(57)【要約】【課題】冷温水機の停止中に、機内の圧力上昇を抑え、冷却水が使用できないときにも利用できる排ガス投入型吸収冷温水機の保安方法を提供する。【解決手段】高温再生器にバーナーファン６を備え、排ガス再生器ＧＸを備えた排ガス投入型吸収冷温水機において、前記ＧＸへの排ガス流路１には、流入する排ガスを切替えるダンパー２を有し、前記ＧＸには、吸収溶液温度又は圧力の検出装置４を設け、前記冷温水機が運転停止中には、前記２を切替えて排ガスを外部に放出し、前記検出した温度又は圧力が、第一の設定値以上になると、溶液ポンプを強制的に運転させ、また、前記検出した温度又は圧力が、上昇して第二の設定値以上になると前記６を強制的に運転させ、更に前記検出した温度又は圧力が更に上昇して、第三の設定値以上になると前記熱源となると排ガス発生源の装置を停止させる制御をすることとしたものである。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、これらの機器を接続する溶液流路と冷媒流路、これらの補機となる溶液ポンプ及び前記高温再生器にバーナーとバーナーファン、更に、排ガスを熱源とする排ガス高温再生器と排ガス低温再生器の両者又は一方を備えた排ガス投入型吸収冷温水機において、前記排ガス再生器に排ガスを流入する経路には、流入する排ガス流路を切替えるダンパーを有し、前記排ガス再生器には、吸収溶液温度あるいは圧力を検出する検出装置を設け、前記吸収冷温水機が運転停止中には、前記ダンパーを切替えて排ガスを排ガス再生器からバイパスさせて外部に放出すると共に、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が、第一の設定値以上になった場合には、前記溶液ポンプを強制的に運転させ、また、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が上昇して、第二の設定値以上になった場合には、前記バーナーファンを強制的に運転させ、更に、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が更に上昇して、第三の設定値以上になった場合には、前記熱源となる排ガス発生源の装置を停止、あるいは該装置に対する停止信号を出すように制御することを特徴とする排ガス投入型吸収冷温水機の保安方法。
【請求項２】
高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、これらの機器を接続する溶液流路と冷媒流路、これらの補機となる溶液ポンプと冷却水ポンプ及び前記高温再生器にバーナーとバーナーファン、更に、排ガスを熱源とする排ガス高温再生器と排ガス低温再生器の両者又は一方を備えた排ガス投入型吸収冷温水機において、前記排ガス再生器に排ガスを流入する経路には、流入する排ガス流路を切替えるダンパーを有し、前記排ガス再生器には、吸収溶液温度あるいは圧力を検出する検出装置を設け、前記吸収冷温水機が運転停止中には、前記ダンパーを切替えて排ガスを排ガス再生器からバイパスさせて外部に放出すると共に、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が、第一の設定値以上になった場合には、前記溶液ポンプを強制的に運転させ、また、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が上昇して、第二の設定値以上になった場合には、前記バーナーファンを強制的に運転させ、更に、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が上昇して、第三の設定値以上になった場合には、冷却水ポンプを強制的に運転させ、また、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が更に上昇して、第四の設定値以上になった場合には、前記熱源となる排ガス発生源の装置を停止、あるいは該装置に対する停止信号を出すように制御することを特徴とする排ガス投入型吸収冷温水機の保安方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス投入型吸収冷温水機に係り、特にガスタービン等の外部からの高温排ガスを吸収冷温水機の熱源として有効利用し、熱源が不足するときには燃料で熱源をバックアップできるようにした排ガス駆動吸収冷温水機の保安方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排ガスの発生源となるガスタービンが駆動中、冷房負荷あるいは暖房負荷が無い場合は、排ガスを吸収冷温水機に導入するのを止め、外部に排出あるいは冷温水機をバイパスさせる。
この排ガスの流れを調節するダンパは、容量調節のためのガス導入量の調節、無負荷時の排ガス遮断を行う。ガスは比容積が大きく、このダンパは、通常の水あるいは蒸気などの弁に比較し、極端に大きくなり、遮断性能（漏れを無くす）はあまり高くできないのが一般的であり、また全閉したときにゴミあるいはサビなどの噛み込みも生じることがあり、高温排ガスが冷温水機の排ガス再生器機部に漏れ込んでくることも少なくない。この漏れ込みにより、運転停止中の冷温水機の温度が上昇し、圧力が上昇、そのまま放置すれば、冷温水機の破壊に至ることになる。
従来、排ガス駆動冷温水機の停止中に、冷温水機内の圧力あるいは温度が上昇した場合、冷却水ポンプを起動し、冷温水機に冷却水を流して、冷温水機の熱を冷却塔に放出し、停止中の冷温水機の圧力上昇を抑える方式が採用されている。この方式は、冬季、冷却水系の凍結防止で冷却水を抜いている時は、利用できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、排ガス駆動冷温水機の停止中に、冷温水機内の圧力あるいは温度が上昇した場合に、冷温水機の圧力上昇を抑え、しかも、冬季の冷却水が使用できないときにも利用できる排ガス投入型吸収冷温水機の保安方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、高温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、これらの機器を接続する溶液流路と冷媒流路、これらの補機となる溶液ポンプ及び前記高温再生器にバーナーとバーナーファン、更に、排ガスを熱源とする排ガス高温再生器と排ガス低温再生器の両者又は一方を備えた排ガス投入型吸収冷温水機において、前記排ガス再生器に排ガスを流入する経路には、流入する排ガス流路を切替えるダンパーを有し、前記排ガス再生器には、吸収溶液温度あるいは圧力を検出する検出装置を設け、前記吸収冷温水機が運転停止中には、前記ダンパーを切替えて排ガスを排ガス再生器からバイパスさせて外部に放出すると共に、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が、第一の設定値以上になった場合には、前記溶液ポンプを強制的に運転させ、また、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が上昇して、第二の設定値以上になった場合には、前記バーナーファンを強制的に運転させ、更に、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が更に上昇して、第三の設定値以上になった場合には、前記熱源となる排ガス発生源の装置を停止、あるいは該装置に対する停止信号を出すように制御することを特徴とする排ガス投入型吸収冷温水機の保安方法としたものである。
【０００５】
また、本発明では、高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、これらの機器を接続する溶液流路と冷媒流路、これらの補機となる溶液ポンプと冷却水ポンプ及び前記高温再生器にバーナーとバーナーファン、更に、排ガスを熱源とする排ガス高温再生器と排ガス低温再生器の両者又は一方を備えた排ガス投入型吸収冷温水機において、前記排ガス再生器に排ガスを流入する経路には、流入する排ガス流路を切替えるダンパーを有し、前記排ガス再生器には、吸収溶液温度あるいは圧力を検出する検出装置を設け、前記吸収冷温水機が運転停止中には、前記ダンパーを切替えて排ガスを排ガス再生器からバイパスさせて外部に放出すると共に、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が、第一の設定値以上になった場合には、前記溶液ポンプを強制的に運転させ、また、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が上昇して、第二の設定値以上になった場合には、前記バーナーファンを強制的に運転させ、更に、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が上昇して、第三の設定値以上になった場合には、冷却水ポンプを強制的に運転させ、また、前記検出した吸収溶液温度あるいは圧力が更に上昇して、第四の設定値以上になった場合には、前記熱源となる排ガス発生源の装置を停止、あるいは該装置に対する停止信号を出すように制御することを特徴とする排ガス投入型吸収冷温水機の保安方法としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を、図１の本発明に用いる吸収冷温水機のフロー構成図を用いて説明する。
図１において、Ａは吸収器、Ｇは低温再生器、ＧＨは高温再生器、ＧＨＸは排ガス高温再生器、ＧＬＸは排ガス低温再生器、Ｃは凝縮器、Ｅは蒸発器、Ｘは低温熱交換器、ＸＨは高温熱交換器、ＳＰは溶液ポンプ、ＲＰは冷媒ポンプ、１は高温排ガス流路、２は切替ダンパー、３は切替流路、４は検出装置、５はバーナー、６はバーナーファン、７は燃料供給路、８は冷却水流路、９は冷却水ポンプ、１１〜１７は溶液流路、１８〜２２は冷媒流路である。
このように、本発明では、吸収器Ａ、蒸発器Ｅ、低温再生器Ｇ、凝縮器Ｃを一つの角型缶胴に収め、この缶胴とは別に、高温排ガスを熱源とする排ガス高温再生器ＧＨＸと排ガス低温再生器ＧＬＸ及び燃料を熱源とする高温再生器ＧＨと溶液熱交換器ＸＨ、Ｘが配備されている。そして、この缶胴の吸収器Ａ及び低温再生器Ｇと、排ガス高温再生器ＧＨＸ、排ガス低温再生器ＧＬＸ及び高温再生器ＧＨとは溶液流路１１〜１７及び冷媒流路２０〜２２でそれぞれ接続されている。
【０００７】
図１は、吸収器Ａからの希溶液を、低温熱交換器Ｘの被加熱側を出た後で、
流路１１から分岐して、流路１６から排ガス低温再生器ＧＬＸに導入する分岐フローの例である。
図１では、溶液流路は、吸収器Ａから流路１１、低温熱交換器Ｘ、高温熱交換器ＸＨの被加熱側を通り、排ガス高温再生器ＧＨＸに導入され、濃溶液が流路１２から高温熱交換器ＸＨの加熱側を通り、低温再生器Ｇに導き濃縮される。
低温熱交換器Ｘの被加熱側を通った希溶液の一部を分岐して、流路１６から排ガス低温再生器ＧＬＸに導入し、そこで濃縮した濃溶液は流路１７を通り、流路１３を通ってくる低温再生器Ｇからの濃溶液と合流して、流路１４から低温熱交換器Ｘの加熱側を通り、吸収器Ａに導入する。
また、熱源となる排熱が不足しているとき、流路１２’で溶液を、排ガス高温再生器ＧＨＸから高温再生器ＧＨに送り込み、ここで燃焼熱で溶液を加熱濃縮している。
【０００８】
図１の吸収冷温水機において、吸収冷温水機停止時には、ガスタービン等の排ガス発生源と排ガス高温再生器ＧＨＸを連絡する排ガス流路１中に設けられた切替ダンパー２を全閉として、切替流路３側から排ガスを外気へ放出する。
本発明の吸収冷温水機で採用する前記ダンパー２は、形状及び材質に細心の注意を払い、全閉時の漏洩量を全開時Ｃｖ値の０．５％以下に抑えることを可能とした。
そのため、数時間から１日程度、吸収冷温水機を停止させた場合でも、ダンパー２から排ガス再生器ＧＨＸに漏洩する微量な排ガスによる吸収溶液の温度上昇は、概算でわずか数℃と見積もられる。
ただし、連休など長期間、吸収冷温水機を停止させておく場合は、極微量ながらも漏洩する前記排ガスの影響により、排ガス高温再生器ＧＨＸ及び連続して接続される排ガス低温再生器ＧＬＸ内の吸収溶液が加熱濃縮される可能性がある。
【０００９】
このため、本発明では、排ガス高温再生器内に吸収溶液温度あるいは圧力の上昇を検知する検出装置４を設ける。そして、ダンパー２が全閉にも拘らず、排ガス高温再生器内の吸収溶液の温度あるいは圧力が上昇して、第一の設定値を越えた場合、検出装置４でその状態を検知し、溶液ポンプＳＰを強制的に運転させる。
すなわち、加熱されて吸収溶液から冷媒蒸気が発生し、低温再生器Ｇ、凝縮器Ｃへ移動するため、排ガス高温再生器ＧＨＸ及び排ガス低温再生器ＧＬＸ内の吸収溶液濃度が上昇するので、濃度上昇による結晶防止のため、溶液ポンプＳＰを運転させて、吸収溶液を排ガス高温再生器ＧＨＸ、排ガス低温再生器ＧＬＸ、低温再生器Ｇ、吸収器Ａ間で循環させて、吸収溶液濃度の均一化を図る。
なお、圧力の検出位置は、排ガス高温再生器ＧＨＸの蒸気系とつながっている機器、配管中でも差し支えない。
【００１０】
溶液ポンプＳＰを運転させたにも拘らず、検出装置４で検知した吸収溶液の温度あるいは圧力が上昇し、第二の設定値を越えた場合は、高温再生器ＧＨの燃料供給路７に配備したバーナーファン６を作動させて、溶液ポンプＳＰにより循環させている吸収溶液を、高温再生器の伝熱管で冷却（空冷）させる。それにより、排ガス再生器にも冷却された溶液が入り、温度上昇、圧力上昇が抑えられる。
さらに、溶液ポンプＳＰ及びバーナーファン６を作動させても、検出装置４で検知する吸収溶液の温度あるいは圧力が上昇し、第三の設定値を越えた場合は、冷却水ポンプ８が起動できる状態であれば、冷却水ポンプ８を強制的に運転させて、循環している吸収溶液を冷却（水冷）させる。
なお、冷却塔などは、冬期、凍結対策で水を抜いていることが多く、このときは、冷却水ポンプは運転不可である。冷却水ポンプを運転するには冷却水があることを確認する必要がある。
【００１１】
下記のような方法で確認する。
（１）冷温水機が「冷房モード」で停止している。
冷房運転時には、冷却水ポンプを運転するので、そのモードになっていれば、冷却水ポンプは運転できるはずと判断。
（２）冷却塔に冷却水が保有されていることを、レベルセンサーで確認。
（３）冷却水配管に水が保有されていることを、配管に設けた導電センサー等で確認。
そして、冷却水ポンプ９が運転できない場合、又は、冷却水ポンプ９を運転したにも拘らず、検出装置４で検知した吸収溶液の温度あるいは圧力が上昇し、第四の設定値を越えた場合は、排ガス発生源へ緊急停止信号を出力し、排ガス発生源になる装置の運転を停止させる。
【００１２】
吸収冷温水機を運転から停止にするとき、冷房サイクル時には冷媒を溶液循環系に戻しながら、溶液を循環冷却し、暖房サイクル時には、溶液を循環しながら冷媒蒸気をフラッシュさせて、その蒸気を蒸発器温水に凝縮させて、溶液を冷却していくのが一般的であり、停止のタイミングは、高温再生器の溶液温度が、例えば８０℃以下になって停止動作完了とする。
停止完了後の本発明の保安動作の設定値は、例えば、温度で設定する場合には、第一設定値：９０℃、第二設定値：９５℃、冷却水運転の設定値：１００℃、排ガス発生源停止の設定値：１０５℃などとし、圧力（絶対圧力）で設定する
場合は、例えば、第一設定値：２０ｋＰａ、第二設定値：２５ｋＰａ、冷却水運転の設定値：３０ｋＰａ、排ガス発生源停止の設定値：３５ｋＰａなどとする。
また、停止時間が長く、一度温度が低下した場合、例えば、４５℃以下になった場合、その後の保安動作は、設定値を変更し、第一設定値：５０℃、第二設定値：５５℃、冷却水運転の設定値：６０℃、排ガス発生源装置停止も設定はそのままとし、１０５℃などとする。
停止後の時間数で、設定値を変更してもよく、例えば、第一設定値、第二設定値、冷却水運転の設定値を、９時間後までは、１時間あたり５℃低下させて行くなどとしてもよい。
【００１３】
前記排ガス発生源緊急停止は、前記の排ガス微量漏洩とは別に、ダンパー自体の故障による排ガス流路切替（再生器バイパス側）が不可能となった場合の、緊急停止策としても用いられる。
吸収冷温水機に異常が発生した場合、その加熱源を遮断、停止させることが本来望ましいが、本発明の吸収冷温水機の加熱源となる排ガス発生源の装置（ガスタービン）は、発電等の用途として使用されるため、安易かつ頻繁に停止させることはできない。
従って、排ガス発生源の運転停止は前記した各種の回避運転によっても、高温再生器内の吸収溶液温度あるいは圧力の上昇が止まらない場合の最終保護動作と位置づける。
【００１４】
図１では、分岐フローの例を示したが、二重効用サイクルは、シリーズフロー、リバースフロー、パラレルフロー等、多種多様なフローがあり、本発明は、これらフローに拘らず適用できる。
また、冷温水機に対する排ガスの役目は、下記のような見方があるが、冷温水機のサイクルフローは同じである。
（１）排ガス主体で運転し、燃料でバックアップする。
排ガスだけでの運転では、冷温水出力が不足するとき、高温再生器のバ
ーナーで燃料を燃焼させて、溶液の加熱濃縮を行うことができる。
（２）燃料主体で運転し、排ガス投入により、必要燃料を節約する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、冬季の冷却水が利用できないときでも、既存の溶液ポンプ、バーナーファンを運転して排ガス高温再生器の吸収溶液を冷却することができ、冷温水機の停止中に、冷温水機内の圧力あるいは温度が上昇した場合に、圧力上昇を抑えることができた。
また、排ガス発生源である装置の停止動作は、前記した各種の上昇回避動作の最後手段として行っているため、排ガス発生源の装置の停止はほとんど行う必要がなく、排ガス発生源の装置の安定運用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる吸収冷温水機の一例を示すフロー構成図。。
【符号の説明】
Ａ：吸収器、Ｇ：低温再生器、ＧＨ：高温再生器、ＧＨＸ：排ガス高温再生器、ＧＬＸ：排ガス低温再生器、Ｃ：凝縮器、Ｅ：蒸発器、Ｘ：低温熱交換器、ＸＨ：高温熱交換器、ＳＰ：溶液ポンプ、ＲＰ：冷媒ポンプ、１：高温排ガス流路、２：切替ダンパー、３：切替流路、４：検出装置、５：バーナー、６：バーナーファン、７：燃料供給路、８：冷却水流路、９：冷却水ポンプ、１１〜１７：溶液流路、１８〜２２：冷媒流路
【図１】
2004036963.tif 000003