KR102603844B1 - Management system for water treatment facilities - Google Patents
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Abstract
수처리 설비의 관리 시스템은, 전기 전도율과 pH 의 상관 관계를 기억하는 제 1 기억 수단과, 전기 전도율계로 측정된 전기 전도율과 그 제 1 기억 수단에 기억된 그 상관 관계에 기초하여 이론 pH 값을 구하고, 이론 pH 값과 상기 pH 계의 검출 pH 측정값이 소정값 이상 괴리된 경우에 pH 계의 교정을 재촉하는 신호를 발신하는 관리 수단을 구비한다.The management system of the water treatment facility obtains a theoretical pH value based on a first storage means that stores the correlation between electrical conductivity and pH, and the electrical conductivity measured with an electrical conductivity meter and the correlation stored in the first storage means. , management means is provided for sending out a signal to urge calibration of the pH meter when the theoretical pH value and the measured pH value detected by the pH meter deviate from each other by more than a predetermined value.
Description
본 발명은, 보일러의 급수계 등의 수처리 설비의 관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 상세하게는, 미리 설정한 임의의 규정 온도에 있어서의 전기 전도율과 pH 의 상관 관계를 이용하여 관리를 실시하는 수처리 설비의 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a management system for water treatment facilities such as boiler water systems. More specifically, the present invention relates to a management system for water treatment facilities that performs management using the correlation between electrical conductivity and pH at an arbitrary preset specified temperature.
특허문헌 1 은, 설비 관리 시스템의 관리 센터가, 수처리 설비의 설비 가동 정보를 정기적으로 수집하여 가동 상태를 관리하는 것을 개시하고 있다. 특허문헌 1 은, 데이터베이스에 축적된 참조 정보를 참조하면서, 설비 가동 정보나 피처리수의 분석 결과에 기초하여 수처리 설비의 가동 상태를 상세하게 분석하는 것을 나타내고 있다. 특허문헌 1 은, 수처리 설비를 가동시키는 데에 유용한 운전 조건에 관한 어드바이스 정보나 메인터넌스 정보 등을 작성하여 수처리 설비측에 제시하는 것을 개시하고 있다.
현장 계기의 확실성이 담보되어 있는 것의 검증이, 수처리 효과의 향상에 대한 큰 과제가 되고 있다. 발전 보일러의 수처리 설비의 경우, pH 는 중요한 관리 항목이며, JIS B8223 : 2015 에도 그 적용 범위가 기재되어 있다. 특허문헌 2 에는, 복수의 pH 계를 사용하여 상호 교정을 실시하거나, 전기 전도율계로부터 환산한 pH 값에서의 상관을 보거나 하는 보일러의 급수 관리 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 2 의 관리 장치는, 복수의 pH 계를 준비하여 그것들의 값을 비교할 필요가 있다. 특허문헌 2 의 관리 장치는, 샘플 온도에 따라 pH 값 그 자체가 변동하여 pH 값이 드리프트되는 문제를 갖는다. 현장의 샘플 수온이 항상 일정하게 되도록 냉각수량의 조정 등을 실시하는 것은 매우 곤란하다.Verification that the reliability of field instruments is guaranteed has become a major challenge in improving water treatment effectiveness. In the case of water treatment equipment for power generation boilers, pH is an important management item, and the scope of application is also described in JIS B8223:2015.
본 발명은, pH 계의 드리프트나 교정의 편차가 해소되지 않은 채 수처리 관리를 하는 것이 방지되어, 안정적인 수처리 관리를 실시할 수 있는 수처리 설비의 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a management system for water treatment facilities that can perform stable water treatment management by preventing water treatment management without eliminating pH meter drift or calibration deviation.
제 1 발명의 수처리 설비의 관리 시스템은, pH 계 및 전기 전도율계를 갖는 수처리 설비의 관리 시스템에 있어서, 전기 전도율과 pH 의 상관 관계를 기억하는 제 1 기억 수단과, pH 와 수온의 상관 관계를 기억하는 제 2 기억 수단과, 전기 전도율계로 측정된 전기 전도율과 그 제 1 기억 수단에 기억된 그 상관 관계에 기초하여 이론 pH 값을 구하고, 상기 pH 계의 검출 pH 값을, 그 제 2 기억 수단에 기억된 상관 관계와 수온에 기초하여 규정 온도의 pH 값으로 환산하고, 이론 pH 값과 환산 pH 값이 소정값 이상 괴리된 경우에 pH 계의 교정을 재촉하는 신호를 발신하는 관리 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.The water treatment facility management system of the first invention is a water treatment facility management system having a pH meter and an electrical conductivity meter, comprising: first storage means for storing the correlation between electrical conductivity and pH; and a correlation between pH and water temperature. A theoretical pH value is obtained based on the correlation between the electrical conductivity measured by the second memory means and the electrical conductivity meter and the correlation stored in the first memory means, and the detected pH value of the pH meter is determined by the second memory means. Based on the correlation and water temperature stored in the system, the pH value is converted to a specified temperature, and if the theoretical pH value and the converted pH value deviate from each other by more than a predetermined value, a management means is provided to send a signal to urge calibration of the pH meter. It is characterized by
제 2 발명의 수처리 설비의 관리 시스템은, 전기 전도율계를 갖는 수처리 설비의 관리 시스템에 있어서, 규정 온도에 있어서의 전기 전도율과 pH 의 상관 관계를 기억하는 기억 수단과, 전기 전도율계로 측정된 전기 전도율과 그 기억 수단에 기억된 그 상관 관계에 기초하여 pH 값을 구하는 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.The water treatment facility management system of the second invention is a water treatment facility management system having an electrical conductivity meter, comprising: storage means for storing the correlation between electrical conductivity and pH at a specified temperature; and electrical conductivity measured with the electrical conductivity meter. and a means for calculating the pH value based on the correlation stored in the memory means.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 규정 온도가 25 ℃ 이다.In one aspect of the present invention, the specified temperature is 25°C.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 수처리 설비는 보일러 급수를 대상으로 한다.In one aspect of the present invention, the water treatment plant is intended for boiler feed water.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 관리 수단은, 약주량 (藥注量) 의 조정 또는 블로량의 조정을 포함하는 어드바이스 신호를 발신한다.In one aspect of the present invention, the management means transmits an advice signal including adjustment of the drug administration amount or blow amount.
본 발명에 의하면, 규정 온도하의 pH 로 환산된 pH 가, 전기 전도율로부터 구해진 pH 값으로부터 소정값 이상 괴리되었을 때에 교정을 재촉하는 표시가 이루어지거나, 전기 전도율로부터 pH 를 추정하거나 함으로써, 오차가 큰 pH 측정값에 기초한 수처리 관리가 방지되어, 안정적인 수처리 관리가 실시되게 된다.According to the present invention, when the pH converted to pH under a specified temperature deviates by more than a predetermined value from the pH value obtained from the electrical conductivity, a display is made to urge correction, or the pH is estimated from the electrical conductivity to determine the pH with a large error. Water treatment management based on measured values is prevented, and stable water treatment management is implemented.
도 1 은, 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도 2 는, pH 와 전기 전도율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3 은, 제어예를 나타내는 모식적 그래프이다.
도 4 는, pH 와 온도의 관계를 나타내는 그래프이다.1 is a block diagram showing an embodiment.
Figure 2 is a graph showing the relationship between pH and electrical conductivity.
Figure 3 is a schematic graph showing a control example.
Figure 4 is a graph showing the relationship between pH and temperature.
이하, 도면을 참조하여 실시형태에 대해 설명한다. 도 1 은 본 발명의 수처리 설비의 관리 시스템의 일례를 나타내고 있다. 수처리 설비 (예를 들어 발전 보일러용 수처리 설비) (1) 에서는, 약주 장치 (2) 에 의해, 암모니아, 중화성 아민, 히드라진 등의 알칼리성의 약제가 첨가 주입되고 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Figure 1 shows an example of a management system for a water treatment facility of the present invention. In the water treatment facility (for example, water treatment facility for power generation boiler) 1, alkaline chemicals such as ammonia, neutralizing amine, and hydrazine are added and injected by the
수처리 설비 (1) 의 수질을 관리하는 현장 계기 (3) 의 일부로서, pH 계, 전기 전도율계, 수온계 등이 설치되어 있고, 이것들의 데이터가 판정 장치 (예를 들어 PLC) (4) 에 전송된다. 판정 장치 (4) 에는 판정부 (4a), 표시부 (4b) 및 송신부 (4c) 가 형성되어 있고, pH 계로 측정된 pH 값을 규정 온도의 pH 값으로 환산하고, 이 환산 pH 값이, 전기 전도율로부터 구해진 이론 pH 값으로부터 괴리되어 있지 않은 것을 확인하면서, 관리 센터 (5) 에 데이터를 전송한다. 관리 센터 (5) 에서는 이들 정보를 축적시키고, 종래와 상이한 경우에는, 미리 데이터 해석부에 등록되어 있던 현상과 비교하여, 약액 주입량의 조정이나, 보일러수의 블로량의 조정 등의 어드바이스를 어드바이스 표시부 (6) 에서 표시하는 것으로 되어 있다. 어드바이스 표시부 (6) 로는, PC 나 휴대 단말 등이 사용된다.As part of the field instruments (3) that manage the water quality of the water treatment facility (1), pH meters, electrical conductivity meters, water temperature meters, etc. are installed, and their data is transmitted to a judgment device (e.g. PLC) (4). do. The
판정 장치 (4) 의 판정부 (4a) 는, 예를 들어 후술하는 도 4 에 나타내는 pH-온도 관계선을 기억 수단으로 기억하고 있고, pH 계로 측정된 pH 값을 규정 온도 (바람직하게는 25 ℃) 의 pH 값으로 환산한 환산 pH 값이, 전기 전도율계의 전기 전도율로부터 구한 이론 pH 값으로부터 괴리된 경우, 교정을 재촉하는 어드바이스 표시를 표시부 (4b) 에 표시시킴과 함께, 관리 센터 (5) 에도 동일 내용을 전송한다. 이로써, 관리 센터 (5) 경유로, 어드바이스 표시부 (6) 에도 동일한 어드바이스 표시가 실시된다. 이 표시는 메일 송신되는 것이어도 되고, 특정한 WEB 화면에 표시시키고, 이 WEB 화면에 액세스하여 지득하는 것이어도 된다.The determination unit 4a of the
현장의 pH 계가, 열화·파손 등에 의해 pH 측정값의 오차 (전기 전도율계의 전기 전도율에 기초하여 연산된 이론 pH 값으로부터의 괴리) 가 커져 있는 경우에는, 판정 장치 (4) 의 표시부 (4b) 에서 전기 전도율로부터 환산한 이론 pH 값을 표시함과 함께, 관리 센터 (5) 에 전송하는 구성으로 해도 된다.If the pH meter in the field has a large error in the pH measurement value (difference from the theoretical pH value calculated based on the electrical conductivity of the electrical conductivity meter) due to deterioration or damage, the display portion 4b of the
pH 값과 전기 전도율의 상관 관계선은, 20 ℃ 나 30 ℃ 등의 온도에 있어서의 것이어도 되지만, 보일러의 수관리를 염두에 둔 경우에는, 예를 들어 JIS B8223 (2015) 에 준거할 수 있도록 25 ℃ 에 있어서의 상관 관계선으로 하는 것이 바람직하다.The correlation line between pH value and electrical conductivity may be at a temperature such as 20 ℃ or 30 ℃, but when considering boiler water management, for example, it should be drawn to comply with JIS B8223 (2015). It is preferable to use the correlation line at 25°C.
전기 전도율계에 의해 측정되는 전기 전도율은, pH 값과 비교하여 온도 (수온) 의 영향이 작으므로, 온도 환산하지 않아도 되지만, 보다 정확하게 측정하기 위해서는 전극에 부속된 온도 환산 기능 등으로 보정하는 것이 바람직하다.The electrical conductivity measured by an electrical conductivity meter is less affected by temperature (water temperature) than the pH value, so it is not necessary to convert it to temperature. However, in order to measure more accurately, it is advisable to correct it using the temperature conversion function attached to the electrode. do.
본 실시형태에서는, 상기와 같이, pH 계의 측정 pH 값을 규정 온도의 pH 값으로 환산하고, 이 환산 pH 값이, 전기 전도율로부터 구해지는 이론 pH 값으로부터 소정값 이상 괴리되는 경우에 교정 지시 표시를 실시한다. 이 괴리된 소정값은, 바람직하게는 0.1 ∼ 0.5 의 사이에서 선택된 값, 예를 들어 0.3, 바람직하게는 0.2 정도가 된다.In this embodiment, as described above, the measured pH value of the pH meter is converted to a pH value at a specified temperature, and when this converted pH value deviates from the theoretical pH value obtained from electrical conductivity by a predetermined value or more, a correction instruction is displayed. carry out. This deviated predetermined value is preferably a value selected from 0.1 to 0.5, for example, 0.3, and preferably about 0.2.
어드바이스 표시에는, pH 계나 전기 전도율계에 기초한 표시 뿐만 아니라, 보다 미량의 측정 계기를 사용한 결과를 포함시켜도 된다.The advice display may include not only a display based on a pH meter or an electrical conductivity meter, but also results using a smaller measuring instrument.
pH 계의 교정을 재촉하는 어드바이스 표시를 위한 신호는, 예를 들어 1 시간 간격의 정기적인 데이터 전송과 함께 송신하는 것이어도 되지만, pH 측정값이 이론값으로부터 소정값 이상 괴리되었을 때에 지체없이 송신되는 것이 바람직하다. pH 계의 교정 중에 교정을 재촉하는 어드바이스가 발생하지 않도록, 교정 중 버튼을 형성하거나, 일정 기간 이내 (예를 들어 30 분간) 에는 교정을 재촉하는 신호를 발보하지 않는 구조 등을 형성해도 된다.The signal for advice display urging calibration of the pH meter may be transmitted along with regular data transmission at, for example, hourly intervals, but is transmitted without delay when the pH measurement value deviates from the theoretical value by a predetermined value or more. It is desirable. In order to prevent advice prompting calibration from occurring during calibration of the pH meter, a button may be provided during calibration, or a structure may be provided that does not issue a signal prompting calibration within a certain period of time (for example, 30 minutes).
실시예Example
[측정예 1][Measurement example 1]
보일러 급수의 pH 조정제로서, 암모니아나 각종 아민이 사용되고 있다. 그래서, 암모니아, 3-메톡시프로필아민 또는 시클로헥실아민을 다양한 농도로 첨가한 보일러 급수의 25 ℃ 에 있어서의 pH 와 전기 전도율을 측정하였다. 양자의 관계 (상관 관계선) 를 도 2 에 나타냈다. 도 2 와 같이, pH 조정제의 종류마다, 전기 전도율의 로그값과 pH 는 직선 관계에 있다. 따라서, pH 계에 의한 pH 측정값의 드리프트 (실시예 1 에서 후술) 나 온도에 따른 오차 (실시예 2 에서 후술) 가 큰 경우, 전기 전도율에 기초하여 pH 계의 측정값을 보정함으로써, 오차를 해소하거나 작게 하거나 할 수 있다.Ammonia and various amines are used as pH adjusters for boiler feed water. Therefore, the pH and electrical conductivity at 25°C of boiler feed water to which ammonia, 3-methoxypropylamine, or cyclohexylamine were added at various concentrations were measured. The relationship between the two (correlation line) is shown in Figure 2. As shown in Fig. 2, for each type of pH adjuster, the logarithmic value of electrical conductivity and pH have a linear relationship. Therefore, when the drift of the pH measurement value by the pH meter (described later in Example 1) or the error due to temperature (described later in Example 2) is large, the error can be reduced by correcting the measured value of the pH meter based on the electrical conductivity. It can be resolved or made smaller.
도 2 는, 각 pH 조정제를 1 종류만 보일러 급수에 첨가한 경우의 상관 관계선을 나타내고 있지만, 복수의 아민이나 암모니아를 조합하여 첨가하는 경우에도 동일하게 하여 상관 관계선을 구해 두고, 전기 전도율에 기초한 이론 pH 값을 이 상관 관계선에 기초하여 구할 수 있다.Figure 2 shows the correlation line when only one type of each pH adjuster is added to the boiler feed water. However, even when multiple amines or ammonia are added in combination, the correlation line is obtained in the same manner, and the electrical conductivity is calculated as follows. The underlying theoretical pH value can be obtained based on this correlation line.
[비교예 1, 실시예 1][Comparative Example 1, Example 1]
보일러 급수의 pH 조정에 암모니아를 사용하고 있는 보일러에서의 검토 결과를 도 3 에 나타낸다.Figure 3 shows the results of examination in a boiler using ammonia to adjust the pH of boiler feed water.
이 비교예 1 및 실시예 1 에서 사용한 pH 계는, pH 측정값이 부 (負) 의 쪽으로 드리프트되는 특성을 갖는 것이었다.The pH meter used in Comparative Example 1 and Example 1 had a characteristic in which the pH measurement value drifted toward the negative side.
도 3 의 좌측 절반측에 비교예 1 의 결과를 나타낸다. 비교예 1 에서는, pH 계를 종래와 같이 1 개월에 1 번 교정하고 있지만, 온도 환산을 실시하고 있지 않다. 이 비교예 1 에서는, pH 가 부의 방향으로 드리프트되어 있던 것을 인식하지 못하고, 암모니아의 첨가량을 증가시키고 있었기 때문에, 외관상의 pH (pH 계 측정값) 는 일정값으로 추이하고 있었지만, 실제로는 계 내의 암모니아 농도가 높아져 있어, 복수기에서의 암모니아 어택의 우려가 발생하고 있었다.The results of Comparative Example 1 are shown on the left half side of Figure 3. In Comparative Example 1, the pH meter was calibrated once a month as before, but temperature conversion was not performed. In this comparative example 1, the addition amount of ammonia was increased without recognizing that the pH had drifted in the negative direction, so the apparent pH (pH meter measurement value) was trending to a constant value, but in reality, the ammonia in the system was The concentration was high, raising concerns about ammonia attack in the condenser.
도 3 의 우측 절반측에 실시예 1 의 결과를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 본 발명법을 이용한 경우에는, 전기 전도율로부터 환산한 25 ℃ 의 pH 로 관리하였기 때문에, 2 개월을 경과하는 동안, 실제의 pH 는 일정하게 유지되어, 적절한 약주 관리가 계속되었다.The results of Example 1 are shown on the right half side of Figure 3. As shown, in the case of using the method of the present invention, the pH was controlled at 25°C calculated from the electrical conductivity, so the actual pH was maintained constant for 2 months, and appropriate medicinal liquor management was continued.
이상으로부터, 미리 측정한 pH 와 전기 전도율의 상관 관계선에 기초하여, 전기 전도율 측정값으로부터 pH 값을 추정하는 방법의 유용성이 확인되었다.From the above, the usefulness of the method of estimating the pH value from the measured electrical conductivity value based on the correlation line between pH and electrical conductivity measured in advance was confirmed.
[실시예 2][Example 2]
보일러 급수의 온도를 18 ∼ 35 ℃ 의 범위에서 변화시켜, pH 값을 측정하였다. 결과를 도 4 에 나타낸다. 도 4 와 같이, 온도와 pH 사이에는 직선 관계가 존재한다. 따라서, 25 ℃ 이외의 온도에서 측정한 pH 값이어도, 환산식을 사용함으로써 25 ℃ 의 pH 값으로 환산할 수 있는 것이 밝혀졌다.The temperature of boiler feed water was changed in the range of 18 to 35°C, and the pH value was measured. The results are shown in Figure 4. As shown in Figure 4, there is a linear relationship between temperature and pH. Therefore, it was found that even if the pH value was measured at a temperature other than 25°C, it could be converted to a pH value of 25°C by using a conversion formula.
25 ℃ 로 환산한 pH 값에 기초하여 약주 제어함으로써, 보다 적정한 약품 주입량의 조정이 가능해진다. 또한, 도 4 의 환산식은 다음과 같다.By controlling the chemical injection based on the pH value converted to 25°C, a more appropriate amount of chemical injection can be adjusted. Additionally, the conversion formula in FIG. 4 is as follows.
pH [25 ℃ 에서] ＝ pH [M ℃ 에서] ＋ (M － 25) × 0.035pH [at 25°C] = pH [at M°C] + (M - 25) × 0.035
본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.Although the present invention has been described in detail using specific embodiments, it is clear to those skilled in the art that various changes can be made without departing from the intent and scope of the present invention.
본 출원은, 2017년 9월 7일자로 출원된 일본 특허출원 2017-172246호에 기초하고 있으며, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.This application is based on Japanese Patent Application No. 2017-172246 filed on September 7, 2017, and is incorporated by reference in its entirety.
1 : 수처리 설비
4 : 측정 장치
5 : 관리 센터
6 : 어드바이스 표시부1: Water treatment equipment
4: Measuring device
5: Management Center
6: Advice display unit
Claims (8)
전기 전도율과 pH 의 상관 관계를 기억하는 제 1 기억 수단과,
pH 와 수온의 상관 관계를 기억하는 제 2 기억 수단과,
전기 전도율계로 측정된 전기 전도율과 그 제 1 기억 수단에 기억된 그 상관 관계에 기초하여 이론 pH 값을 구하고, 상기 pH 계의 검출 pH 값을, 그 제 2 기억 수단에 기억된 상관 관계와 수온에 기초하여 규정 온도인 25 ℃ 의 pH 값으로 환산하고, 이론 pH 값과 환산 pH 값이 0.1 ~ 0.5 사이에서 선택된 소정값 이상 괴리된 경우에 pH 계의 교정을 재촉하는 신호를 발신하는 관리 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 설비의 관리 시스템.In the management system of water treatment equipment having a pH meter and an electrical conductivity meter,
A first memory means for storing the correlation between electrical conductivity and pH,
a second memory means for remembering the correlation between pH and water temperature;
A theoretical pH value is obtained based on the electrical conductivity measured with an electrical conductivity meter and the correlation stored in the first storage means, and the detected pH value of the pH meter is calculated based on the correlation stored in the second storage means and the water temperature. Based on this, the pH value is converted to the specified temperature of 25°C, and if the theoretical pH value and the converted pH value deviate by more than a predetermined value selected between 0.1 and 0.5, management means are provided to send a signal to urge calibration of the pH meter. A management system for water treatment facilities, characterized in that:
상기 수처리 설비는 보일러 급수를 대상으로 하는 것을 특징으로 하는 수처리 설비의 관리 시스템.According to claim 1,
A management system for water treatment facilities, characterized in that the water treatment facility targets boiler feed water.
상기 관리 수단은, 약주량의 조정 또는 블로량의 조정을 포함하는 어드바이스 신호를 발신하는 것을 특징으로 하는 수처리 설비의 관리 시스템.According to claim 2,
A management system for a water treatment facility, wherein the management means transmits an advice signal including adjustment of the amount of chemical injection or adjustment of the blow amount.
상기 제 1 기억 수단은, 전기 전도율의 로그값과 pH 의 상관 관계를 기억하는, 수처리 설비의 관리 시스템.According to claim 1,
A management system for water treatment facilities, wherein the first storage means stores the correlation between the logarithmic value of electrical conductivity and pH.
상기 수처리 설비는 발전 보일러용 수처리 설비인, 수처리 설비의 관리 시스템.According to claim 1,
The water treatment facility is a water treatment facility for a power generation boiler.
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