JP4471529B2 - 分割缶底ブロー時のフラッシュを防止することのできるボイラ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は分割缶底ブロー時のフラッシュを防止することのできるボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラは長時間の運転によって缶水中の溶解固形物が濃縮し、缶底部にスラッジが堆積するため、缶底部より缶水とともにスラッジを排出する缶底ブローを定期的に行う必要がある。缶底ブローは、ボイラの運転時間が缶底ブロー周期時間を越えるなどの条件に達すると行っており、ボイラの缶底部に接続した缶底ブロー配管途中の缶底ブロー制御弁を開くことで、缶水とともにスラッジの排出を行う。
【０００３】
缶底ブローを実施すると、ボイラ内の水位が大幅に低下するため、ボイラの運転中に缶底ブローを行うとボイラが過熱されることになる。そのため缶底ブローを実施する場合にはボイラを停止している。しかし、ボイラを停止することができない環境下にボイラを設置することがあり、この場合にはボイラを停止せずに缶底ブローを行う必要がある。そのため、特許第２９２５５０２号に記載のように、缶底ブローを分割し、ボイラ内の水位が高い状態の時のみ缶底ブローを実施することで、ボイラの運転を継続しながら缶底ブローを行うことが提案されている。この場合には、ボイラが過熱されることはないが、ボイラを運転していればボイラ内の圧力は高くなっており、缶水の温度は１００℃を越える高温となる。高温の缶水をそのまま大気圧の所へ排出すると、圧力の変化によって缶水の一部がフラッシュして蒸気となり、強い勢いで吹き出すという問題が発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、ボイラの運転を行いながら缶底ブローを行う場合において、ボイラ内から缶水を取り出す際にフラッシュが発生することを防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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、給水配管途中に設置した給水ポンプと給水制御弁、ボイラ底部に接続した缶底ブロー配管、缶底ブロー配管途中に設置した缶底ブロー制御弁、ボイラ内の水位を検出する水位検出装置、給水ポンプ、給水制御弁、缶底ブロー制御弁、水位検出装置のそれぞれと接続してボイラの運転を制御する運転制御装置を設けており、運転制御装置が缶底ブロー制御弁を開く制御を定期的に行うことで、ボイラ内のスラッジを缶水とともに排出する缶底ブローを行っている缶底ブロー装置を持ったボイラにおいて、
給水配管と缶底ブロー配管の間を結ぶ冷却水配管と、冷却水配管途中に冷却水制御弁を設け、運転制御装置は冷却水制御弁とも接続しておき、運転制御装置は、缶底ブローを行う場合、給水ポンプの作動、給水制御弁の閉制御、冷却水制御弁及び缶底ブロー制御弁の開制御を行い、缶底ブローの実施によってボイラ内の水位が缶底ブロー停止水位（水位Ｅ２）まで低下したことを検出すると、給水ポンプは作動したままで冷却水制御弁及び缶底ブロー弁の閉制御と給水制御弁の開制御を行うことで、缶底ブローを中断してボイラへの給水を行い、給水によってボイラ内の水位が缶底ブロー開始水位（水位Ｅ１）まで上昇すると、給水ポンプは作動したままで、給水制御弁の閉制御と冷却水制御弁及び缶底ブロー制御弁の開制御を行って缶底ブローを再開するようにしており、運転制御装置は、缶底ブローを行う場合、缶底ブロー制御弁を開制御する前に冷却水制御弁の開制御を行い、冷却水制御弁の開制御から缶底ブロー弁遅延時間（ｔ２）経過後に、缶底ブロー制御弁の開制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、ボイラへの給水を通す給水配管、給水配管途中に設置した給水ポンプと給水制御弁、ボイラ底部に接続した缶底ブロー配管、缶底ブロー配管途中に設置した缶底ブロー制御弁、ボイラ内の水位を検出する水位検出装置、給水ポンプ、給水制御弁、缶底ブロー制御弁、水位検出装置のそれぞれと接続してボイラの運転を制御する運転制御装置を設けており、運転制御装置が缶底ブロー制御弁を開く制御を定期的に行うことで、ボイラ内のスラッジを缶水とともに排出する缶底ブローを行っている缶底ブロー装置を持ったボイラにおいて、給水配管と缶底ブロー配管の間を結ぶ冷却水配管と、冷却水配管途中に冷却水制御弁を設け、運転制御装置は冷却水制御弁とも接続しておき、運転制御装置は、缶底ブローを行う場合、給水ポンプの作動、給水制御弁の閉制御、冷却水制御弁及び缶底ブロー制御弁の開制御を行い、缶底ブローの実施によってボイラ内の水位が缶底ブロー停止水位（水位Ｅ２）まで低下したことを検出すると、給水ポンプは作動したままで冷却水制御弁及び缶底ブロー弁の閉制御と給水制御弁の開制御を行うことで、缶底ブローを中断してボイラへの給水を行い、給水によってボイラ内の水位が缶底ブロー開始水位（水位Ｅ１）まで上昇すると、給水ポンプは作動したままで、給水制御弁の閉制御と冷却水制御弁及び缶底ブロー制御弁の開制御を行って缶底ブローを再開するようにしており、運転制御装置は、缶底ブローを行う場合、給水制御弁を閉制御する前に冷却水制御弁の開制御を行い、冷却水制御弁の開制御から給水制御弁遅延時間（ｔ１）経過後に、給水制御弁の閉制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、缶底ブローはボイラ内の水位が高い状態の時にのみ行うように分割しているため、ボイラの運転は継続したままで過熱されることなく缶底ブローを行える。そしてボイラが運転中であるため、高温の缶水をボイラから取り出しても、缶底ブロー配管へ送っている冷却水によって缶水を冷却しているため、フラッシュの発生を防止することができる。そして、先に冷却水制御弁を開き、缶底ブロー弁遅延時間経過後に缶底ブロー制御弁を開く制御を行うことで、缶底ブロー配管内に冷却水が入っている状態で高温の缶水が缶底ブロー配管内に入ることになる。そのため、缶底ブロー初期から高温の缶水は冷却水で確実に冷却できるため、フラッシュの発生を確実に防止できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、先に冷却水制御弁を開き、給水制御弁遅延時間経過後に給水制御弁を閉じる制御を行うことで、給水配管内で圧力が高まることはなくなり、ウォーターハンマーの発生を防止できる。

【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。ボイラ１は下部に給水配管２を接続し、給水配管２の途中には給水ポンプ３及び給水制御弁４を設ける。また、ボイラ１の下部には缶底ブロー配管５も接続し、缶底ブロー配管５の途中には、缶底ブロー制御弁６を設ける。給水配管２の給水ポンプ３と給水制御弁４の間に、給水配管２から分岐させた冷却水配管９を接続し、冷却水配管９の他端は缶底ブロー配管５に接続する。冷却水配管９の途中に冷却水制御弁１０を設け、冷却水制御弁１０を開けば、給水ポンプ３からの給水が缶底ブロー配管５へ向かうようにしておく。ボイラの水位を検出する水位検出装置７を設け、水位検出装置７は、水位Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３での水の有無を検出する。缶底ブロー制御弁６、給水制御弁４、給水ポンプ３、冷却水制御弁１０、水位検出装置７のそれぞれと接続した運転制御装置８を設けておき、運転制御装置８によって、ボイラの運転を制御する。
【００１２】
ボイラの給水制御は、水位検出装置７で検出している水位に基づいて行う。運転制御装置８には、水位が給水開始水位である水位Ｅ２まで低下すると、給水ポンプ３を作動し、給水制御弁４の開制御を行うことで給水を行い、水位が給水停止水位である水位Ｅ１まで上昇すると、給水ポンプ３の作動を停止し、給水制御弁４を閉制御するように設定している。なお、水位Ｅ３は限界水位であり、水位Ｅ３よりも低くなった場合には水位異常を出力する。
【００１３】
また、運転制御装置８には、缶底ブローに関する制御も設定しておく。缶底ブローは一定の周期で行い、缶底ブローの制御も水位検出装置７で検出しているボイラ内の水位に基づいて行う。缶底ブローの実施時には、給水開始水位（水位Ｅ２）が缶底ブロー停止水位を兼ね、給水停止水位（水位Ｅ１）が缶底ブロー開始水位を兼ねる。水位検出装置７で検出している水位が、缶底ブロー開始水位（水位Ｅ１）より高い時に缶底ブローを開始し、水位が缶底ブロー停止水位（水位Ｅ２）まで低下すると缶底ブローを中断することを所定回数分繰り返すことで缶底ブローを行う。繰り返す回数はあらかじめ定めておいてもよく、缶底ブローの実施時間やブローの水量を測定し、所定量の缶底ブローを行えば終了するようにしても良い。
【００１４】
図２は、水位検出装置７で検出しているボイラ内の水位変化と、運転制御装置８による制御の状況を示しているタイムチャートである。タイムチャート前部では、缶底ブロー実施時期ではないために通常給水制御を行っており、その後に缶底ブロー実施時期となって缶底ブローの制御を行っている場合を示している。
【００１５】
まず通常の給水制御時を説明する。通常給水制御の場合、ボイラ内の水位が低下し、水位検出装置７による検出水位が給水開始水位である水位Ｅ２まで低下すると、運転制御装置８は、給水ポンプ３の作動を開始し、給水制御弁４を開く制御を行い、給水を行うことでボイラ内の水位を上昇させる。給水ポンプ３の作動によって給水配管２内を水が流れ、給水することでボイラ内の水位は上昇する。水位が給水停止水位である水位Ｅ１まで上昇したことを水位検出装置７が検出すると、運転制御装置８は、給水ポンプ３の作動を停止し、給水制御弁４を閉じる制御を行って給水を停止する。ボイラ１は缶水を加熱して蒸気を取り出すものであるため、給水を停止すればボイラ内の水位は低下していく。
【００１６】
次に缶水ブロー実施時期の制御を説明する。缶水ブロー実施時期となっても、水位検出装置７で検出しているボイラ内の水位が水位Ｅ１よりも低ければ缶水ブローは開始しない。運転制御装置８は、水位検出装置７による検出水位が給水開始水位の水位Ｅ２まで低下すれば、通常給水制御の場合と同様に給水ポンプ３の作動を開始し、給水制御弁４を開く制御を行って給水を行う。給水によって水位が上昇し、給水停止水位であり、缶底ブロー開始水位でもある水位Ｅ１まで上昇したことを水位検出装置７が検出すると、運転制御装置８は給水ポンプ３の作動は続けたままで、冷却水制御弁１０を開く制御を行う。また、冷却水制御弁１０を開く制御を行ってからの経過時間を検出しておく。
【００１７】
給水制御弁４と冷却水制御弁１０を開いている場合、給水ポンプ３で加圧した給水は、給水制御弁４を通ってボイラ１内へ入ることも、冷却水配管９を通って缶底ブロー配管５に入ることもできる。そのため、給水ポンプ３で加圧した給水の一部は冷却水配管９を通って缶底ブロー配管５へ入り、缶底ブロー配管５内は冷却水で満たされる。
【００１８】
冷却水制御弁１０を開く制御を行ってからの経過時間が、給水制御弁遅延時間（ｔ１）に達すると、給水制御弁４を閉じる制御を行う。また、冷却水制御弁１０を開く制御を行ってからの経過時間が、缶底ブロー弁遅延時間（ｔ２）に達すると、缶底ブロー制御弁６を開く制御を行う。缶底ブロー制御弁６を開くことで、１回目の缶底ブローが開始される。缶底ブローの実施により、ボイラ１内から高温の缶水がスラッジとともに缶底ブロー配管５を通して取り出される。また、給水ポンプ３を作動し、給水制御弁４は閉じ、冷却水制御弁１０は開いているため、給水ポンプ３からの水は冷却水配管９を通り、冷却水として缶底ブロー配管５に入る。そのため、缶底ブロー配管５内でボイラ１から取り出した缶水と、冷却水配管９を通して送り込んだ冷却水が缶底ブロー配管５内で混合する。冷却水との混合により排水の温度は低下し、缶底ブロー配管５を通して排水する水の温度は低くなっているため、フラッシュの発生は防止できる。
【００１９】
缶底ブローを行うことでボイラ内の水位が低下し、給水開始水位であり、缶底ブロー停止水位でもある水位Ｅ２まで低下したことを水位検出装置７によって検出すると、缶底ブローを中断してボイラへの給水を行う。給水ポンプ３は既に作動しているため、運転制御装置８は、給水制御弁４を開き、缶底ブロー制御弁６及び冷却水制御弁１０を閉じる制御のみを行う。ボイラへの給水によって水位が水位Ｅ１まで上昇すると、缶底ブローを再開し、前記と同様の制御を行う。缶底ブローを所定回数（図２では２回）繰り返すと缶底ブローの制御を終了して通常の給水制御に戻す。
【００２０】
缶底ブローはボイラ内の水位が高い状態の時にのみ行うように分割しているため、ボイラの運転は継続したままで過熱されることなく缶底ブローを行える。ボイラ運転中であるため、高温の缶水がボイラから取り出されても、缶底ブロー配管５内で冷却水によって冷却していため、フラッシュの発生を防止することができる。
【００２１】
なお、冷却水制御弁１０を開く前に給水制御弁４を閉じると、給水ポンプ３で加圧している給水の圧力を逃がすところがなくなり、ウォーターハンマーの現象によって給水配管２や給水ポンプ３等に悪影響を及ぼすことがある。しかし、先に冷却水制御弁１０を開き、給水制御弁遅延時間（ｔ１）経過後に給水制御弁４を閉じる制御を行うことで、圧力が高まることはなくウォーターハンマーの発生を防止できる。この時、給水制御弁遅延時間は、冷却水制御弁１０が開くのに要する時間程度のごく短い時間であってもウォーターハンマー防止の効果を得ることができる。
【００２２】
また、冷却水制御弁１０を開く前に缶底ブロー制御弁６を開くと、缶底ブロー初期には冷却水が間に合わず、ボイラ１内から取り出した高温の缶水をそのまま排水して、フラッシュを発生することがある。しかし、先に冷却水制御弁１０を開き、缶底ブロー弁遅延時間（ｔ２）経過後に缶底ブロー制御弁６を開く制御を行うことで、缶底ブロー配管５内に冷却水が入っている状態で高温の缶水が入ることになる。そのため、缶底ブロー初期でも高温の缶水を冷却水で確実に冷却できるため、フラッシュの発生を確実に防止できる。この時、缶底ブロー弁遅延時間は、冷却水が缶底ブロー配管５内に入ることのできる時間分とすることで、フラッシュ発生防止の効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明を実施することで、ボイラの運転を行いながら缶底ブローを行う場合において、ボイラ内から缶水を取り出す際にフラッシュが発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実施するボイラの構成図
【図２】 一実施例におけるタイムチャート
【符号の説明】
１ ボイラ
２ 給水配管
３ 給水ポンプ
４ 給水制御弁
５ 缶底ブロー配管
６ 缶底ブロー制御弁
７ 水位検出装置
８ 運転制御装置
９ 冷却水配管
１０ 冷却水制御弁
Ｅ１ 缶底ブロー開始水位
Ｅ２ 缶底ブロー停止水位
ｔ１ 給水制御弁遅延時間
ｔ２ 缶底ブロー弁遅延時間

Claims (2)

1. ボイラへの給水を通す給水配管、給水配管途中に設置した給水ポンプと給水制御弁、ボイラ底部に接続した缶底ブロー配管、缶底ブロー配管途中に設置した缶底ブロー制御弁、ボイラ内の水位を検出する水位検出装置、給水ポンプ、給水制御弁、缶底ブロー制御弁、水位検出装置のそれぞれと接続してボイラの運転を制御する運転制御装置を設けており、運転制御装置が缶底ブロー制御弁を開く制御を定期的に行うことで、ボイラ内のスラッジを缶水とともに排出する缶底ブローを行っている缶底ブロー装置を持ったボイラにおいて、
   給水配管と缶底ブロー配管の間を結ぶ冷却水配管と、冷却水配管途中に冷却水制御弁を設け、運転制御装置は冷却水制御弁とも接続しておき、運転制御装置は、缶底ブローを行う場合、給水ポンプの作動、給水制御弁の閉制御、冷却水制御弁及び缶底ブロー制御弁の開制御を行い、缶底ブローの実施によってボイラ内の水位が缶底ブロー停止水位（水位Ｅ２）まで低下したことを検出すると、給水ポンプは作動したままで冷却水制御弁及び缶底ブロー弁の閉制御と給水制御弁の開制御を行うことで、缶底ブローを中断してボイラへの給水を行い、給水によってボイラ内の水位が缶底ブロー開始水位（水位Ｅ１）まで上昇すると、給水ポンプは作動したままで、給水制御弁の閉制御と冷却水制御弁及び缶底ブロー制御弁の開制御を行って缶底ブローを再開するようにしており、
   運転制御装置は、缶底ブローを行う場合、缶底ブロー制御弁を開制御する前に冷却水制御弁の開制御を行い、冷却水制御弁の開制御から缶底ブロー弁遅延時間（ｔ２）経過後に、缶底ブロー制御弁の開制御を行うことを特徴とする分割缶底ブロー時のフラッシュを防止することのできるボイラ。
2. ボイラへの給水を通す給水配管、給水配管途中に設置した給水ポンプと給水制御弁、ボイラ底部に接続した缶底ブロー配管、缶底ブロー配管途中に設置した缶底ブロー制御弁、ボイラ内の水位を検出する水位検出装置、給水ポンプ、給水制御弁、缶底ブロー制御弁、水位検出装置のそれぞれと接続してボイラの運転を制御する運転制御装置を設けており、運転制御装置が缶底ブロー制御弁を開く制御を定期的に行うことで、ボイラ内のスラッジを缶水とともに排出する缶底ブローを行っている缶底ブロー装置を持ったボイラにおいて、
   給水配管と缶底ブロー配管の間を結ぶ冷却水配管と、冷却水配管途中に冷却水制御弁を設け、運転制御装置は冷却水制御弁とも接続しておき、運転制御装置は、缶底ブローを行う場合、給水ポンプの作動、給水制御弁の閉制御、冷却水制御弁及び缶底ブロー制御弁の開制御を行い、缶底ブローの実施によってボイラ内の水位が缶底ブロー停止水位（水位Ｅ２）まで低下したことを検出すると、給水ポンプは作動したままで冷却水制御弁及び缶底ブロー弁の閉制御と給水制御弁の開制御を行うことで、缶底ブローを中断してボイラへの給水を行い、給水によってボイラ内の水位が缶底ブロー開始水位（水位Ｅ１）まで上昇すると、給水ポンプは作動したままで、給水制御弁の閉制御と冷却水制御弁及び缶底ブロー制御弁の開制御を行って缶底ブローを再開するようにしており、
   運転制御装置は、缶底ブローを行う場合、給水制御弁を閉制御する前に冷却水制御弁の開制御を行い、冷却水制御弁の開制御から給水制御弁遅延時間（ｔ１）経過後に、給水制御弁の閉制御を行うことを特徴とする分割缶底ブロー時のフラッシュを防止することのできるボイラ。

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