JP2518926B2 - ボイラの蒸気温度制御方法 - Google Patents
ボイラの蒸気温度制御方法Info
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- JP2518926B2 JP2518926B2 JP1156145A JP15614589A JP2518926B2 JP 2518926 B2 JP2518926 B2 JP 2518926B2 JP 1156145 A JP1156145 A JP 1156145A JP 15614589 A JP15614589 A JP 15614589A JP 2518926 B2 JP2518926 B2 JP 2518926B2
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- fuel
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は石炭焚貫流ボイラの蒸気温度制御方法に関す
るものである。
るものである。
［従来の技術］ 従来、発電用ボイラでは、予め使用する燃料の燃焼特
性を把握するための試験を行い、その燃料の燃焼特性に
応じて負荷変化時に蒸気温度及び圧力の変動が小さい状
態で、所定の時間内に負荷に対応した値になるように、
ボイラ制御器により燃料先行投入量の調整を行うように
している。
性を把握するための試験を行い、その燃料の燃焼特性に
応じて負荷変化時に蒸気温度及び圧力の変動が小さい状
態で、所定の時間内に負荷に対応した値になるように、
ボイラ制御器により燃料先行投入量の調整を行うように
している。
一方、例えば石炭焚ボイラにおいては、供給する炭種
が変化すると燃焼特性も大きく変化するので、炭種が変
わった場合にはその都度燃焼特性を把握するための試験
を実施し、その燃焼特性に応じて燃料先行投入量を逐次
調整するようにしている。
が変化すると燃焼特性も大きく変化するので、炭種が変
わった場合にはその都度燃焼特性を把握するための試験
を実施し、その燃焼特性に応じて燃料先行投入量を逐次
調整するようにしている。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、石炭焚ボイラへ供給する石炭は、同一産地の
石炭でも性状が変化したり、また、同一種の石炭でも湿
分の影響などによって経時的に大きくその燃焼特性に差
異を生じる。
石炭でも性状が変化したり、また、同一種の石炭でも湿
分の影響などによって経時的に大きくその燃焼特性に差
異を生じる。
このため、炭種が変化したときのみ燃焼特性を把握す
るための試験を実施し、それに基づいて燃料先行投入量
の調整を逐次行うのでは、頻繁に試験を実施しなければ
ならないことと、ボイラ稼働時に、前記したように同一
炭種での性状変化や経時的な性状変化等が生じた場合に
は、それに対応することが全くできず、負荷変化時に蒸
気温度及び圧力を安定に保つことができないという問題
がある。
るための試験を実施し、それに基づいて燃料先行投入量
の調整を逐次行うのでは、頻繁に試験を実施しなければ
ならないことと、ボイラ稼働時に、前記したように同一
炭種での性状変化や経時的な性状変化等が生じた場合に
は、それに対応することが全くできず、負荷変化時に蒸
気温度及び圧力を安定に保つことができないという問題
がある。
［調査結果による知見］ かかる問題を解決するため発明者らは、石炭の性質
と負荷指令に対する応答特性、負荷指令に対する応答
特性と燃料先行投入量、ボイラ火炉と過熱器の収熱量
の比 と負荷指令に対する応答特性のそれぞれの関係につき鋭
意調査した結果、次のような知見を得た。
と負荷指令に対する応答特性、負荷指令に対する応答
特性と燃料先行投入量、ボイラ火炉と過熱器の収熱量
の比 と負荷指令に対する応答特性のそれぞれの関係につき鋭
意調査した結果、次のような知見を得た。
（１） 灰分の多い石炭、灰中の酸性分の多い石炭等
は、火炉への灰付着量が多く負荷指令に対する応答特性
が悪い。
は、火炉への灰付着量が多く負荷指令に対する応答特性
が悪い。
（２） 燃料比 の小さい石炭は応答特性がよい。
（３） 応答特性の悪い石炭は燃料先行投入量を増す必
要がある。
要がある。
（４） 応答特性の悪い石炭は の比が大きい。
［発明の目的］ 本発明は上述の知見に基づいて問題点を解決するもの
で、ボイラ稼働時に随時燃料の燃焼特性を把握し、その
燃焼特性に応じた燃料先行投入量を常時演算しておき、
負荷変化指令に対し常に安定した蒸気温度制御を可能に
することを目的としている。
で、ボイラ稼働時に随時燃料の燃焼特性を把握し、その
燃焼特性に応じた燃料先行投入量を常時演算しておき、
負荷変化指令に対し常に安定した蒸気温度制御を可能に
することを目的としている。
［課題を解決するための手段］ 本発明はボイラの火炉と過熱器とのそれぞれにおける
収熱量を検出し、該火炉と過熱器における収熱量の比に
基づいて燃料先行投入量を随時演算し、負荷変化時に前
記燃料先行投入量を燃焼量指令に加算してボイラの蒸気
温度を制御するものである。
収熱量を検出し、該火炉と過熱器における収熱量の比に
基づいて燃料先行投入量を随時演算し、負荷変化時に前
記燃料先行投入量を燃焼量指令に加算してボイラの蒸気
温度を制御するものである。
［作用］ ボイラの火炉と過熱器とのそれぞれにおける収熱量の
比に基づいて燃料先行投入量を随時演算しておき負荷変
化指令に対し前記演算した燃料先行投入量を燃焼量指令
に加算することにより、蒸気温度及び圧力を制御する。
比に基づいて燃料先行投入量を随時演算しておき負荷変
化指令に対し前記演算した燃料先行投入量を燃焼量指令
に加算することにより、蒸気温度及び圧力を制御する。
従って、ボイラ稼働時に燃料の性状が変化しても、燃
焼特性に適応し安定した蒸気温度及び圧力に制御するこ
とができる。
焼特性に適応し安定した蒸気温度及び圧力に制御するこ
とができる。
［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
ボイラの負荷変化時における蒸気温度、圧力を安定に
制御するためには、ボイラ各部の収熱量の分布に応じた
適切な燃料先行投入量を設定しておく必要がある。
制御するためには、ボイラ各部の収熱量の分布に応じた
適切な燃料先行投入量を設定しておく必要がある。
第１図及び第２図は本発明の方法を実施する装置の一
例であり、図中、１はボイラ、1aは火炉、２は火炉側壁
管、３は前段過熱器、４は最終過熱器、５はヘッダを示
している。
例であり、図中、１はボイラ、1aは火炉、２は火炉側壁
管、３は前段過熱器、４は最終過熱器、５はヘッダを示
している。
蒸気温度及び圧力を検出するための火炉側壁管入口温
度圧力センサ6aを火炉側壁管２の入口に設け、火炉側壁
管出口温度圧力センサ6bを火炉側壁管２の出口に設け、
前記火炉側壁管入口温度圧力センサ6a及び火炉側壁管出
口温度圧力センサ6bと同様な最終過熱器入口温度圧力セ
ンサ7a及び最終過熱器出口温度圧力センサ7bを過熱器の
前後、特に温度圧力変化が顕著な最終過熱器４の入口と
出口に設ける。
度圧力センサ6aを火炉側壁管２の入口に設け、火炉側壁
管出口温度圧力センサ6bを火炉側壁管２の出口に設け、
前記火炉側壁管入口温度圧力センサ6a及び火炉側壁管出
口温度圧力センサ6bと同様な最終過熱器入口温度圧力セ
ンサ7a及び最終過熱器出口温度圧力センサ7bを過熱器の
前後、特に温度圧力変化が顕著な最終過熱器４の入口と
出口に設ける。
火炉側壁管入口温度圧力センサ6aと火炉側壁管出口温
度圧力センサ6bの検出値に基づくエンタルピの差を演算
し得る火炉側壁管温度圧力引算器８を設け、同様に最終
過熱器入口温度圧力センサ7aと最終過熱器出口温度圧力
センサ7bの検出値に基づくエンタルピの差を演算し得る
最終過熱器温度圧力引算器９を設けるとともに、前記火
炉側壁管温度圧力引算器８の演算値から火炉側壁管２の
収熱量を演算し得る火炉側壁管収熱量演算器10を設け、
同様に、前記最終過熱器温度圧力引算器９の演算値から
最終過熱器４の収熱量を演算し得る最終過熱器収熱量演
算器11を設ける。
度圧力センサ6bの検出値に基づくエンタルピの差を演算
し得る火炉側壁管温度圧力引算器８を設け、同様に最終
過熱器入口温度圧力センサ7aと最終過熱器出口温度圧力
センサ7bの検出値に基づくエンタルピの差を演算し得る
最終過熱器温度圧力引算器９を設けるとともに、前記火
炉側壁管温度圧力引算器８の演算値から火炉側壁管２の
収熱量を演算し得る火炉側壁管収熱量演算器10を設け、
同様に、前記最終過熱器温度圧力引算器９の演算値から
最終過熱器４の収熱量を演算し得る最終過熱器収熱量演
算器11を設ける。
更に、各最終過熱器収熱量演算部11の演算値と、火炉
側壁管収熱量演算器10の演算値の比、 から燃料先行投入量を演算し得る燃料先行投入量演算器
12を設け、該燃料先行投入量演算器12の演算値をボイラ
制御器13に入力して該ボイラ制御器13に入力される燃焼
量指令14に加算するようにする。
側壁管収熱量演算器10の演算値の比、 から燃料先行投入量を演算し得る燃料先行投入量演算器
12を設け、該燃料先行投入量演算器12の演算値をボイラ
制御器13に入力して該ボイラ制御器13に入力される燃焼
量指令14に加算するようにする。
上述の構成において、ボイラ１稼動時に、火炉側壁管
入口温度圧力センサ6a、火炉側壁管出口温度圧力センサ
6b、最終過熱器入口温度圧力センサ7a、最終過熱器出口
温度圧力センサ7bによって火炉側壁管２の入口と出口、
ならびに最終過熱器４の入口と出口の蒸気温度及び圧力
をモニターする。
入口温度圧力センサ6a、火炉側壁管出口温度圧力センサ
6b、最終過熱器入口温度圧力センサ7a、最終過熱器出口
温度圧力センサ7bによって火炉側壁管２の入口と出口、
ならびに最終過熱器４の入口と出口の蒸気温度及び圧力
をモニターする。
火炉側壁管温度圧力引算器８は火炉側壁管入口温度圧
力センサ6a及び火炉側壁管出口温度圧力センサ6aがモニ
ターした火炉側壁管２の出口と入口とにおける蒸気温度
及び圧力からエンタルピの差を演算し、その演算値に基
づいて火炉側壁管収熱量演算器10は火炉側壁管系におけ
る収熱量を演算する。
力センサ6a及び火炉側壁管出口温度圧力センサ6aがモニ
ターした火炉側壁管２の出口と入口とにおける蒸気温度
及び圧力からエンタルピの差を演算し、その演算値に基
づいて火炉側壁管収熱量演算器10は火炉側壁管系におけ
る収熱量を演算する。
一方、最終過熱器温度圧力引算器９は最終過熱器入口
温度圧力センサ7a及び最終過熱器出口温度圧力センサ7b
がモニターした最終過熱器４の出口と入口とにおける蒸
気温度及び圧力にもとづくエンタルピの差を演算し、そ
の演算値に基づいて最終過熱器収熱量演算器11は過熱器
系における収熱量を演算する。
温度圧力センサ7a及び最終過熱器出口温度圧力センサ7b
がモニターした最終過熱器４の出口と入口とにおける蒸
気温度及び圧力にもとづくエンタルピの差を演算し、そ
の演算値に基づいて最終過熱器収熱量演算器11は過熱器
系における収熱量を演算する。
調査結果による知見に述べた如く、火炉側壁管系と過
熱器系とにおける収熱量の比から、その時点で燃焼され
ている燃料の燃焼特性を把握することができるので、燃
料先行投入量演算器12は火炉側壁管収熱量演算器10と最
終過熱器収熱量演算器11の演算値より、第３図及び第４
図に示すようにその時点における燃料先行投入量を演算
し、負荷変化時、直ちにその燃料先行投入量をボイラ制
御器13に入力して該ボイラ制御器13に入力される燃焼量
指令14に加算する。
熱器系とにおける収熱量の比から、その時点で燃焼され
ている燃料の燃焼特性を把握することができるので、燃
料先行投入量演算器12は火炉側壁管収熱量演算器10と最
終過熱器収熱量演算器11の演算値より、第３図及び第４
図に示すようにその時点における燃料先行投入量を演算
し、負荷変化時、直ちにその燃料先行投入量をボイラ制
御器13に入力して該ボイラ制御器13に入力される燃焼量
指令14に加算する。
尚第３図は負荷が増加する場合について、第４図は負
荷が減少する場合について記載されている。
荷が減少する場合について記載されている。
第３図及び第４図に示す燃料先行投入量（面積）及び
その形状は、燃焼特性によってその最適状態が変化して
しまう。
その形状は、燃焼特性によってその最適状態が変化して
しまう。
この燃料先行投入量及びその形状は、負荷変化時間Ｔ
の前半面積Ａと後半面積Ｂとを加算した燃料先行投入全
体量と、後半面積Ｂによる後半投入量と、前半面積Ａに
おける高さｈである投入流量にて設定することができ
る。
の前半面積Ａと後半面積Ｂとを加算した燃料先行投入全
体量と、後半面積Ｂによる後半投入量と、前半面積Ａに
おける高さｈである投入流量にて設定することができ
る。
このため、本発明では、火炉と過熱器の収熱比と、前
記面積Ａ＋Ｂ、面積Ｂ、高さｈとの最適な関係を実験に
よって第５図に示すように求め、この関係から前記燃料
先行投入量演算器12により最適な燃料先行投入量を逐次
演算して求めることを可能にした。
記面積Ａ＋Ｂ、面積Ｂ、高さｈとの最適な関係を実験に
よって第５図に示すように求め、この関係から前記燃料
先行投入量演算器12により最適な燃料先行投入量を逐次
演算して求めることを可能にした。
従って、ボイラ１稼動時に燃焼されている燃料の性状
が変化しても、ボイラ制御器13には常にその時に燃焼さ
れている燃料の性状に適応した燃料先行投入量が入力さ
れるので、負荷変化時に燃料の性状が変化している場合
でも適切な燃料先行投入量によって燃料供給量を調整
し、蒸気温度及び圧力を安定に制御することができる。
が変化しても、ボイラ制御器13には常にその時に燃焼さ
れている燃料の性状に適応した燃料先行投入量が入力さ
れるので、負荷変化時に燃料の性状が変化している場合
でも適切な燃料先行投入量によって燃料供給量を調整
し、蒸気温度及び圧力を安定に制御することができる。
また、ボイラ１で燃焼させる燃料を変更する際に、従
来のようにその都度燃焼特性を把握するための試験を行
う必要がない。
来のようにその都度燃焼特性を把握するための試験を行
う必要がない。
尚、本発明のボイラの蒸気温度制御方法は、上述の実
施例にのみ限定されるものではなく、過熱器系の収熱量
を求めるための温度圧力センサを前段過熱器に設けるこ
と、各種燃料を用いる蒸気発生ボイラに適用できるこ
と、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは設論である。
施例にのみ限定されるものではなく、過熱器系の収熱量
を求めるための温度圧力センサを前段過熱器に設けるこ
と、各種燃料を用いる蒸気発生ボイラに適用できるこ
と、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは設論である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のボイラの蒸気温度制御
方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得
る。
方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得
る。
１） ボイラ稼動時に燃焼されている燃料の性状が変化
しても、常に適切な燃料先行投入量によってボイラの蒸
気温度及び圧力を良好に制御することができる。
しても、常に適切な燃料先行投入量によってボイラの蒸
気温度及び圧力を良好に制御することができる。
２） ボイラで燃焼させる燃料を変更する際に、従来の
ようにその都度燃焼特性を把握するための試験を行う必
要がない。
ようにその都度燃焼特性を把握するための試験を行う必
要がない。
第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示す回路
図、第２図はセンサの配置図、第３図及び第４図は負荷
変化時における燃料先行投入量の変化を示すグラフ、第
５図は収熱比と燃料先行投入量の面積及び高さとの関係
を示すグラフである。 図中、１はボイラ、1aは火炉、２は火炉側壁管、４は最
終過熱器（過熱器）、6aは火炉側壁管入口温度圧力セン
サ、6bは火炉側壁管出口温度圧力センサ、7aは最終過熱
器入口温度圧力センサ、7bは最終過熱器出口温度圧力セ
ンサ、８は火炉側壁管温度圧力引算器、９は最終過熱器
温度圧力引算器、10は火炉側壁管収熱量演算器、11は最
終過熱器収熱量演算器、12は燃料先行投入量演算器、13
はボイラ制御器を示す。
図、第２図はセンサの配置図、第３図及び第４図は負荷
変化時における燃料先行投入量の変化を示すグラフ、第
５図は収熱比と燃料先行投入量の面積及び高さとの関係
を示すグラフである。 図中、１はボイラ、1aは火炉、２は火炉側壁管、４は最
終過熱器（過熱器）、6aは火炉側壁管入口温度圧力セン
サ、6bは火炉側壁管出口温度圧力センサ、7aは最終過熱
器入口温度圧力センサ、7bは最終過熱器出口温度圧力セ
ンサ、８は火炉側壁管温度圧力引算器、９は最終過熱器
温度圧力引算器、10は火炉側壁管収熱量演算器、11は最
終過熱器収熱量演算器、12は燃料先行投入量演算器、13
はボイラ制御器を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 信弥 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川 島播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 大石 伸也 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川 島播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (56)参考文献 特開 昭63−259303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−211603（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ボイラの火炉と過熱器とのそれぞれにおけ
る収熱量を検出し、該火炉と過熱器における収熱量の比
に基づいて燃料先行投入量を随時演算し、負荷変化時に
前記燃料先行投入量を燃焼量指令に加算してボイラの蒸
気温度を制御することを特徴とするボイラの蒸気温度制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1156145A JP2518926B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | ボイラの蒸気温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1156145A JP2518926B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | ボイラの蒸気温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320501A JPH0320501A (ja) | 1991-01-29 |
| JP2518926B2 true JP2518926B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=15621316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1156145A Expired - Lifetime JP2518926B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | ボイラの蒸気温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518926B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113883492B (zh) * | 2021-09-06 | 2024-02-09 | 国能河北沧东发电有限责任公司 | 锅炉蒸汽汽温控制方法及电子设备 |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1156145A patent/JP2518926B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0320501A (ja) | 1991-01-29 |
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