JPS62228802A - ボイラ装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はチューブ式電気ボイラと燃焼式ボイラとを備え
、これらを並列運転するボイラ装置に係り、特にチュー
ブ式電気ボイラの負荷追従制御を確実に行なえるように
したボイラ装置に関する。

（従来の技術） 近時チューブ式電気ボイラと重油ボイラその他の一般的
な燃焼式ボイラとを共通な蒸気溜に接続し、両ボイラを
並列状態で負荷追従運転りるようにしたボイラ装置が開
発されている。

ここでチューブ式電気ボイラは例えば特開昭５０−１０
８６５６号公報（特願昭４９−１３２５３号明ａｍ）に
記載されているように、多数のステンレスチューブ（蒸
気発生器）に直接電流を流し、そのチューブに発生する
ジュール熱でボイラ水を加熱し蒸気を発生づるようにし
たものである。

このタイプのボイラでは、蒸気溜の圧力信号に基づいて
、電源変圧器からボイラに印加する電圧を変化させる出
力制御が行なわれる。その場合、変圧器での電圧制御は
タップ切換方式によるのが一般的である。タップ切換方
式とは、変圧器の２次側巻線上に断続的に設けられたタ
ップの位置を機械的に変え、２次側電圧をステップ式に
変化させる方式である。

一方、重油ボイラ等では、蒸気溜の圧力信号に基づいて
、設定圧力との偏差に対する比例積分（Ｐｌ）動作を行
ない、連続的に出力を変化させる連続制御方式を採るの
が普通である。

第４図は以上のような制御方式によるチューブ式電気ボ
イラと重油ボイラとを並設した従来のボイラ装置の系統
構成例を示したものである。

チューブ式電気ボイラ１はス”アンレスチューブからな
る多数の蒸気発生器２を右し、この蒸気発生器２は循環
ポンプ３を会む循環配管４に入口ヘッダ５および出口ヘ
ッダ６を介して連れｔされ、循環配管４は蒸気ドラム７
に閉ループ状に連結されている。蒸気発生器２には、タ
ップ切換器８を有する電源変圧器９が導板１０を介して
接続されている。

一方、中油ボイラ１１は蒸気ドラム１１ａ、水ドラム１
１ｂ等を有し、燃料供給管１２から調整弁１３を介して
供給される重油を図示しないバーナで燃焼することによ
り、蒸気発生を行なわせるようになっている。

そして、共通な給水タンク１４から、それぞれ給水ポン
プ１５ａ、１５ｂを有する給水配管１６ａ、１６ｂを各
ボイラ１．１１に導くとともに、各ボイラ１，１１を主
蒸気配管１７ａ、１７ｂを介して１つの共通な蒸気′ａ
１８に連結している。

蒸気溜１８からは蒸気タービン等に蒸気を供給するため
の蒸気供給配管１９が導かれる。

このようなボイラ装置において、蒸気溜１８に圧力検出
器２０が設りられ、これにより検出した蒸気溜圧ツノに
基づいて、チューブ式電気ボイラ１の出力が段階的に、
また重油ボイラ１１の出力が連続的に制御されるように
なっている。

！！１ち、チューブ式電気ボイラ１の制御装置として、
圧力検出器２０からの蒸気溜圧力信号１０１を入ツノす
る演算器２１が設けられ、この演算器２１によって設定
圧力と蒸気溜圧力との比較が行なわれ、その（ｌａ差信
号１０２が出力回路２２に出力されるようになっている
。出力回路２２では、設定圧力と蒸気溜圧力との偏差が
、例えばプラス側に一定値まで拡大した時に、タップ切
換器已に対し、タップ位置の下降指令、つまり出力低下
指令１０３が出力される。また、設定圧力と蒸気溜圧力
との偏”差が、逆にマイナス側に一定値まで拡大した時
には、出力回路２２からタップ切換器８に対し、タップ
位置の上界指令、つまり出力上Ｗｌ指令１０４が出力さ
れる。このように、チューブ式電気ボイラ１側では、蒸
気溜圧力が一定値まで上界または下降した場合に出力を
１ステツプつづ上下させるステップ制御が行なわれる。

一方、重油ボイラ１１の制御装置として、圧力検出器２
０からの蒸気溜圧力信号１０１を入力し、重油流量の調
整弁１３に開度指令１０５を出力する圧力制御器２３が
設けである。即ち、圧力制御器２３によって設定圧力と
蒸気溜圧力とのｌｌａ差が位置信号に変換されて出力さ
れ１、調整弁１３の開度、つまりボイラ出力が連続的に
制御される。

（発明が解決しようとする問題点） 第４図に示す従来のボイラ装置において、チューブ式電
気ボイラ１と重油ボイラ１１とを並列運転させた場合、
各ボイラ１，１１の出力制御を共通な蒸気溜圧力に基づ
いて行なうようにしているため、下記の不具合がある。

（１）重油ボイラ１１の制御系は、蒸気溜圧力の微小変
化に追従して連続的な出力制御を行なう。

これに対し、チューブ式？程気ボイラ１の制御系はステ
ップ制御を行なうものであるため、蒸気溜圧力が一定値
以上、上昇または下降するまで出力を変えない。したが
って、例えば並列運転時に蒸気負荷側で負荷変動が生じ
、これによって蒸気溜圧力が変動した場合、重油ボイラ
１１のｆｆ１ｌ制御系が常に敏感に対応して先行追従す
る結果、蒸気溜圧力が負荷に応じた設定圧力付近に保た
れ、チューブ式電気ボイラ１には出力制御信号が入力さ
れないという事態が生じる。即ち、負荷変動分は全て重
油ボイラ１１によって吸収され、チューブ式電気ボイラ
１は負荷変動に追従しないことが起り得る。

この事態を放置して、負荷′ｔ！動への対応を全て重油
ボイラ１１に委ねると、ボイラ客足を超えた負荷が作用
した場合、給水系、燃焼系が追従困難となり、オーバー
ロードによりボイラがトリップすることがある。また、
重油ボイラが安定運転可能な最低負荷運転は、ボイラに
より異なるが通常、総蒸発ｍがボイラ容量の１／８〜１
／３となる出力領域である。そこで、このような最低負
荷運転状態以下まで重油ボイラ１１の負荷が減少した場
合、燃焼系が不安定になり、トリップすることがある。

（２）このような事情から、従来では蒸気使用量が大幅
に変動して、重油ボイラ１１の古漬範囲を超える可能性
が生じた場合には、自動追従しないチューブ式電気ボイ
ラ１の出力を運転員等が手動によってｆｒｉｌｌ　ｆｉ
ｌするなど、手操作による煩しさを要していた。なお、
このような手操作を省略した場合には、前記のようなト
リップに至ることが避は難くなっていたちのである。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたｂので、チュ
ーブ式電気ボイラと燃焼式ボイラとの並列運転時におい
ても、チューブ式電気ボイラの負荷追従制御を確実に行
なわせることができ、チューブ式電気ボイラの手動操作
の省略および燃焼式ボイラのトリップ防止等が図れるボ
イラ装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明に係るボイラ装置は、チューブ式電気ボイラと燃
焼式ボイラとの負荷配分比を設定する設定器の出力信号
と、各ボイラの主蒸気温間検出値から並列運転時の総出
力を求める出力演算手段の出力信号とに基づいて、蒸発
１ｔｌ　ｌ　ｔｊ手段によりチューブ式電気ボイラの負
担すべき蒸発ｍを求め、その蒸発量に応じてタップ位置
切換手段によりチューブ式電気ボイラのタップ位置を切
換えるようにし、このような制御手段を両ボイラに共通
な蒸気溜圧力に基づく出力制御手段に付設したものであ
る。

（作用） チューブ式電気ボイラの制御系に蒸気溜圧力信号と別に
、主蒸気流量に基づいて求められた負荷配分比に相応す
る出力制御信号が入力される。

したがって、大きな負荷変動が生じた場合には、負荷配
分比に応じてチューブ式電気ボイラの出力も自妨的に負
荷追従することになり、燃焼式ボイラの出力のみが負荷
追従する事態が避けられる。

即ち、出力が段階的にｍ１ｌｌ　ＩＩＩされるチューブ
式電気ボイラについても、負荷配分比に応じた概略的な
制御が可能となり、手動制御等が不要となるとともに、
並列運転される燃焼式ボイラのみがトリップするなどの
不具合を生じない。

なお、微小負荷変動に対しては、蒸気溜圧力に基づく燃
焼式ボイラの連続的制御によって追従することができる
。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参照して説
明する。

なお、第４図に示す従来のボイ、う装置と同一の構成に
ついては第４図と同一符号を用いて説明する。

この実施例においても、チューブ式電気ボイラ１と燃焼
式ボイラとしての重油ボイラ１１とが並列に設けられる
。

チューブ式電気ボイラ１はステンレスチューブからなる
多数の蒸気発生器２を有し、この蒸気発生器２は循環ポ
ンプ３を含む循環配管４に入口ヘッダ５および出口ヘッ
ダ６を介して連結され、循環配管４は蒸気ドラム７に閉
ループ状に連結されている。蒸気発生器２には、タップ
切３％　ｉｌｓ　８を右する電源変圧器９が導ｊｆｉ（
ブスバー）１０を介して接続されている。

一方、重油ボイラ１１は蒸気ドラム１１ａ、水ドラム１
１ｔ）等を有し、燃料供給配管１２から調整弁１３を介
して供給される重油を図示しないバーナで燃焼すること
により、蒸気発生を行なわせるようになっている。

そして、共通な給水タンク１４から、それぞれ給水ポン
プ１５ａ、１５ｂを有する給水配管１６ａ、１６ｂを各
ボイラ１．１１に導くとともに、各ボイラ１，１１を主
蒸気配管１７８．１７ｂを介して１つの共通な蒸気溜１
８に連結している。

蒸気溜１Ｂからは蒸気タービン等に蒸気を供給するため
の蒸気供給配管１９が導かれる。

なお、１４ａは給水゛タンク１４への給水管、１４ｂは
凝縮水等の給水タンク１４への戻し配管である。

また、蒸気溜１８には圧力検出器２０が設けられ、これ
により検出した蒸気溜圧力に基づいて、チュー１式電気
うイラ１の出力が段階的に、また重油ボイラ１１の出力
が連続的に制御されるようになっている。

単独ボイラ１１の制御装置は従来のものと変らない。即
ら、圧力検出器２０からの蒸気溜圧力信号１０１を入力
し、ル油流吊の調整弁１３に開度指令１０５を出力する
圧力制御器２３が設けである。圧力制御器２３によって
設定圧力と蒸気溜圧力との偏差が位置信号に変換されて
出力され、調整弁１３の開度つまりボイラ出力が連続的
に制御される。

一方、チューブ式電気ボイラ１の制御装置は蒸気溜圧力
に基づく微小制御用の第１制御部Ａと、発生蒸気流ｍに
基づく概略制御用の第２１，１Ｊｔｌ１部Ｂとから構成
されている。

第１制御部Ａは、圧力検出器２０からの蒸気溜圧力信号
１０１を入力する演惇器２１を有する。

この演０器２１によって設定圧力と蒸気圧力との比較が
行なわれ、その偏差信号１０２が出力回路２２に出力さ
れるようになっている。

第２制御部Ｂは、チューブ式電気ボイラ１と重油ボイラ
１１との負荷に応じた負荷配分比を設定する設定器２４
と、各ボイラ１，１１の主蒸気流量をそれぞれ検出し、
その検出値に基づいて両ボイラ並列運転時の総出力を求
める出力演算手段２５とを有する。

出力ａＣｔ手段２５は、電気ボイラ主蒸気配管１７ａに
設けた電気ボイラ主蒸気流量検出器２６と、重油ボイラ
主蒸気配管１７ｂに設けた重油ボイラ主蒸気流量検出器
２７と、これらの出力信号１０６．１０７に基づいて発
生蒸発量をそれぞれ求める演算；！！＋２８．２９と、
この内油口器２８．２９の出力信号１０８．１０９に基
づいて総蒸気通を求める演＃３器３０とを有する。

また、設定器２４からの設定信号１１０と、この演ｒｉ
器３０からの総蒸気噛信号１１１とにＬ（づいてチュー
ブ式電気ボイラ１の負担すべき蒸発量を求める蒸発吊演
暮手段３１が設けられる。即ち、蒸発が演算手段３１は
総出力のうち、設定器２４で設定されたチューブ式電気
ボイラコで供給すべき必要蒸気開信号１１２を出力する
。

そして、この必要蒸気開信号１１２に基づいてチューブ
式電気ボイラ１のタップ位置を切換えるタップ位置切換
手段３２が設けられる。タップ位置切換手段３２は、必
要蒸気量信号１１２を必要タップ位置信号１１３に変換
する蒸気量・タップ位置関数変換器３３と、チューブ式
電気ボイラ１の現状のタップ位置ＴＬを検出するタップ
位１ｄ発信器３４と、これら必要タップ位置信号１１３
と現状タップ位置信号１１４とを比、較し、その偏差信
号１１５を出力する演０器３５と、この偏差信号１１５
に基づいてタップ位置切換信号１１６゜１１７を出力す
る出力回路３６とを右する。

出力回路３６から出力されるタップ位置切換信号１１６
．１１７は、タップ切換器８に対し、必要タップ位置と
現状タップ位置との偏差が例えばプラス側にあるとぎは
出力低下指令（１１７）、またマイ犬スｆｌｌｌｌにあ
るときは上昇指令（１１６’）をそれぞれ与えるもので
ある。第３図は蒸発量とタップ位置との関係を例示しだ
らのである。

なお、出力回路３６には、圧力検出器２０からの蒸気溜
信号１０１に是づいて演ｉ器２１からの圧力の偏差信号
１０２も入力される。

このような構成によると、主蒸気流間に基づいて、チュ
ーブ式電気ボイラ１で負荷配分比に応じた原略的なタッ
プ切換制御が、蒸気溜圧力に基づく微小制御と別に行な
われるようになる。

したがって、例えば蒸気負荷の大きな変動が生じた場合
でも、重油ボイラ１１の負荷追従に止まらず、チューブ
式電気ボイラも自動的に負荷追従するようになる。

これにより、チューブ式電気ボイラ１と重油ボイラ１１
との並列運転が、手動調整の必要なく、また必要なトリ
ップのおそれなく、円滑かつ確実に行なえるものである
。

なお、前記実施例では重油ボイラ１１を燃焼式ボイラと
して適用したが、この燃焼式ボイラとしては他の各種の
ボイラ、即ち燃焼ガス、廃熱等を利用して出力を連続的
に変化できるボイラを適用することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、チューブ式電気ボイラ
と燃焼式ボイラとの並列運転時にＪ３いても、チューブ
式電気ボイラの負荷追従制御を確実に行なうことができ
、チューブ式電気ボイラの手動操作の省略および燃焼式
ボイラのトリップ防止等が図れるという効果が奏される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示ず系統構成図、第２図は
主要部の作用を示づ一回路図、第３図は前記実施例の特
性を示づ゛線図、第４図は従来例を示す説明図である。 １・・・チューブ式電気ボイラ、１１・・・燃焼式ボイ
ラ、１７ａ、１．７ｂ・・・生魚気配管、１８・・・蒸
気溜、２／Ｉ・・・設定器、２５・・・出力演ｃ７手段
、３１・・・蒸発量演算手段、３２・・・タップ位置切
換手段。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　　　　二　　俣　　弘　　文第１図 タラアイ立直 第３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チューブ式電気ボイラと燃焼式ボイラとを備え、両ボイ
   ラの主蒸気配管を共通な蒸気溜に接続し、その蒸気溜圧
   力に基づいてチューブ式電気ボイラの出力を段階的に、
   また燃焼式ボイラの出力を連続的に制御するようにした
   ボイラ装置において、前記各ボイラの負荷配分比を設定
   する設定器と、前記各ボイラの主蒸気流量をそれぞれ検
   出し、その検出値に基づいて両ボイラ並列運転時の総出
   力を求める出力演算手段と、この出力演算手段の出力信
   号と前記設定器からの設定信号とに基づいてチューブ式
   電気ボイラの負担すべき蒸発量を求める蒸発量演算手段
   と、この蒸発量演算手段の出力信号に基づいてチューブ
   式電気ボイラのタップ位置を切換えるタップ位置切換手
   段とを設けたことと特徴とするボイラ装置。