(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低水位検出用電極および高水位検出用電極からの信号を基にして、高水位検出時は給水ポンプをオフする一方、低水位検出時は給水ポンプをオンさせることにより、缶水量をボイラ運転可能範囲に保つことができるようにしている給水ポンプのオン・オフ制御運転において、
上記電極からの信号を受けて給水指令するオン・オフ制御中に、低水位検出用電極オフ・高水位検出用電極オンの論理矛盾を検出できるようにしておき、この論理矛盾が検出されると直ちにバーナをオフし、予め決められた一定時間以上論理矛盾が継続するかどうかを見張り、当該一定時間内に解消すれば当該論理矛盾は缶水濃縮によって生じたものであるとみなすようにしたことを特徴とするボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法。
【請求項２】
前記缶水濃縮とみなされたときは、缶水濃縮発生による異常のあったことを報知するようにしたことを特徴とする請求項１に記載されたボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法。
【請求項３】
前記缶水濃縮が何度発生するかを積算するようにしておき、当該積算数が予め定められた回数より少ないときはその都度ボイラの運転を再開させ、積算数が予め定められた回数以上となったときは、缶水濃縮に関連した原因による重故障としてボイラを停止させるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法。
【請求項４】
予め設定された長さの操業時間帯を規定しておき、その操業時間帯が終了した時点での積算数が予め定められた回数より少ないときは、その積算数を０に戻したうえで次の操業時間帯でも運転を持続させるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載されたボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法
【請求項５】
低水位検出用電極および高水位検出用電極からの信号を基にして、高水位検出時は給水ポンプをオフする一方、低水位検出時は給水ポンプをオンさせることにより、缶水量をボイラ運転可能範囲に保つことができるようにしている給水ポンプのオン・オフ制御装置において、
上記電極からの信号を受けて給水指令するオン・オフ制御中に、低水位検出用電極オフ・高水位検出用電極オンの論理矛盾を検出できるようにした論理矛盾検出手段と、
前記論理矛盾検出手段で論理矛盾が検出されるとバーナをオフ指令するバーナ停止指令部と、当該論理矛盾が予め決められた一定時間以上継続するかどうかを監視する論理矛盾継続発生判定部と、該論理矛盾継続発生判定部から前記一定時間内に論理矛盾が解消したとの信号を受けると、その解消回数が何度目であるかを積算する論理矛盾解消回数積算部と、該論理矛盾解消回数積算部で得られた積算数を予め定められた回数と比較し、ボイラの以後の運転再開の可否を判定する運転再開可否判定部とを備える缶水濃縮検出制御手段と、
が設けられていることを特徴とするボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出制御装置。
【請求項６】
前記缶水濃縮検出制御手段には、前記運転再開可否判定部からボイラの以後の運転再開が可能であるとの信号が出力されると、缶水濃縮解消処理を行えばボイラの運転を再開させてよいとの報知を発するように指令する缶水濃縮報知指令部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載されたボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出制御装置。
【請求項７】
前記缶水濃縮検出制御手段には、前記運転再開可否判定部からボイラの以後の運転再開が不可能であるとの信号が出力されると、缶水濃縮に関連した原因による重故障によりボイラを停止させねばならないとの警告を発するように指令する缶水濃縮警報指令部が設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載されたボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出制御装置。
【請求項８】
前記缶水濃縮検出制御手段には、前記論理矛盾継続発生判定部から前記一定時間以上論理矛盾が継続したとの信号を受けると、缶水濃縮に関連しない原因による重故障によりボイラを停止させねばならないとの警告を発するように指令する非缶水濃縮警報指令部が設けられていることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか一項に記載されたボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法および検出制御装置に係り、詳しくは、給水ポンプのオン・オフ制御を利用してボイラ水濃縮の有無を検出すると共に、その後のボイラの運転可否を判定できるようにした制御法やそのための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多管式の貫流ボイラは、図４に示すように、ボイラ本体１０に上部管寄１０Ｕと下部管寄１０Ｌおよびそれらの間に接続された多数の水管群１０Ｔを備える。この種のボイラでは燃焼室を取り囲むように垂直な水管が多重に配置されたり、図示しないが供給された排ガスと熱交換する水管が密集して配置されたりする。いずれにしても、起動時の水管の焼損を防止しておくために起動前は満水状態とされる。
【０００３】
満水後正規の運転に入ると、水管内で発生した気水混濁物は上部管寄１０Ｕから気水分離器１に導入され、飽和水が分離された後の蒸気１Ｓが蒸気配管６を経て取り出される。気水分離器１は小型の多管式貫流ボイラではしばしば設けられるが、それはボイラ本体１０よりも高い位置に取り付けられる。そして、気水分離器内に溜まった飽和水１ｗは、給水配管７を介してボイラ本体へ自然循環されるようになっている。
【０００４】
ボイラが運転されると当然のことながら本体内の缶水が減少し、ひいては気水分離器１の水面も低下する。従って、缶水を補給するために水位の低下を検知する水位検出器が設けられる。図示の例では水位検出器２が気水分離器１に付設されているが、ボイラへの給水は給水ポンプ３を駆動し気水分離器１を介して導入したり、ボイラ本体１０の下部管寄１０Ｌに直接供給されたりする。いずれにしても、給水ポンプ３は次に述べるようにオン・オフ制御によって発停される。
【０００５】
水位検出器２には設定上限水位を検出する高水位検出用電極２Ｈと設定下限水位を検出する低水位検出用電極２Ｌとが設けられており、各電極の検出信号が水位制御装置４に入力される。そして、その出力信号を受けて、給水ポンプ３が駆動されまたは停止される。
【０００６】
例えば、給水指令があった場合には設定上限水位に到達するまで給水され、高水位検出用電極２Ｈが上限位置に到達した検水信号を出力すると給水は停止される。水位が下がり低水位検出用電極２Ｌが下限位置に缶水の無いことを検出した信号を出力すると、給水は再開される。
【０００７】
気水分離器１は下部管寄１０Ｌと連通されているので、缶水の水位は、水管や気水分離器１さらには水位検出器２等に異常がないかぎり、設定下限水位と設定上限水位との間の領域Ｗに保たれる。なお、符号２Ｓは運転限界水位を検出するための下限水位検出用電極であり、これから検水信号が出力されなければバーナ５は停止され、空焚きが防止される。８は水位目視装置である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、缶水が蒸発して給水が蒸気として出て行くと、缶水中の不純物濃度が高まる。このように缶水濃縮が進むと、不純物によって水管内にスケールが付着したり、場合によってはアルカリ腐食を起こす。これを回避するために缶水濃度が管理され、濃度を適切に維持するため缶水の部分排出操作（ブロー）が実施される。これは例えば５％の缶水を系外に捨てるなどして対処しているが、その濃度検出を必要としているボイラでは濃度センサが装備される。なお、検出された濃度によって、ブロー率が変えられることもしばしばある。
【０００９】
上記した水位制御装置は缶水の量を制御する機能を有しているが、缶水濃度の変化を検出する機能を備えるものでなく、従って上記した濃度センサといった付帯機器の装備が余儀なくされる。しかし、濃度センサは高価であり、またセンサ面の汚れ防止のためのメンテナンス作業も課せられる。
【００１０】
一方、給水中に含まれる不純物の量は季節により異なることが多く、その種類も時や場所によって一定しないのが通例である。従って濃度センサによる検出精度が常に高く維持されるとは限らない。たとえ濃度検出が精度よくできたとしても、排水系のストレーナで目詰まりが生じるなどしていると、ブローが所定どおりできない場合も起こり、缶水濃縮は不可避な問題となることがある。
【００１１】
缶水濃縮が進行した場合、甚だしくは水面が波動する。このような上下に激しく水位が動く現象は、当然のことながら水位検出器２においても生じる。これはフォーミングを起こすなどしているからであり、缶水量に大して変化がないにもかかわらず水位が上がる。このまま放置すると、乾き度の悪い蒸気が運び出される（キャリーオーバ現象）ことにもなる。
【００１２】
上記した水位制御装置４による給水制御は、高水位検出時に給水ポンプをオフする一方、低水位検出時はオンさせるという単純なものである。しかし、この制御装置にマイクロコンピュータを導入すると、フォーミング時には、低水位検出用電極２Ｌがオフを検出しているにもかかわらず、高水位検出用電極２Ｈがオンを検出するといった論理矛盾を惹き起こしてしまう。
【００１３】
これは、フォーミングによる泡柱によって水の一部が持ち上げられ、その水塊に接触した高水位検出用電極２Ｈがオンとなる一方、泡柱内に位置して水を検出できなかった低水位検出用電極２Ｌがオフを出力するからである。このようになると、水位制御装置４においては制御ソフト自体が働かなくなってしまう。
【００１４】
このような異常事態が発生すれば、ボイラをその都度停止して運転異常の原因を調査しなければならない。缶水濃縮に基づく異常が発生すれば、オペレータによりまたは自動的にブロー量（缶水排出量）を変更して、濃度を下げるなど缶水濃縮が生じにくくする手立てを講じることになる。
【００１５】
缶水濃縮以外の原因に基づく場合には、例えば低水位検出用電極の折損等によるものであるかどうか、水位検出器を調べなければならない。このような異常発生の都度ボイラを止めて原因の調査とその対策を採ることはユーザにとって極めて負担が大きい。また空調機や温水器といった蒸気を利用する側の機器の操業にも、大きな影響を及ぼす。
【００１６】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、缶水濃縮が進行してフォーミングが発生したことを給水ポンプのオン・オフ制御動作に関連づけて検知できるようにすること、これによって高価な濃度センサの装備を排して計測制御系の低廉化が図られること、給水ポンプのオン・オフ制御動作に異常が発生しても缶水濃縮に基因する場合その発生頻度によっては運転を短時間のうちに再開できるようにしてボイラの利便性を高めることを実現したボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法および検出制御装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、低水位検出用電極および高水位検出用電極からの信号を基にして、高水位検出時は給水ポンプをオフする一方、低水位検出時は給水ポンプをオンさせることにより、缶水量をボイラ運転可能範囲に保つことができるようにしている給水ポンプのオン・オフ制御運転に適用される。その特徴とするところは、検水電極からの信号を受けて給水指令するオン・オフ制御中に、低水位検出用電極オフ・高水位検出用電極オンの論理矛盾を検出できるようにしておき、この論理矛盾が検出されると直ちにバーナをオフし、予め決められた一定時間以上論理矛盾が継続するかどうかを見張り、当該一定時間内に解消すれば当該論理矛盾は缶水濃縮によって生じたものであるとみなすようにしたことである。
【００１８】
そして、缶水濃縮とみなされたときは、缶水濃縮発生による異常のあったことを報知するようにしておく。
【００１９】
缶水濃縮が何度発生するかを積算するようにしておき、その積算数が予め定められた回数より少ないときはその都度ボイラの運転を再開させ、積算数がその回数以上となったときは、缶水濃縮に関連した原因による重故障としてボイラを停止させるようにする。
【００２０】
予め設定された長さの操業時間帯を規定しておく。その操業時間帯が終了した時点での積算数が予め定められた回数より少ないときは、その積算数を０に戻したうえで次の操業時間帯でも運転を持続させるようにする。
【００２１】
検出制御装置の発明は、図１を参照して、検水電極からの信号を受けて給水指令するオン・オフ制御中に、低水位検出用電極オフ・高水位検出用電極オンの論理矛盾を検出できるようにした論理矛盾検出手段１１と、この論理矛盾検出手段で論理矛盾が検出されるとバーナ５をオフ指令するバーナ停止指令部１３と、論理矛盾が予め決められた一定時間ＴPD以上継続するかどうかを監視する論理矛盾継続発生判定部１５と、この論理矛盾継続発生判定部から一定時間ＴPD内に論理矛盾が解消したとの信号を受けると、その解消回数が何度目であるかを積算する論理矛盾解消回数積算部１６と、論理矛盾解消回数積算部で得られた積算数を予め定められた回数ＮPDと比較し、ボイラの以後の運転再開の可否を判定する運転再開可否判定部１７とを備える缶水濃縮検出制御手段１２と、が設けられていることである。
【００２２】
缶水濃縮検出制御手段１２には、運転再開可否判定部１７からボイラの以後の運転再開が可能であるとの信号が出力されると、缶水濃縮解消処理を行えばボイラの運転を再開させてよいとの報知を発するように指令する缶水濃縮報知指令部１８が設けられる。
【００２３】
缶水濃縮検出制御手段１２に、運転再開可否判定部１７からボイラの以後の運転再開が不可能であるとの信号が出力されると、缶水濃縮に関連した原因による重故障によりボイラを停止させねばならないとの警報を発するように指令する缶水濃縮警報指令部２０も設けておくとよい。
【００２４】
缶水濃縮検出制御手段１２には、論理矛盾継続発生判定部１５から一定時間ＴPD以上論理矛盾が継続したとの信号を受けると、缶水濃縮に関連しない原因による重故障によりボイラを停止させねばならないとの警報を発するように指令する非缶水濃縮警報指令部２２が設けられる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法および装置を、その例を示した図面に基づいて詳細に説明する。本発明が適用されるボイラ設備は、従来技術の項で説明した図４と実質的に異なるところがない。即ち、気水分離器１の水位を水位検出器２を介して検出し、検出された水位をもとに給水ポンプ３がオン・オフ制御される。
【００２６】
本発明は、その給水制御の際に、水位検出用電極の検出信号を利用して缶水濃縮の有無を検知すると共に、その後のボイラの運転再開の可否を判定できるようにしたものである。これによって、ボイラを是非停止しなければならない要因が発生するまでは可能なかぎり運転を維持させ、ユーザのトラブル対処の機会やその負担の軽減を図ると共に、ボイラ操業上の損失を可及的に抑制できるようにしたものである。
【００２７】
図１は、ボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出制御装置の全体構成ブロック図である。これは図４中に仮想線で示したように水位制御装置４に組み込まれたり接続されるものであり、論理矛盾検出手段１１と缶水濃縮検出制御手段１２とからなる。その各手段は、給水ポンプのオン・オフ制御中に動作するマイクロコンピュータで構成される。
【００２８】
論理矛盾検出手段１１は、給水のためのオン・オフ制御中に、低水位検出用電極オフ・高水位検出用電極オンの論理矛盾を検出するものである。低水位検出用電極２Ｌや高水位検出用電極２Ｈは言うまでもなく水位検出器２に取り付けられているが、それらが先端で水の存否を検出する際に、正常運転では起こり得ない現象即ち高部位に水が有るにもかかわらず低部位には水が無いという現象が発生したとき、論理矛盾検出手段１１が論理矛盾の発生したことを教える信号を出力する。これによって、缶水濃縮検出制御手段１２における個々の要素による幾つかの制御機能を発揮させることができるようにしている。
【００２９】
缶水濃縮検出制御手段１２は、後で詳しく述べるが、ボイラ運転再開の可否判定機能、論理矛盾発生の報知機能、重故障トリップ警報指令機能といったものを備える。これは、図１に示すようにバーナ停止指令部１３，ポンプ停止指令部１４，論理矛盾継続発生判定部１５，論理矛盾解消回数積算部１６，運転再開可否判定部１７，缶水濃縮報知指令部１８，缶水濃縮警報指令部２０および非缶水濃縮警報指令部２２を有した構成となっている。
【００３０】
個々に詳しく述べると、バーナ停止指令部１３は、論理矛盾検出手段１１で論理矛盾が検出されるとバーナ５を直ちにオフ指令するものである。即ち論理矛盾が発生するということは異常なことであり、ボイラの運転を直後に再開させるかどうかは別にしても一旦バーナを消火するようにしている。
【００３１】
論理矛盾継続発生判定部１５は、発生した論理矛盾が予め決められた一定時間ＴPD以上継続するかどうかを監視するものである。論理矛盾は、バーナを停止させると暫くして解消する場合があれば解消しない場合もある。缶水濃縮によるフォーミングは、バーナを停止すれば数秒のうちに収まる。そこで予め決めておいた長さの一定時間ＴPD内に論理矛盾が解消すれば論理矛盾は缶水濃縮に原因し、解消しなければ別の要因によると判定することができる。この判定を得るために矛盾継続検出判定部１５は例えば１０秒間、論理矛盾の消失の有無を見張るように作用する。
【００３２】
論理矛盾解消回数積算部１６は、論理矛盾継続発生判定部１５から一定時間ＴPD内に論理矛盾が解消したとの信号を受けると、その解消回数が何度目であるかを積算するものである。なお、論理矛盾の解消回数とはバーナ５を停止させることによって低水位検出用電極オフ・高水位検出用電極オンなる現象を解消させた回数を言うが、これに代えて解消直後のバーナ停止回数や後述するボイラ運転再開（バーナ再燃焼）回数を採用しても、実質的に何ら変わるものでない。
【００３３】
運転再開可否判定部１７は、論理矛盾解消回数積算部１６で得られた積算数を予め定められた回数ＮPDと比較し、ボイラの以後の運転再開の可否を判定するものである。即ち、積算数が予め定められた回数ＮPD（例えば５）より少ないときはその都度所定のブロー処理（必要に応じて排水量の変更、排水率の変更、水質改善用薬液添加等もなされる）をした後にバーナを再点火してボイラの運転を再開させ、積算数が５に達したときは、缶水濃縮に関連した重大な原因による故障としてボイラを停止させることができるようにしている。
【００３４】
なお、積算数は上記した回数ＮPDに到達するまで加算し続けるようにしてもよいが、本例においては予め設定された長さの操業時間帯というものを規定し、その操業時間帯内のみで積算することにしている。従って、現在の操業時間帯で積算数が５より少なければ引続きこの操業時間帯内での運転の再開を可能とし、５に到達すると、その時点でボイラを完全にトリップさせる。
【００３５】
また、現在の操業時間帯が終了した時点で積算数が５より少なければ、その運転を次の操業時間帯でも続けさせる。但し、次の操業時間帯に入った時点で積算数を０に戻すことにしている。上記の予め設定された長さとは例えば２４時間であり、操業時間帯とは例えば午前０時から午後１２時までといったように自由に選定することができる。
【００３６】
缶水濃縮を回避するためのブロー処理をしているにもかかわらず論理矛盾解消が２４時間経過しないうちに５回にも及ぶのは、実際は缶水濃縮の回避処理が機械的な理由などでできていない場合（例えば排水系のストレーナで目詰まりが生じてブローが所定どおり行われていない場合）や、給水自体の水質に問題があるような場合を挙げることができる。このように所定長さの操業時間帯内で積算数が５となるのは最早異常であり、上記したように重故障トリップさせようとするのである。
【００３７】
上記した缶水濃縮報知指令部１８は、運転再開可否判定部１７からボイラの以後の運転再開が可能であるとの信号が出力されると、即ち、積算数が予め定められた回数ＮPDより少なかったときには、ブローするなど缶水濃縮解消処理すればバーナ５を再点火させてよいとの報知を発するように指令するものである。これに基づいて報知動作をする報知装置１９として、報知ブザーや報知ランプが使用される。報知ブザーは缶水濃縮報知指令部１８からの指令を受けて例えば５分ほど発鳴し、報知ランプは点灯もしくは点滅される。なお、ランプは、積算数が０にリセットされたり重故障トリップが発生した時点で消灯されるようにしておけばよい。
【００３８】
ボイラの運転はどうしても停止しなければならないときはともかく、少々の難があっても停止させなくて済むなら、運転を持続させておこうとするのが上記の目的である。即ち、少しの能力低下や運転に断続が生じることはやむを得ないとしても、完全停止による蒸気使用機器側の機能停止を招かないようにしておくことは、ユーザの利便性を高めるからである。
【００３９】
缶水濃縮警報指令部２０は、運転再開可否判定部１７からボイラの以後の運転再開が不可能であるとの信号が出力されると、即ち、積算数が予め定められた回数ＮPD以上であったときには、缶水濃縮に関連した原因による重故障によりボイラを停止させねばならないとの警報を発するように指令するものである。この警報は４度の缶水濃縮報知の後に出されるので、その後の処理は先の報知時の場合とは異なる。
【００４０】
この缶水濃縮警報指令部２０の指令による警報は、第一警報装置２１例えば警報ブザーによったり警報灯の点灯によって行われる。この場合には積算数がＮPDを超えているので、オペレータがトリップボタンを押すなどしたとき、第一警報装置２１の動作が解除できるようにしておけばよい。
【００４１】
この警報が出た後の処理は、缶水濃縮の解消操作とはいっても既に例えば４回行っているブローの程度や薬液添加程度では事済まず、缶水自体の水質大幅改善のための薬液投入のみならず、ブロー用機器の点検、さらには制御ソフト自体の異常の有無の点検といったことまで迫られる。
【００４２】
非缶水濃縮警報指令部２２は、論理矛盾継続発生判定部１５から一定時間ＴPD以上論理矛盾が継続したとの信号を受けると、缶水濃縮に関連しない原因による重故障によりボイラを停止させねばならないとの警報を発するように指令するものである。この警報も、ブザーやランプなどの第二警報装置２３によって行われる。この場合、最も考えられる原因は電極異常であり、その汚損，折損，脱落といったことが挙げられる。
【００４３】
以上述べた要素をもってすれば、低水位検出用電極２Ｌおよび高水位検出用電極２Ｈからの信号を基にして、缶水量をボイラ運転可能範囲に保つことができるようにしている給水ポンプのオン・オフ制御を活用するかのようにして、濃度センサを使用することなく缶水濃縮の有無を検知したり、その程度を知ることができる。また、缶水濃縮に原因しない異常の発生を見出すこともできる。
【００４４】
次に、フローチャートを参照しながら、ボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法の制御シーケンスを述べる。なお、本例においては水位検出器２が気水分離器１に付設されているが（図４を参照）、水位検出器がボイラ本体１０に取り付けられる場合でも、その制御思想に実質的な相違が現れるものでない。
【００４５】
水位制御装置４は缶水の給水制御を支配するだけでなく、起動時の注水にも同様に機能する。図２のステップ１（以下、Ｓ１などと記す）ないしステップ３を経ると、操業時間帯の長さを規定する２４時間タイマが動き始める（Ｓ４）と共に、論理矛盾解消回数を積算するためのカウンタＮが０と置かれる（Ｓ５）。
【００４６】
下限水位検出用電極２Ｓのみならず、低水位検出用電極２Ｌおよび高水位検出用電極２Ｈもオンしていれば（Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）、ポンプ３は停止される（Ｓ９）。なお、バーナ５はステップ３で既に点火されており、缶水の加熱は既に始まっている。
【００４７】
水管内で蒸気が発生すると、従来技術の項で述べたようにして、順次蒸気が取り出されると共に、気水分離器１内に溜まった飽和水１ｗが給水配管７を介してボイラ本体へ循環される。缶水の蒸発によって水位が下がり、低水位検出用電極２Ｌおよび高水位検出用電極２Ｈが共に水の無いことを検出すると（Ｓ７，Ｓ１１）、ポンプ３を駆動して（Ｓ１２）、缶水が補給される。
【００４８】
給水によりステップ６，７を経てステップ８に至った時点で高水位検出用電極２Ｈがオンとなっていればポンプ３は再度停止される（Ｓ９）。このような正規の動作の間に下限水位検出用電極２Ｓがオフとなることがあると（Ｓ６）、原因はともかくとしてボイラの運転を続けると空焚きのおそれが出るので、バーナ５はオフされる（Ｓ１３）。
【００４９】
ところで、ステップ７において低水位検出用電極２Ｌがオフであるにもかかわらず、ステップ１１で高水位検出用電極２Ｈがオンを出力したとする。これは明らかに異常な現象であるが、缶水濃縮によって発達したフォーミングにより水面が波動しているような場合や低水位検出用電極２Ｌが故障している場合には、不思議なことでない。
【００５０】
このような異常事態が発生すると、先ず論理矛盾検出手段１１において論理矛盾の発生したことが検知される。そして、バーナ停止指令部１３が論理矛盾検出手段１１からの信号を受けて直ちにオフ指令を出し、図３に示すようにバーナ５を停止させる（Ｓ１４）。
【００５１】
この処置によって缶水はそれ以上に加熱されることはなく、フォーミングが原因であるなら時間の経過につれてそれを消失させ、論理矛盾を解消させることができる。なお、ポンプ３が回っているとキャリーオーバを起こしかねないので、ステップ１２をたどってきていた場合にはステップ１６でそれが検知され、ポンプ停止指令部１４からの信号を受けてポンプ３が停止される（Ｓ１７）。
【００５２】
論理矛盾の検知またはバーナ５の停止直後から、僅かな時間であるがボイラは静観状態におかれる。ステップ１５で１０秒タイマが動作を開始しているので、予め決められた一定時間ＴPDの１０秒が経過しないうちに論理矛盾が解消されるかどうかが論理矛盾継続発生判定部１５で見張られる。
【００５３】
高水位検出用電極２Ｈがオフとなって、論理矛盾が１０秒以内に解消したなら（Ｓ１８）、缶水濃縮が原因で異常が発生していたと判定される。この時点でカウンタのＮに１が加えられ、論理矛盾解消回数積算部１６において積算数Ｎが１とされる（Ｓ２１）。
【００５４】
１になったばかりのＮは予め定められた回数ＮPDの５より当然に小さく、ステップ２２において運転再開可否判定部１７は、以後ステップ２３をたどるように導く。そこで、缶水濃縮報知指令部１８は報知装置１９を動作させるので（Ｓ２３）、この報知があれば、オペレータはボイラをトリップさせる必要のないことを知ることができる。そこで、ブロー処理（缶水の部分排出）して缶水濃縮解消操作を行い、バーナ５を点火すれば（Ｓ２４）、ボイラの運転を再開させることができる。
【００５５】
ブローだけで十分でない場合には、薬液を添加するなどして水質の若干の改善も施される。その間はボイラの休止が余儀なくされるが、缶水の降温が大きく進むほど長時間でないのが一般的であり、バーナ５を再点火すると短時間のうちに正規の運転に戻すことができる。
【００５６】
再びステップ６に戻って、正規の制御が続行される。その後に同じ缶水濃縮が発生すると同様の対処がなされるが、その都度Ｎに１が加算される（Ｓ２１）。このようにしてＮが増加していくが、論理矛盾解消回数積算部１６で得られた積算数が予め定められた回数５より少ない間はこれが繰り返されるに過ぎない。
【００５７】
現在の設定時間帯の間に積算された数が５に到達していなければ、缶水濃縮が起こりやすい状況にあると言っても、ボイラトリップを余儀なくさせるほどではないので、２４時間経過した時点で（Ｓ２５またはＳ１０）、次の設定時間帯もボイラの運転が続けられる。このとき制御はステップ４に戻され、その後に積算数が０にリセットされる（Ｓ５）。
【００５８】
ところで、現在の操業時間帯においてステップ２２で積算数が５となったと判定されると、缶水濃縮警報指令部２０からの信号を受けて第一警報装置２１が作動する（Ｓ２６）。これはボイラの以後の運転再開が不可能であることを教えるもので、缶水濃縮に関連した原因であるといっても、先の４回の缶水濃縮解消操作では克服しがたい状況に陥っていることを意味する。そこで、重故障によりボイラを完全停止させるように警報が発せられるのである。
【００５９】
この時点ではブロー機器に不具合が発生していないか点検したり修理され、給水の水質改善も必要に応じて行われる。さらに、給水制御ソフトの誤動作の有無や故障についても調べられる。運転の復旧には時間を要する可能性が高く、蒸気使用機器側の稼働停止は避けようがない。勿論復旧すれば、ステップ１から再開される。
【００６０】
上記した論理矛盾継続発生判定部１５がステップ１９において１０秒以上論理矛盾の継続があったと信号を発すると、非缶水濃縮警報指令部２２が第二警報装置２３を動作させる（Ｓ２０）。これは、缶水濃縮に関連しない原因による重故障であり、ボイラを停止させねばならないと警告される。オペレータは検水電極の故障の有無や制御ソフトの異常の有無を点検する。
【００６１】
例えば満水状態にあるとき、低水位検出用電極２Ｌが汚損・折損・脱落などのトラブルを起こしていると、低水位検出用電極２Ｌオフ・高水位検出用電極２Ｈオンなる状態が起こり得る。これから分かるように、積算数が幾つになっていても第二警報装置２３が動作したときは、缶水濃縮とは別のトラブル要因の発生が教えられる。
【００６２】
検水電極は缶水の有無を検出するものであるが、その電極を濃度管理にも代用していることが分かる。即ち、水位検出する電極棒の検出信号を基にして、缶水濃縮警報を発令できるようにしている。缶水濃縮である場合には再度起こる可能性があるものの、ボイラの運転を完全に停止させるほどのものではないので、多少の断続が生じるにしても全体的に眺めれば運転は維持されることになり、蒸気使用機器側の機能停止を回避することができる。
【００６３】
水位制御装置による水位の制御は、起動のための注水のみならず、正規の運転即ちバーナによる燃焼によって缶水を蒸発させている運転下の給水も支配している。この給水のオン・オフ制御中にバーナの着火や消火もつきまとうが、ボイラの運転自体が続けられているかぎり、消火中であっても水位制御装置による制御は続けられる。
【００６４】
しかし、検水電極の異常な動作をもとにして、缶水濃縮の有無やその可能性の高いことまで検知できるようにしたものは今までにない。その制御においては缶水濃縮の発生頻度も拾い上げることができるようにしており、ボイラの運転継続の可否も判定可能としている。このような制御法は水位制御装置に本シーケンスを追加するだけで達成されるので、既存のボイラへも容易に適用できる利点がある。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、給水指令するオン・オフ制御中に低水位検出用電極オフ・高水位検出用電極オンの論理矛盾が生じた場合、缶水濃縮の発生またはその可能性の高いことを教えることができる。従って検水電極を濃度管理にも代用でき、高価な濃度センサを必要としない低廉なボイラの提供が実現される。
【００６６】
論理矛盾が検出されるとそれが継続するかどうかを見張るようにしたので、一定時間内に論理矛盾が解消された場合には缶水濃縮であったと報知することができる。一方、一定時間内に論理矛盾が解消されなかった場合には、缶水濃縮以外の原因が存在し、重故障トリップさせねばならない警報を発するようにしておくことができる。
【００６７】
缶水濃縮の発生頻度を積算するようにしておけば、積算数が少ないときはボイラの運転を再開させることができ、多いときは缶水濃縮に関連した重大な原因に基づく故障であると教えることができる。前者の場合、その都度ブロー処理してボイラを短時間のうちに再起動すれば、蒸気送給停止時間を可及的に短く抑えて蒸気使用機器側の稼働を目立って低下させるようなことはなくなる。
【００６８】
或る長さの操業時間帯なるものを予め設定しておき、その操業時間帯が終了した時点での積算数が少ないときは、その後も缶水濃縮を引き起こすことが考えられるが直ちに重故障トリップさせる事態にはならないと判断でき、次の操業時間帯も運転を持続させることができる。
【００６９】
この場合、次の操業時間帯に入った時点で積算数を０にリセットするようにしておけば、徐々に水質改善がなされているにもかかわらず起こったその後の一・二度の缶水濃縮で、ボイラをトリップさせてしまうようなことは避けられる。これによっても、ボイラの利便性が高められる。
【００７０】
装置の発明においては、論理矛盾検出手段や、バーナ停止指令部、論理矛盾継続発生判定部、論理矛盾解消回数積算部、運転再開可否判定部を備えた缶水濃縮検出制御手段を備えるので、給水オン・オフ制御中に、低水位検出用電極オフ・高水位検出用電極オンの論理矛盾を検出することができる。これによって、缶水濃縮の発生の有無、ボイラの運転再開の可否、缶水濃縮以外のトラブル発生の有無を予見することができる。
【００７１】
缶水濃縮報知指令部が設けられていれば、缶水濃縮発生による異常のあったことを報知できる。この場合は軽故障であることをオペレータに教えることができる。缶水濃縮警報指令部によれば、缶水濃縮に関連する重大な原因に基づく異常が発生したと警報を発することができる。その警報によって缶水濃縮解消の抜本的な手立てを施さなければならないことが分かる。
【００７２】
非缶水濃縮警報指令部が設けられていると、缶水濃縮に関連しない原因に基づく異常が発生したと警報を発し、制御ソフトの異常か電極棒の汚損・折損・脱落などに原因する異常が発生していると教えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法を実施するための検出制御装置全体の構成ブロック図。
【図２】  ボイラ給水制御系を利用した缶水濃縮検出方法を説明するフローチャート。
【図３】  図２に続く制御のフローチャート。
【図４】  給水制御されているボイラの系統図。
【符号の説明】
１…気水分離器、２…水位検出器、２Ｌ…低水位検出用電極、２Ｈ…高水位検出用電極、３…給水ポンプ、４…水位制御装置、５…バーナ、１０…ボイラ本体、１１…論理矛盾検出手段、１２…缶水濃縮検出制御手段、１３…バーナ停止指令部、１５…論理矛盾継続発生判定部、１６…論理矛盾解消回数積算部、１７…運転再開可否判定部、１８…缶水濃縮報知指令部、１９…報知装置、２０…缶水濃縮警報指令部、２１…第一警報装置、２２…非缶水濃縮警報指令部、２３…第二警報装置、ＴPD…予め決められた一定時間、ＮPD…予め定められた回数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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