ドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法
【課題】 揮発性物質によりボイラ水のｐＨを調整する場合に、ボイラ水中に微量の硬度成分が持ち込まれても、蒸発管への腐食を抑制しつつ、蒸発管へのスケールの付着を直ちに抑制できるドラムボイラの腐食及びスケール抑制方法を提供する。
【解決手段】 揮発性物質を主体としたボイラ薬剤の添加により、ボイラ水のｐＨを調整して、ドラムボイラに対する腐食の抑制とスケール付着の抑制を図るドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法であって、ボイラ水中のリン酸イオン濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満の値に維持するように、リン酸塩をボイラ薬剤として添加する。添加されたリン酸塩により、硬度成分によるスケールの付着を抑制できるとともに、このリン酸塩がハイドアウトに伴う腐食を生じさせるのも抑えることができる。
【解決手段】 揮発性物質を主体としたボイラ薬剤の添加により、ボイラ水のｐＨを調整して、ドラムボイラに対する腐食の抑制とスケール付着の抑制を図るドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法であって、ボイラ水中のリン酸イオン濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満の値に維持するように、リン酸塩をボイラ薬剤として添加する。添加されたリン酸塩により、硬度成分によるスケールの付着を抑制できるとともに、このリン酸塩がハイドアウトに伴う腐食を生じさせるのも抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性物質を主体としたボイラ薬剤の添加により、ボイラ水のｐＨを調整し、ドラムボイラに対する腐食の抑制とスケール付着の抑制とを図るドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＪＩＳＢ８２２３（２００６）は、ボイラ水についてｐＨの推奨範囲を定めるとともに、ボイラ水のｐＨを調整する方法として、アルカリ処理、リン酸塩処理、揮発性物質処理を定めて、ボイラに対する腐食の抑制等を図っている。
【０００３】
アルカリ処理は、電離度が大きくｐＨを高める能力の高い遊離アルカリ（例えば水酸化ナトリウム、）をｐＨ調整剤として用いるものであるが、ボイラの蒸気圧力が増して伝熱面負荷が高くなり、蒸発管にボイラ水の濃縮が生じ易くなると、ボイラに遊離アルカリに起因するアルカリ腐食を生じさせやすいという欠点を有す。
【０００４】
リン酸塩処理は、リン酸ナトリウム等のリン酸塩をｐＨ調整剤として用いるものであり、遊離アルカリを使用しないので、アルカリ処理時に生じるようなアルカリ腐食は生じさせず、かつ、リン酸塩は硬度成分をスラッジ化させる緩衝能が高いので、水処理装置からの硬度成分の漏れ込みや、復水系統からの硬度成分の持ち込みがあっても、ボイラにスケールの付着を生じさせにくいという利点を有している。一方、リン酸塩処理は、蒸発管にボイラ水の過度の濃縮が生じると、蒸発管内面に溶解度を超えるリン酸塩が析出するハイドアウトを生じさせ、このとき生じた水酸化ナトリウムにより腐食を生じさせ易いという欠点を有する。
【０００５】
揮発性物質処理は、アンモニアやアミン類といった揮発性物質をｐＨ調整剤として用いるものであり、アルカリ処理やリン酸塩処理に比べて、ｐＨ調整剤に固形アルカリを使用していないので、ボイラに最も腐食を生じさせにくいという利点を有する。一方、アンモニアやアミン類といった揮発性物質は、リン酸塩のような緩衝能が少なく、かつ、揮発性物質処理時には、リン酸塩処理時に比べて、硬度成分によるスケールの付着速度が早くなることも知られている（非特許文献１）。このため、揮発性物質処理は、硬度成分の漏洩や持ち込みがあると、リン酸塩処理に比べて、ボイラにスケールの付着を生じさせ易いという欠点を有する。
【０００６】
以上から、比較的圧力が高く、伝熱面負荷の大きいボイラでは、アンモニアやアミン類といった揮発性物質を用いた揮発性物質処理により、ボイラ水のｐＨ調整がなされる場合も多いが、この場合に、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）では、復水系統からの硬度成分の持ち込みがある場合には、スケール付着抑制の観点から、リン酸塩の添加も応急処理として考慮するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】電力中央研究所、「汽力発電所給水ハンドブック（昭和６０年３月）」ｐ１１５−１１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）では、揮発性物質処理時に、硬度成分の持ち込みがある場合、応急処理に必要な量のリン酸塩を添加することは規定されているものの、リン酸塩は、添加量が多いと蒸発管にハイドアウトに伴い腐食を生じさせる虞があるため、微量な硬度成分の持ち込み時に、リン酸塩をどの程度添加すべきかという点は明確ではないという問題があった。
【０００９】
また、リン酸塩の注入装置を有していても、普段使用していなければ、この装置を応急時に直ちに使えるのかという問題もあった。
【００１０】
この発明は、以上の点に鑑み、揮発性物質によりボイラ水のｐＨを調整する場合に、ボイラ水中に微量の硬度成分が持ち込まれても、蒸発管への腐食を抑制しつつ、スケールの付着を直ちに抑制できるドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制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】
【００１１】
この発明の請求項１記載の発明は、揮発性物質を主体としたボイラ薬剤の添加により、ボイラ水のｐＨを調整し、ドラムボイラに対する腐食の抑制とスケール付着の抑制とを図るドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法であって、前記ボイラ水中のリン酸イオン濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満の値に維持するように、リン酸塩をボイラ薬剤として添加することを特徴とする。
【００１２】
アンモニアやアミン類といった揮発性物質を添加することにより、ボイラ水のｐＨを調整する場合、例えば復水系統から微量の硬度成分が持ち込まれると、この硬度成分が蒸発管にスケールとして付着しやすくなる。一方、リン酸塩は、揮発性物質に比べて、硬度成分をスラッジ化させる緩衝能が高いので、ボイラ水中にリン酸イオンを有しておれば、蒸発管へのスケール付着は抑制される。ところが、リン酸塩は、ドラムボイラにハイドアウトを生じさせて、このとき生じた水酸化ナトリウムにより、蒸発管に腐食を生じさせる可能性がある。特に、ハイドアウトは、ドラムボイラが、ボイラ水の濃縮を生じやすい構造、例えば水平な蒸発管を有している場合に生じやすい。しかしながら、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が、ボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満（以下０．１ｍｇ／Ｌ未満と記載）の場合、ボイラが水平蒸発管を有していても、蒸発管にハイドアウトに起因する腐食が生じにくいことが実施例等により確認されている。
【００１３】
そこで、この発明では、揮発性物質の添加によりボイラ水のｐＨを調整する場合に、リン酸イオン濃度を０．１ｍｇ未満の値に維持するようにリン酸塩を添加し、ボイラ水に硬度成分が持ち込まれても、ボイラへの腐食の抑制とスケール付着の抑制とが直ちに図られるようにしている。
【００１４】
この発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．０５ｍｇ以下に下げていることを特徴とする。
【００１５】
伝熱面負荷が高くボイラ水に濃縮が生じやすい、蒸気圧の高いドラムボイラでは、遊離アルカリによって、ドラムボイラにアルカリ腐食を生じさせ易いため、ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度は小さい方がよい。一方、ドラムボイラの補給水として用いられるイオン交換水には、微量であるが、ナトリウムが水酸化ナトリウムの形でリークしてくる場合も多く、特に添加していない場合でも、ボイラ水中に水酸化ナトリウムを含む場合も多い。したがって、ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度のコントロールは簡単ではないが、実施例等により、アルカリ腐食を生じさせにくいボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度（０．０５ｍｇ以下）が確認されているので、この濃度を超えないように、ブロー等により水酸化ナトリウム濃度をコントロールするようにした。
【００１６】
この発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記ドラムボイラが水平な蒸発管を有していることを特徴とする。
【００１７】
水平な蒸発管は、蒸気の蒸発時にボイラ水に濃縮を生じやすい。したがって、水平な蒸発管には、一般のアルカリ腐食が生じやすいのはもちろん、ボイラ水のｐＨ調整にリン酸塩を用いた場合でも、この部分でハイドアウトが生じやすく、ハイドアウトにより生じた水酸化ナトリウムによる蒸発管の腐食も生じやすい。このため、ドラムボイラが水平な蒸発管を有している場合のボイラ水のｐＨ調整には、遊離アルカリやリン酸塩より、アンモニアやアミン類といった揮発性物質を用いるほうが、腐食の抑制効果が高い。
【００１８】
この発明の請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記ドラムボイラの蒸気の常用使用圧力が５ＭＰａ以上であることを特徴とする。
【００１９】
常用使用圧力が５ＭＰａ以上のボイラでは、伝熱面負荷が高く蒸発管に遊離アルカリによるアルカリ腐食やハイドアウトに伴う水酸化ナトリウムによる腐食を生じやすいので、ボイラ水のｐＨ調整には、アンモニアやアミン類といった揮発性物質を用いるのが好ましい。
【００２０】
この発明の請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記ドラムボイラのボイラ給水用の補給水がイオン交換水であることを特徴とする。
【００２１】
この発明の請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記揮発性物質としてアンモニアを添加することにより、前記ボイラの給水系統における給水のｐＨ（２５℃基準）を９．０〜９．４に維持するとともに、前記ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）を８．５〜９．０に維持していることを特徴とする。
【００２２】
このボイラ給水やボイラ水のｐＨ（２５℃基準）の範囲は、蒸気の常用使用圧力が５〜２０ＭＰａで、揮発性物質によりボイラ水のｐＨ調整がなされる水管ボイラについて、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）で定めたボイラ給水及びボイラ水のｐＨ（２５℃基準）の範囲を満たしている。なお、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）の上限を９．４としたのは、給水系統や復水系統には、ボイラ給水や復水と接触する部分に銅系材料を使用しているものも多く、銅腐食を防止するためである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の請求項１、３、４、５、又は６記載の発明によれば、揮発性物質によりボイラ水のｐＨを調整する場合に、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が、０．１ｍｇ／Ｌ未満の値に維持されるようにリン酸塩を添加しているので、ボイラ水中に微量の硬度成分が持ち込まれても、蒸発管への腐食の抑制を図りつつ、蒸発管へのスケールの付着も直ちに抑制することができる。
【００２４】
この発明の請求項２記載の発明によれば、ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下に下げているので、蒸気圧力の高いボイラにおいて、ボイラ水中にナトリウムが漏れ込んでも、これにより生じる水酸化ナトリウムによって、ボイラの蒸発管にアルカリ腐食が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明を実施するためのボイラ装置と、このボイラ装置周りの水と蒸気の流れを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明を実施するためのボイラ装置と、このボイラ装置周りの水と蒸気の流れを示している。
【００２７】
ボイラ装置Ａは、図１で示されるように、ボイラ１と、ブロー装置２と、補給水Ｗ０と復水Ｗ３とを集めてボイラ給水Ｗ１とする給水タンク３と、ボイラ１にボイラ給水Ｗ１を供給する給水ライン４と、給水ライン４中のボイラ給水Ｗ１にボイラ薬液を注入する薬液注入装置５とを有している。ボイラ１からの蒸気Ｓは、蒸気使用設備Ｂで使用された後、一部が復水ラインＦに設けられた復水回収処理装置Ｃにより復水Ｗ３として回収される。なお、給水ライン４や復水ラインＦには、ボイラ給水Ｗ１や復水Ｗ３と接する部分の一部に銅系材料が使用されている
【００２８】
ボイラ１は、例えば、気水分離用の蒸気ドラム１０を備えた強制循環型のドラムボイラであって、蒸気圧が、例えば、５〜２０ＭＰａの中圧から高圧の水管ボイラである。このボイラ１では、蒸気ドラム１０内のボイラ水Ｗ２を、ポンプ１１で加圧して蒸発管１２に送り、この蒸発管１２で加熱して、一部を蒸気Ｓにして蒸気ドラム１０に戻している。蒸発管１２の多くのものは、図１で示されるように、平らに配置される水平管となっている。なお、このボイラ１は、図１には示されていないが、ボイラ給水Ｗ１を予熱するエコノマイザや、蒸気ドラム１０からの蒸気を過熱するスーパーヒータを有している。
【００２９】
ブロー装置２は、蒸気ドラム１０内で濃縮したボイラ水Ｗ２の一部を、連続的、又は連続的及び間欠的にブローして、蒸気ドラム１０内でのボイラ水Ｗ２の濃縮を防止するものである。なお、ブロー装置２は、ブローされたボイラ水Ｗ２の一部を低圧の蒸気として回収する。
【００３０】
給水タンク３は、ボイラ１に供給するボイラ給水Ｗ１を一定時間分だけ貯留するためのものである。給水タンク３に供給される補給水Ｗ０は、純水装置（強酸性イオン交換樹脂と強塩基性イオン交換樹脂とを用いたイオン交換装置）で精製されたイオン交換水であり、この補給水Ｗ０中には、純水装置で充分に捕らえることができず、僅かにリークしてくる微量のナトリウムが、水酸化ナトリウムの形で含まれている。また、給水タンク３に供給される復水Ｗ３は、復水回収処理装置Ｃにおいて一定の処理（例えば、脱酸素処理）はなされるが、これにはポリッシャー（イオン交換樹脂装置）を備えていないので、復水Ｗ３中には、復水回収時に僅かに漏れ込んだマグネシュウムやカルシュウムといった微量の硬度成分が含まれている。
【００３１】
薬液注入装置５は、アンモニアやアミン類といったｐＨ調整用の揮発性物質をボイラ給水Ｗ１に注入するとともに、硬度成分をスラッジ化させる緩衝能が高い（スケール抑制効果の高い）リン酸塩をボイラ給水Ｗ１に注入するものである。この結果、ボイラ水Ｗ２のｐＨが調整されるとともに、ボイラ水Ｗ２中のリン酸イオン濃度も調整される。なお、この薬液注入装置５は、例えばヒドラジンのような脱酸素剤等もボイラ給水Ｗ１に注入する。
【００３２】
ここで、ボイラ水のｐＨは、鋼材の腐食防止上、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）で定められるｐＨの範囲を満たす必要がある。例えば、蒸気圧が５〜２０ＭＰａの水管ボイラで、揮発性物質によってｐＨの調整をする場合には、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）によるボイラ水Ｗ２のｐＨ（２５℃基準）の範囲は８．５〜９．７となる。
【００３３】
一方、一般の産業用ボイラであれば、給復水系統に銅系材質が使用されており、銅の腐食抑制の観点から、揮発性物質によりｐＨの調整がなされる、蒸気圧が５〜２０ＭＰａのボイラの場合には、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）は上限を９．４とすることが望ましいとされる。また、例えば、ｐＨ調整剤としてアンモニアを添加する場合、アンモニアの高温条件での汽液分配の関係から、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）を８．５以上に維持するためには、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）を９．０以上とすることが必要であり、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）を９．４以下に維持すると、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）は９．０以下に維持される。したがって、アンモニアによりｐＨの調整をする、蒸気圧が５〜２０ＭＰａの一般産業用ボイラの場合には、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）を９．０〜９．４に維持することにより、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）が８．５〜９．０に維持されることとなる。
【００３４】
このボイラ１では、給水ライン４や復水ラインＦに銅系材料が使用されているため、アンモニアの添加によるボイラ給水Ｗ１のｐＨ（２５℃基準）は、９．０〜９．４に維持され、その結果、ボイラ水Ｗ２のｐＨ（２５℃基準）は、８．５〜９．０に維持される。なお、このボイラ１では、揮発性物質の他に、僅かではあるがリン酸塩も注入されるため、ボイラ給水Ｗ１やボイラ水Ｗ２のｐＨは、リン酸塩によっても僅かに上げられる。
【００３５】
つぎに、このボイラ１に対する、腐食の抑制方法及びスケール付着の抑制方法について説明する。
【００３６】
このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整をアンモニアやアミン類といった揮発性物質により行っている。
一般に、中高圧のドラムボイラでは、伝熱面負荷が高く、蒸発管にボイラ水の濃縮が生じやすいため、遊離アルカリに起因するアルカリ腐食が生じやすい。このため、中高圧のドラムボイラでは、ボイラ水のｐＨ調整に、水酸化ナトリウムのような遊離アルカリより、リン酸ナトリウムのようなリン酸塩や、アンモニアやアミン類といった揮発性物質を用いる場合が多い。
【００３７】
一方、ボイラ水のｐＨ調整にリン酸塩を用いた場合、ボイラ水の濃縮が生じやすいボイラ構造を有するボイラでは、ボイラ水の過剰な濃縮によって、下式のように、
Ｎａ3ＰＯ4＋０．３Ｈ2Ｏ → Ｎａ2.7Ｈ0.3ＰＯ4＋０．３ＮａＯＨ
蒸発管の内面にリン酸塩（Ｎａ2.7Ｈ0.3ＰＯ4）を析出させるハイドアウトを生じさせ、このとき生じた水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）によって、蒸発管に腐食を生じさせる可能性がある。ボイラ１は、ボイラ水Ｗ２の濃縮を生じやすい水平な蒸発管１２を有している。このため、このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整に、リン酸塩を用いず、揮発性物質を用いている。なお、ボイラ水に濃縮が生じやすいボイラ構造は、水平な蒸発管に限らないと考えられるので、一般に、中高圧のボイラのボイラ水のｐＨ調整には、リン酸塩より揮発性物質を用いる方が好ましいと考えられる。
【００３８】
また、このボイラ１では、ボイラ給水Ｗ１にリン酸塩を加えて、ボイラ水Ｗ２にリン酸イオンが含まれるようにしている。
アンモニアのような揮発性物質は、リン酸塩に比べ硬度成分をスラッジ化させる緩衝能が少ないので、ボイラ水に微量でも硬度成分が含まれていると、ボイラの蒸発管には、この硬度成分がスケールとなって付着する可能性は高い。このボイラ１では、復水Ｗ３を介してボイラ水Ｗ２中に微量の硬度成分が含まれることとなるので、揮発性物質によりボイラ水Ｗ２のｐＨを調整するに際して、ボイラ給水Ｗ１に緩衝能の高いリン酸塩を注入し、これによりボイラ水Ｗ２中の硬度成分をスラッジ化して、この硬度成分が蒸発管１２にスケールとなって付着するのを抑制している。
【００３９】
上記の場合、リン酸塩は、ボイラ水Ｗ２中のリン酸イオン濃度が、ボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満（以下０．１ｍｇ／Ｌ未満と記載）の値に維持されるように添加される。伝熱面負荷の高い中高圧ボイラにおいて、リン酸塩は、ハイドアウトによって、ボイラの蒸発管に水酸化ナトリウムによる腐食を生じさせる可能性が高いので、リン酸塩の注入量はできるだけ抑えられるべきである。ところで、ＪＩＳＢ８２２３では、蒸気圧力が１０〜２０ＭＰａの水管ボイラに対して、リン酸塩によってボイラ水のｐＨを調整する場合には、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が、０．１〜３ｍｇ／Ｌであることを定めているが、特にリン酸イオン濃度を０．１〜１ｍｇ／Ｌに規制したボイラにおいても、ハイドアウトに起因する蒸発管の腐食が確認されている。また、リン酸イオン濃度を、０．１ｍｇ／Ｌ未満に制限したボイラにおいても、ハイドアウトに起因する蒸発管の腐食はあるのかもしれないが、現在のところ明確な腐食情報は得られていない。なお、ボイラ水Ｗ２のリン酸イオン濃度を０．１ｍｇ／Ｌ未満の値に維持した場合でも、リン酸塩による蒸発管へのスケール付着の抑制効果は確認されている。
【００４０】
さらに、このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下に下げている。
微量の水酸化ナトリウムは、特に注入されない場合でも、ボイラの補給水にリークして持ち込まれる場合が多く、ボイラ水の水酸化ナトリウム濃度がある程度より多くなると、蒸発管にアルカリ腐食を生じさせる。このボイラ１で、ボイラ水Ｗ２の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下としたのは、実機テストの結果、０．０５ｍｇ／Ｌ以下では、蒸発管にアルカリ腐食が生じなかったからである。なお、ボイラ水Ｗ２の水酸化ナトリウム濃度は、ブロー装置２の使用によって、０．０５ｍｇ／Ｌ以下に下げられる。
【００４１】
以上にように、このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整を、アンモニアやアミン類といった揮発性物質により行っているので、リン酸塩によってｐＨ調整を行う場合に比べて、蒸発管１２にハイドアウトに伴う腐食が生じることはなく、蒸発管１２の寿命を伸ばすことができる。特にこのボイラ１では、ボイラ水Ｗ２の濃縮が生じやすい水平な蒸発管１２を有しているので、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整にリン酸塩を使用すればハイドアウトが生じる可能性が高く、この点でも、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整にリン酸塩を使用しない効果は大きい。また、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整に用いる揮発性物質は、ボイラ水Ｗ２の全蒸発残留物質を小さく抑えることができ、蒸気純度の向上を図ることができる。
【００４２】
また、このボイラ１では、緩衝能の少ない揮発性物質を補助するように、緩衝能の高いリン酸塩を少量注入しているので、復水Ｗ３によってボイラ水Ｗ２中に微量の硬度成分が持ち込まれても、この硬度成分をスラッジ化して、これがスケールとして蒸発管１２内面に付着するのを抑制することができる。この場合、ボイラ水Ｗ２のリン酸塩濃度を、０．１ｍｇ／Ｌ未満の値に抑えているので、ハイドアウトが生じたにしても、蒸発管１２に認識できるような腐食は生じない。
【００４３】
さらに、このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下に下げているので、補給水Ｗ０によってボイラ水Ｗ２中に微量の水酸化ナトリウムが持ち込まれても、この水酸化ナトリウムによって蒸発管１２にアルカリ腐食が生じることはない。
【実施例】
【００４４】
つぎに、実際のボイラを用いた具体的な運転結果について説明する。
ボイラは、蒸気圧力が１２ＭＰａで水平な蒸発管を有するドラムボイラであり、ボイラ給水には、蒸気の復水に、イオン交換水である補給水を加えたものが用いられる。このボイラにおいて、復水回収処理装置には、ポリッシャーが用いられていないため、復水には、微量の硬度成分が漏れ込んでいる可能性は高い。このボイラでは、ｐＨ調整剤として、Ｎａ／ＰＯ４のモル比が２．７のリン酸ナトリウムや、アンモニアが用いられ、脱酸素剤として水加ヒドラジンが用いられる。
【００４５】
【表１】
【００４６】
このボイラでは、表１中の従来運転で示されるように、従来から、ボイラのｐＨ調整を、リン酸ナトリウムの添加によって行い、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）は９．０〜９．３で管理され、ボイラ水のリン酸イオン濃度は０．１〜２．０ｍｇ／Ｌで管理されていた。また、ボイラ水の水酸化ナトリウム濃度は、０．２〜０．８ｍｇ／Ｌとなるように維持されていた。この結果、水平な蒸発管で激しいハイドアウトを経験し、この蒸発管は、年間約３ｍｍ割合で減肉した。
【００４７】
そこで、表１中の改善運転で示されるように、このボイラでは、ボイラのｐＨ調整を、リン酸ナトリウム（リン酸塩）の添加からアンモニア（揮発性物質）の添加に変え、かつ、復水からの硬度成分の持ち込みを考慮し、少量のリン酸ナトリウム（リン酸塩）の添加を継続した。すなわち、改善例では、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）を８．７〜９．０で管理するとともに、ボイラ水のリン酸イオン濃度を０．０１〜０．１ｍｇ／Ｌで管理し、かつ、ボイラ水の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下となるように管理した。この結果、ボイラの蒸発管に減肉の進行は見られなかった。
【符号の説明】
【００４８】
１ ボイラ（ドラムボイラ）
Ｗ０ 補給水
Ｗ１ ボイラ給水
Ｗ２ ボイラ水
Ｗ３ 復水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性物質を主体としたボイラ薬剤の添加により、ボイラ水のｐＨを調整し、ドラムボイラに対する腐食の抑制とスケール付着の抑制とを図るドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＪＩＳＢ８２２３（２００６）は、ボイラ水についてｐＨの推奨範囲を定めるとともに、ボイラ水のｐＨを調整する方法として、アルカリ処理、リン酸塩処理、揮発性物質処理を定めて、ボイラに対する腐食の抑制等を図っている。
【０００３】
アルカリ処理は、電離度が大きくｐＨを高める能力の高い遊離アルカリ（例えば水酸化ナトリウム、）をｐＨ調整剤として用いるものであるが、ボイラの蒸気圧力が増して伝熱面負荷が高くなり、蒸発管にボイラ水の濃縮が生じ易くなると、ボイラに遊離アルカリに起因するアルカリ腐食を生じさせやすいという欠点を有す。
【０００４】
リン酸塩処理は、リン酸ナトリウム等のリン酸塩をｐＨ調整剤として用いるものであり、遊離アルカリを使用しないので、アルカリ処理時に生じるようなアルカリ腐食は生じさせず、かつ、リン酸塩は硬度成分をスラッジ化させる緩衝能が高いので、水処理装置からの硬度成分の漏れ込みや、復水系統からの硬度成分の持ち込みがあっても、ボイラにスケールの付着を生じさせにくいという利点を有している。一方、リン酸塩処理は、蒸発管にボイラ水の過度の濃縮が生じると、蒸発管内面に溶解度を超えるリン酸塩が析出するハイドアウトを生じさせ、このとき生じた水酸化ナトリウムにより腐食を生じさせ易いという欠点を有する。
【０００５】
揮発性物質処理は、アンモニアやアミン類といった揮発性物質をｐＨ調整剤として用いるものであり、アルカリ処理やリン酸塩処理に比べて、ｐＨ調整剤に固形アルカリを使用していないので、ボイラに最も腐食を生じさせにくいという利点を有する。一方、アンモニアやアミン類といった揮発性物質は、リン酸塩のような緩衝能が少なく、かつ、揮発性物質処理時には、リン酸塩処理時に比べて、硬度成分によるスケールの付着速度が早くなることも知られている（非特許文献１）。このため、揮発性物質処理は、硬度成分の漏洩や持ち込みがあると、リン酸塩処理に比べて、ボイラにスケールの付着を生じさせ易いという欠点を有する。
【０００６】
以上から、比較的圧力が高く、伝熱面負荷の大きいボイラでは、アンモニアやアミン類といった揮発性物質を用いた揮発性物質処理により、ボイラ水のｐＨ調整がなされる場合も多いが、この場合に、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）では、復水系統からの硬度成分の持ち込みがある場合には、スケール付着抑制の観点から、リン酸塩の添加も応急処理として考慮するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】電力中央研究所、「汽力発電所給水ハンドブック（昭和６０年３月）」ｐ１１５−１１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）では、揮発性物質処理時に、硬度成分の持ち込みがある場合、応急処理に必要な量のリン酸塩を添加することは規定されているものの、リン酸塩は、添加量が多いと蒸発管にハイドアウトに伴い腐食を生じさせる虞があるため、微量な硬度成分の持ち込み時に、リン酸塩をどの程度添加すべきかという点は明確ではないという問題があった。
【０００９】
また、リン酸塩の注入装置を有していても、普段使用していなければ、この装置を応急時に直ちに使えるのかという問題もあった。
【００１０】
この発明は、以上の点に鑑み、揮発性物質によりボイラ水のｐＨを調整する場合に、ボイラ水中に微量の硬度成分が持ち込まれても、蒸発管への腐食を抑制しつつ、スケールの付着を直ちに抑制できるドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制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】
【００１１】
この発明の請求項１記載の発明は、揮発性物質を主体としたボイラ薬剤の添加により、ボイラ水のｐＨを調整し、ドラムボイラに対する腐食の抑制とスケール付着の抑制とを図るドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法であって、前記ボイラ水中のリン酸イオン濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満の値に維持するように、リン酸塩をボイラ薬剤として添加することを特徴とする。
【００１２】
アンモニアやアミン類といった揮発性物質を添加することにより、ボイラ水のｐＨを調整する場合、例えば復水系統から微量の硬度成分が持ち込まれると、この硬度成分が蒸発管にスケールとして付着しやすくなる。一方、リン酸塩は、揮発性物質に比べて、硬度成分をスラッジ化させる緩衝能が高いので、ボイラ水中にリン酸イオンを有しておれば、蒸発管へのスケール付着は抑制される。ところが、リン酸塩は、ドラムボイラにハイドアウトを生じさせて、このとき生じた水酸化ナトリウムにより、蒸発管に腐食を生じさせる可能性がある。特に、ハイドアウトは、ドラムボイラが、ボイラ水の濃縮を生じやすい構造、例えば水平な蒸発管を有している場合に生じやすい。しかしながら、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が、ボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満（以下０．１ｍｇ／Ｌ未満と記載）の場合、ボイラが水平蒸発管を有していても、蒸発管にハイドアウトに起因する腐食が生じにくいことが実施例等により確認されている。
【００１３】
そこで、この発明では、揮発性物質の添加によりボイラ水のｐＨを調整する場合に、リン酸イオン濃度を０．１ｍｇ未満の値に維持するようにリン酸塩を添加し、ボイラ水に硬度成分が持ち込まれても、ボイラへの腐食の抑制とスケール付着の抑制とが直ちに図られるようにしている。
【００１４】
この発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．０５ｍｇ以下に下げていることを特徴とする。
【００１５】
伝熱面負荷が高くボイラ水に濃縮が生じやすい、蒸気圧の高いドラムボイラでは、遊離アルカリによって、ドラムボイラにアルカリ腐食を生じさせ易いため、ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度は小さい方がよい。一方、ドラムボイラの補給水として用いられるイオン交換水には、微量であるが、ナトリウムが水酸化ナトリウムの形でリークしてくる場合も多く、特に添加していない場合でも、ボイラ水中に水酸化ナトリウムを含む場合も多い。したがって、ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度のコントロールは簡単ではないが、実施例等により、アルカリ腐食を生じさせにくいボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度（０．０５ｍｇ以下）が確認されているので、この濃度を超えないように、ブロー等により水酸化ナトリウム濃度をコントロールするようにした。
【００１６】
この発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記ドラムボイラが水平な蒸発管を有していることを特徴とする。
【００１７】
水平な蒸発管は、蒸気の蒸発時にボイラ水に濃縮を生じやすい。したがって、水平な蒸発管には、一般のアルカリ腐食が生じやすいのはもちろん、ボイラ水のｐＨ調整にリン酸塩を用いた場合でも、この部分でハイドアウトが生じやすく、ハイドアウトにより生じた水酸化ナトリウムによる蒸発管の腐食も生じやすい。このため、ドラムボイラが水平な蒸発管を有している場合のボイラ水のｐＨ調整には、遊離アルカリやリン酸塩より、アンモニアやアミン類といった揮発性物質を用いるほうが、腐食の抑制効果が高い。
【００１８】
この発明の請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記ドラムボイラの蒸気の常用使用圧力が５ＭＰａ以上であることを特徴とする。
【００１９】
常用使用圧力が５ＭＰａ以上のボイラでは、伝熱面負荷が高く蒸発管に遊離アルカリによるアルカリ腐食やハイドアウトに伴う水酸化ナトリウムによる腐食を生じやすいので、ボイラ水のｐＨ調整には、アンモニアやアミン類といった揮発性物質を用いるのが好ましい。
【００２０】
この発明の請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記ドラムボイラのボイラ給水用の補給水がイオン交換水であることを特徴とする。
【００２１】
この発明の請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記揮発性物質としてアンモニアを添加することにより、前記ボイラの給水系統における給水のｐＨ（２５℃基準）を９．０〜９．４に維持するとともに、前記ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）を８．５〜９．０に維持していることを特徴とする。
【００２２】
このボイラ給水やボイラ水のｐＨ（２５℃基準）の範囲は、蒸気の常用使用圧力が５〜２０ＭＰａで、揮発性物質によりボイラ水のｐＨ調整がなされる水管ボイラについて、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）で定めたボイラ給水及びボイラ水のｐＨ（２５℃基準）の範囲を満たしている。なお、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）の上限を９．４としたのは、給水系統や復水系統には、ボイラ給水や復水と接触する部分に銅系材料を使用しているものも多く、銅腐食を防止するためである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の請求項１、３、４、５、又は６記載の発明によれば、揮発性物質によりボイラ水のｐＨを調整する場合に、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が、０．１ｍｇ／Ｌ未満の値に維持されるようにリン酸塩を添加しているので、ボイラ水中に微量の硬度成分が持ち込まれても、蒸発管への腐食の抑制を図りつつ、蒸発管へのスケールの付着も直ちに抑制することができる。
【００２４】
この発明の請求項２記載の発明によれば、ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下に下げているので、蒸気圧力の高いボイラにおいて、ボイラ水中にナトリウムが漏れ込んでも、これにより生じる水酸化ナトリウムによって、ボイラの蒸発管にアルカリ腐食が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明を実施するためのボイラ装置と、このボイラ装置周りの水と蒸気の流れを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明を実施するためのボイラ装置と、このボイラ装置周りの水と蒸気の流れを示している。
【００２７】
ボイラ装置Ａは、図１で示されるように、ボイラ１と、ブロー装置２と、補給水Ｗ０と復水Ｗ３とを集めてボイラ給水Ｗ１とする給水タンク３と、ボイラ１にボイラ給水Ｗ１を供給する給水ライン４と、給水ライン４中のボイラ給水Ｗ１にボイラ薬液を注入する薬液注入装置５とを有している。ボイラ１からの蒸気Ｓは、蒸気使用設備Ｂで使用された後、一部が復水ラインＦに設けられた復水回収処理装置Ｃにより復水Ｗ３として回収される。なお、給水ライン４や復水ラインＦには、ボイラ給水Ｗ１や復水Ｗ３と接する部分の一部に銅系材料が使用されている
【００２８】
ボイラ１は、例えば、気水分離用の蒸気ドラム１０を備えた強制循環型のドラムボイラであって、蒸気圧が、例えば、５〜２０ＭＰａの中圧から高圧の水管ボイラである。このボイラ１では、蒸気ドラム１０内のボイラ水Ｗ２を、ポンプ１１で加圧して蒸発管１２に送り、この蒸発管１２で加熱して、一部を蒸気Ｓにして蒸気ドラム１０に戻している。蒸発管１２の多くのものは、図１で示されるように、平らに配置される水平管となっている。なお、このボイラ１は、図１には示されていないが、ボイラ給水Ｗ１を予熱するエコノマイザや、蒸気ドラム１０からの蒸気を過熱するスーパーヒータを有している。
【００２９】
ブロー装置２は、蒸気ドラム１０内で濃縮したボイラ水Ｗ２の一部を、連続的、又は連続的及び間欠的にブローして、蒸気ドラム１０内でのボイラ水Ｗ２の濃縮を防止するものである。なお、ブロー装置２は、ブローされたボイラ水Ｗ２の一部を低圧の蒸気として回収する。
【００３０】
給水タンク３は、ボイラ１に供給するボイラ給水Ｗ１を一定時間分だけ貯留するためのものである。給水タンク３に供給される補給水Ｗ０は、純水装置（強酸性イオン交換樹脂と強塩基性イオン交換樹脂とを用いたイオン交換装置）で精製されたイオン交換水であり、この補給水Ｗ０中には、純水装置で充分に捕らえることができず、僅かにリークしてくる微量のナトリウムが、水酸化ナトリウムの形で含まれている。また、給水タンク３に供給される復水Ｗ３は、復水回収処理装置Ｃにおいて一定の処理（例えば、脱酸素処理）はなされるが、これにはポリッシャー（イオン交換樹脂装置）を備えていないので、復水Ｗ３中には、復水回収時に僅かに漏れ込んだマグネシュウムやカルシュウムといった微量の硬度成分が含まれている。
【００３１】
薬液注入装置５は、アンモニアやアミン類といったｐＨ調整用の揮発性物質をボイラ給水Ｗ１に注入するとともに、硬度成分をスラッジ化させる緩衝能が高い（スケール抑制効果の高い）リン酸塩をボイラ給水Ｗ１に注入するものである。この結果、ボイラ水Ｗ２のｐＨが調整されるとともに、ボイラ水Ｗ２中のリン酸イオン濃度も調整される。なお、この薬液注入装置５は、例えばヒドラジンのような脱酸素剤等もボイラ給水Ｗ１に注入する。
【００３２】
ここで、ボイラ水のｐＨは、鋼材の腐食防止上、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）で定められるｐＨの範囲を満たす必要がある。例えば、蒸気圧が５〜２０ＭＰａの水管ボイラで、揮発性物質によってｐＨの調整をする場合には、ＪＩＳＢ８２２３（２００６）によるボイラ水Ｗ２のｐＨ（２５℃基準）の範囲は８．５〜９．７となる。
【００３３】
一方、一般の産業用ボイラであれば、給復水系統に銅系材質が使用されており、銅の腐食抑制の観点から、揮発性物質によりｐＨの調整がなされる、蒸気圧が５〜２０ＭＰａのボイラの場合には、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）は上限を９．４とすることが望ましいとされる。また、例えば、ｐＨ調整剤としてアンモニアを添加する場合、アンモニアの高温条件での汽液分配の関係から、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）を８．５以上に維持するためには、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）を９．０以上とすることが必要であり、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）を９．４以下に維持すると、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）は９．０以下に維持される。したがって、アンモニアによりｐＨの調整をする、蒸気圧が５〜２０ＭＰａの一般産業用ボイラの場合には、ボイラ給水のｐＨ（２５℃基準）を９．０〜９．４に維持することにより、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）が８．５〜９．０に維持されることとなる。
【００３４】
このボイラ１では、給水ライン４や復水ラインＦに銅系材料が使用されているため、アンモニアの添加によるボイラ給水Ｗ１のｐＨ（２５℃基準）は、９．０〜９．４に維持され、その結果、ボイラ水Ｗ２のｐＨ（２５℃基準）は、８．５〜９．０に維持される。なお、このボイラ１では、揮発性物質の他に、僅かではあるがリン酸塩も注入されるため、ボイラ給水Ｗ１やボイラ水Ｗ２のｐＨは、リン酸塩によっても僅かに上げられる。
【００３５】
つぎに、このボイラ１に対する、腐食の抑制方法及びスケール付着の抑制方法について説明する。
【００３６】
このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整をアンモニアやアミン類といった揮発性物質により行っている。
一般に、中高圧のドラムボイラでは、伝熱面負荷が高く、蒸発管にボイラ水の濃縮が生じやすいため、遊離アルカリに起因するアルカリ腐食が生じやすい。このため、中高圧のドラムボイラでは、ボイラ水のｐＨ調整に、水酸化ナトリウムのような遊離アルカリより、リン酸ナトリウムのようなリン酸塩や、アンモニアやアミン類といった揮発性物質を用いる場合が多い。
【００３７】
一方、ボイラ水のｐＨ調整にリン酸塩を用いた場合、ボイラ水の濃縮が生じやすいボイラ構造を有するボイラでは、ボイラ水の過剰な濃縮によって、下式のように、
Ｎａ3ＰＯ4＋０．３Ｈ2Ｏ → Ｎａ2.7Ｈ0.3ＰＯ4＋０．３ＮａＯＨ
蒸発管の内面にリン酸塩（Ｎａ2.7Ｈ0.3ＰＯ4）を析出させるハイドアウトを生じさせ、このとき生じた水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）によって、蒸発管に腐食を生じさせる可能性がある。ボイラ１は、ボイラ水Ｗ２の濃縮を生じやすい水平な蒸発管１２を有している。このため、このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整に、リン酸塩を用いず、揮発性物質を用いている。なお、ボイラ水に濃縮が生じやすいボイラ構造は、水平な蒸発管に限らないと考えられるので、一般に、中高圧のボイラのボイラ水のｐＨ調整には、リン酸塩より揮発性物質を用いる方が好ましいと考えられる。
【００３８】
また、このボイラ１では、ボイラ給水Ｗ１にリン酸塩を加えて、ボイラ水Ｗ２にリン酸イオンが含まれるようにしている。
アンモニアのような揮発性物質は、リン酸塩に比べ硬度成分をスラッジ化させる緩衝能が少ないので、ボイラ水に微量でも硬度成分が含まれていると、ボイラの蒸発管には、この硬度成分がスケールとなって付着する可能性は高い。このボイラ１では、復水Ｗ３を介してボイラ水Ｗ２中に微量の硬度成分が含まれることとなるので、揮発性物質によりボイラ水Ｗ２のｐＨを調整するに際して、ボイラ給水Ｗ１に緩衝能の高いリン酸塩を注入し、これによりボイラ水Ｗ２中の硬度成分をスラッジ化して、この硬度成分が蒸発管１２にスケールとなって付着するのを抑制している。
【００３９】
上記の場合、リン酸塩は、ボイラ水Ｗ２中のリン酸イオン濃度が、ボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満（以下０．１ｍｇ／Ｌ未満と記載）の値に維持されるように添加される。伝熱面負荷の高い中高圧ボイラにおいて、リン酸塩は、ハイドアウトによって、ボイラの蒸発管に水酸化ナトリウムによる腐食を生じさせる可能性が高いので、リン酸塩の注入量はできるだけ抑えられるべきである。ところで、ＪＩＳＢ８２２３では、蒸気圧力が１０〜２０ＭＰａの水管ボイラに対して、リン酸塩によってボイラ水のｐＨを調整する場合には、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が、０．１〜３ｍｇ／Ｌであることを定めているが、特にリン酸イオン濃度を０．１〜１ｍｇ／Ｌに規制したボイラにおいても、ハイドアウトに起因する蒸発管の腐食が確認されている。また、リン酸イオン濃度を、０．１ｍｇ／Ｌ未満に制限したボイラにおいても、ハイドアウトに起因する蒸発管の腐食はあるのかもしれないが、現在のところ明確な腐食情報は得られていない。なお、ボイラ水Ｗ２のリン酸イオン濃度を０．１ｍｇ／Ｌ未満の値に維持した場合でも、リン酸塩による蒸発管へのスケール付着の抑制効果は確認されている。
【００４０】
さらに、このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下に下げている。
微量の水酸化ナトリウムは、特に注入されない場合でも、ボイラの補給水にリークして持ち込まれる場合が多く、ボイラ水の水酸化ナトリウム濃度がある程度より多くなると、蒸発管にアルカリ腐食を生じさせる。このボイラ１で、ボイラ水Ｗ２の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下としたのは、実機テストの結果、０．０５ｍｇ／Ｌ以下では、蒸発管にアルカリ腐食が生じなかったからである。なお、ボイラ水Ｗ２の水酸化ナトリウム濃度は、ブロー装置２の使用によって、０．０５ｍｇ／Ｌ以下に下げられる。
【００４１】
以上にように、このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整を、アンモニアやアミン類といった揮発性物質により行っているので、リン酸塩によってｐＨ調整を行う場合に比べて、蒸発管１２にハイドアウトに伴う腐食が生じることはなく、蒸発管１２の寿命を伸ばすことができる。特にこのボイラ１では、ボイラ水Ｗ２の濃縮が生じやすい水平な蒸発管１２を有しているので、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整にリン酸塩を使用すればハイドアウトが生じる可能性が高く、この点でも、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整にリン酸塩を使用しない効果は大きい。また、ボイラ水Ｗ２のｐＨ調整に用いる揮発性物質は、ボイラ水Ｗ２の全蒸発残留物質を小さく抑えることができ、蒸気純度の向上を図ることができる。
【００４２】
また、このボイラ１では、緩衝能の少ない揮発性物質を補助するように、緩衝能の高いリン酸塩を少量注入しているので、復水Ｗ３によってボイラ水Ｗ２中に微量の硬度成分が持ち込まれても、この硬度成分をスラッジ化して、これがスケールとして蒸発管１２内面に付着するのを抑制することができる。この場合、ボイラ水Ｗ２のリン酸塩濃度を、０．１ｍｇ／Ｌ未満の値に抑えているので、ハイドアウトが生じたにしても、蒸発管１２に認識できるような腐食は生じない。
【００４３】
さらに、このボイラ１では、ボイラ水Ｗ２の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下に下げているので、補給水Ｗ０によってボイラ水Ｗ２中に微量の水酸化ナトリウムが持ち込まれても、この水酸化ナトリウムによって蒸発管１２にアルカリ腐食が生じることはない。
【実施例】
【００４４】
つぎに、実際のボイラを用いた具体的な運転結果について説明する。
ボイラは、蒸気圧力が１２ＭＰａで水平な蒸発管を有するドラムボイラであり、ボイラ給水には、蒸気の復水に、イオン交換水である補給水を加えたものが用いられる。このボイラにおいて、復水回収処理装置には、ポリッシャーが用いられていないため、復水には、微量の硬度成分が漏れ込んでいる可能性は高い。このボイラでは、ｐＨ調整剤として、Ｎａ／ＰＯ４のモル比が２．７のリン酸ナトリウムや、アンモニアが用いられ、脱酸素剤として水加ヒドラジンが用いられる。
【００４５】
【表１】
【００４６】
このボイラでは、表１中の従来運転で示されるように、従来から、ボイラのｐＨ調整を、リン酸ナトリウムの添加によって行い、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）は９．０〜９．３で管理され、ボイラ水のリン酸イオン濃度は０．１〜２．０ｍｇ／Ｌで管理されていた。また、ボイラ水の水酸化ナトリウム濃度は、０．２〜０．８ｍｇ／Ｌとなるように維持されていた。この結果、水平な蒸発管で激しいハイドアウトを経験し、この蒸発管は、年間約３ｍｍ割合で減肉した。
【００４７】
そこで、表１中の改善運転で示されるように、このボイラでは、ボイラのｐＨ調整を、リン酸ナトリウム（リン酸塩）の添加からアンモニア（揮発性物質）の添加に変え、かつ、復水からの硬度成分の持ち込みを考慮し、少量のリン酸ナトリウム（リン酸塩）の添加を継続した。すなわち、改善例では、ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）を８．７〜９．０で管理するとともに、ボイラ水のリン酸イオン濃度を０．０１〜０．１ｍｇ／Ｌで管理し、かつ、ボイラ水の水酸化ナトリウム濃度を、０．０５ｍｇ／Ｌ以下となるように管理した。この結果、ボイラの蒸発管に減肉の進行は見られなかった。
【符号の説明】
【００４８】
１ ボイラ（ドラムボイラ）
Ｗ０ 補給水
Ｗ１ ボイラ給水
Ｗ２ ボイラ水
Ｗ３ 復水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性物質を主体としたボイラ薬剤の添加により、ボイラ水のｐＨを調整し、ドラムボイラに対する腐食の抑制とスケール付着の抑制とを図るドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法であって、
前記ボイラ水中のリン酸イオン濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満の値に維持するように、リン酸塩をボイラ薬剤として添加することを特徴とするドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項２】
前記ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．０５ｍｇ以下に下げていることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項３】
前記ドラムボイラが水平な蒸発管を有していることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項４】
前記ドラムボイラの蒸気の常用使用圧力が５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項５】
前記ドラムボイラのボイラ給水用の補給水がイオン交換水であることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項６】
前記揮発性物質としてアンモニアを添加することにより、前記ドラムボイラの給水系統における給水のｐＨ（２５℃基準）を９．０〜９．４に維持するとともに、前記ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）を８．５〜９．０に維持していることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項１】
揮発性物質を主体としたボイラ薬剤の添加により、ボイラ水のｐＨを調整し、ドラムボイラに対する腐食の抑制とスケール付着の抑制とを図るドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法であって、
前記ボイラ水中のリン酸イオン濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．１ｍｇ未満の値に維持するように、リン酸塩をボイラ薬剤として添加することを特徴とするドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項２】
前記ボイラ水中の水酸化ナトリウム濃度を、このボイラ水１リッターに対して、０．０５ｍｇ以下に下げていることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項３】
前記ドラムボイラが水平な蒸発管を有していることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項４】
前記ドラムボイラの蒸気の常用使用圧力が５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項５】
前記ドラムボイラのボイラ給水用の補給水がイオン交換水であることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【請求項６】
前記揮発性物質としてアンモニアを添加することにより、前記ドラムボイラの給水系統における給水のｐＨ（２５℃基準）を９．０〜９．４に維持するとともに、前記ボイラ水のｐＨ（２５℃基準）を８．５〜９．０に維持していることを特徴とする請求項１記載のドラムボイラの腐食及びスケール付着の抑制方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−３８６６０（Ｐ２０１１−３８６６０Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８４４６３（Ｐ２００９−１８４４６３）
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
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