(57)【要約】【課題】蒸気発生装置と、その蒸気発生装置によって生成される蒸気を熱源として用いる負荷機器とを備える蒸気利用システムにおいて、負荷機器から生じるドレンから効率良く熱回収を行う。【解決手段】吸収式冷凍機１０に蒸気を供給する蒸気供給ラインＬ１と、吸収式冷凍機１０で使用された蒸気から生じたドレンから低圧蒸気を発生させる低圧蒸気発生装置３０と、吸収式冷凍機１０と低圧蒸気発生装置３０とを接続するドレン回収ラインＬ２と、低圧蒸気発生装置３０で発生した低圧蒸気を蒸気供給ラインＬ１に供給する低圧蒸気供給ラインＬ４と、ドレン回収ラインＬ２に配置され低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量を調整するドレン流量調整弁Ｍ２と、吸収式冷凍機１０の要求負荷に基いてドレン流量調整弁Ｍ２を制御するドレン弁制御部７３と、を備える蒸気利用システム１。【選択図】図１
2016031216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷機器に蒸気を供給する蒸気供給ラインと、
前記負荷機器で使用された蒸気から生じたドレンを回収すると共に、該ドレンから低圧蒸気を発生させる低圧蒸気発生装置と、
前記負荷機器と前記低圧蒸気発生装置とを接続するドレン回収ラインと、
前記低圧蒸気発生装置で発生した低圧蒸気を前記蒸気供給ラインに供給する低圧蒸気供給ラインと、
前記ドレン回収ラインに配置され前記低圧蒸気発生装置に導入されるドレンの量を調整するドレン流量調整弁と、
前記負荷機器の要求負荷に基いて前記ドレン流量調整弁を制御するドレン弁制御部と、を備える蒸気利用システム。
【請求項２】
前記低圧蒸気供給ラインを流通する低圧蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置を更に備える請求項１に記載の蒸気利用システム。
【請求項３】
蒸気供給ラインを流通する蒸気の圧力を検出する第１蒸気圧センサを更に備え、
前記ドレン弁制御部は、前記第１蒸気圧センサにより検出される蒸気の圧力に基いて前記ドレン流量調整弁を制御する請求項１又は２に記載の蒸気利用システム。
【請求項４】
前記蒸気供給ラインにおける前記負荷機器の近傍に配置され該負荷機器に導入される蒸気の流量を調整する蒸気流量調整弁と、
前記蒸気供給ラインにおける前記蒸気流量調整弁の下流側に配置される第２蒸気圧センサと、
前記負荷機器の要求負荷に応じて前記蒸気流量調整弁を制御する蒸気弁制御部と、を更に備え、
前記ドレン弁制御部は、前記第２蒸気圧センサにより検出される蒸気の圧力に基いて前記ドレン流量調整弁を制御する請求項１又は２に記載の蒸気利用システム。
【請求項５】
上流側が前記ドレン回収ラインにおける前記ドレン流量調整弁よりも上流側に接続され該ドレン回収ラインを流通するドレンをバイパスさせるドレンバイパスラインを更に備える請求項１〜４のいずれかに記載の蒸気利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気利用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸収式冷凍機等の負荷機器において、ボイラによって生成される蒸気が熱源として用いられる場合がある（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２０１３−１１４２４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、ボイラによって生成される蒸気を熱源として用いる負荷機器においては、蒸気からドレンを生じる。ボイラ等の蒸気発生装置と、その蒸気発生装置によって生成される蒸気を熱源として用いる負荷機器とを備える蒸気利用システムにおいては、蒸気から生じるドレンの保有する熱を利用することが求められている。また、このような、蒸気利用システムにおいて、ドレンの保有する熱を利用する際の効率を向上させることも求められる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、蒸気発生装置と、その蒸気発生装置によって生成される蒸気を熱源として用いる負荷機器とを備える蒸気利用システムにおいて、負荷機器から生じるドレンから効率良く熱回収を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、負荷機器に蒸気を供給する蒸気供給ラインと、前記負荷機器で使用された蒸気から生じたドレンを回収すると共に、該ドレンから低圧蒸気を発生させる低圧蒸気発生装置と、前記負荷機器と前記低圧蒸気発生装置とを接続するドレン回収ラインと、前記低圧蒸気発生装置で発生した低圧蒸気を前記蒸気供給ラインに供給する低圧蒸気供給ラインと、前記ドレン回収ラインに配置され前記低圧蒸気発生装置に導入されるドレンの量を調整するドレン流量調整弁と、前記負荷機器の要求負荷に基いて前記ドレン流量調整弁を制御するドレン弁制御部と、を備える蒸気利用システムに関する。
【０００７】
前記低圧蒸気供給ラインを流通する低圧蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置を更に備えることが好ましい。
【０００８】
蒸気供給ラインを流通する蒸気の圧力を検出する第１蒸気圧センサを更に備え、前記ドレン弁制御部は、前記第１蒸気圧センサにより検出される蒸気の圧力に基いて前記ドレン流量調整弁を制御することが好ましい。
【０００９】
前記蒸気供給ラインにおける前記負荷機器の近傍に配置され該負荷機器に導入される蒸気の流量を調整する蒸気流量調整弁と、前記蒸気供給ラインにおける前記蒸気流量調整弁の下流側に配置される第２蒸気圧センサと、前記負荷機器の要求負荷に応じて前記蒸気流量調整弁を制御する蒸気弁制御部と、を更に備え、前記ドレン弁制御部は、前記第２蒸気圧センサにより検出される蒸気の圧力に基いて前記ドレン流量調整弁を制御することが好ましい。
【００１０】
上流側が前記ドレン回収ラインにおける前記ドレン流量調整弁よりも上流側に接続され該ドレン回収ラインを流通するドレンをバイパスさせるドレンバイパスラインを更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蒸気発生装置と、その蒸気発生装置によって生成される蒸気を熱源として用いる負荷機器とを備える蒸気利用システムにおいて、負荷機器から生じるドレンから効率良く熱回収を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蒸気利用システムの全体構成を示す図である。
【図２】上記実施形態に係る蒸気利用システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る蒸気利用システムの全体構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蒸気利用システムの全体構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る蒸気利用システムの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る蒸気利用システムの好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る蒸気利用システムの全体構成を示す図である。図１に示すように、蒸気利用システム１は、本発明における負荷機器としての吸収式冷凍機１０を備える。
まず、吸収式冷凍機１０について詳細に説明する。
【００１４】
吸収式冷凍機１０は、図１に示すように、冷媒を気化させる蒸発器１１と、冷凍ユニット１２と、吸収器１３と、再生器１４と、凝縮器１５と、冷却器１６と、を備える。
また、吸収式冷凍機１０は、各種ラインとして、蒸気供給ラインＬ１１と、循環ラインＬ１２と、吸収液供給ラインＬ１３と、吸収液排出ラインＬ１４と、蒸気排出ラインＬ１５と、冷媒供給ラインＬ１６と、循環ラインＬ１７と、を備える。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
更に、吸収式冷凍機１０は、ポンプ１７，１８，１９と、温度センサＴＥと、を備える。
【００１５】
蒸発器１１は、後述の冷媒供給ラインＬ１６の下流側から散布される水等の冷媒Ｃを気化させる。蒸発器１１の内部は、低圧となっている。
冷凍ユニット１２は、例えば屋内で用いられる冷却機器である。冷凍ユニット１２としては、空調機器等が例示される。
【００１６】
循環ラインＬ１２は、水等の媒体が循環するラインである。循環ラインＬ１２を循環する媒体は、蒸発器１１及び冷凍ユニット１２の内部において熱交換される。具体的には、循環ラインＬ１２を循環する媒体は、蒸発器１１の内部において散布された水に熱を奪われる。例えば、循環ラインＬ１２を循環する媒体の温度は、蒸発器１１の内部において１２℃から７℃になる。循環ラインＬ１２を循環する媒体は、冷凍ユニット１２を使用することにより冷凍ユニット１２の内部において温度が上昇する。
ポンプ１７は、循環ラインＬ１２に配置される。ポンプ１７は、循環ラインＬ１２内部で媒体を吸入して吐出することで、媒体を循環ラインＬ１２において循環させる装置である。
温度センサＴＥは、循環ラインＬ１２に配置される。温度センサＴＥは、蒸発器１１側から冷凍ユニット１２側に向かって流通する媒体の温度を検出する。
【００１７】
蒸気供給ラインＬ１１は、上流側が蒸発器１１に接続される。蒸気供給ラインＬ１１は、蒸発器１１において気化された冷媒Ｃが流通するラインである。
吸収器１３は、蒸気供給ラインＬ１１の下流側に接続される。吸収器１３には、蒸気供給ラインＬ１１を流通した、気化した冷媒Ｃが供給される。吸収器１３は、蒸発器１１において気化された冷媒Ｃを、後述する吸収液排出ラインＬ１４の下流側から散布される臭化リチウム水溶液等の吸収液Ａに吸収させる。吸収器１３は、気化された冷媒Ｃを吸収することで希釈した吸収液Ａを下部に貯留する。
【００１８】
吸収液供給ラインＬ１３は、上流側が吸収器１３の下部に接続される。吸収液供給ラインＬ１３は、吸収器１３において希釈した吸収液Ａが流通するラインである。
ポンプ１８は、吸収液供給ラインＬ１３に配置される。ポンプ１８は、吸収液供給ラインＬ１３内部で吸収液Ａを吸入して吐出することで、吸収液Ａを再生器１４に供給する装置である。
【００１９】
再生器１４は、吸収液供給ラインＬ１３の下流側に接続される。再生器１４には、吸収液供給ラインＬ１３から希釈した吸収液Ａが供給される。再生器１４は、供給された吸収液Ａを下部に貯留する。再生器１４は、吸収器１３において冷媒Ｃを吸収した吸収液Ａを加熱して濃縮し、冷媒Ｃを気化する。
吸収液排出ラインＬ１４は、上流側が再生器１４の下部に接続され、下流側は吸収器１３に接続される。吸収液排出ラインＬ１４は、再生器１４において加熱されて濃縮した吸収液Ａが流通するラインである。吸収液排出ラインＬ１４は、下流側から濃縮した吸収液Ａを吸収器１３内に散布する。
【００２０】
蒸気排出ラインＬ１５は、上流側が再生器１４の上部に接続される。蒸気排出ラインＬ１５は、再生器１４において気化された冷媒Ｃが流通するラインである。
凝縮器１５は、蒸気排出ラインＬ１５の下流側に接続される。凝縮器１５には、再生器１４において気化された冷媒Ｃが供給される。凝縮器１５は、再生器１４において加熱されて気化された冷媒Ｃを凝縮させる。凝縮器１５は、凝縮された冷媒Ｃを下部に貯留する。
冷却器１６は、熱を放散させる装置である。冷却器１６としては、クーリングタワー等が例示される。
【００２１】
循環ラインＬ１７は、水等の媒体が循環するラインである。循環ラインＬ１７を循環する媒体は、凝縮器１５及び冷却器１６の内部において熱交換される。具体的には、循環ラインＬ１７を循環する媒体は、凝縮器１５の内部において蒸気排出ラインＬ１５から供給された蒸気によって加熱される。例えば、循環ラインＬ１７を循環する媒体の温度は、凝縮器１５の内部において３２℃から３７．５℃になる。循環ラインＬ１７を循環する媒体は、冷却器１６において冷却される。
ポンプ１９は、循環ラインＬ１７に配置される。ポンプ１９は、循環ラインＬ１７内部で媒体を吸入して吐出することで、媒体を循環ラインＬ１７において循環させる装置である。
【００２２】
冷媒供給ラインＬ１６は、上流側が凝縮器１５の下部に接続され、下流側は蒸発器１１に接続される。冷媒供給ラインＬ１６は、凝縮器１５において凝縮された冷媒Ｃが流通するラインである。冷媒供給ラインＬ１６は、下流側から冷媒Ｃを蒸発器１１内に散布する。
【００２３】
続いて、吸収式冷凍機１０の動作について説明する。
臭化リチウム水溶液等の吸収液Ａは、再生器１４において、後述のボイラ２０から供給される蒸気の熱によって加熱される。吸収液Ａが、加熱されて濃縮される一方、吸収液Ａから水等の冷媒Ｃが気化する。
【００２４】
濃縮した吸収液Ａは、吸収液排出ラインＬ１４を介して吸収器１３に供給される。吸収液Ａは、吸収器１３の内部に散布される。吸収液Ａは、吸収器１３において、蒸発器１１から供給される気化された冷媒Ｃを吸収することで希釈する。希釈した吸収液Ａは、吸収液供給ラインＬ１３を介して再生器１４に供給される。
【００２５】
一方、再生器１４において気化した冷媒Ｃは、蒸気排出ラインＬ１５を介して凝縮器１５に供給される。凝縮器１５に供給された冷媒Ｃは、循環ラインＬ１７を循環する媒体によって熱を奪われて凝縮する。
【００２６】
凝縮器１５において凝縮した冷媒Ｃは、冷媒供給ラインＬ１６を介して蒸発器１１に供給される。冷媒Ｃは、蒸発器１１の内部に散布される。蒸発器１１に供給された冷媒Ｃは、循環ラインＬ１２を循環する媒体の熱を奪って蒸発する。蒸発器１１の内部は減圧されて真空状態に近くなっているので、循環ラインＬ１２を循環する媒体が低温（例えば１２℃）であっても、冷媒Ｃは蒸発することが可能である。
【００２７】
凝縮器１５において熱を奪われた、循環ラインＬ１２を循環する媒体は、冷凍ユニット１２における熱交換に用いられ、例えば空気を冷却する。
一方、凝縮器１５において蒸発した冷媒Ｃは、蒸気供給ラインＬ１１を介して吸収器１３に供給され、吸収液Ａに吸収される。
【００２８】
蒸気利用システム１全体について説明する。
図１に示すように、蒸気利用システム１は、吸収式冷凍機１０の他に、ボイラ２０と、低圧蒸気発生装置３０と、第１熱交換器４０と、第２熱交換器５０と、蒸気昇圧装置６０と、制御装置７０と、を備える。
【００２９】
また、蒸気利用システム１は、各種ラインとして、蒸気供給ラインＬ１と、ドレン回収ラインＬ２と、ドレン排出ラインＬ３と、低圧蒸気供給ラインＬ４と、ドレンバイパスラインＬ５と、を備える。
更に、蒸気利用システム１は、蒸気流量調整弁Ｍ１と、ドレン流量調整弁Ｍ２と、排出流量調整弁Ｍ３と、三方弁Ｍ４と、第１蒸気圧センサＰＥ１と、第２蒸気圧センサＰＥ２と、水位センサＬＳと、を有する。
【００３０】
ボイラ２０は、給水を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生装置である。
蒸気供給ラインＬ１は、上流側がボイラ２０に接続され、下流側が再生器１４に接続される。蒸気供給ラインＬ１は、再生器１４において吸収液Ａを加熱するための蒸気を供給する。
第１蒸気圧センサＰＥ１は、蒸気供給ラインＬ１に配置され蒸気供給ラインＬ１を流通する蒸気の圧力を検出する。
蒸気流量調整弁Ｍ１は、蒸気供給ラインＬ１に配置される。蒸気流量調整弁Ｍ１は、第１蒸気圧センサＰＥ１の下流側であって、吸収式冷凍機１０の近傍に配置される。蒸気流量調整弁Ｍ１は、吸収式冷凍機１０に供給される蒸気の流量を調整する。
第２蒸気圧センサＰＥ２は、蒸気供給ラインＬ１における蒸気流量調整弁Ｍ１の下流側に配置される。第２蒸気圧センサＰＥ２は、蒸気供給ラインＬ１の蒸気流量調整弁Ｍ１よりも下流側を流通する蒸気の圧力を検出する。
【００３１】
低圧蒸気発生装置３０は、再生器１４において吸収液Ａを加熱した蒸気から生じたドレンを回収すると共に、ドレンから低圧蒸気を発生させる。低圧蒸気発生装置３０としては、例えばフラッシュタンクを用いることができる。
水位センサＬＳは、低圧蒸気発生装置３０に接続され、低圧蒸気発生装置３０に収容されたドレンの水位を検出する。
【００３２】
ドレン回収ラインＬ２は、再生器１４と低圧蒸気発生装置３０とを接続する。
ドレン流量調整弁Ｍ２は、ドレン回収ラインＬ２に配置される。ドレン流量調整弁Ｍ２は、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量を調整する。ドレン流量調整弁Ｍ２の制御については後段で詳述する。
ドレンバイパスラインＬ５は、上流側がドレン回収ラインＬ２におけるドレン流量調整弁Ｍ２よりも上流側に接続される。ドレンバイパスラインＬ５は、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレンをバイパスさせる。
【００３３】
三方弁Ｍ４は、ドレン回収ラインＬ２とドレンバイパスラインＬ５との接続部に配置される。三方弁Ｍ４は、上流から流れてくるドレンが流通するラインを、ドレン回収ラインＬ２とドレンバイパスラインＬ５との間で切り替える。三方弁Ｍ４の制御については後段で詳述する。
第１熱交換器４０は、ドレンバイパスラインＬ５に配置される。第１熱交換器４０は、ドレンバイパスラインＬ５を流通するドレンと吸収器１３から再生器１４に供給される吸収液Ａとの間で熱交換を行い、吸収液Ａを予熱する。
【００３４】
ドレン排出ラインＬ３は、低圧蒸気発生装置３０から排出されるドレンが流通する。
排出流量調整弁Ｍ３は、ドレン排出ラインＬ３に配置される。排出流量調整弁Ｍ３は、低圧蒸気発生装置３０から排出されるドレンの量を調整する。排出流量調整弁Ｍ３の制御については後段で詳述する。
【００３５】
第２熱交換器５０は、ドレン排出ラインＬ３に配置される。第２熱交換器５０は、ドレン排出ラインＬ３を流通するドレンと吸収器１３から再生器１４に供給される吸収液Ａとの間で熱交換を行い、吸収液Ａを予熱する。
【００３６】
低圧蒸気供給ラインＬ４は、低圧蒸気発生装置３０で発生した低圧蒸気を蒸気供給ラインＬ１に供給する。
蒸気昇圧装置６０は、低圧蒸気供給ラインＬ４を流通する低圧蒸気を圧縮して昇圧する。
【００３７】
制御装置７０は、電気的に接続される各センサからの信号に基づいて各弁の制御を行う。制御装置７０は、各弁の開度を調整するための制御を行う制御部７１と、各種の情報が記憶される記憶部７２と、を有する。
【００３８】
制御部７１は、ドレン弁制御部７３と、蒸気弁制御部７４と、三方弁制御部７５と、排出弁制御部７６と、を有する。
ドレン弁制御部７３は、吸収式冷凍機１０の要求負荷に基いてドレン流量調整弁Ｍ２を制御する。ここで、吸収式冷凍機１０の要求負荷は、負荷機器である吸収式冷凍機１０の必要とする蒸気量である。ドレン弁制御部７３は、吸収式冷凍機１０の要求負荷が小さい場合には、開度が小さくなるようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御する。一方、吸収式冷凍機１０の要求負荷が大きい場合には、開度が大きくなるようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御する。
蒸気弁制御部７４は、蒸気流量調整弁Ｍ１を制御する。蒸気弁制御部７４は、蒸気流量調整弁Ｍ１を制御することで、吸収式冷凍機１０への蒸気の供給量を制御する。
三方弁制御部７５は、ドレン流量調整弁Ｍ２の開閉状態に基いて三方弁Ｍ４を制御する。三方弁制御部７５は、再生器１４において生じるドレンの流通するラインを切り替える。
排出弁制御部７６は、水位センサＬＳにより検出された水位に基いて排出流量調整弁Ｍ３を制御する。排出弁制御部７６は、水位センサＬＳにより検出された水位が高い場合には排出流量調整弁Ｍ３を開け、水位センサＬＳにより検出された水位が低い場合には排出流量調整弁Ｍ３を閉じる。
【００３９】
記憶部７２は、吸収式冷凍機１０の要求負荷とドレン流量調整弁Ｍ２の開度との関係を示す関数式や、水位センサＬＳにより検出された水位と排出流量調整弁Ｍ３の開度との関係を示す関数式等を記憶する。
【００４０】
続いて、第１実施形態に係る蒸気利用システム１全体の動作について説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る蒸気利用システムの全体構成を示す図である。図３においては、第１実施形態のドレン弁制御部７３による制御における電気的な接続については太い点線で示した。
ボイラ２０において発生した蒸気は、蒸気供給ラインＬ１を介して再生器１４に供給され、吸収液Ａを加熱するために用いられる。再生器１４において吸収液Ａを加熱した蒸気からは、ドレンが生じる。
【００４１】
このドレンは、ドレン回収ラインＬ２を介して低圧蒸気発生装置３０に供給される。この際、吸収式冷凍機１０の要求負荷に基いてドレン弁制御部７３がドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０へのドレンの供給量が調整される。
具体的には、吸収式冷凍機１０の要求負荷が小さい場合、必要とされる蒸気量が少ないため、ドレン弁制御部７３は、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が減少するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を抑制する。一方、吸収式冷凍機１０の要求負荷が大きい場合、必要とされる蒸気量が多いため、ドレン弁制御部７３は、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が増加するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を増加させる。
【００４２】
第１実施形態においてドレン弁制御部７３は、吸収式冷凍機１０の温度センサＴＥによって検出される循環ラインＬ１２中の媒体の温度を、吸収式冷凍機１０の要求負荷としてモニターする。例えば、循環ラインＬ１２中の媒体の温度には、所定の目標温度が設定される。
温度センサＴＥによって検出される循環ラインＬ１２中の媒体の温度が目標温度との差が大きいと場合には、ドレン弁制御部７３は、吸収式冷凍機１０の要求負荷が大きいと判断する。一方、温度センサＴＥによって検出される循環ラインＬ１２中の媒体の温度と目標温度との差が小さい場合には、ドレン弁制御部７３は、吸収式冷凍機１０の要求負荷が小さいと判断する。
【００４３】
再生器１４において生じるドレンの流通するラインは、三方弁Ｍ４によって切り替えられる。具体的には、ドレン流量調整弁Ｍ２が開かれている場合、ドレン回収ラインＬ２のドレン流量調整弁Ｍ２側にドレンを流通させ、ドレンバイパスラインＬ５にドレンを流通させないように三方弁制御部７５が三方弁Ｍ４を制御する。一方、ドレン流量調整弁Ｍ２が閉じられている場合、ドレンバイパスラインＬ５にドレンを流通させ、ドレン回収ラインＬ２のドレン流量調整弁Ｍ２側にドレンを流通させないように三方弁制御部７５が三方弁Ｍ４を制御する。
【００４４】
三方弁Ｍ４が制御されて、ドレンがドレンバイパスラインＬ５を通じてバイパスされる場合、第１熱交換器４０において、ドレンと吸収液供給ラインＬ１３を流通して吸収器１３から再生器１４に供給される吸収液Ａとの間で熱交換が行われ、吸収液Ａが予熱される。
【００４５】
低圧蒸気発生装置３０に供給されたドレンは、低圧蒸気発生装置３０において低圧蒸気となる。低圧蒸気発生装置３０において発生した低圧蒸気は、低圧蒸気供給ラインＬ４を介して、蒸気供給ラインＬ１に供給される。低圧蒸気は、低圧蒸気供給ラインＬ４において蒸気昇圧装置６０により昇圧される。
【００４６】
低圧蒸気発生装置３０に供給されたドレンの一部は、ドレン排出ラインＬ３を介して排出される。この際、水位センサＬＳにより検出された水位に基いて排出弁制御部７６が排出流量調整弁Ｍ３を制御することで、低圧蒸気発生装置３０からのドレンの排出量が調整される。具体的には、低圧蒸気発生装置３０の水位を所定の範囲に保つように、低圧蒸気発生装置３０からのドレンの排出量を調整する。この際、第２熱交換器５０において、ドレン排出ラインＬ３を流通するドレンと、吸収液供給ラインＬ１３を流通して吸収器１３から再生器１４に供給される吸収液Ａとの間で熱交換が行われ、吸収液Ａが予熱される。
【００４７】
以上説明した本発明の第１実施形態に係る蒸気利用システム１によれば、以下の効果が奏される。
上記の第１実施形態では、蒸気利用システム１を、吸収式冷凍機１０に蒸気を供給する蒸気供給ラインＬ１と、吸収式冷凍機１０に供給された蒸気から生じたドレンを回収し、このドレンから低圧蒸気を発生させる低圧蒸気発生装置３０と、吸収式冷凍機１０と低圧蒸気発生装置３０とを接続するドレン回収ラインＬ２と、ドレン回収ラインＬ２に配置されるドレン流量調整弁Ｍ２と、吸収式冷凍機１０の要求負荷に基いてドレン流量調整弁Ｍ２を制御するドレン弁制御部７３と、を含んで構成した。
これにより、例えば、吸収式冷凍機１０の要求負荷が小さい場合には、必要とされる蒸気量は減少するため、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が減少するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を抑制できる。また、吸収式冷凍機１０の要求負荷が大きい場合には、必要とされる蒸気量は増加するため、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が増加するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を増加させられる。このように、吸収式冷凍機１０の要求負荷に応じて低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量を調整することで、低圧蒸気発生装置３０において好適な量の低圧蒸気を発生させられるので、ドレンから有効に熱回収を行える。
【００４８】
上記の第１実施形態では、蒸気利用システム１を、低圧蒸気供給ラインＬ４を流通する低圧蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置６０を含んで構成した。
これにより、低圧蒸気発生装置３０において生成される低圧蒸気を蒸気昇圧装置６０によって昇圧して蒸気供給ラインＬ１に供給できるので、蒸気利用システム１のエネルギー効率を向上できる。
【００４９】
上記の第１実施形態では、蒸気利用システム１を、上流側がドレン回収ラインＬ２におけるドレン流量調整弁Ｍ２よりも上流側に接続されドレン回収ラインＬ２を流通するドレンをバイパスさせるドレンバイパスラインＬ５を含んで構成した。
これにより、ドレン流量調整弁Ｍ２が閉じられた場合に、ドレンバイパスラインＬ５にドレンを流通させて、ラインが塞がってしまうのを防ぐことができる。
【００５０】
次に、本発明の第２実施形態に係る蒸気利用システムについて説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態と蒸気利用システム１の全体構成は同じであるが、蒸気利用システム１の動作におけるドレン流量調整弁Ｍ２の制御方法が異なる。第２実施形態については、蒸気利用システム１の動作において、第１実施形態と異なる部分について説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る蒸気利用システムの全体構成を示す図である。図４においては、第２実施形態のドレン弁制御部７３による制御における電気的な接続については太い点線で示した。
【００５１】
第２実施形態においてドレン弁制御部７３は、第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力に基いてドレン流量調整弁Ｍ２を制御する。つまり、第２実施形態においては、第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力を、吸収式冷凍機１０の要求負荷としてモニターする。
【００５２】
第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力が高い場合には、吸収式冷凍機１０において使用されている蒸気量は少ないので、ドレン弁制御部７３は吸収式冷凍機１０の要求負荷が小さいと判断する。一方、第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力が低い場合には、吸収式冷凍機１０において使用されている蒸気量は多いので、ドレン弁制御部７３は吸収式冷凍機１０の要求負荷が大きいと判断する。例えば、第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力には、第１目標圧力が設定される。
そして、第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力が第１目標圧力よりも高い場合、吸収式冷凍機１０の要求負荷が小さいので、ドレン弁制御部７３は、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が減少するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を抑制する。一方、第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力が第１目標圧力よりも低い場合、吸収式冷凍機１０の要求負荷が大きいので、ドレン弁制御部７３は、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が増加するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を増加させる。
【００５３】
以上説明した本発明の第２実施形態に係る蒸気利用システム１によれば、以下の効果が奏される。
上記の第２実施形態では、蒸気利用システム１を、吸収式冷凍機１０に蒸気を供給する蒸気供給ラインＬ１と、蒸気供給ラインＬ１を流通する蒸気の圧力を検出する第１蒸気圧センサＰＥ１と、吸収式冷凍機１０に供給された蒸気から生じたドレンを回収し、このドレンから低圧蒸気を発生させる低圧蒸気発生装置３０と、吸収式冷凍機１０と低圧蒸気発生装置３０とを接続するドレン回収ラインＬ２と、ドレン回収ラインＬ２に配置されるドレン流量調整弁Ｍ２と、第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力に基いてドレン流量調整弁Ｍ２を制御するドレン弁制御部７３と、を含んで構成した。
これにより、例えば、第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力が高い場合には、吸収式冷凍機１０の要求負荷が小さいので、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が減少するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を抑制する。また、第１蒸気圧センサＰＥ１により検出される蒸気の圧力が低い場合には、吸収式冷凍機１０の要求負荷が大きいので、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が増加するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を増加させる。このように、吸収式冷凍機１０の要求負荷に応じて低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量を調整することで、低圧蒸気発生装置３０において好適な量の低圧蒸気を発生させられるので、ドレンから有効に熱回収を行える。
【００５４】
次に、本発明の第３実施形態に係る蒸気利用システムについて説明する。なお、第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態と蒸気利用システム１の全体構成は同じであるが、蒸気利用システム１の動作が異なる。第３実施形態については、蒸気利用システム１の動作において、第１実施形態及び第２実施形態と異なる部分について説明する。
図５は、本発明の第３実施形態に係る蒸気利用システムの全体構成を示す図である。図５においては、第３実施形態のドレン弁制御部７３による制御における電気的な接続については太い点線で示した。
【００５５】
第３実施形態においては、ボイラ２０において発生した蒸気を蒸気利用システム１に供給する際に、蒸気弁制御部７４が吸収式冷凍機１０の要求負荷に応じて蒸気流量調整弁Ｍ１を制御することで、吸収式冷凍機１０への蒸気の供給量が調整される。
具体的には、吸収式冷凍機１０の要求負荷が小さい場合には、必要とされる蒸気量が少ないため、吸収式冷凍機１０に供給される蒸気の量が減少するように蒸気流量調整弁Ｍ１を制御する。一方、吸収式冷凍機１０の要求負荷が大きい場合には、必要とされる蒸気量が多いため、吸収式冷凍機１０に供給される蒸気の量が増加するように蒸気流量調整弁Ｍ１を制御する。
【００５６】
ところで、吸収式冷凍機１０に供給される蒸気の量が増加すると、第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力も増加し、吸収式冷凍機１０に供給される蒸気の量が減少すると、第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力も減少する。
【００５７】
そこで第３実施形態においてドレンを低圧蒸気発生装置３０に供給する際には、ドレン弁制御部７３が第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力に基いてドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０へのドレンの供給量が調整される。つまり、第３実施形態においてドレン弁制御部７３は、第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力を、吸収式冷凍機１０の要求負荷としてモニターしている。例えば、第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力には、第２目標圧力が設定される。
具体的には、第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力が第２目標圧力よりも小さい場合、ドレン弁制御部７３は、低圧蒸気発生装置３０へのドレンの導入量が減少するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を抑制する。一方、第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力が第２目標圧力より大きい場合、ドレン弁制御部７３は、低圧蒸気発生装置３０へのドレンの導入量が増加するように蒸気流量調整弁Ｍ１を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を増加させる。
【００５８】
以上説明した本発明の第３実施形態に係る蒸気利用システム１によれば、以下の効果が奏される。
上記の第３実施形態では、蒸気利用システム１を、吸収式冷凍機１０に蒸気を供給する蒸気供給ラインＬ１と、蒸気供給ラインＬ１における吸収式冷凍機１０の近傍に配置される蒸気流量調整弁Ｍ１と、蒸気供給ラインＬ１における蒸気流量調整弁Ｍ１の下流側に配置される第２蒸気圧センサＰＥ２と、吸収式冷凍機１０に供給された蒸気から生じたドレンを回収し、このドレンから低圧蒸気を発生させる低圧蒸気発生装置３０と、吸収式冷凍機１０と低圧蒸気発生装置３０とを接続するドレン回収ラインＬ２と、ドレン回収ラインＬ２に配置されるドレン流量調整弁Ｍ２と、吸収式冷凍機１０の要求負荷に応じて蒸気流量調整弁Ｍ１を制御する蒸気弁制御部７４と、第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力に基いてドレン流量調整弁Ｍ２を制御するドレン弁制御部７３と、を含んで構成した。
これにより、例えば、第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力が小さい場合には、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が減少するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を抑制できる。また、第２蒸気圧センサＰＥ２により検出される蒸気の圧力が大きい場合には、低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量が増加するようにドレン流量調整弁Ｍ２を制御することで、低圧蒸気発生装置３０における低圧蒸気の生成を増加させられる。このように、吸収式冷凍機１０の要求負荷に応じて低圧蒸気発生装置３０に導入されるドレンの量を調整することで、低圧蒸気発生装置３０において好適な量の低圧蒸気を発生させられるので、ドレンから有効に熱回収を行える。
【００５９】
以上、本発明のボイラ装置の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
上記実施形態においては、低圧蒸気発生装置３０で発生させた低圧蒸気を蒸気昇圧装置６０で昇圧して再度蒸気供給ラインＬ１に供給したが、本発明はこれに限定されない。例えば、低圧蒸気供給ラインＬ４と蒸気供給ラインＬ１との接続部にエゼクタを配置して、蒸気供給ラインＬ１を流通する蒸気により低圧蒸気を吸引させてもよい。
【００６０】
また、上記の第２実施形態においては、蒸気供給ラインＬ１を流通する蒸気の圧力を検出する第１蒸気圧センサＰＥ１を、蒸気供給ラインＬ１に配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１蒸気圧センサＰＥ１を、低圧蒸気供給ラインＬ４の蒸気昇圧装置６０よりも下流側や、ボイラ２０の蒸気ヘッダに配置して、これら箇所に配置した第１蒸気圧センサＰＥ１の検出した圧力に基いて、ドレン弁制御部７３がドレン流量調整弁Ｍ２を制御するものとしてもよい。
【００６１】
また、上記の実施形態においては、負荷機器として吸収式冷凍機１０を用いたが、本発明はこれに限定されない。本発明における負荷機器は、蒸気を熱源として用いるものであればよく、例えば、抄紙機の備えるヤンキードライヤであってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…蒸気利用システム
１０…吸収式冷凍機（負荷機器）
３０…低圧蒸気発生装置
６０…蒸気昇圧装置
７３…ドレン弁制御部
Ｌ１…蒸気供給ライン
Ｌ２…ドレン回収ライン
Ｌ３…ドレン排出ライン
Ｌ４…低圧蒸気供給ライン
Ｌ５…ドレンバイパスライン
Ｍ１…蒸気流量調整弁
Ｍ２…ドレン流量調整弁
ＰＥ１…圧力センサ
ＰＥ２…圧力センサ
ＴＥ…温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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