(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ内の水位を検出する水位検出装置、ボイラに給水を行う給水ポンプ、ボイラ内の圧力を検出する圧力検出装置、燃焼を行うことでボイラ内の水を加熱する燃焼装置、そして水位検出装置や圧力検出装置からの情報によって給水ポンプや燃焼装置の稼動を制御する運転制御装置を設けておき、運転制御装置は水位検出装置にて検出される水位が水位Ｅ２未満となると給水ポンプを稼動し、水位Ｅ１以上となると給水ポンプを停止させる制御を行っているボイラであって、水位検出装置は水位Ｅ１位置での水の有無を検出する１本の電極棒によって水位の検出を行い、該電極棒が水位不検出を出力した時より経過時間の検出を開始し、経過時間が所定時間Ｔに達したときの水位を水位Ｅ２としておき、運転制御装置は、水位不検出より所定時間Ｔ経過後に給水ポンプを稼動させ、水位Ｅ１位置の電極棒が水位検出を出力すると給水ポンプを停止させる制御を行っているボイラにおいて、ボイラの蒸気負荷を算出する蒸気負荷算出手段、蒸気負荷算出手段によって算出した蒸気負荷からその時の給水１回の給水量を算出する給水１回の給水量算出手段、算出した給水１回の給水量を積算する演算手段のそれぞれを持った給水量算出装置を設けたことを特徴とする給水量算出装置を設けたボイラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は給水量算出装置を設けたボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラでは、ブロー量の決定などのために給水量を算出する必要がある。しかし小規模のボイラの場合、給水配管に流量計を設けたのではコスト高を招くため、流量計を使用せず簡易的に燃焼時間から給水量を求めることが行われている。燃焼を行っている場合にはほぼ一定量の蒸発が行われるため、燃焼時の単位時間当たりの蒸発量と燃焼時間を掛け合わせることで、おおよその給水量が求められる。燃焼時間を用いて給水量を求めることで、流量計を設けなくとも給水量を求めることができるが、燃焼時間より求められる給水量は誤差が大きいという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、より正確な給水量を簡易的に算出する給水量算出装置を設けたボイラを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
ボイラ内の水位を検出する水位検出装置、ボイラに給水を行う給水ポンプ、ボイラ内の圧力を検出する圧力検出装置、燃焼を行うことでボイラ内の水を加熱する燃焼装置、そして水位検出装置や圧力検出装置からの情報によって給水ポンプや燃焼装置の稼動を制御する運転制御装置を設けておき、運転制御装置は水位検出装置にて検出される水位が水位Ｅ２未満となると給水ポンプを稼動し、水位Ｅ１以上となると給水ポンプを停止させる制御を行っているボイラである。
【０００６】
また、給水ポンプが稼動している時間を測定する給水時間測定手段、圧力検出装置によって測定した缶内圧力から給水ポンプ能力を算出する給水ポンプ能力算出手段、算出した給水ポンプ能力と給水時間の積を求める演算手段をそれぞれ持った給水量算出装置を設ける。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１および図２は第１の実施例に関するものであり、図１は２本の水位電極棒によって水位を制御しているボイラの構成図、図２は水位変化と給水の状況を示した説明図である。ボイラは下部に給水配管が接続されており、給水配管途中に設けた給水ポンプを稼動させることでボイラ内への給水が行われる。ボイラ上部には蒸気配管が接続されており、ボイラ内へ給水された水は燃焼装置１２によって加熱され、蒸気となって取り出されており、蒸気部分にはボイラの缶内圧力を検出する圧力検出装置１０を設けておく。水位検出装置はボイラ内上部の蒸気部と、下部の水部にそれぞれ接続させておき、水位検出装置内には給水を停止する水位である水位Ｅ１位置での水の有無を検出する電極棒Ｅ１、給水を開始する水位である水位Ｅ２位置での水の有無を検出する電極棒Ｅ２を設けておく。
【０００８】
水位検出装置１、給水ポンプ２、圧力検出装置１０、燃焼装置１２にそれぞれ接続させて運転制御装置３を設ける。運転制御装置３は電極棒Ｅ２から水位不検出の信号が出力されると給水ポンプの稼動を開始させ、電極棒Ｅ１から水位検出の信号が出力されると給水ポンプの稼動を停止する。また、運転制御装置３は、圧力検出装置１０によって検出された圧力に応じてボイラの燃焼を制御する。運転制御装置３に接続させて給水量算出装置７を設けており、給水量算出装置７には記憶手段４、給水回数測定手段５、演算手段６のそれぞれを設けておく。
【０００９】
ボイラ運転時の蒸発量や、給水ポンプ稼働時の給水速度は、ボイラの燃焼状態やボイラ内の圧力によって変化するが、電極棒Ｅ１が水位検出を行う水位と、電極棒Ｅ２が水位不検知を行う水位の差は一定の幅であるため、水位検出装置１の水位が水位Ｅ２未満となって給水ポンプ２の稼動を開始してから、水位Ｅ１以上となって給水ポンプ２の稼動を停止するまでに給水される給水１回の給水量は常に一定となる。そこで、水位Ｅ２未満となって給水ポンプ２の稼動を開始してから、水位Ｅ１以上となって給水ポンプ２の稼動を停止するまでに給水される給水量を予め求めておき、該値を給水１回の給水量として記憶手段４に記憶させておく。
【００１０】
給水回数測定手段５は運転制御装置３から給水ポンプ２稼動の情報を得ており、給水ポンプ２の稼動を行う毎に給水回数のカウントを行い、給水回数を算出する。演算手段６は、例えば１時間ごとに給水量の算出を行っており、記憶手段４に記憶させておいた給水１回の給水量と、給水回数測定手段５によって算出した１時間での給水回数を掛け合わせることで給水量を求める。
【００１１】
図３および図４は第２の実施例に関するものであり、図３は１本の水位電極棒によって水位を制御しているボイラの構成図、図４は水位変化と給水の状況を示した説明図である。ボイラ本体部分は第１の実施例と同じものであり、運転制御装置３は水位検出装置１にて検出された水位信号を受けて給水ポンプ２の稼動を制御する。水位検出装置１内には給水を停止する水位である水位Ｅ１位置での水の有無を検出する電極棒Ｅ１は設けておくが、給水を開始する水位である水位Ｅ２位置には電極棒を設けていない。そして、給水量算出装置７には記憶手段４、演算手段６、蒸気負荷算出手段８、給水１回の給水量算出手段１３のそれぞれを設けておく。
【００１２】
給水開始のための水位Ｅ２は、水位検出装置内水位が水位Ｅ１未満となり、電極棒Ｅ１が水位不検出の出力を開始してから所定時間Ｔ経過した時の水位としておき、運転制御装置３は電極棒Ｅ１が水位不検出となってから所定時間Ｔ経過すると給水ポンプ２の稼動を開始する。そのため水位Ｅ２の高さは水位が水位Ｅ１未満となった時より所定時間Ｔ経過するまでの蒸気負荷によって異なる。つまり、蒸気発生量が多い場合には所定時間Ｔ内における水位低下幅が大きくなり、水位Ｅ２の位置が低くなるため、１回に行われる給水量は多くなる。逆に蒸気発生量が少ない場合には所定時間Ｔ内における水位低下幅が小さくなり、水位Ｅ２の位置が高くなるため、１回に行われる給水量は少なくなる。
【００１３】
蒸気負荷ごとに異なる給水量の変化を予め求めしておき、該変化より蒸気負荷ごとのディレーティング率を算出する式を作成して、給水１回の給水量算出手段に格納しておく。また記憶手段４には前記所定時間Ｔの間連続して燃焼し続けていた場合における通常給水量を記憶させておく。蒸気負荷算出手段８は、ボイラの燃焼時間と非燃焼時間の情報を運転制御装置３より得ており、前記所定時間Ｔの間における燃焼時間の割合から蒸気負荷を算出する。
【００１４】
給水量を求める場合、まず蒸気負荷算出手段８によって蒸気負荷を求め、給水１回の給水量算出手段１３によって蒸気負荷に対応しているディレーティング率を算出する。例えば蒸気負荷算出手段８にて算出された蒸気負荷がＸ１であった場合、給水１回の給水量算出手段１３ではＸ１に対応するディレーティング率ｘ１を算出する。蒸気負荷Ｘ１の時のディレーティング率がｘ１であったとすると、演算手段６は記憶手段４に記憶させておいた通常給水量と算出したディレーティング率ｘ１の積を求め、その時行われた給水量を算出する。
【００１５】
１本の電極棒によって水位制御を行う場合には給水量は毎回異なるため、給水を行うごとにその時行われた給水量を算出しておき、１時間当たりの給水量を求める場合には、それまでに求めておいた給水量の１時間分を積算して算出する。
【００１６】
図５および図６は第３の実施例に関するものであり、図５はボイラの構成図、図６は水位変化と給水の状況を示した説明図である。ボイラ本体部分は第１の実施例または第２の実施例と同じものである。給水量算出装置７には給水時間測定手段９、給水ポンプ能力算出手段１１、演算手段６のそれぞれを設けておく。ボイラ内へ給水を行う場合、ボイラ内の圧力によって給水速度が異なる。圧力の高い状態の時に給水を行う場合、給水量は同じであっても給水に要する時間が長くなり、圧力の低い状態の時に給水を行う場合には給水に要する時間が短くなる。缶内圧力ごとに異なる給水速度を予め測定し、単位時間における給水量を求めたものを給水ポンプ能力としておき、缶内圧力ごとに給水ポンプ能力をテーブル化して給水ポンプ能力算出手段１１に格納しておく。
【００１７】
給水時間測定手段９は運転制御装置３から給水ポンプ稼動の情報を得ており、給水ポンプ２の稼動を行うごとに給水時間を算出する。給水が行われると、給水ポンプ能力算出手段１１は圧力検出装置１０にて測定されたその時の缶内圧力を読み込み、測定された缶内圧力に対応する給水ポンプ能力を算出する。例えば圧力検出装置１０にて検出された圧力がＹ１であった場合、給水ポンプ能力算出手段１１ではＹ１に対応する給水ポンプ能力ｙ１を算出する。缶内圧力がＹ１の時の給水ポンプ能力がｙ１（リットル／秒）であったとすると、演算手段６はｙ１とその時の給水ポンプ稼働時間ｔ１（秒）の積からその時に行われた給水量を算出する。
【００１８】
給水量算出装置７では、給水を行うごとに給水量を算出しておき、１時間当たりの給水量を求める場合にはそれまでに求めておいた給水量の１時間分を積算して算出する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、給水量を簡易的に算出する場合において、従来よりも正確に給水量を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例でのボイラの構成図
【図２】    本発明の第１の実施例での水位変化と給水状況の説明図
【図３】  本発明の第２の実施例でのボイラの構成図
【図４】  本発明の第２の実施例での水位変化と給水状況の説明図
【図５】  本発明の第３の実施例でのボイラの構成図
【図６】  本発明の第３の実施例での水位変化と給水状況の説明図
【符号の説明】
１  水位検出装置
２  給水ポンプ
３  運転制御装置
４  記憶手段
５  給水回数測定手段
６  演算手段
７  給水量算出装置
８  蒸気負荷算出手段
９  給水時間測定手段
１０  圧力検出装置
１１  給水ポンプ能力算出手段
１２  燃焼装置
１３  給水１回の給水量算出手段
【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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【図６】
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