JPS5864191A

JPS5864191A - 風量制御方法

Info

Publication number: JPS5864191A
Application number: JP56163768A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Endo; 遠藤　真一郎; Takami Egawa; 江川　隆己
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1983-04-16
Also published as: JPH0122837B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、下水処理場等のタンク系に空気等の気体を送
風する送風系における風量制御方法に関するものである
。

一般に下水処理場においては、処理プロセスの一工程と
して例えば活性汚泥を用いた曝気処理が行なわれており
、このための設備として、通常複数個のタンクからなる
エアレーションタンク系と。

このタンク系へ気体を送風するためのプロワとを備えて
構成された送風系が設置されている。従来。

このような送風系の風量制御方法として、第１図に示す
制御システムによる制御方法が知られている。図に示す
送風系Ａについて説明すると、符号ｌｒｉ、ブロワであ
る。このプロワＩｔ−１，１ｔＫ２の中間部に設置され
ている。また、プロワ１の吸込側に位置する實路２には
、吸込風量検出計３と吸込風量調節弁４とが設けられて
いる。更に１ｗ路２は、ブロワ１の吐出側において複数
の副管路６゜６に分岐されており、各副管路は、手動弁
７，７を介挿してエアレージ田ンタンク８．８に連結さ
れている。

また、上記の送風県人の風量を制御する制−システムＢ
は、演算部９と、この演算部９に検出出力を供給する前
記吸込風量検出計３と、演算部９から供給される出力信
号によって操作される吸込風量調節弁４とから構成され
ている。

上記のように構成された送風県人は、ブロワｌにより各
エアレーショ／タンク８，８に空気を送ＩＬ−するもの
であって、各エアレーションタンク８゜８に分配される
風量が手動弁７．７を操作することによって調節され、
これと同時に前記手動弁７゜７０開直に対応して全タン
ク８．８への全送風量が制御システムＢによって制御さ
れる。すなわち。

る開度に対応する出力信号に変換し、この出力信号に基
づいて吸込風量調節弁４を操作し、もって全吐出風量を
制御する。

ところで１通常下水処理場においては、建設当初に必要
最少限の処理北方を有する規模の設備を構築し、その後
１例えば人口増加勢のために処理舵力を拡大する必要が
生じた時点で賭設備の増設。

拡充を行なっており、このような設備の拡大に伴いエア
レーショｙタンク等を増設する場合がある。

そして、このようなタンク系の増設は、送風系の運転条
件を複雑化し、このため前記従来の風量制御方法のよう
なタンク系への全送風量のみの制御では、各タンクに対
して適切な風量を送風することが困難であった。

この発明は、上記事情に鑑み大規模表送風系や増設に伴
い拡大された送風系に適用して各タンクに対し最適な風
量を送風できる風量制御方法を提供することを目的とし
、上記拡大された送風系の夫々に吐出風量調節弁と風量
針を設け、上記従来の全送風量の制御に対して、各タン
ク系−＼の送風量を前記調節弁、風量計に基づき制御し
、夫々のタンク系へ最適風景を供給するようにしたこと
を特徴とするものである。

以下１本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第２図は１本発明を説明するための図である。

図についてまず送風系りを説明すると、符号１１は、主
管路である。主管路１１の中間部には、ブロワ１２が設
けられている。また、ブロワ１２の吸込側に位置する管
路には、吸込風量検出計１３と吸込風量調節弁１４とが
設けられている。一方プロワ１２の吐出側に位置する管
路には、プロワ１２による吐出圧力を検出するための圧
力検出計１５が設けられている。

更に、上記の主管路１１には、圧力検出計１５より後段
において分岐され、各一端部が複数個のエアレーション
タンク（図にＨｌｌｌのみ示す）からなる第１のタンク
系１６及び増設分としての第２のタンク系１７に各々遅
々る第１及び第２の副管路１８．１９が連結されている
。この場合、第２の副管路１９には、吐出風量検出計２
０と吐出風量調節弁２１とが設けられている。また、第
１及び第２のタンク系１６．１７には、各々のタンク系
１６．１７の必要とする風量（ＩＩ’求風量）を検出す
るための要求風量検出針（この実施例においては、ＤＯ
針を用いてタンク内接線のＤＯ値を検出し、ＤＯ値に基
づいて要求風量を検出するもの）２２，２３が設けられ
ている。

なお１図示しないが第１及び第２のタンク系１６．１７
を構成する複数のエアレーションタンクには、各々手動
弁を介して第１ｊたは第２の副管路１８．１９から空気
を導入するための導入管が配管されている。

次に、上記の送風系りを制御する制御系Ｃを説明する。

この制御系０は、第１の演算１％３１と第２の演算部３
２と第３の演算部３３と第１の調節部３４と第２の調節
部３５と、主管路１１に設けられた吸込風量検出計１３
と吸込風量調節弁１４と圧力検出計１５と、第２の副管
路１９に設けられた吐出風量検出計２０と吐出風量調節
弁２１と。

第１及び第２のタンク系に設けられた要求風量検出計２
２．２３とを有して構成されている。

次に、上記の送風系りを制御系０により制御する方法を
説明する。

まず第１の演算１！＠Ｓ３１には、吸込風量検出計１３
の出力としての吸込風量Ｑ１と、圧力検出計１５の出力
としての吐出圧力ＰＯと、吐出風量検出計２０の出力と
しての吐出風量（すなわち、増設された第２のタンク系
１７への送風量）Ｑｌと、主管路１１べ導入される大気
の圧力ｐ１及び温度〒１と、プロ＋７１２より吐出側の
温度〒０と、第２の演算部３２の出力としての要求等価
動抵抗係数ＲＢとが供給される。この第１の演算部３１
においては、上記の実測による検出値Ｑ４．　Ｐｏ、　
Ｑｘ、Ｐｌ。

Ｔｔ、Ｔｏと第２の演算部の出力ＲＢとに基づいて第１
及び第２のタンク系１６．１７の各々の等価動抵抗ｒ＋
に、ｒｔ＋及び郷価靜圧Ｈｔ、Ｈ雪を算出する。

すなわち、ボイルーシャルルの法則から得うれる関係式ＱＯ；プロア１２の全吐出風量Ｑｌ；第１のタンク系１６への吐出風量に基づいて得ら
れる次式に従って第１のタンク系への吐出風量かを算出する。次
いで、吐出圧力Ｐｏと第１のタンク系−＼の吐出風量Ｑ
１と第２のタンク系への吐出風量Ｑ！との３つの検出値
（この場合Ｑｔは、他の検出値より算出された値）及び
演算部３２からの等価動抵抗係数ＲＢと、第１及び第２
のタンク系１６゜１７の勢価動抵抗ｒａ、ｒ）と１等価
静圧Ｈｓ、Ｈ＊との間の関係式。

Ｐｏ＝ｒａＱｔ＋Ｈｔ＝（Ｒｍ＋ｒｂ）Ｑｚ＋出・−１
３）に基づいて１等価動抵抗ｒａ、ｒｂと等価靜圧Ｈ１
゜Ｈ２とを算出する。この演算を、この実施例において
は上記３つの検出値Ｐｏ、Ｑｔ、Ｑｘについて所定時間
間隔をおいてす／プリングした２サンプリングデータＰ
ｏ、　Ｐｏ、　Ｑｓ、Ｑ−、Ｑｌ、Ｑｌ　を用いて行な
う。すなわち、上記２サンプリングデータＰｏ、　Ｐｏ
、　Ｑｔ、　ＱＣｘ、　Ｑｍ、　Ｑ濡ｔ（３）式に代入
り、　Ｍ立方程式の解として得られる以下の各式に基づ
いて演算する。

Ｉ　Ｏ−”　　　　　　　−１１＋ｌ　　・・・・・川
・・・・・川・・・川・・　＋５１Ｑ）　−Ｑ− このようにして得た等価動抵抗ｒａ、ｒｂ及び等価靜圧
Ｈ１、Ｈｓは、運転状態にある送風系りにおける第１及
び第２の夕／り系１６．１７の各々の状１１（例えば、
エアレーションタンクの吐出気孔の部分的な目づまり中
１手動弁の開度等）に依存するものである。。

次いで、上記のようにして得た第１及び第２のタンク系
の等価動抵抗ｒａ、ｒｔ＋と等価靜圧Ｈ１゜Ｈｌとを、
第１の演算部３１の出力として第２の演算部３２に供給
する。これと同時に第２の演算部３２には、第１及び第
２のタンク系１６．１７の各々の要求風量のデータＱ−
・、Ｑｎを供給する。

第２の演算部３２においては、前記（３）式より得られ
る関係式にＨって、上記の入力値ｒ　ａ、　ｒ　ｔＩ、　Ｈｓ、
　Ｈｍ、　Ｑｌ（＋。

Ｑｓ　ｏから吐出風量調節弁２１ＶＣ要求される要求等
価動抵抗係数ＲＢを算出する。この要求等価動抵抗係数
Ｒ１１は、吐出風量調節弁２１に要求される開度と対応
関係を有し、後述するように吐出風量調節弁２１の制御
に用いられる。

次いで、上記の要求等価動抵抗係数ＲＢと、第１の演算
部３１より出力された第２のタンク系の等伝動抵抗ｒｂ
と等価靜圧Ｈ３と、第２のタンク系の要求風量のデータ
Ｑ鵞Ｃとを第３の演算部３３に供給する。第３の演算部
３３においては、前記（３）式より得られる次の式。

Ｐｏ　＝　（ＲＢ　＋　ｒ　ｔｌ）　Ｑ！／　＋　Ｈｌ
　　・、、−、、、、、、−、、（ｇ）に従ってプロ９
１２の要求吐出圧ＰＯを算出する。

上記のように算出された要求吐出圧Ｐｏ及び要求等価動
抵抗係数ＲＢは、吸込風量調節弁１４と吐出風量調節弁
２１とを制御する信号に変換される。

この実施例においては、第１の調節部３４に、前記要求
吐出圧ＰＯと吐出圧、力、検出計１５から出力される吐
出風圧″Ｐｏとが供給される。そしてこの第１の調節部
３４は、上記の要求吐出風圧Ｐ。

と検出吐出圧Ｐｏとの偏差を求め、その値に基づいて吸
込風量調節弁１４の開度を制御（例えば。

Ｐ　Ｉ　ＤｌｌｌＩ１１４　）する信号Ｓムを出力し、
これによって吸込風量調節弁１４を、必要な開度に調節
する。

ま九、第２の調節部３５においては、第２の演算部３２
から供給された要求等価動抵抗係数Ｒｍを吐出風量調節
弁２１の一度を制御する信号ＳＲに変換して出力し、こ
れによって吐出風量調節弁２１を、必要な開直に調節す
る。

上記のように制御系０は、送風系りの運転状態において
、プロワ１２から吐出される全吐出風量を吸込風量調節
弁１４を調節することにより制御すると同時に、第１の
タンク系１６と第２のタンク系１７とに分配される風量
Ｑ１とＱ雪との割合を吐出風量調節弁２１を調節するこ
とにより制御し、もって各タンク系１６と１７とへの送
風量を各々の要求風量Ｑ１・とＱｇｏとに合致するよう
に制御するのである。

そして１本発明を適用した制御系０においては。

送風系りの運転状態における各タンク系１６．１７の状
態（例えば各エアレーションタンクの手動弁の一度など
）に依存する等伝動抵抗ｊａ、ｒｔ＋及び等価靜圧Ｈ１
，Ｈｚを推算し、これらの値ｒａ、ｆｌ＋。

Ｈｌ、Ｈｌに基づいて各タンク系１６．１７への送風量
を制御するので経時的に変化する（ｔたは。

−変化させられる）各タンク系の状態に常に対応して最
適な送風状態を保つことができる。

なお、上記実施例におい５ては、第１及び第２のタンク
系の等伝動抵抗ｒａ、ｒｋ及び等価靜圧Ｈ１。

Ｈ２の算出を、吸入する空気の圧力Ｐｉ　と温度Ｔ１吐
出風量詞節弁の等制動抵抗係数ＲＢとに基づいて行なっ
たが、第１のタンク系への吐出風量Ｑ−を検出して、こ
の風量Ｑ！と前記吐出風ｔＱ＝　と吐出圧力ＰＯと等制
動抵抗係数πＢとに基づいて算出することもできる。

ま次、第３の演算部３３における要求吐出圧Ｐ。

の算出を第１のタンク系の轡価動抵抗ｒ＆と等価靜圧Ｈ
１と要求風量のデータＱ１　ｏとに基づいて行なっても
よい。

更に、上記実施例においては、送風系りが第１のタンク
系と増設タンク系としての第２の夕／り系とを有する場
合について説明したが、更に第３゜第４、・・・第ｎの
各タンク系を順次増設すること、も９匝である。その場
合、各タンク系に遅なる副管路に各々吐出風量調節弁を
設け、これらの等制動抵抗係数をＲｅ、ＲＤ、・・・Ｒ
Ｎとし、ｔた第３．第４、・・・第ｎのタンク系の等伝
動抵抗をｒ＠、ｒａ、・・・ｒｍ、等価靜圧をＨｌ、Ｈ
４、・・・Ｈ，とすると、（３）式の吐出圧力ＰＯとの
関係式がＰ　Ｏ＝＝　ｒ　ａ　Ｑｔ　＋　Ｈｔ＝＝　（ＲＮ　＋　ｒ　ｔＩ　）　Ｑｔ１＋　Ｈｌｌ−
・−”・（３Ｙと表わすことができる。従って。

等の如く、測定パラメータを増設分に応じて増やせば容
易に求めることができ、これらの値に対応して制御系を
作動させれば、上記実施例と同様のダイナミックな最適
制御を実現できる。

以上、説明したように１本発明による風歓制一方法ハ、
各々のタンク系において例えば手動弁の１度を変えた場
合や、タンク内・＼空気を吐出する気孔の一部に目づま
りが生じた場合等にも、その状態の変化に対応して常に
最適な送風量を保つことができ、しかも各タンク系の状
態を反映する等制動抵抗ｒａ、ｒｂ及び等価靜圧Ｈ１，
Ｈｚの算出を簡単表演算により行なうため精度の良い値
を得ることができ、従って、高精度の制御を容易に行逢
うことができる等の長所を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の鳳凰制御システムの概略構成図、第２
図は、本発柄を説明するための図でおって、風量制御シ
ステムの概略構成図でおる。１１・、・主管路、１２・・・プロワ、１３・・・吸込
風量検出計、１４・・・吸込風量調節弁、１５・・・圧
力検出針、１６・・・第１のタンク系、１７・・・第２
のタンク系、１８・・・第１の副管路、１９・・・第２
の副管路、２０・・・吐出風量検出計、２１・・・吐出
風量調節弁、２２．２３・・・要求風量検出針、３１・
・・第１の演算部、３２・・・第２の演算部、３３・・
・第３の演算部、３４・・・第１の調節部、３５・・・
第２の調節部。出顯人神鋼電機株式会社

Claims

【特許請求の範囲】中間部にプロワを備えると共に、このプロワの吸込側に
吸込風量検出針と吸込風量調節弁とを備えた主管路と、
この主管路から各々分岐され、第１、第２、・・・第ｎ
のタンク系に各々連なる第１゜第２．・・・第ｎの副管
路とを有して構成され、前記プロワにより前記第１．第
２Ｓ・・・第ｎのタンク系に送風する送風系の風量制御
方法において、前記副管路のうち少なくとも第２．第３
．・・・第ｎの副管路の各中間部に吐出風量調節弁と吐
出風量検出計とを設け、前記各吐出風量調節弁の要求等
価動抵抗係数Ｒ１１，ＲＯ，・・・助および等価動抵抗
係数＋Ｊπ０．・・：１ｌＬＮのいずれかと、前記プロ
ワの吐出圧力ｐ。と、前記第１．第２．・・・第ｎの副管路の各々の風ｔ
Ｑ１．Ｑｌ、−Ｑ−とに基づいて、前記第１．第２゜・
・・第ｎのタンク系の各等価動抵抗ｒａ、ｊｔ＋、・・
・ｒＩｌと各郷価靜圧Ｈ＋、Ｈト・・Ｈ，とを推算し、
これらの等価動抵抗ｒ１．「ｂ、・・・ｒｎと等価靜圧
Ｈｔ　、　１１ｍ　。、・・Ｈ，と前記第１．第２．・・・第ｎのタンク系の
各々の要求風量のデータＱｌ＠、　Ｑ意＠、・・・Ｑ−
とに基づいて前記各吐出風量調節弁の要求等価動抵抗係
数Ｒ１Ｉ、ＲＣ，・・・ＲＮを算出し、前記等価動抵抗
ｆ＆。ｒｌｌ、・・・ｆｍと前記等価静圧Ｈｔ、Ｈ茸、・・・
Ｈ，と前記要求等価動抵抗係数Ｒ１１，ＲＣ，・・・Ｒ
Ｎと前記要求風量のデータＱｌ＠　、Ｑｍｅ　；・・Ｑ
ｎ　ｏとのうちの一部または全部の値に基づいて要求吐
出圧力ＰＯを算出し、この要求吐出圧力Ｐｏに基づいて
前記吸込風量調節弁の一度を調節すると共に、前記要求
等価動抵抗係数Ｒｍ、ＲＣ１・・・ＲＮに基づいて前記
各吐出風量調節弁の開度を調節し、もって前記第１゜第
２．・・・第ｎの各タンク系に送風される風量を。各タンク系の要求風量に合致するように制御することを
特徴とする風量制御方法。