(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の小型貫流ボイラを備えたボイラ装置から発生する蒸気の質を調べて、この蒸気の質を監視する蒸気監視装置であって、
連続的に採取される前記蒸気を冷却して凝縮水を作り、この凝縮水の水質を計測する計測手段と、
前記計測手段にて計測された前記凝縮水の水質が、予め定めた基準を充たしているか否かを判定する判定手段と、
前記凝縮水の水質が前記基準を充たさない場合の原因と、この原因を取り除くための、前記ボイラ装置又は／及びこのボイラ装置にボイラ給水用の処理水を供給する水処理装置側で取り得る対策とを記憶した原因対策記憶手段と、
前記ボイラ装置及び前記水処理装置から伝えられる機器の運転情報を記憶する運転情報記憶手段と、
前記判定手段が、前記凝縮水の水質が前記基準を充たしていないと判定した場合に、前記運転情報記憶手段中の前記運転情報に基づいて、前記原因対策記憶手段に記憶されたものから原因と対策を特定し、この原因と対策を作業者に提示させる提示手段とを有することを特徴とする蒸気監視装置。
【請求項２】
前記原因対策提示手段が特定した前記対策を、前記ボイラ装置又は／及び前記水処理装置の制御手段に伝達し、このボイラ装置又は／及び水処理装置内の機器の運転状態を変更させる情報伝達手段を有することを特徴とする請求項１記載の蒸気監視装置。
【請求項３】
複数の小型貫流ボイラを備えたボイラ装置と、このボイラ装置にボイラ給水用の処理水を供給する水処理装置と、前記ボイラ装置から発生する蒸気の質を調べて、この蒸気の質を監視する蒸気監視装置とを有するボイラシステムであって、
前記ボイラ装置と前記水処理装置とが、これらの装置内の機器の運転情報を前記蒸気監視装置に伝えるとともに、前記蒸気監視装置からの対策司令信号に従って、これらの装置内の機器の運転操作を行う制御手段を有しており、
前記蒸気監視装置が、連続的に採取される前記蒸気を冷却して凝縮水を作り、この凝縮水の水質を計測する計測手段と、前記計測手段にて計測された前記凝縮水の水質が、予め定めた基準を充たしているか否かを判定する判定手段と、前記凝縮水の水質が前記基準を充たさない場合の原因と、この原因を取り除くための、前記ボイラ装置又は／及び前記水処理装置側で取り得る対策とを記憶した原因対策記憶手段と、前記ボイラ装置及び前記水処理装置から伝えられる前記運転情報を記憶する運転情報記憶手段と、前記判定手段が、前記凝縮水の水質が前記基準を充たしていないと判定した場合に、前記運転情報記憶手段中の前記運転情報に基づいて、前記原因対策記憶手段に記載されたものから原因と対策を特定し、この原因と対策を作業者に提示させる提示手段と、前記提示手段が特定した前記対策を、前記対策指令信号として、前記ボイラ装置又は／及び前記水処理装置の前記制御手段に伝達する情報伝達手段とを有していることを特徴とするボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の小型貫流ボイラを備えたボイラ装置から発生する蒸気の質を調べて、この蒸気質が悪化しないように監視・制御する蒸気監視装置と、かかる蒸気監視装置を備えたボイラシステムとに関するものである。
【０００２】
複数の小型貫流ボイラを備えたボイラ装置から発生する蒸気中の不純物濃度は、ボイラ給水中に含まれる物質の濃度、これらの物質のボイラ缶水中の濃度、これらの物質の熱反応生成物のボイラ缶水中の濃度、各ボイラの運転状態（例えば、発生蒸気量、缶内圧力、燃焼量、缶内水位の高低）、蒸気負荷の変動などにより決定される。このため、かかるボイラ装置から発生する蒸気中の不純物濃度、すなわち、蒸気の質は、このボイラ装置の運転状態にしたがって、刻一刻と変化する。
【０００３】
一方、このようなボイラ装置では、ボイラならびに付帯設備の腐食を防止するとともに、蒸気中の不純物濃度が許容範囲を超えないように、運転上種々の対策がとられている。すなわち、例えば、ボイラ給水並びにボイラ缶水を定期的に採取・分析し、これらの中の不純物濃度を基準値内に収めるべく、所定の対策（例えば、ボイラ給水への薬品注入濃度の変更、濃縮ブロー率の変更）を行ったり、蒸気負荷の変動に対してバーナの燃焼量を充分に追従させるために、ボイラ毎の燃焼制御及びボイラの台数制御の特性を調整するといった対策が取られている。
【０００４】
また、ボイラからの蒸気を凝縮させて、この凝縮水の水質を測定する蒸気監視装置（例えば、特許文献１参照）を備え、この蒸気監視装置を用いてオンラインで蒸気質を監視することもなされている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９３１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ボイラ缶水などの定期的（例えば1日に一回）な分析結果に基づいて、蒸気質等に対する対策を講じるという従来のやり方は、炉筒煙管ボイラなどのように蒸発量に対する保有水量が多く、缶水の水質変動が数時間以上かかるボイラならばよいが、保有水量が少なく数十分で缶水の水質が変動する小型貫流ボイラには必ずしも適しているとは言えない。すなわち、小型貫流ボイラの場合、従来のやり方では、分析と分析の間ではどのような缶水水質であったかは解らず、この間に充分な蒸気質等の対策を取ることができないからである。また、ボイラの台数制御等についても、必要な場合に的確な制御がなされているとは言えない。
【０００７】
さらに、蒸気監視装置を備え、ボイラ装置からの蒸気の質を連続的に監視している場合であっても、蒸気中の不純物濃度が許容値を超えたことは解るが、測定値に対して定期的または随時に人手で対策が取られているにすぎず、ボイラ装置からの蒸気の質の悪化に即応して、復旧・改善の策が取られているとは言えない。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑み、ボイラ装置からの蒸気の質を連続的に監視するとともに、この蒸気の質の悪化に対応して直ちに、ボイラ装置側に蒸気の質を改善させるような対策を取らせることができる蒸気監視装置を提供することを目的とする。また、この発明は、発生した蒸気の質を連続的に監視するとともに、この蒸気の質の悪化に対応して直ちに、この蒸気の質を改善させるような対策を取ることができるボイラシステム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】
【０００９】
この発明の請求項１記載の発明は、複数の小型貫流ボイラを備えたボイラ装置から発生する蒸気の質を調べて、この蒸気の質を監視する蒸気監視装置であって、連続的に採取される前記蒸気を冷却して凝縮水を作り、この凝縮水の水質を計測する計測手段と、前記計測手段にて計測された前記凝縮水の水質が、予め定めた基準を充たしているか否かを判定する判定手段と、前記凝縮水の水質が前記基準を充たさない場合の原因と、この原因を取り除くための、前記ボイラ装置又は／及びこのボイラ装置にボイラ給水用の処理水を供給する水処理装置側で取り得る対策とを記憶した原因対策記憶手段と、前記ボイラ装置及び前記水処理装置から伝えられる機器の運転情報を記憶する運転情報記憶手段と、前記判定手段が、前記凝縮水の水質が前記基準を充たしていないと判定した場合に、前記運転情報記憶手段中の前記運転情報に基づいて、前記原因対策記憶手段に記憶されたものから原因と対策を特定し、この原因と対策を作業者に提示させる提示手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、ボイラ装置から発生された蒸気は、計測手段によって、その凝縮水の水質が連続的に計測され、この計測値に基づいて、判定手段が、その水質が所定の基準を充たしているか否かを判定する。そして、判定手段が凝縮水の水質値が基準を充たしていない（蒸気の質が悪化している）と判定した場合には、提示手段が、運転情報記憶手段中の運転情報に基づいて、原因対策記憶手段に記憶されたものから原因と対策とを特定し、この原因と対策とを作業者に提示させる。
【００１１】
この発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、前記原因対策提示手段が特定した前記対策を、前記ボイラ装置又は／及び前記水処理装置の制御手段に伝達し、このボイラ装置又は／及び水処理装置内の機器の運転状態を変更させる情報伝達手段を有することを特徴とす。
【００１２】
この発明の請求項３記載の発明は、複数の小型貫流ボイラを備えたボイラ装置と、このボイラ装置にボイラ給水用の処理水を供給する水処理装置と、前記ボイラ装置から発生する蒸気の質を調べて、この蒸気の質を監視する蒸気監視装置とを有するボイラシステムであって、前記ボイラ装置と前記水処理装置とが、これらの装置内の機器の運転情報を前記蒸気監視装置に伝えるとともに、前記蒸気監視装置からの対策司令信号に従って、これらの装置内の機器の運転操作を行う制御手段を有しており、前記蒸気監視装置が、連続的に採取される前記蒸気を冷却して凝縮水を作り、この凝縮水の水質を計測する計測手段と、前記計測手段にて計測された前記凝縮水の水質が、予め定めた基準を充たしているか否かを判定する判定手段と、前記凝縮水の水質が前記基準を充たさない場合の原因と、この原因を取り除くための、前記ボイラ装置又は／及び前記水処理装置側で取り得る対策とを記憶した原因対策記憶手段と、前記ボイラ装置及び前記水処理装置から伝えられる前記運転情報を記憶する運転情報記憶手段と、前記判定手段が、前記凝縮水の水質が前記基準を充たしていないと判定した場合に、前記運転情報記憶手段中の前記運転情報に基づいて、前記原因対策記憶手段に記載されたものから原因と対策を特定し、この原因と対策を作業者に提示させる提示手段と、前記提示手段が特定した前記対策を、前記対策指令信号として、前記ボイラ装置又は／及び前記水処理装置の前記制御手段に伝達する情報伝達手段とを有していることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、蒸気の質が悪化している場合には、蒸気監視装置の原因対策記憶手段等を介して、蒸気の質を改善させる対策が、ボイラ装置や水処理装置の制御手段に伝達され、この制御手段によって、自動的に、ボイラ装置や水処理装置側において前記対策が実行される。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の請求項１記載の発明では、作業者は、刻一刻と移り変わるボイラ装置や水処理装置の運転状態に対応して、蒸気の質が基準より悪化すれば、提示手段が提示する蒸気の質を改善する対策を、直ちに行うことができるとともに、対策を行った後には、蒸気の質が改善していくことを容易に確認することができる。
【００１５】
この発明の請求項２記載の発明によれば、原因対策提示手段が特定した対策が、情報伝達手段を介して、ボイラ装置や水処理装置の制御手段に伝達されるので、この制御手段が、上記対策を実施すれば、自動的に蒸気の質は改善される。従って、この場合には、蒸気の質の監視が連続的になされるだけではなく、必要な時には直ちに、蒸気の質の改善が図られることになり、蒸気の質の悪化を確実にかつ初期段階で抑えることができる。
【００１６】
この発明の請求項３記載の発明によれば、蒸気の質の監視が連続的になされるだけでなく、必要な場合には直ちに、蒸気の質の改善を図る対策が自動的になされることとなり、蒸気の質の悪化を、確実にかつ初期段階で抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態の一例を図面を参照しつつ説明する。
図１はこの発明の一実施の形態に係るボイラシステムを示している。
【００１８】
ボイラシステムAは、図１で示されるように、ボイラ装置１と、水処理装置２と、蒸気監視装置３から構成されている。
【００１９】
ボイラ装置１は、たとえば３缶の小型貫流ボイラからなるボイラ１０…と、蒸気圧力計１１aを備えた蒸気ヘッダ１１と、給水温度計１２ａを備えた給水タンク１２と、給水タンク１２から各ボイラ１０にボイラ給水Ｗ１を供給する、給水ポンプ１３ａ、給水流量計１３ｂ、配管１３ｃからなるボイラ給水設備１３と、各ボイラ１０から蒸気ヘッダ１１までの主蒸気配管１５と、ボイラ給水Ｗ１に薬液を注入する薬注装置１６と、ボイラ給水Ｗ１の水質（電気伝導率、ＴＯＣ、溶存酸素濃度）を測定する水質測定装置１７と、ボイラ１０毎に設けられた、制御弁１８ａ、配管１８ｂからなる濃縮ブロー装置１８と、給水タンク１２内のボイラ給水Ｗ１を加熱する、制御弁１９ａ、サイレンサ１９ｂ、配管１９ｃからなる給水加熱設備１９と、蒸気監視装置３にサンプリング蒸気Ｓ１を供給するサンプリング配管２０と、蒸気の負荷に応じてボイラ１０の燃焼台数を決定し、燃焼するボイラ１０を指示する、制御手段としての集中制御盤２１とを有している。
【００２０】
ここで、薬注装置１６は、清缶剤注入装置１６ａと、脱酸素剤注入装置１６ｂと、中和性アミン注入装置１６ｃとを有し、これらの装置１６ａ…の運転／停止や、これらの装置１６ａ…からの薬注量の増減が、制御手段である制御盤１６ｄによってコントロールされている。濃縮ブロー装置１８は、制御弁１８ａを開閉してボイラ缶水を間欠的にブローし、ボイラ缶水中の不純物を排出するものである。給水加熱設備１９は、給水タンク１２中に蒸気Ｓを吹き込んで、ボイラ給水Ｗ１の温度を上げるためのものである。
【００２１】
水処理装置２は、ボイラ装置１に補給水を供給したり、ボイラ給水Ｗ１の脱酸素処理を行うものであり、図１で示されるように、軟水装置２６と、純水装置２７と、脱酸素装置２８とから構成されている。軟水装置２６は、２台の軟水器２６ａ,２６ｂを切り換えつつ、原水を軟化処理した軟水Ｗ３を給水タンク１２に供給するものであり、硬度リーク検知器２６ｃ、制御弁２６ｄ、制御盤２６ｅを有している。制御盤２６ｅは、軟水器２６ａ,２６ｂの切り換え等の軟水装置２６全体のコントロールを行う制御手段である。純水装置２７は、原水を純水処理した純水Ｗ４を給水タンク１２に供給するものであり、制御弁２７ａを有している。脱酸素装置２８は、窒素ガスを用いて、給水タンク１２中のボイラ給水Ｗ１の溶存酸素を除去する窒素置換式の脱酸素装置である。
【００２２】
給水タンク１２には、軟水装置２６を用いて軟化した軟水Ｗ３と、純水装置２７を用いて生成した純水Ｗ４と、プロセスから戻ってくる回収復水Ｗ２とが供給される。これらの通水制御は、制御弁２６ｄ，２７ａを用いて、軟水装置２６の制御盤２６ｅが行う。回収復水Ｗ２は成り行きで戻ってくるので、給水タンク１２の水位が低くなると、軟水Ｗ３と純水Ｗ４が、蒸気監視装置３により与えられた混合比率で補給される。なお、蒸気監視装置３は、信号線２６ｇを用いて、給水タンク１２の水位制御や軟水装置２６の運転制御に関する情報を制御盤２６ｅに伝達する。
【００２３】
給水タンク１２内のボイラ給水Ｗ１は、温度の異なる、回収復水Ｗ２と、軟水Ｗ３と、純水Ｗ４とが集められたものであり、その温度は、成り行きで大きく変動する。そこで、このボイラ給水Ｗ１は、温度計１２ａにて、その温度が測定され、予め設定された温度になるように、蒸気ヘッダ１１の蒸気Ｓを用いて給水加温設備１９にて加温される。
【００２４】
それぞれの機器は、図１で示されるように、動作状態を出力する機構（制御手段）を有している。濃縮ブロー装置１８を含めた各ボイラ１０の動作状態と、薬注装置１６の動作状態と、水質測定装置１７の出力と、蒸気圧力計１１ａで計測した蒸気ヘッダ１１の圧力と、温度計１２ａで計測したボイラ給水Ｗ１の温度は、信号線２２にて集中制御盤２１に集められ、信号線２４にて蒸気管理装置３へ伝達される。また、給水タンク１２の水位制御の動作状態及び軟水装置２６の動作状態は、信号線２６ｆにて蒸気監視装置３へ伝達され、脱酸素装置２８の動作状態は、信号線２８ａにて蒸気監視装置３へ伝達される。
【００２５】
ボイラ１０は、例えば、換算蒸発量２．５ｔ／ｈの小型貫流ボイラであり、高燃焼（１００％燃焼）、低燃焼（５０％燃焼）、燃焼停止の段階的燃焼をおこなう３位置制御を持っている。集中制御盤２１は、蒸気ヘッダ１１に設けられた蒸気圧力計１１ａの値と、目標として設定された蒸気圧力の値の偏差に応じて、燃焼を行うボイラ１０と停止させるボイラ１０の台数を算出し、予め定められた燃焼の優先順に従い、各ボイラ１０それぞれに、信号線２３を用いて、燃焼の開始（バーナ着火）又は停止、あるいは高燃焼又は低燃焼の運転状態を指示する。また、集中制御盤２１は、信号線２３を用いて、薬注装置１６や濃縮ブロー装置１８をコントロールするとともに、給水タンク１２の温度をコントロールする。
【００２６】
つぎに、蒸気質制御に関する蒸気監視装置３の一実施の形態を説明する。
蒸気監視装置３は、ボイラ装置１から発生する蒸気Ｓの質をオンラインで計測し、蒸気Ｓの質が予め定めた基準から逸脱した場合に、改善するための対策を実施させるものである。蒸気監視装置３は、図２で示されるように、計測手段である蒸気質計測部３０と、蒸気質制御部４０と、表示手段であるディスプレイ５１と、警報手段である警報器５２とから構成されている。なお、ディスプレイ５１と警報器５２とは、蒸気質制御部４０の近傍だけではなく、常時作業者のいる場所に設置してもよく、この場合、蒸気質制御部４０から通信回線を介して情報が送られる。
【００２７】
蒸気質計測部３０は、冷却水を用いた熱交換器３１により、サンプリング蒸気Ｓ１を冷却して連続的に凝縮水Ｇを作り、この凝縮水Ｇの水質を、計測器３２により連続的に計測するものである。計測器３２の計測項目には、これらは蒸気Ｓの基準により異なるが、ｐＨ、電気伝導度（ｍＳ/m）、溶存酸素濃度（ｍｇ／Ｌ）、ＴＯＣ（ｍｇ／Ｌ）等がある。
【００２８】
蒸気質制御部４０は、ＣＰＵ(中央演算処理ユニット)や各種のメモリーを有し、データをプログラムに従って演算処理するコンピュータからなるものである。蒸気質制御部４０は、ボイラ装置１や水処理装置２からの運転情報を記憶させた運転情報記憶手段４１と、凝縮水Ｇの水質基準ならびに基準を逸脱した場合の、原因と対策等を記憶させた原因対策記憶手段４２を有している。
【００２９】
運転情報記憶手段４１には、ボイラ装置１側の制御部（集中制御盤２１）及び水処理装置２側の制御部（軟水装置２６の制御盤２６ｅ、及び脱酸素装置２８の制御部）から刻々と送られる運転情報信号Ｍに基づいて、ボイラ装置１と水処理装置２の最新の運転情報が記憶されている。
【００３０】
原因対策記憶手段４２は、図３で示されるように、凝縮水Ｇの水質値が基準を逸脱している場合に、生じている現象と、装置の運転状況に対応させて、この現象を生じさせる原因と、この原因をなくす対策とを記憶している。なお、図３で示されるものは、多数の小型貫流ボイラの運転実績から得られた代表的なものであり、すべてを網羅したものではない。また、原因対策記憶手段４２に記憶された対策は、緊急の処置方法であり、根本的な対策ではないものもあるので、最終的な対策については、それぞれ充分に検討する必要がある。
【００３１】
原因対策記憶手段４２は、凝縮水ＧのｐＨ値が基準より高いか、又は、凝縮水Ｇの電気伝導率値が基準より高い場合には、蒸気Ｓへの「缶水混入」の現象が生じていることを記憶するとともに、６つの装置の運転状況に対応させて、原因と対策（緊急処置方法）とを記憶している。
【００３２】
第１原因Ａ１は、省エネルギー運転を優先した場合等に生じる「蒸気負荷変動と台数制御パラメータのミスマッチ」であり、蒸気負荷に対してボイラ１０の運転缶数が少なく（高燃焼運転しているボイラが多く）、かつ、バーナの着火回数（ボイラ１０の運転回数）が設定値より多い場合である。これは、例えば、通常は、３缶のボイラ１０…のうち１缶しか運転（高燃焼運転）されていないが、蒸気負荷の上昇によって、２缶目や３缶目のボイラ１０が運転される（ボイラの運転当初は制御遅れによって蒸気圧力の変動が大きいため、２缶目だけでなく３缶目のボイラの運転も開始されやすい）ときに、ボイラ１０のバーナ着火時（運転当初）に蒸気Ｓにボイラ缶水が混入しやすいことに起因して、発生した蒸気Ｓ中にボイラ缶水が混入する場合である。この場合の緊急処置方法としては、低燃焼缶数増加へ台数制御設定の変更を行えばよい。
【００３３】
第２原因Ａ２は、「圧力低下によるキャリオーバ」であり、蒸気負荷が小さい故にボイラ１０の運転缶数割合が少なく、かつ、蒸気圧力が低下した場合である。例えば、通常は、３缶のボイラ１０…のうち１缶しか運転（高燃焼運転）されていないが、蒸気負荷の上昇によって、２缶目のボイラ１０が運転されるときに、２缶目のボイラ１０のバーナ着火までの間に蒸気圧力が低下する。このため、この場合には、蒸気圧力の低下によって、ボイラ１０の気水分離器に多量のボイラ缶水が同伴した蒸気Ｓが流入し、キャリオーバを生じさせる。この場合の緊急処置方法としては、全缶の予熱運転を開始させればよい。すなわち、停止ボイラ１０を予熱運転（送気している蒸気圧力より僅かに低い圧力まで缶内圧力を上昇させる）させ、ボイラ１０…全体の保有熱量を大きくして、一定時間（バーナを着火して、蒸気Ｓを発生させるまでの時間）、蒸気圧力の低下を防止すればよい。
【００３４】
第３原因Ａ３は、「軟水器の故障」であり、運転している一方の軟水器２６ａからの硬度リークが検知された場合である。この場合には、硬度リーク（軟水器の故障）によって、原水中の硬度成分がボイラ缶水中に導入され、ボイラ缶水の粘度の上昇等が生じるので、気水分離器に多量のボイラ缶水が同伴した蒸気Ｓが流入することとなり、蒸気Ｓ中にボイラ缶水が混入する。この場合の緊急処置方法としては、他方の軟水器２６ｂが再生中でない場合、この軟水器２６ｂへの切り換えを行えばよい。
【００３５】
第４原因Ａ４は、「過濃縮によるキャリオーバ」であり、ボイラ給水Ｗ１の電気伝導度が設定値より高い場合である。通常のブロー処理では対処できなくなるほど、ボイラ給水Ｗ１の電気伝導度が高くなると、ボイラ缶水の不純物濃度が上昇し（不純物が過濃縮され）、ボイラ缶水の粘度が上昇する。このため、この場合には、ボイラ缶水の粘度上昇によって、気水分離器に多量の缶水が同伴した蒸気Ｓが流入し、キャリオーバを生じさせる。この場合の緊急処置方法としては、ボイラ缶水の緊急ブローを行い、かつ、給水タンク１２への補給水を純水Ｗ４に切り換えて、ボイラ給水Ｗ１中の不純物濃度を下げればよい。
【００３６】
第５原因Ａ５は、「入熱過大によるキャリオーバ」であり、ボイラ給水Ｗ１の温度が設計値より高く、かつ、高燃焼運転されているボイラ１０の割合が多い場合である。すなわち、回収復水Ｗ２の増加や温度上昇等により、ボイラ給水Ｗ１の温度が設定値より高くなった状態で、ボイラ１０が高燃焼運転されると、定格蒸発量を超えた（気水分離器の能力を超えた）量の蒸気が発生する。このため、この場合には、気水分離器での蒸気Ｓの分離が充分になされず、キャリオーバを生じさせる。この場合の緊急処置方法としては、給水タンク１２に補給水を注入し、給水タンク１２内のボイラ給水Ｗ１を設定温度以下に冷却してやればよい。なお、この場合、前提として、給水タンク１２のオーバーフロー対策等が必要になる。
【００３７】
第６原因Ａ６は、「その他の原因による缶水混入」であり、第１から第５原因Ａ１…以外の原因による場合である。缶水伝導度センサーや水位制御装置の異常、ボイラ給水Ｗ１中への有機物の混入など、想定されない状況によって、ボイラ缶水中の不純物濃度が上昇し、蒸気Ｓ中に缶水混入が生じる場合があるからである。この場合の緊急処置方法としては、ボイラ缶水の緊急ブローを行なえばよい。
【００３８】
また、原因対策記憶手段４２は、凝縮水ＧのｐＨ値が基準より低い場合には、「炭酸による酸性化」や「給水不純物による酸性化」の現象が生じていることを記憶するとともに、これらの原因及び対策（緊急処置方法）として、以下の３つを記憶している。
【００３９】
第１原因Ｂ１は、「Ｍアルカリ分解による二酸化炭素による酸性化」であり、ボイラ給水Ｗ１の電気伝導率が設定値より高い場合に生じる。軟化処理されたボイラ給水Ｗ１中のアニオン成分は大部分がＣＯ32-であり、これがボイラ１０中で二酸化炭素（ＣＯ2）となる。このため、この場合には、原水硬度の変動や回収復水Ｗ４の回収量の減少といった不測の事態により、ボイラ給水Ｗ１の電気伝導率が高くなった場合には、ボイラ１０中で、多量の二酸化炭素が蒸気中に移動し、これが凝縮水Ｇ中で炭酸（Ｈ2ＣＯ3）となって酸性を示す。この場合の緊急処置方法としては、ボイラ給水Ｗ１中の硬度成分を減少させるために、給水タンク１２への補給水を純水Ｗ４に切り換えるか、又は、薬注装置１６を用いてボイラ給水Ｗ１中に中和性アミンを注入し、これによって凝縮水Ｇを中和させればよい。
【００４０】
第２原因Ｂ２は、「給水中の有機物の熱分解生成物による酸性化」であり、ボイラ給水Ｗ１のＴＯＣ（全溶解炭素）値が設定値より高い場合に生じる。何らかの理由によりボイラ給水Ｗ１中のＴＯＣ値（有機物濃度）が上昇すると、この有機物が、ボイラ缶内で有機酸に変えられ、これが蒸気Ｓ側に移動して、凝縮水Ｇを酸性にするからである。ここで、ボイラ薬品もボイラ缶内で有機酸等の形をとる酸性物質に変えられ、これが蒸気Ｓ中に移動して凝縮水Ｇを酸性にする。したがって、この場合の緊急処置方法としては、とりあえず、ボイラ給水Ｗ１への薬品注入を停止すればよい。なお、ボイラ給水Ｗ１への薬品注入は必要であるので、直ちに、ＴＯＣ値の上昇原因を調べ、根本的な対策を取る必要がある。
【００４１】
第３原因Ｂ３は、「ＴＯＣ以外の給水不純物による酸性化」であり、ＴＯＣ以外の給水不純物によって、凝縮水Ｇの酸性化が生じている場合である。例えば、ボイラ給水Ｗ１中にイオン性の酸性物質が混入することにより、凝縮水Ｇが酸性を示す場合がある。この場合、緊急処置方法として、薬注装置１６を用いてボイラ給水Ｗ１中に中和性アミンを注入し、凝縮水ＧのｐＨを上昇させる。
【００４２】
さらに、原因対策記憶手段４２は、凝縮水ＧのＤＯ（溶存酸素）濃度が基準より高い場合には、「脱酸素不良」の現象を記憶し、その原因及び対策（緊急処置方法）として、以下の２つを記憶している。
【００４３】
第１原因Ｃ１は、「給水中の溶存酸素濃度上昇による脱酸素能力低下」であり、ボイラ給水Ｗ１の温度が設定値より低い場合である。脱酸素装置２８では、ボイラ給水Ｗ１の温度が設定値より低く、ボイラ給水Ｗ１中の溶存酸素濃度が高い場合には、脱酸素が充分にできないからである。この場合の緊急処置方法としては、ボイラ装置１の蒸気発生量に余裕がある場合には、給水加熱設備１９を使用して、給水タンク１２中のボイラ給水Ｗ１の温度を設定値以上に上げてやればよい。第２原因Ｃ２は、「脱酸素装置の停止」であり、脱酸素装置２８が誤操作や故障によって停止している場合である。この場合の緊急処置方法としては、ボイラ給水Ｗ１中に薬注装置１６から脱酸素剤を注入して、ボイラ給水Ｗ１中の溶存酸素を減少させればよい。
【００４４】
また、蒸気質制御部４０は、図２で示されるように、ＣＰＵの演算処理機能の一部をなす、判定手段４３と、対策提示手段４４と、情報伝達手段４５とを有している。
【００４５】
判定手段４３は、蒸気質計測部３０の計測器３２から伝えられる、凝縮水Ｇの水質値が、基準を充たしているか否かを、予め記憶した基準（例えば、６．０≧ｐＨ≧４．０、５．０（ｍＳ／ｍ）≧電気伝導度、０．５（ｍｇ／Ｌ）≧溶存酸素濃度）に従って判断する機能を有している。判定手段４３は、凝縮水Ｇの水質値の内一つでも、基準を逸脱しているものがあれば、その旨を、対策提示手段４４に伝達する。
【００４６】
対策提示手段４４は、凝縮水Ｇの水質が基準を逸脱しておれば、原因対策記憶手段４２を参照して、それがどのような現象に基づいているかを特定する機能を有している。また、対策提示手段４４は、運転情報記憶手段４１に記憶された、ボイラ装置１や水処理装置２の運転状態と、原因対策記憶手段４２に記憶された前記の現象に対する機器の運転状況とを比較して、その原因を特定する機能を有している。さらに、対策提示手段４４は、原因対策記憶手段４２を参照して、原因に対する対策を特定する機能を有している。そして、原因対策記憶手段４２は、凝縮水Ｇの水質値、生じている現象、原因、及び対策を、情報伝達手段４５に伝達する。
【００４７】
情報伝達手段４５は、対策提示手段４４からの情報をディスプレイ５１に表示させるとともに、対策提示手段４４から伝えられる対策を、対策指令信号Ｎとして、集中制御盤２１や軟水装置２６の制御盤２６ｅに伝達する機能を有している。また、情報伝達手段４５は、凝縮水Ｇの水質が基準を逸脱している場合に、警報信号を警報器５２に伝達し、警報を発報させる機能を有している。なお、凝縮水Ｇの水質が基準を満たしている場合には、判定手段４３から対策提示手段４４にその旨が伝えられ、情報伝達手段４６を介して、凝縮水Ｇの水質値のみがディスプレイ５１に表示される。
【００４８】
例えば、蒸気質制御部４０の判定手段４３が、蒸気質計測部３０の計測器３２で計測された凝縮水Ｇの水質のうち、電気電導度値とｐＨ値とが基準値を超えていると判定した場合には、判定手段４３は、その旨を、対策提示手段４４に伝達する。このことにより、対策提示手段４４は、原因対策記憶手段４１を参照して、凝縮水Ｇの水質異常が、ボイラ缶水の蒸気Ｓへの混入現象、すなわち、「缶水混入」と判断する。また、対策提示手段４４は、原因を推定するため、運転情報記憶手段４１を参照して、異常が発生した前後のボイラ装置１や水処理装置２の運転状況を入手する。そして、対策提示手段４４は、この運転状況を基に、原因対策記憶手段４１を参照して、ボイラ缶水の蒸気Ｓへの混入現象がいかなる原因によるものかを特定するとともに、この原因を除去する対策を決定する。
【００４９】
すなわち、単位時間当りのバーナの着火回数が基準の回数を越えており、かつ、負荷に対して運転しているボイラ１０の数が少ないことが、運転情報記憶手段４１を参照することで判明した場合は、原因は、「蒸気負荷変動と台数制御パラメータのミスマッチ」による「缶水混入」と判断され、「低燃焼缶数増加へ台数制御設定変更」という対策が決定される。そして、この対策が、情報伝達手段４５を介して、ボイラ装置１の集中制御盤２１に伝えられ、この集中制御盤２１により、この対策に基づくボイラ装置１の運転変更が直ちに実施される。また、ディスプレイ５１に、凝縮水Ｇの水質値、生じている現象、原因、及び対策が表示され、警報器５２が、凝縮水Ｇの水質値が異常である旨の警報を発する。このため、作業者は、ボイラシステムＡに生じている状態を直ちに把握できるとともに、その後のディスプレイ５１の観察によって、凝縮水Ｇの異常に基づく現象（缶水混入現象）が解消されていくのを容易に認識できる。
【００５０】
なお、対策によっては、効果が現れるまでの時間は異なる。対策の解除については、作業者が状況を判断して適時行ってもよいし、予め定めた経過時間後に、自動的に行ってもよい。
【００５１】
図４は、１０缶の小型貫流ボイラを有するボイラシステムで計測された、蒸気の凝縮水の電気伝導度とｐＨと溶存酸素濃度とに関する、ある時刻における運転データを示している。また、図５はこのボイラシステムにおけるボイラ給水Ｗ１とボイラ缶水の水質を示している。
【００５２】
図４で示されるように、１５時１３分１０秒に、蒸気の凝縮水につき、電気伝導度値とｐＨ値とが基準（電気伝導度：５ｍＳ／ｍ以下、ｐＨ：６以下）を逸脱しているので、蒸気に「缶水混入」があると判断される。また、これまで３台のボイラが高燃焼で運転されていたが、１２分４０秒から、新たに５台のボイラの着火が確認されたことから、負荷変動に追従できずに、多くのボイラに着火が発生したと考えられる。このような運転状態での、電気伝導度値及びｐＨ値の上昇は、「缶水混入」の第１原因Ａ１、すなわち、「蒸気負荷変動と台数制御パラメータのミスマッチ」に該当するので、緊急対策として、「低燃焼缶数増加へ台数制御設定変更」の指示を、集中制御盤２１に行った。このことにより、５台のボイラが順次着火、送気を行ない、一時的には電気伝導度値とｐＨ値とが上昇したが、不要なボイラの運転が停止され、低燃焼ボイラ４台と高燃焼ボイラ２台が燃焼を継続して、約１分経過後の１５時１４分５秒に、電気伝導度値とｐＨ値は基準内に戻った。対策を取らなければ、電気伝導度の高い状態が維持されてしまうが、対策の結果、短時間でこのような状態から回復したことが確認された。
【００５３】
以上のように、この蒸気監視装置３では、ボイラ装置１からの蒸気Ｓの質を、蒸気質計測部３０により連続的に計測するとともに、この計測結果に基づいて、蒸気質制御部４０により、蒸気Ｓの質の悪化を生じさせる現象と、原因と、対策とを調査し、これらをディスプレイ５１に表示させているので、作業者は、刻一刻と移り変わるボイラ装置１や水処理装置２の運転状況に対応して、蒸気Ｓの質が基準を満たさず悪化すれば、直ちに蒸気Ｓの質を改善させるような対策をとることができるとともに、対策を取った場合には、蒸気Ｓの質が向上していくのを容易に確認することができる。この場合、蒸気監視装置３は、蒸気Ｓの質が悪化した場合の対策を、ボイラ装置１や水処理装置２に伝えているので、ボイラ装置１や水処理装置２側においても、蒸気Ｓの質の改善を図る対策を容易に実行することができる。
【００５４】
また、このボイラシステムＡでは、蒸気Ｓの質が悪化した場合に、蒸気監視装置３から伝えられる対策に基づいて、ボイラ制御盤２１や軟水装置２６の制御盤２６ｅを介して、ボイラ装置１や水処理装置２に蒸気Ｓの質の改善を図る対策を実行させているので、蒸気Ｓの質の悪化の更なる進行が、自動的かつ直ちに停止され、作業者が常時監視していなくても、蒸気Ｓの質の向上を図ることができる。
【００５５】
ここで、蒸気監視装置３の蒸気質計測部３０は、「缶水混入」、「炭酸による酸性化」、「給水有機物による酸性化」、「脱酸素不良」といった、蒸気Ｓの質を悪化させている４つの現象うち、少なくとも１つの現象が捉えられるように、凝縮水Ｇの水質を計測するものであってもよい。この場合、蒸気監視装置３の蒸気質制御部４０やボイラ装置１や水処理装置２は、この現象に対処できるような機能を備えておればよい。また、蒸気監視装置３の蒸気質制御部４０やボイラ装置１や水処理装置２は、各現象に対して複数設けられた原因及び対策のうち、少なくとも１つの原因及び対策に対処できるものであればよい。
【００５６】
なお、このボイラシステムＡでは、水処理装置２に、軟水装置２６と純水装置２７とを備えたが、両者とも備える必要はなく、一方だけあればよい。また、水処理装置２の脱酸素装置２８は、なくてもよい。これらの場合、原因対策記憶手段４２中に記憶される原因や対策も異なってくる。また、軟水装置２６に制御盤２６ｅを設けたが、これを設けず、信号のやりとりを、軟水装置２６の各機器の制御手段と蒸気監視装置３とで行うようにしてもよい。この場合、制御弁２６ｄ，２７ａの開閉は、蒸気監視装置３からの信号を、制御弁２６ｄ，２７ａの制御手段に伝達することによって直接行われることとなる。さらに、給水加熱設備１９の制御弁１９ａの開閉も、同様に、集中制御盤２１からでなく、蒸気監視装置３から直接行うようにしてもよい。この場合、温度計１２ａからの温度信号は、蒸気監視装置３に伝達される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の一実施の形態に係るボイラシステムの流れ図である。
【図２】蒸気監視装置を説明するためのブロック図である。
【図３】蒸気の質が悪化した場合に、生じている現象と、装置の運転状況に対応させて、この現象を生じさせる原因と、この原因をなくす対策とをブロック状にして示す説明図である。
【図４】特定のボイラシステムで記録された、蒸気の質に関する具体的な運転データを示す図である。
【図５】図４のボイラシステムにおける、ボイラ給水やボイラ水の水質を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ボイラ装置
２  水処理装置
３  蒸気質監視装置
１０  ボイラ（小型貫流ボイラ）
２１  集中制御盤（制御手段）
２６ａ  制御盤（制御手段）
３０  蒸気質計測部（計測手段）
４１  運転情報記憶手段
４２  原因対策記憶手段
４３  判定手段
４４  対策提示手段
４６  情報伝達手段
Ａ  ボイラシステム
Ｇ  凝縮水
Ｓ  蒸気
Ｎ  対策指令信号
Ｗ１  ボイラ給水
Ｗ３  軟水（処理水）
Ｗ４  純水（処理水）
【図１】
0005211742.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005211742.tif 000004
【図４】
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【図５】
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