ボイラーのスケールと燃料費｜燃料が増える仕組みと、見分け方・抑え方

ボイラーの燃費が落ちてきたと言われ、スケールの対策と燃料費を考えている食品工場の設備保全のご担当者さまに向けて、スケールで燃料が増える仕組みと見分け方、抑え方をまとめました。

スケールで燃料が増える仕組み

スケールは、水に溶けていたカルシウムやマグネシウム、シリカなどが、加熱された面に析出して固まったものです。ボイラーでは、燃焼ガスの熱を水へ渡す伝熱面に付きます。

熱の通しやすさ（熱伝導率）の目安は、炭素鋼が約50 W/m·K、炭酸カルシウムのスケールが約0.6〜2.0、シリカのスケールが約0.3です。スケールは鋼の数十分の1から百数十分の1しか熱を通さないので、同じ量の蒸気をつくるには燃焼側の温度を上げて熱を押し込むことになり、使われなかった熱が排ガスの温度として煙突から出ていきます。管の金属は高い温度にさらされ、局所的な過熱の原因にもなります。

燃費の悪化がスケールのせいかを見分ける記録

同じ1mmでも、成分と付き方のむらで熱の妨げ方は変わるので、自社のボイラーで変化を追うのが確かです。見るのは、同じ負荷での排ガス温度の上がり方、燃料の使用量を蒸気の量で割った値の推移、軟水器の出口の硬度の3つです。

前の2つが同時に悪くなっていれば、伝熱面を疑う材料になります。硬度の漏れは、スケールが付き始める最初の合図です。

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スケールを落とす・付けにくくする見直し

当然ですが、ボイラーのスケール対策の中心は、軟水器・薬注・RO膜・ブロー管理による給水処理と缶水の管理で、ボイラーの取扱説明書と水処理の契約で決まっている手順が基準です。

開放点検のときは、水管や炉筒の伝熱面のスケールの付き方と厚さを、場所と一緒に写真で残します。前回と比べられる形にしておくと、給水処理の条件を見直す根拠になります。

ほかにも、燃料費は沸かす量で決まる

燃料費は、ボイラーの効率と、沸かす量の2つで決まります。茹で湯を入れ替えるたびに、温まった湯を捨てて水から沸かし直すので、入れ替えの回数がそのまま蒸気と燃料の量になります。1回の入れ替えで沸かし直す燃料の数え方は、食品工場のガス代・蒸気を減らす記事にまとめています。

上水の側でできること

当社が扱う元栓型のウルトラファインバブル発生装置 UFB DUAL® を、工場の給水の元栓直下や工程の系統に付けると、上水がウルトラファインバブルを含んだ水になります。茹で水では、でんぷん質の茹で崩れと湯の濁りが抑えられることが期待でき、茹で湯を入れ替える回数を見直す材料になります。

配管やボイラー設備への付着を抑える働きもあり、熱水を使う医療器具洗浄機の事例では、ヒーターの周りのスケールが軟らかくなり、指で押す程度で取れるようになりました。ボイラーの缶内の水質は、これまでどおり給水処理で管理します。

沼倉 孝秀

アリージェンス合同会社 CEO。UFB DUAL®・emiiR®（エミール）の正規一次販売店として、製品の選定から設置、設置後の窓口までを担当しています。