JPH0626602A - 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
ラに供給する燃焼用空気の流量を増加することにより、
酸素不足の発生を防止して負荷を安定して増加できるよ
うにする。 【構成】 出力指令１４を入力して該出力指令１４の変
化に制限を与える変化率制限器１５と、該変化率制限器
１５の出力に流動床ボイラ２の蒸気圧力に基づく圧力補
正信号Ｐを加える加算器１７と、該加算器１７の出力を
関数変換して燃料供給装置８に燃料指令信号２０を出力
する関数発生器１９とからなる燃料制御回路２７を設
け、且つ出力指令１４を入力して空気供給装置１１を制
御するための変化率制限しない空気指令信号２８を出力
する関数発生器２９と、該関数発生器２９からの空気指
令信号２８に酸素濃度補正信号２４を加算する加算器３
０とからなる空気制御回路３１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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３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
の排ガスをインレットガイドベーン９を介してガスター
ビン１０に供給することにより、該ガスタービン１０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１１を構成してい
る。図中１２は途中に切出し弁１３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１１の制御を行う制御装置は、図３及
び図４を参照して説明すると、図４（Ａ）に実線で示す
ように急激に変化する出力指令（ＭＷＤ）１４を変化率
制限器１５に導入することにより、図４（Ａ）に破線で
示すように出力指令１４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１６で変化させるように制限
を与え、且つ前記変化率制限器１５からの信号に流動床
ボイラ２で製造される蒸気の圧力に基づいて求めた圧力
補正信号Ｐを加算する加算器１７を設けてボイラマスタ
信号１８を得るようにしている。

【０００４】該ボイラマスタ信号１８は、関数発生器１
９に導くことにより図４（Ｂ）に示す燃料指令信号２０
とし、該燃料指令信号２０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。又前記ボイラマスタ信号１
８から給水のための給水指令信号２１を得るようにして
いる。

【０００５】更に、前記燃料指令信号２０を関数発生器
２２に導いて関数変換することにより図４（Ｃ）に示す
空気指令信号２５とし、且つ流動床ボイラ２の排ガス中
の酸素濃度を検出している酸素濃度計２３からの検出酸
素濃度に基づいて求めた酸素濃度補正信号２４を加算器
２６に導いて前記空気指令信号２５に加算し、このよう
にして得た空気指令信号２５により前記空気供給装置１
１のインレットガイドベーン９の制御を行うようにして
いる。

【０００６】上記従来の制御装置では、図４（Ａ）に実
線で示すように出力指令１４が増加すると、変化率制限
器１５によって変化率に制限が加えられたボイラマスタ
信号１８の増加（破線で示す勾配１６）に基づいて、燃
料指令信号２０、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。

【０００７】

【発明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内への
燃焼用空気４の供給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。

【０００８】従って、前記従来の制御装置では、図４
（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２０が増加された時には燃料の供給量は直ちに増
加するが、インレットガイドベーン９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４（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。

【０００９】このため、従来では酸素濃度計２３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１４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。

【００１０】本発明は、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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力容器と、
該圧力容器内に設置した流動床ボイラと、該流動床ボイ
ラに燃料を供給する燃料供給装置と、前記圧力容器に燃
焼用空気を供給する空気供給装置とを備えている加圧流
動床ボイラの制御装置であって、加圧流動床ボイラの出
力指令を入力して該出力指令の変化に制限を与える変化
率制限器と、該変化率制限器の出力に流動床ボイラの蒸
気圧力に基づく圧力補正信号を加える加算器と、該加算
器の出力を関数変換して前記燃料供給装置に燃料指令信
号を出力する関数発生器とからなる燃料制御回路を設
け、且つ前記出力指令を入力して前記空気供給装置を制
御するための変化率制限しない空気指令信号を出力する
関数発生器と、該関数発生器からの空気指令信号に酸素
濃度補正信号を加算する加算器とからなる空気制御回路
を設け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。

【００１２】

【作用】出力指令が増加されると、該出力指令が変化率
制限器で増加速度に制限が加えられ、更に加算器にて圧
力補正信号が加えられてボイラマスタ信号が得られ、更
にボイラマスタ信号から関数発生器により燃料指令信号
が得られて、該燃料指令信号により燃料供給装置の制御
が行われる。

【００１３】一方、前記変化率制限器に導く前の出力指
令が関数発生器に導かれることにより、変化率制限しな
い空気指令信号が得られ、該空気指令信号に加算器にて
酸素濃度補正信号を加算した信号により空気供給装置の
制御が行われる。従って空気供給装置は変化率に制限が
加えられていない空気指令信号により燃料に対して空気
が先行的に多く供給されるように制御されるので、出力
指令の増加時に圧力容器内の圧力上昇のために起こる時
間遅れに基づく空気不足の問題が確実に防止され、且つ
出力増加時の制御上の遅れも防止される。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。

【００１５】図１は本発明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３と同様の加圧流動床ボ
イラにおいて、加圧流動床ボイラ２の制御を行う出力指
令１４を入力して該出力指令１４の変化に制限を与える
変化率制限器１５と、該変化率制限器１５の出力に流動
床ボイラ２の蒸気圧力に基づく圧力補正信号Ｐを加える
加算器１７と、該加算器１７の出力を関数変換して燃料
供給装置８に燃料指令信号２０を出力する関数発生器１
９とからなる燃料制御回路２７を設ける。

【００１６】一方、前記出力指令１４を入力して前記空
気供給装置１１を制御するための空気指令信号２８を出
力する関数発生器２９と、該関数発生器２９からの空気
指令信号２８に酸素濃度補正信号２４を加算する加算器
３０とからなる空気制御回路３１を設ける。前記関数発
生器２９には変化率制限器１５に入る前の出力指令が導
入されているので、出力指令１４が増加した場合、関数
発生器２９から出力される空気指令信号２８は図２
（Ｃ）に実線で示すように、出力指令１４の増加に対応
して始めから大きな値となっている。

【００１７】図２（Ａ）中実線で示すように出力指令１
４が増加されると、燃料制御回路２７では、変化率制限
器１５によって図２（Ａ）中破線で示すように急激に増
加する出力指令に対して所要の勾配１６で増加するよう
に制限が加えられ、更に加算器１７にて圧力補正信号Ｐ
が加えられてボイラマスタ信号１８が得られ、更に該ボ
イラマスタ信号１８が関数発生器１９により図２（Ｂ）
に示すような燃料指令信号２０となって燃料供給装置８
に入力されて、燃料の制御が行われる。

【００１８】一方、空気制御回路３１では、前記変化率
制限器１５に導かれる前の出力指令１４が関数発生器２
９に導かれて図２（Ｃ）に実線で示すような急激な増加
を行う変化率制限されない空気指令信号２８となり、該
空気指令信号２８に加算器３０にて酸素濃度補正信号２
４が加算された信号が空気供給装置１１のインレットガ
イドベーン９に入力されて、燃焼用空気４が制御され
る。

【００１９】従って前記空気供給装置１１は、変化率に
制限が加えられていない始めから大きい値（増加後の空
気量）の空気指令信号２８によって制御されることにな
るので、燃料に対して図２（Ｃ）に示す斜線部だけ空気
を先行的に多く供給することになる。よって出力指令１
４の増加時に圧力容器１内の圧力上昇を短時間で達成さ
せて、圧力上昇が遅れることにより起こっていた燃焼用
空気４の不足の問題が防止されて、図２（Ｄ）に示すよ
うに検出酸素濃度が目標限界値以下に低下するようなこ
とを自動的に且つ確実に防止することができる。

【００２０】又、従来のように燃料を絞ることによって
空気不足の発生を防止する方式のように、出力指令１４
の増加に対して制御上の遅れを生じるような問題も防止
でき、出力を安定して増加することができる。

【００２１】尚、本発明は前記実施例にのみ限定される
ものではなく、空気供給装置の構成は図示のものに限定
されないこと、その他本発明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。

【００２２】

【発明の効果】本発明の加圧流動床ボイラの制御装置に
よれば、燃料制御回路は出力指令の増加に対して変化率
制限器により燃料をある変化率で増加させるように制御
するのに対して、空気制御回路は出力指令の増加の開始
と同時に、非変化率制限の最初から大きな値をもった空
気指令信号によって空気供給装置を制御するようにして
いるので、出力指令の増加時に燃焼用空気が不足し排ガ
ス中の酸素濃度が異常に低下するような問題を容易且つ
確実に防止することができ、更に従来の出力指令の増加
時に燃料を絞る方式が持つ制御上の遅れの問題も防止し
て、出力を安定して増加することができる優れた効果を
奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図１の作用を示す
線図である。

【図３】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４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図３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 １１ 空気供給装置 １４ 出力指令 １５ 変化率制限器 １７ 加算器 １９ 関数発生器 ２０ 燃料指令信号 ２４ 酸素濃度補正信号 ２７ 燃料制御回路 ２８ 空気指令信号 ２９ 関数発生器 ３０ 加算器 ３１ 空気制御回路 Ｐ 圧力補正信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器と、該圧力容器内に設置した流
   動床ボイラと、該流動床ボイラに燃料を供給する燃料供
   給装置と、前記圧力容器に燃焼用空気を供給する空気供
   給装置とを備えている加圧流動床ボイラの制御装置であ
   って、加圧流動床ボイラの出力指令を入力して該出力指
   令の変化に制限を与える変化率制限器と、該変化率制限
   器の出力に流動床ボイラの蒸気圧力に基づく圧力補正信
   号を加える加算器と、該加算器の出力を関数変換して前
   記燃料供給装置に燃料指令信号を出力する関数発生器と
   からなる燃料制御回路を設け、且つ前記出力指令を入力
   して前記空気供給装置を制御するための変化率制限しな
   い空気指令信号を出力する関数発生器と、該関数発生器
   からの空気指令信号に酸素濃度補正信号を加算する加算
   器とからなる空気制御回路を設けたことを特徴とする加
   圧流動床ボイラの制御装置。