JPH0610522B2 - 回収ボイラのボイラ効率推定方法およびその推定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チップ蒸解工程より廃液として排出される黒
液を燃焼してチップ蒸解用薬剤原料を回収するととも
に、蒸気を発生させる回収ボイラの操業管理並びにその
制御に利用するボイラ効率を連続的に推定する回収ボイ
ラのボイラ効率推定方法およびその推定装置に関する。

〔従来の技術〕

ボイラ効率の一般的基本定義は、ＪＩＳＺ９２０３に規
定されるように下式により表現される。

ボイラ効率＝（有効熱量／供給熱量）×１００ 〔％〕 しかし、回収ボイラは、通常のボイラと異なり、回収ボ
イラ炉内においてチップ蒸解用薬剤原料を還元反応させ
て回収する際に生じる吸熱反応熱量をボイラ効率として
どのように反映させるかにより定義が異なるものであ
る。従って、回収ボイラのボイラ効率には確立された定
義はない。即ち、回収ボイラのボイラ効率としては次の
ような各種の定義式が考えられている。

１）損失ベース ボイラ効率η１ η１＝（水・蒸気吸収熱量）／（黒液の燃焼熱量＋持込み顕熱量）×１００
〔％〕 このボイラ効率η１は還元反応熱を損失として考慮した
定義式である。

２）有効ベース ボイラ効率η２ η２＝（水・蒸気吸収熱量＋還元反応熱量）／（黒液の燃焼熱量＋持込み顕熱
量）×１００〔％〕 このボイラ効率η２は還元反応熱を有効熱量として考慮
した定義式である。

３）無効ベース ボイラ効率η３ η３＝（水・蒸気吸収熱量）／（黒液の燃焼熱量＋持込み顕熱量−還元反応熱
量）×１００〔％〕 このボイラ効率η３は還元反応熱を無効供給熱量として
考慮した定義式である。

なお、黒液の燃焼熱量としては低位発熱量基準と高位発
熱量基準の２種類がある。

ところで、以上のような定義がなされたとしてもボイラ
効率を連続的に推定する場合、前記水・蒸気吸収熱量、
持込み顕熱量は容易に測定できるが、黒液の燃焼熱量と
還元反応熱量の推定は非常に困難であるとされている。
このため、従来、回収ボイラの操業管理・制御等を連続
的に行うためのボイラ効率に相当する指標として、以下
に示すようなボイラ効率η′やスチィームゲイン、また
は蒸発力などの指標が用いられている。

ボイラ効率η′＝（水・蒸気吸収熱量）／（黒液固形分重量流量×発熱量定数）
×１００〔％〕 スチィームゲイン＝主蒸気流量／黒液体積流量 蒸発量＝水・蒸気吸収熱量／黒液固形分重量流量 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、以上のようなボイラ効率の指標を回収ボイラの
操業管理、制御等に利用した場合、黒液の発熱量の変
化、黒液の濃度の変化および黒液中の還元される主成分
である芒硝（Ｎａ_２ＳＯ_４）成分濃度の変化などボイラ
外の条件並びに要因により影響を受け、回収ボイラを正
しく管理・制御することは困難である。即ち、従来技術
では操業管理・制御のために各種の指標が用いられてい
るが、回収ボイラのボイラ効率を連続的に測定すること
ができず、指標がボイラ外の条件により大きく影響を受
け、このため操業管理・制御に必要なボイラ自体の状態
を正確に判断できなかった。

そこで、本発明は上記実状に鑑みてなされたもので、ボ
イラ外の条件によって変化する影響を除外してボイラ効
率を連続的に推定し得、回収ボイラの操業管理・制御を
円滑に行い得る回収ボイラのボイラ効率推定方法および
その推定装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、第１の発明は上記目的を達成するために、黒液
の有機成分濃度を推定し、この有機成分濃度推定値およ
び黒液重量流量から燃焼熱量を演算によって求めるとと
もに、少なくとも前記燃焼熱量、回収ボイラの給水・蒸
気ラインから得られる有効熱量および回収ボイラへの持
込み顕熱量等からボイラ効率を推定するようにしたもの
である。

また、第２の発明は、黒液を燃焼してチップ蒸解用薬剤
原料を回収するとともに、蒸気を発生させる回収ボイラ
の操業管理・制御装置において、噴射黒液の体積流量と
密度から黒液重量流量を求める黒液重量流量演算部と、
黒液の有機成分濃度を推定する有機成分濃度推定部と、
前記演算手段および有機成分濃度推定部により得られる
黒液重量流量と有機成分濃度推定値を用いて黒液の燃焼
流量を求める燃焼流量演算部と、前記回収ボイラ水・蒸
気ラインから有効熱量を取り出す有効熱量演算部と、前
記回収ボイラへの持込み顕熱量を測定する持込み顕熱量
演算部と、少なくとも前記燃焼熱量、有効熱量、持込み
顕熱量の関数としてボイラ効率を推定するボイラ効率推
定演算部とを備え、連続的にボイラ効率を推定するもの
である。

〔作用〕

従って、本発明における回収ボイラのボイラ効率推定方
法およびその推定装置は、以上のような手段とすること
により、黒液重量流量と有機成分濃度推定値から燃焼熱
量が得られ、回収ボイラの給水・蒸気ラインから有効熱
量が得られ、これらの燃焼熱量、有効熱量および持込み
顕熱量等からボイラ効率を推定するので、ボイラ外の条
件によって影響を受ける要因を除去してボイラ効率を連
続的に推定することができ、回収ボイラの操業管理・制
御を適切に行うことができる。

さらに、上記各熱量に加えて、前記黒液重量流量、有機
成分濃度および固形分濃度から還元吸熱反応熱量を得れ
ば、ボイラ外の条件である黒液の有機成分濃度変化に伴
う発熱量の変化や炉内で理想的にはすべて還元反応する
黒液中の芒硝量の変化の及ぼす影響を除外して評価でき
るので、ボイラ外の条件に影響されずにボイラ効率を推
定できるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を説明するに先立って、先ず、本
発明を実現するための原理について述べる。黒液の有機
成分は、主にチップ蒸解工程において木材チップを薬剤
（ＮａＯＨ，Ｎａ_２Ｓ）にて蒸解して得られるリグニン
によって構成されている。また、これらの有機成分は、
チップ材種などにより分子構成基本単位などが変化する
が、炭素、水素、酸素の構成比は大差なく、従って黒液
有機成分当たりの発熱量はチップ材種、薬剤の調合など
チップ蒸解工程での調整パラメータにより若干変化する
が、ほぼ一定と見なすことができる。

そこで、黒液の有機成分当たりの発熱量がほぼ一定であ
る事実にもとづき、有機成分濃度推定値、黒液重量およ
び有機成分当たりの発熱量を乗ずることにより、黒液の
燃焼熱量を正確に推定することが可能となる。つまり、
ボイラ外の条件である黒液の発熱量の変動の中で最も大
きい有機成分濃度の変動の影響を除外したボイラ効率の
推定が可能となる。また、黒液中の還元される物質の主
成分は芒硝であり、無機成分量の増減はこの芒硝成分の
増減を表わしている。そこで、黒液の固形分濃度および
有機成分濃度の推定値の差を計算することにより、黒液
の無機成分濃度を推定することができ、さらに無機成分
濃度、無機成分中の芒硝割合、芒硝単位当たりの還元吸
熱反応熱量を乗ずることにより、還元反応熱量を比較的
正確に推定することが可能となり、ひいてはボイラ外の
条件である黒液中の被還元物質の増減を除外したボイラ
効率の推定が可能となる。ここで、無機成分中の芒硝割
合は、チップ蒸解工程での調整パラメータ、特にチップ
蒸解工程で投入される薬剤（白液）の硫化度（Ｎａ_２Ｓ
の薬剤中のモル比）に左右されるが、この値はほぼ一定
に操業される場合が多いのでチップ蒸解工程から排出さ
れる黒液の無機成分中の芒硝割合の変動は比較的少ない
ものである。従って、黒液中の芒硝量の変動は主に濃度
の変動、噴射黒液中に混入される補給芒硝や還流芒硝量
の変動によるものであるが、無機成分濃度の推定によ
り、還元反応量の推定が可能となる。

因みに、第１図は操業中に任意にサンプルした噴射黒液
の有機成分当たりの発熱量を分析して度数分布として表
わしたものである。このデータからも明らかなように有
機成分当りの発熱量は鋭いピークを持っており、有機成
分当りの発熱量がほぼ一定と見なすことができる。

従って、第１および第２の発明は以上の原理に着目して
実現されたものであり、以下、第１の発明から具体的に
説明する。即ち、回収ボイラの燃焼用黒液はチップ蒸解
工程から排出されて黒液噴射ラインを通って回収ボイラ
に噴射供給され、一方、燃焼用空気ラインから燃焼用空
気を受けて前記噴射黒液が乾燥されて形成されるチャー
ベッドを燃焼する。また、回収ボイラには給水ラインを
介して給水が送られるが、この給水は回収ボイラの排ガ
スにより加熱されて温水とされ、さらに炉内の加熱器で
加熱されて蒸気とされ、主蒸気ラインを通って所定の場
所に移送されるようになっている。

しかして、本発明方法にあっては、前記黒液噴射ライン
から黒液の流量および密度を測定した後、これらの測定
値を乗算して黒液重量流量を求め、また黒液の有機成分
濃度を推定する。そして、黒液重量流量、黒液の有機成
分濃度推定値および有機成分当たりの発熱量の関数とし
て燃焼熱量を演算によって求める。また、黒液噴射ライ
ンから固形分濃度を推定し、この固形分濃度推定値と有
機成分濃度推定値との差から無機成分濃度を推定し、前
記黒液重量流量、無機成分濃度推定値および無機分中の
芒硝成分割合と芒硝当たりの還元熱反応熱量の基準値を
乗じて還元反応熱量を求める。

一方、前記給水ラインの給水温度および給水流量と、前
記蒸気ラインの蒸気温度および蒸気流量とを用いて有効
熱量を演算によって求める。

次に、前記黒液噴射ラインから噴射黒液の温度を測定
し、また前記燃料用空気ラインから空気温度および空気
流量を測定し、これらの温度および流量に加えて前記黒
液重量流量を用いて回収ボイラへの持込み顕熱量を演算
により求める。

そして、少なくとも前記燃焼流量、有効熱量および持込
み顕熱量の関数として回収ボイラのボイラ効率を推定、
或いは前記原理の説明で明らかなように還元反応熱量を
も加えてボイラ効率を推定し、ボイラ外の条件によって
変化する影響を除外し、正確にボイラ効率を推定し、回
収ボイラの操業管理・制御に使用するものである。

次に、第２の発明の実施例について第２図を参照して説
明する。同図において１は黒液を燃焼原料としてチップ
蒸解用薬剤原料や蒸気を発生させる回収ボイラであっ
て、チップ蒸解工程よりパルプを生産することにより廃
液として排出される黒液が黒液噴射ラインＬ１を通って
送り込まれ、噴射黒液２として噴射ガン３によりボイラ
内に噴射されるようになっている。４は噴射黒液が乾燥
して堆積されたチャーベッドであり、このチャーベッド
４の燃焼により還元反応されて硫化ナトリウムなどの薬
剤原料５（スメルト）がスパウトロ６から回収される。
また、この回収ボイラ１には燃焼用空気ラインＬ２から
空気が送り込まれて、回収ボイラ１の下段、中段および
上段に吹き込まれるように構成されている。

さらに、回収ボイラ１には給水ラインＬ３に設置された
給水ポンプ７により給水８が送り込まれる。なお、回収
ボイラ１内において９は節炭器、１０はドラム、１１は
過熱器、１２はボイラ伝熱管、１３はバンクチューブで
あって、ボイラ１の燃焼によって燃焼ガス１４がホイラ
伝熱管１２等を経て排ガス１５として排気される。この
過程で給水ポンプ７により給水された水は節炭器９にお
いて排ガス１５により加熱されて温水とされ、引き続き
ドラム１０のバンクチューブ１３によって加熱されて蒸
気１６とされた後に過熱器１１に送り込まれ、ここで過
熱して主蒸気１７として主蒸気ラインＬ４から系外へ取
出される構成となっている。

前記黒液噴射ラインＬ１には噴射黒液２の密度Ｓ１を検
知する密度計２１、噴射黒液２の体積流量Ｓ２を測定す
る流量計２２、噴射黒液２の有無成分濃度Ｓ３を推定す
る有機成分濃度推定部２３および噴射黒液２の固形分濃
度Ｓ４を推定する固形分濃度推定部２４等が設けられて
いる。この密度計２１および流量計２２の両出力端は乗
算部２５に接続され、ここで密度Ｓ１と体積流量Ｓ２と
を乗算して黒液重量流量Ｓ５を得、これが燃焼熱量演算
部２６に導入される。この燃焼熱量演算部２６は、乗算
部２５の黒液重量流量Ｓ５、前記有機成分濃度推定部２
３の有機成分濃度推定値Ｓ３および設定部２７から出力
される有機成分当たりの発熱量Ｓ６等の関数として燃焼
装置Ｓ７を演算によって求めるものである。２８は還元
反応熱量演算部２８であって、これは前記有機成分濃度
推定部２３の有機成分濃度推定値Ｓ３と固形分濃度推定
部２４の固形分濃度Ｓ４との差を求めて無機成分濃度を
推定するとともに、この無機成分濃度、前記乗算部２５
の黒液重量流量Ｓ５および無機分中の芒硝成分割合と芒
硝当たりの還元吸熱反応熱量の基準値を乗じて還元反応
熱量Ｓ８を得る機能を持っている。

前記給水ラインＬ３には給水流量Ｓ１１を測定する流量
計３１および給水の温度Ｓ１２を測定する給水温度計３
２が設けられ、これらの出力端は有効熱量演算部３３に
接続されている。この有効熱量演算部３３には前記主蒸
気ラインＬ４に設置されている流量計３４、圧力計３５
および温度計３６の各出力端が導入されている。この有
効熱量演算部３３は、主蒸気ラインＬ４側の熱量から給
水ラインＬ４側の熱量を減算して回収ボイラ１の有効熱
量Ｓ１６を求める機能をもっている。

また、回収ボイラ１への持込み顕熱量演算部４４は、次
のように構成されている。即ち、前記黒液噴射ラインＬ
１側に噴射黒液の温度Ｓ２１を測定する温度計４１が設
けられ、また燃焼用空気ラインＬ２側に燃焼空気流量Ｓ
２２を測定する流量計４２および燃焼空気温度Ｓ２３を
測定する温度計４３が設けられ、これらの計器４１〜４
３によって検知された噴射黒液温度Ｓ２１、燃焼空気流
量Ｓ２２および燃焼空気温度Ｓ２３の外、前記乗算部２
５の黒液重量流量Ｓ５が顕熱量演算部４４に供給され、
ここで回収ボイラ１への持込み顕熱量Ｓ２４が演算によ
って求められる。

５０はボイラ効率推定演算部であって、これには燃焼熱
量演算部２６、還元反応熱量演算部２８、有効熱量演算
部３３および顕熱量演算部４４の各出力端が接続され、
燃焼熱量Ｓ７、有効熱量Ｓ１６および持込み顕熱量Ｓ２
４の関数としてボイラ効率推定値Ｓ３０が求められ、ま
たは上記各熱量Ｓ７、Ｓ１６、Ｓ２７に還元反応熱量Ｓ
８を関数として加えてボイラ効率推定値Ｓ３０を求める
ように構成されている。

次に、以上のように構成された回収ボイラのボイラ効率
推定装置の作用を説明する。黒液噴射ラインＬ１内の噴
射黒液２は噴射ガン３により回収ボイラ１の炉内に液滴
化されて噴射される。この噴射黒液２の液滴は浮遊して
降下する途中で乾燥され、炉底部にチャーベッド４を形
成する。この回収ボイラ１の炉内において燃焼用空気ラ
インＬ２から送り込まれる燃焼用空気により燃焼が行わ
れ、チャーベッド４上の高温雰囲気で還元反応を行い、
これにより黒液中の芒硝などが還元反応してできる硫化
ナトリウムなどが薬剤原料５として回収され、図示され
ていないがチップ蒸解工程に供される。前記回収ボイラ
１の内部では噴射黒液２中の有機成分が燃焼用空気によ
り燃焼され、燃焼ガス１４となってボイラ伝熱管１２内
の作動流体と熱交換した後系外へ排ガス１５として排出
される。つまり、給水ポンプ７により送り込まれた給水
８の熱交換は、節炭器９で排ガス１５により加熱されて
温水とされた後、ドラム１０内に導入されてバンクチュ
ーブ１３で加熱されて蒸気１６となる。さらに、この蒸
気１６は過熱器１１に送られ、ここで過熱されて主蒸気
１７として主蒸気ラインＬ４を通って系外へ取出され
る。

しかして、以上のような回収ボイラ１の燃焼および回収
動作下において、前記黒液噴射ラインＬ１から密度計２
１および流量計２２によりそれぞれ噴射黒液２の密度Ｓ
１および噴射黒液の体積流量Ｓ２が測定されて乗算部２
５に送られ、ここで両信号Ｓ１，Ｓ２の乗算によって黒
液重量流量Ｓ５を求めた後、燃焼熱量演算部２６に供給
する。また、黒液噴射ラインＬ１に設置された有機成分
濃度推定部２３および固形分濃度推定部２４により黒液
の有機成分濃度推定値Ｓ３および固形分濃度推定値Ｓ４
が推定され、有機成分濃度推定値Ｓ３は燃焼熱量演算部
２６と還元反応熱量演算部２８に送られ、一方、固形分
濃度推定値Ｓ４は演算部２８に送られる。ここで、前記
燃焼熱量演算部２６は、乗算部２５から入力される黒液
重量流量Ｓ５と前記有機成分濃度推定値Ｓ３と設定部２
７から入力される有機成分当たりの発熱量Ｓ６とを用い
て下式により燃焼熱量Ｓ７を求めるものである。

Ｓ７＝Ｓ５・Ｓ３・Ｓ６／１００……（１） 但し、Ｓ３〔％〕、Ｓ６はチップ材種等により決まる黒
液性状により選択して設定することもできる。そして、
以上のようにして求めた燃焼熱量Ｓ７は前記ボイラ効率
推定演算部５０に送られる。なお、黒液の燃焼熱量Ｓ７
の演算において黒液中の水分による潜熱を無効熱量とし
て取扱う場合には前記固形分濃度推定値Ｓ４を用いて Ｓ７＝Ｓ５｛Ｓ３・Ｓ６−ｆ１（Ｓ４）｝ ／１００ ……（２） として求めればよい。

但し、Ｓ３〔％〕、Ｓ４〔％〕、ｆ１（ｓ４）＝（１０
０−Ｓ４）・α、（１００−Ｓ４）…水分濃度〔％〕、
α：水分の蒸発潜熱である。

一方、前記還元反応熱量演算部２８は、乗算部２５の黒
液重量流量Ｓ５、有機成分濃度推定値Ｓ３および固形分
濃度推定部２４の固形分濃度推定値Ｓ４を受けて下式に
基づく演算によって還元反応熱量Ｓ８を求めてボイラ効
率推定部５０に供給する。

Ｓ８＝Ｓ５・ｆ２（Ｓ３，Ｓ４）／１００ ……（３） 但し、ｆ２（Ｓ３，Ｓ４）＝（Ｓ４−Ｓ３）・β・γ＋
ｆ２０、（Ｓ４−Ｓ３）は無機成分濃度〔％〕、β：無
機成分中芒硝成分比（定数）、γ：芒硝単位量当り吸熱
量である。また、ここで、ｆ２０，βはチップ蒸解工程
で投入される薬剤（白液）の硫化度の関数として与える
ことができる。硫化度とはＮａ化合物中のＮａ_２Ｓのモ
ル比のことである。

また、前記給水ラインＬ３に設置された流量計３１およ
び温度計３２によってそれぞれ給水流量Ｓ１１および給
水温度Ｓ１２が測定され、これらは有効熱量演算部３３
に送られる。この有効熱量演算部３３には主蒸気ライン
Ｌ４側に設置された流量計３４、圧力計３５および温度
計３６からそれぞれ主蒸気流量Ｓ１３、圧力Ｓ１４およ
び主蒸気温度Ｓ１５が供給されており、ここで水・蒸気
吸収熱量つまり下式に基づいて回収ボイラ１の有効熱量
Ｓ１６が演算により求められる。

Ｓ１６＝Ｓ１３・ｋ_０（Ｓ１４，Ｓ１５） −Ｓ１１・ｋ_ｉ（Ｓ１２）……（４） 但し、上式においてｋ_０（Ｓ１４，Ｓ１５）は主蒸気エ
ンタルピ関数、ｋ_ｉは給水エンタルピ関数である。ま
た、ラインＬ３、Ｌ４から取出す流体が主蒸気１７以外
にある場合にはその流体の取出し熱量を演算式に加える
ことになる。また、ラインＬ３、Ｌ４へ流入される流体
が給水８以外にある場合にはその流体の流入熱量を演算
式から減ずることになる。

さらに、顕熱量演算部４４により回収ボイラ１への持込
み顕熱量Ｓ２４が求められる。具体的には、黒液噴射ラ
インＬ１側に温度計４１を設けて噴射黒液温度Ｓ２１を
測定するとともに、この噴射黒液温度Ｓ２１と前記乗算
部２５の黒液重量流量Ｓ５とを顕熱量演算部４４に供給
する。また、燃焼用空気ラインＬ２側に流量計４２およ
び流量計４３を設け、これらの計器により燃焼空気流量
Ｓ２２および燃焼空気温度Ｓ２３を測定し、同様に顕熱
量演算部４４に供給する。そして、この顕熱量演算部４
４において噴射黒液温度Ｓ２１、黒液重量流量Ｓ５、燃
焼空気流量Ｓ２２および燃焼空気温度の関数として回収
ボイラ１における持込み顕熱量２４が求められ、同様に
前記ボイラ効率推定演算部５０に供給される。

そこで、このボイラ効率推定演算部５０では前記燃焼熱
量Ｓ７、有効熱量Ｓ１６および持込み顕熱量Ｓ２４の関
数としてボイラ効率を推定し、あるいは燃焼熱量Ｓ７、
還元反応熱量Ｓ８、有効熱量Ｓ１６および持込み顕熱量
Ｓ２４等の関数としてボイラ効率を推定し、ボイラ効率
推定値Ｓ３０を出力するものである。

なお、前記持込み顕熱量Ｓ２４は噴射黒液の流量、温度
と、燃焼用空気の流量、温度をそれぞれ検知し演算によ
って算出することもでき、また変動および熱量として小
さいので一定値として外部から設定する構成であっても
よい。

したがって、以上のような実施例の構成によれば、噴射
黒液の有機成分濃度推定値から黒液の燃焼熱量を推定し
ているので、従来のように黒液流量または黒液固形分流
量から黒液の燃焼流量を推定した場合に生じるボイラ外
の条件例えば黒液固形分濃度や黒液の発熱量の変化等の
影響を受けて生じる推定誤差を除去することができ、正
確なボイラ効率を得ることができる。この点については
第４図（ａ）と第４図（ｂ）の比較データからも明らか
である。つまり、第４図（ａ）は黒液流量と主蒸気流量
の関係、同図（ｂ）は黒液有機成分流量と主蒸気流量の
関係についてそれぞれ１時間の平均データを長期間にわ
たってプロットしたものである。この２つのデータを比
較すると、第４図（ｂ）のように有機成分流量により黒
液の燃焼流量を算出する方が非常に精度よくボイラ効率
を推定することが可能であり、ひいては回収ボイラの操
業管理・制御を適切に行なうことができる。また、黒液
の有機成分濃度のみならず、固形分濃度の推定により、
黒液中の芒硝による還元反応熱量を推定できるために、
有効ベースあるいは無効ベースのボイラ効率を推定する
ことができ、この結果、従来ボイラ外の条件である黒液
中の芒硝量の変動のボイラ効率推定に及ぼす影響を考慮
することができなかった推定誤差を除去することがで
き、よって正確な有効ベースあるいは無効ベースのボイ
ラ効率を得ることができる。この場合、黒液中固形分濃
度を用いて水分濃度を知ることができるので、黒液中の
水分濃度から黒液中水分による潜熱分を計算し黒液の燃
焼熱量より差し引くことにより、燃焼熱量を低位ベース
で計算することができる利点がある。

次に、第３図は本発明における回収ボイラのボイラ効率
推定方法およびその推定装置を燃焼最適化制御システム
に応用した系統図である。即ち、このシステムは、回収
ボイラ１の適宜な箇所にＯ_２濃度計５１を設けて燃焼ガ
ス中のＯ_２Ｓ４１を検知してＯ_２濃度調節部５２に供給
する。この調節部５２は、前記濃度計５１のＯ_２Ｓ４１
が設定部５３のＯ_２濃度設定値Ｓ４２と等しくなるよう
に、全燃焼用空気流量Ｓ４３を調節する。一方、前記ボ
イラ効率推定演算部５０から出力されるボイラ効率推定
値Ｓ３０が極値コントローラ５４に送られ、ここでボイ
ラ効率推定値Ｓ３０が最大となるように各燃焼用空気Ｓ
４４、Ｓ４５の各配分指令値Ｓ４６、Ｓ４７を上下させ
る。この配分指令値Ｓ４６、Ｓ４７はそれぞれ対応する
乗算部５６，５６に送られ、ここで調節部５２の出力側
に設置した流量計５７によって検知された燃焼用空気流
量Ｓ４８とそれぞれ乗算して燃焼用空気流量指令値Ｓ４
９、Ｓ５０を得、例えば下段流量調節部５８および中段
流量調節部５９に供給する。これらの各流量調節部５
８，５９は濃度調節部５２からの出力が各流量指令値Ｓ
４９、Ｓ５０となるように調節するものである。なお、
極値コントローラ５４は山登り法などによって各空気流
量配分に対するボイラ効率を用いて、それに従ってボイ
ラ効率を極大へと向うように各空気流量配分を操作し変
化させるものである。極値コントローラ５４のアルゴズ
ムについては公知の方法を用いればよい。また、第３図
は、持込み顕熱量Ｓ２４の変動が小さいとして設定部６
０にて設定する構成としたが、第２図のように顕熱量演
算部４４を用いて測定して求めてもよいものである。従
って、かかる構成とすることにより、回収ボイラ１の燃
焼を最適に制御することができる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明方法および装置によれば、以
上のようにして黒液の有機成分濃度を推定しまたは有機
成分濃度と固形分濃度を推定して熱量を計算するように
すれば、ボイラ効率を連続的かつ正確に推定し得、これ
により回収ボイラの操業管理・制御を迅速かつきめ細か
く行なうことができる回収ボイラのボイラ効率推定方法
およびその推定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法および装置を説明する
ためのもので、第１図は噴射黒液の有機成分当りの発熱
量を度数分布で表わした図、第２図は本発明装置の一実
施例を示す系統図、第３図は本発明方法および装置を応
用した回収ボイラの最適化燃焼制御装置の系統図、第４
図は本発明方法および装置の効果を裏付けるデータ図で
ある。 Ｌ１……黒液噴射ライン、Ｌ２……燃焼用空気ライン、
Ｌ３……給水ライン、Ｌ４……主蒸気ライン、１……回
収ボイラ、２……噴射黒液、２１……密度計、２２……
流量計、２３……有機成分濃度推定部、２４……固形分
濃度推定部、２５……乗算部、２６……燃焼熱量演算
部、２７……設定部、２８……還元反応熱量演算部、３
１……流量計、３２……温度計、３３……有効熱量演算
部、３４……流量計、３５……圧力計、３６……温度
計、４１……温度計、４２……流量計、４３……温度
計、４４……顕熱量演算部、５０……ボイラ効率推定演
算部。

フロントページの続き (72)発明者 塩越 陽平 熊本県八代市十条町１丁目１番地 十條製 紙株式会社八代工場内 (72)発明者 谷原 隆 大阪府大阪市此花区島屋４丁目１番35号 川崎重工業株式会社大阪工場内 (72)発明者 黒崎 泰充 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 井床 利之 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 中林 志郎 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 飯塚 和幸 東京都港区芝浦１丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 桑田 龍一 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 熊木 亜夫 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 近久 嚴雄 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】黒液を燃焼してチップ蒸解用薬剤原料を回
   収するとともに、蒸気を発生させる回収ボイラの操業管
   理・制御装置において、黒液の重量流量および有機成分
   濃度推定値を得、これらの重量流量および有機成分濃度
   推定値から燃焼熱量を求めるとともに、この燃焼熱量の
   ほか、少なくとも前記回収ボイラの有効熱量および持込
   み顕熱量の関数に基づいてボイラ効率を推定することを
   特徴とする回収ボイラのボイラ効率推定方法。
2. 【請求項２】有効熱量は、回収ボイラへの給水熱量と前
   記回収ボイラからの蒸気熱量とから求めるものである特
   許請求の範囲（１）項記載の回収ボイラのボイラ効率推
   定方法。
3. 【請求項３】持込み顕熱量は、黒液の熱量と燃焼用空気
   熱量から求めるものである特許請求の範囲第（１）項記
   載の回収ボイラのボイラ効率推定方法。
4. 【請求項４】ボイラ効率の推定は、前記燃焼熱量、有効
   熱量、持込み顕熱量および還元反応熱量の関数に基づい
   て推定するものである特許請求の範囲第（１）項記載の
   回収ボイラのボイラ効率推定方法。
5. 【請求項５】黒液を燃焼してチップ蒸解用薬剤原料を回
   収するとともに、蒸気を発生させる回収ボイラの操業管
   理・制御装置において、黒液の重量流量を求める黒液重
   量測定部と、黒液の有機成分濃度を推定する有機成分濃
   度推定部と、前記流量測定部および有機成分濃度推定部
   によって得られる黒液重量流量と有機成分濃度推定値を
   用いて黒液の燃焼熱量を求める燃焼熱量演算部と、前記
   回収ボイラの有効熱量を求める有効熱量演算部と、前記
   回収ボイラへの持込み顕熱量を求める持込み顕熱量演算
   部と、少なくとも前記燃焼熱量、有効熱量、持込み顕熱
   量の関数に基づいてボイラ効率を推定するボイラ効率推
   定演算部とを備えたことを特徴とする回収ボイラのボイ
   ラ効率推定装置。
6. 【請求項６】燃焼熱量演算部は、前記黒液重量流量測定
   部で求めた黒液重量流量、前記有機成分濃度推定部で推
   定された黒液の有機成分濃度および有機成分当りの発熱
   量に基づいて黒液の燃焼熱量を求めるものである特許請
   求の範囲第（５）項記載の回収ボイラのボイラ効率推定
   装置。
7. 【請求項７】持込み顕熱量演算部は、前記黒液温度、前
   記黒液重量流量、空気温度および空気流量から持込み顕
   熱量を求める演算部を有するものである特許請求の範囲
   第（５）項記載の回収ボイラのボイラ効率推定装置。
8. 【請求項８】ボイラ効率推定演算部は、前記燃焼熱量、
   有効熱量、持込み顕熱量および還元反応熱量から推定す
   るものである特許請求の範囲第（５）項記載の回収ボイ
   ラのボイラ効率推定装置。
9. 【請求項９】有効熱量演算部は、回収ボイラへ給水する
   給水ラインの流量および温度から得られる給水熱量と、
   前記回収ボイラから出力される蒸気の流量、温度、圧力
   から得られる蒸気流量とから有効熱量を求めるものであ
   る特許請求の範囲第（５）項記載の回収ボイラのボイラ
   効率推定装置。
10. 【請求項１０】黒液重量流量測定部は、黒液の流量を求
    める流量計と、黒液の密度を求める密度計とを有し、前
    記流量と密度を乗算して黒液の重量流量を求めるもので
    ある特許請求の範囲第（５）項記載の回収ボイラのボイ
    ラ効率推定装置。