JPS5915800A - フアウリング防止装置 - Google Patents

フアウリング防止装置

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JPS5915800A
JPS5915800A JP12549082A JP12549082A JPS5915800A JP S5915800 A JPS5915800 A JP S5915800A JP 12549082 A JP12549082 A JP 12549082A JP 12549082 A JP12549082 A JP 12549082A JP S5915800 A JPS5915800 A JP S5915800A
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JP
Japan
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cooling water
fouling
heat
heat exchanger
water system
Prior art date
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Pending
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JP12549082A
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English (en)
Inventor
Fujiaki Mochizuki
望月 富士秋
Shunji Kataoka
俊二 片岡
Shinichi Takahashi
新一 高橋
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5915800A publication Critical patent/JPS5915800A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

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】 この発明は冷却水系のファウリング防止装置に関するも
のである。
冷却水系では冷却対象の高熱源を熱交換器を介して冷却
し、冷却により高温となった冷却水は冷却塔において冷
却し循環使用している。このようが冷却水系では、省エ
ネルギーの要請により、冷却水が高濃縮、低流速で運転
されるようになったが、このような運転下では、スケー
ル、スライムあるいは腐食(以下、これらを単に[−フ
ァウリング」という)が発生し、熱交換器の伝熱効率を
低下させたり、冷却水流路を閉塞させるなどの障害が発
生する。
このようなファウリングの発生を防止するために、スケ
ール防止剤、スライム防除剤、腐食防止剤などの水処理
薬品を添加したり、あるいは冷却水の一部をブローする
ことが行われるが、これらを的確に制御することはでき
なかった。
この発明はこのような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、冷却水を熱交換器に導入して、その入口
および出口温度から汚扛係数を演算し、その演算結果に
より水処理薬品の薬注またはブローを制御することによ
り、冷却水系のファウリングを常時監視し、かつ未然に
ファウリングの発生を防止することができるファウリン
グ防止装置を提供することを目的としている。
この発明は冷却水系の冷却水を通過させる流路と、との
流路の壁面を介して前記冷却水および他の熱媒体間で伝
熱を行うようにした熱交換器と、この熱交換器に導入さ
れる前記冷却水および熱媒体の入口温度ならびに出口温
度を検出する装置と、検出されたそれぞれの温度信号か
ら汚れ係数を演算する装置と、この演算結果から前記冷
却水系における水処理薬品の注入またはブローを制御す
る装置とを備えたことを特徴とする冷却水系のファウリ
ング防止装置である。
以下、図示実施例により、この発明を説明する。
第1図はこの発明の一実施例によるファウリング防止装
置の系統図、第2図はその制御システムのブロック図で
ある。
図面において、1は冷却水流路であって、熱交換器2.
3.4.5が直並列如設けられている。
熱交換器2.6.4.51d冷却水流路1に接続する内
管路2a、3a、4a、5aおよびその外側に設けられ
た外管路2b16b141)、5I)からなる二重管路
構造となっている。内管路6a12aおよび4a。
5aはそれぞれ直列に接続したものが並列に接続し、冷
却水系(図示省略)から矢印入方向に冷却水を導入し、
分岐させて内管路3a、2aおよび4a15aに通過さ
せたのち、合流させて矢印B方向に流出するように接続
している。
また外管路2bt 3b14bt 5bはこれらの内管
路を通る冷却水と向流式に熱交換するように加温水流路
乙に直並列に設けられている。すなわち、外管路2b、
3bおよび51) 、4 bばそれぞれ直列に接続した
ものが並列に接続し、加温水槽7から加温水を矢印C方
向に引出して外管路2b、3bおよび5b、4bに通過
させたのち、合流させて内管路2a、3a・・・の入口
側には温度センサーt1、t、/・・・が設けられ、ま
た出口側には温度センサーt2、t2′・・・が設けら
れている。同様に外管路21〕、6b・・・の入口側に
は温度センサーT、 、III、/・・・が設けられ、
また出口側には温度センサーT2、T2′・・・が設け
られている。
外管路2b、3bおよび4b、5bを連絡する流路6b
16cには三方弁8.9が設けられており、バイパス路
6d16eを介して還流路6aに接続している。10.
10′、11.11′は流量計、12.12′、16.
16′は流量検出計、14.14′はポンプ、15は加
熱器、16〜19は定流量弁である。
熱交換器2.3は冷却水系における伝熱面と同材質(例
えば軟鋼)の伝熱面を有し、熱交換器4.5は4食性の
材質(例えばステンレス鋼または銅)の伝熱面を有する
ように形成されている。また熱交換器2.5は実質的に
常時伝熱を行うように運転され、熱交換器3.4は実質
的に測定時のみ伝熱を行うように運転される。冷却水流
路1および加温水流路6はそれぞれ定流量弁16〜19
により一定流量にされている。
第2図において、Tは温度センサーであり、第1図で多
数設けられているものを代表して示している。20はイ
ンターフェイス、21は温度計、22は温度信号から汚
れ係数を演算し、その結果によ多制御信号を発する演算
制御装置、26はスケール防止剤貯槽、24はスライム
防除剤貯槽、25は腐食防止剤貯槽、26.27.28
はそれぞれの薬剤の薬注ポンプ、29はブロー弁であり
、薬注ポンプ26〜27およびブロー弁29は演算制御
装置22の制御信号により制御されるようになっている
以上のように構成されたファウリング防止装置において
は、冷却水系から冷却水を直接冷却水流路1に導入し、
内管路3a、2aおよび4a、5aを通過させる。この
通液は測定時のみでなく、常時行うものとするが、修理
等のための若干の中断は差支えない。冷却水通過中の冷
却水流路1の状態を実際の冷却水系に近い状態にするた
めに、熱交換器2.5を常時伝熱状態、熱交換器6.4
を通常運転時は実質的に非伝熱状態(多少の伝熱は許容
される)に維持する。
このようにして熱交換器2.5を冷却水系の熱交換器と
同じ伝熱状態におき、他の熱交換器6.4を冷却水系の
非伝熱部分(例えば水管)と同じ非伝熱状態におくこと
により、冷却水系において発生するファウリングを冷却
水流路1でも発生させ、その汚れ係数を測定する。
温水流路6から熱交換器2.5の外管路2b、5bに導
入して、内管路2a、5a内の冷却水と熱交換させる。
そしてこの加温水を通常運転時は流路61)、6cから
三方弁8.9を経てバイパス路6d。
6eに取出し、還流路6aから加温水槽7に循環させる
次に汚れ係数の測定を行う場合は三方弁8.9を切換え
て、外管路2bv5bから出た加温水を熱交換器6.4
の外管路3b、4bに流1〜、ここでも伝熱を行わせる
。そして伝熱が一定となった時点で温度センサーt、 
、t、/・・、T2、t2′・・・、T、 、TI’・
・・、T2、T2′・・によりそれぞれの入口温度およ
び出口温度を検出する。この検出は三方弁8.9の切換
後約1分程度で終り、再び三方弁8.9を切換えてバイ
パス路6d%6eから加温水を流して、熱交換器6.4
における伝熱を停止し、通常運転に移る。
第2図に示すように、各温度センサーTの検出値はイン
ターフェイス20を介して温度計21から温度信号とし
て演算制御装置22にインプットされ、ここで次式によ
り汚れ係数が演算される。
Q ”’ Wc X Cp X (h  t+ )/A
、    (1)U(= Q / tlm−(3) 1 Uf   Uo                  
     (4ンただし、 T1:加温水入口温度(’C) T2:  り 出口温度(°C) t、:冷却水入口温度(°C) j 2 :  //  出口温度(’C)Q:伝熱量 
    (K−cae/ m2・hr )Wc:試験水
の質量流量(Icg/Hr )Cp:比熱      
(r<、ca l/Icy ・’C)A:伝熱面積  
  (n′t2) ilm :対数平均温度 上記の汚れ係数γの演算は各熱交換器2〜5について行
うが、それぞれの係数はその伝熱面すなわち内管路2a
〜5aのファウリング状態を示している。ここで熱交換
器2は通常の材質で、高熱付加伝熱状態のため、その汚
れ係数γ、はスケールおよび腐食によるファウリングが
主で、スライムによるファウリングが従であり、後者は
無視できる。次に熱交換器6では通常の材質で非伝熱状
態のため、その汚れ係数γ2はスライムおよび腐食によ
るファウリングである。そして熱交換器4は副食性の材
質で非伝熱状態のため、その汚れ係数γ。
はスライムによるファウリングである。また熱交換器5
は耐食性の材質で伝熱状態のだめ、その汚れ係数はスケ
ールによるファウリングが主で、スライムによるファウ
リングが従であり、後者は無視できる。
このため各ファウリング係数とその原因との関係は次の
ようになる。
(汚れ係数)    (ファウリングの原因)γ1−γ
4      伝熱部の腐食 γ2−γ3      非伝熱部の腐食γ3     
   スライム γ4       スケール 上記演算結果が一定値を越えた場合、演算制御装置22
から制御信号を出して薬注ポンプ26〜28およびブロ
ー弁29を制御し、ファウリングを防止する。この制御
方法はそれぞれの係数の関係、注入する薬剤の種類等に
よって相違するが、一般的にはγ1−γ4丑たはγ2−
γ3が一定値を越えた場合には薬注ポンプ28を駆動し
て腐食防止剤を注入1〜、γ3が一定値を越えた場合に
は薬注ポンプ27を、駆動してスライム防除剤を注入1
〜、γ、が一定値を越えた場合には薬注ポンプ26を駆
動してスケール防止剤を注入して、それぞれのファウリ
ングを防止する。丑だ2以上の汚れ係数が一定値を越え
た場合はブロー弁29を開き、冷却水の一部を排出し、
補給水を導入して濃縮度を低下させる。
以上のような制御方法はそれぞれの薬剤がすでに形成さ
れたファウリング物質を除去する場合に適しており、汚
れ係数を一定値内に維持するように制御すればよい。こ
れに対して薬剤がファウリングの発生を防止するだけで
、すでに形成されたファウリングを除去できない場合に
は、前回の測定結果との差から汚れ係数の変化を演算し
、これが一定値に維持されるように制御を行うことがで
きる。
−に記のような制御を行うことにより、ファウリング発
生が少ない時期に汚れ係数を測定して薬注等のファウリ
ング防止手段を構しることができ、ファウリングを未然
に防止することができる。
なお上記の説明において、腐食に関しては伝熱面および
非伝熱面のいずれか一方の腐食について測定し、制御を
行ってもよい。捷だ腐食の種類によっては汚れ係数の変
化が現われにくいものもあるので、好ましくは一般的な
腐食計を設けて制御してもよい。
上記実施例では熱交換器2.6・・・とじて二重管路構
造のものを示したが、他の構造のものでもよく、また熱
交換方法も向流式に限らず、並列式でもよい。熱交換器
の数も制限はなく、ラフな制御の場合には1個でもよい
が、好ましくは数個直列に接続する方がよく、さらに好
1しくは実施例のように直並列に接続する方がよい。
加温水は冷却水系に類似1〜だ伝熱を力えるためと、測
定手段としての伝熱を力えるために使用されるが、前者
についてはヒーター等の他の加熱手段を採用でき、後者
については他の熱媒体を使用してもよい。加温水の加熱
手段も電気、蒸気、油等が採用でき、制限はない。丑だ
冷却水および加温水は定流匿としているが、流量の変化
する鳴合は流量検出計12.16で流量を検出して演算
してもよい。
以上のとおり、本発明に」:れば、冷却水と熱媒体を熱
交換器で熱交換させ、それぞれの入口温度および出口温
度から汚れ係数を演算し、その演算結果により水処理薬
品の注入捷たはブローを制御するように構成したので、
冷却水系のファウリングを常時監視し、かつファウリン
グの発生量が少ない状態でその原因に応じた的確な防止
手段を構して、未然にファウリングを防止できる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるファウリング防止装
置の系統図、第2図は制御システムのブロック図であり
、1は冷却水流路、2.6.4.5は熱交換器、6は加
温水流路、7は加温水槽、8.91d三方弁、T z 
’r、 、’r2・・・、tl、t2 ・は温度センサ
ー、21は温度計、22は演算制御装置、26〜28は
薬注ポンプ、29はブロー弁である。 代理人 弁理士 柳 原    成

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)冷却水系の冷却水を通過させる流路と、との流路
    の壁面を介して前記冷却水および他の熱媒体間で伝熱を
    行うようにしだ熱交換器と、この熱交換器に導入される
    前記冷却水および熱媒体の入口温度ならびに出口温度を
    検出する装置と、検出されたそれぞれの温度信号から汚
    机係数を演算する装置と、この演算結果から前記冷却水
    系における水処理薬品の注入またはブローを制御する装
    置とを備えたことを特徴とする冷却水系のファウリング
    防止装置
  2. (2)熱交換器は常時伝熱を行うものおよび測定時のみ
    伝熱を行うものからなる特許請求の範囲第1項記載のフ
    ァウリング防止装置
  3. (3)熱交換器は、伝熱面が冷却水系の伝熱面と同材質
    のものおよび耐食性の材質のものからなる特許請求の範
    囲第1項または第2項記載のファウリング防止装置
  4. (4)熱交換器は二重管路構造である特許請求の範囲第
    1項ないし第6項のいずれかに記載のファウリング防止
    装置
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