JPH07243638A - 火炉及び煙道のドラフト制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドラフト制御を向上させ、各火炉内及び共通
煙道内のドラフトの安定化を図る。 【構成】 火炉１Ａのドラフト検出器３の信号を受け１
Ａ内のドラフトの一定値との偏差に応じた第３の炉圧ダ
ンパー制御器１４の出力は、減算器１８Ａを介して、共
通煙道ドラフト検出器１３からの信号と演算されなが
ら、煙道ダンパー制御器９に入力される。火炉１Ｂのド
ラフト検出器４の信号を受けた第１の炉圧ダンパー制御
器８は、火炉１Ｂ内のドラフトの一定値との偏差に応じ
て前記火炉１Ｂ出口ダンパー６の開度を制御している。
また、前記第１の制御器８が出力する値が所定の範囲を
超えたときに信号を出力し第２の炉圧ダンパー制御器７
を介して火炉１Ａ出口ダンパー５を動作させる不感帯演
算器１５が設けられている。 【効果】 ドラフト制御を向上でき、各火炉内及び共通
煙道内のドラフトを安定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ通煙装置に係
り、特に複数火炉及び共通煙道のドラフト変動を抑制す
るのに好適な火炉及び煙道のドラフト制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ボイラの火炉及び煙道のドラフト（負圧
吸収力）制御装置は、複数の火炉からの燃焼ガスを共通
煙道ダクトを通して１台の誘引通風機で誘引し炉外へ排
出するよう構成されている。

【０００３】図２に示す従来の火炉及び煙道のドラフト
制御装置は、火炉１Ａと、該火炉１Ａ内のドラフトを検
出する火炉１Ａのドラフト検出器３と、火炉１Ａの排風
口２Ａの出側に設けられその開閉によって前記火炉１Ａ
内のドラフトを調整する炉圧ダンパーである火炉１Ａ出
口ダンパー５と、該火炉１Ａ出口ダンパー５を含んでな
る火炉１Ａ用の煙道１２Ａと、火炉１Ｂと、該火炉１Ｂ
内のドラフトを検出する火炉１Ｂのドラフト検出器４
と、火炉１Ｂの排風口２Ｂの出側に設けられその開閉に
よって前記火炉１Ｂ内のドラフトを調整する炉圧ダンパ
ーである火炉１Ｂ出口ダンパー６と、該火炉１Ｂ出口ダ
ンパー６を含んでなる火炉１Ｂ用の煙道１２Ｂと、前記
火炉１Ｂのドラフト検出器４に接続され前記火炉１Ｂ出
口ダンパー６を制御する制御器８と、該制御器８に接続
され前記火炉１Ａ出口ダンパー５を制御する制御器７
と、前記火炉１Ａ用の煙道１２Ａと火炉１Ｂ用の煙道１
２Ｂが合流されて形成された共通煙道をなす共通煙道ダ
クト１２と、該共通煙道ダクト１２に接続されて燃焼ガ
スを吸い出す誘引通風機１１と、該誘引通風機１１の火
炉側に配置された煙道ダンパーである誘引通風機入口ダ
ンパー１０と、前記火炉１Ａのドラフト検出器３に接続
され前記誘引通風機入口ダンパー１０を制御する制御器
９とを含んで構成されている。

【０００４】上記構成の火炉及び煙道のドラフト制御装
置において、前記火炉１Ａから出た燃焼ガスは、火炉１
Ａ出口ダンパー５を通り共通煙道ダクト１２に至り、ま
た前記火炉１Ｂから出た燃焼ガスは、火炉１Ｂ出口ダン
パー６を通り共通煙道ダクト１２において前記火炉１Ａ
から出た燃焼ガスと合流し、煙道ダンパーである誘引通
風機入口ダンパー１０を通り、誘引通風機１１により誘
引され、誘引通風機１１の出口から下流設備の脱硝また
は脱硫装置を経て、煙突より大気中に放出される。

【０００５】上記燃焼ガスの流れにおけるドラフトの変
動について以下に詳述する。前記火炉１Ａの火炉内ドラ
フトは、前記誘引通風機入口ダンパー１０の開度が調整
され、誘引通風機１１の負荷が加減されることにより、
一定の値となるよう制御されている。一方、前記火炉１
Ｂ内のドラフトは、火炉１Ｂ出口ダンパー６により一定
の値となるよう制御されているが、前記火炉１Ａと火炉
１Ｂの燃焼ガス量が異なる場合、前記火炉１Ｂ出口ダン
パー６の開度が上限を越えたり、または下限を下まわる
ことになり、前記火炉１Ｂ内のドラフトを制御する前記
火炉１Ｂ出口ダンパー６の開度の余裕がなくなる場合が
ある。

【０００６】このため、前記火炉１Ｂ出口ダンパー６の
開度が上限または下限に近づけば、前記制御器７により
前記火炉１Ａ出口ダンパー５の開度を変化させて、火炉
１Ａ内にてドラフト変動を生じさせて、前記誘引通風機
入口ダンパー１０の開度（すなわち、誘引通風機１１の
誘引力）を加減し、火炉１Ｂ内のドラフトを変化させる
ことで、前記火炉１Ｂ出口ダンパー６の開度を制御可能
な範囲内に引き戻すように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、火炉１Ａと火炉１Ｂそれぞれの出口ダンパ
ー５、６と誘引通風機入口ダンパー１０とが干渉しあっ
て、このために発生する前記火炉１Ａと火炉１Ｂ内のド
ラフト変動を抑制することができず、また、前記火炉１
Ａ出口ダンパーが絞られた状態で、ボイラがトリップし
た時に発生する共通煙道ダクト１２内のドラフトの急激
な低下を防止することができない、という問題点があっ
た。

【０００８】本発明の目的は、火炉及び煙道のドラフト
制御装置において、系内のドラフト制御を向上させ、各
火炉内及び共通煙道ダクト内のドラフトの安定化を図る
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、ボイラを構
成する複数の火炉それぞれに設けられて火炉内ドラフト
を検出するドラフト検出器と、前記複数の火炉それぞれ
の排風口に設けられて該火炉のドラフトを調整する炉圧
ダンパーと、前記排風口に共通に接続され各火炉から排
出される燃焼ガスを通過させる共通煙道と、該共通煙道
の下流端に設けられ共通煙道内の燃焼ガスを誘引する誘
引通風機と、該誘引通風機の火炉側に設けられその開閉
によって前記共通煙道内のドラフトを調節する煙道ダン
パーと、該煙道ダンパーの上流側の前記共通煙道内のド
ラフトを検出する煙道ドラフト検出器と、該煙道ドラフ
ト検出器の出力に基づいて前記煙道ダンパーの開度を制
御する煙道ダンパー制御器とを含んで構成されている火
炉及び煙道のドラフト制御装置において、前記ドラフト
検出器のうちの一つの出力を入力として該ドラフト検出
器が設けられた火炉の排風口の炉圧ダンパーの開度を制
御する制御信号を出力する第１の炉圧ダンパー制御器
と、該第１の炉圧ダンパー制御器が出力する制御信号が
入力され該制御信号の値が所定の範囲を超えたときに信
号を出力する不感帯演算器と、該不感帯演算器の出力を
入力として前記第１の炉圧ダンパー制御器が制御する炉
圧ダンパーを除く他の炉圧ダンパーを制御する制御信号
を出力する第２の炉圧ダンパー制御器と、該第２の炉圧
ダンパー制御器で制御される炉圧ダンパーが設けられた
火炉の火炉内ドラフトを検出するドラフト検出器の出力
を入力とし、該入力と予め定められた設定値との偏差を
演算して出力する第３の炉圧ダンパー制御器と、該第３
の炉圧ダンパー制御器の出力と前記煙道ドラフト検出器
の出力の偏差を演算して出力する減算器とを含んで構成
し、前記煙道ダンパー制御器を、前記減算器の出力を入
力として前記煙道ダンパーの開度を制御するものとする
ことで達成される。

【００１０】

【作用】上記手段によれば、一つの火炉（以下、前者の
火炉という）において、該火炉内に設けられたドラフト
検出器により該火炉内のドラフトを検出する。該火炉か
ら排出された燃焼ガスは、炉圧ダンパーを含んでなる煙
道を通り共通煙道に至る。次に、他の火炉（以下、後者
の火炉という）においても、該火炉内に設けられたドラ
フト検出器により該火炉内のドラフトを検出する。該火
炉から排出された燃焼ガスは、炉圧ダンパーを含んでな
る煙道を通り、前者の火炉から排出された燃焼ガスと合
流して、前記共通煙道に至り、煙道ドラフト検出器によ
り共通煙道ドラフトが検出された後、煙道ダンパーを通
り、誘引通風機により誘引され、誘引通風機の出口から
下流設備の脱硝または脱硫装置を経て、煙突より大気中
に放出される。

【００１１】前者の火炉のドラフト検出器の出力信号を
受け、該火炉内のドラフトが一定値になるよう設定され
た値との偏差に応じた値を出す第３の炉圧ダンパー制御
器の出力は、減算器において煙道ドラフト検出器からの
信号と演算されながら、煙道ダンパーの開度指令を出す
煙道ダンパー制御器に入力される。これにより、火炉内
のドラフトは、炉圧ダンパーと煙道ダンパーの開度によ
って与えられており、炉圧ダンパーの開度変化によって
生じる火炉内ドラフト変動を煙道ダンパーの開度で吸収
させることができるので、火炉内ドラフトを安定させる
ことができる。

【００１２】一方、後者の火炉のドラフト検出器で検出
された該火炉内のドラフトを予め設定した値に一致させ
るべく炉圧ダンパーの開度を制御する第１の炉圧ダンパ
ー制御器により、火炉内のドラフト制御が行われ、さら
に、火炉内のドラフトは、炉圧ダンパーと煙道ダンパー
の開度によって与えられており、炉圧ダンパーの開度変
化によって生じる火炉内ドラフト変動を煙道ダンパーの
開度で吸収させることもできるので、火炉内ドラフトを
安定させることができる。

【００１３】前記各々の炉圧ダンパーの相互干渉を軽減
するために、後者の炉圧ダンパーの開度の変化が小さい
場合には、前者の炉圧ダンパーを動作させないような不
感帯域を演算する不感帯演算器を設けている。該不感帯
演算器は、前記第１の炉圧ダンパー制御器が出力する制
御信号が入力され該制御信号の値が所定の範囲を超えた
とき、第２の炉圧ダンパー制御器を介して、前者の火炉
の炉圧ダンパーを動作させる信号を出力する。

【００１４】前者の火炉内のドラフトは、該火炉の炉圧
ダンパーと煙道ダンパーの開度によって与えられ、また
後者の火炉内のドラフトは、該火炉の炉圧ダンパーと煙
道ダンパーの開度によって与えられているため、後者の
火炉内のドラフトが変化すれば炉圧ダンパーの開度が変
化し、これにより前者の火炉の炉圧ダンパーの開度も変
化し、前者の火炉ドラフトが変化し、これにより煙道ダ
ンパーの開度が変化し、後者の火炉ドラフトを変化させ
るというサイクル変動を、前記不感帯演算器を設けるこ
とにより、後者の火炉内のドラフトの小さな変化による
前記サイクルを遮断することができ、装置全体のドラフ
トの安定が確保できる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図１に示す。ボイラに設置
された本実施例の火炉及び煙道のドラフト制御装置は、
火炉１Ａと、該火炉１Ａ内上部に配置され前記火炉１Ａ
内のドラフトを検出する火炉１Ａのドラフト検出器３
と、該ドラフト検出器３の出力を入力とし、該入力と予
め定められた前記火炉１Ａ内のドラフトの設定値との偏
差を演算して出力する第３の炉圧ダンパー制御器１４
と、前記火炉１Ａの排風口２Ａに設けられその開閉によ
って前記火炉１Ａ内のドラフトを調整する炉圧ダンパー
である火炉１Ａ出口ダンパー５と、該火炉１Ａ出口ダン
パー５を含んでなる火炉１Ａ用の煙道１２Ａと、火炉１
Ｂと、該火炉１Ｂ内上部に配置され前記火炉１Ｂ内のド
ラフトを検出する火炉１Ｂのドラフト検出器４と、前記
火炉１Ｂの排風口２Ｂに設けられその開閉によって前記
火炉１Ｂ内のドラフトを調整する炉圧ダンパーである火
炉１Ｂ出口ダンパー６と、前記火炉１Ｂのドラフト検出
器４に接続され前記火炉１Ｂ出口ダンパー６への開度指
令を制御する第１の炉圧ダンパー制御器８と、前記火炉
１Ｂ出口ダンパー６を含んでなる火炉１Ｂ用の煙道１２
Ｂと、前記火炉１Ａ用の煙道１２Ａと火炉１Ｂ用の煙道
１２Ｂが合流されて形成された共通煙道ダクト１２と、
該共通煙道ダクト１２の下流端に設けられ燃焼ガスを系
外に誘引する誘引通風機１１と、該誘引通風機１１の火
炉側に配置されその開閉により前記共通煙道ダクト１２
内のドラフトを調整する共通煙道ダンパーである誘引通
風機入口ダンパー１０と、該誘引通風機入口ダンパー１
０より上流の前記共通煙道ダクト１２に配置され該共通
煙道ダクト１２内のドラフトを検出する共通煙道ドラフ
ト検出器１３と、該共通煙道ドラフト検出器１３の出力
と前記第３の炉圧ダンパー制御器１４の出力を演算する
減算器１８Ａを介して接続され前記誘引通風機入口ダン
パー１０への開度指令を制御する煙道ダンパー制御器９
と、前記第１の炉圧ダンパー制御器８が出力する制御信
号が入力され該制御信号の値が所定の範囲を超えたとき
に信号を出力し火炉１Ａ出口ダンパー５を動作させる不
感帯演算器１５と、該不感帯演算器１５に接続され前記
火炉１Ａ出口ダンパー５を制御する第２の炉圧ダンパー
制御器７と、図示しないボイラに配置されボイラの負荷
信号を発信するボイラ負荷信号発信器１７と、該ボイラ
負荷信号発信器１７に接続されその出力と前記第２の炉
圧ダンパー制御器７の出力を演算する減算器１８Ｂを介
して前記火炉１Ａ出口ダンパー５の最適開度を決める関
数を発生する関数発生器１６と、を含んで構成されてい
る。

【００１６】上記構成におけるドラフト制御装置の動作
を以下に説明する。前記火炉１Ａのドラフト検出器３に
より前記火炉１Ａ内のドラフトを検出する。火炉１Ａか
ら排出された燃焼ガスは、前記火炉１Ａ出口ダンパー５
を含んでなる火炉１Ａ用の煙道１２Ａを通り前記共通煙
道ダクト１２に至る。次に、前記火炉１Ｂのドラフト検
出器４により前記火炉１Ｂ内のドラフトを検出する。火
炉１Ｂから排出された燃焼ガスは、前記火炉１Ｂ出口ダ
ンパー６を含んでなる火炉１Ｂ用の煙道１２Ｂを通り火
炉１Ａから排出された燃焼ガスと合流して、前記共通煙
道ダクト１２に至り、共通煙道ドラフト検出器１３によ
り前記共通煙道ドラフトが検出された後、煙道ダンパー
である誘引通風機入口ダンパー１０を通り、誘引通風機
１１により誘引され、誘引通風機１１の出口から下流設
備の脱硝または脱硫装置を経て、煙突より大気中に放出
される。

【００１７】前記火炉１Ａのドラフト検出器３の出力信
号を受け火炉１Ａ内のドラフトが一定値になるよう設定
された値との偏差に応じた第３の炉圧ダンパー制御器１
４の出力は、減算器１８Ａを介して、共通煙道ドラフト
検出器１３からの信号と演算されながら、誘引通風機入
口ダンパー１０の開度指令を出す煙道ダンパー制御器９
に入力される。これにより、火炉１Ａ内のドラフトは、
火炉１Ａ出口ダンパー５と誘引通風機入口ダンパー１０
の開度によって与えられるので、火炉１Ａ出口ダンパー
５の開度変化によって生じる火炉１Ａドラフト変動を誘
引通風機入口ダンパー１０の開度で吸収させることがで
きる。

【００１８】前記火炉１Ｂのドラフト検出器４の出力信
号を受けた第１の炉圧ダンパー制御器８は、火炉１Ｂ内
のドラフトが一定値になるよう設定された値との偏差に
応じて前記火炉１Ｂ出口ダンパー６の開度を制御してい
る。また、前記第１の炉圧ダンパー制御器８が出力する
制御信号が入力され該制御信号の値が所定の範囲を超え
たときに信号を出力し火炉１Ａ出口ダンパー５を動作さ
せる不感帯演算器１５を設けて、火炉１Ｂ出口ダンパー
６の開度の変化が小さい場合には、火炉１Ａ出口ダンパ
ー５を動作させないような不感帯域を演算している。

【００１９】火炉１Ａ内のドラフトは、火炉１Ａ出口ダ
ンパー５と誘引通風機入口ダンパー１０の開度によって
与えられ、また火炉１Ｂ内のドラフトは、火炉１Ｂ出口
ダンパー６と誘引通風機入口ダンパー１０の開度によっ
て与えられているため、火炉１Ｂドラフトが変化すれば
火炉１Ｂ出口ダンパー６の開度が変化し、これにより火
炉１Ａ出口ダンパー５の開度も変化し火炉１Ａドラフト
が変化し、これにより誘引通風機入口ダンパー１０の開
度が変化し、前述の火炉１Ｂドラフトを変化させるとい
うサイクル変動を、前記不感帯演算器１５を設けること
により、小さな変動による前記サイクルを遮断すること
ができ、装置全体のドラフトの安定が確保できる。

【００２０】さらに、実際の装置運転においては、一方
では、誘引通風機１１の動力の低減が要求され、他方で
は、火炉内のドラフト制御動作に余裕をもたせたいとい
う、２つの相反する要求があるが、両者の妥協点を満足
するように、ボイラ負荷信号発生器１７からのボイラ負
荷信号により、火炉１Ａ出口ダンパー５の最適開度を決
める関数を発生する関数発生器１６が配置されている。

【００２１】該関数発生器１６は、ボイラの負荷信号が
変化したとき、そのときの負荷信号によって予め決めら
れた開度信号を火炉１Ａ出口ダンパー５へ出力し、ボイ
ラ負荷の整定時と同じバランス開度に移行させれば、ボ
イラ負荷信号の変化による誘引通風機入口ダンパー１０
の開度変化を少なくすることができ、ボイラ負荷の変化
に対応できるので、誘引通風機入口ダンパー１０の整定
が早められる。この結果、装置全体のドラフト追従性の
向上が図られる。

【００２２】従来技術では、各火炉の通常負荷が変化し
たり、各火炉がスートブローされるとき、火炉１Ｂのド
ラフト変動量は、５０〜１００mmＨ₂Ｏ程度生じ、これ
が原因で、火炉１Ｂがドラフト高低トリップ装置により
トリップさせられることがあったが、本実施例によれ
ば、火炉１Ｂのドラフト変動量を、通常負荷変化時、±
１０mmＨ₂Ｏ程度に押さえることができる。また、ボイ
ラがトリップしたときピーク時のドラフト変動量を、５
０〜１００mmＨ₂Ｏ程度改善することができる。

【００２３】前記誘引通風機１１の誘引力を加減するの
に、本実施例では、前記誘引通風機入口ダンパー１０を
用いているが、これは最も簡単な装置である。これ以外
に、前記誘引通風機１１の原動機の回転数を変化させる
装置があり、これは大型プラントなどに採用されてい
る。さらに、前記誘引通風機１１の羽根車の吸込み口に
装備される案内羽根（サクションベーン）の開度によっ
て前記誘引通風機１１の誘引力を加減する装置もあり、
前記誘引通風機入口ダンパー１０を用いた場合に比較し
て前記誘引通風機１１の消費動力を少なくすることがで
きるので好ましい。また、前記案内羽根（サクションベ
ーン）には、ラジアルベーンを有するものとアキシアル
ベーンを有するものとがあるが、性能は前者のほうが好
ましい。また、前記誘引通風機１１には遠心式と軸流式
があるが、該軸流式の場合は、動翼により前記誘引通風
機１１の誘引力を加減する装置もある。

【００２４】上記の実施例では、火炉が２台の場合の例
を説明したが、火炉が２台以上でも、各火炉内とそれぞ
れに接続された共通煙道ダクト内のドラフトの安定化を
図ることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、火炉及び煙道のドラフ
ト制御装置において、系内のドラフト制御を向上でき、
各火炉内及び共通煙道ダクト内のドラフトを安定させる
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の火炉及び煙道のドラフト制御
装置のブロック図である。

【図２】従来の火炉及び煙道のドラフト制御装置のブロ
ック図である。

【符号の説明】

１Ａ 火炉 １Ｂ 火炉 ２Ａ 排風口 ２Ｂ 排風口 ３ 火炉１Ａのドラフト検出器 ４ 火炉１Ｂのドラフト検出器 ５ 火炉１Ａ出口ダンパー ６ 火炉１Ｂ出口ダンパー ７ 第２の炉圧ダンパー制御器 ８ 第１の炉圧ダンパー制御器 ９ 煙道ダンパー制御器 １０ 誘引通風機入口ダンパー １１ 誘引通風機 １２ 共通煙道ダクト １２Ａ 火炉１Ａ用の煙道 １２Ｂ 火炉１Ｂ用の煙道 １３ 共通煙道のドラフト検出器 １４ 第３の炉圧ダンパー制御器 １５ 不感帯演算器 １６ 関数発生器 １７ ボイラ負荷信号発信器 １８Ａ 減算器 １８Ｂ 減算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラを構成する複数の火炉それぞれに
   設けられて火炉内ドラフトを検出するドラフト検出器
   と、前記複数の火炉それぞれの排風口に設けられて該火
   炉のドラフトを調整する炉圧ダンパーと、前記排風口に
   共通に接続され各火炉から排出される燃焼ガスを通過さ
   せる共通煙道と、該共通煙道の下流端に設けられ共通煙
   道内の燃焼ガスを誘引する誘引通風機と、該誘引通風機
   の火炉側に設けられその開閉によって前記共通煙道内の
   ドラフトを調節する煙道ダンパーと、該煙道ダンパーの
   上流側の前記共通煙道内のドラフトを検出する煙道ドラ
   フト検出器と、該煙道ドラフト検出器の出力に基づいて
   前記煙道ダンパーの開度を制御する煙道ダンパー制御器
   とを含んで構成されている火炉及び煙道のドラフト制御
   装置において、前記ドラフト検出器のうちの一つの出力
   を入力として該ドラフト検出器が設けられた火炉の排風
   口の炉圧ダンパーの開度を制御する制御信号を出力する
   第１の炉圧ダンパー制御器と、該第１の炉圧ダンパー制
   御器が出力する制御信号が入力され該制御信号の値が所
   定の範囲を超えたときに信号を出力する不感帯演算器
   と、該不感帯演算器の出力を入力として前記第１の炉圧
   ダンパー制御器が制御する炉圧ダンパーを除く他の炉圧
   ダンパーを制御する制御信号を出力する第２の炉圧ダン
   パー制御器と、該第２の炉圧ダンパー制御器で制御され
   る炉圧ダンパーが設けられた火炉の火炉内ドラフトを検
   出するドラフト検出器の出力を入力とし、該入力と予め
   定められた設定値との偏差を演算して出力する第３の炉
   圧ダンパー制御器と、該第３の炉圧ダンパー制御器の出
   力と前記煙道ドラフト検出器の出力の偏差を演算して出
   力する減算器とを含んでなり、前記煙道ダンパー制御器
   は、前記減算器の出力を入力として前記煙道ダンパーの
   開度を制御するものであることを特徴とする火炉及び煙
   道のドラフト制御装置。
2. 【請求項２】 ボイラの負荷信号と炉圧ダンパーの開度
   の関数を発生する関数発生器が設けられ、該関数発生器
   は前記ボイラの負荷信号を入力として炉圧ダンパーの開
   度信号を出力し、該開度信号が前記炉圧ダンパーの開度
   を制御する第２の炉圧ダンパー制御器の出力とともに前
   記炉圧ダンパーに入力されていることを特徴とする請求
   項１に記載の火炉及び煙道のドラフト制御装置。