JP2011099600A

JP2011099600A - 多缶設置ボイラ

Info

Publication number: JP2011099600A
Application number: JP2009253637A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Morimoto; 守森本
Original assignee: SAMSON CO Ltd
Current assignee: SAMSON CO Ltd
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2011-05-19

Abstract

【課題】多缶設置ボイラの全ブロー実施時に蒸気供給量が不足することを防止する。
【解決手段】稼働優先順位を定めた複数台の蒸気ボイラ１と、各ボイラ１に対して運転の指令を出力する台数制御装置２からなり、台数制御装置２は稼働優先順位の高いボイラから必要台数分のボイラに対して燃焼指令を出力するようにしている多缶設置ボイラにおいて、燃焼を行っているボイラが全ブローを行う場合には、全ブロー実施ボイラの燃焼を停止する前に、それまで燃焼を停止していたボイラの中で稼働優先順位が最も高いボイラの燃焼を開始することでボイラの予熱を行い、予熱後に全ブロー実施ボイラの全ブローを開始する。また、予熱実施ボイラでの蒸気温度又は蒸気圧力を検出しておき、蒸気温度又は蒸気圧力が設定値になるまで予熱を行い、予熱の終了を検出すると全ブロー実施ボイラでの全ブローを開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボイラを複数台設置しておき、負荷に応じて必要台数分のボイラを燃焼するようにしている多缶設置ボイラに関するものである。

複数台の蒸気ボイラと、各ボイラに対して運転の指令を出力する台数制御装置からなり、負荷に応じて必要台数のボイラを燃焼する多缶設置ボイラが広く普及している。この多缶設置ボイラにおいては、蒸気集合部での蒸気圧力値を検出し、蒸気圧力値に対応させて設定している台数分のボイラを燃焼させるようにしており、蒸気圧力値が低くなると燃焼台数を増加、蒸気圧力値が高くなると燃焼台数減少することで、蒸気圧力値を所定の範囲に保つようにしている。各ボイラには稼働優先順位を定めておき、蒸気圧力値が低下してボイラの燃焼台数を増加するという場合には、稼働優先順位の高いボイラから順に燃焼を開始し、蒸気圧力値が上昇してボイラの燃焼台数を減少するという場合には、稼働優先順位の低いボイラから順に燃焼を停止する。

水を加熱して蒸気を発生しているボイラでは、給水と蒸発を繰り返すことで水中の不純物が次第に濃縮していく。そのため、特開２００４−８５０８４号公報に記載があるように、缶内にたまったスラッジなどを排出する全ブローを定期的に実施している。全ブロー実施中のボイラは燃焼を停止しており、蒸気を供給することができないため、ボイラを複数台設置している多缶設置では、全ブローを行うボイラが重ならないように全ブロー時期を調節しておき、あるボイラが全ブロー時期となって燃焼を停止すると、別のボイラを燃焼させることで蒸気供給量の低下を補う。

燃焼を行っていたボイラが全ブロー実施のために燃焼を停止し、替わりに燃焼を停止していたボイラを燃焼させるという場合、燃焼を停止することになったボイラでは、燃料供給を停止して燃焼を停止するとすぐに蒸気の供給は停止される。しかし、燃焼していたボイラに替わって燃焼を開始することになったボイラでは、燃焼を開始する前にプレパージなど燃焼準備のための時間が必要であり、燃焼を開始しても低温の缶水を加熱して蒸気の供給を開始するまでには更に時間が必要であるため、燃焼開始の指令を受けてもすぐに蒸気供給を開始することはできない。そのため、全ブロー実施のために燃焼するボイラを変更した場合、新しく燃焼を開始することになったボイラが蒸気供給を開始するまでの間に蒸気供給量が不足し、所定の蒸気圧力を維持することができなくなることがあった。また、蒸気圧力の一時的な低下によって本来なら燃焼する必要のないボイラにも燃焼指令の出力が行われ、それらボイラからの蒸気供給が始まると蒸気供給量が多くなりすぎ、今度はボイラの燃焼台数を急激に減少させるという操作を繰り返すこともあった。

特開２００４−８５０８４号公報

本発明が解決しようとする課題は、多缶設置ボイラの全フロー実施時に蒸気供給量が不足することを防止することにある。

請求項１に記載の発明は、稼働優先順位を定めた複数台の蒸気ボイラと、各ボイラに対して運転の指令を出力する台数制御装置からなり、台数制御装置は稼働優先順位の高いボイラから必要台数分のボイラに対して燃焼指令を出力するようにしている多缶設置ボイラにおいて、燃焼を行っているボイラが全ブローを行う場合には、全ブロー実施ボイラの燃焼を停止する前に、それまで燃焼を停止していたボイラの中で稼働優先順位が最も高いボイラの燃焼を開始することでボイラの予熱を行い、予熱後に全ブロー実施ボイラの全ブローを開始するものであることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記の多缶設置ボイラにおいて、予熱実施ボイラでの蒸気温度又は蒸気圧力を検出しておき、蒸気温度又は蒸気圧力が設定値になるまで予熱を行い、予熱の終了を検出すると全ブロー実施ボイラでの全ブローを開始するものであることを特徴とする。

全ブロー実施ボイラで燃焼を停止するよりも前に全ブロー実施ボイラに替わって燃焼を行うボイラの燃焼を開始して予熱を行っておき、予熱後に全ブロー実施ボイラの燃焼を停止することで、全ブロー実施ボイラからの蒸気供給が停止しても予熱を行っていたボイラによって遅延なく蒸気の供給が行えるため、全ブロー時に蒸気供給量が不足することを防止できる。また、予熱を行うボイラでの蒸気温度又は蒸気圧力が設定値以上となったことを検出して全ブローを実施することで、予熱ボイラでの予熱量を過不足無く行え、全ブロー実施前後に蒸気の供給量と負荷のバランスが崩れることを防止することができる。

本発明を実施するボイラの設置状況を示したフローシート一実施例における各ボイラの運転状態等を示した状態説明図

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施するボイラの設置状況を示したフローシート、図２は一実施例における各ボイラの運転状態等を示した状態説明図である。本実施例では、４台のボイラ１を並列に設置しており、各ボイラは順に１号缶・２号缶・３号缶・４号缶と名付けておく。各ボイラからの蒸気配管を蒸気ヘッダ４に接続しておき、蒸気ヘッダ４には蒸気圧力検出装置３を設けている。各ボイラ１に対する運転指令は、各ボイラと接続している台数制御装置２から出力するようにしており、台数制御装置２は蒸気圧力検出装置３とも接続しておく。

各ボイラ１には、それぞれボイラ運転制御装置５を設け、ボイラ運転制御装置５は台数制御装置２と信号線で接続している。ボイラの運転は台数制御装置２がボイラ運転制御装置５へ出力する指令に基づいて行っており、各ボイラではボイラ運転制御装置５がボイラ１の各機器の作動を制御することでボイラは運転する。ボイラ運転制御装置５では、台数制御装置２から燃焼指令を受けると、ボイラの燃焼を開始する。燃焼を開始する場合は、まず燃焼室内へ空気のみを送り込んで燃焼室内を換気するプレパージを行い、続いて着火の工程を行って燃焼を開始し、バーナの熱でボイラ内の缶水を加熱する。缶水を飽和温度まで加熱することで缶水は蒸気となり、圧力を持った蒸気を蒸気ヘッダ４へ供給する。ボイラ運転制御装置５が、台数制御装置２から停止指令を受けると、ボイラの燃焼を停止する。ボイラの燃焼を停止する場合は、燃料の供給を停止して燃焼を停止し、続いて燃焼室内を換気するポストパージを行って運転を停止する。また、各ボイラ１には、個々のボイラにおける蒸気温度を検出する蒸気温度検出装置６を設けておき、蒸気温度検出装置６と台数制御装置５は信号線で接続しておき、蒸気温度検出装置６で検出したボイラ蒸気温度は、台数制御装置２へ送るようにしておく。

台数制御装置２は、蒸気圧力検出装置３で検出した蒸気圧力値に基づいて必要蒸気量を求め、必要台数分のボイラに対して燃焼指令を出力する。各ボイラには稼働優先順位を定めておき、蒸気圧力値が低下して必要蒸気量が増加すると、稼働優先順位の高いボイラから順に燃焼指令の出力を行うことで燃焼台数を増加し、蒸気圧力値が上昇して必要蒸気量が減少すると、稼働優先順位の低いボイラから順に燃焼停止指令を出力して燃焼台数を減少することで、必要蒸気量に応じた台数制御を行う。稼働優先順位は２４時間経過するごとに変更しており、ボイラごとに燃焼時間の積算値を算出し、燃焼時間が少ないものほど次回の稼働優先順位を高くするように稼働優先順位の変更を行う。

ボイラ１は、燃焼を行うことでボイラ内の缶水を加熱して蒸気を発生し、発生した蒸気は蒸気配管を通じて蒸気ヘッダ４へと取り出している。ボイラでは、缶水が蒸発によって減少すると水を補給するというものであり、給水と蒸発を繰り返すことでボイラ内の缶水に含まれている不純物は次第に濃縮していく。そのために缶内にたまったスラッジなどを排出する全ブローを定期的に実施することが必要であり、全ブローを実施している間は燃焼を停止するために、蒸気を供給することはできない。

図２は、本発明の一実施例におけるボイラの運転状態と各ボイラでの蒸気温度変化の状況をタイムチャートにしたものである。図２での稼働優先順位は、１号缶が第１位、２号缶が第２位、３号缶が第３位、４号缶が第４位としている。当初は稼働優先順位が第１位と第２位のボイラである１号缶と２号缶の２台に対して燃焼指令の出力を行っており、３号缶と４号缶には燃焼指令の出力は行われていない。燃焼を行っている１号缶と２号缶では蒸気温度が高くなっている（Ｔ℃）が、燃焼を行っていない３号缶と４号缶では蒸気温度が低くなっている。そのため、３号缶と４号缶では燃焼を開始することになっても、すぐには蒸気供給を行えない。

全ブロー実施の制御を、図２のタイムチャートに基づいて説明する。時刻Ａで１号缶が全ブロー時期になると、１号缶での全ブローの準備を開始する。全ブロー実施中のボイラでは蒸気供給が行えないため、稼働優先順位が高く燃焼を行っているボイラが全ブローを行う場合には、燃焼を停止しているボイラの中で稼働優先順位が最も高いボイラを燃焼させることで蒸気供給量が不足しないようにする。時刻Ａの段階では１号缶の全ブローは開始せず、燃焼を停止していた３号缶に対して燃焼指令の出力を行い、予熱を行っておく。燃焼実施の指令を受けた３号缶では、燃焼準備の工程を行って燃焼を開始する。３号缶で燃焼を行い缶水を加熱すると、３号缶での蒸気温度は上昇していくが、３号缶は時刻Ａより前には燃焼を行っておらず、ボイラは冷缶状態にあったため、蒸気温度が設定値Ｔに達するまでに比較的長い時間が掛かっており、時刻Ｂで蒸気温度が設定値Ｔに到達している。

台数制御装置２は、時刻Ｂで蒸気温度が設定温度Ｔよりも高くなっていることとを検出した以降に１号缶の全ブローを実施する。時刻Ｂで１号缶の燃焼を停止して全ブローを開始すると、１号缶での蒸気供給は停止するが、１号缶で供給していた蒸気量は予熱を行っておいた３号缶によってそのまま供給することができるため、全ブローの実施によってボイラが燃焼を停止しても蒸気供給量が不足することにはならない。

その後、時刻Ｃで１号缶の全ブローが終了すると、１号缶に対して燃焼指令の出力が行われ、１号缶での燃焼が再開される。しかし１号缶では、全ブローを実施したことで缶水が入れ替わっており、缶水温度は低下しているためにすぐに蒸気供給を行うことはできない。この場合、１号缶の蒸気温度を検出しておき、１号缶蒸気温度が設定値Ｔに達するまでは３号缶の燃焼を継続しておき、１号缶蒸気温度が設定値Ｔに到達した後に３号缶の燃焼を停止する。このようにすることで、全ブロー実施後の燃焼再開時にも蒸気供給量が不足することを防止できる。

１ボイラ
２台数制御装置
３蒸気圧力検出装置
４蒸気ヘッダ
５ボイラ運転制御装置
６蒸気温度検出装置

Claims

稼働優先順位を定めた複数台の蒸気ボイラと、各ボイラに対して運転の指令を出力する台数制御装置からなり、台数制御装置は稼働優先順位の高いボイラから必要台数分のボイラに対して燃焼指令を出力するようにしている多缶設置ボイラにおいて、燃焼を行っているボイラが全ブローを行う場合には、全ブロー実施ボイラの燃焼を停止する前に、それまで燃焼を停止していたボイラの中で稼働優先順位が最も高いボイラの燃焼を開始することでボイラの予熱を行い、予熱後に全ブロー実施ボイラの全ブローを開始するものであることを特徴とする多缶設置ボイラ。
請求項１に記載の多缶設置ボイラにおいて、予熱実施ボイラでの蒸気温度又は蒸気圧力を検出しておき、蒸気温度又は蒸気圧力が設定値になるまで予熱を行い、予熱の終了を検出すると全ブロー実施ボイラでの全ブローを開始するものであることを特徴とする多缶設置ボイラ。