JP2015206488A - 蒸気システム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の蒸気システム1は、図1に示すように、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装置50と、を備える。
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。
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。
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。
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(全開状態)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(全閉状態)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。
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。
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。
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。
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。
圧縮制御部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に導入される低圧蒸気の圧力)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、圧縮制御部22は、圧縮部21に導入される低圧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。
自動停止部221は、蒸気吐出ライン40の内部における蒸気圧(蒸気昇圧装置20から吐出される吐出蒸気の圧力)が予め設定された第1停止設定圧力P1(例えば、1000kPa)以上になった場合に、圧縮部21の動作を自動停止させる。また、自動停止部221は、低圧蒸気供給ライン30の内部における蒸気圧(圧縮部21に導入される低圧蒸気の圧力)が予め設定された第1下限設定圧力(例えば、0kPa)以下になった場合にも、圧縮部21の動作を自動停止させる。
尚、圧縮制御部22は、蒸気昇圧装置20に設けられた圧力センサ(図示せず)により圧縮部21に導入される低圧蒸気の圧力、及び蒸気昇圧装置20から吐出される吐出蒸気の圧力を検出する。
即ち、蒸気システム1において、吐出蒸気の圧力が第1停止設定圧力P1以上となり、圧縮制御部22(自動停止部221)により圧縮部21が自動停止された場合、その後吐出蒸気の圧力が復帰設定圧力P2を下回るまで低下すると、圧縮制御部22(自動復帰部222)により圧縮部21が再起動する。この場合、蒸気発生装置10及び蒸気昇圧装置20の連携がとれていないと、以下のような問題が生じる。
この場合、吐出蒸気の圧力が復帰設定圧力P2を下回ると、自動復帰部222により圧縮部21は再起動されるが、このときに、低圧蒸気の圧力が第1下限設定圧力を下回っていると、圧縮部21の動作は自動停止部221により再び自動停止されてしまう。
そこで、本実施形態(第1実施形態)では、制御装置50は、吐出蒸気圧力センサ41で測定される吐出蒸気の圧力が第1停止設定圧力P1以下の圧力である第2停止設定圧力P3以上になった場合、又は自動停止部221により圧縮部21の起動が停止された場合に、蒸気昇圧装置20の運転を停止させる。
即ち、自動停止部221により圧縮部21が自動停止した場合、蒸気昇圧装置20(圧縮制御部22)の運転は停止されていないので、蒸気昇圧装置20は、制御装置50から送信される運転確認信号に対して運転応答信号を送信する。一方、この状態では、圧縮部21は動作していないので、圧縮制御部22から圧縮部21には運転状態信号は送信されない。そこで、制御装置50は、圧縮制御部22から圧縮部21に送信される運転状態信号を取得することで、運転応答信号は受信しているが、運転状態信号を取得できていない場合に、圧縮部21が自動停止していると判定する。
尚、図2においては、第1停止設定圧力P1及び第2停止設定圧力P3が同じ圧力に設定された場合について説明する。
例えば、第1実施形態及び第2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。
10 蒸気発生装置
14 温水供給ライン(熱源流体供給ライン)
15 温水排出ライン(熱源流体排出ライン)
19 三方弁(流量調整弁)
20 蒸気昇圧装置
21 圧縮部
22 圧縮制御部
30 低圧蒸気供給ライン
31 低圧蒸気圧力センサ(低圧蒸気圧測定部)
40 蒸気吐出ライン
41 吐出蒸気圧力センサ(吐出蒸気圧測定部)
50 制御装置
221 自動停止部
222 自動復帰部
P1 第1停止設定圧力
P2 復帰設定圧力
P3 第2停止設定圧力
P4 設定保持圧力
Claims (5)
- 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、
前記低圧蒸気供給ラインを流通する低圧蒸気の圧力を測定する低圧蒸気圧測定部と、
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、
前記蒸気発生装置及び前記蒸気昇圧装置を制御する制御装置と、を備える蒸気システムであって、
前記蒸気昇圧装置は、
前記低圧蒸気を圧縮する圧縮部と、
前記吐出蒸気の圧力が第1停止設定圧力以上になった場合に、前記圧縮部の動作を停止させる自動停止部と、
前記自動停止部により前記圧縮部の動作が停止された後に、前記吐出蒸気の圧力が復帰設定圧力を下回った場合に、前記圧縮部を再び起動させる自動復帰部と、を備え、
前記制御装置は、前記吐出蒸気の圧力が前記第1停止設定圧力以下の圧力である第2停止設定圧力以上になった場合、又は前記自動停止部により前記圧縮部の起動が停止された場合に、前記蒸気昇圧装置の運転を停止させる蒸気システム。 - 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を更に備え、
前記制御装置は、前記蒸気昇圧装置の運転を停止させた場合、前記蒸気発生装置に熱源流体が供給されないように前記流量調整弁を制御すると共に、前記蒸気発生装置の運転を停止させる請求項1に記載の蒸気システム。 - 前記制御装置は、前記蒸気発生装置の運転を停止させた後、前記吐出蒸気の圧力が前記復帰設定圧力P2を下回った場合に前記蒸気発生装置を起動させ、該蒸気発生装置の所定の条件が満たされた後前記蒸気昇圧装置を起動させる請求項2に記載の蒸気システム。
- 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を更に備え、
前記制御装置は、前記蒸気昇圧装置の運転を停止させた場合、前記低圧蒸気圧測定部により測定される低圧蒸気の圧力が設定保持圧力となるように前記流量調整弁を制御する請求項1に記載の蒸気システム。 - 前記制御装置は、前記蒸気昇圧装置の運転を停止させた後、前記吐出蒸気の圧力が前記1復帰設定圧力を下回った場合に前記蒸気昇圧装置を起動させ、前記低圧蒸気圧測定部により測定される低圧蒸気の圧力に基づく前記流量調整弁の制御を終了する請求項4に記載の蒸気システム。
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