JP5765197B2 - 熱媒ボイラ - Google Patents
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Description
特許文献2に記載されている排熱回収システムによれば、前記ダクト内に設けた切り換えダンパーを切り換えてバイパスダクトを流れる流体量を制御し、排ガス中のNOxの量を所定量以下に抑えることができる。
図1は本発明に係る熱媒ボイラの実施の形態の第1例を示す概略構成図、図2,図3はそれぞれ図1の開度調整弁の他例を示す説明図である。
である。
バーナ2には、燃料ガスを供給する燃料ガス供給ライン12が接続されている。燃料ガス供給ライン12には、バーナ2へ燃料ガスを供給する燃料ガス流量調整弁13が設けられている。
開度調整弁15にあっては、図2に示すようにダンパとしてもよい。また、本例では、開度調整弁15はバイパスライン14に設けられているが、図3に示すように、開度調整弁15として3方弁を用い、3方弁を排ガスライン10とバイパスライン14の分岐部分に設け、3方弁の開度を調整して排ガスライン10およびバイパスライン14への排ガス流量を分割調整するようにしてもよい。
本例の熱媒ボイラ1は、熱媒油は負荷機器と缶体4との間で循環ポンプ20の運転により循環しており、負荷機器で温度が低下した熱媒油が缶体4の熱媒油加熱管3に戻り、缶体4で加熱されて、再び負荷機器に送られる。
運転中、ウインドボックス6に送られる燃焼用空気はレキュペレータ11で予熱されるため、予熱温度によって空気の体積が変化し、燃焼用空気量が変化するが、制御部17は、一定の空燃比になるように、差圧検出手段19により求めた送風機8とレキュペレータ11の間の燃焼用空気供給ライン7に設けた圧力損失部18の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ9を制御して送風機8からの総風量を制御する。
なお、総風量の制御は、上述のほかに、レキュペレータ11の出口側に設けた温度センサ16の検出温度に基づいて、実験などによって求めた演算式に応じた送風機8の回転数を制御部17内にテーブルとして記憶させておき、温度センサ16の検出温度に応じて、インバータ9の回転数を制御する方法でも良い。
このとき、排ガスの一部をバイパスさせても直ぐには燃焼用空気の温度は低下しないので、制御部17は開度調整弁15を所定開度開いて所定時間経過したのちに温度センサ16による検出温度を判定し、検出温度が予熱上限温度を超えているようであれば、開度調整弁15をさらに所定開度開くようにする。このようにした温度センサ16による検出温度が予熱上限温度を下回ったら、開度調整弁15の開度をその開度で固定する。このようにして開度調整弁15の開度を調整している間、予熱空気温度は変化するので、空燃比を一定に保つために、圧力損失部18の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ9を制御して送風機8からの総風量を制御する。
このとき、排ガスの一部をバイパスさせても直ぐには燃焼用空気の温度は上昇しないので、制御部17は開度調整弁15を所定開度閉じて所定時間経過したのちに温度センサ16による検出温度を判定し、検出温度が予熱上限温度より低いようであれば、開度調整弁15をさらに所定開度閉じるようにする。このようにした温度センサ16による検出温度が予熱上限温度に達したら、開度調整弁15の開度をその開度で固定する。このようにして開度調整弁15の開度を調整している間、予熱空気温度は変化するので、空燃比を一定に保つために、圧力損失部18の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ9を制御して送風機8からの総風量を制御する。
また、開度調整弁15の開度の調整により予熱空気温度が変化し、燃焼用空気量が変化したとき、圧力損失部18の入口側と出口側の差圧に基づいて、制御部17がインバータ9の周波数を前記差圧に対応する周波数に制御するので、燃焼用空気を燃焼種の燃焼量に追従させることができ、安定した燃焼性を維持することができる。
本例の熱媒ボイラについて、前記第1例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第1例と異なる構成についてのみ説明する。
開度調整弁23にあっては、図5に示すようにダンパとしてもよい。また、本例では、開度調整弁23はバイパスライン22に設けられているが、図6に示すように、開度調整弁23として3方弁を用い、3方弁を燃焼用空気供給ライン7とバイパスライン22の分岐部分に設け、3方弁の開度を調整して燃焼用空気供給ライン7とバイパスライン22への燃焼用空気流量を分割調整するようにしてもよい。
また、燃焼用空気供給ライン7にはレキュペレータ11の出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサ16が設けられ、温度センサ16で検出した温度を制御部24へ発信するようになっている。
制御部24に記憶させる燃料種に応じた予熱上限温度は、燃料種毎に設定するもであって、その設定にあっては、第1例と同様に、制御部24に組み込まれるプログラムに予定されている使用燃料に応じた予熱上限温度を設定する方法や、液晶タッチパネルなどの操作画面を熱媒ボイラ1に設けておき、操作画面上で燃料種を選択するようにし、プログラムは選択された燃料種に応じた予熱上限温度を設定するようにする方法などがある。なお、予想上限温度は、都市ガス(13A)300℃、液化石油ガス(LPG)200℃などとして設定されている。
本例の熱媒ボイラ1は、第1例と同様に、熱媒油は負荷機器と缶体4との間で循環ポンプ20の運転により循環しており、負荷機器で温度が低下した熱媒油が缶体4の熱媒油加熱管3に戻り、缶体4で加熱されて、再び負荷機器に送られる。
運転中、ウインドボックス6に送られる燃焼用空気はレキュペレータ11で予熱されるため、予熱温度によって空気の体積が変化し、燃焼用空気量が変化するが、制御部24は、一定の空燃比になるように、差圧検出手段19により求めた送風機8とレキュペレータ11の間の燃焼用空気供給ライン7に設けた圧力損失部18の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ9を制御して送風機8からの総風量を制御する。
なお、総風量の制御は、上述のほかに、レキュペレータ11の出口側に設けた温度センサ16の検出温度に基づいて、実験などによって求めた演算式に応じた送風機8の回転数を制御部24内にテーブルとして記憶させておき、温度センサ16の検出温度に応じて、インバータ9の回転数を制御する方法でも良い。
制御部24は開度調整弁23を所定開度開いて所定時間経過したのちに温度センサ16による検出温度を判定し、検出温度が予熱上限温度を超えているようであれば、開度調整弁23をさらに所定開度開くようにする。このようにした温度センサ16による検出温度が予熱上限温度を下回ったら、開度調整弁23の開度をその開度で固定する。このようにして開度調整弁23の開度を調整している間、予熱空気温度は変化するので、空燃比を一定に保つために、圧力損失部18の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ9を制御して送風機8からの総風量を制御する。
レキュペレータ11を流れる燃焼用空気量が増えるため、レキュペレータ11内の熱交換量が増え、燃焼用空気の予熱温度は上昇する。
制御部24は開度調整弁23を所定開度閉じて所定時間経過したのちに温度センサ16による検出温度を判定し、検出温度が予熱上限温度より低いようであれば、開度調整弁23をさらに所定開度閉じるようにする。このようにした温度センサ16による検出温度が予熱上限温度に達したら、開度調整弁23の開度をその開度で固定する。このようにして開度調整弁23の開度を調整している間、予熱空気温度は変化するので、空燃比を一定に保つために、圧力損失部18の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ9を制御して送風機8からの総風量を制御する。
また、開度調整弁23の開度の調整により予熱空気温度が変化し、燃焼用空気量が変化したとき、圧力損失部18の入口側と出口側の差圧に基づいて、制御部24がインバータ9の周波数を前記差圧に対応する周波数に制御するので、燃焼用空気を燃焼種の燃焼量に追従させることができ、安定した燃焼性を維持することができる。
2 バーナ
3 熱媒油加熱管
4 缶体
5 燃焼室
6 ウインドボックス
7 燃焼用空気供給ライン
8 送風機
9 インバータ
10 排ガスライン
11 レキュペレータ
12 燃料ガス供給ライン
13 燃料ガス流量調整弁
14 バイパスライン
15 開度調整弁
16 温度センサ
17 制御部
18 圧力損失部
19 差圧検出手段
20 循環ポンプ
21 温度センサ
22 バイパスライン
23 開度調整弁
24 制御部
Claims (3)
- 気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機を用いてバーナに送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータを備えた熱媒ボイラであって、
前記レキュペレータに導入される排ガスの一部をバイパスさせるバイパスラインを排ガスラインに接続し、前記バイパスラインに開度調整弁を設け、燃焼用空気供給ラインにはレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサを設け、さらに、燃料種に応じた予熱上限温度を記憶し、前記温度センサで検出した温度を入力し、燃料種に応じて前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記開度調整弁の開度を調整する制御部を備えたことを特徴とする熱媒ボイラ。 - 気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機を用いてバーナに送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータを備えた熱媒ボイラであって、
前記レキュペレータに導入される燃焼用空気の一部をバイパスさせるバイパスラインを燃焼用空気供給ラインに接続し、前記バイパスラインに開度調整弁を設け、前記燃焼用空気供給ラインにはレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサを設け、さらに、燃料種に応じた予熱上限温度を記憶し、前記温度センサで検出した温度を入力し、燃料種に応じて前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記開度調整弁の開度を調整する制御部を備えたことを特徴とする熱媒ボイラ。 - 前記送風機とレキュペレータの間の燃焼用空気供給ラインに圧力損失部を設けてこの前後の圧力を検出して差圧を求める差圧検出手段を設け、また、前記送風機はインバータを備えており、前記制御部は、燃料種の燃焼量に対応した前記燃焼用空気供給ラインに設けた圧力損失部の入口側と出口側の差圧、差圧に対応したインバータの周波数の数値を記憶し、前記インバータの周波数を前記検出された差圧に対応する周波数に制御する機能を有することを特徴とする請求項1または2のいずれか1に記載の熱媒ボイラ。
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