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JP7319769B2 - Exhaust heat recovery system, ship, and exhaust heat recovery device operating method - Google Patents

Exhaust heat recovery system, ship, and exhaust heat recovery device operating method Download PDF

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JP7319769B2 JP2018188376A JP2018188376A JP7319769B2 JP 7319769 B2 JP7319769 B2 JP 7319769B2 JP 2018188376 A JP2018188376 A JP 2018188376A JP 2018188376 A JP2018188376 A JP 2018188376A JP 7319769 B2 JP7319769 B2 JP 7319769B2
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Description

本開示は、排熱回収システム及び船舶並びに排熱回収装置の運転方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to an exhaust heat recovery system, a ship, and a method of operating an exhaust heat recovery device.

燃焼装置から排出される高温の排ガスの熱を熱交換器を用いて回収して、蒸気生成等の用途に利用することがある。 Heat from hot exhaust gases discharged from a combustion device may be recovered using a heat exchanger and utilized for applications such as steam generation.

例えば、特許文献1には、ガス燃料と重油燃料とを切替えて燃焼させることが可能なボイラを含むボイラプラントにおいて、ボイラからの燃焼ガス(排ガス)とボイラに供給される前の給水とをエコノマイザで熱交換し、給水を予熱することが記載されている。また、特許文献1には、ボイラで使用する燃料の種類(ガス燃料又は重油燃料)に応じて、上述のエコノマイザに送出する給水の温度を調節することが記載されている。 For example, in Patent Document 1, in a boiler plant including a boiler that can switch and burn gas fuel and heavy oil fuel, an economizer is used to convert combustion gas (exhaust gas) from the boiler and water supply before being supplied to the boiler. and preheating the feed water. Further, Patent Literature 1 describes adjusting the temperature of the feedwater sent to the economizer according to the type of fuel (gas fuel or heavy oil fuel) used in the boiler.

特許第6219742号公報Japanese Patent No. 6219742

ところで、燃料には硫黄分が含まれていることがあり、この場合、燃料の燃焼ガス(排ガス)の温度が酸露点以下であると、燃焼ガスの流路を構成する配管等の機器に酸腐食が生じる可能性がある。このため、排ガスから熱回収するための熱交換器(エコノマイザ等)の出口における排ガス温度を適切に管理する必要がある。 By the way, fuel may contain sulfur, and in this case, if the temperature of the combustion gas (exhaust gas) of the fuel is below the acid dew point, the equipment such as pipes that make up the flow path of the combustion gas will be exposed to acid. Corrosion may occur. Therefore, it is necessary to appropriately manage the temperature of the exhaust gas at the outlet of a heat exchanger (such as an economizer) for recovering heat from the exhaust gas.

ここで、燃焼装置(エンジンやボイラ等)において、硫黄分濃度の比較的高い高硫黄燃料と、硫黄分濃度の比較的低い低硫黄燃料とを切替えて使用することを考える。
高硫黄燃料使用時の酸腐食を防止するために、燃焼装置からの排ガスが導かれる熱交換器の出口の排ガス温度を、該高硫黄燃料の酸露点を基準とした温度(該酸露点よりも高い温度)に設定すると、燃料を低硫黄燃料に切り替えて使用するときに、低硫黄燃料の酸露点(高硫黄燃料よりも低い酸露点)よりも大幅に高い温度での運転となるため、低硫黄燃料使用時の排熱回収量の増加が見込めない。
一方、上述の熱交換器出口の排ガス温度を、低硫黄燃料の酸露点を基準とした温度(該酸露点よりも高い温度)に設定すると、燃料を高硫黄燃料に切り替えて使用するときに、高硫黄燃料の酸露点(低硫黄燃料よりも高い酸露点)よりも低い温度での運転となる可能性があり、この場合、機器に酸腐食が生じる可能性がある。
Now, consider switching between a high-sulfur fuel with a relatively high sulfur content and a low-sulfur fuel with a relatively low sulfur content in a combustion device (engine, boiler, etc.).
In order to prevent acid corrosion when using high-sulfur fuel, the exhaust gas temperature at the outlet of the heat exchanger where the exhaust gas from the combustion device is guided is set to a temperature based on the acid dew point of the high-sulfur fuel (more than the acid dew point high temperature), when switching to a low sulfur fuel, you will be operating at a temperature significantly higher than the acid dew point of the low sulfur fuel (which is lower than the acid dew point of the high sulfur fuel). It is not expected to increase the amount of waste heat recovery when sulfur fuel is used.
On the other hand, if the exhaust gas temperature at the outlet of the heat exchanger is set to a temperature based on the acid dew point of the low sulfur fuel (higher temperature than the acid dew point), when switching the fuel to high sulfur fuel and using it, Operation at temperatures below the acid dew point of high sulfur fuel (higher acid dew point than low sulfur fuel) can result in acid corrosion of equipment.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることが可能な排熱回収システム及びこれを備えた船舶、並びに排熱回収装置の運転方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention provides an exhaust heat recovery system capable of increasing the amount of exhaust heat recovery while protecting equipment from acid corrosion, a ship equipped with the same, and an exhaust heat recovery system. It is an object of the present invention to provide a method of operating a recovery device.

(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る排熱回収システムは、
2種類以上の燃料を切替えて使用可能な燃焼装置と、
前記燃焼装置からの排ガスが流れる排ガスラインと、
飽和状態の水及び蒸気を貯留するための容器と、
前記容器へ水を供給するための給水ラインと、
前記容器からの飽和蒸気が流れる飽和蒸気ラインと、
前記排ガスラインに設けられ、前記排ガスとの熱交換により前記給水ラインの前記水を加熱するための熱交換器と、
前記飽和蒸気ラインに設けられ、前記容器の圧力を調節するためのバルブと、
前記燃焼装置に供給される燃料が切り替えられたことを示す信号を受け取ったとき、該信号に基づいて前記バルブの開度を調節することにより前記容器の圧力を変更するように構成された制御部と、を備え、
前記制御部は、前記燃料が第2燃料であるときは、前記容器の圧力が第2圧力となるように前記バルブの開度を調節し、前記燃料が前記第2燃料よりも硫黄分濃度の低い第1燃料であるときは、前記容器の圧力が前記第2圧力よりも低い第2圧力となるように前記バルブの開度を調節するように構成される。
(1) An exhaust heat recovery system according to at least one embodiment of the present invention,
a combustion device capable of switching between two or more types of fuel;
an exhaust gas line through which exhaust gas from the combustion device flows;
a container for storing saturated water and steam;
a water supply line for supplying water to the container;
a saturated steam line through which saturated steam from the vessel flows;
a heat exchanger provided in the exhaust gas line for heating the water in the water supply line by heat exchange with the exhaust gas;
a valve provided in the saturated steam line for regulating the pressure of the vessel;
A control unit configured to change the pressure of the container by adjusting the degree of opening of the valve based on the signal, when receiving a signal indicating that the fuel supplied to the combustion device has been switched. and
When the fuel is the second fuel, the control unit adjusts the opening degree of the valve so that the pressure in the container becomes the second pressure, and the fuel has a sulfur content higher than that of the second fuel. When the first fuel is low, the opening of the valve is adjusted so that the pressure in the container becomes a second pressure lower than the second pressure.

燃料の燃焼により生じる排ガスは、燃料の硫黄分濃度に応じた酸露点を有し、硫黄分濃度が高い燃料ほど、その燃料から生成される排ガスの酸露点が高い。また、排ガスの流路を構成する熱交換器や配管等の機器を酸腐食から保護するためには、これらの機器内における排ガス温度を、排ガスの酸露点よりも高い温度に維持する必要がある。 The exhaust gas produced by combustion of the fuel has an acid dew point corresponding to the sulfur content of the fuel, and the higher the sulfur content of the fuel, the higher the acid dew point of the exhaust gas generated from the fuel. In addition, in order to protect equipment such as heat exchangers and pipes that make up the flow path of exhaust gas from acid corrosion, it is necessary to maintain the exhaust gas temperature in these equipment at a temperature higher than the acid dew point of the exhaust gas. .

この点、上記(1)の構成では、燃焼装置の燃料として低硫黄燃料である第1燃料を使用するときには、第2燃料使用時に比べて上述の容器内の圧力(即ち飽和圧力)が低い第1圧力となるようにバルブの開度を調節して、容器内の温度(即ち飽和温度)を低下させるようにしたので、酸露点の低下に応じた分だけ、熱交換器出口における排ガス温度を低下させることができ、すなわち、熱交換器における排熱回収量を増大させることができる。
また、上記(1)の構成では、燃焼装置の燃料として高硫黄燃料である第2燃料を使用するときには、第1燃料使用時に比べて上述の容器内の圧力(即ち飽和圧力)が高い第2圧力となるようにバルブの開度を調節して、容器内の温度(即ち飽和温度)を上昇させるようにしたので、酸露点の上昇に応じた分だけ、熱交換器出口における排ガス温度を上昇させることで、熱交換器や配管等の機器を酸腐食から保護することができる。
よって、上記(1)の構成によれば、燃料種に応じて、バルブ開度の調節により排熱回収システムによる排熱回収量を調節することができ、これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。
In this regard, in the above configuration (1), when the first fuel, which is a low-sulfur fuel, is used as the fuel for the combustion device, the pressure in the container (that is, the saturation pressure) is lower than when the second fuel is used. By adjusting the degree of opening of the valve so that it becomes 1 pressure, the temperature inside the vessel (that is, the saturation temperature) is lowered, so the exhaust gas temperature at the heat exchanger outlet is increased by the amount corresponding to the decrease in the acid dew point. can be reduced, ie the amount of waste heat recovered in the heat exchanger can be increased.
Further, in the above configuration (1), when the second fuel, which is a high-sulfur fuel, is used as the fuel of the combustion device, the pressure in the container (that is, the saturation pressure) is higher than when the first fuel is used. By adjusting the degree of opening of the valve so as to maintain the pressure, the temperature inside the vessel (that is, the saturation temperature) is increased, so the exhaust gas temperature at the heat exchanger outlet is increased by the amount corresponding to the increase in the acid dew point. By doing so, equipment such as heat exchangers and piping can be protected from acid corrosion.
Therefore, according to the above configuration (1), the exhaust heat recovery amount by the exhaust heat recovery system can be adjusted by adjusting the valve opening according to the fuel type, thereby protecting the equipment from acid corrosion. However, the amount of exhaust heat recovery can be increased.

ところで、上述のように、バルブ開度の調節により熱交換器による排熱回収量を調節しようとする場合、例えば、熱交換出口における排ガス温度に基づきバルブ開度を調節することも考えられる。しかしながら、排ガス温度は、該排ガスの流れに直交する面内で分布があり、温度検出点に応じて制御にばらつきが生じる可能性がある。また、温度に基づく制御では、制御応答が遅くなる可能性がある。
これに対し、容器内の圧力は場所によらずほぼ同じであることから、容器内圧力の検出値は、熱交換器出口における排ガスの温度の検出値よりも正確性が高い。また、圧力に基づく制御は、温度に基づく制御に比べて制御応答が速い傾向がある。
By the way, as described above, when adjusting the amount of exhaust heat recovered by the heat exchanger by adjusting the valve opening, for example, adjusting the valve opening based on the exhaust gas temperature at the heat exchange outlet may be considered. However, the exhaust gas temperature has a distribution in the plane orthogonal to the flow of the exhaust gas, and there is a possibility that the control may vary depending on the temperature detection point. Also, temperature-based control can slow control response.
On the other hand, since the pressure inside the container is almost the same regardless of the location, the detected value of the pressure inside the container is more accurate than the detected value of the exhaust gas temperature at the outlet of the heat exchanger. Also, pressure-based control tends to have a faster control response than temperature-based control.

この点、上記(1)の構成によれば、飽和状態の水及び蒸気が貯留される容器の圧力(即ち、飽和温度に対応する飽和圧力)に基づきバルブ開度を調節することで排熱回収量を調節するようにしたので、正確性の高い圧力検出値により制御のばらつきを抑制することができるとともに、該容器内の温度(即ち飽和温度)を迅速に調節することができる。 In this respect, according to the above configuration (1), exhaust heat recovery is performed by adjusting the valve opening based on the pressure of the container in which saturated water and steam are stored (that is, the saturated pressure corresponding to the saturated temperature). Since the amount is adjusted, variations in control can be suppressed by highly accurate pressure detection values, and the temperature in the container (that is, the saturation temperature) can be quickly adjusted.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記第1圧力は2bar以上4bar以下であり、
前記第2圧力は5bar以上7bar以下である。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
the first pressure is 2 bar or more and 4 bar or less;
The second pressure is between 5 bar and 7 bar.

上述したように、燃料の燃焼生成ガス(排ガス)は、燃料の硫黄分濃度に応じた酸露点を有する。例えば、硫黄分濃度が0.5%以下の燃料由来の排ガスの酸露点は100℃程度であり、硫黄分濃度が0.5%を超える燃料由来の排ガスの酸露点は、120℃程度以上である。
上記(2)の構成によれば、第1圧力が2bar以上4bar以下となり、かつ、第2圧力が5bar以上7bar以下となるようにバルブ開度を調節するようにしたので、例えば、第1燃料として硫黄分濃度が0.5%以下の燃料を使用し、第2燃料として硫黄分濃度が0.5%より大きい燃料を使用した場合に、燃焼装置で使用する燃料の切替えに応じて、排熱回収システムによる排熱回収量を適切に調節することができる。これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。
As described above, the combustion product gas (exhaust gas) of the fuel has an acid dew point corresponding to the sulfur content concentration of the fuel. For example, the acid dew point of exhaust gas derived from fuel with a sulfur concentration of 0.5% or less is about 100 ° C., and the acid dew point of exhaust gas derived from fuel with a sulfur content exceeding 0.5% is about 120 ° C. or higher. be.
According to the above configuration (2), the valve opening is adjusted so that the first pressure is 2 bar or more and 4 bar or less and the second pressure is 5 bar or more and 7 bar or less. If a fuel with a sulfur content of 0.5% or less is used as the second fuel, and a fuel with a sulfur content of more than 0.5% is used as the second fuel, the exhaust gas is changed according to the switching of the fuel used in the combustion device The amount of waste heat recovered by the heat recovery system can be appropriately adjusted. As a result, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion.

(3)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記第1圧力は2bar以上4bar未満であり、
前記第2圧力は4bar以上5bar以下である。
(3) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
the first pressure is greater than or equal to 2 bar and less than 4 bar;
The second pressure is greater than or equal to 4 bar and less than or equal to 5 bar.

上記(3)の構成によれば、第1圧力が2bar以上4bar未満となり、かつ、第2圧力が4bar以上5bar以下となるようにバルブ開度を調節するようにしたので、例えば、第1燃料として硫黄分をほぼ含まない燃料を使用し、第2燃料として硫黄分濃度が第1燃料より大きい燃料を使用した場合に、燃焼装置で使用する燃料の切替えに応じて、排熱回収システムによる排熱回収量を適切に調節することができる。これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。 According to the above configuration (3), the valve opening is adjusted so that the first pressure is 2 bar or more and less than 4 bar and the second pressure is 4 bar or more and 5 bar or less. If a fuel containing almost no sulfur is used as the second fuel, and a fuel with a sulfur content higher than the first fuel is used as the second fuel, the exhaust heat recovery system will exhaust the exhaust gas according to the switching of the fuel used in the combustion device. The amount of heat recovery can be adjusted appropriately. As a result, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion.

(4)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れかの構成において、
蒸気を生成するためのボイラをさらに備え、
前記ボイラは、
水を貯留するための水ドラムと、
前記水の蒸発により生成した蒸気を貯留するための蒸気ドラムと、
前記水ドラムと前記蒸気ドラムとを接続する蒸発管と、を含み、
前記容器は、前記ボイラの前記蒸気ドラムを含む。
(4) In some embodiments, in the configuration of any one of (1) to (3) above,
further comprising a boiler for generating steam,
The boiler is
a water drum for storing water;
a steam drum for storing the steam generated by the evaporation of the water;
an evaporation tube connecting the water drum and the steam drum;
The vessel contains the steam drum of the boiler.

上記(4)の構成によれば、ボイラの蒸気ドラムには、飽和状態の蒸気及び水が貯留されるので、この蒸気ドラムの圧力に基づいてバルブ開度を調節するようにしたので、上記(1)で述べたように、燃料種に応じて、バルブ開度の調節により排熱回収システムによる排熱回収量を調節することができる。よって、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。
また、上記(4)の構成によれば、燃焼装置の排ガスからの排熱回収だけでは蒸気の需要を賄いきれない場合には、ボイラを稼働させることでさらに蒸気を生成することができる。一方、上述の排熱回収システムの構成により排熱回収量を増大でき、蒸気生産量を増やすことができるので、蒸気生成のためのボイラの稼働時間を低減することができる。このため、蒸気の需要を確実に満足させながら、ボイラの運転に使用する燃料を減らすことができる。よって、蒸気生産のためのエネルギー効率を向上させることができる。
According to the configuration of (4) above, since saturated steam and water are stored in the steam drum of the boiler, the valve opening degree is adjusted based on the pressure of this steam drum. As described in 1), the amount of exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery system can be adjusted by adjusting the valve opening according to the type of fuel. Therefore, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion.
Further, according to the above configuration (4), when the demand for steam cannot be met by exhaust heat recovery from the exhaust gas of the combustion device, it is possible to further generate steam by operating the boiler. On the other hand, the configuration of the exhaust heat recovery system described above makes it possible to increase the amount of exhaust heat recovery and increase the amount of steam produced, thereby reducing the operation time of the boiler for generating steam. Thus, less fuel can be used to operate the boiler while ensuring that the demand for steam is met. Therefore, energy efficiency for steam production can be improved.

(5)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、
前記ボイラは、バーナで燃焼される燃料に向けて蒸気を噴射するように構成された蒸気噴射部を含み、
前記第2圧力は、該第2圧力の蒸気を前記蒸気噴射部から噴射することによって前記燃料を拡散させることが可能な圧力である。
(5) In some embodiments, in the configuration of (4) above,
the boiler includes a steam injector configured to inject steam toward the fuel combusted by the burner;
The second pressure is a pressure capable of diffusing the fuel by injecting steam at the second pressure from the steam injection part.

上記(5)の構成によれば、上記(1)で述べたように、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができるとともに、容器内の飽和蒸気を、ボイラで燃料を燃焼させるために有効利用することができる。 According to the configuration of (5) above, as described in (1) above, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion, and at the same time, the saturated steam in the vessel is transferred to the boiler. It can be effectively used for burning fuel.

(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(5)の何れかの構成において、
燃料油を加熱して前記燃料油の粘性を低減させるための燃料加熱部をさらに備え、
前記第2圧力は、該第2圧力の蒸気を前記燃料加熱部に供給することによって前記燃料油の粘性を低減可能な圧力である。
(6) In some embodiments, in the configuration of any one of (1) to (5) above,
further comprising a fuel heating unit for heating the fuel oil to reduce the viscosity of the fuel oil;
The second pressure is a pressure that can reduce the viscosity of the fuel oil by supplying steam at the second pressure to the fuel heating section.

上記(6)の構成によれば、上記(1)で述べたように、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができるとともに、容器内の飽和蒸気を、例えば重油等の粘性の大きな燃料を加熱して粘性を低下させる等の目的で、燃料を加熱するための有効利用することができる。 According to the configuration of (6) above, as described in (1) above, it is possible to increase the amount of waste heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion, and to replace the saturated steam in the container with, for example, heavy oil. It can be effectively used for heating the fuel for the purpose of heating a highly viscous fuel, such as a fuel, to lower the viscosity.

(7)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(6)の何れかの構成において、
前記排ガスラインにおいて前記熱交換器よりも上流側に設けられた過熱器と、
前記過熱器からの過熱蒸気により駆動されるように構成されたタービンと、
をさらに備え、
前記過熱器は、前記飽和蒸気ラインを流れる飽和蒸気の一部を前記排ガスとの熱交換により加熱して前記過熱蒸気を生成するように構成される。
(7) In some embodiments, in any of the above configurations (1) to (6),
a superheater provided upstream of the heat exchanger in the exhaust gas line;
a turbine configured to be driven by superheated steam from the superheater;
further comprising
The superheater is configured to heat a portion of the saturated steam flowing through the saturated steam line through heat exchange with the exhaust gas to generate the superheated steam.

上記(7)の構成によれば、熱交換器での排ガスとの熱交換により生成された飽和蒸気の一部を、過熱器においてより高温の排ガスと熱交換することにより過熱蒸気を生成し、該過熱蒸気を用いてタービンを駆動するようにしたので、燃焼装置の排熱を効果的に利用することができる。 According to the above configuration (7), part of the saturated steam generated by heat exchange with exhaust gas in the heat exchanger is heat-exchanged with higher temperature exhaust gas in the superheater to generate superheated steam, Since the superheated steam is used to drive the turbine, exhaust heat from the combustion device can be effectively used.

(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの構成において、
前記排熱回収システムは、
前記燃焼装置に供給される前記第1燃料を貯留するための燃料タンクをさらに備える。
(8) In some embodiments, in any of the above configurations (1) to (7),
The exhaust heat recovery system is
A fuel tank for storing the first fuel to be supplied to the combustion device is further provided.

上記(8)の構成によれば、燃料タンクへの外部からの自然入熱によって生じるガス(ボイルオフガス)を第1燃料として利用可能であるので、排熱回収システムを効率的に運転することができる。 According to the above configuration (8), the gas (boil-off gas) generated by the natural heat input from the outside to the fuel tank can be used as the first fuel, so that the exhaust heat recovery system can be efficiently operated. can.

(9)本発明の少なくとも一実施形態に係る船舶は、
上記(1)乃至(7)の何れかに記載の排熱回収システムを備える。
(9) A ship according to at least one embodiment of the present invention,
An exhaust heat recovery system according to any one of (1) to (7) above is provided.

上記(9)の構成では、例えば、船舶の主機関又は発電装置等の燃焼装置の燃料として低硫黄燃料である第1燃料を使用するときには、第2燃料使用時に比べて上述の容器内の圧力(即ち飽和圧力)が低い第1圧力となるようにバルブの開度を調節して、容器内の温度(即ち飽和温度)を低下させるようにしたので、酸露点の低下に応じた分だけ、熱交換器出口における排ガス温度を低下させることができ、すなわち、熱交換器における排熱回収量を増大させることができる。
また、上記(9)の構成では、燃焼装置である主機関の燃料として高硫黄燃料である第2燃料を使用するときには、第1燃料使用時に比べて上述の容器内の圧力(即ち飽和圧力)が高い第2圧力となるようにバルブの開度を調節して、容器内の温度(即ち飽和温度)を上昇させるようにしたので、酸露点の上昇に応じた分だけ、熱交換器出口における排ガス温度を上昇させることで、熱交換器や配管等の機器を酸腐食から保護することができる。
よって、上記(9)の構成によれば、燃料種に応じて、バルブ開度の調節により排熱回収システムによる排熱回収量を調節することができ、これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。
In the above configuration (9), for example, when using the first fuel, which is a low-sulfur fuel, as a fuel for a combustion device such as a main engine of a ship or a power generation device, the pressure in the container is higher than when using the second fuel By adjusting the degree of opening of the valve so that the first pressure (that is, the saturation pressure) is low, the temperature (that is, the saturation temperature) in the container is lowered, so that the amount corresponding to the decrease in the acid dew point The exhaust gas temperature at the heat exchanger outlet can be lowered, that is, the amount of exhaust heat recovery in the heat exchanger can be increased.
Further, in the above configuration (9), when using the second fuel, which is a high-sulfur fuel, as the fuel for the main engine, which is the combustion device, the pressure in the container (that is, the saturation pressure) is higher than when the first fuel is used. By adjusting the degree of opening of the valve so that the second pressure is high, the temperature inside the vessel (that is, the saturation temperature) is increased, so the amount at the outlet of the heat exchanger is By increasing the exhaust gas temperature, equipment such as heat exchangers and piping can be protected from acid corrosion.
Therefore, according to the above configuration (9), the exhaust heat recovery amount by the exhaust heat recovery system can be adjusted by adjusting the valve opening according to the fuel type, thereby protecting the equipment from acid corrosion. However, the amount of exhaust heat recovery can be increased.

また、上記(9)の構成によれば、飽和状態の水及び蒸気が貯留される容器の圧力(即ち、飽和温度に対応する飽和圧力)に基づきバルブ開度を調節することで排熱回収量を調節するようにしたので、正確性の高い圧力検出値により制御のばらつきを抑制することができるとともに、該容器内の温度(即ち飽和温度)を迅速に調節することができる。 Further, according to the above configuration (9), the exhaust heat recovery amount is is adjusted, it is possible to suppress variation in control by the highly accurate pressure detection value, and to quickly adjust the temperature (that is, the saturation temperature) in the container.

(10)本発明の少なくとも一実施形態に係る排熱回収装置の運転方法は、
2種類以上の燃料を切替えて使用可能な燃焼装置と、
前記燃焼装置からの排ガスが流れる排ガスラインと、
飽和状態の水及び蒸気を貯留するための容器と、
前記容器へ水を供給するための給水ラインと、
前記容器からの飽和蒸気が流れる飽和蒸気ラインと、
前記排ガスラインに設けられ、前記排ガスとの熱交換により前記給水ラインの前記水を加熱するための熱交換器と、
前記飽和蒸気ラインに設けられ、前記容器の圧力を調節するためのバルブと、
を含む排熱回収装置の運転方法であって、
前記燃焼装置に供給される燃料が切り替えられたとき、前記バルブの開度を調節することにより前記容器の圧力を変更するステップを備え、
前記圧力を変更するステップでは、前記燃料が第2燃料であるときは、前記容器の圧力が第2圧力となるように前記バルブの開度を調節し、前記燃料が前記第2燃料よりも硫黄分濃度の低い第1燃料であるときは、前記容器の圧力が前記第2圧力よりも高い第1圧力となるように前記バルブの開度を調節する。
(10) A method for operating an exhaust heat recovery device according to at least one embodiment of the present invention includes:
a combustion device capable of switching between two or more types of fuel;
an exhaust gas line through which exhaust gas from the combustion device flows;
a container for storing saturated water and steam;
a water supply line for supplying water to the container;
a saturated steam line through which saturated steam from the vessel flows;
a heat exchanger provided in the exhaust gas line for heating the water in the water supply line by heat exchange with the exhaust gas;
a valve provided in the saturated steam line for regulating the pressure of the vessel;
A method of operating an exhaust heat recovery device comprising
changing the pressure of the vessel by adjusting the opening of the valve when the fuel supplied to the combustion device is switched;
In the step of changing the pressure, when the fuel is the second fuel, the degree of opening of the valve is adjusted so that the pressure in the container becomes the second pressure, and the fuel is more sulfur than the second fuel. When the first fuel has a low concentration, the opening of the valve is adjusted so that the pressure in the container becomes a first pressure higher than the second pressure.

上記(10)の方法では、燃焼装置の燃料として低硫黄燃料である第1燃料を使用するときには、第2燃料使用時に比べて上述の容器内の圧力(即ち飽和圧力)が低い第1圧力となるようにバルブの開度を調節して、容器内の温度(即ち飽和温度)を低下させるようにしたので、酸露点の低下に応じた分だけ、熱交換器出口における排ガス温度を低下させることができ、すなわち、熱交換器における排熱回収量を増大させることができる。
また、上記(10)の方法では、燃焼装置の燃料として高硫黄燃料である第2燃料を使用するときには、第1燃料使用時に比べて上述の容器内の圧力(即ち飽和圧力)が高い第2圧力となるようにバルブの開度を調節して、容器内の温度(即ち飽和温度)を上昇させるようにしたので、酸露点の上昇に応じた分だけ、熱交換器出口における排ガス温度を上昇させることで、熱交換器や配管等の機器を酸腐食から保護することができる。
よって、上記(10)の方法によれば、燃料種に応じて、バルブ開度の調節により排熱回収システムによる排熱回収量を調節することができ、これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。
In the above method (10), when the first fuel, which is a low-sulfur fuel, is used as the fuel of the combustion device, the pressure in the container (that is, the saturation pressure) is lower than when the second fuel is used. By adjusting the degree of opening of the valve, the temperature inside the container (that is, the saturation temperature) is lowered, so that the exhaust gas temperature at the heat exchanger outlet can be lowered by the amount corresponding to the lowering of the acid dew point. That is, the amount of exhaust heat recovery in the heat exchanger can be increased.
Further, in the above method (10), when the second fuel, which is a high-sulfur fuel, is used as the fuel for the combustion device, the pressure in the container (that is, the saturation pressure) is higher than when the first fuel is used. By adjusting the degree of opening of the valve so as to maintain the pressure, the temperature inside the vessel (that is, the saturation temperature) is increased, so the exhaust gas temperature at the heat exchanger outlet is increased by the amount corresponding to the increase in the acid dew point. By doing so, equipment such as heat exchangers and piping can be protected from acid corrosion.
Therefore, according to the above method (10), the amount of exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery system can be adjusted by adjusting the valve opening according to the type of fuel, thereby protecting the equipment from acid corrosion. However, the amount of exhaust heat recovery can be increased.

また、上記(10)の方法によれば、飽和状態の水及び蒸気が貯留される容器の圧力(即ち、飽和温度に対応する飽和圧力)に基づきバルブ開度を調節することで排熱回収量を調節するようにしたので、正確性の高い圧力検出値により制御のばらつきを抑制することができるとともに、該容器内の温度(即ち飽和温度)を迅速に調節することができる。 Further, according to the above method (10), the exhaust heat recovery amount is is adjusted, it is possible to suppress variation in control by the highly accurate pressure detection value, and to quickly adjust the temperature (that is, the saturation temperature) in the container.

(11)幾つかの実施形態では、上記(10)の方法において、
前記第1圧力は2bar以上4bar以下であり、
前記第2圧力は5bar以上7bar以下である。
(11) In some embodiments, in the method of (10) above,
the first pressure is 2 bar or more and 4 bar or less;
The second pressure is between 5 bar and 7 bar.

上記(11)の方法によれば、第1圧力が2bar以上4bar以下となり、かつ、第2圧力が5bar以上7bar以下となるようにバルブ開度を調節するようにしたので、例えば、第1燃料として硫黄分濃度が0.5%以下の燃料を使用し、第2燃料として硫黄分濃度が0.5%より大きい燃料を使用した場合に、燃焼装置で使用する燃料の切替えに応じて、排熱回収システムによる排熱回収量を適切に調節することができる。これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。 According to the method (11) above, the valve opening is adjusted so that the first pressure is 2 bar or more and 4 bar or less and the second pressure is 5 bar or more and 7 bar or less. If a fuel with a sulfur content of 0.5% or less is used as the second fuel, and a fuel with a sulfur content of more than 0.5% is used as the second fuel, the exhaust gas is changed according to the switching of the fuel used in the combustion device The amount of waste heat recovered by the heat recovery system can be appropriately adjusted. As a result, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion.

(12)幾つかの実施形態では、上記(10)の方法において、
前記第1圧力は2bar以上4bar未満であり、
前記第2圧力は4bar以上5bar以下である。
上記(12)の方法によれば、第1圧力が2bar以上4bar未満となり、かつ、第2圧力が4bar以上5bar以下となるようにバルブ開度を調節するようにしたので、例えば、第1燃料として硫黄分をほぼ含まない燃料を使用し、第2燃料として硫黄分濃度が第1燃料より大きい燃料を使用した場合に、燃焼装置で使用する燃料の切替えに応じて、排熱回収システムによる排熱回収量を適切に調節することができる。これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。
(12) In some embodiments, in the method of (10) above,
the first pressure is greater than or equal to 2 bar and less than 4 bar;
The second pressure is greater than or equal to 4 bar and less than or equal to 5 bar.
According to the method (12) above, the valve opening is adjusted so that the first pressure is 2 bar or more and less than 4 bar and the second pressure is 4 bar or more and 5 bar or less. If a fuel containing almost no sulfur is used as the second fuel, and a fuel with a sulfur content higher than the first fuel is used as the second fuel, the exhaust heat recovery system will exhaust the exhaust gas according to the switching of the fuel used in the combustion device. The amount of heat recovery can be adjusted appropriately. As a result, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion.

(13)幾つかの実施形態では、上記(10)乃至(12)の何れかの方法において、
前記排熱回収装置は、蒸気を生成するためのボイラを備え、
前記ボイラは、
水を貯留するための水ドラムと、
前記水の蒸発により生成した蒸気を貯留するための蒸気ドラムと、
前記水ドラムと前記蒸気ドラムとを接続する蒸発管と、を含み、
前記排熱回収装置の前記容器は、前記ボイラの前記蒸気ドラムを含む。
(13) In some embodiments, in the method of any one of (10) to (12) above,
The exhaust heat recovery device comprises a boiler for generating steam,
The boiler is
a water drum for storing water;
a steam drum for storing the steam generated by the evaporation of the water;
an evaporation tube connecting the water drum and the steam drum;
The vessel of the heat recovery system includes the steam drum of the boiler.

上記(13)の方法によれば、ボイラの蒸気ドラムには、飽和状態の蒸気及び水が貯留されるので、この蒸気ドラムの圧力に基づいてバルブ開度を調節するようにしたので、上記(10)で述べたように、燃料種に応じて、バルブ開度の調節により排熱回収システムによる排熱回収量を調節することができる。よって、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。
また、上記(13)の方法によれば、燃焼装置の排ガスからの排熱回収だけでは蒸気の需要を賄いきれない場合には、ボイラを稼働させることでさらに蒸気を生成することができる。一方、上述の排熱回収システムの構成により排熱回収量を増大でき、蒸気生産量を増やすことができるので、蒸気生成のためのボイラの稼働時間を低減することができる。このため、蒸気の需要を確実に満足させながら、ボイラの運転に使用する燃料を減らすことができる。よって、蒸気生産のためのエネルギー効率を向上させることができる。
According to the method (13) above, since saturated steam and water are stored in the steam drum of the boiler, the valve opening is adjusted based on the pressure of this steam drum. As described in 10), the amount of exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery system can be adjusted by adjusting the valve opening according to the type of fuel. Therefore, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion.
Further, according to the above method (13), when the demand for steam cannot be met by exhaust heat recovery from the exhaust gas of the combustion apparatus, it is possible to generate more steam by operating the boiler. On the other hand, the configuration of the exhaust heat recovery system described above makes it possible to increase the amount of exhaust heat recovery and increase the amount of steam produced, thereby reducing the operation time of the boiler for generating steam. Thus, less fuel can be used to operate the boiler while ensuring that the demand for steam is met. Therefore, energy efficiency for steam production can be improved.

(14)幾つかの実施形態では、上記(10)乃至(13)の何れかの方法において、
前記排熱回収装置は、
前記排ガスラインにおいて前記熱交換器よりも上流側に設けられた過熱器と、
前記過熱器からの過熱蒸気により駆動されるように構成されたタービンと、
をさらに備え、
前記過熱器は、前記飽和蒸気ラインを流れる飽和蒸気の一部を前記排ガスとの熱交換により加熱して前記過熱蒸気を生成するように構成される。
(14) In some embodiments, in the method of any one of (10) to (13) above,
The exhaust heat recovery device
a superheater provided upstream of the heat exchanger in the exhaust gas line;
a turbine configured to be driven by superheated steam from the superheater;
further comprising
The superheater is configured to heat a portion of the saturated steam flowing through the saturated steam line through heat exchange with the exhaust gas to generate the superheated steam.

上記(14)の方法によれば、熱交換器での排ガスとの熱交換により生成された飽和蒸気の一部を、過熱器においてより高温の排ガスと熱交換することにより過熱蒸気を生成し、該過熱蒸気を用いてタービンを駆動するようにしたので、燃焼装置の排熱を効果的に利用することができる。 According to the above method (14), part of the saturated steam generated by heat exchange with exhaust gas in the heat exchanger is heat-exchanged with higher temperature exhaust gas in the superheater to generate superheated steam, Since the superheated steam is used to drive the turbine, exhaust heat from the combustion device can be effectively used.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることが可能な排熱回収システム及びこれを備えた船舶、並びに排熱回収方法が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, an exhaust heat recovery system capable of increasing the amount of exhaust heat recovery while protecting equipment from acid corrosion, a ship equipped with the same, and an exhaust heat recovery method are provided. be.

一実施形態に係る排熱回収システムの構成図である。1 is a configuration diagram of an exhaust heat recovery system according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る排熱回収システムの構成図である。1 is a configuration diagram of an exhaust heat recovery system according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る排熱回収システムの構成図である。1 is a configuration diagram of an exhaust heat recovery system according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る排熱回収システムの構成図である。1 is a configuration diagram of an exhaust heat recovery system according to one embodiment; FIG.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Several embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, and are merely illustrative examples. do not have.

まず、幾つかの実施形態に係る排熱回収システムの全体構成について説明する。
図1~4は、それぞれ、一実施形態に係る排熱回収システムの構成図である。図1~4に示す排熱回収システム1は、船舶(不図示)に搭載されたものであり、該船舶の推進用の主機関としてのエンジン3(燃焼装置)からの排ガスの熱を回収するための排熱回収装置2と、該排熱回収装置2を制御するための制御装置100(制御部)と、を備えている。
First, the overall configuration of the exhaust heat recovery system according to some embodiments will be described.
1 to 4 are configuration diagrams of an exhaust heat recovery system according to one embodiment. The exhaust heat recovery system 1 shown in FIGS. 1 to 4 is mounted on a ship (not shown), and recovers heat of exhaust gas from an engine 3 (combustion device) as a main engine for propulsion of the ship. and a control device 100 (control unit) for controlling the exhaust heat recovery device 2 .

排熱回収装置2は、エンジン3からの排ガスが流れる排ガスライン18に設けられ、排ガスの熱を回収するためのエコノマイザ6と、飽和状態の水及び蒸気を貯留するための容器8と、容器8からの飽和蒸気が流れる飽和蒸気ライン38と、飽和蒸気ライン38に設けられたバルブ42と、を備えている。また、排熱回収システム1は、エンジン3に供給される燃料であるLNG5を貯留するためのLNGタンク4(燃料タンク)を備えている。 The exhaust heat recovery device 2 is provided in an exhaust gas line 18 through which exhaust gas from the engine 3 flows. A saturated steam line 38 through which the saturated steam from the steam flows, and a valve 42 provided in the saturated steam line 38 are provided. The exhaust heat recovery system 1 also includes an LNG tank 4 (fuel tank) for storing LNG 5 as fuel to be supplied to the engine 3 .

エンジン3は、2種類以上の燃料を切替えて使用可能なエンジンであり、第1燃料と、第1燃料よりも硫黄分濃度の高い第2燃料とを切替えて使用可能になっている。 The engine 3 is an engine that can be used by switching between two or more types of fuel, and can be used by switching between a first fuel and a second fuel having a sulfur content higher than that of the first fuel.

ここで、本明細書では、第1燃料と第2燃料のうち、硫黄分濃度の比較的低い第1燃料を「低硫黄燃料」ということがあり、また、硫黄分濃度の比較的高い第2燃料を「高硫黄燃料」ということがある。なお、「低硫黄燃料」及び「高硫黄燃料」との用語は、硫黄分濃度の相対的な大小関係を示すものである。つまり、「低硫黄燃料」の硫黄分濃度が0%であることもあり得、この場合、「高硫黄燃料」は硫黄分が0%よりも大きい。 Here, in this specification, of the first fuel and the second fuel, the first fuel having a relatively low sulfur content is sometimes referred to as a "low sulfur fuel", and the second fuel having a relatively high sulfur content The fuel is sometimes called "high sulfur fuel". The terms “low-sulfur fuel” and “high-sulfur fuel” refer to relative magnitude relationships between sulfur concentrations. That is, a "low sulfur fuel" can have a sulfur content of 0%, in which case a "high sulfur fuel" has a sulfur content greater than 0%.

図示する実施形態に係るエンジン3では、第1燃料として、硫黄分を実質的に含まない燃料、例えばLNGを使用可能であるとともに、第2燃料として、硫黄分を含む燃料を使用可能であり、これらの第1燃料と第2燃料とを切替えて使用可能になっている。即ち、図1~図4に示す実施形態では、LNGタンク4に貯留された第1燃料としてのLNG5が、LNG供給ライン14を介してエンジン3の各シリンダに供給可能であるとともに、第2燃料としての液体燃料が、液体燃料供給ライン16を介して各シリンダに供給可能である。また、エンジン3に供給する燃料の切り替えは、エンジン制御装置(不図示)により制御されるようになっている。
なお、LNG5は、LNGタンク4内での気化により生成したボイルオフガスや、強制的に気化されたガスとして、エンジン3に供給されるようになっていてもよい。
In the engine 3 according to the illustrated embodiment, a fuel that does not substantially contain sulfur, such as LNG, can be used as the first fuel, and a fuel containing sulfur can be used as the second fuel, These first fuel and second fuel can be used by switching. That is, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, LNG 5 as the first fuel stored in the LNG tank 4 can be supplied to each cylinder of the engine 3 via the LNG supply line 14, and the second fuel can be supplied to each cylinder via the liquid fuel supply line 16 . Switching of the fuel supplied to the engine 3 is controlled by an engine control device (not shown).
Note that the LNG 5 may be supplied to the engine 3 as a boil-off gas generated by vaporization in the LNG tank 4 or as forced vaporized gas.

エンジン3で燃料を燃焼させることにより生成した燃焼ガスは、エンジン3の各シリンダから排ガスライン18に導かれる。 Combustion gas generated by burning fuel in the engine 3 is led from each cylinder of the engine 3 to an exhaust gas line 18 .

排ガスライン18にはエコノマイザ6が設けられている。エコノマイザ6は、ケーシング20を含み、該ケーシング20は、排ガスライン18の一部である煙道を形成している。エンジン3から排ガスライン18に排出された排ガスは入口22を介して煙道に導入され、この煙道を出口24へ向けて流れる。出口24を介して煙道から排出された排ガスは、煙突(不図示)を介して外部に排出されるようになっていてもよい。 An economizer 6 is provided in the exhaust gas line 18 . The economizer 6 includes a casing 20 forming a flue that is part of the exhaust gas line 18 . Exhaust gases discharged from the engine 3 into the exhaust gas line 18 are introduced into the flue via the inlet 22 and flow through this flue towards the outlet 24 . Exhaust gas discharged from the flue through the outlet 24 may be discharged to the outside through a chimney (not shown).

エコノマイザ6は、入口ヘッダ26と、出口ヘッダ28と、入口ヘッダ26と出口ヘッダ28との間において煙道を通るように設けられる伝熱管(不図示)とを含み、これらは、蒸発器7(熱交換器)を構成している。蒸発器7は、伝熱管を流れる水と、煙道を流れる高温の排ガスとの熱交換により、蒸気を生成するように構成されている。
蒸発器7の出口ヘッダ28は、入口ヘッダ26よりも、煙道内の排ガス流れにおける下流側に設けられていてもよい。
The economizer 6 includes an inlet header 26, an outlet header 28, and heat transfer tubes (not shown) provided through the flue between the inlet header 26 and the outlet header 28, which are connected to the evaporator 7 ( heat exchanger). The evaporator 7 is configured to generate steam by heat exchange between water flowing through the heat transfer tubes and high-temperature exhaust gas flowing through the flue.
The outlet header 28 of the evaporator 7 may be provided downstream of the inlet header 26 in the flue gas flow.

容器8は、汽水分離を行うためのものであり、内部に飽和状態の水及び蒸気が貯留されるようになっている。この容器8には、循環ライン30a、30b(給水ライン)を介して水(液体の水又は水蒸気を含む)が循環され、供給されるようになっている。 The vessel 8 is for separating brackish water, and is designed to store saturated water and steam inside. Water (including liquid water or steam) is circulated and supplied to the container 8 via circulation lines 30a and 30b (water supply lines).

図1に示す例示的な実施形態では、上述の容器8は汽水分離器10を含み、汽水分離器10の下部と蒸発器7の入口ヘッダ26とが上流側の循環ライン30aを介して接続され、汽水分離器10の上部と蒸発器7の出口ヘッダ28とが下流側の循環ライン30bを介して接続されている。また、上流側の循環ライン30aには、水を圧送するためのポンプ32が設けられている。 In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the aforementioned vessel 8 includes a steam separator 10, the lower part of which is connected to the inlet header 26 of the evaporator 7 via an upstream circulation line 30a. , the upper portion of the steam separator 10 and the outlet header 28 of the evaporator 7 are connected via a downstream circulation line 30b. A pump 32 for pumping water is provided in the circulation line 30a on the upstream side.

なお、本明細書では、容器8に水を供給するための一連の経路を給水ラインという。本実施形態では、該給水ラインは、上流側の循環ライン30a、下流側の循環ライン30b、及び、これらの循環ライン30a、30bの間に設けられる蒸発器7の伝熱管を含む。 In this specification, a series of routes for supplying water to the container 8 is called a water supply line. In this embodiment, the water supply line includes an upstream circulation line 30a, a downstream circulation line 30b, and heat transfer tubes of the evaporator 7 provided between these circulation lines 30a and 30b.

汽水分離器10の内部には飽和蒸気が充満するとともに、凝縮水(飽和水)が下部に溜まるようになっている。汽水分離器10の下部に溜まっている水は、上流側の循環ライン30aを介して、ポンプ32により、蒸発器7の入口ヘッダ26に送り込まれるようになっている。そして、蒸発器7において排ガスとの熱交換により生成された蒸気は、出口ヘッダ28を介して蒸発器7から排出され、下流側の循環ライン30bを介して汽水分離器10に導入されるようになっている。 The inside of the steam separator 10 is filled with saturated steam, and condensed water (saturated water) is accumulated in the lower part. The water accumulated in the lower part of the steam separator 10 is sent to the inlet header 26 of the evaporator 7 by the pump 32 via the circulation line 30a on the upstream side. The steam generated by heat exchange with the exhaust gas in the evaporator 7 is discharged from the evaporator 7 through the outlet header 28 and introduced into the steam separator 10 through the downstream circulation line 30b. It's becoming

なお、汽水分離器10には、給水管62を介して、外部から水が補充されるようになっていてもよい。 The steam separator 10 may be replenished with water from the outside through the water supply pipe 62 .

図2~図4に示す例示的な実施形態では、排熱回収装置2はボイラ12を含み、上述の容器8は、ボイラ12の蒸気ドラム48によって構成されている。すなわち、ボイラ12の蒸気ドラム48が汽水分離の機能を有する。 In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2-4, the waste heat recovery device 2 includes a boiler 12 and the aforementioned vessel 8 is constituted by the steam drum 48 of the boiler 12 . That is, the steam drum 48 of the boiler 12 has a steam separation function.

ボイラ12は、バーナ(不図示)を備えた火炉13と、蒸気ドラム48と、蒸気ドラム48の下方に設けられ、水によって満たされた水ドラム50と、蒸気ドラム48と水ドラム50とを接続する蒸発管51と、を含む。 The boiler 12 includes a furnace 13 equipped with burners (not shown), a steam drum 48, a water drum 50 provided below the steam drum 48 and filled with water, and connecting the steam drum 48 and the water drum 50. and an evaporator tube 51 that

図2及び図3に示す例示的な実施形態では、水ドラム50は、上流側の循環ライン30aを介して蒸発器7の入口ヘッダ26に接続されており、蒸気ドラム48は、下流側の循環ライン30bを介してと蒸発器7の出口ヘッダ28に接続されている。また、上流側の循環ライン30aには、水を圧送するためのポンプ32が設けられている。 In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3, water drum 50 is connected to inlet header 26 of evaporator 7 via upstream circulation line 30a and steam drum 48 is connected to downstream circulation line 30a. It is connected to the outlet header 28 of the evaporator 7 via line 30b. A pump 32 for pumping water is provided in the circulation line 30a on the upstream side.

図4に示す例示的な実施形態では、蒸気ドラム48は、上流側の循環ライン30aを介して蒸発器7の入口ヘッダ26に接続されているとともに、下流側の循環ライン30bを介してと蒸発器7の出口ヘッダ28に接続されている。また、上流側の循環ライン30aには、水を圧送するためのポンプ32が設けられている。
このように、蒸気ドラム48と入口ヘッダ28を接続することにより、例えば水ドラム50からの水を入口ヘッダ28に接続する場合に比べ、蒸気ドラム48内の比較的温度の高い水がエコノマイザ6に供給されるため、より効率的に蒸気を生成することができる。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the steam drum 48 is connected to the inlet header 26 of the evaporator 7 via an upstream circulation line 30a and via a downstream circulation line 30b. It is connected to the outlet header 28 of the vessel 7 . A pump 32 for pumping water is provided in the circulation line 30a on the upstream side.
By connecting the steam drum 48 and the inlet header 28 in this way, the relatively hot water in the steam drum 48 can reach the economizer 6 compared to, for example, connecting water from the water drum 50 to the inlet header 28 . Since it is supplied, steam can be generated more efficiently.

また、ボイラ12の火炉13には燃料が供給されるようになっている。図2~図4に示す例示的な実施形態では、ボイラ12の火炉13に、燃料供給ライン46を介して、LNGタンク4からのボイルオフガスが供給可能になっている。なお、例えば図2~図4に示すように、燃料供給ライン46とは別の燃料供給ライン47を介して、燃料が供給可能になっていてもよい。 Fuel is also supplied to the furnace 13 of the boiler 12 . In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2-4, the furnace 13 of the boiler 12 can be supplied with boil-off gas from the LNG tank 4 via a fuel supply line 46 . It should be noted that fuel may be supplied via a fuel supply line 47 separate from the fuel supply line 46, as shown in FIGS. 2 to 4, for example.

ボイラ12は、必要に応じて上述のように稼働されるようになっているが、後述するように、本実施形態によれば、ボイラ12を稼働する頻度(ボイラ12による追い炊きの頻度)を低減することができ、燃料等のコストを低減することができる。 The boiler 12 is operated as described above as necessary. As will be described later, according to the present embodiment, the frequency of operating the boiler 12 (the frequency of reheating by the boiler 12) is set to can be reduced, and the cost of fuel and the like can be reduced.

ボイラ12を稼働しない場合の排熱回収装置2の動作は、以下のようになる。
すなわち、蒸発器7(エコノマイザ6)により生成される蒸気で需要の全てを賄うことができている場合には、ボイラ12を稼働させる必要はなく、ボイラ12に対して燃料は供給されない。
The operation of the exhaust heat recovery device 2 when the boiler 12 is not operated is as follows.
That is, when the steam generated by the evaporator 7 (economizer 6) can cover all of the demand, there is no need to operate the boiler 12, and no fuel is supplied to the boiler 12.

この場合、水ドラム50の水が、ポンプ32によって蒸発器7の入口ヘッダ26に向けて送出される。そして、蒸発器7で排ガスとの熱交換により蒸気が生成し、この蒸気が、蒸発器7の出口ヘッダ28から排出され、下流側の循環ライン30bを介して蒸気ドラム48に導入される。蒸気ドラム48は汽水分離器として機能し、蒸気ドラム48内には飽和蒸気が充満するとともに、凝縮水(飽和水)が下部に溜まる。蒸気ドラム48内の水は、降水管(不図示)を介して水ドラム50に降下するようになっている。 In this case, the water in the water drum 50 is pumped by the pump 32 towards the inlet header 26 of the evaporator 7 . Steam is generated by heat exchange with the exhaust gas in the evaporator 7, and this steam is discharged from the outlet header 28 of the evaporator 7 and introduced into the steam drum 48 via the downstream circulation line 30b. The steam drum 48 functions as a steam separator, and the steam drum 48 is filled with saturated steam, and condensed water (saturated water) accumulates at the bottom. Water in steam drum 48 descends into water drum 50 via a downcomer (not shown).

一方、蒸発器7(エコノマイザ6)により生成される蒸気で需要の全てを賄うことができない場合には、上述した場合と同様に、蒸発器7を用いて水ドラム50からの水と排ガスとの熱交換により蒸気を生成するのに加え、さらに蒸気を生成するためにボイラ12を稼働させる。 On the other hand, if the steam generated by the evaporator 7 (economizer 6) cannot cover all of the demand, the evaporator 7 is used to mix the water from the water drum 50 with the exhaust gas, as in the case described above. In addition to producing steam by heat exchange, the boiler 12 is operated to produce additional steam.

この場合、火炉13に燃料を供給してバーナで燃焼させ、燃焼熱によりボイラ12内の水を加熱する。ボイラ12内で水が加熱されると、水が下方の水ドラム50から、蒸発管51を通って上方の蒸気ドラム48へと上昇するとともに、加熱により高温となった水の一部が蒸発し、蒸気ドラム48にて気液が分離される。 In this case, fuel is supplied to the furnace 13 and burned by the burner, and the water in the boiler 12 is heated by combustion heat. When the water is heated in the boiler 12, the water rises from the lower water drum 50 through the evaporation pipe 51 to the upper steam drum 48, and part of the heated water evaporates. , the steam drum 48 separates gas and liquid.

なお、蒸気ドラム48又は水ドラム50には、給水管を介して外部から水が補充されるようになっている。図示する実施形態では、給水管62を介して、蒸気ドラム48に水を供給可能になっている。 The steam drum 48 or the water drum 50 is replenished with water from the outside through a water supply pipe. In the illustrated embodiment, water can be supplied to the steam drum 48 via a water supply pipe 62 .

容器8(図1における汽水分離器10、又は、図2~図4における蒸気ドラム48の頂部には、飽和蒸気ライン38が接続されており、容器8内の飽和蒸気が該飽和蒸気ライン38に流入するようになっている。なお、図2~図4に示す実施形態では、ボイラ12が稼働しているか否かに関わらず、蒸気ドラム48には飽和状態の蒸気と水が貯留され、飽和蒸気ライン38には、蒸気ドラム48からの飽和蒸気が流れるようになっている。 A saturated steam line 38 is connected to the top of the vessel 8 (the steam separator 10 in FIG. 1 or the steam drum 48 in FIGS. 2 to 4, and the saturated steam in the vessel 8 flows into the saturated steam line 38. 2-4, regardless of whether the boiler 12 is in operation, the steam drum 48 is filled with saturated steam and water, and the saturated Saturated steam from a steam drum 48 flows through the steam line 38 .

飽和蒸気ライン38には、容器8の圧力を調節するためのバルブ42が設けられている。バルブ42を適切に操作することにより、容器8内の圧力、すなわち容器8内の飽和蒸気圧を規定値に調節することができる。 A valve 42 for adjusting the pressure of the container 8 is provided in the saturated steam line 38 . By appropriately operating the valve 42, the pressure inside the container 8, that is, the saturated vapor pressure inside the container 8 can be adjusted to a specified value.

幾つかの実施形態では、バルブ42は、該バルブ42よりも上流側の飽和蒸気ライン38の圧力が設定値で一定となるように作動する圧力調整弁であってもよい。この場合、飽和蒸気ライン38の圧力と容器8の圧力とは同等であるので、容器8の圧力も上述の設定値で一定となる。
また、幾つかの実施形態では、バルブ42は、飽和蒸気ライン38又は容器8内の圧力を検出するための圧力センサからの信号に基づいて、飽和蒸気ライン38又は容器8内の圧力が規定値となるように、飽和蒸気ライン38における飽和蒸気の流量を調節するように構成されていてもよい。
In some embodiments, valve 42 may be a pressure regulating valve that operates to keep the pressure in saturated steam line 38 upstream of valve 42 constant at a set point. In this case, since the pressure of the saturated steam line 38 and the pressure of the container 8 are equivalent, the pressure of the container 8 is also constant at the above set value.
Also, in some embodiments, the valve 42 is configured to allow the pressure in the saturated steam line 38 or vessel 8 to reach a specified value based on a signal from a pressure sensor for sensing the pressure in the saturated steam line 38 or vessel 8 . It may be configured to adjust the flow rate of the saturated steam in the saturated steam line 38 so that

飽和蒸気ライン38には、上述のバルブ42の下流側に復水器44が設けられている。復水器44では、飽和蒸気ライン38を流れる飽和蒸気を冷却水等で冷却することにより、凝縮水が生成される。この凝縮水は、例えば、給水管62を介して容器8に返送されるようになっている。 A condenser 44 is provided in the saturated steam line 38 downstream of the valve 42 described above. In the condenser 44, condensed water is generated by cooling the saturated steam flowing through the saturated steam line 38 with cooling water or the like. This condensed water is returned to the container 8 via the water supply pipe 62, for example.

図1~図4に示すように、飽和蒸気ライン38からは分岐ライン40が分岐しており、この分岐ライン40を介して需要先に飽和蒸気が供給されるようになっていてもよい。需要先に供給される飽和蒸気は、例えば、エンジン3等の燃料として使用される重油を加熱するために用いられてもよく、あるいは、船内雑用蒸気として用いられてもよい。 As shown in FIGS. 1 to 4, a branch line 40 branches off from the saturated steam line 38, and the saturated steam may be supplied to the demand destination via this branch line 40. FIG. The saturated steam supplied to the demand destination may be used, for example, to heat heavy oil used as fuel for the engine 3 or the like, or may be used as onboard general service steam.

図3に示す例示的な実施形態では、排熱回収装置2は、過熱器9及びタービン60をさらに備えている。 In the exemplary embodiment shown in FIG. 3 , the heat recovery device 2 further comprises a superheater 9 and a turbine 60 .

図3に示す例示的な実施形態では、過熱器9は、エコノマイザ6の一部として設けられている。過熱器9は、排ガスライン18において蒸発器7(熱交換器)よりも上流側に設けられており、入口ヘッダ52と、出口ヘッダ54と、入口ヘッダ52と出口ヘッダ54との間において煙道(ケーシング20内部)を通るように設けられる伝熱管(不図示)と、を含む。過熱器9の出口ヘッダ54は、入口ヘッダ52よりも、煙道内の排ガス流れにおける上流側に設けられている。 In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, superheater 9 is provided as part of economizer 6 . The superheater 9 is provided upstream of the evaporator 7 (heat exchanger) in the exhaust gas line 18 , and has an inlet header 52 , an outlet header 54 , and a flue between the inlet header 52 and the outlet header 54 . and a heat transfer tube (not shown) provided so as to pass (inside the casing 20). The outlet header 54 of the superheater 9 is provided upstream of the inlet header 52 in the flue gas flow.

過熱器9の入口ヘッダ52は、バルブ42よりも上流側において飽和蒸気ライン38から分岐して設けられる過熱器入口側ライン39aと接続されている。また、過熱器9の出口ヘッダ54は、バルブ42よりも下流側かつ復水器44よりも上流側において飽和蒸気ライン38から分岐して設けられる過熱器出口側ライン39bと接続されている。また、過熱器出口側ライン39bには、タービン60が設けられている。 The inlet header 52 of the superheater 9 is connected to a superheater inlet side line 39 a branched from the saturated steam line 38 on the upstream side of the valve 42 . Also, the outlet header 54 of the superheater 9 is connected to a superheater outlet line 39 b branched from the saturated steam line 38 downstream of the valve 42 and upstream of the condenser 44 . A turbine 60 is provided in the superheater exit line 39b.

過熱器入口側ライン39aには、飽和蒸気ライン38を流れる飽和蒸気の一部が流れこむようになっている。過熱器入口側ライン39aの飽和蒸気は、入口ヘッダ52を介して過熱器9に導入され、伝熱管を流れる。この際、飽和蒸気と煙道を流れる高温の排ガスとの熱交換により、過熱蒸気が生成される。過熱器9で生成した過熱蒸気は、出口ヘッダ54を介して過熱器9から排出され、過熱器出口側ライン39bへと導かれ、過熱器出口側ライン39bに設けられたタービン60に供給されて該タービン60を駆動するようになっている。
タービン60で仕事を終えた過熱蒸気は、飽和蒸気ライン38に合流し、復水器44に導かれるようになっている。
A portion of the saturated steam flowing through the saturated steam line 38 flows into the superheater inlet side line 39a. The saturated steam in the superheater inlet side line 39a is introduced into the superheater 9 via the inlet header 52 and flows through the heat transfer tubes. At this time, superheated steam is generated by heat exchange between the saturated steam and the high-temperature exhaust gas flowing through the flue. The superheated steam generated in the superheater 9 is discharged from the superheater 9 via the outlet header 54, guided to the superheater outlet side line 39b, and supplied to the turbine 60 provided on the superheater outlet side line 39b. It is adapted to drive the turbine 60 .
The superheated steam that has finished work in the turbine 60 joins the saturated steam line 38 and is led to the condenser 44 .

なお、タービン60のロータには発電機が接続されていてもよい。この場合、タービン60によって発電機を駆動することで電力を生成することができる。 A generator may be connected to the rotor of the turbine 60 . In this case, power can be generated by driving a generator with turbine 60 .

制御装置100は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及び、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工や演算処理を実行することにより、各種機能が実現されるようになっている。 The control device 100 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a computer-readable storage medium, and the like. A series of processes for realizing various functions are stored in a recording medium or the like in the form of a program, for example, and the CPU reads this program to a RAM or the like, and executes information processing and arithmetic processing. As a result, various functions are realized.

制御装置100は、エンジン3に供給される燃料が切り替えられたことを示す信号を、エンジン3又はエンジン制御装置(不図示)から受け取るようになっている。
エンジン3又はエンジン制御装置は、エンジン3に供給される燃料が、第1燃料から第2燃料に、又は、第2燃料から第1燃料に切り替えられたことを示す信号を制御装置100に送るようになっていてもよい。あるいは、エンジン3又はエンジン制御装置は、エンジン3にて現在使用されている燃料の種類(第1燃料又は第2燃料)を示す信号を所定期間毎に制御装置100に送るようになっており、制御装置100は、受け取った上述の信号に基づいて、エンジン3に供給されている燃料の種類が切替えられたことを特定できるようになっていてもよい。
The control device 100 receives a signal from the engine 3 or an engine control device (not shown) indicating that the fuel supplied to the engine 3 has been switched.
The engine 3 or the engine control device sends a signal to the control device 100 indicating that the fuel supplied to the engine 3 has been switched from the first fuel to the second fuel or from the second fuel to the first fuel. can be Alternatively, the engine 3 or the engine control device sends a signal indicating the type of fuel (first fuel or second fuel) currently used in the engine 3 to the control device 100 at predetermined intervals, The control device 100 may be able to identify that the type of fuel being supplied to the engine 3 has been switched based on the above-described received signal.

また、制御装置100は、上述の信号に基づいて、バルブ42の設定圧力(即ち、容器8の圧力の目標値)を示す信号を、バルブ42に出力するようになっていてもよい。 Further, the control device 100 may output a signal indicating the set pressure of the valve 42 (that is, the target value of the pressure of the container 8) to the valve 42 based on the above-described signal.

また、制御装置100は、飽和蒸気ライン40に設けられた圧力センサ64による計測結果を示す信号を受け取るように構成されており、この計測結果に基づいて、飽和蒸気ライン40の圧力を調整するように、バルブ42を作動させるようになっていてもよい。 Further, the control device 100 is configured to receive a signal indicating the result of measurement by the pressure sensor 64 provided in the saturated steam line 40, and adjusts the pressure of the saturated steam line 40 based on this measurement result. Also, the valve 42 may be actuated.

次に、幾つかの実施形態に係る制御装置100を含む排熱回収システム1の動作について説明する。 Next, operation of the exhaust heat recovery system 1 including the control device 100 according to some embodiments will be described.

制御装置100は、エンジン3に供給される燃料が切り替えられたことを示す信号を受け取ったとき、該信号に基づいてバルブ42の開度を調節することにより、容器8の圧力を変更するように構成されている。 When the controller 100 receives a signal indicating that the fuel supplied to the engine 3 has been switched, the control device 100 adjusts the opening of the valve 42 based on the signal, thereby changing the pressure in the container 8. It is configured.

より具体的には、制御装置100は、エンジン3に供給される燃料が低硫黄燃料である第1燃料であるときは、容器8の圧力が第1圧力となるようにバルブ42の開度を調節し、上述の燃料が高硫黄燃料である第2燃料であるときは、容器8の圧力が第1圧力よりも高い第2圧力となるようにバルブ42の開度を調節するように構成される。 More specifically, when the fuel supplied to the engine 3 is the first fuel, which is the low-sulfur fuel, the control device 100 adjusts the opening of the valve 42 so that the pressure in the container 8 becomes the first pressure. When the fuel is the second fuel, which is a high-sulfur fuel, the opening of the valve 42 is adjusted so that the pressure in the container 8 becomes a second pressure higher than the first pressure. be.

言い換えると、エンジン3に供給される燃料が第2燃料(高硫黄燃料)から第第1燃料(低硫黄燃料)に切り替えられたとき、容器8の圧力が第2圧力から第1圧力に減少するようにバルブ42の設定圧力を変更し、バルブ42の開度を大きくする。また、エンジン3に供給される第1燃料(低硫黄燃料)から第2燃料(高硫黄燃料)に切り替えられたとき、容器8の圧力が第1圧力から第2圧力に増加するようにバルブ42の設定圧力を変更し、バルブ42の開度を小さくする。 In other words, when the fuel supplied to the engine 3 is switched from the second fuel (high sulfur fuel) to the first fuel (low sulfur fuel), the pressure in the container 8 is reduced from the second pressure to the first pressure. The set pressure of the valve 42 is changed to increase the degree of opening of the valve 42 . Also, when the first fuel (low sulfur fuel) supplied to the engine 3 is switched to the second fuel (high sulfur fuel), the valve 42 is arranged so that the pressure in the container 8 increases from the first pressure to the second pressure. is changed to reduce the opening of the valve 42.

エンジン3等において燃料の燃焼により生じる排ガスは、燃料の硫黄分濃度に応じた酸露点を有し、硫黄分濃度が高い燃料ほど、その燃料から生成される排ガスの酸露点が高い。また、排ガスが流れる排ガスライン18や蒸発器7及び過熱器9(エコノマイザ6)等を構成する配管等の機器を酸腐食から保護するためには、これらの機器内における排ガス温度を、排ガスの酸露点よりも高い温度に維持する必要がある。 Exhaust gas generated by combustion of fuel in the engine 3 or the like has an acid dew point corresponding to the sulfur content of the fuel, and the higher the sulfur content of the fuel, the higher the acid dew point of the exhaust gas generated from the fuel. Further, in order to protect equipment such as the exhaust gas line 18 through which the exhaust gas flows, the pipes constituting the evaporator 7 and the superheater 9 (economizer 6), etc. from acid corrosion, the exhaust gas temperature in these equipment The temperature should be maintained above the dew point.

この点、上述の実施形態では、エンジン3の燃料として低硫黄燃料である第1燃料を使用するときには、第2燃料使用時に比べて上述の容器8内の圧力(即ち飽和圧力)が低い第1圧力となるようにバルブ42の開度を調節して、容器8内の温度(即ち飽和温度)を低下させる。これにより、酸露点の低下に応じた分だけ、蒸発器7(熱交換器)の出口(すなわちエコノマイザ6の出口)における排ガス温度を低下させることができる。すなわち、蒸発器7(熱交換器)を含むエコノマイザ6における排熱回収量を増大させることができる。
また、このように排熱回収量を増大させることで、回収した熱による蒸気生成量も増大させることができる。そして、これにより、例えば図2~図4に示すような、ボイラ12を含む構成では、ボイラ12で賄うべき蒸気生成量を低減させることができるので、ボイラ12の稼働時間を低減させるとともに、ボイラ12に供給する燃料を低減させることができる。すなわち、ボイラ12を用いた追い焚きの頻度を減らすことができるため、追い焚きに必要な燃料などのコストを低減できる。
In this regard, in the above-described embodiment, when using the first fuel, which is a low-sulfur fuel, as the fuel for the engine 3, the first By adjusting the degree of opening of the valve 42 so as to maintain the pressure, the temperature inside the container 8 (that is, the saturation temperature) is lowered. As a result, the exhaust gas temperature at the outlet of the evaporator 7 (heat exchanger) (that is, the outlet of the economizer 6) can be lowered by the amount corresponding to the decrease in acid dew point. That is, the amount of waste heat recovered in the economizer 6 including the evaporator 7 (heat exchanger) can be increased.
Moreover, by increasing the amount of exhaust heat recovery in this way, the amount of steam generated from the recovered heat can also be increased. As a result, in the configuration including the boiler 12, for example, as shown in FIGS. 12 can be reduced. That is, since the frequency of reheating using the boiler 12 can be reduced, costs such as fuel required for reheating can be reduced.

また、上述の実施形態では、エンジン3の燃料として高硫黄燃料である第2燃料を使用するときには、第1燃料使用時に比べて上述の容器8内の圧力(即ち飽和圧力)が高い第2圧力となるようにバルブ42の開度を調節して、容器8内の温度(即ち飽和温度)を上昇させる。これにより、酸露点の上昇に応じた分だけ、蒸発器7(熱交換器)の出口(すなわちエコノマイザ6の出口)における排ガス温度を上昇させることで、排ガスライン18や蒸発器7(エコノマイザ6)を構成する配管等の機器を酸腐食から保護することができる。 Further, in the above-described embodiment, when the second fuel, which is a high-sulfur fuel, is used as the fuel for the engine 3, the pressure in the container 8 (that is, the saturation pressure) is higher than when the first fuel is used. The opening degree of the valve 42 is adjusted so that the temperature in the container 8 (that is, the saturation temperature) is raised. As a result, the exhaust gas temperature at the outlet of the evaporator 7 (heat exchanger) (that is, the outlet of the economizer 6) is increased by the amount corresponding to the increase in the acid dew point, so that the exhaust gas line 18 and the evaporator 7 (economizer 6) It is possible to protect equipment such as piping that constitutes from acid corrosion.

よって、上述の実施形態によれば、燃料種に応じて、バルブ42の開度の調節により排熱回収システム1による排熱回収量を調節することができ、これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。 Therefore, according to the above-described embodiment, the amount of exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery system 1 can be adjusted by adjusting the opening of the valve 42 according to the type of fuel, thereby protecting the equipment from acid corrosion. Meanwhile, the amount of waste heat recovery can be increased.

ところで、上述のように、バルブ42の開度の調節により排熱回収量を調節しようとする場合、例えば、蒸発器7の出口(あるいはエコノマイザ6の出口)における排ガス温度に基づきバルブ42の開度を調節することも考えられる。しかしながら、排ガス温度は、該排ガスの流れに直交する面内で分布があるため、温度検出点に応じて制御にばらつきが生じる可能性がある。また、温度に基づく制御では、制御応答が遅くなる可能性がある。
これに対し、容器8内の圧力は場所によらずほぼ同じであることから、容器8内の圧力の検出値は、蒸発器7の出口(あるいはエコノマイザ6の出口)における排ガスの温度の検出値よりも正確性が高い。また、圧力に基づく制御は、温度に基づく制御に比べて制御応答が速い傾向がある。
By the way, as described above, when trying to adjust the exhaust heat recovery amount by adjusting the opening of the valve 42, for example, the opening of the valve 42 based on the temperature of the exhaust gas at the outlet of the evaporator 7 (or the outlet of the economizer 6) It is also possible to adjust the However, since the exhaust gas temperature has a distribution in the plane perpendicular to the flow of the exhaust gas, there is a possibility that the control may vary depending on the temperature detection point. Also, temperature-based control can slow control response.
On the other hand, since the pressure inside the container 8 is almost the same regardless of the location, the detected value of the pressure inside the container 8 is the detected value of the exhaust gas temperature at the outlet of the evaporator 7 (or the outlet of the economizer 6). more accurate than Also, pressure-based control tends to have a faster control response than temperature-based control.

この点、上述の実施形態によれば、飽和状態の水及び蒸気が貯留される容器8の圧力(即ち、飽和温度に対応する飽和圧力)に基づきバルブ42の開度を調節することで排熱回収量を調節するようにしたので、正確性の高い圧力検出値により制御のばらつきを抑制することができるとともに、該容器8内の温度(即ち飽和温度)を迅速に調節することができる。 In this regard, according to the above-described embodiment, the exhaust heat is exhausted by adjusting the opening of the valve 42 based on the pressure of the container 8 in which saturated water and steam are stored (that is, the saturated pressure corresponding to the saturated temperature). Since the collected amount is adjusted, the highly accurate pressure detection value can suppress the variation in control, and the temperature in the container 8 (that is, the saturation temperature) can be quickly adjusted.

図1~図4に示す実施形態において、第1燃料(低硫黄燃料)は硫黄分を実質的に含まないLNG5(液化天然ガス)であり、第2燃料(高硫黄燃料)は、硫黄分を含む燃料である。そして、上述の第1圧力は2bar以上4bar以下に設定され、上述の第2圧力は5bar以上7bar以下に設定される。 In the embodiment shown in FIGS. 1-4, the first fuel (low sulfur fuel) is LNG5 (liquefied natural gas) substantially free of sulfur and the second fuel (high sulfur fuel) is sulfur free. Contains fuel. The above-mentioned first pressure is set to 2 bar or more and 4 bar or less, and the above-mentioned second pressure is set to 5 bar or more and 7 bar or less.

上述したように、燃料の燃焼生成ガス(排ガス)は、燃料の硫黄分濃度に応じた酸露点を有する。例えば、硫黄分をほぼ含まないLNG由来の排ガスの酸露点は100℃程度であり、硫黄分濃度が0.1%以上0.5%以下程度の燃料油由来の排ガスの酸露点は、120℃~150℃程度である(なお、硫黄分濃度がより高ければ、排ガスの酸露点もより高くなる傾向がある)。 As described above, the combustion product gas (exhaust gas) of the fuel has an acid dew point corresponding to the sulfur content concentration of the fuel. For example, the acid dew point of LNG-derived exhaust gas that contains almost no sulfur content is about 100 ° C., and the acid dew point of fuel oil-derived exhaust gas with a sulfur content concentration of about 0.1% or more and 0.5% or less is 120 ° C. ~150°C (the higher the sulfur concentration, the higher the acid dew point of the exhaust gas tends to be).

この点、上述の実施形態では、第1燃料としてLNGを用い、第2燃料として硫黄分を含む液体燃料を用いるとともに、第1圧力が2bar以上4bar以下となり、かつ、第2圧力が5bar以上7bar以下となるようにバルブ42の開度を調節する。したがって、エンジン3に供給される燃料(第1燃料または第2燃料)の切替えに応じて、排熱回収システム1による排熱回収量を適切に調節することができる。これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。 In this regard, in the above-described embodiment, LNG is used as the first fuel, liquid fuel containing sulfur is used as the second fuel, the first pressure is 2 bar or more and 4 bar or less, and the second pressure is 5 bar or more and 7 bar. The opening degree of the valve 42 is adjusted as follows. Therefore, the amount of exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery system 1 can be appropriately adjusted according to switching of the fuel (first fuel or second fuel) supplied to the engine 3 . As a result, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion.

幾つかの実施形態では、第1圧力は2bar以上4bar未満に設定され、第2圧力は4bar以上5bar以下にされてもよい。 In some embodiments, the first pressure may be set between 2 bar and less than 4 bar and the second pressure between 4 bar and 5 bar.

この場合、例えば、第1燃料として硫黄分をほぼ含まない燃料(例えばLNG)を使用し、第2燃料として硫黄分濃度が第1燃料より大きい燃料を使用した場合に、燃焼装置で使用する燃料の切替えに応じて、排熱回収システムによる排熱回収量を適切に調節することができる。これにより、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができる。 In this case, for example, when a fuel containing almost no sulfur content (for example, LNG) is used as the first fuel, and a fuel with a sulfur content higher than the first fuel is used as the second fuel, the fuel used in the combustion device The amount of exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery system can be appropriately adjusted according to the switching of . As a result, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion.

幾つかの実施形態では、ボイラ12は、バーナ(不図示)で燃焼される燃料に向けて蒸気を噴射するように構成された蒸気噴射部(不図示)を含んでおり、第2圧力として、該第2圧力の蒸気を上述の蒸気噴射部から噴射することによってバーナの燃料を拡散させることが可能な圧力に設定してもよい。 In some embodiments, the boiler 12 includes a steam injector (not shown) configured to inject steam toward fuel combusted by a burner (not shown), the second pressure being: By injecting the steam at the second pressure from the above-described steam injection section, the pressure may be set to a pressure that allows diffusion of the fuel in the burner.

この場合、上述したように、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができるとともに、蒸気ドラム48(容器8)内の飽和蒸気を、ボイラ12で燃料を燃焼させるために有効利用することができる。 In this case, as described above, the exhaust heat recovery amount can be increased while protecting the equipment from acid corrosion, and the saturated steam in the steam drum 48 (container 8) is used to burn the fuel in the boiler 12. can be effectively used for

幾つかの実施形態では、排熱回収システム1は、燃料油を加熱して前記燃料油の粘性を低減させるための燃料加熱部(不図示)をさらに備え、第2圧力として、該第2圧力の蒸気を前記燃料加熱部に供給することによって前記燃料油の粘性を低減可能な圧力を設定してもよい。 In some embodiments, the exhaust heat recovery system 1 further includes a fuel heating section (not shown) for heating fuel oil to reduce the viscosity of the fuel oil, and the second pressure is may be set to a pressure capable of reducing the viscosity of the fuel oil by supplying steam of the fuel oil to the fuel heating unit.

この場合、上述したように、機器を酸腐食から保護しながら、排熱回収量を増大させることができるとともに、容器8内の飽和蒸気を、例えば重油等の粘性の大きな燃料を加熱して粘性を低下させる等の目的で、燃料を加熱するための有効利用することができる。 In this case, as described above, it is possible to increase the amount of exhaust heat recovery while protecting the equipment from acid corrosion. can be effectively used for heating the fuel for the purpose of reducing the

なお、エンジン3に供給される燃料の切り替えに基づくバルブ42開度の変更の操作は、制御装置100を用いずに、マニュアルで行ってもよい。
すなわち、エンジン3に供給される燃料が切り替えられたとき、オペレータがバルブ42の開度を調節して(例えばバルブ42の設定圧力を変更して)、容器8の圧力を変更するようにしてもよい。
The operation of changing the opening degree of the valve 42 based on switching of the fuel supplied to the engine 3 may be performed manually without using the control device 100 .
That is, when the fuel supplied to the engine 3 is switched, the operator can adjust the opening of the valve 42 (for example, change the set pressure of the valve 42) to change the pressure in the container 8. good.

使用燃料と、容器8の圧力(目標圧力)は、上述した制御装置100による制御の場合と同様である。 The fuel used and the pressure of the container 8 (target pressure) are the same as in the case of control by the control device 100 described above.

すなわち、オペレータが、エンジン3に供給される燃料が低硫黄燃料である第1燃料であるときは、容器8の圧力が第1圧力となるようにバルブ42の開度を調節し、上述の燃料が高硫黄燃料である第2燃料であるときは、容器8の圧力が第1圧力よりも高い第2圧力となるようにバルブ42の開度を調節するようにしてもよい。 That is, when the fuel supplied to the engine 3 is the first fuel, which is a low-sulfur fuel, the operator adjusts the opening of the valve 42 so that the pressure in the container 8 becomes the first pressure, and is the second fuel, which is a high-sulfur fuel, the opening of the valve 42 may be adjusted so that the pressure in the container 8 becomes a second pressure higher than the first pressure.

以上、本発明の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限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications of the above-described embodiments and modes in which these modes are combined as appropriate.

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
As used herein, expressions such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "perpendicular", "central", "concentric" or "coaxial", etc. express relative or absolute arrangements. represents not only such arrangement strictly, but also the state of being relatively displaced with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "identical", "equal", and "homogeneous", which express that things are in the same state, not only express the state of being strictly equal, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
Further, in this specification, expressions representing shapes such as a quadrilateral shape and a cylindrical shape not only represent shapes such as a quadrilateral shape and a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also within the range in which the same effect can be obtained. , a shape including an uneven portion, a chamfered portion, and the like.
Moreover, in this specification, the expressions “comprising”, “including”, or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.

1 排熱回収システム
2 排熱回収装置
3 エンジン
4 LNGタンク
6 エコノマイザ
7 蒸発器
8 容器
9 過熱器
10 汽水分離器
12 ボイラ
13 火炉
14 LNG供給ライン
16 液体燃料供給ライン
18 排ガスライン
20 ケーシング
22 入口
24 出口
26 入口ヘッダ
28 出口ヘッダ
30a 循環ライン
30b 循環ライン
32 ポンプ
38 飽和蒸気ライン
39a 過熱器入口側ライン
39b 過熱器出口側ライン
40 分岐ライン
42 バルブ
44 復水器
46 燃料供給ライン
47 燃料供給ライン
48 蒸気ドラム
50 水ドラム
51 蒸発管
52 入口ヘッダ
54 出口ヘッダ
60 タービン
62 給水管
64 圧力センサ
100 制御装置
1 Exhaust heat recovery system 2 Exhaust heat recovery device 3 Engine 4 LNG tank 6 Economizer 7 Evaporator 8 Vessel 9 Superheater 10 Steam separator 12 Boiler 13 Furnace 14 LNG supply line 16 Liquid fuel supply line 18 Exhaust gas line 20 Casing 22 Inlet 24 Outlet 26 Inlet header 28 Outlet header 30a Circulation line 30b Circulation line 32 Pump 38 Saturated steam line 39a Superheater inlet line 39b Superheater outlet line 40 Branch line 42 Valve 44 Condenser 46 Fuel supply line 47 Fuel supply line 48 Steam Drum 50 Water drum 51 Evaporation pipe 52 Inlet header 54 Outlet header 60 Turbine 62 Water supply pipe 64 Pressure sensor 100 Control device

Claims (15)

第1燃料と第2燃料とを切替えて使用可能な燃焼装置と、
前記燃焼装置からの排ガスが流れる排ガスラインと、
飽和状態の水及び蒸気を貯留するための容器と、
前記容器へ水を供給するための給水ラインと、
前記容器からの飽和蒸気が流れる飽和蒸気ラインと、
前記排ガスラインに設けられ、前記排ガスとの熱交換により前記給水ラインの前記水を加熱するための熱交換器と、
前記飽和蒸気ラインに設けられ、前記容器の圧力を調節するためのバルブと、
前記燃焼装置に供給される燃料が前記第1燃料と前記第2燃料との間で切り替えられたことを示す信号を受け取ったとき、該信号に基づいて前記バルブの開度を調節することにより前記容器の圧力を変更するように構成された制御部と、を備え、
前記第1燃料は、前記第2燃料よりも硫黄分濃度の低い燃料であり、
前記制御部は、前記燃料が前記第2燃料であるときは、前記容器の圧力が第2圧力となるように前記バルブの開度を調節し、前記燃料が前記第1燃料であるときは、前記容器の圧力が前記第2圧力よりも低い第1圧力となるように前記バルブの開度を調節するように構成された
ことを特徴とする排熱回収システム。
a combustion device capable of switching between a first fuel and a second fuel ;
an exhaust gas line through which exhaust gas from the combustion device flows;
a container for storing saturated water and steam;
a water supply line for supplying water to the container;
a saturated steam line through which saturated steam from the vessel flows;
a heat exchanger provided in the exhaust gas line for heating the water in the water supply line by heat exchange with the exhaust gas;
a valve provided in the saturated steam line for regulating the pressure of the vessel;
When receiving a signal indicating that the fuel supplied to the combustion device has been switched between the first fuel and the second fuel , adjusting the opening of the valve based on the signal a controller configured to change the pressure of the vessel;
The first fuel is a fuel having a sulfur content lower than that of the second fuel,
When the fuel is the second fuel, the control unit adjusts the opening degree of the valve so that the pressure in the container becomes the second pressure, and when the fuel is the first fuel, 1. An exhaust heat recovery system, wherein the opening of the valve is adjusted so that the pressure of the container becomes a first pressure lower than the second pressure.
前記第1圧力は2bar以上4bar以下であり、
前記第2圧力は5bar以上7bar以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の排熱回収システム。
the first pressure is 2 bar or more and 4 bar or less;
2. The exhaust heat recovery system according to claim 1, wherein the second pressure is 5 bar or more and 7 bar or less.
前記第1圧力は2bar以上4bar未満であり、
前記第2圧力は4bar以上5bar以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の排熱回収システム。
the first pressure is greater than or equal to 2 bar and less than 4 bar;
2. The exhaust heat recovery system according to claim 1, wherein the second pressure is 4 bar or more and 5 bar or less.
蒸気を生成するためのボイラをさらに備え、
前記ボイラは、
水を貯留するための水ドラムと、
前記水の蒸発により生成した蒸気を貯留するための蒸気ドラムと、
前記水ドラムと前記蒸気ドラムとを接続する蒸発管と、を含み、
前記容器は、前記ボイラの前記蒸気ドラムを含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の排熱回収システム。
further comprising a boiler for generating steam,
The boiler is
a water drum for storing water;
a steam drum for storing the steam generated by the evaporation of the water;
an evaporation tube connecting the water drum and the steam drum;
3. An exhaust heat recovery system according to claim 1 or 2, wherein the vessel comprises the steam drum of the boiler.
2種類以上の燃料を切替えて使用可能な燃焼装置と、
前記燃焼装置からの排ガスが流れる排ガスラインと、
飽和状態の水及び蒸気を貯留するための容器と、
前記容器へ水を供給するための給水ラインと、
前記容器からの飽和蒸気が流れる飽和蒸気ラインと、
前記排ガスラインに設けられ、前記排ガスとの熱交換により前記給水ラインの前記水を加熱するための熱交換器と、
前記飽和蒸気ラインに設けられ、前記容器の圧力を調節するためのバルブと、
前記燃焼装置に供給される燃料が切り替えられたことを示す信号を受け取ったとき、該信号に基づいて前記バルブの開度を調節することにより前記容器の圧力を変更するように構成された制御部と、を備え、
前記制御部は、前記燃料が第2燃料であるときは、前記容器の圧力が第2圧力となるように前記バルブの開度を調節し、前記燃料が前記第2燃料よりも硫黄分濃度の低い第1燃料であるときは、前記容器の圧力が前記第2圧力よりも低い第1圧力となるように前記バルブの開度を調節するように構成され、
蒸気を生成するためのボイラをさらに備え、
前記ボイラは、
水を貯留するための水ドラムと、
前記水の蒸発により生成した蒸気を貯留するための蒸気ドラムと、
前記水ドラムと前記蒸気ドラムとを接続する蒸発管と、を含み、
前記容器は、前記ボイラの前記蒸気ドラムを含み、
前記ボイラは、バーナで燃焼される燃料に向けて蒸気を噴射するように構成された蒸気噴射部を含み、
前記第2圧力は、該第2圧力の蒸気を前記蒸気噴射部から噴射することによって前記燃料を拡散させることが可能な圧力である
ことを特徴とする排熱回収システム。
a combustion device capable of switching between two or more types of fuel;
an exhaust gas line through which exhaust gas from the combustion device flows;
a container for storing saturated water and steam;
a water supply line for supplying water to the container;
a saturated steam line through which saturated steam from the vessel flows;
a heat exchanger provided in the exhaust gas line for heating the water in the water supply line by heat exchange with the exhaust gas;
a valve provided in the saturated steam line for regulating the pressure of the vessel;
A control unit configured to change the pressure of the container by adjusting the degree of opening of the valve based on the signal, when receiving a signal indicating that the fuel supplied to the combustion device has been switched. and
When the fuel is the second fuel, the control unit adjusts the opening degree of the valve so that the pressure in the container becomes the second pressure, and the fuel has a sulfur content higher than that of the second fuel. When the first fuel is low, the opening of the valve is adjusted so that the pressure in the container becomes a first pressure lower than the second pressure,
further comprising a boiler for generating steam,
The boiler is
a water drum for storing water;
a steam drum for storing the steam generated by the evaporation of the water;
an evaporation tube connecting the water drum and the steam drum;
said vessel comprises said steam drum of said boiler;
the boiler includes a steam injector configured to inject steam toward the fuel combusted by the burner;
The exhaust heat recovery system, wherein the second pressure is a pressure capable of diffusing the fuel by injecting steam at the second pressure from the steam injection part.
燃料油を加熱して前記燃料油の粘性を低減させるための燃料加熱部をさらに備え、
前記第2圧力は、該第2圧力の蒸気を前記燃料加熱部に供給することによって前記燃料油の粘性を低減可能な圧力である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の排熱回収システム。
further comprising a fuel heating unit for heating the fuel oil to reduce the viscosity of the fuel oil;
3. The exhaust heat recovery system according to claim 1, wherein the second pressure is a pressure that can reduce the viscosity of the fuel oil by supplying steam at the second pressure to the fuel heating unit. system.
前記排ガスラインにおいて前記熱交換器よりも上流側に設けられた過熱器と、
前記過熱器からの過熱蒸気により駆動されるように構成されたタービンと、
をさらに備え、
前記過熱器は、前記飽和蒸気ラインを流れる飽和蒸気の一部を前記排ガスとの熱交換により加熱して前記過熱蒸気を生成するように構成された
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の排熱回収システム。
a superheater provided upstream of the heat exchanger in the exhaust gas line;
a turbine configured to be driven by superheated steam from the superheater;
further comprising
3. The superheater according to claim 1, wherein the superheater is configured to heat a portion of the saturated steam flowing through the saturated steam line through heat exchange with the exhaust gas to generate the superheated steam. waste heat recovery system.
前記燃焼装置に供給される前記第1燃料を貯留するための燃料タンクをさらに備える
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の排熱回収システム。
3. The exhaust heat recovery system according to claim 1, further comprising a fuel tank for storing the first fuel supplied to the combustion device.
請求項1乃至8の何れか一項に記載の排熱回収システムを備える船舶。 A ship equipped with the exhaust heat recovery system according to any one of claims 1 to 8 . 第1燃料と第2燃料とを切替えて使用可能な燃焼装置と、
前記燃焼装置からの排ガスが流れる排ガスラインと、
飽和状態の水及び蒸気を貯留するための容器と、
前記容器へ水を供給するための給水ラインと、
前記容器からの飽和蒸気が流れる飽和蒸気ラインと、
前記排ガスラインに設けられ、前記排ガスとの熱交換により前記給水ラインの前記水を加熱するための熱交換器と、
前記飽和蒸気ラインに設けられ、前記容器の圧力を調節するためのバルブと、
を含む排熱回収装置の運転方法であって、
前記燃焼装置に供給される燃料が前記第1燃料と前記第2燃料との間で切り替えられたとき、前記バルブの開度を調節することにより前記容器の圧力を変更するステップを備え、
前記第1燃料は、前記第2燃料よりも硫黄分濃度の低い燃料であり、
前記圧力を変更するステップでは、前記燃料が前記第2燃料であるときは、前記容器の圧力が第2圧力となるように前記バルブの開度を調節し、前記燃料が前記第1燃料であるときは、前記容器の圧力が前記第2圧力よりも低い第1圧力となるように前記バルブの開度を調節する
ことを特徴とする排熱回収装置の運転方法。
a combustion device capable of switching between a first fuel and a second fuel ;
an exhaust gas line through which exhaust gas from the combustion device flows;
a container for storing saturated water and steam;
a water supply line for supplying water to the container;
a saturated steam line through which saturated steam from the vessel flows;
a heat exchanger provided in the exhaust gas line for heating the water in the water supply line by heat exchange with the exhaust gas;
a valve provided in the saturated steam line for regulating the pressure of the vessel;
A method of operating an exhaust heat recovery device comprising
changing the pressure of the vessel by adjusting the opening of the valve when the fuel supplied to the combustion device is switched between the first fuel and the second fuel ;
The first fuel is a fuel having a sulfur content lower than that of the second fuel,
In the step of changing the pressure, when the fuel is the second fuel, the opening degree of the valve is adjusted so that the pressure in the container becomes the second pressure, and the fuel is the first fuel. In some cases, the method of operating an exhaust heat recovery device is characterized by adjusting the degree of opening of the valve so that the pressure in the container becomes a first pressure lower than the second pressure.
前記第1圧力は2bar以上4bar以下であり、
前記第2圧力は5bar以上7bar以下である
ことを特徴とする請求項10に記載の排熱回収装置の運転方法。
the first pressure is 2 bar or more and 4 bar or less;
11. The method of claim 10, wherein the second pressure is 5 bar or more and 7 bar or less.
前記第1圧力は2bar以上4bar未満であり、
前記第2圧力は4bar以上5bar以下である
ことを特徴とする請求項10に記載の排熱回収装置の運転方法。
the first pressure is greater than or equal to 2 bar and less than 4 bar;
11. The method of claim 10, wherein the second pressure is 4 bar or more and 5 bar or less.
前記排熱回収装置は、蒸気を生成するためのボイラを備え、
前記ボイラは、
水を貯留するための水ドラムと、
前記水の蒸発により生成した蒸気を貯留するための蒸気ドラムと、
前記水ドラムと前記蒸気ドラムとを接続する蒸発管と、を含み、
前記排熱回収装置の前記容器は、前記ボイラの前記蒸気ドラムを含む
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の排熱回収装置の運転方法。
The exhaust heat recovery device comprises a boiler for generating steam,
The boiler is
a water drum for storing water;
a steam drum for storing the steam generated by the evaporation of the water;
an evaporation tube connecting the water drum and the steam drum;
12. The method of operating an exhaust heat recovery apparatus according to claim 10, wherein the container of the exhaust heat recovery apparatus includes the steam drum of the boiler.
前記排熱回収装置は、
前記排ガスラインにおいて前記熱交換器よりも上流側に設けられた過熱器と、
前記過熱器からの過熱蒸気により駆動されるように構成されたタービンと、
をさらに備え、
前記過熱器は、前記飽和蒸気ラインを流れる飽和蒸気の一部を前記排ガスとの熱交換により加熱して前記過熱蒸気を生成するように構成された
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の排熱回収装置の運転方法。
The exhaust heat recovery device
a superheater provided upstream of the heat exchanger in the exhaust gas line;
a turbine configured to be driven by superheated steam from the superheater;
further comprising
12. The superheater according to claim 10, wherein the superheater is configured to heat part of the saturated steam flowing through the saturated steam line through heat exchange with the exhaust gas to generate the superheated steam. operating method of exhaust heat recovery equipment.
2種類以上の燃料を切替えて使用可能な燃焼装置と、 a combustion device capable of switching between two or more types of fuel;
前記燃焼装置からの排ガスが流れる排ガスラインと、 an exhaust gas line through which exhaust gas from the combustion device flows;
飽和状態の水及び蒸気を貯留するための容器と、 a container for storing saturated water and steam;
前記容器へ水を供給するための給水ラインと、 a water supply line for supplying water to the container;
前記容器からの飽和蒸気が流れる飽和蒸気ラインと、 a saturated steam line through which saturated steam from the vessel flows;
前記排ガスラインに設けられ、前記排ガスとの熱交換により前記給水ラインの前記水を加熱するための熱交換器と、 a heat exchanger provided in the exhaust gas line for heating the water in the water supply line by heat exchange with the exhaust gas;
前記飽和蒸気ラインに設けられ、前記容器の圧力を調節するためのバルブと、 a valve provided in the saturated steam line for regulating the pressure of the vessel;
を含む排熱回収装置の運転方法であって、A method of operating an exhaust heat recovery device comprising
前記燃焼装置に供給される燃料が切り替えられたとき、前記バルブの開度を調節することにより前記容器の圧力を変更するステップを備え、 changing the pressure of the vessel by adjusting the opening of the valve when the fuel supplied to the combustion device is switched;
前記圧力を変更するステップでは、前記燃料が第2燃料であるときは、前記容器の圧力が第2圧力となるように前記バルブの開度を調節し、前記燃料が前記第2燃料よりも硫黄分濃度の低い第1燃料であるときは、前記容器の圧力が前記第2圧力よりも低い第1圧力となるように前記バルブの開度を調節し、 In the step of changing the pressure, when the fuel is the second fuel, the degree of opening of the valve is adjusted so that the pressure in the container becomes the second pressure, and the fuel is more sulfur than the second fuel. when the first fuel has a low concentration, adjusting the degree of opening of the valve so that the pressure in the container becomes a first pressure lower than the second pressure;
前記排熱回収装置は、蒸気を生成するためのボイラを備え、 The exhaust heat recovery device comprises a boiler for generating steam,
前記ボイラは、 The boiler is
水を貯留するための水ドラムと、 a water drum for storing water;
前記水の蒸発により生成した蒸気を貯留するための蒸気ドラムと、 a steam drum for storing the steam generated by the evaporation of the water;
前記水ドラムと前記蒸気ドラムとを接続する蒸発管と、を含み、 an evaporation tube connecting the water drum and the steam drum;
前記排熱回収装置の前記容器は、前記ボイラの前記蒸気ドラムを含み、 the vessel of the waste heat recovery device includes the steam drum of the boiler;
前記ボイラは、バーナで燃焼される燃料に向けて蒸気を噴射するように構成された蒸気噴射部を含み、 the boiler includes a steam injector configured to inject steam toward the fuel combusted by the burner;
前記第2圧力は、該第2圧力の蒸気を前記蒸気噴射部から噴射することによって前記燃料を拡散させることが可能な圧力である The second pressure is a pressure capable of diffusing the fuel by injecting steam at the second pressure from the steam injection part.
ことを特徴とする排熱回収装置の運転方法。A method of operating an exhaust heat recovery device, characterized by:
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