蒸汽鍋爐的運轉方法
【專利摘要】本發(fā)明的蒸汽鍋爐的運轉方法為在抑制蒸汽鍋爐中的水垢生成的同時，將鍋爐水的化學需氧量抑制為排放水的環(huán)境標準之一即不大于30mg/L。將利用軟水裝置（52)將硬度控制為不大于5mgCaC03/L的供水通過供水通路（41)供應到蒸汽鍋爐（20)，并且從排放通路（26)適當廢棄部分鍋爐水，同時在蒸汽鍋爐（20)中加熱鍋爐水，生成蒸汽。而且，自藥劑供應裝置（60)對供水供應含有堿金屬硅酸鹽、堿金屬氫氧化物以及作為水垢抑制劑的乙二胺四乙酸的藥劑水溶液，使水垢抑制劑的濃度為供水的硬度的至少1.5摩爾當量倍。鍋爐水通過對來自排放通路（26)的鍋爐水的廢棄加以控制，將濃縮彳首率控制為水垢抑制劑的濃度不大于40mgEDTA/L的程度。
【專利說明】蒸汽鍋爐的運轉方法
[0001] 本申請是分案申請，其母案申請的申請?zhí)枺?01110064753. 5,申請日：2011. 3. 14， 發(fā)明名稱：蒸汽鍋爐的運轉方法

【技術領域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種蒸汽鍋爐的運轉方法，特別是通過加熱鍋爐水生成蒸汽的蒸汽鍋 爐的運轉方法。

【背景技術】
[0003] 向熱交換器等負載裝置供應蒸汽的一般的蒸汽鍋爐裝置具有向蒸汽鍋爐供水的 裝置。蒸汽鍋爐通過將來自供水裝置的供水作為鍋爐水進行加熱從而生成蒸汽，并且通過 蒸汽通路將該蒸汽供應給負載裝置。此處供應的供水通常是指利用軟水裝置對自來水、工 業(yè)用水或地下水等生水加以處理，除去硬度成分的軟化水。因此，蒸汽鍋爐能夠在用于加熱 鍋爐水的傳熱管等處抑制會阻礙熱傳導的水垢的生成，實現(xiàn)長期的節(jié)約型的運轉。
[0004] 另外，由于供水中含有溶解氧以及氯離子或硫酸根離子等腐蝕性離子，而且鍋爐 水的pH值不在適當范圍（JIS B8223的低壓鍋爐標準為11?11. 8)內，特別是低于適當范 圍，所以鍋爐水會對蒸汽鍋爐的傳熱管等造成腐蝕，發(fā)生開孔等問題。因此，在蒸汽鍋爐裝 置的運轉中會在供水中添加防蝕劑，抑制對傳熱管等的腐蝕。作為防蝕劑，通常會并用對因 溶解氧和腐蝕性離子造成的腐蝕具有抑制作用的被膜形成劑與PH值調節(jié)劑，例如提出了 一種復合防蝕劑，其含有將作為被膜形成劑的堿金屬硅酸鹽和作為PH值調節(jié)劑的堿金屬 氫氧化物混合而成的水溶液（專利文獻1)。由于供水中添加了該復合防蝕劑，鍋爐水中不 含有機化合物，因此無需考慮化學需氧量（COD)的排放規(guī)定，在廢棄時能夠不對環(huán)境系統(tǒng) 造成破壞。
[0005] 并且，蒸汽鍋爐裝置中使用的軟水裝置雖然可以通過使用陽離子交換樹脂的離子 交換除去生水中的硬度成分（鎂離子和鈣離子），但不能除去生水中含有的二氧化硅。雖然 已知生水中含有的二氧化硅自身難以生成水垢，但其容易與硬度成分結合而形成不溶于水 的鹽，從而生成水垢。因此，在向供水供應的硬度成分因軟水裝置的故障發(fā)生微量泄漏時， 蒸汽鍋爐中可能會生成以二氧化硅為主要原因的水垢。
[0006] 因此，為了解決軟水裝置中硬度成分的泄漏問題，通常會在向蒸汽鍋爐供應的供 水中添加防蝕劑的同時還添加能夠通過使硬度成分螯合而抑制水垢生成的水垢抑制劑，已 知該水垢抑制劑一般為乙二胺四乙酸或其堿金屬鹽。
[0007] 此處，乙二胺四乙酸及其堿金屬鹽是有機化合物，由于其會提高鍋爐水的C0D， 因此在該供水中的添加量中優(yōu)選設定為必要的最小限度。這是由于已知在乙二胺四乙酸 或其堿金屬鹽與硬度成分的絡合物中乙二胺四乙酸或其堿金屬鹽與硬度成分的摩爾比為 1 : 1(非專利文獻1)，根據(jù)該理論，乙二胺四乙酸或其堿金屬鹽的添加量可優(yōu)選設定為假 設因自軟水裝置的泄漏造成供水中含有多價金屬離子時，與多價金屬離子的當量相同或略 高于當量的量。
[0008] 但是，即使如此設定乙二胺四乙酸或其堿金屬鹽的添加量，實際上還是會在蒸汽 鍋爐中生成水垢。
[0009] 現(xiàn)有技術文獻
[0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻1 :日本專利特開2003-160886號公報、權利要求書以及段落0012
[0012] 非專利文獻
[0013] 非專利文獻 1 :Inc. Betz Laboratories，Betz Handbook of Industrial Water Conditioning,8th Ed. (1980)


【發(fā)明內容】

[0014] 發(fā)明目的
[0015] 本發(fā)明的目的是，抑制蒸汽鍋爐中的水垢的生成的同時，將鍋爐水的化學需氧量 抑制為水污染防治法以及各自治體更嚴格的標準中規(guī)定的排水的環(huán)境標準之一即不大于 30mg/L。
[0016] 技術方案
[0017] 本發(fā)明涉及一種通過加熱鍋爐水生成蒸汽的蒸汽鍋爐的運轉方法，該運轉方法包 括：將用作鍋爐水的、硬度不大于5mg CaCO3/!的供水供應到蒸汽鍋爐，并且適當廢棄部分 鍋爐水，同時在蒸汽鍋爐中加熱鍋爐水的工序，以及向供水中供應含有堿金屬硅酸鹽、堿金 屬氫氧化物以及乙二胺四乙酸及其堿金屬鹽中至少1種水垢抑制劑的藥劑水溶液，使水垢 抑制劑的濃度至少為供水的硬度的1. 5摩爾當量倍的工序，其中，蒸汽鍋爐中的鍋爐水的 濃縮倍率設定為使鍋爐水中的水垢抑制劑的濃度不大于40mg EDTA/L。
[0018] 該運轉方法中使用的供水通常為使用陽離子交換樹脂對自來水、工業(yè)用水或地下 水進行了處理的軟化水。此外，堿金屬硅酸鹽是例如硅酸和二氧化硅中的至少1種與堿金 屬氫氧化物的反應生成物。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 本發(fā)明的蒸汽鍋爐的運轉方法中，使用了含有水垢抑制劑的特定物質作為藥劑水 溶液，而且以供水中的水垢抑制劑的濃度為標準控制藥劑水溶液在供水中的添加量，并且 將鍋爐水的濃縮倍率控制為水垢抑制劑的濃度不大于規(guī)定值，因此能夠在抑制蒸汽鍋爐中 的水垢生成的同時，將鍋爐水的化學需氧量控制為水污染防治法以及各自治體的嚴格標準 中規(guī)定的排水的環(huán)境標準之一即不大于30mg/L。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是可實施本發(fā)明的運轉方法的蒸汽鍋爐裝置的一實施方式的概略圖。
[0022] 圖2是所述蒸汽鍋爐裝置中使用的蒸汽鍋爐的部分剖面概略圖。
[0023] 圖3是實驗例中使用的模擬蒸汽鍋爐裝置的概略圖。
[0024] 圖4是所述模擬蒸汽鍋爐裝置中使用的模擬蒸汽鍋爐的剖面概略圖。
[0025] 圖5是依據(jù)實驗例的結果制作的表示鍋爐水的EDTA換算濃度與硬度的溶解度上 升部分的關系的圖。

【具體實施方式】
[0026] 參照圖1說明可實施本發(fā)明的運轉方法的蒸汽鍋爐裝置的一種實施方式。圖1中， 蒸汽鍋爐裝置1是向熱交換器、蒸汽鍋、再沸器或者壓熱器等使用蒸汽設備即負載裝置2供 應蒸汽的裝置，主要具有供水裝置10、蒸汽鍋爐20、冷凝水配管30、藥劑供應裝置60以及控 制裝置70。
[0027] 供水裝置10是在蒸汽鍋爐20中供應用作鍋爐水的供水裝置，主要具有用來貯存 供水的供水槽40、以及將用作供水的補給水供應給供水槽的補給通路50。供水槽40具有 從其底部向蒸汽鍋爐20延伸的供水通路41。供水通路41與蒸汽鍋爐20連接，具有供水泵 42,其將貯存在供水槽40內的供水送出到蒸汽鍋爐20,以及傳感器43,其用來測定供水中 的硬度。
[0028] 補給通路50具有注水通路51。該注水通路51將補給水從貯存著來自自來水、工 業(yè)用水或者地下水等水源的生水的生水槽（未圖示）供應給供水槽40,在朝向供水槽40的 方向上依序設有軟水裝置52和除氧裝置53。
[0029] 軟水裝置52利用鈉型陽離子交換樹脂對來自生水槽的補給水加以處理，將補給 水中含有的硬度成分即鈣離子和鎂離子置換為鈉離子，從而轉換為軟化水。
[0030] 除氧裝置53用于除去在軟水裝置52中經(jīng)過處理的補給水中的溶解氧，通?？墒?用多種類型，例如使用分離膜除去溶解氧的類型、在減壓環(huán)境下除去處理水中的溶解氧的 類型、或者加熱處理水除去溶解氧的類型等。
[0031] 蒸汽鍋爐20是直通鍋爐，如圖2所示，主要具有可貯存來自供水通路41的供水的 環(huán)狀的貯存部21、自貯存部21堅起的多根傳熱管22(圖2中僅顯示其中的兩根）、設置在 傳熱管22的上端部的環(huán)狀頂蓋23、自頂蓋23向負載裝置2延伸的蒸汽供應配管24、燃燒 器等燃燒裝置25以及排放通路26。
[0032] 傳熱管22由非鈍化金屬制成。非鈍化金屬是指在中性水溶液中不會自然鈍化的 金屬，通常是指除了不銹鋼、鈦、鋁、鉻、鎳以及鋯等的金屬。具體為碳素鋼、鑄鐵、銅以及銅 合金等。另外，碳素鋼即使在中性水溶液中，有時也會在存在高濃度的鉻酸離子的狀態(tài)下發(fā) 生鈍化，但該鈍化是因鉻酸離子的影響而造成的，很難說是在中性水溶液中的自然鈍化。因 此，碳素鋼也屬于此處的非鈍化金屬的范疇。另外，銅以及銅合金在電化序（emf series) 中處于高位，雖然通常認為是難以因水分的影響發(fā)生腐蝕的金屬，但并非在中性水溶液中 會自然鈍化的金屬，因此屬于非鈍化金屬的范疇。
[0033] 燃燒裝置25自頂蓋23側向貯存部21方向放射燃氣，并且加熱傳熱管22。排放通 路26具有控制閥27,可通過控制閥27的開閉廢棄部分鍋爐水。
[0034] 冷凝水配管30自負載裝置2向供水槽40延伸，具有蒸汽疏水閥31。蒸汽疏水閥 31用來分離蒸汽和冷凝水。冷凝水配管30通常優(yōu)選配置在供水槽40的底部附近，使頂端 部配置在供水內，以免空氣卷入貯存在供水槽40內的供水中。冷凝水配管30與蒸汽鍋爐 20的傳熱管22相同，由非鈍化金屬制成。
[0035] 藥劑供應裝置60將藥劑供應到從供水槽40供應到蒸汽鍋爐20的供水中。藥劑 供應裝置60具有貯存藥劑的藥劑槽61、自藥劑槽61向供水通路41延伸的供應通路62以 及設置在供應通路62的供應泵63。供應泵63通過供應通路62將貯存在藥劑槽61的藥劑 送出到供水通路41，并且能夠控制流量。
[0036] 控制裝置70主要用于控制藥劑供應裝置60的供應泵63和排放通路26的控制閥 27,設定為在其輸入側輸入傳感器43中測定的供水的硬度信息等并自其輸出側輸出對于 供應泵63和控制閥27等的動作指令。
[0037] 貯存在藥劑供應裝置60的藥劑槽61的藥劑用于抑制蒸汽鍋爐20中的腐蝕和水 垢生成，特別是抑制傳熱管22中的腐蝕和水垢生成，其是將堿金屬硅酸鹽、堿金屬氫氧化 物以及水垢抑制劑溶解于蒸餾水等純化水中的水溶液。
[0038] 該藥劑水溶液中使用的堿金屬硅酸鹽是用化學式M2O · nSi02表示的化合物，式中 的M表示堿金屬（通常為鉀或鈉），η表示從0. 5到4的數(shù)值。堿金屬硅酸鹽在蒸汽鍋爐20 中于鍋爐水的接觸面特別是傳熱管22的內面形成被膜，通過該被膜可抑制傳熱管22的腐 蝕。
[0039] 作為此處使用的堿金屬硅酸鹽的例子，可列舉偏硅酸鈉（式中的M為鈉且η為1)、 正娃酸鈉（式中的M為鈉且η為0. 5)以及聚娃酸鈉（式中的M為鈉且η為2?3)等娃酸 鈉以及偏娃酸鉀（式中的M為鉀且η為1)、正娃酸鉀（式中的M為鉀且η為0. 5)以及聚 硅酸鉀（式中的M為鉀且η為2?3)等硅酸鉀。堿金屬硅酸鹽也可并用不少于2種。此 夕卜，堿金屬硅酸鹽可通過將硅酸和二氧化硅中的至少1種與堿金屬氫氧化物溶解在藥劑水 溶液中并使其反應的方法配制而成。為此而使用的硅酸通常為偏硅酸或正硅酸等。此外， 堿金屬氫氧化物通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀等。此時，也可以通過組合硅酸、二氧化硅以及 堿金屬氫氧化物中的數(shù)種，配制成不少于2種的堿金屬硅酸鹽。
[0040] 考慮到堿金屬硅酸鹽的溶解度、藥劑水溶液的粘度以及在供水中稀釋的藥劑水溶 液的防蝕效果等，藥劑水溶液中的堿金屬硅酸鹽的濃度通常優(yōu)選設定為〇. 01?60重量％， 更優(yōu)選設定為〇. 1?55重量％。
[0041] 藥劑水溶液中使用的堿金屬氫氧化物通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀。該堿金屬氫氧 化物通過將鍋爐水的PH值向堿性側調整，從而抑制蒸汽鍋爐20特別是該傳熱管22的腐 蝕。考慮到在供水中稀釋的藥劑水溶液的PH值上升效果等，藥劑水溶液中的堿金屬氫氧化 物的濃度通常優(yōu)選設定為〇. 1?30重量％，更優(yōu)選設定為1?10重量％。另外，通過硅酸 或二氧化硅與堿金屬氫氧化物的反應配制用于藥劑水溶液中的堿金屬硅酸鹽時，堿金屬氫 氧化物的上述濃度不包括用于該配制的堿金屬氫氧化物部分。
[0042] 藥劑水溶液中使用的水垢抑制劑是乙二胺四乙酸（EDTA)及其堿金屬鹽中的至少 1種。該水垢抑制劑可通過使供水中含有的硬度成分螯合，維持硬度成分溶解于鍋爐水的狀 態(tài)，從而能夠在蒸汽鍋爐20的傳熱管22中抑制水垢的生成。
[0043] 作為水垢抑制劑使用的乙二胺四乙酸的堿金屬鹽為乙二胺四乙酸的4個羧基中 的至少1個形成堿金屬鹽，而且形成該鹽的堿金屬通常為鈉或鉀。作為乙二胺四乙酸的堿 金屬鹽，可列舉例如乙二胺四乙酸-2鈉鹽、乙二胺四乙酸-4鈉鹽、乙二胺四乙酸-2鉀鹽以 及乙二胺四乙酸-4鉀鹽。
[0044] 考慮到與供水中的硬度相對應的摩爾當量比和藥劑水溶液的供應量等，藥劑水溶 液中的水垢抑制劑的濃度通常優(yōu)選設定為〇. 1?50重量％，更優(yōu)選設定為1?30重量％。
[0045] 以下說明上述蒸汽鍋爐裝置1的運轉方法。
[0046] 蒸汽鍋爐裝置1的運轉中首先通過注水通路51將補給水從生水槽供應到供水槽 40,將該補給水作為鍋爐供水貯存在供水槽40中。
[0047] 此時來自生水槽的補給水首先在軟水裝置52中經(jīng)過處理，除去硬度成分，從而轉 化為軟化水。其結果是，補給水的硬度通常調整為不大于5mg CaC03/L，特別是不大于Img CaC03/L的微量。軟水裝置52中轉化為軟化水的補給水接著會在除氧裝置53中進行除氧 處理。從而，補給水除去會在蒸汽鍋爐20中促進傳熱管22等的腐蝕的溶解氧。以上處理 的結果是，經(jīng)過除氧處理的硬度不大于5mg CaC03/L,特別是不大于Img CaC03/L的軟化水 將作為向蒸汽鍋爐20供應的供水貯存在供水槽40中。
[0048] 在補給水貯存在供水槽40的狀態(tài)下運行供水泵42時，貯存在供水槽40中的補給 水即供水會通過供水通路41供應到蒸汽鍋爐20。供應到蒸汽鍋爐20的供水將作為鍋爐 水貯存在貯存部21。該鍋爐水通過各傳熱管22由燃燒裝置25實施加熱，并且在各傳熱管 22內上升，逐漸形成為蒸汽。而且，在各傳熱管22內生成的蒸汽會聚集到頂蓋23中，通過 蒸汽供應配管24供應到負載裝置2。通過如此生成蒸汽，實施鍋爐水的濃縮。
[0049] 供應到負載裝置2的蒸汽通過負載裝置2流向冷凝水配管30,從而失去潛熱，并且 部分蒸汽會變?yōu)槔淠?，在蒸汽疏水閥31中蒸汽與冷凝水將分離并形成高溫的冷凝水。如 此生成的冷凝水與通過冷凝水配管30回收并貯存到供水槽40的補給水混合，作為供水實 施循環(huán)利用。此時，貯存在供水槽40中的供水將通過高溫的冷凝水加熱，因此可減輕蒸汽 鍋爐20的加熱負擔。
[0050] 蒸汽鍋爐裝置1在上述運轉中，自藥劑供應裝置60對在供水通路41內流向蒸汽 鍋爐20的供水供應藥劑水溶液。此時，控制裝置70根據(jù)來自傳感器43的硬度信息、供水的 流量以及藥劑水溶液中各成分的濃度（特別是水垢抑制劑的濃度）等運行供應泵63,控制 藥劑水溶液在供水中的供應量。具體為，控制自藥劑槽61向供水通路41供應的藥劑水溶 劑的供應量，使供水中水垢抑制劑的濃度至少為通過傳感器43測定的供水的硬度的1. 5摩 爾當量倍（供水的硬度的摩爾數(shù)的至少1. 5倍摩爾）。供水中的水垢抑制劑的濃度少于硬 度的1. 5摩爾當量倍時，因軟水裝置52中的硬度泄漏而殘留在供水中的硬度成分與供水中 含有的碳酸氫離子在蒸汽鍋爐20內熱分解而生成的碳酸離子等會生成不溶于水的鹽，而 且該硬度成分與供水中含有的二氧化硅會生成不溶于水的鹽，因此容易在蒸汽鍋爐20的 傳熱管22中生成水垢。
[0051] 雖然根據(jù)非專利文獻1等，已知作為水垢抑制劑的乙二胺四乙酸或其堿金屬鹽與 硬度成分的絡合物中，乙二胺四乙酸或其堿金屬鹽與硬度成分的摩爾比為1 : 1，但供水中 的水垢抑制劑的濃度與硬度為當量或小于1. 5摩爾當量倍時容易生成水垢，因此可作以下 考慮。
[0052] (1)由于鍋爐水會變?yōu)楦邷?、高堿性，所以在高溫下水垢抑制劑的立體結構會變?yōu)?自由變形狀態(tài)，相反地在高堿性下水垢抑制劑的立體結構可能會因水垢抑制劑的分子內的 負電荷之間的電性反彈而固定化。由于這些效果相互抵消，硬度成分與形成螯合的水垢抑 制劑可能會部分變?yōu)?分子。
[0053] (2)在高溫的鍋爐水中水垢抑制劑會發(fā)生熱分解，鍋爐水中的水垢抑制劑的濃度 可能會少于預想。
[0054] (3)高溫、高堿性的鍋爐水中，可能會抑制硬度成分與水垢抑制劑的絡合物的形 成。
[0055] 此外，蒸汽鍋爐裝置1的運轉中在蒸汽鍋爐20中設定鍋爐水的濃縮倍率，使鍋爐 水中的水垢抑制劑的濃度不大于40mg EDTA/L。此處控制裝置70會根據(jù)在供水中供應的藥 劑水溶液的量等判斷供水中的水垢抑制劑的濃度。而且，控制裝置70將通過適當開閉排放 通路26的控制閥27廢棄部分鍋爐水，調整鍋爐水的濃縮倍率，使水垢抑制劑的濃度在鍋爐 水中不大于40mg EDTA/L。另外，作為水垢抑制劑使用乙二胺四乙酸的堿金屬鹽時，該濃度 為乙二胺四乙酸換算后的濃度。
[0056] 本發(fā)明的運轉方法中，是在供水中添加藥劑水溶液，使供水中的水垢抑制劑的濃 度至少為供水的硬度的1. 5摩爾當量倍，因此在蒸汽鍋爐20中能夠有效地抑制水垢的生 成。而且，由于在蒸汽鍋爐20中，將鍋爐水的濃縮倍率設定為鍋爐水中的水垢抑制劑的濃 度不大于40mg EDTA/L，所以能夠將作為排放水廢棄的鍋爐水的化學需氧量控制在水污染 防治法以及各自治體的嚴格標準中規(guī)定的排水的環(huán)境標準之一即不大于30mg/L。另外， 此處所說的化學需氧量是指通過作為氧化劑使用高錳酸鉀的測定法測量的值，一般表示為 CODjfaO
[0057] 另外，當供水的硬度超過5mg CaCO3Zl時，為抑制水垢必須在供水中供應大量的藥 劑水溶液，因此難以將鍋爐水中的水垢抑制劑的濃度控制為不大于40mg EDTA/L。
[0058] 實駘例
[0059] (調和水1的配制）
[0060] 將日本愛媛縣松山市的自來水供應到混床式純水裝置，獲得電導率不大于〇.2mS/ m的離子交換水。在該離子交換水中添加氯化鈉（試劑特級）、碳酸氫鈉（試劑特級）、硫酸 鈉（試劑特級）、娃酸鈉（Practical Grade)以及氯化I丐（試劑特級），配制成下述水質的 調和水1。另外，在離子交換水中僅添加該等試劑時，調和水的PH值會變?yōu)閴A性，因此將部 分氯化鈉和硫酸鈉分別調換成鹽酸（試劑特級）和硫酸（試劑特級），將調和水1的PH值 調整到中性附近。各試劑直接使用和光純藥工業(yè)株式會社的產品。
[0061] 〈水質〉
[0062] 硬度（Ca2+) :5mg CaC03/L
[0063] 耗酸量（pH 值 4· 8) :30mg CaC03/L
[0064] 二氧化硅：60mg Si02/L
[0065] 氯離子：5mg Cr/L
[0066] 硫酸根離子：5mg S042_/L
[0067] (調和水2的配制）
[0068] 在配制調和水I時進一步添加乙二胺四乙酸-2鈉鹽（EDTA_2Na :和光純藥工業(yè)株 式會社的試劑特級），配制成乙二胺四乙酸換算后的濃度（以下稱為"EDTA換算濃度"）調 整為7. 5mg/L的調和水2。
[0069] (調和水3的配制）
[0070] 在配制調和水1時進一步添加乙二胺四乙酸-2鈉鹽（EDTA_2Na :和光純藥工業(yè)株 式會社的試劑特級），配制成EDTA換算濃度調整為15mg/L的調和水3。
[0071] 模擬蒸汽鍋爐裝置的制作）
[0072] 制作圖3所示的模擬蒸汽鍋爐裝置。圖中模擬蒸汽鍋爐裝置100主要具有供水槽 110、供水通路120以及模擬蒸汽鍋爐130。供水槽110為SUS304產，用來貯存調和水。供 水通路120是將貯存在供水槽110中的調和水供應到模擬蒸汽鍋爐130的通路，依序設有 用來供應調和水的隔膜式泵（株式會社iwaki，型號為"EHC-15VC"）121和脫氣裝置122。 脫氣裝置122是性能與三浦工業(yè)株式會社產的脫氣裝置（型號"DOR"）同等的的小型設備， 用來除去調和水中的溶解氧。供水通路120的配管部分除了用PVC軟管形成隔膜式泵121 的前后部分以外，其他都使用內徑為4mm、外徑為6mm的不銹鋼管（SUS304產）制成。
[0073] 模擬蒸汽鍋爐130如圖4所示，具有連接供水通路120的外殼131、試驗片132以 及加熱器133。外殼131是SUS304制且上端關閉的圓筒狀構件，下部具有排放閥134,上部 具有蒸汽取出閥135。試驗片132的結構為，將15AX 200mm的STGP鋼管的一端用SS400制 的蓋子封閉，在另一端焊接直徑為60mm的SS400制鍔（鍔）部，并且封閉端插入外殼131 內，鍔部關閉外殼131的下端的開口。從而在外殼131內確保能夠保持供水的空間。試驗 片132在進行實驗時，對表面實施了 400號粒度研磨，而且使用丙酮和甲醇進行了脫脂。加 熱器133是直徑為12. 6mm、長度為150mm的圓筒狀的Watlow公司產的筒形加熱器（輸出功 率為2. IkW)，并且插入到試驗片132內。
[0074] (實驗）
[0075] 在供水槽110中貯存200L的調和水1，間歇性地排放以達到以下條件，并且使模擬 蒸汽鍋爐裝置100運轉48小時。
[0076] 〈條件〉
[0077] 外殼131內的保有水量：240mL
[0078] 運轉壓力：0· 5MPa
[0079] 相當蒸發(fā)量：1. 6kg/h
[0080] 濃縮倍率：10倍
[0081] 采集運轉結束時濃縮了 10倍的鍋爐水作為排放水，用ICP光譜儀（SII Nano Technology公司的"SPS7800"）確認其硬度（Ca2+)，結果為4. 4mg CaC03/L。鍋爐水中未發(fā) 現(xiàn)沉淀物。
[0082] 對調和水2和調和水3實施同樣的實驗，以同樣方法確認運轉結束時鍋爐水的硬 度（Ca 2+)，結果分別為21. Omg CaCO3/!和39. Omg CaC03/L。這些實驗中都未在鍋爐水中發(fā) 現(xiàn)沉淀物。根據(jù)其結果可看出，調和水2和調和水3的鍋爐水與調和水1的鍋爐水相比，硬 度（Ca 2+)的溶解度分別上升了 16.6mg CaCO3/!和34.6mg CaC03/L。調和水的EDTA換算濃 度（X)與硬度的溶解度上升部分（y)的關系如圖5所示。
[0083] 根據(jù)圖5可看出，EDTA換算濃度（X)與硬度的溶解度上升部分（y)呈直線關系， 傾斜率為〇. 2288 (y = 0. 2288X)。此外，乙二胺四乙酸（EDTA)的分子量為292. 24。其結果 是，在1摩爾中將硬度控制為0. 668摩爾（(0. 2288/100) + (1/292. 24) = 0. 668摩爾），因 此為了控制1摩爾的硬度，EDTA-2Na必須不小于硬度的約1. 5倍摩爾。
【權利要求】
1. 一種蒸汽鍋爐的運轉方法，其通過加熱鍋爐水生成蒸汽，其特征在于，包括： 通過使用陽離子交換樹脂對自來水、工業(yè)用水或地下水進行處理，將硬度不大于5mg CaCO3Zl的軟化水作為所述蒸汽鍋爐的供水來得到的工序， 將用作所述鍋爐水的、硬度不大于5mg CaC03/L的所述供水供應到所述蒸汽鍋爐且適 當廢棄部分所述鍋爐水，并且，在所述蒸汽鍋爐中加熱所述鍋爐水的工序，以及 向所述供水中供應含有堿金屬硅酸鹽、堿金屬氫氧化物以及乙二胺四乙酸及其堿金屬 鹽中至少1種水垢抑制劑的藥劑水溶液的工序，該工序中根據(jù)所述供水的硬度、所述供水 的流量以及所述藥劑水溶液中的所述水垢抑制劑的濃度，來控制所述藥劑水溶液在所述供 水中的供應量，由此按照使得所述水垢抑制劑的濃度至少為所述供水的硬度的1. 5摩爾當 量倍的方式，向所述供水中供應所述藥劑水溶液， 其中，在所述蒸汽鍋爐中，將所述鍋爐水的濃縮倍率設定為所述鍋爐水中的所述水垢 抑制劑的濃度以乙二胺四乙酸換算不大于規(guī)定濃度。
2. 根據(jù)權利要求1所述的蒸汽鍋爐的運轉方法，其中，在所述蒸汽鍋爐中，將所述鍋爐 水的濃縮倍率設定為所述鍋爐水中的所述水垢抑制劑的濃度不大于40mg EDTA/L。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的蒸汽鍋爐的運轉方法，其中，還包括：向負載裝置供應在 所述蒸汽鍋爐中生成的蒸汽的工序；在蒸汽疏水閥中分離通過了所述負載裝置的蒸汽變化 而得的冷凝水的工序；將在所述蒸汽疏水閥中分離的冷凝水與所述軟化水進行混合，將其 作為所述蒸汽鍋爐的供水來獲得的工序。
4. 根據(jù)權利要求1?3中的任意一項所述的蒸汽鍋爐的運轉方法，其中，所述堿金屬硅 酸鹽是硅酸和二氧化硅中的至少1種與堿金屬氫氧化物的反應生成物。
【文檔編號】C02F5/12GK104211187SQ201410489827
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2011年3月14日 優(yōu)先權日:2010年6月30日
【發(fā)明者】中島純一, 加藤潤一, 光本洋幸, 上之門佳郎, 二宮隆 申請人:三浦工業(yè)株式會社