JP6156094B2 - Flash steam generator - Google Patents
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Description
本発明は、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、フラッシュ蒸気発生装置に関するものである。 The present invention relates to a flash steam generator that re-evaporates drain collected from an upstream steam utilization facility and separates it into flash steam and hot water, and supplies the flash steam to a downstream steam utilization facility. is there.
従来、特許文献1、2に示されるように、フラッシュ蒸気発生装置は、上流側の蒸気利用設備からのドレンをフラッシュタンクに回収するようになっていた。
Conventionally, as shown in
通常、上流側の蒸気利用設備の稼働時には、瞬間的に、定常時の数倍のドレンがフラッシュタンクへ流入することがある。フラッシュ蒸気発生装置では、上記のような瞬間的なドレン量増大に対応するために、フラッシュ蒸気発生装置の配管径や弁を、相当な余裕を持った設計にする必要があった。 Usually, when the steam utilization facility on the upstream side is in operation, a drain several times as large as that in a steady state may flow into the flash tank instantaneously. In the flash steam generator, in order to cope with the instantaneous increase in drain amount as described above, the piping diameter and valves of the flash steam generator have to be designed with a considerable margin.
そこで、本発明は、上流側の蒸気利用設備における瞬間的なドレン量増大に対応できる、合理的な設計の、フラッシュ蒸気発生装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flash steam generator having a rational design that can cope with an instantaneous increase in the amount of drain in an upstream steam utilization facility.
本発明は、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、フラッシュ蒸気発生装置であって、前記ドレンを前記フラッシュ蒸気と前記温水とに分離するフラッシュタンクと、前記ドレンを前記フラッシュタンクに回収する、回収ラインと、
前記フラッシュタンクから、前記フラッシュ蒸気を、前記下流側の蒸気利用設備に供給する、供給ラインと、前記フラッシュタンクから、前記温水を排出する、排出ラインと、前記フラッシュ蒸気発生装置の作動を制御する、制御手段と、前記フラッシュタンクの水位を検知する水位検知手段と、を備えており、前記回収ラインには、前記フラッシュタンクをバイパスして、前記回収ラインと前記排出ラインとを接続する、バイパスラインが設けられており、前記バイパスラインには、前記バイパスラインを開閉するバイパス弁が設けられており、前記排出ラインには、前記フラッシュタンクの水位に基づき、その開度が制御される排出弁が設けられており、前記制御手段は、前記水位検知手段による前記フラッシュタンクの水位が所定範囲内にある場合に、前記排出弁の開度を制御するようになっており、前記フラッシュタンクの水位には、前記所定範囲を超える第1警報値が設定されており、前記制御手段は、前記水位検知手段による前記フラッシュタンクの水位が前記第1警報値以上となる場合、前記バイパス弁を全開とするようになっていることを特徴とする。
The present invention is a flash steam generator that re-evaporates the drain collected from the upstream steam utilization facility and separates it into flash steam and hot water, and supplies the flash steam to the downstream steam utilization facility. A flash tank that separates the drain into the flash steam and the hot water; and a recovery line that recovers the drain into the flash tank;
Controls the operation of the supply line for supplying the flash steam from the flash tank to the downstream steam utilization facility, the discharge line for discharging the hot water from the flash tank, and the operation of the flash steam generator. And a control means and a water level detection means for detecting the water level of the flash tank, and the recovery line bypasses the flash tank and connects the recovery line and the discharge line. The bypass line is provided with a bypass valve that opens and closes the bypass line, and the discharge line has a discharge valve whose opening degree is controlled based on the water level of the flash tank. The control means has a predetermined range of the water level of the flash tank by the water level detection means. The first valve value exceeding the predetermined range is set to the water level of the flash tank, and the control means is configured to control the water level of the discharge valve. When the water level of the flash tank by the detecting means is equal to or higher than the first alarm value, the bypass valve is fully opened.
前記構成によれば、制御手段は、水位センサによって検知されるフラッシュタンクの水位が第1警報値以上となる場合、バイパス弁を全開とするようになっているので、上流側の蒸気利用設備における瞬間的なドレン量増大に対応できる。そして、瞬間的なドレン量増大に対応するために、フラッシュ蒸気発生装置の配管径や弁を大きくする必要はなく、フラッシュ蒸気発生装置を合理的に設計することができる。 According to the configuration, the control means is configured to fully open the bypass valve when the water level of the flash tank detected by the water level sensor is equal to or higher than the first alarm value. It can cope with an instantaneous increase in drain amount. In order to cope with an instantaneous increase in the drain amount, it is not necessary to increase the pipe diameter or valve of the flash steam generator, and the flash steam generator can be rationally designed.
本発明は、更に、次のような構成を備えるのが好ましい。
(1)前記制御手段は、前記バイパス弁を所定時間開放し、その後閉止するようになっている。
(2)前記制御手段は、前記フラッシュタンクの水位が前記所定範囲内になると、前記バイパス弁を閉止するようになっている。
(3)前記フラッシュタンクの水位には、前記第1警報値を超える第2警報値が設定されており、前記制御手段は、前記フラッシュタンクの水位が前記第2警報値以上となる場合、前記バイパス弁を全開とし、その状態を維持するようになっている。
The present invention preferably further comprises the following configuration.
(1) The control means opens the bypass valve for a predetermined time and then closes it.
(2) The control means closes the bypass valve when the water level of the flash tank falls within the predetermined range.
(3) A second alarm value that exceeds the first alarm value is set for the water level of the flash tank, and the control means, when the water level of the flash tank is equal to or higher than the second alarm value, The bypass valve is fully opened, and the state is maintained.
前記構成(1)によれば、制御手段は、バイパス弁を所定時間開放し、その後閉止するようになっているので、瞬間的なドレン量増大に対応後、円滑にドレンをフラッシュタンクに受け入れることができる。 According to the configuration (1), the control means opens the bypass valve for a predetermined time and then closes it. Therefore, the control means smoothly receives the drain into the flash tank after dealing with the instantaneous drain amount increase. Can do.
前記構成(2)によれば、制御手段は、フラッシュタンクの水位が所定範囲内になると、バイパス弁を閉止するようになっているので、瞬間的なドレン量増大に対応して、フラッシュタンクの水位を通常の制御範囲内に戻してから、ドレンをフラッシュタンクに受け入れることができる。 According to the configuration (2), the control means closes the bypass valve when the water level of the flash tank falls within a predetermined range. After returning the water level to within the normal control range, the drain can be received in the flash tank.
水位検知手段によって検知されるフラッシュタンクの水位が第1警報値を超える第2警報値以上となる場合、その原因は、瞬間的なドレン量増大による水位の増加というよりもフラッシュ蒸気発生装置側のトラブルによる水位の増加であることが想定される。前記構成(3)によれば、制御手段は、バイパス弁を閉止状態に復帰させず、全開状態に維持するようになっているので、ドレン排出を維持した状態で、フラッシュ蒸気発生装置の点検、手入れに円滑に移行することができる。 When the water level of the flash tank detected by the water level detection means is equal to or higher than the second alarm value exceeding the first alarm value, the cause is that the flash steam generator side rather than the increase in the water level due to an instantaneous drain amount increase. It is assumed that the water level increases due to trouble. According to the configuration (3), the control means does not return the bypass valve to the closed state, but keeps the bypass valve fully open. Smooth transition to care.
要するに本発明によると、上流側の蒸気利用設備における瞬間的なドレン量増大に対応できる、合理的な設計の、フラッシュ蒸気発生装置を提供できる。 In short, according to the present invention, it is possible to provide a flash steam generator having a rational design that can cope with an instantaneous increase in the amount of drain in the upstream steam utilization facility.
(全体構成)
図1は、本発明の実施形態に係るフラッシュ蒸気発生装置の概略構成図である。フラッシュ蒸気発生装置1は、上流側の蒸気利用設備11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分離すると共に、フラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備12に供給するようになっている。上流側の蒸気利用設備11は、ボイラ等から供給される蒸気を熱媒として利用するものであり、例えば熱交換器等から構成されている。下流側の蒸気利用設備12は、フラッシュ蒸気発生装置1から供給される蒸気を熱媒として利用するものであり、例えば熱交換器等から構成されている。
(overall structure)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a flash steam generator according to an embodiment of the present invention. The
フラッシュ蒸気発生装置1は、上流側の蒸気利用設備11から回収したドレンをフラッシュ蒸気と温水とに分離するフラッシュタンク2と、ドレンをフラッシュタンク2に回収する回収ライン3と、フラッシュタンク2からフラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備12に供給する供給ライン4と、フラッシュタンク2から温水を排出する排出ライン5と、を備えている。供給ライン4には、供給ライン4を開閉する供給弁41が設けられており、排出ライン5には、排出ライン5を開閉する排出弁51が設けられている。
The
回収ライン3には、上流側の蒸気利用設備11からのドレンに含まれる不純物等をろ過するためのストレーナ31が設けられている。そして、回収ライン3において、ストレーナ31の上流側であって、上流側の蒸気利用設備11の下流側には、フラッシュタンク2をバイパスして、回収ライン3と排出ライン5とを接続するバイパスライン6が設けられている。バイパスライン6には、バイパスライン6を開閉するバイパス弁61が設けられている。なお、フラッシュ蒸気発生装置1は、フラッシュ蒸気発生装置1の作動を制御する制御手段(図示せず)を備えている。
The recovery line 3 is provided with a
バイパス弁61は、電動弁であり、フラッシュ蒸気発生装置1の運転を停止した時(運転スイッチのオフ操作を行った時)、フラッシュタンク2にドレンが流れ込むことを防止するため、すなわち、フラッシュ蒸気発生装置1を保護するため、運転スイッチのオフ操作を行った時に自動的に開放状態となるようになっている。また、バイパス弁61は、停電時等の電源遮断時にも自動的に開放状態となるよう、バッテリ駆動式となっている。そして、バイパス弁61は、運転スイッチのオフ操作を行った時に、付属の電動モータによって漸次開放される。また、電源遮断時にも、バッテリ駆動によって漸次開放される。なお、バイパス弁61は、停電時等の電源遮断時に自動的に開放状態となるよう、スプリングリターン式となっていても良い。
The
バイパスライン6には、バイパス弁61の点検、手入れを行うために、バイパス弁61をバイパスする手動弁62が設けられている。手動弁62は、例えば、玉形弁である。
The bypass line 6 is provided with a
フラッシュタンク2は、フラッシュタンク2の水位を検知する水位検知手段として、水位センサ21及びフロートスイッチ22を備えている。制御手段は、水位センサ21によって検知されるフラッシュタンク2の水位が所定範囲内(第1基準値L1と第2基準値L2との間)となるよう、排出ライン5に設けられた排出弁51の開度を制御するようになっている。なお、排出弁51は電動弁である。さらに、制御手段は、水位センサ21によって検知されるフラッシュタンク2の水位が、前記所定範囲内を超える第1警報値A1以上となると、バイパス弁61を開放するようになっている。制御手段は、バイパス弁61を開放後、所定時間経過すると、バイパス弁61を閉止するようになっている。
The
また、制御手段は、フロートスイッチ22によって検知されるフラッシュタンク2の水位が第1警報値A1を超える第2警報値A2以上となると、バイパス弁61を開放するようになっている。この場合、制御手段は、所定時間の経過によってバイパス弁61を閉止することはなく、フラッシュ蒸気発生装置1は、インターロックがかかって停止した状態となり、高水位警報が発せられる。
Further, the control means opens the
バイパスライン6において、ストレーナ31の上流側には、ストレーナ31の上流側における回収ライン3の圧力を検知する圧力検知手段(圧力センサ32)が設けられている。本実施形態では、圧力センサ32は、バイパスライン6に設けられているが、回収ライン3に設けられても良い。制御手段は、ストレーナ31の詰まり等により回収ライン3の圧力が上昇し、圧力センサ32が所定圧力(第1設定圧力)以上を検知すると、バイパス弁61を開放するようになっている。
In the bypass line 6, pressure detection means (pressure sensor 32) that detects the pressure of the recovery line 3 on the upstream side of the
また、制御手段は、フラッシュ蒸気発生装置1の運転が停止されると、バイパス弁61を漸次開放するようになっている。上述したように、フラッシュ蒸気発生装置1の運転が停止されると、バイパス弁61は、付属の電動モータによって漸次開放されるようになっている。バイパス弁61を漸次開放する具体的な手段としては、通常バイパス弁61が全閉状態から全開状態までにかかる時間(例えば1〜2秒程度)に対して、より時間(例えば5秒程度以上)をかけて全開状態とすることが考えられる。
The control means gradually opens the
さらに、制御手段は、フラッシュ蒸気発生装置1の運転が停止されると、排出弁51を全開とするようになっている。排出弁51を全開とすることによって、バイパス弁61を開放した際に排出弁61等にかかる圧力を緩和することができる。
Furthermore, the control means is configured to fully open the
フラッシュ蒸気発生装置1は、次のように作動するようになっている。
The
上流側の蒸気利用設備11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。排出されたドレンは、回収ライン3を介して、フラッシュタンク2に送られる。排出されたドレンに含まれる不純物等は、回収ライン3に設けられたストレーナ31でろ過される。なお、通常、バイパス弁61は閉止されており、上流側の蒸気利用設備11から排出されたドレンは全量フラッシュタンク2に送られるようになっている。
In the
フラッシュタンク2は、上流側の蒸気利用設備11から受け入れたドレンを再蒸発させて、フラッシュ蒸気と温水とに分離する。フラッシュタンク2で生成されたフラッシュ蒸気は、供給ライン4を介して、下流側の蒸気利用設備12に供給される。
The
また、フラッシュタンク2で生成された温水は、排出ライン5を介して、オープンタンク(図示せず)等に排出される。なお、排出ライン5に設けられた排出弁51は、フラッシュタンク2に設けられた水位センサ21による水位の検知結果に基づいて、その開度が調整されており、その結果、フラッシュタンク2の水位が第1基準値L1と第2基準値L2との間に位置するよう、制御されるようになっている。
The hot water generated in the
フラッシュ蒸気発生装置1が作動中において、水位センサ21がフラッシュタンク2の水位が第1警報値A1以上であることを検知すると、制御手段は、全閉状態にあるバイパス弁61を開放する。これにより、フラッシュタンク2の水位は低下するので、制御手段は、バイパス弁61を開放後、所定時間経過するとバイパス弁61を閉止する。
When the
また、フラッシュ蒸気発生装置1が作動中において、フロートスイッチ22がフラッシュタンク2の水位が第2警報値A2以上であることを検知すると、制御手段はバイパス弁61を開放する。この場合、フラッシュタンク2の水位が第2警報値A2以上であるので、瞬間的なドレン量増大による水位の増加というよりもフラッシュ蒸気発生装置1側のトラブルによる水位の増加であることが想定される。このため、制御手段は、バイパス弁61を閉止状態に復帰させず、全開状態に維持する。そして、フラッシュ蒸気発生装置1は、インターロックがかかって停止した状態となり、高水位警報が発せられる。
When the
また、フラッシュ蒸気発生装置1が作動中において、圧力センサ32が第1設定圧力以上を検知すると、制御手段は、全閉状態にあるバイパス弁61を全開とする。そして、ドレンの回収は、オープンタンク(図示せず)等での回収に切り換えられる。このとき、フラッシュ蒸気発生装置1は、インターロックがかかって停止状態となる。現場の装置管理者は、圧力上昇の原因(ストレーナ31の詰まり等)を調査して、それを解消し、インターロックをリセットして、フラッシュ蒸気発生装置1を再び稼働状態にする。
Further, when the
フラッシュ蒸気発生装置1の運転が停止されると、制御手段は、バイパス弁61を漸次開放し、同時に、排出弁51を一時的に全開とする。すなわち、排出弁51は、フラッシュ蒸気発生装置1の運転が停止されると一旦全開とされるが、漸次開放されるバイパス弁61が全開となった後は閉止される。なお、上述した、圧力センサ32が第1設定圧力以上を検知した場合にも、制御手段は、この制御を行うことができる。
When the operation of the
前記構成のフラッシュ蒸気発生装置1によれば、次のような効果を発揮できる。
According to the
(1)制御手段は、水位センサ21によって検知されるフラッシュタンク2の水位が第1警報値A1以上となる場合、バイパス弁61を全開とするようになっているので、上流側の蒸気利用設備11における瞬間的なドレン量増大に対応できる。そして、瞬間的なドレン量増大に対応するために、フラッシュ蒸気発生装置1の配管径や弁を大きくする必要はなく、フラッシュ蒸気発生装置1を合理的に設計することができる。
(1) Since the control means is configured to fully open the
(2)制御手段は、バイパス弁61を所定時間開放し、その後閉止するようになっているので、瞬間的なドレン量増大に対応後、円滑にドレンをフラッシュタンク2に受け入れることができる。
(2) Since the control means opens the
(3)フロートスイッチ22によって検知されるフラッシュタンク2の水位が第1警報値A1を超える第2警報値A2以上となる場合、その原因は、瞬間的なドレン量増大による水位の増加というよりもフラッシュ蒸気発生装置1側のトラブルによる水位の増加であることが想定される。このため、制御手段は、バイパス弁61を閉止状態に復帰させず、全開状態に維持するようになっている。その結果、ドレン排出を維持した状態で、フラッシュ蒸気発生装置1の点検、手入れに円滑に移行することができる。
(3) When the water level of the
(4)制御手段は、圧力センサ21が第1設定圧力以上を検知すると、バイパスライン6に設けられたバイパス弁61を開放するようになっているので、回収ライン3における圧力上昇による上流側の蒸気利用設備11への影響を回避できる。
(4) When the
バイパス弁61は、実施形態に応じて、回収ライン3とバイパスライン6との接続箇所に、三方弁として設けられることも可能である。この三方弁を切り換えることによって、回収ライン3を経由したフラッシュタンク2への流れを維持するか、又はバイパスライン6への流れに切り換えるか、を制御することができる。
The
上記実施形態では、フラッシュ蒸気発生装置1は、1つのフラッシュタンク2を備えているが、フラッシュタンクは1つに限定されず、複数のフラッシュタンクを備えていても良い。その場合、バイパスライン及びバイパス弁は、フラッシュタンク毎に設けられても良く、また、フラッシュ蒸気発生装置全体に対してそれぞれ1つずつ設けられても良い。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、フラッシュタンク2は、フラッシュタンク2の水位を検知する水位検知手段として、所定範囲内の水位(第1基準値L1と第2基準値L2)及び第1警報値A1の水位を検知する水位センサ21、及び、第2警報値A2の水位を検知するフロートスイッチ22を備えているが、水位検知手段として水位センサのみ又はフロートスイッチのみを備えていても良い。この場合、水位センサ又はフロートスイッチによって、所定範囲内の水位、第1警報値の水位、第2警報値の水位を検知する。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、水位センサ21がフラッシュタンク2の水位が第1警報値A1以上であることを検知すると、制御手段は、全閉状態にあるバイパス弁61を開放し、その後、所定時間経過するとバイパス弁61を閉止するようになっている。しかし、制御手段が、所定時間の経過ではなく、フラッシュタンク2の水位が所定値以下、例えば、第2基準値L2以下(であり第1基準値L1以上)となると、バイパス弁61を閉止するようにしても良い。本構成でも、瞬間的なドレン量増大に対応後、円滑にドレンをフラッシュタンク2に受け入れることができる。なお、制御手段は、フロートスイッチ22によって検知されるフラッシュタンク2の水位が第1警報値A1を超える第2警報値A2以上となると、バイパス弁61を開放するようになっているが、この場合は、上記実施形態と同様、フラッシュタンク2の水位の低下によってバイパス弁61を閉止することはない。
In the said embodiment, if the
本発明は、上記実施形態で説明した構成には限定されず、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱することなく、当業者が考え得る各種変形例を含むことができる。 The present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and can include various modifications that can be considered by those skilled in the art without departing from the content described in the claims.
本発明では、上流側の蒸気利用設備における瞬間的なドレン量増大に対応できる、合理的な設計の、フラッシュ蒸気発生装置を提供できるので、産業上の利用価値が大である。 In the present invention, a rationally designed flash steam generator capable of responding to an instantaneous increase in the drain amount in the upstream steam utilization facility can be provided, so that the industrial utility value is great.
1 フラッシュ蒸気発生装置
2 フラッシュタンク 21 水位センサ 22 フロートスイッチ
3 回収ライン 31 ストレーナ 32 圧力センサ
4 供給ライン 41 供給弁
5 排出ライン 51 排出弁
6 バイパスライン 61 バイパス弁 62 手動弁
11 上流側の蒸気利用設備
12 下流側の蒸気利用設備
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ドレンを前記フラッシュ蒸気と前記温水とに分離するフラッシュタンクと、
前記ドレンを前記フラッシュタンクに回収する、回収ラインと、
前記フラッシュタンクから、前記フラッシュ蒸気を、前記下流側の蒸気利用設備に供給する、供給ラインと、
前記フラッシュタンクから、前記温水を排出する、排出ラインと、
前記フラッシュ蒸気発生装置の作動を制御する、制御手段と、
前記フラッシュタンクの水位を検知する水位検知手段と、を備えており、
前記回収ラインには、前記フラッシュタンクをバイパスして、前記回収ラインと前記排出ラインとを接続する、バイパスラインが設けられており、
前記バイパスラインには、前記バイパスラインを開閉するバイパス弁が設けられており、
前記排出ラインには、前記フラッシュタンクの水位に基づき、その開度が制御される排出弁が設けられており、
前記制御手段は、前記水位検知手段による前記フラッシュタンクの水位が所定範囲内にある場合に、前記排出弁の開度を制御するようになっており、
前記フラッシュタンクの水位には、前記所定範囲を超える第1警報値が設定されており、
前記制御手段は、前記水位検知手段による前記フラッシュタンクの水位が前記第1警報値以上となる場合、前記バイパス弁を全開とするようになっていることを特徴とする、フラッシュ蒸気発生装置。
A flash steam generator that re-evaporates the drain collected from the upstream steam utilization facility and separates it into flash steam and hot water, and supplies the flash steam to the downstream steam utilization facility,
A flash tank for separating the drain into the flash steam and the hot water;
A collection line for collecting the drain into the flash tank;
A supply line for supplying the flash steam from the flash tank to the downstream steam utilization facility;
A discharge line for discharging the hot water from the flash tank;
Control means for controlling the operation of the flash steam generator;
Water level detecting means for detecting the water level of the flash tank, and
The recovery line is provided with a bypass line that bypasses the flash tank and connects the recovery line and the discharge line.
The bypass line is provided with a bypass valve for opening and closing the bypass line,
The discharge line is provided with a discharge valve whose opening degree is controlled based on the water level of the flash tank,
The control means is configured to control the opening of the discharge valve when the water level of the flash tank by the water level detection means is within a predetermined range.
A first alarm value exceeding the predetermined range is set for the water level of the flash tank,
The flash steam generator, wherein the control means is configured to fully open the bypass valve when the water level of the flash tank by the water level detection means is equal to or higher than the first alarm value.
The flash steam generator according to claim 1, wherein the control means opens the bypass valve for a predetermined time and then closes the bypass valve.
The flash steam generator according to claim 1, wherein the control means is configured to close the bypass valve when a water level of the flash tank falls within the predetermined range.
前記制御手段は、前記フラッシュタンクの水位が前記第2警報値以上となる場合、前記バイパス弁を全開とし、その状態を維持するようになっている、請求項1〜3のいずれか1つに記載のフラッシュ蒸気発生装置。 The water level of the flash tank is set with a second alarm value that exceeds the first alarm value,
The control means according to any one of claims 1 to 3, wherein when the water level of the flash tank is equal to or higher than the second alarm value, the bypass valve is fully opened and the state is maintained. The described flash steam generator.
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