(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水位設定値と水位計測値との偏差から給水流量を算出する手順と、
算出された給水流量とボイラ圧力とに基づいて給水ポンプの回転数を算出する手順と、
算出された回転数から給水量の操作量を算出する手順
とを含み、
前記給水ポンプの回転数が下記式により算出されることを特徴とするボイラの給水制御方法。
ｎ＝（（Ｋ２ｘＧ２＋Ｐ）／Ｋ１）０．５
ここに
ｎ：給水ポンプ回転数
Ｇ：給水流量算出値
Ｐ：ボイラ圧力計測値
Ｋ１  、Ｋ２：給水ポンプにより定まる定数
【請求項２】
給水流量算出部と、給水ポンプ回転数算出部と、給水量操作量算出部とを備え、
前記給水流量算出部は、水位設定値と水位計測値との偏差から給水流量を算出するものとされ、
前記給水ポンプ回転数算出部は、算出された給水流量と、ボイラ圧力計測値とに基づいて給水ポンプの回転数を算出するものとされ、
前記給水量操作量算出部は、算出された給水ポンプ回転数から給水量の操作量を、下記式に基づいて算出するものとされている
ことを特徴とするボイラの給水制御装置。
ｎ＝（（Ｋ２ｘＧ２＋Ｐ）／Ｋ１）０．５
ここに
ｎ：給水ポンプ回転数
Ｇ：給水流量算出値
Ｐ：ボイラ圧力計測値
Ｋ１  、Ｋ２：給水ポンプにより定まる定数
【請求項３】
請求項２記載の給水制御装置を備えてなることを特徴とするボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボイラの給水制御方法および給水制御装置に関する。さらに詳しくは、低負荷領域における水位変動を抑制できるボイラの給水制御方法および給水制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ボイラにおいてはボイラの水位を一定に保つよう水位制御がなされている。この水位制御の一手法として給水ポンプの回転数制御がなされている。
【０００３】
給水ポンプを回転数制御により制御した場合、回転数を一定に制御してもボイラ圧力の変動により実際の給水量が変動する。この変動は、給水ポンプの特性から回転数が低くなる低負荷領域において顕著に表れ、ボイラ圧力によって異なる給水可能限界の回転数より低い回転数となった瞬間に給水量がゼロとなる。しかるに、その後もボイラの運転および回転数制御は継続され、ボイラ水位の低下にともない給水ポンプの回転数を増加させる制御がなされる。
【０００４】
しかしながら、実際にボイラに給水される給水量には遅れがあるので、給水制御が実態に即したものとならなくなる。その結果、低負荷領域においては、給水ポンプの回転数制御を行っているにもかかわらず、給水流量にオン・オフが生ずる。そのため、ボイラ水位がハンチングするとともに、ボイラ圧力も変動する。
【０００５】
かかる課題を解決すべく、特許文献１に提案がなされている。しかしながら、特許文献１の提案に係る制御手法においては、流量センサを設ける必要があるため、制御設備が高価なものになるという別の課題を生じでいる。また、既設のボイラへの適用も容易ではないという課題も有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８２９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、新たな制御設備を付加する必要がないため既設ボイラへの適用も容易で、しかも低負荷領域におけるボイラの水位変動を抑制できるボイラの給水制御方法および給水制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のボイラの給水制御方法は、水位設定値と水位計測値との偏差から給水流量を算出する手順と、算出された給水流量とボイラ圧力とに基づいて給水ポンプの回転数を算出する手順と、算出された回転数から給水量の操作量を算出する手順とを含むことを特徴とする。水位設定値と水位計測値との偏差から給水流量を算出する手順と、算出された給水流量とボイラ圧力とに基づいて給水ポンプの回転数を算出する手順と、算出された回転数から給水量の操作量を算出する手順とを含み、前記給水ポンプの回転数が下記式により算出されることを特徴とする。
ｎ＝（（Ｋ２ｘＧ２＋Ｐ）／Ｋ１）０．５
ここに
ｎ：給水ポンプ回転数
Ｇ：給水流量算出値
Ｐ：ボイラ圧力計測値
Ｋ１  、Ｋ２：給水ポンプにより定まる定数
【００１１】
本発明のボイラの給水制御装置は、給水流量算出部と、給水ポンプ回転数算出部と、給水量操作量算出部とを備え、前記給水流量算出部は、水位設定値と水位計測値との偏差から給水流量を算出するものとされ、 前記給水ポンプ回転数算出部は、算出された給水流量と、ボイラ圧力計測値とに基づいて給水ポンプの回転数を算出するものとされ、前記給水量操作量算出部は、算出された給水ポンプ回転数から給水量の操作量を、下記式に基づいて算出するものとされていることを特徴とする。
ｎ＝（（Ｋ２ｘＧ２＋Ｐ）／Ｋ１）０．５
ここに
ｎ：給水ポンプ回転数
Ｇ：給水流量算出値
Ｐ：ボイラ圧力計測値
Ｋ１  、Ｋ２：給水ポンプにより定まる定数
【００１４】
しかして、本発明のボイラの給水制御装置は、ボイラに備えられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は前記の如く構成されているので、演算された流量に対して、ボイラ圧力の影響も考慮して適切な給水ポンプの回転数を演算することを可能とし、低負荷領域における給水流量のオン・オフが回避されて給水流量の安定化が図られ、それによりボイラの水位変動も抑制されるという優れた効果を奏する。また、新たな制御設備を必要としないので、既設のボイラへの適用も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る給水ポンプ制御装置のブロック図である。
【図２】従来の制御による給水ポンプ制御装置のブロック図である。
【図３】シミュレーション結果を示すグラフ図であって、同(ａ)は水位変動を示し、同(ｂ)は給水流量の変動を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１８】
図１に、本発明の一実施形態に係るボイラの給水制御方法が適用された給水制御装置Ｃをブロック図で示す。
【００１９】
給水制御装置Ｃは、例えばコンピュータに後述する処理をなすプログラムを格納することにより構成され、図１に示すように、給水流量算出部１０と、給水ポンプ回転数算出部２０と、給水量操作量算出部３０とを主要部として備えてなるものとされる。
【００２０】
給水流量算出部１０は、水位設定値とボイラ水位計測値(以下、単に水位計測値ということもある)との偏差から給水流量を算出するものとされる。
【００２１】
給水ポンプ回転数算出部２０は、前記給水流量算出部１０により算出された給水流量と、ボイラ圧力の計測値とに基づいて下記式により給水ポンプの回転数を算出するものとされる。
【００２２】
ｎ＝（（Ｋ２ｘＧ２＋Ｐ）／Ｋ１）０．５
ここに
ｎ：給水ポンプ回転数
Ｇ：給水流量算出値
Ｐ：ボイラ圧力計測値
Ｋ１  、Ｋ２：給水ポンプにより定まる定数
【００２３】
給水量操作量算出部３０は、給水ポンプ回転数算出部２０により算出された給水ポンプ回転数を定格回転数で除して定格回転数に対する割合を算出する処理(この処理を本明細書では「規格化処理」ということにする。)、例えば％を算出する処理をなすものとされる。この割合値(この値を本明細書では「規格化値」ということにする。)は、インバータ制御により回転数制御がなされている場合におけるインバータ出力周波数に対応する。つまり、規格化値、０−１００％がインバータ出力周波数０−６０Ｈｚ（あるいは０−５０Ｈｚ）に対応するものとされる。
【００２４】
このように、本実施形態おいては、給水ポンプの回転数算出の際にボイラ圧力の計測値を利用するとともに、給水ポンプの特性も加味しているので、ボイラの運転状況および給水ポンプの特性にマッチした給水ポンプの回転数が算出される。それ故、本実施形態では、給水流量が安定し、低負荷領域におけるボイラ水位の変動および給水流量のオン・オフが回避される。つまり、ボイラ水位の安定および給水流量の安定が図られる。
【００２５】
また、本実施形態においては、新たな制御設備が必要とされないので、既設のボイラへの適用も容易である。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明をより具体的な実施例に基づいて説明する。
【００２７】
負荷を減少させた際のシミュレーションを本実施形態による制御と、図２に示す従来制御との双方において実施し、その結果を図３に示す。
【００２８】
従来の水位制御装置１００は、図２に示ように、給水流量算出部１１０と給水ポンプ回転数算出部１２０と規格化処理部１３０とリミット処理部１４０とを有し、水位設定値と水位計測値との偏差により給水流量を算出し、ついで算出された給水流量から給水ポンプ回転数を算出してそれを規格化処理し、その算出された規格化値をボイラ圧力により決定される上限値および下限値によりリミット処理して給水量の操作量を算出するものとされる。
【００２９】
なお、シミュレーションは、給水流量算出部１０，１１０の制御定数を同一に設定して行った。
【００３０】
また、シミュレーションを行ったボイラの要目および給水ポンプの要目を下記に示す。
【００３１】
ボイラ要目
型式：多管式貫流ボイラ
換算蒸発量：４０００ｋｇ／ｈ
最高使用圧力：０．９８ＭＰａ
【００３２】
給水ポンプ要目
型式：多段インライン型渦巻きポンプ
吐出量：７０Ｌ／ｍｉｎ
全揚程：１１６ｍ
【００３３】
図３（ａ）から、本実施形態によれば、ボイラ水位が早く安定するのが理解され、また図３（ｂ）から給水流量のオン・オフが回避され、ボイラ水位のハンチングが回避されるのが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ボイラ産業に適用できる。また、本発明は新たな制御設備を必要としないため、既設のボイラへの適用も容易である。
【符号の説明】
【００３５】
１０        給水量算出部
２０        給水ポンプ回転数算出部
３０        給水量操作量算出部
Ｃ        給水制御装置
【図１】
0005982702.tif 000002
【図２】
0005982702.tif 000003
【図３】
0005982702.tif 000004