JP2021196116A - 貫流ボイラの運転制御装置、運転制御方法、および貫流ボイラ - Google Patents
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Abstract
Description
(1−1) 火炉壁に設置した熱流束センサ68で計測される温度データを基に、火炉壁面の熱流束分布を算出する。
(1−2) 貫流ボイラ10の水系統の任意の場所において給水圧センサ67により給水圧を計測し、そこから火炉壁管内の流体圧力を算出する。
(1−3) (1−1)で算出した熱流束と(1−2)で算出した給水圧から、膜沸騰が起こらないような第一最低給水量を算出する。或いは熱流束と給水圧に応じた最低給水量を予めデータベースとして整備しておき、第一最低給水量を運転中に運転状態に応じて決定する。
(2−1) 火炉壁に設置した熱流束センサ68で計測される温度データを基に、火炉壁面の熱流束分布と給水圧力を算出する。
(2−2) 算出した熱流束と給水圧から、ドライアウト後の伝熱管53のメタル温度を給水量に応じて算出する。一般的に給水量が小さくなるとドライアウト後のメタル温度は高くなるため、メタル温度を許容値以下にするための給水量の下限値が存在する。これが第二領域の制約条件から決まる第二最低給水量となる。
6)に記載の貫流ボイラ10の運転制御装置70である。
11 :火炉
12 :燃焼装置
21,22,23,24,25 :燃焼バーナ
26,27,28,29,30 :微粉炭供給管
31,32,33,34,35 :微粉炭機
36 :風箱
37 :空気ダクト
38 :送風機
40 :煙道
41,42 :過熱器
43,44 :再熱器
45,46,47 :節炭器
48 :排ガス管
49 :エアヒータ
51 :給水ライン
52 :給水ポンプ
53 :伝熱管
54 :気水分離器
55 :蒸気ライン
56 :蒸気タービン
57 :タービンバイパス弁
58 :排出ライン
59 :復水器
60 :再循環ライン
61 :ドレンタンク
62 :再循環水ポンプ
65 :給水量センサ
66 :再循環水量センサ
67 :給水圧センサ
68 :熱流束センサ
70 :運転制御装置
80 :コーダル熱電対
81 :パッド熱電対
301 :CPU
302 :RAM
303 :ROM
304 :HDD
305 :入力I/F
306 :出力I/F
307 :バス
Claims (15)
- ボイラの伝熱管へ給水を行って内部の熱源との熱交換により生成された過熱蒸気を取り出す貫流運転を行う貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記運転制御装置は、
前記伝熱管を複数の領域に分けて、当該領域毎に異なる制約条件を適用して前記貫流運転が維持可能な最低給水量を算出し、算出された複数の最低給水量のうち、最も給水量が多い最低給水量を許容給水量として選択し、当該許容給水量を満たすように、前記貫流運転時に前記伝熱管への給水量を調整する、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項1に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記貫流ボイラは、前記伝熱管の下流に接続された気水分離器で分離された循環水を前記伝熱管の上流に給水する循環運転、または前記貫流運転のいずれかの運転を行い、
前記運転制御装置は、前記伝熱管の領域毎に異なる制約条件を適用して前記貫流運転が維持可能な最低給水量が算出できなくなる最低負荷を算出し、算出された複数の最低負荷のうち、最も負荷が高い最低負荷を切替負荷として選択し、当該切替負荷未満では前記循環運転のための制御を行い、前記切替負荷以上では前記貫流運転のための制御を行う、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項1に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記複数の領域は、前記貫流ボイラの内部の熱流束が相対的に大きい第一領域と、前記伝熱管の内部流体のクオリティが相対的に高い第二領域と、の少なくとも2つの領域を含む、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項3に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記第一領域では、前記伝熱管の内部流体の核沸騰状態を維持することを制約条件とし、当該制約条件を満たす第一最低給水量を算出し、
前記第二領域では、前記貫流運転時のドライアウト後の前記伝熱管におけるメタル温度を許容値以下に維持することを制約条件とし、当該制約条件を満たす第二最低給水量を算出する、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項2に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記切替負荷は、少なくとも負荷低下時の貫流運転から循環運転への切り替え用に設定される、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項1に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記運転制御装置は、前記最低給水量を、少なくとも前記伝熱管の熱流束分布の計測値または計算値と、前記伝熱管内の内部流体の圧力の計測値とに基づいて算出する、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項6に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記伝熱管の熱流束分布の計測値は、熱流束が大きな領域に限定して計測される、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項6に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記伝熱管の熱流束分布の計測値は、熱電対または熱流束計を用いて計測される、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項6に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記伝熱管の形状は、ライフル管である、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項2に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記切替負荷は、前記貫流ボイラの負荷の10%以上30%未満の範囲で設定される、
貫流ボイラの運転制御装置。 - 請求項2に記載の貫流ボイラの運転制御装置であって、
前記切替負荷は、負荷上昇時の循環運転から貫流運転への切り替えと、負荷低下時の貫流運転から循環運転への切り替えで異なる値が設定される、
貫流ボイラの運転制御装置。 - ボイラの伝熱管へ給水を行って内部の熱源との熱交換により生成された過熱蒸気を取り出す貫流運転を行う貫流ボイラの運転制御方法であって、
前記伝熱管を複数の領域に分けて、当該領域毎に異なる制約条件を適用して前記貫流運転が維持可能な最低給水量を算出し、算出された複数の最低給水量のうち、最も給水量が多い最低給水量を許容給水量として選択し、当該許容給水量を満たすように、前記貫流運転時に前記伝熱管への給水量を調整する、
貫流ボイラの運転制御方法。 - 請求項12に記載の貫流ボイラの運転制御方法であって、
前記貫流ボイラは、前記伝熱管の下流に接続された気水分離器で分離された循環水を前記伝熱管の上流に給水する循環運転、または前記貫流運転のいずれかの運転を行い、
前記伝熱管の領域毎に異なる制約条件を適用して前記貫流運転が維持可能な最低給水量が算出できなくなる最低負荷を算出し、算出された複数の最低負荷のうち、最も負荷が高い最低負荷を切替負荷として選択し、当該切替負荷未満では前記循環運転のための制御を行い、前記切替負荷以上では前記貫流運転のために制御を行う、
貫流ボイラの運転制御方法。 - ボイラの伝熱管へ給水を行って内部の熱源との熱交換により生成された過熱蒸気を取り出す貫流運転を行う貫流ボイラであって、
前記貫流ボイラは、前記貫流運転時の給水量を制御する運転制御装置を備え、
前記運転制御装置は、
前記伝熱管を複数の領域に分けて、当該領域毎に異なる制約条件を適用して前記貫流運転が維持可能な最低給水量を算出し、算出された複数の最低給水量のうち、最も給水量が多い最低給水量を許容給水量として選択し、当該許容給水量を満たすように、前記貫流運転時に前記伝熱管への給水量を調整する、
貫流ボイラ。 - 請求項14に記載の貫流ボイラであって、
前記貫流ボイラは、前記伝熱管の下流に接続された気水分離器で分離された循環水を前記伝熱管の上流に給水する循環運転、または前記貫流運転のいずれかの運転を行い、
前記運転制御装置は、前記伝熱管の領域毎に異なる制約条件を適用して前記貫流運転が維持可能な最低給水量が算出できなくなる最低負荷を算出し、算出された複数の最低負荷のうち、最も負荷が高い最低負荷を切替負荷として選択し、当該切替負荷未満では循環運転のための制御を行い、前記切替負荷以上では前記貫流運転のために制御を行う、
貫流ボイラ。
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