JPH0128841B2 - - Google Patents

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JPH0128841B2
JPH0128841B2 JP58012103A JP1210383A JPH0128841B2 JP H0128841 B2 JPH0128841 B2 JP H0128841B2 JP 58012103 A JP58012103 A JP 58012103A JP 1210383 A JP1210383 A JP 1210383A JP H0128841 B2 JPH0128841 B2 JP H0128841B2
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JP
Japan
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ammonia
condensate
concentration
stroke length
pump
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JP58012103A
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English (en)
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JPS59138801A (ja
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Masashi Kyama
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Nikkiso Co Ltd
Original Assignee
Nikkiso Co Ltd
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Publication date
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  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、発電プラント等のボイラ給水系に
おける給復水のPHを薬液、特にアンモニアを注入
して制御する薬液注入制御方式に関するものであ
る。
〔従来技術とその問題点〕
一般に、ボイラ等の水処理系統を構成する管材
料は、主として鉄鋼材が使用されているため、そ
の防蝕対策として給水が所定のPH値となるよう
に、例えばアンモニア等のPH調整剤薬液を注入し
ている。
従来、発電プラントの復水脱塩装置には、
NH4型イオン交換樹脂筒が好適に使用されてい
る。しかしながら、NH4型イオン交換樹脂筒を
使用すると、H型イオン交換樹脂筒を使用した場
合と較べて復水脱塩装置出口水のPH値は大きく変
化する。また、NH4型イオン交換樹脂は次のよ
うな転換特性を有することが知られている。すな
わち、樹脂挿入時の初期においては全量アンモ
ニアを吸収するH型イオン交換樹脂として作用
し、次いでNH4型イオン交換樹脂に転換し、
その後は復水中に含まれるアンモニア水は全量
通過することになりブレーク点に達する。
そこで、従来この種の復水脱塩装置としては、
複数の樹脂筒を並設し、各樹脂筒を適宜交換(再
生)しながら使用するので、復水脱塩装置出口水
のPH値は樹脂交換周期および樹脂自体の特性であ
るH型→NH4型転換周期の合成値となつて複雑
に変化する。
このような観点から、従来の復水脱塩装置を使
用する脱塩複水のPH制御方式として、第1図に示
すように構成したものが知られている。すなわ
ち、第1図において、参照符号10は復水流路系
を示し、この復水流路系10には、複数の樹脂筒
12を並設した脱塩装置14、復水ブースタポン
プ16、低圧ヒータ18および脱気器20が順次
接続配置される。そこで、このように構成された
復水流路系10に対し、まず復水ブースタポンプ
16と低圧ヒータ18との間にアンモニア注入ポ
ンプ22から導出されるアンモニア注入配管24
を連通接続する。次いで、前記アンモニア注入配
管24の接続されるアンモニア注入点よりも上
流側で脱塩装置14の出口側となる復水流路系1
0の一部に第1電導度測定装置26を設け、また
脱気器20の入口側となる復水流路系10の一部
に第2電導度測定装置28を設け、さらに前記復
水流路系10の適所に流量計30を設ける。従つ
て、前記第1電導度測定装置26による電導度測
定値〔μs/cm〕を比率設定器32に入力し、第2
電導度測定装置28による電導度測定値置〔μs/
cm〕をPID調節計34に入力し、これら比率設定
器32の出力とPID調節計34の出力との偏差信
号に基づいてストローク長制御器36を介しアン
モニア注入ポンプ22のドライブユニツト38を
制御し、ポンプ22のストローク長調節を行う。
一方、流量計30により測定される復水流量
〔t/h〕を回転数制御器40に入力し、この回
転数制御器40によりアンモニア注入ポンプ22
の変速駆動モータ42を回転数制御する。
このように、従来の脱塩復水のPH制御は、復水
中のPHを目標値に制御する際、樹脂筒12の使用
状態およびアンモニアの注入点と制御点とのむだ
時間をそれぞれ考慮し、脱塩装置14の出口側に
おける復水の電導度により先行的にアンモニア注
入ポンプ22の吐出量を定め(フイードフオワー
ド制御)、最終制御点と脱気器20の入口側にお
ける復水の電導度の目標値から偏差をPID調節計
34で演算して前記ポンプ吐出量の修正動作を行
うフイードバツク制御を行い、さらに復水流量に
よつてもポンプ吐出量を比例制御するものであ
る。
しかしながら、前述した従来の脱塩復水のPH制
御方式においては、脱塩装置14が起動時から通
常運転に至る間に多様に変化するにも拘らず、ア
ンモニア注入ポンプ22のポンプ容量は海水リー
クや起動時の状態を考え通常樹脂筒12が全部H
型イオン交換樹脂であることをベースにして決定
される。このため、各樹脂筒12がNH4型イオ
ン交換樹脂に移行して脱塩装置14の出口側にお
ける復水の電導度が高くなるにつれて、第2図の
特性曲線Aに示すように、ポンプ吐出量は小さく
なる。さらに流量比例によりポンプ吐出量の制御
を行えば、低負荷時やNH4型による多筒運転時
には、アンモニア注入ポンプ22は低ストローク
長で低回転数となり、ポンプの制御範囲を逸脱す
る不具合を生じる難点がある。
また、脱塩装置14の出口側における復水の電
導度とポンプストローク長(アンモニア注入量)
の関係は、ポンプ吐出量および計器精度、プラン
トの特性により一様ではなく、通常これらは実運
転により確定する。しかも、脱塩装置14の出口
側における複水の電導度によるフイードフオワー
ド制御がプラント特性に合致しないために、定常
時のPID調節計34の出力は脱塩装置の使用状態
により変化したり、場合によつては飽和したり、
出力の修正幅が狭くなつたり、応答の遅れから充
分な制御性能を発揮できない等の難点がある。す
なわち、第2図に示すように、プラントの特性が
特性曲線Aで示される場合、脱塩装置14の出口
側における復水の電導度に基づくフイードフオワ
ード制御特性をB′のように直線的に設定すれば、
PID調節計34の出力はC′のように変化する。
本出願人は上記欠点を克服すべく、アンモニア
注入ポンプとして大容量ポンプと小容量ポンプと
を併設し、脱塩装置の使用状態もしくは脱塩装置
の出口側における復水の電導度に基づいて、樹脂
筒がNH4からH型へ移行して復水のPH値が設定
値以下となつた場合には大容量ポンプでアンモニ
アを注入し、逆の場合には小容量ポンプでアンモ
ニアの注入制御を行なうことにより常にポンプの
最適な制御範囲で使用しうる制御性能の改善され
たPH制御方式につき特開昭58−130902号として出
願し、相当の成果を収めている。
上記のように、従来の制御方式においては全て
薬液注入ポンプのストローク長および回転数を制
御するだけでPH制御を行なつており、制御性能を
向上させるため注入ポンプを2台設けるなどの改
善策が計られていた。すなわち、これらの方式に
おいては、使用するアンモニアの濃度を常に一定
に保ちつつ、その注入量をポンプのストローク長
および回転数で制御するよう構成したものであつ
た。
〔発明の目的〕
そこで、本発明の目的は、注入ポンプのストロ
ーク長および回転数を制御するだけでなく、注入
用アンモニアの濃度を注入ポンプのストローク長
に連携させて変更かつ調整するよう制御すること
により制御系のレンジヤビリテイを拡大し、必要
注入量がポンプ自体の制御範囲から外れた場合で
も適切なPH制御を行ないうるような制御方式を提
供するにある。
〔発明の要点〕
従つて、本発明に係る薬液注入制御方式は、復
水脱塩装置と復水ブースタポンプと低圧ヒータと
脱気器とで構成される復水系を介してボイラに給
水を行うラインに対し、前記復水ブースタポンプ
の出口側にPH調整剤としてのアンモニアを注入す
るための薬液注入ポンプを注入配管を介して接続
し、PH調整剤の注入個所の前後においてそれぞれ
復水の導電率を電気的に検出しかつ所定のPH設定
値に換算した導電率と比較して得られた偏差信号
により薬液注入ポンプのストローク長を調節し、
併せて復水の流量を検出しこの流量に比例して薬
液注入ポンプの回転数を調節するよう構成した薬
液注入装置において、 アンモニア溶解タンクと電導度測定器と濃度設
定器と演算回路とを設け、 薬液注入ポンプのストローク長を調節するドラ
イブユニツトで得られるストローク長調節信号を
ストローク長設定器を介して前記演算回路に入力
し、該演算回路によつて前記アンモニア溶解タン
クに対する希釈水およびNH3ガスを供給する自
動制御弁をフイードフオワード制御し、 さらに前記アンモニア溶解タンク内のアンモニ
ア濃度を前記電導度測定器で測定して得られた信
号を切換スイツチを介して前記濃度設定器へ入力
すると共に前記演算回路へ入力し、該演算回路に
よつて前記希釈水およびNH3ガスを供給する自
動制御弁をフイードバツク制御することを特徴と
する。
また、本発明の薬液注入制御方式においては、
演算回路により算出されたアンモニア濃度信号の
出力によつてアンモニアの溶解タンクおよびアン
モニア注入ポンプの出口弁を開閉制御し、濃度調
整されたアンモニアをボイラ給復水として供給す
るよう構成することができる。
上記構成の本発明によれば、ポンプのストロー
ク長が所定の設定値(設定器にセツトする)以下
になるとアンモニアの設定濃度が下り、同時に希
釈水供給弁が開いて設定濃度まで希釈が行なわ
れ、その結果濃度が薄くなつてポンプのストロー
ク長が上がり制御範囲内に入ることができる。他
方、ストローク長が所定の設定値(別の設定器に
セツトする)以上になるとアンモニアの設定濃度
が上り、同時にNH3ガス供給弁が開いて設定濃
度までNH3ガスが供給され、その結果濃度が濃
くなつてポンプのストローク長が下り制御範囲内
に入る。
かくして、本発明によればアンモニア濃度を自
動調整することにより、ポンプの変更、追加の必
要なしに設定器および演算回路の追加のみで制御
系のレンジヤビリテイを拡大することができる。
なお、本発明による薬液注入制御方式は、第1図
に示した従来型の制御方式にも或いは特開昭58−
130902号に記載した2台のポンプを備える改良制
御方式にも適用しうることは勿論である。
〔発明の実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明を実施例につ
き説明する。
以下の説明において、復水脱塩装置と復水ブー
スタポンプと低圧ヒータと脱気器とで構成される
復水系を介してボイラに給水を行なうラインの前
記復水ブースタポンプの出口側に、PH調整剤とし
てのアンモニアを注入する注入ポンプを注入配管
を介して接続する薬液注入装置の構成およびその
制御方法は、第1図に示した前記従来技術或いは
特願昭57−12553号の技術(参考のためその開示
をここに引用する)と同じであるため、本発明に
よる特徴部分についてのみ以下説明する。
第3図において、A線より下方に示したPH制御
系は上記したような従来技術の構成の1例を示し
ている。従つて、第1図に示す従来技術の構成と
同一の構成部分には同一の参照符号を付し、その
詳細な説明は省略する。すなわち、A線より上方
に示した本発明の特徴部分である薬液(アンモニ
ア)濃度の自動調整装置は、モータMにより駆動
される撹拌機50を備えたアンモニア溶解タンク
52と電導度測定器54と濃度設定器56,58
と演算回路60とで構成され、演算回路60を注
入ポンプのストローク長を設定器62,64を介
して前記ポンプのドライブユニツト38に接続す
る。かくして、ドライブユニツト38のストロー
ク長信号はストローク長設定器62,64を介し
て演算回路60に入力される。演算回路60の出
力をアンモニア溶解タンク52に対する希釈水供
給用の自動制御弁66およびNH3ガス供給用の
自動制御弁68へフイードフオワードする。この
自動制御により調整されたアンモニア溶解タンク
52内のアンモニア濃度を電導度測定器54で測
定し、その信号を切換スイツチ70を介して濃度
設定器56,58へ入力すると共に演算回路60
へ入力する。演算回路60により算出された信号
を希釈水供給自動制御弁66およびNH3ガス供
給自動制御弁68へフイードバツクするよう構成
する。なお、第3図においてストローク長設定器
62,64はその一方を低ストローク長の設定用
として、他方を高ストローク長の設定用とするこ
とができる。
アンモニア濃度は、先ず始動時にアンモニア溶
解タンク52を所定レベルまで希釈水で満たして
おき、ここにNH3ガスを導入して液体の電導度
がアンモニアの所望濃度に達したらガスの導入を
止める。この濃度調整の間、溶液を撹拌機50に
より均一混合することは勿論である。その後、こ
のアンモニア溶液による復水のPH制御の際は、ア
ンモニア濃度は上記のように本発明によつて自動
調整される。濃度調整されたアンモニアを注入ポ
ンプに供給するには、演算回路60によりポンプ
のストローク長に連携して算出されたアンモニア
濃度信号の出力によつてアンモニア溶解タンク5
2の出口自動制御弁72,74を開閉制御する。
〔発明の効果〕
前述した実施例から明らかなように、本発明に
よれば、アンモニア溶解タンクと電導度測定器と
濃度設定器と演算回路とを設け、注入ポンプの
ストローク長を調節するドライブユニツトで得ら
れるストローク長調節信号をストローク長設定器
を介して前記演算回路に入力し、該演算回路によ
つて前記アンモニア溶解タンクに対する希釈水お
よびNH3ガスを供給する自動制御弁をフイード
フオワード制御することにより、アンモニア濃度
を注入ポンプのストローク長に関連して変化させ
かつ制御し得るので、注入ポンプの変更、追加の
必要なしに濃度の設定によつて制御系の幅広いレ
ンジヤビリテイが得られ、最適な制御範囲での運
転が可能になると共に制御性能も改善される。ま
た、前記アンモニア溶解タンク内のアンモニア
濃度を前記電導度測定器で測定して得られた信号
を切換スイツチを介して前記濃度設定器へ入力す
ると共に前記演算回路に入力し、該演算回路によ
つて前記希釈水およびNH3ガスを供給する自動
制御弁をフイードバツク制御することにより、ア
ンモニア濃度が制御可能な範囲を越えた場合に、
アンモニア溶解もしくは貯留タンク内の濃度変更
または調整を行い、制御範囲および制御性能の改
善をより一層高めることができる。
以上、本発明を好適具体例につき説明したが、
本発明はその思想および範囲を逸脱することなく
種々の設計変更をなしうることが了解されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のボイラ給復水系のPH制御系統
図、第2図は第1図のPH制御系による制御特性の
特性曲線図、第3図は本発明によるアンモニア濃
度の自動変化調整系を備えたPH制御系(薬液注入
制御系)の系統図である。 10……復水流路系、12……樹脂筒、14…
…脱塩装置、16……復水ブースタポンプ
(CBP)、18……低圧ヒータ、20……脱気器、
22……アンモニア注入ポンプ、24……アンモ
ニア注入配管、26……第1電導度測定装置、2
8……第2電導度測定装置、30……流量計、3
2……比率設定器(RO)、34……PID調節計、
36……ストローク長制御器、38……ドライブ
ユニツト(EDU)、40……回転数制御器
(RD)、42……変速駆動モータ(VSM)、50
……撹拌機、52……アンモニア溶解タンク、5
4……電導度測定器、56,58……濃度設定
器、60……演算回路、62,64……ストロー
ク長設定器、66……希釈水供給自動制御弁、6
8……NH3ガス供給自動制御弁、70……切換
スイツチ、72,74……アンモニア出口制御
弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 復水脱塩装置と復水ブースタポンプと低圧ヒ
    ータと脱気器とで構成される復水系を介してボイ
    ラに給水を行うラインに対し、前記復水ブースタ
    ポンプの出口側にPH調整剤としてのアンモニアを
    注入するための薬液注入ポンプを注入配管を介し
    て接続し、PH調整剤の注入個所の前後においてそ
    れぞれ復水の導電率を電気的に検出しかつ所定の
    PH設定値に換算した導電率と比較して得られた偏
    差信号により薬液注入ポンプのストローク長を調
    節し、併せて復水の流量を検出しこの流量に比例
    して薬液注入ポンプの回転数を調節するよう構成
    した薬液注入装置において、 アンモニア溶解タンクと電導度測定器と濃度設
    定器と演算回路とを設け、 薬液注入ポンプのストローク長を調節するドラ
    イブユニツトで得られるストローク長調節信号を
    ストローク長設定器を介して前記演算回路に入力
    し、該演算回路によつて前記アンモニア溶解タン
    クに対する希釈水およびNH3ガスを供給する自
    動制御弁をフイードフオワード制御し、 さらに前記アンモニア溶解タンク内のアンモニ
    ア濃度を前記電導度測定器で測定して得られた信
    号を切換スイツチを介して前記濃度設定器へ入力
    すると共に前記演算回路へ入力し、該演算回路に
    よつて前記希釈水およびNH3ガスを供給する自
    動制御弁をフイードバツク制御することを特徴と
    する薬液注入制御方式。 2 演算回路により算出されたアンモニア濃度信
    号の出力によつてアンモニア溶解タンクおよびア
    ンモニア注入ポンプの出口弁を開閉制御し、濃度
    調整されたアンモニアをボイラ給復水として供給
    するよう構成してなる特許請求の範囲第1項記載
    の薬液注入制御方式。
JP1210383A 1983-01-29 1983-01-29 薬液注入制御方式 Granted JPS59138801A (ja)

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