JPS631482B2

JPS631482B2 -

Info

Publication number: JPS631482B2
Application number: JP6697082A
Authority: JP
Inventors: Tadao Fujita; Shin Taniguchi; Ichiro Hiraiwa
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1988-01-13
Also published as: JPS58184402A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はボイラ系における缶水の濃縮化に伴
う水管中のスケール付着状態を連続的に自動計測
するためのスケール付着状態計測装置に係わり、
特に、加熱制御のための断続制御における１回の
加熱期間が、水管中のスケール付着の進行に伴つ
て増大するという現象に基づいて、水管中のスケ
ール付着状態を計測するようにしたスケール付着
状態計測装着に関するものである。

一般に、ボイラ系を長時間運転すると、缶水が
濃縮化されるので、缶水中に含まれるカルシユウ
ム、マグネシユウム、シリカ等の不純物濃度が増
大し、これが水管内面に析出付着してスケールに
成長するものである。そして、スケールが熱の不
良導体であるために、スケールの付着はボイラ系
の熱交換の効率を低下させるばかりか、水管を高
温度に至らしめ、ついには、焼損をも招くことが
知られている。

而して、かかる不都合に対処するためには、水
管中のスケール付着状態を定期的な目視観測によ
り確認し、スケール付着がある程度進行したとき
には、水管に通薬してスケールを溶解除去するこ
とが行われている。

しかしながら、スケール付着状態を目視観測す
るためには、ボイラ系の運転を停止させ、一旦、
缶水をブローしてから水管内部を観測しなければ
ならず、手間のかかる作業を伴うものであつた。

而して、かかる作業は往々にして懈怠され、結
果的に、スケールの異常な成長を見過し、ついに
は、水管を焼損に至らしめ、復旧に多大の時間と
労力を費すことがしばしばであつた。

また、ボイラ系の運転停止を伴う作業である以
上、スケール付着状態の目視観測作業は、その頻
度において著しい制約を受けるので、連続計測に
はほど遠いものであり、スケール付着の進行を正
確に把握することは困難であつた。

したがつて、従前のボイラ系では、水管中のス
ケール付着状態を高精度に、かつ、連続的に自動
計測することができず、而して、スケールを除去
すべき時期を正確に把握することができず、スケ
ールの異常な成長を許し、水管の焼損を招く危険
性が極めて大であるという欠点があつた。

この発明の目的は、上記従来技術に基づく水管
中のスケール付着状態の計測の問題点に鑑み、缶
水の濃縮化に伴つて増大する加熱期間に基づい
て、蒸気負荷に係わりなく、缶水の濃縮状態を表
わす評価値を算出し、缶水の全部を新鮮水に置換
（以下、完全ブローという）した直後における上
記評価値が特定値以上であることに基づいてスケ
ール付着状態を判別することにより、上記欠点を
除去し、高精度に、しかも、実質上連続的にスケ
ール付着状態を自動計測することができるボイラ
系におけるスケール付着状態計測装置を提供せん
とするものである。

上記目的に沿うこの発明の構成は、ボイラ中の
蒸気圧が上限蒸気圧から下限蒸気圧に到達するま
での基準圧力降下期間と、該蒸気圧が下限蒸気圧
から上限蒸気圧に到達するまでの基準圧力上昇期
間とをそれぞれ計測し、その計測結果に基づい
て、評価値演算部でもつて蒸気負荷に係わりな
く、缶水濃縮状態を表わす特定の評価値を算出
し、完全ブローが実行された後、最初に算出され
る評価値が特定の参照評価値以上であることをス
ケール付着状態判定部でもつて判別して、スケー
ル付着状態信号を表示部に供給し、スケール付着
状態に至つたことを表示するようにしたことを要
旨するものである。

第１図以下に基づいてこの発明の実施例の構成
及び動作を説明すれば以下の通りである。

第１図は、この発明の実施例における蒸気圧検
出部、加熱制御部、基準圧力降下期間検出部、基
準圧力上昇期間検出部の各構成を示すブロツク図
である。同図において、ボイラＡは側壁ａで囲ま
れ、その内周に沿つて多数の水管ｂが立設され、
該水管ｂの上部は環状に連結されて上部管寄せｃ
を形成する。

ボイラＡの上壁ｄには、モータｅに連動するブ
ロアｆと、燃料バルブｇを介して図示しない燃料
タンクに連通する燃料管ｈに接続された燃料噴出
棒ｉと、電極棒ｊとが隣接配置され、これらをブ
ロアｆに連通する風道１でもつて囲んで燃料室ｍ
に開口するバーナＢが形成される。

上部管寄せｃからは、連通管ｎと蒸気管ｏが延
びて、それぞれ圧力センサ１ａと図示しない蒸気
負荷とに接続される。

蒸気圧検出部１は圧力センサ１ａと、これに後
続する第一、第二のコンパレータ１ｂ，１ｃと、
参照電圧源１ｄ，１ｅとから成る。

加熱制御部２は、そのセツト端子が第一のコン
パレータ１ｂに接続され、そのリセツト端子がイ
ンバータ２ａを介して第二のコンパレータ１ｃに
接続された第一のフリツプフロツプ２ｂと、該フ
リツプフロツプ２ｂの正相出力端子にドライバ２
ｃを介して接続された第一のリレー２ｄと、第一
のコンパレータ１ｂに接続された単安定マルチバ
イブレータ２ｅと、そのセツト端子が該マルチバ
イブレータ２ｅの出力端子に接続され、そのリセ
ツト端子がインバータ２ａの出力端子に接続され
た第二のフリツプフロツプ２ｆと、該フリツプフ
ロツプ２ｆの正相出力端子にドライバ２ｇを介し
て接続された第二のリレー２ｈとから成る。

更に、モータｅ、電極棒ｊ、燃料バルブｇから
延びる給電線ｑ，ｓ，ｔはそれぞれ第一のリレー
２ｄのメーク接点r₁，r′₁、第二のリレー２ｈのメ
ーク接点r₂を通じて図示しない電源に接続され
る。

基準圧力降下期間検出部３は、そのセツト端子
が第二のコンパレータ１ｃに接続され、そのリセ
ツト端子が第一のコンパレータ１ｂに接続され、
更に、その正相出力端子が制御信号出力端子に
接続されたフリツプフロツプ３ａから成る。

基準圧力上昇期間検出部４は、そのセツト端子
がインバータ４ａを介して第一のコンパレータ１
ｂに接続され、そのリセツト端子がインバータ４
ｂを介して第二のコンパレータ１ｃに接続され、
更に、その正相出力端子が制御信号出力端子に
接続されたフリツプフロツプ４ｃから成る。

第２図は、連通管ｎ内の蒸気圧、即ち、圧力セ
ンサ１ａが出力する蒸気圧信号の経時変化(A)と、
第二のコンパレータ１ｃの出力信号(B)と、第一の
コンパレータ１ｂの出力信号(C)と、加熱制御部２
中の第一のフリツプフロツプ２ｂの「１」「０」
状態(D)と、同部中の第二のフリツプフロツプ２ｆ
の「１」「０」状態(E)と、基準圧力降下期間検出
部３中のフリツプフロツプ３ａの「１」「０」状
態(F)と、基準圧力上昇期間検出部４中のフリツプ
フロツプ４ｃの「１」「０」状態（Ｇ）とを対比
して示す波形図である。

上記の構成において、連通管ｎ内の蒸気圧、即
ち、上部管寄せｃ内の蒸気圧が上限蒸気圧に到達
し、圧力センサ１ａが出力する蒸気圧信号S₁が第
２図Ａ，ａに示すように、上限蒸気圧に対応する
上限設定値Ｈに到達すると、第二のコンパレータ
１ｃに供給される蒸気圧信号S₁が参照電圧源１ｅ
から供給される上限設定値Ｈに対応するる参照電
圧に到達するので、第２図Ｂ，ｂに示すように、
該コンパレータ１ｃの出力は「１」に反転して上
限蒸気圧信号S₂を供給し、かかる「０」から
「１」への反転信号を受けてインバータ２ａは
「１」から「０」への反転信号を第一のフリツプ
フロツプ２ｂのリセツト端子に供給し、第２図
Ｄ，ｃに示すように、これをリセツトする。

而して、該フリツプフロツプ２ｂの正相出力は
「０」となり、インバータ２ｃを介して第一のリ
レー２ｄは非励磁状態に移行するので、接点r₁，
r′₁が開成し、給電線ｑ，ｓを通じての電源供給
が断たれ、ブロアｆは送風を停止し、電極棒ｊは
火花放電を停止する。このとき、インバータ２ａ
からの反転信号は第二のフリツプフロツプ２ｆの
リセツト端子にも供給され、第２図Ｅ，ｄに示す
ように、これをリセツトする。

而して、該フリツプフロツプ２ｆの正相出力は
「０」となり、インバータ２ｇを介して第二のリ
レー２ｈも非励磁状態に移行するので、接点r₂が
開成し、給電線ｔを通じての電源供給が断たれ、
燃料バルブｇが閉成する。

かかる状態では、ブロアｆによる送風も、火花
放電による着火も行われず、燃料供給も断たれ、
バーナＢが消火状態となる。

バーナＢが消火状態となつた後、時間が経過す
ると、蒸気圧は熱的な過渡現象により僅かに上昇
してからボイラの温度低下に伴つて減少するの
で、蒸気圧信号S₁は第２図Ａ，ｅに示すように、
一旦増大してから、同図Ａ，ｆに示すように、直
線的に減少する。

そして、この間に、前記上限蒸気圧信号S₂とし
ての「０」から「１」への反転信号を、そのリセ
ツト端子に受けて、第２図Ｇ，ｇに示すように、
フリツプフロツプ４ｃがリセツトされ、しかる
後、蒸気圧信号S₁が第２図Ａ，ｈに示すように、
上限設定値Ｈを横切る時点で、第二のコンパレー
タ１ｃの出力信号が、第２図Ｂ，ｉに示すよう
に、「１」から「０」に反転し、かかる反転信号
をそのリセツト端子に受けて、第２図Ｆ，ｊに示
すように、フリツプフロツプ３ａがセツトされ
る。

蒸気圧信号S₁の降下が続行し、第２図Ａ，ｋに
示すように、下限設定値Ｌまで減少すると、今度
は、第一のコンパレータ１ｂに供給される蒸気圧
信号S₁が参照電圧源１ｄから供給される下限設定
値Ｌに対応する参照電圧に到達するので、該コン
パレータ１ｂの出力は、第２図Ｃ，ｌに示すよう
に、「０」に反転して下限蒸気圧信号S₃を供給し、
第２図Ｄ，ｍに示すように、第一のフリツプフロ
ツプ２ｂがセツトされ、第一のリレー２ｄが励磁
状態に移行し、ブロアｆを始動させて、風道１内
を空気パージする。

同時に、第二のコンパレータ１ｂからの「０」
への反転信号は、フリツプフロツプ３ａのリセツ
ト端子にも供給されるので、該フリツプフロツプ
３ａは、第２図Ｆ，ｎに示すように、リセツトさ
れる。

而して、上記動作において、フリツプフロツプ
３ａが「１」になつている期間は、ボイラの蒸気
圧が上限蒸気圧から下限蒸気圧に降下するまでの
期間、即ち、基準圧力降下期間t₂を表わすもので
あり、該「１」は基準圧力降下期間検出信号S₄と
して出力される。

更に付言すれば、かかる動作において、第一の
フリツプフロツプ２ｂが「０」になつている期間
t′₂は、第２図Ａ，ａ，ｅ，ｈ，ｆに示すように、
蒸気圧が上限蒸気圧を越えて上昇した後に降下し
て下限蒸気圧に至るまでに要する時間を表わすも
のであるが、同図Ａ，ｅに示す圧力上昇分は一般
に僅小であるので、該期間t′₂は蒸気圧が予め設
定されたボイラ系固有の上下限蒸気圧の間を降下
するに要する基準圧力降下期間t₂に実質的に等し
いものである。

前述のように、ブロアｆが始動する際における
第一のコンパレータ１ｂからの反転信号、即ち、
下限蒸気圧信号S₃は単安定マルチバイブレータ２
ｅにも供給されて、これをトリガし、準安定状態
に移行させ、該マルチバイブレータ２ｅが安定状
態に復帰する時点で、第２図Ｅ，ｏに示すよう
に、第二のフリツプフロツプ２ｆがセツトされ
る。

すると、第二のリレー２ｈが励磁状態となり、
接点r₂が閉成して、燃料バルブｇに給電線ｔを通
じて電源が供給されるので、該バルブｇが開い
て、燃料噴出棒ｉから燃料が噴出し、バーナＢが
燃焼状態に移行する。

而して、上記動作において、第２図Ｅに示すよ
うに、フリツプフロツプ２ｆが「０」になつてい
る期間は加熱停止期間T₂であり、更に、ブロア
ｆが始動してから燃料バルブｇが開くまでの期間
t_pは風道１内部に空気をパージして、バーナＢを
確実に着火させるために必要なプリパージ期間で
ある。

しかるところ、かかるプリパージ期間t_p中に
も、第２図Ａ，ｐに示すように、蒸気圧信号S₁は
減少し、バーナＢが燃焼状態に移行するまでに
は、第２図Ａ，ｑに示すように、最小値LLまで
減少し、しかる後、バーナＢが燃焼を開始する
と、ボイラの温度上昇に伴つて、第２図Ａ，ｒに
示すように直線的に増大する。

増大する蒸気圧信号S₁が、第２図Ａ，ｓに示す
ように、再び、下限設定値Ｌに到達すると、第２
図Ｃ，ｔに示すように、第一のコンパレータ１ｂ
の出力信号が「１」に反転し、同図Ｇ，ｕに示す
ように、フリツプフロツプ４ｃがセツトされる。

バーナＢの燃焼状態が継続すると、蒸気圧は上
昇し続け、蒸気圧信号S₁はやがて、第２図Ａ，ｖ
に示すように、上限設定値Ｈに到達し、第２図
ｂ，ｃ，ｄ，ｇを参照した前記説明と同様に作動
し、第２図b′，c′，d′，g′に示すように、第一、
第二のフリツプフロツプ２ｂ，２ｆ及びフリツプ
フロツプ４ｃが共にリセツトされる。

而して、上記動作において、フリツプフロツプ
４ｃが「１」になつている期間は、ボイラの蒸気
圧が下限蒸気圧から上限蒸気圧に上昇するまでの
期間、即ち、基準圧力上昇期間t₁を表わすもので
あり、該「１」は基準圧力上昇期間検出信号S₆と
して出力される。

そして、第２図Ｅに示すように、フリツプフロ
ツプ２ｆが「１」になつている期間は加熱期間
T₁である。

一般に、蒸気負荷が変動すると、第２図Ａ，ｆ
に示す蒸気圧の降下勾配が変化し、プリパージ期
間t_p中の蒸気圧変化分も増減するので、加熱停止
期間T₂、加熱期間T₁の各々の始点、終点におけ
るボイラ系の内部エネルギーの差は、蒸気負荷に
従つて増減するものである。

しかるに、基準圧力降下期間t₂、基準圧力上昇
期間t₁のように、蒸気圧が予めボイラ系固有に設
定された上下限蒸気圧間を変化する際には、該期
間t₂，t₁の各々の始点、終点におけるボイラ系の
内部エネルギーの差は一定であり、蒸気負荷の影
響を受けることはない。

そして、共に蒸気負荷の影響を受けることのな
い基準圧力降下期間t₂と基準圧力上昇期間t₁を用
いて缶水濃縮状態の評価値を算出し、更に、該評
価値に基づいてスケール付着状態を判別するため
の実施例の構成を示すブロツク図が第３図であ
る。

同図において、基準圧力降下期間計測部５、基
準圧力上昇期間計測部６の各々はクロツクパルス
発振器と、ゲートと、カウンタとを含むタイムイ
ンターバル計数回路から成り、該計測部５，６の
入力端子はそれぞれ基準圧力降下期間検出部３、
基準圧力上昇期間検出部４の制御信号出力端子
，に接続される。

該計測部５，６の各出力端子は評価値演算部７
の入力端子に接続され、該計測部５，６及び該演
算部７と制御部８の間には、制御信号線８ａ，８
ｂ，８ｃが結線され、更に、該制御部８と基準圧
力降下期間検出部３の制御信号出力端子との間
には、制御信号線８ｄが結線される。

評価値演算部７には、デイジタルアナログ変換
部９が後続し、該演算部７からは、該変換部９に
対して制御信号線７ａが延びる。

デイジタルアナログ変換部９には、スケール付
着状態判定部１０が後続し、該判定部１０は、そ
の非反転入力端子がデイジタルアナログ変換部９
の出力端子に接続され、その反転入力端子がポテ
ンシヨメータ１０ａを介して電源に接続され、更
に、その出力端子がアンドゲート１０ｂの一つの
入力端子に接続されたコンパレータ１０ｃと、そ
の入力端子に制御信号線７ａが接続され、その正
相出力端子がアンドゲート１０ｂの一つの入力端
子に接続された単安定マルチバイブレータ１０ｄ
と、そのリセツト端子が該マルチバイブレータ１
０ｄの正相出力端子に接続され、そのセツト端子
が完全ブロースイツチ１１に接続され、更に、そ
の正相出力端子がアンドゲート１０ｂの一つの入
力端子に接続されたフリツプフロツプ１０ｅとか
ら成り、完全ブロースイツチ１１は図示しない完
全ブロー検出装置により駆動されて、あるいは、
運転員に操作されて、完全ブロー実行時に閉成す
るスイツチである。

そして、アンドゲート１０ｂの出力端子は警報
表示部１２の入力端子に接続される。

上記構成において、先ず、バーナＢが消火状態
に移行する際には、基準圧力降下期間検出部３中
のフリツプフロツプ３ａが「１」となり、第２図
Ｆに示す波形をもつ基準圧力降下期間検出信号S₄
が制御信号出力端子及び信号線８ｄを介して制
御部８に供給され、これを初期状態にリセツトす
る。このとき、同じ基準圧力降下期間検出信号S₄
が基準圧力降下期間計測部５にも供給されるの
で、該計測部５は該検出信号S₄が「１」である期
間、即ち、基準圧力降下期間t₂にわたつて、内蔵
するゲートを開き、クロツクパルスをカウンタで
もつて計数し、該期間t₂をデイジタル符号で表わ
して成る基準圧力降下期間信号S₅を出力する。

続いて、バーナＢが燃焼状態に移行する際に
は、基準圧力上昇期間検出部４中のフリツプフロ
ツプ４ｃが「１」となるので、第２図Ｇに示す波
形をもつ基準圧力上昇期間信号S₆が基準圧力上昇
期間計測部６に供給される。

これを受けて、該計測部６は、該検出信号S₆が
「１」である期間、即ち、基準圧力上昇期間t₁に
わたつて前記同様に計数動作を実行し、該期間t₁
をデイジタル符号で表わしてなる基準圧力上昇期
間信号S₇を出力するとともに、該期間t₁の終了時
点にて、制御信号線８ｂを通じて計数完了信号S₈
を制御部８に対して供給する。

制御部８は計数完了信号S₈を受けると、制御信
号線８ｃを通じて入力指令信号S₉を評価値演算部
７に対して供給する。

更に、これを受けて評価値演算部７は、基準圧
力降下期間計測部５、基準圧力上昇期間計測部６
の各々から基準圧力降下期間信号S₅と基準圧力上
昇期間信号S₇の双方をロードする。かかるロード
のための動作時間を待つて制御部８は、制御信号
線８ａを通じて各計測部５，６にリセツトパルス
S₁₀を送り、これらを初期状態に復帰させて次周
期の計測に備える。

この間に、評価値演算部７は、すでにロードさ
れている、基準圧力降下期間信号S₅と基準圧力上
昇期間信号S₇の各々により表わされる基準圧力降
下期間t₂と、基準圧力上昇期間t₁とを変数とし
て、Ｋ＝１／（１／t₁）＋（１／t₂） ……………(1) なる演算式に従つて演算処理を実行し、評価値Ｋ
を算出し、演算処理が終了したときは、これをデ
イジタル符号で表わして成る濃縮状態評価値信号
S₁₁を出力するとともに、制御信号線７ａを通じ
て演算完了信号S₁₂をデイジタルアナログ変換部
９に送る。

上記演算式(1)は以下の関係から導出されるもの
である。

即ち、一般に、断続制御のボイラ系では、蒸気
負荷（蒸発量）Ｗと基準圧力上昇期間t₁、基準圧
力降下期間t₂との間には、Ｗ＝Wmax−C_V／t₁＝C_V／t₂−C_R …………(2) C_V＝U_H−U_L／I_SM−I_W …………(3) C_R＝Q_R／I_SM−I_W …………(4) 但し、Wmax＝ボイラ系固有の最大蒸発量 U_H＝上限蒸気圧におけるボイラ系
の内部エネルギー U_L＝下限蒸気圧におけるボイラ系
の内部エネルギー I_SM＝蒸気のエンタルピーの平均値 I_W＝給水のエンタルピー Q_R＝ボイラの放熱量（熱流量）で表わされることが知られており、上記(2)式の導
出過程は、例えば、特願昭56−145895号（特開昭
58−47901号）に開示されている。

上記(2)式から基準圧力上昇期間t₁、基準圧力降
下期間t₂を求めると、 t₁＝C_V／Wmax−Ｗ ……………(5) t₂＝C_V／Ｗ＋C_R ……………(6) なる関係が得られる。

しかるところ、C_Vは該期間t₁，t₂の各始点、終
点におけるボイラ系の内部エネルギーの変化分
（U_H−U_L）に応じて変化する量であるけれども、
予め、ボイラ系固有に設定された上下限蒸気圧の
間を変化するに要する基準圧力上昇期間t₁、基準
圧力降下期間t₂に関しては、その始点、終点にお
ける内部エネルギーの変化分が一定値となるの
で、C_Vをもボイラ系固有の定数として取り扱う
ことができるものである。そして、Wmax、C_R
はボイラ系固有の定数であるので、かくして、Ｋ＝１／（１／t₁）＋（１／t₂） ……………(7) なる評価値を定義して、該(7)式に(5)、(6)式を代入
すると、Ｋ＝１／（１／t₁）＋（１／t₂）＝C_V／Wmax＋C_R …………(8) となり、蒸気負荷Ｗに無関係であることがわか
る。

一般に、ボイラ系では、缶水が濃縮されると、
キヤリーオーバーを生じ、多量の熱が系外に持ち
去られるので、加熱期間中の蒸気圧の上昇勾配が
鈍化し、而して、基準圧力上昇期間t₁が顕著に増
大する反面、蒸気負荷を除けば、専ら放熱量に支
配される基準圧力降下期間t₂は缶水濃縮の影響を
ほとんど受けないので、評価値Ｋは缶水の濃縮度
合いに応じて増大傾向を示すものである。

かかる評価値Ｋの運転期間の経過に伴う増大傾
向を示すグラフが第４図であり、ボイラ系の運転
が続行されると、評価値Ｋは第４図ａに示すよう
なＳ字曲線に沿つて増大し、缶水をブロー（新鮮
水に置換）すると、缶水の濃縮が解消され、評価
値Ｋは第４図ｂ，b′，b″……に示すように、極小
値まで減少するものである。

第３図にもどつて、評価値演算部７から演算完
了信号S₁₂の供給を受けると、デイジタルアナロ
グ変換部９はこの時点で該演算部７から供給され
ている濃縮状態評価値信号S₁₁をこれに対応する
アナログ信号S′₁₁に変換してコンパレータ１０ｃ
の非反転入力端子に供給する。

該コンパレータ１０ｃは該信号S′₁₁と、ポテン
シヨメータ１０ａでもつて設定され、反転入力端
子に供給されている参照評価値信号S₁₃との大小
関係を比較判定し、第４図ｃに示すように、評価
値Ｋが該信号S₁₃でもつて表わされる参照評価値
K_Sに到達したときに「０」から「１」への反転
信号を濃縮状態信号S₁₄として出力する。

この間、単安定マルチバイブレータ１０ｄは、
第５図Ａ，ａに示すような演算完了信号S₁₂に応
答して、第５図Ｂ，ｂに示すように、準安定状態
に移行し、アンドゲート１０ｂに「１」を供給し
て、これに「１」を出力させる機会を与える。

このとき、図示しない完全ブロー検出装置に駆
動されて、あるいは、運転員に操作されて、完全
ブロースイツチ１１が、一旦、閉成することによ
り、完全ブロー信号S₁₅が供給された結果、フリ
ツプフロツプ１０ｅが第５図Ｃ，ｃに示すよう
に、予めセツトされている場合には、アンドゲー
ト１０ｂの出力状態は、濃縮状態信号S₁₄によつ
て支配される。

而して、第５図Ｄ，ｄに示すように、コンパレ
ータ１０ｃの出力が「１」になつていれば、即
ち、濃縮状態信号S₁₄が供給されていれば、該ゲ
ート１０ｂは、第５図Ｅ，ｅに示すように、スケ
ール付着状態信号S₁₆を出力する。

そして、第５図Ｂ，ｆに示すように、単安定マ
ルチバイブレータ１０ｄが安定状態に復帰する際
の後縁でもつて、第５図Ｅ，ｇに示すように、フ
リツプフロツプ１０ｅがリセツトされる。

しかしながら、次回の計測に対応して、第５図
Ａ，ｈに示すような演算完了信号S₁₂が供給され
て、第５図Ｂ，ｉに示すように、単安定マルチバ
イブレータ１０ｄが「１」になつた場合でも、第
５図Ｃ，ｊに示すように、一旦、リセツトされた
フリツプフロツプ１０ｅは、完全ブロー信号S₁₅
の供給により、再度、セツトされるまでは「０」
にとどまるので、以後、完全ブロー信号S₁₅が供
給されるまでは、アンドゲート１０ｂの出力は、
第５図Ｅ，ｋに示すように「０」となり、スケー
ル付着信号S₁₆が出力されることはない。

かかる信号処理は、第４図において、完全ブロ
ーを実行した時点、即ち、t_K1，t_K2，t_K3，t_K4……
の時点直後に得られた極小値としての評価値K_n
_１，K_n2，K_n3，K_n4……と、参照評価値K_Sとの大
小関係を比較判定するものであり、t_K3，t_K4の時
点で完全ブローを実行して、b″，ｂのように急
低下した評価値Ｋの極小値K_n3，K_n4は参照評価
値K_Sを越えているので、かかる時点t_K3，t_K4では
スケール付着信号S₁₆が出力される。一般に、水
管のスケール付着が進行すると缶水への熱伝ぱん
が阻害されるので、基準圧力上昇期間t₁が増大
し、評価値が増大傾向を示すものであるが、かか
る傾向は缶水濃縮に伴う評価値Ｋの増大傾向と交
絡するので、該評価値Ｋの値から直接的にスケー
ル付着状態を推量することはできない。

しかるところ、完全ブロー直後の缶水は新鮮水
であるので、缶水濃縮化の影響が除去され、而し
て、完全ブロー直後の評価値Ｋはスケール付着状
態のみによつて支配されるものであり、スケール
付着状態の進行に従つて増大する。

そして、前記信号処理は、かかる完全ブロー直
後の評価値Ｋが参照評価値K_S以上であることを
判別することにより、スケール付着信号S₁₆を出
力するものであり、該信号S₁₆を受けて警報表示
部１２はスケール付着状態に至つたことを目視可
能、あるいは、聴取可能に表示する。

以上のように、この発明は、基準圧力降下期間
t₂と、基準圧力上昇期間t₁を計測し、これらを変
数として、Ｋ＝１／１／t₁＋１／t₂ なる演算式に従つて缶水濃縮状態の評価値Ｋを演
算し、完全ブローが実行された後、最初に算出さ
れる評価値が特定の参照評価値以上であることに
基づいて、スケール付着状態を判別し、表示する
ように構成されているので、上記完全ブロー直後
における缶水濃縮状態の評価値と、スケール付着
状態との強い相関関係を直接的に利用することに
より、従前の目視観測に比べれば、はるかに高精
度に、しかも、連続的にスケール付着状態を計測
することができ、而して、スケール除去作業時期
を正確に把握できるという優れた効果がある。

しかも、缶水濃縮状態の評価値Ｋの演算式は、
蒸気負荷の影響を除去するように構成されている
ので、上記効果を達成するに際して、蒸気負荷を
計測して該評価値を補正するというような作業を
伴うことがない。

加えて、スケール付着状態を表わすスケール付
着状態信号が自動的に得られるので、従前のよう
に、ボイラをブローした後、分解点検するという
ような煩雑な作業が不要となり、而して、スケー
ル付着状態監視作業の懈怠もなく、スケール除去
作業時期を失する危険性が極めて少なくなるとい
う効果もある。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例に関するものであり、第
１図は蒸気圧検出部、加熱制御部、基準圧力降下
期間検出部、基準圧力上昇期間検出部の構成を示
すブロツク図、第２図は蒸気圧検出部、基準圧力
降下期間検出部、基準圧力上昇期間検出部の要部
波形を対比して示す波形図、第３図は他の部分の
構成を示すブロツク図、第４図は評価値Ｋの経時
変化を示すグラフ、第５図はスケール付着状態判
定部の要部波形を対比して示す波形図である。１……蒸気圧検出部、２……加熱制御部、３…
…基準圧力降下期間検出部、４……基準圧力上昇
期間検出部、５……基準圧力降下期間計測部、６
……基準圧力上昇期間計測部、７……評価値演算
部、８……制御部、９……デイジタルアナログ変
換部、１０……スケール付着状態判定部、１１…
…完全ブロースイツチ、１２……警報表示部。

Claims

【特許請求の範囲】１ボイラの蒸気圧に対応する蒸気圧信号S₁を出
力する圧力センサ１ａと、蒸気圧信号S₁が下限蒸
気圧に対応する下限設定値Ｌであることを検出し
て下限蒸気圧信号S₃を出力する第一のコンパレー
タ１ｂと、蒸気圧信号S₁が上限蒸気圧に対応する
上限設定値Ｈであることを検出して上限蒸気圧信
号S₂を出力する第二のコンパレータ１ｃとから成
る蒸気圧検出手段１と、下限蒸気圧信号S₃に応答
して、ボイラを加熱するための加熱装置を始動さ
せ、上限蒸気圧信号S₂に応答して、加熱装置を停
止させる断続制御の加熱制御手段２とを備えたボ
イラ系において、降下中の蒸気圧に対応する蒸気
圧信号S₁が上限設定値Ｈに到達してから下限設定
値Ｌに到達するまでの基準圧力降下期間t₂を検出
して、基準圧力降下期間検出信号S₄を出力する基
準圧力降下期間検出手段３と、基準圧力降下期間
検出信号S₄に基づいて、基準圧力降下期間t₂を計
測し、その計測結果を基準圧力降下期間信号S₅と
して出力する基準圧力降下期間計測手段５と、上
昇中の蒸気圧に対応する蒸気圧信号S₁が下限設定
値Ｌに到達してから上限設定値Ｈに到達するまで
の基準圧力上昇期間t₁を検出して、基準圧力上昇
期間検出信号S₆を出力する基準圧力上昇期間検出
手段４と、基準圧力上昇期間検出信号S₆に基づい
て、基準圧力上昇期間t₁を計測し、その計測結果
を基準圧力上昇期間信号S₇として出力する基準圧
力上昇期間計測手段６と、基準圧力降下期間信号
S₅と基準圧力上昇期間信号S₇とに基づいて、缶水
の濃縮状態の評価値Ｋを演算し、その演算結果を
濃縮状態評価値信号S₁₁として出力する評価値演
算手段７と、完全ブローの実行を表わす完全ブロ
ー信号S₁₅の供給があつた後、最初に供給される
濃縮状態評価値信号S₁₁と、予め設定された参照
評価値信号S₁₃とに基づいて、評価値が特定の参
照評価値以上であることを判定して、スケール付
着状態信号S₁₆を出力するスケール付着状態判定
手段10と、スケール付着状態信号S₁₆に応答して、
警報表示を行う警報表示手段12とが付設され、前
記評価値演算手段７は、Ｋ＝１／（１／t₁）＋（１／t₂）但し、t₁＝基準圧力上昇期間 t₂＝基準圧力降下期間で表わされる評価関数に基づいて、評価値Ｋを算
出することを特徴とするボイラ系におけるスケー
ル付着状態計測装置。