JPS6333042B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は主に廃熱用ボイラ等で比較的低温の
熱源を有するタイプのボイラの給水系統に関する
ものである。 現今のようにエネルギーの節約が唱えられてい
る時代においては、少しでも、エネルギーの無駄
を省き、熱効率の高いボイラを提供することが、
各メーカーの課題とされている。この様な課題の
解決策の一つとして、蒸発管を通過した熱ガスの
余熱によつて更にドラムへの給水を予熱するた
め、節炭器を使用する方法があるが、これについ
ては従来より既に一般に行なわれている。 ところで、従来の脱気器を有する一般的なボイ
ラは、第１図に示す様に、気水ドラム８から取り
出される蒸気の一部を加熱脱気に使用しているた
め、節炭器６で回収される熱量には一定の限界が
あつた。すなわち、払い出し蒸気量をＡKg／Ｈと
し、脱気器１に使用する蒸気量をＢKg／Ｈとする
と、節炭器６を通過する給水流量は（Ａ＋Ｂ）
Kg／Ｈとなり、また、気水ドラム８内のボイラ水
の飽和温度をT₁℃、その水のエンタルピを
I₁Kcal／Kgとし脱気器１内の給水の飽和温度を
T₂℃その水のエンタルピをI₂Kcal／Kgとすると、
節炭器６での回収熱量は（Ａ＋Ｂ）×（T₁−T₂）
Kg／Ｈとなつた。というのは、ボイラ水の飽和温
度T₁℃と、給水の飽和温度T₂℃は、それぞれ気
水ドラム８と脱気器１の内圧によつて定まるた
め、その差（I₁−I₂）Kcal／Kgは、ボイラにより
常に一定となり、従つて、熱源の熱量に余裕があ
る場合にも、節炭器６から回収可能な熱量は、節
炭器６を通過する給水流量により決まることにな
る。 この発明は、上述の点に鑑み発明されたもの
で、節炭器を通過する給水流量を増やすことによ
つて、熱源からの回収可能な熱量を増加させ、熱
効率を向上することを目的としている。 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。第２図において、１は給水を脱気するため
の脱気器で、蒸気消費量に相当する給水が給水調
節弁２を介して脱気器１内に流入するようになつ
ている。そして、脱気されかつ、予熱された給水
は、脱気器１から、給水ポンプ４および給水調節
弁５を介装した給水管３を通つて節炭器６へ送ら
れ、節炭器６で加熱された後、高温給水管７を通
つて、最後に気水ドラム８に流入する。更に、気
水ドラム８内のボイラ水は、循環ポンプ９により
蒸発管１０へ強制的に送り出され、蒸発管１０で
加熱された後再び気水ドラム８内へ戻される過程
で蒸気となり気水ドラム８から目的の消費先へ送
給される。１１は熱交換室で、この室内を熱源と
しての廃熱ガスや燃焼ガス等が蒸発管１０と節炭
器６に順次接触して通過するようになつている。
１２は脱気器１と気水ドラム８を接続するボイラ
水循環管で、管１２の途中に脱気器圧力調節弁１
３を介装してあり、ボイラ水の一部を脱気器１へ
送給するようにしてある。尚、ボイラ水だけでな
く、気水ドラム８入口の加熱給水も脱気に用いる
場合には、気水ドラム８入口付近から高温給水管
７を分岐７′して、ボイラ水循環管１２に接続し
ておく。 上記したように、この発明のボイラは蒸気の代
わりに熱水を給水の脱気用に使用するのである
が、従来の脱気器１をそのまま用いる場合には、
第３図に示すように熱水を予め蒸気化するための
フラツシユタンクＡを脱気器１の手前に介装す
る。また、フラツシユタンクを用いないときは、
脱気器１内に加熱水が蒸気化するのに必要な空室
を備えた脱気器を使用する必要がある。尚、特許
請求の範囲に記載の脱気器には、脱気の目的以外
に、給水の加熱を主目的として、従来蒸気を吹き
込んでいた圧力容器やタンク等を含むものとす
る。 次に、上記実施例のボイラが従来のボイラより
も熱効率が向上していることを明らかにするた
め、下記表〔〕に示される共通条件を与えて、
両ボイラの最低必要な総伝熱面積を求め、表
〔〕に示してみる。 The present invention mainly relates to a water supply system for a type of boiler having a relatively low temperature heat source, such as a waste heat boiler. In today's era where energy conservation is being advocated, it is important to reduce energy waste and provide boilers with high thermal efficiency.
This is considered an issue for each manufacturer. One solution to this problem is to use a energy saver to further preheat the water supplied to the drum using the residual heat of the hot gas that has passed through the evaporator tube, but this is not possible in the past. It is already commonly practiced. By the way, as shown in FIG. 1, in a general boiler with a conventional deaerator, a part of the steam taken out from the steam drum 8 is heated and degassed, so the energy saving device 6 There was a certain limit to the amount of heat that could be recovered. In other words, if the amount of steam discharged is AKg/H and the amount of steam used in the deaerator 1 is BKg/H, the flow rate of water supplied through the economizer 6 is (A+B).
Kg/H, and the saturation temperature of the boiler water in the air-water drum 8 is T ₁ ℃, and the enthalpy of that water is
I ₁ Kcal/Kg, and the saturation temperature of the feed water in deaerator 1 is
If the enthalpy of water at T ₂ ℃ is I ₂ Kcal/Kg, then
The amount of heat recovered by the economizer 6 is (A + B) x (T ₁ - T ₂ )
Kg/H. This is because the boiler water saturation temperature T ₁ °C and the feed water saturation temperature T ₂ °C are determined by the internal pressures of the air-water drum 8 and the deaerator 1, respectively, so the difference (I ₁ − _{I 2} ) Kcal/Kg is always constant due to the boiler, so even if there is a surplus of heat from the heat source, the amount of heat that can be recovered from the economizer 6 is determined by the flow rate of the feed water passing through the economizer 6. . This invention was invented in view of the above points, and aims to increase the amount of heat that can be recovered from the heat source and improve thermal efficiency by increasing the flow rate of water supply passing through the energy saver. . Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a deaerator for deaerating feed water, and feed water corresponding to the amount of steam consumed flows into the deaerator 1 via a feed water control valve 2. Then, the deaerated and preheated feed water is sent from the deaerator 1 to the energy saver 6 through the water supply pipe 3 in which the water supply pump 4 and the water supply adjustment valve 5 are interposed. After being heated, it passes through the high temperature water supply pipe 7 and finally flows into the air/water drum 8. Further, the boiler water in the steam drum 8 is forcibly sent to the evaporation pipe 10 by the circulation pump 9, heated in the evaporation pipe 10, and then turned into steam in the process of being returned to the steam drum 8. 8 and is sent to the intended consumer. Reference numeral 11 denotes a heat exchange chamber, through which waste heat gas, combustion gas, etc. as a heat source sequentially contact and pass through the evaporator tube 10 and the economizer 6.
12 is a boiler water circulation pipe connecting the deaerator 1 and the air-water drum 8, and a deaerator pressure control valve 1 is installed in the middle of the pipe 12.
3 is interposed, and a part of the boiler water is fed to the deaerator 1. If not only the boiler water but also the heated water supplied at the inlet of the air-water drum 8 is to be used for deaeration, the high-temperature water supply pipe 7 should be branched 7' from near the inlet of the air-water drum 8 and connected to the boiler water circulation pipe 12. I'll keep it. As mentioned above, the boiler of the present invention uses hot water instead of steam for deaeration of the feed water, but if the conventional deaerator 1 is used as is,
As shown in FIG. 3, a flash tank A for pre-vaporizing hot water is installed in front of the deaerator 1. Also, when not using a flash tank,
It is necessary to use a deaerator with the necessary space in the deaerator 1 for the heated water to vaporize. Note that the deaerator described in the claims includes a pressure vessel, a tank, etc. into which steam has conventionally been blown for the main purpose of heating feed water in addition to the purpose of deaeration. Next, in order to clarify that the boiler of the above example has improved thermal efficiency than the conventional boiler, the common conditions shown in the table [] below are given,
The minimum required total heat transfer area for both boilers is determined and shown in the table [ ].

【表】【table】

【表】【table】

【表】 表〔〕によつてこの発明のボイラの総伝熱面
積は、従来のボイラの約56.9％で足りることがわ
かる。このことは両ボイラの総伝熱面積が同じで
あれば、本発明のボイラの方が熱の回収量が多
く、従つて熱効率が高いことを意味する。 更に、ここで、この発明のボイラにおける熱回
収方法が従来の方法よりも優れている理由を追記
すると、前記表〔〕において節炭器を通過する
給水流量が、従来のボイラではW₅＝138950Kg／
ｈであるのに対し、本発明のボイラではW₅＝
236540Kg／ｈであるから、本発明のボイラの方が
従来のボイラよりW₅−W₅゜＝236540−138950＝
97590Kg／ｈ程、給水流量が多くなり、また、節
炭器を通過することにより給水が吸収する１Kg単
位エンタルピは、Iw₃−Iw₂＝218.6−119.92＝
98.68Kcal／Kgであるから、結局、この発明のボ
イラの方が98.68×97590＝9630181Kcal／ｈ程、
従来のボイラよりも節炭器の熱回収量が多くなる
ということがわかる。 なお、両ボイラとも脱気器１で必要な給水脱気
のための熱量は、（Iw₂−Iw₁）×W₁＝（119.92−
20）×117530＝11.74×10⁶Kcal／ｈであるが、従
来のボイラの場合、これに気水ボイラ８から送給
する蒸気の一部を充当その熱量は、（Is₄−Iw₂）×
（W₅−W₀）＝（668.25−119.92）×（138950−
117530）＝11.74×10⁶Kcal／ｈとなり、一方、こ
の発明のボイラの場合、これに気水ドラム８また
は、ドラム８入口の加熱給水を充当し、その熱量
は（Iw_3pr4−Iw₂）×（w₅−w₀）＝（218.6−119.92）
×（236540−117530）＝11.74×10⁶Kcal／ｈとなる
から、それぞれのボイラにおいて略一致し、かつ
両ボイラとも給水の脱気に必要な熱量も充たして
いる。 以上、説明したように、この発明のボイラの給
水系は、従来の蒸気に代えて、気水ドラム内のボ
イラ水又は節炭器出口の熱水の少なくとも一方を
給水の加熱脱気に使用するようにして、脱気に蒸
気を用いるボイラの熱回収方法に比べて、節炭器
を通過する給水流量を大幅に増大させたから、節
炭器による熱回収量が増加し、ボイラの熱効率を
向上させることができる。特にこの発明は比較的
低温の熱源を有する廃熱ボイラに好適であり、ま
た従来の方法に代えて、この発明を採用すること
により得られる効果は、給水の脱気に要する熱量
が多い比較的高温の加熱脱気器を使用するボイラ
ほど顕著となる。 更に、この発明は、従来のボイラに比べてその
蒸気供給量が等しい場合には、蒸発管や節炭器の
伝熱面積を小さくできるから、ボイラの製作費を
削減でき、その上、気水ドラム又は節炭器出口付
近から脱気器への配管を設けるだけで、既存のボ
イラをこの発明のボイラに変更でき、しかも、そ
の変更が容易である等の効果を奏する。[Table] From the table [], it can be seen that the total heat transfer area of the boiler of the present invention is approximately 56.9% of that of the conventional boiler. This means that if the total heat transfer area of both boilers is the same, the boiler of the present invention recovers more heat and therefore has higher thermal efficiency. Furthermore, here, to add the reason why the heat recovery method in the boiler of this invention is superior to the conventional method, in the table [] above, the feed water flow rate passing through the economizer is W ₅ = 138950 Kg in the conventional boiler. /
h, whereas in the boiler of the present invention W ₅ =
236540Kg/h, the boiler of the present invention has a lower W ₅ −W ₅゜=236540−138950= than the conventional boiler.
The water supply flow rate increases by 97590Kg/h, and the enthalpy per kg absorbed by the water supply after passing through the economizer is Iw ₃ - Iw ₂ = 218.6 - 119.92 =
Since it is 98.68Kcal/Kg, in the end, the boiler of this invention is about 98.68×97590=9630181Kcal/h,
It can be seen that the amount of heat recovered by the economizer is greater than that of the conventional boiler. The amount of heat required for deaeration of feed water in deaerator 1 for both boilers is (Iw ₂ - Iw ₁ ) x W ₁ = (119.92 -
20) × 117530 = 11.74 × 10 ⁶ Kcal/h, but in the case of a conventional boiler, part of the steam sent from the steam-water boiler 8 is used for this, and the amount of heat is (Is ₄ − Iw ₂ ) ×
( _W5 − _W0 )=(668.25−119.92)×(138950−
117530) = 11.74×10 ⁶ Kcal/h. On the other hand, in the case of the boiler of this invention, the air-water drum 8 or the heated water supply at the inlet of the drum 8 is used, and the amount of heat is (Iw _3pr4 − Iw ₂ )× ( _w5 − _w0 )=(218.6−119.92)
×(236540−117530)=11.74×10 ⁶ Kcal/h, which is approximately the same for each boiler, and both boilers also satisfy the amount of heat required for degassing the feed water. As explained above, the boiler water supply system of the present invention uses at least one of the boiler water in the air-water drum or the hot water at the exit of the economizer instead of conventional steam for heating and degassing of the feed water. In this way, compared to the boiler heat recovery method that uses deaeration steam, the flow rate of feed water passing through the economizer is significantly increased, which increases the amount of heat recovered by the economizer and improves the thermal efficiency of the boiler. can be done. In particular, this invention is suitable for waste heat boilers that have a relatively low-temperature heat source, and the effects obtained by adopting this invention in place of conventional methods are This is more noticeable in boilers that use high-temperature heating deaerators. Furthermore, compared to conventional boilers, when the amount of steam supplied is the same, the heat transfer area of the evaporator tube and economizer can be made smaller, so the manufacturing cost of the boiler can be reduced, and the An existing boiler can be changed to the boiler of the present invention by simply providing piping from the drum or near the exit of the economizer to the deaerator, and the change is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来のボイラのシステム図、第２図は
この発明のボイラの実施例を示すシステム図、第
３図はこの発明の他の実施例の一部を示すシステ
ム図である。 １…脱気器、２…給水調節弁、３…給水管、４
…給水ポンプ、５…給水調節弁、６…節炭器、
７，７′…高温給水管、８…気水ドラム、９…循
環ポンプ、１０…蒸発管、１１…熱交換器、１２
…ボイラ水循環管、１３…脱気器圧力調節弁、Ａ
…フラツシユタンク。 FIG. 1 is a system diagram of a conventional boiler, FIG. 2 is a system diagram showing an embodiment of the boiler of the present invention, and FIG. 3 is a system diagram showing a part of another embodiment of the present invention. 1... Deaerator, 2... Water supply control valve, 3... Water supply pipe, 4
... water supply pump, 5 ... water supply control valve, 6 ... energy saver,
7, 7'...High temperature water supply pipe, 8...Air/water drum, 9...Circulation pump, 10...Evaporation pipe, 11...Heat exchanger, 12
... Boiler water circulation pipe, 13 ... Deaerator pressure control valve, A
...Flat tank.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 脱気器で脱気したボイラ給水を節炭器で昇温
し、ボイラに給水するボイラの給水系において、
脱気器内の給水を節炭器に導き節炭器で昇温した
給水をドラムに導きドラム内のボイラ水の一部を
脱気器に導いて、ドラム内のボイラ水の一部を再
循環することを特徴とするボイラの給水系統。 ２ 脱気器で脱気したボイラ給水を節炭器で昇温
し、ボイラに給水するボイラの給水系において、
脱気器内の給水を節炭器に導き節炭器で昇温した
給水をボイラに導く途中で、その一部を脱気器に
分流し、節炭器を出た給水の一部を再循環するこ
とを特徴とするボイラの給水系統。[Scope of Claims] 1. In a boiler water supply system in which boiler feed water deaerated by a deaerator is heated by an economizer and water is supplied to the boiler,
The feed water in the deaerator is led to the economizer, and the feed water heated by the economizer is led to the drum. A part of the boiler water in the drum is led to the deaerator, and a part of the boiler water in the drum is recycled. A boiler water supply system characterized by circulation. 2. In the boiler water supply system where the boiler feed water is deaerated by the deaerator, heated by the economizer, and then supplied to the boiler,
The feed water in the deaerator is led to the economizer, and the feed water heated by the economizer is led to the boiler, and part of it is diverted to the deaerator, and part of the feed water that left the economizer is recycled. A boiler water supply system characterized by circulation.