专利名称：纯水给水锅炉水系统处理方法及处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纯水给水锅炉的水系统处理方法及处理装置，尤其是关于在含有铜系材料的水系统中，使用除氨以外的中性胺作为给水·凝结水用pH调整剂的锅炉水系统处理方法及处理装置。
背景技术：
锅炉水系统的给水pH管理包括在JISB8223(工业标准)规定的管理范围内，根据该规定，将从给水系统取出的水样减压至(一个)大气压，冷却至25℃后，用pH计测定。
另一方面，尤其对产业用的火力发电，提出过这样的方案向给水中加入肼，由于锅炉内的热分解产生氨，通过使得该氨移到凝结水系统中，进行给水·凝结水的pH调节，在该pH管理中，使用pH计同时，使用电导率计测定凝结水的电导率，再换算成pH值，决定肼的添加量。
特公昭63-54438号公报但是，pH计的测定值容易受试样水温度变化的影响，而且，pH计的电极容易被污染，测定值容易受其影响。加之电极本身容易劣化等原因，难以得到正确的pH值。也就是说，用pH计测定pH值，不仅要把握pH计的劣化程度适当地更新，而且，日常还要维护和校正pH计电极，如果不能将试样水温度正确地管理在25℃，难以得到正确的pH值。
另一方面，在产业用自身发电锅炉等中，给水系统和凝结水管道多用铜系材料，因为氨对铜的腐蚀性大，所以，使用除氨以外的中性胺作为给水·凝结水系统的pH调整剂。
在使用该中性胺场合，若想通过上述公知例的电导率的测定管理pH，则中性胺因锅炉系统内的蒸汽温度，其一部分受热分解，产生氨、二氧化碳、有机酸等。其结果，给水的电导率增加，中性胺的加药量高于需要量，存在超过管理标准的可能性。在这种状态下，即使换算成pH值，与上述仅仅含有氨的场合相比，发生不符合pH相对电导率的关系式的问题。
再有，在产业用自身发电锅炉中，所产生的蒸汽除了用于驱动发电用汽轮机之外，还用于工厂生产过程的加热或生产过程中，结果，回收再利用所产生的上述冷凝水占给水中的比例高，由于携带入二氧化碳和有机物等污染物，给水的电导率上升，如同上述，也存在与管理标准不符，或pH相对电导率的关系脱离各中性胺理论曲线的问题。
由于以上理由，迄今为止，在产业用自身发电锅炉中使用中性胺的场合，尚未研究通过测定电导率来管理pH的方法。更未曾对利用电导率的测定结果控制除氨之外的中性胺添加量本身的方法进行研究。
发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的。本发明目的在于，提供一种纯水给水锅炉水系统处理方法及其处理装置，在再使用凝结水的纯水给水锅炉水系统中，不发生管道系统的至少一部分使用的铜系材料腐蚀问题，管理水系统时，添加除氨以外的中性胺，并通过测定给水的电导率决定上述中性胺的添加量。
为了实现上述目的，本发明提出以下方案(1)一种纯水给水锅炉水系统处理方法，给水系统或凝结水系统的至少一部分配管使用铜系材料，凝结水经脱气后再度与补给水一起给水，在该纯水给水锅炉水系统中，添加除氨以外的中性胺，作为给水·凝结水用pH调整剂，其特征在于采样脱气后的一部分给水，测定电导率，根据该测定结果决定上述中性胺的添加量。
(2)在(1)所述的纯水给水锅炉水系统处理方法中，其特征在于所述中性胺是链烷醇胺，吗啉，或脂肪族环胺。能取得显著效果。
(3)在(1)或(2)所述的纯水给水锅炉水系统处理方法中，其特征在于再采样脱气后的一部分给水，通过阳离子交换树脂筒后，测定酸电导率。检测溶解的杂质量，若杂质量达到一定值或以上，将杂质除去到系统外，不会对中性胺的添加量产生影响，进行运转。
(4)一种纯水给水锅炉水系统处理装置，包括锅炉；来自锅炉的蒸汽管道；给水系统，设有冷凝器，包括凝结水回水管道及纯水供应手段的给水槽，脱气手段，用于添加除氨以外的中性胺作为给水·凝结水用pH调整剂的加药装置，流量计；给水系统或凝结水系统的至少一部分配管使用铜系材料，该纯水给水锅炉水系统处理装置特征在于，进一步包括采样脱气后的一部分给水的手段；测定电导率的手段；运算部，根据所测定的电导率决定上述中性胺添加量。
(5)在(4)所述的纯水给水锅炉水系统处理装置中，其特征在于所述中性胺是链烷醇胺，吗啉，或脂肪族环胺。
(6)在(4)或(5)所述的纯水给水锅炉水系统处理装置中，其特征在于进一步包括酸电导率测定手段，使得采样脱气后的一部分给水通过阳离子交换树脂筒后，通过该酸电导率测定手段，以便测定酸电导率。
按照本发明，蒸汽送往工厂生产过程加热用或生产过程用，作为冷凝水被回收的凝结水即使再作为给水使用，通过使用除氨以外的中性胺，能正确测定给水的电导率，相对中性胺的pH对电导率的理论曲线的偏离小，与直接测定pH方法相比，精度高且测定容易。结果，往锅炉水系统中添加能经常保持给水的合适电导率或pH的除氨以外的中性胺量，能使锅炉处于良好的运转状态。而且，电导率计的电极结构简单，不易劣化，耐污染等强，所以，只要不混入明显的杂质，通过温度校正及换算能得到正确的电导率或pH值。
图1为本发明适用的包含一般的产业用自身发电锅炉的水系统说明图。
图2表示本发明的电导率测定方法。
图3表示本发明试验例的结果。
图4表示本发明的水系统处理方法流程图一例。
图中，符号说明如下1锅炉3汽轮机5冷凝器8脱气器11加药装置12冷却器13电导率测定器14氢型阳离子交换树脂筒15酸电导率测定器21运算部具体实施方式
下面，参照附图对本发明的纯水给水锅炉水系统处理方法及处理装置的实施例进行详细说明。在以下实施例中，虽然对构成要素，种类，组合，形状，相对配置等作了各种限定，但是，这些仅仅是例举，本发明并不局限于此。
图1为本发明适用的包含一般的产业用自身发电锅炉的水系统说明图。
图1所示的锅炉水系统包含锅炉1，蒸汽管道2，蒸汽轮机3，工厂生产过程4，冷凝器5，具有纯水补给水添加手段(装置)的给水槽6，凝结水除盐装置(polisher)7，脱气器8，流量计10，给水·凝结水用pH调整剂添加手段(装置)11，节能器9，从冷凝器和工厂生产过程使得凝结水返回给水槽的凝结水回水管道。它还具有如图2所示的给水的电导率测定手段。
由锅炉1产生的蒸汽通过蒸汽管道送往作为载荷的蒸汽轮机3发电。此后，一部分的蒸汽送往工厂的生产过程4侧，作为加热使用或生产过程使用。从蒸汽轮机出来的蒸汽在冷凝器5中成为冷凝水送往给水槽6。另一方面，从工厂生产过程4侧出来的使用后的蒸汽也变成凝结水，在由离子交换树脂构成的凝结水除盐装置中精制后，送往上述同一个给水槽6。
在给水槽6添加纯水作为补给水，根据需要，从所述给水槽6将水(给水)送往脱气器8，在那里将含在给水中的溶解气体分离之后，经由节能器9向上述锅炉1给水。
在这样的产业用自身发电锅炉水系统中，从经济观点角度考虑，给水系统和凝结水系统的至少一部分配管多采用铜系材质。
以往，使用氨作为给水·凝结水用pH调整剂，在这种使用铜系材料的系统中，所述氨对铜系材料的腐蚀性较强，有可能引起腐蚀问题，而难以使用。于是，在本发明中，使用除氨以外的中性胺类。作为这样的中性胺类可以举出环己胺等的脂肪族环胺，单乙醇胺，2-氨基甲基-1-丙醇等的链烷醇胺，吗啉等。
其中，为了使得分解生成物对给水水质影响小，以热稳定性高者为宜，较好的是，例如，吗啉，环己烷，单乙纯胺。
以下参照图2说明本发明中使用的电导率测定方法。
在图1中，从脱气器取出的一部分给水(试样水)先送往冷却器12，冷却至室温(25℃)。接着，再移送至配置有温度计和电导率测定用电极的测定器13，在那里测定温度和电导率。如果温度计的读数不是25℃时，则对电导率进行温度校正。测定后的试样水可以废弃，也可以送回至给水槽。
测定结果得到的信号送往运算部21。
在运算部21，当温度不是25℃时，通过电导率校正手段22对电导率进行温度校正。由于是纯水给水，这样测定出来的给水电导率，主要表示残留在给水中的中性胺的量。
在本发明中，电导率的数据可以直接使用，但如果用JIS等关系将其变换成用pH值表示方便的话，可将电导率数据送往pH变换运算手段23，换算成pH值。
所得到的校正后的电导率数据或换算后的pH数据，如果需要的话，可以用电导率显示手段24或pH值显示手段25表示。根据需要，还可以将这些数据随时间累积作为累积数据记录(图中未示)。
另一方面，所得到的电导率数据或pH数据送往药液排出量运算手段26。在那里，这些数据先与设定值(通常，电导率为2～3μS/cm，pH为9.2～9.3程度)比较，如果低于设定值的话，则为了提高电导率或pH值，应增加中性胺的添加量，与来自图1的流量计10的数据一起计算添加量，信号送往图1的加药装置11，增加中性胺的添加量。
作为这样的加药装置，可以使用能调整泵行程长的类型的加药装置，或能调整阀门开口度类型的加药装置，或能调整马达回转数类型的加药装置等，可以使用任意哪一种。
所得到的数据如果高于设定值，则要减少加药量那样的信号送往加药装置11。较好的是，经常维持这样的进行加药状态。
在本发明中，虽然使用热稳定性高的中性胺是合乎理想的，但随着运作的继续进行，作为中性胺的热分解产物的有机酸也会慢慢累积起来，结果，电导率数据有增大倾向。若这样直接按照给水的电导率数据，则中性胺的添加量增加，给水的电导率或pH值就会超过管理值，因此，最好除去这样的作为杂质的有机酸。
在本发明中，作为其具体手段，进一步测定酸电导率。
即，在图2中，取出一部分冷却后的试样水，送往氢型阳离子交换树脂筒14后，流到检测器(flow cell，流动容器)15，该检测器设有用于测定酸电导率的电极。
作为酸电导率器，可以采用与上述电导率计同样类型的电极。这样得到的酸电导率表示在酸电导率显示手段27。或者也可以采用报警手段28代替显示手段。
酸电导率表示与试样水中的有机酸量成比例的氢离子量，所以，当该值达到设定值，例如0.1μS/cm，则有机酸量增加，对电导率带来影响，因此，通过将一部分锅炉水从锅炉水系统中排出，减少锅炉水中的有机酸含量。
作为减少杂质的方法，除了上述的排放方法外，也可以采用将给水与阴离子交换树脂接触的方法等，也可以采用任何公知的有机酸的去除方法。
实施例以下，列举试验例及实施例，更具体地说明本发明。
试验例采用如图1，图2所示装置，采用环己胺作为中性胺，在再利用凝结水作为给水的纯水给水锅炉水系统中，试验是否能得到pH对电导率的关系式。
所用锅炉是自然循环型锅炉，运行压力为12MPa。常用蒸汽量为70～140吨/小时。
采用令工业水与混床式离子交换树脂接触所得到的纯水作为给水，环己烷对给水的添加量范围为0.4～1.5毫克/升，随给水的电导率和给水量的变动作相应的变动。
引出一部分通过脱气器的给水，作为试样水取出后，冷却至25℃，然后，供给设有带温度计的电导率计的测定器，测定25℃下的电导率。另一方面，用校正完的pH计测定该试样水的pH值。求得上述电导率与pH之间的关系，结果如图3所示。
由上可见，在本发明使用的中性胺中，电导率与pH之间存在一定的关系式。
实施例1将试验例所用的装置直接用来进行试验。因在试验例得到了测量曲线，所以，控制使得脱气器出口处的给水电导率为2.3μS/cm，或换算成pH值为9.2(＝设定值)。
运转持续一个月，每隔3小时测定给水的电导率，若比设定值低，则增加环己烷的添加量。若比设定值高，则减少添加量。
这样，按照本发明方法，锅炉水系统能够毫无问题地运行一个月。
实施例2在实施例1所使用的装置上，设置氢型阳离子交换树脂柱和设有酸电导率计的测定器(流动容器)，让一部分试验水通过。
如上述实施例1那样，运转一个月后，再加上所述装置，再继续运转一个月。
在第40天时，发现给水的电导率有上升倾向，而且酸电导率达到0.1μS/cm，因此，调整锅炉水系统的排放阀的开度，增加排放量。持续6小时后，再测定酸电导率，已低于0.1μS/cm，因而，将排放阀的开度回复至原来状态。其间，给水的电导率可以维持在原来的水平。
根据以上所述可知，本发明的方法是良好的锅炉水系统运转方法。
图4表示本发明的水系统处理方法流程图一例。
在步骤S1，取出试样水，接着，在步骤S2，将该试样水冷却，在步骤S3，测定温度及电导率。
然后，在步骤S4，判断温度是否为25℃，如果温度为25℃(步骤S4的“是”)，则使用所测得的电导率，直接进入步骤S6，如果温度不为25℃(步骤S4的“否”)，则进入步骤S5，对电导率进行校正，然后进入步骤S6。
在步骤S6，将所测得的电导率或经校正的电导率与设定值进行比较。如果该电导率与设定值相等(步骤S7)，则不进行调整，结束处理。
如果该电导率大于设定值(步骤S8)，则进入步骤S9，减少加药量。如果该电导率小于设定值(步骤S10)，则进入步骤S11，增加加药量。
上面参照
了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种纯水给水锅炉水系统处理方法，给水系统或凝结水系统的至少一部分配管使用铜系材料，凝结水经脱气后再度与补给水一起给水，在该纯水给水锅炉水系统中，添加除氨以外的中性胺，作为给水·凝结水用pH调整剂，其特征在于采样脱气后的一部分给水，测定电导率，根据该测定结果决定上述中性胺的添加量。
2.如权利要求1所述的纯水给水锅炉水系统处理方法，其特征在于所述中性胺是链烷醇胺，吗啉，或脂肪族环胺。
3.如权利要求1或2所述的纯水给水锅炉水系统处理方法，其特征在于再采样脱气后的一部分给水，通过阳离子交换树脂柱后，测定酸电导率。
4.一种纯水给水锅炉水系统处理装置，包括锅炉；来自锅炉的蒸汽管道；给水系统，设有冷凝器，包括凝结水回水管道及纯水供应手段的给水槽，脱气手段，用于添加除氨以外的中性胺作为给水·凝结水用pH调整剂的加药装置，流量计；给水系统或凝结水系统的至少一部分配管使用铜系材料，该纯水给水锅炉水系统处理装置特征在于，进一步包括采样脱气后的一部分给水的手段；测定电导率的手段；运算部，根据所测定的电导率决定上述中性胺添加量。
5.如权利要求4所述的纯水给水锅炉水系统处理装置，其特征在于所述中性胺是链烷醇胺，吗啉，或脂肪族环胺。
6.如权利要求4或5所述的纯水给水锅炉水系统处理装置，其特征在于进一步包括酸电导率测定手段，使得采样脱气后的一部分给水通过阳离子交换树脂筒后，通过该酸电导率测定手段，以便测定酸电导率。
全文摘要
本发明涉及纯水给水锅炉的水系统处理方法及处理装置，在给水系统或凝结水系统的配管使用铜系材料，凝结水经脱气后再与补给水一起给水，在该纯水给水锅炉水系统中，使用除氨以外的中性胺作为不腐蚀铜材的给水·凝结水用pH调整剂，当决定添加量时，可以不使用pH计进行管理。通过测定脱气后的给水的电导率，将其值直接或者换算成pH值，通过与设定值相比，增加或减少中性胺的添加量，能无腐蚀地运行锅炉水系统。
文档编号F24H9/00GK101045572SQ20071008846
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月27日 优先权日2006年3月31日
发明者佐藤隆敏, 高桥淳一 申请人:栗田工业株式会社