JPH03294590A

JPH03294590A - 回収ボイラの燃焼制御方法

Info

Publication number: JPH03294590A
Application number: JP9202790A
Authority: JP
Inventors: Haruhisa Komatsu; 小松　治久; Yasuo Bandai; 萬代　弥寿夫; Kiyoshi Matsumoto; 清松本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1991-12-25
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JP2836901B2

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】［産業上の利用分野コ本発明はバルブ製造工程にて生ずる黒液という特殊な燃
料をチャーベット燃焼という特殊な燃焼をさせて、蒸気
を発生させるとともに、チップ蒸解用薬剤を回収する回
収ボイラの燃焼制御方法に関する。

［従来の技術］紙バルブ製造プラントにおいて、チップ蒸解工程から廃
液として黒液が排出される。黒液は濃縮装置において濃
縮されたのち濃黒液タンクに貯蔵され、そこから黒液ヒ
ータに導き、蒸気で加熱した後、黒液噴射ガンにより回
収ボイラの炉内に噴射する。

炉内に散布された黒液は浮遊乾燥し炉底部に堆積してチ
ャーベットを形成するので燃焼用空気を送り込み、チャ
ーベット内の有機成分を燃焼させる。

発生熱は炉内および排ガス流路の伝熱管で熱交換され蒸
気として取り出される。一方、チャーベット内の無機成
分はチャーベット上の高温還元雰囲気内で還元され、蒸
解用薬剤原料のスメルトとしてスバウトロより回収され
る。

ところで、前記回収ボイラは黒液の燃焼による蒸解用薬
剤の還元回収と蒸気の発生という２つの主目的を有して
いるが■バルブ生産工程の上流プロセスの操業変化やチ
ップ材種の違いによる黒液濃度、組成の変動、■黒液噴
射ガンの散布状態の変化などによるチャーベット形状の
変動、０周壁に付着した黒液噴射物の不規則な落下、■
過熱器およびアッシュホッパー等からの灰塊の突発的な
落下、■空気孔の汚れによるドラフト損失の変動等の外
乱があり、これら外乱に対して高効率・低公害で安定し
た連続運転を維持することは非常にむつかしく、従来は
回収ボイラの運転は熟練した運転員の経験と勘にたよる
ところが大きかったが、それでも常に良好な燃焼状態で
連続運転することは困難であった。

［発明が解決しようとする課８］回収ボイラ前記のような種々の外乱が時々刻々変化する
こと、また、その外乱を正確にオンラインで把握するこ
と自体が困難である。しかるに、従来は運転員による回
収ボイラの巡回や燃焼状態を表すプロセスデータの総合
的な監視により燃焼状態を推定して運転していた。

このため常に良好な燃焼状態で運転することは７つ６非常な熟練を要し、更に運転員が燃焼状態の変動を見逃
したために回復操作が遅れ、回収ボイラの安定操業、高
効率操業が困難となるおそれがあった。

そこで、本発明は回収ボイラの燃焼状態の変動を常時監
視し、回復操作を自動的に行うことができ、常に良好な
燃焼状態を維持し得、回収ボイラの安定な連続運転およ
び高効率・低公害操業を容易に実現できる回収ボイラの
燃焼制御方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための・手段］本発明は、炉内の燃焼状態を表すプロセスデータを常時
把握し、その瞬時値と傾向値とに基づいて燃焼状態予測
手段により燃焼状態を予測診断し、（１）炉内の燃焼状
態が低下傾向にあると予測されたとき燃焼状態調整手段
により上記炉内に導入される燃焼用空気の供給量や黒液
温度などの運転条件を変化させて、常時、安定な燃焼状
態を維持し、又（２）炉内の燃焼状態が安定であると予
測されたとき燃焼状態調整手段により炉内の熱損失が最
小になる燃焼用空気の供給量と黒液温度の目標値の組合
せを求めその値に燃焼用空気の供給量と黒液温度の目標
値を一致させるようにしたものである。

［作用］このような手段を講じたことにより、炉内の燃焼状態を
表すプロセスデータの瞬時値、傾向値とに基づいて燃焼
状態が予測されるとき、炉内に導入される燃焼用空気の
供給量や黒液温度などの運転条件は燃焼状態を改善する
ように操作されて良好な燃焼状態が維持される。

［実施例〕以下、本発明の一実施例を第１図及び第５図を参照しな
がら説明する。

第１図は本発明の燃焼制御方法に関する燃焼制御装置２
７を適用した回収ボイラの概略構成を表す系統図である
。同図において回収ボイラ１にはチップ蒸解工程から排
出された黒液Ａが濃黒液タンク２を通り、黒液ヒータ３
にて蒸気ライン４を流れる蒸気によって加熱された後、
黒液噴射ガン６により炉１内に噴射され、炉１内に散布
された黒液Ａ′は浮遊乾燥して落下し炉底部にチャーベ
ット８を形成する。

このチャーベット８は、上段の燃焼用空気供給ライン７
ａ、７ｂ、７ｃから供給される燃焼用空気Ｂｌ、Ｂ２．
Ｂ３によって燃焼が促進される。

この時、チャーベット８上の高温還元雰囲気内で還元反
応が行われ、蒸解用薬剤の原料であるスメルトＣが炉底
部のスバウトロ９から回収される。

また、このチャーベット８の燃焼によって生ずる燃焼排
ガスＤは、煙突１５から排出される。

方、給水ライン１０から供給される水Ｅは節炭器１１、
本体バンク１２、およびスーパヒータ１３の各伝熱部で
燃焼排ガスと熱交換が行われ、蒸気ライン１４から高温
高圧の蒸気Ｆとして取り出される。

燃焼制御装置２７は、炉内の燃焼状態を表すプロセスデ
ータとして、黒液通過路に設けられた黒液濃度検出器１
７にて検出された黒液濃度データＰＶＩ、回収ボイラ１
の炉壁等に設けられた炉内温度検出器１８にて検出され
た炉内温度データＰＶ２、排ガス流路に設けられた排ガ
ス検出器１９にて検出された排ガスのＳＯｘ　、０２　
、ＮＯｘ　。

Ｃｏ（７）各濃度デー９ＰＶ３．ＰＶ４．ＰＶ５゜ＰＶ
６を取り込む。そして燃焼制御装置２７は、第３図に示
すように■ＰＶＩ、ＰＶ２．　・・・、　ｐｖｅの瞬時
値と傾向値から一定時間後のＰＶＩ、ＰＶ２゜・・・　
ＰＶ６の値を予測して炉１内の燃焼状態を診断する機能
、■炉１内の燃焼状態が低下傾向にあると予測診断され
たとき、燃焼状態調整手段により熟練運転員の経験や知
識と設計データに基づいた調整規則に応じて燃焼用空気
供給ライン７ｂ。

７Ｃから炉１内に供給される空気量と黒液温度とに対す
る目標値ＳＶ１．ＳＶ２．ＳＶ３を燃焼状態が回復する
方向に変更する機能と、■炉１内の燃焼状態が安定であ
ると予測診断されたとき、燃焼状態調整手段により、炉
１内の熱損失がＳＯＸ。

ＮｏＸ、Ｃｏの公害規制値内で最小になる燃焼用空気の
供給量と黒液温度の目標値ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３を算出し、
この算出値に基づいて燃焼用空気の供給量と黒液温度の
目標値を調整する機能とを有している。

一方、空気量目標値ＳＶＩおよびＳＶ２は、２−３次空
気ｊｌ調節計２４．３次空気量調節計２６にそれぞれ与
えられ、空気量検出器２３．２５にて検出された空気量
が目標値に一致するように空気ダンパが調節される。ま
た、黒液温度目標値ＳＶ３は蒸気量調節計２０に与えら
れ、黒液温度検出器１６にて検出された黒液温度が目標
値に一致するように蒸気量調節弁５の開度が調節される
。

第２図は前記燃焼制御装置２７の具体的構成を示すブロ
ック図である。プロセスデータ処理部３０は、前記各プ
ロセスデータＰＶＩ、ＰＶ２．・・・ＰＶ６を所定の周
期で取込み、特にプロセスデータＰ　Ｖ　３　、　　Ｐ
　Ｖ　４　、　　Ｐ　Ｖ　５　、　　Ｐ　Ｖ　６　ハフ
　イルタＩＪング処理を施した後、工学値に変換し、そ
の結果はプロセスデータ記憶部３１に、プロセスデータ
ＰＶＩはＰＶＩ’　　ＰＶ２はＰＶ２’　、ＰＶ３１ｔ
Ｐ　Ｖ　３　’　　Ｐ　Ｖ　４　ｉ；Ｌ　Ｐ　Ｖ　４　
’　　Ｐ　Ｖ　５　Ｇｅｔ　Ｐ　Ｖ　５　’ＰＶ６はＰ
Ｖ６’　　として格納される。許容値データ設定部３２
は、前記各プロセスデータＰＶＩ。

ＰＶ２．・・・、ＰＶ６の許容上限レベル、許容下限レ
ベルの許容値データＬＶｉ　　（ｉ＝１．１２）をそれ
ぞれ設定するものであり、設定された各許容値データＬ
Ｖｉ　　（ｉ＝１．１２）は許容値データ記憶部３３に
格納される。調整規則設定部２８は、熟練運転員の経験
や知識、設計データに基づいた複数の調整規則ＪＲｉ　
（ｉ＝１．６４）を設定するものであり、設定された調
整規則は調整規則記憶部２９に格納される。

燃焼状態予測部３４は具体的には第３図に示す回路構成
をなしている。すなわち、前記プロセスデータ記憶部３
１からプロセスデータＰＶＩ’ＰＶ２’　、・・・、Ｐ
Ｖ６’を続出し、最初にプロセスデータＰＶＩ、ＰＶ２
．・・・、ＰＶ６の予測を行い燃焼予測信号Ｑｌ、Ｑ２
．・・・、Ｑ６を送出し、次にその燃焼予測信号Ｑｌ、
Ｑ２．・・・、Ｑ６の論理和をとりオン、オフの出力信
号Ｒを送出する。

出力信号ＲはＰＶ１’　、ＰＶ２’　、−＝、ＰＶ６’
のうち１つ以上が燃焼異常と予測されたときにオン、全
て燃焼正常と予測されたときにオフにするものとなって
いる。

燃焼予測回路３７は、具体的には第４図に示す機能構成
をなしている。すなわち、プロセスデータＰＶＩ’をプ
ロセスデータ記憶部３１から読出して最初に、変化量検
出手段３９によりプロセスデータについて変化量を検出
し、予測演算手段４０により一定時間のＰＶ１’の値Ｐ
Ｖ１を算出する。

次に比較手段４１により出力信号Ｑ１は、プロセスデー
タＰＶＩ’に該当する許容上限値データＬ■１と許容下
限値データＬＶ２を許容値データ記憶部３３から読出し
て比較し、予測値Ｐｖ１が許容値を超える場合は、オン
、許容値以内の場合はオフするものとなっている。

燃焼状態調節部３５は、前記燃焼状態予測信号Ｒをトリ
ガーとして燃焼用空気の供給量と黒液温度に対する目標
値Ｕｌ、Ｕ２．Ｕ３を算出するものであって、具体的に
は第５図に示す回路構成になっている。

燃焼状態調節部３５は、前記燃焼状態予測信号Ｒを所定
の周期で演算切換回路４２に取り込み、燃焼状態予測信
号Ｒがオンの時は、調整演算回路４３を作動させ、逆に
オフの時は調整演算回路４４を作動させる。

１）調整演算回路４３は、起動されると初めに、燃焼状
態予測部３４から燃焼予測信号Ｑｌ、Ｑ２゜・・・　Ｑ
６を、プロセスデータ記憶部３１力）らプロセスデータ
ＰＶ１’　、ＰＶ２’　、−、ＰＶ６’を取込む。

次に、燃焼予測信号Ｑ１．Ｑ２．・・・、Ｑ６オン、オ
フの組合せに対応する調整規則ＪＲｉを調整規則記憶部
２９から読出す。上記読出されたプロセスデータＰＶ１
’　、ＰＶ２’　、　・、ＰＶ６’　と調整規則ＪＲｉ
を用いて最適調整演算が行われ、燃焼用空気の供給量と
黒液温度とに対する目標値８１゜Ｓ２．Ｓ３が算出され
る。

２）調整演算回路４４は、起動されるとプロセスデータ
記憶部３１からプロセスデータＰＶＩ’ＰＶ２’　　・
・・、ＰＶ６’を、許容値データ記憶部３３から許容値
チー９ＬＶ　ｉ　　（ｉ　＝１．　１２）を取込む。

上記読出されたプロセスデータＰＶ１’ＰＶ２’　　・
、ＰＶ６’　と許容値データＬＶｉ（−ｉ−１，１２）
を用いて炉内の熱損失力（ＳＯｘ。

ＮＯｘ、ＣＯの制限値の範囲内で最小になる燃焼用空気
の供給量と黒液温度の目標値Ｔ１．Ｔ２゜Ｔ３の組み合
わせが探索される。

出力回路４５は前記演算切換回路４２の出力信号Ｒ′の
オン、オフに応じて、前記調整演算回路４３．４４の出
力信号を受取る。すなわち、出力信号Ｒ′がオンの時は
出力信号Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３を、出力信号Ｒ′がオフの時
は出力信号Ｔｌ、Ｔ２゜Ｔ３を受取る。出力設定部３６
は前記燃焼状態調節部３５の出力信号Ｕｌ、Ｕ２．Ｕ３
を受取り、目標値ＳＶＩ、ＳＶ２．ＳＶ３を上記目標値
Ｕｌ。

Ｕ２．Ｕ３まで一定間隔かつ一定レベルで段階状に変更
させるものとなっている。

［発明の効果コ本発明によれば、常時、炉内の燃焼状態を表すプロセス
データの瞬時値と傾向値とに基づいて燃焼状態予測手段
により　（１）燃焼状態が低下傾向にあると予測される
と燃焼状態調整手段により熟練運転員の経験的知識と設
計データに基づいた調整規則に応じて燃焼用空気の供給
量や黒液温度の運転条件を変えて調整し、（２）燃焼状
態が安定であると予測されると燃焼状態調整手段により
炉内の熱損失が公害規制値内で最小になるように燃焼用
空気の供給量や黒液温度の運転条件を変えて調整するよ
うにしたので、従来の技術の項で詳述したような種々の
外乱に対して、燃焼状態の変動を早期に適確に評価でき
る上に、燃焼状態を改善する目標値を決定するようにし
たので、常時、良好な燃焼状態を維持し得、回収ボイラ
の安定操業、および高効率操業を容易に実現できる回収
ボイラの燃焼制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例に係る回収ボイラの概略構成
を示す系統図、第２図は燃焼制御装置の具体的構成を示
すブロック図、第３図は燃焼状態予測部３４の具体的構
成を示すブロック図、第４図は燃焼予測回路３７の具体
的構成を示すプロッり図、第５図は燃焼状態調節部３５
の具体的構成を示すブロック図である。１・・・回収ボイラ、２・・・濃黒液タンク、３・・・
黒液ヒータ、４・・・蒸気ライン、５・・・蒸気量調節
弁、６・・・黒液噴射ガン、７ａ、７ｂ、７ｃ・・・燃
焼用空気供給ライン、８・・・チャーベット、９・・・
スバウトロ、１０・・・給水ライン、１１・・・節炭器
、１２・・・本体バンク、１３・・・スーパヒータ、１
４・・・蒸気ライン、１５・・・煙突、１６・・・黒液
温度検出器、１７・・・黒液濃度検出器、１８・・・炉
内温度検出器、１９・・・排ガス検出器、２０・・・蒸
気量調節計、２１・・・１次空気量検出器、２２・・・
１次空気量調節計、２３・・・２−３次空気量検出器、
２４・・・２−３次空気量調節計、２５・・・３次空気
量検出器、２６・・・３次空気量調節計、２７・・・燃
焼制御装置、２８・・・調整規則設定部、２９・・・調
整規則記憶部、３０・・・プロセスデータ処理部、３１
・・・プロセスデータ記憶部、３２・・・許容値データ
設定部、３３・・・許容値データ記憶部、３４・・・燃
焼状態予測部、３５・・・燃焼状態調節部、３６・・・
出力設定部、３７・・・燃焼予測回路、３８・・・論理
和回路、３９・・・変化量検出、４０・・・予測演算、
４１、・、比較、４２・・・演算切換回路、４３・・・
調整演算回路、４４・・・調整演算回路、４５・・・出
力回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）パルプ製造工程にて生ずる黒液をチャーベット燃
焼させて蒸気を発生させるとともに、チップ蒸解用薬剤
を回収する回収ボイラにおいて、炉内の燃焼状態を表す
プロセスデータの瞬時値と傾向値とに基づいて、時々刻
々変化する外乱による燃焼状態の変動を予測し、燃焼状
態の低下を予測診断する燃焼状態予測手段と燃焼状態調
整手段により上記炉内に導入される燃焼用空気の供給量
や黒液温度の目標値を算出し燃焼状態を調整することを
特徴とする回収ボイラの燃焼制御方法。
（２）前記燃焼状態予測手段は、前記プロセスデータの
瞬時値と傾向値とに基づいて一定時間後のプロセスデー
タを予測し、その予測値が該当する許容値を超えたとき
燃焼状態が低下していると判定するものであることを特
徴とする請求項（１）記載の回収ボイラの燃焼制御方法
。
（３）前記燃焼状態調整手段は、燃焼状態予測手段によ
り燃焼状態が低下傾向にあると判定されたとき予め設定
された調整規則に基づいて、燃焼空気の供給量や黒液温
度の目標値を調整し燃焼状態を回復させるようにしたこ
とを特徴とする請求項（１）記載の回収ボイラの燃焼制
御方法。
（４）前記燃焼状態調整手段は、燃焼状態予測手段によ
り燃焼状態が安定であると判定されたとき、燃焼用空気
の供給量と黒液温度を変数として、前記回収ボイラの熱
損失が公害規制値の制限内で最小になる燃焼用空気の供
給量と黒液温度の目標値を算出し高効率・低公害な燃焼
状態を実現させるようにしたことを特徴とする請求項（
１）記載の回収ボイラの燃焼制御方法。