JP2016217553A - Cooperation steam system - Google Patents

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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooperation steam system which can operate more stably by keeping a temperature of a heat source fluid in a proper temperature range.SOLUTION: A cooperation steam system 100 includes: a plurality of steam systems 1A, 1B, 1C; a heat source fluid supply line 211; and a unit number control device 400. The steam systems 1A, 1B, 1C include: steam generating devices 10A, 10B, 10C; steam boosting devices 20A, 20B, 20C; and low pressure steam pressure measurement units 31A, 31B, 31C. The unit number control device 400 includes: a unit number control unit 450 for reducing the unit number of the steam systems 1 to be operated by one unit in the case where an average value calculated by an average load factor calculation unit 420 is lower than a first reference load factor, in the case where a steam pressure acquired by a low pressure steam pressure acquisition unit 440 is higher than a first reference steam pressure, or in the case where the temperature of the heat source fluid acquired by a heat source fluid temperature acquisition unit 430 is lower than a first reference temperature.SELECTED DRAWING: Figure 3

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.

特開2008−138924号公報JP 2008-138924 A

ところで、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稼動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。このように、複数台の蒸気システムを連携させて稼動させる連携蒸気システムでは、熱源流体の温度が所定の温度を下回らないように、運転させる蒸気システムの台数を制御することが求められる。例えば、熱源としてガスエンジン等のジャケット冷却水を用いた場合、ガスエンジンには、適正な温度範囲の冷却水が供給されることが好ましい。そのため、連携蒸気システムにおいては、ガスエンジンに供給される冷却水が適正な温度となるように熱回収を行うことが求められる。   By the way, 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 are operated in cooperation to generate heat. By performing the recovery, the heat of the heat source fluid can be used more effectively. As described above, in a cooperative steam system in which a plurality of steam systems are operated in cooperation, it is required to control the number of steam systems to be operated so that the temperature of the heat source fluid does not fall below a predetermined temperature. For example, when jacket cooling water such as a gas engine is used as a heat source, it is preferable that cooling water in an appropriate temperature range is supplied to the gas engine. Therefore, in the cooperative steam system, it is required to perform heat recovery so that the cooling water supplied to the gas engine has an appropriate temperature.

従って、本発明は、熱源流体の温度を適正な範囲に保つことでより安定的に運転させられ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 the present invention is to provide a cooperative steam system that can be operated more stably by keeping the temperature of the heat source fluid in an appropriate range.

本発明は、熱源流体を熱源として蒸気を生成する複数の蒸気システムと、該複数の蒸気システムに熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、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より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における蒸気圧を測定する低圧蒸気圧測定部と、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、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、前記熱源流体供給ラインを流通する熱源流体の温度を取得する熱源流体温度取得部と、前記低圧蒸気圧測定部により測定された蒸気圧を取得する低圧蒸気圧取得部と、前記平均負荷率算出部により算出された平均値が第1基準負荷率を下回った場合、前記低圧蒸気圧取得部により取得された蒸気圧が第1基準蒸気圧を上回った場合、又は前記熱源流体温度取得部により取得された熱源流体の温度が第1基準温度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一台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。   The present invention includes a plurality of steam systems that generate steam using a heat source fluid as a heat source, a heat source fluid supply line that supplies the heat source fluid to the plurality of steam systems, and a number control device that controls the plurality of steam systems. A plurality of the steam systems, respectively, a steam generator that generates low-pressure steam using a heat source fluid as a heat source, a steam booster that pressurizes low-pressure steam generated in the steam generator; A low-pressure steam supply line that supplies low-pressure steam generated by the steam generator to the steam booster; and a low-pressure steam pressure measurement unit that measures the steam pressure in the low-pressure steam supply line; A load factor acquisition unit that acquires load factors of a plurality of the steam boosters, and a plurality of operating steam rises acquired by the load factor acquisition unit Steam measured by the average load factor calculating unit for calculating the average value of the load factor of the apparatus, the heat source fluid temperature acquiring unit for acquiring the temperature of the heat source fluid flowing through the heat source fluid supply line, and the low pressure vapor pressure measuring unit When the average value calculated by the low-pressure vapor pressure acquisition unit for acquiring the pressure and the average load factor calculation unit is lower than the first reference load factor, the vapor pressure acquired by the low-pressure vapor pressure acquisition unit is the first reference A unit control unit that reduces the number of the steam systems to be operated by one when the vapor pressure exceeds or when the temperature of the heat source fluid acquired by the heat source fluid temperature acquisition unit falls below a first reference temperature; It is related with the cooperation steam system.

また、前記蒸気発生装置は、該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、前記熱源流体供給ラインを流通する熱源流体の温度が予め設定された目標温度となるように前記流量調整弁の開度を制御する蒸気制御部と、を備え、前記第1基準温度は、前記目標温度よりも低い温度に設定されることが好ましい。   In addition, the steam generator has a flow rate adjustment valve that adjusts the flow rate of the heat source fluid supplied to the steam generator, and the temperature of the heat source fluid that flows through the heat source fluid supply line becomes a preset target temperature. It is preferable that the first reference temperature is set to a temperature lower than the target temperature.

また、前記蒸気制御部は、前記目標温度よりも低い下限温度を下回った場合に前記流量調整弁を全閉状態とし、前記目標温度よりも高い上限温度を上回った場合に前記流量調整弁を全開状態とし、前記第1基準温度は、前記下限温度よりも高い温度に設定されることが好ましい。   The steam control unit fully closes the flow rate adjustment valve when the temperature falls below a lower limit temperature lower than the target temperature, and fully opens the flow rate adjustment valve when the temperature exceeds an upper limit temperature higher than the target temperature. Preferably, the first reference temperature is set to a temperature higher than the lower limit temperature.

また、前記台数制御部は、前記平均負荷率算出部により算出された平均値が前記第1基準負荷率よりも高い第2基準負荷率を上回り、前記熱源流体温度取得部により取得された熱源流体の温度が前記第1基準温度よりも高い第2基準温度を上回り、かつ前記低圧蒸気圧取得部により取得された蒸気圧が前記第1基準蒸気圧よりも低い第2基準蒸気圧を下回った場合に、運転させる前記蒸気システムの台数を一台増加させることが好ましい。   Further, the number control unit has a heat source fluid acquired by the heat source fluid temperature acquisition unit, wherein the average value calculated by the average load factor calculation unit exceeds a second reference load factor higher than the first reference load factor. Is higher than a second reference temperature higher than the first reference temperature, and the vapor pressure acquired by the low-pressure vapor pressure acquisition unit is lower than a second reference vapor pressure lower than the first reference vapor pressure. Further, it is preferable to increase the number of the steam systems to be operated by one.

本発明の連携蒸気システムによれば、熱源流体の温度を適正な範囲に保つことでより安定的に運転させられる。   According to the cooperation steam system of the present invention, it can be operated more stably by keeping the temperature of the heat source fluid in an appropriate range.

本発明の一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。It is a figure which shows the structure of the cooperation steam system which concerns on one Embodiment of this invention. 連携蒸気システムを構成する蒸気システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the steam system which comprises a cooperation steam system. 台数制御装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of a number control apparatus.

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 cooperative steam system 100 according to the present embodiment includes a plurality of steam systems 1 that generate steam by using a cooling water that cools the gas engine 200 as a waste heat source as a heat source fluid and pressurize the steam. More specifically, the cooperative steam system 100 includes a cooling water circulation line 210 through which cooling water for cooling the gas engine 200 circulates, a plurality of (in this embodiment, three) steam systems 1A, 1B, and 1C, A discharge steam line 40 through which the discharged steam discharged from the plurality of steam systems 1A, 1B, 1C flows, a steam header 300 in which the steam flowing through the discharge steam line 40 is gathered, and a plurality of steam systems 1A, And a unit number control device 400 for controlling 1B and 1C. The “line” is a general term for a line capable of flowing a fluid such as a flow path, a path, and a pipe line.

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に供給する熱源流体供給ラインとしての温水供給ライン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 gas engine 200 is driven by using gas as fuel to generate electric power.
The cooling water circulation line 210 circulates cooling water that cools the gas engine 200. The cooling water circulation line 210 includes a hot water supply line 211 serving as a heat source fluid supply line for supplying high-temperature cooling water (hot water) subjected to heat recovery in the gas engine 200 to the steam systems 1A, 1B, and 1C, and the steam system 1A, A hot water discharge line 212 that supplies hot water discharged from 1B and 1C to the gas engine 200, a bypass line 213 that bypasses the hot water supply line 211 and the hot water discharge line 212, and a second bypass line that bypasses the hot water discharge line 212 214.

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。温水供給ライン211には、温水温度センサ221が配置される。
温水温度センサ221は、温水供給ライン211における分岐部分よりも上流側に配置され、蒸気システム1A,1B,1Cに供給される温水の温度を測定する。
The upstream side of the hot water supply line 211 is connected to the gas engine 200. The downstream side of the hot water supply line 211 branches into three and is connected to steam systems 1A, 1B, 1C (steam generators 10A, 10B, 10C described later), respectively. A hot water temperature sensor 221 is disposed in the hot water supply line 211.
The hot water temperature sensor 221 is arranged on the upstream side of the branch portion in the hot water supply line 211, and measures the temperature of the hot water supplied to the steam systems 1A, 1B, 1C.

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、温水温度センサ221により測定される温水供給ライン211を流通する温水の温度が予め設定された第1過冷却防止温度(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 bypass line 213 connects the hot water supply line 211 and the hot water discharge line 212. A three-way valve 215 as a cooling water supercooling prevention valve is disposed at a connection portion between the hot water supply line 211 and the bypass line 213. This three-way valve 215 switches the flow path of the hot water led out from the gas engine 200 and flowing through the hot water supply line 211 to the steam system 1A, 1B, 1C side or the bypass line 213 side. More specifically, the three-way valve 215 is used when the temperature of warm water flowing through the warm water supply line 211 measured by the warm water temperature sensor 221 falls below a preset first supercooling prevention temperature (for example, 115 ° C.). The hot water flow path is switched to the bypass line 213 side. Thereby, it is preventing that the temperature of a cooling water falls too much. In the present embodiment, the three-way valve 215 is configured by a motor valve.
The flow path of the three-way valve 215 is controlled by a control device (not shown) that controls the operation of the gas engine 200, for example.

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 water discharge line 212 are connected to steam systems 1A, 1B, and 1C (steam generators 10A, 10B, and 10C described later), respectively. The hot water discharge lines 212 connected to the steam systems 1A, 1B, and 1C merge on the downstream side, and then connected to the gas engine 200.

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 cooler 216, a first temperature sensor 217, a second temperature sensor 218, and a flow meter 219 are arranged in the hot water discharge line 212.
The cooler 216 performs heat recovery from the hot water flowing through the hot water discharge line 212.
The first temperature sensor 217 is disposed on the upstream side of the cooler 216 in the warm water discharge line 212 and measures the temperature of warm water before being introduced into the cooler 216.
The second temperature sensor 218 is arranged on the downstream side of the cooler 216 in the warm water discharge line 212 and measures the temperature of the warm water after heat recovery in the cooler 216.
The flow meter 219 is disposed on the downstream side of the second temperature sensor 218 and measures the flow rate of hot water flowing through the hot water discharge line 212.

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過冷却防止温度(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 second bypass line 214 bypasses the upstream side and the downstream side of the cooler 216 in the hot water discharge line 212. In the present embodiment, the second bypass line 214 connects the upstream side of the first temperature sensor 217 and the downstream side of the flow meter 219 to bypass the cooler 216. A three-way valve 220 is disposed at a connection portion between the upstream side of the second bypass line 214 and the hot water discharge line 212. The three-way valve 220 switches the flow path of the hot water discharged from the steam systems 1A, 1B, 1C and flowing through the hot water discharge line 212 to the cooler 216 side or the second bypass line 214 side. More specifically, in the three-way valve 220, when the temperature of the hot water flowing through the hot water discharge line 212 is lower than a preset second overcooling prevention temperature (for example, 118 ° C.), the hot water flow path is the second. It is switched so as to be on the bypass line 214 side. Thereby, it is preventing that the temperature of a cooling water falls too much. In the present embodiment, the three-way valve 220 includes a temperature sensor that measures the temperature of hot water and a switching mechanism (none of which is shown) that switches the flow path based on the temperature measured by the temperature sensor. Consists of.

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、低圧蒸気圧測定部としての低圧蒸気圧力センサ31A,31B,31C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 steam systems 1 </ b> A, 1 </ b> B, and 1 </ b> C are arranged in parallel to the cooling water circulation line 210. The steam systems 1A, 1B, and 1C include steam generators 10A, 10B, and 10C that generate steam, and steam boosters 20A, 20B, and 20C that boost the steam generated in the steam generators 10A, 10B, and 10C, respectively. Low-pressure steam supply lines 30A, 30B, 30C connecting the steam generators 10A, 10B, 10C and the steam boosters 20A, 20B, 20C, and low-pressure steam pressure sensors 31A, 31B, 31C as low-pressure steam pressure measuring units And comprising.
Since steam system 1A, 1B, 1C is provided with the same structure, the code | symbol of A, B, C is abbreviate | omitted in FIG. 2, and the specific structure of the steam system 1 is shown.

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 steam generator 10 generates steam using a relatively low-temperature heat source fluid such as waste heat from jacket cooling water of the gas engine 200. As shown in FIG. 2, the steam generator 10 includes a tank unit 11, a tube 12 and a spray nozzle 13 disposed inside the tank unit 11, a spray water supply line 16, a makeup water line 17, and hot water. A bypass line 18, a three-way valve 19 as a flow rate adjustment valve, and a steam control unit 50 are provided.

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 tank part 11 constitutes a main body part in the steam generator 10. The inside of the tank unit 11 is maintained at a negative pressure or a low pressure (for example, about −0.05 MPaG to 0.1 MPaG), and steam is generated inside the tank unit 11. A base end portion of a low-pressure steam supply line 30 described later is connected to the upper portion of the tank portion 11.
The tank unit 11 is provided with a safety valve 32. When the pressure inside the tank unit 11 exceeds a predetermined pressure (set pressure), the safety valve 32 releases the steam to the outside and reduces the pressure inside the tank unit 11 (steam generating device 10).

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 tube 12 extends in the horizontal direction inside the tank portion 11. More specifically, a plurality of tubes 12 are arranged in the tank portion 11 with a predetermined interval in the horizontal direction, and a plurality of tubes 12 are also arranged in the height direction with a predetermined interval. The distal end side of the hot water supply line 211 is connected to one end side (inlet side) of the tube 12, and the proximal end side of the hot water discharge line 212 is connected to the other end side (outlet side). Thereby, warm water as a heat source fluid flows through the tube 12.

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 spray nozzle 13 is disposed above the tube 12 inside the tank unit 11. The spray nozzle 13 sprays water toward the tube 12.
The spray water supply line 16 connects the lower part of the tank unit 11 and the spray nozzle 13, and supplies water stored in the lower part of the tank unit 11 to the spray nozzle 13 as spray water. A spray water pump 161 is disposed in the spray water supply line 16.
The spray water pump 161 pumps water stored in the tank unit 11 to the spray nozzle 13.

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 makeup water line 17 connects the tank unit 11 and a storage tank or the like (not shown) that stores water. The makeup water line 17 supplies makeup water to the tank unit 11. A makeup water pump 171 is disposed in the makeup water line 17.
The makeup water pump 171 pressurizes water supplied from a storage tank or the like and supplies it to the inside of the tank unit 11.

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 water bypass line 18 connects the upstream side of the inlet of the tube 12 and the downstream side of the outlet, and bypasses the hot water supply line 211 and the hot water discharge line 212.
The three-way valve 19 is disposed at a connection portion between the hot water supply line 211 and the hot water bypass line 18. The three-way valve 19 adjusts the amount of hot water flowing from the hot water supply line 211 to the steam generator 10 side and the flow rate of hot water flowing to the hot water bypass line 18 side. In the present embodiment, the three-way valve 19 is configured by a motor valve capable of adjusting the opening degree.

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。蒸気制御部50による具体的な制御については後述する。   The steam control unit 50 controls the amount of low-pressure steam generated by the steam generator 10 by adjusting the opening of the three-way valve 19. Specific control by the steam control unit 50 will be described later.

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 steam generator 10 described above, in a state where the flow path from the hot water supply line 211 to the hot water bypass line 18 is closed by the three-way valve 19, first, hot water (for example, about 90 ° C.) serving as a heat source from the gas engine 200. Is supplied to the tube 12 through the hot water supply line 211. The hot water supplied to the tube 12 is introduced into the tube 12 disposed inside the tank unit 11.
On the other hand, spray water is sprayed from the spray nozzle 13 toward the tube 12 inside the tank portion 11. Further, the inside of the tank unit 11 is maintained at a negative pressure or a low pressure (for example, about −0.05 MPaG to 0.1 MPaG). As a result, the hot water flowing through the tube 12 is deprived of heat by the spray water, drops to about 85 ° C., and is discharged through the hot water discharge line 212.

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 tube 12 through which warm water flows by spraying water at about 80 ° C. from the spray nozzle 13. As described above, in a state where the inside of the tank unit 11 is maintained at a negative pressure, a thin liquid film is formed on the surface of the tube 12, so that it is sprayed by the hot water flowing through the inside of the tube 12 and the spray nozzle 13. Even when the temperature difference with water is relatively small (for example, about 10 ° C.), steam can be efficiently generated.

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 tank unit 11 is led out from the low-pressure steam supply line 30.
The water that has not become steam inside the tank unit 11 is stored in the lower part of the tank unit 11. The water stored in the lower part of the tank unit 11 is pumped up to the spray nozzle 13 by the spray water pump 161 through the spray water supply line 16 and sprayed on the tube 12 again.
When the water stored in the tank unit 11 is reduced, the supply water is supplied from the supply water line 17 to the tank unit 11.

また、蒸気制御部50の制御により三方弁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。
本実施形態では、蒸気制御部50は、温水温度センサ221で測定される温水供給ライン211を流通する温水の温度が予め設定された目標温度(例えば、118℃)となるように三方弁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。
即ち、温水温度センサ221で測定された温水の温度が目標温度よりも高い場合、蒸気制御部50は、チューブ12に供給される温水の流量が増加するように三方弁19の開度を制御する。これにより、蒸気発生装置10において生成される蒸気の量は増加する。また、蒸気発生装置10において温水から奪われる熱量が増加するため、温水の温度は低下する。
一方、温水温度センサ221で測定された温水の温度が目標温度よりも低い場合、蒸気制御部50は、チューブ12に供給される温水の流量が減少するように三方弁19の開度を制御する。これにより、蒸気発生装置10において生成される蒸気の量は減少する。また、温水から奪われる熱量が減少するため、温水の温度は上昇する。
Further, the amount of steam generated inside the tank unit 11 can be adjusted by adjusting the flow rate of the hot water supplied to the tube 12 by adjusting the opening of the three-way valve 19 under the control of the steam control unit 50.
In the present embodiment, the steam controller 50 controls the three-way valve 19 so that the temperature of the hot water flowing through the hot water supply line 211 measured by the hot water temperature sensor 221 becomes a preset target temperature (for example, 118 ° C.). The opening degree is controlled, and the amount of steam generated by the steam generator 10 is controlled.
That is, when the temperature of the warm water measured by the warm water temperature sensor 221 is higher than the target temperature, the steam control unit 50 controls the opening degree of the three-way valve 19 so that the flow rate of the warm water supplied to the tube 12 increases. . Thereby, the quantity of the vapor | steam produced | generated in the steam generator 10 increases. Further, since the amount of heat taken away from the hot water in the steam generator 10 increases, the temperature of the hot water decreases.
On the other hand, when the temperature of the hot water measured by the hot water temperature sensor 221 is lower than the target temperature, the steam control unit 50 controls the opening degree of the three-way valve 19 so that the flow rate of the hot water supplied to the tube 12 decreases. . Thereby, the quantity of the vapor | steam produced | generated in the steam generator 10 reduces. Moreover, since the amount of heat taken away from the hot water decreases, the temperature of the hot water rises.

また、蒸気制御部50は、温水温度センサ221で測定された温水の温度が目標温度よりも低い下限温度(例えば、116℃)を下回った場合、温水が全量温水バイパスライン18側に流れるように三方弁19を全閉状態とする。これにより、蒸気発生装置10において蒸気の生成が停止され、温水から熱量が奪われなくなるため、温水の温度の更なる低下は抑制される。
一方、蒸気制御部50は、温水温度センサ221で測定された温水の温度が目標温度よりも高い上限温度(例えば、120℃)を上回った場合、温水が全量チューブ12側に流れるように三方弁19を全開状態とする。これにより、蒸気発生装置10において温水から奪われる熱量を最大化できるため、温水の温度の低下を促進できる。
Further, the steam control unit 50 causes the hot water to flow toward the entire hot water bypass line 18 when the temperature of the hot water measured by the hot water temperature sensor 221 falls below a lower limit temperature (for example, 116 ° C.) lower than the target temperature. The three-way valve 19 is fully closed. Thereby, generation | occurrence | production of a vapor | steam is stopped in the steam generation apparatus 10, and since the calorie | heat_amount is not taken from warm water, the further fall of the temperature of warm water is suppressed.
On the other hand, when the temperature of the warm water measured by the warm water temperature sensor 221 exceeds the upper limit temperature (for example, 120 ° C.) higher than the target temperature, the steam control unit 50 causes the three-way valve so that the warm water flows toward the entire tube 12 side. 19 is fully opened. Thereby, since the calorie | heat amount taken away from warm water in the steam generator 10 can be maximized, the fall of the temperature of warm water can be accelerated | stimulated.

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 steam booster 20 sucks and compresses the low-pressure steam (for example, −0.05 MPaG to 0.1 MPaG) generated in the steam generator 10 to boost the pressure. The steam booster 20 includes a compression unit 21 that compresses low-pressure steam, and a compression control unit 22 that controls the operation of the compression unit 21.
The compression unit 21 is configured by, for example, a screw-type steam compressor, and boosts low-pressure steam to about 0.4 MpaG to 0.8 MPaG.
The compression control unit 22 controls the operation (load factor) of the compression unit 21 based on the pressure of the steam flowing through the low-pressure steam supply line 30 (the pressure of the steam introduced into the compression unit 21). More specifically, the compression control unit 22 sets the steam booster 20 so that the pressure of the steam flowing through the low-pressure steam supply line 30 becomes a set target pressure (for example, 0.04 MPa to 0.05 MPa). Control the load factor.

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 steam supply line 30 is higher than the target pressure, the compression control unit 22 sets the load factor to the maximum (load factor 100%) and the steam booster 20 (compression unit 21). Drive. As a result, an upper limit amount of steam is sucked into the steam pressure increasing device 20, and the steam pressure in the low pressure steam supply line 30 tends to decrease. Even when the steam booster 20 is driven at a load factor of 100%, the steam booster 20 operates at a load factor of 100% if the steam pressure in the low-pressure steam supply line 30 exceeds the target pressure. Continue.

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 steam supply line 30 falls below the target pressure, the compression control unit 22 decreases the load factor of the steam booster 20 (compression unit 21). Thereby, the amount of steam sucked into the steam booster 20 decreases, and the steam pressure of the low-pressure steam supply line 30 increases.
In this way, by controlling the steam pressure of the low-pressure steam supply line 30 to be the target pressure, the steam generator 10 can generate steam efficiently and stably.

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に配置される。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 steam supply line 30 supplies the low pressure steam generated in the steam generator 10 to the steam booster 20.
The low pressure steam pressure sensor 31 is disposed in the low pressure steam supply line 30. The low pressure steam pressure sensor 31 measures the steam pressure (pressure of the low pressure steam) inside the low pressure steam supply line 30.

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 steam line 40 includes a plurality of first discharge steam lines 41A, 41B, and 41C whose proximal ends are connected to the steam systems 1A, 1B, and 1C, respectively. And a collective steam line 42 connected to the front end side of the discharge steam lines 41 </ b> A, 41 </ b> B, 41 </ b> C and having the front end side connected to the steam header 300.
Discharge steam pressure sensors 43A, 43B, and 43C and on-off valves 44A, 44B, and 44C are disposed in the plurality of first discharge steam lines 41A, 41B, and 41C, respectively.
The discharge steam pressure sensors 43A, 43B, and 43C measure the vapor pressure (discharge steam pressure) inside the first discharge steam lines 41A, 41B, and 41C.
The on-off valves 44A, 44B, 44C open and close the flow paths of the first discharge steam lines 41A, 41B, 41C.

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 collective steam line 42 collects steam flowing through the plurality of first discharge steam lines 41 </ b> A, 41 </ b> B, and 41 </ b> C and supplies the steam to the steam header 300.
The steam header 300 collects steam generated in the plurality of steam systems 1A, 1B, and 1C. The steam header 300 is generated by steam generated by an exhaust gas boiler (not shown) that generates steam using heat stored in the exhaust gas of the gas engine 200 or by another boiler (not shown). Steam is also collected.
A header pressure sensor 310 is disposed on the steam header 300. The header pressure sensor 310 measures the vapor pressure (header pressure) inside the vapor header 300.
The steam collected in the steam header 300 is supplied to steam use equipment (not shown).

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、蒸気昇圧装置20の負荷率、低圧蒸気供給ライン30における低圧蒸気の圧力、及び温水供給ライン211を流通する温水の温度に基いて、運転させる蒸気システム1の台数を制御する。
The number control device 400 controls the operation of the cooperative steam system 100 (the operations of the plurality of steam systems 1A, 1B, 1C).
In the present embodiment, the number control device 400 is operated based on the load factor of the steam booster 20, the pressure of the low-pressure steam in the low-pressure steam supply line 30, and the temperature of the hot water flowing through the hot-water supply line 211. Control the number of units.

より具体的には、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、熱源流体温度取得部430と、低圧蒸気圧取得部440と、台数制御部450と、を備える。
負荷率取得部410は、蒸気昇圧装置20A,20B,20Cの負荷率を取得する。
平均負荷率算出部420は、負荷率取得部410により取得された蒸気昇圧装置20の負荷率のうち、運転中の蒸気昇圧装置20の負荷率の平均値を算出する。
More specifically, as shown in FIG. 3, the unit control device 400 includes a load factor acquisition unit 410, an average load factor calculation unit 420, a heat source fluid temperature acquisition unit 430, a low pressure vapor pressure acquisition unit 440, A number control unit 450.
The load factor acquisition unit 410 acquires the load factors of the steam boosters 20A, 20B, and 20C.
The average load factor calculation unit 420 calculates the average value of the load factors of the steam booster 20 during operation among the load factors of the steam booster 20 acquired by the load factor acquisition unit 410.

熱源流体温度取得部430は、温水供給ライン211を流通する温水の温度を取得する。本実施形態では、熱源流体温度取得部430は、温水温度センサ221により測定される温水の温度を取得する。
低圧蒸気圧取得部440は、低圧蒸気圧力センサ31により測定された蒸気圧を取得する。
The heat source fluid temperature acquisition unit 430 acquires the temperature of the hot water flowing through the hot water supply line 211. In the present embodiment, the heat source fluid temperature acquisition unit 430 acquires the temperature of hot water measured by the hot water temperature sensor 221.
The low pressure vapor pressure acquisition unit 440 acquires the vapor pressure measured by the low pressure vapor pressure sensor 31.

台数制御部450は、平均負荷率算出部420により取得された複数の蒸気昇圧装置20の負荷率の平均値、熱源流体温度取得部430により取得された温水の温度、及び低圧蒸気圧取得部440により取得された蒸気圧に基いて、運転させる蒸気システム1の台数を増加又は減少させる。   The number control unit 450 includes an average value of the load factors of the plurality of steam boosters 20 acquired by the average load factor calculation unit 420, the temperature of the hot water acquired by the heat source fluid temperature acquisition unit 430, and the low pressure vapor pressure acquisition unit 440. The number of the steam systems 1 to be operated is increased or decreased based on the steam pressure acquired by the above.

まず、運転させる蒸気システム1の台数を減少させる場合の制御について説明する。
台数制御部450は、平均負荷率算出部420により算出された複数の蒸気昇圧装置20の負荷率の平均値が予め設定された第1基準負荷率(例えば、75%)を下回った場合、低圧蒸気圧取得部440により取得された蒸気圧が予め設定された第1基準蒸気圧(例えば、750kPa)を上回った場合、又は熱源流体温度取得部430により取得された温水の温度が予め設定された第1基準温度(例えば、115℃)を下回った場合に運転させる蒸気システム1の台数を一台減少させる。
これにより、蒸気昇圧装置20の稼動状態(蒸気昇圧装置20の負荷率)及び蒸気発生装置10の稼動状態(低圧蒸気の圧力)だけでなく、供給される温水の温度によっても運転させる蒸気システム1の台数を制御できる。
First, the control for reducing the number of steam systems 1 to be operated will be described.
When the average value of the load factors of the plurality of steam boosters 20 calculated by the average load factor calculating unit 420 is lower than a preset first reference load factor (for example, 75%), the number control unit 450 reduces the low pressure. When the vapor pressure acquired by the vapor pressure acquisition unit 440 exceeds a preset first reference vapor pressure (for example, 750 kPa), or the temperature of the hot water acquired by the heat source fluid temperature acquisition unit 430 is preset. When the temperature falls below the first reference temperature (for example, 115 ° C.), the number of steam systems 1 to be operated is decreased by one.
Accordingly, the steam system 1 is operated not only by the operating state of the steam pressure increasing device 20 (load factor of the steam pressure increasing device 20) and the operating state of the steam generating device 10 (pressure of the low pressure steam) but also by the temperature of the supplied hot water. The number of units can be controlled.

ここで、本実施形態では、第1基準温度は、蒸気発生装置10において三方弁19の開度制御のために設定される目標温度よりも低い温度に設定される。これにより、温水の温度が目標温度を下回った場合に、まず、蒸気制御部により三方弁19の開度を調整でき、その後、温水の温度が更に低下して第1基準温度を下回った場合に、運転させる蒸気システム1の台数を減少させられる。   Here, in the present embodiment, the first reference temperature is set to a temperature lower than the target temperature set for the opening control of the three-way valve 19 in the steam generator 10. Thereby, when the temperature of the hot water falls below the target temperature, first, the opening degree of the three-way valve 19 can be adjusted by the steam control unit, and then the temperature of the hot water further falls and falls below the first reference temperature. The number of steam systems 1 to be operated can be reduced.

また、第1基準温度は、蒸気発生装置10において三方弁19を全閉状態とする下限温度よりも高い温度に設定される。これにより、温水の温度が目標温度を下回った場合に、まず、蒸気制御部50により三方弁19の開度を小さくさせ、その後、温水の温度が更に低下したときに三方弁19を全閉状態とする前に運転させる蒸気システム1の台数を減少させられる。   The first reference temperature is set to a temperature higher than the lower limit temperature at which the three-way valve 19 is fully closed in the steam generator 10. Thereby, when the temperature of the hot water falls below the target temperature, first, the opening degree of the three-way valve 19 is decreased by the steam control unit 50, and then the three-way valve 19 is fully closed when the temperature of the hot water further decreases. The number of steam systems 1 to be operated can be reduced.

次に、運転させる蒸気システム1の台数を増加させる場合の制御について説明する。
台数制御部450は、平均負荷率算出部420により算出された複数の蒸気昇圧装置20の負荷率の平均値が第1基準負荷率よりも高い第2基準負荷率(例えば、95%)を上回り、熱源流体温度取得部430により取得された温水の温度が第1基準温度よりも高い第2基準温度(例えば、120℃)を上回り、かつ低圧蒸気圧取得部440により取得された蒸気圧が第1基準蒸気圧よりも低い第2基準蒸気圧(例えば、600kPa)を下回った場合に、運転させる蒸気システム1の台数を一台増加させる。
これにより、温水における回収可能な熱量が十分である状態において、蒸気昇圧装置20が高い負荷率で運転しており、かつ、低圧蒸気の圧力が低い場合(つまり、蒸気使用機器における蒸気の消費量が多い場合)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、蒸気使用機器による蒸気の消費量、及び温水の温度状態に基いて運転させる蒸気システム1の台数を好適に増加させられる。
Next, control when increasing the number of steam systems 1 to be operated will be described.
The number control unit 450 exceeds the second reference load factor (for example, 95%) in which the average value of the load factors of the plurality of steam boosters 20 calculated by the average load factor calculating unit 420 is higher than the first reference load factor. The temperature of the hot water acquired by the heat source fluid temperature acquisition unit 430 exceeds a second reference temperature (for example, 120 ° C.) higher than the first reference temperature, and the vapor pressure acquired by the low-pressure vapor pressure acquisition unit 440 is When the pressure falls below a second reference steam pressure (for example, 600 kPa) lower than the one reference steam pressure, the number of steam systems 1 to be operated is increased by one.
As a result, when the steam booster 20 is operating at a high load factor and the pressure of the low-pressure steam is low (that is, the steam consumption in the steam-using device) in a state where the amount of heat that can be recovered in the hot water is sufficient. Therefore, the number of steam systems 1 to be operated can be suitably increased based on the consumption of steam by the steam-using equipment and the temperature state of the hot water.

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 cooperation steam system 100 of this embodiment demonstrated above, there exist the following effects.

(1)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、運転している蒸気昇圧装置20A,20B,20Cの負荷率の平均値が第1基準負荷率を下回った場合、蒸気発生装置10A,10B,10Cにおいて生成される低圧蒸気の蒸気圧が第1基準蒸気圧を上回った場合又は温水の温度が第1基準温度を下回った場合のいずれかに運転させる蒸気システム1A,1B,1Cの台数を一台減少させる台数制御部450を含んで構成した。これにより、蒸気昇圧装置20A,20B,20C及び蒸気発生装置10A,10B,10Cの稼動状態だけでなく、供給される温水の温度によっても運転させる蒸気システム1A,1B,1Cの台数を制御できるので、連携蒸気システム100をより安定的に運転させられる。   (1) It comprised including several steam system 1A, 1B, 1C and the number control apparatus 400 which controls these several steam system 1A, 1B, 1C. When the average value of the load factors of the steam boosters 20A, 20B, and 20C operating the unit control device 400 is lower than the first reference load factor, the low pressure generated in the steam generators 10A, 10B, and 10C. Number control unit that reduces the number of steam systems 1A, 1B, 1C to be operated by one when either the steam pressure of the steam exceeds the first reference steam pressure or the temperature of the hot water falls below the first reference temperature 450 was configured. As a result, the number of steam systems 1A, 1B, and 1C to be operated can be controlled not only by the operating state of the steam boosters 20A, 20B, and 20C and the steam generators 10A, 10B, and 10C but also by the temperature of the supplied hot water. The cooperative steam system 100 can be operated more stably.

(2)蒸気発生装置10A,10B,10Cを、温水の供給量を調整する三方弁19A,19B,19Cと、温水の温度が目標温度となるように三方弁19A,19B,19Cの開度を制御する蒸気制御部50A,50B,50Cと、を含んで構成し、第1基準温度を目標温度よりも低く設定した。これにより、温水の温度が目標温度を下回った場合に、まず、蒸気制御部50A,50B,50Cにより三方弁19A,19B,19Cの開度を調整でき、その後、温水の温度が更に低下して第1基準温度を下回った場合に、運転させる蒸気システム1A,1B,1Cの台数を減少させられる。よって、蒸気発生装置10A,10B,10Cによる三方弁19A,19B,19Cの開度制御を妨げることなく、台数制御部450による運転させる蒸気システム1A,1B,1Cの台数の制御を行わせられる。   (2) The steam generators 10A, 10B, and 10C are adjusted to the three-way valves 19A, 19B, and 19C that adjust the supply amount of the hot water, and the three-way valves 19A, 19B, and 19C so that the temperature of the hot water becomes the target temperature. The steam control units 50A, 50B, 50C to be controlled are included, and the first reference temperature is set lower than the target temperature. Thereby, when the temperature of warm water falls below target temperature, first, the opening degree of the three-way valves 19A, 19B, 19C can be adjusted by the steam control units 50A, 50B, 50C, and then the temperature of the warm water further decreases. When the temperature falls below the first reference temperature, the number of steam systems 1A, 1B, 1C to be operated can be reduced. Therefore, the number of steam systems 1A, 1B, and 1C to be operated by the number control unit 450 can be controlled without hindering the opening control of the three-way valves 19A, 19B, and 19C by the steam generators 10A, 10B, and 10C.

(3)蒸気制御部50A,50B,50Cに、目標温度よりも低い下限温度を下回った場合に三方弁19A,19B,19Cを全閉状態とさせ、目標温度よりも高い上限温度を上回った場合に三方弁19A,19B,19Cを全開状態とさせ、第1基準温度を下限温度よりも高い温度に設定した。これにより、温水の温度が目標温度を下回った場合に、まず、蒸気制御部50A,50B,50Cにより三方弁19A,19B,19Cの開度を小さくさせ、その後、温水の温度が更に低下したときに三方弁19A,19B,19Cを全閉状態とする前に運転させる蒸気システム1A,1B,1Cの台数を減少させられる。   (3) When the steam control units 50A, 50B, and 50C have the lower limit temperature lower than the target temperature, the three-way valves 19A, 19B, and 19C are fully closed, and the upper limit temperature higher than the target temperature is exceeded. The three-way valves 19A, 19B, and 19C were fully opened, and the first reference temperature was set higher than the lower limit temperature. Thereby, when the temperature of the hot water falls below the target temperature, first, the opening degree of the three-way valves 19A, 19B, 19C is reduced by the steam control units 50A, 50B, 50C, and then the temperature of the hot water further decreases. In addition, the number of steam systems 1A, 1B, and 1C that are operated before the three-way valves 19A, 19B, and 19C are fully closed can be reduced.

(4)台数制御部450に、運転している蒸気昇圧装置20の負荷率の平均値が第1基準負荷率よりも高い第2基準負荷率を上回り、温水の温度が第1基準温度よりも高い第2基準温度を上回り、かつ低圧蒸気圧取得部440により取得された蒸気圧が第1基準蒸気圧よりも低い第2基準蒸気圧を下回った場合に、運転させる蒸気システム1の台数を一台増加させた。これにより、温水における回収可能な熱量が十分である状態において、蒸気昇圧装置20が高い負荷率で運転しており、かつ、低圧蒸気の圧力が低い場合(つまり、蒸気使用機器における蒸気の消費量が多い場合)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、蒸気使用機器による蒸気の消費量、及び温水の温度状態に基いて運転させる蒸気システム1の台数を好適に増加させられる。よって、連携蒸気システム100をより安定的に運転させられる。   (4) The number control unit 450 has an average value of the load factor of the steam booster 20 that is operating exceeds the second reference load factor that is higher than the first reference load factor, and the temperature of the hot water is higher than the first reference temperature. When the vapor pressure acquired by the low-pressure vapor pressure acquisition unit 440 is lower than the second reference vapor pressure lower than the first reference vapor pressure, the number of the steam systems 1 to be operated is reduced. Increased. As a result, when the steam booster 20 is operating at a high load factor and the pressure of the low-pressure steam is low (that is, the steam consumption in the steam-using device) in a state where the amount of heat recoverable in the hot water is sufficient. Therefore, the number of steam systems 1 to be operated can be suitably increased based on the consumption of steam by the steam-using equipment and the temperature state of the hot water. Therefore, the cooperative steam system 100 can be operated more stably.

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 cooperation steam system 100 of this invention was described, this invention is not restrict | limited to embodiment mentioned above, It can change suitably.
For example, in the present embodiment, the cooperative steam system 100 is configured by the three steam systems 1A, 1B, and 1C, but is not limited thereto. That is, a cooperation steam system may be constituted by two steam systems, and may be constituted by four or more steam systems.

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 steam pressure sensor 31 is disposed in the low pressure steam supply line 30 and the pressure of the steam flowing through the low pressure steam supply line 30 is measured. However, the present invention is not limited to this. That is, since the pressure of the steam flowing through the low-pressure steam supply line 30 is equal to the pressure of the steam in the steam generator 10 (tank part 11), the low-pressure steam pressure sensor may be arranged in the steam generator (tank part). .

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-way valve 19, it is not restricted to this. That is, the flow rate adjusting valve may be configured by combining a plurality of valves.

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 gas engine 200 was used as a waste heat source, it is not restricted to this. That is, a diesel engine or a gasoline engine may be used as a waste heat source.

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
30A,30B,30C 低圧蒸気供給ライン
31A,31B,31C 低圧蒸気圧力センサ(低圧蒸気圧測定部)
50A,50B,50C 蒸気制御部
100 連携蒸気システム
211 温水供給ライン(熱源流体供給ライン)
400 台数制御装置
410 負荷率取得部
420 平均負荷率算出部
430 熱源流体温度取得部
440 低圧蒸気圧取得部
450 台数制御部
1A, 1B, 1C Steam system 10A, 10B, 10C Steam generator 19A, 19B, 19C Three-way valve (flow control valve)
20A, 20B, 20C Steam booster 30A, 30B, 30C Low pressure steam supply line 31A, 31B, 31C Low pressure steam pressure sensor (low pressure steam pressure measuring unit)
50A, 50B, 50C Steam control unit 100 Coordinated steam system 211 Hot water supply line (heat source fluid supply line)
400 Number control device 410 Load factor acquisition unit 420 Average load factor calculation unit 430 Heat source fluid temperature acquisition unit 440 Low pressure steam pressure acquisition unit 450 Number control unit

Claims (4)

熱源流体を熱源として蒸気を生成する複数の蒸気システムと、該複数の蒸気システムに熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、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より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における蒸気圧を測定する低圧蒸気圧測定部と、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、
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、
前記熱源流体供給ラインを流通する熱源流体の温度を取得する熱源流体温度取得部と、
前記低圧蒸気圧測定部により測定された蒸気圧を取得する低圧蒸気圧取得部と、
前記平均負荷率算出部により算出された平均値が第1基準負荷率を下回った場合、前記低圧蒸気圧取得部により取得された蒸気圧が第1基準蒸気圧を上回った場合、又は前記熱源流体温度取得部により取得された熱源流体の温度が第1基準温度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一台減少させる台数制御部と、を備える連携蒸気システム。
A cooperative steam system comprising: a plurality of steam systems that generate steam using the heat source fluid as a heat source; a heat source fluid supply line that supplies the heat source fluid to the plurality of steam systems; and a number control device that controls the plurality of steam systems. Because
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 low-pressure steam supply line for supplying low-pressure steam generated by the steam generator to the steam booster;
A low-pressure vapor pressure measuring unit for measuring the vapor pressure in the low-pressure steam supply line,
The number controller is
A load factor acquisition unit for acquiring a load factor of a plurality of the steam boosters;
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 heat source fluid temperature acquisition unit for acquiring the temperature of the heat source fluid flowing through the heat source fluid supply line;
A low pressure vapor pressure acquisition unit for acquiring the vapor pressure measured by the low pressure vapor pressure measurement unit;
When the average value calculated by the average load factor calculation unit is lower than the first reference load factor, when the vapor pressure acquired by the low pressure vapor pressure acquisition unit exceeds the first reference vapor pressure, or the heat source fluid A cooperative steam system comprising: a unit control unit that reduces the number of the steam systems that are operated when the temperature of the heat source fluid acquired by the temperature acquisition unit falls below a first reference temperature.
前記蒸気発生装置は、
該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、
前記熱源流体供給ラインを流通する熱源流体の温度が予め設定された目標温度となるように前記流量調整弁の開度を制御する蒸気制御部と、を備え、
前記第1基準温度は、前記目標温度よりも低い温度に設定される請求項1に記載の連携蒸気システム。
The steam generator is
A flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate of the heat source fluid supplied to the steam generator;
A steam control unit that controls the opening of the flow rate adjusting valve so that the temperature of the heat source fluid flowing through the heat source fluid supply line becomes a preset target temperature;
The cooperative steam system according to claim 1, wherein the first reference temperature is set to a temperature lower than the target temperature.
前記蒸気制御部は、前記目標温度よりも低い下限温度を下回った場合に前記流量調整弁を全閉状態とし、前記目標温度よりも高い上限温度を上回った場合に前記流量調整弁を全開状態とし、
前記第1基準温度は、前記下限温度よりも高い温度に設定される請求項2に記載の連携蒸気システム。
The steam control unit fully closes the flow rate adjustment valve when the temperature is lower than a lower limit temperature lower than the target temperature, and fully opens the flow rate adjustment valve when the temperature exceeds an upper limit temperature higher than the target temperature. ,
The cooperative steam system according to claim 2, wherein the first reference temperature is set to a temperature higher than the lower limit temperature.
前記台数制御部は、前記平均負荷率算出部により算出された平均値が前記第1基準負荷率よりも高い第2基準負荷率を上回り、前記熱源流体温度取得部により取得された熱源流体の温度が前記第1基準温度よりも高い第2基準温度を上回り、かつ前記低圧蒸気圧取得部により取得された蒸気圧が前記第1基準蒸気圧よりも低い第2基準蒸気圧を下回った場合に、運転させる前記蒸気システムの台数を一台増加させる請求項1に記載の連携蒸気システム。   The number control unit has a temperature of the heat source fluid acquired by the heat source fluid temperature acquisition unit, wherein the average value calculated by the average load factor calculation unit exceeds a second reference load factor higher than the first reference load factor. Exceeds a second reference temperature higher than the first reference temperature, and the vapor pressure acquired by the low-pressure vapor pressure acquisition unit falls below a second reference vapor pressure lower than the first reference vapor pressure, The cooperative steam system according to claim 1, wherein the number of the steam systems to be operated is increased by one.
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