JP2018146224A - Cooling tower system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却塔システムに係り、特に開放循環式冷却塔において冷却塔ブロー水の回収を行う冷却塔システムに関する。 The present invention relates to a cooling tower system, and more particularly to a cooling tower system that recovers cooling tower blow water in an open circulation type cooling tower.
冷却塔システムにあっては、冷却水の系外への排棄(ブロー)を少なくして高濃縮運転を行う場合、溶解している塩類が濃縮されて、伝熱面が腐食しやすくなるとともに、難溶性の塩となってスケール化する。装置の壁面などにスケールが付着すると、熱効率の低下、配管の閉塞など、ボイラや熱交換器の運転に重大な障害が生じる。近年、節水や省エネルギーを目的に、可能な限り水を有効利用するという動きが顕著になってきているが、更なる高濃縮運転の場合には、スケールの析出を抑制するには限界がある。 In the cooling tower system, when high concentration operation is performed with less discharge (blow) of cooling water outside the system, dissolved salts are concentrated and the heat transfer surface is easily corroded. Scales as a sparingly soluble salt. If the scale adheres to the wall surface of the apparatus, a serious obstacle occurs in the operation of the boiler and heat exchanger, such as a decrease in thermal efficiency and blockage of piping. In recent years, for the purpose of saving water and saving energy, the movement of effectively using water as much as possible has become remarkable. However, in the case of further highly concentrated operation, there is a limit in suppressing the precipitation of scale.
そこで、冷却塔ブロー水をMF膜又はUF膜に通水してブロー水中の濁質を除去した後、RO膜処理してイオン類、有機物等を除去し、冷却塔に戻すことがある(特許文献1〜4)。 Therefore, the cooling tower blow water is passed through the MF membrane or UF membrane to remove turbidity in the blow water, and then RO membrane treatment is performed to remove ions, organic substances, etc., and return to the cooling tower (patent) Literatures 1-4).
本発明は、ブロー水及び補給水を削減することができ、また制御が簡易となる冷却塔システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the cooling tower system which can reduce blow water and makeup water, and becomes easy to control.
本発明の冷却塔システムは、冷却水の循環ラインが接続された冷却塔と、冷却水の電気伝導度又は比抵抗の測定手段と、該測定手段で測定された電気伝導度が所定の上限値C2に上昇した場合又は比抵抗が所定の下限値R2に低下した場合に、電気伝導度が所定の下限値C0に低下するか又は比抵抗が所定の上限値R0に上昇するまで補給水を供給する補給水供給手段と、該冷却塔のオーバーフロー水を処理して前記冷却塔又は循環ラインに返送する回収手段とを有する冷却塔システムであって、該回収手段として、前記オーバーフロー水を受け入れるブロー水槽と、該ブロー水槽からポンプで送水される水を処理する逆浸透膜装置と、該逆浸透膜装置の透過水を前記冷却塔又は循環ラインに供給する手段と、冷却水の電気伝導度もしくは比抵抗又は該電気伝導度もしくは比抵抗と前記ブロー水槽の水位に応じて該回収手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とするものである。 The cooling tower system of the present invention includes a cooling tower to which a cooling water circulation line is connected, a measuring means for electric conductivity or specific resistance of the cooling water, and an electric conductivity measured by the measuring means is a predetermined upper limit value. if or when the specific resistance was increased to C 2 is decreased to a predetermined lower limit value R 2, until the electrical conductivity or resistivity drops to a predetermined lower limit value C 0 is increased to a predetermined upper limit value R 0 A cooling tower system comprising makeup water supply means for supplying makeup water and recovery means for processing overflow water of the cooling tower and returning it to the cooling tower or circulation line, wherein the overflow water is used as the recovery means. A reverse osmosis membrane device for processing water pumped from the blow water basin, means for supplying the permeated water of the reverse osmosis membrane device to the cooling tower or circulation line, and electricity of the cooling water Conductivity or A specific resistance or the electrical conductivity or specific resistance and a control means for operating the recovery means in accordance with the water level of the blow water tank are provided.
本発明の一態様では、前記制御手段は、冷却水の電気伝導度が所定の中間値C1(ただしC0<C1<C2)にまで上昇するか又は比抵抗が所定の中間値R1(ただしR2<R1<R0)にまで低下した場合に、前記ポンプを始動させ、該電気伝導度が前記下限値C0にまで低下するか又は比抵抗が前記上限値R0にまで上昇すると前記ポンプを停止させる。 In one aspect of the present invention, the control means increases the electrical conductivity of the cooling water to a predetermined intermediate value C 1 (where C 0 <C 1 <C 2 ) or the specific resistance has a predetermined intermediate value R. 1 (provided that R 2 <R 1 <R 0 ), the pump is started and the electrical conductivity decreases to the lower limit C 0 or the specific resistance reaches the upper limit R 0 . The pump is stopped when it rises to.
本発明の一態様では、前記ブロー水槽内の水を除濁手段で除濁してから前記逆浸透膜装置に給水するよう構成されている。 In one aspect of the present invention, the water in the blow water tank is made turbid by the turbidity means and then supplied to the reverse osmosis membrane device.
本発明の冷却塔システムでは、ブロー水を処理して冷却水として利用することにより、冷却塔の水回収率を高くすることができる。 In the cooling tower system of this invention, the water recovery rate of a cooling tower can be made high by processing blow water and using it as cooling water.
本発明では、ブロー水の回収手段を冷却水の電気伝導度もしくは比抵抗又は該電気伝導度もしくは比抵抗とブロー水槽の水位により管理することにより、制御が簡易となる。 In the present invention, control is simplified by managing the blow water recovery means based on the electric conductivity or specific resistance of the cooling water or the electric conductivity or specific resistance and the water level of the blow water tank.
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1の通り、この冷却塔システムの冷却塔1は、散水管1aから散水された冷却水が充填材層1bを流下する間にルーバ1cから導入される空気と接触して冷却されて、ピット1d(冷却塔下部水槽)に貯留され、蒸気を含む空気はファン1eにより大気中に排気されるように構成されている。冷却塔1のピット1dの冷水は、ポンプ2、配管3を介して熱交換器4に供給され、熱交換器4からの戻り水が配管5を介して冷却塔1の散水管1aに返送される。 As shown in FIG. 1, the cooling tower 1 of this cooling tower system is cooled in contact with the air introduced from the louver 1c while the cooling water sprinkled from the sprinkling pipe 1a flows down the filler layer 1b. The air that is stored in 1d (cooling tower lower water tank) and contains steam is configured to be exhausted into the atmosphere by a fan 1e. The cold water in the pit 1d of the cooling tower 1 is supplied to the heat exchanger 4 via the pump 2 and the pipe 3, and the return water from the heat exchanger 4 is returned to the water spray pipe 1a of the cooling tower 1 via the pipe 5. The
ピット1dにはオーバーフロー管7が設けられており、ピット1d内の水位が該オーバーフロー管7の上端の流入口7aよりも高くなると、ピット1d内の冷却水がオーバーフロー管7を介してブロー水槽8に流入する。冷却塔1にはピット1d内の冷却水の電気伝導度を測定する電気伝導度計24が設けられている。 The pit 1 d is provided with an overflow pipe 7. When the water level in the pit 1 d becomes higher than the inlet 7 a at the upper end of the overflow pipe 7, the cooling water in the pit 1 d passes through the overflow pipe 7 and the blow water tank 8. Flow into. The cooling tower 1 is provided with an electric conductivity meter 24 for measuring the electric conductivity of the cooling water in the pit 1d.
ブロー水槽8には水位センサ9及び循環ポンプ10が設けられている。電気伝導度計24と水位センサ9の信号がポンプ制御器10aに入力され、このポンプ制御器10aからの信号により循環ポンプ10が制御される。循環ポンプ10からの送水は、除濁器11及び配管12を介してRO装置13に供給される。除濁器11としては、濾過器、MF膜装置、UF膜装置などを用いることができる。 The blow water tank 8 is provided with a water level sensor 9 and a circulation pump 10. Signals from the electrical conductivity meter 24 and the water level sensor 9 are input to the pump controller 10a, and the circulation pump 10 is controlled by signals from the pump controller 10a. Water supplied from the circulation pump 10 is supplied to the RO device 13 via the turbidifier 11 and the pipe 12. As the turbidizer 11, a filter, an MF membrane device, a UF membrane device, or the like can be used.
RO装置13の濃縮水は系外に排出され、透過水は配管14を介してピット1dに供給される。なお、配管14の下流端は配管3に接続されてもよい。この実施の形態では、オーバーフロー管7及びブロー水槽8から配管14までの機器と、水位センサ9、電気伝導度計24及びポンプ制御器10aとが回収手段を構成している。 The concentrated water of the RO device 13 is discharged out of the system, and the permeated water is supplied to the pit 1d through the pipe 14. Note that the downstream end of the pipe 14 may be connected to the pipe 3. In this embodiment, the equipment from the overflow pipe 7 and the blow water tank 8 to the pipe 14, the water level sensor 9, the electric conductivity meter 24, and the pump controller 10a constitute the recovery means.
冷却塔1に供給される補給水を貯留しておくために補給水槽15が設置され、該補給水槽15に水位センサ16と送水ポンプ17が設置されている。送水ポンプ17の吐出口側に接続された配管18の末端は、配管19,20に分岐している。一方の配管19の末端は、ピット1dのボールタップ21に接続されている。他方の配管20の末端は、ピット1d内に臨んでいる。この配管20に強制補給水弁22が設けられている。該強制補給水弁22は制御器23によって制御される。制御器23には、ピット1dに設けられた電気伝導度計24の検出値が入力されている。 In order to store the makeup water supplied to the cooling tower 1, a makeup water tank 15 is installed, and a water level sensor 16 and a water pump 17 are installed in the makeup water tank 15. The end of the pipe 18 connected to the discharge port side of the water pump 17 is branched into pipes 19 and 20. One end of the pipe 19 is connected to the ball tap 21 of the pit 1d. The other end of the pipe 20 faces the pit 1d. A forced supply water valve 22 is provided in the pipe 20. The forced replenishment water valve 22 is controlled by a controller 23. The detection value of the electric conductivity meter 24 provided in the pit 1d is input to the controller 23.
次に、この冷却塔システムの動作について、図1,2を参照して説明する。 Next, the operation of this cooling tower system will be described with reference to FIGS.
冷却塔1から熱交換器4へ冷水を循環供給する運転を継続すると、図2の通り、冷却水の蒸発等に伴ってピット1d内の水位が次第に低下し、また電気伝導度が次第に上昇する。電気伝導度が所定の中間値C1まで上昇すると、制御器10aからの信号により循環ポンプ10が作動開始する。循環ポンプ10からの送水は、除濁器11を通った後、RO装置13にてRO処理され、濃縮水は系外に排出され、透過水は配管14を通ってピット1dに導入される。 If the operation of circulating and supplying cold water from the cooling tower 1 to the heat exchanger 4 is continued, the water level in the pit 1d gradually decreases as the cooling water evaporates and the electrical conductivity gradually increases as shown in FIG. . When the electrical conductivity is increased to a predetermined intermediate value C 1, the circulation pump 10 starts operation by a signal from the controller 10a. The water supplied from the circulation pump 10 passes through the turbidizer 11 and is then subjected to RO treatment by the RO device 13, the concentrated water is discharged out of the system, and the permeated water is introduced into the pit 1 d through the pipe 14.
この透過水の流入により、ピット1d内の水の電気伝導度の上昇は緩慢になるが、それでも該電気伝導度はさらに上昇を続け、やがて所定の上限値C2に到達する。そうすると、制御器23からの信号により、強制補給水弁22が開となり、補給水槽15内の補給水が配管19,20を介してピット1d内に供給される。(なお、強制補給水弁22やボールタップ21が開となっているときにはポンプ17が作動するよう構成されている。)これにより、ピット1d内の水位が徐々に上昇すると共に、電気伝導度が徐々に低下する。ピット1d内の冷却水の電気伝導度が所定の下限値C0に低下すると、強制補給水弁22が閉とされると共に、送水ポンプ17が停止する。 The inflow of the permeate, increase in electric conductivity of the water in the pit 1d is slowed, but still continue the electrical conductivity increases further eventually reaches a predetermined upper limit value C 2. If it does so, the forced replenishment water valve 22 will be opened by the signal from the controller 23, and the replenishment water in the replenishment water tank 15 will be supplied in the pit 1d via the piping 19 and 20. FIG. (The pump 17 is configured to operate when the forced replenishment water valve 22 and the ball tap 21 are open.) As a result, the water level in the pit 1d gradually rises and the electrical conductivity gradually increases. To drop. When the electrical conductivity of the cooling water in the pit 1d is lowered to a predetermined lower limit value C 0, forcing makeup water valve 22 while being closed, the water pump 17 is stopped.
ピット1d内の水の電気伝導度が下限値C0に低下するまで強制補給水弁22が開とされ、この間ピット1dに補給水が供給され続ける。これにより、該電気伝導度が徐々に低下する。補給水の供給に伴って、前述の通りピット1d内の水位が上昇するが、ピット1dの水位上昇は、オーバーフロー水位(流入口7aのレベル)で止まる。ピット1dの水位がオーバーフロー水位に到達した後、強制補給水弁22が閉となるまでの間は、配管18,20を介して流入する補給水量と同量のピット水(冷却水)がオーバーフロー管7を介してブロー水槽8に流入する。 Electrical conductivity of the water in the pit 1d is forced makeup water valve 22 is opened until drops to the lower limit value C 0, makeup water is continuously supplied during this time pits 1d. Thereby, the electrical conductivity gradually decreases. As the makeup water is supplied, the water level in the pit 1d rises as described above, but the water level rise in the pit 1d stops at the overflow water level (the level of the inlet 7a). After the water level in the pit 1d reaches the overflow water level, the same amount of pit water (cooling water) as the amount of makeup water flowing in via the pipes 18 and 20 is overflowed until the forced makeup water valve 22 is closed. 7 flows into the blow water tank 8.
このオーバーフロー水の流入に伴って、ブロー水槽8内の水位が上昇する。このブロー水槽8内の水位上昇は、強制補給水弁22が閉となるまで継続する。 With the inflow of overflow water, the water level in the blow water tank 8 rises. The rise in the water level in the blow water tank 8 continues until the forced refill water valve 22 is closed.
強制補給水弁22が閉となるのに合わせて、循環ポンプ10が停止し、ブロー水槽8内の水のRO装置13への送水も停止するので、その後はブロー水槽8内の水位は一定に保たれる。この間、ピット1d内の水の電気伝導度は徐々に上昇するので、以下、上記の一連の動作が繰り返される。 As the forced replenishment water valve 22 is closed, the circulation pump 10 is stopped and the water supply to the RO device 13 in the blow water tank 8 is also stopped, so that the water level in the blow water tank 8 is kept constant thereafter. Kept. During this time, the electrical conductivity of the water in the pit 1d gradually increases, so that the above series of operations is repeated.
図1では、電気伝導度計24が設置されているが、電気伝導度計の代わりに比抵抗計を設置し、比抵抗計で測定される比抵抗(又は比抵抗とブロー水槽の水位)に基づいて制御を行ってもよい。この場合、冷却塔の運転の経過に伴ってピット1d内の水の比抵抗が所定の中間値R1にまで低下すると、制御器10aからの信号により循環ポンプ10が作動開始し、RO装置13の透過水がピット1dに導入される。 In FIG. 1, the electric conductivity meter 24 is installed, but a specific resistance meter is installed instead of the electric conductivity meter, and the specific resistance (or specific resistance and the water level of the blow tank) is measured by the specific resistance meter. Control may be performed based on this. In this case, if over the course of operation of the cooling tower resistivity of the water in the pit 1d is reduced to a predetermined intermediate value R 1, the circulation pump 10 starts operation by a signal from the controller 10a, RO 13 Permeated water is introduced into the pit 1d.
この透過水の流入により、ピット1d内の水の電気伝導度の上昇は緩慢になるが、それでも比抵抗はさらに低下を続け、やがて所定の下限値R2に到達する。そうすると、制御器23からの信号により、強制補給水弁22が開となり、補給水槽15内の補給水が配管19,20を介してピット1d内に供給される。これにより、ピット1d内の水位が徐々に上昇すると共に、比抵抗が徐々に上昇する。ピット1d内の冷却水の比抵抗が所定の上限値R0にまで上昇すると、強制補給水弁22が閉とされると共に、送水ポンプ17が停止する。 The inflow of the permeate, increase in electric conductivity of the water in the pit 1d is slowed, but the specific resistance is further continued to decrease and eventually reach a predetermined lower limit value R 2. If it does so, the forced replenishment water valve 22 will be opened by the signal from the controller 23, and the replenishment water in the replenishment water tank 15 will be supplied in the pit 1d via the piping 19 and 20. FIG. Thereby, the water level in the pit 1d gradually rises and the specific resistance gradually rises. When the specific resistance of the cooling water in the pit 1d rises to a predetermined upper limit value R0 , the forced refill water valve 22 is closed and the water pump 17 is stopped.
比抵抗が上限値R0にまで上昇することにより、強制補給水弁22が閉となるのに合わせて、循環ポンプ10が停止し、ブロー水槽8内の水のRO装置13への送水も停止する。その後、ピット1d内の水の比抵抗は徐々に低下するので、以下、上記の一連の動作が繰り返される。 As the specific resistance increases to the upper limit value R 0 , the circulation pump 10 is stopped and the water supply to the RO device 13 in the blow water tank 8 is stopped as the forced replenishment water valve 22 is closed. To do. Thereafter, the specific resistance of water in the pit 1d gradually decreases, so that the above series of operations is repeated.
この冷却塔システムの運転中に系外に排出されるブロー水はRO装置13の濃縮水だけであり、補給水の回収率が高い。また、循環ポンプ10は冷却水の電気伝導度又は比抵抗に応じてON,OFF制御されるので、制御が簡単である。なお、ブロー水槽8の水位センサ9の検出水位が所定の上限値以上になると循環ポンプ10が作動し、検出水位が所定の下限値以下になると循環ポンプ10が停止するよう構成されてもよい。この上限値は、ブロー水槽8の満水位の60〜80%程度が好ましく、下限値は該満水位の5〜40%程度が好ましい。 The blow water discharged outside the system during operation of the cooling tower system is only the concentrated water of the RO device 13, and the recovery rate of makeup water is high. Further, since the circulation pump 10 is ON / OFF controlled according to the electric conductivity or specific resistance of the cooling water, the control is simple. The circulating pump 10 may be operated when the detected water level of the water level sensor 9 in the blow water tank 8 is equal to or higher than a predetermined upper limit value, and the circulating pump 10 may be stopped when the detected water level is lower than a predetermined lower limit value. The upper limit is preferably about 60 to 80% of the full water level of the blow water tank 8, and the lower limit is preferably about 5 to 40% of the full water level.
なお、上記のように冷却塔システムの運転途中において、ピット1d内の水位が所定の管理値(ボールタップ21の開栓水位)を下回ったときには、ボールタップ21が開栓し、補給水槽15内の補給水がボールタップ21を介してピット1dに供給される。図示は省略するが、水位センサ16で検出される補給水槽15内の水位が規定値以下に低下した場合には、補給水槽15に工業用水、地下水又は水道水などの水を注水する注水機構が設けられている。 As described above, when the water level in the pit 1d falls below a predetermined control value (the opening level of the ball tap 21) during the operation of the cooling tower system, the ball tap 21 is opened and the replenishment in the replenishing water tank 15 is performed. Water is supplied to the pit 1d through the ball tap 21. Although illustration is omitted, when the water level in the replenishing water tank 15 detected by the water level sensor 16 falls below a specified value, a water injection mechanism for injecting water such as industrial water, ground water or tap water into the replenishing water tank 15 is provided. Is provided.
この実施の形態では、ピット1dに薬注されたスライムやスケールの防止剤等の薬剤成分が、除濁器11を通過してRO装置13に供給されることにより、RO装置13でのスライムやスケールの防止効果も得られる。 In this embodiment, the slime or the scale inhibitor injected into the pit 1d is supplied to the RO device 13 through the turbidizer 11, so that the slime in the RO device 13 Scale prevention effect is also obtained.
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の構成とされてもよい。例えば、上記実施の形態では、ピット1d内の水位がオーバーフロー管7の上端の流入口7aよりも高くなると、ピット1d内の流入口7aよりも高位の冷却水がオーバーフロー管7を介してブロー水槽8に流入する構成となっているが、配管3(特にポンプ2の吐出側)とブロー水槽8とを接続する管路及び該管路に設置されたバルブとを設け、ピット1d内の冷却水の水位が規定水位(流入口7aの水位)よりも高くなると該バルブが開き、ピット1d内の該規定水位よりも高位の冷却水が該管路を介してブロー水槽8に流入する構成としてもよい。 The above embodiment is an example of the present invention, and the present invention may have a configuration other than the above. For example, in the above embodiment, when the water level in the pit 1 d becomes higher than the inlet 7 a at the upper end of the overflow pipe 7, the cooling water higher than the inlet 7 a in the pit 1 d is blown through the overflow pipe 7. 8 is provided with a pipe line connecting the pipe 3 (especially the discharge side of the pump 2) and the blow water tank 8 and a valve installed in the pipe line to provide cooling water in the pit 1d. When the water level becomes higher than the specified water level (the water level at the inlet 7a), the valve opens, and cooling water higher than the specified water level in the pit 1d flows into the blow water tank 8 through the pipe line. Good.
1 冷却塔
4 熱交換器
8 ブロー水槽
13 RO装置
15 補給水槽
24 電気伝導度計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling tower 4 Heat exchanger 8 Blow water tank 13 RO apparatus 15 Replenishment water tank 24 Electric conductivity meter
Claims (3)
冷却水の電気伝導度又は比抵抗の測定手段と、
該測定手段で測定された電気伝導度が所定の上限値C2に上昇した場合又は比抵抗が所定の下限値R2に低下した場合に、電気伝導度が所定の下限値C0に低下するか又は比抵抗が所定の上限値R0に上昇するまで補給水を供給する補給水供給手段と、
該冷却塔のオーバーフロー水を処理して前記冷却塔又は循環ラインに返送する回収手段とを有する冷却塔システムであって、
該回収手段として、
前記オーバーフロー水を受け入れるブロー水槽と、
該ブロー水槽からポンプで送水される水を処理する逆浸透膜装置と、
該逆浸透膜装置の透過水を前記冷却塔又は循環ラインに供給する手段と、
冷却水の電気伝導度もしくは比抵抗又は該電気伝導度もしくは比抵抗と前記ブロー水槽の水位に応じて該回収手段を作動させる制御手段と
を備えたことを特徴とする冷却塔システム。 A cooling tower connected to a cooling water circulation line;
Means for measuring the electrical conductivity or resistivity of the cooling water;
When the electrical conductivity measured by the measuring means increases to a predetermined upper limit value C 2 or when the specific resistance decreases to a predetermined lower limit value R 2 , the electrical conductivity decreases to a predetermined lower limit value C 0 . Or makeup water supply means for supplying makeup water until the specific resistance rises to a predetermined upper limit value R0 ,
A cooling tower system having recovery means for treating overflow water of the cooling tower and returning it to the cooling tower or the circulation line,
As the recovery means,
A blow tank for receiving the overflow water;
A reverse osmosis membrane device for treating water pumped from the blow water tank;
Means for supplying permeated water of the reverse osmosis membrane device to the cooling tower or circulation line;
A cooling tower system comprising: electric conductivity or specific resistance of cooling water, or control means for operating the recovery means in accordance with the electric conductivity or specific resistance and the water level of the blow water tank.
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JP2017038458 | 2017-03-01 |
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