JP5666381B2

JP5666381B2 - 蒸気製造装置及びその運転方法

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Publication number: JP5666381B2
Application number: JP2011116594A
Authority: JP
Inventors: 和英関山; 西村　真; 真西村
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2031-05-25
Also published as: KR101319149B1; KR20120132328A; CN102798113A; JP2012247077A

Description

本発明は、排熱を利用して蒸気を製造する蒸気製造装置及びその運転方法に関する。

従来より、工場などの熱源設備から排出される温水を利用して低圧蒸気を製造し、その低圧蒸気を昇圧することで排熱の用途を拡大することのできる蒸気製造装置が知られている。この蒸気製造装置は熱交換器と圧縮機とを備え、熱交換器において熱源設備から排出される温水の熱を供給水に伝えて供給水を蒸発させ、生成された蒸気を圧縮機で圧縮し、蒸気利用設備などに送るものである。

ところで、熱源設備からの排熱を利用して蒸気を製造する装置においては、排出される温水の温度や流量が常に変動しているために、熱交換器で温水から供給水に伝えられる熱量も変動し、製造される蒸気に含まれる水分量が増減する。温水から供給水に伝えられる熱量が小さくなると、圧縮機に流入する蒸気に過剰の水分が混入して、圧縮機吸口側の乾き度（蒸気中の気相割合）が小さくなり、圧縮機が破損してしまう恐れがある。また、温水から供給水に伝えられる熱量が大き過ぎると（過熱状態となると）、今度は圧縮機に流入する蒸気に含まれる水分量が少なくなって、圧縮機吸口側の乾き度が大きくなり、圧縮機により得られる蒸気の吐出量が減少してしまう。

そこで、上記課題を解決するため、圧縮機に流入する蒸気に含まれる水分量を制御した蒸気発生システムが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された蒸気発生システムは、圧縮機又は蒸気供給配管から蒸気を抽気して熱交換器に導く抽気配管を備えた装置であり、圧縮機により得られた蒸気の一部を熱交換器に送ることで、蒸気中の水分量を一定に保ち、圧縮機を安定に稼動させている。

特許４２８１７７０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された蒸気製造装置では、圧縮機により得られた蒸気の一部を熱交換器に導いているため、蒸気利用施設などに利用できる蒸気量が減少してしまう問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、圧縮機に流入する蒸気に含まれる水分量を一定に保って、圧縮機の安定性を高めるとともに、圧縮機により得られた蒸気の全量を蒸気使用施設などに利用できる蒸気製造装置及びその運転方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の蒸気製造装置は、熱源から排出された熱交換媒体が流れる第１流路と、供給水が流れる第２流路と、前記熱交換媒体の熱を前記供給水に伝えて前記供給水を蒸発させる熱交換器と、前記熱交換器で生成された蒸気を圧縮する圧縮機とを備えた蒸気製造装置において、前記供給水の供給水量を調整する流量調整弁と、前記流量調整弁を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記供給水の供給温度から蒸発温度までの顕熱と、前記蒸発温度での蒸発潜熱に予め設定された乾き度の閾値を乗算して求めた値との和に、前記供給水量を乗算して必要熱量を求め、前記必要熱量と前記熱交換媒体が熱交換により失った損失熱量とを比較して、前記必要熱量が前記損失熱量を上回った場合には、前記流量調整弁を絞って前記供給水の供給水量を低減させ、前記必要熱量が前記損失熱量を下回った場合には、前記流量調整弁の開度を大きくして前記供給水の供給水量を増加させるようにしたことを特徴とするものである。

この構成により、圧縮機に流入する蒸気の水分量、即ち、圧縮機吸口側の乾き度を一定に保つことができるので、圧縮機に流入する蒸気に過剰の水分が混入して圧縮機が破損したり、圧縮機に流入する蒸気の水分量が少なくなり圧縮機により得られる蒸気の吐出量が減少してしまうことを防ぐことができる。また、圧縮機により得られた蒸気を熱交換器に導く必要もないので、得られた蒸気の全量を蒸気使用施設などで利用することができる。

また本発明において、前記第２流路の前記熱交換器上流側及び前記熱交換器と前記圧縮機との間に温度計を設けることにより、前記供給水の供給温度と蒸発温度を求めることが好ましい。この構成により、供給水の供給温度と蒸発温度を測定することができるので、容易に必要熱量を算出することができるようになる。

また本発明において、前記供給水の供給温度と蒸発温度が予め前記制御装置に設定された設定値であることが好ましい。この構成により、供給水の供給温度と蒸発温度を測定せずに必要熱量を算出することができるようになる。

また、本発明の蒸気製造装置の運転方法は、熱源から排出された熱交換媒体が流れる第１流路と、供給水が流れる第２流路と、前記熱交換媒体の熱を前記供給水に伝えて前記供給水を蒸発させる熱交換器と、前記熱交換器で生成された蒸気を圧縮する圧縮機とを備えた蒸気製造装置の運転方法において、前記供給水の供給温度から蒸発温度までの顕熱と、前記蒸発温度での蒸発潜熱に予め設定された乾き度の閾値を乗算して求めた値との和に、前記供給水の供給水量を乗算して必要熱量を求める必要熱量算出工程と、前記熱交換媒体が熱交換により失った熱量を求める損失熱量算出工程と、前記必要熱量算出工程で算出された必要熱量と前記損失熱量算出工程で算出された損失熱量とを比較して、前記必要熱量が前記損失熱量を上回った場合には、前記供給水の供給水量を調整する流量調整弁を絞って前記供給水の供給水量を低減させ、前記必要熱量が前記損失熱量を下回った場合には、前記流量調整弁の開度を大きくして前記供給水の供給水量を増加させる流量制御工程とを備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、排熱を利用して蒸気を製造する蒸気製造装置において、圧縮機により得られた蒸気を熱交換器に導かずとも、圧縮機に流入する蒸気の水分量を一定に保ち、圧縮機の安定性を高めるとともに、圧縮機により得られた蒸気の全量を蒸気使用施設などで利用することができる蒸気製造装置を提供することができる。

本発明の蒸気製造装置の第１実施形態を示す概略図図１に示す蒸気製造装置の運転方法を示すフローチャート本発明の蒸気製造装置の変形例を示す概略図

（第１実施形態）
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。図１〜図２は、本発明の蒸気製造装置の第１実施形態を示し、図１は第１実施形態の概略図を示している。本発明の蒸気製造装置１は、第１流路１０、第２流路２０、熱交換器３０、圧縮機４０、制御装置５０などから構成される。

まず、蒸気の製造についての概要を説明する。第１流路１０には、図示しない工場などの熱源設備から排出された温水（熱交換媒体）が流れ、第２流路２０には供給水が流れる。そして、熱交換器３０において、熱源設備から排出された温水の熱が供給水に伝えられ供給水は蒸発する。そして、熱交換器３０で生成された蒸気は圧縮機４０で圧縮され、図示しない蒸気利用施設などに送られる。

（第１流路）
第１流路１０は、配管１０ａ、配管１０ｂからなり、それぞれ両端が熱交換器３０と図示しない熱源設備に接続されている。第１流路１０の内部には、熱源設備から排出された温水が流れており、温水は、まず配管１０ａに流入し、熱交換器３０をとおって、配管１０ｂから流出する。熱交換器３０の上流側にあたる配管１０ａには、流量計１１ｆと温水の供給温度を測定する温度計１２ｔが設けられ、熱交換器３０の下流側にあたる配管１０ｂには、熱交換後の温水温度を測定する温度計１３ｔが設けられている。本実施形態では、流量計１１ｆを配管１０ａに設けているが、配管１０ｂに設けてもよい。また、熱源から排出される熱交換媒体には温水を用いているが、熱交換媒体は油や気体などであってもよい。

（第２流路）
第２流路２０は、３本の配管（配管２０ａ、配管２０ｂ、配管２０ｃ）からなり、配管２０ａは両端が熱交換器３０と供給水を供給する装置とに接続され、配管２０ｂは両端が熱交換器３０と圧縮機４０とに接続され、配管２０ｃは両端が圧縮器４０と図示しない蒸気利用施設などとに接続されている。第２流路２０の内部には供給水が流れており、供給水は、まず配管２０ａに流入し、熱交換器３０で蒸発した後、配管２０ｂをとおって圧縮機４０に入り昇温昇圧される。そして、昇温昇圧された蒸気は、配管２０ｃから蒸気利用施設などに送られる。配管２０ａには上流側から、供給水の供給水量を制御する流量調整弁２１、供給水の流量を測定する流量計２２ｆ、供給水の供給温度を測定する温度計２３ｔが設けられ、配管２０ｂには、供給水の蒸発温度を測定する温度計２４ｔが設けられている。なお、流量調整弁２１が流量計２２ｆよりも上流側に設置されているのであれば、流量調整弁２１と流量計２２ｆは、配管２０ａや配管２０ｂのどの位置に設置してあってもよい。

（熱交換器）
熱交換器３０は、温水と供給水とを熱的に接続するものであり、温水の熱を供給水に伝えて供給水を蒸発させている。熱交換器３０には、複数のプレートを有し、その複数のプレート間を温水と供給水とが交互に流れることで熱交換されるプレート式熱交換器が好適に用いられる。プレート式熱交換器は、他の熱交換器に比べ、伝熱面積に対して装置が小さいため、蒸気製造装置１がコンパクトになり、設置スペースの小さい蒸気利用施設にも蒸気製造装置１を設置することができる。なお、熱交換器３０はプレート式熱交換器に限定されず、タンク式熱交換器や垂直短管式熱交換器等であってもよい。

（圧縮機）
圧縮機４０は、第２流路２０の配管２０ｂと配管２０ｃとの間に配置され、圧縮機４０に流入した蒸気を圧縮する。圧縮機４０には、スクリュ圧縮機が好適に用いられる。なお、圧縮機４０はスクリュ圧縮機に限定されず、往復圧縮機、スクロール圧縮機、及び、ロータリ圧縮機等であってもよい。

（制御装置）
制御装置５０は、流量計１１ｆ、２２ｆ、温度計１２ｔ、１３ｔ、２３ｔ、２４ｔ、及び流量調整弁２１と電気的に接続され、これら測定器から求められる測定値と、予め制御装置５０に記憶させておいた各種設定値とから後述する必要熱量と供給熱量を算出し、その算出結果を基に流量調整弁２１を制御している。制御装置５０は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行する制御プログラム及び制御プログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）とを有している。制御装置５０による制御機能は、これらハードウェアとＲＯＭ内のソフトウェアとが協働して構築されている。

（蒸気製造装置の運転方法について）
次に、本実施形態における蒸気製造装置の運転方法について図２に示すフローチャートに沿って説明する。まず、蒸気製造装置１の運転を開始する（Ｓ１）。蒸気製造装置１の運転が開始されると、熱源設備と第１流路１０との間に設けられた図示しないポンプが駆動されるなどして、熱源設備から排出された温水が第１流路１０に流入する。また、圧縮機４０が回転するなどして、供給水が第２流路２０に流入する。なお、流量調整弁２１は、全開ではないもののある程度開いた状態に制御されている。そして、温水と供給水はそれぞれ熱交換器３０に入り、温水の熱が供給水に伝えられて供給水が蒸発する。さらに、蒸気は圧縮機４０により昇温昇圧されて、配管２０ｃから吐出され、蒸気利用施設に送られる。

続いて、必要熱量と損失熱量の測定を開始するか否かを判断する（Ｓ２）。熱量測定を開始する場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進み、熱量測定を開始しない場合（Ｓ２：Ｎｏ）、熱量測定を開始するまで待機する。

ステップＳ３では、制御装置５０の制御により、第１流路１０及び第２流路２０に設けられた流量計１１ｆ、２２ｆの流量、及び、温度計１２ｔ、１３ｔ、２３ｔ、２４ｔの温度を測定する（Ｓ３）。

そして、損失熱量Ｑ１を算出する（Ｓ４：損失熱量算出工程）。損失熱量とは、温水が熱交換により失う熱量のことであり、供給水が熱交換により得る熱量と同等とみなすことができる。損失熱量Ｑ１は、温水の流量（質量流量）と、熱交換前後での温水の温度差と、温水の比熱とを乗算することで算出される。具体的には、以下の手順によって求まる。（i）温度計１２ｔで測定した温水の供給温度Ｔ１と温度計１３ｔで測定した温水の熱交換後の温度Ｔ２との温度差（Ｔ２−Ｔ１）を算出する。
（ii）流量計１１ｆでの流量Ｆ１、温水の供給温度Ｔ１から熱交換後の温度Ｔ２までの平均比熱ｃ１を測定する。
（iii）温度差（Ｔ２−Ｔ１）と、流量Ｆ１と、平均比熱ｃ１とを全て乗算する。
以上の手順により、損失熱量Ｑ１が求まる。

続いて、必要熱量Ｑ２を算出する（Ｓ５：必要熱量算出工程）。必要熱量とは、圧縮機吸口側４１の蒸気の乾き度を、予め制御装置５０に設定された乾き度の閾値に近づけるために必要な熱量のことである。必要熱量Ｑ２は、供給水の顕熱（当圧の下で供給水の温度変化のために吸収する単位重量あたりの熱量）と、蒸発潜熱（当圧の下で供給水の相変化のために吸収する単位重量あたりの熱量）に予め設定された乾き度の閾値を乗算して求めた値との和に、供給水の供給水量（質量流量）を乗算することで算出される。具体的には、以下の手順によって求まる。
（i）温度計２３ｔで測定した供給水の供給温度Ｔ３と温度計２４ｔで測定した供給水の蒸発温度Ｔ４との温度差（Ｔ４−Ｔ３）を算出する。
（ii）流量計２２ｆでの流量（供給水量）Ｆ２、供給温度Ｔ３から蒸発温度Ｔ４までの供給水の平均比熱ｃ２、蒸発温度Ｔ４における蒸発潜熱Ｑｂを求める。
（iii）温度差（Ｔ４−Ｔ３）と平均比熱ｃ２とを乗算することにより顕熱Ｑａを求める。
（iv）顕熱Ｑａと、蒸発潜熱Ｑｂに予め制御装置５０に設定された乾き度の閾値Ｘ０を乗算して求めた値との和に、流量Ｆ２を乗算する（（Ｑａ＋Ｑｂ×Ｘ０）×Ｆ２）。
以上の手順により、必要熱量Ｑ２が求まる。なお、損失熱量Ｑ１を算出するステップ（Ｓ４）と必要熱量Ｑ２を算出するステップ（Ｓ５）は順番を入れ替えてもよい。

ここで、本実施例では、乾き度（圧縮機吸口側４１の乾き度）の閾値Ｘ０を０．９に設定している。閾値Ｘ０が、０．７〜０．９５の範囲内であると、圧縮機の負担が低減でき且つ圧縮機により得られる蒸気の吐出量が確保できるので好ましく、さらに０．８５〜０．９５の範囲に設定されていれば、より圧縮機の負担が低減されるので好ましい。逆に、乾き度の閾値Ｘ０が０．７未満であると、圧縮機に流入する蒸気に過剰の水分が混入し、圧縮機４０が破損してしまう恐れがある。また、乾き度の閾値Ｘ０が０．９５よりも大きいと、圧縮機４０に流入する蒸気の水分量が少なく、圧縮機４０により得られる蒸気の吐出量が減少してしまう。

続いて、必要熱量Ｑ２と損失熱量Ｑ１との差ΔＱを測定する（Ｓ６）。ΔＱ＞０、即ち、必要熱量Ｑ２が損失熱量Ｑ１を上回った場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、制御装置５０の制御により流量調整弁２１を絞り（Ｓ７）、供給水の流量Ｆ２を低減させる。ΔＱ＞０の場合には、圧縮機吸口側４１の乾き度Ｘが乾き度の閾値Ｘ０に近づくための熱量（必要熱量Ｑ２）よりも、供給水が実際に得ている熱量（即ち、損失熱量Ｑ１と同等の熱量）が小さい状態であり、供給水が得るべき熱量がΔＱだけ不足して、圧縮機吸口側４１の乾き度Ｘが、乾き度の閾値Ｘ０よりも小さい乾き度の蒸気が得られている状態である。この現象は、例えば、熱源から排出される温水の温度や流量が低下した場合等に起こり得る。したがって、圧縮機吸口側４１の乾き度Ｘを乾き度の閾値Ｘ０近づけるためには、必要熱量Ｑ２をΔＱほど減少させる必要があるので、流量調整弁２１を絞り、供給水の流量Ｆ２を減少させる。一回のステップで減少させる流量Ｆ２の量は、必要熱量Ｑ２と損失熱量Ｑ１との差ΔＱ等を考慮して適宜選択すればよい。
ΔＱ＝０、又はΔＱ＜０、即ち、必要熱量Ｑ２が損失熱量Ｑ１と等しい又は下回った場合には（Ｓ６：Ｎｏ）、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、ΔＱ＜０、即ち、必要熱量Ｑ２と損失熱量Ｑ１を下回った場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、今度は制御装置５０の制御により流量調整弁２１の開度を大きくし（Ｓ９）、供給水の供給流量Ｆ２を増加させる。ΔＱ＜０の場合には、圧縮機吸口側４１の乾き度Ｘが乾き度の閾値Ｘ０になるための熱量（必要熱量Ｑ２）よりも、供給水が実際に得ている熱量（即ち、損失熱量Ｑ１と同等の熱量）が大きい状態であり、供給水が得るべき熱量がΔＱだけ過剰で、圧縮機吸口側４１の乾き度Ｘが乾き度の閾値Ｘ０よりも大きい乾き度の蒸気が得られている状態である。この現象は、例えば、熱源から排出される温水の温度が上昇した場合や流量が増加した場合等に起こり得る。したがって、圧縮機吸口側４１の乾き度Ｘを乾き度の閾値Ｘ０近づけるためには、必要熱量Ｑ２をΔＱほど増加させる必要があるので、流量調整弁２１の開度を大きくして、供給水の流量Ｆ２を増加させる。
ΔＱ＝０、即ち、必要熱量Ｑ２と損失熱量Ｑ１との差が等しい場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、圧縮機吸口側４１の乾き度Ｘと乾き度の閾値Ｘ０が略同じ大きさの状態であることを意味しているので、流量調整弁２１を制御することなく次のステップ（Ｓ１０）に進む。

続いて、熱量測定を終了するか否かを判断する（Ｓ１０）。熱量測定を続ける場合（Ｓ１０：Ｎｏ）、Ｓ３に戻りＳ３〜Ｓ９のステップを繰り返す。熱量測定を終了する場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、蒸気製造装置１の運転を停止するなどして蒸気の製造を終了する（Ｓ１１）。

（効果）
次に、本実施形態により得られる効果について説明する。本実施形態の蒸気製造装置１は、第２流路２０に設けられた供給水の流量を調整する流量調整弁２１と、流量調整弁２１を制御する制御装置５０とを有し、圧縮機４０に流入する蒸気の乾き度Ｘが乾き度の閾値Ｘ０になるために必要な熱量（必要熱量Ｑ２）と温水が熱交換により失う熱量（損失熱量Ｑ１）とを比較して、必要熱量Ｑ２が損失熱量Ｑ１を上回った場合には、流量調整弁２１を絞って供給水の供給水量を低減させ、必要熱量Ｑ２が損失熱量Ｑ１を下回った場合には、流量調整弁２１の開度を大きくして供給水の供給水量を増加させるようにしている。

この構成により、流量や温度が常に変動している排熱を利用して蒸気を製造する場合であっても、つまり、損失熱量Ｑ１が常に変動している場合であっても、必要熱量Ｑ２と損失熱量Ｑ１とを比較して、供給水の流量を制御しているので、実際の乾き度Ｘを乾き度の閾値Ｘ０に近づけることができ、圧縮機吸口側４１の乾き度を理想の状態に保つことができる。

このように、圧縮機吸口側４１の乾き度を一定に保つことができるので、圧縮機４０に流入する蒸気に過剰の水分が混入し圧縮機４０が破損したり、圧縮機４０に流入する蒸気の水分が少なくなり得られる蒸気の吐出量が減少してしまうことを防ぐことができる。また、圧縮機４０により得られた蒸気を熱交換器３０に導く必要もないので、圧縮機４０により得られた蒸気の全量を蒸気使用施設に供給することができる。

また、蒸気製造装置１の第１流路１０及び第２流路２０には、流量計１１ｆ、２２ｆ、及び温度計１２ｔ、１３ｔ、２３ｔ、２４ｔが設けられているので、これら測定器から得られた測定値から必要熱量Ｑ２と損失熱量Ｑ１を簡単に算出することができる。

（変形例）
次に本発明の変形例について、図３を用いて説明する。図３は、変形例の概略図を示している。本変形例は、第１実施形態から温度計２３ｔ、２４ｔを取り除き、代わりに、供給水の供給温度Ｔ３'と蒸発温度Ｔ４'とを設定値として、予め制御装置５０に設定しておいたものである。

（変形例に係る蒸気製造装置の運転方法について）
続いて、変形例における蒸気製造装置の運転方法について説明する。ここでは、第１実施形態における蒸気製造装置の運転方法と異なる箇所についてのみ説明し、第１実施形態における蒸気製造装置の運転方法と同様の箇所は説明を割愛する。

図２に示すフローチャートのステップＳ３における温度測定においては、変形例では、第１実施形態から温度計２３ｔ、２４ｔを取り除いているため、第１流路１０に備えた温度計１２ｔ、１３ｔでの温度のみを測定する。

また、ステップＳ５において、変形例では、必要熱量Ｑ２を以下の手順によって算出する。
（i）予め制御装置５０に設定しておいた供給水の供給温度Ｔ３'と同じく制御装置５０に設定しておいた供給水の蒸発温度Ｔ４'との温度差（Ｔ４'−Ｔ３'）を算出する。
（ii）流量測定器２２ｆでの流量Ｆ２、供給温度Ｔ３'から蒸発温度Ｔ４'までの供給水の平均比熱ｃ２'、蒸発温度Ｔ４'における蒸発潜熱Ｑｂ'を測定する。
（iii）温度差（Ｔ４'−Ｔ３'）と平均比熱ｃ２'とを乗算することにより顕熱Ｑａ'を求める。
（iv）顕熱Ｑａ’と、蒸発潜熱Ｑｂ’に予め制御装置５０に設定された乾き度の閾値Ｘ０を乗算して求めた値との和に、流量Ｆ２を乗算する（（Ｑａ’＋Ｑｂ’×Ｘ０）×Ｆ２）。
以上の手順により必要熱量Ｑ２は求まる。

ここで、供給水の供給温度の設定値Ｔ３'は、実際の供給温度に近い温度に設定することが好ましい。ただし、供給水の供給温度Ｔ３'は顕熱Ｑａ'を求める際に必要であるが、顕熱Ｑａ'は蒸発潜熱Ｑｂ'に比べて大きさが１０分の１程度であるので、顕熱Ｑａ'による影響は小さい。したがって、供給温度Ｔ３'と実際の供給温度との誤差が２０℃程度あったとしても問題はない。

また、供給水の蒸発温度Ｔ４'も、実際の蒸気の温度に近い温度にすることが好ましい。ただし、蒸発温度Ｔ４'と実際の蒸発温度との誤差が例えば２０℃あったとしても、その場合の乾き度Ｘの計算上の誤差は０．０２程度であり、圧縮機４０に影響が出ることはない。したがって、蒸発温度Ｔ４'と実際の蒸発温度との誤差が２０℃程度あったとしても問題はない。

（効果）
本変形例による効果について説明する。本変形例において、供給水の供給温度Ｔ３'と蒸発温度Ｔ４'を予め制御装置５０に設定された設定値とした。この構成により、温度測定器にて供給水の供給温度と蒸発温度を測定する必要がなく、蒸気製造装置を簡素化することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。

１蒸気製造装置
１０第１流路
１０ａ、１０ｂ配管
１１ｆ流量計
１２ｔ、１３ｔ温度計
２０第２流路
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ配管
２１流量調整弁
２２ｆ流量計
２３ｔ、２４ｔ温度計
３０熱交換器
４０圧縮機
４１圧縮機吸口側
５０制御装置

Claims

熱源から排出された熱交換媒体が流れる第１流路と、供給水が流れる第２流路と、前記熱交換媒体の熱を前記供給水に伝えて前記供給水を蒸発させる熱交換器と、前記熱交換器で生成された蒸気を圧縮する圧縮機とを備えた蒸気製造装置において、
前記供給水の供給水量を調整する流量調整弁と、前記流量調整弁を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記供給水の供給温度から蒸発温度までの顕熱と、前記蒸発温度での蒸発潜熱に予め設定された乾き度の閾値を乗算して求めた値との和に、前記供給水量を乗算して必要熱量を求め、
前記必要熱量と前記熱交換媒体が熱交換により失った損失熱量とを比較して、前記必要熱量が前記損失熱量を上回った場合には、前記流量調整弁を絞って前記供給水の供給水量を低減させ、前記必要熱量が前記損失熱量を下回った場合には、前記流量調整弁の開度を大きくして前記供給水の供給水量を増加させるようにしたことを特徴とする蒸気製造装置。
前記第２流路の前記熱交換器上流側及び前記熱交換器と前記圧縮機との間に温度計を設けることにより、前記供給水の供給温度と蒸発温度を求めたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気製造装置。
前記供給水の供給温度と蒸発温度が予め前記制御装置に設定された設定値であることを特徴とする請求項１に記載の蒸気製造装置。
熱源から排出された熱交換媒体が流れる第１流路と、供給水が流れる第２流路と、前記熱交換媒体の熱を前記供給水に伝えて前記供給水を蒸発させる熱交換器と、前記熱交換器で生成された蒸気を圧縮する圧縮機とを備えた蒸気製造装置の運転方法において、
前記供給水の供給温度から蒸発温度までの顕熱と、前記蒸発温度での蒸発潜熱に予め設定された乾き度の閾値を乗算して求めた値との和に、前記供給水の供給水量を乗算して必要熱量を求める必要熱量算出工程と、
前記熱交換媒体が熱交換により失った熱量を求める損失熱量算出工程と、
前記必要熱量算出工程で算出された必要熱量と前記損失熱量算出工程で算出された損失熱量とを比較して、前記必要熱量が前記損失熱量を上回った場合には、前記供給水の供給水量を調整する流量調整弁を絞って前記供給水の供給水量を低減させ、前記必要熱量が前記損失熱量を下回った場合には、前記流量調整弁の開度を大きくして前記供給水の供給水量を増加させる流量制御工程とを備えたことを特徴とする蒸気製造装置の運転方法。