JPS60162107A - ボイラ装置のドレンタンクレベル制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、例えば変圧貫流ボイラのようなボイラ装置に
おいて、そのドレンタンクのレベル調節弁するボイラ装
置のドレンタンクレベル制御装置に関する。

〔発明の背景〕

近年、火力プラントを高効率で運用するため、ボイラ装
置は可成りの頻度で起動、停止を行なう運転が実施され
るよう罠なっている。ところで、このよ）な運転におけ
るボイラ記動時、特に変圧貫流ボイラではボイラ火炉流
体の膨出現象が発生する。即ち、変圧貫流ボイラでは、
ボイラ記動時が低く、ボイラ火炉流体温度は飽和温度に
近いため、起動時、このような状態でボイラに点火して
燃料量を増加すると、火炉流体における蒸気量が急速に
増大して沸騰状態となり、上記膨出現象が発生するので
ある。この膨出現象は、バーナ容置が大きいバーナを点
火したとき、特に顕著に発生する。

なお、従来の定圧貫流ボイラでは、起動時、バーナを順
次点火操作しても、ボイラ火炉は全圧（超臨界圧ボイラ
ではボイラ圧力は２５０　ｋｇ／ｃＪ、！ｉ’　）に保
持されており、又、火炉流体温度は臨界温度以下である
ので、火炉流体の膨出現象はみられな（Ｘ０ ボイラ起動時、火炉流体なボイラ循環ポンプにより、火
炉、汽水分離器、ドレンタンクと循環させる起動系統に
おいては、上記火炉流体の膨出現象が発生すると、多量
の蒸気発生によりドレンタンクのレベル（水位）がみか
け上急上昇し、このためドレンタンクのレベル調節弁が
大きく開いて、ドレンタンク内の火炉流体を大量に復水
器に放出ような流体の不足が生じるとボイラ循環ポンプ
を停止さぜ、ボイラ起動をも停止させるシステムになっ
ている。したがって、上記火炉流体の膨出現象が発生す
るとボイラな起動させることができないという事態が生
じていた。

この事態を避けるため、従来、ボイラ循環流量を少なく
し、その分ボイラ給水ポンプからの冷水を増加させるこ
とにより、ボイラ点火操作に先立・つて火炉流体温度を
飽和温度以下に下げ、膨出現象を防止する手段が採られ
ていた。しかし、このような手段は起動時の熱損失を甚
だしく増大させるという欠点を生じていた。さらに他の
手段として、燃料量を徐々に増加することにより膨出現
象を防止し、レベル変動を小さくする手段も採用されて
いたが、このような手段は起動時間が極めて長くなると
いう欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、上記従来の問題点を解決し、ボイラ起動
時におけるドレンタンクレベルの異常な低下を防止する
ことができ、これによりボイラ起動を円滑に行なうこと
ができるボイラ装置のドレンタンクレベル制御装置ヲ提
供するにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は、ボイラ起動時に
火炉流体の膨出現象を予測する膨出予測手段を設け、膨
出現象が予測されたとき、ドレンタンクのレベル調節弁
による通常のレベル制御を停止し、当該レベル調節弁を
所定の値で制御してレベル低下を防止するようにしたこ
とを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る変圧貫流ボイラの起動系
統図である。図で、１はボイラ火炉、２はボイラ火炉を
構成する火炉管からの火炉流体から水分を分離する汽水
分離器、３は汽水分離器２からの蒸気を過熱する過熱器
、４は過熱器３からの蒸気により駆動されるタービン、
５はタービン４で使用された蒸気を復水する復水器であ
る。

６は汽水分離器２で分離された水が流入するドレンタン
ク、７はドレンタンク６のレベルを調節するレベル調節
弁、８はドレンタンク６の水をボイラ火炉１、汽水分離
器２、ドレンタンク６と循環させるボイラ循環ポンプ、
９はボイラ循環流量調節弁である。１０はボイラ火炉１
に水を供給する給水ポンプ、１１は給水ポンプ１０で給
水された水を加熱する高圧給水加熱器である。１２はボ
イラ火炉１の温度を検出する火炉管壁温度検出器、１３
はボイラ火炉１からの流体の温度を検出する火炉流体温
度検出器、１４はドレンタンク６のレベルを検出するド
レンタンクレベル検出器、１５はドレンタンク６の圧力
を検出するドレンタンク圧力検出器である。１６はレベ
ル調節弁７およびボイラ循環流量調節弁９を制御する制
御装置である。

ドレンタンク６の水はボイラ循環ポンプ８により、ボイ
ラ循環流量調節弁９、ボイラ火炉１１汽水分離器２を通
って循環され、又、この間、給水ポンプ１０かもの給水
も高圧給水加熱器１１を経てドレンタンク６の水に合流
せしめられる。このようにボイラ循環ポンプ８を運転し
ている循環モード時、ドレンタンク６０レベルは制御装
置１４によりレベル調節弁７およびボイラ循環流量調節
弁９を調節して制御され、ドレンタンク６０レベルが上
昇した場合にはレベル調節弁７およびボイラ循環流量調
節弁９の開度を大ぎくしてドレンタンク６の水を復水器
５へ排出するとともに給水ポンプ１０からの給水を抑え
、逆にレベルが下降している場合にはレベル調節弁７お
よびボイラ循環流ｊ＃調節弁９を絞って給水ポンプ１０
からの給水を多くする。

第２図は第１図に示す制御装置の系統図である。

図で第２図に示す部材と同一部材には同一符号を付して
説明を省略する。１７はドレンタンクレベル検出器１４
の信号とドレンタンク圧力検出器１５の信号とを乗算す
る乗算器、１８は乗算器１７の信号を比例、積分するＰ
Ｉ調節器、１９は信号切換器、２０は自動手動切換器で
ある。２１は自動手動切換器２０の出力信号、即ちレベ
ル調節弁７の開度な指示する信号を記憶するアナログメ
モリである。２２は火炉管壁温度検出器１２と火炉流体
温度検出器１３で検出された温度の偏差を演算する減算
器、２３は減算器２２から出力される温度偏差が所定の
値に達したか否かを検出する信号検出器である。温度偏
差が所定の値に達したとき、信号検出器２３からは信号
切換器１９に対して切換指令信号が出力される。なお、
ボイラ循環流ｆｊ４１１節介９０制御系統の説明は省略
する。

次に、本実施例の動作を第３図に示すボイラの温度特性
図を参照して説明する。ボイラ装置の通常運転時、ドレ
ンタンクレベル検出器１４で検出されたドレンタンク６
０レベルは、乗算器１７においてドレンタンク圧力検出
器で検出された圧力を乗算されることにより圧力補正さ
れる。この圧力補正されたレベル信号はＰＩ！Ｍ１節器
１８、信号切換器１９および自動手動切換器２０を経て
レベル調節弁７に伝送され、そのレベル信号に応じてレ
ベル調節弁７の開度を調節する。このような通常運転時
の制御において、アナログメモリ２１はレベル調節弁７
に伝送される信号を常時記憶する。

アナログメモリ２１に記憶された信号は信号切換器１９
に入力されるが、この場合、信号検出器２３から切換指
令信号が出力されていないので、信号切換器１９におい
てはＰＩ調節器１８と自動手動切換器２０とが接続され
アナログメモリ２１と自動手動切換器２０とは解放され
ており、したがって、アナログメモリ２１の信号は信号
切換器１９で遮断されている。

ボイラ装置の起動時、前述のような火炉流体の膨出現象
が生じる場合がある。そして、この膨出現象に対しては
、ドレンタンクレベル検出器ｚ以降の上記制御系では前
述の理由により対応が困難である。このため、本実施例
においては、火炉管壁温度検出器１２、火炉流体温度検
出器１３、減算器２２および信号検出器２３を設けて膨
出現象に対応させるものである。そこで、まず、膨出現
象の発生を第３図に示すボイラの温度特性に基づいて判
断する手段について述べる。

第３図で横軸には時間、縦軸には温度がとっである。図
中、実線Ａは火炉流体温度を、又、破線Ｂは火炉管壁温
度を示す。時刻ｔ１においてボイラが点火されると、火
炉流体温度と火炉管壁温度とは上昇してゆくが、暫くの
間（約１０〜１５分）火炉流体温度の方が火炉管壁温度
より高い状態にある。時刻ｔ１に至ると、両者の温度は
等しくなり、それ以降は火炉管壁温度の方が高くなる。

火炉流体の膨出現象は、丁度火炉管壁温度の方が高くな
るタイミングにおいてみられる鉱のである。

したがって、火炉管壁温度と火炉流体温度とを監視して
おれば、膨出現象の発生を判断できることになる。

第２図において、火炉管壁温度検出器１２と火炉流体温
度検出器１３とは膨出現象の発生を判断するために設け
られたものである。雨検出器１２゜１３の検出信号は減
算器２２に入力され、両者の偏差が演算される。この偏
差に応じた信号は信号検出器２３に入力され、ここで予
め定められた所定の値と比較される。当該偏差が所定の
値に達したとき、即ち、膨出現象が発生したと判断され
たとき、信号検出器２３から信号切換器１９に切換指令
信号が出力される。この結果、信号切換器１９は切換え
られ、ＰＩ調節器１８と自動手動切換器２０との間は遮
断され、アナログメモリ２１と自動手動切換器２０との
間が接続される。このため、レベル調節弁７は、ドレン
タンクレベル検出器１４の検出値の如何にかかわらず、
アナログメモリ２１に記憶された切換直前の信号、即ち
、膨出現象発生前の信号でその開度な制御される。

前述のように、従来においては、膨出現象が発生すると
ドレンタンク６のレベルがみかけ上意上昇し、このため
レベル調節弁７を開いてドレンタンク６の水を復水器５
に排出する制御が行なわれ、ドレンタンクレベルの異常
低下を招いていたのであるが、本実施例においては、膨
出現象が発生してもアナログメモリ２１に記憶された膨
出前の信号によりレベル調節弁７を制御するので、レベ
ル調節弁７が大きく開くことはなく、ドレンタンクレベ
ルの異常低下は防止される。

火炉流体の膨出が終了すると、信号検出器２３からの切
換指令信号の出力が停止され、信号切換器１９はアナロ
グメモリ２１と自動手動切換器２０とを遮断し、ＰＩ調
節器１８と自動手動切換器２０とを接続する。これによ
り、ドレンタンクのレベル制御は通常運転時の制御とな
る。なお、火炉流体の膨出の終了は、例えば信号検出器
２３にタイマを内蔵し、所定時間が経過したことにより
知ることができる。

このように、本実施例では、火炉管壁温度検出器で検出
された温度と、火炉流体温度検出器で検出された温度の
偏差が所定の値に達したとき、火炉流体の膨出現象が発
生したと判断し、アナログメモリに記憶されている膨出
現象発生前の信号でレベル制御弁を制御するようにした
ので、ボイラ起動時におけるドレンタンクレベルの異常
低下を防止することができ、これにより、ボイラ起動を
円滑に行なうことができる。

〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明では、ボイラ起動時、火炉流
体の膨出現象の発生を予測し、膨出現象が発生すると判
断されたとき、通常のレベル制御を停止してドレンタン
クのレベル調節弁を所定の値で制御するようにしたので
、ボイラ起動時におけるドレンタンクレベルの異常低下
を防止することができ、これによりボイラ起動な円滑に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る変圧貫流ボイラの起動系
統図、第２即は第１図に示す制御装置の系統図、第３図
はボイラの温度特性図である。 ｌ・・・・・・ボイラ、６・・・・・・ドレンタンク、
７・・・・・・レベル調節弁、１２・・・・・・火炉管
壁温度検出装置、１３・・・・・・火炉流体温度検出装
置、１４・・・・・・ドレンタンクレベル検出器、１５
・・・・・・ドレンタンク圧力検出器、１７・・・・・
・乗算器、１８・・・・・・ＰＩ調節器、１９・・・・
・・信号切換器、２０・・・・・・自動手動切換器、２
１・・・・・・アナログメモリ、２２・・・・・・減算
器、２３・・・・・・信号検出器。 代理人　弁理士　武　順次部（はか１名）第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　ボイラ装置の汽水分離器に接続されたドレンタン
   クと、このドレンタンクのレベルを調節するレベル調節
   弁と、前記ドレンタンクのレベルに応じて前記レベル調
   節弁を調節するレベル制御手段とを備えたボイラ装置の
   ドレンタンクレベル制御装置において、火炉流体の膨出
   を予測する膨出予測手段と、との膨出予測手段によって
   火炉流体の膨出が予測されたとき前記制御手段による制
   御を停止して前記レベル調節弁を所定の値で制御するレ
   ベル低下防止手段とを設けたことを特徴とするボイラ装
   置のドレンタンクレベル制御装置。