JP2014092357A - ボイラシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蒸気を生成する缶体11を有し、生成された蒸気を負荷機器50に供給する貫流ボイラ10と、負荷機器50が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく回収するドレンタンク21と、ドレンタンク21と貫流ボイラ10とを接続しドレンタンク21に収容されたドレンを貫流ボイラ10に給水する第2ドレン供給ラインL3と、を備えるクローズドタイプのボイラシステム1であって、第2ドレン供給ラインL3から缶体11に供給されるドレンと缶体11に供給される燃焼用空気との間で熱交換を行う空気加熱器40と、缶体11から排出される燃焼ガスと空気加熱器40で熱交換されたドレンとの間で熱交換を行う給水加熱器30と、を更に備える。
【選択図】図2
Description
上記のように、更なる熱効率の向上を図る場合には、クローズドタイプのボイラシステムにおいてボイラに給水されるドレンが100℃を超える高温となっている場合が生じる。そのため、給水加熱器では、ボイラから排出される燃焼ガスとボイラに供給されるドレンとの間で十分な熱交換を行うことができず、燃焼ガスの熱損失が大きくなる。
また、高温のドレンを給水加熱器によって更に加熱した場合には、ドレンが沸騰してフラッシュ蒸気が発生し、給水制御が不安定になってしまう場合がある。
本実施形態のボイラシステム1は、図1に示すように、複数の貫流ボイラ10を含んで構成されるボイラ装置70と、クローズドタイプのドレン回収装置20と、を備える。
貫流ボイラ10の詳細、並びに空気加熱器40及び給水加熱器30については、後述する。
負荷機器50は、貫流ボイラ10で生成された蒸気を熱源として利用し、加熱対象物との間で熱交換を行う。
ドレン回収装置20は、ドレンタンク21と、オープンタンク22と、第1蒸気供給ラインL1と、第1ドレン供給ラインL2と、第2ドレン供給ラインL3と、第2蒸気供給ラインL4と、フラッシュ蒸気排出ラインL5と、補給水供給ラインL6と、を備える。
第1ドレン供給ラインL2は、負荷機器50とドレンタンク21とを接続し、負荷機器50で発生したドレンをドレンタンク21に供給する。この第1ドレン供給ラインL2には、負荷機器50において発生したドレンを排出し、かつ、蒸気の排出を防ぐスチームトラップ61と、逆止弁62と、モータバルブ63とが配置される。
貫流ボイラ10は、図3及び図4に示すように、缶体11と、複数の水管12と、連結壁13と、下部ヘッダ14と、上部ヘッダ15と、ダクト16と、バーナ17と、排気筒18と、を備える。
複数の水管12は、缶体11の内部に上下方向に延びて配置されると共に、缶体11の長手方向及び幅方向に所定の間隔をあけて配置される。
本実施形態では、複数の水管12は、缶体11の長手方向に延びる側部に沿って配置される外側水管群12aと、缶体11の幅方向の中央部に、長手方向に沿って配置される中央水管群12bと、外側水管群12aと中央水管群12bとの間に配置される中間水管群12cと、に分類される。
連結壁13は、外側水管群12aにおいて隣り合って配置される水管12同士を連結する。
以上のダクト16によれば、送風機80から送出された燃焼用空気は、下向き給気路部162を下方に向かって流通して缶体11に供給される。
以上の排気筒18によれば、缶体11から排出された燃焼ガスは、上向き排気路部181を上方に向かって流通して外部に排出される。
空気加熱器40は、貫流ボイラ10に供給されるドレンと、貫流ボイラ10に供給される燃焼用空気との間で熱交換を行う。本実施形態では、空気加熱器40は、下向き給気路部162に配置される。より具体的には、図2に示すように、空気加熱器40は、貫流ボイラ10にドレンを供給する第2ドレン供給ラインL3(図1参照)の一部を、下向き給気路部162に上向きに配置することで構成される。
即ち、空気加熱器40においては、第2ドレン供給ラインL3は、燃焼用空気が下方に向かって流通する下向き給気路部162に、ドレンが下方から上方に向かって流通するように配置される。
これにより、本実施形態の空気加熱器40では、ドレンと燃焼用空気とが互いに逆方向に流通して熱交換を行う向流式の熱交換が行われる。
給水加熱器30は、貫流ボイラ10から排出される燃焼ガスと、空気加熱器40で熱交換された後のドレンとの間で熱交換を行う。本実施形態では、給水加熱器30は、上向き排気路部181に配置される。より具体的には、給水加熱器30は、貫流ボイラ10にドレンを供給する第2ドレン供給ラインL3(図1参照)の一部を、第1上向き排気路部181に下向きに配置することで構成される。
即ち、給水加熱器30においては、燃焼ガスは、第1上向き排気路部181を下方から上方に向かって流通し、第2ドレン供給ラインL3は、ドレンが上方から下方に向かって流通するように配置される。
これにより、本実施形態の給水加熱器30では、燃焼ガスとドレンとが互いに逆方向に流通して熱交換を行う向流式の熱交換が行われる。
本実施形態では、まず、貫流ボイラ10において蒸気が生成される。具体的には、まず、燃料ガスと燃焼用空気とがダクト16において混合され、この燃焼ガスと燃焼用空気との混合ガスがバーナ17から缶体11の内部に噴出されて燃焼する。次いで、混合ガスの燃焼により発生した燃焼ガスにより、複数の水管12が加熱され、これら複数の水管12の内部に供給された給水(ドレン)から蒸気が生成される。複数の水管12の内部で生成された蒸気は、上部ヘッダ15に集められた後、連結管72を介して蒸気ヘッダ71に供給される。
蒸気ヘッダ71に供給された蒸気は、負荷機器50において利用された後ドレンとなり、高温高圧の状態でドレンタンク21に貯留される。そして、ドレンタンク21に貯留されたドレンは、第2ドレン供給ラインL3を通って貫流ボイラ10に給水として供給される。
これにより、缶体11に供給されるドレン(例えば、140℃〜170℃)は、まず、下向き給気路部162に配置された空気加熱器40において、燃焼用空気(例えば、−20℃〜80℃)との間で熱交換されて熱回収される。
そして、空気加熱器40において加熱された燃焼用空気(例えば、80℃〜120℃)は、缶体11に供給される。
また、空気加熱器40において熱回収されたドレン(例えば、100℃〜130℃)は、上向き排気路部181に配置された給水加熱器30において、燃焼ガス(例えば、140℃〜200℃)との間で熱交換され、燃焼ガスから熱を回収する。
そして、給水加熱器30において加熱されたドレン(例えば、140℃〜170℃)は、缶体11に供給される。
一方、給水加熱器30において熱回収された燃焼ガス(例えば、80℃〜120℃)は、外部に排出される。
更に、ドレンの水温を一旦低下させるため、給水加熱器30による熱交換ではドレンが沸騰し難くなる。その結果、給水加熱器30によって加熱されたドレンからフラッシュ蒸気が発生することを防止でき、給水制御を安定させられる。
したがって、更なるボイラシステム1の熱効率(ボイラ効率)の向上を図れる。
10 貫流ボイラ
11 缶体
11a 第1側面
11b 第2側面
12 水管
17 バーナ
18 排気筒
20 ドレン回収装置
21 ドレンタンク
30 給水加熱器
40 空気加熱器
162 下向き給気路部
181 上向き排出路部
L3 第2ドレン供給ライン
Claims (2)
- 蒸気を生成する缶体を有し、生成された蒸気を負荷機器に供給するボイラと、
前記負荷機器が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく回収するドレンタンクと、
前記ドレンタンクと前記ボイラとを接続し前記ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラに給水するドレン供給ラインと、を備えるクローズドタイプのボイラシステムであって、
前記ドレン供給ラインから前記缶体に供給されるドレンと前記缶体に供給される燃焼用空気との間で熱交換を行う空気加熱器と、
前記缶体から排出される燃焼ガスと前記空気加熱器で熱交換されたドレンとの間で熱交換を行う給水加熱器と、を更に備えるボイラシステム。 - 前記ボイラは、
直方体状の前記缶体と、
前記缶体の内部に上下方向に延びて配置されると共に、該缶体の長手方向及び幅方向に所定の間隔をあけて配置される複数の水管と、
前記缶体の長手方向の一端側に位置する第1側面に設けられ、略水平方向に燃料を噴出して燃焼させるバーナと、
前記缶体の長手方向の他端側に位置する第2側面に設けられ前記缶体の内部で生じた燃焼ガスを排出する排気筒と、を備える請求項1に記載のボイラシステム。
Priority Applications (1)
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- 2012-11-07 JP JP2012245229A patent/JP2014092357A/ja active Pending
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