JPS602481B2 - 蒸気ボイラ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスチームアキュムレータを使用した蒸気ボィラ
装置に関するものである。

最近のボィラ設備においては、汽酸時間の短縮や性能の
向上化、さらにはパッケージ方式の採用等により極めて
保有水量の少ないボィラが使用されるようになり、その
ため負荷変動に対する追従性能が著しく低下し、ボィラ
を一定条件の下で連続運転することが困難になっている
。

そこで、負荷変動に対処するため、スチームアキュムレ
ータをボイラと併用し、該アキュムレ−夕に負荷変動を
吸収させることによりポィラを一定条件下で定常運転す
る方法が採用されている。

即ち、第１図に示すように、ボィラ１とユーザー２との
間にアキュムレー夕３を接続し、ボイラ１で発生した蒸
気を圧力設定用の一次圧力弁４を介してアキュムレータ
３内に吹込むことにより飽和熱りＫとして蓄積し、ユー
ザー２に対しては、その蒸気使用量と共に変動する二次
側圧力に応じて二次圧力弁５を自動開閉させることによ
りァキュムレータ３の内部で自己蒸発を生じさせ、ここ
で発生した蒸気を供給するもので、アキュムレータ３に
よって負荷変動を吸収させつつボィラ１の蒸発量を一定
に保持しようとするものである。しかしながら、このよ
うな従来の方法では、一次圧力弁４により一次側（ボィ
ラの出口側）の圧力を一定に保つようにしているため、
あらゆる流量に対してその圧力を一定に保持させること
は可能であっても、流量が一定になるとは限らず、その
ための所期の目的であるボイラからアキュムレータへの
蒸気の流量を一定に保持することはできない。

そこで、蒸気の流量を一定に保持するための別の手段と
して、第２図に示すように、一次側管路に流量弁６を設
け、この流量弁６を流量検出器８からの信号に基づいて
流量制御装置７で制御することにより直接流量をコント
ロールすることが考えられるが、この場合、設定流量と
負荷との間に相関関係がないため流量を決めるのが非常
に難しい。

つまり、設定流量が負荷の平均値より大きい場合には、
アキュムレータへの流入量の方が大きくなってその内圧
が著しく上昇することになり、逆に設定流量が負荷の平
均値より小さい場合には、ァキュムレータの内圧が下降
してその機能の低下を来すからである。従って、流量は
負荷の平均値に可及的に近似させて設定するのが望まし
いが、負荷の平均値はその日が終了した後でなければ正
確に知ることは困難であり、そのため、流量を予め適正
な値に設定することは不可能に近い。本発明は、このよ
うな点に鑑み、ボィラからアキュムレータへの蒸気の流
量を、アキュムレータにより負荷変動を吸収させながら
自動的に負荷の平均値に近似した値に設定し得るように
構成したことを特徴とするものである。以下、本発明の
実施例を図面に基づいて詳細に説明するに、第３図にお
いて、１０はボイラ、１１は蒸気の低圧ユーザー、１２
はこれらボィラ１０とユーザー１ １との間に接続され
たスチームアキユムレータであって、ボイラ１０とアキ
ユムレータ１２とを結ぶ一次側管路１３には、流量検出
器１６を備えた流量制御装置１５によって開閉制御され
る流量弁１４が設けられ、一方アキュムレータ１２とユ
ーザー１１とを結ぶ二次側管路１７には、この二次側圧
力を一定に保持するように圧力制御装置１９によって開
閉制御される圧力弁１８が設けられている。

また、ァキュムレータ１２にはその内圧を検出する圧力
検出装置２０が付設されており、この圧力検出装置２０
は、アキユムレ−夕１２の内圧が予め設定された一定の
高圧レベルより高い場合に、上記流量制御装置１５に対
して流量弁１４の関口量を小さくすべく絞り信号を発し
、逆に、内圧が別に設定された低圧レベルより低い場合
には流量弁１４の関口量を大きくすべく開放信号を発す
るもので、上記流量制御装置１５に電気的に俵一統され
ている。

なお、図中２１は蒸気の高圧ユーザーを示している。

続いて、上述した実施例の作用を第４図の特性曲線を参
照しながら説明する。

まず、第３図においてボィラ１０で発生して蒸気は高圧
蒸気系と低圧蒸気系に供給されているが、ここでは高圧
蒸気系における負荷変動はほとんどないものと仮定する
。

いま、低圧蒸気系の一次側において、ボイラ１に０から
の蒸気は流量検出器１６によってその流量が検出され、
流量制御装置１５による流量弁１４の開閉制御によって
一定流量に保持されながらアキュムレータ１２に流入し
ており、一方、二次側においては、ユーザー１１の蒸気
使用に対して圧力弁１８が二次側圧力を一定にすべく自
動開閉し、その結果アキュムレータ１２の内部に自己蒸
発が生じてこの蒸気が二次側管路１７を通じてユーザー
１１に供給されている。

このような状態において負荷の平均値が比較的に緩やか
な上昇または下降を示す場合には、アキュムレータ１２
の内圧が低圧レベルＬまたは高圧レベル日をこえたとき
に、圧力検出装置２０から流量制御装置１５に対して流
量弁１４の開放信号または絞り信号が発せられ、ボィラ
１０からの流量が負荷の平均値に追随するように制御さ
れる。

しかるに、負荷の変動の平均値が比較的急激な場合には
、次のような問題がある。 例えば、負荷及び流量が一
定でしかも第４図に示すように流量の方が負荷を若干上
回っている状態では、アキタュムレータ１２の内圧Ａｐ
はＡ一Ｂ間に示されるように緩やかに上昇を続けていく
。いま、Ｂ点において負荷が急激に減少したとすると、
内圧Ａｐは急勾配で上昇し、Ｃ点において設定された高
圧レベル日に達する。ここで圧力検出装置２０から流量
制御装置１５に対して流量弁１４の絞り信号が発せられ
、流量弁１４の閉口量が徐々に狭められるために流量は
緩やかに減少し始める。流量が減少を始めてもそれが負
荷を下回るＤ点までは内圧Ａｐの上昇は緩やかに続き、
このＤ点を境に減少傾向となる。そして、減少を続ける
内圧ＡｐがＢ点に達して高圧レベル日より低くなると、
上記絞り信号が解除され、流量弁１４がその時の流量を
保持するようにコントロールされて流量は安定する。こ
の状態では負荷に比べて流量の方が少ないため内圧Ａｐ
は引き続いて減少するが、Ｆ点で負荷が急激に増大する
と、内圧Ａｐの勾配が急となり、Ｇ点において低圧レベ
ルＬに達する。ここで圧力検出装置２０から流量弁１４
の開放信号が発せられ、流量が緩やかに増加するため内
圧Ａｐの減少勾配も緩やかとなり、流量と負荷とが等し
くなる１点において上昇勾配に転じる。このような動作
の繰り返いこよってポィラ１０からアキュムレータ１２
への流量が自動的に制御されるが、負荷の急激な変動に
対しては、ボィラ１０からアキュムレータ１２への流量
の変化が負荷の変動を吸収するために必要な変化量より
も大きくなり、しかも負荷の変動に対してある程度の遅
れが生じることになる。

第５図に示す第２実施例は、このような問題をも解決し
たものであって、前記実施例の場合と同機に低圧蒸気系
の負荷変動吸収にアキュムレータ１２を用い、新たに、
圧力検出装置２０ａに内圧変動の極点を検出する機能を
持たせている。

即ち、上記圧力検出装置２０ａは、アキユムレータ１２
の内圧を検出すると共にその変動曲線の勾配を微小時間
毎の圧力の大小の比較から検出して、内圧が設定された
高圧レベルより高く且つその勾配が正の場合にのみ流量
弁の絞り信号を発し、逆に内圧が別の設定レベルより低
く且つその勾配が負の場合にのみ開放信号を発するよう
にしたもので、内圧が高、低各レベルを上下に越えた状
態においてその勾配が逆向さとなる点、つまり極大点及
び極小点において、上記絞り信号及び開放信号の遮断に
より流量制御装置１５を介して流量弁１４を極点検出時
の流量、状態、にホールドさせるものである。この場合
、極点検出信号を発生させてこの信号により流量弁をホ
ールドさせるようにしてもよい。而して、この第２実施
例では、第６図に示すように、内圧Ａｐがｃ点を過ぎて
高圧レベル日より高くなると、その勾配が正の間は絞り
信号により流量弁１４が徐々に絞られて流量が緩やかに
減少額向を示すが、流量が負荷より若干低下し、内圧Ａ
ｐの勾配がｄ点を境にして負を示すと、絞り信号が遮断
されて流量制御装置１５により流量弁１４がその時の流
量状態を維持するようにホールドされる。

従って流量は負荷とほとんど差のない状態で一定に保持
されることになる。一方、内圧Ａｐがｇ点を境に低圧レ
ベルＬより低下した場合には、その向配が負の間は開放
信号により流量弁１４が徐々に開放されるため流量は緩
やかに上昇し、それが負荷を若干越々て内圧Ａｐの勾配
が極点ｉにおいて正に転じると、開放信号の遮断により
流量はその時の状態にホールドされる。

かくして、流量は負荷変動に対してその大まかな平均値
に自動的に設定されることになる。

また、この第２実施例の場合は、ァキュムレータの内圧
が高圧レベルと低圧レベルをそれぞれ上下に越えた状態
において、内圧変動の極点を検出して流量をその時の値
にホールドするようにしたので、第１実施例に比べて流
量の振れ幅を非常に小さくすることができる。このよう
に、本発明によれば、ボィラからアキタュムレータへの
蒸気の流量を、アキュムレータの内圧と関連させて流量
弁により直接制御するようにしたので、ァキュムレー外
こ負荷変動を吸収させながら上記流量を負荷に追従させ
てその大まかな平均値に自動的に設定することができる
。

０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のボィラ装置の概略的な構成図、第２図は
本発明による改良を施すべきボィラ装置の同様な構成図
、第３図は本発明の一実施例を示す礎成図、第４図はそ
の模擬特性図、第５図は本夕発明の他の実施例を示す構
成図、第６図はその模擬特性図である。 １０…ボイラ、１１…ユーザー、１２…アキユムレータ
、１３・・・一次側管路、１４・・・流量弁、１５…流
量制御装置、１６…流量検出器、１７・・・二０次側管
路、１８・・・圧力弁、２０，２０ａ・・・圧力検出装
置。 ．第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボイラとユーザーとの間にスチームアキユムレータ
   を接続し、ボイラとアキユムレータとを結ぶ一次側管路
   に、流量検出器を備えた流量制御装置によって開口量を
   制御せしめられる流量弁を設けると共に、アキユムレー
   タとユーザーとを結ぶ二次側管路に二次側圧力を一定に
   保持するための圧力弁を設け、アキユムレータに、その
   内圧が予め設定された高圧レベルより高い間は流量弁の
   開口量を徐々に狭めるべく絞り信号を発し、且つ内圧が
   別に設定された低圧レベルより低い間は流量弁の開口量
   を徐々に広げるべく開放信号を発する圧力検出装置を付
   設し、これらの流量制御装置と圧力検出装置とを互いに
   接続したことを特徴とする蒸気ボイラ装置。 ２ ボイラとユーザーとの間にスチームアキユムレータ
   を接続し、ボイラとアキユムレータとを結ぶ一次側管路
   に、流量検出器を備えた流量制御装置によって開口量を
   制御せしめられる流量弁を設けると共に、アキユムレー
   タとユーザーとを結ぶ二次側管路に二次側圧力を一定に
   保持するための圧力弁を設け、アキユムレータに、その
   内圧が予め設定された高圧レベルより高く且つその勾配
   が正の間は流量弁の開口量を徐々に狭めるべく絞り信号
   を発し、内圧が別に設定された低圧レベルより低く且つ
   その勾配が負の間は流量弁の開口量を徐々に広げるべく
   開放信号を発する圧力検出装置を付設し、該圧力検出装
   置と流量制御装置とを互いに接続したことを特徴とする
   蒸気ボイラ装置。