JP7101912B1 - Water quality management equipment, water quality management methods, and water quality management programs - Google Patents

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Abstract

海水の放水口における、海水中の残留塩素濃度の基準値の超過を未然に防ぐことが可能な、水質管理装置、水質管理方法、及び水質管理プログラムを提供する。海水利用プラントのための水質管理装置であって、海水利用プラントに設置される復水器を流通する海水の属性値を取得する属性値取得部と、属性値に基づいて、復水器から海水を海に放出する放水路の放水口における残留塩素濃度を予測する濃度予測部と、予測された残留塩素濃度に基づいて、放水路に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する必要量算出部と、必要量分の中和剤を放水路に注入する中和剤注入部と、を備える。Provided are a water quality control device, a water quality control method, and a water quality control program capable of preventing the concentration of residual chlorine in seawater from exceeding a standard value at a seawater outlet. A water quality control device for a seawater utilization plant, comprising: an attribute value acquisition unit for acquiring attribute values of seawater flowing through a condenser installed in the seawater utilization plant; A concentration prediction unit that predicts the residual chlorine concentration at the outlet of the discharge channel that discharges to the sea, and the required amount of neutralizing agent for residual chlorine to be injected into the discharge channel based on the predicted residual chlorine concentration A required amount calculation unit and a neutralizing agent injection unit for injecting the required amount of the neutralizing agent into the discharge channel are provided.

Description

本発明は、水質管理装置、水質管理方法、及び水質管理プログラムに関する。より詳しくは、発電所等の海水利用プラントで用いられる水質管理装置、水質管理方法、及び水質管理プログラムに関する。 The present invention relates to a water quality management device, a water quality management method, and a water quality management program. More specifically, it relates to a water quality management device, a water quality management method, and a water quality management program used in a seawater utilization plant such as a power plant.

火力・原子力発電所をはじめとする海水利用プラントの海水系統に付着する、フジツボ類、イガイ類等の付着生物、及びバイオフィルムへの対策として、海水電解塩素(次亜塩素酸ソーダ)を発生させて、取水口に注入する技術が広く実施されている。 Generates seawater electrolytic chlorine (sodium hypochlorite) as a countermeasure against barnacles, mussels, and other attached organisms that adhere to the seawater system of seawater utilization plants such as thermal power plants and nuclear power plants, and biofilms. Therefore, the technique of injecting into the water intake is widely practiced.

例えば、特許文献1は、天然の海水を電気分解することにより次亜塩素酸ソーダを生成し、当該次亜塩素酸ソーダを含む電解液を、海水の取水口に注入して海洋生物の付着防止に用いる技術を開示している。 For example, Patent Document 1 produces sodium hypochlorite by electrolyzing natural seawater, and injects an electrolytic solution containing the sodium hypochlorite into the intake of seawater to prevent the adhesion of marine organisms. The technology used for is disclosed.

特許第4932529号公報Japanese Patent No. 4923259

海水電解塩素を取水口に注入する場合、海水の放水口における残留塩素濃度の基準値を超過しないように注入を実施する必要があるが、海水電解塩素を注入した後の残留塩素濃度は、水温や水質により減衰速度が異なることから、付着生物防止に有効な残留塩素濃度を維持しようとすると、一時的に放水口で基準値を超過する恐れがある。そのため、適切なタイミングで適切な量の中和剤を注入することで、残留塩素濃度の基準値の超過を未然に防止する技術が望まれている。 When injecting seawater electrolytic chlorine into the water outlet, it is necessary to inject it so as not to exceed the standard value of the residual chlorine concentration at the seawater outlet, but the residual chlorine concentration after injecting seawater electrolytic chlorine is the water temperature. Since the decay rate differs depending on the water quality and water quality, if an attempt is made to maintain a residual chlorine concentration that is effective in preventing attached organisms, the standard value may be temporarily exceeded at the outlet. Therefore, there is a demand for a technique for preventing the residual chlorine concentration from exceeding the standard value by injecting an appropriate amount of the neutralizing agent at an appropriate timing.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、海水の放水口における、海水中の残留塩素濃度の基準値の超過を未然に防ぐことが可能な、水質管理装置、水質管理方法、及び水質管理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a water quality management device, a water quality management method, and a water quality management method capable of preventing the reference value of the residual chlorine concentration in seawater from being exceeded at the outlet of seawater. The purpose is to provide a water quality management program.

本発明は、海水利用プラントのための水質管理装置であって、前記海水利用プラントに設置される復水器を流通する、海水の属性値を取得する属性値取得部と、前記属性値に基づいて、前記復水器から前記海水を海に放出する放水路の放水口における残留塩素濃度を予測する濃度予測部と、予測された前記残留塩素濃度に基づいて、前記放水路に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する必要量算出部と、前記必要量分の前記中和剤を前記放水路に注入する中和剤注入部と、を備える水質管理装置に関する。 The present invention is a water quality management device for a seawater utilization plant, which is based on an attribute value acquisition unit for acquiring an attribute value of seawater, which circulates a water condenser installed in the seawater utilization plant, and the attribute value. Then, a concentration predictor that predicts the residual chlorine concentration at the outlet of the discharge channel that discharges the seawater from the water concentrator to the sea, and a residue that is injected into the drainage channel based on the predicted residual chlorine concentration. The present invention relates to a water quality management device including a required amount calculation unit for calculating a required amount of a chlorine neutralizer and a neutralizer injection unit for injecting the required amount of the neutralizer into the flood bypass.

また、前記属性値は、前記復水器の取水口における海水の残留塩素濃度、前記復水器の出口における海水の水温、前記取水口から前記放水口までの海水の流下時間を含み、前記濃度予測部は、前記属性値をアレニウス式に適用することで、前記放水口における前記残留塩素濃度を予測することが好ましい。 The attribute value includes the residual chlorine concentration of seawater at the intake of the condenser, the temperature of seawater at the outlet of the condenser, and the flow time of seawater from the intake to the discharge. It is preferable that the prediction unit predicts the residual chlorine concentration at the outlet by applying the attribute value to the Allenius equation.

また、前記水質管理装置において、前記濃度予測部は、前記復水器の入口における海水の残留塩素濃度、塩分量、pH、ORP(酸化還元電位)、水温を含む属性値の履歴データを入力データとして取得する入力データ取得部と、前記放水口における残留塩素濃度の履歴データをラベルとして取得するラベル取得部と、前記入力データと前記ラベルとの組を学習データとして、前記放水口における前記残留塩素濃度を推定する学習モデルを構築する学習部と、前記学習モデルの構築後に、新たな属性値を前記学習モデルに適用することで、前記残留塩素濃度の推定値を生成する推定値生成部とを備えることが好ましい。 Further, in the water quality management device, the concentration prediction unit inputs historical data of attribute values including the residual chlorine concentration, salt content, pH, ORP (oxidation-reduction potential), and water temperature of seawater at the inlet of the water recovery device. The input data acquisition unit that acquires the input data as a label, the label acquisition unit that acquires the history data of the residual chlorine concentration at the outlet as a label, and the pair of the input data and the label as learning data, the residual chlorine at the outlet. A learning unit that builds a learning model that estimates the concentration, and an estimation value generation unit that generates an estimated value of the residual chlorine concentration by applying a new attribute value to the learning model after the construction of the learning model. It is preferable to prepare.

また、前記水質管理装置において、前記学習部は、ランダムフォレストを用いて前記学習モデルを構築することが好ましい。 Further, in the water quality management device, it is preferable that the learning unit constructs the learning model using a random forest.

また、前記水質管理装置において、前記学習部は、一般化加法(GAM法)を用いて前記学習モデルを構築することが好ましい。 Further, in the water quality management device, it is preferable that the learning unit constructs the learning model by using the generalized addition method (GAM method).

また本発明は、海水利用プラントのための水質管理方法であって、前記海水利用プラントに設置される復水器を流通する、海水の属性値を取得する属性値取得ステップと、前記属性値に基づいて、前記復水器から前記海水を海に放出する放水路の放水口における残留塩素濃度を予測する濃度予測ステップと、予測された前記残留塩素濃度に基づいて、前記放水路に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する必要量算出ステップと、前記必要量分の前記中和剤を前記放水路に注入する中和剤注入ステップと、を有する水質管理方法に関する。 Further, the present invention is a water quality management method for a seawater utilization plant, in which an attribute value acquisition step for acquiring an attribute value of seawater that circulates a water concentrator installed in the seawater utilization plant and an attribute value acquisition step are used. Based on the concentration prediction step for predicting the residual chlorine concentration at the outlet of the discharge channel that discharges the seawater from the water concentrator to the sea, and the injection into the drainage channel based on the predicted residual chlorine concentration. The present invention relates to a water quality management method comprising a required amount calculation step for calculating a required amount of a neutralizing agent for residual chlorine, and a neutralizing agent injection step for injecting the required amount of the neutralizing agent into the flood channel.

また本発明は、海水利用プラントのための水質管理プログラムであって、前記海水利用プラントに設置される復水器を流通する、海水の属性値を取得する属性値取得ステップと、前記属性値に基づいて、前記復水器から前記海水を海に放出する放水路の放水口における残留塩素濃度を予測する濃度予測ステップと、予測された前記残留塩素濃度に基づいて、前記放水路に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する必要量算出ステップと、前記必要量分の前記中和剤を前記放水路に注入する中和剤注入ステップと、をコンピュータに実行させるための水質管理プログラムに関する。 Further, the present invention is a water quality management program for a seawater utilization plant, in which an attribute value acquisition step for acquiring an attribute value of seawater, which is distributed through a flood feeder installed in the seawater utilization plant, and the attribute value are used. Based on the concentration prediction step for predicting the residual chlorine concentration at the outlet of the drainage channel that discharges the seawater from the water concentrator to the sea, and the injection into the drainage channel based on the predicted residual chlorine concentration. Water quality management for causing a computer to perform a required amount calculation step for calculating a required amount of a neutralizing agent for residual chlorine and a neutralizing agent injection step for injecting the required amount of the neutralizing agent into the flood bypass. Regarding the program.

本発明によれば、海水の放水口における、海水中の残留塩素濃度の基準値の超過を未然に防ぐことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent the reference value of the residual chlorine concentration in seawater from being exceeded at the outlet of seawater.

本発明の実施形態に係る海水利用プラントの全体構成図である。It is an overall block diagram of the seawater utilization plant which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水質管理装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the water quality management apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水質管理装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the water quality management apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水質管理装置に含まれる濃度予測部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the concentration prediction part included in the water quality management apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水質管理装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the water quality management apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水質管理装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the water quality management apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアレニウス式を示す図である。It is a figure which shows the Arrhenius equation which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアレニウス式を示す図である。It is a figure which shows the Arrhenius equation which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアレニウス式を示す図である。It is a figure which shows the Arrhenius equation which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアレニウス式を示す図である。It is a figure which shows the Arrhenius equation which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアレニウス式を示す図である。It is a figure which shows the Arrhenius equation which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアレニウス式を示す図である。It is a figure which shows the Arrhenius equation which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアレニウス式を示す図である。It is a figure which shows the Arrhenius equation which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアレニウス式を示す図である。It is a figure which shows the Arrhenius equation which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアレニウス式を示す図である。It is a figure which shows the Arrhenius equation which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るランダムフォレストによる元データと予測結果との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison between the original data by the random forest which concerns on embodiment of this invention, and the prediction result. 本発明の実施形態に係るランダムフォレストによる元データと予測結果との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison between the original data by the random forest which concerns on embodiment of this invention, and the prediction result. 本発明の実施形態に係る一般化加法(GAM)による元データと予測結果との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison between the original data by the generalized addition (GAM) which concerns on embodiment of this invention, and the prediction result. 本発明の実施形態に係る一般化加法(GAM)による元データと予測結果との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison between the original data by the generalized addition (GAM) which concerns on embodiment of this invention, and the prediction result. 本発明の実施形態に係る一般化加法(GAM)による元データと予測結果との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison between the original data by the generalized addition (GAM) which concerns on embodiment of this invention, and the prediction result. 本発明の実施形態に係る一般化加法(GAM)による元データと予測結果との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison between the original data by the generalized addition (GAM) which concerns on embodiment of this invention, and the prediction result. 本発明の実施形態に係る一般化加法(GAM)による元データと予測結果との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison between the original data by the generalized addition (GAM) which concerns on embodiment of this invention, and the prediction result. 本発明の実施形態に係る一般化加法(GAM)による元データと予測結果との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison between the original data by the generalized addition (GAM) which concerns on embodiment of this invention, and the prediction result.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔1 発明の概要〕
図1は、本実施形態に係る水質管理装置1と復水器2とを含む海水利用プラント100の全体構成図である。海水利用プラント100において、復水器2は、海3Aから取水路21により冷却水としての海水を取水し、蒸気タービン等を冷却した後の冷却水は、復水器2の出口221から、放水路22により海3Bに放水される。取水路21の塩素注入点においては、次亜塩素酸ソーダを含む海水の電解液が注入される。
[1 Outline of the invention]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a seawater utilization plant 100 including a water quality management device 1 and a condenser 2 according to the present embodiment. In the seawater utilization plant 100, the condenser 2 takes in seawater as cooling water from the sea 3A through the intake channel 21, and after cooling the steam turbine and the like, the cooling water is discharged from the outlet 221 of the condenser 2. Water is discharged to the sea 3B by the water channel 22. At the chlorine injection point of the intake channel 21, an electrolytic solution of seawater containing sodium hypochlorite is injected.

水質管理装置1は、復水器2を流通する海水の属性値に基づいて、放水路22の放水口222での残留塩素濃度を予測し、復水器入口211における海水の残留塩素濃度に比較した低下量を算出後、当該低下量に基づいて、中和剤の必要量を算出し、当該必要量分の中和剤を放水路22に注入する。 The water quality management device 1 predicts the residual chlorine concentration at the discharge port 222 of the flood bypass 22 based on the attribute value of the seawater flowing through the water recovery device 2, and compares it with the residual chlorine concentration of the seawater at the water recovery device inlet 211. After calculating the reduced amount, the required amount of the neutralizing agent is calculated based on the reduced amount, and the required amount of the neutralizing agent is injected into the flood channel 22.

〔2 第1実施形態〕
以下、図2及び図3を参照することにより、本発明の第1実施形態である水質管理装置1について説明する。
[2 First Embodiment]
Hereinafter, the water quality management device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

〔2.1 実施形態の構成〕
図2は、水質管理装置1の機能ブロック図である。水質管理装置1は、制御部11と、中和剤注入部12と、記憶部13とを備える。
[2.1 Configuration of Embodiment]
FIG. 2 is a functional block diagram of the water quality management device 1. The water quality management device 1 includes a control unit 11, a neutralizing agent injection unit 12, and a storage unit 13.

制御部11は、水質管理装置1の全体を制御する部分であり、各種プログラムを、ROM、RAM、フラッシュメモリ又はハードディスク(HDD)等の記憶領域から適宜読み出して実行することにより、本実施形態における各種機能を実現している。制御部11は、CPUであってよい。制御部11は、属性値取得部111、濃度予測部112、必要量算出部113を備える。 The control unit 11 is a part that controls the entire water quality management device 1, and by appropriately reading and executing various programs from a storage area such as a ROM, RAM, flash memory, or a hard disk (HDD), in the present embodiment. It realizes various functions. The control unit 11 may be a CPU. The control unit 11 includes an attribute value acquisition unit 111, a concentration prediction unit 112, and a required amount calculation unit 113.

また、制御部11は、それ以外にも、水質管理装置1の全体を制御するための機能ブロック、通信を行うための機能ブロックといった一般的な機能ブロックを備える。ただし、これらの一般的な機能ブロックについては当業者によく知られているので図示及び説明を省略する。 In addition, the control unit 11 includes general functional blocks such as a functional block for controlling the entire water quality management device 1 and a functional block for performing communication. However, since these general functional blocks are well known to those skilled in the art, illustration and description thereof will be omitted.

属性値取得部111は、復水器2を流通する海水の属性値を取得する。より詳細には、例えば、水質管理装置1の外部に設置された汲み上げポンプ(不図示)により、取水路21から海水を汲み上げ、汲み上げられた海水を、水質管理装置1の外部に設置された水質分析装置(不図示)で分析する。属性値取得部111は、水質分析装置で分析された海水の水質に係る属性値を取得する。更に、属性値取得部111は、属性値として、復水器2の出口221における海水の水温、復水器入口211から放水口222までの海水の流下時間等を取得する。 The attribute value acquisition unit 111 acquires the attribute value of the seawater flowing through the condenser 2. More specifically, for example, seawater is pumped from the intake channel 21 by a pump (not shown) installed outside the water quality control device 1, and the pumped seawater is used as the water quality installed outside the water quality control device 1. Analyze with an analyzer (not shown). The attribute value acquisition unit 111 acquires the attribute value related to the water quality of the seawater analyzed by the water quality analyzer. Further, the attribute value acquisition unit 111 acquires, as attribute values, the water temperature of the seawater at the outlet 221 of the condenser 2, the flow time of the seawater from the condenser inlet 211 to the discharge port 222, and the like.

ここで、水質に係る属性値としては、例えば、復水器入口211における海水の残留塩素濃度と水温に加えて、精度向上を目的として他に有機物濃度、海水に含まれる塩分量、pH、ORP(酸化還元電位)、を含む。 Here, as the attribute values related to the water quality, for example, in addition to the residual chlorine concentration and water temperature of the seawater at the return device inlet 211, the organic substance concentration, the amount of salt contained in the seawater, the pH, and the ORP are also used for the purpose of improving the accuracy. (Redox potential), including.

濃度予測部112は、属性値取得部111によって取得された属性値に基づいて、海水の放水口222における残留塩素濃度を予測する。とりわけ、本実施形態において、濃度予測部112は、属性値として、復水器2の入口211における海水の残留塩素濃度、復水器2の出口221における海水の水温、復水器2の入口211から放水口222までの海水の流下時間をアレニウス(Arrheinius)式に適用することにより、海水の放水口222における残留塩素濃度を推定する。 The concentration prediction unit 112 predicts the residual chlorine concentration at the seawater discharge port 222 based on the attribute value acquired by the attribute value acquisition unit 111. In particular, in the present embodiment, the concentration prediction unit 112 has attribute values such as the residual chlorine concentration of seawater at the inlet 211 of the condenser 2, the temperature of the seawater at the outlet 221 of the condenser 2, and the inlet 211 of the condenser 2. By applying the flow time of seawater from to the discharge port 222 to the discharge port 222 in the Arenius equation, the residual chlorine concentration at the discharge port 222 of the seawater is estimated.

ここで、「アレニウス(Arrheinius)式」とは、ある温度での化学反応の速度を予測する式のことであり、反応速度を示す反応定数kは、以下の式1で示すように、温度Tが高く、活性化エネルギーEが低いと大きくなることを示す式である。Here, the "Arrhenius equation" is an equation that predicts the rate of a chemical reaction at a certain temperature, and the reaction constant k indicating the reaction rate is the temperature T as shown in the following equation 1. It is an equation showing that it becomes larger when the activation energy Ea is high and the activation energy Ea is low.

Figure 0007101912000001
Figure 0007101912000001

なお、Aは温度に無関係な定数(頻度因子)であり、Eは1molあたりの活性化エネルギーであり、Rは気体定数であり、Tは絶対温度である。ここで、「頻度因子」とは、二分子反応における分子間の衝突回数を表す因子のことである。Note that A is a constant (frequency factor) irrelevant to temperature, E a is activation energy per 1 mol, R is a gas constant, and T is an absolute temperature. Here, the "frequency factor" is a factor that represents the number of collisions between molecules in a bimolecular reaction.

必要量算出部113は、濃度予測部112により予測された残留塩素濃度に基づいて、放水路22に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する。より詳細には、必要量算出部113は、取水口211における残留塩素濃度に比較した、放水口222における推定残留塩素濃度の低下量に基づいて、中和剤の必要量を算出する。 The required amount calculation unit 113 calculates the required amount of the residual chlorine neutralizing agent to be injected into the drainage channel 22 based on the residual chlorine concentration predicted by the concentration prediction unit 112. More specifically, the required amount calculation unit 113 calculates the required amount of the neutralizing agent based on the amount of decrease in the estimated residual chlorine concentration at the outlet 222 as compared with the residual chlorine concentration at the intake port 211.

ここで、中和剤とは、例えば35%過酸化水素水、亜硫酸ソーダ、又はチオ硫酸ソーダ等、残留塩素を速やかに中和できる既存の薬剤であってよい。なお、35%過酸化水素水を用いた場合の反応副産物は、酸素、水、塩素イオンであり、亜硫酸ソーダを用いた場合の反応副産物は、硫酸イオン、塩素イオンである。これらのいずれも海水中に豊富に存在する。 Here, the neutralizing agent may be an existing agent capable of rapidly neutralizing residual chlorine, such as 35% hydrogen peroxide solution, sodium sulfite, or sodium thiosulfate. The reaction by-products when 35% hydrogen peroxide solution is used are oxygen, water and chlorine ions, and the reaction by-products when sodium sulfite is used are sulfate ions and chlorine ions. All of these are abundant in seawater.

中和剤注入部12は、必要量算出部113によって算出された必要量分の中和剤を、放水路22に注入する。とりわけ、中和剤注入部12により、放水路22への中和剤の注入を自動制御することが好適である。 The neutralizing agent injection unit 12 injects the required amount of the neutralizing agent calculated by the required amount calculation unit 113 into the flood channel 22. In particular, it is preferable to automatically control the injection of the neutralizing agent into the drainage channel 22 by the neutralizing agent injection unit 12.

記憶部13は、属性値取得部111によって取得された属性値や、濃度予測部112によって予測される残留塩素濃度や、必要量算出部113によって算出される中和剤の必要量を記憶する。 The storage unit 13 stores the attribute value acquired by the attribute value acquisition unit 111, the residual chlorine concentration predicted by the concentration prediction unit 112, and the required amount of the neutralizing agent calculated by the required amount calculation unit 113.

〔2.2 実施形態の動作〕
図3は、水質管理装置1の動作を示すフローチャートである。
[2.2 Operation of the embodiment]
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the water quality management device 1.

ステップS1において、属性値取得部111は、海水の取水口211における水質の属性値や、復水器2の出口221における海水の水温、入口211から放水口222までの海水の流下時間等を取得する。 In step S1, the attribute value acquisition unit 111 acquires the attribute value of the water quality at the intake port 211 of the seawater, the water temperature of the seawater at the outlet 221 of the condenser 2, the flow time of the seawater from the inlet 211 to the discharge port 222, and the like. do.

ステップS2において、濃度予測部112は、属性値取得部111によって取得された属性値に基づいて、海水の放水口222における残留塩素濃度を予測する。 In step S2, the concentration prediction unit 112 predicts the residual chlorine concentration at the seawater discharge port 222 based on the attribute value acquired by the attribute value acquisition unit 111.

ステップS3において、必要量算出部113は、濃度予測部112により予測された残留塩素濃度に基づいて、放水路22に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する。 In step S3, the required amount calculation unit 113 calculates the required amount of the residual chlorine neutralizing agent to be injected into the drainage channel 22 based on the residual chlorine concentration predicted by the concentration prediction unit 112.

ステップS4において、中和剤注入部12は、必要量算出部113によって算出された必要量分の中和剤を、放水路22に注入する。 In step S4, the neutralizing agent injection unit 12 injects the required amount of the neutralizing agent calculated by the required amount calculation unit 113 into the flood channel 22.

〔2.3 実施形態が奏する効果〕
本実施形態に係る水質管理装置1は、海水利用プラント100のための水質管理装置1であって、海水利用プラント100に設置される復水器2を流通する海水の属性値を取得する属性値取得部111と、属性値に基づいて、復水器2から海水を海に放出する放水路22の放水口222における残留塩素濃度を予測する濃度予測部112と、推定された残留塩素濃度に基づいて、放水路22に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する必要量算出部113と、必要量分の中和剤を放水路22に注入する中和剤注入部12と、を備える。
[2. Effects of the embodiment]
The water quality management device 1 according to the present embodiment is a water quality management device 1 for the seawater utilization plant 100, and is an attribute value for acquiring the attribute value of the seawater flowing through the water recovery device 2 installed in the seawater utilization plant 100. Based on the acquisition unit 111, the concentration prediction unit 112 that predicts the residual chlorine concentration at the discharge port 222 of the discharge channel 22 that discharges seawater from the water condensing device 2 to the sea based on the attribute value, and the estimated residual chlorine concentration. The required amount calculation unit 113 for calculating the required amount of the neutralizing agent for residual chlorine to be injected into the discharge channel 22, and the neutralizing agent injection unit 12 for injecting the required amount of the neutralizing agent into the discharge channel 22. To be equipped.

これにより、海水の放水口における、海水中の残留塩素濃度の基準値の超過を未然に防ぐことが可能となる。とりわけ、放水口222における残留塩素濃度の基準値を超過する前に、適切な量の中和剤を注入することで、基準値の超過を未然に防ぐことができる。このことで、電解塩素注入濃度のベース値を高めに合わせることが可能となり、発電の障害となる付着生物やバイオフィルムの付着をより効果的に抑制することで、復水器2の熱交換効率が向上し、多大なコスト削減効果が得られる。 This makes it possible to prevent the reference value of the residual chlorine concentration in seawater from being exceeded at the outlet of seawater. In particular, by injecting an appropriate amount of the neutralizing agent before the reference value of the residual chlorine concentration in the outlet 222 is exceeded, it is possible to prevent the reference value from being exceeded. This makes it possible to adjust the base value of the electrolytic chlorine injection concentration to a higher level, and by more effectively suppressing the adhesion of attached organisms and biofilms that hinder power generation, the heat exchange efficiency of the condenser 2 Is improved, and a great cost reduction effect can be obtained.

また、水質管理装置1において、上記の属性値は、復水器2の入口211における海水の残留塩素濃度、復水器2の出口221における海水の水温、出口221から放水口222までの海水の流下時間を含み、濃度予測部は、上記の属性値をアレニウス式に適用することで、放水口222における残留塩素濃度を予測する。 Further, in the water quality management device 1, the above attribute values are the residual chlorine concentration of the seawater at the inlet 211 of the condenser 2, the water temperature of the seawater at the outlet 221 of the condenser 2, and the seawater from the outlet 221 to the discharge port 222. Including the flow time, the concentration predictor predicts the residual chlorine concentration at the outlet 222 by applying the above attribute value to the Arenius equation.

これにより、アレニウス式を用いることで、海水中の残留塩素濃度の基準値の超過を未然に防ぐことが可能となる。 As a result, by using the Arrhenius equation, it is possible to prevent the residual chlorine concentration in seawater from exceeding the standard value.

〔3 第2実施形態〕
以下、図4~図6を参照することにより、本発明の第2実施形態である水質管理装置1Aについて説明する。なお、以下では説明の簡略化のため、主として、水質管理装置1Aが水質管理装置1と異なる点について説明する。
[3 Second Embodiment]
Hereinafter, the water quality management device 1A according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6. In the following, for the sake of simplification of the description, the difference between the water quality management device 1A and the water quality management device 1 will be mainly described.

〔3.1 実施形態の構成〕
水質管理装置1Aの基本構成は、図2に示す水質管理装置1と同様である。ただし、水質管理装置1Aは、水質管理装置1が備える濃度予測部112の代わりに濃度予測部112Aを備える。濃度予測部112は、主としてアレニウス式を用いることにより、放水口222における残留塩素濃度を予測するが、濃度予測部112Aは、機械学習により、放水口222における残留塩素濃度を予測する。
[Structure of 3.1 Embodiment]
The basic configuration of the water quality management device 1A is the same as that of the water quality management device 1 shown in FIG. However, the water quality management device 1A includes a concentration prediction unit 112A instead of the concentration prediction unit 112 included in the water quality management device 1. The concentration prediction unit 112 predicts the residual chlorine concentration at the outlet 222 mainly by using the Arrhenius equation, while the concentration prediction unit 112A predicts the residual chlorine concentration at the outlet 222 by machine learning.

図4は、濃度予測部112Aの機能ブロック図である。濃度予測部112Aは、入力データ取得部114と、ラベル取得部115と、学習部116と、推定値生成部117とを備える。 FIG. 4 is a functional block diagram of the concentration prediction unit 112A. The density prediction unit 112A includes an input data acquisition unit 114, a label acquisition unit 115, a learning unit 116, and an estimated value generation unit 117.

入力データ取得部114は、記憶部13から、取水口211における海水の残留塩素濃度、塩分量、pH、ORP(酸化還元電位)、水温を含む属性値の履歴データを、機械学習に用いる入力データとして取得する。 The input data acquisition unit 114 uses the historical data of attribute values including the residual chlorine concentration, salt content, pH, ORP (oxidation-reduction potential), and water temperature of seawater at the intake port 211 from the storage unit 13 as input data for machine learning. Get as.

ラベル取得部115は、記憶部13から、放水口222における残留塩素濃度の履歴データを、機械学習に用いるラベルとして取得する。 The label acquisition unit 115 acquires historical data of the residual chlorine concentration at the water discharge port 222 from the storage unit 13 as a label used for machine learning.

学習部116は、入力データとラベルとの組を学習データとして機械学習をすることにより、放水口222における残留塩素濃度を推定する学習モデルを構築し、構築した学習モデルを記憶部13に格納する。 The learning unit 116 constructs a learning model for estimating the residual chlorine concentration at the outlet 222 by performing machine learning using a set of input data and a label as learning data, and stores the constructed learning model in the storage unit 13. ..

ここで、入力データとラベルとの組を学習データとする際、復水器2の出口221から放水口222までの海水の流下時間を考慮し、復水器入口データと、当該流下時間後の放水口データとが対になるように加工する。また、例えば、目的変数・説明変数共に、負の値は異常値とみなして除去してもよい。 Here, when the set of the input data and the label is used as the training data, the flowing time of the seawater from the outlet 221 of the condenser 2 to the discharge port 222 is taken into consideration, and the condenser inlet data and the time after the flowing time are taken into consideration. Process so that it is paired with the outlet data. Further, for example, both the objective variable and the explanatory variable may be removed by regarding a negative value as an abnormal value.

また、学習部116が実行する機械学習は、ランダムフォレストであってもよく、一般化加法(GAM法)であってよい。ここで、「ランダムフォレスト」とは、機械学習のアルゴリズムのひとつであり、決定木を弱学習機とすると共に、ランダムサンプリングされたトレーニングデータによって学習した多数の弱学習器を統合させて汎化能力を向上させるアルゴリズムである。
また、「一般化加法」とは、一般化線形モデルでの線形予測子を、非線形な関数の和としたモデルを用いるアルゴリズムであり、この時の非線形な関数として、局所回帰関数、平滑化スプライン、Bスプライン、自然スプライン等が用いられる。中でも、非線形な関数として、平滑化スプラインを用いるアルゴリズムが、「GAM法」と呼ばれる。
Further, the machine learning executed by the learning unit 116 may be a random forest or a generalized addition method (GAM method). Here, "random forest" is one of the algorithms of machine learning, and it has a generalization ability by integrating a large number of weak learners learned by randomly sampled training data while using a decision tree as a weak learner. It is an algorithm that improves.
The "generalized addition method" is an algorithm that uses a model in which the linear predictor in the generalized linear model is the sum of non-linear functions. The non-linear functions at this time include a local regression function and a smoothing spline. , B spline, natural spline, etc. are used. Among them, an algorithm that uses a smoothing spline as a non-linear function is called a "GAM method".

推定値生成部117は、学習部116によって学習モデルが構築され、構築された学習モデルが記憶部13に格納された後、記憶部13から学習モデルを取得して、新たな属性値を学習モデルに適用することにより、放水口222における残留塩素濃度の推定値を生成する。 The estimated value generation unit 117 acquires a learning model from the storage unit 13 after the learning model is constructed by the learning unit 116 and the constructed learning model is stored in the storage unit 13, and a new attribute value is obtained as the learning model. By applying to, an estimated value of the residual chlorine concentration at the outlet 222 is generated.

〔3.2 実施形態の動作〕
図5は、水質管理装置1Aの機械学習時の動作を示すフローチャートである。
[3.2 Operation of the embodiment]
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the water quality management device 1A during machine learning.

ステップS11において、入力データ取得部114は、記憶部13から、海水の残留塩素濃度、塩分量、pH、ORP(酸化還元電位)、水温、流量を含む属性値の履歴データを入力データとして取得する。 In step S11, the input data acquisition unit 114 acquires historical data of attribute values including the residual chlorine concentration, salt content, pH, ORP (oxidation-reduction potential), water temperature, and flow rate of seawater from the storage unit 13 as input data. ..

ステップS12において、ラベル取得部115は、放水口における残留塩素濃度の履歴データをラベルとして取得する。 In step S12, the label acquisition unit 115 acquires historical data of the residual chlorine concentration at the outlet as a label.

ステップS13において、学習部116は、入力データとラベルとの組を学習データとする。 In step S13, the learning unit 116 uses the set of the input data and the label as the learning data.

ステップS14において、学習部116は、学習データを用いて機械学習を行う。 In step S14, the learning unit 116 performs machine learning using the learning data.

ステップS15において、機械学習が終了した場合(S15:YES)には、処理はステップS16に移行する。機械学習が終了していない場合(S15:NO)には、処理はステップS11に移行する。 When the machine learning is completed in step S15 (S15: YES), the process proceeds to step S16. If the machine learning is not completed (S15: NO), the process proceeds to step S11.

ステップS16において、学習部116は、構築した学習モデルを記憶部13に格納する。 In step S16, the learning unit 116 stores the constructed learning model in the storage unit 13.

図6は、水質管理装置1Aの中和剤注入時の動作を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the water quality control device 1A at the time of injecting the neutralizing agent.

ステップS21において、推定値生成部117は、記憶部13から学習モデルを取得する。 In step S21, the estimated value generation unit 117 acquires a learning model from the storage unit 13.

ステップS22において、推定値生成部117は、属性値取得部111から新たな属性値を取得する。 In step S22, the estimated value generation unit 117 acquires a new attribute value from the attribute value acquisition unit 111.

ステップS23において、推定値生成部117は、新たな属性値を学習モデルに適用することにより、放水口222における残留塩素濃度の推定値(予測値)を生成する。 In step S23, the estimated value generation unit 117 generates an estimated value (predicted value) of the residual chlorine concentration at the outlet 222 by applying a new attribute value to the learning model.

ステップS24において、必要量算出部113は、濃度予測部112により予測された残留塩素濃度に基づいて、放水路22に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する。 In step S24, the required amount calculation unit 113 calculates the required amount of the residual chlorine neutralizing agent to be injected into the drainage channel 22 based on the residual chlorine concentration predicted by the concentration prediction unit 112.

ステップS25において、中和剤注入部12は、必要量算出部113によって算出された必要量分の中和剤を、放水路22に注入する。 In step S25, the neutralizing agent injection unit 12 injects the required amount of the neutralizing agent calculated by the required amount calculation unit 113 into the flood channel 22.

〔3.3 実施形態が奏する効果〕
水質管理装置1Aにおいて、濃度予測部112Aは、取水口211における海水の残留塩素濃度、塩分量、pH、ORP(酸化還元電位)、水温を含む属性値の履歴データを入力データとして取得する入力データ取得部114と、放水口222における残留塩素濃度の履歴データをラベルとして取得するラベル取得部115と、入力データとラベルとの組を学習データとして、放水口における前記残留塩素濃度を推定する学習モデルを構築する学習部116と、学習モデルの構築後に、新たな属性値を学習モデルに適用することで、残留塩素濃度の推定値を生成する推定値生成部117とを備える。
[Effects of 3.3 embodiments]
In the water quality control device 1A, the concentration prediction unit 112A acquires historical data of attribute values including the residual chlorine concentration, salt content, pH, ORP (oxidation-reduction potential), and water temperature of seawater at the intake port 211 as input data. A learning model that estimates the residual chlorine concentration at the outlet using the acquisition unit 114, the label acquisition unit 115 that acquires the historical data of the residual chlorine concentration at the outlet 222 as a label, and the set of the input data and the label as learning data. It is provided with a learning unit 116 for constructing the learning model, and an estimation value generation unit 117 for generating an estimated value of the residual chlorine concentration by applying a new attribute value to the learning model after the construction of the learning model.

これにより、より高精度な残留塩素濃度の予測値に基づいて、放水路22に中和剤を注入することが可能となる。 This makes it possible to inject the neutralizing agent into the flood channel 22 based on the predicted value of the residual chlorine concentration with higher accuracy.

また、学習部116は、ランダムフォレストを用いて学習モデルを構築する。 Further, the learning unit 116 builds a learning model using a random forest.

これにより、多数の説明変数への対応、及び高速での学習が可能となると共に、説明変数の重要度(寄与度)が算出できる。 This makes it possible to deal with a large number of explanatory variables and learn at high speed, and it is possible to calculate the importance (contribution) of the explanatory variables.

また、学習部116は、一般化加法を用いて学習モデルを構築する。 Further, the learning unit 116 constructs a learning model by using the generalized addition method.

これにより、複雑な形の関数を用いることで、単純な比例関係でないものを説明できると共に、線形モデルの説明性を保持しつつ、予測の精度を高めることが可能となる。 As a result, by using a function having a complicated form, it is possible to explain something that is not a simple proportional relationship, and it is possible to improve the accuracy of prediction while maintaining the explanatory property of the linear model.

〔4 予測データ〕
〔4.1 アレニウス式〕
(1)2018年6月29日~2018年11月9日データによる分析
2018年6月29日~2018年11月9日のA発電所1号機(最大出力340MW)の計測データを用いた
[4 Forecast data]
[4.1 Arrhenius equation]
(1) Analysis by data from June 29, 2018 to November 9, 2018 The measurement data of A power plant Unit 1 (maximum output 340 MW) from June 29, 2018 to November 9, 2018 was used.

(1-1) 復水器入口濃度との関係
残留塩素濃度の減衰は、初期濃度の寄与が大きいことも知られている。(1-1)で示したアレニウス式について、発電出力別に復水器入口の残留塩素濃度を0.05mg/L以上、0.03mg/L以上0.05mg/L未満、0.03mg/L未満の3ケースに分け、それぞれのケースにおけるアレニウス式を、図7A~図9Cに示す。
(1-1) Relationship with condenser inlet concentration It is also known that the attenuation of the residual chlorine concentration is largely contributed by the initial concentration. Regarding the Arrhenius equation shown in (1-1), the residual chlorine concentration at the condenser inlet is 0.05 mg / L or more, 0.03 mg / L or more and less than 0.05 mg / L, and less than 0.03 mg / L for each power generation output. The Arrhenius equation in each case is shown in FIGS. 7A to 9C.

いずれの発電出力のケースにおいても、残留塩素濃度が高いほど決定係数が高くなっている。最も高い決定係数は、発電出力200MW以上、残留塩素濃度0.05mg/L以上の場合の0.589であった。なお、残留塩素濃度が0.03未満の場合は何れの発電出力のケースにおいても決定係数は0.05を下回っている。 In each case of power generation output, the higher the residual chlorine concentration, the higher the coefficient of determination. The highest coefficient of determination was 0.589 when the power generation output was 200 MW or more and the residual chlorine concentration was 0.05 mg / L or more. When the residual chlorine concentration is less than 0.03, the coefficient of determination is less than 0.05 in any case of power generation output.

〔4.2 機械学習〕
復水器入口の残留塩素濃度から、放水口における残留塩素濃度を予測するための手法として機械学習の適用可能性についての検討を行った。
[4.2 Machine learning]
We examined the applicability of machine learning as a method for predicting the residual chlorine concentration at the outlet from the residual chlorine concentration at the condenser inlet.

(1)使用したデータ
モデル構築および予測に使用したデータは、A発電所1号機における2018年6月29日~2019年3月31日分の1分値を使用した。使用した変数およびデータの加工方法は以下の表に示すとおりである。
(1) Data used For the data used for model construction and forecasting, the 1-minute values for June 29, 2018 to March 31, 2019 at Power Station A were used. The variables used and the data processing method are shown in the table below.

Figure 0007101912000002
Figure 0007101912000002

(2)予測モデルによる結果
加工したデータを用いて、ランダムフォレストおよび一般化加法モデル(GAM)の2つの予測モデルを用いて予測を行った。
(2) Results by prediction model Using the processed data, prediction was performed using two prediction models, a random forest and a generalized additive model (GAM).

(2-1)ランダムフォレストによる予測結果
2018年6月29日~2019年2月28日のデータを学習データとし、2019年3月1日~2019年3月31日の予測を行った。図10A及び図10Bに元データと予測結果との比較を示す。
(2-1) Prediction result by random forest The data from June 29, 2018 to February 28, 2019 was used as training data, and the prediction was made from March 1, 2019 to March 31, 2019. 10A and 10B show a comparison between the original data and the prediction result.

元データと予測結果は同じような挙動を示している。元データに対して概ね0.01mg/Lの範囲内に収まっているが、誤差の分布に偏りがあるため、元データと予測結果の決定係数は0.096と低くなっている。 The original data and the prediction result show similar behavior. Although it is within the range of 0.01 mg / L with respect to the original data, the coefficient of determination of the original data and the prediction result is as low as 0.096 due to the bias in the distribution of the error.

(2-2)一般化加法(GAM)による予測結果
学習範囲および予測範囲を変え、三通りの予測を行った。
(2-2) Prediction results by generalized addition (GAM) Three types of predictions were made by changing the learning range and prediction range.

1)予測結果1
ランダムフォレストを使用した予測と同様に、2018年6月29日~2019年2月28日のデータを学習データとし、2019年3月1日~2019年3月31日の予想を行った。図11A及び図11Bに元データと予測結果の比較を示す。
1) Prediction result 1
Similar to the prediction using the random forest, the data from June 29, 2018 to February 28, 2019 was used as the training data, and the prediction from March 1, 2019 to March 31, 2019 was made. 11A and 11B show a comparison between the original data and the prediction result.

ランダムフォレストによる結果と同様に、元データと予測結果は同じような挙動を示している。元データに対して概ね0.01mg/L以下の範囲内に収まっており、誤差分布の偏りも少ないため、元データと予測結果の決定係数は0.272とランダムフォレストによる結果よりも高くなっている。 Similar to the results from Random Forest, the original data and the predicted results behave similarly. Since it is within the range of 0.01 mg / L or less with respect to the original data and the error distribution is less biased, the coefficient of determination of the original data and the prediction result is 0.272, which is higher than the result by the random forest. There is.

2)予測結果2
前節で示した結果とは学習期間および予測期間を変え、2018年6月29日~2018年10月31日および2018年12月1日~2019年3月31日のデータを学習データとし、2018年11月1日~2018年11月30日の予測を行った。図12A及び図12Bに元データと予測結果の比較を示す。
2) Prediction result 2
The learning period and prediction period are different from the results shown in the previous section, and the data from June 29, 2018 to October 31, 2018 and December 1, 2018 to March 31, 2019 are used as training data, and 2018. Forecasts were made from November 1, 2018 to November 30, 2018. 12A and 12B show a comparison between the original data and the prediction result.

予測結果1と同様に、元データと予測結果は同じような挙動を示している。元データに対して概ね0.01mg/Lの範囲内に収まっており、元データと予測結果の決定係数は0.303となっていた。 Similar to the prediction result 1, the original data and the prediction result show the same behavior. It was generally within the range of 0.01 mg / L with respect to the original data, and the coefficient of determination of the original data and the prediction result was 0.303.

3)予測結果3
2019年2月1日~2019年2月14日のデータを学習データとし、2019年2月15日~2019年2月20日の予測を行った。図13A及び図13Bに元データと予測結果の比較を示す。
3) Prediction result 3
The data from February 1, 2019 to February 14, 2019 was used as training data, and the forecast was made from February 15, 2019 to February 20, 2019. 13A and 13B show a comparison between the original data and the prediction result.

元データと予測結果の挙動はほぼ一致しており、高い再現性を示している。元データに対して概ね0.005mg/L程度の範囲内に収まっており、元データと予測結果の決定係数は0.505とかなり高くなっている。 The behavior of the original data and the prediction result are almost the same, showing high reproducibility. It is within the range of about 0.005 mg / L with respect to the original data, and the coefficient of determination of the original data and the prediction result is as high as 0.505.

〔4.3 まとめ〕
復水器入口から放水口への減衰反応は、発電出力が200MW以上かつ復水器入口の残留塩素濃度が0.05mg/L以上の場合、アレニウス式による近似曲線の決定係数が最も高くなり、発電出力、残留塩素濃度ともに低くなるほど決定係数が低くなる傾向が確認できた。このことからアレニウス式による放水口濃度の予測は、発電出力が高く復水器入口濃度が高いほど有効であると考えられる。
[4.3 Summary]
The coefficient of determination of the approximate curve by the Arenius equation is the highest when the power generation output is 200 MW or more and the residual chlorine concentration at the water return device inlet is 0.05 mg / L or more. It was confirmed that the coefficient of determination tends to decrease as both the power generation output and the residual chlorine concentration decrease. From this, it is considered that the prediction of the outlet concentration by the Arrhenius equation is more effective as the power generation output is higher and the condenser inlet concentration is higher.

機械学習による放水口濃度の予測については、複数のモデル・条件により検証を行った結果、概ね実用性のある予測精度が確認され、適用可能性を示すことができた。 As for the prediction of the outlet concentration by machine learning, as a result of verification using multiple models and conditions, the prediction accuracy that was generally practical was confirmed, and the applicability was shown.

水質管理装置1又は1Aによる管理方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ(水質管理装置1又は1A)にインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。更に、これらのプログラムは、ダウンロードされることなくネットワークを介したWebサービスとしてユーザのコンピュータ(水質管理装置1又は1A)に提供されてもよい。 The management method by the water quality management device 1 or 1A is realized by software. When realized by software, the programs constituting this software are installed in a computer (water quality management device 1 or 1A). In addition, these programs may be recorded on removable media and distributed to users, or may be distributed by being downloaded to a user's computer via a network. Further, these programs may be provided to the user's computer (water quality management device 1 or 1A) as a Web service via the network without being downloaded.

1、1A 水質管理装置
2 復水器
11 制御部
12 中和剤注入部
13 記憶部
21 取水路
22 放水路
111 属性値取得部
112、112A 濃度予測部
113 必要量算出部
114 入力データ取得部
115 ラベル取得部
116 学習部
117 推定値生成部
1, 1A Water quality control device 2 Condenser 11 Control unit 12 Neutralizer injection unit 13 Storage unit 21 Intake channel 22 Flood bypass 111 Attribute value acquisition unit 112, 112A Concentration prediction unit 113 Required amount calculation unit 114 Input data acquisition unit 115 Label acquisition unit 116 Learning unit 117 Estimated value generation unit

Claims (5)

海水利用プラントのための水質管理装置であって、
前記海水利用プラントに設置される復水器を流通する海水の属性値を取得する属性値取得部と、
前記属性値に基づいて、前記復水器から前記海水を海に放出する放水路の放水口における残留塩素濃度を予測する濃度予測部と、
予測された前記残留塩素濃度に基づいて、前記放水路に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する必要量算出部と、
前記必要量分の前記中和剤を前記放水路に注入する中和剤注入部と、を備え
前記濃度予測部は、
前記復水器の入口における海水の残留塩素濃度、塩分量、pH、ORP(酸化還元電位)、水温、を含む属性値の履歴データを入力データとして取得する入力データ取得部と、
前記放水口における残留塩素濃度の履歴データをラベルとして取得するラベル取得部と、
前記入力データと前記ラベルとの組を学習データとして、前記放水口における前記残留塩素濃度を推定する学習モデルを構築する学習部と、
前記学習モデルの構築後に、新たな属性値を前記学習モデルに適用することで、前記残留塩素濃度の推定値を生成する推定値生成部とを備える 水質管理装置。
A water quality management device for seawater utilization plants
The attribute value acquisition unit that acquires the attribute value of the seawater that circulates in the condenser installed in the seawater utilization plant, and the attribute value acquisition unit.
A concentration predictor that predicts the residual chlorine concentration at the outlet of the flood channel that discharges the seawater from the condenser to the sea based on the attribute value.
A required amount calculation unit that calculates the required amount of the residual chlorine neutralizing agent to be injected into the drainage channel based on the predicted residual chlorine concentration.
A neutralizing agent injection unit for injecting the required amount of the neutralizing agent into the flood channel is provided.,
The concentration prediction unit
An input data acquisition unit that acquires historical data of attribute values including residual chlorine concentration, salt content, pH, ORP (oxidation-reduction potential), and water temperature of seawater at the inlet of the water condenser as input data.
A label acquisition unit that acquires historical data of the residual chlorine concentration at the outlet as a label,
A learning unit for constructing a learning model for estimating the residual chlorine concentration at the outlet, using the set of the input data and the label as learning data.
After constructing the learning model, it is provided with an estimated value generation unit that generates an estimated value of the residual chlorine concentration by applying a new attribute value to the learning model. Water quality management device.
前記学習部は、ランダムフォレストを用いて前記学習モデルを構築する、請求項に記載の水質管理装置。 The water quality management device according to claim 1 , wherein the learning unit constructs the learning model using a random forest. 前記学習部は、一般化加法を用いて前記学習モデルを構築する、請求項に記載の水質管理装置。 The water quality management device according to claim 1 , wherein the learning unit constructs the learning model by using generalized addition. 海水利用プラントのための水質管理方法であって、
前記海水利用プラントに設置される復水器を流通する海水の属性値を取得する属性値取得ステップと、
前記属性値に基づいて、前記復水器から前記海水を海に放出する放水路の放水口における残留塩素濃度を予測する濃度予測ステップと、
予測された前記残留塩素濃度に基づいて、前記放水路に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する必要量算出ステップと、
前記必要量分の前記中和剤を前記放水路に注入する中和剤注入ステップと、を有し、
前記濃度予測ステップは
前記復水器の入口における海水の残留塩素濃度、塩分量、pH、ORP(酸化還元電位)、水温、を含む属性値の履歴データを入力データとして取得する入力データ取得ステップと、
前記放水口における残留塩素濃度の履歴データをラベルとして取得するラベル取得ステップと、
前記入力データと前記ラベルとの組を学習データとして、前記放水口における前記残留塩素濃度を推定する学習モデルを構築する学習ステップと、
前記学習モデルの構築後に、新たな属性値を前記学習モデルに適用することで、前記残留塩素濃度の推定値を生成する推定値生成ステップとを有する 水質管理方法。
A water quality management method for seawater utilization plants,
The attribute value acquisition step for acquiring the attribute value of the seawater flowing through the condenser installed in the seawater utilization plant, and the attribute value acquisition step.
A concentration prediction step for predicting the residual chlorine concentration at the outlet of the flood channel that discharges the seawater from the condenser to the sea based on the attribute value.
A required amount calculation step for calculating the required amount of the residual chlorine neutralizing agent to be injected into the drainage channel based on the predicted residual chlorine concentration.
There is a neutralizing agent injection step of injecting the required amount of the neutralizing agent into the drainage channel.death,
The concentration prediction step,
An input data acquisition step for acquiring historical data of attribute values including residual chlorine concentration, salt content, pH, ORP (oxidation-reduction potential), and water temperature of seawater at the inlet of the water condenser as input data.
A label acquisition step for acquiring historical data of the residual chlorine concentration at the outlet as a label, and
A learning step for constructing a learning model for estimating the residual chlorine concentration at the outlet, using the set of the input data and the label as learning data.
After constructing the learning model, it has an estimated value generation step of generating an estimated value of the residual chlorine concentration by applying a new attribute value to the learning model. Water quality management method.
海水利用プラントのための水質管理プログラムであって、
前記海水利用プラントに設置される復水器を流通する海水の属性値を取得する属性値取得ステップと、
前記属性値に基づいて、前記復水器から前記海水を海に放出する放水路の放水口における残留塩素濃度を予測する濃度予測ステップと、
予測された前記残留塩素濃度に基づいて、前記放水路に注入する、残留塩素の中和剤の必要量を算出する必要量算出ステップと、
前記必要量分の前記中和剤を前記放水路に注入する中和剤注入ステップと、
をコンピュータに実行させるための水質管理プログラムであり、
前記濃度予測ステップは、
前記復水器の入口における海水の残留塩素濃度、塩分量、pH、ORP(酸化還元電位)、水温、を含む属性値の履歴データを入力データとして取得する入力データ取得ステップと、
前記放水口における残留塩素濃度の履歴データをラベルとして取得するラベル取得ステップと、
前記入力データと前記ラベルとの組を学習データとして、前記放水口における前記残留塩素濃度を推定する学習モデルを構築する学習ステップと、
前記学習モデルの構築後に、新たな属性値を前記学習モデルに適用することで、前記残留塩素濃度の推定値を生成する推定値生成ステップとを有する水質管理プログラム
A water quality management program for seawater utilization plants
The attribute value acquisition step for acquiring the attribute value of the seawater circulating in the condenser installed in the seawater utilization plant, and
A concentration prediction step for predicting the residual chlorine concentration at the outlet of the flood channel that discharges the seawater from the condenser to the sea based on the attribute value.
A required amount calculation step for calculating the required amount of the residual chlorine neutralizing agent to be injected into the drainage channel based on the predicted residual chlorine concentration.
A neutralizing agent injection step of injecting the required amount of the neutralizing agent into the flood channel,
Water quality management program to make a computer runAnd
The concentration prediction step is
An input data acquisition step for acquiring historical data of attribute values including residual chlorine concentration, salt content, pH, ORP (oxidation-reduction potential), and water temperature of seawater at the inlet of the water condenser as input data.
A label acquisition step for acquiring historical data of the residual chlorine concentration at the outlet as a label, and
A learning step for constructing a learning model for estimating the residual chlorine concentration at the outlet, using the set of the input data and the label as learning data.
A water quality management program having an estimated value generation step of generating an estimated value of the residual chlorine concentration by applying a new attribute value to the learning model after the construction of the learning model. ..
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