JPH08247441A - 石炭焚ボイラのセパレートダンパ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微粉炭ミルの起動時において空気量過多の燃
焼が行われないよう二次空気流量を適切に調整し、一時
的なＮＯx値の上昇を防止する。 【構成】 出炭遅れを補正演算した給炭指令信号２４を
入力し且つミル出炭量に対応するようセパレートダンパ
１７の開度指令信号２６を算出して出力する関数発生器
２５を備え、ミル運転時には関数発生器２５からのミル
出炭量に対応させた開度指令信号２６によってセパレー
トダンパ１７の開度を制御し得るようにする。このよう
にすれば、微粉炭ミルの運転時においてセパレートダン
パ１７の開度は、ミル出炭量に対応するよう制御される
ので、ミル起動時においてミル出炭量が少ないうちでも
二次空気流量が過多とならないようセパレートダンパ１
７の開度を抑制することができ、一時的なＮＯx値の上
昇を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石炭焚ボイラのセパレ
ートダンパ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は一般的な石炭焚ボイラのバーナ構
造の一例を示すもので、図中１は石炭焚ボイラ、２は炉
壁３に開口したバーナスロート部、４は図示しない微粉
炭ミルから一次空気５により搬送して導いた微粉６を前
記バーナスロート部２を通して火炉側（図中右側）に噴
射する微粉炭ノズルを示し、該微粉炭ノズル４内には、
ボイラ起動時における焚き上げ用の油バーナ７がバーナ
内筒８に収容されて同心状に配置されており、前記微粉
炭ノズル４の先端部外周には、風箱９に供給された二次
空気１０を、開閉駆動装置１１により開度調整可能とし
たエアレジスタ１２を通すことにより旋回流として前記
バーナスロート部２に導くようにした二次空気流路１３
が形成されている。

【０００３】斯かる構造としたバーナ１４は、水平方向
に配列された複数個を一組として複数段設けられ、同じ
段に配列された複数個のバーナ１４について前記風箱９
が共有されており、各段の風箱９に対し二次空気１０を
導入する為の二次空気導入口１５には、開閉駆動装置１
６により開度調整可能としたセパレートダンパ１７が配
設されている。

【０００４】前記セパレートダンパ１７の開度制御は、
図５に示す如く、石炭焚ボイラ１の蒸気を利用する発電
側からの要求指令である発電出力指令信号（ＭＷＤ）１
８を関数発生器１９に入力し、該関数発生器１９で前記
発電出力指令信号１８に基づいて開度指令信号２０を算
出し、該開度指令信号２０を変化率制限器２１を介し前
記セパレートダンパ１７の開閉駆動装置１６に向け出力
して行うようにしてある。

【０００５】即ち、石炭焚ボイラ１の負荷を発電出力指
令に基づいて変更する際には、各段ごとにバーナ１４を
点火したり消火したりして対応しており、発電出力指令
の大きさによって、どの段のバーナ１４を点火又は消火
すべきかが殆ど決まっているので、バーナ１４の各段ご
とに異なる関数を入力した関数発生器１９を備えて発電
出力指令信号１８から開度指令信号２０を算出するよう
にしているのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御方式においては、各段の関数発生器１９につい
て例えば図６に示す如き関数（図中二点鎖線で示した関
数は異なる段のバーナの場合を併記したもの）を入力し
ており、発電出力指令が所定の大きさになった時点で一
気にセパレートダンパ１７を所定開度に開くようにして
いた為、各段ごとに該当する微粉炭ミルを起動する際
に、ミル出炭量に対し空気量過多の状態となって一時的
にＮＯx（窒素酸化物）値が上昇するという問題が生じ
ていた。

【０００７】つまり、図７のタイムスケジュール表に示
す如く、所定の段のバーナ１４に該当する微粉炭ミルを
起動する際においては、曲線Ｘで示されている二次空気
流量がミル起動開始直後から一気に所定流量まで上昇し
てしまうのに対し、微粉炭ミルに給炭を行う給炭機の起
動は、曲線Ｙで示されている一次空気流量が十分に立ち
上がった後に開始されるので、曲線Ｚで示されているミ
ル出炭量は、前記給炭機により微粉炭ミルに給炭が開始
されて粉砕が行われてから少しずつ前記一次空気に搬送
されて徐々に増加してくることになり、バーナ１４側で
は、二次空気１０が十分な流量で流れているところに僅
かな量の微粉６（ミル出炭）が供給されて燃焼されるこ
とになって空気量過多の燃焼が行われ、一時的にＮＯx
値が上昇してしまうのである。

【０００８】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、微粉炭ミルの起動時において空気量過多の燃焼が行
われないよう二次空気流量を適切に調整し、一時的なＮ
Ｏx値の上昇を防止することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、発電出力指令
信号１８を入力し且つ各段のバーナ１４について二次空
気流量を調整するセパレートダンパ１７の油バーナ燃焼
時用開度指令信号２３を算出して出力する関数発生器２
２と、出炭遅れを補正演算した給炭指令信号２４を入力
し且つミル出炭量に対応するようセパレートダンパ１７
の開度指令信号２６を算出して出力する関数発生器２５
と、ミル停止時に前記関数発生器２２からの油バーナ燃
焼時用開度指令信号２３を選択してセパレートダンパ１
７に向け出力し且つミル運転時には前記関数発生器２５
からのミル出炭量に対応させた開度指令信号２６を選択
してセパレートダンパ１７に向け出力する切換器２７と
を備えたことを特徴とする石炭焚ボイラのセパレートダ
ンパ制御装置、に係るものである。

【００１０】更に、セパレートダンパ１７の最小開度を
規定する開度指令信号３０を出力する信号発生器２９
と、バーナ用エアレジスタ１２の非全閉時に切換器２７
からの開度指令信号２３又は２６を選択して前記セパレ
ートダンパ１７に向け出力し且つバーナ用エアレジスタ
１２の全閉時には前記信号発生器２９からの開度指令信
号３０を選択して前記セパレートダンパ１７に向け出力
する切換器２８とを備えるようにすることが好ましく、
また、セパレートダンパ１７に向け出力される開度指令
信号２３，２６又は３０の変化率を制限する変化率制限
器３３を備えるようにすると良い。

【００１１】

【作用】従って本発明では、所定段のバーナ１４に備え
られたセパレートダンパ１７の開度を制御する場合、こ
の段のバーナ１４に該当する微粉炭ミルが停止していれ
ば、発電出力指令信号１８に応じて切換器２７により関
数発生器２２からの開度指令信号２３が選択されてセパ
レートダンパ１７に向け出力され、セパレートダンパ１
７の開度が制御される。

【００１２】即ち、前記発電出力指令信号１８に応じて
前記セパレートダンパ１７が油バーナ燃焼時用開度に制
御される。

【００１３】また、前記所定段のバーナ１４に該当する
微粉炭ミルが停止されている状態から該微粉炭ミルを起
動すると、切換器２７が切り換えられることにより給炭
指令信号２４に基づく関数発生器２５からの開度指令信
号２６が選択されてセパレートダンパ１７に向け出力さ
れ、該セパレートダンパ１７の開度が、前記給炭指令信
号２４に基づいてミル出炭量に対応するよう制御され
る。

【００１４】即ち、ミル出炭量が少ないうちは二次空気
流量が過多とならないよう前記セパレートダンパ１７が
小さな開度に抑制され、且つミル出炭量の増加に追従し
て二次空気流量が適宜増加されるよう前記セパレートダ
ンパ１７の開度が制御される。

【００１５】また、セパレートダンパ１７の最小開度を
規定する開度指令信号３０を出力する信号発生器２９
と、バーナ用エアレジスタ１２の非全閉時に切換器２７
からの開度指令信号２３又は２６を選択して前記セパレ
ートダンパ１７に向け出力し且つバーナ用エアレジスタ
１２の全閉時には前記信号発生器２９からの開度指令信
号３０を選択して前記セパレートダンパ１７に向け出力
する切換器２８とを備えれば、エアレジスタ１２の全閉
時に切換器２８を切り換えてセパレートダンパ１７の最
小開度を確保することが可能となる。

【００１６】更に、セパレートダンパ１７に向け出力さ
れる開度指令信号２３，２６又は３０の変化率を制限す
る変化率制限器３３を備えれば、セパレートダンパ１７
の開度が急激に変更されて二次空気流量が大幅に変動し
てしまうような事態を回避することが可能となる。

【００１７】

【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。

【００１８】図１〜図３は本発明の一実施例を示すもの
で、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を
表わしている。

【００１９】図１に示すように、石炭焚ボイラ１（図４
参照）の蒸気を利用する発電側からの要求指令である発
電出力指令信号（ＭＷＤ）１８が関数発生器２２に入力
されており、該関数発生器２２では、前記発電出力指令
信号１８に応じたセパレートダンパ１７の油バーナ燃焼
時用開度指令信号２３が算出されるようになっている。

【００２０】この関数発生器２２には、前述した図６と
略同様の関数（プログラム）が入力されているが、この
関数発生器２２の場合には、前記発電出力指令に応じて
前記セパレートダンパ１７を油バーナ燃焼時用開度に制
御するようにしてある。

【００２１】また、出炭遅れを補正演算した給炭指令信
号２４が、図示しない微粉炭ミルの制御系から導かれて
関数発生器２５に入力されており、該関数発生器２５で
は、前記給炭指令信号２４に基づいてミル出炭量に対応
するようセパレートダンパ１７の開度指令信号２６が算
出されるようになっている。

【００２２】この関数発生器２５には、図２に示す如き
関数（プログラム）が入力されており、出炭遅れを補正
演算した給炭指令が所定の大きさになるまでは、ミル出
炭量が少ないものとして二次空気流量が過多とならない
ようセパレートダンパ１７の開度を小さな開度に抑制
し、前記給炭指令が所定の大きさになったらミル出炭量
が十分な量に増加したものとして前記セパレートダンパ
１７の開度を所定開度まで開けるようにしてある。

【００２３】尚、出炭遅れを補正演算した給炭指令信号
２４とは、指令された給炭量と、微粉炭ミルで実際に粉
砕されて出炭される微粉６（図４参照）の量（ミル出炭
量）とに時間的な遅れがあることを考慮して、実際のミ
ル出炭量と近似するように給炭指令を補正演算した信号
であり、この種の信号は微粉炭ミルの制御系において従
来より利用されているので、これを流用するようにすれ
ば良い。

【００２４】前記両関数発生器２２，２５からの開度指
令信号２３，２６は切換器２７に夫々入力されており、
該切換器２７においては、前記微粉炭ミルの制御系から
導いたミル運転信号３４が切換信号として入力された場
合に、前記関数発生器２２からの開度指令信号２３が選
択されて出力され、前記ミル運転信号３４の入力が無い
場合には、前記関数発生器２５からのミル出炭量に対応
する開度指令信号２６が選択されて出力されるようにな
っている。

【００２５】ここで、前記ミル運転信号３４は微粉炭ミ
ルが運転状態にあるか否かを判別できる信号であれば良
く、各種の信号を代用することが可能である。

【００２６】更に、本実施例においては、前記切換器２
７で選択されて出力される開度指令信号２３又は２６が
別の切換器２８に入力されており、該切換器２８には、
信号発生器２９から出力されるセパレートダンパ１７の
最小開度を規定する開度指令信号３０も入力されてい
て、この切換器２８においては、バーナ制御装置３１か
ら導いた該当段のバーナ１４（図４参照）についてのエ
アレジスタ全閉信号３２が切換信号として入力された場
合に、前記上流側の切換器２７からの開度指令信号２３
又は２６が選択されて出力され、前記エアレジスタ全閉
信号３２の入力が無い場合には、前記信号発生器２９か
らの開度指令信号３０が選択されて出力されるようにな
っている。

【００２７】また、前記下流側の切換器２８により選択
されて出力される開度指令信号２３、２６又は３０は、
該当段のバーナ１４に備えられたセパレートダンパ１７
の開閉駆動装置１６に向け変化率制限器３３を介して出
力されるようになっている。

【００２８】而して、所定段のバーナ１４に備えられた
セパレートダンパ１７の開度を制御する場合、この段の
バーナ１４に該当する微粉炭ミルが停止していれば、ミ
ル運転信号３４の切換器２７への入力が無いので、該切
換器２７により発電出力指令信号１８に基づく関数発生
器２２からの開度指令信号２３が選択される。

【００２９】ただし、この時にバーナ制御装置３１から
のエアレジスタ全閉信号３２が切換器２８に入力されて
いれば、該切換器２８により信号発生器２９からの開度
指令信号が選択されて出力されるので、セパレートダン
パ１７は最小開度に制御される。

【００３０】一方、所定段のバーナ１４に該当する微粉
炭ミルが停止しており、且つ前記所定段のバーナ１４が
エアレジスタ１２（図４参照）を開いた状態ならば、ボ
イラ起動時の焚き上げ等の為に油バーナ７（図４参照）
が燃焼されるケースが多いので、発電出力指令信号１８
に応じて関数発生器２２から出力される開度指令信号２
３が各切換器２７，２８で選択されることになり、セパ
レートダンパ１７は油バーナ燃焼時用開度に制御され
る。

【００３１】また、所定段のバーナ１４がエアレジスタ
１２を全閉とし且つ前記所定段のバーナ１４に該当する
微粉炭ミルが停止されている状態から該微粉炭ミルを起
動すると、ミル運転信号３４により上流側の切換器２７
が切り換えられて給炭指令信号２４に基づく関数発生器
２５からの開度指令信号２６が選択されると共に、前記
微粉炭ミルの起動時には前記所定段のバーナ１４のエア
レジスタ１２が開けられてエアレジスタ全閉信号３２も
無くなるので、下流側の切換器２８も切り換えられるこ
とになり、前記開度指令信号２６がセパレートダンパ１
７の開閉駆動装置１６に向け変化率制限器３３を介して
出力される。

【００３２】この開度指令信号２６は、出炭遅れを補正
演算した給炭指令信号２４に基づいてミル出炭量に対応
するよう算出されたものなので、図３のタイムスケジュ
ール表に示す如く、曲線Ｘで示されている二次空気流量
は、曲線Ｚで示されているミル出炭量に対応して推移
し、ミル出炭量が少ないうちは、二次空気流量が過多と
ならないようセパレートダンパ１７が小さな開度に抑制
され、ミル出炭量の増加に追従して二次空気流量が適宜
増加されるようセパレートダンパ１７の開度が開かれ
る。尚、図３における曲線Ｙは一次空気流量の推移を示
している。

【００３３】また、微粉炭ミルを停止する際には、前記
とは逆に、給炭指令信号２４が低下してくるのに追従し
て減少してくるミル出炭量に対応し、セパレートダンパ
１７の開度が適切に調整されて二次空気流量が減少され
る。

【００３４】このとき、前記給炭指令信号２４が最終的
に消失するとセパレートダンパ１７は全閉となるが、所
定段のバーナ１４での微粉炭燃焼が終了した段階でエア
レジスタ１２も全閉となり、先に述べた如くバーナ制御
装置３１からエアレジスタ全閉信号３２が切換器２８に
出力され、信号発生器２９からの最小開度を規定する開
度指令信号３０に切り換えられるので、セパレートダン
パ１７は最小開度に保持されることになる。

【００３５】尚、微粉炭ミルが停止される場合には、こ
れに先行して発電出力指令が低下してくるので、従来の
場合にはミル出炭量が減少して空気量過多の状態となる
前にセパレートダンパ１７が閉められて空気量が減少さ
れ、ＮＯx値が寧ろ大きく下がるという傾向があった
が、ＮＯx値を下流側にある脱硝装置で制御する上では
ＮＯx値を大きく変動させないことの方が好ましい為、
本実施例の如く微粉炭ミルの起動から停止までを、出炭
遅れを補正演算した給炭指令信号２４に基づいてミル出
炭量と二次空気流量とがバランスするようセパレートダ
ンパ１７を開度制御すれば、ＮＯx値を緩やかな変動に
抑えることができ、脱硝装置によるＮＯx値の制御も良
好となるのである。

【００３６】従って上記実施例によれば、微粉炭ミルの
起動時において空気量過多の燃焼が行われないよう二次
空気流量を適切に調整できるので、一時的なＮＯx値の
上昇を防止することができる。

【００３７】また、本実施例の如く、エアレジスタ１２
の全閉時に切換器２８を切り換えてセパレートダンパ１
７の最小開度を確保するようにすれば、消火状態にある
バーナ１４に対し火炉側からの火炎や排ガスが逆流する
現象を未然に防止することができる。

【００３８】更に、本実施例の如く、セパレートダンパ
１７に向け出力される開度指令信号２３，２６又は３０
の変化率を制限する変化率制限器３３を備えれば、セパ
レートダンパ１７の開度が急激に変更されて二次空気流
量が大幅に変動してしまうような事態を回避することが
できる。

【００３９】尚、本発明の石炭焚ボイラのセパレートダ
ンパ制御装置は、上述の実施例にのみ限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々
変更を加え得ることは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】上記した本発明の石炭焚ボイラのセパレ
ートダンパ制御装置によれば、下記の如き種々の優れた
効果を奏し得る。

【００４１】（Ｉ）微粉炭ミルの起動時において空気量
過多の燃焼が行われないよう二次空気流量を適切に調整
できるので、一時的なＮＯx値の上昇を防止することが
できる。

【００４２】（ＩＩ）エアレジスタ１２の全閉時に切換
器２８を切り換えてセパレートダンパ１７の最小開度を
確保するようにすれば、消火状態にあるバーナ１４に対
し火炉側からの火炎や排ガスが逆流する現象を未然に防
止することができる。

【００４３】（ＩＩＩ）セパレートダンパ１７に向け出
力される開度指令信号２３，２６又は３０の変化率を制
限する変化率制限器３３を備えれば、セパレートダンパ
１７の開度が急激に変更されて二次空気流量が大幅に変
動してしまうような事態を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す系統図である。

【図２】出炭遅れを補正演算した給炭指令信号に基づき
ミル出炭量に対応する開度指令信号を算出する為の関数
（プログラム）の一例を示すグラフである。

【図３】本発明の一実施例における二次空気流量の推移
を説明するタイムスケジュール表である。

【図４】一般的な石炭焚ボイラのバーナ構造の一例を示
す断面図である。

【図５】従来例を示す系統図である。

【図６】従来例において発電出力指令信号に基づき開度
指令信号を算出する為の関数（プログラム）の一例を示
すグラフである。

【図７】従来例における二次空気流量の推移を説明する
タイムスケジュール表である。

【符号の説明】

１ 石炭焚ボイラ ６ 微粉（出炭） １０ 二次空気 １２ エアレジスタ １４ バーナ １７ セパレートダンパ １８ 発電出力指令信号 ２２ 関数発生器 ２３ 開度指令信号 ２３ 開度指令信号 ２４ 給炭指令信号 ２５ 関数発生器 ２６ 開度指令信号 ２７ 切換器 ２８ 切換器 ２９ 信号発生器 ３０ 開度指令信号 ３１ バーナ制御装置 ３３ 変化率制限器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電出力指令信号（１８）を入力し且つ
   各段のバーナ（１４）について二次空気流量を調整する
   セパレートダンパ（１７）の油バーナ燃焼時用開度指令
   信号（２３）を算出して出力する関数発生器（２２）
   と、 出炭遅れを補正演算した給炭指令信号（２４）を入力し
   且つミル出炭量に対応するようセパレートダンパ（１
   ７）の開度指令信号（２６）を算出して出力する関数発
   生器（２５）と、 ミル停止時に前記関数発生器（２２）からの油バーナ燃
   焼時用開度指令信号（２３）を選択してセパレートダン
   パ（１７）に向け出力し且つミル運転時には前記関数発
   生器（２５）からのミル出炭量に対応させた開度指令信
   号（２６）を選択してセパレートダンパ（１７）に向け
   出力する切換器（２７）とを備えたことを特徴とする石
   炭焚ボイラのセパレートダンパ制御装置。
2. 【請求項２】 セパレートダンパ（１７）の最小開度を
   規定する開度指令信号（３０）を出力する信号発生器
   （２９）と、 バーナ用エアレジスタ（１２）の非全閉時に切換器（２
   ７）からの開度指令信号（２３）又は（２６）を選択し
   て前記セパレートダンパ（１７）に向け出力し且つバー
   ナ用エアレジスタ（１２）の全閉時には前記信号発生器
   （２９）からの開度指令信号（３０）を選択して前記セ
   パレートダンパ（１７）に向け出力する切換器（２８）
   とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の石炭焚ボ
   イラのセパレートダンパ制御装置。
3. 【請求項３】 セパレートダンパ（１７）に向け出力さ
   れる開度指令信号（２３）（２６）又は（３０）の変化
   率を制限する変化率制限器（３３）を備えたことを特徴
   とする請求項１又は２に記載の石炭焚ボイラのセパレー
   トダンパ制御装置。