JPH0629652B2 - 流動床ボイラにおける燃焼制御装置 - Google Patents
流動床ボイラにおける燃焼制御装置Info
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- JPH0629652B2 JPH0629652B2 JP62174467A JP17446787A JPH0629652B2 JP H0629652 B2 JPH0629652 B2 JP H0629652B2 JP 62174467 A JP62174467 A JP 62174467A JP 17446787 A JP17446787 A JP 17446787A JP H0629652 B2 JPH0629652 B2 JP H0629652B2
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/18—Details; Accessories
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- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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- F23N2237/18—Controlling fluidized bed burners
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、都市ごみ、産業廃棄物、あるいは、石炭な
どの可燃物を所謂旋回流型流動床中で燃焼させて、そこ
からボイラドラムが受熱するボイラシステムであって、
流動床の一画分からボイラドラムへの回収熱量を制御可
能としたものに係わり、特に、ボイラドラムの蒸気圧を
ボイラドラムへの回収熱量の制御に関与させることで、
蒸気負荷の変動に起因する蒸気圧の上昇降下に対する抑
制制御の応答性を向上させるようにした改良に関するも
のである。
どの可燃物を所謂旋回流型流動床中で燃焼させて、そこ
からボイラドラムが受熱するボイラシステムであって、
流動床の一画分からボイラドラムへの回収熱量を制御可
能としたものに係わり、特に、ボイラドラムの蒸気圧を
ボイラドラムへの回収熱量の制御に関与させることで、
蒸気負荷の変動に起因する蒸気圧の上昇降下に対する抑
制制御の応答性を向上させるようにした改良に関するも
のである。
<従来技術> 流動床ボイラ自体は公知公用のものであるが、近年、流
動媒体を二分して、一方を燃焼画室内に収容し、他方
を、燃焼画室から循環可能に熱回収画室内に収容して、
そこに配設された水管等の熱回収手段から熱をボイラド
ラムに回収し、その回収熱量を制御可能としたものに関
心が寄せられている。
動媒体を二分して、一方を燃焼画室内に収容し、他方
を、燃焼画室から循環可能に熱回収画室内に収容して、
そこに配設された水管等の熱回収手段から熱をボイラド
ラムに回収し、その回収熱量を制御可能としたものに関
心が寄せられている。
かかる熱回収画室内の流動媒体からの回収熱量の制御原
理に関しては、水管等の熱回収手段と熱回収画室内の流
動層の流動媒体との接触面積を変化させてそこでの伝達
熱量を制御するもの(所謂スランピングベッド方式)、
と熱回収画室内の流動媒体の層状態を変化させて、流動
媒体と熱回収手段での熱伝達率を制御するものが知られ
ており、後者の中には、熱回収画室内の流動媒体の層状
態を、熱伝達率の極めて高い流動層状態と熱伝達率の極
めて低い固定層状態との間で移行させて、熱回収の断続
制御を行なうもの(特開昭58-183937 号、USP 3,970,01
1 号、USP 4,363,292 号)と流動層状態の領域と固定層
状態の領域の境界を連続的に変化させて、熱回収の無段
制御を行なうもの(特開昭59-1990 号)が含まれてい
る。
理に関しては、水管等の熱回収手段と熱回収画室内の流
動層の流動媒体との接触面積を変化させてそこでの伝達
熱量を制御するもの(所謂スランピングベッド方式)、
と熱回収画室内の流動媒体の層状態を変化させて、流動
媒体と熱回収手段での熱伝達率を制御するものが知られ
ており、後者の中には、熱回収画室内の流動媒体の層状
態を、熱伝達率の極めて高い流動層状態と熱伝達率の極
めて低い固定層状態との間で移行させて、熱回収の断続
制御を行なうもの(特開昭58-183937 号、USP 3,970,01
1 号、USP 4,363,292 号)と流動層状態の領域と固定層
状態の領域の境界を連続的に変化させて、熱回収の無段
制御を行なうもの(特開昭59-1990 号)が含まれてい
る。
さらに、近時、熱回収画室内の流動媒体に対して比較的
小さな空気速度(質量速度で0Gmf〜2Gmf)で給気を施
して、これを、空気速度に対してそれの熱伝達率が略直
線的に変化する特異的な層状態である移動層に保ち、こ
こでの熱伝達率を略直線的に連続的に変化させること
で、熱回収の無段制御を可能にしたもの(特願昭62-905
7 号)が本願出願人自身により提案されている。
小さな空気速度(質量速度で0Gmf〜2Gmf)で給気を施
して、これを、空気速度に対してそれの熱伝達率が略直
線的に変化する特異的な層状態である移動層に保ち、こ
こでの熱伝達率を略直線的に連続的に変化させること
で、熱回収の無段制御を可能にしたもの(特願昭62-905
7 号)が本願出願人自身により提案されている。
ところで、かかる熱回収画室からボイラドラムへの回収
熱量の制御は、とりわけ、燃焼画室での流動床の温度を
適切な範囲内に維持するのに有効であり、結果的に以下
の利点を享受することとなるので、有望視されているも
のである。
熱量の制御は、とりわけ、燃焼画室での流動床の温度を
適切な範囲内に維持するのに有効であり、結果的に以下
の利点を享受することとなるので、有望視されているも
のである。
(1)流動床温度を800℃〜850℃に維持して燃焼効率を良
好にする(石炭燃焼の場合)。
好にする(石炭燃焼の場合)。
(2)流動床温度の850℃を越える上昇を回避して流動床媒
体の焼結を防止する(都市ゴミ燃焼の場合)。
体の焼結を防止する(都市ゴミ燃焼の場合)。
(3)石炭燃料の際、ドロマイト、ライムストーン等によ
る硫黄吸収作用に好適な流動床温度800℃〜850℃を確保
して、脱硫処理を効率的に行なう。
る硫黄吸収作用に好適な流動床温度800℃〜850℃を確保
して、脱硫処理を効率的に行なう。
(4)流動床温度の700℃を下回る降下を回避して、一酸化
炭素の発生を防止する(石炭燃焼の場合)。
炭素の発生を防止する(石炭燃焼の場合)。
(5)水管等の熱回収手段自体の腐食を防止する。
このような利点を享受すべく、熱回収画室からの回収熱
量を制御する装置の一例として、Engstrom et alのもの
(米国特許第4,363,292号)が知られている。すなわ
ち、この装置は第10図に示されるように、熱回収画室の
流動媒体を構成する第2の流動化帯域14に対して熱回収
給気手段としての第2の箱9のオリフィス11経由で給気
される熱回収給気量が該箱9に連通する導管8中に設け
られた制御弁21を炉内の温度センサ22からの温度信号に
応答する温度制御器TCにより開閉することで、第2の
流動化帯域14中の熱回収手段としての管18からの回収熱
量を炉内温度、主として第1の流動化帯域13の流動床の
温度のみに依存して制御するものである。
量を制御する装置の一例として、Engstrom et alのもの
(米国特許第4,363,292号)が知られている。すなわ
ち、この装置は第10図に示されるように、熱回収画室の
流動媒体を構成する第2の流動化帯域14に対して熱回収
給気手段としての第2の箱9のオリフィス11経由で給気
される熱回収給気量が該箱9に連通する導管8中に設け
られた制御弁21を炉内の温度センサ22からの温度信号に
応答する温度制御器TCにより開閉することで、第2の
流動化帯域14中の熱回収手段としての管18からの回収熱
量を炉内温度、主として第1の流動化帯域13の流動床の
温度のみに依存して制御するものである。
<発明が解決しようとする問題点> しかるところ、かかる従来技術を採用した流動床ボイラ
にあっては、蒸気負荷の変動に起因するボイラドラムの
蒸気圧の上昇降下を迅速に制御することが困難であっ
た。
にあっては、蒸気負荷の変動に起因するボイラドラムの
蒸気圧の上昇降下を迅速に制御することが困難であっ
た。
すなわち、この種の流動床ボイラにあっては、ボイラド
ラムの蒸気圧の上昇降下を抑制すべく、蒸気圧力の変化
を検出して燃料画室内の流動床(例えば、第1の流動化
帯域13の流動床)への可燃物の供給量を制御することが
一般的であり、そのこと自体は公知であるが、いま、仮
りに、蒸気圧の降下を検出して、可燃物の供給量を増大
させたとしても、燃焼画室の流動床の熱的慣性が極めて
大きいので、流動床の温度は即座に上昇することがな
く、徐々に上昇していく。
ラムの蒸気圧の上昇降下を抑制すべく、蒸気圧力の変化
を検出して燃料画室内の流動床(例えば、第1の流動化
帯域13の流動床)への可燃物の供給量を制御することが
一般的であり、そのこと自体は公知であるが、いま、仮
りに、蒸気圧の降下を検出して、可燃物の供給量を増大
させたとしても、燃焼画室の流動床の熱的慣性が極めて
大きいので、流動床の温度は即座に上昇することがな
く、徐々に上昇していく。
したがって、このように徐々にしか上昇し得ない流動床
温度のみに依存して、熱回収画室内の流動媒体に対する
熱回収給気量を制御し、これの増大を図ってみても、熱
回収画室内の流動媒体(例えば第2の流動化帯域の噴流
層)からの回収熱量を急速に増大させることはできない
ので、この回収熱量のボイラドラムへの還元によって
は、蒸気負荷の変動に起因するボイラドラムの蒸気圧の
上昇降下を迅速に抑制することができないという問題点
があった。
温度のみに依存して、熱回収画室内の流動媒体に対する
熱回収給気量を制御し、これの増大を図ってみても、熱
回収画室内の流動媒体(例えば第2の流動化帯域の噴流
層)からの回収熱量を急速に増大させることはできない
ので、この回収熱量のボイラドラムへの還元によって
は、蒸気負荷の変動に起因するボイラドラムの蒸気圧の
上昇降下を迅速に抑制することができないという問題点
があった。
<問題を解決するための手段> そこで、この発明は、上記従来技術での蒸気負荷変動に
起因する蒸気圧変動の抑制に迅速性が欠けるという問題
点に鑑み、熱回収画室への給気量を蒸気圧依存で、流動
媒体の移動層状態が維持される範囲内で変化させて、熱
回収画室からボイラドラムへの回収熱量を蒸気圧依存で
直線的に無段制御すべく熱回収給気蒸気圧依存制御手段
を設け、即ち、典型的には、ボイラドラムの蒸気圧依存
で燃焼画室への可燃物の供給量を制御する可燃物供給量
制御手段での制御動作と燃焼画室の温度依存で熱回収画
室への給気量を、流動媒体の移動層状態が維持される範
囲内で変化させて、熱回収画室からボイラドラムへの回
収熱量を直線的に無段制御する熱回収給気制御手段での
制御動作とを連動させるべく、熱回収給気制御手段によ
る燃焼画室内流動床温度の制御動作での温度目標値を蒸
気圧依存で制御する温度目標値制御手段を設けて、上記
問題点を解決し、蒸気圧変動に速応して熱回収画室から
ボイラドラムへの回収熱量を瞬時的に変化させ、もっ
て、蒸気圧変動の抑制を迅速に行なえるようにした流動
ボイラにおける燃焼制御装置を提供せんとするものであ
る。
起因する蒸気圧変動の抑制に迅速性が欠けるという問題
点に鑑み、熱回収画室への給気量を蒸気圧依存で、流動
媒体の移動層状態が維持される範囲内で変化させて、熱
回収画室からボイラドラムへの回収熱量を蒸気圧依存で
直線的に無段制御すべく熱回収給気蒸気圧依存制御手段
を設け、即ち、典型的には、ボイラドラムの蒸気圧依存
で燃焼画室への可燃物の供給量を制御する可燃物供給量
制御手段での制御動作と燃焼画室の温度依存で熱回収画
室への給気量を、流動媒体の移動層状態が維持される範
囲内で変化させて、熱回収画室からボイラドラムへの回
収熱量を直線的に無段制御する熱回収給気制御手段での
制御動作とを連動させるべく、熱回収給気制御手段によ
る燃焼画室内流動床温度の制御動作での温度目標値を蒸
気圧依存で制御する温度目標値制御手段を設けて、上記
問題点を解決し、蒸気圧変動に速応して熱回収画室から
ボイラドラムへの回収熱量を瞬時的に変化させ、もっ
て、蒸気圧変動の抑制を迅速に行なえるようにした流動
ボイラにおける燃焼制御装置を提供せんとするものであ
る。
<作 用> 故に、この発明の構成は、第4図に示されるように、流
動媒体で満されていて、そこで可燃物を燃焼させる燃焼
画室3と、これに隣接して燃焼画室3中の流動媒体が循
環可能に画成された熱回収画室4とを有し、そこに設け
られた熱回収給気手段8、8aから該画室4内に給気され
る熱回収空気の比較的少量の給気量に応じてそこに設け
られた熱回収手段10、11経由で該画室4内の移動層状態
の流動媒体中の熱をボイラドラム17に回収可能な流動床
ボイラにおいて、熱回収給気蒸気圧依存制御手段31、3
2、33、34、9、9a、9bが蒸気圧検出手段としての圧力
計20bからの蒸気圧信号PV01に応答して蒸気圧依存で熱
回収画室への給気量(空気速度)を制御して、これによ
り、熱回収画室4からボイラドラム17への回収熱量を蒸
気圧依存で制御するように作用するもののであり、典型
的には、可燃物供給量制御手段としての圧力調節計31が
蒸気圧検出手段としての圧力計20bからの蒸気圧信号PV0
1を圧力目標値信号SV01に対して平衡させるような操作
出力信号MV01を可燃物供給手段14に供給して、蒸気圧依
存で可燃物供給量を制御する制御動作と、熱回収給気制
御手段33、34、9、9bとしての温度調節計33が温度検
出手段3aからの温度信号PV02を温度目標値信号SV02に対
して平衡させるような操作出力信号MV02を流量調節計34
に目標値信号SV03として供給し、該流量調節計34が流量
計9bからの流量(空気)信号PV03を目標値信号SV03に対
して平衡させるような操作出力信号MV03を制御弁9aに供
給して、熱回収画室4への給気量(空気速度)を変化さ
せ、温度依存で熱回収画室4からボイラドラム17への回
収熱量を制御する制御動作とを、温度目標値制御手段と
しての信号反転器32にて圧力調節計31からの操作出力信
号MV01を温度調節計33の目標値信号SV02に関連付けるこ
とで連動させ、これにより、可燃物供給制御手段31によ
り、負荷変動に由来する蒸気圧の上昇降下に見合う可燃
物供給量を継続的に確保する長期的な制御動作の最中
に、これに先行して、短期的に熱回収画室4への熱回収
空気の給気量(空気速度)を蒸気圧依存で増減して、該
画室4内の流動媒体に蓄積された熱を瞬時的に放出する
形でボイラドラム17に回収し、又は、該流動媒体に瞬時
的に蓄熱する形でボイラドラム17への熱の供給を抑制
し、もって、蒸気負荷変動時の蒸気圧制定動作を迅速に
行うように作用するものである。
動媒体で満されていて、そこで可燃物を燃焼させる燃焼
画室3と、これに隣接して燃焼画室3中の流動媒体が循
環可能に画成された熱回収画室4とを有し、そこに設け
られた熱回収給気手段8、8aから該画室4内に給気され
る熱回収空気の比較的少量の給気量に応じてそこに設け
られた熱回収手段10、11経由で該画室4内の移動層状態
の流動媒体中の熱をボイラドラム17に回収可能な流動床
ボイラにおいて、熱回収給気蒸気圧依存制御手段31、3
2、33、34、9、9a、9bが蒸気圧検出手段としての圧力
計20bからの蒸気圧信号PV01に応答して蒸気圧依存で熱
回収画室への給気量(空気速度)を制御して、これによ
り、熱回収画室4からボイラドラム17への回収熱量を蒸
気圧依存で制御するように作用するもののであり、典型
的には、可燃物供給量制御手段としての圧力調節計31が
蒸気圧検出手段としての圧力計20bからの蒸気圧信号PV0
1を圧力目標値信号SV01に対して平衡させるような操作
出力信号MV01を可燃物供給手段14に供給して、蒸気圧依
存で可燃物供給量を制御する制御動作と、熱回収給気制
御手段33、34、9、9bとしての温度調節計33が温度検
出手段3aからの温度信号PV02を温度目標値信号SV02に対
して平衡させるような操作出力信号MV02を流量調節計34
に目標値信号SV03として供給し、該流量調節計34が流量
計9bからの流量(空気)信号PV03を目標値信号SV03に対
して平衡させるような操作出力信号MV03を制御弁9aに供
給して、熱回収画室4への給気量(空気速度)を変化さ
せ、温度依存で熱回収画室4からボイラドラム17への回
収熱量を制御する制御動作とを、温度目標値制御手段と
しての信号反転器32にて圧力調節計31からの操作出力信
号MV01を温度調節計33の目標値信号SV02に関連付けるこ
とで連動させ、これにより、可燃物供給制御手段31によ
り、負荷変動に由来する蒸気圧の上昇降下に見合う可燃
物供給量を継続的に確保する長期的な制御動作の最中
に、これに先行して、短期的に熱回収画室4への熱回収
空気の給気量(空気速度)を蒸気圧依存で増減して、該
画室4内の流動媒体に蓄積された熱を瞬時的に放出する
形でボイラドラム17に回収し、又は、該流動媒体に瞬時
的に蓄熱する形でボイラドラム17への熱の供給を抑制
し、もって、蒸気負荷変動時の蒸気圧制定動作を迅速に
行うように作用するものである。
そして、第4第5の発明の構成は、第6図に示されるよ
うに、とりわけ、可燃物供給量蒸気負荷依存制御手段と
しての演算器35が蒸気量依存で経常的な蒸気負荷増減に
見合う可燃物供給量の継続的増減を確保するのに必要な
演算出信号Y0を、可燃物供給量制御手段としての圧力調
節計31の平衡時の操作出力信号MV01(50%)の供給下で演
算生成し、これを可燃物供給手段14に出力し、これによ
り、蒸気負荷、即ち、可燃物供給量に係わりなく、定常
状態にて常に圧力調節計31を平衡させて、その操作出力
信号MV01を50%値に留め、該操作出力信号MV01に応答す
る熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bでの熱回収空
気の給気量(空気速度)をも中央値50%付近に待機さ
せ、もって、熱回収空気の給気量の変化範囲を増減均等
に最大化するように作用するものである。
うに、とりわけ、可燃物供給量蒸気負荷依存制御手段と
しての演算器35が蒸気量依存で経常的な蒸気負荷増減に
見合う可燃物供給量の継続的増減を確保するのに必要な
演算出信号Y0を、可燃物供給量制御手段としての圧力調
節計31の平衡時の操作出力信号MV01(50%)の供給下で演
算生成し、これを可燃物供給手段14に出力し、これによ
り、蒸気負荷、即ち、可燃物供給量に係わりなく、定常
状態にて常に圧力調節計31を平衡させて、その操作出力
信号MV01を50%値に留め、該操作出力信号MV01に応答す
る熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bでの熱回収空
気の給気量(空気速度)をも中央値50%付近に待機さ
せ、もって、熱回収空気の給気量の変化範囲を増減均等
に最大化するように作用するものである。
さらに、第6第7の発明の構成は、第9図に示されるよ
うに、とりわけ、燃焼給気制御手段7、36、37、38が経
常的な蒸気負荷増大時に、可燃物供給量蒸気負荷依存制
御手段としての演算器35から供給される継続的に増大し
て操作出力信号Y0に応答して燃焼画室3への燃焼空気の
給気量(空気速度)を増大させ、熱回収画室4での流動
媒体の循環量を増大させて、そこに燃焼画室3から運び
込まれて蓄積される熱量を増大させ、これにより、経常
的な蒸気負荷過大時にあっても、熱回収画室4からボイ
ラドラム17への十分な回収熱量を確保し、もって、回収
熱量の不足に起因する蒸気圧の上昇復帰の遅れを防止す
るように作用するものである。
うに、とりわけ、燃焼給気制御手段7、36、37、38が経
常的な蒸気負荷増大時に、可燃物供給量蒸気負荷依存制
御手段としての演算器35から供給される継続的に増大し
て操作出力信号Y0に応答して燃焼画室3への燃焼空気の
給気量(空気速度)を増大させ、熱回収画室4での流動
媒体の循環量を増大させて、そこに燃焼画室3から運び
込まれて蓄積される熱量を増大させ、これにより、経常
的な蒸気負荷過大時にあっても、熱回収画室4からボイ
ラドラム17への十分な回収熱量を確保し、もって、回収
熱量の不足に起因する蒸気圧の上昇復帰の遅れを防止す
るように作用するものである。
<第1〜第3の発明の実施例> 第1〜第4の発明の実施例の構成と動作を第1図〜第5
図に基づいて以下に説明する。
図に基づいて以下に説明する。
第1図は、主として、本願発明(第1〜第8の発明)の
燃焼制御装置の制御対象であるボイラの構成を示すもの
であり、同図において、ボイラAは、その全体がボイラ
壁1で囲まれており、その底部には、下方に末広がりに
傾斜して対向配置され、その上端縁2aが水垂上方に折り
曲げられて成る1対の反射仕切板2、2により、該仕切
板の傾斜面下方の底部中央に燃焼画室3が、そして、該
傾斜面上方の底部外周に熱回収画室4、4がそれぞれ画
成されている。
燃焼制御装置の制御対象であるボイラの構成を示すもの
であり、同図において、ボイラAは、その全体がボイラ
壁1で囲まれており、その底部には、下方に末広がりに
傾斜して対向配置され、その上端縁2aが水垂上方に折り
曲げられて成る1対の反射仕切板2、2により、該仕切
板の傾斜面下方の底部中央に燃焼画室3が、そして、該
傾斜面上方の底部外周に熱回収画室4、4がそれぞれ画
成されている。
燃焼画室3底部には、多数の送気孔5aを有し、底部中央
に向けて迫り上がる送気板5でその上面が覆われて、そ
の下面に複数に画成された空気室6が設けられており、
そこには、燃焼空気源からの燃焼空気管7が連結されて
おり、該空気室6上方には、温度検出手段としての温度
センサ3aが支持されており、これら、送気板5、送気孔
5a、空気室6は燃焼給気手段を構成している。そして、
燃焼空気管7中には、制御弁7aと流量計7bとが燃焼空気
源に向けてその順で直列に挿入されている。一方、熱回
収画室4内には、反射仕切板2の傾斜上面に沿うように
円筒状の散気管8が熱回収給気手段として多列(第1図
中にはその1列のみが現われている)に延在し、該散気
管の反射仕切板2に対向する面には、多数の散気孔8aが
穿設されており、該散気管の下端は、熱回収空気源から
の熱回収空気管9に連結されていて、熱回収空気管9中
には、制御弁9aと流量計9bとが熱回収空気源に向けてそ
の順で直列に挿入されている。さらに、熱回収画室4内
の散気管8上方には、熱回収手段としての熱回収管10が
巻回されており、該熱回収管の一端は直接的に、そし
て、その他端は循環ポンプ11経由で、それぞれ、後述の
ボイラドラムに連結されている。
に向けて迫り上がる送気板5でその上面が覆われて、そ
の下面に複数に画成された空気室6が設けられており、
そこには、燃焼空気源からの燃焼空気管7が連結されて
おり、該空気室6上方には、温度検出手段としての温度
センサ3aが支持されており、これら、送気板5、送気孔
5a、空気室6は燃焼給気手段を構成している。そして、
燃焼空気管7中には、制御弁7aと流量計7bとが燃焼空気
源に向けてその順で直列に挿入されている。一方、熱回
収画室4内には、反射仕切板2の傾斜上面に沿うように
円筒状の散気管8が熱回収給気手段として多列(第1図
中にはその1列のみが現われている)に延在し、該散気
管の反射仕切板2に対向する面には、多数の散気孔8aが
穿設されており、該散気管の下端は、熱回収空気源から
の熱回収空気管9に連結されていて、熱回収空気管9中
には、制御弁9aと流量計9bとが熱回収空気源に向けてそ
の順で直列に挿入されている。さらに、熱回収画室4内
の散気管8上方には、熱回収手段としての熱回収管10が
巻回されており、該熱回収管の一端は直接的に、そし
て、その他端は循環ポンプ11経由で、それぞれ、後述の
ボイラドラムに連結されている。
そして、燃焼画室3及び熱回収画室4は共に、石英粒子
(粒径約1mm)等の流動媒体で満されており、燃焼画室
3内のそれは反射仕切板2上端を越えて熱回収画室4内
の流動媒体に回り込み、熱回収画室4内のそれは反射仕
切板2下方から燃焼画室3内に戻り、かくて、流動媒体
は循環可能である。
(粒径約1mm)等の流動媒体で満されており、燃焼画室
3内のそれは反射仕切板2上端を越えて熱回収画室4内
の流動媒体に回り込み、熱回収画室4内のそれは反射仕
切板2下方から燃焼画室3内に戻り、かくて、流動媒体
は循環可能である。
燃焼画室3に臨んで設けられた開口(図示せず)には、
電動機12で駆動されるスクリュー形移送機13(第4図参
照)を組み込んで成る可燃物供給手段14が配設されてい
る。
電動機12で駆動されるスクリュー形移送機13(第4図参
照)を組み込んで成る可燃物供給手段14が配設されてい
る。
一方、ボイラA上方のボイラ壁1には、その一部に煙道
開口16aを有する受熱水管16に囲まれて、ボイラドラム1
7が、燃焼画室3から受熱可能に嵌設されており、該ボ
イラドラム17は、上方の汽水ドラム17aとこれに多数の
対流管17bで連結された下方の水ドラム17cから成る。
開口16aを有する受熱水管16に囲まれて、ボイラドラム1
7が、燃焼画室3から受熱可能に嵌設されており、該ボ
イラドラム17は、上方の汽水ドラム17aとこれに多数の
対流管17bで連結された下方の水ドラム17cから成る。
汽水ドラム17aには、水源からの給水管19が延びてお
り、さらに、汽水ドラム17aからは、該ドラム17a内の気
水分離器17d経由で蒸気管20が蒸気負荷(図示せず)に
延びており、該蒸気管中には、蒸気流量検出手段として
の流量計20aと蒸気圧検出手段としての圧力計20bが設け
られている。23は、ボイラドラム17近傍のボイラ壁1に
穿設された燃焼ガス排気口である。
り、さらに、汽水ドラム17aからは、該ドラム17a内の気
水分離器17d経由で蒸気管20が蒸気負荷(図示せず)に
延びており、該蒸気管中には、蒸気流量検出手段として
の流量計20aと蒸気圧検出手段としての圧力計20bが設け
られている。23は、ボイラドラム17近傍のボイラ壁1に
穿設された燃焼ガス排気口である。
一方、制御対象たるボイラAの近傍には、別体として制
御装置Bが配設されており、該制御装置には、温度セン
サ3a、流量計7b、9b、20a及び圧力計20bからの信号線が
各別に延びており、該制御装置からは、制御弁7a、9a及
び可燃物供給手段14に対して信号線が各別に延びてい
る。
御装置Bが配設されており、該制御装置には、温度セン
サ3a、流量計7b、9b、20a及び圧力計20bからの信号線が
各別に延びており、該制御装置からは、制御弁7a、9a及
び可燃物供給手段14に対して信号線が各別に延びてい
る。
そして、かかる本願発明(第1〜第7の発明)における
制御対象のボイラA自体の動作は以下のとおりである。
制御対象のボイラA自体の動作は以下のとおりである。
燃焼画室3内の流動媒体は、燃焼空気管7経由で空気室
6内に送り込まれて送気板5の送気孔5aから該室3上方
に向けて噴出されるところの、充分な空気速度(質量速
度約2Gmf以上)の燃焼空気に吹き上げられて、流動層
を形成して流動床となる。ここに言うGmfは、最小流動
化空気量であり、単位炉床面積当りの空気の質量速度で
表わさられる。なお、質量速度の単位はKg/m2.hであ
る。
6内に送り込まれて送気板5の送気孔5aから該室3上方
に向けて噴出されるところの、充分な空気速度(質量速
度約2Gmf以上)の燃焼空気に吹き上げられて、流動層
を形成して流動床となる。ここに言うGmfは、最小流動
化空気量であり、単位炉床面積当りの空気の質量速度で
表わさられる。なお、質量速度の単位はKg/m2.hであ
る。
燃焼画室3内の流動床の一部は該床の波打つ表面から飛
散し、反射仕切板2の上端縁2aを飛び越えた分量が熱回
収画室4内に回り込み、それに応じた分量の流動媒体が
該画室4ら燃焼画室3に戻されて循環するのであるが、
その際、燃焼画室3から熱回収画室4への流動媒体の回
り込み量は燃焼空気の空気速度(質量速度)依存で制御
可能である。
散し、反射仕切板2の上端縁2aを飛び越えた分量が熱回
収画室4内に回り込み、それに応じた分量の流動媒体が
該画室4ら燃焼画室3に戻されて循環するのであるが、
その際、燃焼画室3から熱回収画室4への流動媒体の回
り込み量は燃焼空気の空気速度(質量速度)依存で制御
可能である。
すなわち、第2A図は、燃焼空気の空気速度(質量速
度)と流動媒体の回り込み量との対応関係の一例を示す
ものであり、これによれば、空気速度を4Gmf〜8Gmfの
範囲で変化させると、該回り込み量比を略0.1〜1の範
囲で10倍値に制御できることが分る。
度)と流動媒体の回り込み量との対応関係の一例を示す
ものであり、これによれば、空気速度を4Gmf〜8Gmfの
範囲で変化させると、該回り込み量比を略0.1〜1の範
囲で10倍値に制御できることが分る。
さらに、第2B図は、熱回収空気の空気速度(質量速
度)と熱回収画室4内での後述の移動層の沈降速度、即
ち、該画室4から燃焼画室3への流動媒体の戻り量との
対応関係の一例を示すものであり、これによれば、流動
媒体の戻り量で把握されるべき流動媒体循環量は、燃焼
空気速度依存で変化する流動媒体の回り込み量(同図中
のパラメータ)ごとに単調増加する区々の対応関係(動
作曲線)で表わされ、回り込み量が特定されると、それ
に対応する1本の動作曲線に沿って関連付けられて、横
軸上の熱回収空気速度の0〜1Gmfの範囲内の変化に対
応して略比例的に増減することが分る。
度)と熱回収画室4内での後述の移動層の沈降速度、即
ち、該画室4から燃焼画室3への流動媒体の戻り量との
対応関係の一例を示すものであり、これによれば、流動
媒体の戻り量で把握されるべき流動媒体循環量は、燃焼
空気速度依存で変化する流動媒体の回り込み量(同図中
のパラメータ)ごとに単調増加する区々の対応関係(動
作曲線)で表わされ、回り込み量が特定されると、それ
に対応する1本の動作曲線に沿って関連付けられて、横
軸上の熱回収空気速度の0〜1Gmfの範囲内の変化に対
応して略比例的に増減することが分る。
従って、流動媒体循環量は燃焼空気の空気速度が固定さ
れている場合には、熱回収空気の空気速度依存で制御可
能であり、燃焼空気の空気速度が固定されていない場合
には、熱回収空気と燃焼空気の双方の空気速度依存で制
御可能である。
れている場合には、熱回収空気の空気速度依存で制御可
能であり、燃焼空気の空気速度が固定されていない場合
には、熱回収空気と燃焼空気の双方の空気速度依存で制
御可能である。
そして、燃焼画室3内の流動床上には、可燃物供給手段
14から、石炭等の燃料あるいは都市ゴミ等の廃棄物が投
入されていて、ここで燃焼し、流動床を略800℃〜900℃
程度の高温に保つ。その結果、そこからの熱をボイラド
ラム17が受熱して、給水管19で経由で該ドラム17に供給
された水を汽水ドラム17aにて蒸気に変換し、これを気
水分離器17dにて水を除去した後、蒸気管20経由で蒸気
負荷に供給するものであるが、かかるボイラドラムの動
作自体は周知である。
14から、石炭等の燃料あるいは都市ゴミ等の廃棄物が投
入されていて、ここで燃焼し、流動床を略800℃〜900℃
程度の高温に保つ。その結果、そこからの熱をボイラド
ラム17が受熱して、給水管19で経由で該ドラム17に供給
された水を汽水ドラム17aにて蒸気に変換し、これを気
水分離器17dにて水を除去した後、蒸気管20経由で蒸気
負荷に供給するものであるが、かかるボイラドラムの動
作自体は周知である。
一方、熱回収画室4内の流動媒体は、該画室4内に散気
管8の散気孔8aから噴出する相対的に小なる空気速度の
熱回収空気に応動して、固体的に整然と下方に移動して
徐々に沈降する移動層を形成し、これが熱回収管10と接
触して熱交換により、該移動層中の熱を該管10中の水に
奪い、その結果として昇温した該管10中の水を循環ポン
プ11が汽水ドラム17aに圧送し、これにより、熱回収画
室4内の流動媒体の熱、ひいては燃焼画室3内の流動床
の熱をボイラドラム17に回収するものであるが、ここで
の回収熱量は、散気管8から熱回収画室4内に噴出する
熱回収空気の空気速度(質量速度)依存で制御可能であ
る。すなわち、第3図は、熱回収空気の空気速度(質量
速度)と移動層中の熱回収管10での伝熱係数αとの対応
関係の一例を実線で示すものであり、これによれば、熱
回収空気の空気速度を0Gmf〜2Gmfの範囲で変化させる
と、相対的(後述の流動層や固定層のそれに対して)に
大なる勾配(利得)で略々直線的に伝熱係数αを制御で
きることが分る。
管8の散気孔8aから噴出する相対的に小なる空気速度の
熱回収空気に応動して、固体的に整然と下方に移動して
徐々に沈降する移動層を形成し、これが熱回収管10と接
触して熱交換により、該移動層中の熱を該管10中の水に
奪い、その結果として昇温した該管10中の水を循環ポン
プ11が汽水ドラム17aに圧送し、これにより、熱回収画
室4内の流動媒体の熱、ひいては燃焼画室3内の流動床
の熱をボイラドラム17に回収するものであるが、ここで
の回収熱量は、散気管8から熱回収画室4内に噴出する
熱回収空気の空気速度(質量速度)依存で制御可能であ
る。すなわち、第3図は、熱回収空気の空気速度(質量
速度)と移動層中の熱回収管10での伝熱係数αとの対応
関係の一例を実線で示すものであり、これによれば、熱
回収空気の空気速度を0Gmf〜2Gmfの範囲で変化させる
と、相対的(後述の流動層や固定層のそれに対して)に
大なる勾配(利得)で略々直線的に伝熱係数αを制御で
きることが分る。
そして、図中の点線は、1Gmf以下の空気速度で通常的
に実現される固定層での伝熱係数と2Gmf以上の空気速
度で通常的に実現される流動層での伝熱係数の空気速度
依存変化の一例を、参考までに、移動層でのそれ(実
線)と対比して示すものであり、これによれば、固定層
あるいは流動層では、伝熱係数の空気速度依存変化が極
めて軽徴(勾配が極めて緩慢)であることから、そし
て、固定層・流動層間の遷移領域では、伝熱係数の空気
速度依存変化が極端に大となるものの、その遷移領域に
該当する空気速度の範囲があまりにも挾小であることか
ら、これら固定層・流動層ないしは、遷移領域での伝熱
係数の制御は実用上有望でないことも分る。
に実現される固定層での伝熱係数と2Gmf以上の空気速
度で通常的に実現される流動層での伝熱係数の空気速度
依存変化の一例を、参考までに、移動層でのそれ(実
線)と対比して示すものであり、これによれば、固定層
あるいは流動層では、伝熱係数の空気速度依存変化が極
めて軽徴(勾配が極めて緩慢)であることから、そし
て、固定層・流動層間の遷移領域では、伝熱係数の空気
速度依存変化が極端に大となるものの、その遷移領域に
該当する空気速度の範囲があまりにも挾小であることか
ら、これら固定層・流動層ないしは、遷移領域での伝熱
係数の制御は実用上有望でないことも分る。
第4図は、制御対象たる上述のボイラAを制御するため
の、第1〜第3の発明における制御装置Bの内部の構成
を示すブロック図であり、蒸気管20中の圧力計20bの出
力端子は、可燃物供給量制御手段としての圧力調節計31
の入力信号PV01端子に接続され、該調節計31の圧力目標
値信号SV01端子は図外の圧力目標値信号源に接続され、
さらに、該調節計31の操作出力信号MV01端子は、温度目
標値制御手段としての信号反転器32の入力端に接続され
ていて、途中分岐で可燃物供給手段14の電動機12にも延
びている。
の、第1〜第3の発明における制御装置Bの内部の構成
を示すブロック図であり、蒸気管20中の圧力計20bの出
力端子は、可燃物供給量制御手段としての圧力調節計31
の入力信号PV01端子に接続され、該調節計31の圧力目標
値信号SV01端子は図外の圧力目標値信号源に接続され、
さらに、該調節計31の操作出力信号MV01端子は、温度目
標値制御手段としての信号反転器32の入力端に接続され
ていて、途中分岐で可燃物供給手段14の電動機12にも延
びている。
信号反転器32の出力端子は温度調節計33の温度目標値信
号SV02端子に接続され、該調節計33の入力信号PV02端子
には、燃焼画室3中の温度検出手段としての温度センサ
3aが接続されており、さらに該調節計33の操作出力信号
MV02端子は流量調節計34の流量目標値信号SV03端子に
接続されている。
号SV02端子に接続され、該調節計33の入力信号PV02端子
には、燃焼画室3中の温度検出手段としての温度センサ
3aが接続されており、さらに該調節計33の操作出力信号
MV02端子は流量調節計34の流量目標値信号SV03端子に
接続されている。
そして、流量調節計34の操作出力信号MV03端子は熱回収
空気管9中の制御弁9aの制御端子に接続され、さらに、
該調節計34の入力信号PV03端子は該空気管9中の流量計
9bの出力端子に接続されており、これら温度調節計33、
流量調節計34及び空気管9中の制御弁9a、9bは熱回収給
気制御手段を構成し、さらに、前述の可燃物供給量制御
手段31、温度目標値制御手段32、と相俟って、熱回収給
気蒸気圧依存制御手段を構成する。
空気管9中の制御弁9aの制御端子に接続され、さらに、
該調節計34の入力信号PV03端子は該空気管9中の流量計
9bの出力端子に接続されており、これら温度調節計33、
流量調節計34及び空気管9中の制御弁9a、9bは熱回収給
気制御手段を構成し、さらに、前述の可燃物供給量制御
手段31、温度目標値制御手段32、と相俟って、熱回収給
気蒸気圧依存制御手段を構成する。
主として、ボイラAに関する他の構成要素(第4図では
略式の表現になっている)は第1図中で同一符号の付さ
れている各構成要素とそれぞれ同一である。
略式の表現になっている)は第1図中で同一符号の付さ
れている各構成要素とそれぞれ同一である。
上記構成において、蒸気負荷が増大すると、蒸気管20中
の圧力計20bにて検出される蒸気圧が低下し、圧力調節
計31への入力信号PV01が低下する。すると、一定値に設
定されている圧力目標値信号SV01に対して入力信号PV01
の方が小となるので、圧力調節計31の操作出力信号MV01
は増大傾向を帯びて、可燃物供給手段14での電動機12を
増速し、スクリュー形移送機13を増速し、ここでの可燃
物供給量を増大させて、燃焼画室3での燃焼をより旺盛
にする。かくして、長期的には、燃焼画室3内の流動床
の温度が上昇し、その結果、ボイラドラム17での該画室
3からの受熱量が増大し、該ドラム17内の蒸気圧が徐々
に上昇復帰するものである。
の圧力計20bにて検出される蒸気圧が低下し、圧力調節
計31への入力信号PV01が低下する。すると、一定値に設
定されている圧力目標値信号SV01に対して入力信号PV01
の方が小となるので、圧力調節計31の操作出力信号MV01
は増大傾向を帯びて、可燃物供給手段14での電動機12を
増速し、スクリュー形移送機13を増速し、ここでの可燃
物供給量を増大させて、燃焼画室3での燃焼をより旺盛
にする。かくして、長期的には、燃焼画室3内の流動床
の温度が上昇し、その結果、ボイラドラム17での該画室
3からの受熱量が増大し、該ドラム17内の蒸気圧が徐々
に上昇復帰するものである。
その間、短期的には、信号反転器32が圧力調節計31から
の操作出力信号MV01に応答して、その出力信号を温度調
節計33の温度目標値信号SV02として該調節計33に供給し
て、これの温度目標値を変更する。すなわち、信号反転
器32は、例えば、第5図に示されるような入出力特性を
有しており、圧力調節計31からの、0%〜100%の範囲
で変化する操作出力信号MV01を入力信号として受けて、
800℃〜850℃に対応する温度目標値信号SV02を出力し、
これを温度調節計33に供給するものであるが、上述の動
作例では、操作出力信号MV01が増大傾向を帯びているの
で、信号反転器32の動作点は第5図中矢印の方向に移動
して、温度調節計33の温度目標値信号SV02をより低い値
に向けて変更する。ここで、操作出力信号MV01の0%〜
100%の変化範囲に対応する目標値信号SV02の変化範囲
を800℃〜850℃に選定してあるのは、流動床をこの温度
範囲内で作動させるのが、燃焼効率、流動床の燃結防
止、脱流効率(石炭燃焼の場合)及び一酸化炭素発生防
止(石炭燃焼の場合)等の諸観点から好適であるとの知
見によるところである。
の操作出力信号MV01に応答して、その出力信号を温度調
節計33の温度目標値信号SV02として該調節計33に供給し
て、これの温度目標値を変更する。すなわち、信号反転
器32は、例えば、第5図に示されるような入出力特性を
有しており、圧力調節計31からの、0%〜100%の範囲
で変化する操作出力信号MV01を入力信号として受けて、
800℃〜850℃に対応する温度目標値信号SV02を出力し、
これを温度調節計33に供給するものであるが、上述の動
作例では、操作出力信号MV01が増大傾向を帯びているの
で、信号反転器32の動作点は第5図中矢印の方向に移動
して、温度調節計33の温度目標値信号SV02をより低い値
に向けて変更する。ここで、操作出力信号MV01の0%〜
100%の変化範囲に対応する目標値信号SV02の変化範囲
を800℃〜850℃に選定してあるのは、流動床をこの温度
範囲内で作動させるのが、燃焼効率、流動床の燃結防
止、脱流効率(石炭燃焼の場合)及び一酸化炭素発生防
止(石炭燃焼の場合)等の諸観点から好適であるとの知
見によるところである。
温度調節計33での温度目標値信号SV02が低下すると、温
度調節計33では、温度目標値信号SV02と温度センサ3aか
らの入力信号PV02が不一致となるので、該調節計33はこ
れを一致させるように作動して、その操作出力信号MV02
を増大させる。
度調節計33では、温度目標値信号SV02と温度センサ3aか
らの入力信号PV02が不一致となるので、該調節計33はこ
れを一致させるように作動して、その操作出力信号MV02
を増大させる。
すると、この操作出力信号MV02を流量目標値信号SV03と
して受ける流量調節計34では、より大なる流量目標値が
設定されたこととなり、その目標値に対して流量計9bか
らの入力信号PV03を一致させるような作動が確保される
ので、操作出力信号MV03が増大して、制御弁9aの弁開度
を増大させ、かくて、熱回収空気管9経由で散気管8に
送られ、そこから、熱回収画室4内に噴出する熱回収空
気の空気速度が増大する。
して受ける流量調節計34では、より大なる流量目標値が
設定されたこととなり、その目標値に対して流量計9bか
らの入力信号PV03を一致させるような作動が確保される
ので、操作出力信号MV03が増大して、制御弁9aの弁開度
を増大させ、かくて、熱回収空気管9経由で散気管8に
送られ、そこから、熱回収画室4内に噴出する熱回収空
気の空気速度が増大する。
その結果、既述第3図のグラフから明らかなように、熱
回収空気の空気速度の増大傾向に従って、熱回収画室4
内での移動層の伝熱係数も増大傾向を辿るので、熱回収
管10経由での熱回収室4かたボイラドラム17への熱回熱
量が増大する。
回収空気の空気速度の増大傾向に従って、熱回収画室4
内での移動層の伝熱係数も増大傾向を辿るので、熱回収
管10経由での熱回収室4かたボイラドラム17への熱回熱
量が増大する。
そして、かかる熱回収空気速度依存の回収熱量の増加
は、熱回収画室4内の移動層に蓄積されている熱を瞬時
的に熱回収管10に放出する形で、既述の可燃物供給量依
存の蒸気圧の長期的な上昇復帰に先行して短期的な蒸気
圧の上昇復帰を可能にするものである。
は、熱回収画室4内の移動層に蓄積されている熱を瞬時
的に熱回収管10に放出する形で、既述の可燃物供給量依
存の蒸気圧の長期的な上昇復帰に先行して短期的な蒸気
圧の上昇復帰を可能にするものである。
そして、蒸気圧が上昇復帰すると、圧力計20bから圧力
調節計31への入力信号PV01も増大傾向を示し、これが、
予め設定された圧力目標値信号SV01に一致するまで増大
復帰した時点で圧力調節計31が平衡して、それの操作出
力信号MV01が中央値(50%)に落着くので、可燃物供給手
段14での可燃物供給量は中央値(50%)に復帰するが、そ
の際これと連動して、熱回収画室4中の散気管8での熱
回収空気速度の方も中央値(50%)付近に復帰する。以上
の動作は蒸気圧低下の外乱に対するシステムの反応であ
るが、蒸気圧上昇の外乱に対しては、同等反対動作で反
応する。
調節計31への入力信号PV01も増大傾向を示し、これが、
予め設定された圧力目標値信号SV01に一致するまで増大
復帰した時点で圧力調節計31が平衡して、それの操作出
力信号MV01が中央値(50%)に落着くので、可燃物供給手
段14での可燃物供給量は中央値(50%)に復帰するが、そ
の際これと連動して、熱回収画室4中の散気管8での熱
回収空気速度の方も中央値(50%)付近に復帰する。以上
の動作は蒸気圧低下の外乱に対するシステムの反応であ
るが、蒸気圧上昇の外乱に対しては、同等反対動作で反
応する。
しかるところ、上記第1〜第3の発明の構成では、可燃
物供給量が蒸気圧力単独依存で制御されていることか
ら、長期的な蒸気負荷の増減、ひいては長期的な蒸気圧
の増減に対して可燃物供給量の経常的増減で対処すべき
場合には、圧力調節計31での蒸気圧制御を不平衡にし
て、可燃物供給手段14での可燃物供給量を経常的に増減
することとなり、その結果として、温度調節計33と流量
調節計34の協働による熱回収空気速度依存の蒸気圧制御
に関しては、熱回収空気速度を中央値(50%)付近に留め
て外乱に備えることができなくなり、熱回収画室4から
ボイラドラム17への回収熱量の増減可能量を増減均一に
最大化することが困難であるという不利点を伴なってい
る。
物供給量が蒸気圧力単独依存で制御されていることか
ら、長期的な蒸気負荷の増減、ひいては長期的な蒸気圧
の増減に対して可燃物供給量の経常的増減で対処すべき
場合には、圧力調節計31での蒸気圧制御を不平衡にし
て、可燃物供給手段14での可燃物供給量を経常的に増減
することとなり、その結果として、温度調節計33と流量
調節計34の協働による熱回収空気速度依存の蒸気圧制御
に関しては、熱回収空気速度を中央値(50%)付近に留め
て外乱に備えることができなくなり、熱回収画室4から
ボイラドラム17への回収熱量の増減可能量を増減均一に
最大化することが困難であるという不利点を伴なってい
る。
これを解決するものが本願第4第5の発明の構成であ
る。
る。
<第4第5の発明> 第5第6の発明の実施例の構成と動作を主として第6図
〜第8図に基づいて以下に説明する。
〜第8図に基づいて以下に説明する。
第6図において、蒸気管20中の流量計20aの出力端子が
可燃物供給量負荷依存制御手段としての演算器35の一つ
の入力端子に接続され、該演算器35の他の一つの入力端
子には、圧力調節計31の操作出力信号MV01端子が接続さ
れ、さらに該演算器35の出力端子は可燃物供給手段14の
電動器12に接続されている。
可燃物供給量負荷依存制御手段としての演算器35の一つ
の入力端子に接続され、該演算器35の他の一つの入力端
子には、圧力調節計31の操作出力信号MV01端子が接続さ
れ、さらに該演算器35の出力端子は可燃物供給手段14の
電動器12に接続されている。
他の構成要素は第4図中で同一符号の付されている各構
成要素とそれぞれ同一である。
成要素とそれぞれ同一である。
上記構成において、蒸気負荷が増大すると、圧力計20b
にて検出される蒸気圧が低下し、圧力調節計31からの操
作出力信号MV01が増大傾向を帯びるのは、第1〜第3の
発明の実施例(第4図)の動作と同じであるが、このと
き、操作出力信号MV01が第1〜第3の発明の実施例の場
合のように、直接的に可燃物供給手段14の電動機12に供
給されるのではなく、これが演算器35の他方の入力端子
に供給される。
にて検出される蒸気圧が低下し、圧力調節計31からの操
作出力信号MV01が増大傾向を帯びるのは、第1〜第3の
発明の実施例(第4図)の動作と同じであるが、このと
き、操作出力信号MV01が第1〜第3の発明の実施例の場
合のように、直接的に可燃物供給手段14の電動機12に供
給されるのではなく、これが演算器35の他方の入力端子
に供給される。
この間、該演算器の一方の入力端子には、蒸気管20中の
流量計20aからの出力信号が、蒸気流量の増大傾向を示
す入力信号PV04として供給されていて、該演算器は、こ
の入力信号PV04と圧力調節計31からの操作出力信号MV01
とに基づいて以下の式で表わされる演算出力信号Y0を算
出してこれを電動機12に供給するものである。
流量計20aからの出力信号が、蒸気流量の増大傾向を示
す入力信号PV04として供給されていて、該演算器は、こ
の入力信号PV04と圧力調節計31からの操作出力信号MV01
とに基づいて以下の式で表わされる演算出力信号Y0を算
出してこれを電動機12に供給するものである。
Y0=PV04+a(2MV01-100) 但し:a=演算出力信号Y0の変化範 囲を定める定数 即ち、第7図は、演算器35の他方の入力端子に供給され
ている操作出力信号MV01と、該演算器からの演算出力信
号Y0との対応関係を示すものであり、圧力調節計31から
の操作出力信号MV01が50%に落ち着いている経常状態で
の動作点P1は実線の特性線上に位置し、それに対応する
横軸上の演算出力信号Y0が定まるが、後述するように、
この演算出力信号Y0は流量計20aから演算器35のもう一
方の入力端子に供給されている入力信号PV04によっても
支配される。
ている操作出力信号MV01と、該演算器からの演算出力信
号Y0との対応関係を示すものであり、圧力調節計31から
の操作出力信号MV01が50%に落ち着いている経常状態で
の動作点P1は実線の特性線上に位置し、それに対応する
横軸上の演算出力信号Y0が定まるが、後述するように、
この演算出力信号Y0は流量計20aから演算器35のもう一
方の入力端子に供給されている入力信号PV04によっても
支配される。
第8図は、流量計20aにて検出される蒸気流量(PV04)と
可燃物供給量(%)、ひいては、演算器35から可燃物供給
手段14に供給されるべき演算出力信号Y0との対応関係を
示すものであり、かかる対応関係は、上述の入力信号PV
04による支配性として演算器35の入出力特性中に包含さ
れているものであるから、操作出力信号MV01が50%に落
ち着いている経常状態にて蒸気流量(PV04)がQ1である
と、動作点q1が特性線上に位置し、これに対応する横軸
上の演算出力信号値Y01が定まるが、この演算出力信号
値Y01に対して、第7図中実線の特性線上の動作点P1に
対応する演算出力信号値Y01の値が一致することとな
る。
可燃物供給量(%)、ひいては、演算器35から可燃物供給
手段14に供給されるべき演算出力信号Y0との対応関係を
示すものであり、かかる対応関係は、上述の入力信号PV
04による支配性として演算器35の入出力特性中に包含さ
れているものであるから、操作出力信号MV01が50%に落
ち着いている経常状態にて蒸気流量(PV04)がQ1である
と、動作点q1が特性線上に位置し、これに対応する横軸
上の演算出力信号値Y01が定まるが、この演算出力信号
値Y01に対して、第7図中実線の特性線上の動作点P1に
対応する演算出力信号値Y01の値が一致することとな
る。
そして、蒸気負荷が増大して、蒸気流量(PV04)が、Q1か
らQ2までステップ状に増大すると、それに即応して、第
8図の特性線上、動作点q1がq2まで移動し、演算出力信
号Y0がY01の値からY02の値までステップ状に増大するの
で、これに応じて、第7図中の実線の特性線が図上右方
に移動して点線の特性線となり、その結果、動作点P1
が、先ずは、動作点P2に即時移行し、それに対応して同
図横軸上の演算出力信号Y0がY01の値からY02の値まで瞬
時的に増大する。
らQ2までステップ状に増大すると、それに即応して、第
8図の特性線上、動作点q1がq2まで移動し、演算出力信
号Y0がY01の値からY02の値までステップ状に増大するの
で、これに応じて、第7図中の実線の特性線が図上右方
に移動して点線の特性線となり、その結果、動作点P1
が、先ずは、動作点P2に即時移行し、それに対応して同
図横軸上の演算出力信号Y0がY01の値からY02の値まで瞬
時的に増大する。
続いて、蒸気負荷の増大に伴う蒸気流量(PV04)の増大に
対して積分的に応答するところの蒸気圧が暫時的に低下
し、圧力計20bから圧力調節計31への入力信号PV01が低
下するので、これに応動して、該調節計31の操作出力信
号MV01が暫増し、第7図中の点線の特性線上の動作点P2
が該特性線に沿って上昇して、例えば、動作点P′2に
位置すると、これに対応して同図横軸上の演算出力信号
Y0はY02′の値まで暫増する。
対して積分的に応答するところの蒸気圧が暫時的に低下
し、圧力計20bから圧力調節計31への入力信号PV01が低
下するので、これに応動して、該調節計31の操作出力信
号MV01が暫増し、第7図中の点線の特性線上の動作点P2
が該特性線に沿って上昇して、例えば、動作点P′2に
位置すると、これに対応して同図横軸上の演算出力信号
Y0はY02′の値まで暫増する。
すると、かかる演算出力信号Y0の暫増に応動して、電動
器12が増速し、可燃物供給手段14での可燃物供給量が増
大して、燃焼画室3での燃焼が旺盛になり、ボイラドラ
ム17での蒸発量が増大することから、蒸気圧の低下は徐
々に上昇回復し、長期的には、圧力調節計31からの操作
出力信号MV01が該調節計31の平衡時の値50%に追い込ま
れて、その値に落着く。
器12が増速し、可燃物供給手段14での可燃物供給量が増
大して、燃焼画室3での燃焼が旺盛になり、ボイラドラ
ム17での蒸発量が増大することから、蒸気圧の低下は徐
々に上昇回復し、長期的には、圧力調節計31からの操作
出力信号MV01が該調節計31の平衡時の値50%に追い込ま
れて、その値に落着く。
そして、この間、演算出力信号Y0の暫増に対して同時的
に応答するところの信号反転器32、温度調節計33及び流
量調節計34の協働により、既述のとおり、熱回収画室4
からボイラドラム17への回収熱量が制御されるので、上
述の圧力調節計31での平衡動作が促進されるものであ
る。
に応答するところの信号反転器32、温度調節計33及び流
量調節計34の協働により、既述のとおり、熱回収画室4
からボイラドラム17への回収熱量が制御されるので、上
述の圧力調節計31での平衡動作が促進されるものであ
る。
従って、第7図中の点線の特性線に沿って一旦上昇した
動作点P2′は、下方に押し戻されて動作点P2として落着
くのであるが、このときのこれに対応する演算出力信号
Y0も第8図の特性線上で、経常的に増大している蒸気流
量Q1に対応する動作点q2を確保するための値Y02に落ち
着くこととなる。かくて、経常的な蒸気負荷の増減に対
処して、演算器35からの演算出力信号Y0の値を経常的に
変更することで、可燃物供給手段14での可燃物供給量を
経常的に増減させた場合でも、これとは係わりなく、圧
力調節計31からの操作出力信号MV01を常に50%値に追い
込むことができるのである。
動作点P2′は、下方に押し戻されて動作点P2として落着
くのであるが、このときのこれに対応する演算出力信号
Y0も第8図の特性線上で、経常的に増大している蒸気流
量Q1に対応する動作点q2を確保するための値Y02に落ち
着くこととなる。かくて、経常的な蒸気負荷の増減に対
処して、演算器35からの演算出力信号Y0の値を経常的に
変更することで、可燃物供給手段14での可燃物供給量を
経常的に増減させた場合でも、これとは係わりなく、圧
力調節計31からの操作出力信号MV01を常に50%値に追い
込むことができるのである。
このことは、第1〜第4の発明の実施例(第4図)のそ
れと全く同様に作動するところの、信号反転器32、温度
調節計33及び流量調節計34の協働により実現される熱回
収空気速度依存の回収熱量の瞬時的な増減により、蒸気
圧の上昇降下を迅速に復帰させる際に、蒸気圧の定常状
態では常に熱回収空気速度をその制御範囲内の中央値付
近に留め置くことで、熱回収画室4からボイラドラム17
への回収熱量の増減可能量を増減均一に最大化すること
を可能とする。
れと全く同様に作動するところの、信号反転器32、温度
調節計33及び流量調節計34の協働により実現される熱回
収空気速度依存の回収熱量の瞬時的な増減により、蒸気
圧の上昇降下を迅速に復帰させる際に、蒸気圧の定常状
態では常に熱回収空気速度をその制御範囲内の中央値付
近に留め置くことで、熱回収画室4からボイラドラム17
への回収熱量の増減可能量を増減均一に最大化すること
を可能とする。
しかるところ、上記第5第6の発明の構成では、燃焼画
室3から熱回収画室4への流動媒体の一定量(固定的に
設定された燃焼空気速度によって定まる)の回り込みに
より該熱回収画室4内の移動層の流動媒体に蓄積された
熱を瞬時的に放出してボイラドラム17に回収するもので
あって、燃焼画室3から熱回収画室4への流動媒体の回
り込み量を全く制御していないことから、そこに蓄積さ
れる熱量を大幅には制御し得ないこととなり(若干の熱
量は熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bの燃焼画室
温度ごとの平衡状態での熱回収空気速度の変動によって
有利に増減されるが)、その結果、蒸気圧の増大方向の
大きな外乱からの復帰時に、熱回収画室4での蓄積熱量
が不足してしまい、蒸気圧の瞬時的復帰が困難になる虞
れがあるという不利点を伴なっている。
室3から熱回収画室4への流動媒体の一定量(固定的に
設定された燃焼空気速度によって定まる)の回り込みに
より該熱回収画室4内の移動層の流動媒体に蓄積された
熱を瞬時的に放出してボイラドラム17に回収するもので
あって、燃焼画室3から熱回収画室4への流動媒体の回
り込み量を全く制御していないことから、そこに蓄積さ
れる熱量を大幅には制御し得ないこととなり(若干の熱
量は熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bの燃焼画室
温度ごとの平衡状態での熱回収空気速度の変動によって
有利に増減されるが)、その結果、蒸気圧の増大方向の
大きな外乱からの復帰時に、熱回収画室4での蓄積熱量
が不足してしまい、蒸気圧の瞬時的復帰が困難になる虞
れがあるという不利点を伴なっている。
これを解決するものが本願第6第7の発明の構成であ
る。
る。
<第6第7の発明の実施例> 第6第7の発明の実施例の構成と動作を主として第9図
に基づいて以下に説明する。
に基づいて以下に説明する。
演算器35の出力端子から可燃物供給手段14の電動機12に
延びる信号線は途中分岐で燃焼給気用流量調節計36の流
量目標値信号SV05端子にも接続されている。
延びる信号線は途中分岐で燃焼給気用流量調節計36の流
量目標値信号SV05端子にも接続されている。
そして、図外の燃焼空気源から空気室6に延びている燃
焼空気管7中に制御弁37及び流量計38が空気室6に向け
てその順に設けられており、燃焼給気用流量調節計36の
操作出力信号MV05端子が制御弁37の制御端子に接続さ
れ、さらに該流量計38の出力端子が該調節計36の入力信
号PV05端子に接続されており、これら流量調節計36、燃
焼空気管7中の制御弁37及び該管7中の流量計38は燃焼
給気制御手段を構成する。
焼空気管7中に制御弁37及び流量計38が空気室6に向け
てその順に設けられており、燃焼給気用流量調節計36の
操作出力信号MV05端子が制御弁37の制御端子に接続さ
れ、さらに該流量計38の出力端子が該調節計36の入力信
号PV05端子に接続されており、これら流量調節計36、燃
焼空気管7中の制御弁37及び該管7中の流量計38は燃焼
給気制御手段を構成する。
他の構成要素は第4図及び第6図中で同一符号の付され
ている各構成要素とそれぞれ同一である。
ている各構成要素とそれぞれ同一である。
上記構成において、瞬時的な蒸気負荷増減時に、流量計
20aにて検出される蒸気流量が上昇降下すると、該演算
器35への入力信号PV04が増減し、これに応答して該演算
器は既述のとおり第7図の特性線上の動作点を瞬時的に
図上左右に移動させて、該演算器からの演算出力信号Y0
を瞬時的に増減させ、これにより、短期的な蒸気圧復帰
動作を確保する一方、蒸気負荷の経常的な増減に応じて
圧力計20bにて検出される蒸気圧が経常的に増減する
と、既述の演算器35は、これに応じて、圧力調節計31平
衡時の安定動作点の位置を蒸気流量依存で変化させて、
増減した蒸気負荷に見合った経常的な演算出力信号Y0を
電動器12に供給し、これにより、長期的な蒸気圧の制定
動作を確保するものであるところ、かかる演算器35から
の出力信号V0が流量目標値信号SV05として燃焼給気用流
量調節計36にも供給されているので、いま、仮りに、蒸
気負荷が増大して、可燃物供給手段14での可燃物供給量
が増大傾向を示すときには、該演算器35からの出力信号
である量流目標値信号SV05も増大傾向を示すこととな
る。すると、流量調節計36では、入力信号PV05と該目標
値信号SV05とが不一致となるので、該調節計36は操作出
力信号MV05を増大させて、制御弁37の弁開度を増大させ
る。
20aにて検出される蒸気流量が上昇降下すると、該演算
器35への入力信号PV04が増減し、これに応答して該演算
器は既述のとおり第7図の特性線上の動作点を瞬時的に
図上左右に移動させて、該演算器からの演算出力信号Y0
を瞬時的に増減させ、これにより、短期的な蒸気圧復帰
動作を確保する一方、蒸気負荷の経常的な増減に応じて
圧力計20bにて検出される蒸気圧が経常的に増減する
と、既述の演算器35は、これに応じて、圧力調節計31平
衡時の安定動作点の位置を蒸気流量依存で変化させて、
増減した蒸気負荷に見合った経常的な演算出力信号Y0を
電動器12に供給し、これにより、長期的な蒸気圧の制定
動作を確保するものであるところ、かかる演算器35から
の出力信号V0が流量目標値信号SV05として燃焼給気用流
量調節計36にも供給されているので、いま、仮りに、蒸
気負荷が増大して、可燃物供給手段14での可燃物供給量
が増大傾向を示すときには、該演算器35からの出力信号
である量流目標値信号SV05も増大傾向を示すこととな
る。すると、流量調節計36では、入力信号PV05と該目標
値信号SV05とが不一致となるので、該調節計36は操作出
力信号MV05を増大させて、制御弁37の弁開度を増大させ
る。
その結果、経常的に蒸気負荷が増大して、可燃物供給量
が経常的に増大している場合には、制御弁37の弁開度も
経常的に増大したままとなるので、燃焼空気管7経由で
空気室6から燃焼画室3内に噴出する燃焼空気の空気速
度が増大し、これにより、既述第2A図の動作曲線上の
動作点が図中矢印の方向に移動して、燃焼画室3から熱
回収室4への流動媒体の回り込み量が増大するので、既
述第2B図の動作曲線群のパラメータ(回り込み量)が
増大して、動作対象の動作曲線が図中矢印方向のものに
移行してゆく。
が経常的に増大している場合には、制御弁37の弁開度も
経常的に増大したままとなるので、燃焼空気管7経由で
空気室6から燃焼画室3内に噴出する燃焼空気の空気速
度が増大し、これにより、既述第2A図の動作曲線上の
動作点が図中矢印の方向に移動して、燃焼画室3から熱
回収室4への流動媒体の回り込み量が増大するので、既
述第2B図の動作曲線群のパラメータ(回り込み量)が
増大して、動作対象の動作曲線が図中矢印方向のものに
移行してゆく。
その結果、熱回収画室4が燃焼画室3への流動媒体の戻
り量、即ち、流動媒体の循環量が増大して、熱回収画室
4内の移動層の流動媒体に運び込まれてここに蓄積され
る熱量も増大し、該移動層温度の回収熱量依存の低下が
抑制されて高温に保たれる。
り量、即ち、流動媒体の循環量が増大して、熱回収画室
4内の移動層の流動媒体に運び込まれてここに蓄積され
る熱量も増大し、該移動層温度の回収熱量依存の低下が
抑制されて高温に保たれる。
しかるところ、熱回収画室4からボイラドラム17の回収
熱量Rは R=A*α*ΔT 但し:A=熱回収管10の有効受熱面積 α=伝熱係数 ΔT=熱回収画室4内の移動層の 流動媒体の温度とボイラ ラム17内の蒸気の温度との 差 で表わされることから、熱回収画室4内での移動層の流
動媒体が高温に保たれることは、大なる回収熱量を担保
することを意味し、かくして、蒸気負荷の経常的過大時
であっても、十分な回収熱量を熱回収画室4からボイラ
ドラム17に回収することで、迅速な蒸気圧復帰動作が確
保される。
熱量Rは R=A*α*ΔT 但し:A=熱回収管10の有効受熱面積 α=伝熱係数 ΔT=熱回収画室4内の移動層の 流動媒体の温度とボイラ ラム17内の蒸気の温度との 差 で表わされることから、熱回収画室4内での移動層の流
動媒体が高温に保たれることは、大なる回収熱量を担保
することを意味し、かくして、蒸気負荷の経常的過大時
であっても、十分な回収熱量を熱回収画室4からボイラ
ドラム17に回収することで、迅速な蒸気圧復帰動作が確
保される。
<効 果> 以上のよに、この発明によれば、熱回収画室内の流動媒
体に対して0Gmf〜2Gmf程度の比較的小さな空気速度で
給気を施して、流動媒体を空気速度に対してそれの熱伝
達率が略直線的に変化するような特異的層状態である移
動層に保っておいて、ここでの熱伝達率を略直線的に連
続的に変化させることで、熱回収画室からボイラへの熱
回収画を直線的に無段制御する構成を前提として、かか
る構成に対して、熱回収画室4からボイラドラム17への
回収熱量を蒸気圧依存で制御するための熱回収給気蒸気
圧依存制御手段31、32、33、34、9、9a、9bを付設する
構成としたことにより、燃焼画室3の温度のように熱的
慣性を伴なって徐々に変化する要素ではなく、蒸気負荷
変動に即応する蒸気圧の変化に応答してボイラドラム17
への回収熱量を、流動層や固定層の流動媒体のそれより
も大きな利得で、直線的に無段制御できるので、蒸気負
荷の変動に起因するボイラドラム17での蒸気圧の上昇降
下を迅速に抑制することができるという優れた効果が奏
される。
体に対して0Gmf〜2Gmf程度の比較的小さな空気速度で
給気を施して、流動媒体を空気速度に対してそれの熱伝
達率が略直線的に変化するような特異的層状態である移
動層に保っておいて、ここでの熱伝達率を略直線的に連
続的に変化させることで、熱回収画室からボイラへの熱
回収画を直線的に無段制御する構成を前提として、かか
る構成に対して、熱回収画室4からボイラドラム17への
回収熱量を蒸気圧依存で制御するための熱回収給気蒸気
圧依存制御手段31、32、33、34、9、9a、9bを付設する
構成としたことにより、燃焼画室3の温度のように熱的
慣性を伴なって徐々に変化する要素ではなく、蒸気負荷
変動に即応する蒸気圧の変化に応答してボイラドラム17
への回収熱量を、流動層や固定層の流動媒体のそれより
も大きな利得で、直線的に無段制御できるので、蒸気負
荷の変動に起因するボイラドラム17での蒸気圧の上昇降
下を迅速に抑制することができるという優れた効果が奏
される。
そして、第2第3の発明によれば、可燃物供給量制御手
段31による燃焼画室3への可燃物供給量の蒸気圧依存で
の制御動作と、熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9b
による熱回収画室4からボイラドラム17への回収熱量の
燃焼画室温度依存での制御動作とを可燃物供給量制御手
段としての圧力調節計31からの操作出力信号MV01を熱回
収給気制御手段としての温度調節計33の目標値信号SV02
に関連付けることで連動させるための温度目標値制御手
段32を付設する構成としたことにより、可燃物供給量制
御手段31による可燃物供給量の長期的な制御動作の最中
にこれに先行して、熱回収画室4への熱回収空気の給気
量が蒸気圧依存で短期的に増減可能であるので、蒸気負
荷変動時での蒸気圧制御動作の応答性が格段に向上する
という優れた効果が奏される。
段31による燃焼画室3への可燃物供給量の蒸気圧依存で
の制御動作と、熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9b
による熱回収画室4からボイラドラム17への回収熱量の
燃焼画室温度依存での制御動作とを可燃物供給量制御手
段としての圧力調節計31からの操作出力信号MV01を熱回
収給気制御手段としての温度調節計33の目標値信号SV02
に関連付けることで連動させるための温度目標値制御手
段32を付設する構成としたことにより、可燃物供給量制
御手段31による可燃物供給量の長期的な制御動作の最中
にこれに先行して、熱回収画室4への熱回収空気の給気
量が蒸気圧依存で短期的に増減可能であるので、蒸気負
荷変動時での蒸気圧制御動作の応答性が格段に向上する
という優れた効果が奏される。
さらに、第4第5の発明によれば、可燃物供給量制御手
段としての圧力調節計31の平衡時の操作出力信号MV01(5
0%)の供給下で、蒸気流量依存で経常的な蒸気負荷の増
減に見合う可燃物供給量の継続的増減を確保するのに必
要な演算出力信号Y0を演算生成し、これを可燃物供給手
段14に出力する可燃物供給量蒸気負荷依存制御手段35を
さらに付設する構成としたことにより、蒸気負荷、即
ち、可燃物供給量に係わりなく、定常状態では、常に可
燃物供給量制御手段としての圧力調節計31を平衡させ
て、その操作出力信号MV01を50%値に留めることで、該
操作出力信号MV01に応答する熱回収給気制御手段33、3
4、9、9a、9bでの熱回収空気の給気量(空気速度)を
中央値50%付近に待機させて、該給気量の変化範囲、ひ
いては、熱回収画室4からボイラドラム17への回収可能
熱量を増減均等に最大化できるので、経常的な蒸気負荷
増減時にあっても、蒸気負荷の増減両方向の外乱による
蒸気圧の上昇降下に対する制定動作の応答性が少しも損
われないという優れた効果も奏される。
段としての圧力調節計31の平衡時の操作出力信号MV01(5
0%)の供給下で、蒸気流量依存で経常的な蒸気負荷の増
減に見合う可燃物供給量の継続的増減を確保するのに必
要な演算出力信号Y0を演算生成し、これを可燃物供給手
段14に出力する可燃物供給量蒸気負荷依存制御手段35を
さらに付設する構成としたことにより、蒸気負荷、即
ち、可燃物供給量に係わりなく、定常状態では、常に可
燃物供給量制御手段としての圧力調節計31を平衡させ
て、その操作出力信号MV01を50%値に留めることで、該
操作出力信号MV01に応答する熱回収給気制御手段33、3
4、9、9a、9bでの熱回収空気の給気量(空気速度)を
中央値50%付近に待機させて、該給気量の変化範囲、ひ
いては、熱回収画室4からボイラドラム17への回収可能
熱量を増減均等に最大化できるので、経常的な蒸気負荷
増減時にあっても、蒸気負荷の増減両方向の外乱による
蒸気圧の上昇降下に対する制定動作の応答性が少しも損
われないという優れた効果も奏される。
さらに、第6第7の発明によれば、蒸気負荷の増大時に
それに見合って継続的に増大した操作出力信号Y0の供給
を可燃物供給量蒸気負荷依存制御手段35から受けて、燃
焼画室3への燃焼空気の給気量(空気速度)を増大させ
る燃焼給気制御手段7、36、37、38をさらに付設する構
成としたことにより、蒸気負荷の経常的増大時には、熱
回収画室4での流動媒体の循環量を増大させて、そこで
の蓄熱量を増大させることで十分な回収熱量を確保でき
るので、経常時な蒸気負荷過大時にあっても、熱回収画
室4からボイラドラム17への回収熱量に不足することが
なく、蒸気負荷の増大方向の外乱による蒸気圧の降下に
対する制定動作の応答性が少しも損われないという優れ
た効果も奏される。
それに見合って継続的に増大した操作出力信号Y0の供給
を可燃物供給量蒸気負荷依存制御手段35から受けて、燃
焼画室3への燃焼空気の給気量(空気速度)を増大させ
る燃焼給気制御手段7、36、37、38をさらに付設する構
成としたことにより、蒸気負荷の経常的増大時には、熱
回収画室4での流動媒体の循環量を増大させて、そこで
の蓄熱量を増大させることで十分な回収熱量を確保でき
るので、経常時な蒸気負荷過大時にあっても、熱回収画
室4からボイラドラム17への回収熱量に不足することが
なく、蒸気負荷の増大方向の外乱による蒸気圧の降下に
対する制定動作の応答性が少しも損われないという優れ
た効果も奏される。
第1図〜第3図はこの発明の燃焼制御装置の制御対象で
あるボイラAの実施例に関するものであり、第1図はそ
の構成を示す縦断面図、第2A図は燃焼空気の空気速度
(横軸)と流動媒体の回り込み量(縦軸)との対応関係
を例示するグラフ、第2B図は熱回収空気の空気速度
(横軸)と流動媒体循環量(縦軸)との対応関係を例示
するグラフ、第3図は熱回収空気の空気速度(横軸)と
移動層中の熱回収管での伝熱係数α(縦軸)との対応関
係を例示するグラフである。 第4図〜第5図は第1〜第4の発明の燃焼制御装置の実
施例に関するものであり、第4図はその構成を示すブロ
ック図、第5図は温度目標値制御手段としての信号反転
器32の入出力特性を例示するグラフである。 第6図〜第8図は第5第6の発明の燃焼制御装置の実施
例に関するものであり、第6図はその構成を示すブロッ
ク図、第7図は可燃物供給量蒸気負荷依存制御手段とし
ての演算器35の入出力特性を例示するグラフ、第8図は
可燃物供給量制御手段31平衡時における蒸気流量(縦
軸)とそれの発生に必要な可燃物供給量、ひいては、該
演算器35からの演算出力信号Y0(横軸)との対応関係を
例示するグラフである。 第9図は第7第8の発明の燃焼制御装置の実施例の構成
を示すブロック図である。 第10図は従来技術の構成を例示するブロック図である。 A……ボイラ、B……燃焼制御装置 1……ボイラ壁、2……反射仕切板 3……燃焼画室、3a……温度センサ 4……熱回収画室、5……送気板 6……空気室、7……燃焼空気管 8……散気管、8a……散気孔 9……熱回収空気管、9a……制御弁 9b……流量計、10……熱回収管 11……循環ポンプ、12……電動機 14……可燃物供給手段、17……ボイラドラム 20……蒸気管、20a……流量計 20b……圧力計、31……圧力調節計 32……信号反転器、33……温度調節計 34……流動調節計、35……演算器 36……流量調節計、37……制御弁 38……流量計
あるボイラAの実施例に関するものであり、第1図はそ
の構成を示す縦断面図、第2A図は燃焼空気の空気速度
(横軸)と流動媒体の回り込み量(縦軸)との対応関係
を例示するグラフ、第2B図は熱回収空気の空気速度
(横軸)と流動媒体循環量(縦軸)との対応関係を例示
するグラフ、第3図は熱回収空気の空気速度(横軸)と
移動層中の熱回収管での伝熱係数α(縦軸)との対応関
係を例示するグラフである。 第4図〜第5図は第1〜第4の発明の燃焼制御装置の実
施例に関するものであり、第4図はその構成を示すブロ
ック図、第5図は温度目標値制御手段としての信号反転
器32の入出力特性を例示するグラフである。 第6図〜第8図は第5第6の発明の燃焼制御装置の実施
例に関するものであり、第6図はその構成を示すブロッ
ク図、第7図は可燃物供給量蒸気負荷依存制御手段とし
ての演算器35の入出力特性を例示するグラフ、第8図は
可燃物供給量制御手段31平衡時における蒸気流量(縦
軸)とそれの発生に必要な可燃物供給量、ひいては、該
演算器35からの演算出力信号Y0(横軸)との対応関係を
例示するグラフである。 第9図は第7第8の発明の燃焼制御装置の実施例の構成
を示すブロック図である。 第10図は従来技術の構成を例示するブロック図である。 A……ボイラ、B……燃焼制御装置 1……ボイラ壁、2……反射仕切板 3……燃焼画室、3a……温度センサ 4……熱回収画室、5……送気板 6……空気室、7……燃焼空気管 8……散気管、8a……散気孔 9……熱回収空気管、9a……制御弁 9b……流量計、10……熱回収管 11……循環ポンプ、12……電動機 14……可燃物供給手段、17……ボイラドラム 20……蒸気管、20a……流量計 20b……圧力計、31……圧力調節計 32……信号反転器、33……温度調節計 34……流動調節計、35……演算器 36……流量調節計、37……制御弁 38……流量計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 犬丸 直樹 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 川口 一 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−105807(JP,A) 米国特許4363292(US,A)
Claims (7)
- 【請求項1】流動層の流動媒体で満され、該媒体中で可
燃物を燃焼させる燃焼画室3と、 燃焼画質3に可燃物を供給する可燃物供給手段14と、 燃焼画室3に流動媒体の流動層状態が維持される範囲内
の空気速度(質量速度)で燃焼空気を給気する燃焼給気
手段5、5a、6、7と、 燃焼画室3から受熱するボイラドラム17と、 燃焼画室3に隣接して、該画室3中の流動層の流動媒体
が移動層として循環可能に画成された熱回収画室4と、 熱回収画室4に流動媒体の移動層状態が維持される範囲
内の空気速度(質量速度)で熱回収空気を給気する熱回
収給気手段8、8aと、 熱回収画室4内に配設され、該画室内に循環する移動層
の流動媒体の熱を、流動媒体の移動層状態が維持される
範囲内の所定の熱回収空気速度(質量速度)に応じて、
ボイラドラム17に回収する熱回収手段10、11と、 ボイラドラム17の蒸気圧を検出して、該蒸気圧を表わす
蒸気圧信号PV01を出力する蒸気圧検出手段20bと、 蒸気圧信号PV01に応答して、前記熱回収給気手段8、8a
での熱回収空気速度(質量速度)を蒸気圧依存で制御す
る熱回収給気蒸気圧依存制御手段31、32、33、34、9、
9a、9bとが付設されていることを特徴とする流動床ボイ
ラにおける燃焼制御装置。 - 【請求項2】流動媒体で満され、該媒体中で可燃物を燃
焼させる燃焼画室3と、 燃焼画室3に可燃物を供給する可燃物供給手段14と、 燃焼画室3に燃焼空気を給気する燃焼給気手段5、5a、
6、7と、 燃焼画室3から受熱するボイラドラム17と、 燃焼画室3に隣接して、該画室3中の流動媒体が循環可
能に画成された熱回収画室4と、 熱回収画室4に所定の空気速度(質量速度)で熱回収空
気を給気する熱回収給気手段8、8aと、 熱回収画室4内に配設され、該画室内に循環する流動媒
体の熱を所定の熱回収空気速度(質量速度)に応じて、
ボイラドラム17に回収する熱回収手段10、11とを有する
流動床ボイラにおいて、 ボイラドラム17の蒸気圧を検出して、該蒸気圧を表わす
蒸気圧信号PV01を出力する蒸気圧検出手段20bと、 蒸気圧信号PV01に応答して、可燃物供給手段14での可燃
物供給量を制御する可燃物供給量制御手段31と、 燃焼画室3内の温度を検出して、該温度を表わす温度信
号PV02を出力する温度検出手段3aと、 温度信号PV02に応答して、該温度信号により表わされる
温度が所定の温度目標値に対して一致するように前記熱
回収給気手段8、8aでの熱回収空気速度(質量速度)を
制御する熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bと、 前記可燃物供給量制御手段31による前記可燃物供給手段
14での可燃物供給量の制御に連動して上記熱回収給気制
御手段33、34、9、9a、9bでの温度目標値を制御する温
度目標値制御手段32とが付設されていることを特徴とす
る流動床ボイラにおける燃焼制御装置。 - 【請求項3】流動層の流動媒体で満され、該媒体中で可
燃物を燃焼させる燃焼画室3と、 燃焼画室3に可燃物を供給する可燃物供給手段14と、 燃焼画室3に流動媒体の流動層状態が維持される範囲内
の空気速度(質量速度)で燃焼空気を給気する燃焼給気
手段5、5a、6、7と、 燃焼画室3から受熱するボイラドラム17と、 燃焼画室3に隣接して、該画室3中の流動層の流動媒体
が移動層として循環可能に画成された熱回収画室4と、 熱回収画室4に流動媒体の移動層状態が維持される範囲
内の空気速度(質量速度)で熱回収空気を給気する熱回
収給気手段8、8aと、 熱回収画室4内に配設され、該画室内に循環する移動層
の流動媒体の熱を、流動媒体の移動層状態が維持される
範囲内の所定の熱回収空気速度(質量速度)に応じて、
ボイラドラム17に回収する熱回収手段10、11とを有する
流動床ボイラにおいて、 ボイラドラム17の蒸気圧を検出して、該蒸気圧を表わす
蒸気圧信号PV01を出力する蒸気圧検出手段20bと、 蒸気圧信号PV01に応答して、可燃物供給手段14での可燃
物供給量を制御する可燃物供給量制御手段31と、 燃焼画室3内の温度を検出して、該温度を表わす温度信
号PV02を出力する温度検出手段3aと、 温度信号PV02に応答して、該温度信号により表わされる
温度が所定の温度目標値に対して一致するように前記熱
回収給気手段8、8aでの熱回収空気速度(質量速度)
を、流動媒体の移動層状態が維持される範囲内で制御す
る熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bと、 前記可燃物供給量制御手段31による前記可燃物供給手段
14での可燃物供給量の制御に連動して上記熱回収給気制
御手段33、34、9、9a、9bでの温度目標値を制御する温
度目標値制御手段32とが付設されていることを特徴とす
る流動床ボイラにおける燃焼制御装置。 - 【請求項4】流動媒体で満され、該媒体中で可燃物を燃
焼させる燃焼画室3と、 燃焼画室3に可燃物を供給する可燃物供給手段14と、 燃焼画室3に燃焼空気を給気する燃焼給気手段5、5a、
6、7と、 燃焼画室3から受熱するボイラドラム17と、 燃焼画室3に隣接して、該画室3中の流動媒体が循環可
能に画成された熱回収画室4と、 熱回収画室4に所定の空気速度(質量速度)で熱回収空
気を給気する熱回収給気手段8、8aと、 熱回収画室4内に配設され、該画室内に循環する流動媒
体の熱を所定の熱回収空気速度(質量速度)に応じて、
ボイラドラム17に回収する熱回収手段10、11とを有する
流動床ボイラにおいて、 ボイラドラム17の蒸気圧を検出して、該蒸気圧を表わす
蒸気圧信号PV01を出力する蒸気圧検出手段20bと、 蒸気圧信号PV01に応答して、可燃物供給手段14での可燃
物供給量を制御する可燃物供給量制御手段31と、 燃焼画室3内の温度を検出して、該温度を表わす温度信
号PV02を出力する温度検出手段3aと、 温度信号PV02に応答して、該温度信号により表わされる
温度が所定の温度目標値に対して一致するように前記熱
回収給気手段8、8aでの熱回収空気速度(質量速度)を
制御する熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bと、 前記可燃物供給量制御手段31による可燃物供給手段14で
の可燃物供給量の制御に連動して上記熱回収給気制御手
段33、34、9、9a、9bでの温度目標値を制御する温度目
標値制御手段32と、 ボイラドラム17から蒸気負荷への蒸気流量を検出して、
該流量を表わす蒸気流量信号PV04を出力する蒸気流量検
出手段20aと、 前記可燃物供給量制御手段31による可燃物供給手段14で
の可燃物供給量の制御に重畳して、蒸気流量信号PV04に
より表わされる蒸気流量に応じて、可燃物供給手段14で
の可燃物供給量を蒸気負荷依存で制御する可燃物供給量
蒸気負荷依存制御手段35とが付設されていることを特徴
とする流動床ボイラにおける燃焼制御装置。 - 【請求項5】流動層の流動媒体で満され、該媒体中で可
燃物を燃焼させる燃焼画室3と、 燃焼画室3に可燃物を供給する可燃物供給手段14と、 燃焼画室3に流動媒体の流動層状態が維持される範囲内
の空気速度(質量速度)で燃焼空気を給気する燃焼給気
手段5、5a、6、7と、 燃焼画室3から受熱するボイラドラム17と、 燃焼画室3に隣接して、該画室3中の流動層の流動媒体
が移動層として循環可能に画成された熱回収画室4と、 熱回収画室4に流動媒体の移動層状態が維持される範囲
内の空気速度(質量速度)で熱回収空気を給気する熱回
収給気手段8、8aと、 熱回収画室4内に配設され、該画室内に循環する移動層
の流動媒体の熱を、流動媒体の移動層状態が維持される
範囲内の所定の熱回収空気速度(質量速度)に応じて、
ボイラドラム17に回収する熱回収手段10、11とを有する
流動床ボイラにおいて、 ボイラドラム17の蒸気圧を検出して、該蒸気圧を表わす
蒸気圧信号PV01を出力する蒸気圧検出手段20bと、 蒸気圧信号PV01に応答して、可燃物供給手段14での可燃
物供給量を制御する可燃物供給量制御手段31と、 燃焼画室3内の温度を検出して、該温度を表わす温度信
号PV02を出力する温度検出手段3aと、 温度信号PV02に応答して、該温度信号により表わされる
温度が所定の温度目標値に対して一致するように前記熱
回収給気手段8、8aでの熱回収空気速度(質量速度)
を、流動媒体の移動層状態が維持される範囲内で制御す
る熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bと、 前記可燃物供給量制御手段31による可燃物供給手段14で
の可燃物供給量の制御に連動して上記熱回収給気制御手
段33、34、9、9a、9bでの温度目標値を制御する温度目
標値制御手段32と、 ボイラドラム17から蒸気負荷への蒸気流量を検出して、
該流量を表わす蒸気流量信号PV04を出力する蒸気流量検
出手段20aと、 前記可燃物供給量制御手段31による可燃物供給手段14で
の可燃物供給量の制御に重畳して、蒸気流量信号PV04に
より表わされる蒸気流量に応じて、可燃物供給手段14で
の可燃物供給量を蒸気負荷依存で制御する可燃物供給量
蒸気負荷依存制御手段35とが付設されていることを特徴
とする流動床ボイラにおける燃焼制御装置。 - 【請求項6】流動媒体で満され、該媒体中で可燃物を燃
焼させる燃焼画室3と、 燃焼画室3に可燃物を供給する可燃物供給手段14と、 燃焼画室3に燃焼空気を給気する燃焼給気手段5、5a、
6、7と、 燃焼画室3から受熱するボイラドラム17と、 燃焼画室3に隣接して、該画室3中の流動媒体が循環可
能に画成された熱回収画室4と、 熱回収画室4に所定の空気速度(質量速度)で熱回収空
気を給気する熱回収給気手段8、8aと、 熱回収画室4内に配設され、該画室内に循環する流動媒
体の熱を所定の熱回収空気速度(質量速度)に応じて、
ボイラドラム17に回収する熱回収手段10、11とを有する
流動床ボイラにおいて、 ボイラドラム17の蒸気圧を検出して、該蒸気圧を表わす
蒸気圧信号PV01を出力する蒸気圧検出手段20bと、 蒸気圧信号PV01に応答して、可燃物供給手段14での可燃
物供給量を制御する可燃物供給量制御手段31と、 燃焼画室3内の温度を検出して、該温度を表わす温度信
号PV02を出力する温度検出手段3aと、 温度信号PV02に応答して、該温度信号により表わされる
温度が所定の温度目標値に対して一致するように前記熱
回収給気手段8、8aでの熱回収空気速度(質量速度)を
制御する熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bと、 前記可燃物供給量制御手段31による可燃物供給手段14で
の可燃物供給量の制御に連動して熱回収給気制御手段3
3、34、9、9a、9bでの温度目標値を制御する温度目標
値制御手段32と、 ボイラドラム17から蒸気負荷への蒸気流量を検出して、
該流量を表わす蒸気流量信号PV04を出力する蒸気流量検
出手段20aと、 前記可燃物供給量制御手段31による可燃物供給手段14で
の可燃物供給量の制御に重畳して、蒸気流量信号PV04に
より表わされる蒸気流量に応じて、可燃物供給手段14で
の可燃物供給量を蒸気負荷依存で制御する可燃物供給量
蒸気負荷依存制御手段35と、 前記可燃物供給量制御手段31及び可燃物供給量蒸気負荷
依存制御手段35による可燃物供給手段14での可燃物供給
量の制御に連動して、前記燃焼給気手段5、5a、6、7
での燃焼空気速度(質量速度)を制御する燃焼給気制御
手段7、36、37、38とが付設されていることを特徴とす
る流動床ボイラにおける燃焼制御装置。 - 【請求項7】流動層の流動媒体で満され、該媒体中で可
燃物を燃焼させる燃焼画室3と、 燃焼画室3に可燃物を供給する可燃物供給手段14と、 燃焼画室3に流動媒体の流動層状態が維持される範囲内
の空気速度(質量速度)で燃焼空気を給気する燃焼給気
手段5、5a、6、7と、 燃焼画室3から受熱するボイラドラム17と、 燃焼画室3に隣接して、該画室3中の流動層の流動媒体
が移動層として循環可能に画成された熱回収画室4と、 熱回収画室4に流動媒体の移動層状態が維持される範囲
内の所定の熱回収空気速度(質量速度)で熱回収空気を
給気する熱回収給気手段8、8aと、 熱回収画室4内に配設され、該画室内に循環する移動層
の流動媒体の熱を、流動媒体の移動層が維持される範囲
内の所定の熱回収空気速度(質量速度)に応じて、ボイ
ラドラム17に回収する熱回収手段10、11とを有する流動
床ボイラにおいて、 ボイラドラム17の蒸気圧を検出して、該蒸気圧を表わす
蒸気圧信号PV01を出力する蒸気圧検出手段20bと、 蒸気圧信号PV01に応答して、可燃物供給手段14での可燃
物供給量を制御する可燃物供給量制御手段31と、 燃焼画室3内の温度を検出して、該温度を表わす温度信
号PV02を出力する温度検出手段3aと、 温度信号PV02に応答して、該温度信号により表わされる
温度が所定の温度目標値に対して一致するように前記熱
回収給気手段8、8aでの熱回収空気速度(質量速度)
を、流動媒体の移動層状態が維持される範囲内で制御す
る熱回収給気制御手段33、34、9、9a、9bと、 前記可燃物供給量制御手段31による可燃物供給手段14で
の可燃物供給量の制御に連動して熱回収給気制御手段3
3、34、9、9a、9bでの温度目標値を制御する温度目標
値制御手段32と、 ボイラドラム17から蒸気負荷への蒸気流量を検出して、
該流量を表わす蒸気流量信号PV04を出力する蒸気流量検
出手段20aと、 前記可燃物供給量制御手段31による可燃物供給手段14で
の可燃物供給量の制御に重畳して、蒸気流量信号PV04に
より表わされる蒸気流量に応じて、可燃物供給手段14で
の可燃物供給量を蒸気負荷依存で制御する可燃物供給量
蒸気負荷依存制御手段35と、 前記可燃物供給量制御手段31及び可燃物供給量蒸気負荷
依存制御手段35による可燃物供給手段14での可燃物供給
量の制御に連動して、前記燃焼給気手段5、5a、6、7
での燃焼空気速度(質量速度)を、流動媒体の流動層状
態が維持される範囲で制御する燃焼給気制御手段7、3
6、37、38とが付設されていることを特徴とする流動床
ボイラにおける燃焼制御装置。
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