JP2012132651A - Boiler device and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、缶体からの排水量を調節可能とされた排水部を備えたボイラ装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a boiler device including a drainage unit capable of adjusting the amount of drainage from a can body and a control method thereof.
従来のボイラ装置としては、水が貯留される缶体と、段階的な複数の燃焼位置を有し、前記缶体を加熱する燃焼部と、前記缶体に水を供給する給水部と、前記缶体内の水位を検知する水位検知部と、前記缶体から水を排出する排水部と、制御部と、を備えたものが知られている。
この種のボイラ装置においては、缶体内の水(缶水)が濃縮され、水管をはじめとする缶体内部の腐食、キャリーオーバーによる乾き度の低下やスケールが付着する原因となる場合がある。このような缶水の濃縮を防止する目的で、缶体への給水ラインに軟水器を設け、水の硬度を下げる等の水処理を施している。しかしながら、ボイラ装置の操業が一定時間経過したときなどに缶水が濃縮(濃化)して、スケール付着や腐食、キャリーオーバーの問題が生じていた。
As a conventional boiler device, a can body in which water is stored, a combustion section that has a plurality of stepwise combustion positions, heats the can body, a water supply section that supplies water to the can body, 2. Description of the Related Art There is known a water level detection unit that detects a water level in a can body, a drainage unit that discharges water from the can body, and a control unit.
In this type of boiler apparatus, the water in the can (canned water) is concentrated, which may cause corrosion inside the can, including the water pipe, a decrease in dryness due to carry-over, and scale adhesion. For the purpose of preventing the concentration of such can water, a water softener is provided in the water supply line to the can body to perform water treatment such as reducing the hardness of the water. However, when the boiler apparatus has been operated for a certain period of time, the can water is concentrated (concentrated), resulting in problems of scale adhesion, corrosion, and carry-over.
そこで、缶水の濃化状態を解消する目的で、燃焼部の累積燃焼時間が設定値に達するごとに、排水部から缶水を排水させる濃縮ブローが行われている(例えば、下記特許文献1参照)。この濃縮ブローにより缶体から排水されるとともに、給水部からは缶体内に給水されて、缶水が希釈されるようになっている。
Therefore, for the purpose of eliminating the concentrated state of the can water, every time the cumulative combustion time of the combustion section reaches a set value, a concentration blow for draining the can water from the drain section is performed (for example,
また一般に、予め決められた缶体内の所定水位の範囲内においては、給水部から缶体へ供給される単位時間あたりの給水量は、燃焼部の燃焼位置に応じて設定されている。これは、燃焼位置によって缶水の蒸発量(蒸気発生量)が概略決まることに関連している。一方、濃縮ブローを行う際には、排水部は常に全開とされている。 In general, within a predetermined water level within the can body, the amount of water supplied per unit time supplied from the water supply section to the can body is set according to the combustion position of the combustion section. This is related to the fact that the evaporation amount (steam generation amount) of can water is roughly determined by the combustion position. On the other hand, when performing the concentration blow, the drainage part is always fully open.
しかしながら、従来のボイラ装置においては、下記の問題があった。
近年、燃焼部の燃焼位置については、従来のものよりもさらなる省エネルギー化を実現可能な高TDR(ターンダウンレシオ)の多位置燃焼タイプ(例えば高燃焼、中燃焼、低燃焼、燃焼停止)のものが知られるようになった。
However, the conventional boiler apparatus has the following problems.
In recent years, the combustion position of the combustion section is of a high TDR (turn-down ratio) multi-position combustion type (for example, high combustion, medium combustion, low combustion, combustion stop) that can realize further energy saving than the conventional one. Became known.
前記多位置燃焼タイプのような、燃焼部が高TDRに設定される場合においては、蒸発量が少ない燃焼位置(低燃焼など)のときに、濃縮ブローの排水量が給水量相当(100%ブロー)となることがあり、必要以上の缶水の入れ替えにより温度の高い缶水が排出されて熱効率を下げてしまったり、缶体内の水位が低くなり過ぎたりすることがあった。 When the combustion section is set to a high TDR, such as the multi-position combustion type, the drainage amount of the concentrated blow is equivalent to the water supply amount (100% blow) at the combustion position where the amount of evaporation is low (low combustion, etc.) In some cases, excessive replacement of can water causes discharge of high temperature can water and lowers thermal efficiency, or the water level in the can body becomes too low.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、缶体内の水位を所定水位の範囲内に安定して維持しつつ、缶水の濃化を防止でき、排水に伴う熱効率の低下を抑制して省エネルギー化が可能なボイラ装置及びその制御方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can stably prevent the concentration of can water while stably maintaining the water level in the can within the range of the predetermined water level. It aims at providing the boiler apparatus which can suppress a fall, and can save energy, and its control method.
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、缶体と、段階的な複数の燃焼位置を有し、前記缶体を加熱する燃焼部と、前記缶体内の水位を検知する水位検知部と、前記缶体からの排水量を調節可能とされた排水部と、制御部と、を備えたボイラ装置であって、前記制御部は、濃縮管理排水モードと、該濃縮管理排水モードよりも優先される水位管理排水モードと、を備え、前記水位管理排水モードは、前記水位検知部で検知した水位が第1設定水位以上である場合に、前記排水部から所定量の水を排水させ、前記濃縮管理排水モードは、前記燃焼部の燃焼位置に対応する水量の水を前記排水部から排水させるように構成されていることを特徴とする。
また本発明は、缶体と、段階的な複数の燃焼位置を有し、前記缶体を加熱する燃焼部と、前記缶体内の水位を検知する水位検知部と、前記缶体からの排水量を調節可能とされた排水部と、を備えたボイラ装置の制御方法であって、濃縮管理排水モードと、該濃縮管理排水モードよりも優先される水位管理排水モードと、を備え、前記水位管理排水モードでは、前記水位検知部で検知した水位が第1設定水位以上である場合に、前記排水部から所定量の水を排水させ、前記濃縮管理排水モードでは、前記燃焼部の燃焼位置に対応する水量の水を前記排水部から排水させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
That is, the present invention provides a can body, a combustion section that has a plurality of stepwise combustion positions, heats the can body, a water level detection section that detects a water level in the can body, and a drainage amount from the can body. A boiler device including an adjustable drainage unit and a control unit, wherein the control unit includes a concentration management drainage mode and a water level management drainage mode that is prioritized over the concentration management drainage mode. The water level management drainage mode is configured to drain a predetermined amount of water from the drainage unit when the water level detected by the water level detection unit is equal to or higher than a first set water level, and the concentration management drainage mode includes the combustion unit It is comprised so that the amount of water corresponding to the combustion position may be drained from the drainage part.
Further, the present invention provides a can body, a combustion section that has a plurality of stepwise combustion positions, heats the can body, a water level detection section that detects a water level in the can body, and a drainage amount from the can body. A control method for a boiler device comprising an adjustable drainage unit, comprising: a concentration management drainage mode; and a water level management drainage mode that is prioritized over the concentration management drainage mode, the water level management drainage In the mode, when the water level detected by the water level detection unit is equal to or higher than the first set water level, a predetermined amount of water is drained from the drainage unit, and in the concentrated management drainage mode, it corresponds to the combustion position of the combustion unit. A quantity of water is drained from the drainage section.
本発明のボイラ装置及びその制御方法によれば、濃縮管理排水モードと、該濃縮管理排水モードよりも優先される水位管理排水モードと、を備えているので、排水部からの排水量を状況に合わせ適宜調節でき、具体的に次のような作用効果を奏する。 According to the boiler device and the control method thereof of the present invention, since it is provided with the concentrated management drainage mode and the water level management drainage mode that has priority over the concentrated management drainage mode, the amount of drainage from the drainage section is matched to the situation. It can be adjusted as appropriate, and has the following effects.
すなわち、缶体内の水位が、第1設定水位(例えば上限設定水位)以上である場合には、水位管理排水モードが、排水部から所定量(例えば最大排水量)の水を排水させるので、缶体内の水位を所望の所定水位の範囲内に迅速に移行させることができ、ボイラ装置の性能が安定して発揮される。 That is, when the water level in the can body is equal to or higher than the first set water level (for example, the upper limit set water level), the water level management drainage mode drains a predetermined amount (for example, the maximum drainage amount) of water from the drainage section. The water level of the boiler device can be quickly shifted within the range of the desired predetermined water level, and the performance of the boiler device is stably exhibited.
また、缶体内の水位が所定水位の範囲内(例えば上限設定水位と下限設定水位との間)にある場合には、濃縮管理排水モードが、燃焼部の燃焼位置に対応する水量の水を排水部から排水させるので、例えば燃焼部が高TDRに設定されている場合に低燃焼しても、排水量が各燃焼位置に応じて適宜調節され、その結果、必要以上の缶水の入れ替えにより温度の高い缶水が排出されて熱効率を下げてしまったり、缶体内の水位が低くなり過ぎたりすることが防止される。 In addition, when the water level in the can is within a predetermined water level range (for example, between the upper limit set water level and the lower limit set water level), the concentration management drainage mode drains water of the amount corresponding to the combustion position of the combustion section. For example, even if the combustion section is set to a high TDR, even if the combustion section is set to a high TDR, the amount of drainage is appropriately adjusted according to each combustion position. It is prevented that high can water is discharged and the thermal efficiency is lowered or the water level in the can body becomes too low.
このように、排水部からの排水量が、缶体内の水位や燃焼部の燃焼位置等に応じて適宜調節されることから、排水による給水への影響を確実に抑えつつも、排水の目的を達成するための適切なブロー制御が行える。
従って、本発明によれば、缶体内の水位を所定水位の範囲内に安定して維持しつつ、缶水の濃化によるスケール付着、腐食及びキャリーオーバーを確実に防止でき、かつ、排水に伴う熱効率の低下を抑制して省エネルギー化が実現できる。
In this way, the amount of drainage from the drainage unit is adjusted as appropriate according to the water level in the can, the combustion position of the combustion unit, etc., so the purpose of drainage is achieved while reliably suppressing the impact of drainage on water supply. Appropriate blow control can be performed.
Therefore, according to the present invention, it is possible to reliably prevent scale adhesion, corrosion and carry-over due to concentration of can water while stably maintaining the water level in the can within the range of the predetermined water level, and accompanying drainage. Energy saving can be realized by suppressing a decrease in thermal efficiency.
本発明のボイラ装置及びその制御方法によれば、缶体内の水位を所定水位の範囲内に安定して維持しつつ、缶水の濃化を防止でき、排水に伴う熱効率の低下を抑制して省エネルギー化が可能である。 According to the boiler device and the control method thereof of the present invention, the water level in the can body can be stably maintained within a predetermined water level range, while the can water can be prevented from being concentrated, and the decrease in thermal efficiency associated with drainage can be suppressed. Energy saving is possible.
以下、本発明の一実施形態に係るボイラ装置10について、図1を参照して説明する。
図1に示されるように、本実施形態のボイラ装置10は、水が貯留される缶体1と、段階的な複数の燃焼位置を有し、缶体1を加熱する燃焼部2と、缶体1に水を供給する給水部3と、缶体1内の水位を検知する水位検知部4と、缶体1から水(缶水)を排出するとともにその排水量を調節可能とされた排水部5と、燃焼部2、給水部3、水位検知部4及び排水部5に電気的に接続されこれらを制御する制御部6と、を備えている。
Hereinafter, the
As shown in FIG. 1, the
缶体1は、上部ヘッダ7と、下部ヘッダ8と、これらヘッダ7、8同士を連結する複数の水管9と、これら水管9と燃焼部2からの燃焼ガス(炎及び排気ガス)とを熱交換させる燃焼室11と、を備えている。上部ヘッダ7、下部ヘッダ8及び水管9は、内部が互いに連通しているとともに液密に形成されている。また、上部ヘッダ7、下部ヘッダ8及び水管9は、燃焼室11とは区画されている。
The can 1 heats the upper header 7, the
下部ヘッダ8は、缶体1の下部に配設され、複数の水管9の下端が連結されている。この下部ヘッダ8には、給水ライン12を介して給水部3が接続されており、給水部3を通して缶体1内に水が供給される構成とされている。
The
上部ヘッダ7は、缶体1の上部に配設され、複数の水管9の上端が連結されている。この上部ヘッダ7には、気水ライン13を介して気水分離部14が接続されている。上部ヘッダ7には、水管9内で発生した蒸気が貯留されるようになっており、気水ライン13を通して蒸気が缶体1外に送出されるとともに、気水分離部14へ向けて流れるように構成されている。
The upper header 7 is disposed at the upper portion of the
給水部3は、缶体1に水を送出するポンプ15と、ポンプ15に電気的に接続され、周波数を変化させることにより該ポンプ15からの給水量を調整可能なインバータ16と、を備えている。詳しくは、給水ライン12は、給水部3のポンプ15と下部ヘッダ8とを接続しており、該給水ライン12におけるポンプ15と下部ヘッダ8との間には、給水部3から缶体1内に送出される給水量を測定する流量計17が配設されている。流量計17は、制御部6に電気的に接続されている。
The
また特に図示しないが、給水ライン12におけるポンプ15の上流側には、軟水器と、該軟水器とポンプ15との間に配置される水質測定部と、が設けられている。水質測定部は、軟水器によって軟水処理された処理水の水質を測定するものであり、特にスケールの発生に影響を与える硬度、シリカ濃度等を測定し、水質の異常の有無を判定するのに用いられる。また、給水ライン12におけるポンプ15及び流量計17の下流側に、逆止弁が設けられていてもよい。
Although not particularly illustrated, a water softener and a water quality measurement unit disposed between the water softener and the
気水分離部14は、気水ライン13を通して供給された蒸気から水分を分離する。また、気水分離部14には、この気水ライン13以外に、乾き蒸気を送り出す蒸気送出ライン18と、該気水分離部14で分離・回収された水分を下部ヘッダ8へ戻す降水ライン19と、が連結されている。
The steam /
蒸気送出ライン18は、気水分離部14と外部機器(蒸気使用機器)等とを連結するものであり、該蒸気送出ライン18には、流量調整弁(不図示)が配設されて、気水分離部14からの乾き蒸気の送出量が調整される構成とされている。
The
気水分離部14と下部ヘッダ8とを接続する降水ライン19には、排水ライン20が連結されており、これら排水ライン20及び降水ライン19を介して、下部ヘッダ8に排水部5が接続されている。
A drainage line 20 is connected to a
排水部5は、複数の排水弁21を備えており、本実施形態では、2つの排水弁21A、21Bが排水ライン20に並列に配設されている。また、一方の排水弁21Aの単位時間あたりの排水量は、他方の排水弁21Bの前記排水量よりも大きく設定されている。詳しくは、燃焼部2における複数の燃焼位置のうち、燃焼量が最も大きい最上位の燃焼位置に対応する給水部3からの単位時間あたりの給水量を100%とした場合に、この給水量に対して、一方の排水弁21Aからの前記排水量が12%に設定され、他方の排水弁21Bからの前記排水量が8%に設定されている。すなわち、排水弁21A、21Bがともに開いた状態では、前記給水量(100%)に対して20%ブローとなる。これら排水弁21A、21Bは、制御部6にそれぞれ制御されるように構成されている。
The
水位検知部4は、缶体1の水管9内の第1設定水位WL1を検知する第1水位センサ22と、水管9内の第1設定水位WL1より低い第2設定水位WL2を検知する第2水位センサ23と、を備えている。本実施形態では、第1設定水位WL1が缶水の上限設定水位とされ、第2設定水位WL2が缶水の下限設定水位とされている。
The water
これら第1水位センサ22及び第2水位センサ23は、内部に缶水が貯留される検知器本体24の上面から下方に向けて挿入されている。第1水位センサ22と第2水位センサ23とは、互いに長さが異なるとともに下端の位置が異なっている。第1水位センサ22及び第2水位センサ23は、それぞれ制御部6に電気的に接続されている。
The first
検知器本体24は、上部連結管25を介して上部ヘッダ7に接続され、下部連結管26を介して下部ヘッダ8に接続されている。これにより、検知器本体24と水管9とが連通されており、検知器本体24内部の水位が水管9内の水位に一致させられている。
The
ここで、以下の説明においては、水位検知部4が検知した缶体1の水位が、第1設定水位WL1未満であり、かつ、第2設定水位WL2以上である状態を、所定水位の範囲内であると言う。また、水位検知部4が検知した缶体1の水位が、第1設定水位WL1以上であるか、或いは、第2設定水位WL2未満である状態を、所定水位の範囲外であると言う。
Here, in the following description, a state in which the water level of the
燃焼部2は、燃焼室11の上方に配設されるとともに、燃焼ガスを下方の燃焼室11内に向けて噴き出すバーナ27と、燃料供給ライン28を介してバーナ27に接続され、弁の開度を変化させることにより該バーナ12の燃焼量(単位時間あたりの燃焼量)を調整可能な燃料供給弁29と、を備えている。
そして、バーナ27の燃焼量が制御されることによって、ボイラ装置10の単位時間あたりの蒸気発生量が制御されるように構成されている。
The combustion unit 2 is disposed above the combustion chamber 11 and is connected to the
And the amount of steam generation per unit time of the
本実施形態では、燃焼部2は、高TDRの多位置燃焼タイプのうち、4位置燃焼タイプとされている。詳しくは、燃焼部2は、互いに燃焼量の異なる3つの燃焼位置(高燃焼、中燃焼、低燃焼)と、1つの燃焼停止位置と、を有している。3つの燃焼位置における燃焼部2の各燃焼量は、高燃焼を100%とした場合に、中燃焼が50%、低燃焼が20%に設定されている。すなわち、本実施形態の燃焼部2のTDRは、1:5である。また、燃焼停止位置における燃焼量は0%である。 In the present embodiment, the combustion unit 2 is a four-position combustion type among the high TDR multi-position combustion types. Specifically, the combustion unit 2 has three combustion positions (high combustion, medium combustion, low combustion) having different combustion amounts and one combustion stop position. The amount of combustion in the combustion section 2 at the three combustion positions is set to 50% for medium combustion and 20% for low combustion, assuming that high combustion is 100%. That is, the TDR of the combustion unit 2 of the present embodiment is 1: 5. Further, the combustion amount at the combustion stop position is 0%.
尚、前記高TDRとは、互いに燃焼量の異なる複数の燃焼位置のうち、例えば最下位(低燃焼)の燃焼位置における燃焼量が、最上位(高燃焼)の燃焼位置の燃焼量に対して、20%以下に設定されていることを言う。そして、このような条件を満たすものであれば、燃焼位置の数は限定されるものでななく、つまり前記高TDRとは本実施形態の4位置燃焼タイプに限定されない。 The high TDR is, for example, the combustion amount at the lowest (low combustion) combustion position among the plurality of combustion positions having different combustion amounts with respect to the combustion amount at the highest (high combustion) combustion position. , It is set to 20% or less. And if such conditions are satisfy | filled, the number of combustion positions will not be limited, that is, the said high TDR is not limited to the 4 position combustion type of this embodiment.
そして、制御部6は、濃縮管理排水モード30と、該濃縮管理排水モード30よりも優先される水位管理排水モード31と、を備えた構成とされている。
The control unit 6 includes a concentrated
水位管理排水モード31は、水位検知部4で検知した水位が第1設定水位WL1以上である場合に、排水部5から所定量の水を排水させる満水ブローモードと、水位検知部4で検知した水位が第2設定水位WL2未満の場合に、前記排水部を閉じるように構成された水位追従補助モードと、を備えた構成とされている。
水位管理排水モード31は、缶体1の水位が前記所定水位の範囲外にあるときに動作するように構成されている。
The water level
The water level
詳しくは、制御部6は、水位管理排水モード31の場合に、水位検知部4で検知した水位が第1設定水位WL1以上である場合には、予め設定した排水弁21を全て開状態とする(満水ブローモード)。ここで、前記設定した排水弁21とは、本実施形態においては、排水弁21A及び排水弁21Bである。また、前記所定量とは、本実施形態では最大排水量である。つまり、満水ブローモードでは、排水部5はブロー全開(前記20%ブロー)とされる。
Specifically, when the water level detected by the water
また、制御部6は、水位管理排水モード31の場合に、水位検知部4で検知した水位が第2設定水位WL2未満である場合には、予め設定した排水弁21A、21Bを全て閉状態とする(水位追従補助モード)。
Further, in the case of the water level
濃縮管理排水モード30は、濃縮制限モードと、濃縮上限値・濃縮下限値モードと、ブロー後抑止モードと、濃縮ブローモードと、を備えた構成とされている。
濃縮管理排水モード30は、缶体1の水位が前記所定水位の範囲内にあるときに動作するように構成されている。
The concentration
The concentration
水位管理排水モード31及び濃縮管理排水モード30における各モードの優先順位を、不等号を用いて表すと、下記の通りとなる。
満水ブローモード>水位追従補助モード>濃縮制限モード>濃縮上限値・濃縮下限値モード>ブロー後抑止モード>濃縮ブローモード。
The priority order of each mode in the water level
Full water blow mode> Water level tracking assist mode> Concentration restriction mode> Concentration upper limit value / concentration lower limit value mode> After-blow suppression mode> Concentration blow mode.
濃縮管理排水モード30は、燃焼部2の燃焼位置に対応する水量の水を排水部5から排水させるように構成されている。すなわち、制御部6は、濃縮管理排水モード30の場合に、前記設定した排水弁21のうち、それぞれの前記燃焼位置に対応する数の排水弁21を開状態とするように構成されている。
The concentration
詳しくは、濃縮管理排水モード30は、燃焼部2が予め設定した燃焼位置よりも下位の燃焼位置で燃焼している場合に、排水部5から前記設定した燃焼位置に対応する排水量よりも少ない水量の水を排水させるように構成されている。
Specifically, in the concentration
本実施形態では、前記設定した燃焼位置は、前記3つの燃焼位置のうち「中燃焼」とされている。そして、制御部6は、濃縮管理排水モード30の場合に、燃焼部2が高燃焼又は中燃焼の燃焼位置で燃焼している場合には、排水部5からブロー率が高く設定されたブロー(例えば全開ブロー)を行う。また、燃焼部2が前記中燃焼よりも下位の低燃焼の燃焼位置で燃焼している場合には、排水部5からブロー率が低く設定されたブロー(制限ブロー)を行う。
In the present embodiment, the set combustion position is “medium combustion” among the three combustion positions. And in the case of the concentration
また、濃縮管理排水モード30は、前回の濃縮管理排水モード30が終了した後に行われた水位管理排水モード31による排水及び今回の濃縮管理排水モード30による排水に基づいて、濃縮管理を行うように構成されている。
尚、前記排水とは、
1.排水時間の累積値
2.排水量の累積値
3.上記2であって、排水弁21開度及び排水時間により算出したもの
4.上記1〜3に、さらに燃焼部2の燃焼位置を加味したもの
が含まれる。
Further, the concentration
The drainage is
1. 1. Cumulative value of drainage time 2. Cumulative amount of
このような構成とされたボイラ装置10においては、水位検知部4で検知した水管9内の水位が前記所定水位の範囲内となるように、ポンプ15から下部ヘッダ8を通して水管9内に水が供給される。バーナ27が燃焼し、燃焼ガスが燃焼室11内に噴出されることによって、水管9内の缶水が加熱されて蒸気となり、この蒸気が上部ヘッダ7に貯留されることになる。
上部ヘッダ7内の蒸気は、気水ライン13を通して気水分離部14へ向けて送出され、気水分離部14において蒸気内の水分が分離・回収され、乾き蒸気が得られる。
In the
The steam in the upper header 7 is sent to the steam /
このようにして得られた乾き蒸気は、蒸気送出ライン18を通して外部機器等に向けて送出されることになる。
また、気水分離部14で分離・回収された水分は、降水ライン19を通して下部ヘッダ8へと送られ、水管9内へと再度供給される。尚、気水分離部14で分離・回収された水分は、温度が比較的高いことから、下部ヘッダ8内の缶水の温度が上昇することになる。
The dry steam thus obtained is sent to an external device or the like through the
Further, the water separated and collected by the air /
次に、ボイラ装置10の制御方法について、図2に示すフロー図を参照して説明する。本実施形態におけるボイラ装置10の制御方法は、排水部5からの排水量を制御するブロー制御に関するものである。
Next, the control method of the
まず、ボイラ装置10が運転中であるか否かを確認する(S01)。
運転中である場合は、水位管理排水モード31のS02へ進む。
運転中でない場合は、終了する。
First, it is confirmed whether or not the
If it is in operation, the process proceeds to S02 of the water level
If it is not in operation, it is terminated.
次に、缶体1内の水位が、第1設定水位(上限設定水位)WL1以上であるか否かを確認する(S02)。
前記水位が、第1設定水位WL1以上である場合は、満水ブローモードとなり、排水部5の排水弁21A及び排水弁21Bを開き、全開ブロー(所定量排水)して(S03)、S01へ戻る。
前記水位が、第1設定水位WL1未満である場合は、S04へ進む。
Next, it is confirmed whether or not the water level in the
When the water level is equal to or higher than the first set water level WL1, the full water blow mode is set, the
When the water level is lower than the first set water level WL1, the process proceeds to S04.
次に、缶体1内の水位が、第2設定水位(下限設定水位)WL2未満であるか否かを確認する(S04)。
前記水位が、第2設定水位WL2未満である場合は、水位追従補助モードとなり、排水部5の排水弁21A及び排水弁21Bを閉じ、ブローOFF(排水停止)して(S05)、S01へ戻る。
前記水位が、第2設定水位WL2以上である場合は、濃縮管理排水モード30のS06へ進む。
Next, it is confirmed whether or not the water level in the
When the water level is less than the second set water level WL2, the water level follow-up assist mode is set, the
When the said water level is more than 2nd setting water level WL2, it progresses to S06 of the concentration
次に、この濃縮管理排水モード30が、濃縮ブロー条件を満足するか否かを確認する(S06)。前記濃縮ブロー条件には、例えば、缶体1内の水の電気伝導率の検出結果に基づく濃縮値と所定の濃縮上限値との比較、燃焼部2の燃焼累積時間、これらの組み合わせなどが含まれ、濃縮管理排水モード30の各モードの排水目的により、異なった条件が適宜用いられる構成とされている。尚、濃縮ブロー条件として燃焼累積時間を用いる場合は、種火(パイロットバーナ)のみの燃焼時間が累積されないように、上部ヘッダ7内の蒸気圧力が所定値以上である場合にのみ燃焼時間を累積する構成とされていることが好ましい。
前記濃縮ブロー条件を満足する場合は、S07へ進む。
前記濃縮ブロー条件を満足しない場合は、S01へ戻る。
Next, it is confirmed whether or not the concentration
If the concentration blow condition is satisfied, the process proceeds to S07.
If the concentration blow condition is not satisfied, the process returns to S01.
ここで、S07へ進む際には、S06の濃縮ブロー条件によって、濃縮管理排水モード30は下記モードのうちいずれかとされている。
すなわち、燃焼部2の燃焼累積時間が所定値以上であり、かつ、缶体1内の前記濃縮値が所定の濃縮範囲内(濃縮上限値と濃縮下限値との間)である場合には、濃縮ブローモードとなる。
また、缶体1内の前記濃縮値を上昇させない場合(缶体1内へのスケール付着を効果的に抑止する場合)には、濃縮制限モードとなる。尚、濃縮制限モードとは、缶体1内の濃縮の進行(前記濃縮値の上昇)を制限することを意味する。
また、缶体1内の前記濃縮値が所定の濃縮上限値以上である場合には、濃縮上限値モードとなり、前記濃縮値が所定の濃縮下限値以下である場合には、濃縮下限値モードとなる。
また、前回ブローから今回ブローまでの間隔が短い場合(例えば、検出した濃縮値が所定の濃縮上限値以上ではあるが前記燃焼累積時間が所定値よりも大幅に少ない場合など)には、ブロー後抑止モードとなる。
そして、濃縮管理排水モード30では、前記各モードに応じたブロー率設定がなされている。また、これらモードの優先順位は、前述した通りである。尚、後述する排水部5の排水弁21A、21Bの開閉パターン(開閉状態)は、本実施形態を簡単に説明するために用いた一例であり、実際には前記各モードに応じて種々に設定され、後述のものに限定されない。
Here, when proceeding to S07, the concentration
That is, when the combustion accumulation time of the combustion unit 2 is a predetermined value or more and the concentration value in the
Further, when the concentration value in the
Moreover, when the said concentration value in the
In addition, when the interval from the previous blow to the current blow is short (for example, when the detected concentration value is greater than or equal to a predetermined concentration upper limit value, but the accumulated combustion time is significantly less than the predetermined value, etc.), It becomes the suppression mode.
And in the concentration
次に、燃焼部2の燃焼位置が、前記設定した燃焼位置(中燃焼)よりも下位(低燃焼)であるか否かを確認する(S07)。
燃焼部2の燃焼位置が、前記設定した燃焼位置よりも下位である場合は、排水部5の排水弁21Bのみを開き、制限ブローして(S08)、S10へ進む。
燃焼部2の燃焼位置が、前記設定した燃焼位置以上(高燃焼、中燃焼)である場合は、前記制限ブローの排水量よりも多い水量の水を排水させるように、排水部5の排水弁21A及び排水弁21Bを開き、全開ブロー(所定量排水)して(S09)、S11へ進む。尚、S09においては、前述のように排水弁21A及び排水弁21Bを開く代わりに、排水弁21Aのみを開いて、S08の排水弁21Bのみによる低ブロー率設定の制限ブローよりも排水量の多い高ブロー率設定の制限ブローとしても構わない。
Next, it is confirmed whether or not the combustion position of the combustion unit 2 is lower (low combustion) than the set combustion position (medium combustion) (S07).
When the combustion position of the combustion section 2 is lower than the set combustion position, only the
When the combustion position of the combustion section 2 is equal to or higher than the set combustion position (high combustion, medium combustion), the
S08の制限ブローを行った場合は、次に、制限ブロー完了条件を満足したか否かを確認する(S10)。
制限ブロー完了条件を満足した場合には、S12に進む。
制限ブロー完了条件を満足しない場合には、S08へ戻る。
If the restriction blow of S08 is performed, it is next checked whether or not the restriction blow completion condition is satisfied (S10).
If the restriction blow completion condition is satisfied, the process proceeds to S12.
If the restriction blow completion condition is not satisfied, the process returns to S08.
S09の全開ブローを行った場合は、次に、全開ブロー完了条件を満足したか否かを確認する(S11)。
全開ブロー完了条件を満足した場合には、S12に進む。
全開ブロー完了条件を満足しない場合には、S09へ戻る。
If the fully-open blow of S09 has been performed, it is next checked whether or not the fully-open blow completion condition is satisfied (S11).
If the fully open blow completion condition is satisfied, the process proceeds to S12.
If the fully open blow completion condition is not satisfied, the process returns to S09.
尚、前記制限ブロー完了条件及び前記全開ブロー完了条件には、例えば、缶体1内の水の電気伝導率の検出結果に基づく濃縮値と所定の濃縮下限値との比較、排水部5の排水累積時間等排水に基づくもの(前述の「濃縮管理」の説明を参照)、これらの組み合わせなどが含まれ、濃縮管理排水モード30の各モードの排水目的により、異なった条件が適宜用いられる構成とされている。
The restriction blow completion condition and the fully open blow completion condition include, for example, a comparison between a concentration value based on a detection result of the electrical conductivity of water in the
S10の制限ブロー完了条件及びS11の全開ブロー完了条件のいずれかを満足した場合は、次に、排水部5の排水弁21を閉じ、ブローOFF(排水停止)して(S12)、S01へ戻る。
If either the limited blow completion condition of S10 or the fully open blow completion condition of S11 is satisfied, then the
以上説明したように、本実施形態に係るボイラ装置10及びその制御方法によれば、濃縮管理排水モード30と、該濃縮管理排水モード30よりも優先される水位管理排水モード31と、を備えているので、排水部5からの排水量を状況に合わせ適宜調節でき、具体的に次のような作用効果を奏する。
As described above, according to the
すなわち、缶体1内の水位が、第1設定水位(上限設定水位)WL1以上である場合には、水位管理排水モード31が、排水部5から所定量(最大排水量)の水を排水させるので、缶体1内の水位を所望の前記所定水位の範囲内に迅速に移行させることができ、ボイラ装置10の性能が安定して発揮される。
That is, when the water level in the
また、缶体1内の水位が前記所定水位の範囲内にある場合には、濃縮管理排水モード30が、燃焼部2の燃焼位置に対応する水量の水を排水部5から排水させるので、本実施形態で説明したように、燃焼部2が高TDRに設定され、低燃焼している場合であっても、排水量が各燃焼位置に応じて適宜調節され、給水量相当となってしまうようなことがない。その結果、必要以上の缶水の入れ替えにより温度の高い缶水が排出されて熱効率を下げてしまったり、缶体1内の水位が低くなり過ぎたりすることが防止される。
Further, when the water level in the
このように、排水部5からの排水量が、缶体1内の水位や燃焼部2の燃焼位置等に応じて適宜調節されることから、排水による給水への影響を確実に抑えつつも、排水目的を達成するための適切なブロー制御が行える。
従って、本実施形態のボイラ装置10によれば、缶体1内の水位を前記所定水位の範囲内に安定して維持しつつ、缶水の濃化によるスケール付着、腐食及びキャリーオーバーを確実に防止でき、かつ、排水に伴う熱効率の低下を抑制して省エネルギー化が実現できるのである。
As described above, the amount of drainage from the
Therefore, according to the
また、排水部5は、複数の排水弁21A、21Bを備えているので、これら排水弁21A、21Bを選択的に開閉して、缶体1からの排水量を容易かつ高精度に調節可能である。
Moreover, since the
また、制御部6は、水位管理排水モード31の場合に、水位検知部4で検知した水位が第1設定水位WL1以上である場合には、予め設定した排水弁21A、21Bを全て開状態とするので、前記所定水位の範囲内まで確実に早く水位を下げることができる。
また、制御部6は、水位管理排水モード31の場合に、水位検知部4で検知した水位が第2設定水位WL2未満である場合には、予め設定した排水弁21A、21Bを全て閉状態とするので、給水部3からの給水により前記所定水位の範囲内まで確実に早く水位を上げることができる。
Further, in the case of the water level
Further, in the case of the water level
また、缶体1内の水位が前記所定水位の範囲内である場合に、濃縮管理排水モード30が、前記設定した排水弁21A、21Bのうち、燃焼部2のそれぞれの燃焼位置に対応する数の排水弁21A、21Bを開状態とするので、同じく前記燃焼位置に対応して設定される給水部3からの給水量に、排水部5からの排水量を対応させやすい。
Further, when the water level in the
また、濃縮管理排水モード30は、燃焼部2が予め設定した燃焼位置(中燃焼)よりも下位の燃焼位置(低燃焼)で燃焼している場合に、排水部5から前記設定した燃焼位置に対応する排水量(前記20%ブロー又は排水弁21Aのみによる12%ブロー)よりも少ない水量の水を排水(排水弁21Bのみによる8%ブロー)させるように構成されているので、燃焼部2が前記下位の燃焼位置で燃焼している場合であっても、排水部5からの排水量が適宜調節されて、給水部3からの給水量相当(或いはそれ以上)となってしまうことが確実に防止される。
Further, the concentration
また、濃縮管理排水モード30は、前回の濃縮管理排水モード30が終了した後に行われた水位管理排水モード31による排水及び今回の濃縮管理排水モード30による排水に基づいて、濃縮管理を行うように構成されているので、排水目的をより確実に達成できるとともに、無駄な排水のない高精度なブロー制御が行える。
Further, the concentration
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、前述の実施形態では、排水部5が、2つの排水弁21A、21Bを備えていることとしたが、排水弁21の数はこれに限定されるものではない。
For example, in the above-described embodiment, the
詳しくは、排水部5として、排水弁21が3つ以上設けられていてもよい。この場合、燃焼部2の燃焼位置に対応してより細やかなブロー制御が可能となる。また、使用する排水弁21の数を水温、気温等に応じて使い分けるようなこともできる。つまり、水温や気温等に合わせて、前記設定した排水弁21の数を増減させることで、より高精度で無駄のないブロー制御が行える。
Specifically, three or
また、排水部5として、排水弁21を1つだけ設けてもよい。この場合、排水量を調節可能とするために、例えば、弁の開度が変化可能な構成を用いればよい。
Further, only one
また、排水部5として、排水弁21を設ける代わりに、缶体1から水を排水するポンプと、このポンプに電気的に接続され、周波数を変化させることにより該ポンプからの排水量を調整可能なインバータと、を用いてもよい。
Moreover, instead of providing the
また、濃縮管理排水モード30において、燃焼部2の燃焼位置が、前記設定した燃焼位置よりも下位である場合は、排水部5の排水弁21Bのみを開き制限ブローすることとしたが、排水弁21Bの代わりに、排水弁21Aのみを開き制限ブローしても構わない。
また、排水弁21Aからの排水量と排水弁21Bからの排水量とが互いに異なることとしたが、これらの排水量が互いに同一であっても構わない。
In the concentration
Further, although the drainage amount from the
また、水位管理排水モード30において、水位検知部4で検知した水位が第1設定水位WL1以上である場合に、排水部5から所定量(最大排水量)の水を排水させるとしたが、前記所定量は最大排水量に限定されるものではない。
Further, in the water level
また、水位検知部4が、2つの水位センサ(第1水位センサ22、第2水位センサ23)を備えていることとしたが、水位センサの数はこれに限定されるものではない。すなわち、水位センサが3つ以上設けられていてもよい。この場合、複数の水位センサの中から、缶体1内の水の第1設定水位WL1を検知するものと、第2設定水位WL2を検知するものと、を適宜選択すればよい。
Moreover, although the water
また、このように水位センサが3つ以上設けられる場合は、第1水位センサ22が検知する第1設定水位WL1が上限設定水位とされ、第2水位センサ23が検知する第2設定水位WL2が下限設定水位とされていなくてもよい。
When three or more water level sensors are provided in this way, the first set water level WL1 detected by the first
また、前述した満水ブローモード、水位追従補助モード、濃縮制限モード、濃縮上限値・濃縮下限値モード、ブロー後抑止モード及び濃縮ブローモードのうち、いずれかが備えられていなくても構わない。 Further, any of the above-described full blow mode, water level follow-up assist mode, concentration limit mode, concentration upper limit / concentration lower limit value mode, post-blowing suppression mode, and concentration blow mode may not be provided.
1 缶体
2 燃焼部
4 水位検知部
5 排水部
6 制御部
10 ボイラ装置
21 排水弁
21A 一方の排水弁
21B 他方の排水弁
30 濃縮管理排水モード
31 水位管理排水モード
WL1 第1設定水位(上限設定水位)
WL2 第2設定水位(下限設定水位)
DESCRIPTION OF
WL2 Second set water level (lower limit set water level)
Claims (10)
段階的な複数の燃焼位置を有し、前記缶体を加熱する燃焼部と、
前記缶体内の水位を検知する水位検知部と、
前記缶体からの排水量を調節可能とされた排水部と、
制御部と、を備えたボイラ装置であって、
前記制御部は、濃縮管理排水モードと、該濃縮管理排水モードよりも優先される水位管理排水モードと、を備え、
前記水位管理排水モードは、前記水位検知部で検知した水位が第1設定水位以上である場合に、前記排水部から所定量の水を排水させ、
前記濃縮管理排水モードは、前記燃焼部の燃焼位置に対応する水量の水を前記排水部から排水させるように構成されていることを特徴とするボイラ装置。 Can body,
A combustion section having a plurality of staged combustion positions and heating the can;
A water level detector for detecting the water level in the can body;
A drainage section capable of adjusting the amount of drainage from the can body;
A boiler device comprising a control unit,
The control unit includes a concentration management drainage mode and a water level management drainage mode that has priority over the concentration management drainage mode.
In the water level management drainage mode, when the water level detected by the water level detection unit is equal to or higher than a first set water level, a predetermined amount of water is drained from the drainage unit,
The said concentrated management drainage mode is comprised so that the amount of water corresponding to the combustion position of the said combustion part may be drained from the said drainage part.
前記濃縮管理排水モードは、前記燃焼部が予め設定した燃焼位置よりも下位の燃焼位置で燃焼している場合に、前記排水部から前記設定した燃焼位置に対応する排水量よりも少ない水量の水を排水させるように構成されていることを特徴とするボイラ装置。 The boiler device according to claim 1,
In the concentrated management drainage mode, when the combustion unit is burning at a combustion position lower than a preset combustion position, water having a smaller amount of water than the drainage amount corresponding to the set combustion position is discharged from the drainage unit. A boiler device configured to drain water.
前記排水部は、複数の排水弁を備え、
前記制御部は、
前記水位管理排水モードの場合に、前記水位検知部で検知した水位が第1設定水位以上である場合には、予め設定した排水弁を全て開状態とし、
前記濃縮管理排水モードの場合に、前記設定した排水弁のうち、それぞれの前記燃焼位置に対応する数の排水弁を開状態とするように構成されていることを特徴とするボイラ装置。 The boiler device according to claim 1 or 2,
The drainage unit includes a plurality of drainage valves,
The controller is
In the case of the water level management drainage mode, if the water level detected by the water level detection unit is equal to or higher than the first set water level, all the preset drainage valves are opened,
In the case of the concentration management drainage mode, the boiler apparatus is configured to open a number of drainage valves corresponding to the respective combustion positions among the set drainage valves.
前記水位管理排水モードは、前記水位検知部で検知した水位が前記第1設定水位より低い第2設定水位未満の場合に、前記排水部を閉じるように構成されていることを特徴とするボイラ装置。 It is a boiler device as described in any one of Claims 1-3,
The water level management drainage mode is configured to close the drainage unit when the water level detected by the water level detection unit is lower than a second set water level lower than the first set water level. .
前記濃縮管理排水モードは、前回の濃縮管理排水モードが終了した後に行われた前記水位管理排水モードによる排水及び今回の濃縮管理排水モードによる排水に基づいて、濃縮管理を行うように構成されていることを特徴とするボイラ装置。 It is a boiler device as described in any one of Claims 1-4,
The concentration management drainage mode is configured to perform concentration management based on drainage by the water level management drainage mode and drainage by the current concentration management drainage mode performed after the previous concentration management drainage mode has ended. A boiler device characterized by that.
段階的な複数の燃焼位置を有し、前記缶体を加熱する燃焼部と、
前記缶体内の水位を検知する水位検知部と、
前記缶体からの排水量を調節可能とされた排水部と、を備えたボイラ装置の制御方法であって、
濃縮管理排水モードと、該濃縮管理排水モードよりも優先される水位管理排水モードと、を備え、
前記水位管理排水モードでは、前記水位検知部で検知した水位が第1設定水位以上である場合に、前記排水部から所定量の水を排水させ、
前記濃縮管理排水モードでは、前記燃焼部の燃焼位置に対応する水量の水を前記排水部から排水させることを特徴とするボイラ装置の制御方法。 Can body,
A combustion section having a plurality of staged combustion positions and heating the can;
A water level detector for detecting the water level in the can body;
A drainage unit capable of adjusting the amount of drainage from the can body, and a control method for a boiler device comprising:
A concentration management drainage mode, and a water level management drainage mode that has priority over the concentration management drainage mode,
In the water level management drainage mode, when the water level detected by the water level detection unit is equal to or higher than the first set water level, a predetermined amount of water is drained from the drainage unit,
In the concentration management drainage mode, a control method for a boiler device, wherein water of a water amount corresponding to a combustion position of the combustion section is drained from the drainage section.
前記濃縮管理排水モードでは、前記燃焼部が予め設定した燃焼位置よりも下位の燃焼位置で燃焼している場合には、前記排水部から前記設定した燃焼位置に対応する排水量よりも少ない水量の水を排水させることを特徴とするボイラ装置の制御方法。 A boiler device control method according to claim 6,
In the concentration management drainage mode, when the combustion unit is burning at a combustion position lower than a preset combustion position, water having a water amount smaller than the drainage amount corresponding to the set combustion position from the drainage unit. A control method for a boiler device, characterized by draining water.
前記排水部が、複数の排水弁を備えている場合に、
前記水位管理排水モードでは、前記水位検知部で検知した水位が第1設定水位以上である場合には、予め設定した排水弁を全て開状態とし、
前記濃縮管理排水モードでは、前記設定した排水弁のうち、それぞれの前記燃焼位置に対応する数の排水弁を開状態として排水させることを特徴とするボイラ装置の制御方法。 A boiler device control method according to claim 6 or 7,
When the drainage unit includes a plurality of drainage valves,
In the water level management drainage mode, when the water level detected by the water level detection unit is equal to or higher than the first set water level, all the drainage valves set in advance are opened,
In the concentration management drainage mode, the number of drainage valves corresponding to each of the combustion positions among the set drainage valves is opened and drained.
前記水位管理排水モードでは、前記水位検知部で検知した水位が前記第1設定水位より低い第2設定水位未満の場合に、前記排水部を閉じることを特徴とするボイラ装置の制御方法。 It is the control method of the boiler device as described in any one of Claims 6-8,
In the water level management drainage mode, the drainage unit is closed when the water level detected by the water level detection unit is lower than a second set water level lower than the first set water level.
前記濃縮管理排水モードでは、前回の濃縮管理排水モードが終了した後に行われた前記水位管理排水モードによる排水及び今回の濃縮管理排水モードによる排水に基づいて、濃縮管理を行うことを特徴とするボイラ装置の制御方法。 It is a control method of the boiler device according to any one of claims 6 to 9,
In the concentration management drainage mode, the boiler performs the concentration management based on the drainage by the water level management drainage mode and the drainage by the current concentration management drainage mode performed after the end of the previous concentration management drainage mode. Control method of the device.
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