JP2017032224A - Heated water manufacturing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水処理システムで得られる処理水を加熱して、加温水を製造する加温水製造システムに関する。 The present invention relates to a heated water production system for producing heated water by heating treated water obtained by a water treatment system.
純水製造装置などの水処理システムで得られる処理水(純水)を加熱して、加温水を製造することが行われている(例えば、下記特許文献1,2参照)。処理水を加熱する熱源として、ボイラ(ボイラシステム)で製造される蒸気を用い、熱交換器において処理水と蒸気とを熱交換させて、加温水を製造する場合がある。蒸気を熱源とする熱交換の一般的なシステムでは、熱交換器を通過した後の被加熱流体の温度を検出し、この検出値が設定値となるように熱交換器への蒸気量を調節弁の開度により制御している(例えば、下記特許文献3,4参照)。
Heating treated water (pure water) obtained by a water treatment system such as a pure water production apparatus is performed to produce warm water (for example, see
特許文献3,4のシステムでは、熱交換器を通過した後の被加熱流体の温度に追従して蒸気量を調節しているため、必要蒸気量の変動に応じてボイラの燃焼率や燃焼台数も変わることになる。そのため、ボイラの燃焼率の切り替えや発停に伴うボイラシステム全体の放熱ロスが比較的大きかった。また、従来の水処理システムでは、温度によって水の粘性係数が変化することに起因して、処理水の流量が年間を通じて一定ではなかった。そのため、夏場になって供給水の温度が上昇すると、給水ポンプの吐出流量が過剰になり、無駄な電力消費が生じていた。このような事情から、水処理システム及びボイラシステムにおけるエネルギー効率を向上させることが望まれている。 In the systems of Patent Documents 3 and 4, since the amount of steam is adjusted following the temperature of the fluid to be heated after passing through the heat exchanger, the combustion rate of the boiler and the number of combustion units are changed according to fluctuations in the required amount of steam. Will also change. For this reason, the heat dissipation loss of the entire boiler system due to switching and starting / stopping of the combustion rate of the boiler was relatively large. Moreover, in the conventional water treatment system, the flow rate of treated water was not constant throughout the year due to the viscosity coefficient of water changing with temperature. For this reason, when the temperature of the supply water rises in the summer, the discharge flow rate of the feed water pump becomes excessive and wasteful power consumption occurs. Under such circumstances, it is desired to improve the energy efficiency in the water treatment system and the boiler system.
従って、本発明は、水処理システムで得られる処理水とボイラシステムで得られる蒸気との間で熱交換を行って、処理水から加温水を製造する加温水製造システムにおいて、水処理システム及びボイラシステムにおけるエネルギー効率を向上させることを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a water treatment system and a boiler in a heated water production system for producing heated water from treated water by exchanging heat between treated water obtained by the water treatment system and steam obtained by the boiler system. The aim is to improve energy efficiency in the system.
本発明は、1台以上の水処理装置からなる水処理装置群と、前記水処理装置で製造される処理水の目標流量値を指定する第1システム制御部と、を備える水処理システムと、1台以上の蒸気ボイラからなる蒸気ボイラ群と、前記蒸気ボイラの出力蒸気量を収集する第2システム制御部と、を備えるボイラシステムと、加温水を貯留する加温水タンクと、前記水処理システムで製造された処理水が前記加温水タンクに向けて流通する加温水ラインと、前記ボイラシステムで製造された蒸気が流通する蒸気ラインと、前記加温水ラインを流通する処理水と前記蒸気ラインを流通する蒸気との間で熱交換を行い、処理水を所定の温度に加熱して加温水を得る熱交換器と、を備え、前記水処理装置は、供給水から処理水を得る水処理部と、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を吸入して前記水処理部に向けて吐出するポンプと、入力された周波数設定信号に対応する駆動周波数を前記ポンプに出力するインバータと、処理水の生産流量が前記第1システム制御部から指定された目標流量値となるように、系内の物理量を用いて前記ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する周波数設定信号を前記インバータに出力する第1ローカル制御部と、を備え、前記蒸気ボイラは、燃焼が行われるボイラ本体と、予め設定された所定燃焼率で前記ボイラ本体を燃焼させる第2ローカル制御部と、を備え、前記第2システム制御部は、収集した前記蒸気ボイラの出力蒸気量の合計値に基づいて、前記熱交換器における蒸気側の熱交換量Qsを算出し、前記第1システム制御部は、前記第2システム制御部で算出された蒸気側の熱交換量Qsから前記熱交換器における処理水側の熱交換量Qwを算出し、この処理水側の熱交換量Qwに基づいて、前記熱交換器を通過する処理水を所定の目標温度まで加熱できる処理水の流量を決定し、この処理水の流量を前記水処理装置群の台数で除して求めた分割流量を前記第1ローカル制御部に対して前記目標流量値として指定する、加温水製造システムに関する。 The present invention is a water treatment system comprising a water treatment device group composed of one or more water treatment devices, and a first system control unit that specifies a target flow rate value of treated water produced by the water treatment device, A boiler system comprising a steam boiler group composed of one or more steam boilers, and a second system control unit that collects an output steam amount of the steam boiler, a heated water tank for storing heated water, and the water treatment system A heated water line through which the treated water produced in the flow circulates toward the heated water tank, a steam line through which the steam produced in the boiler system circulates, a treated water through the heated water line, and the steam line. A heat exchanger that exchanges heat with the circulating steam and heats the treated water to a predetermined temperature to obtain heated water, and the water treatment device obtains treated water from the supplied water. And entered A pump that is driven at a rotational speed according to the dynamic frequency, sucks the supplied water and discharges it toward the water treatment unit, an inverter that outputs a drive frequency corresponding to the input frequency setting signal to the pump, and processing The drive frequency of the pump is calculated using the physical quantity in the system so that the water production flow rate becomes the target flow rate value designated by the first system control unit, and the frequency setting corresponding to the calculated value of the drive frequency A first local control unit that outputs a signal to the inverter, and the steam boiler includes a boiler body in which combustion is performed, and a second local control unit that burns the boiler body at a preset predetermined combustion rate. The second system control unit calculates a heat exchange amount Qs on the steam side in the heat exchanger based on the collected total output steam amount of the steam boiler, The 1 system control unit calculates the heat exchange amount Qw on the treated water side in the heat exchanger from the heat exchange amount Qs on the steam side calculated by the second system control unit, and the heat exchange amount Qw on the treated water side The flow rate of the treated water that can heat the treated water passing through the heat exchanger to a predetermined target temperature is determined, and the divided flow rate obtained by dividing the flow rate of the treated water by the number of the water treatment device groups Is specified as the target flow rate value for the first local control unit.
また、前記第2ローカル制御部は、前記所定燃焼率として、ボイラ効率が最も高くなる燃焼率であるエコ運転ポイント、又は前記エコ運転ポイントを含む燃焼率の範囲であるエコ運転ゾーンの燃焼率で前記ボイラ本体を燃焼させることが好ましい。 In addition, the second local control unit may be an eco operation point that is the combustion rate at which the boiler efficiency is the highest as the predetermined combustion rate, or a combustion rate in an eco operation zone that is a range of the combustion rate including the eco operation point. It is preferable to burn the boiler body.
また、前記蒸気ボイラは、前記ボイラ本体からの排ガスが通され、排ガスの熱でボイラ給水を予熱するエコノマイザと、前記エコノマイザに通水される前又は通水された後の給水温度を測定する温度センサと、を備え、前記第2ローカル制御部は、前記温度センサの測定値に基づいて、前記エコ運転ポイント又は前記エコ運転ゾーンを設定することが好ましい。 The steam boiler is an economizer that preheats boiler feedwater with the heat of the exhaust gas through the exhaust gas from the boiler body, and a temperature at which the feed water temperature is measured before or after being passed through the economizer It is preferable that the second local control unit sets the eco driving point or the eco driving zone based on a measured value of the temperature sensor.
また、前記蒸気ボイラは、燃焼率を段階的に変更する段階値制御ボイラとして構成され、前記第2ローカル制御部は、前記エコ運転ポイントの燃焼率で前記ボイラ本体を燃焼させることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said steam boiler is comprised as a step value control boiler which changes a combustion rate in steps, and the said 2nd local control part burns the said boiler main body with the combustion rate of the said eco-operation point.
また、前記蒸気ボイラは、燃焼率を連続的に変更する比例制御ボイラとして構成され、前記第2ローカル制御部は、前記エコ運転ゾーンの燃焼率で前記ボイラ本体を燃焼させることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said steam boiler is comprised as a proportional control boiler which changes a combustion rate continuously, and the said 2nd local control part burns the said boiler main body with the combustion rate of the said eco-operation zone.
また、前記加温水タンクに貯留される加温水の水位を検出する水位センサを備え、前記第1システム制御部は、(i)前記水位センサの検出水位値が下限設定水位を下回る場合には、前記水処理装置で製造可能な処理水の最大生産流量を前記第1ローカル制御部に対して前記目標流量値として指定する一方で、前記水位センサの検出水位値が上限設定水位を上回る場合には、前記水処理装置で製造可能な処理水の最小生産流量を前記第1ローカル制御部に対して前記目標流量値として指定すると共に、(ii)前記第1ローカル制御部に対して指定した前記目標流量値に前記水処理装置群の台数を乗じて求めた流量に基づいて、前記熱交換器を通過する処理水を所定の目標温度まで加熱するのに必要な処理水側の熱交換量Qwを算出し、前記第2システム制御部は、(i)前記水位センサの検出水位値が下限設定水位を下回る場合又は上限設定水位を上回る場合には、前記所定燃焼率での燃焼制御をキャンセルするように前記第2ローカル制御部に対して所定燃焼率運転解除信号を送信すると共に、(ii)前記第1システム制御部で算出された処理水側の熱交換量Qwから前記熱交換器における蒸気側の熱交換量Qsを算出し、この蒸気側の熱交換量Qsが得られる必要蒸気量を決定し、この必要蒸気量を前記蒸気ボイラ群の台数で除して求めた出力蒸気量となる燃焼率で前記ボイラ本体を燃焼させるように前記第2ローカル制御部に対して燃焼率指定信号を送信することが好ましい。 In addition, a water level sensor that detects the water level of the warmed water stored in the warming water tank, the first system control unit (i) when the detected water level value of the water level sensor is below the lower limit set water level, When the maximum production flow rate of treated water that can be produced by the water treatment device is designated as the target flow rate value for the first local control unit, while the detected water level value of the water level sensor exceeds the upper limit set water level A minimum production flow rate of treated water that can be produced by the water treatment device is designated as the target flow rate value for the first local control unit, and (ii) the target designated for the first local control unit Based on the flow rate obtained by multiplying the flow rate value by the number of the water treatment device groups, the heat exchange amount Qw on the treated water side required to heat the treated water passing through the heat exchanger to a predetermined target temperature is calculated. Calculated and said (I) When the detected water level value of the water level sensor is lower than the lower limit set water level or higher than the upper limit set water level, the second system control unit is configured to cancel the combustion control at the predetermined combustion rate. A predetermined combustion rate operation cancellation signal is transmitted to the control unit, and (ii) the steam-side heat exchange amount Qs in the heat exchanger is calculated from the treated water-side heat exchange amount Qw calculated by the first system control unit. And determining the necessary steam amount for obtaining the heat exchange amount Qs on the steam side, and dividing the necessary steam amount by the number of the steam boiler groups at a combustion rate that becomes the output steam amount. It is preferable to transmit a combustion rate designation signal to the second local control unit so as to burn the fuel.
また、前記水処理部は、供給水を透過水と第1濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、電力により透過水を脱塩処理して処理水と第2濃縮水とを製造する電気脱イオンスタックと、を備えることが好ましい。 In addition, the water treatment unit includes a reverse osmosis membrane module that separates supply water into permeate and first concentrated water, and electricity that desalinates permeate with electric power to produce treated water and second concentrated water. A deionizing stack.
また、前記熱交換器よりも下流側の前記蒸気ラインに設けられるスチームトラップを更に備え、前記スチームトラップで分離した蒸気凝縮水を前記水処理部への供給水に混合することにより、供給水を希釈すると共に昇温することが好ましい。 Further, the apparatus further comprises a steam trap provided in the steam line downstream of the heat exchanger, and mixes the steam condensed water separated by the steam trap with the supply water to the water treatment unit, thereby supplying the supply water. It is preferable to dilute and raise the temperature.
本発明によれば、水処理システムで得られる処理水とボイラシステムで得られる蒸気との間で熱交換を行って、処理水から加温水を製造する加温水製造システムにおいて、水処理システム及びボイラシステムにおけるエネルギー効率を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the heating water manufacturing system which heat-exchanges between the treated water obtained with a water treatment system, and the steam obtained with a boiler system, and manufactures heated water from a treated water, a water treatment system and a boiler Energy efficiency in the system can be improved.
以下、本発明に係る加温水製造システムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る加温水製造システム1の全体概略図である。図2は、本実施形態に係る加温水製造システム1について、水処理システム2を中心に示す概略図である。図3は、本実施形態に係る加温水製造システム1について、ボイラシステム4を中心に示す概略図である。
本発明は、水処理システム2で得られる処理水W2とボイラシステム4で得られる蒸気SM1との間で熱交換を行って、処理水W2を加熱して、加温水W3を製造する加温水製造システム1である。
Hereinafter, an embodiment of a heated water production system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic diagram of a heated water production system 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram centering on the
The present invention performs heating exchange between the treated water W2 obtained in the
詳細には、図1〜図3に示すように、本実施形態の加温水製造システム1は、水処理システム2と、ボイラシステム4と、加温水W3を貯留する加温水タンク61と、水処理システム2で製造された処理水W2が加温水タンク61に向けて流通する加温水ラインL6と、ボイラシステム4で製造された蒸気SM1が流通する蒸気ラインL4と、処理水W2を所定の温度に加熱して加温水W3を得る熱交換器62と、処理水W2を貯留する常温水タンク65と、水処理システム2で製造された処理水W2が加温されずに常温水タンク65に向けて流通する常温水ラインL32と、を備える。
In detail, as shown in FIGS. 1-3, the warming water manufacturing system 1 of this embodiment is the
水処理システム2は、1台以上の水処理装置22からなる水処理装置群21と、水処理装置22で製造される処理水W2の目標流量値を指定する第1システム制御部25と、を備える。ボイラシステム4は、1台以上の蒸気ボイラ42からなる蒸気ボイラ群41と、蒸気ボイラ42の出力蒸気量を収集する第2システム制御部45と、を備える。熱交換器62は、加温水ラインL6を流通する処理水W2と蒸気ラインL4を流通する蒸気SM1との間で熱交換を行い、処理水W2を所定の温度に加熱する。
The
〔水処理システム2〕
水処理システム2について説明する。図1及び図2に示すように、水処理システム2は、水処理装置群21と第1システム制御部25とを備える。
水処理装置群21は、1台以上の水処理装置22からなり、本実施形態においては、4組の水処理装置22からなる。本実施形態においては、水処理装置22は、供給水としての原水(例えば、水道水)W1から、処理水としての脱塩水W2を製造する純水製造装置である。水処理装置22で製造された脱塩水W2は、需要箇所等に送出される。
[Water treatment system 2]
The
The water
図2に示すように、水処理装置22は、水処理部31としてのRO膜モジュール(逆浸透膜モジュール)32と、水処理部31としてのEDIスタック(電気脱イオンスタック)33と、直流電源装置34と、加圧ポンプ36と、インバータ37と、第1ローカル制御部35と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
水処理装置22は、供給水ラインL1と、透過水ラインL21と、RO濃縮水リターンラインL22と、RO濃縮水排出ラインL23と、脱塩水ラインL24と、EDI濃縮水ラインL25と、を備える。透過水ラインL21と脱塩水ラインL24とを併せて、「処理水ラインL2」ともいう。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
The
水処理装置22は、減圧弁V11と、供給水補給弁V21と、リターン制御弁V22と、排水制御弁V23と、第1流量センサFM1と、第2流量センサFM2と、を備える。
The
第1ローカル制御部35は、インバータ37、直流電源装置34、供給水補給弁V21、リターン制御弁V22、排水制御弁V23、第1流量センサFM1、第2流量センサFM2等と電気的に接続される。
The first
図1及び図2に示すように、供給水ラインL1は、供給水W1を、水処理装置22の水処理部31のRO膜モジュール32へ流通させるラインである。供給水ラインL1の上流側の端部は、供給水W1の供給源(不図示)に接続されている。供給水ラインL1の下流側の端部は、RO膜モジュール32の一次側入口ポート(供給水W1の入口)に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the supply water line L <b> 1 is a line that distributes the supply water W <b> 1 to the
供給水ラインL1には、上流側から順に、接続部J1、減圧弁V11、供給水補給弁V21、接続部J11、加圧ポンプ36、RO膜モジュール32が設けられている。
供給水補給弁V21は、供給水ラインL1の開閉を制御可能な自動弁である。供給水補給弁V21の開閉は、第1ローカル制御部35から送信される流路開閉信号により制御される。
In the supply water line L1, a connection portion J1, a pressure reducing valve V11, a supply water supply valve V21, a connection portion J11, a pressurizing
The supply water supply valve V21 is an automatic valve that can control the opening and closing of the supply water line L1. The opening and closing of the supply water replenishing valve V21 is controlled by a flow path opening / closing signal transmitted from the first
減圧弁V11は、RO膜モジュール32へ供給される供給水W1の圧力を、RO膜モジュール32から流出する第1濃縮水W11の圧力よりも低い圧力に調整する機器である。減圧弁V11は、供給水W1の圧力よりも第1濃縮水W11の圧力が大きく(供給水W1の圧力<第1濃縮水W11の圧力)なるように、供給水W1の圧力を調整する。これにより、第1濃縮水W11の一部W12は、RO濃縮水リターンラインL22を介して供給水W1に循環される。そのため、供給水W1は、第1濃縮水W11が混合された状態で、RO膜モジュール32に供給される。即ち、RO膜モジュール32においては、加圧ポンプ36により供給水W1を循環させながら、透過水W21を生産するクロスフロー方式の分離操作が行われる。
The pressure reducing valve V11 is a device that adjusts the pressure of the supply water W1 supplied to the
接続部J11には、RO濃縮水リターンラインL22の下流側の端部が接続されている。 The downstream end of the RO concentrated water return line L22 is connected to the connecting part J11.
加圧ポンプ36は、供給水ラインL1を流通する供給水W1を吸入し、RO膜モジュール32へ向けて圧送(吐出)する装置である。加圧ポンプ36には、インバータ37から周波数が変換された駆動電力が入力される。加圧ポンプ36は、入力された駆動電力の周波数(以下、「駆動周波数」ともいう)に応じた回転速度で駆動される。
The
インバータ37は、加圧ポンプ36に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路(又はその回路を持つ装置)である。インバータ37には、第1ローカル制御部35から周波数設定信号が入力される。インバータ37は、第1ローカル制御部35により入力された周波数設定信号(例えば、4〜20mAの電流値信号又は0〜10Vの電圧値信号)に対応する駆動周波数の駆動電力を、加圧ポンプ36に出力する。
The
RO膜モジュール32は、加圧ポンプ36により圧送された供給水W1を、溶存塩類が除去された透過水W21と、溶存塩類が濃縮された第1濃縮水W11と、に分離する。RO膜モジュール32は、単一又は複数のスパイラル型RO膜エレメントを圧力容器(ベッセル)に収容して構成される。当該RO膜エレメントに使用されるRO膜としては、架橋芳香族ポリアミド系複合膜などが例示される。
The
RO濃縮水リターンラインL22は、RO膜モジュール32で分離された第1濃縮水W11の一部(循環濃縮水)W12を供給水ラインL1へ返送するラインである。RO濃縮水リターンラインL22の上流側の端部は、RO膜モジュール32の一次側出口ポート(第1濃縮水W11の出口)に接続されている。RO濃縮水リターンラインL22の下流側の端部は、接続部J11において供給水ラインL1に接続されている。RO濃縮水リターンラインL22には、リターン制御弁V22が設けられている。
The RO concentrated water return line L22 is a line for returning a part (circulated concentrated water) W12 of the first concentrated water W11 separated by the
リターン制御弁V22は、RO濃縮水リターンラインL22へ返送される第1濃縮水W11(循環濃縮水W12)の流量(循環流量)を調節する比例制御弁である。リターン制御弁V22の弁開度は、第1ローカル制御部35から送信される駆動信号により制御される。第1ローカル制御部35から電流値信号をリターン制御弁V22に送信して、弁開度を制御することにより、第1濃縮水W11の循環流量を調節することができる。この調節により、第1濃縮水W11の循環比を予め設定された値に保つことができる。なお、第1濃縮水W11の循環比とは、RO膜モジュールの二次側ポートから流出する透過水W21の流量と一次側出口ポートから流出する第1濃縮水W11の流量との比率(第1濃縮水W11の流量/透過水W21の流量)である。
The return control valve V22 is a proportional control valve that adjusts the flow rate (circulation flow rate) of the first concentrated water W11 (circulated concentrated water W12) returned to the RO concentrated water return line L22. The opening degree of the return control valve V22 is controlled by a drive signal transmitted from the first
RO濃縮水リターンラインL22においては、リターン制御弁V22を設ける代わりに、接続部J21よりも上流側(すなわち、RO膜モジュール32の一次側出口ポート近傍)に定流量弁を設けてもよい。このように構成することにより、電気的な調節に拠らずに、第1濃縮水W11の循環比を予め設定された値に保つことができる。 In the RO concentrated water return line L22, instead of providing the return control valve V22, a constant flow valve may be provided upstream of the connecting portion J21 (that is, in the vicinity of the primary outlet port of the RO membrane module 32). By configuring in this way, the circulation ratio of the first concentrated water W11 can be maintained at a preset value without depending on electrical adjustment.
RO濃縮水排出ラインL23は、RO膜モジュール32で分離された第1濃縮水W11の残部(排出水)W13を、RO濃縮水リターンラインL22の途中から水処理装置22の外へ排出するラインである。RO濃縮水排出ラインL23の上流側の端部は、RO濃縮水リターンラインL22の接続部J21に接続されている。RO濃縮水排出ラインL23の下流側の端部は、例えば、排水ピット(不図示)に接続又は開口している。
The RO concentrated water discharge line L23 is a line for discharging the remaining portion (discharged water) W13 of the first concentrated water W11 separated by the
排水制御弁V23は、RO濃縮水排出ラインL23を流通する第1濃縮水W11(排出水W13)の流量(排出流量)を調節する比例制御弁である。排水制御弁V23の弁開度は、第1ローカル制御部35から送信される駆動信号により制御される。第1ローカル制御部35から電流値信号を排水制御弁V23に送信して、弁開度を制御することにより、第1濃縮水W11の排出流量を調節することができる。この調節により、透過水W21の回収率を予め設定された値に保つことができる。なお、透過水W21の回収率とは、RO膜モジュール32に供給される供給水W1(第1濃縮水W11の循環濃縮水W12が混合される前の供給水W1)の流量に対する透過水W21の割合(%)をいう。
The drainage control valve V23 is a proportional control valve that adjusts the flow rate (discharge flow rate) of the first concentrated water W11 (discharged water W13) flowing through the RO concentrated water discharge line L23. The valve opening degree of the drainage control valve V <b> 23 is controlled by a drive signal transmitted from the first
透過水ラインL21は、RO膜モジュール32で分離された透過水W21をEDIスタック33に流通させるラインである。透過水ラインL21の上流側の端部は、RO膜モジュール32の二次側ポート(透過水W21の出口)に接続されている。透過水ラインL21の下流側の端部は、分岐しており(分岐したラインについては不図示)、それぞれ、EDIスタック33の一次側ポート(脱塩室の入口側)と、EDIスタック33の一次側ポート(濃縮室の入口側)とに接続されている。なお、EDIスタック33の濃縮室の入口側に向けて分岐した透過水ラインL21には、定流量弁(不図示)が設けられており、第2濃縮水W31が一定流量に調節されるようになっている。
The permeated water line L <b> 21 is a line through which the permeated water W <b> 21 separated by the
EDIスタック33は、RO膜モジュール32で分離された透過水W21を脱塩処理(脱イオン処理)して、処理水としての脱塩水W2(脱イオン水)と、第2濃縮水W31とを得る水処理機器である。EDIスタック33は、直流電源装置34と電気的に接続されている。EDIスタック33には、脱塩処理のための電力として、直流電源装置34から直流電圧が印加される。EDIスタック33は、直流電源装置34から印加された直流電圧により通電され、動作する。
The
直流電源装置34は、直流電圧をEDIスタック33の一対の電極間に印加する。直流電源装置34には、第1ローカル制御部35から印加電圧設定信号が入力される。直流電源装置34は、第1ローカル制御部35により入力された印加電圧設定信号(例えば、4〜20mAの電流値信号又は0〜10Vの電圧値信号)に対応する電圧値の直流電圧をEDIスタック33に供給する。
The
EDIスタック33においては、一対の電極間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜(不図示)が交互に配置される。EDIスタック33の内部は、これらイオン交換膜により、脱塩室及び濃縮室(陽極室及び陰極室を含む)に区画される。脱塩室には、イオン交換体(不図示)が充填される。脱塩室に充填されるイオン交換体としては、例えば、イオン交換樹脂又はイオン交換繊維等が用いられる。
In the
脱塩室の入口側には、透過水ラインL21の下流側の分岐した一方の端部が接続されている。脱塩室の出口側には、脱塩室においてイオンが除去されて排出された脱塩水W2を流通させる脱塩水ラインL24が接続されている。濃縮室の入口側には、透過水ラインL21の下流側の分岐した他方の端部が接続されている。EDIスタック33の二次側ポート(濃縮室の出口側)には、イオンが濃縮された第2濃縮水W31を流通させるEDI濃縮水ラインL25の上流側の端部が、接続されている。EDI濃縮水ラインL25の下流側の端部は、例えば、排水ピット(不図示)に接続又は開口している。
One end of the downstream side of the permeate line L21 is connected to the inlet side of the desalting chamber. The outlet side of the desalting chamber is connected to a desalting water line L24 through which the desalted water W2 discharged from the ions in the desalting chamber is circulated. The other branched end on the downstream side of the permeate line L21 is connected to the inlet side of the concentrating chamber. An upstream end of the EDI concentrated water line L25 through which the second concentrated water W31 in which ions are concentrated is connected to the secondary port (concentration chamber outlet side) of the
脱塩室及び濃縮室それぞれには、透過水ラインL21を流通する透過水W21が流入される。透過水W21に含まれる残留イオンは、脱塩室内に充填されたイオン交換体(不図示)により捕捉され、脱塩水W2となる。脱塩水W2は、脱塩水ラインL24を介して、需要箇所へ供給するために一時的に貯留する加温水タンク61へ送出される。また、脱塩室内のイオン交換体に捕捉された残留イオンは、印加された直流電圧の電気エネルギーにより濃縮室に移動する。そして、残留イオンを含む水は、第2濃縮水W31として、濃縮室からEDI濃縮水ラインL25を介して水処理装置22の系外に排出される。なお、第2濃縮水W31は、水処理装置22の系外に排出するのではなく、RO膜モジュール32への供給水W1に混合してもよい。
The permeated water W21 flowing through the permeated water line L21 flows into each of the desalting chamber and the concentration chamber. Residual ions contained in the permeated water W21 are captured by an ion exchanger (not shown) filled in the desalting chamber and become desalted water W2. The demineralized water W2 is sent to the
脱塩水ラインL24は、EDIスタック33で得られた脱塩水W2を処理水(純水)として、合流ラインL31、熱交換器62等を介して、加温水タンク61に向けて流通させるラインである。
The demineralized water line L24 is a line through which the demineralized water W2 obtained in the
図1及び図2に示すように、脱塩水ラインL24の上流側の端部は、EDIスタック33の二次側ポート(脱塩室の出口側)に接続されている。各水処理装置22からの脱塩水ラインL24(処理水ラインL2)の下流側の端部は、接続部J31において合流すると共に、合流ラインL31の上流側の端部に接続されている。合流ラインL31は、接続部J32において、加温水ラインL6の上流側の端部、及び常温水ラインL32の上流側の端部に接続されている。加温水ラインL6の下流側の端部は、加温水タンク61に接続されている。常温水ラインL32の下流側の端部は、常温水タンク65に接続されている。
As shown in FIG.1 and FIG.2, the upstream edge part of the desalination water line L24 is connected to the secondary side port (exit side of a desalination chamber) of the
EDIスタック33(脱塩室の出口側)から送出された脱塩水W2は、不図示の弁の開閉により、加温水ラインL6又は常温水ラインL32を選択的に介して、加温水タンク61又は常温水タンク65に補給される。すなわち、水処理装置群21で生産された処理水が加温水タンク61に補給されているときには、常温水タンク65への処理水の補給は停止される。逆に、水処理装置群21で生産された処理水が常温水タンク65に補給されているときには、加温水タンク61への処理水の補給は停止される。
The demineralized water W2 sent from the EDI stack 33 (the outlet side of the demineralization chamber) is selectively heated via the heated water line L6 or the normal temperature water line L32 by opening / closing a valve (not shown) or the normal
第1流量センサFM1は、透過水ラインL21を流通する水(透過水W21)の流量を測定する機器である。第2流量センサFM2は、脱塩水ラインL24を流通する水(脱塩水W2)の流量を測定する機器である。第1流量センサFM1により測定された透過水W21及び第2流量センサFM2により測定された脱塩水W2の流量(検出流量値)は、第1ローカル制御部35へ検出信号として送信される。
The 1st flow sensor FM1 is an apparatus which measures the flow volume of the water (permeated water W21) which distribute | circulates the permeated water line L21. The second flow rate sensor FM2 is a device that measures the flow rate of water (desalted water W2) flowing through the desalted water line L24. The flow rate (detected flow rate value) of the permeated water W21 measured by the first flow rate sensor FM1 and the desalted water W2 measured by the second flow rate sensor FM2 is transmitted to the first
熱交換器62は、加温水ラインL6を流通する処理水W2と、蒸気ラインL4を流通する蒸気SM1との間で熱交換を行い、処理水W2を所定の温度(例えば、80℃)に加熱して、加温水W3を得る機器である。
The
加温水タンク61は、EDIスタック33において脱塩処理して得られた脱塩水W2を、加温した処理水として貯留するタンクである。加温水タンク61には、加温水ラインL6の下流側の端部が接続されている。常温水タンク65は、EDIスタック33において脱塩処理して得られた脱塩水W2を、加温しない処理水として貯留するタンクである。常温水タンク65には、常温水ラインL32の下流側の端部が接続されている。
The
加温水タンク61は、加温水配給ラインL7を介して下流側の需要箇所の装置等(不図示)に接続されている。加温水配給ラインL7は、加温水タンク61に貯留された加温水W3を、需要箇所の装置等に流通させるラインである。加温水タンク61に貯留された脱塩水(処理水)W2は、加温水配給ラインL7を介して、加熱された純水として需要箇所の装置等に供給される。
The
加温水タンク61には、水位センサ63が設けられている。水位センサ63は、加温水タンク61に貯留される加温水W3の水位を検出する機器である。水位センサ63は、第1システム制御部25と電気的に接続されている。水位センサ63で測定された加温水タンク61の水位(以下、「検出水位値」ともいう)は、第1システム制御部25及び第2システム制御部45へ検出信号として出力される。
The
本実施形態において、水位センサ63は、例えば、レベルスイッチである。レベルスイッチは、予め設定された液面位置の検出器であり、例えば、複数の液面位置(例えば、4位置)を検出するように構成されている。水位センサ63は、レベルスイッチには制限されず、例えば、連続式レベルセンサであってもよい。連続式レベルセンサとしては、例えば、静電容量式センサ、圧力式センサ、超音波式センサ等が用いられる。
In the present embodiment, the
常温水タンク65は、常温水配給ラインL71を介して下流側の需要箇所の装置等(不図示)に接続されている。常温水配給ラインL71は、常温水タンク65に貯留された処理水W2を、需要箇所の装置等に流通させるラインである。常温水タンク65に貯留された脱塩水(処理水)W2は、常温水配給ラインL71を介して、加熱されていない常温の純水として需要箇所の装置等に供給される。
The room
熱交換器62よりも下流側の蒸気ラインL4において、その末端には、スチームトラップ64が設けられている。熱交換器62で蒸気SM1の潜熱が奪われることで、蒸気凝縮水(ドレン水)W41は発生する。蒸気凝縮水リターンラインL42の上流側の端部は、スチームトラップ64に接続されている。蒸気凝縮水リターンラインL42の下流側の端部は、減圧弁V11よりも上流側の接続部J1において、供給水ラインL1に接続されている。スチームトラップ64で蒸気から分離した蒸気凝縮水W41は、供給水ラインL1を流通する供給水W1に混合される。これにより、蒸気凝縮水W41は、供給水W1を希釈すると共に昇温する。
A
水道水などの供給水W1には、通常、不純物としてシリカが含まれている。蒸気凝縮水W41の混合により、供給水W1の温度上昇と希釈が起こると、シリカの溶解度が上昇すると共に、シリカの濃度が低下する。その結果、RO膜モジュール32において透過水W21の回収率が高められ、水処理システム2での節水が図られることになる。
The supply water W1 such as tap water usually contains silica as an impurity. When the temperature rise and dilution of the feed water W1 occur due to the mixing of the steam condensed water W41, the solubility of silica increases and the concentration of silica decreases. As a result, the recovery rate of the permeated water W21 is increased in the
水処理システム2には、前述した機器、弁、ライン以外にも、水処理に関する各種の機器、弁、ライン等を設けることができる。例えば、特開2014−184407号公報の記載と同様に、各種の機器、弁、ライン等を設けることができる。
The
第1システム制御部25は、水処理装置群21の全体を制御するため、各水処理装置22の第1ローカル制御部35と電気的に接続されている。第1システム制御部25は、加温水タンク61に設けられた水位センサ63の検出水位値に応じて、各水処理装置22の第1ローカル制御部35に対して処理水W2の目標流量値を指定する。特に、水位センサ63の検出水位値が下限設定水位と上限設定水位の間にある場合には、第1システム制御部25は、第1ローカル制御部35に対してボイラシステム4の第2システム制御部45との連携によって決定した処理水W2の目標流量値を指定する。
The first
加温水タンク61の水位と各水処理装置22で製造される処理水W2の目標流量値との関係について説明する。図4に示すように、本実施形態において、加温水タンク61の水位は、低い方から高い方に向けて順に、WL1,WL2,WL3,WL4の4段階(〜WL1;WL1〜WL2;WL2〜WL3;WL3〜WL4;WL4〜の5区分)に設定されている。
The relationship between the water level of the
〔1〕水位センサ63の検出水位値が水位WL1を下回ると、第1システム制御部25は、水処理装置22で製造可能な処理水W2の最大生産流量を第1ローカル制御部35に対して目標流量値として指定する。これにより、水処理装置22の全機は、最大生産水量での運転を開始し、処理水W2は100%流量値で製造される。更に、第1システム制御部25は、第1ローカル制御部35に対して指定した目標流量値に水処理装置群21の台数nを乗じて求めた流量(すなわち、100%流量値×n台)に基づいて、熱交換器62を通過する処理水W2を所定の目標温度(例えば80℃)まで加熱するのに必要な処理水W2側の熱交換量Qwを算出する。この処理水W2側の熱交換量Qwの情報は、第2システム制御部45と共有される。以上の制御処理は、水位センサ63の検出水位値が水位WL2を下回っている間において継続される。
[1] When the detected water level value of the
〔2〕水位センサ63の検出水位値が水位WL2以上になると、第1システム制御部25は、第2システム制御部45で算出された蒸気SM1側の熱交換量Qsから熱交換器62における処理水W2側の熱交換量Qwを算出し、この処理水W2側の熱交換量Qwに基づいて、熱交換器62を通過する処理水W2を所定の目標温度(例えば80℃)まで加熱できる処理水W2の流量を決定する。そして、この処理水W2の流量を水処理装置群21の台数で除して求めた分割流量を第1ローカル制御部35に対して目標流量値として指定する。これにより、水処理装置22の全機は、分割流量で各機に割り当てられた生産流量での運転に切り替わる。以上の制御処理は、水位センサ63の検出水位値が水位WL3に達するまで継続される。
[2] When the detected water level value of the
〔3〕水位センサ63の検出水位値が水位WL3を上回ると、第1システム制御部25は、水処理装置22で製造可能な処理水W2の最小生産流量を第1ローカル制御部35に対して目標流量値として指定する。これにより、水処理装置22の全機は、最小生産流量での運転に切り替わり、処理水W2は例えば20%流量値で製造される。更に、第1システム制御部25は、第1ローカル制御部35に対して指定した目標流量値に水処理装置群21の台数nを乗じて求めた流量(すなわち、20%流量値×n台)に基づいて、熱交換器62を通過する処理水W2を所定の目標温度(例えば80℃)まで加熱するのに必要な処理水W2側の熱交換量Qwを算出する。この処理水W2側の熱交換量Qwの情報は、第2システム制御部45と共有される。以上の制御処理は、水位センサ63の検出水位値が水位WL4に達するまで継続される。
[3] When the detected water level value of the
〔4〕水位センサ63の検出水位値が水位WL4を上回ると、第1システム制御部25は、水処理装置22での処理水W2の製造を停止させる流量(すなわち、生産流量ゼロ)を第1ローカル制御部35に対して目標流量値として指定する。これにより、水処理装置22の全機は、運転を停止する(0%流量値)。
[4] When the detected water level value of the
上記〔2〕において、「蒸気SM1側の熱交換量Qsから熱交換器62における処理水W2側の熱交換量Qwを算出」とは、Qw=Qsのように熱交換量が完全にバランスするとして計算する場合のみならず、Qw=α・Qs(α<1)のように、熱交換器の特性による熱伝導ロスを考慮して計算する場合を含む。
In [2] above, “calculating the heat exchange amount Qw on the treated water W2 side in the
第2システム制御部45により算出される熱交換器62における蒸気SM1側の熱交換量Qsは、下記の式(1)で定義される。
Qs[kW]=E[kJ/kg]×S[kg/h]/3600 (1)
The heat exchange amount Qs on the steam SM1 side in the
Qs [kW] = E [kJ / kg] × S [kg / h] / 3600 (1)
式(1)において、E:飽和蒸気の潜熱量、S:蒸気量である。蒸気量Sは、第2システム制御部45が収集した蒸気ボイラ42の出力蒸気量の合計値、又は第2システム制御部45が各蒸気ボイラ42に割り当てた出力蒸気量の合計値(=必要蒸気量)である。第2システム制御部45による蒸気ボイラ42の出力蒸気量の収集や割り当てについては後述する。
In the formula (1), E: latent heat amount of saturated steam, S: steam amount. The steam amount S is the total value of the output steam amount of the
第1システム制御部25により算出される熱交換器62における処理水W2側の熱交換量Qwは、下記の式(2)で定義される。
Qw[kW]=(T2[℃]−T1[℃])×D[kg/m3]×C[kJ/kg℃]×W[m3/h]/3600 (2)
The heat exchange amount Qw on the treated water W2 side in the
Qw [kW] = (T 2 [° C.] − T 1 [° C.] × D [kg / m 3 ] × C [kJ / kg ° C.] × W [m 3 / h] / 3600 (2)
式(2)において、T1:熱交換器の入口温度、T2:熱交換器の出口温度、D:水の比重、C:水の比熱、W:水の流量である。水の流量Wは、水処理装置22が製造する処理水W2の合計量に相当する。
In formula (2), T 1 is the inlet temperature of the heat exchanger, T 2 is the outlet temperature of the heat exchanger, D is the specific gravity of water, C is the specific heat of water, and W is the flow rate of water. The water flow rate W corresponds to the total amount of treated water W2 produced by the
このように、水処理装置22の運転を開始した後、水位センサ63の検出水位値が水位WL2以上、且つ水位WL3以下の間は、第1システム制御部25は、分割流量を目標流量値として指定し、第1ローカル制御部35は、この目標流量値に従って処理水W2の流量制御を実行する。すなわち、第1システム制御部25は、水位WL2を下限設定水位とし、水位WL3を上限設定水位として、水位センサ63の検出水位値が下限設定水位を下回らず、且つ上限設定水位を上回らない場合、水処理装置22に分割流量に従う流量制御を実行させる。
As described above, after the operation of the
第1システム制御部25は、水処理装置群21を構成する水処理装置22の生産流量が、最大生産流量、最小生産水量、分割流量のいずれかで均等になるように、第1ローカル制御部35を制御する。しかし、RO膜モジュール32が低圧運転となって透過水W21の水質が低下するときには、RO膜モジュール32(水処理装置22)の運転台数を減少させて、低圧運転を回避する。回避方法としては、例えば、いずれかのRO膜モジュール32の運転圧力が規定圧力を下回るとその運転を停止したり、処理水W2の電気伝導率が規定値を上回ると1台の運転を停止したりすることが挙げられる。
The first
各水処理装置22に設けられる第1ローカル制御部35は、第1システム制御部25と連携して、各水処理装置22を制御する。第1ローカル制御部35は、処理水W2の生産流量が第1システム制御部25から指定された目標流量値となるように、系内の物理量を用いて加圧ポンプ36の駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する周波数設定信号をインバータ37に出力する。
The first
第1ローカル制御部35について更に説明する。第1ローカル制御部35は、CPU及びメモリを含むマイクロプロセッサ(不図示)により構成される。マイクロプロセッサのCPUは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って、後述する各種の制御を実行する。マイクロプロセッサのメモリには、水処理装置22を制御するためのデータや各種プログラムが記憶される。
The first
第1ローカル制御部35は、流量フィードバック水量制御として、第2流量センサFM2の検出流量値が第1システム制御部25から指定された目標流量値となるように、速度形デジタルPIDアルゴリズムにより、加圧ポンプ36の駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する周波数設定信号をインバータ37に出力する。第1ローカル制御部35による流量フィードバック水量制御については後述する。
As the flow rate feedback water volume control, the first
第1ローカル制御部35は、目標流量値を変更(増減)した場合に、透過水W21の回収率及び第1濃縮水W11の循環比が予め設定された値に保たれるように、排水制御弁V23の弁開度及びリターン制御弁V22の弁開度を制御する。
The first
第1ローカル制御部35は、EDIスタック33に予め設定された電圧値の直流電圧が供給されるように直流電源装置34を制御する(以下、「電圧値制御」ともいう)。具体的には、第1ローカル制御部35は、第1流量センサFM1から出力された透過水W21の検出流量値に応じて、EDIスタック33に供給される直流電圧の電圧値を変更するように直流電源装置34を制御する。より具体的には、第1ローカル制御部35は、透過水W21の検出流量値が増加するのに従い、EDIスタック33に供給される直流電圧の電圧値が増加するように直流電源装置34を制御し、透過水W21の検出流量値が減少するのに従い、EDIスタック33に供給される直流電圧の電圧値が減少するように直流電源装置34を制御する。
The first
第1ローカル制御部35を構成するマイクロプロセッサのメモリ(不図示)には、透過水W21の検出流量値と、EDIスタック33に供給される直流電圧の電圧値とを対応付ける関係式(プログラム)が記憶されている。第1ローカル制御部35は、第1流量センサFM1の検出流量値について、上記関係式により対応する電圧値を算出し、この電圧値に対応する印加電圧設定信号を直流電源装置34に出力する。第1ローカル制御部35による直流電源装置34の電圧値制御については後述する。
In the memory (not shown) of the microprocessor constituting the first
なお、第1ローカル制御部35において、マイクロプロセッサのメモリに、透過水W21の流量値と、EDIスタック33に出力する直流電圧の電圧値とを対応付けるデータテーブルを記憶しておき、このデータテーブルに基づいて直流電圧の電圧値を取得してもよい。
In the first
次に、第1ローカル制御部35による流量フィードバック水量制御について説明する。図5は、水処理装置22において流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図5に示すフローチャートの処理は、水処理装置22の運転中において、繰り返し実行される。
Next, flow rate feedback water amount control by the first
図5に示すステップST101において、第1ローカル制御部35は、処理水(脱塩水)W2の目標流量値Gt´を取得する。この目標流量値Gt´は、上述したように、第1システム制御部25から指定される値であって、水位センサ63の検出水位値に応じて変更されるものである。
In step ST101 shown in FIG. 5, the first
ステップST102において、第1ローカル制御部35は、第2流量センサFM2の検出流量値Gtをフィードバック値として取得する。
In step ST 102, a first
ステップST103において、第1ローカル制御部35は、ステップST102で取得した検出流量値(フィードバック値)Gtと、ステップST101で取得した目標流量値Gt´との偏差がゼロとなるように、速度形デジタルPIDアルゴリズムにより操作量Unを演算する。速度形デジタルPIDアルゴリズムでは、所定の制御周期Δt(例えば、100ms)毎に操作量の変化分ΔUnを演算し、これを前回の制御周期時点の操作量Un−1に加算することで現時点の操作量Unを決定する。
In step ST 103, a first
速度形デジタルPIDアルゴリズムに用いられる演算式は、下記の式(3a)及び式(3b)により表される。
ΔUn=Kp{(en−en−1)+(Δt/Ti)×en+(Td/Δt)×(en−2en−1+en−2)} (3a)
Un=Un−1+ΔUn (3b)
An arithmetic expression used for the velocity type digital PID algorithm is represented by the following expressions (3a) and (3b).
ΔU n = K p {(e n -e n-1) + (Δt / T i) × e n + (T d / Δt) × (e n -2e n-1 + e n-2)} (3a)
U n = U n-1 + ΔU n (3b)
式(3a)及び式(3b)において、Δt:制御周期、Un:現時点の操作量、Un−1:前回の制御周期時点の操作量、ΔUn:前回から今回までの操作量の変化分、en:現時点の偏差の大きさ、en−1:前回の制御周期時点の偏差の大きさ、en−2:前々回の制御周期時点の偏差の大きさ、Kp:比例ゲイン、Ti:積分時間、Td:微分時間である。なお、現時点の偏差の大きさenは、下記の式(4)により求められる。
en=Gt´−Gt (4)
In Expression (3a) and Expression (3b), Δt: control period, U n : current operation amount, U n-1 : operation amount at the previous control period, ΔU n : change in operation amount from the previous time to this time. Minute, e n : magnitude of current deviation, e n-1 : magnitude of deviation at the previous control cycle, e n-2 : magnitude of deviation at the previous control cycle, K p : proportional gain, T i : integration time, T d : differentiation time. The size e n of the current deviation is obtained by the following formula (4).
e n = G t ′ −G t (4)
ステップST104において、第1ローカル制御部35は、現時点の操作量Un、目標流量値Gt´及び加圧ポンプ36の最大駆動周波数(50Hz又は60Hzの設定値)を使用して、所定の演算式により、加圧ポンプ36の駆動周波数F[Hz]を演算する。
In step ST104, the first
ステップST105において、第1ローカル制御部35は、駆動周波数Fの演算値を対応する周波数設定信号(例えば、4〜20mAの電流値信号又は0〜10Vの電圧値信号)に変換し、この周波数設定信号をインバータ37に出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する(ステップST101へリターンする)。なお、ステップST105において、第1ローカル制御部35が周波数設定信号をインバータ37へ出力すると、インバータ37は、入力された周波数設定信号で指定された周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ36に供給する。その結果、加圧ポンプ36は、インバータ37から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。
In step ST105, the first
次に、第1ローカル制御部35による電圧値制御について説明する。図6は、水処理装置22において直流電源装置34の電圧値制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートの処理は、水処理装置22の運転中において、繰り返し実行される。
Next, voltage value control by the first
図6に示すステップST201において、第1ローカル制御部35は、第1流量センサFM1の検出流量値Gpを取得する。
In step ST201 shown in FIG. 6, the first
ステップST202において、第1ローカル制御部35は、ステップST201で取得した検出流量値Gpを、透過水W21の検出流量値とEDIスタック33に出力する直流電圧の電圧値とを対応付ける関係式に代入して、直流電圧の電圧値を演算する。
In step ST 202, a first
ステップST203において、第1ローカル制御部35は、演算により得られた電圧値に対応する印加電圧設定信号(例えば、4〜20mAの電流値信号又は0〜10Vの電圧値信号)に変換し、この印加電圧設定信号を直流電源装置34に出力する。これにより、本フローチャートの処理は終了する(ステップST201へリターンする)。なお、直流電源装置34は、第1ローカル制御部35からの印加電圧設定信号が入力されると、その印加電圧設定信号で指定された電圧値の直流電圧をEDIスタック33に供給する。
In step ST203, the first
〔ボイラシステム4〕
ボイラシステム4について説明する。ボイラシステム4は、1台以上(本実施形態においては3台)の蒸気ボイラ42を含む蒸気ボイラ群41と、蒸気ボイラ42において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダ43と、蒸気ボイラ群41の燃焼状態を制御する第2システム制御部45と、を備える。
[Boiler system 4]
The boiler system 4 will be described. The boiler system 4 includes a
蒸気ボイラ群41は、処理水W2を加熱するための熱源である蒸気を生成する。
蒸気ヘッダ43は、蒸気ボイラ群41を構成する複数の蒸気ボイラ42に、個別蒸気ラインL41を介して接続されている。蒸気ヘッダ43の下流側は、蒸気ラインL4を介して熱交換器62に接続されている。
蒸気ヘッダ43は、蒸気ボイラ群41で生成された蒸気を集合させて貯留することにより、複数の蒸気ボイラ42の相互の圧力差及び圧力変動を調整し、圧力が調整された蒸気を熱交換器62に供給する。
The
The
The
蒸気ラインL4には、蒸気ヘッダ43から熱交換器62に向けて、ストレーナ、減圧弁、及び逃がし弁(図示せず)が順に設けられている。ストレーナは、蒸気に含まれる異物を除去する。減圧弁は、蒸気の圧力を熱交換器62の最高設計圧力未満の圧力(例えば、0.2MPa)まで減圧する。逃がし弁は、蒸気の圧力が設定圧力を超えた場合に、蒸気を放出して熱交換器62を保護する。
In the steam line L4, a strainer, a pressure reducing valve, and a relief valve (not shown) are sequentially provided from the
蒸気ボイラ42は、燃焼が行われるボイラ本体51と、ボイラ本体51からの排ガスG2が通され、排ガスG2の熱でボイラ給水W4を予熱するエコノマイザ52と、エコノマイザ52に通水される前の給水温度を測定する温度センサTSと、第2ローカル制御部55と、を有する。本実施形態における蒸気ボイラ42のそれぞれは、軟化水をボイラ給水とする小型貫流ボイラとされている。
The
ボイラ本体51においては、燃料供給部53から供給された燃料は、ボイラ本体51内に設けられたバーナ(図示せず)により燃焼される。この燃焼により発生した燃焼ガスG1は、ボイラ本体51の缶体(図示せず)の内部の水を加熱すると共に、排出路54に排ガスG2として排出される。
In the
排出路54は、ボイラ本体51において燃焼により発生した排ガスG2を、ボイラ本体51から大気に開放する排出部まで移送して、大気中に排出するための通路である。排出路54は、その少なくとも一部に、上下方向に延びる流通部としての下降流通部を有する。下降流通部においては、排ガスG2が上方から下方に向かって下降して流通する。
The
エコノマイザ52は、主としてボイラ給水ラインL5における排出路54の下降流通部に配置される部分から構成される。エコノマイザ52は、ボイラ本体51から排出され且つ排出路54を流通する排ガスG2により、ボイラ給水W4を予め加熱してから、ボイラ本体51に供給する。
The
温度センサTSは、エコノマイザ52よりも上流側のボイラ給水ラインL5に設けられ、予熱される前のボイラ給水W4の温度(すなわち、給水温度)を測定する。
The temperature sensor TS is provided in the boiler feed water line L5 on the upstream side of the
本実施形態においては、蒸気ボイラ42は、段階値制御ボイラから構成されている。段階値制御ボイラとは、燃焼率を段階的に変更できるボイラであり、燃焼を選択的にON/OFFしたり、炎の大きさを調整したりすることにより燃焼量を制御して、選択された燃焼位置に応じて出力蒸気量を段階的に増減可能である。段階値制御ボイラは、比例制御ボイラに対して、燃焼位置が少段階のボイラをいう。
In this embodiment, the
本実施形態における段階値制御ボイラからなる3台の蒸気ボイラ42は、それぞれ、各燃焼位置における出力蒸気量が等しく設定されている。
In the three
段階値制御ボイラは、
1)燃焼停止状態(第1燃焼位置:燃焼率0%;出力蒸気量0%)
2)低燃焼状態L(第2燃焼位置:燃焼率20%;出力蒸気量20%)
3)中燃焼状態M(第3燃焼位置:燃焼率45%;出力蒸気量45%)
4)高燃焼状態H(第4燃焼位置:燃焼率100%;出力蒸気量100%)
の4段階の燃焼状態(燃焼率、出力蒸気量)に制御可能とされる、いわゆる4位置制御とされている。なお、N位置制御とは、段階値制御ボイラの燃焼量を、燃焼停止状態を含めてN位置に段階的に制御可能なことを表している。
Stage value control boiler
1) Combustion stopped state (first combustion position: combustion rate 0%; output steam volume 0%)
2) Low combustion state L (second combustion position: combustion rate 20%; output steam volume 20%)
3) Medium combustion state M (third combustion position:
4) High combustion state H (fourth combustion position: combustion rate 100%; output steam volume 100%)
These four-stage combustion states (combustion rate, output steam amount) are controllable so-called four-position control. The N position control means that the combustion amount of the step value control boiler can be controlled stepwise to the N position including the combustion stop state.
第2システム制御部45は、蒸気ボイラ群41の全体を制御するため、各蒸気ボイラ42の第2ローカル制御部55と電気的に接続されている。第2システム制御部45は、蒸気ボイラ群41を構成する蒸気ボイラ42の出力蒸気量を収集する。例えば、各蒸気ボイラ42における現時点の出力蒸気量は、第2ローカル制御部55が制御しているボイラ本体51の現時点の燃焼率に基づいて下記の式(5)で算出される。
出力蒸気量[kg/h]=最大出力蒸気量[kg/h]×現時点の燃焼率[%]/100 (5)
The second
Output steam volume [kg / h] = maximum output steam volume [kg / h] × current combustion rate [%] / 100 (5)
ここで、最大出力蒸気量は、蒸気ボイラ42の燃焼率が100%のときの出力蒸気量である。例えば、最大出力蒸気量が2000kg/hである蒸気ボイラ3台の現時点の燃焼率がそれぞれ45%の場合、各蒸気ボイラの現時点の出力蒸気量は900kg/hである。したがって、第2システム制御部45で収集される出力蒸気量の合計は2700kg/hとなる。
Here, the maximum output steam amount is the output steam amount when the combustion rate of the
なお、蒸気ボイラ42の出力蒸気量は、個別蒸気ラインL41に設けた蒸気流量計によって計測することもできるし、個別蒸気ラインL41に設けた圧力センサで検出した蒸気圧力を蒸気流量に換算して把握することもできる。
The output steam amount of the
また、第2システム制御部45は、加温水タンク61に設けられた水位センサ63の検出水位値に応じて、各蒸気ボイラ42の第2ローカル制御部55に対して所定燃焼率での運転又はその解除を命令する。特に、水位センサ63の検出水位値が下限設定水位と上限設定水位の間にある場合には、第2システム制御部45は、第2ローカル制御部55の自立的な燃焼制御(後述)によって、予め設定された所定燃焼率でボイラ本体51を燃焼させる。一方、水位センサ63の検出水位値が下限設定水位を下回ったり、上限設定水位を上回ったりした場合には、第2システム制御部45は、第2ローカル制御部55に対して水処理システム2の第1システム制御部25との連携によって決定した燃焼率を指定する。
Further, the second
加温水タンク61の水位と各蒸気ボイラ42の燃焼率(すなわち、出力蒸気量)との関係について説明する。前述した図4に示すように、本実施形態において、加温水タンク61の水位は、低い方から高い方に向けて順に、WL1,WL2,WL3,WL4の4段階(〜WL1;WL1〜WL2;WL2〜WL3;WL3〜WL4;WL4〜の5区分)に設定されている。
The relationship between the water level in the
〔1〕水位センサ63の検出水位値が水位WL1を下回ると、まず第2システム制御部45は、所定燃焼率での燃焼制御をキャンセルするように第2ローカル制御部55に対して所定燃焼率運転解除信号を送信する。次に、第2システム制御部45は、第1システム制御部25で算出された処理水W2側の熱交換量Qwから熱交換器62における蒸気SM1側の熱交換量Qsを算出し、この蒸気SM1側の熱交換量Qsが得られる必要蒸気量を決定する。そして、第2システム制御部45は、この必要蒸気量を蒸気ボイラ群41の台数で除して求めた出力蒸気量となる燃焼率でボイラ本体51を燃焼させるように、第2ローカル制御部55に対して燃焼率指定信号を送信する。これにより、蒸気ボイラ42の全機は、燃焼率指定信号で各機に指定された燃焼率での運転を開始する。以上の制御処理は、水位センサ63の検出水位値が水位WL2を下回っている間において継続される。
[1] When the detected water level value of the
〔2〕水位センサ63の検出水位値が水位WL2以上になると、第2システム制御部45は、予め設定された所定燃焼率でボイラ本体51を燃焼させるように第2ローカル制御部55に対して所定燃焼率運転実行信号を送信する。これにより、蒸気ボイラ42の全機は、各機の第2ローカル制御部55に設定されている所定燃焼率での運転に切り替わる。所定燃焼率については後述する。以上の制御処理は、水位センサ63の検出水位値が水位WL3に達するまで継続される。
[2] When the detected water level value of the
〔3〕水位センサ63の検出水位値が水位WL3以上になると、まず第2システム制御部45は、所定燃焼率での燃焼制御をキャンセルするように第2ローカル制御部55に対して所定燃焼率運転解除信号を送信する。次に、第2システム制御部45は、第1システム制御部25で算出された処理水W2側の熱交換量Qwから熱交換器62における蒸気SM1側の熱交換量Qsを算出し、この蒸気SM1側の熱交換量Qsが得られる必要蒸気量を決定する。そして、第2システム制御部45は、この必要蒸気量を蒸気ボイラ群41の台数で除して求めた出力蒸気量となる燃焼率でボイラ本体51を燃焼させるように、第2ローカル制御部55に対して燃焼率指定信号を送信する。これにより、蒸気ボイラ42の全機は、燃焼率指定信号で各機に指定された燃焼率での運転に切り替わる。以上の処理は、水位センサ63の検出水位値が水位WL4に達するまで継続される。
[3] When the detected water level value of the
〔4〕水位センサ63の検出水位値が水位WL4を上回ると、第2システム制御部45は、蒸気ボイラ42での蒸気の発生を停止させる燃焼率(すなわち、出力蒸気量ゼロ)を第2ローカル制御部55に対して指定する。これにより、蒸気ボイラ42の全機は、運転を停止する。
[4] When the detected water level value of the
上記〔1〕,〔3〕において、「処理水W2側の熱交換量Qwから熱交換器62における蒸気SM1側の熱交換量Qsを算出」とは、Qs=Qwのように熱交換量が完全にバランスするとして計算する場合のみならず、α・Qs=Qw(α<1)のように、熱交換器の特性による熱伝導ロスを考慮して計算する場合を含む。
In [1] and [3] above, “calculating the heat exchange amount Qs on the steam SM1 side in the
第2システム制御部45により算出される熱交換器62における蒸気SM1側の熱交換量Qsは、上記した式(1)で定義される。また、第1システム制御部25により算出される熱交換器62における処理水W2側の熱交換量Qwは、上記した式(2)で定義される。
The heat exchange amount Qs on the steam SM1 side in the
このように、蒸気ボイラ42の運転を開始した後、水位センサ63の検出水位値が水位WL2以上、且つ水位WL3以下の間は、第2システム制御部45は、所定燃焼率運転実行信号を送信し、第2ローカル制御部55は、予め設定された所定燃焼率でボイラ本体51を燃焼させる。すなわち、第2システム制御部45は、水位WL2を下限設定水位とし、水位WL3を上限設定水位として、水位センサ63の検出水位値が下限設定水位を下回らず、且つ上限設定水位を上回らない場合、蒸気ボイラ42に所定燃焼率に従う燃焼制御を実行させる。
Thus, after the operation of the
各蒸気ボイラ42に設けられる第2ローカル制御部55は、第2システム制御部45と連携して、各蒸気ボイラ42を制御する。第2ローカル制御部55は、ボイラ本体51の燃焼制御、給水制御、ブロー制御等を一括して行う。
The second
水位センサ63の検出水位値が下限設定水位WL2と上限設定水位WL3との間にある場合に実行される所定燃焼率での運転においては、段階値制御ボイラの第2ローカル制御部55は、所定燃焼率として、ボイラ効率が最も高くなる燃焼率であるエコ運転ポイントEPの燃焼率でボイラ本体51を燃焼させることが好ましい。
In the operation at a predetermined combustion rate that is executed when the detected water level value of the
エコ運転ポイントEPの燃焼率でボイラ本体51を燃焼させる場合、第2ローカル制御部55は、温度センサTSにより測定されたボイラ給水W4の温度に基づいて、エコ運転ポイントEPを設定することもできる。ボイラ給水W4の温度が年間を通じて安定している場合には、温度センサTSの測定値によらずに、固定されたエコ運転ポイントEPを設定することができるが、ボイラ給水W4の温度が大きく変動する場合には、温度センサTSの測定値に応じてエコ運転ポイントEPを切り替えるのがよい。
When the boiler
段階値制御ボイラにおけるエコ運転ポイントEPの詳細、ボイラ給水W4の温度によるエコ運転ポイントEPの切り替え(例えば、低燃焼状態⇔中燃焼状態)については、特許第4661993号公報における説明が、適宜適用又は援用される。 Regarding the details of the eco-operation point EP in the stage value control boiler and the switching of the eco-operation point EP according to the temperature of the boiler feed water W4 (for example, the low combustion state and the middle combustion state), the description in Japanese Patent No. 4661993 is appropriately applied or Incorporated.
なお、ボイラシステム4の蒸気ボイラ42は、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な比例制御ボイラであってもよい。比例制御ボイラとは、少なくとも、最小燃焼状態(例えば、燃焼率20%;出力蒸気量20%)から最大燃焼状態(燃焼率100%;出力蒸気量100%)の範囲で、燃焼量が連続的に制御可能とされているボイラである。比例制御ボイラは、例えば、燃料をバーナに供給するバルブや、燃焼用空気を供給するバルブの開度(燃焼比)を制御することにより、燃焼量を調整するようになっている。
Note that the
また、燃焼量を連続的に制御するとは、第2ローカル制御部55における演算や信号がデジタル方式とされて段階的に取り扱われる場合(例えば、蒸気ボイラ42の出力蒸気量(燃焼率)が1%刻みで制御される場合)であっても、事実上連続的に出力蒸気量を制御可能な場合を含む。
Further, the continuous control of the combustion amount means that the calculation or signal in the second
通常、比例制御ボイラには、最小燃焼状態における負荷率である最小負荷率が設定されている。そして、比例制御ボイラの燃焼停止状態と最小燃焼状態との間の燃焼状態の変更は、比例制御ボイラ(バーナ)の燃焼をオン/オフすることで制御される。そして、最小燃焼状態から最大燃焼状態の範囲においては、燃焼量が連続的に制御可能となっている。 Normally, a minimum load factor that is a load factor in the minimum combustion state is set in the proportional control boiler. And the change of the combustion state between the combustion stop state of the proportional control boiler and the minimum combustion state is controlled by turning on / off the combustion of the proportional control boiler (burner). In the range from the minimum combustion state to the maximum combustion state, the combustion amount can be continuously controlled.
水位センサ63の検出水位値が下限設定水位WL2と上限設定水位WL3との間にある場合に実行される所定燃焼率での運転においては、比例制御ボイラの第2ローカル制御部55は、所定燃焼率として、エコ運転ポイントEPを含むエコ運転ゾーンEZの燃焼率でボイラ本体51を燃焼させることが好ましい。このエコ運転ゾーンEZは、ボイラ本体51を燃焼させる上で、ボイラ効率を高めることのできる燃焼率の範囲である。
In the operation at a predetermined combustion rate that is executed when the detected water level value of the
エコ運転ゾーンEZの燃焼率でボイラ本体51を燃焼させる場合、第2ローカル制御部55は、温度センサTSにより測定されたボイラ給水W4の温度に基づいて、エコ運転ゾーンEZを設定することもできる。ボイラ給水W4の温度が年間を通じて安定している場合には、温度センサTSの測定値によらずに、固定されたエコ運転ゾーンEZを設定することができるが、ボイラ給水W4の温度が変動する場合には、温度センサTSの測定値に応じてエコ運転ゾーンEZを切り替えるのがよい。
When the
比例制御ボイラにおけるエコ運転ゾーンEZの詳細、ボイラ給水の温度によるエコ運転ゾーンEZの切り替え(例えば、低燃焼用比例帯⇔中燃焼用比例帯)については、特許第5339219号公報における説明が、適宜適用又は援用される。 Regarding the details of the eco-operation zone EZ in the proportional control boiler and the switching of the eco-operation zone EZ depending on the boiler feed water temperature (for example, the proportional zone for low combustion and the middle combustion proportional zone), the description in Japanese Patent No. 5339219 is appropriately described. Applied or incorporated.
〔第1システム制御部25と第2システム制御部45との連携制御〕
続いて、水処理システム2の第1システム制御部25とボイラシステム4の第2システム制御部45との連携による、水処理装置22の水量制御と蒸気ボイラ42の燃焼制御について説明する。図7は、第1システム制御部25による目標流量値の指定手順を示すフローチャートである。図8は、第2システム制御部45による燃焼率の切替手順を示すフローチャートである。図7及び図8に示すフローチャートの処理は、加温水製造システム1の稼動中において、繰り返し実行される。
[Cooperation control between the first
Next, the water amount control of the
第1システム制御部25は、ステップST301において、水位センサ63の検出水位値Wを取得する。
同様に、第2システム制御部45は、ステップST401において、水位センサ63の検出水位値Wを取得する。
The first
Similarly, the 2nd system control
[検出水位値Y<水位WL1の判定]
第1システム制御部25は、ステップST302において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL1を下回るか否かを判定する。検出水位値Yが水位WL1を下回る(YES)と判定された場合には、処理はステップST303へ移行する。検出水位値Yが水位WL1を下回らない(NO)と判定された場合には、処理はステップST305へ移行する。
同様に、第2システム制御部45は、ステップST402において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL1を下回るか否かを判定する。検出水位値Yが水位WL1を下回る(YES)と判定された場合には、処理はステップST403へ移行する。検出水位値Yが水位WL1を下回らない(NO)と判定された場合には、処理はステップST409へ移行する。
[Detected water level value Y <determination of water level WL1]
In step ST302, the first
Similarly, in step ST402, the second
[検出水位値Y<水位WL1の場合:第1システム制御部25の処理]
第1システム制御部25は、ステップST303において、水処理装置22で製造可能な処理水W2の最大生産流量を第1ローカル制御部35に対して目標流量値Gt´として指定する。これにより、水処理装置22の全機は、最大生産水量(100%流量値)での運転を開始する。ステップST304において、第1システム制御部25は、第1ローカル制御部35に対して指定した目標流量値Gt´に水処理装置群21の台数nを乗じて求めた流量(すなわち、W=Gt´×n)に基づいて、上述した式(2)を使い、熱交換器62を通過する処理水W2を所定の目標温度(例えば80℃)まで加熱するのに必要な処理水W2側の熱交換量Qwを算出する。
[In the case of detected water level value Y <water level WL1: processing of first system control unit 25]
In step ST303, the first
[検出水位値Y<水位WL1の場合:第2システム制御部45の処理]
一方、第2システム制御部45は、ステップST403において、所定燃焼率(例えば、エコ運転ポイントEP又はエコ運転ゾーンEZの燃焼率)での燃焼制御をキャンセルするように第2ローカル制御部55に対して所定燃焼率運転解除信号を送信する。ステップST404において、第2システム制御部45は、第1システム制御部25がステップST304で算出した熱交換器62における処理水W2側の熱交換量Qwを取得する。ステップST405において、第2システム制御部45は、ステップST404で取得した処理水W2側の熱交換量Qwから熱交換器62における蒸気SM1側の熱交換量Qsを、例えばQs=Qwの計算式により算出する。ステップST406において、第2システム制御部45は、上述した式(1)を使い、ステップST405で算出した蒸気SM1側の熱交換量Qsが得られる必要蒸気量Sを決定する。ステップST407において、第2システム制御部45は、ステップST406で決定した必要蒸気量Sを蒸気ボイラ群41の台数mで除して各蒸気ボイラ42の出力蒸気量J(すなわち、J=S÷m)を求める。ステップST408において、第2システム制御部45は、ステップST407で求めた出力蒸気量Jとなる燃焼率でボイラ本体51を燃焼させるように、第2ローカル制御部55に対して燃焼率指定信号を送信する。これにより、蒸気ボイラ42の全機は、燃焼率指定信号で各機に指定された燃焼率での運転を開始する。
[In the case of detected water level value Y <water level WL1: processing of second system control unit 45]
On the other hand, in Step ST403, the second
[水位WL1≦検出水位値Y<水位WL2の判定]
第1システム制御部25は、ステップST305において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL1以上、且つ水位WL2を下回るか否かを判定する。検出水位値Yが水位WL1以上、且つ水位WL2を下回る(YES)と判定された場合には、処理はステップST303へ移行する。検出水位値Yが水位WL2を下回らない(NO)と判定された場合には、処理はステップST306へ移行する。
同様に、第2システム制御部45は、ステップST409において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL1以上、且つ水位WL2を下回るか否かを判定する。検出水位値Yが水位WL1以上、且つ水位WL2を下回る(YES)と判定された場合には、処理はステップST403へ移行する。検出水位値Yが水位WL2を下回らない(NO)と判定された場合には、処理はステップST410へ移行する。
[Water Level WL1 ≦ Detected Water Level Value Y <Determination of Water Level WL2]
In step ST305, the first
Similarly, in Step ST409, the second
[水位WL1≦検出水位値Y<水位WL2の場合:第1システム制御部25の処理]
第1システム制御部25は、上述したステップST303及びステップST304の処理を行う。これにより、水処理装置22の全機は、最大生産水量(100%流量値)での運転を継続する。また、第1システム制御部25は、熱交換器62を通過する処理水W2を所定の目標温度(例えば80℃)まで加熱するのに必要な処理水W2側の熱交換量Qwを算出する。
[When Water Level WL1 ≦ Detected Water Level Value Y <Water Level WL2: Process of First System Control Unit 25]
The first
[水位WL1≦検出水位値Y<水位WL2の場合:第2システム制御部45の処理]
一方、第2システム制御部45は、上述したステップST403〜ステップST408の処理を行う。これにより、蒸気ボイラ42の全機は、燃焼率指定信号で各機に指定された燃焼率での運転を継続する。
[When Water Level WL1 ≦ Detected Water Level Value Y <Water Level WL2: Process of Second System Control Unit 45]
On the other hand, the second
[水位WL1≦検出水位値Y<水位WL2の判定]
第1システム制御部25は、ステップST306において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL2以上、且つ水位WL3以下である否かを判定する。検出水位値Yが水位WL2以上、且つ水位WL3以下である(YES)と判定された場合には、処理はステップST307へ移行する。検出水位値Yが水位WL3以下でない(NO)と判定された場合には、処理はステップST312へ移行する。
同様に、第2システム制御部45は、ステップST410において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL2以上、且つ水位WL3以下であるか否かを判定する。検出水位値Yが水位WL2以上、且つ水位WL3以下である(YES)と判定された場合には、処理はステップST411へ移行する。検出水位値Yが水位WL3以下でない(NO)と判定された場合には、処理はステップST414へ移行する。
[Water Level WL1 ≦ Detected Water Level Value Y <Determination of Water Level WL2]
In step ST306, the first
Similarly, in step ST410, the second
[水位WL2≦検出水位値Y≦水位WL3の場合:第2システム制御部45の処理]
第2システム制御部45は、ステップST411において、予め設定された所定燃焼率(例えば、エコ運転ポイントEP又はエコ運転ゾーンEZの燃焼率)でボイラ本体51を燃焼させるように、第2ローカル制御部55に対して所定燃焼率運転実行信号を送信する。これにより、蒸気ボイラ42の全機は、各機の第2ローカル制御部55に設定されている所定燃焼率での運転に切り替わる。ステップST412において、第2システム制御部45は、蒸気ボイラ群41を構成する蒸気ボイラ42の出力蒸気量Jを収集する。各蒸気ボイラ42における現時点の出力蒸気量Jは、上述の式(5)で算出される。ステップST413において、第2システム制御部45は、ステップST412で収集した蒸気ボイラ42の出力蒸気量Jの合計値(すなわち、S=J×m)に基づいて、上述した式(1)を使い、熱交換器62における蒸気SM1側の熱交換量Qsを算出する。
[When Water Level WL2 ≦ Detected Water Level Value Y ≦ Water Level WL3: Process of Second System Control Unit 45]
In step ST411, the second
[水位WL2≦検出水位値Y≦水位WL3の場合:第1システム制御部25の処理]
第1システム制御部25は、ステップST307において、第1システム制御部25がステップST412で算出した熱交換器62における蒸気SM1側の熱交換量Qsを取得する。ステップST308において、第1システム制御部25は、ステップST307で取得した蒸気SM1側の熱交換量Qsから熱交換器62における処理水W2側の熱交換量Qwを、例えばQs=Qwの計算式により算出する。ステップST309において、第1システム制御部25は、ステップST308で算出した処理水W2側の熱交換量Qwに基づいて、上述した式(2)を使い、熱交換器62を通過する処理水W2を所定の目標温度(例えば80℃)まで加熱できる処理水W2の流量Wを決定する。ステップST310において、第1システム制御部25は、ステップST309で算出した処理水W2の流量Wを水処理装置群21の台数nで除して分割流量G(すなわち、G=W÷n)を求める。ステップST311において、第1システム制御部25は、ステップST310で求めた分割流量Gを第1ローカル制御部35に対して目標流量値Gt´として指定する。これにより、水処理装置22の全機は、分割流量Gで各機に割り当てられた生産流量での運転に切り替わる。
[When Water Level WL2 ≦ Detected Water Level Value Y ≦ Water Level WL3: Process of First System Control Unit 25]
In step ST307, the first
[水位WL3<検出水位値Y≦水位WL4の判定]
第1システム制御部25は、ステップST312において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL3を上回り、且つ水位WL4以下であるか否かを判定する。検出水位値Yが水位WL3を上回り、かつ水位WL4以下である(YES)と判定された場合には、処理はステップST313へ移行する。検出水位値Yが水位WL4以下でない(NO)と判定された場合には、処理はステップST315へ移行する。
同様に、第2システム制御部45は、ステップST414において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL3を上回り、且つ水位WL4以下であるか否かを判定する。検出水位値Yが水位WL3を上回り、且つ水位WL4以下である(YES)と判定された場合には、処理はステップST403へ移行する。検出水位値Yが水位WL4以下でない(NO)と判定された場合には、処理はステップST415へ移行する。
[Determination of Water Level WL3 <Detected Water Level Value Y ≦ Water Level WL4]
In step ST312, the first
Similarly, in step ST414, the second
[水位WL3<検出水位値Y≦水位WL4の場合:第1システム制御部25の処理]
第1システム制御部25は、ステップST313において、水処理装置22で製造可能な処理水W2の最小生産流量を第1ローカル制御部35に対して目標流量値Gt´として指定する。これにより、水処理装置22の全機は、最小生産水量(20%流量値)での運転に切り替わる。ステップST314において、第1システム制御部25は、第1ローカル制御部35に対して指定した目標流量値Gt´に水処理装置群21の台数nを乗じて求めた流量(すなわち、W=Gt´×n)に基づいて、上述した式(2)を使い、熱交換器62を通過する処理水W2を所定の目標温度(例えば80℃)まで加熱するのに必要な処理水W2側の熱交換量Qwを算出する。
[When Water Level WL3 <Detected Water Level Value Y ≦ Water Level WL4: Process of First System Control Unit 25]
In step ST313, the first
[水位WL3<検出水位値Y≦水位WL4の場合:第2システム制御部45の処理]
一方、第2システム制御部45は、上述したステップST403〜ステップST408の処理を行う。これにより、蒸気ボイラ42の全機は、燃焼率指定信号で各機に指定された燃焼率での運転に切り替わる。
[When Water Level WL3 <Detected Water Level Value Y ≦ Water Level WL4: Process of Second System Control Unit 45]
On the other hand, the second
[検出水位値Y>水位WL4の判定]
第1システム制御部25は、ステップST315において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL4を上回るか否かを判定する。検出水位値Yが水位WL3を上回る(YES)と判定された場合には、処理はステップST316へ移行する。検出水位値Yが水位WL4を上回らない(NO)と判定された場合には、処理はステップST301へ戻る。
同様に、第2システム制御部45は、ステップST415において、水位センサ63の検出水位値Yが水位WL4を上回るか否かを判定する。検出水位値Yが水位WL4を上回る(YES)と判定された場合には、処理はステップST416へ移行する。検出水位値Yが水位WL4上回らない(NO)と判定された場合には、処理はステップST401へ戻る。
[Detection of detected water level value Y> water level WL4]
In step ST315, the first
Similarly, in step ST415, the second
[検出水位値Y>水位WL4の場合:第1システム制御部25の処理]
第1システム制御部25は、ステップST416において、水処理装置22での処理水W2の製造を停止させる流量(すなわち、生産流量ゼロ)を第1ローカル制御部35に対して目標流量値Gt´として指定する。これにより、水処理装置22の全機は、運転を停止する(0%流量値)。
[When the detected water level value Y> the water level WL4: processing of the first system control unit 25]
In step ST416, the first
[検出水位値Y>水位WL4の場合:第2システム制御部45の処理]
第2システム制御部45は、ステップST416において、蒸気ボイラ42での蒸気の発生を停止させる燃焼率(すなわち、出力蒸気量ゼロ)を第2ローカル制御部55に対して指定する。これにより、蒸気ボイラ42の全機は、運転を停止する。
[When the detected water level value Y> the water level WL4: processing of the second system control unit 45]
In step ST416, the second
なお、図7のフローチャートに示す通り、ステップST304、ステップST311、ステップST314、及びステップST316の処理が行われた後、第1ローカル制御部35の処理は、ステップST301に戻るようになっている。また、図8のフローチャートに示す通り、ステップST408、ステップST413、及びステップST416の処理が行われた後、第2ローカル制御部55の処理は、ステップST401に戻るようになっている。
Note that, as shown in the flowchart of FIG. 7, after the processing of step ST304, step ST311, step ST314, and step ST316 is performed, the processing of the first
本実施形態に係る加温水製造システム1によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態に係る加温水製造システム1においては、水処理装置22は、供給水W1から処理水W2を得る水処理部31と、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水W1を吸入して水処理部31に向けて吐出する加圧ポンプ36と、入力された周波数設定信号に対応する駆動周波数を加圧ポンプ36に出力するインバータ37と、処理水W2の生産流量が第1システム制御部25から指定された目標流量値となるように、系内の物理量を用いて加圧ポンプ36の駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する周波数設定信号をインバータ37に出力する第1ローカル制御部35と、を備える。蒸気ボイラ42は、燃焼が行われるボイラ本体51と、予め設定された所定燃焼率でボイラ本体51を燃焼させる第2ローカル制御部55と、を備える。第2システム制御部45は、収集した蒸気ボイラ42の出力蒸気量の合計値に基づいて、熱交換器62における蒸気側の熱交換量Qsを算出し、第1システム制御部25は、第2システム制御部45で算出された蒸気側の熱交換量Qsから熱交換器62における処理水側の熱交換量Qwを算出し、この処理水側の熱交換量Qwに基づいて、熱交換器62を通過する処理水W2を所定の目標温度まで加熱できる処理水W2の流量を決定し、この処理水W2の流量を水処理装置群21の台数で除して求めた分割流量を第1ローカル制御部35に対して目標流量値として指定する。
According to the heated water production system 1 according to the present embodiment, for example, the following effects are exhibited.
In the heated water production system 1 according to the present embodiment, the
そのため、本実施形態によれば、蒸気ボイラ群41では、熱交換器62を通過した後の加温水W3の温度に追従して出力蒸気量の合計値を調節するのではなく、ボイラ本体51の燃焼率や燃焼台数を変えずに、出力蒸気量の合計値(すなわち、熱交換器62への入熱量)を一定に保持するように運転される。その一方で、水処理装置群21では、熱交換器62への入熱量に追従して処理水W2の生産流量を調節している。従って、蒸気ボイラ群41では、燃焼率の切り替えや発停に伴うボイラシステム全体の放熱損失が少なく、ボイラシステム4のエネルギー効率が向上する。
Therefore, according to the present embodiment, the
また、水処理装置群21では、水処理装置22の各機でインバータを用いた流量フィードバック水量制御を行うため、加圧ポンプ36の消費電力を低減することができる。また、水処理装置群21では、水処理装置22の各機において分割流量で処理水W2を製造するため、水処理部31(RO膜モジュール32)の負荷が分散することになり、水処理部31の詰まりリスクが減少する。従って、水処理装置群21では、加圧ポンプ36を過剰な運転圧力や吐出流量で駆動させることがなくなるので、水処理システム2のエネルギー効率が向上する。
Further, in the water
本実施形態に係る加温水製造システム1においては、第2ローカル制御部55は、所定燃焼率として、エコ運転ポイントEP、又はエコ運転ゾーンEZの燃焼率でボイラ本体51を燃焼させる。エコ運転ポイントEPでの燃焼は、段階値制御ボイラにおいて好ましく実施される。エコ運転ゾーンEZでの燃焼は、比例制御ボイラにおいて好ましく実施される。
In the heated water production system 1 according to the present embodiment, the second
そのため、本実施形態によれば、蒸気ボイラ群41では、エコ運転ポイントEP又はエコ運転ゾーンEZでボイラ効率を優先した運転を行うので、ボイラシステム全体の放熱ロスが大幅に減少する。従って、蒸気ボイラ群41では、ボイラシステム4のエネルギー効率が格段に向上する。
Therefore, according to the present embodiment, the
本実施形態に係る加温水製造システム1においては、蒸気ボイラ42は、ボイラ本体51からの排ガスG1が通され、排ガスG1の熱でボイラ給水W4を予熱するエコノマイザ52と、エコノマイザ52に通水される前又は通水された後の給水温度を測定する温度センサTSと、を備え、第2ローカル制御部55は、温度センサTSの測定値に基づいて、エコ運転ポイントEP又はエコ運転ゾーンEZを設定する。
In the heated water production system 1 according to the present embodiment, the
そのため、本実施形態によれば、蒸気ボイラ群41では、エコノマイザ52で廃熱を回収しながら、エコ運転ポイントEP又はエコ運転ゾーンEZでボイラ効率を優先した運転を行うので、ボイラシステム4のエネルギー効率が飛躍的に向上する。
Therefore, according to the present embodiment, the
本実施形態に係る加温水製造システム1は、加温水タンク61に貯留される加温水の水位を検出する水位センサ63を備える。第1システム制御部25は、(i)水位センサ63の検出水位値Yが下限設定水位WL2を下回る場合には、水処理装置22で製造可能な処理水W2の最大生産流量を第1ローカル制御部35に対して目標流量値として指定する一方で、水位センサ63の検出水位値Yが上限設定水位WL3を上回る場合には、水処理装置22で製造可能な処理水W2の最小生産流量を第1ローカル制御部35に対して目標流量値として指定すると共に、(ii)第1ローカル制御部35に対して指定した目標流量値に水処理装置群21の台数を乗じて求めた流量に基づいて、熱交換器62を通過する処理水W2を所定の目標温度まで加熱するのに必要な処理水側の熱交換量Qwを算出する。第2システム制御部45は、(i)水位センサ63の検出水位値Yが下限設定水位WL2を下回る場合又は上限設定水位WL3を上回る場合には、所定燃焼率での燃焼制御をキャンセルするように第2ローカル制御部55に対して所定燃焼率運転解除信号を送信すると共に、(ii)第1システム制御部25で算出された処理水側の熱交換量Qwから熱交換器62における蒸気側の熱交換量Qsを算出し、この蒸気側の熱交換量Qsが得られる必要蒸気量を決定し、この必要蒸気量を蒸気ボイラ群41の台数で除して求めた出力蒸気量となる燃焼率でボイラ本体51を燃焼させるように、第2ローカル制御部55に対して燃焼率指定信号を送信する。
The warming water manufacturing system 1 according to the present embodiment includes a
そのため、本実施形態によれば、加温水タンク61の水位が上限設定水位WL3を上回って満水に近づくと、水処理装置群21での処理水W2の生産流量が減少される。その一方で、蒸気ボイラ群41では、熱交換器62での必要熱量に追従して出力蒸気量の合計値を調節している。つまり、加温水W3が十分確保されている場合には、水処理装置22と蒸気ボイラ42を停止させない範囲で、水処理装置22の生産流量と蒸気ボイラ42の出力蒸気量を減少させて運転が継続される。従って、水処理装置22と蒸気ボイラ42の停止頻度が大幅に減少することになるため、システム起動時における低温の加温水W3の廃棄量(すなわち、廃棄による水と熱の損失)が低減され、水処理システム2及びボイラシステム4のエネルギー効率が向上する。
Therefore, according to the present embodiment, when the water level of the
また、加温水タンク61の水位が下限設定水位WL2を下回って渇水に近づくと、水処理装置群21での処理水W2の生産流量が増加される。その一方で、蒸気ボイラ群41では、熱交換器62での必要熱量に追従して出力蒸気量の合計値を調節している。つまり、加温水W3が不足している場合には、最大流量での加温水W3の生産を優先させるように、水処理装置22の生産流量と蒸気ボイラ42の出力蒸気量を増加させて運転が開始される。従って、加温水タンク61で加温水W3が不足する事態が回避される。
Further, when the water level in the
本実施形態に係る加温水製造システム1は、熱交換器62よりも下流側の蒸気ラインL4に設けられるスチームトラップ64を更に備える。スチームトラップ64で分離した蒸気凝縮水W41を水処理部31への供給水W1に混合することにより、供給水W1を希釈すると共に昇温する。
The heated water production system 1 according to the present embodiment further includes a
そのため、本実施形態によれば、供給水W1は、ほぼ純水である蒸気凝縮水W41が混合されることで、塩類濃度が低下すると共に温度が上昇する。供給水W1の塩類濃度が低下すると、RO膜モジュール32で製造される透過水W21の純度が高くなる。その結果、EDIスタック33の通電量を下げることが可能になり、水処理システム2の消費電力を低減できる。また、供給水W1の温度が上昇すると、水の粘性係数が下がるため、RO膜モジュール32の水透過係数が大きくなって水が透過しやすくなる。その結果、加圧ポンプ36の運転圧力を下げることが可能になり、水処理システム2の消費電力を低減できる。加えて、供給水W1(透過水W21)の温度が上昇すると、水中でのイオンの拡散係数が大きくなるため、EDIスタック33では脱塩室から濃縮室へのイオン移動が容易になる。その結果、EDIスタック33の通電量を下げることが可能になり、水処理システム2の消費電力を低減できる。更に、供給水W1の希釈と温度上昇により、供給水W1に含まれるシリカの濃度が低下すると共に、シリカの溶解度が上昇する。その結果、RO膜モジュール32において透過水W21の回収率を高めることが可能になるので、水処理システム2での節水を図ることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the supply water W1 is mixed with the steam condensed water W41, which is substantially pure water, so that the salt concentration decreases and the temperature increases. When the salt concentration of the supply water W1 decreases, the purity of the permeate W21 produced by the
以上、本発明の一実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms.
水処理装置は、純水製造装置以外の水処理装置、例えば、各種濾過装置であってもよい。水処理装置群21を構成する水処理装置22の台数は制限されない。蒸気ボイラ群41を構成する蒸気ボイラ42の台数も制限されない。
The water treatment device may be a water treatment device other than the pure water production device, for example, various filtration devices. The number of
前記実施形態では、系内の物理量を用いて加圧ポンプ36の駆動周波数を演算する処理水W2の流量制御として、流量フィードバック水量制御を実行する例について説明した。しかし、これに限らず、特開2014−184407号公報等に記載された圧力フィードバック水量制御や温度フィードフォワード水量制御により処理水W2の流量制御を行ってもよい。
In the embodiment, the example in which the flow rate feedback water amount control is executed as the flow rate control of the treated water W2 that calculates the drive frequency of the
前記実施形態では、フィードバック制御アルゴリズムとして、加圧ポンプ36の駆動周波数を速度形デジタルPIDアルゴリズムにより演算する例について説明した。しかし、これに限らず、加圧ポンプ36の駆動周波数を位置形デジタルPIDアルゴリズムにより演算してもよい。また、PIDアルゴリズムに限らず、Pアルゴリズム又はPIアルゴリズム等により駆動周波数を演算してもよい。これは、流量フィードバック水量制御に限ったことではなく、圧力フィードバック水量制御を採用する場合も同様である。
In the embodiment, the example in which the driving frequency of the pressurizing
第1ローカル制御部35は、第1流量センサFM1の検出流量値に応じて、EDIスタック33に供給される電力の電流値又は電圧値を変更しているが、第2流量センサFM2の検出流量値に応じて、EDIスタック33に供給される電力の電流値又は電圧値を変更してもよい。
The first
EDIスタック(電気脱イオンスタック)33の代わりに、非再生型の混床式イオン交換塔を設けてもよい。この場合には、前段のRO膜モジュールで分離された透過水をイオン交換樹脂床により脱イオン処理して脱イオン水を得ることができる。また、装置の運転開始直後において、水質が回復された脱イオン水を需要箇所へ供給することができる。また、イオン交換塔を用いることにより、透過水から脱イオン水を得るための処理に掛かる電力をほぼゼロにすることができる。 Instead of the EDI stack (electric deionization stack) 33, a non-regenerative mixed bed ion exchange tower may be provided. In this case, deionized water can be obtained by deionizing the permeated water separated by the preceding RO membrane module with the ion exchange resin bed. In addition, immediately after the start of operation of the apparatus, deionized water whose water quality has been recovered can be supplied to the demand point. Further, by using the ion exchange tower, the power required for the treatment for obtaining deionized water from the permeated water can be made substantially zero.
RO膜モジュール32と、EDIスタック33又は非再生型の混床式イオン交換塔との間に、脱炭酸装置を設けてもよい。
A decarboxylation device may be provided between the
前記実施形態では、直流電源装置34の電圧値制御として、直流電源装置34からEDIスタック33に出力される電力の電圧値を変更する例について説明した。しかし、これに限らず、直流電源装置34からEDIスタック33に出力される電力の電流値を変更するようにしてもよい(電流値制御)。
In the above-described embodiment, the example in which the voltage value of the power output from the DC
蒸気ボイラ42における温度センサTSは、前記実施形態においては、ボイラ給水ラインL5における排出路54(エコノマイザ52)に通水される前の給水温度を測定するように設けられているが、これに制限されない。温度センサTSは、エコノマイザ52を通水された後のボイラ給水W4の給水温度を測定してもよい。
In the embodiment, the temperature sensor TS in the
前記実施形態では、複数台の蒸気ボイラ(段階値制御ボイラ)42は、それぞれの最大出力蒸気量が等しく設定されている例について説明した。しかし、これに限らず、各蒸気ボイラ42の最大出力蒸気量が異なっていてもよい。また、蒸気ボイラ42が比例制御ボイラである場合においても、それぞれの最大出力蒸気量が異なっていてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the plurality of steam boilers (stage value control boilers) 42 have the same maximum output steam amount has been described. However, the present invention is not limited to this, and the maximum output steam amount of each
1 加温水製造システム
2 水処理システム
4 ボイラシステム
21 水処理装置群
22 水処理装置
25 第1システム制御部
31 水処理部
32 逆浸透膜モジュール
33 電気脱イオンスタック
35 第1ローカル制御部
36 加圧ポンプ(ポンプ)
37 インバータ
41 蒸気ボイラ群
42 蒸気ボイラ
45 第2システム制御部
51 ボイラ本体
52 エコノマイザ
53 温度センサ
55 第2ローカル制御部
61 加温水タンク
62 熱交換器
63 水位センサ
64 スチームトラップ
G2 排ガス
L4 蒸気ライン
L6 加温水ライン
SM1 蒸気
W1 供給水
W2 処理水、脱塩水
W3 加温水
W4 ボイラ給水
W11 第1濃縮水
W21 透過水
W22 第2濃縮水
W41 蒸気凝縮水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Warm
37
Claims (8)
1台以上の蒸気ボイラからなる蒸気ボイラ群と、前記蒸気ボイラの出力蒸気量を収集する第2システム制御部と、を備えるボイラシステムと、
加温水を貯留する加温水タンクと、
前記水処理システムで製造された処理水が前記加温水タンクに向けて流通する加温水ラインと、
前記ボイラシステムで製造された蒸気が流通する蒸気ラインと、
前記加温水ラインを流通する処理水と前記蒸気ラインを流通する蒸気との間で熱交換を行い、処理水を所定の温度に加熱して加温水を得る熱交換器と、を備え、
前記水処理装置は、
供給水から処理水を得る水処理部と、
入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を吸入して前記水処理部に向けて吐出するポンプと、
入力された周波数設定信号に対応する駆動周波数を前記ポンプに出力するインバータと、
処理水の生産流量が前記第1システム制御部から指定された目標流量値となるように、系内の物理量を用いて前記ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する周波数設定信号を前記インバータに出力する第1ローカル制御部と、を備え、
前記蒸気ボイラは、
燃焼が行われるボイラ本体と、
予め設定された所定燃焼率で前記ボイラ本体を燃焼させる第2ローカル制御部と、を備え、
前記第2システム制御部は、収集した前記蒸気ボイラの出力蒸気量の合計値に基づいて、前記熱交換器における蒸気側の熱交換量Qsを算出し、
前記第1システム制御部は、前記第2システム制御部で算出された蒸気側の熱交換量Qsから前記熱交換器における処理水側の熱交換量Qwを算出し、この処理水側の熱交換量Qwに基づいて、前記熱交換器を通過する処理水を所定の目標温度まで加熱できる処理水の流量を決定し、この処理水の流量を前記水処理装置群の台数で除して求めた分割流量を前記第1ローカル制御部に対して前記目標流量値として指定する、
加温水製造システム。 A water treatment system comprising: a water treatment device group comprising one or more water treatment devices; and a first system control unit for designating a target flow rate value of treated water produced by the water treatment device;
A boiler system comprising: a steam boiler group including one or more steam boilers; and a second system control unit that collects an output steam amount of the steam boiler;
A heated water tank for storing heated water;
A heated water line through which treated water produced by the water treatment system circulates toward the heated water tank;
A steam line through which steam produced by the boiler system flows;
A heat exchanger for performing heat exchange between the treated water flowing through the heated water line and the steam flowing through the steam line, and heating the treated water to a predetermined temperature to obtain heated water, and
The water treatment device
A water treatment unit for obtaining treated water from the supply water;
A pump that is driven at a rotational speed according to the input driving frequency, sucks the supplied water, and discharges it toward the water treatment unit;
An inverter that outputs a driving frequency corresponding to the input frequency setting signal to the pump;
The drive frequency of the pump is calculated using the physical quantity in the system so that the production flow rate of the treated water becomes the target flow rate value specified by the first system control unit, and the frequency corresponding to the calculated value of the drive frequency A first local control unit that outputs a setting signal to the inverter;
The steam boiler is
A boiler body in which combustion is performed;
A second local control unit for burning the boiler body at a preset predetermined combustion rate,
The second system control unit calculates a steam-side heat exchange amount Qs in the heat exchanger based on the total value of the collected steam output steam steam,
The first system control unit calculates a heat exchange amount Qw on the treated water side in the heat exchanger from a heat exchange amount Qs on the steam side calculated by the second system control unit, and performs heat exchange on the treated water side. Based on the amount Qw, the flow rate of the treated water that can heat the treated water passing through the heat exchanger to a predetermined target temperature is determined, and the flow rate of the treated water is divided by the number of the water treatment device groups. Specifying the divided flow rate as the target flow rate value for the first local control unit,
Heated water production system.
請求項1に記載の加温水製造システム。 The second local control unit is configured to set the boiler at a combustion rate in an eco operation point that is a combustion rate at which the boiler efficiency is highest or a range of a combustion rate including the eco operation point as the predetermined combustion rate. Burn the body,
The heated water manufacturing system according to claim 1.
前記ボイラ本体からの排ガスが通され、排ガスの熱でボイラ給水を予熱するエコノマイザと、
前記エコノマイザに通水される前又は通水された後の給水温度を測定する温度センサと、を備え、
前記第2ローカル制御部は、前記温度センサの測定値に基づいて、前記エコ運転ポイント又は前記エコ運転ゾーンを設定する、
請求項2に記載の加温水製造システム。 The steam boiler is
An economizer that preheats boiler feed water with the heat of the exhaust gas through which the exhaust gas from the boiler body is passed,
A temperature sensor for measuring a water supply temperature before or after being passed through the economizer,
The second local control unit sets the eco driving point or the eco driving zone based on the measured value of the temperature sensor.
The heated water manufacturing system according to claim 2.
前記第2ローカル制御部は、前記エコ運転ポイントの燃焼率で前記ボイラ本体を燃焼させる、
請求項2又は3に記載の加温水製造システム。 The steam boiler is configured as a stage value control boiler that changes the combustion rate in stages,
The second local control unit burns the boiler body at a combustion rate of the eco-operation point;
The heated water manufacturing system according to claim 2 or 3.
前記第2ローカル制御部は、前記エコ運転ゾーンの燃焼率で前記ボイラ本体を燃焼させる、
請求項2又は3に記載の加温水製造システム。 The steam boiler is configured as a proportional control boiler that continuously changes the combustion rate,
The second local control unit burns the boiler body at a combustion rate in the eco-operation zone.
The heated water manufacturing system according to claim 2 or 3.
前記第1システム制御部は、(i)前記水位センサの検出水位値が下限設定水位を下回る場合には、前記水処理装置で製造可能な処理水の最大生産流量を前記第1ローカル制御部に対して前記目標流量値として指定する一方で、前記水位センサの検出水位値が上限設定水位を上回る場合には、前記水処理装置で製造可能な処理水の最小生産流量を前記第1ローカル制御部に対して前記目標流量値として指定すると共に、(ii)前記第1ローカル制御部に対して指定した前記目標流量値に前記水処理装置群の台数を乗じて求めた流量に基づいて、前記熱交換器を通過する処理水を所定の目標温度まで加熱するのに必要な処理水側の熱交換量Qwを算出し、
前記第2システム制御部は、(i)前記水位センサの検出水位値が下限設定水位を下回る場合又は上限設定水位を上回る場合には、前記所定燃焼率での燃焼制御をキャンセルするように前記第2ローカル制御部に対して所定燃焼率運転解除信号を送信すると共に、(ii)前記第1システム制御部で算出された処理水側の熱交換量Qwから前記熱交換器における蒸気側の熱交換量Qsを算出し、この蒸気側の熱交換量Qsが得られる必要蒸気量を決定し、この必要蒸気量を前記蒸気ボイラ群の台数で除して求めた出力蒸気量となる燃焼率で前記ボイラ本体を燃焼させるように前記第2ローカル制御部に対して燃焼率指定信号を送信する、
請求項1〜5のいずれかに記載の加温水製造システム。 A water level sensor for detecting the water level of the heated water stored in the heated water tank;
When the detected water level value of the water level sensor is lower than a lower limit set water level, the first system control unit sends the maximum production flow rate of treated water that can be produced by the water treatment device to the first local control unit. On the other hand, when the detected water level value of the water level sensor is higher than the upper limit set water level, the minimum production flow rate of treated water that can be produced by the water treatment device is specified as the first local control unit. And (ii) based on the flow rate obtained by multiplying the target flow rate value specified for the first local control unit by the number of water treatment device groups, Calculate the heat exchange amount Qw on the treated water side required for heating the treated water passing through the exchanger to a predetermined target temperature,
The second system control unit is configured to cancel the combustion control at the predetermined combustion rate when the detected water level value of the water level sensor is lower than the lower limit set water level or higher than the upper limit set water level. (2) A steam-side heat exchange in the heat exchanger is transmitted from the treated water-side heat exchange amount Qw calculated by the first system control unit. The quantity Qs is calculated, the necessary steam quantity for obtaining the heat exchange quantity Qs on the steam side is determined, and the required steam quantity is divided by the number of the steam boiler groups at a combustion rate that becomes the output steam quantity. Transmitting a combustion rate designation signal to the second local control unit so as to burn the boiler body;
The heated water manufacturing system in any one of Claims 1-5.
供給水を透過水と第1濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、
電力により透過水を脱塩処理して処理水と第2濃縮水とを製造する電気脱イオンスタックと、を備える、
請求項1〜6のいずれか記載の加温水製造システム。 The water treatment unit is
A reverse osmosis membrane module for separating supply water into permeate and first concentrated water;
An electrodeionization stack that demineralizes the permeate with electric power to produce treated water and second concentrated water,
The heated water manufacturing system in any one of Claims 1-6.
前記スチームトラップで分離した蒸気凝縮水を前記水処理部への供給水に混合することにより、供給水を希釈すると共に昇温する、
請求項1〜7のいずれかに記載の加温水製造システム。 A steam trap provided in the steam line on the downstream side of the heat exchanger;
By mixing the steam condensate separated by the steam trap with the water supplied to the water treatment unit, the temperature of the feed water is diluted and increased.
The heated water manufacturing system in any one of Claims 1-7.
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