(57)【要約】【課題】エコノマイザにおける低温腐食の発生を抑制できるボイラを提供する。【解決手段】ボイラ１００は、本体１と、エコノマイザ２０と、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａ及び出口接続部２０Ｂを経由して本体１と接続される給水管４と、入口接続部２０Ａよりも上流側の給水管４から分岐し入口接続部２０Ａよりも下流側の給水管４と接続されるバイパス管１１と、エコノマイザ２０において熱交換される前の給水温度を検出する給水温度センサ１３及びエコノマイザ２０の排ガス出口２１Ｂから排出される排ガス温度を検出する排ガス温度センサ１４の少なくとも一方を含む検出器と、バイパス管１１との分岐部１７と入口接続部２０Ａとの間の給水管４に設けられる第１流量調整弁１５と、バイパス管１１に設けられる第２流量調整弁１６と、検出器の検出値に基づいて第２流量調整弁１６を制御する給水制御部５４と、を備える。【選択図】図１
2018077033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
エコノマイザと、
前記エコノマイザの入口接続部及び出口接続部を経由して前記本体と接続される給水管と、
前記入口接続部よりも上流側の前記給水管から分岐し前記入口接続部よりも下流側の前記給水管と接続されるバイパス管と、
前記エコノマイザにおいて熱交換される前の給水温度を検出する給水温度センサ及び前記エコノマイザの排ガス出口から排出される排ガス温度を検出する排ガス温度センサの少なくとも一方を含む検出器と、
前記バイパス管との分岐部と前記入口接続部との間の前記給水管に設けられる第１流量調整弁と、
前記バイパス管に設けられる第２流量調整弁と、
前記検出器の検出値に基づいて前記第２流量調整弁を制御する給水制御部と、
を備えるボイラ。
【請求項２】
前記エコノマイザは、排ガスに対して対向流型であり、
前記バイパス管は、前記エコノマイザの前記入口接続部と前記出口接続部との間の前記給水管と連通する、
請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
前記給水制御部は、前記検出器の検出値に基づいて前記第１流量調整弁を制御する、
請求項１又は請求項２に記載のボイラ。
【請求項４】
前記給水温度センサの検出値が閾値以上か否かを判定する判定部を備え、
前記給水制御部は、前記給水温度センサの検出値が前記閾値以上であると判定されたとき、前記第２流量調整弁の開度を前記第１流量調整弁の開度よりも小さくし、前記給水温度センサの検出値が前記閾値未満であると判定されたとき、前記第２流量調整弁の開度を前記第１流量調整弁の開度よりも大きくする、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラ。
【請求項５】
前記第１流量調整弁は、前記給水管の流路を開閉する開閉弁を含み、
前記第２流量調整弁は、前記バイパス管の流路を開閉する開閉弁を含み、
前記給水制御部は、前記給水温度センサの検出値が前記閾値以上であると判定されたとき、前記第１流量調整弁を開き前記第２流量調整弁を閉じ、前記給水温度センサの検出値が前記閾値未満であると判定されたとき、前記第２流量調整弁を開き前記第１流量調整弁を閉じる、
請求項４に記載のボイラ。
【請求項６】
前記給水制御部は、前記給水温度センサの検出値が高いほど前記第２流量調整弁の開度を小さくし、前記給水温度センサの検出値が低いほど前記第２流量調整弁の開度を大きくする、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラ。
【請求項７】
前記本体における燃焼量を制御する燃焼制御部を備え、
前記給水制御部は、前記燃焼量と前記給水温度センサの検出値とに基づいて前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁を制御する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のボイラ。
【請求項８】
前記燃焼制御部は、少なくとも前記本体を第１燃焼量で燃焼させる第１燃焼段階及び第１燃焼量よりも高い第２燃焼量で燃焼させる第２燃焼段階に設定可能であり、
前記第１燃焼段階において、前記給水制御部は、前記給水温度センサの検出値に基づいて前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁を制御し、
前記第２燃焼段階において、前記給水制御部は、前記第２流量調整弁の開度が前記第１流量調整弁の開度よりも小さい状態を維持する、
請求項７に記載のボイラ。
【請求項９】
前記排ガス温度センサの検出値が閾値以上か否かを判定する判定部を備え、
前記給水制御部は、前記排ガス温度センサの検出値が前記閾値以上であると判定されたとき、前記第２流量調整弁の開度を前記第１流量調整弁の開度よりも小さくし、前記排ガス温度センサの検出値が前記閾値未満であると判定されたとき、前記第２流量調整弁の開度を前記第１流量調整弁の開度よりも大きくする、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラ。
【請求項１０】
前記第１流量調整弁は、前記給水管の流路を開閉する開閉弁を含み、
前記第２流量調整弁は、前記バイパス管の流路を開閉する開閉弁を含み、
前記給水制御部は、前記排ガス温度センサの検出値が前記閾値以上であると判定されたとき、前記第１流量調整弁を開き前記第２流量調整弁を閉じ、前記排ガス温度センサの検出値が前記閾値未満であると判定されたとき、前記第２流量調整弁を開き前記第１流量調整弁を閉じる、
請求項９に記載のボイラ。
【請求項１１】
前記給水制御部は、前記排ガス温度センサの検出値が高いほど前記第２流量調整弁の開度を小さくし、前記排ガス温度センサの検出値が低いほど前記第２流量調整弁の開度を大きくする、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラは、排ガスの余熱を利用して給水を予熱するエコノマイザを備える。エコノマイザが設けられることにより、給水と排ガスとが熱交換され、給水温度が上昇し、排ガス温度が低下する。排ガス温度が低下し、ボイラの外部に持ち出される熱量が減少することにより、ボイラ効率が向上し、燃料消費量が低減される。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２に記載されているように、重油を燃料とする油焚きボイラにおいては、重油に含まれる硫黄分に起因して、低温腐食と呼ばれる硫酸腐食がエコノマイザに発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１６４９０７号公報
【特許文献２】特開平０６−３１３５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エコノマイザに供給される給水温度が低い場合、エコノマイザにおいて排ガス温度が過度に低下する可能性が高い。排ガス温度が露点温度以下に低下すると、硫酸が生成され、エコノマイザにおいて低温腐食が発生する可能性が高くなる。そのため、給水温度が低い場合においても、エコノマイザにおける排ガス温度の過度な低下を抑制して、低温腐食の発生を抑制できる技術が要望される。
【０００６】
本発明の態様は、エコノマイザにおける低温腐食の発生を抑制できるボイラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様に従えば、本体と、エコノマイザと、前記エコノマイザの入口接続部及び出口接続部を経由して前記本体と接続される給水管と、前記入口接続部よりも上流側の前記給水管から分岐し前記入口接続部よりも下流側の前記給水管と接続されるバイパス管と、前記エコノマイザにおいて熱交換される前の給水温度を検出する給水温度センサ及び前記エコノマイザの排ガス出口から排出される排ガス温度を検出する排ガス温度センサの少なくとも一方を含む検出器と、前記バイパス管との分岐部と前記入口接続部との間の前記給水管に設けられる第１流量調整弁と、前記バイパス管に設けられる第２流量調整弁と、前記検出器の検出値に基づいて前記第２流量調整弁を制御する給水制御部と、を備えるボイラが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の態様によれば、エコノマイザにおける低温腐食の発生を抑制できるボイラが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係るボイラの一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る記憶部に記憶されている制御テーブルの一例を模式的に示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るボイラの制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第１実施形態に係るボイラの動作の一例を模式的に示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るボイラの動作の一例を模式的に示す図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る記憶部に記憶されている制御テーブルの一例を模式的に示す図である。
【図８】図８は、第３実施形態に係るボイラの制御方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１１】
第１実施形態．
［ボイラ］
図１は、本実施形態に係るボイラ１００の一例を模式的に示す図である。本実施形態において、ボイラ１００は、水管ボイラの一種である貫流ボイラを含む。
【００１２】
図１に示すように、ボイラ１００は、バーナ２を有する本体１と、本体１に供給される給水を収容する給水タンク３と、本体１に供給される給水が流れる給水管４と、給水管４に設けられる給水ポンプ５と、バーナ２に供給される燃料を収容する燃料タンク６と、燃料タンク６からバーナ２に供給される燃料が流れる燃料管７と、燃料管７に設けられる燃料ポンプ８と、燃料管７に設けられる流量調整弁９と、本体１で生成された蒸気が流れる蒸気管１０と、本体１に供給される給水と本体１から排出された排ガスとを熱交換するエコノマイザ２０と、ボイラ１００を制御する制御装置５０と、を備える。
【００１３】
また、ボイラ１００は、給水管４から分岐し、本体１に供給される給水が流れるバイパス管１１と、給水管４の給水温度を検出する給水温度センサ１３と、エコノマイザ２０から排出される排ガス温度を検出する排ガス温度センサ１４と、給水管４に設けられる第１流量調整弁１５と、バイパス管１１に設けられる第２流量調整弁１６と、を備える。
【００１４】
給水管４は、給水タンク３と本体１とを接続する水管である。給水管４は、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａ及び出口接続部２０Ｂを経由して本体１と接続される。入口接続部２０Ａは、出口接続部２０Ｂよりも給水の上流側に配置される。本実施形態において、入口接続部２０Ａは、出口接続部２０Ｂよりも上方に配置される。
【００１５】
給水管４は、給水タンク３とエコノマイザ２０の入口接続部２０Ａとを接続する第１給水管４１と、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａとエコノマイザ２０の出口接続部２０Ｂとを接続する第２給水管４２と、エコノマイザ２０の出口接続部２２Ｂと本体１とを接続する第３給水管４３とを含む。
【００１６】
バイパス管１１は、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａよりも上流側の給水管４から分岐し、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａよりも下流側の給水管４と接続される。本実施形態において、バイパス管１１は、第１給水管４１から分岐する。バイパス管１１は、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａと出口接続部２０Ｂとの間の第２給水管４２と連通する。
【００１７】
給水ポンプ５は、給水タンク３の給水が本体１に送られるように作動する。給水タンク３から給水管４に送出された給水は、エコノマイザ２０を介して、本体１に供給される。
【００１８】
燃料ポンプ８は、燃料タンク６の燃料がバーナ２に送られるように作動する。燃料タンク６から燃料管７に送出された燃料は、本体１に設けられているバーナ２に供給される。本実施形態において、燃料は重油を含む。
【００１９】
流量調整弁９は、バーナ２に供給される単位時間当たりの燃料の供給量を示す燃料流量を調整する。
【００２０】
本体１は、バーナ２が配置される燃焼室と、給水管４からの給水が流れる水管とを有する。本体１は、燃焼室で発生した熱を使って給水を加熱し、蒸気を生成する。生成された蒸気は、蒸気管１０を介して、蒸気使用設備（負荷機器）に供給される。本体１の燃焼室で発生した排ガスは、本体１から排出され、エコノマイザ２０に供給される。
【００２１】
バーナ２は、燃料管７を介して供給された燃料を燃焼室に噴射する。バーナ２から噴射された燃料が燃焼することにより火炎が生成される。
【００２２】
エコノマイザ２０は、本体１からの排ガスが供給される内部空間を有するケーシング２１を有する。給水管４のうち、第２給水管４２は、ケーシング２１の内部空間に配置される。給水管４のうち、第１給水管４１及び第３給水管４３は、ケーシング２１の外部空間に配置される。
【００２３】
第２給水管４２は、エコノマイザ２０の水管である。第２給水管４２の上端部は、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａにおいて第１給水管４１と接続される。第２給水管４２の下端部は、エコノマイザ２０の出口接続部２０Ｂにおいて第３給水管４３と接続される。第２給水管４２の中間部は、エコノマイザ２０の中間接続部２０Ｃにおいてバイパス管１１と接続される。第２給水管４２の中間部は、第２給水管４２の上端部と第２給水管４２の下端部との間の部位である。中間接続部２０Ｃは、入口接続部２０Ａと出口接続部２０Ｂとの間に設けられる。
【００２４】
第２給水管４２は、複数の屈曲部４２Ｃを有する。屈曲部４２Ｃは、入口接続部２０Ａと出口接続部２０Ｂとの間において複数設けられる。
【００２５】
第２給水管４２の上端部は、第１給水入口を含む。第１給水管４１は、入口接続部２０Ａにおいて、第２給水管４２の第１給水入口と接続される。第１給水管４１を流れた給水は、第２給水管４２の上端部の入口接続部２０Ａから第２給水管４２に流入する。
【００２６】
第２給水管４２の中間部は、第２給水入口を含む。バイパス管１１は、中間接続部２０Ｃにおいて、第２給水管４２の第２給水入口と接続される。バイパス管１１を流れた給水は、第２給水管４２の中間部の中間接続部２０Ｃから第２給水管４２に流入する。
【００２７】
第２給水管４２の下端部は、給水出口を含む。第３給水管４３は、出口接続部２０Ｂにおいて、第２給水管４２の給水出口と接続される。第２給水管４２を流れた給水は、第２給水管４２の下端部の出口接続部２０Ｂから流出する。第２給水管４２から流出した給水は、第３給水管４３を介して、本体１に供給される。
【００２８】
ケーシング２１は、本体１からの排ガスが供給される排ガス入口２１Ａと、排ガスが排出される排ガス出口２１Ｂとを有する。
【００２９】
排ガス入口２１Ａは、ケーシング２１の下端部に設けられる。排ガス出口２１Ｂは、ケーシング２１の上端部に設けられる。排ガス入口２１Ａは、煙道２３を介して本体１と接続される。排ガス出口２１Ｂは、煙道２４を介して煙突２５と接続される。
【００３０】
本体１から排出された排ガスは、排ガス入口２１Ａを介してケーシング２１の内部空間に流入する。ケーシング２１の内部空間を流れる排ガスと第２給水管４２を流れる給水とが熱交換される。排ガスとの熱交換により温度上昇した給水は、エコノマイザ２０の出口接続部２０Ｂから流出し、第３給水管４３を介して本体１に供給される。給水との熱交換により温度低下した排ガスは、排ガス出口２１Ｂから排出される。
【００３１】
入口接続部２０Ａは、出口接続部２０Ｂ及び中間接続部２０Ｃよりもエコノマイザ２０の排ガス出口２１Ｂに近い位置に設けられる。出口接続部２０Ｂは、入口接続部２０Ａ及び中間接続部２０Ｃよりもエコノマイザ２０の排ガス入口２１Ａに近い位置に設けられる。
【００３２】
給水は、エコノマイザ２０の上部から下方に向かって流れる。排ガスは、エコノマイザ２０の下部から上方に向かって流れる。すなわち、本実施形態において、エコノマイザ２０は、排ガスに対して対向流型である。対向流型のエコノマイザ２０とは、給水が流れる方向と排ガスが流れる方向とが逆の関係となるエコノマイザをいう。
【００３３】
出口接続部２０Ｂにおける給水温度は、入口接続部２０Ａにおける給水温度及び中間接続部２０Ｃにおける給水温度よりも高い。排ガス入口２１Ａにおける排ガス温度は、排ガス出口２１Ｂにおける排ガス温度よりも高い。
【００３４】
給水温度センサ１３は、エコノマイザ２０において熱交換される前の給水温度を検出する検出器である。すなわち、給水温度センサ１３は、エコノマイザ２０に供給される前の給水温度を検出する。本実施形態において、給水温度センサ１３は、第１給水管４１の給水温度を検出する。給水温度センサ１３は、第１給水管４１とバイパス管１１との分岐部１７よりも給水タンク３に近い位置に設けられる。給水温度センサ１３の検出値は、制御装置５０に出力される。
【００３５】
排ガス温度センサ１４は、エコノマイザ２０において熱交換された後の排ガス温度を検出する検出器である。すなわち、排ガス温度センサ１４は、エコノマイザ２０から排出された後の排ガス温度を検出する。本実施形態において、排ガス温度センサ１４は、ケーシング２１の外側の煙道２４に設けられる。排ガス温度センサ１４は、エコノマイザ２０の排ガス出口２１Ｂから排出される排ガス温度を検出する。排ガス温度センサ１４の検出値は、制御装置５０に出力される。
【００３６】
第１流量調整弁１５は、入口接続部２０Ａに供給される給水の単位時間当たりの供給量を示す第１流量を調整する。第１流量調整弁１５は、分岐部１７と入口接続部２０Ａとの間の第１供給管４１に設けられる。第１流量調整弁１５は、制御装置５０に制御される。
【００３７】
第２流量調整弁１６は、中間接続部２０Ｃに供給される給水の単位時間当たりの供給量を示す第２流量を調整する。第２流量調整弁１６は、制御装置５０に制御される。
【００３８】
本実施形態において、第１流量調整弁１５は、第１給水管４１の流路を開閉する開閉弁である。第２流量調整弁１６は、バイパス管１１の流路を開閉する開閉弁である。第１流量調整弁１５及び第２流調整弁１６はそれぞれ、電磁弁である。
【００３９】
第１給水管４１の流路が開き、バイパス管１１の流路が閉じているとき、給水タンク３から送出された給水は、第１給水管４１を介して、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａに供給される。入口接続部２０Ａから第２給水管４２に流入した給水は、入口接続部２０Ａと出口接続部２０Ｂとの間の第２給水管４２の流路を流れる。第２給水管４２を流れた給水は、出口接続部２０Ｂから流出し、第３給水管４３を介して、本体１に供給される。
【００４０】
バイパス管１１の流路が開き、第１給水管４１の流路が閉じているとき、給水タンク３から送出された給水は、バイパス管１１を介して、エコノマイザ２０の中間接続部２０Ｃに供給される。中間接続部２０Ｃから第２給水管４２に流入した給水は、中間接続部２０Ｃと出口接続部２０Ｂとの間の第２給水管４２の流路を流れる。第２給水管４２を流れた給水は、出口接続部２０Ｂから流出し、第３給水管４３を介して、本体１に供給される。
【００４１】
第１給水管４１の流路及びバイパス管１１の流路の両方が開いているとき、給水タンク３から送出された給水の一部は、第１給水管４１を介して、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａに供給され、入口接続部２０Ａから第２給水管４２に流入する。また、給水タンク３から送出された給水の一部は、バイパス管１１を介して、エコノマイザ２０の中間接続部２０Ｃに供給され、中間接続部２０Ｃから第２給水管４２に流入する。第２給水管４２に流入した給水は、第２給水管４２を流れた後、出口接続部２０Ｂから流出し、第３給水管４３を介して、本体１に供給される。
【００４２】
［制御装置］
図２は、本実施形態に係る制御装置５０の一例を示す機能ブロック図である。本実施形態において、制御装置５０は、少なくとも、給水温度センサ１３、排ガス温度センサ１４、流量調整弁９、第１流量調整弁１５、及び第２流量調整弁１６と接続される。制御装置５０は、コンピュータシステムを含み、演算処理装置及び記憶装置を有する。演算処理装置は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）のような不揮発性メモリ又はＲＡＭ（Random  Access  Memory）のような揮発性メモリを含む。
【００４３】
制御装置５０は、給水温度データ取得部５１と、排ガス温度データ取得部５２と、燃焼制御部５３と、給水制御部５４と、判定部５５と、記憶部５６と、入出力部５７とを有する。
【００４４】
給水温度データ取得部５１は、給水温度センサ１３から、給水温度センサ１３の検出値を示す給水温度データを取得する。
【００４５】
排ガス温度データ取得部５２は、排ガス温度センサ１４から、排ガス温度センサ１４の検出値を示す排ガス温度データを取得する。
【００４６】
燃焼制御部５３は、本体１における燃焼量を制御する。燃焼制御部５３は、蒸気使用設備の蒸気消費量を示す要求負荷に基づいて、燃焼量を制御する。燃焼制御部５３は、流量調整弁９を制御して、バーナ２に供給される単位時間当たりの燃料の供給量を示す燃料流量を制御する。
【００４７】
燃焼制御部５３は、燃料流量を制御して、本体１における燃焼量［ｋｃａｌ／ｈ］を制御する。燃焼量とは、バーナ２が配置されるボイラ１の燃焼室において単位時間当たりに発生する熱量をいう。バーナ２に供給される燃料流量が多いほど、燃焼量は高くなる。バーナ２に供給される燃料流量が少ないほど、燃焼量は低くなる。
【００４８】
本実施形態において、燃焼制御部５３は、バーナ２に供給される燃料流量を調整して、少なくとも本体１を、低燃焼段階、中燃焼段階、及び高燃焼段階のいずれか一つの燃焼段階に設定可能である。低燃焼段階は、本体１を低燃焼量で燃焼させる燃焼段階である。中燃焼段階は、本体１を中燃焼量で燃焼させる燃焼段階である。高燃焼段階は、本体１を高燃焼量で燃焼させる燃焼段階である。高燃焼量は、中燃焼量よりも高い燃焼量である。中燃焼量は、低燃焼量よりも高い燃焼量である。
【００４９】
本実施形態において、高燃焼量は、定められた条件で本体１の最大能力を連続して発揮させることができる燃焼量である。中燃焼量は、高燃焼量の例えば５０［％］の燃焼量である。低燃焼量は、高燃焼量の例えば２５［％］の燃焼量である。
【００５０】
燃焼制御部５３は、高燃焼段階で燃料を燃焼させる場合、流量調整弁９を制御して、バーナ２に供給される燃料流量を、定められた条件で連続して供給し得る最大値に設定する。燃焼制御部５３は、中燃焼段階で燃料を燃焼させる場合、流量調整弁９を制御して、バーナ２に供給される燃料流量を、高燃焼段階における燃料流量よりも少ない値に設定する。燃焼制御部５３は、低燃焼段階で燃料を燃焼させる場合、流量調整弁９を制御して、バーナ２に供給される燃料流量を、中燃焼段階における燃料流量よりも少ない値に設定する。
【００５１】
燃料流量が調整されることにより、バーナ２において生成される火炎の大きさが変化する。バーナ２において生成される火炎の大きさは、高燃焼段階において最も大きく、高燃焼段階に次いで中燃焼段階において大きく、低燃焼段階において最も小さい。
【００５２】
給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値及び排ガス温度センサ１４の検出値の少なくとも一方に基づいて、第１流量調整弁１５を制御する。本実施形態において、給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値及び排ガス温度センサ１４の検出値の少なくとも一方に基づいて、第１流量調整弁１５の開度を調整する制御信号を出力して、第１給水管４１を介して入口接続部２０Ａに供給される給水の第１流量を制御する。
【００５３】
また、給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値及び排ガス温度センサ１４の検出値の少なくとも一方に基づいて、第２流量調整弁１６を制御する。本実施形態において、給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値及び排ガス温度センサ１４の検出値の少なくとも一方に基づいて、第２流量調整弁１６の開度を調整する制御信号を出力して、バイパス管１１を介して中間接続部２０Ｃに供給される給水の第２流量を制御する。
【００５４】
判定部５５は、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上か否かを判定する。給水制御部５４は、判定部５５の判定結果に基づいて、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６の少なくとも一方を制御する。
【００５５】
記憶部５６は、給水温度センサ１３の検出値についての閾値Ｔｈを記憶する。給水温度センサ１３の検出値についての閾値Ｔｈは、予め定められている。また、記憶部５６は、ボイラ１００の制御に使用される制御テーブルを記憶する。
【００５６】
本実施形態において、給水制御部５４は、少なくとも給水温度センサ１３の検出値に基づいて、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。本実施形態において、給水制御部５４は、判定部５５において給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上であると判定されたとき、第２流量調整弁１６の開度を第１流量調整弁１５の開度よりも小さくする。また、給水制御部５４は、判定部５５において給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満であると判定されたとき、第２流量調整弁１６の開度を第１流量調整弁１５の開度よりも大きくする。
【００５７】
また、本実施形態においては、給水制御部５４は、燃焼制御部５３によって設定された本体１における燃焼量と、給水温度センサ１３の検出値とに基づいて、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【００５８】
本実施形態においては、中燃焼段階及び低燃焼段階において、給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値に基づいて、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。高燃焼段階において、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも小さい状態を維持する。
【００５９】
すなわち、中燃焼段階及び低燃焼段階において、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上であるとき、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度を第１流量調整弁１５の開度よりも小さくする。また、中燃焼段階及び低燃焼段階において、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満であるとき、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度を第１流量調整弁１５の開度よりも大きくする。高燃焼段階のとき、給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上であるとき及び閾値Ｔｈ未満であるときの両方において、第２流量調整弁１６の開度を第１流量調整弁１５の開度よりも小さくする。
【００６０】
［制御テーブル］
図３は、本実施形態に係る記憶部５６に記憶されている制御テーブルの一例を模式的に示す図である。図３に示すように、制御テーブルは、燃焼制御部５３によって設定される燃焼段階と、給水温度センサ１３の検出値と、第１流量調整弁１５の開度と、第２流量調整弁１６の開度との関係を示す。
【００６１】
本実施形態において、制御テーブルは、第１状態から第６状態のそれぞれにおける第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６の作動パターンを規定する。
【００６２】
第１状態は、本体１が高燃焼段階に設定され、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である状態である。第２状態は、本体１が高燃焼段階に設定され、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満である状態である。
【００６３】
第３状態は、本体１が中燃焼段階に設定され、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である状態である。第４状態は、本体１が中燃焼段階に設定され、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満である状態である。
【００６４】
第５状態は、本体１が低燃焼段階に設定され、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である状態である。第６状態は、本体１が低燃焼段階に設定され、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満である状態である。
【００６５】
給水制御部５４は、燃焼制御部５３によって設定された本体１における燃焼量と、給水温度センサ１３の検出値とに基づいて、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。本実施形態において、給水制御部５４は、燃焼段階と給水温度センサ１３の検出値との関係から規定された第１状態から第６状態に基づいて、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【００６６】
給水制御部５４は、中燃焼段階及び低燃焼段階において給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上であるとき、すなわち、第３状態及び第５状態であるとき、第２流量調整弁１６の開度を第１流量調整弁１５の開度よりも小さくする。
【００６７】
また、給水制御部５４は、中燃焼段階及び低燃焼段階において給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満であるとき、すなわち、第４状態及び第６状態のとき、第２流量調整弁１６の開度を第１流量調整弁１５の開度よりも大きくする。
【００６８】
また、給水制御部５４は、中燃焼段階及び低燃焼段階よりも高い燃料量で燃焼させる高燃焼段階において、第２流量調整弁１６の開度を第１流量調整弁１５の開度よりも小さくする。すなわち、給水制御部５４は、高燃焼段階である場合、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である第１状態及び給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満である第２状態の両方において、第２流量調整弁１６の開度を第１流量調整弁１５の開度よりも小さくする。
【００６９】
第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも小さいとき、中間接続部２０Ｃに供給される給水の第２流量は、入口接続部２０Ａに供給される給水の第１流量よりも少ない。第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも大きいとき、中間接続部２０Ｃに供給される給水の第２流量は、入口接続部２０Ａに供給される給水の第１流量よりも多い。
【００７０】
上述のように、本実施形態において、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６はそれぞれ、開閉弁である。第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも小さいことは、第１流量調整弁１５が開き第２流量調整弁１６が閉じることを意味する。第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも大きいことは、第１流量調整弁１５が閉じ第２流量調整弁１６が開くことを意味する。
【００７１】
つまり、中燃焼段階及び低燃焼段階において給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上であるとき、すなわち、第３状態及び第５状態であるとき、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５が開き、第２流量調整弁１６が閉じるように、第１流調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【００７２】
また、中燃焼段階及び低燃焼段階において給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満であるとき、すなわち、第４状態及び第６状態であるとき、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５が閉じ、第２流量調整弁１６が開くように、第１流調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【００７３】
また、高燃焼段階のとき、すなわち、第１状態及び第２状態であるとき、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５が開き、第２流量調整弁１６が閉じるように、第１流調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【００７４】
第１流量調整弁１５が閉じられたとき、入口接続部２０Ａに供給される給水の第１流量は、実質的にゼロである。第２流量調整弁１６が閉じられたとき、中間接続部２０Ｃに供給される給水の第２流量は、実質的にゼロである。
【００７５】
［制御方法］
次に、本実施形態に係るボイラ１００の制御方法について説明する。図４は、本実施形態に係るボイラ１００の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【００７６】
燃焼制御部５３は、本体１における燃焼段階を設定する（ステップＳＡ１０）。燃料制御部５３は、設定した燃焼段階に基づいて、本体１における燃料量を制御する。
【００７７】
給水温度データ取得部５１は、給水温度センサ１３から給水管４の給水温度の検出値を示す給水温度データを取得する（ステップＳＡ２０）。
【００７８】
判定部５５は、設定された燃焼段階が高燃焼段階か否かを判定する（ステップＳＡ３０）。
【００７９】
ステップＳＡ３０において、高燃焼段階であると判定されたとき（ステップＳＡ３０：Ｙｅｓ）、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５の開度が第２流量調整弁１６の開度よりも大きくなるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する（ステップＳＡ４０）。本実施形態においては、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５が開き、第２流量調整弁１６が閉じるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【００８０】
ステップＳＡ３０において、高燃焼段階でないと判定されたとき（ステップＳＡ３０：Ｎｏ）、判定部５５は、ステップＳＡ２０で取得された給水温度データに基づいて、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上か否かを判定する（ステップＳＡ５０）。
【００８１】
ステップＳＡ５０において、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上であると判定されたとき（ステップＳＡ５０：Ｙｅｓ）、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５の開度が第２流量調整弁１６の開度よりも大きくなるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する（ステップＳＡ４０）。本実施形態においては、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５が開き、第２流量調整弁１６が閉じるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【００８２】
ステップＳＡ５０において、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満であると判定されたとき（ステップＳＡ５０：Ｎｏ）、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも大きくなるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する（ステップＳＡ６０）。本実施形態においては、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６が開き、第１流量調整弁１５が閉じるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【００８３】
図５は、ステップＳＡ４０において給水制御部５４により第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６が制御されたときのボイラ１００の動作の一例を模式的に示す図である。図５は、上述の第１状態、第２状態、第３状態、及び第５状態におけるボイラ１００の一例を示す。
【００８４】
図６は、ステップＳＡ６０において給水制御部５４により第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６が制御されたときのボイラ１００の動作の一例を模式的に示す図である。図６は、上述の第４状態及び第６状態におけるボイラ１００の動作を示す。
【００８５】
本実施形態において、給水温度についての閾値Ｔｈは、エコノマイザ２０において給水と排ガスとが熱交換しても、排ガスが結露しない温度に設定される。一般に、排ガス温度が５８［℃］以下になると、排ガスが結露すると言われている。排ガスが結露すると硫酸が生成され、エコノマイザ２０において低温腐食が発生する可能性が高くなる。そのため、本実施形態においては、給水と排ガスとが熱交換しても、排ガスが結露しないように、給水温度の閾値Ｔｈが定められる。一例として、閾値Ｔｈは、５５［℃］に定められる。
【００８６】
高燃焼段階においては、バーナ２に供給される燃料流量が多く、本体１からエコノマイザ２０に排出される排ガスの供給量が多い。すなわち、高燃焼段階である第１状態及び第２状態は、エコノマイザ２０において排ガス温度が低下し難い状態である。
【００８７】
そのため、図５に示すように、閾値Ｔｈよりも低い給水温度の給水が、入口接続部２０Ａから第２給水管４２に流入し、入口接続部２０Ａと出口接続部２０Ｂとの間において排ガスと熱交換しても、排ガス入口２１Ａにおける排ガス温度はもちろん、排ガス出口２１Ｂにおける排ガス温度は、高温度に維持される。すなわち、高燃焼段階においては、低い給水温度の給水が入口接続部２０Ａから第２給水管４２に流入し、給水と排ガスとの熱交換区間が長くても、排ガス温度は高温度に維持され、排ガスの結露が抑制される。したがって、高燃焼段階においては、低い給水温度の給水が入口接続部２０Ａから第２給水管４２に流入しても、エコノマイザ２０における排ガス温度の過度な低下が抑制され、低温腐食の発生が抑制される。
【００８８】
また、高燃焼段階において、閾値Ｔｈ以上の給水温度の給水が、入口接続部２０Ａから第２給水管４２に流入することにより、排ガス温度は高温度に維持される。したがって、低温腐食の発生が抑制される。
【００８９】
中燃焼段階においては、バーナ２に供給される燃料流量が高燃焼段階における燃料流量よりも少なく、本体１からエコノマイザ２０に供給される排ガスの供給量が高燃焼段階における排ガスの供給量よりも少ない。また、低燃焼段階においては、バーナ２に供給される燃料流量が中燃焼段階における燃料流量よりも少なく、本体１からエコノマイザ２０に供給される排ガスの供給量が中燃焼段階における排ガスの供給量よりも少ない。すなわち、中燃焼段階である第３状態及び第４状態と、低燃焼段階である第５状態及び第６状態とは、エコノマイザ２０における排ガス温度が低下し易い状態である。
【００９０】
そのため、閾値Ｔｈより低い給水温度の給水が、入口接続部２０Ａから第２給水管４２に流入し、給水と排ガスとの熱交換区間が長い場合、排ガス出口２１Ｂ付近において、排ガス温度が低下し、排ガスが結露する可能性がある。
【００９１】
そのため、図６に示すように、中燃焼段階及び低燃焼段階において、閾値Ｔｈよりも低い給水温度の給水がエコノマイザ２０に供給される場合、給水と排ガスとの熱交換区間を短くするために、給水は、入口接続部２０Ａよりも排ガス入口２１Ａに近い中間接続部２０Ｃから第２給水管４２に供給される。これにより、給水と排ガスとの熱交換区間が短くなるため、たとえ給水温度が低くても、排ガス温度の過度な低下が抑制される。したがって、低温腐食の発生が抑制される。
【００９２】
一方、中燃焼段階及び低燃焼段階においても、給水温度が閾値Ｔｈ以上であれば、給水と排ガスとの熱交換区間が長くても、排ガス温度の過度な低下は抑制される。したがって、給水温度が閾値Ｔｈ以上である場合、中燃焼段階及び低燃焼段階においても、給水は、入口接続部２０Ａから第２給水管４２に供給される。給水と排ガスとの熱交換区間が長いので、エコノマイザ２０において、給水温度は十分に上昇される。また、エコノマイザ２０において、排ガス温度は結露しない程度に十分に低下される。したがって、ボイラ効率が向上する。
【００９３】
［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａよりも上流側の給水管４からバイパス管１１が分岐し、入口接続部２０Ａよりも下流側の給水管４と接続される。エコノマイザ２０に供給される給水温度が高いとき、エコノマイザ２０において給水と排ガスとの熱交換区間が長くなるように第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６が制御され、第１給水管４１から入口接続部２０Ａを介して第２給水管４２に給水が供給される。エコノマイザ２０に供給される給水温度が低いとき、エコノマイザ２０において給水と排ガスとの熱交換区間が短くなるように第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６が制御され、バイパス管１１から中間接続部２０Ｃを介して第２給水管４２に給水が供給される。これにより、給水温度が低いとき、エコノマイザ２０における排ガス温度の過度な低下が抑制され、低温腐食の発生が抑制される。給水温度が高いとき、十分な熱交換区間が確保され、結露しない程度に排ガス温度が低下されるため、ボイラ効率が向上する。
【００９４】
また、本実施形態においては、エコノマイザ２０は、排ガスに対して対向流型であり、バイパス管１１は、エコノマイザ２０の入口接続部２０Ａと出口接続部２０Ｂとの間の第２給水管の中間部と接続される。中間接続部２０Ｃは、閾値Ｔｈ以下の給水温度の給水と排ガスとが熱交換されても、排ガスの結露を抑制できる熱交換区間を設定可能な位置に設けられる。これにより、短い熱交換区間ではあるものの、エコノマイザ２０に供給された給水と排ガスとの熱交換が実施される。したがって、本体１に供給される給水温度を上昇させ、ボイラ１００から持ち出される排ガス温度を低下させることができ、ボイラ効率を向上させることができる。
【００９５】
また、本実施形態においては、給水温度センサ１３の検出値についての閾値Ｔｈが予め定められ、給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値と閾値Ｔｈとの比較結果に基づいて、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。したがって、ボイラ効率の低下を抑制しつつ、排ガスの結露を確実に防止することができる。
【００９６】
第２実施形態．
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００９７】
上述の実施形態においては、第２流量調整弁１６が、バイパス管１１の流路を開閉する開閉弁であることとした。本実施形態においては、第２流量調整弁１６が、開度を調整可能な可変バルブである例について説明する。本実施形態において、第２流量調整弁１６は、開度を調整可能な電動弁（モータバルブ）である。
【００９８】
給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値に基づいて、第２流量調整弁１６を制御する。記憶部５６には、第２流量調整弁１６の制御において参照される制御テーブルが記憶されている。
【００９９】
図７は、本実施形態に係る記憶部５６に記憶されている制御テーブルの一例を模式的に示す図である。図７に示すように、制御テーブルは、給水温度センサ１３の検出値と、第２流量調整弁１６の開度との関係を示す。本実施形態において、給水温度センサ１３の検出値と、第２流量調整弁１６の開度とは、比例の関係にある。
【０１００】
高燃焼段階においては、第１流量調整弁１５により給水管４の流路が開けられ、第２流量調整弁１６によりバイパス管１１の流路が閉じられる。すなわち、高燃焼段階においては、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５を開き、第２流量調整弁１６の開度を０［％］にする。
【０１０１】
中燃焼段階及び低燃焼段階において、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である場合、給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値が高いほど第２流量調整弁１６の開度を小さくし、給水温度センサ１３の検出値が低いほど第２流量調整弁１６の開度を大きくする。すなわち、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である場合、給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値と第２流量調整弁１６の開度とが比例の関係を維持するように、給水温度センサ１３の検出値に基づいて、第２流量調整弁１６の開度を調整する。
【０１０２】
第２流量調整弁１６の開度が大きいほど中間接続部２０Ｃに供給される給水の第２流量は増大し、第２流量調整弁１６の開度が小さいほど中間接続部２０Ｃに供給される給水の第２流量は減少する。すなわち、本実施形態において、給水制御部５４は、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である場合において、給水温度センサ１３の検出値が高いほど第２流量調整弁１６の開度を小さくして第２流量を減少させ、給水温度センサ１３の検出値が低いほど第２流量調整弁１６の開度を大きくして第２流量を増大させる。
【０１０３】
本実施形態において、中燃焼段階及び低燃焼段階において、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である場合、第１流量調整弁１５は開いている。中燃焼段階及び低燃焼段階において、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である場合、入口接続部２０Ａに供給される給水の第１流量は、中間接続部２０Ｃに供給される給水の第２流量よりも多い。
【０１０４】
一方、中燃焼段階及び低燃焼段階において、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満である場合、第１流量調整弁１５は閉じられ、第２流量調整弁１６の開度は１００［％］に設定される。中燃焼段階及び低燃焼段階において、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満である場合、中間接続部２０Ｃに供給される給水の第２流量は、入口接続部２０Ａに供給される給水の第１流量よりも多い。
【０１０５】
以上説明したように、第２流量調整弁１６として可変バルブが用いられてもよい。これにより、給水温度が閾値Ｔｈ以上である場合、第１流量と第２流量との比を最適化して、ボイラ効率を向上させることができる。
【０１０６】
なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態においては、給水制御部５４は、燃焼制御部５３によって制御される本体１における燃焼量と、給水温度センサ１３の検出値とに基づいて、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御することとした。給水制御部５４は、燃料量に基づかずに、給水温度センサ１３の検出値に基づいて、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御してもよい。例えば、高燃焼段階、中燃焼段階、及び低燃焼段階の全ての燃焼段階において、給水温度が閾値Ｔｈ以上のとき、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５の開度が第２流量調整弁１６の開度よりも大きくなるように第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御し、給水温度が閾値Ｔｈ未満のとき、給水制御部５４は、第２流量調整弁１５の開度が第１流量調整弁１６の開度よりも大きくなるように第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御してもよい。
【０１０７】
第３実施形態．
第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１０８】
上述の実施形態においては、給水温度センサ１３の検出値に基づいて第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６が制御される例について説明した。本実施形態においては、排ガス温度センサ１４の検出値に基づいて第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６が制御される例について説明する。本実施形態においては、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６がそれぞれ、開閉弁であることとする。
【０１０９】
図８は、本実施形態に係るボイラ１００の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【０１１０】
排ガス温度データ取得部５２は、排ガス温度センサ１４から、エコノマイザ２０の排ガス出口２１Ｂから排出される排ガス温度の検出値を示す排ガス温度データを取得する（ステップＳＢ１０）。
【０１１１】
判定部５５は、ステップＳＢ１０で取得された排ガス温度データに基づいて、排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ以上か否かを判定する（ステップＳＢ２０）。
【０１１２】
排ガス温度センサ１４の検出値についての閾値Ｔｇは、予め求められており、記憶部５６に記憶されている。判定部５５は、記憶部５６に記憶されている閾値Ｔｇを参照し、排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ以上か否かを判定する。
【０１１３】
ステップＳＢ２０において、排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ以上であると判定されたとき（ステップＳＢ２０：Ｙｅｓ）、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも小さくなるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する（ステップＳＢ３０）。本実施形態においては、給水制御部５４は、第１流量調整弁１５が開き、第２流量調整弁１６が閉じるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【０１１４】
ステップＳＢ２０において、排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ未満であると判定されたとき（ステップＳＢ２０：Ｎｏ）、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも大きくなるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する（ステップＳＢ４０）。本実施形態においては、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６が開き、第１流量調整弁１５が閉じるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。
【０１１５】
本実施形態において、排ガス温度についての閾値Ｔｇは、エコノマイザ２０において給水と排ガスとが熱交換しても、排ガスが結露せず、排ガス中の硫黄分が析出しない温度に設定される。一般に、排ガス温度が１２０［℃］以下になると、排ガス中の硫黄分が析出すると言われている。また、排ガス出口２１Ｂにおける排ガス温度が１２０［℃］以下になると、エコノマイザ２０において局所的に排ガス温度が低い局所空間が形成されている可能性が高い。その局所空間においては排ガスが結露する可能性が高い。そのため、本実施形態においては、給水と排ガスとが熱交換しても、排ガスが結露せず、排ガス中の硫黄分が析出しないように、排ガス温度の閾値Ｔｇが定められる。一例として、閾値Ｔｇは、１２０［℃］に定められる。
【０１１６】
排ガス出口２１Ｂから排出される排ガス温度が閾値Ｔｇ未満である場合、低い給水温度の給水がエコノマイザ２０に供給され、その給水と排ガスとの熱交換により、排ガス温度が過度に低下していることを意味する。そのため、本実施形態においては、排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ未満であると判定されたとき、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも大きくなるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。これにより、低い給水温度の給水と排ガスとの熱交換区間が短くなるため、排ガス温度が過度に低下することが抑制される。
【０１１７】
一方、排ガス出口２１Ｂから排出される排ガス温度が閾値Ｔｇ以上である場合、給水と排ガスとの熱交換区間を長くすることにより、排ガス温度の過度な低下を抑制しつつ、ボイラ効率を高めることができる。そのため、本実施形態においては、排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ以上であると判定されたとき、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも小さくなるように、第１流量調整弁１５及び第２流量調整弁１６を制御する。これにより、給水が入口接続部２０Ａから第２給水管４２に供給され、給水と排ガスとの熱交換区間が長くなるので、エコノマイザ２０において、給水温度は十分に上昇される。また、エコノマイザ２０において、排ガス温度は結露しない程度に十分に低下される。したがって、ボイラ効率が向上する。
【０１１８】
なお、本実施形態において、第２流量調整弁１６は、開度を調整可能な電動弁でもよい。第２流量調整弁１６が可変バルブの一種である電動弁である場合、給水制御部５４は、排ガス温度センサ１４の検出値が高いほど第２流量調整弁１６の開度を小さくして第２流量を減少させ、排ガス温度センサ１４の検出値が低いほど第２流量調整弁１６の開度を大きくして第２流量を増大させる。
【０１１９】
上述の第２実施形態と同様、記憶部５６には、第２流量調整弁１６の制御において参照される制御テーブルが記憶されている。制御テーブルは、排ガス温度センサ１４の検出値と、第２流量調整弁１６の開度との関係を示す。排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ以上である場合において、排ガス温度センサ１４の検出値と、第２流量調整弁１６の開度とは、比例の関係にある。
【０１２０】
排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ以上である場合、給水制御部５４は、排ガス温度センサ１４の検出値が高いほど第２流量調整弁１６の開度を小さくして第２流量を減少させ、排ガス温度センサ１４の検出値が低いほど第２流量調整弁１６の開度を大きくして第２流量を増大させる。
【０１２１】
排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ以上である場合、第１流量調整弁１５は開いている。排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ以上である場合、第１流量は、第２流量よりも多い。
【０１２２】
一方、排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ未満である場合、第１流量調整弁１５は閉じられ、第２流量調整弁１６の開度は１００［％］に設定される。排ガス温度センサ１４の検出値が閾値Ｔｇ未満である場合、第２流量は、第１流量よりも多い。
【０１２３】
以上説明したように、第２流量調整弁１６として可変バルブが用いられてもよい。これにより、排ガス温度が低くても、閾値Ｔｇよりも高い場合、第１流量と第２流量との比を最適化して、ボイラ効率を向上させることができる。
【０１２４】
その他の実施形態．
なお、上述の第１実施形態から第３実施形態において、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６を制御するための制御信号を出力し、第１流量調整弁１５を制御するための制御信号を出力しなくてもよい。例えば、第１流量調整弁１５の開度が規定の開度に維持された状態で、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ以上である場合、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも小さくなるように、すなわち、第１流量が第２流量よりも多くなるように、第２流量調整弁１６を制御してもよい。また、第１流量調整弁１５の開度が規定の開度に維持された状態で、給水温度センサ１３の検出値が閾値Ｔｈ未満である場合、給水制御部５４は、第２流量調整弁１６の開度が第１流量調整弁１５の開度よりも大きくなるように、すなわち、第２流量が第１流量よりも多くなるように、第２流量調整弁１６を制御してもよい。
【０１２５】
なお、上述の実施形態においては、バイパス管１１は、中間接続部２０Ｃにおいて、入口接続部２０Ａと本体１との間の給水管４のうち第２給水管４２の一部と接続されることとした。バイパス管１１は、入口接続部２０Ａと本体１との間の給水管４において入口接続部２０Ａよりもエコノマイザ２０の排ガス入口２１Ａに近い位置に設けられていればよい。例えば、バイパス管１１が出口接続部２０Ｂと本体１との間の第３給水管４３と接続されてもよい。
【０１２６】
なお、上述の実施形態においては、ボイラ１００は検出器として給水温度センサ１３及び排ガス温度センサ１４の両方を有することとした。ボイラ１００は給水温度センサ１３を有し排ガス温度センサ１４を有しなくてもよい。給水温度センサ１３を有し排ガス温度センサ１４を有しない場合、ボイラ１００は上述の第１実施形態及び第２実施形態に従って作動することができる。また、ボイラ１００は排ガス温度センサ１４を有し給水温度センサ１３を有しなくてもよい。排ガス温度センサ１４を有し給水温度センサ１３を有しない場合、ボイラ１００は上述の第３実施形態に従って作動することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１…本体、２…バーナ、３…給水タンク、４…給水管、５…給水ポンプ、６…燃料タンク、７…燃料管、８…燃料ポンプ、９…流量調整弁、１０…蒸気管、１１…バイパス管、１３…給水温度センサ、１４…排ガス温度センサ、１５…第１流量調整弁、１６…第２流量調整弁、１７…分岐部、２０…エコノマイザ、２０Ａ…入口接続部、２０Ｂ…出口接続部、２０Ｃ…中間接続部、２１…ケーシング、２１Ａ…排ガス入口、２１Ｂ…排ガス出口、２３…煙道、２４…煙道、２５…煙突、５０…制御装置、５１…給水温度データ取得部、５２…排ガス温度データ取得部、５３…燃焼制御部、５４…給水制御部、５５…判定部、５６…記憶部、５７…入出力部、１００…ボイラ。
【図１】
2018077033.tif 000003
【図２】
2018077033.tif 000004
【図３】
2018077033.tif 000005
【図４】
2018077033.tif 000006
【図５】
2018077033.tif 000007
【図６】
2018077033.tif 000008
【図７】
2018077033.tif 000009
【図８】
2018077033.tif 000010