JP2010144947A - Condensation water quality monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボイラで発生した蒸気が凝縮してなる復水の水質を監視する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for monitoring the quality of condensate water formed by condensation of steam generated in a boiler.
ボイラ給水中の不純物は、ボイラ内にスケールを発生させる原因となり得る。 Impurities in the boiler feed water can cause scale in the boiler.
例えば、ボイラ給水中に、溶解度の非常に小さい物質、すなわちカルシウムやマグネシウム等の硬度成分などが含まれていると、温度上昇や濃縮によって不溶性の固形物が生じ、その一部はスラッジとしてボイラ内に堆積したりスケールとしてボイラ内壁に付着したりする。特に、伝熱面では濃縮が著しくなり、スケール化が促進される。 For example, if the boiler feedwater contains substances with very low solubility, that is, hardness components such as calcium and magnesium, insoluble solids are generated due to temperature rise and concentration, and some of them are sludge in the boiler. Or deposited on the boiler inner wall as a scale. In particular, on the heat transfer surface, the concentration becomes remarkable and the scaling is promoted.
また、ボイラ給水中に有機系不純物が含まれていると、該有機系不純物がボイラ内で濃縮して腐食の原因となったり、ボイラ水が泡立って蒸気中に混入するキャリーオーバーが発生したりすることがある。 Also, if the boiler feedwater contains organic impurities, the organic impurities may concentrate in the boiler and cause corrosion, or carryover may occur in which the boiler water bubbles and enters the steam. There are things to do.
従来、ボイラ内にこのようなスケール、腐食、キャリーオーバー等が発生するのを防止するために、原水中の不純物を除去してからボイラに給水することが行われている。 Conventionally, in order to prevent such scale, corrosion, carry-over, and the like from occurring in a boiler, it has been practiced to remove the impurities in the raw water before supplying water to the boiler.
例えば、特許第4139938号には、原水を軟水器で軟水化してからボイラに給水することが記載されている。同号では、この軟水器で処理した後の原水の硬度成分濃度を硬度検出器で測定し、該硬度成分濃度が設定値よりも高い場合には、原水のボイラ装置への供給を停止している。
省エネルギー対策として、ボイラで製造した蒸気を蒸気使用設備で使用することによって排出される復水(ドレン)を回収し、この復水をボイラ用の原水に混合してボイラ給水として使用することがある。これにより、蒸気使用設備から排出された復水の高い熱量を有効利用することができると共に、補給水の使用量を削減することも可能となる。 As energy-saving measures, condensate (drain) discharged by using steam produced in a boiler in a steam-using facility may be collected, and this condensate may be mixed with boiler raw water and used as boiler feed water. . As a result, it is possible to effectively use a high amount of heat of the condensate discharged from the steam use facility and reduce the amount of makeup water used.
しかしながら、かかる復水はボイラや蒸気使用設備を経由しているため、ボイラや蒸気使用設備からの不純物が復水に混入していることがある。例えば、ボイラや蒸気使用設備内における熱交換器のチューブが破孔しており、該破孔部から復水に不純物が混入することがある。 However, since such condensate passes through the boiler and the steam using facility, impurities from the boiler and the steam using facility may be mixed in the condensate. For example, a tube of a heat exchanger in a boiler or steam use facility has a broken hole, and impurities may be mixed into the condensate from the broken hole.
このように復水を回収して補給水に混合して給水として使用する場合にあっては、特許文献1のように補給水の不純物のみを監視する方法によると、復水中の不純物を監視することができない。このため、この復水に起因する不純物がボイラに持ち込まれてスケール発生の原因となる等の問題がある。 Thus, when recovering condensate and mixing it with make-up water and using it as supply water, according to the method of monitoring only the impurity of make-up water like patent document 1, the impurity in condensate is monitored. I can't. For this reason, there is a problem that impurities resulting from this condensate are brought into the boiler and cause scale generation.
また、復水と補給水との混合水の性状を監視する方法が行われることもある。しかしながら、このように混合水の性状を監視する場合、復水が補給水で希釈されているため、復水に起因する不純物の検出感度が低くなるという問題がある。 Also, a method for monitoring the properties of the mixed water of the condensate and the makeup water may be performed. However, when monitoring the properties of the mixed water in this way, there is a problem that the detection sensitivity of impurities due to the condensate is low because the condensate is diluted with makeup water.
本発明は、上記従来技術に鑑み、ボイラ及び蒸気使用設備から復水への不純物の混入を感度良く監視する装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the apparatus which monitors the mixing of the impurity to a condensate from a boiler and steam use equipment with sufficient sensitivity in view of the said prior art.
本発明(請求項1)の復水水質監視装置は、ボイラで発生した蒸気が凝縮してなる復水の水質を監視する装置であって、該復水を冷却する空冷式冷却器と、該空冷式冷却器で冷却された復水の水質を測定する計測器とを有することを特徴とするものである。 The condensate water quality monitoring device of the present invention (Claim 1) is a device for monitoring the water quality of the condensate formed by condensing steam generated in a boiler, an air-cooled cooler for cooling the condensate, And a measuring instrument for measuring the quality of the condensate cooled by the air-cooled cooler.
請求項2の復水水質監視装置は、請求項1において、該計測器で水質が測定された後の復水と、該空冷式冷却器に導入される復水とを熱交換させる熱交換手段を有することを特徴とする。
The condensate water quality monitoring apparatus according to
請求項3の復水水質監視装置は、請求項1又は2において、該計測器の測定結果に基づいて、該復水が添加されたボイラ給水又はボイラ缶水に水処理薬剤を注入する手段を有することを特徴とする。
The condensate quality monitoring device according to claim 3 is characterized in that, in
請求項4の復水水質監視装置は、請求項1ないし3のいずれか1項において、該計測器の測定結果に基づいて、該復水を該ボイラへの供給水として回収することなく系外に排出する手段を有することを特徴とする。 The condensate quality monitoring device according to claim 4 is the system according to any one of claims 1 to 3, wherein the condensate is not recovered as supply water to the boiler based on the measurement result of the measuring instrument. It has the means to discharge | emit to.
請求項5の復水水質監視装置は、請求項1ないし4のいずれか1項において、該計測器の測定結果に基づいて警報を発する手段を有することを特徴とする。
The condensate water quality monitoring device according to
請求項6の復水水質監視装置は、請求項1ないし5のいずれか1項において、該計測器の測定結果を管理センタへ送信する送信手段を有することを特徴とする。 A condensate water quality monitoring device according to a sixth aspect is characterized in that in any one of the first to fifth aspects, the condensate water quality monitoring device has a transmission means for transmitting the measurement result of the measuring instrument to the management center.
請求項7の復水水質監視装置は、請求項1ないし6のいずれか1項において、該計測器は電気伝導率計測器、硬度成分計測器、吸光度計測器、溶存酸素濃度計、pH計、色度計測器、シリカ濃度計測器、塩化物イオン濃度計測器及びMアルカリ度計測器の少なくとも1種であることを特徴とする。
The condensate water quality monitoring device according to
本発明では、ボイラで発生した蒸気が凝縮してなる復水の水質を監視するので、ボイラ及び蒸気使用設備からの復水への不純物の混入を感度良く監視することが可能である。 In the present invention, the water quality of the condensate formed by condensing the steam generated in the boiler is monitored, so it is possible to monitor the mixing of impurities into the condensate from the boiler and the steam using equipment with high sensitivity.
また、計測器で連続的に復水の水質を測定することにより、復水への不純物の混入を早期に検知することが可能となる。 In addition, by continuously measuring the water quality of the condensate with a measuring instrument, it becomes possible to detect contamination of the condensate at an early stage.
本発明において、計測器で水質が測定された後の復水を、空冷式冷却器に導入される復水と熱交換させるための熱交換手段を有するのが好ましい。これにより、復水(ドレン)の冷却効率が向上する。 In the present invention, it is preferable to have heat exchange means for exchanging heat with the condensate introduced into the air-cooled cooler after the water quality is measured by the measuring instrument. Thereby, the cooling efficiency of condensate (drain) improves.
本発明において、計測器の測定結果に基づいて、復水が添加されたボイラ給水又はボイラ缶水に水処理薬剤を注入する手段を有するのが好ましい。これにより、復水の水質が低下(悪化)した場合に迅速に水処理薬剤の薬注を開始したり、薬注量を増加させたりすることができ、ボイラ缶内におけるスケールの発生を防止ないし抑制することができる。 In this invention, it is preferable to have a means to inject | pour a water treatment chemical | medical agent into the boiler feed water or boiler can water to which condensate was added based on the measurement result of a measuring device. As a result, when the water quality of the condensate deteriorates (deteriorates), it is possible to quickly start injecting water treatment chemicals or increase the amount of chemical injection, preventing the generation of scale in the boiler can. Can be suppressed.
本発明において、計測器の測定結果に基づいて、復水を系外に排出する手段を有するのが好ましい。これにより、復水の水質が低下した場合に、復水を速やかに系外に排出し、該復水がボイラ内に供給されることが防止される。その結果、ボイラ缶内におけるスケールの発生を防止ないし抑制することができる。 In the present invention, it is preferable to have means for discharging condensate out of the system based on the measurement result of the measuring instrument. Thereby, when the quality of the condensate falls, the condensate is quickly discharged out of the system and the condensate is prevented from being supplied into the boiler. As a result, scale generation in the boiler can can be prevented or suppressed.
本発明において、計測器の測定結果に基づいて警報を発する手段を有していてもよく、また、計測器の測定結果を管理センタへ送信する送信手段を有していてもよい。これにより、復水の水質低下が、作業員や管理センタの管理者らに確実に認識されることになる。 In the present invention, there may be a means for issuing an alarm based on the measurement result of the measuring instrument, and a transmission means for transmitting the measurement result of the measuring instrument to the management center. This ensures that the water quality deterioration of the condensate is recognized by workers and managers of the management center.
計測器としては、電気伝導率計測器、硬度成分計測器、吸光度計測器、溶存酸素濃度計、pH計、色度計測器、シリカ濃度計測器、塩化物イオン濃度計測器及びMアルカリ度計測器の少なくとも1種が好適に用いられる。 As measuring instruments, electrical conductivity measuring instrument, hardness component measuring instrument, absorbance measuring instrument, dissolved oxygen concentration meter, pH meter, chromaticity measuring instrument, silica concentration measuring instrument, chloride ion concentration measuring instrument and M alkalinity measuring instrument At least one of these is preferably used.
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第1図は実施の形態に係る復水水質監視装置が設置されたボイラシステムの系統図、第2図は第1図の復水水質監視装置の系統図、第3図は計測器による模式的な測定結果を示すグラフである。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram of a boiler system in which a condensate water quality monitoring device according to an embodiment is installed, FIG. 2 is a system diagram of the condensate water quality monitoring device of FIG. 1, and FIG. It is a graph which shows a measurement result.
第1図の通り、補給水(ボイラ用水)が給水配管1を介してボイラ2に供給され、蒸気とされる。この蒸気は、蒸気配管3を介して蒸気使用設備4に供給される。この蒸気使用設備4内で使用された蒸気は、凝縮して復水となり、復水配管5を介して給水配管1内の原水と混合された後、ボイラ2に供給される。なお、給水タンクを設置し、この給水タンクに復水を戻すようにしてもよい。
As shown in FIG. 1, makeup water (boiler water) is supplied to the
給水配管1には、弁8aを備えた水処理薬剤注入用の配管8が接続されている。復水配管5には、導入管6を介して復水水質監視装置10が接続されていると共に、弁7aを備えた排水配管7が接続されている。復水配管5には、排水配管7の分岐箇所よりも下流側に弁5aが設けられている。なお、弁5a、7aの代わりに、排水配管7の分岐部に三方弁を設けてもよい。
The water supply pipe 1 is connected to a
次に、復水水質監視装置10の構成を説明する。
Next, the configuration of the condensate water
第2図の通り、復水配管5内の復水は、該配管5から分岐した導入管6及び熱交換器11を介して空冷式冷却器12の螺旋状の金属細管コイル14の一端側に導入される。この金属細管コイル14は円筒状の空冷カラム13内に配設されており、該空冷カラム13の一端側に送風機15が設置されている。
As shown in FIG. 2, the condensate in the
上記の金属細管コイル14としては、内径が0.1〜2.0mm、特に0.5〜1.0mmのものが好ましい。
The metal
復水の水質を正確に観測するために、計測器17に導入される復水の温度が一定の範囲となるように冷却器12で冷却を行うのが好ましい。本発明では水冷却器12を水冷でなく空冷としているため、冷却された復水を目的の温度範囲に維持しやすい。
In order to accurately observe the water quality of the condensate, it is preferable that the
この金属細管コイル14の他端側が、配管16を介して計測器17の流入口に接続されている。この計測器17の流出口は、排水配管18を介して熱交換器11の冷却媒体流路11aに接続されている。
The other end of the metal
計測器17としては、電気伝導率計測器、硬度成分計測器、吸光度計測器、溶存酸素濃度計、pH計、色度計測器、シリカ濃度計測器、塩化物イオン濃度計測器及びMアルカリ度計測器の少なくとも1種が好適に用いられる。 As the measuring instrument 17, an electrical conductivity measuring instrument, a hardness component measuring instrument, an absorbance measuring instrument, a dissolved oxygen concentration meter, a pH meter, a chromaticity measuring instrument, a silica concentration measuring instrument, a chloride ion concentration measuring instrument, and an M alkalinity measuring instrument. At least one of the vessels is preferably used.
測定器17による測定に際しては、測定器17内に定期的に復水を導入してバッチ式に測定してもよいが、測定器17内に復水を常時通水して連続的に測定するのが好ましい。 At the time of measurement by the measuring device 17, condensate may be introduced periodically into the measuring device 17 and measured in a batch manner. However, the condensate is constantly passed through the measuring device 17 and continuously measured. Is preferred.
この計測器17の計測信号が制御手段20に入力される。この制御手段20は、計測器17からの測定結果に基づいて、上記弁5a、7a,8aに制御信号を発信すると共に、図示しない管理センタへ測定結果を発信するように構成されている。
The measurement signal of the measuring instrument 17 is input to the control means 20. The control means 20 is configured to transmit a control signal to the
なお、導入管6からは枝状に分岐配管19が分岐され、この分岐配管19に開閉弁19aが設けられている。この開閉弁19aは試験開始時と終了時における残留復水の除去に用いられる。
A
このように構成された復水水質監視装置10を用いた水質監視方法の一例を説明する。
An example of the water quality monitoring method using the condensate water
蒸気使用設備4から復水配管5を介して排出された復水の一部が導入管6から分取され、熱交換器11及び空冷式冷却器12で冷却された後、計測器17に導入され、水質測定が行われる。なお、導入管6への復水(ドレン)の分取量は5〜10mL/分程度の少量で足りる。測定結果は、計測器17から制御手段20に送信されると共に、該制御手段20から図示しない管理センタに送信される。
A part of the condensate discharged from the steam use equipment 4 through the
第3図の通り、計測器17による測定値が基準値を超えるようになると、制御手段20から弁5a、7a,8aに信号が送信されると共に、管理センタにアラーム信号が送信される。これにより、弁5aが閉弁すると共に弁7aが開弁し、蒸気使用設備4から排出される復水は、原水配管1に供給されることなく、排水配管7から系外に排出される。また、弁8aの開度が増大し、配管8から原水配管1への水処理薬剤の薬注量を増大させる。
As shown in FIG. 3, when the measured value by the measuring instrument 17 exceeds the reference value, a signal is transmitted from the control means 20 to the
なお、復水の水質が低下(悪化)するほど復水の原水への返送量を低下させるように弁5a、7aの開度を制御し、復水水質が基準値を超えたときに復水の返送を停止するように制御してもよい。また、復水の水質が低下するほど、弁8aの開度を大きくして薬注量を多くするようにしてもよい。
The degree of opening of the
本実施の形態では、補給水に添加される復水の水質を監視するようにしているため、復水と補給水とが混合された後の水の水質を監視する場合と比べて、復水の水質を感度良く監視することが可能である。 In this embodiment, since the quality of the condensate added to the makeup water is monitored, the condensate is compared with the case where the quality of the water after the condensate and the makeup water are mixed is monitored. It is possible to monitor the water quality with high sensitivity.
また、本実施の形態では、計測器17で連続的に復水の水質を測定することにより、復水への不純物の混入を早期に検知することが可能となる。 Moreover, in this Embodiment, it becomes possible to detect mixing of the impurity to condensate at an early stage by measuring the quality of the condensate water continuously with the measuring instrument 17.
本実施の形態では、計測器17の測定値に変化が生じたときに、復水を排水配管7から系外に排出している。これにより、ボイラ2や蒸気使用設備4に起因して復水に混入した不純物がボイラ内に供給されることが防止される。その結果、ボイラ缶内におけるスケールの発生を防止ないし抑制することができる。
In the present embodiment, condensate is discharged out of the system from the
本実施の形態では、計測器17の測定値に変化が生じたときに管理センタにアラーム信号を送信するので、復水への不純物の混入が、管理センタの管理者らに確実に認識されることになる。インターネット等を経由して水処理薬剤や機器のメーカーに連絡を行うようにしてもよい。なお、計測器17の近傍にアラーム装置を設置し、計測値17の測定値に変化が生じたときに、該アラーム装置からアラームを発するようにしてもよい。これにより、計測器17の近傍の作業員に、復水への不純物の混入が確実に認識されることになる。 In the present embodiment, an alarm signal is transmitted to the management center when a change occurs in the measurement value of the measuring instrument 17, so that the contamination of the condensate is reliably recognized by the management center managers. It will be. You may make it contact the manufacturer of a water treatment chemical | medical agent or an apparatus via the internet. Note that an alarm device may be installed in the vicinity of the measuring instrument 17 so that an alarm is issued from the alarm device when the measurement value of the measurement value 17 changes. As a result, the worker in the vicinity of the measuring instrument 17 can reliably recognize the contamination of impurities in the condensate.
この実施の形態では、金属細管コイル14の前段に熱交換器11が設置されているので、復水(ドレン)の冷却効率が向上する。
In this embodiment, since the
なお、本実施の形態では、水処理薬剤の注入ポイントは、原水配管1のうち復水配管5の接続箇所よりも下流側(ボイラ側)であるが、これに限定されるものでななく、例えば、ボイラ2内に直接注入するようにしてもよく、原水配管1のうち復水配管5の接続箇所よりも上流側に注入するようにしてもよい。
In addition, in this Embodiment, although the injection | pouring point of a water treatment chemical | medical agent is a downstream (boiler side) rather than the connection location of the
第1図及び第2図のボイラシステムを用いて復水の水質の監視を行った。本実施例では、測定器17として、電気伝導率計測器、Mアルカリ度計測器、硬度成分計測器、塩化物イオン濃度計測器及びシリカ濃度計測器を設置した。 The water quality of the condensate was monitored using the boiler system shown in FIGS. In this example, an electrical conductivity measuring instrument, an M alkalinity measuring instrument, a hardness component measuring instrument, a chloride ion concentration measuring instrument, and a silica concentration measuring instrument were installed as the measuring instrument 17.
なお、蒸気使用設備4は、市水から温水を製造する熱交換器である。導入管6内の復水流量は5mL/分とした。また、運転中にわたり、弁5aは開とし、弁7a,8aは閉弁しておいた。
The steam using facility 4 is a heat exchanger that produces hot water from city water. The condensate flow rate in the
各計測器の検出値の経時変化を第4図に示す。 FIG. 4 shows changes with time in the detected values of the measuring instruments.
運転開始から9日目に、熱交換器(蒸気使用設備4)が破孔した。第4図から明らかな通り、熱交換器(蒸気使用設備4)の破孔までは復水の性状が安定していたが、破孔後に復水の電気伝導率、Mアルカリ度、全硬度、塩化物イオン濃度及びシリカ濃度のいずれもが大きく増加した。 On the ninth day from the start of operation, the heat exchanger (steam use equipment 4) broke through. As is clear from FIG. 4, the condensate properties were stable up to the broken hole of the heat exchanger (steam using equipment 4), but after the broken hole, the electrical conductivity, M alkalinity, total hardness, Both chloride ion concentration and silica concentration increased greatly.
2 ボイラ
4 蒸気使用設備
10 復水水質監視装置
11 熱交換器
13 空冷カラム
14 金属細管コイル
15 送風機
17 計測器
20 制御手段
2 Boiler 4
17 Measuring
Claims (7)
該復水を冷却する空冷式冷却器と、
該空冷式冷却器で冷却された復水の水質を測定する計測器と
を有することを特徴とする復水水質監視装置。 A device for monitoring the quality of the condensate water, which is formed by condensing steam generated in the boiler,
An air-cooled cooler for cooling the condensate;
A condensate water quality monitoring device comprising a measuring device for measuring the quality of the condensate water cooled by the air-cooled cooler.
該計測器の測定結果に基づいて、該復水を該ボイラへの供給水として回収することなく系外に排出する手段を有することを特徴とする復水水質監視装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A condensate water quality monitoring device comprising means for discharging the condensate out of the system without collecting the condensate as supply water to the boiler based on the measurement result of the measuring instrument.
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