| 【発明の名称】 |
熱交換器のドレン回収システム |
| 【発明者】 |
【氏名】瀬戸 俊之
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| 【要約】 |
【課題】排ガス再加熱器から脱気器へ流入されるドレンの量を調整可能にすることにより脱気器の正常化を図り、ボイラー水の損失を防止すると共に熱効率のよい熱交換器のドレン回収システムを提供する。
【解決手段】ボイラー１１から発生する蒸気を分配管１２を介して排ガス再加熱器１３に供給し、排ガス再加熱器１３からの排蒸気をスチームトラップ１４を介して脱気器１５に入れて、ボイラー１１に供給し、更に脱気器１５には復水タンク１６からの水が供給可能な熱交換器のドレン回収システム１０において、スチームトラップ１４の下流側に、自動開閉弁１７を介して復水タンク１６に接続される分岐管１８を設け、自動開閉弁１７を脱気器１５の圧力に応じて開閉し、脱気器１５の圧力を一定範囲に保持する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ボイラーから発生する蒸気を分配管を介して排ガス再加熱器に供給し、該排ガス再加熱器からの排蒸気をスチームトラップを介して脱気器に入れて、前記ボイラーに供給し、更に前記脱気器には復水タンクからの水が供給可能な熱交換器のドレン回収システムにおいて、前記スチームトラップの下流側に、自動開閉弁を介して前記復水タンクに接続される分岐管を設け、前記自動開閉弁を前記脱気器の圧力に応じて開閉し、該脱気器の圧力を一定範囲に保持することを特徴とする熱交換器のドレン回収システム。
【請求項２】 ボイラーから発生する蒸気を分配管を介して排ガス再加熱器に供給し、該排ガス再加熱器からの排蒸気をスチームトラップを介して脱気器に入れて、前記ボイラーに供給し、更に前記脱気器には復水タンクからの水が供給可能な熱交換器のドレン回収システムにおいて、前記分配管と前記排ガス再加熱器の間に蒸気調整弁を設け、該蒸気調整弁の開度を前記脱気器の圧力に応じて調整し、該脱気器の圧力を一定範囲に保持することを特徴とする熱交換器のドレン回収システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱気器の圧力を制御することを可能とした熱交換器のドレン回収システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に示すように、従来より、溶融炉５１から発生する排ガスは、燃焼室５２において９００℃程度の温度で完全燃焼された後、ボイラー５３で冷却され、更に排ガス温度調節器５４で冷却された後、バグフィルタ５５を通過して煙突５６から排出されている。しかし、このように冷却された排ガスは、あまり低温であると煙突５６から排出する際に可視白煙となる。また、最近では、ダイオキシン等の問題のため煙突５６から排出する前に排ガスを触媒反応塔５７において処理している場合もあり、この触媒が作用するのに適した温度が２００℃程度となっている。従って、バグフィルタ５５を通過した排ガスを再び２００℃程度に加熱することが望ましく、この加熱処理は、前記ボイラー５３から発生する蒸気を利用して行われている。
【０００３】そして、この際発生するドレンは、図４に示す熱交換器のドレン回収システム５８によって回収されている。以下、説明する。ボイラー５３から発生した蒸気は分配管５９において分配され、所定量が前記排ガスを再加熱するための排ガス再加熱器６０に、残りの蒸気のうち必要量は後述する脱気器６１に、残りは蒸気タービン等の熱利用設備６２に送られて利用されている。ここで、排ガス再加熱器６０に送られる所定量とは、排ガスを２００℃程度まで加熱するのに必要な量をいう。排ガス再加熱器６０を通過した蒸気は、２５０℃程度の加圧状態の飽和水（以下、ドレンＡとする。）となって、スチームトラップ６３で一旦トラップされ、連続的に脱気器６１へ送られる。一方、熱利用設備６２で使用された蒸気は、８０℃程度の水（以下、ドレンＢとする。）となって復水タンク６４に貯められ、レベル制御弁６５で流入量を調整されながら脱気器６１へ送られる。
【０００４】脱気器６１では、圧力検出器６６及びレベル検出器６７によって脱気器６１の圧力及びレベル（ドレン量）が検出されており、脱気器６１が２．７ｋｇ／ｃｍ2（１４０℃程度）となるように調整される。すなわち、通常の運転時におけるこの調整は、ドレンＡとドレンＢの混合、及び分配管５９から圧力制御弁６８を介して過熱蒸気を適当量流入することによって行われている。そして、この脱気器６１で脱気されたドレン（水）は、再びボイラー５３に回収されている。なお、符号６９はボイラー給水ポンプを示し、符号７０は脱気器給水ポンプを示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記した従来の熱交換器のドレン回収システム５８においては、脱気器６１が無条件に排ガス再加熱器６０からのドレンを受け入れるので、脱気器６１の圧力制御に不具合が生じることがあった。すなわち、通常の状態においては排ガス再加熱器６０から脱気器６１に送られるドレンの量は脱気器６１の必要蒸気より少ないので問題ないが（このときは分配管５９から直接蒸気が送られる）、ボイラーの低負荷時、及び休風時等は、排ガス再加熱器６０から脱気器６１に送り込まれるドレンの量が必要蒸気より多くなるため、脱気器６１の圧力制御が不能となって脱気器６１の圧力が上昇するという問題があった。
【０００６】このような場合においては、ボイラー給水ポンプ６９に設けられた逃がし弁７１を作動するか、脱気器６１に設けられた安全弁７２を作動することにより脱気器６１の圧力の低下を図っていたが、これではボイラー水を損失して水をドレン回収システム５８に補給する手間が必要となると共に熱効率的にも望ましくないものとなっていた。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、排ガス再加熱器から脱気器へ流入されるドレンの量を調整可能にすることにより脱気器の正常化を図り、ボイラー水の損失を防止すると共に熱効率のよい熱交換器のドレン回収システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う第１の発明に係る熱交換器のドレン回収システムは、ボイラーから発生する蒸気を分配管を介して排ガス再加熱器に供給し、該排ガス再加熱器からの排蒸気をスチームトラップを介して脱気器に入れて、前記ボイラーに供給し、更に前記脱気器には復水タンクからの水が供給可能な熱交換器のドレン回収システムにおいて、前記スチームトラップの下流側に、自動開閉弁を介して前記復水タンクに接続される分岐管を設け、前記自動開閉弁を前記脱気器の圧力に応じて開閉し、該脱気器の圧力を一定範囲に保持している。本発明に係る熱交換器のドレン回収システムにおいては、排ガス再加熱器で発生するドレンの回収先が脱気器のみの一系統から復水タンクを加えた二系統になる。従って、脱気器の圧力制御に不具合を生じた場合（脱気器の圧力が制御範囲を外れ、（高位）異常値を示した場合）、復水タンクに接続された分岐管の自動開閉弁に制御信号を送ってこの自動開閉弁の開閉操作を行うことにより、排ガス再加熱器で発生するドレンの全量、若しくは一部を復水タンクに逃がすことができる。
【０００８】また、前記目的に沿う第２の発明に係る熱交換器のドレン回収システムは、ボイラーから発生する蒸気を分配管を介して排ガス再加熱器に供給し、該排ガス再加熱器からの排蒸気をスチームトラップを介して脱気器に入れて、前記ボイラーに供給し、更に前記脱気器には復水タンクからの水が供給可能な熱交換器のドレン回収システムにおいて、前記分配管と前記排ガス再加熱器の間に蒸気調整弁を設け、該蒸気調整弁の開度を前記脱気器の圧力に応じて調整し、該脱気器の圧力を一定範囲に保持している。本発明に係る熱交換器のドレン回収システムにおいては、分配管と前記排ガス再加熱器の間に蒸気調整弁を設けているので、脱気器の圧力制御に不具合を生じた場合（脱気器の圧力が制御範囲を外れ、（高位）異常値を示した場合）、蒸気調整弁の開度を脱気器の圧力に応じて調整して、排ガス再加熱器から脱気器に流入されるドレンの全量、若しくは一部を減じることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器のドレン回収システムの説明図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る熱交換器のドレン回収システムの説明図である。
【００１０】図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器のドレン回収システム１０は、ボイラー１１から発生する蒸気を分配管１２を介して排ガス再加熱器１３に供給し、排ガス再加熱器１３からの排蒸気（ドレン）をスチームトラップ１４を介して脱気器１５に入れて再びボイラー１１に供給するものであって、更に、脱気器１５には復水タンク１６からの水が供給可能となっている。また、熱交換器のドレン回収システム１０においては、スチームトラップ１４の下流側に、自動開閉弁１７を介して復水タンク１６に接続される分岐管１８を設けているところに特徴を有する。なお、本実施の形態における熱交換器のドレン回収システム１０は、図３に示すものと同様の施設に適用される。
【００１１】以下、通常運転時の熱交換器のドレン回収システム１０の動作について説明するが、通常運転時は従来例に係る熱交換器のドレン回収システム５８の動作と同様であるので簡単に説明する。ボイラー１１から発生した蒸気は、分配管１２を介して排ガス再加熱器１３に供給される。排ガス再加熱器１３を通過した排蒸気（ドレン）はスチームトラップ１４で一旦トラップされて一定量ずつ連続的に脱気器１５に送られる。一方、熱利用設備１９で利用されたボイラー１１からの蒸気は、復水タンク１６に貯められ、レベル制御弁２０で流入量が制御されて脱気器１５に送られる。また、脱気器１５では、圧力検出器２１及びレベル検出器２２によって脱気器１５の圧力及びレベル（ドレン量）が検出されており、脱気器１５が所定圧力、及び所定温度となるように調整されている。通常の運転時におけるこの調整は、排ガス再加熱器１３及び復水タンク１６から脱気器１５に流入されるドレンの混合のみでは脱気器１５が所定の圧力及び温度にならないために、分配管１２から過熱蒸気を圧力制御弁２３を介して適当量流入することにより行われている。なお、通常運転時においては、自動開閉弁１７は閉じた状態を保持している。
【００１２】以下、ボイラーの低負荷時、休風時等のボイラーの通常運転時とは異なる場合の熱交換器のドレン回収システム１０の動作について説明する。この場合においては、排ガス量に対してボイラー１１から発生する蒸気量は少なく、ボイラー１１に脱気器１５から流入できるドレンの量は少なくなる。従って、脱気器１５に流入できるドレンの量も必然的に少なくなり、排ガス再加熱器１３からの高カロリーのドレンの流入量は排ガス量に対して一定であると、復水タンク１６から脱気器１５に送られる低カロリー（低温）のドレンの量は少ないため、脱気器１５においては圧力が上昇することとなる。
【００１３】本発明においては、こういった場合に自動開閉弁１７を介して復水タンク１６に接続された分岐管１８に排ガス再加熱器１３を通過したドレンを流すようにする。この自動開閉弁１７は脱気器１５の圧力に応じて開閉され（脱気器１５の圧力が高い場合は開き、脱気器１５の圧力が低い場合は閉じる）、脱気器１５の圧力を一定範囲（例えば、２．５〜３．５ｋｇ／ｃｍ2 程度）に保持する。これによって、脱気器１５に送られる高カロリーのドレンの量が減少し、脱気器１５の圧力の異常上昇を抑制することができる。なお、緊急時（自動開閉弁が作動しなかった場合等）に備えて、安全弁２４及び逃がし弁２５が設けられている。また、符号２６はボイラー給水ポンプ、符号２７は脱気器給水ポンプ、符号２８は逆止弁を示す。
【００１４】次に、図２を参照して、第２の実施の形態に係る熱交換器のドレン回収システム２９について説明する。なお、第１の実施の形態で説明したものと同様の構成のものについては同一の符号を付して説明を省略する。熱交換器のドレン回収システム２９は、分配管１２と排ガス再加熱器１３の間に蒸気調整弁３０を設け、この蒸気調整弁３０の開度を脱気器１５の圧力に応じて調整し、脱気器１５の圧力を一定範囲に保持することを特徴とする。蒸気調整弁３０は、脱気器１５に設けられた圧力検出器２１で検出される圧力によってその開度を調整され、例えば、ある一定圧力以上になった場合に、圧力の上昇に比例して弁の開度を低くする（弁を閉じる）ようにする。これによって、排ガス再加熱器１３に送る蒸気の減少を最小限に抑えつつ、脱気器１５に送られる高カロリーのドレンの量を調整することが可能となり、脱気器１５の圧力の異常上昇を抑制することができる。
【００１５】以上、本発明を幾つかの実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、第１の実施の形態において、復水タンク１６に接続された分岐管１８に、タービン等の熱利用設備を繋いでその後に復水タンク１６に流すようにすることもでき、これによって熱のより有効な利用を図ることが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】請求項１記載の熱交換器のドレン回収システムにおいては、スチームトラップの下流側に、自動開閉弁を介して復水タンクに接続される分岐管を設け、自動開閉弁を脱気器の圧力に応じて開閉するので、ドレンの全量又は一部を復水タンクに逃がして排ガス再加熱器から脱気器へのドレン流入量を調整可能にして、脱気器の正常化を図り、安全弁又は逃がし弁が作動することを防止し、安定した排ガス再加熱器の運転とボイラー水の損失回避、熱エネルギーの有効利用が可能となる。また、請求項２記載の熱交換器のドレン回収システムにおいては、分配管と排ガス再加熱器の間に蒸気調整弁を設け、蒸気調整弁の開度を脱気器の圧力に応じて調整するので、脱気器に流入されるドレンの全量、若しくは一部を減じて脱気器の正常化を図り、安全弁又は逃がし弁が作動することを防止し、ボイラー水の損失回避、熱エネルギーの有効利用が可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６６５５
【氏名又は名称】新日本製鐵株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月８日（１９９９．３．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０６９７
【弁理士】
【氏名又は名称】中前 富士男 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２５７８０６（Ｐ２０００−２５７８０６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月２２日（２０００．９．２２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−６０２９４ |
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