JP2014206374A - Economizer controller, economizer, and boiler - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ボイラ等の加熱装置に供給する液体を、加熱装置の燃焼ガスで昇温するエコノマイザの、熱交換部内における液体の状態を判断するエコノマイザ制御装置と、このエコノマイザ制御装置を用いたエコノマイザ及びボイラに関する。 The present invention relates to an economizer control device for judging the state of a liquid in a heat exchange part of an economizer that raises the temperature of a liquid supplied to a heating device such as a boiler with combustion gas of the heating device, and an economizer using the economizer control device And the boiler.
従来、ボイラ等の加熱装置における省エネルギーを図るために、例えば、パイプ外周に帯状の金属板を螺旋状に巻き付けたいわゆるエロフィン管等の伝熱管からなる熱交換部に加熱装置に供給する水を流通し、この水を加熱装置の燃焼ガスと熱交換して昇温させるエコノマイザが広く用いられている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, in order to save energy in a heating device such as a boiler, for example, the water supplied to the heating device is circulated to a heat exchanging portion formed of a heat transfer tube such as a so-called Erofin tube in which a strip-shaped metal plate is spirally wound around the outer periphery of the pipe. An economizer that heat-exchanges this water with the combustion gas of the heating device to raise the temperature is widely used (for example, see Patent Document 1).
例えば、エコノマイザを介してボイラに給水する場合、燃焼量に対応した給水量を、所定間隔をあけて給水する間欠給水制御により、水温調整することが一般的に行なわれている。また、水をエコノマイザにおいて、できるだけ高温にしてボイラに供給することが省エネルギーの観点から好適である。 For example, when water is supplied to a boiler via an economizer, the water temperature is generally adjusted by intermittent water supply control in which the water supply amount corresponding to the combustion amount is supplied at predetermined intervals. Moreover, it is suitable from an energy-saving viewpoint to supply water to a boiler by making it as high as possible in an economizer.
しかしながら、上記給水制御によれば、給水停止後にボイラの燃焼量が変化した場合、エコノマイザ内の水が過熱されて沸騰する可能性があり、水が沸騰することにより、圧損による給水効率の低下や、ウォータハンマによるエコノマイザの劣化、破損が発生する場合がある。
そのため、エコノマイザ内における水等(液体)の沸騰を抑制して、エコノマイザにおける圧損やウォータハンマの発生を抑制したいとの技術的要請がある。
However, according to the above water supply control, when the combustion amount of the boiler changes after the water supply is stopped, the water in the economizer may be overheated and boiled. The economizer may be deteriorated or damaged by water hammer.
Therefore, there is a technical request to suppress boiling of water or the like (liquid) in the economizer to suppress pressure loss or water hammer generation in the economizer.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ボイラ等の加熱装置に供給する水等の液体を、加熱装置の燃焼ガスにより昇温するエコノマイザの熱交換部内において液体に気相が発生し又は気相が発生する状態に近づいていることを抑制することが可能なエコノマイザ制御装置、エコノマイザ及びボイラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and a liquid such as water supplied to a heating device such as a boiler is converted into a liquid in a heat exchange part of an economizer that raises the temperature by combustion gas of the heating device. An object of the present invention is to provide an economizer control device, an economizer, and a boiler that can suppress the occurrence of gas or the approach of a gas phase.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1記載の発明は、燃料を燃焼して液体を加熱する加熱装置に設けられ、前記燃料が燃焼して生成された燃焼ガスを排出する通気路に配置され、供給手段から供給された前記液体が通過する際に前記燃焼ガスと熱交換して昇温させる熱交換部を備えたエコノマイザの、前記熱交換部内の液体の状態を判断するエコノマイザ制御装置であって、前記熱交換部内における気泡生成を検出する検出部と、前記検出部から入力された信号に基づいて、前記液体内における気相の存在と前記液体内が設定状態よりも気相に近接した状態であることの少なくともいずれかを判定する状態判定手段を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 is provided in a heating device that heats a liquid by burning fuel, and is disposed in an air passage that discharges combustion gas generated by burning the fuel, and is supplied from a supply unit. An economizer control device for determining the state of a liquid in the heat exchange part of an economizer comprising a heat exchange part that heats and exchanges heat with the combustion gas when a liquid passes through the air bubble in the heat exchange part Based on a detection unit that detects the generation and a signal input from the detection unit, at least one of the presence of the gas phase in the liquid and the state in which the liquid is closer to the gas phase than the set state It is characterized by comprising state determining means for determining
請求項6に記載の発明は、エコノマイザであって、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のエコノマイザ制御装置を備えることを特徴とする。 The invention described in claim 6 is an economizer, and includes the economizer control device described in any one of claims 1 to 5.
請求項7に記載の発明は、ボイラであって、請求項6に記載のエコノマイザを備えることを特徴とする。 The invention described in claim 7 is a boiler, and includes the economizer described in claim 6.
この発明に係るエコノマイザ制御装置、エコノマイザ及びボイラによれば、エコノマイザの熱交換部内における液体の状態を、熱交換部内における気泡生成により検出するので、熱交換部内における液体内の気相の存在や液体内が設定状態よりも気相に近接した状態であることのいずれかを適確に検出することができる。
その結果、エコノマイザにおける圧損、及びウォータハンマの発生を抑制し、ひいては、ボイラ等の加熱装置に対する給水における効率低下の抑制、エコノマイザの劣化、破損を抑制することができる。
According to the economizer control device, the economizer, and the boiler according to the present invention, since the state of the liquid in the heat exchange part of the economizer is detected by bubble generation in the heat exchange part, the presence of the gas phase in the liquid and the liquid in the heat exchange part It is possible to accurately detect whether the inside is closer to the gas phase than the set state.
As a result, pressure loss in the economizer and generation of water hammer can be suppressed, and as a result, reduction in efficiency in water supply to a heating device such as a boiler can be suppressed, and deterioration and breakage of the economizer can be suppressed.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のエコノマイザ制御装置であって、前記検出部は、前記熱交換部内における気泡生成にともなう振動を検出する振動センサからなり、状態判定手段は、前記振動センサが検出した振動に基づいて判定することを特徴とする。 Invention of Claim 2 is the economizer control apparatus of Claim 1, Comprising: The said detection part consists of a vibration sensor which detects the vibration accompanying the bubble production | generation in the said heat exchange part, A state determination means, The determination is made based on the vibration detected by the vibration sensor.
この発明に係るエコノマイザ制御装置によれば、検出部は、熱交換部内における気泡生成にともなう振動を検出する振動センサからなり、状態判定手段は、前記振動センサが検出した振動に基づいて判定するので、熱交換部内における気泡の生成を広範囲に検出することができ、熱交換部の内における気相の発生を振動センサの位置に関わらず、効率的に検出することができ、気相検出の信頼性を向上することができる。 According to the economizer control device according to the present invention, the detection unit includes a vibration sensor that detects vibration associated with bubble generation in the heat exchange unit, and the state determination unit determines based on the vibration detected by the vibration sensor. The generation of bubbles in the heat exchange section can be detected in a wide range, and the generation of a gas phase in the heat exchange section can be detected efficiently regardless of the position of the vibration sensor, and the reliability of the gas phase detection Can be improved.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のエコノマイザ制御装置であって、前記検出部は、前記液体の電導度を検出する電極棒と電流計とを有し、状態判定手段は、前記熱交換部内において生成された気泡が前記電極棒に付着することによる電流変化に基づいて判定することを特徴とする。 Invention of Claim 3 is the economizer control apparatus of Claim 1, Comprising: The said detection part has an electrode bar and an ammeter which detect the electrical conductivity of the said liquid, A state determination means, The determination is made based on a change in current caused by bubbles generated in the heat exchange section adhering to the electrode rod.
この発明に係るエコノマイザ制御装置によれば、検出部は、液体の電導度を検出する電極棒と電流計とを有し、状態判定手段は、熱交換部内において生成された気泡が電極棒に付着することによる電流変化に基づいて判定するので、熱交換部内の圧力変化により電導性を有する液体の沸点が昇降して温度センサだけでは気相検出が困難な場合でも、圧力を検出することなく気相検出ができるので、気相の検出精度を向上することができる。
また、キャビテーションや、空気の巻き込み等が発生して、液温に関係なく生成される気泡を検出できる可能性があり、エコノマイザ制御部の信頼性を向上することができる。
According to the economizer control device according to the present invention, the detection unit includes the electrode rod and the ammeter for detecting the conductivity of the liquid, and the state determination unit includes the bubbles generated in the heat exchange unit attached to the electrode rod. Therefore, even if it is difficult to detect the gas phase using only the temperature sensor due to the rise and fall of the boiling point of the conductive liquid due to the pressure change in the heat exchange section, the pressure can be detected without detecting the pressure. Since the phase can be detected, the accuracy of detecting the gas phase can be improved.
Further, cavitation, air entrainment, and the like may occur, and bubbles generated regardless of the liquid temperature may be detected, and the reliability of the economizer control unit can be improved.
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のエコノマイザ制御装置であって、前記判定手段が、前記液体が前記液体内における気相の存在と前記液体内が設定状態よりも気相に近接した状態であることの少なくともいずれかを判定した場合に信号出力するように構成されていることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the economizer control device according to any one of the first to third aspects, wherein the determination means is configured such that the liquid is present in a gas phase in the liquid and the liquid. A signal is output when it is determined that at least one of the inside is closer to the gas phase than the set state.
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のエコノマイザ制御装置であって、前記判定手段が、前記液体が前記液体内における気相の存在と前記液体内が設定状態よりも気相に近接した状態であることの少なくともいずれかを検出した場合に、前記供給手段による前記液体の流量を増加させるように構成されていることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the economizer control device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the determination means is configured to determine whether the liquid is in a gas phase in the liquid and the liquid. The apparatus is characterized in that the flow rate of the liquid by the supply means is increased when at least one of the inside is closer to the gas phase than the set state is detected.
この発明に係るエコノマイザ制御装置、エコノマイザ及びボイラによれば、エコノマイザにおける圧損及びウォータハンマの発生を抑制し、ひいては、ボイラ等の加熱装置への給水における効率低下の抑制、エコノマイザの劣化、破損を抑制することができる。 According to the economizer control device, the economizer and the boiler according to the present invention, the pressure loss and water hammer in the economizer are suppressed, and consequently, the efficiency reduction in the water supply to the heating device such as the boiler is suppressed, and the economizer is prevented from being deteriorated or damaged. can do.
以下、図1から図4を参照し、この発明の第1の実施形態について説明する。なお、図1、図3に示す温度センサ50、及び図4は参考例に係るものである。
図1、図2は、第1の実施形態に係る小型貫流式のボイラ10を説明する図であり、図1は縦断面図を、図2は、図1のIII−III線に沿う横断面図を示している。
ボイラ10は、筐体11と、缶体12と、バーナ16と、燃焼ガス排出管17と、送風手段18と、燃料供給部19と、給水部20と、エコノマイザ30と、制御部40とを備えており、エコノマイザ30は、燃焼ガス排出管17の排出路(通気路)17Aに配置されている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The temperature sensor 50 shown in FIGS. 1 and 3 and FIG. 4 relate to a reference example.
1 and 2 are diagrams for explaining a small once-through
The
缶体12は、水管群13と、水管群13の下方に位置する下部管寄せ14Aと、水管群13の上方に位置する上部管寄せ14Bとを備え、水管群13は、複数の内側水管13A及び複数の外側水管13Bから構成されている。
水管群13には燃焼ガス通路12Gが形成され、内側水管13Aの間を燃焼ガスG2がバーナ16から燃焼ガス排出管17に向かって移動するようになっている。また、上部管寄せ14Bには、圧力センサ7が接続されており、上部管寄せ14B内の蒸気の圧力を検出するようになっている。
The
A
水管群13を構成するそれぞれの内側水管13A及び外側水管13Bは、図1に示すように、下部管寄せ14Aと上部管寄せ14Bとの間に垂直方向に配置されるとともに下部管寄せ14A及び上部管寄せ14Bと通水可能に接続されている。
また、下部管寄せ14Aの上部及び上部管寄せ14Bの下部には、キャスタブル(耐火物)11Aが配置されている。
As shown in FIG. 1, each of the
A castable (refractory) 11A is disposed on the upper portion of the
また、水管群13は、図2に示すように、筐体11と燃焼ガス通路12Gとの間を仕切る水管壁部13Cを有し、水管壁部13Cの内方には、内側水管13Aが配列されている。
水管壁部13Cは、バーナ16から燃焼ガス排出管17に向かって配列される外側水管13Bと、隣接する外側水管13B同士、外側水管13Bとバーナ16側の筐体内壁、外側水管13Bと燃焼ガス排出管17側の筐体内壁を、それぞれ連結する連結部材15とから構成され、燃焼ガス通路12Gを挟んで左右に一対が配置されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
The
バーナ16は、例えば、水管群13側の面にノズル部16Aを有する箱型に形成されていて、ノズル部16Aには複数のノズル孔が平面状に配列され、送風手段により供給された予混合ガスG1がノズル部16Aに供給されるようになっている。
また、バーナ16は、例えば、圧力センサ7により検出された蒸気の圧力に基づいて、燃焼状態(例えば、高燃焼、低燃焼)を制御可能とされている。
図1、図2においてノズル部16Aから水管群13側に拡がる破線部は、ノズル部16Aで生成される火炎を概念的に表したものである。
The
Further, the
In FIG. 1 and FIG. 2, the broken line portion extending from the
ノズル部16Aに供給された予混合ガスG1は、ノズル孔から噴射、燃焼されることにより高温の燃焼ガスG2となり、燃焼ガスG2は、燃焼ガス通路12Gを通過して水管群13の水(液体)Wを加熱し、その後、排出路17Aを通ってエコノマイザ30に導入されるようになっている。
The premixed gas G1 supplied to the
燃焼ガス排出管17は、燃焼ガスG2をボイラ10の外部に排出する排出路17Aを構成するとともに燃焼ガス通路12Gの末端に接続され、排出路17Aは、エコノマイザ30に燃焼ガスG2を導くようになっている。
The combustion
送風手段18は、送風機18Aと給気通路18Bと、ダンパ18Cとを備え、送風機18Aにより燃焼用空気A1を給気通路18Bに移送し、燃焼用空気A1と燃料供給部19から供給された燃料ガスG0とが給気通路18B内で混合されて予混合ガスG1となりバーナ16に供給されるようになっている。
The blower means 18 includes a
送風機18Aは、送風ファンを回転して燃焼用空気A1を供給するものであり、この実施形態における送風機18Aは、バーナ16の燃焼状態に対応して送風ファンの回転数をインバータにより制御して燃焼用空気A1の送風量を調整するようになっている。
また、ダンパ18Cは、図示しないモータにより開度が制御可能とされており、送風機18Aとともに、又は単独で燃焼用空気A1の送風量を調整することができるようになっている。
The
Further, the opening degree of the
燃料供給部19は、燃料供給管19Aと、流量調整弁19Bとを備えており、流量調整弁19Bを制御することによりバーナ16の燃焼状態に対応する量の燃料ガスG0を燃料供給管19Aに供給するようになっている。
The
給水部20は、給水源Sと接続された給水ライン21と、水質測定部22と、給水ポンプ23と、流量調整弁24と、流量計25と、逆止弁26とを備え、エコノマイザ30を介して給水源Sから缶体12に給水するようになっている。
この実施形態において、給水ポンプ23は、予め設定した所定量の水Wを所定の給水タイミング(給水間隔)で間欠給水するようになっている。
The
In this embodiment, the
エコノマイザ30は、図3に示すように、水管群13を通過してきた燃焼ガスG2の廃熱を利用して缶体12に供給する水Wを加熱することにより省エネルギーを図るものであり、排出路17A内に配置された熱交換部36に水Wを流して、燃焼ガスG2の熱を熱交換部36で熱交換して熱交換部36内の水Wを加熱し、加熱された水Wが缶体12の下部管寄せ14Aに供給されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
熱交換部36は、例えば、通水可能に形成された伝熱管37と、伝熱管37に接続され、燃焼ガスG2が通過可能な間隔をあけて伝熱管37と略直交する方向に拡がる複数の放熱板からなるフィン部材38とを有しており、伝熱管37の流入口37Aから給水され加熱された水Wが流出口37Bから排出され、排出された水Wは下部管寄せ14Aに導かれるようになっている。
The
制御部40は、ボイラ10の燃焼量、及びエコノマイザ30を介して缶体12に供給する水Wの量を制御するようになっており、入力部41と、メモリ42と、演算部43と、ハードディスク44と、出力部46と、通信線47とを備え、入力部41、メモリ42、演算部43、ハードディスク44、出力部46は通信線47によって相互にデータ等を通信可能に接続されている。
また、ハードディスク44には第1のデータベース45A、第2のデータベース45Bが格納されている。
The
The
入力部41は、例えば、図示しないキーボード等のデータ入力機器を有していて設定等を演算部43に出力可能とされるとともに、圧力センサ7、水質測定部22、流量計25、温度センサ50と信号線48Aにより接続され、圧力センサ7、水質測定部22、流量計25、温度センサ50から入力された信号を演算部43に出力するようになっている。
The
出力部46は、送風機18A、ダンパ18C、流量調整弁19B、給水ポンプ23、流量調整弁24と信号線48Bより接続され、演算部43から出力された信号を送風機18A、ダンパ18C、流量調整弁19B、給水ポンプ23、流量調整弁24に出力するようになっている。
The
演算部43は、メモリ42の記憶媒体(例えば、ROM)に格納されたプログラムを読み込んで実行して、入力部41からの入力に基づいて、ボイラ10の燃焼量、及び缶体12への給水量を算出するとともに、送風機18A、ダンパ18C、流量調整弁19B、給水ポンプ23、流量調整弁24に対する制御量を算出するようになっている。
The
第1のデータベース45Aは、例えば、現在の圧力と、現在の圧力を設定圧力に移行するための燃焼量との関係を示す数値データがデータテーブルの形式で格納されている。
演算部43は、圧力センサ7からの圧力信号に基づいて得た圧力から、第1のデータベース45Aを参照して設定圧力を確保するための燃焼量を算出し、出力部46を介して送風機18A、ダンパ18C、流量調整弁19Bを制御して、バーナ16の燃焼量を調整するようになっている。
In the
The
第2のデータベース45Bは、例えば、バーナ16の燃焼量、ボイラ10の圧力、給水部20から給水される水Wの給水温度、図示しないブローラインのブロー量等のパラメータと、給水部20による給水量との関係を示す数値データがデータテーブルの形式で格納されている。
演算部43は、入力部41から入力された上記パラメータに係る信号から第2データベースを参照して給水量を算出し、出力部46を介して給水ポンプ23及び流量調整弁24に出力して、給水部20の給水量を制御するようになっている。
The
The
また制御部40は、エコノマイザ制御部(エコノマイザ制御装置)を備えており、エコノマイザ制御部は、温度センサ(検出部)50と、判定部(判定手段)とを有しており、判定部は、熱交換部36内の水Wが気相に近接した状態であるかどうかを判定するようになっている。
The
温度センサ50は、例えば、熱交換部36の流出口37B近傍に配置され、エコノマイザ30内における水Wの温度を物理的特性として検出し、参考例においては、例えば、熱電対が用いられている。
The temperature sensor 50 is disposed, for example, in the vicinity of the
判定部は、温度センサ50から入力された熱交換部36内の水温が、例えば、沸点近傍の98℃に到達したと判定した場合に、出力部46を介して、給水ポンプ23に(強制)駆動信号を出力するようになっており、エコノマイザ30に強制給水することにより熱交換部36内の水温を低下させ、熱交換部36内の水Wが沸騰するのを抑制するようになっている。
その後、水温が所定値まで低下したら通常の間欠制御に復帰するようになっている。
When the determination unit determines that the water temperature in the
Thereafter, when the water temperature drops to a predetermined value, the normal intermittent control is resumed.
図4は、参考手に係るエコノマイザ制御部における給水制御の概略を示すフロー図であり、以下、図4に基づいて、給水制御の概略を説明する。
1)まず、間欠給水の給水タイミング(例えば、間欠時間)、温度センサの上限設定温度T1、下限設定温度T2を設定する(S1)。
2)次に、ボイラ10が運転中であるかどうかを判断する(S2)。ボイラ10が運転中の場合には、S3に移行し、運転中でない場合には制御を終了する。
3)給水タイミングかどうかを判断する(S3)。給水タイミングである場合には、S4に移行し、給水タイミングでない場合には、S5に移行する。
4)給水部20の給水ポンプ23を駆動し、エコノマイザ30を介して缶体12に給水する(S4)。
5)判定部は、温度センサ50が検出した温度Tが、上限設定温度T1以上であるかどうかを判断する(S5)。温度Tが上限設定温度T1以上である場合には、S6に移行する。
6)判定部は、給水タイミングに関係なく給水部20の給水ポンプ23を強制駆動して熱交換部36に給水する(S6)。
7)判定部は、温度センサ50が検出した温度Tが、下限設定温度T2以下であるかどうかを判断する(S7)。温度Tが下限設定温度T2以下の場合にはS2に移行し、温度Tが下限設定温度T2以下でない場合にはS5に移行する。
運転がされる間、上記2)から7)を繰り返して実行する。
なお、通常の間欠給水における給水中には、温度センサ50の温度Tは、上限設定温度T1以上にはならないものとする。
FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the water supply control in the economizer control unit according to the reference hand. Hereinafter, the outline of the water supply control will be described based on FIG. 4.
1) First, intermittent water supply timing (for example, intermittent time), temperature sensor upper limit set temperature T1, and lower limit set temperature T2 are set (S1).
2) Next, it is determined whether the
3) It is determined whether it is a water supply timing (S3). If it is the water supply timing, the process proceeds to S4, and if it is not the water supply timing, the process proceeds to S5.
4) The
5) The determination unit determines whether the temperature T detected by the temperature sensor 50 is equal to or higher than the upper limit set temperature T1 (S5). When the temperature T is equal to or higher than the upper limit set temperature T1, the process proceeds to S6.
6) The determination unit forcibly drives the
7) The determination unit determines whether the temperature T detected by the temperature sensor 50 is equal to or lower than the lower limit set temperature T2 (S7). If the temperature T is lower than the lower limit set temperature T2, the process proceeds to S2, and if the temperature T is not lower than the lower limit set temperature T2, the process proceeds to S5.
During operation, the above 2) to 7) are repeated.
It is assumed that the temperature T of the temperature sensor 50 does not exceed the upper limit set temperature T1 during normal intermittent water supply.
参考例に係るエコノマイザ30及びボイラ10によれば、温度センサ50が検出した水温が沸点に近づくと、制御部40がエコノマイザ30に強制給水して熱交換部36内の水Wの温度を低下させるので、熱交換部36内の水Wが上限設定温度T1以上に上昇することが抑制される。
その結果、エコノマイザ30における圧損、及びウォータハンマの発生が抑制され、ひいては、ボイラ等の加熱装置に対する給水における効率低下の抑制、エコノマイザの劣化、破損を抑制することができる。
According to the
As a result, the pressure loss in the
次に、この発明の第1の実施形態に係るエコノマイザ制御部(エコノマイザ制御装置)について説明する。
第1の実施形態に係るエコノマイザ制御部が、参考例に係るエコノマイザ制御部と異なるのは、エコノマイザ30の熱交換部36内における水Wの状態を検出する物理的特性が、熱交換部36内における気泡生成にともなう振動を検出する振動センサ51により構成されている点であり、その他は参考例と同様であるので説明を省略する。
Next, an economizer control unit (economizer control device) according to the first embodiment of the present invention will be described.
The economizer control unit according to the first embodiment is different from the economizer control unit according to the reference example in that the physical characteristic of detecting the state of the water W in the
振動センサ51を用いたエコノマイザ制御部によれば、熱交換部36内における気泡の生成を広範囲に検出することができるので、熱交換部36の内における気相の発生を振動センサ51の配置に関わらず、効率的に検出することができ、気相検出の信頼性を向上することができる。
また、振動センサ51を熱交換部36の外側に配置できるので、容易に取付けることができる。
According to the economizer control unit using the vibration sensor 51, the generation of bubbles in the
Moreover, since the vibration sensor 51 can be arrange | positioned on the outer side of the
次に、この発明の第2の実施形態に係るエコノマイザ制御部(エコノマイザ制御装置)について説明する。
第2の実施形態に係るエコノマイザ制御部が、参考例に係るエコノマイザ制御部と異なるのは、検出部が熱交換部36内の水Wの電導度(物理的特性)を検出するための電極棒52と電流計53等の検出手段により構成されている点である。
Next, an economizer control unit (economizer control device) according to a second embodiment of the present invention will be described.
The economizer control unit according to the second embodiment is different from the economizer control unit according to the reference example in that the detection unit detects an electrical conductivity (physical characteristic) of the water W in the
電極棒52による気相の検出は、電極棒52の表面に気泡が付着して水Wとの接触面積が減少して水Wを流れる電流が低下して、見かけ上の電導度が低下することで気相を検出するものであり、電導性を有する液体に適用することができる。
In the detection of the gas phase by the
電極棒52は、図5に示すように、例えば、熱交換部36の伝熱管37内に、絶縁材52Aにより伝熱管37と絶縁して配置され、伝熱缶37内の水Wと接触するようになっている。
また、電極棒52は、電流計53を介して電源54(例えば、プラス極)に接続され、電源54の他極は伝熱管37を介して水Wと通電可能に接続されている。
そして、電極棒52と伝熱管37の間に電圧を印加して、電流計53で検出した電流値で通電状態を監視して、電極棒52と伝熱管37の間の電導度を確認(判定)する構成とされている。
As shown in FIG. 5, for example, the
The
Then, a voltage is applied between the
第3のエコノマイザ制御部によれば、熱交換部36内の圧力変化により水Wの沸点が昇降して温度センサ50により検出した水温だけでは気相検出が困難な場合でも、水Wの圧力を検出することなく気相検出ができるので、気相の検出精度を向上することができる。
また、キャビテーションや、空気の巻き込み等が発生して、水温に関係なく生成された気泡を検出できる可能性があり、エコノマイザ制御部の信頼性を向上することができる。
According to the third economizer control unit, even if the boiling point of the water W rises and lowers due to a pressure change in the
In addition, cavitation, air entrainment, and the like may occur, and bubbles generated regardless of the water temperature may be detected, and the reliability of the economizer control unit can be improved.
なお、この発明は、第1、第2の実施形態.に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、ボイラにおいて加熱する液体が水Wである場合について説明したが、水Wに代えて、例えば、油類、酸、アルカリ溶液、溶剤等の化学物質を適用してもよい。
The present invention is not limited to the first and second embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
For example, in the above embodiment, the case where the liquid heated in the boiler is the water W has been described. However, instead of the water W, for example, chemical substances such as oils, acids, alkaline solutions, solvents, etc. are applied. Also good.
また、加熱装置が、燃焼ガスG2がバーナ16側から排出路17Aに向かって略直線的に流れる小型貫流型の蒸気ボイラ10である場合について説明したが、小型貫流型ボイラの他、水管が環状に配列された多管式のボイラ、炉筒煙管ボイラ、バーナにより加熱管を直接加熱する給湯器等、種々の構造のボイラに適用してもよい。
また、蒸気ボイラ以外の温水ボイラや給湯器に対して適用してもよい。
Further, although the case where the heating device is the small once-through
Moreover, you may apply with respect to hot water boilers and water heaters other than a steam boiler.
また、参考例において、エコノマイザ30内で水温が最も高くなる熱交換部36の流出口37B近傍に、温度センサ50を配置する場合について説明したが、気相の発生を抑制可能な他の部位に配置してもよい。
また、温度センサ50が熱電対である場合について説明したが、熱電対以外の周知の温度センサを用いてもよい。
Further, in the reference example, the case where the temperature sensor 50 is disposed in the vicinity of the
Moreover, although the case where the temperature sensor 50 was a thermocouple was demonstrated, you may use well-known temperature sensors other than a thermocouple.
また、上記実施の形態においては、給水部20が給水ポンプ23と流量調整弁24とを有する場合について説明したが、流量制御弁24を有さない構成や他の構成の給水部を用いてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
また、上記実施の形態においては、給水ポンプ23が間欠制御され、気相を検出した場合に、給水ポンプ23を強制給水する場合について説明したが、強制給水に際して給水ポンプ23、流量調整弁24による流量調整を行なってもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、例えば、給水ポンプ23の連続制御により、給水量を流量制御してもよいし、流量制御に際して、給水ポンプ23による流量制御、給水ポンプ23と流量制御弁24による流量制御、流量制御弁24による流量制御のいずれを採用するかは任意に設定することができる。
また、給水ポンプ23による強制給水や給水量の調整に代えて、又は給水量の調整に加えて警報等、監視手段に係る信号出力をする構成としてもよい。
Further, for example, the flow rate of the water supply may be controlled by continuous control of the
Moreover, it is good also as a structure which outputs the signal which concerns on monitoring means, such as an alarm, instead of the forced water supply by the
また、上記実施の形態においては、液体の状態(気相の存在等)を検出する物理的特性が、熱交換部36内の水温、熱交換部36に発生する振動を検出する振動センサ51、エコノマイザ30内を流れる水Wの電気伝導率を検出する電極棒52である場合にについて説明したが、気相の存在又は液体が気相に近づいていることを検出可能な他の物理的特性、例えば、超音波の伝動や光学的特性等を検出する検出手段を用いてもよいことはいうまでもない。
Further, in the above embodiment, the physical characteristics for detecting the liquid state (the presence of the gas phase, etc.) are the vibration sensor 51 for detecting the water temperature in the
この発明に係るエコノマイザ制御装置、エコノマイザ及びボイラによれば、エコノマイザにおける圧損や、ウォータハンマの発生を抑制することができるので、産業上利用可能である。 According to the economizer control device, the economizer, and the boiler according to the present invention, pressure loss in the economizer and generation of water hammer can be suppressed, so that it can be used industrially.
G0 燃料ガス
G2 燃焼ガス
W 水(液体)
10 ボイラ(加熱装置)
17A 排出路(通気路)
20 給水部(供給手段)
23 給水ポンプ
30 エコノマイザ
36 熱交換部
40 制御部(エコノマイザ制御装置、判定手段)
50 温度センサ(検出部)
51 振動センサ(検出部)
52 電極棒(検出部)
53 電流計(検出部)
G0 Fuel gas G2 Combustion gas W Water (liquid)
10 Boiler (heating device)
17A Discharge path (ventilation path)
20 Water supply section (supply means)
23 Water supply pump 30
50 Temperature sensor (detection unit)
51 Vibration sensor (detection unit)
52 Electrode bar (detector)
53 Ammeter (Detector)
Claims (7)
前記燃料が燃焼して生成された燃焼ガスを排出する通気路に配置され、供給手段から供給された前記液体が通過する際に前記燃焼ガスと熱交換して昇温させる熱交換部を備えたエコノマイザの、前記熱交換部内の液体の状態を判断するエコノマイザ制御装置であって、
前記熱交換部内における気泡生成を検出する検出部と、
前記検出部から入力された信号に基づいて、前記液体内における気相の存在と前記液体内が設定状態よりも気相に近接した状態であることの少なくともいずれかを判定する状態判定手段を備えることを特徴とするエコノマイザ制御装置。 Provided in a heating device that burns fuel and heats the liquid;
A heat exchanging unit is disposed in a ventilation path for discharging combustion gas generated by combustion of the fuel, and heat-exchanges with the combustion gas to raise the temperature when the liquid supplied from the supply means passes. An economizer control device for judging the state of the liquid in the heat exchange part of an economizer,
A detection unit for detecting bubble generation in the heat exchange unit;
State determination means for determining at least one of the presence of the gas phase in the liquid and the state in which the liquid is closer to the gas phase than the set state based on a signal input from the detection unit. An economizer control device characterized by that.
前記検出部は、
前記熱交換部内における気泡生成にともなう振動を検出する振動センサからなり、
状態判定手段は、
前記振動センサが検出した振動に基づいて判定することを特徴とするエコノマイザ制御装置。 The economizer control device according to claim 1,
The detector is
It consists of a vibration sensor that detects vibration associated with bubble generation in the heat exchange part,
The state determination means is
An economizer control device that performs determination based on vibration detected by the vibration sensor.
前記検出部は、
前記液体の電導度を検出する電極棒と電流計とを有し、
状態判定手段は、
前記熱交換部内において生成された気泡が前記電極棒に付着することによる電流変化に基づいて判定することを特徴とするエコノマイザ制御装置。 The economizer control device according to claim 1,
The detector is
An electrode rod for detecting the conductivity of the liquid and an ammeter;
The state determination means is
An economizer control device characterized in that determination is made based on a current change caused by bubbles generated in the heat exchange section adhering to the electrode rod.
前記判定手段が、前記液体が前記液体内における気相の存在と前記液体内が設定状態よりも気相に近接した状態であることの少なくともいずれかを判定した場合に信号出力するように構成されていることを特徴とするエコノマイザ制御装置。 The economizer control device according to any one of claims 1 to 3,
The determination means is configured to output a signal when the liquid determines at least one of the existence of a gas phase in the liquid and the liquid being in a state closer to the gas phase than a set state. An economizer control device characterized by that.
前記判定手段が、前記液体が前記液体内における気相の存在と前記液体内が設定状態よりも気相に近接した状態であることの少なくともいずれかを検出した場合に、前記供給手段による前記液体の流量を増加させるように構成されていることを特徴とするエコノマイザ制御装置。 The economizer control device according to any one of claims 1 to 4,
When the determination unit detects at least one of the presence of the gas phase in the liquid and the state in which the liquid is closer to the gas phase than the set state, the liquid by the supply unit The economizer control device is configured to increase the flow rate of the economizer.
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