JP5362665B2 - ボイラの自動ブロー制御方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボイラの自動ブロー制御において、ボイラ本体からブロー水を取り出す位置を２箇所設け、ボイラの運転負荷状態によりブロー水の取り出す位置を変更する自動ブロー制御方法及び装置に関するものである。

一般的なボイラのブロー水の取出し位置は一箇所である。本出願人会社の貫流ボイラにおいても、気水分離器からの取出しを基準としている（他社の場合、多くは気水分離器から本体への戻り管から取り出している）。これは、ボイラ缶水がボイラ本体の水管で加熱され、蒸気と濃縮したボイラ缶水とになり、これらが気液二層の状態で蒸気連絡管を通り気水分離器へ導かれ、気水分離器内で蒸気と濃縮ドレンに分離され、蒸気はボイラ外へ送気され、濃縮されたドレン水が気水分離器内に溜る。

このようにして、十分に濃縮された缶水を取り出すことで良好な自動ブロー制御が可能となる。このため、当該部からブロー水を取り出すこととしている。ブロー水として取り出されなかった濃縮缶水は、気水分離器下部でボイラ給水と混合され、戻り管を経てボイラ本体へと供給される。

昨今の省エネルギー・ＣＯ₂ 削減のニーズを受け、ボイラとしては燃焼ターンダウン比（最大燃焼量と最小燃焼量の比）を拡大させるニーズが高まっている。ターンダウン比を拡大すると、蒸気負荷が少なくなった際もボイラが停止せず、その結果、ボイラのＯＮ−ＯＦＦによるエネルギーロスが低減され省エネルギーに繋がるという利点がある。

しかしながら、ボイラ側では、気水分離器へ供給される気液二層流の液層の割合は、ボイラ燃焼負荷が低ければ低いほど減少する。このため、気水分離器内とボイラ水管・管寄せ内のボイラ缶水に濃度差が生じる。この濃度差はボイラの燃焼量が少なければ少ないほど大きくなるため、気水分離器からのブロー取出しでは良好なボイラ缶水の濃度管理が困難になる。つまり、ボイラのターンダウン比拡大は、ボイラの自動ブロー制御方法の改善が必要となる。

関連特許の調査を行ったが、ボイラ負荷によってブロー水の取出し位置を変更する類の特許は見つからなかった。一般的な貫流ボイラは下管寄せへの給水及び戻り管からのブロー水の取出しを行っている。また、燃焼制御もターンダウン比２：１のＨＩ−ＬＯＷ制御から、十分に気水分離器へ缶水が供給される。

また、下管寄せからのブロー（缶低ブロー）についての特許出願も見られるが、自動ブローとの関連性もなく、ボイラ負荷との関係もない。フラッシュ防止や缶体過熱の防止目的が主である。

特開２００１−１６５４０３号公報 特開２００２−３２３２０２号公報 特開平１０−６１９０４号公報

解決しようとする問題点は、負荷の変動するボイラの運転状況によって、良好な自動ブローが行えない点である。

そこで、本発明においては、下管寄せから自動ブロー水を取り出す経路を新規に追加する。下管寄せ内のボイラ缶水は比較的ボイラ低負荷燃焼による缶水濃度変化の影響を受けにくく、ボイラ低負荷燃焼時は気水分離器側内の缶水よりもブロー水の取出し位置に適している。しかしながら、下管寄せからブロー水を取り出すと、ボイラ水管に水が供給されにくくなり、特にボイラの高負荷燃焼時には水管が過熱する可能性がある。

本発明は、これらの点を考慮して、ボイラの自動ブロー制御について、ブロー水の取出し位置を気水分離器と下管寄せの２箇所準備しておき、ボイラの負荷状況に応じて、ボイラ負荷が中間から高負荷にかけては、従来通り気水分離器からの自動ブローを行い、ボイラ負荷が低いときには下管寄せからの自動ブローに切り替えるようにしたことを最も主要な特徴とする。

その他に下管寄せからのブロー水リークを監視するために、下管寄せからのブロー配管に流量を検知する温度センサを取り付けることや、下管寄せからのブロー水を取り出す位置をボイラの熱負荷の低いボイラ排ガス出口側に取り付けるなどの特徴を加える。

本発明では、ボイラの自動ブロー制御装置において、ボイラ本体からブロー水を取り出す位置を２箇所設け、ボイラの運転負荷状態によりブロー水の取り出す位置を変更している。この場合、ブロー配管は途中で合流させ、自動ブロー制御用の電磁弁やブロークーラー、ブロー流量調整用のオリフィスは共有させる。

本発明のボイラの自動ブロー制御方法は、ボイラの自動ブロー制御方法において、ボイラ本体からのブロー水の取出し位置を、ボイラの気水分離器からとボイラの下管寄せからとの２箇所設け、ボイラの運転状況によってブロー水を取り出す位置を選択して切り替えることを特徴としている。

この方法において、ブロー水の取出し位置の切替えは、高燃焼（１００％）負荷から中間燃焼（〜３０％）負荷までは気水分離器からのブロー取出しとし、低燃焼（３０％〜１０％）負荷では下管寄せからのブロー取出しとする。

本発明のボイラの自動ブロー制御装置は、ボイラの自動ブロー制御装置において、ボイラ本体からのブロー水の取出し位置を、ボイラの気水分離器からとボイラの下管寄せからとの２箇所設け、ボイラの運転状況によってブロー水を取り出す位置を選択できるようにしたことを特徴としている。

この装置において、下管寄せからのブロー水の取出し位置として、気水分離器からの戻り管を経由して下管寄せに流入する戻り水の入口位置に対し、最も遠い側（反対側）の下管寄せからブロー水を取り出す位置とするか、下管寄せからのブロー水の取出し位置として、ボイラ水管の熱負荷の低いボイラ排ガス出口側の下管寄せ部位からブロー水を取り出す位置とする。

また、これらの装置において、２箇所より取り出すブロー配管を合流させ、合流後のブロー配管にブロークーラー、自動ブロー電磁弁及び流量調節用オリフィスを設けた構成とすることが望ましい。

これらの装置において、ボイラの気水分離器からのブロー配管と、下管寄せのブロー配管とを、新ブロー配管を介して接続し、新ブロー配管と気水分離器のブロー配管との接続箇所にブロー切替弁を設け、さらに、新ブロー配管に下管寄せからのブローリークを監視する温度センサを取り付け、ボイラ本体の安全を確保するようにした構成とすることが望ましい。

本発明の方法及び装置は、負荷の変動するボイラの運転状況に応じて、自動ブローを良好に行うことができるという利点を有している。また、ボイラの高負荷燃焼時の過熱を防止することができる。

図１は本発明のボイラの自動ブロー制御装置の一例を示す構成説明図である。 図２は図１におけるＡ−Ａ線断面説明図の一例である。 図３は図１におけるＡ−Ａ線断面説明図の他の例である。

ボイラにおける自動ブローを良好に行うという目的を、ブロー水を取り出す位置を気水分離器及び下管寄せの２箇所とすることにより実現した。

図１は、本発明のボイラの自動ブロー制御装置の１実施例を示し、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面の一例を示し、図３は、図１におけるＡ−Ａ線断面の他の例を示している。図１に示すボイラの自動ブロー制御装置において、ボイラ本体１からのブロー水の取出し位置を、ボイラの気水分離器２からとボイラの下管寄せ３からとの２箇所設け、ボイラの運転状況によってブロー水を取り出す位置を選択できるように構成されている。４は上管寄せ、５はボイラ水管である。

図２に示すように、この下管寄せ３からのブロー水の取出し位置は、気水分離器２から下管寄せ３への戻り管６を経由して下管寄せに流入する戻り水の入口位置に対し、最も遠い側（反対側）の下管寄せ３（図１における右側）からブロー水を取り出す位置とされている。７は下管寄せからのブロー配管である。

また、図３に示すように、下管寄せ３からのブロー水の取出し位置として、ボイラ水管の熱負荷の低いボイラ排ガス出口８側の下管寄せ３部位からブロー水を取り出す位置とする場合もある。

図１に示すように、ボイラの気水分離器２からのブロー配管１０と、下管寄せ３からのブロー配管７とを、新ブロー配管１１を介して接続し、この新ブロー配管１１と気水分離器２からのブロー配管１０との接続箇所にブロー切替弁１２（一例として三方弁）を設け、さらに、新ブロー配管１１に下管寄せ３からのブローリークを監視する温度センサ１３を取り付け、ボイラ本体の安全を確保するように構成されている。この温度センサ１３は制御盤（図示せず）に接続されている。１４は制御器である。

上記のように、２箇所より取り出すブロー配管を合流させ、合流後のブロー配管１５にブロークーラー１６、自動ブロー電磁弁１７及び流量調節用ブローオリフィス１８を設けている。２０は給水ポンプ、２１、２２は給水管、２２は排水弁、２４、２５は止弁、２６は蒸気連絡管、２７はバーナ、２８は空気ダクトである。

上記のように、ボイラ本体１からのブロー水の取出し位置を、ボイラの気水分離器２からとボイラの下管寄せ３からとの２箇所設けた構成において、ボイラの運転状況によってブロー水を取り出す位置を選択して切り替える。ブロー水の取出し位置の切替えは、一例として、高燃焼（１００％）負荷から中間燃焼（〜３０％）負荷までは気水分離器２からのブロー取出しとし、低燃焼（３０％〜１０％）負荷では下管寄せ３からのブロー取出しとする。

負荷の変動するボイラの運転状況に応じて、自動ブローを良好に行うことができ、特に、ボイラの高負荷燃焼時の水管の過熱を防止することができる。

１ ボイラ本体
２ 気水分離器
３ 下管寄せ
４ 上管寄せ
５ ボイラ水管
６ 戻り管
７ 下管寄せからのブロー配管
８ ボイラ排ガス出口
１０ 気水分離器からのブロー配管
１１ 新ブロー配管
１２ ブロー切替弁
１３ 温度センサ
１４ 制御器
１５ 合流後のブロー配管
１６ ブロークーラー
１７ 自動ブロー電磁弁
１８ 流量調節用ブローオリフィス
２０ 給水ポンプ
２１、２２ 給水管
２３ 排水弁
２４、２５ 止弁
２６ 蒸気連絡管
２７ バーナ
２８ 空気ダクト

Claims (5)

1. ボイラの自動ブロー制御方法において、ボイラ本体からのブロー水の取出し位置を、ボイラの気水分離器からとボイラの下管寄せからとの２箇所設け、ボイラの運転状況によってブロー水を取り出す位置を選択して切り替え、ブロー水の取出し位置の切替えは、高燃焼負荷から中間燃焼負荷までは気水分離器からのブロー取出しとし、低燃焼負荷では下管寄せからのブロー取出しとすることを特徴とするボイラの自動ブロー制御方法。
2. ボイラの自動ブロー制御装置において、ボイラ本体からのブロー水の取出し位置を、ボイラの気水分離器からとボイラの下管寄せからとの２箇所設け、ボイラの運転状況によってブロー水を取り出す位置を選択できるようにし、ボイラの気水分離器からのブロー配管と、下管寄せのブロー配管とを、新ブロー配管を介して接続し、新ブロー配管と気水分離器のブロー配管との接続箇所にブロー切替弁を設け、さらに、新ブロー配管に下管寄せからのブローリークを監視する温度センサを取り付け、ボイラ本体の安全を確保するようにしたことを特徴とするボイラの自動ブロー制御装置。
3. 下管寄せからのブロー水の取出し位置として、気水分離器からの戻り管を経由して下管寄せに流入する戻り水の入口位置に対し、最も遠い側の下管寄せからブロー水を取り出す位置とした請求項２記載のボイラの自動ブロー制御装置。
4. 下管寄せからのブロー水の取出し位置として、ボイラ水管の熱負荷の低いボイラ排ガス出口側の下管寄せ部位からブロー水を取り出す位置とした請求項２記載のボイラの自動ブロー制御装置。
5. ２箇所より取り出すブロー配管を合流させ、合流後のブロー配管にブロークーラー、自動ブロー電磁弁及び流量調節用オリフィスを設けた請求項２、３又は４記載のボイラの自動ブロー制御装置。

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