JP2680352B2 - 火炉ドラフト制御方法 - Google Patents

火炉ドラフト制御方法

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JP2680352B2 JP63165068A JP16506888A JP2680352B2 JP 2680352 B2 JP2680352 B2 JP 2680352B2 JP 63165068 A JP63165068 A JP 63165068A JP 16506888 A JP16506888 A JP 16506888A JP 2680352 B2 JP2680352 B2 JP 2680352B2
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    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N3/002Regulating air supply or draught using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00Ventilators
    • F23N2233/02Ventilators in stacks
    • F23N2233/04Ventilators in stacks with variable speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、可変速制御装置(VVVF)を有する誘引通風
機の火炉ドラフト制御方法に関する。
〔従来の技術〕
第3図は、従来のボイラ構成及び制御ブロツクを示す
図である。燃焼空気は、押込通風機(FDF)3によつて
空気予熱器2を通してボイラ1へ供給される。このFDF3
は電動機によつて駆動され、空気量の調整はFDF入口ベ
ーン4の開度調整によつて行なわれる。一方、ボイラ出
口側には空気予熱器(ガス側)5,誘引通風機(IDF)7
が設置され、このIDF7は電動機15によつて駆動され、炉
内圧力発信器9の出力信号が設定値になるように減算器
10,調節計11によりIDF入口ダンパ操作器31を調整して火
炉圧力を一定に制御する。IDF7によつて調整された排ガ
スは、煙突8から外部へ排出される。ボイラ火炉圧力は
大気圧より若干低い値(10〜20mmH2O)に保持すること
が望ましく減算器10,調節計11によつて行なわれる。13
は自動−手動切替器で、通常は自動状態で使用される。
12は加算器で、火炉ドラフト制御追従性を図るためFDF
入口ベーン4の開度を先行信号として、IDF入口ダンパ
6を調整する。
以上のような従来の火炉ドラフト調整方法に対して、
最近はIDF7を可変速制御することにより排ガス量を調整
する方法が検討実施されるようになつた。これはダンパ
6による排ガス量調整では、ダンパ部の圧力損失により
IDF電動機15の動力損失が大きくなるため、ダンパ6を
全開にし、IDF7を可変速制御することによつて省エネル
ギー化を図ることを目的としている。可変速制御装置
(VVVF)14によつて電動機15を可変速化する方法が行な
われる。この制御方法は火炉ドラフト調節計11信号をVV
VF14へ与えることによつて行なわれる。
第4図は、IDF7を可変速化するための電源系統構成の
典型例を示す。同図に於いて、可変速運転を行なう場合
は、コンビネーシヨンスイツチ19及び接触器23が投入さ
れ、商用電源16,降圧変圧器20,VVVF14及び昇圧変圧器22
によつて電動機15が可変速駆動される。この可変速制御
系によつて電動機15を低速から定格速度まで運転するこ
とが可能であるが、VVVF故障時は電動機15を商用電源16
によつて定格速度で運転し、排ガス量調整はダンパ6に
よつて行なう。商用電源運転時は、第4図においてコン
ビネーシヨンスイツチ17及び接触器18が投入され、接触
器23は開放される。
VVVFから商用電源運転への切替のタイムチヤートを第
5図に示す。時刻t0からt1の間では、VVVF運転をしてお
り、火炉圧力調節計11によつて火炉圧力が一定となるよ
うにVVVF14を調整する。運転中にVVVF故障したとき又は
手動切替時(t1時刻)、電動機15をVVVF14から切り離し
て商用電源16による商用運転に切替える。しかし、瞬時
に切替えると電動機15の誘起電圧と商用電源電圧の位相
が一致しない場合には、商用電源16から電動機15に大き
な突入電流が流れ込み、過大なトルクを与えてモートシ
ヤフトに損害を与える可能性がある。
このため電動機15の誘起電圧が喪失するt2時刻までフ
リーランされる。時刻t2の接触器18を投入すると電動機
15は定格速度まで加速され、これまで全開であつたIDF
入口ダンパ7は所要排ガス量に応じて開度調整される。
VVVFを切離した時刻t1から商用電源16によつて加速完了
するまでの時刻t3の間、フリーラン減速によつて、IDF
排出量は一旦低下し、加速とともに再び増加する。しか
し、排出量が低下する間に火炉への供給風量とのアンバ
ランスにより火炉圧力が上昇する。又、VVVF回転から商
用電源による定格速度まで加速される間は、IDF入力ダ
ンパの追従遅れにより火炉ドラフトが低下する問題があ
る。
可変速制御装置(VVVF)は省電力効果を図る目的とし
て設置されている。省電力効果を図るために、IDF入口
ダンパは極力全開状態で使用される。VVVF故障時はモー
タ駆動源は商用電源に切替り運転されることになるが、
IDF回転数はVVVF運転回転数50〜60%から商用運転回転
数100%へ上昇することになる。商用運転時は火炉ドラ
フトはIDF入口ダンパにより調整を行なうが、このよう
な過渡状態ではフアン回転数上昇による火炉ドラフト変
動(低下)が大きくなり、運転状態によつては火炉ドラ
フトが設計圧を超えることになる。VVVF→商用電源切替
えは、VVVF故障時または運転員判断による手動切替えに
依り行なわれる。VVVF→商用電源切替操作時に於いて
も、ボイラを安全に運転出来るようドラフト制御装置の
改善が急務とされていた。また、VVVFの追従性は60秒〜
90秒/0〜100%風量と遅いため、負荷追従性の改善を図
ることが必要とされていた。
従来はVVVF→商用電源切替時のIDF入口ダンパは、単
なる火炉ドラフト制御(P+I制御)であり、この方式
ではVVVF→商用電源切替時の30〜10秒間の短時間の外乱
に対して追従することは不可能であつた。このため、火
炉ドラフトの低下を抑えることが出来なかつた。
〔発明が解決しようとする課題〕
負荷変化あるいはVVVFから商用電源切替に対して、従
来のIDF入口出口ダンパ全開状態のままでVVVFによる火
炉ドラフト制御する方法では、VVVF→商用電源切替時の
火炉ドラフト急低下を防止することが出来ない。
本発明の目的は、上記した火炉ドラフトの急低下を避
けてボイラ運転を支障なく行なうことができる火炉ドラ
フト制御方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
VVVFによる火炉ドラフト制御では、負荷変化時及びVV
VF→商用電源切替り時の火炉ドラフト変動が大きい。本
発明は、上記した火炉ドラフト変動を抑えてボイラ火炉
壁及び煙道を破損することなく、安全に運転可能となる
ようにするものである。VVVF運転時はIDF入口ダンパ開
度はフアン風量の約10%分を絞り込んでおき、VVVFとID
F入口ダンパ併用制御を行なうと共に、VVVF→商用運転
へ切替わる際(フリーラン時間)、IDF入口ダンパを現
状開度から一旦全開し、それから所定開度に絞り込んだ
後に、IDF入口ダンパによる火炉ドラフト制御へ移行さ
せることにより達成される。
〔作 用〕
VVVF運転中もIDF入口ダンパをフアン風量の約10%絞
り込みとする。このようにVVVFとIDF入口ダンパ併用制
御とすることにより、負荷変化(燃焼ガス量変化)に対
しては先づ応答性の速いIDF入口ダンパにより調整され
る。一方、VVVFによる回転数は負荷に見合つた回転数に
なるように調整されるため、火炉ドラフトの変動は−50
〜0〜+50mmH2Oに入つている。また、VVVF→商用運転
へ切替わる際(フリーラン時間)、IDF入口ダンパを10
%風量分絞つた状態から一旦開とし、フリーラン後に所
定開度まで急速に絞り込み動作を行なうことにより、火
炉ドラフト変動は+20〜0〜−50mmH2Oに抑えることが
可能となり、ボイラ火炉設計圧を超えることなく運転す
ることが出来る。
〔実施例〕
本発明は、通常運転時に於いてもIDF入口ダンパ6を
排出ガス量の約10%を絞り込んでおき、VVVF→商用電源
切替時のフリーラン時間分ダンパを開させてフリーラン
時間経過後に、ダンパ開度を所定開度まで急速に絞り込
むことにより、火炉圧力変動を抑えることを主旨とす
る。
第1図は本発明の実施例を示す。排ガス量の調整は負
荷信号25に応じてVVVF14に対する速度基準値を変化させ
て行なうと共に、火炉圧力調節計11の信号をIDF入口ダ
ンパ7へ与えてVVVF14とIDF入口ダンパ7を併用するこ
とにより行なわれる。IDF入口ダンパ7は、排ガス風量
の約10%分調整範囲として与えられる。通常運転時は、
負荷信号25に基づいて与えられる排ガス量基準を特性演
算器24で作成しVVVF14へ与える。又、IDF入口ダンパ7
は火炉圧力調節計11により火炉圧力が一定となるように
調整される。
第2図に示すように時刻t0からt1の間ではVVVF運転し
ている。VVVF故障又手動切替時(t1時刻)から商用電源
16へ切替わる時刻t2までIDF入口ダンパ7を火炉圧力調
節計11信号により追従させ(ダンパは開動作する)、フ
リーラン時間経過後(t2時刻)IDF入口ダンパは商用運
転の開度迄急速に絞り込む。動作はVVVF運転のt1時刻の
開度を信号保持器27で記憶しておき、その開度から商用
運転時の開度分をバイアス器28でマイナスバイアスして
商用運転開度を設定する。切替器29,30を通してIDFダン
パ操作器31へ信号を与える。電動機が商用電源に切替わ
りIDF回転数が定格速度に達すると切替器29,30を切替え
て、火炉圧力調節計11からの信号でIDF入口ダンパを調
整する。
以上のように本発明では、VVVF−商用運転切替に当つ
て火炉圧力の変動を抑えてボイラを安定に運転すること
が出来る。
本発明の実施例ではIDFについて述べたが、FDFについ
ても同様な効果が得られる。通風量の調整をダンパでな
くベーンによつて行なう場合も同じ扱いで良い。
〔発明の効果〕
本発明によれば負荷変化に対してはIDF入口ダンパとV
VVF併用により火炉圧力変動の抑制が可能である。又、V
VVF−商用運転時にはIDF入口ダンパの先行的な開度調整
を行なうことにより、火炉圧力変動を20へ−50mmH2Oに
抑えることが出来るので、ボイラ通風制御システムに可
変速システムを設置する場合有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す制御ブロツク図、第2図
は本発明の制御動作を説明するためのタイムチヤート、
第3図は従来の方法を示す制御ブロツク図、第4図は可
変速駆動システムを説明するための構成図、第5図は従
来の制御動作を説明するためのタイムチヤートである。 1……ボイラ火炉、3……押込通風機、4……FDF入口
ベーン、6……IDFダンパ、7……誘引通風機、14……V
VVF、15……電動機。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼用空気を供給する押込通風機と、炉外
    への排気により炉内圧を調整する誘引通風機とを設け、
    その誘引通風機を可変速制御装置による運転と商用電源
    による運転中のいずれかに切替えて火炉ドラフトを規定
    値に調節する火炉ドラフト制御方法において、前記可変
    速制御装置による運転時は誘引通風機入口ダンパを併用
    して火炉ドラフトを制御し、可変速制御装置による運転
    から商用電源による運転に切替わる間は、誘引通風機入
    口ダンパを所定開度に絞り込み、その後に誘引通風機入
    口ダンパによる火炉ドラフト制御に移行させることを特
    徴とする火炉ドラフト制御方法。
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