專利名稱：水位檢測用電極棒和水位檢測方法、水位控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝在金屬制容器中用于檢測該容器內(nèi)的水位的水位檢測用電極棒、使用該水位檢測用電極棒的水位檢測方法、鍋爐的水位控制方法以及氣水分離器的水位控制方法。
背景技術(shù)：
在鍋爐中生成的蒸氣，在由于加熱而在鍋爐的水管內(nèi)產(chǎn)生的泡體為超過上部集流管的狀態(tài)時(shí)，在生成的蒸氣中混有水，得到的蒸氣是水分多而潮濕的品質(zhì)差的蒸氣。此外，在水管內(nèi)產(chǎn)生的泡體沒有到達(dá)上部集流管的狀態(tài)下，雖然在生成的蒸氣內(nèi)沒有混有水，得到的蒸氣為干燥的品質(zhì)良好的蒸氣，但在水管內(nèi)產(chǎn)生的泡體的位置低且在上部集流管上沒有形成基于泡體的水膜時(shí)，由于水管是用鐵制造的，所以產(chǎn)生上部集流管在火焰的作用下過熱熔化而損壞的情況。因此，要求將水管內(nèi)的水位控制為下述水位由于加熱而在水管內(nèi)產(chǎn)生的泡體不超過上部集流管，且在上部集流管中可形成水膜。
上述水管內(nèi)的水位根據(jù)由加熱產(chǎn)生的泡體的大小求得。即，產(chǎn)生的泡體大時(shí)水位低，泡體小時(shí)水位高。產(chǎn)生的泡體的大小根據(jù)鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度等而不同。
因此，在鍋爐中，根據(jù)燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度等來設(shè)定最佳的水位，并由作為傳感器的水位檢測用電極棒檢測水管內(nèi)的水位，同時(shí)通過進(jìn)行向水管內(nèi)的供水、供水停止等控制水管內(nèi)的水位，以便水位為與鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度等對應(yīng)的水位。
在以往的鍋爐中，借助上述水位檢測用電極棒的水管內(nèi)的水位的檢測如下地進(jìn)行。
上述水位檢測用電極棒具有與電源連接的外部電源連接端子部、和與水接觸的水位檢測電極部，經(jīng)由絕緣體安裝在與鍋爐的水管連通的水位檢測用的金屬制容器中。與鍋爐的水管連通的容器收納與鍋爐的水管共通的水，收容的水為與水管的水位共通的水位。而且，將電源的一方與水位檢測用電極棒的外部電源連接端子部連接，將電源的另一方與容器連接而通電，根據(jù)外部電源連接端子部和容器之間的導(dǎo)通狀態(tài)的變化可檢測水位是否到達(dá)水位檢測電極部。
在上述容器中，安裝有與根據(jù)燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度和鍋爐水的導(dǎo)電度而設(shè)定的水位對應(yīng)的長度分別不同的多個(gè)水位檢測用電極棒，由各水位檢測用電極棒檢測的上述容器內(nèi)的水位發(fā)送到水位控制裝置，進(jìn)行供水控制以便令水管內(nèi)的水位為與鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度等對應(yīng)地設(shè)定的水位，將水管內(nèi)的水位控制為既定的水位(例如，參照專利文獻(xiàn)1。)。
另一方面，在鍋爐中，借助加熱水管而產(chǎn)生的蒸氣被從上部集流管取出并送向負(fù)荷側(cè)，但從上部集流管取出的蒸氣中混有鍋爐水，混有鍋爐水的蒸氣是水分多的潮濕的品質(zhì)差的蒸氣。
因此，一般而言，在鍋爐上具有從自上部集流管中取出的蒸氣中分離水分的氣水分離器。若氣水分離器內(nèi)的水位過高，則生成的蒸氣中易伴有鍋爐水，產(chǎn)生蒸氣的干燥度下降的情況。與之相反，若氣水分離器內(nèi)的水位過低，則雖然能充分發(fā)揮氣水分離器的能力而得到干燥品質(zhì)良好的蒸氣，但可以想象水管內(nèi)的水位低。若水管內(nèi)的水位低，則在水管內(nèi)產(chǎn)生的泡體的位置低，在上部集流管上不能形成基于泡體的水膜，則由于水管是用鐵制造的所以會產(chǎn)生水管的上部甚至上部集流管在火焰的作用下過熱熔化而損壞的情況。
為了避免這樣的情況，將水管內(nèi)的水位控制為下述程度限制生成的蒸氣中混入的鍋爐水的增大且可在上部集流管上形成水膜，為此，進(jìn)行將氣水分離器內(nèi)的水位控制為一定水平的控制。
作為將氣水分離器內(nèi)的水位控制為一定的水平的方法，公知有通過水位檢測用電極棒檢測氣水分離器內(nèi)的水位并根據(jù)該檢測的水位接通·斷開向水管內(nèi)供給鍋爐水的供水泵的控制方法。所述氣水分離器內(nèi)的水位的控制方法，在氣水分離器內(nèi)的水位中設(shè)定上限水位和下限水位，在檢測到上限水位時(shí)斷開供水泵，在檢測到下限水位時(shí)接通供水泵，將氣水分離器內(nèi)的水位始終保持在上限水位和下限水位之間(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
在以往的氣水分離器內(nèi)的水位檢測中使用的上述水位檢測用電極棒，與在上述鍋爐的水管內(nèi)的水位檢測中使用的上述水位檢測用電極棒為相同的結(jié)構(gòu)，如下地進(jìn)行水位的檢測。
上述水位檢測用電極棒，經(jīng)由絕緣體安裝在與氣水分離器連通的氣水分離器水位檢測用的金屬制容器中。該容器收納與氣水分離器的水管共通的水，收容的水為與氣水分離器的水位共通的水位。而且，將電源的一方與水位檢測用電極棒的外部電源連接端子部連接，將電源的另一方與上述容器連接而通電，根據(jù)外部電源連接端子部和上述容器之間的導(dǎo)通狀態(tài)的變化可檢測水位是否到達(dá)水位檢測電極部。
專利文獻(xiàn)1特開平6-147407號公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2003-294204號公報(bào)根據(jù)鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度等而進(jìn)行鍋爐的水管內(nèi)的水位控制，但為了的得到優(yōu)質(zhì)的蒸氣，此外為了防止水管的損壞，優(yōu)選根據(jù)燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度而細(xì)致地設(shè)定并控制水位。
但是，在以往，水管內(nèi)的水位的檢測如上述那樣，由多個(gè)長度不同的水位檢測用電極棒檢測，通過一根水位檢測用電極棒只能檢測一個(gè)水位，所以若要根據(jù)燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度而細(xì)致地控制水位，則存在安裝在容器上的水位檢測用電極棒的根數(shù)變多，與之對應(yīng)，裝置變大此外成本提高的問題。
因此，以往，設(shè)定3～4通的水位并在該設(shè)定的水位中控制水管內(nèi)的水位。在上述專利文獻(xiàn)1中，公開有下述方法設(shè)定組合燃燒量和蒸氣壓力、以及燃燒量和鍋爐水的導(dǎo)電度的4通的水位，并在該4通的水位中控制水管內(nèi)的水位。但是，在上述3～4通的水位中的水位控制，難以令水管內(nèi)的水位一定為用于得到優(yōu)質(zhì)的蒸氣還用于防止水管的破損的水位。
因此，作為解決上述問題點(diǎn)的方法考慮有下述方法在水位檢測用電極棒的水位檢測電極部的表面上形成作為絕緣體的絕緣被膜，在容器內(nèi)具有水與水位檢測電極部接觸的部分并作為電容器，若通電并測定由與水位檢測電極部接觸的水的變化而產(chǎn)生的水位檢測電極部與容器之間的靜電容量，則可借助該測定的靜電容量模擬地檢測出容器內(nèi)的與水位檢測電極部接觸的水的水位，由此，可細(xì)致地控制水管內(nèi)的水位。
但是，在鍋爐的水管內(nèi)為高溫、高壓、高pH的環(huán)境，沒有通過耐高溫、高壓、高pH的絕緣材料在水位檢測電極部的表面上形成作為絕緣體的絕緣被膜的水位檢測用電極棒。
此外，在氣水分離器的水位控制中，如上所述，將氣水分離器內(nèi)的水位控制為始終保持在一定的上限水位和下限水位之間，但在此，不一定能穩(wěn)定地得到干燥度高的優(yōu)質(zhì)的蒸氣，此外，也不一定能防止由于火焰而損壞水管的上部甚至上部集流管的情況。
這是因?yàn)椋粽魵獾乃俣瓤靹t積存在氣水分離器中的水與蒸氣相伴，成為含有水分即干燥度低的蒸氣。因此，若例如令氣水分離器的水位與蒸氣速度快的狀態(tài)對應(yīng)，則氣水分離器內(nèi)的上限水位設(shè)定的較低，其結(jié)果，在蒸氣速度變慢時(shí)，有產(chǎn)生即便氣水分離器的水位為上限水位也由于火焰的作用而損壞水管的上部甚至上部集流管的情況的危險(xiǎn)。此外，若令氣水分離器內(nèi)的水位與蒸氣速度慢的狀態(tài)對應(yīng)，則氣水分離器內(nèi)的上限水位設(shè)定為較高，其結(jié)果，在蒸氣速度快時(shí)，有即便氣水分離器內(nèi)的水位為上限水位，積存在氣水分離器中的水也與蒸氣相伴而成為含有水分即干燥度低的蒸氣的情況。
本發(fā)明者等發(fā)現(xiàn)，為了解決上述問題點(diǎn)，要根據(jù)由鍋爐生成的蒸氣速度控制氣水分離器內(nèi)的水位，但為此，需要細(xì)致地檢測氣水分離器內(nèi)的水位，因此，希望模擬地檢測氣水分離器內(nèi)的水位。作為模擬地檢測氣水分離器內(nèi)的水位的方法，與上述鍋爐的水管內(nèi)的水位的檢測相同，在與氣水分離器連通的容器中具有水與水位檢測用電極棒的水位檢測電極部接觸的部分并作為電容器，通電并測定由于與水位檢測電極部接觸的水的變化而產(chǎn)生水位檢測電極部與容器之間的靜電容量，由此，可模擬地測定水位，但在氣水分離器中，也為高溫、高壓、高pH的環(huán)境。
因此，本發(fā)明者等試驗(yàn)研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)耐高溫性、耐高壓性、耐高pH性(耐藥品性)高的絕緣材料，并完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可模擬地檢測收容在金屬制容器中的水的水位的水位檢測用電極棒。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種水位檢測方法，通過使用上述水位檢測用電極棒而模擬地檢測收容在金屬制容器中的水的水位。
本發(fā)明另一目的在于提供一種鍋爐的水位控制方法，通過使用上述水位檢測方法而將水管內(nèi)的水位控制為可得到優(yōu)質(zhì)的蒸氣且可防止水管的損壞的最佳的水位。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種氣水分離器的水位的控制方法，通過使用上述水位檢測方法，根據(jù)由鍋爐生成的蒸氣速度控制氣水分離器的水位，從由鍋爐生成的蒸氣中分離水分并穩(wěn)定地得到干燥度高的優(yōu)質(zhì)的蒸氣并且實(shí)現(xiàn)鍋爐的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案1的發(fā)明是一種檢測容器內(nèi)的水位水位檢測用電極棒，以貫通金屬制容器的方式經(jīng)由絕緣體而被安裝，具有向上述容器的外側(cè)突出的外部電源連接端子部和向上述容器的內(nèi)側(cè)突出的水位檢測電極部，其特征在于，在上述水位檢測電極部的表面上，形成由耐熱性、耐高壓性、耐藥品性高的工程塑料形成的絕緣被膜。
技術(shù)方案2所述的發(fā)明的特征在于，技術(shù)方案1所述的上述工程塑料是聚醚醚酮或氟類樹脂。
技術(shù)方案3所述的發(fā)明是使用技術(shù)方案1或2所述的水位檢測用電極棒的水位檢測方法，其特征在于，將電源的一方與上述外部電源連接端子部連接，將上述電源的另一方與金屬制容器連接而通電，以形成在上述水位檢測電極部的表面的絕緣被膜作為電介體，測定上述水位檢測電極部和上述容器之間的靜電容量，并根據(jù)該靜電容量檢測上述容器內(nèi)的與上述水位檢測電極部接觸的水的水位。
技術(shù)方案4所述的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案3所述的上述容器中，并設(shè)檢測上述水位檢測電極部的范圍內(nèi)的特定的水位的修正用水位檢測用電極棒，并求得該修正用水位檢測用電極棒檢測的特定水位與測定上述電容量而檢測的水位的差，并根據(jù)該差修正測定上述靜電容量而檢測的水位。
技術(shù)方案5所述的發(fā)明是使用技術(shù)方案3或4所述的水位檢測方法的鍋爐的水位控制方法，其特征在于，根據(jù)燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度、鍋爐水的導(dǎo)電度的至少一個(gè)以上設(shè)定該鍋爐的比例目標(biāo)水位，檢測上述鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度的至少一個(gè)以上，并始終計(jì)算根據(jù)檢測出的檢測值而特定的比例目標(biāo)水位與由上述水位檢測方法檢測出的上述鍋爐的實(shí)際水位的差，并以下述方式控制供水量，即在實(shí)際水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止供水，在實(shí)際水位比特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)供水到比例目標(biāo)水位。
技術(shù)方案6所述的發(fā)明是使用技術(shù)方案3或者4所述的水位檢測方法控制氣水分離器的水位的控制方法，其特征在于，根據(jù)鍋爐的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力的至少一個(gè)以上設(shè)定上述氣水分離器的比例目標(biāo)水位，并檢測上述鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力的至少一個(gè)以上，并根據(jù)檢測出的檢測值而特定比例目標(biāo)水位，而且通過上述水位檢測方法檢測上述氣水分離器的實(shí)際水位，并始終計(jì)算上述特定的比例目標(biāo)水位與上述實(shí)際的水位的差，并以下述方式控制供水量，即在實(shí)際水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止向上述鍋爐的供水，在實(shí)際水位比上述特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)向上述鍋爐供水到比例目標(biāo)水位。
根據(jù)技術(shù)方案1所述的水位檢測用電極棒，由于在向金屬制容器的內(nèi)側(cè)突出的檢測電極部的表面上形成由耐熱性、耐高壓性、耐藥品性高的工程塑料形成的絕緣被膜，所以形成在水位檢測電極部的表面上的絕緣被膜可耐住上述容器內(nèi)的高溫、高壓、藥品，而且，在上述容器內(nèi)，水與上述水位檢測電極部接觸的部分成為電容器，通過通電并測定水所接觸的上述水位檢測電極部與上述容器之間的靜電容量可檢測上述容器內(nèi)的與上述水位檢測電極部接觸的水的水位，可根據(jù)該測定的靜電容量的變化模擬地檢測上述水位的變化。
根據(jù)技術(shù)方案2所述的水位檢測用電極棒，由于技術(shù)方案1所述的上述工程塑料為聚醚醚酮，所以形成在水位檢測電極部的表面上的絕緣被膜可耐住金屬制容器內(nèi)的高溫、高壓、藥品，能夠可靠地起到電容器的功能。
根據(jù)技術(shù)方案3所述的水位檢測方法，在上述容器內(nèi)，水與上述水位檢測電極部接觸的部分成為電容器，通過通電并測定水所接觸的上述水位檢測電極部與上述容器之間的靜電容量，可檢測上述容器內(nèi)的與上述水位檢測用電極棒接觸的水的水位。
根據(jù)技術(shù)方案4所述的水位檢測方法，即便由于混在水中的水垢等附著在水位檢測電極部上而導(dǎo)致靜電容量產(chǎn)生變化且在檢測的水位中產(chǎn)生誤差，也可正確地檢測上述容器內(nèi)的水的水位。
根據(jù)技術(shù)方案5所述的鍋爐的水位控制方法，可根據(jù)上述鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度、鍋爐水的導(dǎo)電度等將水管內(nèi)的水的水位始終控制在最佳水位，可得到優(yōu)質(zhì)的蒸氣，并且可有效地防止水管的損壞。
根據(jù)技術(shù)方案6所述的氣水分離器的水位控制方法，可將氣水分離器的水位始終控制為最佳水位，即與上述鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力等對應(yīng)而特定的比例目標(biāo)水位，可穩(wěn)定地得到干燥度高的優(yōu)質(zhì)的蒸氣，并且可有效地防止水管的損壞并實(shí)現(xiàn)上述鍋爐的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。


圖1是表示本發(fā)明的鍋爐的水位檢測用電極棒的實(shí)施方式的一例的局部剖視主視圖。
圖2是表示實(shí)施本發(fā)明的鍋爐的水位控制方法的鍋爐系統(tǒng)的一例的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖3是表示實(shí)施本發(fā)明的氣水分離器的水位控制方法的鍋爐系統(tǒng)的一例的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。
附圖標(biāo)記說明1水位檢測用電極棒2外部電源連接端子部3水位檢測電極部4絕緣體5容器6絕緣被膜7鍋爐8水管9供水泵10 供水管11 下部集流管12 蒸氣管
13上部集流管14燃燒室15鍋爐罐體16水位檢測機(jī)構(gòu)17水位控制機(jī)構(gòu)18、19連通管20水位檢測部21修正用水位檢測用電極棒22修正用水位檢測部23變換關(guān)系適當(dāng)修正部24外部電源連接端子部25修正用水位檢測電極部26絕緣體27電源28測定電路部29水位檢測電路部30電源31修正用水位檢測電路部32變換關(guān)系適當(dāng)修正電路部33比例目標(biāo)水位特定部34燃燒量檢測部35蒸氣壓力檢測部36供水溫度檢測部37鍋爐水導(dǎo)電度檢測部38供水量控制部39氣水分離器40連結(jié)管41水位檢測機(jī)構(gòu)42水位控制機(jī)構(gòu)43水位檢測部44修正用水位檢測部45變換關(guān)系適當(dāng)修正部
46上部連通管47下部連通管48測定電路部49水位檢測電路部50修正用水位檢測電路部51變換關(guān)系適當(dāng)修正電路部52比例目標(biāo)水位特定部53供水量控制部具體實(shí)施方式
以下，說明用于實(shí)施本發(fā)明的水位檢測用電極棒、水位檢測方法、鍋爐的水位控制方法以及氣水分離器的水位控制方法的最佳實(shí)施方式。
首先說明本發(fā)明的鍋爐的水位檢測用電極棒的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的水位檢測用電極棒的實(shí)施方式的一例的局部剖視主視圖。
本例的水位檢測用電極棒1，在一端側(cè)具有外部電源連接端子部2，在另一端側(cè)具有水位檢測電極部3，通過筒狀的絕緣體4被保持，經(jīng)由該絕緣體4，以外部電源連接端子部2向金屬制的容器5的外側(cè)突出，而且水位檢測電極部3向容器5的內(nèi)側(cè)突出的方式安裝在容器5上。
對于水位檢測電極部3，由不銹鋼形成，在其表面上形成由耐熱性、耐高壓性、耐藥品性高的工程塑料形成的絕緣被膜6。作為該工程塑料可以使用聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚芳醚酮等的醚酮類合成樹脂，特別優(yōu)選使用耐熱性高的聚醚醚酮。
如上所述，在表面形成有由耐熱性、耐高溫性、耐藥品性高的工程塑料形成的絕緣被膜6的水位檢測電極部3，其長度至少設(shè)定為可檢測最低水位所需的長度。
根據(jù)上述這樣構(gòu)成的水位檢測用電極棒1，由于在向收容水的容器5的內(nèi)側(cè)突出的水位檢測電極部3的表面上形成由耐熱性、耐高壓性、耐藥品性高的工程塑料形成的絕緣被膜6，所以若將電源的一方與外部電源連接端子部2連接并將上述電源的另一方與容器5連接而通電，則在容器5中，與水接觸的水位檢測電極部3的接觸部分成為電容器，以形成在水位檢測電極部3的表面上的絕緣被膜6為電介體，測定水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量，并根據(jù)該靜電容量可檢測在容器5內(nèi)的與水位檢測用電極棒1接觸的水的水位，可根據(jù)該測定的靜電容量的變化模擬地檢測上述水位的變化。作為上述電源，在本例中使用交流電源。
水位檢測電極部3的表面的絕緣被膜6，由于如上述那樣由耐熱性、耐高壓性、耐藥品性高的工程塑料形成，所以可耐住容器5內(nèi)的高溫、高壓、藥品，能夠可靠地起到電容器的功能。
接著，說明使用了上述水位檢測用電極棒1的本發(fā)明的水位檢測方法的實(shí)施方式。
在本例中，將在水位檢測電極部3的表面形成由耐熱性、耐高壓性、耐藥品性高的工程塑料形成的絕緣被膜6的水位檢測用電極棒1，以令其外部電源連接端子部2向容器5的外側(cè)突出，而且令水位檢測電極部3向容器5的內(nèi)側(cè)突出的方式進(jìn)行安裝，將交流電源的一方與水位檢測用電極棒1的外部電源連接端子部2連接，將上述交流電源的另一方與容器5連接而通電。
而且，以形成在水位檢測電極部3的表面的絕緣被膜6作為電介體，測定水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量，并根據(jù)該靜電容量檢測在容器5內(nèi)的與水位檢測用電極棒1接觸的水的水位。
由此，在容器5內(nèi)與水接觸的水位檢測用電極棒1的接觸部分成為電容器，通過通電并測定與水接觸的水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量，可檢測出容器5內(nèi)與水位檢測電極部3接觸的水的水位。而且，可根據(jù)測定的靜電容量的變化而模擬地檢測水位的變化，可根據(jù)檢測的水位的變化模擬地檢測鍋爐的水管內(nèi)的水位。
此外，在本例中，在容器5中，并設(shè)檢測水位檢測電極部3的范圍內(nèi)的特定水位的修正用水位檢測用電極棒，求出該修正用水位檢測用電極棒所檢測的收容在容器5中的水的特定的水位、和測定水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量而檢測出的容器5內(nèi)的水的水位的差，并根據(jù)該差對測定水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量而檢測出的容器5內(nèi)的水位進(jìn)行修正。
由此，即便在由于混在水中的水垢等附著在水位檢測電極部3上而產(chǎn)生靜電容量變化且在檢測的水的水位中發(fā)生誤差，也可檢測出容器5內(nèi)的水的正確的水位。
修正用水位檢測用電極棒所檢測的特定的水位只要在可由水位檢測電極部3檢測的水位范圍內(nèi)即可，不做特別的限定。在修正用水位檢測用電極棒檢測的特定的水位為容器5內(nèi)的上位水位時(shí)，在例如根據(jù)水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量檢測出容器5內(nèi)的水位而控制容器5內(nèi)的水位時(shí)，確認(rèn)借助由水位檢測電極部3測定的靜電容量而檢測的水位、與修正用水位檢測用電極棒檢測的容器5內(nèi)的水位的差，以此可預(yù)測水位檢測用電極棒1的水位檢測電極部3中發(fā)生故障的情況。該情況，在水位檢測用電極棒1的水位檢測電極部3上發(fā)生故障時(shí)，基于收容在容器5中的水的靜電容量減少，其結(jié)果，由于若水位不上升則不能達(dá)到既定的靜電容量，所以可控制為令容器5內(nèi)的水位上升。容器5的上位的水位是指容器5的水位的常用范圍的上側(cè)。
此外，在修正用水位檢測用電極棒所檢測的特定的水位為容器5內(nèi)的中位的水位時(shí)，在例如根據(jù)水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量檢測容器5內(nèi)的水位而控制容器5內(nèi)的水位時(shí)，修正用水位檢測用電極棒所檢測的特定水位在容器5內(nèi)的水位的常用范圍內(nèi)，水位的變動(dòng)存在于反復(fù)為有水和無水的區(qū)域內(nèi)，其結(jié)果，由于適當(dāng)?shù)匦拚ㄟ^水位檢測用電極棒1檢測的容器5內(nèi)的水位的誤差的次數(shù)變多，所以可提高容器5內(nèi)的水位的檢測精度，可更加正確地控制容器5內(nèi)的水位。容器5的中位水位是指容器5內(nèi)的水位的常用范圍。
此外，在修正用水位檢測用電極棒所檢測的特定的水位為容器5內(nèi)的下位的水位時(shí)，例如在根據(jù)水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量檢測容器5內(nèi)的水位而控制容器5內(nèi)的水位時(shí)，容器5內(nèi)的水位必須一度被修正用水位檢測用電極棒檢測，適當(dāng)?shù)匦拚伤粰z測用電極棒1檢測的容器5的水位的誤差，可檢測容器5內(nèi)的水的正確的水位，并可正確地控制容器5內(nèi)的水位。
接著，說明使用了上述水位檢測方法的本發(fā)明的鍋爐的水位控制方法的實(shí)施方式。
圖2是表示實(shí)施本發(fā)明的鍋爐的水位控制方法的鍋爐系統(tǒng)的一例的概略構(gòu)成的說明圖。
在該鍋爐系統(tǒng)中，鍋爐7具有鍋爐罐體15，包括向圓周方向以既定的間隔立設(shè)的多個(gè)水管8、與該多個(gè)水管8的下端連接并從供水泵9經(jīng)由供水管10而將水導(dǎo)入并向多個(gè)水管8供給的下部集流管11、與多個(gè)水管8的上端連接并將在多個(gè)水管8中生成的蒸氣集合并從蒸氣管12向負(fù)荷側(cè)送出的上部集流管13、被多個(gè)水管8包圍而形成的燃燒室14。
進(jìn)而，鍋爐7具有檢測水管8內(nèi)的水位并實(shí)施上述水位檢測方法的水位檢測機(jī)構(gòu)16、和控制水管8內(nèi)的水位的水位控制機(jī)構(gòu)17。
水位檢測機(jī)構(gòu)16，通過令經(jīng)由連通管18、19連接到下部集流管11以及上部集流管13上的安裝在容器5上的水位檢測用電極棒1的水位檢測電極部3和容器5之間通電，檢測容器5內(nèi)的水位，檢測與容器5為相同水位的水管8內(nèi)的水位。
本例的水位檢測機(jī)構(gòu)16，具有安裝在容器5上的水位檢測用電極棒1；水位檢測部20，通過令在表面形成作為電介體的絕緣被膜6的水位檢測用電極棒1的水位檢測電極部3和容器5之間通電而測定水位檢測電極部3與容器5之間所產(chǎn)生的靜電容量，并將測定的靜電容量變換為水位而檢測出容器5內(nèi)的水位，并向水位控制機(jī)構(gòu)17的后述供水量控制部發(fā)送；修正用水位檢測用電極棒21，安裝在容器5內(nèi)且檢測由水位檢測電極部3可檢測的水位的范圍內(nèi)的容器5內(nèi)的特定水位；修正用水位檢測部22，通過令修正用水位檢測用電極棒21和容器5之間通電而檢測容器5內(nèi)的水位到達(dá)特定水位；變換關(guān)系適當(dāng)修正部23，根據(jù)由水位檢測部20所檢測的水位和由修正用水位檢測部22所檢測的水位的差來適當(dāng)?shù)匦拚谒粰z測部20變換的靜電容量與水位的變換關(guān)系。
在本例中，通過修正用水位檢測用電極棒21的修正用水位檢測部22檢測的容器5內(nèi)的特定水位為容器5內(nèi)的中位的水位。
安裝在容器5上的水位檢測用電極棒1以外部電源連接端子部2向容器5的外側(cè)突出而且水位檢測電極部3向容器5的內(nèi)部突出的方式安裝在容器5中。水位檢測電極部3，其長度至少設(shè)定為可檢測最低水位所需的長度。
修正用水位檢測用電極棒21，一端側(cè)具有外部電源連接端子部24，另一端側(cè)具有修正用水位檢測電極部25，被筒狀的絕緣體26保持，經(jīng)由該絕緣體26而以外部電源連接端子部24向容器5的外側(cè)突出而且修正用水位檢測電極部25向容器5內(nèi)側(cè)突出的方式安裝到容器5上。
對于水位檢測機(jī)構(gòu)16的水位檢測部20，是電源27的一方連接在水位檢測用電極棒1的外部電源連接端子部2上、電源27的另一方與容器5連接的電源電路中，連接有測定電路部28和水位檢測電路部29連接，所述測定電路部28，通過通電而以形成在水位檢測電極部3的表面上的絕緣被膜6為電介體而測定水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量，所述水位檢測電路部29，具有存儲預(yù)先設(shè)定的靜電容量和容器5內(nèi)的水位的變換關(guān)系并根據(jù)該變換關(guān)系將通過測定電路部28測定的靜電容量變換為容器5內(nèi)的水位的程序。
此外，水位檢測電路部29，將上述變換后的水位向變換關(guān)系適當(dāng)修正部23發(fā)送，并將根據(jù)由變換關(guān)系適當(dāng)修正部23修正后的變換關(guān)系進(jìn)行變換的容器5內(nèi)的水位向水位控制機(jī)構(gòu)17的后述供水量控制部發(fā)送。作為電源27，在本例中使用交流電源。
對于修正用水位檢測部22，是在電源30的一方連接在修正用水位檢測用電極棒21的外部電源連接端子部24上、將電源30的另一方與容器5連接的電源電路中連接有修正用水位檢測電路部31，通過通電，由于修正用水位檢測電極部25的下端與水接觸而導(dǎo)致外部電源連接端子部24和容器5之間的導(dǎo)通狀態(tài)變化，由此，檢測出容器5內(nèi)的水到達(dá)修正用水位檢測電極部25的下端而向變換關(guān)系修正部23發(fā)送。作為電源30，在本例中使用交流電源。
對于變換關(guān)系適當(dāng)修正部23，由變換關(guān)系適當(dāng)修正電路部32構(gòu)成，具有下述程序，即在將容器5內(nèi)的水與修正用水位檢測用電極棒21的修正用水位檢測電極部25的下端接觸而檢測容器5內(nèi)的水位的情況從修正用水位檢測電路31發(fā)送時(shí)，求得通過該修正用水位檢測電路部31檢測的容器5內(nèi)的水位和此時(shí)從水位檢測電路29發(fā)送來的水位的差，根據(jù)該差適當(dāng)?shù)匦拚鎯υ谒粰z測電路部29中的靜電容量與容器5內(nèi)的水位的變換關(guān)系，將適當(dāng)?shù)匦拚蟮撵o電容量與容器5內(nèi)的水位的變換關(guān)系發(fā)送到水位檢測電路部29中，適當(dāng)?shù)匦拚ㄟ^水位檢測電路29檢測的水位。
水位控制機(jī)構(gòu)17，包括比例目標(biāo)水位特定部33，根據(jù)鍋爐7的燃燒量、蒸氣壓力、向水管8供給的供水溫度、鍋爐水的導(dǎo)電度而設(shè)定水管8的比例目標(biāo)水位，并從設(shè)定的比例目標(biāo)水位根據(jù)實(shí)際的燃燒量、蒸氣壓力、向水管8供給的供水溫度、鍋爐水的導(dǎo)電度而特定比例目標(biāo)水位；和供水量控制部38，始終計(jì)算根據(jù)鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度、鍋爐水的導(dǎo)電度的檢測值而在比例目標(biāo)水位特定部33中特定的比例目標(biāo)水位與通過水位檢測機(jī)構(gòu)16檢測出的容器5內(nèi)的水位，即水管8的實(shí)際水位的差，并在實(shí)際水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止向水管8的供水，在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)控制供水量以便供水到達(dá)特定的比例目標(biāo)水位。所述燃燒量、蒸汽壓力、供水溫度、鍋爐水的導(dǎo)電度分別通過檢測鍋爐7的燃燒量并向比例目標(biāo)水位特定部33發(fā)送的燃燒量檢測部34、檢測在鍋爐7中產(chǎn)生的蒸氣壓力并向比例目標(biāo)水位特定部33發(fā)送的蒸氣壓力檢測部35、檢測向水管8供給的供水溫度并向比例目標(biāo)水位特定部33發(fā)送的供水溫度檢測部36、檢測鍋爐水的導(dǎo)電度并向比例目標(biāo)水位特定部33發(fā)送的鍋爐水導(dǎo)電度檢測部37檢測。
對于基于燃燒量檢測部34的燃燒量的檢測，可將燃燒量置換為向燃燒裝置供給的燃料量，也可以燃料量作為燃燒量而進(jìn)行檢測。
水管8內(nèi)的比例目標(biāo)水位是指與鍋爐1的燃燒量、蒸氣壓力、向水管8供給的供水溫度、鍋爐水的導(dǎo)電度對應(yīng)的水管8內(nèi)的最佳水位，是根據(jù)綜合燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度等而算出的綜合數(shù)值A(chǔ)而設(shè)定的水位。
綜合數(shù)值A(chǔ)可例如如下地計(jì)算。
鍋爐的水位、燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度為下述關(guān)系，即燃燒量增大時(shí)水位下降，蒸氣壓力上升時(shí)水位上升，供水溫度上升時(shí)水位下降，鍋爐水的導(dǎo)電度變大時(shí)水位下降。
首先，以燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度、鍋爐水的導(dǎo)電度為特定的值時(shí)的表示適當(dāng)?shù)乃坏幕鶞?zhǔn)值為1。
例如，令燃燒量100％燃燒＝1蒸氣壓力5kg/cm2＝1供水溫度15℃＝1鍋爐水的導(dǎo)電度3000μS/cm＝1
求取與燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度的值的變化對應(yīng)的表示各自的適當(dāng)?shù)乃坏母髯缘乃换鶞?zhǔn)值a、b、c、d。
例如燃燒量70％燃燒＝1.1(a)蒸氣壓力10kg/cm2＝1.3(b)供水溫度15℃＝1(c)鍋爐水的導(dǎo)電度1500μS/cm＝1.2(d)將這樣求得的基準(zhǔn)值a、b、c、d相乘，成為綜合數(shù)值A(chǔ)。
即，A＝a×b×c×d在上述中，A＝1.1×1.3×1×1.2＝1.7，綜合數(shù)值為1.7，1.7處為最佳的水位。
然后，通過將上述這樣計(jì)算出的綜合數(shù)值A(chǔ)和與該綜合數(shù)值A(chǔ)對應(yīng)的水位取值，計(jì)算并設(shè)定比例目標(biāo)水位。
比例目標(biāo)水位特定部33具有存儲部，存儲作為與燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度對應(yīng)的水管8的最佳水位而設(shè)定比例目標(biāo)水位；程序，與實(shí)際的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度對應(yīng)而特定比例目標(biāo)水位，將特定的比例目標(biāo)水位向供水量控制部38發(fā)送。
供水量控制部38具有下述程序始終計(jì)算從比例目標(biāo)水位特定部33送來的特定比例目標(biāo)水位和從水位檢測電路部29送來的水管8的實(shí)際的水位的差，并在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止向水管8的供水，在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)向供水泵9發(fā)送指令信號并控制向水管8的供水量以便進(jìn)行供水直到到達(dá)比例目標(biāo)水位。
根據(jù)如上所述低構(gòu)成的鍋爐系統(tǒng)，可如下地實(shí)施本發(fā)明的鍋爐的水位控制方法。
借助水位檢測機(jī)構(gòu)16檢測鍋爐7的水管8內(nèi)的水位，并從水位檢測電路部29向水位控制機(jī)構(gòu)17的供水量控制部38發(fā)送。
另一方面，通過水位檢測機(jī)構(gòu)17，分別通過燃燒量檢測部34、蒸氣壓力檢測部35、供水溫度檢測部36以及鍋爐水導(dǎo)電度檢測部37檢測鍋爐7運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度，并將這些檢測值發(fā)送到比例目標(biāo)水位特定部33。接收了燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度的檢測值的比例目標(biāo)特定部33從這些檢測值計(jì)算綜合數(shù)值A(chǔ)，并從設(shè)定的比例目標(biāo)水位而特定與算出的綜合數(shù)值A(chǔ)對應(yīng)的比例目標(biāo)水位而發(fā)送到供水量控制部38。
供水量控制部38始終計(jì)算從比例目標(biāo)水位特定部33送來的特定的比例目標(biāo)水位和從水位檢測電路部29送來的水管8的實(shí)際的水位的差，在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止向水管8的供水，在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)向供水泵9發(fā)出指令信號并控制向水管8的供水量，以便進(jìn)行供水直到達(dá)到特定的比例目標(biāo)水位。
由此，可令鍋爐7運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的水管8內(nèi)的水位始終為最佳水位，即與鍋爐7運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度對應(yīng)而特定的比例目標(biāo)水位，可穩(wěn)定地得到干燥度高的優(yōu)質(zhì)蒸氣，并且可有效地防止水管8的損壞并實(shí)現(xiàn)鍋爐7的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，在本例中，根據(jù)燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度而設(shè)定水管8的比例目標(biāo)水位，但也可根據(jù)燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度中的一個(gè)以上來設(shè)定水管8的比例目標(biāo)水位。
接著，說明使用上述水位檢測方法的本發(fā)明的氣水分離器的水位控制方法的實(shí)施方式。
圖3是表示實(shí)施本發(fā)明的氣水分離器的水位控制方法的鍋爐系統(tǒng)的一例的概略構(gòu)成的說明圖。
在該鍋爐系統(tǒng)中，對于與實(shí)施圖2所示鍋爐的水位控制方法的鍋爐系統(tǒng)相同的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其說明。
在該鍋爐系統(tǒng)中，鍋爐7具有氣水分離器39。鍋爐7具有鍋爐罐體15，包括向圓周方向以既定的間隔立設(shè)的多個(gè)水管8、與該多個(gè)水管8的下端連接并從供水泵9經(jīng)由供水管10而將水導(dǎo)入并向多個(gè)水管8供給的下部集流管11、與多個(gè)水管8的上端連接并將在多個(gè)水管8中生成的蒸氣集合并從蒸氣管12向負(fù)荷側(cè)送出的上部集流管13、被多個(gè)水管8包圍而形成的燃燒室14。
而且，向負(fù)荷側(cè)送出蒸氣的蒸氣管12與上部集流管13連接，在該蒸氣管12上連接有氣水分離器39。該氣水分離器39通過連結(jié)管40與下部集流管11連接，在氣水分離器中從蒸氣分離的水分經(jīng)由連結(jié)管40而回到下部集流管11中。
氣水分離器39具有檢測氣水分離器39上的水位的水位檢測機(jī)構(gòu)41、和控制向水管8供給的供水量并控制氣水分離器30內(nèi)的水位的水位控制機(jī)構(gòu)42。
水位檢測機(jī)構(gòu)41，通過令氣水分離器39中設(shè)置的金屬制容器5上安裝的水位檢測用電極棒1的水位檢測電極部與容器5之間通電，檢測氣水分離器39內(nèi)的水位。
本例的水位檢測機(jī)構(gòu)41，具有氣水分離器39中設(shè)置的金屬制容器5上安裝的水位檢測用電極棒1；水位檢測部43，通過令表面形成有作為電介體的絕緣被膜6的水位檢測用電極棒1的水位檢測電極部3和容器5之間通電而測定水位檢測電極部3和容器5之間發(fā)生的靜電容量，并將測定的靜電容量變換為水位而檢測容器5內(nèi)的水位，并向水位控制機(jī)構(gòu)42的后述供水量控制部發(fā)送；修正用水位檢測用電極棒21，安裝在容器5內(nèi)且檢測由水位檢測電極部3可檢測的水位的范圍內(nèi)的容器5內(nèi)的特定水位；修正用水位檢測部44，通過令修正用水位檢測用電極棒21和容器5之間通電而檢測容器5內(nèi)的水位到達(dá)特定水位；變換關(guān)系適當(dāng)修正部45，根據(jù)由水位檢測部43所檢測的水位和由修正用水位檢測部44所檢測的水位的差來適當(dāng)?shù)匦拚ㄟ^水位檢測部43進(jìn)行變換的靜電容量與水位的變換關(guān)系。在本例中，通過修正用水位檢測用電極棒21的修正用水位檢測部22檢測的容器5內(nèi)的特定水位為容器5內(nèi)的下位的水位。
設(shè)置在氣水分離器39上的容器5，經(jīng)由上部連通管46與氣水分離器39連通，并經(jīng)由下部連通管47與連結(jié)管40連通。安裝在容器5上的水位檢測用電極棒1檢測容器5內(nèi)的水位，在一端側(cè)具有外部電源連接端子部2，在另一端側(cè)具有水位檢測電極部3。此外，水位檢測用電極棒1被筒狀的絕緣體4保持，經(jīng)由該絕緣體4而以外部電源連接端子部2向容器5的外側(cè)突出而且水位檢測電極部3向容器5的內(nèi)部突出的方式安裝在容器5中。
對于水位檢測用電極棒1的水位檢測電極部3，由不銹鋼形成，在其表面上形成的作為電介體的絕緣被膜6由耐熱性、耐高壓性、耐藥品性高的工程塑料形成。
作為該工程塑料可以使用聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚芳醚酮等的醚酮類合成樹脂，特別優(yōu)選使用耐熱性高的聚醚醚酮。
如上所述，在表面形成有由耐熱性、耐高溫性、耐藥品性高的工程塑料形成的絕緣被膜6的水位檢測電極部3，其長度至少設(shè)定為可檢測存儲在后述比例目標(biāo)水位特定部中的設(shè)定的比例目標(biāo)水位的長度。
修正用水位檢測用電極棒21，一端側(cè)具有外部電源連接端子部24，另一端側(cè)具有修正用水位檢測電極部25，被筒狀的絕緣體26保持，經(jīng)由該絕緣體26而以外部電源連接端子部24向容器5的外側(cè)突出而且修正用水位檢測電極部25向容器5內(nèi)側(cè)突出的方式安裝到容器5上。
對于水位檢測部43，是電源27的一方連接在水位檢測用電極棒1的外部電源連接端子部2上、電源27的另一方與容器5連接的電源電路中連接有測定電路部48和水位檢測電路部89連接，所述測定電路部48，通過通電而以形成在水位檢測電極部3的表面上的絕緣被膜6為電介體而測定水位檢測電極部3和容器5之間的靜電容量，所述水位檢測電路部49，具有存儲預(yù)先設(shè)定的靜電容量和容器5內(nèi)的水位的變換關(guān)系并根據(jù)該變換關(guān)系將通過測定電路部48測定的靜電容量變換為容器5內(nèi)的水位的程序。
此外，水位檢測電路部49，將上述變換后的水位向變換關(guān)系適當(dāng)修正部45發(fā)送，并將根據(jù)由關(guān)系適當(dāng)修正部45修正后的變換關(guān)系進(jìn)行變換的容器5內(nèi)的水位向水位控制機(jī)構(gòu)42的后述供水量控制部發(fā)送。作為電源27，在本例中使用交流電源。
對于修正用水位檢測部44，是在將電源30的一方連接在修正用水位檢測用電極棒21的外部電源連接端子部24上、電源30的另一方與容器5連接的電源電路中連接有修正用水位檢測電路部50，通過通電，由于修正用水位檢測電極部25的下端與水接觸而導(dǎo)致外部電源連接端子部24和容器5之間的導(dǎo)通狀態(tài)變化，由此，檢測出容器5內(nèi)的水到達(dá)修正用水位檢測電極部25的下端而向變換關(guān)系修正部45發(fā)送。作為電源30，在本例中使用交流電源。
對于變換關(guān)系適當(dāng)修正部45，由變換關(guān)系適當(dāng)修正電路部51構(gòu)成，具有下述程序，即在將容器5內(nèi)的水與修正用水位檢測用電極棒21的修正用水位檢測電極部25的下端接觸而檢測容器5內(nèi)的水位的情況從修正用水位檢測電路50發(fā)送時(shí)，求得通過該修正用水位檢測電路部50檢測的容器5內(nèi)的水位和此時(shí)從水位檢測電路49發(fā)送來的水位的差，根據(jù)該差適當(dāng)?shù)匦拚鎯υ谒粰z測電路部49中的靜電容量與容器5內(nèi)的水位的變換關(guān)系，將適當(dāng)?shù)匦拚蟮撵o電容量與容器5內(nèi)的水位的變換關(guān)系發(fā)送到水位檢測電路部49中，適當(dāng)?shù)匦拚ㄟ^水位檢測電路49檢測的水位。
水位控制機(jī)構(gòu)42，包括比例目標(biāo)水位特定部52，根據(jù)向水管8供給的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力而設(shè)定氣水分離器39的比例目標(biāo)水位，并從設(shè)定的比例目標(biāo)水位根據(jù)實(shí)際的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力而特定比例目標(biāo)水位；將檢測供水溫度并向比例目標(biāo)水位特定部52發(fā)送的供水溫度檢測部36；通過檢測鍋爐7的燃燒量并向比例目標(biāo)水位特定部52發(fā)送的燃燒量檢測部34；檢測在鍋爐7中產(chǎn)生的蒸氣壓力并向比例目標(biāo)水位特定部52發(fā)送的蒸氣壓力檢測部35；和供水量控制部53，始終計(jì)算根據(jù)通過供水溫度檢測部36、燃燒量檢測部34、蒸氣壓力檢測部35檢測的鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力的檢測值而由比例目標(biāo)水位特定部52特定的比例目標(biāo)水位與通過水位檢測機(jī)構(gòu)41檢測出的氣水分離器39實(shí)際的水位的差，并在實(shí)際水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止向水管8的供水，在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)控制供水量以便供水到達(dá)特定的比例目標(biāo)水位。
對于基于燃燒量檢測部34的燃燒量的檢測，可將燃燒量置換為向燃燒裝置供給的燃料量，也可以燃料量作為燃燒量而進(jìn)行檢測。
氣水分離器39內(nèi)的比例目標(biāo)水位是指與向水管8供給的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力對應(yīng)的氣水分離器39內(nèi)的最佳水位，是根據(jù)綜合供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力而算出的數(shù)值而設(shè)定的水位。氣水分離器39的最佳水位是指積存在氣水分離器39中的水不與向負(fù)荷側(cè)流動(dòng)的蒸氣相伴，且可在上部集流管13中形成基于泡體的水膜的程度。
若蒸氣的速度快則積存在氣水分離器中的水與蒸氣相伴，則成為含有水分的干燥度低的蒸氣。此外，若蒸氣的速度慢，則有時(shí)在上部集流管13上不能形成基于泡體的水膜，有發(fā)生由于火焰的作用而損壞水管的上部甚至上部集流管13的情況的危險(xiǎn)。因此，在蒸氣速度快時(shí)令氣水分離器39的水位下降，在蒸氣速度慢時(shí)令氣水分離器的水位上升即可。
在本例中，根據(jù)供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力設(shè)定氣水分離器39的比例目標(biāo)水位是由于由供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力來決定蒸氣速度。即，供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力與蒸氣速度為下述關(guān)系，即供水溫度高則蒸氣速度快，燃燒量大則蒸氣速度快，蒸氣壓力高則蒸氣速度快。
比例目標(biāo)水位特定部52，具有存儲部，存儲作為與供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力對應(yīng)的氣水分離器39的最佳水位而設(shè)定比例目標(biāo)水位；程序，與實(shí)際的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力對應(yīng)而特定比例目標(biāo)水位，將特定的比例目標(biāo)水位向供水量控制部53發(fā)送。
供水量控制部53具有下述程序，始終計(jì)算從比例目標(biāo)水位特定部52送來的特定比例目標(biāo)水位和通過水位檢測電路部41檢測的氣水分離器39的實(shí)際的水位的差并在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止向水管8的供水，在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)向供水泵9發(fā)送指令信號并控制向水管8的供水量，以便進(jìn)行供水直到達(dá)到比例目標(biāo)水位。
根據(jù)上述那樣構(gòu)成的鍋爐系統(tǒng)，可如下地實(shí)施本發(fā)明的氣水分離器的水位控制方法。
借助水位檢測機(jī)構(gòu)41檢測氣水分離器39內(nèi)，即容器5內(nèi)的水位，并從水位檢測電路部49向供水量控制部53發(fā)送。
另一方面，通過水位檢測機(jī)構(gòu)42，分別通過供水溫度檢測部36、燃燒量檢測部34、蒸氣壓力檢測部35檢測鍋爐7運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力，并將這些檢測值發(fā)送到比例目標(biāo)水位特定部52。接收了供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力的檢測值的比例目標(biāo)特定部52從作為與供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力對應(yīng)的氣水分離器39的最佳的水位而設(shè)定并被存儲的比例目標(biāo)水位，特定根據(jù)送來的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力的檢測值的比例目標(biāo)水位，并將該特定的比例目標(biāo)水位發(fā)送到供水量控制部53。
供水量控制部53始終計(jì)算從比例目標(biāo)水位特定部52送來的特定的比例目標(biāo)水位和從水位檢測電路部49送來的氣水分離器39內(nèi)的實(shí)際的水位的差，在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止向水管8的供水，在實(shí)際的水位比特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)向供水泵9發(fā)出指令信號并控制向水管8的供水量，以便進(jìn)行供水直到達(dá)到特定的比例目標(biāo)水位。
由此，可令氣水分離器39內(nèi)的水位始終為最佳水位，即與供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力對應(yīng)而特定的比例目標(biāo)水位，可穩(wěn)定地得到干燥度高的優(yōu)質(zhì)蒸氣，并且可有效地防止水管8的損壞并實(shí)現(xiàn)鍋爐7的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，在本例中，根據(jù)供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力而設(shè)定氣水分離器39內(nèi)的比例目標(biāo)水位，但也可根據(jù)供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力中的一個(gè)以上而設(shè)定水管8的比例目標(biāo)水位。
權(quán)利要求
1.一種水位檢測用電極棒，以貫通金屬制容器的方式經(jīng)由絕緣體而被安裝，并具有向上述容器的外側(cè)突出的外部電源連接端子部和向上述容器的內(nèi)側(cè)突出的水位檢測電極部，用于檢測上述容器內(nèi)的水位，其特征在于，在上述水位檢測電極部的表面上，形成由耐熱性、耐高壓性、耐藥品性高的工程塑料形成的絕緣被膜。
2.如權(quán)利要求1所述的水位檢測用電極棒，其特征在于，上述工程塑料是聚醚醚酮或氟類樹脂。
3.一種使用如權(quán)利要求1或2所述的水位檢測用電極棒的水位檢測方法，其特征在于，將電源的一方與上述外部電源連接端子部連接，將上述電源的另一方與金屬制容器連接而通電，以形成在上述水位檢測電極部的表面的絕緣被膜作為電介體，測定上述水位檢測電極部和上述容器之間的靜電容量，并根據(jù)該靜電容量檢測上述容器內(nèi)的與上述水位檢測電極部接觸的水的水位。
4.如權(quán)利要求3所述的水位檢測方法，其特征在于，在上述容器中，并設(shè)檢測上述水位檢測電極部的范圍內(nèi)的特定的水位的修正用水位檢測用電極棒，并求得該修正用水位檢測用電極棒檢測的特定水位與測定上述電容量而檢測的水位的差，并根據(jù)該差修正測定上述靜電容量而檢測的水位。
5.一種使用權(quán)利要求3或4所述的水位檢測方法的鍋爐的水位控制方法，其特征在于，根據(jù)燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度、鍋爐水的導(dǎo)電度的至少一個(gè)以上設(shè)定該鍋爐的比例目標(biāo)水位，并檢測上述鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃燒量、蒸氣壓力、供水溫度以及鍋爐水的導(dǎo)電度的至少一個(gè)以上，并始終計(jì)算根據(jù)檢測出的檢測值而特定的比例目標(biāo)水位與由上述水位檢測方法檢測出的上述鍋爐的實(shí)際水位的差，并以下述方式控制供水量，即在實(shí)際水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止供水，在實(shí)際水位比特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)供水到比例目標(biāo)水位。
6.一種使用權(quán)利要求3或者4所述的水位檢測方法控制氣水分離器的水位的控制方法，其特征在于，根據(jù)鍋爐的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力的至少一個(gè)以上設(shè)定上述氣水分離器的比例目標(biāo)水位，并檢測上述鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的供水溫度、燃燒量、蒸氣壓力的至少一個(gè)以上，并根據(jù)檢測出的檢測值而特定比例目標(biāo)水位，而且通過上述水位檢測方法檢測上述氣水分離器的實(shí)際水位，并始終計(jì)算上述特定的比例目標(biāo)水位與上述實(shí)際的水位的差，并以下述方式控制供水量，即在實(shí)際水位比特定的比例目標(biāo)水位高時(shí)停止向上述鍋爐的供水，在實(shí)際水位比上述特定的比例目標(biāo)水位低時(shí)向上述鍋爐供水到比例目標(biāo)水位。
全文摘要
本發(fā)明提供可模擬地檢測收容在金屬制容器中的水的水位的水位檢測用電極棒、可模擬地檢測收容在容器中的水的水位檢測方法、使用該水位檢測方法而可得到優(yōu)質(zhì)的蒸氣的鍋爐的水位控制方法以及氣水分離器的水位控制方法。水位檢測用電極棒以貫通與鍋爐(7)連通的金屬制容器(5)的方式安裝并具有向容器(5)的外側(cè)突出的外部電源連接端子部(2)和向容器(5)的內(nèi)側(cè)突出的水位檢測電極部(3)，在其表面上形成由耐熱性、耐高壓性、耐藥品性高的工程塑料形成的絕緣被膜(6)。
文檔編號F22B37/00GK101033997SQ200710085730
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者吉成佑治, 古川英夫, 田中收 申請人:三浦工業(yè)株式會社