(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラッシュタンクからのフラッシュ蒸気が入口側に供給され該フラッシュ蒸気を圧縮する蒸気圧縮機と、圧力の異なる複数の蒸気の供給先の負荷と前記蒸気圧縮機の出口側とをそれぞれ接続する蒸気供給管と、を備え、要求される圧力が最も大きい負荷に接続される蒸気供給管を除く蒸気供給管に減圧弁を設け、要求される圧力が最も小さい蒸気の負荷に接続される蒸気供給管を除く蒸気供給管に逆止弁を設けて成ることを特徴とする圧縮蒸気供給システム。
【請求項２】
請求項１記載の圧縮蒸気供給システムの運転方法であって、複数の負荷のうちの任意の一つ又は複数の負荷に蒸気を供給するにあたり、蒸気を供給する負荷のうち要求される圧力が最も小さい負荷から順に供給する蒸気を蒸気圧縮機で発生させることを特徴とする圧縮蒸気供給システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、要求される蒸気圧の異なる複数の供給先の負荷に圧縮蒸気を供給する圧縮蒸気供給システム及びその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、蒸気を必要とする負荷に蒸気を供給するには、ボイラＢで蒸気を発生させて供給している（例えば特許文献１参照）。そして、図３（ａ）に示すように、供給先の負荷４が複数あって、各負荷４において要求される蒸気圧が複数通りある場合もある。例えば、高い方から順に高圧、中圧、低圧の三通りの蒸気圧をそれぞれ要求する高圧負荷４１、中圧負荷４２、低圧負荷４３がある場合、ボイラＢから高圧負荷４１に高圧蒸気を搬送する高圧蒸気供給管３１と、ボイラＢから中圧負荷４２に中圧蒸気を搬送する中圧蒸気供給管３２と、ボイラＢから低圧負荷４３に低圧蒸気を搬送する低圧蒸気供給管３３とを設け、中圧蒸気供給管３２と低圧蒸気供給管３３とにそれぞれ減圧弁５２、５３を設ける。そして、発生する蒸気が高圧となるようにボイラＢを運転し、発生した高圧蒸気を高圧蒸気供給管３１を介して高圧負荷４１に供給し、更に、中圧蒸気供給管３２の減圧弁５２にて高圧蒸気を減圧して中圧蒸気として中圧負荷４２に供給したり、低圧蒸気供給管３３の減圧弁５３にて高圧蒸気を減圧して低圧蒸気として低圧負荷４３に供給したりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７６９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ボイラＢを使用せず、高温高圧の液体が減圧されて発生するフラッシュ蒸気を利用することができれば、フラッシュ蒸気は高いエンタルピーを有することから、圧縮蒸気を発生させるのに新たに投入するエネルギーが少なくて済み、省エネルギー化を図ることができる。この場合、図３（ｂ）に示すように、ボイラＢの代わりにフラッシュタンク１及び蒸気圧縮機２を設け、蒸気圧縮機２の蒸気の出口側と各負荷４（４１〜４３）とを各蒸気供給管３（３１〜３３）で接続する。蒸気圧縮機２は一般的に、蒸気の入口側の圧力が一定となるように制御し、出口側の圧力は負荷４の圧力に応じた成り行きの圧力となる。このため、出口側の圧力を負荷４の圧力と同等の圧力とすべく蒸気を圧縮するのであるが、圧縮比が小さい程（すなわち出口側の圧力が小さい程）、単位蒸気量当たりの圧縮動力が小さくて済むものである。
【０００５】
しかしながら、単にボイラＢをフラッシュタンク１及び蒸気圧縮機２に置き換えるだけでは、高圧負荷４１に高圧蒸気を供給する必要がなく中圧負荷４２や低圧負荷４３にのみ蒸気を供給する場合でも、出口側の圧力を高圧負荷４１の圧力と同等にする必要がある。すなわち、出口側の圧力を中圧や低圧にすると、高圧負荷４１から高圧蒸気供給管３１を介して高圧蒸気が蒸気圧縮機２に逆流してしまう。このため、蒸気圧縮機２で蒸気を高圧に圧縮して高圧負荷４１からの逆流が起こらないようにした上で、中圧蒸気管の減圧弁５２で高圧蒸気を減圧して中圧蒸気として中圧負荷４２に供給したり、低圧蒸気管の減圧弁５３で高圧蒸気を減圧して低圧蒸気として低圧負荷４３に供給することになり、高圧蒸気が必要でない場合に蒸気を高圧に圧縮することによる圧縮動力の無駄が発生してしまうものであった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、蒸気圧力を必要以上に高圧にすることで生じる圧縮動力の無駄を無くすことができる圧縮蒸気供給システムを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために請求項１に係る圧縮蒸気供給システムは、フラッシュタンク１からのフラッシュ蒸気が入口側に供給され該フラッシュ蒸気を圧縮する蒸気圧縮機２と、圧力の異なる複数の蒸気の供給先の負荷４（図１に示す例では４１〜４３）と前記蒸気圧縮機２の出口側とをそれぞれ接続する蒸気供給管３（３１〜３３）と、を備え、要求される圧力が最も大きい負荷４１に接続される蒸気供給管３１を除く蒸気供給管３２、３３に減圧弁５（５２、５３）を設け、要求される圧力が最も小さい蒸気の負荷４３に接続される蒸気供給管３３を除く蒸気供給管３１、３２に逆止弁６（６１、６２）を設けて成ることを特徴とする。
【０００８】
また請求項２に係る発明は、請求項１記載の圧縮蒸気供給システムの運転方法であって、複数の負荷４（４１〜４３）のうちの任意の一つ又は複数の負荷４に蒸気を供給するにあたり、蒸気を供給する負荷４のうち要求される圧力が最も小さい負荷４から順に供給する蒸気を蒸気圧縮機２で発生させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、任意の一つ又は複数の負荷に蒸気を供給するにあたり、蒸気を供給する負荷のうち要求される圧力が最も小さい負荷から順に蒸気を供給できるため、常に要求される圧力が最も大きい負荷に応じた圧力となるように蒸気圧縮機で圧縮する必要がなく、圧縮動力の無駄をなくし省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の圧縮蒸気供給システムの一実施形態の構成図である。
【図２】同上における運転の説明図であり、（ａ）は低圧負荷にのみ蒸気を供給する場合を示し、（ｂ）は中圧負荷及び低圧負荷に蒸気を供給する場合を示し、（ｃ）は全ての負荷に蒸気を供給する場合を示す。
【図３】（ａ）（ｂ）は従来の蒸気供給システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図１及び図２に基づいて説明する。
【００１２】
本圧縮蒸気供給システムは、図１に示すように、フラッシュ蒸気が入口側に供給される蒸気圧縮機２と、蒸気圧縮機２の出口側に接続され、蒸気の供給先の負荷４に蒸気を搬送するための蒸気供給管３と、で主体が構成される。
【００１３】
蒸気圧縮機２は、圧縮比等の仕様は特に限定されないが、本実施形態ではスクリュー式の圧縮機で、蒸気を約０．８ＭＰａ程度の圧力に上昇可能であるものとする。この蒸気圧縮機２は、圧縮部の入口側に接続管１１を介してフラッシュタンク１が接続され、圧縮部の出口側に蒸気供給管３の上流端が接続される。
【００１４】
フラッシュタンク１は、高温高圧の液体が減圧されてフラッシュ蒸気を発生させるもので、発生したフラッシュ蒸気は上記接続管１１を介して蒸気圧縮機２に供給される。
【００１５】
負荷４は、本発明においては、複数あると共に負荷４が要求する蒸気圧が複数通りあるもので、本実施形態では一例として、約０．８ＭＰａ（本実施形態では高圧Ｐｈとする）の水蒸気を必要とする例えば抄紙工程等の高圧負荷４１と、約０．５ＭＰａ（本実施形態では中圧Ｐｍとする）の水蒸気を必要とする例えば抄紙工程等の中圧負荷４２と、約０．１〜０．２ＭＰａ（本実施形態では低圧Ｐｌとする）の水蒸気を必要とする例えば抄紙工程や空調用の低圧負荷４３と、があるものとする。なお、負荷４の圧力は例示した前記圧力に限定されないものであり、また、負荷４は例示した前記抄紙工程や空調等の用途に限定されないものであり、また、負荷４の数及び蒸気供給管３の数や、要求される蒸気圧が何通りあるかも限定されないものである。
【００１６】
各負荷４にはそれぞれ蒸気供給管３の下流端が接続され、蒸気供給管３を介して各負荷４と蒸気圧縮機２の圧縮部の出口側とが連通する。このため、蒸気供給管３の途中に弁があって流路が閉塞されたり絞られたりしない限り、蒸気が内部を移動して蒸気圧縮機２の出口側の圧力と負荷４の圧力とが均衡しようとする。本実施形態では、高圧負荷４１に接続される蒸気供給管３を高圧蒸気供給管３１とし、中圧負荷４２に接続される蒸気供給管３を中圧蒸気供給管３２とし、低圧負荷４３に接続される蒸気供給管３を低圧蒸気供給管３３とする。本実施形態では、各蒸気供給管３は上流端側で合流して一蒸気供給管３の上流端が蒸気圧縮機２の出口側に接続されているが、各蒸気供給管３の上流端がそれぞれ別個に蒸気圧縮機２の出口側に接続されていてもよい。
【００１７】
蒸気供給管３には、要求される圧力が最も大きい負荷４（４１）に接続される蒸気供給管３（３１）を除く蒸気供給管３に減圧弁５を設けるもので、本実施形態では、高圧蒸気供給管３１を除く中圧蒸気供給管３２と低圧蒸気供給管３３とにそれぞれ減圧弁５２、５３を設けてある。高圧負荷４１に蒸気を供給するため蒸気圧縮機２で高圧蒸気を発生させた時でも、高圧蒸気を減圧弁５２、５３により減圧して中圧蒸気や低圧蒸気とし、高圧負荷４１以外の負荷４、すなわち中圧負荷４２や低圧負荷４３に所望の圧力の蒸気を供給することができる。
【００１８】
そして本発明では、要求される圧力が最も小さい負荷４に接続される蒸気供給管３を除く蒸気供給管３に逆止弁６を設けるもので、本実施形態では、低圧蒸気供給管３３を除く高圧蒸気供給管３１と中圧蒸気供給管３２とにそれぞれ逆止弁６１、６２を設けてある。以下、本発明の圧縮蒸気供給システムの運転について説明する。
【００１９】
まず、低圧負荷４３にのみ蒸気を供給する場合には、図２（ａ）に示すように、蒸気圧縮機２にて上記低圧Ｐｌより若干高い圧力（これを低圧力Ｐｌ′として低圧Ｐｌと区別する）の蒸気を発生させる。この時、低圧負荷４３には低圧蒸気が供給されるが、蒸気圧縮機２にて発生する蒸気が低圧力Ｐｌ′であるため高圧蒸気供給管３１及び中圧蒸気供給管３２においては、逆止弁６１、６２の下流側が高圧Ｐｈ及び中圧Ｐｍとなるのに対し上流側はこれらより低い低圧力Ｐｌ′となるため、上流側の低圧力Ｐｌ′の蒸気は逆止弁６１、６２を通って下流側に移動することはなく、高圧負荷４１及び中圧負荷４２には蒸気が供給されない。この場合に必要となる蒸気圧縮機２の出口側の低圧力Ｐｌ′＝低圧負荷４３が要求する低圧Ｐｌ＋減圧弁５３での損失圧力となる。また、高圧負荷４１及び中圧負荷４２には蒸気が供給されないだけでなく、逆止弁６１、６２により高圧負荷４１及び中圧負荷４２から高圧蒸気及び中圧蒸気が蒸気圧縮機２側に逆流することがない。
【００２０】
次に、中圧負荷４２及び低圧負荷４３にのみ蒸気を供給する場合には、図２（ｂ）に示すように、蒸気圧縮機２にて上記中圧Ｐｍより若干高い圧力（これを中圧力Ｐｍ′として中圧Ｐｍと区別する）の蒸気を発生させる。この時、中圧負荷４２に減圧弁５２で減圧された中圧蒸気が供給されると共に、低圧負荷４３に減圧弁５３で減圧された低圧蒸気が供給されるが、蒸気圧縮機２にて発生する蒸気が中圧力Ｐｍ′であるため高圧蒸気供給管３１においては、逆止弁６１の下流側が高圧Ｐｈとなるのに対し上流側はこれより低い中圧力Ｐｍ′となるため、上流側の中圧力Ｐｍ′の蒸気は逆止弁６１を通って下流側に移動することはなく、高圧負荷４１には蒸気が供給されない。この場合に必要となる蒸気圧縮機２の出口側の中圧力Ｐｍ′＝中圧負荷４２が要求する中圧Ｐｍ＋減圧弁５２での損失圧力となる。また、高圧負荷４１には蒸気が供給されないだけでなく、逆止弁６により高圧負荷４１から高圧蒸気が蒸気圧縮機２側に逆流することがない。
【００２１】
また、中圧負荷４２に蒸気を供給する場合には必然的に低圧負荷４３にも蒸気を供給することとなるが、中圧負荷４２に蒸気を供給しなくても低圧負荷４３にのみ蒸気を供給することは上述した通り可能である。このため、低圧負荷４３への蒸気供給の優先度は、中圧負荷４２への蒸気供給の優先度よりも高いことになる。
【００２２】
次に、全ての負荷４に蒸気を供給する場合には、図２（ｃ）に示すように、蒸気圧縮機２にて高圧蒸気を発生させる。この時、高圧負荷４１に高圧蒸気が供給され、中圧負荷４２に減圧弁５２で減圧された中圧蒸気が供給されると共に、低圧負荷４３に減圧弁５３で減圧された低圧蒸気が供給される。この場合に必要となる蒸気圧縮機２の出口側の圧力は、高圧負荷４１が要求する高圧Ｐｈとなる。
【００２３】
また、高圧負荷４１に蒸気を供給する場合には必然的に中圧負荷４２及び低圧負荷４３にも蒸気を供給することとなるが、高圧負荷４１に蒸気を供給せず、中圧負荷４２及び低圧負荷４３や、低圧負荷４３にのみ蒸気を供給することは上述した通り可能である。このため、高圧負荷４１への蒸気供給の優先度は、中圧負荷４２及び低圧負荷４３への蒸気供給の優先度よりも低いことになる。
【００２４】
従って蒸気供給の優先度は低圧負荷４３＞中圧負荷４２＞高圧負荷４１であり、最も優先的に低圧負荷４３に低圧蒸気が供給され、次に優先的に中圧負荷４２に中圧蒸気が供給され、最も低い優先度で高圧負荷４１に高圧蒸気が供給される。
【００２５】
本発明の圧縮蒸気供給システムにおいては、任意の一つ又は複数の負荷４に蒸気を供給するにあたり、蒸気を供給する負荷４のうち要求される圧力が最も大きい負荷４に応じた圧力の蒸気を蒸気圧縮機２で発生させるため、上記のように例えば低圧負荷４３にのみ低圧蒸気を供給する時には、蒸気圧縮機２にて出口側の圧力を低圧力Ｐｌ′にすればよくて高圧Ｐｈにする場合よりも小さい圧縮比で済み、中圧負荷４２及び低圧負荷４３に中圧蒸気及び低圧蒸気を供給する時には、蒸気圧縮機２にて出口側の圧力を中圧力Ｐｍ′にすればよくて高圧Ｐｈにする場合よりも小さい圧縮比で済む。これにより、従来のように、常に要求される圧力が最も大きい負荷４に応じた圧力となるように蒸気圧縮機２で圧縮することによる圧縮動力の無駄をなくし、省エネルギー化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１    フラッシュタンク
２    蒸気圧縮機
３    蒸気供給管
３１  高圧蒸気供給管
３２  中圧蒸気供給管
３３  低圧蒸気供給管
４    負荷
４１  高圧負荷
４２  中圧負荷
４３  低圧負荷
５  減圧弁
６  逆止弁
【図１】
0005443217.tif 000002
【図２】
0005443217.tif 000003
【図３】
0005443217.tif 000004