JP5158417B2 - 脱酸素剤注入量の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、ボイラ給水中に脱酸素剤を注入して、発生した蒸気中に含まれる酸素量をゼロに近づける脱酸素剤注入量の制御方法に関するものである。

ボイラ給水中に含まれる溶存酸素は、ボイラの缶体や、このボイラから供給された蒸気の復水系に腐食を引き起こす。このため、一般には、一定量の脱酸素剤を、ボイラ給水中に連続的に注入（定量注入）して、ボイラ給水やボイラ水から溶存酸素をなくすことが行われている。

ところが、ボイラ給水中の溶存酸素濃度は、季節によるボイラ給水の水質変動や、工場の操業状態の違いによる蒸気復水の回収率の違いによって大きく変動する。このため、上記定量注入に当たっては、ボイラ給水中の最も高い際の溶存酸素濃度値を考慮して、安全サイドとなるように（多めに）脱酸素剤の注入がなされることになり、脱酸素剤の適量注入がなされていなかった。

そこで、ボイラ給水中の溶存酸素濃度を、ボイラ給水の温度において飽和する溶存酸素濃度とみなして、ボイラ給水の温度によって、脱酸素剤の注入量を増減させる注入方法（特許文献１）や、ボイラで発生した蒸気の凝縮水の溶存酸素濃度を測定し、この凝縮水中の溶存酸素濃度の高低によって、脱酸素剤の注入量を増減させる注入方法（特許文献２）が提案されている。
特開平０１−１６３５１０号公報 特許第３８９６５８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された、ボイラ給水の温度によって脱酸素剤の注入量を増減させる方法では、脱酸素剤の注入等に関して異常（脱酸素剤に劣化による脱酸素能力の低下や、注入装置からの薬液漏れ等）が生じている場合に、脱酸素剤の注入量不足が生じ、ボイラ給水中の溶存酸素を充分に除去できないという問題があった。

また、特許文献２に記載された、凝縮水中の溶存酸素濃度の高低によって脱酸素剤の注入量を増減させる方法では、脱酸素機能の他に清缶機能や蒸気復水系のｐＨ調整機能を有するマルチ薬品を用いる場合に、このマルチ薬品中の脱酸素機能薬品に劣化による脱酸素能力の低下が生じていると、マルチ薬品中の清缶機能薬品や蒸気復水系のｐＨ調整機能薬品の異常な過剰注入が生じてしまう。このため、この方法では、蒸気復水系において過剰なｐＨ値の上昇による銅配管の腐食を生じさせたり、ボイラ水のブロー率のアップを生じさせて、ボイラ効率の低下を招いてしまうという問題があった。また、この方法では、何らかの原因で、脱酸素剤の過剰な注入が生じてしまった場合に、この過剰注入の状態を充分に修正できず、脱酸素剤の適量注入ができないという問題もあった。

この発明は、以上の点に鑑み、脱酸素剤の適量注入を確実に行わせることができるとともに、脱酸素剤の注入等に関して何らかの異常が生じている場合でも、適切な対策を容易に取らせることができる脱酸素剤注入量の制御方法を提供することを目的とする。

この発明の請求項１記載の発明は、ボイラ給水中の給水溶存酸素濃度の値と、発生した蒸気の凝縮水中の凝縮水溶存酸素濃度の値と、ボイラ給水中への脱酸素剤の注入量の値とに基づいて、前記ボイラ給水中への前記脱酸素剤の注入量を制御し、前記蒸気中に含まれる酸素量を無くすようにする脱酸素剤注入量の制御方法であって、前記脱酸素剤の注入量の値から、溶存酸素除去量を算出する算出ステップと、前記給水溶存酸素濃度の値がＡ、前記凝縮水溶存酸素濃度の値がＢ、前記算出ステップで算出された溶存酸素除去量の値がＣである場合に、一定の誤差範囲内において、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たすか否かを判定する第１判定ステップと、前記第１判定ステップにおいて、前記３つの値Ａ、Ｂ、Ｃが、前記Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たしていると判定された場合に、前記溶存酸素除去量の値が、前記給水溶存酸素濃度の値Ａとなるように、前記脱酸素剤の注入量を増加させる注入量増加ステップと、前記第１判定ステップにおいて、前記３つの値Ａ、Ｂ、Ｃが、前記Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たしていないと判定された場合に、前記凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが、一定の誤差範囲内において、ゼロに等しいか否かを判定する第２判定ステップと、前記第２判定ステップにおいて、前記値Ｂがゼロに等しいと判定された場合に、前記溶存酸素除去量の値が、前記給水溶存酸素濃度の値Ａとなるように、前記脱酸素剤の注入量を減少させる注入量減少ステップと、前記第２判定ステップにおいて、前記値Ｂがゼロに等しくないと判定された場合に、警報を発生させるアラームステップとを有することを特徴とする。

この発明では、給水溶存酸素濃度の値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂと、溶存酸素除去量の値Ｃとが、測定誤差等によって厳密には、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たしていなくても、一定範囲の誤差を考慮すれば、実質的に、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たしている場合には、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂがゼロでなければ、蒸気中には酸素が含まれているので、脱酸素剤の注入量不足が生じていると考えられる。したがって、この場合には、溶存酸素除去量の値が、給水溶存酸素濃度の値Ａとなるように、ボイラ給水への脱酸素剤の注入量を増加させる。また、３つの値Ａ、Ｂ、Ｃが、実質的に、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たしていない場合には、脱酸素剤の過剰注入が行われているか、又は、何らかの異常が生じているかの、２つの原因が考えられる。この場合、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが、測定誤差等によって厳密にはゼロとなっていなくても、一定範囲の誤差を考慮すれば、実質的にゼロに等しい場合には、蒸気中には酸素は含まれていないので、脱酸素剤の注入過剰が生じていることとなる。したがって、この場合には、溶存酸素除去量の値が、給水溶存酸素濃度の値Ａとなるように、ボイラ給水への脱酸素剤の注入量を減少させる。

さらに、３つの値Ａ、Ｂ、Ｃが、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を実質的に満たしておらず、かつ、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが、実質的にはゼロに等しくない場合には、脱酸素剤が充分に注入されているにもかかわらず、蒸気中に酸素が含まれていることとなり、何らかの異常（脱酸素剤の劣化による脱酸素能力の低下や、注入装置等からの薬液漏れ、溶存酸素計の校正不良）が生じていることとなる。この場合には、警報が発せられることとなり、作業者に注意が喚起される。

この発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の場合において、Ｐ１、Ｐ２を許容値とした場合に、前記注入量増加ステップの前に、前記凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが、Ｐ１≧Ｂ≧０の条件を満たすか否かを判定する第３判定ステップを設けて、前記値Ｂが、前記Ｐ１≧Ｂ≧０の条件を満たす場合には、前記溶存酸素除去量の値が、前記給水溶存酸素濃度の値Ａと見なされて、前記脱酸素剤の注入量を現状維持とし、前記値Ｂが、前記Ｐ１≧Ｂ≧０の条件を満たさない場合には、前記注入量増加ステップに進ませ、かつ、前記注入量減少ステップの前に、前記給水溶存酸素濃度の値Ａと前記溶存酸素除去量の値Ｃとが、Ｐ２≧（Ｃ−Ａ）≧０の条件を満たすか否かを判定する第４判定ステップを設けて、前記２つの値Ａ、Ｃが、前記Ｐ２≧（Ｃ−Ａ）≧０の条件を満たす場合には、前記溶存酸素除去量の値が、前記給水溶存酸素濃度の値Ａと見なされて、前記脱酸素剤の注入量を現状維持とし、前記２つの値Ａ、Ｃが、前記Ｐ２≧（Ｃ−Ａ）≧０の条件を満たさない場合には、前記注入量減少ステップに進ませることを特徴とする。

この発明では、許容値Ｐ１，Ｐ２の考えを導入して、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが、Ｐ１≧Ｂ≧０の条件を満たすか否かを判定する第３判定ステップを設け、３つの値Ａ、Ｂ、Ｃが、実質的に、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たしていて、脱酸素剤の注入量不足が生じていても、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが許容できる程度に小さければ（Ｐ１≧Ｂ≧０ならば）、脱酸素剤の注入量の増加を行わないこととする。また、この発明では、給水溶存酸素濃度の値Ａと溶存酸素除去量の値Ｃとが、Ｐ２≧（Ｃ−Ａ）≧０の条件を満たすか否かを判定する第４判定ステップを設け、３つの値Ａ、Ｂ、Ｃが、実質的に、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たさず、かつ、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが、実質的にゼロに等しく、脱酸素剤の注入過剰が生じていても、２つの値Ａ、Ｃの差が許容できる程度に小さければ（Ｐ２≧（Ｃ−Ａ）≧０ならば）、脱酸素剤の注入量減少を行わないこととした。

この発明の請求項１記載の発明によれば、給水溶存酸素濃度の値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂと、溶存酸素除去量の値Ｃとが、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たすか否かと、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂがゼロか否かによって、脱酸素剤注入量を増加させるか減少させるかを適格に定めているので、脱酸素剤の適量注入を確実に行わせることができるとともに、脱酸素剤等に異常が生じていても、この異常を警報によって作業者に伝えることできるので、異常に対する適切な対策を容易に取らせることができる。

この発明の請求項２記載の発明によれば、凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが、Ｐ１≧Ｂ≧０の条件を満たす場合や、給水溶存酸素濃度の値Ａと溶存酸素除去量の値Ｃとが、Ｐ２≧Ｃ−Ａ≧０の条件を満たす場合には、脱酸素剤の注入量の増減を行わせないようにしているので、脱酸素剤の注入量の僅かな違いで、脱酸素剤の注入量を増減しなければならないといった、ハンチング現象の発生を効果的に防止することができる。

以下、この発明の最良の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図1はこの発明の一実施の形態に係る脱酸素剤注入量の制御方法を説明するためのボイラ装置を示している。

ボイラ装置１は、図1で示されるように、蒸気発生手段であるボイラ１０と、ボイラ１０からの蒸気Ｓを受ける蒸気ヘッダ１１と、蒸気ヘッダ１１からの蒸気Ｓの一部を冷却して凝縮水Ｇとする熱交換器１２と、凝縮水Ｇ中の溶存酸素濃度を計測する溶存酸素計１３と、ボイラ１０にボイラ給水Ｗを供給する給水ライン１４と、給水ライン１４に脱酸素剤Ｄを注入する薬注装置１５と、脱酸素剤Ｄの注入前のボイラ給水Ｗ中の溶存酸素濃度を計測する溶存酸素計１６と、脱酸素剤注入量制御装置１７と、警報器１８等とから構成されている。

薬注装置１５は、脱酸素剤Ｄを液にして一定量保有する薬注タンク３０と、薬注タンク３０内の脱酸素剤Ｄを所定流量で吐出する薬注ポンプ３１と、薬注ポンプ３１から給水ライン１４までの薬注配管３２と、脱酸素剤注入量制御装置１７からの脱酸素剤Ｄの注入量増減信号Ｘ１に基づいて、薬注ポンプ３１の流量を制御するとともに、現在の脱酸素剤Ｄの注入量を注入量信号Ｘ２として脱酸素剤注入量制御装置１７に伝える制御部３３とから構成されている。ここで、薬注ポンプ３１は、例えばストロークが可変なレシプロタイプのポンプであり、流量が制御可能となっている。また、制御部３３は、注入量信号Ｘ２を、数秒〜数分おきの一定周期で脱酸素剤注入量制御装置１７に発するものとする。なお、薬注ポンプ３１は、制御部３３により、ボイラ給水Ｗの流量の増減によっても流量制御される。

脱酸素剤注入量制御装置１７は、溶存酸素濃度計１６から、酸素濃度信号Ｙ１を介して、伝えられるボイラ給水Ｗ中の溶存酸素濃度の値Ａ（以下給水溶存酸素濃度値Ａという）と、溶存酸素濃度計１３から、酸素濃度信号Ｙ２を介して、伝えられる蒸気Ｓの凝縮水Ｇ中の溶存酸素濃度の値Ｂ（以下凝縮水溶存酸素濃度値Ｂという）と、薬注装置１５（詳しくは、制御部３３）から、注入量信号Ｘ２を介して、伝えられる脱酸素剤Ｄの注入量の値とに基づいて、蒸気Ｓ中の酸素、すなわち、凝縮水Ｇ中の溶存酸素濃度をゼロにするように、薬注装置１５からの脱酸素剤Ｄの注入量を制御するものである。ここで、溶存酸素計１３,１６は、計測濃度信号Ｙ１，Ｙ２を、数秒〜数分おきの一定周期で脱酸素剤注入量制御装置１７に発するものとする。

この脱酸素剤注入量制御装置１７は、図２で示されるように、記憶手段２０と、除去量算出手段２１と、増減量算出手段２２と、第１判定手段２３と、第２判定手段２４と、第３判定手段２５と、第４判定手段２６と、カウンタ設定手段２７と、タイマ設定手段２８と、情報入出力手段２９とを有する。なお、以下に説明する、給水溶存酸素濃度値Ａや、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂや、除去できる溶存酸素量や、脱酸素剤Ｄの注入量及び増減量は、すべて、水（ボイラ給水Ｗや凝縮水Ｇ）１リッター（Ｌ）当たりを基準とするものである。

記憶手段２０は、図３で示されるような、例えば、ボイラ給水Ｗへの脱酸素剤Ｄの注入量（ｍｇ／Ｌ）を横軸に、この脱酸素剤Ｄによって除去できる溶存酸素除去量（ｍｇ／Ｌ）を縦軸にしたグラフを記憶している。このグラフにより、脱酸素剤Ｄの注入量に対する溶存酸素除去量が算出できるとともに、溶存酸素濃度（ｍｇ／Ｌ）を、所定量だけ変化させるに必要な脱酸素剤Ｄの増減量（ｍｇ／Ｌ）が算出できる。なお、このグラフは、理論的に除去できる溶存酸素量に対して、必要とされる脱酸素剤Ｄの注入量がやや多めになるように表わされている。

除去量算出手段２１は、記憶手段２０を参照して、薬注装置１５から伝えられる脱酸素剤Ｄの注入量信号Ｘ２に基づいて、ボイラ給水Ｗに対する溶存酸素除去量の値Ｃ（ｍｇ／Ｌ）（以下溶存酸素除去量値Ｃという）を算出（推算）するものである。

増減量算出手段２２は、溶存酸素除去量値Ｃと給水溶存酸素濃度値Ａとの差の値と、記憶手段２０中のグラフ値とから、溶存酸素除去量値が給水溶存酸素濃度値Ａと等しくなるように、現在の脱酸素剤Ｄの注入量に対する増減量を算出するものである。この増減量算出手段２２は、溶存酸素除去量値Ｃが給水溶存酸素濃度値Ａより実質的に大きいと見なされる場合には、注入量の減少量を算出し、溶存酸素除去量値Ｃが給水溶存酸素濃度値Ａより実質的に小さいと見なされる場合には、注入量の増加量を算出するが、溶存酸素除去量値Ｃが給水溶存酸素濃度値Ａと実質的に等しいと見なされる場合には、注入量の増減は行わない。

第１判定手段２３は、給水溶存酸素濃度値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂと、溶存酸素除去量値Ｃとに対して、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が実質的に成立しているか否かを判定するものである。Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が実質的に成立しておれば、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが許容値内でない限り、給水溶存酸素濃度値Ａは溶存酸素除去量値Ｃより充分に大きいので、この凝縮水溶存酸素濃度値Ｂを減少させるように、脱酸素剤Ｄの注入量を増加させる必要がある。

ここで、給水溶存酸素濃度値Ａや凝縮水溶存酸素濃度値Ｂは計測値であり、かつ、溶存酸素除去量値Ｃも、計測値である脱酸素剤Ｄの注入量を基にしたものであるので、これらの値Ａ，Ｂ,Ｃには、計測等に伴う誤差を伴っている。このため、給水溶存酸素濃度値Ａと凝縮水溶存酸素濃度値Ｂと溶存酸素除去量値Ｃとに対して、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が成り立っているか否かは、誤差を考慮して実質的に判定する必要がある。この判断の方法として、一定の誤差Ｑ１（ｍｇ／Ｌ）を考え、Ａ−（Ｂ＋Ｃ）の絶対値（｜（Ａ−（Ｂ＋Ｃ））｜）が、Ｑ１以下（Ｑ１≧｜（Ａ−（Ｂ＋Ｃ））｜）の場合には、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が実質的に成立しているとしている。この場合、Ｑ１の値としては、種々のもの（例えば、０．５，０．３等）が定められる。

第２判定手段２４は、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが実質的にゼロ（Ｂ＝０）か否かを判定するものである。この値Ｂが実質的にゼロであれば、蒸気Ｓ中には酸素は含まれていないことを意味する。したがって、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が実質的に成立せず、かつ、値Ｂが実質的にゼロであれば、ボイラ給水Ｗ中には過剰の脱酸素剤Ｄが注入されていることとなり、溶存酸素除去量値が給水溶存酸素濃度値Ａとなるように、脱酸素剤Ｄの注入量を減少させる必要がある。また、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が実質的に成立せず、かつ、値Ｂも実質的にゼロでなければ、過剰の脱酸素剤Ｄが注入されているにもかかわらず、蒸気Ｓ中に一定量の酸素が存在していることとなるので、何らかの異常（脱酸素剤Ｄの劣化による脱酸素能力の低下や、薬注装置１５の薬注ポンプ３１や配管からの薬液の漏れだし等の異常）が発生していることとなり、警報器１８への警報信号Ｚ１が発せられる。

ここで、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂは計測値であり、誤差を伴うので、この値Ｂがゼロであるか否かの判定に当たっては、誤差を考慮して実質的に判定する必要がある。この判断の方法として、一定の誤差Ｑ２（ｍｇ／Ｌ）を考え、凝縮水溶存酸素濃度値ＢがＱ２以下（Ｑ２≧Ｂ≧０）の場合には、この値Ｂは実質的にゼロであるとしている。この場合、Ｑ２の値としては、例えば０．１が定められる。

第３判定手段２５は、給水溶存酸素濃度値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂと、溶存酸素除去量値Ｃとに対して、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が実質的に成立している場合でも、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが許容値Ｐ１（ｍｇ／Ｌ）以内（Ｐ１≧Ｂ≧０）であれば、脱酸素剤Ｄの注入量は充分であるとして、その注入量を現状維持とするものである。この許容値Ｐ１には、例えば０．５が定められる。

第４判定手段２６は、給水溶存酸素濃度値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂと、溶存酸素除去量値Ｃとに対して、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が実質的に成立せず、かつ、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが実質的にゼロである場合でも、給水溶存酸素濃度値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂとの差（Ｃ−Ａ）が許容値Ｐ２（ｍｇ／Ｌ）以内（Ｐ２≧Ｂ≧０）であれば、脱酸素剤Ｄの注入量過剰は生じていないとして、脱酸素剤Ｄの注入量を現状維持とするものである。この許容値Ｐ２には、例えば０．５が定められる。

カウンタ設定手段２７は、初期設定で０とされた、Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃに、１づつを加えていったもの（Ｎａ＝Ｎａ＋１、Ｎｂ＝Ｎｂ＋１、Ｎｃ＝Ｎｃ＋１）が、所定の整数Ｋに達したか否かによって、一定の判断を行わせるものである。Ｎａは、脱酸素剤Ｄの注入量を増加させようとする場合に１が加算されるように用いられ、Ｎｂは、脱酸素剤Ｄの注入量を現状維持にさせようとする場合に１が加算されるように用いられ、Ｎｃは、脱酸素剤Ｄの注入量を減少させようとする場合に、１が加算されるように用いられる。

タイマ設定手段２８は、情報入出力手段２９を介した、情報（濃度計測信号Ｙ１，Ｙ２や注入量信号Ｘ２）の取り込みを、溶存酸素計１３,１６や薬注装置１５の制御部３３からの情報の発信と同期させるものである。溶存酸素計１３,１６や薬注装置１５の制御部３３からの情報の発信が、例えば１分おきになされる場合は、タイマ設定手段２８は、他の手段２１〜２７が１分おきに動作するように、この他の手段２１〜２７のその間の動作を中断させる。この場合、カウンタ設定手段２７の整数Ｋを、例えば３としておけば、Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃには、１分おきに１が加えられるので、Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃの何れかは、最短３分で整数Ｋに達することとなる。

つぎに、図４のフローチャートを参照しつつ、脱酸素剤注入量制御装置１７の動作、すなわち、脱酸素剤注入量の制御方法を説明する。なお、図４のフローチャートでは、誤差Ｑ１には０．３、誤差Ｑ２には０．１、許容値Ｐ１には０．５、許容値Ｐ２には０．５が与えられている。また、溶存酸素計１３,１６等からの情報の伝達は、１分ごとになされるものとし、したがって、タイマ設定手段２８の設定タイマは１分とする。

まず、Ｎａ＝０、Ｎｂ＝０、Ｎｃ＝０が定められた（ステップＳ１）後、溶存酸素濃度計１６により計測されたボイラ給水Ｗ中の給水溶存酸素濃度値Ａと、溶存酸素濃度計１３により計測された蒸気Ｓの凝縮水Ｇ中の凝縮水溶存酸素濃度値Ｂと、薬注装置１５の制御部３３から発せられた現在の脱酸素剤Ｄの注入量の値とに関する情報の取り込みがなされる（ステップＳ２）。つづいて、脱酸素剤Ｄの注入量の値を基に、ボイラ給水Ｗ中から除去できる溶存酸素除去量値Ｃが算出される（ステップＳ３）。

つぎに、給水溶存酸素濃度値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂと、溶存酸素除去量値Ｃとが、０．３≧｜（Ａ−（Ｂ＋Ｃ））｜の関係を満たしているか否か、すなわち値Ａ，Ｂ，Ｃが、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を実質的に満たしているか否かが判断される（ステップＳ４）。ステップＳ４でＹＥＳとなって、値Ａ，Ｂ，Ｃが、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を実質的に満たしている場合には、脱酸素剤Ｄの注入量不足が考えられるが、この場合、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが、０．５≧Ｂ≧０を満たしているか否かが判断される（ステップＳ５）。そして、ステップＳ５でＹＥＳとなって、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが０．５≧Ｂ≧０を満たしている場合には、この値Ｂは許容範囲内とされて、脱酸素剤Ｄの注入量を現状維持とすべく、Ｎｂに１を加えて、Ｎｂ＝１とした（ステップＳ６）後、ＮｂがＫ（＝３）に達しているか否かが判断される（ステップＳ７）。ステップＳ７でＮＯの場合には、ステップＳ２に戻され、ＹＥＳの場合には、脱酸素剤Ｄの注入量の現状維持が決定される（ステップＳ８）。なお、ステップＳ２には、１分経過後に戻される。

また、ステップＳ５でＮＯとなって、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが、０．５≧Ｂ≧０を満たしていない場合には、脱酸素剤Ｄの注入量の増加をなすべく、Ｎａに１を加えて、Ｎａ＝１とした（ステップＳ９）後、ＮａがＫ（＝３）に達しているか否かが判断される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０でＮＯの場合には、ステップＳ２に戻され、ＹＥＳの場合には、脱酸素剤Ｄの注入量の増加が決定され（ステップＳ１１）、溶存酸素除去量値が、給水溶存酸素濃度値Ａとなるように、注入量の増加分が算出される。なお、ステップＳ２には、１分経過後に戻される。

ステップＳ４でＮＯとなって、給水溶存酸素濃度値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂと、溶存酸素除去量値Ｃとが、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を実質的に満たしていない場合には、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが、０．１≧Ｂ≧０を満たしているか否かが判断される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２でＹＥＳとなって、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが、０．１≧Ｂ≧０を満たしている場合には、値Ｂは実質的にゼロで、蒸気Ｓ中には酸素はなく、脱酸素剤Ｄの注入量の過剰が考えられるが、この場合、給水溶存酸素濃度値Ａと溶存酸素除去量値Ｃとの差の値が、０．５≧（Ｃ−Ａ）≧０を満たしているか否かが判断される（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１３でＹＥＳとなって、値Ａ,Ｃの差の値が、０．５≧（Ｃ−Ａ）≧０を満たしている（許容範囲内である）場合には、脱酸素剤Ｄの注入量を、現状維持とすべく、Ｎｂに１を加えて、Ｎｂ＝１とした（ステップＳ６）後、ＮｂがＫ（＝３）に達しているか否かが判断される（ステップＳ７）。その後は前述の場合と同様であるので、省略する。

また、ステップＳ１３でＮＯとなって、値Ａ,Ｃの差の値が、０．５≧（Ｃ−Ａ）≧０を満たしていない場合には、脱酸素剤Ｄの注入量は減少すべく、Ｎｃに１を加えて、Ｎｃ＝１とした（ステップＳ１４）後、ＮｃがＫ（＝３）に達しているか否かが判断される（ステップＳ１５）。ステップＳ１５でＮＯの場合には、ステップＳ２に戻され、ＹＥＳの場合には、脱酸素剤Ｄの注入量の減少が決定され（ステップＳ１６）、溶存酸素除去量値が、給水溶存酸素濃度値Ａとなるように、注入量の減少分が算出される。なお、ステップＳ２には、１分経過後に戻される。

ステップＳ８，Ｓ１１，Ｓ１６からの脱酸素剤Ｄの注入量の増減等の情報は、注入量増減信号Ｘ１として、薬注装置１５の制御部３３に伝えられ（スッテップＳ１７）、その後、１分経過後ステップＳ１に戻され、上述の動作が繰り返される。そして、薬注装置１５の制御部３３は、薬注ポンプ３１のピストンストロークの伸縮を図り、薬注ポンプ３１からの脱酸素剤Ｄの注入量の増減を行う。

また、ステップＳ１２でＮＯとなり、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが、０．１≧Ｂ≧０を満たしていない場合には、脱酸素剤Ｄは充分に注入されているにもかかわらず、蒸気Ｓ中には酸素が存在することとなり、異常な状態が生じていることとなるので、警報信号が発せられ（ステップＳ１８）、警報器１８から警報が発せられる。警報の原因としては、脱酸素剤Ｄの劣化による脱酸素能力の低下、薬液（脱酸素剤Ｄ）の薬注ポンプ３１や薬注配管３２からの漏れ出し、溶存酸素濃度の計測値計１３，１６の校正不良等が考えられるので、作業者は直ちにボイラ装置１を点検し、対策をとる必要がある。

ここで、ステップＳ５やステップＳ１３は必ずしも設けなくてもよい。ステップＳ５を設けない場合には、給水溶存酸素濃度値Ａと溶存酸素除去量値Ｃとが、Ｃ＞Ａの関係を生じないように、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係式に対する誤差Ｑ１は小さくしなければならない。また、ステップＳ５を設けた場合でも、給水溶存酸素濃度値Ｂの対する許容値Ｐ１を小さくとれば同様のことがいえる。ステップＳ１３を設けない場合には、給水溶存酸素濃度値Ａと溶存酸素除去量値Ｃとが、Ｃ＜Ａの関係を生じないように、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂの誤差Ｑ２は小さくしなければならない。また、ステップＳ１３を設けた場合でも、給水溶存酸素濃度値Ａと溶存酸素除去量値Ｃとの差の値に対する許容値Ｐ２を小さくとれば同様のことがいえる。

また、給水溶存酸素濃度値Ａ、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂ、溶存酸素除去量値Ｃには、計測誤差等を最小限にするため、例えば数秒おきに計測された複数のものを平均して用いるようにしてもよい。このことは、溶存酸素計１３,１６側や薬注装置１５の制御部３３側でやってもよいし、脱酸素剤注入量制御装置１７側でやってもよい。

以上のように、この脱酸素剤注入量の制御方法では、給水溶存酸素濃度値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂと、溶存酸素除去量値Ｃとが、実質的に、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たしているか否かの判定をし、満たしている場合には脱酸素剤Ｄの注入量を増加させ、満たしていない場合には、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが実質的にＢ＝０か否かを判定し、これを満たしている場合には脱酸素剤Ｄの注入量を減少させているので、脱酸素剤Ｄの注入不足だけでなく注入過剰に対しても対処でき、脱酸素剤Ｄの適量注入を行わせることができる。上記値Ａ,Ｂ,Ｃが、実質的にＡ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たさず、かつ、溶存酸素濃度の計測値Ｂも実質的にゼロでない場合は、脱酸素剤Ｄは充分に注入されているにもかかわらず、蒸気Ｓ中には酸素が存在する異常な状態となるが、この脱酸素剤注入量の制御方法では、この異常な状態に対しても、アラームを発生させているので、異常な状態に対する対処も直ちになすことができる。

また、この脱酸素剤注入量の制御方法では、給水溶存酸素濃度値Ａと、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂと、溶存酸素除去量値Ｃとが、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を実質的に満たしている場合に、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが許容値Ｐ１以下（Ｐ１≧Ｂ≧０）であるか判定し、これが許容値Ｐ１以下の場合には、脱酸素剤Ｄの注入量を現状維持としている。また、上記値Ａ,Ｂ,Ｃが、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を実質的に満たさず、かつ、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂも実質的にゼロでない場合に、給水溶存酸素濃度値Ａと溶存酸素除去量値Ｃとの差の値が、許容値Ｐ２以下（Ｐ２≧（Ｃ−Ａ）≧０）であるか否かを判定し、これが許容値Ｐ２以下の場合には、脱酸素剤Ｄの注入量を現状維持としている。このため、この脱酸素剤注入量の制御方法では、脱酸素剤Ｄの注入量の僅かな違いによって、脱酸素剤Ｄの注入量を増減させるといった、動作のハンチング現象を、有効に防止することができる。

つぎに、脱酸素剤注入量の制御方法につき、具体的に数字を挙げた実施例について説明する。

薬注装置１５からの脱酸素剤Ｄ（植物系素材使用）の注入量の値は１５０（ｍｇ／Ｌ）であり、この値から算出した溶存酸素除去量値Ｃは、６．０（ｍｇ／Ｌ）となる。また、、溶存酸素計１３からの給水溶存酸素濃度値Ａが６．０（ｍｇ／Ｌ） 、溶存酸素計１６からの凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが０．１（ｍｇ／Ｌ）であった。この場合、誤差Ｑ１を考慮すれば、実質的に、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が満たされており、かつ、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂは、許容値Ｐ１内にあるので、脱酸素剤Ｄの注入量は現状維持とされる。

実施例１の状態で、脱酸素力が低下した脱酸素剤Ｄが注入された場合、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂは、２．５（ｍｇ／Ｌ）となり、他の値Ａ，Ｃには変化はなかった。この場合、誤差Ｑ１を考慮しても、実質的に、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係は満たさず、かつ、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂも、誤差Ｑ２を考慮しても、実質的にゼロとはならない。そして、この状態が３分間継続され、突発的な計測異常等ではないと考えられるので、異常として警報が発せられる。

実施例１の状態（溶存酸素除去量値Ｃは６．０（ｍｇ／Ｌ）のまま）で、蒸気Ｓの復水の回収率が増加し、給水溶存酸素濃度値Ａが２．８（ｍｇ／Ｌ）で、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが０．１（ｍｇ／Ｌ）の状態が３分間継続した。この場合、実質的に、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が満たされておらず、かつ、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが、実質的にゼロとなるので、脱酸素剤Ｄの過剰注入が生じており、その過剰分、（２．８−６）×１５０／６＝−８０（ｍｇ／Ｌ）だけ、脱酸素剤Ｄの注入量が減少される。

実施例１の状態（溶存酸素除去量値Ｃは６．０（ｍｇ／Ｌ）のまま）で、蒸気Ｓの復水の回収率が減少し、給水溶存酸素濃度値Ａが７．２（ｍｇ／Ｌ）、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが１．２（ｍｇ／Ｌ）に変わって、この状態が３分間継続した。この場合、実質的に、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係が満たされており、かつ、凝縮水溶存酸素濃度値Ｂが、許容値Ｐ１より大きいので、脱酸素剤Ｄの注入不足が生じており、その不足分、（７．２−６）×１５０／６＝３０（ｍｇ／Ｌ）だけ、脱酸素剤Ｄの注入量が増加される。

ボイラ装置における、蒸気、水、信号、薬液等の流れを示す流れ図である。 脱酸素剤注入量制御装置の説明用ブロック図である。 脱酸素剤注入量と溶存酸素除去量との関係を示すグラフである。 この発明の一実施の形態を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

Ｓ３ 算出ステップ
Ｓ４ 第１判定ステップ
Ｓ５ 第３判定ステップ
Ｓ１１ 注入量増加ステップ
Ｓ１２ 第２判定ステップ
Ｓ１３ 第４判定ステップ
Ｓ１６ 注入量減少ステップ
Ｓ１８ アラームステップ
Ｄ 脱酸素剤
Ｇ 凝縮水
Ｐ１，Ｐ２ 許容値
Ｑ１，Ｑ２ 誤差
Ｓ 蒸気
Ｗ ボイラ給水

Claims (2)

1. ボイラ給水中の給水溶存酸素濃度の値と、発生した蒸気の凝縮水中の凝縮水溶存酸素濃度の値と、ボイラ給水中への脱酸素剤の注入量の値とに基づいて、前記ボイラ給水中への前記脱酸素剤の注入量を制御し、前記蒸気中に含まれる酸素量を無くすようにする脱酸素剤注入量の制御方法であって、
   前記脱酸素剤の注入量の値から、溶存酸素除去量を算出する算出ステップと、
   前記給水溶存酸素濃度の値がＡ、前記凝縮水溶存酸素濃度の値がＢ、前記算出ステップで算出された溶存酸素除去量の値がＣである場合に、一定の誤差範囲内において、Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たすか否かを判定する第１判定ステップと、
   前記第１判定ステップにおいて、前記３つの値Ａ、Ｂ、Ｃが、前記Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たしていると判定された場合に、前記溶存酸素除去量の値が、前記給水溶存酸素濃度の値Ａとなるように、前記脱酸素剤の注入量を増加させる注入量増加ステップと、
   前記第１判定ステップにおいて、前記３つの値Ａ、Ｂ、Ｃが、前記Ａ＝Ｂ＋Ｃの関係を満たしていないと判定された場合に、前記凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが、一定の誤差範囲内において、ゼロに等しいか否かを判定する第２判定ステップと、
   前記第２判定ステップにおいて、前記値Ｂがゼロに等しいと判定された場合に、前記溶存酸素除去量の値が、前記給水溶存酸素濃度の値Ａとなるように、前記脱酸素剤の注入量を減少させる注入量減少ステップと、
   前記第２判定ステップにおいて、前記値Ｂがゼロに等しくないと判定された場合に、警報を発生させるアラームステップとを有することを特徴とする脱酸素剤注入量の制御方法。
2. Ｐ１、Ｐ２を許容値とした場合に、
   前記注入量増加ステップの前に、前記凝縮水溶存酸素濃度の値Ｂが、Ｐ１≧Ｂ≧０の条件を満たすか否かを判定する第３判定ステップを設けて、前記値Ｂが、前記Ｐ１≧Ｂ≧０の条件を満たす場合には、前記溶存酸素除去量の値が、前記給水溶存酸素濃度の値Ａと見なされて、前記脱酸素剤の注入量を現状維持とし、前記値Ｂが、前記Ｐ１≧Ｂ≧０の条件を満たさない場合には、前記注入量増加ステップに進ませ、
   かつ、前記注入量減少ステップの前に、前記給水溶存酸素濃度の値Ａと前記溶存酸素除去量の値Ｃとが、Ｐ２≧（Ｃ−Ａ）≧０の条件を満たすか否かを判定する第４判定ステップを設けて、前記２つの値Ａ、Ｃが、前記Ｐ２≧（Ｃ−Ａ）≧０の条件を満たす場合には、前記溶存酸素除去量の値が、前記給水溶存酸素濃度の値Ａと見なされて、前記脱酸素剤の注入量を現状維持とし、前記２つの値Ａ、Ｃが、前記Ｐ２≧（Ｃ−Ａ）≧０の条件を満たさない場合には、前記注入量減少ステップに進ませることを特徴とする請求項１記載の脱酸素剤注入量の制御方法。

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