JPH0195202A - ボイラ蒸気温度予測制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、製鉄所等において多種の副生ガスを燃料とし
て受入れて燃焼させるボイラの蒸気温度の予測制御方法
に関する。

〔従来の技術〕

製鉄所からの副生ガスを燃料とする火力発電所　　　′
の蒸気温度制御は、第３図に示すように、蒸気温度（プ
ロセス値）をフィードバックして減算器に導き、と＼で
ボイラの蒸気温度の設定値と比較減算し、調節器を経て
操作端指令値を発生させている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の製鉄所の副生ガスを燃料とする共同火力発電所等
では熱量の異なる多種多様な燃料を受入れており、しか
も発電負荷変動も併うために、日常の運転操作は極めて
複雑であり制御もむすかしい。特に、蒸気温度制御に関
しては、上記第３図に示すような従来のフィートノｔツ
ク制御では燃料変化が開始されてからこれをフィードバ
ックして操作端に対する信号を出力しているので時間的
遅れが避けられず、充分な制御性を得ることは困難であ
った。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、製鉄所等の多種の副生ガスを燃料として受
入れて燃焼させるボイラの蒸気温度制御装置において、
実際の蒸気温度とボイ２の設定された設定温度値との偏
差値を求め、各種燃料のデマンドと変化目標値とを変数
とする予測先行信号発生器よりの信号と上記偏差値に基
く信号を加算器にて加算して操作端指令値である本信号
を実際の燃料の変化が開始される以前に作成し、上記本
信号を少くとも燃料の変化が開始される時点までにボイ
ラの蒸気温度を制御する信号として発信するようにした
。

〔作用〕

燃料の流量等の状態変数の変数名を各燃料種別にＸ、、
Ｘ２．・・・、Ｘｍ（本明細書ではこれを燃料デマンド
と呼ぶ）とし、蒸気温度に関係する操作量（例えばスプ
レー水制御弁又は制御ダンパの開度）をｙｌ、ｙ２．・
・・、ｙｎとすると、これらの間には次の関係が成立す
る。

Ｙ□＝　ｆｌ　（Ｘｌ　＊　Ｘ２　＊　−＊　ｘ！ｎ）
　　　　　　（１）（１＝１〜ｎ） （１）式がボイラ出口条件を設定値とする為の関係式と
なる。これを静特性データとして本発明においては、蒸
気温度制御を実行する計算機に記憶させる。

一方、各燃料の流量等の状態変数を変化させる場合、そ
の燃料変化目標値をｘ　７　、　ｘ　：、・・・、ｘ二
とすると燃料変化完了後の関係式として以下が得られる
。

Ｙｒ　＝　ｆｌ（Ｘ：　＋　Ｘ２　ｐ　−＊　ｘＢ）　
　　　（２）上記（１）　、　（２）式より、操作量ｙ
□の予測先行信号ｚ１は次式で得られる。

ｚｉ＝ｙｉ＋Ｗｉ（ｙｉ　　ｙｌ）　　　　　　（３）
ここで、Ｗｌは設定値変更をどれだけ効かすかという重
みを与える調整パラメータであって、この値は、 ０＜Ｗよ≦１．０ の範囲内で任意に！Ｉｌｌ整できる。このノラメータＷ
□の値は現地での試運転等に基づいて決められる。

Ｗ□＝Ｏの時は設定値が変化しても先行信号ｚ１は変化
しない。即ち、設定値変更に併い実際の発電量、燃料流
量等が変動してはじめて予測先行信号も変化すること＼
なる。逆Ｋｗ１＝１の時は設定値変更に併いすぐに予測
先行信号は変化するとと＼なる。

本発明では、上記の通り、実際の蒸気温度をプロセス値
とし、設定されたボイ２の設定温度値との偏差を求め、
調節器等を通じて信号を出力する。

一方各種燃料のデマンド信号とその変化目標値とを変数
とする上記（３）式に示される先行信号を予測先行信号
発信器より出力する。

上記両信号を加算器で加算して操作端（例えば（スプレ
ー水制御弁又は制御ダンパ）への指示値である本信号を
実際の燃料の変化が開始される以前に作成する。

上記のように予め作成された本信号を少くとも燃料の変
化が開始される時点までにボイラの蒸気温度を制御する
信号として操作端へ発信してボイラの制御を行う。

このようにして、本発明においては、予め作成された各
種燃料のデマンド信号と変化目標値とを変数とする予測
先行信号を加味してボイラの予測制御を行うことによっ
て、燃料の変化が行われる場合に操作端の先行動作が可
能となり、時間的遅れがなく十分な制御性を得ることが
できる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図及び第２図によって説明する
。

第１図において、ｌは減算器であって、プロセス値とし
ての実際の蒸気温度がフィードバックされると共に蒸気
温度の設定値が入力され、こ＼で両者を減算した上、調
節器２、加算器３を経て操作端指令値が出力される。

一方、予測信号発生器４においては、各種燃料のデマン
ドと変化目標値が入力され、両者を変数とする上記（３
）式に示される予測先行信号２□が実際の燃料の変化が
開始される以前に計算される。

この信号は上記加算器３に入力され、こ＼で上記実際の
蒸気温度と設定蒸気温度の偏差に基づく信号に加算され
て本信号が作成される。この加算された本信号出力が遅
くとも燃料の変化が開始される時点までに操作端指令信
号として、ボイラの蒸気温度を制御する過熱器又は再熱
器のスプレー弁、バーナチルトダンパ、ガス分配ダンノ
等に出力されてボイラの制御が行われる。

燃料の変化を行う場合は、第２図に示すように、例えば
燃料変化プッシェボタンＰＢを操作してからＴ１の時間
遅れをもって燃料の変化が開始される。本実施例では上
記の通り各種燃料のデマンドと変化目標値とを変数とす
る予測先行信号ｚ１を予めプッシェボタンＰＢを操作し
た時点で作成し、これを少くとも燃料変化が開始される
時点までにおいて操作端の指令信号として出力する。

このために、第２図に示すように、予め制御端に出力さ
れた予測先行信号ｚ１に従って、制御端の先行動作が行
われ、時間的遅れがなくボイラの制御が行われることに
なる。

本発明を製鉄所の副生ガスを燃料とするボイラに適用し
た一例を示すと次の通りである。

燃料は、重油なは−ス燃料として高炉ガス（ＢＦ’Ｇ）
、コ−りｙ、ｆｐＮス（ＣＯＧ）、及ヒ高炉カス又はコ
ークス炉ガスと転炉ガスとの混合ガス（ＭＸＧ）がある
。

変化幅（ＫＮｍ３／Ｈ／缶〕変化速度（ＫＮｍシ１）Ｂ
Ｐ’０　　５０〜３００　　　　　１０ＣＯ０５〜２０
　　　　　　１ ＭＸ０　　１０〜６０　　　　　　４ 負荷　　定格５０％以上　　　　３ＭＷ／分上記の負荷
変化及び燃料変化に対して、その全域で主蒸気温度及び
再熱蒸気温度の設定値に対する偏差を５％以内に押える
ことができた。

〔発明の効果〕

本発明では、実際の蒸気温度と設定温度値との偏差値に
予め作成された各種燃料デマンドと変化目標値とを変数
とする予測先行信号を加算し、これを少くとも燃料が開
始される時点までボイラの蒸気温度の制御信号として発
信することによって、ボイラの操作端を先行作動させる
ことができる。

このために、製鉄所等からの多種多様な副生ガスを受入
れて燃焼させるボイラにおい【、時間的遅れがなく複雑
な条件に対応してボイラの蒸気温度の予測制御を正確に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に使用されるボイラ蒸気温度
制御装置の説明図、第２図は第１図に示されるボイラ蒸
気温度制御装置における操作量の予測先行信号ｚ１と時
間との関係を示す線図、第３図は従来のボイラ蒸気温度
制御装置の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多種の副生ガスを燃料として受入れて燃焼させるボイラ
   の蒸気温度制御装置において、実際の蒸気温度と設定さ
   れたボイラの設定温度値との偏差値を求め、各種燃料の
   デマンドと変化目標値とを変数とする予測先行信号発生
   器よりの信号と上記偏差値に基く信号を加算器にて加算
   して操作端指令値である本信号を実際の燃料の変化が開
   始される以前に作成し、上記本信号を少くとも燃料の変
   化が開始される時点までにボイラの蒸気温度を制御する
   信号として発信することを特長とするボイラ蒸気温度予
   測制御方法。