JPS6363876B2

JPS6363876B2 -

Info

Publication number: JPS6363876B2
Application number: JP55070169A
Authority: JP
Priority date: 1980-05-28
Filing date: 1980-05-28
Publication date: 1988-12-08
Also published as: JPS56166486A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は亜硝酸塩をインヒビターとして含有す
る水を使用する冷却装置における腐食防止に関す
る。

冷却用水を循環して使用する冷却装置において
は、装置構成材料、特に炭素鋼の腐食を防ぐ目的
で、一般に該冷却水に亜硝酸ナトリウムなどの亜
硝酸塩を加えている。また、これに用いる水は、
通常イオン交換樹脂を用いて脱塩処理された河川
水もしくは地下水である。このような水には、ニ
トロバクテリアとよばれ、亜硝酸イオンを酸化し
て硝酸イオンに変える能力をもつバクテリアが存
在する。そのため、存在しないはずの硝酸イオン
が、該バクテリアの働きで冷却水中に生じて、し
ばしば炭素鋼等を腐食する。一旦腐食した炭素鋼
の表面には、ニトロバクテリアが好んで生息する
といわれる錆こぶが発生しやすい。そのような錆
こぶの近傍では、硝酸イオン濃度が高まり、終に
は炭素鋼の応力腐食割れを起す場合さえもあつ
た。

それに対処するには、冷却水中の亜硝酸イオン
および硝酸イオンの濃度を分析し、亜硝酸イオン
濃度を調整すると同時に該バクテリアの活動を抑
えるために薬液を注入していたが、従来は煩雑な
手技的な方法に頼ることが多かつた。ところが、
前記イオンの濃度は、冷却装置の運転状況や季節
によつて大幅に変化するので、実際上満足に制御
されがたく、往々にして上述したような腐食の生
起を避けられなかつた。

本発明はこのような従来の欠点を排除して、冷
却水中のイオン濃度を効率的に管理して装置構成
材料の腐食を防止し、冷却器の長期にわたる安
全、円滑な運転を保証することを目的としてい
る。その要点は、亜硝酸塩を含む水を循環使用す
る冷却装置において、硝酸イオン濃度自動検出装
置および薬液類自動注入装置を設置し、該冷却水
中の硝酸イオン濃度が予め設定された値を越えた
際に殺菌剤および亜硝酸塩を該水中に自動的に注
入し、硝酸イオン濃度を該設定値以下に維持する
ことである。

さて、冷却水中の亜硝酸イオンは、式 NO₂ ^-＋1/2O₂→NO₃ ^- で示される反応に従つて酸化されて硝酸イオンと
なる。従つて、硝酸イオン濃度を測れば、硝酸イ
オン生成に費やされた亜硝酸イオンの量がわかる
はずである。

また、亜硝酸イオンと硝酸イオンとの共存下に
おいて、30℃、浸漬時間500時間で炭素鋼が腐食
する領域と腐食しない領域とを実験的に求めたと
ころ、第１図に示すようになつた。この結果か
ら、許容できる硝酸イオン濃度は、亜硝酸イオン
の濃度に依存することが認められた。従つて、イ
ンヒビターである亜硝酸イオン濃度を定めておけ
ば、硝酸イオン濃度の許容限界値が定まり、硝酸
イオン濃度を測ることによつて、補給を要する亜
硝酸イオン量、バクテリアの活動状況を知り、装
置構成材料の腐食に対する循環条件の変化を監視
できる。

ところで本発明者等は、溶液分析法などの所謂
化学分析法の場合には、得られる硝酸濃度の値
が、共存する亜硝酸イオンにより妨害を受けやす
いという点を考慮して、通常のAg−AgNO₃電極
のような硝酸イオン電極を使用することを検討し
た。そこで、種々の濃度の亜硝酸塩溶液中におけ
る硝酸イオン濃度を知るために、硝酸イオン電極
がカロメル電極との間に示す電圧と硝酸イオン濃
度との関係を調べた。その結果、第２図に示すご
とく、硝酸イオン電極は共存する亜硝酸イオン濃
度に無関係（妨害されず）に、硝酸イオン濃度の
対数値に直線的に比例した電圧を示すことを確認
した。従つて、バクテリアによつて消費された亜
硝酸イオンの濃度は、硝酸イオン電極によつて硝
酸イオン濃度を測定し、かつバクテリアによる下
式(1)の反応式に基づき、計算により求めることが
できる。

NO₂ ^-＋1/2O₂→NO₃ ^- (1) そして、補給すべき亜硝酸イオン量は、前述に
より算出したバクテリアにより消費された亜硝酸
イオン量を考慮して、適宜決定するという方法を
見出したものである。

本発明は、上記のような知見に基づいて、冷却
水中の硝酸イオン濃度を、電気化学的方法等によ
つて、常時、自動的に測定し、該測定値が予め設
定された値を越えたときに、薬液類注入装置を自
動的に作動させて、消費された亜硝酸塩および、
ニトロバクテリアに対して殺菌効果を示す例えば
アジ化ナトリウムなどの薬剤を注入することによ
つて、冷却水中のイオン濃度を、装置構成材料の
腐食しにくい範囲に保つことを可能にしたもので
ある。

次に、実施例によつて説明する。

第３図は、発電機廻り循環水型冷却装置の系統
図である。亜硝酸塩を含む冷却用水は、サージタ
ンク１に送入され、主循環ポンプ２の働きをかり
て系統内を循環する。該冷却水は、復水ポンプ
５、復水昇圧ポンプ６、給水ポンプ７、もしくは
タービン油冷却器８を通つて各機器から発生した
熱を吸収し、その吸収した熱を淡水冷却器４にお
いて放出したのち、再び各機器を冷却するために
循環する。

主循環ポンプ２の吐出側に、硝酸イオン電極と
カロメル電極とをそなえた硝酸イオン自動濃度検
出装置３が設置される。この装置３には制御装置
９が連結され、それには第１図に基づいて冷却水
が維持すべき硝酸イオン濃度範囲に応じた電圧値
が設定記憶されている。前記硝酸イオン検出装置
３からの出力電圧が制御装置における該設定電圧
値を越えると、制御装置９は自動的に薬注ポンプ
１０およびインヒビターポンプ１２を作動させ
て、薬注タンク１１およびインヒビタータンク１
３からそれぞれ、一定量の殺菌剤溶液および該出
力電圧に応じて設定された量の亜硝酸塩溶液を、
循環冷却水系に注入するよう構成されている。

この装置のサージタンク１から、新たに調製し
た亜硝酸ナトリウム（亜硝酸イオン濃度的
200ppm）含有冷却水60tonを系統内に導入し、運
転したところ、次第に硝酸イオンが増加し始め、
８日後には設定した硝酸イオン濃度限界値
175ppmにまで達したので、薬注タポンプ１０が
作動して、系統内におけるアジ化ナトリウム濃度
が10ppmになるように、薬注タンク１１からアジ
化ナトリウム液（濃度1Mol／）9.23が冷却
水系に注入された。それと同時に、インヒビター
ポンプ１２によつて、インヒビタータンク１３か
ら亜硝酸ナトリウム溶液（濃度120ｇ／）65
が注入された。ここで、亜硝酸ナトリウム溶液は
次のようにしてその注入量を決定し、ポンプによ
り注入したものである。即ち、硝酸イオン電極に
よる測定で36ｍＶを検出したために、第２図から
硝酸イオンが175ppm生成していることが判る。
従つて、亜硝酸イオンのバクテリアによる消費量
は、前記(1)式に基づき、 46（NO₂ ^-の分子量）／62（NO₃ ^-の分子量）×175（NO₃ ^-
の生成濃度）＝130ppm（NO₂ ^-の消費量）と算出することができた。亜硝酸イオンは、当
初、200ppm注入しておいたので、残存亜硝酸イ
オン濃度は、200−130＝70（ppm）となる。従つ
て、次に注入すべき亜硝酸ナトリウム溶液（亜硝
酸イオン濃度120ｇ／）の量が消費した亜消酸
イオン濃度に相当する130ppmとなるようにポン
プ送量を決定したものである。

注入量＝0.13（ｇ／）×60000（）／120（ｇ／）即ち、電圧が36ｍＶに達した時、ポンプにより
65の亜硝酸ナトリウム溶液を注入できるよう
に、予め設定しておいたものである。その結果、
第４図に示したように、それ以降硝酸イオンの増
加が停止し、一方では該系統内の亜硝酸イオン濃
度は速やかに原状を回復した。

殺菌剤であるアジ化ナトリウムは、長い時間に
は亜硝酸イオンと反応して窒素とナトリウムイオ
ンとに分解し、殺菌作用は消失する。また、該冷
却水系統からの漏水や検査のための水抜きなどを
補うために、僅かではあるが循環水系統内に絶え
ず新たな冷却用水が加えられる。それ故、殺菌剤
注入後ある程度時間が経過すると、再びニトロバ
クテリアが活動し始めることがあるが、本発明に
おいてはそのような場合でも自動的に殺菌剤が注
入されて、その活動が阻止される。

第２回目以降の亜硝酸塩の注入は、基本的には
第１回目と同じ要領によつて行なうことができ
る。第１回目と異なる点は硝酸イオンが既に
175ppm（第２図に基づく電圧値36ｍＶ）だけバク
テリア反応によつて生成、存在している点であ
る。そこで、第１図に基づいて硝酸イオンが
175ppm及び第２回目の注入の後にバクテリア反
応によつて生成する硝酸イオンの量を加算した硝
酸イオンの合計量を基に第２図からポンプ作動電
圧（36ｍＶより高い電圧）を決定し、かつ前記硝
酸イオンの合計量から第１図に基づいて防食効果
に有効な領域に入るように亜硝酸濃度を任意に選
択し、ポンプ送量を予めセツトしておく。第３回
目以降の注入も同じ要領で行う。なお、亜硝酸塩
の注入量は防食効果の点から言えば、より多量に
注入するのが好ましいが、実際には、液の粘性が
高くなり過ぎないようにするのがよい。

上記のようにして、本発明によれば、亜硝酸塩
をインヒビターとして含む冷却水を用いる循環型
冷却装置における構造材料の腐食を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は炭素鋼の腐食に関する亜硝酸イオンを
硝酸イオンの濃度の相関々係を、第２図は硝酸イ
オン濃度と硝酸イオン電極の出力との関係を示
す。また、第３図は本発明の動作原理を説明する
系統図であり、第４図は本発明の実施効果を示す
イオン濃度と時間の関係図である。１……冷却水サージタンク、２……主循環ポン
プ、３……硝酸イオン検出装置、４……淡水冷却
器、５……復水ポンプ、６……復水昇圧ポンプ、
７……給水ポンプ、８……タービン油冷却器、９
……制御装置、１０……薬注ポンプ、１１……薬
注タンク、１２……インヒビター注入ポンプ、１
３……インヒビタータンク。

Claims

【特許請求の範囲】

１亜硝酸塩を含む水を循環使用する冷却装置に
おいて、硝酸イオン濃度自動検出装置および薬液
類自動注入装置を設置し、該冷却水中の硝酸イオ
ン濃度が予め設定された値を越えた際に殺菌剤お
よび亜硝酸塩を該水中に自動的に注入することに
よつて、硝酸イオン濃度を該設定値以下に維持す
ることを特徴とする循環水型冷却装置の腐食防止
法。