ｗ２の水位を連続的に検出可能な機器であり、ボイラ２の電源がオンの状態のとき、ボイラ水Ｗ２の水位を常に検出する。すなわち、水位検出器２８は、ボイラ２の燃焼停止時において、ボイラ水Ｗ２の水位を検出することが可能である。また、水位検出器２８は、ボイラ２の燃焼停止後のボイラ本体２１の内部の冷却時において、ボイラ水Ｗ２の水位を検出することが可能である。水位検出器２８は、制御装置１０と電気的に接続されている。水位検出器２８で検出されたボイラ水Ｗ２の検出信号は、制御装置１０へ送信される。
【００３９】
本実施形態においては、水位検出器２８は、連続式レベルセンサであり、例えば、静電容量式センサ、圧力式センサ、超音波式センサ等が用いられる。図１では、水位検出器２８として、静電容量式センサを設けた例を示す。水位検出器２８は、水位検出筒２８ａと、電極棒２８ｂとを有する。水位検出筒２８ａの上端部は、接続ラインを介して上部ヘッダ２３に接続されている。水位検出筒２８ａの下端部は、接続ラインを介して下部ヘッダ２４に接続されている。水位検出筒２８ａは、上端部が上部ヘッダ２３に接続されると共に下端部が下部ヘッダ２４に接続されることで、水管２２と同じ高さの水位で、ボイラ水Ｗ２を貯留する。水位検出器２８は、電極棒２８ｂの表面に被覆された絶縁皮膜を誘電体として、電極棒２８ｂと水位検出筒２８ａとの間の静電容量を測定することにより、水位検出筒２８ａの内部で電極棒２８ｂと接触するボイラ水Ｗ２の水位を検出することが可能である。水位検出器２８は、測定された静電容量の変化によって水位検出筒２８ａの内部のボイラ水Ｗ２の水位の変化を連続的に検出することが可能である。
【００４０】
燃料供給ラインＬ２は、バーナ２７により燃焼される燃料Ｆをバーナ２７に供給するラインである。燃料供給ラインＬ２の上流側の端部は、燃料Ｆの供給源（不図示）に接続されている。燃料供給ラインＬ２の下流側の端部は、バーナ２７に接続されている。燃料供給ラインＬ２には、燃料供給弁９２が設けられている。燃料供給弁９２は、バーナ２７に供給される燃料の量を調整する弁である。燃料供給弁９２は、燃料供給ラインＬ２を開閉することができる。燃料供給弁９２における弁体の開閉は、制御装置１０からの駆動信号により制御される。
【００４１】
蒸気取出ラインＬ４は、水管２２において生成された湿り蒸気ＳＭ１を、上部ヘッダ２３から取り出して、気水分離器７に導入させるラインである。蒸気取出ラインＬ４の上流側の端部は、ボイラ本体２１の上部ヘッダ２３の上面部に接続されている。蒸気取出ラインＬ４の下流側の端部は、気水分離器７の側部の上方側に接続されている。
【００４２】
気水分離器７は、上部ヘッダ２３から蒸気取出ラインＬ４を介して導入された湿り蒸気ＳＭ１を、乾き蒸気ＳＭ２と水分（以下「分離水Ｗ４」ともいう）とに分離する装置である。なお、前述のとおり、気水分離器７により分離される分離水Ｗ４は、ボイラ水Ｗ２の一部でもある。
【００４３】
蒸気送出ラインＬ５は、気水分離器７により分離された乾き蒸気ＳＭ２を、蒸気ヘッダ５０に向けて送り出すラインである。蒸気送出ラインＬ５の上流側の端部は、気水分離器７の上面に接続されている。蒸気送出ラインＬ５の下流側の端部は、蒸気ヘッダ５０に接続されている。
【００４４】
蒸気送出ラインＬ５には、気水分離器７から負荷機器（図示せず）に向けて順に、主蒸気弁９４、蒸気逆止弁９５及び蒸気ヘッダ５０が設けられている。主蒸気弁９４は、手動により蒸気送出ラインＬ５の開閉状態を切り替え可能な弁である。蒸気逆止弁９５は、蒸気ヘッダ５０からの蒸気ＳＭ３の逆流を防止する弁である。
【００４５】
蒸気ヘッダ５０は、複数台設置されたボイラ（図示せず）からの乾き蒸気ＳＭ２を集合させて、集合した蒸気ＳＭ３を蒸気使用設備（図示せず）に分配させる設備である。蒸気ヘッダ５０には、ドレン水回収ラインＬ８の上流側の端部が接続されている。
【００４６】
ドレン水回収ラインＬ８は、蒸気ヘッダ５０内で蒸気ＳＭ３の凝縮が起こった場合に、発生したドレン水Ｗ５を給水タンク５に回収するラインである。ドレン水回収ラインＬ８には、ドレン水を蒸気ＳＭ３から分離するためのスチームトラップ３２が設けられている。ドレン水回収ラインＬ８の下流側の端部は、給水タンク５に接続されている。
【００４７】
降水ラインＬ６は、気水分離器７により分離された分離水Ｗ４を、ボイラ本体２１の下部ヘッダ２４に向けて流下させるラインである。降水ラインＬ６の上流側の端部は、気水分離器７の下部に接続されている。降水ラインＬ６の下流側の端部は、下部ヘッダ２４に接続されている。降水ラインＬ６には、気水分離器７から下部ヘッダ２４に向けて順に、接続部Ｊ２及び電気伝導率センサ４２が設けられている。なお、降水ラインＬ６を「降水管」ともいう。
【００４８】
電気伝導率センサ４２は、降水ラインＬ６（降水管）を流通する分離水Ｗ４の電気伝導率を検出するセンサである。なお、降水ラインＬ６（降水管）を流通する分離水Ｗ４は、ボイラ水Ｗ２の一部である。電気伝導率センサ４２は、ボイラ２の燃焼停止時におけるボイラ水Ｗ２のｐＨ値を間接的に検出する。本実施形態においては、電気伝導率センサ４２により検出された電気伝導率値は、後述する薬剤添加制御部１０３によりｐＨ値に換算される。電気伝導率センサ４２は、制御装置１０と電気的に接続されている。電気伝導率センサ４２で検出された分離水Ｗ４（ボイラ水Ｗ２）の電気伝導率値は、制御装置１０へ検出信号として送信される。
【００４９】
接続部Ｊ２には、ブローラインＬ３の上流側の端部が接続されている。ブローラインＬ３は、降水ラインＬ６（降水管）を流通する分離水Ｗ４（ボイラ水Ｗ２）を、接続部Ｊ２を介して、ボイラ２の外部に排出するラインである。ブローラインＬ３には、ブロー弁９３が設けられている。ブロー弁９３の開閉は、制御装置１０からの駆動信号により制御される。ブロー弁９３を開状態にすることにより、降水ラインＬ６（降水管）を流通する分離水Ｗ４（ボイラ水Ｗ２）を外部に排出する。
【００５０】
次に、図２を参照して、本実施形態のボイラシステム１の制御に係る機能について説明する。図２は、本実施形態のボイラシステム１の制御に係る機能ブロック図である。制御装置１０は、本実施形態のボイラシステム１における各部を制御する。制御装置１０は、ボイラシステム１における各測定装置に電気的に接続され、各測定装置から測定情報を受信する。また、制御装置１０は、給水ポンプ６に電気的に接続され、ボイラ本体２１内のボイラ水Ｗ２の水位に応じて、ボイラ給水Ｗ１をボイラ２に向けて送り出すように給水ポンプ６を制御する。
【００５１】
また、制御装置１０は、制御部１００と、メモリ部１１０と、備える。制御部１００は、バルブ制御部１０１と、蒸気圧判定部１０２と、薬剤供給制御部としての薬剤添加制御部１０３と、を備える。
【００５２】
バルブ制御部１０１は、燃料供給弁９２及びブロー弁９３の開閉状態を制御する。蒸気圧判定部１０２は、蒸気圧測定部２９により測定されたボイラ本体２１の内部の蒸気圧が所定圧力値以下になったか否かを判定する。ボイラ２の燃焼停止後において、ボイラ本体２１の内部の蒸気圧が所定圧力値以下となった場合には、ボイラ本体２１の内部が冷却されたと看做すことができる。
【００５３】
制御部１００は、ボイラ２の起動時において、ボイラ水Ｗ２の水量が予め設定された起動時貯水量となるように、ボイラ給水Ｗ１をボイラ本体２１に供給するように、給水ポンプ６を制御する。これにより、ボイラ２の起動時において、ボイラ水Ｗ２の水量は、起動時貯水量となる。
【００５４】
制御部１００は、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ水Ｗ２の貯水量が満水貯水量（予め設定された設定貯水量）となるように、給水ポンプ６を制御する。これにより、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ水Ｗ２の貯水量は、満水貯水量となる。
【００５５】
ここで、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ水Ｗ２の貯水量を満水貯水量とするために、給水ポンプ６は、強制給水量のボイラ給水Ｗ１をボイラ本体２１に供給する。強制給水量とは、休缶処理時に満水貯水量となるようにボイラ本体２１に強制的に供給される水量である。
【００５６】
ここで、強制給水量の算出方法について説明する。ボイラ２が休缶処理を実行する場合には、ボイラ２の運転を停止する。ここで、ボイラ２の運転を停止すると、ボイラ本体２１の内部が冷却されて、例えば、ボイラ本体２１や気水分離器７の内部の蒸気が凝縮してボイラ水Ｗ２が増加する。そのため、ボイラ２の燃焼停止時からボイラ本体２１の内部が冷却するまでの間には、ボイラ２の燃焼停止時におけるボイラ水Ｗ２の貯水量から、凝縮水の分の貯水量が増加する場合がある。そのため、ボイラ２の休缶処理の実行時において、満水貯水量まで給水する際に、凝縮水の増加分の貯水量を考慮して、満水貯水量となるように給水される。
【００５７】
例えば、満水貯水量をＶ１とし、強制給水量をＶＸとし、ボイラ本体２１の内部が冷却した時のボイラ水Ｗ２の冷却時貯水量をＶ２とした場合に、強制給水量ＶＸは、次の式（１）により算出される。なお、満水貯水量Ｖ１は、ボイラ本体２１の総容量であり、予め設定されている。
ＶＸ＝Ｖ１−Ｖ２            （１）
【００５８】
冷却時貯水量Ｖ２は、水位検出器２８により、ボイラ本体２１の内部の冷却時の水位を検出し、この検出水位に基づいて算出することができる。なお、ボイラ本体２１の内部の冷却時とは、ボイラ２の燃焼停止後において、ボイラ本体２１の内部の蒸気圧が所定圧力値以下となった場合等を挙げることができる。
【００５９】
なお、上述するように、ボイラ本体２１のボイラ水Ｗ２の貯水量を満水貯水量Ｖ１とするために、強制給水量ＶＸを算出して、強制給水量ＶＸのボイラ給水Ｗ１を供給するように給水ポンプ６を制御しているが、これに制限されない。例えば、ボイラ本体２１が満水になったことを検知可能な満水検知センサ（不図示）を上部ヘッダ２３に備え、満水検知センサがボイラ本体２１の満水を検知した場合に、給水ポンプ６の駆動を停止して、ボイラ水Ｗ２の貯水量を満水貯水量としてもよい。満水検知センサとしては、例えば、電極式のレベルスイッチが使用可能である。
【００６０】
薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の起動時及び通常運転時において、ボイラ水Ｗ２の水質がボイラ本体２１の腐食を抑制可能な腐食抑制水質となるように、ボイラ給水Ｗ１に薬品を添加する薬剤供給処理を、薬剤添加装置８１に実行させる。これにより、起動時貯水量に維持されたボイラ水Ｗ２の水質は、腐食抑制水質となるように維持される。
【００６１】
薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ２の燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の検出水位値及び検出ｐＨ値に基づいて、満水貯水量に貯水されたボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上になるために必要な量の薬剤がボイラ給水Ｗ１に供給されるように、薬剤添加装置８１に薬剤供給処理を実行させる。これにより、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ｐＨ値が１２以上となる水質で、ボイラ本体２１は、満水貯水量のボイラ水Ｗ２が貯留された状態で維持される。
【００６２】
薬剤添加制御部１０３は、ボイラ水Ｗ２の貯水量を満水貯水量としたときに、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２となるのに必要な薬剤の量を算出する。例えば、満水貯水量のボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２となるのに必要な薬剤の量は、次のように算出される。
【００６３】
満水貯水量のボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２となるのに必要な薬剤の量を算出するために、薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の燃焼停止時にボイラ水Ｗ２の停止時貯水量Ｖ０と、ボイラ２の燃焼停止時に電気伝導率センサ４２により検出された電気伝導率から換算されたボイラ水Ｗ２のｐＨ値と、を算出する。
【００６４】
具体的には、薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の燃焼停止時において、水位検出器２８により検出された水位から、ボイラ水Ｗ２の停止時貯水量Ｖ０を算出する。薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の燃焼停止時において、メモリ部１１０に記憶された換算テーブルや換算式に基づいて、電気伝導率センサ４２により検出されたボイラ水Ｗ２の電気伝導率をｐＨ値に換算する。
【００６５】
薬剤添加制御部１０３は、算出された停止時貯水量Ｖ０を用いて、Ｖ１を満水貯水量とし、Ｃ０をボイラ２の燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度とし、Ｃ１を休缶処理中のボイラ水Ｗ２（満水貯水量Ｖ１で貯水されたボイラ水Ｗ２）の薬剤濃度とした場合に、満水貯水量Ｖ１で貯水されたボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上となるように、薬剤の供給量Ｘを、次の式（２）により計算する。
Ｘ＝Ｃ１・Ｖ１−Ｃ０・Ｖ０            （２）
【００６６】
例えば、薬剤として、ＮａＯＨ及び／又はＫＯＨ配合の清缶剤を用いる場合には、燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度Ｃ０、及び、休缶処理中のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度Ｃ１を、次のように表すことができる。
燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度Ｃ０＝燃焼停止時のボイラ水Ｗ２のＯＨ濃度／薬剤原液のＯＨ含有率            （３ａ）
休缶処理中のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度Ｃ１＝休缶処理中のボイラ水Ｗ２のＯＨ濃度／薬剤原液のＯＨ含有率            （３ｂ）
ここで、ボイラ水Ｗ２のＯＨ濃度（すなわち、［ＯＨ−］）は、次のように、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値より求まる。
ｐＯＨ＝−ｌｏｇ１０［ＯＨ−］＝１４−ｐＨ            （４）
したがって、ボイラ２の燃焼停止時におけるボイラ水Ｗ２の電気伝導率をｐＨ値に換算してＯＨ濃度を求め、薬剤原液のＯＨ含有率で除算することにより、燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度Ｃ０が決定される。また、休缶処理中のＯＨ濃度（下限値）は、休缶処理時の目標ｐＨ値（≧１２）より定まるため、このＯＨ濃度を薬剤原液のＯＨ含有率で除算することにより、休缶処理中のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度Ｃ１が決定される。
【００６７】
上記の式（２）によれば、ボイラ２の燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度Ｃ０の高低、或いは蒸気凝縮水によるボイラ水Ｗ２の希釈の有無に関わらず、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値を１２以上とすることのできる薬剤の供給量Ｘを計算することができる。
【００６８】
メモリ部１１０は、本実施形態のボイラシステム１の運転を実施する制御プログラムや、所定のパラメータや、各種テーブル等を記憶する。本実施形態においては、メモリ部１１０は、例えば、ボイラ２の燃焼停止時の検出水位値や、ボイラ２の冷却時の検出水位値や、ボイラ２の燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の電気伝導率等を記憶する。また、メモリ部１１０は、電気伝導率センサ４２により検出されたボイラ水Ｗ２の電気伝導率をｐＨ値に換算するためのデータテーブルや換算式を記憶する。また、メモリ部１１０は、ボイラ水Ｗ２の満水貯水量の検出水位値に対応するボイラ水Ｗ２の貯水量や、ボイラ本体２１の冷却時の検出水位値に対応するボイラ水Ｗ２の冷却時貯水量などを記憶する。また、メモリ部１１０は、満水貯水量のボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上となるために必要な薬剤の添加量を算出するための計算式などを記憶する。
【００６９】
次に、図１を参照して、本実施形態のボイラシステム１の動作について簡単に説明する。まず、ボイラ給水Ｗ１は、供給源（不図示）から給水タンク５へ供給される。この際、供給源から供給されるボイラ給水Ｗ１は、硬水軟化装置３において硬度成分が除去され、軟化水となる。そして、硬水軟化装置３により生成された軟化水は、ボイラ給水Ｗ１として給水タンク５に貯留される。ここでは、燃料供給弁９２及びブロー弁９３は、閉状態である。
【００７０】
次に、給水ポンプ６を作動させることにより、給水タンク５に貯留されたボイラ給水Ｗ１（軟化水）は、給水ラインＬ１を通して、ボイラ本体２１の下部ヘッダ２４に向けて送り出される。そして、ボイラ２に供給されたボイラ給水Ｗ１は、下部ヘッダ２４及び各水管２２において、ボイラ水Ｗ２として貯留される。
【００７１】
給水ポンプ６は、ボイラ２の起動時において、ボイラ水Ｗ２の水量が予め設定された起動時貯水量となるように、ボイラ給水Ｗ１をボイラ本体２１に供給する。ボイラ本体２１に供給されたボイラ給水Ｗ１は、下部ヘッダ２４及び各水管２２において、ボイラ水Ｗ２として貯留される。ボイラ給水Ｗ１が下部ヘッダ２４及び各水管２２に供給される際において、薬剤添加制御部１０３は、ボイラ水Ｗ２の水質がボイラ本体２１の腐食を抑制可能な腐食抑制水質となるように、ボイラ給水Ｗ１に対応する薬剤を供給するように、薬剤添加装置８１を制御する。
【００７２】
次に、燃料供給弁９２を閉状態から開状態に切り替えることで、バーナ２７に燃料を供給する。バーナ２７が着火されることで、バーナ２７は、燃焼を開始する。
【００７３】
下部ヘッダ２４及び各水管２２に貯留されたボイラ水Ｗ２は、水管壁を通してバーナ２７により加熱されながら、各水管２２の内部を上昇していき、その後、湿り蒸気ＳＭ１となる。そして、各水管２２の内部において生成された湿り蒸気ＳＭ１は、上部ヘッダ２３に集められ、蒸気取出ラインＬ４を介して、気水分離器７に導入される。
【００７４】
気水分離器７に導入された湿り蒸気ＳＭ１は、乾き蒸気ＳＭ２と分離水Ｗ４とに分離される。気水分離器７で分離された乾き蒸気ＳＭ２は、蒸気逆止弁９５を閉状態から開状態に切り替えておくことにより、蒸気送出ラインＬ５を通して、蒸気ヘッダ５０において集合される。蒸気ヘッダ５０に集合された蒸気ＳＭ３は、蒸気使用機器（不図示）へ供給される。気水分離器７で分離された分離水Ｗ４は、降水ラインＬ６を通して下部ヘッダ２４に戻される。
【００７５】
このように運転されるボイラ２において、ボイラ２の運転を長期間（例えば１週間以上）休止する休缶処理が実行される場合がある。
次に、本実施形態のボイラ２における休缶処理の動作について説明する。図３は、第１実施形態のボイラ２における休缶処理の実行時の処理手順を示すフローチャートである。
【００７６】
図３に示すように、ステップＳＴ１において、ボイラ２の休缶処理を実行する場合には、オペレータの指示を通じて、制御装置１０は、ボイラ２の運転を停止する。ここで、ボイラ２の運転を停止させると、例えば、上述のように、ボイラ本体２１や気水分離器７の内部の蒸気が凝縮してボイラ水Ｗ２が増加する。
【００７７】
ステップＳＴ２において、薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の燃焼停止時において、水位検出器２８により検出されたボイラ水Ｗ２の検出水位値をメモリ部１１０に記憶させる。薬剤添加制御部１０３は、ステップＳＴ２で記憶されたボイラ２の燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の検出水位値をメモリ部１１０から読み出し、この水位値に基づいて、ボイラ水Ｗ２の停止時貯水量Ｖ０を算出する。メモリ部１１０には、ボイラ水Ｗ２の検出水位値と貯水量の関係が予め記憶されており、薬剤添加制御部１０３は、この関係に基づいて停止時貯水量Ｖ０を算出することができる。
【００７８】
ステップＳＴ３において、薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の燃焼停止時において、電気伝導率センサ４２より検出されたボイラ水Ｗ２の電気伝導率をメモリ部１１０に記憶させる。薬剤添加制御部１０３は、ステップＳＴ３で記憶されたボイラ２の燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の電気伝導率値をメモリ部１１０から読み出し、この電気伝導率値をボイラ水Ｗ２のｐＨ値に換算する。メモリ部１１０には、ボイラ水Ｗ２の電気伝導率値とｐＨ値の関係が予めデータテーブルや換算式として記憶されており、薬剤添加制御部１０３は、この関係に基づいて、ボイラ水Ｗ２の電気伝導率をｐＨ値に換算することができる。
【００７９】
ステップＳＴ４において、蒸気圧判定部１０２は、蒸気圧測定部２９により測定されたボイラ本体２１の内部の蒸気圧が所定圧力値以下になったか否かを判定する。所定圧力値は、例えば、０．０３ＭＰａである。所定圧力値以下になった場合には、ボイラ本体２１の内部が冷却されたと看做すことができる。ボイラ本体２１の冷却時には、蒸気が凝縮水となり、ボイラ本体２１には、冷却時貯水量のボイラ水Ｗ２が貯留される。ボイラ本体２１の内部の蒸気圧が所定圧力値以下であると判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ５に移行する。一方、ボイラ本体２１の内部の蒸気圧が所定圧力値以下でないと判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ４に戻る。
【００８０】
ステップＳＴ５において、薬剤添加制御部１０３は、ボイラ本体２１の内部の蒸気圧が所定圧力値以下である場合におけるボイラ本体２１の冷却時において、ボイラ水Ｗ２の冷却時の検出水位値をメモリ部１１０に記憶させる。
【００８１】
ステップＳＴ６において、薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の冷却時のボイラ水Ｗ２の検出水位値をメモリ部１１０から読み出し、この水位値に基づいて、ボイラ水Ｗ２の冷却時貯水量Ｖ２を算出する。そして、上記の式（１）［強制給水量ＶＸ＝満水貯水量Ｖ１−冷却時貯水量Ｖ２］により、ボイラ水Ｗ２が満水貯水量Ｖ１となるために、ボイラ本体２１に供給するボイラ給水Ｗ１の強制給水量ＶＸを算出する。
【００８２】
ステップＳＴ７において、薬剤添加制御部１０３は、ステップＳＴ２において算出された停止時貯水量Ｖ０、及び、ステップＳＴ３において換算されたｐＨ値に基づいて、薬剤の供給量Ｘを算出する。具体的には、Ｖ１を満水貯水量とし、Ｃ０を燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度とし、Ｃ１を休缶処理中のボイラ水Ｗ２の薬剤濃度とした場合に、満水貯水量Ｖ１に貯水されたボイラ水Ｗ２のｐＨ値を１２以上とするために必要な薬剤の供給量Ｘを、上記の式（２）〜（４）により算出する。
【００８３】
ステップＳＴ８において、ボイラ本体２１には、ボイラ２の休缶処理の実行時において、予め設定された満水貯水量Ｖ１のボイラ水Ｗ２の貯水量となるように、ステップＳＴ６において算出された強制給水量ＶＸのボイラ給水Ｗ１が供給される。同時に、薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の休缶処理の実行時において、満水貯水量Ｖ１に貯水されるボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上となるために必要なステップＳＴ７において算出された供給量Ｘの薬剤が添加されるように、薬剤添加装置８１において薬剤供給処理を実行させる。
【００８４】
典型的には、薬剤添加制御部１０３は、強制給水量ＶＸのボイラ給水Ｗ１に対して供給量Ｘの薬剤が流量比例薬注されるように、薬剤添加装置８１を制御する。そして、本フローチャートの処理は終了する。そして、満水貯水量で貯水されるボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上、且つ満水の状態でボイラ２は保存される。この結果、本実施形態に係るボイラ２は、休缶処理の実行中において、ボイラ本体２１の腐食が抑制されることになる。
【００８５】
なお、ボイラ２の休缶処理の実行中において、休缶処理が解除される（ボイラ本体２１の使用の休止を解除してボイラ本体２１の使用を開始する）までにおいては、満水貯水量に貯留されたボイラ水Ｗ２は、例えば、定期的に（例えば、２か月毎に）、入れ替えられる。この場合に、ボイラ２は、満水貯水量に貯留されたボイラ水Ｗ２の全部を強制的に排水して、新たなボイラ給水Ｗ１を満水貯水量まで供給しながら、このボイラ給水Ｗ１に、満水貯水量に貯留されたボイラ水Ｗ２のｐＨ値を１２以上とするのに必要な量の薬剤を供給する。ボイラ２は、このような定期的なボイラ水Ｗ２の入れ替えを、自動化できる。
【００８６】
次に、第１実施形態のボイラ２において、休缶処理の実行後における休缶処理の解除方法について説明する。
ボイラ２の休缶処理を解除する（ボイラ本体２１の使用の休止を解除してボイラ本体２１の使用を開始する）場合には、満水貯水量に貯留されたボイラ水Ｗ２の水位を、ボイラ水Ｗ２の全ブロー処理を実行することなく、起動時水位まで下げるように、ボイラ水Ｗ２の部分ブロー処理を実行する。そして、ボイラ水Ｗ２が起動時水位まで貯留された状態で、バーナ２７の燃焼を開始する。これにより、休缶処理中に貯留されていたボイラ水Ｗ２を沸騰させて湿り蒸気ＳＭ１を発生させて、蒸気ヘッダ５０を介して、蒸気使用機器（不図示）への蒸気の供給を開始する。
【００８７】
ここで、休缶処理の実行時に添加された薬剤は、通常運転中に使用される薬剤と同じ種類の薬剤である。そのため、休缶処理中に貯留されていたボイラ水Ｗ２を利用して、速やかに、ボイラ２を起動して、蒸気を発生させることができる。このように、ボイラ水Ｗ２の全ブロー処理を実行することなく蒸気を発生させることができるため、休缶処理の解除時において、蒸気の供給を開始するまでの時間を短くすることができる。
【００８８】
上述した第１実施形態に係るボイラ２によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
本実施形態におけるボイラ２は、休缶処理が実行されるボイラ２であって、ボイラ２の燃焼停止時におけるボイラ水Ｗ２の水位を検出する水位検出器２８と、ボイラ２の燃焼停止時におけるボイラ水Ｗ２のｐＨ値を間接的に検出する電気伝導率センサ４２と、ボイラ２の休缶処理の実行時においてボイラ水Ｗ２の水量が予め設定された満水貯水量（設定貯水量）となるように、ボイラ給水Ｗ１をボイラ本体２１に供給する給水ポンプ６と、ボイラ給水Ｗ１に薬剤を供給する薬剤供給処理を実行可能な薬剤添加装置８１と、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ２の燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の検出水位値及び検出ｐＨ値に基づいて、満水貯水量（設定貯水量）に貯水されたボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上になるために必要な量の薬剤がボイラ給水Ｗ１に供給されるように、薬剤添加装置８１において薬剤供給処理を実行させる薬剤添加制御部１０３と、を備える。
【００８９】
そのため、休缶処理が実行されるボイラ２において、ボイラ本体２１に満水貯水量で貯留されるボイラ水Ｗ２のｐＨ値は１２以上である。これにより、ボイラ２の休缶処理時において、ボイラ本体２１の腐食を抑制することができる。
【００９０】
また、休缶処理の実行時に添加された薬剤は、通常運転中に使用される薬剤と同じ種類の薬剤である。そのため、ボイラ水Ｗ２の全ブロー処理を実行することなく、ボイラ水Ｗ２の部分ブロー処理を実行して起動時貯水量までボイラ水Ｗ２を減らすだけで、速やかに、ボイラ２を起動させて、蒸気を発生させることができる。そのため、休缶処理の解除時において、蒸気の供給を開始するまでの時間を短くすることができる。そして、休缶処理の実行中において添加された薬剤は、通常運転中に使用される薬剤と同じ種類の薬剤であるため、そのままボイラ２を起動させても、蒸気品質の安全性を確保することができる。
【００９１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るボイラシステム１Ａについて説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係るボイラシステム１Ａの概略を示す図である。
なお、第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。第２実施形態においては、休缶処理の実行時において、第１実施形態が「満水貯水量」のボイラ水Ｗ２をボイラ本体２１に貯留させるのに対して、「起動時貯水量」のボイラ水Ｗ２をボイラ本体２１に貯留させる点、第１実施形態のボイラシステム１が窒素ボンベを備えていないのに対して、窒素ボンベ１１を備えている点、窒素ボンベ１１の周辺の構成について、第１実施形態のボイラシステム１と主に異なる。
【００９２】
第２実施形態に係るボイラシステム１Ａは、第１実施形態に係るボイラシステム１の構成に加えて、窒素ボンベ１１、窒素ガス供給ラインＬ１１、大気開放ラインＬ１２を備える。また、第２実施形態に係るボイラシステム１Ａは、窒素ガス供給弁６１、窒素ガス圧調整弁６２、大気開放弁６３を備える。
【００９３】
窒素ボンベ１１は、内部に窒素ガスＧを収容する。窒素ガス供給ラインＬ１１は、窒素ボンベ１１に収容された窒素ガスＧをボイラ本体２１に供給するラインである。窒素ガス供給ラインＬ１１の上流側の端部は、窒素ボンベ１１に接続されている。窒素ガス供給ラインＬ１１の下流側の端部は、ボイラ本体２１の上部ヘッダ２３の上端部に接続されている。窒素ガス供給ラインＬ１１には、窒素ガス供給弁６１が設けられている。窒素ガス供給弁６１は、窒素ガス供給ラインＬ１１を開閉することができる。本実施形態においては、窒素ガス供給弁６１の開閉は、制御装置１０からの駆動信号により制御される。
【００９４】
窒素ガス供給弁６１と窒素ボンベ１１との間には、窒素ガス圧調整弁６２が設けられている。窒素ガス圧調整弁６２は、窒素ボンベ１１からボイラ本体２１に供給される窒素ガスＧの圧力を調整する弁である。
【００９５】
大気開放ラインＬ１２は、ボイラ本体２１の内部を、気水分離器７を介して、大気に開放させるラインである。大気開放ラインＬ１２の上流側の端部は、蒸気送出ラインＬ５における気水分離器７と蒸気逆止弁９５との間の接続部Ｊ７に接続されている。大気開放ラインＬ１２の下流側の端部は、大気に開放されている。大気開放ラインＬ１２には、大気開放弁６３が設けられている。大気開放弁６３は、大気開放ラインＬ１２を開閉することができる。大気開放弁６３の開閉は、制御装置１０からの駆動信号により制御される。
【００９６】
第２実施形態においては、給水ポンプ６は、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ水Ｗ２の水量が起動時貯水量（予め設定された設定貯水量）となるように、ボイラ給水Ｗ１をボイラ本体２１に供給する。
起動時貯水量とは、ボイラ２を起動する際にボイラ本体２１に貯留されるボイラ水Ｗ２の貯水量である。具体的には、図４に示すように、起動時貯水量とは、ボイラ本体２１における複数の水管２２の上部に空間を残した状態で、ボイラ水Ｗ２が水管２２の上部側の位置まで貯留される貯水量である。起動時貯水量のボイラ水Ｗ２がボイラ本体２１に貯留されている場合においては、ボイラ水Ｗ２の上方空間（水管２２の上部及び上部ヘッダ２３）には、気相部が形成される。
【００９７】
また、第２実施形態においては、薬剤添加制御部１０３は、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ２の燃焼停止時のボイラ水Ｗ２の検出水位値及び検出ｐＨ値に基づいて、起動時貯水量に貯水されたボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上になるために必要な量の薬剤がボイラ給水Ｗ１に供給されるように、薬剤添加装置８１において薬剤供給処理を実行させる。これにより、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ｐＨ値が１２以上となる水質で、ボイラ本体２１は、起動時貯水量のボイラ水Ｗ２が貯留された状態で維持される。
【００９８】
第２実施形態におけるその他の構成及び動作は、第１実施形態における「満水貯水量」を、「起動時貯水量」に置き換えた場合と同様である。そのため、第２実施形態のその他の説明は、第１実施形態の説明における「満水貯水量」を「起動時貯水量」に置き換えた説明と同様であるため、第１実施形態の説明を援用して、その説明については省略又は簡略化する。
【００９９】
第２実施形態においては、ボイラ本体２１には、起動時貯水量までボイラ給水Ｗ１が給水される。そのため、ボイラ水Ｗ２の上方空間には、気相部が形成される。第２実施形態においては、ボイラ本体２１の内部において、起動時貯水量まで貯水されたボイラ水Ｗ２の上部の気相部には、窒素ガスＧが封入される。
【０１００】
ボイラ本体２１の内部の気相部に窒素ガスＧを封入する方法について説明する。
まず、オペレータによる休缶処理開始の指示を通じて、制御装置１０は、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１２以上になるように、ボイラ給水Ｗ１に薬剤を添加しながら、起動時貯水量までボイラ水Ｗ２を貯留する。次に、制御装置１０は、図４に示すように、窒素ガス圧調整弁６２により窒素ガスの圧力を０．０２ＭＰａに調整した状態で、窒素ガス供給弁６１を開状態に制御する。その後、制御装置１０は、大気開放弁６３を開状態に制御する。これにより、窒素ガスＧの圧力と大気圧との圧力差により、ボイラ本体２１の気相部内の気体を大気開放ラインＬ１２から外部に押し出しながら、窒素ガスＧで置換する。制御装置１０は、所定時間経過後、大気開放弁６３及び窒素ガス供給弁６１を閉状態に制御する。以上の操作により、ボイラ本体２１内の気相部には、窒素ガスＧが封入される。
【０１０１】
これにより、ボイラ本体２１の内部において、ｐＨ値が１２以上となるボイラ水Ｗ２が起動時貯水量まで貯留されると共に、気相部には、窒素ガスＧが封入される。よって、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ本体２１の腐食を抑制することができる。この状態で、ボイラ本体２１の使用が休止される休缶処理が実行された状態となる。
【０１０２】
なお、ボイラ２の休缶処理の実行中において、休缶処理が解除されるまでは、起動時貯水量に貯留されたボイラ水Ｗ２は、定期的に（例えば、２か月毎に）、入れ替えられる。起動時貯水量に貯留されたボイラ水Ｗ２の入れ替えと同時に、窒素ガスＧも同時に入れ替える。
【０１０３】
次に、第２実施形態のボイラ２において、休缶処理の実行後における休缶処理の解除方法について説明する。
ボイラ２の休缶処理を解除する場合には、起動時貯水量にボイラ水Ｗ２が貯留されると共に窒素ガスＧが封入された休缶処理の実行時の状態と同じ状態で、バーナ２７の燃焼を開始する。これにより、休缶処理中に貯留されていたボイラ水Ｗ２を沸騰させて湿り蒸気ＳＭ１を発生させて、蒸気ヘッダ５０を介して、蒸気使用機器（不図示）への蒸気の供給を開始する。
【０１０４】
ここで、休缶処理の実行中において添加された薬剤は、通常運転中に使用される薬剤と同じ種類の薬剤である。また、窒素ガスＧは無害で発火等の危険性もないため、窒素ガスＧを排出する動作を実行せずに、需要者へ向けて流通されても問題はない。そのため、休缶処理中に貯留されていたボイラ水Ｗ２を利用して、速やかに、ボイラ２を起動して、蒸気を発生させることができる。このように、ボイラ水Ｗ２の全ブロー処理を実行することなく且つ窒素ガスＧを排出する動作を実行することなく、蒸気を発生させることができる。そのため、休缶処理の解除時において、蒸気の供給を開始するまでの時間を短くすることができる。
【０１０５】
上述した第２実施形態に係るボイラ２によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏する他、例えば、以下のような効果が得られる。
本実施形態においては、ボイラ２の休缶処理の実行時において、ボイラ本体２１の内部に起動時貯水量のボイラ水Ｗ２を貯留する場合には、ボイラ本体２１の内部において、起動時貯水量まで貯水されたボイラ水Ｗ２の上部の空間に、窒素ガスＧが封入される。そのため、ボイラ本体２１の内部に、窒素ガスＧを封入すると共にｐＨ値が１２以上となるボイラ水Ｗ２を貯留した状態で休缶処理が実行されるため、ボイラ本体２１の腐食を抑制することができる。
【０１０６】
更に、ボイラ水Ｗ２の全ブロー処理を実行することなく且つ窒素ガスＧを排出する動作を実行することなく、速やかに、ボイラ２を起動させて、蒸気を発生させることができる。そのため、休缶処理の解除時において、蒸気の供給を開始するまでの時間を短くすることができる。そして、休缶処理の実行中において添加された薬剤は、通常運転中に使用される薬剤と同じ種類の薬剤である。起動時貯水量まで貯水されたボイラ水Ｗ２の上部の空間には、無害で発火等の危険性がない窒素ガスＧが封入される。そのため、休缶処理の実行時のそのままの状態でボイラ２を起動させても、蒸気品質の安全性を確保することができる。
【０１０７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、薬剤添加装置８１は、給水ラインＬ１における給水タンク５と給水ポンプ６との間においてボイラ給水Ｗ１に薬剤を添加するように構成されているが、これに制限されない。例えば、薬剤添加装置８１は、給水ラインＬ１における給水ポンプ６とボイラ２との間においてボイラ給水Ｗ１に薬剤を添加するように構成してもよいし、給水タンク５に貯留されるボイラ給水Ｗ１に薬剤を添加するように構成してもよい。
【０１０８】
また、前記実施形態においては、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値を、電気伝導率から換算して間接的に検出したが、これに制限されない。例えば、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値をｐＨ値センサで直接的に検出してもよいし、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値をボイラ水Ｗ２の酸消費量（ｐＨ８．３）から換算して間接的に検出してもよい。酸消費量（ｐＨ８．３）とは、ＪＩＳ  Ｋ０１０１に規定されており、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値をｐＨ８．３にまで下げるために必要な酸の当量数をＣａＣＯ３（炭酸カルシウム）換算したものであり、Ｐアルカリ度ともいう。ｐＨ値は、酸消費量（ｐＨ８．３）と相関性があることから、酸消費量（ｐＨ８．３）から換算することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
２  ボイラ
６  給水ポンプ（ボイラ給水供給手段）
２１  ボイラ本体
２８  水位検出器（水位検出手段）
４２  電気伝導率センサ（ｐＨ値検出手段）
８１  薬剤添加装置（薬剤供給手段）
１０３  薬剤添加制御部（薬剤供給制御部）
Ｗ１  ボイラ給水
Ｗ２  ボイラ水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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