JPH0781700B2 - 火炉内圧制御方式 - Google Patents

火炉内圧制御方式

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JPH0781700B2
JPH0781700B2 JP62233398A JP23339887A JPH0781700B2 JP H0781700 B2 JPH0781700 B2 JP H0781700B2 JP 62233398 A JP62233398 A JP 62233398A JP 23339887 A JP23339887 A JP 23339887A JP H0781700 B2 JPH0781700 B2 JP H0781700B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N2233/08Ventilators at the air intake with variable speed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボイラの火炉内圧力制御方式に係り、特にMFT
時や内圧異常低下時に誘引通風機動翼により火炉内圧力
を制御する方式に関する。
〔従来の技術〕
従来の火炉ドラフト制御には主燃料トリツプ(以下MFT
と称す)発生時または通常制御時における火炉ドラフの
急激な低下を防止しかつ早期回復を実現する回路がな
く、一般的には比例、積分演算による閉ループ制御が主
流であつた。この従来技術に対しFCB(急速負荷遮断)
発生時の火炉に風箱の差圧変動を誘引通風機(以下IDF
と称す)動翼の絞込みおよび混合通機(GMF)による風
箱への通風維持により抑制することで安定な燃焼を図つ
たのが特開昭61-29602の例である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一般的にボイラの火炉内圧は第2図に示す押込通風機
(以下FDFと称す)動翼によるFDF出口圧力制御およびID
F動翼による火炉内制御の双方により制御される。すな
わちFDF出口圧力発信器11で検出された信号はボイラ燃
焼マスタ信号(以下FDRと称す)31から関数発生器(以
下FGと称す)12によつて求まるFDF出口圧力設定信号と
減算器13で付合された比例積分演算器(以下PIと称す)
14、信号切替スイツチ(以下ASWと称す)15をへてFDF動
翼20を制御する。一方火炉内圧発信器1で検出された信
号は1次遅れ(以下LGと称す)2をへて火炉内圧信号設
定器(以下SGと称す)4と減算器3で付合されPI5、加
算器(以下ADと称す)6、ASW7をへてIDF動翼10を制御
する。なお、8,16は手動操作用アナログメモリ、9,17は
セレクタステーシヨンを示す。
通常運転中、FDF側の制御はFDF31はボイラマスター信号
に従つて増加しFG12によりFRDに見合つてFDF出口圧力設
定値32も増加するためPI14の出力信号33は増大し、FDF
動翼20の開度を増大せしむると同時にAD6に与えられIDF
動翼10の先行信号として働き開度を増大せしむる方向に
作用する。
従つてFDF出口圧力が増大し、ひいては火炉内圧も増大
方向となるが、IDF側は常時SG4で規定された一定の火炉
内圧設定値になるようIDF動翼の開度を増大し燃焼ガス
を誘引することにより火炉内圧を減少方向に制御するた
め、FDFによる押込み作用とIDFによる誘引作用が常にバ
ランスして火炉内圧は一定に保たれる。すなわち第3図
(a)の煙風道系統図に示されたFDF100の出口、火炉10
1の内圧、IDF102の入口における各点のシステムヘツド
カーブは第3図(a)のように、FDF出口はFDFにより空
気が押込まれ最も圧力が高くなり火炉に近づくにつれダ
クトによる圧損およびIDFによる誘引作用により圧力は
下がりIDF入口が最も圧力が低くなる。
今各点のシステムヘツドが第3図(b)の202のカーブ
となつているとき、先述第2図のFRD31が増大した場合
システムヘツドカーブは2点鎖線で示した201となり、
逆にFRD31が減少した場合は1点鎖線で示した203とな
る。いずれもFDFによる押込作用とIDFによる誘引作用は
シーソー動作のごとき静特性を示しバランスする。
以上が通常の火炉内圧制御の概念であるが、MFTが発生
したりFDF動翼が何らかの理由で第2図における制御指
令33増大しているにもかかわらず絞込まれてしまつたり
するようなケースでは夫々第3図(b)の破線で示され
たシステムヘツドカーブ204のごとき現象が過渡的にま
た205のごとき現象が比較的長い時間発生する。
これはMFT発生時に燃料が急速に遮断されたことにより
火炉内の温度が急激に低下することにより火炉内圧が低
下するのが直接原因でありこの現象が急激に発生するた
め通常の第2図に述べた火炉内圧制御方式が追従しきれ
ないのが間接原因である。まはFDF動翼が絞込まれてし
まつた場合は第2図のFDF動翼制御指令33は増大方向な
のでこの信号を先行信号として用いているIDF動翼も増
大方向となる。ここでFDF動翼は誤動作により絞込まれ
ているのでFDF出口圧力は低くなり火炉内圧も低くなる
ことから、これを火炉内圧発信器1で検出することによ
り減算器3の出力偏差信号は減方向に進みさらには負の
値となる。従つてPI5の出力も減少するが先行信号33はF
RD31の増大に伴なつて増えるためAD6の出力はただちに
は減少せずIDF動翼もしばらくは絞込まれず、これが原
因で第3図(b)205に示したような現象に至つてしま
う。
ここでボイラはMFT(主燃料トリツプ)が発生した際火
炉パージを行う必要がありこれに必要な最低流量の空気
を確保しなければならずFDFおよびIDF動翼はボイラ個有
のパフオーマンスに見合つた一定開度に制御される。ま
たボイラ負荷上昇中の不慮のFDF動翼絞込み発生時には
第2図の火炉内圧制御用PI5は積分動作の遅れを伴ない
つつもIDF動翼の絞込み操作により火炉内圧低下を回復
するべく制御を実行する。
しかしながら上記2種の異常モード時における第2図で
述べた従来の火炉内圧制御方式の欠点は比例積分制御
(以下PI制御と称す)の積分動作の遅れがあるためいず
れの異常的にも火炉内圧の急激で大きな低下を余儀なく
されるという欠点にある。
いずれのケースにおいても火炉内圧が火炉等の設計許容
値を越えると破損の原因となるし、設計許容値を越えな
い場合でも繰返し異常低下すると疲労破壊にもつながる
ため、火炉内圧の異常低下は極力避けなければならな
い。
しかしながら前述した従来技術はMFT発生時における火
炉内低下の防止、また通常運転中における火炉内圧低下
の復旧操作に関する考慮がなれておらず最悪のケースで
ある火炉壁およびダクト類の損傷に至る危険があつた。
本発明の目的は以上の点に鑑み、MFT時等の急激な火炉
内圧低下を防止しかつ通常運転中の復旧操作が可能な手
段を備えた火炉内圧制御方式を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は押込通風機の風量を制御する押込通風機動
翼と、該押込通風機動翼制御信号と火炉内圧力に基づく
値の比例積分値とを加算した加算値信号により制御され
る、誘引通風機の風量を制御する誘引通風機動翼とによ
り前記火炉内圧力を制御する火炉内圧制御方式におい
て、主燃料トリツプ時に主燃料トリツプ信号を発生する
トリツプ信号発生手段と、前記火炉内圧力が所定値より
低下する内圧異常低下時に内圧異常低下制御信号を発生
する内圧異常低下制御信号発生手段を設け、前記加算値
信号を、主燃料トリツプ発生時には前記主燃料トリツプ
制御信号に切換え、内圧異常低下時には前記内圧異常低
下制御信号に切換えて前記誘引通風機動翼を制御する火
炉内圧制御方式によつて解決される。
〔作用〕
上記構成により、押込通風機動翼制御信号と火炉内圧力
による値の比例積分値とを加算した加算値信号を、主燃
料トリツプ発生には主燃料トリツプ制御信号に切換え、
内圧異常低下時には内圧異常低下制御信号に切換えて誘
引通風機動翼を制御する。
〔実施例〕
以下第1図,第4図〜第6図を用いて本発明の一実施例
を説明する。
実施例の説明に先立ち、本発明の基本制御の概念を第4
図により説明する。
火炉内圧力発信器1で検出された信号は1次遅れLG2を
へた後分岐し、一方は第1の火炉内圧力信号設定器SG4
と減算器3で付合わされ比例積分演算器PI5をへて第2
図で説明したFDF動翼設定信号FDFPOS33と加算器AD6によ
り加算され、自動・手動の切換えスイツチ7をへて切換
えスイツチASW58aに入り、他方は第2の火炉内圧信号設
定器51と火炉内圧偏差演算用減算器50で付合わされゲイ
ン60をへて切換えスイツチ58aに入る。切換えスイツチ5
8aを出力した信号は、主燃料トリツプ時の最低開度信号
設定器SG42より出力し、1次遅れLG43をへた主燃焼トリ
ツプ時制御信号と切換スイツチ58bで選択され誘引通風
機動翼10を制御する。次に第4図の動作を説明する。
通常運転中、誘引通風機動翼10はASW58a,58bはいずれも
b側信号が選択されるように切替えられておりPI5によ
る比例積分制御となる。
ここで主燃料トリツプが発生すると誘引通風機動翼10は
ASW58bがa側の信号を選択するため主燃料トリップ時の
最低空気流量に相当する誘引通風機動翼最低開度信号SG
42の開度となりLG43による一時遅れ特性で急速に絞込ま
れ、火炉内圧の低下を阻止する。このときの火炉内圧、
誘引通風機動翼開度の挙動を第5図に示す。第5図にお
いて通常運転中の火炉内圧、誘引通風機動翼開度は夫々
81a,82aであり、主燃料トリツプが発生した場合PI制御
を続行しすると、破線で示した81b,82bのごとく変動し
火炉内圧低下を阻止することが困難であることがわか
る。そこで主燃料トリツプ発生時は第4図のSG42による
最低開度一定制御に切替えることにより誘引通風機動翼
開度は82cのごとく一次遅れを伴い急速に絞込まれ、そ
の結果火炉内圧は81Cに示すように急激な低下を阻止で
きる。
一方主燃料トリップ以外のなんらかの原因で火炉内圧が
大きく低下した場合は第4図におけるASW58aをa側に切
替え火炉内圧信号設定器SG51,火炉内圧偏差演算用減算
器50およびゲイン60からなる比例演算により誘引通風機
動翼を制御する。この場合の火炉内圧、誘引通風機動翼
開度の挙動は第6図に示すようにPI制御を続行すると誘
引通風機動翼開度92aは積分演算の遅れにより火炉内圧9
1aの変動に追従しきれず破線92bのごとく大幅に遅れ動
作となり火炉内圧も破線92bのごとく大きく低下した復
旧時間も長くなるのに対し、比例制御に切替えたことに
より火炉内圧の変動に対する制御側の遅れなくなつたこ
とから誘引通風機動翼は92Cのように動作するため火炉
内圧は91Cのごとく変動が少なく安定も早まる。
次に第1図により第4図で説明した制御の概念に基づく
本発明の実施例を第1図により説明する。
通常運転中なんらかの原因で火炉内圧が大きく低下し、
これが火炉内圧設定器SG4と比較してフルスケールの10
%程度さらに低いオーバライド用火炉内圧設定器SG51の
設定よりも低下した場合は減算器50によりSG51の設定値
との偏差信号は負の値となり低値選択器(以下LSと称
す)52により設定値0%のSG53の出力と比較され偏差信
号が選択された内圧異常信号73はAD55に与えられPI制御
信号71および主燃料トリップ時のみ有効な信号となる主
燃料トリップ制御信号72とともに加算されLS56でPI制御
信号71と比較され低い方の値すなわちオーバライド制御
信号74が選択されASW58をへてIDF動翼10を絞込むことに
より火炉内圧の低下を抑制しかつ復旧操作する。
ここでモニタリレー(以下MRと称す)54は設定値をSG51
と同じ設定とし設定値β以下でリレーが動作し内圧異常
低下検出信号65をトリガしORゲート62をへてメモリ63を
セツトすることによりメモリ63の出力68が動作しASW58
をa側に切替えられ制御が安定した後、オーバライド制
御信号74とPI制御信号71との偏差が規定値α以下になれ
ばMR57のリレーが動作し信号66をトリガし限時動作タイ
マ64で数秒間カウントし確実に制御が安定した後メモリ
63をリセツトすることによりASW58をb側に切替えPI制
御に復帰せしむる。
また主燃料トリップ発生時はただちに主燃料トリップ発
生信号67がトリガされASW44はa側に切替えられ主燃料
トリップ制御信号72はSG45の0%から有効な値となり、
さらに主燃料トリップ発生信号67はワンシヨツトタイマ
TDWO61およびORゲート62をへてメモリ63をセツトし前述
同様ASW58はa側に切替えられる。このとき信号ホール
ド素子HOLD40は主燃料トリップ発生時の誘引通風機動翼
指令75をワンシヨツトタイマTDW61の設定値である数秒
間ホールドし最低開度設定器SG42の値から、このホール
ド値を減算器41により減算して得られる負の信号がLG4
3,ASW44をへてAD55で先述同様PI制御信号71に内圧異常
低下抑制信号73とともにオーバライドされることにより
オーバライド信号74はPI制御信号71よりも低い値となり
LS56にてオーバライド信号74が選択されASW58をへて誘
引通風機動翼10を絞込み火炉内圧低下を阻止する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、押込通風機動翼制御信号に火炉内圧力
による値の比例積分値を加算した加算値信号を、主燃料
トリツプ発生時には主燃料トリツプ制御信号に切替え、
内圧異常低下時には内圧異常低下制御信号に切替えて誘
引通風機動翼を制御し火炉内圧力が低下を阻止するとと
もに早期復旧操作を可能とするという優れた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるオーバライド制御回路
を備えた火炉内圧制御ブロツク図、第2図は従来の火炉
内制御ブロツク図、第3図(a),(b)は煙風道系統
およびシステムヘツドカーブを示す図、第4図は本発明
の概念制御ブロツク図、第5図は第4図におけるMFT発
生時の火炉内圧およびIDF動翼の挙動を示す図、第6図
は第4図における火炉内圧異常低下発生後の火炉内圧お
よびIDF動翼の挙動を示す図である。 1……火炉内圧発信器、10……IFD動翼、11……FDF出口
圧力発信器、20……FDF動翼、31……ボイラ燃焼マスタ
信号、65……内圧異常時低下信号、67……MFT発生信
号、75……IDF動翼指令。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】押入通風機の風量を制御する押入通風機動
    翼と、該押入通風機動翼制御信号と火炉内圧力発信器の
    検出信号及び火炉内圧力信号設定値の偏差信号に基づく
    値の比例積分値とを加算した加算値信号により制御され
    る、誘引通風機の風量を制御する誘引通風機動翼とによ
    り前記火炉内圧力を制御する火炉内圧制御方式におい
    て、主燃料トリップ時には主燃料トリップ時の誘引通風
    機動翼開度を記憶し、その開度と主燃料トリップ時にお
    ける最低空気流量を確保するに足りる誘引通風機動翼最
    低開度信号との偏差信号に基づく主燃料トリップ制御信
    号を発生する手段と、前記火炉内圧力が所定値より低下
    する内圧異常低下時には火炉内圧設定器と比較して更に
    ある規定値より低いオーバライド用火炉内圧設定器の設
    定値と火炉内圧力発信器の検出信号の偏差信号に基づく
    内圧異常低下抑制信号を発生する手段を設け、前記加算
    値信号を、主燃料トリップ発生時には前記主燃料トリッ
    プ制御信号、既内圧異常低下抑制信号及び既加算値信号
    の三種を加味した信号と既加算値信号を比較し低い方の
    値に切り替え、一方、内圧異常低下時には前記内圧異常
    低下抑制信号に既加算値信号を加味した信号と既加算値
    信号を比較し低い方の値に切り替えて前記誘引通風機動
    翼を制御することを特徴とする火炉内圧制御方式。
JP62233398A 1987-09-17 1987-09-17 火炉内圧制御方式 Expired - Lifetime JPH0781700B2 (ja)

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