TWI291542B - Control of cooling water system using rate of consumption of fluorescent polymer - Google Patents

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1291542 九、發明說明： I：發明戶斤屬之技術冷員域】 發明領域 來控制水冷卻 本發明係有關一種利用計算所得之資m 5 系統之方法。 發明背景 冷卻系統包含冷卻水塔、熱交換器、幫浦，皆需要管 路來移動水通過系統。水冷卻系統之控制是希望該水冷= 1〇系統最高可能濃縮循環，而不會招致有害的積垢、腐= 堵塞或微生物控制情況間達成平衡。 對特定物種之濃縮循環定義為： 冷卻水塔之特定物種 ^補充水之特定4¾¾ 舉例言之，當特定物種為鈣離子(Ca+2)，水冷卻系统係 15於5〇〇PPmCV2運作，補充水含15〇PPmCa+2時，水冷卻系 ，係於3.3,縮循環運轉。水冷卻系統操作時，希望達成最 问/辰細循衣數目’來避免於浪放廢水時不必要的損失水， 同日守也^免不必要的過量進給處理化學品包括（但非限制 1*生)處理水口物。水冷卻系統之最大濃縮循環受到非期望之 2〇情況所限^等非期望之情況例如積垢及腐餘，係出現於 田冷"P K。之特定物種含量達到某個水平，因而物種促成 此等問題時。 有右干目則已知之用來控制水冷卻系統之濃縮循環之 5 1291542 方式。控制〉辰縮循環典型之方式係經由控制（來自一或多個 來源）之「新鮮」水，所謂的補充水流進系統的流速；以及 控制流出系統之主要流速，稱作為洩放廢水。為了控制補 充水流速，幫浦閥門控制補充水之流入冷卻水塔，以及典 5型使用水位控制器於冷卻水塔貯槽或稱作「水槽」。水位控 制裔係耦接至補充水幫浦或閥門；當水槽的水降至低於水 位控制器的設定點時，補充水幫浦或閥門被作動。 導電率為典型洩放廢水控制方法。供本專利申請案之 用途，導電率定義為由於水中存在有離子物種而該水具有 10導電性之水之導電率。導電率可用來控制洩放廢水的排 泄，原因在於導電率方便用來估計水中離子物種總存在 量’可設定簡單控制器來於貯槽水之導電率高於某個設定 點時，設定該簡單控制器開啟閥門或幫浦而開始洩放廢水。 導電率用於控制水冷卻系統的用途有限，原因在於導 15電率只是間接測量有離子物種含量指示，指示水之積垢傾 向。小量積垢物種例如填酸根離子，不會以可量測方式提 高導電率，但可能導致顯著積垢情況。同樣地，若水中存 在之積垢物種對非積垢物種的比例隨著時間的經過而改 變，則基於導電率做洩放廢水控制並非控制冷卻水塔的適 20當手段。若比值升高’可能導致積垢。若比值下降，則冷 卻水塔係於少於最佳濃縮循環操作，結果導致水及用來處 理系統的化學品的浪費，以及導致諸如腐蝕等其它問題。 另一項碳酸鹽系統之基於導電率做控制之問題為，高於積 垢之臨限值，冷卻水塔可能作為「石灰軟化劑」。此種情況 1291542 下，隨著碳酸鈣的沈澱，系統導電率並未隨水塔循環週期 呈比例地改變，結果導致嚴重積垢問題。冷卻水技藝界人 士 了解單獨導電率無法仰賴作為控制冷卻水塔之唯一基於 分析之方法。 5 另外，計時器可控制洩放廢水的排放，而未實際上測 定水中的任何特定物種。除了或替代前述控制體系之外， 於補充水及洩放廢水之水流量計也可結合微處理器控制器 用來達成整體冷卻水之質量平衡。 使用此種已知控制體系之問題為當茂放廢水係藉導電 10 率控制，而補充水係藉水位控制器控制時，若尋常補充水 之組成為可變，或若補充水之另一種來源與尋常補充水源 有顯著差異，或若有另一個未考慮在内之洩放廢水來源， 則水位控制器及導電率並未能考慮系統中可能出現的全部 情況。此等情況下，水冷卻系統典型係由操作員採用保守 15的導電率设定點控制，由於並未對處理化學品及水產生最 佳利用，如此造成額外非期望的費用。 多數水冷卻系統使用處理產品來控制非期望的事件， 諸如積垢、腐蝕、堵塞及微生物生長等非期望的事件。此 等處理產品包含聚合物及其它物料，且為水冷卻系統之熟 2〇諳技藝人士已知。水冷卻控制系統可設定來基於排放/進給 機轉而進給處理產品，此處洩放廢水動作促動化學進給幫 浦或閥門而進給處理化學品；或另外，水冷卻控制系統係 基於計時器來進給處理產品，使用「進給時程表」或流量 叶於補充水管線上，基於補充水之泵送數量來促動處理化 1291542 學品的泵送。此等控制方法之限制為此等系統皆未能直接 線上里測處理產品農度，因此若出現機械問題，例如若幫 浦故卩早、轉政排空、或發生高、低、或未知洩放廢水時， 系統量改變或補充水品質改變；無法維持正確的處理產品 5濃度。由於常見此項問題，故典型之水冷卻系統被過量進 給，來確保系統内之處理產品不會由於產品劑量的高度變 化性、或由於未知而造成處理產品之進給量過低，結果導 致系統内之處理產品降至過低。由於成本缺點及效能缺點 二者故，過度進給處理產品以及不足進給處理產品皆非期 10 望。 已知之控制體系之一方面，係添加惰性螢光化學品至 水冷卻系統，該惰性螢光化學品相對於處理產品進料之活 性成分係以已知比例進給，以及使用螢光劑來監控惰性螢 光化學品之螢光信號。市面上可以商品名崔塞(trasar) 15得自尼爾科_叫公司，1601 W·以细R〇ad,他㈣她正 60563 (630) 305-1000。當使用崔塞時，惰性勞光化學品之 螢光信號用來測定冷卻水塔内適合存在有預定量之處理產 品，然後選擇性調整操作參數如浪放廢水，來確保存在有 預定量之處理產品。 2〇言午多目前使用之冷卻水塔係使用惰性螢光追縱劑來控 制系統之處理產品含量， 也使用導電率控制器來測量水之 導電率。

用下列類型資訊來控制水塔。舉例言之 水塔，典型係使 使用典型補充水 8 1291542 之冷卻水塔具有：150 ppm Ca+2，75 ppm Mg+2及 100 ppm 「]Vl驗度」，·導電率為600微西門子/厘米（pS/cm)設定於500 ppm Ca運轉。為了於可接受之濃度範圍内操作，本水冷 卻系統之濃縮循環為3.3 (500除以150求出）。系統於5〇〇 5 ppm Ca+2運轉’相當於導電率設定點為3·3 X 600或1980 pS/cm。當導電率超過此設定點時，系統係組配來自動沒放 部分「濃縮後的」冷卻水（「濃縮」表示含無法接受之高離 子濃度之系統水），該洩放水以「新鮮」補充水補充（此處「新 鮮」定義為含有積垢離子含量比「濃縮」冷卻水更低）。如 10此透過稀釋降低導電率及硬度(Ca+2及Mg+2)離子。稀釋也減 少系統之惰性螢光追蹤劑化學品含量，降低系統之惰性螢 光追蹤劑含量也降低來自惰性螢光追蹤劑之螢光信號。當 來自追蹤劑之螢光信號降低時，當來自追蹤劑之螢光信號 降低時，追蹤劑控制系統係設定來進給處理產品與惰性螢 15光追蹤劑化學品之新鮮混合物，來補充喪失於洩放廢水之 螢光的下降。 控制水處理產品添加至水冷卻系統之添加 量之已知方 法，涉及使用崔塞之另一方面。此種方法涉及使用含螢光 ♦合物之處理產品’該螢光聚合物具有螢光特性，或為以 2〇赏先部分「加標籤」之聚合物。此等螢光聚合物並非惰性， &而螢光$合物於其發揮功能處理其設相來處理的效能 相關條件時，該等營光聚合物被消耗。如在匕經由測定螢光 :口物之勞光信號，可測定系統之活性聚合物，經由了解 系、統之活性聚合物，可測定螢光聚合物之耗用量。經由已 U91542 7光聚合物之消耗量’可使用該資訊來控制含有榮光聚 &物之新處理產品的進給。 此領域之參考文獻名稱「冷卻水之化學處理」，第二 版，James W. McCoy編輯，1983年版權，化學出版公司， 參考第1章，開放式循環水冷卻系統之原理第㈣頁；第⑴ 章，積垢及堵塞，第48-81頁；第VI章，操作程序，198_226 頁，及附錄，詞彙，第268-273頁。 本領域之另一參考文獻名稱「高循環冷卻水塔操作： 障礙與解答」，霍資等人，388_397頁，1999年10月18-20曰 10 舉辦之第60屆國際水會議年度會議。 美國專利第6,280,635號，名稱「水冷卻系統之自動循 環控制」。該案係於2001年8月28日核發，該案說明及申請 專利一種控制水冷卻系統之自動循環方法，該方法包含下 列步驟： 15 a)添加處理產品至水冷卻系統，該處理產品包含設定

比例之惰性螢光追蹤劑及螢光聚合物； b) 設置適當數目之螢光計， c) 使用足夠數目之螢光計來測定來自水冷卻系統之水 中，該惰性螢光追蹤劑之螢光信號及該螢光聚合物之螢光 2〇 信號； d) 使用得自步驟c)之測量得之螢光信號，來測定水冷卻 系統之螢光聚合物存在量； e) 比較勞光聚合物存在量與饋至糸統之赏光5^合物 量，來測定螢光聚合物之消耗量；以及 10 1291542 ,f)使用該螢光聚合物之消耗，來控制水冷卻系統之濃縮 循裱，但該控制係經由耦聯下列任何參數或全部參數來者 〇補充水流至水冷卻系統之流素； 11)包含惰性螢光追蹤劑及加標籤處理聚合物之處理 產品之流速； ill)來自水冷卻系統之洩放廢水流速之頻率及流量· IV)通過冷卻水塔之總水流速； v)冷卻水塔之水之總容積；以及 補充水之組成； 夕货^、蛍光聚合物之消耗量耦聯，但： α)包含惰性營光追蹤劑及加標籤之處理聚合物之 ，理產品之最低流速必須足夠對水冷卻系統供ς 置至加標籤之處理產品；錢 、而要 15

Ρ)當控制係藉輕聯流速來實作時 經常性希炒 、散十衡。 希王有水冷卻系統之新|員控制方法及控制技 【發明内容】 發明概要 本發明之繁__, 方法，該〜;：驟種控制一水冷卻系統之單轉鼓 速率，其冷卻系統之水中之一種螢光聚合物之消耗 用堵塞指數外^率係於”期間轉散時間間隔，使 王式或積垢指數方程式或水塔積垢指數方程 20 1291542 式計算，包含下列步驟 a) 設置一水冷卻系統； b) 提供一水處理產品； (1)其中該水處理產品包含至少一種螢光聚合物、 5 至少一種惰性螢光追蹤劑、以及選擇性地，包含其它 水處理化學品， (ii) 其中δ亥金光聚合物係以相對於水處理產品之戶斤 有其它成分，為已知比例而存在於該水處理產品， (iii) 其中存在該惰性螢光追蹤劑係以相對於水處 〇 理產品之所有其它成分，為已知比例而存在於該水處 理產品， (iv) 其中違赏光聚合物及該惰性螢光追蹤劑二| 皆具有可檢測之榮光信號，以及該營光聚合物具有·^ 檢測之螢光信號比較該惰性螢光追蹤劑之可檢測之螢 5 総號可資區別，因此惰性螢光追縱劑及螢光聚合物 二者之螢絲號皆可則目同水冷㈣狀水中檢測； C)添加該水處理產品至該水冷卻线之水， (1)其中該水處理產品係以非連續方式添加炱該 水，以及 !〇 (u)其中介於添加個別量水處理產品間通過一段離 散時間間隔； d) 設置一或多螢光計； e) 使用該-或多螢光計來測量得自該水冷卻系統之 水中之該惰性螢光追縱劑之榮光信號、及該螢光聚合物 12 ^291542 之备光信號，其中該用於步驟g)之計算之測量係於各自 新添加水處理產品至該水冷卻系統之水間之時間間隔進 行； f) 使用得自步驟e)之測量得之螢光信號，來測定於該 5 水冷卻系統之水中，存在之螢光聚合物濃度及惰性螢光 追蹤劑濃度， g) 於離散間隔時間重複步驟e)及步驟f)，俾便經由使 用選自包含堵塞指數方程式、積垢指數方程式及水塔積 垢指數方程式之組群之方程式，於學習時段之時間間隔 10 期間，計算螢光聚合物之消耗速率如後： (i) FIL=[A/(tlf-tlO)]x[ln{LIT(f)/LIT(0)}- ln{LTP(f)/LTP(0)}]; 此處FIL為於學習時段期間對一時間間隔計算得 之堵塞指數， A為常數=1， 15 tlf =時間間隔終點之時間’ tio=時間間隔起點之時間， LIT(0)=時間間隔起點之惰性螢光追蹤劑濃度； UT(f)=時間間隔終點之惰性螢光追蹤劑濃度； LTP(0)=時間間隔起點之螢光聚合物濃度； 20 LTP(f)=時間間隔終點之螢光聚合物濃度； 或 (ii) SEL=[{BxLTP(0)}/間隔時間]X [LIT(t)/LIT(〇)-LTP(t)/LTP(0)]; 此處SIL為於學習時段期間對一時間間隔計算得 之積垢指數， 13 1291542 B為常數=1,〇〇〇,〇〇〇或 ιοο,οοο ; 間隔時間為測量時之各個離散時間間隔之時間， 以分鐘為單位表示， LTP(O)為於該間隔起點之螢光聚合物濃度， 5 LIT(O)為於該間隔起點之惰性螢光追蹤劑濃度， LTP(t)為於該間隔終點之螢光聚合物濃度，及 LIT⑴為於該間隔終點之惰性螢光追蹤劑濃度； 或 (iii)TSIL=-CxSL(t)x60 ; 10 此處TSIL為於學習時段期間對一時間間隔計算得 之水塔積垢指數， c為常數=1，〇〇〇,〇〇〇或 1〇〇 〇〇〇， SL⑴為ln[LTP(t)/LIT(t)]相對於時間曲線之斜率 [以（1/秒）為單位表示]，此處該斜率係對學習時段期間 15 之一時間間隔計算； (2)經由將步驟丨求出的全部FIL、或全部S][L、或全部 TSIL加總，且除以於整個學習時段該mL或sil或tsil被計 算的次數，而求出於該學習時段期間，該螢光聚合物之平 均消耗速率，其中此項計算，結果導致求出FILa，或求出 2〇 SILa’或求出TSILa，其中FILa為於該學習時段期間之平均 堵基指數’以及SILa為於該學習時段期間之平均積垢指 數，以及TSILa為於該學習時段期間之平均水塔積垢指數； ⑶計算於-評估時段期間螢光聚合物消耗速率，其中 計算中使用之測量係於各次新添加水處理產品至該水冷卻 14 1291542 水間之時間間隔進行，其中該計算係經由使用選自 匕“平估3^段狀堵塞錄絲^、評估時段帛之積垢指 數^程式、及評估時段用之水塔積垢指數方程式之組群之 方程式進行，說明如後： (l)FIE = [A/(tef--teO)] χ [1η{ΕΓΓ(ί)/ΕΓΓ(0)} - ln{ETP(f)/ETP(0)}]； 此處FIE表示於評估時段期間計算得之堵塞指數， A為常數=1，選定為學習時段與評估時段之a相 等； tef=評估期終點之時間， te〇=評估期起點之時間， ΕΙΤ(0) =評估期起點之惰性螢光追蹤劑濃度； EIT(f) =評估期終點之惰性螢光追蹤劑濃度； ΕΤΡ(0) =評估期起點之螢光聚合物濃度； ETP(f) =評估期終點之螢光聚合物濃度； (n)SE=[BxETP(〇)]/評估時間χ[ΕΓΓ_ΕΓΓ(0) -ETP(t)/ETP(0)]; 此處SIE為該評估時段之積垢指數， B為常數=1，〇0〇,〇〇〇或1〇〇〇〇〇，且選定為學習時 段期間或評估時段期間之B相等； 評估時間為以分鐘為單位表示之評估時間， ETP(O)為於評估時間起點之螢光聚合物濃度， EIT(O)為於評估時間起點之惰性螢光追蹤劑濃度， ETP(t)為於評估時間終點之螢光聚合物濃度，以及 EIT(t)為於評估時間終點之惰性螢光追蹤劑濃度， (iii) TSIE^^c χ SE(t) χ 60 ； 15 1291542 此處TSIE為該評估期之水塔積垢指數， C =常數=1，〇〇〇,〇〇〇或J〇〇 〇〇〇，且選定為學習時 段期間與評估時段期間之c相等； 5 SE⑴為ln[ETP⑴/EIT⑴]相對時間曲線之斜率，以 ^/#、)為單位表*，此處斜率係於整贿估時段計算，· 人 瑚間述方式，對水冷卻系統之水，比較於評估時段 時段*鸯*聚合㈣耗速率與切於㈣(2)财之於學習 1〇 4間之螢光聚合物之消耗速率； 含⑴其中若FIE = FILa，則螢光聚合物之消耗速率於 ^话期間係、與於學習時段相等；若FIE>FILa，則評估 ^佘光ΛΚ 5物之消耗速率係大於學習時段期間螢光 :合物之消耗速率；*FIE<FILa，則評估期間勞光聚 15 :物之消耗速率係小於學習時段期間螢光聚合物之消 耗速率； ’ （11)其中若SIE=SILa，則螢光聚合物之消耗速率於 ^期間係與於學習時段相等；若SIE>SILa，則評估 ，变光XK合物之消耗速率係大於學習時段期間螢光 2〇 。 消耗速率；SSIE<SILa，則評估期間螢光聚 合私 、 之消耗速率係小於學習時段期間螢光聚合物之消 粍速率； 率、（m)其中若TSIE=TSILa，則螢光聚合物之消耗速 '' ;°平估期間係與於學習時段相等；若TSIE>TSILa， 、平估期間螢光聚合物之消耗速率係大於學習時段期 16 1291542 間螢光聚合物之消耗速率；若TSIEcTSILa，則評估期 間螢光聚合物之消耗速率係小於學習時段期間螢光聚 合物之消耗速率； (iv)計算N Vincent積垢指數或N Vincent水塔積垢指 5 數如後： NSI = D X [SIE-SIL]/SIL(SD)， NTSI = D x [TSIE-TSIL]/TSIL(SD)； 此處NSI為NVincent積垢指數及NTSI為NVincent 水塔積垢指數， 10 此處D為常數=10 ; TSIE及SIE以及TSIL及SIL分別定義如前，以及 TSIL(SD)及SIL(SD)分別為於學習時段期間計算 得之TSIL值及SIL值之標準差； 其中若NSI或NTSI=0，則螢光聚合物之消耗速率 15 於評估期間係與於學習時段相等；若NSI或NTSI>0， 則評估期間螢光聚合物之消耗速率係大於學習時段期 間螢光聚合物之消耗速率；若NSI或NTSI<〇，則評估 期間螢光聚合物之消耗速率係小於學習時段期間螢光 聚合物之消耗速率； 20 以及選擇性地 5)調整該水冷卻系統之操作參數，俾便維持該螢光聚 合物之消耗速率於對该水冷卻系統之水之螢光聚合物之預 定消耗速率。 本發明之弟一方面為一種控制一水冷卻系統之雙轉鼓 17 1291542 方法，該方法包含下列㈣： 焯疋於水冷㈣統之水中之 速率，其中該消耗速率係於學習她 用堵塞指數方料_奸二抓㈣杨關隔，使 5

10 响_細數方程 ^没置一水冷卻系統； b)提供腐蝕抑制劑產品， ⑴其中該腐讀制劑產品包含選自已知之腐 制劑化學品及_為伽批舰螢光追·組成之挺 群之一或多種化合物， '、 比例添加至該腐蝕抑 (ii)其中該iftcip已經以已知 制劑產品， c)提供積垢抑制產品， ⑴其中該一積垢控制產品包含至少一種螢光聚人 物以及選擇性地包含其它積垢控制化學品； (ii) 其中存在該iftcip係以相對於水處理產品之所 有其它成分，為已知比例而存在於該水處理產品， (iii) 其中該螢光聚合物及該iftcip二者皆具有可才八 測之螢光信號，以及該螢光聚合物具有可檢測之營光 信號比較該iftcip之可檢測之螢光信號可資區別，因此 iftcip及螢光聚合物二者之螢光信號皆可於相同水冷卻 系統之水中檢測； d)添加该積垢控制產品及该腐餘抑制劑產品至該水 冷卻系統之水； 18 1291542 ⑴其中該積垢控制產品係以非連續方式添加至該 水，以及 (ϋ)其中該腐蝕抑制劑產品係以非連續方式添加至 該水，以及 5 (iii)其中介於各次添加積垢控制產品間經歷離散 之時間間隔，以及 (iv)其中介於各次添加腐姓抑制劑產品間經歷離 散之時間間隔； e)設置一或多螢光計； 10 f)使用該一或多螢光計來測定得自該水冷卻系統之 水中之該螢光聚合物之螢光信號，以及測定該水中之 iftcip之螢光信號，其中該測量值用於步驟h)之計算係於 未添加新的積垢控制產品，也未添加新的腐蝕抑制劑產 品至該工業用水系統之水之各段時間間隔時進行； 15 g)使用得自步驟f)之測量得之螢光信號，來測定於該 水冷卻系統之水中，存在之螢光聚合物濃度及iftcp濃度， h)於離散間隔時間重複步驟f)及步驟g)，俾便經由使 用選自包含堵塞指數方程式、積垢指數方程式及水塔積 垢指數方程式之組群之方程式，於學習時段之時間間隔 20 期間，計算螢光聚合物之消耗速率如後： (i)FIL-[A/(tlf4l0)]x[ln{LIT(f)/LIT(0)}- ln{LTP(f)/LTP(0)}]； 此處HL為於學習時段期間對一時間間隔計算得 之堵塞指數， A為常數=1， 19 1291542

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20 tlf=時間間隔終點之時間， tl〇=z時間間隔起點之時間， LIT(0) =時間間隔起點之iftcip濃度； LIT(f)=時間間隔終點之iftcip濃度； LTP(0)=時間間隔起點之螢光聚合物濃度； LTP(f)=時間間隔終點之螢光聚合物濃度； 或 (ii) SIL=[{BxLTP(0)}/間隔時間]X [LIT(t)/LIT(0)-LTP(t)/LTP(0)]; 此處SIL為於學習時段期間對一時間間隔計算得 之積垢指數， B為常數=1，000,000或 100,000 ; 間隔時間為測量時之各個離散時間間隔之時間， 以分鐘為單位表示， LTP(O)為於該間隔起點之螢光聚合物濃度， LIT(O)為於該間隔起點之iftcip濃度， LTP(t)為於該間隔終點之螢光聚合物濃度，及 LIT⑴為於該間隔終點之iftcip濃度； 或 (iii) TSIL 二-C X SL(t) X 60 ; 此處TSIL為於學習時段期間對一時間間隔計算得 之水塔積垢指數， C為常數=1，000,000或 100,000， SL⑴為ln[LTP(t)/LIT(t)]相對於時間曲線之斜率 [以（1/秒）為單位表示]，此處該斜率係對學習時段期間 20 1291542 之一時間間隔計算； (2)經由將步驟1求出的全部机、或全部证、或全部 TSIL加總，且除以於整個學習時段該吼或证或狐被計 算的次數，而求出於該學習時段期間，該螢光聚合物之平 5均消耗速率，其中此項計算，結果導致求出心，或求出 iLa或求出TSILa其中FILa為於該學習時段期間之平均 堵塞指數，以及SILa為於該學習時段期間之平均積垢指 數，以及TSILa為於該學習時段期間之平均水塔積垢指數； ⑶計算於—評估時段期間螢光聚合物消耗速率，其中 十斤中使用之測里係於各次新添加水處理產品至該水冷卻 $統之水間之時間間隔進行，其中該計算係經由使用選自 包含評估時段狀堵耗數方程式、評⑽制之積垢指 文方程式、及評估時段用之水塔積垢指數方程式之組群之 方程式進行，說明如後： (·) (tef te〇)] χ [ln| EIT⑺/EIT(〇)卜 ln {ETp⑺/ετρ⑼}]; 此處二Ε表示於評估時段期間計算得之堵塞指數， Α為#數1’選定為學習時段與評估時段之a相 等； tef=評估期終點之時間， te0=評估期起點之時間， EIT(〇) =評估期起點之iftcip濃度； 聊⑴：評估期终點之啊濃度； ΕΤΡ(0)=評估期起點之螢光聚合物濃度； ETP(f) =評料_之螢光聚合物濃度； 21 1291542 (ii)SDE = [BxETP(0)]/評估時間χ[ΕΓΓ(ί)/ΕΓΓ(0) -ETP(t)/ETP(0)]; 此處SIE為該評估時段之積垢指數， B為常數=1,⑻0,000或100,000，且選定為學習時 段期間或評估時段期間之B相等； 5 評估時間為以分鐘為單位表示之評估時間， ETP(O)為於評估時間起點之螢光聚合物濃度， EIT(O)為於評估時間起點之iftcip濃度， E T P (t)為於評估時間終點之螢光聚合物濃度，以及 EIT⑴為於評估時間終點之iftcip濃度， 10 (iii)TSIE=-C X SE(t) x 60 ； 此處TSIE為該評估期之水塔積垢指數， (：為常數=1,000,000或100,000，且選定為學習時 段期間與評估時段期間之c相等； SE⑴為ln[ETP(t)/EIT(t)]相對時間曲線之斜率，以 15 (1/秒）為單位表示，此處斜率係於整個評估時段計算； 以及 4)以下述方式，對水冷卻系統之水，比較於評估時段 期間之螢光聚合物消耗速率與先前於步驟(2)測定之於學習 時段期間之螢光聚合物之消耗速率； 20 ⑴其中若HE = FILa，則螢光聚合物之消耗速率於 評估期間係與於學習時段相等；若FIE>FILa，則評估 期間螢光聚合物之消耗速率係大於學習時段期間螢光 聚合物之消耗速率；若FIE<FILa，則評估期間螢光聚 合物之消耗速率係小於學習時段期間螢光聚合物之消 22 1291542 耗速率； ^ (11)其中若sIE = SILa，則螢光聚合物之消耗速率於 7估期間係與於學習時段相等；若服心，則評估 ^間榮光聚合物之消耗速率係大於學習時段期間螢光 物之消耗速率；*SIE<SILa，則評估期間螢光聚 口物之消乾速率係小於學習時段期間螢光聚合物之消 耗速率； (111)其中若Tsm = TSILa，則螢光聚合物之消耗速 率於评估期間係與於學習時段相等；*TSIE>TSILa， 1〇 則評估期間螢光聚合物之消耗速率係大於學習時段期 間榮光聚合物之消耗速率；若TSIE<TSILa，則評估期 間螢光聚合物之消耗速率係小於學習時段期間螢光聚 合物之消耗速率； (iv)計算NVincent積垢指數或NVincent水塔積垢指 15 數如後： NSI = D X [SIE-SIL]/SIL(SD)， NTSI = D x [TSIE-TSIL]/TSIL(SD)； 此處NSI為NVincent積垢指數及NTSI為NVincent 水塔積垢指數， 20 此處D為常數=10 ; TSIE及SIE以及TSIL及SIL分別定義如前，以及 TSIL(SD)及SIL(SD)分別為於學習時段期間計算 得之TSIL值及SIL值之標準差； 其中若NSI或NTSI = 0，則螢光聚合物之消耗速率 23 1291542 於評估期間係與於學習時段相等；若NSI或NTSI>0， 則評估期間螢光聚合物之消耗速率係大於學習時段期 間螢光聚合物之消耗速率；若NSI或NTSI<0，則評估 期間螢光聚合物之消耗速率係小於學習時段期間螢光 5 聚合物之消耗速率； 以及選擇性地 5)調整該水冷卻系統之操作參數，俾便維持該螢光聚 合物之消耗速率於對該水冷卻系統之水之螢光聚合物之預 定消耗速率。 10 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 用於本專利申請案之用途，下列各術語具有指示之定 義·· 「消耗」表示添加至水冷卻系統之水之螢光聚合物量 15 與存在於該水冷卻系統之水之螢光聚合物之量間之差異； 「HEDP」表示1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸； 「惰性」表示惰性螢光追蹤劑不會受到水冷卻系統之 任何其它化學反應之可察覺地影響或顯著影響，或受到其 它系統參數之影響，該等系統參數諸如冶金組成物、微生 20 物活性、殺生物劑濃度、熱改變、或總熱含量。為了量化 「不會可察覺地影響或顯著影響」所表示之定義，此種表 示法表示於水冷卻系統正常條件下，惰性螢光化合物之螢 光信號的改變不超過10%。水冷卻系統常見情況為水冷卻 系統業界之熟諳技藝人士已知。 24 ^91542 單轉鼓」法 朵、 於單轉鼓法中，螢光聚合物與惰性螢 連同其它選擇性之積垢控制化學品及選擇性之腐 之水 ㈣制劑化學品’共同混合成「水處理產品」，該水處理產 口口係添加至該水冷卻系統 PBTC」表示2_膦基丁烷汰2，心三羧酸； 「pCT」表*先導冷卻水塔；

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20 積垢控制產品」表示可控制沈積於水冷卻系統使用 之設備表面上的積垢數量之化學品。 大、立螢光來合物」係定義為天然螢光聚合物，或已經以 女一卩刀加軚籤」之聚合物，其中該聚合物可於水冷卻 系統用作為積垢抑制劑。 、雙轉鼓」法。於本發明之「雙轉鼓」法中，螢光聚 合物添加至水冷㈣統作為「積垢控織之一部分， 控制產品包含螢光聚合物及其它選擇性之積垢控制 4子冑钱抑制劑產品係與積垢控制產品分開添加。腐 產品包含—或多種腐餘抑制劑及惰性榮光追縱 劑，縮寫為「iftcip」。積垢控制產品及腐蝕抑制劑產品係與 水冷卻系統之水分開添加，目而將本方法料為「雙轉鼓」 法0 發明之第—方面為_種經由測定於水冷卻系統之水 中之螢光耗量，來控财冷卻I蚊單轉鼓法， ί中7肖耗㈣係於學科段期間，使料塞指數方程 式、或積垢指數方程式、或水 之時間_計算。 ㈣彳日數方料而於離散 25 ι^1542 枯開放式循環水冷卻系 統、以及單切通式水冷卻系統。、、、閉式水冷卻系 本發明之此—方面使用之 光聚合物，至Φ你七 々主座口口合有至少一種螢 夕一種惰性螢光追蹤劑 水處理化學品，# 乂及選擇性之其它 給； 不a生物劑，殺生物_另外分開進 10 之所=:ίΓ光聚合物係以相對於水處理產品 (vi)其n知比例轉在於該水處理產品， 理產品之所有光追縱劑係以相對於水處 理產品，、匕成分’為已知比例而存在於該水處 15 二=:物及該_光追蹤劑二者 檢測之榮光信號以及該營光聚合物具有可 央〇 化乂&性螢光追蹤劑之可檢測之螢 一 4々放上 丨月[生營光追蹤劑及螢光聚合物 、相冋水冷卻系統之水中檢測。 用於本專利申請案之 + 用攻，变光聚合物係定義為天然 赏先聚合物，或定義為以 20 ^ T ^ ^ 蛋先邛分「加標籤」之聚合物。 為了用於本發明之方法， 作為積垢抑纏，也必㈣；物必触水冷卻系統可 、赵人 ^ 劑之可_之螢光信號不同。 ^合躲本案所請之㈣之螢絲合物 列美

國專利案所述且請求專利之組群：美國專利第WWW 26 1291542 5，171，450;5,216,086;5,260,386及5,986,030號；美國專利 第6,344,531號，名稱「螢光水溶性聚合物」；美國專利第 6,312,644號，名稱「螢光單體及含有該單體之聚合物用於 水冷卻系統；以及美國專利第6,645,428號，名稱「螢光單 5 體及含有該單體之螢光聚合物用於水冷卻系統」，本段所述 之專利案全文皆以引用方式併入此處。 較佳螢光聚合物係選自包含下列之組群： 59.9莫耳％丙烯酸/20莫耳％丙烯醯胺/20莫耳％ N-(磺 基甲基）丙烯醯胺/0.1莫耳％ 8-(4-乙烯基节氧基)-1，3,6-嵌二 10 萘三磺酸，三鈉鹽； 39.9莫耳％丙烯酸/30莫耳％丙烯醯胺/30莫耳％ N-(磺 基曱基）丙烯醯胺/0.1莫耳％ 8-(3-乙烯基节氧基)-1，3,6-嵌二 萘三磺酸，三鈉鹽； 59.8莫耳％丙烯酸/20莫耳％丙烯醯胺/20莫耳％ N-(磺 15 基曱基）丙烯醯胺/0.2莫耳％ 4-甲氧基-N-(3-N’，N’-二甲基胺 基丙基)萘醯亞胺乙烯基苄基氯第四鹽； 39.8莫耳％丙烯酸/30莫耳％丙烯醯胺/30莫耳％ N-(磺 基甲基）丙烯醯胺/0.2莫耳％ 4-甲氧基-N-(3-N’,N’-二甲基胺 基丙基)萘醯亞胺乙烯基苄基氣第四鹽； 20 59.9莫耳％丙烯酸/20莫耳％丙烯醯胺/20莫耳％1^-(磺 基曱基）丙烯醯胺/0.1莫耳％ 4-甲氧基-N-(3-N’，N’-二曱基胺 基丙基)萘醯亞胺2-羥基-3-丙烯氧基丙基第四鹽； 39.8莫耳％丙烯酸/30莫耳％丙烯醯胺/30莫耳％ N-(磺 基甲基）丙烯醯胺/0.2莫耳％ 4-甲氧基-N-(3-N’，N’-二曱基胺 27 1291542 基丙基)秦醯亞胺2-羥基-3-丙烯氧基丙基第四鹽； 80 s ·δ異耳％丙烯酸/19莫耳％丙烯醯胺基曱基丙燒错酸 納/〇·2莫耳％ 4-甲氧基-Ν-(3-Ν，，Ν，-二甲基胺基丙基)秦隨亞 胺2-|里基、3、丙烯氧基丙基第四鹽·， 5 此等螢光聚合物積垢控制產物可於市面上得自尼爾科 公司’或可由有機化學界熟諳技藝人士合成。 積垢控制化學品業界了解典型基於其抑制之積垢型別 而刀成兩種不同類型。分成可控制填酸的之沈積之積垢控 制化學品’以及控制碳酸鈣之沈積之積垢控制化學品。 1〇 典型地，磷酸鈣用積垢控制產品為先前所述之螢光聚 合物。較佳磷酸鈣用積垢控制產品為加標藏聚合物。已知 即使Θ述螢光聚合物主要係有效用作為磷酸鈣積垢抑制 知J仁▲奴酸4弓積垢無法藉碳酸辦積垢抑制劑例如HEDP 及PBTC充分抑制時，觀察到螢光聚合物的耗用，指示螢光 15聚合物至少部分係用作為碳酸鈣分散劑。 典型之碳酸鈣積垢用之積垢抑制產品係選自包含下列 化合物之群組··膦酸酯類諸如I羥基亞乙基-u_二膦酸(縮 寫為「HEDP」）、2-膦基丁烧-；[，2,4‘三叛酸(縮寫為rpBTC」）、 胺基三（亞甲基膦酸)(縮寫為rAMp」）、六亞甲基二胺四（亞 20甲基膦酸)(縮舄為「HMDTMP」）、及多胺基多醚亞甲基膦 酸(縮寫為「PAPEMP」）；有機聚合物諸如聚丙烯酸、聚丙 烯酸酯類、聚順丁烯二酸、順丁烯二酐/丙烯酸乙酯/丙烯酸 乙烯酯二聚物、及環氧基羧酸烷酯（縮寫為「AEC」）；亞膦 基羧酸諸如亞膦基丁二酸酯募聚物（縮寫為「ps〇」）；及膦 28 1291542 基羧酸類，諸如膦基羧酸（磺酸化）共聚物（縮寫為 「POCA」）’以貝爾克林(Belcle此）494之商品名出售）。較 佳碳酸約抑制劑包括HEDP及PBTC。 適白用於本發明之惰性螢光追縱劑含有本案所請發明 之第一方面之水處理產品，或含有本案所請發明之第二方 面之腐钱抑制劑產品包括下列： 1，3,6,8-嵌二萘四石黃酸，四納鹽（CAS登錄號碼 59572-10-0)，

一磺酸化蒽類及其鹽類，包括但非限於： 10 2-蔥磺酸鈉鹽(CAS登錄號碼16106-40-4); 二磺酸化蔥類及其鹽類，參考美國專利申請案第 10/631,606號，申請日2003年7月31日，名稱「二磺酸化蒽 類用作為惰性螢光追蹤劑之用途」，該案尚在審查中，該案 全文以引用方式併入此處，二磺酸化蔥類及其鹽類包括但 15 非限於： 1，5-蔥二磺酸(CAS登錄號碼61736-91-2)， 2,6-蔥二磺酸(CAS登錄號碼61736-95-6)， 1,8-蔥二磺酸(CAS登錄號碼61736-92-3); 4-二苯并腺喃磺酸(CAS登錄號碼42137-76-8)， 20 3-二苯弁腺喃^黃酸(CAS登錄號碼215189-98-3) ’ 1,5-蔥二磺酸，二鈉鹽（水合物）(CAS登錄號碼 1655-29-4)，又名 1,5-NDSA水合物， 磺酸化二笨乙烯-三唑螢光增亮劑及其鹽類，包括但非 限於： 29 1291542 苯磺酸，2,2’-(l,2-乙烯二基）貳[5-(4-苯基-2H-1,2,3-三 唑-2-基)-,二鉀鹽（CAS登錄號碼52237-03-3)，又名佛懷特 (Phorwite) BHC 766，2,2’-二苯乙烯二磺酸，4,4’-貳(4-苯基 -2H-1，2,3-三唑-2-基)-,二鈉鹽（CAS登錄號碼23743-28-4)， 5 又名佛懷特BHC。 全部此等惰性螢光追蹤劑皆可由尼爾科公司購得，或 可使用熟諳有機化學界人士已知技術合成。

10 於調配水處理產品時，螢光聚合物係以相對於水處理 產品之全部其它成分之已知比例而存在於水處理產品，以 及惰性螢光追蹤劑係以相對於水處理產品之全部其它成分 之已知比例而存在於水處理產品。 當調配用於本案所請發明之第一方面之水處理產品 時，須了解水處理產品不存在有殺生物劑。若添加殺生物 劑至冷卻水，則殺生物劑係採分開添加方式。 15 當選擇於共同使用之螢光聚合物及惰性螢光追縱劑 時，需要選擇該螢光聚合物具有與該惰性螢光追蹤劑之可 檢測螢光信號分開之可檢測之螢光信號。熟諳螢光計量術 人士了解如何使用螢光計來檢測材料之螢光信號，讓其可 執行所需測試，來決定何者惰性螢光追蹤劑須組合何者榮 20 光聚合物。 此乃本案所請發明之「單轉鼓」方法。於該單轉鼓方 法中，螢光聚合物與惰性螢光追縱劑共同混合於水處理產 口π ’该水處理產品可含有額外水處理化學品，諸如腐钱抑 制劑或殺微生物劑。 30 1291542 本方法之第二步驟係添加包含螢光聚合物及惰性螢光 追蹤劑，及選擇性包含其它水處理化學品之水處理產品至 水冷卻系統之水。可使用熟諳技藝人士已知之設備及技術 進行。 5 以「活性聚合物」為基準，添加至水冷卻系統之水之 螢光聚合物數量為約0.1 ppm至約1000 ppm，較佳約0.1 ppm 至約100 ppm，及最佳約0·1 ppm至約20 ppm。 添加至水冷卻系統之水之惰性螢光追蹤劑之數量係由 約 〇·01 ppm至約 1000 ppm，較佳約 0.03 ppm至約 10 ppm，及 1〇 最佳約0.05至約 1·0 ppm 〇 水處理產品之總添加量係以此種產品於水冷卻系統之 水中之「需求量」決定。熟諳冷卻水技藝界人士了解如何 決定水處理產品於水冷卻系統之水之需求量。 該方法之次一步驟係設置一或多螢光計。用於檢測螢 光聚合物之螢光信號之適當螢光計於市面上可得，且係選 自美國專利第6,369,894號所述及所請求專利之螢光計，該 木名稱「模組螢光計及其用於檢測一或多螢光基團之方 去」’核發日期2002年4月9日，該案全文以引用方式併入此 處。此種模組螢光計可購自尼爾科公司。 2〇 ”它適合用於本案所請發明之方法之螢光計為改良式 崔塞8000螢光計（「手持式」）；崔塞7〇〇螢光計（「工作台頂 型」）；改良式崔塞3〇00;崔塞Xe_2控制器；可得自尼爾科 公司及管線内螢光計探針稱作為赛克斯(Cycl〇ps) 7螢光計 (而選用可匹配使用之追蹤劑之濾光片）可得自透納設計公 31 1291542 司（Turner Designs)，845 Maude Ave·，Sunnyvale，CA 94085 ((408) 749-0994)。較佳螢光計為模組螢光計。為了使用此 等螢光計’激光及發光濾光片需選用來匹配螢光聚合物之 螢光信號性質。 5 適合用來檢測惰性螢光追蹤劑之螢光計為市面上可講 付’且係選自美國專利弟6,369,894號所述及所請求專利之 螢光計，該案名稱「模組螢光計及其用於檢測一或多營光 基團之方法」，核發日期2002年4月9日，該案全文以引用方 式併入此處。此種模組螢光計可購自尼爾科公司。 10 其它適合用於本案所請發明之方法檢測惰性螢光追蹤 劑之螢光計為改良式崔塞8000螢光計（「手持式」）；崔塞700 螢光計（「工作台頂型」）；崔塞3000(用於嵌二萘四磺酸）； 改良式崔塞3000(用於蔥二磺酸二鈉鹽追蹤劑）；崔塞Xe_2 控制器；及可交換梢端-開放式光試管螢光計，該螢光計係 15 說明且請求專利於美國專利申請案第10/769,631號，申請曰 2004年1月30日，該案以引用方式併入此處。全部此等螢光 計皆可得自尼爾科公司。額外螢光計包括管線内螢光計探 針稱作為賽克斯(Cyclops) 7螢光計（需選用可匹配使用之追 縱劑之濾、光片）可得自透納設計公司（Turner Designs)，845 20 Maude Ave·，Sunnyvale，CA 94085 ((408) 749-0994)。較佳 螢光計為模組螢光計。 為了使用此等螢光計，螢光計量業界人士已知須選擇 激光及發光濾光片來匹配惰性螢光追蹤劑及螢光聚合物之 螢光信號性質。 32 1291542 一崔基Xe-控制器、崔塞3〇〇〇及調變螢光計全部皆有流動 八允°午線上連續監測液體。其它螢光計為「捕捉 j樣」螢光計，其不允許做連續線上監測。於實施本案所 d明之方法時’較佳係使用允許線上連續監測螢光信號 5 之螢光計。

Ik後木 < 或多適當螢光計，用來測量得自水冷卻系

20 K中之h 14螢光追縱劑之螢光信號、及螢光聚合物之 螢光信號。 10 15 、 不,吻努明之方法之工作能力有關鍵重要性質 為，使用之測量值為添加新鮮水處理產品至水冷卻系統之 κ之各:叫間所得之測量值。因此，於本案所請發明之 f法之弟方面’假設用於計算之全部測量值皆係於未添 口水處理產品至水冷卻系統之水之—段期間内測定。此 =，如此也表示於本案所請發明方法之第二方面，假設用 :十异之全部測量值皆係於並無腐蝕抑制劑產品以及並盎 矛貝垢控制產品添加至水冷卻系統之水之—段期間測定。 _量螢総號後，測得之㈣信制來計算存在於 =冷㈣統之水μ找合純量及惰料光追縱劑之 数置。 2等數量為已知後，可計算螢光聚合物之消耗速 〜从—貝㈣制產品消耗速率之計算係於兩個不同時段進 ^考嶋「學科段」，於此時段所得測量值係 用末计鼻螢光聚合物之「正常」或「常規」消耗速率。 下列方程式中，使用變數「收於學習時段時間間隔終 33 1291542 點之時間」以及「tio=於學習時段時間間隔起點之時間」。 如此’學習時段之時間為tlf-tio。該段時間之時間量為各次 添加更多水處理化學品間之時間量，原因在於為了讓此種 方法可操作，當未添加額外水處理化學品時未做測量。 5 學習時段之時間總量係基於所了解之水冷卻系統之 「正常」操作條件。學習時段之時間總量為熟諳水冷卻系 統操作技藝界人士判定於學習時段以内需要有多少時間間 隔決定。 本案所請發明之方法之次一步驟係經由使用選自包含 10 堵塞指數方程式、積垢指數方程式及水塔積垢指數方程式 之組群之方程式，於學習時段之時間間隔期間，計算螢光 聚合物之消耗速率如後： (i)FIL=[A/(tlf-tl0)]x[ln{LIT(f)/LIT(0)}- ln{LTP(f)/LTP(0)}]； 此處FIL為於學習時段期間對一時間間隔計算得之堵 15 塞指數， A為常數=1， tlf =時間間隔終點之時間， ti〇=時間間隔起點之時間， LIT(O)=時間間隔起點之惰性螢光追縱劑濃度； 20 LIT(f)=時間間隔終點之惰性螢光追蹤劑濃度； LTP(0)=時間間隔起點之螢光聚合物濃度； LTP(f)二時間間隔終點之螢光聚合物濃度； 或 (ii)SIL=[{BxLTP(0)}/間隔時間]X [LIT(t)/LIT(0)- LTP⑴/LTP(O)]; 34 1291542 此處SIL為於學習時段期間對一時間間隔計算得之積 垢指數， 6為常數=1,000,000或100,000; 間隔時間為測量時之各個離散時間間隔之時間，以分 5 鐘為單位表示， LTP(O)為於該間隔起點之螢光聚合物濃度， LIT(O)為於該間隔起點之惰性螢光追蹤劑濃度， LTP(t)為於該間隔終點之螢光聚合物濃度，及 LIT(t)為於該間隔終點之惰性螢光追蹤劑濃度； 10 或 (iii) TSIL=-C x SL(t) x 60 ； 此處TSIL為於學習時段期間對一時間間隔計算得之水 塔積垢指數， C為常數=1，000,⑻0或 100,000， 15 SL(t)為ln[UTP(t)/UT(t)]相對於時間曲線之斜率[以（1/ 秒）為單位表示]，此處該斜率係對學習時段期間之一時間間 隔計算； 本案所請發明之第一方面之方法之次一步驟係經由將 先前求出的全部HL、或全部SIL、或全部TSIL加總，且除 20 以於整個學習時段該FIL或SIL或TSIL被計算的次數，而求 出於該學習時段期間，該螢光聚合物之平均消耗速率，其 中此項計算，結果導致求出FILa，或求出SILa，或求出 TSILa，其中FILa為於該學習時段期間之平均堵塞指數，以 及SILa為於該學習時段期間之平均積垢指數，以及TSILa 35 1291542 為於該學習時段期間之平均水塔積垢. 然後於學科段顧之平料耗料;^ 聽速率做比較。須了解本步驟計算使狀射值 新添加水處理產品至水冷卻系統之水之各個時間 隔間剧疋。

下列方程式中’使用變數「tef=評估期終點時間」以及 te:蝴起點時間」。如此評估時段之本身神⑷。 ㈣3之時間量係基於水冷卻系統之預定操作條件決 疋。可由熟諸水冷卻系統操作技藝之人士決定 水冷 1〇卻系統須使用多長之評估時段。 於評估時段期間，榮光聚合物之消耗速率之計算，係 t由使料自包含評估時仙之堵塞指數方程式、評估時 #又=之㈣彳0數：^以、及評简制之水塔積垢指數方 程式之組群之方程式進行，說明如後： 15 (l)FE=[A/(tef'te〇)] X [ln{Emf)/EIT(0)} - ln{ETP(f)/ETP(0)}]； 此處二E表示於評估時段期間計算得之堵塞指數， A為常數叫，選定為學習時段與評估時段之A相等； tef=評估期終點之時間， te0=評估期起點之時間， 20 EIT(G)I評㈣起點之情«紐_濃度； ”評估期終點之惰㈣光追縱劑濃度； ΕΤΡ(0) =評估期起點之螢光聚合物濃度； ETP(f)=評估期終點之螢光聚合物濃度； X [EIT⑴/EIT(O) - ETP⑴/ETP(O)]; (ii)SIE=[BxETP(〇)]/評估時間 36 1291542 此處SIE為該評估時段之積垢指數， B為常數=1，〇00,〇〇〇或1〇〇〇〇〇，且選定為學習時段期 間或評估時段期間之B相等； 評估時間為以分鐘為單位表示之評估時間， 5 ETP(〇)為於評估時間起點之螢光聚合物濃度， EIT(O)為於評估時間起點之惰性螢光追蹤劑濃度， ETP⑴為於評估時間終點之螢光聚合物濃度，以及 EIT⑴為於評估時間終點之惰性螢光追蹤劑濃度， (iii) TSIE=-CxSE(t)x60 ； ίο 此處TSIEa該評估期之水塔積垢指數， 〇=常數=1，〇00,000或1〇〇〇〇()，且選定為學習時段期 間與評估時段期間之c相等； SE⑴為ln[ETP(t)/EIT(t)]相對時間曲線之斜率，以（1/秒) 為單位表示，此處斜率係於整個評估時段計算。 15 於評估時段已經進行計算後，次一步驟係比較學習時 4又期間之^:光聚合物平均消耗速率與評估時段期間之螢光 聚合物之消耗速率。比較係進行如後： §使用堵基指數方程式時，若= ，則螢光聚合 物之消耗速率於評估期間係與於學習時段相等；若 20 FIE>FILa，則評估期間螢光聚合物之消耗速率係大於學習 時段期間螢光聚合物之消耗速率；*FIE<FILa，則評估期 間螢光聚合物之消耗速率係小於學習時段期間螢光聚合物 之消耗速率； 當使用積垢指數方程式時，若SIE=SILa，則螢光聚合 37 1291542 物之消耗速率於評估期間係與於學習時段相等；若 > SIL a麟估期間螢光聚合物之、;肖耗速率係大於學習 時段期間螢光聚合物之消耗速率；若sm<SILa，則評估期 門赏光* 口物之消耗速率係小於學習時段期間營光聚合物 5 之消耗速率； 田使用水&積:日數方程式時，若TsiE=TsiLa，則榮 光聚合物之消耗速率於評估期間係與於學習時段相等；若 TSIE>TSILa，則#估期間 白日禮期間螢光聚合物之消耗速率；若TslE〈TsiLa，則評 1〇估期間螢光I合物之消耗速率係小於學習時段期間螢光聚 合物之消耗速率； 另一型比較之進行方式，係經由計算稱作為NVincem 積垢指數或NVincent水塔積垢指數如後： NSI = D X [SIE-SIL]/SIL(SD)， 15 NTSI = D x [TSIE-TSIL]/TSIL(SD)； 此處NSI為NVincent積垢指數及NTSI為NVincent水塔 積垢指數， 此處D為常數=1〇 ; TSIE及SIE以及TSIL及SIL分別定義如前，以及 20 TSIL(SD)及SIL(SD)分別為於學習時段期間計算得之 TSIL值及SIL值之標準差； 其中若NSI或NTSI = 〇，則螢光聚合物之消耗速率於評 估期間係與於學習時段相等；若NSI或NTSI>0，則評估期 間螢光聚合物之消耗速率係大於學習時段期間螢光聚合物 38 1291542 肖耗速率，若NSI或NTSI<〇，則評估期間螢光聚合物之 /肖_ ^率係小於學習時段期間螢光聚合物之消耗速率。 :於β平估時段期間，螢光聚合物之消耗速率係高於或 低於予白日寸段期間之螢光聚合物消耗速率，則於本案所請 5方法之選擇性步驟為水冷卻系統之操作員可調整水冷卻系 統之作，來調整螢光聚合物之消耗速率至學習時段之消 耗速率。 瞻 /本案所清發明之第二方面為一種雙轉鼓法來控制水冷 部系統’此處提供腐姓抑制產品，惰性螢光追縱劑係與腐 10触抑制劑產品添加至水冷卻系統之水之前 ，以已知比例來 心口腐蝕抑制劑產品。於本案所請發明之「雙轉鼓」法中， 螢光來合物係與惰性螢光追縱劑分開添加至水冷卻系統之 水，螢光聚合物係與腐姓抑制劑產品同時添加，因而將本 技術稱作為「雙轉鼓」法。 15 腐餘抑制劑產品為選自由已知腐蝕抑制劑化學品組成 Φ 之組群之一或多種化合物。適合用於本案所請發明之腐餘 抑制劑產品包括下列正碟酸鹽、三聚鱗酸鹽、焦填酸鹽、 鋅、脚基丁一酸酯券聚物縮寫為rps〇」、鉬酸鹽、鉻酸鹽、 貝爾可575得自生物實驗室水添加物公司（Bi〇iab 20 八此丨如㈣，喬治亞州羅倫斯維30002郵政信箱， 3_ ’（678) 502.9，及布里科(Bri晴）⑽得自羅地亞 (Rhodia)^ S]，259 Prospect Plains Rd CN 7500 ? Cranbury ^ NJ 08512 (609) 860-3926。較佳腐钱抑制劑產品為得自尼爾 科公司之PS0。 39 1291542 σ 0士，;須配用於本案所請發明之第二方面之腐姓抑制劑產 :::、了解水處理產品中不存在有殺生物劑。若添加殺 令卻水，則殺生物劑係分開添加。 5 10 15 20 可由=:蝕抑制劑產品可於市面上得自尼爾科公司，或 了由―日有機化學技藝人士合成。 之尹==制產品包含如前文定義之螢光聚合物及選擇性 貝工，J化學品。當調配用於本案所請發明之第-方面 之積垢控制產品時 狀弟-方面 劑。若添加殺生物劑至不存在有殺生物 々「水，則殺生物劑係分開添加。 、冑制產品及腐蝕抑制劑產 水。積垢控制產品六士 θ η # I乐、、死之 ……腐蝕抑制劑產品添加量係基於 兩種產品於水冷卻系电於 火枯蓺R A丄 而未Ϊ」決疋。热諳冷卻 以食界人士了解如何測定水 產品及積垢控制產品之需求量。糸奴水之腐餘抑制劑 於添加兩種產品後，本方法係如前文於本 之第-方面所述方法進行。 4明 使用消耗速率測定方法是一種控制水冷卻系 方法’原时”方法係與任_種螢光誠之初濃= 關，可用於惰性鸯光追縱劑及榮光聚合物係呈分t無 亦即「雙轉鼓」法，而對背景榮光之影響減至最低。。。， 【圖式簡寧說明】 (無） 【主要元件符號說明】 (無） 40

Claims (1)

1291542 十、申請專利範圍： 1. 一種控制一水冷卻系統之單轉鼓方法，該方法包含下列 步驟： (1)測定於水冷卻系統之水中之一種螢光聚合物之 5 消耗速率，其中該消耗速率係於學習期間以離散時間間 隔，使用堵塞指數方程式或積垢指數方程式或水塔積垢 指數方程式計算，包含下列步驟 a) 設置一水冷卻系統； b) 提供一水處理產品； 10 ⑴其中該水處理產品包含至少一種螢光聚合 物、至少一種惰性螢光追蹤劑、以及選擇性地，包 含其它水處理化學品， (ii) 其中該螢光聚合物係以相對於水處理產品 之所有其它成分，為已知比例而存在於該水處理產 15 品， (iii) 其中存在該惰性螢光追蹤劑係以相對於水 處理產品之所有其它成分，為已知比例而存在於該 水處理產品， (iv) 其中該螢光聚合物及該惰性螢光追蹤劑二 20 者皆具有可檢測之螢光信號，以及該螢光聚合物具 有可檢測之螢光信號比較該惰性螢光追蹤劑之可檢 測之螢光信號可資區別，因此惰性螢光追蹤劑及螢 光聚合物二者之螢光信號皆可於相同水冷卻系統之 水中檢測； 41 1291542 C)添加該水處理產品至該水冷卻系統之水， ⑴其中該水處理產品係以非連續方式添加至該 水，以及 (ii)其中介於添加個別量水處理產品間通過一 5 段離散時間間隔； d) 設置一或多螢光計； e) 使用該一或多螢光計來測量得自該水冷卻系統 之水中之該惰性螢光追蹤劑之螢光信號、及該螢光聚 合物之螢光信號，其中該用於步驟g)之計算之測量係 10 於各自新添加水處理產品至該水冷卻系統之水間之 時間間隔進行； f) 使用得自步驟e)之測量得之螢光信號，來測定 於該水冷卻系統之水中，存在之螢光聚合物濃度及惰 性螢光追蹤劑濃度， 15 g)於離散間隔時間重複步驟e)及步驟f)，俾便經由 使用選自包含堵塞指數方程式、積垢指數方程式及水 塔積垢指數方程式之組群之方程式，於學習時段之時 間間隔期間，計算螢光聚合物之消耗速率如後： (i)FBL=[A/(tlf-tlO)]x[ln{UT(f)/LnX〇)}- ln{LTP(i)/LTP(0)}]; 20 此處FIL為於學習時段期間對一時間間隔計算 得之堵塞指數， A為常數=1， tlf=時間間隔終點之時間， tl〇=時間間隔起點之時間， 42 1291542 LIT(O)二時間間隔起點之惰性螢光追蹤劑濃 度； 5 LIT(f)二時間間隔終點之惰性螢光追蹤劑濃度； LTP(0)=時間間隔起點之螢光聚合物濃度； LTP(f)=時間間隔終點之螢光聚合物濃度； 或 (ii) SIL=[{BxL!P(0)}/間隔時間]X [UT(t)/ Lrr(0)-LIP(t)/LTP(0)]; 此處SIL為於學習時段期間對一時間間隔計算 得之積垢指數， 10 B為常數=1，000,000或 100,000 ; 間隔時間為測量時之各個離散時間間隔之時 間，以分鐘為單位表示， LTP(O)為於該間隔起點之螢光聚合物濃度， LIT(O)為於該間隔起點之惰性螢光追蹤劑濃 15 度， LTP(t)為於該間隔終點之螢光聚合物濃度，及 LIT(t)為於該間隔終點之惰性螢光追蹤劑濃度； 或 (iii) TSIL=-C x SL(t) x 60 ； 20 此處TSIL為於學習時段期間對一時間間隔計算 4于之水塔積垢指數’ C為常數=1，000,000或 100,000， SL⑴為ln[LTP(t)/LIT(t)]相對於時間曲線之斜 率[以（1/秒)為單位表示]，此處該斜率係對學習時段 43 1291542 期間之一時間間隔計算； (2) 經由將步驟1求出的全部FIL、或全部SIL、或全 部TSIL加總，且除以於整個學習時段該HL或sil或 被計算的次數，而求出於該學習時段期間，該螢光聚合 物之平均消耗速率，其中此項計算，結果導致求出 FILa，或求出SIU，或求出TSILa，其中nLa為於該學 習時段期間之平均堵塞指數，以及SILaa於該學習時段 期間之平均積垢指數，以及TSILa為於該學習時段期間 之平均水塔積垢指數； (3) 計算於一評估時段期間螢光聚合物消耗速率，其 十α中使用之測量係於各次新添加水處理產品至該 水冷部系統之水間之時断隔進行，其巾該計算係經由 使用選自包含評估時段用之堵塞指數方程式、評估時段 用。之積垢減方程式、及評估時段狀水塔積垢指數方 旌式之組群之方程式進行，說明如後： (〇FIE-[A/(tef-.te〇)] χ [1η{ΕΓΓ(ί)/ΕΓΓ(0)} - ln{ETP(f)/ETP(〇)}]； 此處ΠΕ表示於評估時段期間計算得之堵塞指 數， 土臼 Α為常數二1，選定為學習時段與評估時段之八 相等； tef=評估期終點之時間， te〇=評估期起點之時間， (0)砰估期起點之惰性螢光追蹤劑濃度； ()烀估期終點之惰性螢光追縱劑濃度； 44 1291542 10 ETP(〇) =評估期起點之螢光聚合物濃度； ETP(f) =評估期終點之螢光聚合物濃度； (ii)SIE—[BxETP(〇)]/評估時間又阳^炸汀⑼_ ETp⑴疋叮⑼]; 此處SEE為該評估時段之積垢指數， B為常數=1，〇0〇〇〇〇或1〇〇〇〇〇，且選定為學習 時段期間或評估時段期間之B相等； 评估日t間為以分鐘為單位表示之評估時間， ETP(O)為於評估時間起點之勞光聚合物濃度， EIT(O)為於評料間起狀惰性螢光追縱劑濃 度， ETP⑴為於評估時間終點之螢光聚合物濃度， 以及 度 EIT⑴為於評估時間終點之惰性螢光追縱劑濃 15 20 (ill) TSIE=-C X SE⑴ X 60 ; 此處TSIE為該評估期之水塔積垢指數，c=常數=1，_編或刚，_，且選定為學羽 時段期間與評估時段期間之C相等； 白SE⑴為l_TP(t)/EIT⑼相對時間曲線之 率’以剛為單位表^此處斜率係於 時 段計算；以及 古寻/)以下^式，對水冷卻系統之水，比較於評估時 &期間之f光*合物 >肖耗速率與先前於步 於學習時段期間之螢光聚合物之消耗速率；測定 之 45 1291542 ⑴其中針IE = FILa，則螢光聚合物之消耗速率 於評估顧係與於學科段相等；若FIE>FILa，則 評估期«絲合物之消耗速率係大於學f時段期 間螢光聚合物之消耗速率；gFIE<FILa，則評估期 5 間螢光聚合物之消耗速率係小於學習時段期間螢光 聚合物之消耗速率； (ii) 其中若SIE=SILa，則螢光聚合物之消耗速 率於評估期間係與於學習時段相等；若sm>SILa， 則評估期間螢光聚合物之消耗速率係大於學習時段 10 期間螢光聚合物之消耗速率；若SIE<SILa，則評估 期間螢光聚合物之消耗速率係小於學習時段期間螢 光聚合物之消耗速率； (iii) 其中若TSIE = TSILa，則螢光聚合物之消耗 速率於評估期間係與於學習時段相等；若 15 TSIE>TSILa，則評估期間螢光聚合物之消耗速率係 大於學習時段期間螢光聚合物之消耗速率；若 TSIEcTSILa ’則評估期間螢光聚合物之消耗速率係 小於學習時段期間螢光聚合物之消耗速率； (iv) 計算NVincent積垢指數或NVincent水塔積 20 垢指數如後： NSI = D X [SIE-SIL]/SIL(SD)， NTSI = D X [TSIE-TSIL]/TSIL(SD)； 此處NSI為NVincent積垢指數及NTSI為 N Vincent水塔積垢指數， 46 1291542 此處D為常數=10 ; TSIE及SIE以及TSIL及SIL分別定義如前，以及 TSIL(SD)及SIL(SD)分別為於學習時段期間計 算得之TSIL值及SIL值之標準差； 5 其中若NSI或NTSI = 0，則螢光聚合物之消耗速 率於評估期間係與於學習時段相等；若NSI或 NTSI>0，則評估期間螢光聚合物之消耗速率係大於 學習時段期間螢光聚合物之消耗速率；若NSI或 NTSI<0，則評估期間螢光聚合物之消耗速率係小於 10 學習時段期間螢光聚合物之消耗速率； 以及選擇性地 5)調整該水冷卻系統之操作參數，俾便維持該螢光 聚合物之消耗速率於對該水冷卻系統之水之螢光聚合 物之預定消耗速率。 15 2. —種控制一水冷卻系統之雙轉鼓方法，該方法包含下列 步驟： (1)測定於水冷卻系統之水中之一種螢光聚合物之 消耗速率，其中該消耗速率係於學習期間以離散時間間 隔，使用堵塞指數方程式或積垢指數方程式或水塔積垢 20 指數方程式計算，包含下列步驟 a) 設置一水冷卻系統； b) 提供腐蝕抑制劑產品， ⑴其中該腐蝕抑制劑產品包含選自已知之腐蝕 抑制劑化學品及稱作為iftcip之惰性螢光追蹤劑組 47 1291542 成之組群之一或多種化合物， (ii)其中該iftcip已經以已知比例添加至該腐蝕 抑制劑產品， c) 提供積垢抑制產品， 5 ⑴其中該一積垢控制產品包含至少一種螢光聚 合物以及選擇性地包含其它積垢控制化學品； (ii) 其中存在該iftcip係以相對於水處理產品之 所有其它成分，為已知比例而存在於該水處理產品， (iii) 其中該螢光聚合物及該iftcip二者皆具有可 10 檢測之螢光信號，以及該螢光聚合物具有可檢測之 螢光信號比較該i ft c i p之可檢測之螢光信號可資區 別，因此iftcip及螢光聚合物二者之螢光信號皆可於 相同水冷卻系統之水中檢測； d) 添加該積垢控制產品及該腐蝕抑制劑產品至該 15 水冷卻系統之水； (i) 其中該積垢控制產品係以非連續方式添加至 該水，以及 (ii) 其中該腐蝕抑制劑產品係以非連續方式添 加至該水，以及 20 (iii)其中介於各次添加積垢控制產品間經歷離 散之時間間隔，以及 (iv) 其中介於各次添加腐#抑制劑產品間經歷 離散之時間間隔； e) 設置一或多螢光計； 48 1291542 f) 使用該4多螢光計來Μ得自該水冷卻系統 之水中之該榮光聚合物之螢光信號，以及測定該水中 之iftcip之螢光信號，其中該測量值用於步驟h)之計算 係於未添加新的積垢控制產品，也未添加新的腐麵^ 5 制劑產品至該工業用水系統之水之各段 進行； g) 使將自步驟f)之測量得之螢光信號，來測定 於該水冷卻系統之水中’存在之營光聚合物濃度及 iftcp濃度， 1〇 h)於離散間隔時間重複步驟f)及步驟g)，俾便經由 使用選自包含堵塞指數方程式、積垢指數方程式及水 塔積垢指數方程式之組群之方程式，於學習時段之時 間間隔期間，計算螢光聚合物之消耗速率如後： (i)FIL==[A/(tlf-tlO)]x[ln{LIT(f)/LIT(〇)}- ln{LTP(f)/LTP(0)}]； 15 此處FIL為於學習時段期間對一時間間隔計算 付之堵塞指數， A為常數=1， tlf=時間間隔終點之時間， tl〇=時間間隔起點之時間， 2〇 LIT(0)=時間間隔起點之iftcip濃度； LIT(f)=時間間隔終點之iftcip濃度； LTP(0)=時間間隔起點之螢光聚合物濃度； LTP(f)=時間間隔終點之螢光聚合物濃度； 或 49 1291542 (ii) SID=[{BxLTP(0)}/間隔時間]x[UT(t)/UT(0)-LTP(tyLIP(0)]; 此處SIL為於學習時段期間對一時間間隔計算 得之積垢指數， B為常數=1,000,000或 100,000 ; 5 間隔時間為測量時之各個離散時間間隔之時 間，以分鐘為單位表示， LTP(O)為於該間隔起點之螢光聚合物濃度， LIT(O)為於該間隔起點之iftcip濃度， LTP(t)為於該間隔終點之螢光聚合物濃度，及 10 LIT⑴為於該間隔終點之iftcip濃度； 或 (iii) TSIL= -C x SL(t) x 60 ； 此處TSIL為於學習時段期間對一時間間隔計算 得之水塔積垢指數， 15 C為常數=1，〇〇〇,〇〇〇或 100,000， SL(t)為ln[LTP⑴/LIT⑴]相對於時間曲線之斜 率[以（1/秒)為單位表示]，此處該斜率係對學習時段 期間之一時間間隔計算； (2)經由將步驟χ求出的全部FIL、或全部SIL、或全 20 部巧几加總，且除以於整個學習時段該FIL或SIL或TSIL 被計算的次數，而求出於該學習時段期間，該螢光聚合 物之平均消耗速率，其中此項計算，結果導致求出 HLa ’或求出SILa，或求出TSILa，其中HLa為於該學 習時段期間之平均堵塞指數，以及311^為於該學習時段 50 期間之平均積垢 、才曰數’以及TSILa為於該學習時段期間 之平均水塔積垢指數； 中^)ϋ十"於—評估時段期間螢光聚合物消耗速率，其 水Α二中使肖之測量係於各次新添加水處理產品至該 使:：系統之水間之時間間隔進行，其中該計算係經由 用選自包含評估時段用之堵塞指數方程式 、評估時段 積垢心數方程式、及評估時段社水塔積垢指數方 式之组群之方程式進行，說明如後： 10 數 (i)FE^[A/(tef-te〇)] χ [1η{ΕΓΓ(ί)/ΕΓΓ(0)} - ln{ETP(f)/ETP(0)}]; 此處FIE表示於評估時段顧計算得之堵塞指 A為常數= 相等； 選定為學習時段與評估時段之A tef=評估期終點之時間， te0=評估期起點之時間， ΕΙΤ(0) =評估期起點之iftcip濃度； EIT(f):評估期終點之汾咖濃度； ETP(〇) =評估期起點之螢絲合物濃度； ETP(f) =評估期終點之螢光聚合物濃度； (li)SIE [ΒχΕΤΡ(〇)]/|^^Γθ1χ[ΕΓΓ(〇/ΕΓΓ(0) - ETP(t)/EIP(0)]； 此處SIE為料估時段之積垢指數， B為羊數〜1，〇〇〇,〇〇〇或1〇〇，_，且選定為學習 日禮期間或評估0夺段期間之B相等； 評估時間為以分鐘為單位表示之評估時間， 51 1291542 ΕΤΡ(Ο)為於評估時間起點之螢光聚合物濃度， ΕΙΤ(Ο)為於評估時間起點之iftcip濃度， ETP(t)為於評估時間終點之螢光聚合物濃度， 以及

EIT(t)為於評估時間終點之iftcip濃度， (iii)TSIE=-C X SE(t) X 60 ; 此處TSIE為該評估期之水塔積垢指數， C為常數=1,000,000或100,000，且選定為學習 時段期間與評估時段期間之c相等； SE⑴為ln[ETP(t)/EIT(t)]相對時間曲線之斜 率，以（1/秒）為單位表示，此處斜率係於整個評估時 段計算；以及 4)以下述方式，對水冷卻系統之水，比較於評估時 段期間之螢光聚合物消耗速率與先前於步驟(2)測定之 15 於學習時段期間之螢光聚合物之消耗速率； ⑴其中若FIE = FILa，則螢光聚合物之消耗速率 於評估期間係與於學習時段相等；若FIE>FILa，則 評估期間螢光聚合物之消耗速率係大於學習時段期 間螢光聚合物之消耗速率；若HE<FILa，則評估期 20 間螢光聚合物之消耗速率係小於學習時段期間螢光 聚合物之消耗速率； (ii)其中若SIE=SILa，則螢光聚合物之消耗速 率於評估期間係與於學習時段相等；若SIE>SILa， 則評估期間螢光聚合物之消耗速率係大於學習時段 52 1291542 期間螢光聚合物之消耗速率；若SIE<SILa，則評估 期間螢光聚合物之消耗速率係小於學習時段期間螢 光聚合物之消耗速率， (iii)其中若TSIE=TSILa，則螢光聚合物之消耗 5 速率於評估期間係與於學習時段相等；若 TSIE>TSILa ’則評估期間螢光聚合物之消耗速率係 大於學習時段期間螢光聚合物之消耗速率；若 TSIEcTSILa，則評估期間螢光聚合物之消耗速率係 小於學習時段期間螢光聚合物之消耗速率； 10 (iv)計算NVincent積垢指數或NVincent水塔積 垢指數如後： NSI = D X [SIE-SIL]/SIL(SD)， NTSI = D x [TSIE-TSIL]/TSIL(SD)； 此處NSI為NVincent積垢指數及NTSI為 15 NVincent水塔積垢指數， 此處D為常數=ι〇 ; TSIE及SIE以及TSIL及SIL分別定義如前，以及 TSIL(SD)及SIL(SD)分別為於學習時段期間計 算得之TSIL值及SIL值之標準差； 2〇 其中若NSI或NTSI = 0，則螢光聚合物之消耗速 率於評估期間係與於學習時段相等；若NSI或 NTSI>0，則評估期間螢光聚合物之消耗速率係大於 學習時段期間螢光聚合物之消耗速率；若NSI或 NTSI<0，則評估期間螢光聚合物之消耗速率係小於 53 1291542 學習時段期間螢光聚合物之消耗速率； 以及選擇性地 5)調整該水冷卻系統之操作參數，俾便維持該螢光 聚合物之消耗速率於對該水冷卻系統之水之螢光聚合 5 物之預定消耗速率。 54