KR100306097B1

KR100306097B1 - 피드백제어형침전억제제투입량최적화시스템

Info

Publication number: KR100306097B1
Application number: KR1019940009569A
Authority: KR
Inventors: 리차드제이.머치; 토마스에프.드로지
Original assignee: 낼코 케미칼 캄파니
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 2001-12-15
Also published as: EP0622630A2; CA2122081A1; US5360549A; TW248583B; EP0622630A3

Abstract

물이 상기 순환수 시스템과 접촉하는 접촉면을 통한 열전달율 또는 열전달 저항을 감지하기 위한 하나 이상의 감지 유닛을 제공하는 단계와, 열전달율이나 열전달 저항을 모니터링하기 위한 침전물 모니터링 스테이션을 제공하고, 상기 하나 이상의 감지 유닛과 상기 침전물 모니터 사이에 전기 접속부를 더 제공하는 단계와, 상기 감지 유닛에 의해 감지된 열전달율이나 열전달 저항을 소정의 시간 간격으로 측정하고, 감지된 열전달율이나 열전달 저항에 대응하는 전기 신호를 발생하고, 상기 전기 신호를 상기 침전물 모니터 스테이션으로 전달함으로써 상기 감지 유닛을 주기적으로 모니터링하는 단계와, 상기 모니터 스테이션에 의해 받은 신호를 기록하고, 상기 순환수 시스템내의 물때 형성을 나타내는 소정의 매개 변수가 일치하는지를 결정하도록 상기 데이타 신호 기록을 분석하는 단계와, 매개변수가 일치하는 것으로 결정되었을때, 상기 접촉면상에 물때 침전물이 추가로 형성되는 것을 방지하기에 충분하게 결정된 물때 억제제(scale inhibitor)의 투입량(dosage)을 계산하는 단계와, 상기 표면상에서 뿐만 아니라 상기 워터 컨테이너의 내벽상에 물때 침전물이 형성되는 것을 방지하기에 충분하다고 간주되고 계산한 투입량의 물때 억제제를 순환수 시스템내로 투입하는 단계를 포함하는 물때 침전물 보정 방법에 관한 것이다.

Description

피드백 제어형 침전 억제제 투입량 최적화 시스템

제1도는 본 발명에 따른 구성 요소의 개략적인 다이아그램.

제2도는 장기간에 걸쳐 취해진 상이한 열 전달율에서 복수의 감지 유니트의 모니터링 데이터의 열 전달 저항을 도시한 도면.

제3도 내지 제6도는 감지 유닛으로부터 수신된 데이타 분석 방법 및 분석 기술을 예시하는 도면.

제7도는 본 발명에 따른 감지 유닛의 다른 실시예의 부분 파단 사시도.

제8도는 제7도에 도시된 감지 유닛의 정면도.

제9도는 제8도에 도시된 감지 유닛의 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

16 : 감지 유닛 28 : 침전물 모니터

30 : 제어 CPU 36 : 침전물 억제 생성물 공급 펌프

[발명의 분야]

본 발명은 열교환기 및 보일러 등의 순환수 시스템(circulating water system)에 사용되는 설비상의 침전물(deposit) 형성을 방지하는 방법에 관한 것이다. 침전물을 무기성 물때(inorganic scale; 예로서 보일러 응축기내의 탄화칼슘)이거나, 천연수의 수원지에서 운반되어온 조류 또는 박테리아의 성장물(algae or bacterial growth)과 같은 유기성 생체막(organic biofilm)일 수 있다. 특히, 본 발명은 순환수 시스템에 반작용제를 첨가해야할 필요성 및 첨가되어야할 양에 대한 지표를 제공하도록 순환수 시스템을 모니터링하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

[기술 배경]

열교환수(heat-exchanging water) 순환 설비의 벽상의 침전물을 제어하는 것은 다양한 이유에서 중요한 일이다. 이는, 침전물이 난류를 유발하여 비효율적인 유동을 발생시키고 펌프에 대한 요구사항을 증가시킨다는 것이나, 열전달을 감소시켜 열 교환기의 효율을 저하시킨다는 것 만 생각해봐도 당연한 것이다.

따라서, 순환 시스템에 들어가는 물에는 침전물 억제제(deposit inhibitors)가 투입된다. 무기물(CaCO₃, MgCO₃등등)의 경우에는 유해 이온(offending ion)을 중화시킴으로써 물때의 형성을 정지시키는 처리제로서 물 연화제(water softeners: 물때 억제제)가 사용되며, 생체막의 경우에는 미생물을 죽이고 성장을 방지하기 위해 살생물제(biocides)가 사용된다. "침전 억제"라는 용어는 본 명세서에서 "제거"의 의미로 사용되며, 화학적 "생성물"을 수류에 부가함으로써 물때 형성에 관련된 무기성 이온을 제거(예방)하거나, 유기체를 파괴 또는 예방함으로써 생체막을 제거(방지)하는 것을 의미한다.

침전물의 화학 작용은 너무 광범위하기 때문에, 억제제는 물 연화제나 살생물제이외의 다른 형태일 수도 있다. pH 를 조정하기 위해 산성이나 알칼리성 처리제를 사용할 수도 있다. 실제로, 처리제(억제제)는 1988년 맥그라우-힐의 제2 판낼코 워터 핸드북에 설명된 바와 같이 한계 억제제, 분산제, 계면활성제 및 결정 조절제로 주로 분류된다. 본 발명은 소정의 특정한 침전물 형성자나 억제제 공급생성물에 제한되는 것은 아니다.

이동 또는 순환하는 물과 접촉하는 설비의 벽상에 소정의 측정가능 수준으로 특정 종류의 침전물이 형성되었는지를 결정하는 수단을 사용하는 것은 일반적인 일이다.

시스템내의 상태를 가능한 많이 모방함으로써 침전된 침전물의 양을 결정하여 시스템내의 침전도를 모니터링하는 방법이 사용되어 왔다. 계류(side stream)튜브나 도관내에서 시스템 워터의 연속적인 샘플을 빼내는 단계와, 샘플의 유동율을 모니터링하는 단계와, 정상 상태나 평형 상태가 성취될 때까지 기다리는 단계와, 샘플 튜브의 벽 두께에 대해 열전달 저항을 측정하는 단계를 포함한다. 기준 열전달율이나 튜브 벽 온도가 달성된 후에, 시스템을 혼란 상태(upset condition)로 만든다. 이는 침전이 발생될때까지 열전달율을 변화시키고 시스템에서 샘플링된 물의 유동율을 감소시키는 것을 포함한다. 일반적으로 침전도는 모니터의 작동 상태에 영향을 끼친다. 예로서, 열전달율이 일정하게 유지된다면 침전도는 온도를 감소시킨다. 반대로, 튜브 벽 온도가 일정하게 유지된다면, 일정 온도를 유지하기 위해 열전달율을 증가시켜야 한다.

이 방법은 1990년 4월의 "케미컬 프로세싱"이라는 책의 34 내지 38 페이지에 게시된 "냉각수 침전 모니터 시리즈 업셋(Colling Water Fouling Monitor Series Upsets)"이라는 제목의 논문에 기재되어 있다. 이 논문에 설명된 바와 같이, 공지된 모니터 및 방법은 처리 프로그램과 유동율의 시스템 혼란과 변화로부터 초래되는 침전비율 변화를 추적하기 위해 매우 유용하다. 그럼에도 불구하고, 이 방법과 모니터는 산이 과다 공급될 때 등의 극적 혼란에 가장 민감하며, 몇주 또는 달 등의 긴 시간에 걸쳐 발생되는 점전적인 물때 형성에는 덜 민감하다. 또한, 이 방법은 계류 튜브나 도관내에서 유동율을 폐쇄 모니터링할 필요가 있다. 다른 결점은, 상술한 방법은 혼란 상태의 효과를 측정하기 위한 생성물이 부가시 수동으로 제어함으로써 혼란 상태를 보정(compensation)해야 한다는 것이다.

공지된 시스템은 유용하지만 다른 단점을 가지고 있다. 공지된 시스템은 침전물이 발생 또는 이미 발생된 사실을 모니터링한다. 그러나, 이미 발생된 침전물을 모니터링하는 것은 특정 용도에는 허용되지 않는다. 대부분의 경우에, 더러운 침전물이 콘덴서나 열교환 시스템의 파이프 벽상에 발생되었는지를 결정하는 것은 시스템 작동의 악화를 방지하기에는 너무 늦다. 종종 그러한 침전물의 영향은 시스템을 정지시켜야 하고, 파이프와 같은 시스템 요소의 교체나 산화제에 의해 시스템을 세척해야 한다. 이 방법중 하나는 비용과 효과의 관점에서 바람직하지 못하며, 시스템 하드웨어상의 원하지 않는 영향을 야기시킬 수 있다. 예컨대, 과잉이나 반복된 세척은 시스템 요소에 손상을 야기시킨다.

따라서, 침전물이 생기기전에 작동 시스템에서 침전물의 형성을 예측할 수 있고, 벽상에 침전이 시작되기 전에 시스템 벽이 오염될 수 있는 상태에 대해 반작용할 수 있는 모니터 및 오염 방지 시스템이 필요하다. 순환수 시스템에서의 격렬한 혼란 상태와 큰 시간 주기 동안에 발생하는 침전물에 민감한 자동 보정 장치가 바람직하다. 상기 자동 보정 장치는 연속적인 침전에 의해 유발되는 점진적인 열화 및 시스템 혼란 상태 양자 모두를 보정하도록 순환수 시스템내로 자동적으로 억제제를 공급하는 것이 바람직하며, 혼란 상태나 점진적인 물때 형성 상태 중 어느 한쪽의 특성 지표의 소정 세트를 모니터링 함으로써 감지되는 즉시 억제제를 공급하는 것이 바람직하다. 더욱 양호하게는, 이 모니터와 모니터 방법은 침전물이 순환수 시스템 내에 발생되기전에 이 특성을 감지하고, 자동 생성물 공급 장치는 바람직하지 못한 상태가 시스템 요소에 손상을 입히기 전에 작동하는 것이다.

[발명의 요약]

따라서, 본 발명의 목적은 물때나 생체막의 침전물의 형성이 개시되기 전에 이를 제지할 수 있는 방법으로 샘플 또는 바이패스 라인에 침전물 형성을 유도하도록 가열 요소에 의해 열을 적용하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 샘플 라인에서 수용할 수 없는 침전물 두께의 발생을 서미스터(thermister)가 감지했을 때 침전물 억제제의 펌핑율을 증가시키는 제어 신호를 발생시키도록 가열 요소와 조합한 서미스터를 사용하는 것이다.

이 목적들을 성취하기 위해서, 물때 형성자와 생체막 형성자의 침전물이 온도에 영향을 미친다는 원리를 이용한다. 예컨대 탄화칼슘의 침전물은 온도를 증가시킨다.

따라서, 본 발명은 소정의 온도에서 순환수 시스템(circulating water system)내에 물이 유동하는 워터 컨테이너의 내벽상에서의 물때 침전물(scale deposit)을 보정하는 방법에 있어서, 물이 상기 순환수 시스템과 접촉하는 접촉면을 통한 열전달율 또는 열전달 저항을 감지하기 위한 하나 이상의 감지 유닛을 제공하는 단계와, 열전달율이나 열전달 저항을 모니터링하기 위한 침전물 모니터 스테이션을 제공하고, 상기 하나 이상의 감지 유닛과 상기 침전물 모니터 사이에 전기 접속부를 추가로 제공하는 단계와, 상기 감지 유닛에 의해 감지된 열전달율이나 열전달 저항을 소정의 시간 간격으로 측정하고, 감지된 열전달율이나 열전달 저항에 대응하는 전기 신호를 발생하고, 상기 전기 신호를 상기 침전물 모니터 스테이션으로 전달함으로써 상기 감지 유닛을 주기적으로 모니터링하는 단계와, 상기 모니터 스테이션에 의해 받은 신호를 기록하고, 상기 순환수 시스템내의 물때 형성을 지시하는 소정의 매개 변수와 일치하는지를 결정하도록 상기 데이타 신호 기록을 분석하는 단계와, 매개변수와 일치하는 것으로 결정되었을때, 상기 접촉면상에 물때 침전물이 추가로 형성되는 것을 방지하기에 충분하게 결정된 물때 억제제(scale inhibitor)의 투입량(dosage)을 계산하는 단계와, 상기 표면상에서 뿐만 아니라 상기 워터 컨테이너의 내벽상에 물때 침전물이 형성되는 것을 방지하기에 충분하다고 간주되고 계산한 투입량의 물때 억제제를 순환수 시스템내로 공급하는 단계를 포함하는 물때 침전물 보정 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 그를 통해 물이 소정의 온도로 순환하는 순환수 시스템을 포함하는 워터 컨테이너의 내벽상에서의 물때 침전물을 보정하는 시스템에 있어서, 물이 상기 순환수 시스템과 접촉하는 접촉면을 통한 열전달율 또는 열전달 저항을 감지하기 위한 하나 이상의 감지 유닛과, 열전달율이나 열전달 저항을 모니터링하기 위한 침전물 모니터 스테이션과, 상기 하나 이상의 감지 유닛과 상기 침전물 모니터 스테이션 사이의 전기 접속부와, 하나의 영역을 상기 접촉면상에서 물때 형성자의 물때 침전물을 촉진하는 온도에서 상기 접촉면에 인접하여 유지하기 위한 제1 온도 조절제와, 상기 모니터 스테이션에의해 수신된 데이타 신호를 기록하기 위한 기록 수단과, 상기 순환수 시스템에서 상기 물때 형성을 지시하는 소정의 매개변수와 일치하는지를 결정하도록 상기 데이타 신호 기록을 분석하고, 상기 접촉 표면상에 물때 침전물이 추가로 형성하는 것을 방지하기에 충분하게 결정된 물때 억제제의 투입량을 계산하는 데이타 프로세서와, 매개변수와 일치하는 것으로 결정되었을 때 상기 표면뿐만 아니라 상기 워터 컨테이너의 내벽상에서의 물때 침전물이 추가로 형성되는 것을 방지하기에 충분하다고 간주된 물때 억제제의 계산된 투입량을 순환수 시스템내로 투입하는 작동 신호를 전달하기 위한 물때 억제제 공급 수단을 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.

[양호한 실시예의 상세한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 시스템(10)을 개략적 다이아그램으로 도시한 것이다. 시스템(10)은 열교환기, 보일러, 콘덴서등과 같은 순환수 시스템을 모니터링하며, 상기 시스템에서는 빨리 효율적으로 그리고 가능한한 시스템 벽을 통한 열전달의 장애가 작게 열교환되는 것이 중요하다. 예컨대, 제1도에 도시한 바와 같이, 순환수 시스템은 열이 전달되는 튜브 벽(14)을 가진 튜브(12)를 의미한다. 물은 화살표 방향으로 튜브(12)를 통해 순환한다. 튜브(12)는 공공 전력 발전소내의 열 교환기나 콘덴서일 수 있으며, 증기는 이 증기가 동력 터빈을 통해 통과한 후에 배관 외측의 냉각 스테이션에서 응축된다. 증기는 응축시에 열을 방출하며, 이 열은 냉각 스테이션의 온도를 증기가 계속 응축되는 수준으로 유지하기 위해 제거되어야 한다. 이 냉각 스테이션은 대기중으로 개방되며, 순환수 시스템이 폐쇄될지라도, 대기로 물의 증발이 발생된다. 냉각탑과 냉각 폰드가 물을 증발시키는데 사용된다.

많은 양의 물이 증발하게 되면 물내에 소금과 불순물이 누적된다. 소금과 불순물은 높은 증기압을 가지며 물로 증발시키기에는 너무 무겁기 때문에 시스템에서 증발시에 단지 물만이 증발한다. 소금과 불순물의 제거는 배출(blowdown)이라 불리는 프로세스에 의해 실행된다. 냉각탑 물탱크(cooling tower basin) 또는 냉각 폰드(cooling pond)에서 물의 용액 농도를 모니터링하거나, 선택적으로 시간 경과(time elapse)와 같은 특정 사건의 발생을 결정하여 물탱크에서 물의 배출을 위한 장치를 작동시킨다. 배출은 특정량의 물과 함께 용해된 소금과 불순물을 제거한다. 없어진 물양은 증기로서 증발된 모든 물과 배출의 총계이다.

증발된 모든 물이나 시스템으로 부터 제거된 배출수는 시스템 외측으로부터 들어온 새로운 물로 교체해야 한다. 이 물은 소금이나 미생물 오염물과 같은 불순물이 없는 것이 이상적이다. 그러나, 새로운 물 요구량이 너무 많을 때, 공공발전소의 경우에 순수 또는 증류수의 비용이 엄청나게 많다. 따라서, 다양한 소금이나 미생물제를 함유하였지만 비교적 청정한 물을 사용하여 이 불순물들이 시스템 배관(12)의 벽(14)의 내측상에 침전 또는 물때로 형성되는 것을 극복할 수 있는 방법이 필요하다.

일반적으로 순환수 시스템에서 순환하는 물은 pH 범위등과 같은 특정 소정 특성을 갖어야 한다. pH 가 규정 범위를 벗어날때, pH 를 규정범위로 넣도록 산성이나 염기성 성분을 부가함으로써 자동적으로 정정될 수 있다. 시스템 상태를 위한 다른 보정은 이들 상태를 모니터링하도록 보정하는 것이다. 이런 형태의 시스템 대부분은 모니터 장치와 필요한 정정량 사이가 직접 대응하기 때문에 이 상태를 쉽게 정정할 수 있다.

그러나, 물때 침전물의 경우에, 모니터 장치는 순환수 시스템에서 나타나는 상태를 정밀하게 정정하기에 충분히 정확하지 못하다. 과거에 사용된 물때 또는 다른 침전물의 하나의 지표는 순환수 시스템의 튜브벽을 통한 열전달율, 열전달에 대한 저항율을 측정하는 것이다. 튜브의 벽을 따라 물때 침전물이 쌓이면, 열전달율은 감소하고 이는 열 교환기 시스템을 보다 비능률적으로 만든다. 열전달율이 물때 침전물에 의해 나타난 열전달 저항에 의해서 감소하기 때문에, 물때의 량과 열전달 저항 사이에는 밀접한 관계가 존재함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 열전달 저항의 직접 측정에 대한 하나의 문제점은 열전달율과 열전달 저항의 일관성 있는 정확한 판독의 결핍이다. 이 문제점을 해결하기 위한 하나의 방법은 브리덱의 미국 특허 제 4,346,587호인 개정 특허 제 Re.33.468호에 공지되어 있다. 브리덱은 열전달 테스트 조립체를 포함하는 이동테스트 장치를 제공하지만, 여기에 공지된 침전도를 위한 시험 방법은 유속을 알아야 하고 또한 튜브벽 온도를 측정하기 위한 열전쌍(thermocouples)에 의존한다. 더우기, 결과로 예견될 수 있는 침전도를 예상하기 위한 설비가 없으며, 침전이 시스템 설비에 발생하기전에 침전 방지 측정을 제공할 수 없다. 케미칼 프로세싱(Chemical Porcessing)에서 상술한 제품내에 기술된 냉수 침전도 모니터는 또한 주설비를 여전히 악화시키지 않고 침전도를 예상하는 능력을 제공하지 못하지만, 중요한 혼란 상태를 저지시킬 수 있다.

본 장치는 온도와 열전달 저항 모두를 변화시키므로서 보다 큰 민감성을 제공하는 개선된 침전물 모니터 감지 유닛(16)에 관한 것이다. 이런 감지 유닛은 본 발명의 공동 발명자의 1992년 12월 29일자 특허된 미국 특허 제5,174,654호에 기재되어 있다. 미국 특허 제 5,174,654호의 주된 내용은 여기서 참조로 사용된다. 미국 특허 제 5,174,654호에 따라 만들어진 것과 같은 감지 유닛(16)은 튜브(12)를 통하여 흐르는 주시스템 순환수의 계류가 흐르는 테스트튜브(18)상에 끼워져 있다. 양호한 열감지 유닛(16)은 열전달율과 열전달 저항의 정확하고 정밀한 판독을 제공한다. 이들 판독은 주 시스템 튜브(12) 또는 계류 테스트 튜브(18)내의 물 유동량 또는 유속에 무관하게 얻어낼 수 있다.

미국 특허 제5,174,654호에 따른 감지 유닛(16)의 사용으로부터 얻을 수 있는 장점은 두개 또는 그 이상의 다른 외부로부터 가해진 온도에서 판독을 할 수 있는 능력이 있으므로 감지 유닛내의 상이한 지점에서 열전달율이 다르다는 것이다. 이 장점은 혼란 상태 스테이션에서 조속한 침전을 일으키나 정상 상태 스테이션에서는 침전을 일으키지 않는, 증가된 온도와 같은 다른 혼란 상태의 설정으로부터 얻는다.

예를들면, 유닛(16)내에 포함된 두개의 분리된 판독 스테이션(20,22)의 경우에, 열전달율은 스테이션(20)에서는 예를들어 30,000BTU ft.²/hr 로 스테이션(22)에서는 35,000BTU ft.²/hr 로 다르게 설정될 수 있다. 이것은 보다 큰 열전달율을 가진 블럭에 보다 큰량의 열을 적용함으로써 가능하다.

고 열전달율 혼란 상태의 한 예로써는 중수가 열 또는 콘덴서 시스템내에 사용될때 보일러 또는 콘덴서 물때의 주된 원인으로써 알려져 있는 탄산칼슘(CaCO₃)의 경우이다. 물때의 형성을 저지하기 위해서, CaCO₃의 경우에 화합물을 변화하는 물연화제(water softener: 경수를 연수로 만드는 약제)의 형태인 오염방지제 또는 물때 억제제 생성물은 물 모니터의 순환수 스트림 상류에 공급된다. 물때 억제제 생성물은 더욱더 민감한 열전달 스테이션에서 물때의 형성을 방지한다. CaCO₃는 온도의 증가에 따라 증가하는 물때의 속도를 가진다. 이 특성은 온도의 증가에 따라 보다 빨리 용해하는 대부분의 소금과 반대된다. 그러므로, 예를들어 고열전달율 스테이션(20)은 혼란 상태를 당하는 것중 하나이고 물때가 먼저 시작되게 된다.

제1도를 참조하면, 감지 유닛(16)은 전기 도선(26)에 의해 침전물 모니터(28)에 전기적으로 연결된다. 도시되지 않은 다른 감지 유닛도 전기 도선(26')에 의해 침전물 모니터(28)에 연결될 수 있다. 몇개의 감지 유닛의 사용은 순환수 시스템이 물때를 모니터해야 하는 중요한 감지 영역을 다수 가지는 경우에 바람직하다. 예를들어, 동력 발생 설비에 있어서, 침전물 모니터(28)는 콘덴서에 있는 하나 또는 그 이상의 감지 유닛(16)에 연결될 수 있고 다른 감지 유닛(도시하지 않음)은 전기 도선(26')에 의해 침전물 모니터(28)에 연결되는 동일 순화수 시스템의 보일러 설비에 배치될 수 있다.

침전물 모니터(28)는 전기도선(32)에 의해 제어 중앙 처리 유닛(CPU)에 연결된 것으로 설명되어 있다. 다르게, CPU(30)는 침전물 모니터(28)와 일체로 될 수 있다. 즉, 하나의 일체된 분석 제어 시스템은 두개의 분리 유닛에 의해 제공되는 모든 기능을 제공할 수 있다.

제어 CPU(30)는 테스트 튜브(18)내에 일어나는 물때의 량, 특히 중요하게 물때의 속도의 표시를 제공하는 침전물 모니터(28)에서 나오는 신호를 수신한다. 예정된 매개변수는 순환수의 알려진 특성, 물내에 예상는 순환수 시스템의 침전물과 불순물의 형태와 량을 고려해서 CPU(30)내에 설정될 수 있다. 예를 들어, 한 감지 스테이션(20,22)에서의 물때의 속도가 어떤 예정된 속도를 초과하면, 그 다음 CPU(30)제어는 일련의 경우에 대해 작동하도록 설정될 수 있으므로 물때의 속도를 증가시키는 모니터된 특정 상태를 정정할 수 있다.

제어 CPU(30)는 한 셋트의 전기 도선(34)에 의해 생성물 공급 펌프(36)와 같은 억제제 생성물을 공급하는 수단에 전기적으로 연결된다. 생성물 공급 펌프(36)는 공급 튜브(38)에 의해 튜브(12)내의 순환의 시스템과 유체 연통하고 있다. 일반적으로, 공급 펌프(36)는 억제제를 튜브(38)를 통해 직접 튜브(18)와 감지 유닛(16)이 유체 스트림에 연결되어 있는 위치의 포인트 상류에 있는 순환수내로 공급한다. 이 배열은 적어도 2가지 장점을 제공하는데, 이것은 물때 또는 침전물의 지표가 순환수가 시스템에 들어가기전 포인트에 있는 펌프(36)로부터 펌프된 억제제 생성물 공급 속도로 증가함으로써 즉시 저지될 수 있고 그러므로 감지 유닛이 생성물 공급용 기구를 작동시킨 후 가능한 빠른 시간에 물때 형성을 저지한다. 더우기, 감지 유닛의 상류의 억제제 생성물 공급 속도의 증가는 침전물 모니터(28)와 CPU(30)가 물때 속도에 추가의 억제제 생성물의 효과를 즉시 발휘할 수 있게 한다. 그러므로, 물때가 계속되면, 추가의 생성물 공급은 즉시 요구될 수 있으며 CPU(30)는 펌프(36)에 신호를 보내므로써 응답을 계속하여 튜브(12)내의 순환수 스트림에 억제제 생성물을 보다 높은 속도로 제공한다.

순환 생성물 스트림내에 나타나는 생성물의 정확한 레벨을 모니터링하기 위한 선택적인 기구(40)가 제1도의 개략 다이어그램내에 도시되어 있다. 기구(40)는 적합하게 일리노이, 네이퍼빌 소재의 낼코 케미칼 캄파니에서 이용가능한 샤도우스캔(ShadowScan: TM) 상표의 플루오로메터(42; Fluoromenter)이다. 기구(40)는 또한 본 발명의 공동 양수인에게 양도된 미국 특허 제 4,992,380호, 제5,171,650호와 제 5,185,533호의 주된 내용이다. 이들 특허의 주된 내용은 여기서 참조로 사용된다.

기구(40)는 적합하게 튜브(18)가 감지유닛(16)에 대해 하는 것처럼 튜브(12)로부터 순환수의 연속 샘플을 추출하는 계류 튜브(44)를 모니터링하는 플루오로메터(42)를 포함한다. 플루오로메터(42)는 제어 CPU(30)에 도선(46)에 의해 전기적으로 연결되고 튜브(12)내의 순환수내에 나타나는 생성물의 레벨의 정확하고 정밀한 표시를 제공한다. CPU 는 종래의 물때 억제제 생성물의 레벨을 순환수 시스템에 생성물의 최상의 레벨을 제공하는데 필요한 계산에 사용될 수 있다. 또한 생성물 공급 펌프(36)의 하류에 기구(40)를 배치함으로써 침전물 모니터(28)에 의해 감지된 어느 물때를 억제시키기 위해 물때 억제제 생성물이 튜브(12)로 어느정도 충분히 펌핑되어야 하는지를 직접 표시한다. 또한 펌프(36)에 의해 유체 스트림으로 펌핑되는 생성물이 충분하지 않은 경우를 표시해주는 플루오르메터에 의해 페일 세이프 기구가 제공된다. 이 표시는 시스템내의 트리거를 오프로 설정시키고, 물때 억제제 기구(10)가 잘못되거나 조사할 필요가 있음을 시스템 작동자에게 알람한다.

제2도에는 다른 혼란 상태에 있는 다수의 감지 유닛내의 열전달 저항의 도면이 도시되어 있다. 열전달 저항의 도면은 몇일을 거쳐 만들어지는 것이고 탄화 칼슘과 같은 온도 증가에 따라 가용성이 낮은 화합물의 물때 침전물의 모니터 과정의 데이타를 나타낸다. 연속적인 판독은 예정된 기간의 연속 주기에서 취해질 수 있다. 예를 들어, 혼란 상태에 충분히 빠른 응답을 가지는 기구에 반시간 간격으로 취해진 시간당 두번의 판독이 요구될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 열전달율의 정상 평형 상태를 성취하는 것은 불가능하지는 않지만 실제로 어렵고 측정된 열전달율에서의 갑작스러운 변화의 형태의 노이즈는 흔한 일다. 그러므로, 측정된 데이타는 아래에 설명되겠지만 특정 매개변수를 사용함으로써 오랜기간 동안에 걸쳐 평균되어야 한다.

제2도를 참조하면, 열전달 저항은 시간(날짜)에 대해 그려져 있으며 각각 다른 열전달율에 대한 3개의 다른 곡선을 제공한다. 탄화칼슘을 모니터 하는 예에 대해서, 곡선(50)은 고온 예를 들어, 35,000BTU ft.²/hr 의 열전달율에서 취한 열전달 저항을 도시한다. 두번째 곡선(52)은 32,000BTU ft.²/hr 의 중간 열전달율을 가지는 감지 유닛에서의 측정치를 나타내고 세번째 곡선(54)은 유닛을 전혀 가열하지 않지만 튜브(12)내에 내장된 바와같은 열교환기의 순환수 온도와 같은 온도에서 판독을 제공하는 감지 유닛에서의 측정치를 나타낸다. 탄화칼슘은 보다 높은 온도 센서에서 보다 많은 물때가 발생하고, 연속적으로 열전달 저항이 곡선(50)에 도시한 바와 같이 증가한다. 어느 정도로, 중간 곡선(52)의 열전달 저항의 증가는 비록 매우 적기는 하나 곡선(50) 증가를 반영한다. 이상적으로, 가장 낮은 온도에서의 곡선(54)은 평평하므로 실제 열콘덴서 온도 상태를 반영하는 감지 유닛대에 물때 없음을 표시한다.

탄화칼슘을 침전시켜서 물때를 형성하는 상태의 "리딩 인디케이터(leading indicator)"로써 곡선(50)을 사용하면, 기구는 열전달 저항의 증가가 예정된 속도를 얻을때, 또는 다르게 또는 추가로, 열전달 저항(HTR) 속도 증가가 상기 특정의 예정된 속도와 일치하게 될때 펌프로부터 공급된 생성물의 증가를 자동적으로 유발한다. 공급된 생성물의 증가는 곡선(54)상의 도면부호 55 로 지적된 점에서 시작되고 HTR 의 속도의 증가를 멈추게 하는, 즉, 곡선(54)이 평평하게 하는 즉시 식별할 수 있는 효가를 가진다. HTR의 안정이 충분히 긴 시간동안 행해지고 생성물 공급은 공급을 증가하기전의 레벨에 대응할 수 있는 레벨로 57 에서 감소된다.

시스템(10)이 다시 평행 정상 상태에 도달한 후, 혼란 상태는 일어나고 이것은 HTR 에서의 가파른 증가로 지적된 중대한 혼란 상태를 저지할 필요가 있는 생성물 공급에서의 조속하고 급작스러운 증가를 요구한다. 이 상태가 나타나자마자 생성물 공급 증가는 59에서 시작하고 곡선(54)이 생성물 공급 속도(61)에서의 감소를 다시 유발하기에 충분히 긴 시간동안 평평하게 될때까지 충분한 시간동안 계속한다. 이 공정이 63,65에서 반복되고, 종종 물때를 억제하여 여전히 생성물의 사용을 최상으로 할 필요가 있을때 반복된다.

추가의 생성물 공급을 요구하는 특정 상태를 표시하는 트리거 속도와 특정 매개변수는 이 분야의 평범한 기술자에 의해 제어 CPU 에서 프로그램화 될 수 있다. 순환수 스트림에 추가되어야 하는 단일 억제제 생성물의 량 또는 더 이상의 생성물 공급의 추가를 유발하는 다른 요소, 또는 지속율의 속도 조정은 다음에 설명되어 있다.

곡선(52) 또는 다른 중간 온도 곡선은 침전물 모니터(28)에 의해 모니터될 수 있어 CPU(30; 제1도)에 의해 분석될 수 있다. 이들 곡선(52,54)은 선택적으로 고려되지만 시스템내의 증대 위험을 가능한 최소화해야 하는 분야에서 필요로 하게 될 것이다. 예를 들어, 전기 시설은 전기 발생 설비의 휴지시간을 최소화하는 것이 바람직하다. 그러므로, 다른 센서에 의해 제공된 백업 시스템에 의해 예상되는 어느 혼란 상태, 곡선(52,54)에서 설명되어 있는 데이타는 설비가 매우 손상당하기전 설비작동의 정상화를 허용할 것이다. 정상화가 빠르면 빠를수록, 손상이 보다 적고 그러고도 장비를 수선하거나 다시 교환하기 위해 조업 중지를 해야하는 설비는 보다 적어진다.

제2 표시 곡선(52,54)은 백업으로서 두 방법으로 주 곡선(50)의 모니터에 작용한다. 먼저, 물때가 예상치 못한 현상에 의해 일어나면, 물때는 먼저 다른 온도를 가지는 감지 유닛에 표시될 수 있다. 예를들면, 기구(10)가 탄화칼슘의 물때를 억제할려고 하면, 온도 증가에 따라 역비례하는 가용성을 가지지 않은 또다른 소금은 먼저 저온에서 물때를 나타낸다. 이런 화합물이 부주의로 시스템내에 도입된다면, 저온 센서는 먼저 시스템내의 원하지 않은 상태가 존재한다는 것을 표시한다. 그러므로, CPU(제1도)는 예정된 인디케이터의 변화에 대한 모든 곡선을 모니터할 수 있게 프로그램화 되어 있으므로, 물때 억제제의 옳바른 추가를 유발하거나 인식할 수 없는 상태에 부딪치게 되면 알람이 그것을 알려준다.

다음으로, 열교환기내의 순환수와 동일한 상태하에서 감지 유닛을 모니터링하는 것은 설비에서 이미 일어날 물때의 특정량을 일련으로 기록할 수 있게 한다. 특정 예정된 레벨을 벗어난 열전달 저항의 표시는 설비 하드웨어를 청결히 해야할 필요가 있음을 표시하므로 물때 침전물을 제거해서 열 교환 효율을 증가시킨다.

제3도 내지 제6도는 순환수 시스템에 추가의 물때 침전물을 공급하기 위해 필요한 표시를 제공하는 본 발명에 따라 장치내에서 효율적인 분석을 도시한 것이다. 제3도는 복합 그래프이고, 이 상부는 긴 시간, 본 경우에 1700시간에 걸쳐 그려진(hr-ft²-°f)/Btu 로 측정된 열전달 저항(HTR)에 따르는 곡선(60)을 도시하고 있다. 제3도의 하부는 먼저 10시간의 평균값(10시간 데이타 고름)을 취하여 계산된 곡선(60)의 기울기를 도시하므로써, 가짜이거나 즉흥적인 탈선 판독에 의해 일어날 수 있는 일시적인 스파이크(spike) 또는 골(trough)의 효과를 제거한다. 좌측 종좌표축에 있는 유닛은 시간에 대응하는 것이고 좌측 횡좌표축에 있는 유닛은 제3도의 상부에 도시된 HTR 에 대응한다. 제3도의 하부의 유닛은 유닛[(hr-ft.²-°f)/Btu]/hr. 을 가지는 기울기에 대응하고 제3도의 우측상의 횡좌표에 도시되어 있다. 제3도의 상부와 하부는 동일한 특정 시간에 취해진 판독에 대응한다.

10시간 평균 또는 하루 평균값에 의해 나타난 제3도의 하부는 상부에 도시된 HTR 의 변화가 매우 변덕스러움을 나타낸다. 상술한 본 발명의 감지 유닛의 증가된 민감성은 1.0x 10^-5만큼 작은 유닛이 열전달 저항 측정에 사용되는 것이 인식될대 분명해진다. 많은 시간에 걸친 HTR 의 변화의 평균은 데이타를 고르게 하는 경향이 있다. 양호한 결과는 5 내지 1000 시간의 범위에 걸쳐 데이타를 고르게 하기 위해 표시된다.

제3도의 하부에 도시한 바와같이, 여기에 도시된 바와같은 10시간 데이타 고름은 열전달 저항의 증가의 일반적인 경향의 완전히 정확한 표시를 제공하지 않는다. 예를 들면, 설명되지 않거나 변칙적인 현상에서 발생하는 스파이크(64)는 제3도의 하부에 의해 표시된 10시간 평균값을 매우 심하게 굴곡시킬 수 있다. 곡선(62)내의 대응 스파이크(66)로 발생한다. 정상적인 매개변수 모니터링하에서, 곡선(62)내의 스파이크(66)의 크기는 곡선(62)내의 더블 스파이크(70,72)에 의해 반영되는 곡선(60)내의 경사진 상승부(68)에 의해 도시된 바와같이 열전달 저항의 실제 증가의 초기치(onset)와 같거나 보다 적다. 곡선(62)에 도시한 바와같이, 변칙적인 스파이크(66)는 억제 시약의 추가를 유발하며, 열전달 저항의 실제 상승부는 이렇게 되지 않는다.

제4도는 10시간 데이타 고름(평균)을 바꾼 것을 제외하고는 제3도의 하부의 것과 유사한 도면이며, 데이타 분석은 50시간 데이타 고름 동안 제공된다. 따라서 곡선(74)은 수평축에는 50시간에서부터 시작하지만 90시간에 걸쳐 데이타의 충분한 량이 존재할때까지 그린 곡선이다.

300시간이 지난직후에 발생하는 스파이크(64)는 곡선(74)내의 상승부(76)에 반영된다. 그러나, 점선 78에 의해 나타난 0.4 x 10^-6[(hr.-ft²-°F/BTU)/hr 에서의 열전달 저항의 변화동안 임의의 초기값을 설정하면, 상승부(76)는 초기값(78)을 초과하기에 충분히 높지 않은 것을 보여준다. 한편, 열전달 저항(68)의 증가를 나타내는(제3도)상승부(80)는 초기값(78)을 초과하고 억제 시약이 순환수 시스템에 추가되어야 한다는 것을 표시해준다. 50시간 데이타 고름 곡선(74)은 또한 초기값(78)에 접근하거나 도달하는 많은 다른 데이타 피크에서 알 수 있듯이 완전히 정확한 것은 아니지만 열전달 저항의 변화속도의 지속된 증가를 반드시 반영하는 것은 아니다.

제5도는 상기의 두 곡선(62,74)내에 사용된 데이타의 10시간 데이타 고름에 대응하는 제3곡선(82)을 도시한 것이다. 데이타의 평균값에 대해 시간이 더 길어지면 점선(84)으로 지적된 초기 한계치는 보다 낮으며, 100시간 데이타 고름에 대해 예를들어 0.2 x 10^-6[(hr-ft²-°F)]/hr 이며, 변칙적인 스파이크(62)는 사라지지만, 상승부(68)는 열전달 저항의 증가를 분명히 표시하는 피크(86)로 바뀌어진다. 그럼에도, 불구하고, 곡선(82)은 열전달 저항의 제2 큰 증가가 피크(88)에서 분명하게 될때까지 초기값(84)을 넘지 못하도록 피크의 나머지 부분을 평탄하게 한다.

제6도는 억제 시약의 추가의 필요성을 표시하는데 사용될 수 있는 200 시간 데이타 고름을 나타내는 곡선(90)을 도시한 것이다. 그러나, 200 시간 데이타 고름에서, 곡선(90)은 어느 정도 평탄화되어 정보내용 분석은 무시할 정도로 되기 시작한다. 더우기, 점선(92)으로 나타난 초기 한계치는 매우 낮게, 예를들어 0.1 x 10^-6[(hr-ft²-°F)/BTU]/hr. 로 설정되어야 하고 곡선(90)의 기울기는 어느 정도 선(92)과 평행하다. 피크(94)와 선(92)의 나머지부 사이의 차이는 그것의 분석값을 감소할 수 있을만큼 작게된다. 물론, 200시간을 초과하는 기간에서의 데이타 고름은 데이타에서 나올수 있는 어느 평균값을 보다 훨씬 크게 감소하고 또한 열전달 저항의 데이타 보정의 개시시간과 기울기상의 데이타가 제공될 때의 시간 사이에 큰 지체시간(200 시간 이상)을 일으킨다.

제7도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 순환수 시스템 콘덴서 튜브(100)의 단면도이다. 감지 유닛(102)의 이 실시예의 장점은 감지 유닛이 순환수 시스템의 메인스트림 튜브(100)내에 직접 배치되므로 사이드스트림 테스트 튜브를 제거하는데 있다.

제7도 내지 제9도를 참조하면, 제8도 및 제9도는 제7도의 사시도의 정면도이며, 다른 실시예의 감지 유닛(102)은 프로브 연장부(104)와 튜브(100)내에 유닛(102)을 부착하는데 사용된 외부링 구조체(106)를 포함한다. 프로브 연장부(104)는 적합하게 콘덴서 튜브(100)의 단부내로 삽입을 할 수 있는 직경과 길이를 가지므로, 프로브 연장부(104)는 튜브(100)내의 수온 웰(water temperature well)의 판독을 제공할 수 있다. 약 8인치이 길이가 7/8 인치 내경 콘덴서 튜브(100)에 적합한 것으로 알려져 있다. 7/8 인치 직경 파이프에 대한 양호한 프로브연장부(104)는 가장 두꺼운 부분에서 약 0.1/4인치 두께와 5/8 인치 넓이를 가지고 외경 표면(110)에서 둥글게 되어 있으므로 튜브(100)의 내측 직경의 측면에 끼워져 조밀하게 이어진다. 내경에서, 평탄면(112)은 프로브 연장부(104)의 대부분의 길이방향 칫수를 따라 연장한다.

평탄한 단면(114)은 평탄 내경 표면(114)으로부터 상향으로 기울어지고 적합하게 10° 또는 그 이하인 예각으로 경사진 각에서 둥근 표면(110)과 교차한다. 프로브 연장부(104)를 콘덴서 튜브(100)로의 삽입시, 경사진 각은 화살표 방향으로 콘덴서 튜브(100)를 통해 물을 흘러보내기 위해 표면(110)과 (114)의 교차점의 리딩엣지를 형성한다. 따라서, 프로브 연장부(104)의 구조체는 부분(104)이 제거될때 여기에 상승 부분이 존재하면 튜브(100)를 통해 흐르는 물의 량, 속도 및 압력에 근접한다.

프로브 연장부(104)는 콘덴서 튜브(100)와 유사한 칫수를 가지는 튜브의 짧은 길이의 형상인 외부 링 구조체(106)에 연결되어 이를 통해 연장한다. 적합하게, 링 구조체(106)의 내경은 콘덴서 튜브의 내경과 일치하므로 튜브(100)를 통해서 그리고 프로브 연장부(104)를 따라서 흐르는 물의 흐름의 특성에 영향을 미치지 않는다.

호스 클램프(120; 제7도)는 외부 링 구조체(106)를 콘덴서 튜브(100)의 단부에 연결하고 연속적으로 튜브(100)내의 프로브 연장부(104)의 위치를 형성한다. 급속 건조 에폭시는 종래 방법에 사용될 수 있으므로 종래 방법을 사용함으로써 콘덴서 튜브(100)의 내측에 부분(104)을 결합할 수 있다. 고온에서 온수에 불침투성인 전기 케이블(122)는 호스 클램프(120)로부터 외부링 구조체(106)의 반대측에 도달하는 프로브 연장부(104)의 단부에 연결된다. 케이블(122)은 콘덴서의 콘테이너와 용기를 형성하는 벽(도시하지 않음)을 통해 연장해서 감지 유닛(102)을 헤드(36; 제1도)에 의해 감지 유닛(16)에 제공된 연결부와 유사하게 침전물 모니터(28)와 CPU(30)에 연결한다. 케이블(122)은 아교 결합, 압정으로 고정 또는 그렇지 않으면 콘덴서(도시하지 않음)의 내측벽에 부착되어 튜브(100)를 통해 물이 흐르기 위한 열린 공간을 유지한다.

상술한 실시예들은 본 발명의 도시와 설명을 위한 것이고 다른 실시예와 개량은 이 분야의 당업자에 의해 쉽게 이루어질 수 있음을 알아야 한다. 따라서 상술한 실시예는 단지 예로써 기술한 것이고 첨부의 청구범위의 범위를 제한하는 것은 아니다.

Claims

물이 사전 설정된 온도로 순환수 시스템(circulating water system) 내에서 유동하게 되는 워터 컨테이너의 내벽상의 물때 침전물(scale deposit)을 보정하는 방법에 있어서, 상기 순환수 시스템내에서 물과 접촉하는 접촉면을 통한 열전달율 또는 열전달 저항을 감지하기 위한 하나 이상의 감지 유닛을 제공하는 단계와, 열전달율이나 열전달 저항을 모니터링하기 위한 침전물 모니터링 스테이션을 제공하고, 상기 하나 이상의 감지 유닛과 상기 침전물 모니터링 스테이션 사이에 전기 접속부를 추가로 제공하는 단계와, 상기 접촉면에 인접한 한 영역에서, 상기 영역을 상기 접촉면상에 물때 형성자의 물때 침전을 촉진하는 온도로 유지하도록 제1 온도 조절기(modulator)를 제공하는 단계와, 상기 감지 유닛에 의해 감지된 열전달율이나 열전달 저항을 사전 설정된 시간 간격으로 측정하고, 감지된 열전달율이나 열전달 저항에 대응하는 제1 전기 신호를 발생시키고, 상기 제1 전기 신호를 상기 침전물 모니터링 스테이션으로 전달함으로써 상기 감지 유닛을 주기적으로 모니터링하는 단계와, 제1 데이터 신호 기록을 형성하도록 상기 모니터링 스테이션에 의해 수신된 제1 전기 신호를 기록하고, 상기 순한수 시스템내의 물때 형성을 지시하는 특정매개변수와 일치하는지를 결정하도록 상기 제1 데이타 신호 기록을 분석하는 단계와, 매개변수와 일치하는 것으로 결정되었을 때, 상기 접촉면상에 물때 침전물이 추가적으로 형성되는 것을 방지하기에 충분하도록 결정된 물때 억제제(scale inhibitor)의 투입량(dosage)을 계산하는 단계와, 상기 표면상에서 뿐만 아니라 상기 워터 컨테이너의 내벽상에 물때 침전물이 추가적으로 형성되는 것을 방지하기에 충분하다고 간주된 계산된 투입량의 물때 억제제를 순환수 시스템내로 투입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 물때 침전물은 가용성과 온도사이에서 반비례 관계를 갖는 물때 형성자로 구성되며, 상기 제1 온도 조절기는 접촉면에 열을 제공하여 물때 침전물 형성 비율을 증가시키는 열 발생 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
제2항에 있어서, 상기 물때 형성자는 탄산칼슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정방법.
제1항에 있어서, 상기 워터 컨테이너는 보일러, 냉각 튜브 또는 열교환기의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 물때 억제제를 투입하는 단계는 물때 억제제의 계산된 투입량에 대응하는 전기 신호를 수신하는 펌프를 제공하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 펌프는 그 펌핑율(pumping rate)을 변화시키는 제어기를 가지고, 상기 제어기는 계산된 투입량에 대응하는 전기 신호를 수신한 결과로서 순환수 시스템내로 직접적으로 펌핑되는 물때 억제제의 펌핑율을 변화시키는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 순환수 시스템의 온도와 동등한 접촉면의 온도에서 상기 접촉면을 통한 열전달율이나 열전달 저항을 감지하기 위한 제2 감지 유닛을 제공하는 단계와, 상기 제2 감지 유닛에 의해 감지된 열전달율이나 열전달 저항을 사전 설정된 시간 간격으로 측정하고, 감지된 열전달율이나 열전달 저항에 대응하는 제2 전기 신호를 발생시키고, 상기 제2 전기 신호를 상기 침전물 모니터링 스테이션으로 전달함으로써 상기 제2 감지 유닛을 주기적으로 모니터링하는 단계와, 제2 데이터 신호 기록을 생성하도록 상기 모니터링 스테이션에 의해 수신된 제2 전기 신호를 기록하고, 상기 순환수 시스템내의 물때 형성을 나타내는 사전 설정된 매개 변수와 일치하는지를 결정하도록 상기 제2 데이타 신호 기록을 분석하는 단계와, 각 감지 유닛과 관련된 사전 설정된 매개변수가 일치하는 범위의 결정을 위해 양 감지 유닛으로부터 분석된 데이타 신호를 비교하는 단계와, 이 비교에 따라 상기 계산된 물때 억제제 투입량을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 접촉면은 순환수 시스템을 통해 유동하는 수류내에 직접적으로 배치된 프로브(probe) 연장부의 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
제1항에 있어서, 도관을 통해 물의 계류(side stream) 연속 유동이 이루어지도록 순환수 시스템과 유체 연통된 도관 벽을 가진 도관을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 접촉면은 상기 도관 벽의 내측면을 포함하며, 상기 하나 이상의 감지 유닛은 상기 도관 벽의 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 데이타 신호 기록을 분석하는 단계는 상기 접촉면을 통한 열전달 저항의 변화의 기울기를 계산하는 단계와, 5시간 이상, 1,000 이하의 시간 주기 동안의 기울기 데이타의 평균을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
제9항에 있어서, 상기 기울기 데이타는 50 시간 이상, 200시간 이하의 시간 주기 동안의 평균이 계산되는 것을 특징으로 하는 침전물 보정 방법.
사전 설정된 온도로 물이 유동하는 워터 컨테이너의 내벽상의 물때 침전물을 보정하는 방법에 있어서, 물의 샘플을 추출하기 위해 도관 벽을 가진 도관을 상기 워터 컨테이너에 결합하는 단계와, 상기 도관 벽의 내측면의 표피 온도를 물때 침전을 촉진하는 온도로 유지하도록 열 발생 장치를 컨테이너에 부착하는 단계와, 모니터링된 물때 두께에 대응하는 상기 물때 침전물과 상기 도관 벽을 통한 열전달을 측정하는 단계와, 물때 침전물이 추가로 형성되는 것을 방지하기에 충분하게 결정된 물때 억제제의 투입량을 물내로 투입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
제11항에 있어서, 상기 물때 억제제는 펌프에 의해 공급되고, 상기 펌프는 물때 침전물이 초과된 것으로 결정되었을 때 작동 신호를 발생하는 수단과, 상기 작동 신호를 수신하였을 때 작동되어 상기 펌프의 펌핑율을 변화시키는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 방법.
물이 사전 설정된 온도로 순환하는 순환수 시스템을 포함하는 워터 컨테이너의 내벽상의 물때 침전물을 보정하는 시스템에 있어서, 상기 순환수 시스템에서 물이 접촉하는 접촉면을 통한 열전달율 또는 열전달저항을 감지하기 위한 하나 이상의 감지 유닛(16;20, 22;102)과, 열전달율이나 열전달 저항을 모니터링하기 위한 침전물 모니터 스테이션(28)과, 상기 하나 이상의 감지 유닛(16;20, 22;102)과 상기 침전물 모니터 스테이션(28) 사이의 전기 접속부(26)와, 상기 접촉면에 인접한 한 영역을 물때 형성자의 물때 침전을 촉진하는 온도로 유지하기 위한 제1 온도 조절기와, 상기 모니터 스테이션(28)에 의해 수신된 데이타 신호를 기록하고, 상기 순환수 시스템내의 물때 형성을 지시하는 사전 설정된 매개변수와 일치하는지를 결정하도록 데이타 신호 기록을 분석하고, 상기 표면상에 물때 침전물이 추가적으로 형성되는 것을 방지하기에 충분하도록 결정된 물때 억제제의 투입량을 계산하는 기록 및 분석 수단(30)과, 상기 표면상에서 뿐만 아니라 상기 워터 컨테이너(12)의 내벽(14)상에 물때 침전물이 형성되는 것을 방지하기에 충분한 것으로 간주된 계산된 투입량의 물때 억제제를 순환수 시스템내로 투입하는 수단(34, 36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 시스템.
제13항에 있어서, 상기 침전물 모니터 스테이션(28)은 상기 감지 유닛(16;20, 22;102)에 의해 감지된 열전달율이나 열전달 저항의 양을 사전 설정된 시간 간격으로 주기적으로 측정함으로써 상기 접촉면을 통한 열전달율이나 열전달 저항을 모니터링하고, 상기 측정된 양에 대응하는 전기 데이터 신호를 발생시키며, 상기 하나 이상의 감지 유닛(16;20, 22;102)과 상기 침전물 모니터 스테이션(28) 사이의 전기 접속부(26)는 이들 사이를 연결시키고, 감지된 열전달율이나 열전달 저항에 대응하는 전기 데이타 신호를 전달하며, 상기 전기 데이타 신호를 상기 침전물 모니터 스테이션(28)으로 전달하는 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정시스템.
제14항에 있어서, 순환수 시스템의 온도와 동등한 접촉면의 온도에서 상기 접촉면을 통한 열전달율이나 열전달 저항을 감지하고, 이에 대응하는 제2 데이타 신호를 발생하기 위한 제2 감지 유닛(22)과, 제2 감지 유닛과 침전물 모니터를 연결시키고, 제2 감지 유닛에 의해 감지된 열전달율이나 열전달 저항에 대응하는 제2 데이타 신호를 전달하고, 이 제2 데이타 신호를 상기 침전물 모니터 스테이션으로 전달하기 위해 상기 제2 감지 유닛(22)과 상기 침전물 모니터(28) 사이에 위치된 전기 접속부(26)를 특징으로 하는 침전물 보정 시스템.
제13항에 있어서, 상기 물때 억제제 투입 수단(34, 36)은 매개변수가 일치하는 것으로 결정되었을 때, 상기 표면뿐만 아니라 상기 워터 컨테이너(12)의 내벽상에 물때 침전물이 추가적으로 형성되는 것을 방지하기에 충분하다고 간주된 물때 억제제의 계산된 투입량을 순환수 시스템내로 투입하는 작동 신호를 전달하기위한 작동 수단(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 침전물 보정 시스템.
제13항에 있어서, 상기 물때 침전물은 가용성과 온도 사이가 역비례 관계를 가진 물때 형성자로 구성되며, 상기 제1 온도 조절기는 접촉면에 열을 제공하여 물때 침전물의 형성을 촉진하는 열 발생 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 침전물 보정 시스템.
제17항에 있어서, 그 형성이 억제되게 되는 상기 물때 형성자는 탄산칼슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 침전물 보정 시스템.
제13항에 있어서, 상기 워터 컨테이너는 보일러, 냉각 튜브 또는 열교환이나 열전달 배관의 일부를 추가로 포함하며, 상기 물때 형성은 온도에 반비례하는 가용성을 가진 물때 형성자로서 상기 도관상에 형성된 물때 침전물을 포함하고, 상기 보정제(correcting agent)는 상기 물때 침전물의 형성을 방지하기 위한 물때 억제제인 것을 특징으로 하는 물때 침전물 보정 시스템.
제13항에 있어서, 상기 물때 억제제 투입 수단(34, 36)은 물때 억제제의 계산된 투입량에 대응하는 작동 전기 신호를 받는 펌프(36)를 추가로 포함하며, 상기 펌프는 펌핑율을 변화시키는 제어기를 가지며, 상기 제어기는 상기 작동 전기 신호를 받음으로서 순환수 시스템내로 직접적으로 펌핑되는 물때 억제제의 펌핑율을 변화시키는 것을 특징으로 하는 침전물 보정 시스템.