JP6171315B2

JP6171315B2 - ボイラシステム

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Publication number: JP6171315B2
Application number: JP2012256861A
Authority: JP
Inventors: 宏之畑中; 立季小林; 和弘上永; 智浩大久保
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: JP2014105880A

Description

本発明は、蒸気ボイラと、この蒸気ボイラに補給水を供給する加圧ポンプとを備えたボイラシステムに関する。

ボイラシステムでは、蒸気ボイラの缶体内の水位を所定範囲に保つために、缶体内の水位に応じて、缶体に補給水を供給する加圧ポンプの流量（吐出量）を制御している。缶体への補給水の供給に関する従来技術として、缶体内で所定の水位が検出されたときに、蒸気ボイラの稼動状態に応じて、缶体に供給される補給水の流量を制御するボイラシステムが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００３−１３０３０５号公報

ところで、蒸気ボイラは、待機状態から運転状態に移行した場合等において、ボイラ缶体の内部圧力（以下、「缶体圧力」ともいう）が通常の運転時よりも低下することがある。缶体圧力が低下すると、通常の運転時に比べて加圧ポンプから吐出される補給水の流量が多くなるため、加圧ポンプにキャビテーションが発生しやすくなる。加圧ポンプにキャビテーションが発生すると、ポンプ揚程が低下したり、振動や騒音が生じたりする。また、加圧ポンプから通常よりも多くの補給水が缶体に供給されるため、蒸気ボイラから排出される蒸気の乾き度が低下する。

従って、本発明は、蒸気ボイラの缶体圧力の変化に応じて、補給水の流量を適切に調整することができるボイラシステムを提供することを目的とする。

本発明は、それぞれが個別に運転され、蒸気を発生させる複数台の蒸気ボイラと、複数台の前記蒸気ボイラごとに補給水を吐出する加圧ポンプと、複数台の前記蒸気ボイラごとに缶体の水位を検出する缶体水位センサと、複数台の前記蒸気ボイラの内部の圧力に応じた信号を前記蒸気ボイラごとに圧力検出信号として出力する圧力検出手段と、前記圧力検出信号が予め設定された基準圧力値超過であることを示す第１情報値である場合に設定される第１ポンプ揚程、及び前記圧力検出信号が予め設定された基準圧力値以下であることを示す第２情報値である場合に設定される、前記第１ポンプ揚程よりも低い第２ポンプ揚程をデータテーブルに記憶する、複数台の前記蒸気ボイラに共通の記憶部と、複数台の前記蒸気ボイラそれぞれの前記缶体水位センサの検出信号に基づいて、複数台の前記蒸気ボイラごとに給水要求に関するステータスを設定し、前記ステータスが給水要求ＯＮと設定される場合に、（ｉ）前記圧力検出手段から出力された圧力検出信号が前記第１情報値の場合には、前記データテーブルに記憶された前記第１ポンプ揚程を前記加圧ポンプのポンプ揚程として、（ｉｉ）前記圧力検出手段から出力された圧力検出信号が前記第２情報値の場合には、前記データテーブルに記憶された前記第２ポンプ揚程を前記加圧ポンプのポンプ揚程として、対応する前記蒸気ボイラにおいて検出される圧力検出信号に応じて、それぞれ個別に設定する複数台の前記蒸気ボイラと接続される制御部と、を備えるボイラシステムに関する。

また、ボイラシステムの前記記憶部において、前記データテーブルに記憶された前記第２ポンプ揚程は、前記加圧ポンプの要求吸入ヘッド値を上回るポンプ揚程であることが好ましい。

また、ボイラシステムにおいては、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記加圧ポンプに出力するインバータを備え、前記加圧ポンプは、前記インバータから入力された駆動周波数に応じてポンプ揚程が可変となるように構成され、前記制御部は、前記圧力検出手段から出力された圧力検出信号に基づいて、前記加圧ポンプの駆動周波数を設定し、当該駆動周波数の設定値に対応する電流値信号を前記インバータに出力することが好ましい。

本発明によれば、蒸気ボイラの缶体圧力の変化に応じて、補給水の流量を適切に調整することができるボイラシステムを提供することができる。

実施形態に係るボイラシステム１の全体構成図である。蒸気ボイラ３Ａの一部断面概略図である。ポンプ揚程データテーブルの一例を示す説明図である。制御部１０において加圧ポンプ４Ａのポンプ揚程制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。加圧ポンプ４Ａのポンプ揚程制御を実行した場合の性能曲線図である。

以下、本発明の実施形態に係るボイラシステム１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るボイラシステム１の全体構成図である。図２は、ボイラシステム１に用いられる蒸気ボイラ３Ａの一部断面概略図である。図３は、ポンプ揚程データテーブルの一例を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態に係るボイラシステム１は、補給水タンク２と、蒸気ボイラ部３と、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃと、インバータ５Ａ〜５Ｃと、圧力検出手段としての缶体圧力センサ６Ａ〜６Ｃと、缶体水位センサ７と、スチームヘッダ８と、制御部１０と、を備える。また、ボイラシステム１は、補給水ラインＬ１と、蒸気供給ラインＬ２と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

本実施形態に係るボイラシステム１は、例えば、熱交換器、蒸気釜、リボイラ、オートクレーブ等の蒸気使用設備である負荷装置（不図示）に対して、蒸気を供給する設備である。

図１において、補給水タンク２は、蒸気ボイラ３へ供給する補給水Ｗ１を貯留するタンクである。補給水タンク２に貯留される補給水Ｗ１は、水道や地下水等の供給源（不図示）から供給される。

補給水ラインＬ１は、補給水タンク２に貯留された補給水Ｗ１を、蒸気ボイラ３に供給するラインである。補給水ラインＬ１の上流側の端部は、補給水タンク２に接続されている。また、補給水ラインＬ１の下流側の端部は、３つに分岐して、それぞれ蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃに接続されている。

蒸気ボイラ部３は、蒸気ボイラ３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃを備える。蒸気ボイラ３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃは、同一に構成されている。以下、蒸気ボイラ３Ａを代表して説明する。

蒸気ボイラ３Ａは、補給水タンク２から供給された補給水Ｗ１を加熱して、蒸気Ｗ２を発生させるボイラ（例えば、貫流ボイラ）である。蒸気ボイラ３Ａは、図２に示すように、下部管寄せ３１と、水管３２と、上部管寄せ３３と、燃焼装置３４と、缶体圧力センサ６Ａ（図１参照）と、を備える。図２に示す蒸気ボイラ３Ａにおいて、下部管寄せ３１、水管３２及び上部管寄せ３３は、蒸気Ｗ２を発生する缶体３０を構成する。

下部管寄せ３１は、環状に形成された中空の容器である。下部管寄せ３１には、補給水Ｗ１が貯留される。下部管寄せ３１の一端には、補給水ラインＬ１が接続されている。

水管３２は、補給水Ｗ１を蒸発させて蒸気Ｗ２を発生させる筒状の伝熱管である。水管３２は、下部管寄せ３１の上面に沿って、複数本設けられている（図２では２本のみ示す）。各水管３２の下端部は、下部管寄せ３１と連通している。下部管寄せ３１に供給された補給水Ｗ１は、下部管寄せ３１から各水管３２へ流入する。以下、水管３２の内部に貯留されている水を「缶水」ともいう。

上部管寄せ３３は、環状に形成された中空の容器である。各水管３２の上端部は、上部管寄せ３３と連通している。上部管寄せ３３の上端には、蒸気供給ラインＬ２が接続されている。複数の水管３２で発生した蒸気Ｗ２は、上部管寄せ３３を介して蒸気供給ラインＬ２へ送出される。

缶体圧力センサ６Ａ（図１参照）は、上部管寄せ３３に設けられている。缶体圧力センサ６Ａは、缶体３０内における蒸気Ｗ２の圧力を検出する機器である。缶体圧力センサ６Ａで検出された圧力（以下、「検出缶体圧力値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。

缶体水位センサ７（図１参照）は、いずれか一つの水管３２に設けられている。缶体水位センサ７は、水管３２の内部に貯留されている缶水の水位を検出する機器である。缶体水位センサ７は、制御部１０と電気的に接続されている。缶体水位センサ７で検出された水位は、制御部１０へ水位に関する検出信号として送信される。なお、缶体水位センサ７は、蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃのそれぞれに設けられているが、図１では、蒸気ボイラ３Ａのみ図示する。

燃焼装置３４は、供給された燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させる装置である。燃焼装置３４には、燃料を供給する燃料ライン（不図示）が接続されている。燃焼装置３４は、環状に形成された上部管寄せ３３の中央（内部空間）に配置されている。燃焼装置３４は、上部管寄せ３３側から下部管寄せ３１の方向に向けて燃焼ガスを放射することにより、各水管３２を加熱する。各水管３２内の缶水は、燃焼ガスにより加熱され、蒸気Ｗ２を発生する。また、燃焼装置３４は、制御部１０と電気的に接続されている。燃焼装置３４における燃焼は、制御部１０から送信される燃焼制御信号により制御される。なお、図１では、それぞれの蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃにおける燃焼装置３４の図示を省略する。

蒸気ボイラ部３を構成する蒸気ボイラ３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃは、それぞれ個別に運転される。そのため、すべてが運転中である場合もあれば、特定の蒸気ボイラが待機中、又は待機状態から運転状態へ移行中となる場合もある。

図１に示す加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃは、補給水タンク２から供給される補給水Ｗ１を吸入し、対応する蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃへ加圧して吐出する装置である。加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃは、動力源として、ポンプの回転軸と連結されたモータ（不図示）を備える。加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃは、それぞれ対応するインバータ５Ａ〜５Ｃと電気的に接続されている。加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃには、インバータ５Ａ〜５Ｃから、周波数が変換された駆動電力が入力される。加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃのモータは、インバータ５Ａ〜５Ｃから入力された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。本実施形態の加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃは、インバータ５Ａ〜５Ｃから入力された駆動周波数に応じて、ポンプ揚程が可変となるように構成されている。

インバータ５Ａ〜５Ｃは、それぞれ対応する加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃに、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路である。インバータ５Ａ〜５Ｃは、制御部１０と電気的に接続されている。インバータ５Ａ〜５Ｃには、制御部１０から電流値信号が入力される。インバータ５Ａ〜５Ｃは、制御部１０から入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃに出力する。加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃは、蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃの運転状況に応じて、それぞれ個別に制御される。従って、蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃには、それぞれ異なる流量の補給水Ｗ１が供給される。

蒸気供給ラインＬ２は、蒸気ボイラ部３で発生した蒸気Ｗ２を、スチームヘッダ８へ供給するラインである。蒸気供給ラインＬ２の上流側は、それぞれ蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃに接続されている。蒸気供給ラインＬ２の下流側は、途中で一つにまとめられ、スチームヘッダ８に接続されている。

スチームヘッダ８は、蒸気ボイラ部３から蒸気供給ラインＬ２を介して供給された蒸気Ｗ２を一時的に溜めて、蒸気Ｗ２を使用する負荷装置へ供給する機器である。スチームヘッダ８は、蒸気供給ラインＬ２において、蒸気ボイラ部３と負荷装置との間に設けられている。なお、負荷装置で利用された蒸気Ｗ２の一部は、復水経路（不図示）を経由して、再び補給水タンク２へ回収される。

制御部１０は、ＣＰＵ１１及びメモリ１２を含むマイクロプロセッサにより構成される。制御部１０は、蒸気ボイラ部３に設けられた缶体圧力センサ６Ａ〜６Ｃ、缶体温度センサ（不図示）及び缶体水位センサ７（蒸気ボイラ３Ａのみ図示）から出力される検出信号に基づいて、それぞれの蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃの燃焼を制御するための燃焼制御信号をそれぞれの燃焼装置３４（図２参照）へ送信する。また、制御部１０は、缶体圧力センサ６Ａ〜６Ｃ及びそれぞれの缶体水位センサ７から出力される検出信号に基づいて、補給水Ｗ１が所定の流量値でそれぞれの蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃへ供給されるように、インバータ５Ａ〜５Ｃ（後述）に出力する駆動周波数を設定する。

制御部１０は、それぞれの缶体水位センサ７から送信されるボイラ缶体の水位に関する検出信号に基づいて、給水要求に関するステータスを変更する。すなわち、制御部１０は、検出信号により特定されるボイラ缶体の水位が予め設定された下限水位まで低下した場合には、給水要求に関するステータスを「給水要求ＯＮ」に設定する。また、制御部１０は、検出信号により特定されるボイラ缶体の水位が予め設定された上限水位まで上昇した場合には、給水要求に関するステータスを「給水要求ＯＦＦ」に設定する。

制御部１０は、給水要求に関するステータスが給水要求ＯＮの場合には、補給水Ｗ１が所定の流量値でそれぞれの蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃへ供給されるように、インバータ５Ａ〜５Ｃへ出力する駆動周波数を設定する。また、給水要求に関するステータスが給水要求ＯＦＦの場合には、補給水Ｗ１が蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃへ供給されないように、インバータ５Ａ〜５Ｃへの駆動周波数の出力を停止する。

制御部１０において、マイクロプロセッサのメモリ１２には、図３に示すポンプ揚程データテーブルが記憶されている。ポンプ揚程データテーブルは、缶体圧力センサ６Ａ〜６Ｃから出力される検出缶体圧力値（検出信号）が予め設定された基準圧力値を超過する第１情報値である場合に設定される第１ポンプ揚程、及び検出缶体圧力値が予め設定された基準圧力値以下となる第２情報値である場合に設定される第２ポンプ揚程（＜第１ポンプ揚程）を記憶する記憶エリアである。

ここで、予め設定された基準圧力値とは、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃの駆動周波数を切り替えるか否かを判定する際に用いる閾値である。本実施形態における基準圧力値は、図３に示すように、０．７ＭＰａである。
本実施形態のポンプ揚程データテーブルでは、基準圧力値と、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃのポンプ揚程を第１ポンプ揚程又は第２ポンプ揚程とするための駆動周波数と、が対応付けて記憶されている。すなわち、ポンプ揚程データテーブルには、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃのポンプ揚程を第１ポンプ揚程とするための駆動周波数として５６Ｈｚが設定され、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃのポンプ揚程を第２ポンプ揚程とするための駆動周波数として４６Ｈｚが設定されている。

本実施形態において、第２ポンプ揚程は、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃの要求吸入ヘッド値ＮＰＳＨを上回る値が設定される。要求吸入ヘッド値ＮＰＳＨは、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃにおいて、キャビテーションが発生しないポンプ揚程の下限値である。加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃにおいて、キャビテーションを発生させないためには、要求吸入ヘッド値ＮＰＳＨを、有効吸入ヘッド値が上回るように維持する必要がある。

制御部１０は、缶体圧力センサ６Ａ〜６Ｃから出力された検出缶体圧力値が第１情報値の場合（すなわち、０．７ＭＰａ超過の場合）には、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃに出力する駆動周波数として５６Ｈｚを設定する。これにより、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃは、第１ポンプ揚程で運転される。また、缶体圧力センサ６Ａ〜６Ｃから出力された検出缶体圧力値が第２情報値の場合（すなわち、０．７ＭＰａ以下の場合）には、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃに出力する駆動周波数として４６Ｈｚを設定する。これにより、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃは、第２ポンプ揚程で運転される。なお、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃに出力する駆動周波数は、対応する蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃにおいて検出される検出缶体圧力値に応じて、それぞれ個別に設定される。

制御部１０は、缶体圧力センサ６Ａ〜６Ｃから出力された検出缶体圧力値に基づいて、ポンプ揚程データテーブル（図３）から駆動周波数を特定すると共に、その駆動周波数の演算値に対応する電流値信号をインバータ５に出力する。インバータ５は、入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃ（モータ）に出力する。これにより、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃから吐出される補給水Ｗ１の流量は、第１ポンプ揚程又は第２ポンプ揚程に応じた流量値となるように調整される。

次に、制御部１０による加圧ポンプ４Ａのポンプ揚程制御を、図４を参照して説明する。ここでは、蒸気ボイラ３Ａに補給水Ｗ１を供給する加圧ポンプ４Ａを代表して説明する。制御部１０は、加圧ポンプ４Ｂ、４Ｃについても、加圧ポンプ４Ａと同様のポンプ揚程制御を実施する。図４は、制御部１０において加圧ポンプ４Ａのポンプ揚程制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの処理は、ボイラシステム１の運転中において、繰り返し実行される。

図４に示すステップＳＴ１０１において、制御部１０は、蒸気ボイラ３Ａの給水要求に関するステータスが給水要求ＯＮか否かを判定する。このステップＳＴ１０１において、制御部１０により、給水要求に関するステータスが給水要求ＯＮである（ＹＥＳ）であると判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ移行する。また、ステップＳＴ１０１において、制御部１０により、給水要求に関するステータスが給水要求ＯＮでない（ＮＯ）であると判定された場合に、処理はステップＳＴ１０１へ戻る。

ステップＳＴ１０２（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）において、制御部１０は、蒸気ボイラ３Ａの缶体圧力センサ６Ａから出力された検出缶体圧力値を取得する。

ステップＳＴ１０３において、制御部１０は、検出缶体圧力値が基準圧力値０．７ＭＰａを超過するか否かを判定する。このステップＳＴ１０３において、制御部１０により、検出缶体圧力値が基準圧力値０．７ＭＰａを超過する（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップ１０４へ移行する。また、ステップＳＴ１０３において、制御部１０により、検出缶体圧力値が基準圧力値０．７ＭＰａ以下である（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップ１０５へ移行する。

ステップＳＴ１０４（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）において、制御部１０は、ポンプ揚程データテーブル（図３参照）から、ステップＳＴ１０２で取得した検出缶体圧力値に対応する駆動周波数を取得する。このステップＳＴ１０４において、制御部１０は、駆動周波数として５６Ｈｚを取得する。

一方、ステップＳＴ１０５（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）において、制御部１０は、ポンプ揚程データテーブル（図３参照）から、ステップＳＴ１０２で取得した検出缶体圧力値に対応する駆動周波数を取得する。このステップＳＴ１０５において、制御部１０は、駆動周波数として４６Ｈｚを取得する。

ステップＳＴ１０６において、制御部１０は、ステップＳＴ１０４又はステップＳＴ１０５で取得した駆動周波数の演算値を、対応する電流値信号に変換する。

ステップＳＴ１０７において、制御部１０は、変換した電流値信号をインバータ５Ａへ出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

なお、ステップＳＴ１０７において、制御部１０が電流値信号をインバータ５Ａへ出力すると、インバータ５Ａは、入力された電流値信号で指定された周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ４Ａに供給する。加圧ポンプ４Ａは、インバータ５Ａから入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。

上述した制御部１０による加圧ポンプ４Ａのポンプ揚程制御により、加圧ポンプ４Ａから吐出される補給水Ｗ１の流量は、蒸気ボイラ３Ａの缶体圧力の変化に応じて調整される。すなわち、ボイラシステム１において、蒸気ボイラ３Ａの缶体圧力が通常の運転時以下としても、加圧ポンプ４Ａから吐出される補給水Ｗ１の流量は、所定の流量値に維持される。加圧ポンプ４Ｂ、４Ｃについても、同様のポンプ揚程制御が実行される。

次に、本実施形態に係るボイラシステム１において、加圧ポンプ４Ａのポンプ揚程制御を実行した場合の具体例を、図面を参照して説明する。図５は、加圧ポンプ４Ａのポンプ揚程制御を実行した場合の性能曲線図である。

図５において、横軸は加圧ポンプ４Ａの流量（吐出量）Ｑ［ｍ^３／ｈ］、縦軸（左側）は加圧ポンプ４Ａのポンプ揚程Ｈ［ｍ］、縦軸（右側）は加圧ポンプ４Ａの要求吸入ヘッド値ＮＰＳＨ［ｍ］をそれぞれ示す。なお、図５に示す性能曲線は、いずれも加圧ポンプ４Ａにおける性能曲線の一例を示すものであり、この例に限定されない。

図５において、性能曲線Ｈ１は、加圧ポンプ４Ａを駆動周波数５６Ｈｚで駆動したときのポンプ揚程（第１ポンプ揚程）を示す。性能曲線Ｈ２は、加圧ポンプ４Ａを駆動周波数４６Ｈｚで駆動したときのポンプ揚程（第２ポンプ揚程）を示す。性能曲線Ｈ３は、加圧ポンプ４Ａの要求吸入ヘッド値ＮＰＳＨの変化を示す。

図５に示すように、加圧ポンプ４Ａの駆動周波数を５６Ｈｚ（性能曲線Ｈ１）とし、ポンプ揚程７０〜１６０［ｍ］の範囲で運転した場合、加圧ポンプ４Ａの流量は６〜８［ｍ^３／ｈ］となる。また、加圧ポンプ４Ａの流量が６〜８［ｍ^３／ｈ］となる範囲において、加圧ポンプ４Ａの要求吸入ヘッド値ＮＰＳＨは、およそ３．５〜６［ｍ］の範囲となる。

ここで、加圧ポンプ４Ａの駆動周波数が５６Ｈｚ（性能曲線Ｈ１）のままで、蒸気ボイラ３Ａの缶内圧力が基準圧力値（０．７ＭＰａ）以下になったとすると、加圧ポンプ４Ａから吐出される補給水Ｗ１の流量は、性能曲線Ｈ１の破線部分に表されるように、８〜９［ｍ^３／ｈ］の範囲となる。そのため、このときの要求吸入ヘッド値ＮＰＳＨは、最大で７．５［ｍ］程度となるため、加圧ポンプ４Ａにおいてキャビテーションが発生しやすくなる。また、蒸気ボイラ３Ａから排出される蒸気Ｗ２の乾き度が低下する。

これに対して、上述した加圧ポンプ４Ａのポンプ揚程制御を実行した場合には、蒸気ボイラ３Ａの缶内圧力が基準圧力値（０．７ＭＰａ）以下となった時点で、加圧ポンプ４Ａの駆動周波数が５６Ｈｚ（性能曲線Ｈ１）から４６Ｈｚ（性能曲線Ｈ２）に切り替えられる。そのため、加圧ポンプ４Ａから吐出される補給水Ｗ１の流量は、性能曲線Ｈ２に表されるように、６〜７．７［ｍ^３／ｈ］の範囲となる。従って、このときの要求吸入ヘッド値ＮＰＳＨは、最大でも５．５［ｍ］程度となるため、加圧ポンプ４Ａにおいてキャビテーションが発生しにくくなる。また、蒸気ボイラ３Ａから排出される蒸気Ｗ２の乾き度の低下を抑制できる。

上述した実施形態に係るボイラシステム１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。

本実施形態に係るボイラシステム１において、制御部１０は、缶体圧力センサ６Ａ〜６Ｃで検出された検出缶体圧力値が第１情報値（基準圧力値超過）の場合には、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃを第１ポンプ揚程とする駆動周波数５６Ｈｚを設定し、検出缶体圧力値が第２情報値（基準圧力値以下）の場合には、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃを第２ポンプ揚程（＜第１ポンプ揚程）とする駆動周波数４６Ｈｚを設定する。

これによれば、蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃの缶体圧力が基準圧力値から低下した場合には、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃが第２ポンプ揚程となる駆動周波数４６Ｈｚで駆動されるため、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃから吐出される補給水Ｗ１の流量の増加によるキャビテーションの発生を抑制できる。また、蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃから排出される蒸気Ｗ２の乾き度の低下を抑制できる。従って、ボイラシステム１は、蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃの缶体圧力の変化に応じて、補給水Ｗ１の流量を適切に調整することができる。

また、ボイラシステム１において、第２ポンプ揚程は、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃの要求吸入ヘッド値ＮＰＳＨを上回る値が設定される。そのため、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃを第２ポンプ揚程となる駆動周波数４６Ｈｚで駆動した際に、より確実にキャビテーションの発生を抑制できる。

また、ボイラシステム１において、制御部１０は、缶体圧力センサ６Ａ〜６Ｃから出力された検出缶体圧力値に基づいて、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃから缶体３０に供給される補給水Ｗ１の流量が予め設定された目標流量値となるように、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃの駆動周波数を設定し、当該駆動周波数の設定値に対応する電流値信号をインバータ５Ａ〜４Ｃに出力するポンプ揚程制御を実行する。そのため、ボイラシステム１は、補給水Ｗ１を供給する蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃの缶体圧力の変化に応じて、安定した流量の補給水Ｗ１を蒸気ボイラ３へ供給することができる。

また、ボイラシステム１において、安定した流量の補給水Ｗ１を蒸気ボイラ３へ供給することができるため、補給水Ｗ１へ供給する薬剤の投入量をより正確に設定できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

例えば、本実施形態では、圧力検出手段として、缶体圧力センサ（６Ａ〜６Ｃ）を用いた例について説明した。これに限らず、圧力検出手段として、圧力スイッチを用いてもよい。圧力スイッチは、設定圧力を超過する場合にスイッチＯＮし、設定圧力以下の場合にスイッチＯＦＦする電子部品である。圧力検出手段として圧力スイッチを用いた場合に、圧力スイッチの「スイッチＯＮ」は、缶体圧力が予め設定された基準圧力値超過であることを示す第１情報値となる。また、圧力スイッチの「スイッチＯＦＦ」は、缶体圧力が予め設定された基準圧力値以下であることを示す第２情報値となる。

本実施形態では、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃのポンプ揚程を第１ポンプ揚程又は第２ポンプ揚程の２段階に切り替える例について説明したが、これに限らず、加圧ポンプ４Ａ〜４Ｃのポンプ揚程を、３段階以上に切り替える構成としてもよい。

本実施形態では、蒸気を発生させる缶体の一例として、３つの蒸気ボイラ３Ａ〜３Ｃを備えた構成について説明した。これに限らず、１又は２の蒸気ボイラを備えた構成でもよいし、４以上の蒸気ボイラを備えた構成であってもよい。

１ボイラシステム
２補給水タンク
３蒸気ボイラ部
３Ａ〜３Ｃ蒸気ボイラ
４Ａ〜４Ｃ加圧ポンプ
５Ａ〜５Ｃインバータ
６Ａ〜６Ｃ缶体圧力センサ（圧力検出手段）
１０制御部
１２メモリ（記憶部）
３０缶体
Ｌ１補給水ライン
Ｌ２蒸気供給ライン
Ｗ１補給水
Ｗ２蒸気

Claims

それぞれが個別に運転され、蒸気を発生させる複数台の蒸気ボイラと、
複数台の前記蒸気ボイラごとに補給水を吐出する加圧ポンプと、
複数台の前記蒸気ボイラごとに缶体の水位を検出する缶体水位センサと、
複数台の前記蒸気ボイラの内部の圧力に応じた信号を前記蒸気ボイラごとに圧力検出信号として出力する圧力検出手段と、
前記圧力検出信号が予め設定された基準圧力値超過であることを示す第１情報値である場合に設定される第１ポンプ揚程、及び前記圧力検出信号が予め設定された基準圧力値以下であることを示す第２情報値である場合に設定される、前記第１ポンプ揚程よりも低い第２ポンプ揚程をデータテーブルに記憶する、複数台の前記蒸気ボイラに共通の記憶部と、
複数台の前記蒸気ボイラそれぞれの前記缶体水位センサの検出信号に基づいて、複数台の前記蒸気ボイラごとに給水要求に関するステータスを設定し、前記ステータスが給水要求ＯＮと設定される場合に、
（ｉ）前記圧力検出手段から出力された圧力検出信号が前記第１情報値の場合には、前記データテーブルに記憶された前記第１ポンプ揚程を前記加圧ポンプのポンプ揚程として、（ｉｉ）前記圧力検出手段から出力された圧力検出信号が前記第２情報値の場合には、前記データテーブルに記憶された前記第２ポンプ揚程を前記加圧ポンプのポンプ揚程として、対応する前記蒸気ボイラにおいて検出される圧力検出信号に応じて、それぞれ個別に設定する複数台の前記蒸気ボイラと接続される制御部と、
を備えるボイラシステム。
前記記憶部において、前記データテーブルに記憶された前記第２ポンプ揚程は、前記加圧ポンプの要求吸入ヘッド値を上回るポンプ揚程である、
請求項１に記載のボイラシステム。
入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記加圧ポンプに出力するインバータを備え、
前記加圧ポンプは、前記インバータから入力された駆動周波数に応じてポンプ揚程が可変となるように構成され、
前記制御部は、前記圧力検出手段から出力された圧力検出信号に基づいて、前記加圧ポンプの駆動周波数を設定し、当該駆動周波数の設定値に対応する電流値信号を前記インバータに出力する、
請求項１又は２に記載のボイラシステム。