JPH0658162B2 - ボイラ系における薬液注入制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、ボイラ系において無気消費に伴う缶水水位
の変動を上下限値内に保つ給水制御部と、これによって
連動制御される給水手段と薬液供給手段とを有するボイ
ラ系における薬液注入制御装置に関するものであり、特
に、必要以上にボイラ缶水のpH値、濃縮度を上昇させる
ことがないようにした改良に係わるものである。

＜従来の技術＞ 一般に、ボイラ系では、缶水に薬液（防錆材や脱酸素材
など）を注入して缶水の、ボイラ缶への腐食作用やスケ
ール付着作用の抑制が図られており、このような薬液の
注入に際しては、従来から第４図に示されるような薬液
注入制御装置が用いられていた。

図において、ボイラ１には、給水手段としての給水ポン
プ４と、薬液供給手段としての薬液ポンプ５とが接続さ
れ、薬液ポンプ５に、薬液タンク６から薬液が供給され
ている。ボイラ１には、ボイラの蒸気圧を上下限値内に
留めるべく燃焼制御を行う燃焼制御部７と、ボイラへの
缶水の給水制御に際して上下限水位を検出する水位計11
とが備えられ、水位計11から水位検出信号Ｓ０が給水制
御部３に対して供給可能であり、給水制御部３からは、
給水信号Ｓ１が給水ポンプ４と薬液ポンプ５に対して供
給可能である。

上記構成において、先づ、缶水が水張りされたボイラに
自動又は手動で薬液が基礎投入されると、これによっ
て、缶水のPH値がある程度高められ、運転開始直後での
ボイラ腐食作用などの抑制が図られる。次いで、ボイラ
の運転開始後には、ボイラ１の蒸気消費に伴って缶水水
位が下限水位まで低下すると、そのことを表わす水位信
号Ｓ０に応答して、給水制御部３は、給水ポンプ４と薬
液ポンプ５とに給水信号Ｓ１を供給して、これらの運転
を開始し、一方、缶水水位が上限水位まで上昇すると、
そのことを表わす水位信号Ｓ０に応答して、給水信号Ｓ
１の供給を断ってこれらの運転を停止し、かかる連動運
転の給水制御を行う。そして、このとき、給水ポンプ４
による給水に連動してそれと一定比率で薬液ポンプ５に
より薬液が缶水中に注入され、これによって、基礎投入
時にある程度に高められた缶水のPH値がボイラ運転開始
後も徐々に高められ、かくして、ボイラ運転中での腐食
作用やスケール付着作用の抑制が図られていた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ かかる従来技術によれば、缶水に薬液を基礎投入して、
そのpH値をある程度にまで高めておき、運転開始後に
は、断続的な給水制御に連動して、給水量と一定比率で
薬液が缶水に注入される。その結果、ボイラの運転が継
続すると、缶水中での薬液濃度は缶水の濃縮により徐々
に増大するので、缶水のpH値も徐々に上昇する。

ところが、薬液によるボイラ缶での腐食抑制作用やスケ
ール付着抑制作用は、通常、缶水のpHが適値に達するま
では促進されるが、それ以上の値ではほぼ一定度合いの
作用に留まるので、それ以降の薬液の注入は、薬液の無
駄な消費となる。そればかりか、高負荷時には、缶水の
pH値が短期間に必要以上の値に高められて、換言すれ
ば、缶水が濃縮されて薬液濃縮が過度に高められ、キャ
リーオーバの誘因となるので、ボイラの負荷機器を腐食
させたり損傷させることにつながるという問題点もあっ
た。

これに対して、薬液の基礎投入を行なわずに、薬液の注
入を給水制御との連動制御によるものだけにすると、今
度は、低負荷時において、ボイラの運転開始後から缶水
のpHが薬液注入によって適値に高められるまでの期間が
永くなるので、長期間にわたって、ボイラが腐食作用を
受け易い低pH値の状態におかれるという二律背反の別の
問題点に遭遇するものであった。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明は、上記従来技術に基づくボイラ系において薬
液注入制御装置により缶水への薬液の基礎投入を行う場
合、ボイラの給水制御に連動する薬液の注入が必要以上
に缶水のpH値を高めてしまい、薬液の無駄になるばかり
か、高濃度の薬液がキャリーオーバの誘因になるという
問題点等に鑑み、薬液注入制御装置に薬液供給制御部８
を付設し、その薬液供給制御部８には、特定の基礎投入
期間Ｔ２にわたって薬液供給手段５を駆動する薬液基礎
投入手段81と、基礎投入期間Ｔ２を設定し又は計時して
記憶する基礎投入期間記憶手段82と、給水制御に伴って
駆動される給水手段４の累積作動時間Ｔ３を計時する累
積作動時間計時手段83と、累積作動時間Ｔ３と基礎投入
期間Ｔ２とを比較する時間比較手段84と、累積作動時間
Ｔ３が基礎投入期間Ｔ２より小なるときには、薬液供給
手段５の作動を停止させる薬液供給停止手段85とを備え
ることにより、前記問題点を解決せんとするものであ
る。

＜作 用＞ この発明の構成は、缶水の水張りされたボイラ１には、
薬液基礎投入制御手段81が基礎投入期間Ｔ２にわたって
薬液供給手段５を作動させて薬液を基礎投入し、基礎投
入期間記憶手段82がその基礎投入期間Ｔ２を計時して記
憶し、基礎投入期間経過後には、累積作動時間計時手段
83が給水制御に伴う給水手段４の累積作動時間Ｔ３を計
時して、その計時結果を時間比較手段84が記憶済みの基
礎投入期間Ｔ２と比較し、薬液供給停止手段85は、その
比較結果に応じて、累積作動時間Ｔ３が基礎投入期間Ｔ
２より小なるときには、給水手段４と薬液供給手段５と
の連動制御を禁止して薬液供給手段５の作動を停止さ
せ、この間は給水のみを行うようにし、累積作動時間Ｔ
３が基礎投入期間Ｔ２より大となったときに初めて、薬
液供給手段５と供給手段４との連動制御を開始して、給
水量に対して一定比率で薬液を注入させ、これによりボ
イラに薬液を必要以上に注入させないように作用する。

＜実施例＞ この発明の実施例の構成を第１図乃至第２図に基づいて
説明すれば以下の通りである。

第１図は、実施例の構成を示すブロック図であり、薬液
供給制御部８には、水張り信号Ｓ２が供給可能であり、
給水ポンプ４と薬液ポンプ８には、給水制御部３から給
水信号Ｓ１が給水可能である。そして、薬液ポンプ５に
は、薬液供給制御部８から薬液注入信号Ｓ３が供給可能
である。

第２図は薬液供給制御部８のより詳細な構成を示すブロ
ック図であり、水張り信号Ｓ２は、薬液基礎投入制御手
段としての基礎投入信号生成回路81に導かれるととも
に、基礎投入期間記憶信号としての第１のカウンタ82
と、累積作動時間計時手段としての第２のカウンタ83と
のリセット端子にも導かれている。第１のカウンタ82と
第２のカウンタ83の出力信号は時間比較手段としてのデ
ジタル比較器84に導入され、比較器84の比較出力は薬液
供給停止手段85に入力される。薬液供給停止手段85は、
比較器84の比較出力が一方の入力端子に付与されるAND
ゲート87を含んでおり、ANDゲート87の他方の入力端子
には、給水信号Ｓ１が付与される。給水信号Ｓ１は、第
２のカウンタ83の計数動作を断続するためのANDゲート8
8の一方の入力端子にも付与され、ANDゲート88の他方の
入力端子に付与されるクロック信号ScとのAND出力が第
２のカウンタ83に供給される。水張り信号Ｓ２が供給さ
れる基礎投入信号生成回路81の出力信号と、薬液供給停
止手段85のANDゲート87からのAND出力とは、ORゲート89
に導かれ、ORゲート89からは薬液注入信号Ｓ３が出力さ
れる。そして、薬液注入信号Ｓ３は、第１のカウンタ82
の計数動作を断続するためのANDゲート90の一方の入力
端子にも付与され、ANDゲート90の他方の入力端子に付
与されるクロック信号ScとのAND出力が第１のカウンタ8
2に供給される。

以下、第１図乃至第３図を参照して上記実施例の動作を
説明する。

第３図は、実施例の動作特性図で、横軸は時間を示し、
縦軸は缶水のpH値、薬液濃縮、缶水中の薬液量及び薬液
投入量を示すものである。

例えば、先ず、ボイラ１に缶水が水張りされる（第３
図、ｔ１の期間）際、同時に薬液供給制御部８の第１の
カウンタ82と第２のカウンタ83が水張り信号Ｓ２により
リセットされる。さらに、該水張り信号Ｓ２に応答し
て、典型的には単安定マルチバイブレータから成る基礎
投入信号生成回路81は、予め設定された基礎投入期間Ｔ
２だけ継続する薬液注入信号Ｓ３を生成し、これをORゲ
ート89経由で薬液ポンプ５に供給する。すると、薬液ポ
ンプ５が作動し、薬液タンク６から缶水に薬液が基礎投
入され、その結果、缶水のpHが適値まで上昇する（第３
図ａ）。

この間、薬液注入信号Ｓ３によりゲート90が開かれるの
で、ここを通過するクロック信号Scを第１のカウンタ82
が計数し、該カウンタ82に基礎投入期間Ｔ２がディジタ
ル符号として記憶される。

次いで、運転に際してのボイラ１の蒸気消費に伴って、
給水制御部３からは給水信号Ｓ１が給水ポンプ４と薬液
供給制御部８に供給され、これに応答して給水ポンプ４
は、缶水水位を上下限値内に留めるべく、断続的に缶水
の供給を行う。このとき、薬液供給制御部８に供給され
る給水信号Ｓ１により、アンドゲート88が開かれるの
で、ここを通過するクロック信号Scを第２のカウンタ83
が計数し、第２のカウンタ83は、給水ポンプ４の累積作
動時間Ｔ３を計時して、これをディジタル符号で表わ
す。そして、比較器84は、第１のカウンタ82に記憶され
ている基礎投入期間Ｔ２を表わすディジタル符号と、第
２のカウンタ83からの累積作動時間Ｔ３を表わすディジ
タル符号とを比較し、累積作動時間Ｔ３が基礎投入期間
Ｔ２より小である場合には、出力「０」を薬液供給停止
手段85に供給する。

すると、この出力「０」はアンドゲート87に導かれて、
これを閉じるので、基礎投入信号生成回路81からの薬液
注入信号Ｓ３の継続時間（第３図ｔ２の期間）に続く給
水信号Ｓ１の断続期間（第３図ｔ３の期間）に到来する
給水信号Ｓ１は該アンドゲート87を通過し得ない。した
がって、この期間第３図ｔ３の期間）中、給水信号Ｓ１
に応動して、給水ポンプ４が断続的に運転されて、ボイ
ラへの缶水の供給が行われていても、薬液注入信号Ｓ３
の薬液ポンプ５への供給が断たれて、給水ポンプ４と薬
液ポンプ５との連動制御が禁止されるので、この間、薬
液ポンプ５が作動することはない。その結果、缶水のpH
値と薬液濃度が略一定値に留まる（第３図ｂ，ｂ′）。

この間、給水信号Ｓ１の継続時間ごとにアンドゲート88
が開かれて、クロック信号Scを第２のカウンタ83に通過
させ、ここで給水信号Ｓ１の累積継続時間、すなわち、
給水ポンプ４の累積作動時間Ｔ３が計時される。この累
積作動時間Ｔ３を表わすディジタル符号が第２のカウン
タ83から出力されて、ディジタル比較器に供給され、こ
こで、基礎投入時の薬液注入信号Ｓ３の継続期間（第３
図ｔ２の期間）、すなわち、すでに第１のカウンタ82に
記憶されている基礎投入期間Ｔ２を表わすディジタル符
号と比較される。

そして、増加しつつある累積作動時間Ｔ３が基礎投入期
間に一致した時点でディジタル比較器84の出力が「１」
に転じ、この出力「１」により、アンドゲート87が開か
れ、以降（第３図ｔ４の期間）、給水信号Ｓ１が薬液注
入信号Ｓ３として薬液ポンプ５に供給される。

かくして、仮りに、薬液ポンプ５が給水ポンプ４との連
動制御により、基礎投入期間Ｔ２（第３図ｔ２の期間）
中に薬液ポンプ５によりすでにボイラに投入された薬液
の総量分の薬液をさらに注入するとしたならば、それに
要するであろうところの薬液ポンプ５の累積作動時間Ｔ
３を確定し、この期間だけ薬液ポンプ５を停止させ（第
３図ｔ３の期間）、その後（第３図ｔ４の期間）、給水
ポンプ４と薬液ポンプ５とを連動制御して、薬液の遺失
分を補充するという動作が確保される。その結果、缶水
のpH値と薬液濃度は徐々に上昇する（第３図ｃ、
ｃ′）。

なお、上記実施例では、基礎投入期間Ｔ２を、生成済み
の薬液注入信号Ｓ３の継続期間として、第１のカウンタ
82にて計時することにより、ここに基礎投入期間Ｔ２を
記憶するようにしているが、基礎投入信号生成回路81中
にプリセットカウンタを設け、このカウンタがプリセッ
ト値から零までクロックパルスを計時する期間として、
薬液注入信号の継続時間を実現するようにして、ここに
プリセット値として基礎投入期間Ｔ２を表わすディジタ
ル符号を記憶する構成としてもよい。

＜効 果＞ 以上のように、この発明によれば、運転開始後の給水手
段の累積作動時間Ｔ３が運転開始前の薬液の基礎投入期
間Ｔ２よりも小なる期間中、薬液供給手段と給水手段と
の連動制御を禁止して、薬液供給手段の作動を停止する
薬液供給制御部を付設する構成としたことにより、薬液
の基礎投入完了後、給水制御を行うに際して、給水手段
の累積作動時間Ｔ３が薬液の基礎投入期間Ｔ２に一致す
るまでの期間だけ、すなわち、基礎投入期間Ｔ２中に薬
液供給手段によってボイラに供給された薬液総量に相当
する分量の薬液が基礎投入期間Ｔ２経過後の給水手段と
薬液供給手段との連動によってボイラに供給されるとす
るならば、それに要する期間だけ、該基礎投入期間後の
薬液の供給を断ってこの間での缶水のpH値と薬液濃度を
基礎投入完了時のそれに維持することができるので、水
張り直後の缶水の低pH値での運転による過度の腐食作用
が防止されるにも拘らず、高負荷時での缶水の高pH値で
の運転に由来する過度の腐食作用と缶水濃縮に由来する
キャリーオーバの誘発とを同時的に解消できるという優
れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例の構成を示すブロック図、第
２図はその要部のブロック図、第３図はその動作特性
図、第４図は従来技術の構成を示すブロック図である。 １……ボイラ ３……給水制御部、４……給水手段 ５……薬液供給手段、８……薬液供給制御部 81……薬液基礎投入制御手段 82……基礎投入期間記憶手段 83……累積作動時間計時手段 84……時間比較手段 85……薬液供給停止手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボイラ１の缶水水位を適正値に維持するた
   めの給水制御部３と、 給水制御部３によって制御され、ボイラ１に缶水を供給
   する給水手段４と、 給水制御部３によって給水手段４と運動制御され、ボイ
   ラ１に薬液を供給する薬液供給手段５とを有するボイラ
   系の薬液注入制御装置において、 特定の基礎投入期間Ｔ２にわたって薬液供給手段５を駆
   動する薬液基礎投入制御手段81と、 基礎投入期間Ｔ２を設定し又は計時して記憶する基礎投
   入期間記憶手段82と、 給水手段４の累積作動時間Ｔ３を計時する累積作動時間
   計時手段83と、給水手段４の累積作動時間Ｔ３と基礎投
   入期間記憶手段82に記憶されている基礎投入期間Ｔ２と
   を比較する時間比較手段84と、 時間比較手段84での比較結果に応じて、累積作動時間Ｔ
   ３が基礎投入期間Ｔ２よりも小なるときは、給水制御部
   ３による薬液供給手段５と給水手段４との連動制御を禁
   止して、薬液供給手段５の作動を停止させる薬液供給停
   止手段85とを含む薬液供給制御部８を付設したことを特
   徴とするボイラ系における薬液注入制御装置。