JP2668262B2 - ボイラーの水位制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はボイラーの二連水位制御方式において二連水
位電極棒が絶縁不良になっても安全に水位制御を行うこ
とのできるボイラーの水位制御方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 蒸気ボイラーにおいては、該ボイラーから取り出され
る蒸気量に応じて水を補給し、ボイラー缶体内の水面を
一定範囲内に保つように制御することが必要であり、ボ
イラーの水位を直接検出して制御する方式、水位と蒸気
流量によって制御する方式あるいは給水量によって制御
する方式など種々の方式があるが、一般的にはボイラー
の水位を直接検出して制御する方式が用いられており、
なかでもボイラー本体内の上部ヘッダー内に設けた電極
棒と、本体外部の水位制御筒内に設けた電極棒を併用す
る二連水位制御方式が、缶体の過熱防止に効果のある水
位制御方式として採用されている。

図は上記二連水位制御方式を用いたボイラーの一例で
あり、基本的構成としてボイラー本体（１）内に上部ヘ
ッダー（13）および下部ヘッダー（14）とそれらの間に
水管（15）が配設されていて、給水ポンプ（７）により
逆止弁（６）をもつ給水配管（５）を通じて下部ヘッダ
ー（14）へ水を供給する一方、上方の電磁弁（10）をも
つ燃料配管（８）を通じ燃料が燃料ポンプ（９）により
導入され、バーナー部（２）で燃焼し、水管（15）内の
水を加熱して蒸気を発生させ、該蒸気を開閉弁（11）を
介し蒸気配管より取り出す構成になっており、本体
（１）の上部ヘッダー（13）に電極棒（16）が設けられ
る外、更にその側方には上部ヘッダー（13）及び下部ヘ
ッダー（14）と配管で連通する水位制御筒（３）が設け
られていて、これに電極棒（17）として上限、中間、下
限の位置に対応する上限電極棒（Ｓ）、中間電極棒
（Ｍ）および下限電極棒（Ｌ）が設けられてその各電極
棒を併用することによって、ボイラーの水位制御が図ら
れている。（12）はブロー用開閉弁である。

即ち、給水により水管内あるいは水位制御筒内の水面
が電極棒（16）ならびに上限電極棒（Ｓ）に達すると給
水ポンプを停止させるようにし、冷態起動時や、低負荷
時に水位を上げて水管過熱を防止するようにしている。

そして、上記の電極棒において、通常、水管内が沸騰
状態にある場合にはその発生する気泡量によって水管内
の水位がもち上がり水位制御筒内の水面より水管内の水
位が上方位置に来ることから上部ヘッダー内に設けた電
極棒（16）の検出端は水位制御筒内に設けた上限電極棒
（Ｓ）の検出端より上方位置にあるように設定されてい
るが、冷態起動時や低負荷時には発生気泡は存在せず、
従って両者の水位差は少なくなっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の如き二連水位制御方式を用いたボイ
ラーにおいて、上部ヘッダー（13）内に設けられた電極
棒（16）は、水管内の沸騰によって発生する蒸気流にさ
らされているため、往々にして絶縁不良を起こし易い傾
向があり、もしこの電極棒（16）が絶縁不良になれば、
水が該電極棒の検出端の位置まであると誤検出して給水
されないので、水管が過熱されて了い危険を招来するこ
とがある。

特にこのような水管過熱の危険性は主に冷態起動時お
よび全ブロー後の再起動時など水管内の水位と水位制御
筒内の水位の差が少なくなる場合に高くなる傾向があ
る。

本発明は上述の如き実状に対処し、前記上部ヘッダー
に設けられた電極棒に異常が発生したとき、それを判別
して、上記起動時などに所要時間、給水ポンプの稼動を
継続することを考慮することにより、安全に水位を制御
し得ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため本発明においては、前記上
部ヘッダー内と水位制御筒内に夫々前述の如き電極棒を
設けたボイラーの二連水位制御方式において、前記水管
内電極棒に異常が発生した場合、前記水位制御筒内電極
棒のみを用い、起動時などで水位が水位制御筒内の給水
ポンプ停止水位検出用の電極棒検出端に達していないと
き、給水ポンプを稼動し、水を補給するにあたり、該給
水ポンプ稼動による水の補給を水位が上記給水ポンプ停
止水位検出用の電極棒検出端に達した後もなお所要の規
定時間、引き続き行わしめることを特徴とする。

（作用） 上記本発明方法による水位制御は、上部ヘッダーに設
けた電極棒に異常が発生したときに実施され、ボイラー
本体内の水管内水位が確実に安全な位置に保たれている
ようにし、水管過熱、特に冷態起動時や低負荷時におけ
る水管過熱の危険性をなくする。

（実施例） 以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を説明す
る。

図に示す如く本発明方法を実施するボイラーは二連水
位制御方式が採用されており、既に提案され、前述した
ように基本的にはボイラー本体（１）内に上部ヘッダー
（13）および下部ヘッダー（14）とそれらの間に水管
（15）が配設されていて、給水ポンプ（７）により逆止
弁（６）をもつ給水配管（５）を通じて下部ヘッダー
（14）へ水が供給される。

一方、本体（１）上部に電磁弁（10）をもつ燃料配管
（８）が連結され、燃料が燃料ポンプ（９）によりバー
ナー部（２）へ導入されるようになっており、導入され
た燃料をバーナー部（２）で燃焼することにより本体
（１）内の水を加熱蒸発させ、その蒸気を開閉弁（11）
を介し蒸気配管より取り出す構成からなっている。（1
2）はブロー用開閉弁である。

そして、上記構成において本体（１）内部の上部ヘッ
ダー（13）に電極棒（16）がその検出端を水管（15）内
へ延長して設けられていると共に、本体の側方に上部ヘ
ッダー（13）及び下部ヘッダー（14）と配管で連通する
水位制御筒（３）が別途設けられていて、この水位制御
筒（３）内にも電極棒（17）、図示した実施例では水位
の上限、中間、下限を夫々指示する上限電極棒（Ｓ）、
中間電極棒（Ｍ）、下限電極棒（Ｌ）が設けられてい
る。なお、この場合、上部ヘッダー（13）内の電極棒
（16）の検出端は水位制御筒（３）の上限電極棒（Ｓ）
の検出端より稍上方に位置するように設定されているこ
とは前述の通りである。又各電極棒は図示のように水位
制御器（４）に接続されて容易に各水位が検知可能とな
っている。

従って、通常の運転においては、上部ヘッダー内なら
びに水位制御筒内の水面が電極棒（16）または中間電極
棒（Ｍ）を切ると給水ポンプを稼動させ、水面が電極棒
（16）及び上限電極棒（Ｓ）に達すると給水ポンプを停
止させ、水面が電極棒（Ｌ）を切るとボイラの燃焼を停
止させるよう制御されているが、前記水管内電極棒（1
6）に異常が発生した場合、それを判別して、前記水位
制御筒内電極棒（17）のみの水位制御に切り換える。そ
の際、給水ポンプを稼動させて給水するとき、水位が給
水ポンプ停止水位検出用の上限電極棒（Ｓ）に達して
も、なお、規定時間、例えば10秒位だけ給水ポンプの稼
動を継続するようにする。

なお、この水位制御は水管過熱の危険性が高い冷態起
動時や全ブロー後の再起動時等には必ず行うようにする
が、通常運転時には沸騰により水管内のみかけの水位が
上昇して水管過熱の危険性が少ないので、本発明の水位
制御を水管過熱の危険性が高い運転条件のとき（起動時
等）のみに選択的に適用できるようにしてもよい。ま
た、起動時に水位が水位制御筒内の上限電極棒（Ｓ）以
上にあれば、水管過熱の危険性が少ないのと、上限以
上、どの位、水が入っているのか判断できないので、水
の入り過ぎを防ぐために規定時間の継続した給水は特に
行わなくてもよい。

水管内電極棒（16）の異常判別例としては、例え冷態
時（ボイラが停止しているとき或いは起動後間もないと
きで水管内の沸騰が激しくないとき）に、水管内電極棒
（16）からは水有りの信号が、それより下方の水位制御
筒内電極棒（17）からは水無しの信号が出ているとき
は、水管内電極棒（16）の絶縁不良が考えられる。

そして、ボイラ等の本体装置が休止できる時間帯を選
択して故障箇所の修復或いは水管内電極棒の交換を行
う。

（発明の効果） 本発明は以上のようにボイラーの二連水位制御方式に
おいて、水管内電極棒に異常が発生したとき、それを判
別して水位制御筒内電極棒のみの水位制御に切り換え冷
態起動時あるいは全ブロー後の再起動時など水管過熱の
危険性が高い場合に給水ポンプを稼動し、給水を行うに
あたり、水位が水位制御筒内の上限電極棒に達しもな
お、規定時間だけ給水ポンプの稼動を継続するようにし
たものであり、上部ヘッダー内の電極棒が蒸気にさらさ
れて絶縁不良を起こし、充分な検知がなされない場合が
あっても、ボイラー本体内とは別個に設けられ、殆ど不
良を来すことがない水位制御筒内の電極棒によりボイラ
の運転が継続されることから、確実に水位が正常時にお
ける上部ヘッダー内の電極棒検出端位置に達している状
態に制御でき、水不足からくる水管の過熱を完全に防止
し、極めて安全かつ安定した水位制御を行うことができ
る顕著な効果を有する。

また、ボイラを停止させることなくそのまま運転を続
けることができ、引いては本体装置であるボイラに接続
されている関連装置への影響が僅少にできる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法の実施される二連水位制御方式を採用し
たボイラーの概要図である。 （１）……ボイラー本体、 （２）……バーナー部、 （３）……水位制御筒、 （７）……給水ポンプ、 （13）……上部ヘッダー、 （14）……下部ヘッダー、 （15）……水管、 （16）……水管内電極棒、 （17）……水位制御筒内電極棒、 （Ｓ）……上限電極棒、 （Ｍ）……中間電極棒、 （Ｌ）……下限電極棒。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部ヘッダー（13）内に設けた水管内電極
   棒（16）と、水位制御筒（３）に設けた、検出端が前記
   水管内電極棒検出端より稍下方に位置する電極棒（17）
   とを併用して水位を制御するボイラーの二連水位制御方
   式において、前記水管内電極棒に異常が発生した場合、
   前記水位制御筒内電極棒のみを用い、水位が水位制御筒
   内の給水ポンプ停止水位検出用の電極棒検出端に達して
   いないとき、給水ポンプ（７）を稼動させ、給水するに
   あたり、水位が給水ポンプ停止水位検出用の電極棒検出
   端に達しても、その後、更に引き続き規定時間だけ該給
   水ポンプの稼動を継続せしめることを特徴とするボイラ
   ーの水位制御方法。