蒸気システムでエネルギーを節約するには？

一般的な蒸気ユーザーにとって、蒸気省エネの主な内容は、蒸気の生成、輸送、熱交換利用、廃熱回収など、さまざまな面で蒸気の無駄を減らし、蒸気の利用効率を向上させることです。

蒸気システムは複雑な自己平衡システムです。蒸気はボイラーで加熱され、蒸発する際に熱を運びます。蒸気設備は熱を放出して凝縮し、吸引力を発生させることで、蒸気の熱交換を継続的に補助します。

優れた省エネ蒸気システムには、蒸気システムの設計、設置、建設、保守、最適化といったあらゆるプロセスが含まれます。Watt Energy Savingの経験から、ほとんどのお客様に大きな省エネのポテンシャルと機会があることがわかります。蒸気システムを継続的に改善・保守することで、蒸気ユーザーはエネルギーの無駄を5～50%削減できます。

蒸気ボイラーの設計効率は、95%以上が望ましいです。ボイラーのエネルギー損失には多くの要因が影響します。蒸気キャリーオーバー（蒸気を運ぶ水）は、ユーザーがしばしば無視したり、認識していない要素です。5%のキャリーオーバー（非常に一般的）は、ボイラー効率が1%低下することを意味し、蒸気を運ぶ水は、蒸気システム全体のメンテナンスと修理の増加、熱交換器の出力低下、圧力要件の上昇を引き起こします。

良好な配管断熱は蒸気の無駄を削減する上で重要な要素であり、断熱材が変形したり水に濡れたりしないことが重要です。特に屋外設置の場合は、適切な機械的保護と防水処理が不可欠です。湿った断熱材からの熱損失は、良好な断熱材が空気中に放散する場合の50倍にもなります。

蒸気凝縮水を即時かつ自動的に除去するには、蒸気配管に沿って複数のトラップバルブステーション（集水タンク付き）を設置する必要があります。多くのお客様は安価なディスク式トラップを選択しています。ディスク式トラップの変位量は、凝縮水の変位量ではなく、トラップ上部の制御室の凝縮速度に依存します。そのため、排水が必要な際に排水時間が足りません。通常運転では、トリクル排出が必要な際に蒸気が無駄になります。不適切なスチームトラップは、蒸気の無駄を引き起こす重要な要因であることがわかります。

蒸気供給システムにおいて、断続的に蒸気を使用するユーザーの場合、長期間蒸気が停止すると、蒸気源（ボイラー室サブシリンダーなど）を遮断する必要があります。季節的に蒸気を使用するパイプラインでは、独立した蒸気パイプラインを使用し、ベローズシールストップバルブ（DN50～DN200）と高温用ボールバルブ（DN15～DN50）を使用して、蒸気停止期間中の供給を遮断する必要があります。
熱交換器のドレンバルブは、スムーズな排水を確保する必要があります。熱交換器は、蒸気の顕熱を最大限利用し、凝縮水の温度を下げ、フラッシュ蒸気の発生を抑えるように選定されます。飽和排水が必要な場合は、フラッシュ蒸気の回収と利用を検討する必要があります。

熱交換後の凝縮水は、適時に回収する必要があります。凝縮水回収のメリット：高温の凝縮水の顕熱を回収することで燃料を節約できます。水温が6℃上昇するごとに、ボイラー燃料を約1%節約できます。

蒸気漏れや圧力損失を防ぐため、手動バルブは最小限に抑えてください。蒸気の状態とパラメータをタイムリーに判断するために、十分な数の表示・指示計器を追加する必要があります。適切な蒸気流量計を設置することで、蒸気負荷の変化を効果的に監視し、蒸気システムにおける潜在的な漏れを検出できます。蒸気システムは、バルブや配管継手の冗長性を最小限に抑えるように設計する必要があります。

蒸気システムには、日常の適切な管理とメンテナンス、正しい技術指標と管理手順の確立、リーダーシップの配慮、省エネ指標の評価、適切な蒸気測定とデータ管理が、蒸気の無駄を削減するための基礎となります。

蒸気システムの運用および管理従業員のトレーニングと評価は、蒸気エネルギーを節約し、蒸気の無駄を削減するための鍵となります。