JP2527151B2 - 蒸気ボイラ装置 - Google Patents

蒸気ボイラ装置

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JP2527151B2 JP1275686A JP27568689A JP2527151B2 JP 2527151 B2 JP2527151 B2 JP 2527151B2 JP 1275686 A JP1275686 A JP 1275686A JP 27568689 A JP27568689 A JP 27568689A JP 2527151 B2 JP2527151 B2 JP 2527151B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は蒸気ボイラ装置に関し、特には、ボイラで
発生した蒸気をアキュムレータに流入し、該アキュムレ
ータから必要な蒸気をユーザに供給するようにした蒸気
ボイラ装置において、アキュムレータの内圧力によって
ボイラの燃料流量または蒸気流量を制御するようにした
ものに関する。
(従来の技術) 従来から蒸気ボイラ装置にアキュムレータを配してボ
イラの効率使用を図ることが行われているが、近年この
アキュムレータの内圧力を検出して蒸気の流量または燃
料の流量を制御するようにした装置が知られている。例
えば、特公昭60−2481号に開示される蒸気ボイラ装置は
前者の蒸気流量を制御するものであり、また実開昭59−
76803号の装置は後者の燃料の量を制御するタイプのも
のである。
これら従来公知の装置においては、いずれも実際のア
キュムレータの内圧力(ここでは、以下「器内圧力」と
いう)を測定してその変動に基づいて前記の制御を行っ
ているのが現状である。
(発明が解決しようとする課題) しかるに、アキュムレータの器内圧力は、ボイラから
アキュムレータに流入する蒸気流量とアキュムレータか
らユーザーへ流出する蒸気流量との関係、つまり蒸気負
荷の変動に相応して変動するわけであるが、アキュムレ
ータ器内圧力の変動は実際に生じた負荷変動によって惹
起されることはいうまでもない。しかしながら、実際の
圧力変動はそれに先立つ蒸気負荷の変動状況があるわけ
で、もしこの蒸気負荷の変動状況をあらかじめ検知すれ
ばその後に生ずるアキュムレータの内圧変動を予知でき
るわけである。
そこで、この発明は、このような点に着眼して、蒸気
負荷の変動状況をボイラからアキュムレータに流入する
蒸気流量とアキュムレータからユーザへ流出する蒸気流
量との差によって検知し、これと実際のアキュムレータ
器内圧力とによって制御をなすことによって、先行動作
を行わしめ、もって効率のよいボイラ運転を行うことが
できる蒸気ボイラ装置を提案するものである。
(課題を解決するための手段) すなわち、この発明は、ボイラで発生した蒸気をアキ
ュムレータに流入し、該アキュムレータから必要な蒸気
をユーザに供給するようにしたものにおいて、前記ボイ
ラから前記アキュムレータへ流入する蒸気流量を入口蒸
気流量として検出するとともに、前記アキュムレータか
らユーザへ流出する蒸気流量を検出しこれを平均化して
出口平均蒸気流量として算出し、前記入口蒸気流量と前
記出口平均蒸気流量との流量差を演算しかつ該流量差を
前記アキュムレータ器内圧力の先行変化圧力として換算
して、この先行変化圧力と実際に検出したアキュムレー
タ器内圧力とによってボイラの燃料流量または蒸気流量
を制御するようにしたことを特徴とする蒸気ボイラ装置
に係る。
(作用) アキュムレータの器内圧力の変動は、先にも述べたよ
うに、実際に生じた蒸気負荷変動によって惹起される。
そして一方において、アキュムレータへ流入する蒸気流
量とアキュムレータより流出する蒸気流量の差を検出す
ることによって蒸気負荷の変動状況を予め知ることがで
きる。従って、この蒸気流量差と実際のアキュムレータ
器内圧力とによって蒸気流量また燃料流量の制御を行う
ようにすれば、負荷変動に対する先行動作が可能とな
り、円滑かつ効率のよい蒸気ボイラ装置の運転ができる
ようになる。
(実施例) 以下添付の図面に添って、この発明の実施例を詳細に
説明すると、第1図はこの発明の一実施例を示す蒸気ボ
イラ装置の概略構成図、第2図は第1図における制御の
一例を従来装置とを対比して模擬的に示した圧力および
燃料流量のグラフ、第3図はステップ制御の一例を示す
圧力−燃料流量グラフ、第4図は同じく蒸気流量グラ
フ、第5図はこの発明の他の例を示す蒸気ボイラ装置の
概略構成図である。
第1図はいわゆる全量吹き込み式と呼ばれるタイプの
蒸気ボイラ装置の概略構成図で、この実施例では補正さ
れたアキュムレータ器内圧力によって、ボイラの燃料流
量が制御されるものである。
第1図において、ボイラ10で発生した蒸気は蒸気流量
計11で測定され高圧ヘッダ12に送られる。高圧ヘッダ12
に送られた蒸気は必要により高圧ユーザーに送られ、他
の部分が一次圧力制御装置14を介して高圧ヘッダ12の蒸
気圧力が一定になるように制御されながらアキュムレー
タ16に供給される。符号13は圧力検出器、15は流量調節
弁である。
アキュムレータ16からの蒸気は二次圧力制御装置(減
圧制御装置)19により所定の蒸気圧力に減圧されて低圧
ユーザーに供給される。符号17はアキュムレータ16の器
内圧力を測定する圧力検出器、18は出口ラインの圧力検
出器、20は流量調節弁、21は流量計である。
この装置においては、アキュムレータ16へ流入する蒸
気流量(以下、「入口」蒸気流量ともいう。)が流量計
11で測定され、アキュムレータ16から流出する蒸気流量
(以下、「出口蒸気流量」ともいう。)が流量計21で測
定される。
そして、これらの流量差が検出されるわけであるが、
アキュムレータ16からの出口蒸気流量はユーザー側の負
荷変動によって大きく変動するので、蒸気流量平均器22
によって平均化して出口平均蒸気流量として算出され
る。実施例の蒸気流量平均器22は、2〜4秒毎にサンプ
リングした瞬時測定値を、現時点から過去15〜30分前の
測定値と合算してこれを順次移動平均するものである。
平均化された出口蒸気流量の値は差引演算器(部)23
へ送られてここで流量計11からの入口蒸気流量の値と差
引演算される。
差引演算された蒸気流量差は制御装置25に送られ、こ
こで該流量差をアキュムレータ器内圧力の先行変化圧力
として換算され、アキュムレータ16の圧力検出器17によ
って測定された現実のアキュムレータ器内圧力と合算さ
れて、制御の基準となる補正アキュムレータ内圧力が演
算される。
次に、現実のアキュムレータ器内圧力と蒸気流量差に
基づいて換算された先行変化圧力とを合算して補正アキ
ュムレータ内圧力を算出する一つの方法を示す。
すなわち、例えばアキュムレータが、保有水量130m3
で器内圧力14kg/cm2G〜6kg/cm2Gに変圧することにより
約7800kgの6kg/cm2Gの蒸気が発生できるものであるとす
ると、このアキュムレータにおける出入の蒸気量当りの
圧力変化(先行圧力変化)は次のような式で表される。
このようにして、蒸気流量差は先行変化圧力として換
算することができ、これによって補正アキュムレータ内
圧力Pは次の式によって計算することができる。
P(補正アキュムレータ内圧力)=実際の器内圧力 +先行変化圧力(流量差×時間×1.025664)×K 上の式でKは係数であり、通常は1である。蒸気流量
差の影響を大きくしたいときは、このKの値を1.05,1…
と増やし、逆に影響を小さくしたいときは、Kの値を0.
95,0.9…と減らせばよい。
また、この方法のほかに、入口蒸気流量と出口蒸気流
量の差を2〜4秒毎に積算し、この積算値を用いて補正
アキュムレータ内圧力Pを求めることもできる。
(作動例) 次に添付の図について実際の作動例について説明する
と、第2図には上の方法で補正しアキュムレータ内圧力
によって燃料流量を制御した模擬例が示される。図の上
部の実線で示すのが蒸気流量差によって補正されたこの
発明のアキュムレータ内圧力Pであり、破線は従来の制
御の基準となっている実際のアキュムレータ器内圧力で
ある。第2図の下部は上のアキュムレータ内圧力によっ
て制御された燃料流量の制御例で、実線が本発明方法に
よるもの、破線が従来のアキュムレータ器内圧力に基づ
いて制御したものである。
第2図の燃料流量の制御は、第3図に図示したよう
に、あらかじめ設定された一定の圧力ポイントA,B,C,D,
E,F…によって画定される所定の圧力範囲に対応してあ
らかじめ設定された所定量の燃料流量W1,W2,W3,W4…を
保持するという、いわゆるステッ式の制御によるもので
ある。なお、このステップ制御は燃料流量のほかに蒸気
流量を制御する場合にも全く同様に用いることができる
ものである。
第2図の例から、蒸気流量差によって補正したアキュ
ムレータ内圧力P(実線)は実際の器内圧力(破線)の
反動に比してゆるやかになることがわかる。そして、該
補正アキュムレータ内圧力Pによって制御された燃料流
量(実線)についてみれば、従来の実際の器内圧力によ
る制御(破線)と比較して、突出部分(斜線部分)が無
くなり、これは先行的に増加部分(点部分)の燃料量で
変動に対して先行動作がなされ全体としてゆるやかな制
御が行われていることが理解される。
第4図は上の例において、蒸気負荷を表す出口流量
(実線)と制御された蒸気量を表す入口流量(太実線)
との関係を従来の制御(破線)と対比して示したグラフ
である。図のように、この実施例による制御にあって
は、出口流量(実線)と入口量(太実線)がほぼ同じ波
形でしかも平均化された状態で移行して制御が負荷の変
動に即応して行われていることが示される一方におい
て、従来制御(破線)では同じステップ制御のプログラ
ムを採った場合でも、入口流量が出口流量(負荷)の変
動に遅れて追随している。
なお、図からも理解されるように、一般的に言って通
常の状態では燃料流量の増減と蒸気流量の増減とは一致
する。従って、アキュムレータ内圧力によって上の例の
ように燃料流量を制御する場合のほか、アキュムレータ
の内圧力によって蒸気流量、すなわちここでいう入口流
量を制御することも全く同様に可能である。
第5図の例はアキュムレータの内圧力によって蒸気流
量を制御する本発明の他の例を示すものである。第5図
において符号40はボイラ、41は流量計、42は高圧ヘッ
ダ、46はアキュムレータ、47はアキュムレータの器内圧
力を測定する圧力検出器、48は出口ラインの圧力検出
器、50は流量調節弁、51は流量計、52は蒸気流量平均
器、53は差引演算器(部)、55は制御装置、60は流量制
御装置、61は流量調節弁である。
この例においては、前に燃料流量について述べた例と
同様であり、また、アキュムレータ内圧力によって蒸気
流量を制御することも従来公知の手段によるものである
から説明を省略する。
(効果) 以上説明したように、この発明によれば、蒸気負荷の
変動状況をボイラからアキュムレータに流入する蒸気流
量とアキュムレータからユーザーへ流出する蒸気流量と
の差によって検知し、これと実際のアキュムレータ器内
圧力とによって制御を行うようにしたものであるから、
蒸気負荷の変動に対する先行動作が可能となった。従っ
て、図示した制御例からも明らかなように、負荷変動に
即応した制御が可能となり、しかも平均化したスムーズ
な制御が実現され、より効率のよいボイラ運転を行う蒸
気ボイラ装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す蒸気ボイラ装置の概
略構成図、第2図は第1図における制御の一例を従来装
置とを対比して模擬的に示した圧力および燃料流量のグ
ラフ、第3図はステップ制御の一例を示す圧力−燃料流
量グラフ、第4図は同じく蒸気流量グラフ、第5図はこ
の発明の他の例を示す蒸気ボイラ装置の概略構成図であ
る。 10,40……ボイラ、11,41……流量計、16,46……アキュ
ムレータ、17,47……圧力検出器、21,51……流量計、2
2,52……蒸気流量平均器、23,53……差引演算器
(部)、25,55……制御装置、30……燃料流量制御装
置、60……蒸気流量制御装置。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボイラで発生した蒸気をアキュムレータに
    流入し、該アキュムレータから必要な蒸気をユーザに供
    給するようにしたものにおいて、 前記ボイラから前記アキュムレータへ流入する蒸気流量
    を入口蒸気流量として検出するとともに、 前記アキュムレータからユーザへ流出する蒸気流量を検
    出しこれを平均化して出口平均蒸気流量として算出し、 前記入口蒸気流量と前記出口平均蒸気流量との流量差を
    演算しかつ該流量差を前記アキュムレータ器内圧力の先
    行変化圧力として換算して、 この先行変化圧力と実際に検出したアキュムレータ器内
    圧力とによってボイラの燃料流量または蒸気流量を制御
    するようにした ことを特徴とする蒸気ボイラ装置。
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