JP2554492Y2 - 加圧流動床ボイラの制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、加圧流動床ボイラの制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】加圧流動床ボイラは、図２に示すように
圧力容器１内に流動床ボイラ２を設けており、コンプレ
ッサ３によって加圧した燃焼用空気４を前記圧力容器１
に供給し、圧力容器１内の圧力が上昇することにより燃
焼用空気４が流動床ボイラ２の下部５から流動床ボイラ
２内の散気板６に供給されて流動床７が形成され、燃料
ポンプ等の燃料供給装置８から流動床７内に供給された
燃料を流動燃焼させることにより流動床ボイラに供給さ
れているボイラ水の加熱を行うようになっている。前記
加圧流動床ボイラは、圧力容器１に燃焼用空気４を供給
して圧力容器１内を加圧することにより、流動床ボイラ
２の燃焼ガスが外部に漏出するのを防止するようになっ
ている。また図示の場合、前記流動床ボイラ２の燃焼後
の排ガスを排気管１４によりインレットガイドベーン９
を介して発電用ガスタービン１０に供給することにより
発電を行い、又発電用ガスタービン１０の出側ガスを入
口ベーン１１を介して給気用ガスタービン１２に導い
て、該給気用ガスタービン１２と同軸に連結された前記
コンプレッサ３の駆動を行って燃焼用空気４の供給を行
う空気供給装置１３を構成している。図中１５は煙突、
１６は途中に切出し弁１７を備えて流動床ボイラ２の炉
底部から灰を切出すようにした灰除去管を示す。

【０００３】上記した加圧流動床ボイラの燃料供給装置
８と空気供給装置１３の制御を行う制御装置は、図２及
び図３を参照して説明すると、図３（Ａ）に実線で示す
ように急激に変化する出力指令（ＭＷＤ）１８を変化率
制限器１９に導入することにより、図３（Ａ）に破線で
示すように出力指令１８の変化に対して加圧流動床ボイ
ラが追従できる所要の勾配２０で変化させるように制限
を与え、且つ前記変化率制限器１９からの信号を関数発
生器２１に導くことにより図３（Ｂ）に示す燃料指令信
号２２とし、該燃料指令信号２２により前記燃料供給装
置８の制御を行うようにしている。又前記変化率制限器
１９からの信号に基づいて、給水のための給水指令信号
２３を出力するようになっている。

【０００４】更に、前記燃料指令信号２２を関数発生器
２４に導いて関数変換することにより図３（Ｃ）に示す
空気指令信号２５を得て、前記空気供給装置１３の入口
ベーン１１の調節を行うことにより燃焼用空気４の制御
を行うようにしている。

【０００５】上記従来の制御装置では、図３（Ａ）に実
線で示すように出力指令１８が増加すると、変化率制限
器１９によって変化率に制限が加えられた信号の増加
（破線で示す勾配２０）に基づいて、燃料指令信号２
２、空気指令信号２５の夫々が同時に所要の変化率で増
加されるようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかし、前記加圧流動
床においては、コンプレッサ３からの燃焼用空気４が一
旦圧力容器１に供給されてから流動床ボイラ２に供給さ
れるようになっているために、圧力容器１内の圧力が変
化することによって初めて流動床ボイラ２に対する空気
の供給量が変化することになり、しかも圧力容器１の容
量が大きいために、コンプレッサ３による燃焼用空気４
の供給量が増減された際に実際に流動床ボイラ２内に供
給される燃焼用空気４の量が変化するまでに大きな時間
遅れが生じることになる。

【０００７】従って、前記従来の制御装置では、図３
（Ｂ）に示すように燃料供給装置８に導入される燃料指
令信号２２が増加された時には燃料の供給量は直ちに増
加するが、入口ベーン１１に導入される空気指令信号２
５が増加しても流動床ボイラ２に対する燃焼用空気４の
供給量が実際に増加されるまでには時間が掛り、そのた
めに図３（Ｄ）に示すように排ガスの酸素濃度が目標限
界値以下、即ち流動床ボイラ２内の燃焼が空気不足の状
態で行われることになり、不完全燃焼による公害物質の
発生、ダストによるガスタービンへの悪影響の発生、燃
料効率の低下、場合によっては装置全体のトリップにつ
ながるなどの問題を生じる。

【０００８】このため、従来では酸素濃度計により排ガ
スの酸素濃度を監視してその検出値から前記したような
不具合な事態が発生するのを察知して、燃料供給装置８
による燃料の供給量を絞り込む調節を作業員が手動で行
うようにしているが、このような作業は面倒であると共
に、調節の操作が遅れてしまって安定した酸素濃度の調
節ができずに上記問題を生じさせてしまう危険があり、
また排ガス中の酸素濃度を確保するために燃料を絞って
しまうと出力指令１８を増加する指令があってから実際
に燃料を増加して流動床ボイラ２の出力を増加すること
ができるようになるまでに時間が掛り、出力目標値に対
して制御が大きく遅れてしまう等の問題を有していた。

【０００９】本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなし
たもので、出力指令の増加時に排ガス中の酸素濃度が低
下するのを防止し、且つ出力指令の増加に対して時間遅
れを生じることなく安定して出力を増加することができ
るようにした加圧流動床ボイラの制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案は、圧力容器１
と、該圧力容器１内に設置した流動床ボイラ２と、該流
動床ボイラ２に燃料を供給する燃料供給装置８と、前記
流動床ボイラ２から排気管１４を介して導かれる排ガス
によって駆動されて前記圧力容器１に燃焼用空気４を供
給する空気供給装置１３と、加圧流動床ボイラの出力指
令１８を入力して該出力指令１８の変化に制限を与える
変化率制限器１９と、該変化率制限器１９の出力に基づ
いて燃料指令信号２２を出力する関数発生器２１と、前
記燃料指令信号２２に基づいて前記空気供給装置１３に
空気指令信号２５を出力する関数発生器２４とを備えた
加圧流動床ボイラの制御装置であって、前記流動床ボイ
ラ２の排ガス出口部１４’と空気供給装置１３の出側の
排気管１４との間を連通するバイパスダクト２６と、該
バイパスダクト２６に設けたバイパス弁２７と、前記出
力指令１８が増加した時に前記バイパス弁２７を開ける
制御を行うバイパス制御装置２８とを備えたことを特徴
とする加圧流動床ボイラの制御装置、に係るものであ
る。

【００１１】

【作用】出力指令１８が増加された時、バイパス制御装
置２８によりバイパスダクト２６のバイパス弁２７を開
けるように制御する。この時、バイパス弁２７の開度
は、燃料指令信号２２に基づいて制御するようにした
り、又別個に設定した指令信号によって制御したり、或
いは開閉のみの制御とするようにしても良い。

【００１２】前記バイパス弁２７が開けられると、流動
床ボイラ２からの排ガスの一部がバイパスダクト２６を
介して空気供給装置１３の下流の排気管１４に排出され
るようになるために流動床ボイラ２内の圧力が低下し、
よって圧力容器１内の燃焼用空気４が流動床ボイラ２内
に流動しやすくなるので、流動床ボイラ２内の燃焼用空
気４の流量が増加して、燃焼用空気４が不足するような
問題の発生が防止され、更に出力指令１８の増加時に燃
料の供給を絞るようなことがないので出力の増加に時間
遅れを生じることもない。

【００１３】

【実施例】以下本考案の実施例を図面を参照しつつ説明
する。

【００１４】図１は本考案の加圧流動床ボイラの制御装
置の一実施例を示すもので、図２と同様の加圧流動床ボ
イラにおいて、排気管１４における流動床ボイラ２の排
ガス出口部１４’と空気供給装置１３の出側位置との間
をバイパスダクト２６で連通すると共に、該バイパスダ
クト２６にバイパス弁２７を設け、更に該バイパス弁２
７を開ける制御を出力指令の増加によって行うバイパス
制御装置２８を設ける。２９は前記流動床ボイラ２の排
ガス出口部に設けて排ガス中の酸素濃度を検出する酸素
濃度検出器を示す。

【００１５】前記バイパス制御装置２８は、燃料指令信
号２２に基づいて開度指令信号３０を出力する関数発生
器３１と、０％開度の閉塞信号３２を出力する信号発生
器３３と、前記関数発生器３１の開度指令信号３０と前
記信号発生器３３の閉塞信号３２とを入力して両信号３
０，３２のうちの一方を切替えて前記バイパス弁２７に
導くことによりバイパス弁２７の制御を行うようにした
切替器３４とを備えており、更に出力指令１８を入力し
て該出力指令１８が増加した時に、通常は信号発生器３
３からの閉塞信号３２を取入れて出力している状態から
関数発生器３１からの開度指令信号３０を取入れてバイ
パス弁２７に導くように切替器３４の切替信号３６を出
力する切替制御器３７を設けている。尚この時、前記酸
素濃度検出器２９からの酸素濃度信号３５を切替制御器
に入力して、酸素濃度信号３５が設定値以下に低下した
時に前記切替信号３６を出力させるようにしても良い。

【００１６】又、関数発生器２４からの空気指令信号２
５をコントローラ３８を介して入口ベーン１１に導くよ
うにし、且つ前記空気供給装置１３によって圧力容器１
に燃焼用空気４を導く空気管３９に流量計４０を設けて
流量を検出し、該流量計４０によって検出した空気流量
信号４１を前記コントローラ３８に導入して、空気管３
９を流れる燃焼用空気４の流量が空気指令信号２５に一
致するようフィードバック制御を行うようにしている。

【００１７】出力指令１８が変化しない通常の安定した
運転状態では、出力指令１８が増加せず、酸素濃度検出
器２９からの酸素濃度信号３５も設定値以上を保持して
いるので、切替制御器３７は切替信号３６を出力せず、
よって切替器３４は信号発生器３３からの閉塞信号３２
をバイパス弁２７に出力しており、バイパス弁２７は閉
塞されている。

【００１８】出力指令１８が増加すると、該出力指令１
８の増加により切替制御器３７は切替信号３６を切替器
３４に出力するので、切替器３４は関数発生器３１から
の開度指令信号３０をバイパス弁２７に出力するように
切替えられ、よってバイパス弁２７は燃料指令信号２２
の増加に対応した開度で開くように制御される。

【００１９】前記バイパス弁２７が開けられると、流動
床ボイラ２からの排ガスの一部がバイパスダクト２６を
介して排気管１４における空気供給装置１３の下流側に
排出されるようになるので、流動床ボイラ２内の圧力が
低下し、よって圧力容器１内の燃焼用空気４が流動床ボ
イラ２内に流動しやすくなって流動床ボイラ２内の燃焼
用空気４の流量が増加する。これにより、出力指令１８
の増加時に燃焼用空気４が不足するような問題の発生が
防止され、更に出力指令１８の増加時に燃料の供給を絞
るようなことがないので出力の増加に時間遅れを生じる
ようなこともなくなる。

【００２０】又、前記バイパス弁２７の開作動により給
気用ガスタービン１２に供給される排ガスの圧力が低下
することになるが、流量計４０の空気流量信号４１によ
りコントローラ３８を介して空気指令信号２５のフィー
ドバック制御を行うようにしているので、燃焼用空気４
の供給量が減少することを防止して安定に保持すること
ができる。この時、このフィードバック制御に代えて、
発電用ガスタービン１０による発電量を押さえることに
より給気用ガスタービン１２の作動を助けるようにして
も良い。

【００２１】又、前記切替器３４の切替制御を、出力指
令１８の増加によって行うことに代えて、酸素濃度信号
３５が設定値以下になった時に行うようにしても良い
が、出力指令１８が増加してから酸素濃度が低下するま
でには時間遅れがあるために酸素濃度の低下が大きくな
ってしまう可能性があるので、出力指令１８の増加に基
づいて制御するのが好ましい。又、バイパス弁２７の開
度の制御を、燃料指令信号２２から関数発生器３１によ
って求めた開度指令信号３０により制御する場合につい
て説明したが、新たに別個に設定した指令信号によって
制御するようにしたり、或いは開閉のみの簡単な制御と
することもできる。

【００２２】尚、本考案は前記実施例にのみ限定される
ものではなく、発電用ガスタービンを備えない場合も同
様に適用できること、その他本考案の要旨を逸脱しない
範囲内に於いて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２３】

【考案の効果】本考案の加圧流動床ボイラの制御装置に
よれば、排気管１４における流動床ボイラ２の排ガス出
口部１４’と空気供給装置１３の出側との間をバイパス
ダクト２６で連通し、且つ該バイパスダクト２６にバイ
パス弁２７を設けると共に、加圧流動床ボイラの出力指
令１８が増加した時に前記バイパス弁２７を開ける制御
を行うバイパス制御装置２８を設けた構成を有している
ので、出力指令１８が増加すると、バイパス制御装置２
８により前記バイパス弁２７が開けるように制御される
ので、流動床ボイラ２からの排ガスの一部がバイパスダ
クト２６を介して下流に排出されることにより流動床ボ
イラ２内の圧力が低下し、よって圧力容器１内の燃焼用
空気４が流動床ボイラ２内に流動しやすくなるので、流
動床ボイラ２の燃焼用空気４の流量が増加して、燃焼用
空気４が不足する問題の発生が防止され、更に出力指令
１８の増加時に燃料の供給を絞るようなことがないので
出力の増加に時間遅れを生じることもない等の優れた効
果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すブロック図である。

【図２】従来の加圧流動床ボイラの制御装置の一例を示
すブロック図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図２の作用を示す
線図である。

【符号の説明】

１ 圧力容器 ２ 流動床ボイラ ４ 燃焼用空気 ８ 燃料供給装置 １３ 空気供給装置 １４ 排気管 １４’排ガス出口部 １８ 出力指令 １９ 変化率制限器 ２１ 関数発生器 ２２ 燃料指令信号 ２４ 関数発生器 ２５ 空気指令信号 ２６ バイパスダクト ２７ バイパス弁 ２８ バイパス制御装置

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器１と、該圧力容器１内に設置し
   た流動床ボイラ２と、該流動床ボイラ２に燃料を供給す
   る燃料供給装置８と、前記流動床ボイラ２から排気管１
   ４を介して導かれる排ガスによって駆動されて前記圧力
   容器１に燃焼用空気４を供給する空気供給装置１３と、
   加圧流動床ボイラの出力指令１８を入力して該出力指令
   １８の変化に制限を与える変化率制限器１９と、該変化
   率制限器１９の出力に基づいて燃料指令信号２２を出力
   する関数発生器２１と、前記燃料指令信号２２に基づい
   て前記空気供給装置１３に空気指令信号２５を出力する
   関数発生器２４とを備えた加圧流動床ボイラの制御装置
   であって、前記流動床ボイラ２の排ガス出口部１４’と
   空気供給装置１３の出側の排気管１４との間を連通する
   バイパスダクト２６と、該バイパスダクト２６に設けた
   バイパス弁２７と、前記出力指令１８が増加した時に前
   記バイパス弁２７を開ける制御を行うバイパス制御装置
   ２８とを備えたことを特徴とする加圧流動床ボイラの制
   御装置。