JPS63118520A - ボイラ自動制御装置 - Google Patents

ボイラ自動制御装置

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JPS63118520A
JPS63118520A JP61263810A JP26381086A JPS63118520A JP S63118520 A JPS63118520 A JP S63118520A JP 61263810 A JP61263810 A JP 61263810A JP 26381086 A JP26381086 A JP 26381086A JP S63118520 A JPS63118520 A JP S63118520A
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JP
Japan
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fan
grf
gas
motor
inlet damper
Prior art date
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Pending
Application number
JP61263810A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Tanaka
田中 三雄
Teruo Murao
村尾 輝雄
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Hitachi Ltd
Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd Ibaraki
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00Regulating air supply or draught
    • F23N3/08Regulating air supply or draught by power-assisted systems
    • F23N3/082Regulating air supply or draught by power-assisted systems using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/08Measuring temperature
    • F23N2225/10Measuring temperature stack temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00Ventilators
    • F23N2233/06Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08Ventilators at the air intake with variable speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/02Air or combustion gas valves or dampers
    • F23N2235/06Air or combustion gas valves or dampers at the air intake
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/02Air or combustion gas valves or dampers
    • F23N2235/10Air or combustion gas valves or dampers power assisted, e.g. using electric motors

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、火力発電所のボイラ自動制御装置に係わり、
特に、AVAFによりモータ回転数を調整して流体の流
量を制御する場合に、モータ低回転時のファンサージン
グを防止するのに好適なボイラの流量制御方式に関する
〔従来の技術〕
ボイラの流量制御方式に関しては、例えば、燃焼用空気
の流量制御にっていは、オーム社「ボイラの自動制御J
P21〜23の2.4通風装置に示されているように、
ファンを利用した場合の空気量の調整は、ファンの回転
数調整とファンの入口ダンパー開度調整の2つの方法に
よって行うことができると論じられている。
今回、プラントの省エネ運転を目的として入口ダンパー
は全開のままとし、ファンの回転数をAVAFにて調整
することにより流量を制御する方式を採用したが、この
場合に、流量を減少させるべくファン回転数を下げると
ファン揚程が不足してファンのサージングが発生してし
まい、ファン本体のみならずプラント全体に対して影響
を及ぼすという点に対する考慮がなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術では、AVAFによりファン回転数を調整
して流量を制御する方式において、モータ回転数が低回
転となった場合のファンサージング防止についての配慮
がなされておらず、ファン本体保護やプラントの安定し
た制御に支障をきたすといった問題があった。
本発明の目的は、モータ回転数が低回転となった場合の
ファンサージングを防止して、ファン本体を保護すると
ともに、プラントの安定した省エネ運転を可能とするボ
イラ自動制御装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、モータ回転数が低回転となった場合には、
ファン揚程不足を補うべく入口ダンパーを絞り込むこと
により、ファンサージングの発生を防止することで達成
される。
〔作用〕
モータ回転数が低回転となり、ファン揚程が低下した場
合には、これを検知可能なフィードバック量を基にして
入口ダンバーを適度に絞り込むことによって、ファン揚
程を上げ、サージングを防止することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
まず第7図において、火力発電プラントのボイラ制御シ
ステムの概要を説明する。
ボイラ制御システムは、火炉本体5と、火炉ドラフト7
08.空気流量718.GRF出ロドロドラフト8AF
出ロドラフト728等のプロセスフィードバック量検出
器と、GRF入ロプロダンパー10DF入ロダンバー7
10.FDP入ロダンパー720、PAF入ロダンパー
728.AVAF12等の操作端や制御対象と、ボイラ
自動制御装置701とから構成されており、前記ボイラ
自動制御装置701は、タービン、発電機といった負荷
からの要求に基づいてタービン入口の蒸気圧力、温度を
規定値に維持すべく、燃料量、空気量及び給水量を制御
する。
次に通風装置について説明する。
燃焼用の空気を流量を調整しながら供給するためにFD
F719.IDF709及びFDF入ロダンパー720
.IDF人ロダンパー710が設置されており、これら
を制御することにより火炉5の圧力を大気圧よりわずか
に低く保っている。
また、燃料として微粉炭を使用している場合には。
−次空気に微粉炭を浮遊させてバーナ746に搬送する
。この−次空気流量は、PAF729゜PAF入ロダン
パー730等により調整される。
次に燃焼ガスの流れについて説明すると、火炉内にて燃
焼したガスは、その一部はGRF入ロプロダンパー10
度及びGRFモータ11の回転数を制御することによっ
てGR−1itが調整され、再循環ガスとし火炉内へ再
び注入され、伝熱量の調整に使用される。一方残りの燃
焼ガスは、 AH741を通り、ここでFDF719に
より供給された空気との間で熱交換を行い、煙突742
より排出される。
ここで、従来の再熱蒸気温度制御を例として、GRF入
ロプロダンバーによりGRffを調整する場合の、ファ
ンQ−H特性を第8図に示す。この方式では、GRFは
定格回転数であることよりファン揚程は常に一定となり
、風量はGRFダンパーの絞りによって一律に決まって
しまう。本方式による負荷変化時の再熱蒸気温度偏差、
GR量、GRF出ロドロドラフト動を第10図に示す。
本図より、再熱蒸気温度の制御性については、まったく
問題ないが、GRF回転数を一定とし、ダンパーによる
絞りにて、GRf+1を調整しているため、必然的にロ
スが発生している5 一方、省エネ対策として、GRFダンパーを全開とし、
GRFモータ回転数をAVAF装置にて制御し、GRf
を調整することにより再熱蒸気温度を制御する場合のフ
ァンQ−H特性を第9図に示す、これより、風量は一律
に決まらないため、ファン特性が一番安定している回転
数を1図に示す様に設定し、これをプログラム的に制御
する。
さらに、第9図に示す通り、風圧125 mHz。
以下で、回転数が50%N以下の範囲は、ファンサージ
ング領域となり、ファン保護上この領域での運用は不可
である。
よって、GRFモータ回転数制御によりGR量を調整し
、再熱蒸気温度を制御する場合、GRFモータ回転数が
低回転となり、ファン揚程不足となることによるファン
サージングの発生を防止するには、GRF入ロプロダン
パーりを入れることにより、ファン揚程を上げてやるこ
とが必要となる。
第1図に1本発明を適用した再熱蒸気温度制御方式につ
いて説明する。
1は制御装置の範囲を示す、GRFモータ11の回転数
指令は、再熱蒸気温度検出器6の信号と、設定値108
の偏差を加算器107で演算し、この偏差を比例積分器
109で演算し、さらに発電機出力信号13をベースと
したGRFモータ回転数プログラム信号器110の出力
信号とを加算器111にて演算して、モータ回転数指令
をAVAF装置12へ送り、GRFモータの回転数を制
御させる。
この時、GR量が小なくなる負荷、特に30%負荷以下
及び90%負荷以上において、GRFモータ回転数が低
回転となるため、ファンの揚程不足となり、ファンサー
ジングが発生しやすくなる。
よって、これを防止するためには、GRF出ロドロドラ
フト定値以下とならないようにGRF入ロダンバを絞っ
てやれば良い、すなわち、第1図において、GRF入ロ
プロダンパー開度指令信号通常、信号発生器106によ
るGRF入ロプロダンパー上限値00%全開信号)と、
これを補正すべくGRF出ロドロドラフト検出器8号と
、GRF出ロドロドラフト設定値103偏差を加算器1
02で演算し、この偏差信号を比例積分器104で演算
した、GRF入ロプロダンパーり補正信号とを加算器1
05で演算した信号となる。
第2図には、第1図で説明した同様の内容で、GRF入
ロプロダンパー補正用ィードバック信号として、GRF
ファン振動検出器21の信号を用い、また、ファン振動
許容値の設定を203とした制御回路を示す。
第3図には、第1図と同様の内容で、GRFによる揚程
不足のため、GRFを通過して火炉へ流入するガスがス
ムースに流れなくなり、ガスの偏流や火炉からの高温ガ
スの逆流によるGRF出ロガロガス温度昇するため、こ
れを押えべくGRF出ロガロガス温度検出器31号と、
GRF出ロガロガス温度設定値303け、この偏差によ
りGRF入ロプロダンパーる制御回路を示す。
第4図は、第4図の説明と同様の内容で、GRF入ロプ
ロダンパー補正用ィードバック信号として、GRF出ロ
ガロガス流速用する。ここでガス流速は次式で表わされ
る。
rcc−・・・(2) U:ガス流速(+i/S) C;流量係数 g;重力加速度(i/S”) ΔPt圧力降下(kg/rri) r:比重量(kg/ボ) T;温度(’K) (1)、 (2)より に、Ko;係数 To;基準ガス温度(一定) T;ORF出ロガロガス温度C) (3)を制御装置で回路楕成すると第4図に示すように
なるので以下説明する。
GRF出ロドロドラフト検出器8号と火炉ドラフト検出
器41の信号を、加算器401で偏差をとる。この信号
をGRF出ロガロガス温度検出器31号により割算器4
02により演算し、これを開平器403にて演算すると
、GRF出ロガロガス流速めることが出来る。このガス
流速と、ガス流速設定値404との偏差信号を比例積分
して、GRF入ロプロダンパーりを入れることにより。
ガス流速の低下を防止し、GRF出ロガロガス温度上昇
えることが出来る。
第5図には、第1図と同様の内容で、GRF入ロプロダ
ンパー補正ィードバック信号として。
GRFモータ電流検出器501の信号を用い、GRFモ
ータ電流規定値の設定を502とした制御回路を示す。
第11図に、本発明の制御方式を採用した場合の再熱蒸
気温度制御系のプロセス量、制御量の特性カーブを示す
、この図より明らかなように、ファンサージング領域で
の運用を避けるために、OR量が少ない領域では、GR
Fモーダ回転数を下げることは不可能で、GRF入ロプ
ロダンパーりを入れて、GRF出ロドロドラフトァンサ
ージング領域に入らないように制御することにより、フ
ァンサージングの防止、GRFモータの省エネ運転やプ
ラントの安定な運転が、可能となることがわかる。
第6図に、本発明の機能説明フローを示す。
まず、演算ブロック61にて、GRFモータ回転数制御
がO,に、かを判定する。モータ回転数制御がO,に、
であれば、演算ブロック62にてGRF入ロプロダンバ
ー開とする。続いて演算ブロック63にて、再熱蒸気温
度制御をAVAF装置によるGRFモータ回転数制御と
してガス再循環量の調整を行う。
演算ブロック64では、GRiが少なくなりGRFモー
タ回転数が低回転となった場合に発生し易すくなる所の
1.ファン振動、2.0RF出ロドラフト低下、3.G
RF出ロガロガス温度上昇、0RF出ロガス流速の低下
、5.FGRFモータ電流低下などにより次のステップ
、演算グループ65のGRF入ロプロダンバーりを入れ
て対策するという本発明の機能フローを示している。
〔発明の効果〕
本発明によれば、火力発電所の再熱蒸気温度を制御する
たに、0R−1itを調整すべくGRFモータ回転数を
′M御する場合に、OR量が少なくて済み、GRFモー
タ回転数が低回転となった場合に発生するファンサージ
ングが防止できるため、ファンの保護、煙道ダクトの疲
労低減に寄与できるとともに、GRFモータ回転数制御
による安定した最大限の省エネ運転が可能となる効果が
ある。
また、FDF、IDF、PAFによる通風制御を始め、
他のファンを利用した流量制御一般についても前記と同
様にモータ回転数制御による安定した省エネ流量制御が
可能となるとともに、モータ低回転時にも入口ダンパー
を調整することによりファンサージングを防止し、ファ
ンの保護を可能とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
第止〜第5図は本発明の一実施例の制御系統図、第6図
は第1ト5図の説明での本発明の機能説明フロー図、第
7図は代表的なボイラ制御システムの概略植成図、第8
図はGRFモータ定格回転時のQ−H特性図、第9図は
GRFモータ回転数可変時のQ−H特性図、第10図は
GRFモータ定格回転時における再熱蒸気温度制御系の
プロセス量及び制御量の挙動を示すグラフ、第11図は
GRFモータ回転数可変時の再熱蒸気温度制御系のプロ
セス量及び制御量の挙動を示すグラフである。 701・・・ボイラ自動制御装置、6・・・再熱蒸気温
度検出器、7・・・再熱器、8・・・GRF出ロドロド
ラフト検出器・・・ガス再循環ファン、10・・・GR
F入ロプロダンパー1・・・GRFモータ、12・・・
モータ回転数制御装置(AVAF)。 代理人 弁理士 小川勝馬 ′ ・、7./高1呪 (rRF出ah−ラッド   発電淳呉に出力   再
貞將l蕉デL刀ムI虻高2図 CTR+−77ンキiφ力   C電機出力  再斧昏
−にに〉l屋菓3図 Q−RF出arrス朝  肩り電機エヵ  1−熱運χ
んヲU嘉叫凹 括5図 CrRT:モータ電4乞  企電娼力 講熱賑先A度高
6図 憾g(2) CTnml七O) 冶90 (mm )lzO) 豹 10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、火力発電所のボイラにおいて、空気、ガス等の各種
    流体の流量を調整制御すべく、流体搬送用のファンと、
    ファン駆動用のモータと、AVAF(モータ回転数制御
    装置)と、流体絞り機器である入口ダンパーとから構成
    される流量制御システムにおいて、通常制御時には入口
    ダンパーは全開として入口ダンパーによる流量絞り込み
    は行わず、AVAFによるモータ回転数を調整すること
    により流量制御を行い、本流量制御中にモータ回転数が
    低回転となった場合には、ファンのサージング領域での
    運転となることを防止するために、ファンの揚程を規定
    値以上とならしめるように、フィードバック量であるフ
    ァン出口ドラフトを規定値以上となるように入口ダンパ
    に絞りを入れる回路を設けたことにより、効率向上、フ
    ァンの保護及び安定した流量制御を可能としたことを特
    徴とするボイラ自動制御装置。
JP61263810A 1986-11-07 1986-11-07 ボイラ自動制御装置 Pending JPS63118520A (ja)

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JP61263810A JPS63118520A (ja) 1986-11-07 1986-11-07 ボイラ自動制御装置

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JPS63118520A true JPS63118520A (ja) 1988-05-23

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6276929B1 (en) 1997-09-03 2001-08-21 Ngk Insulators, Ltd. Method for controlling kiln pressure
JP2010121893A (ja) * 2008-11-21 2010-06-03 Hitachi Ltd ボイラ自動制御装置,制御方法、及びボイラシステム
JP2019143901A (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 リンナイ株式会社 燃焼ファン装置、燃焼装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6276929B1 (en) 1997-09-03 2001-08-21 Ngk Insulators, Ltd. Method for controlling kiln pressure
JP2010121893A (ja) * 2008-11-21 2010-06-03 Hitachi Ltd ボイラ自動制御装置,制御方法、及びボイラシステム
JP2019143901A (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 リンナイ株式会社 燃焼ファン装置、燃焼装置

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