JP2018146226A - 冷却塔システム - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】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、ピット１ｄ内の水位が次第に低下し、電気伝導度が次第に上昇する。電気伝導度が上限値Ｃ１に到達すると、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。オーバーフロー水の流入に伴って、ブロー水槽８内の水位が規定の上限値に達すると、水位センサ９からの信号によりポンプ１０が作動開始する。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、透過水は補給水槽１５に導入される。【選択図】図１

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。

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。

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）。

特開２００２−１８４３７号公報 特開２００３−１２５５号公報 特開２０１６−１９０２２４号公報 特開２０１５−１７４０３０号公報

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。

本発明の冷却塔システムは、冷却塔と、該冷却塔のオーバーフロー水を処理して補給水として回収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、該ブロー水槽からの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受け入れる補給水槽と、該補給水槽内の水を補給水として前記冷却塔に供給する手段と、前記ブロー水槽の水位又は該ブロー水槽と補給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。

本発明の一態様では、前記制御手段は、前記ブロー水槽内の水位を検出する水位センサを備えており、該水位センサの検出水位が規定の上限値にまで上昇すると前記逆浸透膜装置（ＲＯ装置）への給水ポンプが始動し、該水位センサの検出水位が規定の下限値にまで低下すると該給水ポンプが停止する。

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。

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。

本発明では、ブロー水の回収手段をブロー水槽及び補給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。

実施の形態に係る冷却塔システムを示すフロー図である。 実施の形態に係る冷却塔システムの作動を示すチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

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。

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。

ブロー水槽８には水位センサ９及び給水ポンプ１０が設けられている。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からの信号により給水ポンプ１０が制御される。具体的には、水位センサ９の検出水位が規定の上限値以上になると給水ポンプ１０が作動し、検出水位が規定の下限値以下になると給水ポンプ１０が停止する。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。

給水ポンプ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。

ＲＯ装置１３の濃縮水は系外に排出され、透過水は配管１４を介して補給水槽１５に導入される。補給水槽１５には水位センサ１６及び送水ポンプ１７が設けられている。この実施の形態では、ブロー水槽８から補給水槽１５までの機器と、水位センサ９，１６及びポンプ制御器１０ａとが回収手段を構成している。

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。

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。

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。電気伝導度が規定の上限値Ｃ_１に到達すると、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。

強制補給水弁２２は、ピット１ｄ内の水の電気伝導度が規定の下限値Ｃ_０に低下するまで開とされ、この間ピット１ｄに補給水が供給され続ける。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。

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。そして、ブロー水槽８内の水位が規定の上限値に達すると、水位センサ９からの信号により給水ポンプ１０が作動開始する。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、透過水は補給水槽１５に導入される。ポンプ１０は、ブロー水槽８内の水位が規定の下限値まで低下すると停止する。

以下、この動作が繰り返される。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、ポンプ１０はブロー水槽８内の水位に応じてＯＮ，ＯＦＦ制御されるので、制御が簡単である。

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内の水位が規定管理値（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。

また、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。この注水機構も回収手段を構成している。

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。

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、電気伝導度計２４の代わりに比抵抗計を設置し、この比抵抗計で測定された比抵抗に基づいて強制補給水弁２２の開閉制御を行ってもよい。この場合、比抵抗が規定の下限値に到達すると制御器２３からの信号により強制補給水弁２２が開となり、比抵抗が規定の上限値に上昇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。その他の制御内容は、電気伝導度計２４を用いた場合と同じである。

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。

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

Claims (3)

1. 冷却塔と、該冷却塔のオーバーフロー水を処理して補給水として回収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、
   該ブロー水槽からの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受け入れる補給水槽と、
   該補給水槽内の水を補給水として前記冷却塔に供給する手段と、
   前記ブロー水槽の水位又は該ブロー水槽と補給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。
2. 請求項１において、前記制御手段は、前記ブロー水槽内の水位を検出する水位センサを備えており、
   該水位センサの検出水位が規定の上限値にまで上昇すると前記逆浸透膜装置への給水ポンプが始動し、該水位センサの検出水位が規定の下限値にまで低下すると該給水ポンプが停止することを特徴とする冷却塔システム。
3. 請求項１又は２において、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ことを特徴とする冷却塔システム。

Images