(57)【要約】【課題】ボイラ水の薬品濃度分析器や、流量計など、給水の薬品濃度計量のための装置が無い場合でも、簡単な機器追加で給水とボイラ水の薬品濃度や、さらにはブロー率の算出を行うことができるボイラ水薬品濃度計測装置を提供する。【解決手段】計測用機器として、薬注ポンプ６、給水ポンプ２、ブロー弁８への通電用の各電線６Ａ、２Ａ、８Ａに装備されたクランプ式電流検出器１１、１２、１３と、時間計を有する記録・演算部を備えるブロー率算出器１４とを有する。クランプ式電流検出器１１、１２又は１３が検出する電流がしきい値以上の電流である場合、算出器１４は電流が流れている時間を計測する。計測された電磁弁８の開時間からブロー量が算出され、給水ポンプ２の稼働時間から給水量が算出され、これらから薬品濃度及びブロー率が演算される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水ポンプによってボイラへ供給される給水量を計測する給水量計測手段と、
ボイラからブロー弁によって排出されるブロー量を計測するブロー量計測手段と、
薬注ポンプによる薬注量の計測手段と、
計測された給水量、ブロー量及び薬注量に基づいてボイラ水の薬品濃度を算出する算出手段と
を有したボイラ水薬品濃度計測装置であって、
給水ポンプ及びブロー弁への電線に装着されたクランプ式電流検出器によって給水量及びブロー量を計測することを特徴とするボイラ水薬品濃度計測装置。
【請求項２】
薬注ポンプへの電線に装着されたクランプ式電流検出器によって前記薬注量を計測することを特徴とする請求項１のボイラ水薬品濃度計測装置。
【請求項３】
前記算出手段は、計測された給水量及びブロー量に基づいてブロー率を算出することを特徴とする請求項１又は２のボイラ水薬品濃度計測装置。
【請求項４】
前記ボイラの圧力を計測する圧力計測手段が設けられており、前記算出手段は、計測された圧力に基づいてブロー量を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれかのボイラ水薬品濃度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ水の薬品濃度を計測するボイラ水薬品濃度計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ水（缶水）は、蒸発に伴い、水中の不純物が濃縮する。濃縮が進むとキャリーオーバーが生じたり、スケールが生成するため、連続的もしくは間欠的に缶水の一部を排出するブローを行い、濃縮倍数（濃縮度）を低下させる必要がある。
【０００３】
一般に、ボイラのブロー率すなわちブロー量と給水量との比率は、電気伝導率、シリカ濃度、塩化物イオン濃度、全蒸発残留物などの水質管理項目の許容濃縮倍数から定められ、このブロー率に従ってブロー制御される。
【０００４】
特開平７−１６７４０５号公報には、給水及びボイラ缶水の電気伝導率を測定し、ブローを行うことが記載されている。特開平９−１２６４０８号公報には、ボイラ水のシリカ濃度を測定し、これに基づいてブロー制御することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６７４０５号公報
【特許文献２】特開平９−１２６４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ボイラ水の薬品濃度分析器や、流量計など、給水の薬品濃度計量のための装置が無い場合でも、簡単な機器追加で給水とボイラ水の薬品濃度や、さらにはブロー率の算出を行うことができるボイラ水薬品濃度計測装置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】
本発明のボイラ水薬品濃度計測装置は、給水ポンプによってボイラへ供給される給水量を計測する給水量計測手段と、ボイラからブロー弁によって排出されるブロー量を計測するブロー量計測手段と、薬注ポンプによる薬注量の計測手段と、計測された給水量、ブロー量及び薬注量に基づいてボイラ水の薬品濃度を算出する算出手段とを有したボイラ水薬品濃度計測装置であって、給水ポンプ及びブロー弁への電線に着脱自在に装着されるクランプ式電流検出器によって給水量及びブロー量を計測する。
【０００８】
本発明の一態様では、薬注ポンプへの電線に装着されたクランプ式電流検出器によって前記薬注量を計測する。
【０００９】
本発明の一態様では、前記算出手段は、計測された給水量及びブロー量に基づいてブロー率を算出する。
【００１０】
本発明の一態様では、前記ボイラの圧力を計測する圧力計測手段が設けられており、前記算出手段は、計測された圧力に基づいてブロー量を補正する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ボイラ設備を停止することなく、ボイラ設備に機器を簡単に追加してブロー率やブロー率からボイラ水の薬品濃度や水質を確認することができる。本発明によると、ボイラ設備の制御盤からの出力によらず後付けでも簡単に計測機器を設置することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係るボイラ水薬品濃度計測装置を備えたボイラ設備の構成図である。
【図２】実施の形態に係るボイラ水薬品濃度計測装置を備えたボイラ設備の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は実施の形態に係るボイラ水薬品濃度計測装置を示すものであり、（ａ）は計測機器設置前の既設のボイラ設備の構成を示し、（ｂ）は計測機器設置後のボイラ設備の構成を示している。
【００１４】
図１（ａ）の通り、給水は、給水ライン１及び給水ポンプ２を介してボイラ３に供給される。ボイラ３で生じた蒸気は蒸気ライン（図示略）を介して送り出される。ボイラ３には蒸気圧力計４が設けられている。ボイラ３の缶水の一部は、ブローライン７及び電磁弁よりなるブロー弁８を介してブロー水として排出可能となっている。
【００１５】
給水ライン１に対し、薬品タンク５内の薬液が薬注ポンプ６を介して薬注可能とされている。給水ポンプ２、薬注ポンプ６及びブロー弁７はボイラ制御盤９から電線２Ａ、６Ａ、８Ａを介して給電される電流によって作動する。
【００１６】
以上の構成のボイラ設備に対し、図１（ｂ）の通り、計測用機器が装備される。この計測用機器は、電線６Ａ、２Ａ、８Ａに装備された非接触式のクランプで設置された通電検知部であるクランプ式電流検出器１１、１２、１３と、時間計を有する記録・演算部を備えるブロー率算出器１４とを有する。
【００１７】
クランプ式電流検出器１１〜１３は、一部開閉可能になっているコイルを巻きつけた環状鉄心を有する。環状鉄心に挿通された電線６Ａ、２Ａ又は８Ａに電流が流れた際に、コイル内に誘導電流が生じる。電線６Ａ、２Ａ又は８Ａ中を流れる電流がしきい値以上の電流である場合、算出器１４は電流が流れている時間を計測する。計測された電磁弁８の開時間からブロー量が算出され、給水ポンプ２の稼働時間から給水量が算出され、これらからブロー率が演算される。給水量は、給水ポンプ２の稼動時間からの計算でなく、電流値と電圧値からの電力量から計算されてもよい。
【００１８】
ボイラ３内の圧力が変化する場合は、単位時間あたりのブロー量が変化するので、ボイラの圧力計４の値によりブロー量を補正し、補正ブロー量に基づいてブロー率を算出する（尚、給水ライン１に流量計が設置されている場合は、この流量計の信号から給水量を算出してもよい。）。
【００１９】
同様に、薬注ポンプ６の電線６Ａに設けたクランプ式電流検出器１１の検出電流に基づいて薬注ポンプ６の稼動時間を計測し、薬注量を算出する。
【００２０】
以上の給水量、ブロー率および薬品注入量より、ボイラ水の薬品濃度が算出される。
【００２１】
図１では薬注ポンプ６の稼動時間から薬注量を算出しているが、図２のように薬注ラインに流量計（吐出センサ）１５が設けられているときには、薬品注入量は流量計１５の検出データを用いて計算しても良い。
【００２２】
クランプ式電流検出器１１〜１３及び算出器１４を追加で設置する場合、ボイラを停止して工事をする必要がなく、容易に施工することができ、低コストである。設置コストは２ｔ／ｈの小型貫流ボイラ５台の場合、従来の方法で流量計や電磁弁の開閉の接点等を設置する場合に比べ、１／４以下のコストで足り、また１／６以下の工事期間で足りる。
【００２３】
本発明によると、定期的なボイラ水の水分析をしなくてもボイラ水及び給水中のボイラ薬品の濃度を管理することができる。
【００２４】
本発明が対象とするボイラは、小型貫流ボイラ、水管ボイラ、丸ボイラ、排熱ボイラなど、給水ポンプと電磁弁または電動弁式のブロー弁を有するボイラであればよい。
【００２５】
算出器１４としては、ＰＬＣなどの電流・電圧値の検出と電流・電圧値閾値を越える検出時間を測定し時間あたりの量に換算し、これらからブロー率等を計算することができるものであればよい。算出器１４は、ボイラ設備近傍にある必要はなく、各データを通信装置を介して送信して、ホストコンピューターやサーバー、パソコンで処理してもよい。
【００２６】
算出器１４での計算方法の一例を挙げると、次の通りである。
・ブロー率（％）＝一定時間当たりのブロー弁の開時間／一定時間当たりの給水ポンプ稼働時間×係数（設備ごとに異なる）
・ブロー率（％）＝一定時間当たりのブロー弁の開時間×時間当たりのブロー量／一定時間当たりの給水ポンプ稼働時間×時間あたりの給水量
・ブロー率（％）＝一定時間当たりのブロー弁の開時間×時間当たりのブロー量×蒸気圧力による補正係数／一定時間当たりの給水ポンプ稼働時間×時間あたりの給水量
る）
・ブロー率（％）＝一定時間当たりのブロー弁の開時間×時間当たりのブロー量／一定時間当たりの給水ポンプ電力量×電力量あたりの給水量
・ブロー量の蒸気圧力での補正係数：基準蒸気圧力係数×（２ΔＰ）１／２
ΔＰ：蒸気のゲージ圧。基準蒸気圧力が０．５ＭＰａの場合に係数が１とすると、蒸気圧力が０．７ＭＰａになった時は
０．１×（２×０．７）１／２＝１．１８３倍に補正する。（圧力が上昇すると１．１８３倍にブロー量が増える。）
・給水あたりの薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）＝一定時間当たりの薬注ポンプの稼働時間×係数／一定時間当たりの給水ポンプ稼働時間×時間あたりの給水量
・給水あたりの薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）＝一定時間当たりの薬注ポンプの吐出回数×１吐出あたりの薬品量／一定時間当たりの給水ポンプ稼働時間×時間あたりの給水量
・ボイラ水中の薬品注入量（ｍｇ／Ｌ）＝上記給水あたりの薬品注入量×１００／（上記ブロー率）
【実施例】
【００２７】
［実施例１］
図１（ｂ）に示すボイラ設備において、次のボイラ及び各機器を用いた。
小型貫流ボイラ：サムソン製ＮＢＯ−５００  換算蒸発量５００ｋｇ／ｈ  燃料：Ａ重油
（照合のためブロー流量計と給水流量計を設置）
クランプ式電流検出器：ＵＲＤ製  ＣＴＴ−ＣＬＳ−ＣＶ  検出電流はＡＣ：０〜５Ａ  出力電圧はＤＣ：０〜５Ｖのものを使用
薬注装置：栗田工業株式会社製ＢＸ−３１（吐出センサーあり）
算出器：ＰＬＣ  キーエンスＫＶ−Ｎ１４
＜運転条件＞
高燃焼連続
給水量：３００ｋｇ／ｈ
ブロー率：８％  と  １６％  とを３時間で切り替え
薬品設定添加量１００ｍｇ／Ｌ−給水
＜結果・考察＞
（１）設置には、ボイラの停止や工事は必要なく数時間で設置が可能であった。
【００２８】
（２）ブロー率検出
(2-1)  ブロー設定８％  給水流量計とブロー流量計で設定する。
給水ポンプの稼働時間０．３１ｈｒ／ｈｒ
ブロー電磁弁稼働時間０．２１ｈｒ／ｈｒ
算出ブロー率＝（０．２１×４５７）／（０．３１×３７００）×１００＝８．３％
(2-2)  ブロー設定１６％  給水流量計とブロー流量計で設定する。
給水ポンプの稼働時間０．３２ｈｒ／ｈｒ
ブロー電磁弁稼働時間０．４２ｈｒ／ｈｒ
算出ブロー率＝（０．４２×４５７）／（０．３２×３７００）×１００＝１６．２％
【００２９】
（３）薬注量算出
(3-1)  吐出センサーによる給水薬注量  ０．１２ｍＬ／ショット×９１７ショット／１．１（給水量）＝１００ｍｇ／Ｌ  給水の水分析値  ９８ｍｇ／Ｌ
(3-2)  ブロー８％時のボイラ水中の薬品濃度：１００×１００／８．３＝１２０４ｍｇ／Ｌ
ボイラ水の水分析値：１１５４ｍｇ／Ｌ
(3-3)  ブロー１６％時のボイラ水中の薬品濃度：１００×１００／１６＝６２５ｍｇ／Ｌ
ボイラ水の水分析値：５９８ｍｇ／Ｌ
ボイラ水を分析して薬品濃度を計量した場合と差は５％以内と遜色なく薬品注入濃度を計量することができた。
【符号の説明】
【００３０】
１  給水ライン
２  給水ポンプ
３  ボイラ
４  蒸気圧力計
６  薬注ポンプ
８  ブロー弁
１１，１２，１３  クランプ式電流検出器
【図１】
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【図２】
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