JPS633103A - ボイラ給水の脱気方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ボイラ運転開始時の給水中の溶存酸素を低減
せしめることにより腐食を軽減させるためのボイラ給水
の脱気方法に関する。

従来の技術 炭素鋼、低合金鋼を用いて製作されたボイラは、水によ
る腐食を防止するために、脱気とＰＨ凋節を行なう必要
がある。

この脱気は、水中の溶存酸素が鋼を腐食させるという公
知の現象に対する防食手段であって、通常ボイラ給水は
、脱気器により溶存酸素を除去した後にボイラへ供給さ
れる。

しかし、ボイラの運転開始時（コールドスタートアップ
時）、即ちボイラ内に缶水が存在しない状態からボイラ
を起動させる場合は、次のような操作を経なければなら
ない。

先ず、予熱しない非脱気水をボイラ内に供給し、規定水
位までこの非脱気水を充満せしめる（このとき、抽気弁
は開）。

次に、燃料に点火し、徐々に昇温する　（このとき、全
パルプ閉、但し、圧力計、液面計、安全弁は機能させる
）。

温度上昇により圧力が上昇し、散気圧に達すると、油気
逃し弁を機能させて水蒸気を放出させる。

この時、水面上に残留していた空気および缶水中の溶解
空気が水蒸気と共に放出される。

計画圧力に達した後、定常運転に入る。水蒸気をボイラ
から送り出すことにより缶水の量が減少するが、これは
脱気器、給水加熱器を経由した脱気熱水を供給すること
により補給する。

この運転操作は、廃熱ボイラでも同様である。

このコールドスタートアップの方法には、次のような問
題がある。

大気温度程度のメタル温度のボイラに熱水を送入すると
、構成部材のｌ益度不同による熱応力が発生するので、
好ましくない。

従って運転開始時に、脱気器からの脱気水を使用できな
い。

即ち、通常の脱気器は給水を１．２　ａｔｍ以下以下約
１００程Ｃ程加熱界温し、この昇温により水中のガスの
溶解度が低下するという原理を利用して脱気するもので
あって、大気温度で３〜８　ＰＰｍ０　ｔという水中溶
存酸素がこの脱気工程で０　、０１　＝　０　、２０　
Ｐ　Ｐ　ｍ　Ｏｔまで減少することが広く知られている
。

しかし、上述の如く、ボイラ構造体に与える熱応力の点
から、コールドスタートアップの際は、脱気しない給水
を使用する以外には手段がなかった。

一方、水に対し脱酸素剤を添加して溶存酸素を除去する
ことも公知であり、ヒドラジンが有効であることが良く
知られている。

しかし、ヒドラジンは水温が約１５０℃以上にならない
と有効に機能しないので、約１５０℃の缶水温度に達す
るまでは、ボイラの接水部は溶存酸素濃度の高い水に接
し、この酸素による腐食を生じることになる。

このように、炭素鋼、低合金鋼の酸素による腐食損傷は
腐食減厚（−般にはアバタ状となる）とそれに伴う鉄さ
び付着による伝熱性能低下および応力腐食割れ発生とい
う問題を生じる。

この水中の溶存酸素による腐食減厚や、鋼の応力腐食割
れについては、多くの文献に解説されているところであ
る。

発明が解決しようとする問題点 上記の如く、燃料を燃焼させて水蒸気を発生せしめるボ
イラや、高温のガスもしくは液体の有する熱エネルギー
を有効に利用するための廃熱ボイラは、運転開始時に非
脱気給水を用いるために腐食障害を起こすという問題が
あった。

この腐食障害を防止するためには脱気水を使用すればよ
いが、ボイラ構造体の形状、寸法によって異なるものの
ボイラの昇温速度は通常１０〜１００°Ｃ／’Ｈであっ
て、脱気器からの脱気水が使えるようになるまでのこの
昇温期間の腐食問題に対し、従来は有効な防衛手段がな
かった。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために、本発明では、ボイラの
運転開始に当たり、５ないし５０°Ｃの非脱気給水に不
活性ガスを細徨泡として吹き込み、その後、ｌｔイラに
給水を送入するようにしている。

作用 上記の手段によれば、気液平衡の原理、即ち０６分圧の
減少により、かつ水中の不活性ガス泡上昇に伴う撹拌作
用も有利に作用して、時間の経過と共に水中の溶解酸素
濃度は減少して行き、運転開始時の腐食障害の防止に大
きく寄与する。

実施例 以下本発明に係るボイラ給水の脱気方法の一実施例を第
１図ないし第３図を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明を実施するためのボイラ給水系統を示し
たもので、１は第１の脱気器、２は第２の脱気器であり
、夫々弁３，４を介して非脱気給水が導入される。５は
給水ポンプで、脱気器１又は２のどちらかからの給水を
給水加熱器６へ供給するものである。この給水加熱器６
を経て、脱気・昇圧・昇温された給水は、図示しないボ
イラへ送られる。

第１の脱気器ｌはボイラの缶水温度が上昇した後に使用
される、従来から設置されている乙のと同じであり、第
２の脱気器２か本発明におけるボイラの運転開始時（コ
ールドスタートアップ時）に使用されるしのである。

この第２の脱気器２の構成の一例を、第２図に示しであ
る。この図において、２１は脱気器本体であり、縦長の
塔状に形成され、その中間部よりも上方に非脱気水の入
口２２が設けられている。また、下部にはロータリアト
マイザ２３が設置されているとともに、脱気水の出口２
４が設けられている。そして、ロータリアトマイザ２３
には窒素ガスの人口２５が設けられ、かつロータは、モ
ータ２６にベルト２７を介して連結されている。なお、
脱気器本体２１の最上部には、ガスを排出するために大
気に開放されたノズル２８が設けられている。

次に、第２の脱気器２による脱気法について説明する。

ボイラの運転開始時すなわち、ボイラ内に缶水が存在し
ない状態からボイラを起動させる（コールドスタートア
ップ）際には、弁３を閉じ、弁４を開いて非脱気給水を
第２の脱気器２側へ導入する。すなわち、非脱気給水が
脱気器本体２１へ導入される。この給水温度は５ないし
５０℃のもので十分である。

そして。脱気器本体２１へ導入された非脱気給水に対し
、ロークリアトマイザ２３を通して窒素ガスを吹き込む
。すなわち、窒素ガスはロークリアトマイザ２３によっ
て、細かい径のガス泡として非脱気給水に吹き込まれる
。そのため、気液接触面積が大きく、かつガス泡の上昇
速度を遅くできるので、水中溶解酸素濃度を短時間で減
少さ什ることかできるとともに、ガスの使用量も節減す
ることができる。

なお、ガスを細径泡として吹き込めるしのであれば、ロ
ークリアトマイザ２３に限らず他のものら使用できろ。

また、窒素ガスは、液体空気から酸素を分離した残余ガ
スを使用するのが最適であるが、他の手段で製造された
不活性ガスを使用することも可能である。

このように、非脱気給水中に窒素ガスを吹き込むことに
より、給水中の酸素か窒素と結合して水中溶解酸素濃度
の減少した脱気水が得られるので、この脱気水を給水ポ
ンプ５により給水加熱器６を通してボイラへ送る。なお
、運転開始時には、給水加熱器６に熱媒を流入する必要
はない。

そして、ボイラの缶水温度が上昇した後は、第２の脱気
器２の運転は停止して、従来から使用されている第１の
脱気器ｌに切り換える。すなわち、弁４を閉じ、弁３を
開いて、第１の脱気器ｌおよび給水加熱器６を機能させ
て、定常運転を行なう。

第３図は、本発明の効果を確認するために使用した試験
装置の構成を示したものである。

水道水は、水槽３１内で空気に接した後、ポンプ３２で
脱気器本体２１に送入される。この過程で、水流量を調
整弁３３により一定値に制御し、温度と水中溶解酸素濃
度を計測した。３４は非脱気水用酸素濃度計、３５は流
量計、３６は温度計である。

−方、窒素ガスは、高圧窒素ガスボンベ３７に充填され
たものを減圧弁兼調節弁３８で減圧し、−定流量で脱気
器本体２１下部のロータリアトマイザ２３に供給した。

３９はガス流量計、４０は圧力計である。

脱気器本体２１下部の脱気水出口２４から流出せしめら
れる脱気後の水は、酸素濃度計４１で酸素濃度を計測し
た後に放流した。４２は調節弁である。

脱気器本体２１は透明アクリル樹脂製のものとし、内部
の水位か目視し得るようにしである。

従って、塔内水面高さを約２　、５００ｍｍ（若干の変
動はある）となるように、調節弁４２て流出水（８８節
して、運転した。

この第３図の試験装置による試験結果の一例を下の表に
示す。

なお、非脱気水の温度は、水槽３１へ導入する熱水供給
量で調節した。

上の表に示す如く、実験では水中の溶存酸素濃度は□　
以下に低下したが、これは滞留時をＯ 犬とじ室索ガス流量を大とすれば更に大ｌ】に低下せし
め得るものである。

鋼の腐食が溶存酸素濃度に律速されることは公知であり
、溶存酸素濃度を０．２ＰＰｍ程度まで低下せしめるだ
けでも腐食減厚（サビの発生）と応力腐食割れの防止に
対し大きな効果を発揮する。

従って、ボイラの運転開始時に本発明を適用することに
より、特別に水を昇温さ仕ることなく給水の溶存酸素濃
度を低減し、腐食の問題を解決することができる。

発明の効果 以、ヒ詳述したように、本発明によれば、ボイラのコー
ルドスタートアップ時の水中溶存酸素の高い缶水による
ボイラ接水部の腐食問題を有効に防止し得る、ボイラ給
水の脱気方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するためのボイラ給水系統の一例
を示した系統図、第２図は本発明を実奄するための脱気
器の一例を示した正面図、第３図は本発明の効果を確認
するための実験装置の一例を示した系統図である。 １．２・・脱気器、５・・給水ポンプ、６・・給水加熱
器、２１・・脱気器本体、２２・・非脱気水入口、２３
・・ロータリアトマイザ、２４・・脱気水（ほか１名） 第乙図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラの運転開始に当り、５ないし５０℃の非脱気給水
   に不活性ガスを細径泡として吹き込み、その後ボイラに
   給水を送入するようにしたボイラ給水の脱気方法。