JP2015190726A - Flash steam generating device and boiler system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フラッシュ蒸気発生装置及びボイラシステムに関するものである。 The present invention relates to a flash steam generator and a boiler system.
従来、フラッシュ蒸気発生装置として、上流側の蒸気利用設備からのドレンをフラッシュタンクに回収し、得られたフラッシュ蒸気を他の蒸気利用設備に供給するようにしたものが公知である(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a flash steam generation apparatus, a system in which drain from an upstream steam utilization facility is collected in a flash tank and the obtained flash steam is supplied to another steam utilization facility is known (Patent Document 1). reference).
しかしながら、前記従来のフラッシュ蒸気発生装置では、発生させたフラッシュ蒸気を他の蒸気利用設備に供給する際に、流量調整バルブだけでなく、逆止弁をも通過させなければならず、大きく減圧されてしまう。つまり、圧力損失が大きく、他の蒸気利用設備に十分な量の蒸気を供給できなかったり、蒸気の供給が遅れたり、あるいは、流量調整バルブが頻繁に開閉される、いわゆるハンチング現象が発生したりする恐れがある。また流量調整バルブだけでなく、逆止弁でも故障が発生する恐れがあり、そのための対策が必要である上、コストアップを招来する。 However, in the conventional flash steam generator, when supplying the generated flash steam to other steam utilization equipment, not only the flow rate adjusting valve but also the check valve must be passed, and the pressure is greatly reduced. End up. In other words, the pressure loss is large, so that a sufficient amount of steam cannot be supplied to other steam-using equipment, the supply of steam is delayed, or the so-called hunting phenomenon occurs where the flow control valve is frequently opened and closed. There is a fear. Further, not only the flow rate adjusting valve but also the check valve may cause a failure, and a countermeasure for that is necessary, and the cost is increased.
本発明は、簡単かつ安価な構成で、フラッシュ蒸気発生装置への蒸気の逆流を防止することを課題とする。 An object of the present invention is to prevent the backflow of steam to the flash steam generator with a simple and inexpensive configuration.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、上流側の蒸気利用設備から回収したドレンを再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに分離し、前記フラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備に供給するフラッシュタンクと、前記フラッシュタンクと前記下流側の蒸気利用設備を接続する供給ラインに設けられ、その開度を調整する開度調整手段と、前記フラッシュタンク内の蒸気圧を検出するタンク圧力検出手段と、前記タンク圧力検出手段での検出圧力が設定圧力よりも大きいとき、前記開度調整手段の開度を増大させる制御手段と、を備えたことを特徴とするフラッシュ蒸気発生装置を提供する。 As a means for solving the above problems, the present invention re-evaporates the drain recovered from the upstream steam utilization facility and separates it into flash steam and hot water, and supplies the flash steam to the downstream steam utilization facility. A flash tank, an opening adjusting means for adjusting the opening of the flush tank and a supply line connecting the flash tank and the downstream steam utilization facility, and tank pressure detection for detecting the vapor pressure in the flash tank And a control means for increasing the opening degree of the opening degree adjusting means when the pressure detected by the tank pressure detecting means is larger than a set pressure. .
この構成により、フラッシュタンク内の蒸気圧が大きい場合にのみ開度調整手段の開度を大きくしているので、頻繁に開閉されることがなく、フラッシュタンク内への蒸気の逆流も防止することができる。またフラッシュタンクから供給されたフラッシュ蒸気は開度調整手段を通過するだけであるので、圧力損失が少なく、遅延を発生させずに、所望量をスムーズに下流側の蒸気利用設備に供給することができる。 With this configuration, since the opening degree of the opening adjustment means is increased only when the vapor pressure in the flash tank is large, it is not frequently opened and closed, and the backflow of steam into the flash tank is prevented. Can do. Further, since the flash steam supplied from the flash tank only passes through the opening degree adjusting means, there is little pressure loss, and a desired amount can be smoothly supplied to the downstream steam utilization facility without causing a delay. it can.
前記開度調整手段に対してフラッシュタンクとは反対側の圧力を検出するライン圧力検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記タンク圧力検出手段での検出圧力が、前記ライン圧力検出手段での検出圧力よりも設定値を超えて大きい場合、前記開度調整手段の開度を増大させるのが好ましい。 It further comprises a line pressure detecting means for detecting the pressure opposite to the flash tank with respect to the opening adjusting means, and the control means detects the pressure detected by the tank pressure detecting means at the line pressure detecting means. If the detected pressure exceeds the set value, it is preferable to increase the opening of the opening adjusting means.
この構成により、より一層適切にフラッシュタンクへの蒸気の逆流を防止することができる。 With this configuration, the backflow of steam to the flash tank can be more appropriately prevented.
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、前記構成のフラッシュ蒸気発生装置と、前記上流側の蒸気利用設備に蒸気を供給するボイラと、前記上流側の蒸気利用設備又は前記フラッシュ蒸気発生装置から排出されるドレンを貯留するドレンタンクと、を備えたことを特徴とするボイラシステムを提供する。 Further, the present invention provides, as means for solving the problems, a flash steam generator having the above-described configuration, a boiler that supplies steam to the upstream steam utilization facility, and the upstream steam utilization facility or the flash. There is provided a boiler system comprising a drain tank for storing drain discharged from a steam generator.
本発明によれば、フラッシュタンク内の蒸気圧が大きい場合にのみ開度調整手段の開度を大きくしているので、開度調整手段が頻繁に開閉されることがなく、フラッシュタンク内への蒸気の逆流を防止することができる。また、逆止弁を設ける必要がないので、簡単かつ安価な構成とすることができ、故障発生箇所を減らすことができると共に、圧力損失を抑えることができる上、所望量の蒸気を遅延を生じさせることなくスムーズに供給することが可能となる。 According to the present invention, since the opening degree of the opening degree adjusting means is increased only when the vapor pressure in the flash tank is large, the opening degree adjusting means is not frequently opened and closed, Steam backflow can be prevented. In addition, since there is no need to provide a check valve, a simple and inexpensive configuration can be achieved, the number of faults can be reduced, pressure loss can be suppressed, and a desired amount of steam can be delayed. It becomes possible to supply smoothly without making it.
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, the following description is only illustrations essentially and does not intend restrict | limiting this invention, its application thing, or its use. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension is different from the actual one.
図1は本実施形態に係るボイラシステムを示す。このボイラシステムでは、ボイラ1で発生させた蒸気を、スチームヘッダ2を介して蒸気利用設備である高圧機器3と低圧機器4にそれぞれ供給している。そして、高圧機器3で発生したドレンを、スチームトラップ5を介してフラッシュ蒸気発生装置6へと回収し、そこで発生させたフラッシュ蒸気を低圧機器4で再利用するようにしている。また、低圧機器4からのドレンはスチームトラップ11を介して、フラッシュ蒸気発生装置6からのドレンは、直接、ドレンタンク7に回収してボイラ1に還流させている。
FIG. 1 shows a boiler system according to this embodiment. In this boiler system, steam generated in the boiler 1 is supplied to a high-pressure device 3 and a low-
ボイラ1には、例えば、多管貫流ボイラ等が使用され、エコノマイザ8が取り付けられている。エコノマイザ8は、ボイラ1への給水をボイラ1からの排ガスによって予備加熱(予熱)するための熱交換器の一例である。
For the boiler 1, for example, a multi-tube once-through boiler is used, and an
スチームヘッダ2は、ボイラ1で発生した蒸気を一時的に貯留して高圧機器3及び低圧機器4に供給するために設けられている。
The steam header 2 is provided to temporarily store the steam generated in the boiler 1 and supply the steam to the high-pressure device 3 and the low-
高圧機器3は、ボイラ1から供給された高圧蒸気の熱を利用して他の機器でその熱を利用可能とする熱交換器等で構成されている。 The high-pressure device 3 is configured by a heat exchanger or the like that uses the heat of the high-pressure steam supplied from the boiler 1 and makes the heat available to other devices.
低圧機器4は、ボイラ1からの高圧蒸気を減圧した低圧蒸気の熱のほか、フラッシュ蒸気発生装置6で発生させたフラッシュ蒸気の熱をも他の機器で利用可能とする熱交換器等で構成されている。スチームヘッダ2から低圧機器4までの経路の途中には自力式の減圧バルブ9が設けられている。これにより、低圧機器4への供給蒸気が低圧(ここでは、0.3MPa)となるように調整される。
The low-
フラッシュ蒸気発生装置6は、ボイラ1から高圧機器3に蒸気が供給され、そこで発生した高温のドレン(温水)を回収し、そのドレンから発生させたフラッシュ蒸気を再利用するためのものである。
The
フラッシュ蒸気発生装置6はフラッシュタンク10を備える。フラッシュタンク10には、高圧機器3から延びる第1ドレン回収ライン12が接続されている。そして、回収されたドレンを減圧してフラッシュ蒸気を発生させ、低圧機器4へと供給するようになっている。なお、フラッシュ蒸気とは、高温高圧の凝縮水(復水又はドレン水ともいう)が低圧の雰囲気に晒されたときに、凝縮水の一部が蒸気になったものをいい、再蒸発蒸気とも呼ばれる。
The
また、フラッシュ蒸気発生装置6は、水位センサ13と、本発明に係る圧力検出手段である第1圧力センサ14とを備える。水位センサ13は、フラッシュタンク10に貯留されたドレンの水位を検出する。第1圧力センサ14は、フラッシュタンク10の上方空間の蒸気圧を検出する。水位センサ13での検出水位及び第1圧力センサ14での検出圧力は制御装置25に出力される。
Moreover, the
また、フラッシュ蒸気発生装置6は、本発明に係る開度調整手段である第1流量調整バルブ16と、第2圧力センサ17とを備える。第1流量調整バルブ16及び第2圧力センサ17は、フラッシュタンク10の上面と低圧機器4とを接続する供給ラインすなわち蒸気供給ライン15の途中に設けられている。第2圧力センサ17での検出圧力は制御装置25に出力される。
Further, the
さらに、フラッシュ蒸気発生装置6は第2流量調整バルブ19を備える。第2流量調整バルブ19は、フラッシュタンク10の下面とドレンタンク7とを接続する第2ドレン回収ライン18の途中に設けられている。第2流量調整バルブ19の開度は、前記水位センサ13での検出水位に基づいて調整されている。すなわち、制御装置25では、水位センサ13からの検出圧力に基づいて、この検出水位が予め設定した水位(設定水位)となるように、第2流量調整バルブ19を開閉するオン・オフ制御を行う。勿論、オン・オフ制御に限らず、予め設定した範囲(設定範囲)に収まるようにリニア制御する比例制御を採用することもできる。
Further, the
ドレンタンク7はオープン方式の開放型であり、このドレンタンク7とエコノマイザ8とは給水ライン20で接続されている。給水ライン20の途中には、ドレンタンク7側から順に、給水ポンプ21、及び、第1逆止弁22が設けられている。また、ドレンタンク7には、送水ポンプ23及び第2逆止弁24を有する配管が接続されている。ドレンの使用量が多く、ドレンタンク7内の水位が下限水位より低下すれば、送水ポンプ23を駆動してドレンタンク7に給水できるようになっている。
The drain tank 7 is an open type open type, and the drain tank 7 and the
制御装置25は、以下に説明するように、第1圧力センサ14及び第2圧力センサ17での検出圧力に基づいて第1流量調整バルブ16の開度を調整して、スチームヘッダ2からの蒸気がフラッシュタンク10へと逆流するのを防止する。また、水位センサ13での検出水位に基づいて第2流量調整バルブ19の開度を調整して、フラッシュタンク10内のドレンをドレンタンク7へとスムーズに流動させる。
As described below, the
次に、前記構成からなるボイラシステムのフラッシュ蒸気発生装置6での動作について説明する。
Next, the operation | movement with the
フラッシュ蒸気発生装置6では、高圧機器3からドレンが回収されており、減圧してフラッシュ蒸気を発生させている。そして、低圧機器4には、スチームヘッダ2を介してボイラ1からの蒸気が所定の低圧状態で供給されている。
In the
まず、第1圧力センサ14での検出圧力を読み込む(ステップS1)。また、第2圧力センサ17での検出圧力を読み込む(ステップS2)。そして、第1圧力センサ14での検出圧力(第1検出圧力)と第2圧力センサ17での検出圧力(第2検出圧力)とを比較する。ここでは、予め第2検出圧力に対して加算する値に所定の範囲(設定範囲)を決めておき、第1検出圧力が設定範囲の上限値を超えているか否かを判断する(ステップS3)。
First, the pressure detected by the
第1検出圧力が上限値よりも大きい場合、第1流量調整バルブ16を開放し、フラッシュタンク10内のフラッシュ蒸気を、蒸気供給ライン15を介して低圧機器4へと供給する(ステップS4)。
When the first detected pressure is larger than the upper limit value, the first flow
一方、第1検出圧力が前記設定範囲の下限値よりも小さい場合、第1流量調整バルブ16を閉鎖し、スチームヘッダ2からの蒸気がフラッシュタンク10へと逆流するのを防止する(ステップS5)。
On the other hand, when the first detected pressure is smaller than the lower limit value of the set range, the first flow
なお、設定範囲の下限値は0よりも大きい値とするのが好ましい。0(同じ)あるいはその近傍の値とすると、センサでの検出精度等の影響を受けて、蒸気がフラッシュタンク10へと逆流する危険性があるからである。また、設定範囲を設けることにより第1流量調整バルブ16の頻繁な開閉が防止される。つまり、第1検出圧力が設定範囲内にあれば、第1流量調整バルブ16はその前の状態(開ならば開、閉ならば閉)を維持する。
Note that the lower limit value of the setting range is preferably a value larger than zero. This is because if the value is 0 (same) or a value in the vicinity thereof, there is a risk that the steam flows back to the
このように、蒸気供給ライン15に於いて、蒸気がフラッシュタンク10へと逆流しない条件でのみ第1流量調整バルブ16を開放するようにしたので、逆止弁を設ける必要がない。このため、圧力損失を抑制し、故障の発生原因を軽減し、構成を簡略化して安価に製作することができる。さらに既存の設備に対しても簡単に採用することが可能となる。
Thus, in the
なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to the structure described in the said embodiment, A various change is possible.
前記実施形態では言及しなかったが、第1ドレン回収ライン12はフラッシュタンク10に接続するだけでなく、第2ドレン回収ライン18の途中(第2流量調整バルブ19の下流側)に接続する第1バイパスラインを設けるようにしてもよい。これにより、フラッシュタンク10内のドレンの水位が急激に上昇する恐れがある場合等の緊急時に対応することができる。
Although not mentioned in the above embodiment, the first
また、第1ドレン回収ライン12は、ボイラ1側へと接続する第2バイパスラインを設けるようにしてもよい。これにより、低圧のドレンをフラッシュタンク10へと流動させないようにすることができ、フラッシュ蒸気の発生をより効果的に行わせることができる。
Moreover, you may make it the 1st
前記実施形態では、第1検出圧力と第2検出圧力とを比較することにより、第1流量調整バルブ16の開度を調整するようにしたが、第1検出圧力と、予め設定した圧力(設定圧力)とを比較することにより行うようにしてもよい。これにより、第2圧力センサ17を省略して制御自体も簡素化することができる。
In the embodiment, the opening degree of the first flow
また、第1流量調整バルブ16の開度は、開放又は閉鎖のみとしたが、第1検出圧力の違いに応じて、この値が大きくなるに従って、段階的あるいは無段階で開度が大きくなるように調整することも可能である。
In addition, the opening of the first flow
また、前記実施形態では、ドレンタンク7にオープン方式の開放型のものを使用したが、クローズド方式の密閉型であっても、前記構成を採用することが可能である。 In the above embodiment, an open type open type is used for the drain tank 7, but the above configuration can be adopted even with a closed type sealed type.
1…ボイラ
2…スチームヘッダ
3…高圧機器
4…低圧機器(蒸気利用設備)
5…スチームトラップ
6…フラッシュ蒸気発生装置
7…ドレンタンク
8…エコノマイザ
9…減圧バルブ
10…フラッシュタンク
11…スチームトラップ
12…第1ドレン回収ライン
13…水位センサ
14…第1圧力センサ(タンク圧力検出手段)
15…蒸気供給ライン(供給ライン)
16…第1流量調整バルブ(開度調整手段)
17…第2圧力センサ(ライン圧力検出手段)
18…第2ドレン回収ライン
19…第2流量調整バルブ
20…給水ライン
21…給水ポンプ
22…第1逆止弁
23…送水ポンプ
24…第2逆止弁
25…制御装置(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Boiler 2 ... Steam header 3 ... High-
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ...
15. Steam supply line (supply line)
16 ... 1st flow control valve (opening adjustment means)
17 ... Second pressure sensor (line pressure detection means)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記フラッシュタンクと前記下流側の蒸気利用設備を接続する供給ラインに設けられ、その開度を調整する開度調整手段と、
前記フラッシュタンク内の蒸気圧を検出するタンク圧力検出手段と、
前記タンク圧力検出手段での検出圧力が設定圧力よりも大きいとき、前記開度調整手段の開度を増大させる制御手段と、
を備えたことを特徴とするフラッシュ蒸気発生装置。 A flash tank for re-evaporating drain collected from the upstream steam utilization facility and separating it into flash steam and hot water, and supplying the flash steam to the downstream steam utilization facility;
An opening degree adjusting means for adjusting the opening degree provided in a supply line connecting the flash tank and the steam utilization facility on the downstream side;
Tank pressure detecting means for detecting the vapor pressure in the flash tank;
Control means for increasing the opening of the opening adjusting means when the detected pressure in the tank pressure detecting means is larger than a set pressure;
A flash steam generator characterized by comprising:
前記制御手段は、前記タンク圧力検出手段での検出圧力が、前記ライン圧力検出手段での検出圧力よりも設定値を超えて大きい場合、前記開度調整手段の開度を増大させることを特徴とする請求項1に記載のフラッシュ蒸気発生装置。 Further comprising a line pressure detecting means for detecting the pressure opposite to the flash tank with respect to the opening adjusting means,
The control means increases the opening of the opening adjusting means when the detected pressure in the tank pressure detecting means is larger than the detected pressure in the line pressure detecting means exceeding a set value. The flash steam generator according to claim 1.
前記上流側の蒸気利用設備に蒸気を供給するボイラと、
前記上流側の蒸気利用設備又は前記フラッシュ蒸気発生装置から排出されるドレンを貯留するドレンタンクと、
を備えたことを特徴とするボイラシステム。 The flash steam generator according to claim 1 or 2,
A boiler for supplying steam to the upstream steam utilization facility;
A drain tank for storing drain discharged from the upstream steam utilization facility or the flash steam generator;
A boiler system characterized by comprising
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