トラップ周辺の機器 前編

1. ドレン回収 前編
(ドレン回収の種類)

2. ドレン回収 後編
(配管設計とメリット計算)

3. ストール現象 前編
(発生原因と問題)

4. ストール現象 後編
(ストールの解消方法)

ドレン回収 後編（配管設計とメリット計算）

ドレン回収の配管設計(二相流配管と水配管)

「ドレン回収 前編」に続いて、ドレン回収の配管設計とメリット計算、ドレン回収ポンプの特徴などについてご説明します。
ドレン回収の配管は、ドレンとフラッシュ蒸気が流れる“二相流”配管です。トラップからドレンヘッダーや大気開放のタンクまでの間は、フラッシュ蒸気とドレンが混走する二相流配管としてフラッシュ蒸気の体積を見込んで設計する必要があります。二相流になるのはドレンが高温高圧の状態から低圧に排出された時に、排出されたドレンが再蒸発してフラッシュ蒸気が発生するためです。

ポンプ手前のタンクで気液分離した場合、フラッシュ蒸気はドレン回収配管外へ排出されます。これ以降の配管（ポンプ二次側の配管も含む）は水配管の設計になります。

ドレン回収のメリット計算(熱と水の回収から年間節約金額を計算してみましょう)

ドレン回収のメリットは次の2項目です
   ・熱を回収するメリット
   ・水を回収するメリット
熱の回収メリットは、現状の温水使用温度やボイラーへの給水温度と回収後の温度との差に運転時間を乗じたものがメリットと言えます。水の回収メリットは、ドレンを回収利用することで減量できる水の購入コスト＋その水処理に要するコストに運転時間を乗じたものがメリットと言えます。

ドレン回収ポンプの種類(オープン回収とクローズド回収)

最後に、ドレン回収に使用するポンプについてお話しします。ポンプを使用せずに、ドレン自身が持つ圧力で回収先までドレンを戻す「自圧回収」を除いて、ドレン回収には【ポンプ】を使用します。ドレン回収では、できるだけ高温のドレンを回収することが望ましい訳ですが、これはポンプにとっては厳しい条件です。高い温度でも使用できる、［耐高温性］が求められることはもちろんですが、このほかに［キャビテーション対策］が必要です。キャビテーションとは、ポンプ内部で気相が発生する現象で、ポンプでキャビテーションが発生すると揚液（この場合ドレン）を送れなくなります。
電動機を用いたポンプとしては、渦巻きポンプやタービンポンプが使用されますが、これらのポンプは揚液の温度が80℃を超えるとキャビテーション発生の恐れがあります。そのため、この対策が採られたポンプか、原理上キャビテーションが発生しないポンプかいずれかの採用を検討しなければなりません。
TLVのドレン回収ポンプは、キャビテーション対策が採られています。CP-N、CP-Sシリーズはエゼクターを利用したキャビテーション対策が採用されており、1mの流入水頭があればキャビテーションを起こさず運転できます。また、パワートラップシリーズは渦巻きやタービンなどの遠心ポンプではなく、操作気体で圧送するタイプなので原理的にキャビテーションが発生しません。

オープン回収
タイプ		電動機タイプ
シリーズ名		CP-Sシリーズ
用途		遠隔地からの圧送 低圧蒸気使用装置のドレン回収 地下ピッチからのドレン回収
特長		コンパクトながらキャビテーションを起こさない構造を持ち、1mの流入水頭で120℃までのドレンを処理 軸封冷却水不要
揚程		30m
揚量		3m³

タイプ		メカニカルタイプ(蒸気圧力･空気圧力による圧送、GT5Cは蒸気圧力による圧送)
シリーズ名		パワートラップ（GPシリーズ/GTシリーズ）
用途		100℃以下の温度設定がされる装置 ・スチームエアヒーター ・空調機 ・ストレージタンク 低圧域から高圧域へのドレン回収 負圧域からのドレン回収
特長		蒸気･エア駆動で電気工事が不要 防爆域で使用できる 渦巻きポンプを使用しないため、キャビテーションの心配なし
揚程		100mまで(GT5Cは50mまで)可能(操作気体圧力による)

クローズド回収
タイプ		電動機タイプ
シリーズ名		CP-Nシリーズ
用途		遠隔地からの圧送 高温ドレンをボイラーへ直接回収 高温対応のボイラー給水ポンプ
特長		エゼクターを使用したキャビテーション防止構造を持ち、1mの流入水頭で180℃までのドレンを処理 揚程/揚量のバリエーションが豊富
揚程		30〜200m
揚量		3〜15m³

番外編(真空回収)

熱回収を主目的とするのではなく、ストール現象解消、装置の運転効率向上のためにトラップ二次側を真空にする場合があります。その際に使用するポンプです。

タイプ		電動機タイプ
シリーズ名		CP-Vシリーズ
用途		連続して100℃以下で運転している装置のドレン排除 低圧使用装置のトラップ作動圧力差の確保
特長		常温水の飽和圧力程度の真空発生が可能 水エゼクターの使用により発生真空度を容易に変更可能 駆動液は水のため、回収ドレンを駆動水としながら運転可能 （タンク温度制御のための冷却水が必要）
揚程		30m
揚量		3m³〜10m³

ドレン回収 プチ・クイズ

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