JP4107114B2

JP4107114B2 - 主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄方法

Info

Publication number: JP4107114B2
Application number: JP2003068460A
Authority: JP
Inventors: 一博山崎; 隆信木村
Original assignee: Kurita Engineering Co Ltd
Current assignee: Kurita Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: JP2004278861A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電ボイラ等の主蒸気管又は再熱蒸気管内面に成長したスケールを、化学洗浄液を用いて化学洗浄する方法に関し、特に、これらの蒸気管に連通する過熱器管や再熱器管の健全性を維持しながら化学洗浄する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電ボイラの蒸気系の一例は図２に示す。図２において、バーナ２１により火炉２２で燃料を燃焼させることにより発生した蒸気は、汽水分離器２３、ボイラ蒸気連絡管２４、過熱器２５、主蒸気管２６を通って高圧タービン２７に供給される。そして、高圧タービン２７で仕事をした蒸気は、低温再熱蒸気管２８を通って再熱器２９に送られて加熱され、高温再熱蒸気管３０を通って中圧タービン３１及び低圧タービン３２に供給されて仕事を行う。また、低圧タービン３２で仕事をした蒸気は復水器３３で復水された後、脱気管３４、ボイラ給水ポンプ３５を通って再び火炉２２に戻される。
【０００３】
このような火力発電ボイラの蒸気系において、主蒸気管又は再熱蒸気管の内面には、長年の運転に伴って水蒸気酸化スケールが成長し、ある厚さになると一部が剥離・飛散してタービン損傷等のトラブルの原因となる。そのため、これらのスケールを化学洗浄により溶解除去することが行われている。
【０００４】
従来、このような目的で行う化学洗浄方法としては、主蒸気管又は再熱蒸気管と連通し、しかも化学洗浄の対象としない過熱器管又は再熱器管（以下「非洗浄域」という）に化学洗浄液が流入してその健全性を損ねることを避けるため、過熱器管又は再熱器管の両端を切断し、仮設配管を接続して対象とする蒸気管のみに化学洗浄液を通液する方法が提案されている（特開昭６４−２３０９６号公報、実開平４−３２８６号公報）。即ち、図３（ａ），（ｂ）に示す如く、まず、過熱器管の出口部位（過熱器出口管寄せ）４１に連絡する主蒸気管４２の、該連絡部近傍部４２Ａを切断して、仮設配管取付用アダプタ４３を装着する。そして、タービン入口部主蒸気塞止弁４４を開放して内部にタービン側への流入防止の閉止蓋を取り付け、この主蒸気塞止弁４４に仮設配管取付用アダプタ４５を装着する。そして、アダプタ４３，４５間を循環ポンプ４６を備えた仮設配管４７で連結して循環系路を形成し、循環ポンプ４６により化学洗浄液を循環させて主蒸気管４２内を洗浄する。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６４−２３０９６号公報
【特許文献２】
実開平４−３２８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の化学洗浄方法では、口径が大きく管肉厚が厚い主蒸気管や再熱蒸気管を化学洗浄に先立ち切断し、また、洗浄後にはこれを復旧する工事を行うため、この切断・復旧に多大な労力と費用及び工期を必要とする。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決し、大口径で厚肉の主蒸気管又は再熱蒸気管を切断することなく、非洗浄域への化学洗浄液の流入を防止して機器の健全性を確保しつつ、安価に且つ効率的に洗浄を行うことができる主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄方法は、過熱器管又は再熱器管に連通する主蒸気管又は再熱蒸気管内を化学洗浄液を用いて化学洗浄する方法において、前記主蒸気管又は再熱蒸気管の蒸気流通方向最上流側に位置する上下方向配管の上部に穴を開けて洗浄用座を設置し、該洗浄用座に液面計を取り付ける工程と、前記洗浄用座から前記主蒸気管又は再熱蒸気管内に化学洗浄液を供給する工程と、前記主蒸気管又は再熱蒸気管内に供給した化学洗浄液を、前記主蒸気管又は再熱蒸気管の蒸気流通方向下流側の部分から抜き出し、前記主蒸気管又は再熱蒸気管の外部に備えた流路を介して循環させる循環工程とを含み、前記液面計によって前記主蒸気管又は再熱蒸気管内の化学洗浄液の液位を監視し、該液位が所定位よりも上昇する傾向がある場合には、該流路内の化学洗浄液の一部を該流路外へ排出することにより、前記過熱器管又は再熱器管への化学洗浄液の流入を防止することを特徴とする。
【０００９】
本発明の方法では、洗浄対象の主蒸気管又は再熱蒸気管に加える加工は、小口径の洗浄用座を設置するのみで足りる。この洗浄用座に取り付けた液面計の液面を監視することにより、非洗浄域の過熱器管又は再熱器管への化学洗浄液の流入を容易に防止し、化学洗浄中の非洗浄域配管の健全性を維持することができる。このため、本発明によれば、化学洗浄前の配管の切断及び化学洗浄後の復旧が不要となり、蒸気管洗浄の労力と時間及び費用を大幅に節減することが可能となる。
【００１０】
この液面計は、洗浄用座に取り付けた外筒配管の上部を貫通し、この外筒配管の内部から主蒸気管又は再熱蒸気管の内部に至る、少なくとも一部が透明な管状部材にて構成されてもよい。
【００１１】
この管状部材の透明部分から該管状部材内部の液位を監視することができる。
【００１２】
本発明では、液面計の上端を、主蒸気管又は再熱蒸気管内の化学洗浄液液面より上部の気相部に付設された計装用座又は空気抜座に接続すると共に、該気相部を不活性ガス雰囲気としてもよい。
【００１３】
このようにすれば、洗浄液界面から水蒸気が揮散して気相部及び非洗浄域の配管内面に凝縮しても、材料腐食等の二次的問題を回避することができ、非洗浄域の健全性をより一層確実に確保することが可能となる。
【００１４】
本発明方法においては、主蒸気管又は再熱蒸気管内に供給した化学洗浄液を、主蒸気管又は再熱蒸気管の蒸気流通方向下流側の部分から抜き出し、主蒸気管又は再熱蒸気管の外部に備えた流路を介して循環させるようにしている。
【００１５】
このような循環洗浄によれば、液の循環による流速と攪拌作用が加わるため、洗浄効果を更に向上させることが可能となる。また、主蒸気管や再熱蒸気管のような長い配管系統では、洗浄液を一端から抜き出し他端に戻すことにより系内全体を均一に循環洗浄することができ、著しく高い洗浄効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄方法の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明による主蒸気管の化学洗浄方法の実施の形態を示す系統図である。
【００１８】
この実施の形態においては、化学洗浄の対象とする主蒸気管１の上流端は、非洗浄域の過熱器管群に連通し、下流端はストップバルブ１１で仕切られる構成になっている。ストップバルブ１１の下流側はタービン（図示略）に連なっている。
【００１９】
この主蒸気管１の上流端側１ａは、略水平に横引きされ、この部分に圧力計設置座１５又は空気抜座が設けられている。通常運転時には、この座１５に圧力計（図示略）が取り付けられる。
【００２０】
主蒸気管１のうち、この上流端側１ａに引き続く部分は、略上下方向に引き回された垂直配管部１ｂとなっている。
【００２１】
この垂直配管部１ｂに直径１００ｍｍ程度の穴を開け、専用の洗浄用座２を設置してある。この洗浄用座２に外筒配管４がフランジで連結されている。この外筒配管４に液面計３を取り付けてある。
【００２２】
この液面計３は、透明なパイプよりなり、その途中部分が上下方向に配設されている。この液面計３の一端（下端）側は、外筒配管４を貫通し該外筒配管４の内部から主蒸気管１の内部に差し込まれている。液面計３の他端は前記圧力計設置座１５に接続してある。液面計３の途中は、略鉛直な上下方向部分となっており、この上下方向部分の下部には開閉式のバルブ３ａが設けられている。このバルブ３ａの下側に圧力計３Ｐが接続されている。
【００２３】
液面計３の該上下方向部分の内部の液面高さを監視するように、テレビカメラ３Ｃが設置されている。
【００２４】
液面計３の上部（この実施の形態では、座１５の近傍）には、ガス逃し弁１４が設けられており、該ガス逃し弁１４を介して内部の気体をベントできるよにしてある。
【００２５】
主蒸気管１に化学洗浄液を循環流通させるための仮設の循環流路５が設けられている。この循環流路５の上流端は、バルブ５ａを介してストップバルブ１１のボンネット１２に接続されている。循環流路５の下流端は、バルブ５ｊを介して前記外筒配管４に接続されている。循環流路５は、上流側から下流側に向って順次に配置された該バルブ５ａ、配管５ｂ、バルブ５ｃ、循環タンク６、配管５ｄ、バルブ５ｅ、配管５ｆ、バルブ５ｇ、熱交換器７、配管５ｈ、循環ポンプ８、配管５ｉ及び該バルブ５ｊを備えている。
【００２６】
熱交換器７は、化学洗浄液を加温するためのものであり、加熱用蒸気の供給配管７ａが接続され、該配管７ａにはバルブ７ｂが設けられている。熱交換器７の下流側の配管５ｈには、化学洗浄薬品を貯液した薬液槽９が薬注ポンプ９ａ、配管９ｂ及びバルブ９ｃを介して接続されている。
【００２７】
配管５ｆには、化学洗浄液濃度を調整するための水、及び水洗用の水を供給するための給水タンク１０が給水配管１０ａ及び給水バルブ１０ｂを介して接続されている。配管５ｂには、洗浄後の排水を排出するための配管５ｋが接続されており、該配管５ｋにバルブ５ｍが設けられている。
【００２８】
なお、配管５ｂと配管５ｆとの間は、バルブ５ｑを備えたバイパス配管５ｐによって接続されており、液が循環タンク６をバイパスして通液しうるようになっている。
【００２９】
化学洗浄に際しては、バルブ５ｑ、５ｍを閉、バルブ１０ｂ、５ａ，５ｃ，５ｇ，５ｊを開とすると共に、循環ポンプ８を稼動させて、給水タンク１０から純水を供給し、循環タンク６を含む循環流路５及び主蒸気管１の洗浄用座２からボンネット１２までの管内に、この純水を循環させると共に、バルブ７ｂを開として熱交換器７に高温蒸気を注入して循環系内の水を予熱する。また、水を循環させながら、バルブ９ｃを開とすると共に薬注ポンプ９ａを稼動させて、薬液槽９内の高濃度化学洗浄薬液を配管９ｂより所定の化学洗浄液濃度となるように循環流路５に注入する。最終段階で、給水量を調節しながら液面計３により適切な液位に調整する。この際、液面計３の監視は、テレビカメラ３Ｃを設置して遠隔監視することも可能である。液面計３の液位が所定の位置に達した後、バルブ１０ｂを閉じて給水を停止する。また、系内の化学洗浄液濃度が所定の濃度に達した後、薬注ポンプ９ａを停止すると共に、バルブ９ｃを閉として薬注を停止する。
【００３０】
この状態で循環系内の化学洗浄液を、熱交換器７で加温して所定の温度に維持しつつ、循環ポンプ８により所定時間系内を循環させて、化学洗浄を行う。化学洗浄終了後は、バルブ５ｍを開、バルブ５ｃを閉として、系内の化学洗浄液を配管５ｂ，５ｋより排水槽へ排出し、その後、水洗を行う。水洗工程は、給水タンク１０から純水を供給し、化学洗浄薬液を注入しないこと以外は上記と同様にして、純水を循環系内に水漲り循環させることにより行うことができる。また、給水タンク１０からの純水を循環流路５に押し込みながら、一部を排水槽へ排出する押し出し洗浄により行っても良い。
【００３１】
このような一連の洗浄工程は、通常の化学洗浄と同様の手順によって行われる。本発明においては、この洗浄工程中に、液面計３の液位が垂直配管部１ｂから、過熱器管側へ上昇することがないように監視することにより、過熱器側への化学洗浄液の流入を防止する。なお、この液面計３の液位が所定位よりも上昇する傾向がある場合には、バルブ５ｍを開として、循環系内の液の一部を排水槽へ排出する。また、この液位が所定位置よりも低い場合には、バルブ１０ｂを開として給水タンク１０から純水を補給すれば良い。
【００３２】
この実施の形態においては、窒素や炭酸ガス等の不活性ガスを非洗浄域側から通気すると共に、液面計３の上部に付設したガス逃し弁１４又は既設の空気抜管から外気に逃がして気相部を不活性ガス雰囲気とすることにより、洗浄液から揮散する水蒸気やミストが非洗浄域に流入するのを防止することが可能であり、非洗浄域の機器、配管の健全性の確保がより一層確実なものとなる。なお、この不活性ガスの通気は連続的に行うのが好ましいが、これに限定されない。
【００３３】
なお、本発明において、化学洗浄液としては、洗浄対象とする管内の汚染物の洗浄性に優れたものを用いることができ、例えば、主蒸気管を対象とする場合は、洗浄対象物が酸化鉄を主体とするいわゆる水蒸気酸化スケールであるため、クエン酸、グリコール酸、ギ酸、又はこれらの混合物、エチレンジアミン四酢酸等のキレート剤、クエン酸アンモニウム等を用いるのが一般的である。化学洗浄液は、予め所定の濃度に調整したものを準備しても良いが、高濃度の薬液を調製しておき、使用時に水で所定濃度になるように希釈して用いるのが一般的である。
【００３４】
本発明の化学洗浄方法は、火力発電所の主蒸気管又は再熱蒸気管のような大口径・厚肉配管の化学洗浄に極めて有用であり、非洗浄域の機器の健全性を確保した上で、従来の配管の両端を切断・復旧する工法に比べて著しく短い工期で、安価に主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄を行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄方法によれば、大口径、厚肉の蒸気管を切断することなく、洗浄対象に小口径の洗浄用座を設置して液面計の液面を監視することにより、化学洗浄液の非洗浄域への流入を容易に防止しながら洗浄を行うことができる。従って、化学洗浄の工期を大幅に短縮すると共に、洗浄コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄方法の実施の形態の一例を示す系統図である。
【図２】ボイラの蒸気系の系統図である。
【図３】従来の化学洗浄方法を示す系統図である。
【符号の説明】
１主蒸気管
２洗浄用座
３液面計
３Ｃテレビカメラ
４外筒配管
５仮設循環流路
６循環タンク
７熱交換器
８循環ポンプ
９薬液槽
１０給水タンク
９ａ薬液ポンプ
１１ストップバルブ
１２ボンネット
１４ガス逃し弁
１５圧力計設置座

Claims

過熱器管又は再熱器管に連通する主蒸気管又は再熱蒸気管内を化学洗浄液を用いて化学洗浄する方法において、
前記主蒸気管又は再熱蒸気管の蒸気流通方向最上流側に位置する上下方向配管の上部に穴を開けて洗浄用座を設置し、該洗浄用座に液面計を取り付ける工程と、
前記洗浄用座から前記主蒸気管又は再熱蒸気管内に化学洗浄液を供給する工程と、
前記主蒸気管又は再熱蒸気管内に供給した化学洗浄液を、前記主蒸気管又は再熱蒸気管の蒸気流通方向下流側の部分から抜き出し、前記主蒸気管又は再熱蒸気管の外部に備えた流路を介して循環させる循環工程とを含み、
前記液面計によって前記主蒸気管又は再熱蒸気管内の化学洗浄液の液位を監視し、該液位が所定位よりも上昇する傾向がある場合には、該流路内の化学洗浄液の一部を該流路外へ排出することにより、前記過熱器管又は再熱器管への化学洗浄液の流入を防止することを特徴とする主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄方法。
前記液面計は、前記洗浄用座に取り付けた外筒配管の上部を貫通し、前記外筒配管の内部から前記主蒸気管又は再熱蒸気管の内部に至る、少なくとも一部が透明な管状部材よりなることを特徴とする請求項１に記載の主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄方法。
前記液面計の上端を、前記主蒸気管又は再熱蒸気管内の化学洗浄液液面より上部の気相部に付設された計装用座又は空気抜管に接続すると共に、該気相部を不活性ガス雰囲気とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の主蒸気管又は再熱蒸気管の化学洗浄方法。