JPS59195009A - ボイラ装置の火炉給水流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボイラ装置の火炉炉壁な構成する氷壁管への給
水ｆＮ、量な制御するボイラ装置の火炉給水流置割・脚
装置に関する。

ボイラ装置沈の火炉においては、その氷壁ｇへの給水流
量が過少であると、氷壁管が焼損するどそれがある。そ
こで、氷壁・Ｕの給水流量としては、常にボイラ負荷・
、・こ応じである定められた管内制限流健以上の流量を
確保してお（必要がある。

従来のボイラｓ　ｉｔにおいては、ボイラ１１荷が高負
荷である場合、これに見合った給水流量を氷壁管へ供給
すれば焼屓のおそれのない・ｇ内流量が確保できるよう
に設計されている。又、ボイラ負荷が低負荷である場合
、ボイラ負荷に見合う以上の給水流量を供給する必要が
あり、このため、ボイラ設計によりそれぞれ異なるもの
の、一般には定格負荷の２０〜２５％のときの給水流量
を最低給水流−とし、負荷がそれ以下に低下してもこの
最低給水流量が確保されるようになっている、貫流ボイ
ラにおいては、このため起動バイパス系を設げ、起動時
の余剰の給水をバイパスするようにしている。

第１図はｆｉＣ来のボイラ装置の概略構成図、第２図は
ボイラ負荷に対する氷壁管の管内流量の特性図である。

第１図で、１はボイラ・撓遁の火炉、２は火炉１の炉壁
を構成する水壁管、３ａは前方炉壁に備えられた缶前バ
ーナ、３ｂは後方炉壁に備えられた午後バーナである、
近年の大容量石炭焚貫流ボイラでは、これらバーナは５
投乃至６段設置されている。缶前バーナ３ａと午後バー
ナ３Ｉ）とは、火炉１内の熱負荷が出来得る限り均等に
なるように対向して・妃ｆｆｌされている。４は火炉出
口の過熱器、５は排ガス通路に設けられた節炭器、６は
給水管、７は給水管６　Ｈｃ設ゆられた流量調節弁であ
る１、給水管６を通る給水は節炭器５により加熱され、
流量調節弁７を介して火炉１の炉底で水壁管２に供給さ
れる。

このようなボイラ装置におけるボイラ負荷と水壁ぜ２の
管内流量の関係が第２図に示されている。

図で、イ黄軸にはボイラ負荷が、縦軸には管内、危」皆
がとっである。■はボイラ装置により定められた制限流
量曲線を示す。当然ながら、ボイラ負荷の増加にしたが
って管内流量も増即し、ボイラ負荷の減少にしたがって
管内流量も減少する。ボイラ負荷に対して管内流量が曲
線■に対応した値以下になると氷壁管２が焼損するおそ
れが生じる。■はそのボイラ装置の通常の運転曲線を示
す。運転曲線■は制限流量曲線■に対して余裕をもって
設定されている。即ち、すべてのボイラ負荷において、
管内流量が制限流量曲線Ｉに対応した値以上であるよう
に設定して氷壁管２の焼損を確実に防止するものである
。

ここで、１ｆｉｌＪ限流量曲線Ｉおよび運転曲線■は、
前述のようなバーナの配置により、火炉１内の熱負荷が
均等であることを前提として設定されているものである
。今、例えばボイラ負荷が２５％のときの管内流量がｖ
２であり、４この流量が最低給水流量として設定されて
いるとすると、ボイラ負荷がさらに低下しても管内流量
Ｖ２は変らない。それ故、ボイラ負荷が２０％である”
ときの管内流量の制限値は曲ｍｌ上の点Ｂに相当する値
■１であるが、このときの管内槻量は値Ｖ１よ２りも大
きい最低給水流量ｖ２（曲線■上の点ＡＫ相当するｉ直
）に保持されていることになり、水壁管焼損のおそれは
全（ない。

ところで、ボ・イラ貴Ｃ釘が低電イ、：ｆの場合、例え
ばバーナ段数が５〜６段だとそのうちの２〜３段のみが
燃焼に使用されることになり、この場合、対向するバー
ナの本数も同等若しくはその差が少ないようにして火炉
の熱負荷が均等になるように便用される。しかしながら
、バーナトリップ等により前記本数の差が大きくなると
燃焼バーナが一方に偏り、火炉の熱負荷に不均一が生じ
る。このような場合、火炉（ハ）熱負荷が均等であるこ
とをＢ「麦として決定されている最低、＠水流量では、
燃焼バーナ側の水壁管２の管内流量が制限値以下となる
おそれがある１、これを第２図に示す曲線についてみる
と矢のようになる。例えば、ボイラ負荷が２０％の低負
荷の場合、バーナ燃・児が偏ると、曲線ｉ上の点Ｂは曲
線Ｉ上の点Ｂ′に移行する。この点Ｂ′に相当する管内
流量は直■、となり、この値Ｖ、が制限流量となる。と
ころが、管内流ｔＶ、はボイラ負荷２０％の場合の通常
運転時の管内流量ｖ２を超えた値となり、したがって、
このときの管内流量ｖ。

は制限値■、以下となり、水壁管焼損のおそれが発生す
ることになる。

本発明は、このような事′１青に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、火炉内の熱負荷に不均一か生じても
、火炉氷壁管の焼損を防止することができるボイラ装置
の火炉給水流量制御装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、バーナの配（謹に
応じて氷壁管を複数のグループに分割し、各グループの
氷壁管をグループ毎に別のヘッダに接続し、これら谷ヘ
ッダに流量調節弁を備えた給水管をそれぞれ接続し、こ
れら各流量調節弁を制御手段により火炉内の熱負荷の分
布に応じて制御するようにしたことを特徴とする。

以下、本発明を第３図および第４図に示す実施例に泰づ
いて説明する。

第３図は本発明の実施例に係るボイラ装置の給水系統図
である。図で、第１図に示す部分と同一部分には同一符
号が付しである９８Ａは火炉の午前側の炉壁な構成する
缶前側火炉氷壁管群、８Ｂは同じく火炉の午後側の炉壁
を構成する午後側火炉氷壁管群である。本実施例では、
火炉の炉壁な構成する氷壁管群をバーナの設置個所にし
たがって午前側と午後側の各グループに分割する。この
場合、火炉側壁を構成する氷壁管は、午前寄りのものは
午前側のグループに、午後をりのものは午後側のグルー
プに属せしめられる。９Ａは午前（則火炉水壁管群８Ａ
が接続される午前側入ロヘッダ、９Ｂは午後側火炉氷壁
管群８Ｂが接続される午後側入ロヘッダである。ＩＯＡ
、ＩＯＢはそれぞれ節炭器５と午前側入ロヘッダ９Ａお
よび午後側入ロヘッダ９Ｂとを接続する午前側給水管お
よび管径側給水管である。ＩＩＡ、ＩＩＢはそれぞれ午
前側給水管１０Ａに設けられた午前側流量調節升および
午後側給水管１０Ｂに設ゆられた午後側流量ｙ４節弁で
ある。１２は出口へツタである。

給水管６から供給される給水は節炭器５で加熱された後
２つに分岐され、一方は午前１９１１給水管１０Ａによ
り缶＠　’ＩＡＵ　Ｋ　、を調節弁１１Ａを介して午前
側入ロヘッダ９Ａへ、他方は午後側給水管１０Ｂに、よ
り午後側流量調節弁１１Ｂを介して午後備入ロヘッダ９
Ｂへ供給される。容入ロヘッダ９Ａ。

９ＢＫ共給された給水はそれぞれ缶前側火炉水壁管群８
Ａ、午後側火炉水壁管群８Ｂを流れて蒸気となり、これ
ら両氷壁菅群８Ａ、８Ｂに発生した蒸気は出口ヘッダ１
２で一緒に集められて過熱器４へ供給される。午前側火
炉水壁管群８Ａと缶後側火炉水壁Ｕ群８Ｂへの給水量は
、それぞれ午前側流計調節弁１１Ａ、ｖよび午後側流量
調節弁１１Ｂを適宜制御することにより任意に調節する
ことができる。

蹟４図は第３図に示す各流量調節弁の制御系統図である
９図で、１３は合計給水流量要求信号発信器であり、負
荷、即ち過熱器への蒸気量に見合う給水量に応じた信号
゛を出力する。１４は午前バーナ入熱信号発信器であり
、例えば缶前側バーナに供給されている燃料量等に応じ
た値の信号が出力される。１５は午後バーナ入熱信号発
信器であり、午前バーナ入熱信号発信器１４と同じく、
例えば倍波側バーナに供給されている燃料量等に応じた
値の信号が出力される。１６は前記各発右器１３．１４
．１５からの信号を入力し、これらの信号に基づいて街
前側流量Ａ節弁１１Ａおよび午後側流量調節弁１１Ｂの
制御信号を出力する給水流量配分器である。

ここで、上記制御系統の動作について説明する。

合計給水流量要求信号はボイラ負荷に応じた信号、午前
バーナ入熱信号および缶ｊ＆バーナ入熱ｉｄ号はそれぞ
れ午前側および午後側の火炉熱負荷であるとみることが
できる。したがって、給水流量配分器１６では、発信器
１３から入力された値を発信器１４．１５の入力の比に
応じて配分する演算を行なう、今、発イぎ器１３から入
力された値をＺ、発信器１４から人力された値を一１発
信器１５カ）ら入力された値をＹ、とすると、午前流量
調節弁１１Ａの制御１ざ号は　Ｚ・Ｙ□／Ｙえ＋４　に
応じた値になり、午後流量調節弁１１Ｂの制御信号はＺ
、ＹＢ／ＹＡ十ＹＢに応じた値になるうこのように、本
実施例では、火炉の炉壁を構成する氷壁管を午前側のグ
ループと午後側のグループに分割し、午前側と午後１則
の火炉熱負荷分布に応じて全給水流量を各グループに分
配するようにしたので、火炉の熱負荷に不均一が生じて
も、火炉氷壁管の焼損を防止することができる。

なお、上記実施例の説明においては、氷壁管群を缶Ｍ１
Ｊ、午後の２つのグループに分割するようにしたが、こ
の分割はバーナの配置に応じて自由に行なうことができ
る。

以上述べたように、本発明では、火炉の炉壁を構成する
水！ｆ管をバーナの配置に応じて複数のグ／ｌ／　−７
”　Ｋ　分＝ｕし、バーナの熱負荷分布に応じて全給水
光量を各グループに分配するようにしたので、火炉の熱
負荷に不均一が生じても、火炉氷壁管の滉損を防止する
ことができる７つ

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のボイラ装置の概略構成図、第２図はボイ
ラ負荷に対する氷壁菅の管内流量の特性図、第３図は本
発明の実施列に係るボイラ装置の給水系統図、第４図は
第３図に示す各流量調節弁の制御系統図である。 ８Ａ・・・・・・缶前側火炉氷壁管詳、８Ｂ・・・・・
・缶後側火炉水壁管群、９Ａ・・・・・・缶前側入ロヘ
ッダ、９Ｂ・・・・・・缶径側入ロヘッダ、ＩＯＡ・・
目・・缶前側給水管、１０Ｂ・・・・・・缶径１則給水
管、ＩＩＡ・・・・・・缶前側流量調節弁、ＩＩＢ・・
・・・・缶径側流量調節弁。 第　３　胆 第　４　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数の氷壁管より成る火炉炉壁と、この火炉炉壁に
   互いに対向して配置されたバーナとを備えたボイラ装置
   において、前記対向するバーナの配置に応じて分割され
   た前記氷壁管を分割された氷壁管毎に接続するヘッダと
   、これら各ヘッダにそれぞれ接続される給水管と、これ
   ら各給水管の流量調節弁と、これら６流を調節弁を火炉
   内の熱負荷分布に応じて制御する制御手段とを設けたこ
   とを特徴とするボイラ装置の火炉給水流量制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記制御手段は、
   各氷壁管に対する総給水流量に応じた信号を、分割され
   た前記氷壁管が属する前記各バーナの入熱信号の比に基
   づいてこれら各バーナに対応する呵記各流叶調節弁の制
   御信号として分配する分配手段を備えていることを％改
   とするボイラ装置の火炉給水流量制御装置。