KR101342792B1 - Water injection type vapor compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 보급수의 온도 및 흡입 증기의 상태량을 정확하게 파악할 수 있는 구성을 구비함으로써, 토출 증기가 과열 증기로 되는 것을 방지하면서, 또한 토출 증기의 양이 감소하는 것을 방지할 수 있는 물 분사식 증기 압축기를 제공하는 것이다.
흡기관(6)에 설치된 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)와, 스크류 압축기(2) 내부의 압축 공간에 보급수를 분사하는 분사수 펌프(4)와, 보급수의 온도를 검출하기 위한 급수 온도계(18)와, 보급수의 분사량을 제어하는 제어부(5)를 구비하는 물 분사식 증기 압축기(1)이다. 제어부(5)는 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)보다도 하류측의 흡기관(6)을 흐르는 흡입 증기의 비엔탈피 및 급수 온도계(18)의 검출값에 의해 구해지는 보급수의 비엔탈피에 기초하여, 흡입 증기를 소정의 토출 압력까지 승압하기 위해 소비하고 남은 스크류 압축기(2)의 출력 에너지와 보급수의 기화 열량이 동등해지도록 보급수의 분사량을 제어한다.An object of the present invention is to provide a configuration capable of accurately grasping the temperature of the replenishing water and the state amount of the intake steam, thereby preventing the discharge steam from becoming superheated steam and preventing the amount of discharge steam from decreasing. It is to provide a steam compressor.
An intake side drain separator 9 provided in the intake pipe 6, a spray water pump 4 for injecting feed water into the compression space inside the screw compressor 2, and a water supply thermometer for detecting the temperature of the feed water ( 18) and a water injection type steam compressor 1 having a control unit 5 for controlling the injection amount of the replenishment water. The control part 5 is based on the specific enthalpy of the intake steam which flows in the intake pipe 6 downstream from the intake side drain separator 9, and the specific enthalpy of the replenishment water calculated | required by the detected value of the water supply thermometer 18, The injection amount of the replenishing water is controlled so that the output energy of the screw compressor 2 remaining in order to boost the suction steam to a predetermined discharge pressure and the amount of vaporization heat of the replenishing water become equal.
Description
본 발명은 압축기 내부의 압축 공간 및 압축기에 접속된 흡기관 중 적어도 어느 한쪽에 물을 분사하는 급수 수단을 구비하는 물 분사식 증기 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a water jet steam compressor having water supply means for injecting water into at least one of a compression space inside the compressor and an intake pipe connected to the compressor.
물 분사식 증기 압축기에 있어서의 물 분사량을 제어하기 위한 기술로서, 예를 들어 특허 문헌 1에 기재된 기술이 있다. 특허 문헌 1에 기재된 제어 기술은 압축기가 증기에 부여하는 에너지 중, 압축기가 흡입한 증기를 그 토출 압력으로 승압하기 위해 소비하고 남은 열에너지를, 도입수(보급수)를 기화시키기 위한 증발 잠열로서 소비하고, 또한 압축기로부터 일부가 액상인 습증기의 상태에서 증기를 토출시키는 데 충분한 양의 도입수(보급수)로 한다고 하는 것이다. 압축기 내에 분사된 보급수가 증발함으로써, 압축기가 흡입한 증기량 이상의 증기를 생성하는 것을 기대할 수 있다. 즉, 압축기로부터 과잉으로 출력되는 에너지를 유효 이용하는 것을 기대할 수 있다.As a technique for controlling the amount of water jet in the water jet steam compressor, there is a technique described in
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 물 분사량의 제어에서는, 압축기로부터 토출되는 증기가 과열 증기로 되는 경우가 있어, 압축기로부터 과잉으로 출력되는 에너지를 이용하는 제어로서 충분한 것은 아니었다. 특허 문헌 1에 기재된 제어는 도입수(보급수)의 온도를 파악하여 행하는 것이 아니므로, 보급수의 온도가 높아지면, 보급수의 기화 열량을 과대하게 평가해 버리게 되고, 그 결과, 보급수량이 부족해 토출 증기가 과열 증기로 되어 버린다.However, in the control of the water injection amount described in
한편, 압축기 내에 분사하는 보급수의 양이 지나치게 많으면, 과잉의 보급수에 의해 압축기가 흡입한 증기의 일부가 응축하여 토출 증기의 양이 감소되어 버린다. 이로 인해, 압축기로부터 과잉으로 출력되는 에너지와 보급수의 기화 열량이 동등해지도록 보급수의 양을 제어하는 것이 이상이다. 압축기로부터 과잉으로 출력되는 에너지를 파악하기 위해서는, 압축기가 흡입하는 증기(압축 전의 증기)의 상태량을 정확하게 파악할 필요가 있다. 여기서, 압축기가 흡입하는 증기는 습증기인 경우가 많다. 특허 문헌 1에서는, 압축기의 흡기관에 온도계 및 압력계를 설치하고 있지만, 온도계 및 압력계만으로는, 습증기의 상태량(비엔탈피)을 파악하는 것이 곤란하다.On the other hand, if the amount of replenishment water injected into the compressor is too large, part of the steam sucked by the compressor by the excess replenishing water condenses and the amount of discharged vapor is reduced. For this reason, it is ideal to control the amount of the replenishment water so that the energy output excessively from the compressor and the amount of heat of vaporization of the replenishment water become equal. In order to grasp excess energy output from a compressor, it is necessary to grasp | ascertain the quantity of state of the steam (steam before compression) which the compressor inhales. Here, the steam sucked by the compressor is often wet steam. In
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 보급수의 온도 및 흡입 증기의 상태량을 정확하게 파악할 수 있는 구성을 구비함으로써, 토출 증기가 과열 증기로 되는 것을 방지하면서, 또한 토출 증기의 양이 감소하는 것을 방지할 수 있는 물 분사식 증기 압축기를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a configuration capable of accurately grasping the temperature of the make-up water and the state amount of the intake steam, thereby preventing the discharge steam from becoming superheated steam and increasing the amount of discharge steam. It is to provide a water jet steam compressor that can prevent the reduction.
본 발명은 증기를 압축하여 토출하는 용적식 압축기와, 상기 압축기에 접속되고 내부에 증기가 흐르는 흡기관 및 토출관과, 상기 흡기관에 설치된 흡기측 드레인 분리 수단과, 상기 압축기 내부의 압축 공간 및 상기 흡기측 드레인 분리 수단보다도 하류측의 상기 흡기관 중 적어도 어느 한쪽에 보급수를 분사하는 급수 수단과, 상기 급수 수단에 의해 분사되는 보급수의 분사량을 제어하는 제어부와, 상기 급수 수단에 의해 분사되는 보급수의 온도를 검출하기 위한 급수 온도계를 구비하고, 상기 제어부는 상기 흡기측 드레인 분리 수단보다도 하류측이며 보급수가 분사 공급되기 전의 상기 흡기관을 흐르는 흡입 증기의 비엔탈피 및 상기 급수 온도계의 검출값에 의해 구해지는 보급수의 비엔탈피에 기초하여, 흡입 증기를 소정의 토출 압력까지 승압하기 위해 소비하고 남은 상기 압축기의 출력 에너지와 보급수의 기화 열량이 동등해지도록 보급수의 분사량을 제어하는 것을 특징으로 하는 물 분사식 증기 압축기이다.The present invention relates to a volumetric compressor for compressing and discharging steam, an intake pipe and a discharge pipe connected to the compressor, through which steam flows, an intake side drain separating means provided in the intake pipe, a compression space inside the compressor, Water supply means for injecting replenishment water to at least one of the intake pipes downstream of the intake side drain separating means, a control unit for controlling the injection amount of the replenishment water injected by the water supply means, and injection by the water supply means And a water supply thermometer for detecting a temperature of the replenishment water to be supplied, wherein the control unit is downstream of the intake side drain separation means and detects specific enthalpy of intake steam flowing through the intake pipe before the replenishment water is injected and supplied, and detection of the water supply thermometer. Based on the specific enthalpy of the make-up water determined by the value, the suction steam is boosted to a predetermined discharge pressure. A water injection steam compressor is characterized in that the injection amount of the replenishment water is controlled so that the output energy of the compressor left to consume and the amount of vaporization heat of the replenishment water become equal.
급수 온도계에 의해 보급수의 온도, 나아가서는 보급수의 상태량(비엔탈피)을 파악할 수 있다. 또한, 흡입 증기가 습증기인 경우, 흡기측 드레인 분리 수단에 의해, 흡입 증기 중의 수분(액상분)이 제거되어 흡입 증기는 포화 건조 증기로 된다. 포화 건조 증기의 상태량(비엔탈피)은 그 압력값(또는 온도값)으로부터 파악할 수 있다. 즉, 상기한 본 발명의 구성에 따르면, 보급수의 온도 및 흡입 증기의 상태량을 정확하게 파악할 수 있고, 이들을 기초로 보급수의 분사량을 제어함으로써, 토출 증기가 과열 증기로 되는 것을 방지하면서, 또한 토출 증기의 양이 감소하는 것을 방지할 수 있다.A water supply thermometer can grasp | ascertain the temperature of supplementary water, and also the quantity (specific enthalpy) of the supplementary water. In addition, when the suction steam is wet steam, water (liquid content) in the suction steam is removed by the intake side drain separating means, and the suction steam is saturated dry steam. The state quantity (specific enthalpy) of saturated dry steam can be grasped | ascertained from the pressure value (or temperature value). That is, according to the configuration of the present invention described above, it is possible to accurately grasp the temperature of the replenishment water and the state quantity of the intake steam, and by controlling the injection quantity of the replenishment water based on these, it is possible to prevent the discharge steam from becoming superheated steam and to discharge it. The amount of steam can be prevented from decreasing.
또한 본 발명에 있어서, 상기 토출관에 설치된 토출측 드레인 분리 수단을 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 토출측 드레인 분리 수단보다도 하류측의 상기 토출관을 흐르는 토출 증기의 비엔탈피와, 상기 압축기와 상기 토출측 드레인 분리 수단 사이의 상기 토출관을 흐르는 토출 증기의 비엔탈피의 차가 더욱 작아지도록, 보급수의 분사량을 제어하는 것이 바람직하다.Further, in the present invention, there is further provided a discharge side drain separating means provided in the discharge tube, wherein the control unit includes a specific enthalpy of discharge steam flowing through the discharge tube downstream from the discharge side drain separating means, the compressor and the discharge side. It is preferable to control the injection amount of the make-up water so that the difference in specific enthalpy of the discharge steam flowing through the discharge pipe between the drain separating means becomes smaller.
이 구성에 따르면, 토출 증기가 과열 증기로 되는 것을 더욱 방지하면서, 또한 토출 증기의 양이 감소하는 것을 방지할 수 있다.According to this configuration, it is possible to further prevent the discharge steam from becoming superheated steam and to prevent the amount of the discharge steam from decreasing.
본 발명에 따르면, 상기한 급수 온도계 및 흡기측 드레인 분리 수단을 물 분사식 증기 압축기에 설치함으로써, 보급수의 온도 및 흡입 증기의 상태량(비엔탈피)을 정확하게 파악할 수 있고, 이들을 기초로 보급수의 분사량을 제어함으로써, 토출 증기가 과열 증기로 되는 것을 방지하면서, 또한 토출 증기의 양이 감소하는 것을 방지할 수 있는 물 분사식 증기 압축기로 할 수 있다.According to the present invention, by installing the above water supply thermometer and the intake side drain separating means in the water injection type steam compressor, it is possible to accurately grasp the temperature of the make-up water and the state quantity (specific enthalpy) of the intake steam, and based on these, the injection amount of the make-up water. By controlling this, it is possible to provide a water jet steam compressor which can prevent the discharge steam from becoming superheated steam and also prevent the amount of discharge steam from decreasing.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 물 분사식 증기 압축기를 도시하는 블록도.1 is a block diagram showing a water jet steam compressor according to one embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(물 분사식 증기 압축기의 구성)(Configuration of Water Jet Steam Compressor)
도 1에 도시한 바와 같이, 물 분사식 증기 압축기(1)는 증기를 압축하여 토출하는 스크류 압축기(2), 스크류 압축기(2)를 구동하는 전동기(3), 분사수 펌프(4) 및 분사수 펌프(4)를 제어하는 제어부(5)를 구비하여 이루어진다. 분사수 펌프(4)는 전동기(4a)로 구동되고, 전동기(4a)는 인버터(4b)에 의해 회전수 제어된다. 분사수 펌프(4)는 본 발명에 있어서의 급수 수단에 상당한다. 또한, 스크류식 압축기가 아니라, 로터리식, 스크롤식, 루트식 등의 용적식 압축기라도 좋다.As shown in FIG. 1, the water
스크류 압축기(2)에는 흡기관(6) 및 토출관(7)이 접속되어 있다. 흡기관(6)은 압축 대상인 증기를 스크류 압축기(2)에 공급하기 위한 경로이고, 토출관(7)은 압축 후의 증기를 보내기 위한 경로이다. 예를 들어, 0.1㎫, 100℃ 정도의 수증기를, 스크류 압축기(2)로, 0.8㎫의 포화 증기까지 압축하여 토출시킨다. 또한, 60℃ 정도의 온수를 감압 비등시켜 발생시킨 수증기를 스크류 압축기(2)[물 분사식 증기 압축기(1)]로 압축할 수도 있다.An
흡기관(6)에는 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)가 설치되어 있다. 또한, 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)와 스크류 압축기(2) 사이의 흡기관(6)에는 상류측으로부터 순서대로, 흡입 증기 압력계(10), 흡입 증기 온도계(11) 및 흡입 증기 유량계(12)가 설치되어 있다. 스크류 압축기(2)에 다량의 액(드레인)이 들어가면 이로전이 발생하는 경우가 있다. 흡기관(6)에 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)를 설치함으로써, 흡입측으로부터의 액(드레인)의 유입을 방지할 수 있다.The
토출관(7)에는 토출측 드레인 세퍼레이터(15)가 설치되어 있다. 또한, 스크류 압축기(2)와 토출측 드레인 세퍼레이터(15) 사이의 토출관(7)에는 상류측으로부터 순서대로, 제1 토출 증기 온도계(13) 및 제1 토출 증기 압력계(14)가 설치되고, 드레인 세퍼레이터(15)보다도 하류측의 토출관(7)에는 상류측으로부터 순서대로, 제2 토출 증기 압력계(16) 및 제2 토출 증기 온도계(17)가 설치되어 있다.The discharge
또한, 스크류 압축기(2)에는 급수관(8)이 접속되어 있다. 급수관(8)에는 분사수 펌프(4)가 설치되어 있다. 분사수 펌프(4)와 스크류 압축기(2) 사이의 급수관(8)에 보급수 유량계(19)가 설치되고, 분사수 펌프(4)보다도 상류측의 급수관(8)에는 급수 온도계(18)가 설치되어 있다. 또한, 분사수 펌프(4)보다도 하류측의 급수관(8)에 급수 온도계(18)가 설치되어 있어도 좋다. 또한, 보급수의 온도를 급수 온도계(18)로 검출할 수 있으면 되므로, 급수 온도계(18)는 반드시 급수관(8)에 설치되어 있을 필요는 없다.In addition, a
본 실시 형태에서는, 스크류 압축기(2)의 압축 공간에만 보급수를 분사 공급하도록 하고 있지만, 반드시 이 형태로 한정되는 경우는 없다. 예를 들어, 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)보다도 하류측이며, 흡입 증기 유량계(12)와 스크류 압축기(2) 사이의 흡기관(6) 내에 보급수를 분사 공급하도록 해도 좋다. 이 경우, 흡입 증기 유량계(12)와 스크류 압축기(2) 사이의 흡기관(6)에 급수관(8)의 선단이 접속된다. 즉, 분사수 펌프(4)를 사용하여, 스크류 압축기(2)의 압축 공간 및 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)보다도 하류측(또한, 압력계, 온도계, 유량계 등의 계기의 하류측)의 흡기관(6) 중 적어도 어느 한쪽에 보급수를 분사 공급하게 된다. 또한, 스크류 압축기(2)의 압축 공간이라 함은, 서로 맞물리는 자웅 한 쌍의 스크류 로터와 스크류 로터를 수용하는 케이싱 사이의 공간을 말한다. 또한, 보급수는 온수라도 좋고, 상온의 물이라도 좋다. 예를 들어, 공장의 배출 증기가 응축된 응축수를 보급수로서 사용한다.In the present embodiment, the make-up water is injected and supplied only into the compression space of the
제어부(5)는 분사수 펌프(4)에 의해 스크류 압축기(2)의 압축 공간으로 분사되는 보급수의 분사량을 제어하기 위한 것이다. 본 실시 형태에서는, 흡입 증기 압력계(10), 흡입 증기 온도계(11), 흡입 증기 유량계(12), 제1 토출 증기 온도계(13), 제1 토출 증기 압력계(14), 제2 토출 증기 압력계(16), 제2 토출 증기 온도계(17), 급수 온도계(18) 및 보급수 유량계(19)로부터의 각 측정값 신호 및 전동기(3)의 회전수 신호가, 제어부(5)에 입력되어 있다. 또한, 제어부(5)로부터의 신호가 인버터(4b)에 입력되고, 분사수 펌프(4)의 회전수(토출량)가 제어되어 있다.The
(물 분사량의 제어)(Control of water injection amount)
다음에, 제어부(5)에 의한 보급수의 분사량 제어에 대해 설명한다.Next, the injection amount control of the replenishment water by the
우선, 본 발명의 전제에 대해 기재한다. 스크류 압축기(2)[및 전동기(3)]는 압축하는 증기의 양 및 압력에 대해 충분히 큰 용량(출력)을 갖는 것이 사용되지만, 과잉의 출력은 토출 증기를 과열 증기로 한다. 상기한 특허 문헌 1(일본 특허 출원 공개 제2010-133696호 공보)에서는, 토출 증기가 과열 증기로 되지 않도록, 스크류 압축기(2)의 압축 공간 등에 분사하는 보급수의 분사량을 제어하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 특허 문헌 1에 기재된 제어 기술은, 「발명이 해결하고자 하는 과제」의 란에 기재한 바와 같이, 아직 충분한 것은 아니었다. 이하, 본 발명에 관한 본 실시 형태의 분사량 제어에 대해 기재한다.First, the premise of this invention is described. The screw compressor 2 (and the electric motor 3) is used having a sufficiently large capacity (output) with respect to the amount and pressure of steam to compress, but the excess output makes the discharge steam superheated steam. Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-open No. 2010-133696) described above describes a technique for controlling the injection amount of the make-up water injected into the compression space of the
제어부(5)에서 행해지는 보급수의 분사량(Gp)(예를 들어, 단위:㎏/h)의 산출은 다음 식에 의해 행해진다.Calculation of the injection amount Gp (for example, unit: kg / h) of replenishment water performed by the
Lg:스크류 압축기의 증기 압축 동력(kJ/h)Lg: Steam compression power of the screw compressor (kJ / h)
Qs:흡입 증기를 토출 압력에서의 포화 건조 증기까지 압축하는 일량(kJ/h)Qs: The amount of work (kJ / h) that compresses the suction steam to saturated dry steam at the discharge pressure
QL:흡입 증기를 토출 압력까지 승압하기 위해 소비하고 남은 출력 에너지(kJ/h)QL: The remaining output energy (kJ / h) consumed to boost the suction steam to the discharge pressure
HL:보급수 1㎏을 토출 압력에서의 포화 건조 증기로 하기 위해 필요한 열량(kJ/㎏)HL: Heat quantity (kJ / kg) necessary to make 1 kg of supply water into saturated dry steam at discharge pressure
(Lg의 구하는 방법)(How to get Lg)
스크류 압축기(2)의 증기 압축 동력(Lg)은 흡기 압력[흡입 증기 압력계(10)의 검출값(Ps)], 토출 압력[제1 토출 증기 압력계(14)의 검출값(Pd)], 스크류 압축기(2)의 내부 용적비, 스크류 압축기(2)의 이론적인 흡기 체적 등에 의해 제어부(5) 내에서 계산된다. 또한, 스크류 압축기(2)의 이론적인 흡기 체적은 스크류 압축기(2)가 1회전당에 흡입하는 체적에 스크류 압축기(2)의 회전수[전동기(3)의 회전수 신호로부터 구해짐]를 곱하여 산출된다.The steam compression power Lg of the
또한, 스크류 압축기(2)[전동기(3)]의 소비 전력에 일정한 효율을 곱하여 증기 압축 동력(Lg)을 산출해도 좋고, 스크류 압축기(2)[전동기(3)]의 전류값을 기초로 증기 압축 동력(Lg)을 산출해도 좋다.In addition, the steam compression power Lg may be calculated by multiplying the power consumption of the screw compressor 2 (motor 3) by a constant efficiency, and the steam is based on the current value of the screw compressor 2 (motor 3). The compression power Lg may be calculated.
(Qs의 구하는 방법)(How to get Qs)
흡입 증기를 토출 압력에서의 포화 건조 증기까지 압축하는 일량(Qs)은 소정의 토출 압력(예를 들어, 0.8㎫)에서의 포화 건조 증기의 비엔탈피(hd0)(kJ/㎏)와 흡입 증기의 비엔탈피(hs)(kJ/㎏)의 차에 흡입 증기의 질량 유량(Gc)(㎏/h)을 곱하여 산출된다.The amount Qs of compressing the suction steam to the saturated dry steam at the discharge pressure is the specific enthalpy hd0 (kJ / kg) of the saturated dry steam at a predetermined discharge pressure (for example, 0.8 MPa) and the suction steam. It is calculated by multiplying the difference in specific enthalpy hs (kJ / kg) by the mass flow rate Gc (kg / h) of the intake steam.
[비엔탈피(hs)의 구하는 방법][Method of obtaining specific enthalpy (hs)]
우선, 흡기관(6)에 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)를 설치하고 있으므로, 압축 대상의 흡입 증기가 습증기인 경우, 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)를 통과함으로써, 흡입 증기 중의 수분(액상분)이 제거되어 흡입 증기는 포화 건조 증기로 된다. 완전한(건조도 100) 포화 건조 증기까지는 되지 않더라도, 거의 포화 건조 증기로 된다. 또한, 압축 대상의 흡입 증기가 과열 증기인 경우에는 과열 증기 그대로이다. 즉, 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)를 통과한 흡입 증기는 포화 건조 증기 또는 과열 증기로 된다.First, since the intake
제어부(5)는 흡입 증기 압력계(10)의 검출값(Ps) 및 흡입 증기 온도계(11)의 검출값(Ts)을 기초로, 압축 대상인 흡입 증기의 비엔탈피(hs)를 구한다. 또한, 흡입 증기가 포화 건조 증기인 경우에는, 흡입 증기 압력계(10)의 검출값(Ps) 또는 흡입 증기 온도계(11)의 검출값(Ts)을 기초로, 제어부(5)는 흡입 증기의 비엔탈피(hs)(kJ/㎏)를 구한다. 이와 같이, 흡기관(6)에 흡기측 드레인 세퍼레이터(9)를 설치한 것에 의해, 압축 대상의 흡입 증기는 포화 건조 증기 또는 과열 증기로 되고, 흡입 증기 압력계(10) 및 흡입 증기 온도계(11)로부터의 신호를 기초로 그 상태량(비엔탈피)을 정확하게 파악할 수 있다.The
또한, 흡입 증기의 질량 유량(Gc)은 스크류 압축기(2)의 회전수로부터 산출된다. 또한, 흡입 증기 유량계(12)의 검출값으로부터 Gc를 산출해도 좋다. 흡입 증기의 밀도는 흡입 증기 압력계(10) 및 흡입 증기 온도계(11)로부터의 신호를 기초로 산출된다.In addition, the mass flow rate Gc of the suction steam is calculated from the rotation speed of the
(HL의 구하는 방법)(How to get HL)
보급수 1㎏을 토출 압력에서의 포화 건조 증기로 하기 위해 필요한 열량(HL)은 소정의 토출 압력(예를 들어, 0.8㎫)에서의 포화 건조 증기의 비엔탈피(hd0)(kJ/㎏)와 보급수의 비엔탈피(hL)(kJ/㎏)의 차이다. 제어부(5)는 급수 온도계(18)의 검출값(TL)을 기초로 보급수의 비엔탈피(hL)를 구한다. 이와 같이, 급수 온도계(18)에 의해 보급수의 상태량(비엔탈피)을 파악할 수 있다.The amount of heat HL required to make 1 kg of make-up water into saturated dry steam at the discharge pressure is equal to the specific enthalpy hd0 (kJ / kg) of the saturated dry steam at a predetermined discharge pressure (for example, 0.8 MPa). It is the difference of specific enthalpy (hL) (kJ / kg) of make-up water. The
이와 같이 하여, 제어부(5)는 흡입 증기를 소정의 토출 압력까지 승압하기 위해 소비하고 남은 스크류 압축기(2)의 출력 에너지(QL)와 보급수의 기화 열량이 동등해지도록 보급수의 분사량(Gp)을 산출한다. 그리고, 제어부(5)는 분사수 펌프(4)에 대해 분사량(Gp)으로 되도록 신호를 낸다. 분사수 펌프(4)로부터의 분사량은 보급수 유량계(19)로 감시하여, 분사량(Gp)으로 되도록 분사수 펌프(4)의 회전수를 제어한다.In this way, the
본 실시 형태의 물 분사량 제어에 따르면, 보급수의 온도 및 흡입 증기의 상태량을 제어부(5)에서 정확하게 파악할 수 있다. 이들을 기초로 보급수의 분사량을 제어함으로써, 토출 증기가 과열 증기로 되는 것을 방지하면서, 또한 토출 증기의 양이 감소하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 압축기 출력 중, 공급되는 증기를 소정의 압력까지 압축하고 남은 에너지에 의해, 흡입한 증기를 줄이는 일 없이, 보급수로부터 새롭게 증기를 최대한 생성할 수 있으므로, 에너지를 유효하게 이용할 수 있는 동시에 압축기의 온도가 과잉으로 상승하지 않는다.According to the water injection quantity control of this embodiment, the
여기서, 제어부(5)에 의해, 토출측 드레인 세퍼레이터(15)보다도 하류측의 토출관(7)을 흐르는 토출 증기의 비엔탈피(hdH)(kJ/㎏)와, 토출측 드레인 세퍼레이터(15)보다도 상류측의 토출관(7)을 흐르는 토출 증기의 비엔탈피(hdL)(kJ/㎏)의 차가 작아지도록, 보급수의 분사량을 더욱 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 비엔탈피(hdH)≥비엔탈피(hdL)의 관계가 있다. 비엔탈피(hdH)와 비엔탈피(hdL)의 차가 소정의 임계값까지 커지면, 분사수 펌프(4)의 회전수를 내리는 방향으로 제어하여 분사량을 줄인다. 이에 의해, 비엔탈피(hdH)와 비엔탈피(hdL)의 차가 작아지는 방향으로 변화되고, 토출 증기가 포화 건조 증기에 가까워진다. 또한, 비엔탈피(hdH)와 비엔탈피(hdL)의 차가 소정의 임계값까지 작아지면, 분사수 펌프(4)의 회전수를 분사량(Gp)으로 하는 제어로 복귀시킨다.Here, by the
토출측 드레인 세퍼레이터(15)보다도 상류측의 토출 증기의 비엔탈피(hdL)(kJ/㎏)는 제1 토출 증기 온도계(13)의 검출값(Td) 및/또는 제1 토출 증기 압력계(14)의 검출값(Pd)을 기초로 제어부(5)에서 구해지고, 토출측 드레인 세퍼레이터(15)보다도 하류측의 토출 증기의 비엔탈피(hdH)는 제2 토출 증기 압력계(16)의 검출값(Ph) 및/또는 제2 토출 증기 온도계(17)의 검출값(Th)을 기초로 제어부(5)에서 구해진다.The specific enthalpy hdL (kJ / kg) of the discharge steam upstream from the discharge
또한, 비엔탈피(hdL)(kJ/㎏)는 토출측 드레인 세퍼레이터(15)보다도 상류측의 토출 증기가 포화 건조 증기 또는 과열 증기로서 구해진다. 한편, 토출측 드레인 세퍼레이터(15)보다도 하류측의 토출 증기는 토출측 드레인 세퍼레이터(15)를 통과함으로써 포화 건조 증기 또는 과열 증기로 된다.In the specific enthalpy hdL (kJ / kg), the discharge steam on the upstream side of the discharge
스크류 압축기(2)의 흡기 압력, 토출 압력 등이 변동되면 분사량(Gp)도 변동된다. 보급수가 기화된 양을 Ge(㎏/h)로 하면, 토출측 드레인 세퍼레이터(15)로부터의 드레인량은 Gp-Ge이다. 이 드레인량(Gp-Ge)을 정확하게 파악하는 것이 바람직하지만, Gp-Ge를 측정하는 것은 어렵다. 따라서, 드레인량(Gp-Ge)에 기초하는 분사량 제어로 하는 대신에, 비엔탈피(hdH)와 비엔탈피(hdL)의 차에 기초하는 분사량 제어로 하고 있다. 이 분사량 제어에 따르면, 토출 증기를 보다 포화 건조 증기에 가깝게 할 수 있고, 그 결과, 토출 증기가 보다 과열 증기로 되는 것을 방지하면서, 또한 토출 증기의 양이 감소하는 것을 방지할 수 있다.When the intake pressure, discharge pressure, etc. of the
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재한 한에 있어서 다양하게 변경하여 실시하는 것이 가능한 것이다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change and implement variously in the range as described in a claim.
1 : 물 분사식 증기 압축기
2 : 스크류 압축기
3 : 전동기
4 : 분사수 펌프(급수 수단)
5 : 제어부
6 : 흡기관
7 : 토출관
8 : 급수관
9 : 흡기측 드레인 세퍼레이터(흡기측 드레인 분리 수단)
15 : 토출측 드레인 세퍼레이터(토출측 드레인 분리 수단)
18 : 급수 온도계1: water jet steam compressor
2: screw compressor
3: electric motor
4: injection water pump (water supply means)
5:
6: intake pipe
7: Discharge tube
8: water supply pipe
9: intake side drain separator (intake side drain separating means)
15: discharge side drain separator (discharge side drain separating means)
18: water supply thermometer
Claims (2)
상기 압축기에 접속되고 내부에 증기가 흐르는 흡기관 및 토출관과,
상기 흡기관에 설치되는 흡입 증기 압력계, 흡입 증기 온도계 및 흡기측 드레인 분리 수단과,
상기 압축기 내부의 압축 공간 및 상기 흡기측 드레인 분리 수단보다도 하류측의 상기 흡기관 중 적어도 어느 한쪽에 보급수를 분사하는 급수 수단과,
상기 급수 수단에 의해 분사되는 보급수의 분사량을 제어하는 제어부와,
상기 급수 수단에 의해 분사되는 보급수의 온도를 검출하기 위한 급수 온도계를 구비하고,
상기 제어부는, 흡입 증기 압력계 및 흡입 증기 온도계의 검출값에 의해 구해지는, 상기 흡기측 드레인 분리 수단보다도 하류측이며 보급수가 분사 공급되기 전의 상기 흡기관을 흐르는 흡입 증기의 비엔탈피(hs) 및 상기 급수 온도계의 검출값에 의해 구해지는 보급수의 비엔탈피(hL)에 기초하여, 흡입 증기를 소정의 토출 압력까지 승압하기 위해 소비하고 남은 상기 압축기로부터 출력되는 열에너지(QL)와 보급수의 기화 열량(HL)이 동등해지도록 보급수의 분사량(Gp)을 제어하는 것을 특징으로 하는, 물 분사식 증기 압축기.A volumetric compressor that compresses and discharges steam;
An intake pipe and a discharge pipe connected to the compressor and in which steam flows;
An intake steam pressure gauge, an intake steam thermometer, and an intake side drain separating means installed in the intake pipe;
Water supply means for injecting replenishment water into at least one of the compression space inside the compressor and the intake pipe downstream of the intake side drain separating means;
A control unit for controlling the injection amount of the replenishment water injected by the water supply means;
A water supply thermometer for detecting the temperature of the replenishment water injected by the water supply means,
The control unit is a specific enthalpy (hs) of the suction steam flowing through the intake pipe downstream of the intake side drain separating means, which is determined by the detection values of the suction steam pressure gauge and the suction steam thermometer, and before the replenishment water is injected and supplied. Based on the specific enthalpy hL of the make-up water determined by the detection value of the water supply thermometer, the heat energy QL and the heat of vaporization of the make-up water, which are consumed to boost the suction steam to a predetermined discharge pressure, remain. The water injection type steam compressor characterized by controlling the injection amount (Gp) of the make-up water so that (HL) becomes equal.
상기 제어부는, 상기 토출측 드레인 분리 수단보다도 하류측의 상기 토출관을 흐르는 토출 증기의 비엔탈피와, 상기 압축기와 상기 토출측 드레인 분리 수단 사이의 상기 토출관을 흐르는 토출 증기의 비엔탈피의 차가 더욱 작아지도록, 보급수의 분사량을 제어하는 것을 특징으로 하는, 물 분사식 증기 압축기.The discharge side drain separating means provided in the discharge pipe,
The control unit is configured such that the difference between the specific enthalpy of the discharge steam flowing through the discharge pipe on the downstream side and the specific enthalpy of the discharge steam flowing through the discharge pipe between the compressor and the discharge side drain separating means is smaller than the discharge side drain separating means. Water injection steam compressor, characterized in that for controlling the injection amount of the replenishment water.
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