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ボイラー徹底解説!

ボイラーとは?

ボイラーとは、ボイラーは多くの産業で高い効率を実現する重要な機械です。
水を加熱して温水や蒸気を発生させ、それを遠隔地に移送し、熱源として供給するための装置や設備です。ボイラーは本体、火炉、付属装置、付属品によって構成され、水だけでなく油を使用することも可能です。食品工場では、殺菌や滅菌のためにボイラーで発生させた蒸気が重要な役割を果たしており、食品自体の滅菌だけでなく、調理器具や製造機器に付着した細菌・微生物を加熱して除去・不活性化するために利用されています。薬品を使わずに殺菌・滅菌ができるため、人体への影響が少ないという利点があります。さらに、ボイラーの伝熱効率や燃焼方式、小型機器から大規模産業用途まで、多くの用途に適したボイラーの選定ポイントについても詳しく解説します。

  • ボイラーの種類、原理、使用用途について

    【ボイラーの種類】
    ボイラーには、用途や燃料、構造によってさまざまな種類があります。以下に代表的なボイラーの種類を紹介します。

    ◎水管ボイラー(ウォーターチューブボイラー)
    ・構造 水がボイラーの内部を通る管(チューブ)を流れ、その周囲で燃料を燃焼させて加熱する方式です。
    ・特徴 高圧および高温の蒸気を発生させることができ、大規模な産業用や発電所などで使用されます。
    ・用途 大規模な工場、発電所、化学プラント。

    ◎火管ボイラー(ファイアチューブボイラー)
    ・構造 燃焼ガスがボイラー内部の管を通り、その周囲にある水を加熱して蒸気を発生させる方式です。
    ・特徴 構造が比較的シンプルで、小規模な用途に適しています。低圧用途に多く使用されます。
    ・用途 中小規模の工場、ビルの暖房設備、船舶。

    ◎貫流ボイラー
    ・構造 水を細い管に通し、その管を燃焼ガスで加熱して瞬間的に蒸気を発生させる方式です。水と蒸気が一貫して流れるため「貫流」と呼ばれます。
    ・特徴 コンパクトで立ち上がりが早く、必要な時に即座に蒸気を供給できるため、エネルギー効率が高い。
    ・用途 中小規模の工場や商業施設での蒸気供給。

    ◎電気ボイラー
    ・構造 電気ヒーターを使用して水を加熱し、蒸気や温水を発生させる方式です。
    ・特徴 燃焼ガスを排出しないため、排気設備が不要で、設置場所の制約が少ない。クリーンで静かですが、電力コストが高いことが難点です。
    ・用途 小規模な施設やクリーンな環境が求められる場所、家庭用ボイラー。

    ◎蒸気ボイラー
    ・構造 水を加熱して蒸気を発生させ、その蒸気を利用する方式です。火管や水管、貫流ボイラーの形態を取ることがあります。
    ・特徴 工場やプラントでの熱供給源として一般的に使用されます。高温・高圧の蒸気を利用するプロセスに最適です。
    ・用途 産業用加熱プロセス、暖房、蒸気タービン発電。

    ◎温水ボイラー
    ・構造 水を加熱して温水を発生させ、その温水を利用する方式です。
    ・特徴 温水供給のために設計されており、建物の暖房や熱交換器での利用に適しています。
    ・用途 建物の暖房システム、温水供給、床暖房。

    ◎廃熱ボイラー
    ・構造 工場や発電所の排気ガスや廃熱を回収して水を加熱し、蒸気を生成する方式です。
    ・特徴 燃料を使用せず、排熱を再利用することでエネルギー効率を向上させます。エネルギーコストの削減に貢献します。
    ・用途 発電所、化学工場、製鉄所などの産業設備。

    ◎蓄熱ボイラー
    ・構造 熱エネルギーを蓄積し、必要なときに放出するボイラーです。電力のピークシフトに役立ちます。
    ・特徴 再生可能エネルギーと組み合わせることが多く、エネルギー効率を高めるための技術として注目されています。
    ・用途 再生可能エネルギーの利用施設、ピークカットを行う電力設備。

    これらのボイラーは、用途や必要な熱供給量、エネルギー効率、設置環境に応じて選択されます。ボイラーの選定は、運用コスト、メンテナンス性、設置スペースなどを考慮することが重要です。

    【ボイラーの原理】
    ボイラーの原理は、基本的に密閉された容器内で水を加熱し、蒸気や温水を生成することにあります。この容器内で水が加熱されると、蒸気が発生し、これを熱源として利用することが可能です。ボイラーは、燃料や電気を使用して水を加熱し、その結果として得られる蒸気や温水をさまざまな用途で活用します。

    一般的に、ボイラーは水を加熱して発生した蒸気や温水を熱処理や動力源として利用するために設計されています。この蒸気は工場での加熱プロセスや発電、暖房設備など、さまざまな場面で活用されます。また、ボイラーによって生成された蒸気や温水は、パイプを通じて必要な場所に供給され、効率的に熱エネルギーを供給することが可能です。
    ボイラーの原理は、効率的に熱エネルギーを処理し、さまざまな産業や家庭でのエネルギー供給に重要な役割を果たしています。

    ・ボイラーの用途
     様々な業種で様々な用途で使用されています。
     ・クリーニング:洗浄・乾燥・アイロン・プレスなど
     ・旅館・ホテル:厨房、風呂、暖房、給湯など
     ・食品加工:蒸し器、練り器、炊飯、殺菌、煮沸、洗浄、乾燥、給湯など
     ・病院、学校、工場:給湯、厨房、暖房、消毒、殺菌、乾燥、風呂

    ボイラーの用途は、主にお湯を沸騰させて蒸気や温水を生成し、その熱エネルギーをさまざまな場所で活用することにあります。例えば、工場ではボイラーが燃焼によって得られた熱で水を加熱し、その蒸気を利用して製造工程を効率化したり、暖房や加熱プロセスに使用します。
    家庭やビルでも、ボイラーはお湯を沸かして暖房設備や温水供給システムとして簡単に使用されます。ただし、ボイラーの操作や管理には専門的な知識が必要なため、適切に取り扱うためには資格が求められることが多いです。資格を持つ技術者がボイラーを管理することで、安全で効率的な運用が可能になります。

  • ボイラー導入価格について

    ボイラー価格は必要な熱量によって機種やスペックが分かれており、価格が決まります。
    ボイラーを使用する用途、「何℃の蒸気又は温水が1時間当たり何リットル必要か」によって必要な熱量が求められます。ボイラーの燃料によっても価格が多少変わります。
    1時間当たり2500~3000㎏の蒸気発生量で燃料が重油仕様の装置で約1000~1500万円程度となります。燃料がLPG、LNGのガスの場合は約1200万円からとなります。
    価格は装置本体のみの参考価格となり、装置運搬費用、設置工事費用などで別途費用が発生します。

  • ボイラーの選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

    ・ボイラーの選定ポイント
    ボイラーを選定する際のポイントには、いくつかの重要な要素があります。まず、使用する目的や設置場所に応じた適切なボイラーを選ぶために、定められた基準や要件を確認することが重要です。選定には、製品の性能や仕様に関する詳細な情報が必要で、特に必要な出力や温度範囲が満たされるかを確認する必要があります。
    ボイラーを設置する面積も重要な選定要素です。設置スペースに応じて、適切なサイズや形状のボイラーを選びます。また、ボイラーの区分(例:蒸気ボイラー、温水ボイラー)も考慮し、用途に最も適したタイプを用いることが求められます。
    さらに、使用する燃料やエネルギー効率、必要な温度の制御機能がボイラーの性能に適しているかを検討することが、適切な選定には不可欠です。これらの選定ポイントを総合的に考慮して、最適なボイラーを選びましょう。

    ・ボイラー導入時の確認ポイント
    ボイラーを導入する際には、いくつかの重要な確認ポイントがあります。まず、導入目的に応じたボイラーの定義を明確にし、ボイラーのタイプや規模が適切であるかを確認します。例えば、工場や大型施設においては、蒸気の供給量や温度が重要であり、飽和蒸気の発生が求められる場合もあります。
    ボイラーの関連設備や設置環境も大きな要素です。煙管ボイラーを選ぶ場合、燃焼ガスの処理や排煙設備の容量、設置スペースが十分であるかを確認する必要があります。また、大型のボイラーを導入する際には、その運用に必要なスペースやメンテナンスのしやすさ、さらには排熱やエネルギー効率についても検討が必要です。
    最後に、ボイラーの導入に伴う法規制や安全基準を満たしているかどうかも確認すべきポイントです。これらの確認事項をしっかりと押さえることで、ボイラーの効果的な導入と運用が可能になります。

  • ボイラー導入後のトラブル事例と事前対策ポイントについて

    トラブル事例
    配管継ぎ目のフランジ部分から蒸気漏れがあり、水の滴下ややけどの危険がある。

    原因①
    配管のフランジ内部パッキンが劣化している。
    原因②
    配管フランジの固定ボルト締め付けが弱く隙間から蒸気が漏れている。

    対策①
    蒸気が漏れている配管上流部で蒸気を止め、フランジのパッキン交換を行う。
    対策②
    パッキン交換後、フランジの固定ボルトを増し締めする際は、対角線の順番で締め付けていきバランスよく締める。

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排ガス蒸気ボイラ(ディーゼルエンジン専用)ECS-D

排ガス蒸気ボイラ(ディーゼルエンジン専用)ECS-D ディーゼルエンジン専用の排ガス蒸気ボイラ(貫流ボイラ) 型式:ECS-DX、ECS-D2 相当蒸発量:280~1,350kg/h 特徴 マイコンを搭載 業界で初めてマイコンを搭載し、蒸気の安定供給と傾向管理、不測のボイラ停止などを未然に防止します。 安定した熱回収 ディーゼルエンジン専用の缶体構造に加え、独自のクリーニング機構によって熱回収の安定維持が可能です。 コンパクト設計 フィンチューブによって高い回収率を可能にするとともに、補器ベースをボイラユニット前面に設けてコンパクト化を図りました。 排ガスダンパーを標準装備 電動切替ダンパーおよびバイパスダクトを標準装備しており、緊急時や点検時もエンジン発電機の運転継続に支障をきたすことはなく、安心です。 排ガス温度を常時監視 排ガス出入口温度をパネル表示しており、つねに熱回収の状態が把握できます。また、排ガス出口温度や蒸気圧力に異常が発生すれば、すぐに検知して警報を発します。 独自のクリーニング機構 ミウラの排ガスボイラのノウハウを活かしたスートブロワ装置を備えています。

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