JP6874739B2 - 水処理制御監視装置 - Google Patents
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Description
本発明は、冷却水処理の薬注制御及び監視を行う水処理制御監視装置に関する。
冷却水を用いる機器冷却設備において、機器冷却により昇温した冷却水は、冷却塔にて蒸発潜熱により冷却され、再度機器冷却水として利用される。冷却塔では、冷却水の一部は蒸発し系外に放出される。減少した量の補給水が補給水ラインから注入される。冷却設備の稼動が継続すると、水中の硬度成分、その他不純物の濃度が徐々に上昇するので、冷却水のブロー管理が行われるとともに、硬度成分が析出しないよう薬剤が注入される。冷却水のブロー管理は、冷却水の電気伝導度を測定し、上限を超えないように行われる。
薬剤の濃度管理は、（１）タイマー注入による定量注入、（２）補給水量比例注入、（３）オンライン分析装置を用いた薬注制御が主な方法である。（１），（２）は、冷却水をサンプリングした冷却水を試験施設に持ち込んで分析し、その結果に応じて薬注量を調整するため、リアルタイムな対応が出来ない。また、月に数回のサンプルでの水処理状況の確認となるため、連続的な水処理状況の確認は出来ない。（３）の薬注制御では、分析装置を現場に設置し、分析結果に応じて薬注制御を行い、薬品濃度をコントロールする。この方法には、リアルタイムな分析が可能であるが、分析装置が高価であるため適用出来る設備が限定されてしまうというデメリットがあった。
このように、上記（１），（２）の水処理管理では、サンプリングを月に数回行い水質分析結果を確認後、水処理設備の調整を行うため突発的な水質の変化、冷却水設備の負荷変化に対応する事が難しい。上記（３）の水処理管理では、冷却水中の薬品濃度の制御が可能であるが、コスト高である。このようなことから、従来の冷却水系の水処理管理には、以下に挙げるような課題があった。
（イ） 水処理の状態をリアルタイムに把握できず、水処理不良状態に長期間陥るリスクがある。
（ロ） 水処理状況把握のための点検工数が多い（実際には問題がないのに、点検を行う必要がある。）
（ハ） 水処理による効果を把握できない。
（ニ） 水質状態、薬注量などの記録を手作業で記録しレポートを作成する必要があり、手間がかかる。
（ホ） 記録ミスを起こすリスクがある。
（イ） 水処理の状態をリアルタイムに把握できず、水処理不良状態に長期間陥るリスクがある。
（ロ） 水処理状況把握のための点検工数が多い（実際には問題がないのに、点検を行う必要がある。）
（ハ） 水処理による効果を把握できない。
（ニ） 水質状態、薬注量などの記録を手作業で記録しレポートを作成する必要があり、手間がかかる。
（ホ） 記録ミスを起こすリスクがある。
特許文献１，２には冷却塔の水処理機器を遠隔制御することが記載されている。特許文献３には、冷却塔の運転データを通信回線によって情報センタに送信し、データベースに登録することが記載されている。
本発明は、リアルタイムで水処理状況を遠隔監視し、タイムリーな水処理管理を可能とすることを目的とする。
本発明の水処理制御監視装置は、冷却設備の補給水の導電率、循環水の導電率、補給水量、及び薬注量を測定する測定器と、該測定器による測定データをデータベースに送信する通信機器と、該データベースに蓄積したデータを用いて、濃縮倍数、循環水中の薬剤濃度、及びｐＨからなる群から選択される１以上を算出する算出手段とを有する。
本発明の一態様の水処理制御監視装置は、さらに算出結果をウェブ上に表示する表示手段を有する。
本発明の一態様の水処理制御監視装置は、さらに測定値及び計算値を用いて報告書を作成する手段を有する。
本発明では、冷却水設備、薬注設備からデータ収集し、実測データと水バランスから冷却水中の薬品濃度を算出することで、試験施設での水質分析結果と同等の結果を得ることが可能となる。例えば、実機の補給水と、循環水の導電率を実測することにより、精度の高い結果を得ることが出来る。
また、得られたデータをウェブに表示できる様にすることで、タイムリーな水処理管理を実現する事が出来る。さらに帳票を自動的に作成しオペレータの負担を軽減する事が可能になる。
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る開放型循環冷却水系の薬注装置を備える開放型循環冷却水設備を示す系統図である。
１は冷却塔であり、ケーシング（塔体）１Ａを備え、ケーシング１Ａの側面に空気流入口が形成され、底部に冷却水の水槽（ピット）１Ｃが設けられている。ケーシング１Ａ内に充填材１Ｄが収容され、充填材１Ｄの上方に、冷却水の散水ノズル１Ｅが配設されている。ケーシング１Ａの頂部に開口１Ｆが設けられ、この開口１Ｆに送風機１Ｇが設けられている。
冷却塔１の水槽１Ｃから、ポンプＰを有する循環配管２により冷却水が熱交換器３に送給され、戻り水が配管４より冷却塔１に戻され、散水ノズル１Ｅから充填材１Ｄに散水される。補給水は導入配管１０から供給され、ブロー水はブロー配管６から流出する。
補給水配管１０は、第１配管１と第２配管１２とに分岐している。第１配管１１からはボールタップ１３によって補給水がピット１Ｃに供給される。第２配管１２からは電磁弁１４を介して補給水がピット１Ｃに供給される。ピット１Ｃに対しては、薬液タンク１５内の薬液がポンプ１６及び薬注配管１７を介して供給（薬注）される。
薬注管理を行うための計装機器として、補給水配管１０に流量計２１と導電率計２２とが設けられ、薬注配管１７に流量計２３が設けられている。また、ピット１Ｃには冷却水の導電率を測定するための導電率計２４が設けられている。これらの測定データはコントローラ３０に入力され、コントローラ３０が電磁弁１４と薬注ポンプ１６を制御する。
コントローラ３０は通信機器４０を介して外部例えば管理センターのサーバと通信可能となっている。
管理センターのサーバは、通信機器４０から受信したデータのファイル名、ファイルに記録されている客先コードや設備コードに基づいて、運転データベース内のデータ登録先を決定し、冷却設備の稼働状態を示す情報を運転データベースに登録する。
管理センターのサーバには、運転データベースに登録されているデータの解析、診断、及び表示用の加工を行うデータ解析部が設けられていると共に、診断結果から薬注制御データを生成させる制御データ生成部が設けられている。サーバは、このデータを前記データベースに登録すると共に、通信機器４０を介してコントローラ３０へ制御データを与える。
また、サーバは、定期的に（例えば毎月）、運転データベースに保存されている分析結果、解析結果、診断結果、トレンドグラフ等を報告書（例えば月報）の形式に加工し、データベースに保存すると共に、必要に応じ報告書を表示部に表示したり、プリンタに印刷させる報告書作成部を有する。
この実施の形態での薬注方法は、安価で循環水中の薬品濃度を制御することができる補給水比例注入方式を適用することとし、冷却水設備の水処理状況をモニタリングするために以下のデータを採取する。薬注コントローラは薬注制御およびブロー制御を行うとともに以下のデータを取込み通信機器によりウェブサーバーに送信する。
＜実測するデータ＞
・補給水導電率ｍＳ／ｍ（ＭＷＥＣ）
・補給水流量ｍ３／ｈ（Ｍ）
・循環水導電率ｍＳ／ｍ（ＣＷＥＣ）
・薬品注入量ｇ／ｈ（ＣＩ）
・補給水導電率ｍＳ／ｍ（ＭＷＥＣ）
・補給水流量ｍ３／ｈ（Ｍ）
・循環水導電率ｍＳ／ｍ（ＣＷＥＣ）
・薬品注入量ｇ／ｈ（ＣＩ）
サーバのデータベースに格納されたデータを用いて以下の計算により以下の項目を算出する。
濃縮倍数は、補給水と循環水の両方を実測するため、補給水水質の変動による影響を受けにくい。
＜計算による水質算出＞
・濃縮倍数（Ｎ）＝ＣＷＥＣ／ＭＷＥＣ
・補給水中薬剤濃度ｍｇ／Ｌ（ＣＣＭＷ）＝ＣＩ／Ｍ
・循環水薬剤濃度ｍｇ／Ｌ（ＣＣＣＷ）＝ＣＣＭＷ×Ｎ
・ｐＨ（ｐＨ）＝Ｆｐ×（Ｌｏｇ（ＭＡ×Ｎ））＋Ｃｐ
（Ｆｐは係数（経験値）、Ｃｐは定数（経験値）、ＭＡは補給水の酸消費量（ｐＨ４．８）（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ）である。）
・濃縮倍数（Ｎ）＝ＣＷＥＣ／ＭＷＥＣ
・補給水中薬剤濃度ｍｇ／Ｌ（ＣＣＭＷ）＝ＣＩ／Ｍ
・循環水薬剤濃度ｍｇ／Ｌ（ＣＣＣＷ）＝ＣＣＭＷ×Ｎ
・ｐＨ（ｐＨ）＝Ｆｐ×（Ｌｏｇ（ＭＡ×Ｎ））＋Ｃｐ
（Ｆｐは係数（経験値）、Ｃｐは定数（経験値）、ＭＡは補給水の酸消費量（ｐＨ４．８）（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ）である。）
以上のように、冷却水設備、水処理設備から採取した実運転データより、水バランスを計算し、薬剤濃度、及び循環水中の薬剤濃度を算出する事が出来る。本手法を用いることで、簡便であるにも拘わらず確実にリアルタイムな水処理情報を遠隔からウェブで監視する事が出来る。
［実施例１］
以下のように、本発明を用いた薬注制御を実機冷却水設備にて実施し、試験施設（ラボ）での薬剤濃度分析結果と本手法により演算した薬品濃度結果を図２に示した。
＜実験条件＞
薬注方式：補給水比例方式
補給水・循環水の導電率を測定し薬品濃度を演算
以下のように、本発明を用いた薬注制御を実機冷却水設備にて実施し、試験施設（ラボ）での薬剤濃度分析結果と本手法により演算した薬品濃度結果を図２に示した。
＜実験条件＞
薬注方式：補給水比例方式
補給水・循環水の導電率を測定し薬品濃度を演算
［比較例１］
従来の補給水比例方式での薬注制御を実機冷却水設備にて実施した場合とラボでの薬剤濃度分析結果を図３に示した。
＜実験条件＞
薬注方式：補給水比例方式
循環水のみ導電率を測定し薬品濃度を演算
従来の補給水比例方式での薬注制御を実機冷却水設備にて実施した場合とラボでの薬剤濃度分析結果を図３に示した。
＜実験条件＞
薬注方式：補給水比例方式
循環水のみ導電率を測定し薬品濃度を演算
＜結果・考察＞
実施例で冷却水中の薬品濃度を演算した場合、ラボでの分析結果と同等の結果となるが、比較例の手法（補給水のみの導電率測定）では、ラボでの分析結果との乖離が大きくなる。
実施例で冷却水中の薬品濃度を演算した場合、ラボでの分析結果と同等の結果となるが、比較例の手法（補給水のみの導電率測定）では、ラボでの分析結果との乖離が大きくなる。
Claims (3)
- 冷却塔を備えた冷却設備の補給水の導電率、循環水の導電率、補給水量、及び薬注量を測定する測定器と、
該測定器による測定データをデータベースに送信する通信機器と、
該データベースに蓄積したデータを用いて、濃縮倍数、循環水中の薬剤濃度、及びｐＨからなる群から選択される１以上を算出する算出手段と
を有する水処理制御監視装置であって、
前記冷却塔は、
側面に空気流入口が形成され、底部に冷却水のピットが設けられているケーシングと、
該ケーシング内に収容された充填材と、
該充填材の上方に配設された、冷却水の散水ノズルと、
該ケーシングの頂部の開口に設けられた送風機と、
該ピットに補給水を供給する補給水導入配管と、
該ピットからブロー水を流出させるブロー配管と、
該ピットに対して、薬液タンク内の薬液を供給する、ポンプ及び薬注配管と、
該ピットから、ポンプを有する循環配管により冷却水が送給される熱交換器と、
該熱交換器からの戻り水を前記散水ノズルに供給する戻り配管と、
を備えており、
前記補給水導入配管は、第１配管と第２配管とに分岐しており、該第１配管からはボールタップによって補給水がピットに供給され、第２配管からは電磁弁を介して補給水がピットに供給されるように構成されており、
前記測定器として、該補給水導入配管に流量計と導電率計とが設けられ、該薬注配管に流量計が設けられており、該ピットに冷却水の導電率を測定するための導電率計が設けられている
水処理制御監視装置。 - 算出結果をウェブ上に表示する表示手段を有する請求項１の水処理制御監視装置。
- 測定値及び計算値を用いて報告書を作成する手段を有する請求項１又は２の水処理制御監視装置。
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