(57)【要約】【課題】熱源流体の温度を適正な範囲に保つことでより安定的に運転させられる連携蒸気システムを提供すること。【解決手段】複数の蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、熱源流体供給ライン２１１と、台数制御装置４００とを備える連携蒸気システム１００であって、蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、蒸気昇圧装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、低圧蒸気圧測定部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃと、を備え、台数制御装置４００は、平均負荷率算出部４２０により算出された平均値が第１基準負荷率を下回った場合、低圧蒸気圧取得部４４０により取得された蒸気圧が第１基準蒸気圧を上回った場合、又は熱源流体温度取得部４３０により取得された熱源流体の温度が第１基準温度を下回った場合に運転させる蒸気システム１の台数を一台減少させる台数制御部４５０とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源流体を熱源として蒸気を生成する複数の蒸気システムと、該複数の蒸気システムに熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、該複数の蒸気システムを制御する台数制御装置と、を備える連携蒸気システムであって、
複数の前記蒸気システムは、それぞれ、
熱源流体を熱源として低圧蒸気を生成する蒸気発生装置と、
前記蒸気発生装置において生成された低圧蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置と、
前記蒸気発生装置により生成された低圧蒸気を前記蒸気昇圧装置に供給する低圧蒸気供給ラインと、
前記低圧蒸気供給ラインにおける蒸気圧を測定する低圧蒸気圧測定部と、を備え、
前記台数制御装置は、
複数の前記蒸気昇圧装置の負荷率を取得する負荷率取得部と、
前記負荷率取得部により取得された複数の運転している前記蒸気昇圧装置の負荷率の平均値を算出する平均負荷率算出部と、
前記熱源流体供給ラインを流通する熱源流体の温度を取得する熱源流体温度取得部と、
前記低圧蒸気圧測定部により測定された蒸気圧を取得する低圧蒸気圧取得部と、
前記平均負荷率算出部により算出された平均値が第１基準負荷率を下回った場合、前記低圧蒸気圧取得部により取得された蒸気圧が第１基準蒸気圧を上回った場合、又は前記熱源流体温度取得部により取得された熱源流体の温度が第１基準温度を下回った場合に運転させる前記蒸気システムの台数を一台減少させる台数制御部と、を備える連携蒸気システム。
【請求項２】
前記蒸気発生装置は、
該蒸気発生装置に供給される熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、
前記熱源流体供給ラインを流通する熱源流体の温度が予め設定された目標温度となるように前記流量調整弁の開度を制御する蒸気制御部と、を備え、
前記第１基準温度は、前記目標温度よりも低い温度に設定される請求項１に記載の連携蒸気システム。
【請求項３】
前記蒸気制御部は、前記目標温度よりも低い下限温度を下回った場合に前記流量調整弁を全閉状態とし、前記目標温度よりも高い上限温度を上回った場合に前記流量調整弁を全開状態とし、
前記第１基準温度は、前記下限温度よりも高い温度に設定される請求項２に記載の連携蒸気システム。
【請求項４】
前記台数制御部は、前記平均負荷率算出部により算出された平均値が前記第１基準負荷率よりも高い第２基準負荷率を上回り、前記熱源流体温度取得部により取得された熱源流体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度を上回り、かつ前記低圧蒸気圧取得部により取得された蒸気圧が前記第１基準蒸気圧よりも低い第２基準蒸気圧を下回った場合に、運転させる前記蒸気システムの台数を一台増加させる請求項１に記載の連携蒸気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水等の熱源流体を熱源として蒸気を生成する蒸気発生装置、及びこの蒸気発生装置で生成された蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置を有する蒸気システムを複数台備える連携蒸気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温水等の熱源流体を熱源として蒸気を生成する蒸気発生装置と、この蒸気発生装置で生成された蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置と、を備える蒸気システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような蒸気システムでは、蒸気発生装置により生成された低圧蒸気は、蒸気昇圧装置によって昇圧された後、蒸気使用機器に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３８９２４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、熱源流体の流通量が多い場合、即ち、熱源流体から回収可能な熱量が多い場合には、上述の蒸気システムを複数台配置し、これら複数台の蒸気システムを連携させて稼動させて熱回収を行うことで、熱源流体の熱をより有効に利用できる。このように、複数台の蒸気システムを連携させて稼動させる連携蒸気システムでは、熱源流体の温度が所定の温度を下回らないように、運転させる蒸気システムの台数を制御することが求められる。例えば、熱源としてガスエンジン等のジャケット冷却水を用いた場合、ガスエンジンには、適正な温度範囲の冷却水が供給されることが好ましい。そのため、連携蒸気システムにおいては、ガスエンジンに供給される冷却水が適正な温度となるように熱回収を行うことが求められる。
【０００５】
従って、本発明は、熱源流体の温度を適正な範囲に保つことでより安定的に運転させられる連携蒸気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】
【０００６】
本発明は、熱源流体を熱源として蒸気を生成する複数の蒸気システムと、該複数の蒸気システムに熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、該複数の蒸気システムを制御する台数制御装置と、を備える連携蒸気システムであって、複数の前記蒸気システムは、それぞれ、熱源流体を熱源として低圧蒸気を生成する蒸気発生装置と、前記蒸気発生装置において生成された低圧蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置と、前記蒸気発生装置により生成された低圧蒸気を前記蒸気昇圧装置に供給する低圧蒸気供給ラインと、前記低圧蒸気供給ラインにおける蒸気圧を測定する低圧蒸気圧測定部と、を備え、前記台数制御装置は、複数の前記蒸気昇圧装置の負荷率を取得する負荷率取得部と、前記負荷率取得部により取得された複数の運転している前記蒸気昇圧装置の負荷率の平均値を算出する平均負荷率算出部と、前記熱源流体供給ラインを流通する熱源流体の温度を取得する熱源流体温度取得部と、前記低圧蒸気圧測定部により測定された蒸気圧を取得する低圧蒸気圧取得部と、前記平均負荷率算出部により算出された平均値が第１基準負荷率を下回った場合、前記低圧蒸気圧取得部により取得された蒸気圧が第１基準蒸気圧を上回った場合、又は前記熱源流体温度取得部により取得された熱源流体の温度が第１基準温度を下回った場合に運転させる前記蒸気システムの台数を一台減少させる台数制御部と、を備える連携蒸気システムに関する。
【０００７】
また、前記蒸気発生装置は、該蒸気発生装置に供給される熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、前記熱源流体供給ラインを流通する熱源流体の温度が予め設定された目標温度となるように前記流量調整弁の開度を制御する蒸気制御部と、を備え、前記第１基準温度は、前記目標温度よりも低い温度に設定されることが好ましい。
【０００８】
また、前記蒸気制御部は、前記目標温度よりも低い下限温度を下回った場合に前記流量調整弁を全閉状態とし、前記目標温度よりも高い上限温度を上回った場合に前記流量調整弁を全開状態とし、前記第１基準温度は、前記下限温度よりも高い温度に設定されることが好ましい。
【０００９】
また、前記台数制御部は、前記平均負荷率算出部により算出された平均値が前記第１基準負荷率よりも高い第２基準負荷率を上回り、前記熱源流体温度取得部により取得された熱源流体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度を上回り、かつ前記低圧蒸気圧取得部により取得された蒸気圧が前記第１基準蒸気圧よりも低い第２基準蒸気圧を下回った場合に、運転させる前記蒸気システムの台数を一台増加させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の連携蒸気システムによれば、熱源流体の温度を適正な範囲に保つことでより安定的に運転させられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る連携蒸気システムの構成を示す図である。
【図２】連携蒸気システムを構成する蒸気システムの構成を示す図である。
【図３】台数制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の連携蒸気システムの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の連携蒸気システム１００は、廃熱源としてのガスエンジン２００を冷却する冷却水を熱源流体として蒸気を生成し昇圧する蒸気システム１を複数台備える。より具体的には、連携蒸気システム１００は、ガスエンジン２００を冷却する冷却水が循環する冷却水循環ライン２１０と、複数台（本実施形態では３台）の蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、これら複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃから吐出される吐出蒸気が流通する吐出蒸気ライン４０と、この吐出蒸気ライン４０を流通する蒸気が集合される蒸気ヘッダ３００と、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃを制御する台数制御装置４００と、を備える。尚、「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。
【００１３】
ガスエンジン２００は、例えば、ガスを燃料として駆動し、発電を行う。
冷却水循環ライン２１０は、ガスエンジン２００を冷却する冷却水を循環させる。この冷却水循環ライン２１０は、ガスエンジン２００において熱回収を行った高温の冷却水（温水）を蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃに供給する熱源流体供給ラインとしての温水供給ライン２１１と、蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃから排出された温水をガスエンジン２００に供給する温水排出ライン２１２と、温水供給ライン２１１と温水排出ライン２１２とをバイパスするバイパスライン２１３と、温水排出ライン２１２をバイパスする第２バイパスライン２１４と、を備える。
【００１４】
温水供給ライン２１１の上流側は、ガスエンジン２００に接続される。温水供給ライン２１１の下流側は３つに分岐し、それぞれ、蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ（後述の蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）に接続される。温水供給ライン２１１には、温水温度センサ２２１が配置される。
温水温度センサ２２１は、温水供給ライン２１１における分岐部分よりも上流側に配置され、蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃに供給される温水の温度を測定する。
【００１５】
バイパスライン２１３は、温水供給ライン２１１と温水排出ライン２１２とを接続する。温水供給ライン２１１とバイパスライン２１３との接続部分には、冷却水過冷防止弁としての三方弁２１５が配置される。この三方弁２１５は、ガスエンジン２００から導出され温水供給ライン２１１を流通する温水の流路を、蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ側又はバイパスライン２１３側に切り替える。より詳細には、三方弁２１５は、温水温度センサ２２１により測定される温水供給ライン２１１を流通する温水の温度が予め設定された第１過冷却防止温度（例えば、１１５℃）を下回った場合に、温水の流路がバイパスライン２１３側となるように切り替えられる。これにより、冷却水の温度が低下しすぎることを防いでいる。本実施形態では、三方弁２１５は、モータバルブにより構成される。
尚、三方弁２１５の流路は、例えば、ガスエンジン２００の動作を制御する制御装置（図示せず）により制御される。
【００１６】
温水排出ライン２１２の上流側は、それぞれ、蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ（後述の蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）に接続される。蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃそれぞれに接続された温水排出ライン２１２は下流側で合流した後、ガスエンジン２００に接続される。
【００１７】
温水排出ライン２１２には、冷却器２１６と、第１温度センサ２１７と、第２温度センサ２１８と、流量計２１９と、が配置される。
冷却器２１６は、温水排出ライン２１２を流通する温水から熱回収を行う。
第１温度センサ２１７は、温水排出ライン２１２における冷却器２１６の上流側に配置され、冷却器２１６に導入される前の温水の温度を測定する。
第２温度センサ２１８は、温水排出ライン２１２における冷却器２１６の下流側に配置され、冷却器２１６において熱回収された後の温水の温度を測定する。
流量計２１９は、第２温度センサ２１８の下流側に配置され、温水排出ライン２１２を流通する温水の流量を測定する。
【００１８】
第２バイパスライン２１４は、温水排出ライン２１２における冷却器２１６の上流側と下流側とをバイパスする。本実施形態では、第２バイパスライン２１４は、第１温度センサ２１７の上流側と流量計２１９の下流側とを接続して、冷却器２１６をバイパスしている。この第２バイパスライン２１４の上流側と温水排出ライン２１２との接続部分には、三方弁２２０が配置される。三方弁２２０は、蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃから排出され温水排出ライン２１２を流通する温水の流路を、冷却器２１６側又は第２バイパスライン２１４側に切り替える。より詳細には、三方弁２２０は、温水排出ライン２１２を流通する温水の温度が予め設定された第２過冷却防止温度（例えば、１１８℃）を下回った場合に、温水の流路が第２バイパスライン２１４側となるように切り替えられる。これにより、冷却水の温度が低下しすぎることを防いでいる。本実施形態では、三方弁２２０は、温水の温度を測定する温度センサと、この温度センサにより測定される温度に基いて流路を切り替える切替機構（いずれも図示せず）と、を備えるモータバルブにより構成される。
【００１９】
蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、冷却水循環ライン２１０に対して並列に配置される。蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、それぞれ、蒸気を生成する蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、この蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて生成された蒸気を昇圧する蒸気昇圧装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと蒸気昇圧装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃとを接続する低圧蒸気供給ライン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃと、低圧蒸気圧測定部としての低圧蒸気圧力センサ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃと、を備える。
蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、同様の構成を備えるため、図２においては、Ａ，Ｂ，Ｃの符号を省略して蒸気システム１の具体的な構成を示す。
【００２０】
蒸気発生装置１０は、ガスエンジン２００のジャケット冷却水の廃熱等の比較的低温の熱源流体を利用して蒸気を発生させる。この蒸気発生装置１０は、図２に示すように、タンク部１１と、タンク部１１の内部に配置されるチューブ１２及び噴霧ノズル１３と、噴霧水供給ライン１６と、補給水ライン１７と、温水バイパスライン１８と、流量調整弁としての三方弁１９と、蒸気制御部５０と、を備える。
【００２１】
タンク部１１は、蒸気発生装置１０における本体部分を構成する。タンク部１１の内部は負圧もしくは低圧（例えば、−０．０５ＭＰａＧ〜０．１ＭＰａＧ程度）に維持され、このタンク部１１の内部において蒸気が生成される。このタンク部１１の上部には、後述の低圧蒸気供給ライン３０の基端部が接続される。
また、タンク部１１には、安全弁３２が設けられる。安全弁３２は、タンク部１１の内部の圧力が所定の圧力（設定圧力）を超えた場合に、蒸気を外部に放出してタンク部１１（蒸気発生装置１０）の内部の圧力を低下させる。
【００２２】
チューブ１２は、タンク部１１の内部に水平方向に延びて配置される。より具体的には、チューブ１２は、タンク部１１の内部において、水平方向に所定間隔をあけて複数本配置されると共に、高さ方向にも所定間隔をあけて複数本配置される。このチューブ１２の一端側（入口側）には温水供給ライン２１１の先端側が接続され、他端側（出口側）には、温水排出ライン２１２の基端側が接続される。これにより、チューブ１２の内部には、熱源流体としての温水が流通する。
【００２３】
噴霧ノズル１３は、タンク部１１の内部におけるチューブ１２よりも上方に配置される。この噴霧ノズル１３は、チューブ１２に向けて水を噴霧する。
噴霧水供給ライン１６は、タンク部１１の下部と噴霧ノズル１３とを接続し、タンク部１１の下部に貯留された水を、噴霧水として噴霧ノズル１３に供給する。噴霧水供給ライン１６には、噴霧水ポンプ１６１が配置されている。
噴霧水ポンプ１６１は、タンク部１１に貯留された水を噴霧ノズル１３まで汲み上げる。
【００２４】
補給水ライン１７は、タンク部１１と水を貯留している貯留槽等（図示せず）とを接続する。補給水ライン１７は、タンク部１１に補給水を供給する。この補給水ライン１７には、補給水ポンプ１７１が配置される。
補給水ポンプ１７１は、貯留槽等から供給された水を昇圧してタンク部１１の内部に供給する。
【００２５】
温水バイパスライン１８は、チューブ１２の入口の上流側と出口の下流側とを接続し、温水供給ライン２１１と温水排出ライン２１２とをバイパスする。
三方弁１９は、温水供給ライン２１１と温水バイパスライン１８との接続部分に配置される。この三方弁１９は、温水供給ライン２１１から蒸気発生装置１０側に流れる温水の量及び温水バイパスライン１８側に流れる温水の流量を調整する。本実施形態では、三方弁１９は、開度調整が可能なモータバルブにより構成される。
【００２６】
蒸気制御部５０は、三方弁１９の開度を調整することで蒸気発生装置１０による低圧蒸気の生成量を制御する。蒸気制御部５０による具体的な制御については後述する。
【００２７】
以上の蒸気発生装置１０によれば、三方弁１９により温水供給ライン２１１から温水バイパスライン１８への流路を閉止した状態では、まず、ガスエンジン２００から熱源となる温水（例えば、約９０℃）が、温水供給ライン２１１を通じてチューブ１２に供給される。チューブ１２に供給された温水は、タンク部１１の内部に配置されたチューブ１２に導入される。
一方、タンク部１１の内部においては、噴霧ノズル１３からチューブ１２に向けて、噴霧水が噴霧される。また、タンク部１１の内部は、負圧もしくは低圧（例えば、−０．０５ＭＰａＧ〜０．１ＭＰａＧ程度）に維持されている。これにより、チューブ１２を流通する温水は、噴霧水によって熱を奪われて８５℃程度まで降温し、温水排出ライン２１２を通じて排出される。
【００２８】
また、温水が流通するチューブ１２には、噴霧ノズル１３から８０℃程度の水が噴霧されることで、表面に薄い液膜が形成される。このように、タンク部１１の内部が負圧に維持された状態において、チューブ１２の表面に薄い液膜が形成されることによって、チューブ１２の内部を流通する温水と、噴霧ノズル１３によって噴霧される水との温度差が比較的小さい場合（例えば、約１０℃）であっても効率的に蒸気を生成することが可能になる。
【００２９】
タンク部１１の内部で発生した蒸気は、低圧蒸気供給ライン３０から導出される。
タンク部１１の内部で蒸気にならなかった水は、タンク部１１の下部に貯留される。タンク部１１の下部に貯留された水は、噴霧水供給ライン１６を通じて、噴霧水ポンプ１６１によって噴霧ノズル１３まで汲み上げられ、再びチューブ１２に噴霧される。
タンク部１１に貯留される水が少なくなった場合には、補給水ライン１７からタンク部１１に補給水が補給される。
【００３０】
また、蒸気制御部５０の制御により三方弁１９の開度を調整してチューブ１２に供給される温水の流量を調整することで、タンク部１１の内部で発生する蒸気の量を調整できる。
本実施形態では、蒸気制御部５０は、温水温度センサ２２１で測定される温水供給ライン２１１を流通する温水の温度が予め設定された目標温度（例えば、１１８℃）となるように三方弁１９の開度を制御し、蒸気発生装置１０により生成される蒸気量を制御する。
即ち、温水温度センサ２２１で測定された温水の温度が目標温度よりも高い場合、蒸気制御部５０は、チューブ１２に供給される温水の流量が増加するように三方弁１９の開度を制御する。これにより、蒸気発生装置１０において生成される蒸気の量は増加する。また、蒸気発生装置１０において温水から奪われる熱量が増加するため、温水の温度は低下する。
一方、温水温度センサ２２１で測定された温水の温度が目標温度よりも低い場合、蒸気制御部５０は、チューブ１２に供給される温水の流量が減少するように三方弁１９の開度を制御する。これにより、蒸気発生装置１０において生成される蒸気の量は減少する。また、温水から奪われる熱量が減少するため、温水の温度は上昇する。
【００３１】
また、蒸気制御部５０は、温水温度センサ２２１で測定された温水の温度が目標温度よりも低い下限温度（例えば、１１６℃）を下回った場合、温水が全量温水バイパスライン１８側に流れるように三方弁１９を全閉状態とする。これにより、蒸気発生装置１０において蒸気の生成が停止され、温水から熱量が奪われなくなるため、温水の温度の更なる低下は抑制される。
一方、蒸気制御部５０は、温水温度センサ２２１で測定された温水の温度が目標温度よりも高い上限温度（例えば、１２０℃）を上回った場合、温水が全量チューブ１２側に流れるように三方弁１９を全開状態とする。これにより、蒸気発生装置１０において温水から奪われる熱量を最大化できるため、温水の温度の低下を促進できる。
【００３２】
蒸気昇圧装置２０は、蒸気発生装置１０において生成された低圧蒸気（例えば、−０．０５ＭＰａＧ〜０．１ＭＰａＧ）を吸引して圧縮し、昇圧する。この蒸気昇圧装置２０は、低圧蒸気を圧縮する圧縮部２１と、この圧縮部２１の動作を制御する圧縮制御部２２と、を備える。
圧縮部２１は、例えば、スクリュー式の蒸気圧縮機により構成され、低圧の蒸気を０．４ＭｐａＧ〜０．８ＭＰａＧ程度に昇圧する。
圧縮制御部２２は、低圧蒸気供給ライン３０を流通する蒸気の圧力（圧縮部２１に導入される蒸気の圧力）に基いて、圧縮部２１の動作（負荷率）を制御する。より具体的には、圧縮制御部２２は、低圧蒸気供給ライン３０を流通する蒸気の圧力が設定された目標圧力（例えば、０．０４ＭＰａ〜０．０５ＭＰａ）となるように、蒸気昇圧装置２０の負荷率を制御する。
【００３３】
即ち、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧が目標圧力よりも高くなっている場合には、圧縮制御部２２は、負荷率を最大（負荷率１００％）にして蒸気昇圧装置２０（圧縮部２１）を駆動させる。これにより、蒸気昇圧装置２０には、上限量の蒸気が吸引されることになり、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧は低下していく傾向にある。尚、蒸気昇圧装置２０が１００％の負荷率で駆動した状態においても、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧が目標圧力を上回っている場合には、蒸気昇圧装置２０は１００％の負荷率で稼動を続ける。
【００３４】
一方、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧が、目標圧力を下回った場合には、圧縮制御部２２は、蒸気昇圧装置２０（圧縮部２１）の負荷率を低下させる。これにより、蒸気昇圧装置２０に吸引される蒸気の量は減少し、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧は上昇する。
このようにして、低圧蒸気供給ライン３０の蒸気圧を目標圧力となるように制御することにより、蒸気発生装置１０により蒸気を効率よくかつ安定的に生成させられる。
【００３５】
低圧蒸気供給ライン３０は、蒸気発生装置１０において生成された低圧蒸気を蒸気昇圧装置２０に供給する。
低圧蒸気圧力センサ３１は、低圧蒸気供給ライン３０に配置される。低圧蒸気圧力センサ３１は、低圧蒸気供給ライン３０の内部における蒸気圧（低圧蒸気の圧力）を測定する。
【００３６】
吐出蒸気ライン４０は、図１に示すように、基端側がそれぞれ蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃに接続される複数の第１吐出蒸気ライン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと、基端側がこれら複数の第１吐出蒸気ライン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの先端側に接続され、先端側が蒸気ヘッダ３００に接続される集合蒸気ライン４２と、を備える。
複数の第１吐出蒸気ライン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃには、それぞれ、吐出蒸気圧力センサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ及び開閉弁４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃが配置される。
吐出蒸気圧力センサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、第１吐出蒸気ライン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの内部における蒸気圧（吐出蒸気の圧力）を測定する。
開閉弁４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃは、第１吐出蒸気ライン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの流路を開閉させる。
【００３７】
集合蒸気ライン４２は、複数の第１吐出蒸気ライン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを流通する蒸気を集合させ、蒸気ヘッダ３００に供給する。
蒸気ヘッダ３００は、複数台の蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて生成された蒸気を集合させる。この蒸気ヘッダ３００には、ガスエンジン２００の排ガスが保有する熱を利用して蒸気を生成する排ガスボイラ（図示せず）により生成された蒸気や、他のボイラ（図示せず）により生成された蒸気も集合される。
蒸気ヘッダ３００には、ヘッダ圧力センサ３１０が配置される。ヘッダ圧力センサ３１０は、蒸気ヘッダ３００の内部における蒸気圧（ヘッダ圧）を測定する。
蒸気ヘッダ３００に集められた蒸気は、蒸気使用機器（図示せず）に供給される。
【００３８】
台数制御装置４００は、連携蒸気システム１００の動作（複数の蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃの動作）を制御する。
本実施形態では、台数制御装置４００は、蒸気昇圧装置２０の負荷率、低圧蒸気供給ライン３０における低圧蒸気の圧力、及び温水供給ライン２１１を流通する温水の温度に基いて、運転させる蒸気システム１の台数を制御する。
【００３９】
より具体的には、台数制御装置４００は、図３に示すように、負荷率取得部４１０と、平均負荷率算出部４２０と、熱源流体温度取得部４３０と、低圧蒸気圧取得部４４０と、台数制御部４５０と、を備える。
負荷率取得部４１０は、蒸気昇圧装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの負荷率を取得する。
平均負荷率算出部４２０は、負荷率取得部４１０により取得された蒸気昇圧装置２０の負荷率のうち、運転中の蒸気昇圧装置２０の負荷率の平均値を算出する。
【００４０】
熱源流体温度取得部４３０は、温水供給ライン２１１を流通する温水の温度を取得する。本実施形態では、熱源流体温度取得部４３０は、温水温度センサ２２１により測定される温水の温度を取得する。
低圧蒸気圧取得部４４０は、低圧蒸気圧力センサ３１により測定された蒸気圧を取得する。
【００４１】
台数制御部４５０は、平均負荷率算出部４２０により取得された複数の蒸気昇圧装置２０の負荷率の平均値、熱源流体温度取得部４３０により取得された温水の温度、及び低圧蒸気圧取得部４４０により取得された蒸気圧に基いて、運転させる蒸気システム１の台数を増加又は減少させる。
【００４２】
まず、運転させる蒸気システム１の台数を減少させる場合の制御について説明する。
台数制御部４５０は、平均負荷率算出部４２０により算出された複数の蒸気昇圧装置２０の負荷率の平均値が予め設定された第１基準負荷率（例えば、７５％）を下回った場合、低圧蒸気圧取得部４４０により取得された蒸気圧が予め設定された第１基準蒸気圧（例えば、７５０ｋＰａ）を上回った場合、又は熱源流体温度取得部４３０により取得された温水の温度が予め設定された第１基準温度（例えば、１１５℃）を下回った場合に運転させる蒸気システム１の台数を一台減少させる。
これにより、蒸気昇圧装置２０の稼動状態（蒸気昇圧装置２０の負荷率）及び蒸気発生装置１０の稼動状態（低圧蒸気の圧力）だけでなく、供給される温水の温度によっても運転させる蒸気システム１の台数を制御できる。
【００４３】
ここで、本実施形態では、第１基準温度は、蒸気発生装置１０において三方弁１９の開度制御のために設定される目標温度よりも低い温度に設定される。これにより、温水の温度が目標温度を下回った場合に、まず、蒸気制御部により三方弁１９の開度を調整でき、その後、温水の温度が更に低下して第１基準温度を下回った場合に、運転させる蒸気システム１の台数を減少させられる。
【００４４】
また、第１基準温度は、蒸気発生装置１０において三方弁１９を全閉状態とする下限温度よりも高い温度に設定される。これにより、温水の温度が目標温度を下回った場合に、まず、蒸気制御部５０により三方弁１９の開度を小さくさせ、その後、温水の温度が更に低下したときに三方弁１９を全閉状態とする前に運転させる蒸気システム１の台数を減少させられる。
【００４５】
次に、運転させる蒸気システム１の台数を増加させる場合の制御について説明する。
台数制御部４５０は、平均負荷率算出部４２０により算出された複数の蒸気昇圧装置２０の負荷率の平均値が第１基準負荷率よりも高い第２基準負荷率（例えば、９５％）を上回り、熱源流体温度取得部４３０により取得された温水の温度が第１基準温度よりも高い第２基準温度（例えば、１２０℃）を上回り、かつ低圧蒸気圧取得部４４０により取得された蒸気圧が第１基準蒸気圧よりも低い第２基準蒸気圧（例えば、６００ｋＰａ）を下回った場合に、運転させる蒸気システム１の台数を一台増加させる。
これにより、温水における回収可能な熱量が十分である状態において、蒸気昇圧装置２０が高い負荷率で運転しており、かつ、低圧蒸気の圧力が低い場合（つまり、蒸気使用機器における蒸気の消費量が多い場合）に運転させる蒸気システム１の台数を増加させられるので、蒸気使用機器による蒸気の消費量、及び温水の温度状態に基いて運転させる蒸気システム１の台数を好適に増加させられる。
【００４６】
以上説明した本実施形態の連携蒸気システム１００によれば、以下のような効果を奏する。
【００４７】
（１）複数の蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、これら複数の蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃを制御する台数制御装置４００と、を含んで構成した。そして、台数制御装置４００を、運転している蒸気昇圧装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの負荷率の平均値が第１基準負荷率を下回った場合、蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて生成される低圧蒸気の蒸気圧が第１基準蒸気圧を上回った場合又は温水の温度が第１基準温度を下回った場合のいずれかに運転させる蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃの台数を一台減少させる台数制御部４５０を含んで構成した。これにより、蒸気昇圧装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ及び蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの稼動状態だけでなく、供給される温水の温度によっても運転させる蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃの台数を制御できるので、連携蒸気システム１００をより安定的に運転させられる。
【００４８】
（２）蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを、温水の供給量を調整する三方弁１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃと、温水の温度が目標温度となるように三方弁１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの開度を制御する蒸気制御部５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃと、を含んで構成し、第１基準温度を目標温度よりも低く設定した。これにより、温水の温度が目標温度を下回った場合に、まず、蒸気制御部５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃにより三方弁１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの開度を調整でき、その後、温水の温度が更に低下して第１基準温度を下回った場合に、運転させる蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃの台数を減少させられる。よって、蒸気発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによる三方弁１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの開度制御を妨げることなく、台数制御部４５０による運転させる蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃの台数の制御を行わせられる。
【００４９】
（３）蒸気制御部５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに、目標温度よりも低い下限温度を下回った場合に三方弁１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃを全閉状態とさせ、目標温度よりも高い上限温度を上回った場合に三方弁１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃを全開状態とさせ、第１基準温度を下限温度よりも高い温度に設定した。これにより、温水の温度が目標温度を下回った場合に、まず、蒸気制御部５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃにより三方弁１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの開度を小さくさせ、その後、温水の温度が更に低下したときに三方弁１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃを全閉状態とする前に運転させる蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃの台数を減少させられる。
【００５０】
（４）台数制御部４５０に、運転している蒸気昇圧装置２０の負荷率の平均値が第１基準負荷率よりも高い第２基準負荷率を上回り、温水の温度が第１基準温度よりも高い第２基準温度を上回り、かつ低圧蒸気圧取得部４４０により取得された蒸気圧が第１基準蒸気圧よりも低い第２基準蒸気圧を下回った場合に、運転させる蒸気システム１の台数を一台増加させた。これにより、温水における回収可能な熱量が十分である状態において、蒸気昇圧装置２０が高い負荷率で運転しており、かつ、低圧蒸気の圧力が低い場合（つまり、蒸気使用機器における蒸気の消費量が多い場合）に運転させる蒸気システム１の台数を増加させられるので、蒸気使用機器による蒸気の消費量、及び温水の温度状態に基いて運転させる蒸気システム１の台数を好適に増加させられる。よって、連携蒸気システム１００をより安定的に運転させられる。
【００５１】
以上、本発明の連携蒸気システム１００の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、連携蒸気システム１００を、３台の蒸気システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃにより構成したが、これに限らない。即ち、連携蒸気システムを、２台の蒸気システムにより構成してもよく、また、４台以上の蒸気システムにより構成してもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、低圧蒸気圧力センサ３１を低圧蒸気供給ライン３０に配置して低圧蒸気供給ライン３０を流通する蒸気の圧力を測定したが、これに限らない。即ち、低圧蒸気供給ライン３０を流通する蒸気の圧力は、蒸気発生装置１０（タンク部１１）における蒸気の圧力と等しいため、低圧蒸気圧力センサを蒸気発生装置（タンク部）に配置してもよい。
【００５３】
また、本実施形態では、流量調整弁を三方弁１９により構成したが、これに限らない。即ち、流量調整弁を、複数の弁を組み合わせて構成してもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、廃熱源としてガスエンジン２００を用いたが、これに限らない。即ち、廃熱源としてディーゼルエンジンやガソリンエンジンを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  蒸気システム
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  蒸気発生装置
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ  三方弁（流量調整弁）
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  蒸気昇圧装置
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  低圧蒸気供給ライン
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ  低圧蒸気圧力センサ（低圧蒸気圧測定部）
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ  蒸気制御部
１００  連携蒸気システム
２１１  温水供給ライン（熱源流体供給ライン）
４００  台数制御装置
４１０  負荷率取得部
４２０  平均負荷率算出部
４３０  熱源流体温度取得部
４４０  低圧蒸気圧取得部
４５０  台数制御部
【図１】
2016217553.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016217553.tif 000005