JP2016161220A - Boiler system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボイラシステムに関する。より詳細には、負荷機器から排出されるドレンを、大気に開放することなく回収してボイラに給水するクローズドタイプのボイラシステムに関する。 The present invention relates to a boiler system. More specifically, the present invention relates to a closed type boiler system that collects drain discharged from a load device without supplying it to the atmosphere and supplies water to the boiler.
従来、ボイラによって生成された蒸気を負荷機器に供給し、負荷機器において熱源として使用された蒸気が凝縮して発生するドレンを、耐圧性を有する密閉型のドレンタンクに高温・高圧の状態で回収して、再度ボイラに給水するクローズドタイプのボイラシステムが提案されている。 Conventionally, steam generated by a boiler is supplied to the load equipment, and the drain generated by condensation of the steam used as a heat source in the load equipment is collected in a sealed drain tank with pressure resistance at high temperature and pressure. And the closed type boiler system which supplies water to a boiler again is proposed.
このようなボイラシステムでは、ドレンタンクにおいてドレンから発生したフラッシュ蒸気を大気開放されたオープンタンク側に逃がすフラッシュ蒸気ラインと、このフラッシュ蒸気ラインに配置されフラッシュ蒸気ラインの一次側の圧力が所定の圧力となるように調整する圧力調整弁と、が設けられる(例えば、特許文献1参照)。
これにより、ドレンタンクにおいて発生したフラッシュ蒸気をオープンタンクに供給してオープンタンクに貯留された水の加熱に用いることで、フラッシュ蒸気が保有する熱を回収している。
In such a boiler system, the flash steam generated from the drain in the drain tank is released to the open tank side opened to the atmosphere, and the pressure on the primary side of the flash steam line arranged in the flash steam line is a predetermined pressure. And a pressure adjusting valve that adjusts so as to be (see, for example, Patent Document 1).
Thereby, the flash steam generated in the drain tank is supplied to the open tank and used for heating the water stored in the open tank, thereby recovering the heat held by the flash steam.
ところで、ドレンタンクの内部の圧力は、ボイラシステムを安定的に運転させるために、所定の範囲に保つことが求められる。そのため、ボイラシステムの運転状況によっては、ドレンタンクの内部の圧力を好適な範囲まで低下させるために、多量のフラッシュ蒸気をオープンタンクに逃す場合が生じる。このように、フラッシュ蒸気の発生量が多くなった場合には、フラッシュ蒸気の保有する熱をオープンタンクに貯留された水によって十分に回収できなくなってしまう。 By the way, the pressure inside the drain tank is required to be kept within a predetermined range in order to stably operate the boiler system. For this reason, depending on the operation status of the boiler system, a large amount of flash steam may be released to the open tank in order to reduce the pressure inside the drain tank to a suitable range. Thus, when the generation amount of flash steam increases, the heat held by the flash steam cannot be sufficiently recovered by the water stored in the open tank.
従って、本発明は、好適な運転状態に保ちつつ、熱の利用効率を向上させられるボイラシステムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of this invention is to provide the boiler system which can improve the utilization efficiency of heat, maintaining a suitable driving | running state.
本発明は、蒸気を生成して第1負荷機器に供給するボイラと、前記第1負荷機器が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく回収するドレンタンクと、前記第1負荷機器と前記ドレンタンクとを接続するドレン回収ラインと、前記ドレンタンクと前記ボイラとを接続し前記ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラに供給するドレン供給ラインと、大気開放され、前記ボイラに供給する補給水を貯留するオープンタンクと、前記ドレンタンクと前記オープンタンクとを接続し前記ドレンタンクで発生したフラッシュ蒸気を前記オープンタンクに供給する第1フラッシュ蒸気ラインと、前記ドレンタンクと第2負荷機器とを接続し前記ドレンタンクで発生したフラッシュ蒸気を前記第2負荷機器に供給する第2フラッシュ蒸気ラインと、前記第1フラッシュ蒸気ラインに配置され、該第1フラッシュ蒸気ラインにおける一次側の圧力が第1設定圧力となるように開度調整される第1圧力調整弁と、前記第2フラッシュ蒸気ラインに配置され、該第2フラッシュ蒸気ラインにおける一次側の圧力が前記第1設定圧力よりも低い第2設定圧力となるように開度調整される第2圧力調整弁と、を備えるクローズドタイプのボイラシステムに関する。 The present invention provides a boiler that generates steam and supplies it to the first load device, a drain tank that collects the drain that is generated by the condensation of the first load device by using steam without opening it to the atmosphere, A drain recovery line that connects the first load device and the drain tank, a drain supply line that connects the drain tank and the boiler and supplies the drain accommodated in the drain tank to the boiler, and is opened to the atmosphere. An open tank for storing makeup water to be supplied to the boiler; a first flash steam line for connecting the drain tank and the open tank to supply flash steam generated in the drain tank to the open tank; and the drain A tank and a second load device are connected to supply flash vapor generated in the drain tank to the second load device. A second flash steam line; a first pressure regulating valve disposed in the first flash steam line, the first pressure regulating valve having an opening adjusted so that a primary pressure in the first flash steam line becomes a first set pressure; A second pressure regulating valve disposed in the second flash steam line, the opening of which is adjusted so that the primary pressure in the second flash steam line becomes a second set pressure lower than the first set pressure; The present invention relates to a closed type boiler system.
本発明のボイラシステムによれば、好適な運転状態を保ちつつ、熱の利用効率を向上させられる。 According to the boiler system of the present invention, heat utilization efficiency can be improved while maintaining a suitable operation state.
以下、本発明のボイラシステムの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のボイラシステム1は、図1に示すように、ボイラ装置10と、ドレンタンク20と、オープンタンク30と、を備える。また、ボイラシステム1は、これらの機器を接続し、蒸気又は水が流通する複数のラインを備える。具体的には、ボイラシステム1は、ラインとして、第1蒸気供給ラインL1と、ドレン回収ラインL2と、ドレン供給ラインL3と、第2蒸気供給ラインL4と、第1フラッシュ蒸気ラインL51と、第2フラッシュ蒸気ラインL52と、第1補給水ラインL6と、ドレン返送ラインL7と、ドレン逃がしラインL8と、第2補給水ラインL9と、を備える。
Hereinafter, a preferred embodiment of a boiler system of the present invention will be described with reference to the drawings.
The boiler system 1 of this embodiment is provided with the
ボイラ装置10は、図1に示すように、複数の貫流ボイラ11と、これら複数の貫流ボイラ11で生成された蒸気が集合される蒸気ヘッダ12と、貫流ボイラ11と蒸気ヘッダ12とを連結する連結管13と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
貫流ボイラ11は、内部に供給された給水を燃焼ガスにより加熱して蒸気を生成する。本実施形態では、貫流ボイラ11には、後述のドレンタンク20に回収されたドレンが給水として供給される。
The once-through
図1に示すように、貫流ボイラ11で生成された蒸気は、連結管13を通って蒸気ヘッダ12に供給される。蒸気ヘッダ12は、貫流ボイラ11で生成された蒸気を貯留し、第1負荷機器40に供給する。
第1負荷機器40は、貫流ボイラ11で生成された蒸気を熱源として利用し、加熱対象物の直接加熱又は間接加熱を行う。
As shown in FIG. 1, the steam generated in the once-through
The
ドレンタンク20は、耐圧性を有する圧力容器により構成される。このドレンタンク20は、貫流ボイラ11により生成された蒸気が第1負荷機器40で利用されることで凝縮して生じたドレンを高温高圧の状態で回収する。
The
オープンタンク30は、大気に開放されている。このオープンタンク30は、貫流ボイラ11に供給される補給水を貯留する。また、オープンタンク30には、ドレンタンク20においてドレンから発生し後述する第1フラッシュ蒸気ラインL51を流通するフラッシュ蒸気、及び後述するドレン逃がしラインL8を流通するドレンが導入される。
The
第1蒸気供給ラインL1は、蒸気ヘッダ12と第1負荷機器40とを接続し、複数の貫流ボイラ11で生成された蒸気を第1負荷機器40に供給する。
ドレン回収ラインL2は、第1負荷機器40とドレンタンク20とを接続し、第1負荷機器40で発生したドレンをドレンタンク20に供給する。このドレン回収ラインL2には、スチームトラップ21、逆止弁22、及びドレン回収弁23が配置される。
スチームトラップ21は、ドレン回収ラインL2における第1負荷機器40の下流側に配置され、第1負荷機器40において発生したドレンを排出し、かつ、蒸気の排出を防ぐ。逆止弁22は、スチームトラップ21の下流側に配置され、ドレン回収ラインL2においてドレンが第1負荷機器40側に逆流することを防ぐ。ドレン回収弁23は、ドレン回収ラインL2におけるドレンタンク20との接続部分の近傍に配置される。ドレン回収弁23は、モータバルブにより構成され、ドレン回収ラインL2の流路を開閉させる。
The first steam supply line L <b> 1 connects the
The drain recovery line L <b> 2 connects the
The
ドレン供給ラインL3は、ドレンタンク20と貫流ボイラ11とを接続し、ドレンタンク20に回収されたドレンを複数の貫流ボイラ11に供給する。ドレン供給ラインL3の上流側の端部は、ドレンタンク20の下部に接続される。また、ドレン供給ラインL3の下流側は、複数の貫流ボイラ11のそれぞれに接続されるように分岐している。ドレン供給ラインL3には、ドレンポンプ31及びドレン供給弁32が配置される。
ドレンポンプ31は、ドレン供給ラインL3における分岐部分よりも上流側に配置され、ドレンタンク20から供給されたドレンを昇圧して貫流ボイラ11側に送り出す。ドレン供給弁32は、ドレン供給ラインL3における分岐部分よりも下流側に、複数の貫流ボイラ11それぞれに対応して配置される。ドレン供給弁32は、モータバルブにより構成され、開度を調整することで複数の貫流ボイラ11に供給されるドレンの量を調節する。
The drain supply line L <b> 3 connects the
The
第2蒸気供給ラインL4は、蒸気ヘッダ12とドレンタンク20とを接続する。この第2蒸気供給ラインL4は、貫流ボイラ11で生成された蒸気をドレンタンク20に供給し、ドレンタンク20の内部の圧力を調節する。第2蒸気供給ラインL4には、圧力調整弁41及びモータバルブ42が配置される。
圧力調整弁41は、第2蒸気供給ラインL4における圧力調整弁41よりも下流側を流通する蒸気の圧力が所定の圧力となるように調整する。モータバルブ42は、制御装置100により開度が調整され、これにより、ドレンタンク20に供給される蒸気の量が調整され、ドレンタンク20の内部の圧力が所定圧力となるように制御される。
The second steam supply line L4 connects the
The
第1フラッシュ蒸気ラインL51は、ドレンタンク20とオープンタンク30とを接続し、ドレンタンク20で発生したフラッシュ蒸気をオープンタンク30に排出する。第1フラッシュ蒸気ラインL51には、第1圧力調整弁51が配置される。
第1圧力調整弁51は、第1フラッシュ蒸気ラインL51における一次側の圧力が第1設定圧力(例えば、0.5MPa)となるように開度調整される。即ち、第1圧力調整弁51は、ドレンタンク20の内部の圧力が第1設定圧力を超えた場合に、フラッシュ蒸気をオープンタンク30側に逃がして、ドレンタンク20の内部の圧力を低下させる。
The first flash steam line L51 connects the
The opening of the first
第2フラッシュ蒸気ラインL52は、ドレンタンク20と第2負荷機器50とを接続し、ドレンタンク20で発生したフラッシュ蒸気を第2負荷機器50に供給する。本実施形態では、第2フラッシュ蒸気ラインL52の一次側の端部は、第1フラッシュ蒸気ラインL51における第1圧力調整弁51よりも一次側に接続される。第2フラッシュ蒸気ラインL52には、第2圧力調整弁52が配置される。
第2圧力調整弁52は、第2フラッシュ蒸気ラインL52における一次側の圧力が第1設定圧力よりも低い第2設定圧力(例えば、0.3MPa)となるように開度調整される。即ち、第2圧力調整弁52は、ドレンタンク20の内部の圧力が第2設定圧力を超えた場合に、フラッシュ蒸気を第2負荷機器50側に流通させる。
The second flash steam line L52 connects the
The opening of the second
第2負荷機器50は、第2フラッシュ蒸気ラインL52を流通する比較的低圧の蒸気を熱源として加熱対象物の直接加熱又は間接加熱を行う。
The
第1補給水ラインL6は、オープンタンク30とドレンタンク20とを接続し、オープンタンク30に貯留された水をドレンタンク20に供給する。第1補給水ラインL6には、第1補給水ポンプ61が配置されている。
The first makeup water line L <b> 6 connects the
ドレン返送ラインL7は、ドレン供給ラインL3とドレンタンク20とを接続する。より具体的には、ドレン返送ラインL7の上流側(基端側)の端部は、ドレン供給ラインL3におけるドレンポンプ31とドレン供給弁32との間に接続される。ドレン返送ラインL7の下流側の端部は、ドレンタンク20の上部に接続されるラインと、ドレンタンク20の下部に接続されるラインとに分岐している。ドレンタンク20の上部に接続されるラインには、モータバルブ72が配置され、ドレンタンク20の下部に接続されるラインには、オリフィス71が配置される。
The drain return line L7 connects the drain supply line L3 and the
ドレン返送ラインL7は、ドレン供給ラインL3を流通するドレンの一部又は全部を、ドレンタンク20に戻す。より詳細には、ドレンタンク20の下部に接続されるラインからは、ドレンタンク20の液相部にドレンが循環され、ドレンタンク20の上部に接続されるラインからは、ドレンタンク20の気相部にドレンが循環される。このドレン返送ラインL7では、液相部に循環されるドレンの流量を、オリフィス71により調整してドレンタンク20に貯留されるドレンの温度を均一化させつつ、気相部に循環させるドレンにより、ドレンタンク20の内部で発生するフラッシュ蒸気を回収している。
The drain return line L7 returns a part or all of the drain flowing through the drain supply line L3 to the
ドレン逃がしラインL8は、ドレン回収ラインL2とオープンタンク30とを接続する。このドレン逃しラインL8は、ドレンタンク20に回収されるドレンが過剰になる場合に、ドレン回収ラインL2を流通するドレンをオープンタンク30に逃がす。
ドレン逃がしラインL8には、ドレン逃がし弁81が配置される。ドレン逃がし弁81は、開状態と閉状態とを切り替え可能なモータバルブ又は電磁弁により構成される。ドレン逃がし弁81は、ドレン逃がしラインL8の流路を開閉させる。
The drain escape line L8 connects the drain recovery line L2 and the
A
即ち、本実施形態では、ドレン回収ラインL2を流通するドレンをドレンタンク20に回収する場合には、ドレン回収弁23を開放し、ドレン逃がし弁81を閉止する。一方、ドレン回収ラインL2を流通するドレンをオープンタンク30に逃す場合には、ドレン回収弁23を閉止し、ドレン逃がし弁81を開放する。
That is, in the present embodiment, when the drain flowing through the drain recovery line L2 is recovered in the
第2補給水ラインL9は、オープンタンク30と複数の貫流ボイラ11とを接続する。この第2補給水ラインL9は、オープンタンク30に貯留された水を、補給水として貫流ボイラ11に給水する。本実施形態では、第2補給水ラインL9の上流側の端部は、オープンタンク30の下部に接続される。また、第2補給水ラインL9の下流側は、複数の貫流ボイラ11のそれぞれに接続されるように分岐している。
The second makeup water line L9 connects the
第2補給水ラインL9には、補給水ポンプ91が配置される。補給水ポンプ91は、オープンタンク30から供給された補給水を昇圧して貫流ボイラ11に供給する。補給水ポンプ91は、第2補給水ラインL9における分岐部分よりも下流側に配置され、複数の貫流ボイラ11に対応して複数設けられる。
A
次に、本実施形態のボイラシステム1の動作について説明する。本実施形態では、まず、複数の貫流ボイラ11において蒸気が生成される。複数の貫流ボイラ11において生成された蒸気は、連結管13を介して蒸気ヘッダ12に供給される。
蒸気ヘッダ12に供給された蒸気は、第1負荷機器40において利用された後ドレンとなり、高温高圧の状態でドレンタンク20に貯留される。そして、ドレンタンク20に貯留されたドレンは、ドレン供給ラインL3を通って貫流ボイラ11に給水として供給される。
Next, operation | movement of the boiler system 1 of this embodiment is demonstrated. In the present embodiment, first, steam is generated in the plurality of once-through
The steam supplied to the
ここで、ドレンタンク20の内部の圧力は、ボイラシステム1を安定的に運転させるために、所定の範囲に保つことが求められる。そのため、ボイラシステム1の運転状況によっては、ドレンタンク20の内部の圧力を好適な範囲まで低下させるために、多量のフラッシュ蒸気を外部に排出する場合が生じる。そこで、本実施形態では、ボイラシステム1を、ドレンタンク20で発生したフラッシュ蒸気をオープンタンク30に供給する第1フラッシュ蒸気ラインL51と、フラッシュ蒸気を第2負荷機器50に供給する第2フラッシュ蒸気ラインL52と、第1フラッシュ蒸気ラインL51の一次側の圧力が第1設定圧力(例えば、0.5MPa)となるように開度調整される第1圧力調整弁51と、第2フラッシュ蒸気ラインL52の一次側の圧力が第1設定圧力よりも低い第2設定圧力(例えば、0.3MPa)となるように開度調整される第2圧力調整弁52と、を含んで構成した。
Here, the pressure inside the
これにより、ドレンタンク20の内部の圧力が第2設定圧力を超えた場合には、第2圧力調整弁52が二次側にフラッシュ蒸気を逃がすため、ドレンタンク20の内部で発生するフラッシュ蒸気を、第2フラッシュ蒸気ラインL52を通じて第2負荷機器50に供給できる。そして、この状態でドレンタンク20の内部の圧力が更に上昇し、第1設定圧力を超えた場合には、第1圧力調整弁51も二次側にフラッシュ蒸気を逃がすことでフラッシュ蒸気をオープンタンク30に供給し、ドレンタンク20の内部の圧力が上昇し過ぎることを防げる。よって、ドレンタンク20の内部の圧力が第1設定圧力を超えてしまうことを防ぎつつ、第2負荷機器50に過剰なフラッシュ蒸気を供給できるので、ボイラシステム1の運転を好適に保ちつつ、ボイラシステム1の熱の利用効率を向上させられる。
As a result, when the pressure inside the
以上説明した本実施形態のボイラシステム1によれば、以下のような効果を奏する。 According to the boiler system 1 of this embodiment demonstrated above, there exist the following effects.
クローズドタイプのボイラシステム1では、ドレンタンク20において発生したフラッシュ蒸気は、オープンタンク30に供給されて補給水の加熱に用いられる。しかしながら、フラッシュ蒸気の発生量が多くなった場合には、フラッシュ蒸気の保有する熱を補給水によって十分に回収できない。そこで、ボイラシステム1を、フラッシュ蒸気をオープンタンク30に供給する第1フラッシュ蒸気ラインL51と、フラッシュ蒸気を第2負荷機器50に供給する第2フラッシュ蒸気ラインL52と、第1フラッシュ蒸気ラインL51の一次側の圧力が第1設定圧力となるように開度調整される第1圧力調整弁51と、第2フラッシュ蒸気ラインL52の一次側の圧力が第1設定圧力よりも低い第2設定圧力となるように開度調整される第2圧力調整弁52と、を含んで構成した。これにより、ドレンタンク20の内部の圧力が第2設定圧力から第1設定圧力の間である場合には、ドレンタンク20で発生するフラッシュ蒸気を低圧の蒸気を使用する第2負荷機器50に供給でき、また、ドレンタンク20の内部の圧力が第1設定圧力を超えた場合には、フラッシュ蒸気をオープンタンク30にも供給することで、ドレンタンク20の内部の圧力が上昇し過ぎることを防げる。よって、ドレンタンク20の内部の圧力が第1設定圧力を超えてしまうことを防ぎつつ、第2負荷機器50に過剰なフラッシュ蒸気を供給できるので、ボイラシステム1の運転を好適に保ちつつ、ボイラシステム1の熱の利用効率を向上させられる。
In the closed-type boiler system 1, the flash steam generated in the
以上、本発明のボイラシステム1の好ましい一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、本実施形態では、ボイラシステム1を、3台の貫流ボイラ11により構成したが、これに限らない。即ち、ボイラシステムを、1台又は2台の貫流ボイラを含んで構成してもよく、4台以上の貫流ボイラを含んで構成してもよい。
As mentioned above, although one preferable embodiment of the boiler system 1 of this invention was described, this invention is not restrict | limited to embodiment mentioned above and can change suitably.
For example, in this embodiment, although the boiler system 1 was comprised by the three once-through
1 ボイラシステム
10 ボイラ装置(ボイラ)
20 ドレンタンク
30 オープンタンク
40 第1負荷機器
50 第2負荷機器
51 第1圧力調整弁
52 第2圧力調整弁
L2 ドレン回収ライン
L3 ドレン供給ライン
L51 第1フラッシュ蒸気ライン
L52 第2フラッシュ蒸気ライン
1
20
Claims (1)
前記第1負荷機器が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく回収するドレンタンクと、
前記第1負荷機器と前記ドレンタンクとを接続するドレン回収ラインと、
前記ドレンタンクと前記ボイラとを接続し前記ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラに供給するドレン供給ラインと、
大気開放され、前記ボイラに供給する補給水を貯留するオープンタンクと、
前記ドレンタンクと前記オープンタンクとを接続し前記ドレンタンクで発生したフラッシュ蒸気を前記オープンタンクに供給する第1フラッシュ蒸気ラインと、
前記ドレンタンクと第2負荷機器とを接続し前記ドレンタンクで発生したフラッシュ蒸気を前記第2負荷機器に供給する第2フラッシュ蒸気ラインと、
前記第1フラッシュ蒸気ラインに配置され、該第1フラッシュ蒸気ラインにおける一次側の圧力が第1設定圧力となるように開度調整される第1圧力調整弁と、
前記第2フラッシュ蒸気ラインに配置され、該第2フラッシュ蒸気ラインにおける一次側の圧力が前記第1設定圧力よりも低い第2設定圧力となるように開度調整される第2圧力調整弁と、を備えるクローズドタイプのボイラシステム。 A boiler that generates steam and supplies it to the first load device;
A drain tank for collecting the drain produced by the condensation of the first load device by using steam without opening it to the atmosphere;
A drain recovery line connecting the first load device and the drain tank;
A drain supply line for connecting the drain tank and the boiler and supplying the boiler with the drain stored in the drain tank;
An open tank that is open to the atmosphere and stores makeup water to be supplied to the boiler;
A first flash steam line that connects the drain tank and the open tank and supplies flash steam generated in the drain tank to the open tank;
A second flash steam line connecting the drain tank and a second load device to supply the flash steam generated in the drain tank to the second load device;
A first pressure regulating valve disposed in the first flash steam line and having an opening adjusted so that a primary pressure in the first flash steam line becomes a first set pressure;
A second pressure regulating valve disposed in the second flash steam line, the opening of which is adjusted so that a primary pressure in the second flash steam line becomes a second set pressure lower than the first set pressure; Closed type boiler system with
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CN109297010A (en) * | 2018-09-26 | 2019-02-01 | 河南中烟工业有限责任公司 | A kind of power-equipment condensation water recovery system with water vapour compressor |
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