(57)【要約】【課題】燃焼を行っていないボイラに蒸気供給路の復水が逆流することでボイラ水の水質が変化したり、キャリオーバよってボイラ水が含まれた蒸気が供給されることを防止する。【解決手段】ボイラ１で発生させた蒸気をボイラから取り出して送気する蒸気供給路２を持ったボイラにおいて、蒸気供給路には、ボイラ１の蒸気出口近くに設けた横向き配管３と、前記横向き配管３の下流側端部に接続した縦向き配管４・５を設けており、前記の縦向き配管と横向き配管の接続部は、縦向き配管の途中とすることで、縦向き配管は横向き配管接続部より上方となる縦向き配管上部４と、横向き配管接続部より下方となる縦向き配管下部５に区分することのできる構成としており、縦向き配管下部５のさらに下方にドレン排出部を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラで発生させた蒸気をボイラから取り出して送気する蒸気供給路を持ったボイラにおいて、蒸気供給路には、ボイラの蒸気出口近くに設けた横向き配管と、前記横向き配管の下流側端部に接続した縦向き配管を設けており、前記の縦向き配管と横向き配管の接続部は、縦向き配管の途中とすることで、縦向き配管は横向き配管接続部より上方となる縦向き配管上部と、横向き配管接続部より下方となる縦向き配管下部に区分することのできる構成としており、縦向き配管下部のさらに下方にドレン排出部を設けていることを特徴とする蒸気供給路を持ったボイラ。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸気供給路を持ったボイラにおいて、蒸気を発生させるボイラは、複数台のボイラを並列に設置した多缶設置ボイラであり、蒸気供給路の縦向き配管上部よりも下流の部分に逆止弁を設けていることを特徴とする蒸気供給路を持ったボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラで発生した蒸気は蒸気供給路を通じて送っている蒸気供給路を持ったボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蒸気を発生しているボイラでは、負荷の状態に基づいて運転の制御を行っており、ボイラで発生させた蒸気は蒸気供給路を通じて送気している。多くの蒸気が必要な工場などにおいては、複数台のボイラを並列に設置する多缶設置のシステムを用いており、この場合には、各ボイラで発生した蒸気を集合させるスチームヘッダを設け、各ボイラとスチームヘッダの間を蒸気供給路で接続しておき、各ボイラで発生した蒸気を一旦集合させてから、蒸気使用場所へ蒸気を供給するようにしている。
【０００３】
多缶設置ボイラでの運転制御は、蒸気の必要量に基づいて各ボイラに運転指令を出力するボイラ台数制御装置を設置しておき、蒸気必要量に合わせてボイラ燃焼台数を増減する。ボイラ台数制御装置は、蒸気集合部における蒸気圧力値を計測しておき、蒸気圧力値が低い場合にはボイラの燃焼台数を増加することで蒸気発生量を増加し、蒸気圧力値が高い場合には燃焼台数を減少することで蒸気発生量を減少するボイラ台数制御を行う。蒸気集合部を通じて各ボイラを連結しておき、蒸気必要量に基づいてボイラの燃焼台数を増減するようにしておくことで、蒸気供給量を多段階に調節することができる。
【０００４】
水はボイラ内で加熱することで蒸気となっているが、蒸気の温度が低下すると凝縮して水に戻る。蒸気供給路内で蒸気が凝縮して復水が発生した場合、蒸気供給路から復水を排出する必要がある。特開２００５−３２９７号公報には、蒸気管に気液分離器を設置しておき、気液分離器で分離した復水は気液分離器下部から復水回収管を介して回収することの記載がある。特開２００５−３２９７号公報に記載のように蒸気供給路に気液分離器を設置しておき、蒸気供給路から復水を分離することで、蒸気供給時に発生した復水が蒸気使用箇所へ送られることを防止することができる。
【０００５】
また、ボイラを多缶設置してボイラ台数制御を行っている場合、燃焼を行うことで蒸気の供給を行っているボイラと、燃焼を停止して待機しているボイラが発生する。ボイラが単缶設置の場合、ボイラの燃焼を停止していればボイラ内の蒸気圧力は低下するが、それ以上に蒸気供給路での蒸気圧力が低下するため、蒸気供給路内の蒸気がボイラへ向けて逆流するということはない。しかし、多缶設置で台数制御を行っているボイラでは、燃焼を行っていないボイラ内の蒸気圧力は、蒸気の供給を行っているスチームヘッダの圧力より低くなるということがあり得る。スチームヘッダ内蒸気圧力値よりボイラ内の蒸気圧力値が低くなると、蒸気供給路で蒸気がボイラへ向けて逆流するというおそれがある。蒸気の逆流が発生すると、蒸気供給路内で蒸気は冷やされて復水となり、復水がボイラ内に入ると、ボイラ水量が復水によって増加することになる。ボイラ水は薬品を注入することによって水質を調節し、ボイラ内での腐食を防止するようにしているため、ボイラ水に復水が逆流してボイラ水が希釈され、水質が変化することはボイラの腐食要因となる。またボイラ内水位が高いと、キャリオーバの発生要因となり、ボイラの再起動時にボイラ水が蒸気とともに蒸気供給路を通して送られるということにもなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、蒸気供給路を持ったボイラにおいて、燃焼を行っていないボイラに蒸気供給路の復水が逆流することでボイラ水の水質が変化したり、キャリオーバよってボイラ水が含まれた蒸気が供給されることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ボイラで発生させた蒸気をボイラから取り出して送気する蒸気供給路を持ったボイラにおいて、蒸気供給路には、ボイラの蒸気出口近くに設けた横向き配管と、前記横向き配管の下流側端部に接続した縦向き配管を設けており、前記の縦向き配管と横向き配管の接続部は、縦向き配管の途中とすることで、縦向き配管は横向き配管接続部より上方となる縦向き配管上部と、横向き配管接続部より下方となる縦向き配管下部に区分することのできる構成としており、縦向き配管下部のさらに下方にドレン排出部を設ける。また、蒸気を発生させるボイラは、複数台のボイラを並列に設置した多缶設置ボイラであれば、蒸気供給路の縦向き配管上部よりも下流の部分に逆止弁を設ける。
【発明の効果】
【０００９】
本発明を実施することで、ボイラの蒸気供給路内を復水が逆流し、復水によってボイラ内の水量を増加させるということがなくなるため、ボイラ水の水質変化によるボイラの腐食や、ボイラ水の水位上昇によるボイラ再起動時のキャリオーバの発生を防止することが簡単な構造で達成できる。また、キャリオーバが発生することでボイラ水が蒸気供給路内へ送られても、蒸気供給路まで送られたボイラ水は蒸気供給路の気液分離器によって分離することができ、蒸気供給路から排出することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施している多缶設置ボイラのフロー図、図２は蒸気供給路の横向き配管と縦向き配管の接続部を抜き出して流体の流れを示した説明図である。ボイラ１を複数台並列に設置しており、各ボイラ１は共通のスチームヘッダ８に接続している。ボイラ１で発生した蒸気は、各ボイラとスチームヘッダ８を結ぶ蒸気供給路２を通してスチームヘッダ８へ送っており、スチームヘッダ８にて蒸気を集合させた後に蒸気使用部へ蒸気を供給するようにしている。それぞれの蒸気供給路２には、蒸気流上流側から順に気液分離器１０と逆止弁７を設ける。
【００１１】
気液分離器１０は、横向き配管部３と縦向き配管部４・５からなっており、縦向き配管部の途中に横向き配管部３を接続した構成としている。縦向き配管部と横向き配管部の接続にはＴ型継ぎ手を用い、縦向き配管の横向き配管接続部より上方を縦向き配管上部４、下方を縦向き配管下部５とする。ボイラから取り出した蒸気は、すぐに横向き配管部３によって横向きに流れ、次に縦向き配管上部４を上向きに流れるように、配管を接続しておく。縦向き配管下部５の直下にはドレンたまり６を設けておき、ドレンたまり６の下流側にスチームトラップを設けることで、蒸気供給路２から液体分のみを排出することができるようにしておく。
【００１２】
蒸気供給路２の気液分離器１０よりも下流側に設ける逆止弁７は、ボイラ側からスチームヘッダー方向へのみ流体を流すものであり、ボイラからの蒸気はそのまま逆止弁７を通過してスチームヘッダ８で集合する。逆止弁７を設けることで、スチームヘッダ８からボイラ側への蒸気逆流を防止することができるが、逆止弁７に漏れが生じるとスチームヘッダ８からボイラ１への蒸気逆流が発生する。そのため逆止弁７に漏れが生じても、復水がボイラへ逆流することは防止できるようにしておく必要がある。
【００１３】
各ボイラの蒸気出口に接続する蒸気配管は、直接鉛直方向に施工することはせず、水平方向に施工した横向き配管部３を設け、横向き配管部３を介して縦向き配管に接続する。横向き配管部３の先端側にはＴ型継ぎ手を設け、Ｔ型継ぎ手接続口の一方を鉛直方向の上方に向け、もう一方を鉛直方向の下方に向ける。Ｔ型継ぎ手の上向きの開口部と下向きの開口部のそれぞれに縦向きの配管を接続することで、横向き配管部３は縦向き配管の途中に接続した形とする。縦向き配管上部４は蒸気をスチームヘッダ８の方へ送るための配管、縦向き配管下部５は蒸気供給路２内で発生したドレンを排出するための配管である。縦向き配管上部４はその後に横引きの配管となってスチームヘッダ８へ向けて延びており、スチームヘッダ８との接続は横引きの配管から立ち下げた配管によって接続する。
【００１４】
各ボイラ１の運転制御は、各ボイラ１に対して運転指令を出力するボイラ台数制御装置９を設けておき、ボイラ台数制御装置９からの運転指令に基づいて必要台数分のボイラを運転することで行う。スチームヘッダ８には蒸気圧力を検出する圧力検出装置を設け、スチームヘッダ８内の圧力を所定の圧力に保っておき、スチームヘッダ８から蒸気使用部９へ蒸気を供給する。ボイラ台数制御装置９は、スチームヘッダ８での蒸気圧力値を検出しておき、スチームヘッダ８での蒸気圧力値が低くなるとボイラの燃焼台数を増加して蒸気供給量を増加することで蒸気圧力を上昇させ、蒸気圧力値が高くなるとボイラの燃焼台数を少なくして蒸気供給量を減少することで蒸気圧力を低下させるようにしており、スチームヘッダ８の蒸気圧力値が所定の値を保つようにボイラの燃焼台数を制御する。燃焼必要台数を算出したボイラ台数制御装置９は、必要台数分のボイラに対して燃焼指令を出力し、その他のボイラには燃焼停止指令を出力する。
【００１５】
ボイラ台数制御装置９から燃焼指令を受けたボイラは、燃焼を行うことで蒸気を発生し、発生した蒸気は蒸気供給路２内をスチームヘッダ８へ向けて流れる。ボイラからの蒸気は、気液分離器１０の横向き配管部を横向きに流れ、縦向き配管上部４では上向きに流れる。その後、蒸気は蒸気供給路２の横引き部を流れて逆止弁７を通過し、スチームヘッダ８で他のボイラからの蒸気と合流する。また、蒸気にボイラ水が含まれていた場合、ボイラ水は重力の影響を強く受けるために縦向き配管部分を登ることができず、縦向き配管下部を下向きに流れ落ちて下方に設けているドレンたまり６に入る。ドレンたまり６の下流側にスチームトラップを設け、ドレンたまり６にたまったドレンは、蒸気供給路から排出することができるようにしているため、蒸気に含まれていたボイラ水は、蒸気供給路２から排出することができる。
【００１６】
ボイラ台数制御装置９から燃焼指令を受けることで燃焼を行っていたボイラでは、ボイラ台数制御装置９から燃焼停止指令を受けると燃焼を停止する。燃焼を停止したボイラでは、熱の供給がなくなるため温度が低下し、蒸気の供給は止まる。燃焼を停止したボイラの蒸気供給路２でも、蒸気の供給がなくなるため、温度の低下が発生する。ボイラ部分及び蒸気供給路２の温度が低下することで、ボイラ内や蒸気供給路内にあった蒸気の温度が低下すると、蒸気は凝縮して復水を発生するとともに圧力が低下する。スチームヘッダ８では、他ボイラからの蒸気供給を受けることで所定の圧力が維持されているが、燃焼を停止することで温度の低下したボイラでは、温度の低下に伴って圧力が低下するため、スチームヘッダ８よりもボイラ側の圧力が低くなることがある。スチームヘッダ８よりボイラ側の圧力が低くなると、スチームヘッダ８からボイラ１への蒸気の逆流が発生する環境となる。蒸気供給路２に逆止弁７を設けることで、蒸気の逆流を防止するようにしているが、逆止弁７に漏れが発生すると蒸気の逆流が発生することになる。
【００１７】
蒸気供給路２で発生した復水がボイラへ逆流し、復水によってボイラ内の水量が増加すると、復水は不純物のない水であるため、ボイラ水を希釈することになる。ボイラ水は薬品によって水質を調節することでボイラ内での腐食を防止するようにしているため、ボイラ水が希釈されて薬品の濃度が低下すると、ボイラは腐食が発生しやすくなる。また、ボイラ内の水量が多いと、ボイラの燃焼再開時にボイラ水が蒸気とともにボイラから取り出されるキャリオーバが発生しやすくなり、ボイラ水が蒸気とともに蒸気使用部へ送られると、蒸気に直接触れる製品に汚れが付着したり、蒸気供給路で振動や異音が発生することになる。そのため、蒸気供給路２内で発生した復水は、ボイラ内に逆流することがないようする必要があり、またキャリオーバが発生した場合には蒸気供給路２からボイラ水を排出することが必要となる。
【００１８】
本発明では、ボイラから取り出された蒸気は、横向き配管部３と縦向き配管４・５からなる気液分離器１０を通して送るようにしている。気液分離器１０は、縦向き配管内に液体が入った場合、液体は重力によって縦向き配管下部５へ流れ落ち、縦向き配管下部の下方にあるドレンたまり６に流れ込むものであるため、蒸気供給路２で発生した復水がボイラの方へ逆流してきても、復水は縦向き配管上部４から縦向き配管下部５へと流れ落ち、復水がボイラ内に入るということはなくなる。そして、ボイラ起動時に一時的なキャリオーバが発生したとしても、横向き配管部３を通ってきたボイラ水は、縦向き配管の内壁面に対して垂直に衝突した後に重力の影響で縦向き配管下部５を下向きに流れ落ちるため、蒸気供給路２内をボイラ水が流れてスチームヘッダ８へ送られるということはない。
【００１９】
本発明の気液分離器１０は、配管を連結しただけの構成でありながら復水のボイラ側への逆流と、キャリオーバ時にボイラ水が蒸気供給路２内を送られることを防止することができるものであり、低コストで簡単に設置することができる。そして、蒸気を供給する場合、蒸気は横向き配管部３から縦向き配管上部４へと流れるだけであるため、蒸気供給路２の途中にスチームトラップを設ける場合と違って、蒸気の流れに抵抗となることもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施しているボイラシステムのフロー図
【図２】蒸気供給路の横向き配管と縦向き配管の接続部における流体の説明図
【符号の説明】
【００２１】
１  ボイラ        
２  蒸気供給路          
３  横向き配管部          
４  縦向き配管上部          
５  縦向き配管下部          
６  ドレンたまり          
７  逆止弁              
８  スチームヘッダ
９  ボイラ台数制御装置 
１０  気液分離器   
【図１】
2010181035.tif 000003
【図２】
2010181035.tif 000004