配管部件、一氧化氮分解装置、发电系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种配管部件、一氧化氮分解装置、发电系统，在火力发电厂等的机组中，对排水或凝水中包含的一氧化氮(NO)有效地进行分解处理，抑制亚硝酸(HNO2)的生成而防止配管部件、锅炉等设备的腐蚀。一种在机组的供水系统或排水系统中使用的配管部件，其特征在于，在上述配管部件的内壁涂装有促进一氧化氮的分解的催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及火力发电厂等的机组的排水处理及凝水处理，尤其涉及适用于防止由排水、凝水中包含的亚硝酸所引起的腐蚀并且有效的技术。
技术介绍
在火力发电系统中，对凝水进行加热而产生蒸汽，利用该加热蒸汽使蒸汽涡轮转动来发电。在从凝水器起到锅炉为止的路径上设置的供水加热器、锅炉采用了作为低耐蚀性材料的碳钢或低合金钢。供水的水质对于抑制这些低耐蚀性材料的腐蚀非常重要，通常对发电系统的供水适用挥发性物质处理或氧处理。挥发性物质处理是向供水中添加氨(NH3)和肼(N2H4)而使溶解氧浓度小于7μg/l的处理方法。另一方面，氧处理是向供水中添加氨和微量的氧(O2)而使溶解氧浓度为20ppb～200ppb的处理方法。因此，无论在哪一种水处理方法中都向供水中添加了氨。另外，为了提高发电效率，火力发电系统的主蒸汽温度一直呈上升趋势。现状是最高蒸汽温度已达620℃，随着各种耐热材料的开发进展，预计今后可通过适当采用耐热材料而上升至700℃以上。关于发电厂等的机组的凝水处理技术，有专利文献1那样的技术。在专利文献1中公开了“一种对含有氮化合物的水的处理方法，其使含有氮化合物的水在有氧化剂存在的条件下与催化剂接触，使得氮化合物与氧化剂反应而对氮化合物进行氧化分解处理”。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003－117568号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，当氨暴露于高温时，则会以金属或金属氧化物为催化剂发生氧化或分解。如上所述，在火力发电机组中向供水中添加了氨，在加热器或再热器中则会暴露于超过600℃的高温。在这样的高温下，氨会与氧或金属氧化物发生反应而按照式(1)生成一氧化氮(NO)。[式1]4NH3+5O2→4NO+6H2O···(1)并且，生成的一氧化氮会因蒸汽温度的降低而与水共存，并在水中按照式(2)生成亚硝酸(HNO2)。蒸汽温度降低而生成水的场所是在低压涡轮或供水加热器中。[式2]2H2O+2NO→2H++2NO2-+H2···(2)若在该低压涡轮或供水加热器中按照式(3)变化为氨，则会由于亚硝酸向氨的化学变化是阴极反应而加速金属的阳极反应(金属溶解)。[式3]NO2-+5H2O+3Fe→NH3+7OH-+3Fe2+···(3)另外，蒸汽温度越高则所产生的一氧化氮就越多，因此考虑到在今后蒸汽温度上升至700℃以上的情况下，低压涡轮或供水加热器的腐蚀会进一步加速。对于不锈钢而言，由于亚硝酸使存在于水中的金属的腐蚀电位上升而容易发生局部腐蚀即点腐蚀、应力腐蚀裂纹。在碳钢及低合金钢中也会同样地加速发生全面腐蚀、点腐蚀。这样，当蒸汽冷凝水中存在亚硝酸时会加速机组的腐蚀，导致机组的可靠性降低、寿命缩短。因此，需要尽量降低蒸汽冷凝中的亚硝酸浓度。在专利文献1中，向水中的硝酸性及亚硝酸性氮添加氨来促进亚硝酸的分解。考虑到反应分子在催化剂表面上的化学反应，分子向催化剂表面的移动速度会对化学反应产生影响。分子的移动速度与水中相比在密度小的气相中要快得多。因此，即使将专利文献1的液相反应的技术适用于上述那样的蒸汽冷凝水中(气相)的反应也难以获得充分的效果。为此，本专利技术的目的是在火力发电厂等的机组中对排水、凝水中包含的一氧化氮(NO)有效地进行分解处理，抑制亚硝酸(HNO2)的生成而防止配管部件、锅炉等设备的腐蚀。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本专利技术是一种在机组的供水系统或排水系统中使用的配管部件，其特征在于，在所述配管部件的内壁涂装有促进一氧化氮的分解的催化剂。另外，本专利技术是一种在机组的供水系统或排水系统中设置而对流体中的一氧化氮进行分解的一氧化氮分解装置，其特征在于，在上述一氧化氮分解装置的内部设有促进一氧化氮的分解的催化剂。另外，本专利技术是一种使用蒸汽涡轮进行发电的发电系统，其特征在于，在上述发电系统的供水系统或排水系统中设有促进一氧化氮的分解的一氧化氮分解装置。专利技术效果根据本专利技术，能够在火力发电厂等的机组中抑制配管部件、锅炉、低压涡轮或供水加热器等设备的由亚硝酸(HNO2)引起的腐蚀。在不锈钢中，能够抑制点腐蚀、裂隙腐蚀的发生并抑制应力腐蚀裂纹。另外，在碳钢、低合金钢中，能够抑制全面腐蚀、点腐蚀及裂隙腐蚀。进而，由于避免了由亚硝酸引起的腐蚀，因此对于以往或是今后需要适用不锈钢的设备均可适用本专利技术，从而能够适用碳钢、低合金钢以降低机组制造成本。另外，由于不会从供水加热器向锅炉的供水中带入亚硝酸，从而能够防止供水的水质恶化，也能够抑制亚硝酸对锅炉的腐蚀。另外，由于不会从低压涡轮向凝水中带入亚硝酸，从而能够将凝水脱盐装置的负荷抑制为较低程度，从而能够防止再生频度的降低、树脂的劣化。上述以外的课题、结构及效果可以通过对以下实施方式的说明来理解。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的火力发电系统的系统图。图2是表示蒸汽温度和亚硝酸浓度的关系的图表。图3是表示亚硝酸浓度与腐蚀速度的关系的图表。图4是表示亚硝酸浓度与点腐蚀发展速度的关系的图表。图5是表示本专利技术的一个实施方式的配管部件的图。图6是表示本专利技术的一个实施方式的一氧化氮分解装置的图。图7是表示本专利技术的一个实施方式的一氧化氮分解装置的图。图8是表示本专利技术的一个实施方式的一氧化氮分解装置的图。图中：1—凝水脱盐器；2—低压供水加热器；3—脱气器；4—高压供水加热器；5—锅炉；6—加热器；7—再热器；8—高压涡轮；9—中压涡轮；10—低压涡轮；11—凝水器；12—发电机；30～41—配管；42—药液注入点；100、101、102、103、202、207、209—一氧化氮分解装置；200—钢管；201、203、208、210—铬(Cr)镀层；204—机组侧配管；205—装置侧配管；206—法兰。具体实施方式以下使用附图对本专利技术的实施例进行说明。另外，在各图中对于相同的结构附加相同的符号而对重复的部分省略其详细的说明。实施例1图1表示火力发电系统的系统图。供水首先是通过使几乎不含溶解氧的涡轮凝水向凝水脱盐器1通水而成为不含杂质的纯水。接下来，在挥发性物质处理中从药品注入系统(药液注入点42)向来自凝水脱盐器1的供水中添加pH调整剂即氨(NH3)及肼(N2H4)，将pH调整为8.0～10并将肼浓度调整为10ppb以上。在氧处理中从药品注入系统(药液注入点42)向来自凝水脱盐器1的供水中添加pH调整剂即氨(NH3)及氧(O2)，将pH调整为8.0～10并将氧浓度调整为20ppb～150ppb。并且，供水在低压供水加热器2、脱气器3、高压供水加热器4中加热并向锅炉5输送而成为400℃以上的超临界水。然后，供水在加热器6中进一步加热而最高达到600℃后进入高压涡轮8，从高压涡轮8放出的蒸汽再次经再热器7加热而最高达到620℃后，向中压涡轮9进而是低压涡轮10输送，并在发电机12中发电后最终恢复为涡轮凝水。低压供水加热器2、脱气器3、高压供水加热器4利用蒸汽涡轮的抽汽对供水进行加热。低压供水加热器2从低压涡轮10抽取蒸汽对供水进行加热；脱气器3从中压涡轮9抽取蒸汽对供水进行加热；高压供水加热器4从高压涡轮8抽取蒸汽对供水进行加热。这里，为了对进入到低压供水加热器2中的蒸汽中的一氧化氮(NO)进行分解，在从低压涡轮10的抽汽起到进入低压供水加热器2为止的配管40上设置一氧化氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配管部件，其使用于机组的供水系统或排水系统，上述配管部件的特征在于，在上述配管部件的内壁涂装有促进一氧化氮的分解的催化剂。

【技术特征摘要】
2015.10.01 JP 2015-1957501.一种配管部件，其使用于机组的供水系统或排水系统，上述配管部件的特征在于，在上述配管部件的内壁涂装有促进一氧化氮的分解的催化剂。2.根据权利要求1所述的配管部件，其特征在于，上述涂装是包含上述催化剂的镀层膜。3.根据权利要求1或2所述的配管部件，其特征在于，上述催化剂包含金属元素Cr，Cu，Co，Ni，Mg，Mn，Zn，V，Ti，Al，Ru，Fe中的至少一种以上的金属元素或其氧化物。4.一种一氧化氮分解装置，其设置于机组的供水系统或排水系统并对流体中的一氧化氮进行分解，上述一氧化氮分解装置的特征在于，在上述一氧化氮分解装置的内部设有促进一氧化氮的分解的催化剂。5.根据权利要求4所述的一氧化氮分解装置，其特征在于，上述催化剂包含金属元素Cr，Cu，Co，Ni，Mg，Mn，Zn，V，Ti，Al，Ru，Fe中的至少一种以上的金属元素或其氧化物。6.根据权利要求4或5所述的一氧化氮分解装置，其特征在于，上述一氧化氮分解装置的内部为蜂窝构造，在上述蜂窝构造的表面设有上述催化剂。7.根据权利要求4或5所述的一氧化氮分解装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：广田守，福原广嗣，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP