JPS5870805A - 発電プラントにおける給水系統中の鉄酸化物除去装置 - 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他の発電プラントに
おける汽力原動機の給水系統中に混入し７Ｅ鉄酸化物を
磁石によって収集除去する装置に関するものである。

一般に、発電プラントの汽力原動機の主要機器、及び配
管は大部分は株鋼材料で構成されているので、給水中に
鉄酸化物が混入し易い。給水中に混入した鉄酸化物はボ
イラ水管の内面、タービン、高圧給水加熱器、給水流量
計、及び各種の弁類等に堆積して、（イ）水管の焼損、
（ロ）タービン出力の低下、（／ラボンプの過負荷、に
）流量計指度の狂い等のトラブルを誘発する。このだめ
発電プラントの給水系統水中の鉄酸化物を除去すること
は、発電プラントの信頼性向上及び出力維持の観点から
重要な課題である。

従来、火力発電プラントの給水系統水中の鉄酸化物の除
去方法としては、強磁性材料からなる粒子を収納した濾
水容器と上記の容器の外周に設けたソレノイドコイルと
からなる電磁フィルタが公知（特願昭４７−４９４８２
　）である。

しかし、上記の電磁フィルタは電力消費が大きい。その
上１発熱するだめに冷却千成を付設しなければならない
という欠点もある。

また、永久磁石を用いだ濾水器も開発されているが、吸
着した鉄酸化物の除去清掃が厄介であるため余り普及し
ていない。その他に、樹脂や焼結金属を用いだ濾水器も
開発されているが、いずれも目詰まりによる流量低下な
どの問題があり、特に樹脂を用いたものは高温の給水（
約１５０Ｃ）によって分解するという不具合もある。従
って、現状では発電プラント給水系統の給水流路内壁に
析出して堆積した鉄酸化物を定期検査の際に人手によっ
て掃除している。

本発明は、以上の事情に鑑みて為され、その目的とする
ところは、経済的で保守管理の容易な、しかも耐久性に
優れた給水系統中の鉄酸化物除去装置を提供するにある
。

本発明者らは、上記の目的を達成する手段を創作するた
め、火力発電プラントの循環水中における鉄酸化物（主
として強磁性体のＦｅ３Ｏ４、及びγ−Ｆｅ２Ｏ３）の
挙動について調査した。次にその概要を説明する。

第１図は火力発電プラントの給水系統図である。

復水け、復水器２、復水ホットウェル３、復水配管４、
復水ポンプ５、復水脱塩装置６、復水昇圧ポンプ７、低
圧給水加熱器８ａｌ　８ｂ、８Ｃ１脱気器脱気室９、脱
気器貯水タンク１０．復水配管１１、ボイラ給水ポンプ
１２、および高圧給水加熱器１３ａ、１３ｂ、１３Ｃを
順次に流通してボイラ１４に入り、蒸気となって蒸気配
管１５を介してタービン１に流入して仕事をし、復水器
２に戻る。１６　ａ、１６ｂ、１６Ｇは低圧給水加熱器
ドレン配管、１７ａ、１７ｂ、１７Ｃは高圧給水加熱器
ドレン配管、１８はドレンポンプ、１９ａ。

１９ｂ〜１９ｆはタービン１からの抽気配管である。

以上のように構成された水の循環流路中の鉄酸化物発生
源を解明するため、発電所Ａ（発電出力２５０ＭＷ）、
発電所Ｂ（同３５０ＭＷ）、発電所Ｃ（同３５０ＭＷ）
、発電所Ｄ（同４５０　ＭＷ）。

及び発電所Ｅ（同１００１００Ｏの５火力発電所におい
て総合水質試験を実施した結果を第２図に示す。

第２図は横軸上に給水サンプルを採取した個所をとり、
縦軸に鉄酸化鉄の含有度を鉄濃度で示しである。Ｘ印は
発電所Ａ１口印は同Ｂ、Δ印は同Ｃ１○印は同Ｄ、○印
は同Ｅにおける測定値を表わしている。

本図から理解されるように、系統水中の鉄は復水脱塩装
置６の出口で減少し、脱気器脱気室９の入口ではほとん
ど増加しないが、脱気器貯水タンク１０の出口では増加
し、ボイラ１４の入口では再び減少している。そこで、
脱気器脱気室９に入る高圧給水加熱器ドレンの鉄分を分
析したところ、このドレン水中からは多量の鉄分が検出
された。

以上の調査結果から、（イ）給水中の鉄分は復水脱塩装
置６で除去されるが、（ロ）鉄分の多い高圧給水加熱器
１３ａｌ　１３ｂｌ　１３Ｇのドレンが脱気器（脱気器
脱気室９と脱気器貯水タンク１ｏとによって構成されて
いる）に流入するため給水中の鉄濃度が増加し、？ｌ上
記の鉄分の一部は高圧給水加熱器１３ａ、１３ｂ、１３
Ｃ内に堆積し、に）残部はボイラ１４に流入して、その
内の一部はボイラ水管に堆積し、（ホ）ボイラ１４を通
過した鉄分は蒸気とともにタービン１に流入して同ター
ビン１内に堆積するものと判断される。

上述のような系統水中の鉄分の挙動によシ、鉄酸化物の
発生源は高圧給水加熱器１　ａ　ａ　Ｔ　１３　ｂ　＋
１３Ｃのドレン配管系１７Ｃ，１７ｂ、１７ａの腐食で
あることが明らかになった。

以上説明したように、火力発電プラントの汽力原動機の
各部に析出して堆積する鉄酸化物は高圧給水加熱器のド
レン中に含まれて脱気器９，１０に流入するものである
から、脱気器９，１０に於いて鉄酸化物除去を行うこと
が最も合理的であり効果的であることが明確になった。

第３図は通常の横置型脱気器の断面図である。

脱気器は脱、気器脱気室９と脱気器貯水タンク１０とか
ら成り立っている。

脱気室９は貯水タンク１０の上方に設置され、その中央
にトレイ室２１、上部にスプレー弁２２、側面に加熱蒸
気人口２３と高圧給水加熱器ドレン入口２４がそれぞれ
設けられている。

また脱気室９と貯水タンク１０との間には給水流下用降
水管２５と分配管２７とが介装連通されている。２６は
均圧用の均圧管である。

スプレー弁２２から脱気室９内に流入して加熱蒸気で加
熱脱気された給水と、高圧給水加熱器ドレン入口２４か
ら脱気室９内に流入しだドレンよりなる給水の全量は降
水管２５を通って貯水タンク１０内に入り、分配管２７
によって左右に分流し、給水出口２８．２８からボイラ
に循環してゆく。

以上の調査および考察により、給水中の鉄酸化物の除去
装置の設置個所は、給水の全流量が流通する降水管２５
の途中若しくは流入、流出口付近が適しているというこ
とが判明したが、実用価値の高い鉄酸化物除去装置を構
成するためには吸着除去した鉄酸化物の清掃排出が容易
であることと、構成した鉄酸化物除去装置内を給水が均
一に流通することも必要条件である。

以上の考察に基づいて前述の目的を達成するため、本発
明は、発電プラントの給水系統中に設けられている脱気
器の脱気室と貯水タンクとを連通ずる降水管の下方に、
給水を貯水タンク内に分散させる分散トレイを設け、そ
の下方に永久磁石を配列した磁石収容室を設けることに
よシ、降水管を下降した給水を磁石収容室内に分散流通
せしめて、給水内の鉄酸化物を磁石によって吸着除去す
ることを特徴とする。

次に、本発明の一実施例を第４図乃至第８図について説
明する。

第４図は本発明に係る鉄酸化物除去装置を備えた脱気器
を断面した正面図、第５図は同じく断面した側面図であ
る。

９は脱気室、１０は貯水タンク、２５は降水管である。

降水管２５の下端は、貯水タンク１０内の給水の標準水
位ＮＷＬよりも上方に位置せしめ、降水管２５の下方に
、降水管２５内を流下した給水を貯水タンク１０の長手
方向に均一に分散させるだめの給水分散トレイ３６を設
置し、その下方に、後述のごとく永久磁石３８を配列し
た磁石収納室３５を設ける。

本実施例においては、磁石収納室３５は鋼板を用いて無
頂無底の方形枠状に形成し、その上端を貯水タンク１０
の天井面に固着する。

前述の給水分散トレイ３６は第６図に示すように断面Ｕ
字形の鋼板の側面にＶ字形の底縁を有する溝３５ａ、３
６ａを列設し、その底面にオリフィス３６ｂ、３６ｂを
並べて穿っである。そして、第４図、第５図に示したよ
うにその底面が標準水位ＮＷＬよシも若干上方に位置す
るように、その両端を磁石収納室３５の側板に固着する
。

上記の磁石収納室３５内に、第７図について後述する磁
石設置板３７．３７を並べて取シつける。

本実施例では上記の磁石設置板３７．３７を垂直に取り
つけであるが、傾斜させて取りつけてもよい。取付方法
は任意に設定することができるが、取付取外し容易な構
造にしておくことが望ましい。

第７図は上記の磁石設置板３７を示す。磁石設置板３７
は非磁性体材料（たとえばオーステナイト系ステンレス
鋼板）で形成し、短い円形棒形の永久磁石３８．３８を
千鳥形に配列して固定する。

第８図は上記永久磁石の配列方法の説明図、第９図は上
記永久磁石の固定方法の説明図である。

本実施例のように永久磁石として短い円形棒磁石を用い
る場合は、第８図に示すごとく円形棒磁石の直径ｄと磁
石間の最小間隙とを等しくする。

これにより磁石周辺の磁力線４０を最大密度として鉄酸
化物の吸着性能を良くすることができる。

磁石設置板３７に短い円形棒磁石３８を固定するには、
第９図に示すように非磁性体材料で形成した磁石カバー
３９で永久磁石３８を覆い、磁石カバー３９を磁石設置
板３７にリベットなど適宜の手段を用いて固着する。こ
れにより、永久磁石３８の表面に付着した鉄酸化物の清
掃除去が容易になりその上、永久磁石３８を保護してそ
の破損を防ぐことができる。

本発明に係る鉄酸化物除去装置は以上の如く構成しであ
るので、（第４図参照）降水管２５内を流下した給水は
給水分散トレイ３６の上に注がれる。

給水分散トレイ３６には第６図について説明したように
Ｖ字形の溝３６ａ、３６ａおよびオリフィス３６ｂ、３
６ｂを列設しであるので、同トレィ３６に注がれた水は
、７字形の溝３６ａ及びオリフィス３６ｂの形状９寸法
９個数、並びに給水の流量に応じた水位面ＴＷＬを保ち
、給水は給水分散トレイ３６の全長にわたって均一に分
散されて磁石収納室３５内に流下する（第４図参照）。

磁石収納室３５内に流下した給水は、同室内に設けた磁
石設置板３７，３７の間を通って貯水タンク１０内に流
入する。

上記の磁石設置板３７には第７図について説明したよう
に短い円形棒磁石３８．３８を千鳥形に配列しであるの
で、給水はその間を通って蛇行しつつ流動する。上記の
蛇行流動によって給水は攪拌され、その中に含まれてい
る鉄酸化物は効率よく円形棒磁石３８に吸着されて捕集
される。

上述のようにして円形棒磁石３８に捕集された鉄酸化物
は高圧洗浄水を吹きつけることによって容易に清掃する
ことができる。

第１０図は磁石を用いて鉄酸化物を除去する場合の、時
間と除去率との関係を実験的に調査した結果を示す。

実験は実機から採取した給水を、実機と同様の条件、即
ち９０ｔＺ’、ｐＨ９，２で水槽の中を循環させ、上記
循環路中に３にガウスのＢ、−フェライト系永久磁石を
設け、鉄酸化物濃度の初期条件を１１０１）ｐとして時
間の経過に伴う給水の透明度の変化を測定して鉄酸化物
濃度を算出した。

本図表から明らかなように、約１５分間で除去率がほと
んど１００％に達している。

また、永久磁石を給水中の鉄酸化物除去に用いる場合、
その保持力を減少させるような条件で使用してはならな
いという制約が有るが、前記の各実施例のようにフェラ
イトマグネットを用いた場合、（イ）衝撃２機械的歪、
振動、又は材質の構造変化による減磁は実用上無視し得
る程度に微小である。（ロ）時効変化も実用上無視し得
る程度に微小である。Ｑ３温度による減磁はキューリ一
点（４５０Ｃ）において発生するが、降水管や分配管内
の給水温度は１５０Ｃ前後であるから問題を生じる虞れ
が無い。

上述の検討を行ったフェライトマグネットは比較的脆い
が、第９図について説明したように非磁性体の磁石カバ
ー３９で覆っであるので円形棒磁石３８が破損する虞れ
が無く、万一破損してもその破片が給水流中に混入する
虞れが無い。

以上詳述したように、本発明は１発電プラントの給水系
統中に設けられている脱気器の脱気室と貯水タンクとを
連通ずる降水管の下方に、給水を貯水タンク内に分散さ
せる分散トレイを設け、その下方に永久磁石を配列した
磁石収容室を設け、降水管を下降した給水を磁石収容室
内に分散流通せしめて、給水内の鉄酸化物を磁石によっ
て吸着除去することによシ、発電プラントの給水中の鉄
酸化物を経済的に除去することができ、しかも本発明に
係る装置は保守管理が容易で耐久性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は火力発電プラントの給水系統図、第２図は火力
発電プラントの給水系の各機器から採取した給水中の鉄
濃度の測定結果を示す図表、第３図は脱気器の断面図、
第４図は本発明に係る発電プラントにおける給水系統中
の鉄酸化物除去装置の一実施例を設けだ脱気器貯水タン
クの断面正面図、第５図は同断面側面図、第６図は上記
実施例の給水分散トレイの正面図、第７図は前記実施例
の磁石設置板の正面図、第８図は上記の磁石設置板に磁
石を配置する方法を模式的に描いた説明図。 第９図は上記の磁石設置板に永久磁石を取付ける方法を
説明するための断面図、第１０図は鉄酸化物の除去実験
結果を示す図表である。 ９・・・脱気器脱気室、１０・・・脱気器貯水タンク、
２５・・・降水管、３５・・・磁石収納室、３６・・・
給水分散トレイ、３８・・・永久磁石。 嘱６　囚 石８■ 箔　９１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、発電プラントの給水系統中に設けられている脱気器
   の脱気室と貯水タンクとを連通ずる降水管の下方に、給
   水を貯水タンク内に分散させる分散トレイを設け、その
   下方に永久磁石を配列した磁石収納室を設けることによ
   り、降水、管を下降した給水を磁石収納室内に分散流通
   せしめて、給水内の鉄酸化物を磁石てよって吸着除去す
   ることを特敬とする発電プラントにおける給水系統中の
   鉄酸化物除去装置。