JPH0719409A

JPH0719409A - ボイラにおける給水制御方法

Info

Publication number: JPH0719409A
Application number: JP18910593A
Authority: JP
Inventors: Akinori Kawakami; 昭典川上; Hideo Furukawa; 英夫古川; Shigehiro Watanabe; 茂広渡辺; Kazunobu Inoue; 一信井上; Kazuhiro Ikeda; 和弘池田; Hideo Ando; 秀朗安藤
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】給水ポンプの吐出能力の変化時やボイラの運
転負荷の変化時に、適切な給水制御を可能にする。【構成】ボイラ１の缶内水位の検出を行い、この検出
水位に応じて給水量の制御を行うように構成したボイラ
における給水制御方法であって、ボイラ１に接続した給
水ライン９に、予め設定した所定の定常運転機能に加え
て該定常運転機能より回転数の多い能力を発揮する高能
力運転機能を具備した給水ポンプ１０を挿設し、該給水
ポンプ１０の運転機能を切り替えて給水量を制御する構
成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ボイラにおける給水
制御方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ボイラ，とくに小型貫流ボイラ
における給水制御方法は、缶内の水位を検出する水位検
出器を設け、この水位検出器からの検出信号に基づい
て、給水ポンプの運転を制御するようにしているが、通
常、給水ポンプの吐出量は一定に設定されており、水位
検出器からの検出信号に基づいて給水ポンプをＯＮ−Ｏ
ＦＦ稼動させるようになっている。すなわち、缶内の水
位が下限レベルまで低下したら給水ポンプを起動させ、
缶内の水位が上限レベルに達したら給水ポンプを停止さ
せるようにしている。

【０００３】このような構成において使用される給水ポ
ンプは、小流量，高揚程と云う特性を有し、かつ安価に
製造可能なウエスコポンプが多用されている。しかしな
がら、ウエスコポンプは、その構造上、吐出能力の個体
差が大きく、比較的短時間で吐出能力が低下することが
ある。給水ポンプの吐出能力が低下すると、ボイラに対
して必要な給水量を供給することができなくなり、低水
位検知によるボイラの緊急停止や缶体過熱の原因にな
る。

【０００４】また、給水ポンプの吐出能力の低下に対す
る給水制御は、従来より種々のものが提案されている
が、ボイラにおいては、安全性や効率化の点から、その
運転負荷，たとえば蒸気負荷の変化に対応して給水制御
を行うことも必要となっているが、この点に関するもの
としては具体的に提案されていないのが実状である。さ
らに、ボイラにおいては、その設置地域の周波数に応じ
て給水ポンプを変更しているのが実状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記の問
題点に鑑み、給水ポンプの吐出能力の変化時にも、また
ボイラの運転負荷の変化時にも適切な給水制御を可能と
するとともに、ボイラの設置地域のいかんにかかわら
ず、適切な給水制御の適用を可能とし、ボイラの安全性
の向上と効率化を図ったものである。

【０００６】

【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、ボイラの缶内水位の検
出を行い、この検出水位に応じて給水量の制御を行うよ
うに構成したボイラにおける給水制御方法であって、ボ
イラに接続した給水ラインに、予め設定した所定の定常
運転機能に加えて該定常運転機能より回転数の多い能力
を発揮する高能力運転機能を具備した給水ポンプを挿設
し、該給水ポンプの運転能力を切り替えて給水量を制御
することを特徴としている。

【０００７】

【作用】この発明によれば、給水ポンプが定常運転機能
によりボイラへの給水中において、給水ポンプの吐出能
力に変化があったとき，あるいはボイラの運転負荷に変
化があったときは、給水ポンプの運転が高能力運転機能
に切り替わる。これにより、給水量が増加して定常運転
時と同等の給水量が確保され、あるいは適正な給水量が
確保され、缶内の水位を一定に保持する給水制御が行わ
れる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。図１は、この発明の一実施例の全
体構成を説明する概略説明図である。

【０００９】図１において、蒸気を生成するための貫流
型等のボイラ１は、加熱用のバーナ２を備えており、こ
のバーナ２には燃料供給ライン３が接続されている。こ
の燃料供給ライン３には、燃料ポンプ４と燃料用電磁弁
５が設けられている。ここにおいて、バーナ２の燃焼作
動の開始と停止は、ボイラ１の運転負荷，すなわち蒸気
負荷の状況に応じて制御されるように構成されており、
具体的には、ボイラ１の缶内圧を検出する圧力検出器６
の信号に基づいて、缶内圧が設定圧力値以上になれば燃
焼作動を停止し、また缶内圧が設定圧力値以下になれば
燃焼作動を開始するように制御される。そして、この燃
焼作動を開始した場合においても、蒸気負荷の状況に応
じて、高燃焼作動および低燃焼作動を繰り返すように制
御されている。

【００１０】また、ボイラ１は、その缶内の水位を検出
するための水位検出器７を備えており、この水位検出器
７内に挿設した水位検出棒８の検出信号に基づいて、ボ
イラ１に接続した給水ライン９に挿設した給水ポンプ１
０の運転を制御し、缶内の水位を一定のレベルに保持す
る。この図１に示した実施例においては、水位検出棒８
は、概略的なものとして図示したもので、代表的に１本
を図示したが、これは図示および説明の便宜上のための
みで、一般的には水位検出棒８は水位検出器７内に複数
本挿設されるとともに、ボイラ１の缶体内にも挿設され
ており、これらの各水位検出棒８を総合的に監視するこ
とで、給水ポンプ１０の運転を制御している。

【００１１】そして、前記バーナ２の燃焼作動の制御お
よび前記給水ポンプ１０の運転の制御は、前記圧力検出
器６および前記水位検出器７からの検出信号を演算処理
する制御装置１１からの作動信号に基づいて制御される
構成となっている。

【００１２】さて、この発明における給水ポンプ１０
は、予め設定した所定の周波数に基づく回転数にて運転
する機能，すなわち定常運転機能と、この定常運転機能
より回転数の多い能力を発揮して運転する機能，すなわ
ち高能力運転機能とを具備している。すなわち、給水ポ
ンプ１０は、予め設定した所定の吐出能力値Ａにて運転
する機能と、この所定吐出能力値Ａより大きい吐出能力
を発揮する高吐出能力値Ｂにて運転する機能を備えてい
る。この所定吐出能力値Ａの設定は、具体的には、給水
ポンプ１０への供給電源の周波数を調節してその回転数
を設定することにより行い、その設定値は、設置地域や
ボイラ１の運転条件等に基づいて決定される。また、高
吐出能力値Ｂの設定も同様に行い、その設定値は、ボイ
ラ１の運転における安全率等を総合勘案して決定され
る。

【００１３】ここで、所定吐出能力値Ａおよび高吐出能
力値Ｂの具体的な数値について説明すると、両能力値
Ａ，Ｂは、ともに設置地域，ボイラ１の運転条件，ボイ
ラ１の安全率等の設置条件により左右されるものであ
り、固定的な数値として設定するものではなく、設置条
件に応じて設定変更可能なものとなっている。発明者等
のボイラ１の安全性，効率化等の点に関する経験則に基
づく実験によれば、所定吐出能力値Ａとしては、給水ポ
ンプ１０の回転数を周波数５５Ｈｚ（ヘルツ）に基づく
数値として設定することが好適であり、高吐出能力値Ｂ
としては、給水ポンプ１０の回転数を周波数６０Ｈｚ
（ヘルツ）に基づく数値として設定することが好適であ
ることが確認された。

【００１４】つぎに、前記給水ポンプ１０の吐出能力の
変化について説明する。一般的に、給水ポンプ１０の吐
出能力が変化すると云うことは、給水ポンプ１０の経年
変化等に伴う吐出能力の低下として現れる。したがっ
て、給水ポンプ１０の吐出能力の低下を検出したとき
は、適正な給水量の維持ができなくなり、ボイラ１の水
管（図示省略）の過熱と云う事態を招きかねないので、
直ちに給水量を補正する必要がある。そこで、この発明
においては、給水ポンプ１０の運転機能を高能力運転機
能（すなわち、高吐出能力値Ｂに基づく運転）に切り替
えて、給水量を増大してその適正量の維持を図るように
している。その吐出能力低下の判定は、つぎのようにし
て行われる。

【００１５】すなわち、給水ポンプ１０の吐出能力低下
の判定については、現在種々の方法が行われているが、
その一例を図１に基づいて説明すると、まず給水制御
は、ボイラ１の運転に伴って水位検出棒８の先端が「水
無し」を検出してからＴ₁分経過すると、制御装置１１
は給水ポンプ１０へ運転ＯＮの作動信号を出力する。こ
のときの給水ポンプ１０の運転は、所定吐出能力値Ａに
基づく定常運転となっている。そして、給水ポンプ１０
の定常運転により給水量が増え、水位検出棒８の先端が
「水有り」を検出してからＴ₂分経過すると、制御装置
１１が給水ポンプ１０へ運転ＯＦＦの作動信号を出力す
る。この給水制御を繰り返すとき、制御装置１１は、同
時に給水ポンプ１０の運転ＯＮの作動信号の出力時か
ら、水位検出棒８の先端が「水有り」を検出するまでの
所要時間ＢＴをつぎつぎに記憶する。そして、制御装置
１１は、記憶した所要時間ＢＴ₁，ＢＴ₂，・・・・Ｂ
Ｔ_nを比較し、給水ポンプ１０の定常運転における所要
時間ＢＴが長くなり，すなわち給水時間が長くなって、
ある一定の所要時間ＢＴとなったとき、給水ポンプ１０
の吐出能力が低下したと判定する。

【００１６】しかして、この発明においては、制御装置
１１が、所要時間ＢＴがある一定の数値に達し、定常運
転における給水ポンプ１０の吐出能力が低下したと判定
したときは、給水ポンプ１０へ高吐出能力値Ｂに基づく
高能力運転を行わせるための信号を出力する。この信号
により、給水ポンプ１０の運転が高能力運転に切り替わ
り、高吐出能力値Ｂに基づく給水が行われ、適正な給水
量を確保することができる。ここにおいて、高吐出能力
値Ｂは、前記のとおり、ボイラ１の運転における安全率
等を勘案して決定されるが、これは高能力運転時におけ
る能力値Ｂによる給水量が、定常運転時における能力値
Ａによる給水量に相当するように設定されている。すな
わち、給水量そのものは、給水ポンプ１０の定常あるい
は高能力の運転パターンに関係なく、同じでなければな
らない。そして、給水ポンプ１０の高能力運転が継続す
る過程においても、制御装置１１は水位検出棒８からの
信号に基づいて給水制御を行うとともに、高能力運転に
おける所要時間ＢＴについても記憶し，かつ比較作動を
行い、ある一定の所要時間ＢＴとなったときは、高能力
運転においても吐出能力の低下と判定し、適宜な報知手
段により警告を出力するように構成されている。

【００１７】つぎに、ボイラ１の運転負荷の変化につい
て説明する。現在、ボイラ１の給水制御を行うに際し
て、運転負荷，たとえば蒸気負荷に対応して給水制御を
行う水位を決め、図２に示すように、複数本の水位検出
棒８を給水制御の水位検出用として使用している。すな
わち、起蒸時の水位を検出するためのＤ棒，低燃焼時の
水位を検出するためのＳ棒，高燃焼時の水位を検出する
ためのＭ棒および燃焼停止水位を検出するためのＬ棒と
云うように予め設定し、それぞれの燃焼要求に対応して
給水制御する水位検出棒を決めている。したがって、た
とえば低燃焼時においては、Ｓ棒の水位検出信号によ
り、制御装置１１が給水ポンプ１０の運転のＯＮ−ＯＦ
Ｆ信号を出力して給水制御行っており、また高燃焼時に
おいては、Ｍ棒の水位検出信号により、制御装置１１が
給水ポンプ１０の運転のＯＮ−ＯＦＦ信号を出力して給
水制御を行っている。このように、所定の燃焼負荷時に
おいては、その燃焼に必要とする水位により給水制御さ
れるから、給水ポンプ１０は所定吐出能力値Ａに基づく
定常運転であっても、とくに問題とはならない。ただ
し、給水ポンプ１０の吐出能力が低下した場合は、前記
したような方法により、給水ポンプ１０の運転パターン
を切り替える。

【００１８】さて、ボイラ１の運転中において、運転負
荷が変化した場合，たとえば図２において、Ｍ棒により
高燃焼作動のための給水制御を行っていたとき、蒸気負
荷の要求がなくなると、制御装置１１がバーナ２の燃焼
作動を低燃焼作動に移行させる。このとき、給水制御は
Ｓ棒により制御されることになるが、給水ポンプ１０が
定常運転のままでは、給水量がこの移行に追随すること
ができず、低燃焼時に必要とする適正な水位を確保する
ことができず、このような移行時，すなわち運転負荷が
変化した場合にボイラ１の水管（図示省略）が過熱する
と云う危険があり、この危険を回避するためには、運転
負荷の変更時に、その変更に給水量を追随させる必要が
ある。そこで、この発明においては、給水ポンプ１０の
運転機能を高能力運転機能（すなわち、高吐出能力値Ｂ
に基づく運転）に切り替えて、給水量を運転負荷の変化
に追随させるように構成している。

【００１９】すなわち、高燃焼時において、蒸気負荷の
要求がなくなると、制御装置１１はバーナ２へ低燃焼作
動の信号を出力するが、これと同時に給水ポンプ１０へ
高吐出能力値Ｂに基づく高能力運転を行わせるための信
号を出力する。この信号により、給水ポンプ１０の運転
は高能力運転に切り替わり、高吐出能力値Ｂに基づく給
水が行われ、給水量が運転負荷の変化に追随し、低燃焼
作動に必要とされる適正な給水量を確保することができ
る。このとき、制御装置１１は、Ｓ棒が「水有り」を検
出してからＴ₂分経過すると、給水ポンプ１０へ所定吐
出能力値Ａに基づく定常運転を行わせるための信号を出
力する。この信号により、給水ポンプ１０の運転は定常
運転に切り替わり、所定吐出能力値Ａに基づく給水を行
うことになる。

【００２０】このように、運転負荷の変化時に給水ポン
プ１０の運転機能を切り替えることは、変化後の基準水
位に対して必要な給水量を遅滞なく追随させることで、
これにより運転負荷の急な変化に確実に対応させること
で、ボイラ１の安全性をさらに向上させることができ、
かつその効率アップも図ることができる。この点におい
て、運転負荷の急な変化に対応する場合として、前記に
おいては、高燃焼時から低燃焼時へ移行する場合につい
て説明したが、ボイラ１においては、この場合だけでは
なく、その他においても運転負荷が急に変化する場合が
ある。たとえば、燃焼停止水位を検出するためのＬ棒が
「水無し」を検出した場合やボイラ１が起動する場合に
おいても、運転負荷が急に変化するが、この場合におい
ても、前記と同様に、給水ポンプ１０の運転機能を切り
替えて、必要な給水量を遅滞なく追随させることができ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、給水
ポンプは、一般に規定されている周波数に関係なく、予
め設定した所定の定常運転機能に加えてこの定常運転機
能より回転数の多い能力を発揮する高能力運転機能を具
備し、この給水ポンプの運転機能を切り替えて給水量を
制御するようにしたものであるから、ボイラの設置地域
の周波数に応じて給水ポンプを変更する必要がなくな
り、非常にその汎用性に富むものとなる。また、給水ポ
ンプの吐出能力の変化時にも、またボイラの運転負荷の
変化時にも適切な給水制御が可能になり、ボイラの安全
性をさらに向上することができるともに、その効率アッ
プを図ることができる。さらには、比較的簡単な構成で
適切な給水制御を確実に行うことができるので、この種
のボイラにおける給水制御方法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全体構成を説明する概略
説明図である。

【図２】給水制御において水位検出用として使用する水
位検出棒の概略を示す説明図である。

【符号の説明】

１ボイラ２バーナ６圧力検出器７水位検出器８水位検出棒９給水ライン１０給水ポンプ１１制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上一信愛媛県松山市堀江町７番地三浦工業株式会社内 (72)発明者池田和弘愛媛県松山市堀江町７番地三浦工業株式会社内 (72)発明者安藤秀朗愛媛県松山市堀江町７番地三浦工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボイラ１の缶内水位の検出を行い、この
検出水位に応じて給水量の制御を行うように構成したボ
イラにおける給水制御方法であって、ボイラ１に接続し
た給水ライン９に、予め設定した所定の定常運転機能に
加えて該定常運転機能より回転数の多い能力を発揮する
高能力運転機能を具備した給水ポンプ１０を挿設し、該
給水ポンプ１０の運転機能を切り替えて給水量を制御す
ることを特徴とするボイラにおける給水制御方法。
【請求項２】請求項１に記載のボイラにおける給水制
御方法であって、前記給水ポンプ１０の吐出能力の変化
時あるいはボイラ１の運転負荷の変化時に前記給水ポン
プ１０の運転機能の切り替えを行うことを特徴とするボ
イラにおける給水制御方法。