JP2014214926A - ボイラ水張り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の設備に対して新たな設備を追加することなく、ボイラ給水系統設備の水張りを確実かつ効率的に行え、作業者の負担を低減することが可能なボイラ水張り方法を提供する。【解決手段】ボイラ給水系統設備を構成する複数の機器に対し、上流側の機器から順次水張りを行うにあたり、水張り対象となる複数の機器のうち、ボイラ本体内にある一部の機器について、該機器に応じて設定された給水流量で給水した場合に該機器が全ブロー状態から満水になるまでに要する時間を予め登録しておき、該機器に対して給水が開始された場合に、前記設定された給水流量で前記登録された時間だけ給水を自動で行う。【選択図】図２

Description

本発明は、貫流式ボイラの起動時におけるボイラの水張り方法に関し、特に、既存の設備に対して新たな設備を追加することなく、ボイラ給水系統設備の水張りを確実かつ効率的に行うことが可能なボイラ水張り方法に関する。

停止状態にあるボイラを起動する際には、ボイラ内に循環水を満たすための水張りを行う必要がある。この水張りは、全ブロー状態から水張りを行うことを前提としており、全ブロー状態から満水までに要するであろう時間が経過した後に空気抜き弁を開いてボイラ水が排出されるかどうかを確認することで、ボイラ水の満水の有無を確認するようにしている。このため、作業者の負担が大きく、また、ボイラ起動時にタイムロスが発生していた。

特に、貫流式ボイラにおいては、水質を管理する必要があり、所定の水質を確保できない場合には、給水したボイラ水を排出するブロー操作を行い、再び全ブロー状態からボイラ水を給水するようにしており、この操作を所定の水質が得られるまで繰り返すようにしている。

そこで、従来においては、ボイラ起動時間の短縮を図るために、ボイラの入口の給水圧力および給水流量が規定値となった時点から所定時間経過したことを条件として、ボイラに設けられた空気抜き弁を開き、該空気抜き弁の出口側に設けられた満水検知手段を作動させて満水検知を行うにしたボイラ起動時の満水検知方法が提案されている。

特開２００５−３５８３９３号公報

しかしながら、上述の構成においては、満水検知手段が必要となり、満水検知手段の設置スペースを確保する必要や、ケーブルを敷設する必要があり、現行の装置に追設することが困難になる場合もある。
特に、ボイラ給水系統設備を構成する複数の機器に対し、上流側の機器から順次水張りを行う場合において、各機器毎に満水検知手段を設置するようにしていたのでは、設置コストがかかり、設備の改修やメンテナンスに時間がかかる不都合もある。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、既存の設備に対して新たな設備を追加することなく、ボイラ給水系統設備の水張りを確実かつ効率的に行え、作業者の負担を低減することが可能なボイラ水張り方法を提供することを主たる課題としている。

上記課題を達成するために、本発明に係るボイラ水張り方法は、ボイラ給水系統設備を構成する複数の機器に対し、上流側の機器から順次水張りを行うボイラ水張り方法であって、水張り対象となる複数の機器のうち、ボイラ本体内にある一部の機器について、該機器に応じて設定された給水流量で給水した場合に該機器が全ブロー状態から満水になるまでに要する時間を予め登録しておき、該機器に対して給水が開始された場合に、前記設定された給水流量で前記登録された時間だけ給水を自動で行う給水工程を具備することを特徴としている。

したがって、ボイラの給水をボイラ給水系統設備の上流側の機器から順次行う場合において、ボイラ本体内にある一部の機器については、その機器に応じて設定された給水流量でその機器を満水にするために要する時間だけ給水が自動で行なわれるので、作業者は給水開始の操作のみを行えば、満水検知器のような設備を必要とせずに、満水状態を確実に得ることが可能となる。

ここで、ボイラ給水系統設備として、給水ポンプから下流側に高圧給水加熱器、節炭器、火炉パスの一部を構成する下部パスが順次配設される場合において、節炭器と下部パスについて、それぞれの機器に応じて設定された給水流量で予め登録された時間だけ給水を行うことで、満水にするようにしてもよい。

なお、それぞれの給水工程の後に、給水した水質を検査する水質検査工程を備えるようにするとよい。そして、この水質検査工程で所定の水質が得られていないと判定された場合には、給水した水を排出するブロー工程を行い、前記水質検査工程で所定の水質が得られるまで、前記ブロー工程と前記給水工程とを繰り返すようにするとよい。

以上述べたように、本発明によれば、ボイラ起動時において、ボイラ給水系統設備を構成する機器を上流側の機器から順次水張りを行う場合に、水張り対象となる複数の機器のうち、ボイラ本体内にある一部の機器について、該機器に対して給水が開始された場合に、該機器に応じて設定された給水流量で満水になるまでに要する予め登録された時間だけ給水を自動で行うようにしたので、作業者は給水開始の操作のみを行えば、水張りを行う機器を確実に満水状態とすることが可能となり、満水検知器のような設備を必要とせず、また、現地に行って確認する作業も不要となる。
このため、作業者の負担を低減しつつ、ボイラ起動時のボイラの水張りを効率的に行うことが可能となる。

図１は、貫流式ボイラの一例を示す概略構成図である。 図２は、本発明にかかるボイラの水張りの処理例を示すフローチャートである。 図３は、図２で示すフローチャートの処理に基づく時間（ｔ）と給水流量（ｔ／ｈ）との関係を表す線図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

図１において、貫流型ボイラの給水・蒸気系統の一例が示され、ボイラ給水は、給水ポンプ１により高圧給水加熱器２を介して節炭器３へ圧送され、ここで加熱された後に、燃料が燃焼されるボイラ本体１の火炉の炉壁に形成される火炉パス４へ供給されて加熱される。ここで加熱されたボイラ給水は、図示しないノーズ部を経て汽水分離器５に導かれ、ここで水と蒸気に分離され、分離された水は、更に蒸気を分離する汽水分離タンク６へ導かれ、この汽水分離タンク６で分離された水を節炭器３に再循環させるようにしている。また、分離された蒸気は、過熱器７で過熱され、高圧タービン１０へ導かれて、該高圧タービン１０の動力として用いられる。

高圧タービン１０を駆動した後の蒸気は、再熱器１１へ導かれて再熱された後に中・低圧タービン１２へ導入されて該中・低圧タービン１２の動力として用いられ、中・低圧タービン１２を駆動した後の蒸気は、復水器１３へ導かれてボイラ給水に戻される。そして、このボイラ給水は、復水脱塩装置１４、低圧給水加熱器１５、及び脱気器１６を経由し、給水ポンプ１により再び高圧給水加熱器２を介して節炭器３へ圧送されるようになっている。

前記火炉パス４は、炉壁に設けられたヘリカル管で構成される下部パス２１と、ボイラ中央に設けられた中間管寄せ２２と、この中間管寄せ２２に接続される鉛直に延設された複数の上部パス２３とを有して構成され、下部パス２１で温められら後に中間管寄せ（集合管）２２に集められ、ここで給水を均一にした後に複数の上部パス２３へ供給され、高温・高圧の蒸気を生成するようにしている。

なお、節炭器３から過熱器７までの機器がボイラ本体内に設置される機器であり、ボイラの水張りとは、節炭器３から上部パス２３までを満水にする操作を指している。

前記給水ポンプ１は、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１と、その上流側に配設されたブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２とを備えているもので、ブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２の上流側に設けられた開閉弁３３、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）の下流側に設けられた開閉弁３４、及び、ブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２の下流側に設けられ、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１をバイパスする通路に設けられたバイパス弁３５とによりボイラ起動時（ボイラ水張り時）および定常運転時の給水を制御するようにしている。

ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１は、定常運転時において、発電に必要な蒸気を発生させるためにボイラへ給水するためのポンプであり、ブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２は、その上流側に配設された脱気器１６では、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１の必要ＮＰＳＨ（有効吸込水頭圧）が確保できないことから、必要な圧力まで昇圧するポンプである。ボイラ起動時においては、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１を稼動させず、ブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２のみを稼動させてバイパス弁３５を介して水張りを行い、定常運転時には、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１とブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２とを稼動させ、開閉弁３４を介して給水を行うようにしている。
なお、３６は、節炭器用のクリーンアップ弁、３７は、下部パス用のクリーンアップ弁である。

上述したボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１、ブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２、開閉弁３３，３４、バイパス弁３５、及び各クリーンアップ弁３６，３７は、コントロールユニット４０により制御されもので、このコントロールユニット４０により、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１とブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２の可動・停止制御や給水流量が制御されるようになっており、また、開閉弁３３，３４、バイパス弁３５、クリーンアップ弁３６，３７の開閉動作が制御されるようになっている。

なお、４１は節炭器３への給水開始指令をコントロールユニット４０に出力する節炭器用給水操作ボタン、４２は節炭器３のブロー操作指令をコントロールユニット４０に出力する節炭器用ブロー操作ボタン、４３は下部パス２１への給水開始指令をコントロールユニット４０に出力する下部パス用給水操作ボタン、４４は下部パス２１のブロー操作指令をコントロールユニット４０に出力する下部パス用ブロー操作ボタン、４５は上部パスへの給水開始指令をコントロールユニット４０に出力する上部パス用給水操作ボタンである。

また、コントロールユニット４０には、節炭器３を完全ブロー状態から所定の給水流量（毎時２００ｔ）で給水した場合に満水となるのに要する時間と、節炭器３の出口から下部パス２１まで（節炭器３と下部パス２１との間の配管を含む）を完全ブロー状態から所定の給水流量（毎時５０ｔ）で給水した場合に満水となるのに要する時間が予め登録されている。

図２において、ボイラの水張りを行う操作例がフローチャートとして示されており、以下、このフローチャートに基づき、ボイラ起動時におけるボイラ本体内の水張りの操作例を説明する。

ここで示される水張り工程は、ボイラ本体内を完全にブローした状態からボイラ本体内に配置された上流側の機器から順次水張りを行うもので、高圧給水加熱器２が節炭器３の水張り前の工程でクリーンアップ（ＣＵ）され、高圧給水加熱器２が満水状態になっている状態から開始される。

高圧給水加熱器２のクリーンアップを終えて高圧給水加熱器２が満水状態になっている状態から、節炭器用給水操作ボタン４１を押下して節炭器３の水張り指令が出されると、コントロールユニット４０は、ステップ５０において、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１の下流側の開閉弁３４を閉、ブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２の上流側の開閉弁３３を開、及びバイパス弁３５を開とし（ステップ５０）、また、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１の停止状態を維持したまま、ブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２のみを稼動させ、節炭器３に対して、毎時２００ｔ（２００ｔ／ｈ）の給水流量で該節炭器３を完全ブロー状態から満水にするために要する予め登録された所定時間（ｔ１）だけブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）による給水を行い、その所定時間経過後に給水を自動停止させるステップ５２）。

その後、節炭器３に溜められた水を採取し、所定の水質が確保されているか否かを人的にチェックする（ステップ５４）。所定の水質が得られていないと判定された場合には、節炭器３に給水した水を排出するブロー操作を実施するために、節炭器用ブロー操作ボタン４２を操作して節炭器用のクリーンアップ弁３６を節炭器３が完全ブロー状態となるまで開ける（ステップ５６）。そして、節炭器３を完全にブローした後に再び節炭器用給水操作ボタン４１を押下してステップ５２の水張りを再度実施する。この節炭器３の水張りは、所定の水質が得られるまで、繰り返し行われる。

これに対して、ステップ５４において所定の水質が得られていると判定された場合には、次に、下部パス２１の水張りを行うために、下部パス用給水操作ボタン４３を押下して下部パス２１の水張り指令が出されると、コントロールユニット４０は、ステップ５８において、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）３１の停止状態を維持したまま、ブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２のみを稼動させ、下部パス２１に対し、該下部パス２１に応じた給水流量（たとえば、５０ｔ／ｈ）でこの下部パスを完全ブロー状態から満水にするために予め登録された所定時間（ｔ２）だけブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）による給水を行い、所定時間経過後に給水を自動停止させる。

その後、下部パス２１に溜められた水を採取し、所定の水質が確保されているか否かを人的にチェックする（ステップ６０）。所定の水質が得られていないと判定された場合には、下部パス２１に給水した水を排出するブロー操作を実施するために、下部パス用ブロー操作ボタン４４を操作して下部パス用のクリーンアップ弁３７を下部パス２１が完全ブロー状態となるまで開ける（ステップ５６）。そして、下部パス２１を完全にブローした後に再び下部パス用給水操作ボタン４３を押下してステップ５８の水張りを再度実施する。この下部パス２１の水張りは、所定の水質が得られるまで、繰り返し行われる。

これに対して、ステップ６０において所定の水質が得られていると判定された場合には、最後に、中間管寄せ２２及び上部パス２３までの水張りを行うために、上部パス２３が満水になるまで給水する。この上部パスを満水にする制御は、節炭器３や下部パス２１の水張りと同様、ブースターポンプ（ＢＦＰ−ＢＰ）３２とバイパス弁３５を使用して行なわれ、ここでは流量規定による水張りではなく、バイパス弁３５を規定開度（およそ３００ｔ／ｈ程度の開度）にして水張りを行い、汽水分離タンク６が規定レベルに到達したことを条件として満水の有無を判定する。

したがって、以上の水張り工程を継時的に示すと、図３に示されるようになり、ボイラ本体の節炭器３、下部パス２１の水張りにおいては、それぞれの機器に応じた給水流量で、満水になるまでに予め設定された所定時間（ｔ１、ｔ２）だけ給水が行われ、所定時間が経過した後に給水が自動的に停止するので、満水検知器のような設備が不要となり、また、作業者は、節炭器３や下部パス２１が満水になっているかどうかを現地に行って確認する必要もなくなる。
このため、作業者の負担を低減しつつ、ボイラ起動時のボイラの水張りを効率的に行うことが可能となり、水張り工程の時間を短縮することが可能となる。

３ 節炭器
４ 火炉パス
２１ 下部パス
２３ 上部パス
４０ コントロールユニット

上記課題を達成するために、本発明に係るボイラ水張り方法は、ボイラ給水系統設備を構成する複数の機器に対し、上流側の機器から順次水張りを行うボイラ水張り方法であって、水張り対象となる複数の機器のうち、ボイラ本体内にある一部の機器について、機器毎に、給水流量を設定すると共にこの給水流量で給水した場合に該機器が全ブロー状態から満水になるまでに要する時間を登録しておき、前記ボイラ本体内にある一部の機器について、設定された給水流量で前記登録された時間だけ給水を行う給水工程を行い、所定の水質が得られていない場合に、所定の水質が得られるまで、給水した水を排出するブロー工程と前記給水工程とを繰り返す操作を上流側の機器から順次行うことを特徴としている。

このような構成においては、上流側の節炭器が所定の水質が得られた状態で（クリーンアップされた状態で）水張りがなされた後に、火炉パスの一部を構成する下部パスが所定の水質が得られた状態で（クリーンアップされた状態で）水張りがなされることになり、上流側の機器から順次クリーンアップされつつ水張りがなされる。

Claims (4)

1. ボイラ給水系統設備を構成する複数の機器に対し、上流側の機器から順次水張りを行うボイラ水張り方法であって、
   水張り対象となる複数の機器のうち、ボイラ本体内にある一部の機器について、該機器に応じて設定された給水流量で給水した場合に該機器が全ブロー状態から満水になるまでに要する時間を予め登録しておき、
   該機器に対して給水が開始された場合に、前記設定された給水流量で前記登録された時間だけ給水を自動で行う給水工程を具備することを特徴とするボイラの水張り方法。
2. 前記ボイラ給水系統設備は、給水ポンプから下流側に高圧給水加熱器、節炭器、火炉パスの一部を構成する下部パスを有し、前記ボイラ本体内にある一部の機器は、前記節炭器と前記下部パスであることを特徴とする請求項１記載のボイラ水張り方法。
3. 前記給水工程の後に、給水した水質を検査する水質検査工程を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のボイラ水張り方法。
4. 前記水質検査工程で所定の水質が得られていないと判定された場合には、給水した水を排出するブロー工程を備え、
   前記水質検査工程で所定の水質が得られるまで、前記ブロー工程と前記給水工程とを繰り返すことを特徴とする請求項３記載のボイラ水張り方法。

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