第15章 異常のときの対応
低水位・空だき、プライミング・ホーミング・キャリオーバ、ウォータハンマ、逆火、圧力の異常。それぞれの原因と、まず何をするかを押さえる。
1. 異常のときの大原則
ボイラー則 第25条第1項第9号:ボイラーについて異状を認めたときは,直ちに必要な措置を講じること。
「直ちに」がポイントです。そして多くの異常で、最初にやることは同じです。
・火を弱める、または燃料を止める(熱を入れるのをやめる)
ボイラーの危険は、熱が入り続けることで大きくなります。だから、まず熱の入口を閉じます。自動制御のボイラーでは、圧力の異常上昇、水位の異常低下、異常消火などが起きたときに燃料を遮断するしくみがあります(ボイラー構造規格 第84条・第85条)。
燃焼安全装置が働いて燃料が遮断され、ボイラーが止まったときは、原因を調べて取り除いてから、手で操作して再起動します。燃焼安全装置は、点火できなかったときなどは手動で操作しない限り再起動できないものでなければならず(ボイラー構造規格 第85条第3項。平成16年厚生労働省告示第131号 第1号ニも「設置場所において手動で行う場合に限り」再起動できると定めています)、作動用の動力源が復帰しても自動で遮断が解除されてはいけません(同第2項第2号)。原因が分からないまま再起動をくり返すと、炉内に燃料がたまって炉内爆発のおそれがあるので、再点火の前には必ず炉内を換気します(第13章)。燃焼安全装置の機能を働かないようにして運転を続けるのは、もってのほかです。
2. 低水位・空だき
水位が安全低水面より下がると、ふだん水にふれている伝熱面が水からはみ出し、水に冷やされずに焼けて、強さを失います。ふくらんだり(膨出)、割れたり、最悪は破裂につながります。
原因の例:給水装置の故障、給水弁の閉め忘れ、吹出し弁の閉め忘れや漏れ、水面計の見まちがい(連絡管のつまりなど)、自動給水装置の故障
処置の要点:
・まず燃料の供給を止め、燃焼を止める
・炉内を換気する
・主蒸気弁を閉じて、蒸気を出すのを止める
・焼けたボイラーに急に多量の水を入れない(熱い鋼板が急に冷やされて割れたり、一気に蒸気になって圧力が急に上がったりするおそれ)
低水位燃料遮断装置は、水位が安全低水面以下になったら自動で燃料を遮断する装置です(ボイラー構造規格 第84条第2項)。
3. プライミング・ホーミング・キャリオーバ
3つとも「蒸気に水がまじって出ていく」ことに関係します。
・プライミング(水気立ち):激しい沸騰などで、水のしぶきが蒸気といっしょに飛び出す
・ホーミング(泡立ち):ボイラー水に油脂や不純物が多く、水面に泡がたくさんできて、泡が蒸気側に入る
・キャリオーバ:蒸気に水分やボイラー水中の不純物がまじって、ボイラーの外(蒸気管)へ運ばれること。プライミングやホーミングが起こると、キャリオーバになる
主な原因:水位が高すぎる/主蒸気弁を急に開く・蒸気の使用量が急にふえる/ボイラー水の濃縮が進んでいる/油脂などがまじっている
起こること:水面計の水位が激しく上下してほんとうの水位がわかりにくくなる/蒸気管にウォータハンマが起こる/過熱器や蒸気を使う機器に不純物がつく
処置の要点:燃焼量を下げる/主蒸気弁を絞って蒸気の出る量をへらす/水位が高ければ吹出しで常用水位にもどす/ボイラー水の濃縮が原因なら、吹出しをふやす(適宜の吹出しで濃縮を防ぐのは作業主任者の職務。ボイラー則 第25条第1項第6号)
4. ウォータハンマと逆火
ウォータハンマ(水撃作用):蒸気管の中にたまった水(ドレン)が、勢いのある蒸気に押されて管の曲がり目や弁にぶつかり、ハンマーでたたいたような音と衝撃を出す現象。管や弁をいためます。
・防ぎ方:送気の前にドレンを抜く、暖管する、主蒸気弁をゆっくり開ける、キャリオーバを起こさない
逆火(ぎゃっか、バックファイヤ):炉の中で燃料が一気に燃えて、炎や燃焼ガスがたき口などから外へふき出す現象。そばにいる人がやけどをします。
・主な原因:点火前の換気が足りず炉内に燃料のガスが残っている/点火のとき燃料を先に入れて火をあとにした(着火が遅れた)/通風(ダンパの開き)が足りない
・防ぎ方:点火前の十分な換気(ボイラー則 第30条)、点火源を先にする、ダンパを適切に開く。点火のときは、たき口の正面に立たないようにする
5. 圧力の異常
・圧力が上がりすぎる:燃焼量を下げる、または燃焼を止める。最高使用圧力をこえて圧力を上げないのは作業主任者の職務です(ボイラー則 第25条第1項第3号)
・安全弁が作動するはずの圧力になっても作動しない:燃焼を止めて圧力を下げ、安全弁を調べる。安全弁の機能の保持も職務です(同 第4号)
・圧力計の指示がおかしい:圧力計が2個あれば指示をくらべる。コックの閉や連絡管のつまり、圧力計の故障を疑う
自動制御装置には、圧力が異常に上がったときに燃料の安全遮断弁を閉じるしくみが求められているものがあります(厚生労働省告示「ボイラー則第24条第2項第4号の規定に基づき厚生労働大臣が定める自動制御装置」第1号ハ)。
POINT
6. ここだけは覚える
・異状を認めたら直ちに必要な措置(ボイラー則 第25条第1項第9号)。多くはまず燃料を止める
・低水位 → 燃料を止める・換気・主蒸気弁を閉じる。焼けたボイラーに急に多量の給水をしない
・プライミング=しぶき、ホーミング=泡、キャリオーバ=蒸気に水や不純物がまじって運ばれる
・キャリオーバの原因:高水位・主蒸気弁の急開・負荷の急増・濃縮・油脂
・ウォータハンマ=管内のドレンが管を打つ。ドレン抜き・暖管・弁はゆっくり
・逆火の原因:換気不足・着火遅れ・通風不足