JP2015206485A - 蒸気システム及び連携蒸気システム - Google Patents

Abstract

【課題】より安定的に蒸気を供給できる蒸気システム及び連携蒸気システムを提供すること。
【解決手段】熱源流体を熱源として低圧蒸気を生成する蒸気発生装置１０と、低圧蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置２０と、低圧蒸気供給ライン３０と、を備える蒸気システム１であって、蒸気発生装置１０に供給される熱源流体の流量を調整する流量調整弁１９と、蒸気昇圧装置２０から吐出される吐出蒸気が流通する蒸気吐出ライン４０と、吐出蒸気の圧力を測定する吐出蒸気圧測定部４１と、吐出蒸気の圧力に基いて流量調整弁１９を制御する弁制御部５２とを更に備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気システム及び連携蒸気システムに関する。より詳細には、温水等の熱源流体を熱源として蒸気を生成する蒸気発生装置と、この蒸気発生装置で生成された蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置と、を備える蒸気システム、及びこの蒸気システムを複数台備える連携蒸気システムに関する。

従来、温水等の熱源流体を熱源として蒸気を生成する蒸気発生装置と、この蒸気発生装置で生成された蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置と、を備える蒸気システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような蒸気システムでは、蒸気発生装置により生成された低圧の蒸気は、蒸気昇圧装置によって昇圧された後、蒸気使用機器に供給される。

特開２００８−１３８９２４号公報

ところで、このような蒸気システムにおいては、蒸気昇圧装置の駆動状態（負荷率）を、この蒸気昇圧装置に供給される蒸気の圧力に基いて制御することが行われる。より具体的には、蒸気昇圧装置の負荷率は、蒸気昇圧装置に供給される蒸気の圧力（蒸気発生装置から蒸気昇圧装置に蒸気を供給する蒸気供給ラインの蒸気圧）が予め設定された所定の目標圧力となるように制御される。

このように、蒸気昇圧装置に供給される蒸気の圧力が予め設定された所定の目標圧力となるように蒸気昇圧装置を制御した場合には、蒸気昇圧装置から吐出されて蒸気使用機器に供給される蒸気の圧力を安定化させられない場合が生じてしまう。即ち、蒸気昇圧装置の下流側の蒸気の圧力は、蒸気昇圧装置から吐出される蒸気量及び蒸気使用機器により消費される蒸気量によって変化する。しかしながら、上述の制御では、蒸気使用機器により消費される蒸気量が変動して蒸気昇圧装置の下流側の蒸気の圧力が変動しても、蒸気昇圧装置から吐出される蒸気量を制御することはできないので、蒸気昇圧装置の下流側の蒸気の圧力を安定させることはできない。

従って、本発明は、蒸気昇圧装置に供給される蒸気の圧力が目標圧力となるように蒸気昇圧装置を制御する蒸気システムにおいて、より安定的に蒸気を供給できる蒸気システム及び連携蒸気システムを提供することを目的とする。

本発明は、熱源流体を熱源として低圧蒸気を生成する蒸気発生装置と、前記蒸気発生装置において生成された低圧蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置と、前記蒸気発生装置において生成された低圧蒸気を前記蒸気昇圧装置に供給する低圧蒸気供給ラインと、を備える蒸気システムであって、前記蒸気発生装置に供給される熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、前記蒸気昇圧装置から吐出される吐出蒸気が流通する蒸気吐出ラインと、前記蒸気吐出ラインを流通する吐出蒸気の圧力を測定する吐出蒸気圧測定部と、前記吐出蒸気圧測定部により測定される吐出蒸気の圧力に基いて前記流量調整弁を制御する弁制御部と、を更に備える蒸気システムに関する。

また、前記蒸気昇圧装置は、低圧蒸気を圧縮する圧縮部と、該圧縮部に導入される低圧蒸気の圧力が設定された目標圧力になるように前記圧縮部の負荷率を制御する負荷率制御部と、を備えることが好ましい。

また、蒸気システムは、前記蒸気発生装置に熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、前記蒸気発生装置から排出された熱源流体が流通する熱源流体排出ラインと、前記熱源流体供給ラインと前記熱源流体排出ラインとを接続し、該熱源流体供給ラインを流通する熱源流体を前記熱源流体排出ラインにバイパスさせるバイパスラインと、を備え、前記流量調整弁は、前記熱源流体供給ライン、前記蒸気発生装置及び前記バイパスラインを接続し、前記蒸気発生装置側に流れる熱源流体の流量及び前記バイパスライン側に流れる熱源流体の流量を調整可能な三方弁により構成されることが好ましい。

また、本発明は、複数台の蒸気システムと、複数台の前記蒸気システムそれぞれにおける前記蒸気吐出ラインの下流側に接続される吐出蒸気集合ラインと、前記吐出蒸気集合ラインを流通する集合蒸気の圧力を測定する集合蒸気圧測定部と、前記集合蒸気圧測定部により測定される集合蒸気の圧力が第１閾値を超えた場合、又は前記蒸気昇圧装置の負荷率が第１基準負荷率を下回った場合に運転させる前記蒸気システムの台数を減少させる台数制御部と、を備える連携蒸気システムに関する。

また、前記台数制御部は、前記集合蒸気圧測定部により測定される集合蒸気の圧力が前記第１閾値よりも小さい第２閾値を下回った場合に、運転させる前記蒸気システムの台数を増加させることが好ましい。

また、前記台数制御部は、運転している前記蒸気昇圧装置の負荷率が前記第１基準負荷率よりも高い第２基準負荷率を上回った状態が第１時間経過した場合に、運転させる前記蒸気システムの台数を増加させることが好ましい。

本発明によれば、より安定的に蒸気を供給できる蒸気システム及び連携蒸気システムを提供できる。

本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る蒸気システムの構成を示す図である。 本発明の第３実施形態及び第４実施形態に係る連携蒸気システムの構成を示す図である。

以下、本発明の蒸気システム及び連携蒸気システムの好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、第１実施形態に係る蒸気システム１について、図１を参照しながら説明する。
第１実施形態の蒸気システム１は、蒸気を生成する蒸気発生装置１０と、この蒸気発生装置１０において生成された蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置２０と、蒸気発生装置１０と蒸気昇圧装置２０とを接続する低圧蒸気供給ライン３０と、この低圧蒸気供給ライン３０を流通する蒸気の圧力（低圧蒸気圧）を測定する低圧蒸気圧測定部としての低圧蒸気圧力センサ３１と、蒸気昇圧装置２０から吐出される吐出蒸気が流通する蒸気吐出ライン４０と、この蒸気吐出ライン４０を流通する吐出蒸気の圧力を測定する吐出蒸気圧測定部としての吐出蒸気圧力センサ４１と、蒸気システム１の動作を制御する制御部５０と、を備える。

蒸気発生装置１０は、図１に示すように、ガスエンジン２００のジャケット冷却水の排熱等の比較的低温の熱源流体を利用して蒸気を発生させる。この蒸気発生装置１０は、タンク部１１と、タンク部１１の内部に配置されるチューブ１２及び噴霧ノズル１３と、熱源流体供給ラインとしての温水供給ライン１４と、熱源流体排出ラインとしての温水排出ライン１５と、噴霧水供給ライン１６と、補給水ライン１７と、バイパスライン１８と、流量調整弁としての三方弁１９と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

タンク部１１は、蒸気発生装置１０における本体部分を構成する。タンク部１１の内部は負圧もしくは低圧（例えば、−０．０５ＭＰａＧ〜０．１ＭＰａＧ程度）に維持され、このタンク部１１の内部において蒸気が生成される。このタンク部１１の上部には、後述の低圧蒸気供給ライン３０の基端部が接続される。
また、タンク部１１には、安全弁３２が設けられる。安全弁３２は、タンク部１１の内部の圧力が所定の圧力（設定圧力）を超えた場合に、蒸気を外部に放出してタンク部１１（蒸気発生装置１０）の内部の圧力を低下させる。

チューブ１２は、タンク部１１の内部に水平方向に延びて配置される。より具体的には、チューブ１２は、タンク部１１の内部において、水平方向に所定間隔をあけて複数本配置されると共に、高さ方向にも所定間隔をあけて複数本配置される。このチューブ１２の内部には、熱源流体としての温水が流通する。

噴霧ノズル１３は、タンク部１１の内部におけるチューブ１２よりも上方に配置される。この噴霧ノズル１３は、チューブ１２に向けて水を噴霧する。
温水供給ライン１４は、チューブ１２に熱源となる温水を供給する。温水供給ライン１４の上流側は、熱源となる温水を供給するガスエンジン２００等に接続される。温水供給ライン１４の下流側は、チューブ１２の一端部に接続される。

温水排出ライン１５は、チューブ１２の内部を流通し、熱源として利用された温水を外部に排出する。温水排出ライン１５の上流側は、チューブ１２の他端部に接続される。温水排出ライン１５の他端側は、ガスエンジン２００等に接続される。
噴霧水供給ライン１６は、タンク部１１の下部と噴霧ノズル１３とを接続し、タンク部１１の下部に貯留された水を、噴霧水として噴霧ノズル１３に供給する。噴霧水供給ライン１６には、噴霧水ポンプ１６１が配置されている。
噴霧水ポンプ１６１は、タンク部１１に貯留された水を噴霧ノズル１３まで汲み上げる。

補給水ライン１７は、タンク部１１と水を貯留している貯留槽等（図示せず）とを接続する。補給水ライン１７は、タンク部１１に補給水を供給する。この補給水ライン１７には、補給水ポンプ１７１が配置される。
補給水ポンプ１７１は、貯留槽等から供給された水を昇圧してタンク部１１の内部に供給する。

バイパスライン１８は、温水供給ライン１４と温水排出ライン１５とを接続する。
三方弁１９は、温水供給ライン１４とチューブ１２との接続部分の近傍に配置され、温水供給ライン１４、チューブ１２（蒸気発生装置１０）及びバイパスライン１８を接続する。三方弁１９は、温水供給ライン１４からチューブ１２側に流れる温水の量及びバイパスライン側に流れる温水の流量を調整する。即ち、三方弁１９により温水供給ライン１４からバイパスライン１８への流路を閉止した状態では、温水供給ライン１４を流通する温水は、全量チューブ１２側に流れる。この状態からバイパスライン１８への流路を開くように三方弁１９の開度を調整すると、温水供給ライン１４を流通する温水の一部は、バイパスライン１８側に流れる。また、三方弁１９により温水供給ライン１４からチューブ１２への流路を閉止した状態では、温水供給ライン１４を流通する温水は、全量バイパスライン１８側に流れる。このように、三方弁１９の開度を調整することで、チューブ１２側に流れる温水の流量を調整できる。

以上の蒸気発生装置１０によれば、三方弁１９により温水供給ライン１４からバイパスライン１８への流路を閉止した状態では、まず、ガスエンジン２００等から熱源となる温水（例えば、約９０℃）が、温水供給ライン１４を通じてチューブ１２に供給される。チューブ１２に供給された温水は、タンク部１１の内部に配置されたチューブ１２に導入される。
一方、タンク部１１の内部においては、噴霧ノズル１３からチューブ１２に向けて、噴霧水が噴霧される。また、タンク部１１の内部は、負圧もしくは低圧（例えば、−０．０５ＭＰａＧ〜０．１ＭＰａＧ程度）に維持されている。これにより、チューブ１２を流通する温水は、噴霧水によって熱を奪われて８５℃程度まで降温し、温水排出ライン１５を通じて排出される。

また、温水が流通するチューブ１２には、噴霧ノズル１３から８０℃程度の水が噴霧されることで、表面に薄い液膜が形成される。このように、タンク部１１の内部が負圧に維持された状態において、チューブ１２の表面に薄い液膜が形成されることによって、チューブ１２の内部を流通する温水と、噴霧ノズル１３によって噴霧される水との温度差が比較的小さい場合（例えば、約１０℃）であっても効率的に蒸気を生成することが可能になる。

タンク部１１の内部で発生した蒸気は、低圧蒸気供給ライン３０から導出される。
タンク部１１の内部で蒸気にならなかった水は、タンク部１１の下部に貯留される。タンク部１１の下部に貯留された水は、噴霧水供給ライン１６を通じて、噴霧水ポンプ１６１によって噴霧ノズル１３まで汲み上げられ、再びチューブ１２に噴霧される。
タンク部１１に貯留される水が少なくなった場合には、補給水ライン１７からタンク部１１に補給水が補給される。

また、三方弁１９の開度を調整してチューブ１２に供給される温水の流量を調整することで、タンク部１１の内部で発生する蒸気の量を調整できる。

蒸気昇圧装置２０は、蒸気発生装置１０において生成された低圧蒸気（例えば、−０．０５ＭＰａＧ〜０．１ＭＰａＧ）を吸引して圧縮し、昇圧する。この蒸気昇圧装置２０は、低圧蒸気を圧縮する圧縮部２１と、この圧縮部２１の動作を制御する負荷率制御部２２と、を備える。

圧縮部２１は、例えば、スクリュー式の蒸気圧縮機により構成され、低圧の蒸気を０．４ＭｐａＧ〜０．８ＭＰａＧ程度に昇圧する。
負荷率制御部２２は、低圧蒸気供給ライン３０を流通する蒸気の圧力（圧縮部２１に導入される蒸気の圧力）に基いて、圧縮部２１の動作（負荷率）を制御する。より具体的には、負荷率制御部２２は、低圧蒸気供給ライン３０を流通する蒸気の圧力が設定された目標圧力（例えば、０．０４ＭＰａ〜０．０５ＭＰａ）となるように、蒸気昇圧装置２０の負荷率を制御する。

即ち、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧が目標圧力よりも高くなっている場合には、負荷率制御部２２は、負荷率を最大（負荷率１００％）にして蒸気昇圧装置２０（圧縮部２１）を駆動させる。これにより、蒸気昇圧装置２０には、上限量の蒸気が吸引されることになり、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧は低下していく傾向にある。尚、蒸気昇圧装置２０が１００％の負荷率で駆動した状態においても、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧が目標圧力を上回っている場合には、蒸気昇圧装置２０は１００％の負荷率で稼動を続ける。

一方、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧が、目標圧力を下回った場合には、負荷率制御部２２は、蒸気昇圧装置２０（圧縮部２１）の負荷率を低下させる。これにより、蒸気昇圧装置２０に吸引される蒸気の量は減少し、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧は上昇する。
このようにして、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧を目標圧力となるように制御することにより、蒸気発生装置１０により蒸気を効率よくかつ安定的に生成させられる。

低圧蒸気供給ライン３０は、蒸気発生装置１０において生成された低圧蒸気を蒸気昇圧装置２０に供給する。
低圧蒸気圧力センサ３１は、低圧蒸気供給ライン３０の内部における蒸気圧（低圧蒸気の圧力）を測定する。

蒸気吐出ライン４０は、基端側が蒸気昇圧装置２０に接続される。この蒸気吐出ライン４０は、蒸気昇圧装置２０において昇圧された後吐出される吐出蒸気を流通させる。蒸気吐出ライン４０の先端側は、蒸気使用機器２１０に接続される。
吐出蒸気圧力センサ４１は、蒸気吐出ライン４０の内部における蒸気圧（吐出蒸気の圧力）を測定する。

制御部５０は、蒸気発生装置１０の動作を制御する。
上述のような負荷率制御部２２備える蒸気昇圧装置２０を含んで蒸気システム１を構成した場合、蒸気昇圧装置２０から吐出されて蒸気使用機器２１０に供給される蒸気の圧力を安定化させられない場合が生じてしまう。即ち、蒸気昇圧装置２０の下流側、つまり蒸気吐出ライン４０における吐出蒸気の圧力は、蒸気昇圧装置２０から吐出される蒸気量及び蒸気使用機器２１０により消費される蒸気量によって変化する。しかしながら、蒸気使用機器２１０により消費される蒸気量が変動して蒸気吐出ライン４０における吐出蒸気の圧力が変動しても、蒸気昇圧装置２０から吐出される蒸気量を制御することはできないので、蒸気吐出ライン４０における吐出蒸気の圧力を安定させることはできなかった。

そこで、本実施形態では、制御部５０を、弁制御部５２を含んで構成することにより上述した問題を解決した。
弁制御部５２は、吐出蒸気圧力センサ４１により測定される吐出蒸気の圧力に基いて三方弁１９を制御する。より具体的には、弁制御部５２は、例えば、吐出蒸気圧力センサ４１により測定された吐出蒸気の圧力が所定の基準圧力を下回った場合には、三方弁１９の開度が大きくなるような開度値を算出し、基準圧力を上回った場合には、三方弁１９の開度が小さくなるような開度値を算出する。
尚、ここで、三方弁１９の開度を大きくするとは、チューブ１２側に流通する温水の量が増加するように三方弁１９の開度を調整することをいう。また、三方弁１９の開度を小さくするとは、チューブ１２側に流通する温水の量が減少するように三方弁１９の開度を調整することをいう。

以上の弁制御部５２によれば、例えば、蒸気使用機器２１０による蒸気の消費量が減少して吐出蒸気圧力センサ４１により測定される吐出蒸気の圧力が上昇し基準圧力を上回ると、バイパスライン１８に温水の一部が流通するように三方弁１９が制御される。これにより、チューブ１２に供給される温水の量が減少することで、蒸気発生装置１０において生成される蒸気の量が減少し、低圧蒸気圧力センサ３１により測定される低圧蒸気の圧力も低下する。すると、蒸気昇圧装置２０（負荷率制御部２２）が、低圧蒸気の圧力を目標圧力に保つために、圧縮部２１の負荷率を減少させるので、蒸気昇圧装置２０から吐出される吐出蒸気の量が減少する。よって、吐出蒸気圧力センサ４１により測定される吐出蒸気の圧力の上昇を抑制できる。

このように、吐出蒸気の圧力に応じて三方弁１９の開度を調整してチューブ１２（蒸気発生装置１０）に供給される温水の量を制御することで、吐出蒸気の量を調整し、吐出蒸気圧力センサ４１により測定される吐出蒸気の圧力を安定化させられる。

尚、吐出蒸気の圧力の上昇が続き、弁制御部５２により、チューブ１２側を閉止するように三方弁１９が制御された場合には、温水供給ライン１４を流通する温水は全量バイパスライン１８側に流れ、チューブ１２（蒸気発生装置１０）への温水の供給は停止される。すると、制御部５０は、蒸気発生装置１０の運転を停止させる。この場合、蒸気発生装置１０における蒸気の生成も停止されるので、低圧蒸気供給ライン３０における低圧蒸気の圧力も大きく低下する。そして、低圧蒸気の圧力が目標圧力よりも低い所定の最低圧力（例えば、０．０２ＭＰａ）を下回ると、負荷率制御部２２は、蒸気昇圧装置２０（圧縮部２１）の運転を停止させる。

以上説明した第１実施形態の蒸気システム１によれば、以下のような効果を奏する。

（１）蒸気システム１を、蒸気発生装置１０と、蒸気昇圧装置２０と、を含んで構成した。更に、蒸気システム１を、蒸気発生装置１０に供給される温水の流量を調整する流量調整弁と、蒸気昇圧装置２０から吐出される吐出蒸気の圧力に基いて流量調整弁を制御する弁制御部５２と、を含んで構成した。これにより、蒸気昇圧装置２０から吐出される吐出蒸気の圧力が高い場合には、流量調整弁の開度を小さくすることで、蒸気発生装置１０に供給される温水の流量を少なくでき、蒸気発生装置１０で生成される蒸気の量を低減できる。また、蒸気発生装置１０に供給される温水の流量が少なくされた状態で蒸気昇圧装置２０から吐出される吐出蒸気の圧力が低くなった場合には、流量調整弁の開度を大きくすることで、蒸気発生装置１０に供給される温水の流量を多くでき、蒸気発生装置１０で生成される蒸気の量を増加させられる。その結果、蒸気システム１において、より安定的に蒸気を供給できる。

（２）蒸気システム１を、温水供給ライン１４と、温水排出ライン１５と、バイパスライン１８とを含んで構成し、流量調整弁を、これら３つのラインにつながる三方弁１９により構成した。これにより、三方弁１９の開度を制御することで、蒸気発生装置１０に供給される温水の流量を容易に調整できるので、蒸気システム１による安定的な蒸気の供給を簡易な構成で実現できる。

次に、本発明の第２実施形態に係る蒸気システムにつき説明する。尚、第２実施形態以降の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第２実施形態の蒸気システム１は、吐出蒸気圧力センサ４１により測定される吐出蒸気の圧力、又は低圧蒸気圧力センサ３１により測定される低圧蒸気の圧力に基いて三方弁１９を制御する点で、第１実施形態と異なる。

第２実施形態では、制御部５０は、吐出蒸気圧力センサ４１により測定された吐出蒸気の圧力が所定の基準圧力を下回った場合には、三方弁１９の開度が大きくなるような開度値を算出し、基準圧力を上回った場合には、三方弁１９の開度が小さくなるような開度値を算出する。
また、制御部５０は、低圧蒸気圧力センサ３１により測定された低圧蒸気の圧力が所定の第２目標圧力を下回った場合には、三方弁１９の開度が大きくなるような開度値を算出し、第２目標圧力を上回った場合には、三方弁１９の開度が小さくなるような開度値を算出する。
そして、制御部５０は、吐出蒸気の圧力に基いて算出された開度値と低圧蒸気の圧力に基いて算出された開度値のうち、開度値の小さい方を選択し、選択された開度に三方弁１９を調整する。

これにより、例えば、第２目標圧力として目標圧力以上の値を設定することで、低圧蒸気の圧力が第２目標圧力を超えて高くなってしまった場合に、三方弁１９の開度を小さくすることで、蒸気発生装置１０に供給される温水の流量を少なくでき、蒸気発生装置１０で生成される蒸気の量を低減できる。よって、低圧蒸気の圧力を目標圧力に近づけられる。このように、第２実施形態の蒸気システム１によれば、吐出蒸気の圧力だけではなく、低圧蒸気の圧力も考慮して三方弁１９の開度を決定できるので、より安定的に蒸気を供給できる。

次に、本発明の第３実施形態に係る連携蒸気システム１００につき、図２を参照しながら説明する。

本実施形態の連携蒸気システム１００は、複数台（本実施形態では２台）の蒸気システム１Ａ，１Ｂと、これら複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂから吐出される吐出蒸気が集合される吐出蒸気集合ライン６０と、この吐出蒸気集合ライン６０を流通する集合蒸気の圧力を測定する集合蒸気圧測定部としての集合蒸気圧力センサ６１と、これら複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂを制御する台数制御部５００と、を備える。

本実施形態では、２台の蒸気システム１Ａ，１Ｂは、並列に配置される。そして、温水供給ライン１４は、蒸気発生装置１０Ａに温水を供給する温水供給ライン１４Ａ及び蒸気発生装置１０Ｂに温水を供給する温水供給ライン１４Ｂに分岐している。また、蒸気発生装置１０Ａにおける温水排出ライン１５Ｂ及び蒸気発生装置１０Ｂにおける温水排出ライン１５Ｂは合流してガスエンジン２００に接続される。

吐出蒸気集合ライン６０は、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂそれぞれにおける蒸気吐出ライン４０Ａ，４０Ｂの下流側に接続される。吐出蒸気集合ライン６０は、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂから吐出された吐出蒸気を蒸気使用機器２１０に供給する。
尚、蒸気吐出ライン４０Ａ，４０Ｂそれぞれにおける吐出蒸気圧力センサ４１Ａ，４１Ｂの下流側には、逆止弁４２Ａ，４２Ｂが配置される。

集合蒸気圧力センサ６１は、吐出蒸気集合ライン６０の内部における蒸気圧（集合蒸気の圧力）を測定する。

台数制御部５００は、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂについて、第１実施形態における制御部５０と同様の制御を行う他、集合蒸気圧力センサ６１により測定される集合蒸気の圧力に基いて、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂの連携状態を制御する。

即ち、２台の蒸気システム１Ａ，１Ｂが運転されている状態において、蒸気使用機器２１０による蒸気使用量が減少した場合、２台の蒸気システム１Ａ，１Ｂから蒸気が供給される状態が継続すると、集合蒸気圧力センサ６１により測定される集合蒸気の圧力は上昇していく。この状態では、蒸気システム１Ａ，１Ｂからの蒸気の供給量は過剰となっている。そこで、台数制御部５００は、集合蒸気圧力センサ６１により測定される集合蒸気の圧力が第１閾値を超えた場合に、運転させる蒸気システム１の台数を減少させる。これにより、蒸気システム１Ａ，１Ｂからの蒸気の供給量が過剰となった場合に蒸気システム１の運転台数を減少させることで、吐出蒸気集合ライン６０に吐出される集合蒸気の量を減少させられる。

尚、連携蒸気システム１００では、複数台の蒸気システム１に、それぞれ優先順位を設定しておくことで、運転させる蒸気システム１の台数を減少させる場合には優先順位の低い順に運転を停止させられる。
また、第１閾値は、蒸気システム１における制御と連携蒸気システム１００における制御とを好適に両立させる観点から、第１実施形態における全閉閾値よりも若干低い値（かつ全開閾値よりも高い値）に設定することが好ましい。

また、台数制御部５００は、集合蒸気圧力センサ６１により測定される集合蒸気の圧力が第１閾値よりも小さい第２閾値を下回った場合に、運転させる蒸気システム１の台数を増加させる。これにより、蒸気システム１の運転台数が減少した状態において、吐出蒸気集合ライン６０を流通する集合蒸気の圧力が低下した場合に、蒸気システム１の運転台数を増加させることで、吐出蒸気集合ライン６０に吐出される集合蒸気の量を増加させられる。

以上説明した第３実施形態の連携蒸気システム１００によれば、上述した（１）及び（２）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。

（３）連携蒸気システム１００を、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂと、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂから吐出された蒸気が集合される吐出蒸気集合ライン６０と、この吐出蒸気集合ライン６０を流通する集合蒸気の圧力が第１閾値を超えた場合に、運転させる蒸気システム１の台数を減少させる台数制御部５００と、を含んで構成した。これにより、吐出蒸気集合ライン６０を流通する集合蒸気の圧力が高くなった場合に、蒸気システム１の運転台数を減少させることで、吐出蒸気集合ライン６０に吐出される集合蒸気の量を減少させられるので、過剰な蒸気供給を防げる。よって、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂを有する連携蒸気システム１００において、より安定的な蒸気供給を行える。

（４）台数制御部５００に、集合蒸気の圧力が第１閾値よりも小さい第２閾値を下回った場合に、運転させる蒸気システム１の台数を増加させた。これにより、蒸気システム１の運転台数が減少した状態において、吐出蒸気集合ライン６０を流通する集合蒸気の圧力が低下した場合に、蒸気システム１の運転台数を増加させることで、吐出蒸気集合ライン６０に吐出される集合蒸気の量を増加させられるので、蒸気供給の不足を防げる。よって、更に安定的な蒸気供給を行える。

次に、本発明の第４実施形態に係る連携蒸気システム１００について説明する。第４実施形態の連携蒸気システム１００は、台数制御部５００による制御手法において第３実施形態と異なる。
蒸気昇圧装置２０は、最大負荷率（１００％）で運転される場合に最も運転効率が高くなり、負荷率が低下するにつれて運転効率も低下していく。そこで、本実施形態では、台数制御部５００は、蒸気昇圧装置２０の負荷率が予め設定された第１基準負荷率（例えば、４０％）を下回った場合に運転させる蒸気システム１の台数を減少させる。これにより、温水の排熱を回収する熱効率の向上（メリット）よりも蒸気昇圧装置２０の負荷率の低下による運転効率（経済性）の低下が大きくなる場合に、蒸気システム１の運転台数を減少させることで、経済性の低下を防げる。

また、上述のように、蒸気昇圧装置２０の負荷率が低下した場合に運転させる蒸気システム１の台数を減少させると、連携蒸気システム１００として生成される蒸気量が減少する。この状態で蒸気の使用量が増加すると、運転している蒸気システム１における蒸気吐出ライン４０を流通する吐出蒸気の圧力が低下する。すると、弁制御部５２は、三方弁１９の開度を大きくするので、蒸気発生装置１０による蒸気の生成量が増加し、低圧蒸気の圧力も上昇する。その結果、蒸気昇圧装置２０の負荷率は増加し、蒸気昇圧装置２０の運転効率（経済性）も向上する。

そこで、本実施形態では、台数制御部５００は、運転している蒸気昇圧装置２０の負荷率が第１基準負荷率よりも高い第２基準負荷率（例えば、１００％）を上回った状態が予め設定された第１時間（例えば、６００秒）経過した場合に、運転させる蒸気システムの台数を増加させる。これにより、蒸気昇圧装置２０の運転効率が向上した場合に運転させる蒸気システム１の台数を増加させられるので、より効率的な蒸気供給が可能な連携蒸気システム１００を実現できる。

以上説明した第４実施形態の連携蒸気システム１００によれば、上述した（１）及び（２）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。

（５）蒸気昇圧装置２０は、最大負荷率（１００％）で運転される場合に最も運転効率が高くなり、負荷率が低下するにつれて運転効率も低下していく。そこで、連携蒸気システム１００を、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂと、蒸気昇圧装置２０の負荷率が第１基準負荷率を下回った場合に運転させる蒸気システム１の台数を減少させる台数制御部５００と、を含んで構成した。これにより、温水の排熱を回収する熱効率の向上（メリット）よりも蒸気昇圧装置２０の負荷率の低下による運転効率（経済性）の低下が大きくなる場合に、蒸気システム１の運転台数を減少させることで、経済性の低下を防げる。

（６）蒸気昇圧装置２０の負荷率が低下した場合に運転させる蒸気システム１の台数を減少させると、連携蒸気システム１００として生成される蒸気量が減少する。この状態で蒸気の使用量が増加すると、蒸気吐出ライン４０を流通する吐出蒸気の圧力が低下する。すると、弁制御部５２は、三方弁１９の開度を大きくするので、蒸気発生装置１０による蒸気の生成量が増加し、低圧蒸気の圧力も上昇する。その結果、蒸気昇圧装置２０の負荷率は増加し、蒸気昇圧装置の運転効率（経済性）も向上する。
そこで、台数制御部５００に、運転している蒸気昇圧装置２０の負荷率が第１基準負荷率よりも高い第２基準負荷率を上回った状態が第１時間経過した場合に、運転させる蒸気システム１の台数を増加させた。これにより、蒸気昇圧装置２０の運転効率が向上した場合に運転させる蒸気システム１の台数を増加させられるので、より効率的な蒸気供給が可能な連携蒸気システム１００を実現できる。

以上、本発明の蒸気システム１及び連携蒸気システム１００の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第１実施形態〜第４実施形態では、熱源流体として温水を用いたが、これに限らない。即ち、熱源流体として、排ガスや空気等の他の流体を用いてもよい。

また、台数制御部に、第３実施形態の台数制御部の制御及び第４実施形態の台数制御部の制御を行わせてもよい。即ち、台数制御部に、集合蒸気圧測定部により測定される集合蒸気の圧力が第１閾値を超えた場合、又は蒸気昇圧装置の負荷率が第１基準負荷率を下回った場合に運転させる蒸気システムの台数を減少させてもよい。また、この場合、台数制御部に、集合蒸気圧測定部により測定される集合蒸気の圧力が第２閾値を下回った場合で、かつ、運転している蒸気昇圧装置の負荷率が第２基準負荷率を上回った状態が第１時間経過した場合に、運転させる蒸気システムの台数を増加させてもよい。

また、第３実施形態及び第４実施形態では、連携蒸気システム１００を、２台の蒸気システム１Ａ，１Ｂにより構成したが、これに限らない。即ち、連携蒸気システムを、３台以上の蒸気システムにより構成してもよい。

また、第１実施形態〜第４実施形態では、低圧蒸気圧力センサ３１を低圧蒸気供給ライン３０に配置して低圧蒸気供給ライン３０を流通する蒸気の圧力を測定したが、これに限らない。即ち、低圧蒸気供給ライン３０を流通する蒸気の圧力は、蒸気発生装置１０（タンク部１１）における蒸気の圧力と等しいため、低圧蒸気圧力センサを蒸気発生装置（タンク部）に配置してもよい。

また、第１実施形態〜第４実施形態では、流量調整弁を三方弁１９により構成したが、これに限らない。即ち、流量調整弁を、複数の弁を組み合わせて構成してもよい。

１，１Ａ，１Ｂ 蒸気システム
１０，１０Ａ，１０Ｂ 蒸気発生装置
１４，１５Ａ，１５Ｂ 温水供給ライン（熱源流体供給ライン）
１５，１５Ａ，１５Ｂ 温水排出ライン（熱源流体排出ライン）
１８ バイパスライン
１９ 三方弁（流量調整弁）
２０，２０Ａ，２０Ｂ 蒸気昇圧装置
２１ 圧縮部
２２ 負荷率制御部
３０，３０Ａ，３０Ｂ 低圧蒸気供給ライン
３１，３１Ａ，３１Ｂ 低圧蒸気圧力センサ（低圧蒸気圧測定部）
４０，４０Ａ，４０Ｂ 蒸気吐出ライン
４１，４１Ａ，４１Ｂ 吐出蒸気圧力センサ（吐出蒸気圧測定部）
５０ 制御部
５２ 弁制御部
６０ 集合蒸気供給ライン
６１ 集合蒸気圧力センサ（集合蒸気圧測定部）
５００ 台数制御部

Claims (6)

1. 熱源流体を熱源として低圧蒸気を生成する蒸気発生装置と、
   前記蒸気発生装置において生成された低圧蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置と、
   前記蒸気発生装置において生成された低圧蒸気を前記蒸気昇圧装置に供給する低圧蒸気供給ラインと、を備える蒸気システムであって、
   前記蒸気発生装置に供給される熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、
   前記蒸気昇圧装置から吐出される吐出蒸気が流通する蒸気吐出ラインと、
   前記蒸気吐出ラインを流通する吐出蒸気の圧力を測定する吐出蒸気圧測定部と、
   前記吐出蒸気圧測定部により測定される吐出蒸気の圧力に基いて前記流量調整弁を制御する弁制御部と、を更に備える蒸気システム。
2. 前記蒸気昇圧装置は、低圧蒸気を圧縮する圧縮部と、該圧縮部に導入される低圧蒸気の圧力が設定された目標圧力になるように前記圧縮部の負荷率を制御する負荷率制御部と、を備える請求項１に記載の蒸気システム。
3. 前記蒸気発生装置に熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、
   前記蒸気発生装置から排出された熱源流体が流通する熱源流体排出ラインと、
   前記熱源流体供給ラインと前記熱源流体排出ラインとを接続し、該熱源流体供給ラインを流通する熱源流体を前記熱源流体排出ラインにバイパスさせるバイパスラインと、を備え、
   前記流量調整弁は、前記熱源流体供給ライン、前記蒸気発生装置及び前記バイパスラインを接続し、前記蒸気発生装置側に流れる熱源流体の流量及び前記バイパスライン側に流れる熱源流体の流量を調整可能な三方弁により構成される請求項１又は２に記載の蒸気システム。
4. 複数台の請求項１〜３のいずれかに記載の蒸気システムと、
   複数台の前記蒸気システムそれぞれにおける前記蒸気吐出ラインの下流側に接続される吐出蒸気集合ラインと、
   前記吐出蒸気集合ラインを流通する集合蒸気の圧力を測定する集合蒸気圧測定部と、
   前記集合蒸気圧測定部により測定される集合蒸気の圧力が第１閾値を超えた場合、又は前記蒸気昇圧装置の負荷率が第１基準負荷率を下回った場合に運転させる前記蒸気システムの台数を減少させる台数制御部と、を備える連携蒸気システム。
5. 前記台数制御部は、前記集合蒸気圧測定部により測定される集合蒸気の圧力が前記第１閾値よりも小さい第２閾値を下回った場合に、運転させる前記蒸気システムの台数を増加させる請求項４に記載の連携蒸気システム。
6. 前記台数制御部は、運転している前記蒸気昇圧装置の負荷率が前記第１基準負荷率よりも高い第２基準負荷率を上回った状態が第１時間経過した場合に、運転させる前記蒸気システムの台数を増加させる請求項４又は５に記載の連携蒸気システム。

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