JP7342748B2

JP7342748B2 - Boiler water supply method and boiler water supply device

Info

Publication number: JP7342748B2
Application number: JP2020044465A
Authority: JP
Inventors: 圭輔武藤
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: JP2021143812A

Description

本発明は、ボイラ給水をボイラへ供給するボイラ給水方法及びボイラ給水装置に関するものであり、特に、蒸気を凝縮させた復水をボイラ補給水と混合再利用するボイラ給水方法及びボイラ給水装置に関するものである。 The present invention relates to a boiler water supply method and a boiler water supply device for supplying boiler feed water to a boiler, and particularly to a boiler water supply method and a boiler water supply device that mix and reuse condensed water obtained by condensing steam with boiler make-up water. It is.

ボイラ給水は省エネルギーの観点からは温水であることが望ましい。この目的のために、利用後の蒸気が凝縮して得られる復水を利用することが行われている。復水をボイラ給水として利用することにより、補給水である軟水の使用量も削減される。 From the viewpoint of energy saving, it is desirable that the water supplied to the boiler be hot water. For this purpose, condensate obtained by condensing the steam after use is used. By using condensate as boiler feed water, the amount of soft water used as make-up water is also reduced.

しかしながら、復水の塩類濃度は極めて低いため、復水をボイラ給水に利用すると、軟水給水の小型貫流ボイラ等においては電気伝導度による水位制御が困難となり、またＭ－アルカリ度の低下により腐食の問題が発生することがあった。 However, the salt concentration in condensate is extremely low, so if condensate is used for boiler feed water, it will be difficult to control the water level based on electrical conductivity in small once-through boilers with soft water feed, and corrosion will occur due to the decrease in M-alkalinity. Problems sometimes occurred.

特許文献１には、復水をボイラ補給水と混合して再利用する蒸気ボイラ装置において、ボイラ給水のＭ－アルカリ度を所定値以上に維持することが記載されている。特許文献１では、給水槽に貯留されたボイラ給水のＭ－アルカリ度に基づいて復水の一部を給水タンクへ回収し、残りを廃棄する。特許文献１の発明の目的は補給水量の削減と伝熱管の腐食トラブルの回避であり、復水利用を最大化して省エネルギーを図ろうとするものではない。 Patent Document 1 describes that in a steam boiler device that reuses condensate by mixing it with boiler make-up water, the M-alkalinity of boiler feed water is maintained at a predetermined value or higher. In Patent Document 1, a part of the condensate is collected into the water tank based on the M-alkalinity of the boiler feed water stored in the water tank, and the rest is discarded. The purpose of the invention of Patent Document 1 is to reduce the amount of make-up water and avoid problems with corrosion of heat exchanger tubes, and is not intended to maximize the use of condensate to save energy.

特許文献２には、ボイラにスケールが発生し易くなる問題を抑制しながら、フラッシュ蒸気（高温高圧のドレンが低圧の雰囲気に晒されたときにドレンの一部が蒸気になる現象）の発生を抑制する熱回収装置及び熱回収方法が記載されている。特許文献２では、軟水を貯留した補給水槽とボイラ給水槽をつなぐ給水路を分岐して復水回収槽に接続する分岐路を設けるようにしている。特許文献２は、特許文献１と同様に、復水利用を最大化して省エネルギーを図ろうとするものではない。 Patent Document 2 describes a method for preventing the generation of flash steam (a phenomenon in which a portion of condensate turns into steam when high-temperature, high-pressure condensate is exposed to a low-pressure atmosphere) while suppressing the problem of scale formation in the boiler. A heat recovery device and method for suppressing heat recovery is described. In Patent Document 2, a water supply channel that connects a makeup water tank storing soft water and a boiler water supply tank is branched to provide a branch path that connects to a condensate recovery tank. Patent Document 2, like Patent Document 1, does not attempt to save energy by maximizing the use of condensate.

特許第５１３５７６８号公報Patent No. 5135768 特許第６０７６６６３号公報Patent No. 6076663

本発明は、復水をボイラ給水として最大限利用し、しかも電気伝導度による水位制御が可能で腐食トラブルも防止されるボイラ給水方法及びボイラ給水装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a boiler water supply method and a boiler water supply system that make maximum use of condensate as boiler water supply, enable water level control based on electrical conductivity, and prevent corrosion problems.

本発明のボイラ給水方法は、復水と軟水とをボイラ給水槽で混合してボイラ給水とし、ボイラに供給するボイラ給水方法において、ボイラ給水の電気伝導度又は比抵抗を測定し、電気伝導度が第一設定値以下になった場合又は比抵抗が第一所定値以上になった場合に、ボイラ給水槽内の水の一部を排出し、その後、軟水を該ボイラ給水槽に供給する。 The boiler water supply method of the present invention mixes condensate and soft water in a boiler water supply tank to produce boiler water supply, and in the boiler water supply method that supplies the boiler water to the boiler, the electrical conductivity or specific resistance of the boiler supply water is measured. becomes less than a first set value or when the specific resistance becomes more than a first predetermined value, a portion of the water in the boiler water tank is discharged, and then soft water is supplied to the boiler water tank.

本発明のボイラ給水装置は、復水と軟水の混合水とを受け入れボイラ給水とするボイラ給水槽を有するボイラ給水装置において、給水の電気伝導度又は比抵抗を測定する手段と、電気伝導度が第一設定値以下となるか又は比抵抗が第一所定値以上になった場合に給水槽内の水の一部を排出する手段と、その後、該ボイラ給水槽内に軟水を供給する手段とを有する。 The boiler water supply system of the present invention has a boiler water supply tank that receives mixed water of condensate and soft water to supply boiler water, and the boiler water supply system includes a means for measuring the electrical conductivity or specific resistance of the supply water, means for discharging a portion of the water in the water supply tank when the resistivity becomes below a first set value or exceeds a first predetermined value; and means for subsequently supplying soft water into the boiler water supply tank; has.

本発明の一態様では、ボイラ給水の電気伝導度が第二設定値以上となるかもしくは比抵抗が第二所定値以下となるまで、又は前記ボイラ給水槽内の水位が軟水補給停止位置となるまで、軟水を前記ボイラ給水槽に供給する。 In one aspect of the present invention, the water level in the boiler water tank reaches a soft water replenishment stop position until the electrical conductivity of the boiler feed water becomes equal to or higher than a second predetermined value or the specific resistance becomes equal to or less than a second predetermined value. Soft water is supplied to the boiler water tank until then.

本発明の一態様では、前記ボイラ給水槽にオーバーフロー管が設けられている。 In one aspect of the present invention, the boiler water tank is provided with an overflow pipe.

本発明によると、復水をボイラ給水として最大限利用することができ、またその制御は極めて簡便である。そのため復水の有する熱エネルギーを効率よく利用可能で、省エネルギーに寄与する。また、軟水使用量が削減され必要最低量となるため、軟水器の負荷も軽減される。更に、水位制御上の問題や腐食トラブルが回避又は軽減される。 According to the present invention, condensate can be utilized to the maximum extent as boiler feed water, and its control is extremely simple. Therefore, the thermal energy of condensate can be used efficiently, contributing to energy saving. Additionally, since the amount of softened water used is reduced to the minimum required amount, the load on the water softener is also reduced. Additionally, water level control problems and corrosion problems are avoided or reduced.

実施の形態に係るボイラ給水装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a boiler water supply device according to an embodiment. 実施の形態に係るボイラ給水装置の作動を説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining operation of a boiler water supply system concerning an embodiment.

以下、図１，２を参照して実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図１に示すボイラ給水装置では、軟水が補給水槽１に供給され、貯留される。補給水槽１内の軟水は、ポンプ２ａ及び配管２を介してボイラ給水槽３に送水される。ボイラ給水槽３の上部のオーバーフロー口が配管４を介してオーバーフロー管５に接続されている。ボイラ給水槽３の底部の排水口が、排水バルブ７を有する配管６を介してオーバーフロー管５に接続されている。 In the boiler water supply system shown in FIG. 1, soft water is supplied to a make-up water tank 1 and stored therein. The soft water in the make-up water tank 1 is sent to the boiler water supply tank 3 via the pump 2a and piping 2. An overflow port at the top of the boiler water tank 3 is connected to an overflow pipe 5 via a pipe 4. A drain port at the bottom of the boiler water tank 3 is connected to an overflow pipe 5 via a pipe 6 having a drain valve 7.

ボイラ給水槽３にはレベルセンサ８が設けられている。 A level sensor 8 is provided in the boiler water supply tank 3.

ボイラ給水槽３には、後述の配管１６を介して復水が導入可能とされている。軟水と復水とがボイラ給水槽３内で混合されたボイラ給水が配管１１及びポンプ１２を介してボイラ１３に供給される。配管１１には電気伝導度計９が設けられており、検出された電気伝導度が制御器１０に入力され、該制御器１０によって排水バルブ７の開閉が制御される。電気伝導度計９はボイラ給水槽３に設けられてもよい。 Condensate can be introduced into the boiler water supply tank 3 via a pipe 16, which will be described later. Boiler feed water, in which soft water and condensate are mixed in the boiler feed water tank 3, is supplied to the boiler 13 via piping 11 and pump 12. An electrical conductivity meter 9 is provided in the pipe 11, and the detected electrical conductivity is input to a controller 10, which controls opening and closing of the drain valve 7. The electrical conductivity meter 9 may be provided in the boiler water tank 3.

ボイラ１３で生じた蒸気が配管１４を介してプロセス１５に供給される。プロセス１５で生じた復水が、バルブ１７を有する配管１６を介してボイラ給水槽３に供給可能とされている。 Steam generated in the boiler 13 is supplied to the process 15 via piping 14. Condensate generated in the process 15 can be supplied to the boiler water tank 3 via a pipe 16 having a valve 17 .

このように構成されたボイラ給水装置においては、ボイラ給水槽３内の水位が規定の下限水位まで低下するとポンプ２ａが始動して軟水がボイラ給水槽３に供給され、水位が上限水位（軟水補給停止位置Ｌ３）まで上昇するとポンプ２ａが停止する。 In the boiler water supply system configured in this way, when the water level in the boiler water supply tank 3 falls to the specified lower limit water level, the pump 2a is started and soft water is supplied to the boiler water supply tank 3, and the water level is raised to the upper limit water level (soft water supply). When the pump 2a rises to the stop position L3), the pump 2a stops.

ボイラ給水槽３から、ボイラ１３に送水されるボイラ給水の電気伝導度が電気伝導度計９で常時測定されている。検出された電気伝導度が第一設定値よりも低くなると、排水バルブ７が開とされ、ボイラ給水槽３内の水の一部がオーバーフロー管５へ排出される。この実施の形態では、ボイラ給水槽３内の水位がＬ２まで低下するようにバルブ７が開閉制御される。 The electrical conductivity of boiler water supplied from the boiler water tank 3 to the boiler 13 is constantly measured by an electrical conductivity meter 9. When the detected electrical conductivity becomes lower than the first set value, the drain valve 7 is opened and a portion of the water in the boiler water tank 3 is discharged to the overflow pipe 5. In this embodiment, the valve 7 is controlled to open and close so that the water level in the boiler water tank 3 drops to L2.

水位がＬ２まで低下した後、ポンプ２ａを作動させ、補給水槽１内の軟水を該Ｌ２よりも高位のＬ３（軟水補給停止位置）となるまで、又は電気伝導度計９の検出電気伝導度が第二設定値に達するまで、軟水が補給水槽１からボイラ給水槽３に導入される。第二設定値は、第一設定値よりも高く、軟水の電気伝導度よりも低い値に設定されている。 After the water level has decreased to L2, the pump 2a is operated to supply the soft water in the replenishment water tank 1 until it reaches L3 (soft water replenishment stop position), which is higher than L2, or until the electrical conductivity detected by the electrical conductivity meter 9 reaches Soft water is introduced from the make-up water tank 1 to the boiler feed water tank 3 until the second set value is reached. The second set value is set to a value higher than the first set value and lower than the electrical conductivity of soft water.

これにより、ボイラ１３へは電気伝導度が第一設定値以上のボイラ給水が供給されるので、Ｍアルカリ度低下によるボイラの腐食が防止される。また、復水がボイラ給水に利用されるので、軟水の使用量も削減されると共に、ボイラの省エネルギーにも寄与する。 As a result, boiler feed water having an electrical conductivity equal to or higher than the first set value is supplied to the boiler 13, so that corrosion of the boiler due to a decrease in M alkalinity is prevented. Furthermore, since the condensate is used for boiler water supply, the amount of soft water used is reduced, and it also contributes to energy savings for the boiler.

なお、本発明では、軟水は水道水、工業用水、井水、地下水等を原水としてＮａ型陽イオン交換樹脂に通水することにより生成させたものが例示されるが、これに限定されない。 In the present invention, examples of soft water include those produced by passing tap water, industrial water, well water, underground water, etc. as raw water through an Na-type cation exchange resin, but are not limited thereto.

上記電気伝導度の第一設定値及び第二設定値は、第一設定値＜第二設定値＜軟水電気伝導度の条件を満たすものである。第一設定値は０．１～１０ｍＳ／ｍの範囲内に設定されることが好ましく、第二設定値は５～５０ｍＳ／ｍ特に１１～５０ｍＳ／ｍの範囲内に設定されることが望ましい。 The first setting value and the second setting value of the electrical conductivity satisfy the condition of first setting value<second setting value<soft water electrical conductivity. The first set value is preferably set within the range of 0.1 to 10 mS/m, and the second set value is preferably set within the range of 5 to 50 mS/m, particularly 11 to 50 mS/m.

本発明では、電気伝導度の代りに比抵抗を用いてもよい。比抵抗を用いる場合、軟水比抵抗＜第二所定値＜第一所定値の条件とされる。 In the present invention, specific resistance may be used instead of electrical conductivity. When specific resistance is used, the condition is that soft water specific resistance<second predetermined value<first predetermined value.

オーバーフロー管の材質には特別な制限はない。また、ボイラ給水槽からオーバーフローされた水は通常の排水として処理又は放流可能である。 There are no special restrictions on the material of the overflow pipe. Furthermore, water overflowing from the boiler water tank can be treated or discharged as normal wastewater.

図１に示すボイラ給水装置において、電気伝導度２５ｍＳ／ｍの軟水と０.７ｍＳ／ｍの復水とを容積２０ｍ^３のボイラ給水槽３に供給した。 In the boiler water supply system shown in FIG. 1, soft water with an electrical conductivity of 25 mS/m and condensate water with an electrical conductivity of 0.7 mS/m were supplied to a boiler water supply tank 3 with a volume of 20 m ³ .

［工程１］図２のように、ボイラ給水の電気伝導度が４．０ｍＳ／ｍ以下を検出した場合、ボイラ給水槽３内の水位がＬ２となるまで排水バルブ７を開とし、槽内の水を強制的に排出した。排水に要した時間は約５分であった。
［工程２］次に軟水をボイラ給水槽３に補給した。軟水補給はボイラ給水槽３内の水位がＬ３まで上昇した時点で停止した。軟水補給に要した時間は約１０分であった。 [Step 1] As shown in Fig. 2, when the electrical conductivity of the boiler feed water is detected to be 4.0 mS/m or less, the drain valve 7 is opened until the water level in the boiler water tank 3 reaches L2, and the water in the tank is The water was forced out. The time required for draining was approximately 5 minutes.
[Step 2] Next, the boiler water supply tank 3 was replenished with soft water. Soft water supply was stopped when the water level in the boiler water tank 3 rose to L3. The time required to replenish the soft water was approximately 10 minutes.

上記の工程１，２を繰り返し継続し、ボイラ運転を継続した。 The above steps 1 and 2 were repeated and the boiler operation continued.

その結果、工程１の開始時にボイラ給水の電気伝導度が４．０ｍＳ／ｍであったものが、工程２の終了時には９．９ｍＳ／ｍまで回復していた。 As a result, the electrical conductivity of the boiler feed water, which was 4.0 mS/m at the start of step 1, had recovered to 9.9 mS/m at the end of step 2.

工程１，２を４回繰り返した時の各工程２終了時の電気伝導度は次の通りであり、いずれも約１０ｍＳ／ｍまで回復した。 When steps 1 and 2 were repeated four times, the electrical conductivity at the end of each step 2 was as follows, and both recovered to about 10 mS/m.

第１回目［工程１］→［工程２］の後：９．９ｍＳ／ｍ
第２回目［工程１］→［工程２］の後：１０．０ｍＳ／ｍ
第３回目［工程１］→［工程２］の後：１０．１ｍＳ／ｍ
第４回目［工程１］→［工程２］の後：９．８ｍＳ／ｍ After the first [Process 1] → [Process 2]: 9.9mS/m
After the second [Process 1] → [Process 2]: 10.0mS/m
After the 3rd [Step 1] → [Step 2]: 10.1mS/m
After the 4th [Process 1] → [Process 2]: 9.8mS/m

１補給水槽
３ボイラ給水槽
８レベルスイッチ
９電気伝導度計
１３ボイラ
１５プロセス 1 Make-up water tank 3 Boiler water tank 8 Level switch 9 Electrical conductivity meter 13 Boiler 15 Process

Claims

復水と軟水とをボイラ給水槽で混合してボイラ給水とし、ボイラに供給するボイラ給水方法において、
ボイラ給水の電気伝導度又は比抵抗を測定し、電気伝導度が第一設定値以下になった場合又は比抵抗が第一所定値以上になった場合に、ボイラ給水槽内の水の一部を排出し、
その後、軟水を該ボイラ給水槽に供給することを特徴とするボイラ給水方法。 In a boiler water supply method in which condensate and soft water are mixed in a boiler water tank and used as boiler water supply, the boiler water is supplied to the boiler.
The electrical conductivity or specific resistance of the boiler feed water is measured, and if the electrical conductivity is below the first set value or the specific resistance is above the first predetermined value, some of the water in the boiler water tank is discharge,
A boiler water supply method characterized in that soft water is then supplied to the boiler water supply tank.

ボイラ給水の電気伝導度が第二設定値以上となるかもしくは比抵抗が第二所定値以下となるまで、又は前記ボイラ給水槽内の水位が軟水補給停止位置となるまで、軟水を前記ボイラ給水槽に供給することを特徴とする請求項１のボイラ給水方法。 Soft water is fed to the boiler until the electrical conductivity of the boiler feed water becomes equal to or higher than a second set value or the specific resistance becomes equal to or lower than a second predetermined value, or until the water level in the boiler water tank reaches the soft water supply stop position. The boiler water supply method according to claim 1, characterized in that the water is supplied to a water tank.

前記ボイラ給水槽にオーバーフロー管が設けられていることを特徴とする請求項１又は２のボイラ給水方法。 3. The boiler water supply method according to claim 1, wherein the boiler water supply tank is provided with an overflow pipe.

復水と軟水の混合水とを受け入れボイラ給水とするボイラ給水槽を有するボイラ給水装置において、
給水の電気伝導度又は比抵抗を測定する手段と、
電気伝導度が第一設定値以下となるか又は比抵抗が第一所定値以上になった場合に給水槽内の水の一部を排出する手段と、
その後、該ボイラ給水槽内に軟水を供給する手段と
を有するボイラ給水装置。 In a boiler water supply system having a boiler water tank that receives mixed water of condensate and soft water to supply boiler water,
means for measuring the electrical conductivity or resistivity of the feed water;
means for discharging a portion of the water in the water tank when the electrical conductivity becomes less than a first set value or the specific resistance becomes more than a first predetermined value;
Thereafter, a boiler water supply device having means for supplying soft water into the boiler water supply tank.