蒸気経路の腐食の監視方法
【課題】 蒸気経路内の腐食の状況を、継続的に、かつ、低コストで監視できる監視方法を提供する。
【解決手段】 蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程Ｈ１と、選択されたスチームトラップ配管から所定量だけ排出される凝縮水中の、腐食により発生した溶出物量又は腐食生成物量を計測するか、又は選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した腐食生成物量を計測するか、又は選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程Ｈ２と、データ取り工程Ｈ２により得られたデータに基づき、選択されたスチームトラップ配管より上流側の蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程Ｈ３とを有する。
【解決手段】 蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程Ｈ１と、選択されたスチームトラップ配管から所定量だけ排出される凝縮水中の、腐食により発生した溶出物量又は腐食生成物量を計測するか、又は選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した腐食生成物量を計測するか、又は選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程Ｈ２と、データ取り工程Ｈ２により得られたデータに基づき、選択されたスチームトラップ配管より上流側の蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程Ｈ３とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸気や凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラー給水中に、溶存酸素や、ボイラー中で熱分解して炭酸ガスを発生する重炭酸イオンがあれば、これらの酸素や炭酸ガスはボイラー中で蒸気側に容易に移行する。そして、酸素や炭酸ガスを有する蒸気は、蒸気経路中の配管や機器の内面に腐食を生じさせるとともに、この蒸気の復水（凝縮水）も、復水経路中の配管や機器の内面に腐食を生じさせる。
【０００３】
このため、例えば、蒸気経路中に腐食監視装置を設置し、蒸気経路内の蒸気がどの程度の腐食性を有するかの監視を行う場合も多い（例えば、特許文献１）。特許文献１記載の腐食監視装置では、蒸気を冷却して作った凝縮水をテストピース周りに通過させ、このテストピースの腐食の程度を観察することにより、蒸気の腐食性の監視を行っている。また、発生した蒸気を冷却して凝縮水とした後、この凝縮水の水質を連続的に測定することにより、蒸気の質の監視を行う蒸気質測定装置を蒸気経路中に備えたものもある。
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−２８８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記腐食監視装置や蒸気質測定装置では、蒸気のサンプリングに冷却水を必要とし、監視コストも安くないという問題があるとともに、ボイラーが停止すれば、使用を中止せざるを得ず、発停のあるボイラーから蒸気が供給される蒸気経路の腐食の監視を継続的に行うことはできないという問題があった。また、上記腐食監視装置や蒸気質測定装置では、蒸気のサンプリングポイントを簡単に変えることができず、使い勝手が悪いという問題もあった。
【０００６】
さらに、上記腐食監視装置や連続水質測定装置では、蒸気のサンプリング箇所として蒸気経路中の１箇所で代表することが多く、これらによって、蒸気経路全体についての腐食の状況が明確に捉えられているかどうかについては疑問もあった。
【０００７】
すなわち、蒸気中の二酸化炭素は、揮発性が高く、一般的には多くのものが蒸気経路の末端まで移動すると考えられるが、蒸気経路の途中でその濃度を大きく変化（減少）させることもあり得るし、蒸気中の酸素についても、凝縮水に溶け込んで、蒸気経路の下流側では、その濃度を大きく変化（減少）させることも考えられる。このように蒸気経路に沿って二酸化炭素や酸素の濃度が変化すれば、これらが通過する蒸気経路内の腐食の程度も変化するので、一箇所のサンプリングで、蒸気経路全体の腐食状況を判断することには疑問が生じる。
【０００８】
また、復水処理剤として、例えば、凝縮水に溶け込んで、この凝縮水中の炭酸ガス（炭酸）を中和して蒸気復水配管の腐食量を減少させる働きがある中和性アミンや、蒸気経路等の内面に皮膜を形成してこれを保護する皮膜性アミンを使用した場合に、これらの薬剤が、蒸気経路に均一に行き渡るとは限らず、かつ、これらの薬剤の効果も蒸気経路に沿って等しく生じるとは言えない。したがって、このような点からも、一箇所のサンプリングで、蒸気経路全体の腐食状況を判断することには疑問が生じる。
【０００９】
この発明は、以上の点に鑑み、蒸気経路内の腐食の状況を、継続的に、かつ、低コストで監視できる蒸気経路における腐食の監視方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、この発明は、上記目的に加え、蒸気経路内の腐食の状況を、蒸気経路内の複数のサンプリング箇所を用いて容易に監視できる蒸気経路における腐食の監視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、蒸気及び凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法であって、前記蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程と、前記選択されたスチームトラップ配管から所定量だけ排出される凝縮水中の、腐食により発生した溶出物量若しくは腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した前記腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程と、前記データ取り工程により得られたデータに基づき、前記選択されたスチームトラップ配管より上流側の前記蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
酸素や二酸化炭素を含んだ蒸気が蒸気経路内を流れることにより、蒸気経路内には蒸気や凝縮水によって腐食が進行し、蒸気中や凝縮水中に腐食による溶出物（例えば鉄イオン、銅イオン）や腐食生成物（例えば鉄錆など）を生じさせる。これらの溶出物や腐食生成物は、多くのものが凝縮水とともに、蒸気経路に設けられたスチームトラップ配管内に集められる。
【００１３】
したがって、この発明では、蒸気経路中で所望のスチームトラップ配管を選択し、このスチームトラップ配管から排出される所定量（例えば１０リッター）の凝縮水を採取して、例えば、この凝縮水中に含まれる腐食生成物量を計測することにより、この選択されたスチームトラップ配管より上流側の蒸気経路内で生じた所定量の凝縮水内の腐食生成物量を知ることができる。この場合、選択されたスチームトラップ配管より１つ上流側のスチームトラップ配管内の凝縮水には、それより上流側の蒸気経路内で生じた腐食生成物が集められるので、選択されたスチームトラップ配管内の凝縮水には、選択されたスチームトラップ配管より上流側の蒸気経路のうち、主として、１つ上流側のスチームトラップ配管より下流側の部分で生じた腐食生成物が集められる。このため、選択されたスチームトラップ配管から排出される所定量の凝縮水中の腐食生成物量を知ることにより、一定範囲内の蒸気経路に関する腐食の状況、すなわち、腐食の傾向を知ることができる。
【００１４】
なお、選択されたスチームトラップ配管より排出される所定量（例えば１リッター）の凝縮水中に含まれる溶出物量や、選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した腐食生成物量についても、上記腐食生成物量の場合と同様に考えることができる。また、ストレーナやスチームトラップの閉塞頻度も、ストレーナに所定時間の間に付着した腐食生成物量の場合と同様に考えることができる。
【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、前記データ取り工程の前記スチームトラップ配管から排出される凝縮水は、前記スチームトラップ配管中のスチームトラップを通して、又は前記スチームトラップ配管中のスチームトラップパイパス配管を通して排出されることを特徴とする。
【００１６】
この発明の請求項３記載の発明は、蒸気及び凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法であって、前記蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程と、前記選択されたスチームトラップ配管のスチームトラップバイパス配管から所定時間の間に排出される凝縮水中及び蒸気中に含まれる、腐食により発生した腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した前記腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程と、前記データ取りにより得られたデータに基づき、前記選択されたスチームトラップ配管より上流側の前記蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
この発明は、データ取り工程が、スチームトラップバイパス配管から一定時間の間に排出される凝縮水中や蒸気中に含まれる、腐食により発生した腐食生成物量を計測する、ことでもなされるということを示すものである。なお、この発明の作用効果は請求項１記載の発明と同様である。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の請求項１乃至３記載の発明によれば、蒸気経路中のスチームトラップ配管を選択し、このスチームトラップ配管から排出される排出物に関するデータを取るだけで、蒸気経路中の所望の部分の腐食の状況を容易に監視できるとともに、監視に当たり、サンプリング用の冷却水は不要なので、監視コストも低く抑えることができる。また、この発明では、腐食の程度が大きいと考えられるボイラーの停止時においても、蒸気経路の腐食の状況を監視でき、従来の監視機器と異なり、蒸気経路の腐食の状況を継続的に監視できる。さらに、この発明では、サンプリング箇所が複数になるように、スチームトラップ配管を複数選択することにより、蒸気経路の一部や蒸気経路全体にわたって、選択されたスチームトラップ配管の場所毎に、配管や機器内の腐食状況を、容易に、精度よくかつ細かく監視できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
まず、蒸気経路の一例と、蒸気経路に用いられるスチームトラップ配管の種類等について説明する。
【００２０】
図１は、ボイラー４０から蒸気が供給される蒸気経路Ｍと、この蒸気経路Ｍに続く復水経路Ｎとを示している。ボイラー４０内の蒸気Ｓは、図１で示されるように、まず、主蒸気配管４１、第１高圧ヘッダ４２、高圧配管４３、第２高圧ヘッダ４４を経て、配管４５により複数の熱交換器６１が備えられた第１熱交換器群６０に供給された後、スチームトラップ配管１や復水配管９１を経てドレン回収タンク９２に回収される。また、第１高圧ヘッダ４２内の蒸気Ｓは、減圧配管４６、第１低圧ヘッダ４７を経て、配管４８により複数の熱交換器７１が備えられた第２熱交換器群７０に供給された後、スチームトラップ配管１や復水配管９３を経てドレン回収タンク９４に回収される。さらに、第１低圧ヘッダ４７内の蒸気Ｓは、低圧連絡配管４９，第２低圧ヘッダ５０を経て、配管５１により複数の熱交換器８１が備えられた第３熱交換器群８０に供給された後、スチームトラップ配管１や復水配管９５を経てドレン回収タンク９６に回収される。
【００２１】
すなわち、図１中には、蒸気Ｓの流れに沿って配管（配管４１，４３，４５，４６，４８，４９、５１、スチームトラップ配管１）、及び機器（高圧ヘッダ４２，４４、低圧ヘッダ４７，５０、熱交換器６１，７１，８１）が配置された蒸気経路Ｍと、復水（凝縮水又はドレン）の流れに沿って配管（復水配管９１，９３，９５）、及び機器（ドレン回収タンク９２，９４，９６）が配置された復水経路Ｎとが示されている。
【００２２】
なお、ボイラー給水中には、一般に、図１で示されるように、脱酸素剤や復水処理剤（中和性アミンや皮膜性アミン）が加えられる。
【００２３】
蒸気経路Ｍの復水経路Ｎとの境界部等には、図２〜図４で示されるように、スチームトラップ１０ａを有する主配管１０と、止め弁１１ａを有するバイパス配管１１とからなるスチームトラップ配管１が多数設けられている（図１参照）。スチームトラップ配管１には、図２乃至図４で示されるような、タイプＡ、タイプＢ、タイプＣの３種類のものが多く使用されている。
【００２４】
タイプＡのスチームトラップ配管１Ａは、図２で示されるように、主配管１０中のスチームトラップ１０ａの前後に止め弁１０ｂ、１０ｃのみを有するものであり、ドレン取出蒸気３を介して、配管２のドレンポット２ａ等に取り付けられ、放熱によって生じた配管内等の凝縮水を常時外部に排出させるものである。このスチームトラップ配管１Ａは、止め弁１１ａが常時閉じられるとともに、止め弁１０ｂ、１０ｃが常時開けられており、例えば、図１で示される蒸気経路Ｍ中では、第１高圧ヘッダ４２や第１低圧ヘッダ４７の下部に取り付けられている。このスチームトラップ配管１Ａでは、主配管１０のスチームトラップ１０ａ側と、バイパス配管１１側の両方から凝縮水を取り出すことができる。なお、図２中符号Ｖは凝縮水を入れるバケツである。
【００２５】
タイプＢのスチームトラップ配管１Ｂは、図３で示されるように、スチームトラップ配管１Ａのスチームトラップ１０ａ上流側にストレーナ１０ｄ（スチームトラップ１０ａに内蔵されているものでも可）を有するものであり、ドレン取出蒸気３を介して、蒸気配管２のドレンポット２ａ等に取り付けられ、放熱によって生じた配管内等の凝縮水を、異物を除去した後、復水配管４側に回収させるものである。このスチームトラップ配管１Ｂは、例えば、図１で示される蒸気経路Ｍ中では、第２高圧ヘッダ４４や第２低圧ヘッダ５０の下端側や、配管４５，４８，５１中に取り付けられている。このスチームトラップ配管１Ｂでは、止め弁１１ａを僅かに開けて凝縮水を復水配管４側に回収しつつ、止め弁１０ｂ，１０ｃを閉じることにより、ストレーナ１０ｄへの付着物を容易に取り出すことができる。なお、図３中符号５は、逆流防止用のチェッキ弁である。
【００２６】
タイプＣのスチームトラップ配管１Ｃは、図４で示されるように、スチームトラップ配管１Ｂのスチームトラップ１０ａ下流側に排出弁１０ｅを有するものであり、熱交換器６等の出口配管に取り付けられて、熱交換器６等から排出される凝縮水を、異物を除去した後、復水配管４側に回収させるものである。このスチームトラップ配管１Ｃは、例えば、図１で示される蒸気経路Ｍ中では、熱交換器６１，７１，８１の出口配管に取り付けられている。このスチームトラップ配管１Ｃでは、排出弁１０ｅを使用してスチームトラップ１０ａからの凝縮水をバケツＶ内に容易に取り出すことができる。また、このスチームトラップ配管１Ｃでは、止め弁１１ａを僅かに開けるとともに、止め弁１０ｂ，１０ｃを閉じることにより、ストレーナ１０ｄへの付着物を容易に取り出すことができる。
【００２７】
つぎに、蒸気経路中の水平な蒸気管を例にとって、この蒸気管内で生じる凝縮水とスチームトラップ配管１との関係、及び蒸気管内で腐食が生じた場合に、スチームトラップ配管１を用いて得られる腐食のデータについて説明する。図５は蒸気管の長手方向断面を示しており、図６は蒸気管の径方向断面を示している。
【００２８】
図５で示されるように、蒸気管Ｐの底部には所定距離隔てて、２つのドレンポット２Ａ、２Ｂが設けられ、これらの底部には、ドレン取出配管３を介してスチームトラップ配管１が取り付けられている。蒸気管Ｐは、外面に保温材が施工されているが、内部の温度が高いため、放熱によって熱が逃げてしまい、図６で示されるように、その内面に、蒸気Ｓの凝縮によって多数の凝縮水Ｇの水滴Ｇ１が生じる。これらの水滴Ｇ１は、蒸気Ｓの流れとともに、蒸気管Ｐの底部に集まり、凝縮水Ｇの流れとなって次第に成長していく。そして、この凝縮水Ｇは、ドレンポット２Ａに到達し、このドレンポット２Ａからドレン取出配管３を経てスチームトラップ配管１へと移動する。この場合、上流側のドレンポット２Ｂ内には、これより上流側で発生した凝縮水Ｇが取り込まれるため、下流側のドレンポット２Ａには、ドレンポット２Ｂより下流側の蒸気管Ｐ内で発生した凝縮水Ｇが取り込まれる。すなわち、ドレンポット２Ａのスチームトラップ配管１には、これより上流側で、ドレンポット２Ｂのスチームトラップ配管１より下流側の蒸気管Ｐ１で発生した凝縮水Ｇが取り込まれる。
【００２９】
一方、水中の溶存酸素は、鋼管の内面を腐食させ、また、炭酸は、ｐＨを下げる作用もあるので、溶存酸素等による腐食を促進する。したがって、蒸気管Ｐ内の蒸気Ｓ中に酸素や二酸化炭素があれば、これらが凝縮水Ｇに溶け込んで溶存酸素や炭酸となり、蒸気管Ｐの内面は、この溶存酸素や炭酸によって腐食される。その結果、蒸気管Ｐ内には、所定の腐食生成物（固形物）が生じるとともに、内部の凝縮水Ｇ中には、腐食に起因した所定の溶出物が生じる。ここで、腐食生成物は、蒸気管Ｐ内の凝縮水Ｇと関連して生じるものであるため、移動可能なものの内の多くのものは、蒸気管Ｐ内の凝縮水Ｇとともに移動し、溶出物と共にスチームトラップ配管１内に集められる。
【００３０】
したがって、スチームトラップ配管１から排出される所定量の凝縮水Ｇ中の、溶出物量や腐食生成物量を計測したり、所定時間の間にスチームトラップ配管１のストレーナ１０ｄに付着した腐食生成物量を計測することにより、例えば蒸気管Ｐ１で生じている腐食の程度（進行度合又は進行速度）を判定することができる。また、スチームトラップ配管１のバイパス配管１１から所定時間の間（例えば３０秒）に排出される蒸気Ｓ中と凝縮水Ｇ中の腐食生成物量を計測したり、スチームトラップ配管１中のストレーナ１０ｄやチームトラップ１０ａの閉塞頻度を計測しても、蒸気管Ｐ１で生じている腐食の程度を判定することができる。ここで、ストレーナ１０ｄ等の閉塞頻度は、例えばストレーナ１０ｄの下流側に温度計を付け、これが所定温度に下がるまでの時間を計測することにより知ることができる。
【００３１】
なお、蒸気管Ｐ１の腐食量は、蒸気Ｓ中の酸素濃度や二酸化炭素濃度が増加すれば増加し、減少すれば減少すると考えられる。また、復水処理剤として皮膜性アミンが加えられている場合には、酸素や二酸化炭素による腐食作用が抑えられるので、蒸気管Ｐ１の腐食量は、酸素濃度や二酸化炭素濃度がある程度大きくても減少する。
【００３２】
また、ボイラーからの蒸気には、酸素や二酸化炭素の他に、ボイラーのキャリーオーバーで生じたキャリーオーバー水をも含む場合があるため、その凝縮水には、これらも含むこととなる。したがって、凝縮水の水質のみで、蒸気の質を評価することはできないが、腐食に関しては、キャリオーバーによる影響も含めた現状そのものを確認できることから、凝縮水の水質等で蒸気経路の腐食の程度を評価しても不都合はない。
【００３３】
つぎに、この発明の一実施の形態に係る蒸気経路の腐食の監視方法について説明する。蒸気経路の腐食の監視方法Ｈは、図７で示されるように、スチームトラップ配管１の選択工程Ｈ１と、スチームトラップ配管１から腐食に関するデータを取るデータ取り工程Ｈ２と、得られたデータに基づいて、選択されたスチームトラップ配管１より上流側の蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路における腐食の状況を監視する監視工程Ｈ３とから構成される。
【００３４】
選択工程Ｈ１では、蒸気経路中で腐食の状況を知りたい（監視したい）部分、例えば図１で示される蒸気経路Ｍ全体やその一部、又は蒸気経路Ｍ中の特定の配管部分を定め、これらに関連する蒸気経路Ｍ中のスチームトラップ配管１を選択する。選択するスチームトラップ配管１の数は、腐食の監視場所が限定される場合は１つでよいが、そうでない場合は、複数の方がベターである。
【００３５】
データ取り工程Ｈ２では、以下の４つのデータ取り方法Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の中から、選択されたスチームトラップ配管１に合ったものを採用する。なお、いずれのデータ取り方法Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４でも、前述のように、蒸気経路内の腐食の程度を充分に判定できる。
【００３６】
第１のデータ取り方法Ｑ１は、選択されたスチームトラップ配管１から所定量だけ排出される凝縮水Ｇ中の、腐食により発生した溶出物量又は腐食生成物量を計測する方法である。この方法Ｑ１では、凝縮水Ｇをスチームトラップ１０ａ側からとる方法と、バイパス配管１１側からとる方法とがある。この方法Ｑ１は、ＡタイプとＣタイプのスチームトラップ配管１Ａ、１Ｃに適用できる。
【００３７】
第２のデータ取り方法Ｑ２は、選択されたスチームトラップ配管１のバイパス配管１１から所定時間の間に排出される凝縮水Ｇ中及び蒸気Ｓ中に含まれる、腐食により発生した腐食生成物量を計測する方法である。この方法Ｑ２は、ＡタイプとＣタイプのスチームトラップ配管１Ａ，１Ｃに適用できるが、Ａタイプのスチームトラップ配管１Ａに適用する方がより簡単で好ましい。
【００３８】
第３のデータ取り方法Ｑ３は、選択されたスチームトラップ配管１中のストレーナ１０ｄに所定時間の間に付着した腐食生成物量を計測する方法である。この方法Ｑ３は、ストレーナが設置されている、ＢタイプとＣタイプのスチームトラップ配管１Ｂ，１Ｃに適用できる。なお、スチームトラップにストレーナを内蔵したものであれば、Ａタイプのスチームトラップ配管１Ａでも適用可能である。
【００３９】
第４のデータ取り方法Ｑ４は、選択されたスチームトラップ配管１中のストレーナ１０ｄ若しくはスチームトラップ１０ａの閉塞頻度を計測する方法である。この方法Ｑ３は、ストレーナに関しては、ＢタイプとＣタイプのスチームトラップ配管１Ｂ，１Ｃに適用できる。スチームトラップにストレーナを内蔵したものであれば、Ａタイプのスチームトラップ配管１Ａでも適用可能である。
【００４０】
監視工程Ｈ３は、データ取り工程Ｈ２で得られたデータに基づき、蒸気経路中の選択されたスチームトラップ配管１のある位置より上流側部分、詳しくは、蒸気経路中の、選択されたスチームトラップ配管１の位置より上流側で、このスチームトラップ配管１より一つ上流側にあるスチームトラップ配管１の位置より下流側の部分の腐食の程度を判定して、この部分の腐食の状況を監視するものである。蒸気経路の腐食は、データ取り工程Ｈ２により得られたデータの値（計測値）が大きければ、その程度が大きく、データの値（計測値）が小さければ、その程度が小さいと考えられる。ただし、データの値にはばらつきもあるので、腐食の程度を精度良く判断するには、選択されたスチームトラップ配管１毎に複数のデータ取りが求められる。
【００４１】
以上のように、この蒸気経路の腐食の監視方法Ｈでは、蒸気経路中のスチームトラップ配管１を選択し、このスチームトラップ配管１から排出される排出物（蒸気Ｓもあるが基本的には凝縮水Ｇと、ストレーナ１０ｄ中の腐食生成物）に関するデータを取るだけで、選択されたスチームトラップ配管１の上流側における蒸気経路の腐食の状況を監視できるので、蒸気経路中の所望の部分の腐食の状況を容易に監視できるとともに、監視に当たり、従来の監視機器のようにサンプリング用の冷却水は不要なので、監視コストも低く抑えることができる。
【００４２】
また、この蒸気経路の腐食の監視方法Ｈでは、ボイラー４０が停止し、蒸気経路内への蒸気Ｓの供給が停止しても、実際の蒸気経路内の停止中の腐食発生状況も含めた形で、凝縮水Ｇに関するデータを得ることができるので、従来の監視機器では監視できなかったボイラー４０の停止時においても、蒸気経路の腐食の状況を継続的に監視できる。特に、ボイラー４０の停止時には、蒸気Ｓ中のすべての酸素や二酸化炭素が、溶存酸素や炭酸となって凝縮水Ｇに溶解し、この凝縮水Ｇによる腐食の程度が大きくなるので、この監視方法Ｈで、ボイラーの停止時に蒸気経路の腐食の状況を監視できる効果は大きい。
【００４３】
さらに、この蒸気経路の腐食の監視方法Ｈでは、サンプリング箇所が複数になるように、スチームトラップ配管を複数選択することにより、蒸気経路の一部や蒸気経路全体にわたって、選択されたスチームトラップ配管の場所毎に、配管や機器内の腐食状況を、容易に、精度よくかつ細かく監視できる。
【００４４】
つぎに、具体的な実施データについて図８を参照しつつ説明する。
実施データ１は、約１００ｍの蒸気配管の途中６０ｍの位置に設置されたタイプＡのスチームトラップ配管１Ａから排出される凝縮水１０Ｌ（リッター）から得られた、凝縮水の鉄濃度と腐食生成物量とに関するものである。鉄濃度は、Ｎｏ５Ｃろ紙を通過した凝縮水の鉄の濃度を示し、腐食生成物量は、Ｎｏ５Ｃろ紙上に残った腐食生成物の量を示している。凝縮水のサンプリングは、１回当たり１０Ｌ採取されるが、１種類のボイラー運転に対して、３〜４日周期で１度（１日）に５回行われ、これが３周期（９〜１２日）分、計１５回行われている。したがって、データもボイラーの運転種類毎に１５個あり、示された鉄濃度と腐食生成物量は、１５個のデータの最大値と最小値とを示している。ボイラーの運転には、ボイラー給水に脱酸素剤は加えるが、復水処理剤は加えないケース１運転と、ボイラー給水に脱酸素剤とともに復水処理剤をも加えたケース２運転とがあり、ケース１運転の後、ケース２運転を行ったため、ケース２運転時のデータ取りは、この運転開始から約２ヶ月後に行われた。
【００４５】
復水処理剤を加えないケース１運転場合、鉄濃度は０．８１〜１．２２ｍ（ｇ／Ｌ）、腐食生成物量は０．５２〜０．９８（ｇ）であったが、復水処理剤を注入したケース２運転の場合、鉄濃度が０．０５〜０．０５未満（ｍｇ／Ｌ）、腐食生成物量が０．０４〜０．１１（ｇ）と減少しており、この実施データ１により、蒸気配管の腐食に関して、復水処理剤注入の効果を明確に確認できる。すなわち、この蒸気経路の腐食の監視方法Ｈでは、ボイラーの複数の運転を比較するようにデータ取りを行うことにより、ボイラーの運転の違いによる効果の違いを明確に把握することができる。このことは、実施データ２，３についても同様である。
【００４６】
実施データ２は、発停を繰り返すボイラー（３時間稼働後０．５時間停止して、１日に１２〜１５時間運転されるボイラー）から蒸気が供給される約２００ｍの蒸気配管から得られたものであり、この２００ｍの蒸気配管の途中９０ｍの位置に設置されたタイプＢのスチームトラップ配管１Ｂのストレーナに付着した腐食生成物を、一定時間（３時間のボイラー運転時）毎にサンプリングしたものである。ストレーナに付着した腐食生成物は、ストレーナの末端プラグを外した後、ブラシで掻き落として、同時に出てきた凝縮水と共に、Ｎｏ５Ｃろ紙に通され、このろ紙上に残ったものである。ストレーナからの腐食生成物のサンプリングは、ボイラーの運転種類毎に、１週間の周期で１度（１日）に４回行なわれ、これが３周期（３週間）分、計１２回行われている。したがって、データもボイラーの運転種類毎に１２個あり、示された腐食生成物量は、１２個のデータの最大値と最小値とを示している。ボイラーの運転には、ボイラー給水に脱酸素剤も復水処理剤も加えないケース３運転と、ボイラー給水に脱酸素剤とともに復水処理剤をも加えたケース４運転とがあり、ケース３運転の後、ケース４運転を行ったため、ケース４運転時のデータ取りは、この運転開始から約半月後に行われた。
【００４７】
脱酸素剤も復水処理剤も加えないケース３運転の場合、腐食生成物量は５．１２〜１０．３１（ｇ）であったが、脱酸素剤と復水処理剤を注入したケース４運転の場合、腐食生成物量が０．１８〜０．５３（ｇ）と減少しており、この実施データ２により、蒸気配管の腐食に関して、脱酸素剤と復水処理剤との注入の効果を明確に確認できる。
【００４８】
実施データ３は、蒸気を１時間通気後、２時間通気を停止して、１日に５〜６時間稼働する熱交換器の出口部に設置された、タイプＣのスチームトラップ配管１Ｃの排出弁を微開して３０秒フラッシングしたときに出てくる凝縮水１０Ｌから得られた、凝縮水の鉄濃度と、凝縮水の銅濃度と、腐食生成物量とに関するものである。鉄濃度と銅濃度とは、Ｎｏ５Ｃろ紙を通過した凝縮水の鉄と銅の濃度を示し、腐食生成物量は、Ｎｏ５Ｃろ紙上に残った腐食生成物の量を示している。凝縮水のサンプリングは、１回当たり１０Ｌなされるが、１種類のボイラー運転に対して、１週間の周期で１度（１日）に４回行われ、これが３周期（３週間）分、計１２回行われている。したがって、データもボイラーの運転種類毎に１２個あり、示された鉄濃度と銅濃度と腐食生成物量とは、１２個のデータの最大値と最小値とを示している。ボイラーの運転には、ボイラー給水に脱酸素剤も復水処理剤も加えないケース５運転と、ボイラー給水に脱酸素剤とともに復水処理剤をも加えたケース６運転とがあり、ケース５運転の後、ケース６運転を行ったため、ケース６運転時のデータ取りは、この運転開始から約１月後に行われた。
【００４９】
脱酸素剤も復水処理剤も加えないケース５運転の場合、鉄濃度は１．３７〜１．７０（ｍｇ／Ｌ）、銅濃度は０．０８〜０．２１ｍｇ／Ｌ、腐食生成物量は４．３５〜７．７６（ｇ）であったが、脱酸素剤と復水処理剤を注入したケース６運転の場合、鉄濃度が０．２０〜０．３５ｍｇ／Ｌ、銅濃度が０．０５ｍｇ／Ｌ未満、腐食生成物量が０．６５〜１．１８ｇと減少しており、この実施データ３により、蒸気配管の腐食に関して、脱酸素剤と復水処理剤との注入の効果を明確に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】蒸気経路や復水経路の具体例を示す図である。
【図２】タイプＡのスチームトラップ配管の説明図である。
【図３】タイプＢのスチームトラップ配管の説明図である。
【図４】タイプＣのスチームトラップ配管の説明図である。
【図５】蒸気管内の蒸気や凝縮水の流れを示す図である。
【図６】図５のＡーＡ矢視断面図である。
【図７】蒸気経路の腐食の監視方法を示す図である。
【図８】実施データを表にして示した図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ スチームトラップ配管
１０ｄ ストレーナ
１１ スチームトラップバイパス配管（バイパス配管）
Ｇ 凝縮水
Ｈ 蒸気経路の腐食の監視方法Ｈ
Ｈ１ 選択工程
Ｈ２ データ取り工程
Ｈ３ 監視工程
Ｍ 蒸気経路
Ｓ 蒸気
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸気や凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラー給水中に、溶存酸素や、ボイラー中で熱分解して炭酸ガスを発生する重炭酸イオンがあれば、これらの酸素や炭酸ガスはボイラー中で蒸気側に容易に移行する。そして、酸素や炭酸ガスを有する蒸気は、蒸気経路中の配管や機器の内面に腐食を生じさせるとともに、この蒸気の復水（凝縮水）も、復水経路中の配管や機器の内面に腐食を生じさせる。
【０００３】
このため、例えば、蒸気経路中に腐食監視装置を設置し、蒸気経路内の蒸気がどの程度の腐食性を有するかの監視を行う場合も多い（例えば、特許文献１）。特許文献１記載の腐食監視装置では、蒸気を冷却して作った凝縮水をテストピース周りに通過させ、このテストピースの腐食の程度を観察することにより、蒸気の腐食性の監視を行っている。また、発生した蒸気を冷却して凝縮水とした後、この凝縮水の水質を連続的に測定することにより、蒸気の質の監視を行う蒸気質測定装置を蒸気経路中に備えたものもある。
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−２８８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記腐食監視装置や蒸気質測定装置では、蒸気のサンプリングに冷却水を必要とし、監視コストも安くないという問題があるとともに、ボイラーが停止すれば、使用を中止せざるを得ず、発停のあるボイラーから蒸気が供給される蒸気経路の腐食の監視を継続的に行うことはできないという問題があった。また、上記腐食監視装置や蒸気質測定装置では、蒸気のサンプリングポイントを簡単に変えることができず、使い勝手が悪いという問題もあった。
【０００６】
さらに、上記腐食監視装置や連続水質測定装置では、蒸気のサンプリング箇所として蒸気経路中の１箇所で代表することが多く、これらによって、蒸気経路全体についての腐食の状況が明確に捉えられているかどうかについては疑問もあった。
【０００７】
すなわち、蒸気中の二酸化炭素は、揮発性が高く、一般的には多くのものが蒸気経路の末端まで移動すると考えられるが、蒸気経路の途中でその濃度を大きく変化（減少）させることもあり得るし、蒸気中の酸素についても、凝縮水に溶け込んで、蒸気経路の下流側では、その濃度を大きく変化（減少）させることも考えられる。このように蒸気経路に沿って二酸化炭素や酸素の濃度が変化すれば、これらが通過する蒸気経路内の腐食の程度も変化するので、一箇所のサンプリングで、蒸気経路全体の腐食状況を判断することには疑問が生じる。
【０００８】
また、復水処理剤として、例えば、凝縮水に溶け込んで、この凝縮水中の炭酸ガス（炭酸）を中和して蒸気復水配管の腐食量を減少させる働きがある中和性アミンや、蒸気経路等の内面に皮膜を形成してこれを保護する皮膜性アミンを使用した場合に、これらの薬剤が、蒸気経路に均一に行き渡るとは限らず、かつ、これらの薬剤の効果も蒸気経路に沿って等しく生じるとは言えない。したがって、このような点からも、一箇所のサンプリングで、蒸気経路全体の腐食状況を判断することには疑問が生じる。
【０００９】
この発明は、以上の点に鑑み、蒸気経路内の腐食の状況を、継続的に、かつ、低コストで監視できる蒸気経路における腐食の監視方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、この発明は、上記目的に加え、蒸気経路内の腐食の状況を、蒸気経路内の複数のサンプリング箇所を用いて容易に監視できる蒸気経路における腐食の監視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、蒸気及び凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法であって、前記蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程と、前記選択されたスチームトラップ配管から所定量だけ排出される凝縮水中の、腐食により発生した溶出物量若しくは腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した前記腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程と、前記データ取り工程により得られたデータに基づき、前記選択されたスチームトラップ配管より上流側の前記蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
酸素や二酸化炭素を含んだ蒸気が蒸気経路内を流れることにより、蒸気経路内には蒸気や凝縮水によって腐食が進行し、蒸気中や凝縮水中に腐食による溶出物（例えば鉄イオン、銅イオン）や腐食生成物（例えば鉄錆など）を生じさせる。これらの溶出物や腐食生成物は、多くのものが凝縮水とともに、蒸気経路に設けられたスチームトラップ配管内に集められる。
【００１３】
したがって、この発明では、蒸気経路中で所望のスチームトラップ配管を選択し、このスチームトラップ配管から排出される所定量（例えば１０リッター）の凝縮水を採取して、例えば、この凝縮水中に含まれる腐食生成物量を計測することにより、この選択されたスチームトラップ配管より上流側の蒸気経路内で生じた所定量の凝縮水内の腐食生成物量を知ることができる。この場合、選択されたスチームトラップ配管より１つ上流側のスチームトラップ配管内の凝縮水には、それより上流側の蒸気経路内で生じた腐食生成物が集められるので、選択されたスチームトラップ配管内の凝縮水には、選択されたスチームトラップ配管より上流側の蒸気経路のうち、主として、１つ上流側のスチームトラップ配管より下流側の部分で生じた腐食生成物が集められる。このため、選択されたスチームトラップ配管から排出される所定量の凝縮水中の腐食生成物量を知ることにより、一定範囲内の蒸気経路に関する腐食の状況、すなわち、腐食の傾向を知ることができる。
【００１４】
なお、選択されたスチームトラップ配管より排出される所定量（例えば１リッター）の凝縮水中に含まれる溶出物量や、選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した腐食生成物量についても、上記腐食生成物量の場合と同様に考えることができる。また、ストレーナやスチームトラップの閉塞頻度も、ストレーナに所定時間の間に付着した腐食生成物量の場合と同様に考えることができる。
【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、前記データ取り工程の前記スチームトラップ配管から排出される凝縮水は、前記スチームトラップ配管中のスチームトラップを通して、又は前記スチームトラップ配管中のスチームトラップパイパス配管を通して排出されることを特徴とする。
【００１６】
この発明の請求項３記載の発明は、蒸気及び凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法であって、前記蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程と、前記選択されたスチームトラップ配管のスチームトラップバイパス配管から所定時間の間に排出される凝縮水中及び蒸気中に含まれる、腐食により発生した腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した前記腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程と、前記データ取りにより得られたデータに基づき、前記選択されたスチームトラップ配管より上流側の前記蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
この発明は、データ取り工程が、スチームトラップバイパス配管から一定時間の間に排出される凝縮水中や蒸気中に含まれる、腐食により発生した腐食生成物量を計測する、ことでもなされるということを示すものである。なお、この発明の作用効果は請求項１記載の発明と同様である。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の請求項１乃至３記載の発明によれば、蒸気経路中のスチームトラップ配管を選択し、このスチームトラップ配管から排出される排出物に関するデータを取るだけで、蒸気経路中の所望の部分の腐食の状況を容易に監視できるとともに、監視に当たり、サンプリング用の冷却水は不要なので、監視コストも低く抑えることができる。また、この発明では、腐食の程度が大きいと考えられるボイラーの停止時においても、蒸気経路の腐食の状況を監視でき、従来の監視機器と異なり、蒸気経路の腐食の状況を継続的に監視できる。さらに、この発明では、サンプリング箇所が複数になるように、スチームトラップ配管を複数選択することにより、蒸気経路の一部や蒸気経路全体にわたって、選択されたスチームトラップ配管の場所毎に、配管や機器内の腐食状況を、容易に、精度よくかつ細かく監視できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
まず、蒸気経路の一例と、蒸気経路に用いられるスチームトラップ配管の種類等について説明する。
【００２０】
図１は、ボイラー４０から蒸気が供給される蒸気経路Ｍと、この蒸気経路Ｍに続く復水経路Ｎとを示している。ボイラー４０内の蒸気Ｓは、図１で示されるように、まず、主蒸気配管４１、第１高圧ヘッダ４２、高圧配管４３、第２高圧ヘッダ４４を経て、配管４５により複数の熱交換器６１が備えられた第１熱交換器群６０に供給された後、スチームトラップ配管１や復水配管９１を経てドレン回収タンク９２に回収される。また、第１高圧ヘッダ４２内の蒸気Ｓは、減圧配管４６、第１低圧ヘッダ４７を経て、配管４８により複数の熱交換器７１が備えられた第２熱交換器群７０に供給された後、スチームトラップ配管１や復水配管９３を経てドレン回収タンク９４に回収される。さらに、第１低圧ヘッダ４７内の蒸気Ｓは、低圧連絡配管４９，第２低圧ヘッダ５０を経て、配管５１により複数の熱交換器８１が備えられた第３熱交換器群８０に供給された後、スチームトラップ配管１や復水配管９５を経てドレン回収タンク９６に回収される。
【００２１】
すなわち、図１中には、蒸気Ｓの流れに沿って配管（配管４１，４３，４５，４６，４８，４９、５１、スチームトラップ配管１）、及び機器（高圧ヘッダ４２，４４、低圧ヘッダ４７，５０、熱交換器６１，７１，８１）が配置された蒸気経路Ｍと、復水（凝縮水又はドレン）の流れに沿って配管（復水配管９１，９３，９５）、及び機器（ドレン回収タンク９２，９４，９６）が配置された復水経路Ｎとが示されている。
【００２２】
なお、ボイラー給水中には、一般に、図１で示されるように、脱酸素剤や復水処理剤（中和性アミンや皮膜性アミン）が加えられる。
【００２３】
蒸気経路Ｍの復水経路Ｎとの境界部等には、図２〜図４で示されるように、スチームトラップ１０ａを有する主配管１０と、止め弁１１ａを有するバイパス配管１１とからなるスチームトラップ配管１が多数設けられている（図１参照）。スチームトラップ配管１には、図２乃至図４で示されるような、タイプＡ、タイプＢ、タイプＣの３種類のものが多く使用されている。
【００２４】
タイプＡのスチームトラップ配管１Ａは、図２で示されるように、主配管１０中のスチームトラップ１０ａの前後に止め弁１０ｂ、１０ｃのみを有するものであり、ドレン取出蒸気３を介して、配管２のドレンポット２ａ等に取り付けられ、放熱によって生じた配管内等の凝縮水を常時外部に排出させるものである。このスチームトラップ配管１Ａは、止め弁１１ａが常時閉じられるとともに、止め弁１０ｂ、１０ｃが常時開けられており、例えば、図１で示される蒸気経路Ｍ中では、第１高圧ヘッダ４２や第１低圧ヘッダ４７の下部に取り付けられている。このスチームトラップ配管１Ａでは、主配管１０のスチームトラップ１０ａ側と、バイパス配管１１側の両方から凝縮水を取り出すことができる。なお、図２中符号Ｖは凝縮水を入れるバケツである。
【００２５】
タイプＢのスチームトラップ配管１Ｂは、図３で示されるように、スチームトラップ配管１Ａのスチームトラップ１０ａ上流側にストレーナ１０ｄ（スチームトラップ１０ａに内蔵されているものでも可）を有するものであり、ドレン取出蒸気３を介して、蒸気配管２のドレンポット２ａ等に取り付けられ、放熱によって生じた配管内等の凝縮水を、異物を除去した後、復水配管４側に回収させるものである。このスチームトラップ配管１Ｂは、例えば、図１で示される蒸気経路Ｍ中では、第２高圧ヘッダ４４や第２低圧ヘッダ５０の下端側や、配管４５，４８，５１中に取り付けられている。このスチームトラップ配管１Ｂでは、止め弁１１ａを僅かに開けて凝縮水を復水配管４側に回収しつつ、止め弁１０ｂ，１０ｃを閉じることにより、ストレーナ１０ｄへの付着物を容易に取り出すことができる。なお、図３中符号５は、逆流防止用のチェッキ弁である。
【００２６】
タイプＣのスチームトラップ配管１Ｃは、図４で示されるように、スチームトラップ配管１Ｂのスチームトラップ１０ａ下流側に排出弁１０ｅを有するものであり、熱交換器６等の出口配管に取り付けられて、熱交換器６等から排出される凝縮水を、異物を除去した後、復水配管４側に回収させるものである。このスチームトラップ配管１Ｃは、例えば、図１で示される蒸気経路Ｍ中では、熱交換器６１，７１，８１の出口配管に取り付けられている。このスチームトラップ配管１Ｃでは、排出弁１０ｅを使用してスチームトラップ１０ａからの凝縮水をバケツＶ内に容易に取り出すことができる。また、このスチームトラップ配管１Ｃでは、止め弁１１ａを僅かに開けるとともに、止め弁１０ｂ，１０ｃを閉じることにより、ストレーナ１０ｄへの付着物を容易に取り出すことができる。
【００２７】
つぎに、蒸気経路中の水平な蒸気管を例にとって、この蒸気管内で生じる凝縮水とスチームトラップ配管１との関係、及び蒸気管内で腐食が生じた場合に、スチームトラップ配管１を用いて得られる腐食のデータについて説明する。図５は蒸気管の長手方向断面を示しており、図６は蒸気管の径方向断面を示している。
【００２８】
図５で示されるように、蒸気管Ｐの底部には所定距離隔てて、２つのドレンポット２Ａ、２Ｂが設けられ、これらの底部には、ドレン取出配管３を介してスチームトラップ配管１が取り付けられている。蒸気管Ｐは、外面に保温材が施工されているが、内部の温度が高いため、放熱によって熱が逃げてしまい、図６で示されるように、その内面に、蒸気Ｓの凝縮によって多数の凝縮水Ｇの水滴Ｇ１が生じる。これらの水滴Ｇ１は、蒸気Ｓの流れとともに、蒸気管Ｐの底部に集まり、凝縮水Ｇの流れとなって次第に成長していく。そして、この凝縮水Ｇは、ドレンポット２Ａに到達し、このドレンポット２Ａからドレン取出配管３を経てスチームトラップ配管１へと移動する。この場合、上流側のドレンポット２Ｂ内には、これより上流側で発生した凝縮水Ｇが取り込まれるため、下流側のドレンポット２Ａには、ドレンポット２Ｂより下流側の蒸気管Ｐ内で発生した凝縮水Ｇが取り込まれる。すなわち、ドレンポット２Ａのスチームトラップ配管１には、これより上流側で、ドレンポット２Ｂのスチームトラップ配管１より下流側の蒸気管Ｐ１で発生した凝縮水Ｇが取り込まれる。
【００２９】
一方、水中の溶存酸素は、鋼管の内面を腐食させ、また、炭酸は、ｐＨを下げる作用もあるので、溶存酸素等による腐食を促進する。したがって、蒸気管Ｐ内の蒸気Ｓ中に酸素や二酸化炭素があれば、これらが凝縮水Ｇに溶け込んで溶存酸素や炭酸となり、蒸気管Ｐの内面は、この溶存酸素や炭酸によって腐食される。その結果、蒸気管Ｐ内には、所定の腐食生成物（固形物）が生じるとともに、内部の凝縮水Ｇ中には、腐食に起因した所定の溶出物が生じる。ここで、腐食生成物は、蒸気管Ｐ内の凝縮水Ｇと関連して生じるものであるため、移動可能なものの内の多くのものは、蒸気管Ｐ内の凝縮水Ｇとともに移動し、溶出物と共にスチームトラップ配管１内に集められる。
【００３０】
したがって、スチームトラップ配管１から排出される所定量の凝縮水Ｇ中の、溶出物量や腐食生成物量を計測したり、所定時間の間にスチームトラップ配管１のストレーナ１０ｄに付着した腐食生成物量を計測することにより、例えば蒸気管Ｐ１で生じている腐食の程度（進行度合又は進行速度）を判定することができる。また、スチームトラップ配管１のバイパス配管１１から所定時間の間（例えば３０秒）に排出される蒸気Ｓ中と凝縮水Ｇ中の腐食生成物量を計測したり、スチームトラップ配管１中のストレーナ１０ｄやチームトラップ１０ａの閉塞頻度を計測しても、蒸気管Ｐ１で生じている腐食の程度を判定することができる。ここで、ストレーナ１０ｄ等の閉塞頻度は、例えばストレーナ１０ｄの下流側に温度計を付け、これが所定温度に下がるまでの時間を計測することにより知ることができる。
【００３１】
なお、蒸気管Ｐ１の腐食量は、蒸気Ｓ中の酸素濃度や二酸化炭素濃度が増加すれば増加し、減少すれば減少すると考えられる。また、復水処理剤として皮膜性アミンが加えられている場合には、酸素や二酸化炭素による腐食作用が抑えられるので、蒸気管Ｐ１の腐食量は、酸素濃度や二酸化炭素濃度がある程度大きくても減少する。
【００３２】
また、ボイラーからの蒸気には、酸素や二酸化炭素の他に、ボイラーのキャリーオーバーで生じたキャリーオーバー水をも含む場合があるため、その凝縮水には、これらも含むこととなる。したがって、凝縮水の水質のみで、蒸気の質を評価することはできないが、腐食に関しては、キャリオーバーによる影響も含めた現状そのものを確認できることから、凝縮水の水質等で蒸気経路の腐食の程度を評価しても不都合はない。
【００３３】
つぎに、この発明の一実施の形態に係る蒸気経路の腐食の監視方法について説明する。蒸気経路の腐食の監視方法Ｈは、図７で示されるように、スチームトラップ配管１の選択工程Ｈ１と、スチームトラップ配管１から腐食に関するデータを取るデータ取り工程Ｈ２と、得られたデータに基づいて、選択されたスチームトラップ配管１より上流側の蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路における腐食の状況を監視する監視工程Ｈ３とから構成される。
【００３４】
選択工程Ｈ１では、蒸気経路中で腐食の状況を知りたい（監視したい）部分、例えば図１で示される蒸気経路Ｍ全体やその一部、又は蒸気経路Ｍ中の特定の配管部分を定め、これらに関連する蒸気経路Ｍ中のスチームトラップ配管１を選択する。選択するスチームトラップ配管１の数は、腐食の監視場所が限定される場合は１つでよいが、そうでない場合は、複数の方がベターである。
【００３５】
データ取り工程Ｈ２では、以下の４つのデータ取り方法Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の中から、選択されたスチームトラップ配管１に合ったものを採用する。なお、いずれのデータ取り方法Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４でも、前述のように、蒸気経路内の腐食の程度を充分に判定できる。
【００３６】
第１のデータ取り方法Ｑ１は、選択されたスチームトラップ配管１から所定量だけ排出される凝縮水Ｇ中の、腐食により発生した溶出物量又は腐食生成物量を計測する方法である。この方法Ｑ１では、凝縮水Ｇをスチームトラップ１０ａ側からとる方法と、バイパス配管１１側からとる方法とがある。この方法Ｑ１は、ＡタイプとＣタイプのスチームトラップ配管１Ａ、１Ｃに適用できる。
【００３７】
第２のデータ取り方法Ｑ２は、選択されたスチームトラップ配管１のバイパス配管１１から所定時間の間に排出される凝縮水Ｇ中及び蒸気Ｓ中に含まれる、腐食により発生した腐食生成物量を計測する方法である。この方法Ｑ２は、ＡタイプとＣタイプのスチームトラップ配管１Ａ，１Ｃに適用できるが、Ａタイプのスチームトラップ配管１Ａに適用する方がより簡単で好ましい。
【００３８】
第３のデータ取り方法Ｑ３は、選択されたスチームトラップ配管１中のストレーナ１０ｄに所定時間の間に付着した腐食生成物量を計測する方法である。この方法Ｑ３は、ストレーナが設置されている、ＢタイプとＣタイプのスチームトラップ配管１Ｂ，１Ｃに適用できる。なお、スチームトラップにストレーナを内蔵したものであれば、Ａタイプのスチームトラップ配管１Ａでも適用可能である。
【００３９】
第４のデータ取り方法Ｑ４は、選択されたスチームトラップ配管１中のストレーナ１０ｄ若しくはスチームトラップ１０ａの閉塞頻度を計測する方法である。この方法Ｑ３は、ストレーナに関しては、ＢタイプとＣタイプのスチームトラップ配管１Ｂ，１Ｃに適用できる。スチームトラップにストレーナを内蔵したものであれば、Ａタイプのスチームトラップ配管１Ａでも適用可能である。
【００４０】
監視工程Ｈ３は、データ取り工程Ｈ２で得られたデータに基づき、蒸気経路中の選択されたスチームトラップ配管１のある位置より上流側部分、詳しくは、蒸気経路中の、選択されたスチームトラップ配管１の位置より上流側で、このスチームトラップ配管１より一つ上流側にあるスチームトラップ配管１の位置より下流側の部分の腐食の程度を判定して、この部分の腐食の状況を監視するものである。蒸気経路の腐食は、データ取り工程Ｈ２により得られたデータの値（計測値）が大きければ、その程度が大きく、データの値（計測値）が小さければ、その程度が小さいと考えられる。ただし、データの値にはばらつきもあるので、腐食の程度を精度良く判断するには、選択されたスチームトラップ配管１毎に複数のデータ取りが求められる。
【００４１】
以上のように、この蒸気経路の腐食の監視方法Ｈでは、蒸気経路中のスチームトラップ配管１を選択し、このスチームトラップ配管１から排出される排出物（蒸気Ｓもあるが基本的には凝縮水Ｇと、ストレーナ１０ｄ中の腐食生成物）に関するデータを取るだけで、選択されたスチームトラップ配管１の上流側における蒸気経路の腐食の状況を監視できるので、蒸気経路中の所望の部分の腐食の状況を容易に監視できるとともに、監視に当たり、従来の監視機器のようにサンプリング用の冷却水は不要なので、監視コストも低く抑えることができる。
【００４２】
また、この蒸気経路の腐食の監視方法Ｈでは、ボイラー４０が停止し、蒸気経路内への蒸気Ｓの供給が停止しても、実際の蒸気経路内の停止中の腐食発生状況も含めた形で、凝縮水Ｇに関するデータを得ることができるので、従来の監視機器では監視できなかったボイラー４０の停止時においても、蒸気経路の腐食の状況を継続的に監視できる。特に、ボイラー４０の停止時には、蒸気Ｓ中のすべての酸素や二酸化炭素が、溶存酸素や炭酸となって凝縮水Ｇに溶解し、この凝縮水Ｇによる腐食の程度が大きくなるので、この監視方法Ｈで、ボイラーの停止時に蒸気経路の腐食の状況を監視できる効果は大きい。
【００４３】
さらに、この蒸気経路の腐食の監視方法Ｈでは、サンプリング箇所が複数になるように、スチームトラップ配管を複数選択することにより、蒸気経路の一部や蒸気経路全体にわたって、選択されたスチームトラップ配管の場所毎に、配管や機器内の腐食状況を、容易に、精度よくかつ細かく監視できる。
【００４４】
つぎに、具体的な実施データについて図８を参照しつつ説明する。
実施データ１は、約１００ｍの蒸気配管の途中６０ｍの位置に設置されたタイプＡのスチームトラップ配管１Ａから排出される凝縮水１０Ｌ（リッター）から得られた、凝縮水の鉄濃度と腐食生成物量とに関するものである。鉄濃度は、Ｎｏ５Ｃろ紙を通過した凝縮水の鉄の濃度を示し、腐食生成物量は、Ｎｏ５Ｃろ紙上に残った腐食生成物の量を示している。凝縮水のサンプリングは、１回当たり１０Ｌ採取されるが、１種類のボイラー運転に対して、３〜４日周期で１度（１日）に５回行われ、これが３周期（９〜１２日）分、計１５回行われている。したがって、データもボイラーの運転種類毎に１５個あり、示された鉄濃度と腐食生成物量は、１５個のデータの最大値と最小値とを示している。ボイラーの運転には、ボイラー給水に脱酸素剤は加えるが、復水処理剤は加えないケース１運転と、ボイラー給水に脱酸素剤とともに復水処理剤をも加えたケース２運転とがあり、ケース１運転の後、ケース２運転を行ったため、ケース２運転時のデータ取りは、この運転開始から約２ヶ月後に行われた。
【００４５】
復水処理剤を加えないケース１運転場合、鉄濃度は０．８１〜１．２２ｍ（ｇ／Ｌ）、腐食生成物量は０．５２〜０．９８（ｇ）であったが、復水処理剤を注入したケース２運転の場合、鉄濃度が０．０５〜０．０５未満（ｍｇ／Ｌ）、腐食生成物量が０．０４〜０．１１（ｇ）と減少しており、この実施データ１により、蒸気配管の腐食に関して、復水処理剤注入の効果を明確に確認できる。すなわち、この蒸気経路の腐食の監視方法Ｈでは、ボイラーの複数の運転を比較するようにデータ取りを行うことにより、ボイラーの運転の違いによる効果の違いを明確に把握することができる。このことは、実施データ２，３についても同様である。
【００４６】
実施データ２は、発停を繰り返すボイラー（３時間稼働後０．５時間停止して、１日に１２〜１５時間運転されるボイラー）から蒸気が供給される約２００ｍの蒸気配管から得られたものであり、この２００ｍの蒸気配管の途中９０ｍの位置に設置されたタイプＢのスチームトラップ配管１Ｂのストレーナに付着した腐食生成物を、一定時間（３時間のボイラー運転時）毎にサンプリングしたものである。ストレーナに付着した腐食生成物は、ストレーナの末端プラグを外した後、ブラシで掻き落として、同時に出てきた凝縮水と共に、Ｎｏ５Ｃろ紙に通され、このろ紙上に残ったものである。ストレーナからの腐食生成物のサンプリングは、ボイラーの運転種類毎に、１週間の周期で１度（１日）に４回行なわれ、これが３周期（３週間）分、計１２回行われている。したがって、データもボイラーの運転種類毎に１２個あり、示された腐食生成物量は、１２個のデータの最大値と最小値とを示している。ボイラーの運転には、ボイラー給水に脱酸素剤も復水処理剤も加えないケース３運転と、ボイラー給水に脱酸素剤とともに復水処理剤をも加えたケース４運転とがあり、ケース３運転の後、ケース４運転を行ったため、ケース４運転時のデータ取りは、この運転開始から約半月後に行われた。
【００４７】
脱酸素剤も復水処理剤も加えないケース３運転の場合、腐食生成物量は５．１２〜１０．３１（ｇ）であったが、脱酸素剤と復水処理剤を注入したケース４運転の場合、腐食生成物量が０．１８〜０．５３（ｇ）と減少しており、この実施データ２により、蒸気配管の腐食に関して、脱酸素剤と復水処理剤との注入の効果を明確に確認できる。
【００４８】
実施データ３は、蒸気を１時間通気後、２時間通気を停止して、１日に５〜６時間稼働する熱交換器の出口部に設置された、タイプＣのスチームトラップ配管１Ｃの排出弁を微開して３０秒フラッシングしたときに出てくる凝縮水１０Ｌから得られた、凝縮水の鉄濃度と、凝縮水の銅濃度と、腐食生成物量とに関するものである。鉄濃度と銅濃度とは、Ｎｏ５Ｃろ紙を通過した凝縮水の鉄と銅の濃度を示し、腐食生成物量は、Ｎｏ５Ｃろ紙上に残った腐食生成物の量を示している。凝縮水のサンプリングは、１回当たり１０Ｌなされるが、１種類のボイラー運転に対して、１週間の周期で１度（１日）に４回行われ、これが３周期（３週間）分、計１２回行われている。したがって、データもボイラーの運転種類毎に１２個あり、示された鉄濃度と銅濃度と腐食生成物量とは、１２個のデータの最大値と最小値とを示している。ボイラーの運転には、ボイラー給水に脱酸素剤も復水処理剤も加えないケース５運転と、ボイラー給水に脱酸素剤とともに復水処理剤をも加えたケース６運転とがあり、ケース５運転の後、ケース６運転を行ったため、ケース６運転時のデータ取りは、この運転開始から約１月後に行われた。
【００４９】
脱酸素剤も復水処理剤も加えないケース５運転の場合、鉄濃度は１．３７〜１．７０（ｍｇ／Ｌ）、銅濃度は０．０８〜０．２１ｍｇ／Ｌ、腐食生成物量は４．３５〜７．７６（ｇ）であったが、脱酸素剤と復水処理剤を注入したケース６運転の場合、鉄濃度が０．２０〜０．３５ｍｇ／Ｌ、銅濃度が０．０５ｍｇ／Ｌ未満、腐食生成物量が０．６５〜１．１８ｇと減少しており、この実施データ３により、蒸気配管の腐食に関して、脱酸素剤と復水処理剤との注入の効果を明確に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】蒸気経路や復水経路の具体例を示す図である。
【図２】タイプＡのスチームトラップ配管の説明図である。
【図３】タイプＢのスチームトラップ配管の説明図である。
【図４】タイプＣのスチームトラップ配管の説明図である。
【図５】蒸気管内の蒸気や凝縮水の流れを示す図である。
【図６】図５のＡーＡ矢視断面図である。
【図７】蒸気経路の腐食の監視方法を示す図である。
【図８】実施データを表にして示した図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ スチームトラップ配管
１０ｄ ストレーナ
１１ スチームトラップバイパス配管（バイパス配管）
Ｇ 凝縮水
Ｈ 蒸気経路の腐食の監視方法Ｈ
Ｈ１ 選択工程
Ｈ２ データ取り工程
Ｈ３ 監視工程
Ｍ 蒸気経路
Ｓ 蒸気
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気及び凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法であって、
前記蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程と、
前記選択されたスチームトラップ配管から所定量だけ排出される凝縮水中の、腐食により発生した溶出物量若しくは腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した前記腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程と、
前記データ取り工程により得られたデータに基づき、前記選択されたスチームトラップ配管より上流側の前記蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程とを有することを特徴とする蒸気経路の腐食の監視方法。
【請求項２】
前記データ取り工程の前記スチームトラップ配管から排出される凝縮水は、前記スチームトラップ配管中のスチームトラップを通して、又は前記スチームトラップ配管中のスチームトラップパイパス配管を通して排出されることを特徴とする請求項１記載の蒸気経路の腐食の監視方法。
【請求項３】
蒸気及び凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法であって、
前記蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程と、
前記選択されたスチームトラップ配管のスチームトラップバイパス配管から所定時間の間に排出される凝縮水中及び蒸気中に含まれる、腐食により発生した腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した前記腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程と、
前記データ取りにより得られたデータに基づき、前記選択されたスチームトラップ配管より上流側の前記蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程とを有することを特徴とする蒸気経路の腐食の監視方法。
【請求項１】
蒸気及び凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法であって、
前記蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程と、
前記選択されたスチームトラップ配管から所定量だけ排出される凝縮水中の、腐食により発生した溶出物量若しくは腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した前記腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程と、
前記データ取り工程により得られたデータに基づき、前記選択されたスチームトラップ配管より上流側の前記蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程とを有することを特徴とする蒸気経路の腐食の監視方法。
【請求項２】
前記データ取り工程の前記スチームトラップ配管から排出される凝縮水は、前記スチームトラップ配管中のスチームトラップを通して、又は前記スチームトラップ配管中のスチームトラップパイパス配管を通して排出されることを特徴とする請求項１記載の蒸気経路の腐食の監視方法。
【請求項３】
蒸気及び凝縮水により生じる蒸気経路内の腐食の状況を監視する蒸気経路の腐食の監視方法であって、
前記蒸気経路中に設けられた凝縮水排出用のスチームトラップ配管のうち所望のものを選択する選択工程と、
前記選択されたスチームトラップ配管のスチームトラップバイパス配管から所定時間の間に排出される凝縮水中及び蒸気中に含まれる、腐食により発生した腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナに所定時間の間に付着した前記腐食生成物量を計測するか、又は前記選択されたスチームトラップ配管中のストレーナ若しくはスチームトラップの閉塞頻度を計測するデータ取り工程と、
前記データ取りにより得られたデータに基づき、前記選択されたスチームトラップ配管より上流側の前記蒸気経路内の腐食の程度を判定して、この蒸気経路内における腐食の状況を監視する監視工程とを有することを特徴とする蒸気経路の腐食の監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２４１６３１（Ｐ２００８−２４１６３１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８５８７２（Ｐ２００７−８５８７２）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【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２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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