JPH1163403A - ボイラ起動時の蒸気送出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイラ起動時において昇圧完了後に負荷側へ
送出される蒸気の流量が急激に増加することを防止で
き、ボイラに対する外乱を最小限に抑え得るボイラ起動
時の蒸気送出装置を提供する。 【解決手段】 補助塞止弁８を流量調節弁で構成する一
方、補助塞止弁８の上下流側の差圧１５ａを検出する差
圧検出器１５と、ボイラ１起動時の昇圧開始時には全閉
の開度指令１６ａを、又、昇圧開始後、圧力検出器９で
検出した蒸気の圧力９ａが規定圧力まで上昇したら微開
の開度指令１７ａを、更に又、圧力９ａが定格圧力より
所要圧力だけ低い圧力まで上昇したら、差圧１５ａに基
づき所要の変化率２１ａで補助塞止弁８の開度を微開か
ら全開へ向け増加させる開度指令２２ａを、補助塞止弁
８へ出力する制御装置２４とを具備せしめ、補助塞止弁
８が全開となった後、主塞止弁６を全閉状態からインチ
ング操作で開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ起動時の蒸
気送出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のボイラ起動時の蒸気送出装
置を表わすものであって、図中、１はボイラ、２はボイ
ラ１の火炉内へ燃料を供給する燃料供給管、３は燃料供
給管２途中に設けられた燃料流量調節弁、４はボイラ１
の過熱器、５は過熱器４の下流側に接続され且つ負荷側
へ延びる蒸気送出管、６は蒸気送出管５途中に設けられ
た電動弁で構成される主塞止弁、７は主塞止弁６の上下
流側の蒸気送出管５をつなぐバイパス管、８はバイパス
管７途中に主塞止弁６と並列に設けられた電動弁で構成
される補助塞止弁である。

【０００３】尚、前記主塞止弁６は、最大負荷時に過熱
器４内で発生する蒸気流量を流せるだけの容量を有して
おり、又、前記補助塞止弁８は、昇圧に使った燃料流量
で定格圧力になった時に発生する蒸気流量を流せるだけ
の容量を有している。

【０００４】又、図中、９は過熱器４で過熱された蒸気
の圧力９ａを検出する圧力検出器、１０は圧力設定値１
０ａを出力する圧力設定器、１１は圧力検出器９で検出
された実際の蒸気の圧力９ａと圧力設定器１０から出力
される圧力設定値１０ａとの差を求め、圧力偏差１１ａ
を出力する減算器、１２は減算器１１から出力される圧
力偏差１１ａを比例積分処理して該圧力偏差１１ａをな
くすための燃料流量に対応する燃料流量調節弁３の開度
指令１２ａを出力する比例積分調節器、１３はボイラ１
の起動時における昇圧時に必要な燃料流量に対応する燃
料流量調節弁３の開度指令１３ａを出力する燃料流量調
節弁開度設定器、１４はボイラ１の起動時における昇圧
時には燃料流量調節弁開度設定器１３から出力される開
度指令１３ａを開度指令１４ａとして燃料流量調節弁３
へ出力する一方、蒸気の圧力９ａが定格圧力より所要圧
力αだけ低い圧力Ｈ２まで上昇したら前記比例積分調節
器１２からの開度指令１２ａを開度指令１４ａとして燃
料流量調節弁３へ出力する切換器である。

【０００５】ボイラ１の起動時における昇圧時には、切
換器１４は図中ａ側即ち燃料流量調節弁開度設定器１３
側に切り換えられており、該燃料流量調節弁開度設定器
１３から出力される開度指令１３ａが切換器１４を介し
て開度指令１４ａとして燃料流量調節弁３へ出力され、
該燃料流量調節弁３の開度は、前記燃料流量調節弁開度
設定器１３から出力される開度指令１３ａと等しい開度
に保持され、ボイラ１の火炉内へ昇圧時に必要な流量の
燃料が燃料供給管２から供給され、燃料の燃焼が行われ
る。

【０００６】この時、主塞止弁６と補助塞止弁８は全閉
としてあり、過熱器４内において過熱される蒸気の圧力
９ａは徐々に上昇して行く。

【０００７】前記過熱器４内における蒸気の圧力９ａが
定格圧力より所要圧力αだけ低い圧力Ｈ２まで上昇する
と、前記切換器１４が図中ｂ側即ち比例積分調節器１２
側に切り換えられ、圧力検出器９で検出された実際の蒸
気の圧力９ａと圧力設定器１０から出力される圧力設定
値１０ａとの差が減算器１１において求められ、該減算
器１１から圧力偏差１１ａが比例積分調節器１２へ出力
され、該比例積分調節器１２において前記減算器１１か
ら出力される圧力偏差１１ａが比例積分処理されて該圧
力偏差１１ａをなくすための燃料流量に対応する燃料流
量調節弁３の開度指令１２ａが切換器１４を介して開度
指令１４ａとして燃料流量調節弁３へ出力され、該燃料
流量調節弁３の開度が前記蒸気の圧力９ａに応じて調節
され、燃料による圧力制御に移行する。

【０００８】尚、前記切換器１４が燃料流量調節弁開度
設定器１３側から比例積分調節器１２側に切り換えられ
た際、それまでに比例積分調節器１２に蓄積されていた
圧力偏差１１ａをなくすための燃料流量に対応する燃料
流量調節弁３の開度指令１２ａが一気に切換器１４を介
して燃料流量調節弁３へ出力されることを防止するため
に、切換器１４が図中ａ側に切り換えられている時は切
換器１４の出力としての開度指令１４ａを前記比例積分
調節器１２へ入力し、開度指令１２ａが開度指令１４ａ
に等しく追従するようになっている。

【０００９】前記過熱器４内における蒸気の圧力９ａが
定格圧力に達すると、補助塞止弁８がインチング操作で
開かれて行き、該補助塞止弁８の開度が全開となった時
点で、主塞止弁６がインチング操作で開かれて行き、通
常運転に移行される。

【００１０】尚、前述の如く、主塞止弁６と並列に補助
塞止弁８を設け、主塞止弁６を開く前に先ず補助塞止弁
８を開くようにしているのは、ボイラ１の昇圧完了後に
仮に前記主塞止弁６を開いて蒸気を負荷側に送出した場
合、負荷側に何ら蒸気量を制限する機器がない時には、
負荷蒸気量が急激に増加し、ボイラ１に外乱が与えら
れ、場合によってはボイラ１がトリップに至る虞れがあ
り、こうした事態をなるべく避けるためである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き補助塞止弁８が電動弁によって構成されていると、
該電動弁は、低開度で流量が急増する特性があり、しか
も、補助塞止弁８の上流側と下流側における差圧が大き
い場合には、補助塞止弁８の開度が同じでも流量は増加
してしまうため、補助塞止弁８を単にインチング操作で
開いただけでは、負荷側に送出される蒸気量が急激に増
加する虞れがあり、ボイラ１に対する外乱はやはり避け
られず、ドラムレベル等の警報が発せられてしまうこと
もあった。

【００１２】本発明は、斯かる実情に鑑み、ボイラの起
動時において昇圧完了後に負荷側へ送出される蒸気の流
量が急激に増加することを防止でき、ボイラに対する外
乱を最小限に抑え得るボイラ起動時の蒸気送出装置を提
供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボイラの過熱
器の下流側に接続され且つ負荷側へ延びる蒸気送出管途
中に設けられる主塞止弁と、該主塞止弁の上下流側の蒸
気送出管をつなぐバイパス管途中に設けられ且つ流量調
節弁で構成される補助塞止弁と、前記ボイラの過熱器で
過熱された蒸気の圧力を検出する圧力検出器と、前記補
助塞止弁の上下流側の差圧を検出する差圧検出器と、ボ
イラの起動時における昇圧開始時には、前記補助塞止弁
に全閉の開度指令を出力し、昇圧開始後、前記圧力検出
器によって検出される蒸気の圧力に基づき、該蒸気の圧
力が規定圧力まで上昇したら、前記補助塞止弁に微開の
開度指令を出力し、前記蒸気の圧力が定格圧力より所要
圧力だけ低い圧力まで上昇したら、前記差圧検出器によ
って検出される差圧に基づき、所要の変化率で補助塞止
弁の開度を微開から全開へ向けて増加させる開度指令を
補助塞止弁へ出力する制御装置とを備え、前記補助塞止
弁が全開となった後に、前記主塞止弁を全閉状態からイ
ンチング操作で開くよう構成したことを特徴とするボイ
ラ起動時の蒸気送出装置にかかるものである。

【００１４】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１５】ボイラの起動時における昇圧時には、主塞
止弁は全閉としてあり、又、制御装置から全閉の開度指
令が補助塞止弁へ出力されることにより、補助塞止弁は
全閉状態に保持されており、過熱器内において過熱され
る蒸気の圧力は徐々に上昇して行く。

【００１６】昇圧開始後、圧力検出器によって検出され
る蒸気の圧力に基づき、該蒸気の圧力が規定圧力まで上
昇すると、前記制御装置から微開の開度指令が補助塞止
弁へ出力され、該補助塞止弁の開度が微開の状態とな
る。

【００１７】続いて、前記過熱器内における蒸気の圧力
が定格圧力より所要圧力だけ低い圧力まで上昇すると、
差圧検出器によって検出される差圧に基づき、所要の変
化率で補助塞止弁の開度を微開から全開へ向けて増加さ
せる開度指令が、前記制御装置から補助塞止弁へ出力さ
れ、前記補助塞止弁が微開から全開へ向けて開かれて行
くが、この際に、前記補助塞止弁の上下流側の差圧が大
きい時には、補助塞止弁の開度を広げて行く変化率を小
さくし、差圧が小さくなるにつれて前記変化率を大きく
すれば、負荷側に送出される蒸気量が急激に増加するよ
うなことがなくなり、ボイラに対する外乱が最小限に抑
えられ、ドラムレベル等の警報が発せられてしまうよう
なことも回避され、前記補助塞止弁が全開となった後に
は、前記主塞止弁が全閉状態からインチング操作で開か
れて行き、通常運転に移行される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００１９】図１〜図３は本発明を実施する形態の一例
であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一
物を表わしており、主塞止弁６の上下流側の蒸気送出管
５をつなぐバイパス管７途中に設けられる補助塞止弁８
を、空気式アクチュエータを用いた制御弁等の流量調節
弁で構成する一方、前記補助塞止弁８の上下流側の差圧
１５ａを検出する差圧検出器１５と、ボイラ１の起動時
における昇圧開始時には、前記補助塞止弁８に全閉（０
［％］）の開度指令１６ａを出力し、昇圧開始後、圧力
検出器９によって検出される蒸気の圧力９ａに基づき、
該蒸気の圧力９ａが規定圧力Ｈ１（図３参照）まで上昇
したら、前記補助塞止弁８に微開（およそ３〜５［％］
程度）の開度指令１７ａを出力し、前記蒸気の圧力９ａ
が定格圧力より所要圧力αだけ低い圧力Ｈ２（図３参
照）まで上昇したら、前記差圧検出器１５によって検出
される差圧１５ａに基づき、所要の変化率２１ａで補助
塞止弁８の開度を微開から全開（１００［％］）へ向け
て増加させる開度指令２２ａを補助塞止弁８へ出力する
制御装置２４とを具備せしめ、前記補助塞止弁８が全開
となった後に、前記主塞止弁６を全閉状態からインチン
グ操作で開くよう構成したものである。

【００２０】前記制御装置２４は、全閉の開度指令１６
ａを出力する開度設定器１６と、微開の開度指令１７ａ
を出力する開度設定器１７と、全開の開度指令１８ａを
出力する開度設定器１８と、ボイラ１の起動時における
昇圧開始時には図中ａ側即ち開度設定器１６側に切り換
えられ、該開度設定器１６から出力される全閉の開度指
令１６ａを開度指令１９ａとして出力する一方、昇圧開
始後、圧力検出器９によって検出される蒸気の圧力９ａ
に基づき、該蒸気の圧力９ａが規定圧力Ｈ１まで上昇し
たら図中ｂ側即ち開度設定器１７側に切り換えられ、該
開度設定器１７から出力される微開の開度指令１７ａを
開度指令１９ａとして出力する切換器１９と、ボイラ１
の起動時における昇圧開始時には図中ａ側即ち開度設定
器１７側に切り換えられ、該開度設定器１７から出力さ
れる微開の開度指令１７ａを開度指令２０ａとして出力
する一方、昇圧開始後、圧力検出器９によって検出され
る蒸気の圧力９ａに基づき、該蒸気の圧力９ａが定格圧
力より所要圧力αだけ低い圧力Ｈ２まで上昇したら図中
ｂ側即ち開度設定器１８側に切り換えられ、該開度設定
器１８から出力される全開の開度指令１８ａを開度指令
２０ａとして出力する切換器２０と、差圧検出器１５に
よって検出された差圧１５ａに基づき補助塞止弁８の全
開へ向けての変化率２１ａを求めて出力する関数発生器
２１と、前記切換器２０から出力される開度指令２０ａ
が微開から全開へ変化した場合に、その変化率を前記関
数発生器２１から出力される変化率２１ａに制限する処
理を行って開度指令２２ａを出力する変化率制限器２２
と、ボイラ１の起動時における昇圧開始時には図中ａ側
即ち切換器１９側に切り換えられ、該切換器１９から出
力される開度指令１９ａを開度指令２３ａとして補助塞
止弁８へ出力する一方、昇圧開始後、圧力検出器９によ
って検出される蒸気の圧力９ａに基づき、該蒸気の圧力
９ａが定格圧力より所要圧力αだけ低い圧力Ｈ２まで上
昇したら図中ｂ側即ち変化率制限器２２側に切り換えら
れ、該変化率制限器２２から出力される開度指令２２ａ
を開度指令２３ａとして補助塞止弁８へ出力する切換器
２３とを備えてなる構成を有している。

【００２１】尚、前記流量調節弁で構成した補助塞止弁
８は、昇圧に使った燃料流量で定格圧力になった時に発
生する蒸気流量を流せるだけの容量を有している。

【００２２】又、前記関数発生器２１には、図２に示さ
れるような関数が入力されており、該関数は、差圧１５
ａが大きい時には変化率２１ａを小さくし、差圧１５ａ
が小さい時には変化率２１ａを大きくし、又、差圧１５
ａが中間の領域にある時には変化率２１ａを差圧１５ａ
の増減に対し略反比例させて増減させることを表わして
いる。

【００２３】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２４】ボイラ１の起動時における昇圧時には、切
換器１４は図中ａ側即ち燃料流量調節弁開度設定器１３
側に切り換えられており、該燃料流量調節弁開度設定器
１３から出力される開度指令１３ａが切換器１４を介し
て開度指令１４ａとして燃料流量調節弁３へ出力され、
該燃料流量調節弁３の開度は、前記燃料流量調節弁開度
設定器１３から出力される開度指令１３ａと等しい開度
に保持され、ボイラ１の火炉内へ昇圧時に必要な流量の
燃料が燃料供給管２から供給され、燃料の燃焼が行われ
る。

【００２５】この時、主塞止弁６は全閉としてあり、
又、制御装置２４の開度設定器１６から出力される全閉
の開度指令１６ａが切換器１９と切換器２３を介して開
度指令２３ａとして補助塞止弁８へ出力されることによ
り、補助塞止弁８は全閉状態に保持されており、過熱器
４内において過熱される蒸気の圧力９ａは徐々に上昇し
て行く。

【００２６】昇圧開始後、圧力検出器９によって検出さ
れる蒸気の圧力９ａに基づき、該蒸気の圧力９ａが規定
圧力Ｈ１まで上昇すると、前記切換器１９が図中ｂ側即
ち開度設定器１７側に切り換えられ、該開度設定器１７
から出力される微開の開度指令１７ａが切換器１９と切
換器２３を介して開度指令２３ａとして補助塞止弁８へ
出力され、該補助塞止弁８の開度が微開の状態となる。

【００２７】続いて、前記過熱器４内における蒸気の圧
力９ａが定格圧力より所要圧力αだけ低い圧力Ｈ２まで
上昇すると、前記切換器１４が図中ｂ側即ち比例積分調
節器１２側に切り換えられ、圧力検出器９で検出された
実際の蒸気の圧力９ａと圧力設定器１０から出力される
圧力設定値１０ａとの差が減算器１１において求めら
れ、該減算器１１から圧力偏差１１ａが比例積分調節器
１２へ出力され、該比例積分調節器１２において前記減
算器１１から出力される圧力偏差１１ａが比例積分処理
されて該圧力偏差１１ａをなくすための燃料流量に対応
する燃料流量調節弁３の開度指令１２ａが切換器１４を
介して開度指令１４ａとして燃料流量調節弁３へ出力さ
れ、該燃料流量調節弁３の開度が前記蒸気の圧力９ａに
応じて調節され、燃料による圧力制御に移行する一方、
切換器２０が図中ｂ側即ち開度設定器１８側に切り換え
られ、該開度設定器１８から出力される全開の開度指令
１８ａが開度指令２０ａとして変化率制限器２２へ出力
されると共に、切換器２３が図中ｂ側即ち変化率制限器
２２側に切り換えられ、該変化率制限器２２から出力さ
れる開度指令２２ａが開度指令２３ａとして補助塞止弁
８へ出力される。

【００２８】ここで、前記切換器２０から出力される開
度指令２０ａが微開から全開へ変化すると、関数発生器
２１において、差圧検出器１５によって検出された補助
塞止弁８の上下流側の差圧１５ａに基づき補助塞止弁８
の全開へ向けての変化率２１ａが求められて変化率制限
器２２へ出力され、該変化率制限器２２において、前記
切換器２０から出力される開度指令２０ａの微開から全
開への変化率を前記関数発生器２１から出力される変化
率２１ａに制限する処理が行われて開度指令２２ａが切
換器２３へ出力され、該切換器２３から補助塞止弁８へ
前記変化率制限器２２から出力される開度指令２２ａが
開度指令２３ａとして出力される。

【００２９】これにより、前記補助塞止弁８が微開から
全開へ向けて開かれて行く際に、該補助塞止弁８の上下
流側の差圧１５ａが大きい時には、補助塞止弁８の開度
を広げて行く変化率２１ａが小さくされ、差圧１５ａが
小さくなるにつれて前記変化率２１ａが大きくされて行
くため、負荷側に送出される蒸気量が急激に増加するよ
うなことがなくなり、ボイラ１に対する外乱が最小限に
抑えられ、ドラムレベル等の警報が発せられてしまうよ
うなことも回避され、前記補助塞止弁８が全開となった
後には、前記主塞止弁６が全閉状態からインチング操作
で開かれて行き、通常運転に移行される。

【００３０】尚、前記各切換器１４，１９，２０，２３
並びに変化率制限器２２の出力は、例えば、図３に示す
ようになる。

【００３１】こうして、ボイラ１の起動時において昇圧
完了後に負荷側へ送出される蒸気の流量が急激に増加す
ることを防止でき、ボイラ１に対する外乱を最小限に抑
え得る。

【００３２】尚、本発明のボイラ起動時の蒸気送出装置
は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のボイラ起
動時の蒸気送出装置によれば、ボイラの起動時において
昇圧完了後に負荷側へ送出される蒸気の流量が急激に増
加することを防止でき、ボイラに対する外乱を最小限に
抑え得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図であ
る。

【図２】図１の関数発生器に設定された関数を表わす線
図である。

【図３】図１の各切換器と変化率制限器の出力を表わす
線図である。

【図４】従来例の概要構成図である。

【符号の説明】

１ ボイラ ４ 過熱器 ５ 蒸気送出管 ６ 主塞止弁 ７ バイパス管 ８ 補助塞止弁 ９ 圧力検出器 ９ａ 圧力 １５ 差圧検出器 １５ａ 差圧 １６ａ 全閉の開度指令 １７ａ 微開の開度指令 １８ａ 全開の開度指令 ２１ａ 変化率 ２２ａ 開度指令 ２４ 制御装置 Ｈ１ 規定圧力 Ｈ２ 定格圧力より所要αだけ低い圧力 α 所要圧力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラの過熱器の下流側に接続され且つ
   負荷側へ延びる蒸気送出管途中に設けられる主塞止弁
   と、 該主塞止弁の上下流側の蒸気送出管をつなぐバイパス管
   途中に設けられ且つ流量調節弁で構成される補助塞止弁
   と、 前記ボイラの過熱器で過熱された蒸気の圧力を検出する
   圧力検出器と、 前記補助塞止弁の上下流側の差圧を検出する差圧検出器
   と、 ボイラの起動時における昇圧開始時には、前記補助塞止
   弁に全閉の開度指令を出力し、昇圧開始後、前記圧力検
   出器によって検出される蒸気の圧力に基づき、該蒸気の
   圧力が規定圧力まで上昇したら、前記補助塞止弁に微開
   の開度指令を出力し、前記蒸気の圧力が定格圧力より所
   要圧力だけ低い圧力まで上昇したら、前記差圧検出器に
   よって検出される差圧に基づき、所要の変化率で補助塞
   止弁の開度を微開から全開へ向けて増加させる開度指令
   を補助塞止弁へ出力する制御装置とを備え、 前記補助塞止弁が全開となった後に、前記主塞止弁を全
   閉状態からインチング操作で開くよう構成したことを特
   徴とするボイラ起動時の蒸気送出装置。