(57)【要約】【課題】  エコノマイザ洗浄時にボイラ内水位が大幅に低下することを防止し、かつエコノマイザの洗浄を十分に行うことができるようにする。【解決手段】  ボイラ１へ供給する水を予熱するエコノマイザ７、ボイラ水をエコノマイザ表面へ噴射するエコノマイザ洗浄装置２・１１・１２、ボイラ内水位を検出する水位検出装置３、ボイラの運転を制御する運転制御装置１４を持ったボイラであって、エコノマイザ７の洗浄を行う場合、ボイラ内水位が設定水位以上となったことを検出してエコノマイザ表面へのボイラ水噴射を開始し、ボイラ内水位が設定水位未満となったことを検出してボイラ水の噴射を中断するとともに、ボイラ水噴射時間を積算洗浄時間として検出しておき、積算洗浄時間が設定洗浄時間に達するまでボイラ水の噴射と噴射中断を繰り返し、積算洗浄時間が設定洗浄時間に達するとエコノマイザの洗浄を終了する。【選択図】図１
2005098540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラへ供給する水を予熱するエコノマイザ、ボイラ水をエコノマイザ表面へ噴射するエコノマイザ洗浄装置、ボイラ内水位を検出する水位検出装置、ボイラの運転を制御する運転制御装置を持ったボイラであって、エコノマイザの洗浄を行う場合、運転制御装置はボイラ内水位が設定水位以上となったことを検出してエコノマイザ表面へのボイラ水噴射を開始し、ボイラ内水位が設定水位未満となったことを検出してボイラ水の噴射を中断する制御を行うとともに、ボイラ水噴射時間を積算洗浄時間として検出しておき、積算洗浄時間があらかじめ設定しておいた設定洗浄時間に達するまでボイラ水の噴射と噴射中断を繰り返し、積算洗浄時間が設定洗浄時間に達するとエコノマイザの洗浄を終了する制御を行うことを特徴とするエコノマイザの洗浄を行うボイラ。
【請求項２】
ボイラへ供給する水を予熱するエコノマイザ、ボイラ水をエコノマイザ表面へ噴射するエコノマイザ洗浄装置、ボイラ内水位を検出する水位検出装置、ボイラ内圧力を検出する圧力検出装置、ボイラの運転を制御する運転制御装置を持ったボイラであって、エコノマイザの洗浄を行う場合、運転制御装置はボイラ内水位が設定水位以上となったことを検出してエコノマイザ表面へのボイラ水噴射を開始し、ボイラ内水位が設定水位未満となったことを検出してボイラ水の噴射を中断する制御を行うとともに、ボイラ水噴射時間とその時のボイラ内圧力からボイラ水噴射量を積算洗浄水量として検出しておき、積算洗浄水量があらかじめ設定しておいた設定洗浄水量に達するまでボイラ水の噴射と噴射中断を繰り返し、積算洗浄水量が設定洗浄水量に達するとエコノマイザの洗浄を終了する制御を行うことを特徴とするエコノマイザの洗浄を行うボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボイラ水をエコノマイザ表面に噴射することでエコノマイザの洗浄を行うボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラから排出する燃焼排ガスの熱によってボイラへ供給する水を予熱するエコノマイザを設けることでボイラの効率を向上させることが広く行われている。燃焼排ガスにはすすが含まれており、燃焼排ガスに接するエコノマイザ表面に燃焼排ガスのすすが付着すると、付着したすすにより熱交換率の低下や腐食が発生するため、定期的にエコノマイザ表面を洗浄してすすを除去する必要がある。エコノマイザの洗浄には、エコノマイザ表面に向けて缶水を噴射する噴射ノズル、噴射ノズルとボイラ缶体をつなぐ連絡管、連絡管途中に設けた洗浄弁等からなるエコノマイザ洗浄装置を設けておき、ボイラ水をエコノマイザ表面に噴射することでエコノマイザの洗浄を行っている。洗浄水にボイラ水を使用する場合、洗浄水噴射時間を長くすると多量のボイラ水が使用されることによってボイラ内水位が低下し、水位異常となってボイラが停止したり、缶水温度低下によって蒸気発生量が減少することがある。
【０００３】
そのため、特許第３３９７２９２号では、洗浄時間と停止時間を設定しておき、洗浄時間分の洗浄と停止時間分の停止を繰り返すことで一度に多量のボイラ水が使用されることを防止している。しかしこの場合でも、ボイラ内水位が低い状態で洗浄を開始するとボイラ内水位が低くなる。また、洗浄時間を短くすれば水位の低下を防止できるが、洗浄が不十分になるという問題があった。
【特許文献１】特許第３３９７２９２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、エコノマイザ洗浄時にボイラ内水位が大幅に低下することを防止し、かつエコノマイザの洗浄を十分に行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、ボイラへ供給する水を予熱するエコノマイザ、ボイラ水をエコノマイザ表面へ噴射するエコノマイザ洗浄装置、ボイラ内水位を検出する水位検出装置、ボイラの運転を制御する運転制御装置を持ったボイラであって、エコノマイザの洗浄を行う場合、運転制御装置はボイラ内水位が設定水位以上となったことを検出してエコノマイザ表面へのボイラ水噴射を開始し、ボイラ内水位が設定水位未満となったことを検出してボイラ水の噴射を中断する制御を行うとともに、ボイラ水噴射時間を積算洗浄時間として検出しておき、積算洗浄時間があらかじめ設定しておいた設定洗浄時間に達するまでボイラ水の噴射と噴射中断を繰り返し、積算洗浄時間が設定洗浄時間に達するとエコノマイザの洗浄を終了する制御を行うことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、ボイラへ供給する水を予熱するエコノマイザ、ボイラ水をエコノマイザ表面へ噴射するエコノマイザ洗浄装置、ボイラ内水位を検出する水位検出装置、ボイラ内圧力を検出する圧力検出装置、ボイラの運転を制御する運転制御装置を持ったボイラであって、エコノマイザの洗浄を行う場合、運転制御装置はボイラ内水位が設定水位以上となったことを検出してエコノマイザ表面へのボイラ水噴射を開始し、ボイラ内水位が設定水位未満となったことを検出してボイラ水の噴射を中断する制御を行うとともに、ボイラ水噴射時間とその時のボイラ内圧力からボイラ水噴射量を積算洗浄水量として検出しておき、積算洗浄水量の積算値があらかじめ設定しておいた設定洗浄水量に達するまでボイラ水の噴射と噴射中断を繰り返し、積算洗浄水量の積算値が設定洗浄水量に達するとエコノマイザの洗浄を終了する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、ボイラ水の噴射はボイラ内水位が設定水位より高い場合にのみ開始するようになり、ボイラ内水位が設定水位より低くなるとボイラ水の噴射を停止するため、エコノマイザ洗浄時にボイラ内水位が大幅に低下することを防止することができる。また、必要以上にボイラ水を噴射したりボイラ水噴射量の不足によってエコノマイザの洗浄が不十分になるということを防止することができる。
【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は一実施例における洗浄弁作動状況の説明図、図３と図４は他の実施例における洗浄弁作動状況の説明図である。ボイラ１はエコノマイザ７で予熱した水を下部から供給し、内部で加熱した後で上部から蒸気を取り出すものであり、ボイラ１下部に給水管８、上部に蒸気取り出し管５を設けている。ボイラ１には排気筒６を接続しており、ボイラを加熱した後の燃焼排ガスは排気筒６内を通して排出する。排気筒６にはエコノマイザ７を設けており、ボイラ１に供給する水は給水ポンプ４で加圧し、エコノマイザ７を通してボイラ１内へ給水する。ボイラ内の水位を検出するためにボイラ内の上部と下部に接続している水位検出装置３を設け、水位検出装置３には高位の水位を検出する高位電極棒９、低位の水位を検出する低位電極棒１０を設けておく。高位電極棒９の下端高さを水位Ｈ、低位電極棒１０の下端高さを水位Ｌとしておき、各電極棒は水に接していれば水有りの信号を出力し、水に接していなければ水無しの信号を出力することで水位の検出を行う。
【０００９】
また、内部にタイマー装置１５を持った運転制御装置１４と、ボイラ内の圧力を検出する圧力検出装置１３を設けておき、水位検出装置３で検出したボイラ内水位と、圧力検出装置１３で検出したボイラ内圧力の情報は運転制御装置１４へ送信するようにしておく。運転制御装置１４は、水位検出装置３で検出した水位に基づいて給水ポンプ４の作動を制御しており、ボイラ内水位の低下によって低位電極棒１０が水無しを検出すると、水位Ｌ未満であるとの判定を行って給水ポンプ４の作動を開始し、給水ポンプ４の作動によってボイラ内水位が上昇して高位電極棒９が水有りを検出すると、水位Ｈ以上であるとの判定を行って給水ポンプ４の作動を停止する。
【００１０】
燃焼排ガスをエコノマイザ７に送ると、燃焼排ガスに含まれているすすがエコノマイザ７の表面に付着するため、エコノマイザ７は定期的に洗浄を行う必要がある。排気筒６内のエコノマイザ７の上方には、エコノマイザの表面に洗浄水を噴射する噴射ノズル１１を設け、この噴射ノズル１１とボイラ下部の缶水部と連絡管１２で接続する。連絡管１２の途中には洗浄弁２を設けておき、洗浄弁２を開くと噴射ノズル１１からボイラ水を噴射するようにしておく。噴射ノズル１１、連絡管１２、洗浄弁２がエコノマイザ洗浄装置となり、洗浄弁２の開閉も運転制御装置１４が制御する。
【００１１】
運転制御装置１４はボイラ１の運転時間を計測しておき、前回のエコノマイザ洗浄からの運転時間が設定時間に到達すると、エコノマイザ洗浄時期であるとの判定を行ってエコノマイザの洗浄工程を開始する。運転制御装置１４は、洗浄時期となっただけでは洗浄弁２を開くことはせず、水位検出装置３で検出している水位が水位Ｈ以上になったことを検出後に洗浄弁２を開くように設定しておく。給水ポンプ４の作動によって水位が水位Ｈよりも高くなると、高位電極棒９は水有りを検出することになり、運転制御装置１４は高位電極棒９による水有りの信号を受けて洗浄弁２を開く制御を行う。洗浄弁２を開くとボイラ水が噴射ノズル１１からエコノマイザ７へ噴射される。噴射ノズル１１からボイラ水を噴射することでボイラ内水位が低下し、水位が水位Ｌよりも低くなると、低位電極棒１０は水無しを検出することになり、運転制御装置１４は低位電極棒１０による水無しの信号を受けて洗浄弁２を閉じる制御を行う。
【００１２】
エコノマイザ洗浄の終了をボイラ水噴射時間に基づいて定める場合の実施例である図２に基づいて説明する。図２はエコノマイザ洗浄時期となる前の状態であって、給水ポンプ４を作動している状態から開始している。給水ポンプ４を作動していることで水位が上昇し、水位Ｈまで水位が上昇すると給水ポンプ４の作動を停止する（ａ）。運転制御装置１４で計測している前回のエコノマイザ洗浄からの運転時間が設定値に達すると、運転制御装置１４はエコノマイザの洗浄時期になったと判定し、エコノマイザの洗浄工程を開始する。ただし実際に洗浄弁２を開いてエコノマイザ７へボイラ水を噴射するのは、水位が水位Ｈまで上昇したことを検出したときであるため、すぐにボイラ水を噴射することはせず、ボイラ水の噴射は待機としておく（ｂ）。その後、水位が水位Ｌまで低下すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４の作動を開始させることで給水を開始する（ｃ）。
【００１３】
給水ポンプ４の作動によって水位が水位Ｈまで上昇すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４の作動を停止し、洗浄弁２を開いて噴射ノズル１１からボイラ水を噴射することでエコノマイザ７の洗浄を開始するとともに、洗浄弁２の開時間をタイマー装置１５にて計測しておく（ｄ）。ボイラ水をエコノマイザ７へ噴射しているとボイラ内の水位は低下し、水位が水位Ｌまで低下すると、運転制御装置１４は洗浄弁２を閉じることでボイラ水の噴射を停止して、エコノマイザ７の洗浄を中断するとともに、給水ポンプ４を作動してボイラへの給水を開始する（ｅ）。このとき運転制御装置１４では、洗浄弁２を開いていた時間であるｔ１（例：１５秒）を積算洗浄時間として算出し、積算洗浄時間をあらかじめ設定しておいた設定洗浄時間（例：４０秒）と比較する。積算洗浄時間（１５秒）が設定洗浄時間（４０秒）より大きければエコノマイザ７の洗浄工程を終了するが、積算洗浄時間が設定洗浄時間よりも小さいためにボイラ水の噴射を中断するだけとして洗浄工程は継続しておく。
【００１４】
給水によって水位が水位Ｈまで上昇すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４を停止する制御と洗浄弁２を開く制御を行って２回目のボイラ水噴射を開始し、洗浄弁２の開時間を計測しておく（ｆ）。この場合もその後に水位が水位Ｌまで低下すると、運転制御装置１４は洗浄弁２を閉じる制御と給水ポンプ４を作動する制御を行い、２回目のボイラ水噴射を停止して洗浄を中断する（ｇ）。また運転制御装置１４は、先に算出しておいた１回目の積算洗浄時間に２回目の洗浄弁開時間であるｔ２（例：１５秒）を合計して積算洗浄時間（３０秒）を算出し直し、算出した積算洗浄時間（３０秒）を設定洗浄時間（４０秒）と比較する。ｔ１＋ｔ２である積算洗浄時間が設定洗浄時間より大きければエコノマイザ７の洗浄工程を終了するが、積算洗浄時間が設定洗浄時間よりも小さいために洗浄工程は継続しておく。
【００１５】
同様に給水によって水位が水位Ｈまで上昇すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４を停止する制御と洗浄弁２を開く制御を行って３回目のボイラ水噴射を開始し（ｈ）、水位が水位Ｌまで低下すると、洗浄弁２を閉じる制御と給水ポンプ４を作動する制御を行い、３回目のボイラ水噴射を停止する（ｉ）。また運転制御装置１４は、それまでの洗浄時間と３回目の洗浄弁開時間であるｔ３（例：１５秒）を加えた積算洗浄時間（４５秒）を設定洗浄時間（４０秒）と比較し、積算洗浄時間が設定洗浄時間より大きければエコノマイザ７の洗浄工程を終了する。
【００１６】
次にエコノマイザ洗浄の終了をボイラ水噴射量に基づいて定める場合の実施例である図３及び図４に基づいて説明する。図３はボイラ内圧力が低い場合（例：０．５MPa）の例であり、図４はボイラ内圧力が高い場合（例：０．８MPa）の例である。図３ではエコノマイザ洗浄時期となる前の状態であって、給水ポンプ４を作動している状態から開始している。給水ポンプ４を作動していることで水位が上昇し、水位Ｈまで水位が上昇すると給水ポンプ４の作動を停止する（Ａ）。運転制御装置１４で計測している前回のエコノマイザ洗浄からの運転時間が設定値に達すると、運転制御装置１４はエコノマイザの洗浄時期になったと判定し、エコノマイザの洗浄工程を開始する。ただし実際に洗浄弁２を開いてエコノマイザ７の洗浄を開始するのは、水位が水位Ｈまで上昇したことを検出したときであるため、すぐにボイラ水を噴射することはせず、ボイラ水の噴射は待機としておく（Ｂ）。その後水位が水位Ｌまで低下すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４の作動を開始させることで給水を開始する（Ｃ）。
【００１７】
給水ポンプ４の作動によって水位が水位Ｈまで上昇すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４の作動を停止し、洗浄弁２を開いて噴射ノズル１１からボイラ水を噴射することでエコノマイザ７の洗浄を開始するとともに、洗浄弁２の開時間をタイマー装置１５にて計測しておく（Ｄ）。ボイラ水をエコノマイザ７へ噴射しているとボイラ内の水位は低下し、水位が水位Ｌまで低下すると、運転制御装置１４は洗浄弁２を閉じることでボイラ水の噴射を停止して、エコノマイザ７の洗浄を中断するとともに、給水ポンプ４を作動してボイラへの給水を開始する（Ｅ）。このとき運転制御装置１４では、洗浄弁２を開いていた時間であるｔ４（例：１５秒）とその時のボイラ内圧力（０．５MPa）から積算洗浄水量（例：５．９kg）を算出する。算出した積算洗浄水量（５．９kg）をあらかじめ設定しておいた設定洗浄水量（例：１３．０kg）と比較し、積算洗浄水量が設定洗浄水量より大きければエコノマイザ７の洗浄工程を終了するが、積算洗浄水量が設定洗浄水量よりも小さいためにボイラ水の噴射を中断するだけとして洗浄工程は継続しておく。
【００１８】
給水によって水位が水位Ｈまで上昇すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４を停止する制御と洗浄弁２を開く制御を行って２回目のボイラ水噴射を開始し、洗浄弁２の開時間を計測しておく（Ｆ）。この場合も水位が水位Ｌまで低下すると、運転制御装置１４は洗浄弁２を閉じる制御と給水ポンプ４を作動する制御を行い、２回目のボイラ水噴射を停止して洗浄を中断する（Ｇ）。また運転制御装置１４は、先に算出しておいた１回目の積算洗浄水量に２回目の洗浄弁開時間であるｔ５（例：１５秒）とその時のボイラ内圧力（０．５MPa）から算出した洗浄水量（５．９kg）を積算することで積算洗浄水量（１１．８kg）を算出し、算出した積算洗浄水量（１１．８kg）を設定洗浄水量（１３．０kg）と比較する。積算洗浄水量が設定洗浄水量より大きければエコノマイザ７の洗浄工程を終了するが、積算洗浄水量が設定洗浄水量よりも小さいためにボイラ水の噴射を中断するだけとして洗浄工程は継続しておく。
【００１９】
同様に給水によって水位が水位Ｈまで上昇すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４を停止する制御と洗浄弁２を開く制御を行って３回目のボイラ水噴射を開始し（Ｈ）。水位が水位Ｌまで低下すると、洗浄弁２を閉じる制御と給水ポンプ４を作動する制御を行い、３回目のボイラ水噴射を停止する（Ｉ）。また運転制御装置１４は、それまでの洗浄水量（１１．８kg）に、３回目の洗浄弁開時間であるｔ６（例：１５秒）とその時のボイラ内圧力から算出した洗浄水量（５．９kg）を合計して積算洗浄水量（１７．７kg）を算出する。算出した積算洗浄水量を設定洗浄水量（１３．０kg）と比較し、積算洗浄水量が設定洗浄水量より大きければエコノマイザ７の洗浄工程を終了する。
【００２０】
図４もエコノマイザ洗浄時期となる前の状態であって、給水ポンプ４を作動している状態から開始している。給水ポンプ４を作動していることで水位が上昇し、水位Ｈまで水位が上昇すると給水ポンプ４の作動を停止する（Ｊ）。運転制御装置１４で計測している前回のエコノマイザ洗浄からの運転時間が設定値に達すると、運転制御装置１４はエコノマイザの洗浄時期になったと判定し、エコノマイザの洗浄工程を開始する。ただし実際に洗浄弁２を開いてエコノマイザ７の洗浄を開始するのは、水位が水位Ｈまで上昇した以降からであるのですぐにボイラ水の噴射はすることはない（Ｋ）。その後水位が水位Ｌまで低下すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４の作動を開始させることで給水を開始する（Ｌ）。
【００２１】
給水ポンプ４の作動によって水位が水位Ｈまで上昇すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４の作動を停止し、洗浄弁２を開いて噴射ノズル１１からボイラ水を噴射することでエコノマイザ７の洗浄を開始するとともに、洗浄弁２の開時間をタイマー装置１５にて計測しておく（Ｍ）。ボイラ水をエコノマイザ７へ噴射しているとボイラ内の水位は低下し、水位が水位Ｌまで低下すると、運転制御装置１４は洗浄弁２を閉じることでボイラ水の噴射を停止して、エコノマイザ７の洗浄を中断するとともに、給水ポンプ４を作動してボイラへの給水を開始する（Ｎ）。このとき運転制御装置１４では洗浄弁２を開いていた時間であるｔ７（例：１５秒）とその時のボイラ内圧力（０．８MPa）から積算洗浄水量（例：７．４kg）を算出する。算出した積算洗浄水量（７．４kg）を設定洗浄水量（例：１３．０kg）と比較し、積算洗浄水量が設定洗浄水量より大きければエコノマイザ７の洗浄工程を終了するが、積算洗浄水量が設定洗浄水量よりも小さいためにボイラ水の噴射を中断するだけとして洗浄工程は継続しておく。
【００２２】
給水によって水位が水位Ｈまで上昇すると、運転制御装置１４は給水ポンプ４を停止する制御と洗浄弁２を開く制御を行って２回目のボイラ水噴射を開始する（Ｏ）。この場合も水位が水位Ｌまで低下すると、運転制御装置１４は洗浄弁２を閉じる制御と給水ポンプ４を作動する制御を行い、２回目のボイラ水噴射を停止して洗浄を中断する（Ｐ）。また運転制御装置１４は、算出しておいた１回目の積算洗浄水量に、２回目の洗浄弁開時間であるｔ８（例：１５秒）とその時のボイラ内圧力（０．８MPa）から算出した洗浄水量（７．４kg）を積算することで積算洗浄水量（１４．８kg）を算出する。算出した積算洗浄水量（１４．８kg）と設定洗浄水量（１３．０kg）を比較し、積算洗浄水量が設定洗浄水量より大きくなるとエコノマイザ７の洗浄工程終了を決定する。
【００２３】
噴射ノズル１１からボイラ水を噴射する場合、ボイラ内圧力が低いとボイラ水噴射量は少なくなり、ボイラ内圧力が高いとボイラ水噴射量は多くなる。そのため、ボイラ内圧力が低く時間当たりのボイラ水噴射量の少ない図３の場合、ボイラ水の噴射を３サイクル行わなければ積算洗浄水量が設定洗浄水量に達しなかったが、ボイラ内圧力が高く時間当たりのボイラ水噴射量の多い図４の場合は、ボイラ水の噴射を２サイクル行うことで積算洗浄水量が設定洗浄水量に達している。このようにボイラ内圧力に応じて変化するボイラ水噴射量に対応させてボイラ水噴射回数を変更することで、エコノマイザ洗浄に使用するボイラ水量が多くなりすぎることを防止でき、かつ洗浄が不十分になることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施しているボイラの概要図
【図２】本発明の一実施例における洗浄弁作動状況の説明図
【図３】本発明の他の実施例における洗浄弁作動状況の説明図
【図４】本発明の他の実施例における洗浄弁作動状況の説明図
【符号の説明】
【００２５】
１  ボイラ        
２  洗浄弁      
３  水位検出装置        
４  給水ポンプ      
５  蒸気取り出し管            
６  排気筒        
７  エコノマイザ
８  給水管
９  高位電極棒
１０  低位電極棒
１１  噴射ノズル                           
１２  連絡管
１３  圧力検出装置
１４  運転制御装置
１５  タイマー装置
【図１】
2005098540.tif 000003
【図２】
2005098540.tif 000004
【図３】
2005098540.tif 000005
【図４】
2005098540.tif 000006