JP2018087649A

JP2018087649A - バーナ制御装置の制御方法及びバーナ制御装置

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Publication number: JP2018087649A
Application number: JP2016230151A
Authority: JP
Inventors: 英憲河田; Hidenori Kawada
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-06-07
Anticipated expiration: 2036-11-28
Also published as: JP6834407B2

Abstract

【課題】火力発電所の運転コストの低減と信頼性の向上を図る。【解決手段】火炉の内壁に周方向に設けられる複数のバーナからなるバーナ群が周方向と直交する方向に複数設けられてなる火炉におけるバーナ制御装置の制御方法であって、各バーナは、メインバーナと、メインバーナに隣接して配置されてメインバーナの点火を補助するイグナイタと、を有して構成され、バーナ制御装置は、第１バーナ群の中の第１メインバーナを点火する際に、第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群においていずれのメインバーナも燃焼していない場合には、第１バーナ群の全てのイグナイタを点火し、第１メインバーナを点火する際に、第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナが燃焼している場合には、第１メインバーナに隣接して配置される第１イグナイタのみを点火する。【選択図】図１Ｃ

Description

本発明は、バーナ制御装置の制御方法及びバーナ制御装置に関する。

電力会社は、原子力発電所や水力発電所、火力発電所などで発電される電力を適切に組み合わせることで、日々、電力需要に応じた電力供給を行っている。

この中で、火力発電所は発電量の増減が比較的容易であるため、日中の電力需要の増加時に発電量を増加させるように運用されている。このため火力発電所では、火炉内で燃料を燃焼させるためのバーナの点火及び消火が日々繰り返されている。

そしてこのような燃料の点火を適切に行うための技術が開発されている（例えば特許文献１参照）。

実開昭６４−５４６５２号公報

一方で、火力発電所は他の発電所に比べて運転コストが高いため、コストの低減が強く求められている。

このため、上述したようなバーナの点火及び消火が繰り返される状況において、運転コストを低減し、しかも故障を起こしにくくするような技術が望まれている。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、火力発電所の運転コストの低減と信頼性の向上を図ることが可能なバーナ制御装置の制御方法及びバーナ制御装置を提供することを一つの目的とする。

一つの側面に係るバーナ制御装置の制御方法は、火炉の内壁に周方向に設けられる複数のバーナからなるバーナ群が、前記周方向と直交する方向に複数設けられてなる前記火炉において前記バーナを制御するバーナ制御装置の制御方法であって、前記各バーナは、メインバーナと、前記メインバーナに隣接して配置されて前記メインバーナの点火を補助するイグナイタと、を有して構成され、前記バーナ制御装置は、第１バーナ群の中の第１メインバーナを点火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナも燃焼していない場合には、前記第１バーナ群の全てのイグナイタを点火し、前記第１メインバーナを点火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナが燃焼している場合には、前記第１メインバーナに隣接して配置される第１イグナイタのみを点火する。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。

本発明によれば、火力発電所の運転コストの低減と信頼性の向上を図ることが可能となる。

本実施形態に係る火炉の構成を示す図である。本実施形態に係る火炉の構成を示す図である。本実施形態に係る火炉の構成を示す図である。本実施形態に係るバーナの構成を示す図である。本実施形態に係るバーナ制御装置の構成を示す図である。本実施形態に係るバーナ制御装置の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態に係るバーナ制御装置の制御方法を示すタイムチャートである。本実施形態に係るバーナ制御装置の制御方法を示すタイムチャートである。本実施形態に係るバーナ制御装置の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態に係るバーナ制御装置の制御方法を示すタイムチャートである。本実施形態に係るバーナ制御装置の制御方法を示すタイムチャートである。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＝火炉＝
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃに、本発明の実施形態に係る火炉５００を示す。本実施形態に係る火炉５００は、火力発電所で稼働するボイラ（不図示）に用いられ、石油を燃料とするコーナファイアリング方式の燃焼炉である。

図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃに示すように、本実施形態に係る火炉５００は角筒形状（四角筒）をしており、火炉５００の内壁に周方向に複数（本実施形態では４つ）のバーナ２００が設けられ、これらの複数のバーナ２００から構成されるバーナ群が、周方向と直交する方向に複数（本実施形態では５つ）設けられている。具体的には、火炉５００の内壁のそれぞれの角部にバーナ２００が多段（本実施形態では５段）に設置されている。もちろん、バーナ２００は火炉５００の内壁の平面部分に設けられていても良い。

そして火炉５００内のバーナ２００から火炎が放射されると、図１Ａ、図１Ｂに示すように、火炉５００内でファイアボール４００が形成されて、火炉５００の上部の排出口からガスが排出される。

なお本実施形態では、火炉５００内のバーナ２００を個々に特定する必要がない場合には、単にバーナ２００と記すが、火炉５００内のバーナ２００を個々に特定する場合には、図１Ｃに示すように、火炉５００の各コーナを特定する記号Ａ〜Ｄと、バーナ２００の高さ方向の設置位置（最上段が１で最下段が５）を特定する１〜５の数字と、を組み合わせることにする。例えば、コーナＡの上から３段目に設置されるバーナ２００は、バーナ２００Ａ３のように記載する。

また図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃに示すように、本実施形態では、火炉５００の４つの壁面が設けられる方向をｘ軸方向及びｙ軸方向とし、鉛直方向をｚ軸方向とする。

＝バーナ＝
バーナ２００は、図２に示すように、メインバーナ２１０と、イグナイタ２２０と、フレームスキャナ２３０とを有して構成される。

メインバーナ２１０は、筒状の噴射ノズルから火炉５００内に燃料を噴射する。

イグナイタ２２０は、メインバーナ２１０に隣接して（本実施形態では下部に）設けられ、メインバーナ２１０の点火及び消火を補助する。イグナイタ２２０も筒状の噴射ノズルから火炉５００内に燃料を噴射する。イグナイタ２２０の点火は、例えば不図示の点火栓のスパークによって行われる。

フレームスキャナ２３０は、メインバーナ２１０の火炎の状態（色や形、温度など）を検出する検出器である。

＝バーナ制御装置＝
火炉５００内の各バーナ２００の点火及び消火は、バーナ制御装置１００によって制御される。

バーナ制御装置１００は、図３に示すように、各フレームスキャナ２３０からの信号（温度や色、画像など）を取得して各メインバーナ２１０の燃焼状態を判別すると共に、手動あるいは他の制御装置から送信される点火信号及び消火信号に応じて各メインバーナ２１０及び各イグナイタ２２０の点火及び消火の制御を行う。

バーナ制御装置１００は、例えばマイクロプロセッサ（不図示）を備えて所定の制御プログラムを実行するコンピュータやシーケンサ、あるいはリレー回路によって制御ロジックが構築された制御装置によって構成される。

バーナ制御装置１００は、上記マイクロプロセッサやリレー回路などによって実現される第１制御部１１０、第２制御部１２０、第３制御部１３０及び第４制御部１４０の各機能ブロックを有している。

詳細は後述するが、第１制御部１１０は、火炉５００内のあるバーナ群の中のメインバーナ２１０、例えば第１バーナ群の中の第１メインバーナ２１０を点火する際に、第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナ２１０も燃焼していない場合には、第１メインバーナ群の全てのイグナイタ２２０を点火する。

また第２制御部１２０は、第１メインバーナ２１０を点火する際に、第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナ２１０が燃焼している場合には、第１メインバーナ２１０に隣接して配置される第１イグナイタ２２０のみを点火する。

第３制御部１３０は、第１バーナ群の中の第１メインバーナ２１０を消火する際に、第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナ２１０も燃焼していない場合には、第１バーナ群の全てのイグナイタ２２０を点火する。

また第４制御部１４０は、第１メインバーナ２１０を消火する際に、第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナ２１０が燃焼している場合には、第１メインバーナ２１０に隣接して配置される第１イグナイタ２２０のみを点火する。

なお、バーナ制御装置１００は、点火済みのメインバーナ２１０をメモリ（不図示）に記憶しておくことによって、現在どのメインバーナ２１０が燃焼中であるかを管理している。あるいは、バーナ制御装置１００は、フレームスキャナ２３０からのデータを参照することで、現在どのメインバーナ２１０が燃焼中であるかを知るようにしても良い。

あるいは、バーナ制御装置１００は、各メインバーナ２１０が燃焼中であるか否かを判別することなく、上記第１制御部１１０、第２制御部１２０、第３制御部１３０、第４制御部１４０の各機能通りに制御が行われるように、各メインバーナ２１０の点火順序及び消火順序がロジックとして予め構築されているようにしても良い。

＝バーナ制御装置の制御方法＝
次に、図４〜図９を参照しながら本実施形態に係るバーナ制御装置１００が実行する制御の流れを説明する。

＜点火制御＞
まず図４に、バーナ制御装置１００が火炉５００内のバーナ２００を点火する際のフローチャートを示す。

図４に示すように、本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、まず上から３段目に設置されているバーナ群の中の４つのバーナ２００Ａ３、バーナ２００Ｂ３、バーナ２００Ｃ３、バーナ２００Ｄ３を順次点火する（S1000、第１ステップ）。これらのバーナ２００Ａ３〜Ｄ３の点火順序については後述する。

続いてバーナ制御装置１００は、上から２段目に設置されているバーナ群の４つのバーナ２００Ａ２〜バーナ２００Ｄ２を順次点火する（S1010、第２ステップ）。

その後バーナ制御装置１００は、同様に、上から４段目に設置されているバーナ群の４つのバーナ２００Ａ４〜バーナ２００Ｄ４（S1020、第３ステップ）、上から１段目に設置されているバーナ群の４つのバーナ２００Ａ１〜バーナ２００Ｄ１（S1030、第４ステップ）、上から５段目に設置されているバーナ群の４つのバーナ２００Ａ５〜バーナ２００Ｄ５（S1040、第５ステップ）を順次点火する。

このように、初めに火炉５００の中段のバーナ２００（本実施形態では３段目）から火炎を放射しておいて、その後１段ずつ上下の段のバーナ２００に点火範囲を広げていくようにすることにより、火炉５００内でのファイアボール４００の形成及び成長を安定化させ、ボイラの運転開始時の失火を防止することが可能となる。

次に、図５及び図６を参照しながら、火炉５００内のバーナ２００の点火方法についてより詳細に説明する。

図５は、上から３段目のバーナ２００Ａ３〜Ｄ３、４段目のバーナ２００Ａ４〜Ｄ４、５段目のバーナ２００Ａ５〜Ｄ５の各点火シーケンスをまとめて示す図である。また図６は、上から２段目のバーナ２００Ａ２〜Ｄ２、１段目のバーナ２００Ａ１〜Ｄ１の各点火シーケンスをまとめて示す図である。

上述したように、本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、まず上から３段目のバーナ群のバーナ２００の点火を行う（第１ステップ）。

この時バーナ制御装置１００は、図５に示すように、まずＴ１のタイミングで、火炉５００内の同一のバーナ群内で対向する位置に設置されるコーナＡ及びコーナＣに設置されている一組のメインバーナ２１０Ａ３、Ｃ３を点火する。つまりメインバーナ２１０Ａ３、Ｃ３から燃料を噴射する。

そしてこのときバーナ制御装置１００は、イグナイタ２２０Ａ３、Ｃ３を点火する(図５の（＊１）、（＊３）)。イグナイタ２２０Ａ３、Ｃ３の点火は、上述したように、燃料の噴射と共に不図示の点火栓からスパークを発生させることにより行われる。

このようにして、イグナイタ２２０Ａ３、Ｃ３の火炎が種火となり、メインバーナ２００Ａ３、Ｃ３から噴射される燃料が燃焼し、メインバーナ２００Ａ３、Ｃ３が点火する。

そしてこのとき本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、図５の（＊２）（＊４）に示すように、メインバーナ２１０Ａ３、Ｃ３を点火する際に、イグナイタ２２０Ｂ３、Ｄ３も点火するようにしている。つまりバーナ制御装置１００は、上から３段目のバーナ群に属する全てのイグナイタ２２０Ａ３〜Ｄ３を点火する。

このような態様によって、メインバーナ２１０Ａ３、Ｃ３から火炉５００内に広範囲に飛散する燃料が、メインバーナ２１０Ａ３、Ｃ３の下部に設けられるイグナイタ２２０Ａ３、Ｃ３だけでなく、イグナイタ２２０Ｂ３、Ｄ３から放射される火炎によっても燃焼されるようにできるため、火炉５００内のファイアボール４００の早期形成を助け、メインバーナ２１０Ａ３、Ｃ３の失火を防ぐと共に、燃料の無駄（未燃焼燃料）も減らすことができ、効率的に点火を行うことが可能となる。

その後、バーナ制御装置１００は、所定時間経過後に、Ｔ２のタイミングでコーナＢ及びコーナＤに設置されている一組のメインバーナ２１０Ｂ３、Ｄ３から燃料を噴射する。イグナイタ２２０Ａ３〜Ｄ３は、そのまま継続して燃焼する（図５の（＊５）〜（＊８））。

そしてバーナ制御装置１００は、所定時間経過後、Ｔ３のタイミングでイグナイタ２２０Ａ３〜Ｄ３から燃料の噴射を停止して、イグナイタ２２０Ａ３〜Ｄ３を消火する。これにより、バーナ制御装置１００は上から３段目のバーナ群のバーナ２００の点火を完了する。

次にバーナ制御装置１００は、上から２段目のバーナ群のバーナ２００の点火を行う（第２ステップ）。

この時バーナ制御装置１００は、図６に示すように、Ｔ４のタイミングで、火炉５００内の同一のバーナ群内で対向する位置に設置されるコーナＡ及びコーナＣに設置されている一組のメインバーナ２１０Ａ２、Ｃ２を点火する。つまりメインバーナ２１０Ａ２、Ｃ２から燃料を噴射する。

そしてこのときバーナ制御装置１００は、イグナイタ２２０Ａ２、Ｃ２を点火する(図５の（＊９）、（＊１１）)。イグナイタ２２０Ａ２、Ｃ２の点火は、３段目のときと同様に、燃料の噴射と共に不図示の点火栓からスパークを発生させることにより行われる。

このようにして、イグナイタ２２０Ａ２、Ｃ２の火炎が種火となり、メインバーナ２００Ａ２、Ｃ２から噴射される燃料が燃焼する。

そしてこのときバーナ制御装置１００は、３段目のときとは異なり、図６の（＊１０）（＊１２）に示すように、メインバーナ２１０Ａ２、Ｃ２を点火する際には、イグナイタ２２０Ｂ２、Ｄ２は点火しない。つまり、バーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０Ａ２の下部に設けられるイグナイタ２２０Ａ２、及びメインバーナ２１０Ｃ２の下部に設けられるイグナイタ２２０Ｃ２のみを点火する。

この場合、メインバーナ２１０Ａ２、Ｃ２からは火炉５００内に広範囲に燃料が飛散するが、既に下層の３段目のメインバーナ２１０Ａ３〜Ｄ３が燃焼しているため、メインバーナ２１０Ａ２、Ｃ２から火炉５００内に飛散した燃料は、メインバーナ２１０Ａ２、Ｃ２の下部に設けられるイグナイタ２２０Ａ２、Ｃ２だけでなく、３段目のメインバーナ２１０Ａ３〜Ｄ３から放射される火炎によっても燃焼されるようにできる。

このような態様によって、２段目のイグナイタ２２０Ｂ２、Ｄ２から燃料を噴射する必要がなくなるため、燃料の無駄をなくし、火力発電所の運転コストを低下させることが可能となる。またイグナイタ２２０Ｂ２、Ｄ２の作動時間が減少するため、イグナイタ２２０Ｂ２、Ｄ２の故障頻度が減少する。そしてそのためイグナイタ２２０Ｂ２、Ｄ２の高信頼化、長寿命化を図ることが可能となる。

その後、バーナ制御装置１００は、所定時間経過後に、Ｔ５のタイミングでコーナＢ及びコーナＤに設置されている一組のメインバーナ２１０Ｂ２、Ｄ２から燃料を噴射する。そしてバーナ制御装置１００は、このタイミングでイグナイタ２２０Ａ２、Ｃ２を消火し（図６の（＊１３）、（＊１５））、イグナイタ２２０Ｂ２、Ｄ２の点火を行う（図６の（＊１４）、（＊１６））。つまり、バーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０Ｂ２の下部に設けられるイグナイタ２２０Ｂ２、及びメインバーナ２１０Ｄ２の下部に設けられるイグナイタ２２０Ｄ２のみを点火する。このような態様によって、２段目のイグナイタ２２０Ａ２、Ｃ２から燃料を噴射する必要がなくなるため、燃料の無駄をなくし、火力発電所の運転コストを低下させることが可能となる。

そしてバーナ制御装置１００は、所定時間経過後、Ｔ６のタイミングでイグナイタ２２０Ｂ２、Ｄ２から燃料の噴射を停止して、イグナイタ２２０Ａ２〜Ｄ２を消火する。このようにしてバーナ制御装置１００は２段目のバーナ群のバーナ２００の点火を完了する。

このように、本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、上から３段目のバーナ２００Ａ３〜Ｄ３の点火を行う際には（第１ステップ）、３段目の全てのイグナイタ２２０Ａ３〜Ｄ３を点火するが、上から２段目のバーナ群のバーナ２００Ａ２〜Ｄ２の点火を行う際には（第２ステップ）、点火するメインバーナ２１０の下部に設けられるイグナイタ２２０のみを点火する。

つまり、本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０を点火する際に、そのメインバーナ２１０が属する段（第１の段）よりも下層の段の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナ２１０も燃焼していない場合には、この第１の段に属する全てのイグナイタ２２０を点火するが、第１の段よりも下層の段の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナ２１０が燃焼中である場合には、点火するメインバーナ２１０の下部に設けられるイグナイタ２２０のみを点火する。

このような態様によって、イグナイタ２２０による燃料消費量を減らすことができ、火力発電所の運転コストを低下させることが可能となる。またイグナイタ２２０の作動時間が減少するため、イグナイタ２２０の故障頻度を減少させることが可能となる。そしてそのためイグナイタ２２０の高信頼化、及び長寿命化を図ることが可能となる。

その後バーナ制御装置１００は、図４〜図６のタイムチャートに同様に従って、上から４段目に設置されている４つのバーナ２００Ａ４〜Ｄ４（S1020、第３ステップ）、上から１段目に設置されている４つのバーナ２００Ａ１〜Ｄ１（S1030、第４ステップ）、上から５段目に設置されている４つのバーナ２００Ａ５〜Ｄ５（S1040、第５ステップ）を順次点火する。

＜消火制御＞
つぎに、図７に、バーナ制御装置１００が火炉５００内のバーナ２００を消火する際のフローチャートを示す。

図７に示すように、本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、点火の時とは逆順に各段のバーナ群のバーナ２００を消火していく。

つまりまず上から５段目に設置されているバーナ群の４つのバーナ２００Ａ５〜Ｄ５を順次消火する（S2000、第６ステップ）。これらのバーナ２００Ａ５〜Ｄ５の消火順序については後述する。

続いてバーナ制御装置１００は、上から１段目に設置されているバーナ群の４つのバーナ２００Ａ１〜バーナ２００Ｄ１を順次消火する（S2010、第７ステップ）。

その後バーナ制御装置１００は、同様に、上から４段目に設置されているバーナ群の４つのバーナ２００Ａ４〜バーナ２００Ｄ４（S2020、第８ステップ）、上から２段目に設置されているバーナ群の４つのバーナ２００Ａ２〜バーナ２００Ｄ２（S2030、第９ステップ）、上から３段目に設置されているバーナ群の４つのバーナ２００Ａ３〜バーナ２００Ｄ３（S2040、第１０ステップ）を順次消火する。

このように、火炉５００の上下端のバーナ群のバーナ２００（本実施形態では５段目、１段目）から順次消火していき、中央の段（本実施形態では３段目）のバーナ群のバーナ２００の燃焼を最後まで継続するようにすることにより、火炉５００内でのファイアボール４００の消失を防ぎ、ボイラの運転停止作業中の不意の失火を防止することが可能となる。

次に、図８及び図９を参照しながら、火炉５００内のバーナ２００の消火方法についてより詳細に説明する。

図８は、上から３段目のバーナ２００Ａ３〜Ｄ３、４段目のバーナ２００Ａ４〜Ｄ４、５段目のバーナ２００Ａ５〜Ｄ５の各消火シーケンスをまとめて示す図である。また図９は、上から２段目のバーナ２００Ａ２〜Ｄ２、１段目のバーナ２００Ａ１〜Ｄ１の各消火シーケンスをまとめて示す図である。

上述したように、本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、まず上から５段目のバーナ２００の消火を行う（第６ステップ）。

この時バーナ制御装置１００は、図８に示すように、まずＴ７のタイミングで、火炉５００内の同一のバーナ群内で対向する位置に設置されるコーナＢ及びコーナＤに設置されている一組のメインバーナ２１０Ｂ５、Ｄ５を消火する。つまりメインバーナ２１０Ｂ５、Ｄ５から燃料の噴射を停止する。そしてこの燃料噴射の停止時に、バーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０Ｂ５、Ｄ５のノズル内に残留する燃料をエアにより吹き飛ばすパージと呼ばれる制御を行う。

そしてこのパージにより火炉５００内に吹き飛ばされた燃料を燃焼させるために、バーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０Ｂ５、Ｄ５の下部に設けられているイグナイタ２２０Ｂ５、Ｄ５を点火する（図８の（＊１８）（＊２０））。

しかしながらメインバーナ２１０Ｂ５、Ｄ５からパージにより吹き飛ばされた燃料は、火炉５００内に広く拡散するため、バーナ制御装置１００は、図８の（＊１７）（＊１９）に示すように、イグナイタ２２０Ａ５、Ｃ５も点火するようにしている。つまりバーナ制御装置１００は、上から５段目に属する全てのイグナイタ２２０Ａ５〜Ｄ５を点火する。

このような態様によって、メインバーナ２１０Ｂ５、Ｄ５からパージによって火炉５００内に広範囲に飛散する燃料が、メインバーナ２１０Ｂ５、Ｄ５の下部に設けられるイグナイタ２２０Ｂ５、Ｄ５だけでなく、イグナイタ２２０Ａ５、Ｃ５から放射される火炎によっても燃焼されるようにできるため、火炉５００内に未燃焼の燃料が残留することを防止することが可能となる。

その後、バーナ制御装置１００は、所定時間経過後に、Ｔ８のタイミングでコーナＡ及びコーナＣに設置されている一組のメインバーナ２１０Ａ５、Ｃ５も消火する。もちろんメインバーナ２１０Ａ５、Ｃ５のパージも行う。そしてこのときバーナ制御装置１００は、イグナイタ２２０Ａ５〜Ｄ５は、そのまま継続して燃焼する（図８の（＊２１）〜（＊２４））。このため、メインバーナ２１０Ａ５、Ｃ５からパージによって火炉５００内に噴射された燃料もイグナイタ２２０Ａ５〜Ｄ５によって燃焼させることができる。

その後バーナ制御装置１００は、所定時間経過後に、Ｔ９のタイミングでイグナイタ２２０Ａ５〜Ｄ５から燃料の噴射を停止して、イグナイタ２２０Ａ５〜Ｄ５を消火する。このようにしてバーナ制御装置１００は、５段目のバーナ群のバーナ２００の消火を完了する。

次にバーナ制御装置１００は、上から１段目のバーナ群のバーナ２００の点火を行う（第７ステップ）。

この時バーナ制御装置１００は、図９に示すように、Ｔ１０のタイミングで、火炉５００内の同一のバーナ群内で対向する位置に設置されるコーナＢ及びコーナＤに設置されている一組のメインバーナ２１０Ｂ１、Ｄ１を消火する。つまりメインバーナ２１０Ｂ１、Ｄ１から燃料の噴射を停止する。そしてこの燃料噴射の停止時に、バーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０Ｂ１、Ｄ１に対するパージを行う。

そしてこのパージにより火炉５００内に吹き飛ばされた燃料を燃焼させるために、バーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０Ｂ１、Ｄ１の下部に設けられているイグナイタ２２０Ｂ１、Ｄ１を点火する（図９の（＊２６）（＊２８））。

しかしながら、本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、５段目のバーナ２００の消火とは異なり、図９の（＊２５）（＊２７）に示すように、メインバーナ２１０Ｂ１、Ｄ１を消火する際には、イグナイタ２２０Ａ１、Ｃ１は点火しない。つまり、バーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０Ｂ１の下部に設けられるイグナイタ２２０Ｂ１、及びメインバーナ２１０Ｄ１の下部に設けられるイグナイタ２２０Ｄ１のみを点火する。

この場合、メインバーナ２１０Ｂ１、Ｄ１からは火炉５００内にパージによって広範囲に燃料が飛散するが、まだ２段目から４段目のメインバーナ２１０Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４が燃焼しているため、メインバーナ２１０Ｂ１、Ｄ１から火炉５００内にパージによって飛散した燃料は、メインバーナ２１０Ｂ１、Ｄ１の下部に設けられるイグナイタ２２０Ｂ１、Ｄ１だけでなく、２段目から４段目のメインバーナ２１０Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４から放射される火炎によっても燃焼される。

このような態様によって、１段目のイグナイタ２２０Ａ１、Ｃ１から燃料を噴射する必要がなくなるため、燃料の無駄をなくし、火力発電所の運転コストを低下させることが可能となる。またイグナイタ２２０Ａ１、Ｃ１の作動時間が減少するため、イグナイタ２２０Ａ１、Ｃ１の故障頻度を減少させることができる。そしてそのためイグナイタ２２０Ａ１、Ｃ１の高信頼化、長寿命化を図ることが可能となる。

その後、バーナ制御装置１００は、所定時間経過後に、Ｔ１１のタイミングでコーナＡ及びコーナＣに設置されている一組のメインバーナ２１０Ａ１、Ｃ１を消火する。もちろんメインバーナ２１０Ａ１、Ｃ１のパージも行う。そしてこのときバーナ制御装置１００は、イグナイタ２２０Ａ１、Ｃ１を点火する（図９の（＊２９）（＊３１））が、イグナイタ２２０Ｂ１、Ｄ１は点火しない（図９の（＊３０）（＊３２））。

つまりバーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０Ａ１の下部に設けられるイグナイタ２２０Ａ１、及びメインバーナ２１０Ｃ１の下部に設けられるイグナイタ２２０Ｃ１のみを点火する。このため、イグナイタ２２０Ｂ１、Ｄ１から燃料を噴射する必要がなくなるため、燃料の無駄をなくし、火力発電所の運転コストを低下させることが可能となる。

その後バーナ制御装置１００は、所定時間経過後に、Ｔ１２のタイミングでイグナイタ２２０Ａ１、Ｃ１から燃料の噴射を停止して、１段目のバーナ群のバーナ２００を消火を完了する。

このように、本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、上から５段目のバーナ２００Ａ５〜Ｄ５の消火を行う際には（第６ステップ）、５段目の全てのイグナイタ２２０Ａ５〜Ｄ５を点火するが、上から１段目のバーナ２００Ａ１〜Ｄ１の消火を行う際には（第７ステップ）、消火するメインバーナ２１０の下部に設けられるイグナイタ２２０のみを点火する。

つまり、本実施形態に係るバーナ制御装置１００は、メインバーナ２１０を消火する際に、そのメインバーナ２１０が属する段（第２の段）よりも下層の段の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナ２１０も燃焼していない場合には、この第２の段に属する全てのイグナイタ２２０を点火し、第２の段よりも下層の段の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナ２１０が燃焼中である場合には、消火するメインバーナ２１０の下部に設けられるイグナイタ２２０のみを点火する。

その後バーナ制御装置１００は、図７〜図９のタイムチャートに従って、上から４段目に設置されている４つのバーナ２００Ａ４〜Ｄ４（S2020、第８ステップ）、上から２段目に設置されている４つのバーナ２００Ａ２〜Ｄ２（S2030、第９ステップ）、上から３段目に設置されている４つのバーナ２００Ａ３〜Ｄ３（S2040、第１０ステップ）を順次消火する。

以上、本実施形態に係るバーナ制御装置１００及びバーナ制御装置１００の制御方法について説明したが、本実施形態に係るバーナ制御装置１００及びバーナ制御装置１００の制御方法によれば、火力発電所の運転コストの低減と信頼性の向上を図ることが可能となる。

なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば上記実施形態では、火炉５００の対角線上に位置する一組のバーナ２００毎に、各段のバーナ２００の点火及び消火を行ったが、各段のバーナ２００を一つずつ点火及び消火しても良い。

また火炉５００は、四角筒以外にも、円筒や六角筒など、他の形状であっても良い。

さらには、メインバーナ２１０を点火あるいは消火する段の順序は、適宜他の順序でもよい。

１００ボイラ制御装置
１１０第１制御部
１２０第２制御部
１３０第３制御部
１４０第４制御部
２００バーナ
２１０メインバーナ
２２０イグナイタ
２３０フレームスキャナ
４００ファイアボール
５００火炉

Claims

火炉の内壁に周方向に設けられる複数のバーナからなるバーナ群が、前記周方向と直交する方向に複数設けられてなる前記火炉において前記バーナを制御するバーナ制御装置の制御方法であって、
前記各バーナは、メインバーナと、前記メインバーナに隣接して配置されて前記メインバーナの点火を補助するイグナイタと、を有して構成され、
前記バーナ制御装置は、
第１バーナ群の中の第１メインバーナを点火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナも燃焼していない場合には、前記第１バーナ群の全てのイグナイタを点火し、
前記第１メインバーナを点火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナが燃焼している場合には、前記第１メインバーナに隣接して配置される第１イグナイタのみを点火する
ことを特徴とするバーナ制御装置の制御方法。
請求項１に記載のバーナ制御装置の制御方法であって、
前記第１バーナ群は、前記第１メインバーナと、第２メインバーナと、前記第１メインバーナに対向する位置に配置される第３メインバーナと、前記第２メインバーナに対向する位置に配置される第４メインバーナと、を有し、
前記バーナ制御装置は、
前記火炉内で対向する位置に設置される一組のメインバーナごとに点火を順次行い、
前記第１メインバーナ及び前記第３メインバーナの点火を行う際に、前記第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナも燃焼していない場合には、前記第１バーナ群の全てのイグナイタを点火し、
前記第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナが燃焼している場合には、前記第１メインバーナに隣接して配置される前記第１イグナイタ及び前記第３メインバーナに隣接して配置される第３イグナイタのみを点火する
ことを特徴とするバーナ制御装置の制御方法。
請求項１又は２に記載のバーナ制御装置の制御方法であって、
前記バーナ群は、前記火炉内に５つ設けられ、
前記バーナ制御装置は、
上から３つ目のバーナ群の中の複数のメインバーナを順次点火する第１ステップと、
前記第１ステップの後に、上から２つめのバーナ群の中の複数のメインバーナを順次点火する第２ステップと、
前記第２ステップの後に、上から４つめのバーナ群の中の複数のメインバーナを順次点火する第３ステップと、
前記第３ステップの後に、上から１つめのバーナ群の中の複数のメインバーナを順次点火する第４ステップと、
前記第４ステップの後に、上から５つめのバーナ群の中の複数のメインバーナを順次点火する第５ステップと、
を有することを特徴とするバーナ制御装置の制御方法。
火炉の内壁に周方向に設けられる複数のバーナからなるバーナ群が、前記周方向と直交する方向に複数設けられてなる前記火炉において前記バーナを制御するバーナ制御装置の制御方法であって、
前記各バーナは、メインバーナと、前記メインバーナに隣接して配置されて前記メインバーナの消火を補助するイグナイタと、を有して構成され、
前記バーナ制御装置は、
第１バーナ群の中の第１メインバーナを消火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナも燃焼していない場合には、前記第１バーナ群の全てのイグナイタを点火し、
前記第１メインバーナを消火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナが燃焼している場合には、前記第１メインバーナに隣接する第１イグナイタのみを点火する
ことを特徴とするバーナ制御装置の制御方法。
請求項４に記載のバーナ制御装置の制御方法であって、
前記第１バーナ群は、前記第１メインバーナと、第２メインバーナと、前記第１メインバーナに対向する位置に配置される第３メインバーナと、前記第２メインバーナに対向する位置に配置される第４メインバーナと、を有し、
前記バーナ制御装置は、
前記火炉内で対向する位置に設置される一組のメインバーナごとに消火を順次行い、
前記第１メインバーナ及び前記第３メインバーナの消火を行う際に、前記第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナも燃焼していない場合には、前記第１バーナ群の全てのイグナイタを点火し、
前記第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナが燃焼している場合には、前記第１メインバーナに隣接して配置される前記第１イグナイタ及び前記第３メインバーナに隣接して配置される第３イグナイタのみを点火する
ことを特徴とするバーナ制御装置の制御方法。
請求項４又は５に記載のバーナ制御装置の制御方法であって、
前記バーナ群は、前記火炉内に５つ設けられ、
前記バーナ制御装置は、
上から５つ目のバーナ群の中の複数のメインバーナを順次消火する第６ステップと、
前記第６ステップの後に、上から１つめのバーナ群の中の複数のメインバーナを順次消火する第７ステップと、
前記第７ステップの後に、上から４つめのバーナ群の中の複数のメインバーナを順次消火する第８ステップと、
前記第８ステップの後に、上から２つめのバーナ群の中の複数のメインバーナを順次消火する第９ステップと、
前記第９ステップの後に、上から３つめのバーナ群の中の複数のメインバーナを順次消火する第１０ステップと、
を有することを特徴とするバーナ制御装置の制御方法。
火炉の内壁に周方向に設けられる複数のバーナからなるバーナ群が、前記周方向と直交する方向に複数設けられてなる前記火炉において前記バーナを制御するバーナ制御装置であって、
前記各バーナは、メインバーナと、前記メインバーナに隣接して配置されて前記メインバーナの点火を補助するイグナイタと、を有して構成され、
第１バーナ群の中の第１メインバーナを点火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナも燃焼していない場合には、前記第１バーナ群の全てのイグナイタを点火する第１制御部と、
前記第１メインバーナを点火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナが燃焼している場合には、前記第１メインバーナに隣接して配置される第１イグナイタのみを点火する第２制御部と、
を有することを特徴とするバーナ制御装置。
火炉の内壁に周方向に設けられる複数のバーナからなるバーナ群が、前記周方向と直交する方向に複数設けられてなる前記火炉において前記バーナを制御するバーナ制御装置であって、
前記各バーナは、メインバーナと、前記メインバーナに隣接して配置されて前記メインバーナの点火を補助するイグナイタと、を有して構成され、
第１バーナ群の中の第１メインバーナを消火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の全てのバーナ群において、いずれのメインバーナも燃焼していない場合には、前記第１バーナ群の全てのイグナイタを点火する第３制御部と、
前記第１メインバーナを消火する際に、前記第１バーナ群よりも下側の何れかのバーナ群において、何れかのメインバーナが燃焼している場合には、前記第１メインバーナに隣接して配置される第１イグナイタのみを点火する第４制御部と、
を有することを特徴とするバーナ制御装置。