JP2014126233A - Drain recovery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボイラなどの蒸気供給源からの蒸気を熱源として使用する負荷機器(蒸気使用設備)から排出されるドレンを回収する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 (steam use facility) that uses steam from a steam supply source such as a boiler as a heat source.
蒸気を熱源として使用して加熱、乾燥、蒸留などを行う負荷機器は、使用期間が長くなるにしたがって経年劣化により、熱交換器の熱交換率の低下またはスチームトラップの蒸気漏れなど負荷機器の性能が徐々に低下する。負荷機器が経年劣化して性能が低下していっても負荷機器の性能劣化の具合が大きくならないと、使用者は負荷機器の性能低下に気づかない可能性が高い。負荷機器が正常に動作しているか否かを診断する手段として、負荷機器(蒸気使用機器)の異常判定装置がある(例えば、特許文献1参照。)。 Loaded equipment that uses steam as a heat source for heating, drying, distillation, etc., performance of the loaded equipment such as a decrease in heat exchange rate of the heat exchanger or steam trap steam leakage due to aging over time. Gradually decreases. Even if the load equipment deteriorates due to aging and the performance deteriorates, if the degree of performance deterioration of the load equipment does not increase, the user is likely not to notice the performance deterioration of the load equipment. As means for diagnosing whether or not the load device is operating normally, there is an abnormality determination device for the load device (steam-using device) (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載されている蒸気使用機器の異常判定装置は、負荷機器である蒸気使用機器で発生した復水量と、圧力センサで計測された供給蒸気の圧力と、温度センサで計測された復水の温度とから蒸気使用機器で実際に消費した蒸気消費量を求める。蒸気使用機器の異常判定装置は、実際に消費した蒸気消費量と、蒸気使用機器に供給される供給蒸気量とを比較して、蒸気使用機器内に復水が滞留しているか否か、蒸気使用機器などで蒸気漏れが生じているか否か、または保温の不備が生じているか否かなど蒸気使用機器が正常に運転しているか否かを判定して、蒸気使用機器の異常の診断を行っている。 The abnormality determination device for a steam-using device described in Patent Document 1 includes a condensate amount generated by a steam-using device that is a load device, a supply steam pressure measured by a pressure sensor, and a recovery meter measured by a temperature sensor. The steam consumption actually consumed by the equipment using steam is calculated from the temperature of water. The abnormality determination device for the steam-using equipment compares the actual consumption of steam with the amount of steam supplied to the steam-using equipment to determine whether condensate is retained in the steam-using equipment. Diagnose abnormalities in steam-using equipment by determining whether steam-using equipment is operating normally, such as whether steam leaks in equipment used, etc., or if there is a lack of heat insulation. ing.
ここで、負荷機器から排出されるドレンをフラッシュタンクに回収してドレンからフラッシュ蒸気を分離し、回収したドレンおよびドレンから分離したフラッシュ蒸気を蒸気供給源、または他の機器の熱源として利用する蒸気システムがある。フラッシュタンクを備えた蒸気システムに特許文献1に記載の蒸気使用機器の異常判定装置を適用した場合、特許文献1に記載の蒸気使用機器の異常判定装置は、フラッシュタンクで発生したフラッシュ蒸気の分を考慮して蒸気使用機器が正常に運転しているか否かを判定しないため、負荷機器の経年劣化により生じる負荷機器の性能低下の判定を十分行うことができない。 Here, the drain discharged from the load equipment is collected in the flash tank, the flash steam is separated from the drain, and the collected drain and the flash steam separated from the drain are used as a steam supply source or a heat source for other equipment. There is a system. When the abnormality determination device for a steam using device described in Patent Document 1 is applied to a steam system including a flash tank, the abnormality determination device for the steam using device described in Patent Document 1 is a component of flash steam generated in the flash tank. In consideration of the above, it is not determined whether or not the steam-using device is operating normally. Therefore, it is not possible to sufficiently determine the performance degradation of the load device caused by the aging deterioration of the load device.
また、特許文献1に記載されているような技術では、復水量と供給蒸気量と圧力と温度とをそれぞれ測定するための測定機器などを設けるため、装置が複雑であり、高価になる。 Moreover, in the technique as described in Patent Document 1, a measuring device and the like for measuring the amount of condensate, the amount of supplied steam, the pressure, and the temperature are provided, so that the apparatus is complicated and expensive.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、負荷機器の運転状態を管理してその異常を検知することができ、かつそれを簡易な構成で実現することができる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, and provides a drain recovery system that can detect the abnormality by managing the operating state of a load device and that can be realized with a simple configuration. The purpose is to do.
本発明に係るドレン回収システムは、負荷機器から排出されるドレンを回収し、回収した前記ドレンから発生するフラッシュ蒸気を分離する分離部と、前記分離部に設けられ、前記分離部内の前記ドレンの水位を検出する水位検出部と、前記分離部に設けられ、前記分離部内の圧力を検出する第1圧力検出部と、前記分離部に連結され、前記分離部内の前記ドレンを前記分離部から排出するドレン排出ラインと、前記ドレン排出ラインに設けられ、前記分離部を流れる前記ドレンの排出量を調節するドレン調節部と、前記分離部に連結され、前記フラッシュ蒸気を前記分離部から排出する蒸気排出ラインと、前記蒸気排出ラインに設けられ、前記蒸気排出ラインを流れる前記フラッシュ蒸気の排出量を調節する蒸気調節部と、前記ドレンが前記分離部から排出される分離部流出ドレン量と、前記フラッシュ蒸気が前記分離部から排出されるフラッシュ蒸気量とをそれぞれ取得すると共に、前記負荷機器の運転信号が入力され、得られた前記分離部流出ドレン量と前記フラッシュ蒸気量とに基づいて前記ドレンが前記分離部に流入する分離部流入ドレン量を算出し、得られた前記分離部流入ドレン量を前記負荷機器の運転信号から得られる前記負荷機器の運転状態を示す閾値と比較し、前記負荷機器の運転状態が異常であるか否かを判断する制御部と、を有することを特徴とする。 A drain recovery system according to the present invention recovers drain discharged from a load device, separates a flash vapor generated from the recovered drain, and is provided in the separator, and the drain of the drain in the separator A water level detection unit that detects a water level, a first pressure detection unit that is provided in the separation unit and detects a pressure in the separation unit, and is connected to the separation unit, and discharges the drain in the separation unit from the separation unit. A drain discharge line, a drain adjustment unit that is provided in the drain discharge line and adjusts a discharge amount of the drain flowing through the separation unit, and a steam that is connected to the separation unit and discharges the flash vapor from the separation unit A discharge line, a steam adjusting unit provided in the steam discharge line, for adjusting a discharge amount of the flash steam flowing through the steam discharge line, and the drain The separation unit obtained by receiving the separation unit outflow drain amount discharged from the separation unit and the flash vapor amount by which the flash vapor is discharged from the separation unit, and receiving the operation signal of the load device. The separation part inflow drain amount that the drain flows into the separation part is calculated based on the outflow drain amount and the flash steam amount, and the obtained separation part inflow drain amount is obtained from the operation signal of the load device. And a control unit that determines whether or not the operation state of the load device is abnormal by comparing with a threshold value indicating the operation state of the load device.
本発明の好ましい態様として、前記ドレン排出ラインの前記ドレン調節部よりもドレン流れ方向下流側に設けられ、前記ドレン排出ライン内の圧力を計測する第2圧力検出部と、前記蒸気排出ラインの前記蒸気調節部よりも蒸気流れ方向下流側に設けられ、前記蒸気排出ライン内の圧力を計測する第3圧力検出部と、を有し、前記制御部は、前記ドレン調節部の開度から得られたCv値と、前記第2圧力検出部で計測された圧力と前記第1圧力検出部で計測された圧力との差圧に基づいて前記分離部流出ドレン量を算出すると共に、前記蒸気調節部の開度から得られたCv値と、前記第3圧力検出部で計測された圧力と前記第1圧力検出部で計測された圧力との差圧に基づいて前記フラッシュ蒸気量を算出することが好ましい。 As a preferable aspect of the present invention, a second pressure detection unit that is provided downstream of the drain adjustment unit of the drain discharge line and that measures the pressure in the drain discharge line, and the steam discharge line A third pressure detection unit that is provided downstream of the steam control unit in the steam flow direction and measures the pressure in the steam discharge line, and the control unit is obtained from the opening of the drain control unit. And calculating the separation unit outflow drain amount based on a differential pressure between the Cv value, the pressure measured by the second pressure detection unit, and the pressure measured by the first pressure detection unit, and the steam control unit Calculating the amount of flash vapor based on a Cv value obtained from the opening of the first pressure and a differential pressure between the pressure measured by the third pressure detector and the pressure measured by the first pressure detector. preferable.
本発明によれば、負荷機器の運転状態を管理してその異常を検知することができ、かつそれを簡易な構成で実現することができる。 According to the present invention, it is possible to detect the abnormality by managing the operating state of the load device, and to realize it with a simple configuration.
以下、本発明を好適に実施するための形態(以下、実施形態という。)につき、詳細に説明する。尚、本発明は以下の実施形態に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, modes for suitably carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail. In addition, this invention is not limited by the content described in the following embodiment. In addition, constituent elements in the embodiments described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the constituent elements disclosed in the embodiments described below may be appropriately combined, or may be appropriately selected and used.
<蒸気システム>
本発明の実施形態に係るドレン回収システムを備える蒸気システムを説明する。図1は、本発明の実施形態に係るドレン回収システムを備えた蒸気システムの概略構成を示す図である。図1に示すように、蒸気システム10は、ボイラ(蒸気供給源)11と、スチームヘッダ12と、第1負荷機器13と、給水タンク14と、第2負荷機器15と、ドレン回収システム16とを備えている。
<Steam system>
A steam system including a drain recovery system according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a steam system including a drain recovery system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the steam system 10 includes a boiler (steam supply source) 11, a
ボイラ11は、種々の熱源方式によって蒸気21を発生させる蒸気供給源である。ボイラ11は、燃焼式のボイラ、電気式のボイラなど種々の形式のものを用いることができる。ボイラ11は、燃焼式の場合、燃料を燃焼させた際の燃焼熱を熱源として、缶体内の缶水を加熱して蒸気を発生させる。ボイラ11は、燃焼式の場合、燃料としては、例えば、都市ガス、プロパンガス、バイオガスなどの気体燃料、重油、灯油などの液体燃料などが用いられる。ボイラ11は、燃焼式の場合、例えば、貫流ボイラ、炉筒煙管ボイラ、水管ボイラなどが挙げられる。ボイラ11は、電気式の場合、電気ヒータなどを熱源として缶体内の缶水を加熱して蒸気を発生させる。
The boiler 11 is a steam supply source that generates
ボイラ11は、第1蒸気供給ラインL11でスチームヘッダ12と接続されている。第1蒸気供給ラインL11は、ボイラ11とスチームヘッダ12とを接続するラインである。蒸気21は、第1蒸気供給ラインL11を通ってボイラ11からスチームヘッダ12に送気される。
The boiler 11 is connected to the
スチームヘッダ12は、蒸気21を溜めるためのものである。本実施形態では、ボイラ11を1台備えているが、これに限定されるものではなく、複数台のボイラを備えていてもよい。この場合、複数のボイラから供給される蒸気はスチームヘッダ12に集められる。
The
スチームヘッダ12は、第2蒸気供給ラインL12で第1負荷機器13と接続されている。第2蒸気供給ラインL12は、スチームヘッダ12と第1負荷機器13とを接続するラインである。蒸気21は、第2蒸気供給ラインL12を通って第1負荷機器13に送気される。第2蒸気供給ラインL12は、第2蒸気供給ラインL12の途中に減圧弁V11と、蒸気供給弁V12とが設けられている。減圧弁V11は、第2蒸気供給ラインL12内の減圧弁V11よりも下流側の蒸気21の圧力(背圧)を一定に保つものである。蒸気供給弁V12は、減圧弁V11よりも蒸気21の流れ方向の下流側に設けられている。蒸気供給弁V12は、開度が調節されることにより、第1負荷機器13へ供給される蒸気21の流量を調節するものである。
The
また、スチームヘッダ12は、第3蒸気供給ラインL13で蒸気排出ラインL21と接続されている。第3蒸気供給ラインL13は、スチームヘッダ12と蒸気排出ラインL21とを接続するラインである。蒸気21は、スチームヘッダ12から第3蒸気供給ラインL13を通って蒸気排出ラインL21に送気され、第2負荷機器15に送気される。蒸気排出ラインL21の構成については、後述する。
The
第1負荷機器13は、スチームヘッダ12から送気される蒸気21を加熱源または動力源などに使用する。本実施形態において、第1負荷機器13は、蒸気21を加熱源として使用する。蒸気21は、第1負荷機器13内の蒸気供給通路を通過する際に、潜熱を失って一部が凝縮し、高圧高温のドレン(凝縮水)22となる。第1負荷機器13は、高圧蒸気負荷機器または中圧蒸気負荷機器など1つ以上の負荷機器を含んでいる。したがって、ドレン22は、高圧蒸気負荷機器または中圧蒸気負荷機器など1つ以上の負荷機器で加熱源として用いられた蒸気21から生じる。
The
第1負荷機器13は、ドレン供給ラインL14でフラッシュタンク23と接続されている。第1負荷機器13は、第2蒸気供給ラインL12から供給された蒸気21を加熱源として使用し、蒸気21を使用した際に生じたドレン22をドレン供給ラインL14に排出する。また、ドレン供給ラインL14は、ドレン供給ラインL14の途中にスチームトラップ24が設けられている。スチームトラップ24は、第1負荷機器13から排出されるドレン22のみを通過させる。ドレン22は、スチームトラップ24を通過した後、フラッシュタンク23に供給されてフラッシュタンク23内に回収される。フラッシュタンク23の構成については、後述する。
The
また、ドレン供給ラインL14は、スチームトラップ24とフラッシュタンク23との間に、温度センサ(温度計測部)25が設けられている。温度センサ25は、ドレン供給ラインL14を通るドレン22の温度を検出する。温度センサ25は、検出結果に対応した電気信号を制御装置34に送信する。
In addition, the drain supply line L <b> 14 is provided with a temperature sensor (temperature measurement unit) 25 between the
ドレン供給ラインL14は、スチームトラップ24とフラッシュタンク23との間にバイパスラインL15が接続されている。バイパスラインL15は、ドレン供給ラインL14とドレン排出ラインL22とを接続するラインである。ドレン排出ラインL22の構成については、後述する。バイパスラインL15は、ドレン22を給水タンク14に供給する。バイパスラインL15は、バイパスラインL15の途中に緊急排出弁V13が設けられている。緊急排出弁V13は、バイパスラインL15を流れるドレン22を排出するものである。ドレン排出弁V22の故障、ドレン排出ラインL22内の詰まりなどにより、フラッシュタンク23内の水位が通常の設定範囲よりさらに高い水位になった場合などに、緊急排出弁V13を開いて、ドレン22をフラッシュタンク23に通さずにバイパスラインL15に通して給水タンク14に供給する。
In the drain supply line L14, a bypass line L15 is connected between the
バイパスラインL15は、ドレン供給ラインL14と緊急排出弁V13との間にバイパスドレン排出ラインL16が接続されている。バイパスドレン排出ラインL16は、バイパスラインL15とブロー排出ラインL23とを接続するラインである。バイパスドレン排出ラインL16は、ドレン22をブロー排出ラインL23に供給する。バイパスドレン排出ラインL16は、バイパスドレン排出ラインL16の途中に緊急排出弁V14が設けられている。緊急排出弁V14の開閉は、制御装置34から送られる制御信号に基づいて制御される。
In the bypass line L15, a bypass drain discharge line L16 is connected between the drain supply line L14 and the emergency discharge valve V13. The bypass drain discharge line L16 is a line connecting the bypass line L15 and the blow discharge line L23. The bypass drain discharge line L16 supplies the
給水タンク14は、ドレン22を溜めるためのものである。給水タンク14内のドレン22は、蒸気21を発生させるための水26としてボイラ11に供給される。また、給水タンク14に供給されるドレン22だけではボイラ11に供給される水が不足する場合には、補給水27が給水タンク14に供給され、ボイラ11に水26として供給される。
The
第3蒸気供給ラインL13は、第3蒸気供給ラインL13の途中に減圧弁V15が設けられている。スチームヘッダ12から第3蒸気供給ラインL13に送られる蒸気21は、減圧弁V15を通過した後、減圧蒸気28となる。スチームヘッダ12から第3蒸気供給ラインL13を流れる蒸気21は、減圧弁V15で減圧蒸気28として、蒸気排出ラインL21を通って第2負荷機器15に送気される。
The third steam supply line L13 is provided with a pressure reducing valve V15 in the middle of the third steam supply line L13. The
第2負荷機器15は、フラッシュタンク23から排出されるフラッシュ蒸気29および減圧蒸気28を、加熱源または動力源などとして使用する。第2負荷機器15は、1つ以上の低圧蒸気負荷機器を含む。本実施形態において、第2負荷機器15は、フラッシュ蒸気29を減圧蒸気28よりも加熱源または動力源などとして優先して使用する。第2負荷機器15は、フラッシュ蒸気29だけでは第2負荷機器15で使用する蒸気量が足りない場合などには、減圧蒸気28を不足分として使用する。
The
(ドレン回収システム16)
ドレン回収システム16は、フラッシュタンク(分離部)23と、第1圧力センサ(第1圧力検出部)31と、第2圧力センサ(第2圧力検出部)32と、第3圧力センサ(第3圧力検出部)33と、水位検出器(水位検出部)34と、制御装置(制御部)36と、出力部37と、蒸気排出ラインL21と、ドレン排出ラインL22と、ブロー排出ラインL23と、蒸気調節弁(蒸気調節部)V21と、ドレン排出弁(ドレン調節部)V22と、ブロー排出弁V23とを備えている。
(Drain collection system 16)
The drain recovery system 16 includes a flash tank (separation unit) 23, a first pressure sensor (first pressure detection unit) 31, a second pressure sensor (second pressure detection unit) 32, and a third pressure sensor (third Pressure detector) 33, water level detector (water level detector) 34, controller (control unit) 36,
フラッシュタンク23は、ドレン22を回収し、回収したドレン22からフラッシュ蒸気29が発生する。フラッシュタンク23内の方がドレン供給ラインL14内よりも圧力が低いため、フラッシュタンク23に回収されたドレン22からフラッシュ蒸気29が発生する。また、フラッシュタンク23は、安全弁V24を備えている。フラッシュタンク23内が異常高圧となったときなどには、安全弁V24が開かれてフラッシュタンク23内を減圧するようにしている。
The
蒸気排出ラインL21は、一端がフラッシュタンク23に接続され、他端が第2負荷機器15に接続されている。蒸気排出ラインL21は、フラッシュ蒸気29をフラッシュタンク23から排出するラインである。蒸気排出ラインL21は、蒸気排出ラインL21の途中に減圧弁V25が設けられている。フラッシュ蒸気29は、フラッシュタンク23から蒸気排出ラインL21を通って、減圧弁V25で減圧された後、第2負荷機器15に送気される。第2負荷機器15は、加熱源または動力源などとしてフラッシュ蒸気29と共に減圧蒸気28を使用する。第2負荷機器15は、フラッシュ蒸気29を優先して使用し、フラッシュ蒸気29だけでは足りない分の蒸気として減圧蒸気28を使用している。なお、蒸気調節弁V21が閉じられ、フラッシュ蒸気29が第2負荷機器15に送気されない場合には、減圧蒸気28のみが第2負荷機器15の加熱源または動力源として使用される。
The steam discharge line L <b> 21 has one end connected to the
蒸気調節弁V21は、蒸気排出ラインL21に設けられている。蒸気調節弁V21は、蒸気排出ラインL21を通るフラッシュ蒸気29の流量を調節するものである。蒸気調節弁V21の開度は、制御装置36から送られる制御信号に基づいて調整される。
The steam control valve V21 is provided in the steam discharge line L21. The steam control valve V21 adjusts the flow rate of the flash steam 29 passing through the steam discharge line L21. The opening degree of the steam control valve V21 is adjusted based on a control signal sent from the
蒸気排出ラインL21は、第3圧力センサ33と減圧弁V25との間に逆止弁V26が設けられている。逆止弁V26は、減圧蒸気28がフラッシュタンク23側へ流れるのを防止する。
In the steam discharge line L21, a check valve V26 is provided between the
蒸気排出ラインL21は、フラッシュタンク23と蒸気調節弁V21との間に内圧調節用ラインL24が接続されている。内圧調節用ラインL24は、フラッシュ蒸気29の一部を蒸気排出ラインL21から外部に排出する。内圧調節用ラインL24は、内圧調節用ラインL24の途中に内圧調節弁V27が設けられている。内圧調節弁V27は、蒸気排出ラインL21内の圧力が所定圧力以上になった場合には、内圧調節弁V27を開いて圧力を外部に逃がし、蒸気排出ラインL21内の圧力が所定圧力以上の高圧にならないように調節するために用いられる。
In the steam discharge line L21, an internal pressure adjustment line L24 is connected between the
ドレン排出ラインL22は、一端がフラッシュタンク23に接続され、他端が給水タンク14に接続されている。ドレン排出ラインL22は、ドレン22をフラッシュタンク23から排出するラインである。ドレン22は、ドレン排出ラインL22を通ってフラッシュタンク23から給水タンク14に流入する。
The drain discharge line L22 has one end connected to the
ドレン排出弁V22は、ドレン排出ラインL22に設けられている。ドレン排出弁V22は、ドレン排出ラインL22を流れるドレン22の排出量を調節するものである。ドレン排出弁V22の開度は、制御装置36から送られる制御信号に基づいて調節される。
The drain discharge valve V22 is provided in the drain discharge line L22. The drain discharge valve V22 adjusts the discharge amount of the
ドレン排出ラインL22は、ドレン排出弁V22と、ドレン排出ラインL22がバイパスラインL15と接続する位置との間に逆止弁V28が設けられている。逆止弁V28は、ドレン22をバイパスラインL15に流した場合に、フラッシュタンク23側へ流れるのを防止する。
In the drain discharge line L22, a check valve V28 is provided between the drain discharge valve V22 and a position where the drain discharge line L22 is connected to the bypass line L15. The check valve V28 prevents the
ブロー排出ラインL23は、フラッシュタンク23に接続して設けられている。ブロー排出ラインL23は、ドレン22をフラッシュタンク23から外部に排出するラインである。
The blow discharge line L23 is connected to the
ブロー排出弁V23は、ブロー排出ラインL23に設けられている。ブロー排出弁V23は、ブロー排出ラインL23を流れるドレン22を排出するものである。
The blow discharge valve V23 is provided in the blow discharge line L23. The blow discharge valve V23 discharges the
第1圧力センサ31は、フラッシュタンク23に設けられている。第1圧力センサ31は、フラッシュタンク23内の圧力を検出する。
The
第2圧力センサ32は、ドレン排出ラインL22のドレン排出弁V22と逆止弁V28との間に設けられている。第2圧力センサ32は、ドレン排出ラインL22内の圧力を検出する。
The
第3圧力センサ33は、蒸気排出ラインL21の蒸気調節弁V21と逆止弁V26との間に設けられている。第3圧力センサ33は、蒸気排出ラインL21内の圧力を検出する。
The
水位検出器34は、フラッシュタンク23の外部に設けられている。水位検出器34は、フラッシュタンク23内のドレン22の水位を検出する。水位検出器34は、水位検出筒41とフロート42と水位センサ43とを含む。水位検出筒41は、フラッシュタンク23の外部の側面側に設けられている。水位検出筒41は、その下部側の底面でフラッシュタンク23の底部と連絡管45で連通されている。また、水位検出筒41は、その上部側の側面でフラッシュタンク23の上部側と連絡管46で連通されている。水位センサ43は、水位検出筒41内に設けられたフロート42の高さを検知して水位検出筒41内のドレン22の水位を検知する。水位検出筒41は、その内部に連絡管45を通じてフラッシュタンク23からドレン22が流れることで、フラッシュタンク23のドレン22の水位と水位検出筒41内のドレン22の水位とが略同等になる。このため、水位センサ43は、水位検出筒41内のフロート42の高さを検出することで、水位検出筒41内のドレン22の水位を検出することができる。本実施形態においては、水位検出器34で検出されたフラッシュタンク23内のドレン22の水位に基づいてドレン22をフラッシュタンク23から排出する排出量を調節するようにしている。
The
温度センサ25、第1圧力センサ31、第2圧力センサ32、第3圧力センサ33および水位検出器34は、それぞれ検出結果に対応した電気信号を制御装置36に送信する。
The
制御装置36は、ドレン回収システム16の各部を制御する。制御装置36は、入出力部と、メモリ(記憶部)と、RAM(Random Access Memory)と、CPU(Central Processing Unit)とを含むマイクロコンピュータである。出力部は、上記各構成要素との間でインターフェース動作を司る。メモリは、所定のデータや演算プログラムなどCPUが実行する制御プログラムなどが格納されている。RAMは、演算結果を記憶したりワークエリアとして使用される。CPUは、システム全体の制御を司っている。本実施形態では、制御装置36は、第1負荷機器13の運転信号と、第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量との相関を示すマップをメモリに記録している。
The
本実施形態において、第1負荷機器13の運転信号とは、第1負荷機器13を運転している際の第1負荷機器13の運転状態を表す信号であり、例えば、第1負荷機器13が所定割合(例えば、70%、80%、90%など)で運転しているかを表す信号または蒸気供給弁V12の信号などである。
In the present embodiment, the operation signal of the
制御装置36は、温度センサ25、第1圧力センサ31、第2圧力センサ32、第3圧力センサ33および水位検出器34などドレン回収システム16の各所に取り付けられた各種のセンサが電気的に接続されている。また、制御装置36は、第1負荷機器13の運転信号が入力される。これら各種のセンサの検出結果と第1負荷機器13の運転信号とに対応した電気信号は、外部入力回路を介して制御装置36に入力される。制御装置36は、各種のセンサから入力された各種電気信号と第1負荷機器13の運転信号とに基づいて、緊急排出弁V13、V14、蒸気調節弁V21およびドレン排出弁V22などの各種の弁に制御信号を出力し、これらを制御する。
The
(ドレン排出弁V22の制御)
制御装置36は、水位センサ43の検出結果から、フラッシュタンク23内のドレン22の水位を計測する。制御装置36は、水位センサ43で検出されたフラッシュタンク23内のドレン22の水位に基づいて、ドレン排出弁V22に制御信号を出力してドレン排出弁V22の弁の開度を調節し、ドレン排出ラインL22に排出されるドレン22の排出量を調節する。これにより、制御装置36は、フラッシュタンク23に流入するドレン22の流量に応じてフラッシュタンク23から排出されるドレン22の流量を調節することができる。
(Control of drain discharge valve V22)
The
(第1負荷機器13の運転状態の異常判定)
制御装置36は、蒸気調節弁V21およびドレン排出弁V22の各弁の開度と、第1圧力センサ31、第2圧力センサ32および第3圧力センサ33などの各種のセンサの検出結果と、第1負荷機器13の運転信号とに基づいて、第1負荷機器13の運転状態の異常判定を行う。なお、本実施形態において、第1負荷機器13の運転状態は、上述の通り、例えば、第1負荷機器13を定常運転しているか所定割合(例えば、70%、80%、90%など)で運転しているかを表す信号などである。
(Abnormality judgment of operation state of first load device 13)
The
第1負荷機器13の運転状態の異常の有無を判定する方法の手順の一例を図2に用いて説明する。図2は、第1負荷機器13の運転状態の異常の有無を判定する方法の手順の一例を示すフローチャートである。図2に示すように、ステップS11で、制御装置36は、蒸気調節弁V21およびドレン排出弁V22の開度に応じた電気信号からそれぞれのCv値を算出する。なお、Cv値とは、弁の容量係数を示す数値であり、弁の開度を一定にし、その弁の前後の差圧を1psi(6.895kPa)に保ち、60°F(約15.5℃)の水が1分間に流れる量をUS gal/min(1US gal=3.785L)で表した数値をいう。制御装置36は、蒸気調節弁V21およびドレン排出弁V22のそれぞれのCv値を算出した後、ステップS12に移行する。
An example of a procedure of a method for determining whether or not the operating state of the
ステップS12で、制御装置36は、ドレン排出弁V22の開度に応じた電気信号から得られたCv値と、第2圧力センサ32で検出された電気信号から得られた圧力と第1圧力センサ31で検出された電気信号から得られた圧力との差圧とに基づいて、ドレン22がフラッシュタンク23から排出されるフラッシュタンク流出ドレン量(フラッシュタンク流出ドレン量)Gdを算出する。また、制御装置36は、蒸気調節弁V21の開度に応じた電気信号から得られたCv値と、第3圧力センサ33で検出された電気信号から得られた圧力と第1圧力センサ31で検出された電気信号から得られた圧力との差圧とに基づいて、フラッシュ蒸気29がフラッシュタンク23から排出されるフラッシュ蒸気量Gfを算出する。そして、制御装置36は、得られたフラッシュタンク流出ドレン量Gdとフラッシュ蒸気量Gfとに基づいて、ドレン22がフラッシュタンク23に流入するフラッシュタンク流入ドレン量(分離部流入ドレン量)Gを算出する。フラッシュタンク流入ドレン量Gは、フラッシュタンク23に流入したドレン22の流量である。フラッシュタンク流入ドレン量Gは、下記式(1)のように、フラッシュタンク流出ドレン量Gdとフラッシュ蒸気量Gfとの和から求められる。
フラッシュタンク流入ドレン量G=フラッシュタンク流出ドレン量Gd+フラッシュ蒸気量Gf ・・・(1)
In step S12, the
Flash tank inflow drain amount G = Flash tank outflow drain amount Gd + Flash vapor amount Gf (1)
制御装置36は、第1負荷機器13の運転信号が入力される。制御装置36は、得られたフラッシュタンク流入ドレン量Gを第1負荷機器13の運転信号から得られる第1負荷機器13の運転状態を示す閾値と比較する。フラッシュタンク流入ドレン量Gは、フラッシュタンク23に流入するドレン22の量であり、第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量に相当する。制御装置36は、内部に予め記録してある第1負荷機器13の運転信号と第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量との相関を示すマップを用いて、第1負荷機器13の運転信号に対応する第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量を算出する。制御装置36は、フラッシュタンク流入ドレン量Gと、第1負荷機器13の運転信号に対応する第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量とを比較して、実際にフラッシュタンク23に流入したドレン量が本来フラッシュタンク23に流入するドレン量とほぼ同等か否かを判断する。これにより、制御装置36は、第1負荷機器13の運転状態が異常であるか否かを判断できる。
The
第1負荷機器13の運転状態を示す閾値とは、第1負荷機器13の運転状態を第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量で表した場合に、第1負荷機器13が正常に運転しているとして許容されるドレン22の流量の下限値または上限値である。第1負荷機器13の運転状態を示す閾値がドレン22の流量の下限値である場合には、フラッシュタンク流入ドレン量Gがドレン22の流量の下限値以上であれば、実際にフラッシュタンク23に流入したドレン量が本来フラッシュタンク23に流入するドレン量と同等以上であることになるため、制御装置36は、第1負荷機器13の運転状態が正常であると判断する。また、第1負荷機器13の運転状態を示す閾値がドレン22の流量の上限値である場合には、フラッシュタンク流入ドレン量Gがドレン22の流量の上限値以下であれば、実際にフラッシュタンク23に流入したドレン量が本来フラッシュタンク23に流入するドレン量の正常な値以下であることになるため、制御装置36は、第1負荷機器13の運転状態が正常であると判断する。
The threshold value indicating the operation state of the
制御装置36は、蒸気調節弁V21およびドレン排出弁V22の開度と、蒸気排出ラインL21内の圧力とフラッシュタンク23内の圧力との差圧と、ドレン排出ラインL22内の圧力とフラッシュタンク23内の圧力との差圧とからフラッシュタンク流出ドレン量Gdとフラッシュ蒸気量Gfとを算出してフラッシュタンク流入ドレン量Gを求める。制御装置36は、フラッシュタンク23から排出されるドレン22およびフラッシュ蒸気29を計測しているため、フラッシュタンク23に流入するドレン22の流量を精度良く算出することができる。
The
制御装置36は、フラッシュタンク流入ドレン量Gを算出した後、ステップS13に移行する。ステップS13では、第1負荷機器13の運転状態が異常であるか否かを判断する。
After calculating the flush tank inflow drain amount G, the
制御装置36は、第1負荷機器13の運転信号が入力される。制御装置36は、第1負荷機器13の運転信号から第1負荷機器13の運転状態を示す閾値が得られる。第1負荷機器13の運転状態を示す閾値として、制御装置36は、上記のように、例えば、第1負荷機器13の運転状態に応じて第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量を求める。制御装置36は、得られたフラッシュタンク流入ドレン量Gと、第1負荷機器13の運転信号から得られる第1負荷機器13の運転状態を示す閾値として第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量とを比較する。そして、制御装置36は、第1負荷機器13の運転状態が異常であるか否かを判断する。
The
制御装置36は、フラッシュタンク流入ドレン量Gと、第1負荷機器13の運転信号に基づいて得られる第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量とを比較する。その結果、例えば、フラッシュタンク流入ドレン量Gが大幅に増減した場合には、制御装置36は、第1負荷機器13から排出されていると算出されたドレン22の流量が、通常、第1負荷機器13から排出されているドレン22の流量よりも増減していると判断し、第1負荷機器13の運転に異常が生じていると判定する。第1負荷機器13の運転に異常が生じている場合として、例えば、第1負荷機器13内の蒸気21またはドレン22が通る通路内の詰まり、漏れなどが挙げられる。
The
制御装置36は、各種センサから入力された各種電気信号に基づいて上記のように算出された検出結果を出力部37に送信する。
The
出力部37は、制御装置36から送信された検出結果に基づきドレン回収システム16の運転情報を出力する。出力部37は、制御装置36で算出された検出結果に基づく運転情報を出力することで、例えばランプの点灯、警報などにより第1負荷機器13などの性能低下または運転状態に異常があるか否かを知らせる。
The
このように、ドレン回収システム16は、制御装置36が蒸気調節弁V21およびドレン排出弁V22の各弁の開度と、第1圧力センサ31、第2圧力センサ32および第3圧力センサ33の検出結果とに基づいて、フラッシュタンク流出ドレン量Gdとフラッシュ蒸気量Gfとを算出してフラッシュタンク流入ドレン量Gを求める。また、制御装置36は、第1負荷機器13の運転信号に基づいて第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量を算出する。そして、制御装置36は、フラッシュタンク流入ドレン量Gと、第1負荷機器13の運転信号に基づいて得られる第1負荷機器13から排出されるドレン22の流量とを比較している。フラッシュタンク流入ドレン量Gは、フラッシュタンク流出ドレン量Gdとフラッシュ蒸気量Gfとに基づいて算出されているため、制御装置36は、フラッシュタンク流入ドレン量Gを用いることでフラッシュタンク23に実際に流入したドレン22の流量を算出することができる。よって、ドレン回収システム16は、この算出されたフラッシュタンク流入ドレン量Gを用いて、第1負荷機器13の運転信号に基づいて得られたドレン22の流量と比較することで、第1負荷機器13の運転状態を管理してその異常を検知することができる。
As described above, in the drain recovery system 16, the
また、ドレン回収システム16は、蒸気調節弁V21、ドレン排出弁V22、第1圧力センサ31、第2圧力センサ32および第3圧力センサ33に基づいてフラッシュタンク流入ドレン量Gを算出することができる。このため、ドレン回収システム16は、構成を複雑にすることなく簡易にフラッシュタンク流入ドレン量Gを得ることができる。
Further, the drain recovery system 16 can calculate the flush tank inflow drain amount G based on the steam control valve V21, the drain discharge valve V22, the
また、ドレン回収システム16は、第1負荷機器13の性能低下または運転状態に異常が生じていることを出力部37で出力することで、例えばランプの点灯、警報などにより、第1負荷機器13などが経年劣化により性能低下している可能性があること、または第1負荷機器13などの運転状態に異常が生じている可能性があることなどを作業員に知らせることができる。これにより、作業員は、第1負荷機器13などの性能低下または運転状態に異常が生じていることを容易に認識することができるため、劣化して性能が低下した第1負荷機器13などの部品の交換または補修などを迅速に行うことができる。この結果、ドレン回収システム16は、第1負荷機器13などの運転効率が低下することを抑制することができる。
In addition, the drain recovery system 16 outputs the fact that the performance of the
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。例えば、本実施形態では、水位検出器34は、ドレン22よりも比重が軽い浮子(フロート)の位置に基づいて液位を検出するフロート式を採用しているが、これに限定されるものではなく、電極棒を用いる電極棒方式、ドレン22の水位に基づいて液位を検出する水圧検出式、電極がドレンに浸る長さによって変化する静電容量を検出する静電容量式など公知の水位検出方法を採用した装置を用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ドレン排出ラインL22とブロー排出ラインL23とはフラッシュタンク23にそれぞれ接続して設けられているが、これに限定されるものではなく、ブロー排出ラインL23がドレン排出ラインL22の途中、具体的にはフラッシュタンク23とドレン排出弁V22との間から分岐して設けられてもよいし、ドレン排出ラインL22がブロー排出ラインL23の途中、具体的にはフラッシュタンク23とブロー排出弁V23との間から分岐して設けられてもよい。
In the present embodiment, the drain discharge line L22 and the blow discharge line L23 are connected to the
また、本実施形態においては、フラッシュタンク23から排出されるドレン22またはバイパスラインL15を通るドレン22は、給水タンク14に供給して、給水タンク14のみでドレン22を溜めるようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、ドレン排出ラインL22は、給水タンク14の上流側であって、具体的には、バイパスラインL15との接続箇所と給水タンク14との間に、給水タンク14とは別にドレンタンクを設けて、このドレンタンクにドレン22を溜めるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ドレン排出弁V22の開度に応じた電気信号から得られたCv値と、第2圧力センサ32で計測された圧力と第1圧力センサ31で計測された圧力との差圧とに基づいて、フラッシュタンク流出ドレン量Gdを算出するようにしているが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、ドレン排出ラインL22に流量計を設けて、流量計でフラッシュタンク流出ドレン量Gdを計測するようにしてもよい。
In the present embodiment, the Cv value obtained from the electrical signal corresponding to the opening of the drain discharge valve V22, the pressure measured by the
また、本実施形態においては、第1負荷機器13から排出されるドレン22をフラッシュタンク23を用いて回収する場合を説明したが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、フラッシュ蒸気29を取り出さない従来から公知のドレン回収容器も同様に適用することができる。
In the present embodiment, the case where the
10 蒸気システム
11 ボイラ(蒸気供給源)
12 スチームヘッダ
13 第1負荷機器
14 給水タンク
15 第2負荷機器
16 ドレン回収システム
21 蒸気
22 ドレン
23 フラッシュタンク(分離部)
24 スチームトラップ
25 温度センサ(温度計測部)
26 水
27 補給水
28 減圧蒸気
29 フラッシュ蒸気
31 第1圧力センサ(第1圧力検出部)
32 第2圧力センサ(第2圧力検出部)
33 第3圧力センサ(第3圧力検出部)
34 水位検出器(水位検出部)
36 制御装置(制御部)
37 出力部
41 水位検出筒
42 フロート
43 水位センサ
45、46 連絡管
G フラッシュタンク流入ドレン量(分離部流入ドレン量)
Gd フラッシュタンク流出ドレン量(分離部流出ドレン量)
Gf フラッシュ蒸気量
L11 第1蒸気供給ライン
L12 第2蒸気供給ライン
L13 第3蒸気供給ライン
L14 ドレン供給ライン
L15 バイパスライン
L16 バイパスドレン排出ライン
L21 蒸気排出ライン
L22 ドレン排出ライン
L23 ブロー排出ライン
L24 内圧調節用ライン
V11、V15、V25 減圧弁
V12 蒸気供給弁
V13、V14 緊急排出弁
V21 蒸気調節弁(蒸気調節部)
V22 ドレン排出弁(ドレン調節部)
V23 ブロー排出弁
V24 安全弁
V26、V28 逆止弁
V27 内圧調節弁
10 Steam system 11 Boiler (steam supply source)
12
24
26
32 2nd pressure sensor (2nd pressure detection part)
33 3rd pressure sensor (3rd pressure detection part)
34 Water level detector (water level detector)
36 Control device (control unit)
37
Gd Flash tank outflow drain amount (separation part outflow drain amount)
Gf Flash steam amount L11 1st steam supply line L12 2nd steam supply line L13 3rd steam supply line L14 Drain supply line L15 Bypass line L16 Bypass drain discharge line L21 Steam discharge line L22 Drain discharge line L23 Blow discharge line L24 For internal pressure adjustment Line V11, V15, V25 Pressure reducing valve V12 Steam supply valve V13, V14 Emergency discharge valve V21 Steam control valve (steam control unit)
V22 Drain discharge valve (drain adjustment part)
V23 Blow discharge valve V24 Safety valve V26, V28 Check valve V27 Internal pressure control valve
Claims (2)
前記分離部に設けられ、前記分離部内の前記ドレンの水位を検出する水位検出部と、
前記分離部に設けられ、前記分離部内の圧力を検出する第1圧力検出部と、
前記分離部に連結され、前記分離部内の前記ドレンを前記分離部から排出するドレン排出ラインと、
前記ドレン排出ラインに設けられ、前記分離部を流れる前記ドレンの排出量を調節するドレン調節部と、
前記分離部に連結され、前記フラッシュ蒸気を前記分離部から排出する蒸気排出ラインと、
前記蒸気排出ラインに設けられ、前記蒸気排出ラインを流れる前記フラッシュ蒸気の排出量を調節する蒸気調節部と、
前記ドレンが前記分離部から排出される分離部流出ドレン量と、前記フラッシュ蒸気が前記分離部から排出されるフラッシュ蒸気量とをそれぞれ取得すると共に、前記負荷機器の運転信号が入力され、得られた前記分離部流出ドレン量と前記フラッシュ蒸気量とに基づいて前記ドレンが前記分離部に流入する分離部流入ドレン量を算出し、得られた前記分離部流入ドレン量を前記負荷機器の運転信号から得られる前記負荷機器の運転状態を示す閾値と比較し、前記負荷機器の運転状態が異常であるか否かを判断する制御部と、
を有することを特徴とするドレン回収システム。 A separation unit that collects drain discharged from the load device and separates flash vapor generated from the collected drain;
A water level detection unit that is provided in the separation unit and detects a water level of the drain in the separation unit;
A first pressure detection unit that is provided in the separation unit and detects a pressure in the separation unit;
A drain discharge line connected to the separation unit and discharging the drain in the separation unit from the separation unit;
A drain adjusting unit that is provided in the drain discharge line and adjusts an amount of drain discharged through the separation unit;
A steam discharge line connected to the separation unit and discharging the flash vapor from the separation unit;
A steam control unit that is provided in the steam discharge line and adjusts the discharge amount of the flash steam flowing through the steam discharge line;
The drain is discharged from the separator, and the amount of drain drain discharged from the separator and the amount of flash steam discharged from the separator are respectively acquired, and the operation signal of the load device is input and obtained. The separation unit inflow drain amount in which the drain flows into the separation unit is calculated based on the separation unit outflow drain amount and the flash vapor amount, and the obtained separation unit inflow drain amount is used as an operation signal of the load device. A control unit that determines whether or not the operating state of the load device is abnormal, by comparing with a threshold value indicating the operating state of the load device obtained from:
A drain recovery system comprising:
前記ドレン排出ラインの前記ドレン調節部よりもドレン流れ方向下流側に設けられ、前記ドレン排出ライン内の圧力を計測する第2圧力検出部と、
前記蒸気排出ラインの前記蒸気調節部よりも蒸気流れ方向下流側に設けられ、前記蒸気排出ライン内の圧力を計測する第3圧力検出部と、を有し、
前記制御部は、前記ドレン調節部の開度から得られたCv値と、前記第2圧力検出部で計測された圧力と前記第1圧力検出部で計測された圧力との差圧に基づいて前記分離部流出ドレン量を算出すると共に、前記蒸気調節部の開度から得られたCv値と、前記第3圧力検出部で計測された圧力と前記第1圧力検出部で計測された圧力との差圧に基づいて前記フラッシュ蒸気量を算出することを特徴とするドレン回収システム。
In claim 1,
A second pressure detection unit that is provided on the downstream side in the drain flow direction with respect to the drain adjustment unit of the drain discharge line and measures the pressure in the drain discharge line;
A third pressure detection unit that is provided on the downstream side in the steam flow direction of the steam discharge line with respect to the steam discharge line and measures the pressure in the steam discharge line;
The control unit is based on a differential pressure between the Cv value obtained from the opening degree of the drain adjustment unit, the pressure measured by the second pressure detection unit, and the pressure measured by the first pressure detection unit. While calculating the said separation part outflow drain amount, the Cv value obtained from the opening degree of the said steam control part, the pressure measured by the said 3rd pressure detection part, and the pressure measured by the said 1st pressure detection part, A drain recovery system that calculates the amount of flash vapor based on the pressure difference between the two.
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