JPH081294B2

JPH081294B2 - ボイラのスートブロー制御装置

Info

Publication number: JPH081294B2
Application number: JP61235670A
Authority: JP
Inventors: 義和福島; 陽平塩越; 隆谷原; 利之井床; 志郎中林; 和幸飯塚; 龍一桑田; 亜夫熊木; 篤村松
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Paper Industries Co Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Paper Industries Co Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: JPS6391417A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、パルプ製造プラントに使用される回収ボイ
ラや、その他各種産業で使用される石炭焚ボイラ，廃熱
ボイラなどのように多量のダストを発生するボイラに適
用して好適なスートブロー制御装置に関する。

（従来の技術）一般に、パルプ製造プラントにおいては、チップ蒸解
工程から廃液として排出された黒液を加熱部に導いて蒸
気により加熱した後、噴射ガンを用いてボイラの炉内に
噴射し、この噴射黒液を浮遊乾燥させて炉底部に着床さ
せることによりチャーベッド形成する。ここで、炉内に
は燃焼用空気が送り込まれており、チャーベッド上部が
燃焼し、このとき発生する燃焼排ガスが燃焼室水冷壁，
炉内上部のスーパヒータ（過熱器）および排ガスライン
内の本体バンク、エコノマイザなどの熱伝達部を通って
最終的に煙突から排出される。一方、給水ラインから送
り込まれる給水はエコノマイザ，本体バンク，スーパヒ
ータおよび燃焼室水冷壁を通り、これらの要素で前記燃
焼排ガスと熱交換が行なわれて主蒸気として取出される
ものとなっている。また、チャーベッド上の高温雰囲気
で還元反応が行なわれ、黒液中の芒硝（Na₂SO₄）などは
硫化ナトリウム（Na₂S）となり、炭酸ナトリウム（（Na
₂CO₃）などとともにボイラの炉底部のスパウトロから前
記チップ蒸解工程で使用する薬剤の原料であるスメルト
として回収される。

ところで、以上のようなボイラにおいては、チャーベ
ッドの燃焼によって生成されるダストが前記熱伝達部に
付着し、これが原因となって熱交換率が時とともに低下
する。そこで、通常のボイラは、熱伝達部の表面に付着
したダストを除去するために、各熱伝達部毎に区分して
それぞれ複数のスートブローランスをボイラ壁部等に取
付け、制御装置からスートブロー動作信号を送出し、前
記スートブローランスを各熱伝達部別に一群として所定
の動作順序でかつ所定の時間間隔で順次動作させること
によりダストの除去をはかっている。

しかし、この場合、スートブローランスの吹き順序お
よび吹き時間間隔が一定であるため、時間および順序の
設定いかんによっては時間の経過とともにダストの付着
量が徐々に増加するおそれがあった。この場合、十分な
ダストの除去が困難となり、各熱伝達部の熱交換効率が
極端に低下する。特にスーパヒータ部での熱交換効率が
低下すると、ボイラにおいて重要な指標の１つである主
蒸気温度の確保が困難となり、ボイラに連結されるター
ビンや各プロセスに重大な悪影響を及ぼすことになる。
このような問題を防ぐためには、スートブローランスの
動作間隔を短く設定しスートブローの頻度を高めること
が考えられる。しかし、スートブローの頻度を高くする
と、時として不必要なスートブロー動作が行なわれる結
果となり、スートブローに必要な蒸気使用量が増大し
て、省エネルギーに逆行するという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように、従来のボイラのスートブロー制御装
置においては、ダスト除去効果が低く、ダスト付着によ
る熱交換効率の低下、ひいては主蒸気温度の低下を招
き、タービンや各プロセスへの悪影響は避けられなかっ
た。また、その解決案も省エネルギー上の対策が不十分
で、運転状況の変化に対応できなかった。

そこで、本発明は、スートブローに使用される蒸気量
を増加させることなく、過熱部に付着するダストの除去
効果を高めることができ、主蒸気温度の確保をはかり
得、ボイラに連結されるタービンあるいは他のプロセス
に悪影響を及ぼすおそれのないボイラのスートブロー制
御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、ボイラの過熱部に向けて設けられた複数の
スートブローランスを動作させて前記過熱部に付着した
ダストを除去するボイラのスートブロー制御装置におい
て、前記ボイラの主蒸気流量を検出する主蒸気流量検出
手段と、前記ボイラから発生する主蒸気の温度を検出す
る主蒸気温度検出手段と、前記主蒸気流量検出手段から
の出力信号により主蒸気の使用量が増加したことを判定
すると前記スートブローランスの制御命令を出力し、そ
の後主蒸気の使用量に変化がなく前記主蒸気温度検出手
段からの温度検出信号が予め設定された下限温度設定レ
ベルに達すると前記スートブローランスの制御命令を出
力するスートブロー制御命令手段と、このスートブロー
制御命令手段からの制御命令に応じて前記スートブロー
ランスによるスートブロー動作を制御するスートブロー
動作制御手段とを備えたものである。

（作用）このような手段を講じたボイラのスートブロー制御装
置であれば、ボイラからの主蒸気流量の使用量が増加す
るとスートブロー動作を制御し、ボイラの加熱部からダ
ストを除去して過熱部での熱交換率を高めることによ
り、給水量の増加に伴って低下する主蒸気温度の急激な
低下を防止し、その後主蒸気の使用量に変化がなくボイ
ラ内での燃焼の上昇により過熱部にダストが付着し、主
蒸気温度が予め設定された下限温度設定レベルに達する
と再びスートブロー動作を制御し、ボイラの過熱部から
ダストを除去することにより、過熱部での熱交換率を高
めることが可能となる。

（実施例）以下、本発明装置をパルプ製造プラントに使用する回
収ボイラに適用した一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第１図は本発明のスートブロー制御装置を含んだパル
プ製造プラント中の回収ボイラの概略構成図である。同
図において１は回収ボイラの燃焼室であって、この燃焼
室１にはチップ蒸解工程から廃液として排出された黒液
Ａが黒液タンク２および加熱部（不図示）を通って噴射
ガン３により噴射導入されるものとなっており、噴射黒
液は炉内において浮遊乾燥して落下し、チャーベッド４
を形成する。このチャーベッド４は上段および下段の空
気供給口5a,5bから供給される燃焼用空気Ｂによって燃
焼が促進され、このときチャーベッド４上の高温雰囲気
で還元反応が行なわれ、黒液中の芒硝（Na₂SO₄）などは
硫化ナトリウム（Na₂S）となり、炭酸ナトリウム（（Na
₂CO₃）などとともに燃焼室底部のスパウトロ６から前記
チップ蒸解工程で使用する薬剤の原料であるスメルトＣ
として回収される。また、このチャーベッド４の燃焼に
よって生じる燃焼排ガスＤは排ガス通過ライン７を通っ
て煙突８から排出される。

一方、この排ガスＤの熱量を有効に利用するために、
燃焼室１の周囲を水冷壁とし、上部にスーパヒータ９が
設けられ、また、排ガス通過ライン７の途中に本体バン
ク10およびエコノマイザ11が設けられ、給水ライン12か
ら供給される水Ｅが前記エコノマイザ11,本体バンク10,
スーパヒータ９および燃焼室水冷壁などの熱伝達部を通
ることにより熱交換が行なわれて主蒸気Ｆとして取出さ
れるようになっている。また、給水Ｅの一部は注水ライ
ン15を通って減温器16に投入され、主蒸気温度が一定と
なるように制御されている。さらに、スーパヒータ9,本
体バンク10およびエコノマイザ11等での熱交換を妨げる
付着ダストを除去するために、これらスーパヒータ9,本
体バンク10およびエコノマイザ11に向けて複数の蒸気吹
付け用スートブローランスがボイラ壁面等に設けられて
いる。

なお、第１図ではスーパヒータ９に対するスートブロ
ーランスａ〜ｆのみが示されている。これらスートブロ
ーランスａ〜ｆは、スーパヒータ用スートブロー制御命
令部（以下ブロー制御命令部と略称する）17からの制御
命令に応じてスーパヒータ用スートブロー動作制御部
（以下ブロー動作制御部と略称する）18によりスートブ
ロー動作が制御されるものとなっている。

ここで、上記ブロー制御命令部17は、主蒸気ライン21
に設けられた主蒸気流量検出器20からの流量検出信号S1
と主蒸気温度検出器22からの温度検出信号S2とに基いて
制御命令を出力するものであり、具体的には第２図に示
す構成となっている。すなわち、第２図に示すように、
流量検出信号S1は主蒸気流量入力部31に取込まれるもの
となっており、変化検出部32ではこの主蒸気流量入力部
31に取込まれた流量検出信号S1の変動を監視し、一定範
囲以上の主蒸気流量増加変動を検出した場合にパルス信
号P1を指令パルス出力部33に送出するものとなってい
る。他方、温度検出信号S2は主蒸気温度入力部34に取込
まれるものとなっており、温度低下検出部35ではこの主
蒸気温度入力部34に取込まれた温度検出信号S2のレベル
を監視し、下限レベル設定部36にて予め設定された温度
レベル以下になったことを検出した場合にパルス信号P2
を前記指令パルス出力部33に送出するものとなってい
る。指令パルス出力部33は論理和回路から構成されてお
り、変化検出部32または温度低下検出部35からのパルス
信号P1,P2の少なくとも一方が入力された場合にブロー
動作制御部18に起動指令パルス信号P3を出力する。

第３図は上記ブロー動作制御部18の具体的構成を示す
ブロック図である。同図において、上部ランス駆動部41
は、前記起動指令パルス信号P3の入力に応じてスーパヒ
ータ９に対するスートブローランスａ〜ｆのうちの上方
に位置するランスａ〜ｃに同時にブロー起動信号Qacを
送出するものである。また、下部ランス駆動部42は、前
記起動指令パルス信号P3の入力に応じてスーパヒータ９
に対するスートブローランスａ〜ｆのうちの下方に位置
するランスｄ〜ｆにそれぞれブロー起動信号Qd,Qe,Qfを
送出するものであって、このブロー起動信号Qd,Qe,Qfは
順序設定部43にて設定されたランス順序にしたがって遅
延回路44の作用により一定時間間隔で間欠的に送出され
るものとなっている。

このように構成された本実施例においては、常時、主
蒸気流量検出器20により主蒸気ライン21を流れる主蒸気
Ｆの流量が検出され、流量検出信号S1がブロー制御命令
部17の主蒸気流量入力部31に与えられており、また、主
蒸気温度検出器22により主蒸気ライン21を流れる主蒸気
Ｆの温度が検出され、温度検出信号S2がブロー制御命令
部17の主蒸気温度入力部34に与えられている。そして、
ブロー制御命令部17の変化検出部32により主蒸気流量の
変動が監視されており、温度低下検出部35により主蒸気
温度の低下が監視されている。

この状態で、回収ボイラに連結されるタービンや他の
プロセスにおいて主蒸気Ｆの使用量が増加し、第４図中
時点t1にて流量検出信号S1が増量方向に変動すると、こ
の信号変動に応じて変化検出部32からパルス信号P1が出
力され、これにより、指令パルス出力部33から起動指令
パルス信号P3がブロー動作制御部18に出力される。そう
すると、起動指令パルス信号P3の立下がりに応じて上部
ランス駆動部41からスートブローランスａ〜ｃに対して
ブロー起動信号Qacが出力され、また、下部ランス駆動
部42からスートブローランスｄ〜ｆに対して順序設定部
43にて設定された順序にしたがって遅延回路44の遅延時
間Ｔだけ時間間隔を開けながらブロー起動信号Qd,Qe,Qf
が順次出力される。これにより、スーパヒータ９に面し
たスートブローランスａ〜ｆは適時スートブロー動作を
行ない、スートブローランスａ〜ｃによりスーパヒータ
９の上方に付着したダストが一度に除去され、スートブ
ローランスｄ〜ｆにより下方に付着したダストが少量ず
つ間欠的に除去される。その結果、スーパヒータ９での
熱交換効率が高まり、給水量増加に伴って低下し始めた
主蒸気温度の急激な低下が防止される。

その後、主蒸気Ｆの使用量に変化がないと、炉内の燃
焼状態が激しくなるため、スーパヒータ９等にダストが
付着し易くなる。このため、スーパヒータ９の熱交換効
率が低下し、次第に主蒸気Ｆの温度が低下する。そし
て、第４図中時点t2において、主蒸気温度検出器22にて
検出されている主蒸気温度が下限設定部36にて予め設定
されている下限温度レベルＬに達すると、温度低下検出
部35からパルス信号P2が出力され、これにより指令パル
ス出力部33から起動指令パルス信号P3が出力される。そ
うすると、ブロー動作制御部18では前述した場合と同様
にスートブローランスａ〜ｃはスートブローを同時に行
ない、スートブローランスｄ〜ｆは順次間欠的に行なう
ように各ランスａ〜ｆのブロー動作を制御する。かくし
て、スーパヒータ９にダストが付着して主蒸気温度が低
下する度にスートブローが行なわれ、ダスト除去により
スーパヒータ９の熱変換効率が高まって主蒸気温度の低
下が防止される。

このように、本実施例によれば、主蒸気Ｆの使用量が
増加すると主蒸気温度は低下し始めるが、このとき、ス
ーパヒータ９に付着しているダストがスートブローラン
スａ〜ｆのスートブロー動作により除去されるので、ス
ーパヒータ９での熱変換効率が高められ、主蒸気温度の
急激な低下を防止できる。また、スーパヒータ９にダス
トが付着すると熱交換効率が低下するので主蒸気温度が
低下し、やがて下限設定部36にて設定されている下限温
度レベルになるが、この場合もやはりスートブローラン
スａ〜ｆのスートブロー動作によりダストが除去されて
熱変換効率が高められるので、主蒸気温度の低下を防止
できる。したがって、主蒸気Ｆの所望温度が常に確保さ
れるので、回収ボイラに連結されるタービンや各プロセ
スに主蒸気Ｆの温度低下による悪影響を及ぼすおそれが
ない。また、スーパヒータ９に対するスートブローが要
求されるときのみスートブロー動作が実行されるので、
省エネルギー化に反するものではなく、容易に実施可能
である。さらに、スーパヒータ９に対するスートブロー
動作によりダストがチャーベッド４上に落下してチャー
ベッド４を崩してしまい燃焼不良を生じることがある
が、本実施例では、スーパヒータ９の下方に設けられた
スートブローランスｄ〜ｆを１本ずつ間欠的に動作させ
るようにしたので、チャーベッド４上にはダストが少量
ずつ落下し、チャーベッド４を崩すようなことはない。
したがって、常に安定な燃焼状態を得ることができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記実施例ではパルプ製造プラントに使用
される黒液燃焼用の回収ボイラに適用した場合を示した
が、他のプラントにおける石炭焚ボイラ，廃熱ボイラ等
の各種ボイラの過熱部に対するスートブロー制御装置と
して適用できるのは言うまでもない。このほか、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは
勿論である。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、ボイラの主蒸気
流量を主蒸気流量検出手段により検出するとともに、ボ
イラから発生する主蒸気の温度を主蒸気温度検出手段に
より検出し、主蒸気流量検出手段からの出力信号がスー
トブロー制御命令手段により主蒸気の使用量の増加であ
ると判定すると前記スートブロー制御命令手段よりスー
トブローランスの制御命令を出力し、この制御命令に応
じてスートブローランスのスートブロー動作をスートブ
ロー動作制御手段により制御し、その後主蒸気の使用量
に変化がなく主蒸気温度検出手段からの温度検出信号が
前記スートブロー制御命令手段により予め設定された下
限温度設定レベルに達したと判定すると再び前記スート
ブロー制御命令手段よりスートブローランスの制御命令
を出力し、この制御命令に応じてスートブローランスの
スートブロー動作をスートブロー動作制御手段により制
御するようにしたので、スートブローに使用される蒸気
量を増加させることなく、加熱部に付着するダストの除
去効果を高めることができ、主蒸気温度の確保をはかり
得、ボイラに連結されるタービンあるいは他のプロセス
に悪影響を及ぼすおそのないボイラのスートブロー制御
装置を提供できる。

また、スートブロー制御命令手段により、ボイラの主
蒸気流量又は主蒸気温度という１つの情報のみに基づい
てスートブローランスへの起動命令を出力するようにし
たので、簡単なハードウエア構成で実現でき、且つ演算
を要しないことから演算周期による待時間を発生させず
にダストの付着を即座に検出して信頼性を向上させるこ
とができる。

さらに、スートブロー動作制御手段により、スートブ
ローランスを所定本数ずつ間欠的に動作させるようにし
たので、ダストを少量ずつ落下させてチャーベッドを崩
さないので、燃焼状態を常に安定化させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明を回収ボイラに適用した一
実施例を示す図であって、第１図は同実施例の概略構成
を示す系統図、第２図はブロー制御命令部の具体的構成
を示すブロック図、第３図はブロー動作制御部の具体的
構成を示すブロック図、第４図はスートブロー動作を説
明するためのタイムチャートを示す図である。１…燃焼室、４…チャーベッド、９…スーパヒータ、12
…給水ライン、15…注水ライン、16…減温器、17…ブロ
ー制御命令部、18…ブロー動作制御部、19…黒液ライ
ン、20…主蒸気流量検出器、21…主蒸気ライン、22…主
蒸気温度検出器、32…変化検出部、33…指令パルス出力
部、35…温度低下検出部、36…下限設定部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福島義和熊本県八代市十条町１丁目１番地十條製紙株式会社八代工場内 (72)発明者塩越陽平熊本県八代市十条町１丁目１番地十條製紙株式会社八代工場内 (72)発明者谷原隆大阪府大阪市此花区島屋４丁目１番35号川崎重工業株式会社大阪工場内 (72)発明者井床利之兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者中林志郎兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者飯塚和幸東京都港区芝浦１丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者桑田龍一東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者熊木亜夫東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者村松篤東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (56)参考文献特開昭57−87528（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボイラの過熱部に向けて設けられた複数の
スートブローランスを動作させて前記過熱部に付着した
ダストを除去するボイラのスートブロー制御装置におい
て、前記ボイラの主蒸気流量を検出する主蒸気流量検出手段
と、前記ボイラから発生する主蒸気の温度を検出する主蒸気
温度検出手段と、前記主蒸気流量検出手段からの出力信号により主蒸気の
使用量が増加したことを判定すると前記スートブローラ
ンスの制御命令を出力し、その後主蒸気の使用量に変化
がなく前記主蒸気温度検出手段からの温度検出信号が設
定された下限温度設定レベルに達したことを判定すると
前記スートブローランスの制御命令を出力するスートブ
ロー制御命令手段と、このスートブロー制御命令手段からの制御命令に応じて
前記スートブローランスによるスートブロー動作を制御
するスートブロー動作制御手段とを具備したことを特徴とするボイラのスートブロー制御装
置。
【請求項２】前記スートブロー動作制御手段は前記スー
トブロー制御命令手段からの制御命令が入力されると上
方のスートブロランスに対して同時に起動信号を出力
し、且つ下方のスートブロランスに対しては所定本数ず
つ間欠的に起動信号を出力してスートブロランスによる
スートブロー動作を制御することを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載のボイラのスートブロー制御装
置。