スパイラックス・サーコの高精度流量計は、従来の流量計に比べ格段に幅広い測定範囲と精度を保証。単なる流量検出だけでなく、不具合監視センサーとして蒸気システム及び設備機器の管理にも広く使用されています。正確な原単位管理と省エネ実施ツールとして、"使途不明" 蒸気ゼロを実現します。

既設流量計では総発生蒸気量を正確に計測できない問題があります。

使途不明蒸気の比率は総発生蒸気全体の20％～ 30％あり、使途不明蒸気はトラップの洩れ、バルブ漏れ、放熱が主な要因です。

■毎年省エネ・原単位目標を達成するために

① 蒸気流体の特性を正確にカバーできる、高精度流量計の設置が必要
② 現状を正確に把握し、省エネ目標値を設定
③ 省エネ目標検証ツール

■蒸気を正確に計測できない理由
①運転中常に圧力が変動している 　＝比体積が常に変動 　＝補正・計測をする必要がある。 ②負荷変動が激しいため、上限・　下限値の計測精度が高くなければ対応できない。
0.8MPaGから0.7MPagに圧力が低下すると体積は11.6％増加する。

スパイラックス・サーコの蒸気技術セミナー

〇●2024年開催予定●〇

【Entryコース】2024年6月3日（月）13：00～17：00　　

【SCLコース】未定

※有料での開催となります。詳細は下記案内をご覧ください。

セミナーの内容

↓クリックするとPDFが開きます。

2024蒸気技術セミナーご案内_スパイラックス.pdf

受講料

Entryコース　5千円+税/人

SCLコース　2万円+税/人

※テキスト代、昼食代（SCLコースのみ）が含まれます。

会場の御案内

スパイラックス・サーコ　幕張事務所　千葉県千葉市美浜区浜⽥2-37

周辺図	拡大図

JR京葉線・海浜幕張駅より　バス5分　運転免許センターバス停下車　バス停より徒歩5分

JR総武線・幕張本郷駅より　バス10分　運転免許センターバス停下車　バス停より徒歩7分

セミナー施設の御案内_スパイラックス・サーコ_JPL-22-010.pdf

お申し込み

受講コース、受講日が決まりましたら下記申込用紙にご記入の上、メール送信またはFAXください。

担当営業経由でのお申し込みも可能です。Infojp@spiraxsarco.com

申込用紙：2024申し込み用紙_定例セミナーCB.pdf

Entryコースをオンライン視聴

幕張までお越しが難しい方へ、オンラインにてビデオ視聴での受講も可能です。

詳細はこちらをご覧ください。

新型コロナ感染症等への対応

スパイラックス・サーコは感染症に関して下記の通り対応いたします。

1）小規模人数での開催

通常、54名まで着席可能ですが、定員を30名までといたします。 　　

2）ソーシャル・ディスタンスの確保

空間を開けてのお席を用意いたします。

3）体温チェック

37.5℃を越えた場合には、申し訳ありませんが受講いただけません。別日程にて参加いただくか、ご返金の対応をさせていただきます。

4）建物入口、セミナー会場入口にアルコール消毒液を設置

ご受講の皆様には、「手洗い」や「手指の消毒」などの感染症予防対策へのご協力をお願い致します。

5)　セミナールーム・ドアノブ・机・洗面所の消毒徹底

6）ウイルス対策として換気の実施

感染予防対策として、マスクの着用を推奨しております。 マスクにつきましては可能な限り受講の皆様でのご用意をお願いします。 安心してセミナーにご参加いただくため、何卒ご理解を賜りますよう、お願い申しあげます。

※最少催行人員は5名となっております。

※企業様個別のプライベートセミナーはオンライン・来社型セミナーともに実施可能ですので、ご希望ありましたら連絡をお願いいたします。

※プライベートセミナーの定員に関しましては、ご相談によって決定させていただきます。

Webinar（オンラインセミナー）

※特定産業向けに開催してきましたWebinarは今年も引き続き開催しております。

過去のオンラインセミナーはこちらをご覧ください。

過去のWebinar閲覧希望やこんな内容のWebinarがあれば案内が欲しい等ございましたら下記まで連絡をお願いいたします。

Infojp@spiraxsarco.com

化学会社/日本 アプリケーション：リボイラー 目的：低圧蒸気の余剰を利用したい ソリューション：低圧蒸気の有効利用による省エネ 成果：リボイラーへの供給蒸気は低圧ラインの供給蒸気を優先。不足分のみ中圧又は高圧ラインより供給し、年間約690万*のメリット

*試運転時

課題

発電を行っているため単価の安い低圧蒸気が余剰になっていた。

ソリューション

- サーモコンプレッサーをユニットで導入 - 単価の安い0.3MPaGの低圧蒸気をサーモコンプレッサーで中圧1.0MPaGの蒸気と混合し、リボイラに0.4MPaGで供給 - 元々供給していた１.0MPaGの供給蒸気量削減（蒸気単価　2.5/1.0MPaと0.3MPa⇒単価差︓1.2円/㎏)

成果

リボイラへの供給蒸気は0.3MPaGからの供給蒸気を優先させ不足分のみ1.0MPaGもしくは2.5MPaGより供給。 1.0MPaG、2.5MPaGラインの蒸気量削減。 　（試運転時年間メリット︓1,000㎏/h×24時間/日×240日/年×1.2円/㎏＝6,912,000円/年）

アプリケーションフロー

下図はクリックで拡大します。

作動原理

	圧力は高いところから低いところに流れます。ですので低圧蒸気が高圧蒸気に流れ込むということは通常起きません。つまり低圧 蒸気を使って中圧蒸気を作るには、単純に混ぜるだけでは不足なのです。
そこでサーモコンプレッサーは"ベンチュリ効果"を利用します。ベンチュリ効果とは、流体の流速が速くなると圧力が下がるという効果です。 つまり高圧蒸気を高速で流すことによって瞬間的に低圧蒸気より圧力を低くし、高圧蒸気に低圧蒸気を引き込みます。ここで二つの流体が混合した状態で流速が遅くなることによって中圧蒸気を供給することができるのです。

こちらのケーススタディは下記よりダウンロードが可能です！

まとめ

無駄を減らして利益を増やす サーモコンプレッサーは低圧の蒸気をより高い圧力に昇圧させることによって、利用先のない低圧余剰蒸気の有効活用を可能にする省エネ装置です。

- 高所への設置を可能にするシンプルでコンパクトデザイン＆軽量
- 低導入コスト＆低運用コスト
- 最小限のメンテナンス：可動部や回転部がないため、最小限の保守で運用可能。離れた場所やアクセスできない場所に設置可能
- 専門家によるメンテナンスが不要
- 防爆域での使用が可能
- エネルギーの損失なしに再循環が可能

スパイラックス・サーコのサーモコンプレッサーは、一品一品用途に応じてお客様の仕様に合わせて設計および製造されており、最適なパフォーマンスと投資収益率を実現します。

ぜひご相談ください！

カタログ＆チラシ

関連Blog

Webinar

2023年9月に開催しましたケミカル業界向け 使いづらい低圧蒸気を使いやすい中圧蒸気に のWebinarです。 興味がございましたらぜひお問い合わせください！ 工場でよくみる゛湯気" はエネルギーですが使い道が見つけられずに仕方なく捨てられているケースが多くあります。 サーモコンプレッサーはこれらの゛湯気" を昇圧させることによって工場内で使える蒸気にかえ省エネに寄与することができます。

製薬会社/日本 目的：既存渦流量計の老朽更新 ソリューション：管理強化のため場内で使用している可変オリフィス式蒸気流量計ILVAを提案 成果：計測可能な下限流量が大幅に改善、本来の蒸気消費を可視化。25％の使途不明蒸気の特定と共に、省エネルギーのポテンシャルを確認

課題

既設の蒸気流量計は渦式を使用しており、設置から15年以上が経過のため更新を計画。更新は単なる流量検出ではなく、実負荷を正確に把握し管理ツールとして活用するため、従来の流量計に比べて幅広い測定範囲と精度を持つ流量計への更新を検討。

ソリューション

従来の渦式から可変オリフィス式のILVA型蒸気流量計を採用。 レンジアビリティ（測定範囲）が20︓1から100︓1へと向上、計測可能な下限流量が240㎏/hから24kg/hに大幅に改善。

成果

これまで把握ができていなかった25％の使途不明蒸気を特定。 メインのプロセス停止時に常時200～250kg/h程度蒸気を消費していることを確認。 改善ポイントとして省エネルギーのポテンシャルを確認。

流量計比較

更新後の状況

下図はクリックで拡大します。

【蒸気流量計更新後の考察】

25％の使途不明蒸気

メインプロセスがバッチ運転の為、メインプロセス待機時の流量は、運転時の1/10 程度。渦式流量計の下限流量を下回るケースが見られた。また渦式流量計における未計測流量を積算した結果、累積誤差は2,280kg/ 日となり、全体の約25％を締めた。　
＊　累積誤差2,280kg/ 日÷全体8,982kg/ 日＝ 0.253 ≒ 25.3％

放熱抑制による省エネルギーの可能性

メインプロセスは、日中の間に稼働しており、その他の時間は空調機、製品保温等の低圧プロセスが稼働。
低圧プロセス稼働時のみ、蒸気主管を0.8MPaG から0.2MPaG に減圧することで配管の放熱ロスを抑制し約40% 分の放熱蒸気量削減による省エネルギーの可能性あり。

こちらのケーススタディは下記よりダウンロードが可能です！

まとめ

プロセスの完全な制御は精密に測定することから始まります。

生産性、効率性、持続可能性を高めるため、プロセス監査からプログラムの最適化までスパイラックス・サーコはトータルでサポートが可能です。

流量をどの程度正確に測定できるか、スパイラックス・サーコにご相談ください。

スパイラックス・サーコの流量計

※ILVA型可変オリフィス式流量計は製品前後のエンジニアリングが必要です。詳細はお問い合わせより連絡いただくか、担当営業までご連絡ください。

関連Blog

Webinar

2022年に開催しました蒸気の見える化と活用法のWebinarです。 興味がございましたらぜひお問い合わせください！ CO2 削減に対する意識はこれまで以上に高まっています。蒸気の省エネを推進するにあたりその指標となる計測は必要不可欠です。今回のウェビナーでは蒸気の見える化と活用法と題し、蒸気の見える化の必要性、流量計測のポイント、計測データの活用法についてご紹介致します。 【主な内容】 ・蒸気の見える化とは ・流量計測でわかること ・流量計測のポイント ・計測データの活用事例

脱炭素へ小さな貢献

ベローシールバルブはグランドシール部にベローズを使用しており、シール部からの蒸気漏れを完全に無くす設計になっております。

ベローシールバルブのメリット

・ 蒸気漏れがないので、余分なエネルギーロスが防げます。
・ 蒸気漏れがないので、プラントの環境・安全性を良好な　 状態に維持できます。
・ グランドシール交換や増し締めが不要なので、保守・管理コストが削減されます。

ハンドル 握りやすく、操作が軽い非昇降型のハンドルです。また中空ハンドルですのでハンドルが熱くなりません。 スロットリングプラグ 絞り機能がありますので、バイパス弁として使用する場合など、流体を一時的に絞って使用することができます。 ベローズ 当社のベローズは長い実績に裏打ちされています。チタンを含む耐久性の優れたステンレス製ベローズを採用すると同時に、ねじれ防止機構も組み合わせているので長寿命です。

参考資料：ベローシールバルブによる省エネ効果検証

◆一般的な遮断弁（グランドシール方式）の蒸気漏洩金額シミュレーショングラフ

計算条件

ベローシールバルブはグランドシールからの蒸気漏れがなく、保守等のランニングコストも極めて少ない＆ゼロ・エミッションでお客様のトータルコストの削減に貢献します。

バルブの開閉操作が楽で、ウォーターハンマーも発生しにくいとの声も頂いております。

ハンドルの軽さをこちらでご覧ください。

価格と納期につきまして

こちらよりお問い合わせください！

リーフレット

A4裏表のリーフレットをご用意しております。下記よりご覧いただけます。

Case Study

スチームトラップステーションを導入。バイパスラインが無くなりコンパクトになりました。
既存：950 ｘ 370 =351,500 mm2
新設：520 ｘ 230 ＝119,600 mm2　　約1/3のスペースになりました。

Video

ドキュメント

関連ブログ

ぜひこちらもご覧ください！

蒸気の省エネを検討する際に『フラッシュ蒸気回収』という言葉を聞いたことありますか？

このフラッシュ蒸気の回収は思いのほか難しいことがあります。詳しくはこちらで解説しています。

低圧蒸気を再圧縮して回収、利用するサーモコンプレッサーをご紹介しましたが、サーモコンプレッサーのケーススタディを2件ご紹介します！

1.集合ドレンのフラッシュ蒸気回収

◆顧客課題

複数の低、中圧ドレンを集合させて回収のみ行っていた。ドレン回収タンクからは湯気が常に出ており、環境面、経済面において改善が望まれていた。

◆ご提案内容

0.05MPa 程度のほぼ大気圧状態でフラッシュ蒸気回収を実施しました。また、後段に1.0MPa の蒸気を混合させることによって、0.3MPa の蒸気を0.3MPa 蒸気ラインに供給します。もともとの0.3MPa 主蒸気配管に接続することで、ほぼ連続的にすべてのフラッシュ蒸気を利用可能になります。これにより年間 約350 万円のフラッシュ蒸気の回収に成功しました。

2.過熱蒸気の混合と減温システム

◆顧客課題

発電施設において低圧の抽出蒸気があるが、低圧蒸気は工場側では使用用途が限られており、余ってしまう。余った低圧蒸気は大気に放蒸しなければならないが、エネルギーロスが大きい。

◆ご提案内容

0.3MPa の低圧蒸気を、2.0MPa の高圧蒸気と混合させることにより、0.8MPa の中圧蒸気を供給します。また、工場での利用は飽和蒸気になるためサーモコンプレッサーの二次側で減圧減温システムを組み込み、安定した中圧蒸気を工場に供給します。低圧蒸気の再圧縮により、中圧蒸気の 約16% が供給可能になるシステムを構築しました。

製品カタログ

お問い合わせ

ご質問、お問い合わせはこちらからお願いいたします。

工場の煙突や配管の先から、もやもやしたものが立ち上がっていませんか？

白い蒸気の正体は蒸気漏れではなくフラッシュ蒸気かもしれません。フラッシュ蒸気についてはこちらの記事をご覧ください。

今回は実際にフラッシュ蒸気を回収したCaseStudyを２つご紹介します。

製紙会社におけるフラッシュ蒸気の回収

食品会社におけるフラッシュ蒸気の回収

フラッシュタンク

フラッシュタンクにつきましたはこちらをご覧ください。詳細はこちらよりお問い合わせください。

無圧の廃蒸気、無圧フラッシュ蒸気の回収につきましてはこちらにて解説しております。

蒸気システムにおいてドレン回収は大きな省エネ要素です。ドレンからでるフラッシュ蒸気を回収することができれば更なる省エネにつながります。

お問い合わせは上部『お問い合わせ』よりお願いいたします。

蒸気に関するお役立ちリンク集をご用意しました。蒸気に関連する分からない事、困り事、ヘルプやヒントが欲しい時など、お気軽にスパイラックス・サーコにご連絡ください！

用語集		蒸気に関する用語、聞きなれない単語も多いですよね。わからない単語がありましたらこちらのページで確認いただけます。 1番検索されている用語は"エンタルピー"です。 わかりづらい用語のリクエストも受付中！
蒸気の計算ツール		蒸気表があると便利ですけど常に手元にない場合が多いと思います。こちらのページで必要な数値をすぐに確認できます。 サイトは英語のみ。アプリは日本語で使用できます。 蒸気表 - sxs.pdf
配管サイズの計算ツール		最適な配管サイズも計算できます。
アプリ IPhone用		蒸気の計算ツールがアプリになりました。IPhone用とアンドロイド用のご用意がありますので、それぞれダウンロードお願いします。（無料）
アンドロイド用
セミナー		蒸気の初心者向けに開催しているEntryコースはオンラインでも受講が可能です。 修了テストもありますので理解度チェックも可能です。
Blog		実験動画（SteamLab）や機器の作動原理アニメーション、季刊誌の内容よりピックアップした内容など様々なコンテンツをご案内しております。
SteamLeader		季刊誌を発行しています。蒸気の専門家であるスパイラックス・サーコだからこそ提供できる蒸気に関するコンテンツをお届けします。 とくに特集は読みごたえのある内容になっております。 ご登録、バックナンバーはこちらからご覧いただけます。

スパイラックス・サーコとは

スパイラックス・サーコはイギリスのチェルトナムに本社を構え日本支社は1973 年に設立しました。以来50 年に渡り蒸気システムエンジニアリング会社としてお客様へのサービスに務めています。 当社は専門知識に基づくソリューションを提供するグローバル・リーダーであり、蒸気を使用する各種設備を効率的にお使いいただくための設計、メンテナンス、運転を提案しています。 グローバル・ネットワーク、専門知識、高い技術力、幅広い製品とサービスにより、産業の枠を超えた幅広い分野で環境にやさしくかつユニークな蒸気のソリューションを提供して参ります。 当社では全てのセールスエンジニアに蒸気エンジニアリングのトレーニングを継続して行います。世界59 カ所にある当社の研修センターでは、その多くに実際に蒸気が流れるプロセスを再現し実践的知識を社員に教育しています。

こちらから会社案内をご覧いただけます。

お問い合わせ

お問い合わせ、ご質問がありましたらお気軽にお問い合わせください。

蒸気に関するWebマガジン　No.88

蒸気システムにおいて、スチームトラップというのは欠かせない設備ですね。蒸気システムにおいての理想のひとつはいかに蒸気だけを供給することができるかという点です。スチームトラップはその名前の通り、蒸気(スチーム)を捕らえて（トラップして）、その他の流体を蒸気システムから排出する設備です。

スチームトラップの定義

ISOやJISの規格では "蒸気機器から凝縮水を自動的に排出し，原則として閉弁の間は生蒸気を漏らさない弁装置を内蔵しているもの"と定義されています。またその種類は大きく作動原理により3種類に分類されており、それらはそれぞれ『機械式』『温調式』『熱力学式』と呼ばれています。それぞれその作動方式の中でもよく見かけるものがフロート式、バケット式、バイメタル式、バランスプレッシャー式とディスク式の５つがあり、大手のスチームトラップメーカーではおおよそこの5つのスチームトラップで使い分けがされます。

スチームトラップの役割と選定

スチームトラップの役割は定義されている通り、蒸気システムからのドレン排出であり、蒸気システムが設計された通り蒸気で満たされて稼働することが唯一にして最大の役割です。

①ドレンの排出能力

まず一番重要な選定基準は『ドレンを排出できる』ことです。

●圧力　●温度　●流量

通常のドレン排出であればこの3点さえ仕様を満足しておけば、上の5種類のスチームトラップのどれを選定しても、設置環境を整えてあげることでドレンの排出は可能です。また過熱蒸気の場合には温度と流量を複数検討する必要がある場合もありますので気を付けましょう。

②一次側のドレン溜り

スチームトラップはドレンを排出するのが仕事ですが、その作動方式によってはドレンの排出能力が足りていても一次側に一定量のドレンを保有してしまうことがあります。これは場合によっては『蒸気システムを蒸気で満たす』という役割の邪魔になってしまう可能性があります。特に熱交換器のドレン排出では加熱能力に直接影響がでやすいため水位を感知しているトラップであれば、一次側にドレンがたまることはないため、機械式トラップが推奨になります。その他のトラップでも一次側配管をしっかり設計することによってこのデメリットは解消できますが、設計の自由度を考えるとやはり機械式トラップを選んだ方が無難といえるでしょう。

③フェールオープンとフェールクローズ

スチームトラップは可動部がありますので、故障は発生します。ここで注意すべき点は壊れた際に『ドレンを排出できない』か『蒸気を漏らす』かです。ここに関してはアプリケーションごとによって優先順位が変わってきますが、ポイントは大きく2つで『すぐに気づけるか』と『すぐに直せるか』です。ここでも注意すべき点は蒸気システムからのドレン排出の優先です。配管の中間トラップ等はすぐに気づくことまたすぐに直すことも容易ではないケースが多いためウォータハンマ―の危険性が付きまといますのでフェールオープンにすべきでしょう。

④空気の排出能力

蒸気配管には空気が混入してしまうことがどうしてもあります。特に24時間稼働でない場合には、毎日ボイラー休止時には高確率で配管内に空気が入ってきてしまいます。空気は非常に優秀な断熱材であるため、蒸気システムとしては当然排出できることが好ましいです。この場合には、蒸気配管の管末に空気抜き弁を設置することと装置でもなるべく空気障害解消機能を持ったスチームトラップが推奨になります。

⑤蒸気障害

アプリケーションによっては蒸気障害といわれる現象が発生します。これは回転機などでトラップの一次側にドレンより先に蒸気が来ることによってスチームトラップがドレンがないと判断してしまいドレン除去ができない場合です。こういった場合には蒸気障害解消機能付きのスチームトラップを選定しましょう。

スチームトラップの作動

各スチームトラップの作動についてはこちらの動画で纏めてあります。ぜひご覧ください。

スチームラボ｜スチームトラップ (spiraxsarco.co.jp)

次回

スチームトラップはスチームトラップに到達したドレンしか排出できません。なのでドレンが発生してからしっかりとスチームトラップに到達するように配管を設計してあげることが非常に大切です。第2回ではドレンがトスチームトラップに到達するまでの道のりを見ていきましょう。

蒸気に関連する用語を集めました。聞いたことない用語に出会った際にぜひ参考にしてみてください。今後も追加していきます。もっと詳しく説明してほしいという用語がありましたら、ぜひこちらまで。

ア行｜カ行｜サ行｜タ行｜ナ行｜ハ行｜マ行｜ヤ行｜ラ行

ア行｜カ行｜サ行｜タ行｜ナ行｜ハ行｜マ行｜ヤ行｜ラ行

蒸気に関するWebマガジン　No.82

衛生環境に対する意識はこれまで以上に高まっておりウイルスへの対策が注目されています。加湿は特に重要なファクターとして位置づけられています。スパイラックス・サーコでは加湿アプリケーションにおいて使用する「水が細菌の繁殖を引き起こせない100℃の温度に加熱されるため完全に無菌の大気湿度を生成できる」蒸気式加湿をお勧めしています。

加湿器を使用する上での懸念事項の一つとしてドレンだれがあると思います。ドレンだれが起こると垂れた水によってできた水溜まりが細菌の繁殖の温床になったり、設備に腐食が発生するため、できるだけ避けたい現象です。

スパイラックス・サーコの直接蒸射式加湿器はドレンだれがないことをメリットの一つに挙げています。

今回のスチームラボでは、加湿器のドレンだれが起こるかの実験を行いました。 水分のない蒸気を確認いただけます。

◆カタログ

蒸気噴射式加湿器のカタログはこちらから。

◆実験のリクエストを受け付けております。ご意見、ご感想もよろしくお願いします。

https://forms.gle/NoNxKH9iban8PtXc9

蒸気に関するWebマガジン　No.73

蒸気トレーシング/トレースとは

トレーシングと聞いてどのようなものが頭に浮かびますか？私が新入社員だった際は、半透明な紙のトレーシングペーパーを思い浮かべました。トレースはなぞること、追跡することを意味します。

蒸気システムにおいてのトレーシング（トレース）とは、加熱保温システムです。

トレーサー（トレーシング/トレース）とは、通常大きい口径のプロセス配管の外面に沿って設置される小径の蒸気管です。熱伝導性の高い接着剤がトレーサーとプロセス配管との間に使用されることもあります。その後この2本の管をまとめて保温材で覆います。トレーサーから伝わった熱は、大径のプロセス配管の内容物の凝固を防いで（高温水用では凍結防止）、プロセス流体の温度を維持しポンプで移送できる状態を保ちます。幅広い産業において、配管や貯蔵タンク・処理タンク等の適切な運転に不可欠な要素です。

主管にワックスが流れる配管に蒸気トレーサー管を配置した断面図です。

トレースは一般に石油化学産業で見られますが、食品や製薬の分野でも油脂やグルコースに使用されます。これらの材料の多くは常温よりも高い温度でしかポンプ輸送できないためです。化学産業では酢酸、アスファルト、硫黄、亜鉛化合物など様々な材料を規定温度において配管で輸送します。

広範囲に配管を巡らせる製造業において、蒸気によるトレーシングは最も一般的な方法です。配管が短い場合や蒸気が利用できない場合、電気トレースや低温であれば温水トレースも使用されることがあります。

蒸気トレースと電気トレースの比較

蒸気トレースと電気トレースのメリットを下表にまとめました。

スパイラックス・サーコではトレーシング用にマニホールドをご用意しております。

鍛鋼製のコンパクトなマニホールドで、スチーム･ トレース･ヘッダーやドレン･ ヘッダーにも利用いただけます。

スパイラックス・サーコのマニフォールドの詳細はこちらからご覧いただけます。

蒸気に関するWebマガジン　No.67

実験用に透明配管を作成し、スチームトラップの作動とディフューザーの騒音削減効果の実験を行いました。 配管に取り付けられたトラップの二次側がどうなっているかご存知ですか？スチームトラップの作動音が気になる個所はありませんか？ ぜひご覧ください。

実験のリクエストを受け付けております。ご意見、ご感想もよろしくお願いします。 https://forms.gle/NoNxKH9iban8PtXc9

スチームトラップの構造はこちらからご覧ください。

スチームトラップの種類

温調式：バランスプレッシャー式、バイメタル式

機械式：フロート式、逆バケット式

熱力学式：ディスク式など

ディフューザーの詳細はこちらから。

蒸気に関するWebマガジン　No.63

蒸気で温水を製造することは最も一般的なアプリケーションです。その製造方法も加熱方法では直接蒸射と間接加熱にわかれ、それぞれがバッチ式と連続式にわかれます。

1．直接蒸射

水を張ったタンクの中や水の循環ラインに直接蒸気を蒸射して温水を製造する方法です。水中に蒸射された蒸気は温水となり、タンクや循環ライン中の水の質量を増加させることになり、温水がオーバーブローすることもありますが、加熱装置としては、サイレンサーやインラインミキサー等、安価な機器を使用できるので、設備コストが安く大量の蒸気エネルギーを水に与えることができます。

2．間接加熱

シェル＆チューブ熱交やプレート式熱交を使って貯湯槽の加温や連続式給湯器として温水を製造する方法です。間接加熱なので給湯用の水に蒸気が混入することも無く、よりクリーンで質量が増えることもありません。
従ってオーバーブローのリスクは減少するが熱交換器からドレンとして排水されるので、エネルギーの効率的な使用を考えるとドレン回収が必須となります。

これらのことから、温水製造の選択肢は広いですがそのニーズに基づいて直接／間接の使い分けはされていますが蒸気消費量は同じでも瞬間蒸気流量に大きな違いがあることに気付かず、結果として蒸気量が不足しボイラ圧力が低下する等のトラブルの原因になっているケースを見掛けます。

3．連続式とバッチ式における瞬間蒸気流量の違い

600ℓの水を1時間で20℃から60℃まで加熱するのに必要な熱量はバッチ式でも連続式でも同じです。これは、次の式で計算します。
Q = m x Cp x (t2 - t1)
Q : 必要熱量
m : 質量
Cp ： 比熱
t2 ： 水の目的温度
t1 : 水の初温
従って連続式でもバッチ式でも、消費する蒸気量は同じであるがここに大きな落とし穴があるのです。

連続式の場合は、600ℓ/時なので10ℓ/分の水を20℃から60℃まで加熱し続けるので蒸気温度と水の温度差は常に一定で、蒸気量も1時間を通して一定となります。
しかし、バッチ式の場合はタンクに600ℓの水が20℃貯水されており1時間後には60℃まで昇温することになります。蒸気と水温との温度差は水温の上昇に沿って変化し続けます。先の計算でもとめた蒸気量は水温が40℃の時の蒸気消費量でその値を100％とすると20℃の時は122％、60℃の時は78％（蒸気圧力を0.2MPagとして計算）と変化するのです。
これがバッチ装置における蒸気の流れ方で配管設計やボイラの能力に直接影響を与えるリスクがあります。
貯湯槽（バッチ）からEasiHeat（連続式温水製造器）への変更は、蒸気のピーク負荷を抑えるという点で、とても有益な方法で冬場に蒸気量が不足する工場では一つの解決策となり得ます。
また、どうしてもバッチ装置でピーク負荷を低減する必要がある場合は水温を上昇させて給水する「湯張り」という方法がピーク負荷の低減と昇温時間の短縮という二つの点で利点があります。

お湯を沸かすというシンプルなニーズに対してその方法は直接蒸射、間接加熱、バッチ式、連続式等に分類され、それぞれ利点、欠点、効率、安全性が異なります。
まずどの給湯システムが工場の現状に最適でメリットがあるのかを一度考えてみてはいかがでしょうか？

ぜひこちらの記事もお読みください！

温水をつくる-貯湯槽編-　はこちら

温水をつくる-瞬間給湯編-　は次回公開予定です。

蒸気に関するWebマガジン　No.61

蒸気の制御　CaseStudy

第1回はこちら。蒸気流量の制御、バルブ特性、Kv値と蒸気流量について

第2回はこちら。トリムとシートオプションについて。

第3回はこちら。コントロールオプションについて。

第4回はこちら。蒸気プロセスと制御について。

今回は上記4回を踏まえて蒸気の制御のCaseStudyを2つ、ご紹介します。

1.自動送気システム

◇顧客課題

週末に工場を止めるため、月曜日の朝の始動にはマニュアル操作でボイラヘッダーのバルブを操作、慎重に行っていてもウォータハンマーが発生していた。

◆ご提案内容

蒸気の自動送気システムを導入、カレンダーに連動し「通常運転」「待機運転」「暖機運転」を設定することによって、蒸気の送気システムを自動化しました。工場の稼働前に自動的に運転することによって、 ウォーターハンマーを軽減します。
また自動化になったため月曜日の早朝の仕事が約１時間短縮されました。「待機運転」によって、週中でも使用していなかった夜間の数時間の蒸気圧力を下げることができ、省エネも実現されます。

2.自力式減圧弁から空圧式制御弁への移行

◇顧客課題

高圧ヘッダー(0.7MPa)から低圧ヘッダー(0.2MPa) に自力式減圧弁を利用している。蒸気の使用量が少なくなると低圧ヘッダーの安全弁が作動し、そのたびにアラームがなるため現場確認が必要。調整も必要な場合が多い。設計当時から20 年以上たっているため、減圧弁自体の選定も現状と即していない。

◆ご提案内容

自力式減圧弁では蒸気流量によって、多少の圧力変動が起こるドゥループとよばれる圧力誤差があります。そこで、空圧式制御弁を設置することによって常に低圧ヘッダーの圧力を0.15MPa ±0.02MPa に制御します。安全弁の無駄な作動がなくなるので、アラームも減り、監視が容易になりました。また細かな調整、無理な運転がなくなると、損耗も少なくなります。メンテナンス頻度も約1/3 程度に抑えることができました。　

いかがでしたでしょうか。蒸気の制御を改善したい場合や、何をしたらよいかわからない場合などお気軽にお問い合わせください。

スパイラックス・サーコのAPT14型ハイブリッド・プレッシャーポンプ

APT14型は逆止弁とスチームトラップを組み込んだハイブリッド型ポンプです。1台で３つの機能を持ち省スペース化と設計・配管工数の低減が図れます。

製品ページは"こちら"から

蒸気に関するWebマガジン　No.60

蒸気の制御　第4回

蒸気の制御　第1回はこちらからご覧ください。蒸気流量の制御、バルブ特性、Kv値と蒸気流量について解説しています。

蒸気の制御　第2回はこちらからご覧ください。トリムとシートオプションについて解説しています。

蒸気の制御　第3回はこちらからご覧ください。コントロールオプションについて解説しています。

蒸気プロセスと制御

上に示すバッチプロセスでは製品を設定温度まで加熱し、設定温度にすると温度を一定時間保つという制御です。この場合では蒸気の最大流量は初期の加熱時が一番必要になりますが、製品品質の観点だと温度の精度が一番求められるのは、設定温度の到達後の温度保持の段階になります。「初期の最大流量」「低流量時の制御精度」の2点が必要になります。

上に示す蒸気の逃がし弁では、急な圧力上昇の際に安全弁の設定圧力前まで制御する必要があります。また蒸気を逃がした後にゆっくりと閉弁していき、低流量時での制御も求められることが考えられます。「圧力維持のための瞬間最大流量」「開弁速度」「低騒音対策」「非作動時の蒸気漏れ」「低流量時における制御精度」等がバルブの選定において重要視されます。

上記のプロセス以外にも、それぞれのプロセスではそれぞれに特徴があり、そのプロセスにおける最適な選定をすることが大切です。

こちらの蒸気の制御に関するCaseStudyはこちらからご覧いただけます。

蒸気に関するWebマガジン　No.59

蒸気の制御　第3回

蒸気の制御　第1回はこちらからご覧ください。蒸気流量の制御、バルブ特性、Kv値と蒸気流量について解説しています。

蒸気の制御　第2回はこちらからご覧ください。トリムとシートオプションについて解説しています。

コントロールオプション

①ボリュームブースタ

大口径の空圧式制御弁を制御する際に制御速度(反応速度)を早くするために使用します。
主用途：大型制御弁、一次圧力制御弁

②エアセパレータ

圧搾空気は配管内において、一部の水分が凝縮します。特に屋外である場合には水分が想定されることが多く、水分によるポジショナの故障のリスクを低減します。
主用途：屋外設置、重要性の高い制御弁、湿気の多い地域での使用

③フィルターレギュレータ

ポジショナの一次側で圧搾空気の圧力を調整し、簡易的に異物を除去します。
主用途：通常仕様

④ロックアップバルブ

圧搾空気の供給が止まった場合に、通常であれば、制御弁は全閉/全開でバルブ開度が決まってしまいますが、ロックアップバルブは圧力が下がってきたことを感知し、現状の開度を保ってくれます。
主用途：減温システム

⑤ハンドル

計装機器の故障等の不測の事態にマニュアルでの操作が可能。また試運転やトラブルシューティングの際にも活用可能。
主用途：蒸気主管

次回は蒸気プロセスと制御について解説します。

蒸気に関するWebマガジン　No.58

蒸気の制御　第2回

蒸気の制御　第1回はこちらからご覧ください。蒸気流量の制御、バルブ特性、Kv値と蒸気流量について解説しています。

トリム/シートオプション

トリムやシートはバルブ特性やバルブの特長を決めることになる一番重要な部品になります。

①流量特性

●イコールパーセンテージ
主用途：温度制御、圧力制御、流量制御等の比例制御
●リニア
主用途：水位制御、流量制御(圧力差の変動が少ない場合)、
　　　　一次圧力制御
●ファストオープニング
主用途：ON/OFF制御

②ステライト加工

主用途：減圧比が高いアプリケーション
　　　　流量が多いアプリケーション

③低騒音トリム

主用途：主管の減圧制御、蒸気逃がし弁等の減圧比が高いアプリケーション

④微小流量

主用途：研究利用。
　　　　直接加熱等で非常に蒸気流量が少ない場合。

⑤バルブシートと遮断性能(漏れ量)

●メタルシート： クラスIV
　主用途：蒸気主管の圧力制御、少量の蒸気漏れが許容可能なプロセス

●LFPシート： クラスVI
　主用途：温度/圧力制御がシビアなプロセス、遮断弁に近い遮断性能を求めるプロセス

次回はコントロールオプションについて解説いたします。