JP6675174B2 - Waste heat recovery system and cogeneration system - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン発電システムから排気される排ガスの排熱を回収するための廃熱回収システム及びコージェネレーションシステムに関する。   The present invention relates to a waste heat recovery system for recovering exhaust heat of exhaust gas exhausted from an engine power generation system and a cogeneration system.

エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムにおいては、エンジン発電システムから排気される排ガスの排熱を排ガスボイラによって回収して、コージェネレーションシステムを構築している。そして、排ガスボイラにおいては、排ガスから回収した排熱によって蒸気等を作り出している。また、排ガスボイラの、排ガスの流れの下流側には、排熱蒸気ボイラへの給水の予熱を行う熱交換器（エコノマイザ）を配置し、この熱交換器によって更なる排熱の回収を行う場合もある。   In an engine power generation system that generates power by combustion of an engine, exhaust heat of exhaust gas exhausted from the engine power generation system is collected by an exhaust gas boiler to construct a cogeneration system. In the exhaust gas boiler, steam and the like are produced by exhaust heat recovered from the exhaust gas. In addition, a heat exchanger (economizer) for preheating the water supply to the exhaust heat steam boiler is disposed downstream of the exhaust gas flow of the exhaust gas boiler, and further heat recovery is performed by this heat exchanger. There is also.

このような排ガスボイラとしては、例えば、特許文献１の排熱回収ボイラの缶体構造に開示されたものがある。この排熱回収ボイラの缶体構造においては、排ガス通路内に多数の水管を挿設し、排ガス通路を画成する側壁を、水冷壁と、水冷壁の下流側に位置するケーシング壁とによって構成している。そして、水冷壁とケーシング壁とを組み合わせて用いることにより、排ガスの温度変化による側壁の熱膨張を小さく抑え、簡単な構成の缶体の形成を可能にしている。   As such an exhaust gas boiler, there is, for example, one disclosed in the can body structure of an exhaust heat recovery boiler in Patent Document 1. In the can body structure of this exhaust heat recovery boiler, a large number of water pipes are inserted into the exhaust gas passage, and a side wall defining the exhaust gas passage is constituted by a water cooling wall and a casing wall located downstream of the water cooling wall. doing. By using a combination of the water-cooling wall and the casing wall, the thermal expansion of the side wall due to a change in the temperature of the exhaust gas is suppressed to be small, and a can having a simple configuration can be formed.

特許２８４２１９０号公報Japanese Patent No. 2842190

ところで、エンジン発電システムから排気される排ガスには、水分や、燃焼されずに排出された潤滑剤等の未燃オイル等が含まれる。特に、未燃オイルは、特定の温度以上の環境下においては気体状態にある一方、特定の温度未満の環境下においては凝縮し、排ガスが通過する熱交換器の内壁面に付着して蓄積される。そのため、従来の熱交換器においては、未燃オイルが凝縮しない程度の温度、例えば１２０〜１４０℃程度の温度になるまでしか排ガスの排熱を回収していない。従って、排熱の回収量を高めるためには、未燃オイルが凝縮する温度よりも低い温度まで排熱を回収する必要が生じる。しかし、この場合、排ガスが通過する熱交換器の内壁面に蓄積した未燃オイルを除去する作業が容易ではない。   By the way, the exhaust gas exhausted from the engine power generation system contains moisture, unburned oil such as lubricant discharged without burning, and the like. In particular, unburned oil is in a gaseous state in an environment above a specific temperature, but condenses in an environment below a specific temperature, and adheres and accumulates on the inner wall surface of a heat exchanger through which exhaust gas passes. You. Therefore, in the conventional heat exchanger, exhaust heat of exhaust gas is recovered only until the temperature at which unburned oil does not condense, for example, at a temperature of about 120 to 140 ° C. Therefore, in order to increase the amount of recovered exhaust heat, it is necessary to recover the exhaust heat to a temperature lower than the temperature at which the unburned oil condenses. However, in this case, it is not easy to remove the unburned oil accumulated on the inner wall surface of the heat exchanger through which the exhaust gas passes.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、排熱の回収量を効果的に高めるとともに、未燃オイルの除去作業を容易にすることができる廃熱回収システム及びコージェネレーションシステムを提供しようとして得られたものである。   The present invention has been made in view of such a problem, and it is an object of the present invention to provide a waste heat recovery system and a cogeneration system capable of effectively increasing the amount of recovered waste heat and facilitating the operation of removing unburned oil. It was obtained as

本発明の第１態様は、エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムから排気される第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラの下流側に配設される廃熱回収システムであって、
上記排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されている、廃熱回収システムにある。
本発明の第２態様は、エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムから排気され、未燃オイルを分解する機能を有する触媒を通過した第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラの、上記第１排ガスの流れの下流側に配設される廃熱回収システムであって、
上記排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能であって１１０〜１４０℃の温度の範囲内から選ばれる所定の温度である凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されている、廃熱回収システムにある。
本発明の第３態様は、エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムから排気される第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラの、上記第１排ガスの流れの下流側に配設される廃熱回収システムであって、
上記排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されており、
上記１段目温水ボイラ及び上記２段目温水ボイラは、上記第２排ガス及び上記第３排ガスの排熱によって吸収式冷凍機に用いられる温水を所定の温度に加熱するものであり、
上記１段目温水ボイラと上記２段目温水ボイラとには、上記温水を上記吸収式冷凍機との間で循環させる温水配管が並列に接続されている、廃熱回収システムにある。
本発明の第４態様は、エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムから排気される第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラの、上記第１排ガスの流れの下流側に配設される廃熱回収システムであって、
上記排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスが流通する第１容器と、該第１容器内に配置された、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブとを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスが流通する第２容器と、該第２容器内に配置された、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブとを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されており、
上記第１容器と上記第２容器とは、別々に形成されている、廃熱回収システムにある。 A first aspect of the present invention is a waste heat recovery system disposed downstream of an exhaust gas boiler that recovers exhaust heat of first exhaust gas exhausted from an engine power generation system that generates power by combustion of an engine,
A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of the second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
The first-stage hot water boiler has a finned tube through which the second exhaust gas passes, and can recover exhaust heat of the second exhaust gas to prevent condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas. The third exhaust gas having a temperature equal to or higher than the condensation prevention temperature is exhausted,
The second-stage hot water boiler has a finless tube through which the third exhaust gas passes, and is configured to recover exhaust heat of the third exhaust gas and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature. Waste heat recovery system.
According to a second aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas boiler for recovering exhaust heat of a first exhaust gas discharged from an engine power generation system that generates power by combustion of an engine and passed through a catalyst having a function of decomposing unburned oil. (1) A waste heat recovery system disposed downstream of a flow of exhaust gas,
A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of the second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
The first-stage hot water boiler has a finned tube through which the second exhaust gas passes, and can collect exhaust heat of the second exhaust gas to prevent condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas. And configured to exhaust the third exhaust gas having a temperature equal to or higher than a condensation prevention temperature which is a predetermined temperature selected from a temperature range of 110 to 140 ° C.,
The second-stage hot water boiler has a finless tube through which the third exhaust gas passes, and is configured to recover exhaust heat of the third exhaust gas and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature. Waste heat recovery system.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas boiler for recovering exhaust heat of a first exhaust gas exhausted from an engine power generation system that generates electric power by combustion of an engine, the waste gas being disposed downstream of the flow of the first exhaust gas. A heat recovery system,
A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of the second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
The first-stage hot water boiler has a finned tube through which the second exhaust gas passes, and can recover exhaust heat of the second exhaust gas to prevent condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas. The third exhaust gas having a temperature equal to or higher than the condensation prevention temperature is exhausted,
The second-stage hot water boiler has a finless tube through which the third exhaust gas passes, and is configured to recover exhaust heat of the third exhaust gas and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature. And
The first-stage hot water boiler and the second-stage hot water boiler are configured to heat hot water used in an absorption refrigerator to a predetermined temperature by exhaust heat of the second exhaust gas and the third exhaust gas,
In the waste heat recovery system, a hot water pipe for circulating the hot water between the first-stage hot water boiler and the second-stage hot water boiler is connected in parallel with the absorption refrigerator.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas boiler for recovering exhaust heat of a first exhaust gas discharged from an engine power generation system that generates electric power by combustion of an engine, the waste gas being disposed downstream of the flow of the first exhaust gas. A heat recovery system,
A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of the second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
The first-stage hot water boiler has a first container through which the second exhaust gas flows, and a finned tube disposed in the first container and through which the second exhaust gas passes. Recovering the exhaust heat and exhausting the third exhaust gas having a condensation prevention temperature or higher capable of preventing the condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas,
The second-stage hot water boiler has a second container through which the third exhaust gas flows, and a finless tube disposed in the second container and through which the third exhaust gas passes. It is configured to recover exhaust heat and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature,
The first container and the second container are in a separately formed waste heat recovery system.

本発明の第５態様は、エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムと、
該エンジン発電システムから排気される第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラと、
該排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、
上記エンジン発電システムと上記排ガスボイラとの間には、上記第１排ガスに含まれる未燃オイルを分解する触媒が配置されており、
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されている、コージェネレーションシステムにある。 A fifth aspect of the present invention provides an engine power generation system that generates power by combustion of an engine,
An exhaust gas boiler for recovering exhaust heat of a first exhaust gas exhausted from the engine power generation system;
A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of a second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
A catalyst that decomposes unburned oil contained in the first exhaust gas is disposed between the engine power generation system and the exhaust gas boiler,
The first-stage hot water boiler has a finned tube through which the second exhaust gas passes, and can recover exhaust heat of the second exhaust gas to prevent condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas. The third exhaust gas having a temperature equal to or higher than the condensation prevention temperature is exhausted,
The second-stage hot water boiler has a finless tube through which the third exhaust gas passes, and is configured to recover exhaust heat of the third exhaust gas and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature. Is in the cogeneration system.

上記廃熱回収システムは、排ガスボイラの下流側に配設して、排ガスボイラから排気される排ガスの排熱の回収を更に行うものである。廃熱回収システムは、フィン付チューブを有する１段目温水ボイラと、フィン無チューブを有する２段目温水ボイラとを適切に組み合わせることによって、排熱の回収量の向上と未燃オイルの付着によるトラブル回避とを両立させるものである。
ここで、説明を明確にする観点から、各要素から排気される排ガスは、エンジン発電システムから排気される排ガスを第１排ガス、排ガスボイラから排気される排ガスを第２排ガス、１段目温水ボイラから排気される排ガスを第３排ガス、及び２段目温水ボイラから排気される排ガスを第４排ガスとして表す。 The waste heat recovery system is disposed downstream of the exhaust gas boiler to further recover exhaust heat of exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler. The waste heat recovery system can improve the recovery amount of waste heat and adhere unburned oil by appropriately combining the first-stage hot water boiler with finned tubes and the second-stage hot water boiler with finless tubes. This is to achieve both trouble avoidance.
Here, from the viewpoint of clarifying the description, regarding the exhaust gas exhausted from each element, the exhaust gas exhausted from the engine power generation system is the first exhaust gas, and the exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler is the second exhaust gas, the first-stage hot water boiler. Exhaust gas exhausted from the boiler is referred to as third exhaust gas, and exhaust gas exhausted from the second-stage hot water boiler is referred to as fourth exhaust gas.

１段目温水ボイラによる第２排ガスの排熱の回収は、第３排ガスの温度が、第３排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上にある範囲内で行われる。そして、１段目温水ボイラにおいては、フィン付チューブを用いて排熱を回収することにより、排ガスから熱回収媒体への伝熱効率を高めることができる。また、フィン付チューブを用いた排熱の回収は、第３排ガスの温度が凝縮防止温度以上にある範囲内までしか行われず、洗浄が困難である伝熱フィンに、未燃オイルが凝縮して付着することを防止することができる。   The recovery of the exhaust heat of the second exhaust gas by the first-stage hot water boiler is performed within a range where the temperature of the third exhaust gas is equal to or higher than a condensation prevention temperature at which condensation of unburned oil contained in the third exhaust gas can be prevented. Then, in the first-stage hot water boiler, the efficiency of heat transfer from the exhaust gas to the heat recovery medium can be increased by recovering the exhaust heat using the finned tube. In addition, the recovery of exhaust heat using the finned tube is performed only within the range where the temperature of the third exhaust gas is equal to or higher than the condensation prevention temperature, and unburned oil condenses on the heat transfer fins that are difficult to clean. Adherence can be prevented.

また、２段目温水ボイラによる第３排ガスの排熱の回収は、第４排ガスの温度が、凝縮防止温度よりも低い温度になるまで行う。そして、２段目温水ボイラにおいては、フィン無チューブを用いて排熱を回収することにより、洗浄が困難である伝熱フィンが存在せず、チューブに付着した未燃オイルを容易に洗浄することができる。
それ故、上記廃熱回収システムによれば、排熱の回収量を効果的に高めるとともに、未燃オイルの除去作業を容易にすることができる。 The recovery of exhaust heat of the third exhaust gas by the second-stage hot water boiler is performed until the temperature of the fourth exhaust gas becomes lower than the condensation prevention temperature. In the second-stage hot water boiler, by using a finless tube to recover exhaust heat, there is no heat transfer fin that is difficult to clean, and unburned oil adhering to the tube can be easily cleaned. Can be.
Therefore, according to the waste heat recovery system, the amount of exhaust heat recovered can be effectively increased, and the work of removing unburned oil can be facilitated.

なお、未燃オイルとは、エンジン発電システムにおけるエンジンにおいて使用される潤滑油等が、エンジンにおける燃料とともに燃焼されずに、第１排ガス中に残留したもののことをいう。   The unburned oil refers to oil that is used in the engine of the engine power generation system and remains in the first exhaust gas without being burned together with fuel in the engine.

上記コージェネレーションシステムにおいては、エンジン発電システムと排ガスボイラとの間に、第１排ガスに含まれる未燃オイルを分解する触媒が配置されている。
そして、触媒によって、第１排ガスに含まれる未燃オイルの多くを除去することにより、未燃オイルが１段目温水ボイラ及び２段目温水ボイラによる廃熱回収システムに到達する量を少なくすることができる。これにより、２段目温水ボイラのフィン無チューブへの未燃オイルの付着量を低減することができる。 In the cogeneration system, a catalyst that decomposes unburned oil contained in the first exhaust gas is disposed between the engine power generation system and the exhaust gas boiler.
The catalyst removes much of the unburned oil contained in the first exhaust gas, thereby reducing the amount of unburned oil reaching the waste heat recovery system using the first-stage hot water boiler and the second-stage hot water boiler. Can be. Thus, the amount of unburned oil adhering to the finless tube of the second-stage hot water boiler can be reduced.

実施形態１にかかる、エンジン発電システム及び排ガスボイラに対して配設した廃熱回収システムを示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a waste heat recovery system provided for an engine power generation system and an exhaust gas boiler according to the first embodiment. 実施形態１にかかる、廃熱回収システムを拡大して示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an enlarged view of a waste heat recovery system according to a first embodiment. 実施形態１にかかる、１段目温水ボイラの構造を概略的に示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a structure of a first-stage hot water boiler according to the first embodiment. 実施形態１にかかる、２段目温水ボイラの構造を概略的に示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a structure of a second-stage hot water boiler according to the first embodiment.

上述した廃熱回収システム及びコージェネレーションシステムにかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
廃熱回収システム１は、図１に示すように、エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システム１１から排気される第１排ガスＧ１の排熱を回収する排ガスボイラ１２の下流側に配設される。廃熱回収システム１は、排ガスボイラ１２から排気される第２排ガスＧ２の排熱を回収する１段目温水ボイラ２と、１段目温水ボイラ２から排気される第３排ガスＧ３の排熱を回収する２段目温水ボイラ３とを備える。 A preferred embodiment of the above-described waste heat recovery system and cogeneration system will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the waste heat recovery system 1 is disposed downstream of an exhaust gas boiler 12 that recovers exhaust heat of a first exhaust gas G1 exhausted from an engine power generation system 11 that generates power by combustion of an engine. . The waste heat recovery system 1 recovers the exhaust heat of the first-stage hot water boiler 2 that collects the exhaust heat of the second exhaust gas G2 exhausted from the exhaust gas boiler 12 and the exhaust heat of the third exhaust gas G3 that is exhausted from the first stage hot water boiler 2. A second-stage hot water boiler 3 for recovery is provided.

図２、図３に示すように、１段目温水ボイラ２は、第２排ガスＧ２を通過させるフィン付チューブ２１を有しており、第２排ガスＧ２の排熱を回収して、第２排ガスＧ２に含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度の第３排ガスＧ３を排気するよう構成されている。２段目温水ボイラ３は、第３排ガスＧ３を通過させるフィン無チューブ３１を有しており、第３排ガスＧ３の排熱を回収して、凝縮防止温度よりも低い第４排ガスＧ４を排気するよう構成されている。
なお、排ガスボイラ１２、１段目温水ボイラ２及び２段目温水ボイラ３の各ボイラ１２，２，３を通過する排ガスを、便宜上、第１排ガスＧ１、第２排ガスＧ２、第３排ガスＧ３及び第４排ガスＧ４として表す。 As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the first-stage hot water boiler 2 has a finned tube 21 that allows the second exhaust gas G2 to pass therethrough, recovers the exhaust heat of the second exhaust gas G2, and The third exhaust gas G3 having a condensation prevention temperature capable of preventing the condensation of the unburned oil contained in G2 is exhausted. The second-stage hot water boiler 3 has a finless tube 31 that allows the third exhaust gas G3 to pass therethrough, collects exhaust heat of the third exhaust gas G3, and exhausts the fourth exhaust gas G4 lower than the condensation prevention temperature. It is configured as follows.
The exhaust gas passing through the boilers 12, 2, 3 of the exhaust gas boiler 12, the first-stage hot water boiler 2 and the second-stage hot water boiler 3 is, for convenience, supplied with a first exhaust gas G1, a second exhaust gas G2, a third exhaust gas G3, This is represented as a fourth exhaust gas G4.

以下、本形態の廃熱回収システム１及びコージェネレーションシステム１０をさらに詳説する。
図１、図２に示すように、廃熱回収システム１は、排ガスボイラ１２の下流側に配設され、排ガスボイラ１２から排気される排ガスの排熱の回収を更に行うものである。廃熱回収システム１は、フィン付チューブ２１を有する１段目温水ボイラ２と、フィン無チューブ３１を有する２段目温水ボイラ３とを適切に組み合わせたものである。 Hereinafter, the waste heat recovery system 1 and the cogeneration system 10 of the present embodiment will be described in more detail.
As shown in FIGS. 1 and 2, the waste heat recovery system 1 is disposed downstream of the exhaust gas boiler 12 and further recovers exhaust heat of exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler 12. The waste heat recovery system 1 appropriately combines a first-stage hot water boiler 2 having a finned tube 21 and a second-stage hot water boiler 3 having a finless tube 31.

エンジン発電システム１１は、定置式のガスエンジン、定置式のディーゼルエンジン等のエンジンにおける燃料混合気の燃焼による回転力を利用して、発電機による発電を行うものである。エンジン発電システム１１においては、エンジンの燃焼によって生じる排ガスの排熱（熱エネルギー）と、エンジンを冷却する際に昇温される冷却水の排熱（熱エネルギー）とを回収するコージェネレーションシステムが構築される。排ガスの排熱は、排ガスボイラ１２による水の蒸気化及び廃熱回収システム１による温水の昇温に利用され、冷却水の排熱は、空調用の熱源等として利用される。   The engine power generation system 11 uses a rotating power generated by combustion of a fuel-air mixture in an engine such as a stationary gas engine or a stationary diesel engine to generate power using a generator. In the engine power generation system 11, a cogeneration system that recovers exhaust heat (thermal energy) of exhaust gas generated by combustion of the engine and exhaust heat (thermal energy) of cooling water heated when cooling the engine is constructed. Is done. The exhaust heat of the exhaust gas is used for evaporating water by the exhaust gas boiler 12 and raising the temperature of the hot water by the waste heat recovery system 1, and the exhaust heat of the cooling water is used as a heat source for air conditioning.

図１に示すように、本形態においては排熱回収システム１を用いてコージェネレーションシステム１０が形成されている。コージェネレーションシステム１０は、エンジン発電システム１１と、触媒１３と、排ガスボイラ１２と、１段目温水ボイラ２と、２段目温水ボイラ３とを備えている。
触媒１３は、エンジン発電システム１１におけるエンジンの排気口１１２と排ガスボイラ１２の給気口１２１との間に配置されており、エンジン発電システム１１から排気される第１排ガスＧ１に含まれる揮発している未燃オイルを分解する機能を有する。触媒１３は、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属を用いて構成されている。 As shown in FIG. 1, in this embodiment, a cogeneration system 10 is formed using the exhaust heat recovery system 1. The cogeneration system 10 includes an engine power generation system 11, a catalyst 13, an exhaust gas boiler 12, a first-stage hot water boiler 2, and a second-stage hot water boiler 3.
The catalyst 13 is disposed between the exhaust port 112 of the engine in the engine power generation system 11 and the air supply port 121 of the exhaust gas boiler 12, and volatilizes in the first exhaust gas G <b> 1 exhausted from the engine power generation system 11. It has a function to decompose unburned oil. The catalyst 13 is configured using a noble metal such as platinum, palladium, and rhodium.

そして、触媒１３によって、第１排ガスＧ１に含まれる未燃オイルの多くを除去することにより、未燃オイルが１段目温水ボイラ２及び２段目温水ボイラ３による廃熱回収システム１に到達する量を少なくすることができる。これにより、２段目温水ボイラ３のフィン無チューブ３１への未燃オイルの付着量を低減することができる。   The catalyst 13 removes much of the unburned oil contained in the first exhaust gas G1, so that the unburned oil reaches the waste heat recovery system 1 using the first-stage hot water boiler 2 and the second-stage hot water boiler 3. The amount can be reduced. Thereby, the amount of unburned oil adhering to the finless tube 31 of the second-stage hot water boiler 3 can be reduced.

図１に示すように、本形態の排ガスボイラ１２は、排ガスを利用して水蒸気を作り出す排ガス蒸気ボイラである。排ガスボイラ１２の給気口１２１には、エンジン発電システム１１から３００℃以上の第１排ガスＧ１が供給され、排ガスボイラ１２の排気口１２２からは、１６０℃程度（１５０〜１７０℃の範囲内）の第２排ガスＧ２が排気される。排ガスボイラ１２によって作られる水蒸気は、工場等の種々のプロセスにおいて使用される。
なお、排ガスボイラ１２は、排ガスを利用して水を昇温する排ガス温水ボイラとすることもできる。この場合にも、第２排ガスＧ２の温度は、１５０〜１７０℃の範囲内となる。 As shown in FIG. 1, the exhaust gas boiler 12 of the present embodiment is an exhaust gas steam boiler that generates steam using exhaust gas. The first exhaust gas G1 having a temperature of 300 ° C. or more is supplied from the engine power generation system 11 to the air supply port 121 of the exhaust gas boiler 12, and about 160 ° C. (within a range of 150 to 170 ° C.) from the exhaust port 122 of the exhaust gas boiler 12. Of the second exhaust gas G2 is exhausted. The steam generated by the exhaust gas boiler 12 is used in various processes such as factories.
Note that the exhaust gas boiler 12 may be an exhaust gas hot water boiler that raises the temperature of water using exhaust gas. Also in this case, the temperature of the second exhaust gas G2 is in the range of 150 to 170C.

１段目温水ボイラ２及び２段目温水ボイラ３は、第２排ガスＧ２及び第３排ガスＧ３の排熱によって吸収式冷凍機６に用いられる温水Ｗを所定の温度に加熱する熱交換器である。吸収式冷凍機６は吸収式冷温水機と呼ばれることもある。
図２、図３に示すように、１段目温水ボイラ２は、第２排ガスＧ２が流通する容器（図示略）と、容器内に、互いに平行に複数本並べられたフィン付チューブ２１とを有している。１段目温水ボイラ２における給気口２２と排気口２３とは、互いに対向する位置に設けられており、複数本のフィン付チューブ２１は、給気口２２と排気口２３とが対向する方向に直交する方向に沿って配置されている。複数本のフィン付チューブ２１には、温水入口２４と温水出口２５とを介して、吸収式冷凍機６において用いられる温水Ｗが流通する。そして、第２排ガスＧ２が１段目温水ボイラ２の容器内を流れ、温水Ｗがフィン付チューブ２１内を流れる際には、フィン付チューブ２１を介して第２排ガスＧ２の排熱が温水Ｗに伝達される。 The first-stage hot water boiler 2 and the second-stage hot water boiler 3 are heat exchangers that heat the hot water W used in the absorption refrigerator 6 to a predetermined temperature by exhaust heat of the second exhaust gas G2 and the third exhaust gas G3. . The absorption chiller 6 is sometimes called an absorption chiller / heater.
As shown in FIGS. 2 and 3, the first-stage hot water boiler 2 includes a container (not shown) through which the second exhaust gas G2 flows, and a plurality of finned tubes 21 arranged in parallel in the container. Have. The supply port 22 and the exhaust port 23 in the first-stage hot water boiler 2 are provided at positions facing each other, and the plurality of finned tubes 21 are in a direction in which the supply port 22 and the exhaust port 23 face each other. Are arranged along a direction orthogonal to. Hot water W used in the absorption refrigerator 6 flows through the plurality of finned tubes 21 via a hot water inlet 24 and a hot water outlet 25. Then, when the second exhaust gas G2 flows in the container of the first-stage hot water boiler 2 and the hot water W flows in the finned tube 21, the exhaust heat of the second exhaust gas G2 passes through the finned tube 21 and the hot water W Is transmitted to

図２、図４に示すように、２段目温水ボイラ３は、第３排ガスＧ３が流通する容器（図示略）と、容器内に、互いに平行に複数本並べられたフィン無チューブ３１とを有している。２段目温水ボイラ３においては、給気口３２と排気口３３とが互いに対向する位置に設けられており、複数本のフィン無チューブ３１は、給気口３２と排気口３３とが対向する方向に直交する方向に沿って配置されている。複数本のフィン無チューブ３１には、温水入口３４と温水出口３５とを介して、吸収式冷凍機６において用いられる温水Ｗが流通する。そして、第３排ガスＧ３が２段目温水ボイラ３の容器内を流れ、温水Ｗがフィン無チューブ３１内を流れる際には、フィン無チューブ３１を介して第３排ガスＧ３の排熱が温水Ｗに伝達される。   As shown in FIGS. 2 and 4, the second-stage hot water boiler 3 includes a container (not shown) through which the third exhaust gas G3 flows, and a plurality of finless tubes 31 arranged in parallel in the container. Have. In the second-stage hot water boiler 3, the air supply port 32 and the exhaust port 33 are provided at positions facing each other, and in the plurality of finless tubes 31, the air supply port 32 and the exhaust port 33 face each other. They are arranged along a direction orthogonal to the direction. The hot water W used in the absorption refrigerator 6 flows through the plurality of finless tubes 31 via a hot water inlet 34 and a hot water outlet 35. Then, when the third exhaust gas G3 flows in the container of the second-stage hot water boiler 3 and the hot water W flows in the finless tube 31, the exhaust heat of the third exhaust gas G3 passes through the finless tube 31 and the hot water W Is transmitted to

図３に示すように、１段目温水ボイラ２におけるフィン付チューブ２１は、チューブ２１１の外周に複数の伝熱フィン２１２を設けて形成されている。そのため、１段目温水ボイラ２は、伝熱効率が良く、コンパクトに形成することができ、排熱の単位回収量当たりの製造コストが安価である。一方、図４に示すように、２段目温水ボイラ３におけるフィン無チューブ３１は、伝熱フィンを有しないチューブ３１１から形成されているために、シンプルな構造であり、高圧洗浄等が容易である。また、２段目温水ボイラ３は、フィン無チューブ３１を用いていることにより、チューブ３１１の外周面に未燃オイルが蓄積したとしても、この未燃オイルが容器内を閉塞しにくくすることができる。ただし、フィン無チューブ３１を用いる場合には、伝熱効率が悪く、装置が大型化し、排熱の単位回収量当たりの製造コストも高価である。
１段目温水ボイラ２による排熱の回収量と、２段目温水ボイラ３による排熱の回収量とは、工場等における廃熱回収システム１の配置スペースの制約、設備投資予算等に応じて適切に設定することができる。 As shown in FIG. 3, the finned tube 21 in the first-stage hot water boiler 2 is formed by providing a plurality of heat transfer fins 212 on the outer periphery of a tube 211. Therefore, the first-stage hot water boiler 2 has good heat transfer efficiency, can be formed compactly, and has a low production cost per unit recovery amount of exhaust heat. On the other hand, as shown in FIG. 4, the finless tube 31 in the second-stage hot water boiler 3 has a simple structure because it is formed from the tube 311 having no heat transfer fin, so that high-pressure cleaning and the like are easy. is there. Further, since the second-stage hot water boiler 3 uses the finless tube 31, even if unburned oil accumulates on the outer peripheral surface of the tube 311, the unburned oil does not easily block the inside of the container. it can. However, when the finless tube 31 is used, the heat transfer efficiency is poor, the apparatus becomes large, and the manufacturing cost per unit recovery amount of exhaust heat is high.
The amount of waste heat recovered by the first-stage hot water boiler 2 and the amount of waste heat recovered by the second-stage hot water boiler 3 depend on the arrangement space of the waste heat recovery system 1 in a factory or the like, the capital investment budget, and the like. Can be set appropriately.

廃熱回収システム１は、図１に示すように、１段目温水ボイラ２及び２段目温水ボイラ３以外に、主排気管４１、主ダンパ５１、バイパス排気管４２、バイパスダンパ５２等を備えている。主排気管４１は、排ガスボイラ１２の排気口１２２に接続されている。主排気管４１には、１段目温水ボイラ２と、１段目温水ボイラ２の、第３排ガスＧ３の流れの下流側に位置する２段目温水ボイラ３とが直列に並ぶ状態で配置されている。
ここで、図１、図２においては、１段目温水ボイラ２と２段目温水ボイラ３との間に主排気管４１の一部が配置された状態を示す。１段目温水ボイラ２と２段目温水ボイラ３とは、主排気管４１の一部を介さずに直結されていてもよい。 As shown in FIG. 1, the waste heat recovery system 1 includes a main exhaust pipe 41, a main damper 51, a bypass exhaust pipe 42, a bypass damper 52, and the like, in addition to the first-stage hot water boiler 2 and the second-stage hot water boiler 3. ing. The main exhaust pipe 41 is connected to an exhaust port 122 of the exhaust gas boiler 12. In the main exhaust pipe 41, the first-stage hot water boiler 2 and the second-stage hot water boiler 3 of the first-stage hot water boiler 2 located downstream of the flow of the third exhaust gas G3 are arranged in series. ing.
Here, FIGS. 1 and 2 show a state where a part of the main exhaust pipe 41 is arranged between the first-stage hot water boiler 2 and the second-stage hot water boiler 3. The first-stage hot water boiler 2 and the second-stage hot water boiler 3 may be directly connected without a part of the main exhaust pipe 41.

図２に示すように、主ダンパ５１は、主排気管４１における、排ガスボイラ１２の給気口１２１の付近と、主排気管４１における、２段目温水ボイラ３の排気口３３の付近とに配置されている。主ダンパ５１は、主排気管４１内において回動可能である。バイパス排気管４２は、排ガスボイラ１２の給気口１２１の付近において主排気管４１から分岐しており、２段目温水ボイラ３の排気口３３の付近に位置する主排気管４１に繋がっている。バイパス排気管４２は、排ガスボイラ１２に供給される第１排ガスＧ１を、排ガスボイラ１２、１段目温水ボイラ２及び２段目温水ボイラ３を通過させずにバイパスさせるものである。バイパスダンパ５２は、バイパス排気管４２内に回動可能に配置されている。
図１に示すように、主排気管４１は、排熱が回収された後の第４排ガスＧ４を大気に排気するための煙突４３に繋がれている。 As shown in FIG. 2, the main damper 51 is provided in the vicinity of the intake port 121 of the exhaust gas boiler 12 in the main exhaust pipe 41 and in the vicinity of the exhaust port 33 of the second-stage hot water boiler 3 in the main exhaust pipe 41. Are located. The main damper 51 is rotatable in the main exhaust pipe 41. The bypass exhaust pipe 42 branches off from the main exhaust pipe 41 near the air supply port 121 of the exhaust gas boiler 12 and is connected to the main exhaust pipe 41 located near the exhaust port 33 of the second-stage hot water boiler 3. . The bypass exhaust pipe 42 bypasses the first exhaust gas G1 supplied to the exhaust gas boiler 12 without passing through the exhaust gas boiler 12, the first-stage hot water boiler 2, and the second-stage hot water boiler 3. The bypass damper 52 is rotatably arranged in the bypass exhaust pipe 42.
As shown in FIG. 1, the main exhaust pipe 41 is connected to a chimney 43 for exhausting the fourth exhaust gas G4 from which exhaust heat has been recovered to the atmosphere.

そして、排ガスボイラ１２、１段目温水ボイラ２及び２段目温水ボイラ３のメンテナンス等を行う際には、主ダンパ５１によって主排気管４１を閉じるとともにバイパスダンパ５２によってバイパス排気管４２を開ける。これにより、バイパス排気管４２を利用して、第１排ガスＧ１を、排ガスボイラ１２、１段目温水ボイラ２及び２段目温水ボイラ３を通過させずに煙突４３等へ排気させることができる。   When the maintenance of the exhaust gas boiler 12, the first-stage hot water boiler 2, and the second-stage hot water boiler 3 are performed, the main exhaust pipe 41 is closed by the main damper 51 and the bypass exhaust pipe 42 is opened by the bypass damper 52. Thus, the first exhaust gas G1 can be exhausted to the chimney 43 and the like by using the bypass exhaust pipe 42 without passing through the exhaust gas boiler 12, the first-stage hot water boiler 2, and the second-stage hot water boiler 3.

１段目温水ボイラ２と２段目温水ボイラ３とには、吸収式冷凍機６に用いられる温水Ｗを吸収式冷凍機６との間で循環させる温水配管６１が並列に接続されている。温水配管６１は、１段目温水ボイラ２の温水入口２４と温水出口２５とを介して１段目温水ボイラ２に接続され、また、２段目温水ボイラ３の温水入口３４と温水出口３５とを介して２段目温水ボイラ３に接続されている。各温水ボイラ２，３の温水入口２４，３４に繋がる温水配管６１には、吸収式冷凍機６と各温水ボイラ２，３との間において温水Ｗを循環させるための温水用ポンプ６２が配設されている。   The first-stage hot water boiler 2 and the second-stage hot water boiler 3 are connected in parallel with a hot water pipe 61 for circulating hot water W used for the absorption refrigerator 6 between the absorption refrigerator 6. The hot water pipe 61 is connected to the first-stage hot water boiler 2 via the hot water inlet 24 and the hot water outlet 25 of the first-stage hot water boiler 2. And is connected to the second-stage hot water boiler 3 via. A hot water pump 62 for circulating hot water W between the absorption refrigerator 6 and each of the hot water boilers 2 and 3 is provided in a hot water pipe 61 connected to the hot water inlets 24 and 34 of the hot water boilers 2 and 3. Have been.

排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮温度は、エンジン発電システム１１におけるエンジンに使用されるオイルの種類によって異なる。凝縮防止温度は、未燃オイルの凝縮温度よりも高い温度として設定され、１１０〜１４０℃の温度の範囲内から選ばれる所定の温度とすることができる。これにより、１段目温水ボイラ２におけるフィン付チューブ２１に、種々の未燃オイルが付着することを防止することができる。本形態においては、凝縮防止温度は、１２０℃として設定する。
本形態の廃熱回収システム１においては、１段目温水ボイラ２から排気される第３排ガスＧ３の温度は、第２排ガスＧ２及び第３排ガスＧ３から温水Ｗへの熱回収量の設定を適切に行うことによって、凝縮防止温度以上に維持される。 The condensation temperature of the unburned oil contained in the exhaust gas differs depending on the type of oil used for the engine in the engine power generation system 11. The condensation prevention temperature is set as a temperature higher than the condensation temperature of the unburned oil, and may be a predetermined temperature selected from the range of 110 to 140 ° C. This can prevent various unburned oils from adhering to the finned tube 21 in the first-stage hot water boiler 2. In this embodiment, the condensation prevention temperature is set to 120 ° C.
In the waste heat recovery system 1 of the present embodiment, the temperature of the third exhaust gas G3 exhausted from the first-stage hot water boiler 2 is set appropriately for the amount of heat recovery from the second exhaust gas G2 and the third exhaust gas G3 to the hot water W. The temperature is maintained at or above the condensation prevention temperature.

吸収式冷凍機６は、冷媒を蒸発させて気化熱によって冷水を作り出す蒸発器、冷媒を吸収溶液に吸収させる吸収器、吸収溶液を濃縮するとともに吸収溶液と蒸気冷媒とを分離する再生器、及び蒸気冷媒を凝縮する擬縮器を有するものである。温水Ｗは、再生器において用いることができる。   The absorption refrigerator 6 is an evaporator that evaporates the refrigerant to produce cold water by heat of vaporization, an absorber that absorbs the refrigerant into the absorption solution, a regenerator that concentrates the absorption solution and separates the absorption solution and the vapor refrigerant, and It has a pseudo-condenser for condensing the vapor refrigerant. Hot water W can be used in a regenerator.

廃熱回収システム１においては、１段目温水ボイラ２による第２排ガスＧ２の排熱の回収は、第３排ガスＧ３の温度が、第３排ガスＧ３に含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上にある範囲内で行われる。そして、１段目温水ボイラ２においては、フィン付チューブ２１を用いて排熱を回収することにより、第２排ガスＧ２から、吸収式冷凍機６に用いる温水Ｗへの伝熱効率を高めることができる。また、フィン付チューブ２１を用いた排熱の回収は、第３排ガスＧ３の温度が凝縮防止温度以上にある範囲内までしか行われず、洗浄が困難である伝熱フィン２１２に、未燃オイルが凝縮して付着することを防止することができる。
なお、第３排ガスＧ３の温度は、１段目温水ボイラ２の排気口２３に配置した温度計を用いて監視することができる。 In the waste heat recovery system 1, the recovery of the exhaust heat of the second exhaust gas G2 by the first-stage hot water boiler 2 can prevent the temperature of the third exhaust gas G3 from condensing unburned oil contained in the third exhaust gas G3. It is carried out within a range above the condensation prevention temperature. In the first-stage hot water boiler 2, the heat transfer efficiency from the second exhaust gas G <b> 2 to the hot water W used in the absorption refrigerator 6 can be increased by collecting the exhaust heat using the finned tubes 21. . Further, the recovery of the exhaust heat using the finned tube 21 is performed only within a range where the temperature of the third exhaust gas G3 is equal to or higher than the condensation prevention temperature, and the unburned oil is transferred to the heat transfer fins 212 which are difficult to clean. Condensation and adhesion can be prevented.
Note that the temperature of the third exhaust gas G3 can be monitored using a thermometer disposed at the exhaust port 23 of the first-stage hot water boiler 2.

また、２段目温水ボイラ３による第３排ガスＧ３の排熱の回収は、第４排ガスＧ４の温度が、凝縮防止温度よりも低い温度になるまで行う。そして、２段目温水ボイラ３においては、フィン無チューブ３１を用いて排熱を回収することにより、洗浄が困難である伝熱フィンが存在せず、チューブ３１１の外周面に付着した未燃オイルを高圧洗浄等によって容易に洗浄することができる。   The recovery of exhaust heat of the third exhaust gas G3 by the second-stage hot water boiler 3 is performed until the temperature of the fourth exhaust gas G4 becomes lower than the condensation prevention temperature. In the second-stage hot water boiler 3, by collecting exhaust heat using the finless tube 31, there is no heat transfer fin that is difficult to clean, and unburned oil adhering to the outer peripheral surface of the tube 311. Can be easily washed by high-pressure washing or the like.

それ故、本形態の廃熱回収システム１及びコージェネレーションシステム１０によれば、排熱の回収量を効果的に高めるとともに、未燃オイルの除去作業を容易にすることができる。   Therefore, according to the waste heat recovery system 1 and the cogeneration system 10 of the present embodiment, the amount of recovered waste heat can be effectively increased, and the work of removing unburned oil can be facilitated.

（実施形態２）
本形態においては、廃熱回収システム１を設計する方法として、１段目温水ボイラ２のフィン付チューブ２１の伝熱面積を設定する方法について説明する。
フィン付チューブ２１の伝熱面積を設定するに当たっては、一般的な熱交換器の伝熱面積の設計に使用される計算式を用いることができる。 (Embodiment 2)
In the present embodiment, a method of setting the heat transfer area of the finned tube 21 of the first-stage hot water boiler 2 will be described as a method of designing the waste heat recovery system 1.
In setting the heat transfer area of the finned tube 21, a calculation formula used for designing a heat transfer area of a general heat exchanger can be used.

具体的には、１段目温水ボイラ２の熱交換量Ｑは、１段目温水ボイラ２の熱通過率Ｋ、フィン付チューブ２１の伝熱面積Ａ、対数平均温度差ΔＴｍを用いて、Ｑ＝Ｋ・Ａ・ΔＴｍの式によって表される。ここで、熱交換量Ｑは、１段目温水ボイラ２の給気口２２における第２排ガスＧ２の温度、１段目温水ボイラ２の排気口２３における第３排ガスＧ３の温度、第２排ガスＧ２の流量、及び第２排ガスＧ２の比熱を用いて計算される。また、熱通過率Ｋは、フィン付チューブ２１の材質、厚み、形状、第２排ガスＧ２の流速、及び温水Ｗの流速を用いて計算される。また、対数平均温度差ΔＴｍは、１段目温水ボイラ２の給気口２２における第２排ガスＧ２の温度、１段目温水ボイラ２の排気口２３における第３排ガスＧ３の温度、フィン付チューブ２１の温水入口２４における温水Ｗの温度、及びフィン付チューブ２１の温水出口２５における温水Ｗの温度を用いて計算される。   Specifically, the heat exchange amount Q of the first-stage hot water boiler 2 is calculated by using the heat transmittance K of the first-stage hot water boiler 2, the heat transfer area A of the finned tube 21, and the logarithmic average temperature difference ΔTm. = K · A · ΔTm. Here, the heat exchange amount Q is the temperature of the second exhaust gas G2 at the supply port 22 of the first-stage hot water boiler 2, the temperature of the third exhaust gas G3 at the exhaust port 23 of the first-stage hot water boiler 2, and the second exhaust gas G2. And the specific heat of the second exhaust gas G2. The heat transfer rate K is calculated using the material, thickness, and shape of the finned tube 21, the flow rate of the second exhaust gas G2, and the flow rate of the hot water W. The logarithmic mean temperature difference ΔTm is the temperature of the second exhaust gas G2 at the air supply port 22 of the first-stage hot water boiler 2, the temperature of the third exhaust gas G3 at the exhaust port 23 of the first-stage hot water boiler 2, the finned tube 21 Is calculated using the temperature of the hot water W at the hot water inlet 24 and the temperature of the hot water W at the hot water outlet 25 of the finned tube 21.

そして、伝熱面積Ａは、上記計算によって求められた熱交換量Ｑ、熱通過率Ｋ及び対数平均温度差ΔＴｍをＡ＝Ｑ／（Ｋ・ΔＴｍ）の式に代入して求められる。
このように、１段目温水ボイラ２の伝熱面積Ａを適切に求めることにより、１段目温水ボイラ２による排熱の回収量を適切に設定することができる。そして、１段目温水ボイラ２から排気される第３排ガスＧ３の温度を、凝縮防止温度以上に保つことが容易になる。
また、２段目温水ボイラ３による排熱の回収量は、排熱を回収する最終温度である第４排ガスＧ４の温度に応じて適宜設定することができる。
なお、本形態においても、廃熱回収システム１の構成は、実施形態１と同様である。 The heat transfer area A is obtained by substituting the heat exchange amount Q, the heat transmittance K, and the logarithmic average temperature difference ΔTm obtained by the above calculation into the equation of A = Q / (K · ΔTm).
As described above, by appropriately determining the heat transfer area A of the first-stage hot water boiler 2, the amount of waste heat recovered by the first-stage hot water boiler 2 can be appropriately set. And it becomes easy to keep the temperature of the third exhaust gas G3 exhausted from the first-stage hot water boiler 2 at or above the condensation prevention temperature.
Further, the amount of exhaust heat recovered by the second-stage hot water boiler 3 can be appropriately set according to the temperature of the fourth exhaust gas G4, which is the final temperature at which exhaust heat is recovered.
In this embodiment, the configuration of the waste heat recovery system 1 is the same as that of the first embodiment.

本発明は、実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態に適用することが可能である。   The present invention is not limited to only the embodiments, and can be applied to further different embodiments without departing from the gist of the invention.

１ 廃熱回収システム
１０ コージェネレーションシステム
１１ エンジン発電システム
１２ 排ガスボイラ
１３ 触媒
２ １段目温水ボイラ
３ ２段目温水ボイラ
２１ フィン付チューブ
３１ フィン無チューブ
６ 吸収式冷凍機
６１ 温水配管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste heat recovery system 10 Cogeneration system 11 Engine power generation system 12 Exhaust gas boiler 13 Catalyst 2 First-stage hot water boiler 3 Second-stage hot water boiler 21 Tube with fin 31 Tube without fin 6 Absorption refrigerator 61 Hot water piping

Claims (5)

エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムから排気される第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラの、上記第１排ガスの流れの下流側に配設される廃熱回収システムであって、
上記排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されている、廃熱回収システム。 An exhaust heat boiler for recovering exhaust heat of a first exhaust gas exhausted from an engine power generation system that generates power by combustion of an engine, wherein the exhaust heat boiler is disposed downstream of the flow of the first exhaust gas.
A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of the second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
The first-stage hot water boiler has a finned tube through which the second exhaust gas passes, and can recover exhaust heat of the second exhaust gas to prevent condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas. The third exhaust gas having a temperature equal to or higher than the condensation prevention temperature is exhausted,
The second-stage hot water boiler has a finless tube through which the third exhaust gas passes, and is configured to recover exhaust heat of the third exhaust gas and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature. Has a waste heat recovery system. エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムから排気され、未燃オイルを分解する機能を有する触媒を通過した第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラの、上記第１排ガスの流れの下流側に配設される廃熱回収システムであって、
上記排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能であって１１０〜１４０℃の温度の範囲内から選ばれる所定の温度である凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されている、廃熱回収システム。 An exhaust gas boiler that collects exhaust heat of the first exhaust gas discharged from the engine power generation system that generates power by combustion of the engine and that has passed through a catalyst having a function of decomposing unburned oil is provided downstream of the flow of the first exhaust gas. A waste heat recovery system to be installed,
A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of the second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
The first-stage hot water boiler has a finned tube through which the second exhaust gas passes, and can collect exhaust heat of the second exhaust gas to prevent condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas. And configured to exhaust the third exhaust gas having a temperature equal to or higher than a condensation prevention temperature which is a predetermined temperature selected from a temperature range of 110 to 140 ° C. ,
The second-stage hot water boiler has a finless tube through which the third exhaust gas passes, and is configured to recover exhaust heat of the third exhaust gas and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature. Has a waste heat recovery system. エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムから排気される第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラの、上記第１排ガスの流れの下流側に配設される廃熱回収システムであって、
上記排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されており、
上記１段目温水ボイラ及び上記２段目温水ボイラは、上記第２排ガス及び上記第３排ガスの排熱によって吸収式冷凍機に用いられる温水を所定の温度に加熱するものであり、
上記１段目温水ボイラと上記２段目温水ボイラとには、上記温水を上記吸収式冷凍機との間で循環させる温水配管が並列に接続されている、廃熱回収システム。 An exhaust heat boiler for recovering exhaust heat of a first exhaust gas exhausted from an engine power generation system that generates power by combustion of an engine, wherein the exhaust heat boiler is disposed downstream of the flow of the first exhaust gas.
A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of the second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
The first-stage hot water boiler has a finned tube through which the second exhaust gas passes, and can recover exhaust heat of the second exhaust gas to prevent condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas. The third exhaust gas having a temperature equal to or higher than the condensation prevention temperature is exhausted,
The second-stage hot water boiler has a finless tube through which the third exhaust gas passes, and is configured to recover exhaust heat of the third exhaust gas and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature. And
The first-stage hot water boiler and the second-stage hot water boiler are configured to heat hot water used in an absorption refrigerator to a predetermined temperature by exhaust heat of the second exhaust gas and the third exhaust gas,
A waste heat recovery system , wherein a hot water pipe for circulating the hot water between the first-stage hot water boiler and the second-stage hot water boiler is connected in parallel with the absorption refrigerator. エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムから排気される第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラの、上記第１排ガスの流れの下流側に配設される廃熱回収システムであって、An exhaust heat boiler for recovering exhaust heat of a first exhaust gas exhausted from an engine power generation system that generates power by combustion of an engine, wherein the exhaust heat boiler is disposed downstream of the flow of the first exhaust gas.
上記排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、  A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of the second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、  A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスが流通する第１容器と、該第１容器内に配置された、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブとを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、  The first-stage hot water boiler has a first container through which the second exhaust gas flows, and a finned tube disposed in the first container and through which the second exhaust gas passes. Recovering the exhaust heat, and exhausting the third exhaust gas having a condensation prevention temperature or higher capable of preventing condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas,
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスが流通する第２容器と、該第２容器内に配置された、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブとを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されており、  The second-stage hot-water boiler has a second container through which the third exhaust gas flows, and a finless tube disposed in the second container, through which the third exhaust gas passes. It is configured to recover exhaust heat and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature,
上記第１容器と上記第２容器とは、別々に形成されている、廃熱回収システム。  The waste heat recovery system, wherein the first container and the second container are separately formed. エンジンの燃焼によって発電を行うエンジン発電システムと、
該エンジン発電システムから排気される第１排ガスの排熱を回収する排ガスボイラと、
該排ガスボイラから排気される第２排ガスの排熱を回収する１段目温水ボイラと、
該１段目温水ボイラから排気される第３排ガスの排熱を回収する２段目温水ボイラと、を備え、
上記エンジン発電システムと上記排ガスボイラとの間には、上記第１排ガスに含まれる未燃オイルを分解する触媒が配置されており、
上記１段目温水ボイラは、上記第２排ガスを通過させるフィン付チューブを有し、該第２排ガスの排熱を回収して、該第２排ガスに含まれる未燃オイルの凝縮を防止可能な凝縮防止温度以上の上記第３排ガスを排気するよう構成されており、
上記２段目温水ボイラは、上記第３排ガスを通過させるフィン無チューブを有し、該第３排ガスの排熱を回収して、上記凝縮防止温度よりも低い第４排ガスを排気するよう構成されている、コージェネレーションシステム。 An engine power generation system that generates power by combustion of the engine,
An exhaust gas boiler for recovering exhaust heat of a first exhaust gas exhausted from the engine power generation system;
A first-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of a second exhaust gas exhausted from the exhaust gas boiler;
A second-stage hot water boiler for recovering exhaust heat of third exhaust gas exhausted from the first-stage hot water boiler;
A catalyst that decomposes unburned oil contained in the first exhaust gas is disposed between the engine power generation system and the exhaust gas boiler,
The first-stage hot water boiler has a finned tube through which the second exhaust gas passes, and can recover exhaust heat of the second exhaust gas to prevent condensation of unburned oil contained in the second exhaust gas. The third exhaust gas having a temperature equal to or higher than the condensation prevention temperature is exhausted,
The second-stage hot water boiler has a finless tube through which the third exhaust gas passes, and is configured to recover exhaust heat of the third exhaust gas and exhaust a fourth exhaust gas lower than the condensation prevention temperature. Cogeneration system.
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