JPS5933838B2 - ボイラ・熱交換器等の付着物除去法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 “本発明は、ボイラ・熱交換器等の付着物除去法に関す
るもので、特殊な洗浄液を使用することによって従来こ
の種の除去法の有する欠点を解決した付着物除去法の改
良に関する。

火力プラント、その他蒸気発生プラントのボイラ・熱交
換器等の外面には燃焼ガスの付着灰による汚れが生じる
。

特に大型の舶用ボイラ過熱器管外面は、燃料油の粗悪化
に伴い付着灰による汚れが激しく、過熱器ガス通路の閉
塞、管材支持金具の高温腐食等の問題が生じているので
、従来は一般に過熱器管外面の付着物は第１表に示す水
洗法で除去している。

第１図は、この水洗系統をボイラの概要と共に示したも
ので、１はバーナ、２は火炉水冷壁、３は過熱器、４は
蒸発管、５は蒸気ドラム、６は水ドラム、７は節炭器で
ある。

第１図において、洗浄系統は、１００〜１２０ゆ／ｄの
高圧ジェット洗浄系統と、３〜５ ｋｇ／ｃｎｔの清水
スプレー洗浄系統の２系統が使えるようになっている。

ジェット洗浄系統では、上甲板に設置されたタンク８中
の洗浄用清水が弁９を通ってポンプ１０から高圧でホー
ス１１に送水され、高圧ホースの先端に取付けられたジ
ェット洗浄ノズル１２から過熱器３に噴射され、高圧ジ
ェット洗浄で付着物を除去する。

一方低圧の清水スプレー洗浄系統では、清水がポンプ１
０から低圧のままホース１３に送水され、ホース先端に
取付けられたスプレーノズル１４から過熱器３に噴霧さ
れ付着物を湿潤、軟化する。

また、これらの２系統の洗浄廃液は火炉のドレン抜きか
らホース１５を経て船外タンク１６に溜められる。

これら２系統による洗浄法は、第１表に示すように第■
工程としてジェット洗浄系統を用いて第１回のジェット
洗浄を行ない、煤状ならびに軟質付着物を除去し、第■
工程ではスプレー洗浄系統で清水スプレー洗浄を行ない
、残存付着物を湿潤、軟化させ、第１■工程では湿潤、
軟化した付着物を第２回のジェット洗浄で除去する。

また第■〜■工程で除去されなかった付着物は第■工程
でエアハンマー、たがね等の手工具を用いて除去される
。

このように操作する従来法では次のような欠点があった
。

１）蒸気温度が約４００℃以下の過熱器管外面付着物は
軟質ポーラスでＮａ２ＳＯ４が主成分であるものが多い
ため、従来の水洗法のみでも長時間洗浄を行なえば除去
できる。

しかし、約４００℃以上の高温部付着成分はＶ、Ｆｅ、
Ｎｉ系化合物が多く緻密な堆積層となるため、従来法で
は長時間洗浄を行なっても付着物は殆んど除去できない
。

そのため第■工程で残存付着物をエアハンマー、たがね
等の手工具で除去しており多くの工数を必要としている
。

２）従来法は、特に第■工程の清水スプレー洗浄に長時
間を要しているので廃液量が多くなり、これらの廃液は
付着物中のＳ、ｖ等の化合物の溶解によりｐＨ２〜５程
度の弱酸性で汚濁物質が含まれており、中和後沈降分離
等の処理を必要とするが廃液処理量が多いためコスト高
となる。

３）火炉内でエアハンマー、たがね等の手工具による作
業を行なうことは、粉塵の発生、換気不良等の問題があ
り、作業員の健康面と管外面に傷が付くので保守の点か
ら好ましくない。

本発明者等は、上記従来法の欠点を解消するため数多く
の実験研究を重ねた結果、上記従来法の第■工程である
清水スプレー洗浄の代りに、特定組成の薬液を含む洗浄
液によるスプレーを行なうことによって、湿潤、軟化、
除去の困難な付着物を短時間で溶解、粉末化しうろこと
、そのために上記従来法の第■工程のようなエアハンマ
ー、たがね等の使用を不必要にならしめ、且つ発生廃液
の量を低減しうろことを確認した。

本発明は上記の知見に基いて完成されたもので、ボイラ
・熱交換器等の伝熱面に対し、まず高圧水によるジェッ
ト洗浄を行なって煤状付着物や軟質付着物を除去し、つ
いで上記伝熱面に残存する付着物に対し、過酸化水素、
硝酸アンモニウムを含む洗浄液をスプレーして付着物を
溶解あるいは粉末、細片化させたのち、さらに高圧水に
よるジェット洗浄を行ない粉末、細片化した残存付着物
を除去することを特徴とするボイラ・熱交換器等の付着
物除去法を要旨とするものである。

本発明は火力プラントおよび化学プラント等のボイラ・
熱交換器等の付着物の洗浄法に適用しうる。

以下、更に本発明の洗浄液の組成並びにその洗浄液の使
用温度について詳述する。

１）洗浄液の配合と濃度範囲 、− 付着物除去用化学洗浄液としては、過酸化水素、硝酸ア
ンモニウムの２種を併用できるように調合する。

また濃度は過酸化水素０．５〜１０係、硝酸アンモニウ
ム１〜１０係を含むようにする。

これ以下の濃度では洗浄に長時間を必要とし作業面から
実用的でない。

一方、各々１０係以上含有しても付着物の溶解、粉末化
に顕著な効果が得られないので経済性から好ましくない
。

２）使用温度２０〜４００Ｇ 温度が高くなると付着物の溶解、粉末化の反応は速くな
る反面鉄鋼面の腐食が大きくなり、加温用の熱源を必要
とする上、発生蒸気により作業性が悪くなる等の問題が
生じるので、２００Ｃ以上〜４０℃以下が好ましい。

次に、本発明において使用する洗浄液の作用について説
明する。

付着物の成分はＮａ、Ｓ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ等でその化合
状態は水溶性付着物ではその主成分がＮａ２５Ｏい水に
溶は難い付着物では主成分がＮａ １０ Ｖ２４０６４
、Ｎａ２Ｏ’Ｖ２Ｏ４”Ｖ２Ｏ５、Ｎａｏ、３３ｖ２
ｏ５、ＮａＶ６Ｏ１３等のＮａ−Ｖ−０未化合物で、Ｆ
ｅ。

Ｎｉ系化合物の割合も水溶性付着物の場合より多い。

本発明において用いる過酸化水素、硝酸アンモニウムか
らなる洗浄液の上記付着物に対する溶解および粉末化作
用は次のように考えられる。

過酸化水素は付着物を最大の酸化状態まで強力に酸化す
る一方、付着物の表面で酸素を盛んに発生しながら分解
する。

この過程で付着物は酸化による体積変化と付着物表面で
発生する酸素のガス圧によって付着物が分解、粉末化し
、また殆んどの付着物は程度の差はあっても水溶性成分
が幾分かは含まれているので、これらの結果として液が
逐次浸透し、付着物は洗浄、除去されてゆく。

また、硝酸アンモニウムは酸性塩で水溶液をｐＨ４〜５
の弱酸性にするが、これらの塩のみの水溶液では付着物
に対する溶解作用は殆んどない。

しかし、強い酸化剤である過酸化水素の共存下では、こ
れらの酸性塩が対応する酸として、付着物中のＮａ−Ｖ
−Ｏ系化合物やＦｅ、Ｎｉ等の酸化物に作用し、付着物
の溶解が進むと共に、前述の過酸化水素単独の付着物に
対する分解、粉末化作用とあいまって付着物は溶解、粉
末化し除去されるものと考えられる。

この結果、本発明によれば以下のような効果を奏するこ
とができる。

■）過酸化水素、硝酸アンモニウムを含む水溶液を用い
て付着物を少ない液量で短時間に溶解、粉末化させるこ
とが可能である。

２）従って、本発明の洗浄液で洗浄後の残存付着物は粉
末、細片化されているから、高圧水洗浄で容易に除去可
能であり、作業時間が大幅に短縮されると共に工数も低
減できる。

３）洗浄廃液量が少ないので、中和、沈降、分離等の廃
液処理コストが安くてすむ。

４）換気の悪い粉塵の発生する炉内でハンマー、たがね
等による手工具作業をしないで済むので、作業者の安全
衛生面から好ましく、また被洗浄面に傷も生じない。

第２図に、本発明方法で使用する化学洗浄液を用いた化
学洗浄系統を示す。

第２図において、１〜７はボイラ構成機器を８〜１２は
高圧水によるジェット洗浄系統を、１５〜１６は洗浄廃
液ラインを示しており、これらは前記した第１図の場合
と同じであるが、第２図では従来法の清水スプレー洗浄
系統に代え、本発明の化学洗浄液スプレー洗浄系統が設
置されている。

即ち、本発明の化学洗浄液はタンク１７から弁１８を経
て低圧ポンプ１９からホース２０に送られ、過熱器３の
ガス側と内側に導かれ、その上部のヘッダ２１に取付け
られたスプレーノズル２２から過熱器３に噴霧され、付
着物を短時間に溶解、粉末、細片化する。

また破線で示した部分は本発明の化学洗浄液の有効利用
を計るため、該洗浄液を循環させる場合に使用するもの
で、２３は濃厚洗浄液の注入ライン、２４は洗浄液の回
収ラインである。

次に、本発明の実験例および実施例をあげる。

実験例 １ 第２表は本発明方法で使用する化学洗浄液の溶解試験結
果の例を水の溶解試験結果と併せて示したものである。

試験方法は舶用ボイラ過熱器管外面付着物の塊り２．０
〜２．２Ｊを精秤して、１２メツシユの網目を有するポ
リエチレンネットに入れ、液量１００ｍ１を入れたビー
カー中に浸漬する。

室温で５時間静置後、ポリエチレンネットに残った付着
物を１１０℃で乾燥させ、試験前後の重量差から溶解量
を求めた。

第２表かられかる通り本発明方法で使用する化学洗浄液
で付着物Ａ−Ｃは８５〜９９チ溶解された。

また水での溶解量が１０係以下の難溶性付着物り、Ｅで
も２８〜４０係が溶解し、ポリエチレンネットに残った
付着物はかなりもろくなっているので、高圧水で洗浄す
れば容易に細片化、除去できる。

実験例 ２ 第３表は本発明方法で使用する化学洗浄液の濃度を変え
て溶解率の変化を調べた実験例である。

過酸化水素０．５係、硝酸アンモニウム１％の場合、溶
解率は付着物Ｂで５４％、付着物Ｅで２３係であるが、
ポリエチレンネットに残った付着物はいずれも酸化や割
れでもろくなっているから、本発明方法の化学洗浄後に
高圧水で洗浄すればほぼ除去できる。

しかし、これ以下の濃度では溶解率が悪く、化学洗浄時
間を長く必要とするので実用的でない。

また過酸化水素１０係、硝酸アンモニウム１０チ以上含
有しても顕著な効果は認められないから、これ以上の濃
度は経済面から好ましくない 実施例 第４表は従来法の清水スプレー洗浄に代え、本発明にお
ける化学洗浄液でスプレー洗浄した場合の付着物除去工
程を示している。

第１表に示した従来法では第■工程の清水スプレー洗浄
に１０〜７０時間を要し、廃液量は２０〜２００ｍであ
ったが、本発明方法の化学洗浄液でスプレー洗浄を行な
えば、洗浄時間は５時間、廃液量は１過式でも１０ｍ°
で済み、循環式にすれば更に減少できる。

また、本発明の化学洗浄液のスプレー洗浄で付着物は殆
んど溶解、粉末化されるので、従来法で行なっていた第
１表の第■工程の残存付着物除去作業は不要になった。

結局、本発明の洗浄方法によって、廃液量は従来法の１
／２〜１／４０となり、所要日数は従来法の３〜７日か
ら１日こ低減された。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法による水洗系統をボイラの概要と共に示
した説明図、第２図は本発明による化学洗浄系統を同じ
くボイラの概要と共に示した説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボイラ・熱交換器等の伝熱面に対し、まず高圧水に
   よるジェット洗浄を行なって煤状付着物や軟質付着物を
   除去し、ついで上記伝熱面に残存する付着物に対し、過
   酸化水素、硝酸アンモニウムを含む洗浄液をスプレーし
   て付着物を溶解あるいは粉末、細片化させたのち、さら
   に高圧水によるジェット洗浄を行ない粉末、細片化した
   残存付着物を除去することを特徴とするボイラ・熱交換
   器等の付着物除去法。