JP2014052085A - Thermal output measurement device of boiler - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a thermal output measuring device such as a steam amount measuring device for a boiler that measures the amount of steam without using a steam flow meter.
従来、蒸気流量計および燃料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や特許文献2にて知られている。特許文献1の装置は、ピトー管により全圧と静圧の差から煙道内の排ガス流速を測定して、燃料流量を算出し、間接的に算出した燃料流量信号を用いて蒸気量を推定するものである。
Conventionally,
また、特許文献2の装置は、燃料制御弁の通電状態に対応するパルス信号から求めた燃料の流量に基づいて蒸気量を求めるものである。
Moreover, the apparatus of
特許文献1の装置は、排ガス流速の計測装置を必要とするので、計測装置が複雑で高価となる。また、煙道に排ガス流速の計測装置を差し込む穴が無い場合には、穴を開ける必要があり、計測の作業性が悪く、煙道内の偏流やバーナの燃焼状態の影響を受けやすいため測定誤差が大きくなる。また、計測装置の取り付けにあたっては燃焼を停止させる必要がある。
Since the apparatus of
また、特許文献2の装置は、排ガス流速の計測装置を必要としない点で特許文献1の装置より優れているが、つぎの課題がある。特に、既設の他社のボイラについて蒸気量を計測する場合、燃料制御弁の位置が分からないことや、低燃焼用制御弁、高燃焼用制御弁など制御弁の種類が分からないことが多く、制御弁の開閉信号(通電信号)を計測して蒸気量を算出することは難しい。また、比例制御のボイラなど、単独の燃料調整弁で燃焼負荷を調整している場合には、部分負荷の算定ができないという欠点がある。
Moreover, although the apparatus of
この発明が解決しようとする課題は、蒸気流量計および燃料流量計などの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、また燃料制御弁の位置や種類が分からなくても簡易に熱出力を計測することである。 The problem to be solved by the present invention is that a flow meter such as a steam flow meter and a fuel flow meter is not used, a measuring device for exhaust gas flow velocity is not required, and the position and type of the fuel control valve are not known. It is also easy to measure the heat output.
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、複数の燃焼ステージでバーナを燃焼させる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、
貯留した液体燃料を前記バーナへ供給する燃料タンクと、
前記燃料タンクの液位の変化を検出する第一液位検出手段と、
前記ボイラの缶体へ給水する給水タンクと、
前記給水タンクの液位を検出する第二液位検出手段と、
前記第一液位検出手段または第二液位検出手段による検出液位に基づき、燃焼ステージまたは燃料流量を算出し、熱出力を算出する計測制御手段とを備えることを特徴としてい
る。
This invention was made in order to solve the said subject, and the invention of
A fuel tank for supplying the stored liquid fuel to the burner;
First liquid level detection means for detecting a change in the liquid level of the fuel tank;
A water supply tank for supplying water to the boiler body;
Second liquid level detecting means for detecting the liquid level of the water supply tank;
And a measurement control means for calculating a combustion stage or a fuel flow rate and calculating a heat output based on the detected liquid level by the first liquid level detecting means or the second liquid level detecting means.
この発明によれば、蒸気流量計および燃料流量計などの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、また燃料制御弁の位置や種類が分からなくても簡易に熱出力を計測することができる。 According to the present invention, without using a flow meter such as a steam flow meter or a fuel flow meter, without requiring an exhaust gas flow rate measuring device, and without knowing the position and type of the fuel control valve, the heat can be easily obtained. The output can be measured.
(第一実施形態の構成の説明)
つぎに、この発明の第一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Xの時間的変動を計測する。ボイラ2は、液体燃料を燃焼させるボイラである。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。
(Description of the configuration of the first embodiment)
Next, a steam
ボイラ2は、バーナ4,蒸気を生成する缶体5,給気ダクト6を介してバーナ4へ燃焼用空気を供給する給気手段7,バーナ4へ液体燃料を供給する燃料供給手段8,バーナ4への空気と燃料との混合比率を燃焼ステージに応じてダンパやインバータにより所定の空気比に調整する空気比調整手段(いずれも図示省略),缶体5への給水手段10,缶体5から排ガスを排出する煙道(図示省略)などを備えている。
The
給気手段7は、送風機14を含んでいる。燃料供給手段8は、貯留した液体燃料をバーナ4へ供給する燃料タンク9と、燃料供給ポンプ11と、燃料の供給量および供給停止を制御する燃料弁17を含んでいる。燃料タンク9には、図2に示すように、液位Hの変化を検出する第一液位検出手段としての第一液位センサ19を備えている。この液位センサ19は、この第一実施形態では、公知の反射式液面計を用いているが、これに限定されるものではない。給水手段10は、給水路18と給水ポンプ20とを含んでいる。
The air supply means 7 includes a
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3段階以上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17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を制御することにより、送風機14による燃焼用空気量を調整するように構成されている。
The
蒸気量計測装置1は、計測制御手段21と、液位センサ19と、缶体5内の蒸気圧力Psを検出する圧力センサ23と、給水路18の給水温度Twを検出する水温センサ24とを含んで構成されている。計測制御手段21は、各センサ19,22,23,24からの信号を入力して記録する記録手段25と、記録手段25から記録媒体(図示省略)や信号線(図示省略)や無線により記録した信号を取り込む計算手段26とを含んで構成されている。計算手段26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27と表示部28とを備えている。計算手段26は、予め記憶した制御手順に基づき、蒸気量Xを算出するように構成されている。前記制御手順の一例を図3に示す。
The steam
(第一実施形態の動作の説明)
つぎに、第一実施形態の動作を図面に基づき説明する。今、仕様書などから、既設のボイラ2の相当蒸発量Weと、低燃焼,高燃焼のターンダウン比(最小燃焼量を最大燃焼量との比であらわしたもの)を確認しておく。ターンダウン比が、たとえば、高燃焼=100%,低燃焼=50%であったとする。
(Description of operation of the first embodiment)
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the drawings. Now, the equivalent evaporation amount We of the existing
図3を参照して、計算手段26は、ステップS1(以下、ステップSNを単にSNという。)にて、相当蒸発量Weおよびターンダウン比を取り込む(計測作業者による入力部27からの入力による)。S2では、水温センサ24から給水温度Twと圧力センサ23から蒸気圧力Psを取り込む(記録手段25からの計算手段26へのデータ取り込み)。
Referring to FIG. 3, calculation means 26 captures the equivalent evaporation amount We and the turndown ratio at step S <b> 1 (hereinafter, step SN is simply referred to as SN) (by input from
ついで、S3では、まず液位センサにより検出された液位信号を所定サンプリング間隔で記録手段25からの計算手段26へ取り込み、計算手段26にて燃焼ステージを判定する。 Next, in S3, the liquid level signal detected by the liquid level sensor is first taken into the calculation means 26 from the recording means 25 at a predetermined sampling interval, and the combustion stage is determined by the calculation means 26.
S3での燃焼ステージの判定は、液位信号の低下速度から判定する。すなわち、液位信号の低下速度が所定値以上の場合は高燃焼と判定し、低下速度が所定値未満の場合は低燃焼と判定し、低下速度が零の場合燃焼停止と判定する。 The determination of the combustion stage at S3 is made from the rate of decrease of the liquid level signal. That is, when the decrease rate of the liquid level signal is equal to or higher than a predetermined value, it is determined as high combustion, when the decrease rate is less than the predetermined value, it is determined as low combustion, and when the decrease rate is zero, it is determined as combustion stop.
ついで、計算手段26は、S4において、水温センサ24からの給水温度Twと圧力センサ23からの蒸気圧力Psに基づき、相当蒸発量Weから各燃焼ステージの実際蒸発量Wを算出する。
この算出方法は
実際蒸発量W=
相当蒸発量We×飽和蒸気の潜熱÷(蒸気圧力Psでの飽和蒸気の全熱−ボイラ給水の顕熱)
Next, the calculation means 26 calculates the actual evaporation amount W of each combustion stage from the equivalent evaporation amount We based on the feed water temperature Tw from the
This calculation method uses the actual evaporation amount W =
Equivalent evaporation amount We x latent heat of saturated steam ÷ (total heat of saturated steam at steam pressure Ps-sensible heat of boiler feedwater)
そして、計算手段26は、S5において、算出した実際蒸発量Wをつぎのように各燃焼ステージにおける蒸気量Xの瞬時値として表示部26に出力する。
高燃焼時蒸気量Xの瞬時値=実際蒸発量W×100%
低燃焼時蒸気量Xの瞬時値=実際蒸発量W×50%
In S5, the calculation means 26 outputs the calculated actual evaporation amount W to the
Instantaneous value of steam amount X during high combustion = actual evaporation amount W x 100%
Instantaneous value of low combustion steam amount X = actual evaporation amount W x 50%
こうして算出した蒸気量Xを適宜の時間間隔(たとえば、10分平均や1時間平均など)で積算すれば、ボイラ2の蒸気負荷を推定することができる。
The steam load of the
この発明は、前記第一実施形態に限定されるものではない。たとえば、図4に示す第二実施形態を含むものである。この第二実施形態は、ボイラ2の缶体5へ給水するための給水タンク16と、給水タンク16の液位を検出する第二液位検出手段としての第一液位センサ20と、第二液位センサによる検出液位に基づき、燃焼ステージまたは燃料流量を算出し、熱出力を算出する計測制御手段21とを備えるものである。前記第一実施形態と異なるのは、第一実施形態が、燃料タンク9の液位変化に基づき、熱出力を算出するのに対して、この第二実施形態では、給水タンク16の液位変化に基づき、熱出力を算出する点でのみ異なり、その他の構成は同様であるので、同じ構成には同じ符号を付してその説明を省略する。第二液位センサ20は、第一液位センサ19と同様のセンサを用いることができる。
The present invention is not limited to the first embodiment. For example, the second embodiment shown in FIG. 4 is included. In the second embodiment, a
また、前記第一実施形態では、燃料タンク9の液位信号の変化から燃焼ステージを判定して、蒸気量Xを算出するように構成しているが、燃料タンク9の液位信号の変化から燃料流量を算出し、特許文献2に示されるように燃料流量から蒸気量Xを算出するように構成することができる。また、燃料タンク9の液位信号の変化から燃料流量を算出できるので、従来の手法では困難な比例制御ボイラ(燃焼量を連続的に制御するボイラ)の負荷分析が可能となる。また、本発明は、ボイラ2を温水ボイラまたは熱媒ボイラとし、流出路3からの出力を熱媒とした熱出力計測装置にも適用可能である。
Further, in the first embodiment, the combustion stage is determined from the change in the liquid level signal of the fuel tank 9 and the vapor amount X is calculated, but from the change in the liquid level signal of the fuel tank 9. The fuel flow rate can be calculated, and the vapor amount X can be calculated from the fuel flow rate as disclosed in
1 蒸気量計測装置(熱出力計測装置)
2 ボイラ
9 燃料タンク
16 給水タンク
19 第一液位センサ(第一液位検出手段)
20 第二液位センサ(第二液位検出手段)
21 計測制御手段
1 Steam volume measuring device (heat output measuring device)
2 Boiler 9
20 Second liquid level sensor (second liquid level detecting means)
21 Measurement control means
Claims (1)
貯留した液体燃料を前記バーナへ供給する燃料タンクと、
前記燃料タンクの液位の変化を検出する第一液位検出手段と、
前記ボイラの缶体へ給水する給水タンクと、
前記給水タンクの液位を検出する第二液位検出手段と、
前記第一液位検出手段または第二液位検出手段による検出液位に基づき、燃焼ステージまたは燃料流量を算出し、熱出力を算出する計測制御手段とを備える
ことを特徴とするボイラの熱出力計測装置。 A boiler heat output measuring device for measuring temporal fluctuations in heat output from a boiler that burns a burner at a plurality of combustion stages,
A fuel tank for supplying the stored liquid fuel to the burner;
First liquid level detection means for detecting a change in the liquid level of the fuel tank;
A water supply tank for supplying water to the boiler body;
Second liquid level detecting means for detecting the liquid level of the water supply tank;
Thermal output of a boiler, comprising: a combustion stage or a fuel flow rate based on a detected liquid level detected by the first liquid level detecting means or the second liquid level detecting means, and a measurement control means for calculating a heat output. Measuring device.
Priority Applications (1)
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