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ボイラー水ではどのような項目を分析すべきでしょうか。また、各分析項目の基準値はいくらですか?
過熱蒸気、飽和蒸気:SiO2(≤20μg/L)、電気伝導度(≤10μs/cm)
ボイラー給水:pH(9~11)、Cl-(≤4mg/L)、PO43-(5~15 mg/L)、SiO2(≤2.0mg/L)、総アルカリ度(≤3.0mmol/L)、フェノールフタレインアルカリ度(≥0.1 mmol/L)
ボイラー用水:pH(8.5~9.2)、溶存酸素(≤15μg/L)、電気伝導度(≤10μs/cm)、総アルカリ度(≤3.0mmol/L)
ボイラーの水分にはいくつかの種類があり、また、異なる圧力レベルや蒸発量を持つボイラーでは具体的な指標も異なります。具体的な指標については、国の規格や電力業界の規格を参照してください(電力業界の規格ではDLが規格コードとして使われます)。さらに、ドラムボイラーと直流ボイラーにも違いがあります。
ボイラー給水(脱酸水):硬度、ナトリウムイオン、シリコン、pH、導電率、微量溶存酸素、ジアゾ
蒸気凝縮液:pH、導電率、TOC、ナトリウム、シリコン
ボイラー水:pH、リン酸根、シリコン、pH、溶存酸素、全鉄分、アルカリ度
ボイラー排出水:pH、リン酸根、シリコン、全鉄分、濁度、アルカリ度
蒸気の品質:pH、導電率、ナトリウム、TOC
参考値です。
(1)懸濁物とは、ろ過によって分離された、水に溶けない固体混合物の含有量を指す。懸濁物の含有量が多いほど、水はより濁る。小型工業ボイラーの場合、澄んだ水道水を水源として使用するならば、運転中に懸濁物質の含有量を測定する必要はない。 (2)総硬度は、通常、水中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンの合計量を指し、ボイラーのスケール発生を防ぐための非常に重要な指標です。ボイラーにとって、水中の硬度が低いほどスケールの発生を防ぐのに有利です。 (3)総アルカリ度とは、水中で水素イオンを受け入れることができる物質の含有量を指す。アルカリ性物質は硬度物質と反応して緩いスラグを生成し、これを排水によって除去することができるため、ボイラーのスケール発生を防ぐことができる。そのため、工業用ボイラーの給水は一定のアルカリ度を保つ必要がある。しかし、ボイラー水のアルカリ度が高すぎると蒸気の品質に影響を与えやすく、時にはアルカリ腐食を引き起こすこともあるため、ボイラー水のアルカリ度は一定の範囲内に保つ必要がある。 (4)pH値とは、水素イオン濃度の負対数であり、溶液の酸性または塩基性を示す指標です。pH値の範囲は0~14で、pH=7のときが中性、pH>7のときがアルカリ性です。通常、ボイラーの水質は一定のアルカリ性を保つことが求められ、これによって腐食やスケールの発生を防ぐことができる。 (5)溶存酸素とは、水中に溶けている酸素の量を指す。水中の溶存酸素はボイラー設備や給水配管の腐食を引き起こしやすいため、できるだけ除去するべきです。 (6) 溶存固形分、電気伝導度、塩化物イオン 溶存固形分は蒸発残渣とも呼ばれ、水中の総塩分含有量を近似して表すことができる。ボイラー水の固体含有量の変化は、その濃縮度を直接的に反映している。この含有量が過剰になると、蒸気に多量の水分が混入しやすくなり、蒸気の品質が悪化する。深刻な場合には汽水共腾が発生するため、適切な排液によってその含有量をコントロールする必要がある。溶解固形物の測定は煩雑で時間がかかるため、一般的なボイラーの運用では、測定が簡便な電気伝導度や塩化物イオンを代用として用いられる。しかし、これらの値の比率関係は試験によって確定し、定期的に校正する必要がある。 (7)SO32-(亜硫酸根)この項目は、亜硫酸ナトリウムを使用して脱酸するボイラーのために設けられており、亜硫酸ナトリウムを添加しないボイラー水には亜硫酸根は存在しない。 (8)PO43-(リン酸根) リン酸根は残留硬度を除去し、スケールの発生を防ぎ、金属表面にリン酸鉄の保護膜を形成して腐食を遅らせるため、鍋の中にはよくリン酸塩系の処理剤が加えられます。リン酸根を監視することで、リン酸塩の添加量をより適切に制御できる。 (9) 相対アルカリ度とは、ボイラー水に含まれる遊離水酸化ナトリウムの量と、溶解している固体物質の量との比率を指す。これは、ボイラーの拡張溶接部やリベット接合部に苛性脆化が生じるのを防ぐための指標です。全溶接式ボイラーの場合、一般的にアルカリ脆化は発生しないため、この項目を管理する必要はありません。 (10)油分含有量 天然水には通常油分が含まれていないため、普段は測定する必要はない。しかし、水源水が油で汚染された場合は、ボイラー給水として使用できるかを判断するために油分含有量を測定しなければならない。 (11)鉄含有量とは、水中に含まれる全鉄イオンの量を指す。これは2001年の水質基準の改訂時に、燃料・ガスボイラーの給水に新たに設けられた管理指標です。これは主に、通常の燃料・ガスボイラーの加熱面における熱負荷が高く、給水の鉄分含有量が多い場合、ボイラー内に酸化鉄スケールが付着しやすくなり、堆積物の下で腐食が起こるためです。