JP2010159885A

JP2010159885A - 蒸気ボイラ

Info

Publication number: JP2010159885A
Application number: JP2009000477A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Kameyama; 達彦亀山
Original assignee: SAMSON CO Ltd
Current assignee: SAMSON CO Ltd
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2009-01-06
Publication date: 2010-07-22

Abstract

【課題】
蒸気供給路が冷えた状態で蒸気供給路に蒸気を流すことによって、蒸気供給路が弓形に変形するということを防止する。
【解決手段】
発生した蒸気を流す蒸気供給路２には、蒸気供給路２の温度を検出する温度検出装置３と、蒸気供給路の温度に基づいて弁の開閉動作を行う蒸気弁７を設け、蒸気供給路２の蒸気弁７よりも上流側の部分にドレン抜き配管５を接続し、ドレン抜き配管５には蒸気供給路の温度に基づいて弁の開閉を行うドレン抜き弁６を設けている蒸気ボイラにおいて、蒸気供給路の温度が低い場合は、ドレン抜き弁６を開き、蒸気弁７は閉じる操作を行い、蒸気供給路の温度が上昇すると、ドレン抜き弁６は閉じ、蒸気弁７は開く操作を行う。また、蒸気供給路２の温度上昇を受けて蒸気弁７を開く場合、蒸気弁７に漸開動作を行わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気を供給する蒸気ボイラに関するものであり、詳しくは蒸気ボイラの起動時に蒸気供給路が弓形に変形することを防止するためのものである。

蒸気ボイラで発生した蒸気は、蒸気供給路を通して蒸気使用部へ供給するようにしている。蒸気を連続又は断続的に使用している場合、蒸気供給路内は高温の蒸気で満たされているため、蒸気供給路の温度は高くなる。しかし、工場の始業時であるなど、それまで蒸気供給は停止していたために蒸気供給路が冷えている状態で蒸気供給を開始した場合、蒸気は蒸気供給路内で冷却されて凝縮し、蒸気供給路内の底部に凝縮した水がたまるということがある。蒸気供給路内底部に水がたまった状態で蒸気供給路に蒸気を通すと、蒸気供給路の上部は蒸気による加熱によって温度が上昇する。しかし、ボイラ底部は水があるために加熱されず、温度は低温のままということになって、蒸気供給路の上部と底部で温度差が発生することがあった。温度差が発生すると、蒸気供給路では上部のみが膨張することになり、蒸気供給路が弓形に変形するという現象が発生する。蒸気供給路に変形が発生すると、蒸気供給路やその固定部などに応力がかかり、その応力が繰り返しかかることで装置の寿命に悪影響を与えることになっていた。

蒸気供給路内での凝縮水の発生量は、蒸気供給路が長くなるほど多くなる。例えば、既設大型ボイラ運転状況下で新たにボイラ室を設け、小型貫流ボイラの多缶設置システムに更新した場合に、新設ボイラ室には、スチームヘッダーを設けず、蒸気集合配管（１系統）で、既設スチームヘッダー入口へ接続し、二次側蒸気配管は既設配管を利用するようにすると、蒸気配管が長く初期ドレン発生量が多くなるため、蒸気配管内圧力が低い内に効果的にドレンを排出する必要がある。

従来のボイラの蒸気供給路でも、特公平３−４５２８０号公報などにあるように、蒸気供給路にスチームトラップを設置しておき、蒸気供給路内にたまった凝縮水を排出するということが行われている。しかしこれらの場合、起動時と通常時で区別して制御を行うことはなく凝縮水がたまれば排出するというものであり、起動時用の制御は設定しておらず、蒸気供給側の制御も行われていなかった。
特公平３−４５２８０号公報

本発明が解決しようとする課題は、蒸気供給路が冷えた状態で蒸気供給路に蒸気を流すことによって、蒸気供給路が弓形に変形するということを防止することにある。

請求項１に記載の発明は、発生した蒸気を流す蒸気供給路には、蒸気供給路の温度を検出する温度検出装置と、蒸気供給路の温度に基づいて弁の開閉動作を行う蒸気弁を設け、蒸気供給路の蒸気弁よりも上流側の部分にドレン抜き配管を接続し、ドレン抜き配管には蒸気供給路の温度に基づいて弁の開閉を行うドレン抜き弁を設けている蒸気ボイラにおいて、蒸気供給路の温度が低い場合は、ドレン抜き弁を開き、蒸気弁は閉じる操作を行い、蒸気供給路の温度が上昇すると、ドレン抜き弁は閉じ、蒸気弁は開く操作を行うようにしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記の蒸気ボイラにおいて、蒸気供給路の温度上昇を受けて蒸気弁を開く場合、蒸気弁は漸開操作を行うようにしたことを特徴とする。なお、漸開とは、徐々に開くまたは、次第に開くことを言う。

本発明を実施することにより、ボイラ起動時に蒸気供給路内の上部と底部で温度差が発生して蒸気供給路が弓形に変形するということがなくなるため、ボイラシステムの寿命に悪影響を与えることがなくなる。

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ボイラシステムのフロー図である。図はボイラ室８と蒸気使用部９からなっており、ボイラ室８内にはボイラ１を複数台並列に設置している。各ボイラ１は共通の蒸気供給路２に接続しており、ボイラ１で発生した蒸気は、蒸気供給路２を通して蒸気使用部９へ送るようにしている。蒸気供給路２には、途中に蒸気供給路２の温度を検出する温度検出装置３と温度検出装置３より下流側に漸開動作を可能としている蒸気弁７を設ける。蒸気供給路２の蒸気弁７よりも上流側の部分に配管分岐部４を設け、配管分岐部４にドレン抜き配管５を接続しておき、ドレン抜き配管５には、蒸気供給路２内にたまった凝縮水をドレンとして排出するドレン抜き弁６を設ける。蒸気弁７の動作とドレン抜き弁６の動作は、温度検出装置３で検出する蒸気供給路温度に基づいて制御するようにしておく。

すべてのボイラが停止しており、蒸気供給路２の温度が低い状態でボイラの運転を開始する場合、温度検出装置３で検出した蒸気供給路２の温度に基づきドレン抜き弁６を開き、蒸気弁７は閉じる操作を行っておく。ボイラ１の稼働を開始し、蒸気供給路２内へ蒸気が送られると、蒸気供給路２の温度は上昇する。しかし、温度検出装置３で検出している蒸気供給路２の温度が所定の温度になるまでは、蒸気弁７を閉じ、ドレン抜き弁６を開いておき、蒸気の圧力を利用しながらドレン抜き弁６を通して蒸気供給路２内のドレンを排出する。蒸気供給路２の温度が上昇し、温度検出装置３で検出している温度が所定の値まで上昇すると、ドレン抜き弁６を閉じ、蒸気弁７は漸開操作を行う。蒸気弁７は時間をかけて徐々に開くようにすることで、蒸気供給路２にスチームハンマーが発生することを防止する。

蒸気供給路２の温度が低い状態でボイラ１を起動した場合、蒸気供給路２内に蒸気の凝縮水がたまっていることによって、蒸気供給路２が弓形に変形することがあった。これは、蒸気供給路２に蒸気を通すと、蒸気は蒸気供給路２を加熱するが、蒸気供給路２内の底部に凝縮水がたまっていると、蒸気供給路２の底部では加熱が行われず、蒸気供給路２の上部と底部で温度差が発生するということによる。蒸気供給路２の上部は蒸気で加熱されて高温となっているのに、蒸気供給路２の底部は低温のままであった場合、蒸気供給路２の上部は熱の影響を受けて膨張するが、蒸気供給路２の底部では余り膨張しないため、蒸気供給路２が弓形に変形するという現象が発生することになる。

蒸気供給路２は縦方向への伸び縮みに対しては、応力が発生しないように対策することが行われているが、蒸気供給路２が弓形に変形した場合には蒸気供給路２の固定部などで応力が発生することになっていた。本発明では、蒸気供給路２が冷えている時期には、ドレン抜き弁６を開くことによって蒸気供給路内の凝縮水排出を行い、蒸気供給路２の温度が上昇した後に蒸気弁７を通して蒸気を供給するようにしているため、蒸気供給路２が弓形に変形することはなく、蒸気供給路２での応力の発生を防止することができる。

なお、蒸気供給路２からのドレン排出には、蒸気供給路２にスチームトラップを設置しておき、スチームトラップを通じてドレンのみを排出するようにしているものがある。しかし、スチームトラップの場合、蒸気圧力が低い状態ではドレン排出の効果が薄い。ボイラ起動直後の低温時におけるドレン排出を行うためには、制御指令に基づいて弁を開閉する制御弁を使用する方が効果的にドレン排出を行える。

本発明を実施しているボイラシステムのフロー図

１ボイラ
２蒸気供給路
３温度検出装置
４配管分岐部
５ドレン抜き配管
６ドレン抜き弁
７蒸気弁
８ボイラ室
９蒸気使用部

Claims

発生した蒸気を流す蒸気供給路には、蒸気供給路の温度を検出する温度検出装置と、蒸気供給路の温度に基づいて弁の開閉動作を行う蒸気弁を設け、蒸気供給路の蒸気弁よりも上流側の部分にドレン抜き配管を接続し、ドレン抜き配管には蒸気供給路の温度に基づいて弁の開閉を行うドレン抜き弁を設けている蒸気ボイラにおいて、蒸気供給路の温度が低い場合は、ドレン抜き弁を開き、蒸気弁は閉じる操作を行い、蒸気供給路の温度が上昇すると、ドレン抜き弁は閉じ、蒸気弁は開く操作を行うようにしたことを特徴とする蒸気ボイラ。
請求項１に記載の蒸気ボイラにおいて、蒸気供給路の温度上昇を受けて蒸気弁を開く場合、蒸気弁は漸開操作を行うようにしたことを特徴とする蒸気ボイラ。