JPH05149504A - ボイラの水位制御方法および水位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気の高乾き度を維持するとともに、蒸発管
の過熱を防止し、さらに缶水の濃縮についての許容範囲
が広い水位制御の実現を図る。 【構成】 缶体部２の水位とセパレータ部１１の水位と
によりボイラの水位を制御する方法であって、前記缶体
部２の第一検出端６と前記セパレータ部１１の第三検出
端１６とを電気的に接続するとともに、前記缶体部２の
第二検出端７と前記セパレータ部１１の第四検出端１７
とを電気的に接続し、前記缶体部２の水位が前記第一検
出端６を離れて下降し、かつ前記セパレータ部１１の水
位が前記第三検出端１６を離れて下降したとき、前記缶
体部２内へ水を供給する給水ポンプ１０を作動させ、前
記第二検出端７と前記第四検出端１７のうちのいずれか
一方の検出端が水位の上昇を検出したとき前記給水ポン
プ１０を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、貫流型等のボイラの
水位制御に関するもので、とくに蒸気の高乾き度を維持
するとともに、蒸発管の過熱を防止し、さらに缶水の濃
縮についての許容範囲が広い水位制御に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、貫流型等のボイラにおいては、熱
負荷（高燃と低燃）に応じてボイラ内の水位を大巾に変
化させる等の制御を行っているが、熱負荷が増大して沸
騰が激しくなると、蒸気とともに水滴が吐出され、蒸気
の乾き度が低下する。したがって、高燃ではボイラの水
位を下げなければ高乾き度が維持できない。一方、低燃
では沸騰が弱いために蒸気が水滴を伴うことが少ないの
で、蒸発管の上部が水で冷やされず、過熱により損傷し
易いので、水位を高める必要がある。また、従来の制御
においては、濃縮が進むと発泡が激しくなって蒸気の乾
き度が低下するので、高乾き度の維持時間，すなわち許
容される濃縮度の範囲が狭いものであった。すなわち、
缶水が濃縮されると泡立ち易くなるので、できれば濃縮
度に応じて水位を変化させることが望まれるが、濃縮度
計の精度の問題もあり、濃縮が過度に進まないようにす
るために、缶水ブローを頻繁に行うことで対応している
のが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記問題
点に鑑み、ボイラの運転中において、セパレータが正常
に働けばセパレータから吐出される蒸気の乾き度は高
く、セパレータの性能が低下するのはセパレータ内の水
位が過度に上昇したときである。ボイラから蒸気ととも
に水滴が吐出され、セパレータ内にある程度の水が供給
されつつあれば、ボイラの蒸発管が乾いて過熱されるこ
とはなく、したがってボイラの水位は、セパレータの水
位が適正に制御されるべきであるとの知見に基づくもの
であり、この制御を行うと、ボイラ内の水位は、高燃時
や缶水濃縮によって発泡が激しくなると、自動的に低下
する。これは、ボイラからセパレータまでの間の蒸気導
入管内の混相流の圧力損失が大きくなって、ボイラの水
位を押し下げるからである。一方、ボイラが蒸気を発生
しない運転休止時や熱負荷が小さい低燃時においては、
ボイラとセパレータとの間における圧力損失が生じない
か，あっても小さいので、ボイラの水位が高くなりすぎ
る。これを防ぐためには、セパレータの水位によらず、
直接ボイラの水位によってその水位を制御する必要があ
るとの知見にも基づくものである。したがって、この発
明は、ボイラの高燃での運転中はセパレータ水位で制御
し、またボイラの低燃での運転中や休止中はボイラ水位
で制御することができるようにしたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたもので、その水位制御方法にあ
っては、ボイラ本体の缶体部に当該缶体部内の下限水位
を検出する第一検出端と上限水位を検出する第二検出端
を設け、またボイラのセパレータ部にも当該セパレータ
部内の下限水位を検出する第三検出端と上限水位を検出
する第四検出端を設けたボイラにおいて、前記缶体部の
水位と前記セパレータ部の水位とによりボイラの水位を
制御する方法であって、前記第一検出端と前記第三検出
端とを電気的に接続するとともに、前記第二検出端と前
記第四検出端とを電気的に接続し、前記缶体部の水位が
前記第一検出端を離れ、かつ前記セパレータ部の水位が
前記第三検出端を離れたとき、前記缶体部内へ水を供給
する給水ポンプを作動させ、前記第二検出端と前記第四
検出端のうちのいずれか一方の検出端が水位の上昇を検
出したとき前記給水ポンプを停止させることを特徴とし
ており、またその制御装置にあっては、ボイラ本体の缶
体部と連通接続した水位制御筒内に当該缶体部の缶内水
位の下限を検出する第一検出端を設けるとともに、当該
缶体部の缶内水位の上限を検出する第二検出端を設け、
またボイラセパレータ部を構成する降水管内に当該セパ
レータ部の水位の下限を検出する第三検出端を設けると
ともに、当該セパレータ部を構成するセパレータ本体内
に当該セパレータ部の水位の上限を検出する第四検出端
を設け、前記缶体部の水位が前記第一検出端を離れて下
降し、かつ前記セパレータ部の水位が前記第三検出端を
離れて下降したとき、前記缶体部内へ水を供給する給水
ポンプを作動させる制御を行い、かつ前記第二検出端と
前記第四検出端のうちのいずれか一方の検出端が水位の
上昇を検出したとき前記給水ポンプを停止させる制御を
行う制御器を設け、さらに前記第一検出端と前記第三検
出端とを電気的に接続するとともに、これを前記制御器
に接続し、かつ前記第二検出端と前記第四検出端とを電
気的に接続するとともに、これを前記制御器に接続した
ことを特徴としているものである。

【０００５】

【作用】この発明によれば、缶体部の下限水位を検出す
る第一検出端とセパレータ部の下限水位を検出する第三
検出端との検出信号がともに導通しなくなることにより
給水ポンプを作動させ、缶体部への給水を行う。また、
缶体部の上限水位を検出する第二検出端あるいはセパレ
ータ部の上限水位を検出する第四検出端のいずれか一方
の検出端での導通を示す検出信号により給水ポンプを停
止させ、缶体部への給水を停止する。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の具体的な実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。図面に示す実施例は一例とし
て、貫流型のボイラについて図示したもので、図１は、
この発明の一実施例の概略を示す説明図である。

【０００７】図１において、ボイラ本体１には、その缶
体部２の缶内水位を検出および制御するための水位制御
筒３が付設されており、両者は蒸気部連絡管４および水
部連絡管５によって連通している。この水位制御筒３に
は、缶体部２の缶内水位，したがって水位制御筒３内の
水位の変動に応じて、ボイラの燃焼，給水等の運転制御
を行うための第一検出端６と第二検出端７とが挿入設置
されている。これらの両検出端６，７は、詳細な説明は
省略するが、缶体部２の缶内水位が上位あるいは下位で
あるかを検出する２本の電極棒をもって構成されてい
る。すなわち、第一検出端６は、水位制御筒３内におけ
る予め設定された下限の水位を検出するもので、水位制
御筒３内の水位がこの第一検出端６を下方に向かって離
れたとき、その絶縁を示す検出信号を制御器８へ出力す
る構成となっている。この制御器８は、ボイラ本体１に
接続された給水ライン９に設けた給水ポンプ１０を作動
させて、缶体部２内への給水を制御するものである。ま
た、第二検出端７は、ボイラの起動時に対応して、水位
制御筒３内における予め設定された上限の水位を検出す
るもので、この第二検出端７が導通によって水位制御筒
３内の水位の上昇を検出したとき、その導通を示す検出
信号を同じく制御器８へ出力する構成となっている。

【０００８】そして、ボイラ本体１には、缶体部２で発
生した蒸気の気水分離を行うセパレータ部１１が付設さ
れている。このセパレータ部１１は、ボイラ本体１と蒸
気導入管１２を介して接続されたセパレータ本体１３
と、このセパレータ本体１３の下端部に接続された降水
管１４とから構成されている。セパレータ本体１３の上
部には、水滴を分離した後の乾き度の良好な蒸気を流出
するための蒸気出口管１５が連結されている。また、降
水管１４の他端は、缶体部２の下部ヘッダー（図示省
略）に接続されている。

【０００９】さて、セパレータ部１１を構成している降
水管１４の上部には、セパレータ部１１，したがって降
水管１４内における予め設定された下限の水位を検出す
る第三検出端１６が設置されている。この第三検出端１
６は、降水管１４内の水位がこの第三検出端１６を離れ
て下降したとき、その絶縁を示す検出信号を前記制御器
８へ出力するように構成されている。また、同じくセパ
レータ部１１を構成しているセパレータ本体１３の下部
には、セパレータ部１１，したがってセパレータ本体１
３内における予め設定された上限の水位を検出する第四
検出端１７が設置されている。この第四検出端１７がセ
パレータ本体１３内の水位の上昇を検出したとき、その
導通を示す検出信号を同じく前記制御器８へ出力するよ
うに構成されている。

【００１０】なお、前記実施例においては、セパレータ
部１１の両検出端１６，１７を降水管１４の上部とセパ
レータ本体１３の下部とに分けて設置した構成について
説明したが、セパレータ本体１３の大きさ等の実施に応
じて、両検出端１６，１７をセパレータ本体１３内ある
いは降水管１４内に一緒に設置する構成も好適なもので
ある。

【００１１】そして、前記第一検出端６と第三検出端１
６とは電気的に接続されており、それぞれの検出信号を
前記制御器８へ出力するように構成されており、また前
記第二検出端７と第四検出端１７も電気的に接続されて
おり、それぞれの検出信号を同じく制御器８へ出力する
ように構成されている。

【００１２】つぎに、前記各検出端６，７，１６，１７
からの出力信号を受けた制御器８について説明すると、
制御器８は、水位制御筒３内の水位が第一検出端６を離
れた検出信号を受信し、かつ降水管１４内の水位が第三
検出端１６を離れた検出信号を受信したとき始めて絶縁
信号を得、水位が下降したものと判断し、給水ポンプ１
０の給水作動の開始を指示する信号を出力する。これに
より、給水ポンプ１０は、給水ライン９から缶体部２内
へ水を供給する。したがって、低燃時には缶体部２の第
一検出端６により、一方高燃時にはセパレータ部１１の
第三検出端１６により、それぞれの下限水位が検出さ
れ、適正な水位制御が行われる。また、制御器８は、水
位制御筒３内の第二検出端７が、水位制御筒３内の水位
上昇の検出信号を受信するか、あるいはセパレータ本体
１３内の第四検出端１７が、セパレータ本体１３内の水
位上昇の検出信号を受信するかのいずれか一方の検出信
号を受信したときは、水位制御筒３内あるいはセパレー
タ本体１３内の水位が上昇したものと判断し、給水ポン
プ１０の停止を指示する信号を出力する。これにより、
給水ポンプ１０は、給水ライン９からの給水を停止す
る。したがって、低燃時あるいは休止時には缶体部２の
第二検出端７により、一方高燃時にはセパレータ部１１
の第四検出端１７により、上限水位が検出され、適正な
水位制御が行われる。

【００１３】なお、図１に例示した貫流型のボイラにお
いては、ボイラ本体１の上部には缶体部２の缶内圧力を
検出する適宜な圧力検出器１８が設けられており、また
下部にはバルブ１９を備えたブローライン２０が接続さ
れている。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、缶体
部に設けた検出端とセパレータ部に設けた検出端とによ
りボイラの水位を制御するものであるから、蒸気の高乾
き度を維持しながら蒸発管過熱の心配のない水位の範囲
が従来に比べて大巾に増加し、水位制御を容易なものと
することができる。また、許容される濃縮度の範囲が広
がり、濃縮ブローの頻度を減少することができ、省力
化，省エネ化に多大の貢献をすることができる。さらに
は、簡単な構成をもって実施することができ、この種の
水位制御としては頗る効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の概略を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ボイラ本体 ２ 缶体部 ３ 水位制御筒 ６ 第一検出端 ７ 第二検出端 ８ 制御器 １０ 給水ポンプ １１ セパレータ部 １３ セパレータ本体 １４ 降水管 １６ 第三検出端 １７ 第四検出端

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラ本体１の缶体部２に当該缶体部２
   内の下限水位を検出する第一検出端６と上限水位を検出
   する第二検出端７とを設け、またボイラのセパレータ部
   １１にも当該セパレータ部１１内の下限水位を検出する
   第三検出端１６と上限水位を検出する第四検出端１７を
   設けたボイラにおいて、前記缶体部２の水位と前記セパ
   レータ部１１の水位とによりボイラの水位を制御する方
   法であって、前記第一検出端６と前記第三検出端１６と
   を電気的に接続するとともに、前記第二検出端７と前記
   第四検出端１７とを電気的に接続し、前記缶体部２の水
   位が前記第一検出端６を離れて下降し、かつ前記セパレ
   ータ部１１の水位が前記第三検出端１６を離れて下降し
   たとき、前記缶体部２内へ水を供給する給水ポンプ１０
   を作動させ、前記第二検出端７と前記第四検出端１７の
   うちのいずれか一方の検出端が水位の上昇を検出したと
   き前記給水ポンプ１０を停止させることを特徴とするボ
   イラの水位制御方法。
2. 【請求項２】 ボイラ本体１の缶体部２と連通接続した
   水位制御筒３内に当該缶体部２の缶内水位の下限を検出
   する第一検出端６を設けるとともに、当該缶体部２の缶
   内水位の上限を検出する第二検出端７を設け、またボイ
   ラのセパレータ部１１を構成する降水管１４内に当該セ
   パレータ部１１の水位の下限を検出する第三検出端１６
   を設けるとともに、当該セパレータ部１１を構成するセ
   パレータ本体１３内に当該セパレータ部１１の水位の上
   限を検出する第四検出端１７を設け、前記缶体部２の水
   位が前記第一検出端６を離れて下降し、かつ前記セパレ
   ータ部１１の水位が前記第三検出端１６を離れて下降し
   たとき、前記缶体部２内へ水を供給する給水ポンプ１０
   を作動させる制御を行い、かつ前記第二検出端７と前記
   第四検出端１７のうちのいずれか一方の検出端が水位の
   上昇を検出したとき前記給水ポンプ１０を停止させる制
   御を行う制御器８を設け、さらに前記第一検出端６と前
   記第三検出端１６とを電気的に接続するとともに、これ
   を前記制御器８に接続し、かつ前記第二検出端７と前記
   第四検出端１７とを電気的に接続するとともに、これを
   前記制御器８に接続したことを特徴とするボイラの水位
   制御装置。