JP2018039009A - 石炭粉砕装置及びその制御装置及び制御方法、並びに石炭焚き火力発電プラント - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転可能に構成されたテーブル12と、テーブル12から供給される石炭を粉砕するためのローラ13と、ローラ13における前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器20と、前記微粉炭を回転分級器20に向けて導く空気流を生成するための空気供給部30と、を備える石炭粉砕装置200。制御装置400が、テーブル12の回転速度、ローラ13のテーブル12への押付け力、または、空気供給部30における空気供給量の少なくとも一つを含む第1パラメータの指令値を生成するための第1指令値生成部と、回転分級器20の回転速度を少なくとも含む第2パラメータの指令値を生成するための第2指令値生成部と、を備える石炭粉砕装置200。
【選択図】図1
Description
回転可能に構成されたテーブルと、前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、を備える石炭粉砕装置のための制御装置であって、
前記テーブルの回転速度、前記ローラの前記テーブルへの押付け力、または、前記空気供給部における空気供給量の少なくとも一つを含む第1パラメータの指令値を生成するための第1指令値生成部と、
前記回転分級器の回転速度を少なくとも含む第2パラメータの指令値を生成するための第2指令値生成部と、
を備え、
前記第1指令値生成部は、少なくとも、前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させる燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第1先行信号に基づいて、前記第1パラメータの指令値を求めるように構成され、
前記第2指令値生成部は、少なくとも前記負荷情報に応じて決定される第2先行信号に基づいて、前記第2パラメータの指令値を求めるように構成される。
そのため、石炭粉砕装置への原料炭の供給量の変化の影響が、石炭粉砕装置からの出炭量の変化として表れるまでにタイムラグ(出炭遅れ)が存在する。
なお、出炭遅れは、石炭粉砕装置のテーブルへの原料炭の供給から回転分級器の入口への微粉炭の到達までの上流側工程における応答遅れと、回転分級器を微粉炭が通過して石炭粉砕装置から出炭されるまでの下流側工程における応答遅れと、に分けて考えることができる。
これにより、燃焼装置の負荷変化に応じて、テーブルの回転速度、ローラの押付け力、または、空気供給量の少なくとも一つを含む第1パラメータを先行して変化させ、テーブルへの原料炭の供給から回転分級器の入口への微粉炭の到達までの上流側工程における応答遅れを改善することができる。
一方、第2指令値生成部では、燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第2先行信号に基づいて第2パラメータの指令値を決定するようになっている。これにより、燃焼装置の負荷変化に応じて、回転分級器の回転速度を含む第2パラメータを先行して変化させ、回転分級器を微粉炭が通過して石炭粉砕装置から出炭されるまでの下流側工程における応答遅れを改善することができる。
こうして、上流側工程における応答遅れと、下流側工程における応答遅れとの両方を改善し、石炭粉砕装置全体としての出炭遅れを効果的に低減することができる。
この点、上記(1)の構成によれば、第2パラメータだけでなく、第1パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
前記第1指令値生成部は、前記第2パラメータの指令値の変化率に基づいて、前記第1先行信号を決定するように構成される。
例えば、分級精度に影響しかねない第2パラメータ(回転分級器の回転速度)の指令値の変化率が大きい場合、このことを踏まえて第1先行信号を比較的大きい値に決定することで、分級精度の確保と出炭遅れの改善とを両立することができる。
前記第1指令値生成部は、前記第1先行信号の変化率が、前記第2パラメータの指令値の変化率に基づいて決定される第1レートリミット以下となるように、前記第1先行信号を決定するように構成される。
前記第2指令値生成部は、前記第1パラメータの指令値の変化率に基づいて、前記第2先行信号を決定するように構成される。
例えば、第1パラメータの先行制御による出炭遅れの改善が十分でない場合、このことを踏まえて第2先行信号を決定することで、出炭遅れの改善効果を十分に得ることができる。
前記第2指令値生成部は、前記第2先行信号の変化率が、前記第1パラメータの指令値の変化率に基づいて決定される第2レートリミット以下となるように、前記第2先行信号を決定するように構成される。
前記燃焼装置は、発電機を駆動するための蒸気タービンに供給される蒸気を生成するためのボイラであって、
前記燃焼装置の前記負荷情報は、前記発電機の負荷、負荷変化率または負荷変化幅の少なくとも一つを含む。
前記第1指令値生成部は、前記負荷情報、および、原料炭の性状に関する原料炭性状情報に応じて前記第1先行信号を求めるように構成される。
この点、上記(7)の構成によれば、負荷情報だけでなく、原料炭性状情報も考慮して第1先行信号を設定するようにしたので、原料炭の性状に応じて適切に第1パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
前記第2指令値生成部は、前記負荷情報、および、原料炭の性状に関する原料炭性状情報に応じて前記第2先行信号を求めるように構成される。
この点、上記(8)の構成によれば、負荷情報だけでなく、原料炭性状情報も考慮して第2先行信号を設定するようにしたので、原料炭の性状に応じて適切に第2パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
前記原料炭性状情報は、前記原料炭の含水率を含む。
この点、上記(9)の構成によれば、原料炭性状情報として原料炭の含水率を用いるようにしたので、原料炭の含水率に応じて適切に第1パラメータまたは第2パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
回転可能に構成されたテーブルと、
前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、
前記ローラを前記テーブルに押し付けるためのアクチュエータと、
前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、
前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、
前記テーブル、前記アクチュエータまたは前記空気供給部の少なくとも一つ、および、前記回転分級器を制御するように構成された、上記(1)〜(9)の何れかの構成の制御装置と、
を備える。
さらに、第2パラメータだけでなく、第1パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
上記(10)の構成の石炭粉砕装置と、
前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させて蒸気を生成するためのボイラと、
前記ボイラからの前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
を備える。
さらに、第2パラメータだけでなく、第1パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
回転可能に構成されたテーブルと、前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、を備える石炭粉砕装置のための制御方法であって、
前記テーブルの回転速度、前記ローラの前記テーブルへの押付け力、または、前記空気供給部における空気供給量の少なくとも一つを含む第1パラメータの指令値を生成する第1指令値生成ステップと、
前記回転分級器の回転速度を少なくとも含む第2パラメータの指令値を生成する第2指令値生成ステップと、
を備え、
前記第1指令値生成ステップでは、少なくとも、前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させる燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第1先行信号に基づいて、前記第1パラメータの指令値を求め、
前記第2指令値生成ステップでは、少なくとも前記負荷情報に応じて決定される第2先行信号に基づいて、前記第2パラメータの指令値を求める。
さらに、第2パラメータだけでなく、第1パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
テーブル12は、テーブル12の下方に位置するテーブル駆動部15によって駆動されて、テーブル12の中心軸C周りに回転するようになっている。テーブル駆動部15は、制御装置400からのテーブル回転数指令に従って回転数が可変に制御されるモータを含んでいてもよい。
一方、ローラ13は、アクチュエータ16によってテーブル12側に押し付けられながら、テーブル駆動部15によって回転駆動されるテーブル12上を転動するように構成されている。アクチュエータ16は、例えば油圧シリンダを用いることができ、制御装置400からのローラ押付け力指令に従って、テーブル12に対するローラ13の押付け力が可変に制御されてもよい。なお、ローラ13は、テーブル12の外周側領域において、テーブル12の周方向にて互いに間隔を空けて複数個(例えば3個)配置されていてもよい。
空気吹出口32は、テーブル12の外周側において互いに間隔を空けて周方向に配列された複数のスロートベーン間に形成される流路であってもよい。
また、空気供給部30は、ファン34からの空気供給量を調節するためのダンパ35をさらに備えていてもよい。この場合、ダンパ35は、制御装置400からの空気供給量指令に従って、空気供給部30における空気供給量を調節するように開度制御されてもよい。
この際、粒度の大きい粒子は、重力の影響により空気流aから逸れて、下方へ落下してテーブル12に戻り、再び粉砕される。
幾つかの実施形態では、図1に示すように、回転分級器20は、微粉炭粒子を分級するための環状回転部22を含む。環状回転部22は、分級器ハウジング21の内部空間において上下方向に沿った回転軸O周りに回転可能に設けられている。環状回転部22は、互いに間隔を空けて周方向に配列された複数の回転フィンを含み、隣り合う回転フィン間の隙間を微粉炭の微粒子が通過可能となっている。
空気流aに随伴されて回転分級器20に向かう微粉炭には、環状回転部22の回転によって旋回が付与される。その結果、気流に随伴される微粉炭粒子には、環状回転部22によって形成される遠心場に起因した半径方向外側に向かう遠心力と、半径方向内側に向かう気流の速度成分に起因した抗力とが作用する。これら遠心力と抗力とが釣り合う粒径が理論分級径である。この理論分級径よりも粒径が大きい粗粒子は、該気流の速度成分に起因した抗力よりも遠心力が大きくなり、環状回転部22の外周側にはじき飛ばされる。一方、理論分級径よりも粒径が小さい微粒子は、遠心力よりも気流から受ける抗力が大きくなるため、気流に同伴されて環状回転部22を通過する。このようにして、環状回転部22において、気流によって搬送されてきた微粉炭粒子が粗粒子と微粒子とに分級されるようになっている。
分級器駆動部24は、制御装置400からの分級器回転数指令に従って回転数が可変に制御されるモータを含んでいてもよい。
さらに、図1に示すように、回転分級器20は、環状回転部22の下方に位置し、環状回転部22を通過しなかった粗大粒子を粉砕機10のテーブル12に戻すためのホッパ25をさらに備えていてもよい。
燃焼装置(ボイラ)300は、石炭粉砕装置200から出炭された石炭の微粒子をバーナ302によって燃焼させて燃焼ガスを生成する火炉301を備える。火炉301内には、熱交換器303が設置されており、該熱交換器303において、火炉301内の燃焼ガスとの熱交換によって蒸気が生成される。
また、蒸気タービン310から流出した蒸気は、復水器330において復水される。そして、給水ポンプ340によって、復水器330で得られた凝縮水(復水)を熱交換器303に再び供給するようになっている。
なお、石炭粉砕装置200は、石炭粉砕装置200の状態を知るための幾つかの計測器を備えており、例えば、入口空気流量計111、入口空気温度計112、出口空気温度計113、給炭量計114、給炭温度計115、火炉差圧計116、または、出口圧力計117の少なくとも一つを備えていてもよい。さらに、発電機320の出力を計測するための電力計(不図示)が設けられており、燃焼装置300(石炭焚き火力発電プラント100)の負荷情報(例えば、負荷変化幅、負荷変化率、負荷等)を取得可能になっていてもよい。
この場合、これらの各種計器による計測結果は、制御装置400に送られて、制御装置400による石炭粉砕装置200の各部の制御に用いられてもよい。
図2は、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。図3は、制御装置400の第1先行信号演算部520Aの構成を示すブロック図である。図4は、制御装置400の第2先行信号演算部620の構成を示すブロック図である。
図2に示す例示的な実施形態では、第1指令値生成部500は、テーブル12の回転速度、ローラ13のテーブル12への押付け力、および、空気供給部30における空気供給量の3種類の第1パラメータの各々について指令値を生成するように構成される。他の実施形態では、第1指令値生成部500は、これら3種類の第1パラメータのうち一部のみについて指令値を生成するように構成される。
図2に示す例示的な実施形態では、加算器530(530A〜530C)において、基本指令値算出部510(510A〜510C)によって得られた第1パラメータの基本指令値、および、第1先行信号演算部520(520A〜520C)によって得られた第1先行信号の和が算出され、加算器530からの出力信号に基づいて第1パラメータの指令値が生成されるようになっている。
この場合、原料炭の水分率に応じて、第1パラメータの指令値の上限値を可変に設定するように構成された関数542からの出力信号に基づいて、第1リミット540が第1パラメータの指令値を前記上限値以下に制限するようになっていてもよい。なお、原料炭の水分率は、前述した各種計器(111〜117)の計測結果に基づく推定により算出してもよい。
同様に、ミル差圧(石炭粉砕装置200の前後差圧)に応じて、第1パラメータの指令値の下限値を可変に設定するように構成された関数552からの出力信号に基づいて、第2リミット550が第1パラメータの指令値を前記上限値以下に制限するようになっていてもよい。
なお、図2に示す例では、第1リミット540及び第2リミット550によるリミット処理をテーブル回転数指令についてのみ行っているが、他の実施形態では、他の第1パラメータ(空気供給量指令またはローラ押付け力指令)についても第1リミット540及び第2リミット550によるリミット処理が行われる。
なお、図2に示す例示的な実施形態では、リミット560によるリミット処理を空気供給量指令およびローラ押付け力指令のみに適用しているが、他の実施形態では、テーブル回転数指令についても、第1リミット540及び第2リミット550に替えて、リミット560によるリミット処理が行われる。
なお、図3には、第1パラメータの一例であるテーブル回転速度の指令値の算出に用いるための第1先行信号を求めるための第1先行信号演算部520Aの構成を示しているが、他の第1パラメータ(空気供給量又はローラ押付け力)についても、図3に示す第1先行信号演算部520Aと同様の構成を有する第1信号演算部(520B,520C)によって、第1先行信号を算出してもよい。
第1基準先行信号算出部700で算出された第1基準先行信号と、演算係数算出部710(710A〜710C)で算出された演算係数とは、乗算器750に入力されて互いに乗算され、乗算器750で求めた積に基づいて第1先行信号が決定されるようになっている。
一方、演算係数算出部710(710A〜710C)が演算係数を算出する際に考慮する負荷情報は、燃焼装置300の負荷、負荷変化率、または、負荷変化幅の少なくとも一つの負荷情報であってもよい。この場合、演算係数算出部710(710A〜710C)は、燃焼装置300の負荷、負荷変化率、負荷変化幅等の負荷情報の増加とともに演算係数が増加するような関数を含んでいてもよい。
図3に示す例示的な実施形態では、第1先行信号演算部520(520A)は、原料炭性状情報の一例である原料炭の水分率に応じた演算係数を算出するための演算係数算出部740をさらに備えており、演算係数算出部740で求めた演算係数を乗算器750に入力するようになっている。これにより、負荷情報だけでなく、原料炭性状情報も考慮して第1先行信号が設定されるので、原料炭の性状に応じて適切に第1パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
図3に示す例示的な実施形態では、第1先行信号演算部520(520A)は、第2パラメータの指令値の変化率(=分級器回転数指令変化率)に基づいて決定される閾値(=第1レートリミット)以下に第1先行信号の変化率を制限するためのレートリミット(760,770)を含んでいる。ここで、レートリミット760は、第1先行信号の正の変化率(=増加速度)を閾値以下に制限するためのものである。一方、レートリミット770は、第1先行信号の負の変化率(=減少速度)を閾値以下に制限するためのものである。
このように、レートリミット(760,770)では、第2パラメータの指令値の変化率(=分級器回転数指令変化率)に応じて可変である閾値以下に第1先行信号の変化率を制限する。そのため、分級精度に影響しかねない第2パラメータ(回転分級器20の回転速度)の指令値の変化率に応じて適切に第1先行信号を決定することができ、分級精度の確保と出炭遅れの改善とを両立することができる。
幾つかの実施形態では、図2に示すように、第2指令値生成部600は、給炭量指令に応じて第2パラメータの基本指令値を算出するための基本指令値算出部610と、燃焼装置300の負荷情報に応じて決定される第2先行信号を算出するための第2先行信号演算部620と、を含む。ここで、基本指令値算出部610は、給炭量指令の増加とともに第2パラメータの基本指令値が増大するような関数を含んでいてもよい。
図2に示す例示的な実施形態では、加算器630において、基本指令値算出部610によって得られた第2パラメータの基本指令値、および、第2先行信号演算部620によって得られた第2先行信号の和が算出され、加算器630からの出力信号に基づいて第2パラメータの指令値が生成されるようになっている。
他の実施形態では、加算器630からの出力信号に対して、リミット640に替えて、図2に示すような第1リミット(上限)540及び第2リミット(下限)550と同様な構成のリミット処理を施すことで、第2パラメータの指令値を所望の範囲内に制限してもよい。この場合、原料炭の水分率に応じて、第2パラメータの指令値の上限値を可変に設定するように構成された関数542からの出力信号に基づいて、第1リミット540が第2パラメータの指令値を前記上限値以下に制限するようになっていてもよい。同様に、ミル差圧(石炭粉砕装置200の前後差圧)に応じて、第2パラメータの指令値の下限値を可変に設定するように構成された関数552からの出力信号に基づいて、第2リミット550が第2パラメータの指令値を前記上限値以下に制限するようになっていてもよい。
変化率演算器680により求めた第2パラメータの指令値の変化率は、例えば、前述した第1先行信号演算部520における第1先行信号の算出に用いられてもよい(図3における関数780への入力信号参照)。
具体的には、第2先行信号演算部620は、給炭量指令値に応じて第2先行信号の基準値(第2基準先行信号)を求めるための第2基準先行信号算出部800と、燃焼装置300(石炭焚き火力発電プラント100)の負荷情報に応じて、第2基準先行信号に対して乗算されるべき演算係数(補正係数)を求めるための演算係数算出部810(810A〜810C)と、を含んでいてもよい。
第2基準先行信号算出部800で算出された第2基準先行信号と、演算係数算出部810(810A〜810C)で算出された演算係数とは、乗算器850に入力されて互いに乗算され、乗算器850で求めた積に基づいて第2先行信号が決定されるようになっている。
一方、演算係数算出部810(810A〜810C)が演算係数を算出する際に考慮する負荷情報は、燃焼装置300の負荷、負荷変化率、または、負荷変化幅の少なくとも一つの負荷情報であってもよい。この場合、負荷情報が燃焼装置300の負荷変化率である場合、演算係数算出部810Aは、燃焼装置300の負荷変化率の増加とともに演算係数が減少するような関数を含んでいてもよい。これに対し、負荷情報が燃焼装置300の負荷変化幅又は負荷である場合、演算係数算出部810(810B,810C)は、燃焼装置300の負荷変化率の増加とともに演算係数が増加するような関数を含んでいてもよい。
図4に示す例示的な実施形態では、第2先行信号演算部620は、原料炭性状情報の一例である原料炭の水分率に応じた演算係数を算出するための演算係数算出部840をさらに備えており、演算係数算出部840で求めた演算係数を乗算器850に入力するようになっている。これにより、負荷情報だけでなく、原料炭性状情報も考慮して第2先行信号が設定されるので、原料炭の性状に応じて適切に第2パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
図4に示す例示的な実施形態では、第2先行信号演算部620は、第1パラメータの指令値の変化率(=テーブル回転速度指令変化率、ローラ押付け力指令変化率、空気供給量指令変化率)に基づいて決定される閾値(=第2レートリミット)以下に第2先行信号の変化率を制限するためのレートリミット(860,870)を含んでいる。ここで、レートリミット860は、第2先行信号の正の変化率(=増加速度)を閾値以下に制限するためのものである。一方、レートリミット870は、第2先行信号の負の変化率(=減少速度)を閾値以下に制限するためのものである。
このように、レートリミット(860,870)では、第1パラメータの指令値の変化率(=テーブル回転速度指令変化率、ローラ押付け力指令変化率、空気供給量指令変化率)に応じて可変である閾値以下に第2先行信号の変化率を制限する。このため、第1パラメータの指令値の変化率が小さくて第1パラメータの先行制御による出炭遅れの改善が十分でない場合であっても、第2レートリミットを適切に調節することで、第2パラメータの先行制御による出炭遅れ改善効果を高めて、石炭粉砕装置200全体としての出炭遅れを十分に抑制できる。
一方、第2指令値生成部600の第2先行信号演算部620では、燃焼装置300の負荷情報に応じて決定される第2先行信号に基づいて第2パラメータの指令値を決定するようになっている。これにより、燃焼装置300の負荷変化に応じて、回転分級器20の回転速度を含む第2パラメータを先行して変化させ、回転分級器20を微粉炭が通過して石炭粉砕装置200から出炭されるまでの下流側工程における応答遅れを改善することができる。
こうして、上流側工程における応答遅れと、下流側工程における応答遅れとの両方を改善し、石炭粉砕装置200全体としての出炭遅れを効果的に低減することができる。
この点、上述の実施形態によれば、第2パラメータだけでなく、第1パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器20における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
なお、図5(a)〜図5(d)の各々について、第1先行信号および第2先行信号による先行制御を行わない場合の各種パラメータの経時変化を左側に示し、第1先行信号および第2先行信号による先行制御を行う場合の各種パラメータの経時変化を中央に示し、負荷変化幅が大きい場合における各種パラメータの経時変化を右側に示している。
このため、図5(a)に示すように、発電機320の負荷指令値の増加に従って石炭粉砕装置200への給炭量を増加させても、石炭粉砕装置200からの出炭量は緩やかにしか増加しない。これは、給炭量の増加に応じて、第1パラメータの指令値(=テーブル回転速度指令、ローラ押付け力指令、空気供給量指令)および第2パラメータの指令値(=分級器回転速度指令)を変化させても、出炭遅れのために、石炭粉砕装置200からの出炭量が即座には追従しないためである。そして、石炭粉砕装置200からの出炭量に応答遅れが生じてしまう結果、図5(d)に示すように、発電機320の負荷も負荷指令値に対して応答遅れが発生してしまう。
このため、図5(a)に示すように、発電機320の負荷指令値の増加に従って石炭粉砕装置200への給炭量を増加させたとき、石炭粉砕装置200からの出炭量の応答遅れ(出炭遅れ)は低減される。そして、石炭粉砕装置200からの出炭量に応答遅れが低減される結果、図5(d)に示すように、発電機320の負荷の負荷指令値に対する応答遅れも低減される。
このため、図5(a)に示すように、発電機320の負荷指令値の増加に従って石炭粉砕装置200への給炭量を増加させたとき、石炭粉砕装置200からの出炭量の応答遅れ(出炭遅れ)は低減される。そして、石炭粉砕装置200からの出炭量に応答遅れが低減される結果、図5(d)に示すように、発電機320の負荷の負荷指令値に対する応答遅れも低減される。
第1先行信号の算出は、図3に示した第1先行信号演算部520を用いて行ってもよい。この場合、第1基準先行信号算出部700により、給炭量指令値に応じて第1先行信号の基準値(第1基準先行信号)を求めるとともに、演算係数算出部710(710A〜710C)により、燃焼装置300(石炭焚き火力発電プラント100)の負荷情報に応じて求めた演算係数(補正係数)を求め、第1基準先行信号と演算係数との積に基づいて第1先行信号を決定してもよい。この際、燃焼装置300の負荷情報に加えて、原料炭の性状に関する原料炭性状情報も考慮して、第1先行信号を求めてもよい。具体的には、原料炭性状情報の一例である原料炭の水分率に応じた演算係数を演算係数算出部740により算出し、第1基準先行信号と、演算係数算出部710(710A〜710C)で求めた演算係数と、演算係数算出部740で求めた演算係数との積に基づいて第1先行信号を決定してもよい。さらに、第1先行信号演算部520において第1先行信号を決定する際、第2パラメータの指令値の変化率を考慮してもよい。具体的には、レートリミット(760,770)により、第2パラメータの指令値の変化率(=分級器回転数指令変化率)に基づいて決定される閾値(=第1レートリミット)以下に第1先行信号の変化率を制限してもよい。
具体的には、基本指令値算出部510(510A〜510C)により、石炭粉砕装置200への給炭量の指令(給炭量指令)に応じて第1パラメータの基本指令値を算出し、該基本指令値に対して、ステップS12で求めた第1先行信号を加算することで、第1パラメータの指令値を算出する。
第2先行信号の算出は、図4に示した第2先行信号演算部620を用いて行ってもよい。この場合、第2基準先行信号算出部800により、給炭量指令値に応じて第2先行信号の基準値(第2基準先行信号)を求めるとともに、演算係数算出部810(810A〜810C)により、燃焼装置300(石炭焚き火力発電プラント100)の負荷情報に応じて求めた演算係数(補正係数)を求め、第2基準先行信号と演算係数との積に基づいて第2先行信号を決定してもよい。この際、燃焼装置300の負荷情報に加えて、原料炭の性状に関する原料炭性状情報も考慮して、第2先行信号を求めてもよい。具体的には、原料炭性状情報の一例である原料炭の水分率に応じた演算係数を演算係数算出部840により算出し、第2基準先行信号と、演算係数算出部810(810A〜810C)で求めた演算係数と、演算係数算出部840で求めた演算係数との積に基づいて第2先行信号を決定してもよい。さらに、第2先行信号演算部620において第2先行信号を決定する際、第1パラメータの指令値の変化率を考慮してもよい。具体的には、レートリミット(860,870)により、第1パラメータの指令値の変化率(=テーブル回転速度指令変化率、ローラ押付け力指令変化率、空気供給量指令変化率)に基づいて決定される閾値(=第2レートリミット)以下に第2先行信号の変化率を制限してもよい。
具体的には、基本指令値算出部610により、石炭粉砕装置200への給炭量の指令(給炭量指令)に応じて第2パラメータの基本指令値を算出し、該基本指令値に対して、ステップS16で求めた第2先行信号を加算することで、第2パラメータの指令値を算出する。
具体的には、第1パラメータの指令値に従って、石炭粉砕装置200のテーブル駆動部15、アクチュエータ16、または、ダンパ35の少なくとも一つを制御する。同様に、第2パラメータの指令値に従って、石炭粉砕装置200の分級器駆動部24を制御する。
さらに、第2パラメータだけでなく、第1パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器20における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
11 粉砕機ハウジング
12 テーブル
13 ローラ
15 テーブル駆動部
16 アクチュエータ
20 回転分級器
21 分級器ハウジング
22 環状回転部
23 環状静止部
24 分級器駆動部
25 ホッパ
30 空気供給部
31 空気吸込口
32 空気吹出口
33 空気室
34 ファン
35 ダンパ
50 供給管
51 排出管
100 石炭焚き火力発電プラント
111 入口空気流量計
112 入口空気温度計
113 出口空気温度計
114 給炭量計
115 給炭温度計
116 火炉差圧計
117 出口圧力計
200 石炭粉砕装置
300 燃焼装置
301 火炉
302 バーナ
303 熱交換器
310 蒸気タービン
320 発電機
330 復水器
340 給水ポンプ
400 制御装置
500 第1指令値生成部
510 基本指令値算出部
520 第1先行信号演算部
600 第2指令値生成部
610 基本指令値算出部
620 第2先行信号演算部
700 第1基準先行信号算出部
710(710A〜710C) 演算係数算出部
800 第2基準先行信号算出部
810(810A〜810C) 演算係数算出部
Claims (10)
- 回転可能に構成されたテーブルと、前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、を備える石炭粉砕装置のための制御装置であって、
前記テーブルの回転速度、前記ローラの前記テーブルへの押付け力、または、前記空気供給部における空気供給量の少なくとも一つを含む第1パラメータの指令値を生成するための第1指令値生成部と、
前記回転分級器の回転速度を少なくとも含む第2パラメータの指令値を生成するための第2指令値生成部と、
を備え、
前記第1指令値生成部は、少なくとも、前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させる燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第1先行信号に基づいて、前記第1パラメータの指令値を求めるように構成され、
前記第2指令値生成部は、少なくとも前記負荷情報に応じて決定される第2先行信号に基づいて、前記第2パラメータの指令値を求めるように構成され、
前記第1指令値生成部又は前記第2指令値生成部は、前記第1パラメータ又は前記第2パラメータの一方の指令値の変化率に基づいて、前記第1パラメータ又は前記第2パラメータの他方の先行信号を決定するように構成された
ことを特徴とする石炭粉砕装置の制御装置。 - 前記第1指令値生成部は、前記第1先行信号の変化率が、前記第2パラメータの指令値の変化率に基づいて決定される第1レートリミット以下となるように、前記第1先行信号を決定するように構成された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。
- 前記第2指令値生成部は、前記第2先行信号の変化率が、前記第1パラメータの指令値の変化率に基づいて決定される第2レートリミット以下となるように、前記第2先行信号を決定するように構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
- 前記燃焼装置は、発電機を駆動するための蒸気タービンに供給される蒸気を生成するためのボイラであって、
前記燃焼装置の前記負荷情報は、前記発電機の負荷、負荷変化率または負荷変化幅の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の石炭粉砕装置の制御装置。 - 前記第1指令値生成部は、前記負荷情報、および、原料炭の性状に関する原料炭性状情報に応じて前記第1先行信号を求めるように構成されたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
- 前記第2指令値生成部は、前記負荷情報、および、原料炭の性状に関する原料炭性状情報に応じて前記第2先行信号を求めるように構成されたことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
- 前記原料炭性状情報は、前記原料炭の含水率を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
- 回転可能に構成されたテーブルと、
前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、
前記ローラを前記テーブルに押し付けるためのアクチュエータと、
前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、
前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、
前記テーブル、前記アクチュエータまたは前記空気供給部の少なくとも一つ、および、前記回転分級器を制御するように構成された、請求項1乃至7の何れか一項に記載の制御装置と、
を備えることを特徴とする石炭粉砕装置。 - 請求項8に記載の石炭粉砕装置と、
前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させて蒸気を生成するためのボイラと、
前記ボイラからの前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
を備えることを特徴とする石炭焚き火力発電プラント。 - 回転可能に構成されたテーブルと、前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、を備える石炭粉砕装置のための制御方法であって、
前記テーブルの回転速度、前記ローラの前記テーブルへの押付け力、または、前記空気供給部における空気供給量の少なくとも一つを含む第1パラメータの指令値を生成する第1指令値生成ステップと、
前記回転分級器の回転速度を少なくとも含む第2パラメータの指令値を生成する第2指令値生成ステップと、
を備え、
前記第1指令値生成ステップでは、少なくとも、前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させる燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第1先行信号に基づいて、前記第1パラメータの指令値を求め、
前記第2指令値生成ステップでは、少なくとも前記負荷情報に応じて決定される第2先行信号に基づいて、前記第2パラメータの指令値を求めるとともに、
前記第1指令値生成ステップ又は前記第2指令値生成ステップでは、前記第1パラメータ又は前記第2パラメータの一方の指令値の変化率に基づいて、前記第1パラメータ又は前記第2パラメータの他方の先行信号を決定する
ことを特徴とする石炭粉砕装置の制御方法。
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