JPH0139012B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平衡通風式ボイラに係り、特に負荷ラ
ンバツク時の火炉内ドラフトの変動を最少限に制
御する炉内圧制御装置に関するものである。

平衡通風式ボイラでは炉内圧力が大気圧以上に
なると高温ガスが炉内から炉外へ吹き出す危険性
があるので、炉内ガス圧力を大気圧以下に保つて
運転されている。

従来、平衡通風式ボイラの炉内圧制御は、誘引
通風機の入口または出口に設置した誘引通風機ダ
ンパ、通風機入口羽根あるいは通風機の回転速度
によつて制御されていた。

例えば、第１図に示す様に誘引通風機１の入口
に誘引通風機ダンパ２を設け、この誘引通風機ダ
ンパ２の開閉によつて制御する炉内圧制御系統を
第２図に示す。

第１図はボイラの煙風道系統を示し、押込通風
機３と図示していない煙突に通ずる誘引通風機１
との間には、空気予熱器４と風道５、バーナ風箱
６、ボイラ火炉７、再熱器８、過熱器９、節炭器
１０、ボイラ出口ダンパ１１、煙道１２、脱硝装
置１３、電気集塵器１４、脱硫装置１５及び誘引
通風機ダンパ２が設けられている。

そして、炉内圧制御は第１図、第２図の誘引通
風機ダンパ２を開閉することによつて行なわれて
おり、その制御系を第２図に示す。

第２図の右側は押込通風機３の入口ダンパ１６
の開度指令と火炉ドラフトによる誘引通風機入口
ダンパ２の炉内圧制御系であり、左側のボイラ入
力信号と再熱蒸気温度はボイラ出口ダンパ１１に
よる再熱器８の蒸気温度制御系である。

誘引通風機ダンパ２の開閉は、押込通風機入口
ダンパ１６の開度指令からの信号１７を先行値と
して開度設定器１８、演算器１９、自動−手動切
替器２０、ダンパコントロールドライブ２１によ
つて誘引通風機入口ダンパ２を開閉し、これを火
炉ドラフトからの信号を目標値として制御されて
いた。

火炉ドラフト側は炉内圧力検出値信号２２と予
め炉内圧力設定器２３に記憶された炉内圧力設定
信号２４を演算器２５で比較し、比例器２６、積
分器２７、演算器２８を経て信号２９とし、この
信号２９を演算器１９に加え火炉ドラフト側の信
号２９を目標値として制御されていた。

一方、ボイラ出口ダンパ１１はボイラ入力信号
３０を先行値として再熱器８の蒸気温度が先行制
御され、演算器３１、積分器３２、演算器３３、
自動−手動切替器３４、ダンパーコントロールド
ライブ３５によつてボイラ出口ダンパ１１が開閉
され、負荷が減少した場合には負荷設定器３７を
経てボイラ出口ダンパ１１が先行値制御され、再
熱器８の蒸気温度からの検出信号３６を目標値と
して蒸気温度制御が行なわれていた。

ところが、平衡通風式ボイラにおいては送電系
統が過負荷になつて負荷の下げる場合、つまり負
荷ランバツク等により負荷を急激に減少させる場
合には燃料を急激に絞り込むことによつて炉内の
燃焼ガス量が急激に減少し、これによつて炉内圧
力が急激に変動する負圧現象が発生する。

また、この炉内圧の負圧現象は、ボイラの大容
量化と、第１図に示す様に煙道１２に脱硝装置１
３、空気予熱器４、電気集塵器１４及び脱硫装置
１５等の機器を設置することから平衡通風式ボイ
ラの誘引通風機１、押込通風機３が大形化して高
ヘツドとなることにも関連する。

つまり、ボイラの運転中に何らかの要因で燃料
が瞬時に遮断されると、炉内の発生源が急激に断
たれるために炉内の温度が急激に低下し、炉内ガ
スの容積が縮小することによつて炉内が強烈に負
圧になり、ボイラの火炉壁や煙道１２を破損に導
くが、これは燃料の遮断時に高ヘツドの誘引通風
機１がそのイナーシヤにより瞬時に停止出来ない
ために、誘引通風機１によつて炉内が益々負圧を
重ねるからである。

この炉内圧力の負圧現象の様子を示したものが
第３図であり、第３図の曲線口で示す如く炉内圧
力の制御目標レベル（直線ハ）に対して負荷ラン
バツク発生時にはマイナス（負圧）方向に急激に
下降する。

つまり、炉内圧の変動は平常運転時ではマイナ
ス10mm水柱程度であるが、それが負荷ランバツク
発生時には第３図の曲線ハで示す如く約10秒間の
間にマイナス300〜600mm水柱へと急激に下降する
負圧現象となり、この負圧現象を防止するために
第１図、第２図の誘引通風機ダンパ２を閉じるだ
けの制御では、もはやボイラの破損を防止するこ
とはできない。

このために誘引通風機１の運転を短時間の間起
動、停止を繰り返して負圧現象を防止することも
試みられたが、この起動、停止には駆動電動機の
起動電流による昇温に限界がある。

本発明はかかる従来の欠陥を解消しようとする
もので、その目的とするところは、ボイラの負荷
が急激に減少した場合でも炉内圧力の変動幅を小
さく制御できる炉内圧制御装置を得ようとするも
のである。

本発明は前述の目的を達成するために、ボイラ
出口ダンパの制御系と誘引通風機ダンパ制御系の
間に、不感領域を有し正の関数、負の関数で作動
する関数発生器を設け、ボイラ負荷急変時には誘
引通風機ダンパ制御系の火炉ドラフトにより関数
発生器を作動させ、ボイラ出口ダンパを先に閉じ
るようにしたものである。

以下本発明の実施例を第４図に基づいて説明す
る。

第４図において符号１７から符号３７までは第
２図の従来のものと同一であり、第２図のものと
異る点は誘引通風機ダンパ２の制御系とボイラ出
口ダンパ１１の制御系の間に、関数発生器３８、
負荷設定器３９が介在され、負荷ランバツク時の
ように炉内圧力が急激に減少した場合には、信号
２９を関数発生器３８、負荷設定器３０を経てボ
イラ出口ダンパ１１の制御系における演算器４０
へ伝達するようにしたものである。

関数発生器３８は第５図に示す様な特性をもつ
ている。

つまり、第５図のＡ点からＢ点は負の関数、Ｃ
点からＤ点は正の関数で、この負の関数、正の関
数では作動領域となつて作動し、Ｂ点からＣ点
（斜線部分）は不感領域で作動しない範囲である。

従つて、ボイラの運転が通常運転時には関数発
生器３８は不感領域にあるために従来のものと同
様に、誘引通風機ダンパ２は誘引通風機ダンパ制
御系の押込通風機入口ダンパ開度指令及び火炉ド
ラフトにより、ボイラ出口ダンパ１１はボイラ出
口ダンパ制御系のボイラ入力信号及び再熱蒸気温
度によりそれぞれ制御され、関数発生器３８の不
感領域にあつて作動はしない。

ところが、負荷ランバツク時のように炉内圧力
が急変した場合には、関数発生器３８の不感領域
からはずれて負の関数、正の関数の作動領域に移
行し、火炉ドラフトからの信号２９は関数発生器
３８によつて異常信号４１となり、負荷設定器３
９を経てボイラ出口ダンパ制御系の演算器４０に
加えられ、ボイラ出口ダンパ１１を信号４１によ
つて先に閉じることによつて、炉内圧力を制御す
るのである。

この様にボイラの炉内圧力が急変した場合に、
誘引通風機ダンパ２を閉じて炉内圧力を制御する
よりも、誘引通風機ダンパ２よりも上流に位置す
るボイラ出口ダンパ１１を閉じて炉内圧力を制御
する方が応答性がすぐれ、ボイラの火炉壁、煙道
等を負圧現象による破損から防止することができ
るのである。

この様にボイラ出口ダンパ２によつて炉内圧力
を制御すれば、ボイラの大容量化、煙道１２に各
機器が設置されても、或いは誘引通風機１自体が
高ヘツドになつても炉内圧力を迅速、確実に第３
図の曲線イのように変動幅を小さく制御すること
ができる。

第６図、第７図のものは他の実施例を示したも
ので、第１図のものと異る点は第１図のものにお
いてはボイラ出口ダンパ１１が一つであるのに対
し第６図のものにおいてはボイラ出口ダンパ１１
ａ，１１ｂのパラレルダンパに分割したのみであ
る。このパラレルダンパに分割することによつ
て、制御系統を第７図のようにボイラ出口ダンパ
１１ａ系は符号にａを付し、ボイラ出口ダンパ１
１ｂ系には符号にｂを付したもので、他の説明は
第４図のものと同一である。

本発明によれば炉内圧力の変動幅を小さくする
ことができると共に、炉内圧力の変動に対して応
答性がすぐれ、火炉設計圧力をより小さくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は平衡通風式ボイラの煙道系統図、第２
図は従来の炉内圧力制御系統図、第３図は負荷ラ
ンパツク時の炉内圧力の変動を示す特性図、第４
図は本発明の炉内圧力制御系統図、第５図は関数
発生器の特性図、第６図は本発明の他の実施例を
示した煙道系統図、第７図は第６図の炉内圧力制
御系統図である。 １……誘引通風機、２……誘引通風機ダンパ、
３……押込通風機、１１，１１ａ，１１ｂ……ボ
イラ出口ダンパ、３８……関数発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押込通風機と誘引通風機を備えたボイラの出
   口と誘引通風機の近傍に排ガス流量を制御するボ
   イラ出口ダンパと誘引通風機ダンパを設け、ボイ
   ラ出口ダンパはボイラ入力信号を先行値とし、再
   熱蒸気温度を目標値としてボイラ出口ダンパ制御
   系により、誘引通風機ダンパは押込通風機ダンパ
   開度信号を先行値とし、火炉ドラフトを目標値と
   して誘引通風機ダンパ制御系によりそれぞれ制御
   するものにおいて、前記ボイラ出口ダンパ制御系
   と誘引通風機ダンパ制御系の間に不感領域を有し
   正の関数、負の関数で作動する関数発生器を設
   け、ボイラ負荷急変時には誘引通風機ダンパ制御
   系の火炉ドラフトにより関数発生器を作動させ、
   ボイラ出口ダンパを先に閉るようにしたことを特
   徴とする炉内圧制御装置。