JP2001124304A - ボイラにおける水管のスケ−ル付着判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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
ないスケ−ルの付着判定方法を提供することである。 【解決手段】 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し
ている。

Description

【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
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１
７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１
７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１
１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、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、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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。