TWI654395B - Boiler medicine injection control device and method - Google Patents

Boiler medicine injection control device and method

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TWI654395B
TWI654395B TW104106329A TW104106329A TWI654395B TW I654395 B TWI654395 B TW I654395B TW 104106329 A TW104106329 A TW 104106329A TW 104106329 A TW104106329 A TW 104106329A TW I654395 B TWI654395 B TW I654395B
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日商栗田工業股份有限公司
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Abstract

本發明在提供一種，即使在短期間中流量大幅變動的鍋爐供水設備中，亦可控制注藥量形成如目標值的藥品濃度之注藥裝置及注藥方法。其係以流量計(40)所測定流量成比例地控制注藥泵(37)的吐出量之鍋爐的藥品注入控制裝置，係由流量計(40)所求得之每個預定期間的供水量、由感測器(39)所求得之每個預定期間槽(36)內藥液的減少量算出供水中之平均藥品濃度，並根據預先所設定的供水中目標藥品濃度與所算出之前述平均藥品濃度控制注藥泵(37)使平均藥品濃度包含在目標藥品濃度之範圍內。

Description

鍋爐的藥品注入控制裝置及方法
本發明，係有關於鍋爐之藥品注入控制裝置及方法，特別為適於對以多筒設置之小型貫流式鍋爐的供水管注入藥液的藥品注入控制裝置及方法。
小型貫流式鍋爐的供水泵，通常之情形，係以在設定之鍋爐水位下限值以下時開始起動，在達到設定之鍋爐水位上限值時停止而進行控制。因此，該供水泵，係視鍋爐的燃燒狀態不定期地操作、改變流量。在以複數設置之小型貫流式鍋爐作業時，由於各鍋爐之供水泵係不定期地操作或改變流量，會使其供水主管的供水流量有大的變動。
小型貫流式鍋爐藥液注入的控制，一般之情形可以微電腦控制、及根據供水泵的ON/OFF信號控制、或者以流量計的脈衝信號及類比信號控制。
在微電腦控制方面，係對應鍋爐的燃燒狀態及燃燒時間之量判斷供應鍋爐之供水，再對應此而決定注藥泵的操作時間。該微電腦控制中，注藥泵並不一定與供 水泵的操作連動，亦有在供水泵未作用時起動注藥泵、相反地在供水泵作用時注藥泵又未操作的情形。因此，微電腦控制中，供水中之藥品濃度易於大幅變動。
以ON/OFF信號控制注藥泵的方法方面，由 於在供水泵操作時注藥泵才會操作，因此使供水中藥品濃度之變動較微電腦控制為小。然而，由於供水流量在供水泵起動後即刻及起動終止時會稍為減少，因此在起動後即刻及起動終止時會使注藥量增多。
以供水流量計的脈衝信號或類比信號控制注 藥泵的方法方面，由於係以供水流量成比例地決定注藥泵的行程數，因此可使供水中的藥品濃度接近目標濃度。然而，單以供水流量計的脈衝信號或類比信號控制注藥泵供水，在供水泵或注藥泵的功率(power)降低的情形時會使實際注藥量與目標注藥量之誤差加大。在供水中的藥品濃度較目標濃度為低時，將會有在進入鍋爐筒內之前設備(供水配管或節熱器等)中防銹劑的效果不足、脫氧劑之脫氧效果減低等問題。相反地，在藥品添加過量時，又不符合經濟。
校正注藥量的方法方面，在專利特許4390473 (專利特開2004-321860)中，係揭示以設置於注藥配管的流量計檢出注藥量，再以該值即時運算，並加以校正的方法。然而，由於該方法，係在流量變化小時由流量的測定值控制注藥泵流量的回饋控制，在如以多筒設置之小型貫流式鍋爐的供水設備之情形在流量大幅變動的設備中， 會有由於流量計檢出之時間點與運算/控制之時間點等，使控制信號大幅變動，而難以保持正確的注藥量之問題。
低壓鍋爐多會注入一劑或二劑組合多種具水 處理效果之化合物的多機能清筒劑，而由於排液回收或原水水質之變動會使供水水質或供水溫度變動，且使鹼助劑量、脫氧劑量、防銹劑量、分散劑量等之必要量的平衡變動，因此使特定成分不足或過量。
防銹成分，有對供水管理添加濃度的方法、 及以鍋爐水中濃度管理的方法。前者的方法，係不論是否有排液回收均加以注藥以保持供水中濃度一定。後者的方法，在使用在鍋爐水的電導率達到設定上限值時排出進水，在設定下限值時停止排出進水，以管理濃縮度之鍋爐時，由於排液回收率及供水水質之變動會有改變供水電導率及改變濃縮度的情形，即使以供水流量成比例地進行注藥，亦無法管理鍋爐水中之藥劑濃度一定。
由於如前述之對供水無法維持注藥濃度的問 題、及由於鍋爐的操作條件使必要的注藥濃度變動的問題綜合地作用，使保持最適之鍋爐水處理並不容易。在藥品濃度較目標值為低時，會有防銹劑的效果不足而使腐蝕進行、脫氧劑的脫氧效果降低使蒸氣中進入大量的氧而發生凝水配管腐蝕等，使水處理的效果不足。另一方面，在添加藥品過量時，則會使鍋爐水中的電導率過度昇高，而有發生殘留、增加藥品成本的情形。
由於排液回收或原水水質之變動，因此注藥 目標值，亦即變更注藥泵吐出量的方法方面，可舉如專利特開2010-159965之視供水中二氧化碳的濃度決定pH調節劑的注藥泵之操作時間的方法、及如專利特開平10-82503對應供水溫度決定注藥泵之操作時間的方法等，但此均無法對應如先前所述之由於注藥泵或供水泵的功率減低等而使吐出量變化。
在注藥濃度為一定之情形時記錄藥品減少量 及供水流量積算值，即可以手動確定期間平均之注藥濃度，而在對應排液回收或原水水質之變動而變更注藥泵的吐出條件之情形時，則非確定該時間的藥品減少量及供水流量積算值不可。以一直掌握程序中的蒸氣使用狀況、氣象、氣溫等左右排液回收或原水水質的變動，變更注藥泵的吐出條件並不實際，亦無法確定是否可如目標管理注藥濃度。
[先前技術文獻] 專利文獻
專利文獻1：專利特許4390473號
專利文獻2：專利特開2010-159965
專利文獻3：專利特開平10-82503
本發明之目的，係在提供短期間中流量大幅 變動的鍋爐供水設備中，可控制注藥量為如目標值的藥品濃度之鍋爐藥品注入控制裝置及注藥方法。
第1發明之鍋爐藥品注入控制裝置，係鍋爐藥品注入控制裝置，其中具備：經由具備供水泵之供水配管由供水槽供應鍋爐供水用之供水管、測定流動在前述供水配管的供水流量之供水流量測定手段、將儲存於藥品槽的含鍋爐水處理藥品液(以下，稱為藥液。)注入前述供水管用之注藥泵、測量儲存於前述藥品槽內的藥液量之藥液量測量手段、及與前述供水流量測定手段所測定流量成比例地控制前述注藥泵吐出量之控制手段，且其特徵為：前述控制手段，是由前述供水流量測定手段所求出的每個預定期間之供水量、及前述藥液量測量手段所求出的該每個預定期間槽內藥液的減少量算出供水中之平均藥品濃度，並根據預先設定的供水中之目標藥品濃度與所算出的前述平均藥品濃度控制前述注藥泵，使平均藥品濃度包含在目標藥品濃度之範圍內。
前述藥液量測量手段方面，以檢出來自於藥 品槽中藥液的壓力之壓力感測器、檢出藥品槽中藥液的水位高度之水位計(電極式、超音波式或光檢出式)或檢出藥品槽中的藥液重量之重量計的任一種為佳。
前述控制手段，以控制注藥泵對應前述供水 流量測定手段之測定流量乘以比例係數所得到之目標吐出量，並根據前述預先設定之供水中目標藥品濃度與所算出的前述平均藥品濃度之差校正該比例係數為佳。
第1發明中，係設置複數個前述鍋爐，且前 述供水管，含連接前述供水槽的供水主管、及由該供水主管分支的複數之供水分管，而各供水分管連接在各鍋爐，該供水分管再各設置供水泵，以由前述注藥泵，在該供水主管中注藥為佳。
第2發明之鍋爐的藥品注入控制方法，係以 鍋爐之藥品注入控制裝置控制注藥之方法，其中具備：經由具備供水泵之供水配管由供水槽供應鍋爐供水之用之供水管、測定在前述供水配管流動的供水流量之供水流量測定手段及將儲存於藥品槽的藥液注入前述供水管之用之注藥泵、測量儲存於前述藥品槽內的藥液量之藥液量測量手段、及以前述供水流量測定手段之測定流量成比例控制前述注藥泵吐出量之控制手段，且其特徵為：前述控制手段，是由前述供水流量測定手段所求出的每個預定期間之供水量、與前述藥液量測量手段所求出該每個預定期間槽內藥液的減少量算出供水中之平均藥品濃度，並根據與預先所設定的供水中目標藥品濃度所算出之前述平均藥品濃度控制前述注藥泵，使平均藥品濃度包含在目標藥品濃度之範圍內。
第3發明之藥品注入控制裝置，其中具備 有：由供水槽供應鍋爐供水之用之供水管、測定在前述供 水管流動的供水流量之供水流量測定手段、將儲存於藥品槽的含鍋爐水處理藥品之藥液注入前述供水管或供水槽的注藥泵、測量儲存於前述藥品槽內的藥液量之藥液量測量手段、及以前述供水流量測定手段所測定的供水流量成比例地控制前述注藥泵的吐出量之控制手段，其特徵為：前述控制手段，在每個第1預定期間變更目標注藥量，由前述供水流量測定手段所測定之該每個第1預定期間的供水流量、及該第1預定期間的目標注藥量求出各該第1預定期間的藥液使用量，由前述藥液量測量手段的測量結果，求出較前述第1預定期間為長的第2預定期間中藥品槽內之藥液減少量，再積算對應前述第2預定期間內複數之第1預定期間的前述藥液使用量，求出該第2預定期間中藥液減少推定量，再以前述藥品槽內之藥液減少量與前述藥液減少推定量比較，根據比較結果控制前述注藥泵。
第3發明中，前述之藥液量測量手段，為檢 出前述藥品槽中藥液的壓力之壓力感測器、檢出前述藥品槽中藥品水位高度之水位計、或檢出前述藥品槽中藥品重量之重量計的任一種。
第3發明中，前述之控制手段，以控制前述 注藥泵而對應前述供水流量測定手段所測定的供水流量乘以比例係數所得之目標吐出量，以前述藥品槽內藥液減少量與前述藥液減少推定量之差，校正前述比例係數為佳。
第3發明中，係設置複數個前述鍋爐，且前 述供水管，具有連接前述供水槽的供水主管、及由該供水 主管分支的複數之供水分管，而各供水分管連接在各鍋爐，且在該供水分管中分別設置供水泵，由前述注藥泵，在前述供水主管或供水槽中注藥。
第3發明中，係在前述供水管中設置檢出供 水溫度或水質的感測器，而前述控制手段，可根據前述感測器的檢出結果變更前述目標注藥量。
第3發明中，係在前述供水槽中設置供應補 給水之補給水管及在前述供水管中檢出各溫度或水質之感測器，且前述控制手段，為由各感測器之檢出結果算出排液回收率，再根據該排液回收率變更前述目標注藥量。
第3發明中，係在供應前述供水槽補給水的 補給管中設置流量計，且前述控制手段，為由前述流量計之流量測定值的積算值、及前述供水流量測定手段的流量測定值之積算值運算排液回收率，再根據該排液回收率變更前述目標注藥量。
第3發明中，係在前述供水管中設置第1電 導率計，前述鍋爐，內設第2電導率計，而在該第2電導率計測定值在預定值以下時關閉連續進水管的電磁閥，在該測定值在預定值以上時開啟該電磁閥，且前述控制手段，為由該第1電導率計的測定值及該第2電導率計的測定值算出該鍋爐的濃縮度，再根據該濃縮度變更前述目標注藥量。
第3發明中，前述鍋爐係內設電導率計，且 前述控制手段，為在該電導率計的測定值為預定值以上 時，降低前述目標注藥量至該測定值未達該預定值為止。
第3發明中，係各設置複數之前述藥品槽、 前述注藥泵、及前述藥液量測量手段，且前述控制手段，可各別控制各注藥泵。
第4發明之鍋爐的藥品注入控制方法，係在 由供水槽供應鍋爐供水之用之供水管或供水槽中，控制注入儲存於藥品槽的含鍋爐水處理藥品之藥液的注藥泵之藥品注入控制方法，並包含：測定前述供水管流動的供水流量之工程；以所測定的供水流量成比例地控制前述注藥泵的吐出量之工程；在每個第1預定期間變更目標注藥量之工程；由每個前述第1預定期間之供水流量、及該第1預定期間之目標注藥量求出在該每個第1預定期間之藥液使用量之工程；測定在較前述第1預定期間為長之第2預定期間藥品槽內之藥液減少量之工程；積算在前述第2預定期間內對應複數第1預定期間的前述藥液使用量，求出該第2預定期間之藥液減少推定量之工程；以前述藥品槽內的藥液減少量與前述藥液減少推定量比較，並依據比較結果控制前述注藥泵之工程。
第1、第2發明中，基本上，係根據供水流量測定值成比例地控制注藥泵。而且，係以預定期間亦即經過預定時間的時間點或供水流量的積算值達預定之值之時間點運算該期間供水中的平均藥品濃度。該平均藥品濃 度，係由藥品槽內藥液之減少量及供水流量積算值求出。
之後判斷所運算之藥品濃度是否包含於預先 設定之目標濃度範圍，在範圍外時再校正注藥量以符合目標值。例如，可以由供水流量計的輸出信號乘以比例係數之後注藥泵再輸入信號控制注藥量。
如此經由供水流量即時成比例地控制注藥 泵、及確定預定期間中實際之平均藥品濃度而經由注藥泵微調整注藥量之回饋控制組合，即使如設置多筒小型貫流式鍋爐的供水配管在短期間中流量大幅變動的系統中亦可安定地維持供水中的藥品濃度在目標範圍內。本發明中，即使在注藥泵或供水泵之功率下降等原因使注藥量不符目標值之情形，亦可加以自動校正而可如目標值進行注藥。 如此，可充分發揮水處理藥品之效果而維護鍋爐場，達成鍋垢防止及進水的適當管理而可節能作業。同時，亦可防止因注藥量過量使進水量增加及藥品費用增加而不符經濟。
在第3、第4發明中，以即時成比例地由供水 流量控制注藥泵、及根據注藥目標濃度及供水量積算值所求出之藥液減少量目標範圍與預定期間中藥品槽內藥品減少量比較的結果經由注藥泵校正注藥量之回饋控制組合，即使在短期間中流量大幅變動的系統中，亦可安定地維持供水中的藥品濃度在目標範圍內。如此，可充分發揮水處理藥品之效果而維護鍋爐場，達成鍋垢防止及進水的適當管理，而可節能作業。同時，亦可防止因注藥量過量使進 水量增加及藥品費用增加。
1‧‧‧供水槽
2‧‧‧供水主管
3‧‧‧供水分管
4‧‧‧供水泵
5‧‧‧鍋爐
6‧‧‧藥品槽
7‧‧‧注藥泵
8‧‧‧注藥噴口
9‧‧‧藥液量感測器
10‧‧‧流量計
12‧‧‧控制器
13‧‧‧輸入手段
14‧‧‧排液槽
15‧‧‧排液管
16‧‧‧補給水管
17‧‧‧溫度感測器
18‧‧‧熱交換器
19‧‧‧溶氧計
20‧‧‧資料記錄器
21‧‧‧pH計
22‧‧‧流量計
23‧‧‧供水流量計
24‧‧‧排水流量計
31‧‧‧供水槽
32‧‧‧供水槽
33‧‧‧供水分管
34‧‧‧供水泵
35‧‧‧鍋爐
36‧‧‧藥品槽
37‧‧‧注藥泵
38‧‧‧注藥噴口
39‧‧‧藥液量感測器
40‧‧‧流量計
40A‧‧‧配管口徑
42‧‧‧控制器
43‧‧‧輸入手段
[第1圖]所示係第1及第2發明之實施形態中鍋爐之藥品注入控制裝置的方塊圖。
[第2圖]第2a圖及第2b圖所示係實驗結果之曲線圖。
[第3圖]所示係實驗結果之曲線圖。
[第4圖]所示係實驗結果之曲線圖。
[第5圖]所示係實驗結果之曲線圖。
[第6圖]所示係實驗結果之曲線圖。
[第7圖]係第3及第4發明之實施形態中鍋爐供水設備的方塊圖。
[第8圖]係變形例中鍋爐供水設備的方塊圖。
[第9圖]所示係實施例2-1中供水中飽和溶氧濃度之曲線圖。
[第10圖]所示係實施例2-1中蒸氣凝結水中溶氧濃度之曲線圖。
[第11圖]所示係比較例2-1中蒸氣凝結水中溶氧濃度之曲線圖。
[第12圖]係實施例2-2中所使用之鍋爐供水設備的方塊圖。
[第13圖]所示係實施例2-2中蒸氣凝結水pH之曲 線圖。
[第14圖]所示係比較例2-2中蒸氣凝結水pH之曲線圖。
[第15圖]所示係比較例2-3中蒸氣凝結水pH之曲線圖。
[第16圖]第16a圖所示係實施例2-3中注藥量之曲線圖，第16b圖所示係藥品減少量之曲線圖。
[發明之實施形態] [第1及第2發明之實施形態]
以下再參考第1圖對本發明之第1及第2發明之實施形態加以說明。第1圖係實施形態中具有鍋爐之藥品注入控制裝置的鍋爐供水設備之方塊圖，供水槽31內之供水係經由供水槽32、該供水槽32分支之複數之供水分管33、及設置在各供水分管33的供水泵34供應各鍋爐35。藥品槽36內之藥液即含藥品溶液(如水溶液)，係經由注藥泵37及注藥噴口38注入供水槽32。
藥品槽36中並設置用以測量藥液量之藥液量感測器39。在供水槽32中再設置超音波流量計等流量計40、及溫度感測器(省略圖示)，而將此些檢出之信號輸入控制器42。在控制器42中，並連接有用以輸入供水中之目標藥品濃度等的觸控面板、鍵盤等輸入手段43。
本發明，適於以多筒設置之小型貫流式鍋爐 的供水設備之藥品注入控制裝置，除小型貫流式鍋爐的供水設備以外，亦適於短期間中流量大幅變動的鍋爐供水設備。
供水泵34，可視鍋爐35之水位經由ON/OFF 控制作業，亦可以換流器控制(inverter control)作業，控制方式並無特別之限定。
藥品注入處，在以多筒設置之小型貫流式鍋 爐之情形以供水槽31或供水槽32較佳。此乃由於在至供水進入個別鍋爐為止盡可能保持距離可更均一地添加藥品。經由供水槽32注藥，可迅速地控制供水中的藥品濃度。在注藥泵37之吐出側，又以設置對應所連接之供水泵或供水配管的壓力之止回閥為佳。
所使用的藥品係使用液體品或將粉體溶解成液體者。其他條件(pH、比重等)則不須特別說明。
藥品槽36，以由上方至下方水平截面積均一者為佳。而為增加藥液減量檢出值之解析度，藥品槽36方面，在使用上無問題之範圍下盡可能以選擇容量及水平截面積小者為佳。
藥品槽36，又以具有預備在不可能以注藥控制裝置控制的緊急事態的鳴警機能為佳。緊急事態之例，應該有如：由於藥品槽36及注藥泵37漏液等原因而發生多次無法在注藥目標範圍之情形、及藥液完了之情形、信號線斷線等。同時，由於藥液之減量係由藥液量感測器 39所監視，因此亦以預先具有在事前在某水位以下之情形時可經過控制器42及通信裝置連絡作業者之機能為佳。
在藥品槽36中追加藥液而使藥品槽36之藥 液量感測器39檢出值急速上昇時，藉由自動重設運算注藥量之供水流量及藥液減少量之積算值，亦可使注藥量正確地進行運算。
用以測定藥品槽36之藥液量的感測器39可 使用如壓力感測器。壓力感測器係用以偵測藥液由感測器位置至水面之水落差壓力者，因此以水平方向設置在藥品槽36最下方側面所開之孔為佳。並以壓力感測器所偵測的水位、及預先求出的藥品槽36之水平截面積相乘，求出藥品槽36內之藥液量。因此，壓力感測器，係使用可測定之壓力範圍係較藥品槽36的最高水位之水壓為大者。而且，壓力感測器，亦使用對藥液具有耐受性者。同時，壓力範圍的上限值在較藥品槽之最高水位的過量水壓為大時將使藥液減少量之解析度提高，因此以不選擇過量的壓力範圍大者為佳。
流量計40以任何瞬間流量及積算流量均可以信號輸出者為佳，但只有瞬間流量可以信號輸出時亦可。該情形時可由運算區累積瞬間值而算出積算流量。
控制器42，係使用具有由流量計40的流量信號成比例地控制注藥泵37吐出流量之機能者。控制器42之運算手段方面可使用商品之PLC(程式邏輯控制器 (programmable logic controller))等。輸入單元及輸出單元方面，盡可能以解析度小、運算速度快者為佳。
以下，再對該控制器42的注藥控制方法之一例加以說明。
該注藥控制方法，基本上，係根據供水流量計40的輸出信號成比例地控制注藥泵37。具體地，係對供水流量計40的檢出流量信號乘以比例係數得到注藥量信號，將該注藥量信號提供注藥泵37的驅動回路，以進行注藥。
然後，在經過預定期間之時間點，亦即在經過預定時間之時間點或供水流量的積算值達預定的積算流量值之時間點，再運算在該預定期間供水中之平均藥品濃度。該預定時間或預定的積算流量值，以根據其間藥品槽內減少量部分的水位差為50mm以上之條件決定為佳。
該平均藥品濃度，可由預先輸入的藥品之比重及藥品槽36內藥液的減少量與流量計40的供水流量之積算值求得。在藥品槽36內之藥液的減少量，係藥液量感測器39而為水位偵測方式之情形時，可以所檢出的水位差乘以藥品槽36的水平截面積求得。
之後判斷運算所求得的實際在供水中之平均藥品濃度是否包含在預先所設定之目標濃度的範圍，在係在範圍外之情形時則以前述比例係數校正以合乎目標濃度，並以該校正之比例係數乘以供水流量信號所得之注藥量信號輸入注藥泵的驅動回路校正注藥量。例如，在平均 藥品濃度低於目標範圍時即提高比例係數，而在平均藥品濃度高於目標範圍時則降低比例係數。
例如，在實際的供水中之平均藥品濃度較目標範圍的下限值為低時，對應下限值與實際的平均藥品濃度之差可以前述比例係數乘校正係數提高比例係數加以校正。相反地，在實際的供水中之平均藥品濃度較目標範圍的上限值為高時，對應上限值與實際的平均藥品濃度之差可以前述比例係數乘校正係數減小比例係數加以校正。同時，替代校正比例係數，亦可校正乘比例係數後之注藥量信號。
如此藉由以注藥泵37之吐出量即時成比例地控制流量計40之檢出供水流量、及以確定預定期間的平均藥品濃度微調往注藥泵37的信號值之回饋控制組合，即使在短期間中流量大幅變動的多筒設置之小型貫流式鍋爐的供水配管系統中亦可安定地維持供水中之藥品濃度。
[實施例]
以下，再對第1及第2發明之實施例及比較例加以說明。該實施例及比較例中，藥液方面係以pH調節劑之氫氧化鉀(5%藥品)、脫氧劑之肼一水和物(20%藥品)、及防垢劑之分子量4000的聚丙烯酸溶解後使用。
[實施例1-1]
在以小型貫流式鍋爐(Samsung公司製造之NBO-500N)4臺設置成如第1圖所示之設備的供水槽32中以本發明之方法控制供水中之目標藥品濃度為100mg/L進行注藥。同時，為確定注藥控制機能可正確地操作在作業開始時先預先設定泵行程數使藥品濃度為50mg/L，開始作業1小時後再藉由藥品濃度運算之回饋控制加以校正，使藥品濃度為100mg/L。注入點為自供水槽出口500mm之處。並以相對配管口徑40A為內徑6mm、外徑8mm之SUS製噴口38插入至供水槽32之中央，進行注藥。
藥品槽36係使用Dailite公司之Dailite Tank(N型)50L。槽下方並進行加工裝入壓力感測器。
控制器42方面係使用Eakins公司製造之KV-1000，輸入單元方面為KV-40DA，輸出單元方面為KV-40AD。注藥泵37方面係使用Iwaki公司製造之EHN-B11VC1YN，供水流量計40方面為東京計裝公司製造之Clamp-on式超音波流量計UL330，藥液量感測器(壓力感測器)方面為Sensez公司製造之HT1-020KP-02-V。
供水流量計40之積算流量係以1脈衝/0.1L的脈衝信號求出，瞬間流量為0至3500L/h係以4至20mA類比信號所求出。壓力感測器檢出壓力0至20kPa係以4至20mA輸入運算裝置。注藥泵37為0至38mL/min係以4至20mA再控制每1分鐘之行程數調整注入量。
鍋爐係以高燃燒固定作業。供水量每1臺鍋 爐為400L/h，供水泵34功率為1350L/h。供水槽31內溫度維持在35℃。供水溶氧濃度為7.0mg/L。
作業開始時之比例係數(注藥泵類比數值/供 水流量類比數值)係設定為7.6%使供水中之藥品濃度為50mg/L。
供水中之藥品濃度係以目標值100mg/L，以1小時後為該濃度使供水流量計40之類比信號值乘以比例係數及校正係數並輸送注藥量之控制信號至注藥泵37的驅動回路。並設定藥品濃度之目標下限值為90mg/L、目標上限值為110mg/L，運算預定期間為每1小時的注藥量，在該結果不包含在目標藥品濃度的範圍內(90至110mg/L)時，再校正供水流量計40之類比信號值所乘之比例係數。具體地，在80mg/L時係以目標值100mg/L由80mg/L所除之值1.25乘以現在之比例係數，在120mg/L時係以目標值100mg/L以120mg/L所除之值0.83乘以現在之比例係數。並以供水流量計之類比信號值乘以該校正之信號轉換率的注藥量信號輸送至注藥泵37的驅動回路。
小型貫流式鍋爐35的個別供水配管3中並設置電導率計連續經時測定電導率。其結果如第2a圖所示。首先，在鍋爐的部分之蒸氣經由分支的熱交換器冷卻為40℃之凝結水後，再連續在設置試驗片(SPCC，經過#400研磨、完成蝕刻處理)的合成樹脂製管柱中通水24h，並在根據浸漬前後試驗片的重量差算出腐蝕速度。通過合成樹脂製管柱的凝結水再經過熱交換器冷卻為25 ℃並連續監測溶氧濃度。24h的凝結水之溶氧濃度平均值及試驗片腐蝕速度的測定結果如表1所示。
[比較例1-1]
除不進行注藥量之校正以外係在如實施例1-1同樣之條件下進行作業。電導率的經時變化如第2b圖所示。再者，凝結水的溶氧濃度及試驗片腐蝕速度的測定結果如表1所示。
[比較例1-2]
係在實施例1-1中，注藥控制係以鍋爐之微電腦控制機能進行控制。該情形，以蒸氣產生能力在高燃燒狀態為500L/h、在低燃燒狀態為250L/h，由各燃燒狀態的操作時間算出預定時間後之必須供水量即可決定注藥泵的操作時間。此次之情形係以高燃燒固定狀態操作，而推定有500L/h之蒸氣產生能力，因此以操作時間3.6分鐘、30L供水進水之時間點設定操作注藥泵3秒。
注藥泵係在每鍋爐中裝置TACMINA公司製造 之定量泵PZD-30-VTCET-BWJ。以外與實施例1-1為相同之條件。電導率之經時變化如第3圖所示。再者，凝結水的溶氧濃度及試驗片腐蝕速度的測定結果如表1所示。
[比較例1-3]
係在實施例1-1中，以注藥控制連接至供水泵34的 ON/OFF之方式進行注藥泵37的ON/OFF。供水泵34方面係在每個鍋爐中裝置TACMINA公司製造之定量泵PZD-30-VTCET-BWJ。為使注藥量為100mg/L，再設定為行程長50%、行程數6%。其他以外與實施例1-1為相同條件。電導率之經時變化如第4圖所示。再者，凝結水的溶氧濃度及試驗片腐蝕速度的測定結果如表1所示。
[結論]
如第2至4圖所示，以本發明之方法進行控制，即使最初設定不符合目標值在1小時後亦可修正為目標值，因此由藥品所產生之電導率一定，而未進行校正之比較例1-1至1-3仍為低值，以供水泵ON/OFF控制及微電腦控制電導率之變動仍大。電導率係與供水中之藥品濃度成比例，因此可知以本發明之方法進行控制，即使對配管內流體流量在短時間中大幅變動的流體，亦可均一地注入水處理藥品。
而且，如表1所示，由於以本發明之方法控 制可均一地如目標值注入注藥量，使脫氧劑的效果可充分作用，因此較其他注藥控制方法可抑低溶氧濃度的平均值，結果可較其他注藥控制方法減低試驗片的腐蝕速度。
[實施例1-2、1-3]
為確定在注藥泵或供水泵的功率降低時注藥量的自動校正機能可以作用，再於實施例1-1之條件中以使注藥泵行程長由100%變更為50%的條件(實施例1-2)及使供水泵出口開關開啟減半之條件(實施例1-3)中以本發明的方法實施注藥。結果如第5、6圖及表2、3所示。
[結論]
在實施例1-2中，如第5圖及表2所示，可知在注藥泵行程長減半後之時刻，由於注藥量減半亦會降低電導率，而經由在注藥量確定之定時(3)及(4)在注藥量校正定時時校正注藥泵脈衝數，可使電導率回復為原先之值。
而且，如第6圖、表3所示，可知在使供水泵開關開啟減半之實施例1-3的情形，在使注藥量加倍時由於藥品亦提高所產生之電導率，而在注藥量確定之定時(3)及(4)在注藥量校正定時時校正注藥泵脈衝數，可使電導率回復為原先之值。
如以上之情形，藉由使用本發明的方法進行注藥控制，在配管內之流體流量在短時間中大幅變動的鍋爐供水設備中，即使由於注藥泵或供水泵的功率降低等原因有注藥量不合目標值之情形，亦可進行自動校正而如目 標值進行注藥。
[第3及第4發明之實施形態]
以下，再參照第7圖對第3及第4發明之實施形態加以說明。第7圖係實施形態中具備鍋爐之藥品注入控制裝置的鍋爐供水設備之方塊圖，供水槽1內之供水，係經由供水主管2、由供水主管2分支的複數供水分管3、及設置在各供水分管3的供水泵4供應各鍋爐5。在藥品槽6中儲存含鍋爐水處理藥品之藥液，該藥液再經由注藥泵7及注藥噴口8注入供水主管2。
在藥品槽6中並設置測量藥液量之用的藥液 量感測器9。在供水主管2中則設置超音波流量計等流量計10、溫度感測器17，再將其檢出信號輸入控制器12。 控制器12中，並連接輸入供水中之目標藥品濃度等之用的觸控面板、鍵盤等輸入手段13。
本實施形態之藥品注入控制裝置，適於以多 筒設置之小型貫流式鍋爐的供水設備為藥品注入控制裝置，而除小型貫流式鍋爐的供水設備以外，亦適於短期間中流量大幅變動的鍋爐供水設備。
供水泵4，可依據鍋爐5之水位以開/關控制 作業，亦可以換流器控制作業，而控制方式並無特別之限定。
注藥噴口8的藥品注入處，在以多筒設置之 小型貫流式鍋爐以在供水槽1或供水主管2為佳。此又以 至供水進入個別鍋爐為止盡可能保持距離，可更均一地添加藥品。經由自供水主管2注藥，可迅速地控制供水中的藥品濃度。在注藥泵7之吐出側，又以設置對應所連接之供水泵1或供水主管2的壓力之止回閥為佳。
所使用的藥品係使用液體品或以粉體溶解為液體者。其他的條件(pH、比重等)並不須特別說明。
藥品槽6，以水平截面積由上方至下方均為均一之圓柱狀或角柱狀為佳。為以良好之精密度依據藥液量感測器9檢出藥品槽6內的藥液量，藥品槽6方面，在使用上無問題之範圍下，盡可能以使用容量及水平截面積小者為佳。
藥品槽6，又以具備預備緊急事態的鳴警機能為佳。緊急事態之例，應該有如：由於藥品槽6及注藥泵7之漏液等原因而多次發生無法在注藥目標範圍之情形、藥品槽6中藥液完了之情形、及信號線斷線等。由於藥品槽6內藥液之減量係由藥液量感測器9所監視，因此又以具備在預定水位以下之情形時，可經過控制器12及通信裝置(未圖示)通知作業者之機能為佳。
在藥品槽6中追加藥液使藥液量感測器9檢出值急速上昇時，自動重設注藥量運算之供水流量及藥液減少量的積算值，可使注藥量正確地進行運算。
用以測定藥品槽6之藥液量的藥液量感測器9方面，可使用如壓力感測器。壓力感測器，係用以偵測藥液由感測器位置至水面之水落差壓力者，因此以水平方向 設置在藥品槽6最下方側面所開之孔為佳。並以壓力感測器所偵測的水位、及預先求出的藥品槽6之水平截面積相乘，求出藥品槽6內之藥液量。因此，壓力感測器，係使用可測定之壓力範圍較藥品槽6的最高水位之水壓為大者。而且，壓力感測器，亦使用對藥液具有耐性者。同時，由於壓力範圍的上限值在較藥品槽6之最高水位的過量水壓為大時，將提高藥液量之檢出解析度，而降低藥品槽6內藥液量變化之檢出精密度，因此壓力感測器方面，比較為過量之壓力範圍大者，以壓力範圍之上限值較藥品槽6的最高水位的水壓稍大者較佳。
藥液量感測器9，可使用檢出藥品槽6中藥液 水位高度的水位計、及檢出藥品槽6中藥液重量的重量計。
流量計10，以可以瞬間流量及積算流量而輸 出信號者為佳，只可以瞬間流量輸出信號亦可。在流量計10只可以瞬間流量輸出時，亦可由控制器12之運算區累積瞬間流量算出積算流量。而且，在流量計10只可以積算流量輸出時，亦可以在運算區換算短間隔間之積算值為平均流量對應，由於由供水開始至進行注藥會發生時間延遲，因此流量計10以可以瞬間流量輸出信號者為佳。
控制器12，可以來自於流量計10的流量信號 成比例地控制注藥泵7之吐出流量。控制器12的運算手段方面可使用PLC(程式邏輯控制器)等。控制器12的輸入單元及輸出單元，以解析度小、運算速度快者為佳。
以下，再對經由控制器12的注藥控制方法之 一例加以說明。
控制器12，基本上，係根據流量計10的輸出 信號成比例地控制注藥泵7。具體地，控制器12，係對流量計10的檢出流量信號乘以比例係數成為注藥量信號，再將該注藥量信號提供注藥泵7的驅動回路，以進行注藥。
然後，再決定每第1預定期間目標注藥量(目標注藥濃度)，並以第n次之目標注藥量/第(n-1)次之目標注藥量的比例變更泵功率(%)。目標注藥量，係由供水之溫度及水質、排液回收率、鍋爐5的濃縮度等所決定。目標注藥量的決定方法將再後述。而決定目標注藥量的第1預定期間，係對應排液回收或原水供水水質之變動而決定。目標注藥量以決定每1分鐘至1日為佳，決定每10分鐘至60分鐘更佳。並且，控制器12，再對各第1預定期間，由目標注藥濃度、及其間的供水流量(積算流量)算出藥品使用量，換言之即藥品槽6內的藥品減少量。
同時，控制器12，並在經過較第1預定期間為長之第2預定期間之時間點，例如在經過預定時間之時間點或供水流量的積算值達到預定之積算流量值之時間點時，算出在該第2預定期間的藥品減少推定量。該藥品減少推定量，係包含在第2預定期間的複數第1預定期間中的藥品使用量之積算值。對應第2預定期間的預定時間或 預定的積算流量值方面，係以其間藥品槽6內藥液減少量部分的水位差為50mm以上之條件決定為佳。在為50mm以下時，相對於第2預定期間的藥品減少量會提高藥液量感測器9方面每1解析力之藥液減少量的比例，因此提高與實際注藥量的誤差。
例如，在期間T1、T2、…、Tn之目標注藥 量為CF1、CF2、…、CFn，供水流量(期間內之積算流量)為FV1、FV2、…、FVn時，藥品使用量CD1、CD2、…、CDn可如下表示。
期間T1：CD1=CF1×FV1
期間T2：CD2=CF2×FV2
‧‧‧‧
期間Tn：CDn=CFn×FVn
期間T1、T2、…、Tn相當於各第1預定期間，T1至Tn之總計期間相當於第2預定期間。藥品減少推定量SV，係以SV=CD1+CD2+、…、+CDn求出。
控制器12，對藥液量感測器9所求出的在第2預定期間實際在藥品槽6內之藥品減少量，是否與在第2預定期間內的藥品使用量所積算的藥品減少推定量一致，可具體地判斷是否包含在含容許誤差之目標範圍內，當在範圍外時，再以比例係數校正以符合目標值。之後，控制器12，再經由供水流量信號，乘以校正之比例係數所產生之注藥量信號，輸入注藥泵7的驅動回路校正注藥量。例如，控制器12，在藥液量感測器9所求出之藥品減少量高於目標範圍時提高比例係數，而在藥品減少量低 於目標範圍時則降低比例係數。
例如，在使用藥液量感測器9所求出之藥品 減少量，較藥品減少推定量之目標誤差範圍的下限值為低時，則對應藥品減少推定量與以藥液量感測器9所求出之實際的藥品減少量之差以校正係數乘以比例係數使比例係數加大加以校正。相反地，在實際的藥品減少量較藥品減少推定量之目標誤差範圍的上限值為高時，則對應藥品減少推定量與實際的藥品減少量之差的校正係數乘以比例係數使比例係數減小加以校正。同時，在以比例係數校正時，可如以校正後之比例係數包含於校正前之比例係數的±50%，對比例係數之變化率加以限定。
再者，代替以比例係數予以校正，亦可以乘以比例係數後之注藥量信號，依照藥品減少推定量與實際上藥品減少量之差加以校正。
如此，藉由即時地以注藥泵7之吐出量成比例地控制流量計10的檢出供水流量、與以確定在預定期間(第2預定期間)之藥品減少量微調注藥量信號的回饋控制組合，即使如在以多筒設置之小型貫流式鍋爐的供水配管，短期間中流量大幅變動的系統，亦可安定地維持供水中的藥品濃度在目標範圍內。
其次，再對目標注藥量的決定方法加以說明。
例如，可以溫度感測器17測定供水溫度，再隨時變更目標注藥量以符合該測定溫度下之飽和溶氧濃 度。藉此，即可以高效且經濟地注入脫氧劑。在使用該方法時，可以以下之式1求出必須之脫氧劑量，對應該量決定目標之藥液量。測定供水溫度，再使用在測定溫度下之飽和溶氧濃度的操作方法簡易，可設置檢出供水的溶氧之溶氧計，亦可直接測定供水中的溶氧濃度。
必須之脫氧劑量(mg/L)=(供水溫度下之飽和溶氧濃度/脫氧劑1(mg/L)所去除之氧量)×安全率...(式1)
不論溫度感測器17的測定原理，測定溫度範圍均必須完全包含供水溫度的變動範圍。溫度感測器17，可設置在供水槽1、或較供水槽1接近鍋爐5的供水主管2上。溫度感測器17之檢出區以直接浸在供水中為佳，檢出區可設置在配管表面，亦可以保溫材料包覆檢出區以不散溫。
亦可利用排液回收率決定目標注藥量。其中，求出排液回收率的方法方面，有：測定排液溫度、補給水溫度及供水溫度，並以以下之式2求出之方法；以電導率計對補給水及供水檢出電導率，並以以下之式3求出之方法；檢出補給水及供水的溶解物質濃度(水質)，並以以下之式4求出之方法；以及以設置於補給管16的流量計(參考第12圖)之積算值及設置於供水主管2的流量計10之積算值或設置於連接在各鍋爐5的供水分管之 流量計(參考第12圖)的總計積算值代入並以以下之式5求出之方法。溶解物質濃度，有如：使用氯化物離子計檢出之氯化物離子濃度、使用鉀化學光度計檢出之鉀濃度、使用鈉化學光度計檢出之鈉濃度、使用鈣化學光度計檢出之鈣濃度等。排液回收率亦可以其他之計算式、方法求出。回收之排液再儲存於排液槽14，並經過排液管15供應供水槽1。
排液回收率=(供水溫度-補給水溫度)/(排液溫度-補給水溫度)...(式2)
排液回收率=1-(供水電導率/補給水電導率)...(式3)
排液回收率=1-(供水溶解物質濃度/補給水溶解物質濃度)...(式4)
排液回收率=(供水流量-補給水流量)/供水流量...(式5)
即使無排液回收亦有由於原水水質的變動使供水水質大幅變動的情形。該情形時，亦可以測量供水的電導率或氯化物離子濃度等溶解物質濃度之值，再由測量值運算目標注藥量的方法。在無法直接測定必須物質的濃度以決定注藥目標量時，亦可事先確定與容易測定的其他項目之相關性，再依據該項目之測量值算出必要之注藥量。
例如，在依據供水之酸消耗量(pH4.8)決定注藥目標量時，在確定電導率與酸消耗量(pH4.8)的關 係時，可藉由測量電導率，再於運算區換算為酸消耗量(pH4.8)，依據所得之酸消耗量(pH4.8)即可算出目標注藥量，決定藥液的吐出量。
在由於排液回收使供水中之鹼成分量變化 時，以藥品追加的鹼成分量，可以以下之式6及式7求出。
目標注藥量=必要之鹼成分量(酸消耗量(pH8.3))/由每藥液1(mg/L)所產生之酸消耗量(pH8.3)...(式6)
必要之鹼成分量(酸消耗量(pH8.3))(mgCaCO3/L)=(目標鍋爐水之酸消耗量(pH8.3)/濃縮度)-供水之酸消耗量(pH8.3)
=(P1/N)-〔P2×0.5×(1+α)×(1-r)〕...(式7)
P1：目標鍋爐水之酸消耗量(pH8.3)(mgCaCO3/L)
P2：補給水中之酸消耗量(pH4.8)(mgCaCO3/L)
N：濃縮度=鍋爐水之電導率/供水之電導率
α：來自壓力之係數
鍋爐壓力0.5MPa α=0.3
鍋爐壓力0.7MPa α=0.4
鍋爐壓力1.0MPa α=0.5
鍋爐壓力1.5MPa α=0.6
鍋爐壓力2.0MPa α=0.7
r：排液回收率=1-(供水之電導率/補給水之電導率)
鍋爐5，亦可內設電導率計，藉由在該電導率 計之測定值較預定之下限值為小時關閉連續進水管的電磁閥，在較預定之上限值為大時再開啟連續進水管的電磁閥，調整筒水之濃縮度。該情形時，控制器12，可以在鍋爐5中內設之電導率計所測定之鍋爐水的電導率、及設置在供水主管2或供水分管3的電導率計所測定之供水的電導率，以以下之式8運算濃縮度。然後，控制器12，再由鍋爐5的濃縮度、及鍋爐5的筒內維持濃度，以以下之式9求出注藥目標量。在鍋爐內部已有濃縮度或運算濃縮度之資料時，亦有直接以該資料輸入控制器12的方法。
濃縮度=鍋爐水的電導率/供水的電導率...(式8)
目標注藥量(mg/L)=筒內維持濃度/濃縮度...(式9)
鍋爐5的濃縮度，亦可由鍋爐水及供水之溶解物質濃度求出。即可以鍋爐水及供水之溶解物質濃度，以以下之式10求出濃縮度。同時，亦可測定供水及進水之流量，再以以下之式11求出濃縮度。
濃縮度=鍋爐水的溶解物質濃度/供水的溶解物質濃度...(式10)
濃縮度=供水流量/進水流量...(式11)
如此，藉由以對象鍋爐的濃縮度之資料輸入控制器12，決定目標注藥量，即可更確實地管理鍋爐水中之藥液濃度在目標範圍。
如上述之情形，在鍋爐主體中內設電導率計 時，在該電導率計的測定值超過預定之上限值(在有進水控制用之上限值時為另外設定較該上限值更高之值)之情形時，亦可在一定期間降低目標注藥量至電導率計之測定值低於上限值。如此，可防止殘留(carry-over)發生。
在有排液回收之情形或原水水質大幅變動之 情形時，各個藥劑成分之須要量，係一些成分增加，其他成分減少，因此在藥劑成分須要量之平衡大幅變化之情形時，以個別控制藥劑成分，可經濟地進行水處理。該情形下，如第8圖所示，對每種藥劑成分準備藥品槽6及注藥泵7，再將每個藥品槽6之藥液量資料輸入控制器12，求出各個藥品減少量，即可控制各個注藥泵7的吐出量。
控制器12，係以取得供水溫度、供水水質、 排液回收率、及鍋爐濃縮度的至少任一種資料，再依據所取得之資料，使每個藥品槽6，均可對應供水水質、或使供水中藥液之濃度一定、或者以鍋爐水中藥液之濃度一定，變更注藥目標量。在第8圖所示之結構中，藥品槽6的數目及種類並無限定。
以下，再對第3及第4發明之實施例及比較 例加以說明。該實施例及比較例，藥液方面，係以pH調節劑之氫氧化鉀(5%藥品)、脫氧劑之肼一水和物(20%藥品)、及防垢劑之分子量4000的聚丙烯酸溶解使用。
[實施例2-1]
鍋爐5方面，係在以可推定為小型貫流式鍋爐的實驗用鍋爐(最大蒸氣量500kg/h)2臺設置成如第7圖所示之鍋爐供水設備的供水主管2中，使用本發明之藥品注入控制方法注藥。注藥處為自供水槽出口500mm之處。並以相對配管口徑40A為內徑6mm、外徑8mm之SUS製注藥噴口8至供水主管2的中央插入，進行注藥。
藥品槽6方面係使用Dailite公司之Dailite Tank(N型)50L。槽下方並施以加工裝入藥液量感測器。
控制器12方面係使用Eakins公司製造之KV- 1000，輸入單元方面為KV-40DA，輸出單元方面為KV-40AD。注藥泵7方面係使用Iwaki公司製造之EHN-B11VC1YN，流量計10方面為東京計裝公司製造之Clamp-on式超音波流量計UL330，藥液量感測器(壓力感測器)9方面為Sensez公司製造之HT1-020KP-02-V。
流量計10之積算流量係以1脈衝/0.1L的脈 衝信號所求出，瞬間流量為0至3500L/h係以4至20mA類比信號所求出。壓力感測器9檢出壓力為0至20kPa係以4至20mA輸入控制器12。注藥泵7，為0至38mL/min係以4至20mA再以控制每1分鐘之行程數調整注入量。
鍋爐5係以高燃燒固定作業。供水量每1臺鍋爐為400L/h，供水泵4功率為1350L/h。
再每數小時變更供水槽1之溫度為20、40、 80℃進行作業。供水溫度，係以Omron公司製造之E52-CA10AE-N(K熱電偶)貼附在供水槽出口近處的供水主管2之配管表面並由上方包覆保溫材料進行測定。並根據每10分鐘之平均供水溫度求出飽和溶氧濃度，再以以下之式12運算目標注藥量。供水中飽和溶氧濃度之變化如第9圖所示。所使用之藥液含脫氧成分肼1水和物10%，藥液1mg/L可去除之氧量為0.065mg/L。
目標注藥量(mg/L)=供水溫度下之飽和溶氧濃度(mg/L)/0.065...(式12)
再以目標注藥量成比例地變化注藥泵7之行程數進行注藥之下，以熱交換器18冷卻鍋爐5之蒸氣，並以溶氧計19測定蒸氣凝結水中之溶氧濃度，並每20秒以資料記錄器20記錄測定之結果。其結果如第10圖所示。再者，表4所示為供水溫度、飽和溶氧濃度、蒸氣凝結水中之溶氧濃度、注藥量之值之一例。
[比較例2-1]
除注藥量係在供水中固定以70mg/L(推定之溶氧去除量為4.55mg/L)注入以外與實施例2-1同樣操作。每20秒記錄鍋爐蒸氣經過熱交換器18冷卻之蒸氣凝結水中的溶氧濃度之結果如第11圖所示。再者，表4所示為蒸氣凝結水中溶氧濃度之值之一例。
實施例2-1中經由對應每10分鐘之平均供水 溫度下的飽和溶氧濃度而增加注藥泵7之行程數時，可維持蒸氣凝結水中為低溶氧濃度。由於係回饋控制，在供水溫度變化之交界時雖蒸氣中之溶氧濃度會暫時上昇，但溶氧濃度仍包含在1mg/L以下。
另一方面，在比較例2-1中，注藥量係固 定，在供水溫度20℃及40℃時供水中的溶氧濃度較藥品之脫氧能力為大，因此移動至蒸氣的溶氧濃度仍提高。
以上之情形，在使目標注藥量隨供水溫度變 動時，在不過量注入藥品之下，即可高效地發揮水處理效果。
[實施例2-2]
係在第12圖所示之鍋爐供水設備中，考慮由鍋爐個別之供水流量計23及進水流量計24之值所求出之濃縮度，以鍋爐水pH之目標值為11.5而氧消耗量(pH8.3)為250(mgCaCO3/L)進行注藥。再以200mL/min之速度連續地由鍋爐5取出鍋爐水，經過熱交換器18冷卻，並 以pH計21測定蒸氣凝結水之pH，每1分鐘以資料記錄器20記錄測定值之結果如第13圖所示。
排液回收率，係由設置於補給水管16的流量 計22(OVAL公司製造之Flowpet-EG)、及流量計10之測量結果求出。並以可推定為小型貫流式鍋爐的實驗用鍋爐(最大蒸氣量500kg/h)1臺以高燃燒作業。鍋爐5之連續進水係以電導率計之值上限為300mS/m、下限為250mS/m設定。蒸氣壓力為0.7MPa。必須注藥量係以以下之式13求出。使用藥品所發生之酸消耗量(pH8.3)每100mg/L為4.5(mgCaCO3/L)。
必須之鹼成分量(酸消耗量(pH4.8))(mgCaCO3/L)=(P1/N)-[P2×0.5×(1+α)×(1-r)]=(250/(供水流量/進水流量)-{30×0.5×1.4×[1-(供水流量-補給水流量)/供水流量)]}...(式13)
P1：目標鍋爐水之酸消耗量(pH8.3)(mgCaCO3/L)=250(mgCaCO3/L)
P2：補給水中之酸消耗量(pH4.8)(mgCaCO3/L)=30(mgCaCO3/L)
N：濃縮度=供水流量/進水流量
α：對應壓力之係數 鍋爐壓力0.7MPa α=0.4
r：排液回收率=(供水流量-補給水流量)/供水流量
[比較例2-2]
係使用與實施例2-2同樣之鍋爐供水設備並以供水中之藥品濃度為100mgCaCO3/L固定注入再以200mL/min之速度連續自鍋爐5取出鍋爐水並以熱交換器18冷卻，每1分鐘記錄凝結水的pH測定值之結果如第14圖所示。
[比較例2-3]
係使用與實施例2-2同樣之鍋爐供水設備並固定供水中之酸消耗量(pH8.3)再以200mL/min之速度連續自鍋爐5取出鍋爐水並以熱交換器18冷卻，每1分鐘記錄凝結水的pH測定值之結果如第15圖所示。
然後以供水中之酸消耗量(pH8.3)為34.5mgCaCO3/L進行注藥。必須之注藥量係使用以下式14求出。
由必須注藥量=34.5-供水之酸消耗量(pH4.8)所產生之酸消耗量(pH8.3)=34.5-[P2×0.5×(1+α)×(1-r)]=34.5-(30×0.5×1.4×[1-(供水流量-補給水流量)/供水流量]...(式14)
P1：目標鍋爐水之酸消耗量(pH8.3)(mgCaCO3/L)=250(mgCaCO3/L)
P2：補給水中之酸消耗量(pH4.8)(mgCaCO3/L)=30(mgCaCO3/L)
α：對應壓力之係數 鍋爐壓力0.7MPa α=0.4
r：排液回收率=(供水流量-補給水流量)/供水流量
實施例2-2，在與比較例2-2及比較例2-3比較時可確定pH為安定。此應該由於，係在考慮排液回收及濃縮度之影響而以保持鍋爐水中的酸消耗量(pH8.3)在固定之範圍之下進行注藥控制所致。
比較例2-2係不考慮排液回收及濃縮度而以保持供水濃度固定進行注藥。比較例2-3係考慮排液回收之影響，而對供水中之酸消耗量(pH8.3)保持固定進行注藥。比較比較例2-2及比較例2-3時，以比較例2-3之pH值變動大。而在以供水之電導率管理濃縮度的鍋爐中，在排液回收率減低、補給水之電導率提高時，則濃縮度會降低。另一方面，在排液回收率提高、補給水之電導率降低時則會提高濃縮度。因此，關於酸消耗量(pH8.3)可說具有一定程度之緩衝機能。是故，比較比較例2-3在比較例2-2方面，鍋爐水中pH的變動幅度降低。然而，只有該機能並未能吸收pH的變動，因此證實實施例2-2的有效性。
[實施例2-3]
係使用與實施例2-1同樣之鍋爐供水設備，並依據對應供水溫度在20分鐘之間的飽和溶氧濃度之平均值變更目標注藥量亦即注藥泵吐出量與供水瞬間流量之比例係數。同時，並以控制器12比較在供水流量每100m3中該期間的藥液減少量及累積藥品減少量之推定值，在未包含 在累積藥品減少量之推定值的±10%以內時，則只變更累積藥品減少量之推定值與(算出之實際的)藥液減少量之差的部分之比例係數。然而，在確定第3次的注藥量(藥品減少量)之後，則推定注藥泵7之能力會降低，因此注藥泵7之行程長由100%變更為30%。
供水溫度係依據排液回收而於15℃至85℃變動，以供水溫度中之飽和溶氧濃度，以以下之式15算出目標注藥濃度的結果即如第16a圖之實線所示。所使用之藥液中，含脫氧成分之肼1水和物10%，藥液1mg/L所去除之氧量為0.065mg/L。再乘以安全係數1.5。
必須之注藥量(mg/L)=供水溫度下之飽和溶氧濃度(mg/L)/0.065×1.5...(式15)
第16a圖中為實際每20分鐘之注藥濃度的曲線圖。該注藥濃度係以所確定之供水流量每100m3的藥品減少推定量與所測定之藥液減少量之差、以及瞬間供水流量與注藥泵吐出能力之差所導出。第16b圖中為藥品槽6內供水流量每100m3的藥品減少量、及藥品減少推定量之誤差範圍之曲線圖。
當中在第3次確定注藥量終了之後，由於注藥泵7之行程長由100%變更為30%，注藥量係如第16b圖所示暫時降低，而在第4次及第5次確定注藥量時由於自動調整注藥泵吐出量，在第6次注藥量確定時，已可再維持預定之注藥濃度。如此，即使在較短之各期間中目標 注藥濃度變更，亦可自動地調整注藥濃度，因此在由於排液回收及供水水質之變動使注藥泵吐出量變更時，即使由於注藥泵7及供水泵4之功率減低等而無法維持在目標注藥濃度範圍，亦無須耗費人工，而可以經濟且最大限度地發揮水處理效果進行水處理管理。
本發明以特定之態樣詳細地說明，惟本技術從業者應可明白在不離本發明之目的及範圍下亦可作各種之變更。
本專利申請案，係依據在2014年2月28日所申請之專利日本特許出願2014-038865及在2014年5月27日所申請之專利日本特許出願2014-109277，並參考引用其全部。

Claims (13)

  1. 一種藥品注入控制裝置，其特徵係具備有：由供水槽供應鍋爐供水用之供水管、測定在前述供水管流動的供水流量之供水流量測定手段、將儲存於藥品槽的含鍋爐水處理藥品之藥液注入前述供水管或供水槽的注藥泵、測量儲存於前述藥品槽內的藥液量之藥液量測量手段、以及和前述供水流量測定手段所測定的供水流量成比例地控制前述注藥泵的吐出量之控制手段，而且，前述控制手段，變更各第1預定期間的目標注藥量，由前述供水流量測定手段所測定的該每個第1預定期間的供水流量、與該第1預定期間的目標注藥量求出各該第1預定期間的藥液使用量，由前述藥液量測量手段的測量結果，求出較前述第1預定期間為長的第2預定期間中藥品槽內之藥液減少量，積算對應前述第2預定期間內複數之第1預定期間的前述藥液使用量，求出該第2預定期間中藥液減少推定量，比較前述藥品槽內之藥液減少量與前述藥液減少推定量，並根據比較結果控制前述注藥泵。
  2. 如申請專利範圍第1項中記載的藥品注入控制裝 置，其中，前述之藥液量測量手段，為檢出前述藥品槽中藥液的壓力之壓力感測器、檢出前述藥品槽中藥品水位高度之水位計、或檢出前述藥品槽中藥品重量之重量計的任一種。
  3. 如申請專利範圍第1或2項中記載的藥品注入控制裝置，其中，前述之控制手段，為控制前述注藥泵而形成對前述供水流量測定手段所測定的供水流量乘以比例係數所得之目標吐出量，根據前述藥品槽內藥液減少量與前述藥液減少推定量之差，校正前述比例係數。
  4. 如申請專利範圍第1或2項中記載的藥品注入控制裝置，其中，前述鍋爐設置複數個，且前述供水管具有：連接前述供水槽的供水主管、以及由該供水主管分支的複數之供水分管，各供水分管連接在各鍋爐，且在該供水分管中分別設置供水泵，前述注藥泵，注藥在前述供水主管或供水槽中。
  5. 如申請專利範圍第1或2項中記載的藥品注入控制裝置，其中，在前述供水管中設置檢出供水溫度或水質的感測器，前述控制手段，是根據前述感測器的檢出結果變更前述目標注藥量。
  6. 如申請專利範圍第1或2項中記載的藥品注入控 制裝置，其中，在前述供水槽中設置供應補給水之補給水管及在前述供水管中分別設置檢出溫度或水質之感測器，前述控制手段，為由各感測器之檢出結果算出排液回收率，並根據該排液回收率變更前述目標注藥量。
  7. 如申請專利範圍第1或2項中記載的藥品注入控制裝置，其中，在供應前述供水槽補給水的補給管中設置流量計，前述控制手段，為由前述流量計流量測定值的積算值、及前述供水流量測定手段的流量測定值之積算值算出排液回收率，再根據該排液回收率變更前述目標注藥量。
  8. 如申請專利範圍第1或2項中記載的藥品注入控制裝置，其中，在前述供水管中設置第1電導率計，前述鍋爐，內設第2電導率計，而在該第2電導率計測定值在預定值以下時關閉連續進氣管的電磁閥，在該測定值在預定值以上時開啟該電磁閥，前述控制手段，為由該第1電導率計的測定值及該第2電導率計的測定值算出該鍋爐的濃縮度，再根據該濃縮度變更前述目標注藥量。
  9. 如申請專利範圍第1或2項中記載的藥品注入控制裝置，其中，在前述鍋爐中內設電導率計，前述控制手段，為在該電導率計的測定值為預定值以 上時，降低前述目標注藥量至該測定值未達該預定值為止。
  10. 如申請專利範圍第1或2項中記載的藥品注入控制裝置，其中，前述藥品槽、前述注藥泵、及前述藥液量測量手段各設有複數個，前述控制手段，為對各注藥泵各別進行控制。
  11. 一種藥品注入控制方法，其係控制在由供水槽供應鍋爐供水用之供水管或供水槽中，注入含有儲存於藥品槽的含鍋爐水處理藥品之藥液的注藥泵之藥品注入控制方法，其具備有：測定在前述供水管流動的供水流量之工程；和所測定的供水流量成比例地控制前述注藥泵的吐出量之工程；在各第1預定期間變更目標注藥量之工程；由每個前述第1預定期間之供水流量及該第1預定期間之目標注藥量求出在該每個第1預定期間之藥液使用量之工程；測定較前述第1預定期間為長之第2預定期間的藥品槽內之藥液減少量之工程；積算對應前述第2預定期間內之複數個第1預定期間的前述藥液使用量，求出該第2預定期間之藥液減少推定量之工程；比較前述藥品槽內的藥液減少量與前述藥液減少推定 量，並依據比較結果控制前述注藥泵之工程。
  12. 一種鍋爐的藥品注入控制裝置，該裝置包括：供水管，用於通過設有供水泵的供水配管從供水槽向鍋爐供給供水；供水流量測定手段，用於測定流經前述供水配管的供水流量；注藥泵，用於將含有一種或多種用於鍋爐水處理的藥品的藥液注入前述供水管，且前述藥液儲存在藥品槽中；藥液量測量手段，用於測量儲存在前述藥品槽中的前述藥液的量；及控制手段，用於與前述供水流量測定手段所測定的流量成比例地控制前述注藥泵的吐出量，其特徵為，前述供水中的平均藥品濃度由每預定時間段的供水量和每個預定時間段內的前述藥品槽中前述藥液的減少量計算，前述每個預定時間段的供水量由前述供水流量測定手段和由前述藥液量測量手段所測定的前述藥品槽中的前述藥液的減少量來判定，前述控制手段控制前述注藥泵以目標吐出量操作，前述目標吐出量是由前述供水流量測定手段所測定的流量乘以比例係數得到的，根據前述供水中預設的目標藥品濃度和所計算的平均藥品濃度，使得前述平均藥品濃度包含在目標藥品濃度範圍內，前述控制手段根據前述供水中預設的目標藥品濃度與所計算的前述平均藥品濃度之間的差來校正前述比例係 數，當前述供水中的前述平均藥品濃度低於前述目標藥品濃度範圍的下限值時，藉由將前述比例係數乘以對應於前述下限值和前述平均藥品濃度之差的校正係數來校正而增加前述比例係數，及當前述供水中的前述平均藥品濃度高於前述目標藥品濃度範圍的上限值時，藉由將前述比例係數乘以對應於前述上限值和前述平均藥品濃度之差的前述校正係數來校正而減少前述比例係數。
  13. 一種鍋爐的藥品注入的控制方法，前述方法包括：經由設有供水泵的供水配管從供水槽向鍋爐供給供水；測量流經前述供水配管的供水流量；將儲存在藥品槽中的藥液注入前述供水管；測量儲存在前述藥品槽內的前述藥液的量；由每預定時間段的供水量和每個預定時間段內的前述藥品槽內前述藥液的減少量計算前述供水中的平均藥品濃度，前述每個預定時間段的供水量由前述供水流量測定手段和前述藥液量測量手段所測定的前述藥品槽中的前述藥液的減少量來判定；控制注藥泵以目標吐出量操作，前述目標吐出量是由前述供水流量測定手段所測量的流量乘以比例係數得到的，根據前述供水中預設的目標藥品濃度和所計算的平均 藥品濃度，使得前述平均藥品濃度包含在目標藥品濃度範圍內；及根據前述供水中預設的目標藥品濃度與所計算的前述平均藥品濃度之間的差來校正前述比例係數，其中，當前述供水中的前述平均藥品濃度低於前述目標藥品濃度範圍的下限值時，藉由將前述比例係數乘以對應於前述下限值和前述平均藥品濃度之差的校正係數來校正而增加前述比例係數，及當前述供水中的前述平均藥品濃度高於前述目標藥品濃度範圍的上限值時，藉由將前述比例係數乘以對應於前述上限值和前述平均藥品濃度之差的校正係數來校正而減少前述比例係數。
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