TWI854530B - 鍋爐用控制器、鍋爐系統、及鍋爐控制程式 - Google Patents
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Abstract
鍋爐用控制器，具備：變動資料取得部，其根據壓力訊號來取得表示火爐出口壓力之隨時間變動的壓力變動資料，且根據溫度訊號來取得表示火爐出口溫度之隨時間變動的溫度變動資料；溫度變動量取得部，其根據壓力變動資料與溫度變動資料來取得火爐出口壓力之變動所導致之火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量；以及修正溫度取得部，其取得修正火爐出口溫度，該修正火爐出口溫度是根據溫度變動量來修正由溫度訊號所示之火爐出口溫度而成。
Description
本發明，關於鍋爐用控制器、鍋爐系統、及鍋爐控制程式。
本案是基於2022年7月20日在日本國特許廳申請的特願2022-115765號來主張優先權，將其內容引用於此。
專利文獻1所揭示之鍋爐，根據過熱器入口壓力來算出過熱器入口溫度設定值，根據該設定值與過熱器入口溫度的偏差來修正噴燃器的燃料流量。藉由噴燃器之燃料流量的修正，來控制過熱器入口蒸氣的過熱度。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平11-344205號公報
[發明所欲解決之問題]
根據發明者們的研究，例如鍋爐負載的變更或供給至鍋爐的燃料的變更等之鍋爐的運轉條件變更的情況時，火爐壁管的出口壓力亦即火爐出口壓力會大幅變動，有著該壓力變動的影響會波及到鍋爐之各種熱交換器的情況。
若以上述鍋爐為例，由於火爐出口壓力的測量值會大幅變動，故難以正確判斷熱交換器的一例亦即過熱器之過熱器入口溫度設定值應該要提高、降低、亦或是維持。結果，難以使過熱器入口蒸氣的過熱度迅速追隨鍋爐之運轉條件的變更。
本發明的目的，在於提供鍋爐用控制器、鍋爐系統、及鍋爐控制程式，可對於鍋爐之運轉條件的變更來執行具有高追隨性的控制。
[解決問題之技術手段]
本發明之至少一實施形態的鍋爐用控制器，具備：
訊號取得部，其取得：從測量鍋爐之火爐壁管之出口壓力亦即火爐出口壓力用的壓力感測器所輸出的壓力訊號、從測量前述火爐壁管之出口溫度亦即火爐出口溫度用的溫度感測器所輸出的溫度訊號；
變動資料取得部，其根據前述壓力訊號來取得表示前述火爐出口壓力之隨時間變動的壓力變動資料，且根據前述溫度訊號來取得表示前述火爐出口溫度之隨時間變動的溫度變動資料；
溫度變動量取得部，其根據前述壓力變動資料與前述溫度變動資料，來取得前述火爐出口壓力之變動所導致之前述火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量；以及
修正溫度取得部，其取得修正火爐出口溫度，該修正火爐出口溫度是根據前述溫度變動量來修正前述溫度訊號所示之前述火爐出口溫度而成。
本發明之至少一實施形態的鍋爐系統，具備：
上述鍋爐用控制器、
由前述控制器所控制的前述鍋爐。
本發明之至少一實施形態的鍋爐控制程式，
在電腦執行：
訊號取得步驟，其取得：從測量鍋爐之火爐壁管之出口壓力亦即火爐出口壓力用的壓力感測器所輸出的壓力訊號、從測量前述火爐壁管之出口溫度亦即火爐出口溫度用的溫度感測器所輸出的溫度訊號；
變動資料取得步驟，其根據前述壓力訊號來取得表示前述火爐出口壓力之隨時間變動的壓力變動資料，且根據前述溫度訊號來取得表示前述火爐出口溫度之隨時間變動的溫度變動資料；
溫度變動量取得步驟，其根據前述壓力變動資料與前述溫度變動資料，來取得前述火爐出口壓力之變動所導致之前述火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量；以及
修正溫度取得步驟，其取得修正火爐出口溫度，該修正火爐出口溫度是根據前述溫度變動量來修正前述溫度訊號所示之前述火爐出口溫度而成。
[發明之效果]
根據本發明，可提供鍋爐用控制器、鍋爐系統、及鍋爐控制程式，可對於鍋爐之運轉條件的變更來執行具有高追隨性的控制。
以下，參照附加圖式來說明本發明的幾個實施形態。但是，作為實施形態來記載或者是圖式所示之構成零件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等，並非用來將本發明的範圍限定於此，而單純只是說明例而已。
例如，表示「於某方向」、「沿著某方向」、「平行」、「正交」、「中心」、「同心」或是「同軸」等之相對或絕對的配置表現，並不是嚴密地僅表示這種配置，而是也包含公差，或是帶有能得到相同功能之程度的角度或距離來相對位移的狀態。
例如，表示「相同」、「相等」及「均質」等之事物相等的狀態之表現，並不是嚴密地僅表示相等的狀態，而是也包含公差，或是存在有能得到相同功能之程度之差的狀態。
例如，四角形狀或圓筒形狀等之表示形狀的表現，並不是僅表示出幾何學上嚴格意義的四角形狀或圓筒形狀等之形狀，而是在能得到相同效果的範圍內，包含凹凸部或倒角部等的形狀。
另一方面，「具備」、「含有」、或是「有」一個構成要件等之表現，並不是將其他構成要件的存在予以除外之排他性的表現。
又，針對相同的構造會有附上相同符號並省略說明的情況。
以下，針對本發明之一實施形態，參照圖式來說明。又，本發明不限定於該實施形態，且，實施形態有複數的情況時，亦包含組合各實施形態的構造。在以下的說明，上或上方表示鉛直方向上側，下或下方表示鉛直方向下側，這鉛直方向並不嚴密，含有誤差。
＜1、鍋爐系統1的概要＞
圖1，是表示本實施形態之具備將固體燃料作為主燃料之鍋爐10的鍋爐系統1的概略構造圖。
本實施形態之鍋爐系統1的鍋爐10，是將粉碎固體燃料之後的微粉燃料藉由燃燒器來燃燒，可藉由該燃燒所發生的熱來與供水或蒸氣進行熱交換而產生過熱蒸氣。作為固體燃料，使用有生質燃料或煤炭等。
鍋爐10，具有：火爐11、燃燒裝置20、燃燒氣體通路12。火爐11，是呈四角筒的中空形狀且沿著鉛直方向來設置。構成火爐11之內壁面的火爐壁101，是由複數個火爐壁管14與將火爐壁管14彼此予以連接的連管片所構成，將因微粉燃料的燃燒而產生的熱與流通於火爐壁管14之內部的水或蒸氣進行熱交換來回收，而抑制火爐壁101的溫度上升。
燃燒裝置20，設置在火爐11的下部區域。在本實施形態，燃燒裝置20，具有安裝在火爐壁101的複數個燃燒器21A、21B、21C、21D、21E、21F(以下有統一記載為「燃燒器21」的情況)。燃燒器21，是將沿著火爐11的周邊方向以均等間隔來配設者(例如，在四角形的火爐11的各角落部所設置之四個)作為一組，而沿著鉛直方向配置複數段。又，在圖1，為了圖示的方便，僅記載一組燃燒器之中的兩個，對各組標上符號21A、21B、21C、21D、21E、21F。火爐的形狀或噴燃器的段數、每段的噴燃器數量、噴燃器的配置等，並不限定於該實施形態。
燃燒器21A、21B、21C、21D、21E、21F，是各自透過複數個微粉燃料供給管22A、22B、22C、22D、22E、22F(以下有統一記載為「微粉燃料供給管22」的情況)，來連結於複數個磨碎機(粉碎機)31A、31B、31C、31D、31E、31F(以下有統一記載為「磨碎機31」的情況)。磨碎機31，例如是在內部將粉碎平台(圖示省略)支撐成可驅動旋轉，在粉碎平台的上方使複數個粉碎輥(圖示省略)與粉碎平台的旋轉連動而被支撐成可旋轉的豎輥磨碎機。因粉碎輥與粉碎平台的協同運作而粉碎後的固體燃料，是藉由供給至磨碎機31的一次空氣(搬運用氣體、氧化性氣體)來搬運至磨碎機31所具備的分級機(圖示省略)。在分級機，是分級成適合噴燃器21之燃燒之粒徑以下的微粉燃料、比該粒徑還大的團塊燃料。微粉燃料，是通過分級機來與一次空氣一起透過微粉燃料供給管22被供給至噴燃器21。沒通過分級機的團塊燃料，是在磨碎機31的內部因自身重量而落下至粉碎平台上，再次粉碎。又，磨碎機31構成為可供給不同種類的微粉燃料亦可。
在噴燃器21的安裝位置之火爐11的爐外側，設有風箱(調風器)23，在該風箱23連結有風道(空氣通道) 24的一端部。在風道24的另一端部，連結有吹入送風機(FDF：Forced Draft Fan)32。從吹入送風機32供給的空氣，是以設置在風道24的空氣預熱器42來加熱(詳細待留後述)，透過風箱23來作為二次空氣(燃燒用空氣、氧化性氣體)供給至噴燃器21，而投入至火爐11的內部。
燃燒氣體通路12，連結於火爐11之鉛直方向上部。在燃燒氣體通路12，作為用來回收燃燒氣體之熱的熱交換器，設有：過熱器102A、102B、102C(以下，有統稱為「過熱器102」的情況)、再加熱器103A、103B(以下，有統稱為「再加熱器103」的情況)、省煤器104，使在火爐11產生的燃燒氣體與在各熱交換器的內部流通的供水或蒸氣之間進行熱交換。又，各熱交換器的配置或形狀，並不限定於圖1所記載的形態。
在燃燒氣體通路12的下游側，連結有將在熱交換器進行過熱回收的燃燒氣體予以排出的煙道13。煙道13，在與風道24之間設有空氣預熱器(空氣加熱器)42，而在流動於風道24的空氣與流動於煙道13的燃燒氣體之間進行熱交換，將供給至磨碎機31的一次空氣或供給至噴燃器21的二次空氣予以加熱，藉此從與水或蒸氣進行熱交換後的燃燒氣體進一步進行熱回收。
且，在煙道13，在比空氣預熱器42還上游側的位置，設有脫硝裝置43亦可。脫硝裝置43，將具有將氨、尿素水等之氮氧化物予以還原之作用的還原劑，供給至流通於煙道13內的燃燒氣體，使供給了還原劑之燃燒氣體中的氮氧化物(NOx)與還原劑的反應，藉由設置在脫硝裝置43內之脫硝觸媒的觸媒作用來促進，藉此去除、降低燃燒氣體中的氮氧化物。
在煙道13之比空氣預熱器42還下游側，連結有氣體通道41。在氣體通道41，設有：將燃燒氣體中之灰等予以去除的電集塵機等之集塵裝置44或將硫氧化物予以除去的脫硫裝置46等之環境裝置、或是將排氣予以導引至該等之環境裝置的吸引送風機(IDF：Induced Draft Fan)45。氣體通道41的下游端部，連結於煙囪47，將被環境裝置處理過的燃燒氣體，作為排氣而排出系統外。
在鍋爐10中，若複數個磨碎機31驅動的話，被粉碎、分級過的微粉燃料，會與一次空氣一起透過微粉燃料供給管22供給至燃燒器21。且，被空氣預熱器42加熱過的二次空氣，是從風道24透過風箱23供給至燃燒器21。噴燃器21，是將使微粉燃料與一次空氣混合而成的微粉燃料混合氣予以吹入至火爐11，並將二次空氣吹入至火爐11。使吹入至火爐11的微粉燃料混合氣著火，而與二次空氣反應藉此形成火炎。在火爐11內的下部區域形成火炎，使高溫的燃燒氣體在火爐11內上升，而流入燃燒氣體通路12。又，在本實施形態，作為氧化性氣體(一次空氣、二次空氣)是使用空氣，但亦可為氧氣比例比空氣還多者或還少者，將氧氣量對所供給之燃料量的比率調整至適當的範圍，藉此在火爐11實現穩定的燃燒。
流入至燃燒氣體通路12的燃燒氣體，藉由配置在燃燒氣體通路12之內部的過熱器102、再加熱器103、省煤器104來與水或蒸氣進行熱交換之後，排出至煙道13，藉由脫硝裝置43來去除氮氧化物，藉由空氣預熱器42來與一次空氣及二次空氣進行熱交換之後，進一步排出至氣體通道41，藉由集塵裝置44來去除灰等，藉由脫硫裝置46來去除硫氧化物之後，從煙囪47排出至系統外。又，從燃燒氣體通路12之各熱交換器及煙道13到氣體通道41之各裝置的配置，並不一定要對於燃燒氣體的流動配置成上述記載的順序。
接著，作為熱交換器，針對設在燃燒氣體通路12的過熱器102、再加熱器103、省煤器104進行詳細說明。圖2，是表示設在燃煤鍋爐10之熱交換器的概略圖。
又，在圖1並未正確表示燃燒氣體通路12內之各熱交換器(過熱器102A、102B、102C、再加熱器103A、103B、103C、省煤器104)的位置，各熱交換器對燃燒氣體流動的配置順序亦不限於圖1的記載。且，過熱器102的個數不限定為3個，例如為4個以上亦可。
如圖2所示般，本實施形態的鍋爐系統1，具備：設在鍋爐10的熱交換器、藉由以鍋爐10產生的蒸氣來旋轉驅動的蒸氣渦輪機111、連結於蒸氣渦輪機111而藉由蒸氣渦輪機111的旋轉力來進行發電的發電機113。
藉由以鍋爐10產生的蒸氣來旋轉驅動的蒸氣渦輪機111，例如是由高壓渦輪機111A與中壓渦輪機111B與低壓渦輪機111C所構成。以鍋爐10的過熱器102加熱後的蒸氣，在使高壓渦輪機111A旋轉驅動之後，是以鍋爐10的再加熱器103進行再過熱，而使中壓渦輪機111B、及低壓渦輪機111C旋轉驅動。在低壓渦輪機111C，連結有冷凝器112，使低壓渦輪機111C旋轉驅動後的蒸氣，是在該冷凝器112與冷卻水進行熱交換而凝結成水。冷凝器112，透過供水管線L1來連結於省煤器104。在供水管線L1，例如設有冷凝泵(CP)121、低壓供水加熱器122、鍋爐供水泵(BFP)123、高壓供水加熱器124。在低壓供水加熱器122與高壓供水加熱器124，將驅動蒸氣渦輪機111之蒸氣的一部分予以抽氣，透過抽氣管線(圖示省略)作為熱源來供給，將供給至省煤器104的供水予以加熱。
例如，針對鍋爐10為貫流鍋爐的情況進行說明。省煤器104，連結於構成火爐壁101的傳熱管(火爐壁管14)。在省煤器104加熱後的供水，在通過構成火爐壁101的傳熱管之際，會受到來自火爐11內之火炎的輻射而加熱，被導往氣液分離器125。在氣液分離器125分離後的蒸氣，被供給至過熱器102，在氣液分離器125分離後的排水，流入氣液分離器排水槽126，透過排水管線L2被導往冷凝器112。
且，在貫流鍋爐之啟動時或低負載運轉時等，從省煤器104供給的供水，在通過構成火爐壁101的傳熱管之際不會全部蒸發，而是成為在氣液分離器125有存在水位的運轉狀態(濕運轉狀態)。在該溼運轉狀態下，以氣液分離器125分離且排出至氣液分離器排水槽126的排水，是使用鍋爐循環泵(BCP)127而藉由循環管線L6來在供水管線L1的中途匯流，藉此從省煤器104往構成火爐壁101的傳熱管進行循環供給亦可。
燃燒氣體在流過燃燒氣體通路12時，該燃燒氣體是以過熱器102、再加熱器103、省煤器104進行熱回收。另一方面，從鍋爐供水泵(BFP)123供給的供水，是以省煤器104預熱之後，在通過構成火爐壁101的火爐壁管14之際被加熱成為蒸氣，被導引至氣液分離器125。以氣液分離器125分離後的蒸氣，被導入至第1過熱器102A、第2過熱器102B、第3過熱器102C，藉由燃燒氣體來過熱。以過熱器102產生的過熱蒸氣，是透過蒸氣管線L3供給至高壓渦輪機111A，使高壓渦輪機111A旋轉驅動。從高壓渦輪機111A排出的蒸氣，被導入至第1再加熱器103A、第2再加熱器103B而再次過熱。再過熱後的蒸氣，透過蒸氣管線L5，經由中壓渦輪機111B而供給至低壓渦輪機111C，使中壓渦輪機111B及低壓渦輪機111C旋轉驅動。蒸氣渦輪機111的旋轉軸，使發電機113旋轉驅動而進行發電。從低壓渦輪機111C排出的蒸氣，是以冷凝器112冷卻藉此凝結，透過供水管線L1而再次送到省煤器104。
在過熱器102及再加熱器103，設有用來控制以各熱交換器過熱之蒸氣溫度(以下，會將第3過熱器102C之出口之過熱蒸氣的溫度稱為「主蒸氣溫度」，將第2再加熱器103B之出口之過熱蒸氣的溫度稱為「再加熱蒸氣溫度」的情況)的手段亦可。例如，亦可設置過熱器噴霧閥或再加熱器噴霧閥，來調整對過熱後的蒸氣混合噴射的水(以下，會將為了主蒸氣溫度控制而噴射之水稱為「過熱器噴霧水」，將為了再加熱蒸氣溫度控制而噴射之水稱為「再加熱器噴霧水」的情況)之量，藉此控制蒸氣溫度。過熱器噴霧水及再加熱器噴霧水，例如是使往鍋爐10供水的一部分從鍋爐供水泵123的出口分歧來供給。
又，混合噴射過熱器噴霧水的位置，並不限定於第3過熱器102C的出口，只要是可控制主蒸氣溫度的位置即可，例如，設置在從氣液分離器125的出口到高壓渦輪機111A的入口之間的任何位置。同樣地，混合噴射再加熱器噴霧水的位置，並不限定於第2再加熱器103B的出口，只要是可控制再加熱蒸氣溫度的位置即可，例如，設置在從高壓渦輪機111A的出口到中壓渦輪機111B的入口之間的任何位置。
且，在燃燒氣體通路12，亦可在構成過熱器102、再加熱器103、省煤器104等之各熱交換器的傳熱管之間隙、或是各熱交換器彼此之間隙，設有未圖示的吹灰器(除灰裝置)。吹灰器，是對於燃燒氣體通路12的壁面，以大致垂直的方向延伸地配置。吹灰器，是以對於燃燒氣體通路12的壁面呈垂直的方向為軸方向，往與軸方向正交的方向噴射蒸氣(氣體)，或是噴射方向亦可變動的噴射裝置。從吹灰器朝向過熱器102、再加熱器103、省煤器104等之熱交換器噴射出的蒸氣，會將附著、堆積在構成熱交換器之傳熱管之表面的燃燒灰予以去除，而抑制傳熱管之熱交換效率的降低。
鍋爐系統1進一步具備用來控制鍋爐10的鍋爐用控制器50(以下有僅稱為控制器50的情況)。控制器50，控制構成鍋爐10的各種機器。控制器50是藉由電腦來構成，具備處理器、記憶體、及外部通訊介面。處理器，是CPU、GPU、MPU、DSP、或該等的組合。其他實施形態的處理器，是藉由PLD、ASIC、FPGA、或MCU等之積體電路來實現亦可。記憶體，是構成為暫時或非暫時地儲存各種資料，例如藉由RAM、ROM、或快閃記憶體之至少一種來實現。依照讀取至記憶體之程式的命令，使處理器執行各種控制處理。
且，在上述實施形態，說明了本發明的鍋爐是使用固體燃料來作為燃料的鍋爐。作為使用於鍋爐的固體燃料，是使用煤炭、生質燃料、石油焦(PC：Petroleum Coke)燃料、石油殘渣等。
又，作為鍋爐的燃料，並不限定於固體燃料，亦可使用重油、輕油、重質油等之石油類或工場廢液等之液體燃料。且，亦可使用天然氣或各種石油氣、製鐵製程等產生的副產氣等之氣體燃料、氨、氫。
此外，亦可適用於組合該等之各種燃料來使用的混合燃燒鍋爐。
＜2、鍋爐用控制器50＞
針對本發明之一實施形態之鍋爐用控制器50(以下有僅稱為控制器50的情況)進行說明。
＜2-1、思及控制器50的過程＞
在鍋爐控制會測量多種參數。例如，會測量火爐壁管14的出口壓力亦即火爐出口壓力、以及鍋爐10之出口的壓力亦即鍋爐出口壓力等。在此，火爐出口壓力，是將火爐壁管14與氣液分離器125之間予以連接之配管的壓力(在該配管使蒸氣及水以氣液二層的狀態來流動)。且，鍋爐出口壓力，是位於最下游之過熱器102(更具體來說是第3過熱器102C)之出口的蒸氣壓力。根據本發明者們的研究，在供給燃料的種類變更、或吹灰器的起動開始等之鍋爐10的運轉條件變更的情況，火爐出口壓力的變動量(變動幅度)會比鍋爐出口壓力的變動幅度還大。該變動幅度的大小關係亦可由莫理爾線圖來確認，將相當於火爐壁管14之出口附近的區域與相當於鍋爐10之出口的區域在該線圖進行比較時，壓力對於比焓之變化的變動幅度，是火爐壁管14之出口的變動幅度較大。
根據上述研究結果，本發明者們，推測火爐壁管14之出口溫度亦即火爐出口溫度，多少包含有火爐出口壓力的變動成分。圖3，是將表示火爐出口壓力隨時間變動的壓力變動資料64、表示火爐出口溫度隨時間變動的溫度變動資料65，以單一圖表來表示的概略圖。壓力變動資料64與溫度變動資料65，均反映感測器的測量值。根據該圖的圖表，火爐出口溫度會追隨火爐出口壓力的變化而實際變化，確認本發明者們的推測為真。也就是說，若鍋爐10的運轉條件變更的話，火爐出口溫度也會跟著火爐出口壓力而大幅變動。
在火爐出口溫度的變動，若不僅是起因於鍋爐10之熱收支變動的成分，亦包含起因於火爐出口壓力之變動的成分的話，即使基於該火爐出口溫度來控制鍋爐10的熱交換器，亦有無法適當控制之虞。作為更具體的一例，即使伴隨鍋爐10之運轉條件的變更而使火爐出口溫度變動，亦無法判斷該溫度變動包含多少熱收支的變動成分，例如難以正確判斷應該將過熱器102的目標溫度(目標蒸氣過熱度)予以提升、下降、抑或是維持。結果，過熱器102之蒸氣過熱度的控制，有著無法迅速追隨運轉條件的變更之虞。
這種問題，在伴隨著供給至鍋爐10的燃料的多樣化，或是可再生能源所致之發電的優先活用等，而使鍋爐負載的調整機會增大的現況，是強烈希望解決的課題。於是，本發明者們，期待著只要可取得從火爐出口溫度減去火爐出口壓力之變動成分的修正火爐出口溫度的話，就能對於鍋爐10之運轉條件的變更，以各種熱交換器執行高追隨性的控制，因而思及本發明的控制器50。
＜2-2、一實施形態的控制器50＞
圖4，是表示本發明之一實施形態之控制器50的概略圖。控制器50，具備：訊號取得部71、變動資料取得部72、溫度變動量取得部73、及修正溫度取得部74。
訊號取得部71，是構成為取得：從測量火爐出口壓力用的壓力感測器61所輸出的壓力訊號G1、從測量火爐出口溫度用的溫度感測器62所輸出的溫度訊號G2。在本實施形態，壓力感測器61，是構成為測量將火爐壁管14與氣液分離器125(參照圖2)予以連接之配管的壓力，溫度感測器62是構成為測量該配管的溫度。且，在沒有設置氣液分離器125之其他實施形態的鍋爐10，壓力感測器61只要測量將火爐壁管14與第1過熱器102A予以連接之配管的壓力即可，溫度感測器62亦只要測量該配管的溫度即可。
壓力感測器61與溫度感測器62，是遍及既定時間(例如10分鐘以上)持續進行測量。於是，訊號取得部71，在相同時間帶(期間)取得複數個壓力訊號G1與複數個溫度訊號G2。壓力感測器61的各測量時機與溫度感測器62的各測量時機是不同亦可，但以兩者的各測量時機差異較小為佳。
變動資料取得部72，構成為根據由訊號取得部71所取得之壓力訊號G1來取得壓力變動資料64(參照圖3)，且根據由訊號取得部71所取得之溫度訊號G2來取得溫度變動資料65(參照圖3)。又，圖3的壓力變動資料64與溫度變動資料65僅為舉例，例如在鍋爐10的額定運轉期間所取得之壓力變動資料64與溫度變動資料65，均顯示比該圖的例子還小的隨時間變化。
圖4所示之溫度變動量取得部73，是構成為根據由變動資料取得部72所取得之壓力變動資料64與溫度變動資料65，來取得火爐出口壓力之變動所導致之火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量。本例的溫度變動量，是對由溫度訊號G2所顯示之火爐出口溫度(成為修正對象的火爐出口溫度)進行加法或減法的溫度。且，溫度變動量，是因應成為修正對象的火爐出口溫度而變化的值。這是因為，火爐出口溫度與火爐出口壓力會隨時間變化，火爐出口溫度所包含的壓力變動成分也會時時刻刻在變化。例如在修正圖3之構成壓力變動資料64之時刻t1之火爐出口溫度的情況(亦可如後述般修正產生壓力變動資料64之後的火爐出口溫度)，時刻t1的溫度變動量是以尺寸A1來表示。
在取得溫度變動量之際，可採用以下舉例的第1方法、第2方法、或第3方法之任一者。在第1方法，取得由壓力變動資料64所示之壓力的變動量與由溫度變動資料65所示之溫度的變動量之間關係的變換係數。該變換係數，使用成為修正對象的火爐出口溫度、及該火爐出口溫度之火爐出口壓力的變動量，而取得溫度變動量(第1方法的詳細待留後述)。在第2方法，分別對壓力變動資料64與溫度變動資料65施以傅立葉轉換，根據火爐出口壓力與火爐出口溫度之各自的振幅譜來取得溫度變動量。或者是，根據振幅譜來取得上述變換係數，之後取得溫度變動量亦可。在第3方法，對於作為軟體模組的學習模型輸入壓力變動資料64與溫度變動資料65，藉此從學習模型輸出溫度變動量亦可。該學習模型，是實施使用複數組指導資料的機械學習，該指導資料，是壓力變動資料64、溫度變動資料65、及包含溫度變動資料65的溫度變動量。
修正溫度取得部74，是構成為根據溫度變動量來修正成為修正對象的火爐出口溫度。成為修正對象的火爐出口溫度(換言之是要被修正的火爐出口溫度)，是由溫度感測器62所輸出的溫度訊號G2來顯示。溫度感測器62的測量時機，如上述般包含在取得溫度變動資料65的期間亦可。例如從圖3所示之t1的火爐出口溫度減去同時刻的溫度變動量(尺寸A1)，藉此取得修正火爐出口溫度。
圖5，表示圖3所示之溫度變動資料65之火爐出口溫度被修正溫度取得部74修正後的修正溫度變動資料66。且，為了容易看懂圖式，亦將圖3所示之壓力變動資料64示於圖5。比較圖3與圖5可得知，溫度變動資料65的火爐出口溫度被修正，藉此可取得火爐出口壓力的變動成分降低後的修正火爐出口溫度。修正火爐出口溫度，由於火爐出口壓力的變動成分降低，故與鍋爐10的熱收支(例如在火爐11內產生的發熱量)具有高度相關。又，成為修正對象的火爐出口溫度被溫度感測器62測量的時機，並不限定於包含在構成溫度變動資料65之火爐出口溫度被測量的期間，亦可比該期間還後面(詳細待留後述)。
回到圖4，控制器50，亦可進一步具備鍋爐控制部77，其根據由修正溫度取得部74所取得之修正火爐出口溫度來控制鍋爐10。由鍋爐控制部77控制的機器不管是什麼都行。例如，用來控制過熱器102之蒸氣過熱度的後述之過熱器噴霧81(參照圖10)亦可，對鍋爐供給之燃料量亦可，鍋爐供水泵123(參照圖2)亦可。
根據上述構造，即使是伴隨著鍋爐10之運轉條件的變更而使火爐出口壓力變動的情況，亦可取得火爐出口壓力之變動的影響降低後的修正火爐出口溫度。根據與鍋爐10之熱收支具有高度相關的修正火爐出口溫度來進行鍋爐控制，藉此實現適合變更後之運轉條件的鍋爐運轉。因此，可實現鍋爐用控制器50，其對於鍋爐10之運轉條件的變更來執行具有高追隨性的控制。例如，即使是伴隨著鍋爐10之熱負載的變更、鍋爐燃料之種類或供給量的變更、吹灰器的起動開始等，而使鍋爐10的運轉條件變更的情況，亦可使構成鍋爐10的熱交換器(例如過熱器102)的溫度等之控制對象參數早期地穩定化。
＜2-3、一實施形態之溫度變動量取得部73的詳細＞
參照圖6，示出採用上述第1方法的溫度變動量取得部73的詳細例子。溫度變動量取得部73，含有：壓力偏差取得部171、變換係數取得部172、及演算部173。
壓力偏差取得部171，是構成為取得：壓力變動資料64(參照圖3)之火爐出口壓力的代表壓力與由壓力訊號G1所示之火爐出口壓力之間偏差的壓力偏差。代表壓力，是由壓力變動資料64所示之火爐出口壓力的平均值亦可(該代表壓力，由圖3的兩點鏈線M所示)。例如，圖3之時刻t1之火爐出口壓力的壓力偏差相當於尺寸A2。又，代表壓力，是由壓力變動資料64所示之火爐出口壓力的最大值或最小值之任一者皆可。且，即使產生溫度變動資料65之後的火爐出口溫度成為修正對象，亦能根據壓力變動資料64的火爐出口壓力來決定代表壓力。
變換係數取得部172，是構成為根據溫度變動資料65與壓力變動資料64來取得變換係數，該變換係數是用來將由壓力偏差取得部171所取得的壓力偏差換算成溫度變動量。在變換係數的取得之際，可採用以下舉例的第1係數取得方法、第2係數取得方法、第3係數取得方法、或第4係數取得方法之任一者。在第1係數取得方法，是使用溫度變動資料65之火爐出口溫度的均方根與壓力變動資料64之火爐出口壓力的均方根來算出變換係數(第1係數取得方法的詳細待留後述)。
在第2係數取得方法，是將火爐出口壓力的平均值與火爐出口溫度的平均值之間的比率作為變換係數來使用。火爐出口壓力的平均值，是如以下的式(A)所示。式(A)中，N表示壓力感測器61的累計測量次數，P表示由壓力感測器61所測量的火爐出口壓力，i表示N以下之任意的自然數，P
i表示第i次測量的火爐出口壓力。火爐出口溫度的平均值亦使用與式(A)相同的式來取得。
在第3係數取得方法與第4係數取得方法，是將表示火爐出口壓力之變化量的參數與表示火爐出口溫度之變化量的參數之間的比率作為變換係數來使用。更具體來說，在第3係數取得方法，是將火爐出口壓力之變化量的累計值與火爐出口溫度之變化量的累計值之間的比率作為變換係數來使用。火爐出口壓力之變化量的累計值，是如以下的式(B)所示。式(B)所示之P及i，是與式(A)所示之P及i具有相同的意義。火爐出口溫度之變化量的累計值，亦使用與式(B)相同的式來取得。
且，在第4取得方法，是將火爐出口壓力之變化率的累計值與火爐出口溫度之變化率的累計值之間的比率作為變換係數來使用。火爐出口壓力之變化率的累計值，是如以下的式(C)所示。式(C)所示之P及i，是與式(A)所示之P及i具有相同的意義。火爐出口溫度之變化率的累計值，亦使用與式(C)相同的式來取得。
圖6所示之演算部173，是構成為根據變換係數與壓力偏差來取得溫度變動量。作為一例，是將變換係數乘上壓力偏差藉此取得溫度變動量。該溫度變動量，是相當於變動成分的火爐出口溫度，該變動成分是起因於由壓力偏差取得部171所取得之壓力偏差。
根據上述構造，壓力偏差是根據壓力變動資料64之代表壓力而算出的值。因此，可抑制壓力偏差從壓力變動資料64所示之隨時間變化的火爐出口壓力大幅乖離的情況。因此，可更正確地求出因火爐出口壓力的變動導致之火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量。
＜2-3、變換係數之取得方法的例子＞
示出上述第1係數取得方法的詳細例子。變換係數取得部172(參照圖6)，是構成為根據由壓力變動資料64所示之火爐出口壓力的均方根與由溫度變動資料65所示之火爐出口溫度的均方根，來取得變換係數。火爐出口壓力的均方根亦即RMS(P)，是如式(D)所示，火爐出口溫度之均方根的RMS(T)，是如式(E)所示。
式(D)、式(E)中，N
1及P
i是與式(A)的N及P
i具有相同意義，P
ave，表示壓力變動資料64之火爐出口壓力的平均值。且，N
2表示溫度感測器62的累計測量次數，k表示N
2以下之任意的自然數，T
k表示第k次測量的火爐出口溫度，T
ave表示由溫度變動資料65所示之火爐出口溫度的平均值。又，N
1與N
2是相同值亦可。
一實施形態的變換係數取得部172，是構成為根據RMS(T)與RMS(P)之間的比率來取得變換係數亦可。更具體來說，RMS(T)/RMS(P)是作為變換係數來使用亦可。其他實施形態的變換係數取得部172，是藉由演算處理來探索使RMS(T)-n×RMS(P)成為最小的n之值亦可。不論上述任一實施形態，都可將變換係數乘上由壓力感測器61所測量的火爐出口壓力，藉此取得溫度變動量。
根據上述構造，不論溫度變動資料65之火爐出口溫度的溫度為整體較高的值或整體較低的值，火爐出口溫度的均方根，都可正確表示該溫度的變動幅度(變動量)。同樣地，火爐出口壓力的均方根，亦可正確表示該壓力的變動幅度(變動量)。根據該等之均方根來取得變換係數，故演算部173可取得反映火爐出口壓力之隨時間變化的溫度變動量，取得進一步降低火爐出口壓力之變動之影響的修正火爐出口溫度。
且，在根據RMS(T)與RMS(P)之間的比率來取得變換係數的實施形態，是使火爐出口壓力與平均火爐出口壓力之間隨時間變化的偏差、火爐出口溫度與平均火爐出口溫度之間隨時間變化的偏差之間的比率，反映在變換係數，藉此可取得與壓力偏差對應的溫度變動量。
＜2-4、溫度變動量取得部73的追加構成要件＞
如上述般，壓力偏差是在測量成為修正對象之火爐出口溫度的時機來取得為佳。這是因為在測量該火爐出口溫度的時機，可求出反映出即時壓力變動成分的變換係數。藉此，可算出正確的修正火爐出口溫度。
在此，圖6所舉例之溫度變動量取得部73，亦可包含即時壓力偏差取得部177。即時壓力偏差取得部177，是構成為取得輸出溫度訊號G2之時機(以下亦稱為溫度訊號輸出時機)的壓力偏差，該溫度訊號G2表示成為修正對象的火爐出口溫度。作為更具體的一例，壓力偏差是在以下條件內取得：對於溫度訊號輸出時機的時差是在壓力感測器61之讀取頻率的時間延遲以內。又，壓力偏差，是在與溫度訊號輸出時機相同的時機取得最佳。
根據上述構造，在成為修正對象之火爐出口溫度被測量的時機，即時的壓力偏差會反映在溫度變動量。藉此，在火爐出口溫度的測量時機，取得基於火爐出口壓力之變動的溫度變動量，可取得更正確地降低火爐出口壓力之變動之影響的修正火爐出口溫度。又，即時壓力偏差取得部177並非溫度變動量取得部73的必須構成要件。
＜3、控制器50之追加的構成要件＞
圖7，是表示具備追加構成要件之控制器50的概略圖。控制器50，亦可進一步具備指令產生部75，其構成為產生用來變更鍋爐10之運轉條件的變更指令。又，鍋爐10之運轉條件的變更，是鍋爐負載的變更、對鍋爐10供給之燃料(例如煤粉)之種類的變更、燃料之供給量的變更、吹灰器的起動、或該等之兩種以上的組合。運轉條件的變更並不限定於本例，只要能使鍋爐10的熱收支變化的話，亦可採用其他的變更。例如，圖8的圖表中，在時刻為「10分」的時機產生變更指令，之後，鍋爐系統1所產生的擾亂會由所測量之火爐出口溫度與火爐出口壓力表現出來。
本實施形態的訊號取得部71，是構成為取得指令產生部75產生變更指令之前的壓力訊號G1與溫度訊號G2。例如圖8所示般，在產生變更指令的時機之前，取得壓力訊號G1與溫度訊號G2。在變更指令的產生前，由於鍋爐系統1產生的擾亂比較小，故火爐出口壓力與火爐出口溫度的隨時間變化較小。根據該期間的壓力變動資料64與溫度變動資料65來取得的變換係數，可更精度良好地表示火爐出口壓力的變動與火爐出口溫度之間的關係。
且，圖7所舉例的修正溫度取得部74，是構成為將產生變更指令後所輸出之溫度訊號G2所示之火爐出口溫度予以修正為修正火爐出口溫度。作為一例，在圖8是使由虛線Y所包圍之區域的火爐出口溫度，藉由修正溫度取得部74來修正。又，在該圖的上段圖表與下段圖表，只有由虛線Y所包圍之區域的火爐出口溫度不同。
根據上述構造，以由變換係數取得部172所取得之變換係數為基底的溫度變動資料65與壓力變動資料64，是在鍋爐10的運轉條件變更之前取得。溫度變動資料65與壓力變動資料64，是在擾亂比較少的條件下在鍋爐運轉中取得，故能藉由變換係數來更正確地反映出火爐出口壓力的變動與火爐出口溫度之間的關係。於是，修正溫度取得部74，可從包含有伴隨著鍋爐10之運轉條件的變更而發生之擾亂的火爐出口溫度，取得正確地降低火爐出口壓力之變動之影響的修正火爐出口溫度。因此，可實現鍋爐用控制器50，其對於鍋爐10之運轉條件的變更來執行具有高追隨性的控制。又，指令產生部75，並非控制器50的必須構成要件。
在圖7所示之控制器50，亦可進一步具備過熱器目標溫度取得部76，其根據由修正溫度取得部74所取得之修正火爐出口溫度，來取得鍋爐10之過熱器102的目標溫度。過熱器102的目標溫度，例如是第1過熱器102A的出口溫度、第2過熱器102B的入口溫度及出口溫度(再加熱蒸氣溫度)、以及第3過熱器102C的入口溫度及出口溫度(主蒸氣溫度)。該等之目標溫度，亦可根據修正火爐出口溫度來決定。
例如，在圖9，表示火爐壁管14之出口、第1過熱器102A之出口、第2過熱器102B之入口與出口、及第3過熱器102C之入口與出口各自的目標溫度。在該圖中，「FWT」、「1SH」、「2SH」、及「3SH」，分別代表火爐壁管14、第1過熱器102A、第2過熱器102B、及第3過熱器102C。且，過熱器102的目標溫度是蒸氣的過熱度亦可。
同圖表的實線，是將構成控制器50的記憶體所儲存之各目標溫度的初始值予以連結的直線。若修正溫度取得部74所取得之修正火爐出口溫度(Tu)，比作為初始值的Tb還大的情況，則代表藉由鍋爐10之熱收支的變動而使火爐壁管14的出口溫度上升。該情況時，控制器50，是使用Tu與Tb的偏差跟規定的資料表(或規定的函數式)，來設定過熱器102的各目標溫度(虛線Ju將該等溫度予以連結)。藉此，過熱器102的各目標溫度會各自設定成比初始值還高的值。在該圖表所示之過熱器102的各目標溫度，並不限於上升相同的值，可對應於第1過熱器102A、第2過熱器102B、或第3過熱器102C來改變上升幅度。
另一方面，若修正溫度取得部74所取得之火爐出口溫度(Td)，比作為初始值的Tb還低的情況，則代表藉由鍋爐10之熱收支的變動而使火爐壁管14的出口溫度下降。該情況時，控制器50，是使用Td與Tb的偏差跟規定的資料表(或規定的函數式)，來設定過熱器102的各目標溫度(虛線Jd將該等溫度予以連結)。
又，過熱器102之各目標溫度的上述設定方法僅為一例，不根據Tu與Tb的偏差或Td與Tb的偏差來設定過熱器102的各目標溫度亦可。
根據上述構造，取得火爐出口壓力之變動的影響降低後的修正火爐出口溫度，故可適當判斷伴隨著鍋爐10之運轉條件的變更應該提升或降低過熱器102的目標溫度。藉此，例如在鍋爐10的運轉條件變更之後，可使鍋爐10的輸出早期地穩定化。
在幾個實施形態，上述變更指令包含變更鍋爐10之熱負載用的負載變更指令。然後，根據由負載變更指令所示之變更後的熱負載與火爐出口溫度，來取得過熱器102的目標溫度亦可。作為更具體的一例，是使用變更後的熱負載、修正火爐出口溫度、規定的資料表(或規定的函數式)，藉此取得過熱器102的目標溫度亦可。
根據上述構造，在過熱器102的目標溫度，反映有變更後之鍋爐10的熱負載，故可使過熱器102的目標溫度進一步最佳化。
＜4、鍋爐控制部77之過熱器102之溫度控制的一例＞
圖10，是表示用來控制過熱器102之目標溫度的鍋爐控制部77的概念圖。在該圖表示出，根據由修正溫度取得部74所取得之修正火爐出口溫度，來控制第2過熱器102B的入口溫度與出口溫度的流程。兩溫度的控制，是藉由過熱器噴霧81的控制來進行，該過熱器噴霧81是構成為使噴霧水混入至從第1過熱器102A流向第2過熱器102B的蒸氣。在該圖之例，設有用來測量第2過熱器102B之入口溫度的入口溫度感測器191、及用來測量第2過熱器102B之出口溫度的出口溫度感測器192。
在該圖所舉例之控制器50的鍋爐控制部77，具備：設定電路181～183、減法器131、141、PI控制器134、144、演算器151～153、及加法器161、162，但並非本發明之必須的構成要件。
由控制器50的構成要件亦即修正溫度取得部74所取得之修正火爐出口溫度，是輸入至設定電路181～183。設定電路181根據修正火爐出口溫度來設定第2過熱器102B的出口目標溫度，設定電路182根據修正火爐出口溫度來設定第2過熱器102B的入口目標溫度(設定方法是使用圖9而如前面所述)。設定電路183，根據修正火爐出口溫度來設定過熱器噴霧81的閥開度特性值。
從設定電路181輸出之第2過熱器102B的出口目標溫度與出口溫度感測器192的測量結果之間的偏差，是由減法器131求得，其結果是輸入至PI控制器134。PI控制器134的輸出結果是藉由演算器151來修正，其修正結果，是與設定電路182的輸出結果一起輸入至加法器161。加法器161的輸出結果，是藉由演算器152來修正，其修正結果，是與入口溫度感測器191的測量結果一起輸入至減法器141，來特定出偏差。減法器132的輸出結果亦即偏差是輸入至PI控制器144，PI控制器144的輸出結果，是與將設定電路182所求得之閥開度特性值予以修正的演算器153之輸出結果，一起輸入至加法器162。加法器162的演算結果，是作為閥開度指令輸入至過熱器噴霧81。藉此，控制第2過熱器102B的入口溫度與出口溫度。
上述過熱器102的溫度控制，不論供給至鍋爐10的燃料種類(例如煤種)有無變更都能實行。藉此，即使供給至鍋爐10的煤種有變更，亦可用上述的控制來設定過熱器102的目標溫度。且，修正火爐出口溫度，並不限定於使用在過熱器102的溫度控制。亦可根據修正火爐出口溫度來控制供給至鍋爐10的燃料供給量。
＜5、鍋爐控制處理＞
參照圖11、圖12，說明由控制器50的處理器所執行的鍋爐控制處理。構成控制器50的處理器，將儲存在控制器50之記憶體的鍋爐控制程式予以讀取，藉此執行鍋爐控制處理。在以下的說明，有將「步驟」省略標示成「S」的情況。
如圖11所示般，處理器，執行訊號取得步驟(S11)，其取得從壓力感測器61輸出的壓力訊號G1與從溫度感測器62輸出的溫度訊號G2。執行S11的處理器，相當於已說明的訊號取得部71。
接著，處理器執行變動資料取得步驟(S13)，其根據壓力訊號G1來取得壓力變動資料64，且根據溫度訊號G2來取得溫度變動資料65。執行S13的處理器，相當於已說明的變動資料取得部72。
接著，處理器執行指令產生步驟(S15)，其產生用來變更鍋爐之運轉條件的變更指令。執行S15的處理器，相當於已說明的指令產生部75。
接著，處理器執行溫度變動量取得步驟(S17)，其根據壓力變動資料64與溫度變動資料65來取得溫度變動量。執行S17的處理器，相當於已說明的溫度變動量取得部73。關於本步驟的詳細待留後述。
接著，處理器執行修正溫度取得步驟(S19)，其取得：根據溫度變動量來將由溫度訊號G2所示之火爐出口溫度予以修正的修正火爐出口溫度。執行S19的處理器，相當於已說明的修正溫度取得部74。
接著，處理器執行過熱器目標溫度取得步驟(S21)，其根據修正溫度取得步驟(S19)所取得的修正火爐出口溫度，來取得鍋爐10之過熱器102的目標溫度。執行S21的處理器，相當於已說明的過熱器目標溫度取得部76。
接著，處理器，根據過熱器目標溫度取得步驟(S21)所取得的目標溫度，來控制過熱器102(S23)。執行S23的處理器，相當於已說明的鍋爐控制部77。之後，處理器結束鍋爐控制處理。又，在S23，亦可取代過熱器102而控制例如磨碎機31等對鍋爐10供給燃料的裝置，或控制鍋爐供水泵123亦可。該情況時，不執行S21亦可。
參照圖12，詳細說明溫度變動量取得步驟。處理器執行壓力偏差取得步驟(S31)，其取得壓力變動資料64之火爐出口壓力的代表壓力與由壓力訊號G1所示之火爐出口壓力之間的偏差亦即壓力偏差。執行S33的處理器，相當於已說明的壓力偏差取得部171。
接著，處理器執行變換係數取得步驟(S33)，其根據溫度變動資料65與壓力變動資料64來取得用來將壓力偏差換算成溫度變動量的變換係數。執行S33的處理器，相當於已說明的變換係數取得部172。
接著，處理器執行即時壓力偏差取得步驟(S35)，其取得溫度訊號G2輸出之時機的壓力偏差，該溫度訊號G2表示成為修正對象的火爐出口溫度。執行S35的處理器，相當於已說明的即時壓力偏差取得部177。
接著，處理器執行演算步驟(S37)，其根據變換係數與壓力偏差來取得溫度變動量。執行S37的處理器，相當於已說明的演算部173。之後，處理器回到鍋爐控制處理。
＜6、總結＞
上述幾個實施形態所記載的內容，例如把握成如下。
1)本發明之一實施形態的鍋爐用控制器(50)，具備：
訊號取得部(71)，其取得：從測量鍋爐(10)之火爐壁管(14)之出口壓力亦即火爐出口壓力用的壓力感測器(61)所輸出的壓力訊號(G1)、從測量前述火爐壁管(14)之出口溫度亦即火爐出口溫度用的溫度感測器(62)所輸出的溫度訊號(G2)；
變動資料取得部(72)，其根據前述壓力訊號(G1)來取得表示前述火爐出口壓力之隨時間變動的壓力變動資料(64)，且根據前述溫度訊號(G2)來取得表示前述火爐出口溫度之隨時間變動的溫度變動資料(65)；
溫度變動量取得部(73)，其根據前述壓力變動資料(64)與前述溫度變動資料(65)，來取得前述火爐出口壓力之變動所導致之前述火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量；以及
修正溫度取得部(74)，其取得修正火爐出口溫度，該修正火爐出口溫度是根據前述溫度變動量來修正前述溫度訊號(G2)所示之前述火爐出口溫度而成。
根據上述1)的構造，即使是伴隨著鍋爐(10)之運轉條件的變更而使火爐出口壓力變動的情況，亦可取得火爐出口壓力之變動的影響降低後的修正火爐出口溫度。根據與鍋爐(10)之熱收支具有高度相關的修正火爐出口溫度來進行鍋爐控制，藉此實現適合變更後之運轉條件的鍋爐運轉。因此，可實現鍋爐用控制器(50)，其對於鍋爐(10)之運轉條件的變更來執行具有高追隨性的控制。例如，即使是伴隨著鍋爐(10)之熱負載的變更、鍋爐燃料之種類或供給量的變更、吹灰器的起動開始等，而使鍋爐(10)的運轉條件變更的情況，亦可使構成鍋爐(10)的熱交換器(例如過熱器102)的溫度等之控制對象參數早期地穩定化。
2)在幾個實施形態，是上述1)所述之鍋爐用控制器(50)，
前述溫度變動量取得部(73)，含有：
壓力偏差取得部(171)，其取得前述壓力變動資料(64)之前述火爐出口壓力的代表壓力與由前述壓力訊號(G1)所示之前述火爐出口壓力之間的偏差亦即壓力偏差；
變換係數取得部(172)，其根據前述溫度變動資料(65)與前述壓力變動資料(64)來取得用來將前述壓力偏差換算成前述溫度變動量的變換係數；以及
演算部(173)，其根據前述變換係數與前述壓力偏差來取得前述溫度變動量。
根據上述2)的構造，壓力偏差是根據壓力變動資料(64)之代表壓力而算出的值。因此，可抑制壓力偏差從壓力變動資料(64)所示之隨時間變化的火爐出口壓力大幅乖離的情況。因此，可更正確地求出因火爐出口壓力的變動導致之火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量。
3)在幾個實施形態，是上述2)所述之鍋爐用控制器(50)，前述變換係數取得部(172)，是構成為根據由前述溫度變動資料(65)所示之前述火爐出口溫度的均方根與由前述壓力變動資料(64)所示之前述火爐出口壓力的均方根，來取得前述變換係數。
根據上述3)的構造，不論溫度變動資料(65)之火爐出口溫度的溫度為整體較高的值或整體較低的值，火爐出口溫度的均方根，都可正確表示該溫度的變動幅度(變動量)。同樣地，火爐出口壓力的均方根，亦可正確表示該壓力的變動幅度(變動量)。根據該等之均方根來取得變換係數，故演算部(173)可取得反映火爐出口壓力之隨時間變化的溫度變動量，取得進一步降低火爐出口壓力之變動之影響的修正火爐出口溫度。
4)在幾個實施形態，是上述3)所述之鍋爐用控制器(50)，前述變換係數取得部(172)，是構成為根據前述火爐出口溫度的前述均方根與前述火爐出口壓力的前述均方根之間的比率，來取得前述變換係數。
根據上述4)的構造，是使火爐出口壓力與平均火爐出口壓力之間隨時間變化的偏差、火爐出口溫度與
平均火爐出口溫度之間隨時間變化的偏差之間的比率，反映在變換係數，藉此可取得與壓力偏差對應的溫度變動量。
5)在幾個實施形態，是上述2)至4)中任一者所述之鍋爐用控制器(50)，前述溫度變動量取得部(73)，進一步含有即時壓力偏差取得部(177)，其取得前述溫度訊號(G2)輸出之時機的前述壓力偏差，該溫度訊號(G2)表示成為修正對象的前述火爐出口溫度，前述演算部(173)，是構成為將前述變換係數乘上由前述即時壓力偏差取得部(171)所取得的前述壓力偏差，藉此來取得前述溫度變動量。
根據上述5)的構造，在成為修正對象之火爐出口溫度被測量的時機，即時的壓力偏差會反映在溫度變動量。藉此，在火爐出口溫度的測量時機，取得基於火爐出口壓力之變動的溫度變動量，可取得更正確地降低火爐出口壓力之變動之影響的修正火爐出口溫度。
6)在幾個實施形態，是上述2)至5)中任一者所述之鍋爐用控制器(50)，進一步具備指令產生部(75)，其產生用來變更前述鍋爐(10)之運轉條件的變更指令，前述訊號取得部(71)，是構成為取得產生前述變更指令之前的前述壓力訊號(G1)與前述溫度訊號(G2)，前述修正溫度取得部(74)，是構成為將產生前述變更指令之後所輸出之前述溫度訊號(G2)所示之前述火爐出口溫度予以修正為前述修正火爐出口溫度。
根據上述6)的構造，以由變換係數取得部(172)所取得之變換係數為基底的溫度變動資料(65)與壓力變動資料(64)，是在鍋爐(10)的運轉條件變更之前取得。溫度變動資料(65)與壓力變動資料(64)，是在擾亂比較少的條件下在鍋爐運轉中取得，故能藉由變換係數來更正確地反映出火爐出口壓力的變動與火爐出口溫度之間的關係。於是，修正溫度取得部(74)，可從包含有伴隨著鍋爐(10)之運轉條件的變更而發生之擾亂的火爐出口溫度，取得正確地降低火爐出口壓力之變動之影響的修正火爐出口溫度。因此，可實現鍋爐用控制器(50)，其對於鍋爐(10)之運轉條件的變更來執行具有高追隨性的控制。
7)在幾個實施形態，是上述6)所述之鍋爐用控制器(50)，
進一步具備過熱器目標溫度取得部(76)，其根據由前述修正溫度取得部(74)所取得的前述修正火爐出口溫度，來取得前述鍋爐(10)之過熱器(102)的目標溫度。
根據上述7)的構造，取得火爐出口壓力之變動的影響降低後的修正火爐出口溫度，故可適當判斷伴隨著鍋爐(10)之運轉條件的變更應該提升或降低過熱器的目標溫度。藉此，例如在鍋爐(10)的運轉條件變更之後，可使鍋爐(10)的輸出早期地穩定化。
8)在幾個實施形態，是上述7)所述之鍋爐用控制器(50)，
前述變更指令，包含變更前述鍋爐(10)之熱負載用的負載變更指令，
前述過熱器目標溫度取得部(76)，是構成為根據由前述負載變更指令所示之變更後的前述熱負載與前述修正火爐出口溫度，來取得前述過熱器的前述目標溫度。
根據上述8)的構造，在過熱器的目標溫度，反映有變更後之鍋爐(10)的熱負載，故可使過熱器的目標溫度進一步最佳化。
9)本發明之一實施形態的鍋爐系統(1)，具備：
上述1)至8)中任一者所述之鍋爐用控制器(50)、
以前述控制器(50)來控制的前述鍋爐(10)。
根據上述9)的構造，藉由與上述1)相同的理由，而實現鍋爐系統(1)，其對於鍋爐(10)之運轉條件的變化具有高追隨性。
10)本發明之至少一實施形態的鍋爐控制程式，
在電腦
訊號取得步驟(S11)，其取得：從測量鍋爐(10)之火爐壁管(14)之出口壓力亦即火爐出口壓力用的壓力感測器(61)所輸出的壓力訊號(G1)、從測量前述火爐壁管(14)之出口溫度亦即火爐出口溫度用的溫度感測器(62)所輸出的溫度訊號(G2)；
變動資料取得步驟(S13)，其根據前述壓力訊號(G1)來取得表示前述火爐出口壓力之隨時間變動的壓力變動資料(64)，且根據前述溫度訊號(G2)來取得表示前述火爐出口溫度之隨時間變動的溫度變動資料(65)；溫度變動量取得步驟(S15)，其根據前述壓力變動資料(64)與前述溫度變動資料(65)，來取得前述火爐出口壓力之變動所導致之前述火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量；以及修正溫度取得步驟(S17)，其取得修正火爐出口溫度，該修正火爐出口溫度是根據前述溫度變動量來修正前述溫度訊號(G2)所示之前述火爐出口溫度而成。
執行：根據上述10)的構造，藉由與上述1)相同的理由，而實現鍋爐控制程式，其對於鍋爐(10)之運轉條件的變更具有高追隨性。
1:鍋爐系統
10:鍋爐
11:火爐
14:火爐壁管
50:控制器
61:壓力感測器
62,191,192:溫度感測器
64:壓力變動資料
65:溫度變動資料
66:修正溫度變動資料
71:訊號取得部
72:變動資料取得部
73:溫度變動量取得部
74:修正溫度取得部
75:指令產生部
76:過熱器目標溫度取得部
101:火爐壁
102,102A,102B,102C:過熱器
134,144:PI控制器
171:壓力偏差取得部
172:變換係數取得部
173:演算部
177:即時壓力偏差取得部
G1:壓力訊號
G2:溫度訊號
[圖1] 表示一實施形態之鍋爐系統的概略構造圖。
[圖2] 表示設在一實施形態之鍋爐之熱交換器的概略圖。
[圖3] 表示火爐出口溫度等的圖表。
[圖4] 表示控制器的概略圖。
[圖5] 表示修正後之火爐出口溫度等的圖表。
[圖6] 表示溫度變動量取得部的概略圖。
[圖7] 表示具備追加構成要件之控制器的概略圖。
[圖8] 表示修正前之火爐出口溫度與修正後之火爐出口溫度的圖表。
[圖9] 表示火爐壁管出口之目標溫度與過熱器之目標溫度的概略圖。
[圖10] 表示用來控制過熱器之目標溫度的鍋爐控制部的概念圖。
[圖11] 表示鍋爐控制處理的流程圖。
[圖12] 表示溫度變動量取得處理的流程圖。
50:控制器
71:訊號取得部
72:變動資料取得部
73:溫度變動量取得部
74:修正溫度取得部
77:鍋爐控制部
G1:壓力訊號
G2:溫度訊號
Claims (10)
- 一種鍋爐用控制器，具備： 訊號取得部，其取得：從測量鍋爐之火爐壁管之出口壓力亦即火爐出口壓力用的壓力感測器所輸出的壓力訊號、從測量前述火爐壁管之出口溫度亦即火爐出口溫度用的溫度感測器所輸出的溫度訊號； 變動資料取得部，其根據前述壓力訊號來取得表示前述火爐出口壓力之隨時間變動的壓力變動資料，且根據前述溫度訊號來取得表示前述火爐出口溫度之隨時間變動的溫度變動資料； 溫度變動量取得部，其根據前述壓力變動資料與前述溫度變動資料，來取得前述火爐出口壓力之變動所導致之前述火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量；以及 修正溫度取得部，其取得修正火爐出口溫度，該修正火爐出口溫度是根據前述溫度變動量來修正前述溫度訊號所示之前述火爐出口溫度而成。
- 如請求項1所述之鍋爐用控制器，其中， 前述溫度變動量取得部，含有： 壓力偏差取得部，其取得前述壓力變動資料之前述火爐出口壓力的代表壓力與由前述壓力訊號所示之前述火爐出口壓力之間的偏差亦即壓力偏差； 變換係數取得部，其根據前述溫度變動資料與前述壓力變動資料來取得用來將前述壓力偏差換算成前述溫度變動量的變換係數；以及 演算部，其根據前述變換係數與前述壓力偏差來取得前述溫度變動量。
- 如請求項2所述之鍋爐用控制器，其中， 前述變換係數取得部，是構成為根據由前述溫度變動資料所示之前述火爐出口溫度的均方根與由前述壓力變動資料所示之前述火爐出口壓力的均方根，來取得前述變換係數。
- 如請求項3所述之鍋爐用控制器，其中， 前述變換係數取得部，是構成為根據前述火爐出口溫度的前述均方根與前述火爐出口壓力的前述均方根之間的比率，來取得前述變換係數。
- 如請求項2至4中任一項所述之鍋爐用控制器，其中， 前述溫度變動量取得部，進一步含有即時壓力偏差取得部，其用以取得前述溫度訊號輸出之時機的前述壓力偏差，該溫度訊號表示成為修正對象的前述火爐出口溫度， 前述演算部，是構成為將前述變換係數乘上由前述即時壓力偏差取得部所取得的前述壓力偏差，藉此來取得前述溫度變動量。
- 如請求項2至4中任一項所述之鍋爐用控制器，其中， 進一步具備指令產生部，其用來產生變更前述鍋爐之運轉條件的變更指令， 前述訊號取得部，是構成為取得產生前述變更指令之前的前述壓力訊號與前述溫度訊號， 前述修正溫度取得部，是構成為將產生前述變更指令之後所輸出之前述溫度訊號所示之前述火爐出口溫度予以修正為前述修正火爐出口溫度。
- 如請求項6所述之鍋爐用控制器，其中， 進一步具備過熱器目標溫度取得部，其根據由前述修正溫度取得部所取得的前述修正火爐出口溫度，來取得前述鍋爐之過熱器的目標溫度。
- 如請求項7所述之鍋爐用控制器，其中， 前述變更指令，包含變更前述鍋爐之熱負載用的負載變更指令， 前述過熱器目標溫度取得部，是構成為根據由前述負載變更指令所示之變更後的前述熱負載與前述修正火爐出口溫度，來取得前述過熱器的前述目標溫度。
- 一種鍋爐系統，具備： 如請求項1至4中任一項所述之鍋爐用控制器、 由前述控制器所控制的前述鍋爐。
- 一種鍋爐控制程式，在電腦執行： 訊號取得步驟，其取得：從測量鍋爐之火爐壁管之出口壓力亦即火爐出口壓力用的壓力感測器所輸出的壓力訊號、從測量前述火爐壁管之出口溫度亦即火爐出口溫度用的溫度感測器所輸出的溫度訊號； 變動資料取得步驟，其根據前述壓力訊號來取得表示前述火爐出口壓力之隨時間變動的壓力變動資料，且根據前述溫度訊號來取得表示前述火爐出口溫度之隨時間變動的溫度變動資料； 溫度變動量取得步驟，其根據前述壓力變動資料與前述溫度變動資料，來取得前述火爐出口壓力之變動所導致之前述火爐出口溫度的變動量亦即溫度變動量；以及 修正溫度取得步驟，其取得修正火爐出口溫度，該修正火爐出口溫度是根據前述溫度變動量來修正前述溫度訊號所示之前述火爐出口溫度而成。
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