2009/04/22 Vol.68 | 蒸気のことならテイエルブイ
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TLV蒸気と省エネメールマガジン

2009/04/22 Vol.68

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■■■    TLVメールマガジン  Vol.68
■          ~蒸気を通して省エネ・環境を考える~
■          2009年04月22日  株式会社テイエルブイ  http://www.tlv.com/
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今年のGWは長いと12連休の方もいらっしゃるとか。
TLVのGW休業は5月1日(金)から5月6日(水)までの6日間です。
休みの間にゆっくり英気を養って、また新たな気持ちで仕事に復帰したい
ですね。GW中も仕事があるという方もお仕事頑張ってください!

では、今月のメールマガジンをお届けします。

▼ INDEX ▼
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■□ 【製品紹介】
低圧・少量蒸気で発電できる仕組みに迫ります!
~ スクリュ式小型蒸気発電機 STEAM STARのご紹介 ~
    導入メリットのシミュレーションも行っています

■□ 【連 載】
コストダウンに繋がるメンテナンス<その14>
~ 回転機械の振動測定によるコンディションモニタリング ~
    振動計の種類による人的誤差の比較実験結果を公開しています

■□ 【連 載】
もっと知りたい蒸気のお話
~ ウォーターハンマー3(対策その2)~
    装置と還水管の対策をアニメーションで解説しています

■□ 【連 載】
省エネルギーと地球環境保全
~ 温対法も改正されました・・・改正温対法の公布と施行 ~
    平成21年4月1日から施行された改正内容をご説明しています


★ トピックス
★ ダウンロードサイトデータ更新情報
★ 編集後記

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このメールは、TLVメールマガジンをご希望の方に無料で配信しております。
配信停止の方はお手数ですが以下またはccc@tlv.comまでお願い致します。
https://www.tlv.com/ja/contactform/contactj_form.php?id=S002


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☆リンク先をご覧いただけない環境の方には、同内容の資料をお送りして
おります。ご希望の資料を明記の上、ccc@tlv.comまでご連絡下さい。
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■【製品紹介】低圧・少量蒸気で発電できる仕組みに迫ります!
┃ ~ スクリュ式小型蒸気発電機 STEAM STARのご紹介 ~
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スクリュ式小型蒸気発電機 STEAM STARは、蒸気を減圧する際のエネルギー
を利用して発電します。今回はその発電の仕組みについてご説明します。


▼ 減圧しながら発電できるのはなぜ?
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
一言で言うと、蒸気式の発電機とは蒸気と電力の変換装置です。蒸気の持つ
エネルギーの一部を電力に変換して取り出していることになります。

通常、私たちは蒸気を加熱源として使っていますので、主として熱量部分
であるエンタルピーに着目しますが、蒸気は圧力を持った気体ですから、
圧力から生じる力、つまり運動エネルギーを利用して発電機を回すことが
できます。

しかし、無からエネルギーは生じませんので、電力に変換された蒸気エネル
ギーは蒸気の凝縮という形をとります。

実際には供給した蒸気の質量に対して約4%が発電に伴い凝縮しますが、見方
を変えると4%凝縮させることにより最大132kWの電力を得ることができます。

但し、蒸気→電力への変換ですから、蒸気の単価が電力の単価よりも安価で
あることが前提条件となります。

仮に蒸気単価を5000円/トン、電力単価を10円/kWhとすると、発電機への供給
蒸気量1トン当たり、400円分の電力が発生し、200円分の蒸気が凝縮すること
になります。つまり、エネルギーの変換分だけで考えると差引200円が収入と
いうことになります。


▼ 減圧のエネルギーとは?
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
減圧弁による蒸気減圧はエンタルピーの減少が無い、等エンタルピー変化で、
過熱蒸気になることが一般的に知られています。これは圧力が下がる際に運動
エネルギーとして一切変換されないケースです。

一見無駄がないように見えますが、過熱蒸気となった部分のエンタルピーを
使用することは容易ではなく、実用上の多くは過熱分のエンタルピーが無駄
になってしまいます。

理想の発電機は、エンタルピーは減少しますがエントロピー変化が無い
等エントロピー変化で、蒸気そのものの乾き度は90%にまで低下し、その
湿り分である10%分の蒸気のエンタルピーが、蒸気と比べて高価な電気に
代わります。

これは圧力が下がる際に運動エネルギーを最大限に取り出したケースであり、
圧力が下がる際に蒸気自身のエンタルピーが電気に変換されるケースです。

高性能な発電機はこの理想的なh-s変化である等エントロピー変化に近づく
ことになります。
発電の効率は等エントロピー変化と実際の発電の際のエントロピー変化の比
で示されます。


▼ 発電効率の高さを支える機構的特徴
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
構造的・機構的には、スクリュ式小型蒸気発電機はエアを圧縮する技術を
逆利用しています。

圧縮機では電動機でスクリュを回転させ、エアを圧縮します。
これに対し、スクリュ式小型蒸気発電機では、高圧蒸気がスクリュの給気側
から入り、膨張しながら排気側へ移動する時に回転力が生まれます。
この回転力で発電機を駆動します。

蒸気タービンはノズルによって音速近くまで蒸気流速を高め、その運動エネ
ルギーで羽車を回転させますが、スクリュ式小型蒸気発電機は蒸気タービン
と異なり、ノズルから蒸気を高速で噴射させる必要がありません。そのため
圧力損失などのロスが格段に小さくなり、高い発電効率が得られます。

その心臓部であるスクリュ式膨張機は、共同開発者である株式会社神戸製鋼所
殿が、50年以上ノウハウを蓄積され、高効率・高耐久性能で広く世に知られた
オイルフリー・スクリュ式エア圧縮機技術そのものです。

精密に加工され、微少なクリアランスを保ちながら回転するスクリュ式膨張機
は、本体回転子の潤滑が不要でありながら高い気密性を誇ります。
オイルフリーであることはプロセス用蒸気を扱う上でも非常に好都合です。


------>>スクリュ式小型蒸気発電機 STEAM STARの詳細はこちら↓
http://www.tlv.com/ja/catalog/news54j.html


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■【連 載】コストダウンに繋がるメンテナンス <その14>
┃   回転機械の振動測定によるコンディションモニタリング
┃ ~ 振動計の種類による人的誤差の比較実験 ~
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世界的な経済不況に対処するため、製造業各社は生産拠点を集約化し、設備
稼働率を高めることで生産性アップによるコストダウンを強化されています。
その結果、突発故障と生産機会損失を防ぐ方策としてコンディションモニタ
リングの重要性がますます高まっています。

今や振動計を持たない工場はおそらく無いと思われますが、最重要設備以外の
一般的な設備でも、定期的な振動測定とデータのトレンド管理を行い、その
データを突発故障防止やメンテナンス情報として活用している工場は、極めて
少ないのが実情です。

振動計の用途として、パトロールで異音に気づいたオペレーターの連絡を受け
て振動を測定・確認するため、ということをよく聞きます。

しかし、この使い方では現在の振動の大きさを知ることはできても、正常運転
時の振動と比較できないため、生産を止めてまで修理を行うべきか、そのまま
次の停止機会まで運転を続けても大丈夫なのか、緊急性の判断が困難です。

やはり振動測定データを有効に使うには、日頃から定期振動測定とトレンド
管理を実践しておくことが必要といえます。


▼ ユーザー調査結果に見る振動測定管理が実践できない理由
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
回転機械のメンテナンスに振動測定管理が有効だと分かっているのに実践でき
ないのはなぜでしょうか?
その答えは、当社が行ったユーザー調査の結果から伺い知ることができます。

一番の問題点として「データのバラツキ」が挙げられ、以下「データ処理に
時間がかかる」「データの誤登録」と続いています。

多くの方が問題点と認識されているデータのバラツキの例として、
「前回測定時には低かった振動値が突然大きくなった場合」があります。
これには以下の要因が考えられます。

 1.実際に損傷が発生した
 2.測定条件(回転数、負荷)が前回に比べて変化した
 3.測る場所を間違えた
 4.測定プローブの押当て圧や押当て角度が異なっている

これらの内、3)4)は実際の回転機の状態と無関係であり、人が測定プローブ
を押当てて測定することに起因しています。もしも、人的要素に起因する測定
誤差を排除できる計測方法があれば、3)4)の問題は解消できます。

実際に、ハンディータイプの振動計でこれを解消できるのでしょうか?


▼ 3種類の振動計による比較実験
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
そこで、ある実験を行いました。

負荷が安定している稼動中のポンプ(110kW)をお借りして、次の3種類の
プローブと3人の測定者を組み合わせ、人的要素に起因する誤差を防ぐ方法
としてどれが効果的な方法か見極めようというものです。

 A)ビブコードシステムで測定
 B)磁石式のプローブで測定
 C)手で測定プローブを押当てて測定

実験は、速度と加速度の2つのモードを計測しました。
3人の測定者が、3種類のプローブを使って、同時に測定を開始することで、
測定者によるバラツキの影響を評価しました。

また、事前に負荷の変動による振動値の大きな変化が起こらないこと、ベア
リングの状態が良好であることを確認しました。


▼ 人的測定誤差を最小限に抑えるには
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
実験の結果、測定者が変わっても最もバラツキのない、人的誤差を最小限に
抑える測定方法は、A)のビブコードシステムであることが確認されました。

あらかじめセットしたスタッドにプローブをドッキングさせることで、測定者
による押当て力や角度の差から開放され、リングコードにより測定モードが
自動的に選択されることなどにより、測定値のバラツキが抑えられました。

一方、B)の磁石式では、測定者が繰り返し測定するうちに場所が少しずれた
り、設置面が平坦でなかったため取付けが不安定になることがありました。

これは今回に限らず、A)タイプ以外全般に言えることですが、測定箇所は
塗料やさびを削り落とし、面を平らに加工した上でマーキングしたり、測定
座を接着剤であらかじめ取り付けておく、などの事前準備が必要です。

そして最も不安定だったのが、C)の手持ちプローブでした。
力を入れすぎるとかえって先端が滑りやすく、不安定な姿勢で測定しなければ
ならないときは、プローブ保持と振動計のキー操作を同時に行うのがかなり
困難です。このことがバラツキを誘発していると考えられます。


測定ポイントの問題以外に、実際の振動測定では、多くの測定ポイントを効率
良く、できるだけ短時間で測定しなければならないため、測定箇所や測定項目
の取り違えをいかに防止するかという問題もあります。

ビブコードシステムは測定箇所を自動認識し、必要な測定モードを自動的に
設定するので、測定モードの取り違えというミスを防ぎ、測定作業の生産性
向上による測定者の負担軽減にも繋がります。

これから振動管理を開始する、あるいはハンディータイプの振動計で管理対象
を広げることを計画されている場合に、最適なシステムと言えます。


---->>振動計の比較実験に関する詳しい説明とグラフはこちら↓
http://www.tlv.com/ja/maintenance/0904maintenance_14j.html

---->>ビブコードの製品情報、体験デモはこちら↓
http://www.tlv.com/ja/catalog/news33j.html


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┃(彡(彡)彡)【連載】もっと知りたい蒸気のお話
┃ (彡(彡) ~ ウォーターハンマー3(対策その2) ~
┗━(彡)━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━第56話━━

今回3回目となるこのウォーターハンマーシリーズも、お陰さまで大変ご好評
いただき、これまでに多数のご意見・ご感想やお問合せをいただきました。

そこで、皆様への感謝の意味も込め、予定していた記事の内容をより詳しく
して、当初予定していた3回シリーズを全4回シリーズでお届けすることと致し
ました。

1回目はウォーターハンマーの発生原因について、
http://www.tlv.com/ja/steam_story/0902water_hammer1.html

2回目は蒸気輸送管でのウォーターハンマー対策と装置内にドレンが滞留する
ことによるウォーターハンマーの発生について説明しました。
http://www.tlv.com/ja/steam_story/0903water_hammer2.html

3回目となる今回は、装置で発生するウォーターハンマーの具体的な対策方法
と還水管(ドレン回収管)のウォーターハンマーについて考えてみます。


▼ 装置のドレン対策
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蒸気輸送管と同じく、装置においてもドレンは速やかに排除すべき対象です
から、装置のウォーターハンマー対策でも、ドレンをいかにスムーズに遅れ
なく排除できるかが重要です。

装置の蒸気室内にドレンが滞留する理由として、以下が挙げられます。

【理由】

1.装置の構造や設置上の問題でスチームトラップへドレンが流入しにくい

2.スチームロッキング現象やエアバインディング現象が発生している

3.ストール現象が発生している


それぞれの対策としては、以下の方法をとります。

【対策】

1.ドレンがスチームトラップまでスムーズに自然流下できる装置構造や位置
  関係とする。

2.スチームトラップ手前の配管を太くしたり、均圧管を設けたりしてスチー
  ムトラップへのドレン流入を容易にする。

3.パワートラップや真空ポンプなどのストール対策に効果がある機器を導入
  する。


このように書くと簡単に思えますが、実際にはこの通りにできないこともあり
ます。


▼ ドレン対策が困難なケース
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
例えば、3万キロリットル級重油タンクのボトムヒーターでは、内部ヒーター
の長さが分割しても1本100mを超えます。ヒーターの入口・出口の段差次第で
は勾配は1/300~1/400になりますが、これは一般的な蒸気配管勾配(1/100~
1/200)の半分以下にすぎません。このような勾配では、ドレンが自然流下で
きない場合があります。

このように構造的に流下勾配が取れない装置では、完全な対策を講じること
ができない場合があります。

一般的なヒーターでは、最大加熱能力に対して負荷が極端に小さくなると、
ストール現象が発生します。ストール現象はスチームトラップの作動圧力差
が十分に確保できなくなる状態で、ドレンを排出することができません。

この場合は、ドレンを蒸気で圧送・排除するパワートラップや真空ドレン回
収ポンプが対策として有効です。


▼ 還水管のウォーターハンマー
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蒸気輸送管や装置以外に、還水管でもウォーターハンマーは発生します。
還水管内は輸送対象のドレンとドレンから発生するフラッシュ蒸気により、
多くの場合、高温蒸気と低温ドレンが混在している状態です。

しかし、輸送対象であるドレンを排除するわけにはいかないため、還水管の
ウォーターハンマーには抜本的な対策がありません。
軽減する(小規模に抑える)対処法しかないのです。

還水管のウォーターハンマーには多くの発生形態がありますが、基本的には
全て蒸気が急凝縮するタイプのウォーターハンマーです。
その一例として、装置で発生するウォーターハンマーと似た発生形態に
「還水管からの逆流蒸気によるウォーターハンマー」があります。

圧力差の大きい還水管どうしの接続点やフラッシュタンクとの接続点付近で、
低圧側の還水管へ高圧側のフラッシュ蒸気が逆流してウォーターハンマーを
発生させる形態です。

このウォーターハンマーは、還水管の低温ドレンが脈流している場合に発生
するため多くの工場で見られます。

対策としては、蒸気の逆流を防止するため、チャッキバルブを設置します。
但し、設置箇所やチャッキバルブの種類を間違えると、効果が半減します。


シリーズ最後となる来月は還水管で発生するウォーターハンマーを、引き続き
より詳しく取り上げます。


------>>装置と還水管のウォーターハンマーを以下で図解しています↓
http://www.tlv.com/ja/steam_story/0904water_hammer3.html


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■【連載】省エネルギーと地球環境保全
┃ ~ 4月から温対法も改正されました・・・改正温対法の公布と施行 ~
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先の省エネ法の改正に続き、『地球温暖化防止に関する法律(温対法)』も
平成21年4月に改正されました。

今回の改正の背景には、日本の2007年度の温室効果ガス排出量(速報値)が
基準年(1990年度)に対して9.2%増加しており、京都議定書の目標値達成の
ためには、大幅な排出量削減が必要とされたことがあります。

省エネ法の改正と同様、特に業務部門における省エネ対策を強化することが
必要と判断され、オフィス・コンビニ等に対する温室効果ガスの排出抑制を
強化することを目的としています。


▼ 改正の内容
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄

今回公布された改正温対法には、3つの大きな改正があります。

1. 事業者単位の報告に変更

エネルギー起源CO2の排出量の報告は、これまでは第一種・第二種指定工場に
対して、事業所単位での定期報告書の提出義務が課せられていましたが、
省エネ法の改正に伴ない温対法でも事業者単位の報告に変更となります。

全ての事業所やオフィスのエネルギー使用量の合計が1,500kl/年以上の事業者
(省エネ法上の特定事業者)は、今後本社が各事業所の排出量も併せて全体
としての排出量を定期報告書で報告しなければなりません。

また、上記以外の温室効果ガスの排出量の報告についても、これまでの事業所
単位から事業者単位に変更され、同じく本社が各事業所の排出量も併せて報告
します。

2. 電気のCO2換算係数の変更

電力会社からの買電等、他人から供給された電気の使用に伴なうCO2排出量の
算出は、従来各電気事業者がホームページ等で公表している換算係数や国が
定めたデフォルト値(0.000555t-CO2/kWh)を用いることになっていました。

しかし、より正確な排出量の算定方法に変更するために、改正後は国が公表
する各電気事業者ごとの換算係数を用いて算定することになりました。
これに伴いこれまでのデフォルト値は廃止されます。

3. 京都メカニズム・クレジットを反映した排出量の創設

排出量取引の具体化に向け、事業者が自主的に京都メカニズム・クレジットを
取得し、国に移転した場合の排出量の算出規定が新たに設けられました。

詳細は今後具体化しますが、今後は原則としてクレジットを反映した調整後
排出量を算出する方法にし、事業者は実排出量と調整後排出量の双方を報告
するように変更されます。
従って、仮に実排出量が5,000tの事業者が京都メカニズムのクレジットで
4,000tを取得し、国に移転した場合の調整後排出量は1,000tとなります。


▼ 施行は平成21年4月から
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
改正温対法は、改正省エネ法と同じく平成21年4月1日に施行されました。
事業者単位の排出量の報告は平成22年7月末が期限ですが、排出量の計測は
平成21年4月1日から開始しなければなりません。
また、今後もより詳細な政令、省令が定められますので注意が必要です。


------>>改正温対法についてはこちらをご覧ください↓
http://www.tlv.com/ja/energy_saving/energy_saving8.html


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★ トピックス
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☆スチーム・アカデミー・クイズに問題を追加しました。
 今回は「アカデミー・コース 」と「エンジニアリング・コース」の
 第20回です。
http://www.tlv.com/ja/quiz/index.html


┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
★ TLVサイト会員ページ・ダウンロードデータ更新情報
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TLVサイト会員ページで公開しているCADデータ(外観図)、取扱説明書の
更新情報をお知らせ致します。

☆取扱説明書を新規追加しました。
AP1(和文・英文)
DC3A-L(英文)
FB4(英文)
GP10システムパッケージ(英文)
JA3D(英文)
REC164(和文)
ST-C3(英文)

☆取扱説明書を修正しました。
CK(英文)
DC3A/DC3-H/DC3A-H/DC3S-H(英文)
EC351(和文)
EF73(和文・英文)
GT5C(英文)
JH15(英文)
LV(英文)
LV6(英文)
SS1(英文)
SW1U(英文)

※TLVサイト会員ページでは、CADデータ(外観図)・取扱説明書のダウン
ロードができます。会員登録・ご利用は無料です。ログインはこちら↓
https://www.tlv.com/ja/download/login.php


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★ 編集後記
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最後までお読みいただきありがとうございます。

今月のメールマガジンはいかがでしたでしょうか?
来月はご好評いただいた蒸気のお話「ウォーターハンマー」シリーズも
いよいよ最終話となります。

終盤にきて1話増え、『もっと知りたい蒸気のお話』史上最大の長編と
となりましたが、最終話ではこれまでの要点もまとめておさらいします。
「途中の回を見逃した」という方も是非ご覧ください!

次号のメールマガジンは5月26日(火)に配信します。


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☆リンク先をご覧いただけない環境の方には、同内容の資料をお送りして
おります。ご希望の資料を明記の上、ccc@tlv.comまでご連絡下さい。
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