解説 - 問題 12

次の各文章及び図の【1】～【18】の中に入れるべき最も適切な字句又は式をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。なお、【1】、【3】、【4】及び【11】は2箇所以上あるが、それぞれ同じ記号が入る。(配点計50点)

(1) 図は水管ボイラの制御系を示したものである。水管ボイラは、燃焼熱を発生する火炉と水管群やドラムのボイラ本体から構成されている。ボイラは燃焼、伝熱、圧力及び温度などの変化が同時並行し、関連しながら蒸気を発生するため、多変数制御系とみることができる。
その主な制御としては、蒸気需要の変動により変化するドラム圧力を一定に保つ「圧力制御」とドラム液面を維持する「液面制御」がある。

(図は省略)

1) ドラム圧力制御では、火炉の燃焼量を増減することによりドラム圧力を一定としている。具体的には、ドラム圧力調節計の出力により燃料流量調節計の設定値を与えている。このような調節計の階層構造を【1】と呼ぶ。ここで、ドラム圧力調節計を【2】調節計、燃料流量調節計を【3】調節計と呼ぶ。
また、【1】を採用することにより、燃料系の供給圧の変動といった外乱を【3】調節計で吸収することにより、それがドラム圧力の変動に及ぶことを防止できる。

2) 燃焼においては、燃焼用空気を過大に供給すると排ガス量が増え、排ガスの持ち出す熱損失が増大する。そこで適正な空気比になるように、【4】を適用することにより燃焼用空気量を調節している。

3) こういった【1】や【4】は一般に、目標値が時間とともに変化する【5】の中の一つである。