KR20160104669A - 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도를 조절하는 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도를 조절하는 방법에 관한 것이고, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 존재는 드웰 타임에 의해 규정된다. 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도의 조절은 시간 간격 후에 결정되고 시간 간격은 드웰 타임에 대응한다. 처리 화학물질의 농도는 담수 및/또는 처리 화학물질을 공급함으로써 조절되고, 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는 스케일링, 포울링 및/또는 부식이 검출되자마자 변화된다. 퇴적물은 퇴적물을 검출하는 장치(8)에 의해 측정될 수 있고, 상기 장치는 초음파 방출 신호(20)를 방출하는 초음파 변환기, 초음파 반사 신호(21)를 검출하는 검출 수단, 및/또는 가열 수단을 포함한다.
Description
본 발명은 특히 개방형 재순환 냉각 물 시스템의 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도를 조절하는 방법에 관한 것이다. 개방형 재순환 냉각 물 시스템은 다양한 산업 프로세스로부터의 폐열의 제거를 위한 광범위하게 사용되는 프로세스이다. 이러한 시스템은 물이 예를 들어 냉각 타워에서 증발하기 때문에 개방되어 있다. 또한, 부식, 스케일링 및 포울링을 유발하는 용해된 종의 축적을 제한하기 위해 재순환 물의 제어된 제거가 필요하다. 유출수는 소위 "블로우다운(blowdown)"에 의해 제거된다.
부식, 스케일링 또는 포울링을 구체적으로 회피하기 위해서 재순환 물에 첨가될 수 있는 다양한 첨가물이 시장에 존재한다. 이들 첨가물은 일반적으로 재순환 물 내에서 비교적 일정한 농도를 유지하는데 필요한 속도로 첨가된다. 첨가 속도는 재순환 시스템 내에서 소비되고 블로우다운에 의해 제거되는 첨가제의 양을 대체하기 위해 전형적으로 제어된다.
그러나, pH 값, 전기 전도성 등의 주요 동작 지표는 퇴적물 형성에 직접적으로 연관되지 않는다. 전기 전도성 및 pH 값이 시간에 걸쳐 안정적인 경우에도, 바람직하지 않은 스케일링이 발생할 수 있다. 진행중인 프로세스가 서로 보완될 수 있다.
또한, 예를 들어 pH 값의 급작스러운 변화는 다양한 이유를 가질 수 있다. 산, 염기를 재순환 물에 공급하는 펌프가 파괴될 수 있고, pH 계량기가 파괴될 수 있고, 산, 염기를 수용하는 저장 탱크가 빌 수 있는 등의 이유가 있다. 그러므로, 모두 바람직하지 않은 퇴적물 형성의 동일한 결과를 가질 수 있는 다양한 이유로 주요 동작 지표가 변화될 수 있다.
US 2010/0176060 및 US 2013/0026105는 냉각수의 pH, 알칼리도 및 Ca2 + 농도의 측정치에 기초한 CO2에 의한 냉각수 시스템의 스케일링의 제어를 개시한다.
추가적인 문제는 소정의 퇴적물의 형성이 비가역적이라는 것이다. 이는 특히 스케일링의 경우에 그러하다. 적절한 투여량으로 표면에의 스케일링의 퇴적을 효과적으로 회피할 수 있는 정교한 스케일링방지 첨가제를 시장에서 입수할 수 있지만, 이 첨가제는 일반적으로 스케일링이 퇴적되고 나면 스케일링을 제거할 수 없다. 결과적으로, 재순환 물에의 스케일링방지 첨가제의 투여량은 전형적으로 스케일링이 비가역적으로 형성되지 않는 것을 보장하기 위해서 스케일링 형성을 회피하도록 실제로 필요한 것보다 높게 유지된다.
본 발명의 목적은 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 사용량을 감소시키며 동시에 부식, 스케일링 및/또는 포울링이 억제되거나 나아가 감소되는 것을 보장하는 방법을 제공하는 것이다. 특히, 예방적으로 부식, 스케일링 및/또는 포울링의 발생이 시작되는 것을 회피하기 위해서 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도를 실질적으로 조절하는 방법을 제공하는 것에 대한 요구가 또한 있다.
이 목적은, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도를 조절하는 방법으로서, 액체 베어링 시스템 내부에서의 처리 화학물질의 잔류는 드웰 타임에 의해 규정되고, 액체 베어링 시스템 내부에서의 처리 화학물질의 농도는 상기 드웰 타임에 관계되는 시간 간격 후에 조절되는 방법에 의해 해결된다.
여기서 유리하게는 각 시간 간격 후에 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도를 조절하는 것이 가능하며, 시간 간격은 드웰 타임에 대응한다. 바람직하게는, 시간 간격은 드웰 타임의 배수에 대응한다. 특히, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 현재의 농도는 드웰 타임에 기초하여 근사될 수 있다. 바람직하게는, 처리 화학물질은 스케일링을 실질적으로 회피하는 스케일링방지 생성물을 포함한다. 바람직하게는, 액체 물 시스템은 물을 포함하고 그리고/또는 바람직하게는 유출물 및 유입물을 갖는 개방형 재순환 냉각 물 시스템이다. 특히, 드웰 타임은 예들 들어 액체 베어링 시스템 내부의 액체 부피, 액체의 증발 및 블로우다운의 양 같은 기초 파라미터에 기초하여 근사된다. 바람직하게는, 이들 기초 파라미터는, 액체 베어링 시스템의 동작 개시때부터 알게 되거나 영구적으로 액체 베어링 시스템의 동작 동안 측정된다. 드웰 타임이 장기간의 변화로 인해 액체 베어링 시스템의 동작 동안 변화되고 결과적으로 시간 간격이 대응하여 변화될 수 있는 것을 또한 생각할 수 있다. 특히, 영구적으로 기초 파라미터를 관찰하고 매번 시간 간격을 적응시키는 것이 가능하다. 특히, 처리 화학물질은 스케일링방지 생성물, 포울링방지 생성물 및 부식방지 생성물을 포함한다. 처리 화학물질은 스케일링방지 생성물, 포울링방지 생성물 및 부식방지 생성물의 혼합물을 포함하는 것이 가능하다. 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도의 조절 또는 변경은,
-- 전체적으로 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 절대 농도를 변경시키는 것 및/또는
-- 액체 베어링 시스템 내부의 스케일링방지 생성물, 포울링방지 생성물 및/또는 부식방지 생성물 등의 처리 화학물질의 성분의 상대 농도를 각각 변경시키는 것을 의미한다.
다른 실시예에서, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도는 담수 및/또는 처리 화학물질을 소정 공급 속도로 액체 베어링 시스템에 공급함으로써 조절된다. 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도는 시간 간격 동안 맥동적인 또는 연속적인 형태로 변화되는데, 예를 들어 처리 화학물질이 짧은 시간 간격의 기간 동안 액체 베어링 시스템에 공급되거나 처리 화학물질이 전체 시간 간격의 기간 동안 액체 베어링 시스템에 공급되는 것을 생각할 수 있다. 특히, 담수 및/또는 처리 화학물질은 시간 간격의 처음에 액체 베어링 시스템에 공급된다.
다른 실시예에서, 액체 베어링 시스템으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는, 적어도 하나의 시간 간격의 기간 동안 주요 성능 지표가 스케일링 없음, 포울링 없음 및/또는 부식 없음을 신호하는 한 액체 베어링 시스템의 처리 화학물질의 농도가 유지되거나 감소되도록 변경된다. 특히, 주요 성능 지표의 관찰은 액체 베어링 시스템 내부의 농도의 조절을 담당하는 것이며 pH, 전도성, 알칼리도 또는 전체 경도와 같은 주요 동작 지표를 담당하는 것이 아니다. 이러한 주요 동작 지표는 복수의 효과에 의해 영향을 받을 수 있고 스케일링, 포울링 및/또는 부식을 명백하게 신호할 수 없다. 결과적으로, 처리 화학물질은 스케일링, 포울링, 및/또는 부식이 명확하게 관찰될 때까지 감소된다. 또한, 수 개의 시간 간격의 기간 동안 처리 화학물질의 양을 점진적으로 감소시키는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 액체 베어링 시스템으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는, 주요 성능 지표가 관찰되자마자 바람직하게는 가능한 많이 그리고/또는 즉시 액체 베어링 시스템의 처리 화학물질의 농도가 증가되도록 변화되며, 주요 성능 지표는 스케일링, 부식 및/또는 포울링을 신호한다.
특히, 스케일링방지 생성물이 액체 베어링 시스템에 공급된다. 결과적으로, 스케일링의 지속이 유리하게 정지된다. 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도의 조절이 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도의 이전 조절과 동일하도록 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도가 조절되는 것을 또한 생각할 수 있다. 바람직하게는, 조절의 공급 속도 및 투여량은 앞선 두 개의 시간 간격에서 사용된 이전의 공급 속도 또는 투여량과 동일하다. 특히, 처리 화학물질의 농도의 조절은 비대칭적으로 발생하는데, 즉 처리 화학물질의 농도는 스케일링 없음, 포울링 없음 및/또는 부식 없음이 관찰되자마자 점진적으로 감소하는 반면, 처리 화학물질의 농도는 스케일링, 포울링 및/또는 부식이 관찰되자마자 급격하게 변화된다. 이는 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도가 그 필요에 따라 조절되고 그렇지 않으면 감소되는 점에서 장점을 갖는다. 결과적으로, 액체 베어링 시스템에 공급되는 처리 화학물질의 불필요한 양은 유리하게 감소된다.
다른 실시예에서, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도는 제1 시간 기간 동안 필요한 만큼 그렇지만 가능한 빠르게 증가되며, 시간 간격은 드웰 타임에 대응하고 제1 시간 기간은 복수의 시간 간격 동안 지속된다. 그러므로, 스케일링, 포울링 또는 부식이 유리하게 정지되는 것이 대개 보장된다. 특히 포울링이 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 드웰 타임은 적어도 하나의 기초 파라미터에 기초한다. 예를 들어, 적어도 하나의 기초 파라미터가 액체 베어링 시스템의 동작 동안 감시되고 후속하여 시간 간격이 변화된다. 드웰 타임은 액체 베어링 시스템을 변경하는 변화에 기초하여 계산 또는 근사에 의해 갱신되는 것을 또한 생각할 수 있다. 결과적으로, 유리하게는 액체 베어링 시스템의 동작 동안 시간 간격을 현실화하는 것이 가능하다. 이러한 현실화는 기초 파라미터가 액체 베어링 시스템의 동작에 있어서의 수정으로 인해 변화되었기 때문에 필요할 수 있다. 기초 파라미터는 액체 베어링 시스템 내부의 장기간의 변화에 기초하여 변화되고 따라서 기초 파라미터의 갱신이 긍정적인 효과를 갖는 것을 또한 생각할 수 있다. 특히, 제1 드웰 타임은 제1 포괄적 시간 기간 동안 설정되는 반면, 제2 드웰 타임은 제2 포괄적 시간 간격 동안 설정된다. 바람직하게는, 제1 포괄적 시간 기간 및 제2 포괄적 시간 기간은 수 개의 시간 간격 동안 지속된다. 제1 포괄적 시간으로부터의 변경은 액체 베어링 시스템의 상태의 변화에 의해 유발될 수 있다. 예를 들어, 블로우다운이 증가되며 그 결과로 제2 드웰 타임이 액체 베어링 시스템의 새로운 상태에 적응된다. 제1 드웰 타임이 액체 베어링 시스템의 장기간의 변화를 고려하기 위해서 추가적인 포괄적 시간 기간 후에 변화되는 것을 또한 생각할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 액체 베어링 시스템은 센서 장치를 포함하고, 센서 장치에 의해 경험적인 값이 측정되고, 경험적인 값은 액체 베어링 시스템의 적어도 하나의 파라미터와 조합되어 메모리 장치에 저장되며, 액체의 적어도 하나의 파라미터는 측정 순간의 액체 베어링 시스템을 규정한다. 예를 들어, 스케일링이 발생할 때까지 감소하는 시간 간격의 수는 경험적인 값이다. 이 정보는 액체 베어링 시스템의 온도 또는 유동 속도 같은 적어도 하나의 파라미터와 조합되어 메모리 장치에 저장될 수 있다. 특히, 액체 베어링 시스템 내부의 근사된 농도는 적어도 하나의 파라미터일 수 있다. 경험적인 값은 복수의 파라미터와 조합되어 저장되는 것을 또한 생각할 수 있다. 또한, 파라미터는 하나 이상의 시간 간격 동안 측정된 평균 값을 나타낸다. 다른 경험적인 값은 스케일링, 포울링, 또는 부식이 신호되기 전에 근사된 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 마지막 현재 농도일 수 있다. 요컨대, 경험적인 값을 메모리 장치에 저장하는 것은 목록을 생상하는 장점을 가지며, 상기 목록은 액체 베어링 시스템의 상이한 파라미터에 대한 경험적인 값을 포함한다. 또한, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도는, 액체 베어링 시스템이 경험적인 값과 조합되어 저장되는 적어도 하나의 파라미터를 나타낼 때마다 메모리 장치에 저장되는 경험적인 값에 기초하여 조절된다. 예를 들어, 처리 화학물질의 농도의 감소는 추가적인 수의 시간 간격 후에 정지되며, 추가적인 수의 시간 간격은 메모리 장치에 저장된 간격의 수보다 작다. 결과적으로, 유리하게는 처음부터 부식, 스케일링 및/또는 포울링의 발생을 실질적으로 회피하기 위해서 예방적으로 액체 베어링 시스템의 내부의 처리 화학물질의 농도를 변경시키는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 액체 베어링 시스템은 분석 유닛을 포함하고, 근사 값은 저장된 경험적인 값에 기초하여 분석 유닛에 의해 제공된다. 예를 들어, 분석 유닛은 메모리에 저장된 경험적인 값에 기초하여 내삽하거나 외삽한다. 결과적으로, 유리하게는 경험적인 값에 기초하는 등록을 완료하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도는 근사 값에 기초하여 조절된다. 특히, 여기서 유리하게는 액체 베어링 시스템이 메모리 장치에 저장되지 않는 파라미터에 의해 동작하는 경우에도 예방적으로 처리 화학물질의 농도를 변경하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 퇴적물이 초음파 방출 신호를 방출하는 초음파 변환기, 초음파 반사 신호를 검출하는 검출 수단, 및/또는 가열 수단을 포함하는 장치에 의해 측정된다. 이러한 장치는 유리하게는 퇴적물, 특히 스케일링을 신뢰 가능하게 그리고 빠르게 검출한다. 특히, 액체 베어링 시스템의 파이프 내의 초음파 변환기를 포함하는 장치와 조합되는 가열기를 사용함으로써 액체 베어링 시스템의 구성요소 내부의 스케일링을 시뮬레이션하는 것이 가능하다.
특히, 퇴적물은, 액체 베어링 시스템 내부의 반사 영역의 퇴적물을 검출하는 장치로서, 반사 영역을 향해 초음파 방출 신호를 방출하는 초음파 변환기 및 반사 영역에서 초음파 방출 신호의 반사에 의해 획득된 초음파 반사 신호를 검출하는 제1 검출 수단을 포함하는 장치에 의해 검출되고, 제2 검출 수단이 반사 영역에 배치되고, 제2 검출 수단은 특정 종류의 퇴적물을 검출하도록 구성된다. 또한, 액체 베어링 시스템 내부의 반사 영역의 포울링 및/또는 스케일링 퇴적물을 검출하는 방법으로서, 초음파 변환기에 의해 반사 영역을 향해 초음파 방출 신호를 방출하는 제1 단계, 제1 검출 수단에 의해 반사 영역에서의 초음파 방출 신호의 반사에 의해 획득된 초음파 반사 신호를 검출하는 제2 단계, 및 반사 영역에 배치된 제2 검출 수단에 의해 특정 종류의 퇴적물을 검출하는 제3 단계를 포함하는 방법에 의해 퇴적물을 검출하는 것이 가능하다. 여기서 유리하게는 퇴적물의 유형 또는 종류 또는 조성을 식별하고 후속하여 퇴적물의 종류에 처리 화학물질을 적응시키는 것이 가능하다.
다른 바람직한 실시예에서, 서브시스템 내부에서의 퇴적물 형성은 WO 2009/141 135에 개시된 방법 중 하나에 의해 검출된다. 바람직하게는, 퇴적물, 즉 스케일링, 포울링 또는 부식 형성은 파이프 내부의 포울링 및/또는 스케일링 퇴적물의 특성 또는 파이프 내부의 벽의 일부의 특성의 고정밀 측정을 위한 방법으로서, 초음파 변환기가 사용되고, 반사 영역이 초음파 변환기의 실질적으로 반대측의 위치에서 유체 용기의 벽의 일부에 제공되거나 그 벽의 일부에 부착되는 방법에 의해 검출되며, 상기 방법은,
a) 초음파 변환기에 의해 초음파 방출 신호를 방출하는 단계, 및
b) 유체/퇴적물 또는 유체/벽 인터페이스의 시간-도메인 반사 신호를 평가하는 것에 의해 한편의 초음파 변환기와 다른 편의 유체/퇴적물 인터페이스 또는 유체/벽 인터페이스 사이의 거리를 절대 거리 측정으로 측정하는 단계를 포함하고, 유체/퇴적물 또는 유체/벽 인터페이스는 반사 영역의 퇴적물과의 유체의 인터페이스 또는 반사 영역의 벽과의 유체의 인터페이스이며, 시간-도메인 해상력은 1 ns 또는 1 ns 미만이다. 바람직하게는, 퇴적물은 WO 2009/141 135에 개시된 장치 중 하나에 의해 검출된다. 특히, 퇴적물은 유체 용기 내부의 포울링 및/또는 스케일링 퇴적물의 특성 또는 파이프 내부의 벽의 일부의 특성의 고정밀 측정을 위한 장치에 의해 검출되며, 상기 장치는 초음파 변환기의 실질적으로 반대측의 위치에서 파이프의 벽의 일부에 있는 또는 그 벽의 일부에 부착되는 반사 영역을 더 포함하고, 한편의 초음파 변환기와 다른 편의 유체/퇴적물 인터페이스 또는 유체/벽 인터페이스 사이의 거리는 유체/퇴적물 또는 유체/벽 인터페이스의 시간-도메인 반사 신호를 평가하는 것에 의해 절대 거리 측정으로 측정되고, 유체/퇴적물 또는 유체/벽 인터페이스는 반사 영역의 퇴적물과의 유체의 인터페이스 또는 반사 영역의 벽과의 유체의 인터페이스이고, 장치의 시간-도메인 해상력은 1 ns 또는 1 ns 미만이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 서브시스템 내부의 퇴적물은 WO 2013/092 819에 개시된 방법 중 하나에 의해 검출된다. 특히, 퇴적물 형성을 검출하는 방법은, 특히 액체 베어링 시스템 내부의 반사 영역의 퇴적물을 검출 및 분석하는 방법으로서,
-- 추가적인 제1 단계에서 초음파 변환기에 의해 반사 영역을 향해 초음파 방출 신호를 방출하는 단계;
-- 추가적인 제2 단계에서 검출 수단에 의해 반사 영역의 영역에서 초음파 방출 신호의 반사에 의해 획득된 초음파 반사 신호를 검출하는 단계;
-- 추가적인 제3 단계에서 특정 변수에 응답하여 검출된 초음파 반사 신호의 런타임의 분배를 결정하는 단계;
-- 퇴적물이 적어도 부분적으로 반사 영역에 퇴적되는지를 결정하기 위해 제4 단계에서 상기 분배를 분석하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다. WO 2013/092819는 또한 반사 영역에서 퇴적물, 즉 포울링, 부식 및/또는 스케일링을 검출 및 분석하는 장치를 개시한다. 이들 장치는 퇴적물 형성을 검출하기 위해 서브시스템에 부착될 수 있다. 바람직하게는, 장치는 반사 영역을 향해 초음파 방출 신호를 방출하는 초음파 변환기, 반사 영역의 영역에서 초음파 방출 신호의 반사에 의해 획득된 초음파 반사 신호를 검출하는 검출 수단, 및 퇴적물이 적어도 부분적으로 반사 영역에 퇴적되었는지를 결정하기 위해 특정 변수에 응답하여 검출된 초음파 반사 신호의 런타임의 분배를 결정하고 상기 분배를 분석하는 분석 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 특히 바람직한 실시예에서, 퇴적물 형성은 WO 2013/092820에 개시된 장치 중 하나에 의해 검출된다. 특히, 퇴적물을 검출하는 장치는, 액체 베어링 시스템 내부의 반사 영역의 퇴적물을 검출하는 장치로서, 반사 영역을 향해 초음파 방출 신호를 방출하는 초음파 변환기 및 반사 영역의 영역에서 초음파 방출 신호의 반사에 의해 획득된 초음파 반사 신호를 검출하는 검출 수단을 포함하는 장치를 포함하고, 장치는 반사 영역의 온도를 증가시키는 가열기를 더 포함한다. WO 2013/092820는, 특히 액체 베어링 시스템 내부의 반사 영역의 포울링 및/또는 스케일링 퇴적물을 검출하는 방법으로서, 초음파 변환기에 의해 반사 영역을 향해 초음파 방출 신호를 방출하는 단계 및 검출 수단에 의해 반사 영역의 영역의 초음파 방출 신호의 반사에 의해 획득된 초음파 반사 신호를 검출하는 단계를 포함하고, 반사 영역의 온도는 가열기에 의해 증가되는 방법을 개시한다. 바람직하게는, 퇴적물은 WO 2013/092820에 개시된 방법 중 하나에 의해 측정된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 경험적인 값 및 근사 값은 제2 시간 기간 후에 갱신된다. 액체 베어링 시스템 내부의 장기간의 변화로 인해, 이전에 저장된 경험적인 값은 제2 시간 기간 후에는 더 이상 유효하지 않을 수 있다. 그러므로, 경험적인 값 및 근사 값을 갱신하는 것은 액체 베어링 시스템의 장기간의 변화를 고려하는 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 액체 베어링 시스템은 냉각 타워를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 액체 베어링 시스템은 유입물 및 유출물을 갖는 개방형 재순환 냉각 물 시스템이며, 액체 베어링 시스템 내부의 스케일링방지 화학물질의 농도는 담수 및/또는 스케일링방지 화학물질을 소정 공급 속도로 액체 베어링 시스템에 공급함으로써 조절되고, 스케일링은 스케일링을 검출하는 장치로서, 초음파 방출 신호를 방출하는 초음파 변환기, 초음파 반사 신호를 검출하는 검출 수단 및/또는 가열 수단을 포함하는 장치에 의해 검출되고,
-- 액체 베어링 시스템으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는 시간 간격 후에 스케일링이 검출 수단에 의해 검출되자마자 액체 베어링 시스템 내부의 스케일링방지 화학물질의 농도가 증가되도록 변화되고,
-- 액체 베어링 시스템으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는 추가적인 시간 간격의 시간 범위 후에 스케일링 없음이 검출되자마자 액체 베어링 시스템 내부의 스케일링방지 화학물질의 농도가 유지되거나 감소되도록 변화되며, 드웰 타임은 유출물 및/또는 유입물의 기초 파라미터에 관계되며 시간 간격은 특정 수의 시간 간격 후에 갱신된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 첨가된 처리 화학물질의 투여량은 일정한 반면, 첨가된 담수의 양은 변화된다. 여기서, 유리하게는 담수의 양을 제어하는 것이 가능하다. 특히, 담수는 유리하게는 저장될 수 있다. 첨가된 담수의 양을 변화시킨 결과로서, 드웰 타임은 재조정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액체 베어링 시스템, 바람직하게는 유출물 및 유입물을 갖는 개방형 재순환 냉각 물 시스템 내부의 처리 화학물질, 바람직하게는 스케일링방지 화학물질의 농도를 조절하는 방법이 제공되며,
-- 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 잔류는 바람직하게는 유출물의 기초 파라미터 및/또는 유출물에 기초하여 드웰 타임에 의해 규정되고,
-- 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도는 상기 드웰 타임에 관계되는 시간 간격 후에 조절되고,
-- 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질, 바람직하게는 스케일링방지 화학물질의 농도는 담수 및/또는 처리 화학 물질을 소정 공급 속도로 액체 베어링 시스템에 공급함으로써 조절되고,
-- 액체 베어링 시스템으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는, 주요 성능 지표가 관찰되자마자 액체 베어링 시스템의 처리 화학물질의 농도가 바람직하게는 가능한 많이 또는 하나 이상의 시간 간격 전에 행해진 조절에 대응하여 증가되도록 변화되고, 주요 성능 지표는 퇴적물 형성, 바람직하게는 스케일링, 부식 및/또는 포울링을 신호하고,
-- 액체 베어링 시스템으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는, 주요 성능 지표가 추가적인 시간 간격의 시간 범위 동안 스케일링 없음, 포울링 없음 및/또는 부식 없음을 신호하는 한 액체 베어링 시스템의 처리 화학물질의 농도가 유지되거나 바람직하게는 점진적으로 그리고/또는 느리게 감소되도록 변화되고, 추가적인 시간은 바람직하게는 시간 간격의 정수배이다. 특히, 액체 베어링 시스템으로의 공급 속도는 시간 간격 동안 일정하거나 소정 양의 처리 화학물질이 시간 간격 동안 특정 지점에서 액체 베어링 시스템에 공급된다. 또한, 적어도 하나의 기초 파라미터가 액체 베어링 시스템의 동작 및 후속하여 드웰 타임 동안 감시되고 후속하여 시간 간격이 변화된다. 특히, 제1 드웰 타임은 제1 포괄적 시간 기간 동안 설정되는 반면, 제2 드웰 타임은 제2 포괄적 시간 간격 동안 설정된다. 예를 들어, 제2 드웰 타임은 하중이 변화되자마자 설정되고, 하중은 실질적으로 베어링 시스템의 유입물 및 유출물을 분류한다. 바람직하게는, 제2 드웰 타임은 첨가된 물의 양이 변화된 후에 설정되고, 첨가된 처리 화학물질은 일정하게 유지된다. 바람직하게는, 스케일링, 포울링 및/또는 부식 같은 퇴적물은 바람직하게는 초음파 신호를 방출하는 수단 및 초음파 신호를 검출하는 수단을 포함하는 퇴적물을 검출하는 장치에 의해 검출된다. 특히, 액체 베어링 시스템은 액체 베어링 시스템을 특정하는 경험적인 값에 기초하여 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도의 조절을 설정하기 위해서 메모리 장치, 분석 장치 및 제어 유닛을 포함한다. 바람직하게는, 퇴적물 형성 전의 시간 간격의 수 또는 퇴적물 형성 전의 근사된 농도 같은 경험적인 값은 공급 속도 또는 드웰 타임을 결정하기 위해 사용된다.
본 발명의 다른 주제는 액체 베어링 시스템이며, 액체 베어링 시스템은 처리 화학물질의 농도를 조절하는 장치를 포함하고, 처리 화학물질의 농도를 조절하는 장치는 시간 간격 후에 처리 화학물질의 농도가 변화가능하도록 구성되고, 시간 간격은 액체 베어링 시스템의 처리 화학물질의 드웰 타임에 대응한다.
이러한 액체 베어링 시스템은 처리 화학물질의 양을 제한하는 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 목적은 위에서 기술된 방법 중 임의의 하나의 사용이다.
본 발명의 다른 주제는 분석 유닛을 포함하는 액체 베어링 시스템을 위한 데이터 처리 유닛이며, 분석 유닛은,
-- 드웰 타임 및 그에 따른 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도의 조절을 위한 시간 간격,
-- 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 현재의 농도, 및/또는
경험적인 값에 기초한 근사 값이 분석 유닛에 의해 근사되도록 구성된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 제1 실시예에 따른 액체 베어링 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 제2 실시예에 따른 액체 베어링 시스템의 액체 파이프의 일부를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 제2 실시예에 따른 액체 베어링 시스템의 액체 파이프의 일부를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 블록도를 도시한다.
본 발명은 특정 실시예와 관련하여 그리고 소정 도면을 참고하여 설명하지만, 본 발명은 그것으로 제한되지 않고 청구항에 의해서만 제한된다. 기술된 도면은 단지 개략적인 것이며 비제한적이다. 도면에서, 일부 요소의 크기는 설명을 위해 과장될 수 있고 축적대로 도시되지 않을 수 있다.
단수형 명사를 언급할 때 부정관사 또는 정관사가 사용되는 경우, 이는 그 밖의 어떤 것이 구체적으로 언급되지 않는 한 명사의 복수형을 포함한다.
또한, 상세한 설명 및 청구항의 용어 제1, 제2, 제3 등은 유사한 요소들을 구별하기 위해 사용되며 반드시 순차적인 또는 연대적인 순서를 기술하기 위한 것은 아니다. 이렇게 사용되는 용어는 적절한 상황에서는 상호변경가능하고, 여기서 기술된 본 발명의 실시예는 여기 예시적으로 기술된 것과 다른 순서로 동작할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 1에는, 본 발명에 따른 액체 베어링 시스템(1)이 도시되어 있다. 이러한 액체 베어링 시스템(1)은 일반적으로 액체(4)를 운반 방향(7)을 따라 운반하기 위한 액체 파이프(3)를 포함한다. 바람직하게는, 액체(4)는 적어도 하나의 펌핑 장치(2)에 의해 펌핑된다. 또한, 액체 베어링 시스템(1)은 탱크(101)를 갖는 냉각 타워(100)를 포함한다. 특히, 도 1에 도시된 액체 베어링 시스템(1)은 개방형 재순환 물 시스템이다. 이러한 시스템은 물이 예를 들어 냉각 타워에서 증발하기 때문에 개방된 상태이다. 결과적으로, 예를 들어 증발 또는 블로우다운으로 인해, 바람직하게는 출력부를 통해 액체 베어링 시스템(1)으로부터 제거되는 물의 양을 보상하기 위해서, 바람직하게는 입력부를 통해 액체 베어링 시스템(1)에 담수가 공급된다. 또한, 처리 화학물질을 액체 베어링 시스템(1)에 첨가하는 것은 액체 베어링 시스템(1) 내부의, 특히 액체 파이프(3), 탱크(101) 및/또는 냉각 타워(100)의 내면의 스케일링, 포울링 및/또는 부식을 회피하기 위한 최신 기술이다. 바람직하게는, 액체 베어링 시스템(1)은 담수 공급부(51) 및/또는 처리 화학물질 공급부(52)를 포함하고, 담수 공급부(51)는 액체 베어링 시스템(1)에 공급되는 담수의 양을 조절하고, 처리 화학물질 공급부(52)는 액체 베어링 시스템(1)에 공급되는 처리 화학물질의 양을 조절한다. 액체 베어링 시스템(1)은 사전혼합 챔버(50)를 포함하고, 담수 및 처리 화학물질이 사전혼합 챔버(50) 내에서 혼합되며 후속하여 담수 및 처리 화학물질의 혼합물이 액체 베어링 시스템(1)에 공급되는 것을 또한 생각할 수 있다. 특히, 담수의 양, 처리 화학물질의 양, 또는 특정 혼합비로 혼합된 담수 및 처리 화학물질의 양의 조절은 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도를 결정한다. 또한, 담수 및/또는 처리 화학물질의 액체 베어링 시스템(1)에의 공급은 특정 시간 기간 동안 맥동적인 또는 연속적인 형태로 발생한다. 특히, 처리 화학물질의 불필요한 폐기를 피하고 스케일링, 포울링 및/또는 부식을 동시에 제한하기 위해서 적절한 양의 처리 화학물질을 첨가하는 것이 바람직할 수 있다. 실제로, 매우 많은 파라미터가 스케일링에 영향을 주기 때문에 스케일링을 제한하는데 필요한 적절한 양을 예측하는 것은 어렵다. 예를 들어, 유동 속도, 온도, 압력 같은 각각의 파라미터 또는 수 개의 파라미터의 조합이 스케일링을 초래할 수 있다. 결과적으로, 적절한 양의 처리 화학물질은 거의 예측불가능하다. 본 발명에 따르면, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도를 조절하는 방법이 제공된다. 특히, 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도는 드웰 타임에 대응하는 시간 간격 후에 조절된다. 바람직하게는, 드웰 타임은 액체 베어링 시스템 내부의 물의 증발, 블로우다운 및 재순환 같은 액체 베어링 시스템의 기초 파라미터에 기초한다. 이들 기초 파라미터는 액체 베어링 시스템(1)의 동작의 개시 때부터 알거나 액체 베어링 시스템(1)의 동작 동안의 측정치로부터 아는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어, 드웰 타임(t 1/2)은 이하에 의해 추정된다.
여기서, 
은 액체 베어링 시스템 내부의 액체의 부피에 대응하고, 
은 시간 단위당 액체 베어링 시스템(1)을 떠나는 액체의 유출량에 대응한다. 특히, 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도의 조정은 드웰 타임에 관계되는 시간 간격 후에 결정된다. 바람직하게는, 드웰 타임 및 및 시간 간격은 동일하고 그리고/또는 처리 화학물질의 농도의 조절은 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도가 시간 간격 후에 감소되거나 증가되도록 변화된다. 특히, 처리 화학물질의 농도는 스케일링이 검출되자마자 증가된다. 또한, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도는 스케일링 없음이 검출되는 한 각 시간 간격마다 느리게 증가된다. 또한, 제1 드웰 타임은 제1 포괄적 시간 간격에 대해 설정되고, 제2 드웰 타임은 제2 포괄적 시간 간격에 대해 설정된다.
도 2에는, 본 발명에 따른 액체 베어링 시스템(1)의 파이프(3)의 일부가 도시되어 있다. 바람직하게는, 파이프(3)는 원통형 몸체를 갖고 액체(4)는 운반 방향(7)을 따라 운반된다. 전형적으로, 스케일링(60)이 액체 베어링 시스템(1)의 파이프(3)의 내면에서 그리고 탱크(101)의 내면 또는 액체 베어링 시스템(1)의 다른 구성요소에서 발생한다. 바람직하게는, 스케일을 검출하는 장치(8)는 파이프(3)에 부착된다. 특히, 스케일을 검출하는 장치(8)는 초음파 신호를 방출하는 수단 및 반사된 초음파 신호를 검출하는 수단을 포함한다. 바람직하게는, 초음파 변환기는 방출된 초음파 신호(20)를 방출하고, 후속하여 방출된 초음파 신호(20)는 반사 영역(10)으로부터의 반사에 의해 반사된 초음파 신호(21)로 변환되며 마지막으로 초음파 신호가 검출 수단에 의해 검출된다. 바람직하게는, 반사 영역(10)은 스케일을 검출하는 장치(8)의 반대측에 위치된다. 초음파 신호의 이동 시간에 기초하여, 파이프(42)의 유효 직경을 측정하는 것이 가능하고, 파이프의 유효 직경은 스케일링(60)으로 인해 파이프(42)의 직경에 비해 감소된다. 바람직하게는, 스케일을 검출하는 장치는, 스케일을 검출하는 장치의 영역의 조건이 액체 베어링 시스템의 탱크, 냉각 타워 및/또는 다른 구성요소의 내부의 조건에 대응하는 것을 보장하는 가열기를 포함한다. 결과적으로, 측정치는 전체 액체 베어링 시스템을 나타낸다. 특히, 스케일을 검출하는 장치가 스케일링의 증가 또는 스케일링의 성장을 검출하고, 후속하여 액체 베어링 시스템 내부의 스케일링방지 생성물의 농도가 시간 간격 직후에 증가되는 것을 생각할 수 있다.
도 3에서, 본 발명의 제3 실시예가 블록도로 도시되어 있다. 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 센서 장치(70)가 스케일링, 포울링 또는 부식이 검출되자마자 메모리 장치(71)를 트리거시킨다. 예를 들어, 메모리 장치는 예를 들어 온도, 압력 또는 유동 속도 같은 액체 베어링 시스템을 설명하는 파라미터에 따른 경험적인 값을 저장한다. 예를 들어, 경험적인 값은 스케일링이 발생할 때까지 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도를 감소시키는 시간 간격의 수이다. 이후에 제어 유닛(73)은 액체 베어링 시스템이 동작되어 저장된 경험적인 값에 대해 측정된 동일한 파라미터를 갖자마자 경험적인 값에 기초하여 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도의 감소를 결정한다. 특히, 처리 화학물질의 감소는 경험적인 값에 기초하여 스케일링이 예상되기 전의 최종 시간 간격에서 정지된다. 액체 베어링 시스템(1)이 상이한 파라미터로 동작되고, 상이한 파라미터는 메모리 장치(71)에 저장된 것에 대응하지 않는 것을 또한 생각할 수 있다. 이러한 시나리오에서, 분석 장치(72)가 다음 시간 간격에서 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도의 조절을 결정하기 위해서 두 개의 경험적인 값 사이를 내삽할 수 있거나 메모리 장치(71)에 저장된 경험적인 값을 외삽할 수 있다. 센서 장치가 기초 파라미터를 측정하는 것을 또한 생각할 수 있다. 이러한 기초 파라미터는 액체 베어링 시스템(1)의 파라미터 및/또는 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 예측된, 근사된 또는 계산된 농도와 조합되어 메모리 장치(71)에 저장될 수도 있다. 특히, 처리 화학물질의 농도의 조절은 액체 베어링 시스템의 내부의 처리 화학물질의 예측된, 근사된, 또는 계산된 농도에 기초한다. 드웰 타임이 기초 파라미터에 의해 규정되는 것을 또한 생각할 수 있다. 결과적으로, 시간 간격은 액체 베어링 시스템의 동작 시간 동안 변화될 수 있다.
1
액체 베어링 시스템
2 펌핑 장치
3 액체 파이프
4 액체
5 증발
7 운반 방향
8 퇴적물 검출 장치
10 반사 영역
20 초음파 방출 신호
21 초음파 반사 신호
41 액체 파이프의 직경
42 액체 파이프의 유효 직경
50 액체 베어링 시스템 내부의 농도를 조절하는 장치
51 담수 공급부
52 처리 화학물질 공급부
60 스케일링
70 센서 장치
71 메모리 장치
72 분석 장치
73 제어 유닛
100 냉각 타워
101 탱크
2 펌핑 장치
3 액체 파이프
4 액체
5 증발
7 운반 방향
8 퇴적물 검출 장치
10 반사 영역
20 초음파 방출 신호
21 초음파 반사 신호
41 액체 파이프의 직경
42 액체 파이프의 유효 직경
50 액체 베어링 시스템 내부의 농도를 조절하는 장치
51 담수 공급부
52 처리 화학물질 공급부
60 스케일링
70 센서 장치
71 메모리 장치
72 분석 장치
73 제어 유닛
100 냉각 타워
101 탱크
Claims (15)
- 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도를 조절하는 방법이며, 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 잔류는 드웰 타임에 의해 규정되고 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도는 상기 드웰 타임에 관계되는 시간 간격 후에 조절되는, 방법.
- 제1항에 있어서, 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도는 담수 및/또는 처리 화학물질을 소정 공급 속도로 액체 베어링 시스템(1)에 공급함으로써 조절되는, 방법.
- 제2항에 있어서, 액체 베어링 시스템(1)으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는, 시간 간격 후에 스케일링, 포울링 및/또는 부식이 검출되자마자 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도가 필요한 만큼 증가되도록 변화되고, 처리 화학물질은 가능한 빠르게 투여되는, 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 액체 베어링 시스템(1)으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는 추가적인 시간 간격의 기간 후에 스케일링 없음, 포울링 없음 및/또는 부식 없음이 검출되자마자 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도가 유지되거나 감소되도록 변화되는, 방법.
- 제3항에 있어서, 시간 간격은 드웰 타임에 대응하고 액체 베어링 시스템(1)의 처리 화학물질의 농도는 제1 시간 기간 동안 가능한 많이 증가되고, 제1 시간 기간은 복수의 시간 간격 동안 지속되는, 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 드웰 타임은 적어도 하나의 기초 파라미터에 기초하는, 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 기초 파라미터는 액체 베어링 시스템의 동작 동안 감시되고 후속하여 시간 간격이 변화되는, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 베어링 시스템(1)은 센서 장치(70)를 포함하고, 경험적인 값이 센서 장치(70)에 의해 측정되고 경험적인 값은 액체 베어링 시스템(1)의 적어도 하나의 파라미터와 조합되어 메모리 장치(71)에 저장되고, 액체의 상기 적어도 하나의 파라미터는 측정 순간의 액체 베어링 시스템(1)을 규정하고, 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도는 액체 베어링 시스템(1)이 경험적인 값과 조합되어 저장되는 상기 적어도 하나의 파라미터를 가질 때마다 메모리 장치(71)에 저장된 경험적인 값에 기초하여 조절되는, 방법.
- 제8항에 있어서, 액체 베어링 시스템(1)은 분석 유닛(72)을 포함하고, 근사 값이 저장된 경험적인 값에 기초하여 분석 유닛(72)에 의해 제공되고, 액체 베어링 시스템(1) 내부의 처리 화학물질의 농도는 근사 값에 기초하여 조절되는, 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 초음파 방출 신호(20)를 방출하는 초음파 변환기, 초음파 반사 신호(21)를 검출하는 검출 수단 및/또는 가열 수단을 포함하는 퇴적물을 검출하는 장치(8)에 의해 퇴적물이 측정되는, 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 경험적인 값은 제2 시간 기간 후에 갱신되는, 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 베어링 시스템(1)은 냉각 타워(100)를 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 베어링 시스템은 유입물 및 유출물을 갖는 개방형 재순환 냉각 물 시스템이고, 액체 베어링 시스템(1) 내부의 스케일링방지 화학물질의 농도는 담수 및/또는 스케일링방지 화학물질을 소정 공급 속도로 액체 베어링 시스템(1)에 공급함으로써 조절되고, 스케일링은 초음파 방출 신호(20)를 방출하는 초음파 변환기, 초음파 반사 신호(21)를 검출하는 검출 수단 및/또는 가열 수단을 포함하는, 스케일링을 검출하는 장치에 의해 검출되고,
-- 액체 베어링 시스템(1)으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는, 시간 간격 후에 검출 수단에 의해 스케일링이 검출되자마자 액체 베어링 시스템(1) 내부의 스케일링방지 화학물질의 농도가 증가되도록 변화되고,
-- 액체 베어링 시스템(1)으로의 담수 및/또는 처리 화학물질의 공급 속도는, 추가적인 시간 간격의 기간 후에, 스케일링 없음이 검출되자마자 액체 베어링 시스템(1) 내부의 스케일링방지 화학물질의 농도가 유지되거나 감소되도록 변화되며, 상기 드웰 타임은 유출물 및/또는 유입물의 기초 파라미터에 관계되고, 시간 간격은 특정 수의 시간 간격 후에 갱신되는, 방법. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 처리 화학물질의 사용.
- 처리 화학물질의 농도를 조절하는 장치(50)를 포함하는 액체 베어링 시스템(1)이며, 처리 화학물질의 농도를 조절하는 장치(50)는, 액체 베어링 시스템 내부의 처리 화학물질의 농도가 시간 간격 후에 변화가능하도록 구성되고, 시간 간격은 드웰 타임에 관계되는, 액체 베어링 시스템.
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