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1.水の流れを測る

1-1 Utilityの流れを測る

【ボイラ資料】

ボイラー給水の温度
  ボイラーに給水する水の温度(給水温度)を上げることによって、ボイラー効率が上がり燃料を節約することができる。
  給水の加熱には、ボイラーの形式により種々の方式があるが、その熱源は主にそのボイラー自身が発生した蒸気が使用される。
  ただし、給水加熱のために直接蒸気を利用するのは非効率であるため、通常は排熱回収の一環として機能させている。
  大型のボイラーでは、復水器の排熱を回収する方式やタービンの抽気を利用する例があり、発電用の超臨界ボイラーでは水の臨界温度に近い300℃付近の温度で給水されることもある。
  また、工場やビルの熱源として使われる飽和蒸気を発生する小中型のボイラーでは、ボイラー のブロー水が持っているエネルギーを回収することで給水を加熱したり、一旦熱源として利用した蒸気のドレーンに含まれるエネルギーを回収して利用することもある。この場合は通常100℃以下の温度で運転される例が多い。

ボイラー給水の圧力
  ボイラーに給水する水の圧力は、ボイラーで発生する蒸気の圧力に対抗して送り込まれることになり、発生する蒸気圧より高い圧力が要求される。
  ボイラーで発生する蒸気の圧力は様々であり、発電用の超臨界圧で運転されるものは30MPaに達することもある。
  一方、ビルや工場の熱源として飽和蒸気を発生するボイラーでは飽和圧力が0.5MPa程度から3MPa前後まで用途に応じた圧力で運転されている。
  これらの圧力は給水ポンプの出口圧力であり、ポンプの上流側ではもっと低い圧力であることは云うまでもない。

※水の飽和圧力と飽和温度
  飽和蒸気では蒸気の圧力と温度は対の関係にある。飽和蒸気の圧力と温度の関係を表1に示す。
 
ボイラー給水の導電率
ボイラーに供給する水の中に不純物が混入していると、ボイラーの配管やドラム内面に水の蒸発によって不純物が取り残される。
  取り残された不純物はスケールとして配管内やドラム内面に付着し成長する、成長したスケールは熱伝導を妨げてボイラー効率を低下させる。
  一般的な水の不純物としては、カルシュームやマグネシュームがあり水中に溶解してイオンの形で存在する。これらの不純物を取除く装置が純水装置であり、イオン交換樹脂や逆浸透膜を 使ったものがある。
  不純物を取除いた水を純水と呼び、純度の指標として水の導電率*が使われる。通常ボイラー給水の導電率の値は 2〜3μS/cm以下に管理されることが多い。

(導電率*とは)
  導体の抵抗値Rは次式で表される。   R=ρ・(L/S)・・・・・ (Ω)
    ここで ρ:定数(物質の抵抗率)・・・・・(Ω/cm)
         L :導体の長さ・・・・・・・・・・・・・・・(cm)
         S :導体の断面積・・・・・・・・・・・・(cm2)

  今 L=1cm、S=1cm2 とすると、 R=ρ(Ω)となる。
  この式で ρはその物質(導体)の抵抗率と云い物質に固有な値であり固有抵抗とも呼ぶ。 単位は Ω・cmである。
  また、抵抗率の逆数 1/ρを導電率と云い、単位は S/cm (ジーメンス/センチメートル)である。
  抵抗率は電気の流れにくさを表し、導電率は電気の流れやすさを表している。
  一般に液体の場合は導電率を使って電気の流れやすさを表している。