(57)【要約】【課題】  フラッシュ式脱気装置において、初期給水温度が変化しても適切な予熱を行うことで確実な脱気を行えるようにする。【解決手段】  給水予熱部と脱気槽７を持ち、予熱した給水を脱気槽７でフラッシュさせることで給水中の溶存酸素を除去するようにしたフラッシュ式の脱気装置であって、給水予熱部は排ガスを通す排ガス通路２と、排ガス通路内に排ガス流と交差するように設けた給水予熱流路５からなるフラッシュ式脱気装置において、前記給水予熱流路５の途中から流路を分岐する分岐流路６を複数本設け、給水予熱流路５と各分岐流路６の通水を制御する通水制御装置１２・１３を設けておき、一本の分岐流路６ａを給水取り出し管とし、給水取り出し管よりも給水予熱流路下流側の分岐流路６ｂを脱気水戻し管として、前記分岐流路６ａから給水を取り出して脱気槽７へ送り、脱気槽７で脱気を行った後の脱気水を前記の分岐流路６ｂから給水予熱流路内へ戻す。【選択図】図１
2005140376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水の予熱を行う給水予熱部と、給水予熱部で予熱した給水をフラッシュさせる脱気槽を持ち、予熱した給水を脱気槽でフラッシュさせることで給水中の溶存酸素を除去するようにしたフラッシュ式の脱気装置であって、給水予熱部は排ガスを通す排ガス通路と、排ガス通路内に排ガス流と交差するように設けた給水予熱流路からなるフラッシュ式脱気装置において、前記給水予熱流路の途中から流路を分岐する分岐流路を複数本設け、給水予熱流路と各分岐流路の通水を制御する通水制御装置を設けておき、分岐流路の一本を給水取り出し管とし、給水取り出し管よりも給水予熱流路下流側の分岐流路を脱気水戻し管として、前記給水取り出し管から給水を取り出して脱気槽へ送り、脱気槽で脱気を行った後の脱気水を前記の脱気水戻し管から給水予熱流路内へ戻すようにしたことを特徴とするフラッシュ式脱気装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフラッシュ式脱気装置において、給水温度を検出する給水温度検出装置を設けておき、検出した給水温度に基づいて、給水予熱流路から給水を取り出す給水取り出し管の選択を行うことを特徴とするフラッシュ式脱気装置。
【請求項３】
請求項２に記載のフラッシュ式脱気装置において、排ガス通路内を通る排ガス量を検出する排ガス量検出装置を設けておき、検出した給水温度と排ガス量に基づいて、給水予熱流路から給水を取り出す給水取り出し管の選択を行うことを特徴とするフラッシュ式脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温の排ガスと熱交換することで給水を予熱してフラッシュ脱気を行い、その後に排ガスと熱交換することで脱気水を再度予熱するフラッシュ式脱気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラに供給する水は、溶存酸素を含んでいるとボイラ内で腐食を招くため、溶存酸素を除去した脱気水を供給するようにしている。溶存酸素を除去する脱気装置としては様々なものが知られており、特開平１１−３３７００９号公報に記載しているようなフラッシュ式脱気装置も知られていた。フラッシュ式脱気装置は、予熱して圧力の上昇した給水を脱気槽へ噴射する際に、圧力低下によって給水をフラッシュさせ、溶存酸素を分離して排出することで脱気水を取り出すものである。給水の予熱は、高温の排ガスを通す排ガス通路内に排ガスの流れと交差する一続きの給水予熱流路を形成しておき、給水予熱流路に給水を送り込むことで行える。特開平１１−３３７００９号の場合、給水は予熱器で予熱して脱気器で減圧することによって脱気し、低圧節炭器及び低圧蒸発器へは脱気水を供給している。
【０００３】
フラッシュ式脱気を行う場合、脱気槽に達した給水の温度が所定の値になっていることが絶対の条件となる。ところが季節変化やドレン回収の有無などによって給水の初期温度が大きく変化するシステムの場合、給水初期温度の変化によって脱気槽に達する時点での給水温度が変化することになり、脱気槽に達した時点での給水温度が低いと必要な脱気を行うことができなくなるという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３７００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、フラッシュ式脱気装置において、初期給水温度が変化しても適切な予熱を行うことで確実な脱気を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、給水の予熱を行う給水予熱部と、給水予熱部で予熱した給水をフラッシュさせる脱気槽を持ち、予熱した給水を脱気槽でフラッシュさせることで給水中の溶存酸素を除去するようにしたフラッシュ式の脱気装置であって、給水予熱部は排ガスを通す排ガス通路と、排ガス通路内に排ガス流と交差するように設けた給水予熱流路からなるフラッシュ式脱気装置において、前記給水予熱流路の途中から流路を分岐する分岐流路を複数本設け、給水予熱流路と各分岐流路の通水を制御する通水制御装置を設けておき、分岐流路の一本を給水取り出し管とし、給水取り出し管よりも給水予熱流路下流側の分岐流路を脱気水戻し管として、前記給水取り出し管から給水を取り出して脱気槽へ送り、脱気槽で脱気を行った後の脱気水を前記の脱気水戻し管から給水予熱流路内へ戻すようにしたことを特徴とするフラッシュ式脱気装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記のフラッシュ式脱気装置において、給水温度を検出する給水温度検出装置を設けておき、検出した給水温度に基づいて、給水予熱流路から給水を取り出す給水取り出し管の選択を行うことを特徴とするフラッシュ式脱気装置である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記のフラッシュ式脱気装置において、排ガス通路内を通る排ガス量を検出する排ガス量検出装置を設けておき、検出した給水温度と排ガス量に基づいて、給水予熱流路から給水を取り出す給水取り出し管の選択を行うことを特徴とするフラッシュ式脱気装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明を実施することで、初期給水温度が変化しても適切な予熱を行うことができ、確実に脱気を行うことができるようになる。また、脱気後の予熱量を可能な限り多くすることができ、脱気後により高い温度まで予熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図はボイラへの給水をフラッシュ式脱気装置で脱気している場合の給水フローを示したものである。図１は初期給水温度が高い場合の給水フロー図、図２は初期給水温度が低い場合の給水フロー図であり、図３は第２の実施例に関する給水フロー図である。
【００１１】
第１の実施例を図１及び図２に基づいて説明する。フラッシュ式脱気装置は、給水を予熱する給水予熱部と、予熱した給水をフラッシュさせて脱気する脱気部からなる。ボイラ１への給水は、給水タンク１０にためておいた給水を給水予熱部で予熱し、脱気槽７でフラッシュ脱気を行い、その後に再度予熱してボイラ１へ供給するようにしている。給水予熱部は、エンジン１６からの排ガスを通す排ガス通路２と、排ガス通路２内に排ガス流と交差するように設けた複数の伝熱管３Ａ〜３Ｈからなり、複数の伝熱管３Ａ〜３Ｈを直列に接続することで、伝熱管を一続きとして給水予熱流路５を形成している。
【００１２】
一続きとした給水予熱流路５には、途中で分岐する分岐流路６を複数本設けておく。伝熱管３Ｄと伝熱管３Ｅの間に分岐流路６ａと分岐流路６ｂを設け、伝熱管３Ｆと伝熱管３Ｇの間には分岐流路６ｃと分岐流路６ｄを設けておき、分岐流路６ａと分岐流路６ｃは脱気槽７内の上部に設けた噴射ノズル８と接続し、分岐流路６ｂと分岐流路６ｄは脱気槽７からの脱気水を取り出す脱気水配管１５と接続している。分岐流路６ａ及び分岐流路６ｂの通水を制御することと、伝熱管３Ｄから直接伝熱管３Ｅへ送るバイパス路の通水制御を行う第一通水制御装置１２を設け、さらに、分岐流路６ｃ及び分岐流路６ｄの通水制御と、伝熱管３Ｆから直接伝熱管３Ｇへ送るバイパス路の通水制御を行う第二通水制御装置１３を設ける。
【００１３】
第一通水制御装置１２及び第二通水制御装置１３は運転制御装置１４と接続しておき、運転制御装置１４からの指令に基づいて第一通水制御装置１２及び第二通水制御装置１３の操作を行うことで、分岐流路６への通水を制御する。第一通水制御装置１２及び第二通水制御装置１３による通水の制御は、分岐流路６との通水を可能とした場合にはバイパス側の通水を遮断し、分岐流路６との通水を遮断した場合にはバイパス側の通水を可能とする。また、第一通水制御装置１２側で分岐流路６との通水を可能とした場合には、第二通水制御装置１３側で分岐流路６との通水を遮断し、逆に、第一通水制御装置１２側で分岐流路６との通水を遮断した場合には、第二通水制御装置１３側で分岐流路６との通水を可能とする。
【００１４】
給水予熱流路５へ送る給水は給水タンク１０にためておき、給水タンク１０と給水予熱流路５の間に設けた給水ポンプ４を作動することで給水タンク１０内の給水を給水予熱流路５へ送り込む。給水タンク１０には給水の温度を検出する給水温度検出装置１１を設け、給水温度検出装置１１は運転制御装置１４と接続しておき、給水温度検出装置１１で検出した給水温度を運転制御装置１４へ出力するようにしておく。運転制御装置１４は、検出した給水温度に基づき、給水予熱流路５から給水を取り出す給水取り出し管と、脱気槽７からの脱気水を給水予熱流路５へ戻す脱気水戻し管を選択する。給水温度が所定値Ｔより高かった場合には、上流側の分岐流路６を通じて給水取り出し及び脱気水戻しを行い、給水温度が所定値Ｔより低かった場合には、下流側の分岐流路６を通じて給水取り出し及び脱気水戻しを行う。
【００１５】
まず、給水タンク１０の給水温度が高い場合の給水フローを図１に基づいて説明する。運転制御装置１４は、給水温度検出装置１１で検出した給水タンク１０における給水温度を取り込み、給水温度に基づいて給水フローを決定する。給水温度検出装置１１で検出した給水の初期温度が所定値Ｔより高かった場合、運転制御装置１４は、上流側である分岐流路６ａを給水取り出し管、６ｂを脱気水戻し管とし、第一通水制御装置１２の分岐流路６側の流路を開き、バイパス側の流路を閉じる操作を行い、第二通水制御装置１３は分岐流路６側の流路を閉じ、バイパス側の流路を開く操作を行っておく。
【００１６】
給水ポンプ４を作動すると、給水タンク１０内の水は給水予熱流路５へ向かって流れる。給水予熱流路５に達した給水は、伝熱管３Ａから伝熱管３Ｄへ向けて順番に流れながら排ガス通路２内を流れる排ガスと熱交換を行うことで温度を上昇させていき、伝熱管３Ｄから第一通水制御装置１２へ入る。第一通水制御装置１２では、分岐流路６側の流路を開き、バイパス側の流路を閉じているため、伝熱管３Ｄから第一通水制御装置１２内へ入った給水は分岐流路６ａへ入り、分岐流路６ａを通って脱気槽７の噴射ノズル８へと向かう。伝熱管３Ａから伝熱管３Ｄを通すことで予熱を行い、給水温度を１００℃よりも高い温度（例えば１１０℃）まで高めておいて脱気槽７で減圧すると、フラッシュ現象によって溶存酸素が分離し、分離した酸素を脱気槽７から排気することで、脱気槽７内には脱気水がたまる。脱気水ポンプ９を作動すると、脱気水は第一通水制御装置１２と分岐流路６ｂを通り、給水予熱流路５の伝熱管３Ｅへ向かう。その後、脱気水は伝熱管３Ｆを通って第二通水制御装置１３へ達するが、第二通水制御装置１３では分岐流路６側の流路を閉じているため、分岐流路６側へは向かわずにそのまま第二通水制御装置１３を通過して伝熱管３Ｇへ入り、伝熱管３Ｈを通ってボイラ１へ給水される。脱気水は伝熱管３Ｅから伝熱管３Ｈを通る際に、排ガス通路２内を流れる排ガスと熱交換を行うことで温度を上昇させておき、ボイラ１へは十分に予熱を行った脱気水を供給する。
【００１７】
次に給水タンク１０の給水温度が低い場合の給水フローを図２に基づいて説明する。運転制御装置１４は、給水温度検出装置１１で検出した給水タンク１０における給水温度を取り込み、給水温度に基づいて給水フローを決定する。給水温度検出装置１１で検出した給水の初期温度が所定値Ｔより低かった場合、運転制御装置１４は、下流側である分岐流路６ｃを給水取り出し管、分岐流路６ｄを脱気水戻し管とし、第一通水制御装置１２の分岐流路６側の流路を閉じ、バイパス側の流路を開く操作を行い、第二通水制御装置１３は分岐流路６側の流路を開き、バイパス側の流路を閉じる操作を行っておく。
【００１８】
給水ポンプ４を作動すると、給水タンク１０内の水は給水予熱流路５へ向かって流れる。給水予熱流路５に達した給水は、伝熱管３Ａから伝熱管３Ｄへ向けて順番に流れながら排ガス通路２内を流れる排ガスと熱交換を行うことで温度を上昇させていき、伝熱管３Ｄから第一通水制御装置１２へ入る。第一通水制御装置１２では、分岐流路６側の流路を閉じ、バイパス側の流路を開いているため、伝熱管３Ｄから第一通水制御装置１２内へ入った給水は、分岐流路６側へは向かわずにそのまま第一通水制御装置１２を通過して伝熱管３Ｅへ入り、さらに伝熱管３Ｆから第二通水制御装置１３に達する。第二通水制御装置１３では、分岐流路６側の流路を開き、バイパス側の流路を閉じているため、給水は伝熱管３Ｆから分岐流路６ｃへと入り、分岐流路６ｃを通って脱気槽７の噴射ノズル８へと向かう。伝熱管３Ａから伝熱管３Ｆを通すことで十分に予熱を行い、給水温度を１００℃よりも高めておいて脱気槽７で減圧すると、フラッシュ現象によって溶存酸素が分離し、分離した酸素を脱気槽７から排気することで、脱気槽７内には脱気水がたまる。脱気水ポンプ９を作動すると、脱気水は第二通水制御装置１３と分岐流路６ｄを通り、給水予熱流路５の伝熱管３Ｇへ向かう。その後、脱気水は伝熱管３Ｈを通ってボイラ１へ給水される。脱気水は伝熱管３Ｇと伝熱管３Ｈを通る際に、排ガス通路２内を流れる排ガスと熱交換を行うことで温度を上昇させておき、ボイラ１へは予熱を行った脱気水を供給する。
【００１９】
給水タンク１０での給水温度が高い場合、フラッシュ脱気に必要な温度まで上昇させるのに要する熱量が少ないため、脱気前の予熱時に通す給水予熱流路５の長さを短くすることができる。脱気前の給水予熱流路５の長さを短くし、その分脱気後に通す給水予熱流路５の長さを長くすれば、ボイラ１に入る給水の温度をより高くすることができ、ボイラ１の効率を高くすることができる。また、給水タンク１０での給水温度が低い場合、フラッシュ脱気に必要な温度まで上昇させるのに要する熱量が多くなるが、脱気前の予熱時に通す給水予熱流路５の長さを長くすることで給水温度を必要な温度まで高めることができる。給水温度に基づいて給水予熱流路５から給水を取り出す位置を決定するようにしておくことで、給水温度が変化したとしても、フラッシュ脱気に必要な温度まで予熱することができ、かつ脱気後の予熱量を可能な限り多くすることができるようになる。
【００２０】
図３は、給水温度と排ガス量に基づいて、給水予熱流路から給水を取り出す給水取り出し管と、脱気水を給水予熱流路へ戻す脱気水戻し管の選択を行う第２の実施例に関するものである。基本的には第１の実施例と同じであるため、重複する説明は省略する。第１の実施例との違いは、排ガス量の変動を加味して制御を行う点にあり、運転制御装置１４はエンジンの負荷に応じて給水の取り出し位置を定める給水温度の所定値Ｔを変更するようにしている。
【００２１】
排ガス通路２内を流れる排ガス量は、エンジン１６の負荷に応じて変動するため、エンジン１６の負荷を検出する装置が排ガス量検出装置に該当する。エンジン負荷が高いために排ガスの流量が多い場合には給水予熱流路５での温度上昇量が大きくなり、エンジン負荷が低いために排ガスの流量が少ない場合には給水予熱流路５での温度上昇量が小さくなる。そのため、運転制御装置１４はエンジン１６の負荷を検出することで排ガス通路内を通る排ガス量を検出するようにしておき、エンジン負荷の高い場合には前記所定値Ｔを低い値とし、エンジン負荷の低い場合には前記所定値Ｔを高い値とする。
【００２２】
例えば、エンジン負荷が高い場合の所定値Ｔは７０℃、エンジン負荷の低い場合の所定値Ｔは８０℃としており、給水タンク１０での給水温度が７５℃であったとする。この場合、エンジン負荷が高ければ所定値Ｔとして７０℃を採用し、エンジン負荷が低ければ所定値Ｔとして８０℃を採用することになるため、給水温度が同じ７５℃であっても、エンジン負荷の高い場合には上流側である分岐流路６ａを給水取り出し管とし、エンジン負荷の低い場合には下流側である分岐流路６ｃを給水取り出し管とする。
【００２３】
エンジン負荷が高いために給水取り出し管を分岐流路６ａとした場合、脱気前の予熱は伝熱管３Ａから伝熱管３Ｄまでであって流路の長さは短くなる。しかしこの場合、排ガス量が多いために短い距離でも必要な温度まで加熱することができ、フラッシュ脱気に必要な温度まで加熱することができる。逆に、エンジン負荷が低いために給水取り出し管を分岐流路６ｃとした場合、脱気前の予熱は伝熱管３Ａから伝熱管３Ｆまでであって流路の長さは長くなる。この場合は、排ガス量が少ないために給水温度が上昇しにくくなるが、脱気前の予熱を行う流路を長くすることによって、フラッシュ脱気に必要な温度まで加熱した給水を脱気槽７へ供給することができる。
【００２４】
なお、説明した実施例では給水タンク１０に給水温度検出装置１１を設けておき、給水タンク１０での給水温度に基づいて給水の取り出し位置を決定するようにしているが、伝熱管３内を流れる給水の温度を検出するようにしておき、伝熱管３内給水温度に基づいて給水の取り出し位置を決定するようにしても良い。また、実施例では説明を簡略にするために伝熱管３の設置数を少なくしているが、実際の給水予熱流路５はもっと多数の伝熱管３を用いるため、通水制御装置はもっと多く設置することができ、給水温度に応じて給水取り出し位置を細かく設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施例における初期給水温度が高い場合の給水フロー図
【図２】本発明の第１の実施例における初期給水温度が低い場合の給水フロー図
【図３】本発明の第２の実施例における給水フロー図
【符号の説明】
【００２６】
１  ボイラ        
２  排ガス通路      
３  伝熱管（Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄ・Ｅ・Ｆ・Ｇ・Ｈ）        
４  給水ポンプ      
５  給水予熱流路            
６  分岐流路（ａ・ｂ・ｃ・ｄ）        
７  脱気槽
８  噴射ノズル
９  脱気水ポンプ
１０  給水タンク
１１  給水温度検出装置                           
１２  第一通水制御装置
１３  第二通水制御装置
１４  運転制御装置
１５  脱気水配管      
１６  エンジン
【図１】
2005140376.tif 000003
【図２】
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【図３】
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