JP6025111B2 - Steam flow measurement method and heat supply system - Google Patents
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Description
本発明は、蒸気流量の計測方法、及び熱供給システムに関する。 The present invention relates to a steam flow rate measuring method and a heat supply system.
工場などにおいて、蒸気は、生産工程での加熱や空調の加熱・加湿まで幅広い用途に用いられている。例えば、集中設置されたボイラから延びる配管を工場の多くの場所に敷設し、当該配管を介して生産工程等に蒸気を送るシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In factories and the like, steam is used in a wide range of applications from heating in production processes to heating and humidification of air conditioning. For example, a system is known in which piping extending from a centrally installed boiler is laid in many places in a factory and steam is sent to a production process or the like via the piping (for example, see Patent Document 1).
従来、熱供給システムから外部装置(熱需要部)に供給される蒸気の流量は、オリフィス流量計を用いて計測するのが一般的であった。しかしながら、オリフィス流量計は蒸気の湿り度に依存して計測値が変化するため、配管内を流通する蒸気の湿り度が不明である場合には計測が困難であった。 Conventionally, the flow rate of the steam supplied from the heat supply system to the external device (heat demand section) is generally measured using an orifice flow meter. However, since the measurement value of the orifice flowmeter changes depending on the wetness of the steam, the measurement is difficult when the wetness of the steam flowing through the pipe is unknown.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、蒸気の湿り度によらず簡便に蒸気流量を測定することができる方法、及び蒸気の制御性に優れた熱供給システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is a method capable of easily measuring the flow rate of steam regardless of the wetness of the steam, and a heat supply system excellent in steam controllability. The purpose is to provide.
本発明の蒸気流量の計測方法は、配管内を流通する湿り蒸気の流量を超音波流量計により計測し、当該計測値を蒸気のみの流量として取得することを特徴とする。
この方法によれば、湿り蒸気の湿り度によらず少ない誤差で蒸気のみの流量を取得することができる。
The steam flow rate measuring method of the present invention is characterized in that the flow rate of wet steam flowing through a pipe is measured by an ultrasonic flow meter, and the measured value is obtained as a flow rate of only steam.
According to this method, the flow rate of only the steam can be acquired with a small error regardless of the wetness of the wet steam.
本発明の蒸気流量の計測方法は、配管内を流通する湿り蒸気の流量を超音波流量計により計測し、当該計測値を前記湿り蒸気の総流量として取得した後、前記計測値を、前記湿り蒸気の密度を用いて補正し、当該補正値を湿り蒸気の総流量として取得することを特徴とする。
この方法によれば、湿り蒸気の湿り度によらず少ない誤差で湿り蒸気の総流量を取得することができる。
In the method for measuring the steam flow rate of the present invention, the flow rate of the wet steam flowing through the pipe is measured by an ultrasonic flowmeter, and the measured value is acquired as the total flow rate of the wet steam, and then the measured value is converted to the wetness. The correction is performed using the density of the steam, and the correction value is acquired as the total flow rate of the wet steam.
According to this method, the total flow rate of the wet steam can be acquired with a small error regardless of the wetness of the wet steam.
本発明の熱供給システムは、配管を介して熱需要部に蒸気を供給する蒸気源と、前記熱需要部の入口近傍の前記配管に設けられ、前記配管内を流通する蒸気の流量を測定する超音波流量計と、前記超音波流量計の測定値に基づいて前記蒸気源の出力を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、超音波流量計を用いて蒸気の流量を計測するので、蒸気の湿り度によらず少ない誤差で蒸気流量を取得することができる。そして、かかる蒸気流量に基づいて蒸気源の出力を調整するので、熱需要部に対して供給される熱量を精度良く制御することができる。
The heat supply system of the present invention measures the flow rate of the steam that is provided in the pipe near the inlet of the heat demand section and the steam source that supplies steam to the heat demand section through the pipe and circulates in the pipe. It has an ultrasonic flow meter and a control part which controls the output of the steam source based on the measured value of the ultrasonic flow meter.
According to this configuration, since the flow rate of the steam is measured using the ultrasonic flow meter, the steam flow rate can be acquired with a small error regardless of the wetness of the steam. And since the output of a vapor | steam source is adjusted based on this vapor | steam flow volume, the calorie | heat amount supplied with respect to a heat demand part can be controlled accurately.
前記制御部は、前記超音波流量計の前記測定値を、前記配管内を流通する湿り蒸気のうち蒸気のみの流量として取得する蒸気流量取得動作と、前記蒸気流量に基づいて前記熱需要部に供給されている供給熱量を算出する供給熱量算出動作と、前記熱需要部へ供給すべき設定熱量と前記供給熱量との比較に基づいて前記蒸気源の出力を調整する出力調整動作と、を実行する構成としてもよい。
この構成によれば、超音波流量計の測定値を蒸気のみの流量として取得し、これを用いて供給熱量を算出するので、蒸気流量を簡便に取得できるとともに熱需要部への供給熱量を容易に推定することができる。そして、取得した供給熱量に基づいて蒸気源の出力を調整することで、熱需要部に対して所望の熱量を精度良く供給することができる。
The control unit obtains the measured value of the ultrasonic flowmeter as a flow rate of only steam out of the wet steam flowing through the pipe, and the heat demand unit based on the steam flow rate. A supply heat amount calculation operation for calculating the supply heat amount being supplied, and an output adjustment operation for adjusting the output of the steam source based on a comparison between the set heat amount to be supplied to the heat demand section and the supply heat amount It is good also as composition to do.
According to this configuration, the measurement value of the ultrasonic flowmeter is acquired as the flow rate of only the steam, and the supply heat amount is calculated using this, so that the steam flow rate can be easily acquired and the supply heat amount to the heat demand section is easy. Can be estimated. And by adjusting the output of the steam source based on the acquired supply heat quantity, the desired heat quantity can be accurately supplied to the heat demand section.
前記制御部は、前記超音波流量計の前記測定値を、前記配管内を流通する湿り蒸気の総流量として取得する総流量取得動作と、前記総流量を前記湿り蒸気の密度を用いて補正する総流量補正動作と、補正後の前記総流量に基づいて前記熱需要部に供給されている供給熱量を算出する供給熱量算出動作と、前記熱需要部へ供給すべき設定熱量と前記供給熱量との比較に基づいて前記蒸気源の出力を調整する出力調整動作と、を実行する構成としてもよい。
この構成によれば、超音波流量計の測定値を湿り蒸気の総流量として取得し、この総流量を湿り蒸気密度を用いて補正した値を用いて供給熱量を算出するので、熱需要部への供給熱量をより精度良く推定することができる。そして、取得した供給熱量に基づいて蒸気源の出力を調整することで、熱需要部に対して所望の熱量を精度良く供給することができる。
The control unit corrects the total flow rate using the wet steam density, and a total flow rate acquisition operation for acquiring the measurement value of the ultrasonic flowmeter as a total flow rate of the wet steam flowing through the pipe. A total flow correction operation, a supply heat amount calculation operation for calculating a supply heat amount supplied to the heat demand unit based on the corrected total flow rate, a set heat amount to be supplied to the heat demand unit, and the supply heat amount It is good also as a structure which performs the output adjustment operation | movement which adjusts the output of the said steam source based on these comparisons.
According to this configuration, the measurement value of the ultrasonic flowmeter is acquired as the total flow rate of the wet steam, and the supply heat amount is calculated using a value obtained by correcting the total flow rate using the wet steam density. Can be estimated with higher accuracy. And by adjusting the output of the steam source based on the acquired supply heat quantity, the desired heat quantity can be accurately supplied to the heat demand section.
本発明によれば、蒸気の湿り度によらず簡便に蒸気流量を測定する方法、及び蒸気の制御性に優れた熱供給システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat supply system excellent in the method of measuring a vapor | steam flow volume easily irrespective of the wetness of a vapor | steam, and the controllability of a vapor | steam can be provided.
図1は、本発明の一実施の形態である熱供給システムを示す概略図である。
図1に示すように、熱供給システムS1は、蒸気源10と、超音波流量計20と、これらを接続する配管30と、制御部70とを備えている。熱供給システムS1は、制御部70の制御のもと、蒸気源10において生成した蒸気を配管30を介して熱需要部90(外部装置)に供給する。超音波流量計20は、熱需要部90の蒸気入口近傍の配管30に設置されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a heat supply system according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the heat supply system S <b> 1 includes a
蒸気源10は例えばボイラであり、熱需要部90は例えば各種生産装置や空調装置などである。配管30は不図示の保熱手段により保熱されていてもよい。保熱手段としては、配管の外面を覆う保温材や、配管を加熱する加熱装置などを用いることができる。
The
超音波流量計20としては、配管30を流通する蒸気の温度や圧力に応じて適切なものを選択して用いることができる。図2は、超音波流量計の構成の一例を示す図である。
図2に示す超音波流量計20は、円筒状の管体21と、管体21の途中に設けられた一対の超音波送信部22と受信部23とを有する。超音波流量計20は、配管30内に、管体21の軸方向と蒸気の流通方向とがほぼ平行になるように設置される。なお、超音波流量計20は、超音波送信部22と受信部23とが水平状態となるように配管30内に設置されるのが好ましい。
As the
An
超音波送信部22及び受信部23は、管体21の側面に設けられた取付部24、25の開口24a,25aを介して管体21内に露出した状態に配置されている。本実施形態では、上述のように超音波送信部22及び受信部23が水平状態となるように配管30内に設置されているので、蒸気のドレンが取付部24,25内に溜まることによって流量の測定不良が生じるのを防止することが可能である。
The
超音波流量計20は、管体21内において蒸気導入口から蒸気排出口側へ流れる蒸気(被計測流体)に対し、超音波送信部22及び受信部23間で超音波を送受信する。具体的に超音波流量計20は、管体21内に超音波を斜めに送信し、蒸気の流れに沿った向きと蒸気の流れに逆らった向きとで超音波信号の伝搬時間に生じる差を検出し、図示略の流量変換器に出力する。流量変換器では、超音波信号の伝搬時間に生じる差に基づいて蒸気の流速を算出し、蒸気の流速に管体21の断面積を掛けることで管体21内を流通する蒸気の流量が算出される。そして本実施形態の場合、流量変換器で算出された流量値が、蒸気流量の測定値として制御部70へ出力される。制御部70では、超音波流量計20から出力される測定値に基づいて熱需要部90への供給熱量の制御が行われる。
The
上記構成を備えた本実施形態の熱供給システムでは、配管30を介して熱需要部90に供給される蒸気の流量計測手段として、超音波流量計20が用いられている。これにより、従来のオリフィス流量計を用いた場合と比較して簡便かつ高精度に、配管30内を流通する蒸気の流量を計測することが可能である。
In the heat supply system of the present embodiment having the above-described configuration, the
ここで図3は、超音波流量計の測定精度検証に用いた計測装置を示す図である。計測装置100は、ボイラ101と、過熱器102と、圧力調整弁103、104と、第1の熱交換器105と、計測配管106と、超音波流量計20と、背圧弁107と、第2の熱交換器108と、コリオリ流量計109とを、蒸気配管150と凝縮水配管151を介して環状に接続した構成を備えている。
Here, FIG. 3 is a diagram showing a measuring apparatus used for measuring accuracy verification of the ultrasonic flowmeter. The
また計測装置100には、水を冷却媒体とする冷却装置110と、計測装置100を制御する制御部170とが併設されている。冷却装置110は、冷却水貯留部111と、冷却塔112と、第1の冷却部113と、第2の冷却部114と、を備えており、これらは冷却水配管115を介して環状に接続されている。制御部170は、冷却装置110を含む計測装置100全体を総合的に制御する。
In addition, the
計測装置100では、ボイラ101で生成した蒸気を、過熱器102で過熱蒸気とし、その後、圧力調整弁103、104により所定圧力に調整して第1の熱交換器105に供給する。第1の熱交換器105では、蒸気配管150と冷却装置110の第1の冷却部113との熱交換により蒸気配管150内の蒸気が所定温度に冷却される。これにより、蒸気配管150内を流通する蒸気が凝縮水を含む湿り蒸気となって計測配管106に導入される。
In the measuring
第1の熱交換器105において生成される湿り蒸気の湿り度は、第1の冷却部113に供給される蒸気の温度及び圧力(温度計120及び圧力計123により計測)、並びに第1の冷却部113に供給する冷却水の温度、流量(温度計121、冷却水流量計127により計測)により調整することができる。
The wetness of the wet steam generated in the
計測配管106内に導入された湿り蒸気は、計測配管106の中途に設置された超音波流量計20による流量計測に供される。また、超音波流量計20の下流側に設けられた圧力計124及び温度計125により、湿り蒸気の圧力と温度が計測される。計測後の湿り蒸気は、背圧弁107により一定圧力に調整されつつ第2の熱交換器108に供給される。
The wet steam introduced into the
第2の熱交換器108では、冷却装置110の第2の冷却部114と蒸気配管150との熱交換により蒸気配管150内の蒸気が所定温度に冷却され、ほぼ全量が凝縮水とされ、凝縮水配管151を通りボイラ101に帰還される。第2の冷却部114において蒸気の冷却に用いられた後の冷却水は比較的高温になっているため、冷却塔112で冷却された後、地下水槽などの冷却水貯留部111に帰還される。
In the
第2の熱交換器108から排出された凝縮水は、コリオリ流量計109により流量を測定される。これにより、超音波流量計20により計測された湿り蒸気の総流量を取得することができる。コリオリ流量計109により計測された後の凝縮水はボイラ101に供給され、再利用される。
The condensed water discharged from the
以上に説明した計測装置100によれば、第1の熱交換器105において制御された湿り度の湿り蒸気を生成してこれを超音波流量計20により計測し、その後にコリオリ流量計109を用いて測定に用いた湿り蒸気の総流量(蒸気と凝縮水の合計流量)を計測することができる。これにより、任意の湿り度の蒸気についての超音波流量計20の測定値を、コリオリ流量計109による測定値との比較により検証することができる。
According to the measuring
下記に示す表1は、計測装置100を用いた超音波流量計の精度検証試験のサンプル条件である。なお、表1に示す圧力と流量の条件は、第1の熱交換器105を動作させずに、計測配管106に乾き蒸気を供給し、この乾き蒸気を超音波流量計20で計測した場合における圧力と流量である。
Table 1 below shows sample conditions for an accuracy verification test of an ultrasonic flowmeter using the
ここで図7は、計測装置100により乾き蒸気を測定したときの超音波流量計20のコリオリ流量計109に対する計測誤差を示すグラフである。測定対象が乾き蒸気である場合、超音波流量計20の測定値とコリオリ流量計109の測定値はよく一致し、両者の差異は広い流量範囲で±1%程度である。表1に条件を示した湿り蒸気の測定では、乾き蒸気の測定で誤差が±1%以内であった圧力、流量の条件を選択し、それぞれの条件で湿り蒸気を生成して測定を実施した。
Here, FIG. 7 is a graph showing a measurement error of the
表1において、湿り度の欄に記載された複数の数値は、圧力と流量を固定した状態で湿り度の条件を変えて測定を行ったことを示している。具体的に表1の第1行目に示す条件は、圧力0.2MPaA、流量200kg/hの乾き蒸気に対して、第1の熱交換器105における冷却条件の調整により、湿り度6.1%、7.8%、15.1%の3種類の湿り蒸気を生成し、それぞれについて超音波流量計20及びコリオリ流量計109による計測を実施したことを示している。全体では、36条件について計測を実施した。
In Table 1, a plurality of numerical values described in the column of wetness indicate that the measurement was performed by changing the wetness conditions in a state where the pressure and the flow rate were fixed. Specifically, the condition shown in the first row of Table 1 is that the wetness is 6.1 by adjusting the cooling conditions in the
図4は、表1に示す各条件について、超音波流量計20の測定値と、コリオリ流量計109の測定値との差異(総流量誤差[%])を、横軸を湿り度[%]としてプロットしたグラフである。総流量誤差εtは、下記に示す式(1)により算出した。
FIG. 4 shows the difference (total flow error [%]) between the measured value of the
図4に示すように、湿り度が大きくなるほど、総流量誤差がマイナス側に大きい値となっている。すなわち、湿り度が大きいほど、超音波流量計20はコリオリ流量計109に対して過小な測定値を出力する。
As shown in FIG. 4, the greater the wetness, the greater the total flow rate error on the minus side. That is, as the wetness degree increases, the
一方、図5は、超音波流量計20の測定値と、コリオリ流量計109の測定値から凝縮水に相当する流量を差し引いた値との差(測定誤差[%])を、横軸を湿り度[%]としてプロットしたグラフである。測定誤差εrは、上記の式(2)により算出することができる。式(2)における係数xは、湿り蒸気に含まれる蒸気の割合である。係数xは、湿り蒸気の湿り度をβ(0<β<1)とすると、x=1−βと表すことができる。
On the other hand, FIG. 5 shows the difference (measurement error [%]) between the measured value of the
図5に示すように、測定誤差εrは±3%以内に抑えられており、湿り度に対する依存性も見られない。この結果から、超音波流量計20の計測値を、蒸気と凝縮水を合わせた総流量ではなく、蒸気のみの流量として取得すれば、湿り度によらず実用的な精度で蒸気流量を測定することができる。
As shown in FIG. 5, the measurement error ε r is suppressed within ± 3%, and no dependency on the wetness is observed. From this result, if the measurement value of the
なお、従来から蒸気の流量計として使用されてきたオリフィス流量計では、図5のような湿り度に対して測定誤差εrがほぼ一定になる傾向は得られないことが本発明者らの試験により明らかとなっている。具体的には、オリフィス流量計の場合、湿り度が大きくなるほど総流量誤差εtがマイナス側に大きな値になる傾向は超音波流量計の場合と同様であるが、測定誤差εrは、湿り度が大きくなるほどプラス側に大きくなる。このように総流量誤差εt、測定誤差εrの双方に湿り度に対する依存性があるため、オリフィス流量計の場合には、湿り度が不明な湿り蒸気の流量を正確に計測することは困難である。 It is to be noted that the orifice flow meter conventionally used as a steam flow meter does not have a tendency that the measurement error ε r tends to be substantially constant with respect to the wetness as shown in FIG. It has become clear. Specifically, in the case of an orifice flow meter, the tendency that the total flow error ε t becomes larger on the minus side as the wetness increases is the same as in the case of the ultrasonic flow meter, but the measurement error ε r The greater the degree, the greater the positive side. As described above, since the total flow error ε t and the measurement error ε r both depend on the wetness, it is difficult to accurately measure the flow of wet steam whose wetness is unknown in the case of an orifice flow meter. It is.
一方、図4に示したように、総流量誤差εtは湿り度に依存するパラメータであることから、湿り度に依存する他の状態量を用いて補正することが可能であると考えられる。
そこで、下記式(3)に示す超音波流量の計算式を見ると、ρは飽和蒸気密度、KはKファクター、Aは管体21の断面積、uulsは蒸気の流速である。これらのうち、Kファクターは定数であり、uulsは超音波流量計20の出力値であるから、超音波流量Qulsの変動要因は実質的に飽和蒸気密度ρの項である。
On the other hand, as shown in FIG. 4, since the total flow error ε t is a parameter that depends on the wetness, it can be corrected by using another state quantity that depends on the wetness.
Therefore, looking at the calculation formula of the ultrasonic flow rate shown in the following formula (3), ρ is the saturated vapor density, K is the K factor, A is the cross-sectional area of the
飽和蒸気密度ρの項を補正するに際して、本発明者らは、式(4)に示すように均質流を仮定した湿り蒸気密度ρwetを規定し、式(5)に示すように超音波流量を補正することを試みた。すなわち、蒸気のみの密度ρstrと凝縮水の密度ρwatとを、湿り度に係わる係数x(=1−β)に応じて案分することで得られる湿り蒸気密度ρwetにより、式(5)に示すように、飽和蒸気密度ρを補正することとした。 In correcting the term of the saturated vapor density ρ, the present inventors define a wet vapor density ρ wet assuming a homogeneous flow as shown in the equation (4), and an ultrasonic flow rate as shown in the equation (5). Tried to correct. That is, by the wet steam density ρ wet obtained by proportionally dividing the steam-only density ρ str and the density of condensed water ρ wat according to the coefficient x (= 1−β) related to the wetness, the formula (5 ), The saturated vapor density ρ was corrected.
図6は、超音波流量計20の測定値を式(5)により補正した補正値と、コリオリ流量計109の測定値との差異(総流量誤差[%])を、横軸に湿り度[%]をとってプロットしたグラフである。
図6に示す総流量誤差は、全ての条件で±3%以下の範囲である。これにより、超音波流量計20の測定値を湿り蒸気密度ρwetで補正することにより、コリオリ流量計109の測定値との良好な一致が得られることがわかる。
FIG. 6 shows the difference (total flow error [%]) between the correction value obtained by correcting the measurement value of the
The total flow error shown in FIG. 6 is in the range of ± 3% or less under all conditions. Thus, it is understood that a good agreement with the measured value of the
以上に詳細に説明したように、湿り蒸気の流量測定に超音波流量計20を用いることで、湿り蒸気の湿り度によらず実用的な精度で蒸気流量を測定することができる。本発明者らの検証試験によれば、図5に示したように、超音波流量計20の測定値を蒸気のみの流量として取得した場合であっても、±3%以内の測定誤差で流量を測定することが可能である。さらに、超音波流量計20の測定値を湿り蒸気密度ρwetを用いて補正すれば、±3%以内の測定誤差で総流量を測定することが可能である。
As described in detail above, by using the
なお、上記説明では、超音波送信部22と受信部23とが水平状態となるように配管30内に設置される場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、図8に示すように取付部24,25が上下方向(鉛直方向)に配置されるように超音波流量計20を配管30内に設置するようにしてもよい。この構成において、鉛直方向下側に配置される接続部25にバルブ26を設けてもよい。これによれば、例えば流量測定を行わない時にバルブ26を開くことで接続部25内に溜まったドレンを排出することができる。よって、ドレン排出用の機構を別途設ける必要が無く、付加価値の高い熱供給システムS1を提供できる。
In the above description, the case where the
次に、熱供給システムS1における供給熱量制御について説明する。
上述したように、超音波流量計20を用いることで、湿り蒸気における蒸気のみの流量を精度良く測定できるとともに、さらに蒸気密度補正を行うことで総流量についても精度良く測定することができる。したがって、本実施形態の熱供給システムS1では、(制御1)超音波流量計20の計測値をそのまま使用して供給熱量制御を実行することができ、(制御2)超音波流量計20の測定値を湿り蒸気密度を用いて補正し、得られた補正値を用いて供給熱量制御を実行することもできる。
Next, supply heat amount control in the heat supply system S1 will be described.
As described above, by using the
上記(制御1)の場合、制御部70は、超音波流量計20の測定値を蒸気源10から熱需要部90に供給される湿り蒸気のうち、蒸気のみの流量として取得する蒸気流量取得動作と、かかる蒸気流量から熱需要部90に供給されている熱量(供給熱量)を算出する供給熱量算出動作と、かかる供給熱量と、制御部70において設定された設定熱量(蒸気源10から熱需要部90へ供給するよう設定された熱量)との比較に基づいて蒸気源10の出力を調整する出力調整動作と、を実行する。
In the case of the above (Control 1), the
蒸気流量取得動作では、配管30に設置された超音波流量計20を動作させ、配管30内を流通している湿り蒸気の流量を測定する。本例での動作では、図5に示した結果に基づいて、超音波流量計20の測定値を、蒸気のみの流量として取得する。
供給熱量算出動作では、蒸気流量と蒸気の潜熱とから、熱需要部90に供給されている供給熱量を算出する。これにより、熱需要部90に供給されている供給熱量を精度良く推定することができる。
そして、出力調整動作では、蒸気流量から算出した供給熱量が設定熱量に一致するように、蒸気源10の出力を調整する。すなわち、設定熱量に対して供給熱量が不足していれば、蒸気源10の出力を上昇させることで蒸気流量(供給熱量)を増加させる制御を実行する。一方、設定熱量に対して供給熱量が過剰であれば蒸気源10の出力を低下させることで蒸気流量(供給熱量)を減少させる制御を実行する。
以上の蒸気流量取得動作と供給熱量算出動作と出力調整動作とを連続的に実行することで、熱需要部90に対して持続的に所望の熱量(設定熱量)を供給することができる。
In the steam flow rate acquisition operation, the
In the supply heat amount calculation operation, the supply heat amount supplied to the
In the output adjustment operation, the output of the
By continuously executing the steam flow rate acquisition operation, the supply heat amount calculation operation, and the output adjustment operation, a desired heat amount (set heat amount) can be continuously supplied to the
一方、(制御2)の場合、制御部70は、超音波流量計20の測定値を蒸気源10から熱需要部90に供給される湿り蒸気の総流量として取得する総流量取得動作と、かかる総流量を湿り蒸気密度を用いて補正する総流量補正動作と、補正後の総流量から熱需要部90に供給されている熱量(供給熱量)を算出する供給熱量算出動作と、かかる供給熱量と、制御部70において設定された設定熱量(蒸気源10から熱需要部90へ供給するよう設定された熱量)との比較に基づいて蒸気源10の出力を調整する出力調整動作と、を実行する。
On the other hand, in the case of (Control 2), the
総流量取得動作は、超音波流量計20を用いて流量を測定する動作自体は(制御1)と同様であるが、超音波流量計20の測定値を湿り蒸気の総流量として取得する点で異なる。
総流量補正動作では、上記総流量を、湿り蒸気密度ρwetを用いて補正する。これにより、補正後の総流量は、湿り度によらずコリオリ流量計109の測定値とよく一致する値となる。
供給熱量算出動作では、補正後の総流量と蒸気の潜熱及び凝縮水の顕熱とから、熱需要部90に供給されている供給熱量を算出する。これにより、熱需要部90に供給されている供給熱量を精度良く推定することができる。
そして、出力調整動作では、(制御1)と同様に、設定熱量との比較に基づいて蒸気源10の出力調整が実行され、熱需要部90に対して供給される熱量が制御される。
以上の総流量取得動作と総流量補正動作と供給熱量算出動作と出力調整動作とを連続的に実行することで、熱需要部90に対して持続的に所望の熱量(設定熱量)を供給することができる。
The total flow rate acquisition operation is the same as (Control 1) in which the flow rate is measured using the
In the total flow rate correcting operation, the total flow rate is corrected using the wet steam density ρ wet . As a result, the corrected total flow rate is a value that agrees well with the measured value of the
In the supply heat amount calculation operation, the supply heat amount supplied to the
In the output adjustment operation, similarly to (Control 1), the output adjustment of the
By continuously executing the above total flow acquisition operation, total flow correction operation, supply heat amount calculation operation, and output adjustment operation, a desired amount of heat (set heat amount) is continuously supplied to the
このように、(制御1)、(制御2)のいずれの場合にも、超音波流量計20の測定値に基づいて熱需要部90への供給熱量を精度良く推定することができ、熱需要部90に供給すべき設定熱量との比較に基づいて蒸気源10の出力を調整することで、熱需要部90に所望の熱量を確実に供給することができる。
Thus, in any case of (Control 1) and (Control 2), the amount of heat supplied to the
(制御1)の動作では、超音波流量計20の測定値から得られる蒸気のみの流量を用いて蒸気源10の出力を調整するので、(制御2)のように測定値を補正する必要が無く、また供給熱量の算出も容易であるため、簡便に供給熱量の制御を実行することができる。なお、(制御1)では蒸気のみの流量から供給熱量を算出しているため、実際の供給熱量と異なる値になってしまうが、湿り蒸気の熱量はその大部分が蒸気の潜熱であるため、両者が大きく乖離することはない。
In the operation of (Control 1), since the output of the
一方、(制御2)の動作では、超音波流量計20を湿り蒸気密度ρwetを用いて補正した総流量を用いるので、(制御1)の場合と比較して総流量の値自体の誤差が小さくなる。
また、湿り蒸気の総流量から供給熱量を算出するので、実際の供給熱量により近い値を得ることができる。これらから、(制御2)では、(制御1)と比較しても高い精度で熱需要部90への供給熱量を制御することが可能である。
On the other hand, in the operation of (Control 2), since the total flow rate corrected by the
Further, since the supply heat amount is calculated from the total flow rate of the wet steam, a value closer to the actual supply heat amount can be obtained. From these, in (Control 2), it is possible to control the amount of heat supplied to the
10…蒸気源、20…超音波流量計、30,150…蒸気配管、151…凝縮水配管、70,170…制御部、90…熱需要部、S1…熱供給システム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記熱需要部の入口近傍の前記配管に設けられ、前記配管内を流通する前記湿り蒸気の流量を測定する超音波流量計と、
前記超音波流量計の測定値に基づいて前記蒸気源の出力を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記超音波流量計の前記測定値を、前記配管内を流通する湿り蒸気のうち乾き蒸気のみの流量として取得する蒸気流量取得動作と、
前記蒸気流量に基づいて前記熱需要部に供給されている供給熱量を算出する供給熱量算出動作と、
前記熱需要部へ供給すべき設定熱量と前記供給熱量との比較に基づいて前記蒸気源の出力を調整する出力調整動作と、
を実行することを特徴とする熱供給システム。 A steam source for supplying wet steam to the heat demand section via piping;
An ultrasonic flowmeter that is provided in the pipe near the entrance of the heat demand section and measures the flow rate of the wet steam flowing through the pipe;
A control unit for controlling the output of the steam source based on the measurement value of the ultrasonic flowmeter;
Have
The controller is
A steam flow rate acquisition operation for acquiring the measurement value of the ultrasonic flowmeter as a flow rate of only dry steam out of wet steam flowing through the pipe;
Supply heat amount calculation operation for calculating the supply heat amount supplied to the heat demand unit based on the steam flow rate;
An output adjustment operation for adjusting the output of the steam source based on a comparison between the set heat amount to be supplied to the heat demand section and the supplied heat amount;
Heat supply system that is characterized in that the run.
前記熱需要部の入口近傍の前記配管に設けられ、前記配管内を流通する前記湿り蒸気の流量を測定する超音波流量計と、
前記超音波流量計の測定値に基づいて前記蒸気源の出力を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記超音波流量計の前記測定値を、前記湿り蒸気の密度を用いて補正し、当該補正値を湿り蒸気の総流量として取得する総流量補正動作と、
補正後の前記総流量に基づいて前記熱需要部に供給されている供給熱量を算出する供給熱量算出動作と、
前記熱需要部へ供給すべき設定熱量と前記供給熱量との比較に基づいて前記蒸気源の出力を調整する出力調整動作と、
を実行することを特徴とする熱供給システム。 A steam source for supplying wet steam to the heat demand section via piping;
An ultrasonic flowmeter that is provided in the pipe near the entrance of the heat demand section and measures the flow rate of the wet steam flowing through the pipe;
A control unit for controlling the output of the steam source based on the measurement value of the ultrasonic flowmeter;
Have
The controller is
Wherein the measurement of the ultrasonic flowmeter, corrected using the density before Symbol wet steam, and the total flow rate correction operation for obtaining the correction value as a total flow rate of the wet steam,
Supply heat amount calculation operation for calculating the supply heat amount supplied to the heat demand unit based on the corrected total flow rate,
An output adjustment operation for adjusting the output of the steam source based on a comparison between the set heat amount to be supplied to the heat demand section and the supplied heat amount;
Heat supply system that is characterized in that the run.
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