JPH0842801A - ボイラーの排ガス量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＯガスを燃料とするボイラーにおいて、需
要蒸気量が変動した時に助燃燃料流量を常に必要最少限
に抑え、排ガス量を少なく抑えること。 【構成】 ボイラーに供給される助燃燃料流量を、供給
中のＣＯガスの比熱，発熱量，温度，流量や供給中の助
燃燃料の発熱量，流量などから算出したボイラーに入る
正味熱負荷量に基づいて制御し、またその制御量をボイ
ラーの炉内温度計測値によって補正する。一方供給され
る空気量も同様に上記正味熱負荷量の計算値を用いて算
出した計算空気量（Ｏ₂ 補正）と風道中の実測空気量
（補正済）とを比較して制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｒ−ＦＣＣ排ガス中の
ＣＯガスを燃料とするＣＯガスボイラーの排ガス量の制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガソリンの需要増加に伴って、重
質油からガソリンを精製するＲ−ＦＣＣ（ Re-Fluid C
atalytic Cracking，残査油接触流動分解）装置が多く
設置されるようになった。このＲ−ＦＣＣ装置から排出
される高温（約６００℃）の排ガス中には、一部可燃ガ
ス（Ｈ₂ ，ＣＨ₄ ，ＣＯ）が混合しているので、これを
燃料として利用するいわゆるＣＯガスボイラーも現われ
ている。

【０００３】図４は従来のＣＯガスボイラーの一例を示
す概略図である。ボイラー（１）にＣＯガス（Ｇ_c ）と
助燃ガス（炭化水素系ガス）または助燃重油（Ｇ）を送
り込むとともに、送風機（２）より適量の空気（ａ）を
供給し、バーナ（４）で燃焼させて蒸気（Ｇ_s ）を発生
させる。その燃焼排ガス（Ｇ₃ ）はダクト（３）に導か
れ、節炭器（１０）において熱回収されたのち、外部に
排出される。

【０００４】上記従来のＣＯガスボイラーは次のように
して制御されていた。すなわち、ボイラー（１）から発
生する蒸気の量を規定し、この規定蒸気量に見合った燃
料を「ＣＯガス量＋助燃ガスまたは助燃重油量」として
把握し、需要の多少に関係なく規定蒸気量が発生するよ
うに調節弁（６）を調節して助燃ガス量または助燃重油
量を制御するようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のＣＯガスボ
イラーにおいては、ボイラーから発生する蒸気の量を規
定し、この規定蒸気量に見合った燃料を「ＣＯガス量＋
助燃ガスまたは助燃重油量」として把握し、需要の多少
に関係なく規定蒸気量が発生するように調節弁（６）を
調節して助燃ガス量または助燃重油量を制御していたの
で、次のような問題があった。

【０００６】１） ボイラー火炉から排出される排ガス
量が常時多くなり、厳しくなった公害規制に照して不利
である。 ２） 蒸気の需要が少ない場合は、余った蒸気は大気放
出することとなりムダとなる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
課題を解決することを目的とし、排ガス中のＣＯガスに
助燃ガスまたは助燃重油を加えた燃料で稼動されるＣＯ
ガスボイラーにおいて、供給されるＣＯガスの比熱
（Ｐ），発熱量（Ｈ），温度（Ｔ₀ ），流量（Ｑ₀）お
よび供給される助燃ガスまたは助燃重油の発熱量
（Ｙ），流量（Ｇ₀ ）からボイラーに入る正味熱負荷量
（Ａ）を計算し、またこの計算値（Ａ）を用いて燃焼に
必要な空気量（Ｂ₀ ）を計算し、上記計算値（Ａ）に基
づいてボイラーに供給する助燃ガスまたは助燃重油の流
量（Ｇ）を制御すると共に、ボイラーの炉内温度
（Ｔ₁ ）および押込通風機から供給される空気量に温度
補正した空気量（Ｂ ₂ ）を計測してそれぞれ炉内用設定
の規定温度（Ｔ_a ）および排ガスＯ₂ で補正した必要空
気量（Ｂ₁ ）と比較し、その偏差値に基づいて、ボイラ
ーに供給する助燃ガスまたは助燃重油の流量（Ｇ₀ ）お
よび空気量（Ｂ₃ ）を補正するようにしたことを特徴と
するボイラーの排ガス量設定方法を提案するものであ
る。

【０００８】

【作用】前記のとおり本発明の方法においては、ボイラ
ーに供給される助燃ガスまたは助燃重油の流量は、供給
中のＣＯガスの比熱，発熱量，温度，流量および供給中
の助燃ガスまたは助燃重油の発熱量，流量などから算出
されたボイラーに入る正味熱負荷量（Ａ）に基づいて制
御され、またその制御量はボイラーの炉内温度計測値
（Ｔ₁ ）によって補正される。一方供給される空気量も
同様に上記計算値（Ａ）を用いて算出された計算空気量
（Ｏ₂ 補正）と風道中の実測空気量（補正済）とを比較
して制御される。したがって、需要蒸気量が変動しても
助燃ガスまたは助燃重油の流量を常に必要最少限に抑え
ることができ、その結果排出されるガス量を少なく抑え
ることができる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明方法を実施する制御回路の一例
を示す図、図２は図１のうち通風量制御の部分を詳細に
示す図、図３は同じく本発明方法の制御フローの一例を
示す図である。

【００１０】図示するように、ボイラー（１）には燃料
としてＣＯガス（Ｇ_c ）と調節弁（１１）によって調整
された適量の助燃ガス（炭化水素系ガス）または助燃重
油（Ｇ）とが送り込まれ、これに押込通風機の入口べー
ン開度駆動器（２１）によって適量の空気（Ｂ₃ ）が送
られ、これらをバーナ（４）を介して燃焼させて蒸気
（Ｇ_s ）を発生させる。また排ガス（Ｇ₃ ）はダクト
（３）に導かれ、節炭器（図示せず）で熱回収された
後、外部に排出されるようになっている。

【００１１】本実施例においては、上記のようなＣＯガ
スボイラーにおいて、ボイラー（１）から排出される排
ガス量（Ｇ₃ ）を最小値とするため、燃料「ＣＯガス＋
助燃ガスまたは助燃重油」のうちの助燃ガスまたは助燃
重油（Ｇ）の流量を、需要蒸気量に見合った燃焼に必要
な最小量となるように制御する。また空気量（Ｂ₃ ）に
ついても上記最小助燃ガス流量または助燃重油流量（Ｇ
₀ ）に応じて制御する。

【００１２】以下、この制御方法を図１ないし図３によ
り説明する。供給されるＣＯガス（Ｇ_c ）の比熱
（Ｐ），発熱量（Ｈ），温度（Ｔ₀ ），流量（Ｑ₀ ）お
よび供給される助燃ガスまたは助燃重油（Ｇ）の発熱量
（Ｙ），流量（Ｇ₀ ）を基に、計算機（２１）において
次式によりボイラー（１）の正味熱負荷量（Ａ）を計算
し、また発熱量（Ｈ），（Ｙ）から求められる理論空気
量（Ａ₁ ），（Ａ₂ ）を用いて燃焼に必要な空気量（Ｂ
₀ ）を計算する。

【００１３】

【数１】

【００１４】上記計算値（Ａ）は需要蒸気量などを基に
別途設定されている規準値（Ａ_a ）と比較され、その偏
差値（α₀ ）は流量調節器（１５ａ）に送られる。ま
た、供給中の助燃ガスまたは助燃重油（Ｇ）の流量（Ｇ
₀ ）は、流量計（９ｂ）で計測され、その計測値が圧力
・温度補正器（１７）に送られて、圧力計（８ａ），温
度計（７ｃ）による各計測値を用い圧力・温度補正され
る。そして流量調節器（15ａ）に送られ、前記計算値
（Ａ）と規準値（Ａ_a ）との偏差値（α₀ ）と比較され
たのち、助燃ガスまたは助燃重油流量制御量（β₀ ）と
して最低流量保持器（１９）へ送られる。また温度計
（７ｂ）によって計測されたボイラー（１）の炉内温度
計測値（Ｔ₁ ）は、温度比較器（14ａ）に送られて別途
規定された規準値（Ｔ_a ）と比較され、その偏差値は前
記最低流量保持器（１９）へ送られる。そして前記助燃
ガスまたは助燃重油流量制御量（β₀ ）は、この偏差値
によって補正されたのち、調節弁（１１）に送られ、助
燃ガスまたは助燃重油の流量（Ｇ ₀ ）を最低流量に制御
するようになっている。

【００１５】一方、前記計算空気量（Ｂ₀ ）は空気補正
器（２０）へ送られる。また、ボイラー（１）からダク
ト（３）へ排出される排ガス（Ｇ₃ ）中に含まれるＯ₂
量が別途計測され、Ｏ₂ ガス発信器（１８）を経て計算
空気量（Ｂ₀ ）のＯ₂ 補正を行なう。その結果として
（Ｂ₁ ）が得られる。押込通風機（２）を介してボイラ
ー（１）に送られている空気量は流量計（９ａ）で計測
され、その計測値（ｂ₁）は流量補正器（14ｂ）に送ら
れ、温度計（７ａ）の計測値によって温度補正されたの
ち、空気量制御量（Ｂ₂ ）として流量調節器（15ｂ）へ
送られる。そして、この流量調節器 (15ｂ）において、
前記Ｏ₂ 補正された計算空気量（Ｂ₁ ）と実際空気量
（Ｂ₂ ）との偏差値（α₂ ）により、空気の制御量が補
正されて押込通風機入口ベーン（２０）に送られ、適正
な空気量（Ｂ₃ ）として制御するようになっている。

【００１６】上記のように、ボイラー（１）の目標蒸気
量に応じて正味熱負荷量の規準値（Ａ_a ）を変えるよう
にし、また、ＣＯガスのボイラーへの供給条件（流量，
温度，比熱，発熱量等）および助燃ガスまたは助燃重油
の条件（発熱量，流量）に基づいて正味熱負荷量（Ａ）
を算出し、この計算値（Ａ）と規準値（Ａ_a ）との偏差
値を用いて、供給する助燃ガスまたは助燃重油の流量を
制御することにより、目標蒸気量が変った場合でも助燃
ガスまたは助燃重油流量を常に必要最小値に抑えること
ができ、その結果、排出されるガス量を最低量に減らす
ことができる。また、ボイラー（１）の炉内温度および
排出ガス量（Ｏ₂ ガス量）を計測し、この計測値によっ
て制御量を補正することにより、計算機（２１）の制御
エラーがバックアップされ、これによって常に安定した
運転が保証される。

【００１７】

【発明の効果】本発明の排ガス量制御方法においては、
ボイラーに供給される燃料「ＣＯガス＋助燃ガスまたは
助燃重油」のうち助燃ガスまたは助燃重油の流量が、Ｃ
Ｏガスの比熱，発熱量，温度，流量や助燃ガスまたは助
燃重油の発熱量，流量などから算出された計算値と比較
されて制御され、またその制御量はボイラーの炉内温度
計測値によって補正される。一方必要空気量も同じく上
記計算値を基に算出された計算空気量と実際の空気量を
比較して制御されるようになる。したがって、需要蒸気
量が変動しても助燃ガスまたは助燃重油流量を常に必要
最少限に抑えることができ、その結果排出されるガス量
を少なく抑えることができる。また、炉内温度，排ガス
中のＯ₂ 量それぞれの実測値によって、上記助燃ガスま
たは助燃重油流量，空気量それぞれの制御量を補正する
ので、計算機の制御エラーがバックアップされ、常に安
定した運転ができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明方法を実施する制御回路の一例を
示す図である。

【図２】図２は図１の部分的補足説明図である。

【図３】図３は同じく本発明方法の制御フローの一例を
示す図である。

【図４】図４は従来のＣＯガスボイラーの一例を示す概
略図である。

【符号の説明】

（１） ボイラー （２） 押込通風機 （３） ダクト （４） バーナ （６） 調節弁 （７ａ),（７ｂ),（７ｃ） 温度計 （８ａ) ，（８ｂ） 圧力計 （９ａ），（９ｂ） 流量計 （１０） 節炭器 （１１） 調節弁 （１３） 正味熱量比較器 （14ａ），（14ｂ） 温度比較器 （15ａ），（15ｂ） 流量調節器 （１６） 圧力調節器 （１７） 圧力・温度補正器 （１８） Ｏ₂ ガス発信器 （１９） 最低流量保持器 （２０） 空気量補正器 （２１） 計算機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガス中のＣＯガスに助燃ガスまたは助
   燃重油を加えた燃料で稼動されるＣＯガスボイラーにお
   いて、供給されるＣＯガスの比熱（Ｐ）、発熱量
   （Ｈ），温度（Ｔ₀ ），流量（Ｑ₀ ）および供給される
   助燃ガスまたは助燃重油の発熱量（Ｙ），流量（Ｇ₀ ）
   からボイラーに入る正味熱負荷量（Ａ）を計算し、また
   この計算値（Ａ）を用いて燃焼に必要な空気量（Ｂ₀ ）
   を計算し、上記計算値（Ａ）に基づいてボイラーに供給
   する助燃ガスまたは助燃重油の流量（Ｇ）を制御すると
   共に、ボイラーの炉内温度（Ｔ₁ ）および押込通風機か
   ら供給される空気量に温度補正した空気量（Ｂ₂ ）を計
   測してそれぞれ炉内用設定の規定温度（Ｔ_a ）および排
   ガスＯ₂ で補正した必要空気量（Ｂ₁ ）と比較し、その
   偏差値に基づいて、ボイラーに供給する助燃ガスまたは
   助燃重油の流量（Ｇ₀ ）および空気量（Ｂ₃ ）を補正す
   るようにしたことを特徴とするボイラーの排ガス量制御
   方法。