(57)【要約】      （修正有）【課題】流体の溶存成分濃度の減少速度に基づいてスケール抑制剤を注入し、溶存成分濃度の減少速度を予め定めた値に制御することで、スケールの析出を抑制する装置を提供する。【解決手段】流体の溶存成分濃度を測定する濃度計２，３と、前記溶存成分の析出を抑制するスケール抑制剤を前記流体へ注入するスケール抑制剤注入部５と、前記濃度計２，３で測定した時間の異なる前記流体の溶存成分濃度から計算した前記溶存成分濃度の減少速度または減少速度係数に基づいて前記スケール抑制剤の注入量を制御する制御部４を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2011251210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の溶存成分濃度を測定する濃度計と、
前記溶存成分の析出を抑制するスケール抑制剤を前記流体へ注入するスケール抑制剤注入部と、
前記濃度計で測定した時間の異なる前記流体の溶存成分濃度から計算した前記溶存成分濃度の減少速度または減少速度係数に基づいて前記スケール抑制剤の注入速度を制御する制御部
を備えることを特徴とするスケール抑制装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスケール抑制装置において、
前記流体を貯留する保持容器を備え、
前記濃度計は、前記保持容器に貯留された前記流体の溶存成分濃度を異なる時に測定することを特徴とするスケール抑制装置。
【請求項３】
請求項１に記載のスケール抑制装置において、
前記濃度計は、前記流体の流路の複数の地点の前記溶存成分濃度を測定することを特徴とするスケール抑制装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスケール抑制装置において、
前記流体の流量を計測する流量計を備え、いずれの前記濃度計の計測場所よりも下流の流路に、前記スケール抑制剤を注入することを特徴とするスケール抑制装置。
【請求項５】
請求項２に記載のスケール抑制装置において、
前記保持容器内の温度を一定にするための保温部を備え、
複数の前記保持容器に貯留した前記流体へそれぞれ予め定めた時間に反応停止剤を注入する反応停止剤注入部
を備えることを特徴とするスケール抑制装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のスケール抑制装置において、
前記溶存成分がシリカであり、前記スケール抑制剤がｐＨ調整剤、反応封止剤、分散剤、キレート剤から選ばれる薬剤の内、少なくとも1種類を含んでいることを特徴とするスケール抑制装置。
【請求項７】
請求項６に記載のスケール抑制装置において、
前記ｐＨ調整剤または反応封止剤または分散剤またはキレート剤は、カルボキシル基、スルホン基、アミノ基、ホスフィノ基から選ばれる官能基の内、少なくとも１つの官能基を分子内に含んでいることを特徴とするスケール抑制装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のスケール抑制装置を備えた地熱発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スケール抑制装置およびそのスケール抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
硬度の高い水を使用する設備の運転効率やメンテナンス頻度低減には、スケールを抑制する技術が重要である。例えば、ボイラーの水や地熱発電の熱水でスケールの生成を抑制するために、薬剤注入量を制御する方法として、次の方法が知られている。
【０００３】
特許文献１は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラ２と、このボイラ２へ給水を供給する給水部３と、前記ボイラ２で生成した蒸気を負荷機器４へ供給する蒸気供給部５とを備えたボイラ装置１ において、スケール分散剤を用いて前記ボイラ２におけるスケールの生成を抑制する方法であって、前記給水部３の給水路１１中の給水の全炭酸濃度を測定する全炭酸濃度測定工程と、前記給水部３の給水路１１中の給水のシリカ濃度を測定するシリカ濃度測定工程と、前記全炭酸濃度測定工程および前記シリカ濃度測定工程における測定結果に基づいて、前記給水部３に対してスケール分散剤を供給するスケール分散剤供給工程を含むことを特徴とするボイラ装置のスケール生成抑制方法を開示している。
【０００４】
特許文献２は、水処理剤供給の消費濃度応答性の調節方法であって、工業的流体系より水処理剤を含む流体サンプルを取り出し、前記サンプルに、初期薬剤と実質的に非蛍光性の水処理剤の組み合わせを含む濃度指示剤を生成するに有効な量で初期薬剤を加え、前記サンプルの蛍光分析によって前記濃度指示剤を監視し、前記水処理剤のインシステム濃度に関係づけることができる少なくとも１種の蛍光発光値を測定し、前記蛍光発光値と、前記水処理剤の前記インシステム濃度を関係づけ、前記水処理剤の前記インシステム濃度に基づき、前記流体系への前記水処理剤の供給を調節する方法を開示している。
【０００５】
地熱バイナリー発電は、生産井から噴出した蒸気あるいは熱水と熱交換して発生した低沸点媒体の蒸気を動力としてタービンを回転させ、このタービンに連結された発電機で発電を行っている。そして、使用後の蒸気が凝縮した熱水や低温になった熱水を還元井に戻している。地下深くから噴出する高温の熱水は、カルシウムや溶存シリカを多く含むため、炭酸カルシウムや非晶質シリカなどのスケールを析出しやすい。特に地上部や還元井では、熱水の温度降下によるシリカスケールの析出が問題となることが多い。地熱熱水からのシリカスケールの析出を抑制するためには、シリカの成長を抑制するポリマーを含んでいる抑制剤を注入する方法や、硫酸などの酸を注入することによって熱水のｐＨを調整する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０８５１４４号公報
【特許文献２】特開平７−２６５８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
水質の違いや設備の運転条件の変更などに伴う水温変化に影響されずにスケールの発生を抑制するために、本発明は、流体の溶存成分濃度の減少速度または減少速度係数に基づいてスケール抑制剤を添加し、溶存成分濃度の減少速度を予め定めた値に制御することで、スケールの析出を抑制する装置を提供することを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るスケール抑制装置は、流体の溶存成分濃度を測定する濃度計と、前記溶存成分の析出を抑制するスケール抑制剤を前記流体へ注入するスケール抑制剤注入部と、前記濃度計で測定した時間の異なる前記流体の溶存成分濃度から計算した前記溶存成分濃度の減少速度または減少速度係数に基づいて前記スケール抑制剤の注入速度を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、実際の流体中の溶存成分濃度の減少速度または減少速度係数を元にスケール抑制剤の注入速度を制御しているので、流体中に含まれる共存物質がスケール抑制剤注入速度の計算に誤差をもたらす場合であっても、溶存成分濃度の１回の測定に基づくスケール抑制剤注入速度の計算に比べて、この誤差を低減できる。
【００１０】
また、上記スケール抑制装置において、前記流体を貯留する保持容器を備え、前記濃度計は、前記保持容器に貯留された前記流体の溶存成分濃度を異なる時に測定することとしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、流路近傍の環境が濃度計測に不向きな場合でも、流路から離れた場所で流体中の溶存成分濃度の減少速度を計測できる。
【００１２】
また、上記スケール抑制装置において、前記濃度計は、前記流体の流路の複数の地点の前記溶存成分濃度を測定することとしてもよい。
【００１３】
この構成によれば、前記保持容器を備える必要がなくなり、装置を簡素化できる。
【００１４】
また、前記流体の流量を計測する流量計を備え、いずれの前記濃度計の計測場所よりも下流の流路に、前記スケール抑制剤を注入することとしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、スケール抑制剤を注入する前の流体の溶存成分濃度も計測できるので、新たに高価な濃度計を設けることなく元々の流体の溶存成分濃度の情報が得られ、流体の管理に活用することができる。
【００１６】
また、これらのスケール抑制装置において、前記保持容器内の温度を一定にするための保温部を備え、複数の前記保持容器に貯留した前記流体へそれぞれ予め定めた時間に反応停止剤を注入する反応停止剤注入部を備え、前記溶存成分がシリカであり、前記反応停止剤が酸であり、前記スケール抑制剤がｐＨ調整剤、反応封止剤、分散剤、キレート剤から選ばれる薬剤の内、少なくとも1種類を含んでいることとしてもよい。ここで、ｐＨ調整剤とは、溶液のｐＨを酸性またはアルカリ性に変化させて、前記流体のシリカ重合速度を遅くする薬剤のことである。反応封止剤とは、シリカ分子の官能基をマスクする薬剤のことである。分散剤とは、マイナス電荷のシリカの周囲をイオン性高分子で包み込んでシリカ同士の重合反応を阻止する薬品のことである。キレート剤とは、シリカ析出の核となる原子と錯体を形成することで、該原子とシリカの反応を阻止する薬品のことである。そして、前記ｐＨ調整剤または反応封止剤または分散剤またはキレート剤は、カルボキシル基、スルホン基、アミノ基、ホスフィノ基から選ばれる官能基の内、少なくとも１つの官能基を分子内に含んでいることが望ましい。ここで、溶存成分濃度としてのシリカ濃度とは、ＪＩＳ  Ｋ０１０１４１．１に記載のモリブデン黄法、あるいはモリブデン青法によって測定されたイオン状シリカ濃度の値、もしくはこれらの測定方法と相関のある方法で求めた値とする。
【００１７】
この構成によれば、溶存シリカ濃度の減少速度係数を制御することでシリカスケールの生成速度を抑制しつつ、スケール抑制剤の使用量を低減できる。
【００１８】
また、これらのスケール抑制装置を地熱発電システムに備えることが望ましい。
【００１９】
この構成によれば、蒸発器に付着するシリカスケールを抑制できるので、蒸発器のメンテナンス頻度を低減できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、流体の溶存成分濃度の減少速度または減少速度係数に基づいてスケール抑制剤を注入し、溶存成分濃度の減少速度を予め定めた値に制御することで、スケールの析出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスケール抑制装置の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るスケール抑制装置の制御フロー図である。
【図３】正常運転時と異常運転時のシリカ濃度測定値の経時変化の例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るスケール抑制装置の構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るスケール抑制装置の制御フロー図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るスケール抑制装置の構成図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るスケール抑制装置を地熱発電システムの一例であるバイナリー発電システムに用いた場合の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明に係るスケール抑制装置の実施形態を説明する。同一の構成要素については、同一の符号を付け、重複する説明は省略する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができる。なお、上記の流体中の溶存成分濃度の減少速度は、以下の実施形態では、該減少速度が関係する反応が非線形の反応（下記式２参照）であるので、流体中の溶存成分濃度の減少速度係数がこれに対応する。該減少速度が関係する反応式が線形である場合は、減少速度で対応する。
【００２３】
本発明に係る第１の実施形態について、図面を用いて説明する。図１に、本発明の第１の実施形態に係るスケール抑制装置の構成図を示す。流路１には、流体が矢印７に示す方向に流れている。流路１に配置した濃度計２と濃度計３が、流体の溶存成分濃度を計測する。濃度計３は、濃度計２より下流側の位置に配置されている。濃度計３は、濃度計２で計測された流体が濃度計３の流路位置に到達した時に溶存成分濃度を計測する。濃度計２の計測開始から濃度計３の計測が完了する間に、それぞれの計測位置における流体の流量と流体の温度の変化がほとんど無い場合は、濃度計２と濃度計３の計測タイミングに制限は無く、濃度計２，３の両方で溶存成分濃度を同時に計測することとしてもよい。
【００２４】
濃度計２と濃度計３で計測された溶存成分濃度（Ｃｔ１，Ｃｔ２）と流量計６で計測された流量（Ｆｔ１）は、信号配線を通じて制御部４に入力される。制御部４で溶存成分濃度の減少速度係数が計算され、この減少速度係数に基づいてスケール抑制剤の注入速度が計算される。制御部４は、計算したスケール抑制剤の注入速度になるようにスケール抑制剤注入部５を制御して流路内にスケール抑制剤を注入する。ここで、スケール抑制剤注入部５は、図７と同様に、スケール抑制剤タンク５−１とポンプ５−２と配管５−３から構成されている。また、制御部４は、濃度計２と濃度計３が計測する際の時間差を次式によって計算する。すなわち、濃度計２で溶存成分濃度が計測された流体は、流路１を流下して時間Δｔ後に濃度計３の位置に到達し、濃度計３で再び溶存成分濃度を計測される。
【００２５】
Δｔ ＝ 濃度計２と濃度計３の間の流路の体積  ／  流量Ｆｔ１    ・・・  式１
制御部４の制御フローを図２に示す。まず、目標とする溶存成分濃度の減少速度係数（ｋｓｅｔ）と、スケール抑制剤の注入速度（Ｆｃｈ０）の初期値とを設定する（初期値設定ステップＳ１）。次に、流量計１の流量および濃度計２と濃度計３の溶存成分濃度（Ｃｔ１，Ｃｔ２）を制御部に読み込む（データ入力ステップＳ２）。次に、溶存成分濃度減少速度係数（ｋ）を次式によって計算する（溶存成分濃度減少速度係数計算ステップＳ３）。
【００２６】
ｋ  ＝  （Ｃｔ１−Ｃｔ２）／Δｔ2    ・・・  式２
次に、スケール抑制剤注入速度を次式によって計算する（スケール抑制剤注入速度計算ステップＳ４）。αは、任意に設定する比例係数である。
【００２７】
Ｆｃｈ１  ＝  α ×（ｋ／ｋｓｅｔ）× Ｆｃｈ０    ・・・  式３
次に、スケール抑制剤注入速度（Ｆｃｈ１）をスケール抑制剤注入部に出力する（出力ステップＳ５）。なお、出力ステップＳ５で、このスケール抑制剤注入速度（Ｆｃｈ１）に任意の定数をさらに加えてもしくは減じて補正しても良い。次に、Ｆｃｈ０にＦｃｈ１を代入して、次の制御サイクルのためにデータを更新する（データ更新ステップＳ６）。次に、前記データ入力ステップＳ２に戻りこれらの上記ステップループを繰り返す。
【００２８】
図４に、本発明の第２の実施形態に係るスケール抑制装置の構成図を示す。図１と図４の構造上の相違点は、スケール抑制剤注入部５が流路１と接続する位置が、濃度計３よりも下流にある点と、制御部８の制御方法が図５のように流量計６の流量が関与する点であり、それ以外は、第１の実施形態と同じである。
【００２９】
図５に、制御フロー図を示す。制御部８は、濃度計２と濃度計３が計測する際の時間差を次式によって計算する。すなわち、濃度計２で溶存成分濃度が計測された流体は、流路１を流下して時間Δｔ
後に濃度計３の位置に到達し、濃度計３で再び溶存成分濃度を計測される。
【００３０】
Δｔ ＝ 濃度計２と濃度計３の間の流路の体積  ／  流量Ｆｔ１    ・・・  上記式１と同じ
目標とする溶存成分濃度の減少速度係数（ｋｓｅｔ）と、スケール抑制剤の注入速度（Ｆｃｈ０）の初期値と、流量（Ｆｔ０）の初期値を設定する（初期値設定ステップＳ２１）。次に、流量計６の流量（Ｆｔ１）および濃度計２と濃度計３の溶存成分濃度（Ｃｔ１，Ｃｔ２）を制御部に読み込む（データ入力ステップＳ２２）。次に、溶存成分濃度減少速度係数ｋを次式によって計算する（溶存成分濃度減少速度係数計算ステップＳ２３）。
【００３１】
ｋ  ＝  （Ｃｔ１−Ｃｔ２）／Δｔ2    ・・・  上記式２と同じ
次に、スケール抑制剤注入速度（Ｆｃｈ１）を次式によって計算する（スケール抑制剤注入速度計算ステップＳ４）。αは、任意に設定する比例係数である。
【００３２】
Ｆｃｈ１  ＝  α ×（ｋ／ｋｓｅｔ）× Ｆｃｈ０  × Ｆｔ１  ／  Ｆｔ０    ・・・  式４
次に、スケール抑制剤注入速度（Ｆｃｈ１）をスケール抑制剤注入部に出力する（出力ステップＳ２５）。なお、出力ステップＳ２５で、このスケール抑制剤注入速度（Ｆｃｈ１）に任意の定数をさらに加えてもしくは減じて補正しても良い。次に、Ｆｃｈ０にＦｃｈ１を代入し、Ｆｔ０にＦｔ１を代入して、次の制御サイクルのためにデータを更新する（データ更新ステップＳ２６）。次に、前記データ入力ステップＳ２２に戻りこれらの上記ステップループを繰り返す。
【００３３】
図６に、本発明の第３の実施形態に係るスケール抑制装置の構成図を示す。流路１には、流体が矢印７に示す方向に流れている。流路１を流れる流体は、弁１８、ポンプ１０、弁１９が備えられた配管を経由して保持容器１１に導入される。保持容器１１は、大気と連通した配管と接続しており、その配管は、弁２０で大気開放と密閉を切り替えることができる。より具体的には、保持容器１１は、耐圧容器の周囲を加熱ジャケットで覆ってあり、耐圧容器内部の温度を測定する温度測定器からの信号により、温度コントローラーが加熱ジャケットの発熱量をコントロールして、耐熱容器内の熱水温度を一定に保持できるよう設計されている。保持容器１１には熱水を攪拌する攪拌器１２が設置されている。さらに、保持容器１１は、貯留した熱水が弁２１、ポンプ２６を備えた配管を経由して混合槽１３へと導入されるように接続されている。また、保持容器１１の底には、残余の熱水を廃棄するための配管と弁２４が備えられている。図６の実施例では保持容器１１を１つのみ用いているが、減少速度係数の計算をより正確にするために、保持容器セット１００を複数設置してもよい。混合槽１３は、大気に開放された容器である。なお、熱水が接する配管、保持容器１１、混合槽１３、攪拌器１２，１４などの接液部分は全てテフロン（登録商標）製とすることが望ましい。反応停止剤タンク１６は、弁２５とポンプ１５を備えた配管を経由して混合槽１３に接続されている。さらに、濃度計１７は、混合槽１３の液体を測定できるように設置されている。濃度計１７の出力信号配線は、制御部３０に接続されている。流量計６は、流路１に設置されており、流量データ配線は、制御部３０に接続されている。制御部３０の出力信号配線は、スケール抑制剤注入部５に接続されている。制御部３０は、計算したスケール抑制剤の注入速度になるようにスケール抑制剤注入部５を制御して流路１内にスケール抑制剤を注入する。ここで、スケール抑制剤注入部５は、図７と同様に、スケール抑制剤タンク５−１とポンプ５−２と配管５−３から構成されている。混合槽１３の底には、弁２３を備えた配管が接続されており、残余の液体がこの配管を通して排出される。図示しないが、図中の弁１８，１９，２０，２１，２３，２４，２５、ポンプ１０，２６，２５，５−２、攪拌器１２，１５は、制御部３０に配線でそれぞれ接続されており、制御部３０で制御されている。
【００３４】
次に、この装置の動作について説明する。制御部３０は、弁２１，２４を閉じ、弁１８，１９，２０を開いて、ポンプ１０を作動させて流路１の熱水を保持容器１１にサンプリングさせる。予め定めた量を保持容器１１にサンプリング後、弁１９、２０を閉じて保持容器を密閉される。保持容器１１内で熱水を保持している間は、攪拌器１２で一定条件で攪拌することが望ましい。
【００３５】
次いで、制御部３０は、弁２３を閉め、弁２１を開け、ポンプ２６で保持容器１１の熱水の所定量を混合槽１３に移動させる。そして、制御部３０は、弁２５を開け、ポンプ１５を作動させて、反応停止剤タンク１６に貯留された反応停止剤の所定量を混合槽１３へ移動させる。その後、制御部３０は、攪拌器１４を作動させて熱水と反応停止剤を混合する。反応停止剤を熱水に混合することで、所定の希釈倍率となるように熱水が希釈されると共に、溶存成分の析出反応を停止させる。より具体的な例として、溶存成分濃度を溶存シリカ濃度とした場合、保持容器１１から混合槽１３に導入されたサンプル量１容積に対して、反応停止剤タンク１６から純水と塩酸を１対９８に希釈した希釈塩酸を９９容積注入した後、攪拌器１４で混合する。熱水と反応停止剤を混合する方法の別の形態としては、保持容器１１から混合槽１３に導入されたサンプル量１容積に対して純水９８容積と１２Ｎ塩酸１容積をこの順に注入した後、攪拌器１４で混合する。こうすることで、最終的にサンプルは、溶存シリカ濃度および共存する影響成分濃度が１００倍希釈されると共に希釈後サンプルのｐＨを１〜２としている。これによって、当該希釈後サンプルの測定期間中、シリカの重合を停止させることができる。
【００３６】
濃度計１７は、この混合液の溶存成分濃度を測定する（１回目）。この測定結果は、信号配線を経由して制御部３０に送られる。例えば、シリカ濃度計は、モリブデン黄法、あるいはモリブデン青法による市販の装置を用いればよく、その測定範囲と熱水性状に基づいて、上記の希釈倍率を設定すればよい。
【００３７】
次に、上記と同様の手順で、保持容器１１での熱水の保持時間を変更した条件での溶存成分濃度を測定する。例えば、攪拌器１２で熱水を攪拌しながら６０分間熱水を保持容器１１に温度一定で保持させる。その後、上記と同様の手順で、濃度計１７で溶存成分濃度を測定する（２回目）。この測定結果は、信号配線を経由して制御部３０に送られる。また、制御部３０は、１回目に混合槽１３で熱水に反応停止剤を注入した時から、２回目の測定で反応停止剤を注入した時までの時間差Δｔを記憶
する。濃度計１７の測定が終了後、制御部３０は、弁２０，２３，２４を開き、保持容器１１と混合槽１４に残っている液体を各容器の底の配管から外部へ排出する。
【００３８】
流量計６で計測された流量（Ｆｔ１）は、制御部３０に入力される。１回目および２回目に計測された溶存成分濃度（Ｃｔ１，Ｃｔ２）と、上記時間差Δｔに基づいて、制御部３０で溶存成分濃度の
減少速度係数が計算され、この減少速度係数に基づいてスケール抑制剤の注入速度が計算される。制御部３０は、計算したスケール抑制剤の注入速度になるようにスケール抑制剤注入部を制御して流路内にスケール抑制剤を注入する。その後の制御部３０の動作は、Δｔの計算部分を除いて、図２の制
御フローと同じである。
【００３９】
次に、図６の装置において、濃度計の計測データを２以上取得して、溶存成分濃度減少速度係数を求める場合の動作および制御フローを説明する。１つのサンプルにつき３回以上の溶存成分濃度データを取得する際には、装置構成を上述の図６のように保持容器セット１００を１つのみ備えた構成とし、保持容器１１から混合槽１３へ熱水を取り出し、反応停止剤を注入し、濃度計１７で測定し、混合槽１３の熱水を排水する一連の操作を１つの保持容器１１の熱水について行い、溶存成分濃度変化を経過時間を追って順次測定する制御手順としてもよい。または、保持容器セット１００を複数備えて、各保持容器１１毎に熱水を取り出す時刻をずらし、保持容器１１から混合槽１３へ熱水を取り出し、反応停止剤を注入し、濃度計１７で測定し、混合槽１３の熱水を排水する一連の操作を複数の保持容器１１の熱水についてそれぞれ行い、溶存成分濃度を順次測定する制御手順としてもよい。
【００４０】
図３に、サンプリングした流体の溶存シリカ濃度の経時変化の例を示す。条件１は正常運転時の測定結果であり、条件２は熱水温度が下がりシリカの過飽和度が上昇したときの測定結果であり、条件３は熱水のシリカ濃度が低くかつ熱水の温度が高くシリカの過飽和度が低下したときの測定結果である。条件１〜３について、保持時間０、６０、１２０分の溶存シリカ濃度の変化を２次関数で近似し、最小自乗法により下記の式に基づいて係数ｋを算出した結果を表１に示す。近似した２次曲線を図３上に曲線で示した。
【００４１】
Ｃ  ＝  Ｃ0  −  ｋ  ×  ｔ2  ・・・式５
（但し、Ｃは溶存シリカ濃度（ｍｇ/Ｌ）、Ｃ0は保持時間なしのときの溶存シリカ濃度（ｍｇ/Ｌ）、
ｔはＣ0の時を０として、そこからの経過時間（ｍｉｎ）、ｋは溶存シリカ濃度減少速度係数（ｍ
ｇ/Ｌ／ｍｉｎ2）である。）
【００４２】
【表１】
2011251210.tif 000003
正常運転時である条件１のときのｋ値０．００３０を標準的な値として設定し、正常運転時のｋ値よりもｋ値が大きい場合（すなわち、条件２の場合）は、スケール抑制剤注入速度を増加させる。逆に正常運転時のｋ値より小さくなる場合（すなわち、条件３の場合）は、スケール抑制剤注入速度を減少させる。一般に、溶存シリカ濃度減少速度係数は、溶存シリカ濃度が２５％程度減少する時間まで徐々に増加して最大値となり、その後減少する。これはシリカ重合が起こる場所となる粒子の核や表面積が増加することによる影響と、原料となる溶存シリカ濃度が減少することによる影響があるためである。上記のこれら実施形態においては、この内、溶存シリカ濃度減少速度係数が増加する範囲内で溶存シリカ濃度減少速度係数の測定を行い、その溶存シリカ濃度減少速度係数の値に基づき制御を行う。このように制御を行うことにより、スケール析出量、スケール抑制剤注入速度の最適化を図ることが可能となる。この際、標準とするｋ値は、設計者が必要に応じて変更可能であることが望ましい。
【００４３】
上記のこれら実施形態において、溶存成分をシリカとする場合、スケール抑制剤としては硫酸、反応停止剤としては塩酸を、それぞれ必要に応じて希釈した溶液が好適に用いられる。
【００４４】
また、図示しないが、本装置以外にｐＨ計等、他の測定装置を同時に用い、その測定結果と組み合わせてスケール抑制剤注入部５を制御することも可能である。
【００４５】
図７に、本発明の第１の実施形態に係るスケール抑制装置を地熱発電システムの一例であるバイナリー発電システムに用いた場合の構成図を示す。
【００４６】
バイナリー発電システムは以下のような手順を経て発電を行っている。制御部４は、タンク５−１からポンプ５−２を経て流路１にpH調整剤としての硫酸を注入する。この注入速度は、濃度計２，３の測定結果に基づいて制御されている。熱水は、ケトル型のシェルアンドチューブ熱交換器（蒸発器３３）により、低沸点媒体であるペンタンと熱交換する。蒸発したペンタンは、配管を経由してタービン３５に供給され、タービン３５を回転させる。タービンの回転エネルギーは、タービン３５と接続された発電機３６により電気エネルギーに変換される。タービン３５を出たペンタンは、ペンタン通流配管３９を通して凝縮器３７へ入れられ、ペンタンが液体へ凝縮される。凝縮器３７を出た液体ペンタンは、循環ポンプ３８を経由して蒸発器３３に戻ってくる。熱水の温度は、蒸発器入口から出口にかけて３０℃程度低下した。蒸発器で温度が低下した熱水は、還元井内に還元する。還元井手前に濃度計３を設置し、この溶存成分濃度減少速度係数に基づいて、スケール抑制剤注入部５から注入するｐＨ調整剤量を制御する。溶存シリカ濃度減少速度係数は、シリカ濃度、ｐＨ、温度、イオン強度等が影響し変化する。この減少速度係数に応じて、ｐＨ調整剤としての硫酸注入速度を制御する。制御の仕方は、許容されるシリカスケール析出速度係数や、硫酸注入速度のランニングコストなどにより、当業者が任意に決定することができる。流路１の流量がほとんど変化しない場合は、一度流量を測定した結果を定数として使用し、流量計６を省くことも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  流路
２，３，１７  濃度計
４，８，３０  制御部
５  スケール抑制剤注入部
５−１  スケール抑制剤タンク
５−２  ポンプ
５−３  配管
６  流量計
７  流体の流れる方向を示した矢印
１０，１５，２６  ポンプ
１１  保持容器
１２，１４  攪拌器
１３  混合槽
１６  反応停止剤タンク
１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，３２  弁
３１  生産井
３３  蒸発器
３４  還元井
３５  タービン
３６  発電機
３７  凝縮器
３８  循環ポンプ
３９  ペンタン通流配管
１００  保持容器セット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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