JP7077169B2 - Scale suppression device, geothermal power generation equipment and scale suppression method - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、スケール抑制装置、地熱発電設備およびスケール抑制方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a scale suppression device, a geothermal power generation facility, and a scale suppression method.

一般に、ボイラや冷却塔、地熱発電等の分野においては、カルシウム、鉄、シリカなど（以下、スケール成分という）を含有する流体を配管に通水する必要があり、長時間連続運転を行ううちに、配管内壁にスケールが発生することが知られている。例えばシリカの場合、地熱流体中に数１００ｍｇ／Ｌの高濃度のシリカを含有する。したがって、この地熱流体を時間あたり数百ｍ３以上運用するような地熱発電設備では、析出するシリカスケールが膨大な量になり、蒸気流路断面積の低下、蒸気・熱水配管の閉塞、還元井の閉塞、および蒸気タービンのノズル部分の閉塞へと至る。結果として、蒸気通過量の低下、通水量の低下および圧力損失の増大により発電量の低下が引き起こされる。 Generally, in the fields of boilers, cooling towers, geothermal power generation, etc., it is necessary to pass a fluid containing calcium, iron, silica, etc. (hereinafter referred to as scale component) through the piping, and during continuous operation for a long time, , It is known that scale is generated on the inner wall of the pipe. For example, in the case of silica, the geothermal fluid contains a high concentration of silica of several hundred mg / L. Therefore, in a geothermal power generation facility that operates this geothermal fluid for several hundred m3 or more per hour, the amount of silica scale that precipitates becomes enormous, the cross-sectional area of the steam flow path decreases, the steam / hot water piping is blocked, and the reduction well. It leads to the blockage of the steam turbine and the blockage of the nozzle part of the steam turbine. As a result, a decrease in steam passage, a decrease in water flow, and an increase in pressure loss cause a decrease in power generation.

そこで、一部の地熱発電設備では、蒸気タービンに供給される蒸気の流路中に噴霧装置を設けている。噴霧装置は、蒸気に対してスケール発生を抑制するスケール抑制剤を噴霧する。スケール抑制剤を含む蒸気が蒸気タービンに供給されると、この蒸気がノズルを通過する際にスケール抑制剤を付着させる。これにより、蒸気中に含まれるシリカ成分のノズルへの付着を防ぎ、ノズルでのスケールの析出量が抑制される。 Therefore, in some geothermal power generation facilities, a spray device is provided in the flow path of steam supplied to the steam turbine. The spraying device sprays a scale inhibitor that suppresses scale generation on the steam. When the steam containing the scale inhibitor is supplied to the steam turbine, the scale inhibitor is attached as the steam passes through the nozzle. As a result, the silica component contained in the steam is prevented from adhering to the nozzle, and the amount of scale deposited on the nozzle is suppressed.

特開２０１７－１６０８４２号公報JP-A-2017-160842 特開２０１６－１６８５５９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-168559

しかしながら、蒸気中に含まれるスケール成分は生産井毎に異なるため、噴霧装置の内部では、蒸気中に含まれるスケールに応じて種類や混合率が調整されたスケール抑制剤を噴霧することが好ましい。そこで、本発明が解決しようとする課題は、蒸気中に含まれるスケール成分に応じてスケール抑制剤を噴霧できるスケール抑制装置およびその方法を提供することである。 However, since the scale component contained in the steam differs for each production well, it is preferable to spray the scale inhibitor whose type and mixing ratio are adjusted according to the scale contained in the steam inside the spraying device. Therefore, an object to be solved by the present invention is to provide a scale inhibitor capable of spraying a scale inhibitor according to the scale component contained in the vapor, and a method thereof.

上記の課題を解決するために、実施形態のスケール抑制装置は、生産井から抽出された地熱流体から蒸気を生成し、前記蒸気を蒸気タービンに供給して前記蒸気タービンを回転駆動させる地熱発電設備に設けられ、前記蒸気タービンに供給される蒸気に対して、その内部に含まれるスケールを抑制するスケール抑制剤を噴霧するスケール抑制装置であって、前記地熱流体、前記蒸気タービンへ供給される蒸気、前記蒸気タービンから抽気された抽気、および前記蒸気タービンからの排気の少なくともいずれかに含まれるスケール成分の種類とその濃度を測定するセンサと、前記蒸気タービンに供給される蒸気に複数の前記スケール抑制剤から調整して噴霧する噴霧装置と、前記センサの測定結果である前記スケール成分の種類とその濃度に基づいて、前記噴霧装置から噴霧される前記スケール抑制剤の種類とその噴霧量を調整する制御装置と、を備える。 In order to solve the above problems, the scale suppression device of the embodiment is a geothermal power generation facility that generates steam from a geothermal fluid extracted from a production well and supplies the steam to a steam turbine to rotationally drive the steam turbine. A scale suppression device that sprays a scale suppression agent that suppresses scale contained therein with respect to the steam supplied to the steam turbine, and is a scale suppression device that is supplied to the geothermal fluid and the steam turbine. , A sensor for measuring the type and concentration of scale components contained in at least one of the extracted air extracted from the steam turbine and the exhaust from the steam turbine, and a plurality of the scales on the steam supplied to the steam turbine. The type of the scale inhibitor sprayed from the spray device and the spray amount thereof are adjusted based on the spray device adjusted from the inhibitor and sprayed, and the type and concentration of the scale component which is the measurement result of the sensor. It is equipped with a control device for steam turbines.

本発明の実施形態に係るスケール抑制装置、地熱発電設備およびスケール抑制方法は、蒸気中に含まれるスケール成分に応じてスケール抑制剤を噴霧できる。 The scale suppression device, the geothermal power generation facility, and the scale suppression method according to the embodiment of the present invention can spray the scale suppression agent according to the scale component contained in the steam.

第一の実施形態に係る地熱発電設備の概要図。Schematic diagram of the geothermal power generation facility according to the first embodiment. 第一の実施形態に係るスケール抑制方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the scale suppression method which concerns on 1st Embodiment. 第二の実施形態に係る地熱発電設備の概要図。Schematic diagram of the geothermal power generation facility according to the second embodiment. 第二の実施形態に係るスケール抑制方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the scale suppression method which concerns on 2nd Embodiment.

（第一の実施形態）
第一の実施形態に係る地熱発電設備について、図１を用いて説明する。図１は、第一の実施形態に係るタービン発電設備の概要図である。以降の説明において、スケール成分とは、地熱流体から分離された蒸気中に含まれる不純物であり、蒸気タービン内部に付着してスケールを析出するもの、例えばカルシウム、鉄、アルミニウム、ナトリウム、およびシリカやこれらがイオン化したものを指す。 (First embodiment)
The geothermal power generation facility according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram of a turbine power generation facility according to the first embodiment. In the following description, the scale component is an impurity contained in the steam separated from the geothermal fluid and adheres to the inside of the steam turbine to precipitate scale, such as calcium, iron, aluminum, sodium, and silica. These refer to those that are ionized.

地熱発電設備１は、生産井１１と、汽水分離器１２と、デミスタ１３と、蒸気タービン１４と、復水器１５と、還元井１６と、発電機１７と、スケール抑制装置２０と、を備える。 The geothermal power generation facility 1 includes a production well 11, a steam separator 12, a demista 13, a steam turbine 14, a condenser 15, a reduction well 16, a generator 17, and a scale suppression device 20. ..

生産井１１は、地中から地熱流体Ａを噴出する。この地熱流体Ａは、一般的に１５０℃～２５０℃程度の温度を有する蒸気および熱水が混合した流体である。 The production well 11 ejects the geothermal fluid A from the ground. The geothermal fluid A is a fluid in which steam and hot water having a temperature of generally about 150 ° C. to 250 ° C. are mixed.

汽水分離器１２は、生産井１１と配管２を介して接続される。汽水分離器１２は、生産井１１から供給された地熱流体Ａを減圧して蒸気Ｂと熱水Ｃとに分離する。 The brackish water separator 12 is connected to the production well 11 via the pipe 2. The brackish water separator 12 decompresses the geothermal fluid A supplied from the production well 11 and separates it into steam B and hot water C.

デミスタ１３は、汽水分離器１２と蒸気タービン１４との間に配置される。デミスタ１３は、汽水分離器１２を出た蒸気Ｂ１中に含まれる水滴およびこの水滴中に含まれるスケール成分を除去する。蒸気Ｂ１から水滴を除去する能力は、特に粒径２０μｍ以下の微小の水滴をも除去する能力が高い方が、スケール原因物質の除去能力も高くなる点では好ましいものの、そのようなデミスタ１３は、蒸気圧力の損失（圧損）が高くなる傾向があり、発電量の低下が避けがたい。このことから、デミスタ１３は、例えばスケール原因物質の除去能力と蒸気圧力の損失とのバランスや、地熱流体Ａの物理的性状・化学的性状や蒸気タービン１４での具体的なスケール発生状況等を考慮して、最適な物を選択することが望ましい。 The demista 13 is arranged between the brackish water separator 12 and the steam turbine 14. The demista 13 removes water droplets contained in the steam B1 exiting the brackish water separator 12 and scale components contained in the water droplets. Although it is preferable that the ability to remove water droplets from the steam B1 is particularly high in the ability to remove even minute water droplets having a particle size of 20 μm or less, the ability to remove scale-causing substances is also high. The loss of steam pressure (pressure loss) tends to be high, and it is inevitable that the amount of power generation will decrease. From this, the demista 13 determines, for example, the balance between the ability to remove scale-causing substances and the loss of steam pressure, the physical and chemical properties of the geothermal fluid A, and the specific scale generation status in the steam turbine 14. It is desirable to select the most suitable one in consideration.

なお、本実施形態では、デミスタ１３を配置せずに、汽水分離器１２で分離された蒸気Ｂ１を後述するスケール抑制装置２０の噴霧装置２１に導入させても良い。 In this embodiment, the steam B1 separated by the brackish water separator 12 may be introduced into the spray device 21 of the scale suppression device 20, which will be described later, without arranging the demister 13.

蒸気タービン１４は、汽水分離器１２と主蒸気管３を介して接続される。蒸気タービン１４は、ケーシングと、ケーシング内部に回転可能に収容されたタービン軸１４ａと、このタービン軸１４ａの周方向に複数植え込まれてタービン軸１４ａと一体的に回転する動翼１４ｂと、ケーシングの周方向に複数配置された図示していない静翼とを有する。動翼１４ｂと静翼は、タービン軸１４ａの軸方向に沿って交互に設けられ、動翼１４ｂと静翼とを一つの段落とする複数のタービン段落を形成する。各タービン段落において動翼１４ｂおよび静翼が設けられる部分が蒸気通路部を構成する。蒸気通路部の入口側には主蒸気管から供給される蒸気Ｂ３が導かれる図示しないノズルボックスが設けられ、蒸気通路部の出口側には図示しないタービン排気室が設けられる。 The steam turbine 14 is connected to the steam separator 12 via the main steam pipe 3. The steam turbine 14 includes a casing, a turbine shaft 14a rotatably housed inside the casing, a plurality of blades 14b implanted in the circumferential direction of the turbine shaft 14a and rotating integrally with the turbine shaft 14a, and a casing. It has a plurality of stationary blades (not shown) arranged in the circumferential direction of the turbine. The rotor blades 14b and the stationary blades are alternately provided along the axial direction of the turbine shaft 14a to form a plurality of turbine paragraphs in which the rotor blades 14b and the stationary blades are one paragraph. In each turbine paragraph, the portion where the moving blade 14b and the stationary blade are provided constitutes a steam passage portion. A nozzle box (not shown) to which steam B3 supplied from the main steam pipe is guided is provided on the inlet side of the steam passage portion, and a turbine exhaust chamber (not shown) is provided on the outlet side of the steam passage portion.

復水器１５は、蒸気タービン１４の蒸気通路部出口側を構成するタービン排気室の下流側、すなわち蒸気タービン１４の下流側に設けられ、本体胴と、本体胴の内部に設けられ外部から供給される冷却水が流通する冷却管束を備える（いずれも図示せず）。復水器１５では、タービン排気室から排出された排気を冷却管束において冷却、凝縮して凝縮水Ｄとする。この凝縮水Ｄは、還元井１６へ排出される。 The condenser 15 is provided on the downstream side of the turbine exhaust chamber constituting the outlet side of the steam passage portion of the steam turbine 14, that is, on the downstream side of the steam turbine 14, and is provided inside the main body and the main body and supplied from the outside. It is provided with a bundle of cooling pipes through which the cooling water to be discharged flows (neither is shown). In the condenser 15, the exhaust gas discharged from the turbine exhaust chamber is cooled and condensed in the cooling pipe bundle to obtain condensed water D. This condensed water D is discharged to the reduction well 16.

発電機１７は、筐体内に回転可能に収容された図示していない回転子と、回転子の周囲を囲う図示していない固定子とを備え、この回転子がタービン軸１４ａと連結される。 The generator 17 includes a rotor (not shown) rotatably housed in the housing and a stator (not shown) that surrounds the rotor, and the rotor is connected to the turbine shaft 14a.

スケール抑制装置２０は、噴霧装置２１と、薬剤貯留室２２と、薬剤希釈装置２３と、センサ２４と、制御装置２５とを備える。 The scale suppression device 20 includes a spray device 21, a drug storage chamber 22, a drug dilution device 23, a sensor 24, and a control device 25.

噴霧装置２１は、デミスタ１３と蒸気タービン１４との間、すなわち主蒸気管３の途中に配置され、スケール抑制剤またはその溶液Ｄ２を蒸気Ｂ２に噴霧する。なお、本実施形態における噴霧装置２１は、スケール抑制剤またはその溶液Ｄ２を霧状にして蒸気Ｂ２に噴霧する。これは、スケール抑制剤またはその溶液Ｄ２を霧状にすることで、気相状態ではなく、細かい液相状態で蒸気タービン１４の内部のスケール生成領域ないし固着部位等に効果的に衝突および付着させるためである。 The spraying device 21 is arranged between the demista 13 and the steam turbine 14, that is, in the middle of the main steam pipe 3, and sprays the scale inhibitor or its solution D2 onto the steam B2. The spraying device 21 in the present embodiment atomizes the scale inhibitor or its solution D2 and sprays it onto the steam B2. By atomizing the scale inhibitor or its solution D2, it effectively collides and adheres to the scale generation region or the fixed portion inside the steam turbine 14 in a fine liquid phase state instead of a gas phase state. Because.

なお、ここでいう霧状とは、スケール抑制剤および水を含む溶液Ｄ２（あるいは、少なくともスケール抑制剤および水のどちらか片方）が、液相状態にある粒子（液滴）であることを意味する。この液相状態にある粒子（液滴）の平均粒経は、好ましくは０．１～１００μｍ、特に好ましくは１０～５０μｍである。 The term "mist" as used herein means that the solution D2 containing the scale inhibitor and water (or at least one of the scale inhibitor and water) is a particle (droplet) in a liquid phase state. do. The average grain diameter of the particles (droplets) in this liquid phase state is preferably 0.1 to 100 μm, and particularly preferably 10 to 50 μm.

また、ここでいうスケール抑制剤とは、蒸気Ｂ２中に含まれるスケール成分が蒸気タービン１４内部の動翼、静翼、蒸気通路部などに付着することを抑制するほか、これらの表面に既に付着したスケールに対して更にスケール付着が進むことを抑制できる薬剤をいう。このスケール抑制剤は、それ自体が液相でもよいし、例えば固相など、液相以外の状態でもよい。スケール抑制剤自体が液相である場合、蒸気タービン１４に導入される蒸気Ｂ３中に、この液相のスケール抑制剤を霧状で噴霧することができるし、スケール抑制剤を水で希釈して溶液とし、蒸気タービン１４に導入される蒸気Ｂ３中に霧状で噴霧することもできる。 Further, the scale inhibitor referred to here is a scale component contained in steam B2 that suppresses adhesion to the moving blades, stationary blades, steam passages, etc. inside the steam turbine 14, and has already adhered to these surfaces. A drug that can suppress the further progress of scale adhesion to the scale. The scale inhibitor may itself be in a liquid phase or may be in a state other than the liquid phase, such as a solid phase. When the scale inhibitor itself is a liquid phase, the scale inhibitor of this liquid phase can be sprayed into the steam B3 introduced into the steam turbine 14 in the form of a mist, or the scale inhibitor is diluted with water. It can also be used as a solution and sprayed into steam B3 introduced into the steam turbine 14 in the form of a mist.

一方、スケール抑制剤が液相でない場合は、スケール抑制剤を水（溶媒）に溶解させて溶液とし、蒸気タービン１４に導入される蒸気Ｂ３中に霧状で噴霧することができる。スケール抑制剤の溶液は、スケール抑制剤の全量が水に完全に溶解していることが好ましいが、水に溶解していないスケール抑制剤が存在していてもよい。従って、スケール抑制剤の溶液とは、水に溶解していないスケール抑制剤が水中に分散している物をも意味する。 On the other hand, when the scale inhibitor is not a liquid phase, the scale inhibitor can be dissolved in water (solvent) to form a solution, which can be sprayed into the steam B3 introduced into the steam turbine 14 in the form of a mist. The solution of the scale inhibitor preferably has the entire amount of the scale inhibitor completely dissolved in water, but there may be a scale inhibitor that is not dissolved in water. Therefore, the solution of the scale inhibitor also means a solution in which the scale inhibitor which is not dissolved in water is dispersed in water.

本実施形態において、噴霧装置２１から噴霧されるスケール抑制剤は、後述する薬剤希釈装置２３において希釈された溶液を用いる。このスケール抑制剤は、例えばカルボキシル基を有する化合物を含むもの、およびビニルピロリドン重合体を含むものが好ましい。これは、カルボキシル基を有する化合物は、カルボン酸の作用で、上記スケール析出の要因となるカルシウムや鉄のイオンと結合する作用があり、スケール析出を遅らせる効果を持つ。さらに、ビニルピロリドン重合体は、ケイ酸やシリカを分散させ、重合を遅らせる効果を持ち、結果としてスケールの発生を遅らせることができる。カルボキシル基を有する化合物の好ましい具体例としては、例えば、アクリル酸やアクリル酸を含む共重合体、ポリアクリル酸やその塩類、アクリル酸とマレイン酸の共重合体やその塩類、アクリル酸とスルホン酸の共重合体やその塩類を挙げることができる。ビニルピロリドン重合体の好ましい具体例としては、例えば、ビニルピロリドンの単独重合体および共重合体、ビニルピロリドンと酢酸ビニルの共重合体、ビニルピロリドンとスチレンの共重合体を挙げることができる。 In the present embodiment, as the scale inhibitor sprayed from the spraying device 21, the solution diluted in the drug diluting device 23 described later is used. The scale inhibitor preferably contains, for example, a compound having a carboxyl group and a vinylpyrrolidone polymer. This is because the compound having a carboxyl group has an action of binding to calcium and iron ions which cause the scale precipitation by the action of the carboxylic acid, and has an effect of delaying the scale precipitation. Furthermore, the vinylpyrrolidone polymer has the effect of dispersing silicic acid and silica and delaying the polymerization, and as a result, the generation of scale can be delayed. Preferred specific examples of the compound having a carboxyl group include, for example, a copolymer containing acrylic acid or acrylic acid, polyacrylic acid or salts thereof, a copolymer of acrylic acid and maleic acid or salts thereof, acrylic acid and sulfonic acid. Examples thereof include the copolymers of the above and salts thereof. Preferred specific examples of the vinylpyrrolidone polymer include, for example, a homopolymer and a copolymer of vinylpyrrolidone, a copolymer of vinylpyrrolidone and vinyl acetate, and a copolymer of vinylpyrrolidone and styrene.

薬剤貯留室２２は、複数のスケール抑制剤を貯留する貯留室であり、後述する薬剤希釈装置２３を介して噴霧装置２１に連結される。本実施形態では、一つの薬剤貯留室２２に複数個のスケール抑制剤が貯蔵される場合を例示して説明するが、例えばスケール抑制剤の種類ごとに、それぞれの薬剤貯留室２２を設ける構成としてもよい。 The drug storage chamber 22 is a storage chamber for storing a plurality of scale inhibitores, and is connected to the spray device 21 via a drug diluting device 23 described later. In the present embodiment, a case where a plurality of scale inhibitors are stored in one drug storage chamber 22 will be described as an example. For example, as a configuration in which each drug storage chamber 22 is provided for each type of scale inhibitor. May be good.

薬剤希釈装置２３は、噴霧装置２１と薬剤貯留室２２との間に設けられると共に、復水器１５と還元井１６とを連結する排出管４から分岐した分岐管５と連結される。また、薬剤希釈装置２３は、薬剤貯留室２２から供給されるスケール抑制剤Ｅを分岐管５から供給される水Ｄ１に溶解させてスケール抑制剤の溶液を生成する。なお、図１においては薬剤希釈装置２３が一つの場合を例示しているが、複数のスケール抑制剤を水に溶解させる場合、スケール抑制剤毎に薬剤希釈装置２３が設けられることが好ましい。また、薬剤希釈装置２３では、スケール抑制剤Ｅを水Ｄ１に溶解させるほかに、スケール抑制剤Ｅを水Ｄ１に分散させるような構成としてもよい。 The drug diluting device 23 is provided between the spray device 21 and the drug storage chamber 22, and is connected to a branch pipe 5 branched from the discharge pipe 4 connecting the condenser 15 and the reduction well 16. Further, the drug diluting device 23 dissolves the scale inhibitor E supplied from the drug storage chamber 22 in the water D1 supplied from the branch pipe 5 to generate a solution of the scale inhibitor. Although the case where one drug diluting device 23 is used is illustrated in FIG. 1, when a plurality of scale inhibitors are dissolved in water, it is preferable that the drug diluting device 23 is provided for each scale inhibitor. Further, in the drug diluting device 23, in addition to dissolving the scale inhibitor E in water D1, the scale inhibitor E may be dispersed in water D1.

センサ２４は、デミスタ１３と蒸気タービン１４の間を構成する主蒸気管３に設けられ、この流路を通過する蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分の種類とその濃度を所定の時間毎など、時間離散的に測定する。ただし、本実施形態においては、センサ２４がスケール成分の種類とその濃度を常時測定するような構成としてもよい。また、センサ２４での測定量は、スケール成分の濃度だけでなく、例えば蒸気Ｂ２のｐＨを測定してもよい。 The sensor 24 is provided in the main steam pipe 3 constituting between the demister 13 and the steam turbine 14, and the types and concentrations of scale components contained in the steam B2 passing through this flow path are time-distributed, such as at predetermined time intervals. To measure. However, in the present embodiment, the sensor 24 may be configured to constantly measure the type of scale component and its concentration. Further, as the measure amount by the sensor 24, not only the concentration of the scale component but also the pH of the steam B2 may be measured, for example.

制御装置２５は、基準濃度ＤＢ２５ａと、スケール抑制剤ＤＢ２５ｂと、評価部２５ｃと、指令部２５ｄとを備え、噴霧装置２１から蒸気Ｂ２に噴霧するスケール抑制剤Ｅの種類とその噴霧量を制御する。 The control device 25 includes a reference concentration DB 25a, a scale inhibitor DB 25b, an evaluation unit 25c, and a command unit 25d, and controls the type of the scale inhibitor E sprayed from the spray device 21 onto the steam B2 and the spray amount thereof. ..

基準濃度ＤＢ２５ａは、蒸気Ｂ２に含まれる複数のスケール成分それぞれの濃度の基準値である基準濃度を保存（記憶）している。 The reference concentration DB 25a stores (stores) the reference concentration which is the reference value of the concentration of each of the plurality of scale components contained in the steam B2.

スケール抑制剤ＤＢ２５ｂは、スケール抑制剤と各スケール成分との対応関係とをそれぞれ保存している。ここでいうスケール抑制剤と各スケール成分との対応関係とは、各スケール成分が蒸気タービン１４内部での付着またはスケール形成することを防ぐために、どのスケール抑制剤を噴霧すれば効果的かを示す関係である。 The scale inhibitor DB 25b stores the correspondence between the scale inhibitor and each scale component, respectively. The correspondence relationship between the scale inhibitor and each scale component here indicates which scale inhibitor should be sprayed to prevent each scale component from adhering or forming scale inside the steam turbine 14. It is a relationship.

評価部２５ｃは、センサ２４で測定された各スケール成分の濃度（測定濃度）と、基準濃度とを比較する。より具体的には、センサ２４からそれぞれのスケール成分の測定濃度を取得すると共に、基準濃度ＤＢ２５ａからこれらのスケール成分それぞれの基準濃度を取得し、スケール成分毎に測定濃度と基準濃度との大小を評価する。 The evaluation unit 25c compares the concentration (measured concentration) of each scale component measured by the sensor 24 with the reference concentration. More specifically, the measured concentration of each scale component is acquired from the sensor 24, the reference concentration of each of these scale components is acquired from the reference concentration DB25a, and the magnitude of the measured concentration and the reference concentration is determined for each scale component. evaluate.

指令部２５ｄは、評価部２５ｃで評価した結果に基づいて制御指令を出力し、この制御指令を噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３に送信する。噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３には、これらをそれぞれ駆動する図示しないアクチュエータが設けられており、制御装置２５とこれらアクチュエータのそれぞれとが信号線を介して電気的に接続される。これにより、指令部２５ｄから出力した制御指令がこの信号線を介してそれぞれのアクチュエータに送信されるように構成される。制御装置２５による詳細な制御方法については後述する。 The command unit 25d outputs a control command based on the result of evaluation by the evaluation unit 25c, and transmits this control command to the spray device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23. The spraying device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 are each provided with an actuator (not shown) for driving them, and the control device 25 and each of these actuators are electrically connected via a signal line. Will be done. As a result, the control command output from the command unit 25d is configured to be transmitted to each actuator via this signal line. The detailed control method by the control device 25 will be described later.

生産井１１から供給された地熱流体Ａは、汽水分離器１２で減圧処理されて蒸気Ｂと熱水Ｃとに分離される。汽水分離器１２を出た蒸気Ｂ１は、デミスタ１３を通過する過程で蒸気Ｂ１中の水滴およびこの水滴中に含まれるスケール成分が除去され、蒸気Ｂ２として噴霧装置２１に供給される。 The geothermal fluid A supplied from the production well 11 is depressurized by the brackish water separator 12 and separated into steam B and hot water C. The steam B1 leaving the brackish water separator 12 is supplied to the atomizing device 21 as steam B2 after the water droplets in the steam B1 and the scale components contained in the water droplets are removed in the process of passing through the demista 13.

噴霧装置２１では、後述する制御装置２５の制御指令方法に従い、蒸気Ｂ２に対してスケール抑制剤およびその溶液が噴霧される。スケール抑制剤およびその溶液を含む蒸気は、蒸気Ｂ３として主蒸気管３から蒸気タービン１４の図示しないノズルボックスへ供給される。 In the spraying device 21, the scale inhibitor and its solution are sprayed on the steam B2 according to the control command method of the control device 25 described later. The steam containing the scale inhibitor and its solution is supplied as steam B3 from the main steam pipe 3 to a nozzle box (not shown) of the steam turbine 14.

蒸気タービン１４では、蒸気がノズルボックスから複数のタービン段落の蒸気通路部を順次通過しながら膨張し、各タービン段落を構成する動翼１４ｂと、この動翼１４ｂが植え込まれたタービン軸１４ａとを回転させる。タービン軸１４ａは、回転により生じる回転エネルギーを発電機１７の回転子（図示せず）に伝え、この回転子を回転駆動させて発電を行う。タービン段落の最終段を通過した蒸気は排気となり、タービン排気室（図示せず）を介して復水器１５に導かれる。この排気は、復水器１５内部に設けられた冷却管束により冷却され、凝縮して凝縮水となる。 In the steam turbine 14, steam expands from the nozzle box while sequentially passing through the steam passages of a plurality of turbine paragraphs, and the rotor blades 14b constituting each turbine paragraph and the turbine shaft 14a into which the rotor blades 14b are implanted To rotate. The turbine shaft 14a transmits the rotational energy generated by the rotation to a rotor (not shown) of the generator 17, and rotationally drives the rotor to generate power. The steam that has passed through the final stage of the turbine paragraph becomes exhaust gas and is guided to the condenser 15 via the turbine exhaust chamber (not shown). This exhaust gas is cooled by a bundle of cooling pipes provided inside the condenser 15 and condensed into condensed water.

復水器１５で凝縮した凝縮水の一部は、スケール抑制剤Ｅを溶解させる水Ｄ１として利用するために、薬剤希釈装置２３に分岐管５を介して供給される。残りの凝縮水Ｄは、熱水配管６を流れる汽水分離器１２で分離された熱水Ｃと合流した後に、還元井１６から地中に戻される。 A part of the condensed water condensed by the condenser 15 is supplied to the drug diluting device 23 via the branch pipe 5 in order to be used as water D1 for dissolving the scale inhibitor E. The remaining condensed water D merges with the hot water C separated by the brackish water separator 12 flowing through the hot water pipe 6, and then is returned to the ground from the reduction well 16.

次に、制御装置２５によるスケール抑制方法について、図２を用いて説明する。図２は、第一の実施形態に係るスケール抑制方法を示すフローチャートである。以降の説明では、あらかじめ蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分Ｘ１を抑制するスケール抑制剤Ｅ１が噴霧装置２１から噴霧された状態から、センサ２４においてスケール成分Ｘ１の他に、新たなスケール成分Ｘ２が測定される場合を例示して説明する。 Next, the scale suppression method by the control device 25 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a scale suppression method according to the first embodiment. In the following description, a new scale component X2 is measured in the sensor 24 in addition to the scale component X1 from the state where the scale inhibitor E1 that suppresses the scale component X1 contained in the steam B2 is sprayed from the spraying device 21 in advance. This case will be described as an example.

（スケール成分Ｘ１の測定濃度のみが基準濃度よりも高い場合）
センサ２４は、蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分の種類と濃度を測定する（Ｓ１）。制御装置２５の評価部２５ｃは、センサ２４からスケール成分の種類と測定濃度を、基準濃度ＤＢ２５ａから検出されたスケール成分の基準濃度をそれぞれ取得する（Ｓ２）。評価部２５ｃは、スケール成分毎に測定濃度と基準濃度とを比較する（Ｓ３）。ここで、スケール成分Ｘ１と新たに測定されたスケール成分Ｘ２のそれぞれの基準濃度とを比較する（Ｓ４）。その結果、スケール成分Ｘ１の測定濃度のみが基準濃度よりも高い場合（Ｓ４のＹｅｓ、およびＳ５のＹｅｓ）、指令部２５ｄは、スケール抑制剤Ｅ１の溶液を継続して噴霧装置２１から噴霧するような制御指令を噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３に対して出力する（Ｓ６）。 (When only the measured concentration of scale component X1 is higher than the reference concentration)
The sensor 24 measures the type and concentration of the scale component contained in the steam B2 (S1). The evaluation unit 25c of the control device 25 acquires the type of scale component and the measured concentration from the sensor 24, and the reference concentration of the scale component detected from the reference concentration DB 25a (S2). The evaluation unit 25c compares the measured concentration and the reference concentration for each scale component (S3). Here, the reference concentrations of the scale component X1 and the newly measured scale component X2 are compared (S4). As a result, when only the measured concentration of the scale component X1 is higher than the reference concentration (Yes of S4 and Yes of S5), the command unit 25d continuously sprays the solution of the scale inhibitor E1 from the spraying device 21. A control command is output to the spray device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 (S6).

すなわち、図１に示されるように、薬剤貯留室２２に貯留されたスケール抑制剤Ｅ１を薬剤希釈装置２３において水に溶解させ、このスケール抑制剤Ｅ１と水とを含む溶液Ｄ２を、噴霧装置２１を用いて、蒸気Ｂ２中に霧状にして噴霧する制御指令を指令部２５ｄが出力する。これにより、噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３がそれぞれのアクチュエータにより調整され、噴霧装置２１から蒸気Ｂ２に対して、スケール抑制剤Ｅ１の溶液が継続して噴霧される。これにより、スケール抑制剤Ｅ１の溶液が含まれた蒸気Ｂ２は、蒸気Ｂ３として蒸気タービン１４に供給され、スケール抑制剤Ｅ１を蒸気タービン１４の内部、例えば静翼などに付着させることができる。 That is, as shown in FIG. 1, the scale inhibitor E1 stored in the drug storage chamber 22 is dissolved in water in the drug diluting device 23, and the solution D2 containing the scale inhibitor E1 and water is sprayed on the spray device 21. Is used by the command unit 25d to output a control command for atomizing and spraying into the steam B2. As a result, the spraying device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 are adjusted by their respective actuators, and the solution of the scale inhibitor E1 is continuously sprayed from the spraying device 21 onto the vapor B2. As a result, the steam B2 containing the solution of the scale inhibitor E1 is supplied to the steam turbine 14 as the steam B3, and the scale inhibitor E1 can be attached to the inside of the steam turbine 14, for example, a stationary blade.

（スケール成分Ｘ２の測定濃度のみが基準濃度よりも高い場合）
センサ２４は、蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分の種類と濃度を測定する（Ｓ１）。制御装置２５の評価部２５ｃは、センサ２４からスケール成分の種類と測定濃度を、基準濃度ＤＢ２５ａから検出されたスケール成分の基準濃度をそれぞれ取得する（Ｓ２）。評価部２５ｃは、スケール成分毎に測定濃度と基準濃度とを比較する（Ｓ３）。ここで、スケール成分Ｘ１と新たに測定されたスケール成分Ｘ２のそれぞれの基準濃度とを比較する（Ｓ４）。その結果、スケール成分Ｘ２の測定濃度のみが基準濃度よりも高い場合（Ｓ４のＹｅｓ、およびＳ５のＮｏ）、指令部２５ｄは、スケール抑制剤ＤＢ２５ｂから、スケール成分Ｘ２に有効なスケール抑制剤の種類を取得する（Ｓ７）。その後、指令部２５ｄは、スケール抑制剤Ｅ２の溶液を噴霧装置２１から噴霧するような制御指令を噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３に対して出力する（Ｓ８）。 (When only the measured concentration of scale component X2 is higher than the reference concentration)
The sensor 24 measures the type and concentration of the scale component contained in the steam B2 (S1). The evaluation unit 25c of the control device 25 acquires the type of scale component and the measured concentration from the sensor 24, and the reference concentration of the scale component detected from the reference concentration DB 25a (S2). The evaluation unit 25c compares the measured concentration and the reference concentration for each scale component (S3). Here, the reference concentrations of the scale component X1 and the newly measured scale component X2 are compared (S4). As a result, when only the measured concentration of the scale component X2 is higher than the reference concentration (Yes of S4 and No of S5), the command unit 25d receives the type of scale inhibitor effective for the scale component X2 from the scale inhibitor DB 25b. (S7). After that, the command unit 25d outputs a control command for spraying the solution of the scale inhibitor E2 from the spray device 21 to the spray device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 (S8).

すなわち、図１に示されるように、薬剤貯留室２２に貯留されたスケール抑制剤Ｅ２を薬剤希釈装置２３において水に溶解させ、このスケール抑制剤Ｅ２と水とを含む溶液Ｄ２を、噴霧装置２１を用いて、蒸気Ｂ２中に霧状にして噴霧する制御指令を指令部２５ｄが出力する。これにより、噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３がそれぞれのアクチュエータにより調整され、噴霧装置２１から蒸気Ｂ２に対して、スケール抑制剤Ｅ２の溶液が継続して噴霧される。これにより、スケール抑制剤Ｅ２の溶液が含まれた蒸気Ｂ２は、蒸気Ｂ３として蒸気タービン１４に供給され、スケール抑制剤Ｅ２を蒸気タービン１４の内部、例えば静翼などに付着させることができる。 That is, as shown in FIG. 1, the scale inhibitor E2 stored in the drug storage chamber 22 is dissolved in water in the drug diluting device 23, and the solution D2 containing the scale inhibitor E2 and water is sprayed on the spray device 21. Is used by the command unit 25d to output a control command for atomizing and spraying into the steam B2. As a result, the spraying device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 are adjusted by their respective actuators, and the solution of the scale inhibitor E2 is continuously sprayed from the spraying device 21 onto the vapor B2. As a result, the steam B2 containing the solution of the scale inhibitor E2 is supplied to the steam turbine 14 as the steam B3, and the scale inhibitor E2 can be attached to the inside of the steam turbine 14, for example, a stationary blade.

（スケール成分Ｘ１とＸ２それぞれの測定濃度が共に基準濃度よりも高い場合）
センサ２４は、蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分の種類と濃度を測定する（Ｓ１）。制御装置２５の評価部２５ｃは、センサ２４からスケール成分の種類と測定濃度を、基準濃度ＤＢ２５ａから検出されたスケール成分の基準濃度をそれぞれ取得する（Ｓ２）。評価部２５ｃは、スケール成分毎に測定濃度と基準濃度とを比較する（Ｓ３）。ここで、スケール成分Ｘ１と新たに測定されたスケール成分Ｘ２のそれぞれの基準濃度とを比較する（Ｓ４）。その結果、スケール成分Ｘ１と新たに測定されたスケール成分Ｘ２の測定濃度が共に基準濃度よりも高い場合（Ｓ４のＹｅｓ、およびＳ５のＮｏ）、指令部２５ｄは、スケール抑制剤ＤＢ２５ｂから、スケール成分Ｘ１およびＸ２のそれぞれに有効なスケール抑制剤の種類を取得する（Ｓ７）。その後、指令部２５ｄは、スケール抑制剤Ｅ１の溶液の他にスケール抑制剤Ｅ２の溶液を噴霧装置２１から噴霧するような制御指令を噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３に対して出力する（Ｓ８）。 (When the measured concentrations of scale components X1 and X2 are both higher than the reference concentration)
The sensor 24 measures the type and concentration of the scale component contained in the steam B2 (S1). The evaluation unit 25c of the control device 25 acquires the type of scale component and the measured concentration from the sensor 24, and the reference concentration of the scale component detected from the reference concentration DB 25a (S2). The evaluation unit 25c compares the measured concentration and the reference concentration for each scale component (S3). Here, the reference concentrations of the scale component X1 and the newly measured scale component X2 are compared (S4). As a result, when the measured concentrations of the scale component X1 and the newly measured scale component X2 are both higher than the reference concentration (Yes in S4 and No in S5), the command unit 25d receives the scale component from the scale inhibitor DB 25b. The type of scale inhibitor effective for each of X1 and X2 is obtained (S7). After that, the command unit 25d issues a control command to the spray device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 to spray the solution of the scale inhibitor E2 in addition to the solution of the scale inhibitor E1 from the spray device 21. And output (S8).

すなわち、図１に示されるように、薬剤貯留室２２に貯留されたスケール抑制剤Ｅ１およびＥ２を、薬剤希釈装置２３において水に溶解させ、このスケール抑制剤Ｅ１およびＥ２と水とを含む溶液Ｄ２を、噴霧装置２１を用いて、蒸気Ｂ２中に霧状にして噴霧する制御指令を指令部２５ｄが出力する。これにより、噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３がそれぞれのアクチュエータにより調整され、噴霧装置２１から蒸気Ｂ２に対して、スケール抑制剤Ｅ１およびＥ２それぞれの溶液が噴霧される。これにより、スケール抑制剤Ｅ１およびＥ２の溶液が含まれた蒸気Ｂ２は、蒸気Ｂ３として蒸気タービン１４に供給され、スケール抑制剤Ｅ１およびＥ２を蒸気タービン１４の内部、例えば静翼などに付着させることができる。 That is, as shown in FIG. 1, the scale inhibitors E1 and E2 stored in the drug storage chamber 22 are dissolved in water in the drug diluting device 23, and the solution D2 containing the scale inhibitors E1 and E2 and water is contained. The command unit 25d outputs a control command for atomizing and spraying the steam B2 into a mist using the spray device 21. As a result, the spraying device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 are adjusted by their respective actuators, and the solutions of the scale inhibitors E1 and E2 are sprayed from the spraying device 21 onto the vapor B2. As a result, the steam B2 containing the solutions of the scale inhibitors E1 and E2 is supplied to the steam turbine 14 as the steam B3, and the scale inhibitors E1 and E2 are adhered to the inside of the steam turbine 14, for example, a stationary blade. Can be done.

（スケール成分Ｘ１とＸ２それぞれの測定濃度が共に基準濃度よりも低い場合）
センサ２４は、蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分の種類と濃度を測定する（Ｓ１）。制御装置２５の評価部２５ｃは、センサ２４からスケール成分の種類と測定濃度を基準濃度ＤＢ２５ａから検出されたスケール成分の基準濃度をそれぞれ取得する（Ｓ２）。評価部２５ｃは、スケール成分毎に測定濃度と基準濃度とを比較する（Ｓ３）。ここで、スケール成分Ｘ１と新たに測定されたスケール成分Ｘ２のそれぞれの基準濃度とを比較する（Ｓ４）。その結果、スケール成分Ｘ１と新たに測定されたスケール成分Ｘ２の測定濃度が共に基準濃度よりも低い場合（Ｓ４のＮｏ）、指令部２５ｄは、噴霧装置２１からのスケール抑制剤Ｅ１の噴霧を停止するような制御指令を噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３に対して出力する（Ｓ９）。 (When the measured concentrations of scale components X1 and X2 are both lower than the reference concentration)
The sensor 24 measures the type and concentration of the scale component contained in the steam B2 (S1). The evaluation unit 25c of the control device 25 acquires the type of scale component and the measured concentration from the sensor 24 and the reference concentration of the scale component detected from the reference concentration DB 25a (S2). The evaluation unit 25c compares the measured concentration and the reference concentration for each scale component (S3). Here, the reference concentrations of the scale component X1 and the newly measured scale component X2 are compared (S4). As a result, when the measured concentrations of the scale component X1 and the newly measured scale component X2 are both lower than the reference concentration (No in S4), the command unit 25d stops the spraying of the scale inhibitor E1 from the spraying device 21. A control command is output to the spray device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 (S9).

すなわち、噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３の運転を停止させる制御指令を指令部２５ｄが出力する。これにより、噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３がそれぞれのアクチュエータにより調整され、それらの運転を停止する。 That is, the command unit 25d outputs a control command for stopping the operation of the spray device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23. As a result, the spray device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 are adjusted by their respective actuators, and their operation is stopped.

上述した第一の実施形態によれば、蒸気タービン１４に供給される前の蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分の濃度に基づいて噴霧装置２１から噴霧されるスケール抑制剤の種類を制御装置２５で調整することにより、蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分に応じたスケール抑制剤を噴霧できる。また、発電効率の低下を引き起こす程度のスケールが蒸気タービン１４の内部で生成される前に、このスケールに効果的なスケール抑制剤を蒸気タービンの内部に付着させることもできる。 According to the first embodiment described above, the control device 25 adjusts the type of the scale inhibitor sprayed from the spray device 21 based on the concentration of the scale component contained in the steam B2 before being supplied to the steam turbine 14. By doing so, the scale inhibitor corresponding to the scale component contained in the steam B2 can be sprayed. It is also possible to attach a scale inhibitor effective for this scale to the inside of the steam turbine before a scale that causes a decrease in power generation efficiency is generated inside the steam turbine 14.

なお、本実施形態における制御装置２５は、指令部２５ｄから出力された制御指令を受信した後に薬剤貯留室２２からスケール抑制剤を適宜選択し、薬剤希釈装置２３で水に溶解させる場合を例示して説明したが、例えばあらかじめスケール抑制剤を水に溶解ないし分散させたものを図示しないタンクに保管し、制御装置２５からの制御指令により、このタンクから噴霧装置２１にスケール抑制剤の溶液を供給する構成としてもよい。ただし、その場合には、スケール抑制剤の溶液毎に異なるタンクを有することが好ましい。 The control device 25 in the present embodiment illustrates a case where a scale inhibitor is appropriately selected from the drug storage chamber 22 after receiving a control command output from the command unit 25d and dissolved in water by the drug diluting device 23. However, for example, a scale inhibitor dissolved or dispersed in water in advance is stored in a tank (not shown), and a solution of the scale inhibitor is supplied from this tank to the spray device 21 by a control command from the control device 25. It may be configured to be used. However, in that case, it is preferable to have a different tank for each solution of the scale inhibitor.

また、本実施形態では、センサ２４による測定濃度と基準濃度とを比較する場合について説明したが、本実施形態の変形例として、例えば制御装置２５がセンサ２４による測定濃度に比例してスケール抑制剤を噴霧するような指令を出力する構成としてもよい。 Further, in the present embodiment, the case of comparing the concentration measured by the sensor 24 with the reference concentration has been described, but as a modification of the present embodiment, for example, the control device 25 has a scale inhibitor in proportion to the concentration measured by the sensor 24. It may be configured to output a command such as spraying.

さらに、本実施形態では、センサ２４が主蒸気管３に設けられる場合を例示して説明したが、その設置位置は限定されず、例えば配管２を流れる地熱流体Ａ、デミスタ１３に供給される前の蒸気Ｂ１、蒸気タービン１４から排出された排気Ｂ４、あるいは凝縮水Ｄに含まれるスケール成分を測定する構成としてもよい。また、本実施形態のセンサ２４のほかに、蒸気タービン１４から排出された排気Ｂ４や、凝縮水Ｄに含まれる成分をセンサ２４が測定する別のセンサを設け、これらの結果（例えば、蒸気タービン１４に供給される前の蒸気Ｂ２と、蒸気タービン１４から排出された排気Ｂ４との差分）を踏まえて制御装置２５による制御指令を出力する構成としてもよい。 Further, in the present embodiment, the case where the sensor 24 is provided in the main steam pipe 3 has been described as an example, but the installation position thereof is not limited, and for example, before being supplied to the geothermal fluid A flowing through the pipe 2 and the demista 13. The scale component contained in the steam B1, the exhaust B4 discharged from the steam turbine 14, or the condensed water D may be measured. Further, in addition to the sensor 24 of the present embodiment, another sensor for measuring the components contained in the exhaust B4 discharged from the steam turbine 14 and the condensed water D is provided, and these results (for example, the steam turbine) are provided. A control command may be output by the control device 25 based on the difference between the steam B2 before being supplied to the steam turbine 14 and the exhaust B4 discharged from the steam turbine 14.

（第二の実施形態）
第二の実施形態に係る地熱発電設備について、図３を用いて説明する。図３は、第二の実施形態に係る地熱発電設備の概要図である。第一の実施形態と第二の実施形態とは、制御装置の構成とその制御方法に違いがある。以降の説明では、第一の実施形態と同様の箇所についてはその説明を省略し、第一の実施形態と異なる箇所について説明する。 (Second embodiment)
The geothermal power generation facility according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of the geothermal power generation facility according to the second embodiment. There is a difference in the configuration of the control device and the control method thereof between the first embodiment and the second embodiment. In the following description, the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and the parts different from the first embodiment will be described.

第二の実施形態に係る地熱発電設備１は、生産井１１と、汽水分離器１２と、デミスタ１３と、蒸気タービン１４と、復水器１５と、還元井１６と、発電機１７と、スケール抑制装置２０と、を備える。このスケール抑制装置２０は、噴霧装置２１と、薬剤貯留室２２と、薬剤希釈装置２３と、センサ２４と、制御装置３５とを備える。 The geothermal power generation facility 1 according to the second embodiment includes a production well 11, a steam separator 12, a demista 13, a steam turbine 14, a condenser 15, a reduction well 16, a generator 17, and a scale. A suppression device 20 is provided. The scale suppression device 20 includes a spray device 21, a drug storage chamber 22, a drug dilution device 23, a sensor 24, and a control device 35.

制御装置３５は、スケール抑制剤ＤＢ３５ｂと、指令部３５ｄとを備える。 The control device 35 includes a scale inhibitor DB 35b and a command unit 35d.

スケール抑制剤ＤＢ３５ｂは、各スケール成分の濃度と、このスケール成分に有効なスケール抑制剤溶液の濃度との対応関係を保存（記憶）している。ここでいう各スケール成分の濃度と、このスケール成分に有効なスケール抑制剤溶液の濃度との対応関係とは、測定されたスケール成分の濃度毎に、スケール抑制に最も効果的なスケール抑制剤溶液の濃度はどの程度（濃度の値）かを示す関係である。例えば、スケール成分Ｘ１に有効なスケール抑制剤Ｅ１において、スケール成分Ｘ１の測定濃度がＣ１の場合、スケール抑制剤Ｅ１溶液の濃度はＤ１、スケール成分Ｘ１の測定濃度がＣ２の場合、スケール抑制剤Ｅ１溶液の濃度はＤ２、のように保存されている。この関係は、例えばあらかじめ実験や実機試験を実施し得ておくことが望ましい。 The scale inhibitor DB35b stores (remembers) the correspondence between the concentration of each scale component and the concentration of the scale inhibitor solution effective for this scale component. The correspondence between the concentration of each scale component and the concentration of the scale inhibitor solution effective for this scale component is the scale inhibitor solution most effective for scale suppression for each measured concentration of the scale component. It is a relationship indicating how much (concentration value) the concentration of is. For example, in the scale inhibitor E1 effective for the scale component X1, when the measured concentration of the scale component X1 is C1, the concentration of the scale inhibitor E1 solution is D1, and when the measured concentration of the scale component X1 is C2, the scale inhibitor E1 The concentration of the solution is conserved as D2. It is desirable that this relationship can be obtained by conducting experiments and actual machine tests in advance, for example.

なお、スケール抑制剤ＤＢ３５ｂは、スケール成分の測定濃度からスケール抑制剤溶液の濃度を算出する理論式を保存するような構成としてもよい。 The scale inhibitor DB35b may be configured to store a theoretical formula for calculating the concentration of the scale inhibitor solution from the measured concentration of the scale component.

評価部３５ｃは、センサ２４で測定されたスケール成分の測定濃度と、スケール抑制剤ＤＢ３５ｂに保存された対応関係を取得し、スケール抑制剤溶液の濃度を導出する。 The evaluation unit 35c acquires the measured concentration of the scale component measured by the sensor 24 and the correspondence stored in the scale inhibitor DB 35b, and derives the concentration of the scale inhibitor solution.

指令部３５ｄは、評価部３５ｃで導出された結果に基づいて制御指令を出力し、この制御指令を噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３に送信する。 The command unit 35d outputs a control command based on the result derived by the evaluation unit 35c, and transmits this control command to the spray device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23.

次に、制御装置３５によるスケール抑制方法について、図４を用いて説明する。図４は、第二の実施形態に係るスケール抑制方法を示すフローチャートである。以降の説明では、センサ２４において、スケール成分Ｘ１およびＸ２それぞれの測定濃度が検出される場合を例示して説明する。 Next, the scale suppression method by the control device 35 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the scale suppression method according to the second embodiment. In the following description, a case where the measured concentrations of the scale components X1 and X2 are detected by the sensor 24 will be illustrated and described.

センサ２４は、蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分の種類とその濃度を測定する（Ｓ１１）。制御装置３５の評価部３５ｃは、センサ２４からの各スケール成分の測定濃度を、スケール抑制剤ＤＢ３５ｂからそれぞれのスケール成分の測定濃度とスケール抑制剤溶液の濃度との対応関係をそれぞれ取得する（Ｓ１２）。評価部２５ｃは、センサ２４で測定された各スケールの濃度に対応するスケール抑制剤溶液の濃度を、スケール成分毎に導出する（Ｓ１３）。指令部２５ｄは、スケール抑制剤溶液の濃度を評価部２５ｃで導出された濃度に調整するような制御指令を噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３に対して出力する（Ｓ１４）。 The sensor 24 measures the type of scale component contained in the steam B2 and its concentration (S11). The evaluation unit 35c of the control device 35 acquires the measured concentration of each scale component from the sensor 24 from the scale inhibitor DB 35b, respectively, and acquires the correspondence between the measured concentration of each scale component and the concentration of the scale inhibitor solution (S12). ). The evaluation unit 25c derives the concentration of the scale inhibitor solution corresponding to the concentration of each scale measured by the sensor 24 for each scale component (S13). The command unit 25d outputs a control command for adjusting the concentration of the scale inhibitor solution to the concentration derived by the evaluation unit 25c to the spray device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 (S14). ..

すなわち、図３に示されるように、スケール抑制剤Ｅ１およびＥ２をそれぞれの薬剤希釈装置２３で水に溶解させるにあたり、溶解後の溶液の濃度が評価部２５ｃで導出されたそれぞれの濃度に調整され、この調整された溶液Ｄ２を、噴霧装置２１を用いて蒸気Ｂ２中に霧状にして噴霧する制御指令を指令部３５ｄが出力する。これにより、噴霧装置２１、薬剤貯留室２２、および薬剤希釈装置２３がそれぞれのアクチュエータにより調整され、薬剤希釈装置２３から噴霧装置２１にスケール抑制剤の濃度が調整された溶液が供給され、噴霧装置２１から蒸気Ｂ２に対してこの溶液が噴霧される。薬剤希釈装置２３において濃度を調整する具体的な方法としては、例えば薬剤貯留室２２から供給されるスケール抑制剤の供給量を変えることや、分岐管５に設けた図示しない駆動ポンプの駆動力を調整し、この流路から供給される凝縮水Ｄ１の流量を変えることが挙げられる。 That is, as shown in FIG. 3, when the scale inhibitors E1 and E2 are dissolved in water by the respective drug diluting devices 23, the concentration of the dissolved solution is adjusted to the respective concentrations derived by the evaluation unit 25c. The command unit 35d outputs a control command for atomizing and spraying the adjusted solution D2 into the steam B2 using the spraying device 21. As a result, the spraying device 21, the drug storage chamber 22, and the drug diluting device 23 are adjusted by their respective actuators, and the drug diluting device 23 supplies the spraying device 21 with a solution having an adjusted concentration of the scale inhibitor. This solution is sprayed from 21 onto the steam B2. As a specific method for adjusting the concentration in the drug diluting device 23, for example, the supply amount of the scale inhibitor supplied from the drug storage chamber 22 is changed, or the driving force of a drive pump (not shown) provided in the branch pipe 5 is used. It is possible to adjust and change the flow rate of the condensed water D1 supplied from this flow path.

上述した第二の実施形態によれば、蒸気タービン１４に供給される前の蒸気Ｂ２に含まれるスケール成分の濃度に基づいて噴霧装置２１から噴霧されるスケール抑制剤の濃度を制御装置３５で調整することにより、第一の実施形態と同様の効果が得られると共に、スケール抑制効果をより高めることができる。 According to the second embodiment described above, the control device 35 adjusts the concentration of the scale inhibitor sprayed from the spray device 21 based on the concentration of the scale component contained in the steam B2 before being supplied to the steam turbine 14. By doing so, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the scale suppressing effect can be further enhanced.

なお、第一および第二の実施形態においては、スケール成分が二種類の場合を例として説明したが、スケール成分がそれ以上であっても構わない。例えば、第一の実施形態においては、濃度を比較するステップ（Ｓ４、Ｓ５）をスケールの成分数毎に設けることで対応することが可能であり、第二の実施形態では、スケール抑制剤ＤＢに格納するデータをスケール成分数だけ増加させることで対応可能である。 In the first and second embodiments, the case where there are two types of scale components has been described as an example, but the scale components may be more than that. For example, in the first embodiment, it is possible to deal with it by providing steps (S4, S5) for comparing the concentrations for each number of components of the scale, and in the second embodiment, the scale inhibitor DB can be used. This can be done by increasing the number of stored data by the number of scale components.

また、上述した第一および第二の実施形態においては、センサ２４から取得するスケール成分の測定濃度に基づき、蒸気タービン１４の内部で発生するスケールの化学的性質や形状を予測する予測部をさらに備え、第一および第二の実施形態に係るそれぞれのスケール抑制方法に、この予測部での予測結果を組み合わせた構成としてもよい。このような構成とすることにより、スケールの予測結果を反映して、より詳細にスケール抑制剤を調整できる。 Further, in the first and second embodiments described above, a prediction unit for predicting the chemical properties and shape of the scale generated inside the steam turbine 14 based on the measured concentration of the scale component acquired from the sensor 24 is further provided. In addition, the scale suppression methods according to the first and second embodiments may be combined with the prediction results of the prediction unit. With such a configuration, the scale inhibitor can be adjusted in more detail by reflecting the scale prediction result.

さらに、上述した第一および第二の実施形態では一次フラッシュ方式の地熱発電設備にスケール抑制装置を設けた場合を例示して説明したが、このスケール抑制装置を例えば二次フラッシュ方式の地熱発電設備や、バイナリ方式の地熱発電設備に搭載した構成としてもよい。 Further, in the first and second embodiments described above, the case where the scale suppression device is provided in the primary flash type geothermal power generation equipment has been described as an example, but the scale suppression device can be used, for example, the secondary flash type geothermal power generation equipment. Alternatively, it may be installed in a binary geothermal power generation facility.

また、上述した第一および第二の実施形態の変形例として、薬剤貯留室２２および薬剤希釈装置２３の代わりにスケール抑制剤を水に溶解させた溶液をそれぞれ保管するタンクを備え、制御装置からの制御指令により、噴霧装置２１から蒸気Ｂ２に噴霧されるスケール抑制剤の溶液の噴霧量を調整してもよい。具体的には、制御装置からの制御指令により、タンクと噴霧装置２１とをつなぐ流路に設けられた図示しない駆動ポンプの駆動力を調整し、この流路から供給される凝縮水の流量を調整する。このような構成とすることにより、蒸気Ｂ２へのスケール抑制剤の溶液の噴霧量を通して、スケール抑制の効果を制御することができる。 Further, as a modification of the first and second embodiments described above, instead of the drug storage chamber 22 and the drug diluting device 23, a tank for storing a solution of a scale inhibitor in water is provided from the control device. The spray amount of the solution of the scale inhibitor sprayed from the spray device 21 to the steam B2 may be adjusted by the control command of. Specifically, according to a control command from the control device, the driving force of a drive pump (not shown) provided in the flow path connecting the tank and the spray device 21 is adjusted, and the flow rate of the condensed water supplied from this flow path is adjusted. adjust. With such a configuration, the effect of scale suppression can be controlled through the amount of spray of the solution of the scale suppression agent onto the vapor B2.

加えて、上述した第一および第二の実施形態では、センサ２４の測定濃度に基づいて、制御装置２５がスケール抑制剤の種類および噴霧量、またはスケール抑制剤の濃度を調整する制御指令を出力する場合を例示して説明したが、制御装置２５による制御指令はこれに限らず、第一および第二の実施形態を組み合わせた構成でもよい。すなわち、制御装置２５がスケール抑制剤の噴霧量を調整する場合、制御装置２５がスケール抑制剤の種類と濃度とを調整する場合、制御装置２５がスケール抑制剤の種類と噴霧量とを調整する場合、制御装置２５がスケール抑制剤の濃度と噴霧量とを調整する場合、制御装置２５がスケール抑制剤の種類、濃度、および噴霧量を調整する場合でもよい。 In addition, in the first and second embodiments described above, the control device 25 outputs a control command for adjusting the type and spray amount of the scale inhibitor or the concentration of the scale inhibitor based on the measured concentration of the sensor 24. However, the control command by the control device 25 is not limited to this, and may be a configuration in which the first and second embodiments are combined. That is, when the control device 25 adjusts the spray amount of the scale inhibitor, when the control device 25 adjusts the type and concentration of the scale inhibitor, the control device 25 adjusts the type and spray amount of the scale inhibitor. In this case, the control device 25 may adjust the concentration of the scale inhibitor and the spray amount, or the control device 25 may adjust the type, concentration, and spray amount of the scale inhibitor.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１．地熱発電設備、２．配管、３．主蒸気管、４．排出管、５．分岐管、６．熱水配管、１１．生産井、１２．汽水分離器、１３．デミスタ、１４．蒸気タービン、１４ａ．タービン軸、１４ｂ．動翼、１５．復水器、１６．還元井、１７．発電機、２０．スケール抑制装置、２１．噴霧装置、２２．薬剤貯留室、２３．薬剤希釈装置、２４．センサ、２５．制御装置、２５ａ．基準濃度ＤＢ、２５ｂ．スケール抑制剤ＤＢ、２５ｃ．評価部、２５ｃ．指令部、２５ｄ．予測部、Ａ：地熱流体、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３：蒸気、Ｂ４：排気、Ｃ：熱水、Ｄ、Ｄ１：凝縮水、Ｅ：スケール抑制剤 1. 1. Geothermal power generation equipment, 2. Plumbing, 3. Main steam pipe, 4. Discharge pipe, 5. Branch pipe, 6. Hot water piping, 11. Production well, 12. Brackish water separator, 13. Demista, 14. Steam turbine, 14a. Turbine shaft, 14b. Blades, 15. Condenser, 16. Reduction well, 17. Generator, 20. Scale suppressor, 21. Sprayer, 22. Drug storage room, 23. Drug Diluter, 24. Sensor, 25. Control device, 25a. Reference concentration DB, 25b. Scale inhibitor DB, 25c. Evaluation Department, 25c. Command, 25d. Predictor, A: Geothermal fluid, B1, B2, B3: Steam, B4: Exhaust, C: Hot water, D, D1: Condensed water, E: Scale inhibitor

Claims (6)

生産井から抽出された地熱流体から蒸気を生成し、前記蒸気を蒸気タービンに供給して前記蒸気タービンを回転駆動させる地熱発電設備に設けられ、前記蒸気タービンに供給される蒸気に対して、その内部に含まれるスケールを抑制するスケール抑制剤を噴霧するスケール抑制装置であって、
前記地熱流体、前記蒸気タービンへ供給される蒸気、前記蒸気タービンから抽気された抽気、および前記蒸気タービンからの排気の少なくともいずれかに含まれるスケール成分の種類とその濃度を測定するセンサと、
前記蒸気タービンに供給される蒸気に複数の前記スケール抑制剤から調整して噴霧する噴霧装置と、
前記センサの測定結果である前記スケール成分の種類とその濃度に基づいて、前記噴霧装置から噴霧される前記スケール抑制剤の種類とその噴霧量を調整する制御装置と、
を備えるスケール抑制装置。 Steam is generated from the geothermal fluid extracted from the production well, and the steam is supplied to the steam turbine to rotate and drive the steam turbine. A scale suppressor that sprays a scale suppressant that suppresses the scale contained inside.
A sensor for measuring the type and concentration of scale components contained in at least one of the geothermal fluid, the steam supplied to the steam turbine, the bleed air extracted from the steam turbine, and the exhaust from the steam turbine.
A spraying device that adjusts and sprays the steam supplied to the steam turbine from the plurality of scale inhibitors.
A control device that adjusts the type of the scale inhibitor sprayed from the spray device and the spray amount thereof based on the type and concentration of the scale component that is the measurement result of the sensor.
A scale suppressor equipped with. 前記制御装置は、前記センサで測定された前記スケールの成分毎の測定濃度に基づいて、前記噴霧装置から噴霧される前記スケール成分に有効な前記スケール抑制剤の濃度を調整する請求項１に記載されたスケール抑制装置。 The first aspect of the present invention, wherein the control device adjusts the concentration of the scale inhibitor effective for the scale component sprayed from the spray device based on the measured concentration of each component of the scale measured by the sensor. Scale suppression device. 前記制御装置は、前記センサで測定された前記スケールの成分毎の測定濃度とあらかじめ定められた前記スケールの基準濃度とを比較し、前記噴霧装置から噴霧される前記スケール成分に有効な前記スケール抑制剤を調整する請求項１または２に記載されたスケール抑制装置。 The control device compares the measured concentration of each component of the scale measured by the sensor with the predetermined reference concentration of the scale, and the scale suppression effective for the scale component sprayed from the spray device. The scale suppressor according to claim 1 or 2 , wherein the agent is adjusted. 前記制御装置は、前記スケール成分の濃度とこのスケール成分の析出を抑制するスケール抑制剤の濃度との対応関係をあらかじめ記憶すると共に、
前記対応関係と前記センサで測定された前記測定濃度とに基づいて、前記スケール成分の析出を抑制する前記スケール抑制剤を前記噴霧装置から噴霧する請求項１から３のいずれかに記載されたスケール抑制装置。 The control device stores in advance the correspondence between the concentration of the scale component and the concentration of the scale inhibitor that suppresses the precipitation of the scale component , and also stores it in advance.
The scale according to any one of claims 1 to 3 , wherein the scale inhibitor that suppresses the precipitation of the scale component is sprayed from the spraying device based on the correspondence and the measured concentration measured by the sensor. Suppressor. 生産井から抽出された地熱水を分離して蒸気を生成する汽水分離器と、
前記蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンのタービン軸に連結され前記蒸気タービンと共に回転駆動する発電機と、
前記蒸気タービンからの前記排気を凝縮水に戻す復水器と、
前記凝縮水の少なくとも一部を還元する還元井と、
請求項１から４のいずれかに記載されたスケール抑制装置と、
を備える地熱発電設備。 A brackish water separator that separates the geothermal water extracted from the production well to generate steam,
The steam turbine that is rotationally driven by the steam and
A generator connected to the turbine shaft of the steam turbine and rotationally driven together with the steam turbine,
A condenser that returns the exhaust gas from the steam turbine to condensed water,
A reduction well that reduces at least a part of the condensed water,
The scale suppression device according to any one of claims 1 to 4 ,
Geothermal power generation equipment equipped with. 蒸気タービンに付着するスケールの生成を抑制する方法であって、
生産井から抽出された地熱流体、前記蒸気タービンへ供給される蒸気、前記蒸気タービンから抽気された抽気、および前記蒸気タービンからの排気の少なくともいずれかに含まれるスケール成分の種類とその濃度を測定し、
その測定されたスケール成分の種類とその濃度の測定値とあらかじめ定められた基準値とを比較し、
前記測定値と前記基準値との比較に基づいて、前記蒸気タービンに供給される前の蒸気に噴霧するスケール抑制剤の種類とその噴霧量を調整するスケール抑制方法。 It is a method of suppressing the generation of scale adhering to the steam turbine.
Measure the type and concentration of scale components contained in at least one of the geothermal fluid extracted from the production well, the steam supplied to the steam turbine, the bleed air extracted from the steam turbine, and the exhaust from the steam turbine. death,
Compare the measured type of scale component with the measured value of its concentration and the predetermined reference value.
A scale suppression method for adjusting the type of scale inhibitor to be sprayed on steam before being supplied to the steam turbine and the spray amount thereof based on the comparison between the measured value and the reference value.
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