JP6543873B2 - Waste heat generation system - Google Patents
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本発明は、廃熱発電システムに関する。 The present invention relates to a waste heat power generation system.
従来から、大気中に放出される廃熱の熱エネルギー(廃熱エネルギー)を回収して発電を行い、この発電によって得られた電気エネルギーを再利用することで省エネルギーが図られている。従来は、発電機を駆動するための高圧の蒸気を生成しやすいということから約300℃以上(場合によっては1000℃近く)の廃熱が発電に用いられており、約300℃以下の低温廃熱はその多くが依然として大気中に放出されていた。 BACKGROUND Conventionally, energy saving is achieved by recovering thermal energy (waste thermal energy) of waste heat released to the atmosphere and performing power generation, and reusing electrical energy obtained by this power generation. Conventionally, waste heat of about 300 ° C. or more (in some cases, near 1000 ° C.) is used for power generation because it is easy to generate high pressure steam for driving a generator, and low temperature waste of about 300 ° C. or less Much of the heat was still released to the atmosphere.
以下の特許文献1には、低沸点作動媒体を用いたランキンサイクルによって、300℃以下の低温廃熱の廃熱エネルギーを用いて発電を行う廃熱発電装置が開示されている。具体的に、以下の特許文献1に開示された廃熱発電装置は、廃熱回収器、蒸気タービン、凝縮器、及び高圧ポンプを備えており、廃熱回収器で回収される低温の廃熱によって低沸点作動媒体の高圧蒸気を生成し、この高圧蒸気により蒸気タービンを駆動して発電を行っている。尚、蒸気タービンの排気は凝縮器により凝縮液化し、この液化した低沸点作動媒体を廃熱回収器に送り出して循環させるようにしている。
このような廃熱発電装置には、廃熱発電装置を動作させるために必要な設備である付帯設備が設けられるのが殆どである。この付帯設備としては、例えば低温の廃熱を廃熱発電装置の廃熱回収器に供給するポンプ、冷却水を廃熱発電装置の凝縮器に供給するポンプ、廃熱発電装置の凝縮器から排出される冷却水を冷却するための冷却塔等が挙げられる。尚、付帯設備は廃熱発電装置に付帯して設けられるものであるが、廃熱発電装置と付帯設備とは別個の装置であるため、廃熱発電装置及び付帯設備の双方に操作パネル及び制御装置等が設けられている。 Most of such waste heat power generators are provided with incidental equipment which is equipment necessary for operating the waste heat power generators. As this incidental facility, for example, a pump for supplying low-temperature waste heat to a waste heat recovery device of a waste heat power generator, a pump for supplying cooling water to a condenser of a waste heat power generator, discharge from a condenser of waste heat power generator And a cooling tower for cooling the cooling water. The incidental equipment is provided as an adjunct to the waste heat power generator, but since the waste heat electric power generator and the incidental equipment are separate devices, the operation panel and control can be applied to both the waste heat electric power generation and the incidental equipment. An apparatus etc. are provided.
ところで、近年においては、以下の(1)〜(3)に例示する通り、利便性、付加価値、性能等を高めるために、廃熱発電装置と付帯設備とを連携させる必要性が生じている。 By the way, in recent years, as exemplified in the following (1) to (3), in order to enhance convenience, added value, performance, etc., it is necessary to link waste heat power generation equipment and incidental equipment. .
(1)廃熱発電装置と付帯設備との操作系を統一して利便性を高める
現在、廃熱発電装置を運転する場合には、廃熱発電装置に設けられた操作パネルと付帯設備に設けられた操作パネルとを別々に操作する必要がある。廃熱発電装置に設けられた操作パネルと付帯設備に設けられた操作パネルとを統一することができれば、例えば付帯設備に設けられた操作パネルを操作するだけで、付帯設備に対する指示と廃熱発電装置に対する指示との双方を行うことができ、利便性を高めることができると考えられる。
(1) Improving the convenience by unifying the operation system of the waste heat power generation equipment and the incidental equipment Currently, when operating the waste heat generation electric power device, it is provided on the operation panel and incidental equipment provided in the waste heat generation power device It is necessary to operate separately from the operation panel. If it is possible to unify the operation panel provided in the waste heat power generation apparatus and the operation panel provided in the incidental equipment, for example, only by operating the operation panel provided in the incidental equipment, an instruction to the incidental equipment and waste heat generation It can be considered that both the instruction to the device and the convenience can be enhanced.
(2)遠隔監視を可能とすることで付加価値を高める
廃熱発電装置は、装置の特徴から、温泉地等の遠隔地に分散して設置されることが多いため、監視員が廃熱発電装置の設置場所に赴いて廃熱発電装置の運転状態を常に監視することは困難である。このような廃熱発電装置の運転状態を遠隔で監視することができれば、隔地から廃熱発電装置及び付帯設備の運転状態を常時監視することができるため、付加価値を高めることができると考えられる。ここで、廃熱発電装置は、単体では動作することができない。廃熱発電装置を動作させるためには、廃熱発電装置と付帯設備とを連携させる必要がある。このように、廃熱発電装置は、付帯設備と連携して動作することから、上記の遠隔監視を行う際には、廃熱発電装置及び付帯設備の運転状態を結びつけて監視する必要がある。
(2) Increase in added value by enabling remote monitoring Waste heat power generators are often installed in remote places such as hot spring areas because of the features of the devices, so surveillance personnel need to generate waste heat power. It is difficult to constantly monitor the operating condition of the waste heat power generation system by visiting the installation site of the apparatus. If the operating condition of such a waste heat power generator can be remotely monitored, it is possible to constantly monitor the operating condition of the waste heat power generator and incidental equipment from remote areas, and it is considered that added value can be enhanced. . Here, the waste heat power generation device can not operate alone. In order to operate the waste heat power generation device, it is necessary to link the waste heat power generation device and the incidental facility. As described above, since the waste heat power generation apparatus operates in cooperation with the incidental equipment, it is necessary to link and monitor the operating states of the waste heat electric generation device and the incidental equipment when performing the above-mentioned remote monitoring.
(3)付帯設備を含めた廃熱発電装置の最適制御を実現することで性能を高める
現在、廃熱発電装置及び付帯設備の動作は、各々に設けられた操作パネルからの指示に基づいて個別に制御されている。廃熱発電装置と付帯設備とを連携させ、廃熱発電装置の運転状態に応じて付帯設備の制御が行われるようにすれば、廃熱発電装置で最適な発電が行われるような制御(最適制御)が実現され、性能を高めることができると考えられる。
(3) Enhancing performance by realizing optimal control of waste heat power generators including incidental facilities Currently, the operation of waste heat power generators and incidental facilities are individualized based on the instructions from the operation panel provided in each Is controlled by If waste heat power generation equipment and incidental equipment are linked and control of incidental equipment is performed according to the operating condition of waste heat generation, control such that optimum power generation is carried out with waste heat electricity generation (optimum Control) is realized, and it is considered that the performance can be enhanced.
ここで、廃熱発電装置と付帯設備とを連携させるには、廃熱発電装置の制御装置と付帯設備の制御装置とを接続し、これら制御装置間で各種信号(操作信号、計測信号、制御信号等)の通信を可能にすれば良いと考えられる。しかしながら、このような接続を行うと、廃熱発電装置に設けられた制御装置は、本来の廃熱発電装置の制御を実施している最中に通信に係る処理を行わなければならず、制御装置の負荷が増大して本来の廃熱発電装置の制御に支障が生ずる可能性が考えられる。 Here, in order to link the waste heat power generation apparatus and the accessory equipment, the control apparatus of the waste heat power generation apparatus and the control apparatus of the accessory equipment are connected, and various signals (operation signal, measurement signal, control) It is considered good if communication of signals etc.) is enabled. However, if such a connection is made, the control device provided in the waste heat power generation device must perform processing related to communication while performing the control of the original waste heat power generation device. It is conceivable that the load on the device may increase and cause problems in the control of the original waste heat power generation device.
また、廃熱発電装置の制御装置と付帯設備の制御装置との間の通信を実現する場合には、廃熱発電装置の制御装置で用いられるプログラムに通信機能を追加する必要がある。このような通信機能が追加されたプログラムでは、「従来の機能が正しく動作するか」の検証と、「新たに追加した機能が正しく動作するか」の検証とを行わなければならず、検証に多大な労力と長時間を要するという問題が生ずる。 Further, in order to realize communication between the control device of the waste heat power generation device and the control device of the incidental equipment, it is necessary to add a communication function to the program used in the control device of the waste heat generation device. In a program to which such a communication function is added, it is necessary to perform verification of "whether the conventional function operates correctly" and verification of "whether the newly added function operates correctly". The problem of requiring a great deal of labor and a long time arises.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、廃熱発電装置の制御に支障が生ずることなく、廃熱発電装置と付帯設備とを連携させることが可能な廃熱発電システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a waste heat power generation system capable of causing the waste heat power generation apparatus and the incidental facility to cooperate with each other without causing any problem in control of the waste heat power generation apparatus. The purpose is
上記課題を解決するために、本発明の廃熱発電システム(1、2)は、操作に係る第1信号の受信及び計測制御に係る第2信号の送信を行う第1制御装置(C1)と、前記第1制御装置に対する前記第1信号の送信及び前記第1制御装置からの前記第2信号の受信を行う第1操作表示装置(P1)と、を含む廃熱発電装置(10)と、前記第1操作表示装置と通信可能にされ、前記廃熱発電装置に付帯される付帯設備の制御を行う第2制御装置(C2)と、を備え、第1操作表示装置が、前記第2制御装置から送信されてくる操作信号を前記第1信号として前記第1制御装置に送信し、前記第2制御装置から送信されてくる要求信号に応じて前記第2信号を前記第2制御装置に送信する。
また、本発明の廃熱発電システムは、前記第1操作表示装置が、前記第1制御装置から送信されてくる前記第2信号及び前記第2制御装置から送信されてくる前記操作信号を記憶する記憶部(M)を備える。
また、本発明の廃熱発電システムは、前記第2制御装置と通信可能にされ、前記第2制御装置に対して前記操作信号及び前記要求信号を出力する第2操作表示装置(P2)を備える。
ここで、本発明の廃熱発電システムは、前記第2操作表示装置が、前記廃熱発電装置及び前記付帯設備の運転開始又は運転終了を示す操作信号を出力し、前記第2制御装置が、前記第2操作表示装置から出力される前記操作信号に基づいて前記付帯設備の運転開始又は運転終了の制御を行うとともに、前記操作信号を前記第1操作表示装置に送信し、前記第1制御装置が、前記第1操作表示装置から前記第1信号として送信されてくる前記操作信号に基づいて前記廃熱発電装置の運転開始又は運転終了の制御を行う。
或いは、本発明の廃熱発電システムは、前記第2操作表示装置が、前記第2信号の送信を要求する要求信号を出力し、前記第2制御装置が、前記第2操作表示装置から出力される前記要求信号を前記第1操作表示装置に送信するとともに、前記要求信号に応じて前記第1操作表示装置から送信されてくる前記第2信号を前記第2操作表示装置に送信する。
或いは、本発明の廃熱発電システムは、前記第2制御装置が、前記第2信号の送信を要求する要求信号を前記第1操作表示装置に送信するとともに、前記要求信号に応じて前記第1操作表示装置から送信されてくる前記第2信号に基づいて前記付帯設備を制御する。
また、本発明の廃熱発電システムは、前記第1操作表示装置、前記第2操作表示装置、及び前記第2制御装置を接続する集線装置(H)を備える。
また、本発明の廃熱発電システムは、前記廃熱発電装置を複数備える。
In order to solve the above problems, the waste heat power generation system (1, 2) according to the present invention includes a first control device (C1) that performs reception of a first signal related to operation and transmission of a second signal related to measurement control. A waste heat power generation device (10) including a first operation display device (P1) for transmitting the first signal to the first control device and receiving the second signal from the first control device; And a second control device (C2) capable of communicating with the first operation display device and controlling incidental equipment attached to the waste heat power generation device, the first operation display device comprising the second control device. The operation signal transmitted from the device is transmitted as the first signal to the first control device, and the second signal is transmitted to the second control device in response to the request signal transmitted from the second control device. Do.
Further, in the waste heat power generation system of the present invention, the first operation display device stores the second signal transmitted from the first control device and the operation signal transmitted from the second control device. A storage unit (M) is provided.
Further, a waste heat power generation system according to the present invention includes a second operation display device (P2) that is communicable with the second control device and outputs the operation signal and the request signal to the second control device. .
Here, in the waste heat power generation system of the present invention, the second operation display device outputs an operation signal indicating start or end of operation of the waste heat power generation device and the incidental facility, and the second control device Control of start or end of operation of the incidental facility is performed based on the operation signal output from the second operation display device, and the operation signal is transmitted to the first operation display device, and the first control device Controls the operation start or the operation end of the waste heat power generator based on the operation signal transmitted as the first signal from the first operation display device.
Alternatively, in the waste heat power generation system according to the present invention, the second operation display device outputs a request signal requesting transmission of the second signal, and the second control device is output from the second operation display device. And transmits the second signal transmitted from the first operation display device to the second operation display device in response to the request signal.
Alternatively, in the waste heat power generation system according to the present invention, the second control device transmits a request signal for requesting transmission of the second signal to the first operation display device, and the first control display device responds to the request signal. The incidental equipment is controlled based on the second signal transmitted from the operation display device.
Further, a waste heat power generation system according to the present invention includes a line concentrator (H) connecting the first operation display device, the second operation display device, and the second control device.
Further, a waste heat power generation system according to the present invention includes a plurality of the waste heat power generation devices.
本発明によれば、廃熱発電装置に設けられた第1操作表示装置(第1制御装置との間で操作に係る第1信号及び計測制御に係る第2信号の送受信を行う装置)と第2制御装置とを通信可能に構成し、第1操作表示装置が、第2制御装置から送信されてくる操作信号を第1信号として第1制御装置に送信し、第2制御装置から送信されてくる要求信号に応じて第2信号を第2制御装置に送信するようにしている。このため、廃熱発電装置の制御に支障が生ずることなく、廃熱発電装置と付帯設備とを連携させることが可能であるという効果がある。 According to the present invention, there is provided a first operation display device (an apparatus for transmitting and receiving a first signal relating to an operation with a first control device and a second signal relating to measurement control) provided in a waste heat power generation device (2) The control device is configured to be communicable, and the first operation display device transmits the operation signal transmitted from the second control device as the first signal to the first control device, and is transmitted from the second control device The second signal is transmitted to the second control device in response to the incoming request signal. For this reason, there is an effect that it is possible to cooperate the waste heat power generation device and the incidental facility without causing any trouble in the control of the waste heat power generation device.
以下、図面を参照して本発明の実施形態による廃熱発電システムについて詳細に説明する。 Hereinafter, a waste heat power generation system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態による廃熱発電システムの全体構成を示すブロック図である。図1に示す通り、本実施形態の廃熱発電システム1は、廃熱発電装置10及び付帯設備20を備えており、例えば温泉地や工場等に設置され、約300℃以下の廃熱媒体(本実施形態では「温水X」という)の廃熱エネルギーを回収して発電を行う。尚、廃熱媒体は、温水Xに限られる訳ではなく、工場等から放出されるガスを用いることもできる。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing an entire configuration of a waste heat power generation system according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the waste heat
廃熱発電装置10は、外部から上述した温水Xと冷却媒体(本実施形態では「冷却水Z」という)とが供給されて、温水Xの廃熱エネルギーを回収して発電を行う。図2は、本発明の第1実施形態による廃熱発電システムに設けられる廃熱発電装置の構成を簡略化して示すブロック図である。図2に示す通り、廃熱発電装置10は、蒸発器11、膨張タービン発電機12、凝縮器13、リザーバタンク14、及びポンプ15を備えるランキンサイクルを利用した発電装置である。
The waste heat
また、廃熱発電装置10は、AC/DC変換器16及びDC/AC変換器17を備えており、膨張タービン発電機12で発電された電力を、商用電力と同仕様の三相交流電力に変換する。また、廃熱発電装置10は、計測装置18、制御装置19、及びセンサS1を備えており、膨張タービン発電機12の単位時間(例えば秒単位)当りの発電量、並びに膨張タービン発電機12に供給される作動媒体Yの温度及び圧力の計測結果に基づいて、温水Xの廃熱エネルギーから最も多くの発電が可能となるようにポンプ15の駆動を制御する。尚、廃熱発電装置10は、上記のセンサS1に加えてセンサS2,S3を備える。
In addition, the waste heat
蒸発器11は、例えば温泉地や工場の熱源から供給される温水Xとポンプ15から送出される作動媒体Yとが別経路にて供給され、内部にて熱交換を行うことで作動媒体Yの蒸気を生成する。つまり、蒸発器11は、温水Xの廃熱エネルギーを回収して作動媒体Yの蒸気を生成する。尚、図2では、1つの蒸発器11を図示しているが、蒸発器11の数は、2つ以上であっても良い。
In the
ここで、作動媒体Yは、沸点(大気圧条件下における沸点)が15℃程度の媒体であり、且つ運転中の装置内部の圧力が最大で1MPa(G)(ゲージ圧で1MPa)以下であるのが望ましい。その理由は、例えば約100℃以下の低温廃熱の廃熱エネルギーを利用した発電を可能とすべく低温廃熱から蒸気の生成を可能にするとともに、装置全体の圧力を低く抑えることで膨張タービン発電機12の内部圧力を低く抑えるためである。このような作動媒体Yとしては、例えばハイドロフルオロエーテル(HFE)、フルオロカーボン、フルオロケトン、パーフルオロポリエーテル等を用いることができる。
Here, the working medium Y is a medium having a boiling point (boiling point under atmospheric pressure conditions) of about 15 ° C., and the pressure inside the device during operation is at most 1 MPa (G) (1 MPa in gauge pressure) or less Is desirable. The reason is that, for example, it is possible to generate steam from low-temperature waste heat to enable power generation using waste heat energy of low-temperature waste heat of about 100 ° C. or less, and the expansion turbine by keeping the pressure of the entire device low. This is to keep the internal pressure of the
膨張タービン発電機12は、タービン12a及び発電機12bを備えており、蒸発器11から供給された気化状態の作動媒体Yを用いて三相交流電力を発電する。タービン12aは、蒸発器11からの作動媒体Yの供給によってタービンインペラを回転させる回転機械である。発電機12bは、タービンインペラの軸と結合したロータ(回転子)と、ロータの外周を取り囲むように設けられたステータ(固定子)とを備えており、ロータがタービン12aによって回転駆動されることによって、三相交流電力を発電する。尚、発電機12bが出力する三相交流電力は、周波数及び出力電圧の少なくとも一方が商用電力の仕様とは異なっている。
The
凝縮器13は、膨張タービン発電機12から排出された作動媒体Yと、前述した冷却水Zとが別経路にて供給され、内部にて熱交換を行うことで作動媒体Yを冷却して凝縮する。尚、図2では、1つの凝縮器13を図示しているが、凝縮器13の数は、2つ以上であっても良い。リザーバタンク14は、凝縮器13で凝縮された作動媒体Yを一時的に蓄えるタンクである。ポンプ15は、凝縮器13で凝縮されてリザーバタンク14に一時的に蓄えられた作動媒体Yを加圧して蒸発器11に向けて送出する。
In the
AC/DC変換器16及びDC/AC変換器17は、発電機12bが発電した三相交流電力を商用電力の仕様に適合した三相交流電力(例えば50/60Hz,200V級)に変換するためのものである。AC/DC変換器16は、発電機12bから出力される三相交流電力を直流電力に変換してDC/AC変換器17に出力する。DC/AC変換器17は、AC/DC変換器16からの直流電力を商用電力の仕様に適合した三相交流電力に変換する。
The AC /
計測装置18は、DC/AC変換器17に流れる電流を計測して膨張タービン発電機12の単位時間(例えば秒単位)当りの発電量を計測する。ここで、計測装置18は、AC/DC変換器16に流れる電流を計測して膨張タービン発電機12の単位時間当りの発電量を計測するものであっても良い。尚、計測装置18は、発電量のノイズ(例えば、μsecオーダーのノイズ)を拾うことのないようノイズフィルタを有する。
The measuring
センサS1は、温度センサS11及び圧力センサS12を備えており、蒸発器11と膨張タービン発電機12とを接続する配管に取り付けられて、膨張タービン発電機12に供給される作動媒体Yの温度及び圧力を計測する。尚、センサS1は、蒸発器11における作動媒体Yの出口、或いは膨張タービン発電機12における作動媒体Yの入口に取り付けられていても良い。
The sensor S1 includes a temperature sensor S11 and a pressure sensor S12. The sensor S1 is attached to a pipe connecting the
センサS2は、温水Xを蒸発器11に供給する配管に取り付けられて、温水Xの温度(蒸発器11に供給される前の温水Xの温度)を計測する。センサS3は、冷却水Zを凝縮器13に供給する配管に取り付けられて、冷却水Zの温度(凝縮器13に供給される前の冷却水Zの温度)を計測する。
The sensor S2 is attached to a pipe that supplies the warm water X to the
制御装置19は、廃熱発電装置10の動作を統括して制御する。例えば、制御装置19は、計測装置18及びセンサS1(温度センサS11及び圧力センサS12)の計測結果に基づいて、温水Xの廃熱エネルギーから最も多くの発電が可能となるようにポンプ15の単位時間当たりの回転数(作動媒体Yの循環量)を制御する。また、制御装置19は、廃熱発電装置10の運転状態を示すログデータを作成する。
The
例えば、制御装置19は、センサS1(温度センサS11及び圧力センサS12)、及びセンサS2,S3等から一定時間毎に得られる計測結果を示すデータ、廃熱発電装置10を構成する機器の動作状態を示すデータ(例えば、機器のオン状態又はオフ状態を示すデータ)、廃熱発電装置10で用いられる信号の状態を示すデータ(例えば、信号のオン状態又はオフ状態を示すデータ)、アラームの発生状況を示すデータ等を用いてログデータを作成する。
For example, the
図1に戻り、付帯設備20は、廃熱発電装置10に付帯して設けられ、廃熱発電装置10を動作させるために必要な設備である。この付帯設備20としては、例えば廃熱発電装置10の蒸発器11に温水Xを供給するポンプ21、冷却水Zを廃熱発電装置10に供給するポンプ22、廃熱発電装置10の凝縮器13から排出される冷却水Zを冷却するための冷却塔23等が挙げられる。また、付帯設備20(上記ポンプ21、ポンプ22、及び冷却塔23)の制御を行う制御装置24も設けられている。
Returning to FIG. 1, the
次に、廃熱発電システム1の操作表示系及び制御系の構成について詳細に説明する。図3は、本発明の第1実施形態による廃熱発電システムの要部構成を示すブロック図である。図3に示す通り、廃熱発電装置10は、内部機器D1、制御装置C1(第1制御装置)、及び操作表示装置P1(第1操作表示装置)を備える。また、付帯設備20は、付帯機器D2、制御装置C2(第2制御装置)、集線装置H、及び操作表示装置P2(第2操作表示装置)を備える。
Next, the configuration of the operation display system and the control system of the waste heat
内部機器D1は、廃熱発電装置10の内部に設けられる機器であり、例えば図2に示す計測装置18及びセンサS1〜S3等である。制御装置C1は、廃熱発電装置10を制御するための構成(図2に示す制御装置19等)を備える。この制御装置C1は、操作表示装置P1から送信されてくる操作信号(第1信号)を受信するとともに、計測制御信号(第2信号)を操作表示装置P1に送信する。ここで、上記の計測制御信号は、内部機器D1から得られる各種の計測信号、制御装置C1で生成される各種の制御信号、及び前述したログデータ等が含まれる信号である。
The internal device D1 is a device provided inside the waste heat
操作表示装置P1は、例えば操作機能と表示機能とが一体に形成されたタッチパネルを備えており、制御装置C1に接続されて、作業者の指示に基づいた各種設定や、廃熱発電装置10の運転状態等の表示を行う。この操作表示装置P1は、付帯設備20に設けられた集線装置H(例えば、ハブ)にも接続されている。尚、操作表示装置P1は、例えばRS−232C等のシリアル通信線を介して制御装置C1に接続され、例えばイーサネット(登録商標)等の通信線を介して集線装置Hに接続される。
The operation display device P1 includes, for example, a touch panel in which an operation function and a display function are integrally formed, is connected to the control device C1, and performs various settings based on an instruction of the worker. Display the operating condition etc. The operation display device P1 is also connected to a concentrator H (for example, a hub) provided in the
この操作表示装置P1は、制御装置C1から送信されてくる計測制御信号、及び付帯設備20の制御装置C2から集線装置Hを介して送信されてくる信号(例えば、操作信号)を一時的に記憶するメモリM(記憶部)を備える。このメモリMとしては、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリを用いることができる。
The operation display device P1 temporarily stores a measurement control signal transmitted from the control device C1 and a signal (for example, an operation signal) transmitted from the controller C2 of the
操作表示装置P1は、制御装置C2から操作信号が送信されてきた場合には、この操作信号を一時的にメモリMに記憶した後に制御装置C1に送信する。また、操作表示装置P1は、制御装置C2から計測制御信号の送信を要求する信号が送信されてきた場合には、この要求信号に応じて、メモリMに記憶された計測制御信号を制御装置C2に送信する。ここで、制御装置C1で行われる処理と操作表示装置P1で行われる処理とは互いに独立している。このため、例えば制御装置C1と操作表示装置P1との間で行われる通信処理によって、制御装置C1で行われる本来の廃熱発電装置10の制御に支障が生ずるといった不具合は起きない。
When an operation signal is transmitted from the control device C2, the operation display device P1 temporarily stores the operation signal in the memory M and then transmits the operation signal to the control device C1. When a signal requesting transmission of the measurement control signal is transmitted from the control device C2, the operation display device P1 responds to the request signal to control the measurement control signal stored in the memory M as the control device C2. Send to Here, the process performed by the control device C1 and the process performed by the operation display device P1 are independent of each other. For this reason, for example, the communication processing performed between the control device C1 and the operation display device P1 does not cause a problem that the control of the waste heat
付帯機器D2は、付帯設備20に設けられる各種の機器であり、例えば図1に示すポンプ21,22及び冷却塔23等である。制御装置C2は、付帯設備20を制御するための構成(図1に示す制御装置24等)を備える。尚、廃熱発電装置10の制御装置C1で行われる処理と付帯設備20の制御装置C2で行われる処理とは互いに独立している。この制御装置C2は、例えばイーサネット(登録商標)等の通信線を介して集線装置Hに接続される。
The incidental device D2 is various devices provided in the
具体的に、制御装置C2は、廃熱発電装置10及び付帯設備20の運転開始又は運転終了を示す操作信号が操作表示装置P2から出力された場合には、この操作信号に基づいて付帯機器D2の運転開始又は運転終了の制御を行うとともに、この操作信号を操作表示装置P1に送信する。また、制御装置C2は、計測制御信号の送信を要求する要求信号が操作表示装置P2から出力された場合には、この要求信号を操作表示装置P1に送信するとともに、この要求信号に応じて操作表示装置P1から送信されてくる計測制御信号を操作表示装置P2に送信する。このような処理を行うのは、廃熱発電装置10と付帯設備20との操作系(表示系を含む)を統一して利便性を高めるためである。
Specifically, when the operation display device P2 outputs an operation signal indicating the start or end of operation of the waste heat
また、制御装置C2は、計測制御信号の送信を要求する要求信号を操作表示装置P1に送信するとともに、この要求信号に応じて操作表示装置P1から送信されてくる計測制御信号を取得する。このような処理を行うのは、廃熱発電システム1の遠隔監視を可能とすることで付加価値を高めるためである。また制御装置C2は、取得した計測制御信号に基づいて付帯設備の制御を行う。このような制御を行うのは、付帯設備20を含めた廃熱発電装置10の最適制御を実現することで性能を高めるためである。
Further, the control device C2 transmits a request signal requesting transmission of the measurement control signal to the operation display device P1, and acquires the measurement control signal transmitted from the operation display device P1 in response to the request signal. Such processing is performed in order to increase added value by enabling remote monitoring of the waste heat
操作表示装置P2は、廃熱発電装置10に設けられた操作表示装置P1と同様のタッチパネルを備えており、集線装置Hに接続されて、作業者の指示に基づいた各種設定や、廃熱発電装置10及び付帯設備20の運転状態等の表示を行う。このように、操作表示装置P1、操作表示装置P2、及び制御装置C2は、集線装置Hによって互いに接続されている。例えば、操作表示装置P2は、作業者の指示に応じて、廃熱発電装置10及び付帯設備20の運転開始又は運転終了を示す操作信号、或いは計測制御信号の送信を要求する要求信号を出力する。
The operation display device P2 includes a touch panel similar to the operation display device P1 provided in the waste heat
次に、上記構成における廃熱発電システム1の動作について説明する。以下では、廃熱発電システム1の運転開始時の動作(運転開始時動作)、廃熱発電システム1の運転状態の表示時の動作(運転状態表示時動作)、及び廃熱発電システムの最適制御を実現する際の動作(最適制御時動作)について順に説明する。
Next, the operation of the waste heat
〈運転開始時動作〉
廃熱発電システム1の運転は、作業者が、付帯設備20に設けられた操作表示装置P2を操作して運転開始の指示を行うことによって開始される。作業者によって運転開始の指示がなされると、その旨を示す操作信号(廃熱発電装置10及び付帯設備20の運転開始を示す操作信号)が操作表示装置P2から出力され、集線装置Hを介して制御装置C2に入力される。すると、制御装置C2によって付帯機器D2が制御されて付帯設備20の運転が開始されるとともに、操作表示装置P2からの操作信号が操作表示装置P1に向けて送信される。
<Operation at the start of operation>
The operation of the waste heat
制御装置C2から送信された操作信号は、集線装置Hを介した後に操作表示装置P1で受信されてメモリMに記憶される。そして、メモリMに記憶された操作信号が読み出されて制御装置C1に送信される。操作表示装置P1から送信された操作信号が制御装置C1で受信されると、制御装置C1によって廃熱発電装置10が制御されて廃熱発電装置10の運転が開始される。このようにして、付帯設備20に設けられた操作表示装置P2に対する指示のみで、廃熱発電装置10及び付帯装置20を含めた廃熱発電システム1の運転が開始される。
The operation signal transmitted from the control device C2 is received by the operation display device P1 after passing through the line concentrator H and stored in the memory M. Then, the operation signal stored in the memory M is read and transmitted to the control device C1. When the operation signal transmitted from the operation display device P1 is received by the control device C1, the waste heat
廃熱発電システム1の運転が開始されると、付帯設備20のポンプ21,22によって、廃熱発電装置10に対する温水X及び冷却水Zの供給が行われる。また、廃熱発電装置10では、作動媒体Yが、蒸発器11→膨張タービン発電機12→凝縮器13→リザーバタンク14→ポンプ15→蒸発器11の順で循環しつつ、作動媒体Yが液体と気体に状態変化することによって膨張タービン発電機12における発電が行われる。
When the operation of the waste heat
即ち、蒸発器11に供給される温水Xの熱によって蒸発した作動媒体Yが、膨張タービン発電機12に供給された後に凝縮器13に供給される冷却水Zによって凝縮されて、リザーバタンク14に一時に貯溜された後、再びポンプ15を介して蒸発器11に送出される。このような作動媒体Yの循環的な状態変化の過程において、作動媒体Yによって膨張タービン発電機12が駆動されて発電が行われる。そして、膨張タービン発電機12で発電された三相交流電力は、AC/DC変換器16及びDC/AC変換器17によって商用電力の仕様に適合した三相交流電力に変換されて外部に供給される。
That is, the working medium Y evaporated by the heat of the hot water X supplied to the
尚、廃熱発電システム1の運転が行われている間に、作業者が、付帯設備20に設けられた操作表示装置P2を操作して運転終了の指示を行えば、廃熱発電システム1の運転を終了させることができる。つまり、作業者が、操作表示装置P2に対して運転終了の指示を行うと、上述した運転開始時の動作と同様の動作が行われて、廃熱発電装置10及び付帯装置20を含めた廃熱発電システム1の動作が停止される。
It should be noted that if the operator operates the operation display device P2 provided in the
〈運転状態表示時動作〉
廃熱発電装置10の運転状態の表示は、作業者が、付帯設備20に設けられた操作表示装置P2を操作して、操作表示装置P2の表示画面を状態表示画面に切り替えることによって行われる。ここで、上記の状態表示画面は、廃熱発電装置10の運転状態を表示するために操作表示装置P2に予め用意された画面である。
<Operation when displaying operating status>
The display of the operation state of the waste heat
作業者によって、操作表示装置P2の表示画面を状態表示画面に切り替える操作が行われると、計測制御信号の送信を要求する要求信号が操作表示装置P2から出力され、集線装置Hを介して制御装置C2に入力される。操作表示装置P2からの要求信号が制御装置C2に入力されると、この要求信号は、制御装置C2から操作表示装置P1に向けて送信される。 When the operator performs an operation to switch the display screen of the operation display device P2 to the state display screen, a request signal requesting transmission of the measurement control signal is output from the operation display device P2, and the control device via the concentrator H It is input to C2. When a request signal from the operation display device P2 is input to the control device C2, the request signal is transmitted from the control device C2 to the operation display device P1.
制御装置C2から送信された要求信号は、集線装置Hを介した後に操作表示装置P1で受信される。すると、受信した要求信号に応じた計測制御信号をメモリMから読み出して、制御装置C2に向けて送信する処理が操作表示装置P1で行われる。操作表示装置P1から送信された計測制御信号は、集線装置Hを介した後に制御装置C2で受信され、その後に操作表示装置P2に向けて送信される。制御装置C2から送信された計測制御信号は、集線装置Hを介した後に操作表示装置P2で受信される。そして、廃熱発電装置10の運転状態を示す情報を状態表示画面に表示する処理が、操作表示装置P2で行われる。このようにして、廃熱発電装置10の運転状態が付帯設備20に設けられた操作表示装置P2に表示される。
The request signal transmitted from the control device C2 is received by the operation display device P1 after passing through the concentrator H. Then, the process of reading out the measurement control signal corresponding to the received request signal from the memory M and transmitting it to the control device C2 is performed by the operation display device P1. The measurement control signal transmitted from the operation display device P1 is received by the control device C2 after passing through the concentrator H, and then transmitted toward the operation display device P2. The measurement control signal transmitted from the control device C2 is received by the operation display device P2 after passing through the line concentrator H. And the process which displays the information which shows the driving | running state of the waste heat electric
〈最適制御時動作〉
最適制御が行われる場合には、計測制御信号の送信を要求する要求信号が制御装置C2から操作表示装置P1に向けて送信される。制御装置C2から送信された要求信号は、集線装置Hを介した後に操作表示装置P1で受信される。すると、受信した要求信号に応じた計測制御信号をメモリMから読み出して、制御装置C2に向けて送信する処理が操作表示装置P1で行われる。
<Operation at optimal control>
When the optimum control is performed, a request signal requesting transmission of the measurement control signal is transmitted from the control device C2 to the operation display device P1. The request signal transmitted from the control device C2 is received by the operation display device P1 after passing through the concentrator H. Then, the process of reading out the measurement control signal corresponding to the received request signal from the memory M and transmitting it to the control device C2 is performed by the operation display device P1.
操作表示装置P1から送信された計測制御信号は、集線装置Hを介した後に制御装置C2で受信される。操作表示装置P1からの計測制御信号を受信すると、受信した計測制御信号に基づいて、廃熱発電装置10の現在の運転状態を判断する処理が制御装置C2で行われる。ここで、制御装置C2で判断される運転状態としては、例えば停止状態、小出力発電状態、最大発電電力発電状態等が挙げられる。
The measurement control signal transmitted from the operation display device P1 is received by the control device C2 after passing through the concentrator H. When the measurement control signal from the operation display device P1 is received, the control device C2 performs a process of determining the current operating state of the waste heat
廃熱発電装置10の現在の運転状態が判断されると、その判断結果に応じた最適制御が制御装置C2によって行われる。例えば、付帯設備20に設けられた付帯機器D2の消費電力と、廃熱発電装置10の発電電力の関係が最適になるように、付帯機器D2の動作が制御される。以上の動作が繰り返され、廃熱発電装置10の運転状態に応じて付帯設備20が最適な状態となるように付帯機器D2が制御される。
When the current operating state of the waste heat
以上の通り、本実施形態では、廃熱発電装置10に設けられた操作表示装置P1(制御装置C1との間で操作信号及び計測制御信号の送受信を行う装置)と、付帯設備20の制御装置C2とを通信可能に構成している。そして、制御装置C2からの操作信号を、操作表示装置P1を介して間接的に制御装置C1に送信し、予め制御装置C1から得られた計測制御信号を、制御装置C2からの要求信号に応じて操作表示装置P1から制御装置C2に送信するようにしている。
As described above, in the present embodiment, the operation display device P1 (a device that transmits and receives the operation signal and the measurement control signal to and from the control device C1) provided in the waste heat
このため、廃熱発電装置10の制御装置C1と付帯設備20の制御装置C2とを通信可能に接続した場合のように、制御装置C1の負荷が増大することがなく、本来の廃熱発電装置10の制御に支障が生ずることはない。また、操作表示装置P1と通信を行う機能は、従来から制御装置C1に設けられていた機能であるため、制御装置C1で用いられるプログラムに通信機能を追加する必要は無い。このため、プログラムの検証が不要であり、検証に多大な労力と長時間を要することもない。
Therefore, the load of the control device C1 does not increase as in the case where the control device C1 of the waste heat
〔第2実施形態〕
図4は、本発明の第2実施形態による廃熱発電システムの要部構成を示すブロック図である。図4に示す通り、本実施形態の廃熱発電システム2は、廃熱発電装置10を複数備える点が、図1に示す廃熱発電システム1と異なる。複数の廃熱発電装置10に設けられた操作表示装置P1は、それぞれ付帯設備20の集線装置Hに接続されている。このような廃熱発電システム2は、例えば1台の廃熱発電装置10で回収可能な廃熱エネルギーよりも多くの廃熱エネルギーが得られる温泉地等に設置される。
Second Embodiment
FIG. 4 is a block diagram showing the main configuration of a waste heat power generation system according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the waste heat
廃熱発電装置10は、図2,3に示す構成と同様の構成であり、操作表示装置P1が、付帯設備20に設けられた制御装置C2と通信可能にされている。このような廃熱発電装置10は、制御装置C2からの操作信号を、操作表示装置P1を介して間接的に制御装置C1に送信し、予め制御装置C1から得られた計測制御信号を、制御装置C2からの要求信号に応じて操作表示装置P1から制御装置C2に送信する。このため、本実施形態では、廃熱発電装置10の各々において、制御装置C1で行われる本来の廃熱発電装置10の制御に支障が生ずることはなく、また、制御装置C1で用いられるプログラムの検証に多大な労力と長時間を要することもない。
The waste heat
以上、本発明の実施形態による廃熱発電システムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、温水Xとなった廃熱エネルギーを電気エネルギーとして回収したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば熱源として廃ガスを用いてもよい。また、熱源は、廃ガスや廃温水などの廃熱に限定されない。また、上述した膨張タービン発電機12として、遠心式膨張タービン発電機、斜流式膨張タービン発電機等のラジアルタービン発電機を用いることも可能である。
Although the waste heat power generation system according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be freely changed within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the waste heat energy that has become the hot water X is recovered as electric energy, but the present invention is not limited to this. For example, waste gas may be used as a heat source. Further, the heat source is not limited to waste heat such as waste gas and waste hot water. Moreover, it is also possible to use radial turbine generators, such as a centrifugal expansion turbine generator and a mixed flow expansion turbine generator, as the
1,2…廃熱発電システム、10…廃熱発電装置、C1…制御装置、C2…制御装置、H…集線装置、M…メモリ、P1…操作表示装置、P2…操作表示装置 1, 2 ... waste heat power generation system, 10 ... waste heat power generation device, C1 ... control device, C2 ... control device, H ... line concentrator, M ... memory, P1 ... operation display device, P2 ... operation display device
Claims (8)
前記第1操作表示装置と通信可能にされ、前記廃熱発電装置に付帯される付帯設備の制御を行う第2制御装置と、を備え、
前記第1操作表示装置は、前記第2制御装置から送信されてくる操作信号を前記第1信号として前記第1制御装置に送信し、前記第2制御装置から送信されてくる要求信号に応じて前記第2信号を前記第2制御装置に送信する
廃熱発電システム。 A first control device for transmitting a second signal related to reception and measurement control of a first signal related to operation, transmission of the first signal to the first control device, and the second signal from the first control device A first operation display device for receiving a waste heat power generation device including:
And a second control device capable of communicating with the first operation display device and controlling incidental equipment incidental to the waste heat power generation device,
The first operation display device transmits an operation signal transmitted from the second controller to the first control device as a first signal in response to a request signal transmitted from the second control device A waste heat power generation system that transmits the second signal to the second control device.
前記第2制御装置は、前記第2操作表示装置から出力される前記操作信号に基づいて前記付帯設備の運転開始又は運転終了の制御を行うとともに、前記操作信号を前記第1操作表示装置に送信し、
前記第1制御装置は、前記第1操作表示装置から前記第1信号として送信されてくる前記操作信号に基づいて前記廃熱発電装置の運転開始又は運転終了の制御を行う
請求項3記載の廃熱発電システム。 The second operation display device outputs an operation signal indicating start or end of operation of the waste heat power generation device and the incidental facility,
The second control device controls the operation start or the operation end of the incidental facility based on the operation signal output from the second operation display device, and transmits the operation signal to the first operation display device. And
The waste control system according to claim 3, wherein the first control device controls the start or the end of the operation of the waste heat power generator based on the operation signal transmitted as the first signal from the first operation display device. Thermal power generation system.
前記第2制御装置は、前記第2操作表示装置から出力される前記要求信号を前記第1操作表示装置に送信するとともに、前記要求信号に応じて前記第1操作表示装置から送信されてくる前記第2信号を前記第2操作表示装置に送信する
請求項3記載の廃熱発電システム。 The second operation display device outputs a request signal requesting transmission of the second signal,
The second control device transmits the request signal output from the second operation display device to the first operation display device, and the second control device transmits the request signal from the first operation display device in response to the request signal. The waste heat power generation system according to claim 3, wherein a second signal is transmitted to the second operation display device.
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