JP3358523B2 - 水処理薬剤の濃度演算方法および自動管理方法 - Google Patents
水処理薬剤の濃度演算方法および自動管理方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は産業用・空調用等開
放循環冷却水系の水処理薬剤の濃度演算方法および水処
理薬剤濃度自動管理方法に関するものである。
放循環冷却水系の水処理薬剤の濃度演算方法および水処
理薬剤濃度自動管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】産業用・空調用等の開放循環冷却水系で
は、通常、熱交換器や冷凍機等で熱交換により温度が上
昇した水を冷却塔で蒸発させ、蒸発潜熱の放出によって
再冷却して循環使用する。この型式は、石油精製産業、
石油化学産業、化学産業、電気電子産業、食品産業等製
造業における製品の冷却や空調分野に多くみられる冷凍
機媒体の冷却などに広く使用されている。淡水を用いた
冷却水系では、この型式のものがもっとも多く使用され
ている。
は、通常、熱交換器や冷凍機等で熱交換により温度が上
昇した水を冷却塔で蒸発させ、蒸発潜熱の放出によって
再冷却して循環使用する。この型式は、石油精製産業、
石油化学産業、化学産業、電気電子産業、食品産業等製
造業における製品の冷却や空調分野に多くみられる冷凍
機媒体の冷却などに広く使用されている。淡水を用いた
冷却水系では、この型式のものがもっとも多く使用され
ている。
【０００３】開放循環冷却水系は、水を循環利用してい
るため、蒸発による水の濃縮が生じ、腐食障害・スケー
ル障害・スライム障害が発生しやすい。これらの障害を
防止するために、開放循環冷却水系の冷却水には、種々
の水処理薬剤（以下、薬剤）が添加されている。このよ
うな薬剤の例としては、腐食防止を目的とした各種リン
酸塩、スケール防止を目的とした各種水溶性ポリマー、
スライム付着防止を目的とした各種殺菌剤を挙げること
ができる。
るため、蒸発による水の濃縮が生じ、腐食障害・スケー
ル障害・スライム障害が発生しやすい。これらの障害を
防止するために、開放循環冷却水系の冷却水には、種々
の水処理薬剤（以下、薬剤）が添加されている。このよ
うな薬剤の例としては、腐食防止を目的とした各種リン
酸塩、スケール防止を目的とした各種水溶性ポリマー、
スライム付着防止を目的とした各種殺菌剤を挙げること
ができる。
【０００４】これらの薬剤は、常時一定濃度以上を維持
しなければ十分な効果を発揮しない。一方、過剰注入は
経済的に無駄であると共に、弊害をもたらすこともあ
る。従って、薬剤を使用する場合は、使用目的が最も効
果的かつ経済的に達成されるように、冷却水中の薬剤濃
度を管理することが望ましい。具体的には、通常、定期
的（１週間あるいは１ヶ月、３ヶ月毎）に冷却水を採取
して薬剤濃度を測定し、測定値と維持管理目標濃度とを
比較し、冷却水中の薬剤濃度が維持管理目標値の範囲外
であれば、その注入量を調節して目標の範囲内に復元さ
せるという方法がとられている。
しなければ十分な効果を発揮しない。一方、過剰注入は
経済的に無駄であると共に、弊害をもたらすこともあ
る。従って、薬剤を使用する場合は、使用目的が最も効
果的かつ経済的に達成されるように、冷却水中の薬剤濃
度を管理することが望ましい。具体的には、通常、定期
的（１週間あるいは１ヶ月、３ヶ月毎）に冷却水を採取
して薬剤濃度を測定し、測定値と維持管理目標濃度とを
比較し、冷却水中の薬剤濃度が維持管理目標値の範囲外
であれば、その注入量を調節して目標の範囲内に復元さ
せるという方法がとられている。
【０００５】冷却水中の薬剤濃度を測定する方法として
は、従来から各薬剤毎に種々の方法が行われて来た。し
かし薬剤濃度を簡単かつ迅速に知り、かつ、薬剤注入量
を自動的に調節する便利な濃度管理方法はまだ知られて
いない。
は、従来から各薬剤毎に種々の方法が行われて来た。し
かし薬剤濃度を簡単かつ迅速に知り、かつ、薬剤注入量
を自動的に調節する便利な濃度管理方法はまだ知られて
いない。
【０００６】実開平２−４５３８０号公報（実用新案登
録第２５４０３８６号）には、電気伝導度計の計測値の
変化から補給水量を求め、電気伝導度計の計測値から濃
縮倍数を求め、これらの補給水量、濃縮倍数から薬液注
入量を求め最適な薬剤注入処理を行うことが記載されて
いる。本実用新案では薬剤の注入量が実測されていない
ため、薬剤注入装置の故障や薬剤タンクが空になり、実
際には薬剤が注入されていない場合であっても、異常信
号を発することができず、薬剤の濃度自動管理装置とし
ての信頼性が乏しいという問題がある。
録第２５４０３８６号）には、電気伝導度計の計測値の
変化から補給水量を求め、電気伝導度計の計測値から濃
縮倍数を求め、これらの補給水量、濃縮倍数から薬液注
入量を求め最適な薬剤注入処理を行うことが記載されて
いる。本実用新案では薬剤の注入量が実測されていない
ため、薬剤注入装置の故障や薬剤タンクが空になり、実
際には薬剤が注入されていない場合であっても、異常信
号を発することができず、薬剤の濃度自動管理装置とし
ての信頼性が乏しいという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の薬剤
濃度測定技術上の問題点を解決し、簡単かつ迅速に冷却
水中の薬剤濃度を知る方法を提供することを目的とする
ものである。また、本発明は、この濃度に基づいて冷却
水系への薬剤注入量を調節する濃度自動管理方法を提供
することを目的とする。
濃度測定技術上の問題点を解決し、簡単かつ迅速に冷却
水中の薬剤濃度を知る方法を提供することを目的とする
ものである。また、本発明は、この濃度に基づいて冷却
水系への薬剤注入量を調節する濃度自動管理方法を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の水処理薬剤の濃
度演算方法は、冷凍機に冷却水を循環供給すると共にこ
の冷却水を冷却塔で冷却し、循環冷却水に注入量可変の
水処理薬剤注入装置によって水処理薬剤を注入し、且つ
循環冷却水に補給水を供給するようにした開放循環冷却
水系における該循環冷却水中の水処理薬剤の濃度を演算
する方法において、 該水処理薬剤の注入量を計測す
る流量計と、 補給水用の電気伝導度計と、 循環
冷却水用の電気伝導度計と、 冷凍機の運転時間を計
測する手段とを設置し、水処理薬剤の合計添加量をの
流量計計測値から求め、冷却水の濃縮倍数をの補給水
の電気伝導度との循環冷却水の電気伝導度から求め、
冷却水の蒸発水量を冷凍機の冷凍能力と、冷凍機の運転
負荷と、の運転時間との積を使って求め、補給水量を
上記濃縮倍数と上記蒸発水量とから求め、これらの値か
ら冷却水中の水処理薬剤濃度を演算することを特徴とす
るものである。
度演算方法は、冷凍機に冷却水を循環供給すると共にこ
の冷却水を冷却塔で冷却し、循環冷却水に注入量可変の
水処理薬剤注入装置によって水処理薬剤を注入し、且つ
循環冷却水に補給水を供給するようにした開放循環冷却
水系における該循環冷却水中の水処理薬剤の濃度を演算
する方法において、 該水処理薬剤の注入量を計測す
る流量計と、 補給水用の電気伝導度計と、 循環
冷却水用の電気伝導度計と、 冷凍機の運転時間を計
測する手段とを設置し、水処理薬剤の合計添加量をの
流量計計測値から求め、冷却水の濃縮倍数をの補給水
の電気伝導度との循環冷却水の電気伝導度から求め、
冷却水の蒸発水量を冷凍機の冷凍能力と、冷凍機の運転
負荷と、の運転時間との積を使って求め、補給水量を
上記濃縮倍数と上記蒸発水量とから求め、これらの値か
ら冷却水中の水処理薬剤濃度を演算することを特徴とす
るものである。
【０００９】本発明の自動管理方法は、本発明の水処理
薬剤の濃度演算方法を演算機能を有する制御器で行い、
維持管理目標濃度範囲内となるように水処理薬剤の注入
量を制御するものである。
薬剤の濃度演算方法を演算機能を有する制御器で行い、
維持管理目標濃度範囲内となるように水処理薬剤の注入
量を制御するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
水処理薬剤の濃度演算方法及び自動管理方法が適用され
た冷却塔設備の要部を示したものである。冷却塔１の散
水装置２からは冷凍機３で昇温した冷却水（循環水）が
散水され、ファン４の駆動による取入れ外気と気液接触
して冷却され、下部水槽５に溜まる。下部水槽５内の冷
却水は循環ポンプによって冷凍機３に循環される。
水処理薬剤の濃度演算方法及び自動管理方法が適用され
た冷却塔設備の要部を示したものである。冷却塔１の散
水装置２からは冷凍機３で昇温した冷却水（循環水）が
散水され、ファン４の駆動による取入れ外気と気液接触
して冷却され、下部水槽５に溜まる。下部水槽５内の冷
却水は循環ポンプによって冷凍機３に循環される。
【００１１】冷却塔１における蒸発量及び飛沫の飛散量
並びにブロー弁７からのブロー水に見合う量の新たな水
を補給水管路８から補給する。なお、どのように蒸発量
や飛沫の飛散量が変動し、またブローが適宜行われたと
しても、冷却塔の下部水槽５の水面を一定とするように
補給水が供給され、冷却水系の水量はほぼ一定に保持さ
れる。この水面制御はボールタップ弁等を用いて自動的
に行われる。なお、ブローは冷却水系の水質が劣化した
さいに適宜行われる。
並びにブロー弁７からのブロー水に見合う量の新たな水
を補給水管路８から補給する。なお、どのように蒸発量
や飛沫の飛散量が変動し、またブローが適宜行われたと
しても、冷却塔の下部水槽５の水面を一定とするように
補給水が供給され、冷却水系の水量はほぼ一定に保持さ
れる。この水面制御はボールタップ弁等を用いて自動的
に行われる。なお、ブローは冷却水系の水質が劣化した
さいに適宜行われる。
【００１２】本発明においては、冷却水による配管や機
器類の防食その他の目的で、下部水槽５に戻る冷却水の
循環配管に設けられた薬注点１０において、薬注タンク
１１内の水処理薬剤が薬注ポンプ１２を介して薬注され
る。この薬注量は吐出量センサ１３で検出される。
器類の防食その他の目的で、下部水槽５に戻る冷却水の
循環配管に設けられた薬注点１０において、薬注タンク
１１内の水処理薬剤が薬注ポンプ１２を介して薬注され
る。この薬注量は吐出量センサ１３で検出される。
【００１３】前記補給水管路８と下部水槽５にそれぞれ
電気伝導度計１５，１６が設けられており、これらの電
気伝導度計１５，１６及び前記吐出量センサ１３の検出
信号並びに循環ポンプ６の作動信号が制御器２０に入力
されている。この制御器２０は演算部と制御部とを有し
ており、この制御部から薬注ポンプ１２に薬注ポンプ制
御信号が出力される。
電気伝導度計１５，１６が設けられており、これらの電
気伝導度計１５，１６及び前記吐出量センサ１３の検出
信号並びに循環ポンプ６の作動信号が制御器２０に入力
されている。この制御器２０は演算部と制御部とを有し
ており、この制御部から薬注ポンプ１２に薬注ポンプ制
御信号が出力される。
【００１４】次に、本発明の水処理薬剤の濃度演算方法
の計測原理について説明する。
の計測原理について説明する。
【００１５】開放循環冷却水系の蒸発量は近似的に対象
となる冷凍設備の冷凍能力、冷凍設備の運転時間及び運
転負荷に比例する。
となる冷凍設備の冷凍能力、冷凍設備の運転時間及び運
転負荷に比例する。
【００１６】また、開放循環冷却水系の蒸発水量と濃縮
倍数とから補給水量を求めることにより、冷却水中の薬
剤濃度は薬剤の注入量、冷凍設備の冷凍能力及び冷却水
の濃縮倍数から演算できる。
倍数とから補給水量を求めることにより、冷却水中の薬
剤濃度は薬剤の注入量、冷凍設備の冷凍能力及び冷却水
の濃縮倍数から演算できる。
【００１７】本発明の水処理薬剤の濃度演算方法におい
ては、冷却水中の薬剤濃度は、対象とする開放循環冷却
水系に存在する冷凍設備の冷凍能力、冷凍設備の運転時
間及び運転負荷、冷凍設備の運転Ｔ時間当たりの薬剤合
計注入量Ｇ（Ｔ）、薬剤の比重、冷却水の濃縮倍数よ
り、例えば次の（１）式を用いて演算することができ
る。なお、以下の式においてｍｌはミリリットルを示
す。
ては、冷却水中の薬剤濃度は、対象とする開放循環冷却
水系に存在する冷凍設備の冷凍能力、冷凍設備の運転時
間及び運転負荷、冷凍設備の運転Ｔ時間当たりの薬剤合
計注入量Ｇ（Ｔ）、薬剤の比重、冷却水の濃縮倍数よ
り、例えば次の（１）式を用いて演算することができ
る。なお、以下の式においてｍｌはミリリットルを示
す。
【００１８】
【数１】
【００１９】即ち、開放循環冷却水系の薬剤濃度Ｃは、
次の（２）式より求めることができる。
次の（２）式より求めることができる。
【００２０】 薬剤濃度 Ｃ＝（βｘ／Ｍ）・Ｎ …（２） ここで前記の通り、Ｃ：薬剤濃度（ｇ／ｍ3） ｘ：薬剤注入量（ｍｌ／Ｈｒ） β：薬剤の比重（ｇ／ｍｌ） Ｎ：濃縮倍数（−） であり、Ｍ：補給水量（ｍ3／Ｈｒ）である。
【００２１】この補給水量Ｍは、次の（３）式で表わす
ことができる。
ことができる。
【００２２】 補給水 Ｍ＝Ｅ＋Ｂ＋Ｗ …（３） ここで Ｅ：蒸発量（ｍ3／Ｈｒ） Ｂ：ブロー水量（ｍ3／Ｈｒ） Ｗ：飛散損失量（ｍ3／Ｈｒ） さらに、このブロー水量Ｂは、次の（４）式で表わすこ
とができる。
とができる。
【００２３】 ブロー水量 Ｂ＝Ｅ／（Ｎ−１）−Ｗ …（４） （３）・（４）式を（２）式に代入すると 薬品濃度 Ｃ＝（βｘ／Ｅ）・（Ｎ−１） …（５） 冷却水系の蒸発量Ｅは、対象設備の冷凍能力Ｒ及び対象
設備の運転時間Ｔと運転負荷αに比例する。すなわち蒸
発量Ｅは、次の（６）式で表わされる。
設備の運転時間Ｔと運転負荷αに比例する。すなわち蒸
発量Ｅは、次の（６）式で表わされる。
【００２４】 蒸発量 Ｅ＝ｋ・ＲαＴ …（６） ここで ｋ：比例定数 冷凍設備の運転と冷却水系の運転とが連動している系の
Ｔ時間の稼動をとった場合、このＴ時間の総薬注量は前
記Ｇ（Ｔ）となる。従って、（６）式を（５）式に代入
し、（５）式のｘをＧ（Ｔ）とおくことにより薬剤濃度
Ｃを次の（７）式とすることができる。
Ｔ時間の稼動をとった場合、このＴ時間の総薬注量は前
記Ｇ（Ｔ）となる。従って、（６）式を（５）式に代入
し、（５）式のｘをＧ（Ｔ）とおくことにより薬剤濃度
Ｃを次の（７）式とすることができる。
【００２５】 薬剤濃度 Ｃ＝（βＧ（Ｔ）／ｋαＲ）・（Ｎ−１） …（７） この（７）式において、１／ｋをＫとすることにより、
前記（１）式が得られる。
前記（１）式が得られる。
【００２６】冷却水の濃縮倍数Ｎは、冷却水中での塩類
濃度が補給水に比較して何倍になっているかを示す指標
であり、次の（８）式で定義される。
濃度が補給水に比較して何倍になっているかを示す指標
であり、次の（８）式で定義される。
【００２７】 Ｎ＝ＣR／ＣM …（８） ＣR：冷却水中の塩類濃度（ｍｇ／ｍ3） ＣM：補給水中の塩類濃度（ｍｇ／ｍ3） 一般的に水中の塩類濃度と電気伝導度は比例関係にある
ので、冷却水系の濃縮倍数は次の（９）式で表すことも
できる。
ので、冷却水系の濃縮倍数は次の（９）式で表すことも
できる。
【００２８】 Ｎ＝μＳR／μＳM …（９） μＳR：冷却水中の電気伝導度（μＳ／ｃｍ） μＳM：補給水中の電気伝導度（μＳ／ｃｍ） （１）以外に微少時間における冷却水中の薬剤濃度を計
算するための補正項を含む演算式もあるが、多くの場
合、設備運転時間の演算単位を適当に選定すれば、
（１）式でも実用上の目的を達成することができる。
算するための補正項を含む演算式もあるが、多くの場
合、設備運転時間の演算単位を適当に選定すれば、
（１）式でも実用上の目的を達成することができる。
【００２９】対象冷却水系の設備の冷凍能力Ｒは、冷却
水系毎に異なる固有の値である。なお、開放循環冷却水
系に冷凍設備が複数個存在する場合には、これら設備の
冷凍能力Ｒは、これら全設備の冷凍能力の総和とする。
水系毎に異なる固有の値である。なお、開放循環冷却水
系に冷凍設備が複数個存在する場合には、これら設備の
冷凍能力Ｒは、これら全設備の冷凍能力の総和とする。
【００３０】また、冷却水の濃縮倍数Ｎは、冷却水と補
給水の電気伝導度をそれぞれ測定して上記（９）式より
決定する。
給水の電気伝導度をそれぞれ測定して上記（９）式より
決定する。
【００３１】電気伝導度の測定は簡単かつ迅速に行え、
かつ、電気伝導度センサーの測定値は電気信号として処
理することができる。補給水の水質変動が小さい場合に
は、既知の値を使用し、補給水の測定を省略することも
できる。
かつ、電気伝導度センサーの測定値は電気信号として処
理することができる。補給水の水質変動が小さい場合に
は、既知の値を使用し、補給水の測定を省略することも
できる。
【００３２】冷凍設備の運転負荷αは、設備毎に異なる
値であるが、気温が高い場合はほぼ１．０、気温の低い
場合はおよそ０．５となる。日本の場合の運転負荷の目
安は、夏０．９〜１．０、中間期０．７〜０．８、冬
０．５〜０．６である。概ね季節により変動するので、
日常的には定数として取り扱い、季節毎に数回値を変更
すればよい。
値であるが、気温が高い場合はほぼ１．０、気温の低い
場合はおよそ０．５となる。日本の場合の運転負荷の目
安は、夏０．９〜１．０、中間期０．７〜０．８、冬
０．５〜０．６である。概ね季節により変動するので、
日常的には定数として取り扱い、季節毎に数回値を変更
すればよい。
【００３３】冷凍設備の運転Ｔ時間当たりの薬剤の合計
注入量Ｇ（Ｔ）は、薬剤注入ラインに設置した流量計や
薬剤タンクのレベルから実測した値である。薬剤の比重
βは定数であり、使用する薬剤の固有値である。
注入量Ｇ（Ｔ）は、薬剤注入ラインに設置した流量計や
薬剤タンクのレベルから実測した値である。薬剤の比重
βは定数であり、使用する薬剤の固有値である。
【００３４】冷凍設備の運転時間Ｔは、冷凍設備の運転
信号から実測した値である。
信号から実測した値である。
【００３５】定数Ｋは冷却水系の型式や滞留時間によっ
て異なった値になるが通常１０から５０００の範囲の値
をとる。Ｋの値は、（１）式を変形した次の（１０）式
より、以下の方法で冷却水系毎に実験的に決定すること
ができる。
て異なった値になるが通常１０から５０００の範囲の値
をとる。Ｋの値は、（１）式を変形した次の（１０）式
より、以下の方法で冷却水系毎に実験的に決定すること
ができる。
【００３６】すなわち、実際に冷却水中の薬剤濃度Ｃ1
を定量分析などの従来の測定方法で実測し、同時に冷凍
設備の運転時間（Ｔ1：たとえば１時間）当たりの薬剤
合計注入量Σｘ1ｄｔ（≡Ｇ（Ｔ1））、及び、循環冷却
水と補給水の電気伝導度から濃縮倍数Ｎ1を実測する。
冷凍設備の冷凍能力Ｒ1と運転負荷α1、薬剤の比重β1
は、冷却水系、設備、あるいは薬剤に固有の定数であ
る。
を定量分析などの従来の測定方法で実測し、同時に冷凍
設備の運転時間（Ｔ1：たとえば１時間）当たりの薬剤
合計注入量Σｘ1ｄｔ（≡Ｇ（Ｔ1））、及び、循環冷却
水と補給水の電気伝導度から濃縮倍数Ｎ1を実測する。
冷凍設備の冷凍能力Ｒ1と運転負荷α1、薬剤の比重β1
は、冷却水系、設備、あるいは薬剤に固有の定数であ
る。
【００３７】これらの値を（１０）式に代入し演算する
ことにより、冷却水系毎に固有のＫ１を決定することが
できる。
ことにより、冷却水系毎に固有のＫ１を決定することが
できる。
【００３８】
【数２】
【００３９】本発明の方法においては、あらかじめＫの
値を定め、（１）式に冷凍設備の冷凍能力Ｒ、冷凍設備
の負荷α、薬剤の比重β、および冷凍設備運転時間の演
算単位Ｔをあらかじめ設定しておくと共に、循環水と補
給水の電気伝導度（μＳＲ、μＳＭ）、設備の運転Ｔ時
間当たりの薬剤注入量（Ｇ（Ｔ））を、それぞれ電気伝
導度計、流量計（吐出量センサー）にて測定して（１）
式に代入することにより、冷却水中の薬剤濃度Ｃを、直
接冷却水の分析をすることなく、簡単、迅速に演算する
ことができる。
値を定め、（１）式に冷凍設備の冷凍能力Ｒ、冷凍設備
の負荷α、薬剤の比重β、および冷凍設備運転時間の演
算単位Ｔをあらかじめ設定しておくと共に、循環水と補
給水の電気伝導度（μＳＲ、μＳＭ）、設備の運転Ｔ時
間当たりの薬剤注入量（Ｇ（Ｔ））を、それぞれ電気伝
導度計、流量計（吐出量センサー）にて測定して（１）
式に代入することにより、冷却水中の薬剤濃度Ｃを、直
接冷却水の分析をすることなく、簡単、迅速に演算する
ことができる。
【００４０】なお、補給水の電気伝導度μＳMの変動が
少なければ、μＳMもあらかじめ設定値として取り扱
い、残る項目だけで演算を実施しても良い。
少なければ、μＳMもあらかじめ設定値として取り扱
い、残る項目だけで演算を実施しても良い。
【００４１】本発明に係る薬剤の濃度演算システムは、
図１に示す如く、次の流量計又はセンサ等を備えてい
る。
図１に示す如く、次の流量計又はセンサ等を備えてい
る。
【００４２】 薬剤注入装置の注入量を測定するため
の流量計（吐出量センサ１３） 補給水の電気伝導度を測定するための電気伝導度計
１５ 循環冷却水の電気伝導度を測定するための電気伝導
度計１６ 設備の運転時間を測定するための運転信号ライン２
１ 制御器２０ 上記〜の信号から得られた情報に基づき、冷却水中
の薬剤濃度Ｃを（１）式より演算し、表示する。
の流量計（吐出量センサ１３） 補給水の電気伝導度を測定するための電気伝導度計
１５ 循環冷却水の電気伝導度を測定するための電気伝導
度計１６ 設備の運転時間を測定するための運転信号ライン２
１ 制御器２０ 上記〜の信号から得られた情報に基づき、冷却水中
の薬剤濃度Ｃを（１）式より演算し、表示する。
【００４３】即ち、（１）式において、 Ｋ・（β／αＲ）は定数、 Ｇ（Ｔ）は設備運転Ｔ時間あたりの薬剤注入量、 （Ｎ−１）は電気伝導度より求めた濃縮倍数−１ であるから、設備運転Ｔ時間あたりの薬剤注入量Ｇ
（Ｔ）と、循環水及び補給水の電気伝導度μＳＲ・μＳ
Ｍがわかれば、薬剤濃度を計算で求めることができる。
（Ｔ）と、循環水及び補給水の電気伝導度μＳＲ・μＳ
Ｍがわかれば、薬剤濃度を計算で求めることができる。
【００４４】具体的には、あらかじめ演算部に、Ｋ、
β、α、Ｒ及びＴを入力・設定しておき、 吐出量センサー１３からのｘ：薬注量データ、 循環ポンプ６の運転信号からのｔ：設備稼働時間デー
タ、 電気伝導度計１５、１６からのμＳR、μＳM：循環水、
補給水の電気伝導度データ の各データを演算部に逐次入力・演算することにより、
リアルタイムで薬剤濃度を演算することができる。即
ち、薬剤濃度を定量分析をすることなく、吐出量センサ
ー・設備稼働信号・電気伝導度計の電気的な信号からリ
アルタイムで演算し、求めることが可能である。
β、α、Ｒ及びＴを入力・設定しておき、 吐出量センサー１３からのｘ：薬注量データ、 循環ポンプ６の運転信号からのｔ：設備稼働時間デー
タ、 電気伝導度計１５、１６からのμＳR、μＳM：循環水、
補給水の電気伝導度データ の各データを演算部に逐次入力・演算することにより、
リアルタイムで薬剤濃度を演算することができる。即
ち、薬剤濃度を定量分析をすることなく、吐出量センサ
ー・設備稼働信号・電気伝導度計の電気的な信号からリ
アルタイムで演算し、求めることが可能である。
【００４５】なお、補給水の水質変動が小さい場合に
は、補給水の電気伝導度を冷却水系毎の固有の定数（設
定項目）として取り扱い、補給水の電気伝導度を測定す
るための電気伝導度計を省略することもできる。
は、補給水の電気伝導度を冷却水系毎の固有の定数（設
定項目）として取り扱い、補給水の電気伝導度を測定す
るための電気伝導度計を省略することもできる。
【００４６】用いる流量計（吐出量センサー）および電
気伝導度センサーの種類は特に限定はないが、薬剤の注
入量は一般に少量であるから精度の良いものが望まし
い。粘度が小さい一般的な薬剤では容積式流量計を使用
するのが望ましく、薬剤の性質によっては圧力式流量計
や電磁式流量計を用いてもよい。
気伝導度センサーの種類は特に限定はないが、薬剤の注
入量は一般に少量であるから精度の良いものが望まし
い。粘度が小さい一般的な薬剤では容積式流量計を使用
するのが望ましく、薬剤の性質によっては圧力式流量計
や電磁式流量計を用いてもよい。
【００４７】冷却水中の薬剤濃度を簡単迅速に演算でき
るかかる本発明の薬剤濃度演算方法を応用することによ
り、維持管理目標濃度に対する演算濃度の過不足に対し
て、迅速かつ円滑な注入量の調整ができるように薬剤濃
度の自動管理方法を構築することができる。
るかかる本発明の薬剤濃度演算方法を応用することによ
り、維持管理目標濃度に対する演算濃度の過不足に対し
て、迅速かつ円滑な注入量の調整ができるように薬剤濃
度の自動管理方法を構築することができる。
【００４８】すなわち、本システムの薬剤濃度測定結果
に基づいて注入量を制御することにより、冷却水中の薬
剤濃度の自動制御が可能である。本発明の薬剤濃度の自
動管理方法によれば、目標とする薬剤濃度に対し、本発
明方法により演算した薬剤濃度値に応じて、注入装置の
注入量を可変させたり、あるいは注入装置の稼働時間を
可変させ目標の薬剤濃度を維持することができる。
に基づいて注入量を制御することにより、冷却水中の薬
剤濃度の自動制御が可能である。本発明の薬剤濃度の自
動管理方法によれば、目標とする薬剤濃度に対し、本発
明方法により演算した薬剤濃度値に応じて、注入装置の
注入量を可変させたり、あるいは注入装置の稼働時間を
可変させ目標の薬剤濃度を維持することができる。
【００４９】注入装置の注入量を可変させる方法として
は、ポンプストロークを外部信号により制御する方法が
挙げられる。また、注入装置の稼働時間を可変させる方
法としては、タイマーの設定を外部信号により可変させ
る方法がある。
は、ポンプストロークを外部信号により制御する方法が
挙げられる。また、注入装置の稼働時間を可変させる方
法としては、タイマーの設定を外部信号により可変させ
る方法がある。
【００５０】次に、本発明を現場で実施した結果を示
す。
す。
【００５１】[１] 図２に現場の循環開放冷却水系
（条件；設備対象：コンプレッサ、冷凍能力：１００Ｒ
Ｔ、２４時間連続運転）において、１年間にわたり本発
明の演算式（１）による薬剤濃度と従来法定量分析によ
る薬剤濃度を比較追跡した結果を示す。ここで冷凍設備
運転時間の演算単位は１時間に設定した。演算方式と従
来法は、良い相関がある。さらに、本発明演算方式の場
合、１〜２ヶ月に一回定量分析する従来法に比べ、迅速
かつ連続的な薬剤濃度の把握が可能である。
（条件；設備対象：コンプレッサ、冷凍能力：１００Ｒ
Ｔ、２４時間連続運転）において、１年間にわたり本発
明の演算式（１）による薬剤濃度と従来法定量分析によ
る薬剤濃度を比較追跡した結果を示す。ここで冷凍設備
運転時間の演算単位は１時間に設定した。演算方式と従
来法は、良い相関がある。さらに、本発明演算方式の場
合、１〜２ヶ月に一回定量分析する従来法に比べ、迅速
かつ連続的な薬剤濃度の把握が可能である。
【００５２】[２] 条件の異なる様々な開放循環冷却
水系（３２現場、８３サンプル）において、（１）式に
よる濃度演算方法を適用した。冷凍設備運転時間の演算
単位はいずれも１時間である。図３は演算方式による薬
剤濃度と従来法である定量分析による薬剤濃度の相関関
係を示している。本発明の演算結果は、従来法を基準と
した場合、プラスマイナス１００ｍｇ／ｌの範囲内に８
２％がはいり、実用上十分な適用性を有する。したがっ
て（１）式を用いた本発明演算方式は、多くの開放循環
冷却水系で適用が可能である。
水系（３２現場、８３サンプル）において、（１）式に
よる濃度演算方法を適用した。冷凍設備運転時間の演算
単位はいずれも１時間である。図３は演算方式による薬
剤濃度と従来法である定量分析による薬剤濃度の相関関
係を示している。本発明の演算結果は、従来法を基準と
した場合、プラスマイナス１００ｍｇ／ｌの範囲内に８
２％がはいり、実用上十分な適用性を有する。したがっ
て（１）式を用いた本発明演算方式は、多くの開放循環
冷却水系で適用が可能である。
【００５３】[３] 角形冷却塔を有し、２４時間連続
運転している１００ＲＴ（冷凍トン）の冷却水系で試験
を行った。冷凍設備運転時間の１時間毎に薬剤濃度を
（１）式により演算し、その結果に基づき注入ポンプの
注入量を制御するようにした。注入装置の制御方法は稼
働時間を可変する方法、すなわち注入装置を制御してい
るタイマーの設定を薬剤濃度演算値に基づいて外部信号
により変更する方法をとった。
運転している１００ＲＴ（冷凍トン）の冷却水系で試験
を行った。冷凍設備運転時間の１時間毎に薬剤濃度を
（１）式により演算し、その結果に基づき注入ポンプの
注入量を制御するようにした。注入装置の制御方法は稼
働時間を可変する方法、すなわち注入装置を制御してい
るタイマーの設定を薬剤濃度演算値に基づいて外部信号
により変更する方法をとった。
【００５４】なお、この冷却水系では補給水電気伝導度
の変動が小さかったため、補給水電気伝導度は実測せ
ず、従来からの測定平均値として演算器に設定し、もう
一方の循環冷却水の電気伝導度のみを実測する方式とし
た。
の変動が小さかったため、補給水電気伝導度は実測せ
ず、従来からの測定平均値として演算器に設定し、もう
一方の循環冷却水の電気伝導度のみを実測する方式とし
た。
【００５５】図４に、本発明演算方式による薬剤濃度自
動管理方法を現場適用した例を示す。
動管理方法を現場適用した例を示す。
【００５６】薬剤濃度自動管理方法の適用後は、冷却水
中の薬剤濃度が維持管理目標濃度範囲内で管理されるこ
とが定量分析によるクロスチェックにより確認され、本
自動管理方法の機能が実証された。すなわち、薬剤濃度
不足による冷却水系のトラブルと薬剤濃度過剰による経
済的な損失を未然に防止することができ、あわせて現場
における薬剤濃度管理の省力化が実現された。
中の薬剤濃度が維持管理目標濃度範囲内で管理されるこ
とが定量分析によるクロスチェックにより確認され、本
自動管理方法の機能が実証された。すなわち、薬剤濃度
不足による冷却水系のトラブルと薬剤濃度過剰による経
済的な損失を未然に防止することができ、あわせて現場
における薬剤濃度管理の省力化が実現された。
【００５７】
【発明の効果】以上の通り、本発明によると、開放循環
冷却水系の冷却水中の薬剤濃度が簡単迅速に演算でき、
薬剤濃度の維持管理目標値範囲内での円滑な管理が可能
となる。本発明によれば、薬剤濃度不足による対象冷却
水系のトラブルや薬剤濃度過剰による経済的な損失を未
然に防止できるとともに、薬剤の濃度管理を省力化でき
る。
冷却水系の冷却水中の薬剤濃度が簡単迅速に演算でき、
薬剤濃度の維持管理目標値範囲内での円滑な管理が可能
となる。本発明によれば、薬剤濃度不足による対象冷却
水系のトラブルや薬剤濃度過剰による経済的な損失を未
然に防止できるとともに、薬剤の濃度管理を省力化でき
る。
【図１】薬剤濃度自動管理方法が適用された循環冷却水
系と薬注系の系統図である。
系と薬注系の系統図である。
【図２】演算薬剤濃度（本発明）の経時変化及び定量分
析濃度（従来法）の比較（１年間）図である。
析濃度（従来法）の比較（１年間）図である。
【図３】演算方式（本発明）による薬剤濃度と定量分析
（従来法）による薬剤濃度の相関図である。
（従来法）による薬剤濃度の相関図である。
【図４】薬剤濃度自動管理方法の導入前・導入後の薬剤
濃度変化図である。
濃度変化図である。
１ 冷却塔 ３ 冷凍機 ６ 循環ポンプ １１ 薬注タンク １２ 薬注ポンプ ２０ 制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒川 努 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗 田工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−110198（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−309334（ＪＰ，Ａ) 実用新案登録2540386（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F28F 27/00 F28G 13/00
Claims (2)
- 【請求項１】 冷凍機に冷却水を循環供給すると共にこ
の冷却水を冷却塔で冷却し、循環冷却水に注入量可変の
水処理薬剤注入装置によって水処理薬剤を注入し、且つ
循環冷却水に補給水を供給するようにした開放循環冷却
水系における該循環冷却水中の水処理薬剤の濃度を演算
する方法において、 該水処理薬剤の注入量を計測する流量計と、 補給水用の電気伝導度計と、 循環冷却水用の電気伝導度計と、 冷凍機の運転時間を計測する手段とを設置し、水処
理薬剤の合計添加量をの流量計計測値から求め、 冷却水の濃縮倍数をの補給水の電気伝導度との循環
冷却水の電気伝導度から求め、 冷却水の蒸発水量を冷凍機の冷凍能力と、冷凍機の運転
負荷と、の運転時間との積を使って求め、 補給水量を上記濃縮倍数と上記蒸発水量とから求め、こ
れらの値から冷却水中の水処理薬剤濃度を演算すること
を特徴とする水処理薬剤の濃度演算方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の水処理薬剤の濃度演算方
法を演算機能を有する制御器で行い、維持管理目標濃度
範囲内となるように水処理薬剤の注入量を制御する冷却
水系の水処理薬剤濃度自動管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01147698A JP3358523B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 水処理薬剤の濃度演算方法および自動管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01147698A JP3358523B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 水処理薬剤の濃度演算方法および自動管理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211386A JPH11211386A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3358523B2 true JP3358523B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=11779129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01147698A Expired - Fee Related JP3358523B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 水処理薬剤の濃度演算方法および自動管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358523B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP4403250B2 (ja) * | 2001-06-13 | 2010-01-27 | 株式会社片山化学工業研究所 | 循環式冷却水系の水処理方法および水処理システム |
| US20070039324A1 (en) * | 2003-06-09 | 2007-02-22 | Taiji Inui | Novel fuel production plant and seawater desalination system for use therein |
| JP4514029B2 (ja) * | 2004-05-27 | 2010-07-28 | バブコック日立株式会社 | 排煙脱硫方法と装置 |
| KR101040678B1 (ko) * | 2004-10-08 | 2011-06-10 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 농축운전을 통한 개방 순환형 냉각수계의 부식도 저감방법 |
| JP4711187B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-06-29 | アクアス株式会社 | 水処理薬剤の注入方法及びその注入システム |
| JP2009030936A (ja) | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Kurita Water Ind Ltd | 冷却水系の薬注制御方法及び装置 |
| JP5699445B2 (ja) * | 2010-04-19 | 2015-04-08 | 栗田工業株式会社 | 開放循環冷却水系の水処理薬品注入管理方法および装置 |
| JP2012098011A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Osakafu Keisatsu Kyokai Osaka Keisatsu Byoin | 冷却塔 |
| JP5935741B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2016-06-15 | 栗田工業株式会社 | 開放循環冷却設備 |
| CN105043804B (zh) * | 2015-08-25 | 2018-01-02 | 上海宝钢节能环保技术有限公司 | 工业循环水系统组合节能实验系统 |
| IT201600110609A1 (it) * | 2016-11-03 | 2018-05-03 | Seko Spa | Metodo e sistema di regolazione in una torre di raffreddamento |
| JP6874739B2 (ja) * | 2018-05-30 | 2021-05-19 | 栗田工業株式会社 | 水処理制御監視装置 |
| JP7395851B2 (ja) * | 2019-06-07 | 2023-12-12 | 三浦工業株式会社 | 診断装置 |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP01147698A patent/JP3358523B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH11211386A (ja) | 1999-08-06 |
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