JP2020046142A - Steam supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低圧蒸気を発生させる蒸気発生装置及び低圧蒸気を昇圧するエゼクタを備える蒸気供給システムに関する。 The present invention relates to a steam generator that generates low-pressure steam and a steam supply system that includes an ejector that pressurizes the low-pressure steam.
従来、工場等で発生する排熱を利用して低圧蒸気(例えば、0.2MPa未満の蒸気)を発生させる蒸気発生装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、蒸気発生装置で発生させた低圧蒸気を、貫流ボイラ等で発生させた高圧蒸気(例えば、0.8MPa以上の蒸気)に合流させて中圧蒸気(例えば、0.2MPa〜0.7MPaの蒸気)として負荷機器に供給する蒸気供給システムも提案されている(例えば、特許文献2参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, there has been proposed a steam generator that generates low-pressure steam (for example, steam having a pressure of less than 0.2 MPa) by using exhaust heat generated in a factory or the like (for example, see Patent Document 1). The low-pressure steam generated by the steam generator is combined with the high-pressure steam (e.g., steam of 0.8 MPa or more) generated by a once-through boiler or the like, and the medium-pressure steam (e.g., 0.2 MPa to 0.7 MPa) is added. There has also been proposed a steam supply system for supplying steam (load) to a load device (for example, see Patent Document 2).
特許文献2で提案された蒸気供給システムでは、エゼクタを用いて、低圧蒸気を吸引蒸気とし、高圧蒸気を駆動蒸気として利用することで、低圧蒸気を中圧蒸気に昇圧させている。このような蒸気供給システムにおいて、負荷機器での蒸気使用量の変化に起因してエゼクタの吐出蒸気の圧力が変動することで、蒸気発生装置の水ヘッダに貯留されたボイラ水の水位が大きく変動してしまう場合があった。 In the steam supply system proposed in Patent Literature 2, low pressure steam is increased to medium pressure steam by using low pressure steam as suction steam and using high pressure steam as driving steam using an ejector. In such a steam supply system, the pressure of the ejected steam from the ejector fluctuates due to a change in the amount of steam used in the load equipment, so that the water level of the boiler water stored in the water header of the steam generator fluctuates greatly. There was a case.
例えば、負荷機器での蒸気使用量が増えてエゼクタの吐出蒸気の圧力が低下すると、駆動蒸気の流量が増え、低圧蒸気の吸引量が急増する。急増した吸引量に対して蒸気発生装置の蒸気発生量が追従できている場合には、水ヘッダの水位が低下しやすい。また、急増した吸引量に対して蒸気発生装置の蒸気発生量が追従できていない場合には、蒸発器(蒸発タンク)の圧力が低下しやすい。水ヘッダの水位や蒸発器の圧力が低下しすぎると、蒸気の出力や乾き度が低下し、安定した蒸気供給ができなくなってしまう場合があった。 For example, when the amount of steam used in the load equipment increases and the pressure of the steam discharged from the ejector decreases, the flow rate of the driving steam increases, and the suction amount of the low-pressure steam increases rapidly. If the steam generation amount of the steam generation device can follow the suddenly increased suction amount, the water level of the water header tends to decrease. Further, when the amount of steam generated by the steam generator cannot follow the suddenly increased suction amount, the pressure of the evaporator (evaporation tank) tends to decrease. If the water level of the water header or the pressure of the evaporator is too low, the output of steam and the degree of dryness are reduced, and stable steam supply may not be performed.
従って、本発明は、エゼクタの吐出蒸気の圧力が低下した場合でも、安定的な蒸気の供給を実現することのできる蒸気供給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 steam supply system that can realize stable supply of steam even when the pressure of the steam discharged from the ejector is reduced.
本発明は、第1の蒸気を発生させる第1蒸気発生装置と、第1の蒸気よりも低圧の第2の蒸気を発生させる第2蒸気発生装置と、前記第1蒸気発生装置で発生させた第1の蒸気を負荷機器に供給するメイン蒸気供給ラインと、前記第2蒸気発生装置で発生させた第2の蒸気を前記メイン蒸気供給ラインに供給するサブ蒸気供給ラインと、前記メイン蒸気供給ラインと前記サブ蒸気供給ラインとの接続部分に設けられ、第1の蒸気を駆動流体として第2の蒸気を吸引するエゼクタと、前記エゼクタの一次側の前記メイン蒸気供給ラインに設けられる駆動蒸気弁と、前記サブ蒸気供給ラインに設けられる吸引蒸気弁と、を備え、前記第2蒸気発生装置は、前記サブ蒸気供給ラインと接続される蒸気発生部、及び貯水部を有する蒸発ユニットと、前記貯水部の水位を検出する水位検出手段と、前記貯水部から貯留水を排出する排水ラインと、前記排水ラインに設けられた排水弁と、前記駆動蒸気弁、前記吸引蒸気弁、及び前記排水弁を制御する制御手段と、を備え、前記貯水部は、少なくとも低水位、中水位、及び高水位を含む設定水位を有しており、前記制御手段は、前記駆動蒸気弁を開放状態に制御して前記エゼクタを駆動中、(i)前記水位検出手段の検出水位が低水位未満の場合に、前記吸引蒸気弁を閉止し;(ii)前記水位検出手段の検出水位が中水位以上の場合に、前記吸引蒸気弁を開放する蒸気供給システムに関する。 According to the present invention, a first steam generator for generating a first steam, a second steam generator for generating a second steam having a lower pressure than the first steam, and the first steam generator are generated by the first steam generator. A main steam supply line for supplying a first steam to a load device, a sub-steam supply line for supplying a second steam generated by the second steam generator to the main steam supply line, and a main steam supply line An ejector provided at a connection portion between the main steam supply line and the sub-steam supply line, wherein the ejector sucks the second steam using the first steam as a driving fluid, and a drive steam valve provided on the main steam supply line on a primary side of the ejector. , A suction steam valve provided in the sub-steam supply line, wherein the second steam generator includes a vapor generation unit having a steam generation unit connected to the sub-steam supply line, and a water storage unit; Water level detecting means for detecting the water level of the water storage section, a drain line for discharging the stored water from the water storage section, a drain valve provided in the drain line, the drive steam valve, the suction steam valve, and the drain valve Control means for controlling the water level, the water storage section has at least a set water level including a low water level, a medium water level, and a high water level, and the control means controls the driving steam valve to an open state. (E) closing the suction steam valve when the detected water level of the water level detecting means is lower than the low water level; and (ii) closing the suction steam valve when the detected water level of the water level detecting means is higher than the medium water level. And a steam supply system for opening the suction steam valve.
また、蒸気供給システムは、前記蒸気発生部で発生させた第2の蒸気の圧力を検出する第1圧力検出手段と、貯留水の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記制御手段は、(ii)前記水位検出手段の検出水位が中水位以上、かつ前記第1圧力検出手段の検出圧力が第1設定圧力未満の場合に、前記排水弁を閉止し;前記水位検出手段の検出水位が中水位以上、かつ前記温度検出手段の検出温度が設定温度以上、かつ前記第1圧力検出手段の検出圧力がゼロ以上の場合に、前記吸引蒸気弁を開放することが好ましい。 Further, the steam supply system includes: first pressure detecting means for detecting a pressure of the second steam generated by the steam generating unit; and temperature detecting means for detecting a temperature of the stored water. (Ii) closing the drain valve when the detected water level of the water level detecting means is equal to or higher than the middle water level and the detected pressure of the first pressure detecting means is lower than the first set pressure; It is preferable that the suction steam valve be opened when the temperature is equal to or higher than the middle water level, the temperature detected by the temperature detecting means is higher than a set temperature, and the pressure detected by the first pressure detecting means is higher than zero.
また、前記制御手段は、前記駆動蒸気弁を開放状態に制御して前記エゼクタを駆動中、(iii)前記水位検出手段の検出水位が高水位以上の場合に、前記排水弁を開放し;(iv)前記水位検出手段の検出水位が高水位未満の場合に、前記排水弁を閉止することが好ましい。 The control means controls the drive steam valve to an open state to drive the ejector, and (iii) opens the drain valve when the water level detected by the water level detection means is higher than or equal to a high water level; iv) When the water level detected by the water level detection means is lower than the high water level, the drain valve is preferably closed.
また、前記制御手段は、前記駆動蒸気弁を開放状態に制御して前記エゼクタを駆動中、(iii)前記水位検出手段の検出水位が高水位以上の場合に、前記吸引蒸気弁を閉止すると共に前記排水弁を開放し;(iv)前記水位検出手段の検出水位が高水位未満の場合に、前記排水弁を閉止すると共に前記吸引蒸気弁を開放することが好ましい。 The control means controls the drive steam valve to an open state to drive the ejector, and (iii) closes the suction steam valve when the water level detected by the water level detection means is equal to or higher than a high water level. (Iv) Preferably, when the water level detected by the water level detecting means is lower than the high water level, the drain valve is closed and the suction steam valve is opened.
また、蒸気供給システムは、前記蒸気発生部で発生させた第2の蒸気の圧力を検出する第1圧力検出手段と、貯留水の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記制御手段は、(iv)前記水位検出手段の検出水位が高水位未満、かつ前記第1圧力検出手段の検出圧力が第1設定圧力未満の場合に、前記排水弁を閉止し;前記水位検出手段の検出水位が中水位以上、かつ前記温度検出手段の検出温度が設定温度以上、かつ前記第1圧力検出手段の検出圧力がゼロ以上の場合に、前記吸引蒸気弁を開放することが好ましい。 Further, the steam supply system includes: first pressure detecting means for detecting a pressure of the second steam generated by the steam generating unit; and temperature detecting means for detecting a temperature of the stored water. (Iv) closing the drain valve when the detected water level of the water level detecting means is lower than the high water level and the detected pressure of the first pressure detecting means is lower than the first set pressure; It is preferable that the suction steam valve be opened when the temperature is equal to or higher than the middle water level, the temperature detected by the temperature detecting means is higher than a set temperature, and the pressure detected by the first pressure detecting means is higher than zero.
また、蒸気供給システムは、前記エゼクタの吐出側蒸気圧力を検出する第2圧力検出手段を備え、前記制御手段は、前記駆動蒸気弁を開放状態に制御して前記エゼクタを駆動中、(iii)前記第2圧力検出手段の検出圧力が第2設定圧力を超過し、かつ前記水位検出手段の検出水位が高水位以上の場合に、前記排水弁を開放することが好ましい。 The steam supply system further includes second pressure detection means for detecting a discharge-side steam pressure of the ejector, wherein the control means controls the drive steam valve to be open to drive the ejector, (iii) It is preferable that the drain valve be opened when the detected pressure of the second pressure detecting means exceeds a second set pressure and the detected water level of the water level detecting means is higher than or equal to a high water level.
また、前記第2蒸気発生装置は、熱源流体を流通させるチューブ、及び前記チューブにボイラ水を噴霧する噴霧ノズルが容器内部に配置された蒸発器;並びに、前記蒸発器の下方に配置され、ボイラ水が貯留される水ヘッダを有する蒸発ユニットと、前記水ヘッダ内のボイラ水を前記噴霧ノズルに供給する水噴霧ラインと、前記水噴霧ラインに設けられる水噴霧ポンプと、前記水ヘッダからボイラ水を排出する排水ラインと、前記排水ラインに設けられた排水弁と、前記水ヘッダに補給水を供給する補給水ラインと、前記チューブを流通する熱源流体の流量を調節する流量調節手段と、を備えることが好ましい。 In addition, the second steam generator includes a tube through which a heat source fluid flows, and an evaporator in which a spray nozzle for spraying boiler water into the tube is disposed inside the container; and a boiler disposed below the evaporator. An evaporation unit having a water header in which water is stored, a water spray line for supplying boiler water in the water header to the spray nozzle, a water spray pump provided in the water spray line, and boiler water from the water header. A drain line that discharges water, a drain valve provided in the drain line, a makeup water line that supplies makeup water to the water header, and a flow rate adjusting unit that adjusts a flow rate of the heat source fluid flowing through the tube. Preferably, it is provided.
また、前記第2蒸気発生装置は、回収した蒸気ドレンを再蒸発させて第2の蒸気と温水とに分離するフラッシュタンクからなる蒸発ユニットと、蒸気ドレンを前記フラッシュタンクに回収するドレン回収ラインと、前記フラッシュタンク内に貯留された温水を排出する排水ラインと、前記排水ラインに設けられた排水弁と、を備えることが好ましい。 The second steam generator includes an evaporation unit including a flash tank for re-evaporating the collected steam drain to separate the second steam and hot water, and a drain recovery line for collecting steam drain to the flash tank. It is preferable that a drain line for discharging hot water stored in the flash tank and a drain valve provided for the drain line be provided.
本発明によれば、エゼクタの吐出蒸気の圧力が低下した場合でも、安定的な蒸気の供給を実現することのできる蒸気供給システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a steam supply system capable of realizing stable steam supply even when the pressure of the steam discharged from the ejector is reduced.
以下、本発明の好ましい各実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る蒸気供給システムの構成を示す図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the steam supply system according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、蒸気供給システム1は、第1の蒸気としての高圧蒸気を発生させる第1蒸気発生装置10と、第2の蒸気としての低圧蒸気を発生させる第2蒸気発生装置20と、高圧蒸気を負荷機器100に供給するメイン蒸気供給ラインL1と、低圧蒸気をメイン蒸気供給ラインL1に供給するサブ蒸気供給ラインL2と、メイン蒸気供給ラインL1とサブ蒸気供給ラインL2との接続部分に設けられるエゼクタ30と、メイン蒸気供給ラインL1に設けられる駆動蒸気弁40と、サブ蒸気供給ラインL2に設けられる吸引蒸気弁50と、制御手段としての制御装置90と、を備える。尚、本明細書において「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。
As shown in FIG. 1, the
第1蒸気発生装置10は、第1の蒸気としての高圧蒸気(例えば、0.8MPa以上の蒸気)を発生させる。本実施形態では、第1蒸気発生装置10は、複数台の小型貫流ボイラ11と、これら複数台の小型貫流ボイラ11で発生させた蒸気を集合させる蒸気ヘッダ12と、複数台の小型貫流ボイラ11で発生させた高圧蒸気を蒸気ヘッダ12に供給する集合蒸気ライン13と、を備える。
The
第2蒸気発生装置20は、第2の蒸気としての低圧蒸気(例えば、0.2MPa以下の蒸気)を発生させる。本実施形態では、第2蒸気発生装置20は、工場等において発生する廃温水等の比較的低温の熱源流体を利用してボイラ水を蒸発させて低圧蒸気を発生させる、シェルアンドチューブ型の蒸発器により構成される。
The
第2蒸気発生装置20は、図1に示すように、蒸発ユニット21と、熱源流体供給ラインL3と、熱源流体排出ラインL4と、水噴霧ラインL5と、補給水ラインL6と、バイパスラインL7と、排水ラインとしての定率ブローラインL8及び濃縮ブローラインL9と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
蒸発ユニット21は、第2蒸気発生装置20の本体部分を構成する。この蒸発ユニット21は、蒸気発生部としての蒸発器211と、貯水部としての水ヘッダ212と、水位センサ28と、を備える。
The evaporating
蒸発器211は、内部にチューブ215及び噴霧ノズル216が配置された圧力容器により構成され、低圧蒸気を発生させる。
チューブ215は、蒸発器211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215は、蒸発器211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215の内部には、熱源流体としての温水が流通する。
噴霧ノズル216は、蒸発器211の内部におけるチューブ215よりも上方に配置される。この噴霧ノズル216は、チューブ215に向けてボイラ水を噴霧する。
The
The
The
また、蒸発器211には、安全弁214が設けられる。安全弁214は、蒸発ユニット21の内部の圧力が所定の圧力を超えた場合に、蒸気を外部に放出して蒸発ユニット21の内部の圧力を低下させる。
The
水ヘッダ212は、蒸発器211の下方に配置される。水ヘッダ212には、補給水ラインL6から供給される補給水がボイラ水(貯留水)として貯留されると共に、蒸発器211の内部で蒸気にならなかったボイラ水(貯留水)が貯留される。蒸発器211と水ヘッダ212とは、配管213を介して接続される。
The
水位センサ28は、水ヘッダ212の内部に貯留されるボイラ水の水位を検出する水位検出手段である。本実施形態では、水位センサ28は、筒状の本体281と、この本体281の内部に配置される複数の電極棒282と、を備えるレベルスイッチとして構成されている。本体281は、水ヘッダ212と同じ位の高さの位置に配置される。本体281の下端部は、水噴霧ラインL5を介して水ヘッダ212の下端部に接続される。また、本体281の上端部は、後述のサブ蒸気供給ラインL2に接続される。これにより、筒状の本体281の内部の水位は、水ヘッダ212の水位と等しくなる。
The
本実施形態では、水位センサ28は、長さの違う4本の電極棒282L,282M,282H,282HHを備える。電極棒282Lは、水ヘッダ212の低水位Lを検出する。電極棒282Mは、水ヘッダ212の中水位Mを検出する。電極棒282Hは、水ヘッダ212の高水位Hを検出する。電極棒282HHは、水ヘッダ212の超高水位HHを検出する。各電極棒のON/OFFの組合せにより、本実施形態の水ヘッダ212は、低水位L未満、低水位L以上、中水位M以上、高水位H以上、超高水位HH以上の5段階の設定水位が検出される。
In the present embodiment, the
尚、各設定水位における電極棒のON/OFFの組合せは、次の通りである。
◎低水位L未満:電極棒282L,282M,282H,282HHが全てOFF
◎低水位L以上(中水位M未満):電極棒282LがON;電極棒282M,282H,282HHがOFF
◎中水位M以上(高水位H未満):電極棒282L,282MがON;電極棒282H,282HHがOFF
◎高水位H以上(超高水位HH未満):電極棒282L,282M,282HがON;電極棒282HHがOFF
◎超高水位HH以上:電極棒282L,282M,282H,282HHが全てON
The combination of ON / OFF of the electrode bar at each set water level is as follows.
◎ Less than low water level L: all
◎ Low water level L or higher (less than middle water level M):
◎ Middle water level M or higher (less than high water level H):
◎ High water level H or higher (less than ultra high water level HH):
◎ Ultra high water level HH or more: all
熱源流体供給ラインL3は、チューブ215に熱源となる温水を供給する。熱源流体供給ラインL3の上流側は、温水を供給する廃熱源に接続される。熱源流体供給ラインL3の下流側は、チューブ215の一端側に接続される。
The heat source fluid supply line L3 supplies the
熱源流体排出ラインL4は、チューブ215を流通し、熱源として利用された温水を外部に排出する。熱源流体排出ラインL4の上流側は、チューブ215の他端側に接続される。
The heat source fluid discharge line L4 circulates through the
水噴霧ラインL5は、水ヘッダ212と、噴霧ノズル216とを接続し、水ヘッダ212に貯留されたボイラ水を噴霧ノズル216に供給する。水噴霧ラインL5には、水噴霧ポンプ23及び温度検出手段としてのボイラ水温度センサ24が配置されている。
水噴霧ポンプ23は、水ヘッダ212に貯留されたボイラ水を噴霧ノズル216まで汲み上げる。ボイラ水温度センサ24は、水噴霧ラインL5を流通するボイラ水の温度を検出する。
The water spray line L5 connects the
The
補給水ラインL6は、水ヘッダ212と補給水を貯留している補給水タンク等(図示せず)とを接続し、水ヘッダ212に補給水を供給する。補給水ラインL6には、補給水ポンプ27が配置される。補給水ポンプ27は、補給水タンク等から供給された補給水を水ヘッダ212に供給する。
The makeup water line L6 connects the
バイパスラインL7は、熱源流体供給ラインL3と熱源流体排出ラインL4とを接続する。バイパスラインL7と熱源流体供給ラインL3との接続部分には、流量調節手段としての温水三方弁22が配置される。温水三方弁22は、開度を調整することで、熱源流体供給ラインL3からチューブ215側に流れる温水の流量及びバイパスラインL7側に流れる温水の流量を調整する。
The bypass line L7 connects the heat source fluid supply line L3 and the heat source fluid discharge line L4. A hot water three-
定率ブローラインL8及び濃縮ブローラインL9は、水噴霧ラインL5から分岐する。定率ブローラインL8及び濃縮ブローラインL9は、水ヘッダ212に貯留されたボイラ水の一部を排水する。定率ブローラインL8及び濃縮ブローラインL9には、それぞれ排水弁としての定率ブロー弁25及び濃縮ブロー弁26が配置される。
The constant rate blow line L8 and the concentration blow line L9 branch off from the water spray line L5. The constant rate blow line L8 and the concentration blow line L9 drain a part of the boiler water stored in the
以上の第2蒸気発生装置20によれば、まず、熱源となる温水が、熱源流体供給ラインL3を通じてチューブ215に供給される。チューブ215に供給された温水は、蒸発器211の内部を流通する。一方、蒸発器211の内部においては、噴霧ノズル216からチューブ215に向けて、ボイラ水が噴霧される。また、蒸発器211の内部は、負圧(例えば、−0.04MPa程度)に維持されている。これにより、チューブ215を流通する温水は、噴霧されたボイラ水によって熱を奪われて降温し、熱源流体排出ラインL4を通じて排出される。
According to the above-described
また、温水が流通するチューブ215には、噴霧ノズル216からボイラ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、負圧に維持された状態において、チューブ215の表面に薄い液膜が形成されることによって、チューブ215内を流通する温水と、噴霧ノズル216によって噴霧されるボイラ水との温度差が比較的小さい場合であっても効率的に低圧蒸気を発生させることが可能になる。
Further, a thin liquid film is formed on the surface of the
蒸発器211の内部で発生した低圧蒸気は、サブ蒸気供給ラインL2から導出される。
蒸発器211の内部で蒸気にならなかったボイラ水は、水ヘッダ212に貯留される。水ヘッダ212に貯留されたボイラ水は、水噴霧ラインL5を通じて、水噴霧ポンプ23によって噴霧ノズル216まで汲み上げられ、再びチューブ215に噴霧される。
The low-pressure steam generated inside the
Boiler water that has not become steam inside the
定率ブローラインL8及び濃縮ブローラインL9は、水ヘッダ212に貯留されたボイラ水を排水する。定率ブローラインL8は、定率ブロー弁25を所定の閉弁時間と開弁時間で繰り返し開閉することによって、補給水量に対して一定割合のボイラ水を常に排出する。濃縮ブローラインL9は、水ヘッダ212に貯留されたボイラ水の濃縮度を電気伝導率センサ(図示せず)により監視し、上限濃縮度を超えた場合に濃縮ブロー弁26を開放し、下限濃縮度未満になった場合に濃縮ブロー弁26を閉鎖する。
The constant rate blow line L8 and the concentration blow line L9 drain the boiler water stored in the
水噴霧ラインL5と水ヘッダ212との間を循環するボイラ水が少なくなった場合(例えば、水位センサ28の検出位が中水位M未満の場合)には、補給水ポンプ27が駆動され、補給水ラインL6から水ヘッダ212に補給水が補給される。
When the boiler water circulating between the water spray line L5 and the
メイン蒸気供給ラインL1は、第1蒸気発生装置10(蒸気ヘッダ12)と負荷機器100とを接続する。メイン蒸気供給ラインL1は、第1蒸気発生装置10で発生した高圧蒸気を負荷機器100に供給する。
サブ蒸気供給ラインL2は、基端側が第2蒸気発生装置20(蒸発器211)に接続され、第2蒸気発生装置20で発生した低圧蒸気をメイン蒸気供給ラインL1に供給する。
The main steam supply line L1 connects the first steam generator 10 (steam header 12) and the
The base end of the sub-steam supply line L2 is connected to the second steam generator 20 (evaporator 211), and supplies the low-pressure steam generated by the
エゼクタ30は、メイン蒸気供給ラインL1とサブ蒸気供給ラインL2との接続部分に設けられる。エゼクタ30は、メイン蒸気供給ラインL1を流れる高圧蒸気を駆動流体(駆動蒸気)として、サブ蒸気供給ラインL2から供給される低圧蒸気を吸引する。
エゼクタ30は、駆動蒸気流入口31、吸引蒸気流入口32、及び吐出蒸気流出口33を備える。本実施形態では、メイン蒸気供給ラインL1は、上流側メイン蒸気供給ラインL11と、下流側メイン蒸気供給ラインL12と、に分割されており、エゼクタ30の駆動蒸気流入口31には、上流側メイン蒸気供給ラインL11の下流側の端部が接続され、吐出蒸気流出口33には、下流側メイン蒸気供給ラインL12の上流側の端部が接続される。吸引蒸気流入口32には、サブ蒸気供給ラインL2の先端側が接続される。
The
The
駆動蒸気弁40は、上流側メイン蒸気供給ラインL11に設けられる。駆動蒸気弁40は、開度調整可能なモータバルブにより構成され、開度を調整することでメイン蒸気供給ラインL1を流れる高圧蒸気(駆動蒸気)の流量を調整する。
The
吸引蒸気弁50は、サブ蒸気供給ラインL2に設けられる。吸引蒸気弁50も、開度調整可能なモータバルブにより構成され、開度を調整することでサブ蒸気供給ラインL2を流れる低圧蒸気(吸引蒸気)の流量を調整する。
The
本実施形態では、メイン蒸気供給ラインL1には、第2圧力検出手段としての第2蒸気圧センサ80及び圧力調整弁60が配置される。第2蒸気圧センサ80は、下流側メイン蒸気供給ラインL12に配置され、エゼクタ30の吐出側における蒸気の圧力を検出する。圧力調整弁60は、下流側メイン蒸気供給ラインL12における第2蒸気圧センサ80よりも下流側に配置される。圧力調整弁60は、負荷機器100に供給される蒸気の圧力を所定圧に調整する。
In the present embodiment, a second
また、サブ蒸気供給ラインL2には、第1圧力検出手段としての第1蒸気圧センサ70が配置される。第1蒸気圧センサ70は、サブ蒸気供給ラインL2の内部の蒸気圧を検出することで、蒸発器211の内部の圧力を検出できる。
Further, a first
制御装置90は、記憶部及び制御部を備える。制御装置90は、記憶部に記憶された情報及びボイラ水温度センサ24、水位センサ28、第1蒸気圧センサ70、第2蒸気圧センサ80等の各種センサにより検出された情報に基づいて、各種ポンプ、弁等を制御することで蒸気供給システム1全体の動作を制御する。
The
以上の蒸気供給システム1によれば、第1蒸気発生装置10で発生した高圧蒸気は、メイン蒸気供給ラインL1を流通し、駆動蒸気流入口31からエゼクタ30に流入し駆動蒸気として利用される。また、第2蒸気発生装置20で発生した低圧蒸気は、サブ蒸気供給ラインL2を流通し、吸引蒸気流入口32からエゼクタ30に吸引される。そして、0.2〜0.4MPa程度の中圧蒸気がエゼクタ30から吐出され、下流側メイン蒸気供給ラインL12を流通して負荷機器100に供給される。
According to the above
ここで、蒸気供給システムにおいて、負荷機器での蒸気使用量の変化に起因してエゼクタの吐出蒸気の圧力が変動することで、第2蒸気発生装置の水ヘッダに貯留されたボイラ水の水位が大きく変動してしまう場合があった。 Here, in the steam supply system, the pressure of the steam discharged from the ejector fluctuates due to a change in the amount of steam used in the load device, so that the level of the boiler water stored in the water header of the second steam generator is reduced. There was a case where it fluctuated greatly.
例えば、負荷機器での蒸気使用量が増えてエゼクタの吐出蒸気の圧力が低下すると、駆動蒸気の流量が増え、低圧蒸気の吸引量が急増する。急増した吸引量に対して第2蒸気発生装置の蒸気発生量が追従できている場合には、水ヘッダの水位が低下しやすい。また、急増した吸引量に対して第2蒸気発生装置の蒸気発生量が追従できていない場合には、蒸発器の圧力が低下しやすい。水ヘッダの水位や蒸発器の圧力が低下しすぎると、有効吸込みヘッド(NPSH)が低下して、ボイラ水を循環・噴霧させている水噴霧ポンプでキャビテーションが生じ、故障に繋がるおそれがある。水噴霧ポンプの保護のため第2蒸気発生装置を停止させると、蒸気発生の再開に時間を要し、安定的な蒸気の供給ができなくなってしまう。 For example, when the amount of steam used in the load equipment increases and the pressure of the steam discharged from the ejector decreases, the flow rate of the driving steam increases, and the suction amount of the low-pressure steam increases rapidly. If the amount of steam generated by the second steam generator can follow the suddenly increased suction amount, the water level of the water header is likely to decrease. Further, when the amount of steam generated by the second steam generator cannot follow the rapidly increased suction amount, the pressure of the evaporator tends to decrease. If the water level of the water header or the pressure of the evaporator is too low, the effective suction head (NPSH) is lowered, and cavitation occurs in the water spray pump that circulates and sprays the boiler water, which may lead to failure. When the second steam generator is stopped to protect the water spray pump, it takes time to restart the steam generation, and it becomes impossible to supply a stable steam.
そこで、本実施形態の制御装置90は、水ヘッダ212の水位に応じて、第2蒸気発生装置20における蒸気の発生を停止することなく、発生した低圧蒸気のメイン蒸気供給ラインL1への供給を制御する待機制御を行うことで、第2蒸気発生装置20を停止させることなく、安定的な蒸気の供給を実現している。
Therefore, the
以下、本実施形態における第2蒸気発生装置20の待機制御について説明する。
蒸気供給システム1において、通常、負荷機器100に中圧蒸気が供給されている状態では、第1蒸気発生装置10からメイン蒸気供給ラインL1に高圧蒸気が供給され、また、第2蒸気発生装置20からサブ蒸気供給ラインL2に低圧蒸気が供給される。この状態では、駆動蒸気弁40及び吸引蒸気弁50が開放されてエゼクタ30が駆動し、上流側メイン蒸気供給ラインL11からエゼクタ30に供給される高圧蒸気を駆動蒸気として低圧蒸気が吸引され、下流側メイン蒸気供給ラインL12に中圧蒸気が吐出され、負荷機器100に供給される。
Hereinafter, standby control of the
In the
[低水位における制御]
この状態において、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が低水位L未満となった場合(電極棒282L,282M,282H,282HHが全てOFFとなった場合)、第2蒸気発生装置20の運転を停止させることなく吸引蒸気弁50を閉止する。これにより、低圧蒸気のメイン蒸気供給ラインL1への供給が停止されることで、水ヘッダ212の更なる水位の低下を防ぎつつ、第2蒸気発生装置20において蒸気の圧力が維持される。
[Control at low water level]
In this state, when the water level detected by the
そして、制御装置90は、吸引蒸気弁50が閉止された状態において水位センサ28の検出水位が中水位M以上となった場合(電極棒282L,282MがON;電極棒282H,282HHがOFFとなった場合)に吸引蒸気弁50を開放する。これにより、水ヘッダ212の水位が回復した場合に、速やかに低圧蒸気の供給が再開される。
Then, when the detected water level of the
より詳細には、制御装置90は、吸引蒸気弁50が閉止された状態において水位センサ28の検出水位が中水位M以上となった場合、第1蒸気圧センサ70の検出圧力が予め設定された正圧である第1設定圧力P1未満か否かを判定する。そして、検出圧力が第1設定圧力P1未満であった場合、定率ブロー弁25を閉止する(閉止されていた場合には閉止を維持させる)。検出圧力が第1設定圧力P1以上であった場合には、定率ブロー弁25を開放する(開閉動作の繰り返しを許可する)。
その後、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が中水位M以上、かつボイラ水温度センサ24の検出温度が予め設定された設定温度T1以上、かつ第1蒸気圧センサ70の検出圧力がゼロ以上の場合に、吸引蒸気弁50を開放する。これにより、水ヘッダ212の水位が回復し、かつボイラ水が所定の温度まで加温された状態、かつ蒸発器211の圧力が負圧でない状態で吸引蒸気弁50を開放できるので、スムーズに低圧蒸気の供給が再開される。
More specifically, when the detected water level of the
Thereafter, the
[高水位における制御]
また、制御装置90は、駆動蒸気弁40を開放状態に制御してエゼクタ30を駆動中に、水位センサ28の検出水位が高水位H以上となった場合(電極棒282L,282M,282HがON;電極棒282HHがOFFとなった場合)、定率ブロー弁25を開放し、水位センサ28の検出水位が高水位H未満となった場合(電極棒282L,282MがON;電極棒282H,282HHがOFFとなった場合)に定率ブロー弁25を閉止する。
ここで、制御装置90は、定率ブロー弁25を開放すると共に吸引蒸気弁50を閉止し、定率ブロー弁25を閉止すると共に吸引蒸気弁50を開放することが好ましい。これにより、水ヘッダ212の水位を適正に制御できると共に、水ヘッダ212の水位が上昇した場合に吸引蒸気弁50を閉止することで、メイン蒸気供給ラインL1に供給される低圧蒸気の乾き度の低下が防止される。
[Control at high water level]
Further, the
Here, it is preferable that the
より詳細には、制御装置90は、高水位H以上となり定率ブロー弁25を開放すると共に吸引蒸気弁50を閉止した場合、水位センサ28の検出水位が高水位H未満になると、第1蒸気圧センサ70の検出圧力が第1設定圧力P1未満か否かを判定する。そして、検出圧力が第1設定圧力P1未満であった場合、定率ブロー弁25を閉止する。その後、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が中水位M以上、かつボイラ水温度センサ24の検出温度が設定温度T1以上、かつ第1蒸気圧センサ70の検出圧力がゼロ以上の場合に、吸引蒸気弁50を開放する。
More specifically, when the
更に、制御装置90は、駆動蒸気弁40を開放状態に制御してエゼクタ30を駆動中に、第2蒸気圧センサ80の検出圧力が予め設定された第2設定圧力P2を超過し、かつ、水位センサ28の検出水位が高水位H以上となった場合に、定率ブロー弁25を開放してもよい。これにより、エゼクタ30の二次側の圧力が上昇することに起因してエゼクタ30での低圧蒸気の吸引が十分に行われず水ヘッダ212の水位が上昇した場合に、強制的に水位を低下させる。
Further, the
次に、本実施形態の蒸気供給システム1における第2蒸気発生装置20の具体的な制御の流れにつき、図2〜図5を参照しながら説明する。図2〜図5は、蒸気供給システム1における第2蒸気発生装置20の待機制御を含む水位制御の流れを示すフローチャートである。尚、以下説明する第2蒸気発生装置20の制御においては、噴霧ノズル216からのボイラ水の噴霧、及びチューブ215への温水の供給は、特に停止する旨の説明がある場合を除いて継続して行われている。
Next, a specific control flow of the
蒸気供給システム1において、負荷機器100に中圧蒸気が供給されている状態では、駆動蒸気弁40及び吸引蒸気弁50が開放されてエゼクタ30が駆動し、上流側メイン蒸気供給ラインL11からエゼクタ30に供給される高圧蒸気を駆動蒸気として低圧蒸気が吸引され、下流側メイン蒸気供給ラインL12に中圧蒸気が吐出され、負荷機器100に供給されている。
In the
この場合、図2に示すように、ステップST1において、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が中水位M以上であるか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST21(図3参照)又はステップST20(図5参照)に移る。判定がNOの場合、処理はステップST2に移る。
In this case, as shown in FIG. 2, in step ST1, the
ステップST2において、制御装置90は、補給水ポンプ27に運転指令を出力し、補給水の水ヘッダ212への供給を開始する。そして、処理はステップST3に移る。
In step ST2, the
ステップST3において、制御装置90は、補給水ポンプ27による補給水の供給を行っている状態において、水位センサ28の検出水位が低水位L未満である状態が所定時間(例えば、30秒)継続しているか否かを判定する。この判定がYESの場合(水ヘッダ212への補給水の供給が継続しているにもかかわらず低水位L未満の状態が続いている場合)、処理はステップST4に移る。判定がNOの場合、処理はステップST1に戻る。
In step ST3, the
ステップST4において、制御装置90は、吸引蒸気弁50を閉止して、メイン蒸気供給ラインL1への低圧蒸気の供給を停止する。そして、処理はステップST5に移る。
In step ST4, the
ステップST5において、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が中水位M以上であるか否かを判定する。この判定がYESの場合(水位が回復してきた場合)、処理はステップST6に移る。判定がNOの場合(水位が回復していない場合)、処理はステップST11に移る。
In step ST5, the
ステップST6において、制御装置90は、第1蒸気圧センサ70の検出圧力が第1設定圧力未満であるか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST7に移る。判定がNOの場合、処理はステップST8に移る。
ステップST7において、制御装置90は、定率ブロー弁25を閉止し、処理はステップST9に移る。
In step ST6, the
In step ST7, the
ステップST8において、制御装置90は、定率ブロー弁25を開放し、水ヘッダ212の水位を低下させることで、蒸発器211の内部の圧力を低下させる。そして、処理は、ステップST6に戻る。
In step ST8, the
ステップST9において、制御装置90は、暖気制御(図4参照、後述)を行い、処理はステップST10に移る。
In step ST9,
ステップST10において、制御装置90は、吸引蒸気弁50を開放し、メイン蒸気供給ラインL1への低圧蒸気の供給を再開する。そして、処理はステップST1に戻る。
In step ST10, the
一方、ステップST5における判定がNOであった場合、ステップST11において、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が低水位未満である状態が所定時間(例えば、60秒)継続しているか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST12に移る。判定がNOの場合、処理はステップST5に戻る。
On the other hand, if the determination in step ST5 is NO, in step ST11,
ステップST12において、制御装置90は、低水位状態に関する警報を報知し、処理を完了する。
In step ST12, the
次に、図3を参照しながら、ステップST1において、水位センサ28の検出水位が中水位M以上であると判定された場合の制御装置90の処理について説明する。
Next, the process of the
ステップST21において、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が高水位H以上であるか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST22に移る。判定がNOの場合、処理は図2のステップST1に戻る。
In step ST21, the
ステップST22において、制御装置90は、補給水ポンプ27に運転停止指令を出力し、補給水の供給を停止する。そして、処理はステップST23に移る。
In step ST22, the
ステップST23において、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が高水位H以上である状態が所定時間(例えば、30秒)継続しているか否かを判定する。この判定がYESの場合(高水位状態が継続している場合)、処理はステップST24に移る。判定がNOの場合、処理はステップST1に戻る。
In step ST23, the
ステップST24において、制御装置90は、吸引蒸気弁50を閉止して低圧蒸気のメイン蒸気供給ラインL1への供給を停止する。そして、処理はステップST25に移る。
In step ST24, the
ステップST25において、制御装置90は、定率ブロー弁25を開放して水ヘッダ212の水位を低下させる。そして、処理はステップST26に移る。
ステップST26において、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が高水位H未満であるかを判定する。この判定がYESの場合(水位が低下した場合)、処理はステップST27に移る。判定がNOの場合(水位がまだ低下していない場合)、処理はステップST32に移る。
ステップST27において、制御装置90は、第1蒸気圧センサ70の検出圧力が第1設定圧力P1未満であるかを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST28に移る。判定がNOの場合、処理はステップST29に移る。
ステップST28において、制御装置90は、定率ブロー弁25を閉止し、処理はステップST30に移る。
In step ST25, the
In step ST26, the
In step ST27,
In step ST28,
ステップST29において、制御装置90は、定率ブロー弁25を開放し、水ヘッダ212の水位を低下させることで、蒸発器211の内部の圧力を低下させる。そして、処理は、ステップST27に戻る。
In step ST29, the
ステップST30において、制御装置90は、暖気制御(図4参照、後述)を行い、処理はステップST31に移る。
In step ST30,
ステップST31において、制御装置90は、吸引蒸気弁50を開放し、メイン蒸気供給ラインL1への低圧蒸気の供給を再開する。そして、処理はステップST1に戻る。
In step ST31, the
一方、ステップST26における判定がNOであった場合、ステップST32において、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が超高水位以上である状態が所定時間(例えば、60秒)継続しているか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST33に移る。判定がNOの場合、処理はステップST26に戻る。
On the other hand, if the determination in step ST26 is NO, in step ST32,
ステップST33において、制御装置90は、超高水位状態に関する警報を報知し、処理を完了する。
In step ST33, the
次に、図4を参照しながら、制御装置90による暖気制御の流れについて説明する。
暖気制御とは、第2蒸気発生装置20において、運転を停止することなく(つまり、蒸気の発生を停止することなく)、蒸発器211の内部の圧力を所定の範囲に保ち、速やかな低圧蒸気の供給が可能な状態を維持する制御をいう。
Next, the flow of warm-up control by the
The warm-up control means that the pressure inside the
本実施形態では、ステップST7において定率ブロー弁25が閉止された場合、及びステップST28において定率ブロー弁25が閉止された場合に、制御装置90は暖気制御を行う。
In the present embodiment, when the constant-
この場合、ステップST41において、制御装置90は、第1蒸気圧センサ70の検出圧力が第1設定圧力P1未満であるか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST42に移る。判定がNOの場合、処理は完了する。
In this case, in step ST41, the
ステップST42において、制御装置90は、第1蒸気圧センサ70の検出圧力が所定の目標圧力となるように温水三方弁22の開度を調整し、熱源流体供給ラインL3からチューブ215側に流れる温水の流量を調整する。温水三方弁22の開度調整は、PI又はPIDアルゴリズムを利用したフィードバック制御により行われる。そして、処理はステップST43に移る。
In step ST42, the
ステップST43において、制御装置90は、水位センサ28の検出水位が中水位M以上であるか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST44に移る。判定がNOの場合、処理はステップST43に戻る。
ステップST44において、制御装置90は、ボイラ水温度センサ24の検出温度が設定温度T1(例えば、100℃)以上であるかを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST45に移る。判定がNOの場合、処理はステップST43に戻る。
ステップST45において、制御装置90は、第1蒸気圧センサ70の検出圧力がゼロ以上であるかを判定する。この判定がYESの場合、暖気制御を完了して、処理はステップST10又はST31に移る。判定がNOの場合、処理はステップST43に戻る。
In step ST43, the
In step ST44,
In step ST45,
図5は、図3で説明した、ステップST1において水位センサ28の検出水位が中水位M以上であると判定された場合の制御装置90の処理の変形例を示す。
この変形例は、図3におけるステップST21の前に、エゼクタ30の二次側の蒸気の圧力を判定するステップを備える点で、図3における処理と異なる。その他の処理は、図3における処理と同様であるため、同じ符号を用い、説明を省略する。
FIG. 5 shows a modified example of the processing of the
This modification differs from the processing in FIG. 3 in that a step of determining the pressure of the steam on the secondary side of the
この場合、ステップST20において、制御装置90は、第2蒸気圧センサ80の検出圧力が予め設定された第2設定圧力P2を超過するか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップST21に移る。判定はNOの場合、処理はステップST1に戻る。
In this case, in step ST20,
以上説明した本実施形態の蒸気供給システム1によれば、以下のような効果を奏する。
蒸気供給システム1は、高圧蒸気を発生させる第1蒸気発生装置10と、低圧蒸気を発生させる第2蒸気発生装置20と、高圧蒸気を供給するメイン蒸気供給ラインL1と低圧蒸気をメイン蒸気供給ラインL1に供給するサブ蒸気供給ラインL2との接続部分に設けられ、高圧蒸気を駆動流体として低圧蒸気を吸引するエゼクタと、サブ蒸気供給ラインL2に設けられる吸引蒸気弁と、を含んで構成される。また、第2蒸気発生装置20は、蒸発器211及び水ヘッダ212を有する蒸発ユニット21と、水ヘッダ212の水位を検出する水位センサ28と、水ヘッダ212から貯留水を排出する定率ブローラインL8及びこの定率ブローラインL8に設けられた定率ブロー弁25と、制御装置90とを含んで構成される。そして、制御装置90は、駆動蒸気弁40を開放状態に制御してエゼクタ30を駆動中、(i)水位センサ28の検出水位が低水位L未満の場合に吸引蒸気弁50を閉止し;(ii)水位センサ28の検出水位が中水位M以上の場合に吸引蒸気弁50を開放する。これにより、水ヘッダ212の水位が低下した場合に、吸引蒸気弁50を閉止することで、発生した低圧蒸気がエゼクタ30により吸引されることがなくなり、ボイラ水の消費による水位の更なる低下が防止される。また、蒸気の発生を停止しないので、蒸発器211の内部の蒸気の圧力が維持される。よって、吸引蒸気弁50を開放することで、速やかに低圧蒸気の供給を再開させることができるため、安定的な蒸気の供給を実現することができる。
According to the
The
制御装置90は、(ii)水位センサ28の検出水位が中水位M以上、かつ第1蒸気圧センサ70の検出圧力が第1設定圧力P1未満の場合に、定率ブロー弁25を閉止し;水位センサ28の検出水位が中水位M以上、かつボイラ水温度センサ24の検出温度が設定温度T1以上、かつ第1蒸気圧センサ70の検出圧力がゼロ以上の場合に、吸引蒸気弁50を開放する。これにより、水ヘッダ212の水位が回復し、かつボイラ水が所定の温度まで加温された状態、かつ蒸発器211の圧力が負圧でない状態で吸引蒸気弁50を開放できるので、スムーズに低圧蒸気の供給を再開させることができる。
The
エゼクタ30の二次側の蒸気の圧力が上昇した場合、第2蒸気発生装置20で発生した低圧蒸気が吸引されずボイラ水が消費されなくなってしまう。第2蒸気発生装置20においてボイラ水の消費が減少すると、第2蒸気発生装置20に貯留されているボイラ水の水位が上昇してしまう。ボイラ水の水位が上昇してしまうと、発生する低圧蒸気の乾き度が低下し、蒸気品質の低下をまねく。そこで、制御装置90は、駆動蒸気弁40を開放状態に制御してエゼクタ30を駆動中、(iii)水位センサ28の検出水位が高水位H以上の場合に吸引蒸気弁50を閉止すると共に定率ブロー弁25を開放し;(iv)水位センサ28の検出水位が高水位H未満の場合に定率ブロー弁25を閉止すると共に吸引蒸気弁50を開放する。これにより、水ヘッダ212の水位を適正範囲に制御できると共に、水ヘッダ212の水位が上昇した場合に吸引蒸気弁50を閉止することで、メイン蒸気供給ラインL1に供給される低圧蒸気の乾き度の低下を防止することができる。
When the pressure of the steam on the secondary side of the
制御装置90は、駆動蒸気弁40を開放状態に制御してエゼクタ30を駆動中、第2蒸気圧センサ80の検出圧力が予め設定された第2設定圧力P2を超過し、かつ、水位センサ28の検出水位が高水位H以上となった場合に、定率ブロー弁25を開放する。これにより、エゼクタ30の二次側の圧力が上昇することに起因してエゼクタ30での低圧蒸気の吸引が十分に行われず水ヘッダ212の水位が上昇した場合に、水位を強制的に低下させることができる。
The
次に、本発明の第2実施形態に係る蒸気供給システム1Aについて、図6を参照しながら説明する。第2実施形態の蒸気供給システム1Aは、第2蒸気発生装置20Aの構成において第1実施形態と異なる。尚、第2実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
Next, a
第2実施形態では、第2蒸気発生装置20Aは、フラッシュ蒸気発生装置により構成される。フラッシュ蒸気発生装置は、高圧蒸気利用設備から排出される蒸気ドレン(蒸気凝縮水)を圧力容器に回収し、この回収した蒸気ドレンを圧力容器の内部で再蒸発させて低圧蒸気と温水とに分離する。
In the second embodiment, the
第2蒸気発生装置20Aは、図6に示すように、圧力容器により構成されるフラッシュタンク21Aと、フラッシュタンク21Aの内部の温水の水位を検出する水位センサ28Aと、フラッシュタンク21Aに蒸気ドレンを回収するドレン回収ラインL5Aと、フラッシュタンク21Aの内部に貯留された温水を排出する排水ラインL8Aと、この排水ラインL8Aに設けられた排水弁25Aと、を備える。
As shown in FIG. 6, the
フラッシュタンク21Aは、回収した蒸気ドレンを再蒸発させて低圧蒸気と温水とに分離する。即ち、フラッシュタンク21Aは、蒸気発生部及び貯水部を有する蒸発ユニットとして機能する。フラッシュタンク21Aの上部には、サブ蒸気供給ラインL2の基端側が接続される。
The
水位センサ28Aは、フラッシュタンク21Aの内部に貯留される温水の水位を検出する。水位センサ28Aは、第1実施形態と同様に、本体部及びこの本体部の内部に配置された複数の電極棒を含んで構成され、少なくとも低水位L、中水位M、及び高水位Hを検出する。
The
ドレン回収ラインL5Aは、高圧蒸気利用設備(図示せず)に配設されたスチームトラップとフラッシュタンク21Aとを接続し、高圧蒸気利用設備から排出される蒸気ドレンをフラッシュタンク21Aに供給する。
The drain recovery line L5A connects a steam trap provided in a high-pressure steam utilization facility (not shown) to the
排水ラインL8Aは、基端部がフラッシュタンク21Aの底部に接続され、フラッシュタンク21Aの内部に貯留された温水を排出する。排水弁25Aは、排水ラインL8Aに設けられ、排水ラインL8Aから排出される温水の流量を調整する。尚、フラッシュタンク21Aで分離される温水は、ほぼ純水であるので、第1蒸気発生装置10の補給水(ボイラ給水)として利用することができる。
The drain line L8A has a base end connected to the bottom of the
第2実施形態の蒸気供給システム1Aでは、フラッシュタンク21Aにおいて、蒸気ドレンから分離された低圧蒸気が、サブ蒸気供給ラインL2からメイン蒸気供給ラインL1に供給される。そして、フラッシュタンク21Aに貯留された温水の水位等に基いて、第1実施形態と同様の制御が行われる。
In the
第2実施形態の蒸気供給システム1Aによれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。
According to the
以上、本発明の蒸気供給システムの好ましい各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、第1実施形態の変形例では、駆動蒸気弁40を開放状態に制御してエゼクタ30を駆動中に、第2蒸気圧センサ80の検出圧力が予め設定された第2設定圧力P2を超過し、かつ、水位センサ28の検出水位が高水位H以上となった場合に、定率ブロー弁25を開放させると共に吸引蒸気弁50を閉止させたが、これに限らない。即ち、エゼクタ30を駆動中に、第2蒸気圧センサ80の検出圧力が予め設定された第2設定圧力P2を超過し、かつ、水位センサ28の検出水位が高水位H以上となった場合に、吸引蒸気弁50を開放させたまま、定率ブロー弁25を開放させてもよい。
Although the preferred embodiments of the steam supply system of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed.
For example, in a modified example of the first embodiment, the pressure detected by the second
1,1A 蒸気供給システム
10 第1蒸気発生装置
20,20A 第2蒸気発生装置
21 蒸気ユニット
21A フラッシュタンク(蒸気ユニット)
22 温水三方弁(流量調節手段)
23 噴霧水ポンプ
24 温度センサ(温度検出手段)
25 定率ブロー弁(排水弁)
25A 排水弁
26 濃縮ブロー弁(排水弁)
28,28A 水位センサ(水位検出手段)
30 エゼクタ
40 駆動蒸気弁
50 吸引蒸気弁
60 蒸気圧力調整弁
70 第1蒸気圧センサ(第1圧力検出手段)
80 第2蒸気圧センサ(第2圧力検出手段)
90 制御装置(制御手段)
211 蒸発器(蒸気発生部)
212 水ヘッダ(貯水部)
215 チューブ
216 噴霧ノズル
L1 メイン蒸気供給ライン
L2 サブ蒸気供給ライン
L3 熱源流体供給ライン
L4 熱源流体排出ライン
L5 水噴霧ライン
L5A ドレン回収ライン
L6 補給水ライン
L8 定率ブローライン(排水ライン)
L8A 排水ライン
L9 濃縮ブローライン(排水ライン)
1,1A
22 Hot water three-way valve (flow control means)
23
25 Constant blow valve (drain valve)
28, 28A water level sensor (water level detection means)
80 second vapor pressure sensor (second pressure detecting means)
90 Control device (control means)
211 Evaporator (steam generator)
212 water header (water reservoir)
L8A drain line L9 Concentration blow line (drain line)
Claims (8)
第1の蒸気よりも低圧の第2の蒸気を発生させる第2蒸気発生装置と、
前記第1蒸気発生装置で発生させた第1の蒸気を負荷機器に供給するメイン蒸気供給ラインと、
前記第2蒸気発生装置で発生させた第2の蒸気を前記メイン蒸気供給ラインに供給するサブ蒸気供給ラインと、
前記メイン蒸気供給ラインと前記サブ蒸気供給ラインとの接続部分に設けられ、第1の蒸気を駆動流体として第2の蒸気を吸引するエゼクタと、
前記エゼクタの一次側の前記メイン蒸気供給ラインに設けられる駆動蒸気弁と、
前記サブ蒸気供給ラインに設けられる吸引蒸気弁と、を備え、
前記第2蒸気発生装置は、
前記サブ蒸気供給ラインと接続される蒸気発生部、及び貯水部を有する蒸発ユニットと、
前記貯水部の水位を検出する水位検出手段と、
前記貯水部から貯留水を排出する排水ラインと、
前記排水ラインに設けられた排水弁と、
前記駆動蒸気弁、前記吸引蒸気弁、及び前記排水弁を制御する制御手段と、を備え、
前記貯水部は、少なくとも低水位、中水位、及び高水位を含む設定水位を有しており、
前記制御手段は、前記駆動蒸気弁を開放状態に制御して前記エゼクタを駆動中、(i)前記水位検出手段の検出水位が低水位未満の場合に、前記吸引蒸気弁を閉止し;(ii)前記水位検出手段の検出水位が中水位以上の場合に、前記吸引蒸気弁を開放する蒸気供給システム。 A first steam generator for generating a first steam;
A second steam generator for generating a second steam having a lower pressure than the first steam;
A main steam supply line for supplying the first steam generated by the first steam generator to a load device;
A sub-steam supply line that supplies the second steam generated by the second steam generator to the main steam supply line,
An ejector provided at a connection portion between the main steam supply line and the sub-steam supply line, for sucking a second steam using the first steam as a driving fluid;
A drive steam valve provided on the main steam supply line on the primary side of the ejector,
A suction steam valve provided in the sub-steam supply line,
The second steam generator,
A vapor generation unit connected to the sub-steam supply line, and an evaporation unit having a water storage unit,
Water level detection means for detecting the water level of the water storage section,
A drain line for discharging stored water from the water storage unit,
A drain valve provided in the drain line,
The drive steam valve, the suction steam valve, and control means for controlling the drain valve,
The water storage unit has a set water level including at least a low water level, a medium water level, and a high water level,
The control means controls the drive steam valve to an open state to drive the ejector, and (i) closes the suction steam valve when a water level detected by the water level detection means is lower than a low water level; (ii) A) a steam supply system for opening the suction steam valve when the water level detected by the water level detection means is equal to or higher than the middle water level.
貯留水の温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、(ii)前記水位検出手段の検出水位が中水位以上、かつ前記第1圧力検出手段の検出圧力が第1設定圧力未満の場合に、前記排水弁を閉止し;前記水位検出手段の検出水位が中水位以上、かつ前記温度検出手段の検出温度が設定温度以上、かつ前記第1圧力検出手段の検出圧力がゼロ以上の場合に、前記吸引蒸気弁を開放する請求項1に記載の蒸気供給システム。 First pressure detecting means for detecting the pressure of the second steam generated by the steam generating unit;
Temperature detection means for detecting the temperature of the stored water,
(Ii) closing the drain valve when the detected water level of the water level detecting means is equal to or higher than the middle water level and the detected pressure of the first pressure detecting means is lower than a first set pressure; The suction steam valve is opened when the detected water level of the means is equal to or higher than the middle water level, the detected temperature of the temperature detecting means is equal to or higher than a set temperature, and the detected pressure of the first pressure detecting means is equal to or higher than zero. The steam supply system as described.
貯留水の温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、(iv)前記水位検出手段の検出水位が高水位未満、かつ前記第1圧力検出手段の検出圧力が第1設定圧力未満の場合に、前記排水弁を閉止し;前記水位検出手段の検出水位が中水位以上、かつ前記温度検出手段の検出温度が設定温度以上、かつ前記第1圧力検出手段の検出圧力がゼロ以上の場合に、前記吸引蒸気弁を開放する請求項4に記載の蒸気供給システム。 First pressure detecting means for detecting the pressure of the second steam generated by the steam generating unit;
Temperature detection means for detecting the temperature of the stored water,
(Iv) closing the drain valve when the detected water level of the water level detecting means is lower than the high water level and the detected pressure of the first pressure detecting means is lower than a first set pressure; The suction steam valve is opened when the detected water level of the means is equal to or higher than the middle water level, the detected temperature of the temperature detecting means is equal to or higher than a set temperature, and the detected pressure of the first pressure detecting means is equal to or higher than zero. The steam supply system as described.
前記制御手段は、前記駆動蒸気弁を開放状態に制御して前記エゼクタを駆動中、(iii)前記第2圧力検出手段の検出圧力が第2設定圧力を超過し、かつ前記水位検出手段の検出水位が高水位以上の場合に、前記排水弁を開放する請求項3〜5のいずれかに記載の蒸気供給システム。 A second pressure detecting means for detecting a discharge-side steam pressure of the ejector;
The control means controls the drive steam valve to be in an open state to drive the ejector. (Iii) The detection pressure of the second pressure detection means exceeds a second set pressure and the detection of the water level detection means The steam supply system according to claim 3, wherein the drain valve is opened when a water level is equal to or higher than a high water level.
熱源流体を流通させるチューブ、及び前記チューブにボイラ水を噴霧する噴霧ノズルが容器内部に配置された蒸発器;並びに、前記蒸発器の下方に配置され、ボイラ水が貯留される水ヘッダを有する蒸発ユニットと、
前記水ヘッダ内のボイラ水を前記噴霧ノズルに供給する水噴霧ラインと、
前記水噴霧ラインに設けられる水噴霧ポンプと、
前記水ヘッダからボイラ水を排出する排水ラインと、
前記排水ラインに設けられた排水弁と、
前記水ヘッダに補給水を供給する補給水ラインと、
前記チューブを流通する熱源流体の流量を調節する流量調節手段と、を備える請求項1〜6のいずれかに記載の蒸気供給システム。 The second steam generator,
An evaporator having a tube through which a heat source fluid flows, and a spray nozzle for spraying boiler water onto the tube; and an evaporator having a water header disposed below the evaporator and storing the boiler water. Unit and
A water spray line for supplying boiler water in the water header to the spray nozzle,
A water spray pump provided in the water spray line,
A drain line for discharging boiler water from the water header,
A drain valve provided in the drain line,
A makeup water line for supplying makeup water to the water header,
The steam supply system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a flow rate adjusting unit configured to adjust a flow rate of the heat source fluid flowing through the tube.
回収した蒸気ドレンを再蒸発させて第2の蒸気と温水とに分離するフラッシュタンクからなる蒸発ユニットと、
蒸気ドレンを前記フラッシュタンクに回収するドレン回収ラインと、
前記フラッシュタンク内に貯留された温水を排出する排水ラインと、
前記排水ラインに設けられた排水弁と、を備える請求項1〜6のいずれかに記載の蒸気供給システム。 The second steam generator,
An evaporation unit comprising a flash tank for re-evaporating the collected steam drain to separate it into second steam and hot water;
A drain collection line for collecting steam drain in the flash tank,
A drain line for discharging hot water stored in the flash tank,
The steam supply system according to claim 1, further comprising: a drain valve provided in the drain line.
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