JPH0830563B2 - ボイラ水処理における酸素ガス注入量制御方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ水配管の腐蝕を
防止すべく配管の内面にボイラ水中の溶存酸素により酸
化被膜を形成するように酸素ガスを適宜注入する、いわ
ゆるボイラ水処理における酸素ガス注入量制御方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば沸騰水型原子炉などにお
いては、炉（ボイラ）内の配管腐蝕を防止するため、炉
水中に酸素ガスのみを注入するように構成した腐蝕抑制
手段が実施されていることは公知である。

【０００３】しかるに、前記腐蝕抑制手段は、予め設定
した一定流量の酸素ガスを注入するものであるため、プ
ラント負荷変動に対応して炉（ボイラ）水の溶存酸素濃
度を一定に保持することができない。また、一般的な火
力発電プラント等のボイラに対して、好適に適用できる
構成を有していなかった。

【０００４】そこで、本出願人は、先に、ボイラ水の溶
存酸素濃度をプラント負荷変動に対応して可及的に一定
に保持すると同時に、一般的なボイラプラントにも好適
に適用することができる酸素ガス注入量制御装置を開発
し、特許出願を行った（特願平２ー２４６１９８号）。

【０００５】この特許出願に係る装置（以下、従来技術
と称する）は、図２において、脱気器１０から給水ポン
プ１２を介して節炭器１４へ給水循環されるボイラ水か
らなるボイラプラントからなり、ボイラ水の流量および
節炭器１４の入口１４ａの溶存酸素濃度をそれぞれ測定
するボイラ水流量発信器１６および節炭器入口溶存酸素
計１８が設けられている。前記ボイラ水流量発信器１６
により検出されるボイラ水流量測定値は、比例設定器２
０を介してボイラ水流量比例値に変換する。また、節炭
器入口溶存酸素計１８により測定される節炭器入口の溶
存酸素濃度測定値を、水質処理目標値調節計２２を介し
て演算することにより、節炭器へ給水循環されるボイラ
水の水質処理の目標値を水質処理補正目標値に変換す
る。そして、この水質処理補正目標値と前記比例値とを
加算器２４を介して加算することにより、予め設定され
ている酸素ガス注入流量目標値を補正目標値に変換し、
この補正目標値により酸素ガス注入流量目標値調節計２
６を介して酸素ガス注入流量調節弁２８を制御し、そし
て酸素ガスを脱気器１０の出口１０ａに注入するよう構
成されている。なお、調節計２６には、酸素ガス注入流
量発信器３０からの測定値が印加されている。

【０００６】すなわち、前記従来装置によれば、調節計
２６において予め設定されている酸素ガス注入流量目標
値が、比例設定器２０によつて設定されるボイラ水流量
比例値により補正され、そしてこの補正値が、さらに水
質処理目標値調節計２２によって設定される水質処理補
正目標値により補正される。すなわち、換言すれば、酸
素ガス注入流量が、ボイラ水の流量比例により制御さ
れ、さらに節炭器入口水の溶存酸素濃度によりフィード
バック補正されるように構成される。従って、このよう
な構成により、ボイラ水溶存酸素濃度をプラント負荷変
動に対応して可及的に一定に保持することが可能とな
る。また、一般的なボイラプラントにも好適に適用する
ことが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術においては、なお改良すべき難点を有すること
が判明した。すなわち、前記の従来技術は、図２におい
て、プラント負荷変動による外乱要素に対する補正を節
炭器入口１４ａの溶存酸素濃度により行っているが、こ
の場合には、酸素ガス注入流量を外乱要素に対し充分に
追従させることができない。このため、ボイラ水溶存酸
素濃度を十分な程度に一定に保持できないことが分かっ
た。しかるに、この難点は、脱気器１０における外乱要
素に対する対応が遅延することに起因するものであるこ
とが知見された。

【０００８】そこで、本発明の目的は、ボイラ水溶存酸
素濃度をプラント負荷変動に対応して一定に保持するこ
とができるボイラ水処理における酸素ガス注入量制御方
法およびその装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】先の目的を達成するため
に、本発明に係るボイラ水処理における酸素ガス注入量
制御方法は、脱気器から給水ポンプを介して節炭器へ給
水循環されるボイラ水の水質処理における酸素ガス注入
量制御方法において、酸素ガス注入流量を、ボイラ水の
流量比例により制御し、さらに脱気器出口水の溶存酸素
濃度によりフィードフォワード補正すると共に、節炭器
入口水の溶存酸素濃度によりフィードバック補正するこ
とを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係るボイラ水処理における
酸素ガス注入量制御装置は、脱気器から給水ポンプを介
して節炭器へ給水循環されるボイラ水の水質処理におけ
る酸素ガス注入量制御装置において、ボイラ水の流量、
脱気器出口の溶存酸素濃度および節炭器入口の溶存酸素
濃度をそれぞれ測定するボイラ水流量発信器、脱気器出
口溶存酸素計および節炭器入口溶存酸素計と、ボイラ水
流量測定値をボイラ水流量比例値に変換する比例設定器
と、脱気器出口の溶存酸素濃度測定値に前記ボイラ水流
量測定値を乗算すると共にこの乗算値を前記ボイラ水流
量比例値から減算することにより前記比例値を補正比例
値に変換する乗算器および減算器と、節炭器入口の溶存
酸素濃度測定値を演算して節炭器へ給水循環されるボイ
ラ水の水質処理の目標値を水質処理補正目標値に変換す
る水質処理目標値調節計と、この補正目標値と前記補正
比例値とを加算することによりこれに予め設定されてい
る酸素ガス注入流量目標値を補正目標値に変換する加算
器と、この補正目標値により酸素ガス注入流量調節弁を
制御する酸素ガス注入流量目標値調節計とを備えること
を特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明のボイラ水処理における酸素ガス注入量
制御方法および装置によれば、酸素ガス注入流量調節弁
において予め設定されている酸素ガス注入流量目標値
が、ボイラ水流量発信器、脱気器出口溶存酸素計および
節炭器入口の溶存酸素計から検知されるボイラ水の流
量、脱気器出口の溶存酸素濃度および節炭器入口の溶存
酸素濃度のそれぞれの測定値から変換および／もしくは
設定されるボイラ水流量比例値およびその補正比例値並
びに水質処理補正目標値により補正される。換言すれ
ば、酸素ガス注入流量が、ボイラ水の流量比例により制
御され、さらに脱気器出口水の溶存酸素濃度（補正比例
値）を介してフィードフォワード補正されると共に、節
炭器入口水の溶存酸素濃度（水質処理補正目標値）を介
してフィードバック補正される。従って、特に前記フィ
ードフォワード補正により脱気器１０の周辺における外
乱要素に対する対応が遅延することなく行われることか
ら、ボイラ水の溶存酸素濃度がプラント負荷変動に対応
して一定に保持される。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係るボイラ水処理における酸
素ガス注入量制御方法につき、この方法を実施する装置
との関係において、以下添付図面を参照しながら詳細に
説明する。なお、説明の便宜上、図２に示す従来の構成
と同一の構成部分については同一の参照符号を付し、詳
細な説明は省略する。

【００１３】図１において、先ず、本発明のボイラ水処
理における酸素ガス注入量制御装置は、脱気器１０から
給水ポンプ１２を介して節炭器１４へ給水循環されるボ
イラ水に対して、所定量の酸素ガスが、酸素ガス注入流
量調節弁２８を介して脱気器１０の出口１０ａに注入さ
れるよう構成されている。

【００１４】しかるに、本発明においては、ボイラ水の
流量、脱気器１０の出口１０ｂ（位置１０ａの上流側）
の溶存酸素濃度および節炭器１４の入口１４ａの溶存酸
素濃度を、それぞれボイラ水流量発信器１６、脱気器出
口溶存酸素計３２および節炭器入口溶存酸素計１８を設
けて測定するよう構成されている。そこで、前記ボイラ
水流量発信器１６により検出されるボイラ水流量測定値
は、比例設定器２０を介してボイラ水流量比例値に変換
し、また脱気器出口の溶存酸素濃度測定値は乗算器３４
を介して前記ボイラ水流量測定値と乗算すると共に、こ
の乗算値を減算器３６を介して前記ボイラ水流量比例値
から減算することにより前記比例値を補正比例値に変換
する。また、節炭器入口の溶存酸素濃度測定値を水質処
理目標値調節計２２を介して演算することにより、節炭
器１４へ給水循環されるボイラ水の水質処理の目標値を
水質処理補正目標値に変換し、そしてこの水質処理補正
目標値と前記補正比例値とを加算器２４を介して加算す
ることにより、予め設定されている酸素ガス注入流量目
標値を補正目標値に変換し、この補正目標値により酸素
ガス注入流量目標値調節計２６を介して酸素ガス注入流
量調節弁２８を制御するよう構成する。なお、調節計２
６には、酸素ガス注入流量発信器３０からの測定値が印
加されている。

【００１５】すなわち、本発明によれば、調節計２６に
おいて予め設定されている酸素ガス注入流量目標値が、
ボイラ水流量発信器１６、脱気器出口溶存酸素計３２お
よび節炭器入口溶存酸素計１８から検知されるボイラ水
の流量、脱気器出口の溶存酸素濃度および節炭器入口の
溶存酸素濃度のそれぞれの測定値より変換および／もし
くは設定されるボイラ水流量比例値およびその補正比例
値並びに水質処理補正目標値によって補正される。換言
すれば、酸素ガス注入流量が、ボイラ水の流量比例によ
り制御され、さらに脱気器出口水の溶存酸素濃度（補正
比例値）を介してフィードフォワード補正されると共
に、節炭器入口水の溶存酸素濃度（水質処理補正目標
値）を介してフィードバック補正される。すなわち、本
発明においては、前述した従来技術に対しその欠点を解
決すべく、前記フィードフォワード補正を付加したもの
である。従って、本発明によれば、特に前記フィードフ
ォワード補正により、脱気器１０における外乱要素に対
する対応が遅延することなく行われることから、ボイラ
水溶存酸素濃度がプラント負荷変動に対応して一定に保
持され、不適性水質がボイラに供給されることが防止さ
れる。

【００１６】以上、本発明を好適な一実施例について説
明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、
その精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が
可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るボイ
ラ水処理における酸素ガス注入量制御方法および装置
は、ボイラ水流量発信器、脱気器出口溶存酸素計および
節炭器入口溶存酸素計をそれぞれ設けることにより、そ
れぞれ測定されるボイラ水流量、脱気器出口の溶存酸素
濃度および節炭器入口の溶存酸素濃度から、ボイラ水流
量比例値およびその補正比例値並びに水質処理補正目標
値をそれぞれ設定することができることから、酸素ガス
注入流量を、ボイラ水流量（流量比例値）により制御
し、さらに脱気器出口水の溶存酸素濃度（補正比例値）
によりフィードフォワード補正すると共に、節炭器入口
水の溶存酸素濃度（水質処理補正目標値）によりフィー
ドバック補正することが可能となる。

【００１８】従って、特に前記フィードフォワード補正
による脱気器周辺における外乱要素に対する遅延なき対
応から、ボイラ水溶存酸素濃度がプラント負荷変動に対
応して一定に保持される。すなわち、不適性水質がボイ
ラに供給されるのを有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るボイラ水処理における酸素ガス注
入量制御装置の一実施例を示す系統図である。

【図２】従来のボイラ水処理における酸素ガス注入量制
御装置の構成を示す系統図である。 １０ 脱気器 １２ 給水ポンプ １４ 節炭器 １６ ボイラ水流
量発信器 １８ 溶存酸素計 ２０ 比例設定器 ２２ 調節計 ２４ 加算器 ２６ 調節計 ２８ 酸素ガス注
入流量調節弁 ３０ 酸素ガス注入流量発信器 ３２ 溶存酸素計 ３４ 乗算器 ３６ 減算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱気器から給水ポンプを介して節炭器へ
   給水循環されるボイラ水の水質処理における酸素ガス注
   入量制御方法において、 酸素ガス注入流量を、ボイラ水の流量比例により制御
   し、さらに脱気器出口水の溶存酸素濃度によりフィード
   フォワード補正すると共に、節炭器入口水の溶存酸素濃
   度によりフィードバック補正することを特徴とするボイ
   ラ水処理における酸素ガス注入量制御方法。
2. 【請求項２】 脱気器から給水ポンプを介して節炭器へ
   給水循環されるボイラ水の水質処理における酸素ガス注
   入量制御装置において、 ボイラ水の流量、脱気器出口の溶存酸素濃度および節炭
   器入口の溶存酸素濃度をそれぞれ測定するボイラ水流量
   発信器、脱気器出口溶存酸素計および節炭器入口溶存酸
   素計と、ボイラ水流量測定値をボイラ水流量比例値に変
   換する比例設定器と、脱気器出口の溶存酸素濃度測定値
   に前記ボイラ水流量測定値を乗算すると共にこの乗算値
   を前記ボイラ水流量比例値から減算することにより前記
   比例値を補正比例値に変換する乗算器および減算器と、
   節炭器入口の溶存酸素濃度測定値を演算して節炭器へ給
   水循環されるボイラ水の水質処理の目標値を水質処理補
   正目標値に変換する水質処理目標値調節計と、この水質
   処理補正目標値と前記補正比例値とを加算することによ
   りこれに予め設定されている酸素ガス注入流量目標値を
   補正目標値に変換する加算器と、この補正目標値により
   酸素ガス注入流量調節弁を制御する酸素ガス注入流量目
   標値調節計とを備えることを特徴とするボイラ水処理に
   おける酸素ガス注入量制御装置。