JP6064548B2 - 廃熱発電装置 - Google Patents
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Description
通常、廃熱発電装置は、廃熱から最も多くの発電を行うように内部サイクルが制御されており、上記従来技術では、圧力センサ及び温度センサの計測結果から導出される作動媒体蒸気の過熱度を所定の目標値に制御するようにしている。ところが、廃熱エネルギーは供給側(工場や焼却施設等)の都合により変動し易いものであり、圧力センサ及び温度センサは、この廃熱エネルギーの変動に対して敏感ではないため、例えば蒸発器への廃熱媒体の供給が急停止した場合、ポンプによる蒸発器への作動媒体の送出が継続されて、蒸発器からタービン発電機に液体のまま作動媒体が供給され、タービン発電機のインペラの侵食(エロージョン)を生じさせてしまうことがある。
この構成を採用することによって、本発明では、タービン発電機の単位時間あたりの発電量に基づいて制御を行うことで、作動媒体の温度や圧力よりも廃熱エネルギーの変動を比較的直ぐにポンプの制御に反映させることができるため、廃熱エネルギーの急激な変動に適切に対応することができる。
この構成を採用することによって、本発明では、廃熱エネルギーの急激な変動を発電量の変化の傾きから速やかに察知することができるため、廃熱エネルギーの急激な変動に適切に対応することができる。
この構成を採用することによって、本発明では、発電量の変化の傾きが設定より下がった場合、発電が困難な状態であると判断できるため、ポンプの駆動を停止させる。
この構成を採用することによって、本発明では、発電量が第1の閾値を超えた場合、ポンプの駆動を徐々に落とすように制御することで、タービン発電機の性能を超えた発電を抑えるようにすることができる。
この構成を採用することによって、本発明では、発電量が第2の閾値を超えた場合、ポンプの駆動をより速く低下させるように制御することで、確実にタービン発電機の性能を超えた発電を抑えることができる。
この構成を採用することによって、本発明では、発電量が第3の閾値を超えた場合、ポンプの駆動を停止させるように制御することで、より確実にタービン発電機の性能を超えた発電を抑えることができる。
図1は、本発明の実施形態における廃熱発電装置Gの構成図である。
図1に示す通り、本実施形態の廃熱発電装置Gは、蒸発器1、膨張タービン発電機2(タービン発電機)、凝縮器3、リザーバタンク4(貯蔵装置)、ポンプ5を備えるランキンサイクルを利用した発電装置であり、工場や焼却施設等から放出される低温廃熱(本実施形態では温水、以下、熱源と称する場合がある)の廃熱エネルギーを用いて発電を行う。
また、制御装置9は、発電量の変化の傾きを確認し、予め設定された条件以上の傾きになった場合(具体的には後述する予め設定された負の傾きS以下になった場合)、ポンプ5の駆動を急速に停止させる。
なお、本実施形態の制御装置9は、通常時は温度センサ9a及び圧力センサ9bの計測結果に基づいて従来通り廃熱の状態で最も多くの発電を行うように内部サイクルを制御する。
図2は、本発明の実施形態における発電量の変化に基づくポンプ5の制御を説明するためのグラフである。なお、図2において、縦軸は発電量を、横軸は時間を示す。
Claims (5)
- 廃熱エネルギーを回収して作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器からの前記作動媒体の供給により発電を行うタービン発電機と、前記タービン発電機から排出された前記作動媒体を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮された前記作動媒体を前記蒸発器に向けて送出するポンプと、を備える廃熱発電装置において、
前記タービン発電機の単位時間あたりの発電量を計測する計測部と、
前記計測部の計測結果に基づいて前記ポンプの駆動を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記発電量の変化の傾きに基づいて前記ポンプの駆動を制御する、ことを特徴とする廃熱発電装置。 - 前記制御部は、前記発電量の変化の傾きが予め設定された負の傾き以下となった場合に前記ポンプの駆動を停止させる、ことを特徴とする請求項1に記載の廃熱発電装置。
- 前記制御部は、前記発電量が第1の閾値以上となった場合に前記ポンプの単位時間あたりの前記作動媒体の送出量を時間経過に対する第1の傾きで低減させる、ことを特徴とする請求項1または2に記載の廃熱発電装置。
- 前記制御部は、前記発電量が前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値以上となった場合に前記ポンプの単位時間あたりの前記作動媒体の送出量を時間経過に対し前記第1の傾きよりも負側に大きい第2の傾きで低減させる、ことを特徴とする請求項3に記載の廃熱発電装置。
- 前記制御部は、前記発電量が前記第2の閾値よりも大きい第3の閾値以上となった場合に前記ポンプの駆動を停止させる、ことを特徴とする請求項4に記載の廃熱発電装置。
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