JPH0225091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ボイラ低負荷時の空気流量制御方法
に関し、特に低負荷時に炉内通過ガス量を一定に
維持するのに好適なボイラ自動制御方法に関する
ものである。

ボイラ起動時および25％以下の低負荷時におい
ては、空気流量を25％一定とし、使用中のバーナ
油圧に見合つた、ウインドボツクスと火炉の差圧
を維持するように、不使用バーナ用エアレジスタ
ーを開閉させて段階状に追従させる制御を行つて
いる。

25％空気流量に保つのは、万一の失火時にも炉
内ガス流れパターンが変らず、爆発に到るのを防
ぐためである。上記操作を自動で行なうには、空
気流量を押込送風機（FDF）入口ベーンで制御
し、一方、ウインドボツクスと火炉の差圧を制御
するためには、不使用バーナエアレジスターの順
序を決め、それらの開く個数（開口面積）を選択
して行つている。すなわち従来の空気流量制御方
法を第３図および第４図に示す。第３図におい
て、５０は風道、５１は空気量信号発信器、５２
は燃料油流量発信器、５３は燃料油圧力発信器、
５４は不使用バーナ用エアレジスタ開閉指示器、
５５はウインドボツクス−火炉差圧発信器、５７
は押込通風機入口ベーン操作機、５８は押込通風
機入口ベーン、５９は押込通風機、６０は燃料油
供給管、６１は不使用バーナ用エアレジスタ操作
機、６２は空気予熱器、６３は使用バーナ、１４
ａは使用バーナ用エアレジスタ、１４ａは不使用
バーナ用エアレジスタである。前述のように空気
流量を押込通風機入口ベーン５８で制御するに
は、燃料油の流量を燃料油流量発信器５２で検出
し、それに見合つた空気量になるように空気量信
号発信器５１で発信し、押込通風機入口ベーン５
７により該入口ベーン５８を制御して押込通風機
５９の風量を制御する。これにより燃料油量に見
合つた空気量が供給される。一方、燃料油量に見
合つて、何本のバーナを使用するかは、別途燃料
油の圧力の上限および下限を制限することにより
決定される。そして使用するバーナ６３が何本に
なるか決まれば、そのバーナへ空気が送られるよ
うにバーナエアレジスタ１４ａが開かれる。この
場合、バーナが何本使用されるかによつて燃料油
圧が変化する。例えばバーナ１本使用していたと
ころへ油量が別途指令で増加し、燃料油圧が設定
上限に達すると、２本のバーナを使用するように
なり、この時燃料油圧はステツプ状に低下する。
他方、バーナを１本使用している時と２本使用し
ている時とでは、そのバーナのエアレジスタから
供給される空気量も燃料油量に見合つて変化す
る。また同じ本数のバーナを使用している時でも
油量が変われば油圧も変化する。この時使用して
いるバーナのエアレジスタは開のままにしてお
き、使用していないバーナのエアレジスタを開け
ば、空気の出口が全体として増加し、使用してい
るバーナへの空気量が減少する。

上記の操作を燃料油圧発信器５３の油圧と、ウ
インドボツクス（エアレジスタ入口）−火炉間の
差圧を信号として不使用バーナ用エアレジスタ開
閉指示器５４、不使用バーナ用エアレジスタ操作
機６１により不使用バーナのエアレジスタ１４ｂ
を開閉することにより行う。すなわち使用するバ
ーナ本数がステツプ状に変化するのに対応して、
使用していないバーナのエアレジスタをステツプ
状に変化するわけである。第４図にこの状況を示
すが、燃料油圧が増加すると、使用していないの
バーナのエアレジスタをステツプ状に閉めていく
のである。以上を要約すれば、全体として必要な
空気量は全燃料油に見合つて押込通風機入口ベー
ンの制御により供給し、使用しているバーナへの
個々の空気量の制御は使用していないバーナのエ
アレジスタの開閉で行う。この場合どの順序で開
閉するかは予め定めておけばよい。

しかし、上記のような制御方法では、階段状の
空気量変化が生じることと、余剰空気が遊休エア
レジスターから流入する分だけ過剰空気率が増
し、起動時および低負荷時のNO_xを高くする要
因となつており、空気過剰率の低減と、なめらか
な空気量制御が望まれている。一方、高負荷時の
NO_x低減対策は種々開発されているが、起動時
および低負荷時にはガス温度も低く、脱硝装置を
有効に使用することも出来ないため、起動時およ
び低負荷時のNO_x低減が望まれている。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、排ガス中の酸素量を減らし、かつエアレジ
スターの開閉によることなく、炉内を通過するガ
ス量を最大連続負荷時のそれの約25％一定に（以
下最小ガス量ということがある）制御させること
により、簡単な制御装置によつてなめらかな合計
流量の安定な制御と過剰空気量の低減による排ガ
ス中のNO_x低減の可能な、起動時および低負荷
時のボイラー空気流量制御方法を提供することに
ある。

要するに本発明は、複数のバーナ、二段燃焼ポ
ートおよび再循環ガス供給系統を備え、ボイラの
低負荷運転時に必要な最小ガス量を空気および再
循環ガスの合計ガス量で確保するボイラ空気流量
制御方法において、再循環ガス圧力を空気圧と等
しくするように制御して遊休バーナへの空気の漏
れ込みを防止し、前記最小ガス量を二段燃焼ポー
トへの空気量および再循環ガス量の制御により確
保することを特徴とするものである。

第１図は、ボイラ排ガスを再循環のために遊休
エアレジスター部に供給する場合の系統図を示
す。ボイラ火炉１で発生した燃焼排ガスは、２次
過熱器２、再熱器３、１次過熱器４、節炭器５を
経て流出する。この節炭器５の出口排ガスの一部
は、ガス再循環送風機６により昇圧され、煙道お
よびダンパ７を介して炉底に供給され、再熱蒸気
温度制御に使用される。この再循環ガスラインは
分岐して煙道８、ガス圧力調整ダンパ９、再循環
ガス締切ダンパー１０を経てバーナ入口風道に接
続される。バーナ風箱１１に供給される燃焼用２
次空気は、風道１２、バーナ風箱入口ダンパ１３
を経て供給され、エアレジスタ１４で旋回を与え
られて炉１内へ送られる。遊休バーナのエアレジ
スタ１４は全閉されており、バーナ風箱入口ダン
パ１３も全閉し、当該バーナ用再循環ガス締切ダ
ンパ１０を開いてバーナ風箱入口ダンパー１３と
エアレジスタ１４間に排ガスを封入する。この封
入されるガス圧力は、２次風道１２の圧力発信器
１５とガス圧力発信器１６の圧力が等しくなるよ
うに、差圧演算器１７、比例積分演算器１８で作
られた偏差信号により、コントロールドライブ１
９を介してガス圧力調整ダンパ９を制御する。

上記のようにガスを封入することにより、使用
バーナエアレジスタから流れる空気量のほかは遊
休バーナエアレジスタからの空気漏れ込みはな
く、節炭器出口排ガス中の酸素濃度と燃焼バーナ
部の酸素濃度が近似してくるため、監視制御に有
効であるばかりでなく、低負荷時のボイラ出口排
ガス中に持去られる過剰空気量が減り、この空気
の持去る熱量分だけボイラ効率は向上する。

さらにこの方法は起動時制御にも効果があり、
合計の２次空気量を25％としていたものを、これ
を減少させ、他は排ガスを流すことにより、火炉
以降のガス量を最小ガス量に維持することができ
る。このように低負荷時にも過剰空気量を減じる
ことにより、発生する窒素酸化物を低減させるこ
とが可能となる。

一方、二段燃焼用NOポート２１には、２次風
道１２から分岐された空気がNOポートダンパー
２０を経て供給され、このダクト内にもダンパー
２５を通して再循環ガスを供給混合させ得る系統
としている。

以上の空気流量および再循環ガス流量の制御系
統を第２図に示す。各段のバーナ用空気量は、各
段毎の燃料量発信器３９と空気流量発信器２２の
偏差演算器３２および比例積分器３４で演算さ
れ、コントロールドライブ３８で各段空気制御ダ
ンパー１３，２０および２５を調節することによ
り制御される。このように空気量は燃料量に見合
つて制御されるので、低負荷時の炉内通過ガス量
を常に最小ガス量に保持される。このため、全て
の段の空気量は、発信器２２、NOポート用空気
流量発信器２３、混合ガス流量発信器２４の合計
量を加算器３１で加算され、これと設定値３３と
の偏差３２を比例積分３４で処理して制御され
る。通常運転時はNOポートダンパー２０はプロ
グラム制御され、負荷要求信号の関数３６として
開度が決まるが、この信号は低負荷時０％近いの
で、上記制御信号が高選択リレー３５を通つてこ
れらの信号のうち高い方の値を選択し、ダンパー
開度を決めることになる。混合ガスを使うとき
は、NOポート空気ダンパーの手動自動操作器３
７を全閉に手動操作すると、混合ガス側のダンパ
ー２５が開いてNOポートから混合ガスのみ流
れ、炉内通過ガス量が最小ガス量となるように制
御される。ここで再循環ガスとは、第１図のガス
再循環送風機６を経由し、再循環ガスダンパー７
または煙道８を通過するガスで、ボイラ炉１から
出たガスがボイラ炉へ再循環するものをいい、ま
た排ガスとは第１図でボイラ炉１から出る燃焼ガ
スをいい（これは通常、二次過熱器２、再熱器
３、一次過熱器４および節炭器５を経て排出され
る）、また混合ガスとは前記再循環ガスのうち第
１図のガス圧力調整ダンパー９を通過するガスを
いうなお、第２図中、４１は右からの信号と左か
らの信号を乗ずる意味を示す記号である。

本発明において、制御回路の構成は、空気流量
を排ガス混合の後流側で計測する場合には変わる
ことになるが、基本的には、空気と排ガスの合計
量から算出して炉内通過ガス量を最小ガス量に維
持するところが本発明の要点であり、従つて自動
化の方法により、混合ガスダンパーから混合ガス
を全空気量が25％より減少した分だけ供給する回
路構成をとることも可能である。

以上、本発明方法によれば、低負荷時の空気流
量を燃料量に見合つて絞り込むことができるの
で、排ガス量が減少するとともに排ガス中の酸素
濃度も低く維持することができる。このため、低
負荷効率が向上し、かつ最大連続負荷時の約25％
に相当する一定の炉内ガス量を維持することがで
き、炉内爆発未然防止上も極めて有効である。さ
らに排ガス中の酸素濃度が低下することにより、
窒素酸化物も大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による空気流量制御方法の一
実施例を示すボイラ煙風道系統図、第２図は、そ
の空気流量制御部分系統図、第３図は従来の空気
流量制御方法の一例を示すボイラ煙風道系統図、
第４図は不使用バーナエアレジスタ開個数と燃料
油圧との関係を示す図である。 １……ボイラ炉、６……ガス再循環送風機、７
……再循環ガスダンパ、８……煙道、１６……ガ
ス圧力発信器、１９……コントロールドライブ、
２０……NOポートダンパー、２１……NOポー
ト（二段燃焼用）、２２……各段空気流量発信器、
２３……NOポート空気流量発信器、２４……混
合ガス流量発信器、２５……NOポート混合ガス
ダンパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のバーナ、二段燃焼ポートおよび再循環
   ガス供給系統を備え、ボイラの低負荷運転時に必
   要な最小ガス量を空気および再循環ガスの合計ガ
   ス量で確保するボイラ空気流量制御方法におい
   て、再循環ガス圧力を空気圧と等しくするように
   制御して遊休バーナへの空気の漏れ込みを防止
   し、前記最小ガス量を二段燃焼ポートへの空気量
   および再循環ガス量の制御により確保することを
   特徴とするボイラ低負荷時の空気流量制御方法。