JP2006105442A

JP2006105442A - 有圧ドレン回収システム

Info

Publication number: JP2006105442A
Application number: JP2004289994A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Maeda; 博前田; Tatsuhiko Kameyama; 達彦亀山; Norio Ikeda; 典生池田; Tomoaki Nishiyama; 友章西山
Original assignee: SAMSON CO Ltd; Maeda Iron Works Co Ltd
Current assignee: SAMSON CO Ltd; Maeda Iron Works Co Ltd
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】ドレン回収システムにおいて、簡素な設備で従来よりも省エネルギー化を図る。
【解決手段】
蒸気を発生するボイラ１、蒸気を使用してドレンを排出する熱交換器３、ドレンを回収するドレンタンク４を持ち、ドレンタンク４には有圧タンクを使用して有圧のドレンを回収し、ドレンタンク４にためたドレンは給水ポンプ６を通じて前記ボイラ１へ供給している有圧ドレン回収システムにおいて、ドレンタンク４に接続した補給水タンク１０、ドレンタンク４内の水位を検出する水位検出装置１１、補給水タンク１０からドレンタンク４への補給水供給と、ドレンタンク４から補給水タンク１０へ余剰ドレンの回収を行うドレンタンク内水位調節装置１２をそれぞれ設けておき、ドレンタンク内の水位が低い場合には補給水タンク１０からドレンタンク４への補給水供給を行い、ドレンタンク内水位が高い場合にはドレンタンク４から補給水タンク１０へ余剰のドレン回収を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は有圧ドレン回収システムに関するものである。

特公昭５８−５６０４３号公報にも記載があるように、ドレンタンクとボイラを接続しておき、回収したドレンをボイラへ供給するドレン回収が以前から行われている。ドレン回収を行っている場合、ドレンタンクとボイラの間を給水配管で接続しておき、高温のドレンをボイラに供給することでボイラの燃料消費量を削減することができる。ドレンタンクに開放タンクを使用する場合は、熱交換器から送られてきたドレン温度が１００℃を越えていてもドレンタンク内のドレン温度は１００℃未満となるが、ドレンタンクに有圧タンクを使用する場合はドレンタンク内のドレン温度を１００℃より高く保つことができる。ボイラ内の圧力があまり高くない場合は、ドレンタンクをボイラより高所に設置するなどにより給水ポンプを設けなくてもドレンのボイラへの供給が行える。ボイラ内の圧力が高くなる場合は、ボイラへの給水を行う給水配管途中に給水ポンプを設けておき、給水ポンプの作動によって供給するようにしている。

特公昭５８−５６０４３号に記載している発明では、給水ポンプは軟水タンクとボイラをつなぐ配管途中に設け、給水ポンプとボイラの間にドレンタンクを設ける構造としている。この場合は、給水ポンプの吐出圧を用いてボイラへの給水を行うため、ドレンタンクを高所に設置する必要はなくなる。しかし、軟水タンクからドレンタンクへ送った低温の軟水量と同量分だけボイラへ給水するものであるため、ドレンタンク内の温度は低くなる。また、軟水タンクに戻される余剰温水量が多くなり、軟水タンクで放出される熱量も多くなる。そのため、ドレン回収による省エネルギー効果は限定的なものとなっていた。

ところで給水ポンプは、羽根の回転によって水を押し出すのであるが、給水ポンプ内では流速の増加に伴って圧力が低下する部分が発生する。そのため、ドレン水が高温であり圧力が余り高くなかった場合には、給水ポンプ内の圧力低下によってキャビテーションを発生することがあった。キャビテーションが発生すると、給水ポンプは十分な能力を発揮できなくなり、また給水ポンプの損傷につながるという問題もある。
特公昭５８−５６０４３号公報

本発明が解決しようとする課題は、ドレン回収を行っているシステムにおいて、簡素な設備で従来よりも省エネルギー化を図ることにある。

請求項１に記載の発明は、蒸気を発生するボイラ、ボイラで発生した蒸気を使用してドレンを排出する熱交換器、熱交換器から排出したドレンを回収するドレンタンクを持ち、ドレンタンクに回収したドレンを前記ボイラへ供給するようにしているドレン回収システムであって、ドレンタンクには有圧タンクを使用して有圧のドレンを回収し、ドレンタンクにためた有圧のドレンは給水ポンプを通じて前記ボイラへ供給している有圧ドレン回収システムにおいて、ドレンタンクに接続した補給水タンク、ドレンタンク内の水位を検出する水位検出装置、補給水タンクからドレンタンクへの補給水供給と、ドレンタンクから補給水タンクへ余剰ドレンの回収を行うドレンタンク内水位調節装置をそれぞれ設けておき、ドレンタンク内の水位が低い場合には補給水タンクからドレンタンクへの補給水供給を行い、ドレンタンク内水位が高い場合にはドレンタンクから補給水タンクへ余剰のドレン回収を行うようにしたことを特徴とする有圧ドレン回収システムである。

請求項２に記載の発明は、蒸気を発生するボイラ、ボイラで発生した蒸気を使用してドレンを排出する熱交換器、熱交換器から排出したドレンを回収するドレンタンクを持ち、ドレンタンクに回収したドレンを前記ボイラへ供給するようにしているドレン回収システムであって、ドレンタンクには有圧タンクを使用して有圧のドレンを回収し、ドレンタンクにためた有圧のドレンは給水ポンプを通じて前記ボイラへ供給している有圧ドレン回収システムにおいて、ボイラで発生した蒸気をドレンタンクへ直接送るドレンタンク用蒸気供給経路、ドレンタンク内の圧力を検出する圧力検出装置、ドレンタンク用蒸気供給経路を通す蒸気量を調節する圧力調節弁をそれぞれ設けておき、ドレンタンク内の圧力が低い場合には、ボイラからドレンタンクへ蒸気を直接送るようにしたことを特徴とする有圧ドレン回収システムである。

本発明を実施することによって、高温高圧のドレンをそのままボイラへ供給することができるので、省エネルギーの効果を高めることができる。また、ドレンタンクから給水ポンプへ送られるドレンの圧力が高くなり、給水ポンプ内での多少の圧力低下ではキャビテーションを発生しなくなるため、キャビテーションに伴う不具合をなくすことができる。

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は、本発明を実施している実施例のフロー図である。本実施例は、蒸気を発生するボイラ１、ボイラ１で発生した蒸気を使用する熱交換器３、熱交換器３から排出したドレンを回収するドレンタンク４などからなり、回収したドレンを再びボイラ１へ供給するようにしている。

水を加熱して蒸気を発生するボイラ１は、発生した蒸気をいったん蒸気ヘッダ２へため、蒸気ヘッダ２から蒸気使用機器である熱交換器３へ蒸気を供給する。熱交換器３では蒸気の熱を使用するため、蒸気は熱が奪われて凝縮し、ドレンとなって熱交換器３から取り出される。熱交換器３から取り出されたドレンは、ドレンタンク４内へと送られ、ドレンタンク４にためられる。ドレンタンク４は有圧タンクとしておき、ドレンタンク４内の圧力を高く保つことでドレンは高温高圧のままドレンタンク４にためておく。ドレンタンク４とボイラ１の間は給水配管５で接続しておき、給水配管５の途中に設けている給水ポンプ６を稼働することで、ドレンタンク４内にためておいたドレンをボイラ１へ給水する。ドレンタンク４には水位検出装置１１を設けておき、水位検出装置１１によって水位の検出を行う。

また、ドレンタンク４は補給水タンク１０とも接続しておく。ドレンタンク４と補給水タンク１０の間は、補給水タンク１０からドレンタンク４への補給水供給を行う補給水供給配管１３と、ドレンタンク４から補給水タンク１０へ余剰ドレン回収を行う余剰ドレン回収配管１４を設ける。補給水供給配管１３の途中にポンプ、余剰ドレン回収配管１４の途中には電動弁を設けておく。前記のポンプと電動弁がドレンタンク内水位調節装置１２であり、水位検出装置１１で検出するドレンタンク４内水位に基づいて前記のポンプ及び電動弁の作動を制御する。

ドレン使用量が多く、ドレンタンク４内の水位が下限水位より低くなった場合には、ポンプの作動によって補給水タンク１０からドレンタンク４への補給水供給を行う。逆にドレン使用量が少なく、ドレンタンク４内水位が上限水位より高くなった場合には、電動弁を開くことでドレンタンク４内のドレンを補給水タンク１０に回収する。ドレンタンク４内の水位が所定の範囲内にある場合には、補給水の供給も余剰ドレンの回収も行わず、熱交換器３から戻ってきた高温のドレンをそのままボイラ１へ供給する。

補給水タンク１０は比較的低温の補給水を溜めておくものであるため、開放タンクであってよく、開放タンクであればドレンタンク４との圧力差を利用できるため、余剰ドレン回収配管１４途中に設けている電動弁を開くのみで、余剰ドレンを補給水タンク１０へ回収することができる。なお、補給水タンク１０にも水位検出装置を設けておき、補給水タンク１０内水位が低くなった場合には、補給水タンク１０へ補給水（軟水）を供給するようにしている。

蒸気ヘッダ２とドレンタンク４の間は、ドレンタンク用蒸気供給経路８で接続しておく。ドレンタンク用蒸気供給経路８の途中には圧力調節弁９、ドレンタンク４には圧力検出装置７を設けておき、圧力検出装置７で検出するドレンタンク４内圧力に基づいて圧力調節弁９の開閉を制御する。圧力検出装置７で検出したドレンタンク内の圧力値が所定値より低い場合、圧力調節弁９を開くことで蒸気ヘッダ２に溜めている蒸気の一部をドレンタンク４へ供給する。ドレンタンク４への蒸気供給によってドレンタンク４内の圧力が所定の圧力まで上昇すれば圧力調節弁９を閉じる。

ドレンタンク４内にためておいたドレンをボイラ１へ供給する場合、給水ポンプ６の稼働を行うと、給水ポンプ６の吐出側では水圧が高まるが、給水ポンプ６の内部では水圧が低下する部分が発生する。水圧が低下すれば圧力から定まる飽和温度も低下する。ドレンは高温であるため、従来のシステムでは飽和温度の低下によって飽和温度がドレン温度より低くなることがあり、その場合にはドレン内に気泡が発生することになっていた。

しかし本発明では、ドレンタンク用蒸気供給経路８を通してドレンタンク４へ蒸気を供給することで、ドレンタンク４内の圧力を所定の圧力まで高めるようにしている。ドレンタンク４内の圧力を高めることで、給水配管５を通して給水ポンプ６に送られているドレンの圧力が高まる。給水ポンプ６の内部におけるドレンの水圧が高くなっていると、給水ポンプ６内部で多少の圧力低下が発生しても、ドレン内で気泡が発生することはなくなり、キャビテーションの発生を防止することができる。

また、ドレンタンク４内の圧力を高めておけば、熱交換器３から回収してきたドレンがドレンタンク４に入ったところでフラッシュすることはなく、高温高圧のドレンをドレンタンク４にためておくことができる。

本発明では、高温高圧であるドレンをボイラの給水とすることができるため、省エネルギー効果の高いものであり、キャビテーションの発生に伴って発生していた不具合も発生しなくなる。

本発明を実施している実施例のフロー図

符号の説明

１ボイラ
２蒸気ヘッダ
３熱交換器
４ドレンタンク
５給水配管
６給水ポンプ
７圧力検出装置
８ドレンタンク用蒸気供給経路
９圧力調節弁
１０補給水タンク
１１水位検出装置
１２ドレンタンク内水位調節装置
１３補給水供給配管
１４余剰ドレン回収配管

Claims

蒸気を発生するボイラ、ボイラで発生した蒸気を使用してドレンを排出する熱交換器、熱交換器から排出したドレンを回収するドレンタンクを持ち、ドレンタンクに回収したドレンを前記ボイラへ供給するようにしているドレン回収システムであって、ドレンタンクには有圧タンクを使用して有圧のドレンを回収し、ドレンタンクにためた有圧のドレンは給水ポンプを通じて前記ボイラへ供給している有圧ドレン回収システムにおいて、
ドレンタンクに接続した補給水タンク、ドレンタンク内の水位を検出する水位検出装置、補給水タンクからドレンタンクへの補給水供給と、ドレンタンクから補給水タンクへ余剰ドレンの回収を行うドレンタンク内水位調節装置をそれぞれ設けておき、ドレンタンク内の水位が低い場合には補給水タンクからドレンタンクへの補給水供給を行い、ドレンタンク内水位が高い場合にはドレンタンクから補給水タンクへ余剰のドレン回収を行うようにしたことを特徴とする有圧ドレン回収システム。
蒸気を発生するボイラ、ボイラで発生した蒸気を使用してドレンを排出する熱交換器、熱交換器から排出したドレンを回収するドレンタンクを持ち、ドレンタンクに回収したドレンを前記ボイラへ供給するようにしているドレン回収システムであって、ドレンタンクには有圧タンクを使用して有圧のドレンを回収し、ドレンタンクにためた有圧のドレンは給水ポンプを通じて前記ボイラへ供給している有圧ドレン回収システムにおいて、
ボイラで発生した蒸気をドレンタンクへ直接送るドレンタンク用蒸気供給経路、ドレンタンク内の圧力を検出する圧力検出装置、ドレンタンク用蒸気供給経路を通す蒸気量を調節する圧力調節弁をそれぞれ設けておき、ドレンタンク内の圧力が低い場合には、ボイラからドレンタンクへ蒸気を直接送るようにしたことを特徴とする有圧ドレン回収システム。