(57)【要約】【課題】  給水の発停と燃焼の発停を頻繁に行っているボイラにおいて、燃焼量の変更頻度を少なくする。【解決手段】  燃焼装置３による燃焼で内部にためた水を加熱して蒸気を発生しており、燃焼装置３の燃焼量は蒸気圧力値に基づいて決定しているボイラ１であって、ボイラへ水を供給する給水装置４と、ボイラ内水位を検出する水位検出装置１３を持ち、水位検出装置にて検出した水位に基づいて給水装置の発停を制御しているボイラにおいて、給水開始設定値として燃焼を停止する蒸気圧力値よりも低い圧力値を定めておき、蒸気圧力値が上昇して給水開始設定値に到達した場合、直前の給水終了時点からの蒸発量を算出し、算出した蒸発量が所定の値を超えていた場合には給水装置の作動を行い、蒸発量が所定の値を超えていなかった場合には給水は実施しない制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置による燃焼で内部にためた水を加熱して蒸気を発生しており、燃焼装置の燃焼量は蒸気圧力値に基づいて決定しているボイラであって、ボイラへ水を供給する給水装置と、ボイラ内水位を検出する水位検出装置を持ち、水位検出装置にて検出した水位に基づいて給水装置の発停を制御しているボイラにおいて、蒸気圧力値の上昇によって燃焼を停止する場合、ボイラ内水位を上限近くとした状態で燃焼を停止させるように水位の制御を行うことを特徴とする蒸気圧力値に基づく給水制御を行うボイラ。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸気圧力値に基づく給水制御を行うボイラにおいて、給水開始設定値として燃焼を停止する蒸気圧力値よりも低い圧力値を定めておき、蒸気圧力値が上昇して給水開始設定値に到達した場合、直前の給水終了時点からの蒸発量を算出し、算出した蒸発量が所定の値を超えていた場合には給水装置の作動を行い、蒸発量が所定の値を超えていなかった場合には給水は実施しない制御を行うことを特徴とする蒸気圧力値に基づく給水制御を行うボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気圧力値に基づく給水制御を行うボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００３−３２２３０４号公報にも記載しているように、水位の上限と下限の高さ位置を伝熱管の途中に設定しておき、下限水位まで水位が低下すると給水を開始し、給水によって水位が上限水位まで上昇すると給水を停止する制御を行っているボイラが知られている。この場合、ボイラ内の水位は上限水位と下限水位の間で上下することになる。
【０００３】
蒸気ボイラではボイラが供給する蒸気圧力値に応じて燃焼量を設定しておき、蒸気圧力値を検出して燃焼量を決定するようにしている。蒸気圧力値の上昇によってボイラの燃焼を停止する場合、ボイラ内水位とは無関係に燃焼を停止するため、ボイラの燃焼を停止している時のボイラ内水位にはばらつきが生じる。燃焼停止時にボイラが保有している熱量はボイラ内の水量によって異なり、ボイラ内水位が下限水位に近い状態でボイラの燃焼を停止した場合、ボイラが保有している熱量は少なくなる。蒸気圧力上昇によって燃焼を停止するのは、蒸気の使用量よりも蒸気の供給量が多くなるためであるが、燃焼を停止すれば蒸気の供給量は減少するため、燃焼停止中には蒸気圧力値は低下する。この時、ボイラが保有している熱量が少なければ、蒸気圧力値は短時間で低下することになり、蒸気圧力値が燃焼を開始する圧力まで低下して再起動動作を開始しても、応答遅れによって蒸気圧力値が大きく低下することがある。蒸気圧力値が大きく低下した場合には、燃焼量を大きくするが、蒸気使用量が多くなったわけではないため、燃焼量を増加しても短時間で減少しなければならなくなる。この場合、蒸気圧力値の変動が大きくなり、また燃焼量を頻繁に変更するため、機器の耐久性が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−３２２３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、給水の発停と燃焼の発停を頻繁に行っているボイラにおいて、燃焼量の変更頻度を少なくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、燃焼装置による燃焼で内部にためた水を加熱して蒸気を発生しており、燃焼装置の燃焼量は蒸気圧力値に基づいて決定しているボイラであって、ボイラへ水を供給する給水装置と、ボイラ内水位を検出する水位検出装置を持ち、水位検出装置にて検出した水位に基づいて給水装置の発停を制御しているボイラにおいて、蒸気圧力値の上昇によって燃焼を停止する場合、ボイラ内水位を上限近くとした状態で燃焼を停止させるように水位の制御を行うことを特徴とする蒸気圧力値に基づく給水制御を行うボイラである。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記の蒸気圧力値に基づく給水制御を行うボイラにおいて、給水開始設定値として燃焼を停止する蒸気圧力値よりも低い圧力値を定めておき、蒸気圧力値が上昇して給水開始設定値に到達した場合、直前の給水終了時点からの蒸発量を算出し、算出した蒸発量が所定の値を超えていた場合には給水装置の作動を行い、蒸発量が所定の値を超えていなかった場合には給水は実施しない制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明を実施することで、燃焼量の変更頻度を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明を実施しているボイラの概要図、図２は本発明の一実施例のタイムチャート、図３は比較のための従来例のタイムチャートである。ボイラ１は、上部には環状の上部管寄せ、下部にも環状の下部管寄せを設けておき、上下の管寄せ間は、環状に並んだ多数の水管１１で連結している。ボイラ１は、下部に給水配管１２を接続し、上部に蒸気取り出し管を接続しており、給水配管１２の途中に設けた給水装置４によって下部から給水し、上部から蒸気を取り出す多管式貫流ボイラである。水管１１が取り囲んでいるボイラ中心部分は燃焼室２であり、燃焼室２の上方に燃焼装置３を設ける。
【０００９】
燃焼装置３は、高燃焼・低燃焼・停止の３位置で燃焼量を制御するものであり、燃焼量の調節はボイラの供給している蒸気圧力値に基づいて制御する。燃焼装置３へは送風機５から燃焼用空気を供給するようにしており、給気量は送風路の途中に設けた風量調節装置９によって調節する。風量調節装置９は送風路の流路面積を変更することで給気量を調節するダンパであり、風量調節装置９は高燃焼用・低燃焼用・停止用の３位置で制御する。燃焼装置３へ供給する燃料量は燃料供給制御装置６にて調節するようにしており、燃料供給量も高燃焼用・低燃焼用・停止用の３位置で制御している。
【００１０】
ボイラ１には、ボイラ内の水位を検出する水位検出装置１３と、ボイラから供給している蒸気の圧力を検出する圧力検出装置７をそれぞれ設け、水位検出装置１３と圧力検出装置７はボイラの運転を制御する制御装置８に接続しておく。制御装置８は、給水装置４、送風機５、風量調節装置９、燃料供給制御装置６などの作動を制御することでボイラ１の運転を制御するものであり、ボイラ１の運転状態等を報知する報知装置１０とも接続している。制御装置８による給水装置４の制御は、水位検出装置１３で検出しているボイラ内水位が下限水位まで低下すると給水装置４を作動して給水を行い、水位が上限水位まで上昇すると給水装置４を停止して給水を停止することで行う。制御装置８による燃焼装置３の制御は、圧力検出装置７で検出している蒸気圧力値が高燃焼用設定値まで低下すると燃焼装置３の燃焼量を高燃焼とし、蒸気圧力値が低燃焼用設定値になると燃焼量を低燃焼、蒸気圧力値が燃焼停止用設定値になると燃焼を停止する。
【００１１】
また、制御装置８には燃焼停止用設定値よりも少し低い蒸気圧力値として給水開始設定値を定めておき、圧力検出装置７で検出した圧力値が上昇して給水開始設定値以上となった場合には、水位検出装置１３による給水制御とは別に給水装置４を作動する制御を行う。ただし、蒸気圧力値に基づく給水装置４の作動は、直前の給水終了時点からの蒸発量を算出し、算出した蒸発量が所定の値を超えていた場合にのみ行い、算出した蒸発量が所定の値を越えていなかった場合には給水を実施しない。
【００１２】
ボイラ１の運転状況を図２に基づいて説明する。図２の場合、当初は低燃焼による燃焼を行っており、給水装置４は作動していない。この場合、ボイラ内水位は蒸気の発生に伴って低下していく。点Ａでボイラ内水位が下限水位に到達したことを水検出装置１３で検出すると、制御装置８は給水装置４の作動を行う。給水装置４を作動してボイラ１への給水を行うことでボイラ内水位は上昇し、給水によってボイラ水の温度が低下すると蒸気圧力値は低下する。点Ｂでボイラ内水位が上限水位に到達すると、制御装置８は給水装置４の作動を停止する。
【００１３】
その後は燃焼装置３による燃焼によって蒸気圧力値が上昇し、ボイラ内水位は蒸気の発生に伴って低下しており、点Ｃで蒸気圧力値は給水開始設定値に達している。蒸気圧力値が給水開始設定値に達した場合、制御装置８はまず蒸気圧力値が上昇しているか否かを確認し、上昇していることを確認すると直前に行った給水を終了してからの蒸発量を算出する。蒸発量の算出は、点Ｂから点Ｃまでの燃焼時間と時間当たりのボイラ水消費量から算出することができ、算出した蒸発量が所定の値よりも大きい場合には、ボイラ内水位が下限水位に到達していなくても給水装置４を作動する。
【００１４】
給水装置４の作動はボイラ内水位が上限水位に到達するまで行い、点Ｄでボイラ内水位が上限水位に到達したことを検出すると、制御装置８は給水装置４の作動を停止する。給水を行うことでボイラ水の温度が低下するため、蒸気圧力値は給水を行っている点Ｃから点Ｄの間に低下している。しかし、給水を停止すると蒸発量は回復するため、蒸気圧力値は上昇し、点Ｅで蒸気圧力値は再び給水開始設定値に達する。点Ｅでも点Ｃの場合と同様に蒸発量の算出を行うが、点Ｄから点Ｅまでの燃焼時間は短く、蒸発量は所定の値よりも小さいため、点Ｅでは給水装置４の作動は行っていない。
【００１５】
その後さらに蒸気圧力値が上昇し、点Ｆで燃焼停止設定値まで上昇している。制御装置８は、蒸気圧力値が燃焼停止設定値まで上昇したことを検出すると、燃料供給制御装置６による燃料供給を停止して燃焼装置３の燃焼を停止する。燃焼を停止すれば蒸気発生量が減少するため、蒸気圧力値は低下している。なお、燃焼を停止してもボイラ水温度が高い間は蒸気を発生するため、燃焼停止以降もボイラ内水位は緩やかに低下している。
【００１６】
蒸気圧力値が低下し、点Ｇおいて蒸気圧力値が低燃焼設定値まで低下したことを検出すると、制御装置８は再び燃焼装置３による燃焼を開始させる。燃焼を開始する場合には、燃焼室２内を換気するプレパージ等燃焼準備の動作が必要であるため、すぐには燃焼を開始することができない。燃焼の開始は一定時間の燃焼準備動作を終了した点Ｈからであり、低燃焼を開始すると蒸気圧力値は上昇を開始する。
【００１７】
図３は比較のための従来制御におけるタイムチャートである。この場合、給水開始設定値は定めておらず、蒸気圧力値による給水は行わない。図３のタイムチャートでも最初は図２と同様に低燃焼を行っており、点ａで給水装置４の作動を開始し、点ｂで給水装置４の作動を停止している。その後、点cで蒸気圧力値が燃焼停止設定値に達するまで低燃焼を行っておき、点cで燃焼を停止している。本発明の実施例を示している図２では、ボイラ内水位を上限水位近くとした後で燃焼を停止するようにしているが、従来例を示している図３では水位に関係なく燃焼を停止するため、ボイラ内水位が下限水位に近い状態で停止することもあり、その場合にボイラが保有する熱量は少なくなる。
【００１８】
燃焼を停止していると蒸気圧力値は低下し、ボイラ内水位も低下していく。点ｄで蒸気圧力値が低燃焼設定値まで低下したことを検出すると、制御装置８は燃焼準備を開始する。しかしこの時点では燃焼はまだ始まっていないため、蒸気圧力値は低下し続けている。燃焼準備中である点ｅでボイラ内水位が下限水位となると、制御装置８は給水装置４の作動を行う。その後、点ｆで燃焼準備を終了して低燃焼を開始しているが、給水中であるために蒸気圧力値は低下し続けており、点ｇで蒸気圧力値が高燃焼設定値まで低下したことを検出すると、制御装置８は燃焼量を低燃焼から高燃焼へ変更する。ボイラ内水位は点ｈで上限水位に到達しており、点ｈで給水を停止すると、蒸気圧力値は上昇に転じる。点ｉで蒸気圧力値が低燃焼設定値となると、制御装置８は燃焼量変更を高燃焼から低燃焼へ変更する。
【００１９】
図２の実施例と図３の比較例は、同じ状態から開始しており、ボイラ内水位及び蒸気圧力値の変化速度は同じとしている。しかし、実施例の場合、比較例では行っていない燃焼停止直前の給水を行うことで、燃焼の停止を遅らせることができ、燃焼再開時に蒸気圧力値が大きく低下することも防止できている。燃焼停止を遅らせることで燃焼の発停頻度を少なくすることができ、燃焼再開時に蒸気圧力値が大きく低下することがないため、無駄に燃焼量を変更することもなくなる。燃焼量変更頻度を少なくすることができるため、機器の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施しているボイラの概要図
【図２】本発明の一実施例のタイムチャート
【図３】従来例のタイムチャート
【符号の説明】
【００２１】
１  ボイラ        
２  燃焼室      
３  燃焼装置        
４  給水装置      
５  送風機            
６  燃料供給制御装置        
７  圧力検出装置
８  制御装置
９  風量調節装置
１０  報知装置
１１  水管
１２  給水配管  
１３  水検出装置
【図１】
2005233510.tif 000003
【図２】
2005233510.tif 000004
【図３】
2005233510.tif 000005