JP4683958B2 - ポンプの軸潤滑水供給システム - Google Patents

Description

本発明は、海水を送水するポンプの軸封部へ潤滑水を供給するポンプ軸潤滑水供給システムに関する。より詳細には、ポンプが吐出する海水の一部を、自己のポンプの軸潤滑水とするポンプ軸潤滑水供給システムに関する。

火力発電所においては、ボイラーで発生させた蒸気を用いて蒸気タービンを駆動させ、蒸気タービンに連結した発電機で発電を行っている。蒸気タービンを出た蒸気は、復水器で冷却され復水となり、復水ポンプでボイラーへ送られ循環使用される。復水器では、蒸気を冷却するために、海水を使用する。またＬＮＧ（ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ）焚きの発電所においては、ＬＮＧを気化させるために海水を使用している。

復水器への冷却用の海水の送水は、取水路から取水した海水をポンプで送水することで行われ、このポンプは、循環ポンプ又は冷却水供給ポンプと呼ばれる。循環ポンプでは、軸封部の潤滑水に、吐出した海水の一部を使用するための自己潤滑水ラインが設けられている。ＬＮＧを気化させるためにＬＮＧ気化器へ海水を送水するポンプは、ＬＮＧ気化器海水ポンプと呼ばれ、循環ポンプ同様、軸封部の潤滑水に、吐出した海水の一部を使用するための自己潤滑水ラインが設けられている。

循環ポンプ又はＬＮＧ気化器海水ポンプの軸封部の潤滑水に海水を使用すると、海水中に浮遊している貝の付着期幼生が配管内の内面に付着して繁殖し、軸潤滑を十分行うことが出来ない場合もあるため、循環ポンプの自己潤滑水ラインの途中にフィルタを装着する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。当発電所においても、循環ポンプ及びＬＮＧ気化器海水ポンプの自己潤滑水ラインの途中にストレーナを装着するとともに、ストレーナを定期的に洗浄することで、貝類の付着などによる配管の閉塞を防止している。
特開平９−９４４１４号公報

循環ポンプ及びＬＮＧ気化器海水ポンプの自己潤滑水ラインの途中にストレーナを装着するとともに、ストレーナを定期的に洗浄することで、貝類の付着などによる配管の閉塞を防止することは可能であるが、これらも完全な方法とは言えず、長期間の運転においては貝類が付着し成長する場合もある。配管内に貝類が付着し成長することで、軸潤滑水が十分に確保できない場合には、配管等を分解し機械的に清掃後、組立て使用される。この間は海水（吐出水）を軸潤滑水として使用することができないため、バックアップ用水を用いて軸の潤滑が行われる。

潤滑水を供給する管路の閉塞を防止し、ポンプの軸封部へ潤滑水を安定的に供給するためには、工業用水を使用することが望ましいが、常時工業用水を使用するとコストアップにつながる。以上のことからコスト的に優位で、かつポンプの軸封部へ潤滑水を安定的に供給するためのシステムの開発が待たれている。

本発明の目的は、コスト的に優位で、かつポンプの軸封部への軸潤滑水を安定的に供給するためのシステムを提供することにある。

本発明者は、発電所内で工業用水を使用可能な量に余裕がある場合があることを見出し、ポンプの軸潤滑水として、工業用水と海水とを切替え使用することが可能なポンプの軸潤滑水供給システムを開発した。

すなわち本発明は、発電所に設置された海水を送水するポンプの軸潤滑水供給システムであって、ストレーナを備え、吐出水の一部を取出し前記ストレーナでろ過しポンプの軸封部へ供給する自己潤滑水供給ラインと、工業用水を処理装置で処理した処理水又は上水又はこれらの混合水からなる所内用水を前記軸封部に供給する所内用水ラインと、を備えるポンプの軸潤滑水供給システムにおいて、さらに工業用水を前記ストレーナでろ過し前記軸封部へ供給する工業用水供給ラインが設けられ、発電所内の工業用水に余裕があるときは前記工業用水供給ラインから工業用水を、発電所内の工業用水に余裕がないときは前記自己潤滑水供給ラインから海水を、非定常時には、発電所内の工業用水に余裕があっても前記所内用水ラインから所内用水を、前記軸封部へ供給することを特徴とするポンプの軸潤滑水供給システムである。

また本発明は、前記ポンプの軸潤滑水供給システムにおいて、前記非定常時が、ポンプ起動時、ポンプ停止時又は前記ストレーナの分解清掃時であることを特徴とする。

本発明のポンプの軸潤滑水供給システムは、ポンプの軸潤滑水供給ラインとして、ポンプの吐出水の一部をストレーナでろ過し、ポンプの軸封部へ供給する自己潤滑水供給ラインの他、工業用水を前記ストレーナでろ過し供給する工業用水供給ラインを備え、発電所内の工業用水に余裕が生じ、ポンプ軸潤滑水に工業用水を使用することが可能な場合は、工業用水を使用し、発電所内の工業用水に余裕がない場合は、自己潤滑水（海水）をポンプの軸潤滑水に使用するので、ポンプの軸潤滑水供給ラインのメンテナンスが容易となり、安定的に軸潤滑水を供給することが可能となる。

また工業用水は、所内の工業用水に余裕がある場合にのみ使用するので、コストアップにはならず、ポンプの軸潤滑水供給ラインのメンテナンスが容易となる分だけトータルコストを低減することができる。本発明に係るポンプの軸潤滑水供給システムは、さらに工業用水を処理装置で処理した処理水又は上水又はこれらの混合水からなる所内用水を軸封部に供給する所内用水ラインを備えるため、工業用水に代え、又は工業用水と共に所内用水を軸潤滑水として供給することも考えられるが、所内用水は工業用水に比較し単価が高いので、工業用水を使用する方がコスト的に有利である。

また本発明によれば、ポンプ起動時、ポンプ停止時又は前記ストレーナの分解清掃時などの非定常時には、所内用水ラインから所内用水をポンプの軸封部へ供給するので、ストレーナの分解清掃時にも安定的に軸潤滑水を供給することができる。

図１は本発明の実施の一形態としての循環ポンプの軸潤滑水供給システム１の概略的な構成を示す系統図である。本循環ポンプの軸潤滑水供給システム１は、復水器に冷却用の海水を送水する循環ポンプ２の軸封部（図示を省略）へ循環水を供給するものであり、自己潤滑水供給ライン１０、バックアップ所内用水ライン３０、工業用水供給ライン４０、洗浄水供給ライン５０に大別される。

自己潤滑水供給ライン１０は、循環ポンプ２の吐出水の一部を取り出し、これを循環ポンプ２の軸封部へ供給するための配管系統である。循環ポンプ２は、吸入管路３を介して取水路から海水を取水し、吐出管４を通じて復水器へ海水を送水する。吐出管４には、吐出水を取り出すための分岐管１１が設けられ、自己潤滑水供給ライン１０は、この分岐管１１から吐出水を得る。

分岐管１１の出口は、海水取出弁１２が設けられ、これを開とすることで吐出水を取り出すことができる。海水取出弁１２の出口側には、管路１３、１４、１５、１６及び１７が連結され、これら管路を介して循環ポンプ２の軸封部へ海水を供給する。管路１３は、海水仕切弁１２と連結し、一端を逆止弁１８と連結する。逆止弁１８は、後述の工業用水の逆流を防止するためのものである。管路１４は、一端を逆止弁１８と連結し、他端を海水中に含まれる貝の幼生や固形分を除去するストレーナ１９と連結する。また管路１４は、途中にストレーナ入口弁２０を備え、さらに後述の工業用水を受け入れるための分岐部を備える。

ストレーナ１９の出口には、管路１５が連結され、管路１５は一端をストレーナ出口弁２１と連結する。ストレーナ出口弁２１は、管路１６と連結し、管路１６はさらに循環ポンプ２の軸封部と一端を連結する管路１７と連結する。管路１７の管路途中には、流量を検出するための流量検出器２２が設けられている。以上で構成される自己潤滑水供給ラインを通じて、循環ポンプ２の吐出水の一部を軸封部に供給することができる。

また本循環ポンプの軸潤滑水供給システム１は、循環ポンプ２の起動、停止時又は非常時に軸封部へ潤滑水を供給するバックアップ所内用水ライン３０を有する。循環ポンプ２の起動、停止時は、吐出水を利用することができないので、バックアップ所内用水ライン３０を用いて軸封部の軸潤滑を行う。バックアップ所内用水ライン３０は、管路３１と、管路３１の途中に自動弁３２を備え、自動弁３２の出口に逆流防止用の逆止弁３３を有する。逆止弁３３は出口に管路３４を備え、管路３４は一端を、管路１６と連結する。

ここで使用する所内用水は、工業用水を前処理装置で処理し固形分などを除去した処理水又は上水又はこれらを混合した水である。バックアップ所内用水は、後述のように循環ポンプ２の起動、停止時のみならず、自己潤滑水供給ライン１０のストレーナを分解洗浄している場合にも、軸潤滑水として利用される。バックアップ所内用水は、ストレーナを通過することなく軸潤滑水として使用されるため、工業用水を前処理装置で処理し固形分などを除去した処理水又は上水又はこれらを混合した水とする必要がある。

また本循環ポンプの軸潤滑水供給システム１は、循環ポンプ２の軸封部へ工業用水を供給する工業用水供給ライン４０を有する。工業用水供給ライン４０は、工業用水を受け入れる管路４１の分岐管４２を通じて工業用水を受入れる。分岐管４２は工業用水供給弁４３と連結し、工業用水供給弁４３は出口に管路４４を備える。さらに管路４４は、一端を海水逆流防止用の逆止弁４５と連結する。逆止弁４５は出口に管路４６を備え、管路４６は、管路１４の分岐部と連結する。

上記のように工業用水供給ライン４０は、自己潤滑水供給ライン１０に配設されるストレーナ１９の上流側に連結される。工業用水供給ライン４０を、自己潤滑水供給ライン１０に配設されるストレーナ１９の下流側に連結することも可能であるが、工業用水はバックアップ所内用水とは異なり前処理が行われない。このため工業用水中に固形分が含まれる場合も想定されることから、工業用水供給ライン４０は、自己潤滑水供給ライン１０に配設されるストレーナ１９の上流側に連結することが望ましい。

工業用水は、ストレーナ１９を洗浄する際に使用する洗浄水としても使用される。この洗浄水を供給する洗浄水供給ライン５０は、管路４１と、管路４１の一端に自動弁５１を備え、自動弁５１とストレーナ１９とを連絡する管路５２を通じて洗浄水を供給する。

次に本循環ポンプの軸潤滑水供給システム１の使用方法として、海水を軸潤滑水として使用する場合の例を説明する。循環ポンプ２を起動する際は、吐出水を軸潤滑水として使用することが出来ないので、バックアップ所内用水ライン３０の自動弁３２を開け、所内用水を軸潤滑水として供給する。循環ポンプ２が起動した後は、海水取出弁１２、ストレーナ入口弁２０及びストレーナ出口弁２１を開け、自己潤滑水供給ライン１０から海水を供給する。

軸封部へ海水の供給が開始され、吐出水（海水）の流量が所定の流量であること流量検出器２２が検出した後は、バックアップ所内用水ライン３０の自動弁３２を閉とし、バックアップ所内用水の供給を停止する。以降、自己潤滑水供給ライン１０を通じて海水で循環ポンプ２の軸潤滑を行う。但し、ストレーナが閉塞ぎみとなり、吐出水（海水）の流量が低下したことを流量検出器２２が検知した場合は、再度自動弁３２が開となりバックアップ所内用水ライン３０通じて所内用水が供給される。循環ポンプを停止する場合も、バックアップ所内用水ライン３０を通じて所内用水を供給する。

循環ポンプ２が起動した後は、自己潤滑水供給ライン１０を通じて、軸封部へ海水を供給するとともに、所定の間隔で自己潤滑水供給ライン１０に装着されるストレーナ１９の洗浄を行う。ストレーナ１９は、海水中に含まれる貝の幼生や固形分を除去するための固形分除去手段を内部に有するため、長時間の運転で固形分除去手段の目詰まりが起こる。この固形分除去手段の目詰まりの程度が大きくなると、ストレーナの圧力損失が上昇し、所定の量の海水を軸潤滑水として供給することが出来なくなる。このため所定の間隔で、洗浄水供給ライン５０に装着された自動弁５１を開とし、所定の時間洗浄水をストレーナに送り、固形分除去手段を洗浄する。ストレーナ１９に所定の時間洗浄水を供給した後、自動弁５１を閉じ、洗浄を終了する。

長期間の運転に伴い固形分がストレーナの壁面などに付着し、定期的な洗浄水による洗浄のみでは、ストレーナの洗浄が十分でない場合がある。このような場合には、軸の潤滑水をバックアップ所内用水に切替えた後、ストレーナ入口弁２０及びストレーナ出口弁２１を閉じ、ストレーナ１９を分解清掃する。

次に本循環ポンプの軸潤滑水供給システム１の使用方法として、工業用水を軸潤滑水として使用する場合の例を説明する。工業用水を供給する場合は、海水取出弁１２を閉じ、工業用水供給弁４３を開け、管路１４、ストレーナ１９、管路１５、ストレーナ出口弁２１、管路１６、１７を通じて軸封部へ工業用水を供給する。

海水に代え、工業用水を供給することで、貝類がストレーナの壁面などに付着することがなくなり、ストレーナの分解清掃が不要となる。このように工業用水を使用することで、ストレーナ１９も含め自己潤滑水供給ライン１０のメンテナンスが容易となる。一方で、工業用水は有料であるので、工業用水を使用することでコストアップになるおそれがある。

発電所で使用する工業用水は、発電所外の供給元と使用量を予め定め一定の量を購入している。このため時期によっては工業用水に余裕がある場合もある。このような場合にのみ、軸潤滑水として工業用水を使用し、発電所内に工業用水を使用できる余裕がない場合は、自己潤滑水として海水を使用する。このように海水と工業用水とを併用することで、自己潤滑水供給ライン１０のメンテナンスが容易となり、安定的に軸潤滑水を供給することができる。また工業用水の使用量も抑制され全体としてコストを削減することができる。また工業用水と海水との切替えも、弁の開閉操作のみで行うことが可能であり、簡単に行うことができる。

発電所で使用されている既設の軸潤滑水供給システムは、自己潤滑水供給ライン、バックアップ所内用水ライン及び洗浄用水ラインで構成されていることが多い。本発明の軸潤滑水システム１は、上記の既設の軸潤滑水供給システムに工業用水供給ラインを配設したシステムと捉えることができるので、上記の既設の軸潤滑水供給システムにあっては、工業用水供給ラインを設けることで本軸潤滑水供給システムとすることができる。

既存の軸潤滑水供給システムが、自己潤滑水供給ライン、バックアップ所内用水ライン及び洗浄用水ラインで構成されている場合にあっては、工業用水の代わりにバックアップ所内用水ラインを通じて、所内用水を軸封部へ送水する方法も考えられる。しかしながら所内用水は、工業用水をろ過処理などした処理水又は上水又はこれらの混合した水を使用しているので、工業用水に比較してコストアップになってしまう。また、バックアップ所内用水ラインは、基本的に循環ポンプの起動、停止、非常時に軸潤滑水を供給するためのラインであり、自動弁の開閉なども所定の条件でのみ開閉可能なように制御されている。このためバックアップ所内用水を通じて所内用水を供給するには、制御方法を変更する必要があり手間がかかる。

図２は、本発明の実施の他の形態としての循環ポンプの軸潤滑水供給システム１００の概略的な構成を示す系統図である。図１と対応する部分には、同一の符号を付して説明を省略する。図１に示した循環ポンプの軸潤滑水供給システム１が自己潤滑水供給ライン１０と工業用水供給ライン４０の切替えが手動であるのに対して、図２に示す循環ポンプの軸潤滑水供給システム１００は、自己潤滑水供給ライン１０と工業用水供給ライン４０の切替えを自動で行うシステムである。

このため循環ポンプの軸潤滑水供給システム１００では、自己潤滑水供給ライン１０に配設される海水取出弁６１、及び工業用水供給ライン４０に配設される工業用水供給弁６２は、信号を受けて開閉する自動弁である。このほか循環ポンプの軸潤滑水供給システム１００は、発電所内の工業用水の使用量を測定する測定手段である工業用水使用量測定装置７０、演算手段８０及び制御手段９０を含み構成される。

演算手段８０は、工業用水使用量測定装置７０が測定する発電所内の工業用水の使用量データと、工業用水の契約量とから工業用水の余裕量を算出する。また制御手段９０は、演算手段８０の算出データに基づき、次の要領で海水取出弁６１及び工業用水供給弁６２に開閉用の信号を送る。制御手段９０は、演算手段８０の算出データに基づき、工業用水の使用量に余裕があると判断すると、海水取出弁６１を閉じ工業用水供給弁６２を開けるように制御する。また演算手段８０の算出データに基づき、工業用水の使用量に余裕がないと判断すると、海水取出弁６１を開け工業用水供給弁６２を閉じるように制御する。演算手段８０と制御手段９０は、コンピュータを用いて実現することができる。

なお、工業用水の余裕量に一定の幅をもたせ、余裕値が上限値（余裕量が大きい）を上回ると海水取出弁６１を閉じ、かつ工業用水供給弁６２を開け、余裕値が下限値（余裕量が少ない、又は余裕量がない）を下回ると海水取出弁６１を開け、かつ工業用水供給弁６２を閉じるように制御することが可能なことは、常法の制御方法と同じである。

以上の構成により循環ポンプの軸潤滑水供給システム１００は、自動的に軸潤滑水を海水又は工業用水に切替えることができる。この際制御手段９０は、演算手段８０の算出データから工業用水の使用量に余裕があると判断すると工業用水を供給可能とし、工業用水の使用量に余裕がない判断すると海水を供給可能とするように制御するので、コストアップにはならず、ポンプの軸潤滑水供給ラインのメンテナンスが容易となる分だけトータルコストを低減することができる。

上記の実施形態では、循環ポンプを例に説明を行ったけれども、ポンプは循環ポンプに限定されるものではない。海水を送水し軸封部へ吐出した海水の一部を潤滑水として使用するポンプであれば、本発明を使用することができる。例えばＬＮＧ気化器海水ポンプに本発明のポンプの軸潤滑水供給システムを使用することができる。

本発明の実施の一形態としての循環ポンプの軸潤滑水供給システム１の概略的な構成を示す系統図である。 本発明の実施の他の形態としての循環ポンプの軸潤滑水供給システム１００の概略的な構成を示す系統図である。

符号の説明

１、１００ 軸潤滑水供給システム
２ 循環ポンプ
４ 吐出管路
１０ 自己潤滑水供給ライン
１１ 分岐管
１２ 海水取出弁
１３、１４、１５、１６、１７ 管路
４０ 工業用供給ライン
４２、４４、４６ 工業用水管路
４３ 工業用水供給弁
６１ 自動海水取出弁
６２ 自動工業用水供給弁
７０ 工業用水使用量測定装置
８０ 演算手段
９０ 制御手段

Claims (2)

1. 発電所に設置された海水を送水するポンプの軸潤滑水供給システムであって、ストレーナを備え、吐出水の一部を取出し前記ストレーナでろ過しポンプの軸封部へ供給する自己潤滑水供給ラインと、工業用水を処理装置で処理した処理水又は上水又はこれらの混合水からなる所内用水を前記軸封部に供給する所内用水ラインと、を備えるポンプの軸潤滑水供給システムにおいて、
   さらに工業用水を前記ストレーナでろ過し前記軸封部へ供給する工業用水供給ラインが設けられ、発電所内の工業用水に余裕があるときは前記工業用水供給ラインから工業用水を、発電所内の工業用水に余裕がないときは前記自己潤滑水供給ラインから海水を、非定常時には、発電所内の工業用水に余裕があっても前記所内用水ラインから所内用水を、前記軸封部へ供給することを特徴とするポンプの軸潤滑水供給システム。
2. 前記非定常時が、ポンプ起動時、ポンプ停止時又は前記ストレーナの分解清掃時であることを特徴とする請求項１に記載のポンプの軸潤滑水供給システム。

Images