特開 2024-134214 配管洗浄方法及び配管洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024134214

(43)【公開日】2024-10-03

(54)【発明の名称】配管洗浄方法及び配管洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   B08B 9/032 20060101AFI20240926BHJP

   C02F 5/00 20230101ALI20240926BHJP

   C02F 5/08 20230101ALI20240926BHJP

   B08B 3/08 20060101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

B08B9/032

C02F5/00 610J

C02F5/00 620B

C02F5/08 C

B08B3/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023044410

(22)【出願日】2023-03-20

(71)【出願人】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】森 隼人

(72)【発明者】

【氏名】細部 恵司

【テーマコード（参考）】

3B116

3B201

【Ｆターム（参考）】

3B116AA12

3B116AB51

3B116BB03

3B116CC05

3B116CD42

3B116CD43

3B201AA12

3B201AB51

3B201BB05

3B201BB92

3B201CC21

3B201CD42

3B201CD43

(57)【要約】

【課題】運用コストを低減しつつ、配管の洗浄の状況を正確に推定できる配管洗浄方法及び配管洗浄装置を提供する。
【解決手段】薬液タンクの薬液を循環させる循環配管を洗浄する配管洗浄方法。この方法は、洗浄液タンクから洗浄液送り配管を介して前記循環配管に洗浄液を供給する工程と、前記循環配管を通液した前記洗浄液を、洗浄液戻り配管を介して前記洗浄液タンクに戻す工程と、前記洗浄液送り配管内の前記洗浄液の第１ｐＨを計測する工程と、前記洗浄液戻り配管内の前記洗浄液の第２ｐＨを計測する工程と、を備える。前記第１ｐＨと前記第２ｐＨとの差が所定値以下となった場合、前記循環配管の洗浄が完了したと判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

薬液タンクの薬液を循環させる循環配管を洗浄する配管洗浄方法であって、
洗浄液タンクから洗浄液送り配管を介して前記循環配管に洗浄液を供給する工程と、
前記循環配管を通液した前記洗浄液を、洗浄液戻り配管を介して前記洗浄液タンクに戻す工程と、
前記洗浄液送り配管内の前記洗浄液の第１ｐＨを計測する工程と、
前記洗浄液戻り配管内の前記洗浄液の第２ｐＨを計測する工程と、
を備え、
前記第１ｐＨと前記第２ｐＨとの差が所定値以下となった場合、前記循環配管の洗浄が完了したと判定する、配管洗浄方法。

【請求項2】

前記洗浄液による前記循環配管の洗浄後に、水押出洗浄又は中和剤による洗浄を行う、請求項１に記載の配管洗浄方法。

【請求項3】

前記循環配管に前記洗浄液を通液する前に、前記循環配管に水を通水して前記循環配管を観察し、観察結果に基づいて前記循環配管にバイパス配管を取り付け、前記循環配管の一部をバイパスして前記洗浄液で洗浄する、請求項１に記載の配管洗浄方法。

【請求項4】

薬液タンクの薬液を循環させる循環配管を洗浄する配管洗浄装置であって、
洗浄液を貯留する洗浄液タンクと、
前記洗浄液タンクの前記洗浄液を前記循環配管に供給する洗浄液送り配管と、
前記循環配管を通液した前記洗浄液を、前記洗浄液タンクに戻す洗浄液戻り配管と、
前記洗浄液送り配管内の前記洗浄液の第１ｐＨを計測する第１ｐＨ計と、
前記洗浄液戻り配管内の前記洗浄液の第２ｐＨを計測する第２ｐＨ計と、
前記第１ｐＨと前記第２ｐＨとの差が所定値以下となった場合、前記循環配管の洗浄が完了したと判定するコントローラと、
を備える配管洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配管洗浄方法及び配管洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

高濃度のフッ酸排水処理等の排水処理において、カルシウム剤およびアルカリｐＨ調整剤として消石灰（Ｃａ（ＯＨ）_２）が用いられている（特許文献１参照）。しかし、配管内で消石灰が滞留した状態では、カルシウム（炭酸カルシウム等）が析出して配管に付着し、やがて配管が閉塞するという問題があった。

【0003】

そのため、従来、消石灰の供給配管を循環配管として消石灰を常時循環し、分岐箇所から注入を行う構成としていた。ただし、常時循環構造であっても、流速が低下する配管曲がり部や分岐部等では閉塞を完全に解消することはできなかった。そのため、循環配管の閉塞の恐れがあると判定した場合は、配管曲がり部や分岐部等の閉塞が疑われる箇所のみ配管交換したり、循環配管を押出し洗浄したりしていた。例えば、通液抵抗の増加により通液速度が低下し、薬液の注入量の低下が確認されたとき、循環ポンプの吐出圧が所定値以上に上昇したことが確認されたとき、定期点検時に上記数値に配管閉塞の傾向が確認されたときなどに、循環配管の閉塞の恐れがあると判定していた。

【0004】

押出し洗浄は、例えば、薬液タンクの送り口と戻り口の弁を閉じた上で循環ポンプの上流側の分岐管に系外から洗浄水（工水など）を供給し、薬液タンクの戻り口の近傍の分岐管から系外排出していた。

【0005】

しかし、配管交換は部材や工事のコストが大きくなるという問題があった。また、循環配管の単純な水洗浄では、閉塞がどの程度解消されたかの判断が困難であるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４９５１８０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、運用コストを低減しつつ、配管の洗浄の状況を正確に推定できる配管洗浄方法及び配管洗浄装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

［１］ 薬液タンクの薬液を循環させる循環配管を洗浄する配管洗浄方法であって、
洗浄液タンクから洗浄液送り配管を介して前記循環配管に洗浄液を供給する工程と、
前記循環配管を通液した前記洗浄液を、洗浄液戻り配管を介して前記洗浄液タンクに戻す工程と、
前記洗浄液送り配管内の前記洗浄液の第１ｐＨを計測する工程と、
前記洗浄液戻り配管内の前記洗浄液の第２ｐＨを計測する工程と、
を備え、
前記第１ｐＨと前記第２ｐＨとの差が所定値以下となった場合、前記循環配管の洗浄が完了したと判定する、配管洗浄方法。

【0009】

［２］ 前記洗浄液による前記循環配管の洗浄後に、水押出洗浄又は中和剤による洗浄を行う、［１］に記載の配管洗浄方法。

【0010】

［３］ 前記循環配管に前記洗浄液を通液する前に、前記循環配管に水を通水して前記循環配管を観察し、観察結果に基づいて前記循環配管にバイパス配管を取り付け、前記循環配管の一部をバイパスして前記洗浄液で洗浄する、［１］に記載の配管洗浄方法。

【0011】

［４］ 薬液タンクの薬液を循環させる循環配管を洗浄する配管洗浄装置であって、
洗浄液を貯留する洗浄液タンクと、
前記洗浄液タンクの前記洗浄液を前記循環配管に供給する洗浄液送り配管と、
前記循環配管を通液した前記洗浄液を、前記洗浄液タンクに戻す洗浄液戻り配管と、
前記洗浄液送り配管内の前記洗浄液の第１ｐＨを計測する第１ｐＨ計と、
前記洗浄液戻り配管内の前記洗浄液の第２ｐＨを計測する第２ｐＨ計と、
前記第１ｐＨと前記第２ｐＨとの差が所定値以下となった場合、前記循環配管の洗浄が完了したと判定するコントローラと、
を備える配管洗浄装置。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、運用コストを低減しつつ、配管の洗浄の状況を正確に推定できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る薬液供給装置の概略構成図である。

【図2】薬液供給装置に洗浄装置を連結した状態を示す図である。

【図3】洗浄液を正循環させる構成の一例を示す図である。

【図4】洗浄液を逆循環させる構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。

【0015】

図１に示すように、本実施形態に係る薬液供給装置は、薬液を貯留する薬液タンク１と、薬液タンク１内の薬液を循環通水させる循環配管２とを備える。循環配管２には、薬液タンク１の送り口の近傍に循環ポンプ７が設けられている。循環ポンプ７の下流側にはバルブＶ１（薬液送り弁）が設けられている。また、循環配管２には、薬液タンク１の戻り口の近傍にバルブＶ２（薬液戻り弁）が設けられている。

【0016】

循環ポンプ７とバルブＶ１との間には、循環ポンプ７の吐出圧を計測する圧力計８が設けられている。

【0017】

循環配管２を流れる薬液の一部は、循環配管２から分岐した配管３，４を介して被処理水に注入される。配管３，４にはバルブＶ３，Ｖ４が設けられており、バルブＶ３，Ｖ４を開とすることにより、被処理水に薬液が注入される。薬液を注入する配管は１本でもよいし、３本以上でもよい。

【0018】

薬液は特に限定されないが、スケール等により循環配管２の閉塞を発生させるものであり、例えば消石灰水溶液である。被処理水は、例えばフッ酸含有排水などのフッ素含有排水である。

【0019】

バルブＶ１の下流側かつ近傍において、循環配管２には、系外から洗浄液を導入するための導入配管５が連結されている。導入配管５にはバルブＶ５が設けられている。

【0020】

バルブＶ２の上流側かつ近傍において、循環配管２には、洗浄液を系外へ排出するための排出配管６が連結されている。排出配管６にはバルブＶ６が設けられている。

【0021】

薬液供給装置の通常運転時は、バルブＶ１，Ｖ２を開、バルブＶ５，Ｖ６を閉として薬液を循環させ、バルブＶ３及び／又はバルブＶ４を常時開、あるいは通常時は閉として使用時のみ開として被処理水に薬液を注入する。

【0022】

循環配管２の閉塞の傾向が発生したと判定した場合、循環配管２の洗浄を行う。例えば、以下の（I）～（III）の少なくともいずれか１つの判定基準を満たした場合、循環配管２の閉塞の傾向が発生したと判定する。（I）、（II）の判定は、コントローラにより自動で行ってもよいし、係員が目視等で確認して判定してもよい。

【0023】

（I）通液抵抗の増加により通液速度が低下し、配管３又は４を介した薬液注入量が低下した。
（II）圧力計８で測定される循環ポンプ７の吐出圧が所定値以上に上昇した。
（III）定期点検で配管閉塞の傾向が確認された。

【0024】

循環配管２の洗浄を行う際は、図２に示すような洗浄装置Ｃを循環配管２に連結する。洗浄装置Ｃは、洗浄液を貯留する洗浄液タンク１０、洗浄液送り配管１１及び洗浄液戻り配管１２を有する。洗浄液は、循環配管２に付着したスケールを溶解させるものであり、例えば塩酸などの酸性の洗浄液が使用される。

【0025】

洗浄液送り配管１１は、バルブＶ５を介して導入配管５に連結される。洗浄液戻り配管１２は、バルブＶ６を介して排出配管６に連結される。洗浄液送り配管１１には、洗浄ポンプ１３が設けられている。

【0026】

循環配管２の洗浄時は、循環ポンプ７を停止し、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を閉として、薬液の循環を停止すると共に、被処理水への薬液の注入を停止する。そして、バルブＶ５，Ｖ６を開とし、洗浄ポンプ１３を作動させて、洗浄液タンク１０内の洗浄液を、洗浄液送り配管１１及び導入配管５を介して循環配管２に供給する。循環配管２を通液した洗浄液は、排出配管６及び洗浄液戻り配管１２を介して洗浄液タンク１０に戻される。

【0027】

洗浄液タンク１０には、タンク内の洗浄液のｐＨを測定するｐＨ計（図示略）が設けられている。タンク内の洗浄液のｐＨが所定範囲となるように、配管１７を介してｐＨ調整用薬品（酸性薬品）が洗浄液タンク１０に供給される。

【0028】

洗浄液送り配管１１には、洗浄ポンプ１３の下流側に第１ｐＨ計１４及び圧力計１５が設けられている。第１ｐＨ計１４は、循環配管２に供給される洗浄液のｐＨを計測する。圧力計１５は、洗浄ポンプ１３の吐出圧を計測する。

【0029】

洗浄液戻り配管１２には、第２ｐＨ計１６が設けられている。第２ｐＨ計１６は、循環配管２を通液した後の洗浄液のｐＨを計測する。

【0030】

循環配管２に付着したスケールが洗浄液（酸）に溶解するため、循環配管２を通液することで、洗浄液のｐＨは上昇する。洗浄開始時、第２ｐＨ計１６の計測値は第１ｐＨ計１４の計測値を大きく上回る。洗浄が進むにつれて、スケールの溶解が減るため、洗浄液のｐＨの上昇幅は小さくなり、やがて第２ｐＨ計１６の計測値は第１ｐＨ計１４の計測値と同程度となる。

【0031】

第１ｐＨ計１４の計測値と第２ｐＨ計１６の計測値との差が所定値以下となったら、洗浄完了と判定する。例えば、所定時間毎に第１ｐＨ計１４及び第２ｐＨ計１６で洗浄液のｐＨを計測し、計測値の差が所定値以下となることが所定回数続いた場合、循環配管２内のスケールが十分に除去されたとみなし、洗浄完了と判定する。このとき、圧力計１５で計測される洗浄ポンプ１３の吐出圧が、洗浄開始時より低下していることをあわせて確認してもよい。

【0032】

洗浄完了の判定は、第１ｐＨ計１４及び第２ｐＨ計１６の計測値を取得したコントローラが行ってもよいし、係員が行ってもよい。

【0033】

洗浄完了と判定すると、バルブＶ５，Ｖ６を閉とし、洗浄液送り配管１１及び洗浄液戻り配管１２を取り外す。そして、循環ポンプ７を作動させ、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を開として、通常運転（薬液の循環及び被処理水への薬液の注入）を再開する。

【0034】

このように、本実施形態によれば、第１ｐＨ計１４及び第２ｐＨ計１６を用いて、循環配管２を通液する前後の洗浄液のｐＨを計測し、第１ｐＨ計１４及び第２ｐＨ計１６で計測されるｐＨの差の変化を監視することで、循環配管２の洗浄の状況を正確に推定できる。また、循環配管２の閉塞の恐れがあると判定される度に配管を交換する手法と比較して、運用コストを削減できる。

【0035】

上記実施形態では、循環配管２の洗浄を行う際に循環配管２に洗浄装置Ｃを連結する構成について説明したが、洗浄装置Ｃは常設であってもよい。洗浄液送り配管１１を配管６に連結し、洗浄液戻り配管１２を配管５に連結してもよい。

【0036】

薬液を循環させる循環配管２を並列に複数本設けておき、通常運転中はメインの循環配管のみ薬液を通液するようにして予備の循環配管は通液停止しておき、メインの循環配管に閉塞傾向が確認されたとき、薬液の通液をメインの循環配管から予備の循環配管に切り替え、メインの循環配管に対して洗浄液による洗浄を行うようにしてもよい。

【0037】

循環配管２を洗浄する際は、まず、水が通水するか、また通水させて漏れがないかを観察・確認し、詰まりがひどく、通水に支障がある場合は、バイパス配管を取り付け、通水するエリアから洗浄を行い、徐々に範囲を広げながら段階的に洗浄を実施することが望ましい。

【0038】

第１ｐＨ計１４及び第２ｐＨ計１６で計測されるｐＨの差が所定値以下になった後は、バルブＶ５，Ｖ６を閉として洗浄液送り配管１１及び洗浄液戻り配管１２の取り外しや通常運転の再開を行う前に、循環配管２内を水押出洗浄または中和剤による洗浄により配管内の残留洗浄液を循環配管２外に排出または中和し、循環配管２の内部の詰まり状況を念のため目視確認することが望ましい。

【0039】

図３、図４に示すように、正循環と逆循環とを交互に行い、循環配管２の洗浄をより均一に行うようにしてもよい。正循環と逆循環のそれぞれで循環配管２を通液する前後の洗浄液のｐＨを計測できるようにｐＨ計１４，１６，１８が設置される。図３，図４では、循環配管２に通液する前後の洗浄液の流れを太線で示している。

【0040】

［実験例］
図１に示す構成の消石灰の薬液供給装置において、循環ポンプ７の吐出圧の上昇が確認され、循環配管２が閉塞傾向にあると判断した。閉塞が疑われる配管を一部取り外し、洗浄前の配管内には１０ｍｍ程度のスケールとシャーベット状の消石灰が蓄積されていることを目視確認した。

【0041】

洗浄用仮設配管を敷設し、洗浄液として５％塩酸による配管洗浄を行った。洗浄液の送り側と戻り側のｐＨを連続的に測定し、送り側に対する戻り側のｐＨ上昇幅を確認した。

【0042】

なお、毎朝９時にｐＨ１．５～２．０の５％塩酸洗浄液を調製し、日中に洗浄液を循環配管に循環させて配管洗浄し、洗浄液送り配管における洗浄液のｐＨ及び洗浄液戻り配管における洗浄液のｐＨを１時間毎に計測した。

【0043】

洗浄開始時の洗浄液戻り配管内の洗浄液のｐＨは１２程度であった。

【0044】

洗浄を開始してから９０日経過後、洗浄液戻り配管内の洗浄液のｐＨが６回連続して（５時間にわたって）１．５～２．０となり、ｐＨの上昇が見られなくなったので、洗浄完了と判定した。また、その後、洗浄液を水に替えて循環配管を通水することによる水押出洗浄を行ったとき、戻り側でのｐＨの上昇が見られないことが確認できた。また、閉塞が疑われた箇所の配管を取り外し、配管内のスケールが消失していることが目視確認できた。

【0045】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 薬液タンク
２ 循環配管
３，４ 配管
５ 洗浄液導入配管
６ 洗浄液排出配管
７ 循環ポンプ
８ 圧力計
１０ 洗浄液タンク
１１ 洗浄液送り配管
１２ 洗浄液戻り配管
１３ 洗浄ポンプ
１４ 第１ｐＨ計
１５ 圧力計
１６ 第２ｐＨ計

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】