こんにちは、「冷却塔トラブル改善プロ」の杉山です。

 

「冷却塔（クーリングタワー）の濃縮を防止するには、どうしたらいいのでしょうか？」

 

 

冷却塔（クーリングタワー）で使用する冷却水は、循環しながら使っているうちに水が濃縮し水質が悪化していきます。冷却水トラブルを引き起こす一番の原因が、水の濃縮です。

 

水の濃縮とは何なのか？水の濃縮を防止する方法は？

 

冷却塔の水処理を行ううえで濃縮とは、とても重要です。濃縮と一緒に、水質管理について詳しくお答えします。

 

 

水の濃縮とは？

水には透明でも、目には見えない様々な不純物（ミネラル成分＝カルシウム、マグネシム、シリカなど）が溶けています。水の濃縮とは、水分が蒸発してミネラル成分など不純物の濃度が濃くなることを言います。

 

分かりやすくたとえると。

 

みそ汁を火にかけて煮詰めると、みそ汁がどんどん濃くなっていき、みそ辛くなります。これは、水分だけが蒸発して、みその成分だけが残る。

 

「みそ汁の濃縮」です。

 

冷却塔（クーリングタワー）で循環する冷却水も、「みそ汁の濃縮」と同じ現象が起きています。

 

冷却水の水温を下げる仕組みは、クーリングタワー内で水をシャワー状に散水し、冷却ファンで吸い込む風を水にあてて蒸発させ「気化熱」によって、冷却水の水温を下げています。そうして冷やされた水は、設備へと送られ、熱を奪い水温が上がりクーリングタワーへと戻ってきてます。冷却水は、常に冷えたり温まったりを繰り返しています。

 

水は蒸発を繰り返しますが、水に含まれたミネラル分は、水の中にそのまま残り蓄積されていきます。

 

これを、水の濃縮と呼びます。

 

クーリングタワーが、水を蒸発させているのは、普段わかりずらいのですが、雨の日など湿度が高い時に、冷却塔から白い煙がもうもうと出ている事があります。あの白い煙は、冷却塔（クーリングタワー）が水を蒸発させている水蒸気です。

 

水の濃縮がすすむと、水の中に溶けていたミネラル成分（カルシウム・マグネシウム・シリカなど）の不純物が、飽和状態となりスケール化し固まってきます。さらには、塩分も濃縮によって濃度が高くなるため腐食を引き起こします。外気とともに吸い込まれた埃なども、冷却水にスラッジが汚泥として堆積していきます。

 

また、藻や細菌、レジオネラ属菌なども濃縮によって、増殖していき衛生上のトラブルを引き起こします。

 

では、冷却塔（クーリングタワー）で起こる濃縮は、どうすれば防止できるのか？

 

水の濃縮を防ぐためには、古くなった冷却水を排水し、新しい水と入れ替える必要があります。大きく分けて、３っのブローダウン方法がありますのでご紹介します。

 

連続ブローダウン

冷却塔の手動補給水バルブを開けておいて、連続的に水を給水する方法です。

 

簡単に言うと、水の垂れ流しです。

 

給水バルブを開けるだけなので、簡単に濃縮防止ができます。配管工事などのイニシャルコストが掛からない代わりに、ランニングコストで水の使用量が多くなります。

 

連続ブローダウンは、以下の場合で有効です。

• 井戸水などで水を無限に使用できる
• 工業用水の契約単価が安い事業所

 

強制ブローダウン

冷却塔（クーリングタワー）の下部水槽に設けられた強制ブロー装置より、一定量の冷却水を排水させる方法です。

 

ブローダウンの量は、冷却水の循環量に対し約０．５％を排水し、新しい水と入れ入れ替えてください。循環量は、クーリングタワーの銘板に記載されてますので、ご確認ください。

 

例として、循環水量が４０m3／hrの場合、×０．５％で、時間あたり２００L／hr（ドラム缶１本分）を排水し続けなければなりません。チョロチョロと水を捨てる程度です。

 

そこで、丸形冷却塔の場合、オーバーフロー配管が立ち上がっている機種がありますので、そこに”じょうご“を取り付けます。100円均一に売ってある三角形のじょうごです。

 

 

オーバーフロー配管口が大きくなりますので、上から散水される冷却水が、ほどよく”じょうご”に入り排水され濃縮防止となります。ただし、対応できるのは丸形のクーリングタワーです。角形クーリングタワーは、上から水が降ってこないので、じょうろではブローダウンができません。

 

下記のクーリングタワーメーカーは、初めから強制ブローダウン装置が付いています。取扱説明書にそってブロー量の調整を行ってください。

• 荏原シンワ
• 日本スピンドル
• 日立アプライアンス

 

自動ブローダウン

自動ブロー装置を設置し、水の中の不純物が増えると電気が通りやすくなる性質を利用し自動でブローダウンを行う方法です。

 

電気伝導率（汚れ度）センサーで冷却水を測定し数値が上がると自動で給水バルブを開き、水を補給し新しい水と入れ替えます。水が汚れた時だけ自動で排水しますので、節水できるメリットがあります。特に、水代が高い地域にはおススメです。

 

写真は、冷却水処理剤のタンクと自動ブロー装置がセットになった、冷却水管理システムです。

 

右の青い部分が、自動ブロー装置です。この先につながった電気伝導率センサーによって、数値を連続測定します。

 

冷却塔（クーリングタワー）の補給水配管を分岐させて、自動ブロー弁を取り付けます。

 

水色の部分が、自動ブロー弁（電動弁）です。ウオーターハンマーを考慮し、モータ駆動のボールバルブを使用します。

 

自動ブロー弁は濃縮が高くなった時に、自動で開き給水します。水が入れ替わり電気伝導率センサーの数値が下がったら、バルブは閉じられます。

 

冷却水の水処理が必要な理由

冷却塔（クーリングタワー）で使用される冷却水は、循環利用するため様々な水の障害が発生します。濃縮によるスケール障害や腐食障害、藻やコケ、レジオネラ属菌などの細菌類の増殖によるスライム障害、それらが引き起こすトラブルを防止するには適正な水質管理を行える水処理技術が必要です。冷却水の濃縮を適切に管理することで節水（補給水・ブロー排水量の削減）や省エネとなり、高濃縮運転によって水処理薬剤の使用量削減でコストダウンへとつながります。

 

まとめ

冷却塔（クーリングタワー）は常に水を蒸発させ濃縮しています。冷却水の濃縮を防ぎ、スケール障害や腐食、スライムの増殖を起こさないためには、ブローダウンによる新しい水との入替が必要です。水質管理を行うことで設備トラブルも減少します。

 

Youtubeでも、冷却水の濃縮について、分かり易く説明しています。

 

 

 

当社では、冷却塔（クーリングタワー）のスケール障害・藻の繁殖・腐食などのトラブルについて、改善のご提案を行っています。水処理薬剤の効果を検証するため、薬注装置のテスト機もご用意しております。テスト機で得た水質データをもとに、社内検討いただくことも可能です。冷却塔（クーリングタワー）のトラブル改善については、「冷却塔トラブル改善プロ」まで、お気軽にお問い合わせください。