JPS62169903A - 貫流ボイラの再起動運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は貫流ボイラの再起動運転方法に係り、特に起動
時あるいは低負荷時に使用される再循環系統を有しない
貫流ボイラについての、再起動時間を短縮するに好適な
運転方法に関するものである。

（従来の技術と問題点） 貫流ボイラは種々の形式のものがつくられているが、現
在最も多く運転されているものには、負荷の大小に関係
なく起動時から一定圧力で運転するように設計されたも
のが多い。これらのボイラをそのときの電力の需要事情
に合わせて昼間は運転し、夜間は停止するというように
、毎日起動停止を行なう必要がある。

ボイラの定格圧力を、例えば１７５ｋｇ／ｃ１１！で設
計されたボイラでは、夜間の停缶時間８〜１０時間の間
に冷却されて１２０〜１３０ｋｇ／−までボイラ圧力が
低下する。このような状態から再起動する際は、まずボ
イラ内に給水ポンプを介して給水を補給して１７５ｋｇ
／ｃＪまで昇圧する（これを水張りという）とともに、
ボイラ火炉内を通風機を起動してパージし、可燃性ガス
が充満していてボイラ起動時のバーナ着火の際に爆発な
どの危険のないようにする。次に、給水流量をボイラの
安全上必要最少給水流量（最大定格負荷時の２５〜３０
％程度の流量）まで上昇したところでバーナに点火し、
昇温を開始するのが一般的である。これら点火昇温を開
始するまでに、ボイラに多量の給水を供給して昇圧させ
ることによって、ボイラを体缶時に比較して、一旦、冷
却させてしまうので再起動に多くの時間を要している。

再起動の時間が長いことはそのまま起動損失の多いこと
を示しており（タービンに所定温度の蒸気を供給できる
ようになるまでの間は、ボイラで加熱された給水は復水
器に送られ、ここで冷却水で冷却されたのち、給水とし
て再びボイラに送られるが、復水器で冷却水に与えられ
た熱量は系外に排出することになるので熱損失となる）
、この再起動時間の短縮に種々の工夫と試験が繰返され
て自動化が進められてきた。

特にボイラ起動時のボイラ水再循環装置を持たない第３
図に示すような貫流ボイラにあっては、過熱器バイパス
弁２０７からフラッシュタンク３００にボイラ水を流し
て、ここで蒸気と水に分離した上で、蒸気は弁２３１を
経て説気器４００に供給して熱回収するととも、水分は
弁２４１を経てタービン用復水器６００に回収して復水
とし再び給水ポンプ７００で昇圧してボイラに供給する
のである。このように大きな系統でボイラ内の缶水を循
環させて、ボイラでの燃料の燃焼量を増加させることに
より、ボイラ内での缶水を次第に昇温させ、１次過熱器
１０３の出口蒸気の条件が整ったら過熱器減圧弁２００
を開いてタービン５００に通気する。このようなボイラ
の起動方法は、氷壁１０２の管内において過大な蒸気発
生による氷壁管の過熱焼損が生じないようにするととも
に、並列に配置された氷壁管列内での不均一な蒸気発生
によるアンバランスフローをできるだけ抑えるために、
起動時からボイラ内の圧力を定格圧力１７５ｋｇ／ｃａ
ｌまで昇圧しているのである。なお、起動時のボイラ圧
力の制御は過熱器バイパス弁２０７の開度調節により行
なう。

（発明の目的） 本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、再起
動時間を短縮した貫流ボイラの再起動運転方法を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、貫流ボイラの再起動時にボイラ内の残圧と同
じかわずかに高い圧力に制御することにより、ボイラへ
の水張り量を最小限にして点火昇温し、昇温しなからボ
イラ圧力の上昇を行なうとともに、氷壁管内面などの液
層に維持すべき部分はその条件を満足させるようになし
た貫流ボイラの再起動を行なう運転方法である。

すなわち、本発明は、ボイラ起動時に、ボイラ内流体を
過熱器バイパス弁を経てフラッシュタンクに供給して気
水分離し、分離された水をタービン用復水器で回収する
過熱器バイパス系統を有する貫流ボイラでの、一時停止
後冷却し切らない状態からの再起動に際して、再起動時
のボイラ残圧と同じかそれと近い圧力の流体圧力設定値
で起動するとともに、ボイラ用バーナに点火してボイラ
流体の昇温を開始したのちは、ボイラ流体圧力の設定値
を定格圧力まで徐々に上昇させていくことを特徴とする
。

（発明の実施例） 本発明を説明するための制御系統図を第１図に示す。過
熱器バイパス弁２０７は起動時のボイラ圧力を制御する
がその制御系統の構成は、ボイラ圧力設定器２と実際の
ボイラの圧力により信号出力を出す圧力発信器４の信号
を、信号切換器３で切換えて、ボイラ起動前はそのとき
の実際のボイラ圧力信号を設定値として使い制御は停止
状態としておく。ボイラ点火等の信号で切換器３をボイ
ラ圧力設定器２の側に切換えると、定格圧力１７５ｋｇ
／ｃｏｔの目標値が与えられる。信号変化速度制限器５
により所定速度で残圧力の値から定格圧力１７５ｋｇ／
−に向かって上昇する。その信号は、高信号選択器６お
よび信号変化速度制限器７を経て、偏差演算器８に圧力
目標値として加えられ、ボイラ圧力発信器４からの信号
との偏差を求め、比例積分演算器９により制御信号がつ
くられて、手動自動切換器１０を経て過熱器バイパス弁
２０７の開度を調整することになる。

一方、氷壁部の温度発信器１１により氷壁管内流体温度
またはそれに代わる温度（例えば氷壁管の管壁温度）を
検出し、関数演算器１２で検出流体温度に対する水の飽
和圧力（あるいは飽和圧力より若干高い圧力）に演算し
て圧力の信号をつくり、アナログ信号を記憶するアナロ
グメモリ１３を経て、高信号選択器６に伝送されて、ボ
イラ点火後一定の速度で上昇中の信号と比較して、高い
ほうの信号が制御目標として使用されることになる。氷
壁管内面の液層に維持しなければならない部分（バーナ
近傍）の飽和圧力の信号１４は流体温度の変動により、
ボイラ圧力設定値に向かって所定速度で上昇中の信号１
５よりも急速に変化することがある。この場合には、温
度側の信号１４を使って制御するように高信号選択器６
で選択されるが、この信号１４がバーナ切換えのための
消火や、給水量の変動により逆に低下し始めると、高信
号選択器６の出力信号１６　（低下する前の時点におけ
る温度側の信号１４に相当する）と、関数演算器１２の
出力とを偏差演算器１７に入力して演算させ、その結果
１６の出力が高い場合はアナログメモリ１３に対する１
７の信号（接点出力）を、１３の出力を一定に保つよう
に作動させるように出力させる（アナログメモリ１３は
入力信号を記憶保持する機能を持つ）。このようにボイ
ラ内部圧力を制御することにより、ボイラ内部での流体
圧力が低下することによる飽和水のフラッシュ現象（発
泡現象）を防止し安定な運転を行なうのである。この状
況を第２図に示す。

本発明の運転方法は、アナログ制御装置による回路構成
をすると第１図のようになるが、ディジタル制御装置に
より本発明を実施することももちろん可能である。前述
した実施例では温度検出点を氷壁部としているが、ボイ
ラの構造や設計条件によっては水壁部以外のほうがよい
場合もあるが、その場合には、例えば氷壁より前流の節
炭器出口で検出することもあり得る。

また、ボイラ再起動に際しては、再起動時の現在の圧力
（４の出力）から、ボイラ圧力設定器２の定格圧力に切
換える例を示したが、ボイラの目標負荷信号から構成す
ることもできる。例えば、自動負荷配分制御装置を持つ
中央給電指令所からの信号を用いてボイラの目標負荷と
する場合には、到達目標が決まれば、負荷上昇中の変化
率を決めておくことにより、ボイラの目標負荷信号をつ
くることができる。この信号を使うことにより、ボイラ
負荷を上昇させ再起動するのである。前記実施例におい
て、圧力信号上昇の開始信号をボイラ点大信号にとった
ものを示したが、この条件は流体温度が上昇を始める点
をとらえることが目的であり、点火時点相当の信号であ
れば本発明の目的にかなうものであり同一技術思想範囲
に入ることはいうまでもない。

（発明の効果） 本発明によれば、貫流ボイラを冷え切られない状態から
再起動するにあたり、ボイラ内への水張量を必要最小限
（ゼロも含む）にして点火昇温しでいくので、再起動時
間を短縮することができ、また、起動熱損失を減少する
ことができる。また、ボイラ水壁部などのように流体通
路内面の液体層に保つ必要のある伝熱管部に対しては、
ボイラ圧力制御により解決しているので、フラフシング
などの流動不安定原因を防止することができる。

なお、従来方式では再起動に際し、ボイラ水壁および過
熱器内の蒸気部分を圧縮して水を張り込んでいたので、
ボイラ容積の１／３位の冷給水が入り大幅に冷却された
ので、再起動後タービンに通気するまで長時間を要した
が、本発明においては水の張込み量はゼロかＷＩ量であ
るので、点火後の昇温を開始したことを確認したら直ち
にタービンに蒸気を送ることができるのである。なお、
実施例において述べたが、流体温度が一度低下して急上
昇するなどの氷壁部での温度変動を小幅にしたので、熱
応力を軽減する効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するための過熱器バイパ
ス弁の制御系統図、第２図は、再起動時における圧力信
号の挙動説明図、第３図は、貫流ボイラの配管系統図で
ある。 ２・・・ボイラ圧力設定器、３・・・信号切換器、４・
・・ボイラ圧力発信器、５・・・信号速度制限器、６・
・・高信号選択器、８・・・偏差演算器、１１・・・水
壁部温度発信器、１２・・・関数演算器、１３・・・ア
ナログメモリ、１７・・・偏差演算器、１０１・・・節
炭器、１０２・・・水壁、１０３・・・１次過熱器、２
０７・・・過熱器バイハス弁、３００・・・フラッシュ
タンク、４００・・・脱気器、５００・・・タービン、
６００・・・復水器、７００・・・給水ポンプ。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイラ起動時に、ボイラ内流体を過熱器バイパス
   弁を経てフラッシュタンクに供給して気水分離し、分離
   された水をタービン用復水器で回収する過熱器バイパス
   系統を有する貫流ボイラでの、一時停止後冷却し切らな
   い状態からの再起動に際して、再起動時のボイラ残圧と
   同じかそれと近い圧力の流体圧力設定値で起動するとと
   もに、ボイラ用バーナに点火してボイラ流体の昇温を開
   始したのちは、ボイラ流体圧力の設定値を定格圧力まで
   徐々に上昇させていくことを特徴とする貫流ボイラの再
   起動運転方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、ボイラ用バーナ
   に点火してボイラ流体を昇温する間に、ボイラ流体圧力
   の設定値を徐々に上昇するに際し、ボイラ水壁等の伝熱
   管内面を液層に維持しなければならない部の流体または
   管壁の温度を計測し、計測温度に相当する流体の飽和圧
   力を算出して圧力信号とするとともに、一方、時間の経
   過とともに所定の速度で定格圧力まで上昇させる圧力信
   号をつくり、両圧力信号を比較して高いほうの圧力信号
   を選択してボイラ流体圧力の設定圧力とすることを特徴
   とする貫流ボイラの再起動運転方法。