JP3744074B2 - 燃料油供給ラインにおける圧力制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料油供給ラインにおける圧力制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、石炭焚ボイラの場合、ミルで粉砕された微粉炭を噴射して燃焼させる微粉炭バーナの他に、軽油等の燃料油を燃焼させ起動時にのみ使用される起動用バーナと、軽油等の燃料油を燃焼させ前記微粉炭バーナ及び起動用バーナの点火用として使用される点火用バーナとが設けられる。
【０００３】
図４は従来の起動用バーナと点火用バーナとにそれぞれ軽油等の燃料油を供給するための燃料油供給系統を表わすものであって、１は起動用バーナ、２は点火用バーナ、３は軽油等の燃料油を貯留するタンク、４ａ，４ｂはタンク３に貯留された燃料油を燃料油供給ライン５へ圧送するポンプ、６は燃料油供給ライン５に接続され且つ起動用バーナ１へ通じる起動用燃料油供給ライン、７は起動用燃料油供給ライン６途中に設けられた起動用遮断弁、８は起動用遮断弁７と並列に設けられたリークチェック弁、９は起動用バーナ１に接続された起動用燃料油戻りライン、１０は起動用燃料油戻りライン９途中に設けられた起動用戻り弁、１１は燃料油供給ライン５に接続され且つ点火用バーナ２へ通じる点火用燃料油供給ライン、１２は点火用燃料油供給ライン１１途中に設けられた点火用遮断弁、１３は点火用バーナ２に接続された点火用燃料油戻りライン、１４は点火用燃料油戻りライン１３途中に設けられた点火用戻り弁、１５は起動用燃料油戻りライン９と点火用燃料油戻りライン１３とに接続され且つタンク３へ通じる燃料油戻りライン、１６は燃料油供給ライン５と燃料油戻りライン１５とを連通する圧力調節ライン、１７は圧力調節ライン１６途中に設けられた圧力調節弁、１８はポンプ４ａ，４ｂの出側における燃料油供給ライン５の圧力２０を検出する圧力検出器、１９は圧力検出器１８によって検出した圧力２０が圧力設定値２１となるよう圧力調節弁１７に開度指令信号２２を出力する制御器である。
【０００４】
前記制御器１９は、圧力検出器１８によって検出した圧力２０と信号発生器２３から出力される圧力設定値２１との差を求め、圧力偏差信号２４を出力する減算器２５と、該減算器２５から出力される圧力偏差信号２４を、信号発生器２６から出力される最大開度信号２７（１００％）を越えないよう比例積分処理して圧力調節弁１７へ開度指令信号２２を出力するリミッタ付比例積分調節器２８とを備えてなる構成を有している。
【０００５】
石炭焚ボイラの起動時には、タンク３に貯留された燃料油は、ポンプ４ａ，４ｂの作動により燃料油供給ライン５へ圧送され、起動用燃料油供給ライン６を介して起動用バーナ１へ供給されると共に、点火用燃料油供給ライン１１を介して点火用バーナ２へ供給されるようになっている。
【０００６】
このとき、圧力検出器１８によって燃料油供給ライン５の圧力２０が検出され、圧力検出器１８によって検出した圧力２０と信号発生器２３から出力される圧力設定値２１との差が減算器２５において求められ、圧力偏差信号２４がリミッタ付比例積分調節器２８へ出力され、該リミッタ付比例積分調節器２８において前記減算器２５から出力される圧力偏差信号２４が、信号発生器２６から出力される最大開度信号２７（１００％）を越えないよう比例積分処理されて圧力調節弁１７へ開度指令信号２２が出力され、圧力調節弁１７の開度が調節され、燃料油供給ライン５の圧力２０が圧力設定値２１に保持される。
【０００７】
尚、起動用戻り弁１０は前記起動用バーナ１の使用本数がある本数以上の場合に閉じられる一方、起動用バーナ１の使用本数がそれ未満の場合と全く使用されない場合には開かれ、余剰の燃料油は起動用燃料油戻りライン９から燃料油戻りライン１５を経てタンク３へ戻されるようになっている。同様に、点火用戻り弁１４は前記点火用バーナ２の使用本数がある本数以上の場合に閉じられる一方、点火用バーナ２の使用本数がそれ未満の場合と全く使用されない場合には開かれ、余剰の燃料油は点火用燃料油戻りライン１３から燃料油戻りライン１５を経てタンク３へ戻されるようになっている。
【０００８】
前記石炭焚ボイラの起動が完了した後は、起動用バーナ１は全く使用されなくなり、点火用バーナ２へ供給するのに必要な燃料油の流量は一台のポンプ４ａでまかなえるため、もう一台のポンプ４ｂは動力低減のために停止されるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く、石炭焚ボイラの起動時に、起動用バーナ１を使用しなくなった段階で動力低減のために一台のポンプ４ｂを停止した場合、その時点で燃料油供給ライン５の圧力２０が図５に示される如く大幅に低下するが、図４に示されるような制御器１９では、圧力調節弁１７の開度を急激に絞ることができないため、燃料油供給ライン５の圧力２０がある値まで落ち込んだ後、復帰するのに時間がかかる。
【００１０】
ここで、燃料油供給ライン５の圧力２０がある値まで落ち込んだ場合、点火用バーナ２への燃料油の供給ができなくなることから、点火用遮断弁１２は自動的に閉じるように設定されており、該点火用遮断弁１２が一旦閉じてしまった場合には、点火用燃料油供給ライン１１及び点火用燃料油戻りライン１３に燃料油を充填し点火用遮断弁１２及び点火用戻り弁１４を閉じた状態で、漏れが生じていないかを調べる、いわゆるリークチェックを行うことが規則で義務付けられている。
【００１１】
このため、従来においては、前述の如く、石炭焚ボイラの起動時に、起動用バーナ１を使用しなくなった段階で一台のポンプ４ｂを停止した場合、点火用遮断弁１２が閉じてしまい、リークチェックをしなければならないため、再度点火用バーナ２を使用するのに時間がかかり、その間、ボイラの負荷変化ができなくなるという欠点を有していた。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、起動用バーナを使用しなくなった段階で一台のポンプを停止した場合でも、燃料油供給ラインの圧力の落ち込みを小さく且つ短時間に抑えることができ、点火用遮断弁が閉ることを防止し得、リークチェックを不要として、ボイラの負荷変化を中断させずに継続し得る燃料油供給ラインにおける圧力制御方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、タンクに貯留された燃料油を複数台のポンプの作動により起動用バーナと点火用バーナとに供給する燃料油供給ラインと、前記起動用バーナと点火用バーナとに供給された燃料油をタンクへ戻す燃料油戻りラインとを、途中に圧力調節弁が設けられた圧力調節ラインによって連通せしめ、前記燃料油供給ラインから点火用バーナへ通じる点火用燃料油供給ライン途中に点火用遮断弁が設けられた燃料油供給ラインにおける圧力制御方法であって、一台のポンプを停止した際、圧力調節弁の開度を強制的に絞ることを特徴とする燃料油供給ラインにおける圧力制御方法にかかるものである。
【００１４】
又、本発明は、タンクに貯留された燃料油を複数台のポンプの作動により起動用バーナと点火用バーナとに供給する燃料油供給ラインと、前記起動用バーナと点火用バーナとに供給された燃料油をタンクへ戻す燃料油戻りラインとを、途中に圧力調節弁が設けられた圧力調節ラインによって連通せしめ、前記燃料油供給ラインから点火用バーナへ通じる点火用燃料油供給ライン途中に点火用遮断弁が設けられた燃料油供給ラインにおける圧力制御装置であって、
ポンプの出側における燃料油供給ラインの圧力を検出する圧力検出器と、
該圧力検出器によって検出した圧力と圧力設定値との差を求め、圧力偏差信号を出力する減算器と、
一台のポンプを停止した際、その時点での圧力調節弁の開度指令信号から絞り開度信号を差し引いた差引絞り開度信号を上限開度信号として出力する一方、それ以外のときには、最大開度信号をそのまま上限開度信号として出力する切換器と、
前記減算器から出力される圧力偏差信号を、前記切換器から出力される上限開度信号を越えないよう比例積分処理して圧力調節弁へ開度指令信号を出力するリミッタ付比例積分調節器と
を備え、
一台のポンプを停止した際、圧力調節弁の開度を強制的に絞るよう構成したことを特徴とする燃料油供給ラインにおける圧力制御装置にかかるものである。
【００１５】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１６】
本発明の燃料油供給ラインにおける圧力制御方法の場合、ボイラの起動時に、起動用バーナを使用しなくなった段階で一台のポンプを停止した際、圧力調節弁の開度を強制的に絞ると、燃料油供給ラインの圧力は、瞬間的に低下するものの、すぐにもとの値に復帰し、この結果、ボイラの起動時に、起動用バーナを使用しなくなった段階で一台のポンプを停止しても、点火用遮断弁が閉じてしまうことがなくなり、リークチェックをしなくて済み、点火用バーナを常時使用することが可能となり、ボイラの負荷変化を中断せずに済む。
【００１７】
又、本発明の燃料油供給ラインにおける圧力制御装置の場合、ボイラの起動時には、タンクに貯留された燃料油は、複数台のポンプの作動により燃料油供給ラインへ圧送され、起動用バーナへ供給されると共に、点火用燃料油供給ラインを介して点火用バーナへ供給され、このとき、圧力検出器によって燃料油供給ラインの圧力が検出され、圧力検出器によって検出した圧力と圧力設定値との差が減算器において求められ、圧力偏差信号がリミッタ付比例積分調節器へ出力され、ここで、切換器は、複数台のポンプが作動しているため、最大開度信号をそのまま上限開度信号としてリミッタ付比例積分調節器へ出力するようになっており、前記リミッタ付比例積分調節器において前記減算器から出力される圧力偏差信号が、前記切換器から出力される上限開度信号、即ち最大開度信号を越えないよう比例積分処理されて圧力調節弁へ開度指令信号が出力され、圧力調節弁の開度が調節され、燃料油供給ラインの圧力が圧力設定値に保持され、続いて、ボイラの起動時に、起動用バーナを使用しなくなった段階で一台のポンプを停止した場合、前記切換器からは、その時点での圧力調節弁の開度指令信号から絞り開度信号を差し引いた差引絞り開度信号が上限開度信号としてリミッタ付比例積分調節器へ出力され、該リミッタ付比例積分調節器から出力される圧力調節弁の開度指令信号の上限が強制的に低く抑えられるため、圧力調節弁の開度が急速に絞り込まれ、これにより、燃料油供給ラインの圧力は、瞬間的に低下するものの、すぐにもとの値に復帰し、この結果、ボイラの起動時に、起動用バーナを使用しなくなった段階で一台のポンプを停止しても、点火用遮断弁が閉じてしまうことがなくなり、リークチェックをしなくて済み、点火用バーナを常時使用することが可能となり、ボイラの負荷変化を中断せずに済む。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１９】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図４に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図３に示す如く、
制御器１９を、
圧力検出器１８によって検出した圧力２０と信号発生器２３から出力される圧力設定値２１との差を求め、圧力偏差信号２４を出力する減算器２５と、
該減算器２５から出力される圧力偏差信号２４を、後述する切換器５０から出力される上限開度信号４９を越えないよう比例積分処理して圧力調節弁１７へ開度指令信号２２を出力するリミッタ付比例積分調節器２８と、
ポンプ４ａの作動信号２９ａとポンプ４ｂの作動信号２９ｂとが入力され、両作動信号２９ａ，２９ｂの論理積信号３０を出力するＡＮＤ回路３１と、
該ＡＮＤ回路３１から出力される論理積信号３０が入力され、該論理積信号３０が「１」から「０」に変化したときに、予め設定した時間遅れｔを生じさせて「０」に変化する遅延信号３２を出力するオフディレイタイマ３３と、
前記ポンプ４ａの作動信号２９ａが入力され、該作動信号２９ａを反転した否定信号３４ａを出力するＮＯＴ回路３５ａと、
前記ポンプ４ｂの作動信号２９ｂが入力され、該作動信号２９ｂを反転した否定信号３４ｂを出力するＮＯＴ回路３５ｂと、
前記ＮＯＴ回路３５ａから出力される否定信号３４ａが入力され、該否定信号３４ａが「０」から「１」に変化したときに、パルス信号３６ａを出力するパルスタイマ３７ａと、
前記ＮＯＴ回路３５ｂから出力される否定信号３４ｂが入力され、該否定信号３４ｂが「０」から「１」に変化したときに、パルス信号３６ｂを出力するパルスタイマ３７ｂと、
前記パルスタイマ３７ａ，３７ｂから出力されるパルス信号３６ａ，３６ｂが入力され、両パルス信号３６ａ，３６ｂの論理和信号３８を出力するＯＲ回路３９と、
前記オフディレイタイマ３３から出力される遅延信号３２と、前記ＯＲ回路３９から出力される論理和信号３８とが入力され、両信号３２，３８の論理積信号４０を出力するＡＮＤ回路４１と、
該ＡＮＤ回路４１から出力される論理積信号４０が入力され、該論理積信号４０が「０」から「１」に変化したときに、パルス信号４２を出力するパルスタイマ４３と、
一台のポンプ４ｂを停止した際、前記ＡＮＤ回路４１から出力される論理積信号４０により、その時点での開度指令信号２２をホールドして開度指令信号２２’として出力する（図中、ａ側に切り換えられる）一方、それ以外のときには、前記開度指令信号２２をそのまま開度指令信号２２’として出力する（図中、ｂ側に切り換えられる）切換器４４と、
該切換器４４から出力される開度指令信号２２’から、信号発生器４５に設定された絞り開度信号４６（およそ３０％程度）を差し引いて、差引絞り開度信号４７として出力する減算器４８と、
一台のポンプ４ｂを停止した際、前記パルスタイマ４３から出力されるパルス信号４２により、前記減算器４８から出力される差引絞り開度信号４７を上限開度信号４９としてリミッタ付比例積分調節器２８へ出力する（図中、ａ側に切り換えられる）一方、それ以外のときには、信号発生器２６から出力される最大開度信号２７をそのまま上限開度信号４９としてリミッタ付比例積分調節器２８へ出力する（図中、ｂ側に切り換えられる）切換器５０と
から構成し、一台のポンプ４ｂを停止した際、圧力調節弁１７の開度を強制的に絞るようにした点にある。
【００２０】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２１】
石炭焚ボイラの起動時には、タンク３に貯留された燃料油は、ポンプ４ａ，４ｂの作動により燃料油供給ライン５へ圧送され、起動用燃料油供給ライン６を介して起動用バーナ１へ供給されると共に、点火用燃料油供給ライン１１を介して点火用バーナ２へ供給され、このとき、圧力検出器１８によって燃料油供給ライン５の圧力２０が検出され、圧力検出器１８によって検出した圧力２０と信号発生器２３から出力される圧力設定値２１との差が減算器２５において求められ、圧力偏差信号２４がリミッタ付比例積分調節器２８へ出力される。
【００２２】
ここで、切換器５０は、二台のポンプ４ａ，４ｂが作動しているため、図中、ｂ側に切り換えられ、信号発生器２６から出力される最大開度信号２７をそのまま上限開度信号４９としてリミッタ付比例積分調節器２８へ出力するようになっており、前記リミッタ付比例積分調節器２８において前記減算器２５から出力される圧力偏差信号２４が、前記切換器５０から出力される上限開度信号４９、即ち信号発生器２６から出力される最大開度信号２７（１００％）を越えないよう比例積分処理されて圧力調節弁１７へ開度指令信号２２が出力され、圧力調節弁１７の開度が調節され、燃料油供給ライン５の圧力２０が圧力設定値２１に保持される。
【００２３】
続いて、石炭焚ボイラの起動時に、起動用バーナ１を使用しなくなった段階で一台のポンプ４ｂを停止した場合、図２に示す如く、ポンプ４ｂの作動信号２９ｂのみが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り換り、ＡＮＤ回路３１から出力される作動信号２９ａ，２９ｂの論理積信号３０が「１」から「０」に切り換るが、オフディレイタイマ３３から出力される遅延信号３２は、予め設定した時間遅れｔが経過するまでは、「１」のまま保持され、ＡＮＤ回路４１へ出力される。
【００２４】
一方、ＮＯＴ回路３５ａから出力される作動信号２９ａを反転した否定信号３４ａは「０」のまま変化しないが、ＮＯＴ回路３５ｂから出力される作動信号２９ｂを反転した否定信号３４ｂは、ポンプ４ｂの停止時点で、「０」から「１」に切り換り、パルスタイマ３７ｂからのみパルス信号３６ｂが出力され、これに伴って、ＯＲ回路３９から前記パルス信号３６ｂの波形と同じ波形の論理和信号３８がＡＮＤ回路４１へ出力される。
【００２５】
前記ＡＮＤ回路４１においては、前記オフディレイタイマ３３から出力される遅延信号３２と、前記ＯＲ回路３９から出力される論理和信号３８とが入力され、両信号３２，３８の論理積が求められるため、ＡＮＤ回路４１からは、前記ＯＲ回路３９から出力される論理和信号３８の波形と同じ波形の論理積信号４０が切換器４４へ出力されると共に、パルスタイマ４３へ出力される。
【００２６】
前記切換器４４は、前記ＡＮＤ回路４１から出力される論理積信号４０により、図中、ａ側に切り換えられ、その時点での開度指令信号２２がホールドされて開度指令信号２２’として減算器４８へ出力され、該減算器４８において、前記切換器４４から出力される開度指令信号２２’から、信号発生器４５に設定された絞り開度信号４６が差し引かれ、差引絞り開度信号４７として切換器５０へ出力される。
【００２７】
前記切換器５０は、前記パルスタイマ４３から出力されるパルス信号４２により、図中、ａ側に切り換えられ、前記減算器４８から出力される差引絞り開度信号４７が上限開度信号４９としてリミッタ付比例積分調節器２８へ出力され、該リミッタ付比例積分調節器２８から出力される圧力調節弁１７の開度指令信号２２の上限が強制的に低く抑えられるため、圧力調節弁１７の開度が、図３に示す如く、急速に絞り込まれ、これにより、燃料油供給ライン５の圧力２０は、瞬間的に低下するものの、すぐにもとの値に復帰する。
【００２８】
この結果、石炭焚ボイラの起動時に、起動用バーナ１を使用しなくなった段階で一台のポンプ４ｂを停止しても、点火用遮断弁１２が閉じてしまうことがなくなり、リークチェックをしなくて済み、点火用バーナ２を常時使用することが可能となり、ボイラの運転も中断せずに済む。
【００２９】
尚、前記パルスタイマ４３から出力されるパルス信号４２が再び「０」となった後は、切換器５０は、図中、ｂ側に再び切り換えられ、信号発生器２６から出力される最大開度信号２７がそのまま上限開度信号４９としてリミッタ付比例積分調節器２８へ出力され、制御が継続される。
【００３０】
こうして、起動用バーナ１を使用しなくなった段階で一台のポンプ４ｂを停止した場合でも、燃料油供給ライン５の圧力２０の落ち込みを小さく且つ短時間に抑えることができ、点火用遮断弁１２が閉ることを防止し得、リークチェックを不要として、ボイラの負荷変化を中断させずに継続し得る。
【００３１】
尚、本発明の燃料油供給ラインにおける圧力制御方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の燃料油供給ラインにおける圧力制御方法及び装置によれば、起動用バーナを使用しなくなった段階で一台のポンプを停止した場合でも、燃料油供給ラインの圧力の落ち込みを小さく且つ短時間に抑えることができ、点火用遮断弁が閉ることを防止し得、リークチェックを不要として、ボイラの負荷変化を中断させずに継続し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例における制御系の各構成要素のポンプ停止時の出力信号を表わす線図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例において、ポンプ停止時における燃料油供給ラインの圧力と圧力調整弁の開度を表わす線図である。
【図４】従来例の概要構成図である。
【図５】従来例において、ポンプ停止時における燃料油供給ラインの圧力と圧力調整弁の開度を表わす線図である。
【符号の説明】
１ 起動用バーナ
２ 点火用バーナ
３ タンク
４ａ ポンプ
４ｂ ポンプ
５ 燃料油供給ライン
１１ 点火用燃料油供給ライン
１２ 点火用遮断弁
１５ 燃料油戻りライン
１６ 圧力調節ライン
１７ 圧力調節弁
１８ 圧力検出器
１９ 制御器
２０ 圧力
２１ 圧力設定値
２２ 開度指令信号
２２’ 開度指令信号
２４ 圧力偏差信号
２５ 減算器
２７ 最大開度信号
２８ リミッタ付比例積分調節器
４６ 絞り開度信号
４７ 差引絞り開度信号
４９ 上限開度信号
５０ 切換器

Claims (2)

1. タンクに貯留された燃料油を複数台のポンプの作動により起動用バーナと点火用バーナとに供給する燃料油供給ラインと、前記起動用バーナと点火用バーナとに供給された燃料油をタンクへ戻す燃料油戻りラインとを、途中に圧力調節弁が設けられた圧力調節ラインによって連通せしめ、前記燃料油供給ラインから点火用バーナへ通じる点火用燃料油供給ライン途中に点火用遮断弁が設けられた燃料油供給ラインにおける圧力制御方法であって、一台のポンプを停止した際、圧力調節弁の開度を強制的に絞ることを特徴とする燃料油供給ラインにおける圧力制御方法。
2. タンクに貯留された燃料油を複数台のポンプの作動により起動用バーナと点火用バーナとに供給する燃料油供給ラインと、前記起動用バーナと点火用バーナとに供給された燃料油をタンクへ戻す燃料油戻りラインとを、途中に圧力調節弁が設けられた圧力調節ラインによって連通せしめ、前記燃料油供給ラインから点火用バーナへ通じる点火用燃料油供給ライン途中に点火用遮断弁が設けられた燃料油供給ラインにおける圧力制御装置であって、
   ポンプの出側における燃料油供給ラインの圧力を検出する圧力検出器と、
   該圧力検出器によって検出した圧力と圧力設定値との差を求め、圧力偏差信号を出力する減算器と、
   一台のポンプを停止した際、その時点での圧力調節弁の開度指令信号から絞り開度信号を差し引いた差引絞り開度信号を上限開度信号として出力する一方、それ以外のときには、最大開度信号をそのまま上限開度信号として出力する切換器と、
   前記減算器から出力される圧力偏差信号を、前記切換器から出力される上限開度信号を越えないよう比例積分処理して圧力調節弁へ開度指令信号を出力するリミッタ付比例積分調節器と
   を備え、
   一台のポンプを停止した際、圧力調節弁の開度を強制的に絞るよう構成したことを特徴とする燃料油供給ラインにおける圧力制御装置。

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