JP2010266158A

JP2010266158A - ボイラ

Info

Publication number: JP2010266158A
Application number: JP2009119305A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sasaki; 務佐々木; Koichi Masuda; 幸一増田
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: WO2010131302A1; JP5360560B2

Abstract

【課題】ターンダウン比が大きなボイラ等、濃縮ブロー量の変動幅の大きいボイラにおいても常に適切なブロー量で濃縮ブローを行うことが可能なボイラを提供する。
【解決手段】本実施形態に係るボイラ１は、ボイラ１は、缶体２、送風機３、ダクト４、排気筒５、セパレータ６、濃縮ブローライン１０、制御器３０を備える。濃縮ブローライン１０は、それぞれブロー電磁弁１２，１６，２０を有して並列に設置された複数の分岐ライン１１，１５，１９を有し、制御器３０は、複数の分岐ライン１１，１５，１９を選択的に使用して濃縮ブローライン１０の流量を調整するために、複数のブロー電磁弁１２，１６，２０を選択的に開閉制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料を燃焼させて得た熱を水に伝え、水蒸気や温水に換える熱源機器であるボイラに関し、特に、ボイラの濃縮ブローに関する。

一般に、ボイラにおいては、ボイラ内の缶水を長時間に亘り高温で加熱し続けると、発生する蒸気量に比例して缶水の濃縮が進行し、蒸気の乾き度が低下してしまう。蒸気の乾き度が低下してくると、蒸気中にボイラ水が同伴してきてしまい、ボイラ水には種々の成分が含まれているため、蒸気に直接触れる機器にしみ等が付着したり、蒸気配管において振動や異音が発生したりする。

このため、従来のボイラでは、濃縮ブロー弁を備えた濃縮ブローラインをボイラ缶体に接続して設置し、濃縮ブロー弁を開状態としてボイラ水の一部を排出する濃縮ブローにより、ボイラ水の濃縮を防止しており、例えば、このようなボイラが下記特許文献１に開示されている。

また、下記特許文献１に開示されたボイラのように、燃焼量を、高燃焼、低燃焼、停止等の複数の燃焼状態で制御することも行われている。このような場合、燃焼状態に応じて給蒸量も変わるため、それに合わせて濃縮ブロー量を調節する必要があり、特許文献１では、燃焼状態に応じて濃縮ブロー弁の開時間を調整することで、濃縮ブロー量を調節している。

特開２００８−２７３９号公報

ところで、高燃焼と低燃焼とのターンダウン比が大きいボイラの場合、それぞれの燃焼モードにおいて望ましい濃縮ブロー量の差も大きくなるため、濃縮ブロー弁の開時間の調整だけでは、双方の燃焼モードに最適な濃縮ブロー量を実現することが困難となってしまう。

例えば、高燃焼における濃縮ブロー量に合わせて濃縮ブローラインの管径等を設定すると、低燃焼での濃縮ブロー時に蒸発量よりも瞬間ブロー量が大きくなり、濃縮水ではなく給水が缶外に排出されてしまったり、下部ヘッダー温度が低下して水管過熱が発生してしまうといった問題が生じる。

また、濃縮ブロー率（給水量に対するブロー水量の比率）の大小によって望ましい濃縮ブロー量の差が大きくなり、濃縮ブロー弁の開時間の調整だけでは全ての濃縮ブロー率に最適な濃縮ブロー量を実現することが困難である。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ターンダウン比が大きなボイラ等、濃縮ブロー量の変動幅の大きいボイラであっても常に適切なブロー量で濃縮ブローを行うことが可能なボイラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るボイラは、缶体と、前記缶体からブロー水を排出するための濃縮ブローラインと、を備えるボイラにおいて、前記濃縮ブローラインは、それぞれブロー弁を有して並列に設置された複数の分岐ラインを有し、前記複数の分岐ラインを選択的に使用して前記濃縮ブローラインの流量を調整するために、複数の前記ブロー弁を選択的に開閉制御する制御器を備えることを特徴とする。

本発明によれば、濃縮ブロー量の変動幅の大きいボイラであっても、適切なブロー量で濃縮ブローを行うことができる。

図１は、本発明の実施形態に係るボイラの構成を概略的に示す模式図である。図２は、本発明の実施形態に係る濃縮ブロー時の各ブロー電磁弁の開閉制御態様を示す図である。図３は、本発明の変形例に係る濃縮ブロー時の各ブロー電磁弁の開閉制御態様を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るボイラについて説明する。図１は、本実施形態に係るボイラの構成を概略的に示す模式図である。同図に示すように、ボイラ１は、缶体２、送風機３、ダクト４、排気筒５、セパレータ６、濃縮ブローライン１０、制御器３０を備えている。

ボイラ１では、送風機３から燃焼用空気が供給され、ダクト４において混合される燃料ガスと燃焼用空気が缶体２内で燃焼して缶体２内の上部ヘッダーと下部ヘッダーとを連結する多数の水管を加熱する。燃焼後の排気ガスは、排気筒５から外部へ排出される。セパレータ６は、蒸気取出ライン７によって上部ヘッダーと接続され、降水管８によって下部ヘッダーと接続されており、主蒸気弁９を開くことでセパレータ６から蒸気が取り出される。

濃縮ブローライン１０は降水管８に接続されており、濃縮ブロー時には濃縮水が濃縮ブローライン１０を介して外部に排出される。濃縮ブローライン１０は、並列に分岐した第一分岐ライン１１、第二分岐ライン１５、第三分岐ライン１９を備えている。第一分岐ライン１１には、第一ブロー電磁弁１２と、第一オリフィス１３が設置され、第二分岐ライン１５には、第二ブロー電磁弁１６が設置され、第三分岐ライン１９には、第三ブロー電磁弁２０が設置されている。

ここで、第一〜第三分岐ライン１１，１５，１９を構成する配管サイズは10Aであり、第一分岐ライン１１の第一オリフィスはサイズを5Aに絞るように構成されている。また、制御器３０は、主蒸気弁９、第一ブロー電磁弁１２、第二ブロー電磁弁１６及び第三電磁ブロー弁２０と接続されており、これらの弁の開閉を制御する。なお、本実施形態に係るボイラ１のターンダウン比は、１：５である。

以上、ボイラ１の構成について説明したが、続いて、ボイラ１における濃縮ブローの制御態様について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る濃縮ブロー時の各ブロー電磁弁の開閉制御態様を示す図である。ここで、本実施形態に係るボイラ１は、燃焼量を、高燃焼、低燃焼、停止の三位置で制御するものであり、所定周期の１サイクルあたりのブロー電磁弁の開時間を増減することで、予め設定された所望の濃縮ブロー率（給水量に対するブロー水量の比率）となるように濃縮ブロー量を調整するよう構成されている。

給蒸量の多い高燃焼時には、制御器３０は、第一〜第三ブロー電磁弁１２，１６，２０の全てを開閉制御し、第一〜第三分岐ライン１１，１５，１９の全てのラインからブロー水を排出するように制御しており、第一〜第三ブロー電磁弁１２，１６，２０の開時間の増減により設定された濃縮ブロー率となるように制御する。

また、給蒸量の少ない低燃焼時には、制御器３０は、第一ブロー電磁弁１２のみを開閉制御し、第二及び第三ブロー電磁弁１６，２０を閉じおくことで、第一分岐ライン１１からのみブロー水を排出するよう制御しており、第一ブロー電磁弁１２の開時間の増減により設定された濃縮ブロー率となるように制御する。

このように、濃縮ブローライン１０に並列に設置された複数のブロー電磁弁１２，１６，２０を、高燃焼と低燃焼とで選択的に開閉制御するようにすれば、濃縮ブロー時に分岐ライン１１，１５，１９を選択的に使用して、濃縮ブローライン１０を流れる濃縮ブロー水の瞬間ブロー量を各燃焼モードに適した流量に調整することができるので、ターンダウン比が大きなボイラであっても各燃焼モードにおいて適切な濃縮ブローを行うことが可能である。なお、本明細書において「選択的に」というときには、全ての選択肢を選択する場合も含むものとする。

本実施形態では、低燃焼時の瞬間ブロー量と高燃焼時の瞬間ブロー量との比率は、１：６程度になっており、ボイラ１のターンダウン比が１：５と大きくても、各燃焼モードに適切な流量で濃縮ブロー水を排出することができる。

続いて、濃縮ブローの制御態様の変形例について、図３を参照しながら説明する。図３は、本変形例に係る濃縮ブロー時の各ブロー電磁弁の開閉制御態様を示す図である。上記実施形態では、燃焼モードに応じて濃縮ブロー時に選択的に使用する分岐ラインを決定しているが、本変形例では、予め設定された濃縮ブロー率に応じて濃縮ブロー時に選択的に使用する分岐ラインを決定する。

例えば、濃縮ブロー率が10%以下の場合には、第一分岐ライン１１のみを使用し、濃縮ブロー率が10〜15%の場合には、第一分岐ライン１１及び第二分岐ライン１５のみを使用し、濃縮ブロー率が15%以上の場合には、第一〜第三分岐ライン１１，１５，１９の全てを使用してブロー水を排出するように制御器３０が制御する。

具体的には、濃縮ブロー率が10%以下の場合には、制御器３０は、第二及び第三ブロー電磁弁１６，２０を閉じておき、第一ブロー電磁弁の開時間の増減により所望の濃縮ブロー率となるように制御する。また、濃縮ブロー率が10〜15%の場合には、制御器３０は、第三ブロー電磁弁２０を閉じておき、第一及び第二ブロー電磁弁１２，１６の開時間の増減により所望の濃縮ブロー率となるように制御する。また、濃縮ブロー率が15%以上の場合には、制御器３０は、第一〜第三ブロー電磁弁１２，１６，２０の開時間の増減により所望の濃縮ブロー率となるように制御する。

本変形例においては、濃縮ブロー率に応じて濃縮ブロー時に分岐ライン１１，１５，１９を選択的に使用することで、濃縮ブローライン１０の瞬間ブロー量を濃縮ブロー率に応じて適切な流量に調整することができるので、容量の大きなボイラであって、濃縮ブロー率によってブロー水量が大きく変化する場合でもあっても、濃縮ブロー率に応じて適切な濃縮ブローを行うことが可能となる。

以上、変形例も含めて本実施形態について詳細に説明したが、本実施形態によれば、複数の分岐ラインを選択的に使用して濃縮ブロー時の流量を調整することができるので、濃縮ブロー量の変動幅の大きいボイラであっても常に適切な量の濃縮ブローを行うことができる。また、濃縮ブロー時の流量を調整できれば、連続的に濃縮ブローを行うような調整も可能となり、濃縮ブロー水と給水との間で効率的な熱交換を行うことができる。

なお、本発明の実施形態は上述した形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、濃縮ブローラインにおいて３つの分岐ラインを並列に設置したが、並列に設置する分岐ラインの数は、複数であれば２つでも４つ以上でも良い。

また、本実施形態では、濃縮ブローラインに設置するブロー弁を電磁ブロー弁としたが、ブロー弁として流量を連続して調整可能なモーターバルブ等の比例制御弁を用いても良い。

１ボイラ
２缶体
６セパレータ
１０濃縮ブローライン
１１第一分岐ライン
１２第一ブロー電磁弁
１５第二分岐ライン
１６第二ブロー電磁弁
１９第三分岐ライン
２０第三ブロー電磁弁
３０制御器

Claims

缶体と、前記缶体からブロー水を排出するための濃縮ブローラインと、を備えるボイラにおいて、
前記濃縮ブローラインは、それぞれブロー弁を有して並列に設置された複数の分岐ラインを有し、
前記複数の分岐ラインを選択的に使用して前記濃縮ブローラインの流量を調整するために、複数の前記ブロー弁を選択的に開閉制御する制御器を備えることを特徴とするボイラ。
前記制御器は、燃焼ステージに応じて複数の前記ブロー弁うちの何れを開閉制御するかを決定することを特徴とする請求項１記載のボイラ。
前記制御器は、濃縮ブロー率に応じて複数の前記ブロー弁をうちの何れを開閉制御するかを決定することを特徴とする請求項１記載のボイラ。