CN110140013A - 燃烧装置以及具备该燃烧装置的锅炉 - Google Patents

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Abstract

能够具体地设定高效的气体浓度的计测位置并通过以计测的气体浓度的信息为基础的具体的控制方法来有效地抑制未燃部分的残存而使锅炉效率提高。具备燃烧器(2)、空气供给口(3)、二次空气用风门(42)、在炉膛出口部(110)对气体浓度进行计测的计测部(5)和控制装置(90)，空气供给口(3)被分成两个以上的组(31～34)，计测区域(50)预先分割成与分成的各组(31～34)建立对应的多个分割区域(51～54)，控制装置(90)基于计测区域(50)的整体中的气体浓度的平均值与各分割区域(51～54)中的气体浓度的值之间的偏差来输出与各分割区域(51～54)建立对应的组(31～34)的空气供给口用二次空气的流量控制指令值。

Description

燃烧装置以及具备该燃烧装置的锅炉
技术领域
本发明涉及燃烧装置以及具备该燃烧装置的锅炉。
背景技术
在锅炉的炉膛中，已知由于空气不足或燃料与空气的混合不足等而燃料在到炉膛出口之前未完全燃烧，残存未燃部分(未燃燃料)。未燃部分的残存量越多，锅炉效率越下降，因此存在通过调整向炉膛内供给的一次空气或二次空气的流量来降低未燃部分的残存量的技术。
例如，专利文献1中公开了一种向炉膛的上游侧供给燃料、一次空气以及燃烧器用二次空气来进行燃烧并且向炉膛的下游侧供给追加空气吹出部用二次空气来进行未燃部分的燃烧的多级燃烧方法。在该方法中，计测炉膛的下游侧横截面中的氧气或二氧化碳的浓度分布，基于计测的气体浓度的分布来调整追加空气吹出部用二次空气的供给方向和流速。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭63-311020号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1记载的方法中，通过定量地掌握炉膛的下游侧横截面中的气体浓度的分布，例如在与周边部相比中央部的气体浓度较高的情况下，判断为中央部处的燃烧活跃，基于该信息来调整追加空气吹出部用二次空气的供给方向和流速，但是具体的调整方法和气体浓度的计测位置不明，因此难以实用化。
本发明的目的在于提供一种能够具体地设定高效的气体浓度的计测位置并通过以计测的气体浓度的信息为基础的具体的控制方法来有效地抑制未燃部分的残存而使锅炉效率提高的燃烧装置以及具备该燃烧装置的锅炉。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的，代表性的本发明是一种燃烧装置，其特征在于，具备：多个燃烧器，设于沿着铅垂方向设置的炉膛的壁，向所述炉膛的内部供给燃料、一次空气以及燃烧器用二次空气；多个空气供给口，设于所述炉膛的壁中比所述多个燃烧器靠铅垂方向的上侧处，向所述炉膛的内部供给空气供给口用二次空气；多个二次空气用风门，调整所述空气供给口用二次空气的流量；计测部，在所述炉膛中与所述多个空气供给口相比位于铅垂方向的上侧的炉膛出口部的水平截面上的计测区域对气体浓度进行计测；以及控制装置，具有输出用于对所述多个二次空气用风门各自的开度进行调整的流量控制指令值的电路，所述多个空气供给口被分成两个以上的组，所述计测区域预先分割成与分成的各个组建立对应的多个分割区域，所述控制装置基于对所述计测区域的整体中的气体浓度进行了平均的值与所述计测区域的各个所述分割区域中的气体浓度的值之间的偏差，来向所述多个二次空气用风门分别输出向属于与各个所述分割区域建立对应的组的所述空气供给口供给的所述空气供给口用二次空气的所述流量控制指令值。
发明效果
根据本发明，通过上述的特征，能够高效地且有效地抑制未燃部分的残存，使锅炉效率提高。需要说明的是，除上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明来明确。
附图说明
图1是表示适用本发明的火力发电设备的局部结构的示意图。
图2是表示本发明的实施方式的燃烧装置(锅炉的一部分)的一结构例的概略立体图。
图3是表示炉膛的前壁侧的燃烧器以及空气供给口的结构、以及向炉膛内的燃料以及空气的供给系统的示意图。
图4是表示O2浓度与未燃部分之间的关系的坐标图。
图5是表示多个空气供给口的结构与计测区域的结构之间的关系、以及计测区域中的O2浓度的计测方法的示意图。
图6是表示从多个空气供给口供给的空气供给口用二次空气的流量的控制方法的概念图。
具体实施方式
以下，参照图1～图6并说明本发明的实施方式的燃烧装置12以及具备该燃烧装置12的锅炉10。
<锅炉10的结构>
首先，参照图1～图3来说明锅炉10的结构。
图1是表示适用本发明的火力发电设备的局部结构的示意图。图2是表示本实施方式的燃烧装置12(锅炉10的一部分)的一结构例的概略立体图。图3是表示炉膛11的前壁111侧的燃烧器2以及空气供给口3的结构、以及向炉膛11内的燃料以及空气的供给系统的示意图。
锅炉10是在火力发电设备等中使用的煤粉燃烧锅炉的一形态，将由例如烟煤或次烟煤等煤炭生成的煤粉作为固体燃料来燃烧，对产生的热进行回收。煤粉通过煤粉机13使煤炭粉碎来生成。该锅炉10具备沿着铅垂方向设置的炉膛11和在炉膛11内使煤粉燃烧的燃烧装置12。
炉膛11如图2所示的那样具有用由水冷管构成的水冷壁包围的壳体构造，在内部形成有燃烧空间。通过在炉膛11的燃烧空间内燃烧煤粉而产生的燃烧气体如图1以及图2中用粗线箭头表示的那样从炉膛11的铅垂方向的下侧朝向上侧流动。从锅炉10排出的燃烧气体在通过脱硝装置103和空气预热器104等之后作为处理完的废气向外部排出。
在炉膛11内，铅垂方向的下侧为燃烧气体的流动的“上游侧”，铅垂方向的上侧为燃烧气体的流动的“下游侧”。因此，炉膛出口部110位于燃烧气体的流动的下游侧即铅垂方向的上侧。
在炉膛11的上部连结有沿着与炉膛11交叉(正交)的方向的烟道14。炉膛11中通过燃烧产生的热主要利用基于向炉膛水冷壁的辐射进行的传热来使水加热蒸发，而且利用基于在烟道14的内部设置的过热器或再热器等热交换器(图示省略)进行的热交换来将水蒸气加热到沸点以上并传送到涡轮而供献于发电。
需要说明的是，在以下的说明中，将烟道14延伸的方向设为“深度方向”，将深度方向上的炉膛11侧设为“前侧”，将深度方向上的与炉膛11侧相反的一侧设为“后侧”。并且，将与铅垂方向以及深度方向交叉(正交)的方向设为“宽度方向”(参照图2)。
燃烧装置12具备向炉膛11的内部供给煤粉、一次空气以及燃烧器用二次空气的多个燃烧器2、向炉膛11的内部供给空气供给口用二次空气的多个空气供给口3、对空气供给口用二次空气的流量进行调整的多个二次空气用风门42、在炉膛出口部110的水平截面上的计测区域50(图2中用点划线表示)对气体浓度进行计测的计测部5、具有输出用于对多个二次空气用风门42的各自的开度进行调整的流量控制指令值的电路的控制装置90。
在该燃烧装置12中，将用于使煤粉燃烧的燃烧用的空气分成两阶段供给。即，在锅炉10中，使用在两阶段中使煤粉完全燃烧的两级燃烧方式。
首先，在第一阶段中，使为了使煤粉完全燃烧而需要的理论空气量以下的量的空气从多个燃烧器2作为一次空气以及燃烧器用二次空气向炉膛11的内部供给，在空气不足的状态下使煤粉燃烧。由此，能够将产生的燃烧气体中包含的氮氧化物(NOx)还原成氮，抑制炉膛11内的氮氧化物(NOx)的生成。接着，在第二阶段中，使针对煤粉的完全燃烧而言不足量的空气从多个空气供给口3作为空气供给口用二次空气向炉膛11的内部供给，促进在第一阶段中未燃烧尽而残留的固体状的未燃部分和产生的一氧化碳(CO)等气体状的未燃部分的燃烧。
具体而言，从一次空气风扇43供给并通过空气预热器104预热的一次空气作为煤粉的干燥用以及搬运用而向煤粉机13引导，与煤粉机13中粉碎的煤粉一起从多个燃烧器2向炉膛11内供给。从二次空气风扇46供给并用空气预热器104预热的二次空气(燃烧用空气)的一部分从多个燃烧器2向炉膛11内供给，剩余部分从多个空气供给口3向炉膛11内供给。
通过多个燃烧器2并向炉膛11内供给的燃烧器用二次空气的流量的调整(控制)通过如下方式来进行：按照从控制装置90输出的风门开度控制指令值来调整风门15的开度。通过多个空气供给口3并向炉膛11内供给的空气供给口用二次空气的流量的调整(控制)通过如下方式来进行：按照从控制装置90输出的流量控制指令值来调整二次空气用风门42的开度。
本实施方式的锅炉10是对向燃烧型的锅炉，如图2所示，多个燃烧器2以及多个空气供给口3分开设于在深度方向上相对配置的炉膛11的前壁111以及后壁112。
具体而言，在前壁111以及后壁112中分别设有十二个燃烧器2以及六个空气供给口3。前壁111侧的十二个燃烧器2和后壁112侧的十二个燃烧器2配置于彼此相对的位置，它们的结构相同。同样，关于前壁111侧的六个空气供给口3和后壁112侧的六个空气供给口3，也配置于彼此相对的位置，它们的结构相同。因此，将前壁111侧的燃烧器2以及空气供给口3的结构举例来进行以下说明。
如图3所示，十二个燃烧器2沿着铅垂方向从上侧朝向下侧分开配置于上段、中段、下段这三段。并且，在各段沿着宽度方向并排配置有四个燃烧器2。在以下的说明中，将配置于上段的四个燃烧器2设为“上段燃烧器21”，将配置于中段的四个燃烧器2设为“中段燃烧器22”，将配置于下段的四个燃烧器2设为“下段燃烧器23”。
四个上段燃烧器21与第一煤粉机131连接，四个中段燃烧器22与第二煤粉机132连接，四个下段燃烧器23与第三煤粉机133连接。
第一～第三煤粉机131～133(煤粉机13)例如将煤炭粉碎成粒径几十μm左右的煤粉。第一煤粉机131中生成的煤粉通过在煤粉机13的上部设置的送煤管(图3中用上箭头表示)并由搬运空气向四个上段燃烧器21引导而向炉膛11供给，第二煤粉机132中生成的煤粉通过在煤粉机13的上部设置的送煤管(图3中用上箭头表示)并由搬运空气向四个中段燃烧器22引导而向炉膛11供给，第三煤粉机133中生成的煤粉通过在煤粉机13的上部设置的送煤管(图3中用上箭头表示)并由搬运空气向四个下段燃烧器23引导而向炉膛11供给。
第一～第三煤粉机131～133根据锅炉10的运用状况而运转模式变化，伴随于此，上段燃烧器21、中段燃烧器22以及下段燃烧器23的使用模式(运转模式)变化。例如，在第一～第三煤粉机131～133的所有机器运转的情况下，上段燃烧器21、中段燃烧器22以及下段燃烧器23全部为使用状态，但是在第一煤粉机131以及第三煤粉机133运转而第二煤粉机132备用的情况下，上段燃烧器21以及下段燃烧器23为使用状态，中段燃烧器22为未使用的状态(备用)。
需要说明的是，前壁111侧的燃烧器2的使用模式与后壁112侧的燃烧器2的使用模式不一定需要对称。例如，可以在前壁111侧使用上段燃烧器21以及中段燃烧器22这两段，另一方面在后壁112侧使用上段燃烧器21、中段燃烧器22以及下段燃烧器23这三段全部。
从空气预热器104向各上段燃烧器21传送的一次空气以及燃烧器用二次空气的量基于相对于各上段燃烧器21从第一煤粉机131搬运的煤粉的量来设定。并且，燃烧器用二次空气通过风门15来调整除了从煤粉机13供给的一次空气以外的剩余的空气的流量。
需要说明的是，向炉膛11内供给的二次空气的总流量基于煤粉的量来调整(控制)，该煤粉的量基于锅炉10的负荷来控制。在此，“向炉膛11内供给的燃烧用的空气的总流量”是表示向炉膛11内供给的所有空气(一次空气、以及燃烧器用二次空气及空气供给口用二次空气)的流量。
六个空气供给口3设于炉膛11的前壁111中与十二个燃烧器2相比靠铅垂方向的上侧且与炉膛出口部110的位置相比靠下侧处。即，炉膛出口部110与六个空气供给口3相比位于铅垂方向的上侧。六个空气供给口3具有沿着宽度方向并排配置的四个主口301和在这四个主口301的宽度方向的两侧配置的两个副口302。
需要说明的是，四个主口301的铅垂方向的位置比两个副口302的铅垂方向的位置靠上侧。即，在铅垂方向上，两个副口302位于四个主口301与四个上段燃烧器21之间。关于包括炉膛11的后壁112侧在内的空气供给口3的整体结构，后文叙述。
相对于各空气供给口3从空气预热器104传送的空气供给口用二次空气的量通过二次空气用风门42的开度的增减来调整，由此调整从各空气供给口3向炉膛11的内部供给的空气供给口用二次空气的供给量。
二次空气用风门42具体而言基于从控制装置90传送的对空气供给口用二次空气的流量进行控制的流量控制指令值来调整向各空气供给口3传送的空气供给口用二次空气的流量。该控制指令值为了尽可能减少炉膛11内的未燃部分的残存量而控制为最佳的空气供给口用二次空气的流量，相对于基于向炉膛11内供给的煤粉的流量来设定的空气供给口用二次空气的流量设定值(设计值)，考虑计测部5中计测的气体浓度的值(实际的值)来确定。
如图1以及图3所示，在用于向炉膛11内供给空气供给口用二次空气的流路中设有用于计测基于来自控制装置90的控制指令值的流量是否实际正在流动的空气流量计测器41。
在本实施方式中，计测部5中计测的气体的种类为氧气(O2)，但是用于知晓炉膛11内的燃烧的进行程度的气体的种类并不限于氧气(O2)，也可以为例如二氧化碳(CO2)。然而，在计测部5中计测对燃烧促进有作用的氧气(O2)的浓度容易更直接地掌握炉膛11内的空气的过与不足。
如图1中局部所示，在火力发电设备中设有各种各样的计测端和控制端。例如，计测向煤粉机13供给的煤炭的供给量，同时以向煤粉机13供给规定的煤炭量的方式进行控制的给煤机(图示省略)、对煤粉机13的出口的一次空气温度进行检测的一次空气出口温度计测器44、对煤粉机13的入口的一次空气温度进行检测的一次空气入口温度计测器45等。这些各种计测端和控制端如虚线所示的那样与控制装置90电连接。
该控制装置90包括执行控制的控制电路部、对计测信号和控制信号进行接收发送的接口部、以及短时间存储计测信号的一部分的存储部等。
<O2浓度与未燃部分之间的相关关系>
在此，参照图4并说明炉膛11内的O2浓度与未燃部分之间的相关关系。
图4是表示O2浓度与未燃部分之间的关系的坐标图。
若炉膛11内的O2浓度变高，则促进炉膛11内的燃烧，因此未燃部分变少。在该情况下，O2浓度与未燃部分之间的相关关系并不是图4中用双点划线表示的那种简单的比例关系，在O2浓度较低的区域中，存在O2浓度变高时未燃部分急剧降低这样的特性(图4中用实线表示的曲线)。换言之，O2浓度与未燃部分之间的相关关系处于O2浓度低于规定的值时未燃部分急剧增加的关系。
因此，在O2浓度较低的区域(图4中的P1)以使O2浓度变高的方式调整空气供给口用二次空气的流量或者在O2浓度较高的区域(图4中的P2)以使O2浓度变低的方式调整空气供给口用二次空气的流量时，成为比O2浓度较低的区域中的未燃部分与O2浓度较高的区域中的未燃部分的平均(图4中的P12)更少的未燃部分(图4中的P3)。
因此，若基于该O2浓度与未燃部分之间的相关关系的特性来调整从各空气供给口3供给的空气供给口用二次空气的流量，则能够尽量减少未燃部分。并且，O2浓度在炉膛11内的燃烧气体的混合进展顺利的炉膛出口部110的水平截面上的计测区域50进行计测，因此能够在准确地反映炉膛11内的煤粉的燃烧完结的状态的基础上调整空气供给口用二次空气的流量。
<关于O2浓度的计测方法>
接着，参照图5并说明炉膛出口部110的计测区域50中的O2浓度的计测方法。
图5是表示多个空气供给口3的结构与计测区域50的结构之间的关系、以及计测区域50中的O2浓度的计测方法的示意图。
如图5中用粗线包围表示的那样，在本实施方式中，多个空气供给口3被分成第一组31、第二组32、第三组33以及第四组34这四组。在第一组31、第二组32、第三组33以及第四组34中分别包含两个主口301以及一个副口302，与每组对应地设有空气流量计测器41以及二次空气用风门42。
计测区域50预先分割成与分成四个的各个组建立对应的四个分割区域(第一分割区域51、第二分割区域52、第三分割区域53以及第四分割区域54)。在本实施方式中，通过将矩形状的计测区域50在宽度方向上两等分且在深度方向上两等分而等分成第一分割区域51、第二分割区域52、第三分割区域53以及第四分割区域54这四个矩形状的区域。
第一分割区域51与第一组31建立对应，能够根据在第一分割区域51中计测的O2浓度的值来判定从属于第一组31的空气供给口3实际向炉膛11内供给的空气供给口用二次空气的流量的相对值(大小)。同样，第二分割区域52与第二组32建立对应，第三分割区域53与第三组33建立对应，第四分割区域54与第四组34建立对应。
因此，在本实施方式中，多个空气供给口3的组的数与分割区域的数相同(四个)，各组31～34和分割区域51～54一对一建立对应。
如此，根据在第一分割区域51、第二分割区域52、第三分割区域53以及第四分割区域54中分别实际计测的O2浓度的值来判断哪个分割区域中的O2浓度较高或较低，将属于与各个分割区域51～54建立对应的各组31～34的空气供给口3(主口301以及副口302)供给的空气供给口用二次空气的流量控制为最佳。关于该控制方法，后文叙述。
作为一实施方式，有使用了激光光线的O2浓度的计测。具体而言，计测部5具有发射在计测区域50上交叉的多个激光光线(图5中例如用箭头L1、L2表示)的激光光源5a和接收从激光光源5a发射的激光光线的接收部5b，根据多个激光光线的光路(通过炉膛11内的路径)的透过度来计测光路的O2浓度，应用断层成像(tomography)技术来输出光路的交点(图5中用黑圆点表示)处的O2浓度。
在图5中，以沿着深度方向的激光光线(箭头L1)与沿着宽度方向的激光光线(箭头L2)正交的方式从激光光源5a分别发射激光光线，该交点(黑圆点)为局部的O2浓度的输出点。在本实施方式中，在计测区域50中全部有48个输出点，激光光线的光路的数(激光路径数)有在深度方向上透过的8个路径以及在宽度方向上透过的6个路径，全部14个路径。
如此，通过使用对14个路径的激光光线进行发送接收的激光光源5a以及接收部5b，获得48个输出点处的气体浓度的信息，因此能够高效地进行O2浓度的计测。需要说明的是，不一定必须使用激光光线的交点的输出值来获得气体浓度的信息，也可以直接输出各分割区域51～54的气体浓度。
并且，O2浓度的计测方法不一定必须基于激光，也可以将例如水冷探测器插入炉膛11内来直接对计测区域50上的任意的部位进行计测。然而，使用激光光线的计测方法不用向高温的炉膛11内插入计测器或计测装置而能够进行O2浓度的计测，因此是在耐用性的方面也有利的计测方法。而且，也能够避免灰尘向计测部分的附着等问题，因此是在可靠性的方面也有利的计测方法。即，使用激光光线的计测方法在经济性、耐用性以及可靠性的方面多为有利的情况。
需要说明的是，在图5中，激光光源5a以及接收部5b按照每个激光光线设置，但是不一定必须，对于激光光源5a以及接收部5b的结构并没有特别限制。
并且，作为一实施方式，计测部5中的计测值可以为对在规定的时间内在计测区域50(第一～第四分割区域51～54)内多次计测的O2浓度进行了平均的值。在该情况下，能够将与在一定时间内对各计测点计测一次的情况下的O2浓度的值相比更稳定的值作为计测值使用。
<关于空气供给口用二次空气的流量的控制>
接着，使用图6来说明从多个空气供给口3供给的空气供给口用二次空气的流量的控制。
图6是表示从多个空气供给口3供给的空气供给口用二次空气的流量的控制方法的概念图。
从多个空气供给口3供给的空气供给口用二次空气的流量控制基于来自控制装置90的控制指令值来进行。控制装置90包含计算每组的流量设定值的功能、计算计测区域50的整体中的O2浓度的合计值的功能、计算对计测区域50的整体中的O2浓度进行了平均的值的功能、计算对计测区域50的整体中的O2浓度进行了平均的值与各分割区域51～54中的O2浓度的平均值之间的偏差的功能、针对每组的流量设定值考虑偏差来计算每组的流量控制指令值的功能。
以下，具体地说明各功能。需要说明的是，第一组31、第二组32、第三组33以及第四组34各个中的空气供给口用二次空气的流量的控制方法相同，因此主要将第一组31中的空气供给口用二次空气的流量的控制方法举例来说明。
如图6所示，预先将从多个空气供给口3向炉膛11内供给的空气供给口用二次空气的整体流量设定值向第一除法器D1输入。第一除法器D1将输入的空气供给口用二次空气的整体流量设定值除以组数(本实施方式中为四组)来取得平均值，从而确定第一组流量设定值即与第一组31相对的空气供给口用二次空气的流量设定值。
接着，将第一分割区域51、第二分割区域52、第三分割区域53以及第四分割区域54各个中的O2浓度的平均值(实际的计测值的平均值)向合计值运算器A5输入。合计值运算器A5将输入的第一分割区域51、第二分割区域52、第三分割区域53以及第四分割区域54各个中的O2浓度的平均值相加来计算计测区域50的整体中的O2浓度的合计值。
将算出的计测区域50的整体中的O2浓度的合计值向第五除法器D5输入。第五除法器D5将输入的计测区域50的整体中的O2浓度的合计值除以分割区域的数(本实施方式中为四个区域)来计算对计测区域50的整体中的O2浓度进行平均的值。
然后，将对计测区域50的整体中的O2浓度进行了平均的值以及第一分割区域51中的O2浓度的平均值向第一减法器S1输入。第一减法器S1计算对计测区域50的整体中的O2浓度进行了平均的值与第一分割区域51中的O2浓度的平均值之间的偏差。
由此，能够掌握第一分割区域51中的O2浓度的平均值相对于对计测区域50的整体中的O2浓度进行了平均的值有多高或多低，因此能够判定从属于与第一分割区域51建立对应的第一组31的空气供给口3供给的空气供给口用二次空气的流量较多或较少。
运算部6根据算出的O2浓度的偏差来计算空气供给口用二次空气流量的修改量。具体而言，运算部6在空气供给口用二次空气的流量较多的情况下将与设定值的偏差量设为负的值，在空气供给口用二次空气的流量较少的情况下将与设定值的偏差量设为正的值，将O2浓度的偏差转换成空气流量来计算修改量。
将如此获得的空气供给口用二次空气流量的修改量以及第一组31中的空气供给口用二次空气的流量设定值向第一加法器A1输入。第一加法器A1在第一组流量设定值上加上空气供给口用二次空气流量的修改量并作为第一组31中的空气供给口用二次空气的流量控制指令值来输出。然后，二次空气用风门42基于第一组31中的空气供给口用二次空气的流量控制指令值来调整向属于第一组31的空气供给口3供给的空气供给口用二次空气的流量。
在上述中，说明了与第一组31以及第一分割区域51对应的第一除法器D1、第一减法器S1以及第一加法器A1的功能，关于与第二组32以及第二分割区域52对应的第二除法器D2、第二减法器S2以及第二加法器A2、与第三组33以及第三分割区域53对应的第三除法器D3、第三减法器S3以及第三加法器A3、以及与第四组34以及第四分割区域54对应的第四除法器D4、第四减法器S4以及第四加法器A4，也分别具有同样的功能。
如此，在求取空气供给口用二次空气的流量控制指令值时，只要算出对计测区域50的整体中的O2浓度进行了平均的值与各分割区域51～54中的O2浓度的平均值之间的偏差就足以，因此能够以组为单位进行O2浓度的计测，并且能够以组为单位进行偏差的计算。并且，向炉膛11内供给的空气供给口用二次空气的流量也只要以组为单位进行调整即可。
在炉膛11内，由于燃料(煤粉)的流量分配和空气的流量分配的变动而产生局部的燃烧的变动，成为从最佳的燃烧状态的脱离的主要原因。始终对该燃烧的变动局部地进行修改在变动的检测方面和在空气的最佳分配的调整方面都是极其困难的。
然而，局部的燃烧的变动的总和在将炉膛11内较大地分组的情况下，几乎与各组的变动相当。并且，每组的燃烧的变动比局部的燃烧的变动稳定，因此每组的变动的检测以及每组的空气的分配的调整比较容易。
因此，在本实施方式中，将炉膛11内分组，基于每组的O2浓度的计测值来使空气供给口用二次空气的流量的分配最优化，因此作为最佳进行炉膛11内的未燃部分的抑制的手段，相对于实际运用的锅炉10容易实用化，也关系到锅炉10的效率的提高。
需要说明的是，对计测区域50的整体中的O2浓度进行了平均的值与各分割区域51～54中的O2浓度的平均值之间的偏差通常较小的情况更容易实现炉膛11内的煤粉的燃烧程度的均衡，因此优选以使该偏差接近零的方式对空气供给口用二次空气的流量进行调整。
然而，根据计测区域50的上游侧的燃烧气体的混合状态等，有时也存在燃烧良好地进行而O2浓度下降的那种区域。在这种情况下，不需要向O2浓度下降的区域的空气的过度增加。
如此，在存在计测区域50的上游侧燃烧促进中产生偏差的混合等条件的差的情况下，通过预先在对计测区域50的整体中的O2浓度进行了平均的值与各分割区域51～54中的O2浓度的平均值之间的偏差上设置正或负的偏置值，能够进行与计测区域50的上游侧的条件对应的最佳的空气的分配的调整。
计测区域50的上游侧燃烧促进中产生偏差的混合等条件的差大多因燃烧装置12的负荷或多个燃烧器2中使用的燃烧器2的模式而变化。在此，“多个燃烧器2中使用的燃烧器2的模式”表示如前述那样根据多个煤粉机13的运转状态而处于使用状态的燃烧器2的段变化，因此多个燃烧器2中存在使用模式。
正或负的偏置值在前述的运算部6(第一～第四运算部61～64)中设定。对计测区域50的整体中的O2浓度进行了平均的值与各分割区域51～54中的O2浓度的平均值之间的偏差在加上运算部6中设定的正或负的偏置值的基础上换算成空气供给口用二次空气的流量的修改量之后，向加法器A(第一～第四加法器A1～A4)输入。
具体而言，对于燃烧气体的混合容易顺利进行的区域，通过加上正的偏置值，使在与该区域对应的计测区域中计测的O2浓度的平均值变高，对于燃烧气体的混合难以顺利进行的区域，通过加上负的偏置值，使在与该区域对应的计测区域中计测的O2浓度的平均值变低。
这是因为在燃烧气体的混合以及燃烧顺利进行时O2浓度逐渐下降，在这样的状态下有可能误判断为空气不足。因此，对于燃烧气体的混合以及燃烧容易顺利进行的区域，需要通过加上正的偏置值而正确地判断为空气充足。燃烧气体的混合以及燃烧难以顺利进行的情况正相反。
并且，在本实施方式中，设有在算出的空气供给口用二次空气的流量的修改量过大的情况下实施限制的限制器7(第一～第四限制器71～74)。由此，在基于O2浓度的控制发生异常的情况下，也能够将空气供给口用二次空气的流量控制在规定的合理的范围内，不会给锅炉10造成异常而能够完全地运用。
需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，包括各种各样的变形例。例如，上述的实施方式为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明，并不限定于一定具备说明的所有结构。
在上述的实施方式中，锅炉10是对向燃烧型的锅炉，但是在从规定的位置供给的空气供给口用二次空气的流量的变化与炉膛出口部110的O2浓度的值的变化之间的相关关系清楚的情况下，也可以是回旋燃烧型的锅炉。
在上述的实施方式中，多个空气供给口3分成了四组，计测区域50与空气供给口3的各组建立对应并预先分割成了四个分割区域51～54，但是不一定必须为四个，只要至少多个空气供给口3分成两个以上的组且计测区域50预先分割成与分成的各个组建立对应的多个分割区域即可。
在上述的实施方式中，使用第一分割区域51、第二分割区域52、第三分割区域53以及第四分割区域54各个中的O2浓度的平均值(实际的计测值的平均值)来计算偏差，但是不一定必须为平均值。
标号说明
2 燃烧器
3 空气供给口
5 计测部
5a 激光光源
5b 接收部
11 炉膛
12 燃烧装置
13 煤粉机
31～34 第一～第四组
42 二次空气用风门
50 计测区域
51～54 第一～第四分割区域
90 控制装置
110 炉膛出口部
111、112 前壁、后壁(壁)
131、132、133 第一～第三煤粉机
L1、L2 激光光线。

Claims (10)

1.一种燃烧装置，其特征在于，具备：
多个燃烧器，设于沿着铅垂方向设置的炉膛的壁，向所述炉膛的内部供给燃料、一次空气以及燃烧器用二次空气；
多个空气供给口，设于所述炉膛的壁中比所述多个燃烧器靠铅垂方向的上侧处，向所述炉膛的内部供给空气供给口用二次空气；
多个二次空气用风门，调整所述空气供给口用二次空气的流量；
计测部，在所述炉膛中与所述多个空气供给口相比位于铅垂方向的上侧的炉膛出口部的水平截面上的计测区域对气体浓度进行计测；以及
控制装置，具有输出用于对所述多个二次空气用风门各自的开度进行调整的流量控制指令值的电路，
所述多个空气供给口被分成两个以上的组，
所述计测区域预先分割成与分成的各个组建立对应的多个分割区域，
所述控制装置基于对所述计测区域的整体中的气体浓度进行了平均的值与所述计测区域的各个所述分割区域中的气体浓度的值之间的偏差，来向所述多个二次空气用风门分别输出向属于与各个所述分割区域建立对应的组的所述空气供给口供给的所述空气供给口用二次空气的所述流量控制指令值。
2.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，
所述多个空气供给口被分成四组，
所述计测区域预先分割成与分成的各个组建立对应的四个所述分割区域。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧装置，其特征在于，
所述计测部中计测的气体的种类为氧气。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃烧装置，其特征在于，
所述控制装置以使对所述计测区域的整体中的气体浓度进行了平均的值与各个所述分割区域中的气体浓度的值之间的偏差接近零的方式向所述多个二次空气用风门分别输出所述空气供给口用二次空气的所述流量控制指令值。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的燃烧装置，其特征在于，
在对所述计测区域的整体中的气体浓度进行了平均的值与各个所述分割区域中的气体浓度的值之间的偏差上加上正或负的偏置值。
6.根据权利要求5所述的燃烧装置，其特征在于，
所述正或负的偏置值基于所述燃烧装置的负荷来运算。
7.根据权利要求5或6所述的燃烧装置，其特征在于，
所述正或负的偏置值基于所述多个燃烧器中使用的燃烧器的模式来运算。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的燃烧装置，其特征在于，
在所述计测部中，将对在规定的时间内对所述计测区域进行多次计测得到的气体浓度进行了平均的值设为计测值。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的燃烧装置，其特征在于，
所述计测部具有对在所述计测区域上交叉的多个激光光线进行发送接收的激光光源以及接收部，通过所述多个激光光线的透过度来计测气体浓度，使用断层成像技术来输出所述多个激光光线的交点或所述分割区域中的气体浓度。
10.一种锅炉，其特征在于，具备权利要求1～9中的任一项所述的燃烧装置。
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