JP6209941B2 - Boiler system - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラシステムに関する。より詳細には、負荷機器から排出されるドレンを、大気に開放することなく回収してボイラに給水するクローズドタイプのボイラシステムに関する。 The present invention relates to a boiler system. More specifically, the present invention relates to a closed type boiler system that collects drain discharged from a load device without supplying it to the atmosphere and supplies water to the boiler.
従来、ボイラによって生成された蒸気を負荷機器に供給し、負荷機器において熱源として使用された蒸気が凝縮して発生するドレンを、耐圧性を有する密閉型のドレンタンクに高温・高圧の状態で回収して、再度ボイラに給水するクローズドタイプのボイラシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, steam generated by a boiler is supplied to the load equipment, and the drain generated by condensation of the steam used as a heat source in the load equipment is collected in a sealed drain tank with pressure resistance at high temperature and pressure. And the closed type boiler system which supplies water to a boiler again is proposed (for example, refer patent document 1).
ところで、ドレンタンクの内部では、ドレンの圧力の低下に起因してフラッシュ蒸気が発生する。ドレンタンクの内部において発生したフラッシュ蒸気は、外部に放出される。ここで、このフラッシュ蒸気を、ボイラに供給する補給水を貯留する大気開放されたオープンタンクに導入してフラッシュ蒸気が保有する熱を回収することが行われている。しかしながら、ドレンタンクで発生したフラッシュ蒸気をオープンタンクに導入した場合、オープンタンクに貯留される補給水の温度が100℃を超えてしまい、フラッシュ蒸気が保有する熱を十分に回収できない場合があった。 Incidentally, flash steam is generated inside the drain tank due to a decrease in the pressure of the drain. The flash vapor generated inside the drain tank is discharged to the outside. Here, the flash steam is introduced into an open tank opened to the atmosphere for storing makeup water to be supplied to the boiler, and heat stored in the flash steam is recovered. However, when the flash steam generated in the drain tank is introduced into the open tank, the temperature of the makeup water stored in the open tank exceeds 100 ° C, and the heat held by the flash steam may not be sufficiently recovered. .
従って、本発明は、熱の利用効率をより向上させられるボイラシステムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of this invention is to provide the boiler system which can improve the utilization efficiency of a heat | fever more.
本発明は、蒸気を生成する缶体を有し、生成された蒸気を第1の負荷機器に供給するボイラと、前記第1の負荷機器が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく回収するドレンタンクと、前記第1の負荷機器と前記ドレンタンクとを接続する第1ドレン回収ラインと、前記ドレンタンクと前記ボイラとを接続し前記ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラに給水する第1ドレン供給ラインと、前記第1ドレン回収ラインに設けられ、該第1ドレン回収ラインを流通するドレンと該ドレンから発生したフラッシュ蒸気とを分離する気水分離器と、一端側が前記気水分離器に接続され該気水分離器で分離されたフラッシュ蒸気を第2の負荷機器に供給する第1フラッシュ蒸気ラインと、を備えるクローズドタイプのボイラシステム。 The present invention includes a boiler that generates steam, and supplies a boiler that supplies the generated steam to a first load device, and a drain that is generated when the first load device condenses by using the steam. A drain tank that is collected without being released to the atmosphere, a first drain collection line that connects the first load device and the drain tank, and the drain tank and the boiler that are connected to each other and stored in the drain tank. A first drain supply line for supplying drain to the boiler, and an air / water separator provided in the first drain recovery line for separating the drain flowing through the first drain recovery line and the flash steam generated from the drain And a first flash steam line having one end connected to the steam separator and supplying flash steam separated by the steam separator to a second load device. Type of boiler system.
また、ボイラシステムは、大気開放され、前記ボイラに供給する補給水を貯留するオープンタンクと、一端側が前記第2の負荷機器に接続され他端側が前記オープンタンクに接続される第2ドレン回収ラインと、を更に備えることが好ましい。 The boiler system includes an open tank that is open to the atmosphere and stores makeup water to be supplied to the boiler, and a second drain recovery line that has one end connected to the second load device and the other end connected to the open tank. It is preferable to further comprise.
また、ボイラシステムは、一端側が前記ドレンタンクに接続され該ドレンタンクで発生したフラッシュ蒸気を第3の負荷機器に供給する第2フラッシュ蒸気ラインと、一端側が前記第3の負荷機器に接続され他端側が前記オープンタンクに接続される第3ドレン回収ラインと、を更に備えることが好ましい。 In addition, the boiler system has a second flash steam line, one end of which is connected to the drain tank and supplies flash steam generated in the drain tank to a third load device, and one end connected to the third load device. It is preferable to further include a third drain recovery line whose end side is connected to the open tank.
本発明のボイラシステムによれば、熱の利用効率をより向上させられる。 According to the boiler system of the present invention, the utilization efficiency of heat can be further improved.
以下、本発明のボイラシステム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。本発明のボイラシステムは、図1に示すように、第1の負荷機器20において発生したドレンを、耐圧性を有する密閉型のタンクに高温高圧の状態で回収して、このドレンをボイラに給水するクローズドタイプのボイラシステムである。
また、本実施形態のボイラシステム1は、ドレンから発生したフラッシュ蒸気を、第2の負荷機器50や第3の負荷機器60に供給することで、熱の利用効率をより向上させたボイラシステムである。
Hereinafter, preferred embodiments of the boiler system of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the boiler system of the present invention collects the drain generated in the
Moreover, the boiler system 1 of this embodiment is a boiler system that further improves the heat utilization efficiency by supplying the flash steam generated from the drain to the
本実施形態のボイラシステム1は、図1に示すように、ボイラ10と、ドレンタンク30と、オープンタンク40と、気水分離器70を備える。
The boiler system 1 of this embodiment is provided with the
また、ボイラシステム1は、これらの機器を接続し、蒸気又は水が流通する複数のライン、これら複数のラインを開閉させる複数の弁、所定のラインに配置される複数のポンプ、及びこれら複数の弁や複数のポンプ等の動作を制御する制御装置(図示せず)を備える。具体的には、ボイラシステム1は、ラインとして、第1蒸気供給ラインL1と、第1ドレン回収ラインL2と、第1ドレン供給ラインL3と、第2蒸気供給ラインL4と、第1フラッシュ蒸気ラインL51と、第2ドレン回収ラインL52と、第2フラッシュ蒸気ラインL61と、第3ドレン回収ラインL62と、補給水ラインL7と、第1ドレン循環ラインL8と、を備える。 In addition, the boiler system 1 connects these devices, a plurality of lines through which steam or water flows, a plurality of valves that open and close the plurality of lines, a plurality of pumps arranged in a predetermined line, and a plurality of these A control device (not shown) for controlling operations of a valve, a plurality of pumps and the like is provided. Specifically, the boiler system 1 includes, as lines, a first steam supply line L1, a first drain recovery line L2, a first drain supply line L3, a second steam supply line L4, and a first flash steam line. L51, a second drain recovery line L52, a second flash steam line L61, a third drain recovery line L62, a makeup water line L7, and a first drain circulation line L8.
ボイラ10は、蒸気を生成する缶体11と、缶体11で生成された蒸気が集合される蒸気ヘッダ12と、缶体11と蒸気ヘッダ12とを連結する連結管13と、連結管13に配置され缶体11で生成された蒸気に含まれる水分を分離する気液分離器14と、を備える。
The
以上のボイラ10によれば、缶体11に供給されたドレンは燃料の燃焼により加熱され、ドレンから蒸気が生成される。缶体11で生成された蒸気中に含まれる水分は、気液分離器14により除去され、水分が除去された蒸気が連結管13を介して蒸気ヘッダ12に集められる。
蒸気ヘッダ12に集められた蒸気は、蒸気使用設備である第1の負荷機器20に供給される。
According to the
The steam collected in the
第1の負荷機器20は、ボイラ10で発生した蒸気を熱源として利用し、加熱対象物との間で熱交換を行う。
ドレンタンク30は、第1の負荷機器20において熱交換に用いられた蒸気の一部が凝集して生じるドレンを回収して収容する。このドレンタンク30は、耐圧性を有し密閉可能な圧力容器により構成される。
The
The
オープンタンク40は、大気に開放されている。このオープンタンク40は、ボイラ10に供給される補給水を貯留する。
The
気水分離器70は、後述の第1ドレン回収ラインL2に配置される。この気水分離器70は、第1ドレン回収ラインL2を流通するドレンとこのドレンから発生したフラッシュ蒸気とを分離する。
The
第1蒸気供給ラインL1は、蒸気ヘッダ12と第1の負荷機器20とを接続し、ボイラ10で生成された蒸気を第1の負荷機器20に供給する。
The first steam supply line L <b> 1 connects the
第1ドレン回収ラインL2は、第1の負荷機器20とドレンタンク30とを接続し、第1の負荷機器20で発生したドレンをドレンタンク30に供給する。この第1ドレン回収ラインL2は、第1の負荷機器20と気水分離器70とを接続する上流側回収ラインL21と、気水分離器70とドレンタンク30とを接続する下流側回収ラインL22と、を備える。
上流側回収ラインL21には、第1の負荷機器20において発生したドレンを排出し、かつ、蒸気の排出を防ぐスチームトラップ21及び逆止弁22が配置される。
下流側回収ラインL22には、気水分離器70において分離されたドレンを排出し、かつ、フラッシュ蒸気の排出を防ぐスチームトラップ23が配置される。
The first drain recovery line L <b> 2 connects the
In the upstream recovery line L21, a
In the downstream collection line L22, a
第1ドレン供給ラインL3は、ドレンタンク30とボイラ10とを接続し、ドレンタンク30に収容されたドレンをボイラ10に供給する。第1実施形態では、第1ドレン供給ラインL3の上流側の端部は、ドレンタンク30の下部に接続される。また、第1ドレン供給ラインL3の下流側は、缶体11の下部に接続される。
The first drain supply line L3 connects the
以上の第1ドレン供給ラインL3には、ドレンポンプ31及びドレン供給弁32が配置される。
ドレンポンプ31は、ドレンタンク30から供給されたドレンを昇圧してボイラ10に供給する。ドレン供給弁32は、モータバルブにより構成される。
A
The
第2蒸気供給ラインL4は、蒸気ヘッダ16とドレンタンク30とを接続する。この第2蒸気供給ラインL4は、ボイラ10で生成された蒸気をドレンタンク30に供給し、ドレンタンク30の内部の圧力を調節する。第2蒸気供給ラインL4には、圧力調整弁41及びモータバルブ42が配置される。
The second steam supply line L4 connects the steam header 16 and the
第1フラッシュ蒸気ラインL51は、一端側が気水分離器70に接続され他端側が第2の負荷機器50に接続される。この第1フラッシュ蒸気ラインL51は、気水分離器70で分離されたフラッシュ蒸気を第2の負荷機器50に供給する。
第2ドレン回収ラインL52は、一端側が第2の負荷機器50に接続され他端側がオープンタンク40に接続される。この第2ドレン回収ラインL52は、第2の負荷機器50で熱交換されたフラッシュ蒸気から生じたドレンをオープンタンク40に回収する。第2ドレン回収ラインL52には、第2の負荷機器50において生じたドレンを排出し、かつ、フラッシュ蒸気の排出を防ぐスチームトラップ51が配置される。
The first flash steam line L51 has one end connected to the
The second drain recovery line L52 has one end connected to the
第2フラッシュ蒸気ラインL61は、一端側がドレンタンク30の上部に接続され他端側が第3の負荷機器60に接続される。この第2フラッシュ蒸気ラインL61は、ドレンタンク30で発生したフラッシュ蒸気を第3の負荷機器60に供給する。第2フラッシュ蒸気ラインL61には、圧力調整弁61が配置されている。圧力調整弁61は、ドレンタンク30の内部の圧力が所定の圧力を超えた場合に、フラッシュ蒸気を第3の負荷機器60側に逃がして、ドレンタンク30の内部の圧力を低下させる。
The second flash steam line L61 has one end connected to the upper part of the
第3ドレン回収ラインL62は、一端側が第3の負荷機器60に接続され他端側がオープンタンク40に接続される。この第3ドレン回収ラインL62は、第3の負荷機器60で熱交換されたフラッシュ蒸気から生じたドレンをオープンタンク40に回収する。第3ドレン回収ラインL62には、第3の負荷機器60において生じたドレンを排出し、かつ、フラッシュ蒸気の排出を防ぐスチームトラップ62が配置される。
The third drain recovery line L62 has one end connected to the
補給水ラインL7は、オープンタンク40とドレンタンク30とを接続し、オープンタンク40に貯留された水をドレンタンク30に供給する。補給水ラインL7には、ポンプ71が配置されている。
The makeup water line L7 connects the
第1ドレン循環ラインL8は、第1ドレン供給ラインL3とドレンタンク30とを接続する。より具体的には、第1ドレン循環ラインL8の上流側(基端側)の端部は、第1ドレン供給ラインL3におけるドレンポンプ31とドレン供給弁32との間に接続される。第1ドレン循環ラインL8の下流側の端部は、ドレンタンク30の上部に接続されるラインと、ドレンタンク30の下部に接続されるラインとに分岐している。ドレンタンク30の上部に接続されるラインには、モータバルブ81が配置され、ドレンタンク30の下部に接続されるラインには、オリフィス82が配置される。
The first drain circulation line L8 connects the first drain supply line L3 and the
第1ドレン循環ラインL8は、第1ドレン供給ラインL3を流通するドレンの一部又は全部を、ドレンタンク30に戻す。より詳細には、ドレンタンク30の下部に接続されるラインからは、ドレンタンク30の液相部にドレンが循環され、ドレンタンク30の上部に接続されるラインからは、ドレンタンク30の気相部にドレンが循環される。この第1ドレン循環ラインL8では、液相部に循環されるドレンの流量を、オリフィス82により調整してドレンタンク30に貯留されるドレンの温度を均一化させつつ、気相部に循環させるドレンにより、ドレンタンク30の内部で発生するフラッシュ蒸気を回収している。
The first drain circulation line L8 returns a part or all of the drain flowing through the first drain supply line L3 to the
次に、本実施形態のボイラシステム1の動作について説明する。
第1実施形態では、まず、ボイラ10(缶体11)において蒸気が生成される。缶体11で生成された蒸気は、気液分離器14において水分が分離された後、連結管13を介して蒸気ヘッダ12に供給される。
Next, operation | movement of the boiler system 1 of this embodiment is demonstrated.
In the first embodiment, first, steam is generated in the boiler 10 (can 11). The steam generated in the can 11 is supplied to the
蒸気ヘッダ12に供給された蒸気は、第1の負荷機器20において利用された後ドレンとなり、第1ドレン回収ラインL2を流通する。より詳細には、第1の負荷機器20から排出されたドレンは、上流側回収ラインL21を通じて気水分離器70に導入される。そして、気水分離器70において、ドレンから生じるフラッシュ蒸気が分離され、この分離されたフラッシュ蒸気は、第1フラッシュ蒸気ラインL51を通じて第2の負荷機器50に供給される。
第2の負荷機器50に供給されたフラッシュ蒸気は、第2の負荷機器50において熱交換された後、第2ドレン回収ラインL52を通じてオープンタンク40に回収される。
The steam supplied to the
The flash steam supplied to the
気水分離器70においてフラッシュ蒸気が分離されたドレンは、下流側回収ラインL22を通じて高温高圧の状態でドレンタンク30に回収される。そして、ドレンタンク30に貯留されたドレンは、第1ドレン供給ラインL3を通ってボイラ10に給水として供給される。
また、第1ドレン供給ラインL3を流通するドレンの一部は、第1ドレン循環ラインL6を通ってドレンタンク30に返送される。
The drain from which the flash steam has been separated in the
In addition, a part of the drain flowing through the first drain supply line L3 is returned to the
一方、ドレンタンク30において発生したフラッシュ蒸気は、第2フラッシュ蒸気ラインL61を通じて第3の負荷機器60に供給される。
第3の負荷機器60に供給されたフラッシュ蒸気は、第3の負荷機器60において熱交換された後、第3ドレン回収ラインL62を通じてオープンタンク40に回収される。
On the other hand, the flash steam generated in the
The flash steam supplied to the
以上説明した本実施形態のボイラシステム1によれば、以下のような効果を奏する。 According to the boiler system 1 of this embodiment demonstrated above, there exist the following effects.
(1)クローズドタイプのボイラシステム1においては、第1の負荷機器20で蒸気が使用されることにより発生するドレンは、ドレンタンク30に回収された後再びボイラ10に供給される。また、ボイラシステム1においては、ドレン及びこのドレンから発生するフラッシュ蒸気が保有する熱をより有効に利用することが求められる。ここで、特に、第2の負荷機器50においてフラッシュ蒸気を利用して熱交換を行うことが考えた場合、ボイラシステム1(ドレンタンク30)の設置状況によっては、第2の負荷機器50(フラッシュ蒸気の利用機器)とフラッシュ蒸気が発生するドレンタンク30との間の距離が長くなる場合がある。そこで、ボイラシステム1を、第1ドレン回収ラインL2に設けられる気水分離器70を含んで構成した。これにより、気水分離器70を第2の負荷機器50に近い位置に配置することで、フラッシュ蒸気の回収位置から第2の負荷機器50までの距離を短くできる。よって、ドレンタンク30の設置場所が制限されている場合であっても、第2の負荷機器50の位置に応じて適宜気水分離器70を配置することで、熱の利用効率をより向上させられる。
(1) In the closed type boiler system 1, the drain generated by using steam in the
(2)ボイラシステム1を、ボイラ10に供給する補給水を貯留するオープンタンク40と、第2の負荷機器50とオープンタンク40とを接続する第2ドレン回収ラインL52と、を含んで構成した。これにより、第2の負荷機器50において熱交換を行ったフラッシュ蒸気又はこのフラッシュ蒸気から生じたドレンをオープンタンク40に回収できる。よって、第2の負荷機器50で熱交換を行った後のフラッシュ蒸気又はドレンの保有する熱をオープンタンク40で回収できるので、ボイラシステム1の熱の利用効率をより向上させられる。
(2) The boiler system 1 includes an
(3)ボイラシステム1を、ドレンタンク30で発生したフラッシュ蒸気を第3の負荷機器60に供給する第2フラッシュ蒸気ラインL61と、第3の負荷機器60とオープンタンク40とを接続する第3ドレン回収ラインL62と、を含んで構成した。これにより、ドレンタンク30で発生したフラッシュ蒸気についても第3の負荷機器60において利用でき、また、第3の負荷機器60で熱交換を行ったフラッシュ蒸気又はこのフラッシュ蒸気から生じるドレンをオープンタンク40に回収できる。よって、ボイラシステム1の熱の利用効率を更に向上させられる。
(3) The boiler system 1 connects the second flash steam line L61 for supplying the flash steam generated in the
以上、本発明のボイラ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、本実施形態では、ボイラシステム1を、一台のボイラ10により構成したが、これに限らない。即ち、ボイラシステムを、複数台のボイラを含んで構成してもよい。
As mentioned above, although each preferred embodiment of the boiler system of the present invention was described, the present invention is not limited to the embodiment mentioned above, and can be changed suitably.
For example, in this embodiment, although the boiler system 1 was comprised with the one
また、本実施形態では、補給水ラインL7を、オープンタンク40とドレンタンク30とを接続して構成したが、これに限らない。即ち、補給水ラインを、オープンタンクとドレンタンクとを接続する第1の補給水ラインと、オープンタンクと第1ドレン供給ラインとを接続する第2の補給水ラインと、を含んで構成してもよい。
In the present embodiment, the makeup water line L7 is configured by connecting the
また、本実施形態では、第2ドレン回収ラインL52及び第3ドレン回収ラインL62に、それぞれ、スチームトラップ51,62を配置したが、これに限らない。即ち、第2の負荷機器50及び第3の負荷機器60において熱交換を行った後のドレンが100℃を下回るような場合には、スチームトラップを配置することなくボイラシステムを構成してもよい。
In the present embodiment, the steam traps 51 and 62 are disposed in the second drain recovery line L52 and the third drain recovery line L62, respectively, but the present invention is not limited thereto. That is, when the drain after performing heat exchange in the
1 ボイラシステム
10 ボイラ
11 缶体
20 第1の負荷機器
30 ドレンタンク
40 オープンタンク
50 第2の負荷機器
60 第3の負荷機器
70 気水分離器
L2 第1ドレン回収ライン
L3 第1ドレン供給ライン
L51 第1フラッシュ蒸気ライン
L52 第2ドレン回収ライン
L61 第2フラッシュ蒸気ライン
L62 第3ドレン回収ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記第1の負荷機器が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく高温高圧の状態で回収するドレンタンクと、
前記第1の負荷機器と前記ドレンタンクとを接続する第1ドレン回収ラインと、
前記ドレンタンクと前記ボイラとを接続し前記ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラに給水する第1ドレン供給ラインと、
前記第1ドレン回収ラインに設けられ、該第1ドレン回収ラインを流通するドレンと該ドレンから発生したフラッシュ蒸気とを分離する気水分離器と、
一端側が前記気水分離器に接続され該気水分離器で分離されたフラッシュ蒸気を圧縮することなく第2の負荷機器に供給する第1フラッシュ蒸気ラインと、を備えるクローズドタイプのボイラシステム。 A boiler that has a can that generates steam and supplies the generated steam to the first load device;
A drain tank that collects the drain generated by the condensation of the first load device by using steam in a high-temperature and high-pressure state without opening it to the atmosphere;
A first drain recovery line connecting the first load device and the drain tank;
A first drain supply line for connecting the drain tank and the boiler and supplying the boiler with the drain stored in the drain tank;
A steam separator provided in the first drain recovery line, for separating the drain flowing through the first drain recovery line and the flash vapor generated from the drain;
A closed-type boiler system comprising: a first flash steam line having one end connected to the steam separator and supplying the second steam to the second load equipment without compressing the flash steam separated by the steam separator.
一端側が前記第2の負荷機器に接続され他端側が前記オープンタンクに接続される第2ドレン回収ラインと、を更に備える請求項1に記載のボイラシステム。 An open tank that is open to the atmosphere and stores makeup water to be supplied to the boiler;
The boiler system according to claim 1, further comprising: a second drain recovery line having one end connected to the second load device and the other end connected to the open tank.
一端側が前記第3の負荷機器に接続され他端側が前記オープンタンクに接続される第3ドレン回収ラインと、を更に備える請求項2に記載のボイラシステム。 A second flash steam line having one end connected to the drain tank and supplying flash steam generated in the drain tank to a third load device;
The boiler system according to claim 2, further comprising: a third drain collection line having one end connected to the third load device and the other end connected to the open tank.
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