JPS6024885B2 - 循環装置付貫流ボイラの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、循環装置付貫流ボィラの制御方法に関するも
のである。

貫流ポィラの蒸発器に於いては、低負荷となって貫通す
る水量が少なくなると、流れの不均衡や流れの振動が生
じる。

これは並列管からなる蒸発器の１本の管の流量が少なく
なると、蒸発が盛んになる為、その管の流れの抵抗が増
え、流量が一層少なくなるからである。この現象は通常
１／３負荷以下の低負荷で生じるから、この低負荷でボ
ィラを使用する時には、循環装置を設けて蒸発器を流れ
る水量を１／３負荷以上に相当する流量となしている。
循環装置は、気水分雛器、分離タンク、循環ポンプなど
から成り、約１／３負荷以下の低負荷で分離タンクに水
位が出現して循環ポンプが働き、１／３負荷を超える高
負荷では分離タンクの水位が消滅して循遠ポンプが停ま
るよ・うになっている。然し乍ら、前記分離タンクの水
位の性質は、ボィラの負荷が変化しない時の静的特性で
あって、負荷が急激に変化する時は分離器の水位が負荷
に応じて出現、消滅しないことがある。

例えば負荷が１／３負荷を超える高負荷から１′３負荷
以下の低負荷へ急激に変化すると、燃料量と給水量は各
負荷に見合った比率に調節されつつ減るが、分離タンク
の水位は蒸発管の熱容量の為燃料減の影響がすぐ現れず
、給水減によって蒸発量が一時的に増え、その後ゆっく
り減る。従って分離タンクの水位はなかなか出現せず、
負荷変化が止んで新しい低負荷に落着いてから始めて出
現することもある。逆に負荷が１／３負荷以下の低負荷
から１／３負荷を超える高負荷へ急激に変化すると、燃
料量と給水量は各負荷に見合った比率に調節されつつ増
えるが、蒸発器の管内流体への伝熱量はすぐには増えな
いから蒸発量は燃料に比例して増えない。従って分離タ
ンクの水位はなかなか消滅せず、気水分離器の水位が逆
に上昇して過熱器へ水が流れ込むことがある。上述のよ
うに低負荷で分離器に水位が出現しなければ循還ポンプ
を働かせて蒸発器の循環水量を増すことができないので
、流れの不均衡や振動が生じる恐れがあり、この為分離
器に水位が出現するまで負荷を下げることができない。

また高負荷で分離器の水位が上昇して過熱器へ水が流れ
込むことが起ると、ボィラ各部で蒸気温度が低下して種
々の不都合が生じるから分離器の水位が消滅するまで負
荷を上げることができない。本発明はかかる問題を解消
すべくなされたものであり、負荷変化に速やかに追従し
て分離タンクの水位を出現、消滅せしめることのできる
制御方法を提供せんとするものである。

以下本発明による循環装置付貫流ボィラの制御方法につ
いて説明する。

先ず本法を実施する循環装置付貫流ボィラを第１図によ
って説明すると、該ボィラは直列に接続された給水ポン
プ１、蒸発器２、気水分離器３、過熱器４，４′及び過
熱器４，４′間の過熱低減器５と、気水分離器３から蒸
発器２の入口までの経路に設けられた分離タンク６、循
還ポンプ７とから構成されている。この循環装置付貫流
ボィラには制御装置が設けられ、該制御装置は給水ポン
プ１の出口に設けた給水調節弁８及びそれを制御する給
水制御器９と、燃料供給路１０１こ設けた燃料調節弁１
１及びそれを制御する燃料制御器１２と、前記給水調節
弁８の出口側から過熱低減器５に至る、注水路１３に設
けた注水調節弁ｈ４及びそれをボィラ出口蒸気温度が一
定になるように制御する注水制御器１５と、前記給水制
御器９、燃料制御器１２を制御する負荷制御器１６とか
ら構成されている。さて、第２図と第３図は、前記循環
装置付貫流ボィラに於いて、時間の経過に伴なう給水量
Ｗ、燃料量Ｆ、及び蒸発器２の出口の乾き度×の変化を
示すもので、第２図の蒸発器２の出口の乾き度×＝１以
下の陰影部の時間積分が分離タンク６の水位（循還ポン
プ７を働かさない場合）に相当し、第３図の蒸発器２の
出口の乾き度ＸのＸ＝１以上の陰影部は蒸気で、従って
分離タンク６へは水が流れ込まず、逆に分離タンク６の
水は自己蒸発によって少なくなり、水位が下がっていく
ことになる。

第２図は負荷を１／３負荷を超える高負荷から１／３負
荷より低負荷へ下げる場合で、Ａ図は給水量Ｗと燃料量
Ｆを各負荷に見合う比率（図では簡単にする為一定にす
る。

）で変化させる従来方法で、蒸発器２の出口の乾き度Ｘ
は一旦増加した後減少し、×＝１以下に達するまで非常
に長時間かかっていて、このＸ＝１以下になった時に始
めて分離タンク６に水が貯まるのである。然して本発明
の制御方法は、Ｂ図の如く給水量Ｗを負荷と共に下がる
ように第１図の負荷制御器１６、給水制御器９は、給水
調節弁８を制御し、燃料量ＦをＢ図の如く給水量Ｗより
も多い割合で減少し、負荷変化が終れば給水量Ｗと最終
負荷に見合った比率まで急速に増加するように負荷制御
器１６、燃料制御器１２、燃料調節弁１１を制御するの
である。

かくして蒸発器２の出口の乾き度Ｘは、迅速に×＝１以
下に達し、分離タンク６に貯まる水量は陰影部で示すよ
うに速く増大する。

次に第３図によって負荷を１′３負荷よりも低負荷から
１／３負荷を超える高負荷へ上げる場合について説明す
ると、Ａ図は給水量Ｗと燃料量Ｆを各負荷に見合う比率
で変化させる従釆法で、蒸発器２の出口の乾き度Ｘは一
旦減少した後増加し、Ｘ＝１以上に達するまで非常に長
時間かかっていて、このＸ＝１以上になった時に始めて
分離タンク６の水が無くなるのである。

然るに本発明の制御方法は、Ｂ図の如く給水量Ｗを負荷
と共に上がるように第１図の負荷制御器１６、給水制御
器９、給水調節弁８を制御し、燃料量ＦをＢ図の如く給
水量Ｗよりも多い割合で増加し、負荷変化が終れば給水
量Ｗと最終負荷に見合った比率まで急速に減少するよう
に負荷制御器１６、燃料制御器１２、燃料調節弁１１を
制御するものである。

かくして蒸発器２の出口乾き度×は迅速にＸ；１以上に
達し、分離タンク６の水は遠く無くなる。

上記本発明の制御方法では、給水量Ｗの変化の時期を燃
料量Ｆよりも遅らせることも効果的であり、また負荷変
化速度が遅い時は、給水量Ｗと燃料量Ｆとの比率を従来
通りにして変化させても差支えない場合があるので、第
１図に示される制御装置に負荷変化速度による選択回路
を設けて、負荷変化速度が予め定めた値以上の時のみ本
発明の上記制御方法が行なわれるようにしても良い。

尚、第３図Ｂの低負荷から高負荷への負荷変化時に於け
る本発明の制御方法では、負荷上昇に於いて蒸発器２の
出口の乾き度ＸがＸ＝１以上となれば良いのであるが、
Ｘが１より大きくなることは蒸発器２の出口蒸気が過熱
することを意味するから×は１よりあまり大きくならな
い方が良い。従って負荷上昇中の燃料量Ｆと給水量Ｗの
比はこの点を考慮して決定するものとする。以上詳記し
た通り本発明の制御方法は、循環装置付貫流ボィラに於
いて、負荷変化時給水量を負荷と共に上下するように制
御し、燃料量を給水量よりも多い割合で増減し、負荷変
化が終った時点で燃料量を給水量と最終負荷に見合った
比率まで急速に減増することにより、循還装置に必要な
水位を前記負荷変化に速やかに追従させて出現、消滅さ
せることができるので、低負荷時循遠ポンプを働かせて
蒸発器の循還水量を増すことができ、また高負荷時過熱
器へ水が流れ込むことがない。

従って蒸発器に於いて流れの不均衡や振動が生じること
はなく、またボィラ各部で蒸気温度の低下がなく、トラ
ブルの発生もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御装置を備えた循環装置付貫流ボィラの系統
図、第２図は高負荷から低負荷への負荷変化時における
制御方法を示すグラフで、Ａは従来の制御方法、Ｂは本
発明の制御方法であり、第３図は低負荷から高負荷への
負荷変化時における制御方法を示すグラフで、Ａは従来
の制御方法、Ｂは本発明の制御方法である。 １・・・・・・給水ポンプ、２・・・・・・蒸発器、３
・・・・・・気水分離器、４，４′……過熱器、５…・
・・過熱低減器、６・・・・・・分離タンク、７・・・
・・・循還ポンプ、８……給水調節弁、９・・・…給水
制御器、１０・・…・燃料供給路、１１・・・・・・燃
料調節弁、１２燃料制御器、１３・・・・・・注水路、
１４…・・・注水調節弁、１５・・・・・・注水制御器
、１６・・・・・・負荷制御器、Ｗ…・・・給水量、Ｆ
・・・・・・燃料量、Ｘ・肌・・蒸発器２の出口の乾き
度。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 循環装置を有する貫流ボイラに於いて、負荷変化時
   給水量を負荷と共に上下するように制御し、燃料量を給
   水量よりも多い割合で増減し、負荷変化が終つた時点で
   燃料量を給水量と最終負荷に見合つた比率まで急速に減
   増して、循環装置に必要に水位を前記負荷変化に速やか
   に追従させて出現、消減させるようにしたことを特徴と
   する循環装置付貫流ボイラの制御方法。