JP4071369B2 - Ｏｎ−ｏｆｆ制御と比例制御を組み合わせた給水制御装置 - Google Patents
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＯＮ−ＯＦＦ制御と比例制御を組み合わせた給水制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラの給水制御は、ボイラ内の上部の蒸気部と下部の缶水部のそれぞれに接続された水位検出筒によって検出される水位に基づいて行われる。給水制御の方式としては、ＯＮ−ＯＦＦ制御と比例制御が知られいる。ＯＮ−ＯＦＦ制御は、水位が下限値未満となると給水ポンプの稼動を行い、水位が上限値以上となると給水ポンプの稼動を停止するものであり、給水実施中の給水速度は一定で、給水を行っている間は水位が上昇し、給水を停止している間は水位が低下するということを繰り返す。また、比例制御は給水配管の給水ポンプ下流側に比例制御弁を設け、給水ポンプは連続的に稼動させておき、水位発信器にて検出される水位に応じて比例制御弁の開度を変更するものであり、検出された水位が低いほど比例制御弁の開度を大きくすることで給水量を多くし、検出された水位が高いほど比例制御弁の開度を小さくして、給水量を少なくすることで、水位を目標とする水位の付近に保つものである。
【０００３】
しかし、ＯＮ−ＯＦＦ制御は、給水ポンプの稼動開始と停止を頻繁に繰り返すものであるため、給水ポンプの劣化を招き、給水ポンプの寿命が短くなるという問題がある。また比例制御は給水ポンプを稼動し続けるものであるため、必要とされる給水量が少ない場合には給水ポンプの稼動が無駄になるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、給水ポンプの寿命が短くなることを防ぎ、かつ給水ポンプの無駄な稼動も防止することのできる給水制御装置を提供することある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上下の管寄せと管寄せ間に多数の水管を設置し、下部管寄せには途中に給水ポンプと比例制御弁を設けている給水配管を接続しておき、ボイラの下部より給水し、ボイラの上部より蒸気を取り出しており、ボイラ内の上部の蒸気部とボイラ内下部の缶水部のそれぞれに連絡管で接続した水位検出筒と、水位検出筒内に水位を検出する水位発信器を設け、水位発信器、給水ポンプ、比例制御弁のそれぞれと電気的に接続され、水位発信器によって検出された水位に基づいて給水ポンプの稼動と比例制御弁の開度を調節する給水制御装置を設けているボイラにおいて、ボイラに対する加熱の有無を検出する加熱状態検出手段を設け、給水制御装置にてボイラの加熱の有無を判別できるように加熱状態検出手段と給水制御装置は接続しておき、給水制御装置は、ボイラが加熱状態にあることを検出している場合には、給水ポンプを連続稼動し、比例制御弁の開度を水位発信器にて検出される水位に応じて比例的に制御する比例制御を行い、ボイラが加熱状態に無いことを検出している場合には、水位発信器にて検出される水位に応じて給水ポンプの稼動をＯＮ−ＯＦＦで制御するＯＮ−ＯＦＦ制御にて給水制御を行う。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例でのボイラの概要図、図２は一実施例の給水制御装置のフローチャートである。ボイラ１は上部管寄せ２と下部管寄せ３の間に多数の水管４を持ち、上部管寄せ２には蒸気連絡管を通じて気水分離器５が接続され、下部管寄せ３には給水配管６が接続されている。ボイラは高温の排ガスに含まれる熱を利用して蒸気を発生させる廃熱ボイラであり、排ガスは水管４を加熱することで水管４内の水を蒸発させる。蒸気は上部管寄せ２から気水分離器５に送られて気液分離され、分離された蒸気は蒸気使用部（図示せず）へ、蒸気に含まれていた水分は下部管寄せ３へ戻される。給水は下部管寄せ３に接続された給水配管６を通して行われ、給水配管６途中には給水ポンプ７と給水ポンプ７よりも下流側に比例制御弁１１を設けておく。給水ポンプ７および比例制御弁１１は、給水の制御を行う給水制御装置１０に電気的に接続しておき、給水ポンプ７および比例制御弁１１は給水制御装置１０からの信号によって制御される。
【０００７】
ボイラの水位は、気水分離器５および下部管寄せ３に連結管によって接続され、水位発信器９を設けた水位検出筒８によって検出される。ボイラには炉内の温度を検出することで、炉内へ高温の排ガスが送られて加熱が行われているか否かを判別する加熱状態検出装置１２と、ボイラで発生させた蒸気の圧力が設定値以上であるか否かを検出する圧力検出装置１３を設ける。水位発信器９、加熱状態検出装置１２、圧力検出装置１３は給水制御装置１０に電気的に接続しておき、各装置からの情報が給水制御装置１０へ送られるようにしておく。
【０００８】
続いて図２の給水制御装置のフローチャートに基づいて説明を行う。まずステップＳＴ１において、加熱状態検出装置１２によって検出されるボイラの加熱状態の情報を取り込み、ボイラの加熱状態の有無によって給水をＯＮ−ＯＦＦ制御で行うのか、比例制御で行うのかを決定する。ボイラが加熱状態にある場合には、給水制御装置１０は比例制御によって給水の制御を行う。比例制御の場合、ステップＳＴ２において圧力検出装置１３にて検出されている蒸気圧力が設定値以上であるか否かを判断し、設定値以上であればステップＳＴ３にて通常の水位である水位Ａを目標水位と設定し、蒸気圧力が設定値未満であればステップＳＴ４にて水位Ａよりも低位である起動時用の水位の水位Ｂを目標水位と設定する。
【０００９】
比例制御を行っている間は、給水ポンプ７は連続的に稼動され、水位発信器９にて検出される水位に応じて比例制御弁１１の開度を調節する。水位発信器９にて検出された水位に対する比例制御弁１１の開度は、目標水位によって異なり、目標水位を水位Ａとした場合の開度と、目標水位を水位Ｂとした場合の開度をそれぞれ定めておく。給水制御装置１０はステップＳＴ６において、水位発信器９にて検出されている水位に対応する比例制御弁１１の開度の制御信号を比例制御弁１１へ出力し、比例制御弁１１の開度を所定の開度とする。その後ステップＳＴ１に戻り、比例制御を行っている間は検出される水位の変動に応じて比例制御弁１１の開度を変更し、給水量の調節を行い続ける。
【００１０】
ボイラの加熱を行っている間は蒸気が盛んに発生し続け、蒸発に伴って缶水は減少する。加熱を行っている時にＯＮ−ＯＦＦ制御で給水を行うと給水ポンプ７は頻繁に発停を行うこととなるが、加熱を行っている間は比例制御によって給水を行うようにすると、給水ポンプ７は稼動し続けることとなるため、給水ポンプの稼動開始と停止を頻繁に繰り返すことはなく、短期間で給水ポンプ７が劣化することがなくなる。また、ボイラの缶水温度が低い状態から加熱するコールドスタートの場合、缶水の温度上昇によって缶水体積が膨張し、キャリオーバ等を発生することがある。しかし、蒸気の圧力を検出することによってコールドスタートなのかホットスタートなのかを判別し、コールドスタートの場合には通常よりも低い水位を目標水位とするため、キャリオーバ等の発生を防止できる。
【００１１】
ステップＳＴ１においてボイラの加熱状態の情報を取り込んだとき、ボイラが加熱状態に無かった場合には、給水制御装置１０は給水ポンプ７のＯＮ−ＯＦＦ制御によって給水の制御を行う。給水制御装置１０は、水位発信器９にて検出される水位に応じて給水ポンプ７の発停を制御する。
【００１２】
ＯＮ−ＯＦＦ制御を行う場合、ステップＳＴ７において、水位発信器９にて検出されている水位が下限値未満であるか否かの判断が行われ、下限値未満である場合には、ステップＳＴ８にて給水ポンプ７に対して給水ポンプ稼動の制御信号の出力を行う。給水ポンプ７は稼動信号を受けて給水を行い、フローチャートはステップＳＴ１に戻る。なお、給水ポンプ稼働時の比例制御弁１１の開度は全開とされる。ステップＳＴ７において水位が下限値よりは高かった場合には、ステップＳＴ９にて水位が上限値以上であるか否かの判断が行われる。このときの水位が上限値より低い場合には、給水ポンプ７の稼働状態は変更させず、給水ポンプを稼動している場合には給水ポンプの稼動を続け、給水ポンプ停止している場合には給水ポンプは停止のままとし、ステップＳＴ１へ戻る。ステップＳＴ９で水位が上限値以上であった時には、給水ポンプ７が稼動していればステップＳＴ１０によって給水ポンプ７に対して給水ポンプ停止の制御信号の出力を行い、給水ポンプ７を停止させる。
【００１３】
ボイラの加熱を行っていない場合は、蒸気は発生していないか発生していても僅かな量であるため、給水ポンプ７を稼動し続けるのでは無駄が多くなる。加熱を行っていない場合には、缶水の減少量は少ないため、水位が低下したとしても上限値まで給水を行えば当分の間は給水の必要が無く、給水ポンプのＯＮ−ＯＦＦ制御によって給水を行うようにしても給水ポンプの発停が頻繁に繰り返されることはない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明を実施することによって、給水ポンプの寿命が短くなることを防ぎ、かつ給水ポンプの無駄な稼動も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例のボイラの概要図
【図２】 本発明の一実施例の給水制御装置のフローチャート
【符号の説明】
１ ボイラ
２ 上部管寄せ
３ 下部管寄せ
４ 水管
５ 気水分離器
６ 給水配管
７ 給水ポンプ
８ 水位検出筒
９ 水位発信器
１０ 給水制御装置
１１ 比例制御弁
１２ 加熱状態検出装置
１３ 圧力検出装置
【産業上の利用分野】
本発明は、ＯＮ−ＯＦＦ制御と比例制御を組み合わせた給水制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラの給水制御は、ボイラ内の上部の蒸気部と下部の缶水部のそれぞれに接続された水位検出筒によって検出される水位に基づいて行われる。給水制御の方式としては、ＯＮ−ＯＦＦ制御と比例制御が知られいる。ＯＮ−ＯＦＦ制御は、水位が下限値未満となると給水ポンプの稼動を行い、水位が上限値以上となると給水ポンプの稼動を停止するものであり、給水実施中の給水速度は一定で、給水を行っている間は水位が上昇し、給水を停止している間は水位が低下するということを繰り返す。また、比例制御は給水配管の給水ポンプ下流側に比例制御弁を設け、給水ポンプは連続的に稼動させておき、水位発信器にて検出される水位に応じて比例制御弁の開度を変更するものであり、検出された水位が低いほど比例制御弁の開度を大きくすることで給水量を多くし、検出された水位が高いほど比例制御弁の開度を小さくして、給水量を少なくすることで、水位を目標とする水位の付近に保つものである。
【０００３】
しかし、ＯＮ−ＯＦＦ制御は、給水ポンプの稼動開始と停止を頻繁に繰り返すものであるため、給水ポンプの劣化を招き、給水ポンプの寿命が短くなるという問題がある。また比例制御は給水ポンプを稼動し続けるものであるため、必要とされる給水量が少ない場合には給水ポンプの稼動が無駄になるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、給水ポンプの寿命が短くなることを防ぎ、かつ給水ポンプの無駄な稼動も防止することのできる給水制御装置を提供することある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上下の管寄せと管寄せ間に多数の水管を設置し、下部管寄せには途中に給水ポンプと比例制御弁を設けている給水配管を接続しておき、ボイラの下部より給水し、ボイラの上部より蒸気を取り出しており、ボイラ内の上部の蒸気部とボイラ内下部の缶水部のそれぞれに連絡管で接続した水位検出筒と、水位検出筒内に水位を検出する水位発信器を設け、水位発信器、給水ポンプ、比例制御弁のそれぞれと電気的に接続され、水位発信器によって検出された水位に基づいて給水ポンプの稼動と比例制御弁の開度を調節する給水制御装置を設けているボイラにおいて、ボイラに対する加熱の有無を検出する加熱状態検出手段を設け、給水制御装置にてボイラの加熱の有無を判別できるように加熱状態検出手段と給水制御装置は接続しておき、給水制御装置は、ボイラが加熱状態にあることを検出している場合には、給水ポンプを連続稼動し、比例制御弁の開度を水位発信器にて検出される水位に応じて比例的に制御する比例制御を行い、ボイラが加熱状態に無いことを検出している場合には、水位発信器にて検出される水位に応じて給水ポンプの稼動をＯＮ−ＯＦＦで制御するＯＮ−ＯＦＦ制御にて給水制御を行う。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例でのボイラの概要図、図２は一実施例の給水制御装置のフローチャートである。ボイラ１は上部管寄せ２と下部管寄せ３の間に多数の水管４を持ち、上部管寄せ２には蒸気連絡管を通じて気水分離器５が接続され、下部管寄せ３には給水配管６が接続されている。ボイラは高温の排ガスに含まれる熱を利用して蒸気を発生させる廃熱ボイラであり、排ガスは水管４を加熱することで水管４内の水を蒸発させる。蒸気は上部管寄せ２から気水分離器５に送られて気液分離され、分離された蒸気は蒸気使用部（図示せず）へ、蒸気に含まれていた水分は下部管寄せ３へ戻される。給水は下部管寄せ３に接続された給水配管６を通して行われ、給水配管６途中には給水ポンプ７と給水ポンプ７よりも下流側に比例制御弁１１を設けておく。給水ポンプ７および比例制御弁１１は、給水の制御を行う給水制御装置１０に電気的に接続しておき、給水ポンプ７および比例制御弁１１は給水制御装置１０からの信号によって制御される。
【０００７】
ボイラの水位は、気水分離器５および下部管寄せ３に連結管によって接続され、水位発信器９を設けた水位検出筒８によって検出される。ボイラには炉内の温度を検出することで、炉内へ高温の排ガスが送られて加熱が行われているか否かを判別する加熱状態検出装置１２と、ボイラで発生させた蒸気の圧力が設定値以上であるか否かを検出する圧力検出装置１３を設ける。水位発信器９、加熱状態検出装置１２、圧力検出装置１３は給水制御装置１０に電気的に接続しておき、各装置からの情報が給水制御装置１０へ送られるようにしておく。
【０００８】
続いて図２の給水制御装置のフローチャートに基づいて説明を行う。まずステップＳＴ１において、加熱状態検出装置１２によって検出されるボイラの加熱状態の情報を取り込み、ボイラの加熱状態の有無によって給水をＯＮ−ＯＦＦ制御で行うのか、比例制御で行うのかを決定する。ボイラが加熱状態にある場合には、給水制御装置１０は比例制御によって給水の制御を行う。比例制御の場合、ステップＳＴ２において圧力検出装置１３にて検出されている蒸気圧力が設定値以上であるか否かを判断し、設定値以上であればステップＳＴ３にて通常の水位である水位Ａを目標水位と設定し、蒸気圧力が設定値未満であればステップＳＴ４にて水位Ａよりも低位である起動時用の水位の水位Ｂを目標水位と設定する。
【０００９】
比例制御を行っている間は、給水ポンプ７は連続的に稼動され、水位発信器９にて検出される水位に応じて比例制御弁１１の開度を調節する。水位発信器９にて検出された水位に対する比例制御弁１１の開度は、目標水位によって異なり、目標水位を水位Ａとした場合の開度と、目標水位を水位Ｂとした場合の開度をそれぞれ定めておく。給水制御装置１０はステップＳＴ６において、水位発信器９にて検出されている水位に対応する比例制御弁１１の開度の制御信号を比例制御弁１１へ出力し、比例制御弁１１の開度を所定の開度とする。その後ステップＳＴ１に戻り、比例制御を行っている間は検出される水位の変動に応じて比例制御弁１１の開度を変更し、給水量の調節を行い続ける。
【００１０】
ボイラの加熱を行っている間は蒸気が盛んに発生し続け、蒸発に伴って缶水は減少する。加熱を行っている時にＯＮ−ＯＦＦ制御で給水を行うと給水ポンプ７は頻繁に発停を行うこととなるが、加熱を行っている間は比例制御によって給水を行うようにすると、給水ポンプ７は稼動し続けることとなるため、給水ポンプの稼動開始と停止を頻繁に繰り返すことはなく、短期間で給水ポンプ７が劣化することがなくなる。また、ボイラの缶水温度が低い状態から加熱するコールドスタートの場合、缶水の温度上昇によって缶水体積が膨張し、キャリオーバ等を発生することがある。しかし、蒸気の圧力を検出することによってコールドスタートなのかホットスタートなのかを判別し、コールドスタートの場合には通常よりも低い水位を目標水位とするため、キャリオーバ等の発生を防止できる。
【００１１】
ステップＳＴ１においてボイラの加熱状態の情報を取り込んだとき、ボイラが加熱状態に無かった場合には、給水制御装置１０は給水ポンプ７のＯＮ−ＯＦＦ制御によって給水の制御を行う。給水制御装置１０は、水位発信器９にて検出される水位に応じて給水ポンプ７の発停を制御する。
【００１２】
ＯＮ−ＯＦＦ制御を行う場合、ステップＳＴ７において、水位発信器９にて検出されている水位が下限値未満であるか否かの判断が行われ、下限値未満である場合には、ステップＳＴ８にて給水ポンプ７に対して給水ポンプ稼動の制御信号の出力を行う。給水ポンプ７は稼動信号を受けて給水を行い、フローチャートはステップＳＴ１に戻る。なお、給水ポンプ稼働時の比例制御弁１１の開度は全開とされる。ステップＳＴ７において水位が下限値よりは高かった場合には、ステップＳＴ９にて水位が上限値以上であるか否かの判断が行われる。このときの水位が上限値より低い場合には、給水ポンプ７の稼働状態は変更させず、給水ポンプを稼動している場合には給水ポンプの稼動を続け、給水ポンプ停止している場合には給水ポンプは停止のままとし、ステップＳＴ１へ戻る。ステップＳＴ９で水位が上限値以上であった時には、給水ポンプ７が稼動していればステップＳＴ１０によって給水ポンプ７に対して給水ポンプ停止の制御信号の出力を行い、給水ポンプ７を停止させる。
【００１３】
ボイラの加熱を行っていない場合は、蒸気は発生していないか発生していても僅かな量であるため、給水ポンプ７を稼動し続けるのでは無駄が多くなる。加熱を行っていない場合には、缶水の減少量は少ないため、水位が低下したとしても上限値まで給水を行えば当分の間は給水の必要が無く、給水ポンプのＯＮ−ＯＦＦ制御によって給水を行うようにしても給水ポンプの発停が頻繁に繰り返されることはない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明を実施することによって、給水ポンプの寿命が短くなることを防ぎ、かつ給水ポンプの無駄な稼動も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例のボイラの概要図
【図２】 本発明の一実施例の給水制御装置のフローチャート
【符号の説明】
１ ボイラ
２ 上部管寄せ
３ 下部管寄せ
４ 水管
５ 気水分離器
６ 給水配管
７ 給水ポンプ
８ 水位検出筒
９ 水位発信器
１０ 給水制御装置
１１ 比例制御弁
１２ 加熱状態検出装置
１３ 圧力検出装置
Claims (1)
- 上下の管寄せと管寄せ間に多数の水管を設置し、下部管寄せには途中に給水ポンプと比例制御弁を設けている給水配管を接続しておき、ボイラの下部より給水し、ボイラの上部より蒸気を取り出しており、ボイラ内の上部の蒸気部とボイラ内下部の缶水部のそれぞれに連絡管で接続した水位検出筒と、水位検出筒内の水位を検出する水位発信器を設け、水位発信器、給水ポンプ、比例制御弁のそれぞれと電気的に接続され、水位発信器によって検出された水位に基づいて給水ポンプの稼動と比例制御弁の開度を調節する給水制御装置を設けているボイラにおいて、ボイラに対する加熱の有無を検出する加熱状態検出手段と、ボイラ内の圧力を検出する圧力検出装置を設け、給水制御装置にてボイラの加熱の有無を判別できるように加熱状態検出手段と給水制御装置は接続するとともに、圧力検出装置にて検出した圧力の情報が給水制御装置に入力されるように圧力検出装置と給水制御装置を接続しておき、給水制御装置は、
Ａ．ボイラが加熱状態にあり、かつボイラの圧力が所定の値以上であることを検出している場合には、給水ポンプを連続稼動し、水位発信器にて検出される水位が通常の水位である水位Ａになるように比例制御弁の開度を水位発信器にて検出される水位に応じて比例的に制御する比例制御を行い、
Ｂ．ボイラが加熱状態にあり、かつボイラの圧力が所定の値よりも低いことを検出している場合には、給水ポンプを連続稼動し、水位発信器にて検出される水位が水位Ａよりも低位である水位Ｂになるように比例制御弁の開度を水位発信器にて検出される水位に応じて比例的に制御する比例制御を行い、
Ｃ．ボイラが加熱状態に無いことを検出している場合には、水位発信器にて検出される水位が下限値未満であることを検出すれば給水ポンプを稼働し、水位が上限値以上であることを検出すれば給水ポンプの稼働を停止するように水位に応じて給水ポンプの稼動をＯＮ−ＯＦＦで制御するＯＮ−ＯＦＦ制御を行う
ものであることを特徴とするＯＮ−ＯＦＦ制御と比例制御を組み合わせた給水制御装置。
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|---|---|---|---|
| JP24915398A JP4071369B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Ｏｎ−ｏｆｆ制御と比例制御を組み合わせた給水制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP24915398A JP4071369B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Ｏｎ−ｏｆｆ制御と比例制御を組み合わせた給水制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065311A JP2000065311A (ja) | 2000-03-03 |
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Family
ID=17188702
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP24915398A Expired - Fee Related JP4071369B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Ｏｎ−ｏｆｆ制御と比例制御を組み合わせた給水制御装置 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP4071369B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5549933B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2014-07-16 | 三浦工業株式会社 | ボイラ装置 |
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1998
- 1998-08-18 JP JP24915398A patent/JP4071369B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000065311A (ja) | 2000-03-03 |
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