JPS6166005A

JPS6166005A - ボイラ気胴水位制御装置

Info

Publication number: JPS6166005A
Application number: JP18789784A
Authority: JP
Inventors: 木村　健二郎; 英夫山本; 憲一原田
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1986-04-04

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〕この発明１まボイラ気胴水位制御装置に係り、特に水管
式ドラムボイラの運転性能を向上するに好適なボイラ気
胴水位制御装置に関するものである。

〔発明の背景〕

第３図は水管式ドラムボイラの従来の気胴水位制＠装置
を示す図、第４図は水管式ドラムボイラの従来の気胴水
位制御における気胴水位の逆応答現象を説明する図であ
る。

第３図および第４図に示すように、水管式ドラムボイラ
１１において、高温燃焼ガス１２の熱量は水管１３内の
給水２１に与えられ、気胴２３において蒸気２２が発生
される。従来、水管式ドラムボイラ１１の気胴水位制御
は、気胴２３の水位と蒸気２２の流量と給水２１の流ユ
とによってなされている。

すなわち、気胴２３の水位は、検出器３１によって検出
されて気胴水位調節器３４に入力され、予め定められた
設定水位３５と比較されて水位信号［、が出力され加算
器３６に入力される。また、蒸気２２の流量は、検出器
３２によって検出され蒸気信号１２が加算器３６に入力
される。加算器３６において、水性式ドラムボイラ１１
の運転制御に影響する程度によって予め定められた係数
に、および［１ｆＫ２か、水位信号１１および蒸気信号
【２に夫々乗算される。

そして、係数に、が乗算された水位信″ｒｊ［、と、係
ＶＩＫ、が乗算されたｉへ気信号■２とが加算されて、
給水流電設定ｌｉ号Ｉ。＝：に、Ｌ＋Ｋｉ［２力出力サ
レ給水流量調節器３７に入力される。一方、給水２１の
流量は検出器３３によって検出され、給水信号【３が給
水流量調節ａ：＋３７に人力されている。そして、給水
流量調節器３７において、給水流量設定信号【。

と給水信号■３とが比較され、給水流量調節信号■４か
出力される。給水流量設定信号■４は給水調節弁３９に
入力され、給水流量調節器３７において給水流＋ｔＱ定
信号■。と給水信号■３とが等しくなるように、給水２
１の流量が調節されている。

以上説明した水管式ドラムボイラ１１の従来の運転制御
では、蒸気２２の発生量に対して気胴２３の蒸発面積が
小さい水管式ドラムボイラ１１においては、蒸気２２の
負荷が急激に増加した場合に、気胴２３の水位に逆応答
現象が現われる。

すなわち、第４図に示すように、蒸気２２の流量か流量
ａから流ｆｆ１ｂへと急激に増加した場合、気胴２３内
の圧力が低下するので、気胴２３内の缶水中に発生する
気泡の数が増加する。それ故、蒸気２２の流量が急激に
増加した場合、実際には気胴２３内の水位は低下するが
、蒸気２２の流量が急激に増加する以前の発生数よりも
多い発生数の気泡によって気胴２３内の缶水が持ち上げ
られるので、気胴２３内の水位は水ｂ′ｔ、ｄから水位
Ｃへと、見掛は上、上昇する。いわゆる、逆応答現象が
現われる。

水管式ドラムボイラ１１の従来の運転制ｉ卸においては
、気胴２３内の水位が低下した場合に沿水の循環が不良
になったり、または、気胴２３内の水位か上昇した場合
に、気胴２３内に設置しである気水分離器が缶水中に水
没することによって、蒸気と水分とが分離されていない
湿り蒸気が蒸気使用場所に送られたりすることを防止す
るため、予め係数に１を係数に２よりも大きく定めてお
き、水位１３号Ｉ、　＋とよる給水２１の流量の制御を
蒸気信号■２による給水２１の流量の制御よりも優先さ
せている。

したがって、気胴２３内の水位が水位ｄから水位ｅへと
上昇することによって、加算器３６から出力される給水
流量設定信号ＩＯ＝　Ｋ、　Ｉ、＋　Ｋ２１．は、給水
流量調節器３７において比較される給水信号Ｉ３よりも
小さい値に設定される。すなわち、給水流量調節器３７
から出力される給水流量調節信号■４は、給水信号■３
が減少して給水流量設定信号Ｉ。に等しくなるように、
給水調節弁３９を絞って、給水２１の流量を流量りから
流量ｌを経て流量Ｊへと減少させるので、蒸気２２の増
加した流量すに相当する量の給水２１が気胴２３に給水
されない。

その結果、気胴２３内における蒸発量が減少して蒸気流
量が流量すから流量Ｃへと減少するので、気胴２３内の
水位は、逆応答現象がなくなるとともに給水不足が重な
って水位ｅから水位ｆへと低下し、遂には極低危険水位
ｇに到達して無用のボイラ停止事故を引き起すことが屡
々あり、従来から問題になっていた。

〔発明の目的〕

この発明は、上記の問題を解決するためになされたもの
で、ボイラの気胴の蒸発面積を増加させずに、また、ボ
イラの発生蒸気流量の急激な増加による気胴水位の逆応
答現象にとられれることなく、気胴水位を安定に制御す
ることができるボイラ気胴水位制御装置を提供すること
を目的とするものである。

〔発明の概要〕

この発明は、ボイラの発生蒸気流量の変化率に基づいて
、ボイラの給水流量を制御することを特徴とするもので
ある。

〔発明の実施例〕

この発明に係る実施例を図に基づいて説明する。

第１図はこの発明のボイラ気胴水位制御装置の一実施例
を示す図である。

第１図において、この発明のボイラ気胴水位制御装置は
、蒸気２２の流量が検出器３２によって検出され、蒸気
信、ｊ？；、　［２が加算器３６に入力されるとともに
、蒸気流量の変化率を演算する演算器５１に人力される
。そして、変化率演算器５１の出力が係数演算器５８に
入力され、係数演算器５８の出力が加算器３６に入力さ
れている以外は、第３図において既に説明した従来のボ
イラ気胴水位制御装置と同様である。

すなわち、蒸気２２の流風に変動かあった場合、検出器
３１によって検出される気胴２３の水位は、気；洞水位
調ｆｆｉ　？＋Ｈ３４に人力されて予め定められた設定
水位３５と比較され、水位信号■、が出力されて加算器
３６に入力される。また、蒸気２２の流量は検出器３２
によって検出され、ｈ℃気信；；、　１２が加算器３６
に入力されるとともに、蒸気流量の変化率演算器５１に
入力される。

変化率演算器５１において演算される蒸気流量の変化率
■は、係数演算器５８に入力され、予め水管式ドラムボ
イラｌｌｉこついて求められている蒸気流量の変化率■
と係数に１および係数に２との関係に基づいて、係数に
１および係数に２が演算される。

この場合、係数演算器５８において、蒸気流量の変化率
Ｖが予め定められた値よりも大きければ、係数に２は係
数に１よりも大きく演算されて加算器３６に入力される
。その結果、蒸気流量が増加した場合、逆応答現象によ
る気胴２３の見掛けの水位上昇を抑制するために給水２
１の流量を減少させるのではなく、蒸気流量の増加に対
応して給水２１の流量を増加させるための給水流量設定
信号１ｏ＝　Ｋ、　Ｉ、＋に２［、が、加算器３６から
出力されて給水流量調節器３７に入力される。

給水流量調節器３７において、蒸気流量の増加に、対応
する給水流量設定信号１．と検出器３３によって検出さ
れる給水２］の給水ｆ、１’　”’Ｊ’　［３とが比較
されて、給水流量調節信号ｒ４が出力され給水調節弁３
つに入力される。そして、給水流量調節信号■４によっ
て給水調節弁３９が調節され、給水信号Ｉ３と給水流量
設定信号■。とが等しくなるように給水２１の流量が増
加させられる。

なお、係数演算器５８において、蒸気流量の変化率Ｖが
予め定められた値よりも大きけ、れば、係数に２は係数
に、よりも太き（演算されて加算器３６に入力されると
説明したが、係ＩＫ＋が係ｔｊｌＫ２よりも小さく演算
されて加算器３６に入力されるようにしてもよい。

第２図はこの発明のボイラ気胴水位制御装置の池の実施
例を示す図である。

第２図において、この発明のボイラ気胴水位制御装置は
、第３図において既に説明した従来のボイラ気胴水位制
御装置に、蒸気流量の変化率を演算する演算器５１、変
化率の高信号選択器５２、蒸気流量の変化率が予め定め
られた設定値を越えるときその直前の給水流量調節器３
７の出力信号にホールドするホールド回路５３、蒸気流
量の変化率が予め定められた設定値を越える時間を計時
するタイマ５４、ＡＮＤ回路５５、給水流量調節器３７
の出力信号とホールド回路５３の出力信号との切替スイ
ッチ５６、信号調整器５７等が接続されている。

気胴２３の水位は、検出器３１によって検出されて気胴
水位調節器３４に入力され、予め定められた設定水位３
５と比較されて水位信号■１が出力され加算器３６に入
力される。また、蒸気２２の流量は検出器３２によって
検出され、蒸気信号■２が加算器３６と信号調整器５７
と蒸気流量の変化率を演算する演算器５１とに入力され
る。

加算器３６において、水管式ドラムボイラ１１の運転制
御に影響する程度によって予め定められた係数に１およ
び係数に２が、水位信号１１および蒸気信号■２とに夫
々乗算される。そして、係ｆｔ１Ｋ＋が乗算された水位
信号Ｉ、と、係数に２が乗算された蒸気信号Ｉ２とが加
算されて、給水流量設定信号［、＝　Ｋ、　Ｉ、　＋　
Ｋ２１２が出力され給水流量調節器３７に入力される。

給水２１の流量は検出器３３によって検出され、給水信
号Ｉ３が給水流量調節器３７に入力されている。

そして、給水流量調節器３７において、給水流量設定信
号１．と給水信号■３とが比較され、給水流量調節信号
Ｉ４が出力される。通常、切替スイッチ５６は接点すが
ＯＮされているので、給水流量調節信号Ｉ４は給水調節
弁３９に人力され、給水流量調節器３７において給水流
量設定信号ＩＯと給水信号■、とが等しくなるように、
給水２１の流量が調節される。

この場合、係数に、は係数に２よりも大きく定めてあり
、水位信号Ｉ、による給水２１の流量の制御を蒸気信号
■２による給水２１の流■の制御よりも優先させている
。

演算器５１において、入）Ｊされた蒸気信号１２によっ
て蒸気流量の変化率■か演算され、高信号選択器５２に
入力される。蒸気流量の変化率Ｖが予め定められた一定
値を越えると、高信号選択２Ｊ５２から高信号Ｈが出力
され、切替スイッチ５６とホールド回路５３とタイマ５
４とに入力される。

ホールド回路５３には、給水流が調節２羽３７の出力信
号すなわち給水流量調節信号ｒ４が常時ホールドされて
いる。高信号Ｈがホールド回路５３に入力されることに
よって、蒸気信号の変化率Ｖが予め定められた一定値を
越える直前の給水流量調節器３７の出力信号すなわち給
水流量調節信号■４がホールド回路５３から出力される
とともに、高信号Ｈが切替スイッチ５６に入力されるこ
とによって、切替スイッチ５６の接点すがＯＦＦされて
接点ａがＯＮされる。そして、気胴２３の水位が逆応答
現象を起す前の給水流量調節信号Ｉ、にょって給水調節
弁３９が調節される。

一方、信号調整器５７に入力された蒸気信号■２は、係
数が乗算されて調整蒸気信号ｒ′２となり、ボールド回
路５３とＡＮＤ回路５５とに入力される。また、高信号
Ｈがタイマ５４に入力されて一定時間計時されると、タ
イマ５４から信号Ｔが出力されＡＮＤ回路５５に入力さ
れる。そして、調整蒸気信号■′２と信号ＴによってＡ
ＮＤ回路がＯＮすると、ＡＮＤ回路５５から信号Ａが出
力されホールド回路５３に入力される。

一゛信号ＡがＡＮＤ回路５５からホールド回路５３に入
力されると、切替スイッチ５６の接点ａを介してホール
ド回路５３から給水調節弁３９に出力する信号は、ホー
ルド回路５３において給水流量調節信号［４から調整蒸
気信号（１，に切替へられる。すなわち、給水調節弁３
９の制御は、給水流量調節信号ｒ４による水位優先制御
から調整蒸気信号Ｉ′２による蒸気流量優先制御に切替
へられるので、逆応答現象後の給水量が不足しないよう
になっている。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したように、蒸気流量が急増した
場合、蒸気流量の変化率が予め定められた値よりも大き
ければ、給水調節弁の制訂を水位優先制御から蒸気流量
優先制御に切替えている。

すなわち、逆応答現象による気胴の見掛けの水位上昇を
抑制するために給水流量を減少させるのではなく、蒸気
流量の増加に対応して給水流量を増加させるので、逆応
答現象後の給水量が不足しないようになっている。した
がって、気胴内の水位が低下して極低危険水位に到達す
ることがないので、無用のボイラ停止事故を引き起さな
い効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のボイラ気胴水位制御装置の一実施例
を示す図、第２図はこの発明のボイラ気胴水位制御装置
の池の実施例を示す図、第３図は水管式ドラムボイラの
従来の気胴水位制御装置を示す図、第４図は水管式ドラ
ムボイラの従来の気胴水位制御における気胴水位の逆応
答現象を説明する図である。１１・・・水管式ドラムボイラ１２・高温燃焼ガス１３・・水管２１・・給水２２・・蒸気２３・・・気胴３１．３２．３３・・・検出器３４・・・気胴水位調節器３５・・・設定水位３６・・加算器３７・・・給水流量調節器３９・・・給水調節弁５１・・・変化°率演算器５２・・・高信号選択器５３・・・ホールド回路５４・・・タイマ５５・・ＡＮＤ回路５６・・・切替スイッチ５７・・・信号調整器５８・・・係数演算器

Claims

【特許請求の範囲】

気胴水位と発生蒸気流量とによって給水流量を調節する
ボイラ気胴水位制御装置において、前記発生蒸気流量の
変化率を演算する演算器と、前記変化率を入力して前記
給水流量を調節する信号の係数を演算する演算器とを設
けてあることを特徴とするボイラ気胴水位制御装置。