(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの発生蒸気を使用する負荷機器から排出されるドレンを密閉型のドレンタンク内に回収すると共に、前記ドレンタンク内に回収したドレンを該ドレンタンクの下流側の前記ボイラへ供給するクローズド方式のドレン回収システムであって、
前記ドレンタンクの下流側に配置され、前記ボイラに供給される給水量を検知する流量センサと、
前記ドレンタンクの下流側でありかつ前記流量センサの上流側から分岐して、前記ドレンタンクにドレンを循環させるドレン循環経路と、
前記ドレン循環経路に配置される自動弁と、
前記ドレンタンクの下流側でありかつ前記ドレン循環経路との分岐部分よりも上流側に配置される薬注装置と、
前記自動弁を制御する制御部と、を備え、
前記薬注装置は、前記流量センサの検出出力に基づいて薬剤の注入を制御し、
前記制御部は、前記流量センサにより前記ボイラへの給水が検出されて薬剤が注入されているときに前記自動弁を閉じるように制御し、前記流量センサにより前記ボイラへの給水が検出されないときに前記自動弁を開けるように制御することを特徴とするドレン回収システム。
【請求項２】
前記ドレンタンクの下流側に、回収したドレンを前記ボイラに供給する給水ポンプを設け、
前記薬注装置によって、前記ドレンタンクと前記給水ポンプとの間の経路に薬剤を注入する、
請求項１に記載のドレン回収システム。
【請求項３】
前記ボイラを複数台備え、各ボイラそれぞれに前記ドレンタンク内に回収したドレンを供給する、
請求項１または２に記載のドレン回収システム。
【請求項４】
前記ドレンタンクの上流側の前記負荷機器から排出されるドレンの圧力を減圧する減圧弁を、前記ドレンタンクの上流側に設ける、
請求項１ないし３のいずれかに記載のドレン回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラからの蒸気を熱源として使用する負荷機器から排出されるドレンを回収して前記ボイラに還流するドレン回収システムに関し、更に詳しくは、負荷機器から排出されるドレンを密閉型のドレンタンクに回収してボイラに還流するクローズド方式のドレン回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボイラの燃料費及び水を節約するために、負荷機器から排出されるドレンをタンクに還元して再使用するドレン回収システムが提案されている。この提案に係るドレン回収システムにおけるドレン回収方式として、一般に、負荷機器から排出されるドレンを大気に開放した開放タンクに回収し、ボイラに１００℃未満のドレンを供給するオープン方式と、負荷機器から排出されるドレンを大気に開放しない密閉型のタンクに回収し、この密閉型のタンクに回収した１００℃以上の高温高圧のドレンを、ボイラに供給するクローズド方式と、が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３４１６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ドレン回収システムは、通常、ボイラと当該ボイラに接続された給水路、等を備え、ボイラを運転する場合は、給水中に含まれる溶存酸素、塩化物イオン、硫酸イオン、等の影響によりボイラ内部が腐食することを防止するため、或いは、給水中に含まれる硬度成分によりスケールが付着することを防止するため、各種薬剤を給水路内に注入することが行われる。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１等の従来のクローズド方式のドレン回収システムにおいては、上記薬剤をいかなる形態で注入するかに関して、特に、ボイラを複数台備えて負荷量に応じてボイラの運転台数を調整するシステムの場合に、上記薬剤をいかなる形態で注入するかに関しての考慮はされていない。
【０００６】
かかる複数台のボイラを備えるクローズド方式のドレン回収システムにおける薬剤の注入に関して、例えば、図３のような構成が考えられる。
【０００７】
この図３に示すドレン回収システムでは、複数台、例えば３台の各ボイラ５０ａ〜５０ｃで発生した蒸気を、負荷機器５１に供給して使用し、負荷機器５１から排出されたドレンを、スチームトラップ５２を介してドレンヘッダ５３に回収した後、ドレン給水ポンプ５４によって、モータバルブ５５ａ〜５５ｃを介して各ボイラ５０ａ〜５０ｃに供給する高温高圧のドレン給水系統５６と、補給水タンク５７から低温低圧の補給水を補給水ポンプ５８ａ〜５８ｃによって各ボイラ５０ａ〜５０ｃに供給する補給水系統５９と、を備えると共に、この低圧の補給水系統５９の各ボイラ５０ａ〜５０ｃに対応する給水経路５９ａ〜５９ｃそれぞれに対応して薬注装置６０ａ〜６０ｂを配置し、これら各薬注装置６０ａ〜６０ｂから薬剤を注入する構成になっている。
【０００８】
以上のような上記システムによれば、低圧の補給水系統５９に薬剤を注入する構成としたことによって、高圧のドレン給水系統５６に薬剤を注入する構成と比較して、安価な低圧用の薬注装置６０ａ〜６０ｃを使用することが可能となり、その分、システムのコストを低減することができる。
【０００９】
そして、このシステムにおいては、安価な低圧用の薬注装置６０ａ〜６０ｃから給水経路５９ａ〜５９ｃそれぞれに薬剤を注入させるタイミングの設定を、各ボイラ５０ａ〜５０ｃへ給水するか否かを示す給水信号のＯＮ、ＯＦＦを利用して行うようにすることによって、各ボイラ５０ａ〜５０ｃの給水量に応じた薬剤の注入を行うことを可能となる。
【００１０】
しかしながら、各ボイラ５０ａ〜５０ｃには、主にドレン給水系統５６からの高温高圧のドレンが供給され、回収されたドレンだけでは、ボイラ５０ａ〜５０ｃの給水が間に合わず不足するような状況のときには、補給水系統５９からの低温の補給水を供給してその不足をカバーすることになる。
【００１１】
したがって、回収されたドレンによってボイラ５０ａ〜５０ｃの給水が間に合っているような状況のときには、例えば、３台のボイラ５０ａ〜５０ｃの給水信号のＯＮによって、ドレン給水系統５６からの高温高圧のドレンを、ドレン給水ポンプ５４及びモータバルブ５５ａ〜５５ｃを介して各ボイラ５０ａ〜５０ｃに供給する一方、補給水系統５９の補給水ポンプ５８ａ〜５８ｃを駆動停止して補給水を供給しないようにしている。そのため、給水信号のＯＮ時においては補給水系統５９の給水経路５９ａ〜５９ｃに補給水が滞留した状態となっていると共に、この補給水が滞留している状態の給水経路５９ａ〜５９ｃに、薬注装置６０ａ〜６０ｃからはボイラ５０ａ〜５０ｃの給水に応じた薬剤が注入されることになる。
【００１２】
そして、回収されたドレンだけでは、ボイラ５０ａ〜５０ｃへの給水が間に合わず不足するようになると、補給水系統５９の補給水ポンプ５８ａ〜５８ｃが駆動されて給水経路５９ａ〜５９ｃから各ボイラ５０ａ〜５０ｃには高濃度の薬剤を含む補給水が供給される。
【００１３】
この高濃度の薬剤を含む補給水は、ボイラ５０ａ〜５０ｃ内において、ドレン給水系統５６からの薬剤の注入されていないドレンと混合されて薬剤の濃度の均一化が図られる。
【００１４】
しかしながら、上記構成において、ボイラの熱効率を高めるために、各ボイラ５０ａ〜５０ｃの上流側に、排ガスによって給水を予熱するエコノマイザを設置することを想定すると、次のような課題がある。
【００１５】
上述のように、回収されたドレンによってボイラへの給水が間に合っているときには、ドレン給水系統５６から薬剤が全く注入されていない高温高圧のドレンが、ボイラ、従って、エコノマイザに供給されることになる。また、回収されたドレンだけでは、ボイラへの給水が間に合わず不足するようになったときには、補給水系統５９の給水経路５９ａ〜５９ｃからは上述したようにして滞留している状態で薬剤が高濃度に注入された補給水が、ボイラ、従って、エコノマイザに供給されることになる。
【００１６】
このようにエコノマイザには、ボイラへの給水状態に応じて薬剤が全く注入されていないドレン、あるいは、高濃度の薬剤を含む補給水がそれぞれ供給されることとなるが、エコノマイザ内では容積が大きいボイラとは異なって、薬剤の濃度を均一化することができないために、エコノマイザでは、薬剤を全く含まない給水を予熱する状態が生じることになり、エコノマイザが腐食する虞れがある。
【００１７】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであって、薬剤の注入が可能なクローズド方式のドレン回収システムを提供することを目的とし、特に、エコノマイザを設置したような場合に、当該エコノマイザが腐食する虞れがないように当該薬剤を注入することが可能なクローズド方式のドレン回収システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
（１）上記目的を達成するために、本発明に従うドレン回収システムは、  ボイラの発生蒸気を使用する負荷機器から排出されるドレンを密閉型のドレンタンク内に回収すると共に、前記ドレンタンク内に回収したドレンを該ドレンタンクの下流側の前記ボイラへ供給するクローズド方式のドレン回収システムであって、前記ドレンタンクの下流側に配置され、前記ボイラに供給される給水量を検知する流量センサと、前記ドレンタンクの下流側でありかつ前記流量センサの上流側から分岐して、前記ドレンタンクにドレンを循環させるドレン循環経路と、前記ドレン循環経路に配置される自動弁と、前記ドレンタンクの下流側でありかつ前記ドレン循環経路との分岐部分よりも上流側に配置される薬注装置と、前記自動弁を制御する制御部と、を備え、前記薬注装置は、前記流量センサの検出出力に基づいて薬剤の注入を制御し、前記制御部は、前記流量センサにより前記ボイラへの給水が検出されて薬剤が注入されているときに前記自動弁を閉じるように制御し、前記流量センサにより前記ボイラへの給水が検出されないときに前記自動弁を開けるように制御することを特徴とする。
【００１９】
前記ボイラの台数は特に限定されず、１台でも、複数台でもよい。
【００２０】
前記ドレンタンクの下流側とは、前記ドレンタンクとその下流側のボイラとの間の経路をいう。
【００２１】
本発明のドレン回収システムによると、クローズド方式のドレン回収システムにおいて、ボイラへの給水に薬剤を注入することができると共に、ドレンタンクの下流側で薬剤を注入してボイラに給水することで、ボイラへの給水中での薬剤の濃度をほぼ均一化することができ、その結果、本発明では、ドレンをボイラに供給するドレン給水系統とは別の、低温の補給水を供給する補給水系統に薬剤を注入する構成のように、薬剤が全く注入されていないドレンがボイラに供給されたり、薬剤が高濃度に注入された補給水がボイラに供給されるといったことがなくなり、ボイラへの給水を予熱するエコノマイザを設置したような場合に、エコノマイザが腐食することを有効に防止することができる。
【００２２】
（２）本発明のドレン回収システムの好ましい実施態様では、前記ドレンタンクの下流側に、回収したドレンを前記ボイラに供給する給水ポンプを設け、前記薬注装置によって、前記ドレンタンクと前記給水ポンプとの間の経路に薬剤を注入するようにしている。
【００２３】
この実施態様によると、ドレンタンクと給水ポンプとの間の経路、すなわち、給水ポンプの上流側に、薬剤を注入するので、吐出圧によって高圧となる給水ポンプの下流側に薬注する場合と比べて、低圧用の薬注装置を使用することができるので、コストを低減することができる。
【００２５】
この実施態様によると、ドレンタンクの下流側に流量センサを設け、この流量センサの検出出力に基づいて、薬剤の注入を制御するので、ボイラへの給水量に応じて薬剤の注入量を適正に制御することができる。
【００２７】
この実施態様によると、ボイラへの給水の必要がなく、ドレンタンクからのドレンが余剰になったときには、自動弁を開いて余剰のドレンをドレンタンクへ還流することができるので、給水ポンプを、ボイラへの給水を行うか否かに応じて駆動、停止させる必要がない。また、ボイラへの給水を行なっているときには、循環経路の自動弁を閉じることによって、薬剤が注入された給水が、循環経路を介してドレンタンクに戻って薬剤の濃度が低くなるといったことがなく、適正な薬剤濃度でボイラに給水することができる。
【００２８】
（３）本発明のドレン回収システムの別の好ましい実施態様では、前記ボイラを複数台備え、各ボイラそれぞれに前記ドレンタンク内に回収したドレンを供給するようにしている。
【００２９】
この実施態様によると、蒸気要求量（負荷量）に応じて運転するボイラの台数を調整することができる。
【００３０】
（４）本発明のドレン回収システムの好ましい実施態様では、前記ドレンタンクの上流側の前記負荷機器から排出されるドレンの圧力を減圧する減圧弁を、前記ドレンタンクの上流側に設けるようにしている。
【００３１】
この実施態様によると、ドレンタンクの上流側に設けた減圧弁によって、減圧するので、ドレンタンクとして、高圧用の高価なドレンタンクを使用する必要がない。また、ドレンタンクの下流側で薬剤を注入する薬注装置も常圧用の安価な薬注装置を使用することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、クローズド方式のドレン回収システムにおいて、ボイラへの給水に薬剤を注入することができる。しかも、ドレンタンクの下流側で薬剤を注入してボイラに給水するので、ドレン給水系統とは別の補給水系統に薬剤を注入する構成のように、薬剤が全く注入されていないドレンがボイラに供給されたり、薬剤が高濃度に注入された補給水がボイラに供給されたりするといったことがなく、これによって、ボイラへの給水を予熱するエコノマイザを設置したような場合に、エコノマイザが腐食することを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るドレン回収システムの構成を示す図である。
【図２】図２は本発明の他の実施形態に係るドレン回収システムの構成を示す図である。
【図３】図３はクローズド方式のドレン回収システムにおいて、薬注を行う場合の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面によって本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態に係るドレン回収システムの構成を示す図である。この実施形態のドレン回収システムは、複数台、実施形態では３台のボイラ１ａ〜１ｃを設置して、負荷量に応じてボイラの運転台数を調整してボイラ効率を高めるものであり、各ボイラ１ａ〜１ｃで発生した蒸気を、第１玉形弁２、第１逆止弁３及び第２玉形弁４がそれぞれ設置された蒸気配管４ａ〜４ｃを介してスチームヘッダ５に溜めた後、スチームヘッダ５から蒸気を使用する熱交換器等の負荷機器６に第３玉形弁１１を介して供給される。
【００３６】
負荷機器６では、蒸気の熱を使用するため、蒸気は熱を奪われて凝縮し、ドレンとなって負荷機器６から排出される。負荷機器６から排出されたドレンは、ドレン回収配管７に設置された第１減圧弁８によって、例えば、０．９８ＭＰａ以下に減圧されて密閉型の加圧タンクであるドレンタンク９内に回収される。ドレン回収配管７及びスチームヘッダ５には、第１スチームトラップ２７及び第２スチームトラップ２８がそれぞれ接続されている。
【００３７】
ドレンタンク９と各ボイラ１ａ〜１ｃとは、共通の共通給水配管１０及び各ボイラ１ａ〜１ｃに個別対応する３つの分岐給水配管１０ａ〜１０ｃによってそれぞれ接続されており、共通給水配管１０の途中には、給水ポンプ１２及び後述の流量センサ２６が設置されており、各分岐給水配管１０ａ〜１０ｃには、モータバルブ１３ａ〜１３ｃがそれぞれ設置されている。
【００３８】
給水ポンプ１２は、クローズド方式用の給水ポンプであって、ボイラ１ａ〜１ｃへの給水の有無に拘らず、常時駆動されており、モータバルブ１３ａ〜１３ｃを開放することによって、ドレンタンク９内に回収されたドレンを、対応するボイラ１ａ〜１ｃに供給する。すなわち、各ボイラ１ａ〜１ｃへの給水は、各モータバルブ１３ａ〜１３ｃの開閉によって制御されるものであり、これらモータバルブ１３ａ〜１３ｃは、各ボイラ１ａ〜１ｃによって個別に開閉制御される。
【００３９】
給水ポンプ１２の下流側は、前記共通給水配管１０と分岐された循環配管１７によってドレンタンク９に接続されており、この循環配管１７には、第２逆止弁１４、自動弁としての循環用モータバルブ１５および流量調整弁１６が設置されている。
【００４０】
制御部３０は、３台のボイラ１ａ〜１ｃのいずれにも給水しないときには、循環用モータバルブ１５を開いて給水ポンプ１２からの余剰なドレンを、ドレンタンク９へ還流するようにしている。
【００４１】
ドレンタンク９は、送水ポンプ１８が設置された補給水配管１９によって補給水タンク２０に接続されており、ドレンの使用量が多く、ドレンタンク９内の水位が下限水位より低くなったことが水位検出器(図示せず)によって検出されると、制御部３０は、送水ポンプ１８を駆動して補給水タンク２０からドレンタンク９へ補給水を供給する。
【００４２】
ドレンタンク９はまた、第２減圧弁２１が設置された余剰ドレン回収配管２２によって補給水タンク２０に接続されており、この第２減圧弁２１は、ドレンタンク９内の圧力に応じて開閉され、ドレンの使用量が少なく、ドレンタンク９内の水位が高くなると、この第２減圧弁２１が開かれてドレンタンク９内の余剰ドレンが補給水タンク２０に回収される。なお、第２減圧弁２１に代えてモータバルブを設け、ドレンタンク９内の水位を検出して該モータバルブの開閉を制御するようにしてもよい。
【００４３】
ドレンタンク９内の水位が所定の範囲内にあるときには、上記した補給水の供給も、また、余剰ドレンの回収も、いずれも行わず、回収したドレンをそのままボイラ１ａ〜１ｃへ供給する。
【００４４】
補給水タンク２０は低温の補給水を溜めておくものであるため、開放タンクとすることができる。
【００４５】
この実施形態では、ボイラ１ａ〜１ｃの上流側の給水ライン、例えば、モータバルブ１３ａ〜１３ｃの下流側に、ボイラ１ａ〜１ｃへの給水を排ガスによって予熱するエコノマイザを設置するような場合に、エコノマイザが腐食しないようにするために、次のように構成している。
【００４６】
すなわち、この実施形態では、ドレンタンク９の下流側であって、給水ポンプ１２よりも上流側に、薬注装置２３によって、薬剤の注入を行なうようにしている。この薬剤の注入は、第３逆止弁２４が設置された薬注配管２５を介して行なうようにしている。
【００４７】
薬注装置２３は、給水ポンプ１２の下流側の共通給水配管１０の途中に設置された流量センサ２６の検出出力、すなわち、ボイラ１ａ〜１ｃへの給水量に応じて、薬剤の注入を制御するようにしている。
【００４８】
上述の制御部３０は、薬注した給水が、循環配管１７を介してドレンタンク９へ還流されないように、３台のボイラ１ａ〜１ｃの内の少なくとも１台に給水しているとき、すなわち、流量センサ２６によっていずれかのボイラ１ａ〜１ｃへの給水が検出されて薬注装置２３が薬剤を注入しているときには、循環配管１７に設置された循環用モータバルブ１５を閉じるように制御する。
【００４９】
このようにドレンタンク９の下流側の共通給水配管１０に、薬剤の注入を行うようにしているので、上述の図３のように、高温高圧のドレン給水系統５６と低温低圧の補給水系統５９とを設け、補給水系統５９ａ〜５９ｃに薬剤を注入する場合のように、ボイラへの給水に薬剤が注入されなかったり、あるいは、薬剤の濃度が高濃度になるといったことがなくなり、均一な薬剤濃度でボイラ１ａ〜１ｃへ給水することができる。これによって、ボイラ１ａ〜１ｃへの給水を予熱するエコノマイザを設置したような場合に、エコノマイザが腐食することを防止することができる。
【００５０】
しかも、図３で示す構成ではボイラ５０ａ〜５０ｃ毎に薬注装置６０ａ〜６０ｃを設置していたが、本実施の形態では、そのようにボイラ１ａ〜１ｃ毎に薬注装置を設置する必要がなく、薬注装置２３は単一で済み、コストの削減を図ることができる。
【００５１】
更に、この実施形態では、高圧のドレンを、第１減圧弁８で減圧し、給水ポンプ１２の上流側で薬注するので、薬注装置２３は、常圧用の安価な薬注装置を使用することができる。
【００５２】
この実施形態では、薬注装置２３は、流量センサ２６の検出出力に基づいて、薬剤の注入を行なったけれども、本発明の他の実施形態として、流量センサ２６を省略し、ボイラへ給水するか否かを示す給水信号などに基づいて、薬剤の注入を行なうようにしてもよい。
【００５３】
この実施形態では、第１減圧弁８を設けて高圧のドレンを減圧したけれども、本発明の他の実施形態として、第１減圧弁８を省略して高圧用のドレンタンクにドレンを回収するようにしてもよい。
【００５４】
この実施形態では、給水ポンプ１２よりも上流側に、薬剤を注入したけれども、本発明の他の実施形態として、給水ポンプの下流側に、薬剤を注入するようにしてもよい。
【００５５】
（実施形態２）
図２は、本発明の他の実施形態に係るドレン回収システムの構成を示す図であり、上述の図１に対応する部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５６】
上述の実施形態では、ボイラ１ａ〜１ｃへの給水は、ドレンタンク９からの１系統のみであったけれども、この実施形態では、補給水タンク２０から各ボイラ１ａ〜１ｃへの給水経路３１を設けると共に、この給水経路３１の各ボイラ１ａ〜１ｃへの分岐給水経路３１ａ〜３１ｃに、薬注装置３２ａ〜３２ｃから薬剤の注入をそれぞれ行えるように構成している。
【００５７】
この実施形態によれば、例えば、ドレンタンク９の下流側の給水ポンプ１２が故障したような場合には、ボイラ１ａ〜１ｃのボイラ用給水ポンプ３３ａ〜３３ｃによって補給水タンク２０から各ボイラ１ａ〜１ｃに給水すると共に、薬注装置３２ａ〜３２ｃによって各ボイラ１ａ〜１ｃへの分岐給水経路３１ａ〜３１ｃに薬剤を注入することができる。
【００５８】
その他の構成は、上述の実施形態と同様である。
【００５９】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、クローズド方式のドレン回収システムとして有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１ａ〜１ｃ            ボイラ
６                    負荷機器
８                    第１減圧弁
９                    ドレンタンク
１２                  給水ポンプ
１３ａ〜１３ｃ       モータバルブ
１５                  循環用モータバルブ
１７                  循環配管
２０                  補給水タンク
２３，３２ａ〜３２ｃ  薬注装置
２６                  流量センサ
【図１】
0005454112.tif 000002
【図２】
0005454112.tif 000003
【図３】
0005454112.tif 000004