JP2021101176A - Method for managing chemical feeding system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薬注システムの管理方法に関する。 The present invention relates to a method for managing a drug injection system.
ボイラや循環冷却水系あるいは水処理設備等において、タンク内の薬液を注入対象水にケミカルポンプで注入する場合、タンク内の薬液残量を監視して補充時期を予測したり、ケミカルポンプの安定した動作の監視を行っている。 When injecting the chemical solution in the tank into the water to be injected with a chemical pump in a boiler, circulating cooling water system, water treatment equipment, etc., the remaining amount of the chemical solution in the tank can be monitored to predict the replenishment time, and the chemical pump can be stabilized. The operation is monitored.
従来、薬液タンク内の残量やケミカルポンプ吐出量を測定するには以下の方法がとられていた。
（ａ） 電極式センサー、フロート式の液位センサー、タンク底部水圧を感知する圧力センサー、タンク内水面の高さをレーザー反射光で光学式に検知する液位センサー等によってタンク内の液位を測定する。
（ｂ） ポンプのサクション側かデリベリ側のホース等に流量センサーを設置し、流量を測定する。また、測定流量を積算することによりタンク内の残量を算出する。
Conventionally, the following methods have been used to measure the remaining amount in the chemical tank and the discharge amount of the chemical pump.
(A) The liquid level in the tank is measured by an electrode type sensor, a float type liquid level sensor, a pressure sensor that detects the water pressure at the bottom of the tank, a liquid level sensor that optically detects the height of the water surface inside the tank with laser reflected light, and the like. Measure.
(B) Install a flow rate sensor on the hose on the suction side or delivery side of the pump to measure the flow rate. In addition, the remaining amount in the tank is calculated by integrating the measured flow rates.
薬液が発泡性であるとケミカルポンプにエア噛みが生じることがある。また、薬液もしくは薬液の蒸発気体に起因して接液したり、タンク内に設置したセンサーに腐食が生じ安定的な計測が困難になることがある。 If the chemical solution is effervescent, air biting may occur in the chemical pump. In addition, the chemical solution or the evaporative gas of the chemical solution may cause contact with the liquid, or the sensor installed in the tank may be corroded, making stable measurement difficult.
また、残量の管理も薬液タンクの形状が複雑であると水位高さだけでは簡単に予想できない。容器が簡易であっても液位だけでは質量に換算できないので、扱う薬剤が多いとその比重を考慮する必要が出てくる。 In addition, the management of the remaining amount cannot be easily predicted from the water level alone if the shape of the chemical tank is complicated. Even if the container is simple, the liquid level alone cannot be converted into mass, so if there are many chemicals to handle, it will be necessary to consider their specific weight.
また、残量と吐出量の把握はこれまでは残量と吐出の各用途に対して各々センサーを使用することが多かったので、センサー数を減少させることによりコストを削減することが望まれる。 Further, since sensors have often been used for each of the remaining amount and the discharge amount in order to grasp the remaining amount and the discharge amount, it is desired to reduce the cost by reducing the number of sensors.
本発明は、薬液やその蒸気に非接触な方式でタンク内残量の測定を行い、薬液注入量や薬品在庫量の管理を行うことができる薬注システムの管理方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for managing a chemical injection system capable of measuring the remaining amount in a tank in a non-contact manner with a chemical solution or its vapor and managing the amount of chemical solution injected and the amount of chemical inventory. To do.
本発明の薬注システムの管理方法は、薬液を貯留したタンクの重量を測定し、測定した重量の経時変化から該タンクへの薬液補充時期を予測する。 The management method of the chemical injection system of the present invention measures the weight of the tank in which the chemical solution is stored, and predicts the timing of replenishing the chemical solution to the tank from the time course of the measured weight.
本発明の一態様では、薬液残量の下限と薬液減少速度とに基づいて薬液補充時期を予測する。 In one aspect of the present invention, the timing of replenishing the drug solution is predicted based on the lower limit of the remaining amount of the drug solution and the rate of decrease of the drug solution.
本発明の一態様では、薬液減少速度の平均値、最大値又は予測値と、前記薬液残量の下限値とに基づいて薬液補充時期を予測する。 In one aspect of the present invention, the chemical solution replenishment time is predicted based on the average value, the maximum value, or the predicted value of the chemical solution decrease rate and the lower limit value of the remaining amount of the chemical solution.
本発明の一態様では、予測された薬液補充時期と、メンテナンス作業者の移動到達時間又はスケジュールとに基づいてアラームを送信する。 In one aspect of the invention, an alarm is transmitted based on the predicted chemical replenishment time and the arrival time or schedule of the maintenance worker's movement.
本発明の一態様では、アラームを送信する対象を指定可能とする。 In one aspect of the present invention, it is possible to specify a target for transmitting an alarm.
本発明によると、薬液やその蒸気に非接触な方式でタンク内残量の測定を行い、薬液注入量や薬品在庫量の管理を行うことができる。また、使用量の平均数値と残量から、補充必要性が予測できるようになるので、薬剤メーカーや事業者の薬剤受発注業務が容易になるとともに、給水量等のインプットデータから薬注量の監視も可能となる。 According to the present invention, it is possible to measure the remaining amount in the tank by a method that does not contact the chemical solution or its vapor, and manage the amount of the chemical solution injected and the amount of the chemical inventory. In addition, since the need for replenishment can be predicted from the average value of the amount used and the remaining amount, it will be easier for drug makers and businesses to place and receive drugs, and the amount of drug injection will be calculated from input data such as the amount of water supplied. Monitoring is also possible.
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、薬液タンク１及び薬液タンク１内に貯留された薬液Ｌの合計重量が重量センサー２で測定可能となっている。薬液タンク１内の薬液Ｌは、ケミカルポンプ３から薬注配管４を介して薬注対象水系に添加される。
As shown in FIG. 1, the total weight of the chemical solution tank 1 and the chemical solution L stored in the chemical solution tank 1 can be measured by the
重量センサー２としては、圧力センサーや電子秤りなどいずれのものであってもよい。なお、薬液タンク１内の薬液量は、重量センサー２の検出重量から、空の薬液タンク１及び付帯設備の重量（風袋重量）を減算することにより求められる。重量センサー２の検出信号は、有線又は無線回線５によって監視装置（図示略）に送信される。
The
図１のシステムによると、例えば、薬液タンク１内の薬液残量の経時変化を測定して、単位時間当たりの減少量を把握し、薬液残量と単位時間当たりの減少量に基づいて薬液補充時期を予測することができる。 According to the system of FIG. 1, for example, the change with time of the remaining amount of the chemical solution in the chemical solution tank 1 is measured to grasp the amount of decrease per unit time, and the amount of the chemical solution is replenished based on the remaining amount of the chemical solution and the amount of decrease per unit time. The time can be predicted.
その一例を図２を参照して説明する。 An example thereof will be described with reference to FIG.
時刻ｔ１における薬液タンク１内の薬液残量（重量）をＷ１とし、時刻ｔ２における薬液タンク１内の薬液残量をＷ２とした場合、時刻ｔ１〜ｔ２間の平均減少量（ケミカルポンプ３の平均吐出量）ａは
ａ＝（Ｗ１−Ｗ２）／（ｔ２−ｔ１）
として求められる。
Chemical remaining in the chemical liquid tank 1 at time t 1 (weight) and W 1, if the drug solution remaining in the liquid tank 1 at time t 2 was set to W 2, the average reduction between time t 1 ~t 2 (Average discharge amount of chemical pump 3) a is a = (W 1 − W 2 ) / (t 2 −t 1 )
Is required as.
残量Ｗ１が例えば薬品補充で増加した場合は、新たに計測単位時間の読み直しを行って、再度測定を開始してもよい。 When the remaining amount W 1 is increased by, for example, replenishment of chemicals, the measurement unit time may be newly read and the measurement may be started again.
薬液タンク１内の薬液残量が規定量Ｗｍにまで減少する時刻ｔｍは、時刻ｔ２から（Ｗ２−Ｗｍ）／ａ後（又は時刻ｔ１から（Ｗ１−Ｗｍ）／ａ後）として算出される。 The time t m at which the remaining amount of the chemical solution in the chemical solution tank 1 decreases to the specified amount W m is after (W 2- W m ) / a from time t 2 (or from time t 1 (W 1- W m ) / It is calculated as (after a).
時刻ｔｍに達した場合、又はそれよりの所定時間早い時点で、薬液補充要求信号（アラーム）をインターネット等を介して送信することにより、薬液切れを起こすことなく薬注運転を行うことができる。 When it reaches the time t m, or at a predetermined time earlier point than that, by sending the drug solution refill request signal (alarm) via the Internet or the like, it is possible to perform the chemical feed operation without causing chemical exhaustion ..
薬液補充要求信号は監視装置に送信されてもよく、メンテナンス作業員の携帯端末に送信されてもよく、複数個所に送信されてもよい。アラーム送信先を、管理装置のサーバーにアクセスして設定変更できるようにしてもよい。 The chemical replenishment request signal may be transmitted to the monitoring device, may be transmitted to the mobile terminal of the maintenance worker, or may be transmitted to a plurality of locations. The alarm transmission destination may be set by accessing the server of the management device.
なお、上記の「所定時間」の一例としては、薬液補充要求信号を受信してからメンテナンス作業員が現場に到着するまでに要する時間、あるいはそれに若干の余裕時間を加えた時間が挙げられるが、これに限定されない。 An example of the above "predetermined time" is the time required for the maintenance worker to arrive at the site after receiving the chemical replenishment request signal, or the time obtained by adding a slight margin time to the time. Not limited to this.
一般に重量などの測定精度（分解能）はフルスケールの１％程度なので、平均減少量と単位時間との積（単位時間当たりの減少量）がその分解能を超えるように（例えば、減少量の測定最小単位がタンク容量×１／１００を超えるように）平均減少量算出の期間（単位時間）の長さを設定することが良い。更に、薬液の残量の規定量は、薬液タンク容量から測定精度の誤差分を除いた範囲内（薬液タンク容量×｛｛１００−誤差分（例えば、１）｝／１００｝で算出される量以下）に収まるように重量秤量時の誤差から演算して設定してもよい。そして、上記の設定に基づいて所定の時期に薬液補充要求信号を発してよい。また、タンクを軽量素材として、薬液タンクに付帯するポンプや制御盤通信機器などは可能な限り重量測定に影響の出ない範囲に設置したほうが測定誤差への影響が出ないので良い。 Generally, the measurement accuracy (resolution) of weight etc. is about 1% of full scale, so that the product of the average reduction amount and the unit time (reduction amount per unit time) exceeds the resolution (for example, the measurement minimum of the reduction amount). It is preferable to set the length of the period (unit time) for calculating the average reduction amount (so that the unit exceeds the tank capacity × 1/100). Further, the specified amount of the remaining amount of the chemical solution is an amount calculated within the range obtained by subtracting the error amount of the measurement accuracy from the chemical solution tank capacity (chemical solution tank capacity × {{100-error amount (for example, 1)} / 100}. It may be set by calculating from the error at the time of weighing so as to be within the following). Then, a chemical solution replenishment request signal may be issued at a predetermined time based on the above settings. In addition, it is better to use the tank as a lightweight material and install the pump and control panel communication device attached to the chemical tank in a range that does not affect the weight measurement as much as possible because it does not affect the measurement error.
図２では、時刻ｔ１，ｔ２の点Ｐ１（ｔ１，Ｗ１）及びＰ２（ｔ２，Ｗ２）の２点を外挿してアラーム時刻ｔｍを予測するものとしているが、時刻ｔ１〜ｔ２間、時刻ｔ２〜ｔ３間、時刻ｔ３〜ｔ４間、時刻ｔｎ〜ｔｎ＋１間のように複数（ｎ個）の期間にわたって残量減少速度を演算し、各残量減少速度を平均し、この平均減少速度に基づいてアラーム時刻を予測するようにしてもよい。
In FIG. 2, two points P 1 (t 1 , W 1 ) and P 2 (t 2 , W 2 ) at times t 1 and
或いは、平均減少速度は単純平均だけではなく、例えば過去の平均減少値と、薬剤添加水系の稼働状況のほか、気温や工場操業などのビッグデータを演算させてこれを加味した最大値を演算させて用いて、最短となる時刻を予測してアラーム時刻としてもよい。 Alternatively, the average decrease rate is not limited to the simple average, but for example, the past average decrease value, the operating status of the chemical-added water system, and big data such as temperature and factory operation are calculated and the maximum value is calculated in consideration of this. It may be used as an alarm time by predicting the shortest time.
また、図１のシステムを用いると、所定期間における薬液使用量と、該期間の補給水または給水量、或いはブロー量とに基づいて対象水当たりの添加濃度を演算したり、対象水量を監視して薬液使用速度を把握したりすることも可能である。 Further, using the system of FIG. 1, the addition concentration per target water can be calculated based on the amount of chemical solution used in a predetermined period, the amount of make-up water or water supply in the period, or the amount of blow, and the amount of target water can be monitored. It is also possible to grasp the speed of chemical use.
薬液が希釈して使用される場合は、同上監視装置内で事前にインプットされた希釈率に応じて演算結果を提示することもできる。 When the chemical solution is diluted and used, the calculation result can be presented according to the dilution rate input in advance in the monitoring device.
また、管理装置にメンテナンス作業員のスケジュールデータを与えておき、アラーム送信予定時よりも早い時期であっても作業員スケジュールに合わせてメンテナンス作業員を現場に派遣するような運用システムとしてもよい。 Further, the operation system may be such that the schedule data of the maintenance worker is given to the management device and the maintenance worker is dispatched to the site according to the worker schedule even at a time earlier than the time when the alarm is scheduled to be transmitted.
その一例について、図３を参照して説明する。 An example thereof will be described with reference to FIG.
ボイラ、循環冷却水系などの給水対象水系に対し補給水などの給水が給水配管１０を介して供給され、この給水に対し薬液タンク１内の薬液がケミカルポンプ３によって添加されている。給水流量Ｆ（単位は例えばＬ／ｍｉｎ）が流量計１１で測定され、その測定信号が管理装置１２に送信される。
Water such as make-up water is supplied to the water supply target water system such as the boiler and the circulating cooling water system via the
管理装置１２は、給水流量に対応して、規定添加率となるようにケミカルポンプ３に制御信号を与え、例えばインバータ制御によって薬液添加量を制御する。
The
微小時間Δｔにおける給水量は、Ｆ・Δｔであり、この給水量Ｆ・Δｔの水に対し薬液添加率ｂにて薬液を添加する場合、Δｔ間におけるタンク残量の減少量ΔＷがΔＷ＝Ｆ・Δｔ・ｂとなるようにケミカルポンプ３が制御される。 The amount of water supplied in the minute time Δt is F · Δt, and when the chemical solution is added to the water of this amount of water supply F · Δt at the chemical solution addition rate b, the amount of decrease ΔW in the remaining amount of the tank between Δt is ΔW = F. The chemical pump 3 is controlled so as to have Δt · b.
そのため、目標添加率ｂにて薬注を行っているシステムの場合、給水流量Ｆを監視することにより、薬液タンク１内の残量の経時変化（減少量）を求めることができる。 Therefore, in the case of a system in which chemical injection is performed at the target addition rate b, the time-dependent change (decrease amount) of the remaining amount in the chemical liquid tank 1 can be obtained by monitoring the water supply flow rate F.
なお、管理装置１２は、薬液タンク１に近接して配置されてもよく、薬液タンク１から離隔して配置し、インターネット等を利用して流量検出信号及びケミカルポンプ制御信号を送受信するようにしてもよい。このようにすれば、複数の薬注システムを共通の管理装置によって管理することができる。
The
また、薬液タンク一つに対して、複数のケミカルポンプを使用する場合は、複数のケミカルポンプと複数の水系流量信号とを把握し、インプットして残量管理することも可能である。 Further, when a plurality of chemical pumps are used for one chemical liquid tank, it is possible to grasp the plurality of chemical pumps and a plurality of water system flow rate signals and input them to manage the remaining amount.
以上のように、本発明は、タンク外にある重量測定センサーでタンク重量を測定することによって薬液使用量や残量を把握するので、測定センサーの材質やポンプのエア噛などを考慮することなく薬液使用量と残量の適切な管理が可能となる。 As described above, in the present invention, since the amount of chemicals used and the remaining amount are grasped by measuring the tank weight with the weight measuring sensor outside the tank, the material of the measuring sensor and the air biting of the pump are not considered. Appropriate management of the amount of chemicals used and the remaining amount can be achieved.
また、上記のように薬液残量を通信回線を介して監視すれば、複数個所の管理が可能となる。 Further, if the remaining amount of the chemical solution is monitored via the communication line as described above, it is possible to manage a plurality of locations.
複数個所又は設備の管理を行う場合において、各個所又は設備ごとに補充時期のアラーム配信のタイミングや頻度を変化させてもよい。 When managing a plurality of locations or equipment, the timing and frequency of alarm delivery at the replenishment time may be changed for each location or equipment.
本発明では、各測定結果、補充時期の予測結果、及び予測の成否の情報を蓄積してシステムに学習させ、気候や季節なども考慮して予測の精度を向上させてもよい。これにより、薬液タンク又は設備ごとに最適な管理・監視が可能となる。 In the present invention, each measurement result, the prediction result of the replenishment time, and the success / failure information of the prediction may be accumulated and learned by the system to improve the accuracy of the prediction in consideration of the climate, the season, and the like. This enables optimal management and monitoring for each chemical tank or equipment.
また、残量や薬注の管理データをインターネット経由、または現地制御盤でまとめ、例えば、使用量の平均値、最大値又は予測値と残量とから、補充必要性が予測できるようになるので、薬剤メーカーや事業者の薬剤受発注業務が容易になるとともに、給水量等のインプットデータから薬注量の監視も可能となる。 In addition, the remaining amount and drug injection management data can be summarized via the Internet or on the local control panel, and the need for replenishment can be predicted from, for example, the average value, maximum value or predicted value of the amount used and the remaining amount. In addition to facilitating drug ordering operations by drug manufacturers and businesses, it is also possible to monitor the amount of drug injection from input data such as the amount of water supply.
１ 薬液タンク
２ 重量センサー
３ ケミカルポンプ
４ 流量計
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