JP6686512B2 - Boiler system - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラシステムに関する。より詳細には、負荷機器から排出されるドレンを、大気に開放することなく回収してボイラに給水するクローズド方式のボイラシステムに関する。 The present invention relates to a boiler system. More specifically, the present invention relates to a closed-type boiler system that collects drainage discharged from a load device without releasing it to the atmosphere and supplies water to the boiler.
従来、ボイラによって生成された蒸気を負荷機器に供給し、負荷機器において熱源として使用された蒸気が凝縮して発生するドレンを、耐圧性を有する密閉型のドレンタンクに高温・高圧の状態で回収して、再度ボイラに給水するクローズド方式のボイラシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, steam generated by a boiler is supplied to load equipment, and the drain generated by condensation of the steam used as a heat source in the load equipment is collected in a sealed drain tank with pressure resistance at high temperature and high pressure. Then, a closed-type boiler system for supplying water to the boiler again has been proposed (for example, refer to Patent Document 1).
ところで、クローズド方式のボイラシステムにおいては、ドレンタンクに収容されたドレンが優先的にボイラに供給されると共に、供給されるドレンの量が不足する場合には新水がボイラに供給される。そのため、ドレンタンクへのドレンの回収量が少ない場合や、ドレンタンクの容量が小さい場合等には、ボイラへのドレンの供給が不足しやすくなり、ドレンタンクからボイラへのドレンの供給と、ボイラへの新水の供給との切り替えが頻繁に発生してしまう。このように給水の切り替えが頻繁に発生すると、熱応力の繰り返しによりボイラに過剰な負荷が掛かってしまう。 By the way, in the closed type boiler system, the drain accommodated in the drain tank is preferentially supplied to the boiler, and when the amount of the supplied drain is insufficient, fresh water is supplied to the boiler. Therefore, if the amount of drain collected in the drain tank is small, or if the capacity of the drain tank is small, the drain supply to the boiler tends to be insufficient, and the drain supply from the drain tank to the boiler and the boiler supply The supply of fresh water to the plant frequently changes. If the switching of the water supply frequently occurs in this way, the boiler is overloaded due to repeated thermal stress.
従って、本発明は、給水の切り替えが頻繁に発生することでボイラに過剰な負荷が掛かってしまうことを防げるボイラシステムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a boiler system capable of preventing an excessive load from being applied to a boiler due to frequent switching of water supply.
本発明は、蒸気を生成して負荷機器に供給するボイラ装置と、前記負荷機器が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく回収するドレンタンクと、前記負荷機器と前記ドレンタンクとを接続するドレン回収ラインと、前記ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラ装置に供給するドレン供給ラインと、前記ボイラ装置に新水を供給する新水供給ラインと、を備えるボイラシステムであって、前記ボイラ装置は、前記ドレン供給ライン及び/又は前記新水供給ラインから給水を受ける第1給水モードと、前記新水供給ラインのみから給水を受ける第2給水モードと、前記第1給水モードと前記第2給水モードとを切り替える給水モード切替スイッチと、を備えるボイラシステムに関する。 The present invention relates to a boiler device that generates steam and supplies it to a load device, a drain tank that collects a drain generated by condensation of the load device by using steam without opening to the atmosphere, and the load device. And a drain recovery line that connects the drain tank, a drain supply line that supplies the drain accommodated in the drain tank to the boiler device, and a fresh water supply line that supplies fresh water to the boiler device. A boiler system, wherein the boiler device has a first water supply mode in which water is supplied from the drain supply line and / or the fresh water supply line, and a second water supply mode in which water is supplied only from the fresh water supply line, The present invention relates to a boiler system including a water supply mode changeover switch that switches between a first water supply mode and the second water supply mode.
また、ボイラシステムは、前記ボイラの水位を検出する水位検出部と、前記水位検出部により検出される前記ボイラ装置の水位に基いて前記ボイラ装置への給水を制御する給水制御部と、を更に備え、前記給水制御部は、前記ボイラ装置が前記第1給水モードに設定されている場合において、前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給を開始させる第1制御部と、前記第1制御部により前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給が開始されている状態において、前記ボイラ装置の水位が第1閾値を下回った場合に前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給を停止させ、前記新水供給ラインから前記ボイラ装置への新水の供給を開始させる第2制御部と、を備えることが好ましい。 Further, the boiler system further includes a water level detection unit that detects the water level of the boiler, and a water supply control unit that controls water supply to the boiler device based on the water level of the boiler device detected by the water level detection unit. The water supply control unit includes a first control unit that starts supply of drain from the drain supply line to the boiler device when the boiler device is set to the first water supply mode, and the first water supply control unit. In the state where the supply of the drain from the drain supply line to the boiler device is started by the control unit, when the water level of the boiler device falls below a first threshold value, the drain from the drain supply line to the boiler device It is preferable that the second control unit stop the supply and start the supply of fresh water from the fresh water supply line to the boiler device.
また、本発明は、蒸気を生成して負荷機器に供給するボイラ装置と、前記負荷機器が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく回収するドレンタンクと、前記負荷機器と前記ドレンタンクとを接続するドレン回収ラインと、前記ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラ装置に供給するドレン供給ラインと、前記ボイラ装置に新水を供給する新水供給ラインと、前記ボイラ装置の水位を検出する水位検出部と、前記水位検出部により検出される前記ボイラ装置の水位に基いて前記ボイラ装置への給水を制御する給水制御部と、を備えるボイラシステムであって、前記ボイラ装置は、前記ドレン供給ライン及び/又は前記新水供給ラインから給水を受ける第1給水モードと、前記新水供給ラインのみから給水を受ける第2給水モードと、を備え、前記給水制御部は、前記ボイラ装置が前記第1給水モードに設定されている場合において、前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給を開始させる第1制御部と、前記第1制御部により前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給が開始されている状態において、前記ボイラ装置の水位が第1閾値を下回った場合に前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給を停止させて前記新水供給ラインから前記ボイラ装置への新水の供給を開始させ、該ボイラ装置の水位が前記第1閾値よりも高い第2閾値を上回った場合に前記新水供給ラインから前記ボイラ装置への給水を停止させる第2制御部と、所定時間の間に所定回数前記第2制御部による制御が行われた場合に前記第1給水モードから前記第2給水モードに給水モードを切り替える給水モード切替部と、を備えるボイラシステムに関する。 Further, the present invention, a boiler device for generating steam to supply to the load device, a drain tank for collecting the drain generated by the load device is condensed by using the steam without opening to the atmosphere, A drain recovery line that connects the load device and the drain tank, a drain supply line that supplies the drain accommodated in the drain tank to the boiler device, and a fresh water supply line that supplies fresh water to the boiler device, A boiler system comprising: a water level detection unit that detects the water level of the boiler device; and a water supply control unit that controls the water supply to the boiler device based on the water level of the boiler device detected by the water level detection unit. , The boiler device includes a first water supply mode in which water is supplied from the drain supply line and / or the fresh water supply line, and only from the fresh water supply line. A second water supply mode for receiving water, wherein the water supply control unit starts the supply of drain from the drain supply line to the boiler device when the boiler device is set to the first water supply mode. In a state in which the supply of drain from the drain supply line to the boiler apparatus is started by the first control section that causes the drain apparatus to start the drain apparatus when the water level of the boiler apparatus falls below a first threshold value. A second threshold value in which the supply of drain from the supply line to the boiler apparatus is stopped to start the supply of fresh water from the fresh water supply line to the boiler apparatus, and the water level of the boiler apparatus is higher than the first threshold value. And a second control unit for stopping the water supply from the fresh water supply line to the boiler device when the temperature exceeds the predetermined value, and the control by the second control unit is performed a predetermined number of times during a predetermined time. A water supply mode switching unit for switching the water supply mode to the first water supply mode from the second water supply mode if, relates boiler system comprising a.
また、前記ボイラ装置は、複数の貫流ボイラを含んで構成されることが好ましい。 Further, it is preferable that the boiler device includes a plurality of once-through boilers.
本発明のボイラシステムによれば、給水の切り替えが頻繁に発生することでボイラに過剰な負荷が掛かってしまうことを防げる。 According to the boiler system of the present invention, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the boiler due to frequent switching of water supply.
以下、本発明のボイラシステムの好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、第1実施形態のボイラシステム1について、図1及び図2を参照しながら説明する。第1実施形態のボイラシステム1は、負荷機器から排出されるドレンを、大気に開放することなく回収するクローズド方式のボイラシステムである。 Hereinafter, preferred embodiments of the boiler system of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the boiler system 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The boiler system 1 of the first embodiment is a closed-type boiler system that collects drainage discharged from a load device without opening it to the atmosphere.
第1実施形態のボイラシステム1は、図1に示すように、ボイラ装置10と、ドレンタンク20と、オープンタンク30と、を備える。また、ボイラシステム1は、これらの機器を接続し、蒸気又は水が流通する複数のラインを備える。具体的には、ボイラシステム1は、ラインとして、蒸気供給ラインL1と、ドレン回収ラインL2と、ドレン供給ラインL3と、フラッシュ蒸気ラインL4と、新水供給ラインL5と、を備える。
The boiler system 1 of 1st Embodiment is equipped with the
ボイラ装置10は、図1に示すように、複数の貫流ボイラ11と、これらの貫流ボイラ11で生成された蒸気が集合される蒸気ヘッダ12と、貫流ボイラ11と蒸気ヘッダ12とを連結する連結管13と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
貫流ボイラ11は、内部に供給された給水を燃焼ガスにより加熱して蒸気を生成する。本実施形態では、貫流ボイラ11(複数の水管)には、後述のドレンタンク20に回収されたドレンやオープンタンク30に貯留された新水が給水として供給される。
第1実施形態では、ボイラ装置10は、3台の貫流ボイラ11を備える。これら3台の貫流ボイラ11は、それぞれ、水位検出部としての水位センサ111と、この水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位に基いて貫流ボイラ11への給水を制御する給水制御部112と、貫流ボイラ11の給水モードを切り替える給水モード切替スイッチ113と、を備える。貫流ボイラ11の詳細については後述する。
The once-through
In the first embodiment, the
図1に示すように、貫流ボイラ11で生成された蒸気は、連結管13を通って蒸気ヘッダ12に供給される。蒸気ヘッダ12は、貫流ボイラ11で生成された蒸気を貯留し、負荷機器40に供給する。
負荷機器40は、貫流ボイラ11で生成された蒸気を熱源として利用し、加熱対象物との間で熱交換を行う。
As shown in FIG. 1, the steam generated in the once-through
The
ドレンタンク20は、耐圧性を有する圧力容器により構成される。このドレンタンク20は、貫流ボイラ11により生成された蒸気が負荷機器40で利用されることで凝縮して生じたドレンを高温高圧の状態で回収する。
第1実施形態のドレンタンク20は、容量が10L〜40L程度の比較的小容量の圧力容器(例えば、労働安全衛生法にて小型圧力容器(圧力MPa×内容積m3≦0.02)に分類される圧力容器)により構成される。
The
The
オープンタンク30は、大気に開放されている。このオープンタンク30は、貫流ボイラ11に供給される新水(補給水)を貯留する。また、オープンタンク30には、後述するフラッシュ蒸気ラインL4を通じて、ドレンタンク20においてドレンから発生したフラッシュ蒸気が導入される。
The
蒸気供給ラインL1は、蒸気ヘッダ12と負荷機器40とを接続し、ボイラ装置10(貫流ボイラ11)で生成された蒸気を負荷機器40に供給する。
ドレン回収ラインL2は、負荷機器40とドレンタンク20とを接続し、負荷機器40で発生したドレンをドレンタンク20に供給する。このドレン回収ラインL2には、スチームトラップ21、及び逆止弁22が配置される。
スチームトラップ21は、ドレン回収ラインL2における負荷機器40の下流側に配置され、負荷機器40において発生したドレンを排出し、かつ、蒸気の排出を防ぐ。逆止弁22は、スチームトラップ21の下流側に配置され、ドレン回収ラインL2においてドレンが負荷機器40側に逆流することを防ぐ。
The steam supply line L1 connects the
The drain recovery line L2 connects the
The
ドレン供給ラインL3は、ドレンタンク20に収容されたドレンを送出する。本実施形態では、ドレン供給ラインL3は、ドレンタンク20と貫流ボイラ11とを接続し、ドレンタンク20に回収されたドレンを複数の貫流ボイラ11に供給する。ドレン供給ラインL3の上流側の端部は、ドレンタンク20の下部に接続される。また、ドレン供給ラインL3の下流側は、複数の貫流ボイラ11のそれぞれに接続されるように分岐している。ドレン供給ラインL3には、ドレン供給ポンプ31及びドレン供給弁32が配置される。
The drain supply line L3 delivers the drain accommodated in the
ドレン供給ポンプ31は、ドレン供給ラインL3における分岐部分よりも上流側に配置され、ドレンタンク20から供給されたドレンを昇圧して貫流ボイラ11側に送り出す。第1実施形態では、ドレン供給ポンプ31の出力(運転周波数)は、ドレンタンク20に回収されるドレンの圧力及び貫流ボイラ11の運転圧力に基いて予め設定される。
ドレン供給弁32は、モータバルブにより構成される。ドレン供給弁32は、ドレン供給ラインL3における分岐部分よりも下流側に、複数の貫流ボイラ11それぞれに対応して配置される。
The
The
フラッシュ蒸気ラインL4は、ドレンタンク20とオープンタンク30とを接続し、ドレンタンク20で発生したフラッシュ蒸気をオープンタンク30に排出する。このフラッシュ蒸気ラインL4には、圧力調整弁41が配置されている。圧力調整弁41は、ドレンタンク20の内部の圧力が所定の圧力を超えた場合に、フラッシュ蒸気をオープンタンク30側に逃がして、ドレンタンク20の内部の圧力を低下させる。
The flash steam line L4 connects the
新水供給ラインL5は、オープンタンク30と複数の貫流ボイラ11とを接続する。この新水供給ラインL5は、オープンタンク30に貯留された水(新水)を貫流ボイラ11に供給する。第1実施形態では、新水供給ラインL5の上流側の端部は、オープンタンク30の下部に接続される。また、新水供給ラインL5の下流側は、複数の貫流ボイラ11のそれぞれに接続されるように分岐している。
The fresh water supply line L5 connects the
新水供給ラインL5には、新水ポンプ51が配置される。新水ポンプ51は、オープンタンク30から供給された新水を昇圧して貫流ボイラ11に供給する。新水ポンプ51は、新水供給ラインL5における分岐部分よりも下流側に配置され、複数の貫流ボイラ11に対応して複数設けられる。
A
以上のボイラシステム1では、貫流ボイラ11で生成された蒸気は、蒸気ヘッダ12から蒸気供給ラインL1を通って負荷機器40に供給され、負荷機器40において熱源として利用される。負荷機器40において加熱対象物との間で熱交換された蒸気は、ドレンとなりドレン回収ラインL2を通ってドレンタンク20に回収される。ドレンタンク20に回収されたドレンは、ボイラ装置10(貫流ボイラ11)の給水要求に応じてドレン供給ラインL3からボイラ装置10(貫流ボイラ11)に供給される。
また、ドレン供給ラインL3からの給水が不足する場合には、オープンタンク30から新水供給ラインL5を通じて新水がボイラ装置10(貫流ボイラ11)に供給される。
In the boiler system 1 described above, the steam generated in the once-through
Further, when the water supply from the drain supply line L3 is insufficient, fresh water is supplied from the
次に、貫流ボイラ11の動作の詳細について説明する。
第1実施形態の貫流ボイラ11は、給水モードとして、第1給水モードと、第2給水モードと、を備える。そして、これらの給水モードは、給水モード切替スイッチ113により切り替えられる。
また、給水制御部112は、第1給水モードと、第2給水モードとによって異なる給水制御を行う。
Next, details of the operation of the once-through
The once-through
Further, the water
まず、第1給水モードについて説明する。
第1給水モードは、ドレン供給ラインL3及び/又は新水供給ラインL5から給水を受けるモードである。この第1給水モードにおける給水制御を行うための構成として、給水制御部112は、図2に示すように、第1制御部114と、第2制御部115と、を備える。
First, the first water supply mode will be described.
The first water supply mode is a mode in which water is supplied from the drain supply line L3 and / or the fresh water supply line L5. As a configuration for performing water supply control in the first water supply mode, the water
第1制御部114は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位に応じてドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給を開始させる。第1実施形態では、第1制御部114は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位が所定の給水開始水位を下回った場合に、ドレン供給弁32を開状態としてドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給を開始させる。
即ち、第1制御部114は、給水要求があった場合には、まず、ドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給を優先的に行う。尚、給水開始水位は、貫流ボイラ11の燃焼状態に応じて適宜設定される。
また、第1制御部114は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位が所定の給水停止水位を上回った場合に、ドレン供給弁32を閉状態としてドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給を停止する。
The
That is, when there is a water supply request, the
Further, the
第2制御部115は、第1制御部114によりドレン供給ラインL3から貫流ボイラ11へのドレンの供給が開始されている状態において、貫流ボイラ11の水位が予め設定された第1閾値を下回った場合に、ドレン供給弁32を閉状態としてドレン供給ラインL3から貫流ボイラ11へのドレンの供給を停止させると共に、新水ポンプ51を駆動させて新水供給ラインL5から貫流ボイラ11への新水の供給を開始させる。第1実施形態では、第1閾値は、給水開始水位よりも低い値に設定される。また、第2制御部115は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位が第1閾値よりも高い第2閾値を上回った場合に、新水ポンプ51の駆動を停止させて新水供給ラインL5からボイラ装置10への新水の供給を停止する。第1実施形態では、第2閾値は、給水停止水位と同じ値に設定される。
The
以上の給水制御により、第1給水モードにおいては、給水要求があった場合には、まず、ドレン供給ラインL3からのドレンの供給を優先的に行い、ドレン供給ラインL3からのドレンの供給が不足した場合に、新水供給ラインL5からの新水の供給を開始させられる。これにより、第1給水モードにおいて、ドレン供給ラインL3から供給されるドレンの量に応じて好適に給水の切り替えを行え、ボイラシステム1の熱の利用効率を高く保ちつつ、ボイラシステム1を安定的に運転させられる。 With the above water supply control, in the first water supply mode, when a water supply request is made, first, the drain is supplied from the drain supply line L3 preferentially, and the drain is not sufficiently supplied from the drain supply line L3. In this case, the supply of fresh water from the fresh water supply line L5 can be started. Thus, in the first water supply mode, the water supply can be appropriately switched according to the amount of drain supplied from the drain supply line L3, and the boiler system 1 can be stably operated while keeping the heat utilization efficiency of the boiler system 1 high. Be driven by.
次に、第2給水モードについて説明する。
第2給水モードは、新水供給ラインL5のみから給水を受けるモードである。この第2給水モードにおいては、給水制御部112は、常時、ドレン供給弁32を閉状態としてドレン供給ラインL3からのドレンの供給を停止し、新水供給ラインL5のみから貫流ボイラ11への新水の供給を行う。即ち、第2給水モードでは、給水制御部112は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位に応じて新水供給ラインL5からボイラ装置10への新水の供給を制御する。第1実施形態では、給水制御部112は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位が所定の給水開始水位を下回った場合に、新水ポンプ51を駆動させて新水供給ラインL5からボイラ装置10への新水の供給を開始させる。また、給水制御部112は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位が所定の給水停止水位を上回った場合に、新水ポンプ51の駆動を停止させて新水供給ラインL5からボイラ装置10への新水の供給を停止する。
Next, the second water supply mode will be described.
The second water supply mode is a mode in which water is supplied only from the fresh water supply line L5. In the second water supply mode, the water
給水モード切替スイッチ113は、第1給水モードと第2給水モードとを切り替える物理的なスイッチであり、この給水モード切替スイッチ113を操作することにより、給水モードが切り替えられる。
The water supply
第1実施形態では、ボイラ装置10(貫流ボイラ11)を、第1給水モードと、第2給水モードと、給水モード切替スイッチと、を含んで構成することにより、給水の切り替えが頻繁に発生することでボイラに過剰な負荷が掛かってしまうことを防いでいる。 In the first embodiment, the boiler device 10 (the once-through boiler 11) is configured to include the first water supply mode, the second water supply mode, and the water supply mode changeover switch, so that the water supply is frequently switched. This prevents the boiler from being overloaded.
即ち、第1給水モードにおいては、ドレンタンク20に収容されたドレンが優先的にボイラ装置10に供給されると共に、供給されるドレンの量が不足する場合には新水がボイラ装置10に供給される。そのため、ドレンタンク20へのドレンの回収量が少ない場合やドレンタンク20の容量が小さい場合等には、ボイラ装置10へのドレンの供給が不足しやすくなり、ドレンタンク20からボイラ装置10へのドレンの供給と、ボイラ装置10への新水の供給との切り替えが頻繁に発生してしまう。
このように給水の切り替えが頻繁に発生すると、ボイラ装置10を構成する機器(例えば、貫流ボイラ11から排出される排ガスにより給水を加熱するエコノマイザ)に繰り返しかかる熱応力により当該機器に過剰な負荷が掛かってしまい、機器の寿命が短くなってしまう場合があった。
That is, in the first water supply mode, the drain accommodated in the
When the switching of the water supply frequently occurs in this manner, an excessive load is applied to the device that constitutes the boiler device 10 (for example, an economizer that heats the water supply by the exhaust gas discharged from the once-through boiler 11) due to repeated thermal stress. In some cases, the life of the device was shortened.
そこで、ボイラシステム1を、ドレン供給ラインL3及び/又は新水供給ラインL5から給水を受ける第1給水モードと、新水供給ラインL5のみから給水を受ける第2給水モードと、これら第1給水モードと第2給水モードとを切り替える給水モード切替スイッチ113と、を備えるボイラ装置10(貫流ボイラ11)を含んで構成した。これにより、例えば、第1給水モードで給水を行っている状態において、ドレンタンク20へのドレンの回収量が少なくなり、ドレンタンク20からボイラ装置10へのドレンの供給と、ボイラ装置10への新水の供給との切り替えが頻繁に繰り返されるような場合に、給水モード切替スイッチ113を操作することで給水モードを第2給水モードに切り替えられる。よって、第2給水モードに切り替えることで給水の切り替えが頻繁に発生することを防げるので、ボイラ装置10を構成する機器(例えば、貫流ボイラ11から排出される排ガスにより給水を加熱するエコノマイザ)に繰り返しかかる熱応力により当該機器に過剰な負荷が掛かってしまうことを抑制でき、機器の長寿命化を図れる。
Therefore, in the boiler system 1, a first water supply mode in which water is supplied from the drain supply line L3 and / or the fresh water supply line L5, a second water supply mode in which water is supplied only from the fresh water supply line L5, and these first water supply modes The boiler device 10 (the once-through boiler 11) including the water
また、給水制御部112を、ボイラ装置10が第1給水モードに設定されている場合において、ドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給を開始させる第1制御部114と、ドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給が開始されている状態において、ボイラ装置10の水位が第1閾値を下回った場合に新水供給ラインL5からボイラ装置10への新水の供給を開始させる第2制御部115と、を含んで構成した。これにより、第1給水モードにおいては、給水要求があった場合には、まず、ドレン供給ラインL3からのドレンの供給を優先的に行い、ドレン供給ラインL3からのドレンの供給が不足した場合に、新水供給ラインL5からの新水の供給を開始させられる。これにより、第1給水モードにおいて、ドレン供給ラインL3から供給されるドレンの量に応じて好適に給水の切り替えを行え、ボイラシステム1の熱の利用効率を高く保ちつつ、ボイラシステム1を安定的に運転させられる。
Further, when the
また、ボイラ装置10を複数の貫流ボイラ11を含んで構成した場合には、複数の貫流ボイラ11のうちの一部(例えば、1台)の貫流ボイラ11を第2給水モードで運転させることにより、他の貫流ボイラ11に優先的にドレンを供給できる。これにより、第1給水モードで運転している貫流ボイラ11の給水制御が頻繁に切り替わることを抑制できるので、ボイラシステム1をより安定的に運転させられる。
When the
次に、第2実施形態に係るボイラシステム1Aにつき、図3及び図4を参照しながら説明する。第2実施形態のボイラシステム1Aは、主として、第1給水モードと第2給水モードとを切り替える給水制御部を有する制御装置を備える点で、第1実施形態と異なる。尚、第2実施形態以降の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
Next, a
第2実施形態のボイラシステム1Aは、第1実施形態の構成に加えて、ボイラシステム1Aの動作を制御する制御装置100を備える。制御装置100は、ボイラ装置10(複数の貫流ボイラ11)の動作や、各種の弁及びポンプの動作を制御することで、ボイラシステム1Aの動作を制御する。
制御装置100は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位に基いて貫流ボイラ11への給水を制御する給水制御部120を含んで構成され、この給水制御部120により第1給水モードと第2給水モードとの切り替え制御が行われる。
給水制御部120は、図4に示すように、第1制御部121と、第2制御部122と、給水モード切替部123と、を備える。
The
As shown in FIG. 4, the water
第1制御部121は、ボイラ装置10(貫流ボイラ11)が第1給水モードに設定されている場合において、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位が給水開始水位を下回った場合に、ドレン供給弁32を開状態としてドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給を開始させる。また、第1制御部121は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位が給水停止水位を上回った場合に、ドレン供給弁32を閉状態としてドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給を停止する。
When the boiler device 10 (the once-through boiler 11) is set to the first water supply mode, the
第2制御部122は、第1制御部121によりドレン供給ラインL3から貫流ボイラ11へのドレンの供給が開始されている状態において、貫流ボイラ11の水位が第1閾値を下回った場合に、ドレン供給弁32を閉状態としてドレン供給ラインL3から貫流ボイラ11へのドレンの供給を停止させると共に、新水ポンプ51を駆動させて新水供給ラインL5から貫流ボイラ11への新水の供給を開始させる。また、第2制御部122は、水位センサ111により検出される貫流ボイラ11の水位が第2閾値を上回った場合に、新水ポンプ51の駆動を停止させて新水供給ラインL5からボイラ装置10への新水の供給を停止する。
When the water level of the once-through
給水モード切替部123は、所定時間(例えば、5分)の間に所定回数(例えば、2回)第2制御部122による制御が行われた場合に給水モードを第1給水モードから第2給水モードに切り替える。これにより、貫流ボイラ11が第1給水モードに設定されている状態で、給水の切り替えが所定の頻度で発生した場合に給水モードを第2給水モードに切り替えられる。よって、給水の切り替えが頻繁に発生することを防げるので、ボイラに過剰な負荷が掛かってしまうことを防げる。
The water supply
以上説明した第2実施形態のボイラシステム1Aによれば、第1実施形態と同様の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
ボイラシステム1Aを、ドレン供給ラインL3及び/又は新水供給ラインL5から給水を受ける第1給水モードと、新水供給ラインL5のみから給水を受ける第2給水モードと、を含むボイラ装置10と、ボイラ装置10(貫流ボイラ11)の水位に基いてボイラ装置10への給水を制御する給水制御部120と、を含んで構成し、この給水制御部120を、ボイラ装置10が第1給水モードに設定されている場合において、ドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給を開始させる第1制御部121と、第1制御部121によりドレン供給ラインL3からボイラ装置10へのドレンの供給が開始されている状態において、ボイラ装置10の水位が第1閾値を下回った場合に新水供給ラインL5からボイラ装置10への新水の供給を開始させる第2制御部122と、所定時間の間に所定回数第2制御部122による制御が行われた場合に第1給水モードから第2給水モードに給水モードを切り替える給水モード切替部123と、を含んで構成した。これにより、ボイラ装置10が第1給水モードに設定されている状態で、給水の切り替えが所定の頻度で発生した場合に給水モードを第2給水モードに切り替えられる。ボイラ装置10を構成する機器(例えば、貫流ボイラ11から排出される排ガスにより給水を加熱するエコノマイザ)に繰り返しかかる熱応力により、当該機器に過剰な負荷が掛かってしまう。
According to the
A
次に、第3実施形態に係るボイラシステム1Bにつき、図5を参照しながら説明する。第3実施形態のボイラシステム1Bは、主として、ドレン返送ラインL6を備える点、並びにドレンタンク20B及びドレン供給ポンプ31Bの構成において第2実施形態と異なる。
ドレンタンク20Bは、容量が100L〜5000L程度の大容量の圧力容器により構成される。
Next, a
The
ドレン返送ラインL6は、ドレン供給ラインL3とドレンタンク20Bとを接続する。より具体的には、ドレン返送ラインL6の上流側(基端側)の端部は、ドレン供給ラインL3におけるドレン供給ポンプ31Bとドレン供給弁32との間に接続される。ドレン返送ラインL6の下流側の端部は、ドレンタンク20Bの側面に接続される。ドレン返送ラインL6は、ドレン供給ラインL3を流通するドレンの一部又は全部を、ドレンタンク20Bに戻す。
The drain return line L6 connects the drain supply line L3 and the
ドレン返送ラインL6には、オリフィス61及び圧力センサ62が配置される。
オリフィス61は、ドレンタンク20Bに返送されるドレンの流量を調整する。
圧力センサ62は、ドレン返送ラインL6におけるオリフィス61の上流側に配置される。圧力センサ62は、ドレン返送ラインL6を流通するドレンの圧力、即ち、ドレン供給ポンプ31Bからのドレンの吐出圧力を検出する。
An
The
The
ドレン供給ポンプ31Bは、インペラ及びこのインペラを回転駆動させるモータを有するポンプ本体311Bと、モータを駆動させるインバータ312Bと、を備える。ドレン供給ポンプ31Bは、インバータ312Bから供給された駆動電力の周波数に応じた回転速度で駆動される。
The
以上の第3実施形態のボイラシステム1Bでは、制御装置100Bは、第2実施形態と同様の給水制御を行う他、圧力センサ62により検出されるドレンの圧力に基いてドレン供給ポンプ31Bの出力(インバータ312Bから出力される周波数)を制御する。
即ち、ドレン供給ポンプ31を予め設定された一定の出力で駆動させた場合、ドレンタンク20に回収されるドレンの圧力が低下した場合にドレン供給ポンプ31の吐出圧力が不足してしまう場合があった。
In the
That is, when the
そこで、第3実施形態では、制御装置100Bは、圧力センサ62により検出されるドレンの圧力に基いて、ドレン供給ポンプ31Bの出力を制御する。より具体的には、制御装置100は、圧力センサ62により検出されるドレンの圧力(ドレン供給ポンプ31Bの吐出圧力)が予め設定された一定の圧力となるように、インバータ312Bからポンプ本体311Bに供給する駆動電力の周波数を制御する。これにより、ドレンタンク20Bに回収されるドレンの圧力が変動した場合であっても、ドレン供給ポンプ31Bからのドレンの吐出圧力を一定に保てるので、ボイラシステム1Bをより安定的に運転させられる。また、ドレン供給ポンプ31Bを最適な周波数で運転させられるので、ボイラシステム1Bの省電力化を図れる。
Therefore, in the third embodiment, the
以上、本発明のボイラシステムの好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第1実施形態〜第3実施形態では、ボイラシステム1,1A,1Bを、3台の貫流ボイラ11を有するボイラ装置10を含んで構成したが、これに限らない。即ち、ボイラシステムを、1台又は2台の貫流ボイラを有するボイラ装置を含んで構成してもよく、4台以上の貫流ボイラを有するボイラ装置を含んで構成してもよい。
Although the preferred embodiments of the boiler system according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be appropriately modified.
For example, in the first to third embodiments, the
また、第1実施形態〜第3実施形態では、給水制御部112,120に、水位センサ111により検出される水位が給水開始水位を下回った場合に給水を開始させたが、これに限らない。即ち、水位制御部に、水位センサにより検出される水位に基いてドレン供給弁の開度を調整させることにより、貫流ボイラに連続的に給水を行わせてもよい。
Further, in the first to third embodiments, the water
また、第1実施形態では、ボイラシステム1を、制御装置を含まずに構成したが、これに限らない。即ち、ボイラシステムを、制御装置を含んで構成し、この制御装置にボイラ装置の水位制御を行わせてもよい。 Further, in the first embodiment, the boiler system 1 is configured without including the control device, but the present invention is not limited to this. That is, the boiler system may be configured to include a control device, and this control device may control the water level of the boiler device.
1,1A,1B ボイラシステム
10 ボイラ装置
11 貫流ボイラ
20,20B ドレンタンク
111 水位センサ(水位検出部)
112 給水制御部
113 給水モード切替スイッチ
114 第1制御部
115 第2制御部
120 給水制御部
121 第1制御部
122 第2制御部
123 給水モード切替部
L2 ドレン回収ライン
L3 ドレン供給ライン
L5 新水供給ライン
1, 1A,
112 Water
Claims (4)
前記負荷機器が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく回収するドレンタンクと、
前記負荷機器と前記ドレンタンクとを接続するドレン回収ラインと、
前記ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラ装置に供給するドレン供給ラインと、
前記ボイラ装置に新水を供給する新水供給ラインと、を備えるボイラシステムであって、
前記ボイラ装置は、
前記ドレン供給ライン及び/又は前記新水供給ラインから給水を受ける第1給水モードと、
前記新水供給ラインのみから給水を受ける第2給水モードと、
前記第1給水モードと前記第2給水モードとを切り替える給水モード切替スイッチと、を備え、
前記第1給水モードにおいては、前記ボイラ装置は、前記ドレン供給ラインからのドレンの給水を優先的に受け、前記ドレン供給ラインから供給されるドレンの量に応じて前記新水供給ラインからの新水の給水との切り替えを行うものであって、
前記第2給水モードにおいては、前記ボイラ装置は、前記ドレン供給ラインからのドレンの給水を常時停止した状態で、前記新水供給ラインのみから給水を受けるものであって、
前記給水モード切替スイッチが操作されることで、前記ボイラ装置は、前記第1給水モードと前記第2給水モードとを切り替える、ボイラシステム。 A boiler device that generates steam and supplies it to load equipment,
A drain tank for collecting the drain generated by condensing the load equipment by using steam without opening it to the atmosphere,
A drain recovery line connecting the load device and the drain tank,
A drain supply line for supplying the drain accommodated in the drain tank to the boiler device,
A fresh water supply line for supplying fresh water to the boiler device,
The boiler device is
A first water supply mode for receiving water from the drain supply line and / or the fresh water supply line;
A second water supply mode in which water is supplied only from the fresh water supply line,
A first water supply mode and a second water supply mode for switching the water supply mode changeover switch;
In the first water supply mode, the boiler device preferentially receives drain water supplied from the drain supply line, and a new water supply line is supplied from the new water supply line according to the amount of drain supplied from the drain supply line. To switch between water supply and
In the second water supply mode, the boiler device receives water only from the fresh water supply line in a state where the water supply of the drain from the drain supply line is always stopped.
The boiler system in which the boiler device switches between the first water supply mode and the second water supply mode by operating the water supply mode changeover switch .
前記ボイラ装置の水位を検出する水位検出部と、
前記水位検出部により検出される前記ボイラ装置の水位に基いて前記ボイラ装置への給水を制御する給水制御部と、を更に備え、
前記給水制御部は、前記ボイラ装置が前記第1給水モードに設定されている場合において、
前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給を開始させる第1制御部と、
前記第1制御部により前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給が開始されている状態において、前記ボイラ装置の水位が第1閾値を下回った場合に前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給を停止させ、前記新水供給ラインから前記ボイラ装置への新水の供給を開始させる第2制御部と、を備える請求項1に記載のボイラシステム。 The boiler device is
A water level detection unit for detecting the water level of the boiler device,
Further comprising a water supply control unit for controlling the water supply to the boiler device based on the water level of the boiler device detected by the water level detection unit,
In the case where the boiler device is set to the first water supply mode, the water supply control unit,
A first controller for starting the supply of drain from the drain supply line to the boiler device;
In the state in which the drain supply from the drain supply line to the boiler device is started by the first control unit, when the water level of the boiler device falls below a first threshold value, the drain supply line to the boiler device is reached. 2. The boiler system according to claim 1, further comprising: a second control unit that stops the supply of the drain of the above and starts the supply of fresh water from the fresh water supply line to the boiler device.
前記負荷機器が蒸気を使用することによって凝縮して生じたドレンを大気に開放することなく回収するドレンタンクと、
前記負荷機器と前記ドレンタンクとを接続するドレン回収ラインと、
前記ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラ装置に供給するドレン供給ラインと、
前記ボイラ装置に新水を供給する新水供給ラインと、
前記ボイラ装置の水位を検出する水位検出部と、
前記水位検出部により検出される前記ボイラ装置の水位に基いて前記ボイラ装置への給水を制御する給水制御部と、を備えるボイラシステムであって、
前記ボイラ装置は、前記ドレン供給ライン及び/又は前記新水供給ラインから給水を受ける第1給水モードと、前記新水供給ラインのみから給水を受ける第2給水モードと、を備え、
前記給水制御部は、前記ボイラ装置が前記第1給水モードに設定されている場合において、
前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給を開始させる第1制御部と、
前記第1制御部により前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給が開始されている状態において、前記ボイラ装置の水位が第1閾値を下回った場合に前記ドレン供給ラインから前記ボイラ装置へのドレンの供給を停止させて前記新水供給ラインから前記ボイラ装置への新水の供給を開始させ、該ボイラ装置の水位が前記第1閾値よりも高い第2閾値を上回った場合に前記新水供給ラインから前記ボイラ装置への給水を停止させる第2制御部と、
所定時間の間に所定回数前記第2制御部による制御が行われた場合に前記第1給水モードから前記第2給水モードに給水モードを切り替える給水モード切替部と、を備え、
前記第1給水モードにおいては、前記ボイラ装置は、前記ドレン供給ラインからのドレンの給水を優先的に受け、前記ドレン供給ラインから供給されるドレンの量に応じて前記新水供給ラインからの新水の給水との切り替えを行うものであって、
前記第2給水モードにおいては、前記ボイラ装置は、前記ドレン供給ラインからのドレンの給水を常時停止した状態で、前記新水供給ラインのみから給水を受ける、ボイラシステム。 A boiler device that generates steam and supplies it to load equipment,
A drain tank for collecting the drain generated by condensing the load equipment by using steam without opening it to the atmosphere,
A drain recovery line connecting the load device and the drain tank,
A drain supply line for supplying the drain accommodated in the drain tank to the boiler device,
A fresh water supply line for supplying fresh water to the boiler device,
A water level detection unit for detecting the water level of the boiler device,
A water supply control unit for controlling water supply to the boiler device based on the water level of the boiler device detected by the water level detection unit, and a boiler system comprising:
The boiler device includes a first water supply mode in which water is supplied from the drain supply line and / or the new water supply line, and a second water supply mode in which water is supplied only from the new water supply line,
In the case where the boiler device is set to the first water supply mode, the water supply control unit,
A first controller for starting the supply of drain from the drain supply line to the boiler device;
In a state where the drain supply from the drain supply line to the boiler device is started by the first control unit, when the water level of the boiler device falls below a first threshold value, the drain supply line to the boiler device is reached. Of the drain of the boiler device to stop the supply of fresh water from the fresh water supply line to the boiler device, and when the water level of the boiler device exceeds a second threshold value higher than the first threshold value, A second controller for stopping water supply from the water supply line to the boiler device;
A water supply mode switching unit that switches the water supply mode from the first water supply mode to the second water supply mode when the control by the second control unit is performed a predetermined number of times during a predetermined time,
In the first water supply mode, the boiler device preferentially receives the water supply of the drain from the drain supply line, and a new water supply line from the new water supply line is supplied according to the amount of the drain supplied from the drain supply line. To switch between water supply and
In the second water supply mode, the boiler system receives water only from the fresh water supply line in a state where the water supply of the drain from the drain supply line is always stopped .
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