発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法
【課題】ボイラに送給する給水中の鉄濃度を基準値以下にすることができる、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法を提供すること。
【解決手段】ヒータドレンタンク１１６から排出されるヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水１１７が系外に排出されるようにし、前記ヒータドレンタンク１１６から排出される前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水１１７がろ過装置１５に供給されるようにしたこと、あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水１１７が系外に排出されるようにし、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水１１７が前記ろ過装置１５に供給されるようにした。
【解決手段】ヒータドレンタンク１１６から排出されるヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水１１７が系外に排出されるようにし、前記ヒータドレンタンク１１６から排出される前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水１１７がろ過装置１５に供給されるようにしたこと、あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水１１７が系外に排出されるようにし、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水１１７が前記ろ過装置１５に供給されるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水ヒータから送給されるヒータドレン水中の鉄成分をろ過し、前記ヒータドレン水を常時給水管に回収可能な水質とする、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電プラントでは、発生させた高温・高圧の蒸気をタービンに供給し、この蒸気によりタービンを駆動して発電を行っている。タービンを駆動した後の蒸気は、復水器により冷却されて水の状態に戻された後、再び加熱されてボイラに供給され、再使用される。
【０００３】
ところで、ボイラへの給水中には、酸化鉄を主体とする不純物が含まれており、この不純物がボイラの伝熱管内面に徐々に付着し、この付着物によってボイラの差圧力が上昇する場合があり、ひいてはボイラや配管等の破損を招くおそれもある。そのため、給水系統の給水が流れる流路に除鉄ろ過器を設置することにより、酸化鉄を主体とする不純物を除去することが行われている（特許文献１）。
【０００４】
また、カートリッジ、中空糸、電磁フィルタ等の各種フィルタが鉄成分の除去方法として提案されているが、鉄酸化物の粒子は極めて微細であるため、これらのフィルタによる不純物除去性能は不安定であり、実用には至っていない（特許文献２）。
さらに、ボイラ入口の給水中における鉄濃度は、５μｇ／ｌ（ｐｐｂ）以下、望ましくは２μｇ／ｌ（ｐｐｂ）以下とすることが、ＪＩＳ規格に規定されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７９８３号公報
【特許文献２】特開平１１−５７４１６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｂ ８２２３（ボイラの給水及びボイラ水の水質）、２００６年１０月２０日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、基準値以上の多量の鉄分等を含有するヒータドレン水は系外に排出しなければならず、給水系統に戻して再利用することができない。そのため、ボイラに新たに給水を供給するために発電出力を６０〜８０％程度で運転する結果、多量の水（純水）を必要とするとともに、タービン設備の発電出力を１００％に上昇させるまでに３日も要する、といった問題点がある。
また、系外に排出された多量の排水を処理する排水処理設備、および多量の水（純水）を製造する純水製造設備が必要になり、設備費が高騰してしまうといった問題点もあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ボイラに送給する給水中の鉄濃度を基準値以下にすることができる、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法は、熱源からの熱によって蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラの蒸気により作動する蒸気タービンと、前記蒸気タービンからの排気を復水する復水器と、前記復水器で凝縮された復水を給水として前記ボイラ側に送給する給水系統と、前記給水系統の給水管に介装され、前記蒸気タービンから再熱器に送給する排気の一部を抽気し、これを用いて前記給水を加熱する給水ヒータと、前記給水ヒータから排出されるヒータドレン水を貯蔵するヒータドレンタンクと、前記ヒータドレン水中の鉄粒子をろ過するろ過装置と、を有するとともに、前記給水中に酸素を注入して酸素処理を行う、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法であって、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにした、あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにした。
【００１０】
また、本発明に係る発電プラントは、熱源からの熱によって蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラの蒸気により作動する蒸気タービンと、前記蒸気タービンからの排気を復水する復水器と、前記復水器で凝縮された復水を給水として前記ボイラ側に送給する給水系統と、前記給水系統の給水管に介装され、前記蒸気タービンから再熱器に送給する排気の一部を抽気し、これを用いて前記給水を加熱する給水ヒータと、前記給水ヒータから排出されるヒータドレン水を貯蔵するヒータドレンタンクと、前記ヒータドレン水中の鉄粒子をろ過するろ過装置と、を有するとともに、前記給水中に酸素を注入して酸素処理を行う、発電プラントであって、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出され、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給される、あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出され、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給される。
【００１１】
本発明に係る発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法および本発明に係る発電プラントによれば、ヒータドレンタンクから排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、ヒータドレン水が系外に排出され、ヒータドレンタンクから排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、ヒータドレン水がろ過装置に供給される、あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、ヒータドレン水が系外に排出され、予め設定された所定時間が経過した場合には、ヒータドレン水がろ過装置に供給されることになる。
ここで「所定値」は、発電プラントのボイラ回収率（ボイラに流入する給水のうち、ヒータドレン水が占める割合）が１０％であり、ボイラ入口の給水中における鉄濃度を、上述したＪＩＳ規格に規定された最も厳しい基準値（２μｇ／ｌ）以下とする場合、２０（＝２÷０．１）μｇ／ｌとなる。
また、「所定の時間」は、当該発電プラントにおいて実測された、ヒータドレンタンクから排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下となるのに要する時間（例えば、４時間）のことである。
これにより、ボイラに送給する給水中の鉄濃度を、ＪＩＳ規格に規定された基準値以下にすることができる。
【００１２】
上記発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法において、前記ろ過装置の入口における圧力と、前記ろ過装置の出口における圧力との差が、所定の圧力以上になったら、前記ろ過装置をバイパスするバイパス管を介して前記ヒータドレン水を前記給水ヒータに導くようにするとさらに好適である。
【００１３】
このような発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ろ過装置の差圧が所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になったら、ろ過装置をバイパスするバイパス管を介してヒータドレン水が給水ヒータに導かれることになる。
これにより、ボイラに供給される給水量を確保することができる。
【００１４】
上記発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法において、前記ろ過装置をバイパスするバイパス管を介して前記ヒータドレン水を前記給水ヒータに導く際、前記ヒータドレン水を前記ろ過装置に最小流量流すようにするとさらに好適である。
【００１５】
このような発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ろ過装置の差圧が所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になった場合、最小流量のヒータドレン水がろ過装置に流されることになる。
これにより、ろ過装置により捕集された鉄粒子の固着を防止することができる。
【００１６】
上記発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法において、前記ヒータドレン水を、前記ろ過装置を構成するフィルタエレメントの表層部のみに通水して、当該フィルタエレメントを収容する容器の内部の水を置換するようにするとさらに好適である。
【００１７】
このような発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、フィルタエレメントへは通水されず、鉄の捕集は行われなくなるので、最小流量を流すのに必要なフィルタエレメント（例えば、５ｔ／Ｈ×Ｆｅ：２０ｐｐｂ（ｍｇ／ｔ）×２４Ｈ×３６５ｄａｙ＝８７６ｇ−Ｆｅを捕集するのに必要なフィルタエレメント）を不要とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ボイラに送給する給水中の鉄濃度を基準値以下にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発電プラントの要部を詳細に示す系統図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るろ過装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はフィルタエレメントの斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るろ過装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はフィルタエレメントの平面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係るろ過装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はフィルタエレメントの平面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態に係るろ過装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はフィルタエレメントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法について、図１および図２を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る発電プラントの概略構成図、図２は本実施形態に係る発電プラントの要部を詳細に示す系統図である。
なお、本実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係る発電プラント１０は、熱源からの熱によって蒸気１１を発生させるボイラ１１８と、該ボイラ１１８の蒸気１１により作動する蒸気タービン１２と、該蒸気タービン１２からの排気を復水する復水器１０６と、該復水器１０６で凝縮された復水を給水１０７として前記ボイラ１１８側に送給する給水系統Ａと、前記給水系統Ａの給水管１３に介装され、前記蒸気タービン１２から再熱器１１５に送給する排気の一部を抽気１４として抜出し、これを用いて前記給水１０７を加熱する低圧給水ヒータ１０９と、を備えるとともに、前記低圧給水ヒータ１０９から排出されるヒータドレン水１１７を貯蔵する低圧ヒータドレンタンク１１６と、前記ヒータドレン水１１７中の鉄分をろ過するろ過装置１５と、前記低圧ヒータドレンタンク１１６と前記ろ過装置１５との間に設けられ、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出される前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値（本実施形態では、２０μｇ／ｌ）よりも高い場合には、前記ヒータドレン水１１７を系外に排出し、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ろ過装置１５に供給するために流路を切替える（第２の）流路切替え部１６Ｂと、を備えている。
【００２２】
なお、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値を２０μｇ／ｌとしているのは、本実施形態に係る発電プラント１０のボイラ回収率（前記ボイラ１１８に流入する前記給水１０７のうち、前記ヒータドレン水１１７が占める割合）が１０％であるからである。すなわち、ボイラ入口の給水中における鉄濃度を、上述したＪＩＳ規格に規定された最も厳しい基準値（２μｇ／ｌ）以下とするには、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値を２０（＝２÷０．１）μｇ／ｌとすればよいからである。したがって、発電プラント１０のボイラ回収率が５％である場合には、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値は４０μｇ／ｌとなる。
【００２３】
また、本実施形態において、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度は、以下のようにして算出される。ここで、鉄イオンとは、ろ過装置１５で捕集できない微粒な鉄を指し、例えば、０．１μｍ以下の粒径のものとする。
まず、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から、全鉄（鉄粒子＋鉄イオン）分析用のサンプル水Ｉ、鉄粒子分析用のサンプル水ＩＩを同量採取する。
つぎに、吸光光度法等を用いて全鉄分析用のサンプル水Ｉに含まれる全鉄量を計測する。
つづいて、鉄粒子分析用のサンプル水ＩＩを細孔径０．１μｍのフィルタに通水し、吸光光度法等を用いてフィルタに捕集された鉄粒子量を計測する。
そして、全鉄量から鉄粒子量を引いて、鉄イオンの質量を得る。
鉄イオンの質量をサンプル水の容量で割って、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度を算出する。
【００２４】
ここで、本実施形態に係る発電プラント１０においては、前記蒸気タービン１２の下流側に配置された前記復水器１０６で復水を得るとともに、外部に設けた補給水タンク１０４からの補給水１０５を必要に応じて前記復水と混合して給水１０７として給水系統Ａに供給し、循環している。
【００２５】
なお、本実施形態に係る給水系統Ａでは、前記復水器１０６と前記低圧給水ヒータ１０９との間に、復水ポンプ１８、電磁フィルタ１９、純水装置２０、および復水ブースタポンプ２１が前記給水管１３に介装されており、前記低圧給水ヒータ１０９と前記高圧給水ヒータ１１２との間に、脱気器１１０、貯槽１１１、およびボイラ給水ポンプ２２が前記給水管１３に介装されている。
【００２６】
また、前記低圧給水ヒータ１０９において加熱された給水１０７は、高圧給水ヒータ１１２において図示しない高温・高圧の抽気を用いてさらに加熱される。そして、前記高圧給水ヒータ１１２を経て加熱された前記給水１０７は、前記ボイラ１１８に送給される。
【００２７】
ここで、本実施形態では、前記給水１０７を加熱する前記低圧給水ヒータ１０９から排出された前記ヒータドレン水１１７は、前記低圧ヒータドレンタンク１１６に貯蔵され、低圧ヒータドレンポンプ２３により該低圧ヒータドレンタンク１１６から前記ろ過装置１５に排出される。
【００２８】
そして、前記サンプル水Ｉ・ＩＩから算出された前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の測定結果に基づいて、鉄イオン濃度が所定値以下であるか否かが判断される。そして、判断の結果、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記流路切替え部１６Ｂにより流路を切替え、前記ヒータドレン水１１７を系外に排出し、所定値以下の場合には、前記ろ過装置１５に供給して、前記ヒータドレン水１１７中の鉄粒子を除去するようにしている。
【００２９】
また、本実施形態では、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、流路切替え部１６Ａにより流路を切替え、前記ヒータドレン水１１７を前記復水器１０６に供給して給水系統Ａ内を循環させるようにしてもよい。
【００３０】
ここで、本実施形態では、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合に前記ろ過装置１５によって鉄粒子をろ過し、前記給水系統Ａの前記給水管１３側に送給して混合する前記ヒータドレン水１１７をドレンろ過水１１７Ａとし、前記復水器１０６側に再利用水として供給される前記ヒータドレン水１１７をドレン給水１１７Ｂとする。
【００３１】
また、本実施形態では、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値として、２０μｇ／ｌ以下の場合に、前記復水器１０６に前記ドレン給水１１７Ｂを供給して給水系統Ａ内を循環させるようにしている。これは、例えば、前記ドレン給水１１７Ｂが前記復水器１０６に再利用水として供給される際に前記給水系統Ａ内に設けている装置が前記ヒータドレン水１１７中の鉄粒子等によって汚染されないようにするためである。
また、前記ドレン給水１１７Ｂを復水器１０６に供給すると、その下流側に設置している復水処理装置（ろ過器及び復水脱塩装置）（図示せず）によって鉄分をさらに除去し系統へ回収するので、水の節約も図ることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値を２０μｇ／ｌとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述したＪＩＳ規格に規定された最も緩い基準値（５μｇ／ｌ）以下とする場合には、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値を５０μｇ／ｌとしてもよい。
また、図１中の符号１１４は、過熱器である。
【００３３】
図１および図２に示すように、前記低圧給水ヒータ１０９から排出された前記ヒータドレン水１１７は、（低圧給水ヒータ）ドレン本管３１を介して前記低圧ヒータドレンタンク１１６に導かれる。
前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７は、ドレン本管３１を介して前記ろ過装置１５に導かれ、前記ろ過装置１５によって鉄粒子がろ過されたドレンろ過水１１７Ａは、前記ドレン本管３１を介して前記給水系統Ａの前記給水管１３側に送給され、前記給水管１３を流れる前記給水１０７に混合する。
【００３４】
また、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７を、前記流路切替え部１６Ａのところで枝分かれした（低圧給水ヒータ）ドレン枝管３２を介して前記復水器１０６に導き、前記復水器１０６側に再利用水として供給されるドレン給水１１７Ｂとすることもできる。
一方、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７は、系外ブロー管３３を介して系外に排出される。
【００３５】
さて、図２に示すように、本実施形態に係る発電プラント１０では、前記流路切替え部１６Ｂと前記ろ過装置１５との間に位置するドレン本管３１と、前記ろ過装置１５と前記低圧給水ヒータ１０９との間に位置するドレン本管３１とを連通するバイパス管３４が設けられている。
また、前記流路切替え部１６Ｂと前記ろ過装置１５との間に位置するドレン本管３１には、ミニマムフロー供給管３５が設けられており、前記ろ過装置１５と前記低圧給水ヒータ１０９との間に位置するドレン本管３１と、前記低圧ヒータドレンタンク１１６と前記流路切替え部１６Ａとの間に位置するドレン本管３１とを連通するミニマムフロー戻り管３６が設けられている。
【００３６】
なお、バイパス管３４の一端（上流端）は、ミニマムフロー供給管３５の一端（上流端）よりも上流側に位置するドレン本管３１に接続されている。
また、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７を、前記ドレン本管３１を介して前記ろ過装置１５に導く場合、前記流路切替え部１６Ａと前記流路切替え部１６Ｂとの間に設けられたバルブ４１、前記流路切替え部１６Ｂと前記ろ過装置１５との間に設けられたバルブ４２、および前記ろ過装置１５よりも下流側で、かつ、バイパス管３４の他端（下流端）が接続されている合流部（箇所）よりも上流側に位置する前記ドレン本管３１の途中に設けられたバルブ４３はそれぞれ全開とされ、前記ドレン枝管３２の途中に設けられたバルブ４４、前記系外ブロー管３３の途中に設けられたバルブ４５、バイパス管３４の途中に設けられたバルブ４６、ミニマムフロー供給管３５の途中に設けられたバルブ４７、およびミニマムフロー戻り管３６の途中に設けられたバルブ４８はそれぞれ全閉とされる。
【００３７】
前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７を、前記ドレン本管３１を介して前記ろ過装置１５に導いているときに、前記ろ過装置１５の入口における圧力と、前記ろ過装置１５の出口における圧力との差（前記ろ過装置１５の差圧）が、所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になったら、あるいは前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌ以下で、かつ、前記ろ過装置１５の出口における鉄粒子量が０μｇ／ｌになったら、前記バルブ４３は全開から全閉に切り換えられ、前記バルブ４６は全閉から全開に切り換えられるとともに、前記バルブ４７，４８が開かれて、前記ボイラ１１８に供給される給水量が確保されるとともに、前記ろ過装置１５に前記ヒータドレン水１１７が最小流量流されることになる。ここで、最小流量とは流量計で計測できる最小の値を目安とし、例えばフィルタへの通水流量の２％程度である。
【００３８】
ここで、本実施形態で用いるろ過装置１５は、低圧給水ヒータ１０９の通常の運転時の水条件に使用可能なものである必要がある。そのため、本実施形態で用いるろ過装置１５としては、例えば、ポリスルホン酸、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ケブラー（登録商標）、金属ポーラスフィルタ等からなる、細孔径０．１μｍのプリーツ型ろ過エレメントを使用するのが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３９】
本実施形態に係る発電プラント１０におけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ヒータドレンタンク１１６から排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌよりも高い場合には、ヒータドレン水が系外に排出され、ヒータドレンタンク１１６から排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌ以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置１５に供給されることになる。
ここで「所定値」は、発電プラントのボイラ回収率（ボイラに流入する給水のうち、ヒータドレン水が占める割合）が１０％であり、ボイラ入口の給水中における鉄濃度を、上述したＪＩＳ規格に規定された最も厳しい基準値（２μｇ／ｌ）以下とする場合、２０（＝２÷０．１）μｇ／ｌとなる。
これにより、ボイラ１１８に送給する給水中の鉄濃度を、ＪＩＳ規格に規定された最も厳しい基準値以下にすることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る発電プラント１０におけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ろ過装置１５の差圧が所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になったら、ろ過装置１５をバイパスするバイパス管３４を介してヒータドレン水１１７が低圧給水ヒータ１０９に導かれることになる。
これにより、ボイラ１１８に供給される給水量を確保することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態に係る発電プラント１０におけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ろ過装置１５の差圧が所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になった場合、最小流量のヒータドレン水１１７がろ過装置１５に流されることになる。
これにより、ろ過装置１５により捕集された鉄粒子の固着を防止することができる。
【００４２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形・変更して実施することもできる。
例えば、上述した実施形態では、ヒータドレンタンク１１６から排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌ（所定値）以下になってからヒータドレン水をろ過装置１５に通水するようにしている。
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、予め設定された所定時間が経過してからヒータドレン水をろ過装置１５に通水するようにしてもよい。
ここで「所定の時間」は、当該発電プラントにおいて実測された、ヒータドレンタンクから排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下となるのに要する時間のことである。例えば、出力１０００ＭＷのプラントの場合、ドレンが発生してから鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌ（所定値）以下となるまで約２時間かかる。よって、２時間経過後、ろ過装置１５への通水を開始する。このように、予めプラント出力に応じた実績値から、ろ過装置１５への通水開始時期を決定することで、作業効率の向上を図ることができる。
【００４３】
また、上述した実施形態では、最小流量のヒータドレン水１１７がろ過装置１５に流される際、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、フィルタエレメント１５ａへの通水を継続させるようにしている。
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、フィルタエレメント１５ａの表層部のみに通水して、フィルタエレメント１５ａへの通水を中断させ、ろ過装置１５の容器１５ｂの内部の水を置換するようにしてもよい。
この場合、フィルタエレメント１５ａへは通水されず、鉄の捕集は行われなくなるので、最小流量を流すのに必要なフィルタエレメント１５ａ（例えば、５ｔ／Ｈ×Ｆｅ：２０ｐｐｂ（ｍｇ／ｔ）×２４Ｈ×３６５ｄａｙ＝８７６ｇ−Ｆｅを捕集するのに必要なフィルタエレメント１５ａ）を不要とすることができる。
なお、この場合、容器１５ｂの内部に導かれて、フィルタエレメント１５ａの表層部のみを通過したヒータドレン水１１７を容器１５ｂの外部に導く排出用の配管１５ｃが必要になる。
【００４４】
さらに、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す実施形態において、フィルタエレメント１５ａの表層部のみに通水して、フィルタエレメント１５ａへの通水を中断させ、ろ過装置１５の容器１５ｂの内部の水を置換する際、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、鉄洗浄用の液（クエン酸、ＥＤＴＡ等）を容器１５ｂの内部に通水して、ろ過装置１５の容器１５ｂの内部の水を置換するようにするとさらに好適である。
この場合、鉄洗浄用の液によりフィルタエレメント１５ａの表層部に付着した鉄酸化物の一部が溶解し、フィルタエレメント１５ａの表層部から除去されることになるので、フィルタエレメント１５ａの寿命を延伸させることができる。
【００４５】
さらにまた、図１および図２に示す実施形態において、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、発電プラント１０が待機状態にある時に、最小流量の純水がフィルタエレメント１５ａへ逆方向から通水され、フィルタエレメント１５ａを逆洗することができるように構成されているとさらに好適である。
この場合、フィルタエレメント１５ａを再生させることができ、フィルタエレメント１５ａの寿命を延伸させることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 発電プラント
１２ 蒸気タービン
１３ 給水管
１５ ろ過装置
１５ａ フィルタエレメント
１５ｂ 容器
３４ バイパス管
１０６ 復水器
１０９ （低圧）給水ヒータ
１１５ 再熱器
１１６ ヒータドレンタンク
１１７ ヒータドレン水
１１８ ボイラ
Ａ 給水系統
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水ヒータから送給されるヒータドレン水中の鉄成分をろ過し、前記ヒータドレン水を常時給水管に回収可能な水質とする、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電プラントでは、発生させた高温・高圧の蒸気をタービンに供給し、この蒸気によりタービンを駆動して発電を行っている。タービンを駆動した後の蒸気は、復水器により冷却されて水の状態に戻された後、再び加熱されてボイラに供給され、再使用される。
【０００３】
ところで、ボイラへの給水中には、酸化鉄を主体とする不純物が含まれており、この不純物がボイラの伝熱管内面に徐々に付着し、この付着物によってボイラの差圧力が上昇する場合があり、ひいてはボイラや配管等の破損を招くおそれもある。そのため、給水系統の給水が流れる流路に除鉄ろ過器を設置することにより、酸化鉄を主体とする不純物を除去することが行われている（特許文献１）。
【０００４】
また、カートリッジ、中空糸、電磁フィルタ等の各種フィルタが鉄成分の除去方法として提案されているが、鉄酸化物の粒子は極めて微細であるため、これらのフィルタによる不純物除去性能は不安定であり、実用には至っていない（特許文献２）。
さらに、ボイラ入口の給水中における鉄濃度は、５μｇ／ｌ（ｐｐｂ）以下、望ましくは２μｇ／ｌ（ｐｐｂ）以下とすることが、ＪＩＳ規格に規定されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７９８３号公報
【特許文献２】特開平１１−５７４１６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｂ ８２２３（ボイラの給水及びボイラ水の水質）、２００６年１０月２０日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、基準値以上の多量の鉄分等を含有するヒータドレン水は系外に排出しなければならず、給水系統に戻して再利用することができない。そのため、ボイラに新たに給水を供給するために発電出力を６０〜８０％程度で運転する結果、多量の水（純水）を必要とするとともに、タービン設備の発電出力を１００％に上昇させるまでに３日も要する、といった問題点がある。
また、系外に排出された多量の排水を処理する排水処理設備、および多量の水（純水）を製造する純水製造設備が必要になり、設備費が高騰してしまうといった問題点もあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ボイラに送給する給水中の鉄濃度を基準値以下にすることができる、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法は、熱源からの熱によって蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラの蒸気により作動する蒸気タービンと、前記蒸気タービンからの排気を復水する復水器と、前記復水器で凝縮された復水を給水として前記ボイラ側に送給する給水系統と、前記給水系統の給水管に介装され、前記蒸気タービンから再熱器に送給する排気の一部を抽気し、これを用いて前記給水を加熱する給水ヒータと、前記給水ヒータから排出されるヒータドレン水を貯蔵するヒータドレンタンクと、前記ヒータドレン水中の鉄粒子をろ過するろ過装置と、を有するとともに、前記給水中に酸素を注入して酸素処理を行う、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法であって、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにした、あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにした。
【００１０】
また、本発明に係る発電プラントは、熱源からの熱によって蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラの蒸気により作動する蒸気タービンと、前記蒸気タービンからの排気を復水する復水器と、前記復水器で凝縮された復水を給水として前記ボイラ側に送給する給水系統と、前記給水系統の給水管に介装され、前記蒸気タービンから再熱器に送給する排気の一部を抽気し、これを用いて前記給水を加熱する給水ヒータと、前記給水ヒータから排出されるヒータドレン水を貯蔵するヒータドレンタンクと、前記ヒータドレン水中の鉄粒子をろ過するろ過装置と、を有するとともに、前記給水中に酸素を注入して酸素処理を行う、発電プラントであって、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出され、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給される、あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出され、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給される。
【００１１】
本発明に係る発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法および本発明に係る発電プラントによれば、ヒータドレンタンクから排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、ヒータドレン水が系外に排出され、ヒータドレンタンクから排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、ヒータドレン水がろ過装置に供給される、あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、ヒータドレン水が系外に排出され、予め設定された所定時間が経過した場合には、ヒータドレン水がろ過装置に供給されることになる。
ここで「所定値」は、発電プラントのボイラ回収率（ボイラに流入する給水のうち、ヒータドレン水が占める割合）が１０％であり、ボイラ入口の給水中における鉄濃度を、上述したＪＩＳ規格に規定された最も厳しい基準値（２μｇ／ｌ）以下とする場合、２０（＝２÷０．１）μｇ／ｌとなる。
また、「所定の時間」は、当該発電プラントにおいて実測された、ヒータドレンタンクから排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下となるのに要する時間（例えば、４時間）のことである。
これにより、ボイラに送給する給水中の鉄濃度を、ＪＩＳ規格に規定された基準値以下にすることができる。
【００１２】
上記発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法において、前記ろ過装置の入口における圧力と、前記ろ過装置の出口における圧力との差が、所定の圧力以上になったら、前記ろ過装置をバイパスするバイパス管を介して前記ヒータドレン水を前記給水ヒータに導くようにするとさらに好適である。
【００１３】
このような発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ろ過装置の差圧が所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になったら、ろ過装置をバイパスするバイパス管を介してヒータドレン水が給水ヒータに導かれることになる。
これにより、ボイラに供給される給水量を確保することができる。
【００１４】
上記発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法において、前記ろ過装置をバイパスするバイパス管を介して前記ヒータドレン水を前記給水ヒータに導く際、前記ヒータドレン水を前記ろ過装置に最小流量流すようにするとさらに好適である。
【００１５】
このような発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ろ過装置の差圧が所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になった場合、最小流量のヒータドレン水がろ過装置に流されることになる。
これにより、ろ過装置により捕集された鉄粒子の固着を防止することができる。
【００１６】
上記発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法において、前記ヒータドレン水を、前記ろ過装置を構成するフィルタエレメントの表層部のみに通水して、当該フィルタエレメントを収容する容器の内部の水を置換するようにするとさらに好適である。
【００１７】
このような発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、フィルタエレメントへは通水されず、鉄の捕集は行われなくなるので、最小流量を流すのに必要なフィルタエレメント（例えば、５ｔ／Ｈ×Ｆｅ：２０ｐｐｂ（ｍｇ／ｔ）×２４Ｈ×３６５ｄａｙ＝８７６ｇ−Ｆｅを捕集するのに必要なフィルタエレメント）を不要とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ボイラに送給する給水中の鉄濃度を基準値以下にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発電プラントの要部を詳細に示す系統図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るろ過装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はフィルタエレメントの斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るろ過装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はフィルタエレメントの平面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係るろ過装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はフィルタエレメントの平面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態に係るろ過装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はフィルタエレメントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法について、図１および図２を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る発電プラントの概略構成図、図２は本実施形態に係る発電プラントの要部を詳細に示す系統図である。
なお、本実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係る発電プラント１０は、熱源からの熱によって蒸気１１を発生させるボイラ１１８と、該ボイラ１１８の蒸気１１により作動する蒸気タービン１２と、該蒸気タービン１２からの排気を復水する復水器１０６と、該復水器１０６で凝縮された復水を給水１０７として前記ボイラ１１８側に送給する給水系統Ａと、前記給水系統Ａの給水管１３に介装され、前記蒸気タービン１２から再熱器１１５に送給する排気の一部を抽気１４として抜出し、これを用いて前記給水１０７を加熱する低圧給水ヒータ１０９と、を備えるとともに、前記低圧給水ヒータ１０９から排出されるヒータドレン水１１７を貯蔵する低圧ヒータドレンタンク１１６と、前記ヒータドレン水１１７中の鉄分をろ過するろ過装置１５と、前記低圧ヒータドレンタンク１１６と前記ろ過装置１５との間に設けられ、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出される前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値（本実施形態では、２０μｇ／ｌ）よりも高い場合には、前記ヒータドレン水１１７を系外に排出し、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ろ過装置１５に供給するために流路を切替える（第２の）流路切替え部１６Ｂと、を備えている。
【００２２】
なお、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値を２０μｇ／ｌとしているのは、本実施形態に係る発電プラント１０のボイラ回収率（前記ボイラ１１８に流入する前記給水１０７のうち、前記ヒータドレン水１１７が占める割合）が１０％であるからである。すなわち、ボイラ入口の給水中における鉄濃度を、上述したＪＩＳ規格に規定された最も厳しい基準値（２μｇ／ｌ）以下とするには、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値を２０（＝２÷０．１）μｇ／ｌとすればよいからである。したがって、発電プラント１０のボイラ回収率が５％である場合には、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値は４０μｇ／ｌとなる。
【００２３】
また、本実施形態において、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度は、以下のようにして算出される。ここで、鉄イオンとは、ろ過装置１５で捕集できない微粒な鉄を指し、例えば、０．１μｍ以下の粒径のものとする。
まず、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から、全鉄（鉄粒子＋鉄イオン）分析用のサンプル水Ｉ、鉄粒子分析用のサンプル水ＩＩを同量採取する。
つぎに、吸光光度法等を用いて全鉄分析用のサンプル水Ｉに含まれる全鉄量を計測する。
つづいて、鉄粒子分析用のサンプル水ＩＩを細孔径０．１μｍのフィルタに通水し、吸光光度法等を用いてフィルタに捕集された鉄粒子量を計測する。
そして、全鉄量から鉄粒子量を引いて、鉄イオンの質量を得る。
鉄イオンの質量をサンプル水の容量で割って、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度を算出する。
【００２４】
ここで、本実施形態に係る発電プラント１０においては、前記蒸気タービン１２の下流側に配置された前記復水器１０６で復水を得るとともに、外部に設けた補給水タンク１０４からの補給水１０５を必要に応じて前記復水と混合して給水１０７として給水系統Ａに供給し、循環している。
【００２５】
なお、本実施形態に係る給水系統Ａでは、前記復水器１０６と前記低圧給水ヒータ１０９との間に、復水ポンプ１８、電磁フィルタ１９、純水装置２０、および復水ブースタポンプ２１が前記給水管１３に介装されており、前記低圧給水ヒータ１０９と前記高圧給水ヒータ１１２との間に、脱気器１１０、貯槽１１１、およびボイラ給水ポンプ２２が前記給水管１３に介装されている。
【００２６】
また、前記低圧給水ヒータ１０９において加熱された給水１０７は、高圧給水ヒータ１１２において図示しない高温・高圧の抽気を用いてさらに加熱される。そして、前記高圧給水ヒータ１１２を経て加熱された前記給水１０７は、前記ボイラ１１８に送給される。
【００２７】
ここで、本実施形態では、前記給水１０７を加熱する前記低圧給水ヒータ１０９から排出された前記ヒータドレン水１１７は、前記低圧ヒータドレンタンク１１６に貯蔵され、低圧ヒータドレンポンプ２３により該低圧ヒータドレンタンク１１６から前記ろ過装置１５に排出される。
【００２８】
そして、前記サンプル水Ｉ・ＩＩから算出された前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の測定結果に基づいて、鉄イオン濃度が所定値以下であるか否かが判断される。そして、判断の結果、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記流路切替え部１６Ｂにより流路を切替え、前記ヒータドレン水１１７を系外に排出し、所定値以下の場合には、前記ろ過装置１５に供給して、前記ヒータドレン水１１７中の鉄粒子を除去するようにしている。
【００２９】
また、本実施形態では、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、流路切替え部１６Ａにより流路を切替え、前記ヒータドレン水１１７を前記復水器１０６に供給して給水系統Ａ内を循環させるようにしてもよい。
【００３０】
ここで、本実施形態では、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合に前記ろ過装置１５によって鉄粒子をろ過し、前記給水系統Ａの前記給水管１３側に送給して混合する前記ヒータドレン水１１７をドレンろ過水１１７Ａとし、前記復水器１０６側に再利用水として供給される前記ヒータドレン水１１７をドレン給水１１７Ｂとする。
【００３１】
また、本実施形態では、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値として、２０μｇ／ｌ以下の場合に、前記復水器１０６に前記ドレン給水１１７Ｂを供給して給水系統Ａ内を循環させるようにしている。これは、例えば、前記ドレン給水１１７Ｂが前記復水器１０６に再利用水として供給される際に前記給水系統Ａ内に設けている装置が前記ヒータドレン水１１７中の鉄粒子等によって汚染されないようにするためである。
また、前記ドレン給水１１７Ｂを復水器１０６に供給すると、その下流側に設置している復水処理装置（ろ過器及び復水脱塩装置）（図示せず）によって鉄分をさらに除去し系統へ回収するので、水の節約も図ることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値を２０μｇ／ｌとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述したＪＩＳ規格に規定された最も緩い基準値（５μｇ／ｌ）以下とする場合には、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度の所定値を５０μｇ／ｌとしてもよい。
また、図１中の符号１１４は、過熱器である。
【００３３】
図１および図２に示すように、前記低圧給水ヒータ１０９から排出された前記ヒータドレン水１１７は、（低圧給水ヒータ）ドレン本管３１を介して前記低圧ヒータドレンタンク１１６に導かれる。
前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７は、ドレン本管３１を介して前記ろ過装置１５に導かれ、前記ろ過装置１５によって鉄粒子がろ過されたドレンろ過水１１７Ａは、前記ドレン本管３１を介して前記給水系統Ａの前記給水管１３側に送給され、前記給水管１３を流れる前記給水１０７に混合する。
【００３４】
また、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７を、前記流路切替え部１６Ａのところで枝分かれした（低圧給水ヒータ）ドレン枝管３２を介して前記復水器１０６に導き、前記復水器１０６側に再利用水として供給されるドレン給水１１７Ｂとすることもできる。
一方、前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７は、系外ブロー管３３を介して系外に排出される。
【００３５】
さて、図２に示すように、本実施形態に係る発電プラント１０では、前記流路切替え部１６Ｂと前記ろ過装置１５との間に位置するドレン本管３１と、前記ろ過装置１５と前記低圧給水ヒータ１０９との間に位置するドレン本管３１とを連通するバイパス管３４が設けられている。
また、前記流路切替え部１６Ｂと前記ろ過装置１５との間に位置するドレン本管３１には、ミニマムフロー供給管３５が設けられており、前記ろ過装置１５と前記低圧給水ヒータ１０９との間に位置するドレン本管３１と、前記低圧ヒータドレンタンク１１６と前記流路切替え部１６Ａとの間に位置するドレン本管３１とを連通するミニマムフロー戻り管３６が設けられている。
【００３６】
なお、バイパス管３４の一端（上流端）は、ミニマムフロー供給管３５の一端（上流端）よりも上流側に位置するドレン本管３１に接続されている。
また、前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７を、前記ドレン本管３１を介して前記ろ過装置１５に導く場合、前記流路切替え部１６Ａと前記流路切替え部１６Ｂとの間に設けられたバルブ４１、前記流路切替え部１６Ｂと前記ろ過装置１５との間に設けられたバルブ４２、および前記ろ過装置１５よりも下流側で、かつ、バイパス管３４の他端（下流端）が接続されている合流部（箇所）よりも上流側に位置する前記ドレン本管３１の途中に設けられたバルブ４３はそれぞれ全開とされ、前記ドレン枝管３２の途中に設けられたバルブ４４、前記系外ブロー管３３の途中に設けられたバルブ４５、バイパス管３４の途中に設けられたバルブ４６、ミニマムフロー供給管３５の途中に設けられたバルブ４７、およびミニマムフロー戻り管３６の途中に設けられたバルブ４８はそれぞれ全閉とされる。
【００３７】
前記低圧ヒータドレンタンク１１６から排出された前記ヒータドレン水１１７を、前記ドレン本管３１を介して前記ろ過装置１５に導いているときに、前記ろ過装置１５の入口における圧力と、前記ろ過装置１５の出口における圧力との差（前記ろ過装置１５の差圧）が、所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になったら、あるいは前記ヒータドレン水１１７中の鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌ以下で、かつ、前記ろ過装置１５の出口における鉄粒子量が０μｇ／ｌになったら、前記バルブ４３は全開から全閉に切り換えられ、前記バルブ４６は全閉から全開に切り換えられるとともに、前記バルブ４７，４８が開かれて、前記ボイラ１１８に供給される給水量が確保されるとともに、前記ろ過装置１５に前記ヒータドレン水１１７が最小流量流されることになる。ここで、最小流量とは流量計で計測できる最小の値を目安とし、例えばフィルタへの通水流量の２％程度である。
【００３８】
ここで、本実施形態で用いるろ過装置１５は、低圧給水ヒータ１０９の通常の運転時の水条件に使用可能なものである必要がある。そのため、本実施形態で用いるろ過装置１５としては、例えば、ポリスルホン酸、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ケブラー（登録商標）、金属ポーラスフィルタ等からなる、細孔径０．１μｍのプリーツ型ろ過エレメントを使用するのが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３９】
本実施形態に係る発電プラント１０におけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ヒータドレンタンク１１６から排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌよりも高い場合には、ヒータドレン水が系外に排出され、ヒータドレンタンク１１６から排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌ以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置１５に供給されることになる。
ここで「所定値」は、発電プラントのボイラ回収率（ボイラに流入する給水のうち、ヒータドレン水が占める割合）が１０％であり、ボイラ入口の給水中における鉄濃度を、上述したＪＩＳ規格に規定された最も厳しい基準値（２μｇ／ｌ）以下とする場合、２０（＝２÷０．１）μｇ／ｌとなる。
これにより、ボイラ１１８に送給する給水中の鉄濃度を、ＪＩＳ規格に規定された最も厳しい基準値以下にすることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る発電プラント１０におけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ろ過装置１５の差圧が所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になったら、ろ過装置１５をバイパスするバイパス管３４を介してヒータドレン水１１７が低圧給水ヒータ１０９に導かれることになる。
これにより、ボイラ１１８に供給される給水量を確保することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態に係る発電プラント１０におけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法によれば、ろ過装置１５の差圧が所定の圧力（例えば、１１０ｋＰａ）以上になった場合、最小流量のヒータドレン水１１７がろ過装置１５に流されることになる。
これにより、ろ過装置１５により捕集された鉄粒子の固着を防止することができる。
【００４２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形・変更して実施することもできる。
例えば、上述した実施形態では、ヒータドレンタンク１１６から排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌ（所定値）以下になってからヒータドレン水をろ過装置１５に通水するようにしている。
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、予め設定された所定時間が経過してからヒータドレン水をろ過装置１５に通水するようにしてもよい。
ここで「所定の時間」は、当該発電プラントにおいて実測された、ヒータドレンタンクから排出されるヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下となるのに要する時間のことである。例えば、出力１０００ＭＷのプラントの場合、ドレンが発生してから鉄イオン濃度が２０μｇ／ｌ（所定値）以下となるまで約２時間かかる。よって、２時間経過後、ろ過装置１５への通水を開始する。このように、予めプラント出力に応じた実績値から、ろ過装置１５への通水開始時期を決定することで、作業効率の向上を図ることができる。
【００４３】
また、上述した実施形態では、最小流量のヒータドレン水１１７がろ過装置１５に流される際、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、フィルタエレメント１５ａへの通水を継続させるようにしている。
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、フィルタエレメント１５ａの表層部のみに通水して、フィルタエレメント１５ａへの通水を中断させ、ろ過装置１５の容器１５ｂの内部の水を置換するようにしてもよい。
この場合、フィルタエレメント１５ａへは通水されず、鉄の捕集は行われなくなるので、最小流量を流すのに必要なフィルタエレメント１５ａ（例えば、５ｔ／Ｈ×Ｆｅ：２０ｐｐｂ（ｍｇ／ｔ）×２４Ｈ×３６５ｄａｙ＝８７６ｇ−Ｆｅを捕集するのに必要なフィルタエレメント１５ａ）を不要とすることができる。
なお、この場合、容器１５ｂの内部に導かれて、フィルタエレメント１５ａの表層部のみを通過したヒータドレン水１１７を容器１５ｂの外部に導く排出用の配管１５ｃが必要になる。
【００４４】
さらに、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す実施形態において、フィルタエレメント１５ａの表層部のみに通水して、フィルタエレメント１５ａへの通水を中断させ、ろ過装置１５の容器１５ｂの内部の水を置換する際、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、鉄洗浄用の液（クエン酸、ＥＤＴＡ等）を容器１５ｂの内部に通水して、ろ過装置１５の容器１５ｂの内部の水を置換するようにするとさらに好適である。
この場合、鉄洗浄用の液によりフィルタエレメント１５ａの表層部に付着した鉄酸化物の一部が溶解し、フィルタエレメント１５ａの表層部から除去されることになるので、フィルタエレメント１５ａの寿命を延伸させることができる。
【００４５】
さらにまた、図１および図２に示す実施形態において、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、発電プラント１０が待機状態にある時に、最小流量の純水がフィルタエレメント１５ａへ逆方向から通水され、フィルタエレメント１５ａを逆洗することができるように構成されているとさらに好適である。
この場合、フィルタエレメント１５ａを再生させることができ、フィルタエレメント１５ａの寿命を延伸させることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 発電プラント
１２ 蒸気タービン
１３ 給水管
１５ ろ過装置
１５ａ フィルタエレメント
１５ｂ 容器
３４ バイパス管
１０６ 復水器
１０９ （低圧）給水ヒータ
１１５ 再熱器
１１６ ヒータドレンタンク
１１７ ヒータドレン水
１１８ ボイラ
Ａ 給水系統
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源からの熱によって蒸気を発生させるボイラと、
前記ボイラの蒸気により作動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンからの排気を復水する復水器と、
前記復水器で凝縮された復水を給水として前記ボイラ側に送給する給水系統と、
前記給水系統の給水管に介装され、前記蒸気タービンから再熱器に送給する排気の一部を抽気し、これを用いて前記給水を加熱する給水ヒータと、
前記給水ヒータから排出されるヒータドレン水を貯蔵するヒータドレンタンクと、
前記ヒータドレン水中の鉄粒子をろ過するろ過装置と、
を有するとともに、
前記給水中に酸素を注入して酸素処理を行う、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法であって、
前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにしたこと、
あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにしたことを特徴とする、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法。
【請求項２】
前記ろ過装置の入口における圧力と、前記ろ過装置の出口における圧力との差が、所定の圧力以上になったら、前記ろ過装置をバイパスするバイパス管を介して前記ヒータドレン水を前記給水ヒータに導くようにしたことを特徴とする請求項１に記載の発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法。
【請求項３】
前記ろ過装置をバイパスするバイパス管を介して前記ヒータドレン水を前記給水ヒータに導く際、前記ヒータドレン水を前記ろ過装置に最小流量流すようにしたことを特徴とする請求項２に記載の発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法。
【請求項４】
前記ヒータドレン水を、前記ろ過装置を構成するフィルタエレメントの表層部のみに通水して、当該フィルタエレメントを収容する容器の内部の水を置換するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法。
【請求項５】
熱源からの熱によって蒸気を発生させるボイラと、
前記ボイラの蒸気により作動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンからの排気を復水する復水器と、
前記復水器で凝縮された復水を給水として前記ボイラ側に送給する給水系統と、
前記給水系統の給水管に介装され、前記蒸気タービンから再熱器に送給する排気の一部を抽気し、これを用いて前記給水を加熱する給水ヒータと、
前記給水ヒータから排出されるヒータドレン水を貯蔵するヒータドレンタンクと、
前記ヒータドレン水中の鉄粒子をろ過するろ過装置と、
を有するとともに、
前記給水中に酸素を注入して酸素処理を行う、発電プラントであって、
前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにしたこと、
あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにしたことを特徴とする発電プラント。
【請求項１】
熱源からの熱によって蒸気を発生させるボイラと、
前記ボイラの蒸気により作動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンからの排気を復水する復水器と、
前記復水器で凝縮された復水を給水として前記ボイラ側に送給する給水系統と、
前記給水系統の給水管に介装され、前記蒸気タービンから再熱器に送給する排気の一部を抽気し、これを用いて前記給水を加熱する給水ヒータと、
前記給水ヒータから排出されるヒータドレン水を貯蔵するヒータドレンタンクと、
前記ヒータドレン水中の鉄粒子をろ過するろ過装置と、
を有するとともに、
前記給水中に酸素を注入して酸素処理を行う、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法であって、
前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにしたこと、
あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにしたことを特徴とする、発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法。
【請求項２】
前記ろ過装置の入口における圧力と、前記ろ過装置の出口における圧力との差が、所定の圧力以上になったら、前記ろ過装置をバイパスするバイパス管を介して前記ヒータドレン水を前記給水ヒータに導くようにしたことを特徴とする請求項１に記載の発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法。
【請求項３】
前記ろ過装置をバイパスするバイパス管を介して前記ヒータドレン水を前記給水ヒータに導く際、前記ヒータドレン水を前記ろ過装置に最小流量流すようにしたことを特徴とする請求項２に記載の発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法。
【請求項４】
前記ヒータドレン水を、前記ろ過装置を構成するフィルタエレメントの表層部のみに通水して、当該フィルタエレメントを収容する容器の内部の水を置換するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法。
【請求項５】
熱源からの熱によって蒸気を発生させるボイラと、
前記ボイラの蒸気により作動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンからの排気を復水する復水器と、
前記復水器で凝縮された復水を給水として前記ボイラ側に送給する給水系統と、
前記給水系統の給水管に介装され、前記蒸気タービンから再熱器に送給する排気の一部を抽気し、これを用いて前記給水を加熱する給水ヒータと、
前記給水ヒータから排出されるヒータドレン水を貯蔵するヒータドレンタンクと、
前記ヒータドレン水中の鉄粒子をろ過するろ過装置と、
を有するとともに、
前記給水中に酸素を注入して酸素処理を行う、発電プラントであって、
前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値よりも高い場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、前記ヒータドレンタンクから排出される前記ヒータドレン水中の鉄イオン濃度が所定値以下の場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにしたこと、
あるいは、予め設定された所定時間が経過していない場合には、前記ヒータドレン水が系外に排出されるようにし、予め設定された所定時間が経過した場合には、前記ヒータドレン水が前記ろ過装置に供給されるようにしたことを特徴とする発電プラント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７６５２０（Ｐ２０１３−７６５２０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７００９（Ｐ２０１１−２１７００９）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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