JPS63243627A

JPS63243627A - 重油混焼回収ボイラにおける噴射黒液の液滴粒径制御装置

Info

Publication number: JPS63243627A
Application number: JP62074821A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Iizuka; 和幸飯塚
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-28
Filing date: 1987-03-28
Publication date: 1988-10-11
Also published as: JPH0570047B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、紙バルブ生産工程において使用される重油混
焼回収ボイラにおける噴射黒液の液滴粒径制御装置に関
する。

（従来の技術）一般に、紙生産バルブ工程において使用される回収ボイ
ラは、チップ蒸解工程で廃液として生じる黒液を燃焼す
ることにより、蒸気を発生させるとともにチップ蒸解用
薬剤原料を回収するためのものである。そして、特に蒸
気発生量をタービンなどの回収ボイラに接続される負荷
に応じて変化させる場合には、黒液と同時に重油を燃焼
する、いわゆる重油混焼回収ボイラが使用される。

この種の重油混焼回収ボイラにおいて、発生する主蒸気
流量を負荷によって変化させる場合には、重油流量のみ
を変化させ、黒液流量は変化させない。これは、黒液流
量を変化させたときには重油流量を変化させたときに比
べて蒸気発生の応答が遅い上、黒液流量の変化はチャー
ベッドの燃焼の安定化を損い、重油混焼回収ボイラの安
定操業の障害となりつるからである。

さて、このような重油混焼回収ボイラを良好な状態で安
定に操業するためには、上述したようにチャーベッドの
燃焼状態を良好に保つことが必要である。このためには
、噴射黒液の液滴粒径を適切に保持することが重要とな
る。すなわち、噴射黒液の液滴粒径が大きプぎると、黒
液液滴は乾燥状態が悪く水分が十分に蒸発しないままチ
ャーベッド上に落下するが、このとき、チャーベッド上
で水分の蒸発に要する熱が奪われるために燃焼不良を引
起こすおそれがある上、還元反応に必要な高温還元雰囲
気の形成が阻害されるおそれもある。

また、チャーベッドの堆積量が多くなりすぎてチャーベ
ッドの一部が崩れ落ち、燃焼状態を不安定にすることも
ある。一方、噴射黒液の液滴粒径が小さすぎると乾燥が
早期に行なわれてチャーベッド上に着床する前に黒液液
滴が燃焼してしまうので、チャーベッド上の発生熱量が
不足し、やはり高温還元雰囲気の形成が阻害されるおそ
れがある上、飛散ダストが多くなりボイラチューブへの
ダスト付着量が増加して操業に支障をきたすおそれがあ
る。

そこで、噴射黒液が適切な乾燥状態でチャーベッドに着
床するように、噴射黒液の液滴粒径をυ制御する必要が
あるが、噴射後の黒液の液滴粒径を直接測定して制御す
ることは困難である。しかし、黒液噴射機構が同一で、
かつ黒液の濃度、温度。

圧力および性状が同一であれば、液滴粒径は黒液の温度
によって変化することが知られている。すなわち、黒液
温度を上げると噴射後の液滴の粘性および表面張力が小
さくなって液滴粒径が小さくなり、黒′ａ場度を下げる
と逆に粘性１表面張力が大きくなって液滴粒径が大きく
なる。

このため、従来の重油混焼回収ボイラでは、回収ボイラ
への噴射黒液ラインに黒液を加熱するための黒液ヒータ
および黒液温度検出器を設けるとともに、噴射黒液温度
を設定値に制御する噴射黒液温度調節装置を設けて液滴
粒径制御装置を構成し、噴射黒液の濃度、性状に応じて
前記噴射黒液温度調節装置の設定値をオペレータが手動
で変更することにより液滴粒径の制御を行なっていた。

ところが、重油混焼回収ボイラにおいては、通常、負荷
に応じて発生蒸気但を変化させるために重油投入量を随
時変化させるが、このとき重油燃焼部からの放射熱が随
時変化する。放射熱が変化すると、その変化に伴って液
滴粒径が同一であっても黒液の乾燥度が変化する。した
がって、液滴粒径の適正値は重油混焼回収ボイラの重油
投入量によって変化する。しかし、従来の制御装置にお
いては、重油投入量に伴う重油燃焼部からの放射熱を考
慮していなかった。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように、従来のこの種の液滴粒径制御装置にお
いては、重油燃焼部からの放射熱が浮遊状態の黒液の乾
燥度に影響を与えるにもかかわらず、この放射熱を考慮
して制御を行なっていなかったので、適正な液滴粒径を
維持することができず、負荷変化が行なわれるとＲ適な
燃焼状態が得られないという問題があった。

そこで本発明は、重油混焼回収ボイラにおける重油燃焼
部からの放射熱の変化に対して適正な噴射黒液の液滴粒
径を維持することができ、常に最適な燃焼状態を確保し
うる重油混焼回収ボイラにおける噴射黒液の液滴粒径制
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）本願筒１の発明は、チップ蒸解工程で廃液として生じる
黒液を燃焼させると同時に重油を燃焼させることにより
蒸気を発生させるとともに前記黒液中に含まれるチップ
蒸解用薬剤原料を回収する重油混焼回収ボイラにおいて
、この重油混焼回収ボイラに投入される重油の流量もし
くは重油燃焼用の空気流量を検出する重油燃焼関連量検
出手段と、この重油燃焼関連量検出手段により検出され
た重油流量もしくは重油燃焼用空気流量に基いて前記重
油混焼回収ボイラ内に噴射される黒液の温度を変化させ
る黒液温度変化手段とを備えた噴射黒液の液滴粒径制御
＠置である。

また、本願筒２の発明は、重油燃焼関連量検出手段によ
り検出された重油流量もしくは重油燃焼用空気流量に基
いて前記重油混焼回収ボイラ内に噴射される黒液の噴射
圧力を変化させる噴射黒液圧力変化手段を備えた噴射黒
液の液滴粒径制ｍ装置である。

（作用）第１の発明を講じたことにより、たとえ重油混焼回収ボ
イラの重油投入量または重油燃焼用空気流量が変化して
重油の燃焼による放射熱が変化しても、最適な液滴粒径
を維持できるように噴射黒液の温度が自動調整される。

また、第２の発明を講じたことにより、放射熱の変化に
対して最適な液滴粒径を維持できるように、噴射黒液の
圧力が自動調整される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における全体構成図であ
る。始めに重油混焼回収ボイラについて説明するが、ボ
イラ自体は従来と全く同様でありその説明は間中なもの
とする。同図において１は重油混焼回収ボイラの火炉で
あって、この火炉１内には黒液噴射ガン２により黒液３
が散布されるとともに、重油バーナ４により重油５が火
炉１の上部に噴霧状態で投入される。火炉１内に散布さ
れた黒液３は炉内を落下する間に浮遊乾燥し、炉底に堆
積してチャーベッド６を形成する。また、チャーベッド
６および炉内を浮遊している黒液３の一部は黒液燃焼用
空気として空気投入ロア、８゜９から投入されるチャー
ベッド底部空気１０．チャーベッド頂上部空気１１およ
び炉上部空気１２によって燃焼される。

一方、炉内に噴霧された重油は空気投入口１３から投入
される重油燃焼用空気１４によって燃焼される。そして
、黒液３および重油５の燃焼により発生する燃焼排ガス
１５は、過熱器１６、ドラム１７および節炭器１８を通
って熱交換に供され、さらに電気集塵器１つを通って煙
突２０から系外へ排出される。しかして、重油混焼回収
ボイラに供給される水２）は、節炭器１８において燃焼
排ガス１５により加熱されて温水となり、引続きドラム
１７のバンクチューブによって加熱されて蒸気となり、
ざらに過熱器１６において過熱されて主蒸気２２として
主蒸気ライン２３から系外へ取出されるものとなってい
る。

また、チャーベッド６およびその近傍においては燃焼熱
を利用した高温の還元雰囲気が形成されており、黒液３
中の薬液成分がこの還元雰囲気で還元され、スメルトス
バフト２４からスメルト２５として回収される。以上が
重油混焼回収ボイラの構成である。

次に、噴射黒液の液滴粒径制御系について説明する。前
記黒液バーナ２に黒液３を供給するための噴射黒液ライ
ン２６には、黒液を加熱するための黒液ヒータ２７と、
このライン２６を通流する黒液の温度を検出するための
黒液温度検出器２８とが設置されている。黒液ヒータ２
７は蒸気ライン２９を通流する蒸気３ｏによって黒液３
を加熱するものであり、その加熱量は蒸気ライン２９に
設けられた蒸気流１ｕｌ１節弁３１の開度によって決定
される。また、黒液温度検出器２８からの黒液温度信号
は黒液温度調節器３２に入力され、この黒液ｍ度ａｍ器
３２の出力によって前記蒸気流量調節弁３１の開度が制
御される。

一方、重油バーナ４に重油５を供給するための重油ライ
ン３３には重油流量検出器３４が設置されており、重油
流量信号が黒液温度補償器３５に入力される。黒液温度
補償器３５は第２図に示すような入出力特性を有する関
数演算器であって、すなわち、重油流ｌが増加するにつ
れて黒液温度補償値が減少するように動作し、その出力
信号は加算器３６に入力される。加算器３６は黒液温度
設定器３７にて予め設定されている黒液温度の設定１直
に、黒液温度補償器３５から出力される重油流量に応じ
た黒液温度の補償値を加算して設定値の補償を行なうも
のであって、その加算出力は前記黒液温度調節器３２に
入力される。しかして、黒液温度調節器３２は黒液温度
検出器２８にて検出された黒液温度が加算器３６にて補
償された設定値に等しくなるように制御演算を行ない、
演算結果に基いて前記蒸気流量調節弁３１を操作するも
のとなっている。

次に、本実施例装置の動作について説明する。

黒液温度設定器３７における黒液温度の設定値は、黒液
濃度、黒液性状等によりオペレータが手動で設定する。

この状態で、重油バーナ４から火炉１内に噴霧される重
油５の流量が変化すると、黒液温度補償器３５の補償値
は重油流量に応じて変化する。今、重油流量が増加した
とすると補償値は減少し、加算器３６からの補償済み設
定値が小さくなる。これにより、黒液温度調節器３２か
らは蒸気流量調節弁３１を閉じる方向の操作信号が出力
され、加熱ヒータ２７における加熱量が減少し、黒液温
度が低下する。すなわち、重＊ｖＬｍが増加すると重油
燃焼部からの放射熱が上昇するが、黒液温度の低下によ
り黒液バーナ２から散布される黒液液滴の乾燥度が低く
なるので、炉内での乾燥状態はＲ適な状態が維持される
。

このように、本実施例装置によれば、たとえ重油流量が
変化し、それに伴って重油燃焼部からの放射熱が変化し
ても、放射熱量の変化に応じて黒液の温度設定値を適正
値に自動補償することができるので、重油流量の変化に
よらずに黒液液滴の乾燥状態を常に最適な状態に維持で
きる。したがって、チャーベッド６の燃焼状態の安定化
を高め得、重油混焼回収ボイラの操業を常に良好な状態
で行ないうる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

第３図は第２の実施例の主要構成部を示す系統図であっ
て、第１図と同一部分には同一符号を付して詳しい説明
は省略する。本実施例では、噴射黒液ライン２６に噴射
黒液圧力検出器４１と噴射黒液圧力調節弁４２とを付加
し、噴射黒液圧力検出器４１からの黒液圧力信号を噴射
黒液ライン１１ｉ５器４３に与え、この噴射黒液圧力ｖ
４節器４３の出力で前記噴射黒液圧力調節弁４２の開度
を制御する。

また、重油ライン３３に設けられた重油流量検出器３４
からの重油流量信号は黒液温度補償器３５以外に不完全
微分演算器４４に入力される。この不完全微分演算器４
４は第４図に示す入出力特性を有するものであって、す
なわち、重油流量の変化直後のみその変化量に比例しそ
の後漸減する出力が得られ、その出力は噴射黒液圧力補
償器４５に入力される。この噴射黒液圧力補償器４５は
第５図に示す入出力特性を有するものであって、すなわ
ち、重油流量増加量に比例して減少する黒液温度補償値
が得られ、その出力信号は加算器４６に入力される。加
算器４６は噴射黒液圧力設定器４７にて予め設定されて
いる噴射黒液圧力の設定値に、噴射黒液圧力補償器４５
から出力される重油流量に応じた噴射黒液圧力の補償値
を加算して設定値の補償を行なうものであって、その加
算出力は前記噴射黒液圧力調節器４３に入力される。

しかして、噴射黒液圧力調節器４３は噴射黒液圧力検出
器４１にて検出された噴射黒液圧力が加算器４６にて補
償された設定値に等しくなるように制御演算を行ない、
演棹結果に基いて前記噴射黒液圧力調節弁４１を操作す
るものとなっている。

このように構成された第２の実施例においては、重油ラ
イン３３を通流する重油流量が変化すると、重油流量変
化直後は黒液ｍ度のみならず噴射黒液圧力をも補償する
ように動作する。すなわち、重油流量検出器３４からの
重油流量信号が変化すると、不完全微分演算器４４から
は重油流量変化直後のみその変化量に比例しその後漸減
する出力が得られ、この出力は噴射黒液圧力補償器４５
に与えられる。このため、重油流量が増加すると、黒液
圧力補償値は重油流量増加直後において重油流量増加量
に比例して減少し、その後は次第に補償値がゼロに漸近
するように動作する。しかして、加算器４６ではオペレ
ータによって手動設定されている噴射黒液圧力設定器４
７の設定値に噴射黒液圧力補償器４５の補償値が加算さ
れて設定値の補償が行なわれ、噴射圧力調節器４３によ
り噴射圧力検出器４１の噴射黒液圧力検出値が補償され
た設定値と等しくなるように噴射黒液調節弁４２の弁開
度が操作される。

このように本実施例によれば、たとえ重油流量の変化に
伴って重油燃焼部からの放射熱が変化しても、放射熱量
の変化に応じて黒液温度と同時に黒液圧力をも変化させ
ることにより噴射黒液の液滴粒径を適正値に維持できる
。一般に、設定値に対する応答性を比べると、温度の応
答性は流量あるいは圧力の応答性に比べて遅いという性
質がある。このため、黒液ｍ度のみを変化させる前記第
１の実施例では重油流量が急激に変化した場合は黒液温
度の応答が間に合わず、適正な粒径に黒液液滴を維持で
きないおそれがある。しかし、この第２の実施例によれ
ば、重油流量の変化直後のしばらくの間は黒液圧力を変
化させることにより適正な液滴粒径を維持するように作
用するので、黒液温度制御の応答遅れの間は黒液圧力に
よって補償し得、黒液温度による補償が予定値に到達し
て完成する頃は黒液圧力補償をゼロとして黒液温度補償
主体の形に切換えることができる。したがって、重油流
」の急激な変化に対しても液滴粒径を適正値に維持でき
るので、チャーベッド６の燃焼状態の安定化をより高め
得る。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。

第６図は第３の実施例の主要膚成図であって、この実施
例が前記第２の実施例と異なる点は、重油ライン３３に
重油流量調節弁５１を付加して、重油流量検出器３４か
らの重油流量信号を入力する重油流量調節器５２の出力
によりこの重油流量調節弁５１の開度を制御するように
した点であり、上記重油流量調節器５２の設定値として
は、噴射黒液圧力補償器４５の出力を入力して重油流量
補償値を算出する重油流量補償器５３からの補償値と、
重油流量設定器５４により設定される設定値とを加算器
５５で加算した補償済み設定値が与えられる。ここで、
重油流量補償器５３は、第７図に示すように、噴射黒液
圧力補償器４５からの出力に応じた黒液圧力変化がもた
らすはずの黒液流量の変化を演算する黒液流量演算器６
１と、この黒液流量変化に伴う発熱ｍの変化を演算する
発熱量演算器６２と、この発熱量変化を打消す方向で等
しい発熱量変化をもたらす重油流量値を換算する重油流
量検出器６３とから構成される。

このように構成された本実施例においては、重油流層の
変化により噴射黒液圧力補償器４５から補償値が出力さ
れると、重油流量補償器５３の作用により補償値に伴う
黒液圧力変化がもたらすはずの黒液流量の変化分が演算
され、また、この黒液流量変化に伴う発熱量の変化分が
演算され、ざらに、発熱量変化を打消す方向で等しい大
きさの発熱量変化をもたらす重油流凹逍が換算されて、
この重油流ｆｌｔｌｉｉｌが加算器５５に与えられる。

しかして、加算器５５では重油流量設定器５４からの重
油混焼回収ボイラに関わる負荷のマスター信号、あるい
はオペレータにより設定された重油流量設定器に重油流
量補償器５３からの重油流量値が加算され、重油流量検
出器３４にて検出される重油流量値が加算値と一致する
ように重油流量調節器５２により重油流量調節弁５１が
操作される。

上述したように、この第３の実施例によれば、液滴粒径
を適正に維持するために噴射黒液圧力を変化させると、
この変化に伴って黒液流量が変化して発熱量の変化を生
じるが、発熱量の変化を打消す方向で重油流ｌが制御さ
れるので、発熱量の変化分を確実に補償することができ
る。したがって、黒液温度と同時に黒液圧力をも操作す
ることにより常に適正な黒液液滴粒径を維持できるばか
りか、発熱量を常に希望する値に維持でき、重油混焼回
収ボイラの安定性をより向上しつる。

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、前記各実施例では重油混焼回収ボイラに関する
負荷として重油流量を用いた場合を示したが、例えば重
油燃焼用空気１４の空気量、あるいは主蒸気ライン２２
から取出される主蒸気流量を用いてもよい。また、重油
混焼回収ボイラに供給される給水流量を用いること゛も
でき、さらに、重油混焼回収ボイラの負荷を示すマスタ
ー信号を直接用いてもよい。また、前記第２．第３の実
施例では噴射黒液の圧力を変化させる目的で黒液圧力調
節器４３を用いたが、黒液流量調節器を設置して噴射黒
液の流量を変化させることにより間接的に圧力を変化さ
せるようにしても同様な効果を奏する。さらに、前記各
実施例では黒液温度設定器３７による設定値をオペレー
タが手動で設定する場合を例示したが、黒液濃度等を測
定することにより自動的に黒液温度の設定値を決定する
手段を備えた構成であってもよい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、重油混焼回収ボ
イラにおける重油燃焼部からの放射熱の変化に対して適
正な噴射黒液の液滴粒径を維持することができ、常に最
適な燃焼状態を確保しうる重油混焼回収ボイラにおける
噴射黒液の液滴粒径制御ｌｌ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例おける全体構成図、第２
図は黒液温度補償器の入出力特性図、第３図は本発明の
第２の実施例における主要部構成図、第４図は不完全微
分演算器の入出力特性図、第５図は噴射黒液圧力補償器
の入出力特性図、第６図は本発明の第３の実施例におけ
る主要部特性図、第７図は重油流量補償器の具体的構成
図である。１・・・火炉、３・・・黒液、５・・・重油、６・・・
チャーベッド、１４・・・重油燃焼用空気、２６・・・
黒液ライン、２７・・・黒液ヒータ、２８・・・黒液温
度検出器、３２・・・黒液温度調節器、３３・・・重油
ライン、３４・・・重油流量検出器、３５・・・黒液温
度補償器、３６゜４６．５５・・・加算器、４１・・・
黒液圧力検出器、４５・・・不完全微分演算器、４６・
・・噴射黒液圧力補償器、５２・・・重油流量調節器、
５３・・・重油流量補償器。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図時間第４図入力第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）チップ蒸解工程で廃液として生じる黒液を燃焼さ
せると同時に重油を燃焼させることにより蒸気を発生さ
せるとともに前記黒液中に含まれるチップ蒸解用薬剤原
料を回収する重油混焼回収ボイラにおいて、前記重油混
焼回収ボイラに投入される重油の流量もしくは重油燃焼
用の空気流量を検出する重油燃焼関連量検出手段と、こ
の重油燃焼関連量検出手段により検出された重油流量も
しくは重油燃焼用空気流量に基いて前記重油混焼回収ボ
イラ内に噴射される黒液の温度を変化させる黒液温度変
化手段とを具備したことを特徴とする重油混焼回収ボイ
ラにおける噴射黒液の液滴粒径制御装置。
（２）前記黒液温度変化手段は、前記重油混焼回収ボイ
ラ内に噴射される黒液の温度を設定する黒液温度設定手
段と、この黒液温度設定手段により設定された黒液設定
温度を前記重油燃焼関連量検出手段により検出された重
油流量もしくは重油燃焼用空気流量に基いて補償する黒
液設定温度補償手段と、この黒液設定温度補償手段によ
り補償された黒液設定温度に前記黒液の温度を調節する
黒液温度調節手段とからなることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の重油混焼回収ボイラにおける噴
射黒液の液滴粒径制御装置。
（３）チップ蒸解工程で廃液として生じる黒液を燃焼さ
せると同時に重油を燃焼させることにより蒸気を発生さ
せるとともに前記黒液中に含まれるチップ蒸解用薬剤原
料を回収する重油混焼回収ボイラにおいて、前記重油混
焼回収ボイラに投入される重油の流量もしくは重油燃焼
用の空気流量を検出する重油燃焼関連量検出手段と、こ
の重油燃焼関連量検出手段により検出された重油流量も
しくは重油燃焼用空気流量に基いて前記重油混焼回収ボ
イラ内に噴射される黒液の温度を変化させる黒液温度変
化手段と、前記重油燃焼関連量検出手段により検出され
た重油流量もしくは重油燃焼用空気流量に基いて前記重
油混焼回収ボイラ内に噴射される黒液の噴射圧力を変化
させる噴射黒液圧力変化手段とを具備したことを特徴と
する重油混焼回収ボイラにおける噴射黒液の液滴粒径制
御装置。
（４）前記噴射黒液圧力変化手段は、前記重油混焼回収
ボイラ内に噴射される黒液の噴射圧力を設定する噴射黒
液圧力設定手段と、この噴射黒液圧力設定手段により設
定された黒液設定圧力を前記重油燃焼関連量検出手段に
より検出された重油流量もしくは重油燃焼用空気流量に
基いて補償する黒液設定圧力補償手段と、この黒液設定
圧力補償手段により補償された黒液設定圧力に前記噴射
黒液の圧力を調節する黒液圧力調節手段とからなること
を特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の重油混焼
回収ボイラにおける噴射黒液の液滴粒径制御装置。
（５）前記噴射黒液圧力変化手段は、前記重油混焼回収
ボイラ内に噴射される黒液の流量を設定する噴射黒液流
量設定手段と、この噴射黒液流量設定手段により設定さ
れた黒液設定流量を前記重油燃焼関連量検出手段により
検出された重油流量もしくは重油燃焼用空気流量に基い
て補償する黒液設定流量補償手段と、この黒液設定流量
補償手段により補償された黒液設定流量に前記噴射黒液
の流量を調節する黒液流量調節手段とからなることを特
徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の重油混焼回収
ボイラにおける噴射黒液の液滴粒径制御装置。
（６）前記噴射黒液圧力設定手段は、前記黒液設定圧力
補償手段が出力する補償値、または前記黒液設定流量補
償手段が出力する補償値、または前記重油混焼回収ボイ
ラ内に噴射される黒液の流量もしくは流量相当指標のい
ずれかに基いて前記重油混焼回収ボイラ内に噴射される
重油流量を補償する重油流量補償手段を設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第（３）項または第（４）項ま
たは第（５）項記載の重油混焼回収ボイラにおける噴射
黒液の液滴粒径制御装置。