実務フォロー研修ボイラの水管理平成１１年３月１日清掃研究所 1 １．水管ボイラの障害と事故障害１．腐食水質悪化２．スケール事故３．キャリオーバー 2 ２．水質に起因する障害の種類（１）腐食（２）スケール（３）キャリーオーバー 3 ３．腐食  原因による分類（１）ｐＨの不適切による腐食（２）溶存酸素による腐食 4 ３．１ｐＨによる腐食（１）ｐＨ低下（２）ｐＨ上昇全面腐食濃縮層にアルカリ腐食蒸発管の全面腐食 5 ３．１対策（ｐＨによる腐食）・適切なｐＨ管理のために ①清缶剤の注入量を調節する ②ブロー量を調節する 6 ３．２．溶存酸素による腐食  点食として発生エコノマイザーの点食 7 ３．２対策（溶存酸素による腐食） ①十分な脱気給水の溶存酸素濃度を下げる ②ボイラ水中の脱酸素剤の維持する注入点は、脱気器の上流側にする 8 ４．スケール  原因による分類（１）硬度成分による（２）シリカによる（３）酸化鉄などによる 9 参考１スケール物質の熱伝導率物質名熱伝導率(kcal/m･h･℃) シリカ主成分０．２～０．４炭酸塩主成分０．４～０．６硫酸塩主成分０．６～２．０軟鋼４０～６０銅３２０～３６０ 10 燃料の使用増加率％参考２スケール付着量と燃料使用量(例) 12 10 8 6 4 2 0 シリカ主体スケール炭酸塩主体スケール 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 付着スケールの厚さｍｍ 11 ４．１硬度成分によるスケール  炭酸塩硬度成分スラッジになりやすい  非炭酸塩硬度成分スケールになりやすい蒸発管の膨出 12 ４．１対策（硬度成分によるスケール） ①良質な純水を使う純水装置の維持管理 ②清缶剤による除硬硬度成分をリン酸塩の沈殿にして、ボトムブローで排出 13 ４．２シリカによるスケール  硬質で熱をとおしにくいスケールになりやすいシリカ：ＳｉＯ２珪酸質シリカゲル例やかん（ケトル）の水あか 14 ４．２対策（シリカ） ①純水装置（混床式）で除去する ②清缶剤のアルカリ（水酸化ナトリウム）と反応させて、珪酸ソーダとして、連続ブロー、ボトムブローで排出させる（アルカリ処理の場合） 15 ４．３酸化鉄等によるスケール給水系統、復水系統の腐食生成物（サビ）がボイラ内のスラッジ（かまどろ）、スケールになりやすい 16 ５．３対策（酸化鉄等によるスケール） ①給水系統や復水系統の防食効果の高い脱酸素剤を利用する ②脱酸素剤は、給水系統の上流側に注入する 17 ５．キャリーオーバー（１）フォーミング（２）プライミング（３）シリカの選択的キャリオーバースーパヒータの噴破 18 ５．１フォーミング（泡立ち）伝熱面で発生した泡が汽水ドラムの水面まで来ても破れずに、ドラム内に充満する現象泡が蒸気に混ざるキャリーオーバー 19 ５．１フォーミングの原因と対策  原因ボイラ水の過剰濃縮Ｍアルカリ度、全固形分が高い  対策適切な薬注とブロー 20 ５．２プライミング汽水ドラム内にしぶきが異常に飛び散る現象しぶきが蒸気に混ざるキャリーオーバー 21 ５．２プライミングの原因と対策  原因急激な負荷増大多量の薬注  対策急激な負荷変動をさける薬注はゆっくり、連続的に 22 ５．３シリカの選択的キャリオーバーシリカは蒸気に溶解しやすい例Ａ工場２８０℃ ２１kg/cm２最高１００mg/ｍ３まで溶ける 23 ５．３シリカスケール原因と対策  原因ボイラ水の過剰濃縮純水装置からのリーク  対策適正なブロー純水装置の管理  管理値蒸気中のシリカ濃度を０.０２ｐｐｍ以下に保つ 24 ６．ボイラの損傷実例－１  Ｈ．４．１１．３０Ｋ清掃工場２号炉  定期点検の水圧試験２０番過熱器管の蒸気入口側天井部より４００ｍｍの右側４５度の位置から水漏れ  貫通痕の最大径７．３φ  原因缶水のキャリオーバーによるアルカリ腐食 25 ６．ボイラの損傷実例－２  第１回目ボイラ過熱器管破孔について  Ｈ．４．２．１１Ｍ清掃工場１号ボイラ  定期試験時の水圧試験ドラム側１３列目上より５段目直管部より水漏れ  腐食は過熱器全体に散在  原因アルカリ腐食？  復旧過熱器管全数交換３３日間 26 ６．ボイラ水の事故実例－３平成４年１１月８日１５：１５Ｏ清掃工場発電所  蒸気発生量３０ｔ／ｈ給水量３３ｔ／ｈ炉上部温度低下  ２号ボイラ左側第１側壁伝熱管破孔  原因保守不備（電気事故詳報）ダスト摩耗と推定  対応短管（１ｍ）４本取替  参考ボイラ水のＣａ硬度、Ｍアルカリ度 27 ６．ボイラ水の事故実例－４平成４年８月３日２１：５０Ｓ清掃工場発電所  スートブロー実施中ドラム水位低下  １号ボイラ第２スクリーン水冷壁管破孔  原因スートブロワによるドレンアタック枝管長１０ｍ、１回／日  対策管４本を１ｍ交換、プロテクタ取付  復旧約３ヶ月  28 ７．ボイラの水管理とは  ボイラ水の水質を  適切な状態に保ち、  水質に起因する、  障害を未然に防ぐこと 29 ８．ボイラ水の処理方式（１）ボイラ外処理純水装置脱気器（２）ボイラ内処理アルカリ処理リン酸塩処理（ブロー） 30 ８．１純水装置  目的原水の溶解性固形物除去  方法イオン交換樹脂混床式  トラブル過剰採水、樹脂の再生不良、樹脂の汚染、チャンネリング樹脂の劣化、再生液の濃度不足 31 ８．２脱気器  目的給水注中の酸素、二酸化炭素除去  方法加熱式脱気０．００７ｐｐｍ以下まで可能  トラブル脱気器の腐食 32 ８．３アルカリ処理  定義ボイラ水のｐＨを苛性ソーダなどのアルカリによって調節する処理方法  成分苛性ソーダリン酸ソーダ  ｐＨの調整スケール防止特徴ボイラ水のｐＨとリン酸イオン濃度の維持が容易 33 ８．４りん酸塩処理  定義ボイラ水のｐＨをリン酸塩だけで調節する処理方法  成分リン酸塩の混合物  特徴蒸発管のアルカリ腐食の予防を目的とする処理 34 ９．清掃工場のボイラの特徴 ①伝熱面蒸発率が汎用ボイラより小さい大田第１工場２９.１ t／hr・m２中低圧のパッケージボイラ６０～１１０ ②保有水量が多い葛飾工場約２００ｔ蒸発量５８.８ｔ/hr ③余熱利用設備が多いため、蒸気ライン、復水ラインが長い 35 １０．ボイラ水の管理値と実例  有明清掃工場の管理値ｐＨ９.５～１０.３電気伝導度１５０μＳ／ｃｍ以下リン酸イオン１５～２５ｐｐｍヒドラジン０.１～０.２ｐｐｍシリカ５ｐｐｍ以下全鉄（給水）０.１ｐｐｍ以下銅（給水）０.０５ｐｐｍ以下アルカリ処理に近いリン酸塩処理を目指している 36 １０．１ｐＨ（H.9 有明工場） 35 平均値最大値最小値標準偏差変動係数 30 頻度％ 25 10.13 10.62 9.62 0.21 2.06 20 15 10 5 0 9.6 9.8 10.0 10.2 10.4 10.6 10.8 11.0 ｐＨ 37 １０．２電気伝導度（H.9 有明工場） 40 35 頻度　％ 30 25 平均値最大値最小値標準偏差変動係数 87.33 105 42.9 10.33 11.83 20 15 10 5 0 50 60 70 80 90 100 110 電気伝導度　μS／cm 38 １０．３リン酸イオン（H.9 有明工場） 70 頻度　％ 60 平均値最大値最小値標準偏差変動係数 50 40 23.05 28.9 11 2.79 12.10 30 20 10 0 10 15 20 25 30 リン酸イオン　ppm 35 39 １０．４ヒドラジン（H.9 有明工場） 70 60 平均値最大値最小値標準偏差変動係数頻度　％ 50 0.14 0.25 0.07 0.03 22.70 40 30 20 10 0 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 ヒドラジン濃度　ppm 40 １３．管理方法マネジメントサイクル ①水質目標を決める（計画） ②ボイラの水処理（実行）純水装置・脱気器の管理薬注・ブロー・水質測定 ③休炉時の内部点検（評価） 41 ボイラの水管理おわり東京都清掃研究所 42