JP2014178051A - 蒸気供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】分離部から負荷機器に供給するフラッシュ蒸気を優先使用する。
【解決手段】蒸気21を使用する負荷機器13のドレン22から発生するフラッシュ蒸気28を分離する分離部14と、分離部から排出されるフラッシュ蒸気を別の負荷機器17に導くフラッシュ蒸気供給ラインL21と、フラッシュ蒸気供給ラインを流れるフラッシュ蒸気の蒸気量Gfsの情報を取得するフラッシュ蒸気情報取得部と、蒸気21を別の負荷機器に導く蒸気供給ラインL13と、蒸気供給ラインを流れる蒸気の供給量を調節する蒸気調節弁V13と、蒸気供給ラインを流れる蒸気の蒸気量Gsの情報を取得する蒸気情報取得部と、別の負荷機器の運転に必要な蒸気量Gからフラッシュ蒸気情報取得部の情報から算出したフラッシュ蒸気の蒸気量を差し引いた差引蒸気量ΔGを得て、差引蒸気量に対し蒸気情報取得部の情報から算出した蒸気の蒸気量を一致させるように蒸気調節弁を制御する制御装置39とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボイラなどの蒸気供給源から供給される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、このドレンからフラッシュ蒸気を分離し、分離したフラッシュ蒸気を別の負荷機器に供給する蒸気供給システムに関する。

蒸気を熱源として使用するシステムでは、負荷機器から排出されるドレンを回収してその熱を有効利用するようにしており、例えば、回収したドレンを蒸気供給源へ戻したり、別の負荷機器の熱源として利用したりしている。なお、熱を有効利用する方法として、分離部（フラッシュタンク）を用いて回収したドレンからフラッシュ蒸気を分離し、別の負荷機器の熱源として利用する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、ボイラから供給される蒸気を負荷機器である複数の仕上ロールにより使用し、この複数の仕上ロールから排出されるドレンをフラッシュタンクに供給する。すると、フラッシュタンク内の方が仕上ロールよりも圧力が低いため、フラッシュ蒸気が発生する。そして、フラッシュ蒸気を別の負荷機器である連続洗濯機に供給して利用することにより、ボイラから連続洗濯機に供給される蒸気量が節約される。また、特許文献１では、水位センサによりフラッシュタンク内の水位が検出され、フラッシュタンク内の水位に応じて、フラッシュタンクから連続洗濯機に送られる蒸気流量を電磁弁で調整し、この調整に伴ってボイラから連続洗濯機に供給される蒸気流量を電磁弁で調整する。

特開２００９−１９８０３８号公報

上述したように、別の負荷機器である連続洗濯機においては、フラッシュ蒸気では不足する蒸気量をボイラから供給される蒸気により補われることが、ボイラから連続洗濯機に供給される蒸気量を節約して省エネ効果を図るうえで好ましい。しかし、特許文献１では、フラッシュタンク内の水位に基づき、フラッシュタンクから連続洗濯機に送られる蒸気流量を電磁弁で調整し、この調整に伴ってボイラから連続洗濯機に供給される蒸気流量を電磁弁で調整して、連続洗濯機に供給される蒸気流量の合計を一定に保つ制御をしている。このような特許文献１では、運転条件によっては、フラッシュタンクから連続洗濯機に送られる蒸気流量が全て使用されていない場合、ボイラから連続洗濯機に供給される蒸気量を必要量よりも多めに供給することになる。この結果、フラッシュ蒸気が優先的に使用されず、ボイラからの蒸気が多く使用されてしまい、省エネ効果が十分に得られないことになる。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、分離部から負荷機器に供給するフラッシュ蒸気を優先して使用することのできる蒸気供給システムを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の蒸気供給システムは、蒸気供給源から供給される蒸気を使用する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、前記分離部から排出される前記フラッシュ蒸気を別の負荷機器に導くフラッシュ蒸気供給ラインと、前記フラッシュ蒸気供給ラインを流れる前記フラッシュ蒸気の蒸気量に係わる情報を取得するフラッシュ蒸気情報取得部と、前記蒸気供給源または別の蒸気供給源から供給される蒸気を前記別の負荷機器に導く蒸気供給ラインと、前記蒸気供給ラインに設けられて前記蒸気供給ラインを流れる前記蒸気の供給量を調節する蒸気調節部と、前記蒸気供給ラインを流れる前記蒸気の蒸気量に係わる情報を取得する蒸気情報取得部と、前記別の負荷機器の運転に必要な蒸気量から、前記フラッシュ蒸気情報取得部の情報に基づき算出した前記フラッシュ蒸気の蒸気量を差し引いた差引蒸気量を得て、当該差引蒸気量に対し、前記蒸気情報取得部の情報に基づき算出した前記蒸気の蒸気量を一致させるように前記蒸気調節部を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

この蒸気供給システムによれば、別の負荷機器の運転に必要な蒸気量から、フラッシュ蒸気の蒸気量を差し引いた差引蒸気量を得て、当該差引蒸気量に対し、蒸気の蒸気量を一致させるように蒸気調節部を制御するため、別の負荷機器に供給される蒸気の蒸気量が、別の負荷機器の運転に必要な蒸気量から、フラッシュ蒸気の蒸気量を差し引いた不足分の差引蒸気量となる。このため、別の負荷機器に対して余分な蒸気が供給される事態を防ぐことが可能になる。この結果、分離部から別の負荷機器に供給するフラッシュ蒸気を優先して使用することができる。

また、本発明の蒸気供給システムでは、前記蒸気調節部は、前記蒸気供給ラインに設けられて前記蒸気供給ラインを流れる前記蒸気の供給量を弁の開度により調節し、前記制御部は、前記別の負荷機器の運転に必要な蒸気量から、前記フラッシュ蒸気情報取得部の情報に基づき算出した前記フラッシュ蒸気の蒸気量を差し引いた差引蒸気量を得て、当該差引蒸気量に対し、前記蒸気情報取得部の情報に基づき算出した前記蒸気の蒸気量を一致させるように前記蒸気調節部を制御して前記弁の開度を調節することを特徴とする。

この蒸気供給システムによれば、蒸気供給ラインを流れる蒸気の供給量を蒸気調節部の弁の開度により調節することで、より正確に蒸気の供給量を調節することが可能であり、別の負荷機器に対して余分な蒸気が供給される事態をより防ぐことが可能になる。この結果、分離部から別の負荷機器に供給するフラッシュ蒸気を優先して使用する効果を顕著に得ることができる。

また、本発明の蒸気供給システムでは、前記フラッシュ蒸気情報取得部は、前記分離部に設けられて前記分離部内の第一圧力を検出する第一圧力検出部と、前記フラッシュ蒸気供給ラインに設けられて前記フラッシュ蒸気供給ラインを流れる前記フラッシュ蒸気の供給量を弁の開度により調節するフラッシュ蒸気調節部と、前記フラッシュ蒸気供給ラインにおける前記フラッシュ蒸気調節部よりも前記フラッシュ蒸気の流れ方向下流側に設けられて前記フラッシュ蒸気供給ライン内の第二圧力を検出する第二圧力検出部と、を有し、前記制御部は、前記第一圧力から前記第二圧力を差し引いた差圧、および前記フラッシュ蒸気調節部における前記弁の開度から、前記フラッシュ蒸気の蒸気量を算出することを特徴とする。

この蒸気供給システムによれば、第一圧力検出部が検出した分離部内の第一圧力から第二圧力検出部が検出したフラッシュ蒸気供給ライン内の第二圧力を差し引いた差圧、およびフラッシュ蒸気調節部における弁の開度から、フラッシュ蒸気の蒸気量を算出することで、高価な流量計を使わずにフラッシュ蒸気の蒸気量を算出することが可能になる。この結果、分離部から別の負荷機器に供給するフラッシュ蒸気を優先して使用する効果を低コストで実現することができる。

本発明によれば、分離部から負荷機器に供給するフラッシュ蒸気を優先して使用することができる。

本発明の実施形態に係る蒸気供給システムが適用される蒸気システムを示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る蒸気供給システムにおける制御装置による蒸気調節弁の制御を示すフローチャートである。

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。

本実施形態に係る蒸気供給システム１６が適用される蒸気システム１０の一例を説明する。図１は、本実施形態に係る蒸気供給システム１６が適用される蒸気システム１０を示す概略構成図である。

蒸気システム１０は、図１に示すように、ボイラ（蒸気供給源）１１と、スチームヘッダ１２と、負荷機器１３と、フラッシュタンク（分離部）１４と、給水タンク１５と、蒸気供給システム１６とを備えている。

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や、重油、灯油などの液体燃料が用いられる。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。

ボイラ１１は、第一蒸気供給ラインＬ１１でスチームヘッダ１２と接続されている。第一蒸気供給ライン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、第一蒸気供給ライン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。

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、複数のボイラ（図示せず）から供給される蒸気がスチームヘッダ１２に集められてもよい。

スチームヘッダ１２は、第二蒸気供給ラインＬ１２で負荷機器１３と接続されている。第二蒸気供給ラインＬ１２は、スチームヘッダ１２と負荷機器１３とを接続するラインである。蒸気２１は、第二蒸気供給ラインＬ１２を通って負荷機器１３に送気される。

負荷機器１３は、第二蒸気供給ラインＬ１２を通じてスチームヘッダ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、負荷機器１３は、蒸気２１を加熱源として使用する。蒸気２１は、負荷機器１３内の図示しない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。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。

負荷機器１３は、ドレン供給ラインＬ１４で、蒸気供給システム１６におけるフラッシュタンク１４と接続されている。負荷機器１３は、上述したように、供給された蒸気２１を加熱源として使用し、蒸気２１を使用した際にドレン２２を生じる。このドレン２２がドレン供給ラインＬ１４を通じて排出され、フラッシュタンク１４に供給される。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、負荷機器１３から排出されるドレン２２のみを通過させる。したがって、負荷機器１３からドレン供給ラインＬ１４を通じて排出され、スチームトラップ２４を通過したドレン２２のみが、フラッシュタンク１４に供給される。

フラッシュタンク１４は、ドレン供給ラインＬ１４を通じて負荷機器１３から排出されるドレン２２を回収する。そして、フラッシュタンク１４内で、回収したドレン２２からフラッシュ蒸気２８が発生する。フラッシュタンク１４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１４に供給されたドレン２２からフラッシュ蒸気２８が発生し分離される。また、フラッシュタンク１４は、安全弁Ｖ２４を備えている。フラッシュタンク１４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１４内を減圧するようにしている。

フラッシュタンク１４は、水位検出器３１が設けられている。水位検出器３１は、フラッシュタンク１４の外部に設けられている。水位検出器３１は、フラッシュタンク１４内のドレン２２の水位を検出する。水位検出器３１は、水位検出筒３１Ａと、フロート３１Ｂと、水位センサ３１Ｃとを含む。水位検出筒３１Ａは、フラッシュタンク１４の外部の側面に沿って上下方向に立てて設けられている。水位検出筒３１Ａは、その下部側内部がフラッシュタンク１４の底部側内部と連絡管３１Ｄで連通されている。また、水位検出筒３１Ａは、その上部側内部がフラッシュタンク１４の上部側内部と連絡管３１Ｅで連通されている。

水位センサ３１Ｃは、水位検出筒３１Ａ内に設けられたフロート３１Ｂの高さを検知して水位検出筒３１Ａ内のドレン２２の水位を検知する。水位検出筒３１Ａは、その内部に連絡管３１Ｄを通じてフラッシュタンク１４からドレン２２が流れることで、フラッシュタンク１４のドレン２２の水位と水位検出筒３１Ａ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３１Ｃは、水位検出筒３１Ａ内のフロート３１Ｂの高さを検出することで、水位検出筒３１Ａ内のドレン２２の水位を検出する。

また、フラッシュタンク１４は、ドレン排出ラインＬ２２およびブロー排水ラインＬ２３が接続されている。

ドレン排出ラインＬ２２は、一端がフラッシュタンク１４に接続され、他端が給水タンク１５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１４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１４から給水タンク１５に流入する。また、ドレン排出ラインＬ２２は、ドレン排出弁Ｖ２２が設けられている。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の流量を弁の開度により調節するものである。例えば、上述の水位センサ３１Ｃの検出により水位が上昇した場合、後述のドレン排出弁Ｖ２２の開度を大きくし、水位が下降した場合は、ドレン排出弁Ｖ２２の開度を小さくする。また、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Ｖ２７が設けられている。逆止弁Ｖ２７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１４側へドレン２２が流れるのを防止する。

ブロー排水ラインＬ２３は、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１４とドレン排出弁Ｖ２２との間から分岐して設けられている。ブロー排水ラインＬ２３は、ドレン２２をフラッシュタンク１４から外部に排出するラインである。また、ブロー排水ラインＬ２３は、ブロー排水弁Ｖ２３が設けられている。ブロー排水弁Ｖ２３は、ブロー排水ラインＬ２３を開閉するものである。すなわち、ブロー排水弁Ｖ２３は、開くことでブロー排水ラインＬ２３を流れるドレン２２を排出する。一方、ブロー排水弁Ｖ２３は、閉じることでブロー排水ラインＬ２３からのドレン２２の排出を止める。

給水タンク１５は、ドレン２２を溜めるためのものである。給水ラインＬ１６でボイラ１１と接続されている。給水タンク１５内のドレン２２は、蒸気２１を発生させるための水２５として給水ラインＬ１６を通じてボイラ１１に供給される。また、給水タンク１５は、補給水２６が供給される。給水タンク１５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、補給水２６が給水タンク１５に供給され、ボイラ１１に水２５として供給される。

なお、フラッシュタンク１４にドレン２２を供給するドレン供給ラインＬ１４は、スチームトラップ２４とフラッシュタンク１４との間となる位置にバイパスライン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の途中とを接続するラインである。すなわち、バイパスラインＬ１５は、ドレン供給ラインＬ１４を流れるドレン２２を給水タンク１５に供給する。バイパスラインＬ１５は、バイパスラインＬ１５の途中にバイパス排出弁Ｖ１１が設けられている。バイパス排出弁Ｖ１１は、バイパスラインＬ１５においてドレン２２を排出するものである。バイパス排出弁Ｖ１１は、ドレン排出弁Ｖ２２の故障時、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１４内の水位が通常の設定範囲よりさらに高い水位などになった場合などに、開放されることで、ドレン２２をフラッシュタンク１４に通さずにバイパスラインＬ１５を通して給水タンク１５に供給する。

蒸気供給システム１６は、図１に示すように、上述したフラッシュタンク（分離部）１４と、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１と、フラッシュ蒸気利用負荷機器（別の負荷機器）１７と、フラッシュ蒸気調節弁（フラッシュ蒸気調節部）Ｖ２１と、第三蒸気供給ライン（蒸気供給ライン）Ｌ１３と、蒸気調節弁（蒸気調節部）Ｖ１３と、フラッシュタンク圧力センサ（第一圧力検出部）３５と、フラッシュ蒸気圧力センサ（第二圧力検出部）３６と、フラッシュ蒸気流量検出センサ（フラッシュ蒸気流量検出部）３７と、蒸気流量検出センサ（蒸気流量検出部）３８と、制御装置（制御部）３９と、を備えている。

フラッシュタンク１４は、上述したように構成されており、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１でフラッシュ蒸気利用負荷機器１７と接続されている。

フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１は、一端がフラッシュタンク１４に接続され、他端がフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に接続されている。フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１は、フラッシュタンク１４にて発生したフラッシュ蒸気２８をフラッシュタンク１４から排出させフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に導くラインである。フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１は、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１の途中に、減圧弁Ｖ２５が設けられている。フラッシュ蒸気２８は、フラッシュタンク１４からフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１を通って、減圧弁Ｖ２５で減圧された後、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７に送気される。フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１は、フラッシュタンク１４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、後述する第三蒸気供給ラインＬ１３を通じて供給される減圧蒸気２７がフラッシュタンク１４側へ流れるのを防止する。

なお、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１は、フラッシュタンク１４とフラッシュ蒸気調節弁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２８の一部をフラッシュ蒸気供給ライン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Ｖ２８が設けられている。内圧調節弁Ｖ２８は、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１内の圧力が所定圧力以上になった場合に、開いて圧力を外部に逃がし、フラッシュ蒸気供給ライン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。

フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１は、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１に設けられている。フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１は、フラッシュタンク１４と逆止弁Ｖ２６との間に設けられ、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１を通るフラッシュ蒸気２８の流量を調節するものである。

フラッシュ蒸気利用負荷機器１７は、加熱源または動力源などとして、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１を通じてフラッシュタンク１４から排出されるフラッシュ蒸気２８を使用する。フラッシュ蒸気利用負荷機器１７は、１つ以上の低圧蒸気負荷機器を含む。

第三蒸気供給ラインＬ１３は、一端がスチームヘッダ１２に接続され、他端がフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１の途中であって減圧弁Ｖ２５とフラッシュ蒸気利用負荷機器１７との間に接続されている。すなわち、第三蒸気供給ラインＬ１３は、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１の一部を介してスチームヘッダ１２とフラッシュ蒸気利用負荷機器１７とを接続する。第三蒸気供給ラインＬ１３は、第三蒸気供給ラインＬ１３の途中に減圧弁Ｖ１２が設けられている。スチームヘッダ１２から第三蒸気供給ラインＬ１３に送られる蒸気２１は、減圧弁Ｖ１２を通過した後、減圧蒸気２７となる。スチームヘッダ１２から第三蒸気供給ラインＬ１３を流れる蒸気２１は、減圧弁Ｖ１２で減圧蒸気２７として、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１の一部を通じてフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に送気される。このため、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７は、第三蒸気供給ラインＬ１３およびフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１の一部を通じ、スチームヘッダ１２から減圧弁Ｖ１２を通過した減圧蒸気２７を使用する。

蒸気調節弁Ｖ１３は、第三蒸気供給ラインＬ１３において、減圧弁Ｖ１２と、第三蒸気供給ラインＬ１３がフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１に接続される位置との間に設けられている。蒸気調節弁Ｖ１３は、第三蒸気供給ラインＬ１３を通る減圧蒸気２７の流量を調節するものである。

フラッシュタンク圧力センサ３５は、フラッシュタンク１４に設けられている。フラッシュタンク圧力センサ３５は、フラッシュタンク１４内の圧力を検出する。

フラッシュ蒸気圧力センサ３６は、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１においてフラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１と逆止弁Ｖ２６との間であって、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１よりもフラッシュ蒸気２８の流れ方向下流側に設けられている。フラッシュ蒸気圧力センサ３６は、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１内の圧力を検出する。

フラッシュ蒸気流量検出センサ３７は、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１においてフラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１と逆止弁Ｖ２６との間に設けられている。フラッシュ蒸気流量検出センサ３７は、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１を流れるフラッシュ蒸気２８の流量を検出する。

蒸気流量検出センサ３８は、第三蒸気供給ラインＬ１３においてスチームヘッダ１２と減圧弁Ｖ１２との間に設けられている。蒸気流量検出センサ３８は、第三蒸気供給ラインＬ１３を流れる蒸気２１の流量を検出する。

制御装置３９は、蒸気供給システム１６を制御する。制御装置３９は、例えば、ＣＰＵとメモリとを含むコンピュータである。制御装置３９は、本実施形態では、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１の開度を制御するための制御信号を出力する。また、制御装置３９は、蒸気調節弁Ｖ１３の開度を制御するための制御信号を出力する。さらに、制御装置３９は、フラッシュタンク圧力センサ３５、フラッシュ蒸気圧力センサ３６、フラッシュ蒸気流量検出センサ３７、蒸気流量検出センサ３８が電気的に接続され、各センサ３５，３６，３７，３８から入力される電気信号に基づいて、蒸気供給システム１６を制御する。

この制御装置３９は、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１に制御信号を出力した場合、この制御信号からフラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１の開度を取得し、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１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。ここで、制御装置３９は、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１の前後の差圧を、フラッシュタンク圧力センサ３５およびフラッシュ蒸気圧力センサ３６から入力される電気信号に基づき取得する。そして、制御装置３９は、これら、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１のＣｖ値、およびフラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１の前後の差圧から、フラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを算出する。すなわち、本実施形態において、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１、フラッシュタンク圧力センサ３５およびフラッシュ蒸気圧力センサ３６は、フラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓに係わる情報を取得する第一フラッシュ蒸気情報取得部（フラッシュ蒸気情報取得部）として構成されている。

また、制御装置３９は、フラッシュ蒸気流量検出センサ３７から入力される電気信号に基づき、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１を流れるフラッシュ蒸気２８の流量を取得し、このフラッシュ蒸気２８の流量から、フラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを算出することも可能である。すなわち、本実施形態において、フラッシュ蒸気流量検出センサ３７は、フラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓに係わる情報を取得する第二フラッシュ蒸気情報取得部（フラッシュ蒸気情報取得部）として構成されている。なお、本実施形態に係る蒸気供給システム１６では、第一フラッシュ蒸気情報取得部と第二フラッシュ蒸気情報取得部とは、少なくとも一方を備えていればよい。

また、制御装置３９は、蒸気流量検出センサ３８から入力される電気信号に基づき、第三蒸気供給ラインＬ１３を流れる蒸気２１の流量から、蒸気２１の蒸気量Ｇｓを取得する。すなわち、本実施形態において、蒸気流量検出センサ３８は、蒸気２１の蒸気量Ｇｓに係わる情報を取得する蒸気情報取得部として構成されている。なお、第三蒸気供給ラインＬ１３を流れる蒸気２１の流量は、上述したように蒸気調節弁Ｖ１３により調節される。つまり、蒸気２１の蒸気量Ｇｓは、蒸気調節弁Ｖ１３により調節される。

また、制御装置３９は、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇの情報が予めメモリに記憶されている。そして、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７は、フラッシュタンク１４からフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１を介してフラッシュ蒸気２８が供給され、ボイラ１１（スチームヘッダ１２）から、第三蒸気供給ラインＬ１３を介して蒸気２１が供給される。このため、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇは、上述したフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓと、蒸気２１の蒸気量Ｇｓとの合計となる。そして、本実施形態では、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７は、加熱源としてフラッシュ蒸気２８を有効に使用するために、減圧蒸気２７（蒸気２１）よりも優先して使用する。従って、制御装置３９は、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇからフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを差し引いた差引蒸気量ΔＧを得て、この差引蒸気量ΔＧが正の数値である場合、すなわち、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇに対してフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓでは不足する場合、この不足分の差引蒸気量ΔＧに応じた蒸気２１の蒸気量Ｇｓをフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に供給するように蒸気調節弁Ｖ１３を制御する。

図２は、制御装置３９による蒸気調節弁Ｖ１３の制御を示すフローチャートである。図２では、上述したフラッシュ蒸気利用負荷機器１７を起動させる手順を含めて示している。なお、本実施形態において、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の起動の際、ボイラ１１により蒸気２１を発生させてスチームヘッダ１２に蒸気２１が集められている状態にあることとする。さらに、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の起動の際、スチームヘッダ１２から供給された蒸気２１により負荷機器１３が定常運転されており、かつ負荷機器１３からドレン２２がフラッシュタンク１４に供給されて、フラッシュタンク１４においてフラッシュ蒸気２８が発生している状態にあることとする。また、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の起動前において、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１に設けられたフラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１は閉じられた状態にある。また、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の起動前において、第三蒸気供給ラインＬ１３に設けられた蒸気調節弁Ｖ１３は閉じられた状態にある。さらに、負荷機器１３の起動前において、制御装置３９は、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇが予め記憶されている。

フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の起動にあたり、制御装置３９は、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１を開く（ステップＳ１）。この場合、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１の開度は、全てのフラッシュ蒸気２８をフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１で送る開度（全開）とする。フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１を開くことで、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１を通じてフラッシュ蒸気２８がフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に供給される。ここで、制御装置３９は、第一フラッシュ蒸気情報取得部または第二フラッシュ蒸気情報取得部におけるフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓに係わる情報に基づいて蒸気量Ｇｆｓを算出する（ステップＳ２）。さらに、制御装置３９は、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇから蒸気量Ｇｆｓを差し引いた差引蒸気量ΔＧを得る（ステップＳ３）。そして、差引蒸気量ΔＧが正の数値であり、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇに対してフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓが差引蒸気量ΔＧの分不足する場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御装置３９は、蒸気調節弁Ｖ１３を開く（ステップＳ５）。このステップＳ５に続き、制御装置３９は、蒸気情報取得部における蒸気２１の蒸気量Ｇｓに係わる情報に基づいて蒸気量Ｇｓを算出する（ステップＳ６）。そして、算出した蒸気量Ｇｓと不足分の差引蒸気量ΔＧとが一致した場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、制御装置３９は、蒸気調節弁Ｖ１３の開度を維持し（ステップＳ８）、本制御を終了する。一方、算出した蒸気量Ｇｓと不足分の差引蒸気量ΔＧとが一致していない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、制御装置３９は、蒸気量Ｇｓと差引蒸気量ΔＧとが一致するように蒸気調節弁Ｖ１３の開度を調節する（ステップＳ９）。すなわち、制御装置３９は、ステップＳ９において蒸気調節弁Ｖ１３の開度を調節した後、ステップＳ６に戻って蒸気調節弁Ｖ１３の開度を調節した後の蒸気量Ｇｓを算出し、ステップＳ７で蒸気量Ｇｓと差引蒸気量ΔＧとが一致したかを確認する。

なお、ステップＳ４において、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇに対してフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓが不足していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御装置３９は、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１の開度を維持して本制御を終了する。

また、本制御の終了後、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の運転状態が変化した場合、制御装置３９は、ステップＳ２以下の制御を行う。この場合、図には明示しないが、ステップＳ４において、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇに対してフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓが不足していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御装置３９は、蒸気調節弁Ｖ１３を閉じ、本制御を終了する。

ところで、図には明示しないが、上述したステップＳ４において、差引蒸気量ΔＧが負の数値であり、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の定常運転に必要な蒸気量Ｇに対してフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓが差引蒸気量ΔＧの分多い場合、制御装置３９は、フラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１の開度を小さく制御した後、ステップＳ２に戻り蒸気量Ｇｆｓを算出し、ステップＳ３において差引蒸気量ΔＧを得て、ステップＳ４において差引蒸気量ΔＧの分の過不足を判断してもよい。

なお、本発明は、上述した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、上述した実施形態では、蒸気供給源としてのボイラ１１で発生した蒸気２１をスチームヘッダ１２に集め、このスチームヘッダ１２から第三蒸気供給ラインＬ１３を通じてフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に減圧蒸気２７を供給するように構成されている。これに限らず、図には明示しないが、別の蒸気供給源（例えば別のボイラ）から第三蒸気供給ラインＬ１３と同様に構成されたラインを通じてフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に減圧蒸気２７を供給するようにしてもよい。

また、本実施形態における弁は、ラインを流れる流体の流れを調節するためのものであり、図には明示しないが、弁体が弁座に対してスライド移動して当接・離隔する構成の他、弁体が回動して流路を開閉する構成や、オリフィスの開いた弁体をスライド移動させて流路を開閉する構成など、何らかの手段により流路断面積を調節する構成であれば、様々な形態のものを適用することが可能である。

このように、本実施形態に係る蒸気供給システム１６は、ボイラ（蒸気供給源）１１から供給される蒸気２１を使用する負荷機器１３から排出されるドレン２２を回収し、回収したドレン２２から発生するフラッシュ蒸気２８を分離するフラッシュタンク（分離部）１４と、フラッシュタンク１４から排出されるフラッシュ蒸気２８をフラッシュ蒸気利用負荷機器（別の負荷機器）１７に導くフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１と、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１を流れるフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓに係わる情報を取得する第一フラッシュ蒸気情報取得部または第二フラッシュ蒸気情報取得部と、ボイラ１１または別の蒸気供給源から供給される蒸気２１をフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に導く第三蒸気供給ライン（蒸気供給ライン）Ｌ１３と、第三蒸気供給ラインＬ１３に設けられて第三蒸気供給ラインＬ１３を流れる蒸気２１の供給量を調節する蒸気調節弁（蒸気調節部）Ｖ１３と、第三蒸気供給ラインＬ１３を流れる蒸気２１の蒸気量Ｇｓに係わる情報を取得する蒸気情報取得部と、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の運転に必要な蒸気量Ｇから、第一フラッシュ蒸気情報取得部または第二フラッシュ蒸気情報取得部の情報に基づき算出したフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを差し引いた差引蒸気量ΔＧを得て、当該差引蒸気量ΔＧに対し、蒸気情報取得部の情報に基づき算出した蒸気２１の蒸気量Ｇｓを一致させるように蒸気調節弁Ｖ１３を制御する制御装置（制御部）３９と、を有する。

この蒸気供給システム１６によれば、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の運転に必要な蒸気量Ｇから、フラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを差し引いた差引蒸気量ΔＧを得て、当該差引蒸気量ΔＧに対し、蒸気２１の蒸気量Ｇｓを一致させるように蒸気調節弁Ｖ１３を制御するため、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７に供給される蒸気２１の蒸気量Ｇｓが、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の運転に必要な蒸気量Ｇから、フラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを差し引いた不足分の差引蒸気量ΔＧとなる。このため、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７に対して余分な蒸気２１が供給される事態を防ぐことが可能になる。この結果、フラッシュタンク１４からフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に供給するフラッシュ蒸気２８を優先して使用することができる。

また、本実施形態に係る蒸気供給システム１６では、蒸気調節弁Ｖ１３は、第三蒸気供給ラインＬ１３に設けられて第三蒸気供給ラインＬ１３を流れる蒸気２１の供給量を弁の開度により調節し、制御装置３９は、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７の運転に必要な蒸気量Ｇから、フラッシュ蒸気情報取得部の情報に基づき算出したフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを差し引いた差引蒸気量ΔＧを得て、当該差引蒸気量ΔＧに対し、蒸気情報取得部の情報に基づき算出した蒸気２１の蒸気量Ｇｓを一致させるように蒸気調節弁Ｖ１３を制御して弁の開度を調節する。

この蒸気供給システム１６によれば、第三蒸気供給ラインＬ１３を流れる蒸気２１の供給量を蒸気調節弁Ｖ１３の弁の開度により調節することで、より正確に蒸気２１の供給量を調節することが可能であり、フラッシュ蒸気利用負荷機器１７に対して余分な蒸気２１が供給される事態をより防ぐことが可能になる。この結果、フラッシュタンク１４からフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に供給するフラッシュ蒸気２８を優先して使用する効果を顕著に得ることができる。

また、本実施形態に係る蒸気供給システム１６では、フラッシュ蒸気情報取得部は、フラッシュタンク１４に設けられてフラッシュタンク１４内の圧力（第一圧力）を検出するフラッシュタンク圧力センサ（第一圧力検出部）３５と、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１に設けられてフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１を流れるフラッシュ蒸気２８の供給量を弁の開度により調節するフラッシュ蒸気調節弁（フラッシュ蒸気調節部）Ｖ２１と、フラッシュ蒸気供給ラインＬ２１におけるフラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１よりもフラッシュ蒸気２８の流れ方向下流側に設けられてフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１内の圧力（第二圧力）を検出するフラッシュ蒸気圧力センサ（第二圧力検出部）３６と、を有し、制御装置３９は、フラッシュタンク圧力センサ３５が検出したフラッシュタンク１４内の圧力からフラッシュ蒸気圧力センサ３６が検出したフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１内の圧力を差し引いた差圧、およびフラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１における弁の開度から、フラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを算出する。

この蒸気供給システム１６によれば、フラッシュタンク圧力センサ３５が検出したフラッシュタンク１４内の圧力からフラッシュ蒸気圧力センサ３６が検出したフラッシュ蒸気供給ラインＬ２１内の圧力を差し引いた差圧、およびフラッシュ蒸気調節弁Ｖ２１における弁の開度から、フラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを算出することで、高価な流量計を使わずにフラッシュ蒸気２８の蒸気量Ｇｆｓを算出することが可能になる。この結果、フラッシュタンク１４からフラッシュ蒸気利用負荷機器１７に供給するフラッシュ蒸気２８を優先して使用する効果を低コストで実現することができる。

１１ ボイラ（蒸気供給源）
１３ 負荷機器
１４ フラッシュタンク（分離部）
１６ 蒸気供給システム
１７ フラッシュ蒸気利用負荷機器（別の負荷機器）
２１ 蒸気
２２ ドレン
２８ フラッシュ蒸気
３５ フラッシュタンク圧力センサ（第一圧力検出部：フラッシュ蒸気情報取得部）
３６ フラッシュ蒸気圧力センサ（第二圧力検出部：フラッシュ蒸気情報取得部）
３７ フラッシュ蒸気流量検出センサ（フラッシュ蒸気情報取得部）
３８ 蒸気流量検出センサ（蒸気情報取得部）
３９ 制御装置（制御部）
Ｌ１３ 第三蒸気供給ライン（蒸気供給ライン）
Ｖ１３ 蒸気調節弁（蒸気調節部）
Ｌ２１ フラッシュ蒸気供給ライン
Ｖ２１ フラッシュ蒸気調節弁（フラッシュ蒸気調節部）
Ｇ フラッシュ蒸気利用負荷機器の運転に必要な蒸気量
Ｇｆｓ フラッシュ蒸気の蒸気量
Ｇｓ 蒸気の蒸気量
ΔＧ 差引蒸気量

Claims (3)

1. 蒸気供給源から供給される蒸気を使用する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、
   前記分離部から排出される前記フラッシュ蒸気を別の負荷機器に導くフラッシュ蒸気供給ラインと、
   前記フラッシュ蒸気供給ラインを流れる前記フラッシュ蒸気の蒸気量に係わる情報を取得するフラッシュ蒸気情報取得部と、
   前記蒸気供給源または別の蒸気供給源から供給される蒸気を前記別の負荷機器に導く蒸気供給ラインと、
   前記蒸気供給ラインに設けられて前記蒸気供給ラインを流れる前記蒸気の供給量を調節する蒸気調節部と、
   前記蒸気供給ラインを流れる前記蒸気の蒸気量に係わる情報を取得する蒸気情報取得部と、
   前記別の負荷機器の運転に必要な蒸気量から、前記フラッシュ蒸気情報取得部の情報に基づき算出した前記フラッシュ蒸気の蒸気量を差し引いた差引蒸気量を得て、当該差引蒸気量に対し、前記蒸気情報取得部の情報に基づき算出した前記蒸気の蒸気量を一致させるように前記蒸気調節部を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする蒸気供給システム。
2. 前記蒸気調節部は、前記蒸気供給ラインに設けられて前記蒸気供給ラインを流れる前記蒸気の供給量を弁の開度により調節し、
   前記制御部は、前記別の負荷機器の運転に必要な蒸気量から、前記フラッシュ蒸気情報取得部の情報に基づき算出した前記フラッシュ蒸気の蒸気量を差し引いた差引蒸気量を得て、当該差引蒸気量に対し、前記蒸気情報取得部の情報に基づき算出した前記蒸気の蒸気量を一致させるように前記蒸気調節部を制御して前記弁の開度を調節することを特徴とする請求項１に記載の蒸気供給システム。
3. 前記フラッシュ蒸気情報取得部は、
   前記分離部に設けられて前記分離部内の第一圧力を検出する第一圧力検出部と、
   前記フラッシュ蒸気供給ラインに設けられて前記フラッシュ蒸気供給ラインを流れる前記フラッシュ蒸気の供給量を弁の開度により調節するフラッシュ蒸気調節部と、
   前記フラッシュ蒸気供給ラインにおける前記フラッシュ蒸気調節部よりも前記フラッシュ蒸気の流れ方向下流側に設けられて前記フラッシュ蒸気供給ライン内の第二圧力を検出する第二圧力検出部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記第一圧力から前記第二圧力を差し引いた差圧、および前記フラッシュ蒸気調節部における前記弁の開度から、前記フラッシュ蒸気の蒸気量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の蒸気供給システム。

Images