JP6958449B2 - ボイラ水濃縮倍数計測装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラ水の濃縮倍数を計測する装置に関する。
ボイラの缶水は、蒸発に伴い、水中の不純物が濃縮する。濃縮が進むとキャリーオーバーが生じたり、スケールが生成するため、連続的もしくは間欠的に缶水の一部を排出するブローを行い、濃縮倍数（濃縮度）を低下させる必要がある。
一般に、ボイラのブロー率すなわちブロー量と給水量との比率は、電気伝導率、シリカ濃度、塩化物イオン濃度、全蒸発残留物などの水質管理項目の許容濃縮倍数から定められ、このブロー率に従ってブロー制御される。
特開平７−１６７４０５号公報には、給水及びボイラ缶水の電気伝導率を測定し、ブローを行うことが記載されている。
特開２００１−３１１５０２号公報には、蒸気需要先から戻ってくる蒸気の凝縮水（復水）を回収し、給水の一部として再利用するようにしたボイラ水系において、給水の温度から給水の電気伝導率を推算し、この推算値に基づいてブロー制御を行うことが記載されている。
特開平８−１０５６０４号公報には、ボイラ給水の電気伝導度を補正し、この補正値に基づいてブロー制御することが記載されている。
電気伝導率を連続測定することで比較的簡単に、ボイラ水の濃縮倍数や復水の回収率を計算することはできるが、ボイラ水や復水にボイラ薬品が含まれる場合は薬品に由来する電気伝導率によって、濃縮倍数の正確な測定をすることができなかった。
ボイラ薬品込みの給水の電気伝導率を精度よく測定するには、薬品が十分混合される滞留時間が必要である。そのためには、薬品の注入を給水タンクかその近傍で行い、その後段で電気伝導率の測定を行うのが好ましいが、実際の薬品の注入点はボイラ近傍にある場合が多い。
本発明は、水の塩類濃度分析器や薬品濃度計量のための分析装置が無い場合でも、薬品の電気伝導率を考慮して給水とボイラ水の薬品濃度、塩類濃度を計測することができるボイラ水濃縮倍数計測装置を提供することを目的とする。
本発明のボイラ水濃縮倍数計測装置は、給水タンクへ供給される補給水の電気伝導率の計測手段と、ボイラへ供給される給水の電気伝導率の計測手段と、ボイラからのブロー水の電気伝導率の計測手段と、給水量計測手段と、これらの計測手段の計測値が入力される算出手段とを備え、前記算出手段は、濃縮倍数を、ボイラブロー水の電気伝導率と、給水の電気伝導率と、薬品注入量と、薬品単位量の添加によりボイラ水で増加する電気伝導率とに基づいて算出する。
本発明の一態様では、前記算出手段は、次式によって濃縮倍数を算出する。
ボイラ水の濃縮倍数＝［ボイラブロー水の電気伝導率］／［（給水の電気伝導率（測定値））＋（薬品注入量（ｍｇ／Ｌ））×（薬品１ｍｇの添加によりボイラ水で増加する電気伝導率）］
ボイラ水の濃縮倍数＝［ボイラブロー水の電気伝導率］／［（給水の電気伝導率（測定値））＋（薬品注入量（ｍｇ／Ｌ））×（薬品１ｍｇの添加によりボイラ水で増加する電気伝導率）］
本発明の一態様では、前記算出手段は、次式によって復水回収率を算出する。
復水回収率（％）＝［（補給水の電気伝導率）−（給水の電気伝導率）］／［（補給水の電気伝導率）−（復水の電気伝導率）］×１００
ただし、復水の電気伝導率＝［薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）］×［給水への薬品１ｍｇの添加により蒸気で増加する電気伝導率］
復水回収率（％）＝［（補給水の電気伝導率）−（給水の電気伝導率）］／［（補給水の電気伝導率）−（復水の電気伝導率）］×１００
ただし、復水の電気伝導率＝［薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）］×［給水への薬品１ｍｇの添加により蒸気で増加する電気伝導率］
本発明によると、電気伝導率計を用いて、ボイラ水の濃縮倍数や、さらには復水の回収率を、水質分析を行わずに、薬品からの電気伝導率の影響を考慮して精度よく計測することができる。
図１の通り、補給水ライン１１からの補給水と、復水ライン１２からの復水とが給水タンク１０に導入される。給水タンク１０内の給水は、給水ライン１及び給水ポンプ２を介してボイラ３に供給される。ボイラ３で生じた蒸気は蒸気ライン（図示略）を介して送り出される。ボイラ３には蒸気圧力計４が設けられている。ボイラ３の缶水の一部は、ブローライン７及び電磁弁よりなるブロー弁８を介してブロー水として押出可能となっている。
給水ライン１に対し、薬品タンク５内の薬液が薬注ポンプ６を介して薬注可能とされている。給水ポンプ２、薬注ポンプ６及びブロー弁７はボイラ制御盤９によって制御される。
補給水ライン１１、給水ライン１及びブローライン７にそれぞれ補給水、給水及びブロー水の電気伝導率を測定するための電気伝導率計２１，２２，２３が設置されている。薬注ライン６には流量計（吐出センサー）２４が設置されている。これらの電気伝導率計２１〜２３、流量計（吐出センサー）２４及び蒸気圧力計４の計測信号がそれぞれ算出器２０に入力されている。
この実施の形態では、給水ポンプ２の稼働時間から給水量を算出する。なお、給水ライン１に流量計が設置されている場合は、流量計によって供給量を算出してもよい。薬注ラインの流量計（吐出センサー）２４によって求められる薬品注入量と、以上の給水量とに基づいて、一定時間当たりの薬品注入量を計測する。
算出器２０では、以上の薬品注入量から、薬品から加算される電気伝導率を読み取り、給水の電気伝導率に加算することにより、ボイラ３に流入する給水の電気伝導率を計算する。ボイラ水の電気伝導率をこのボイラ流入給水の電気伝導率で除することで、本来の塩類由来の濃縮倍数を計算する。
また、算出器２０では、上記の薬品注入量から、薬品から復水に加算される電気伝導率を読み取り、復水の電気伝導率に加算することにより、復水の電気伝導率を計算する。この値を使って補給水、復水および給水の電気伝導率より本来の復水の回収率を計算する。
この実施の形態によると、連続的にボイラ水の濃縮倍数と復水の回収率を管理することができる。電気伝導率計を設置するだけでは、ボイラ薬品を使用する場合、正確な測定ができなかったが、電気伝導率計で精度よく薬品や塩類の濃度管理を行うことができる。
本発明では、対象ボイラは、小型貫流ボイラ、水管ボイラ、丸ボイラ、排熱ボイラなどが例示され、ボイラの形式によらない。
電気伝導率計としては、０〜５００ｍＳ／ｍのレンジで水の電気伝導率を測定できるものが好ましい。薬注量及び濃縮倍数を算出する算出器２０としては、ＰＬＣなどの電気伝導率の値と薬注ポンプの吐出から薬注量を計算し、これらから以下計算でボイラ水の濃縮倍数を計算することができるものが用いられる。算出器２０は、ボイラ設備近傍にある必要はなく、各データを通信装置を介して送信して、ホストコンピューターやサーバー、パソコンで処理してもよい。
算出器２０での計算方法の一例を挙げると、次の通りである。
・復水回収率（％）＝［（補給水の電気伝導率）−（給水の電気伝導率）］／［（補給水の電気伝導率）−（復水の電気伝導率）］×１００
この時の復水の電気伝導率＝［薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）］×［給水への薬品１ｍｇの添加により蒸気で増加する電気伝導率］
・ボイラ水の濃縮倍数＝［ボイラブロー水の電気伝導率］／［（給水の電気伝導率（測定値））＋（薬品注入量（ｍｇ／Ｌ））×（薬品１ｍｇの添加によりボイラ水で増加する電気伝導率）］
・復水回収率（％）＝［（補給水の電気伝導率）−（給水の電気伝導率）］／［（補給水の電気伝導率）−（復水の電気伝導率）］×１００
この時の復水の電気伝導率＝［薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）］×［給水への薬品１ｍｇの添加により蒸気で増加する電気伝導率］
・ボイラ水の濃縮倍数＝［ボイラブロー水の電気伝導率］／［（給水の電気伝導率（測定値））＋（薬品注入量（ｍｇ／Ｌ））×（薬品１ｍｇの添加によりボイラ水で増加する電気伝導率）］
［実施例１］
図１に示すボイラ設備において、次の各機器を用いた。
小型貫流ボイラ：サムソン製ＮＢＯ−５００ 換算蒸発量５００ｋｇ／ｈ 燃料：Ａ重油
薬注装置：栗田工業株式会社製ＢＸ−３１（吐出センサーあり）
薬注量および濃縮倍数算出器：ＰＬＣ キーエンスＫＶ−Ｎ１４
図１に示すボイラ設備において、次の各機器を用いた。
小型貫流ボイラ：サムソン製ＮＢＯ−５００ 換算蒸発量５００ｋｇ／ｈ 燃料：Ａ重油
薬注装置：栗田工業株式会社製ＢＸ−３１（吐出センサーあり）
薬注量および濃縮倍数算出器：ＰＬＣ キーエンスＫＶ−Ｎ１４
＜運転条件＞
高燃焼連続
給水量：３００ｋｇ／ｈ
ブロー率：８％と１６％とを３時間で切り替え
薬品 設定添加量１００ｍｇ／Ｌ−給水
高燃焼連続
給水量：３００ｋｇ／ｈ
ブロー率：８％と１６％とを３時間で切り替え
薬品 設定添加量１００ｍｇ／Ｌ−給水
＜結果・考察＞
（１）薬注量算出
(1-1) 流量計（吐出センサー）２４により求められる薬注量：０．１２ｍＬ／ショット×９１７ショット／１．１（給水量）＝１００ｍｇ／Ｌ
給水の水分析値による薬注量：９８ｍｇ／Ｌ
(1-2) ブロー８％（濃縮１２．５倍）時のボイラ水中の薬品濃度：１００×１００／８．３＝１２０４ｍｇ／Ｌ
ボイラ水の水分析値による薬品濃度：１１５４ｍｇ／Ｌ
(1-3) ブロー１６％（濃縮６．２５倍）時のボイラ水中の薬品濃度：１００×１００／１６＝６２５ｍｇ／Ｌ
ボイラ水の水分析値による薬品濃度：５９８ｍｇ／Ｌ
（１）薬注量算出
(1-1) 流量計（吐出センサー）２４により求められる薬注量：０．１２ｍＬ／ショット×９１７ショット／１．１（給水量）＝１００ｍｇ／Ｌ
給水の水分析値による薬注量：９８ｍｇ／Ｌ
(1-2) ブロー８％（濃縮１２．５倍）時のボイラ水中の薬品濃度：１００×１００／８．３＝１２０４ｍｇ／Ｌ
ボイラ水の水分析値による薬品濃度：１１５４ｍｇ／Ｌ
(1-3) ブロー１６％（濃縮６．２５倍）時のボイラ水中の薬品濃度：１００×１００／１６＝６２５ｍｇ／Ｌ
ボイラ水の水分析値による薬品濃度：５９８ｍｇ／Ｌ
（２）濃縮倍数算出
(2-1) ブロー設定８％
ボイラ水の濃縮倍数＝［（ボイラブロー水の電気伝導率）３１５］／［（給水の電気伝導率（測定値）２０）＋（薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）１００）×（薬品１ｍｇの添加によりボイラ水で増加する電気伝導率）０．０５］＝１２．６倍
薬品注入量の補正がない場合は濃縮倍数：１５．８倍
(2-2) ブロー設定１６％ 給水流量計とブロー流量計で設定する。
ボイラ水の濃縮倍数＝［（ボイラブロー水の電気伝導率）１５８］／［（給水の電気伝導率（測定値）２０）＋（薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）１００）×（薬品１ｍｇの添加によりボイラ水で増加する電気伝導率）０．０５］＝６．３倍
薬品注入量の補正がない場合は濃縮倍数：７．９倍
(2-1) ブロー設定８％
ボイラ水の濃縮倍数＝［（ボイラブロー水の電気伝導率）３１５］／［（給水の電気伝導率（測定値）２０）＋（薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）１００）×（薬品１ｍｇの添加によりボイラ水で増加する電気伝導率）０．０５］＝１２．６倍
薬品注入量の補正がない場合は濃縮倍数：１５．８倍
(2-2) ブロー設定１６％ 給水流量計とブロー流量計で設定する。
ボイラ水の濃縮倍数＝［（ボイラブロー水の電気伝導率）１５８］／［（給水の電気伝導率（測定値）２０）＋（薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）１００）×（薬品１ｍｇの添加によりボイラ水で増加する電気伝導率）０．０５］＝６．３倍
薬品注入量の補正がない場合は濃縮倍数：７．９倍
（３）復水回収率算出
薬品注入量１００ｍｇ／Ｌで増加する蒸気の電気伝導率１ｍＳ／ｍ
補給水の電気伝導率５ｍＳ／ｍ
給水の電気伝導率 ２ｍＳ／ｍ
＜復水の電気伝導率の補正がない場合（参考例）＞
復水回収率（％）＝（５−２）／（５−０）×１００＝６０％
＜復水の電気伝導率の薬品注入量による補正がある場合（本発明例）＞
復水回収率（％）＝（５−２）／（５−１）×１００＝７５％
なお、この時、シリカ濃度より算出した回収率は、給水シリカ濃度５．５ｍｇ／Ｌ、復水シリカ濃度０．１ｍｇ／Ｌ、補給水シリカ濃度２０ｍｇ／Ｌであり、回収率（％）＝（２０−５．５）／（２０−０．１）×１００＝７３％であった。従って、補正した値（７５％）が、シリカ濃度に基づく計算値に近い値となった。
薬品注入量１００ｍｇ／Ｌで増加する蒸気の電気伝導率１ｍＳ／ｍ
補給水の電気伝導率５ｍＳ／ｍ
給水の電気伝導率 ２ｍＳ／ｍ
＜復水の電気伝導率の補正がない場合（参考例）＞
復水回収率（％）＝（５−２）／（５−０）×１００＝６０％
＜復水の電気伝導率の薬品注入量による補正がある場合（本発明例）＞
復水回収率（％）＝（５−２）／（５−１）×１００＝７５％
なお、この時、シリカ濃度より算出した回収率は、給水シリカ濃度５．５ｍｇ／Ｌ、復水シリカ濃度０．１ｍｇ／Ｌ、補給水シリカ濃度２０ｍｇ／Ｌであり、回収率（％）＝（２０−５．５）／（２０−０．１）×１００＝７３％であった。従って、補正した値（７５％）が、シリカ濃度に基づく計算値に近い値となった。
このように、薬注装置の吐出と給水ポンプの稼働時間からの給水量から薬品注入量を計測し、薬品由来の電気伝導率を加算して給水の電気伝導率として、それでボイラ水の電気伝導率を除して計算することによって、本当の塩類由来のボイラ水の濃縮倍数を決定することができる。また、薬注量から薬品由来の復水の電気伝導率を加算して復水の電気伝導率として補給水、復水、給水の電気伝導率より復水回収率を決定することができる。
１ 給水ライン
２ 給水ポンプ
３ ボイラ
５ 薬品タンク
６ 薬注ポンプ
７ ブローライン
８ ブロー弁
１０ 給水タンク
２０ 算出器
２ 給水ポンプ
３ ボイラ
５ 薬品タンク
６ 薬注ポンプ
７ ブローライン
８ ブロー弁
１０ 給水タンク
２０ 算出器
Claims (2)
- 給水タンクへ供給される補給水の電気伝導率の計測手段と、
ボイラへ供給される給水の電気伝導率の計測手段と、
ボイラからのブロー水の電気伝導率の計測手段と、
給水量計測手段と、
これらの計測手段の計測値が入力される算出手段と
を備え、
前記算出手段は、濃縮倍数を、ボイラブロー水の電気伝導率と、給水の電気伝導率と、薬品注入量と、薬品単位量の添加によりボイラ水で増加する電気伝導率とに基づいて算出する
ボイラ水濃縮倍数計測装置であって、
前記算出手段は、次式によって復水回収率を算出することを特徴とするボイラ水濃縮倍数計測装置。
復水回収率（％）＝［（補給水の電気伝導率）−（給水の電気伝導率）］／［（補給水の電気伝導率）−（復水の電気伝導率）］×１００
ただし、復水の電気伝導率＝［薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）］×［給水への薬品１ｍｇの添加により蒸気で増加する電気伝導率］ - 前記算出手段は、次式によって濃縮倍数を算出することを特徴とする請求項１のボイラ水濃縮倍数計測装置。
ボイラ水の濃縮倍数＝［ボイラブロー水の電気伝導率］／［（給水の電気伝導率（測定値））＋（薬品注入量（ｍｇ／Ｌ））×（薬品１ｍｇの添加によりボイラ水で増加する電気伝導率）］
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|---|---|---|---|
| JP2018051215A JP6958449B2 (ja) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | ボイラ水濃縮倍数計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2018051215A JP6958449B2 (ja) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | ボイラ水濃縮倍数計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019163883A JP2019163883A (ja) | 2019-09-26 |
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ID=68064855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018051215A Active JP6958449B2 (ja) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | ボイラ水濃縮倍数計測装置 |
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| JP2853097B2 (ja) * | 1994-06-29 | 1999-02-03 | 株式会社サムソン | 給水中の電気伝導度を利用したボイラーの濃縮ブロー装置 |
| JPH0960806A (ja) * | 1995-08-28 | 1997-03-04 | Miura Co Ltd | ボイラ缶水の濃縮度の監視方法 |
| JP4405640B2 (ja) * | 2000-04-28 | 2010-01-27 | 株式会社サムソン | ドレン回収ボイラにおけるブロー率算出方法及びブロー制御装置 |
| JP5045287B2 (ja) * | 2007-07-24 | 2012-10-10 | 栗田工業株式会社 | ボイラ水系におけるブロー制御方法 |
| JP5453990B2 (ja) * | 2009-08-04 | 2014-03-26 | 栗田工業株式会社 | ボイラ装置の腐食抑制方法及び腐食抑制装置 |
| JP5765467B1 (ja) * | 2014-05-27 | 2015-08-19 | 栗田工業株式会社 | 薬品注入制御装置及び方法 |
| JP2016205781A (ja) * | 2015-04-28 | 2016-12-08 | 栗田工業株式会社 | 水処理管理装置及び水処理管理方法 |
-
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- 2018-03-19 JP JP2018051215A patent/JP6958449B2/ja active Active
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