JPS5815704A - 発電プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、火力発電プラント及びその池の発電プラント
の給水系統の水中の鉄酸化物を効果的に捕獲除去する装
置に関する。

一般に、火力発電プラント及びその他の発電プラントに
おける主要機器、付随装置並びに配管等は大部分が鉄鋼
材で構成されている。そして循環媒として高純度の水が
用いられ、接触する鉄材から鉄分が水に溶出するのをで
きるだけ防止すために、微量の防食薬剤が添加使用され
て系統水中の鉄濃度の管理がなされている。しかし、長
期にわたる循環使用によって、鉄鋼材から鉄が少しづつ
水に溶出することは避けられず、溶出した鉄成分は、鉄
酸化物（主に強磁性体のＦｅ３Ｏ４及びγ−Ｆｅ２Ｏ３
）としてプラント系統内に蓄積される。これらの鉄酸化
物は、ボイラーの内壁面、タービン、高圧給水加熱器、
主給水流量計、ボイラー給水調整弁その他循環用パイプ
等に付着したり沈積して、例えば管のオーバーヒート、
タービン出力の低下、差圧上昇によるポンプの過負荷や
流量指示の不適正等の種々の不都合の原因となる。また
、近年は昼夜間の電力需要量の差が、壕すまず拡大する
傾向にあり、特に火力発電プラントにおいては、その拡
大する電力需要差に応じて、夜間停止あるいは低負荷運
転、変圧運転、更には週末停止等の複雑且つ厄介な需要
対応運転が行なわれる。このような運転における起動、
停止あるいは負荷変更等の繰シ返しは、給水、復水の停
滞や急激な流量、圧力及び温度変化を引き起こし、特に
プラントの起動時及び負荷上昇時等に機器配管等に付着
あるいは滞留している鉄酸化物のはく離や一斉流動によ
って、給・復水中の鉄酸化物の一時的増大をもたらし、
これらの鉄酸化物が各機器へ給送されて付着したシ、た
まり易い部分に異状に沈積して前述のような望ましくな
い不都合が発生する。

従って、発電プラント系統中の鉄酸化物を系外に除去す
ることは、発電プラントの安全且つ高効率運転、換言す
れば信頼性の向上及び出力上昇の面から極めて重要な要
望事項である。

かかる要望に沿って、火力発電プラントにおける鉄酸化
物を除去するいくつかの方法が提案された。例えば、特
願昭４８−４９４８２号には、強磁性材料からなる粒子
と磁界を発生させるだめの電気線輪を有する円管管状の
炉水容器からなＡ電磁フィルターが記載されている。し
かし、この方法は、線輪に電流を印加して磁界を発生さ
せる電力を必要とするばかりでなく、炉水器が加熱され
るので、これを冷却するための手段が必要である。

また永久磁石を用いた炉材を取り付けて流体中の磁性体
を捕獲除去する炉水器も提案されている。

しかし、この炉水器を発電プラントの給水系統中に取り
付ける場合、炉水話自体の他にこれに付帯する機器を新
たに設置しなければならないという欠点がある。このよ
うに、いくつかの提案はあるが、いずれも実用上採用し
難いため、実際には定期的検査、補修の際に、人手によ
り機器、配管等に付着析出した鉄酸化物を除去し、系統
内を清掃している。

本発明の目的は、このような問題点を解消し、通常の発
電プラントにおける一連の系統中の装置を利用して、給
水中の鉄酸化物を極めて効率的に除去できる装置を提供
することにある。

本発明の装置について説明するにあたシ、まず火力発電
プラントの系統の概要を添付図面第１図によって説明す
る。給水は、復水器３、復水器ボットウェル４、復水配
管５、復水ポンプ６、復水脱塩装置７を通シ、復水昇圧
ポンプ８によって低圧給水加熱器９Ａ〜９Ｃから脱気器
１ｏに送られる。更に脱気器貯水槽１１、給水配管１２
、給水ポンプ１３、高圧給水加熱器１４Ａ〜１４Ｃを経
てボイラー１５に入り、ここで蒸気となって蒸気管１６
を通り、タービン１で発電気２を回したのち、再び復水
器３に戻る。なお、１７Ａ〜１７Ｃは低圧給水加熱器ド
レ／配管、１８Ａ〜１８Ｃは高圧給水加熱器ドレン配管
であり、１９はドレンポンプ、２０Ａ〜２０Ｆはタービ
ンからの抽気管である、 本発明者らは、上記の如き火力発電プラント系統におい
て、主要機器、装置類の鉄の量を分析測定し、水の循環
における鉄酸化物の挙動について検べるとともに、容易
に設置でき且つ実用に供し得る鉄酸化物の各種の鉄酸化
物除去装置及びそれらの効果的取り付は部所について実
用検討した結果、火力発電プラントのドレン水が還流さ
れる脱気１０の脱気室内に永久磁石を設置内蔵させＺと
き、系統内の鉄酸化物を極めて効果的に捕集除去できる
ことを見出した。本発朋者らの調査検討においては、系
統水中の鉄は復水脱塩装置７の出口で減少するが、その
おと脱気器１０の出口まで増大し、ボイラー１５の入口
で再び減少することがわかった。かかる傾向は、程度の
差はあれ、異なる発電所のプラントで確認された。この
鉄の減少は、鉄量の多い高圧給水加熱器ドレン水が脱気
器に入り、ボイラー１５に至るまでの高圧給水加熱器１
４Ａ〜１４Ｃ１主給水流量計及びボイラー給水調整弁に
鉄酸化物として付着するだめと推定される。更に、残存
する溶出鉄はボイラー内に持込まれて、鉄酸化物として
ボイラー氷壁管に付着するので極めて不都合である。従
って、特に給水系統の水中の鉄濃度の増大は火力発電プ
ラントの安全且つ効率的運転に支障を与える大きな要因
であり、中でも高圧給水加熱器ドレン配管系統で比較的
多量の鉄が溶出し易いこと及び高圧給水加熱器以降ボイ
ラー給水調整弁までの機器に鉄酸化物の析出、沈積現象
が顕著である事実に着目して、鉄酸化物の効果的除去は
追求された。その結果、脱気器１０の脱気室内に永久磁
石が設置されるならば、火力発電プラントにおける給水
系統水中の鉄酸化物を容易且つ効率的に捕集、除去され
ることが見出された。

本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり
、発電プラントの高圧給水加熱器からのドレン水が還流
される脱気器の脱気室内に永久磁石を設けたことを特徴
とする発電プラントにおける給水系統水中の鉄酸化物の
除去装置である。

以下、本発明の実施例を示す第２図に基づいて説明する
。第２図において、脱気器１０の上部には、低圧給水加
熱器９に連結された給水配管２１と高圧給水加熱器ドレ
ン配管１８Ｃが連結され、脱気器１０の側部にはボイラ
ー１５と連結する加熱蒸気配管２５が連結されている。

脱気器１０の脱気室２８には、給水の脱気を行なうため
のトレイ２４とこれを納めているトレイ収納室２３とが
あり、その脱気室の底部には複数個（図では３個）の永
久磁石２７が載かれている。なお、第２図中の１１は脱
気器貯水槽、１２は給水配管、２２はスプレー座、２６
はマンホールである。

第２図において、鉄量の多い高圧給水加熱器ドレン水は
、低圧給水加熱器９から導入される給水と合流し脱気さ
れる。脱気器１０の脱気室２８内において低圧給水加熱
９から運び込まれる溶出鉄と高圧給水加熱器１４と連結
するドレン配管１８で発生した鉄は、永久磁石２７によ
って捕獲除去され、除鉄された良質のボイラー給水が得
られる。

鉄酸化物を捕獲した永久磁石２７は、マンホール２６よ
り容易に取り出すことができる。

第３図は、本発明の装置の他の実施例を示すもので、脱
気器の脱気室２８内に永久磁石２７が５個取シ付けられ
ている。この装置では、脱気器１０の脱気室２８内に取
シ付けられているトレイ収納室２３の中のトレイ２４の
一部が永久磁石２７でおきかえられている。トレイ２４
は、スプレー座２２によって噴霧状にした給水を加熱蒸
気によって脱気を行なう際に、給水を加熱蒸気が万遍な
く接触するように設けられている。第３図において示す
如く、３段に設けられるトレイの中段を５個の永久磁石
２７でおきかえ設置することができる。このように一部
置換による場合は、給水と加熱蒸気の接触による脱気効
果は実質的に低下しない。

また、第４図は、脱気器の脱気室２８内に永久磁石を取
り付けた本発明の装置の更に他の実施例を示すもので、
この例においては、スプレー座２２によって噴霧状にし
た給水を加熱蒸気と万遍なく接触させるために取り付け
られるトレイを、すべて永久磁石２７によって代替され
ている。その場合、給水と加熱蒸気との接触を可及的に
増大させ得るように永久磁石の形状を選択することが望
ましく、トレイ収納室内に配置することができる。もち
ろん、トレイ全部ではなく、大部分のトレイを永久磁石
で代替えし、小部のトレイを残すこともできる。かかる
永久磁石の代替使用によって、給水と加熱蒸気の満足し
得る接触が得られ、実質的な脱気が達成されるとともに
、給水中の鉄は極めて高程度に分離除去される。

一般に、磁石には、ある条件下で磁束密度が時間ととも
に減少する、いわゆる時効変化現象があるが、この時効
変化現象は時間の対数に対して直線関係にあるので、本
発明の装置に用いられる場合には実用上何ら支障はない
。また、永久磁石の構造変化、衝撃、機械的歪み及び振
動等の影響によって、磁石の減磁現象が生ずるので、そ
のような磁石の減磁を考慮するとき、本発明においては
、フェライトマグネット永久磁石を用いることが望まし
い、更に、脱気器ｌＯの脱気室２８内の給水温度は、加
熱蒸気と接触して、通常約１５０Ｃ程度となるので、磁
石が磁気的特性を失なう温度、すなわち永久磁石のキュ
ーリ一点は、これよりも高くなければならないが、フェ
ライトマグネットのキューリ一点は４５０Ｃであるから
、１５００前後の温度では減磁も極めて小さく、この点
からもフェライトマグネットは好ましい。

以下、実験例によシ、本発明を一層詳細に説明する。

実験例１ ３にガウスのＢａ−フェライト系永久磁石を用い、実際
に運転中の火力発電所の高圧給水加熱器より採取した鉄
酸化物（主成分Ｆｅ３０４）及びＦｅ３Ｏ４試薬のそれ
ぞれをアンモニア水に懸濁させて、その鉄分除去率と時
間との関係を検べた。実験では、ｐＨ９，２のアンモニ
ア水に上記鉄酸化物のそれぞれを１１０１）ｐの濃度に
懸濁させた水槽と、上記永久磁石入り水槽とを、ポンプ
及び流量計で接続し。

それぞれの水槽には、ライトとその反対側に照度計を設
け、液の透明度より鉄除去率を求めた。液の温度はヒー
ターと温度調節器によって９０ｔｌｌ”に保ち、液は管
内流量６ｏｚ／ｈで循環させた。得られたそれぞれの結
果を第５図にグラフで示した。

図から明らかなように、Ｆｅ３Ｏ４試薬入り水槽のＦｅ
５０．除去率は、図中の曲線Ａで示されるように、時間
の経過とともに増大し、約４０分で１００％に達してい
る。また、火力発電の高圧給水加熱器より採取した鉄酸
化物の除去率は、曲線Ｂで示されるように、約１５分で
１００％になっている。

すなわち、Ｆｅ３Ｏ４試薬は４０分間で、また発電所の
高圧給水加熱器よシ採取した鉄酸化物は１５分で、液の
循環により実質的に全部の鉄酸化物が磁力に捕獲される
ことがわかる。火力発電所高圧給水加熱器より採取した
鉄酸化物が試薬のＦｅ３Ｏ４に比較して磁石に付着捕獲
されやすいのは、鉄酸化物が高温高圧条件下での鋼材の
腐食によって生成したものであるため、主成分Ｆｅ、０
４のほかに微量の磁化しやすい物質、例えばニッケル等
が混入しているためと推定される。

実験例２〜４及び比較例１ 前記第２図〜第４図に示したように永久磁石を実動中の
火力発電プラントにおける脱気器１０の脱気室２８内に
取り付け、それぞれの除去装置を用いた場合の脱気器１
０の出口における給水中の鉄濃度を長期間にわたって測
定した。その結果を、下掲第１表に示す。なお、比較の
ために、火入磁石を取り付けない、すなわち本発明の装
置を用いない場合の脱気器出口における給水中の鉄濃度
を併記した。

第　　　１　　　表 第１表よシ、実施例２〜４では、いずれも脱気器１０の
出口の給水中の鉄濃度が大幅に減少し、鉄酸化物が永久
磁石２７によって、極めて効率的に捕獲除去されている
ことがわかる。

このように本発明の装置によって、発電プラントにおけ
る給水系統中の鉄酸化物が効果的に除去され、良質の望
ましいボイラー給水を得ることができるので、火力発電
プラントの運転効率を高めることができ、かつ容易に実
用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、火力発電プラントの系統概要図、第２図、第
３図及び第４図は、永久磁石の取り付は状態の異なる本
発明の装置の脱気器内蔵概略断面図、第５図は、　Ｆｅ
３Ｏ４試薬と火力発電所の高圧給水加熱器よシ採取した
鉄酸化物との永久磁石による除去率と時間の関係を示す
グラフである。 １・・・タービン、３・・・復水器、７・・・復水脱塩
装置、９Ａ〜９Ｃ・・・低圧給水加熱器、１０・・・脱
気器、１１・・・脱気器貯水槽、２４・・・トレイ、２
７・・・永久磁石、／７（。 茅ＺＣ １ 第３　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発電プラントの高圧給水加熱器からのドレン水が還
   流される脱気器の脱気室内に永久磁石を設けたことを特
   徴とする発電プラントにおける給水系統水中の鉄酸化物
   の除去装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記永久磁石を前
   記脱気室内の底部に設けたことを特徴とする発電プラン
   トにおける給水系統水中の鉄酸化物の除去装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記永久磁石を、
   前記脱気室内のトレイの少なくとも一部とおきかえて設
   けたことを特徴とする発電プラントにおける給水系統水
   中の鉄酸化物の除去装置。