(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ設置プラントにおける水流通管内に酸素ガスを供給するに際して、酸素ガスの供給部位におけるボイラ水の圧力と供給する酸素ガスの圧力との差圧が、発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて求められる必要差圧となるように、ボイラ設置プラント稼働負荷に追従して、前記酸素ガスの圧力を制御することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御方法。
【請求項２】
ボイラ設置プラントにおける水流通管内に酸素ガス供給部から酸素ガス供給管を介して酸素ガス供給するに際して、前記水流通管における酸素ガス供給管の接続部近傍におけるボイラ水の圧力を測定し、既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管内へ供給する酸素ガスの圧力を調節することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御方法。
【請求項３】
発電プラントにおける復水器から脱気器を経由して節炭器へとボイラ水流通管を介して送水するボイラ水に、酸素ガス供給部より酸素ガス供給管を介して、導入する酸素ガスの圧力を制御する方法において、
(1) 復水器から脱気器に送水するボイラ水の圧力を測定し、既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、前記復水器から脱気器にボイラ水を移送するボイラ水流通管に結合された酸素ガス供給管中の、前記ボイラ水流通管近傍で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管内へ供給する酸素ガスの圧力を調節し、かつ
(2) 脱気器から節炭器に送水するボイラ水の圧力を測定し、既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、前記脱気器から節炭器にボイラ水を移送するボイラ水流通管に結合された酸素ガス供給管中の、前記ボイラ水流通管近傍で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管内へ供給する酸素ガスの圧力を調節することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御方法。
【請求項４】
ボイラ設置プラントに設けられた水流通管中の、酸素ガスの供給される部位でのボイラ水の圧力を測定するボイラ水圧力測定手段と、
前記水流通管に酸素ガスを供給する酸素ガス供給管中の、水流通管近傍の酸素ガスの圧力を測定する酸素ガス圧測定手段と、
前記ボイラ水圧力測定手段から出力される測定ボイラ水圧力及び前記酸素ガス圧測定手段から出力される測定酸素ガス圧力に基づいて、酸素ガスの供給部位におけるボイラ水の圧力と供給する酸素ガスの圧力との差圧が、発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて求められる必要差圧となるように、ボイラ設置プラント稼働負荷に追従して、酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御する差圧制御手段と、
を有することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御装置。
【請求項５】
ボイラ設置プラントに設けられた水流通管中の、酸素ガスの供給される部位でのボイラ水の圧力を測定するボイラ水圧力測定手段と、
前記水流通管に酸素ガスを供給する酸素ガス供給管中の、水流通管近傍の酸素ガスの圧力を測定する酸素ガス圧測定手段と、
既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記ボイラ水圧力測定手段により測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御する差圧制御手段と、
を有することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御装置。
【請求項６】
(1) 復水器から脱気器に第１ボイラ水流通管を通じて送水するボイラ水の圧力を測定する第１ボイラ水圧力測定手段と、
前記ボイラ水に酸素ガスを供給する第１酸素ガス供給管における前記第１ボイラ水流通管近傍の酸素ガス圧力を測定する第１酸素ガス圧測定手段と、
既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記第１ボイラ水圧力測定手段により測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、第１ボイラ水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、第１酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御する第１差圧制御手段と、
(2) 脱気器から節炭器に第２ボイラ水流通管を通じて送水するボイラ水の圧力を測定する第２ボイラ水圧力測定手段と、
前記ボイラ水に酸素ガスを供給する第２酸素ガス供給管における前記第２ボイラ水流通管近傍の酸素ガス圧力を測定する第２酸素ガス圧測定手段と、
既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記第２ボイラ水圧力測定手段により測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、第２ボイラ水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、第２酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御する第２差圧制御手段と、
を有することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御装置。
【請求項７】
ボイラ設置プラントにおける水流通管中を流通するボイラ水に酸素ガス供給部から酸素ガス供給管を介して酸素ガス供給するに際して、
前記水流通管における酸素ガス供給管の接続部近傍におけるボイラ水の圧力を測定し、既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管内へ供給する酸素ガスの圧力を制御し、
かつ、水流通管に対する酸素ガス供給管の接続点よりも上流における水流通管を流通するボイラ水の溶存酸素量検出値と水流通管中を流通するボイラ水の流量値とから水流通管に対する酸素ガス供給管の接続点よりも前における水流通管を流通するボイラ水総量中の既存溶存酸素量を求め、水流通管中を流通するボイラ水の流量値とそのボイラ水中に必要とされる予め設定された目標溶存酸素濃度とからボイラ水に必要とされる目標の溶存酸素量である目標溶存酸素量を算出し、この目標溶存酸素量と前記既存溶存酸素量とから設定供給酸素量を算出し、酸素ガス供給管の接続点よりも下流の水流通管中を流通するボイラ水中の溶存酸素量とそのボイラ水に必要とされる目標の溶存酸素量との偏差及び目標溶存酸素量から過不足溶存酸素量を算出し、前記設定供給酸素量と過不足溶存酸素量とから供給必要酸素量を算出し、この供給必要酸素量をもって前記酸素ガス供給管中を流通する酸素ガスの流量を制御することを特徴とする酸素ガス導入制御方法。
【請求項８】
ボイラ設置プラントに設けられた水流通管中の、酸素ガスの供給される部位でのボイラ水の圧力を測定するボイラ水圧力測定手段と、
前記水流通管に酸素ガスを供給する酸素ガス供給管中の、水流通管近傍の酸素ガスの圧力を測定する酸素ガス圧測定手段と、
既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記ボイラ水圧力測定手段により測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御する差圧制御手段とを備え、ボイラ水の圧力と供給される酸素ガスの圧力との差圧を、発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて求められる必要差圧となるように、維持する酸素ガス供給圧力制御手段、及び、
水流通管に対する酸素ガス供給管の接続点よりも上流における水流通管を流通するボイラ水の溶存酸素量を検出する上流側溶存酸素計と、
水流通管中を流通するボイラ水の流量を測定するボイラ水量測定手段と、
酸素ガス供給管の接続点よりも下流の水流通管中を流通するボイラ水中の溶存酸素量を検出する下流側溶存酸素計と、
前記上流側溶存酸素計により検出されるボイラ水の溶存酸素量検出値と前記ボイラ水量測定手段により測定されるボイラ水の流量値とからボイラ水総量中の既存溶存酸素量を算出し、前記ボイラ水量測定手段により測定されるボイラ水の流量値とそのボイラ水中に必要とされる予め設定された目標溶存酸素濃度とから目標溶存酸素量を算出し、この目標溶存酸素量と前記既存溶存酸素量とから設定供給酸素量を算出し、前記下流側溶存酸素計により検出されるボイラ水中の溶存酸素量の目標溶存酸素量に対する偏差及び設定供給酸素量とから過不足溶存酸素量を算出し、前記設定供給酸素量と過不足溶存酸素量とから供給必要酸素量を算出し、この供給必要酸素量でボイラ水中に酸素ガスが供給されるように酸素ガス流量調節手段を制御する流量制御手段とを有する酸素ガス流量制御手段とを備えることを特徴とする酸素ガス導入制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は酸素ガス供給圧力制御方法及び酸素ガス供給圧力制御装置並びに酸素ガス導入制御方法及び酸素ガス導入制御装置に関する。さらに詳しくは、この発明は、ボイラ設置プラントにおける前記ボイラに連絡する水流通管の内壁を不働態化するために前記ボイラ管中を流れる流通水に、プラントの負荷変動に拘らずにボイラ水の圧力と供給される酸素ガスの圧力とを一定にして、酸素ガスを供給することのできる酸素ガス供給圧力制御方法及び酸素ガス供給圧力制御装置に関し、又、前記ボイラ水と酸素ガスとの差圧を一定に維持しつつ、しかも酸素ガスの流量を制御することによりボイラ水に酸素ガスを導入することのできる酸素ガス導入制御方法及び酸素ガス導入制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、火力発電プラント、原子力発電プラント、ボイラを備えた化学プラント等のボイラ設置プラントにおいては、ボイラ管に流通されるボイラ水は循環使用される。このボイラ水を循環使用するうちに、前記ボイラ管及びこれに接続された流通管等の内壁が、流通するボイラ水中の溶存酸素及び水等の存在により、前記流通管及びボイラ管等の内壁が腐食し、これら流通管及びボイラ管等の内径が錆により小さくなってしまう。前記錆の付着により流通管及びボイラ管の実質的内径が、極端に小さくなってしまうと、又場合によっては閉塞してしまうと、ボイラ設置プラントの稼働負荷（圧損）が異常に大きくなってしまう。ボイラ設置プラントの稼働負荷が異常に大きくなってしまうと、そのボイラ設置プラントの稼働効率が低下し、更には、ボイラ管あるいは流通管の破損等を起こして重大なプラント事故が発生する可能性が大きくなる。
【０００３】
このような問題点を解消するために、前記ボイラ設置プラントにおけるボイラ管及びこれに接続された流通管中に意図して酸素ガスを導入することは、公知である。ボイラ管あるいは流通管中を流通するボイラ水に酸素ガスを供給するのは、ボイラ管及び流通管の内壁に酸化物の不動態を形成するためである。しかしながら、ボイラ管及び流通管の中を流通するボイラ水中の酸素濃度が大きいと、かえって管内壁の腐食を増進させる。したがって、ボイラ管及び流通管中に供給する酸素ガス量は良く管理された正確な量でなければならない。
【０００４】
そこで、従来においては、予め設定した一定流量の酸素ガスを流量調整弁を用いてボイラ管あるいは流通管中に供給していた。
【０００５】
しかしながら、ボイラ設置プラントにおいては負荷変動があるので、そのような負荷変動に追随して流量調整弁で酸素ガス量を適正に調整することはできなかった。又、たとえ、ボイラ水中の溶存酸素を測定することにより不足する酸素量を検出し、そのような酸素量をもって酸素ガスを供給するようにしたとしても、酸素ガスは圧縮性ガスであるから、酸素ガス供給源からボイラ管あるいは流通管までの酸素ガス供給管が長く、あるいは酸素ガス供給管の内容積が大きいと、酸素ガス供給源から送出された酸素ガスの圧力が所定の圧力であってもボイラ管または流通管の酸素ガス供給部位における圧力が所定圧力とは異なるようになり、又その圧力が脈動したりして、正確な酸素ガス量でもって酸素ガスをボイラ管又は流通管内に供給することができないという問題がある。この問題は、図５に示されるように、酸素ガス供給管に流量調整弁を設けたときには、流量を変更した場合に、流量調節弁の前後において酸素ガスの差圧が大きく変動してその制御が困難であるという事態を生じる。なお、図５において、７０で示すのは酸素ガス供給管であり、７１で示すのはボイラ管であり、７２で示すのは圧力調整弁（圧力調節弁）であり、７３で示すのは流量調整弁であり、７４で示すのは酸素ガスの最大流量における圧力降下を示し、７５で示すのは酸素ガスの最小流量における圧力降下を示し、酸素ガス供給管７０における圧力調整弁７２の前後位置と流量調整弁７３の前後位置における圧力降下の程度がグラフとして示されている。
【０００６】
一方、火力発電プラントにおいては復水器で凝結されたボイラ水は、ボイラ水流通管を通じて脱気器に送られ、脱気器に送られたボイラ水中の溶存気体が脱気されると、脱気器から節炭器へとボイラ水流通管を通じてボイラ水が移送される。この復水器と脱気器とを結ぶボイラ水流通管の内壁の腐食を防止するには、このボイラ水流通管中を流れるボイラ水に酸素ガスを導入しないと、このボイラ水導入管の内壁に腐食を生じる。といって復水器から脱気器までを結ぶボイラ水流通管に折角酸素ガスを導入しても、脱気器でその酸素ガスが揮散されてしまい、脱気器から節炭器までのボイラ水流通管中の液の酸素含有量が不足して、このボイラ水流通管の内壁が腐食してしまう。
【０００７】
そこで、復水器と脱気器とを結ぶボイラ水流通管、及び脱気器から節炭器までを結ぶボイラ水流通管それぞれに、極めて良く管理された酸素ガスを正確に導入しなければならないのであるが、前述したように、その方法は未だ存在しない。
【０００８】
この発明の目的は、水流通管の内壁に酸化物の不動態を形成するために水流通管内の流通液に添加する酸素ガスの供給圧力を適正に制御することのできる酸素ガス供給圧力制御方法及び酸素ガス供給圧力制御装置を提供することにある。この発明の目的は、ボイラ装置を備えたプラントすなわちボイラ設置プラントにおけるボイラ管及びこれに連絡する水流通管内を流通する流通水例えばボイラ水に添加する酸素ガスの供給圧力を、前記ボイラ管及び水流通管の内壁に不動態酸化物被膜を形成するのに必要な適正量となるように、制御することのできる酸素ガス供給圧力制御方法及び酸素ガス供給圧力制御装置を提供することにある。この発明の目的は、ボイラ設置プラントにおけるボイラ管及び水流通管中を流通する流通水に添加する酸素ガスの供給圧力を、ボイラ設置プラントの稼働負荷に基づいて変化する前記流通水圧力の変化に追従して、適正に制御することのできる酸素ガス供給圧力制御方法及び酸素ガス供給圧力制御装置を提供することにある。この発明の目的は、火力発電プラントにおけるボイラ管及びこのボイラ管に連絡する水流通管の内壁に不動態酸化被膜を形成するために、ボイラ水中に添加される酸素ガスの供給圧力を、発電負荷の変動例えば前記ボイラ管及び水流通管中を流通するボイラ水の圧力変動に追従して、適正に制御することのできる酸素ガス供給圧力制御方法及び酸素ガス供給圧力制御装置を提供することにある。
【０００９】
この発明の他の目的は、ボイラ水中に酸素ガスを供給するに際し、ボイラ水の圧力と酸素ガスの供給圧力との差圧を一定にしつつ、酸素ガス供給量を適正に制御することのできる酸素ガス導入制御方法及び酸素ガス導入制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、
（１）  ボイラ設置プラントにおける水流通管内に酸素ガスを供給するに際して、酸素ガスの供給部位におけるボイラ水の圧力と供給する酸素ガスの圧力との差圧が、発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて求められる必要差圧となるように、ボイラ設置プラント稼働負荷に追従して、前記酸素ガスの圧力を制御することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御方法であり、
（２）  ボイラ設置プラントにおける水流通管内に酸素ガス供給部から酸素ガス供給管を介して酸素ガス供給するに際して、前記水流通管における酸素ガス供給管の接続部近傍におけるボイラ水の圧力を測定し、既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管内へ供給する酸素ガスの圧力を調節することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御方法であり、
（３）  発電プラントにおける復水器から脱気器を経由して節炭器へとボイラ水流通管を介して送水するボイラ水に、酸素ガス供給部より酸素ガス供給管を介して、導入する酸素ガスの圧力を制御する方法において、
(1) 復水器から脱気器に送水するボイラ水の圧力を測定し、既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、前記復水器から脱気器にボイラ水を移送するボイラ水流通管に結合された酸素ガス供給管中の、前記ボイラ水流通管近傍で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管内へ供給する酸素ガスの圧力を調節し、かつ
(2) 脱気器から節炭器に送水するボイラ水の圧力を測定し、既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、前記脱気器から節炭器にボイラ水を移送するボイラ水流通管に結合された酸素ガス供給管中の、前記ボイラ水流通管近傍で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管内へ供給する酸素ガスの圧力を調節することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御方法であり、
（４）  ボイラ設置プラントに設けられた水流通管中の、酸素ガスの供給される部位でのボイラ水の圧力を測定するボイラ水圧力測定手段と、
前記水流通管に酸素ガスを供給する酸素ガス供給管中の、水流通管近傍の酸素ガスの圧力を測定する酸素ガス圧測定手段と、
前記ボイラ水圧力測定手段から出力される測定ボイラ水圧力及び前記酸素ガス圧測定手段から出力される測定酸素ガス圧力に基づいて、酸素ガスの供給部位におけるボイラ水の圧力と供給する酸素ガスの圧力との差圧が、発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて求められる必要差圧となるように、ボイラ設置プラント稼働負荷に追従して、酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力をを制御する差圧制御手段と、
を有することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御装置であり、
（５）  ボイラ設置プラントに設けられた水流通管中の、酸素ガスの供給される部位でのボイラ水の圧力を測定するボイラ水圧力測定手段と、
前記水流通管に酸素ガスを供給する酸素ガス供給管中の、水流通管近傍の酸素ガスの圧力を測定する酸素ガス圧測定手段と、
既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記ボイラ水圧力測定手段により測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御する差圧制御手段と、
を有することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御装置であり、
（６）(1) 復水器から脱気器に第１ボイラ水流通管を通じて送水するボイラ水の圧力を測定する第１ボイラ水圧力測定手段と、
前記ボイラ水に酸素ガスを供給する第１酸素ガス供給管における前記第１ボイラ水流通管近傍の酸素ガス圧力を測定する第１酸素ガス圧測定手段と、
既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記第１ボイラ水圧力測定手段により測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、第１ボイラ水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、第１酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御する第１差圧制御手段と、
(2) 脱気器から節炭器に第２ボイラ水流通管を通じて送水するボイラ水の圧力を測定する第２ボイラ水圧力測定手段と、
前記ボイラ水に酸素ガスを供給する第２酸素ガス供給管における前記第２ボイラ水流通管近傍の酸素ガス圧力を測定する第２酸素ガス圧測定手段と、
既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記第２ボイラ水圧力測定手段により測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、第２ボイラ水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、第２酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御する第２差圧制御手段と、
を有することを特徴とする酸素ガス供給圧力制御装置であり、
（７）  ボイラ設置プラントにおける水流通管中を流通するボイラ水に酸素ガス供給部から酸素ガス供給管を介して酸素ガス供給するに際して、
前記水流通管における酸素ガス供給管の接続部近傍におけるボイラ水の圧力を測定し、既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管内へ供給する酸素ガスの圧力を制御し、
かつ、水流通管に対する酸素ガス供給管の接続点よりも上流における水流通管を流通するボイラ水の溶存酸素量検出値と水流通管中を流通するボイラ水の流量値とから水流通管に対する酸素ガス供給管の接続点よりも前における水流通管を流通するボイラ水総量中の既存溶存酸素量を求め、水流通管中を流通するボイラ水の流量値とそのボイラ水中に必要とされる予め設定された目標溶存酸素濃度とからボイラ水に必要とされる目標の溶存酸素量である目標溶存酸素量を算出し、この目標溶存酸素量と前記既存溶存酸素量とから設定供給酸素量を算出し、酸素ガス供給管の接続点よりも下流の水流通管中を流通するボイラ水中の溶存酸素量とそのボイラ水に必要とされる目標の溶存酸素量との偏差及び目標溶存酸素量から過不足溶存酸素量を算出し、前記設定供給酸素量と過不足溶存酸素量とから供給必要酸素量を算出し、この供給必要酸素量をもって前記酸素ガス供給管中を流通する酸素ガスの流量を制御することを特徴とする酸素ガス導入制御方法であり、
（８）  ボイラ設置プラントに設けられた水流通管中の、酸素ガスの供給される部位でのボイラ水の圧力を測定するボイラ水圧力測定手段と、
前記水流通管に酸素ガスを供給する酸素ガス供給管中の、水流通管近傍の酸素ガスの圧力を測定する酸素ガス圧測定手段と、
既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記ボイラ水圧力測定手段により測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御する差圧制御手段とを備え、ボイラ水の圧力と供給される酸素ガスの圧力との差圧を、発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて求められる必要差圧となるように、維持する酸素ガス供給圧力制御手段、及び、
水流通管に対する酸素ガス供給管の接続点よりも上流における水流通管を流通するボイラ水の溶存酸素量を検出する上流側溶存酸素計と、
水流通管中を流通するボイラ水の流量を測定するボイラ水量測定手段と、
酸素ガス供給管の接続点よりも下流の水流通管中を流通するボイラ水中の溶存酸素量を検出する下流側溶存酸素計と、
前記上流側溶存酸素計により検出されるボイラ水の溶存酸素量検出値と前記ボイラ水量測定手段により測定されるボイラ水の流量値とからボイラ水総量中の既存溶存酸素量を算出し、前記ボイラ水量測定手段により測定されるボイラ水の流量値とそのボイラ水中に必要とされる予め設定された目標溶存酸素濃度とから目標溶存酸素量を算出し、この目標溶存酸素量と前記既存溶存酸素量とから設定供給酸素量を算出し、前記下流側溶存酸素計により検出されるボイラ水中の溶存酸素量の目標溶存酸素量に対する偏差及び設定供給酸素量とから過不足溶存酸素量を算出し、前記設定供給酸素量と過不足溶存酸素量とから供給必要酸素量を算出し、この供給必要酸素量でボイラ水中に酸素ガスが供給されるように酸素ガス流量調節手段を制御する流量制御手段とを有する酸素ガス流量制御手段とを備えることを特徴とする酸素ガス導入制御装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の酸素ガス供給圧力制御方法及びその方法を使用する酸素ガス供給圧力制御装置の一例について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１に示されるように、この発明の一例である酸素ガス供給圧力制御方法を実施することのできる酸素ガス供給圧力制御装置は、発電プラントにおける復水器から脱気器を経て節炭器に到るボイラ水流通系統に適用される。
【００１３】
復水器１は、ボイラにより戻されてきた高温蒸気を減圧下に凝結し、得られる凝結水をボイラ水として脱気器２へと送水する。復水器１と脱気器２とは第１ボイラ水流通管３で結合され、第１ボイラ水流通管３の途中に設けられた復水ブースタポンプ４により、復水器１で得られたボイラ水が脱気器２に送水されることができるようになっている。
【００１４】
脱気器２は、その内部を減圧にすることにより、送水されたボイラ水中の溶存気体を除去する装置である。この脱気器２は、節炭器５と第２ボイラ水流通管６で接続されている。第２ボイラ水流通管６の途中には、給水ポンプ７が介装されていて、この給水ポンプ７を駆動することにより、脱気器２で脱気されたボイラ水が第２ボイラ水流通管６を通じて節炭器５に送水されることができるようになっている。
【００１５】
前記第１ボイラ水流通管３には、第１酸素ガス供給手段８が設けられる。この第１酸素ガス供給手段８は、酸素ガス供給源としての酸素ボンベ９とその酸素ボンベ９から酸素ガスを第１ボイラ水流通管３に導入する第１酸素ガス供給管１０とを備える。又、前記第２ボイラ水流通管６には、第２酸素ガス供給手段１１が設けられる。この第２酸素ガス供給手段１１は、酸素ガス供給源としての酸素ボンベ１２とその酸素ボンベ１２から酸素ガスを第２ボイラ水流通管６に導入する第２酸素ガス供給管１３とを備える。このように第１ボイラ水流通管３及び第２ボイラ水流通管６それぞれに酸素ガス供給手段を設けるのは、次のような理由による。復水器１で得られた凝結水は溶存気体をほとんど含有しないので、そのまま凝結水を第１ボイラ水流通管３中を流通させると、第１ボイラ水流通管３の内壁が腐食されてしまうので、このような内壁の腐食を防止するために第１ボイラ水流通管３中のボイラ水に所定量の酸素を導入する必要がある。又、第１ボイラ水流通管３中を流れるボイラ水中に酸素ガスを導入したとしても、そのような酸素ガス含有のボイラ水が脱気器２に到ると、脱気器２はボイラ水中の溶存気体を揮発除去してしまうので、脱気器２から第２ボイラ水流通管６に流出するボイラ水には、管内壁の腐食を防止するに足る量の溶存酸素が不足している。そこで、第２ボイラ水流通管６中のボイラ水に酸素ガスを改めて供給して、第２ボイラ水流通管６中を流通するボイラ水に、管内壁に不動態酸化被膜を形成することができるように、酸素ガスを導入する必要を生じるのである。
【００１６】
なお、この実施例においては第１酸素ガス供給手段８における酸素ガス供給源と第２酸素ガス供給手段１１における酸素ガス供給源とが別個独立の酸素ボンベ９，１２として観念されているが、第１酸素ガス供給手段８における酸素ガス供給源と第２酸素ガス供給手段１１における酸素ガス供給源とを一個の共通の酸素ガス供給源とすることもできる。
【００１７】
この発明の一実施例に係る酸素ガス供給圧力制御装置は、図１に示されるように、第１ボイラ水流通管３に接続された第１酸素ガス供給手段８による酸素ガス供給圧力を制御する第１酸素ガス供給圧力制御手段１４と、第２ボイラ水流通管６に接続された第２酸素ガス供給手段１１による酸素ガス供給圧力を制御する第２酸素ガス供給圧力制御手段１５とを有する。
【００１８】
第１酸素ガス供給圧力制御手段１４は、第１ボイラ水圧力発信器１６と、第１差圧制御手段１７と、第１酸素ガス圧力発信器１８とを有する。なお、第１酸素ガス供給管１０には、前記第１酸素ガス圧力発信器１８と第１ボイラ水流通管３への接続点との間に第１流量調整弁４１が介装されている。
【００１９】
前記第１ボイラ水圧力発信器１６は、第１ボイラ水流通管３に設けられ、かつ第１ボイラ水流通管３中を流通するボイラ水の圧力を測定し、得られた測定圧力値を電気信号として出力する圧力発信器である。この第１ボイラ水圧力発信器１６は、この発明における第１ボイラ水圧力測定手段の一例である。
【００２０】
前記第１酸素ガス圧力発信器１８は、第１酸素ガス供給管１０の前記第１ボイラ水流通管３の接続点近傍に設けられ（この実施例では、前記第１流量調整弁４１の吸引側すなわち上流側に設けられる。）、第１酸素ガス供給管１０内の酸素ガスの圧力を測定し、得られた測定圧力値を電気信号として出力する圧力発信器である。この第１酸素ガス圧力発信器１８は、この発明における第１酸素ガス圧力測定手段の一例である。酸素ガスが圧縮性気体であること及び第１ボイラ水流通管３中を流通するボイラ水の圧力が変動することにより、この第１酸素ガス圧力発信器１８により測定される酸素ガスの圧力は、脈動する等して変動する。
【００２１】
前記第１差圧制御手段１７は、第１関数演算器１９と、第１加算器２０と、第１補正制御器２１とを有する。この第１関数演算器１９は、既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、これを出力する。この相関表は、例えば図２に示されるように、予め測定されたところの、発電負荷と差圧との関数関係（グラフ）である。この相関表は、メモリ等の記憶手段に予め格納されている。発電負荷は、夜間及び中間における発電量の変動、夏季と冬期における発電量の変動等によりその時々により変動し、又決定される。又、この相関表における水−ガス差圧は、第１ボイラ水流通管３中を流通するところの、予め測定されたボイラ水の圧力と、その圧力を有するボイラ水に所定量の酸素ガスを圧入するための酸素ガスの必要圧力との差圧である。この差圧が一定になっていないと、必要量以上の酸素ガスがボイラ水に供給されて、その供給された酸素ガスによりかえって第１ボイラ水流通管３内壁が腐食するという不都合を生じ、又必要量以下の酸素ガスが第１ボイラ水に供給されると第１ボイラ水流通管３内壁に不動態酸化被膜が形成されないという不都合を生じるのである。よって、既述したように、必要量の酸素ガスが第１ボイラ水に供給されねばならないのである。
【００２２】
そこで、この第１関数演算器１９は、その時点での発電負荷例えば発電電力量を入力し、記憶手段より読み出したところの、例えば図２に示されるようなデータである前記相関表に基づいて、その発電負荷における適切な差圧を決定し、その差圧を示すデータを出力する。
【００２３】
前記第１加算器２０は、前記第１関数演算器１９より出力される差圧データ及び第１ボイラ水圧力発信器１６より出力されるボイラ水圧力データを入力して、前記ボイラ水圧力と差圧とを加算して、必要な酸素ガス導入圧力を決定する。この決定された酸素ガス導入圧力は、第１補正制御器２１に出力される。
【００２４】
第１補正制御器２１は、前記第１加算器２０より出力される酸素ガス導入圧力と前記第１酸素ガス圧力発信器１８より出力される酸素ガスの圧力値とを入力して、第１ボイラ水流通管３近傍における第１酸素ガス供給管１０内の酸素ガスの圧力変動に応じて第１酸素ガス供給管１０から第１ボイラ水流通管３内のボイラ水に適切な酸素ガス圧をもって酸素ガスを導入することができるように、第１酸素ガス供給管１０に設けられた圧力調節弁を制御することを原理とし、実際的にはＰＩＤ制御により圧力調節弁の２２制御を行う。なお、このＰＩＤ制御はＰ（比例）、Ｉ（積分）及びＤ（微分）の３項動作を組み合わせて用いる制御方式である。
【００２５】
第２酸素ガス供給圧力制御手段１５は、基本的には第１酸素ガス供給圧力制御手段１４と同様の構成を有する。説明が重複するけれど、第２酸素ガス供給圧力制御手段１５は以下のようである。
【００２６】
第２酸素ガス供給圧力制御手段１５は、第２ボイラ水圧力発信器２３と、第２差圧制御手段２４と、第２酸素ガス圧力発信器２５とを有する。
【００２７】
前記第２ボイラ水圧力発信器２３は、第２ボイラ水流通管６に設けられ、かつ第２ボイラ水流通管６中を流通するボイラ水の圧力を測定し、得られた測定圧力値を電気信号として出力する圧力発信器である。この第２ボイラ水圧力発信器２３は、この発明における第２ボイラ水圧力測定手段の一例である。
【００２８】
前記第２酸素ガス圧力発信器２５は、第２酸素ガス供給管１３の前記第２ボイラ水流通管６の接続点近傍に設けられ、第２酸素ガス供給管１３内の酸素ガスの圧力を測定し、得られた測定圧力値を電気信号として出力する圧力発信器である。この第２酸素ガス圧力発信器２５は、この発明における第２酸素ガス圧力測定手段の一例である。酸素ガスが圧縮性気体であること及び第２ボイラ水流通管６中を流通するボイラ水の圧力が変動することにより、この第２酸素ガス圧力発信器２５により測定される酸素ガスの圧力は、脈動する等して変動する。
【００２９】
前記第２差圧制御手段２４は、第２関数演算器２６と、第２加算器２７と、第２補正制御器２８とを有する。この第２関数演算器２６は、既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、これを出力する。この相関表は、予め測定されたところの、発電負荷と差圧との関数関係（グラフ）である。この相関表は、メモリ等の記憶手段に予め格納されている。この相関表における水−ガス差圧は、第２ボイラ水流通管６中を流通するところの、予め測定されたボイラ水の圧力と、その圧力を有するボイラ水に所定量の酸素ガスを圧入するための酸素ガスの必要圧力との差圧である。この差圧が一定になっていないときに生じる不都合は既述した通りである。
【００３０】
そこで、この第２関数演算器２６は、その時点での発電負荷例えば発電電力量を入力し、記憶手段より読み出したところの、例えば図２に示されるようなデータである前記相関表に基づいて、その発電負荷における適切な差圧を決定し、その差圧を示すデータを出力する。
【００３１】
前記第２加算器２７は、前記第２関数演算器２６より出力される差圧データ及び第２ボイラ水圧力発信器２３より出力されるボイラ水圧力データを入力して、前記ボイラ水圧力と差圧とを加算して、必要な酸素ガス導入圧力を決定する。この決定された酸素ガス導入圧力は、第２補正制御器２８に出力される。
【００３２】
第２補正制御器２８は、前記第２加算器２７より出力される酸素ガス導入圧力と前記第２酸素ガス圧力発信器２５より出力される酸素ガスの圧力値とを入力して、第２ボイラ水流通管６近傍における第２酸素ガス供給管１３内の酸素ガスの圧力変動に応じて第２酸素ガス供給管１３から第２ボイラ水流通管６内のボイラ水に適切な酸素ガス圧をもって酸素ガスを導入することができるように、第２酸素ガス供給管１３に設けられた圧力調節弁２９を制御することを原理とし、実際的にはＰＩＤ制御により圧力調節弁の制御を行う。なお、このＰＩＤ制御はＰ（比例）、Ｉ（積分）及びＤ（微分）の３項動作を組み合わせて用いる制御方式である。
【００３３】
この酸素ガス供給圧力制御装置は、前記第２差圧制御手段２４及び第２差圧制御手段２４により、この発明の一例である酸素ガス供給圧力制御方法が実施される。
【００３４】
すなわち、復水器１から脱気器２に送水するボイラ水の圧力を第１ボイラ水圧力発信器１６で測定し、第１差圧制御手段１７により、既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、前記復水器１から脱気器２にボイラ水を移送する第１ボイラ水流通管に結合された酸素ガス供給管中の、前記ボイラ水流通管近傍で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から第１酸素ガス供給管１０内へ供給する酸素ガスの圧力を調節し、かつ、脱気器２から節炭器５に送水するボイラ水の圧力を第２ボイラ水圧力発信器２３で測定し、第１差圧制御手段１７により、既に求められている発電負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時の発電負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、前記脱気器２から節炭器５にボイラ水を移送する第２ボイラ水流通管６に結合された第２酸素ガス供給管１３中の、前記ボイラ水流通管近傍で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管内へ供給する酸素ガスの圧力を調節する。
【００３５】
この実施例における酸素ガス供給圧力制御装置は、ボイラ水圧力発信器により最終制御圧力値を検出し、関数演算器、加算器及び補正制御器の組み合わせを一例とする比例（比率）設定器により、酸素ガス供給管中に設けられている圧力調整弁を自動調整し、供給する酸素ガス導入圧力の有効レンジアビリティを固有レンジアビリティに近付けようとするものであり、実際上有効レンジアビリティを拡大することができる。
【００３６】
この実施例により支持されるこの発明によると、発電プラントにおけるボイラ水中に適正な量をもって酸素ガスを導入することができる。特に、ボイラ水に導入する酸素ガスの濃度管理を１００ｐｐｂ〜２０ｐｐｂのオーダーで、しかも発電負荷の変動という外乱の影響を極力小さくして導入酸素ガス濃度の微調整が可能になる。
【００３７】
したがって、この発明によると、ボイラ管及びこれに連通するボイラ水流通管の内壁に不動態酸化被膜の形成に必要な酸素量を的確に供給することができる。この発明によると、発電プラントにおけるボイラ管及びこれに連通するボイラ水流通管の内壁に不動態酸化被膜を良好に形成させることができるようになるので、発電プラントの運転を長期に渡って実行することができるようになる。すなわち、ボイラ管及びこれに連通するボイラ水流通管の内壁の腐食進行を遅くすることができるので、発電設備のメンテナンスを軽減することができ、前記配管の腐食進行が遅いことにより長期に渡って前記配管の流通量の維持を図ることができ、これによって発電効率の安定化を図ることができる。
【００３８】
なお、この発明は前記実施例に限定されることはない。
【００３９】
前記実施例における酸素ガス供給圧力制御装置においては、関数演算器、加算器及び補正制御器がこの発明における差圧制御手段である。この差圧制御手段は、ボイラ水圧力測定手段から出力される測定ボイラ水圧力及び前記酸素ガス圧測定手段から出力される測定酸素ガス圧力に基づいて、酸素ガスの供給部位におけるボイラ水の圧力と供給する酸素ガスの圧力との差圧が一定となるように、ボイラ設置プラント稼働負荷に追従して、酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御することができるように構成される限り、前記実施例に示される構成に限定されない。
【００４０】
又、この発明における差圧制御手段の更に具体的な構成として、前記実施例における関数演算器、加算器及び補正制御器の組み合わせに限らず、既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と前記ボイラ水圧力測定手段により測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給管に供給する酸素ガスの圧力を制御することができるように構成される限り、更に他の構成を採用することもできる。
【００４１】
この発明の方法及び装置は、発電プラントに適用することのみならず、ボイラ水に酸素を導入する必要のある諸設備例えば原子力発電プラント、ボイラ設置の重化学工業プラント、地域集中暖房設備等のボイラ設置プラントに適用することができる。
【００４２】
次にこの発明の一例である酸素ガス導入方法について、酸素ガス導入装置の説明と共に詳述する。
【００４３】
この発明の一例である酸素ガス導入装置は、図３に示されるように、復水器１から第１ボイラ水流通管３を介して脱気器２にボイラ水が送水され、この脱気器２から第２ボイラ水流通管６を介して節炭器５にボイラ水が送水されるように形成された発電設備に設けられれる。
【００４４】
この酸素ガス導入装置は、前記第１ボイラ水流通管３について設けられた第１酸素ガス供給圧力制御手段及び第１酸素ガス流量制御手段３０と、第２ボイラ水流通管６について設けられた第２酸素ガス供給圧力制御手段及び第２酸素ガス流量制御手段５０とを有する。
【００４５】
この第１酸素ガス供給圧力制御手段は、図１に示されるのと同様の構成を有していて、第１ボイラ水圧力発信器１６と第１差圧制御手段１７と第１酸素ガス圧力発信器１８とを備え、第２酸素ガス供給圧力制御手段は、図１に示されるのと同様の構成を有していて、第２ボイラ水圧力発信器２３と第２差圧制御手段２４と第２酸素ガス圧力発信器２５とを有する。これらの詳細は既に説明した通りである。
【００４６】
前記第１酸素ガス流量制御手段３０はこの発明の酸素ガス流量制御装置に対応する。よって、この実施例においては、復水器１から節炭器５までのボイラ水流通管３，６に２基の酸素ガス流量制御装置が設置されていることになる。
【００４７】
前記第１酸素ガス流量制御手段３０は、第１上流側溶存酸素計３１と、第１下流側溶存酸素計３２と、第１ボイラ水量測定手段３３と、第１流量制御手段３４とを有する。
【００４８】
この第１上流側溶存酸素計３１は、この発明における水流通管に相当するボイラ水流通管３に対する酸素ガス供給管１０の接続点よりも上流におけるボイラ水流通管３を流通するボイラ水の溶存酸素量を検出することができる限りどのような酸素計であってもよい。この実施例では、この第１上流側溶存酸素計３１は、酸素ガス供給管１０のボイラ水流通管３への接続点よりも上流側のボイラ水流通管３中を流通するボイラ水における単位時間あたりの溶存酸素濃度を測定し、測定溶存酸素濃度に対応する電気信号を第１流量制御手段３４に出力する。このように上流側のボイラ水中の溶存酸素量を測定するのは、酸素ガス供給管１０より供給される酸素ガスの供給量を算出するには、ボイラ水中に既に溶存する酸素量を考慮しなければならないからである。
【００４９】
前記第１下流側溶存酸素計３２は、酸素ガス供給管１０の接続点よりも下流のボイラ水流通管３中を流通するボイラ水中の溶存酸素量を検出することができる限りどのような酸素計であってもよい。この実施例では、この第１下流側溶存酸素計３２は、酸素ガス供給管１０のボイラ水流通管３への接続点よりも下流側のボイラ水流通管３中を流通するボイラ水における単位時間あたりの溶存酸素濃度を測定し、測定溶存酸素濃度に対応する電気信号を第１流量制御手段３４に出力する。このように下流側のボイラ水中の溶存酸素量を測定するのは、酸素ガス供給管１０より供給されることにより増加したボイラ水中の溶存酸素量を考慮するためである。
【００５０】
前記第１ボイラ水量測定手段３３は、ボイラ水流通管３中を流通するボイラ水の量を測定することができる限りどのような流量測定手段であってもよい。この実施例では、第１ボイラ水流通測定手段３３は、ボイラ水流通管３中を流通する単位時間あたりのボイラ水流量を測定し、得られたボイラ水流量に対応する電気信号を第１流量制御手段３４に出力される。この第１ボイラ水流量測定手段３３の設置箇所は、酸素ガス供給管１０の接続点よりも下流側であるのが好ましい。
【００５１】
第１流量制御手段３４は、第１乗算器３５と、第１比例演算器３６と、第１減算器３７と、第１目標酸素濃度演算器３８と、第１加算器３９と、第１調整演算器４０とを有する。
【００５２】
この第１乗算器３５は、前記第１ボイラ水量測定手段３３から出力されるボイラ水流量と前記第１上流側溶存酸素計３１から出力される溶存酸素量とを乗算して、単位時間あたりの、ボイラ水中に既存する溶存酸素量（これを既存溶存酸素量とする。）を算出する。
【００５３】
前記第１比例演算器３６は、前記第１ボイラ水量測定手段３３から出力されるボイラ水流量に必要な目標溶存酸素量を、予め求められている所定ボイラ水流量とその流量のボイラ水に必要な溶存酸素量とに基づいて比例計算により、算出する。例えばこの第１比例演算器３６に、毎時５０Ｔのボイラ水に対する必要溶存酸素量が１００ｐｐｂであると言うようにボイラ水と溶存酸素量との組み合わせのデータが少なくとも２点入力されているとする場合に、第１ボイラ水量測定手段３３から出力されるボイラ水量が毎時２５Ｔであるとするときには、２００ｐｐｂの溶存酸素量が必要であると言うように、比例計算により算出する。
【００５４】
前記第１減算器３７は、前記第１比例演算器３６より出力される目標溶存酸素量から、前記第１乗算器３５から出力される既存溶存酸素量を減算することにより、ボイラ水流通管３中に供給されるべき酸素ガス量すなわち設定供給酸素量を算出する。
【００５５】
前記第１目標酸素濃度演算器３８は、第１下流側溶存酸素計３２から出力される溶存酸素量に基づいて、脱気器に送られるところの、ボイラ水の実際の流量に必要な目標溶存酸素量との偏差を算出する。このように第１目標酸素濃度演算器３８で目標溶存酸素量と実際の測定溶存酸素量との偏差を求めるのは、酸素ガス供給管のボイラ水流通管への接続点から第１下流側溶存酸素計３２の設置点までのボイラ水流通管中で溶存酸素ガスに対する外乱要素例えばボイラ中で溶存酸素が他の物質と反応して消失し、あるいはボイラ水流通管に接続される他の配管から水が供給されることによる溶存酸素の希釈等により、酸素ガス供給管より供給される酸素ガス量と既存溶存酸素量との合計が前記第１下流側溶存酸素計３２で検出されることにならないからである。
【００５６】
前記第１加算器３９は、前記第１減算器３７から出力される設定供給酸素量と前記第１目標酸素濃度演算器３８から出力される偏差値とから、ボイラ水に必要な溶存酸素量の不足量もしくは過剰量すなわち過不足溶存酸素量を算出する。
【００５７】
前記第１調整演算器４０は、前記第１加算器３９から出力される過不足溶存酸素量と、酸素ガス供給管１０に設けられた酸素ガス流量調整弁４１の上流側に設けられた酸素ガス流量計４２から出力される酸素ガス流量とに基づいて、酸素ガス流量調整弁４１の下流側に流す酸素ガス流量を決定し、そのような酸素ガス流量となるように前記酸素ガス流量調整弁４１を制御する。
【００５８】
このようにして第１酸素ガス流量制御手段３０では、ボイラ水への酸素ガス供給量が、酸素ガス供給管１０の接続点に対する上流側のボイラ水中の溶存酸素量を検出することによりフィードフォワード制御され、下流側のボイラ水中の溶存酸素量を検出することによりフィードバック制御され、又、ボイラ水流量の測定により流量比例制御される。
【００５９】
なお、第２酸素ガス流量制御手段５０は基本的には第１酸素ガス流量制御手段３０と同様の構成を有するのでその詳細な説明を省略する。もっとも、図３において、５１で示されるのは第１上流側溶存酸素計３１と同様の第２上流側溶存酸素計であり、５２で示されるのは第１下流側溶存酸素計３２と同様の第２下流側溶存酸素計であり、５３で示されるのは第１ボイラ水量測定手段３３と同様の第２ボイラ水量測定手段であり、５５で示されるのは第１酸素ガス流量調整弁４１と同様の第２酸素ガス流量調整弁である。
【００６０】
したがって、この実施例においては、前記第１酸素ガス供給圧力制御手段及び前記第１酸素ガス流量制御手段３０により、発電負荷の変動に追従してボイラ水圧力と供給酸素ガス圧力との差圧を一定にしつつ酸素ガスの供給量を適正に制御することができる。
【００６１】
この実施例に係る第１酸素ガス流量制御手段によると、例えば図４に示されるように、酸素ガス供給管には、圧力調節弁２２と酸素ガス流量計４２と酸素ガス流量調整弁４１とが介在し、これらによって酸素ガスの圧力降下が生じる。図４には、酸素ガスの最大流量時における酸素ガスの圧力降下を一点鎖線６０で示され、酸素ガスの最小流量時における酸素ガスの圧力降下を実線６１で示される。したがって、この図４に示されるように、この実施例に係る第１酸素ガス供給圧力制御手段により、流量制御手段により流量調節弁の前後における酸素ガスの圧力降下の幅が小さくなる。そして、最大流量における圧力降下と最小流量における圧力降下の範囲内で、つまり実線６１と一点鎖線６０とに挟まれた範囲内で、酸素ガスの適正な流量に酸素ガス供給量を制御することができる。
【００６２】
【効果】
この発明によると、ボイラ設置プラントにおける水流通管内に酸素ガスを供給するに際し、水流通管内壁に不動態酸化被膜を形成するのに必要な量の酸素ガスを過不足株なく正確に水流通管内に供給することができる。特に、水流通管における酸素ガスの供給部位における流通水の圧力と前記供給部位における酸素ガスの圧力との差圧が一定となるように、酸素ガス供給源から供給される酸素ガスの圧力を制御するので、ボイラ設置プラント稼働負荷の微妙な変動に追従して、前記酸素ガスの圧力を正確に制御することができる。
【００６３】
この発明によると、特に発電所におけるボイラ水に、酸素ガスを供給するに際し、既に求められているボイラ設置プラント稼働負荷と水−ガス差圧との相関表に運転時のボイラ設置プラント稼働負荷を当てはめて必要差圧を求め、その必要差圧と測定されたボイラ水の測定圧力とを加算して必要酸素ガス圧を算出し、水流通管における酸素ガスの供給部位で測定された酸素ガスの圧力と前記必要酸素ガス圧との偏差が小さくなるように、酸素ガス供給部から酸素ガス供給管１０内へ供給する酸素ガスの圧力を調節するので、発電所の発電負荷変動に追従して、供給酸素ガス量を微調整することができる。
【００６４】
この発明によると、発電所におけるボイラ水中に適正な量をもって酸素ガスを導入することができる。特に、ボイラ水に導入する酸素ガスの濃度管理を１００ｐｐｂ〜２０ｐｐｂのオーダーで、しかも発電負荷の変動という外乱の影響を極力小さくして導入酸素ガス濃度の微調整が可能になる。
【００６５】
したがって、この発明によると、ボイラ管及びこれに連通するボイラ水流通管３の内壁に不動態酸化被膜の形成に必要な酸素量を的確に供給することができる。この発明によると、発電所におけるボイラ管及びこれに連通するボイラ水流通管３の内壁に不動態酸化被膜を良好に形成させることができるようになるので、発電所の運転を長期に渡って実行することができるようになる。すなわち、ボイラ管及びこれに連通するボイラ水流通管３の内壁の腐食進行を遅くすることができるので、発電設備のメンテナンスを軽減することができ、前記配管の腐食進行が遅いことにより長期に渡って前記配管の流通量の維持を図ることができ、これによって発電効率の安定化を図ることができる。
【００６６】
この発明によると、酸素ガス供給管における圧力調整弁及び流量調整弁により生じる圧力降下及び流量を適正に制御して、ボイラ水中に適正な量をもって酸素ガスを注入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の一実施例である酸素ガス供給圧力制御装置を示す概略説明図である。
【図２】図２は、この発明の一実施例である酸素ガス供給圧力制御装置における関数演算器で演算するに際して利用される一例としての、発電負荷と差圧との関係を示すデータを示すグラフである。
【図３】図３は、この発明の一実施例である酸素ガス供給圧力制御手段と酸素ガス流量制御手段とを組み込んだ酸素ガス導入装置を示す概略説明図である。
【図４】図４は、ボイラ水流通管に接続され、途中に酸素ガスの圧力調整（調節）弁及び流量調整弁を介装してなる酸素ガス供給管中での酸素ガスの圧力降下を示す説明図である。
【図５】図５は、従来の酸素ガス供給管に圧力調整弁及び流量調整弁を設置したときの圧力降下を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・復水器、２・・・脱気器、３・・・第１ボイラ水流通管３、４・・・復水ブースタポンプ、５・・・節炭器、６・・・第２ボイラ水流通管３、７・・・給水ポンプ、８・・・第１酸素ガス供給手段、９・・・酸素ボンベ、１０・・・第１酸素ガス供給管、１１・・・第２酸素ガス供給手段、１２・・・酸素ボンベ、１３・・・第２酸素ガス供給管１０、１４・・・第１酸素ガス供給圧力制御手段、１５・・・第２酸素ガス供給圧力制御手段、１６・・・第１ボイラ水圧力発信器、１７・・・第１差圧制御手段、１８・・・第１酸素ガス圧力発信器、１９・・・第１関数演算器、２０・・・第１加算器、２１・・・第１補正制御器、２２・・・圧力調節弁、２３・・・第２ボイラ水圧力発信器、２４・・・第２差圧制御手段、２５・・・第２酸素ガス圧力発信器、２６・・・第２関数演算器、２７・・・第２加算器、２８・・・第２補正制御器、２９・・・圧力調節弁、３０・・・第１酸素ガス流量制御手段、３１・・・第１上流側溶存酸素計、３２・・・第１下流側溶存酸素計、３３・・・第１ボイラ水量測定手段、３４・・・第１流量制御手段、３５・・・第１乗算器、３６・・・第１比例演算器、３７・・・第１減算器、３８・・・第１目標酸素濃度演算器、３９・・・第１加算器、４０・・・第１調整演算器、５０・・・第２酸素ガス流量制御手段。
【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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