(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の水管４により構成された缶体１に圧力センサ１１を設けるとともに、前記水管４の所定箇所に温度センサ１７を設け、この温度センサ１７と前記圧力センサ１１を制御器１２に接続し、前記圧力センサ１１の信号に基づいてバーナ６の燃焼を制御して前記バーナ６の燃焼により前記水管４内の水を沸騰させる構成のボイラにおいて、前記水管４内のスケ−ル付着を判定するとき、前記缶体１の内部に残留圧力があるときの再起動運転時には、前記バーナ６の燃焼開始後、定常沸騰状態になるまでの間は前記水管４内のスケール付着を判定せず、所定の時間経過してから前記水管４内のスケ−ル付着判定を行なうことを特徴とするボイラにおける水管のスケ−ル付着判定方法。
【請求項２】
多数の水管４により構成された缶体１に圧力センサ１１を設けるとともに、前記水管４の所定箇所に温度センサ１７を設け、さらに前記水管４の内部に缶水温度センサ１８を配置し、前記温度センサ１７,前記圧力センサ１１および前記缶水温度センサ１８を制御器１２に接続した構成のボイラにおいて、前記水管４内のスケ−ル付着を判定するとき、前記缶体１の内部に残留圧力があるときの再起動運転時には、バーナ６の燃焼開始後、前記缶水温度センサ１８が所定の缶水飽和温度に到達してから前記水管４内のスケ−ル付着判定を行なうことを特徴とするボイラにおける水管のスケ−ル付着判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボイラの水管内に付着するスケ−ルの付着判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラの水管へ付着するスケ−ルは、缶体の寿命やボイラ効率の低下に大きく影響するため、水管の所定箇所に温度センサを設け、この温度センサの検出温度から水管内部に付着したスケ−ル厚みを判定し、必要に応じてスケ−ルを除去している。しかしながら、ボイラを冷態状態から起動させるときは、水管温度が定常沸騰時の温度へ向かってなだらかに上昇するので正確に判定することができるが、ボイラ内部に残留圧力があるときの再起動運転時には、定常沸騰状態になるまでの間は、熱伝達率が定常沸騰時と異なるため、前記水管の温度は、一時的に上昇するときがあり誤判定することがある。この温度の一時的上昇を許容してスケ−ル付着の判定をするには、判定温度を高く設定することがよく行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の判定温度を高く設定する方法は、必然的に水管に付着したスケ−ル厚みが厚くなるまで検出できないことになり、判定精度が悪いことになる。ひいては水管に付着するスケ−ルは、缶体の寿命やボイラ効率の低下に大きく影響することになる。この発明は、ボイラ内部に残留圧力があるときの再起動運転時に熱伝達率が定常沸騰時と異なっても誤判定しないで、さらに判定温度を低く設定して、スケ−ル厚みが薄くても精度良くボイラの水管内に付着するスケ−ルの付着の判定ができる方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、多数の水管により構成された缶体に圧力センサを設けるとともに、前記水管の所定箇所に温度センサを設け、この温度センサと前記圧力センサを制御器に接続し、前記圧力センサの信号に基づいてバーナの燃焼を制御して前記バーナの燃焼により前記水管内の水を沸騰させる構成のボイラにおいて、前記水管内のスケ−ル付着を判定するとき、前記缶体の内部に残留圧力があるときの再起動運転時には、前記バーナの燃焼開始後、定常沸騰状態になるまでの間は前記水管内のスケール付着を判定せず、所定の時間経過してから前記水管内のスケ−ル付着判定を行なうことを特徴としている。
【０００５】
さらに、請求項２に記載の発明は、多数の水管により構成された缶体に圧力センサを設けるとともに、前記水管の所定箇所に温度センサを設け、さらに前記水管の内部に缶水温度センサを配置し、前記温度センサ，前記圧力センサおよび前記缶水温度センサを制御器に接続した構成のボイラにおいて、前記水管内のスケ−ル付着を判定するとき、前記缶体の内部に残留圧力があるときの再起動運転時には、バーナの燃焼開始後、前記缶水温度センサが所定の缶水飽和温度に到達してから前記水管内のスケ−ル付着判定を行なうことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明すると、この発明は、多数の水管内に水を供給し、バーナにて燃料を燃焼させて蒸気を発生させるボイラにおいて、前記水管内のスケ−ル付着の判定を行なうときに実現することができる。前記水管へ付着するスケ−ルは、缶体の寿命やボイラ効率の低下に大きく影響するため、前記水管の所定箇所に温度センサを設け、この温度センサの検出温度から水管内部に付着したスケ−ル厚みを判定し、必要に応じてスケ−ルを除去している。
【０００７】
この発明においては、缶体の上部ヘッダと下部ヘッダとの間を多数の水管で連結し、前記缶体に圧力センサを備え、前記水管の所定箇所に温度センサを設けるとともに、この温度センサと前記圧力センサを、回線を介して制御器に接続した構成のボイラにおいて、前記缶体の内部に残留圧力があるときの再起動運転時には、スケ−ルの付着とは無関係な一時的な水管温度の上昇を除外して、バーナの燃焼開始後所定の時間経過してから、水管内のスケ−ル付着判定を行なうものである。
【０００８】
また、缶体の上部ヘッダと下部ヘッダとの間を多数の水管で連結し、前記缶体に圧力センサを備え、前記水管の所定箇所に温度センサを設けるとともに、前記水管の内部に缶水温度センサを配置し、前記温度センサと前記圧力センサおよび前記缶水温度センサを、回線を介して制御器に接続した構成のボイラにおいて、前記缶体の内部に残留圧力があるときの再起動運転時には、バーナの燃焼開始後、前記缶水温度センサが所定の缶水飽和温度に到達してから、すなわち水管内部の水が定常の沸騰状態になってから、水管内のスケ−ル付着判定を行なうものである。
【０００９】
【実施例】
以下、この発明の実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の第一実施例を実施した多管式貫流ボイラの缶体の一部を破断して示す全体説明図である。缶体１の上部ヘッダ２と前記缶体１の下部ヘッダ３との間を多数の水管４で連結して中央部に燃焼室５を形成し、前記燃焼室５の上部にバーナ６を配置している。前記バーナ６には燃料供給ライン７を接続し、この燃料供給ライン７に燃料ポンプ８および燃料用電磁弁９をそれぞれ設け、燃焼用空気は送風機１０にて前記バーナ６へ送るようにしている。そして、前記缶体１には内部の圧力を検出する圧力センサ１１を設け、この圧力センサ１１の信号に基づいて制御器１２を介して前記バーナ６の燃焼を開始または停止させる。前記缶体１の水位制御器１３の信号に基づいて、給水ライン１４中の給水ポンプ１５を制御し、前記水管４内の水位をほぼ一定に保つようにしている。各機器と前記制御器１２は、回線１６，１６，…にて各々接続されている。
【００１０】
この第一実施例においては、温度センサ１７を前記水管４の所定位置に設け、この温度センサ１７が検出する水管外側温度を前記回線１６を介して前記制御器１２へ通報する。前記制御器１２には、予め蒸気圧力に対する缶水の飽和温度の対比値（図示省略）と、図２に示す水管内部に付着するスケ−ル厚みに対応して上昇する水管温度が入力してあり、前記温度センサ１７および前記圧力センサ１１からの信号に基づいて、演算処理され、スケ−ル付着の判定を行なうものである。ボイラを冷態状態から起動させるときは、水管温度が定常沸騰時の温度へ向かってなだらかに上昇するので正確に判定することができるが、図３に示すように、前記水管４の温度（前記温度センサ１７にて検出される温度で、図３においては点線で示している。）は、ボイラ内部に残留圧力があるときの再起動運転時には、定常沸騰状態になるまでの間は、熱伝達率が定常沸騰時と異なるため、一時的に上昇するときがある。なお、図３において、缶内圧力は実線で示している。
【００１１】
すなわち、図３において、ボイラの缶内に残留圧力Ｆがあるときの再起動運転時には、前記温度センサ１７付近の水管内の缶水飽和温度は、前記残留圧力Ｆがあるため高くなり、水側の熱伝達率は水が沸騰している通常運転時より低くなっており、水への熱の伝わりが悪く、前記水管４の温度（図３において、燃焼開始時温度Ｇ）が高くなり、最高温度Ａとなるときがある。このときの水管の温度上昇は、目的とする水管のスケ−ル付着の判定には、誤判定の要因となるものである。前記バーナ６の燃焼が継続され、水管内部の水が沸騰するようになると、水側の熱伝達率が良くなり前記水管４の温度も定常値Ｄに安定する。
【００１２】
この第一実施例においては、前記水管４内のスケ−ル付着を判定するとき、前記缶体１の内部に残留圧力Ｆがあるときの再起動運転時には、スケ−ルの付着とは無関係な一時的な水管温度の上昇を除外して、前記バーナ６の燃焼開始時間Ｊから所定時間Ｋの経過後、スケ−ルの付着判定を行う。このときの設定水管温度は、図３に示すように設定温度Ｅとしている。これは、従来、前記最高温度Ａよりも高く設定されていた設定温度Ｂよりも低い温度設定でスケ−ル付着判定を行うことができることを意味しており、したがってスケ−ル付着判定が、より薄いスケ−ル厚みの下で行なうことができる。これに伴い、スケ−ル付着判定の精度も向上することになる。
【００１３】
つぎに、図４は、この発明の第二実施例を実施した多管式貫流ボイラの缶体の一部を破断して示す全体説明図である。缶体１の上部ヘッダ２と前記缶体１の下部ヘッダ３との間を多数の水管４で連結して中央部に燃焼室５を形成し、前記燃焼室５の上部にバーナ６を配置している。前記バーナ６には燃料供給ライン７を接続し、この燃料供給ライン７に燃料ポンプ８および燃料用電磁弁９をそれぞれ配置し、燃焼用空気は送風機１０にて前記バーナ６に送るようにしている。そして、前記缶体１には内部の圧力を検出する圧力センサ１１を設け、この圧力センサ１１の信号に基づいて制御器１２を介して前記バーナ６の燃焼を開始または停止させる。前記缶体１の水位制御器１３の信号に基づいて、給水ライン１４中の給水ポンプ１５を制御し、前記水管４内の水位をほぼ一定に保つようにしている。各機器と前記制御器１２は、回線１６，１６，…にて各々接続されている。
【００１４】
この第二実施例においては、温度センサ１７を前記水管４の所定位置に設けるとともに、前記水管４の内部に缶水温度センサ１８を配置し、前記温度センサ１７，前記圧力センサ１１および前記缶水温度センサ１８を前記回線１６を介して制御器１２に各々接続している。前記温度センサ１７が検出する水管外側温度を前記回線１６を介して前記制御器１２へ通報する。前記制御器１２には予め蒸気圧力に対する缶水の飽和温度の対比値（図示省略）と、図２に示すように、水管内部に付着するスケ−ル厚みに対応して上昇する水管温度が入力してあり、前記温度センサ１７および前記圧力センサ１１からの信号に基づいて、演算処理され、スケ−ル付着の判定を行なうものである。ボイラを冷態状態から起動させるときは、水管温度が定常沸騰時の温度へ向かってなだらかに上昇するので正確に判定することができるが、図５に示すように、前記水管４の温度（前記温度センサ１７にて検出される温度で、図５においては、点線で示している。）は、ボイラ内部に残留圧力があるときの再起動運転時には、定常沸騰状態になるまでの間は、熱伝達率が定常沸騰時と異なるため、一時的に上昇するときがある。なお、図５において、缶内圧力は実線で示しており、また前記缶水温度センサ１８で検出される温度は一点鎖線で示している。
【００１５】
すなわち、図５においては、ボイラの缶内に残留圧力Ｆがあるときの再起動運転時には、前記温度センサ１７付近の水管内の缶水飽和温度は、前記残留圧力Ｆがあるため高くなり、水側の熱伝達率は水が沸騰している通常運転時より低くなっており、水への熱の伝わりが悪く前記水管４の温度（図５において、燃焼開始時温度Ｇ）が高くなる。このときの水管の温度上昇は、目的とする水管のスケ−ル付着の判定には、誤判定の要因となるものである。前記バーナ６の燃焼が継続され、水管内部の水が沸騰するようになると、水側の熱伝達率が良くなり前記水管４の温度も定常値Ｄに安定する。
【００１６】
この発明の第二実施例においては、前記水管４内のスケ−ル付着を判定するとき、前記缶体１の内部に残留圧力Ｆがあるときの再起動運転時には、前記バーナ６の燃焼開始後、前記缶水温度センサ１８に基づいて検出される温度（図５においては、燃焼開始時温度Ｈ）が所定の缶水飽和温度Ｃに到達してから前記水管４内のスケ−ル付着判定を行ない、スケ−ルの付着とは無関係な一時的な水管温度の上昇を除外して，すなわち水管内部の水が定常の沸騰状態になってから、スケ−ル付着判定を行う。このときの設定水管温度は、図５に示すように設定温度Ｅとしている。これは、従来、前記最高温度Ａよりも高く設定されていた設定温度Ｂよりも低い温度設定でスケ−ル付着判定を行うことができることを意味しており、したがってスケ−ル付着判定が、より薄いスケ−ル厚みの下で行なうことができる。これに伴い、スケ−ル付着判定の精度も向上することになる。
【００１７】
前記２つの実施例では、前記バーナ６が環状に配列された水管の上部にあるボイラを例として説明したが、前記バーナ６が水管の横部に配置される，いわゆる角型水管ボイラなどでも同様に実施することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ボイラ内部に残留圧力があるときの再起動運転時、スケール付着とは無関係な一時的な水管温度の上昇を除外して、判定することができ、さらに判定温度を低く設定して、スケール厚みが薄くても精度良くボイラの水管内に付着するスケールを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第一実施例を実施した多管式貫流ボイラの缶体の一部を破断して示す全体説明図である。
【図２】水管内部に付着するスケ−ル厚みに対応して上昇する水管温度の関係を示す説明図である。
【図３】ボイラの運転状況により変化する水管温度の関係を示す説明図である。
【図４】この発明の第二実施例を実施した多管式貫流ボイラの缶体の一部を破断して示す全体説明図である。
【図５】ボイラの運転状況により変化する缶水温度の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１  缶体
４  水管
６  バーナ
１１  圧力センサ
１２  制御器
１７  温度センサ
１８  缶水温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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