JP2014117657A - Control device of coal crusher, and control method thereof - Google Patents

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Masataka Abe
正孝 安部
Kenichi Arima
謙一 有馬
Shinji Matsumoto
慎治 松本
Takuichiro Daimaru
卓一郎 大丸
Takashi Tsutsuba
孝志 筒場
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve responsiveness when increasing a coal production amount in response to a load increase in a generator, regardless of a moisture percentage of coal supplied to a mill.SOLUTION: A control device 50 of a coal crusher is provided in a coal crusher for producing fine powdered coal generated by crushing the coal by the mill to a boiler for generating steam for driving the generator, and controls the temperature of the mill. The control device 50 of the coal crusher comprises: a production coal moisture percentage arithmetic operation part 51 for arithmetically operating a production coal moisture percentage M2 of the produced fine powdered coal from various process values in the mill; a temperature command value correction part 52 for adjusting a mill temperature command value by a state of the production coal moisture percentage M2 by adding a PID output value of the production coal moisture percentage M2 to the mill temperature command value to the mill; and a preceding signal arithmetic operation part 53 for correcting the mill temperature command value by adding a preceding signal S of temperature control determined from the production coal moisture percentage M2 to the mill temperature command value in a load variation in the generator.

Description

本発明は、発電プラントのボイラ等に供給される微粉炭を生成する石炭粉砕装置の制御装置およびその制御方法に関するものである。   The present invention relates to a control device for a coal pulverizer that generates pulverized coal supplied to a boiler or the like of a power plant, and a control method therefor.

石炭焚き火力発電所では、石炭粉砕装置によって石炭を粉砕して微粉炭を生成し、この微粉炭をボイラに供給して効率良く燃焼させている。石炭を粉砕する際に石炭の水分率が高いと、石炭粉砕装置のミル(粉砕部)における粉砕性が低下するとともに、粉砕後に分級器にて所定の粒径以下の微粉炭だけを分級してボイラ側に送り出す際に、微粉炭同士が凝集して粒径が大きくなってしまい、分級器を通過できる大きさを超えるために粉砕部に戻される率が増加する。したがって、微粉炭の出炭量が減少してしまう。   In a coal-fired thermal power plant, coal is pulverized by a coal pulverizer to produce pulverized coal, and the pulverized coal is supplied to a boiler for efficient combustion. If the moisture content of coal is high when pulverizing the coal, the pulverization performance in the mill (pulverization unit) of the coal pulverizer decreases, and after pulverization, only pulverized coal having a predetermined particle size or less is classified by a classifier. When sending out to the boiler side, pulverized coal aggregates and the particle size becomes large, and the rate of returning to the pulverization section increases because it exceeds the size that can pass through the classifier. Therefore, the amount of pulverized coal output decreases.

このため、水分率の高い石炭を給炭する時には、ミルの内部に供給される空気流の温度を昇温することにより、微粉炭の水分を乾燥させてボイラに供給している。一般に、ミルには熱空気を供給する熱空気ダンパと、冷空気(常温の空気)を供給する冷空気ダンパとが設けられており、これらのダンパの開度比によってミル内部温度が調節されている。ミル内部の温度を昇温する場合は熱空気の供給割合を多くする。   For this reason, when supplying coal with a high moisture content, the temperature of the air flow supplied to the inside of the mill is raised to dry the moisture of the pulverized coal and supply it to the boiler. Generally, a mill is provided with a hot air damper that supplies hot air and a cold air damper that supplies cold air (room temperature air). The internal temperature of the mill is adjusted by the opening ratio of these dampers. Yes. When raising the temperature inside the mill, the supply ratio of hot air is increased.

発電機の運転負荷の上昇に伴ってミルへの給炭量C1を増加させる場合に、給炭される石炭の水分率が高いと、ミル内部温度を昇温させたとしても、ミルからの出炭量の増加に応答遅れが生じ、この応答遅れがボイラの蒸気温度や蒸気圧力制御の外乱となって安定した制御を行うことができなかった。   When increasing the coal supply amount C1 to the mill as the operating load of the generator increases, if the moisture content of coal supplied is high, even if the temperature inside the mill is raised, A response delay occurred in the increase in the amount of coal, and this response delay was a disturbance in the steam temperature and steam pressure control of the boiler, and stable control could not be performed.

従来では、このような石炭の水分率に起因する出炭遅れを抑制するべく、特許文献1に記載されているボイラ制御装置のように、ミルの入口空気温度、出口空気温度、ミルケーシング温度、石炭温度、石炭流量、およびミルの入口空気流量等からボイラの入熱と出熱を算出し、これらのバランスから石炭の性状や水分率を計算し、それに見合うように分級器を駆動してミル出口の微粉炭粒度を調整するものがあった。   Conventionally, in order to suppress the coal output delay due to the moisture content of such coal, as in the boiler control device described in Patent Document 1, the inlet air temperature of the mill, the outlet air temperature, the mill casing temperature, The boiler heat input and output heat are calculated from the coal temperature, coal flow rate, mill inlet air flow rate, etc., and the properties and moisture content of the coal are calculated from these balances. Some adjusted the pulverized coal particle size at the outlet.

特許第4374298号公報Japanese Patent No. 4374298

しかしながら、特許文献1に開示されているボイラ制御装置は、あくまでも石炭の性状や水分率に応じて微粉炭粒度を調整するものであるため、発電機の負荷が上昇させる場合には、それに見合う出炭量となるまでに応答の遅れが発生し、発電機の負荷が上昇するまでにタイムラグが発生してしまう問題があった。   However, since the boiler control device disclosed in Patent Document 1 adjusts the pulverized coal particle size according to the properties and moisture content of the coal, when the load on the generator is increased, the boiler control device is appropriate. There was a problem that a response delay occurred before the amount of charcoal was reached, and a time lag occurred before the load on the generator increased.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ミルに給炭される石炭の水分率に拘わらず、発電機の負荷上昇に合わせて出炭量を増加する場合の応答性を改善することのできる石炭粉砕装置の制御装置および制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and improves the responsiveness when increasing the coal output in accordance with the load increase of the generator regardless of the moisture content of the coal supplied to the mill. It is an object of the present invention to provide a control device and a control method for a coal pulverizing apparatus.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係る石炭粉砕装置の制御装置は、ミルにより石炭を粉砕して生成した微粉炭を、発電機を駆動する蒸気を発生させるボイラに出炭する石炭粉砕装置に備えられ、前記ミルの温度を制御する石炭粉砕装置の制御装置であって、前記ミルにおける各種のプロセス値から、出炭される前記微粉炭の出炭水分率を演算する出炭水分率演算部と、前記出炭水分率のPID出力値を補正量として前記ミルへのミル温度指令値に加算することにより、該ミル温度指令値を前記出炭水分率の状態により調整する温度指令値補正部と、前記発電機の負荷変動時に、前記出炭水分率から求めた温度制御の先行信号を前記ミル温度指令値に付加し、該ミル温度指令値を補正する先行信号演算部と、を具備してなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the control device of the coal pulverization apparatus according to the present invention is provided in a coal pulverization apparatus that outputs pulverized coal generated by pulverizing coal by a mill to a boiler that generates steam for driving a generator. A coal pulverization apparatus for controlling the temperature of the coal pulverization apparatus, which calculates a coal moisture content of the pulverized coal to be discharged from various process values in the mill; A temperature command value correction unit that adjusts the mill temperature command value according to the state of the coal output moisture content by adding the PID output value of the moisture content as a correction amount to the mill temperature command value to the mill; and the generator And a preceding signal calculation unit that adds a preceding signal of temperature control obtained from the coal output moisture content to the mill temperature command value and corrects the mill temperature command value when the load changes. And

上記構成によれば、出炭水分率演算部において、ミルから出炭される微粉炭の出炭水分率が演算され、温度指令値補正部において、前記出炭水分率のPID出力値が補正量としてミル温度指令値に加算されて該ミル温度指令値が出炭水分率の状態により調整される。そして、発電機の負荷変動時には、先行信号演算部において、前記出炭水分率から求めた温度制御の先行信号がミル温度指令値に付加され、ミル温度指令値が補正される。   According to the above configuration, the coal output moisture rate calculation unit calculates the coal output moisture rate of pulverized coal discharged from the mill, and the temperature command value correction unit calculates the PID output value of the coal output moisture rate as a correction amount. Is added to the mill temperature command value, and the mill temperature command value is adjusted according to the state of the coal output moisture content. When the load on the generator fluctuates, a preceding signal for temperature control obtained from the coal output moisture content is added to the mill temperature command value in the preceding signal calculation unit, and the mill temperature command value is corrected.

このため、例えばミルに給炭される石炭の水分率が高い時に発電機負荷を高めることになっても、先行信号演算部が温度制御の先行信号をミル温度指令値に付加することにより、実際の出炭タイミングに先行してミル温度が上昇制御され、給炭される石炭および粉砕された微粉炭の乾燥が促進される。したがって、発電機の負荷上昇に合わせて出炭量を増加する場合の応答性を改善することができる。   For this reason, for example, even if the generator load is increased when the moisture content of coal supplied to the mill is high, the preceding signal calculation unit adds the preceding signal of the temperature control to the mill temperature command value. The mill temperature is controlled to rise prior to the coal output timing, and drying of coal to be fed and pulverized pulverized coal is promoted. Therefore, it is possible to improve the responsiveness when increasing the coal output in accordance with the load increase of the generator.

上記構成において、前記先行信号演算部は、前記発電機の負荷変化幅が大きい程、前記先行信号の変化幅を大きくすることが好ましい。   The said structure WHEREIN: It is preferable that the said preceding signal calculating part enlarges the change width of the said preceding signal, so that the load change width of the said generator is large.

また、上記構成において、前記先行信号演算部は、前記発電機の負荷変化率が大きい程、前記先行信号の上げ側変化率を大きく設定することが好ましい。
さらに、上記構成において、前記先行信号演算部は、前記出炭水分率が高くなる程、前記先行信号の変化幅を大きく設定することが好ましい。
Further, in the above configuration, it is preferable that the preceding signal calculation unit sets the increasing rate of increase of the preceding signal as the load change rate of the generator increases.
Furthermore, in the said structure, it is preferable that the said prior | preceding signal calculating part sets the change width of the said prior | preceding signal large, so that the said coal output moisture rate becomes high.

さらにまた、上記構成において、前記先行信号演算部は、前記出炭水分率が高くなる程、前記先行信号の変化率のレートリミットを大きく設定することが好ましい。   Furthermore, in the above-described configuration, it is preferable that the preceding signal calculation unit sets a rate limit of the rate of change of the preceding signal as the coal output moisture ratio increases.

上記の好ましい各設定により、出炭量を増加する際の応答性をより向上させることができる。   With each of the above preferred settings, the responsiveness when increasing the coal output can be further improved.

また、上記構成において、前記出炭水分率は、前記ミルに給炭される石炭の水分率と、前記ミルにおける乾燥効率との相関関係から演算されることが好ましい。   Moreover, the said structure WHEREIN: It is preferable that the said coal output moisture rate is calculated from the correlation of the moisture rate of the coal supplied to the said mill, and the drying efficiency in the said mill.

これにより、ミルから出炭される微粉炭の水分率を正確に算出し、先行信号演算部において演算される先行信号の値を最適化して出炭応答性を向上させることができる。   Thereby, the moisture content of the pulverized coal discharged from the mill can be accurately calculated, and the value of the preceding signal calculated in the preceding signal calculation unit can be optimized to improve the output response.

また、本発明に係る石炭粉砕装置の制御方法は、ミルにより石炭を粉砕して生成した微粉炭を、発電機を駆動する蒸気を発生させるボイラに出炭する石炭粉砕装置に備えられ、前記ミルの温度を制御する石炭粉砕装置の制御方法であって、前記ミルにおける各種のプロセス値から、出炭される前記微粉炭の出炭水分率を演算し、前記出炭水分率のPID出力値を補正量として前記ミルへのミル温度指令値に加算することにより、該ミル温度指令値を前記出炭水分率の状態により調整するとともに、前記発電機の負荷変動時に、前記出炭水分率から求めた温度制御の先行信号を前記ミル温度指令値に付加して該ミル温度指令値を補正することを特徴とする。   Further, the control method of the coal pulverizing apparatus according to the present invention is provided in a coal pulverizing apparatus that outputs pulverized coal generated by pulverizing coal by a mill to a boiler that generates steam for driving a generator, The control method of the coal pulverizing apparatus for controlling the temperature of the coal, calculating the coal moisture content of the pulverized coal from the various process values in the mill, and calculating the PID output value of the coal moisture content By adding to the mill temperature command value to the mill as a correction amount, the mill temperature command value is adjusted according to the state of the coal output moisture rate, and obtained from the coal output moisture rate when the load of the generator changes. A temperature control preceding signal is added to the mill temperature command value to correct the mill temperature command value.

上記制御方法によれば、例えばミルに給炭される石炭の水分率が高い時に発電機負荷を高めることになっても、温度制御の先行信号がミル温度指令値に付加されることにより、実際の出炭タイミングに先行してミル温度が上昇制御され、給炭される石炭および粉砕された微粉炭の乾燥が促進される。したがって、発電機の負荷上昇に合わせて出炭量を増加する場合の応答性を改善することができる。   According to the above control method, for example, even if the generator load is increased when the moisture content of coal supplied to the mill is high, the preceding signal of temperature control is added to the mill temperature command value, The mill temperature is controlled to rise prior to the coal output timing, and drying of coal to be fed and pulverized pulverized coal is promoted. Therefore, it is possible to improve the responsiveness when increasing the coal output in accordance with the load increase of the generator.

以上のように、本発明に係る石炭粉砕装置の制御装置および制御方法によれば、ミルに給炭される石炭の水分率に拘わらず、発電機の負荷上昇に合わせて出炭量を増加する場合の応答性を改善することができる。   As described above, according to the control device and the control method of the coal pulverizer according to the present invention, the coal output is increased in accordance with the load increase of the generator regardless of the moisture content of the coal supplied to the mill. Responsiveness in case can be improved.

本発明を適用可能な石炭粉砕装置の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the coal grinding | pulverization apparatus which can apply this invention. 本発明の一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 出炭水分率を求める制御フロー図である。It is a control flowchart which calculates | requires a coal output moisture rate. 先行信号演算部における先行信号の求め方を示す制御フロー図である。It is a control flowchart which shows how to obtain | require a preceding signal in a preceding signal calculating part.

以下、図1〜図4に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明を適用可能な石炭粉砕装置の一例を示す縦断面図である。この石炭粉砕装置1は、発電プラントのボイラに供給される微粉炭を生成する周知の構成を持つものであり、そのミル(粉砕部)2が中空の円筒形状をなすハウジング(筐体)3を備えている。このハウジング3の天頂中央部から石炭供給管4がハウジング3の内部に鉛直に突入するように装着され、その下端部がハウジング3の内部に開放されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a coal crusher to which the present invention can be applied. The coal pulverizing apparatus 1 has a well-known configuration for generating pulverized coal supplied to a boiler of a power plant, and a mill (grinding part) 2 has a hollow cylindrical housing (housing) 3. I have. A coal supply pipe 4 is mounted so as to vertically enter the inside of the housing 3 from the center of the zenith of the housing 3, and a lower end portion thereof is opened to the inside of the housing 3.

ハウジング3内の下部には、石炭供給管4の開放口に対向して皿状の粉砕テーブル5が配置され、テーブル駆動機構6により回転駆動されるようになっている。そして、この粉砕テーブル5の上面の周縁部に対して離接可能に複数の粉砕ローラ7が配置されている。これらの粉砕ローラ7は支持装置8によって回転自在に支持されるとともに、押圧駆動装置9によって粉砕テーブル5に押し付けられている。   A dish-shaped crushing table 5 is disposed in the lower part of the housing 3 so as to face the opening of the coal supply pipe 4, and is rotated by a table driving mechanism 6. A plurality of crushing rollers 7 are arranged so as to be able to be separated from and contacted with the peripheral edge of the upper surface of the crushing table 5. These crushing rollers 7 are rotatably supported by a support device 8 and are pressed against the crushing table 5 by a pressing drive device 9.

ハウジング3の内部において、石炭供給管4の周囲には遠心式の分級器11が回転自在に軸支され、ハウジング3の上部に設置された分級器駆動装置12によって回転駆動されるようになっている。分級器11の回転速度は後述する制御装置によって制御される。   Inside the housing 3, a centrifugal classifier 11 is rotatably supported around the coal supply pipe 4, and is rotationally driven by a classifier driving device 12 installed at the top of the housing 3. Yes. The rotational speed of the classifier 11 is controlled by a control device described later.

ハウジング3の、粉砕テーブル5よりも低い位置には一次空気供給管13が接続されている。この一次空気供給管13は、図示しない空気供給装置から供給される一次空気をハウジング3内に高速で供給する。この一次空気は、ボイラの排熱等と熱交換されて加熱された熱空気と、常温の冷空気とが所定の割合で混合された熱気であり、図示しない熱空気ダンパと冷空気ダンパの開度比によりハウジング3の内部温度が調整される。   A primary air supply pipe 13 is connected to the housing 3 at a position lower than the crushing table 5. The primary air supply pipe 13 supplies primary air supplied from an air supply device (not shown) into the housing 3 at a high speed. This primary air is hot air in which hot air heated by heat exchange with boiler exhaust heat or the like and cold air at normal temperature are mixed at a predetermined ratio, and the hot air damper and the cold air damper (not shown) are opened. The internal temperature of the housing 3 is adjusted by the degree ratio.

また、ハウジング3の天頂部には出口管15が接続されている。この出口管15は図示しないボイラの火炉(バーナ)に通じている。   An outlet pipe 15 is connected to the zenith portion of the housing 3. The outlet pipe 15 leads to a boiler furnace (burner) (not shown).

石炭供給管4は、図示しない石炭供給装置から粉砕テーブル5の上に石炭を供給する。石炭供給管4には、給炭量C1を計測する流量センサ17と、給炭温度を計測する温度センサ18とが設けられている。
また、一次空気供給管13には、一次空気の流量、即ちミル2の入口空気流量を計測する流量センサ20と、一次空気の温度、即ちミル2の入口空気温度を計測する温度センサ21とが設けられている。
さらに、出口管には、ミル2の出口圧力を計測する圧力センサ23と、ミル2の出口空気温度を計測する温度センサ24と、ミル2と火炉との差圧を計測する圧力センサ25とが設けられている。
The coal supply pipe 4 supplies coal onto the crushing table 5 from a coal supply device (not shown). The coal supply pipe 4 is provided with a flow rate sensor 17 for measuring the coal supply amount C1 and a temperature sensor 18 for measuring the coal supply temperature.
The primary air supply pipe 13 includes a flow rate sensor 20 that measures the flow rate of primary air, that is, the inlet air flow rate of the mill 2, and a temperature sensor 21 that measures the temperature of primary air, that is, the inlet air temperature of the mill 2. Is provided.
Further, the outlet pipe has a pressure sensor 23 for measuring the outlet pressure of the mill 2, a temperature sensor 24 for measuring the outlet air temperature of the mill 2, and a pressure sensor 25 for measuring a differential pressure between the mill 2 and the furnace. Is provided.

このように構成された石炭粉砕装置1において、石炭供給管4から粉砕テーブル5の上に供給された石炭は、粉砕テーブル5の回転に伴う遠心力によって外周側に移動し、粉砕ローラ7と粉砕テーブル5との間に入り込んで粉砕される。この時、粉砕ローラ7は押圧駆動装置9によって粉砕テーブル5側に押圧されているために、粉砕テーブル5の回転に連動して回転する。   In the coal pulverizing apparatus 1 configured as described above, the coal supplied onto the pulverizing table 5 from the coal supply pipe 4 moves to the outer peripheral side by the centrifugal force accompanying the rotation of the pulverizing table 5, and pulverizes with the pulverizing roller 7. It enters the table 5 and is crushed. At this time, since the crushing roller 7 is pressed toward the crushing table 5 by the pressing drive device 9, the crushing roller 7 rotates in conjunction with the rotation of the crushing table 5.

石炭は粉砕ローラ7に粉砕されて微粉炭となり、粉砕テーブル5の下部の一次空気供給管13からミル2(ハウジング3)の内部に高速で流入する一次空気により上方に搬送され、分級器11によって粒度を分級される。そして、所定の粒径以下の微細な粒子のみが空気と共に出口管15からボイラの火炉に供給される。微細な粒子は着火性が良く、ボイラのバーナで効率良く燃焼することができる。一方、粒径の大きな粒子は分級器11の回転羽根ではじかれて粉砕テーブル5上に落下し、再び粉砕ローラ7により粉砕され、粒径をより小さくされて分級器11を経てボイラの火炉に供給される。   The coal is pulverized by the pulverizing roller 7 to become pulverized coal, and is conveyed upward by primary air flowing into the mill 2 (housing 3) from the primary air supply pipe 13 at the lower part of the pulverizing table 5. Particle size is classified. Only fine particles having a predetermined particle diameter or less are supplied together with air from the outlet pipe 15 to the boiler furnace. Fine particles have good ignitability and can be efficiently burned by a boiler burner. On the other hand, particles having a large particle size are repelled by the rotating blades of the classifier 11 and fall on the pulverizing table 5, and are pulverized again by the pulverizing roller 7, and the particle size is further reduced and passed through the classifier 11 to the boiler furnace. Supplied.

一次空気供給管13からミル2の内部に供給される一次空気は、前述のように、高温な熱空気と常温の冷空気とが所定の割合で混合された熱気であるため、ミル2の内部に給炭される石炭と、この石炭が粉砕されて生成された微粉炭とに含有されている水分を乾燥させることができる。石炭および微粉炭の水分率が高くなる程、熱空気ダンパの開度割合が大きくされて一次空気の温度が高くなるように制御される。   As described above, the primary air supplied from the primary air supply pipe 13 to the inside of the mill 2 is hot air in which high-temperature hot air and normal-temperature cold air are mixed at a predetermined ratio. The moisture contained in the coal supplied to the coal and the pulverized coal produced by pulverizing the coal can be dried. As the moisture content of coal and pulverized coal increases, the opening ratio of the hot air damper is increased and the temperature of the primary air is increased.

図2は、本発明の一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
この制御装置50は、ミル2の温度、好ましくは温度センサ24によって計測されるミル2の出口空気温度を制御するものであり、出炭水分率演算部51と、温度指令値補正部52と、先行信号演算部53とを具備して構成されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control device according to an embodiment of the present invention.
The control device 50 controls the temperature of the mill 2, preferably the outlet air temperature of the mill 2 measured by the temperature sensor 24, and includes a coal output moisture rate calculating unit 51, a temperature command value correcting unit 52, And a preceding signal calculation unit 53.

出炭水分率演算部51は、ミル2における各種のプロセス値から、出炭される前記微粉炭の出炭水分率M2を演算する。ここで、各種のプロセス値としては、流量センサ20によって計測されるミル入口空気流量と、温度センサ21によって計測されるミル入口空気温度と、温度センサ24によって計測されるミル出口空気温度と、流量センサ17によって計測される石炭供給管4からの石炭の給炭量C1と、温度センサ18によって計測される給炭温度と、圧力センサ25によって計測されるミル2とボイラの火炉(非図示)との間の差圧と、圧力センサ23によって計測されるミル出口圧力、等を挙げることができる。   The coal output moisture rate calculating unit 51 calculates the coal output moisture rate M2 of the pulverized coal to be output from various process values in the mill 2. Here, various process values include a mill inlet air flow rate measured by the flow sensor 20, a mill inlet air temperature measured by the temperature sensor 21, a mill outlet air temperature measured by the temperature sensor 24, and a flow rate. The coal supply amount C1 from the coal supply pipe 4 measured by the sensor 17, the coal supply temperature measured by the temperature sensor 18, the mill 2 and the boiler furnace (not shown) measured by the pressure sensor 25, And the pressure at the outlet of the mill measured by the pressure sensor 23.

出炭水分率演算部51によって演算された出炭水分率M2は、目標となる出炭水分率設定値との差分55を算定され、この差分55が温度指令値補正部52によって給炭量C1の指令値に対するミル出口空気温度指令値(ミル温度指令値)への補正量となる。なお、関数発生部57において、ミル出口空気温度指令値と給炭量指令値との関係は、図2中のグラフ2Aに示すようになっている。温度指令値補正部52は、演算された出炭水分率M2の差分55のPID出力値を補正量として、関数発生部57において決定された補正前のミル出口空気温度指令値に加算し、これにより出炭水分率M2の状態に応じてミル出口空気温度指令値が補正される。   The coal output moisture rate M2 calculated by the coal output moisture rate calculating unit 51 is calculated as a difference 55 from the target coal output moisture rate setting value, and this difference 55 is calculated by the temperature command value correcting unit 52. This is a correction amount to the mill outlet air temperature command value (mill temperature command value) with respect to the command value. In the function generator 57, the relationship between the mill outlet air temperature command value and the coal feed amount command value is as shown in a graph 2A in FIG. The temperature command value correction unit 52 adds the calculated PID output value of the difference 55 of the coal output moisture content M2 as a correction amount to the uncorrected mill outlet air temperature command value determined by the function generation unit 57. Thus, the mill outlet air temperature command value is corrected according to the state of the coal output moisture content M2.

ところで、出炭水分率M2は、ミル2に給炭される石炭の水分率と、ミル2における乾燥効率ηとの相関関係から設定するのが好ましい。図2に示す出炭水分率演算部51においては、出炭水分率M2を求めるために、図3に示すような制御フローが実行される。   By the way, it is preferable to set the coal output moisture M2 from the correlation between the moisture content of coal fed to the mill 2 and the drying efficiency η in the mill 2. In the coal output moisture rate calculating unit 51 shown in FIG. 2, a control flow as shown in FIG. 3 is executed in order to obtain the coal output moisture rate M2.

即ち、まず出炭量演算部51aにおいて、ミル火炉差圧と、ミル入口空気流量と、ミル出口空気温度と、ミル出口圧力とから、ミル2からの出炭量C2が演算される。要するに、ミル2に流入する空気と、ミル2から流出する空気との差圧から、流通する空気にどれだけの出炭量C2が含まれているかが演算される。   That is, first, the coal output calculation unit 51a calculates the coal output C2 from the mill 2 from the mill furnace differential pressure, the mill inlet air flow rate, the mill outlet air temperature, and the mill outlet pressure. In short, from the differential pressure between the air flowing into the mill 2 and the air flowing out of the mill 2, it is calculated how much the amount of coal output C2 is contained in the flowing air.

次に、給炭水分率演算部51bにおいて給炭水分率M1が演算される。ここでは、火炉内の熱バランス(入熱と出熱の比率)から給炭の水分率が算出するべく、ミル入口空気流量と、ミル入口空気温度と、ミル出口空気温度と、給炭量C1と、給炭温度と、出炭量演算部51aにて演算された出炭量C2と、後述する乾燥効率ηとから給炭水分率M1が演算される。この給炭水分率M1の演算は、ミル2が静定中の条件下で行う必要がある。   Next, the coal supply moisture rate calculating unit 51b calculates the coal supply moisture rate M1. Here, in order to calculate the moisture content of coal supply from the heat balance in the furnace (ratio of heat input to heat output), the mill inlet air flow rate, the mill inlet air temperature, the mill outlet air temperature, and the coal supply amount C1. Then, the coal supply moisture percentage M1 is calculated from the coal supply temperature, the coal output C2 calculated by the coal output calculator 51a, and the drying efficiency η described later. The calculation of the coal supply moisture content M1 needs to be performed under conditions where the mill 2 is stationary.

さらに、乾燥効率テーブル51cにおいて乾燥効率ηが設定される。この乾燥効率テーブル51cは、給炭水分率演算部51bで演算された給炭水分率M1の値と、ミル入口空気流量と、ミル出口空気温度と、給炭量C1とをパラメータにして乾燥効率ηの仮定値が設定される。   Further, the drying efficiency η is set in the drying efficiency table 51c. The drying efficiency table 51c uses the values of the coal feed moisture percentage M1 calculated by the coal feed moisture percentage calculator 51b, the mill inlet air flow rate, the mill outlet air temperature, and the coal feed amount C1 as parameters. An assumed value of η is set.

そして、出炭水分率演算部51において、給炭水分率演算部51bで演算された給炭水分率M1と、乾燥効率テーブル51cで設定された乾燥効率ηの仮定値と、給炭量C1の値とから、出炭水分率M2が演算される。   Then, in the coal output moisture rate calculation unit 51, the coal supply moisture rate M1 calculated by the coal supply moisture rate calculation unit 51b, the assumed value of the drying efficiency η set in the drying efficiency table 51c, and the coal supply amount C1 From the value, the coal output moisture content M2 is calculated.

上記の制御において、乾燥効率テーブル51cで設定された乾燥効率ηの仮定値は、給炭水分率演算部51bに代入されて給炭水分率M1の演算に用いられ、この給炭水分率演算部51bで演算された給炭水分率M1が再び乾燥効率テーブル51cに代入されて乾燥効率ηの仮定値が再設定され…、というルーティンが反復される。この反復演算は、ミル2の入口側の乾燥効率ηと出口側の乾燥効率ηとの差が所定の範囲内に収斂するまで繰り返される。このような反復演算を行うのは、給炭の水分率が定まらないと乾燥効率ηを算出できないためである。   In the above control, the assumed value of the drying efficiency η set in the drying efficiency table 51c is substituted into the coal supply moisture rate calculating unit 51b and used for calculating the coal supply moisture rate M1, and this coal supply moisture rate calculating unit. The routine is repeated in which the coal supply moisture content M1 calculated in 51b is again substituted into the drying efficiency table 51c, and the assumed value of the drying efficiency η is reset. This iterative calculation is repeated until the difference between the drying efficiency η on the inlet side of the mill 2 and the drying efficiency η on the outlet side converges within a predetermined range. Such an iterative calculation is performed because the drying efficiency η cannot be calculated unless the moisture content of the coal supply is determined.

このように、ミル2に給炭される石炭の水分率M1と、ミル2における乾燥効率ηとの相関関係を踏まえて出炭水分率M2を演算することにより、ミル2から出炭される微粉炭の水分率M2を正確に算出することができる。   Thus, by calculating the coal output moisture content M2 based on the correlation between the moisture content M1 of coal supplied to the mill 2 and the drying efficiency η in the mill 2, the fine powder discharged from the mill 2 is calculated. The moisture content M2 of charcoal can be calculated accurately.

ここまでの制御によれば、ミル2に給炭される石炭の水分率M1が高い場合であっても、それに応じてミル2の内部温度が高められ、ミル2内に給炭される石炭および粉砕された微粉炭の乾燥が促進され、発電機の負荷が変動する場合における応答性をある程度まで改善することができる。   According to the control so far, even when the moisture content M1 of the coal fed to the mill 2 is high, the internal temperature of the mill 2 is increased accordingly, and the coal fed into the mill 2 and Drying of the pulverized pulverized coal is promoted, and the responsiveness when the load on the generator fluctuates can be improved to some extent.

さらに、図2に示すように、発電機の負荷が変動する時には、先行信号演算部53において出炭水分率M2から求められた温度制御の先行信号Sが、補正後のミル出口空気温度指令値に付加され、このミル出口空気温度指令値がさらに補正される。先行信号演算部53には、発電機負荷と、発電機負荷指令の変化幅および変化率と、出炭水分率演算部51において演算された出炭水分率M2とが代入され、先行信号Sが演算される。   Further, as shown in FIG. 2, when the load on the generator fluctuates, the preceding signal S of the temperature control obtained from the coal output moisture rate M2 in the preceding signal calculation unit 53 is the corrected mill outlet air temperature command value. The mill outlet air temperature command value is further corrected. The preceding signal calculation unit 53 is assigned the generator load, the change width and rate of change of the generator load command, and the coal output moisture rate M2 calculated by the coal output moisture rate calculation unit 51, and the preceding signal S is substituted. Calculated.

図2中のグラフ2Bに示すように、先行信号演算部53は、発電機の負荷変化幅Haが大きい程、先行信号Sの変化幅Hbを大きく設定する。また、先行信号演算部53は、発電機の負荷変化率Raが大きい程、先行信号Sの上げ側変化率Rbを大きく設定する。つまり、上げ側変化率Rbの傾斜を急角度に設定する。なお、下げ側変化率Rcについては、上げ側変化率Rbのような急角度にする必要は特にない。また、上げ側変化率Rbから下げ側変化率Rcに移行する間には所定の保持時間が設けられる。   As shown in the graph 2B in FIG. 2, the preceding signal calculation unit 53 sets the change width Hb of the preceding signal S to be larger as the load change width Ha of the generator is larger. Further, the preceding signal calculation unit 53 sets the increasing rate of change Rb of the preceding signal S to be larger as the load change rate Ra of the generator is larger. That is, the slope of the raising side change rate Rb is set to a steep angle. Note that the lower side change rate Rc is not particularly required to be a steep angle like the higher side change rate Rb. In addition, a predetermined holding time is provided during the transition from the increase side change rate Rb to the decrease side change rate Rc.

図4は、先行信号演算部53における先行信号Sの求め方を示す制御フロー図である。先行信号演算部53には5つの関数発生部53a〜53eが設けられている。まず、関数発生部53aにおいて、グラフ4Aに示すように、発電機負荷帯(50%,60%,70%…等)に応じて、ベースとなる補正量の曲線が関数として設定される。そして、発電機負荷の上げ幅(負荷変化幅Ha)が大きい程、ミル出口空気温度の上昇幅が大きくなるように先行信号Sの変化幅Hbが大きく設定される。   FIG. 4 is a control flow diagram showing how to obtain the preceding signal S in the preceding signal calculation unit 53. The preceding signal calculation unit 53 is provided with five function generation units 53a to 53e. First, in the function generator 53a, as shown in the graph 4A, a correction amount curve serving as a base is set as a function according to the generator load band (50%, 60%, 70%, etc.). Then, the change width Hb of the preceding signal S is set to be larger so that the increase width of the generator load (load change width Ha) is larger, the increase width of the mill outlet air temperature is larger.

また、関数発生部53bにおいては、グラフ4Bに示すように、発電機の負荷変化率Raが大きくなる程(傾斜が急になる程)、先行信号Sの変化率、特にここでは上げ側変化率Rb(図2参照)が大きくなるように(傾斜が急になるように)演算係数に設定される。   Further, in the function generator 53b, as shown in the graph 4B, as the load change rate Ra of the generator becomes larger (as the slope becomes steeper), the change rate of the preceding signal S, particularly here, the higher side change rate. The calculation coefficient is set so that Rb (see FIG. 2) becomes large (so that the slope becomes steep).

さらに、関数発生部53cにおいては、グラフ4Cに示すように、出炭水分率M2が高くなる程、先行信号Sの変化幅Hbが大きくなるように演算係数が設定される。   Further, in the function generator 53c, as shown in the graph 4C, the calculation coefficient is set so that the change width Hb of the preceding signal S increases as the coal output moisture rate M2 increases.

また、関数発生部53dにおいては、グラフ4Dに示すように、出炭水分率M2が高くなる程、先行信号Sの温度上げ側の変化率のレートリミットが大きく設定され、関数発生部53eにおいては、グラフ4Eに示すように、出炭水分率M2が高くなる程、先行信号Sの温度下げ側の変化率のレートリミットが大きく設定される。   Moreover, in the function generation part 53d, as shown in graph 4D, the rate limit of the rate of change on the temperature raising side of the preceding signal S is set larger as the coal output moisture rate M2 becomes higher. In the function generation part 53e, As shown in the graph 4E, the rate limit of the rate of change on the temperature lowering side of the preceding signal S is set larger as the coal output moisture rate M2 becomes higher.

制御装置50は以上のように構成されている。
上記の説明の通り、この制御装置50は、ミル2における各種のプロセス値から、出炭される微粉炭の出炭水分率M2を演算する出炭水分率演算部51と、この出炭水分率M2のPID出力値を補正量としてミル2へのミル温度指令値に加算することにより、該ミル温度指令値を出炭水分率M2の状態により調整する温度指令値補正部52と、発電機の負荷変動時に、出炭水分率M2から求めた温度制御の先行信号Sをミル温度指令値に付加し、該ミル温度指令値を補正する先行信号演算部53と、を具備している。
The control device 50 is configured as described above.
As described above, the control device 50 includes a coal output moisture rate calculating unit 51 for calculating the coal output moisture rate M2 of the pulverized coal to be output from various process values in the mill 2, and the coal output moisture rate. By adding the PID output value of M2 as a correction amount to the mill temperature command value to the mill 2, the temperature command value correction unit 52 that adjusts the mill temperature command value according to the state of the coal output moisture content M2, and the generator A preceding signal calculation unit 53 that adds a temperature control preceding signal S obtained from the coal output moisture content M2 to the mill temperature command value and corrects the mill temperature command value when the load fluctuates.

そして、発電機の負荷変動時には、先行信号演算部53において、出炭水分率M2から求めた温度制御の先行信号Sがミル温度指令値に付加され、ミル温度指令値が補正される。   When the load on the generator fluctuates, the preceding signal calculation unit 53 adds the temperature control preceding signal S obtained from the coal output moisture content M2 to the mill temperature command value, thereby correcting the mill temperature command value.

このため、例えばミル2に給炭される石炭の水分率が高い時に発電機負荷を高める運転状況になっても、先行信号演算部53が温度制御の先行信号Sをミル温度指令値に付加することにより、実際の出炭タイミングに先行してミル2の出口空気温度が上昇制御され、給炭される石炭および粉砕された微粉炭の乾燥が促進される。したがって、発電機の負荷上昇に合わせて出炭量C2を増加する場合の応答性を飛躍的に改善することができる。   For this reason, for example, even if it becomes the driving | running condition which raises a generator load when the moisture content of the coal supplied to the mill 2 becomes high, the preceding signal calculating part 53 adds the preceding signal S of temperature control to a mill temperature command value. Thus, the outlet air temperature of the mill 2 is controlled to rise prior to the actual coal output timing, and drying of coal to be supplied and pulverized coal is promoted. Therefore, the responsiveness in the case of increasing the coal output C2 in accordance with the load increase of the generator can be dramatically improved.

また、この制御装置50において、先行信号演算部53は、発電機の負荷変化幅Haが大きい程、先行信号Sの変化幅Hbを大きく設定するため、ミル2の出口空気温度の上げ幅を予め大きくすることにより、負荷変化幅Haが大きい場合に、ミル2での乾燥をより早めて出炭量の応答遅れを低減させ、負荷追従性を改善することができる。   In this control device 50, the preceding signal calculation unit 53 sets the change width Hb of the preceding signal S to be larger as the load change width Ha of the generator is larger. By doing this, when the load change width Ha is large, drying in the mill 2 can be further accelerated to reduce a delay in the response of the coal output, and load followability can be improved.

さらに、先行信号演算部53は、発電機の負荷変化幅Haが大きい程、先行信号Sの上げ側変化率を大きく設定するため、負荷変化幅Haに応じて予めミル2の出口空気温度の上げ幅を大きくすることにより、負荷変化幅Haが大きい場合に、ミル2での乾燥をより早めて出炭量の応答遅れを低減させ、負荷追従性を改善することができる。   Furthermore, since the preceding signal calculation unit 53 sets the increasing rate of increase of the preceding signal S as the load change width Ha of the generator increases, the increasing range of the outlet air temperature of the mill 2 in advance according to the load changing width Ha. When the load change width Ha is large, the drying in the mill 2 can be further accelerated to reduce the delay in the response of the coal output, and the load followability can be improved.

また、先行信号演算部53は、出炭水分率M2が高くなる程、先行信号Sの変化幅を大きく設定するため、出炭水分率M2に応じて予めミル2の出口空気温度の上げ幅を大きくし、出炭水分率M2が大きい場合のミル2での乾燥遅れを低減させることにより、出炭量の応答遅れを低減させ、負荷追従性を改善することができる。   Moreover, since the preceding signal calculation part 53 sets the variation | change_range of the preceding signal S so that the coal output moisture rate M2 becomes high, according to the coal output moisture rate M2, the raise range of the exit air temperature of the mill 2 is enlarged beforehand. In addition, by reducing the drying delay in the mill 2 when the coal output moisture content M2 is large, the response delay of the coal output can be reduced and the load followability can be improved.

さらにまた、先行信号演算部53は、出炭水分率M2が高くなる程、先行信号Sの変化率のレートリミットを大きく設定するため、出炭水分率M2に応じて予めミル2の出口空気温度を上げる速度を速め、出炭水分率M2が大きい場合のミル2での乾燥遅れを低減させることにより、出炭量の応答遅れを低減させ、負荷追従性を改善することができる。   Furthermore, since the preceding signal calculation unit 53 sets the rate limit of the rate of change of the preceding signal S as the coal output moisture rate M2 becomes higher, the outlet air temperature of the mill 2 is previously set according to the coal output moisture rate M2. By increasing the speed at which the coal is discharged and reducing the drying delay in the mill 2 when the coal output moisture content M2 is large, the response delay of the coal output can be reduced and the load followability can be improved.

また、この制御装置50において、ミル2から出炭される微粉炭の出炭水分率M2は、ミル2に給炭される石炭の水分率と、ミル2における乾燥効率ηとの相関関係から演算されるため、出炭水分率M2を正確に算出し、先行信号演算部53において演算される先行信号Sの値を最適化して出炭応答性を向上させることができる。   Further, in this control device 50, the coal output moisture rate M2 of the pulverized coal discharged from the mill 2 is calculated from the correlation between the moisture content of the coal supplied to the mill 2 and the drying efficiency η in the mill 2. Therefore, the coal output moisture rate M2 can be accurately calculated, and the value of the preceding signal S calculated by the preceding signal calculating unit 53 can be optimized to improve the coal output responsiveness.

こうして、本発明に係る石炭粉砕装置の制御装置および制御方法によれば、ミル2に給炭される石炭の水分率に拘わらず、発電機の負荷上昇に合わせて出炭量C2を増加する場合の応答性を改善することができる。   Thus, according to the control device and the control method of the coal pulverizer according to the present invention, regardless of the moisture content of the coal supplied to the mill 2, the coal output C2 is increased in accordance with the load increase of the generator. Responsiveness can be improved.

なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。   It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be appropriately modified or improved within a scope not departing from the gist of the present invention. Are also included in the scope of rights of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、先行信号Sによってミル2の出口空気温度が先行調整されるように説明されているが、ミル2の入口空気温度やミル2の入口空気流量を先行調整するようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, it has been described that the outlet air temperature of the mill 2 is adjusted in advance by the preceding signal S, but the inlet air temperature of the mill 2 and the inlet air flow rate of the mill 2 are adjusted in advance. May be.

1 石炭粉砕装置
2 ミル
50 制御装置
51 出炭水分率演算部
52 温度指令値補正部
53 先行信号演算部
Ha 発電機の負荷変化幅
Hb 先行信号の変化幅
M1 給炭水分率
M2 出炭水分率
Ra 発電機の負荷変化率
Rb 先行信号の上げ側変化率
Rc 先行信号の下げ側変化率
S 先行信号
η ミルにおける乾燥効率
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coal crusher 2 Mill 50 Control apparatus 51 Coal discharge moisture rate calculating part 52 Temperature command value correction | amendment part 53 Leading signal calculating part Ha The load change width Hb of a generator M1 Coal feed moisture ratio M2 Ra Generator load change rate Rb Advance signal increase side change rate Rc Advance signal decrease side change rate S Advance signal η Drying efficiency in the mill

Claims (7)

ミルにより石炭を粉砕して生成した微粉炭を、発電機を駆動する蒸気を発生させるボイラに出炭する石炭粉砕装置に備えられ、前記ミルの温度を制御する石炭粉砕装置の制御装置であって、
前記ミルにおける各種のプロセス値から、出炭される前記微粉炭の出炭水分率を演算する出炭水分率演算部と、
前記出炭水分率のPID出力値を補正量として前記ミルへのミル温度指令値に加算することにより、該ミル温度指令値を前記出炭水分率の状態により調整する温度指令値補正部と、
前記発電機の負荷変動時に、前記出炭水分率から求めた温度制御の先行信号を前記ミル温度指令値に付加し、該ミル温度指令値を補正する先行信号演算部と、
を具備してなることを特徴とする石炭粉砕装置の制御装置。
A pulverized coal produced by pulverizing coal with a mill is provided in a coal pulverization device that outputs to a boiler that generates steam for driving a generator, and is a control device for a coal pulverization device that controls the temperature of the mill. ,
From various process values in the mill, a coal output moisture rate calculating unit for calculating the coal output moisture rate of the pulverized coal to be output,
A temperature command value correction unit that adjusts the mill temperature command value according to the state of the coal output moisture rate by adding the PID output value of the coal output moisture rate as a correction amount to the mill temperature command value to the mill;
At the time of load fluctuation of the generator, a preceding signal for temperature control obtained from the coal output moisture content is added to the mill temperature command value, and a preceding signal calculation unit for correcting the mill temperature command value;
The control apparatus of the coal grinding | pulverization apparatus characterized by comprising.
前記先行信号演算部は、前記発電機の負荷変化幅が大きい程、前記先行信号の変化幅を大きく設定することを特徴とする請求項1に記載の石炭粉砕装置の制御装置。   2. The control apparatus for a coal pulverizer according to claim 1, wherein the preceding signal calculation unit sets the change width of the preceding signal to be larger as the load change width of the generator is larger. 前記先行信号演算部は、前記発電機の負荷変化率が大きい程、前記先行信号の上げ側変化率を大きく設定することを特徴とする請求項1または2に記載の石炭粉砕装置の制御装置。   3. The control apparatus for a coal pulverizer according to claim 1, wherein the preceding signal calculation unit sets the increasing rate of change of the preceding signal to be larger as the load change rate of the generator is larger. 前記先行信号演算部は、前記出炭水分率が高くなる程、前記先行信号の変化幅を大きく設定することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の石炭粉砕装置の制御装置。   The control device for a coal pulverizer according to any one of claims 1 to 3, wherein the preceding signal calculation unit sets the change width of the preceding signal to be larger as the coal output moisture ratio becomes higher. 前記先行信号演算部は、前記出炭水分率が高くなる程、前記先行信号の変化率のレートリミットを大きく設定することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の石炭粉砕装置の制御装置。   5. The coal pulverization apparatus according to claim 1, wherein the preceding signal calculation unit sets a rate limit of a rate of change of the preceding signal as the coal output moisture ratio increases. Control device. 前記出炭水分率は、前記ミルに給炭される石炭の水分率と、前記ミルにおける乾燥効率との相関関係から演算されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の石炭粉砕装置の制御装置。   The coal according to any one of claims 1 to 5, wherein the coal output moisture content is calculated from a correlation between a moisture content of coal supplied to the mill and a drying efficiency in the mill. Control device for crushing equipment. ミルにより石炭を粉砕して生成した微粉炭を、発電機を駆動する蒸気を発生させるボイラに出炭する石炭粉砕装置に備えられ、前記ミルの温度を制御する石炭粉砕装置の制御方法であって、
前記ミルにおける各種のプロセス値から、出炭される前記微粉炭の出炭水分率を演算し、
前記出炭水分率のPID出力値を補正量として前記ミルへのミル温度指令値に加算することにより、該ミル温度指令値を前記出炭水分率の状態により調整するとともに、
前記発電機の負荷変動時に、前記出炭水分率から求めた温度制御の先行信号を前記ミル温度指令値に付加して該ミル温度指令値を補正する、
ことを特徴とする石炭粉砕装置の制御方法。
A control method for a coal pulverizer for controlling the temperature of the mill, which is provided in a coal pulverizer that outputs pulverized coal produced by pulverizing coal with a mill to a boiler that generates steam for driving a generator. ,
From various process values in the mill, calculate the coal moisture content of the pulverized coal to be discharged,
By adding the PID output value of the coal output moisture content as a correction amount to the mill temperature command value to the mill, the mill temperature command value is adjusted according to the state of the coal output moisture content,
At the time of load fluctuation of the generator, a preceding signal for temperature control obtained from the coal output moisture content is added to the mill temperature command value to correct the mill temperature command value.
A control method for a coal pulverizer.
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