JPS61128007A - 発電プラント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】 〔発明の利用分野〕 本発明は火力発電プラントおよ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する鉄酸化物を
磁石によって除去すると共に、該鉄酸化物の付着量を管
理し、上記給水管理を実施するに好適な発電プラント給
水系統中の鉄酸化物除去装置に関する。

〔発明の背景〕

一般に、発電プラントの汽力原動機器の大半は鉄鋼材料
で作られているため、給水中に鉄酸化物が混入し易い。

混入した鉄酸化物は水管の焼損。

原動機出力の低下、水ポンプの過負荷による損傷など種
々の故障を誘発するおそれがあるので、従来一般に給水
中に防防蝕用薬剤を添加して鉄酸化物の発生を抑制した
９、磁力を用いて給水中の鉄酸化物を除去するなどの工
夫がなされている。

上記の磁力を用いた鉄酸化物除去装置として、強磁性体
製の粒を入れた容器の外周に電磁線輪を設けた電磁フィ
ルタ（特願昭４７−４９４８２）などが有る。しかし上
記の方式の電磁フィルタは容器中の粒を励磁するため電
磁線輪に大電流を通さねばならないので電力の消費が大
きい上に、発熱するので冷却手段を付設しなければなら
ないなどの問題がめって不経済である。また、永久磁石
を用い九戸水器も開発されているがこの方式の戸水器は
目詰まシした場合の清掃が厄介なため余シ普及していな
い。その他、水中の不純物を除去する焼結金桟フィルタ
や樹脂などが開発されているが上記のフィルタは目詰ま
りによって流通抵抗が増加する不具合があシ、樹脂は高
温で分解するなどの不具合があった。

第１図に火力発電プラントの給水系統を示す。

タービン１からの復水は、復水器２、復水ホットフェル
３、復水配管４、復水ポンプ５、復水脱塩装ｇＬ６、復
水昇圧ポンプ７、低圧給水加熱器８ａ、８ｂ、８ｃ、脱
気器９０の脱気器脱気室９および脱気器貯水タンク１０
、送出配管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
気となって主蒸気配管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。１６ａ。

１６ｂ、１６ｃは低圧給水加熱器ドレン配管、１７ａ、
１７ｂ、１７ｃは高圧給水加ｆＡ器トレ７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。

第２図に脱気器９０の内部構造を示す。脱気器９０は脱
気器脱気室９と脱気器貯水タンク１０とから構成される
。

脱気器脱気室９は脱気器貯水タンク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。

また脱気器脱気室９と脱気器貯水タンク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から脱気器脱気室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から脱気器脱気室９内に流入したドレンよシなる給
水とは、その全量が降水管２５内を流下し、分配管２７
により分流して脱気器貯水タンク１０内に入シ、給水出
口２８から流出する。

給水系統中に混入される鉄酸化物は上記の如く、従来技
術においても稲々の除去装置が採用されてきたが、上記
の不具合をそれぞれ有すると共に、除去装置の調節制御
、その保守管理の面においても十分でない欠点がめった
。

〔発明の目的〕

本発明は、上記不具合等を解決すべく創案されたもので
あシ、その目的は、鉄酸化物を除去する最も効果的な個
所を見出し、上記鉄酸化物の経済的除去を図ると共に、
給水を管理し、鉄酸化物の付着量を所定値以下に保持管
理するようにする発電プラ、／ト給水系統中の鉄酸化物
除去装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、発電プラントの
汽力原動機の循環水系中における鉄酸化物の溶出個所を
研究し、鉄酸化物を最も効果的に除去しうる場所として
脱気器内を設定すると共に、該脱気器の脱気器貯水タン
ク内忙鉄酸化物を吸着する磁力吸着手段を設け、かつ、
脱気器貯水タンクの磁力吸着手段の上流側と下流側の水
位差を検出する水位検出手段、脱気器に導入されあるい
は脱気器から送出される給水中の鉄酸化物を検出する鉄
酸化物検出手段を設け、更に、これ等の検出信号によシ
、磁力吸着手段の吸着能力が限界Ｖｃ６ることを知らせ
る警報発生手段を設け、鉄酸化物の付着量を所定値以下
に保持し、かつ、上記磁力吸着手段の保守時期を適確に
把握するようにした発電プラント給水系統中の鉄酸化物
除去装置を特徴としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

まず、本実施例の概要を説明する。

火力発電プラントの給水系統中の鉄酸化物としては主と
して強磁性体のＦｅ３Ｏ４および７”−Ｆｅ２０３ｒ が上げられる。後述する如く、これ等の鉄酸化物は脱気
器９０で除去するのが最も効果的であることが判明した
。

第５図に示す如く、脱気器９０の脱気器貯水タンク１０
内には複数個の磁力吸着手段３０が配設され、給水中の
鉄酸化物を吸着除去する。脱気器貯水タンク１０の水位
は、給水が磁力吸着手段に接触する前後の位置で相違し
、この水位を検出するため次位検出手段４００が脱気器
貯水タンク１Ｇに係合して設けられている。水位検出手
段は、検出器４２．４３と、これ等に連結するレベル発
振器４０．４１等から形成される。又、復水配管５０、
脱気器貯水タンク１０からボイラ給水ポンプ１２に給水
を送出する送出配管１１および高圧給水加熱器ドレン配
管１７ｃには、それぞれの鉄酸化物を検出する鉄酸化物
検出手段たる鉄酸化物検出手段サ６０，６１．６２が係
合している。又、水位検出手段４００のレベル発振器４
０．４１および鉄酸１ヒ物検出手段６０，６１．６２か
らの検出信号は、警報発生手段３００の演算装置１００
に入力される。警報発生手段３００は演算装置１００と
警報器２０１とよシ構成される。復水配管５０．高圧給
水加熱器ドレン配管１７ｃ、１７ｄ内にはそれぞれ弁５
５．５６が設けられている。

以上の構成により、脱気器貯水タンク１０内で鉄酸化物
を除去すると共に、磁力吸着手段３０に捕集された鉄酸
化物の量を上記検出手段により検出し、給水系統中の鉄
酸化物の量を管理すると共に、磁力吸着手段３０の保守
時期を適確に把握し、これを保守し、上記目的を達成す
るようにしたものである。

以下、本実施例を更に詳細に説明する。

給水系統中の鉄酸化物の発生源を解明するため発電屑入
（発電出力２５０　ＭＷ　）　、発電所Ｂ（同３５０Ｍ
Ｗ）、発電所Ｃ（同３５０ＭＷ）、発電所Ｄ（同４　ｓ
　ＯＭＷ　）　、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九結果を第３
図に示す。

第３図は横軸上に給水テンプルを採取した個所をと）、
縦軸に鉄酸化物の含有度を鉄濃度で示しである。Ｘ印は
発゛遣屑入、０印は同Ｂ、Δ印は同０１０印は同ＤＸψ
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９０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／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
１３ａ、１３ｂ、１３ｃのドレンが脱気器（脱気器脱気
室９と脱気器貯水タンク１０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、（ハ）上記
の鉄分の一部は高圧給水加熱器１３ａ、１３ｂ、１３Ｃ
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り、鉄酸化物の
発生源は高圧給水加熱器１３ａ、１３ｂ。

１３Ｃのドレン配管系１７Ｃ，１７ｂ、１７ａの腐食で
あることが明らかＫ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９０に流入するものであるから
、脱気器９０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。

又、脱気器脱気室９内で処理された給水の全量は降水管
２５および分配管２７を通過して脱気器貯水タンク１０
内に流下し、同貯水タンク１０内を流通して給水出口２
８から流出するので、磁力吸着手段３０の設置場所とし
てはこの流路系統が適しており、特に、流路断面積の大
きい脱気器貯水タンク１０内が最適である。

第４図に示す如く、脱気器貯水タンク１０内の分配管２
７の出口よシ中心側に向った位置には、適宜の間隔を距
て、複数個の磁力吸着手段３０が設けられている。磁力
吸着手段３０は、永久磁石３２とこれを支持する支柱と
から構成され、給水中の鉄酸化物は永久磁石３２面に捕
集される。

分配管２７から脱気器貯水タンク１０内に流出した給水
は、磁力吸着手段３０間を通過した後、給水出口２８か
ら送出されるが、磁力吸着手段３０間を流れる流れ抵抗
によシ、給水が磁力吸着手段３０に接触する前後で給水
の液面レベルが相異する。この相異する液面レベルの水
位を検出するための検出器４２．４３が図示の如く設け
られる。

次に、第５図に示す如く、検出器４２．４３には、これ
等からの検出信号を入力し、その水位信号を演算装置１
００に入力するレベル発振器４０゜４１が接続している
。

又、低圧給水加熱器８Ｃと脱気器９０とを連結する復水
配管５０と、脱気器貯水タンク１０の出口と給水ポンプ
１２を介して高圧給水加熱器１３ａとを連結する送出配
管１１および高圧給水加熱器ドレン配管１７Ｃには、こ
れ等の配管内を流れる給水中の鉄酸化物を検出する鉄酸
化物検出手段た器ドレン配管１７Ｃ１高圧給水加熱器１
３ａと低圧給水加熱器８Ｃを連結する高圧給水加熱器ド
レン配管１７ｄには、弁５５．５６がそれぞれ介設され
る。又、警報発生手段３００の演算装置１００には、レ
ベル発振器４０．４１からの水位信号と、各鉄酸化物濃
度センサ６０，６１．６２からの鉄酸化物の検出信号が
入力され、水位差Δｈおよび鉄酸化物濃度差ΔＦｅが演
算されると共に、予め入力された設定値との比較演算が
行われる。％報発生手段３００には、上記演算値が設定
値を越えた場合にこれを警報する警報器２０１が付設さ
れている。

次に、第６図に脱気器貯水タンク１０内の磁力吸着手段
３０間を流れる給水の流速（ｍ／３）（横軸に示す）と
、磁力吸着手段３０に吸着された鉄酸化物の脱落する鉄
酸化物脱落率（チ）（縦軸に示す）との関係を示す。流
速が約０．０５ｍ／ｓを越すと、鉄酸化物脱落率は立上
夛始め、以下、２次曲線に沿って増加する。永久磁石３
２に鉄酸化物が捕集されろく伴って、この間を流れる給
水の流速が増加し、水位差Δｈが大きくなると共に、上
記の０．０５ｍ／ｓを越すと、捕集した鉄酸化物の一部
が脱落し、間圧給水加熱器１３ａ側に送出される給水中
の鉄酸化物の１［を増加することくなる。以上のことに
よシ、水位差Δｈと、鉄ｒａ化物の濃度および濃度差Δ
ｐｅを検出し、所定値Δｈａｙ　ΔＦｅ、と比較するこ
とによプ、給水系路の状態を管理できると共に、磁力吸
虐手Ｒ３０の使用限界すなわち保守時期を把握すること
ができる。

次に、本実施例の作用を説明する。

第７図は、横軸に時間を示し、１１従軸には、鉄酸化物
濃度（Ｆｅ４度と表示する）および脱気器貯水タンクレ
ベルが示されている。

時間経過に伴い、水位差Δｈは次第に増加すると共に、
脱気！１）９００Å口と出口とのｐ４度差Δｐｅも増加
し、これ等が設定値ΔｈｇｌΔＦ　ｅ　ｓを越えるΔｈ
／　、Δｐ　ｅ　／に到ると警報が発せられる。

以上により、磁力吸着手段３０により、有効に鉄酸化物
の吸着除去が行われると共に、その使用限界を容易に、
かつ確実に把握し、磁力吸着手段３０を保守することで
、再び吸着除去を続行することができる。又、磁力吸着
手段３０は永久磁石３２によシ鉄酸化物を除去するもの
で従来技術の如く、電磁フィルタのように大電力を消費
しないため、運転コストが安く、発熱する虞れがないの
で別の冷却手段を付設する必要もなく経済的である。

又、従来技術に係るｐ水密式の鉄酸化物除去装置のよう
に目詰まシする虞れが無く、永久磁石３２の表面に付着
した鉄酸化物を容易に拭い取って洗浄するなど取扱いに
手数を要せず保守管理が容易である。

更に、従来技術に係る樹脂を用いた鉄酸化物除去装置の
ように耐熱性に関する不具合が無く、耐久住に優れてい
る。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかの如く、本発明によれば、給
水中の鉄酸化物を経済的に除去すると共に、給水管理に
よシ鉄酸化物の付着量を所定値以下に保持管理し得る効
果が上げられる。

【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図は系統
中の脱気器の断面図、第３図は系統中の水質試験結果を
示す線図、第４図は本発明一実施例の磁力吸着手段を示
す断面図、第５図は本実施例の構成を説明する系統図、
第６図は給水の流速と鉄酸化物脱落率との関係を示す線
図、第７図は本実施例の作用特性を示す線図である。 １・・・タービン、２・・・復水器、８ａ、８ｂ、Ｑｃ
・・・低圧給水加熱器、９・・・脱気器脱気室、１０・
・・脱気器貯水タンク、１１・・・送出配管、１３ａ、
１３ｂ。 １３Ｃ・・・高圧給水加熱器、１４・・・ボイラ、１７
ａ。 １７ｂ、１７ｃ、１７ｄ・・・高圧給水加熱器ドレン配
管、２７・・・分配管、２８・・・給水出口、３０・・
・磁力吸着手段、３１・・・支柱、３２・・・永久磁石
、４０゜４１・・・レベル発振器、４２．４３・・・検
出器、５０・・・復水配管、５５，５６・・・弁、６０
，６１．６２・・・鉄酸化物検出センサ、９０・・・脱
気器、１００・・・演算装置、２０１・・・警報器、３
００・・・警報発生手段、４００・・・水位検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、上流側の復水器から低圧給水加熱器を介して送られ
   る給水および下流側の高圧給水加熱器からドレンされて
   送られる給水を脱気し、脱気後の給水を脱気器貯水タン
   ク内に蓄留しながら上記高圧給水加熱器側に送る脱気器
   を有する発電プラント給水系統において、上記脱気器貯
   水タンク内に、上記給水中に混入する鉄酸化物を吸着す
   る磁力吸着手段を設けると共に、上記脱気器に、上記脱
   気器貯水タンク内の磁力吸着手段の上流側と下流側の水
   位差を検出する水位検出手段と、上記脱気器に導入され
   る給水および上記脱気器から下流側に送られる給水内の
   上記鉄酸化物を検出する鉄酸化物検出手段と、上記水位
   検出手段からの水位差信号および鉄酸化物検出手段から
   の鉄酸化物濃度差信号に基づき、警報を発生する警報発
   生手段を設けたことを特徴とする発電プラント給水系統
   中の鉄酸化物除去装置。