(57)【要約】【課題】蒸気ボイラへの給水量を器差特性のある流量計で検出する場合であっても、正しい給水量を算出することができるようにした給水量調節を行うボイラを提供する。【解決手段】給水配管６を通じての給水を行っているボイラ１であって、ボイラ１への給水を通す給水配管６の途中には、ボイラ給水を加圧する給水ポンプ２と、給水配管内を流れる通水量を算出する流量計３を設置しておき、給水ポンプ２にインバータ装置４を設置するなどしてボイラへの給水量を調節することができるようにしているボイラにおいて、ボイラの運転を制御するボイラ運転制御装置５には、前記流量計３における器差特性によって発生する通水量測定値の偏差がゼロ付近となる場合の給水量を設定しておき、ボイラへ給水する場合には、設定しておいた流量計の計測偏差がゼロ付近となるように給水量を調節する。【選択図】図１
2018076971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水配管を通じての給水を行っているボイラであって、ボイラへの給水を通す給水配管の途中には、ボイラ給水を加圧する給水ポンプと、給水配管内を流れる通水量を算出する流量計を設置しておき、給水ポンプにインバータ装置を設置するなどしてボイラへの給水量を調節することができるようにしているボイラにおいて、ボイラの運転を制御するボイラ運転制御装置には、前記流量計における器差特性によって発生する通水量測定値の偏差がゼロ付近となる場合の給水量を設定しておき、ボイラへ給水する場合には、設定しておいた流量計の計測偏差がゼロ付近となる給水量となるように給水ポンプの作動を調節するようにしていることを特徴とする給水量調節を行うボイラ。
【請求項２】
請求項１に記載の給水量調節を行うボイラにおいて、ボイラ運転制御装置には流量計測定値の偏差がゼロ付近の給水量となるインバータ装置の周波数を記録しておき、記録しておいた当初の設定周波数と調節した作動周波数の差を算出し、周波数の差が所定幅よりも大きくなった場合、給水関連部分で不具合が発生しているとして点検発報を行うようにしたことを特徴とする給水量調節を行うボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水ポンプを用い給水を行い、内部で加熱することで蒸気を発生するようにしているボイラに関するものであり、より詳しくは、ボイラ給水を供給する給水配管の途中に設けた流量計を用いて給水量を算出する際に、給水量を正確に計測することができるようにした給水量調節を行うボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
給水を加熱して蒸気を発生している蒸気ボイラでは、ボイラ効率の算出には、給水量からブロー量を差し引いた値を蒸発量とし、蒸発量に蒸気の比エンタルピーと給水の比エンタルピーの差を掛けたもの（出熱）を、燃料消費量に燃料の発熱量を掛けたもの（入熱）で割ることによって算出することができる。給水量の算出には、ボイラへの給水を通す給水配管の途中に流量計を設置しておき、流量計で計測した値を使用する。
【０００３】
流量計は所定量流れるごとにパルス信号を出力する容積式流量計が広く用いられている。容積式流量計では、ピストンや回転子などの運動子と、それを包んでいるケースの間にできる空間内に流体が入って出ていくごとに運動子が駆動し、運動子が駆動する回数を計測することで通過した流量を算出するものであり、電気などの外部エネルギーが不要であって、基本的には精度の良い測定が行える。ただし、測定する流体の流量によっては、特許２９８９４１４号に記載があるように固定の偏差（器差特性）が発生する。偏差は流量計の容積などで異なり、さらに流量によっても異なる。例えばある種類の流量計では、流量計での定格の流量に対して、流量２５％時には＋０．５％、流量５０％付近時には＋０．２％、流量７５％時には−０．２％、流量１００％付近時には−０．４％といった偏差が現れていた。
【０００４】
蒸気ボイラでは、ボイラ内が冷えている場合と、ボイラ内から蒸気を供給している場合ではボイラ内部の圧力は大幅に異なり、ボイラ内の圧力が変化すればボイラ内へ供給している給水の流入量も変化する。給水ポンプでは同じように動作していてもボイラ内の圧力によって給水量が変化するため、給水の流量によって偏差の幅が変化する器差特性が発生する場合には、流量に基づいて流量計の値を補正しようとしても、正確な給水量は算出し辛いものとなっていた。そして、正確なボイラ効率を計測するためには、正確な給水量を算出しておかなければならないが、流量計で計測する給水量に偏差があると、ボイラ効率の算出に障害になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許２９８９４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、蒸気ボイラへの給水量を器差特性のある流量計で検出する場合であっても、正しい給水量を算出することができるようにした給水量調節を行う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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、給水配管を通じての給水を行っているボイラであって、ボイラへの給水を通す給水配管の途中には、ボイラ給水を加圧する給水ポンプと、給水配管内を流れる通水量を算出する流量計を設置しておき、給水ポンプにインバータ装置を設置するなどしてボイラへの給水量を調節することができるようにしているボイラにおいて、ボイラの運転を制御するボイラ運転制御装置には、前記流量計における器差特性によって発生する通水量測定値の偏差がゼロ付近となる場合の給水量を設定しておき、ボイラへ給水する場合には、設定しておいた流量計の計測偏差がゼロ付近となる給水量となるように給水ポンプの作動を調節するようにしていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記の給水量調節を行うボイラにおいて、ボイラ運転制御装置には流量計測定値の偏差がゼロ付近の給水量となるインバータ装置の周波数を記録しておき、記録しておいた当初の設定周波数と調節した作動周波数の差を算出し、周波数の差が所定幅よりも大きくなった場合、給水関連部分で不具合が発生しているとして点検発報を行うようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明を実施することで、器差特性が発生する流量計でボイラの給水量を算出する場合に、正しい流量を検出することができるようになる。また、給水系統での不具合発生の予兆を捉えることができ、点検発報を行わせて点検を促すことで不具合の影響が大きくなる前に対処することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を実施しているボイラのフロー図
【図２】流量計の器差特性による偏差の発生例を示したグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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は流量計の器差特性による偏差の発生例を示したグラフである。ボイラ１の本体部は、多数の垂直な水管などからなる缶体を持つ。ボイラ中心部分は燃焼室とし燃焼室の周囲は環状に並べた２列の水管で取り囲み、水管は上部と下部に設けている管寄せと接続している。燃焼室の上方には燃焼装置を設置しておき、燃焼装置では燃焼室に向けて下向きに火炎を発生する。燃焼室内で燃焼を行い、燃焼による熱を発生させると、火炎からの輻射熱と燃焼ガスを通じて伝えられる対流熱が水管を加熱する。
【００１２】
ボイラ缶体下部の下部管寄せには、ボイラ給水を供給する給水配管６を接続し、ボイラ給水は給水配管６を通して下部管寄せに行う。給水配管６の途中には、ボイラ給水を加圧する給水ポンプ２、給水配管内を流れるボイラ給水量を算出する流量計３、給水を制御する給水制御弁９、ボイラ給水内に固形物が含まれていた場合に固形物をこし取るためのストレーナ１０、ボイラ内のボイラ水が給水ポンプ２の側へ逆流することを防止する逆止弁１１などを設置している。
【００１３】
ボイラの上部には、ボイラ内で発生した蒸気と沸き上がってきたボイラ水を分離する気水分離器７を設置し、上部管寄せと気水分離器７の間を連絡管で接続する。気水分離器７では、分離した蒸気を上部から取り出し、分離して残ったボイラ水は気水分離器の下部に接続している還水管を通して下部管寄せに戻す。また、ボイラ内の上部と下部に接続することでボイラ内部の水位が検出できるようにした水位検出筒８を設けておき、水位検出筒８内で検出した水位に基づき、ボイラ内水位が所定の水位を保つように給水を制御する。
【００１４】
水位検出筒８内には複数の高さ位置に水位検出用電極棒を設置することで水位を検出するようにしており、給水停止高さ位置での水位を検出する電極棒Ｅ１、給水開始高さ位置での水位を検出する電極棒Ｅ２、ボイラ下限高さ位置での水位を検出する電極棒Ｅ３などを設置しておく。
【００１５】
各電極棒ではボイラ缶体との間で電流を流すようにしておき、電極棒がボイラ水に接触しているか否かで変化する電流値に基づいて電極棒位置までボイラ水位が達しているかを検出する。水位の情報はボイラの運転を制御するボイラ運転制御装置５へ出力しておき、ボイラ運転制御装置５では、給水開始水位である電極棒Ｅ２が水面から離れると、給水ポンプ２に対して作動指令の出力を行い、給水ポンプ２の作動を行う。給水を実施することによって水位が上昇し、給水停止水位である電極棒Ｅ１が水面に浸かると、ボイラ運転制御装置５は給水ポンプ２の作動を停止させて給水を停止する。そのためボイラ内水位は、給水停止高さ位置と給水開始高さ位置の間で上下することになる。
【００１６】
給水ポンプ２には回転数を調節するためのインバータ装置４を設置しておき、インバータ装置４によって電源の周波数を調節することによって給水ポンプの回転数を調節することができるようにしておく。ボイラ運転制御装置５では、給水ポンプ２の作動発停に加えて、インバータ装置４を通じて給水ポンプ２の回転数を調節する。
【００１７】
給水ポンプの回転数は、流量計３における器差特性において、偏差が０％付近になるように調節する。器差特性による偏差は、流量計３の機種ごとに異なるものであるため、図２に一例を記載している。器差特性の能力図は流量計の製造者によって公開されていることもあり、公開されている能力図を利用すれば偏差が０付近となる値は容易に知ることができる。流量計３の計測値は、流量によって図２に記載のように偏差が発生する器差特性があった場合、流量が定格の６０％時に偏差が０％付近になっているため、ボイラ運転制御装置５では、流量計３によって検出している通水量が流量計定格の６０％時の通水量になるようにインバータ装置４による給水ポンプ２の回転数調節を行う。
【００１８】
また、ボイラ運転制御装置５では、流量計３によって計測しているボイラ給水量が６０％となった時のインバータ装置４の出力周波数を記録しておく。目的の給水量となるインバータ装置４の出力周波数を設定しておき、給水開始時にはその周波数で給水ポンプ２を運転させるようにしておくことで、次回以降の給水時にはすぐに適切な給水量とすることができる。その場合にも給水開始以降に流量計３で計測している通水量値が目標値である定格の６０％からずれていると、給水量が目標値になるようにボイラ給水量を調節する。そして記録しておいた当初の設定周波数と調節した実際周波数の差を算出し、周波数の差が所定幅よりも大きくなった場合、ストレーナ１０の詰まりや給水ポンプ２の能力低下など、給水関連部分で不具合が発生しているとして点検発報を行う。
【００１９】
流量計の器差特性による偏差は、流量によって異なり、偏差は発生する場合の偏差量も変化するが、偏差の発生しない流量もある。そのため、上記のように給水量を調節し、流量計での器差特性による計測給水量にズレが発生しない給水量とすることで、器差特性による偏差の発生しない正確な給水量を算出することができる。給水量算出の精度が高まると、給水量を使用して算出しているボイラ効率はより正確な値とすることができる。
【００２０】
また、ストレーナ１０での詰まりが発生した場合や、給水ポンプ２の能力が低下していた場合など、給水が妨げられる現象が発生すると、給水ポンプの回転数を上げなければ同量の給水が行えなくなる。給水量が一定となるようにしている場合に、給水ポンプの周波数が当初の設定値よりも大きくなっていた場合は、給水を妨げる現象が発生していることが分かるため、給水関連の不具合を検出することができ、点検発報を行わせて点検を促すことで不具合の影響が大きくなる前に対処することができるようになる。
【００２１】
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】
【００２２】
１  ボイラ    
２  給水ポンプ    
３  流量計
４  インバータ装置
５  ボイラ運転制御装置
６  給水配管
７  気水分離器
８  水位検出装置
９  給水制御弁
１０  ストレーナ
１１  逆止弁
【図１】
2018076971.tif 000003
【図２】
2018076971.tif 000004