JPH10332611A - 薬注制御装置及びスケール又はスライム付着予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水系内のスケール及びスライムの付着量を各
々オンラインで連続的に検知して的確に薬注することが
できる薬注装置を提供する。 【解決手段】 高温に設定された測温抵抗体１を有する
スケール付着検知部と、低温に設定された測温抵抗体２
を有するスライム付着検知部４と、これらの検知結果に
基づいて薬注装置４，５を制御する制御演算部３とを備
えてなる。 【効果】 高温の測温抵抗体の表面では、硬度成分が析
出してスケールが付着し易く、微生物の繁殖は妨げられ
スライム付着は起き難い。逆に、低温の測温抵抗体の表
面では、スケールが付着し難く、微生物の繁殖が阻害さ
れずスライム付着が起き易い。このため、第１の測温抵
抗体によってスケールを、第２の測温抵抗体によってス
ライムを、各々個別に、オンラインで連続的に検知する
ことができ、的確な薬注制御が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薬注制御装置及びス
ケール又はスライム付着予測装置に係り、特に、工業用
水系、例えば紙パルププロセス白水系又は冷却水系にお
けるスケール又はスライムの発生状況を検知する機能を
有した薬注制御装置及びスケール又はスライム付着予測
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙パルププロセス白水系や冷却水系等の
各種工業用水系においては、系内に、水中の硬度成分に
よるスケールや水中の微生物によるスライムが付着し
て、配管閉塞や熱交換効率低下等の様々な付着障害を引
き起こす。

【０００３】従って、これらの水系においては、系内の
スケールやスライムの付着状況を検知して、適正な処置
を講じることにより、この付着障害を未然に防止する必
要がある。特に、これらの付着障害を防止するために、
スケール防止剤やスライム除去剤が用いられるが、この
ような場合において、適正な薬注制御を行うためにも、
系内のスケールやスライムの付着状況を把握する必要が
ある。

【０００４】従来、スケールやスライムの付着状況の検
知方法としては、試験片を用いたモニタリング法があ
る。この方法は、試験片を系内に設置し、一定期間経た
後に取り出してスケールの付着量及びスライムの付着量
を計測する方法である。

【０００５】また、差圧式のスケールやスライムの検知
装置も提供されている。この装置は、配管を用い、管壁
にスケールやスライムが付着すると配管出入口の差圧が
上昇する現象を利用して、スケールやスライムの付着状
況を検知するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】試験片を用いたモニタ
リング法では、 試験片を交換する必要があるため、連続的なモニタ
リングができない。 試験片を取り出してスケール付着量及びスライム付
着量を計測する必要があるため、オンラインでモニタリ
ングすることができない。 といった欠点があり、適切な薬注を行いにくい。

【０００７】また、水系内では、スライム又はスケール
のみが付着する場合と、これらが同時に付着する場合と
があるが、差圧式のスケール又はスライム検知装置で
は、差圧の変化のみからでは、管壁に付着したものがス
ケールであるのかスライムであるのか識別できないとい
う欠点があり、適切な薬注を行いにくい。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決し、水系
内のスケール又はスライムの付着量を各々オンラインで
連続的に検知して適切な薬注を行うことができる薬注制
御装置を提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明は、スケール又はスライムの
付着を精度良く予測することができるスケール又はスラ
イム付着予測装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の薬注制御装置
は、表面温度が比較的高温に設定された第１の測温抵抗
体を有するスケール付着検知部と、表面温度が比較的低
温に設定された第２の測温抵抗体を有するスライム付着
検知部と、これらの検知結果に基づいて薬注を行う薬注
部とを備えてなるものである。

【００１１】本発明のスケール又はスライム付着予測装
置は、表面が被検液に接するように設けられた測温抵抗
体を有する温度測定部と、該温度測定部で測定した温度
からスケール又はスライムの発生状況を予測する判定部
と、を備えてなるものである。

【００１２】水を使用するプロセス中では、管壁などに
スケールやスライムが付着することがある。

【００１３】一般に、高温の物体の表面では、水中の硬
度成分の飽和濃度が低下するため、硬度成分が析出して
スケールが付着し易い反面、微生物の繁殖は妨げられス
ライム付着は起き難い。逆に、低温の物体の表面では、
水中の硬度成分の飽和濃度が上昇するため、スケールが
付着し難い反面、微生物の繁殖が阻害されずスライム付
着が起き易い。

【００１４】本発明の薬注制御装置では、このような現
象を利用し、高温に設定した第１の測温抵抗体によって
スケールを検知し、低温に設定した第２の測温抵抗体に
よってスライムを検知する。そして、これらの検知結果
に基づいて薬注を制御する。

【００１５】本発明のスケール又はスライム付着予測装
置では、この測温抵抗体の抵抗変化から今後のスケール
又はスライムの付着を予測する。

【００１６】本発明において、スケール又はスライムの
付着検知に用いられる測温抵抗体は、温度の上昇に伴っ
て電気抵抗が増大するものであり、セラミック等の絶縁
基板の一方又は双方の板面に白金パターンを形成し、こ
れをガラスコーティングで被覆したものや、白金線をコ
イル状にしたものをセラミック等の絶縁体で被覆したも
のなど、例えば熱線流速計や熱膜流速計を用いることが
できる。

【００１７】測温抵抗体は、例えば市販品の、長さ１ｃ
ｍ、幅及び厚み数ｍｍ程度の小片であり、この測温抵抗
体は、小型であるため、スケール・スライム付着検知部
の小型化を図ることができる。また、実プロセスの任意
の箇所に直接設置することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１９】図１はスケール又はスライムの付着を検知
して薬注制御する装置の実施の形態を示す系統図であ
り、図２はこのスケール又はスライム付着検知用の温度
測定部の構成を示すブロック図である。

【００２０】図１に示す如く、薬注制御装置は、表面温
度が比較的高温に設定された第１の測温抵抗体１を有す
る温度測定部（スケール付着検知部）１ａと、表面温度
が比較的低温に設定された第２の測温抵抗体２を有する
温度測定部（スライム付着検知部）２ａと、これらの測
定部１ａ，２ａから信号が入力される制御演算部３と、
この制御演算部３の演算結果を表示する表示部３ａと、
スケール分散剤の薬注装置４とスライムコントロール剤
の薬注装置５とを備えてなる。

【００２１】薬注装置４，５は、それぞれ、薬液タンク
４ａ，５ａと、インバータ４ｂ，５ｂによって駆動され
る薬注ポンプ４ｃ，５ｃと、薬注配管４ｄ，５ｄとを備
えている。このインバータ４ｂ，５ｂが前記制御演算部
３によって制御される。

【００２２】なお、温度測定部１ａ，２ａは、図２に示
す如く、測温抵抗体１，２が所定の温度となるように一
定の電流を測温抵抗体１，２に供給する定電流発生部６
と、測温抵抗体１，２の温度上昇による電圧変化を測定
する電圧測定部７と、測定した電圧から温度を算出する
温度演算部８とで構成されている。

【００２３】制御演算部３としては、温度測定部１ａ，
２ａの検出温度を所定の計算式で計算してスケールやス
ライムの付着状況を判定する計算機等を用いることがで
きる。

【００２４】表示部３ａとしては、この判定結果を表示
できるものであれば良く、例えばモニターテレビ、液晶
パネル、プリンター、その他、ランプ、ブザー等を用い
ることができる。

【００２５】この薬注制御装置によって薬注制御を行う
には、測温抵抗体１，２を実プロセス水系の配管１０等
に浸漬されるように設置する。

【００２６】そして、具体的には、例えば次の手順でス
ケールやスライムの付着を検知し、薬注を行う。

【００２７】[スケール検知による薬注の場合] [1] 初期状態（第１の測温抵抗体１の表面に付着物の
ない状態）で、第１の測温抵抗体１の表面温度が、スケ
ールが付着し易くスライムの元となる微生物が繁殖し難
い温度、例えば６０〜８０℃になるように、定電流発生
部６の電流値を設定する。 [2] 測温抵抗体１の両端電圧を、電圧測定部７で測定
する。 [3] 電圧測定部７で測定した電圧から、温度演算部８
で第１の測温抵抗体１の温度を演算し、温度データを制
御演算部３へ送る。 [4] 制御演算部３では、初期状態に比較して、測定温
度が予め決められたしきい値を超えて上昇したときに、
「スケール付着あり」と判定すると共に、測定温度の高
さに応じて、あるいは温度上昇率に応じてスケール付着
量を演算する。この演算結果に基づいてスケール分散剤
を薬注装置４から配管１０内の水系に添加する。 [5] なお、表示部３ａで判定結果及びスケール付着量
を表示する。

【００２８】[スライム検知による薬注の場合（第１の
方法）] 初期状態（第２の測温抵抗体２の表面に付着物のな
い状態）で、第２の測温抵抗体２の表面温度が、スケー
ルが付着し難くスライムの元となる微生物の繁殖を妨げ
ない温度、例えば３０〜３７℃になるように、定電流発
生部６の電流値を設定する。 第２の測温抵抗体２の両端電圧を、電圧測定部７で
測定する。 電圧測定部７で測定した電圧から、温度演算部８で
第２の測温抵抗体２の温度を演算し、温度データを制御
演算部３へ送る。 制御演算部３では、初期状態に比較して、測定温度
が予め決められたしきい値を超えて上昇したときに、
「スライム付着あり」と判定すると共に、測定温度の高
さに応じて、あるいは温度上昇率に応じてスライム付着
量を演算する。この演算結果に基づいてスライムコント
ロール剤を薬注装置５から配管１０内の水系に添加す
る。 表示部３ａで判定結果及びスライム付着量を表示す
る。

【００２９】［スライム検知による薬注の場合（第２の
方法）］スライム検知による薬注は、次の（１）〜
（９）の方法によって行うこともできる。この場合、温
度測定部２ａには、測温抵抗体２に対して通電する定電
流の値を切り替えることができる手段を設けておく。

【００３０】（１） 表面に付着物のない測温抵抗体２
を被検液に浸漬設置し、１時間の間、全く通電しないで
おく。 （２） １時間経過後、１分間だけ測温抵抗体１に所定
値以上の定電流を通電する。この所定値以上の定電流と
は、測温抵抗体１の温度が好ましくは４０〜１００℃特
に好ましくは５０〜８０℃とりわけ６０〜７０℃となる
程度の電流値（一定値）である。 （３） この通電開始とほぼ同時に印加電圧が急速に上
昇し平衡温度となる。この平衡温度に到達したときの印
加電圧、あるいは、通電開始後所定時間（例えば１分）
経過後の印加電圧を電圧測定部７で測定する。 （４） この電圧測定部７で測定した電圧に基づき、温
度演算部８で測温抵抗体２の温度を演算し、温度データ
を制御演算部３へ送る。 （５） 制御演算部３では、この温度データに基づき、
スライムの付着の有無やスライムの付着量を判定する。 （６） 制御演算部３の判定結果を表示部３ａで表示す
る。 （７） 通電開始後、予め設定した時間（例えば１分）
が経過した後、測温抵抗体２への通電を停止する。 （８） 制御演算部３では、初期状態に比較して、測定
温度が予め決められたしきい値を超えて上昇したとき
に、「スライム付着あり」と判定すると共に、スライム
付着量を演算する。この演算結果に基づいてスライムコ
ントロール剤を薬注装置５から配管１０内の水系に添加
する。 （９） １時間経過後、再び（１）〜（８）の手順によ
りスライム付着の判定及び必要に応じ薬注を行う。 なお、上記（３）〜（５）においては、通電開始後所定
時間経過後の電圧を測定し、この測定電圧に基づいてス
ライム付着状況を判定しているが、通電開始後の微少時
間の電圧上昇速度（ｍＶ／ｍｓｅｃ）を判定し、この判
定結果に基づいてスライム付着状況を判定しても良い。

【００３１】上記（１）〜（９）の手順では、１時間に
１回、短時間（例えば１分）だけ測温抵抗体１に所定値
以上の定電流を通電し、この通電時期以外の間（例えば
１時間の間）は測温抵抗体１に全く通電していない。た
だし、本発明では、この１時間の間にも微小な定電流を
測温抵抗体１に流しても良い。この微小な定電流は、測
温抵抗体１の表面温度が用水の温度よりも高く、且つス
ライム発生の妨げにならない温度、例えば、３０〜３７
℃になるように設定する。

【００３２】なお、上記のスケールとスライムの検知は
同時に行うことができることは言うまでもない。また、
制御演算部３における判定基準となるしきい値は、被検
知対象に応じて、水系の硬度成分濃度、濃縮倍率、濁
度、ＢＯＤ、スライムを形成する微生物相や、許容スケ
ール、スライム付着量等を考慮して任意に設定すること
ができる。

【００３３】図３は本発明のスケール又はスライムの付
着予測装置の実施の形態を示す系統図である。

【００３４】この付着予測装置は、測温抵抗体１を有す
る温度測定部１ａ、判定部３０及び表示部４０で構成さ
れる。

【００３５】温度測定部１ａは、図２に示した通り、測
温抵抗体１が所定の温度となるように一定の電流を測温
抵抗体１に供給する定電流発生部６と、測温抵抗体１の
温度上昇による電圧変化を測定する電圧測定部７と、測
定した電圧から温度を算出する温度演算部８とで構成さ
れている。

【００３６】このような付着予測装置を用いて、スケー
ル又はスライムの付着状況を予測するためには、図３に
示す如く、実プロセス水系の配管１０等の任意の箇所に
おいて、測温抵抗体１が被検液（用水）に浸漬されるよ
うに設置し、温度測定部１ａで測温抵抗体１の温度を測
定し、測定した温度から判定部３０でスケール又はスラ
イム付着状況を予測し、結果を表示部４０に表示する。
判定部３０としては、温度測定部１ａの検出温度を所定
の計算式で計算してスケール又はスライム付着状況を判
定する計算機等を用いることができる。

【００３７】具体的には、測定温度の上昇率を所定時間
毎に移動平均処理し、図４に示すように所定時間経過
後、測温抵抗体の温度上昇が認められた場合に、その上
昇率が例えば１％以下であれば変化なし、１％以上であ
れば変化ありとし、変化ありの場合、温度上昇が連続す
るものと予測する。更に、この温度上昇カーブを外挿す
ることにより将来のスケール又はスライム付着量を予測
する。

【００３８】また、スケール又はスライム付着特性をあ
らかじめ確認し、上昇率に応じてパターンマッチングを
行ない予測することも可能である。

【００３９】これら予測に応じて薬注時期や薬注量等を
制御する。例えば１％以上の温度上昇を示した際に薬注
を開始したり、外挿による予測カーブに応じて薬注量を
増減する。

【００４０】なお、適切な時期に測温抵抗体を洗浄す
る。この場合、本発明のスケール又はスライム付着検知
装置でスケール及び／又はスライムの付着が検知された
ときに、系内をスケール除去剤やスライム除去剤によっ
て洗浄するようにしている水系であれば、供給されたス
ケール除去剤やスライム除去剤で測温抵抗体が洗浄され
るため、別途測温抵抗体の洗浄を行う必要はない。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、比
較的小型で実プロセスの任意の箇所に設置することがで
きるスケール又はスライム付着検知装置により、スケー
ル又はスライムの付着を検知し、的確な薬注制御を行う
ことができ、薬注コストの低減も可能となる。

【００４２】この付着検知装置は、スケール及び／又は
スライムの付着をオンラインで連続的に検知でき、しか
もスケールの付着とスライムの付着とを個別に検知でき
るため、水系のスケール及び／又はスライムの付着障害
を確実に防止することが可能となる。

【００４３】本発明の付着予測装置によれば、スケール
やスライムの付着を高精度にて予知できる。また、この
予測装置は実プロセスの任意の箇所に設置できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薬注制御装置を示す系統図である。

【図２】本発明の薬注制御装置の温度測定部を示すブロ
ック図である。

【図３】本発明のスケール又はスライム付着予測装置の
系統図である。

【図４】予測例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 第１の測温抵抗体 ２ 第２の測温抵抗体 １ａ，２ａ 温度測定部 ３ 制御演算部 ３ａ 表示部 ４，５ 薬注装置 ４ｂ，５ｂ インバータ ４ｃ，５ｃ 薬注ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 5/00 ６１０ Ｃ０２Ｆ 5/00 ６１０Ｇ Ｇ０１Ｎ 33/18 Ｇ０１Ｎ 33/18 Ｚ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面温度が比較的高温に設定された第１
   の測温抵抗体を有するスケール付着検知部と、表面温度
   が比較的低温に設定された第２の測温抵抗体を有するス
   ライム付着検知部と、これらの検知結果に基づいて薬注
   を行う薬注部とを備えてなる薬注制御装置。
2. 【請求項２】 表面が被検液に接するように設けられた
   測温抵抗体を有する温度測定部と、該温度測定部で測定
   した温度からスケール又はスライムの発生状況を予測す
   る判定部と、を備えてなるスケール又はスライムの付着
   予測装置。