ボイラーの構造に関する知識
ボイラーを見るときは、先に「水（または蒸気）がどの空間を満たしているか」を確認する。丸ボイラーでは、厚い胴の内側に水があり、燃焼ガスは炉筒や煙管の中を通って水を外側から温める。水管ボイラーでは逆で、水が細い管の中を流れ、燃焼ガスはその管の外側を洗う。同じ「管」でも、煙管はガスが中、水管は水が中である。この位置関係が分かると、容量や圧力の向きも想像しやすい。胴に大量の水をためる丸ボイラーは保有水量が多く、立ち上がりに時間がかかりやすい。管に水を流す水管ボイラーは伝熱面を増やしやすく、中高圧・大容量に向く。
鋳鉄ボイラーは、あらかじめ鋳造したセクションをボルトなどでつなぎ、必要な伝熱面積になるまで積み上げる。現場で分解して搬入できるため、既存建物への後付けに向く。一方、鋳鉄は引張に弱く、高い内圧には向かない。蒸気を使う場合でも圧力は低く抑えるのが普通で、温水ボイラーとして使う例も多い。セクション間の接合部は漏れの点検箇所になる。鋼製の胴・管で一体に作る丸ボイラーや水管ボイラーとは、「現場で組むか、工場で大きな胴を持ってくるか」が違う。
貫流ボイラーでは、給水が一本の長い加熱管を一方通行で流れ、加熱・蒸発・過熱が管内で連続して起きる。途中に水をためて蒸気と分ける大きなドラムを置かない。保有水量が少ないので起動と停止が速く、負荷変動への追随も速い。その代わり、給水が止まると管がすぐに焼ける危険がある。水位計で「胴の中の水面」を見るタイプではなく、流量・温度・圧力で状態を見る。丸ボイラーや自然循環水管ボイラーの「水面管理」と同じ感覚で扱うと見誤る。
水管ボイラーの水の動かし方は三つに整理できる。自然循環は、下降管の水と上昇管の蒸気水混合物の密度差で循環が起きる。ポンプを循環の主因にしない。強制循環は、循環ポンプで水を管群へ押し込む。高圧になって密度差が小さくなる領域でも循環を確保しやすい。貫流は循環ループを持たず、入った水が蒸気になって出ていく。現場で図を見るときは、「ポンプが循環用か、給水用か」「ドラムがあるか」を先に探すと種類を取り違えにくい。
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