JPS5937401B2 - 多管式貫流ボイラの缶水制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、多管式貫流ボイラにおける缶水制御装置に
関するものである。

従来の多管式貫流ボイラにおける水位制御においては、
ボイラの外側に水管と別置して水位制御筒を設け、ボイ
ラ内水位を制御していた。

この制御の最大の欠点は、ボイラ本体の水管内の水位と
水位制御筒内の水位とが大きく異なる場合が生じること
である。

その原因は、水管内の気泡量がボイラの蒸発量に比例し
て変動するためである。

多管式貫流ボイラにおいては、燃焼開始直後の缶体冷態
時、低負荷時で缶内の気泡量が少ない場合、また急激な
負荷変動による缶内気泡量の変動時に、水あるいは気泡
に接しない水管部分が過熱されるおそれがある。

従来、ボイラ燃焼負荷を検出し、該負荷に応じて水位検
出器の検出水位設定値を調節してボイラ内水位を制御す
る方法および装置が公知（例えば特開昭５３−９２００
２）であった。

しかしながら、この従来の方法では、缶内の気泡が十分
発生していない燃焼開始直後の缶体冷態時や急激な缶内
水位の変動時において水管の過熱を防止することはでき
なかった。

この発明は、水管の過熱を完全に防止すると共に缶水の
濃縮も同時に制御しようとする装置を提供することを目
的としたものである。

−この発明は、上下管寄せを多数の水管で連通した多管
式貫流ボイラにおいて、上部管寄せに缶内の電気抵抗値
を検出する１本の電極棒を設け、また、前記ボイラに連
通ずる給水ポンプおよびブローバルブを設け、さらに、
燃焼中において前記電極棒からの電気抵抗の信号が水管
過熱防止のための電気抵抗設定値Ｃ以上であれば給水信
号を出力し、設定値Ｃ以下であれば給水停止信号を出力
し、かつ缶水濃縮防止のための電気抵抗設定値Ｅ以下で
あればブロー信号を出力する比較判別回路を設け、そし
て、比較判別回路からの給水信号さ給水停止信号を受け
て給水ポンプを０Ｎ−ＯＦＦ稼動させる給水ポンプ動作
回路とブラー信号を受けてブローバルブを作動させる自
動ブロー回路とを設けた多管式貫流ボイラの缶水制御装
置である。

すなわち、通常の燃焼中は、水位制御筒の設定水位によ
って制御を行い、燃焼開始直後の缶体冷態時、低負荷時
または急激な負荷変動により２相流での水位が上部管寄
せに設けられた電極棒の水位制御位置より低下した場合
には、通常の水位制御回路と並列に設置されたこの発明
装置の給水ポンプ動作回路により強制的に水位を上昇さ
せ、水管の過熱を防止することができる。

また、貫流ボイラでは、保有水量が少ないために缶水の
濃縮が早いという欠点があるが、この発明装置には、缶
水型導度が上昇すれば自動的にブローする装置を組合わ
せてあり、同一の電極棒により水管の過熱を防止すると
同時に缶水の濃縮をも制御できる。

以下この発明の実施例を図面にもとづいて説明すると、
１は上部管寄せ、２は下部管寄せ、３は水管であって、
上下管寄せ１，２は多数の水管３で連通されている。

ボイラ本体の外側に水管３と別置されて水位制御筒４が
設けられている。

図中のＡは水位制御筒４に設けた電極棒にて制御される
水位制御範囲であって、水位制御筒４の電極棒にて検出
される水位信号を受は水位制御回路１１にてボイラに連
通ずる給水ポンプ６を稼動することにより制御される。

この水位制御回路１１はボイラ起動と同時に作動し、燃
焼装置の作動に無関係に機能する（例えば、初期缶水注
入時あるいは缶水の濃縮ブロー後に燃焼が停止している
際の缶水補給時）。

上部管寄せ１には、缶内の電気抵抗値を検出する１本の
電極棒５が設けられ、その検出水位は水管の過熱を防止
するため水位制御筒４による通常の水位制御位置より高
い位置に配置されている。

図中Ｂは電極棒５による水位検出位置である。

１０は燃焼中に作動する比較判別回路であって、燃焼中
に上部管寄せ１の電極棒５からの缶内電気抵抗値をあら
かじめ設けられた設定値と比較を行い、測定抵抗値が水
管過熱防止のための電気抵抗設定値Ｃ以上であれば、給
水信号を出力し、設定値Ｃ以下であれば給水停止信号を
出力し、かつ、缶水の濃縮を防止するための電気抵抗設
定値Ｅ以下であればブロー信号を出力するように構成さ
れている。

７は給水ポンプ動作回路であって比較判別回路からの給
水信号あるいは給水停止信号を受けて水位制御回路１１
とは別個独立に、ボイラに連通ずる給水ポンプ６を０Ｎ
−ＯＦＦ稼動せしめるように構成されている。

９は自動ブロー回路であって、由較判別回路からのブロ
ー信号を受けてボイラに連通して設けられたブローバル
ブ８を作動せしめるように構成されている。

次に比較判別回路１０と給水ポンプ動作回路７と自動ブ
ロー回路９の実施例を第３図に示す。

図中の符号ＤＢは上部管寄せの１本電極棒からの電気抵
抗値入力部、ＯＰ、は水管過熱防止のための電気抵抗比
較器である。

ＯＰ２は缶水濃縮防止のための電気抵抗比較器である。

ＤＯ，、ＤＯ２はダイオード、ＷＰは給水ポンプのリレ
ー、ＢＶはブローバルブのリレーである。

各機器は電気抵抗測定値ｒの変化により下表のように作
動する。

以上のような構成において缶水の水位の変化にもとづい
て、その作用を説明する。

燃焼開始前ボイラの水位は水位制御回路の働きにより水
位制御範囲内Ａにある。

燃焼開始信号と同時にこの発明装置にも電源が供給され
る。

燃焼開始直後は燃焼量が犬であるにもかかわらずボイラ
は冷態にあり気泡の発生がほとんどない。

従って、上部管寄せの電極棒付近は電気抵抗が大きく比
較判別回路からの給水信号により給水が行われ水位は電
極棒５の検出位置Ｂまで上昇する。

燃焼が進行すれば、蒸発部である水管３内および上部管
寄せ１内は気泡の発生により気液２相流となり比較判別
回路にてこの気液２相流部の電気抵抗の変化を判別し、
給水の制御が行われる。

たとえば、低負荷時には蒸気の発生が少なく蒸気部の気
泡は減少し見掛けの缶内水位は低下する。

又、急激な負荷変動時も気泡の急激な発生並びに減少と
いった変化により、見掛けの缶内水位は上下に変動する
。

従って低負荷時また急激な負荷変動の時に従来のような
水位制御筒４の水位制御範囲Ａのみで制御していては水
管３は過熱される。

この発明装置によりそのような場合には、強制的に気液
２相流の相掛けの水位を検出位置Ｂまで上昇させ、水管
の過熱を防止する。

また、貫流ボイラでの缶水濃縮を防ぐため、一定以上濃
縮した場合に自動的にブローを行う装置が公知（例えば
実開昭５２−１０６７０２）である。

その装置ではセパレータ下部に電極棒を設置していたが
、この発明装置によれば、その電極棒と同じものを上部
管寄せより挿入することによって、水位制御と自動ブロ
ーとを１本の電極棒で行うことができ、しかも、従来の
ように給水により検出部の濃度の変動の影響をうけると
いうこともないので、適切な濃縮ブローが行われ、常に
良好な乾き度の蒸気を得ることができる。

すなわち、気液２相流の状態にある缶水の電気抵抗を缶
体と電極棒５との間で、燃焼中に連続して測定すること
により、気液２相流の状態にある缶水電気抵抗が、定め
た電気抵抗値Ｅより小さい場合、ブローバルブ８を開け
てブローを行い、濃縮が進行するのを防ぐ。

第２図において、図中Ｄ１．Ｄ２．Ｄ３はこの発明装置
による給水ポンプ動作時間であり、Ｆｌ、Ｆ２はこの発
明装置によるブローバルブ開放時間である。

この第２図においてその作用を説明すると、０３時間の
間は見掛けの水位は水位検出位置Ｂ以下にあり、電気抵
抗値はＣより高い。

給水ポンプの稼動によりＤ１時間経過すると見掛けの水
位は水位検出位置Ｂに達し電気抵抗値はＣ以下となり給
水を停止する。

その後燃焼が継続すると蒸発により缶水は次第に濃縮し
電気抵抗値は低下していく。

電気抵抗値がＥ以下となればブローが開始され１１時間
ブローされる。

Ｆ１時間経過するとフ宅−により見掛けの水位は水位検
出位置Ｂ以下となり電気抵抗値はＣ以上きなって給水が
再開される。

なお、ボイラ稼動初期、全ブロー後あるいはこの発明に
よる制御装置により頻繁にブローが行われた後等にて缶
水の濃縮が十分進んでいない場合には、電気抵抗値がＥ
以下となる前に蒸発により見掛けの水位がＢ以下となる
と電気抵抗値はＣ以上となってブローを行わずに給水が
再開される。

以上説明したようにこの発明によれば、１本の電極棒に
よって、燃焼開始直後、低負荷時、また急激な負荷変動
による水面の変動時にも水管の過熱を防止することがで
きる。

しかも、同時に、缶水の濃縮具合を連続的に測定してお
り、設定値より濃縮した場合には自動的にブローするこ
とにより、缶水の過度の濃縮を防ぐことが経済的に連続
的に安定してできる。

さらに、缶水の電気抵抗値の測定位置が缶水上部に設け
られるので、給水により検出部の濃度の変動の影響をう
けることもないので、適切な濃縮ブローが行われ、常に
良好な乾き度の蒸気を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示した説明図である。 第２図は、時間と電気抵抗値の関係を示したグラフであ
る。 第３図は、比較判別回路・給水ポンプ動作回路及び自動
ブ爾−回路の実施例を示した説明図である。 １・・・・・・上部管寄せ、２・・・・・・下部管寄せ
、３・・・・・・水管、４・・・・・・水位制御筒、５
・・・・・・電極棒、６・・・・・・給水ポンプ、７・
・・・・・給水ポンプ動作回路、８・・・・・・ブロー
バルブ、９・・・・・・自動ブロー回路、１０・・・・
・・比較判別回路、１１・・・・・・水位制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上下管寄せ１，２を多数の水管３で連通した多管式
   貫流ボイラにおいて、上部管寄せ１に缶内の電気抵抗値
   を検出する１本の電極棒５を設け、また、前記ボイラに
   連通ずる給水ポンプ６およびブローバルブ８を設け、さ
   らに、燃焼中において前記電極棒５からの電気抵抗の信
   号が水管過熱防止のための電気抵抗設定値Ｃ以上であれ
   ば給水信号を出力し、設定値Ｃ以下であれば給水停止信
   号を出力し、かつ缶水濃縮防止のための電気抵抗設定値
   Ｅ以下であればブロー信号を出力する比較判別回路１０
   を設け、そして、比較判別回路１０からの給水信号と給
   水停止信号を受けて給水ポンプ６を０Ｎ−ＯＦＦ稼動さ
   せる給水ポンプ動作回路７とブロー信号を受けてブロー
   バルブ８を作動させる自動ブロー回路９とを設けたこと
   を特徴とする多管式貫流ボイラの缶水制御装置。