JP2002130610A - ボイラドラムの水位レベル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラントの停止時間の長さに拘わらず、ボイ
ラドラムの水位レベル制御を自動のまま継続できるボイ
ラドラムの水位レベル制御装置を提供する。 【解決手段】 レベル制御範囲を通常のＡから更に下方
のBまで広げるために、既設の降水管３およびドラム１
から取出元弁４２に至る配管に検出座を設けて、新たに
検出配管６３，６４を連設して、それらの間の差圧を新
設した差圧発信器７２で検出することにより水位レベル
がレベル制御範囲Aの下限を逸脱しても、更にレベル制
御範囲Bの範囲で水位レベル制御を連続して実施するこ
とができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボイラドラム内の熱
水の水位を検出して標準水位とのずれがある場合に熱水
の水位を標準水位となるように自動制御するボイラドラ
ムの水位レベル制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来例に係るボイラドラム１の水
位測定装置の要部を示す模式図である。水壁上昇管２を
経て上昇した加熱水はボイラドラム１内に流入して蒸気
を発生する。ボイラドラム１内で発生した蒸気は上側の
取出元弁４１を経て凝気器５で熱水に復水する。凝気器
５から検出配管６１を流下した熱水は差圧（レベル）発
信器７１の一方の取込口に流入する。また、ボイラドラ
ム１内の熱水は下側の取出元弁４２および他方の検出配
管６２を経て差圧発信器７１の他方の取込口に流入す
る。余剰の熱水は排水弁８１，８２を経て排水漏斗９１
から排水路に放出される。なお、降水管３から流下した
熱水はボイラの給水系に還流する。

【０００３】ボイラドラム１の水位は差圧発信器７から
の水位レベル信号を受信して図示しない水位計が指し示
す水位レベルが「A」で示すレベル制御範囲から逸脱し
ないように、図示しない水位レベル制御系により制御さ
れている。しかし、ボイラの運転停止時間の長さによっ
ては、予めボイラドラム１の水位レベルを高めに設定し
ておいても、ボイラ内部の熱水の蓄熱による自己蒸発に
より、ボイラドラム１の水位レベルが上記レベル制御範
囲Aの下限を下廻る状態となることがある。当然、この
場合はボイラの水位計の水位レベル指示も表示可能範囲
から逸脱してしまう。

【０００４】図４はボイラの停止から起動に至る各種計
測データの一例を示すタイムチャートである。この例で
は、ボイラタービン発電プラントの週末停止・起動の場
合を示している。プラントの起動、停止は制御用計算機
により制御されていて、予め設定された起動スケジュー
ルを計算することにより、ボイラ停止時の状態（温度、
圧力等）に応じて並列タービン起動及び点火等の時間が
決められている。即ち、ボイラ停止状態、停止時間によ
り冷缶停止・起動、週末停止・起動等のモードが予め決
められていて、昇温率、負荷変化率等の変化率も各モー
ド毎に予め決定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５はプラントの起
動、停止時のドラムの水位レベル制御の状態を示すタイ
ムチャートである。ボイラの消火によりプラントが停止
すると、ボイラドラム１の水位レベルは一旦、＋規定
値、例えば、標準水位ＮＷＬ+１２０mmまで上昇した
後、ボイラの自己蒸発により徐々に低下する。プラント
の停止期間が短く、次の起動時の水位レベルがレベル制
御範囲Ａ内にあったならば、水位レベル制御により水位
レベルＬＡはー規定値、例えば、標準水位ＮＷＬー５０
mmまで引き上げられ、その後、点火後の比容積の増大に
より水位レベルは見掛け上、上昇する。一方、プラント
の停止期間が長く、次の起動時の水位レベルがレベル制
御範囲Ａを越えて低下した場合は、水位レベル制御によ
り水位レベルＬＢをレベル制御範囲Ａまで戻すことがで
きない。そこで、この場合は水位レベルの調整を自動レ
ベル制御から手動レベル制御に切り替えて、水位レベル
ＬＢをレベル制御範囲Ａまで戻すようにしている。

【０００６】上述の様な計算機制御によるプラントの起
動、停止の過程に於いて、ボイラドラム１の水位レベル
が本来の規定のレベル制御範囲Ａに維持されいる場合は
特に問題はないが、前述の様に、プラントの停止時間が
長く、ドラムの水位レベルＬＢが所定のレベル制御範囲
Ａを逸脱して、その下限より下廻ってしまった場合は、
一旦手動操作を行ってボイラドラム１の水位レベルＬＢ
を規定値に戻してやる必要があり、このため、これらの
操作に時間が費やされ、起動予定時刻に対して動作遅れ
が生じる原因になっていた。

【０００７】上述の従来技術では計算機によるプラント
の自動制御において、プラントの停止時間が長い場合の
ドラムレベルの自動制御についての配慮がされておら
ず、ドラムの水位レベルを規定値に戻すための手動操作
が必要となるという煩わしさがあると共に、当該操作が
操作者の経験と勘に基づいて行われるため、不慣れな操
作者の場合に、起動予定時刻に対して起動遅れ（点火、
タービン起動及び並列）が生じるという問題があった。

【０００８】本発明の目的はプラントの停止時間の長さ
に拘わらず、ボイラドラムの水位レベル制御を自動のま
ま継続できるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的はボイラドラム
の既設配管に、レベル制御範囲を下回る熱水の水位を検
出して第二の水位レベル信号を出力する第二の水位検出
手段を新たに連設し、第一の水位検出手段から出力され
た第一の水位レベル信号と共に第二の水位レベル信号を
水位制御手段に供給することにより、週末等にプラント
の長時間停止によりボイラ自己蒸発等でボイラドラムの
水位レベルが所定のレベル制御範囲を下回っても、水位
制御手段は第二の水位レベル信号により、水位レベルの
連続自動制御が可能となり、起動予刻に対しての遅れを
生じることはない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
例を詳細に説明する。図１は本発明の実施例に係るボイ
ラドラム１の水位測定装置の要部を示す模式図、図２は
水位計に入力される二つの差圧発信器からの入力信号
（ａ），（ｂ）、水位計からの出力信号（ｃ）をそれぞ
れ示す波形図である。図１において、４３，４４はそれ
ぞれボイラドラム１から取出元弁４２に至る既設の配管
から新たに分岐された配管を流下する熱水の流入量を調
整し、また、降水管３から新たに分岐された配管を流下
する熱水の流入量を調整するための取出元弁、６３，６
４はそれぞれ取出元弁４３，４４から取り込まれた熱水
をそれぞれ導くべく配設された検出配管、７２は検出配
管６３，６４間の熱水差圧を検出する差圧発信器、８
３，８４は検出配管６３，６４から余剰の熱水を排出す
るための排水弁、９２は排水弁８３，８４から排出され
た排水を合流させる排水漏斗である。従来例と同一また
は同一とみなせる箇所には同一の符号を附して重複する
説明を省略する。

【００１１】差圧発信器７１，７２から出力された検出
信号は図２（ａ），（ｂ）に示す入力信号として水位計
に入力され、（ｃ）に示す出力信号として出力される。
即ち、レベル制御範囲Aで通常運転が行われている間
は、ボイラドラム１の水位レベルが標準水位NWLとなる
様に図示しない給水制御弁の開度調整により制御されて
いる。この時の出力信号Ｌは入力信号ｓ＝（ｓ_Ａ＋
ｓ_Ｂ）に比例しており、ｓ_Ａはｓ_１≦ｓ＜ｓ_ｘの範囲で
のみ定義されていて、（Ｌ−Ｌ_１）∝（ｓ−ｓ_１）なる
関係が成立している。同様に、ｓ_Ｂは０≦ｓ＜ｓ_１の範
囲でのみ定義されていて、Ｌ∝ｓ_Ｂなる関係が成立して
いる。

【００１２】このように、本実施例ではレベル制御範囲
をＡからBまで広げるために、既設の降水管３およびド
ラム１から取出元弁４２に至る配管に検出座を設けて、
従来同様のレベル（差圧）検出ループを追設している。
これにより水位レベルＬがレベル制御範囲Aの下限を逸
脱しても、更にレベル制御範囲Bの範囲で水位レベル制
御を連続して実施することができる。

【００１３】本実施例では水位レベル制御の範囲をＡか
らＢまで拡大するために、ボイラドラム１の缶水側の水
位検出用の取出しノズルは既設のノズルから分岐させて
おり、新たに水位検出用のノズルを設けていないから、
レベル検出ループを追設したことによるボイラドラム１
への影響は極限られたものになる。レベル制御範囲B内
の水位レベル検出のために降水菅３に新たにノズルを付
加する必要があるが、このノズルの付加がボイラ自体の
強度及び性能等に何ら影響を与えることはない。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、プラントの長期停止に
よりボイラドラムの水位レベルがレベル制御範囲を越え
て低下しても、当該水位を検出して出力された第二の水
位レベル信号により水位レベルを自動制御可能となるか
ら、手動操作によるプラントの起動遅れ等の不具合は発
生せず、発電所等に於ける並列時刻の遅れ等の問題も解
消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るボイラドラムの水位測定
装置の要部を示す模式図

【図２】水位計に入力される二つの差圧発信器からの入
力信号（ａ），（ｂ）、水位計からの出力信号（ｃ）を
それぞれ示す波形図

【図３】従来例に係るボイラドラムの水位測定装置の要
部を示す模式図

【図４】従来技術に係るボイラの停止から起動に至る各
種計測データの一例を示すタイムチャート

【図５】従来技術に係るプラントの起動、停止時のドラ
ムの水位レベル制御の状態を示すタイムチャート

【符号の説明】

１ ボイラドラム ２ 水壁上昇管 ３ 降水管 ４１〜４４ 取出元弁 ５ 凝気器 ６１〜６４ 検出配管 ７１，７２ 差圧（レベル）発信器 ８１〜８４ 排水弁 ９１，９２ 排水漏斗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 隼人 広島県呉市宝町５番３号 バブ日立エンジ ニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3L021 AA03 CA01 DA13 EA04 FA03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 週末等にプラントの長時間停止後のボイ
   ラドラム内の熱水の水位を検出して第一の水位レベル信
   号を出力する第一の水位検出手段と、該第一の水位検出
   手段が検出した前記ボイラドラム内の熱水の水位が所定
   のレベル制御範囲にあり、標準水位とのずれがある場合
   に前記熱水の水位を前記標準水位となるように自動制御
   する水位制御手段とを具えたボイラドラムの水位レベル
   制御装置において、前記ボイラドラムの既設配管に、前
   記レベル制御範囲を下回る前記熱水の水位を検出して第
   二の水位レベル信号を出力する第二の水位検出手段を新
   たに連設し、前記第一の水位検出手段から出力された第
   一の水位レベル信号と共に前記第二の水位レベル信号を
   前記水位制御手段に供給したことを特徴とするボイラド
   ラムの水位レベル制御装置。