JP2003090511A - ボイラのｓｏ３抑制式空燃比制御方法 - Google Patents
ボイラのｓｏ３抑制式空燃比制御方法Info
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- JP2003090511A JP2003090511A JP2001281715A JP2001281715A JP2003090511A JP 2003090511 A JP2003090511 A JP 2003090511A JP 2001281715 A JP2001281715 A JP 2001281715A JP 2001281715 A JP2001281715 A JP 2001281715A JP 2003090511 A JP2003090511 A JP 2003090511A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボイラを最適に運転しつつ、ＳＯ3 の発生を
抑制できるボイラのＳＯ 3 抑制式空燃比制御方法を提供
する。 【解決手段】 高イオウ分燃料を使用してボイラ１０を
運転し、そのボイラ１０から排出される排ガス中に含ま
れるＳＯ3 の発生を抑制するボイラのＳＯ3 抑制式空燃
比制御方法において、ボイラ負荷に合わせた供給燃料量
と設定空気量でボイラ１０を運転し、そのボイラ出口の
排ガス中のＳＯ3 濃度を検出し、その検出したＳＯ3 濃
度から予め設定したＳＯ3 濃度に対する空気補正量を求
め、その空気補正量で、設定空気量を補正するようにし
たものである。
抑制できるボイラのＳＯ 3 抑制式空燃比制御方法を提供
する。 【解決手段】 高イオウ分燃料を使用してボイラ１０を
運転し、そのボイラ１０から排出される排ガス中に含ま
れるＳＯ3 の発生を抑制するボイラのＳＯ3 抑制式空燃
比制御方法において、ボイラ負荷に合わせた供給燃料量
と設定空気量でボイラ１０を運転し、そのボイラ出口の
排ガス中のＳＯ3 濃度を検出し、その検出したＳＯ3 濃
度から予め設定したＳＯ3 濃度に対する空気補正量を求
め、その空気補正量で、設定空気量を補正するようにし
たものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高Ｓ分燃料を使用
してボイラを運転したとき排ガス中に高濃度に含まれる
ＳＯ3 を抑制できるボイラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方
法に関するものである。
してボイラを運転したとき排ガス中に高濃度に含まれる
ＳＯ3 を抑制できるボイラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ボイラプラントにおいて、ボイラからの
排ガスは、アンモニア注入設備を備えた脱硝装置、空気
予熱器、電気集塵器、脱硫装置を経て煙突出口から大気
中に放出される。
排ガスは、アンモニア注入設備を備えた脱硝装置、空気
予熱器、電気集塵器、脱硫装置を経て煙突出口から大気
中に放出される。
【０００３】従来、ボイラプラントの運転においては、
ボイラ負荷に応じた燃料流量信号に対して、これを十分
に完全燃焼し得るように予め設定されている燃料流量に
応じた最適空気流量を出力して燃焼している。
ボイラ負荷に応じた燃料流量信号に対して、これを十分
に完全燃焼し得るように予め設定されている燃料流量に
応じた最適空気流量を出力して燃焼している。
【０００４】この空気流量の出力のフィードバック制御
機構として、ボイラ出口に排ガスＯ 2 計を設置してお
り、Ｏ2 濃度について、計測値と設定値との間の偏差を
算出し、負荷変化や燃料の性状に応じて供給空気量を制
御している。
機構として、ボイラ出口に排ガスＯ 2 計を設置してお
り、Ｏ2 濃度について、計測値と設定値との間の偏差を
算出し、負荷変化や燃料の性状に応じて供給空気量を制
御している。
【０００５】この従来の制御を図５により説明する。
【０００６】ボイラでの発電量要求（ＭＷＤ）６０に基
づいて、Ｏ2 設定用の関数発生器６１が、酸素量を設定
し、その設定値が第１差分器６２に入力される。他方、
ボイラ出口の排ガスＯ2 計６３，６３の検出値が平均化
回路６４に入力されてその相加平均値が、第１差分器６
２に入力される。第１差分器６２は、関数発生器６１で
設定された酸素量と平均化回路６４からの相加平均した
酸素量との差分を求め、この値を、高選択器６５を通
じ、負荷変化修正回路６６に入力する。負荷変化修正回
路６６は、入力された値を演算して、その結果を積分器
６７とゲイン設定器６８に出力し、これらを基に総和器
６９が制御量を求め、これを空燃比設定器７０に入力す
る。入力された値より空燃比設定器７０は空燃比を求
め、この空燃比が乗算器７１に出力される。上述した発
電量要求（ＭＷＤ）６０により設定されるボイラ燃焼量
指令（燃料供給量）７２に基づいて、乗算器７１は、空
気量を計算し、ボイラ全空気量制御指令値７３をつくり
出す。
づいて、Ｏ2 設定用の関数発生器６１が、酸素量を設定
し、その設定値が第１差分器６２に入力される。他方、
ボイラ出口の排ガスＯ2 計６３，６３の検出値が平均化
回路６４に入力されてその相加平均値が、第１差分器６
２に入力される。第１差分器６２は、関数発生器６１で
設定された酸素量と平均化回路６４からの相加平均した
酸素量との差分を求め、この値を、高選択器６５を通
じ、負荷変化修正回路６６に入力する。負荷変化修正回
路６６は、入力された値を演算して、その結果を積分器
６７とゲイン設定器６８に出力し、これらを基に総和器
６９が制御量を求め、これを空燃比設定器７０に入力す
る。入力された値より空燃比設定器７０は空燃比を求
め、この空燃比が乗算器７１に出力される。上述した発
電量要求（ＭＷＤ）６０により設定されるボイラ燃焼量
指令（燃料供給量）７２に基づいて、乗算器７１は、空
気量を計算し、ボイラ全空気量制御指令値７３をつくり
出す。
【０００７】このように発電量要求（ＭＷＤ）６０に基
づいた設定酸素量と、排ガスＯ2 計６３，６３で検出し
た未燃酸素量の偏差を求め、その偏差に基づいてフィー
ドバック制御を行うことで、負荷変動や燃料性状の応じ
て最適な空気量で運転することができる。
づいた設定酸素量と、排ガスＯ2 計６３，６３で検出し
た未燃酸素量の偏差を求め、その偏差に基づいてフィー
ドバック制御を行うことで、負荷変動や燃料性状の応じ
て最適な空気量で運転することができる。
【０００８】また、平均化回路６４の相加平均値が、低
選択器７４を通して第２差分器７５に入力されて、第２
差分器７２で、その低選択器７４で選択された酸素量と
最低酸素設定器７５から入力された最低酸素量との差分
が求められ、その差分が高選択器６５に入力されること
で、第１及び第２差分器６２，７６での差分のうち高い
方が負荷修正回路６６に入力されることで、過剰に酸素
量を供給しないような制御がなされる。
選択器７４を通して第２差分器７５に入力されて、第２
差分器７２で、その低選択器７４で選択された酸素量と
最低酸素設定器７５から入力された最低酸素量との差分
が求められ、その差分が高選択器６５に入力されること
で、第１及び第２差分器６２，７６での差分のうち高い
方が負荷修正回路６６に入力されることで、過剰に酸素
量を供給しないような制御がなされる。
【０００９】すなわち、排ガスＯ2 計６３，６３の検出
値で検出される未燃酸素量が多ければ、第１差分器６２
での差分は、少なくなるためボイラ全空気量は抑えられ
ると共に最低酸素供給量を下回らないように制御がなさ
れる。
値で検出される未燃酸素量が多ければ、第１差分器６２
での差分は、少なくなるためボイラ全空気量は抑えられ
ると共に最低酸素供給量を下回らないように制御がなさ
れる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このボイラ
プラントで、高濃度のイオウ分を含む高Ｓ分燃料を使用
して、燃焼したした場合、排ガス中に多量のＳＯ3 が発
生する。
プラントで、高濃度のイオウ分を含む高Ｓ分燃料を使用
して、燃焼したした場合、排ガス中に多量のＳＯ3 が発
生する。
【００１１】排ガス中のＳＯ3 は、ボイラ後流機器の運
転へ悪影響を与えることから、その排出量は極力抑える
ことが望ましい。通常のボイラの後流機器には、脱硝装
置、ＡＨ（空気予熱器）、ＥＰ（電気集塵器）、脱硫装
置等が配置される場合があるが、排ガス温度が酸露点を
下回る箇所では低温腐食の問題、脱硝装置でＮＨ3 が注
入される場合は、下流のＡＨにおける酸性硫安の析出に
よるエレメント閉塞の問題、またガス中ＳＯ3 ミストが
煙突から排出することによる紫煙の問題などが挙げられ
る。
転へ悪影響を与えることから、その排出量は極力抑える
ことが望ましい。通常のボイラの後流機器には、脱硝装
置、ＡＨ（空気予熱器）、ＥＰ（電気集塵器）、脱硫装
置等が配置される場合があるが、排ガス温度が酸露点を
下回る箇所では低温腐食の問題、脱硝装置でＮＨ3 が注
入される場合は、下流のＡＨにおける酸性硫安の析出に
よるエレメント閉塞の問題、またガス中ＳＯ3 ミストが
煙突から排出することによる紫煙の問題などが挙げられ
る。
【００１２】しかしながら、上述した従来の制御では、
ボイラ出口の未燃酸素濃度を検出して最適空気量を制御
しても、ＳＯ3 の発生を抑制することはできない。
ボイラ出口の未燃酸素濃度を検出して最適空気量を制御
しても、ＳＯ3 の発生を抑制することはできない。
【００１３】ボイラでイオウ分を含む燃料を燃焼させた
ときのＳＯ2 からＳＯ3 への酸化機構については、燃焼
火炎中で発生するものと、燃焼排ガスと接触する金属酸
化物によって生成するものの２つに分けられると一般に
いわれている。
ときのＳＯ2 からＳＯ3 への酸化機構については、燃焼
火炎中で発生するものと、燃焼排ガスと接触する金属酸
化物によって生成するものの２つに分けられると一般に
いわれている。
【００１４】このうち、特に前者においては、燃焼空気
量を低減させるとＳＯ3 発生量が少なくなる傾向にあ
る。高Ｓ分燃料を燃焼させた場合の空気比が発生ＳＯ3
に及ぼす影響の例を図４（図４は、A,B,Hedley;J.Inst.
Fuel,April.142(1967)より引用）に示すが、これによれ
ば空気比＝１付近でＳＯ3 生成量が急激に減少してほぼ
ゼロになることが分かる。このことからボイラの低空気
比燃焼ががＳＯ3 の発生抑制に非常に有用な手段である
ことが分かる。
量を低減させるとＳＯ3 発生量が少なくなる傾向にあ
る。高Ｓ分燃料を燃焼させた場合の空気比が発生ＳＯ3
に及ぼす影響の例を図４（図４は、A,B,Hedley;J.Inst.
Fuel,April.142(1967)より引用）に示すが、これによれ
ば空気比＝１付近でＳＯ3 生成量が急激に減少してほぼ
ゼロになることが分かる。このことからボイラの低空気
比燃焼ががＳＯ3 の発生抑制に非常に有用な手段である
ことが分かる。
【００１５】しかし、低空気比とすると、ボイラ内での
燃焼が不完全燃焼となり、ＣＯ濃度が上昇する問題を発
生する。これはボイラの燃焼効率の低下をきたすととも
に高濃度で大気に放出されると周辺への悪影響が避けら
れない。
燃焼が不完全燃焼となり、ＣＯ濃度が上昇する問題を発
生する。これはボイラの燃焼効率の低下をきたすととも
に高濃度で大気に放出されると周辺への悪影響が避けら
れない。
【００１６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、ボイラを最適に運転しつつ、ＳＯ3 の発生を抑制で
きるボイラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方法を提供するこ
とにある。
し、ボイラを最適に運転しつつ、ＳＯ3 の発生を抑制で
きるボイラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方法を提供するこ
とにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、高イオウ分燃料を使用してボイ
ラを運転し、そのボイラから排出される排ガス中に含ま
れるＳＯ3 の発生を抑制するボイラのＳＯ3 抑制式空燃
比制御方法において、ボイラ負荷に合わせた供給燃料量
と設定空気量でボイラを運転し、そのボイラ出口の排ガ
ス中のＳＯ3 濃度を検出し、その検出したＳＯ3 濃度か
ら予め設定したＳＯ3 濃度に対する空気補正量を求め、
その空気補正量で、設定空気量を補正するようにしたボ
イラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方法である。
に、請求項１の発明は、高イオウ分燃料を使用してボイ
ラを運転し、そのボイラから排出される排ガス中に含ま
れるＳＯ3 の発生を抑制するボイラのＳＯ3 抑制式空燃
比制御方法において、ボイラ負荷に合わせた供給燃料量
と設定空気量でボイラを運転し、そのボイラ出口の排ガ
ス中のＳＯ3 濃度を検出し、その検出したＳＯ3 濃度か
ら予め設定したＳＯ3 濃度に対する空気補正量を求め、
その空気補正量で、設定空気量を補正するようにしたボ
イラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方法である。
【００１８】請求項２の発明は、ボイラ出口の排ガス中
のＣＯ濃度を検出し、そのＣＯ濃度を基に上記空気補正
量を調整する請求項１記載のボイラのＳＯ3 抑制式空燃
比制御方法である。
のＣＯ濃度を検出し、そのＣＯ濃度を基に上記空気補正
量を調整する請求項１記載のボイラのＳＯ3 抑制式空燃
比制御方法である。
【００１９】請求項３の発明は、ボイラ出口の排ガス中
の未燃酸素濃度を検出し、その未燃酸素濃度を基に、補
正した設定空気量との偏差を求め、これによりボイラに
供給する空気をフィードバック制御する請求項１記載の
ボイラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方法である。
の未燃酸素濃度を検出し、その未燃酸素濃度を基に、補
正した設定空気量との偏差を求め、これによりボイラに
供給する空気をフィードバック制御する請求項１記載の
ボイラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００２１】先ず、図１によりボイラプラントを説明す
る。
る。
【００２２】図１において、１０はボイラで、バーナ１
１から噴射された重油や微粉炭、オリマルジョン燃料な
どが燃焼される火炉１２と、その火炉１２で発生した燃
焼ガスと熱交換してスチームを発生する過熱器、エコノ
マイザなどの伝熱管１３が配置された後部伝熱部１４か
らなり、そのボイラ１０の後部伝熱部１４から排出され
る排ガスのダクト１５に、脱硝装置１６、空気予熱器１
７、電気集塵器１８、脱硫装置１９、煙突２０が順次接
続されるバーナ１１には、押込通風機２１より空気供給
ライン２２を介し、途中で空気予熱器１７により排ガス
と熱交換して予熱された焼焼用の空気が供給されるよう
になっている。
１から噴射された重油や微粉炭、オリマルジョン燃料な
どが燃焼される火炉１２と、その火炉１２で発生した燃
焼ガスと熱交換してスチームを発生する過熱器、エコノ
マイザなどの伝熱管１３が配置された後部伝熱部１４か
らなり、そのボイラ１０の後部伝熱部１４から排出され
る排ガスのダクト１５に、脱硝装置１６、空気予熱器１
７、電気集塵器１８、脱硫装置１９、煙突２０が順次接
続されるバーナ１１には、押込通風機２１より空気供給
ライン２２を介し、途中で空気予熱器１７により排ガス
と熱交換して予熱された焼焼用の空気が供給されるよう
になっている。
【００２３】ボイラ１０からの排ガスは、脱硝装置１６
で、排ガス中のＮＯｘが脱硝され、空気予熱器１７で燃
焼空気と熱交換して冷却され、電気集塵器１８で除塵さ
れ、脱硫装置１９で、排ガス中のＳＯ2 が除去されて煙
突２０から大気に排出される。
で、排ガス中のＮＯｘが脱硝され、空気予熱器１７で燃
焼空気と熱交換して冷却され、電気集塵器１８で除塵さ
れ、脱硫装置１９で、排ガス中のＳＯ2 が除去されて煙
突２０から大気に排出される。
【００２４】また、排ガス中のＳＯ3 は、脱硝装置１６
内或いはその出口（または空気予熱器１７或いは電気集
塵器１８の入口側）でアンモニア（ＮＨ3 ）を噴射する
ことで、硫安とされ、電気集塵器１８で捕集除去され
る。
内或いはその出口（または空気予熱器１７或いは電気集
塵器１８の入口側）でアンモニア（ＮＨ3 ）を噴射する
ことで、硫安とされ、電気集塵器１８で捕集除去され
る。
【００２５】さて、本発明においては、ボイラ１０の後
部伝熱部１４から脱硝装置１６に至るダクト１５ａに、
排ガス中の酸素濃度を測定するＯ2 分析計２３、一酸化
炭素濃度を検出するＣＯ分析計２４、ＳＯ3 濃度を計測
するＳＯ3 分析計２５が接続され、これらＯ2 ，ＣＯ，
ＳＯ3 の濃度を検出することで、ボイラ負荷に合わせ
て、発生するＳＯ3 を抑制しつつ最適な空気量を制御で
きるようにしたものである。
部伝熱部１４から脱硝装置１６に至るダクト１５ａに、
排ガス中の酸素濃度を測定するＯ2 分析計２３、一酸化
炭素濃度を検出するＣＯ分析計２４、ＳＯ3 濃度を計測
するＳＯ3 分析計２５が接続され、これらＯ2 ，ＣＯ，
ＳＯ3 の濃度を検出することで、ボイラ負荷に合わせ
て、発生するＳＯ3 を抑制しつつ最適な空気量を制御で
きるようにしたものである。
【００２６】この排ガス中の各種ガス成分の分析は、Ｏ
2 分析計２３、ＣＯ分析計２４については、ＪＩＳ化さ
れている機器を用いる。またＳＯ3 分析計２５について
は、本出願人が先に提案した煙道中のＳＯ3 ガスの濃度
算出方法（特願平１１−３７４１０６号）によりリアル
タイムで濃度分析を行う。このＳＯ3 分析法は、排ガス
の一部を、そのまま分光セルに導入し、これを紫外線域
の波長域で、ＳＯ2 等混在した分光スペクトルを求める
と共に予めＳＯ2 等を混在させた既知の濃度のサンプル
ガスの吸光度スペクトルをとり、これを多変量解析によ
りＳＯ3 ガスの検量線を作成しておき、これを基に、計
測した排ガスの吸光度スペクトルから排ガス中のＳＯ3
ガスの濃度を求めるようにしたもので、これにより従来
のように時間遅れなくリアルタイムでＳＯ3 ガスの濃度
分析が行えるようにしたものである。
2 分析計２３、ＣＯ分析計２４については、ＪＩＳ化さ
れている機器を用いる。またＳＯ3 分析計２５について
は、本出願人が先に提案した煙道中のＳＯ3 ガスの濃度
算出方法（特願平１１−３７４１０６号）によりリアル
タイムで濃度分析を行う。このＳＯ3 分析法は、排ガス
の一部を、そのまま分光セルに導入し、これを紫外線域
の波長域で、ＳＯ2 等混在した分光スペクトルを求める
と共に予めＳＯ2 等を混在させた既知の濃度のサンプル
ガスの吸光度スペクトルをとり、これを多変量解析によ
りＳＯ3 ガスの検量線を作成しておき、これを基に、計
測した排ガスの吸光度スペクトルから排ガス中のＳＯ3
ガスの濃度を求めるようにしたもので、これにより従来
のように時間遅れなくリアルタイムでＳＯ3 ガスの濃度
分析が行えるようにしたものである。
【００２７】次に、本発明のボイラのＳＯ3 抑制式空燃
比制御のブロック図を図２により説明する。
比制御のブロック図を図２により説明する。
【００２８】このブロック図は、図５の従来の制御ブロ
ック図に、ＣＯ分析計２４とＳＯ3濃度を計測するＳＯ3
分析計２５の検出値を基に、ボイラでの発電量要求
（ＭＷＤ）３０に基づいて、Ｏ2 設定用の関数発生器３
１で設定される酸素量を補正する回路を加えたものであ
る。
ック図に、ＣＯ分析計２４とＳＯ3濃度を計測するＳＯ3
分析計２５の検出値を基に、ボイラでの発電量要求
（ＭＷＤ）３０に基づいて、Ｏ2 設定用の関数発生器３
１で設定される酸素量を補正する回路を加えたものであ
る。
【００２９】図２において、ボイラ負荷となる発電量要
求（ＭＷＤ）３０に基づいて、Ｏ2設定用の関数発生器
３１が、酸素量を設定し、それを後述する補正用総和器
３２、補正用高選択器３３を介して第１差分器３４に入
力される。
求（ＭＷＤ）３０に基づいて、Ｏ2設定用の関数発生器
３１が、酸素量を設定し、それを後述する補正用総和器
３２、補正用高選択器３３を介して第１差分器３４に入
力される。
【００３０】他方、ボイラ出口の排ガスＯ2 計２１，２
１の検出値が平均化回路３５に入力されてその相加平均
値が、第１差分器３４に入力される。第１差分器３４
は、入力された酸素量と平均化回路３５からの相加平均
した酸素量との差分を求め、この値を、高選択器３６を
通じ、負荷変化修正回路３７に入力する。
１の検出値が平均化回路３５に入力されてその相加平均
値が、第１差分器３４に入力される。第１差分器３４
は、入力された酸素量と平均化回路３５からの相加平均
した酸素量との差分を求め、この値を、高選択器３６を
通じ、負荷変化修正回路３７に入力する。
【００３１】負荷変化修正回路３７は、入力された値を
演算して、その結果を積分器３８とゲイン設定器３９に
出力し、これらを基に総和器４０が、制御量を求めて空
燃比設定器４１に入力する。これにより、空燃比設定器
４１は空燃比を求め、この空燃比が乗算器４２に出力さ
れ、上述した発電量要求（ＭＷＤ）３０により設定され
るボイラ燃焼量指令（燃料供給量）４３に基づいて、乗
算器４２が、空気量を計算し、ボイラ全空気量制御指令
値４４をつくり出すことでフィードバック制御がなされ
る。
演算して、その結果を積分器３８とゲイン設定器３９に
出力し、これらを基に総和器４０が、制御量を求めて空
燃比設定器４１に入力する。これにより、空燃比設定器
４１は空燃比を求め、この空燃比が乗算器４２に出力さ
れ、上述した発電量要求（ＭＷＤ）３０により設定され
るボイラ燃焼量指令（燃料供給量）４３に基づいて、乗
算器４２が、空気量を計算し、ボイラ全空気量制御指令
値４４をつくり出すことでフィードバック制御がなされ
る。
【００３２】また、平均化回路３５の相加平均値が、低
選択器４５を通して第２差分器４６に入力されて、第２
差分器４６で、その低選択器４５で選択された酸素量と
最低酸素設定器４７から入力された最低酸素量との差分
が求められ、その差分が高選択器３６に入力されること
で、第１及び第２差分器３４，４６での差分のうち高い
方が負荷修正回路３７に入力されることで、過剰に酸素
量を供給しないような制御がなされる。
選択器４５を通して第２差分器４６に入力されて、第２
差分器４６で、その低選択器４５で選択された酸素量と
最低酸素設定器４７から入力された最低酸素量との差分
が求められ、その差分が高選択器３６に入力されること
で、第１及び第２差分器３４，４６での差分のうち高い
方が負荷修正回路３７に入力されることで、過剰に酸素
量を供給しないような制御がなされる。
【００３３】さて、ボイラでの発電量要求（ＭＷＤ）３
０は、Ｏ2 設定用の関数発生器３１の他に、最低Ｏ2 設
定用の関数発生器５０とＳＯ3 設定用の関数発生器５１
に入力される。
０は、Ｏ2 設定用の関数発生器３１の他に、最低Ｏ2 設
定用の関数発生器５０とＳＯ3 設定用の関数発生器５１
に入力される。
【００３４】ＳＯ3 分析計２５，２５の検出値は、平均
化回路５２に入力され、平均化回路５２で相加平均がな
されて、第３差分器５３に入力され、その差分器５３
で、ＳＯ3 設定用の関数発生器５１から入力される酸素
量との差分が求められる。
化回路５２に入力され、平均化回路５２で相加平均がな
されて、第３差分器５３に入力され、その差分器５３
で、ＳＯ3 設定用の関数発生器５１から入力される酸素
量との差分が求められる。
【００３５】このＳＯ3 設定用の関数発生器５１での関
数は、図３（ａ）に示したグラフに基づいた関数となっ
ており、発電量要求（ＭＷＤ）の変化に対して、すなわ
ち供給燃料の増減に対して、一定のＳＯ3 濃度となるよ
うにＳＯ3 が設定され、その設定のＳＯ3 濃度と平均化
回路５２で相加平均がなされたＳＯ3 濃度との差分が第
３差分器５３で求められ、その差分が、積分器５４に入
力されると共にその演算結果が、ＳＯ3 補正用の関数発
生器５５に入力される。
数は、図３（ａ）に示したグラフに基づいた関数となっ
ており、発電量要求（ＭＷＤ）の変化に対して、すなわ
ち供給燃料の増減に対して、一定のＳＯ3 濃度となるよ
うにＳＯ3 が設定され、その設定のＳＯ3 濃度と平均化
回路５２で相加平均がなされたＳＯ3 濃度との差分が第
３差分器５３で求められ、その差分が、積分器５４に入
力されると共にその演算結果が、ＳＯ3 補正用の関数発
生器５５に入力される。
【００３６】ＳＯ3 補正用の関数発生器５５での関数
は、図３（ｂ）に示したグラフに基づいた関数となって
おり、積分器５４からのＳＯ3 濃度の差分（ΔＳＯ3 ）
に基づいた空気量（Ｏ2 ）が演算される。この図３
（ｂ）のグラフは、差分（ΔＳＯ3）があるときは、空
気量（Ｏ2 ）を設定値（０）より順次減らすようにし、
差分（ΔＳＯ3 ）が所定値を越えたときは、設定値より
−２．５％減じた値となる空気量（Ｏ2 ）となるように
なっている。
は、図３（ｂ）に示したグラフに基づいた関数となって
おり、積分器５４からのＳＯ3 濃度の差分（ΔＳＯ3 ）
に基づいた空気量（Ｏ2 ）が演算される。この図３
（ｂ）のグラフは、差分（ΔＳＯ3）があるときは、空
気量（Ｏ2 ）を設定値（０）より順次減らすようにし、
差分（ΔＳＯ3 ）が所定値を越えたときは、設定値より
−２．５％減じた値となる空気量（Ｏ2 ）となるように
なっている。
【００３７】ＳＯ3 補正用の関数発生器５５で演算され
た補正空気量は、乗算器５６に入力される。
た補正空気量は、乗算器５６に入力される。
【００３８】他方、ＣＯ分析計２４，２４の検出値は、
平均化回路５７に入力され、平均化回路５７で相加平均
がなされて、ＣＯ補正用関数発生器５８に入力される。
平均化回路５７に入力され、平均化回路５７で相加平均
がなされて、ＣＯ補正用関数発生器５８に入力される。
【００３９】ＣＯ補正用関数発生器５８での関数は、図
３（ｃ）に示したグラフのように、ＣＯ濃度が１００ｐ
ｐｍ以下のときには、ＣＯによる補正係数が１で、１０
０ｐｐｍを越えて１０００ｐｐｍまでは、順次係数が０
となるような関数となっている。
３（ｃ）に示したグラフのように、ＣＯ濃度が１００ｐ
ｐｍ以下のときには、ＣＯによる補正係数が１で、１０
０ｐｐｍを越えて１０００ｐｐｍまでは、順次係数が０
となるような関数となっている。
【００４０】平均化回路５７で相加平均されたＣＯの検
出値は、ＣＯ補正用関数発生器５８に入力され、そのＣ
Ｏ濃度に応じた係数が乗算器５６に入力される。乗算器
５６は、入力された補正空気量に係数を乗じて補正用総
和器３２に出力する。
出値は、ＣＯ補正用関数発生器５８に入力され、そのＣ
Ｏ濃度に応じた係数が乗算器５６に入力される。乗算器
５６は、入力された補正空気量に係数を乗じて補正用総
和器３２に出力する。
【００４１】補正用総和器３２は、Ｏ2 設定用の関数発
生器３１から出力された設定空気量と補正空気量の総
和、すなわち設定空気量から補正空気量を減じて補正用
高選択器３３に出力する。
生器３１から出力された設定空気量と補正空気量の総
和、すなわち設定空気量から補正空気量を減じて補正用
高選択器３３に出力する。
【００４２】補正用高選択器３３では、最低Ｏ2 設定用
の関数発生器５０の最低設定空気量と補正用総和器３２
から入力された空気量を比較していずれか高い方を第１
差分器３４に出力する。
の関数発生器５０の最低設定空気量と補正用総和器３２
から入力された空気量を比較していずれか高い方を第１
差分器３４に出力する。
【００４３】この第１差分器３４に入力された排ガス中
のＳＯ3 ，ＣＯの濃度を加味して補正した設定空気量
は、上述したように未燃酸素の検出値に基づいて最適空
気量のフィードバック制御が行われる。
のＳＯ3 ，ＣＯの濃度を加味して補正した設定空気量
は、上述したように未燃酸素の検出値に基づいて最適空
気量のフィードバック制御が行われる。
【００４４】このように、発生ＳＯ3 濃度を抑制するよ
うに、ボイラへの最適供給空気量を制御することで、従
来の空気量制御に比べて、燃料性状の変化、ボイラ燃焼
状態の変化、経時的な伝熱面の汚れに起因する排ガス中
の、排ガス中のＳＯ3 濃度上昇を抑制することが可能と
なり、これにより、ＳＯ3 が原因で生じるボイラの後流
機器での悪影響（閉塞、低温腐食、紫煙）を抑制し、機
器を長寿命にすることができる。
うに、ボイラへの最適供給空気量を制御することで、従
来の空気量制御に比べて、燃料性状の変化、ボイラ燃焼
状態の変化、経時的な伝熱面の汚れに起因する排ガス中
の、排ガス中のＳＯ3 濃度上昇を抑制することが可能と
なり、これにより、ＳＯ3 が原因で生じるボイラの後流
機器での悪影響（閉塞、低温腐食、紫煙）を抑制し、機
器を長寿命にすることができる。
【００４５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、燃料性状
の違い、経時的なボイラ汚れなどにより、排ガス中のＳ
Ｏ3 分が上昇しても、そのＳＯ3 変化を検出し、これを
基にフィードバック制御により、空気量を適切に制御し
てＳＯ3 の発生を抑制することが可能となる。
の違い、経時的なボイラ汚れなどにより、排ガス中のＳ
Ｏ3 分が上昇しても、そのＳＯ3 変化を検出し、これを
基にフィードバック制御により、空気量を適切に制御し
てＳＯ3 の発生を抑制することが可能となる。
【図１】本発明におけるボイラプラントの概略を示す図
である。
である。
【図２】本発明のボイラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方法
における制御ブロック回路を示す図である。
における制御ブロック回路を示す図である。
【図３】図２における関数発生器の関数の具体例を示す
図である。
図である。
【図４】空気比と発生ＳＯ3 の関係を示す図である。
【図５】従来の制御ブロック回路を示す図である。
１０ ボイラ
２５ ＳＯ3 分析計
３０ 発電量要求（ＭＷＤ）
３１ Ｏ2 設定用の関数発生器
４３ ボイラ燃焼量指令（燃料供給量）
４４ ボイラ全空気量制御指令値
５５ ＳＯ3 補正用の関数発生器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 桑原 幹男
東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島
播磨重工業株式会社東京エンジニアリング
センター内
Ｆターム(参考） 3K065 TA02 TB02 TB05 TB06 TB07
TB08 TB10 TB13 TC01 TD04
TD07 TE01 TN04 TN09 TN12
TN13 TN17
Claims (3)
- 【請求項１】 高イオウ分燃料を使用してボイラを運転
し、そのボイラから排出される排ガス中に含まれるＳＯ
3 の発生を抑制するボイラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方
法において、ボイラ負荷に合わせた供給燃料量と設定空
気量でボイラを運転し、そのボイラ出口の排ガス中のＳ
Ｏ3 濃度を検出し、その検出したＳＯ 3 濃度から予め設
定したＳＯ3 濃度に対する空気補正量を求め、その空気
補正量で、設定空気量を補正することを特徴とするボイ
ラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方法。 - 【請求項２】 ボイラ出口の排ガス中のＣＯ濃度を検出
し、そのＣＯ濃度を基に上記空気補正量を調整する請求
項１記載のボイラのＳＯ3 抑制式空燃比制御方法。 - 【請求項３】 ボイラ出口の排ガス中の未燃酸素濃度を
検出し、その未燃酸素濃度を基に、補正した設定空気量
との偏差を求め、これによりボイラに供給する空気をフ
ィードバック制御する請求項１記載のボイラのＳＯ3 抑
制式空燃比制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001281715A JP4639562B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | ボイラのｓｏ３抑制式空燃比制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001281715A JP4639562B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | ボイラのｓｏ３抑制式空燃比制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003090511A true JP2003090511A (ja) | 2003-03-28 |
| JP4639562B2 JP4639562B2 (ja) | 2011-02-23 |
Family
ID=19105490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001281715A Expired - Lifetime JP4639562B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | ボイラのｓｏ３抑制式空燃比制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4639562B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061106A1 (ja) * | 2005-11-28 | 2007-05-31 | Electric Power Development Co., Ltd. | 酸素燃焼ボイラの燃焼制御方法及び装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09303714A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-28 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ装置及びその運転方法 |
| JPH1114034A (ja) * | 1997-06-18 | 1999-01-22 | Babcock Hitachi Kk | 排ガス処理装置およびその運転方法 |
| JPH1163453A (ja) * | 1997-08-14 | 1999-03-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ごみ焼却炉における燃焼制御方法とその装置 |
-
2001
- 2001-09-17 JP JP2001281715A patent/JP4639562B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09303714A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-28 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ装置及びその運転方法 |
| JPH1114034A (ja) * | 1997-06-18 | 1999-01-22 | Babcock Hitachi Kk | 排ガス処理装置およびその運転方法 |
| JPH1163453A (ja) * | 1997-08-14 | 1999-03-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ごみ焼却炉における燃焼制御方法とその装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061106A1 (ja) * | 2005-11-28 | 2007-05-31 | Electric Power Development Co., Ltd. | 酸素燃焼ボイラの燃焼制御方法及び装置 |
| AU2006316951B2 (en) * | 2005-11-28 | 2010-04-29 | Electric Power Development Co., Ltd. | Combustion control method and device of oxygen combustion boiler |
| AU2006316951C1 (en) * | 2005-11-28 | 2010-09-09 | Electric Power Development Co., Ltd. | Combustion control method and device of oxygen combustion boiler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4639562B2 (ja) | 2011-02-23 |
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