JPS631485B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はボイラ系における水管のスケール付
着を防止するために清缶剤を投入する制御装置に
係わり、特に、ボイラ系の蒸気負荷率を所定時間
にわたり測定し、計測期間中の蒸気負荷率が予定
の基準蒸気負荷率より小さい低蒸気負荷率である
場合に、予め定常投入量の清缶剤が投入されてい
る缶水中に基礎投入量の清缶剤を投入するように
したボイラ系における清缶剤の基礎投入制御装置
に関する。

一般に、ボイラ系を長時間運転すると、缶水が
濃縮化されるので、缶水中に含まれるカルシユウ
ム、マグネシユウム、シリカ等の不純物濃度が増
大し、これが水管内面に析出付着してスケールに
成長するものである。そして、スケールが熱の不
良導体であるために、スケールの付着はボイラ系
の熱交換の効率を低下させるばかりか、水管を高
温度に至らしめ、ついには、焼損をも招くことが
知られている。

而して、かかる不都合に対処するために、ボイ
ラ系の運転中に継続して定常投入量の清缶剤を給
水中に投入してスケールの付着を防止することが
知られており、例えば、給水それ自体に予め所定
量の清缶剤を注入したり、あるいは、給水ポンプ
に連動させて所定量の清缶剤を缶水中に投入した
りしている。

また、ボイラの水管内のスケール付着を防止
し、しかも、ボイラ系の腐蝕を最小限に留めるた
めには、ボイラ系における缶水のペーハ濃度をPH
11.0〜11.8にすればよいことが経験的に知られて
いる。

そこで、ボイラ系の運転に伴つてボイラ系の缶
水が徐々に濃縮化されること、及びその濃縮化の
割合がボイラ系における蒸気負荷率に依存してい
ることを考慮して、給水中のペーハ濃度がPH7.0
〜7.5程度になるように清缶剤の定常投入量が定
められている。

すなわち、清缶剤の定常投入量が過大だと、給
水のペーハ濃度が大きくなつて給水がアルカリ性
となり、ボイラが高蒸気負荷率で運転されると缶
水濃縮状態となり易い。このような缶水の濃縮状
態においては、缶水中に含まれる溶解固形分等の
不純物の濃度が増大して、缶水表面に気泡が生
じ、かかる気泡が気水境界面を離れて蒸気中に混
入してキヤリーオーバーが生じ、ボイラ系に接続
されたバルブ等の関連機器の損傷を招くことが知
られている。このようなキヤリーオーバーを防止
するためには、缶水を頻繁にブローする必要があ
るが、一般に、ブローはボイラ系を停止させて行
なわなければならず、ボイラの保守管理が煩雑と
なる。

一方、清缶剤の定常投入量が過小だと、給水の
ペーハ濃度が低くなつて給水が中性となり、ボイ
ラが低蒸気負荷率で長時間運転されると、缶水の
濃縮が促進されず、缶水のペーハ濃度が長時間低
いままとなり、好適なPH11.0〜11.8になかなか到
達しない。しかして、水管の腐蝕が早まつてしま
う。

そこで、種々の蒸気負荷率において、好適なPH
11.0〜11.8でボイラ系を運転できる確率を向上す
るため、定常投入量を少なめに設定し、ボイラが
低蒸気負荷率で運転されていることを操作者に監
視させ、低蒸気負荷率の場合に限つて基礎投入量
分の清缶剤を定常投入量に対して手動で付加的に
投入し、以つて、低蒸気負荷時には、缶水のペー
ハ濃度が従来に比べて早く好適PHに到達するよう
にし、高蒸気負荷時には、すぐに缶水濃縮状態に
ならないようにすることが行われている。

しかしながら、ボイラの運転状態が低蒸気負荷
率か否かの判断を運転者に委ねると、その判断が
熟練を要する程に難しいので不正確となり、ま
た、基礎投入操作が非常に煩雑であるので懈怠さ
れ易い。従つて、ボイラが低蒸気負荷率で運転さ
れているのに基礎投入を行わないとボイラ系の腐
蝕が早まり、逆に、高蒸気負荷率で運転されてい
るのに基礎投入が行われると、缶水がより一層早
く濃縮状態になつてしまい、キヤリーオーバーが
生じるという欠点がある。

この発明の目的は、上記従来技術に基づく清缶
剤の基礎投入の要否の判断の難しさ及び基礎投入
操作の煩雑さという問題点に鑑み、特定の計測期
間中のボイラの蒸気負荷率を計測し、その負荷率
に基づいて基礎投入の要否を判定するとともに、
基礎投入が必要と判定されたときには基礎投入量
の清缶剤を水管に投入することができるボイラ系
における清缶剤の基礎投入制御装置を提供せんと
するものである。

上記目的に沿うこの発明の構成は、特定の計測
期間中の加熱装置の動作状態を監視してボイラの
蒸気負荷率を計測し、予め設定した基準蒸気負荷
率と蒸気負荷率との大小関係を判定し、低蒸気負
荷率と判定されたときに、水管中に基礎投入量の
清缶剤を自動的に投入するようにしたことを特徴
とするものである。

さて、後続するこの発明の実施例の説明に先が
けて、この発明の構成を付設することができる典
型的な小形ボイラ系の構成及び動作を説明すれば
以下の通りである。

第１図Ａは、かかるボイラ系の構成を示すブロ
ツク説明図であり、ボイラ１はその断面が示され
ている。

第１図Ｂは、第１図ＡにおけるＡ−Ａ断面図で
ある。

図において、ボイラ１の内部には、壁１ａの内
周面に沿つて多数の水管１ｂが立設され、水管１
ｂは中空筒状体から成り、その下端部は環状の下
部管寄せ１ｃ（水室）に、そして、その上端部は
同じく環状の上部管寄せ１ｄ（蒸気室）にそれぞ
れ連通し、下部管寄せ１ｃ及び水管１ｂの下部に
は、缶水が収納される。

水管１ｂで囲まれたボイラ１の中心部には、燃
焼室１ｅが形成される。ボイラ１の上部には、電
動機１ｆで駆動されるブロア１ｇに連通する風道
１ｈが設けられ、風道１ｈ内には、ノズル棒１ｉ
と電極棒１ｊが垂設される。

燃焼室１ｅの下端部は、多数の水管１ｂの中空
部を経て煙道１ｋに連通する。上部管寄せ１ｄか
らは、連通管１ｌが壁１ａ外に延びて下部管寄せ
１ｃに連通する。

連通管１ｌの中間部には、缶水水位を目視可能
に表示する水位ゲージ１ｍと水位検出部２が介装
される。水位検出部２には、給水制御部３が接続
され、その出力端子は給水ポンプ４を駆動する電
動機４ａに接続される。給水ポンプ４の導入管は
図示しない水源に連通し、その吐出管は下部管寄
せ１ｃに連通する。

更に、連通管１ｌの上部には、蒸気圧計測部５
が接続され、その出力端子は燃焼制御部６に接続
される。燃焼制御部６からは、制御信号線６a′〜
６c′が延びて電動機１ｆ、電極棒１ｊ、燃料ポン
プ６d′のそれぞれに接続される。燃料ポンプ６
d′の導入管は図示しない燃料タンクに連通し、そ
の吐出管はノズル棒１ｉに連通する。そして、下
部管寄せ１ｃからはブロー管１ｎが延びて、ブロ
ーコツク１ｐを介して図示しない排水路に連通
し、上部管寄せ１ｄからは蒸気管１ｑが延びて図
示しない所望の蒸気負荷に連通する。

上記ボイラ系の構成では、蒸気を発生させるに
際しては、電動機１ｆにより、ブロア１ｇを駆動
して風道１ｈ内に空気を圧送しつつ電極棒１ｊに
高電圧を印加してノズル棒１ｉの先端から噴射さ
れる燃料を着火させ、これを燃焼室１ｅ内で燃焼
させる。かかる燃焼により生じた高温度の燃焼ガ
スは、燃焼室１ｅ下端部から水管１ｂの中空部に
進入し、これを通過して煙道１ｋに至り排気され
る。この間に、熱交換が行われて水管１ｂ中の缶
水が加熱されて蒸気となり、これが上部管寄せ１
ｄにて収集、蓄積され、蒸気管１ｑを通じて蒸気
負荷に供給されるものである。

そして、燃焼制御に関しては、上部管寄せ１ｄ
内の蒸気圧を連通管１ｌを通じて抽出して蒸気圧
計測部５に供給し、蒸気圧計測部５は上部管寄せ
１ｄ内の蒸気圧が予め設定された下限蒸気圧に達
したことを検出したときには、下限蒸気圧信号
を、同様に、上限蒸気圧に達したことを検出した
ときには、上限蒸気圧信号を燃焼制御部６に送
る。

燃焼制御部６は、蒸気の消費が続行して上部管
寄せ１ｄ内の蒸気圧が降下し、蒸気圧計測部５か
ら下限蒸気圧信号を受けたときには、制御信号線
６a′を通じて電動機１ｆを始動させて、ブロア１
ｇにより風道１ｈを空気パージしてから制御信号
線６b′を通じて電極棒１ｊに高電圧を印加すると
ともに、制御信号線６c′を通じて燃料ポンプ６
d′を始動させて、ノズル棒１ｉから噴射される燃
料に点火し燃焼を開始させる。更に、蒸気の発生
が続行して蒸気圧が上昇し、燃焼制御部６が蒸気
圧計測部５から上限蒸気圧信号を受けたときに
は、制御信号線６c′を通じて燃料ポンプ６d′を停
止させて、燃料供給を断つことにより、燃焼を停
止させるとともに、燃焼ガスの排出を待つて、制
御信号線６a′を通じて電動機１ｆを停止させてブ
ロア１ｇからの送風を断つ。

而して、このような燃焼の断続制御により、上
部管寄せ１ｄ内の蒸気圧を上下限蒸気圧として予
め設定された両圧力値の間の圧力値に保つことが
できるものである。

なお、簡便な装置では、電動機１ｆ、燃料ポン
プ６d′の始動・停止制御、及び電極棒１ｊへの高
電圧の印加を同時的に行つてもよい。

更に、給水制御に関しては、連通管１ｌ内の気
水境界面、即ち、水管１ｂ中の缶水水位の変化を
水位検出部２に伝達し、水位検出部２は缶水水位
が予め設定された下限水位に達したことを検出し
たときには、下限水位信号を、同様に、上限水位
に達したことを検出したときには、上限水位信号
を給水制御部３に送る。

給水制御部３は、蒸気の消費により水管中の缶
水水位が降下し、水位検出部２から下限水位信号
を受けたときには、電動機４ａを始動させて給水
ポンプ４により下部管寄せ１ｃを通じて水管１ｂ
への給水を開始させ、給水が続行して缶水水位が
上昇し、水位検出部２から上限水位信号を受けた
ときには、電動機４ａを停止させて、水管１ｂへ
の給水を断つ。

而して、このような給水の断続制御により、水
管１ｂ内の缶水水位を上下限水位として予め設定
された両水位値の間の水位値に保つことができる
ものである。

そして、かかる給水の断続制御と、前記燃焼の
断続制御は、互いに別個独立に行われるものであ
る。

また、缶水のブローに際しては、ブローコツク
１ｐを開くことにより、排水管１ｎを通じて下部
管寄せ１ｃ及び水管１ｂ中の缶水の一部あるいは
全部をブローすることができるものである。

なお、ブロア１ｇ、風道１ｈ、ノズル棒１ｉ、
電極棒１ｊから成るバーナは、これに限られるも
のではなく、要すれば、水管１ｂ中の缶水を加熱
して蒸気を発生させ得れば足りるので、一般的に
は、電気ヒータ等をも含む加熱装置であればよ
い。

而して、同様に、燃焼制御部６も加熱装置を断
続する加熱制御部であればよい。

続いて、第２図〜第５図に基づいて、この発明
の実施例の構成及び動作を説明すれば以下の通り
である。

第２図は、この発明の一実施例における蒸気圧
検出部、加熱制御部、蒸気負荷率計測部、蒸気負
荷率判定部、計測期間信号部及び清缶剤基礎投入
部の各構成を示すブロツク図であり、図中、第１
図における符号と同一の符号で表わされる構成要
素はそれぞれ第１図の構成要素に対応している。

蒸気圧検出部５は圧力センサ５ａと、これに後
続する第一、第二のコンパレータ５ｂ，５ｃと、
下限蒸気圧及び上限蒸気圧にそれぞれ対応する電
圧を各コンパレータに供給するポテンシヨメータ
５ｄ，５ｅとから成る。

加熱制御部６は、そのセツト端子が第一のコン
パレータ５ｂに接続され、そのリセツト端子がイ
ンバータ６ａを介して第二のコンパレータ５ｃに
接続された第一のフリツプフロツプ６ｂと、該フ
リツプフロツプ６ｂの正相出力端子にドライバ６
ｃを介して接続された第一のリレー６ｄと、第一
のコンパレータ５ｂに接続された単安定マルチバ
イブレータ６ｅと、そのセツト端子が該マルチバ
イブレータ６ｅの出力端子に接続され、そのリセ
ツト端子がインバータ６ａの出力端子に接続され
た第二のフリツプフロツプ６ｆと、該フリツプフ
ロツプ６ｆの正相出力端子にドライバ６ｇを介し
て接続された第二のリレー６ｈとから成る。

更に、モータ１ｆ、電極棒１ｊ、燃料バルブ６
d′から延びる給電線６a′，６b′，６c′はそれぞれ
第一のリレー６ｄのメーク接点r₁，r₁′、第二のリ
レー６ｈのメーク接点r₂及び始動スイツチ１ｒを
通じて図示しない電源に接続される。なお、始動
スイツチ１ｒに連動するスイツチ１r′を介して給
水ポンプ駆動用モータ４ａに給電するように、ま
た、同様に、連動するスイツチ１r″を介して後述
のタイマ７ａの入力端子が接地できるようにされ
る。

計測期間信号部７は、その入力端子がスイツチ
１r″に接続されたタイマ７ａと、その入力端子が
タイマ７ａの出力端子に接続された第一の単安定
マルチバイブレータ７ｂと、その入力端子が第一
の単安定マルチバイブレータ７ｂの正相出力端子
に接続された第二の単安定マルチバイブレータ７
ｃとから成る。

蒸気負荷率計測部８は、クロツクパルス発振器
８ａと、三つの入力端子に、加熱制御部６のフリ
ツプフロツプ６ｆの正相出力端子、クロツクパル
ス発振器８ａ及び計測期間信号部７のタイマ７ａ
の出力端子がそれぞれ接続されたアンドゲート８
ｂと、その入力端子にアンドゲート８ｂの出力端
子が接続され、リセツト端子に計測期間信号部７
の第二の単安定マルチバイブレータ７ｃの補相出
力端子が接続されたカウンタ８ｃと、その入力端
子にカウンタ８ｃの出力端子が接続され、サンプ
ルホールド端子に計測期間信号部７の第一の単安
定マルチバイブレータ７ｂの正相出力端子が接続
されたデイジタル−アナログ変換器８ｄとから成
る。

蒸気負荷率計測部８には、蒸気負荷率判定部９
が後続し、該判定部９は、その反転入力端子が計
測部８の出力端子に接続され、その非反転入力端
子がポテンシヨメータ９ａを介して電源に接続さ
れたコンパレータ９ｂと、一方の入力端子にその
コンパレータ９ｂが接続され、他方の入力端子に
信号部７の第一の単安定マルチバイブレータ７ｂ
の正相出力端子が接続されたナンドゲート９ｃと
から成る。

蒸気負荷率判定部９には、清缶剤基礎投入部１
０が後続する。清缶剤基礎投入部１０は、入力端
子が蒸気負荷率判定部９のナンドゲート９ｃの出
力端子に接続された第一の単安定マルチバイブレ
ータ１０ａと、単安定マルチバイブレータ１０ａ
の正相出力端子にドライバ１０ｂを介して接続さ
れたリレー１０ｃと、リレー１０ｃのメーク接点
r₁₀を介して電源に接続された電動機１０ｄと、
電動機１０ｄにより駆動される清缶剤投入ポンプ
１０ｅとから成る。

第３図は、連通管１ｌ内の蒸気圧、すなわち、
圧力センサ５ａが出力する蒸気圧信号の経時変化
Ａと、第二のコンパレータ５ｃの出力信号Ｂと、
第一のコンパレータ５ｂの出力信号Ｃと、加熱制
御部６中の第一のフリツプフロツプ６ｂの「１」
「０」状態Ｄと、同部中の第二のフリツプフロツ
プ６ｆの「１」「０」状態Ｅとを対比して示す波
形図である。

上記の構成において、連通管１ｌ内の蒸気圧、
すなわち、上部管寄せ１ｄ内の蒸気圧が上限蒸気
圧に到達し、圧力センサ５ａが出力する蒸気圧信
号S₁が第３Aaに示すように、上限蒸気圧に対応
する上限設定値Ｈに到達すると、第二のコンパレ
ータ５ｃに供給される蒸気圧信号S₁がポテンシヨ
メータ５ｅを介して電源から供給される上限設定
値Ｈに対応する基準電圧に到達するので、第３図
Bbに示すように、該コンパレータ５ｃの出力は
「１」に反転して上限蒸気圧信号S₂を供給し、か
かる「０」から「１」への反転信号を受けてイン
バータ６ａは「１」から「０」への反転信号を第
一のフリツプフロツプ６ｂのリセツト端子に供給
し、第３図Dcに示すように、これをリセツトす
る。

而して、該フリツプフロツプ６ｂの正相出力は
「０」となり、ドライバ６ｃを介して第一のリレ
ー６ｄは非励磁状態に移行するので、接点r₁，
r₁′が開成し、給電線６a′，６b′を通じての電源供
給が断たれ、ブロア１ｇは送風を停止し、電極棒
１ｊは火花放電を停止する。このとき、インバー
タ６ａからの反転信号は第二のフリツプフロツプ
６ｆのリセツト端子にも供給され、第３図Edに
示すように、これをリセツトする。

而して、該フリツプフロツプ６ｆの正相出力は
「０」となり、ドライバ６ｇを介して第二のリレ
ー６ｈも非励磁状態に移行するので、接点r₂が開
成し、給電線６c′を通じての電源供給が断たれ、
燃料バルブ６d′が閉成する。

かかる状態では、ブロア１ｇによる送風も、火
花放電による着火も行われず、燃料供給も断た
れ、バーナが消火状態となる。

バーナが消火状態となつた後、時間が経過する
と、蒸気圧は熱的な過渡現象により僅かに上昇し
てからボイラの温度低下に伴つて減少するので、
蒸気圧信号S₁は第３図Aeに示すように、一旦増
大してから、同図Afに示すように、直線的に減
少する。

蒸気圧信号S₁が第３図Ahに示すように、上限
設定値Ｈを横切る時点で、第二のコンパレータ５
ｃの出力信号が、第３図Biに示すように、「１」
から「０」に反転する。

蒸気圧信号S₁の降下が続行し、第３図Akに示
すように、下限設定値Ｌまで減少すると、今度
は、第一のコンパレータ５ｂに供給される蒸気圧
信号S₁がポテンシヨメータ５ｄを介して電源から
供給される下限設定値Ｌに対応する参照電圧に到
達するので、該コンパレータ５ｂの出力は、第３
図Clに示すように、「０」に反転して下限蒸気圧
信号S₃を供給し、第３図Dmに示すように、第一
のフリツプフロツプ６ｂがセツトされ、第一のリ
レー６ｄが励磁状態に移行し、ブロア１ｇを始動
させて、風道１ｈ内に空気パージする。

前述のように、ブロア１ｇが始動する際におけ
る第一のコンパレータ５ｂからの反転信号、すな
わち、下限蒸気圧信号S₃は単安定マルチバイブレ
ータ６ｃにも供給されて、これをトリガし、準安
定状態に移行させ、該マルチバイブレータ６ｅが
安定状態に復帰する時点で、第３図Ｅに示すよ
うに、第二のフリツプフロツプ６ｆがセツトされ
る。

すると、第二のリレー６ｈが励磁状態となり、
接点r₂が閉成して、燃料バルブ６d′に給電源６
c′を通じて電源が供給されるので、該バルブ６
d′が開いて、燃料噴出棒１ｉから燃料が噴出し、
バーナが燃焼状態に移行する。

而して、上記動作において、第３図Ｅに示すよ
うに、フリツプフロツプ６ｆが「０」になつてい
る期間は加熱停止期間T₂であり、更に、ブロア
１ｇが始動してから燃料バルブ６d′が開くまでの
期間tpは風道１ｈ内部に空気をパージして、バー
ナを確実に着火させるために必要なプリパージ期
間である。

しかるところ、かかるプリパージ期間tp中に
も、第３図Apにすように、蒸気圧信号S₁は減少
し、バーナが燃焼状態に移行するまでには、第３
図Aqに示すように、最小値LLまで減少し、しか
る後、バーナが燃焼を開始すると、ボイラの温度
上昇に伴つて、第３図Arに示すように直線的に
増大する。

増大する蒸気圧信号S₁が、第３図Asに示すよ
うに、再び、下限設定値Ｌに到達すると、第３図
Ctに示すように、第一のコンパレータ５ｂの出
力信号が「１」に反転する。

バーナの燃焼状態が継続すると、蒸気圧は上昇
し続け、蒸気圧信号S₁はやがて、第３図Avに示
すように、上限設定値Ｈに到達し、第３図ｂ，
ｃ，ｄを参照した前記説明と同様に作動し、第３
図b′，c′，d′に示すように、第一、第二のフリツ
プフロツプ６ｂ，６ｆが共にリセツトされる。

而して、上記動作において、フリツプフロツプ
６ｆが「１」になつている期間T₁は、燃焼室１
ｅで燃焼が行われている加熱期間である。

そこで、この種のボイラ系においては、蒸気負
荷に応じて燃焼が断続するものであることから、
特定の計測期間における加熱期間T₁の総和また
は加熱停止期間T₂の総和を計測すればボイラの
蒸気負荷率を検知することができる。そして、こ
のようにして検知した蒸気負荷率を用いて、高蒸
気負荷率あるいは低蒸気負荷率を判定し、低蒸気
負荷率と判定されたときに、基礎投入量の清缶剤
を缶水に投入するものである。

第４図を参照して計測期間信号部７、蒸気負荷
率計測部８、蒸気負荷率判定部９及び清缶剤基礎
投入部１０の各動作を説明すれば以下の通りであ
る。

第４図Aaに示すように、始動スイツチ１ｒに
連動する１r″が閉成されると、始動指令信号S₄が
タイマ７ａに供給されてタイマ７ａが計時を開始
する。第４図Bbに示すように、ボイラ１内の燃
焼が開始して加熱制御部６からの加熱装置動作状
態信号S₅が「１」になると、蒸気負荷計測部８の
クロツクパルス発振器８ａのクロツクパルスがア
ンドゲート８ｂを通過してカウンタ８ｃに供給さ
れ、第４図Ccに示すように、カウンタ８ｃが計
数を開始し、第４図Cdに示すように、その内容
が経時的に増大する。

やがて、第４図Beに示すように、加熱装置動
作状態信号S₅が「０」になるとアンドゲート８ｂ
が閉じ、クロツクパルス発振器８ａからカウンタ
８ｃへのクロツクパルスの供給が断たれる。

すると、カウンタ８ｃの計数動作が停止し、第
３図Cfに示すように、該カウンタ８ｃの内容が
一旦停止する。続いて、第４図Bgに示すように、
ボイラ１での燃焼が再び開始されて加熱装置動作
状態信号S₅が再び「１」となると、上述したと同
様に、第４図Chからカウンタ８ｃの内容が経時
的に増大し、第４図Biに示すように、加熱装置
動作状態信号S₅が「０」になるとカウンタ８ｃの
計数動作が停止され、第４図Cjに示すように、そ
のカウンタ８ｃの内容が一旦静止する。

このようにして、タイマ７ａに設定した計測期
間T₃中に、ボイラで燃焼を行わせしめる加熱装
置の動作状態を示す加熱装置動作状態信号S₅が
「１」を示している加熱期間T₁の累積加熱期間
ΣT₁が算出される。

続いて、第４図Akに示すように、タイマ７ａ
に設定した計測期間T₃が終了してタイマ７ａの
出力信号S₆が「０」になるとアンドゲート８ｂが
閉じ、クロツクパルス発振器８ａからカウンタ８
ｃへのクロツクパルスの供給が断たれ、カウンタ
８ｃの計数が終了する。

タイマ７ａの出力信号S₆が「０」になると後続
の第一の単安定マルチバイブレータ７ｂがトリガ
され、第４図Dlに示すように、その準安定時間
中サンプルホールド信号S₇としての「１」がその
正相出力端子から出力される。サンプルホールド
信号S₇の立上りに応答して、デイジタル−アナロ
グ変換器８ｄは、カウンタ８ｃからその内容であ
る累積加熱期間信号S₈を取り込んでアナログ電圧
の累積加熱期間信号S₈′に変換して蒸気負荷率判
定部９にそのアナログ信号S₈′を供給する。

而して、コンパレータ９ｂの反転入力端子に
は、累積加熱期間信号S₈′が供給され、更に、該
コンパレータ９ｂの非反転入力端子には、ポテン
シヨメータ９ａで予め設定された基準蒸気負荷率
信号S₉、すなわち、特定の基準蒸気負荷率ηを表
わすアナログ電圧が供給される。

ここで、タイマ７ａで設定した特定の計測期間
T₃中の累積加熱期間ΣT₁を計時すれば、ボイラ
の蒸気負荷率を算出したことに相当する。従つ
て、上述の基準蒸気負荷率信号S₉は、特定の計測
期間の特定の基準累積加熱期間に対応してそのア
ナログ電圧が設定されているものである。

いま、第４図Cmに示すように、累積加熱期間
ΣT₁が基準蒸気負荷率信号S₉としての基準累積加
熱期間T_Rよりも小さいものとすれば、蒸気負荷
率判定部９のコンパレータ９ｂは、その反転入力
端子に非反転入力端子よりも小さい信号を受ける
こととなり、「１」を出力する。このとき、コン
パレータ９ｂに後続するナンドゲート９ｃに入力
されるコンパレータ９ｂの出力信号と単安定マル
チバイブレータ７ｂからのサンプルホールド信号
S₆とは共に「１」であるので、第４図Fnに示す
ように、ナンドゲート９ｃの出力信号、すなわ
ち、基礎投入指令信号S₁₀が「１」から「０」に
反転される。

基礎投入指令信号₉が「１」から「０」へ反転
されると、その立下りに応答して清缶剤基礎投入
部１０の単安定マルチバイブレータ１０ａがトリ
ガされ、第４図Ｇに示すように、単安定マルチ
バイブレータ１０ａの正相出力は準安定期間中
「１」となり、これにより、ドライバ１０ｂを介
してリレー１０ｃが励磁状態に移行するので、メ
ーク接点r₁₀が閉成して電動機１０ｄが駆動され、
以つて、ポンプ１０ｅにより基礎投入量分の清缶
剤が缶水に追加的に投入される。

一方、蒸気負荷率計測部８で計測した累積加熱
期間ΣT₁′が、第４図Ｃに破線で示すように、基
準累積加熱期間T_Rより大きいときには、前述と
同様にして、デイジタル−アナログ変換器８ｄで
サンプリングされてアナログ信号に変換された加
熱装置動作状態信号S₈′がコンパレータ９ｂの反
転入力端子に供給されても、その信号S₈′が非反
転入力端子に供給されている基準蒸気負荷率信号
S₉よりも大きいので、コンパレータ９ｂの出力は
反転されず「０」を維持し、従つて、ナンドゲー
ト９ｃの出力は、第４図Fpに示すように「１」
を維持する。これにより、清缶剤基礎投入部１０
の単安定マルチバイブレータ１０ａもトリガされ
ず、その正相出力は、第４図Gqに示すように、
「０」を維持し、以つて、ポンプ１０ｅが駆動さ
れずに清缶剤も投入されない。なお、カウンタ８
ｃの内容は、第４図Crに示すように、単安定マ
ルチバイブレータ７ｂの準安定時間経過後にリセ
ツトされる。

このように、この実施例では、特定の計測期間
中に計測した加熱装置の累積加熱期間によりボイ
ラの蒸気負荷率を計測し、低蒸気負荷率と判定さ
れたときのみ基礎投入量分の清缶剤を缶水に投入
するものであるが、加熱停止期間の累積加熱停止
期間によりボイラの蒸気負荷率を計測してもよ
い。

次に、第５図を参照して、ボイラ中の缶水のペ
ーハ濃度の変化特性に関し、蒸気負荷率が100％
の場合、20％の場合の二例について説明すれば以
下の通りである。

第５図は横軸に時間を、縦軸に缶水のペーハ濃
度をとつて表わすグラフであり、ペーハが7.0に
なるような定常投入量の清缶剤が投入されている
給水を水管に供給した後にボイラを運転した一例
である。いま、蒸気負荷率が20％の状態でボイラ
が運転されている場合に基礎投入量分の清缶剤を
投入しなければ、曲線Ｘで示すように、缶水のペ
ーハ濃度は徐々に増加するものの、かなり長時間
運転しても水管腐蝕の観点から好適なペーハ濃度
11.0〜11.8には到達しない。

しかしながら、この発明装置を付設したボイラ
では、ボイラ始動後の約２時間を計測期間として
上述した蒸気負荷率が測定され、計測期間終了時
に、その負荷率が基準蒸気負荷率に達しない低蒸
気負荷率と判定されれば、計測期間終了時に基礎
投入量分の清缶剤が投入されるので、その時点に
おいて、破線Ｙで示すように、缶水のペーハ濃度
が基礎投入量に応じて高くなり、以降は徐々に増
加するものの、比較的短い期間で好適なペーハ濃
度11.0〜11.8に到達する。

一方、ボイラが蒸気負荷率100％の状態で運転
されている場合には、計測期間終了時において清
缶剤が基礎投入されないが、ペーハ濃度は20％負
荷に比べて早い割合で上昇し、比較的早く好適な
ペーハ濃度11.0〜11.8に到達する。

以上説明したように、この発明は、ボイラ始動
後の特定の計測期間中のボイラの蒸気負荷率を測
定し、その負荷率が予め設定した基準負荷率より
低いと判定された場合に、定常投入量の清缶剤が
加えられている給水に基礎投入量の清缶剤を自動
的に投入するようにしたので、基礎投入の要否の
判断が正確となり、しかも、清缶剤が自動投入さ
れ、所定時期に必ず基礎投入が行われて、投入が
懈怠されることがなく、従つて、種々の蒸気負荷
に対して、缶水が好適なペーハ濃度11.0〜11.8で
運転できる機会が、従来の人間による判断に基づ
く手動投入に比べて格段に多くなり、これによ
り、水管が従来に比べて腐蝕されにくくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａはこの発明の装置を付設することがで
きる小形ボイラ系の構成を示すブロツク図、第１
図Ｂは第１図Ａにおけるボイラ１のＡ−Ａ断面
図、第２図はこの発明の実施例の構成を示すブロ
ツク図、第３図は第２図の蒸気圧検出部及び加熱
制御部の各部の信号を示す波形図、第４図は第２
図の加熱制御部、蒸気負荷率計測部、計測期間信
号部、蒸気負荷率判定部及び清缶剤基礎投入部の
各部の信号を示す波形図、第５図は横軸に時間、
縦軸に缶水のペーハ濃度をとり、缶水のペーハ濃
度の変化を蒸気負荷率をパラメータとして示した
グラフである。 １……ボイラ、１ｆ……電動機、１ｇ……ブロ
ア、１ｊ……電極棒、Ii……燃料噴出棒、５……
蒸気圧検出部、６……加熱制御部、６′……燃料
バルブ、７……計測期間信号部、８……蒸気負荷
率計測部、９……蒸気負荷率判定部、１０……清
缶剤基礎投入部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボイラの水管中の缶水を加熱する加熱装置
   と、予め設定したボイラの蒸気圧の上限値と下限
   値との間で加熱装置を断続運転させる加熱装置制
   御手段とを有するボイラ系において、加熱装置１
   ｇ，１ｉ，１ｊの動作状態を、所定の計測期間だ
   け加熱制御部６を介して監視してボイラの蒸気負
   荷率を測定する蒸気負荷率計測手段８と、蒸気負
   荷率と基準負荷率との大小関係に基づいて、低蒸
   気負荷率を判定する蒸気負荷率判定手段９と、蒸
   気負荷率判定手段９で低蒸気負荷率と判定された
   ときに、水管中に基礎投入量の清缶剤を投入する
   清缶剤基礎投入手段１０とを具備したことを特徴
   とするボイラ系における清缶剤の基礎投入制御装
   置。