JP2015178940A - ボイラの給水経路 - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラの給水経路に流量計を設置している場合において、流量計部分で閉塞が発生した場合であっても、ボイラの運転を継続することができるようにする。【解決手段】ボイラ１への給水を通す給水配管２、給水配管２の途中に設置した給水ポンプ３、給水配管２の給水ポンプ３より下流に設置した流量計４を持ち、給水ポンプ３で加圧したボイラ用水をボイラ１へ供給するようにしているボイラの給水経路において、給水配管２の給水ポンプ３と流量計４の間に給水配管から分岐するバイパス配管５の一端を接続し、バイパス配管５の他端は、給水配管の流量計４よりも下流の部分に接続しており、バイパス配管５の途中には、給水ポンプの側からボイラの方向へのみ流体を流すことができ、逆方向へは流れないようにしている弁であって、一次側の圧力が所定の圧力より高くなった場合に、弁を自動的に開くようにしているバイパス弁６を設置する。【選択図】図１

Description

本発明は、ボイラへの給水を行う給水経路に関するものであり、詳しくは給水経路に設けた流量計部分で流路の閉塞が発生した場合にも、ボイラの運転を継続することができるようにしているボイラの給水経路に関するものである。

特開昭６１−１９５２０４号公報に記載があるように、ボイラの給水経路に流量計を設置しておき、流量計によってボイラへの給水量を計測することは広く行われている。流量計としては、通水量を正確に計測することのできる容積式流量計がよく使われている。容積式流量計は、流量計のケーシング内に一定容積の計量室を持ち、計量室何杯分の量が流れたのかを計測することで通水量を算出する。流量計のケーシング内には、２個の楕円形又はまゆ形である回転子を位相が９０度ずれた状態で設置し、２個の回転子は外周面に設けた歯車を組み合わせることによって位相のずれを維持した状態で回転するようにしておく。ケーシングは回転子の回転径に合わせて膨らませておき、回転子が半回転するごとに片側ずつ交互に、ケーシングと回転子の間で計量室が現れて消えるようにしている。流体がケーシング内に入ると、流路の中心部分は回転子によってふさがれているため、流体は回転子を外側に押し、回転子を回転させる。流体はケーシングと回転子の間にできる計量室内に入り、回転子の回転に合わせて移動していく。流体は計量室の容積量ずつ通過していくため、計量室の容積と回転子の回転数から流体の通過量を算出することができる。

容積式流量計は、精度が高い、高粘度でも使用できる、電源が不要といった長所がある反面、異物に弱いという短所がある。流体中に固形物があると、回転子とケーシングの間に固形物が挟まり、回転子の動きを止めてしまうことがある。回転子の動きが止まると、流体は流量計部分を通過することができなくなるため、給水は停止する。ボイラへの給水が停止した場合、ボイラでは給水されないことによって水位が低下し続けることになるため、ボイラは低水位による異常停止となる。

流量計部分をバイパスするバイパス配管を設置しておき、バイパス配管に手動弁を設置しておくと、流量計が閉塞した場合には手動弁を開き、バイパス配管を通して給水することによって、ボイラの運転を行うことができる。しかしこの場合であっても、給水状態を常に監視しておかなければならず、異常の発見が遅れて手動弁の開操作が行われなかった場合には、給水の停止によってボイラの運転を異常停止することになる。

また、ボイラが運転を異常停止した場合、その影響は多方面に広がるということも問題となる。ボイラから熱の供給を受けていた負荷装置においては、ボイラが運転を停止したことでボイラからの熱の供給が止まると、運転を継続することができなくなるということがある。さらにまた、ボイラが発電と熱の供給を行うコージェネレーション装置の排熱回収ボイラであった場合には、ボイラが運転できなくなったことによって、ボイラよりも上流側に設置しているガスエンジンなどの発電装置までもが運転を停止するということにもあった。給水量の情報はボイラの運転管理に有用であるが、給水量の情報自体はボイラの運転に必要不可欠なものではなく、流量計に異常が発生した場合でもボイラは継続して運転を行えるものであることが望まれていた。

特開昭６１−１９５２０４号公報

本発明が解決しようとする課題は、ボイラの給水経路に流量計を設置している場合において、流量計部分で閉塞が発生した場合であっても、ボイラへの給水が行えなくなることによってボイラの燃焼が行えなくなることを防止し、ボイラの運転を継続することができるようにすることにある。

請求項１に記載の発明は、ボイラへの給水を通す給水配管、給水配管の途中に設置した給水ポンプ、給水配管の給水ポンプより下流に設置した流量計を持ち、給水ポンプで加圧したボイラ用水をボイラへ供給するようにしているボイラの給水経路において、
給水配管の給水ポンプと流量計の間に給水配管から分岐するバイパス配管の一端を接続し、バイパス配管の他端は、給水配管の流量計よりも下流の部分に接続しており、
バイパス配管の途中には、給水ポンプの側からボイラの方向へのみ流体を流すことができ、逆方向へは流れないようにしている弁であって、一次側の圧力が所定の圧力より高くなった場合に、弁を自動的に開くようにしているバイパス弁を設置していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記のボイラの給水経路において、バイパス弁は、一次側の圧力が流量計を通じての給水が行われている場合の圧力では給水ポンプを作動していても弁を開かないものであって、流量計の閉塞が発生した状態で給水ポンプの作動を行うことで圧力が上昇した場合にバイパス弁に掛かる圧力によって弁を開くものであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記のボイラの給水経路において、給水ポンプの作動状態と流量計によって計測している計測値を取り込む運転監視装置を設置しておき、運転監視装置は給水ポンプが作動しているにも関わらず、流量計では通水が行われていることの検出が行えなかった場合、流量計異常の検出を行うものであることを特徴とする。

本発明を実施することによって、流量計部分で閉塞が発生し、流量計部分をボイラ給水が通過することができなくなった場合においても、自動的にバイパス配管を通しての給水に切り替わるためにボイラへの給水は行うことができ、ボイラは水位低下の異常によって燃焼を停止することなく、運転を継続することができるようになる。

本発明を実施するボイラの給水経路のフロー図

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施しているボイラの給水経路のフロー図である。ボイラ１は内部でボイラ水を加熱して蒸気を発生するものであり、ボイラ１への給水は給水配管２を通して行う。ボイラ１は内部の圧力を高めることで高温の蒸気を供給するようにしているため、ボイラの内部は圧力が高くなる。圧力の上昇したボイラ内へボイラ用水を供給するためには、それ以上に給水圧力を高める必要があり、給水配管２には給水ポンプ３を設置しておいて給水ポンプで加圧したボイラ用水を供給する。給水配管２の給水ポンプ３よりも下流には流量計４を設置しておき、給水量は流量計４によって計測する。

流量計４は容積式流量計であり、流量計のケーシング内には、２個の楕円形回転子を位相が９０度ずれた状態で設置し、２個の回転子は外周面に設けた歯車を組み合わせることによって位相のずれを維持した状態で回転するようにしておく。ケーシングは回転子の回転径に合わせて膨らませておき、回転子が半回転するごとに片側ずつ交互に、ケーシングと回転子の間で計量室が現れて消えるようにしている。

流体がケーシング内に入ると、流路の中心部分は回転子によってふさがれているため、流体は回転子を外側に押し、回転子を回転させる。流体はケーシングと回転子の間にできる計量室内に入り、回転子の回転に合わせて移動していく。流体は計量室の容積量ずつ通過していくため、計量室の容積と回転子の回転数から流体の通過量を算出することができる。流量計４では、ボイラ給水が一定量、例えば１Ｌ流れる毎に１パルスの信号を運転監視装置７へ出力する。運転監視装置７では流量計４からの信号に基づいてボイラへの給水量を算出する。

給水配管２には、給水ポンプ３と流量計４の間で分岐する分岐配管を接続する。この分岐配管は流量計４の部分をバイパスするバイパス配管５であり、バイパス配管５の他端は給水配管２の流量計４よりも下流で給水配管２に接続しておく。バイパス配管５の途中には、通常はバイパス配管５内の流れを遮断しておくバイパス弁６を設置しておく。バイパス弁６は、給水ポンプ３の側からボイラ１の方向へのみ流体を流すことができ、逆方向へは流れないようにしている逆止弁である。そしてバイパス弁６は、普段は弁を閉じており、一次側の圧力が所定の圧力より高くなった場合には、弁が自動的に開かれるスプリング入りの弁としている。バイパス弁６が開く圧力は、通常の給水時にバイパス弁６に掛かる圧力よりも高い圧力であって、かつ給水ポンプ３からの吐出によってバイパス弁６部分に掛かる最大の圧力より低い値に設定しておく。

バイパス弁６に掛かる圧力は、給水ポンプ３が稼働すると上昇し、給水ポンプ３が停止すると低下する。ただし、給水ポンプ３から吐出したボイラ用水が流量計４内を流れている場合、流量計４が正常であれば流量計４に掛かる抵抗はごく僅かであるため、バイパス弁６に掛かる圧力は給水ポンプ３の作動中であってもあまり大きくはならない。しかし流量計４に異物の噛み込みが発生するなどして流量計４内をボイラ用水が流れなくなった場合、給水ポンプ３の稼働によって給水ポンプ３ではボイラ用水の吐出を行っていても、ボイラ用水がボイラへ向けて流れていくことができなくなると、給水配管２の給水ポンプ３と流量計４の間では圧力が通常時よりも上昇することになる。給水配管２にはストレーナ８を設置しておいて異物を取り除くようにしているが、異物を完全に除去することはできず、流量計４内で回転子とケーシングの間に異物が挟まることによって回転子の動きを止めてしまい、流量計４が閉塞されることは完全には防止できなかった。

バイパス弁６は、流量計４を通して給水を行っている場合の圧力上昇では弁は開かないものである。しかし、流量計４の閉塞によって、給水ポンプ３は稼働しているが流量計４を通しての通水が行われないことにより、流量計４とバイパス弁６の一次側では圧力が上昇した場合には、弁を開くものとしている。バイパス弁６は一次側の圧力が設定圧力よりも高くなった場合に開き、流量計４に閉塞が発生していなければバイパス弁６は開かないものであるため、流量計４が正常であればボイラ用水は流量計４を通してのみ供給される。そのためにボイラへの給水は流量計４によって計測することができる。そして流量計４が閉塞した場合は、バイパス弁６の一次側圧力が上昇し、そのことによってバイパス弁６が自動的に開く。そのため、流量計４が閉塞した場合でもバイパス配管５を通してのボイラへの給水が行われることになる。この場合、手動による操作は必要なく、バイパス配管５は自動で開くものであるため、ボイラの運転を停止させることなく運転を継続することができる。

ただし、バイパス配管５を通しての給水を行っている場合、流量計４による給水量の算出は行えなくなっているため、そのことの異常は報知しておく必要がある。ボイラの運転監視装置７では、給水ポンプ３の稼働を行っているにもかかわらず、流量計４より給水のパルス信号が出力されていないという場合、流量計に異常が発生しているとの判断を行う。給水ポンプ３が作動していれば、流量計４からは通水量の信号が運転監視装置７へ送られるはずであるが、流量計４による通水量の算出が行われていないということは流量計４に異常が発生しているということであるため、流量計の異常を検出した場合には異常の報知を行い、早期に修理が行えるようにする。

なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ボイラ
２ 給水配管
３ 給水ポンプ
４ 流量計
５ バイパス配管
６ バイパス弁
７ 運転監視装置
８ ストレーナ

Claims (3)

1. ボイラへの給水を通す給水配管、給水配管の途中に設置した給水ポンプ、給水配管の給水ポンプより下流に設置した流量計を持ち、給水ポンプで加圧したボイラ用水をボイラへ供給するようにしているボイラの給水経路において、
   給水配管の給水ポンプと流量計の間に給水配管から分岐するバイパス配管の一端を接続し、バイパス配管の他端は、給水配管の流量計よりも下流の部分に接続しており、
   バイパス配管の途中には、給水ポンプの側からボイラの方向へのみ流体を流すことができ、逆方向へは流れないようにしている弁であって、一次側の圧力が所定の圧力より高くなった場合に、弁を自動的に開くようにしているバイパス弁を設置していることを特徴とするボイラの給水経路。
2. 請求項１に記載のボイラの給水経路において、前記のバイパス弁は、一次側の圧力が流量計を通じての給水が行われている場合の圧力では給水ポンプを作動していても弁を開かないものであって、流量計の閉塞が発生した状態で給水ポンプの作動を行うことで圧力が上昇した場合にバイパス弁に掛かる圧力によって弁を開くものであることを特徴とするボイラの給水経路。
3. 請求項１又は２に記載のボイラの給水経路において、給水ポンプの作動状態と流量計によって計測している計測値を取り込む運転監視装置を設置しておき、運転監視装置は給水ポンプが作動しているにも関わらず、流量計では通水が行われていることの検出が行えなかった場合、流量計異常の検出を行うものであることを特徴とするボイラの給水経路。
   
   

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