(57)【要約】【課題】ブロー水タンクの大型化を防ぎつつ中和装置に高温の全ブロー水が送られることを防止することのできる全ブロー実施ボイラを提供する。【解決手段】ボイラ１底部に接続した全ブロー配管１０に全ブロー弁２を設置しておき、全ブロー弁２を開くことでボイラ内からボイラ水を排出するようにしている全ブロー実施ボイラにおいて、全ブローを実施する場合、全ブロー弁２を短時間開いて全ブロー水の排出を行う開制御と開制御の時間よりも長い時間ブロー弁を閉じて全ブロー水の排出を中断する閉制御を交互に複数回繰り返す間欠排水を行い、間欠排水の実施後に全ブロー弁を開いた状態を維持する連続排水を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ底部に接続した全ブロー配管に全ブロー弁を設置しておき、全ブロー弁を開くことでボイラ内からボイラ水を排出するようにしている全ブロー実施ボイラにおいて、全ブローを実施する場合、全ブロー弁を短時間開いて全ブロー水の排出を行う開制御と開制御の時間よりも長い時間ブロー弁を閉じて全ブロー水の排出を中断する閉制御を交互に複数回繰り返す間欠排水を行い、間欠排水の実施後に全ブロー弁を開いた状態を維持する連続排水を行うようにしているものであることを特徴とする全ブロー実施ボイラ。
【請求項２】
請求項１に記載の全ブロー実施ボイラにおいて、ボイラ内での給水開始水位と給水停止水位において水位を検出する水位検出装置を持ち、ボイラ内水位が給水開始水位まで低下すると給水を開始し、給水停止水位まで上昇すると給水を停止するようにしている場合、全ブローはボイラ内水位が給水開始水位まで低下したことを検出してから開始するようにしていることを特徴とする全ブロー実施ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラの水管内に発生するスラッジなどを排出するため、定期的にボイラ底部からボイラ水を全て排出する全ブローを実施しており、ボイラ内から排出したブロー水は中和装置にて中和処理後に系外へ排出するようにしている全ブロー実施ボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水を加熱して蒸気を発生するボイラでは、ボイラ水に接触している水管内での腐食を防止するため、薬品を注入することでボイラ水はｐＨ１１．０〜１１．８の高アルカリに調節している。そして蒸気ボイラでは、蒸気の発生によってボイラ水は濃縮していくため、給水量に対して一定の割合で濃縮したボイラ水を排出し、替わりに濃縮していない水をボイラ内へ供給して水質を保つ濃縮ブローを行っている。また、ボイラは長時間の運転によってボイラ水中の溶解固形物が濃縮し、缶底部にスラッジなどが堆積するため、缶底部からボイラ水を全て排出する全ブローも定期的に行っている。
【０００３】
全ブローの実施は、ボイラの燃焼時間などを積算しておき、積算値が所定値に達すると行っている。ボイラ水は前記の通り高いアルカリ性としているため、排水規制がある場合には特開２０１２−２５１６８５号公報に記載があるように、中和装置を設置しておいてブロー水を中和処理することも広く行われている。ブロー水の中和には、ボンベからの炭酸ガスとブロー水を混合して中和する中和装置などが使用されているが、中和装置の耐熱温度はボイラに比べると低いため、高温のブロー水が中和装置に入ると、熱による劣化や能力低下を招くことがあった。
【０００４】
特開２０１２−２５１６８５号公報に記載の発明では、ブロー水はブロー水タンクにためておき、ブロー水タンク内のブロー水をボイラ給水との間で熱交換する給水予熱器へ送ることによる給水冷却工程と、ブロー水タンクへの冷却水供給による冷却水冷却工程を行うようにしている。
【０００５】
濃縮ブローの場合、実施頻度は多いが１回の排水量は少ないものであり、水量の少ない濃縮ブロー水の温度はボイラ外へ排出されるとすぐに低下するために濃縮ブロー水の温度が問題になることはあまりない。しかし全ブローの場合は、実施頻度は少ないが１回の排水量が多いため、ボイラから排出後の全ブロー水の冷却が間に合わず、温度の高いブロー水が中和装置へ送られる可能性が高くなる。特開２０１２−２５１６８５号公報に記載の発明のようにして、ブロー水タンクへ供給する冷却水量を増加すると、大量の全ブロー水も冷却することができるが、その場合にはブロー水タンクを大容量化する必要があり、装置が大型化して装置コストも上昇することになっていた。また、この冷却水はブロー水とともに捨てられるものであり、冷却水が多くなると水使用量が増加することにもなっていた。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２５１６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ブロー水タンクの大型化を防ぎつつ中和装置に高温の全ブロー水が送られることを防止することのできる全ブロー実施ボイラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、ボイラ底部に接続した全ブロー配管に全ブロー弁を設置しておき、全ブロー弁を開くことでボイラ内からボイラ水を排出するようにしている全ブロー実施ボイラにおいて、全ブローを実施する場合、全ブロー弁を短時間開いて全ブロー水の排出を行う開制御と開制御の時間よりも長い時間ブロー弁を閉じて全ブロー水の排出を中断する閉制御を交互に複数回繰り返す間欠排水を行い、間欠排水の実施後に全ブロー弁を開いた状態を維持する連続排水を行うようにしているものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前期の全ブロー実施ボイラにおいて、ボイラ内での給水開始水位と給水停止水位において水位を検出する水位検出装置を持ち、ボイラ内水位が給水開始水位まで低下すると給水を開始し、給水停止水位まで上昇すると給水を停止するようにしている場合、全ブローはボイラ内水位が給水開始水位まで低下したことを検出してから開始するようにしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を実施することで、高温のボイラ水を排水する前期の全ブロー工程では、間欠的に全ブロー水の排出を行うことで放熱による温度低下の効果を高めることができ、中和装置への熱による影響を低減することができる。またボイラ内の圧力とボイラ水温度が低下している後期の全ブロー工程では、連続的に全ブロー水の排出を行うことでスラッジの排出効果を大きくすることができる。間欠的な排水と連続的な排水を切り換えることで、大容量のブロー水タンクなどを設置しなくても中和装置の保護とスラッジの排出を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を実施しているボイラのフロー図
【図２】本発明を実施しているボイラでの全ブロー工程時のタイムチャート
【図３】本発明を実施しているボイラの多缶設置でのフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施しているボイラのフロー図、図２は本発明を実施しているボイラでの全ブロー工程時のタイムチャート、図３は本発明を実施しているボイラの多缶設置でのフロー図である。
【００１３】
ボイラ１は、燃焼を行うことでボイラ水を加熱して蒸気を発生させ、ボイラ上部から蒸気を取り出す。ボイラは底部に給水配管６を接続しており、ボイラの底部から給水を行う。ボイラへの給水は、途中に給水ポンプ１３を設置している給水配管６を通じて行っており、ボイラへの給水制御は、ボイラ内の水位に基づいて行う。ボイラ内の水位を検出する水位検出装置１２を設置しておき、水位検出装置１２では給水開始水位（Ｅ２水位）と給水停止水位（Ｅ１水位）で水の有無を検出する。ボイラ内水位が給水開始水位未満になると、給水ポンプ１３の作動を開始してボイラへの給水を行い、給水によってボイラ内の水位が上昇して給水停止水位以上になると、給水ポンプ１３の作動を停止してボイラへの給水を停止する。
【００１４】
ボイラでは水管部での腐食を防止するためのボイラ薬品を供給するようにしており、給水ポンプ１３より下流側の給水配管６へ薬品を注入する薬注ポンプ４を設置している。薬注ポンプ４は給水量に対応させて一定の割合で薬品を注入する。
【００１５】
ボイラ１の中心部分には燃焼室を設置し、ボイラ１の上部には燃焼室に向けて燃焼を行う燃焼装置７を設置する。ボイラ１では、燃焼装置７で発生した熱によってボイラ内のボイラ水を加熱する。ボイラ水は加熱されるとボイラ内で沸騰し、蒸気が発生するとともにボイラ水の沸き上がりが発生する。ボイラには、ボイラ水と蒸気を分離する気水分離器８を設置しておき、沸き上がってきたボイラ水と蒸気は気水分離器８で分離し、分離した蒸気は上部から取り出し、残ったボイラ水はボイラ内下部に戻す。
【００１６】
このボイラは、一方から水を供給し、他方からは蒸気のみを取り出すものであるため、ボイラ給水中に含まれていた不純物はボイラ内部で濃縮する。そのため、ボイラ水が過濃縮することを防止するための濃縮ブローを行っており、さらにボイラ水中に含まれている溶解固形物が濃縮することで缶底部に堆積するスラッジを排出するための全ブローを行う。
【００１７】
最も濃縮しているボイラ水は、気水分離器で分離したボイラ水であるため、気水分離器８に濃縮ブロー配管９を接続し、濃縮ブロー配管９には濃縮水ブロー弁３を設置しておく。ボイラ水の水質を検出するセンサーによってのボイラ水の濃縮度算出や、ボイラ給水の水質と給水量から演算することによってのボイラ水の濃縮度算出を行い、一定度の濃縮を維持するように濃縮ブローを実施する。濃縮ブローを実施する場合には濃縮水ブロー弁３を開き、濃縮ブロー水は濃縮ブロー配管９を通じて排出する。
【００１８】
全ブローはボイラの缶底部から排出する。缶底部からのスラッジを排出する全ブロー配管１０は、ボイラ１の底部に接続しておき、全ブロー配管１０の途中に全ブロー弁２を設置しておく。全ブロー弁２を開くと全ブロー配管１０を通してボイラ水が排出される。
【００１９】
ボイラ水は薬品を注入して高いアルカリ性に調節しているため、排水規制に対応する必要がある場合には中和することが必要であり、その場合には中和装置５を設置しておく。中和装置５としては、炭酸ガスボンベから供給する炭酸ガスとアルカリ性のブロー水をミキサーによって混合することによって中和するものが知られている。濃縮ブロー配管９と全ブロー配管１０は中和装置５に接続しておき、濃縮ブロー配管９からの濃縮ブロー水と、全ブロー配管１０からの全ブロー水は、中和装置５に送るようにしておく。
【００２０】
ボイラの運転制御は運転制御装置１１によって行う。運転制御装置１１は水位検出装置１２、給水ポンプ１３、薬注ポンプ４、濃縮水ブロー弁３、全ブロー弁２、燃焼装置７などと接続しており、全ブロー弁２など各機器の作動を制御する。濃縮ブローはボイラでの燃焼を行いながら実施するが、ボイラ水を全て排出する全ブローの場合はボイラの燃焼運転を停止しなければ行えないため、一般的には１日の操業が終わった後など、運転の必要が無くなってから行う。
【００２１】
また、図３に記載しているように複数台のボイラを並列に設置している多缶設置としておいて、燃焼の必要がない予備缶を設置している場合には、全ブロー時期となったボイラを台数制御の対象から外すことで、すぐに全ブローを実施させるようにしてもよい。図３の場合、３台のボイラ１と、各ボイラに対して燃焼指令の出力を行う台数制御装置１４を設置しておき、台数制御装置１４は各ボイラで発生した蒸気を集合させる蒸気ヘッダにおける蒸気圧力値に基づいて各ボイラの燃焼量を決定し、各ボイラに対して必要な燃焼量の燃焼指令を出力するようにしている。この場合、燃焼を行う台数制御対象ボイラは２台とし、１台は予備缶として台数制御対象ボイラから外しておくとしていれば、全ブロー時期になったボイラは台数制御対象から外して予備缶とし、それまで予備缶としていたボイラを台数制御対象ボイラとして燃焼運転をさせる。このようにすることで全ブロー時期となったボイラはすぐに全ブローを行うことができる。
【００２２】
中和装置５での耐熱温度は、ボイラに比べると低いものであり、ブロー水をそのまま中和装置５へ送った場合には中和装置５の耐熱温度をオーバーすることがある。濃縮ブローの場合は、一度に排出される濃縮ブロー水量は少ないために途中の放熱によってブロー水温度は低下し、ブロー水の熱が中和装置に悪影響を及ぼすことはあまりない。しかし、全ブローの場合は、排出される全ブローの水量が多くなるため、放熱による温度の低下量は相対的に少なくなり、高温のブロー水がそのまま中和装置５に送られることで中和装置５の劣化や能力低下を招くことがある。
【００２３】
そこで運転制御装置１１では、全ブローの工程を前期と後期に分割して行うようにしておく。前期の全ブロー工程では、全ブロー弁２の短時間開放と、開放時間よりも長い時間閉じる長時間閉鎖を繰り返す。例えば全ブロー弁２を１０秒間開き、１０分間閉じる間欠開閉を交互に５回繰り返すように設定しておく。そして全ブロー弁２の間欠開閉を行った後に全ブロー弁を連続的に開く制御を行う。
【００２４】
図２に基づいて全ブロー時の制御を説明する。図２は、台数制御対象となっているボイラで燃焼を行っていたところ、前回の全ブロー以降における燃焼時間が全ブロー実施の設定値に達したため、そのボイラでは台数制御対象から外して全ブローを実施するというものである。
【００２５】
このボイラでは、通常の燃焼を行っている場合、ボイラ内水位が給水開始水位まで低下すると、給水ポンプ１３の作動を行って水位を上昇させ、給水停止水位まで上昇すると給水ポンプ１３の作動を停止している。運転制御装置１１では、前回の全ブロー以降における燃焼時間の積算値を計測しておき、積算値が全ブロー実施の設定値に達すると、全ブロー時期となっていることの出力を行う。運転制御装置１１からの全ブロー時期信号を受信した台数制御装置１４では、そのボイラを台数制御対象から外して全ブローを行わせる。
【００２６】
全ブロー工程では、全ブロー弁２の短時間開放と長時間閉鎖を繰り返す前期工程と、連続的に開放する後期工程を行う。全ブロー弁２を開くと、短時間であれば少しだけ排出され、ボイラ内の水位は排水された分だけ低下する。全ブロー弁２を閉じている時にはボイラ内水位は低下しないため、水位は階段状に低下していく。
【００２７】
全ブローを開始した直後の場合、ボイラ内の圧力は高く、ボイラ水温度も高くなっているため、前期の全ブローでは高温のブロー水が排出される。しかしブローを連続的に行うのではなく、間隔を開けて間欠的に行い、ブロー水を少しずつ排出するようにしておくと、排出されるブロー水の温度は高温であるが、一度に排出されるブローの量は少ないため、ブロー水からの放熱によるブロー水温度の低下は大きくなる。そのため、中和装置５に送られるブロー水の温度が低くなり、中和装置５に対する熱による影響を低減することができる。また、全ブロー水量が少なくなれば冷却水を少し混合するだけでもブロー水の温度を低下させることができる。
【００２８】
全ブローの前期工程では、全ブロー弁２を開閉することによる間欠的な排水を行うが、その後に行う後期工程では全ブロー弁２を開き続けることによる連続的な排水を行う。
【００２９】
全ブローの前期では、間欠的にでも排水を行っていれば、ボイラ内にためているボイラ水の量は減少し、ボイラ内の圧力とボイラ水の温度は低下していく。ボイラ水温度がある程度低下した以降であれば、全ブローを連続的に行っても中和装置５への熱の影響を抑えることができる。また、全ブローを行うことでボイラ内の圧力が低下すると、全ブロー弁２を開いた際の噴出圧力が低下していくことになる。噴出圧力が小さくなってくると、全ブロー弁２を間欠的に開閉することによる細切れの排水では、ボイラ内のスラッジの排出効果が少なくなるということがあったが、連続的な排水を行うことでより多くのスラッジの排出を行える。
【００３０】
ボイラ内のボイラ水を全て排出すると、運転制御装置１１では全ブロー弁２を閉じ、給水ポンプ１３を作動することで初期給水を行う。初期給水は、ボイラ内の水位が給水停止水位に達するまで行われる。
【００３１】
また実施例のボイラは、給水開始水位まで水位が低下すると給水を開始し、給水停止水位まで水位が上昇すると給水を停止するものであるため、通常時の水位は給水開始水位と給水停止水位の間で上下している。そこで全ブローの実施は、ボイラ内水位が給水開始水まで低下した時点で開始するように設定しておく。ボイラ水を全て排出する全ブローの場合、ボイラ内水位が高い状態で全ブローをするよりも、水位が給水開始水位まで低下してから行うことで、全ブロー時の排水量を削減することができる。
【００３２】
なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ボイラ  
２  全ブロー弁    
３  濃縮水ブロー弁
４  薬注ポンプ
５  中和装置
６  給水配管
７  燃焼装置
８  気水分離器
９  濃縮ブロー配管
１０  全ブロー配管
１１  運転制御装置
１２  水位検出装置
１３  給水ポンプ
１４  台数制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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