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新しいpH監視方法が発電所の精度を向上

新しいpH監視方法が発電所の精度を向上

2025-11-06

現代インフラの要である発電所は、機器の完全性を維持するために常に課題に直面しています。その中でも、水質化学、特にpHモニタリングは、腐食を防止し、運転効率を確保する上で重要な役割を果たしています。

従来のガラスpH電極は、実験室環境では有効ですが、発電所の水系という過酷な環境では信頼性に欠けることがよくあります。純水条件下での限界、電磁干渉の影響を受けやすいこと、高いメンテナンス要件などから、より良いソリューションが求められています。

導電率差法:技術的飛躍

この革新的なアプローチは、従来のpH電極の欠点を回避し、強酸性陽イオン交換体の前後に配置された2つの導電率センサーを使用します。この方法は、正確な導電率測定を通じてpHを計算し、次のような大きな利点を提供します。

  • 精度向上: 特に、従来の電極が苦戦する低導電率の水サンプルにおいて
  • メンテナンスの削減: 堅牢なセンサーは、較正と交換の頻度が少なくて済みます
  • 信頼性の向上: 発電所でよく見られる電磁干渉の影響を受けにくい
技術的基盤

この方法の核心的な原理は、陽イオン交換体が水サンプル中の陽イオンを水素イオンに置き換える能力にあります。この変換は、pHレベルと直接相関する測定可能な導電率の変化を生み出します。

2つの主要な計算式が開発されています。

VGB標準式(pH 7.5-10.5)

pH = log [Cond SC – (Cond CC/ 3)/ C B] + 11

アンモニアモデル式(pH 7-10)

pH = log [Cond SC– (Cond CC/3)] + 8.6

実装上の考慮事項

正常な適用には、いくつかの重要な要素への注意が必要です。

  • 計算式のpH範囲制限
  • リン酸塩濃度閾値(0.5 mg/L未満)
  • アンモニアまたは水酸化ナトリウムアルカリ剤への制限
  • 水質化学に合わせた温度補償モデル
システムアーキテクチャ

完全な実装には、以下が必要です。

  • ステンレス鋼導電率センサー(k=0.1電極定数)
  • PLC統合用の信号トランスミッター
  • リアルタイム計算用のプログラマブルロジックコントローラー
現場検証

この方法は、さまざまな発電所アプリケーションで成功を収めています。

  • 石炭火力発電所におけるボイラー給水モニタリング
  • 原子力施設の二次回路pH制御
  • 熱電プラントにおける復水系保護
今後の開発

新たな強化は、以下に焦点を当てています。

  • 予測保全のためのAI駆動データ分析
  • 統合センサー-トランスミッターシステム
  • ワイヤレスモニタリングネットワーク
  • 小型化されたセンサー技術

この革新的なアプローチは、発電所の水質化学管理における大きな進歩を表しており、信頼性の向上、運用コストの削減、機器保護の強化を提供します。

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2025-11-06

現代インフラの要である発電所は、機器の完全性を維持するために常に課題に直面しています。その中でも、水質化学、特にpHモニタリングは、腐食を防止し、運転効率を確保する上で重要な役割を果たしています。

従来のガラスpH電極は、実験室環境では有効ですが、発電所の水系という過酷な環境では信頼性に欠けることがよくあります。純水条件下での限界、電磁干渉の影響を受けやすいこと、高いメンテナンス要件などから、より良いソリューションが求められています。

導電率差法:技術的飛躍

この革新的なアプローチは、従来のpH電極の欠点を回避し、強酸性陽イオン交換体の前後に配置された2つの導電率センサーを使用します。この方法は、正確な導電率測定を通じてpHを計算し、次のような大きな利点を提供します。

  • 精度向上: 特に、従来の電極が苦戦する低導電率の水サンプルにおいて
  • メンテナンスの削減: 堅牢なセンサーは、較正と交換の頻度が少なくて済みます
  • 信頼性の向上: 発電所でよく見られる電磁干渉の影響を受けにくい
技術的基盤

この方法の核心的な原理は、陽イオン交換体が水サンプル中の陽イオンを水素イオンに置き換える能力にあります。この変換は、pHレベルと直接相関する測定可能な導電率の変化を生み出します。

2つの主要な計算式が開発されています。

VGB標準式(pH 7.5-10.5)

pH = log [Cond SC – (Cond CC/ 3)/ C B] + 11

アンモニアモデル式(pH 7-10)

pH = log [Cond SC– (Cond CC/3)] + 8.6

実装上の考慮事項

正常な適用には、いくつかの重要な要素への注意が必要です。

  • 計算式のpH範囲制限
  • リン酸塩濃度閾値(0.5 mg/L未満)
  • アンモニアまたは水酸化ナトリウムアルカリ剤への制限
  • 水質化学に合わせた温度補償モデル
システムアーキテクチャ

完全な実装には、以下が必要です。

  • ステンレス鋼導電率センサー(k=0.1電極定数)
  • PLC統合用の信号トランスミッター
  • リアルタイム計算用のプログラマブルロジックコントローラー
現場検証

この方法は、さまざまな発電所アプリケーションで成功を収めています。

  • 石炭火力発電所におけるボイラー給水モニタリング
  • 原子力施設の二次回路pH制御
  • 熱電プラントにおける復水系保護
今後の開発

新たな強化は、以下に焦点を当てています。

  • 予測保全のためのAI駆動データ分析
  • 統合センサー-トランスミッターシステム
  • ワイヤレスモニタリングネットワーク
  • 小型化されたセンサー技術

この革新的なアプローチは、発電所の水質化学管理における大きな進歩を表しており、信頼性の向上、運用コストの削減、機器保護の強化を提供します。