JP2013257059A

JP2013257059A - ボイラの熱出力計測装置

Info

Publication number: JP2013257059A
Application number: JP2012132623A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kanezuka; 善範金塚; Kisho Nagai; 記章長井
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-12-26

Abstract

【課題】蒸気流量計を用いることなく、しかも燃料流量計を分解する必要がないと共に、燃料流量計の指示値が読めないといった事態を生ずることなく、容易に熱出力を計測すること。
【解決手段】
ボイラ２からの熱出力の時間的変動を計測するボイラの熱出力計測装置１であって、ボイラへ供給される燃料流量を計測する燃料流量計測手段４と、燃料流量計測手段４から流量指示画像を取得する画像取得手段５と、画像取得手段５により取得した流量指示画像から流量指示値Ｙを読み取る指示値読取手段６と、指示値読取手段６により読み取った流量指示値Ｙに基づき、熱出力を算出する熱出力算出手段７とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、蒸気流量計を用いることなく蒸気量を計測するボイラの蒸気量計測装置などの熱出力計測装置に関するものである。

従来、蒸気流量計を用いることなく蒸気量を計測する簡易蒸気量計測装置は、特許文献１にて知られている。特許文献１の装置では、燃料流量計に円板を固定するために、流量計を分解する必要があり、分解の際に流量計を故障させるおそれがある。また、円板を貼り付けるため、計測期間中流量計の指示値が読めなくなるという課題がある。

特許第２７３７７５３号公報

この発明が解決しようとする課題は、蒸気流量計を用いることなく、しかも燃料流量計を分解する必要がないと共に、燃料流量計の指示値が読めないといった事態を生ずることなく、容易に熱出力を計測することである。

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、
ボイラからの熱出力の時間的変動を計測するボイラの熱出力計測装置であって、
前記ボイラへ供給される燃料流量を計測する燃料流量計測手段と、
前記燃料流量計測手段から流量指示画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得した流量指示画像から流量指示値を読み取る指示値読取手段と、
前記指示値読取手段により読み取った流量指示値に基づき、熱出力を算出する熱出力算出手段とを備えることを特徴としている。

この発明によれば、蒸気流量計を用いることなく、しかも燃料流量計を分解する必要がないと共に、燃料流量計の指示値が読めないといった事態を生ずることなく、容易に熱出力を計測することができる。

この発明を実施した蒸気量計測装置の実施形態の概略構成図である。同実施形態の燃料流量計の流量指示画像を説明する模式図である。同実施形態の制御プログラムを説明するフローチャート図である。

（実施形態の構成の説明）
つぎに、この発明の実施形態の熱出力計測装置としての蒸気量計測装置１を図１〜図３に基づき説明する。蒸気量計測装置１は、蒸気を出力するボイラ２に用いるものであり、
ボイラ２の蒸気の流出路３からの熱出力である蒸気量の時間的変動を計測するものである。

この蒸気量計測装置１の特徴とするところは、ボイラ２へ供給される燃料流量を計測し、計測した流量を表示（流量指示４Ａ）する燃料流量計測手段としての燃料流量計（メータ）４と、燃料流量計４から流量指示画像４Ｂ（４Ａと同様）を取得する画像取得手段としてのＣＣＤカメラ５と、カメラ５により取得した流量指示画像４Ｂから流量指示値Ｙを読み取る指示値読取手段６と、指示値読取手段６により読み取り得た流量指示値Ｙに基づき、蒸気量を算出する熱出力算出手段７とを備えるところにある。指示値読取手段６および熱出力算出手段７は、後述のように、計測制御手段１９のプログラムとして構成される。なお、蒸気量は、蒸気発生量，蒸気流量と言い換えることができる。

ボイラ２は、ガス燃料，液体燃料，固体燃料を燃焼させるボイラを含む。そして、ボイラ２は、バーナ８，蒸気を生成する缶体９，バーナ８へ燃焼用空気を供給する給気手段１０，バーナ８へ燃料を供給する燃料供給手段１１，バーナ８への空気と燃料との混合比率を燃焼ステージに応じて所定の空気比に調整する空気比調整手段（図示省略），缶体９への給水手段１３などを備えている。

給気手段１０は、給気路１３および送風機１４を含んでいる。燃料供給手段１１は、燃料流路１５，燃料の供給量および供給停止を制御する燃料弁１６を含んでいる。燃料流路１５には、燃料流量計４を設けている。給水手段１３は、給水路１７と給水ポンプ１８とを含んでいる。

ボイラ２は、ボイラ制御器（図示省略）により燃焼停止と低燃焼と高燃焼の燃焼ステージが行われるように構成されている。燃料弁１６による燃料供給量は、低燃焼時少なく、高燃焼時多くなるように制御される。そして、この燃料供給量の変化に合わせて、前記空気比調整手段により、空気比を調整する。

この発明の実施形態の燃料流量計４は、図２に示すように、流量指示値Ｙをディジタルで流量指示４Ａする。なお、燃料流量計４としては、ディジタル表示のものに限定されることなく、指針式のものであっても良く、流量指示４Ａは、図示のものに限定されない。燃料流量計４を指針式のものとする場合は、ＣＣＤカメラ５で取得した針の傾き（角度）から指示値読取手段６により流量指示値Ｙを読み取るように構成することができる。

指示値読取手段６および熱出力算出手段７は、計測制御手段１９のプログラムとして構成される。計測制御手段１９は、カメラ５からの信号と、缶体９内の蒸気圧力を検出する圧力センサ２０からの信号と、給水路１７の給水温度を検出する水温センサ２１からの信号などを入力して、予め記憶した制御手順に基づき、蒸気量を算出する。計測制御手段１９は、パーソナルコンピュータなどから構成され、マイクロプロセッサ（図示省略）と入力部２２と表示部２３とを備えている。

計測制御手段１９の制御手順は、カメラ５により取得した流量指示画像から流量指示値Ｙを読み取る指示値読取プログラム（指示値読取手段６）と、読み取った流量指示値Ｙに基づき、蒸気量を算出する熱出力算出プログラム（熱出力算出手段７）とを含んで構成されている。この実施形態の熱出力算出プログラムは、特許文献１と同じもので、図３にその概要を示す。

指示値読取手段６は、特開２０００−１８２０２１号公報や特開２０１１−６００６７号公報などに記載の公知のものが用いられる。特開２０００−１８２０２１号公報の指示値読取手段６は、詳細な説明を省略するが、カメラ５で取得した流量指示画像から指示領
域を切り取る指示領域切り取り手段と、前記指示領域切り取り手段の切り取った指示領域を画像処理することによってメータ指示値を読み取る読取り手段とを含んで構成されている。

（実施形態の動作の説明）
つぎに、蒸気量計測装置１の動作を図面に基づき説明する。計測制御手段１９は、Ｓ１（以下、ステップＳＮを単にＳＮという。）で、ボイラ効率を取り込む（計測作業者による入力部２３からの入力による）。Ｓ２では、水温センサ２１から給水温度および飽和水のエンタルピを取り込み、Ｓ３では、圧力センサ２０から蒸気圧力および飽和蒸気のエンタルピを取り込む。

Ｓ４では、指示値読取手段６により流量指示値Ｙを読み取り、読み取った流量指示値Ｙに基づき、燃料流量を演算する。

Ｓ５では、入熱量の演算を行う。缶内蒸気圧力がほぼ一定であるとすると、入熱分の熱量が全て蒸気発生に費やされる。
Ｓ４で算出した流量指示値Ｙを燃料流量として、入熱量を次式で演算する。
入熱量＝燃料流量×比重×燃料の発熱量

ついで、Ｓ６では、蒸気量を次式で演算する。
蒸気量＝入熱量×ボイラ効率

こうして算出した蒸気量を適宜の時間間隔で積算すれば、ボイラ２の負荷を推定することができる。

以上説明したように、蒸気量計測装置１によれば、特許文献１のように、燃料流量計４に円板を固定するために、流量計４を分解する必要がなく、円板を貼り付けるため、計測期間中流量計の指示値が読めなくなることがなくなる。また、蒸気流量計を用いることなく、排ガス流速の計測装置を必要とすることなく、また、燃料弁の位置や種類が分からなくても容易に蒸気量を推定により計測することができる。

以上説明した蒸気量計測装置１において、圧力センサ２０を、計測した圧力を表示（圧力表示）する圧力計（図示省略）に代えて、燃料流量計４と同様の画像認識を用いた手法で圧力値を読み取り、読み取った信号を利用して蒸気量を算出するように構成することができる。また、水温センサ２１を、計測した水温を表示（水温表示）する水温計（図示省略）に代えて、燃料流量計４と同様の画像認識を用いた手法で圧力値を読み取り、読み取った信号を利用して蒸気量を算出するように構成することができる。

なお、この発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々変更可能である。たとえば、ボイラ２は、蒸気ボイラに限定されるものではなく、温水ボイラとし、熱出力を温水出力とした熱出力計測装置（ボイラ２から流出する温水流量である温水出力を計測する装置）に適用できる。また、前記実施形態においては、ディジタル表示の流量指示４Ａの全桁を読み取るようにしているが、流量指示４Ａは積算値であるので、末桁のみを読み取るように構成することができる。

１蒸気量計測装置（熱出力計測装置）
２ボイラ
４燃料流量計（燃焼流量計測手段）
４Ｂ流量指示画像
５カメラ（画像計測手段）
６指示値読取手段
７熱出力算出手段
Ｙ流量指示値

Claims

ボイラからの熱出力の時間的変動を計測するボイラの熱出力計測装置であって、
前記ボイラへ供給される燃料流量を計測する燃料流量計測手段と、
前記燃料流量計測手段から流量指示画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得した流量指示画像から流量指示値を読み取る指示値読取手段と、
前記指示値読取手段により読み取った流量指示値に基づき、熱出力を算出する熱出力算出手段とを備える
ことを特徴とするボイラの熱出力計測装置。