ボイラ水のｐＨ調整剤及びボイラの運転方法
【課題】 ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水による水質汚濁も防止できるボイラ水のｐＨ調整剤を提供する。
【解決手段】 ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤として使用されるボイラ水のｐＨ調整剤であって、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤に、ホウ素系化合物を含んでいることである。ホウ素系化合物の水溶液の電気伝導率は、その濃度に比例して上昇する。また、ホウ素系化合物は、ボイラ缶体等に腐食を生じさせることはなく、かつ、河川等に富栄養化を生じさせる水質汚濁の原因物質にもならない。
【解決手段】 ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤として使用されるボイラ水のｐＨ調整剤であって、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤に、ホウ素系化合物を含んでいることである。ホウ素系化合物の水溶液の電気伝導率は、その濃度に比例して上昇する。また、ホウ素系化合物は、ボイラ缶体等に腐食を生じさせることはなく、かつ、河川等に富栄養化を生じさせる水質汚濁の原因物質にもならない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ水のｐＨ調整や電気伝導率保持のための薬剤として使用されるボイラ水のｐＨ調整剤に関するものである。また、本発明は、このｐＨ調整剤を使用したボイラの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ缶体等の腐食は、ボイラ水の脱酸素処理とｐＨ調整とを行うことにより防止される。ボイラ水の脱酸素処理は、脱気器を用いてボイラ給水等から溶存酸素を除くことによりなされたり、ボイラ給水等に脱酸素剤を注入して、この脱酸素剤によりボイラ水中の溶存酸素を除くことによりなされる。また、ボイラ水のｐＨ調整は、ボイラ給水等にｐＨ調整剤を注入することにより、ボイラ水のｐＨを所定のアルカリ性範囲に維持することによりなされる。このｐＨ調整剤には、蒸気圧力が３ＭＰａ以下の低圧ボイラの場合、ＮａＯＨやＫＯＨ、リン酸ナトリウムやリン酸カリウムが用いられる。また、蒸気圧力が高いボイラの場合、揮発性アミンやアンモニアのような揮発性物質も用いられる。
【０００３】
一方、低圧ボイラでは、ボイラ缶体内のボイラ水の水位を、複数の電極棒を用いた電極棒方式で検出しているものも多い。この電極棒方式を用いたボイラでは、電極棒の下端がボイラ水に接触することにより、この電極棒からボイラ水側に通電がなされることを検知して、ボイラ水の水位が検出される。このため、このようなボイラのボイラ水では、その電気伝導率を、５〜１０ｍＳ／ｍ程度以上に維持しておく必要がある。
【０００４】
したがって、このようなボイラに使用されるｐＨ調整剤には、ボイラ水のｐＨをアルカリ性の所定範囲に調整するｐＨ調整機能の他に、ボイラ水の電気伝導率を電極棒方式による水位検出に必要とされる値に保つ電気伝導率保持機能も必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、及びリン酸カリウムのような薬剤は、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能は充分に有しているが、この薬剤が使用されると、これらが何らかの原因によりボイラ水中等で濃縮することにより、ボイラ缶体等にアルカリ腐食を生じさせたり、ボイラ水のキャリオーバによって、蒸気管に応力腐食割れを生じさせる。
【０００６】
また、リン酸ナトリウムのような薬剤は、ｐＨ調整機能には問題はないが、電気伝導率保持機能にやや問題がある。すなわち、この薬剤では、これに電気伝導率保持機能を充分に発揮させるために、ボイラ水中のリン酸イオン濃度を１０ｍｇ／Ｌを超えるように保持すると、ボイラ水をブローダウンした場合に、ブロー排水中のトータルリン（Tortal P）により、河川等に富栄養化による水質汚濁を生じさせる。
【０００７】
さらに、揮発性アミンやアンモニアのような揮発性物質の薬剤は、ｐＨ調整機能には問題はないが、電気伝導率保持機能に問題がある。すなわち、この薬剤では、これに電気伝導率保持機能を充分に発揮させるため、これをボイラ水に多量に添加すると、多量の揮発性物質が復水系に移行することとなり、この揮発性物質に起因して、復水系のｐＨが過剰に上昇し、銅製の熱交換器等に対する腐食のリスクが高まる。この場合、ブロー排水中のトータル窒素（Tortal N）の量も増加する。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑み、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水による水質汚濁も防止できるボイラ水のｐＨ調整剤を提供することを目的とする。
【０００９】
また、この発明は、ｐＨ調整剤に、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水による水質汚濁も防止できるボイラの運転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】
この発明の請求項１記載の発明は、ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、前記ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤として使用されるボイラ水のｐＨ調整剤であって、前記ボイラ水の電気伝導率保持のための前記薬剤に、ホウ素系化合物を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
電極棒方式によりボイラ水の水位を検出するボイラでは、電極棒の下端がボイラ水に接触することにより、この電極棒からボイラ水側に通電がなされることを検知して、ボイラ水の水位が検出されるため、ボイラ水の電気伝導率を、所定値以上に保持しておく必要がある。したがって、電極棒方式により水位が検出されるボイラの場合、ボイラ水のｐＨ調整剤には、ボイラ水のｐＨを調整するｐＨ調整機能以外に、ボイラ水の電気伝導率を所定値以上に保持させる電気伝導率保持機能も必要とされる。
【００１２】
ボイラ水のｐＨ調整剤として使用される、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、及びリン酸カリウムは、上記２つの機能を充分に有してはいるが、これらがボイラ水中で濃縮されることにより、ボイラ缶体等にアルカリ腐食を生じさせたり、蒸気管に応力腐食割れを生じさせる。また、ボイラ水のｐＨ調整剤として使用されるリン酸ナトリウムは、ｐＨ調整機能には問題はないが、これに電気伝導率保持機能を持たせようとすると、ボイラ水のリン酸イオン濃度が上昇し、ブロー排水中のトータルリン（Ｐ）による水質汚濁を生じさせる。さらに、ボイラ水のｐＨ調整剤として使用される揮発性アミン等の揮発性物質も、ｐＨ調整機能には問題はないが、これに電気伝導率保持機能を持たせようとすると、使用量が増加して、復水系に多量の揮発性物質が移行し、復水系のｐＨが過剰に上昇して、銅製の熱交換器を腐食させる。
【００１３】
一方、例えば、硼砂、ホウ酸、ホウ酸アンモニウムのようなホウ素系化合物では、その水溶液の電気伝導率は、その濃度に比例して上昇する。また、このようなホウ素化合物は、ボイラ缶体等に腐食を生じさせる原因物質とはならず、かつ、河川等に富栄養化を生じさせる水質汚濁の原因物質にもならない。
【００１４】
この発明では、ｐＨ調整剤中の、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤中に、ホウ素系化合物を含んでいるので、このホウ素系化合物にボイラ水の電気伝導率保持機能を分担させることができる。したがって、ｐＨ調整剤として、例えば、ホウ素系化合物とリン酸ナトリウムとを使用した場合、このホウ素系化合物により電気伝導率保持機能を強化でき、その分、リン酸ナトリウムの量を減少できる。このため、リン酸ナトリウムの使用量が減少できる分、ブロー排水中のトータルリンによる水質汚濁を防止できる。また、ｐＨ調整剤として、例えば、ホウ素系化合物と揮発性アミン（揮発性物質）を使用した場合、電気伝導率保持のための揮発性アミン（揮発性物質）の量を減少できるので、その分、復水系における銅腐食を防止できる。
【００１５】
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、前記ホウ素系化合物が、硼砂であることを特徴とする。
【００１６】
硼砂は、水溶液のｐＨが、一定の濃度までは、その濃度に比例して上昇するので、電気伝導率保持機能の他に、ｐＨ調整機能をも有している。このため、硼砂は、単独でｐＨ調整剤として用いることができる。また、硼砂を他の薬剤（例えば、ＮａＯＨ、リン酸ナトリウム、又は揮発性アミン）と混合してｐＨ調整剤として用いる場合、他の薬剤の使用量を減少させることができるので、その分、これらの薬剤に起因する腐食や水質汚濁を防止できる。
【００１７】
この発明の請求項３記載の発明は、ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、ｐＨ調整剤として、前記ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤が使用されるボイラの運転方法であって、前記ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤として、ホウ素系化合物を使用していることを特徴とする。
【００１８】
この発明の請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の場合において、前記ホウ素系化合物が、硼砂であることを特徴とする。
【００１９】
この発明の請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の発明の場合において、前記ボイラへの給水には、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下の処理水が使用されることを特徴とする。
【００２０】
この発明では、ボイラへの給水の電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下と低く抑えられているので、ｐＨ調整剤中のホウ素系化合物に、電気伝導率保持機能を効果的に発揮させることができる。
【００２１】
この発明の請求項６記載の発明は、請求項４記載の発明の場合において、前記ｐＨ調整剤が、前記ホウ素系化合物と、ＮａとＰＯ4のモル比が２．６から３．０のリン酸ナトリウムとの混合薬剤である場合、このリン酸ナトリウムは、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下となるように使用されることを特徴とする。
【００２２】
この発明では、ボイラ水中のリン酸イオン濃度を低くすることができるので、トータルリン（Ｐ）に起因した、ブロー排水による河川等の水質汚濁を防止できる。
【発明の効果】
【００２３】
ボイラ水のｐＨ調整剤の発明によれば、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤に、ホウ素系化合物を含ませているので、ボイラ薬剤に、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水による水質汚濁も防止できる。
【００２４】
また、ボイラの運転方法の発明によれば、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤として、ホウ素系化合物を使用しているので、ｐＨ調整剤に、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水による水質汚濁も防止できる。
【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の一例を示す図である。
【図２】硼砂５水和物の濃度とｐＨ（２５℃）の関係を示すグラフである。
【図３】硼砂５水和物の濃度と電気伝導率の関係を示すグラフである。
【図４】実施検討例の概要を表で示した図である。
【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。
まず、この発明に係るｐＨ調整剤が添加されるボイラ装置の一例を説明する。
【００２７】
ボイラ装置Ａは、例えば、多管式の小型貫流ボイラであり、図１で示されるように、リング状の上下ヘッダ１０，１１間に多数の水管１２が配置されたボイラ缶体１周りに、気水分離器２と、給水ライン３と、ブローダウンライン４と、水位検出装置５と、水位制御装置６と、薬注装置７等とが設けられたものである。
【００２８】
水位検出装置５は、ボイラ缶体１内のボイラ水Ｗ１の水位を、複数（例えば３本）の電極棒５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを用いて検出する電極棒方式のものであり、電極棒５０Ａ・・の下端がボイラ水Ｗ１に接触することにより、この電極棒５０Ａ・・からボイラ水Ｗ１側に通電がなされることを検知して、ボイラ水Ｗ１の水位を検出する。
【００２９】
薬注装置７は、ボイラ給水Ｗ２中に、ボイラ薬剤であるｐＨ調整剤Ｐを水溶液にして注入するｐＨ調整剤注入装置７Ａと、ボイラ給水Ｗ２中に、ボイラ薬剤である脱酸素剤Ｑを水溶液にして注入する脱酸素剤注入装置７Ｂとから構成されている。
【００３０】
このボイラ装置Ａでは、脱気され、かつ、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下のイオン交換水がボイラ給水Ｗ２としてボイラ缶体１に供給されるとともに、水管１２内のボイラ水Ｗ１がボイラ缶体１上部のバーナ１３で加熱されて蒸気Ｓに変えられた後、この蒸気Ｓが気水分離器２を介して外部に供給される。この場合、水位検出装置５は、例えば、短い電極棒５０Ａの下端がボイラ水Ｗ１の水面を検知すると、給水ライン３中のポンプ３０を停止させるための信号を発し、中間長さの電極棒５０Ｂの下端がボイラ水Ｗ１の水面下降を検知すると、ポンプ３０を運転させるための信号を発す。また、長い電極棒５０Ｃの下端がボイラ水Ｗ１の水面下降を検知すると、バーナ１３の燃焼を停止させるための信号を発する。これらの信号は、水位制御装置６を介して、ポンプ３０やバーナ１３に伝えられる。
【００３１】
また、このボイラ装置Ａでは、ブローダウンライン４の調整弁４０を介して、ボイラ缶体１内のボイラ水Ｗ１が一定量（例えば、ボイラ給水Ｗ２の流量の約３％）だけブローダウンされ、ボイラ水Ｗ１中の不純物濃度が一定値以下に保持されている。この場合、ブロー排水Ｗ３は外部に排出される。
【００３２】
さらに、薬注装置７のｐＨ調整剤注入装置７Ａは、タンク７０Ａ内のｐＨ調整剤Ｐをポンプ７１Ａを介してボイラ給水Ｗ２中に注入し、ボイラ水Ｗ１のｐＨ等を調整する。また、脱酸素剤注入装置７Ｂは、タンク７０Ｂ内の脱酸素剤Ｑをポンプ７１Ｂを介してボイラ給水Ｗ２中に注入し、ボイラ水Ｗ１中の溶存酸素を減少させる。なお、ｐＨ調整剤Ｐや脱酸素剤Ｑは、ボイラ給水Ｗ２の流量にほぼ比例させた量だけ供給されるべきであるが、一般的に、ボイラ装置Ａの運転時に必要とされる量の２〜３倍の量が注入される。
【００３３】
つぎに、このボイラ装置Ａで使用されるｐＨ調整剤Ｐについて説明する。
このボイラ装置Ａでは、ボイラ水Ｗ１の水位が電極棒方式で検出されるので、このｐＨ調整剤Ｐには、ｐＨ調整機能の他に、電気伝導率保持機能が必要とされる。
【００３４】
このｐＨ調整剤Ｐには、ホウ素系化合物の一つである硼砂、硼砂とリン酸ナトリウムとの混合薬剤、硼砂と揮発性物質（例えば、アンモニアや揮発性アミン）との混合薬剤、又は、硼砂と、例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、又は、リン酸カリウムの何れか又はこれらを混ぜたもの（以下ＮａＯＨ等という）との混合薬剤の何れかが使用される。また、このｐＨ調整剤Ｐには、硼砂以外のホウ素系化合物（以下他のホウ素系化合物という）とリン酸ナトリウムとの混合薬剤、他のホウ素系化合物と揮発性物質との混合薬剤、又は、他のホウ素系化合物とＮａＯＨとの混合薬剤の何れかが使用される。以下これらについて説明する。
【００３５】
ｐＨ調整剤Ｐを、硼砂とした場合：
硼砂には、硼砂５水和物（Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・５Ｈ2Ｏ）や硼砂１０水和物（Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ）がある。硼砂（例えば、５水和物）は、図２で示されるように、その水溶液中の濃度が０から１００ｍｇ／Ｌまで上昇すると、この濃度にほぼ比例するように、ｐＨ（２５℃）の値を、７から９以上ま上昇させる。例えば、硼砂の１００ｍｇ／Ｌ濃度の水溶液のｐＨは、９．２の値を示している。また、この硼砂は、図３で示されるように、その水溶液の濃度にほぼ比例するように、水溶液の電気伝導率を上昇させる。例えば、硼砂の１００ｍｇ／Ｌ濃度の水溶液の電気伝導率は、７ｍＳ／ｍ程度の値を示しており、この値は、水位検出装置５がボイラ水Ｗ１に必要としている値を満たしている。すなわち、硼砂は、電極棒方式で水位が検出されるボイラ装置ＡのｐＨ調整剤Ｐに要求される、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能とを有している。
【００３６】
さらに、硼砂は、これがボイラ水Ｗ１中に含まれていても、ボイラ缶体１、蒸気系、及び復水系の金属等に腐食を生じさせることはない。また、硼砂は、これを含んだボイラ水Ｗ１がブローダウンされ、このブロー排水Ｗ３が河川等に流れ込んでも、河川等に富栄養化による水質汚濁を生じさせない。
【００３７】
したがって、ｐＨ調整剤Ｐとして、硼砂を使用した場合、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値が適正に保たれ、ボイラ缶体１０等の腐食を防止できるとともに、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率も適正に保たれ、電極棒方式を用いた水位検出装置５により、ボイラ水Ｗ１の水位を適正に検出できる。また、硼砂は、ｐＨ調整剤に起因する種々の腐食を生じさせることはなく、かつ、ボイラ水Ｗ１のブロー排水Ｗ３による水質汚濁も生じさせることはない。
【００３８】
ｐＨ調整剤Ｐを、硼砂とリン酸ナトリウムとの混合薬剤とした場合：
リン酸ナトリウムは、主として、遊離アルカリによるアルカリ腐食を防止するために用いられるｐＨ調整剤であり、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能とを有している。ただし、これにより、水位検出装置５で必要とされるだけ、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率を高めた場合、トータルリン（Ｐ）に起因して、ブロー排水Ｗ３による水質汚濁を生じさせる。なお、リン酸ナトリウムには、ＮａとＰＯ4モル比が２．６〜３．０のものが使用される。
【００３９】
このｐＨ調整剤Ｐでは、硼砂とリン酸ナトリウムとを混合して、ｐＨ調整剤Ｐ中のリン酸ナトリウムの割合を減少させ、リン酸ナトリウムによる弱点を補うようにした。すなわち、硼砂とリン酸ナトリウムとの混合薬剤からなるｐＨ調整剤Ｐは、リン酸ナトリウムの量を減少させた状態で、ボイラ水Ｗ１のｐＨと電気伝導率を必要な値に保持できるので、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能を発揮しつつ、リン酸ナトリウムを減少させた分、トータルリン（Ｐ）に起因した、水質汚濁を防止できる。
【００４０】
また、ボイラ水Ｗ１中のリン酸イオン濃度を１０ｍｇ／Ｌ以下にすると、トータルリン（Ｐ）による水質汚濁は充分に防止できるが、この場合、ボイラ装置Ａの運転に当たって、ボイラ水Ｗ１中のリン酸イオン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下になるように、リン酸ナトリウムの使用量を減少させるとともに、リン酸ナトリウムの減少分を補うように、必要量の硼砂を加えてやるようにすればよい。
【００４１】
ｐＨ調整剤Ｐを、硼砂と揮発性物質との混合薬剤とした場合：
揮発性アミンやアンモニアのような揮発性物質は、遊離アルカリによるアルカリ腐食を防止するためのｐＨ調整剤であり、ｐＨ調整機能は有しているが、電気伝導率保持機能はそれ程有していない。したがって、このような揮発性物質の使用量を通常より大幅に増加して、水位検出装置５で必要とされるだけ、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率を高めると、復水系のｐＨが過剰に上昇して、銅製の熱交換器を腐食させるリスクが高まることとなる。
【００４２】
このｐＨ調整剤Ｐでは、硼砂と揮発性物質とを混合して、揮発性物質による弱点（電気伝導率保持機能）を、硼砂で補うようにした。すなわち、硼砂と揮発性物質との混合薬剤からなるｐＨ調整剤Ｐは、揮発性物質の量を大幅に増大させなくても、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率を必要な値に保持できるので、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能を発揮しつつ、復水系の銅腐食を防止できる。
【００４３】
ｐＨ調整剤Ｐを、硼砂とＮａＯＨ等との混合薬剤とした場合：
ＮａＯＨ等は、ｐＨ調整機能や電気伝導率保持機能は充分に有しているが、これが使用された場合、ボイラ水Ｗ１中で、これらが何らかの原因で濃縮されると、ボイラ缶体１等にアルカリ腐食を生じさせる。
【００４４】
このｐＨ調整剤Ｐでは、硼砂とＮａＯＨ等とを混合して、ｐＨ調整剤Ｐ中のＮａＯＨ等の割合を減少させ、その分、遊離アルカリによるアルカリ腐食を防止するようにした。
【００４５】
ｐＨ調整剤Ｐを、他のホウ素系化合物とリン酸ナトリウムとの混合薬剤とした場合：
他のホウ素系化合物、例えば、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）やホウ酸アンモニウム（ＮＨ4Ｂ5Ｏ8・４Ｈ2Ｏ）は、ｐＨ調整機能は有していないが、硼砂と同様な電気伝導率保持機能を有しており、かつ、硼砂と同様に、ボイラ缶体１、蒸気系、及び復水系の金属等に腐食を生じさせないとともに、ブロー排水Ｗ３が河川等に流れ込んでも、河川等に富栄養化による水質汚濁を生じさせない。
【００４６】
このｐＨ調整剤Ｐでは、他のホウ素系化合物とリン酸ナトリウムとを混合して、電気伝導率保持機能の一部を、他のホウ素系化合物に持たせて、ｐＨ調整剤Ｐ中のリン酸ナトリウムの割合を減少させ、リン酸ナトリウムによる弱点を補うようにした。すなわち、他のホウ素系化合物とリン酸ナトリウムからなるｐＨ調整剤Ｐは、リン酸ナトリウムの量を減少させた状態で、ボイラ水Ｗ１のｐＨや電気伝導率を必要な値に保持できるので、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能を発揮しつつ、リン酸ナトリウムの量を減少させた分、トータルリン（Ｐ）に起因した、水質汚濁を防止できる。
【００４７】
ｐＨ調整剤Ｐを、他のホウ素系化合物と揮発性物質との混合薬剤とした場合：
このｐＨ調整剤Ｐでも、電気伝導率保持機能の一部を、その他のホウ素系化合物に持たせ、揮発性物質の量を大幅に増大させなくても、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率を必要な値に保持できるので、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能を発揮しつつ、復水系の銅腐食を防止できる。
【００４８】
ｐＨ調整剤Ｐを、他のホウ素系化合物とＮａＯＨとの混合薬剤とした場合：
他のホウ素系化合物とＮａＯＨとを、モル比が２：１となるように混合すると、硼砂又は硼砂に近い薬剤が形成される。したがって、この混合薬剤では、ｐＨ調整剤Ｐとして硼砂を使用しているような効果が得られるとともに、ＮａＯＨに起因するアルカリ腐食も生じにくい。
【００４９】
以上のように、このｐＨ調整剤Ｐでは、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率保持のための薬剤に、ホウ素系化合物（例えば、硼砂、ホウ酸、ホウ酸アンモニウム）を含ませているので、ボイラ薬剤に、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用されるｐＨ調整用の薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水Ｗ３による水質汚濁も防止できる。
【００５０】
また、このボイラ装置Ａでは、その運転に当たり、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤として、ホウ素系化合物を使用しているので、ｐＨ調整剤Ｐに、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水Ｗ３による水質汚濁も防止できる。
【００５１】
とくに、このｐＨ調整剤Ｐとして、電気伝導率保持機能の他に、ｐＨ調整機能をも有する、ホウ素系化合物の硼砂を用いる場合には、このホウ素系化合物を単独でｐＨ調整剤Ｐとして使用できるとともに、これを他のｐＨ調整用薬剤と混合して用いる場合でも、電気伝導率保持機能の他に、ｐＨ調整機能の観点からも、他のｐＨ調整用薬剤の使用量を減少でき、その分、この薬剤に起因する腐食等を防止できる。
【００５２】
また、ボイラ装置Ａにおいて、ボイラ給水Ｗ２の電気伝導率が低く抑えられた状態（１ｍＳ／ｍ以下）での運転を行うことにより、このｐＨ調整剤Ｐ中のホウ素系化合物による電気伝導率保持機能を効果的に発揮させることができる。
【００５３】
さらに、ボイラ装置Ａにおいて、このｐＨ調整剤Ｐとして、硼砂とリン酸ナトリウムとの混合薬剤が使用される場合に、ボイラ水Ｗ１中のリン酸イオン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下になるような運転を行うことにより、ボイラ水中のリン酸イオン濃度を充分に低くすることができるので、トータルリン（Ｐ）に起因した、ブロー排水による河川等の水質汚濁を防止できる。
【００５４】
なお、ｐＨ調整剤Ｐは、脱酸素剤Ｑと混合して用いてもよいし、他のボイラ用水処理剤（例えば、軟化剤、かまどろ調整剤）と混合して用いてもよい。もちろん、ホウ素系化合物は、他のｐＨ調整剤とは別に、ボイラ装置Ａに注入してもよい。
【００５５】
また、ｐＨ調整剤Ｐは、給水ライン２でなく、直接、ボイラ缶体１に注入してもよい。
【００５６】
さらに、ボイラ装置Ａは、水位の検出が電極棒方式でなされるものであれば、丸ボイラ、水管ボイラ、又は貫流ボイラの何れの形式のボイラであってもよい。
【実施例】
【００５７】
つぎに、ボイラ装置Ａに種々のｐＨ調整剤を添加した場合の実施検討例について図４を参照しつつ説明する。この場合、ボイラ装置Ａの蒸気圧力は０．８ＭＰａであり、ボイラ給水Ｗ２の溶存酸素濃度は０．５ｍｇ／Ｌであって、電気伝導率は１ｍＳ／ｍである。また、ブローダウンライン６におけるブローダウン率は給水流量の３％であり、蒸気Ｓへのボイラ水Ｗ１（缶水）の移行率は２％程度と考えている。
【００５８】
実施検討例１は、ｐＨ調整剤として、ＮａＯＨをボイラ給水Ｗ２に対して３ｍｇ／Ｌの濃度で使用した場合である。この実施検討例では、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値は、１１．４となるとともに、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率は６２ｍＳ／ｍとなり、復水のｐＨ値は、９．７となる。したがって、ボイラ缶体１等に遊離アルカリによるアルカリ腐食のリスクが高まるとともに、蒸気配管側にも、応力割れのリスクが高まる。
【００５９】
実施検討例２は、ｐＨ調整剤として、Ｎａ3ＰＯ4をボイラ給水Ｗ２に対して３ｍｇ／Ｌの濃度で使用した場合である。この実施検討例では、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値は、１０．７となり、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率は９．７ｍＳ／ｍとなる。また、復水のｐＨ値は、９．１１となり、ボイラ水Ｗ１のリン酸イオン濃度は、５０ｍｇ／Ｌとなる。したがって、この実施検討例の場合、ボイラ水Ｗ１のリン酸イオン濃度が高いため、ボイラ水Ｗ１がブローダウンされると、ブロー排水Ｗ３中のトータルリン（Tortal P）の値が大きくなり、河川等に富栄養化による水質汚濁を生じさせるリスクが高まる。
【００６０】
実施検討例３は、ｐＨ調整剤として、揮発性物質のアルカノールアミンの１つである２−アミノエタノールをボイラ給水Ｗ２に対して３ｍｇ／Ｌの濃度で使用した場合である。この実施検討例では、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値は、９．９となり、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率は２ｍＳ／ｍとなる。また、復水のｐＨ値は、９．４となり、ブロー排水Ｗ３中のトータル窒素（Tortal N）濃度は、４〜５ｍｇ／Ｌと多くなる。この実施検討例の場合、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率が低いため、水位検出装置５がボイラ水Ｗ１の水位を検出しづらくなり、ボイラ水Ｗ１の変動が激しくなって、ボイラ水Ｗ１の水位制御がうまくできなくなる。
【００６１】
実施検討例４は、ｐＨ調整剤として、硼砂（硼砂５水和物）をボイラ給水Ｗ２に対して３ｍｇ／Ｌの濃度で使用した場合である。この実施検討例では、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値は、９．２となるとともに、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率は６．９ｍＳ／ｍとなり、復水のｐＨ値は、７〜７．５となる。この実施検討例の場合、ｐＨ調整剤に起因した腐食やブロー排水Ｗ３による水質汚濁を生じさせることなく、ボイラ水Ｗ１のｐＨも電気伝導率も上昇させることができる。この場合、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値がやや低いが、ｐＨに基づく防食が不充分な場合には、リン酸ナトリウムや揮発性アミン等を排水規制の範囲で混合して使用すればよい結果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ ボイラ缶体
２ 蒸気分離器
３ 給水ライン
４ ブローダウンライン
５ 水位検出装置
６ 水位制御装置
７ 薬注装置
７Ａ ｐＨ調剤整注入装置
７Ｂ 脱酸素剤注入装置
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 電極棒
Ａ ボイラ装置
Ｐ ｐＨ調整剤
Ｑ 脱酸素剤
Ｓ 蒸気
Ｗ１ ボイラ水
Ｗ２ ボイラ給水
Ｗ３ ブロー排水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ水のｐＨ調整や電気伝導率保持のための薬剤として使用されるボイラ水のｐＨ調整剤に関するものである。また、本発明は、このｐＨ調整剤を使用したボイラの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ缶体等の腐食は、ボイラ水の脱酸素処理とｐＨ調整とを行うことにより防止される。ボイラ水の脱酸素処理は、脱気器を用いてボイラ給水等から溶存酸素を除くことによりなされたり、ボイラ給水等に脱酸素剤を注入して、この脱酸素剤によりボイラ水中の溶存酸素を除くことによりなされる。また、ボイラ水のｐＨ調整は、ボイラ給水等にｐＨ調整剤を注入することにより、ボイラ水のｐＨを所定のアルカリ性範囲に維持することによりなされる。このｐＨ調整剤には、蒸気圧力が３ＭＰａ以下の低圧ボイラの場合、ＮａＯＨやＫＯＨ、リン酸ナトリウムやリン酸カリウムが用いられる。また、蒸気圧力が高いボイラの場合、揮発性アミンやアンモニアのような揮発性物質も用いられる。
【０００３】
一方、低圧ボイラでは、ボイラ缶体内のボイラ水の水位を、複数の電極棒を用いた電極棒方式で検出しているものも多い。この電極棒方式を用いたボイラでは、電極棒の下端がボイラ水に接触することにより、この電極棒からボイラ水側に通電がなされることを検知して、ボイラ水の水位が検出される。このため、このようなボイラのボイラ水では、その電気伝導率を、５〜１０ｍＳ／ｍ程度以上に維持しておく必要がある。
【０００４】
したがって、このようなボイラに使用されるｐＨ調整剤には、ボイラ水のｐＨをアルカリ性の所定範囲に調整するｐＨ調整機能の他に、ボイラ水の電気伝導率を電極棒方式による水位検出に必要とされる値に保つ電気伝導率保持機能も必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、及びリン酸カリウムのような薬剤は、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能は充分に有しているが、この薬剤が使用されると、これらが何らかの原因によりボイラ水中等で濃縮することにより、ボイラ缶体等にアルカリ腐食を生じさせたり、ボイラ水のキャリオーバによって、蒸気管に応力腐食割れを生じさせる。
【０００６】
また、リン酸ナトリウムのような薬剤は、ｐＨ調整機能には問題はないが、電気伝導率保持機能にやや問題がある。すなわち、この薬剤では、これに電気伝導率保持機能を充分に発揮させるために、ボイラ水中のリン酸イオン濃度を１０ｍｇ／Ｌを超えるように保持すると、ボイラ水をブローダウンした場合に、ブロー排水中のトータルリン（Tortal P）により、河川等に富栄養化による水質汚濁を生じさせる。
【０００７】
さらに、揮発性アミンやアンモニアのような揮発性物質の薬剤は、ｐＨ調整機能には問題はないが、電気伝導率保持機能に問題がある。すなわち、この薬剤では、これに電気伝導率保持機能を充分に発揮させるため、これをボイラ水に多量に添加すると、多量の揮発性物質が復水系に移行することとなり、この揮発性物質に起因して、復水系のｐＨが過剰に上昇し、銅製の熱交換器等に対する腐食のリスクが高まる。この場合、ブロー排水中のトータル窒素（Tortal N）の量も増加する。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑み、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水による水質汚濁も防止できるボイラ水のｐＨ調整剤を提供することを目的とする。
【０００９】
また、この発明は、ｐＨ調整剤に、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水による水質汚濁も防止できるボイラの運転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】
この発明の請求項１記載の発明は、ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、前記ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤として使用されるボイラ水のｐＨ調整剤であって、前記ボイラ水の電気伝導率保持のための前記薬剤に、ホウ素系化合物を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
電極棒方式によりボイラ水の水位を検出するボイラでは、電極棒の下端がボイラ水に接触することにより、この電極棒からボイラ水側に通電がなされることを検知して、ボイラ水の水位が検出されるため、ボイラ水の電気伝導率を、所定値以上に保持しておく必要がある。したがって、電極棒方式により水位が検出されるボイラの場合、ボイラ水のｐＨ調整剤には、ボイラ水のｐＨを調整するｐＨ調整機能以外に、ボイラ水の電気伝導率を所定値以上に保持させる電気伝導率保持機能も必要とされる。
【００１２】
ボイラ水のｐＨ調整剤として使用される、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、及びリン酸カリウムは、上記２つの機能を充分に有してはいるが、これらがボイラ水中で濃縮されることにより、ボイラ缶体等にアルカリ腐食を生じさせたり、蒸気管に応力腐食割れを生じさせる。また、ボイラ水のｐＨ調整剤として使用されるリン酸ナトリウムは、ｐＨ調整機能には問題はないが、これに電気伝導率保持機能を持たせようとすると、ボイラ水のリン酸イオン濃度が上昇し、ブロー排水中のトータルリン（Ｐ）による水質汚濁を生じさせる。さらに、ボイラ水のｐＨ調整剤として使用される揮発性アミン等の揮発性物質も、ｐＨ調整機能には問題はないが、これに電気伝導率保持機能を持たせようとすると、使用量が増加して、復水系に多量の揮発性物質が移行し、復水系のｐＨが過剰に上昇して、銅製の熱交換器を腐食させる。
【００１３】
一方、例えば、硼砂、ホウ酸、ホウ酸アンモニウムのようなホウ素系化合物では、その水溶液の電気伝導率は、その濃度に比例して上昇する。また、このようなホウ素化合物は、ボイラ缶体等に腐食を生じさせる原因物質とはならず、かつ、河川等に富栄養化を生じさせる水質汚濁の原因物質にもならない。
【００１４】
この発明では、ｐＨ調整剤中の、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤中に、ホウ素系化合物を含んでいるので、このホウ素系化合物にボイラ水の電気伝導率保持機能を分担させることができる。したがって、ｐＨ調整剤として、例えば、ホウ素系化合物とリン酸ナトリウムとを使用した場合、このホウ素系化合物により電気伝導率保持機能を強化でき、その分、リン酸ナトリウムの量を減少できる。このため、リン酸ナトリウムの使用量が減少できる分、ブロー排水中のトータルリンによる水質汚濁を防止できる。また、ｐＨ調整剤として、例えば、ホウ素系化合物と揮発性アミン（揮発性物質）を使用した場合、電気伝導率保持のための揮発性アミン（揮発性物質）の量を減少できるので、その分、復水系における銅腐食を防止できる。
【００１５】
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、前記ホウ素系化合物が、硼砂であることを特徴とする。
【００１６】
硼砂は、水溶液のｐＨが、一定の濃度までは、その濃度に比例して上昇するので、電気伝導率保持機能の他に、ｐＨ調整機能をも有している。このため、硼砂は、単独でｐＨ調整剤として用いることができる。また、硼砂を他の薬剤（例えば、ＮａＯＨ、リン酸ナトリウム、又は揮発性アミン）と混合してｐＨ調整剤として用いる場合、他の薬剤の使用量を減少させることができるので、その分、これらの薬剤に起因する腐食や水質汚濁を防止できる。
【００１７】
この発明の請求項３記載の発明は、ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、ｐＨ調整剤として、前記ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤が使用されるボイラの運転方法であって、前記ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤として、ホウ素系化合物を使用していることを特徴とする。
【００１８】
この発明の請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の場合において、前記ホウ素系化合物が、硼砂であることを特徴とする。
【００１９】
この発明の請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の発明の場合において、前記ボイラへの給水には、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下の処理水が使用されることを特徴とする。
【００２０】
この発明では、ボイラへの給水の電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下と低く抑えられているので、ｐＨ調整剤中のホウ素系化合物に、電気伝導率保持機能を効果的に発揮させることができる。
【００２１】
この発明の請求項６記載の発明は、請求項４記載の発明の場合において、前記ｐＨ調整剤が、前記ホウ素系化合物と、ＮａとＰＯ4のモル比が２．６から３．０のリン酸ナトリウムとの混合薬剤である場合、このリン酸ナトリウムは、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下となるように使用されることを特徴とする。
【００２２】
この発明では、ボイラ水中のリン酸イオン濃度を低くすることができるので、トータルリン（Ｐ）に起因した、ブロー排水による河川等の水質汚濁を防止できる。
【発明の効果】
【００２３】
ボイラ水のｐＨ調整剤の発明によれば、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤に、ホウ素系化合物を含ませているので、ボイラ薬剤に、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水による水質汚濁も防止できる。
【００２４】
また、ボイラの運転方法の発明によれば、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤として、ホウ素系化合物を使用しているので、ｐＨ調整剤に、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水による水質汚濁も防止できる。
【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の一例を示す図である。
【図２】硼砂５水和物の濃度とｐＨ（２５℃）の関係を示すグラフである。
【図３】硼砂５水和物の濃度と電気伝導率の関係を示すグラフである。
【図４】実施検討例の概要を表で示した図である。
【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。
まず、この発明に係るｐＨ調整剤が添加されるボイラ装置の一例を説明する。
【００２７】
ボイラ装置Ａは、例えば、多管式の小型貫流ボイラであり、図１で示されるように、リング状の上下ヘッダ１０，１１間に多数の水管１２が配置されたボイラ缶体１周りに、気水分離器２と、給水ライン３と、ブローダウンライン４と、水位検出装置５と、水位制御装置６と、薬注装置７等とが設けられたものである。
【００２８】
水位検出装置５は、ボイラ缶体１内のボイラ水Ｗ１の水位を、複数（例えば３本）の電極棒５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを用いて検出する電極棒方式のものであり、電極棒５０Ａ・・の下端がボイラ水Ｗ１に接触することにより、この電極棒５０Ａ・・からボイラ水Ｗ１側に通電がなされることを検知して、ボイラ水Ｗ１の水位を検出する。
【００２９】
薬注装置７は、ボイラ給水Ｗ２中に、ボイラ薬剤であるｐＨ調整剤Ｐを水溶液にして注入するｐＨ調整剤注入装置７Ａと、ボイラ給水Ｗ２中に、ボイラ薬剤である脱酸素剤Ｑを水溶液にして注入する脱酸素剤注入装置７Ｂとから構成されている。
【００３０】
このボイラ装置Ａでは、脱気され、かつ、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下のイオン交換水がボイラ給水Ｗ２としてボイラ缶体１に供給されるとともに、水管１２内のボイラ水Ｗ１がボイラ缶体１上部のバーナ１３で加熱されて蒸気Ｓに変えられた後、この蒸気Ｓが気水分離器２を介して外部に供給される。この場合、水位検出装置５は、例えば、短い電極棒５０Ａの下端がボイラ水Ｗ１の水面を検知すると、給水ライン３中のポンプ３０を停止させるための信号を発し、中間長さの電極棒５０Ｂの下端がボイラ水Ｗ１の水面下降を検知すると、ポンプ３０を運転させるための信号を発す。また、長い電極棒５０Ｃの下端がボイラ水Ｗ１の水面下降を検知すると、バーナ１３の燃焼を停止させるための信号を発する。これらの信号は、水位制御装置６を介して、ポンプ３０やバーナ１３に伝えられる。
【００３１】
また、このボイラ装置Ａでは、ブローダウンライン４の調整弁４０を介して、ボイラ缶体１内のボイラ水Ｗ１が一定量（例えば、ボイラ給水Ｗ２の流量の約３％）だけブローダウンされ、ボイラ水Ｗ１中の不純物濃度が一定値以下に保持されている。この場合、ブロー排水Ｗ３は外部に排出される。
【００３２】
さらに、薬注装置７のｐＨ調整剤注入装置７Ａは、タンク７０Ａ内のｐＨ調整剤Ｐをポンプ７１Ａを介してボイラ給水Ｗ２中に注入し、ボイラ水Ｗ１のｐＨ等を調整する。また、脱酸素剤注入装置７Ｂは、タンク７０Ｂ内の脱酸素剤Ｑをポンプ７１Ｂを介してボイラ給水Ｗ２中に注入し、ボイラ水Ｗ１中の溶存酸素を減少させる。なお、ｐＨ調整剤Ｐや脱酸素剤Ｑは、ボイラ給水Ｗ２の流量にほぼ比例させた量だけ供給されるべきであるが、一般的に、ボイラ装置Ａの運転時に必要とされる量の２〜３倍の量が注入される。
【００３３】
つぎに、このボイラ装置Ａで使用されるｐＨ調整剤Ｐについて説明する。
このボイラ装置Ａでは、ボイラ水Ｗ１の水位が電極棒方式で検出されるので、このｐＨ調整剤Ｐには、ｐＨ調整機能の他に、電気伝導率保持機能が必要とされる。
【００３４】
このｐＨ調整剤Ｐには、ホウ素系化合物の一つである硼砂、硼砂とリン酸ナトリウムとの混合薬剤、硼砂と揮発性物質（例えば、アンモニアや揮発性アミン）との混合薬剤、又は、硼砂と、例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、又は、リン酸カリウムの何れか又はこれらを混ぜたもの（以下ＮａＯＨ等という）との混合薬剤の何れかが使用される。また、このｐＨ調整剤Ｐには、硼砂以外のホウ素系化合物（以下他のホウ素系化合物という）とリン酸ナトリウムとの混合薬剤、他のホウ素系化合物と揮発性物質との混合薬剤、又は、他のホウ素系化合物とＮａＯＨとの混合薬剤の何れかが使用される。以下これらについて説明する。
【００３５】
ｐＨ調整剤Ｐを、硼砂とした場合：
硼砂には、硼砂５水和物（Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・５Ｈ2Ｏ）や硼砂１０水和物（Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ）がある。硼砂（例えば、５水和物）は、図２で示されるように、その水溶液中の濃度が０から１００ｍｇ／Ｌまで上昇すると、この濃度にほぼ比例するように、ｐＨ（２５℃）の値を、７から９以上ま上昇させる。例えば、硼砂の１００ｍｇ／Ｌ濃度の水溶液のｐＨは、９．２の値を示している。また、この硼砂は、図３で示されるように、その水溶液の濃度にほぼ比例するように、水溶液の電気伝導率を上昇させる。例えば、硼砂の１００ｍｇ／Ｌ濃度の水溶液の電気伝導率は、７ｍＳ／ｍ程度の値を示しており、この値は、水位検出装置５がボイラ水Ｗ１に必要としている値を満たしている。すなわち、硼砂は、電極棒方式で水位が検出されるボイラ装置ＡのｐＨ調整剤Ｐに要求される、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能とを有している。
【００３６】
さらに、硼砂は、これがボイラ水Ｗ１中に含まれていても、ボイラ缶体１、蒸気系、及び復水系の金属等に腐食を生じさせることはない。また、硼砂は、これを含んだボイラ水Ｗ１がブローダウンされ、このブロー排水Ｗ３が河川等に流れ込んでも、河川等に富栄養化による水質汚濁を生じさせない。
【００３７】
したがって、ｐＨ調整剤Ｐとして、硼砂を使用した場合、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値が適正に保たれ、ボイラ缶体１０等の腐食を防止できるとともに、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率も適正に保たれ、電極棒方式を用いた水位検出装置５により、ボイラ水Ｗ１の水位を適正に検出できる。また、硼砂は、ｐＨ調整剤に起因する種々の腐食を生じさせることはなく、かつ、ボイラ水Ｗ１のブロー排水Ｗ３による水質汚濁も生じさせることはない。
【００３８】
ｐＨ調整剤Ｐを、硼砂とリン酸ナトリウムとの混合薬剤とした場合：
リン酸ナトリウムは、主として、遊離アルカリによるアルカリ腐食を防止するために用いられるｐＨ調整剤であり、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能とを有している。ただし、これにより、水位検出装置５で必要とされるだけ、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率を高めた場合、トータルリン（Ｐ）に起因して、ブロー排水Ｗ３による水質汚濁を生じさせる。なお、リン酸ナトリウムには、ＮａとＰＯ4モル比が２．６〜３．０のものが使用される。
【００３９】
このｐＨ調整剤Ｐでは、硼砂とリン酸ナトリウムとを混合して、ｐＨ調整剤Ｐ中のリン酸ナトリウムの割合を減少させ、リン酸ナトリウムによる弱点を補うようにした。すなわち、硼砂とリン酸ナトリウムとの混合薬剤からなるｐＨ調整剤Ｐは、リン酸ナトリウムの量を減少させた状態で、ボイラ水Ｗ１のｐＨと電気伝導率を必要な値に保持できるので、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能を発揮しつつ、リン酸ナトリウムを減少させた分、トータルリン（Ｐ）に起因した、水質汚濁を防止できる。
【００４０】
また、ボイラ水Ｗ１中のリン酸イオン濃度を１０ｍｇ／Ｌ以下にすると、トータルリン（Ｐ）による水質汚濁は充分に防止できるが、この場合、ボイラ装置Ａの運転に当たって、ボイラ水Ｗ１中のリン酸イオン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下になるように、リン酸ナトリウムの使用量を減少させるとともに、リン酸ナトリウムの減少分を補うように、必要量の硼砂を加えてやるようにすればよい。
【００４１】
ｐＨ調整剤Ｐを、硼砂と揮発性物質との混合薬剤とした場合：
揮発性アミンやアンモニアのような揮発性物質は、遊離アルカリによるアルカリ腐食を防止するためのｐＨ調整剤であり、ｐＨ調整機能は有しているが、電気伝導率保持機能はそれ程有していない。したがって、このような揮発性物質の使用量を通常より大幅に増加して、水位検出装置５で必要とされるだけ、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率を高めると、復水系のｐＨが過剰に上昇して、銅製の熱交換器を腐食させるリスクが高まることとなる。
【００４２】
このｐＨ調整剤Ｐでは、硼砂と揮発性物質とを混合して、揮発性物質による弱点（電気伝導率保持機能）を、硼砂で補うようにした。すなわち、硼砂と揮発性物質との混合薬剤からなるｐＨ調整剤Ｐは、揮発性物質の量を大幅に増大させなくても、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率を必要な値に保持できるので、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能を発揮しつつ、復水系の銅腐食を防止できる。
【００４３】
ｐＨ調整剤Ｐを、硼砂とＮａＯＨ等との混合薬剤とした場合：
ＮａＯＨ等は、ｐＨ調整機能や電気伝導率保持機能は充分に有しているが、これが使用された場合、ボイラ水Ｗ１中で、これらが何らかの原因で濃縮されると、ボイラ缶体１等にアルカリ腐食を生じさせる。
【００４４】
このｐＨ調整剤Ｐでは、硼砂とＮａＯＨ等とを混合して、ｐＨ調整剤Ｐ中のＮａＯＨ等の割合を減少させ、その分、遊離アルカリによるアルカリ腐食を防止するようにした。
【００４５】
ｐＨ調整剤Ｐを、他のホウ素系化合物とリン酸ナトリウムとの混合薬剤とした場合：
他のホウ素系化合物、例えば、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）やホウ酸アンモニウム（ＮＨ4Ｂ5Ｏ8・４Ｈ2Ｏ）は、ｐＨ調整機能は有していないが、硼砂と同様な電気伝導率保持機能を有しており、かつ、硼砂と同様に、ボイラ缶体１、蒸気系、及び復水系の金属等に腐食を生じさせないとともに、ブロー排水Ｗ３が河川等に流れ込んでも、河川等に富栄養化による水質汚濁を生じさせない。
【００４６】
このｐＨ調整剤Ｐでは、他のホウ素系化合物とリン酸ナトリウムとを混合して、電気伝導率保持機能の一部を、他のホウ素系化合物に持たせて、ｐＨ調整剤Ｐ中のリン酸ナトリウムの割合を減少させ、リン酸ナトリウムによる弱点を補うようにした。すなわち、他のホウ素系化合物とリン酸ナトリウムからなるｐＨ調整剤Ｐは、リン酸ナトリウムの量を減少させた状態で、ボイラ水Ｗ１のｐＨや電気伝導率を必要な値に保持できるので、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能を発揮しつつ、リン酸ナトリウムの量を減少させた分、トータルリン（Ｐ）に起因した、水質汚濁を防止できる。
【００４７】
ｐＨ調整剤Ｐを、他のホウ素系化合物と揮発性物質との混合薬剤とした場合：
このｐＨ調整剤Ｐでも、電気伝導率保持機能の一部を、その他のホウ素系化合物に持たせ、揮発性物質の量を大幅に増大させなくても、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率を必要な値に保持できるので、ｐＨ調整機能と電気伝導率保持機能を発揮しつつ、復水系の銅腐食を防止できる。
【００４８】
ｐＨ調整剤Ｐを、他のホウ素系化合物とＮａＯＨとの混合薬剤とした場合：
他のホウ素系化合物とＮａＯＨとを、モル比が２：１となるように混合すると、硼砂又は硼砂に近い薬剤が形成される。したがって、この混合薬剤では、ｐＨ調整剤Ｐとして硼砂を使用しているような効果が得られるとともに、ＮａＯＨに起因するアルカリ腐食も生じにくい。
【００４９】
以上のように、このｐＨ調整剤Ｐでは、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率保持のための薬剤に、ホウ素系化合物（例えば、硼砂、ホウ酸、ホウ酸アンモニウム）を含ませているので、ボイラ薬剤に、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用されるｐＨ調整用の薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水Ｗ３による水質汚濁も防止できる。
【００５０】
また、このボイラ装置Ａでは、その運転に当たり、ボイラ水の電気伝導率保持のための薬剤として、ホウ素系化合物を使用しているので、ｐＨ調整剤Ｐに、ｐＨ調整機能とともに、電気伝導率保持機能を充分に発揮させた場合でも、使用される薬剤に起因する腐食を防止でき、かつ、ボイラ水のブロー排水Ｗ３による水質汚濁も防止できる。
【００５１】
とくに、このｐＨ調整剤Ｐとして、電気伝導率保持機能の他に、ｐＨ調整機能をも有する、ホウ素系化合物の硼砂を用いる場合には、このホウ素系化合物を単独でｐＨ調整剤Ｐとして使用できるとともに、これを他のｐＨ調整用薬剤と混合して用いる場合でも、電気伝導率保持機能の他に、ｐＨ調整機能の観点からも、他のｐＨ調整用薬剤の使用量を減少でき、その分、この薬剤に起因する腐食等を防止できる。
【００５２】
また、ボイラ装置Ａにおいて、ボイラ給水Ｗ２の電気伝導率が低く抑えられた状態（１ｍＳ／ｍ以下）での運転を行うことにより、このｐＨ調整剤Ｐ中のホウ素系化合物による電気伝導率保持機能を効果的に発揮させることができる。
【００５３】
さらに、ボイラ装置Ａにおいて、このｐＨ調整剤Ｐとして、硼砂とリン酸ナトリウムとの混合薬剤が使用される場合に、ボイラ水Ｗ１中のリン酸イオン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下になるような運転を行うことにより、ボイラ水中のリン酸イオン濃度を充分に低くすることができるので、トータルリン（Ｐ）に起因した、ブロー排水による河川等の水質汚濁を防止できる。
【００５４】
なお、ｐＨ調整剤Ｐは、脱酸素剤Ｑと混合して用いてもよいし、他のボイラ用水処理剤（例えば、軟化剤、かまどろ調整剤）と混合して用いてもよい。もちろん、ホウ素系化合物は、他のｐＨ調整剤とは別に、ボイラ装置Ａに注入してもよい。
【００５５】
また、ｐＨ調整剤Ｐは、給水ライン２でなく、直接、ボイラ缶体１に注入してもよい。
【００５６】
さらに、ボイラ装置Ａは、水位の検出が電極棒方式でなされるものであれば、丸ボイラ、水管ボイラ、又は貫流ボイラの何れの形式のボイラであってもよい。
【実施例】
【００５７】
つぎに、ボイラ装置Ａに種々のｐＨ調整剤を添加した場合の実施検討例について図４を参照しつつ説明する。この場合、ボイラ装置Ａの蒸気圧力は０．８ＭＰａであり、ボイラ給水Ｗ２の溶存酸素濃度は０．５ｍｇ／Ｌであって、電気伝導率は１ｍＳ／ｍである。また、ブローダウンライン６におけるブローダウン率は給水流量の３％であり、蒸気Ｓへのボイラ水Ｗ１（缶水）の移行率は２％程度と考えている。
【００５８】
実施検討例１は、ｐＨ調整剤として、ＮａＯＨをボイラ給水Ｗ２に対して３ｍｇ／Ｌの濃度で使用した場合である。この実施検討例では、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値は、１１．４となるとともに、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率は６２ｍＳ／ｍとなり、復水のｐＨ値は、９．７となる。したがって、ボイラ缶体１等に遊離アルカリによるアルカリ腐食のリスクが高まるとともに、蒸気配管側にも、応力割れのリスクが高まる。
【００５９】
実施検討例２は、ｐＨ調整剤として、Ｎａ3ＰＯ4をボイラ給水Ｗ２に対して３ｍｇ／Ｌの濃度で使用した場合である。この実施検討例では、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値は、１０．７となり、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率は９．７ｍＳ／ｍとなる。また、復水のｐＨ値は、９．１１となり、ボイラ水Ｗ１のリン酸イオン濃度は、５０ｍｇ／Ｌとなる。したがって、この実施検討例の場合、ボイラ水Ｗ１のリン酸イオン濃度が高いため、ボイラ水Ｗ１がブローダウンされると、ブロー排水Ｗ３中のトータルリン（Tortal P）の値が大きくなり、河川等に富栄養化による水質汚濁を生じさせるリスクが高まる。
【００６０】
実施検討例３は、ｐＨ調整剤として、揮発性物質のアルカノールアミンの１つである２−アミノエタノールをボイラ給水Ｗ２に対して３ｍｇ／Ｌの濃度で使用した場合である。この実施検討例では、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値は、９．９となり、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率は２ｍＳ／ｍとなる。また、復水のｐＨ値は、９．４となり、ブロー排水Ｗ３中のトータル窒素（Tortal N）濃度は、４〜５ｍｇ／Ｌと多くなる。この実施検討例の場合、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率が低いため、水位検出装置５がボイラ水Ｗ１の水位を検出しづらくなり、ボイラ水Ｗ１の変動が激しくなって、ボイラ水Ｗ１の水位制御がうまくできなくなる。
【００６１】
実施検討例４は、ｐＨ調整剤として、硼砂（硼砂５水和物）をボイラ給水Ｗ２に対して３ｍｇ／Ｌの濃度で使用した場合である。この実施検討例では、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値は、９．２となるとともに、ボイラ水Ｗ１の電気伝導率は６．９ｍＳ／ｍとなり、復水のｐＨ値は、７〜７．５となる。この実施検討例の場合、ｐＨ調整剤に起因した腐食やブロー排水Ｗ３による水質汚濁を生じさせることなく、ボイラ水Ｗ１のｐＨも電気伝導率も上昇させることができる。この場合、ボイラ水Ｗ１のｐＨ値がやや低いが、ｐＨに基づく防食が不充分な場合には、リン酸ナトリウムや揮発性アミン等を排水規制の範囲で混合して使用すればよい結果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ ボイラ缶体
２ 蒸気分離器
３ 給水ライン
４ ブローダウンライン
５ 水位検出装置
６ 水位制御装置
７ 薬注装置
７Ａ ｐＨ調剤整注入装置
７Ｂ 脱酸素剤注入装置
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 電極棒
Ａ ボイラ装置
Ｐ ｐＨ調整剤
Ｑ 脱酸素剤
Ｓ 蒸気
Ｗ１ ボイラ水
Ｗ２ ボイラ給水
Ｗ３ ブロー排水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、前記ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤として使用されるボイラ水のｐＨ調整剤であって、
前記ボイラ水の電気伝導率保持のための前記薬剤に、ホウ素系化合物を含んでいることを特徴とするボイラ水のｐＨ調整剤。
【請求項２】
前記ホウ素系化合物が、硼砂であることを特徴とする請求項１記載のボイラ水のｐＨ調整剤。
【請求項３】
ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、ｐＨ調整剤として、前記ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤が使用されるボイラの運転方法であって、
前記ボイラ水の電気伝導率保持のための前記薬剤として、ホウ素系化合物を使用していることを特徴とするボイラの運転方法。
【請求項４】
前記ホウ素系化合物が、硼砂であることを特徴とする請求項３記載のボイラの運転方法。
【請求項５】
前記ボイラへの給水には、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下の処理水が使用されることを特徴とする請求項３又は４記載のボイラの運転方法。
【請求項６】
前記ｐＨ調整剤が、前記ホウ素系化合物と、ＮａとＰＯ4のモル比が２．６から３．０のリン酸ナトリウムとの混合薬剤である場合、このリン酸ナトリウムは、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下となるように使用されることを特徴とする請求項４記載のボイラの運転方法。
【請求項１】
ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、前記ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤として使用されるボイラ水のｐＨ調整剤であって、
前記ボイラ水の電気伝導率保持のための前記薬剤に、ホウ素系化合物を含んでいることを特徴とするボイラ水のｐＨ調整剤。
【請求項２】
前記ホウ素系化合物が、硼砂であることを特徴とする請求項１記載のボイラ水のｐＨ調整剤。
【請求項３】
ボイラ水の水位が、電極棒方式により検出されるボイラに、ｐＨ調整剤として、前記ボイラ水のｐＨ調整と電気伝導率保持のための薬剤が使用されるボイラの運転方法であって、
前記ボイラ水の電気伝導率保持のための前記薬剤として、ホウ素系化合物を使用していることを特徴とするボイラの運転方法。
【請求項４】
前記ホウ素系化合物が、硼砂であることを特徴とする請求項３記載のボイラの運転方法。
【請求項５】
前記ボイラへの給水には、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下の処理水が使用されることを特徴とする請求項３又は４記載のボイラの運転方法。
【請求項６】
前記ｐＨ調整剤が、前記ホウ素系化合物と、ＮａとＰＯ4のモル比が２．６から３．０のリン酸ナトリウムとの混合薬剤である場合、このリン酸ナトリウムは、ボイラ水中のリン酸イオン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下となるように使用されることを特徴とする請求項４記載のボイラの運転方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１４８２０６（Ｐ２０１２−１４８２０６Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５３４（Ｐ２０１１−６５３４）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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