蒸気凝縮液の回収利用をどう最適化するか
Thread Content
各所の専門家の皆様、まず状況を説明します。当社には乾燥が必要な製品を扱う生産ラインが3本あり、加熱には蒸気熱交換方式が採用されています。3本の乾燥ラインから出る蒸気の凝縮液は共通の配管系で集められ、スチームトランスファータンクで急冷処理が行われます。急冷後の温水は回収され、急冷後の蒸気はプレート型熱交換器を使って冷水を加熱します。二次蒸気の凝縮液も同様に回収されます。乾燥に必要な温度が異なるため、当社では乾燥器に入るバルブの開度を制限しています。乾燥温度が近い2本の乾燥ラインの凝縮液の排出には問題ありませんが、温度が低い乾燥ラインの凝縮液の排出は、他の2本のラインの影響を受けやすい状況です。現在、当社ではこの問題を解決したいと考えています。当工場は古いため、多くの箇所に圧力計や温度計などが設置されていません。現在分かっているのは、火力発電所から供給される蒸気は減温・減圧された後、圧力が8キログラム、温度が180度であり、フラッシュタンク内の圧力は1～3キログラムの間で変動するということです。 現在考えている方法1：干渉を受けている生産ラインの除水弁の後に緩衝タンクと遠心ポンプを設置し、蒸気凝縮液を加圧してから送電網に接続する；方法2：干渉を受けている生産ラインの排水弁の後にポンプ不要の自動排水加圧装置を設置し、蒸気凝縮液の圧力を上げてから送電網に接続する；方法3：フラッシュタンクに別の配管を接続し、圧力制御バルブを取り付けてフラッシュタンクの圧力を約1キログラムに保ち、凝縮液配管網の背圧を下げる。 皆様、アドバイスをお願いします。方法1と方法2については同僚と相談しましたが、実現可能だと考えています。皆様はどう思われますか？方法3の場合、急冷塔の圧力を下げると、発生する蒸気量が増えて温度や圧力が低下するのではないかと心配です。それが熱交換効果に悪影響を与えるかどうか分かりません。また、蒸気量が増えた場合、元々熱交換器に通っていた配管は使えるのでしょうか？ 初心者の質問です。どうか専門家の方よりご指導を賜りたく存じます
低温低圧の配管が排出過程での流れを悪化させていますが、後部で加圧することで他の2つのタンクの凝縮水の排出に影響は出ますか？相対的な背圧が上昇したからです。
投稿者の案1は実行可能だが、凝縮液が依然として圧力を帯びた状態にあるため、バッファタンクを追加しても急激な気化の問題が生じ、二次蒸気の排出問題も残り、依然として熱の無駄遣いが発生する。遠心ポンプには、耐高温でキャビテーションに強い水ポンプを選ぶ必要があります。そうでないとキャビテーションが発生する可能性があります。 案1/2はどちらも低圧蒸気設備の排水圧力を上げて系統に接続するもので、昇圧量は適切に制御する必要があります。そうでないと、全体的な背圧が過度に高くなり、2台の正常な排水設備の排水機能に影響を与える可能性があります。 案3では蒸発圧を下げるため、蒸気量は確実に増えますが、熱交換温度の要求が低ければ熱交換に影響はありません。冷たい水を温めるとのことですが、その冷たい水の温度を何度まで上げたいかによりますね。問題ないはずです。3キログラムの圧力なら蒸気の温度は130度以上になり、常圧下では水でさえ気化します。 質問があります。お客様は熱交換器の凝縮液から得られる蒸気を使って冷水を加熱しているとのことですが、その際に必要な水の量はどのくらいでしょうか？なぜ凝縮液をそのまま冷水に流し込まないのか？さらに蒸発缶や熱交換器とかを追加するの？また、お客様のスチームトラップの圧力がすべて同じではないように見えます。明らかに蒸気圧の差がありますが、なぜそのスチームを再び前端の熱交換器で利用しないのでしょうか？これにより、発電所の蒸気使用量も大幅に節約できる。蒸気の余熱（スパークリング蒸気、高温凝縮水）の最適化をご希望の場合は、ご連絡ください。詳しく検討しましょう。
2階からの回答は非常に詳細でした。補足すると、案2は低流量時の昇圧にのみ適用され、具体的な実施方法は状況や要件によって異なります。直感的には、プロセスの最適化の余地があるように思えます
まず、発電所の新しい蒸気は減圧されて熱利用機器に供給され、その結果蒸気の品質が低下する。この減圧プロセスは蒸気噴射ヒートポンプに置き換えることができ、発電所の新しい蒸気を用いてフラッシュ蒸気を抽出することで、排水の背圧を下げると同時に、フラッシュ蒸気を昇圧して熱利用装置に戻すことができ、新しい蒸気の消費量を直接削減できる。必要であれば、私に相談してください。
この問題は非常によく見られ、温度制御バルブを備えた多くの熱交換器で発生し、私たちはこれを流量損失現象と呼んでいます。主な原因は、蒸気の入口圧力が低すぎることと、ドレンバルブの後段にある凝縮水回収ラインの圧力が高すぎることです。これにより、凝縮水がドレンバルブの手前で流れが遅くなったり、全く流れなくなったりして、凝縮水が熱交換器内に溜まり、すべてがドレンバルブ内に押し込まれて排出されないことになります。解決策は2つあり、1つ目は入口の蒸気圧を上げること、2つ目はドレンバルブの背圧を下げるか除去することです。入口圧力を上げることは一般的に生産条件の制約を受け、あまり実現可能ではないため、背圧を排除することが最優先の選択肢となる。 ご提案のいくつかの案のうち、1番と2番は似ているため、蒸気を駆動力として密閉状態で回収する機械式の凝縮水回収ポンプに変更することをお勧めします。3案の場合、蒸気入口圧力が確定していない状態で背圧を1キログラム下げることが可能かどうかはまだ分からない。また、蒸発量は通常10％前後であり、圧力が下がっても大きな変化はありません。
1の方法が最も実現可能でしょう。使用するポンプは遠心ポンプでなくても構いません。6階で言及されたような、蒸気を動力源とする機械式のポンプを使えばよいのです。私たちもこの種のポンプを使用しています