專利名稱：鍋爐系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具備鍋爐和控制鍋爐燃燒量的燃燒量控制機構的鍋爐系統(tǒng)。
背景技術：
目前公開有與鍋爐的控制相關的技術，在使多個鍋爐燃燒而產(chǎn)生蒸汽或溫水的情況下，例如為了使蒸汽的壓力成為目標值，算出燃燒的鍋爐的臺數(shù)及燃燒量，使成為對象的鍋爐的燃燒量增減(例如參考專利文獻1)。另外，在鍋爐中，廣泛使用對供應給鍋爐的供水(補給水)預先進行加熱(預熱) 的供水預熱器(節(jié)約器)。供水預熱器為了提高鍋爐的熱效率(鍋爐效率)，將熱交換部配置于從鍋爐出來的燃燒氣體的排出路上，將燃燒氣體具有的熱在熱交換部進行熱交換，并由燃燒氣體的殘熱對供應給鍋爐的供水進行預先加熱(預熱)(例如參考專利文獻2)。在專利文獻2記載的供水預熱器中，熱交換部配置于排出路中從上方向下方延伸 (燃燒氣體從上方向下方下降)的下降流通部。將熱交換部配置于下降流通部的一個理由是凝結水(排水)向與下降的燃燒氣體相同的方向流動，通過冷凝效果，使?jié)摕岬幕厥招Ч嵘小，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1 JP特開2002-130602號公報專利文獻2 JP特開2005-61712號公報在鍋爐具有上述那樣的、在排出路的下降流通部配置的熱交換部中與燃燒氣體進行熱交換并由燃燒氣體的殘熱對供應給鍋爐的供水預先加熱的供水預熱器的鍋爐系統(tǒng)中， 希望鍋爐的散熱損失低且鍋爐效率高。作為燃燒氣體在上下方向流通的流通部，取代下降流通部而設有燃燒氣體從下方向上方上升流通的上升流通部的情況下也相同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鍋爐系統(tǒng)，該鍋爐系統(tǒng)的鍋爐具有在排出路的流通部配置的熱交換部中與燃燒氣體進行熱交換并由燃燒氣體的殘熱對供應給鍋爐的供水預先加熱的供水預熱器，可以降低鍋爐的散熱損失，并且可以提高鍋爐效率。本發(fā)明涉及一種鍋爐系統(tǒng)，其具備鍋爐和控制該鍋爐的燃燒量的燃燒量控制機構，其中，所述鍋爐具有進行燃燒的鍋爐主體；排出部，其排出在所述鍋爐主體產(chǎn)生的燃燒氣體；排出路，其將所述鍋爐主體和所述排出部連通起來而使燃燒氣體流通，在其至少一部分具有朝向上下方向延伸的流通部；供水預熱器，其具有熱交換部，所述熱交換部配置于所述流通部，且所述熱交換部中有供應給所述鍋爐主體的供水流通，所述供水預熱器利用在所述流通部流通的燃燒氣體 在所述熱交換部預先對供水進行加熱，之后將該供水供應給所述鍋爐主體；以及供水溫度測定機構，其對在所述熱交換部流通的供水的溫度即供水溫度進行測 定，在所述燃燒量控制機構中，預先設定供水溫度閾值作為與供水溫度相關的閾值，所述燃燒量控制機構在由所述供水溫度測定機構測定的供水溫度為所述供水溫 度閾值以下的情況下，最小地設定所述鍋爐的燃燒量。另外優(yōu)選所述燃燒量控制機構在由所述供水溫度測定機構測定的供水溫度為 5 35°C的情況下，將所述鍋爐的燃燒量設定為最大的燃燒量的5 35%。另外優(yōu)選在由所述供水溫度測定機構測定的供水溫度超過所述供水溫度閾值的 情況下，將所述鍋爐的燃燒量設定為最大的燃燒量的40%以上。另外優(yōu)選所述供水溫度閾值是40°C以上。優(yōu)選所述鍋爐的散熱損失為以下，所述鍋爐的鍋爐效率為96%以上。優(yōu)選所述流通部是燃燒氣體從上方向下方流通的下降流通部。另外優(yōu)選所述供水溫度是向所述熱交換部流通之前的供水的溫度。另外優(yōu)選具備多個所述鍋爐。另外優(yōu)選所述燃燒量控制機構控制多個所述鍋爐各自的燃燒量，以使以設定的燃 燒量燃燒的所述鍋爐増加。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供ー種鍋爐系統(tǒng)，該鍋爐系統(tǒng)的鍋爐具有在排出路的流通部 配置的熱交換部中與燃燒氣體進行熱交換并由燃燒氣體的殘熱對供應給鍋爐的供水預先 加熱的供水預熱器，可以降低鍋爐的散熱損失，并且可以提高鍋爐效率。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的鍋爐系統(tǒng)1的概略的圖；圖2是鍋爐系統(tǒng)1中的鍋爐20的縱截面圖；圖3是表示供水溫度15°C時的負荷率和鍋爐效率的關系的坐標圖；圖4是表示供水溫度45°C時的負荷率和鍋爐效率的關系的坐標圖；圖5是表示實施方式的鍋爐系統(tǒng)1的動作的流程圖；圖6是表示鍋爐的燃燒量的控制的第一具體例的圖；圖7是表示鍋爐的燃燒量的控制的第二具體例的圖；圖中1-鍋爐系統(tǒng)4-燃燒量控制部(燃燒量控制機構)20-鍋爐21-鍋爐主體24-排出路24D-下降流通部(流通部)25-排出部
40-節(jié)約器(供水預熱器)44-熱交換部50-供水溫度測定部(供水溫度測定機構)G1、G2、G3、G4_ 燃燒氣體W1、W2、W3_ 供水
具體實施例方式以下，參考圖1以及圖2說明本發(fā)明的一實施方式的鍋爐系統(tǒng)1。圖1是表示本發(fā)明的實施方式鍋爐系統(tǒng)1的概略的圖。圖2是鍋爐系統(tǒng)1的鍋爐20的縱截面圖。如圖1所示，本實施方式的鍋爐系統(tǒng)1具備由多個鍋爐20構成的鍋爐組2 ；控制多個鍋爐20各自的燃燒量的燃燒量控制部4 ；分別設置于多個鍋爐20上的供水溫度測定部50 ；蒸汽頭(steam head) 6以及設置在蒸汽頭6上的壓力測定部7。本實施方式的鍋爐系統(tǒng)1可將在鍋爐組2產(chǎn)生的蒸汽供應給蒸汽使用設備18。在鍋爐系統(tǒng)1中，要求的負荷是在蒸汽使用設備18消耗的蒸汽的量。鍋爐系統(tǒng)1 通過壓力測定部7測定作為控制對象的蒸汽頭6內(nèi)的蒸汽的壓力P，基于測定的壓力以及由供水溫度測定部50測定的供水溫度T (詳細后述)等，由燃燒量控制部4控制燃燒的鍋爐 20的臺數(shù)、鍋爐20的燃燒量等。鍋爐組2例如由5臺鍋爐20構成。在本實施方式中，鍋爐20由階段值控制鍋爐構成。所謂階段值控制鍋爐是指有選擇地使燃燒0N/0FF，通過調(diào)整火焰的大小等來控制燃燒量，從而可對應于選擇的燃燒位置使燃燒量階段性地增減的鍋爐。階段值控制鍋爐相比于比例控制鍋爐而言，在設備構造方面以及成本方面可確保足夠的優(yōu)越性，是指燃燒位置為少階段的鍋爐。設定各燃燒位置的燃燒量，使得產(chǎn)生與作為控制對象的蒸汽頭6的蒸汽壓力(控制對象)的壓力差相對應的量的蒸汽。由階段值控制鍋爐構成的五臺的鍋爐20分別相等地設定各燃燒位置的燃燒量以及燃燒能力(高燃燒狀態(tài)下的燃燒量)。階段值控制鍋爐可以控制為1)燃燒停止狀態(tài)(第一燃燒位置0% )2)低燃燒狀態(tài)L(第二燃燒位置20% )3)中燃燒狀態(tài)M (第三燃燒位置45% )4)高燃燒狀態(tài)H(第四燃燒位置100% )這四階段的燃燒狀態(tài)(燃燒位置、負荷率)，即進行所謂四位置控制。此外，N位置控制表示包含燃燒停止狀態(tài)在內(nèi)將階段值控制鍋爐的燃燒量可階段性地控制為N位置。燃燒量控制部4基于由壓力測定部7測定的蒸汽頭6內(nèi)的壓力P、由供水溫度測定部50測定的供水溫度T等，控制多個鍋爐20各自的燃燒量。燃燒量控制部4具備輸入部4A、計算部4B、數(shù)據(jù)庫4D以及輸出部4E。燃燒量控制部4基于從輸入部4A輸入的要求負荷等，在計算部4B算出鍋爐組2的必要燃燒量GN以及與必要燃燒量GN對應的各鍋爐的燃燒狀態(tài)，從輸出部4E給各鍋爐輸出控制信號，控制鍋爐20的燃燒。輸入部4A通過信號線13與壓力測定部7連接，通過信號線13輸入由壓力測定部 7測定的蒸汽頭6內(nèi)的壓力P的信號(壓力信號)。另外，輸入部4A通過信號線14與各鍋爐20連接，通過信號線14輸入例如各鍋爐 20的燃燒狀態(tài)、正燃燒的鍋爐20的臺數(shù)、由供水溫度測定部50測定的供水溫度T等信息。計算部4B讀取未圖示的存儲介質(zhì)(例如、ROM(只讀存儲器))中儲存的控制程序， 運行該控制程序，基于來自壓力測定部7的壓力信號，算出蒸汽頭6內(nèi)的蒸汽的壓力P，并且使壓力P與數(shù)據(jù)庫4D相對應，取得用于使壓力P在設定壓力PT的允許范圍(壓力的上限以及下限的設定值)內(nèi)的必要燃燒量GN。另外，計算部4B基于由供水溫度測定部50測定的供水溫度T，進行與鍋爐20的燃燒量的設定相關的規(guī)定計算。在數(shù)據(jù)庫4D中儲存有為了將由壓力測定部7測定蒸汽頭6內(nèi)的壓力P調(diào)整到設定壓力(目標壓力)PT的允許范圍內(nèi)而所必需的鍋爐組2的必要燃燒量GN。輸出部4E通過信號線16與各鍋爐20連接。輸出部4E將由計算部4B計算的燃燒控制信號輸出給各鍋爐20。燃燒控制信號由正燃燒的鍋爐的臺數(shù)、鍋爐的燃燒狀態(tài)(燃燒量)等構成。蒸汽頭6的上游側(cè)通過蒸汽管11與鍋爐組2 (各鍋爐20)連接。蒸汽頭6的下游側(cè)通過蒸汽管12與蒸汽使用設備18連接。蒸汽頭6通過使在鍋爐組2產(chǎn)生的蒸汽集合， 調(diào)整各鍋爐20的相互的壓力差以及壓力變動，將壓力得到調(diào)整的蒸汽供應給蒸汽使用設備18。蒸汽使用設備18是在來自蒸汽頭6的蒸汽的作用下運轉(zhuǎn)的設備。下面，對鍋爐20的詳細結構進行說明。如圖2所示，鍋爐20具備進行燃燒的鍋爐主體21 ；將在鍋爐主體21產(chǎn)生的燃燒氣體G4排出的排出部25 ；將鍋爐主體21和排出部25連通起來并使燃燒氣體G2 G4流通的排出路M ；向鍋爐主體21供給供水Wl W3的供水裝置30 ；在對供水Wl預先進行加熱后將供水W3供應給鍋爐主體21的作為供水預熱器的節(jié)約器(economizer) 40 ；以及作為供水溫度測定機構的供水溫度測定部50。在鍋爐主體21中，從燃料供給部22供給的燃料在設置于鍋爐主體21內(nèi)的燃燒器 (未圖示)的作用下燃燒，通過該燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體Gl對鍋爐主體21的罐體(未圖示) 的內(nèi)部的水進行加熱，并且作為燃燒氣體G2被排出到排出路M。關于燃燒氣體，將位于鍋爐主體21內(nèi)的燃燒氣體稱為“燃燒氣體Gl ”，將燃燒氣體 Gl從鍋爐主體21排出且被導入排出路M的燃燒氣體稱為“燃燒氣體G2”，將燃燒氣體G2 通過節(jié)約器40的熱交換部44 (后述)而溫度下降的燃燒氣體稱為“燃燒氣體G3”，將排出路M的內(nèi)部的排出部25附近的燃燒氣體稱為“燃燒氣體G4”，將從排出部25排出而擴散且混合到排出部25的附近的大氣的燃燒氣體稱為“燃燒氣體混合空氣(燃燒氣體)G5”。關于供水，將向節(jié)約器40的熱交換部44流通之前的供水稱為“供水W1”，將在熱交換部44中被加熱后的供水稱為“供水W2”，將即將供應給鍋爐主體21之前的供水稱為“供水 W3”。燃燒氣體是包含燃料氣體的燃燒反應完了的氣體以及燃燒反應中的燃料氣體中的至少一方的概念。燃燒氣體也包括從在鍋爐主體21產(chǎn)生且存在于鍋爐主體21內(nèi)的狀態(tài)的氣體、到通過從排出部25排出而與大氣混合從而成為燃燒氣體混合空氣G5而存在于排出部25附近的狀態(tài)的氣體。燃料例如由混合了漏氣(生力 1 )和燃燒用空氣的燃料氣體構成。此外，也可以是取代燃料氣體而使用重油等液體燃料來作為燃料。燃料供給部22例如具備供應燃燒用空氣的送風風扇(未圖示)以及對燃燒用空氣供應漏氣的噴嘴(未圖示)。燃料供給部22在燃燒器燃燒送風風扇送來的燃燒用空氣和噴嘴供應的漏氣混合之后的燃料氣體。排出路M是用于將在鍋爐主體21通過燃燒而產(chǎn)生的燃燒氣體G2從鍋爐主體21 移送到排出部25并排出到大氣中的通路。排出路M在其至少一部分具有在上下方向延伸的作為流通部的下降流通部MD。 在下降流通部MD中，燃燒氣體G2、G3從上方向下方下降流通。詳細地說，排出路M連接于鍋爐主體21的末端側(cè)，且具備在側(cè)面觀察時、在水平方向形成的第一水平流通部24A ；連接于第一水平流通部24A且向上方延伸的第一上升流通部24B ；連接于第一上升流通部24B且在水平方向延伸的第二水平流通部MC ；連接于第二水平流通部24C且向下方延伸的下降流通部MD ；連接于下降流通部24D且在水平方向延伸的第三水平流通部ME ；以及連接于第三水平流通部24E且向上方延伸的第二上升流通部MF。排出部25形成于第二上升流通部MF的末端，并朝大氣開口。節(jié)約器40具備燃燒氣體G2通過的通氣路42以及與燃燒氣體G2接觸而進行熱交換的熱交換部44。通氣路42由排出路M的下降流通部24D構成。熱交換部44配置于下降流通部MD，且流通有供應給鍋爐主體21的供水Wl。節(jié)約器40通過從鍋爐主體21排出且在下降流通部24D流通的燃燒氣體G2在熱交換部44中對供水Wl預先進行加熱，之后將供水W2、W3供應給鍋爐主體21。熱交換部44例如可回收燃燒氣體G2的顯熱，或可回收燃燒氣體G2的潛熱且使燃燒氣體G2含有的水蒸氣凝結而作為水進行回收。下面，對節(jié)約器40的作用進行說明。1)通過在鍋爐主體21的燃料的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體Gl在對鍋爐主體21的罐體內(nèi)的水進行加熱后被排出到排出路M，成為燃燒氣體G2。2)移動到排出路M的燃燒氣體G2通過在排出路M的下降流通部24D配置的熱交換部44。熱交換部44的內(nèi)部的水被燃燒氣體G2的顯熱加熱，燃燒氣體G2的溫度降低。 另外，燃燒氣體G2含有的水蒸氣凝結而作為水分離，燃燒氣體G2的溫度下降而成為燃燒氣體G3的狀態(tài)。3)經(jīng)由熱交換部44而溫度下降的燃燒氣體G3(G4)與排出部25附近的大氣混合， 成為燃燒氣體混合空氣G5。如此，由于熱交換部44配置于下降流通部MD，所以可以在熱交換部44的下方容易回收在熱交換部44凝結的水分(排水)。供水裝置30是通過節(jié)約器40對鍋爐主體21供應供水的裝置。供水裝置30具備供水箱(未圖示)、第一供水管31、熱交換部44、第二供水管32以及供水泵33。
第一供水管31連接所述供水箱和熱交換部44的下端部，使在所述供水箱貯存的供水Wl流通到熱交換部44的下端部。第二供水管32連接熱交換部44的上端部和鍋爐主體21的下部集管(未圖示)， 使通過了熱交換部44的供水W2流通到鍋爐主體21的所述下部集管。供水泵33設置于第一供水管31的中途部，將位于第一供水管31的供水Wl送出向下游側(cè)(鍋爐主體21側(cè))。供水溫度測定部50連接在第一供水管31上的熱交換部44的附近，測定向熱交換部44流通之前的供水Wl的溫度即供水溫度T。接著，對燃燒量控制部4的功能之中的、基于由供水溫度測定部50測定的供水溫度T對多個鍋爐20的燃燒量的控制的功能進行說明。在燃燒量控制部4中，設定供水溫度閾值Q作為與供水溫度T相關的閾值。供水溫度閾值Q例如優(yōu)選40°C以上的范圍，例如可以在40 50°C的范圍進行適當(例如45°C)設定，但只要是在40°C以上且小于100°C的范圍內(nèi)，哪個范圍都可以設定。 本實施方式中的供水溫度閾值Q為45°C的情況下，該供水溫度閾值Q是本實施方式的燃燒氣體的露點附近的溫度。在本實施方式中鍋爐20的散熱損失優(yōu)選為以下，更優(yōu)選為0. 6%以下。在此所稱的“散熱損失”是來自鍋爐20的散熱損失的總量，例如包括來自燃燒氣體(排氣)的損失、來自鍋爐主體21的損失、來自排出路M的損失、因燃料的未燃燒部分引起的損失、因不完全燃燒氣體引起的損失、來自各部的排放、蒸汽或溫度的泄漏等引起的損失。若鍋爐20的散熱損失是以下，則圖3所示那樣的、鍋爐的負荷率越低鍋爐效率漸增的傾向(后述)越容易發(fā)現(xiàn)。在本實施方式中鍋爐20的鍋爐(瞬間)效率優(yōu)選為96%以上，更優(yōu)選為97%。在此所謂“鍋爐效率”是指出蒸汽的總吸收熱量相對于全供給熱量的比例，是 100%負荷時的瞬間效率(設計效率)。若鍋爐效率為96%以上，則圖3所示那樣的鍋爐的負荷率越低鍋爐效率漸增的傾向(后述)越容易發(fā)現(xiàn)。如本實施方式的鍋爐系統(tǒng)1那樣，在燃燒氣體G2、G3從上方向下方下降的下降流通部24D配置有節(jié)約器40的熱交換部44的結構(向下流動形式)的情況下，在熱交換部 44的上部產(chǎn)生的凝結水(排水)流向與下降的燃燒氣體相同的方向，通過冷凝效果，使?jié)摕岬幕厥招Ч岣摺诠┧疁囟萒鍋爐效率變最高的鍋爐20的燃燒條件變化。這是因為，例如， 根據(jù)供水溫度T的不同，燃燒氣體的溫度下降的程度不同，產(chǎn)生凝結水(排水)的容易度不同。因此，在本實施方式中，燃燒量控制部4根據(jù)由供水溫度測定部50測定的供水溫度T，控制多個鍋爐20各自的燃燒量。詳細地說，燃燒量控制部4在由供水溫度測定部50測定的供水溫度T為供水溫度閾值Q以下的情況下，最小地設定多個鍋爐20各自的燃燒量。燃燒量控制部4在由供水溫度測定部50測定的供水溫度為5 35°C的情況下，優(yōu)
8選將鍋爐20的燃燒量設定為最大燃燒量的5 35%。例如，燃燒量控制部4在由供水溫度測定部50測定的供水溫度為10 20°C的情況下，將鍋爐20的燃燒量設定為最大燃燒量的10 20%。具體地說，在供應供水溫度T為 15°C (常溫)的供水且將約350°C的燃燒氣體G2導入熱交換部44的情況下，燃燒量控制部4最小地設定多個鍋爐20各自的燃燒量。在本實施方式中最小的燃燒量是低燃燒狀態(tài) L (第二燃燒位置20% )。在此，在本實施方式中，燃燒量控制部4將鍋爐20的燃燒狀態(tài)設定為低燃燒狀態(tài)L (第二燃燒位置20% )?！白钚〉卦O定鍋爐20的燃燒量”的情況下的燃燒量不包括例如引火(pilot)燃燒 (包括連續(xù)引火燃燒)以及凈化(purge)(包括微風凈化)下的燃燒量。所謂引火燃燒是在氣體焚燒鍋爐中比低燃燒更小的燃燒，是指不使蒸汽壓力上升的程度的燃燒。引火燃燒預先維持基于引火燃燒器的火種狀態(tài)(連續(xù)引火燃燒狀態(tài))，由此，在想要向低燃燒以上的燃燒狀態(tài)增加燃燒量的情況下，可以迅速過渡。所謂微風凈化是指在油焚燒鍋爐中，為了不使未燃氣體滯留在罐內(nèi)而減少送風機的轉(zhuǎn)速，以微風量維持送風狀態(tài)，使得當輸出燃燒信號時可以馬上點火。此外，在沒有引火燃燒及微風凈化的設定的情況下，存在預凈化引起的散熱損失變大，鍋爐效率下降的缺點。其理由是一旦停止鍋爐，為了使鍋爐再起動，需要在預凈化 (pre-purge)鍋爐的罐內(nèi)之后開始燃燒。所謂預凈化是指在鍋爐點火前自動起動送風機，將風送到燃燒室內(nèi)，將燃燒室內(nèi)殘留的氣體趕到外部的處理。這樣設定的理由如下。圖3是表示供水溫度為15°C時的負荷率和鍋爐效率的關系的坐標圖。供水溫度T低(15°C )時(供水溫度T大幅度低于燃燒氣體的露點時)，燃燒氣體 G2的溫度大大降低，因此在熱交換部44的外表面容易產(chǎn)生較多的凝結水(排水)。另外負荷率越低，燃燒氣體(排氣)的潛熱損失越小。根據(jù)這些要因，如圖3所示，有鍋爐的負荷率越低，鍋爐效率約漸增的傾向。另外，只要盡量減小燃燒量，就可以降低流過節(jié)約器40后的燃燒氣體G3的溫度。因此，燃燒量控制部4將鍋爐20的燃燒狀態(tài)設定為低燃燒狀態(tài)L (第二燃燒位置20% )。另一方面，燃燒量控制部4在由供水溫度測定部50測定的供水溫度T超過供水溫度閾值Q的情況下，優(yōu)選將多個鍋爐20各自的燃燒量設定為最大燃燒量的40%以上，例如設定為40 70%。具體地說，在供給供水溫度T為45°C的溫水的供水且約350°C的燃燒氣體G2被導入熱交換部44的情況下，燃燒量控制部4將多個鍋爐20各自的燃燒量設定為最大燃燒量的40 70%。在本實施方式中，與最大燃燒量的40 70%相當?shù)氖侵腥紵隣顟B(tài)M(第三燃燒位置45% )。因此，在本實施方式中，將鍋爐20的燃燒狀態(tài)設定為中燃燒狀態(tài)M (第三燃燒位置45% )。這樣設定的理由如下。圖4是表示供水溫度為45°C的情況下的負荷率和鍋爐效率的關系的坐標圖。在供水溫度T高(45°C )的情況(接近燃燒氣體的露點的情況)下，負荷率越低， 散熱損失的影響越變大，另一方面，負荷率越高，燃燒氣體(排氣)的潛熱損失變大。由于這些要因，如圖4所示，在負荷率是中間的鍋爐的燃燒狀態(tài)為中燃燒狀態(tài)M (第三燃燒位置 45%)的情況下，鍋爐效率變得極大(峰值)。因此，燃燒量控制部4將鍋爐20的燃燒狀態(tài)設定為中燃燒狀態(tài)M (第三燃燒位置45% )。另外，燃燒量控制部4控制多個鍋爐20各自的燃燒量，使得一臺一臺地增加以設定的燃燒量燃燒的鍋爐20。例如，在將鍋爐20的燃燒狀態(tài)設定為低燃燒狀態(tài)L(第二燃燒位置20% )的情況下，燃燒量控制部4首先使1臺鍋爐20以低燃燒狀態(tài)L (第二燃燒位置20% )燃燒。在1 臺鍋爐20的燃燒中，鍋爐系統(tǒng)1應產(chǎn)生的蒸汽量(必要蒸汽量)不足的情況下，使第二臺鍋爐20以低燃燒狀態(tài)L(第二燃燒位置20% )燃燒。使以低燃燒狀態(tài)L(第二燃燒位置 20% )燃燒的鍋爐20增加，直到得到必要蒸汽量。在即便使所有的鍋爐20以低燃燒狀態(tài) L(第二燃燒位置20% )燃燒也無法得到必要蒸汽量的情況下，將1臺鍋爐20的燃燒狀態(tài)設定為中燃燒狀態(tài)M(第三燃燒位置45% )。以后，使以中燃燒狀態(tài)M(第三燃燒位置 45% )燃燒的鍋爐20增加，直到得到必要蒸汽量。在從最初將鍋爐20的燃燒狀態(tài)設定為中燃燒狀態(tài)M (第三燃燒位置45% )的情況下，也與前述的控制同樣進行控制。此外，也可以一次增加多臺鍋爐20。接著，在本實施方式的鍋爐系統(tǒng)1中，對于根據(jù)向熱交換部44流通之前的供水Wl 的溫度即供水溫度T而對鍋爐20的燃燒量的控制，接合圖5進行說明。圖5是表示實施方式的鍋爐系統(tǒng)1的動作的流程圖。如圖5所示，在步驟STl中，供水溫度測定部50測定向熱交換部44流通之前的供水Wl的溫度即供水溫度T。由供水溫度測定部50測定的供水溫度T的信息由燃燒量控制部4的輸入部4A輸入計算部4B。在步驟ST2，燃燒量控制部4的計算部4B判定供水溫度T是否是供水溫度閾值Q 以下。在供水溫度T是供水溫度閾值Q以下的情況(是)下，進入步驟ST3。另外，在供水溫度T超過供水溫度閾值Q的情況(否)下，進入步驟ST4。在供水溫度T是供水溫度閾值Q以下的情況(是)下，若最小地設定多個鍋爐20 各自的燃燒量，就可以使鍋爐效率最高。本實施方式中最小的燃燒量是低燃燒狀態(tài)L (第二燃燒位置20% )。因此，在步驟ST3中燃燒量控制部4的計算部4B將多個鍋爐20各自的燃燒量設定為低燃燒狀態(tài)L(第二燃燒位置20% )。另一方面，在供水溫度T超過供水溫度閾值Q的情況(否)下，例如，若將多個鍋爐20各自的燃燒量設定為最大燃燒量的40 70%，可以使鍋爐效率最高。在本實施方式中與最大的燃燒量的40 70%對應的是中燃燒狀態(tài)M(第三燃燒位置45% )。因此，在步驟ST4中燃燒量控制部4的計算部4B將多個鍋爐20各自的燃燒量設定為中燃燒狀態(tài)M (第三燃燒位置45% )。在步驟ST3或步驟ST4之后，根據(jù)向熱交換部44流通之前的供水Wl的溫度即供水溫度T而對鍋爐20的燃燒量的控制結束。之后，利用燃燒量控制部4根據(jù)由壓力測定部 7測定的蒸汽頭6內(nèi)的蒸汽的壓力P等控制鍋爐20的燃燒量。接著，參考圖6以及圖7，說明燃燒量的控制的具體例(第一具體例、第二具體例)。圖6是表示與鍋爐的燃燒量的控制相關的第一具體例的圖。圖7是表示與鍋爐的燃
10燒量的控制相關的第二具體例的圖。在該具體例中設以下的條件。如圖6以及圖7所示，鍋爐系統(tǒng)由4臺鍋爐(W). 1 NO. 4)構成。1臺鍋爐的蒸汽生成能力是2t/h，必要蒸汽量是2t。設定為低燃燒狀態(tài)L (第二燃燒位置20%)的情況下的鍋爐的蒸汽生成能力是500kg/h。設定為中燃燒狀態(tài)M(第三燃燒位置45% )的情況下的鍋爐的蒸汽生成能力是lt/h。在所述條件下，在供給供水溫度T為15°C (常溫)的供水且約350°C的燃燒氣體被導入熱交換部的情況下，如圖6所示，對所有的4臺鍋爐將燃燒量設定為低燃燒狀態(tài)L(第二燃燒位置20% )。由于蒸汽生成能力是500kg/h的鍋爐有4臺，所以作為鍋爐系統(tǒng)整體的蒸汽生成能力與必要蒸汽量相同，為2t/h。通過如此控制燃燒量，可以使鍋爐效率最高。另外，在所述條件下，在供給供水溫度T為45°C的溫水的供水且約350°C的燃燒氣體被導入熱交換部的情況下，如圖7所示，僅將4臺鍋爐之中的2臺鍋爐(W).1、N0. 2)的燃燒量設定為中燃燒狀態(tài)M(第三燃燒位置45%)。此外，其他2臺鍋爐(NO. 3、NO. 4)處于燃燒停止狀態(tài)。由于蒸汽生成能力是lt/h的鍋爐有2臺，所以作為鍋爐系統(tǒng)整體的蒸汽生成能力與必要蒸汽量相同，為2t/h。通過如此控制燃燒量，可以使鍋爐效率最高。根據(jù)本實施方式的鍋爐系統(tǒng)1，例如起到如下效果。在本實施方式的鍋爐系統(tǒng)1中，鍋爐20具有排出路對，其連通鍋爐主體21和排出部25而使燃燒氣體G2 G4流通，且在其一部分具有在上下方向延伸的下降流通部MD ； 節(jié)約器40，其具有熱交換部44，熱交換部44配置于下降流通部24D且熱交換部44中有供應給鍋爐主體21的供水Wl流通，節(jié)約器40利用在下降流通部24D流通的燃燒氣體G2在熱交換部44預先對供水Wl進行加熱，之后將供水W3供應給鍋爐主體21 ；以及供水溫度測定部50，其對向熱交換部44流通之前的供水Wl的溫度即供水溫度T進行測定。燃燒量控制部4根據(jù)由供水溫度測定部50測定的供水溫度T控制多個鍋爐20各自的燃燒量。根據(jù)本實施方式，由于根據(jù)流通到熱交換部44前的供水Wl的溫度即供水溫度T 來控制多個鍋爐20各自的燃燒量，所以可容易使鍋爐20的散熱損失為以下，且容易使鍋爐20的鍋爐效率為96%以上。因此，根據(jù)本實施方式，可以降低鍋爐20的散熱損失，并且可以提高鍋爐效率。以上，對適合的實施方式進行了說明，但本發(fā)明不限定于所述的實施方式，可以以多種形態(tài)實施。例如，在排出路M中配置熱交換部44的流通部，在所述實施方式中，被設置于燃燒氣體從上方向下方下降流通的下降流通部MD，但不限于此。所述流通部也可以設置于燃燒氣體從下方向上方上升流通的上升流通部。另外，在本實施方式中，作為鍋爐20，使用的是可控制為燃燒停止狀態(tài)(第一燃燒位置0% )、低燃燒狀態(tài)L (第二燃燒位置20% )、中燃燒狀態(tài)M (第三燃燒位置45% )以及高燃燒狀態(tài)H(第四燃燒位置100% )這四階段的燃燒狀態(tài)(燃燒位置、負荷率)的四位置控制的階段值控制鍋爐，但不限于此。作為四位置控制的階段值控制鍋爐，可以使用可控制為燃燒停止狀態(tài)(第一燃燒位置0% )、低燃燒狀態(tài)L(第二燃燒位置20% )、中燃燒狀態(tài)M(第三燃燒位置60% )以及高燃燒狀態(tài)H(第四燃燒位置100% )這四階段的燃燒狀態(tài)(燃燒位置、負荷率)的四位置控制的階段值控制鍋爐。階段值控制鍋爐的燃燒位置的控制不限于四位置控制，可以是三位置控制、五位
置控制等。供水溫度閾值優(yōu)選為40°C以上，作為實施方式優(yōu)選為40 50°C (例如45°C )，但只要是40°C以上且小于100°C的范圍內(nèi)，設定在哪個范圍都可以。鍋爐系統(tǒng)的鍋爐的臺數(shù)可以是1臺。在鍋爐系統(tǒng)中可以同時具備蒸汽生成能力不同的鍋爐(例如、蒸汽生成能力是 2t/h的鍋爐和3t/h的鍋爐)?？梢圆捎帽壤刂棋仩t取代階段值控制鍋爐。比例控制鍋爐相對于燃燒能力(最大燃燒狀態(tài)下的燃燒量)可在0% (沒有燃燒的狀態(tài))到100% (最大燃燒量)的范圍連續(xù)控制燃燒量，例如，通過控制比例控制閥的開度(燃燒比)來進行調(diào)整。比例控制鍋爐的燃燒量是通過比例控制鍋爐的燃燒能力和閥開度(燃燒比)的積而求出的。所謂在比例控制鍋爐中連續(xù)控制燃燒量，除了無級地控制燃燒量的情況外，也包括即使控制部中的計算或信號以數(shù)字方式階段性處理的情況下，例如基于閥等控制機構的控制量相比于由燃燒用空氣或燃料氣體等的不均引起的燃燒量的變動是小的數(shù)值(例如， 1 %以下)，事實上也是連續(xù)控制的情況另外，本發(fā)明還可適用于氣體焚燒鍋爐以及油焚燒鍋爐。
權利要求
1.一種鍋爐系統(tǒng)，其具備鍋爐和控制該鍋爐的燃燒量的燃燒量控制機構，其中， 所述鍋爐具有進行燃燒的鍋爐主體；排出部，其排出在所述鍋爐主體產(chǎn)生的燃燒氣體；排出路，其將所述鍋爐主體和所述排出部連通起來而使燃燒氣體流通，在其至少一部分具有朝向上下方向延伸的流通部；供水預熱器，其具有熱交換部，所述熱交換部配置于所述流通部，且所述熱交換部中有供應給所述鍋爐主體的供水流通，所述供水預熱器利用在所述流通部流通的燃燒氣體在所述熱交換部預先對供水進行加熱，之后將該供水供應給所述鍋爐主體；以及供水溫度測定機構，其對在所述熱交換部流通的供水的溫度即供水溫度進行測定， 在所述燃燒量控制機構中，預先設定供水溫度閾值作為與供水溫度相關的閾值， 所述燃燒量控制機構在由所述供水溫度測定機構測定的供水溫度為所述供水溫度閾值以下的情況下，最小地設定所述鍋爐的燃燒量。
2.如權利要求1所述的鍋爐系統(tǒng)，其中，所述燃燒量控制機構在由所述供水溫度測定機構測定的供水溫度為5 35°C的情況下，將所述鍋爐的燃燒量設定為最大的燃燒量的5 35%。
3.如權利要求1或2所述的鍋爐系統(tǒng)，其中，在由所述供水溫度測定機構測定的供水溫度超過所述供水溫度閾值的情況下，將所述鍋爐的燃燒量設定為最大的燃燒量的40%以上。
4.如權利要求1或2所述的鍋爐系統(tǒng)，其中， 所述供水溫度閾值是40°C以上。
5.如權利要求1或2所述的鍋爐系統(tǒng)，其中， 所述鍋爐的散熱損失為以下，所述鍋爐的鍋爐效率為96%以上。
6.如權利要求1或2所述的鍋爐系統(tǒng)，其中，所述流通部是燃燒氣體從上方向下方流通的下降流通部。
7.如權利要求1或2所述的鍋爐系統(tǒng)，其中，所述供水溫度是向所述熱交換部流通之前的供水的溫度。
8.如權利要求1或2所述的鍋爐系統(tǒng)，其中， 具備多個所述鍋爐。
9.如權利要求8所述的鍋爐系統(tǒng)，其中，所述燃燒量控制機構控制多個所述鍋爐各自的燃燒量，以使以設定的燃燒量燃燒的所述鍋爐增加。
全文摘要
提供一種鍋爐系統(tǒng)，其可降低鍋爐的散熱損失。該鍋爐具有排出路，其連通鍋爐主體和排出部而使燃燒氣體流通，且具有在上下方向延伸的下降流通部；供水預熱器，其具有熱交換部，熱交換部配置于流通部且熱交換部中有供應給鍋爐主體的供水流通，供水預熱器利用在流通部流通的燃燒氣體在熱交換部預先對供水進行加熱，之后將供水供應給鍋爐主體；以及供水溫度測定機構，其對向熱交換部流通的供水的溫度即供水溫度進行測定。燃燒量控制機構根據(jù)由供水溫度測定機構測定的供水溫度控制多個鍋爐各自的燃燒量，在由供水溫度測定機構測定的供水溫度為供水溫度閾值以下時，最小地設定鍋爐的燃燒量。
文檔編號F22B35/00GK102278737SQ201110072830
公開日2011年12月14日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權日2010年6月11日
發(fā)明者大久保智浩, 松木繁昌, 森松隆史, 鈴木榮紀 申請人:三浦工業(yè)株式會社