JPH085007A - 薬液注入装置および薬液注入量調節方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボイラ給水の水質処理等において広範囲な流
量変化が必要とされるｐＨ調整用のアンモニア等の薬液
を注入する装置およびその方法を提供する。 【構成】 ボイラ等に薬液を注入する往復動型ポンプで
あって、吐出容量が異なる少なくとも２台以上の薬液注
入ポンプと、これらのポンプを駆動する１台の電動機
と、薬液貯蔵タンクと、各ポンプに薬液を供給する薬液
供給ラインと、ボイラ等に薬液を注入する薬液注入ライ
ンとを有し、各ポンプはそれぞれ独立してストローク長
を調節し得るものとし、また電動機は回転数を変化させ
得るものとし、各ポンプのストローク長変化に基づく吐
出量変化あるいは電動機の回転数変化に基づく各ポンプ
の吐出量変化のいずれか或いは両方の組み合わせによっ
て吐出量を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はボイラ給水の水質処理に
おいて広範囲な薬液注入量の変化が必要とされるｐＨ調
整用のアンモニア等の薬液注入装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の技術の例を示す図で、特開
平４−２６８１０１号公報に記載されたアンモニア注入
量制御装置のフローを示すものである。図３において、
１０１は復水脱塩装置、１０２，１０６は導電率検出
器、１０３は復水ポンプ、１０４は低圧ヒータ、１０５
は流量計、１０７は脱気器、１０８は弁、１０９はアン
モニアタンク、１１０はアンモニア注入ポンプ、１１１
は回転数制御器、１１２はストローク長制御器、１１３
はＰＩＤ調節計、１１４は比率設定器、１１５は変速駆
動モータ、１１６はドライブユニットである。

【０００３】該従来の技術においては、復水脱塩装置１
０１の運用におけるｐＨ値変化に対処するため、復水ポ
ンプ１０３の後流にアンモニアが注入されて一定のｐＨ
に維持される。そしてｐＨを一定に維持するためのアン
モニア注入点前流および後流の被処理水のｐＨを測定
し、この導電率信号が入力される比率設定器１１４およ
びＰＩＤ調節計１１３を回転数制御器１１１に接続し、
かつ被処理水の流量信号をストローク長制御器１１２に
入力している。

【０００４】これによって変動幅の大きいｐＨ変化に対
する制御を制御範囲の大きい変速駆動モータ１１５の回
転数制御で行うことができ、かつ変動幅の少ない被処理
水の流量変化に対する制御を制御範囲の小さいストロー
ク長制御器１１２を介して行うことができるため、それ
ぞれの制御範囲を有効に利用でき、被処理水のｐＨが急
変した場合でも、より確実にかつ安全にアンモニアの注
入量を制御することができるとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ボイラの通常の運転に
おいては、ボイラ給水は或る一定のｐＨ値で運転され
る。従って薬液注入量としては薬液注入ポンプがユニッ
トの負荷範囲に対応したターンダウンを有すれば対応し
得るものである。例えばユニット負荷が１００％〜２０
％であればアンモニア注入ポンプとしては５：１のター
ンダウンを有していれば十分であった。

【０００６】またユニットによってはｐＨを多少増減調
整することが必要となるので、例えばｐＨを９．４でも
９．２でも可能なようにしようとすると、これに基づく
ターンダウンは２：１が必要になるが、前記のユニット
負荷変動を加味してもターンダウンは１０：１がせいぜ
い必要とされるところであり、前記従来の技術において
も十分に対処し得るものであった。また定常的な変化に
対しては、更に薬液の濃度を調整することによって何ら
支障なく対応させ得るものであった。

【０００７】しかしながらボイラの給水処理に係る最新
の技術において、伝熱管内に生成付着するスケールに起
因する流動抵抗を低減させる方法の一つとして、給水中
に微量の酸素を注入して付着するスケールを粒子の大き
いマグネタイトから粒子の小さいヘマタイトへ転換する
ことにより、より防食効果を高め、かつボイラの差圧上
昇を抑制することが行われている。その際ボイラ給水の
ｐＨを８．０から９．０（酸素注入量によっては６．５
〜９．０）と通常よりも低い値に維持させる必要があ
る。最終的には給水ｐＨは適性値に収斂されて８．０〜
９．０の間のある一定値で運転されることになるが、ユ
ニット毎の水質特性があってどの値に落ちつくかは分か
らない。

【０００８】従ってこのｐＨの範囲内において調整し得
ることが必要になる。図２は科学便覧（１９７０）に記
載されたアンモニア（ＮＨ₃ ），ヒドラジン（Ｎ
₂ Ｈ₄ ）濃度とｐＨとの関係を示す図で、同図からアン
モニアの場合のｐＨ８．０と９．０とではターンダウン
は約１：２０となり、これにユニット負荷変動の範囲
（１：５）を加味すると、トータルターンダウンは約
１：１００となる。

【０００９】これに対して前記従来の技術における薬液
注入ポンプのターンダウンは回転数制御によって約１：
１０、ストローク長制御によって約１：５で、この両者
を組み合わせて同時に制御した場合でも１：５０とな
り、上記のボイラの給水処理に係る最新の技術には対処
し得ないものであった。

【００１０】本願発明はこのような情勢に鑑みてなされ
たもので、簡潔な構成と低いコストとによって、極めて
広い制御可能範囲を有する薬液注入装置および薬液注入
量調節方法を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は前記特許請
求の範囲に記載された薬液注入装置および薬液注入量調
節方法によって達成される。すなわち、 ボイラ等に薬液を注入する往復動型ポンプであっ
て、吐出容量比が異なる少なくとも２台以上の薬液注入
ポンプと、これらのポンプを駆動する１台の電動機と、
薬液貯蔵タンクと、各ポンプに薬液を供給する薬液供給
ラインと、ボイラ等に薬液を注入する薬液注入ラインと
を有し、各ポンプはそれぞれ独立してストローク長を調
節し得るものである薬液注入装置。

【００１２】 電動機は回転数を変化させ得るもので
ある記載の薬液注入装置。 各薬液注入ポンプの吐出容量比は、少なくとも３対
１以上異なるものであるまたは記載の薬液注入装
置。

【００１３】 またはまたは記載の薬液注入装
置を用い、各ポンプのストローク長変化に基づく吐出量
変化あるいは電動機の回転数変化に基づく各ポンプの吐
出量変化のいずれか或いは両方の組み合わせによって吐
出量を変化させることを特徴とする薬液注入量調節方
法。である。以下本発明の作用等について実施例に基づ
いて説明する。 ボイラ給水のｐＨ値とボイラ負荷変動値から求めら
れる薬液注入量指令値に基づき、各ポンプのストローク
長と電動機回転数とにより薬液注入量を調節する記載
の薬液注入量調節方法。

【００１４】

【実施例】図１は、本願発明に基づく薬液注入装置の一
実施例を示すもので、ボイラ給水にｐＨ調整用のアンモ
ニアを注入するポンプの構成を示している。図１におい
て、１はポンプＡ、２はポンプＢ、３はポンプＣ、４は
電動機、５は駆動軸、６はアンモニアタンク、７は薬液
供給ライン、８は薬液注入ラインである。

【００１５】該薬液注入装置は１台の電動機４にポンプ
Ａ１、ポンプＢ２、ポンプＣ３が駆動軸５によって連結
され、各ポンプは同時に駆動される。各ポンプから吐出
された薬液は、薬液注入ライン８を経てボイラの薬液注
入点から注入される。

【００１６】まず図１において実線で示したようにポン
プをポンプＡ１とポンプＢ２の２連式で構成し、各ポン
プはそれ自体のターンダウンをストローク調節によって
１：５まで調節可能とした場合、各ポンプの容量を最大
アンモニア注入量を１００とした場合に、それぞれポン
プＡ１が７５、ポンプＢ２が２５とする。この場合、ポ
ンプＡ１のストローク長を０（ゼロ）にし、ポンプＢ２
のみで薬液を送るようにすることにより、注入量はポン
プの容量比で２５／１００（＝１／４）となり、これに
ポンプ自体のターンダウンを上記のように１：５として
それを加味すると、その両者の積で１：２０までターン
ダウンが可能となる。

【００１７】また図１において一部２点鎖線で示したよ
うに、ポンプをポンプＡ１、ポンプＢ２およびポンプＣ
３の３連式で構成し、各ポンプの容量を注入必要量１０
０に対して、ポンプＡ１を７５、ポンプＢ２を２０、ポ
ンプＣ３を５とすれば、低注入量が必要な時にポンプＡ
１、ポンプＢ２のストローク長を０（ゼロ）にし、ポン
プＣ３のみで薬液を送るようにすることにより、ポンプ
の容量比で５／１００（＝１／２０）、それにポンプの
ターンダウン比１／５を乗じると５／５００（＝１／１
００）までのターンダウンが可能になる。

【００１８】このように、要求されるターンダウンに見
合うように吐出容量の異なる複数のポンプを連ねて構成
し、任意のポンプストローク長を適宜に０（ゼロ）とし
て注入を停止することにより大幅な注入量制御可能範囲
の拡大を図ることが可能になる。

【００１９】要求されるターンダウンの割合が大きい場
合、少ない数量のポンプで的確な注入量の制御を行わせ
るには、各ポンプの吐出容量比を少なくとも３対１以上
異ならせることによって容易に目的を達成させ得る。

【００２０】また、ボイラ給水のｐＨ値とボイラ負荷変
動値から求められる薬液注入量指令値に基づき、これに
対応し予め設定，記憶された各ポンプのストローク長と
電動機回転数を記憶装置より読み出す論理演算装置を備
え、前記指令値に対応し、薬液注入装置を作動させて薬
液注入量を調節するようにしている。

【００２１】各ポンプは上記実施例のようにそれぞれ容
量を異にした場合のほか、容量が同じである少なくとも
１台以上のポンプと、前記ポンプと容量を異にする少な
くとも１台以上のポンプとを組み合わせても、同様な効
果を有することは勿論のことである。更に上記構成から
なるポンプの電動機に回転数制御を設けることにより、
注入量の制御範囲を飛躍的に拡大させることが可能にな
る。

【００２２】

【発明の効果】このように本願発明によれば、上記実施
例において説明したように、吐出容量を異にする複数の
ポンプを連ねて構成するという極めて簡潔な構成によっ
て、従来得られなかった極めて広い範囲のターンダウン
比を容易にかつ低い製造コストおよびランニングコスト
のもとで得ることを可能にするという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく、薬液注入装置の一実施例を示
すポンプの構成図である。

【図２】アンモニア（ＮＨ₃ ），ヒドラジン（Ｎ
₂ Ｈ₄ ）濃度とｐＨとの関係を示す図である。

【図３】従来技術におけるアンモニア注入制御装置のフ
ローシート図である。

【符合の説明】

１ ポンプＡ ２ ポンプＢ ３ ポンプＣ ４ 電動機 ５ 駆動軸 ６ アンモニアタンク ７ 薬液供給ライン ８ 薬液注入ライン １０１ 復水脱塩装置 １０２，１０６ 導電率検出器 １０３ 復水ポンプ １０４ 低圧ヒータ １０５ 流量計 １０７ 脱気器 １０８ 弁 １０９ アンモニアタンク １１０ アンモニア注入ポンプ １１１ 回転数制御器 １１２ ストローク長制御器 １１３ ＰＩＤ調節計 １１４ 比率設定器 １１５ 変速駆動モータ １１６ ドライブユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井野 辰夫 東京都江東区南砂２丁目11番１号 川崎重 工業株式会社東京設計事務所内 (72)発明者 上田 哲也 砂川市豊沼町53番地 北海道電力株式会社 砂川発電所内 (72)発明者 山岡 雅博 砂川市豊沼町53番地 北海道電力株式会社 砂川発電所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラ等に薬液を注入する往復動型ポン
   プであって、 吐出容量比が異なる少なくとも２台以上の薬液注入ポン
   プと、 これらのポンプを駆動する１台の電動機と、 薬液貯蔵タンクと、 各ポンプに薬液を供給する薬液供給ラインと、 ボイラ等に薬液を注入する薬液注入ラインとを有し、 各ポンプはそれぞれ独立してストローク長を調節し得る
   ものであることを特徴とする薬液注入装置。
2. 【請求項２】 電動機が回転数を変化させ得るものであ
   る請求項１記載の薬液注入装置。
3. 【請求項３】 各薬液注入ポンプの吐出容量比は、少な
   くとも３対１以上異なるものである請求項１または請求
   項２記載の薬液注入装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２または請求項３
   記載の薬液注入装置を用い、各ポンプのストローク長変
   化に基づく吐出量変化あるいは電動機の回転数変化に基
   づく各ポンプの吐出量変化のいずれか或いは両方の組み
   合わせによって吐出量を変化させることを特徴とする薬
   液注入量調節方法。
5. 【請求項５】 ボイラ給水のｐＨ値とボイラ負荷変動値
   から求められる薬液注入量指令値に基づき、各ポンプの
   ストローク長と電動機回転数とにより薬液注入量を調節
   することを特徴とする請求項４記載の薬液注入量調節方
   法。