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Aug 14, 2023

信頼性の高い治療プロセスの確立

コージェネ化学担当者は、多くの場合、発電所の担当者が遭遇する以上のさらなる課題に直面します。 腐食や損傷を最小限に抑えるには、慎重な計画と十分な警戒が必要です。

コージェネ化学担当者は、多くの場合、発電所の担当者が遭遇する以上のさらなる課題に直面します。 これらのシステムの腐食や汚れを最小限に抑えるには、慎重な計画と十分な警戒が必要です。

シリーズの第 1 回では、高圧発電やコージェネレーションボイラー用の高純度水を製造する方法を検討しました。 腐食とスケールの形成は、きれいな状態でないと非常に現実的な脅威となります。 低圧コージェネレーションや産業用蒸気ボイラーには、それほど厳密ではない補給方法が適していることがよくありますが、補給システムの運用とメンテナンスに十分な注意が払われず、結果としてボイラーチューブの故障が発生することが非常によくあります。 この回では、最も重要な問題のいくつかを検討します。

図 1 は、一般的なコージェネレーション構成の基本的な概略図を示しています。

図 1. コージェネレーション システムの一般的なフロー図。 構成によっては、ブローダウン熱交換器と給水加熱器が存在しない場合があります。 複数の凝縮水戻りラインに注目してください。 イラスト提供：ChemTreat, Inc.

ボイラーの圧力と設計、およびボイラー蒸気が供給するプロセスに応じて、補給処理はナトリウム軟化から逆浸透、さらには第 1 部で概説した高純度処理まで多岐にわたります。 600 psig の圧力以下の蒸気発生器の場合、ナトリウム軟化、多くの場合、アルカリ除去のための下流の装置と組み合わせて使用​​するのが一般的です。 以下の図 2 は、米国機械学会 (ASME) の工業用ボイラー水ガイドラインの最近の改訂版からの抜粋です (1)。 この抜粋は、低圧から中圧の水管産業用蒸気発生器の不純物レベルの制限に関する洞察を提供します。 完全なガイドラインは ASME から非常に手頃な価格で入手でき、蒸気発生器を備えた産業プラントのライブラリーにあるはずです。

図 2. 表 1、参考資料 1 – 「推奨される水化学ターゲットの過熱器付き工業用水管」から抽出したデータ

発電所の化学者は高圧ユニットの厳しい要件を熟知している (または知っている必要がある) 一方で (これについてはこのシリーズの後半で再度説明します)、この抜粋に含まれるいくつかのガイドラインは低圧ボイラーに関して際立っています。 これらには次のものが含まれます。

参考資料 2 と 3 を参考に、これらの項目をさらに詳しく検討してみましょう。

硬度の変動

蒸気発生化学の専門家が産業用ボイラーのオペレーターから受け取る非常に一般的なコメント/質問は、「ボイラーチューブの故障が繰り返し発生しています。原因を見つけるのを手伝ってくれませんか。」です。 通常、専門家が最初に検査する項目の 1 つはナトリウム柔軟剤です。 コンサルタントは、柔軟剤の故障はよくあることだが、規格外の補給水がボイラーに送られながらプラントが運転を続けていることを何度も知ることになる。 図 2 と図 3 は、柔軟剤の不調と故障の典型的な結果を示しています。

図 4. 内部堆積物による過熱によるボイラーチューブの膨らみと水泡。 写真提供：ChemTreat, Inc.

多くのプラントに共通する問題は、筆者が何度か直接観察したことであるが、プラントの担当者がプロセス化学とエンジニアリングに集中し、故障により生産に影響を与えるユニットの停止が始まるまで、蒸気発生器 (および冷却システム) への十分な注意が払われていないことである。 。 多くの工場では水と蒸気が生命線であり、これらのシステムを無視すると、工場の運営や場合によっては従業員の安全が危険にさらされます。

硬度の捕捉は別として、適切に操作されたナトリウム柔軟剤であっても、それ自体では補給水から他のイオンは除去されません。 ブローダウン制御が良好な低圧ボイラーでは、ほとんどの不純物を管理できる可能性があります。 ただし、アルカリ度に関する問題 (原水のアルカリ度は通常、重炭酸塩、HCO3- の形です) については、さらに議論する価値があります。

HCO3– はボイラーに到達すると、大部分が次の反応を介して CO2 に変換されます。

2HCO3– + 熱 → CO32- + CO2