JP2016217552A - Cooperation steam system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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、及び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を有する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。 The present invention relates to a steam generator that generates steam using a heat source fluid such as hot water as a heat source, and a cooperative steam system that includes a plurality of steam systems each having a steam booster that boosts the steam generated by the steam generator.
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。 Conventionally, a steam system including a steam generator that generates steam using a heat source fluid such as hot water as a heat source, and a steam booster that boosts the steam generated by the steam generator has been proposed (for example, Patent Documents). 1). In such a steam system, the low-pressure steam generated by the steam generator is boosted by the steam booster and then supplied to the steam-using device.
ところで、熱源流体の温度が高い場合や熱源流体の流通量が多い場合、即ち、熱源流体から回収可能な熱量が多い場合には、上述の蒸気システムを複数台配置し、これら複数台の蒸気システムを連携させて熱回収を行うことで、熱源流体の熱をより有効に利用できる。ここで、複数台の蒸気システムを連携させて運転させる場合、複数台の蒸気システムの稼動状態は、平準化されることが好ましい。
即ち、蒸気昇圧装置は、エネルギ(電力)を用いて圧縮機を回転させることで低圧の蒸気を昇圧している。そして、この蒸気昇圧装置のエネルギ効率は、圧縮機の回転数が低い(負荷率が低い)程圧縮する蒸気量に比してエネルギの使用量が多くなり、低下する。そのため、複数の蒸気システムが稼動している場合に、一部の蒸気昇圧装置の負荷率が低い状態が継続すると、熱源流体からの熱回収を行うことによる省エネルギ効果よりも、蒸気昇圧にかかるエネルギコストが過大となってしまい、蒸気システムを運転させるコストメリットが低下してしまう場合があった。
By the way, when the temperature of the heat source fluid is high or when the circulation amount of the heat source fluid is large, that is, when the amount of heat recoverable from the heat source fluid is large, a plurality of the steam systems described above are arranged, and the plurality of steam systems. By performing heat recovery in cooperation with each other, the heat of the heat source fluid can be used more effectively. Here, when a plurality of steam systems are operated in cooperation, it is preferable that the operating states of the plurality of steam systems are leveled.
That is, the steam booster boosts the low-pressure steam by rotating the compressor using energy (electric power). The energy efficiency of the steam booster decreases as the compressor rotational speed is lower (load factor is lower) and the amount of energy used is greater than the amount of steam that is compressed. Therefore, when a plurality of steam systems are operating, if the state of low load factor of some of the steam boosters continues, the steam boost is more effective than the energy saving effect of heat recovery from the heat source fluid. In some cases, the energy cost becomes excessive, and the cost merit for operating the steam system may decrease.
従って、本発明は、一部の蒸気昇圧装置の負荷率が低下することでシステムの効率が低下してしまうことを防げる連携蒸気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 cooperation steam system which can prevent that the efficiency of a system falls by reducing the load factor of some steam pressurization apparatuses.
本発明は、複数の蒸気システムと、該複数の蒸気システムを制御する台数制御装置と、を備える連携蒸気システムであって、複数の前記蒸気システムは、それぞれ、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供給される熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、を備え、前記台数制御装置は、複数の前記蒸気昇圧装置の負荷率を取得する負荷率取得部と、運転している前記蒸気昇圧装置のうち、最も負荷率の高い前記蒸気昇圧装置の負荷率と、最も負荷率の低い前記蒸気昇圧装置の負荷率と、の差が第1閾値を超えた場合に、前記負荷率取得部により取得された複数の運転している前記蒸気昇圧装置の負荷率の平均値を算出する平均負荷率算出部と、運転している複数の前記蒸気昇圧装置の負荷率が前記平均負荷率算出部により算出された平均値となるように前記流量調整弁の開度を制御する負荷率制御部と、を備える連携蒸気システムに関する。 The present invention is a cooperative steam system including a plurality of steam systems and a number control device that controls the plurality of steam systems, and each of the plurality of steam systems generates low-pressure steam using a heat source fluid as a heat source. The steam generator, a steam booster that boosts the low-pressure steam generated in the steam generator, and a flow rate adjustment valve that adjusts the flow rate of the heat source fluid supplied to the steam generator, the number control The apparatus includes a load factor acquisition unit that acquires a load factor of a plurality of the steam boosters, a load factor of the steam booster having the highest load factor among the steam boosters in operation, and a load factor of the highest When the difference between the low steam pressure booster and the load factor of the steam booster exceeds a first threshold value, the average value of the load factors of the plurality of operating steam boosters acquired by the load factor acquisition unit is calculated. A load factor control for controlling the opening degree of the flow rate adjustment valve so that the load factor of the plurality of steam boosting devices in operation is equal to the average value calculated by the average load factor calculator A cooperative steam system.
また、連携蒸気システムは、運転している複数の前記蒸気昇圧装置の負荷率が、前記平均負荷率算出部により算出された平均値を含む第1範囲内に収束した場合に、前記負荷率制御部による制御を終了させる負荷率制御停止部を更に備えることが好ましい。 Further, the cooperative steam system is configured such that the load factor control is performed when load factors of the plurality of steam boosters that are operating converge within a first range including an average value calculated by the average load factor calculator. It is preferable to further include a load factor control stop unit that terminates the control by the unit.
本発明によれば、一部の蒸気昇圧装置の負荷率が低下することでシステムの効率が低下してしまうことを防げる連携蒸気システムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooperation steam system which can prevent that the efficiency of a system falls by reducing the load factor of some steam pressurization apparatuses can be provided.
以下、本発明の連携蒸気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。本実施形態の連携蒸気システム100は、廃熱源としてのガスエンジン200を冷却する冷却水を熱源流体として蒸気を生成し昇圧する蒸気システム1を複数台備える。より具体的には、連携蒸気システム100は、ガスエンジン200を冷却する冷却水が循環する冷却水循環ライン210と、複数台(本実施形態では3台)の蒸気システム1A,1B,1Cと、これら複数台の蒸気システム1A,1B,1Cから吐出される吐出蒸気が流通する吐出蒸気ライン40と、この吐出蒸気ライン40を流通する蒸気が集合される蒸気ヘッダ300と、複数台の蒸気システム1A,1B,1Cを制御する台数制御装置400と、を備える。尚、「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。
Hereinafter, a preferred embodiment of the cooperative steam system of the present invention will be described with reference to the drawings. The
ガスエンジン200は、例えば、ガスを燃料として駆動し、発電を行う。
冷却水循環ライン210は、ガスエンジン200を冷却する冷却水を循環させる。この冷却水循環ライン210は、ガスエンジン200において熱回収を行った高温の冷却水(温水)を蒸気システム1A,1B,1Cに供給する温水供給ライン211と、蒸気システム1A,1B,1Cから排出された温水をガスエンジン200に供給する温水排出ライン212と、温水供給ライン211と温水排出ライン212とをバイパスするバイパスライン213と、温水排出ライン212をバイパスする第2バイパスライン214と、を備える。
For example, the
The cooling
温水供給ライン211の上流側は、ガスエンジン200に接続される。温水供給ライン211の下流側は3つに分岐し、それぞれ、蒸気システム1A,1B,1C(後述の蒸気発生装置10A,10B,10C)に接続される。
The upstream side of the hot
バイパスライン213は、温水供給ライン211と温水排出ライン212とを接続する。温水供給ライン211とバイパスライン213との接続部分には、冷却水過冷防止弁としての三方弁215が配置される。この三方弁215は、ガスエンジン200から導出され温水供給ライン211を流通する温水の流路を、蒸気システム1A,1B,1C側又はバイパスライン213側に切り替える。より詳細には、三方弁215は、温水供給ライン211を流通する温水の温度が予め設定された第1基準温度(例えば、115℃)を下回った場合に、温水の流路がバイパスライン213側となるように切り替えられる。これにより、冷却水の温度が低下しすぎることを防いでいる。本実施形態では、三方弁215は、モータバルブにより構成される。
尚、三方弁215の流路は、例えば、ガスエンジン200の動作を制御する制御装置(図示せず)により制御される。
The
The flow path of the three-
温水排出ライン212の上流側は、それぞれ、蒸気システム1A,1B,1C(後述の蒸気発生装置10A,10B,10C)に接続される。蒸気システム1A,1B,1Cそれぞれに接続された温水排出ライン212は下流側で合流した後、ガスエンジン200に接続される。
The upstream sides of the hot
温水排出ライン212には、冷却器216と、第1温度センサ217と、第2温度センサ218と、流量計219と、が配置される。
冷却器216は、温水排出ライン212を流通する温水から熱回収を行う。
第1温度センサ217は、温水排出ライン212における冷却器216の上流側に配置され、冷却器216に導入される前の温水の温度を測定する。
第2温度センサ218は、温水排出ライン212における冷却器216の下流側に配置され、冷却器216において熱回収された後の温水の温度を測定する。
流量計219は、第2温度センサ218の下流側に配置され、温水排出ライン212を流通する温水の流量を測定する。
A
The cooler 216 performs heat recovery from the hot water flowing through the hot
The
The
The
第2バイパスライン214は、温水排出ライン212における冷却器216の上流側と下流側とをバイパスする。本実施形態では、第2バイパスライン214は、第1温度センサ217の上流側と流量計219の下流側とを接続して、冷却器216をバイパスしている。この第2バイパスライン214の上流側と温水排出ライン212との接続部分には、三方弁220が配置される。三方弁220は、蒸気システム1A,1B,1Cから排出され温水排出ライン212を流通する温水の流路を、冷却器216側又は第2バイパスライン214側に切り替える。より詳細には、三方弁220は、温水排出ライン212を流通する温水の温度が予め設定された第2基準温度(例えば、118℃)を下回った場合に、温水の流路が第2バイパスライン214側となるように切り替えられる。これにより、冷却水の温度が低下しすぎることを防いでいる。本実施形態では、三方弁220は、温水の温度を測定する温度センサと、この温度センサにより測定される温度に基いて流路を切り替える切替機構(いずれも図示せず)と、を備えるモータバルブにより構成される。
The
蒸気システム1A,1B,1Cは、冷却水循環ライン210に対して並列に配置される。蒸気システム1A,1B,1Cは、それぞれ、蒸気を生成する蒸気発生装置10A,10B,10Cと、この蒸気発生装置10A,10B,10Cにおいて生成された蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置20A,20B,20Cと、蒸気発生装置10A,10B,10Cと蒸気昇圧装置20A,20B,20Cとを接続する低圧蒸気供給ライン30A,30B,30Cと、を備える。
蒸気システム1A,1B,1Cは、同様の構成を備えるため、図2においては、A,B,Cの符号を省略して蒸気システム1の具体的な構成を示す。
The
Since
蒸気発生装置10は、ガスエンジン200のジャケット冷却水の廃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、図2に示すように、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、噴霧水供給ライン16と、補給水ライン17と、温水バイパスライン18と、流量調整弁としての三方弁19と、蒸気制御部50と、を備える。
The
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。
The
The
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の一端側(入口側)には温水供給ライン211の先端側が接続され、他端側(出口側)には、温水排出ライン212の基端側が接続される。これにより、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。
The
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。
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。
The
The spray
The
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。
The
The
温水バイパスライン18は、チューブ12の入口の上流側と出口の下流側とを接続し、温水供給ライン211と温水排出ライン212とをバイパスする。
三方弁19は、温水供給ライン211と温水バイパスライン18との接続部分に配置される。この三方弁19は、温水供給ライン211から蒸気発生装置10側に流れる温水の量及び温水バイパスライン18側に流れる温水の流量を調整する。本実施形態では、三方弁19は、開度調整が可能なモータバルブにより構成される。
The hot
The three-
蒸気制御部50は、三方弁19の開度を調整することで蒸気発生装置10による低圧蒸気の生成量を制御する。具体的には、蒸気制御部50は、後述する吐出蒸気圧力センサ43により測定される吐出蒸気の圧力、及び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応じて、三方弁19の開度を制御し、蒸気発生装置10により生成される蒸気量を制御する。
The
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211から温水バイパスライン18への流路を閉止した状態では、まず、ガスエンジン200から熱源となる温水(例えば、約90℃)が、温水供給ライン211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212を通じて排出される。
According to the
On the other hand, spray water is sprayed from the
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。
In addition, a thin liquid film is formed on the surface of the
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。
The steam generated inside the
The water that has not become steam inside the
When the water stored in the
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。
Further, the amount of steam generated inside the
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の動作を制御する圧縮制御部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。
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、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。
The
The
The
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、圧縮制御部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。
That is, when the steam pressure in the low-pressure
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、圧縮制御部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。
On the other hand, when the steam pressure in the low-pressure
In this way, by controlling the steam pressure of the low-pressure
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。低圧蒸気供給ライン30には、低圧蒸気圧力センサ31が配置される。
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。
The low pressure
The low pressure
吐出蒸気ライン40は、図1に示すように、基端側がそれぞれ蒸気システム1A,1B,1Cに接続される複数の第1吐出蒸気ライン41A,41B,41Cと、基端側がこれら複数の第1吐出蒸気ライン41A,41B,41Cの先端側に接続され、先端側が蒸気ヘッダ300に接続される集合蒸気ライン42と、を備える。
複数の第1吐出蒸気ライン41A,41B,41Cには、それぞれ、吐出蒸気圧力センサ43A,43B,43C及び開閉弁44A,44B,44Cが配置される。
吐出蒸気圧力センサ43A,43B,43Cは、第1吐出蒸気ライン41A,41B,41Cの内部における蒸気圧(吐出蒸気の圧力)を測定する。
開閉弁44A,44B,44Cは、第1吐出蒸気ライン41A,41B,41Cの流路を開閉させる。
As shown in FIG. 1, the
Discharge
The discharge
The on-off
集合蒸気ライン42は、複数の第1吐出蒸気ライン41A,41B,41Cを流通する蒸気を集合させ、蒸気ヘッダ300に供給する。
蒸気ヘッダ300は、複数台の蒸気システム1A,1B,1Cにおいて生成された蒸気を集合させる。この蒸気ヘッダ300には、ガスエンジン200の排ガスが保有する熱を利用して蒸気を生成する排ガスボイラ(図示せず)により生成された蒸気や、他のボイラ(図示せず)により生成された蒸気も集合される。
蒸気ヘッダ300には、ヘッダ圧力センサ310が配置される。ヘッダ圧力センサ310は、蒸気ヘッダ300の内部における蒸気圧(ヘッダ圧)を測定する。
蒸気ヘッダ300に集められた蒸気は、蒸気使用機器(図示せず)に供給される。
The
The
A
The steam collected in the
台数制御装置400は、連携蒸気システム100の動作(複数の蒸気システム1A,1B,1Cの動作)を制御する。
本実施形態では、台数制御装置400は、ヘッダ圧力センサ310により測定されるヘッダ圧、蒸気昇圧装置20の負荷率、及び第1温度センサ217により測定される温水排出ライン212を流通する温水の温度等に基いて、運転させる蒸気システムの台数を制御する。例えば、台数制御装置400は、1台の蒸気システム1Aが運転している状態において、ヘッダ圧力センサ310により測定されるヘッダ圧が予め設定された増台基準圧力を下回り、蒸気昇圧装置20Aの負荷率が予め設定された増台基準負荷率を上回り、かつ第1温度センサ217により測定される温水の温度が予め設定された増台基準温度を上回っている場合に、蒸気システム1Bを起動し、運転させる蒸気システムの台数を増加させる。
The
In the present embodiment, the
ここで、複数の蒸気システム1を連携させて運転させる場合、複数の蒸気システム1の稼動状態は平準化されることが好ましい。そこで、本実施形態では、台数制御装置400は、2台以上の蒸気システム1が運転している場合において、運転している蒸気昇圧装置20の負荷率の差が所定の閾値を超えた場合に、負荷率の差が小さくなるように複数の蒸気システム1の動作を制御し、複数の蒸気システム1の稼動状態を平準化している。
このような機能を実現するために、台数制御装置400は、図3に示すように、負荷率取得部410と、平均負荷率算出部420と、負荷率制御部430と、負荷率制御停止部440と、を備える。
Here, when operating the some
In order to realize such a function, as shown in FIG. 3, the
負荷率取得部410は、複数の蒸気昇圧装置20A,20B,20Cの負荷率を取得する。
The load
平均負荷率算出部420は、運転している蒸気昇圧装置20のうち、最も負荷率の高い蒸気昇圧装置20の負荷率と、最も負荷率の低い蒸気昇圧装置20の負荷率と、の差が予め設定された第1閾値(例えば、15%)を超えた場合に、負荷率取得部410により取得された複数の運転している蒸気昇圧装置20の負荷率の平均値を算出する。
例えば、第1閾値が15%に設定された連携蒸気システム100において、2台の蒸気システム1A,1Bが運転している状態で、負荷率取得部410により取得された蒸気昇圧装置20Aの負荷率が90%、蒸気昇圧装置20Bの負荷率が70%であった場合、平均負荷率算出部420は、2台の蒸気昇圧装置20A,20Bの負荷率の平均値を80%と算出する。
尚、運転している蒸気システム1の台数が3台以上であった場合には、平均負荷率算出部420は、運転している全ての蒸気昇圧装置20の負荷率の平均値を算出する。
The average load
For example, in the
If the number of
負荷率制御部430は、運転している複数の蒸気昇圧装置20の負荷率が平均負荷率算出部420により算出された平均値となるように蒸気発生装置10の三方弁19の開度を制御する。より具体的には、上述の場合では、負荷率制御部430は、蒸気昇圧装置20Aの負荷率が90%である蒸気システム1Aの蒸気発生装置10Aの三方弁19Aの開度を、チューブ12側に流通する温水の量が減少するように制御する。また、負荷率制御部430は、蒸気昇圧装置20Bの負荷率が70%である蒸気システム1Bの蒸気発生装置10Bの三方弁19Bの開度を、チューブ12側に流通する温水の量が増加するように制御する。
The load
これにより、蒸気発生装置10Aにおいては、チューブ12側に流通する温水の量が減少することで蒸気の生成量が減少する。その結果、低圧蒸気供給ライン30Aに供給される蒸気の量が減少し、蒸気昇圧装置20Aの負荷率は低下する。一方、蒸気発生装置10Bにおいては、チューブ12側に流通する温水の量が増加することで蒸気の生成量が増加する。その結果、低圧蒸気供給ライン30Bに供給される蒸気の量が増加し、蒸気昇圧装置20Aの負荷率は上昇する。
このようにして、蒸気昇圧装置20Aの負荷率及び蒸気昇圧装置20Bの負荷率は、いずれも平均値に向かっていく。
Thereby, in the
In this way, both the load factor of the
負荷率制御停止部440は、運転している複数の蒸気昇圧装置20の負荷率が、平均負荷率算出部420により算出された平均値を含む第1範囲内(例えば、平均値±3%の範囲)に収束した場合に、負荷率制御部430による制御を終了させる。具体的には、上述の場合、蒸気昇圧装置20Aの負荷率が83%まで低下し、蒸気昇圧装置20Bの負荷率が77%まで上昇すると、負荷率制御停止部440は、負荷率制御部430による三方弁19の開度制御を終了させる。これにより、複数の蒸気昇圧装置20の負荷率が平準化された後は、蒸気発生装置10の三方弁19を、蒸気制御部50による通常制御に戻すことができる。
The load factor
以上説明した本実施形態の連携蒸気システム100によれば、以下のような効果を奏する。
According to the
(1)複数の蒸気システム1A,1B,1Cを連携させて運転させる場合、複数の蒸気システム1A,1B,1Cの稼動状態は平準化されることが好ましい。そこで、連携蒸気システム100を、複数の蒸気システム1A,1B,1Cと、これら複数の蒸気システム1A,1B,1Cを制御する台数制御装置400と、を含んで構成した。そして、台数制御装置400を、複数の蒸気システム1A,1B,1Cが運転している場合にそれぞれの蒸気昇圧装置20A,20B,20Cの負荷率の差が第1閾値を超えると、運転している蒸気昇圧装置20の負荷率の平均値を算出する平均負荷率算出部420と、運転している蒸気昇圧装置20の負荷率が平均負荷率算出部420により算出された平均値となるように、温水を蒸気発生装置10に供給する三方弁19の開度を制御する負荷率制御部430と、を含んで構成した。これにより、複数の蒸気システム1A,1B,1Cが運転されている状態で、複数の蒸気昇圧装置20A,20B,20Cの負荷率に大きな差が生じた場合に、蒸気発生装置10A,10B,10Cに供給される温水の流量を調整することで蒸気発生装置10A,10B,10Cにおける蒸気の生成量を調整し、複数の蒸気昇圧装置20A,20B,20Cの負荷率を平準化させられる。よって、一部の蒸気昇圧装置20A,20B,20Cの負荷率が低下してシステムの効率が低下してしまうことを防げる。
(1) When operating
(2)台数制御装置400を、運転している複数の蒸気昇圧装置20A,20B,20Cの負荷率が、平均負荷率算出部420により算出された平均値を含む第1範囲内に収束した場合に、負荷率制御部430による制御を終了させる負荷率制御停止部440を含んで構成した。これにより、負荷率制御部430の制御により複数の蒸気昇圧装置20A,20B,20Cの負荷率が一定の範囲内に収束した場合に、負荷率制御部430による三方弁19の制御を終了させられるので、複数の蒸気システム1A,1B,1Cの稼動状態が平準化された場合に速やかに蒸気システム1A,1B,Cの制御を通常の制御に戻せる。
(2) When the load factor of the plurality of
以上、本発明の連携蒸気システム100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、連携蒸気システム100を、3台の蒸気システム1A,1B,1C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、2台の蒸気システムにより構成してもよく、また、4台以上の蒸気システムにより構成してもよい。
As mentioned above, although preferable one Embodiment of the
For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、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。
In the present embodiment, the low pressure
また、本実施形態では、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。
Moreover, in this embodiment, although the flow regulating valve was comprised by the three-
また、本実施形態では、廃熱源としてガスエンジン200を用いたが、これに限らない。即ち、廃熱源としてディーゼルエンジンやガソリンエンジンを用いてもよい。
Moreover, in this embodiment, although the
1A,1B,1C 蒸気システム
10A,10B,10C 蒸気発生装置
19A,19B,19C 三方弁(流量調整弁)
20A,20B,20C 蒸気昇圧装置
100 連携蒸気システム
400 台数制御装置
410 負荷率取得部
420 平均負荷率算出部
430 負荷率制御部
440 負荷率制御停止部
1A, 1B,
20A, 20B,
Claims (2)
複数の前記蒸気システムは、それぞれ、
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供給される熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、を備え、
前記台数制御装置は、
複数の前記蒸気昇圧装置の負荷率を取得する負荷率取得部と、
運転している前記蒸気昇圧装置のうち、最も負荷率の高い前記蒸気昇圧装置の負荷率と、最も負荷率の低い前記蒸気昇圧装置の負荷率と、の差が第1閾値を超えた場合に、前記負荷率取得部により取得された複数の運転している前記蒸気昇圧装置の負荷率の平均値を算出する平均負荷率算出部と、
運転している複数の前記蒸気昇圧装置の負荷率が前記平均負荷率算出部により算出された平均値となるように前記流量調整弁の開度を制御する負荷率制御部と、を備える連携蒸気システム。 A cooperative steam system comprising a plurality of steam systems and a number control device for controlling the plurality of steam systems,
Each of the plurality of steam systems is
A steam generator that generates low-pressure steam using a heat source fluid as a heat source;
A steam booster that boosts the low-pressure steam generated in the steam generator;
A flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of the heat source fluid supplied to the steam generator,
The number controller is
A load factor acquisition unit for acquiring a load factor of a plurality of the steam boosters;
When the difference between the load factor of the steam booster with the highest load factor and the load factor of the steam booster with the lowest load factor among the steam boosters in operation exceeds the first threshold An average load factor calculating unit that calculates an average value of the load factors of the plurality of operating steam boosters acquired by the load factor acquiring unit;
A cooperative steam comprising: a load factor control unit that controls an opening degree of the flow rate adjusting valve so that a load factor of the plurality of steam boosters that are operating is an average value calculated by the average load factor calculation unit system.
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