(57)【要約】【課題】本発明は、簡易な構成で、ボイラに供給される処理水のシリカ濃度を調整することができるボイラシステムを提供することを目的とする。【解決手段】原水Ｗ１１を導入することによって軟水Ｗ１２を製造する軟水化装置１１と、軟水Ｗ１２にシリカを含む薬剤を供給することによって処理水Ｗ１３を製造する薬剤供給装置１４と、薬剤供給装置１４よりも上流側に設けられ、軟水Ｗ１２のシリカ濃度を測定するシリカ濃度測定部１５と、シリカ濃度測定部１５及び薬剤供給装置１４の下流側に設けられ、処理水Ｗ１３が供給されるボイラ１３と、薬剤供給装置１４が供給する薬剤の供給量を制御する制御部１６と、を備え、制御部１６は、シリカ濃度測定部１５で測定された軟水Ｗ１２のシリカ濃度に基づいて、薬剤の供給量を制御するボイラシステム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を導入することによって軟水を製造する軟水化装置と、
軟水にシリカを含む薬剤を供給することによって処理水を製造する薬剤供給装置と、
前記薬剤供給装置よりも上流側に設けられ、軟水のシリカ濃度を測定するシリカ濃度測定部と、
前記シリカ濃度測定部及び薬剤供給装置の下流側に設けられ、処理水が供給されるボイラと、
前記薬剤供給装置が供給する薬剤の供給量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記シリカ濃度測定部で測定された軟水のシリカ濃度に基づいて、前記薬剤の供給量を制御するボイラシステム。
【請求項２】
前記薬剤は、ｐＨ調整剤及びスケール抑制剤を含む請求項１に記載のボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟水を製造する軟水化装置と、軟水に薬剤を供給することによって処理水を製造する薬剤供給装置と、処理水が供給されるボイラと、を備えたボイラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軟水化装置と、軟水にスケール抑制剤を含む薬剤を供給することによって処理水（ボイラ給水）を製造する薬剤供給装置と、軟水の硬度を測定するセンサと、処理水が供給されるボイラと、薬剤の供給量を制御する制御部と、を備えたボイラシステムが知られている（特許文献１参照）。このようなボイラシステムにおいては、制御部は、センサで測定された軟水の硬度に基づいて、薬剤の供給量を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボイラシステムにおいては、ボイラ内部の腐食を抑制する必要がある。そのため、スケール抑制剤を含む薬剤が軟水に供給されて処理水が製造される際、軟水にはシリカも供給される。そのため、処理水は、スケール抑制剤及びシリカを含むことになる。シリカを含む処理水は、ボイラ内部において、シリカによる皮膜を形成する。この皮膜によって、ボイラ内部の腐食は抑制される。
【０００５】
ここで、処理水のシリカ濃度は、原水由来のシリカ濃度と薬剤由来のシリカ濃度の和になっているが、原水由来のシリカ濃度は、季節変動などの要因によって変動する。そのため、軟水に供給するシリカの量は、原水の水質に応じて調整される必要がある。
【０００６】
本発明は、簡易な構成で、ボイラに供給される処理水のシリカ濃度を調整することができるボイラシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、原水を導入することによって軟水を製造する軟水化装置と、軟水にシリカを含む薬剤を供給することによって処理水を製造する薬剤供給装置と、前記薬剤供給装置よりも上流側に設けられ、軟水のシリカ濃度を測定するシリカ濃度測定部と、前記シリカ濃度測定部及び薬剤供給装置の下流側に設けられ、処理水が供給されるボイラと、前記薬剤供給装置が供給する薬剤の供給量を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記シリカ濃度測定部で測定された軟水のシリカ濃度に基づいて、前記薬剤の供給量を制御するボイラシステムに関する。
【０００８】
また、前記薬剤は、ｐＨ調整剤及びスケール抑制剤を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な構成で、ボイラに供給される処理水のシリカ濃度を調整することができるボイラシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラシステム１の概略構成図である。
【図２】ボイラシステム１における制御部１６の制御を示すフローチャート
【図３】シリカ濃度センサ１５の全体構成を示す図である。
【図４】検査水Ｗ１０１のシリカ濃度が０ｍｇＳｉＯ２／Ｌ（蒸留水）と０．１ｍｇＳｉＯ２／Ｌと０．２ｍｇＳｉＯ２／Ｌの場合において、試薬添加開始からの経過時間と、検査水Ｗ１０１の吸光度と、の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態のボイラシステム１を示す概略構成図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のボイラシステム１は、軟水化装置１１と、給水タンク１２と、ボイラ１３と、シリカ濃度測定部としてのシリカ濃度センサ１５と、薬剤供給装置１４と、制御部１６と、を備える。
【００１３】
また、ボイラシステム１は、原水供給ラインＬ１１と、軟水ラインＬ１２と、給水ラインＬ１３と、蒸気供給ラインＬ１４と、を備える。なお、「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１４】
原水供給ラインＬ１１には、原水Ｗ１１が流通する。原水供給ラインＬ１１の下流側端部は、給水タンク１２に接続されている。原水供給ラインＬ１１の上流側端部は、原水供給部（不図示）に接続されている。
【００１５】
軟水ラインＬ１２には、軟水化装置１１から排出される軟水Ｗ１２が流通する。軟水ラインＬ１２の上流側端部は、軟水化装置１１に接続され、軟水ラインＬ１２の下流側端部は、給水タンク１２に接続されている。
【００１６】
シリカ濃度センサ１５は、接続部Ｊ１において給水ラインＬ１３に接続されている。薬剤供給装置１４は、接続部Ｊ２において給水ラインＬ１３に接続されている。接続部Ｊ２は、接続部Ｊ１よりも下流側に位置する。
【００１７】
給水ラインＬ１３は、接続部Ｊ２よりも上流側の第１給水ラインＬ１３Ａ及び接続部Ｊ２よりも下流側の第２給水ラインＬ１３Ｂからなる。第１給水ラインＬ１３Ａには、給水タンク１２から供給される軟水Ｗ１２が流通する。第２給水ラインＬ１３Ｂには、処理水Ｗ１３（ボイラ給水）が流通する。処理水Ｗ１３は、軟水Ｗ１２に、薬剤供給装置１４から供給されるシリカを含む薬剤を加えることによって生成される。給水ラインＬ１３の上流側端部は、給水タンク１２に接続され、給水ラインＬ１３の下流側端部は、ボイラ１３に接続される。
【００１８】
蒸気供給ラインＬ１４には、ボイラ１３から排出される蒸気Ｓが流通する。蒸気供給ラインＬ１４の上流側端部は、ボイラ１３に接続されており、蒸気供給ラインＬ１４の下流側端部は、熱交換器等の負荷装置（不図示）に接続されている。
【００１９】
制御部１６は、薬剤供給装置１４及びシリカ濃度センサ１５に電気的に接続されている。図１において、電気的な接続の経路は、破線で示されている。
【００２０】
軟水化装置１１は、ナトリウム型の陽イオン交換樹脂（不図示）を収容したイオン交換塔からなる。原水供給ラインＬ１１から原水Ｗ１１が軟水化装置１１に供給されると、軟水化装置１１は、原水Ｗ１１から硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）を除去し、原水Ｗ１１から硬度成分を除去した軟水Ｗ１２を軟水ラインＬ１２に流通させる。
【００２１】
給水タンク１２は、軟水ラインＬ１２から供給される軟水Ｗ１２を貯留するタンクである。給水タンク１２に貯留された軟水Ｗ１２の一部は、給水ラインＬ１３にむけて流通する。
【００２２】
ボイラ１３は、処理水Ｗ１３が供給される貯留部（不図示）、伝熱管（不図示）、伝熱管に熱を供給するための加熱装置（不図示）等からなる。給水ラインＬ１３から供給された処理水Ｗ１３は、ボイラ１３内において加熱されて蒸気になる。この蒸気は、蒸気Ｓとして蒸気供給ラインＬ１４を流通する。
【００２３】
薬剤供給装置１４は、薬剤タンク１４Ａ及び薬剤供給ポンプ１４Ｂからなる。薬剤タンク１４Ａは、シリカを含む薬剤が貯留された容器である。シリカを含む薬剤は、処理水Ｗ１３のシリカ濃度を調整するために供給される薬剤である。薬剤供給ポンプ１４Ｂは、薬剤タンク１４Ａに貯留されたシリカを含む薬剤を給水ラインＬ１３に送り出すポンプである。薬剤供給ポンプ１４Ｂとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプ、ベローズポンプ等の定量吐出ポンプ等が用いられる。
【００２４】
薬剤供給ポンプ１４Ｂは、電磁駆動力によりダイヤフラム等の弁体が往復運動することにより、シリカを含む薬剤を断続的に薬剤タンク１４Ａから給水ラインＬ１３に供給することができる。
【００２５】
薬剤供給ポンプ１４Ｂにおける薬剤の吐出量（例えば、ｍＬ／分）は、ショットあたりの吐出量（ｍＬ／ショット）が所定の値に設定され、且つ単位時間当たりの吐出回数（例えば、ショット／分）が増減されることにより、変更可能である。ショット数とは、弁体が往復運動する回数をいう。弁体の１往復が、１ショットに相当する。単位時間当たりの吐出回数（以下、単に「吐出回数」という）は、最小吐出回数から最大吐出回数までの間で段階的に設定することができる。なお、薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数の初期値は、想定される原水の水質等に応じて、適宜決定される。
【００２６】
シリカは、ボイラ１３の内部に皮膜を形成し得る成分であり、ケイ酸やケイ酸塩からなる。ケイ酸塩としては、例えば、Ｍ２Ｏ・ｎＳｉＯ２の一般式で表されるアルカリ金属ケイ酸塩が使用される。式中のＭは、アルカリ金属（通常は、カリウム又はナトリウム）を示し、ｎは０．５〜４の数値である。アルカリ金属ケイ酸塩は、ボイラ１３の内部に皮膜を形成し、ボイラ１３の内部（特に、伝熱管）の腐食を抑制する。
【００２７】
アルカリ金属ケイ酸塩の例としては、メタケイ酸ナトリウム（式中のＭがナトリウムであり且つｎが１のもの）、オルソケイ酸ナトリウム（式中のＭがナトリウムであり且つｎが０．５のもの）及びポリケイ酸ナトリウム（式中のＭがナトリウムであり且つｎが２〜３のもの）等のケイ酸ナトリウム並びにメタケイ酸カリウム（式中のＭがカリウムであり且つｎが１のもの）、オルソケイ酸カリウム（式中のＭがカリウムであり且つｎが０．５のもの）及びポリケイ酸カリウム（式中のＭがカリウムであり且つｎが２〜３のもの）等のケイ酸カリウムを挙げることができる。アルカリ金属ケイ酸塩は、２種以上のものが併用されてもよい。また、アルカリ金属ケイ酸塩は、薬剤水溶液にケイ酸及び二酸化ケイ素のうちの少なくとも１種とアルカリ金属水酸化物とを溶解し、これらを反応させることで調製したものであってもよい。この目的で用いられるケイ酸は、通常、メタケイ酸やオルソケイ酸などであり、また、アルカリ金属水酸化物は、通常、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどである。この場合、ケイ酸、二酸化ケイ素及びアルカリ金属水酸化物の数種を組み合わせることで、２種類以上のアルカリ金属ケイ酸塩を調製してもよい。
【００２８】
薬剤におけるアルカリ金属ケイ酸塩の濃度は、アルカリ金属ケイ酸塩の溶解度、薬剤の粘度、軟水Ｗ１２に供給された場合における腐食抑制効果等を考慮して決定される。例えば、薬剤におけるアルカリ金属ケイ酸塩の濃度は、０．０１〜６０重量％に設定するのが好ましく、０．１〜５５重量％に設定するのがより好ましい。
【００２９】
シリカ濃度センサ１５は、第１給水ラインＬ１３Ａを流通する軟水Ｗ１２のシリカ濃度を測定し、測定したシリカ濃度の値Ｆ１を制御部１６に出力する計測器である。シリカ濃度センサ１５の具体的な構成については、図２及び図３を用いて後述する。
制御部１６は、薬剤供給装置１４の薬剤供給ポンプ１４Ｂ及びシリカ濃度センサ１５を制御する。
【００３０】
一実施形態のボイラシステム１は、以下のように動作する。
原水Ｗ１１が、原水供給部（不図示）から、原水供給ラインＬ１１を介して軟水化装置１１に供給される。軟水化装置１１に供給された原水Ｗ１１は、軟水化装置１１によって硬度成分が除去され、軟水Ｗ１２として軟水ラインＬ１２を流通する。軟水Ｗ１２は、軟水ラインＬ１２を介して給水タンク１２に供給され、給水タンク１２に貯留される。給水タンク１２に貯留された軟水Ｗ１２は排出され、第１給水ラインＬ１３Ａを流通する。
【００３１】
シリカ濃度センサ１５は、第１給水ラインＬ１３Ａを流通する軟水Ｗ１２のシリカ濃度を測定し、測定してシリカ濃度の値Ｆ１を制御部１６に出力する。
第１給水ラインＬ１３Ａを流通する軟水Ｗ１２には、薬剤供給装置１４からシリカを含む薬剤が供給される。なお、シリカを含む薬剤の供給量の制御については、後述する。
【００３２】
シリカを含む薬剤が供給された軟水Ｗ１２は、処理水Ｗ１３（ボイラ給水）として第２給水ラインＬ１３Ｂを流通し、ボイラ１３に供給される。ボイラ１３に供給された処理水Ｗ１３は、ボイラ１３内の加熱装置によって加熱され、蒸気Ｓとなって蒸気供給ラインＬ１４を流通する。蒸気供給ラインＬ１４を流通する蒸気Ｓは、熱交換器等の負荷装置（不図示）に供給される。また、ボイラ１３を構成する伝熱管（不図示）の内部には、処理水Ｗ１３に含まれるシリカによって、皮膜が形成される。
【００３３】
次に、制御部１６が行う制御（シリカを含む薬剤の供給量の制御）について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。図２は、ボイラシステム１における制御部１６の制御を示すフローチャートである。
【００３４】
図２に示すように、ステップＳＴ１０１において、制御部１６は、シリカ濃度センサ１５から出力されたシリカ濃度の値Ｆ１を取得する。
ステップＳＴ１０２において、制御部１６は、シリカ濃度センサ１５から出力されたシリカ濃度の値Ｆ１に基づいて、シリカを含む薬剤の供給量を決定する。ここでは、複数の範囲（例えば、第１範囲、第２範囲及び第３範囲）に分割されたシリカ濃度の値と、それぞれの範囲に対応付けられた供給量（シリカを含む薬剤の供給量）とで構成された対応表が使用される。より具体的には、以下の表１のような対応表が使用される。表１においては、複数の範囲（例えば、第１範囲、第２範囲及び第３範囲）に分割されたシリカ濃度の値と、それぞれの範囲に対応付けられた薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数とが対応付けられている。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
ステップＳＴ１０２において、制御部１６は、この対応表を用いて、薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数を決定する。制御部１６は、シリカ濃度の値Ｆ１が第１の範囲の値であると判定した場合に、薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数をＮ１に決定する。制御部１６は、シリカ濃度の値Ｆ１が第２の範囲の値であると判定した場合に、薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数をＮ２に決定する。制御部１６は、シリカ濃度の値Ｆ１が第３の範囲の値であると判定した場合に、薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数をＮ３に決定する。
【００３７】
ステップＳＴ１０３において、制御部１６は、薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数が、ステップＳＴ１０２において決定した吐出回数に設定されるように、薬剤供給装置１４を制御する。
制御部１６が、ＳＴ１０３の制御を行った後、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする。）。
【００３８】
なお、表１の対応表では、シリカ濃度の値は３つの範囲に分割されている。しかし、範囲の数は、３に限定されない。範囲の数は、ボイラシステム１で許容される処理水Ｗ１３のシリカ濃度の範囲（すなわち、上限許容濃度及び下限許容濃度）等に応じて、適宜決定される。各範囲に対応付けられる吐出回数は、薬剤に含まれるシリカの濃度、ボイラ１３を構成する伝熱管（不図示）の材質や形状、ボイラ１３内の温度や圧力等に応じて、適宜決定される。
【００３９】
このように制御部１６は、シリカ濃度センサ１５から出力されたシリカ濃度の値Ｆ１に基づいて、シリカを含む薬剤の供給量をフィードフォワード制御する。そのため、原水の水質変動に起因して軟水Ｗ１２のシリカ濃度が変動しても、処理水Ｗ１３のシリカ濃度は、ボイラ１３の内部に所望の被膜を形成するために必要なシリカ濃度になるように調整される。
【００４０】
次に、図３及び図４を用いて、シリカ濃度センサ１５の構造について、説明する。シリカ濃度センサ１５は、モリブデンイエロー法（モリブデン黄吸光光度法）により軟水Ｗ１２のシリカ濃度を測定する装置である。ここでは、説明の便宜上、シリカ濃度センサ１５により測定する処理水Ｗ１３を検査水Ｗ１０１として説明する。
【００４１】
シリカ濃度センサ１５は、測定波長の切り替えにより、低濃度のシリカ濃度と、高濃度シリカ濃度とを測定することができる。図３に示すように、シリカ濃度センサ１５は、測定セル１２０と、試薬注入部１３０と、吸光度測定部の一部を構成する光学検出部１４０と、攪拌部１５０と、センサ表示部１６０と、センサ制御部１１０と、検査水導入ラインＬ１０１と、検査水排出ラインＬ１０２と、を備える。
【００４２】
測定セル１２０は、シリカ濃度を測定する検査水Ｗ１０１を収容する容器である。測定セル１２０は、不透明の樹脂材料により形成されている。測定セル１２０は、その側壁に一対の光透過窓１２１，１２２が形成されている。光透過窓１２１，１２２には、透明な板材１２１ａ，１２２ａが嵌め込まれている。
【００４３】
検査水導入ラインＬ１０１は、測定セル１２０への検査水Ｗ１０１の導入を行うラインである。検査水導入ラインＬ１０１は、図３に示すように、測定セル１２０の光透過窓１２１，１２２よりも下方の側壁に接続されている。検査水導入ラインＬ１０１は、測定セル１２０へ検査水Ｗ１０１を導入する流路である。検査水導入ラインＬ１０１には、電磁弁１２３が設けられている。電磁弁１２３は、検査水Ｗ１０１を採取する際に用いられる弁である。電磁弁１２３の開閉は、センサ制御部１１０から出力される駆動信号により制御される。センサ制御部１１０は、制御部１６により制御される。
【００４４】
検査水排出ラインＬ１０２は、測定セル１２０からの検査水Ｗ１０１（試薬Ｗ１０２を含む）の排出を行うラインである。検査水排出ラインＬ１０２は、図３に示すように、測定セル１２０の光透過窓１２１，１２２よりも上方の側壁に接続されている。検査水排出ラインＬ１０２は、測定セル１２０から検査水Ｗ１０１を排出する流路である。
【００４５】
試薬注入部１３０は、測定セル１２０の内部へ試薬Ｗ１０２を注入する設備である。試薬注入部１３０は、試薬Ｗ１０２を内部に保持しており、所望の量の試薬Ｗ１０２を測定セル１２０の内部に吐出して供給する。試薬Ｗ１０２には、検査水Ｗ１０１に含まれるシリカと反応して、発色する呈色物質が配合されている。本実施形態では、モリブデンイエロー法によりシリカ濃度を測定しており、試薬としては、七モリブデン酸六アンモニウム及び無機酸を含む水溶液を用いる。本実施形態に好適な一液型の試薬水溶液の組成は、本願の出願人による特許第５１６９８０９号公報に詳細に開示されているため、当該特許文献を引用して詳細な説明を省略する。
【００４６】
試薬注入部１３０は、試薬カートリッジ１３１と、ローラポンプ機構１３２と、を備える。試薬カートリッジ１３１は、試薬Ｗ１０２（上述した一液型の試薬水溶液）が充填された試薬パック（不図示）と、試薬パックに一端側が接続され且つ他端にノズルを有する弾性チューブとからなる注入体（不図示）とが収納された容器である。
【００４７】
ローラポンプ機構１３２は、図３に示すように、測定セル１２０の上方に設けられている。ローラポンプ機構１３２の上部には、カートリッジ差込口１３３が設けられている。試薬カートリッジ１３１は、カートリッジ差込口１３３に着脱自在に装着される。
【００４８】
ローラポンプ機構１３２は、ローラポンプ１３４を備える。ローラポンプ１３４を駆動して、試薬カートリッジ１３１に収納された注入体の弾性チューブをしごくことにより、試薬パック内の試薬Ｗ１０２をノズルから測定セル１２０に向けて注入することができる。ローラポンプ１３４の駆動は、センサ制御部１１０から出力される駆動信号により制御される。
【００４９】
光学検出部１４０は、試薬Ｗ１０２と共に攪拌された検査水Ｗ１０１の吸光度を測定する設備である。光学検出部１４０は、図３に示すように、第１発光素子１４１と、第２発光素子１４２と、発光基板１４３と、第１受光素子１４４と、第２受光素子１４５と、受光基板１４６と、を備える。
【００５０】
第１発光素子１４１及び第２発光素子１４２は、発光基板１４３に実装されている。第１発光素子１４１及び第２発光素子１４２は、測定セル１２０の光透過窓１２１に向けて光を照射する素子である。第１発光素子１４１及び第２発光素子１４２は、それぞれ発光波長の異なるＬＥＤ（発光ダイオード）により構成される。本実施形態においては、第１発光素子１４１は、低濃度のシリカ濃度を測定するために、３７５ｎｍの波長（低濃度測定波長）の光を発光可能な発光素子である。第２発光素子１４２は、高濃度のシリカ濃度を測定するために、４５０ｎｍの波長（高濃度測定波長）の光を発光可能な発光素子である。
第１発光素子１４１及び第２発光素子１４２の点灯／消灯は、センサ制御部１１０から出力される駆動信号により制御される。
【００５１】
第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５は、受光基板１４６に実装されている。第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５は、測定セル１２０の光透過窓１２２を通過した透過光を受光する素子である。第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５は、フォトトランジスタにより構成される。第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５は、受光した透過光量に対応した検出値信号をセンサ制御部１１０に出力する。
【００５２】
攪拌部１５０は、測定セル１２０の内部に収容された検査水Ｗ１０１及び試薬Ｗ１０２を攪拌する設備である。図３に示すように、攪拌部１５０は、測定セル１２０の底部に設けられている。攪拌部１５０は、攪拌子１５１と、ステータコイル１５２と、を備える。攪拌子１５１は、測定セル１２０の底部に、回転可能に配置されている。ステータコイル１５２は、測定セル１２０の周囲を囲むようにリング状に形成された電磁誘導コイルである。ステータコイル１５２に駆動電流を供給すると、電磁誘導の作用により、測定セル１２０の底部に配置された攪拌子１５１が非接触で回転する。ステータコイル１５２の動作は、センサ制御部１１０から供給される駆動電流により制御される。
【００５３】
センサ表示部１６０は、測定した検査水Ｗ１０１のシリカ濃度の測定値やシリカ濃度センサ１５の動作状況等を表示する装置である。センサ表示部１６０は、液晶表示パネルにより構成される。
【００５４】
センサ制御部１１０は、シリカ濃度センサの動作を制御する装置である。センサ制御部１１０は、制御部１６に接続され、制御部１６により制御される。センサ制御部１１０は、第１発光素子１４１、第２発光素子１４２を制御する。センサ制御部１１０は、第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５からの出力を受信する。センサ制御部１１０は、光学検出部１４０により検出された吸光度に基づいて、検査水Ｗ１０１に含まれるシリカ成分の濃度を測定する。センサ制御部１１０は、測定した検査水Ｗ１０１のシリカ濃度の測定値をセンサ表示部１６０に表示させる。センサ制御部１１０は、後述する検量線を、測定波長毎に内部のメモリに格納している。
【００５５】
センサ制御部１１０は、低濃度のシリカ濃度を測定するために、吸光度測定部の一部を構成する吸光度算出部１１１と、変化量算出部１１２と、計時部１１３と、シリカ濃度検出部１１４と、を有する。
【００５６】
吸光度算出部１１１は、光学検出部１４０により検出された透過光量の検出値に基づいて、第１時間Ｔ１及び第２時間Ｔ２（図４参照）において、検査水Ｗ１０１の吸光度を算出する。これにより、本実施形態においては、光学検出部１４０及び吸光度算出部１１１は、試薬Ｗ１０２が添加された検査水Ｗ１０１における３７５ｎｍの吸光度を測定する。
【００５７】
第１時間Ｔ１は、試薬Ｗ１０２が添加された直後の時間である（図４参照）。第１時間Ｔ１は、好ましくは、検査水Ｗ１０１に試薬Ｗ１０２が添加されてから３分以内である。なお、第１時間Ｔ１は、規定量の試薬Ｗ１０２の添加を実行可能な範囲で、規定量の試薬Ｗ１０２の添加が完了された直後に近い時間が採用される。本実施形態においては、第１時間Ｔ１は、２分程度である（図４参照）。また、試薬Ｗ１０２の添加操作に要する時間が極く短時間の場合には、第１時間Ｔ１は、検査水Ｗ１０１に試薬Ｗ１０２が添加された時間と同時である０分であってもよい。
【００５８】
第２時間Ｔ２は、検査水Ｗ１０１と試薬Ｗ１０２との反応が終了した試薬反応終了時間である（図４参照）。第２時間Ｔ２は、検査水Ｗ１０１と試薬Ｗ１０２との呈色反応がほぼ完結し、検査水Ｗ１０１の発色が安定する時間であり、予め試験等により求められた時間であって、予めセンサ制御部１１０のメモリ（不図示）に記憶されている。本実施形態においては、第２時間Ｔ２は、試薬Ｗ１０２の添加が開始されてから、２０分程度である（図４参照）。
【００５９】
計時部１１３は、第２時間Ｔ２を計時する。計時部１１３により計時された第２時間Ｔ２において、吸光度算出部１１１は、検査水Ｗ１０１の吸光度を算出する。
【００６０】
変化量算出部１１２は、光学検出部１４０及び吸光度算出部１１１により測定される試薬Ｗ１０２が添加された検査水Ｗ１０１の吸光度について、試薬Ｗ１０２が添加されてから第１時間Ｔ１経過後の検査水Ｗ１０１の吸光度Ａ１と、試薬Ｗ１０２が添加されてから第１時間Ｔ１よりも長い第２時間Ｔ２経過後の検査水Ｗ１０１の吸光度Ａ２との変化量、すなわち差分Ａ２−Ａ１を算出する。
【００６１】
シリカ濃度検出部１１４は、変化量算出部１１２により算出された吸光度の変化量（差分）に基づいて、シリカ濃度を検出する。具体的には、シリカ濃度検出部１１４は、算出された吸光度の変化量（差分）を検査水Ｗ１０１の吸光度と見做し、この吸光度に対してシリカ濃度と吸光度との検量線を用いて検査水Ｗ１０１中のシリカ濃度を求める。検量線は、予めシリカ標準液を用いてシリカ濃度と吸光度との関係線として作成されており、センサ制御部１１０のメモリ（不図示）に記憶されている。本実施形態においては、メモリ（不図示）には、検査水Ｗ１０１の吸光度とシリカ濃度との検量線として、検査水Ｗ１０１と試薬Ｗ１０２との呈色反応が完結された状態で作成された検量線が記憶されている。
【００６２】
以上のように構成されるシリカ濃度センサ１５は、測定波長を切り替えることより、高濃度のシリカのシリカ濃度（１０〜８０ｍｇＳｉＯ２／Ｌ）を測定可能な高濃度レンジと、低濃度のシリカのシリカ濃度（０．１〜１ｍｇＳｉＯ２／Ｌ）を測定可能な低濃度レンジとを、切替可能である。本実施形態のボイラシステム１におけるシリカ濃度センサ１５は、主に高濃度レンジが使用される。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、種々の形態で実施することができる。
【００６４】
上記実施形態においては、薬剤として、シリカを含む薬剤が使用されていたが、シリカの他にｐＨ調整剤及びスケール抑制剤を含む薬剤が使用されてもよい。シリカ、ｐＨ調整剤及びスケール抑制剤が含まれた薬剤は、シリカ系複合清缶剤と呼ばれることがある。
【００６５】
ｐＨ調整剤は、処理水Ｗ１３のｐＨをアルカリ性側へ調整することによって、ボイラ１３の内部の腐食を抑制するためのものである。ｐＨ調整剤としては、例えば、アルカリ金属水酸化物（水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等）が使用される。薬剤におけるアルカリ金属水酸化物の濃度は、薬剤のｐＨ上昇効果等を考慮して、通常、０．１〜３０重量％に設定するのが好ましく、１〜１０重量％に設定するのがより好ましい。なお、薬剤において用いるアルカリ金属ケイ酸塩がケイ酸又は二酸化ケイ素とアルカリ金属水酸化物との反応により調製されるものである場合、アルカリ金属水酸化物の上記濃度は、この調製のために用いられるアルカリ金属水酸化物分を除いたものである。
【００６６】
スケール抑制剤は、処理水Ｗ１３に残留する硬度成分をキレート化させて、硬度成分が処理水Ｗ１３に溶解した状態にするためのものである。硬度成分が処理水Ｗ１３に溶解した状態になるため、ボイラ１３の内部におけるスケールの生成が抑制される。スケール抑制剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸のアルカリ金属塩が使用される。エチレンジアミン四酢酸のアルカリ金属塩は、エチレンジアミン四酢酸の４つのカルボキシル基のうちの少なくとも１つがアルカリ金属塩を形成しているものであり、また、この塩を形成するアルカリ金属は、通常、ナトリウムやカリウムである。エチレンジアミン四酢酸のアルカリ金属塩の例としては、エチレンジアミン四酢酸−２ナトリウム塩、エチレンジアミン四酢酸−４ナトリウム塩、エチレンジアミン四酢酸−２カリウム塩及びエチレンジアミン四酢酸−４カリウム塩を挙げることができる。薬剤におけるスケール抑制剤の濃度は、給水中の硬度に対するモル当量比及び薬剤水溶液の供給量等を考慮して、通常、０．１〜５０重量％に設定するのが好ましく、１〜３０重量％に設定するのがより好ましい。
【００６７】
このようなシリカ系複合清缶剤がシリカを含む薬剤として使用された場合、ボイラ１３に供給される処理水Ｗ１３（ボイラ給水）は、ボイラ１３の内部に皮膜を形成する機能、ボイラ１３の内部の腐食を抑制する機能及びボイラ１３の内部のスケール生成を抑制する機能を併せ持つことになる。よって、処理水Ｗ１３に対して、シリカを含む薬剤、ｐＨ調整剤及びスケール抑制剤を別々に供給する必要がなくなるため、省薬品を実現することができる。
【００６８】
上記実施形態においては、制御部１６は、複数の範囲（例えば、第１範囲、第２範囲及び第３範囲）に分割されたシリカ濃度の値と、それぞれの範囲に対応付けられた薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数とで構成された対応表を使用して、薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数を制御していたが、これに限定されない。制御部１６は、シリカ濃度の値と吐出回数とが関連付けられた関数を使用して、薬剤供給ポンプ１４Ｂの吐出回数を決定してもよい。この場合、制御部１６は、シリカ濃度の値Ｆ１を当該関数に代入し、当該関数によって導出された吐出回数で、シリカを含む薬剤を供給するように薬剤供給ポンプ１４Ｂを制御することができる。当該関数は、薬剤に含まれるシリカの濃度、ボイラ１３を構成する伝熱管（不図示）の材質や形状、ボイラ１３内の温度や圧力等の変数が含まれるように適宜決定される。
【符号の説明】
【００６９】
１      ボイラシステム
１１    軟水化装置
１３    ボイラ
１４    薬剤供給装置
１５    シリカ濃度センサ（シリカ濃度測定部）
１６    制御部
Ｗ１１  原水
Ｗ１２  軟水
Ｗ１３  処理水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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