JP2012002384A - Drain recovery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボイラからの蒸気を熱源として使用する負荷機器から排出されるドレンを回収して前記ボイラに還流するドレン回収システムに関し、更に詳しくは、負荷機器から排出されるドレンを密閉型のドレンタンクに回収してエコノマイザを備えるボイラに還流するクローズド方式のドレン回収システムに関する。 The present invention relates to a drain recovery system that recovers drain discharged from a load device that uses steam from a boiler as a heat source and recirculates the drain to the boiler. More specifically, the drain discharged from the load device is a sealed drain. The present invention relates to a closed drain recovery system that recovers to a tank and returns to a boiler equipped with an economizer.
従来から、ボイラの燃料費及び水を節約するために、負荷機器から排出されるドレンをタンクに還流して再使用するドレン回収システムが提案されている。このドレン回収システムには、負荷機器から排出されるドレンを大気に開放した開放型のタンクに回収し、ボイラに100℃未満のドレンを供給するオープン方式と、負荷機器から排出されるドレンを大気に開放しない密閉型のタンクに回収し、この密閉型のタンクに回収した100℃以上の高温高圧のドレンを、ボイラに供給するクローズド方式と、が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in order to save boiler fuel costs and water, a drain recovery system has been proposed in which drain discharged from a load device is returned to a tank and reused. In this drain recovery system, the drain discharged from the load equipment is recovered in an open tank opened to the atmosphere, and the drain discharged from the load equipment is discharged to the atmosphere. There is known a closed system in which a high-temperature and high-pressure drain of 100 ° C. or higher collected in a closed tank that does not open to the boiler is supplied to the boiler (see, for example, Patent Document 1). .
また、ボイラでは、ボイラから排出される排ガスが通過する排ガス通路にエコノマイザを設け、当該エコノマイザ内で前記排ガスによってボイラへ供給される給水を予熱してボイラ効率を向上させることが行われている。 Further, in the boiler, an economizer is provided in an exhaust gas passage through which exhaust gas discharged from the boiler passes, and boiler water is preheated in the economizer to improve boiler efficiency.
上記のようなクローズド方式の密閉型のタンクに回収したドレンを、エコノマイザによって予熱してボイラに供給するような熱回収率の高いシステムの場合、前記密閉型のタンク内の水温が高くなると、エコノマイザで予熱される上記ドレン(予熱水)の温度が高くなり過ぎてエコノマイザ内部で沸騰して蒸気が発生し、振動や圧力変動を生じ、ボイラやエコノマイザ等の寿命低下を招来するといった課題がある。 In the case of a system with a high heat recovery rate in which the drain recovered in the closed type closed tank as described above is preheated by an economizer and supplied to the boiler, the economizer There is a problem in that the temperature of the drain (preheated water) preheated at the temperature becomes too high and the inside of the economizer boils and steam is generated, causing vibrations and pressure fluctuations, leading to a reduction in the life of boilers and economizers.
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであって、エコノマイザ内での予熱水の沸騰を防止することができるようにしたクローズド方式のドレン回収システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a closed-type drain recovery system capable of preventing boiling of preheated water in an economizer. .
上記目的を達成するために、本発明のドレン回収システムは、次のように構成している。 In order to achieve the above object, the drain recovery system of the present invention is configured as follows.
(1)本発明のドレン回収システムは、ボイラの発生蒸気を使用する負荷機器から排出されるドレンを密閉型のドレンタンク内に回収すると共に、前記ドレンタンク内に回収したドレンを前記ボイラへ供給するクローズド方式のドレン回収システムであって、前記ボイラへ供給する前記ドレンを、前記ボイラの排ガスによって予備加熱するエコノマイザと、前記ドレンタンク内に補給水を給水する給水手段と、前記エコノマイザに供給されるドレンの温度を検出する検出手段と、前記検出手段の検出出力に基づいて、前記給水手段による前記補給水の給水を制御する制御手段とを備えている。 (1) The drain recovery system of the present invention recovers drain discharged from load equipment using steam generated in a boiler into a sealed drain tank and supplies the drain recovered in the drain tank to the boiler A closed-type drain recovery system, wherein the drain supplied to the boiler is preheated by exhaust gas from the boiler, an economizer, water supply means for supplying makeup water to the drain tank, and the economizer Detection means for detecting the temperature of the drain, and control means for controlling the supply of the makeup water by the water supply means based on the detection output of the detection means.
本発明のクローズド方式のドレン回収システムによると、密閉型のドレンタンクからエコノマイザに供給されるドレンの温度を検出し、それに基づいて、ドレンタンクへの補給水の給水を制御するようにしているので、エコノマイザに供給されるドレンの温度が高くなってエコノマイザ内で沸騰する虞があるときには、ドレンタンク内へ低温の補給水を給水して高温のドレンの温度を低下させることができ、これによって、ドレンタンクからエコノマイザに供給されるドレンの温度を低下させてエコノマイザ内で沸騰するのを防止することができる。 According to the closed-type drain recovery system of the present invention, the temperature of the drain supplied to the economizer from the sealed drain tank is detected, and the supply of makeup water to the drain tank is controlled based on the detected temperature. When the temperature of the drain supplied to the economizer is high and there is a risk of boiling in the economizer, low temperature makeup water can be supplied into the drain tank to lower the temperature of the high temperature drain, It is possible to prevent boiling in the economizer by lowering the temperature of the drain supplied from the drain tank to the economizer.
(2)本発明のドレン回収システムの好ましい実施態様では、前記給水手段は、前記ドレンタンクの下部に接続されて該ドレンタンク内の液相部に前記補給水を給水する液相給水路を備え、前記検出手段は、前記ドレンタンク内のドレンの温度を検出する温度センサを備え、前記制御手段は、前記温度センサの検出出力に基づいて前記液相部への前記補給水の給水を制御する。 (2) In a preferred embodiment of the drain recovery system of the present invention, the water supply means includes a liquid phase water supply path connected to a lower portion of the drain tank and supplying the makeup water to the liquid phase portion in the drain tank. The detection means includes a temperature sensor that detects the temperature of the drain in the drain tank, and the control means controls the supply of the makeup water to the liquid phase part based on the detection output of the temperature sensor. .
温度センサは、ドレンタンク内のドレンの温度が設定温度に達したか否かを検出するのが好ましく、この設定温度は、エコノマイザ内で予熱水が沸騰する温度以下の温度とするのが好ましい。 The temperature sensor preferably detects whether or not the temperature of the drain in the drain tank has reached a set temperature, and this set temperature is preferably a temperature equal to or lower than the temperature at which the preheated water boils in the economizer.
この実施態様によると、ドレンタンク内のドレンの温度を温度センサで検出し、それに基づいて、ドレンタンク内の液相部への補給水の給水を制御するので、エコノマイザに供給されるドレンタンク内のドレンの温度が高くなってエコノマイザ内で沸騰する虞がある温度に達したときには、ドレンタンク内の液相部である高温のドレンに低温の補給水を直接給水するので、速やかにドレンタンク内の高温のドレンの温度を低下させることができ、これによって、ドレンタンクからエコノマイザに供給されるドレンの温度を速やかに低下させてエコノマイザ内で沸騰するのを防止することができる。 According to this embodiment, the temperature of the drain in the drain tank is detected by the temperature sensor, and based on this, the supply of makeup water to the liquid phase part in the drain tank is controlled, so that the drain tank supplied to the economizer When the temperature of the drain reaches a temperature that may cause boiling in the economizer, low-temperature makeup water is directly supplied to the hot drain, which is the liquid phase in the drain tank. Therefore, the temperature of the drain supplied from the drain tank to the economizer can be quickly lowered to prevent boiling in the economizer.
(3)上記(2)の実施態様では、前記給水手段は、前記ドレンタンクの上部に接続されて該ドレンタンク内の気相部に前記補給水を給水する気相給水路と、該気相給水路の給水口に設けられて前記補給水を前記気相部へ噴射する噴射部とを更に備え、前記制御手段は、前記噴射部による前記気相部への前記補給水の給水を制御するようにしてもよい。 (3) In the embodiment of the above (2), the water supply means is connected to an upper portion of the drain tank and supplies the makeup water to the gas phase portion in the drain tank; An injection unit that is provided at a water supply port of the water supply channel and injects the makeup water into the gas phase unit, and the control unit controls the supply of the makeup water to the gas phase unit by the injection unit. You may do it.
この実施態様によると、ドレンタンク内の気相部に補給水を噴射するので、ドレンタンク内でフラッシュ蒸発して排出されるフラッシュ蒸気を、再び凝縮させてドレンとして回収することが可能となり、ドレンの回収率が向上する。 According to this embodiment, since the makeup water is injected into the gas phase portion in the drain tank, the flash vapor discharged by flash evaporation in the drain tank can be condensed again and recovered as drain. The recovery rate is improved.
(4)上記(3)の実施態様では、前記検出手段は、前記ドレンタンク内の圧力を検出する圧力センサを備え、前記制御手段は、前記圧力センサの検出出力に基づいて、前記噴射部による前記気相部への前記補給水の給水を制御するようにしてもよい。 (4) In the embodiment of the above (3), the detection means includes a pressure sensor for detecting the pressure in the drain tank, and the control means is based on the detection output of the pressure sensor, and You may make it control supply of the said makeup water to the said gaseous-phase part.
圧力センサは、ドレンタンク内の圧力が、設定圧力以下になったか否かを検出するのが好ましく、この設定圧力は、ドレンタンク内のドレンをエコノマイザへ供給する給水ポンプにキャビテーションが生じない押し込み圧力、いわゆる、NPSH(Net Positive Suction Head:正味吸込みヘッド)以上の圧力とするのが好ましい。 The pressure sensor preferably detects whether or not the pressure in the drain tank has become equal to or lower than a set pressure, and this set pressure is a pushing pressure that does not cause cavitation in the feed water pump that supplies the drain in the drain tank to the economizer. The pressure is preferably equal to or higher than the so-called NPSH (Net Positive Suction Head).
ドレンタンク内の気相部に補給水を噴射すると、ドレンタンク内の圧力が低下し、該ドレンタンク内のドレンをエコノマイザへ供給する給水ポンプにキャビテーションが生じる虞があるが、この実施態様によると、圧力センサによって検出されるドレンタンク内の圧力が高く、給水ポンプにキャビテーションが生じないときに、ドレンタンク内の気相部に補給水を噴射してフラッシュ蒸気をドレンとして回収することが可能となり、給水ポンプのキャビテーションを防止することができる。 When the makeup water is injected into the gas phase part in the drain tank, the pressure in the drain tank decreases, and there is a risk that cavitation may occur in the water supply pump that supplies the drain in the drain tank to the economizer. When the pressure in the drain tank detected by the pressure sensor is high and cavitation does not occur in the water supply pump, it becomes possible to inject makeup water into the gas phase in the drain tank and collect flash vapor as drain The cavitation of the water supply pump can be prevented.
(5)上記(4)の実施態様では、前記ドレンタンク内に回収したドレンを前記エコノマイザへ供給する給水ポンプを備え、前記制御手段は、前記圧力センサの検出出力に基づいて、前記給水ポンプを制御するようにしてもよい。 (5) In the embodiment of the above (4), a water supply pump for supplying the drain collected in the drain tank to the economizer is provided, and the control means controls the water pump based on a detection output of the pressure sensor. You may make it control.
この実施態様によると、ドレンタンク内にドレンが十分に回収されず、圧力センサで検出されるドレンタンク内の圧力が低く、給水ポンプにキャビテーションが生じる虞があるときには、給水ポンプを停止させることができるので、給水ポンプのキャビテーションを防止することができる。 According to this embodiment, when the drain is not sufficiently collected in the drain tank, the pressure in the drain tank detected by the pressure sensor is low, and cavitation may occur in the feed water pump, the feed water pump may be stopped. As a result, cavitation of the water supply pump can be prevented.
(6)本発明のドレン回収システムの好ましい実施態様では、前記検出手段は、前記ドレンタンク内の水位を検出する水位センサを備え、前記制御手段は、前記水位センサの検出出力に基づいて、前記ドレンタンク内の前記液相部および前記気相部の少なくともいずれか一方への前記補給水の給水を制御する。 (6) In a preferred embodiment of the drain recovery system of the present invention, the detection means includes a water level sensor for detecting a water level in the drain tank, and the control means is based on a detection output of the water level sensor. The supply of the makeup water to at least one of the liquid phase part and the gas phase part in the drain tank is controlled.
この実施態様によると、水位センサによって検出されるドレンタンク内の水位に応じて、ドレンタンク内の液相部や気相部へ補給水を給水するので、ドレンタンク内の水位を所要の範囲に維持することができる。 According to this embodiment, since the makeup water is supplied to the liquid phase part and the gas phase part in the drain tank according to the water level in the drain tank detected by the water level sensor, the water level in the drain tank is kept within the required range. Can be maintained.
(7)本発明のドレン回収システムの別の好ましい実施態様では、前記ドレンタンクは、前記ボイラと前記負荷機器との間に設置されるスチームヘッダに、圧力調整弁を介して接続されている。 (7) In another preferred embodiment of the drain recovery system of the present invention, the drain tank is connected to a steam header installed between the boiler and the load device via a pressure regulating valve.
この実施態様によると、ドレンタンクは、圧力調整弁を介して高圧のスチームヘッダに接続されているので、ドレンタンク内の圧力を、ドレンをエコノマイザへ供給する給水ポンプにキャビテーションが生じない一定の圧力に調整することが可能となり、これによって、給水ポンプのキャビテーションを防止することができる。 According to this embodiment, since the drain tank is connected to the high-pressure steam header via the pressure regulating valve, the pressure in the drain tank is maintained at a constant pressure that does not cause cavitation in the water supply pump that supplies the drain to the economizer. Therefore, it is possible to prevent cavitation of the water supply pump.
本発明のクローズド方式のドレン回収システムによれば、密閉型のドレンタンクからエコノマイザに供給されるドレンの温度を検出し、それに基づいて、ドレンタンクへの補給水の給水を制御するようにしているので、エコノマイザに供給されるドレンの温度が高くなってエコノマイザ内で沸騰する虞があるときには、ドレンタンク内へ低温の補給水を給水して高温のドレンの温度を低下させることができ、これによって、ドレンタンクからエコノマイザに供給されるドレンの温度を低下させてエコノマイザ内で沸騰するのを防止することができる。 According to the closed-type drain recovery system of the present invention, the temperature of the drain supplied from the sealed drain tank to the economizer is detected, and the supply of makeup water to the drain tank is controlled based on the detected temperature. Therefore, when the temperature of the drain supplied to the economizer is high and there is a risk of boiling in the economizer, low temperature makeup water can be supplied into the drain tank to reduce the temperature of the high temperature drain. The temperature of the drain supplied from the drain tank to the economizer can be lowered to prevent boiling in the economizer.
以下、図面によって本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態に係るドレン回収システムの構成の一例を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a drain recovery system according to an embodiment of the present invention.
この実施形態のボイラ1は、当該ボイラ1への給水を排ガスによって予備加熱するエコノマイザ2を備えている。このエコノマイザ2からの予熱された給水を更に加熱することによってボイラ1で発生した蒸気は、主蒸気管3を介してスチームヘッダ4に溜められた後、蒸気配管5を介して蒸気を使用する熱交換器等の負荷機器6に供給される。
The boiler 1 of this embodiment includes an
負荷機器6では、蒸気の熱を使用するため、蒸気は熱を奪われて凝縮し、ドレンとなって負荷機器6から排出される。負荷機器6から排出されたドレンは、スチームトラップ7を介して密閉型の加圧タンクであるドレンタンク8内に回収される。このドレンタンク8の上部には、スチームヘッダ4から蒸気を導入してドレンタンク8を加圧するための加圧用配管9が接続され、この加圧用配管9には、加圧用の制御弁として加圧用モータバルブ10が設置されている。
Since the load device 6 uses the heat of the steam, the steam is deprived of heat and condensed to be drained and discharged from the load device 6. The drain discharged from the load device 6 is collected through a steam trap 7 into a
ボイラ1への給水を予備加熱するエコノマイザ2とドレンタンク8の底部とは、給水配管11によって接続されており、この給水配管11の途中には、上流側から給水ポンプ12、モータバルブ13及び第1逆止弁14が設置されている。このモータバルブ13は、ボイラ1の給水要求に応じてON/OFF制御される。給水ポンプ12の下流側には、モータバルブ13がOFF(閉)しているときに、給水ポンプ12からの給水を給水配管11に戻す戻し配管36が接続されている。なお、第1逆止弁14の下流側には、故障時などのバックアップのために、補給水タンク15から補給水を、直接エコノマイザ2に供給する予備配管33が接続されている。
The
ドレンタンク8と、該ドレンタンク8に補給水を給水する補給水タンク15とは、補給水配管16によって接続されており、この補給水配管16は、ドレンタンク8側で液相給水路としての液相給水配管17と、気相給水路としての気相給水配管18とに分岐されている。
A
補給水配管16には、上流側から送水ポンプ19及び第2逆止弁20が設置されている。液相給水配管17には、給水用の制御弁として液相給水用モータバルブ21が設置されており、この液相給水配管17は、ドレンタンク8の下部に接続されてドレンタンク8内の液相部であるドレンに低温の補給水を直接給水する。このように液相給水配管17からドレンタンク8内の液相部であるドレンに低温の補給水を直接給水することによって、ドレンタンク8内の高温のドレンの温度を速やかに低下させることができる。
A
気相給水配管18には、給水用の制御弁として気相給水用モータバルブ22が設置されており、この気相給水配管18は、ドレンタンク8内の上部に導入され、複数の給水口には、ドレンタンク8内の気相部に補給水を噴射する複数の噴射部としてのノズル23が設けられている。ドレンタンク8内の気相部にノズル23から補給水を噴射すると、ドレンタンク8内に回収されてフラッシュ蒸発したフラッシュ蒸気を、再び凝縮させてドレンとして回収することができ、ドレンの回収率を向上させることができる。
The gas-phase
この実施形態では、上記補給水配管16、液相給水配管17、気相給水配管18、送水ポンプ19、各モータバルブ21,22及びノズル23は、補給水タンク15からドレンタンク8へ補給水を給水する給水手段の一例を構成する。
In this embodiment, the makeup water pipe 16, the liquid phase
ドレンタンク8の上部には、ドレンタンク8内でフラッシュ蒸発したフラッシュ蒸気を排出するための排出配管24が接続され、この排出配管24は、一次圧力調整弁25を介して補給水タンク15の上部の回収配管26に接続されている。この回収配管26には、ドレンタンク8のオーバーフロー配管27が接続されており、このオーバーフロー配管27には、オーバーフロー用モータバルブ28が設置されている。したがって、補給水タンク15には、回収配管26を介してドレンタンク8からのフラッシュ蒸気及びオーバーフローしたドレンが回収される。この補給水タンク15は、低温の補給水を溜めておくものであるため、上方が開放された開放タンクとすることができ、この補給水タンク15の下部には、補給水を補充するための補充配管35が接続されている。
A
ドレンタンク8には、検出手段の一例として、ドレンタンク8内のドレンの温度を検出する温度センサ29、ドレンタンク8内の水位を検出する水位センサ30及びドレンタンク8内の圧力を検出する圧力センサ31がそれぞれ設けられている。
In the
温度センサ29は、ドレンタンク8内のドレンの温度が設定温度以上であるか否かを検出するものであり、この設定温度は、エコノマイザ2内の予熱水が沸騰しない上限温度、あるいは、上限温度未満の温度に設定される。なお、温度センサ29は、エコノマイザ2へ供給されるドレンの温度を検出できればよいので、ドレンタンク8内のドレンの温度の検出に代えて、ドレンタンク8からエコノマイザ2への給水配管11内のドレンの温度を検出するようにしてもよい。
The temperature sensor 29 detects whether or not the temperature of the drain in the
圧力センサ31は、ドレンタンク8内の圧力が、設定圧力以下であるか否かを検出するものであり、この設定圧力を、給水ポンプ12にキャビテーションが生じない押し込み圧力である、NPSH(Net Positive Suction Head:正味吸込みヘッド)以上の圧力としている。この圧力センサ31は、ドレンタンク8内の圧力を検出できればよいので、ドレンタンク8自体に設置するのに代えて、ドレンタンク8内の圧力と同等の圧力を検出できる箇所、例えば、排出配管24における一次圧力調整弁25の一次側などに設置してもよい。
The
水位センサ30は、複数のレベルスイッチを備え、低水位から高水位に亘って、例えば、LL、L、H、HHの各水位をそれぞれ検出して対応する検出出力を与える。
The
これら各センサ29〜31の検出出力に基づいて、後述のように、給水ポンプ12、送水ポンプ19、加圧用モータバルブ10、液相給水用モータバルブ21、気相給水用モータバルブ22及びオーバーフロー用モータバルブ28等の各部を制御する制御手段の一例として制御部32を備えている。
Based on the detection outputs of these sensors 29 to 31, as will be described later, the water supply pump 12, the
制御部32は、水位センサ30で検出されるドレンタンク8内の水位が、水位L以下に低下すると、送水ポンプ19をONして補給水タンク15から補給水をドレンタンク8に給水し、ドレンタンク8内の水位が、水位Hになるまで継続する。
When the water level in the
この給水は、圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が、上述の設定圧力を超えているとき、すなわち、NPSH不足とならない圧力であるときには、気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22をONしてドレンタンク8内の気相部にノズル23から補給水を噴射して給水し、フラッシュ蒸発したフラッシュ蒸気を、再び凝縮させてドレンとして回収する。また、圧力センサ31によって検出される圧力が、設定圧力以下であるときには、気相部に給水すると、ドレンタンク8内の圧力が低下し、NPSH不足となって給水ポンプ12にキャビテーションが生じる虞があるので、ドレンタンク8内の気相部に給水するのではなく、液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をONしてドレンタンク8の液相部に給水する。
When the pressure in the
この実施形態では、制御部32は、エコノマイザ2内での予熱水の沸騰を防止するために、温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内のドレンの温度が、設定温度以上の高温になると、送水ポンプ19をONすると共に、液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をONしてドレンタンク8内の液相部であるドレンに低温の補給水を直接給水する。これによって、ドレンタンク8内の高温のドレンの温度、したがって、エコノマイザ2へ供給される高温のドレンの温度を速やかに低下させて、エコノマイザ2内での沸騰を防止するようにしている。この給水は、検出されるドレンの温度がディファレンシャル設定値となるまで継続する。
In this embodiment, when the temperature of the drain in the
この液相部への給水は、圧力センサ31によって検出される圧力にかかわらず行う。また、圧力センサ31によって検出される圧力が、NPSH不足とならない設定圧力以上であって、かつ水位センサ30によって検出されるドレンタンク8内の水位が、水位H以下であるときには、気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22をONしてドレンタンク8内の気相部にもノズル23から補給水を噴射して給水する。
The water supply to the liquid phase part is performed regardless of the pressure detected by the
この実施形態では、上述のドレンタンク8内の水位が、水位L以下に低下したときに、送水ポンプ19をONして補給水タンク15から補給水をドレンタンク8に給水し、ドレンタンク8内の水位が、水位Hになるまで継続するという給水の条件と、ドレンタンク8内のドレンの温度が、設定温度以上になると、送水ポンプ19をONすると共に、液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をONしてドレンタンク8内の液相部に補給水を給水し、ディファレンシャル設定値となるまで継続するという給水の条件は、OR条件としている。
In this embodiment, when the water level in the
制御部32は、水位センサ30によって検出されるドレンタンク8内の水位が、水位LL以下の低水位であるときには、水位が下がらないように給水配管11の給水ポンプ12を強制的にOFF(閉)してボイラ1のエコノマイザ2への給水を停止する。この場合、補給水タンク15からの補給水の給水等によってドレンタンク8内の水位が、上昇して水位L以上になったときには、給水ポンプ12の強制的なOFFを解除する。
When the water level in the
制御部32は、圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が、設定圧力以下であるとき、すなわち、NPSH不足となる虞があるときには、給水ポンプ12にキャビテーションが生じないように、給水ポンプ12を強制的にOFFする。
When the pressure in the
また、制御部32は、給水ポンプ12のキャビテーションを防止するために、圧力センサ31によって検出される圧力が、設定圧力以下であるときには、加圧用配管9の加圧用モータバルブ10をONしてスチームヘッダ4からドレンタンク8内に蒸気を導入して加圧する。
Further, in order to prevent cavitation of the water supply pump 12, the
制御部32は、水位センサ30によって検出されるドレンタンク8内の水位が、水位HH以上の高水位になったときには、オーバーフロー配管27のオーバーフロー用モータバルブ28をONしてオーバーフローを行い、ドレンタンク8内の水位が、水位H以下となるまで継続する。
When the water level in the
図2は、この実施形態の各部の動作の一例を示すタイムチャートである。 FIG. 2 is a time chart showing an example of the operation of each part of this embodiment.
同図(a)は水位センサ30によって検出されるドレンタンク8内の水位を、同図(b)は温度センサ29の検出出力を、同図(c)は圧力センサ31の検出出力を、同図(d)は加圧用配管9の加圧用モータバルブ10の状態を、同図(e)は送水ポンプ19の状態を、同図(f)は気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22の状態を、同図(g)は液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21の状態を、同図(h)は給水ポンプ12の状態を、同図(i)はオーバーフロー配管27のオーバーフロー用モータバルブ28の状態をそれぞれ示している。
4A shows the water level in the
同図(b)の温度センサ29の検出出力は、設定温度以上でON、設定温度未満でOFFとなり、同図(c)の圧力センサ31の検出出力は、設定圧力以下になるとON、前記設定圧力よりも高いディファレンシャル値に達するとOFFとなる。
The detection output of the temperature sensor 29 in FIG. 5B is ON when the temperature is higher than the set temperature, and is OFF when the temperature is lower than the set temperature. The detection output of the
この図2では、水位センサ30によって検出されるドレンタンク8内の水位が水位LL以下の低水位の期間T1、ドレンタンク8内の水位が水位Lから水位Hの期間T2、ドレンタンク8内の水位が水位H以上の期間T3、ドレンタンク8内の水位が水位HH以上の高水位の期間T4、ドレンタンク8内の水位が水位Hから水位Lの期間T5、ドレンタンク8内の水位が水位L以下の期間T6、及び、ドレンタンク8内の水位が水位LL以下の低水位の期間T7をそれぞれ示している。
In FIG. 2, a period T1 in which the water level in the
また、各期間T1〜T7において、同図(b)に示される温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内のドレンの温度が、設定温度未満(OFF)である期間T1(1)〜T7(1)と、設定温度以上(ON)である期間T1(2)〜T7(2)とを示している。
Further, in each of the periods T1 to T7, the periods T1 (1) to T7 (in which the temperature of the drain in the
以下、各期間について順次説明する。 Hereinafter, each period will be described sequentially.
(A)期間T1について
同図(a)に示すドレンタンク8内の水位が水位LL以下の低水位の期間T1では、水位を下げないために、同図(h)に示すように、給水ポンプ12を強制的にOFFしてドレンタンク8からエコノマイザ2への給水を停止する。また、水位を上げるために、同図(e)に示すように、送水ポンプ19をONして補給水タンク15からドレンタンク8へ補給水を給水する。
(A) Period T1 In order to prevent the water level from being lowered in the low-level period T1 in which the water level in the
この期間T1の内、同図(b)に示される温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内のドレンの温度が設定温度未満(OFF)である期間T1(1)においては、同図(c)に示される圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が設定圧力を超える(OFF)ときには、同図(f)に示すように、気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22をONしてドレンタンク8内の気相部にノズル23から補給水を噴射して給水し、フラッシュ蒸気を凝縮させてドレンとして回収する。
Within this period T1, during the period T1 (1) in which the temperature of the drain in the
また、ドレンタンク8内の圧力が設定圧以下(ON)であるときには、ドレンタンク8内の圧力が低下しないように気相部への給水は行わず、同図(g)に示すように、液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をONしてドレンタンク8内の液相部に補給水を給水する。このときには、同図(d)に示すように加圧用配管9の加圧用モータバルブ10をONしてスチームヘッダ4から蒸気を導入してドレンタンク8内を加圧する。
When the pressure in the
また、期間T1の内、同図(b)に示す温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内のドレンの温度が設定温度以上(ON)の高温である期間T1(2)においては、同図(g)に示すように、液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をONしてドレンタンク8内の液相部であるドレンに低温の補給水を直接給水してドレンの温度を速やかに低下させる。
Further, in the period T1 (2) in which the drain temperature in the
この期間T1(2)においては、同図(c)に示される圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が設定圧力を超える(OFF)ときには、同図(f)に示すように、気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22をONしてドレンタンク8内の気相部にもノズル23から補給水を噴射して給水する。
In this period T1 (2), when the pressure in the
また、圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が設定圧以下(ON)であるときには、ドレンタンク8内の圧力が低下しないように気相部への給水は行わず、更に、同図(d)に示すように加圧用配管9の加圧用モータバルブ10をONしてスチームヘッダ4から蒸気を導入してドレンタンク8内を加圧する。
Further, when the pressure in the
(B)期間T2について
ドレンタンク8内の水位が上昇して、その水位が水位L−H(水位Lから水位Hまで)の期間T2においては、給水ポンプ12の強制的なOFFを解除し、同図(c)に示す圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が設定圧力を超える(OFF)ときには、給水ポンプ12のキャビテーションは生じないので、同図(h)に示すように、給水ポンプ12をONしてドレンタンク8からボイラ1のエコノマイザ2へドレンを給水し、また、ドレンタンク8内の圧力が設定圧力以下(ON)であるときには、給水ポンプ12のキャビテーションが生じる虞があるので、給水ポンプ12をOFFしてエコノマイザ2への給水を停止する。
(B) Period T2 During the period T2 in which the water level in the
この期間T2の内、同図(b)に示される温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内のドレンの温度が設定温度未満(OFF)である期間T2(1)において、上述のように給水ポンプ12をONしてドレンタンク8からエコノマイザ2へドレンを給水しているときには、ドレンタンク8内のドレンの温度が設定温度未満であるので、エコノマイザ2内で予熱水が沸騰することはない。
Within this period T2, during the period T2 (1) in which the drain temperature in the
また、期間T2の内、同図(b)に示される温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内のドレンの温度が設定温度以上(ON)の高温である期間T2(2)において、上述のように給水ポンプ12をONしてドレンタンク8からエコノマイザ2へドレンを給水しているときには、同図(g)に示すように、液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をONしてドレンタンク8内の液相部であるドレンに低温の補給水を直接給水し、高温のドレンの温度を速やかに低下させるので、エコノマイザ2へ供給されるドレンの温度が速やかに低下し、エコノマイザ2内で沸騰するのを防止することができる。
Further, in the period T2 (2) in which the drain temperature in the
その他の各部の動作は、上述の期間T1と基本的に同様であるので、その説明を省略する。 The operation of each other part is basically the same as that of the above-described period T1, and thus the description thereof is omitted.
(C)期間T3について
同図(b)に示される温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内の温度が設定温度未満(OFF)である期間T3(1)において、ドレンタンク8内の水位が上昇して、その水位が水位Hになると、同図(e)に示すように、送水ポンプ19をOFFすると共に、同図(f)及び同図(g)に示すように、気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22及び液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をOFFして補給水タンク15からドレンタンク8への補給水の給水を停止する。
(C) Period T3 In period T3 (1) in which the temperature in the
この期間T3(1)では、同図(c)に示される圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が設定圧力を超える(OFF)ときには、同図(h)に示すように、給水ポンプ12をONしてボイラ1のエコノマイザ2へ給水する。このとき、ドレンタンク8内のドレンの温度は、同図(b)に示すように設定温度未満(OFF)であるので、エコノマイザ2内で予熱水が沸騰することがない。
In this period T3 (1), when the pressure in the
また、ドレンタンク8内の圧力が設定圧力以下(ON)であるときには、給水ポンプ12のキャビテーションが生じる虞があるので、給水ポンプ12をOFFしてエコノマイザ2への給水は行わず、同図(d)に示すように加圧用配管9の加圧用モータバルブ10をONしてスチームヘッダ4から蒸気を導入してドレンタンク8内を加圧する。
Further, when the pressure in the
また、期間T3の内、同図(b)に示される温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内の温度が設定温度以上(ON)の高温である期間T3(2)では、同図(e)に示すように、送水ポンプ19をONすると共に、同図(g)に示すように、液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をONしてドレンタンク8内の液相部であるドレンに低温の補給水を直接給水して高温のドレンの温度を速やかに低下させる。この期間T3(2)では、同図(c)に示される圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が設定圧力を超える(ON)ときには、同図(h)に示すように、給水ポンプ12をONしてボイラ1のエコノマイザ2へ給水する。このとき、上述のようにドレンタンク8内の液相部であるドレンに低温の補給水を直接給水して高温のドレンの温度を速やかに低下させるので、エコノマイザ2へ供給されるドレンの温度が速やかに低下し、エコノマイザ2内で沸騰するのを防止することができる。
Further, in the period T3 (2) in which the temperature in the
また、ドレンタンク8内の圧力が設定圧力以下(ON)であるときには、給水ポンプ12のキャビテーションが生じる虞があるので、同図(h)に示すように、給水ポンプ12をOFFしてエコノマイザ2への給水は行わない。更に、同図(d)に示すように加圧用配管9の加圧用モータバルブ10をONしてスチームヘッダ4から蒸気を導入してドレンタンク8内を加圧する。
Further, when the pressure in the
(D)期間T4について
ドレンタンク8内の水位が上昇して、その水位が水位HH以上の高水位の期間T4では、同図(i)に示すように、オーバーフロー配管27のオーバーフロー用モータバルブ28をONしてオーバーフローさせる。
(D) Period T4 In the period T4 when the water level in the
その他の各部の動作は、上述の期間T3と基本的に同様であるので、その説明を省略する。 Since the operation of each other part is basically the same as that in the above-described period T3, the description thereof is omitted.
(E)期間T5について
ドレンタンク8内の水位が低下して、その水位が水位H−L(水位Hから水位Lまで)の期間T5では、同図(i)に示すように、オーバーフロー配管27のオーバーフロー用モータバルブ28がOFFされる。
(E) About period T5 In period T5 when the water level in the
また、同図(b)に示される温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内の温度が設定温度以上(ON)である期間T5(2)において、同図(c)に示される圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が設定圧力を超える(OFF)ときには、同図(f)に示すように、気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22をONしてドレンタンク8内の気相部にノズル23から補給水を噴射して給水する。
Further, in the period T5 (2) in which the temperature in the
その他の各部の動作は、上述の期間T4と基本的に同様であるので、その説明を省略する。 The operations of the other units are basically the same as those in the above-described period T4, and thus the description thereof is omitted.
(F)期間T6について
ドレンタンク8内の水位が低下してその水位が水位L以下となる期間T6では、同図(e)に示すように、送水ポンプ19がONされる。
(F) Period T6 In the period T6 in which the water level in the
この期間T6の内、同図(b)に示す温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内の温度が設定温度未満(OFF)である期間T6(1)においては、同図(c)に示される圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が設定圧力を超える(OFF)ときには、同図(f)に示すように、気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22をONしてドレンタンク8内の気相部にノズル23から補給水を噴射して給水し、フラシュ蒸気を凝縮させてドレンとして回収する。
In this period T6, in the period T6 (1) in which the temperature in the
また、ドレンタンク8内の圧力が設定圧力以下(ON)であるときには、ドレンタンク8内の圧力が低下しないように、同図(f)に示すように、気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22をOFFして気相部への給水は行わず、同図(g)に示すように、液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をONしてドレンタンク8内の液相部に補給水を給水する。
Further, when the pressure in the
その他の各部の動作は、上述の期間T5と基本的に同様であるので、その説明を省略する。 The operation of each other part is basically the same as that in the above-described period T5, and thus the description thereof is omitted.
(G)期間T7について
ドレンタンク8内の水位が低下して、その水位が水位LL以下の低水位の期間T7では、同図(h)に示すように、給水ポンプ12が強制的にOFFされる。
(G) Period T7 In the period T7 in which the water level in the
その他の各部の動作は、上述の期間T6と基本的に同様であるので、その説明を省略する。 Since the operation of each other part is basically the same as that in the above-described period T6, the description thereof is omitted.
なお、この図2は、各部の動作制御の一例を示すものであって、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内において、種々の変更等をしてもよいのは勿論である。 Note that FIG. 2 shows an example of operation control of each part, and it is needless to say that various changes and the like may be made within the scope of the present invention described in the claims.
以上のように、温度センサ29によって検出されるドレンタンク8内のドレンの温度が設定温度以上の高温になると、送水ポンプ19をONすると共に、液相給水配管17の液相給水用モータバルブ21をONしてドレンタンク8内の液相部であるドレンに低温の補給水を直接給水して高温のドレンの温度を速やかに低下させるので、エコノマイザ2へ供給されるドレンの温度が速やかに低下し、エコノマイザ2内で沸騰するのを防止することができる。これによって、クローズド方式のドレン回収を、エコノマイザ付きのボイラに適用した熱回収率の高いシステムにおいて、エコノマイザ2内で予熱水が沸騰するのを防止することができる。
As described above, when the temperature of the drain in the
また、圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が、設定圧力を超えるときには、気相給水配管18の気相給水用モータバルブ22をONしてドレンタンク8内の気相部にノズル23から補給水を噴射して給水するので、ドレンタンク8内でフラシュ蒸発して排出されるフラッシュ蒸気を再び凝縮させてドレンとして回収することができ、ドレンの回収率が向上する。
Further, when the pressure in the
更に、圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が、設定圧力以下となってNPSH不足となるときには、給水ポンプ12をOFFするので、給水ポンプ12のキャビテーションを防止することができる。また、圧力センサ31によって検出されるドレンタンク8内の圧力が、設定圧力以下のときには、加圧用モータバルブ10をONしてスチームヘッダ4から高圧の蒸気を導入するので、ドレンタンク8内の圧力を高めることができる。
Further, when the pressure in the
また、水位センサ30によって検出されるドレンタンク8内の水位に基づいて、補給水タンク15からドレンタンク8へ給水したり、オーバーフロー用モータバルブ28等を制御するので、ドレンタンク8内の水位を所望の範囲に維持することができる。
Further, based on the water level in the
(実施形態2)
上述の実施形態では、加圧用配管9に加圧用モータバルブ10を設置し、圧力センサ31の検出出力に基づいて、加圧用モータバルブ10を制御してドレンタンク8内の圧力を調整したけれども、本発明の他の実施形態として、例えば、図3に示すように、加圧用配管9に、二次圧力調整弁34を設け、ドレンタンク8内の圧力を、NPSH不足とならない一定の圧力に調整するようにしてもよい。この場合には、圧力センサ31の検出出力に基づく加圧用モータバルブ10の制御を省略することができる。
(Embodiment 2)
In the above embodiment, the pressurizing
その他の構成は、上述の実施形態1と同様である。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
本発明は、クローズド方式のドレン回収システムとして有用である。 The present invention is useful as a closed type drain recovery system.
1 ボイラ
2 エコノマイザ
4 スチームヘッダ
6 負荷機器
8 ドレンタンク
10 加圧用モータバルブ
12 給水ポンプ
15 補給水タンク
17 液相給水配管
18 気相給水配管
19 送水ポンプ
21 液相給水用モータバルブ
22 気相給水用モータバルブ
23 ノズル
28 オーバーフロー用モータバルブ
29 温度センサ
30 水位センサ
31 圧力センサ
32 制御部
34 二次圧力調整弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記ボイラへ供給する前記ドレンを、前記ボイラの排ガスによって予備加熱するエコノマイザと、
前記ドレンタンク内に補給水を給水する給水手段と、
前記エコノマイザに供給されるドレンの温度を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出出力に基づいて、前記給水手段による前記補給水の給水を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするドレン回収システム。 A closed-type drain recovery system that recovers drain discharged from load equipment that uses steam generated in a boiler into a closed drain tank and supplies the drain recovered in the drain tank to the boiler,
An economizer for preheating the drain supplied to the boiler with exhaust gas from the boiler;
A water supply means for supplying makeup water into the drain tank;
Detection means for detecting the temperature of the drain supplied to the economizer;
Control means for controlling the supply of the makeup water by the water supply means based on the detection output of the detection means;
A drain recovery system comprising:
前記検出手段は、前記ドレンタンク内のドレンの温度を検出する温度センサを備え、
前記制御手段は、前記温度センサの検出出力に基づいて前記液相部への前記補給水の給水を制御する、
請求項1に記載のドレン回収システム。 The water supply means includes a liquid phase water supply path connected to a lower portion of the drain tank and supplying the makeup water to a liquid phase portion in the drain tank,
The detection means includes a temperature sensor for detecting the temperature of the drain in the drain tank,
The control means controls the supply of the makeup water to the liquid phase part based on the detection output of the temperature sensor.
The drain recovery system according to claim 1.
前記制御手段は、前記噴射部による前記気相部への前記補給水の給水を制御する、
請求項2に記載のドレン回収システム。 The water supply means is connected to an upper part of the drain tank and is provided in a gas phase water supply path for supplying the makeup water to the gas phase portion in the drain tank, and a water supply port of the gas phase water supply path, and the makeup water is provided. And an injection part for injecting the gas to the gas phase part,
The control means controls the supply of the makeup water to the gas phase part by the injection part,
The drain recovery system according to claim 2.
請求項3に記載のドレン回収システム。 The detection means includes a pressure sensor that detects a pressure in the drain tank, and the control means supplies the makeup water to the gas phase part by the injection part based on a detection output of the pressure sensor. To control the
The drain recovery system according to claim 3.
前記制御手段は、前記圧力センサの検出出力に基づいて、前記給水ポンプを制御する、
請求項4に記載のドレン回収システム。 A water supply pump for supplying the drain collected in the drain tank to the economizer;
The control means controls the water supply pump based on a detection output of the pressure sensor.
The drain collection system according to claim 4.
請求項3ないし5のいずれかに記載のドレン回収システム。 The detection means includes a water level sensor that detects a water level in the drain tank, and the control means is configured to detect the liquid phase part and the gas phase part in the drain tank based on a detection output of the water level sensor. Controlling the supply of the makeup water to at least one of them,
The drain recovery system according to any one of claims 3 to 5.
請求項1ないし6のいずれかに記載のドレン回収システム。 The drain tank is connected to a steam header installed between the boiler and the load device via a pressure regulating valve.
The drain recovery system according to any one of claims 1 to 6.
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