JP5510111B2

JP5510111B2 - ドレン回収設備

Info

Publication number: JP5510111B2
Application number: JP2010141793A
Authority: JP
Inventors: 和弥佐藤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-06-22
Also published as: JP2012007762A

Description

本発明は、ドレン回収設備に関する。

周知のように、熱媒として利用されて潜熱を失った蒸気の一部は凝縮して高圧高温の復水（ドレン）となるが、このドレンを単に排水するのではエネルギー効率の観点から好ましくない。そこで、近年では、ドレンをフラッシュタンクに回収・導入して再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに気液分離し、これらフラッシュ蒸気及び温水を熱媒として再利用することが主流となっている。

例えば、下記特許文献１には、蒸気需要設備から排出されるドレンと蒸気との気液混合流体をフラッシュタンクに導入してフラッシュ蒸気と温水とに気液分離し、このフラッシュタンクから得られるフラッシュ蒸気を圧縮機によって圧縮した後、蒸気需要設備の蒸気供給ラインに還流させる技術が開示されている。

特開２００８−２５５８８８号公報

上記特許文献１の技術では、フラッシュタンクから得られるフラッシュ蒸気を蒸気需要設備の蒸気供給ラインに還流させるための圧縮機を設ける必要があるため、設備コストの増大を招くという問題がある。また、圧縮機の回転動力を得るためのエネルギーが別途必要となるため、ドレンの回収及び再利用によるエネルギー効率の改善効果を十分に得ることができない。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、ドレンの回収及び再利用を低コスト且つ省エネルギーで実現可能なドレン回収設備を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、ドレン回収設備に係る第１の解決手段として、上流側の蒸気利用設備から回収したドレンを再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに気液分離すると共に、前記フラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備に供給するフラッシュタンクを複数具備し、前記フラッシュタンクの各々は前記蒸気利用設備を介して直列に多段接続されており、１段目のフラッシュタンクの上流側の蒸気利用設備はボイラーから蒸気の供給を受け、最終段のフラッシュタンクは前記フラッシュ蒸気を前記ボイラーのボイラー給水ラインに供給する、ことを特徴とする。

また、本発明では、ドレン回収設備に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記フラッシュタンクの各々は、前記温水を温水利用設備に供給することを特徴とする。
さらに、本発明では、ドレン回収設備に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、最終段のフラッシュタンクは、前記温水を前記温水利用設備と前記ボイラー給水ラインとに供給することを特徴とする。

本発明に係るドレン回収設備によれば、ドレンの回収及び再利用に従来技術のような別途エネルギーが必要な圧縮機などを用いる必要がないため、ドレンの回収及び再利用を低コスト且つ省エネルギーで実現することができる。

本実施形態におけるドレン回収設備Ａの構成概略図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるドレン回収設備Ａの構成概略図である。この図１に示すように、ドレン回収設備Ａは、給水タンク１、ボイラー２、第１の蒸気利用設備３、第１のフラッシュタンク４、第１の温水バルブ５、第１のレベル計コントローラ６、第２の蒸気利用設備７、第２のフラッシュタンク８、第２の温水バルブ９、及び第２のレベル計コントローラ１０から構成されている。
なお、図１において、実線の矢印は流体（気体及び液体を含む）の流れを示し、破線の矢印は電気信号の流れを示している。

給水タンク１は、ボイラー２に供給すべき蒸気生成用の水を貯留するタンクであり、ボイラー給水ラインＬ１を介してボイラー２と接続されている。この給水タンク１の内部には給水ポンプが設置されており、給水タンク１に貯留された水は給水ポンプによって汲み出されてボイラー給水ラインＬ１を介してボイラー２に供給される。

ボイラー２は、ボイラー給水ラインＬ１を介して給水タンク１から供給される水を加熱して高圧高温の蒸気を生成するものであり、蒸気供給ラインＬ２を介して第１の蒸気利用設備３と接続されている。ボイラー２で生成された蒸気は、この蒸気供給ラインＬ２を介して第１の蒸気利用設備３に供給される。

第１の蒸気利用設備３は、ボイラー２から供給される蒸気を熱媒として利用するものであり、例えば複数の熱交換器３ａから構成されている。各熱交換器３ａにおいて、熱媒として利用されて潜熱を失った蒸気の一部は凝縮してドレンとなって排出される。各熱交換器３ａは第１の回収ラインＬ３を介して第１のフラッシュタンク４と接続されており、各熱交換器３ａから排出されるドレンと蒸気（凝縮しなかった蒸気：温度２７０°Ｃ、圧力６．２ＭＰａＧ程度）との混合流体は第１の回収ラインＬ３を介して第１のフラッシュタンク４に導入される。

第１のフラッシュタンク４は、第１の蒸気利用設備３（第１のフラッシュタンク４からみて上流側の蒸気利用設備）から導入された（回収した）ドレンと蒸気との混合流体を再蒸発させて中圧中温のフラッシュ蒸気と温水とに気液分離するものであり、第１のフラッシュ蒸気供給ラインＬ４を介して第２の蒸気利用設備７（第１のフラッシュタンク４からみて下流側の蒸気利用設備）と接続されていると共に、第１の温水供給ラインＬ５を介して不図示の温水利用設備と接続されている。なお、この温水利用設備は、プラント内の暖房設備や他の熱交換器など、温水を熱媒として利用できるものであれば何でも良い。

第１のフラッシュタンク４内で発生した中圧中温のフラッシュ蒸気（温度２００°Ｃ、圧力１．５ＭＰａＧ程度）は、第１のフラッシュ蒸気供給ラインＬ４を介して第２の蒸気利用設備７に供給される。また、第１のフラッシュタンク４内の下部に溜まった温水は、第１の温水供給ラインＬ５を介して温水利用設備に供給される。

この第１の温水供給ラインＬ５の途中には電磁弁である第１の温水バルブ５が介挿されており、第１のフラッシュタンク４内の温水貯留量が許容値を上回ると、第１のレベル計コントローラ６の制御によって第１の温水バルブ５が開放されて、温水が第１のフラッシュタンク４から第１の温水供給ラインＬ５を介して温水利用設備に供給される。

第２の蒸気利用設備７は、第１のフラッシュタンク４から供給されるフラッシュ蒸気を熱媒として利用するものであり、例えば複数の熱交換器７ａから構成されている。各熱交換器７ａにおいて、熱媒として利用されて潜熱を失ったフラッシュ蒸気の一部は凝縮してドレンとなって排出される。各熱交換器７ａは第２の回収ラインＬ６を介して第２のフラッシュタンク８と接続されており、各熱交換器７ａから排出されるドレンとフラッシュ蒸気（凝縮しなかったフラッシュ蒸気）との混合流体は第２の回収ラインＬ６を介して第２のフラッシュタンク８に導入される。

第２のフラッシュタンク８は、第２の蒸気利用設備７（第２のフラッシュタンク８からみて上流側の蒸気利用設備）から導入された（回収した）ドレンとフラッシュ蒸気との混合流体を再蒸発させて低圧低温のフラッシュ蒸気と温水とに気液分離するものであり、第２のフラッシュ蒸気供給ラインＬ７を介してボイラー給水ラインＬ１と接続されていると共に、第２の温水供給ラインＬ８を介して不図示の温水利用設備及びボイラー給水ラインＬ１と接続されている。

第２のフラッシュタンク８内で発生した低圧低温のフラッシュ蒸気（温度１１０°Ｃ、圧力０．０５ＭＰａＧ程度）は、第２のフラッシュ蒸気供給ラインＬ７を介してボイラー給水ラインＬ１に供給される。また、第２のフラッシュタンク８内の下部に溜まった温水は、第２の温水供給ラインＬ８を介して温水利用設備及びボイラー給水ラインＬ１に供給される。

この第２の温水供給ラインＬ８の途中には電磁弁である第２の温水バルブ９が介挿されており、第２のフラッシュタンク８内の温水貯留量が許容値を上回ると、第２のレベル計コントローラ１０の制御によって第２の温水バルブ９が開放されて、温水が第２のフラッシュタンク８から第２の温水供給ラインＬ８を介して温水利用設備及びボイラー給水ラインＬ１に供給される。

このように、本実施形態におけるドレン回収設備Ａでは、ボイラー２で生成された高圧高温の蒸気を熱媒として第１の蒸気利用設備３で利用した後、ドレン及び未凝縮蒸気の混合流体として第１のフラッッシュタンク４に回収し、中圧中温のフラッシュ蒸気と温水とに気液分離する。そして、第１のフラッシュタンク４からフラッシュ蒸気を第２の蒸気利用設備７に送って熱媒として再利用する一方、温水を温水利用設備に送ってプラント内の暖房等に再利用する。

さらに、第１のフラッッシュタンク４で生成されたフラッシュ蒸気を熱媒として第２の蒸気利用設備７で再利用した後、ドレン及び未凝縮蒸気の混合流体として第２のフラッシュタンク８に回収し、低圧低温のフラッシュ蒸気と温水とに気液分離する。この最終段の第２のフラッシュタンク８で得られる低圧低温のフラッシュ蒸気は、もはや熱媒としての再利用が困難であるため、第２のフラッシュ蒸気供給ラインＬ７を介してボイラー給水ラインＬ１に送ってボイラー２用の水として再利用する。また、最終段の第２のフラッシュタンク８で得られる温水も温水利用設備だけでなく、ボイラー給水ラインＬ１に送ってボイラー２用の水として再利用する。

以上のように、本実施形態におけるドレン回収設備Ａによれば、ドレンの回収及び再利用に従来技術のような別途エネルギーが必要な圧縮機などを用いる必要がないため、ドレンの回収及び再利用を低コスト且つ省エネルギーで実現することができる。また、最終段の第２のフラッシュタンク８で得られるフラッシュ蒸気及び温水をボイラー給水ラインＬ１に送ることにより、ボイラー２の給水温度が上昇するため、ボイラー２で使用される燃料を削減できるという効果も得られる。

なお、上記実施形態では、２つのフラッシュタンクが蒸気利用設備を介して直列に２段接続されている場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、３つ以上のフラッシュタンクが蒸気利用設備を介して直列に多段接続されている構成を採用しても良い。

Ａ…ドレン回収設備、１…給水タンク、２…ボイラー、３…第１の蒸気利用設備、４…第１のフラッシュタンク、５…第１の温水バルブ、６…第１のレベル計コントローラ、７…第２の蒸気利用設備、８…第２のフラッシュタンク、９…第２の温水バルブ、１０…第２のレベル計コントローラ、Ｌ１…ボイラー給水ライン、Ｌ２…蒸気供給ライン、Ｌ３…第１の回収ライン、Ｌ４…第１のフラッシュ蒸気供給ライン、Ｌ５…第１の温水供給ライン、Ｌ６…第２の回収ライン、Ｌ７…第２のフラッシュ蒸気供給ライン、Ｌ８…第２の温水供給ライン

Claims

上流側の蒸気利用設備から回収したドレンを再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに気液分離すると共に、前記フラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備に供給するフラッシュタンクを複数具備し、
前記フラッシュタンクの各々は前記蒸気利用設備を介して直列に多段接続されており、
１段目のフラッシュタンクの上流側の蒸気利用設備はボイラーから蒸気の供給を受け、
最終段のフラッシュタンクは前記フラッシュ蒸気を前記ボイラーのボイラー給水ラインに供給する、
ことを特徴とするドレン回収設備。
前記フラッシュタンクの各々は、前記温水を温水利用設備に供給することを特徴とする請求項１に記載のドレン回収設備。
最終段のフラッシュタンクは、前記温水を前記温水利用設備と前記ボイラー給水ラインとに供給することを特徴とする請求項２に記載のドレン回収設備。