JPH0614712U - 加圧流動床ボイラの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷指令信号が増加された時に、流動床ボイ
ラに燃焼用空気が流動しやすくなるようにして、空気不
足の発生を防止し、また出力の増加の時間遅れを防止す
る。 【構成】 流動床ボイラ２の排ガス出口部１４’と空気
供給装置１３の出側の排気管１４との間をバイパスダク
ト２６で連通し、該バイパスダクト２６にバイパス弁２
７を設け、出力指令１８の増加時に前記バイパス弁２７
を開ける制御を行うバイパス制御装置２８を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、加圧流動床ボイラの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

加圧流動床ボイラは、図２に示すように圧力容器１内に流動床ボイラ２を設け ており、コンプレッサ３によって加圧した燃焼用空気４を前記圧力容器１に供給 し、圧力容器１内の圧力が上昇することにより燃焼用空気４が流動床ボイラ２の 下部５から流動床ボイラ２内の散気板６に供給されて流動床７が形成され、燃料 ポンプ等の燃料供給装置８から流動床７内に供給された燃料を流動燃焼させるこ とにより流動床ボイラに供給されているボイラ水の加熱を行うようになっている 。前記加圧流動床ボイラは、圧力容器１に燃焼用空気４を供給して圧力容器１内 を加圧することにより、流動床ボイラ２の燃焼ガスが外部に漏出するのを防止す るようになっている。また図示の場合、前記流動床ボイラ２の燃焼後の排ガスを 排気管１４によりインレットガイドベーン９を介して発電用ガスタービン１０に 供給することにより発電を行い、又発電用ガスタービン１０の出側ガスを入口ベ ーン１１を介して給気用ガスタービン１２に導いて、該給気用ガスタービン１２ と同軸に連結された前記コンプレッサ３の駆動を行って燃焼用空気４の供給を行 う空気供給装置１３を構成している。図中１５は煙突、１６は途中に切出し弁１ ７を備えて流動床ボイラ２の炉底部から灰を切出すようにした灰除去管を示す。

【０００３】 上記した加圧流動床ボイラの燃料供給装置８と空気供給装置１３の制御を行う 制御装置は、図２及び図３を参照して説明すると、図３（Ａ）に実線で示すよう に急激に変化する出力指令（ＭＷＤ）１８を変化率制限器１９に導入することに より、図３（Ａ）に破線で示すように出力指令１８の変化に対して加圧流動床ボ イラが追従できる所要の勾配２０で変化させるように制限を与え、且つ前記変化 率制限器１９からの信号を関数発生器２１に導くことにより図３（Ｂ）に示す燃 料指令信号２２とし、該燃料指令信号２２により前記燃料供給装置８の制御を行 うようにしている。又前記変化率制限器１９からの信号に基づいて、給水のため の給水指令信号２３を出力するようになっている。

【０００４】 更に、前記燃料指令信号２２を関数発生器２４に導いて関数変換することによ り図３（Ｃ）に示す空気指令信号２５を得て、前記空気供給装置１３の入口ベー ン１１の調節を行うことにより燃焼用空気４の制御を行うようにしている。

【０００５】 上記従来の制御装置では、図３（Ａ）に実線で示すように出力指令１８が増加 すると、変化率制限器１９によって変化率に制限が加えられた信号の増加（破線 で示す勾配２０）に基づいて、燃料指令信号２２、空気指令信号２５の夫々が同 時に所要の変化率で増加されるようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、前記加圧流動床においては、コンプレッサ３からの燃焼用空気４が一 旦圧力容器１に供給されてから流動床ボイラ２に供給されるようになっているた めに、圧力容器１内の圧力が変化することによって初めて流動床ボイラ２に対す る空気の供給量が変化することになり、しかも圧力容器１の容量が大きいために 、コンプレッサ３による燃焼用空気４の供給量が増減された際に実際に流動床ボ イラ２内に供給される燃焼用空気４の量が変化するまでに大きな時間遅れが生じ ることになる。

【０００７】 従って、前記従来の制御装置では、図３（Ｂ）に示すように燃料供給装置８に 導入される燃料指令信号２２が増加された時には燃料の供給量は直ちに増加する が、入口ベーン１１に導入される空気指令信号２５が増加しても流動床ボイラ２ に対する燃焼用空気４の供給量が実際に増加されるまでには時間が掛り、そのた めに図３（Ｄ）に示すように排ガスの酸素濃度が目標限界値以下、即ち流動床ボ イラ２内の燃焼が空気不足の状態で行われることになり、不完全燃焼による公害 物質の発生、ダストによるガスタービンへの悪影響の発生、燃料効率の低下、場 合によっては装置全体のトリップにつながるなどの問題を生じる。

【０００８】 このため、従来では酸素濃度計により排ガスの酸素濃度を監視してその検出値 から前記したような不具合な事態が発生するのを察知して、燃料供給装置８によ る燃料の供給量を絞り込む調節を作業員が手動で行うようにしているが、このよ うな作業は面倒であると共に、調節の操作が遅れてしまって安定した酸素濃度の 調節ができずに上記問題を生じさせてしまう危険があり、また排ガス中の酸素濃 度を確保するために燃料を絞ってしまうと出力指令１８を増加する指令があって から実際に燃料を増加して流動床ボイラ２の出力を増加することができるように なるまでに時間が掛り、出力目標値に対して制御が大きく遅れてしまう等の問題 を有していた。

【０００９】 本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、出力指令の増加時に排ガ ス中の酸素濃度が低下するのを防止し、且つ出力指令の増加に対して時間遅れを 生じることなく安定して出力を増加することができるようにした加圧流動床ボイ ラの制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、圧力容器１と、該圧力容器１内に設置した流動床ボイラ２と、該流 動床ボイラ２に燃料を供給する燃料供給装置８と、前記流動床ボイラ２から排気 管１４を介して導かれる排ガスによって駆動されて前記圧力容器１に燃焼用空気 ４を供給する空気供給装置１３と、加圧流動床ボイラの出力指令１８を入力して 該出力指令１８の変化に制限を与える変化率制限器１９と、該変化率制限器１９ の出力に基づいて燃料指令信号２２を出力する関数発生器２１と、前記燃料指令 信号２２に基づいて前記空気供給装置１３に空気指令信号２５を出力する関数発 生器２４とを備えた加圧流動床ボイラの制御装置であって、前記流動床ボイラ２ の排ガス出口部１４’と空気供給装置１３の出側の排気管１４との間を連通する バイパスダクト２６と、該バイパスダクト２６に設けたバイパス弁２７と、前記 出力指令１８が増加した時に前記バイパス弁２７を開ける制御を行うバイパス制 御装置２８とを備えたことを特徴とする加圧流動床ボイラの制御装置、に係るも のである。

【００１１】

【作用】

出力指令１８が増加された時、バイパス制御装置２８によりバイパスダクト２ ６のバイパス弁２７を開けるように制御する。この時、バイパス弁２７の開度は 、燃料指令信号２２に基づいて制御するようにしたり、又別個に設定した指令信 号によって制御したり、或いは開閉のみの制御とするようにしても良い。

【００１２】 前記バイパス弁２７が開けられると、流動床ボイラ２からの排ガスの一部がバ イパスダクト２６を介して空気供給装置１３の下流の排気管１４に排出されるよ うになるために流動床ボイラ２内の圧力が低下し、よって圧力容器１内の燃焼用 空気４が流動床ボイラ２内に流動しやすくなるので、流動床ボイラ２内の燃焼用 空気４の流量が増加して、燃焼用空気４が不足するような問題の発生が防止され 、更に出力指令１８の増加時に燃料の供給を絞るようなことがないので出力の増 加に時間遅れを生じることもない。

【００１３】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。

【００１４】 図１は本考案の加圧流動床ボイラの制御装置の一実施例を示すもので、図２と 同様の加圧流動床ボイラにおいて、排気管１４における流動床ボイラ２の排ガス 出口部１４’と空気供給装置１３の出側位置との間をバイパスダクト２６で連通 すると共に、該バイパスダクト２６にバイパス弁２７を設け、更に該バイパス弁 ２７を開ける制御を出力指令の増加によって行うバイパス制御装置２８を設ける 。２９は前記流動床ボイラ２の排ガス出口部に設けて排ガス中の酸素濃度を検出 する酸素濃度検出器を示す。

【００１５】 前記バイパス制御装置２８は、燃料指令信号２２に基づいて開度指令信号３０ を出力する関数発生器３１と、０％開度の閉塞信号３２を出力する信号発生器３ ３と、前記関数発生器３１の開度指令信号３０と前記信号発生器３３の閉塞信号 ３２とを入力して両信号３０，３２のうちの一方を切替えて前記バイパス弁２７ に導くことによりバイパス弁２７の制御を行うようにした切替器３４とを備えて おり、更に出力指令１８を入力して該出力指令１８が増加した時に、通常は信号 発生器３３からの閉塞信号３２を取入れて出力している状態から関数発生器３１ からの開度指令信号３０を取入れてバイパス弁２７に導くように切替器３４の切 替信号３６を出力する切替制御器３７を設けている。尚この時、前記酸素濃度検 出器２９からの酸素濃度信号３５を切替制御器に入力して、酸素濃度信号３５が 設定値以下に低下した時に前記切替信号３６を出力させるようにしても良い。

【００１６】 又、関数発生器２４からの空気指令信号２５をコントローラ３８を介して入口 ベーン１１に導くようにし、且つ前記空気供給装置１３によって圧力容器１に燃 焼用空気４を導く空気管３９に流量計４０を設けて流量を検出し、該流量計４０ によって検出した空気流量信号４１を前記コントローラ３８に導入して、空気管 ３９を流れる燃焼用空気４の流量が空気指令信号２５に一致するようフィードバ ック制御を行うようにしている。

【００１７】 出力指令１８が変化しない通常の安定した運転状態では、出力指令１８が増加 せず、酸素濃度検出器２９からの酸素濃度信号３５も設定値以上を保持している ので、切替制御器３７は切替信号３６を出力せず、よって切替器３４は信号発生 器３３からの閉塞信号３２をバイパス弁２７に出力しており、バイパス弁２７は 閉塞されている。

【００１８】 出力指令１８が増加すると、該出力指令１８の増加により切替制御器３７は切 替信号３６を切替器３４に出力するので、切替器３４は関数発生器３１からの開 度指令信号３０をバイパス弁２７に出力するように切替えられ、よってバイパス 弁２７は燃料指令信号２２の増加に対応した開度で開くように制御される。

【００１９】 前記バイパス弁２７が開けられると、流動床ボイラ２からの排ガスの一部がバ イパスダクト２６を介して排気管１４における空気供給装置１３の下流側に排出 されるようになるので、流動床ボイラ２内の圧力が低下し、よって圧力容器１内 の燃焼用空気４が流動床ボイラ２内に流動しやすくなって流動床ボイラ２内の燃 焼用空気４の流量が増加する。これにより、出力指令１８の増加時に燃焼用空気 ４が不足するような問題の発生が防止され、更に出力指令１８の増加時に燃料の 供給を絞るようなことがないので出力の増加に時間遅れを生じるようなこともな くなる。

【００２０】 又、前記バイパス弁２７の開作動により給気用ガスタービン１２に供給される 排ガスの圧力が低下することになるが、流量計４０の空気流量信号４１によりコ ントローラ３８を介して空気指令信号２５のフィードバック制御を行うようにし ているので、燃焼用空気４の供給量が減少することを防止して安定に保持するこ とができる。この時、このフィードバック制御に代えて、発電用ガスタービン１ ０による発電量を押さえることにより給気用ガスタービン１２の作動を助けるよ うにしても良い。

【００２１】 又、前記切替器３４の切替制御を、出力指令１８の増加によって行うことに代 えて、酸素濃度信号３５が設定値以下になった時に行うようにしても良いが、出 力指令１８が増加してから酸素濃度が低下するまでには時間遅れがあるために酸 素濃度の低下が大きくなってしまう可能性があるので、出力指令１８の増加に基 づいて制御するのが好ましい。又、バイパス弁２７の開度の制御を、燃料指令信 号２２から関数発生器３１によって求めた開度指令信号３０により制御する場合 について説明したが、新たに別個に設定した指令信号によって制御するようにし たり、或いは開閉のみの簡単な制御とすることもできる。

【００２２】 尚、本考案は前記実施例にのみ限定されるものではなく、発電用ガスタービン を備えない場合も同様に適用できること、その他本考案の要旨を逸脱しない範囲 内に於いて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２３】

【考案の効果】

本考案の加圧流動床ボイラの制御装置によれば、排気管１４における流動床ボ イラ２の排ガス出口部１４’と空気供給装置１３の出側との間をバイパスダクト ２６で連通し、且つ該バイパスダクト２６にバイパス弁２７を設けると共に、加 圧流動床ボイラの出力指令１８が増加した時に前記バイパス弁２７を開ける制御 を行うバイパス制御装置２８を設けた構成を有しているので、出力指令１８が増 加すると、バイパス制御装置２８により前記バイパス弁２７が開けるように制御 されるので、流動床ボイラ２からの排ガスの一部がバイパスダクト２６を介して 下流に排出されることにより流動床ボイラ２内の圧力が低下し、よって圧力容器 １内の燃焼用空気４が流動床ボイラ２内に流動しやすくなるので、流動床ボイラ ２の燃焼用空気４の流量が増加して、燃焼用空気４が不足する問題の発生が防止 され、更に出力指令１８の増加時に燃料の供給を絞るようなことがないので出力 の増加に時間遅れを生じることもない等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すブロック図である。

【図２】従来の加圧流動床ボイラの制御装置の一例を示
すブロック図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図２の作用を示す
線図である。

【符号の説明】

１ 圧力容器 ２ 流動床ボイラ ４ 燃焼用空気 ８ 燃料供給装置 １３ 空気供給装置 １４ 排気管 １４’排ガス出口部 １８ 出力指令 １９ 変化率制限器 ２１ 関数発生器 ２２ 燃料指令信号 ２４ 関数発生器 ２５ 空気指令信号 ２６ バイパスダクト ２７ バイパス弁 ２８ バイパス制御装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器１と、該圧力容器１内に設置し
   た流動床ボイラ２と、該流動床ボイラ２に燃料を供給す
   る燃料供給装置８と、前記流動床ボイラ２から排気管１
   ４を介して導かれる排ガスによって駆動されて前記圧力
   容器１に燃焼用空気４を供給する空気供給装置１３と、
   加圧流動床ボイラの出力指令１８を入力して該出力指令
   １８の変化に制限を与える変化率制限器１９と、該変化
   率制限器１９の出力に基づいて燃料指令信号２２を出力
   する関数発生器２１と、前記燃料指令信号２２に基づい
   て前記空気供給装置１３に空気指令信号２５を出力する
   関数発生器２４とを備えた加圧流動床ボイラの制御装置
   であって、前記流動床ボイラ２の排ガス出口部１４’と
   空気供給装置１３の出側の排気管１４との間を連通する
   バイパスダクト２６と、該バイパスダクト２６に設けた
   バイパス弁２７と、前記出力指令１８が増加した時に前
   記バイパス弁２７を開ける制御を行うバイパス制御装置
   ２８とを備えたことを特徴とする加圧流動床ボイラの制
   御装置。