JP3769822B2

JP3769822B2 - 石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出方法及び装置

Info

Publication number: JP3769822B2
Application number: JP17931196A
Authority: JP
Inventors: 繁一古川
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1996-07-09
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2016-07-09
Also published as: JPH1026343A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、石炭焚ボイラの場合、図３に示される如く、コールバンカ１に貯留された石炭を、モータ等の駆動装置２によって駆動される給炭機３により、石炭粉砕用のミル４へ投入し、該ミル４において粉砕された微粉炭を微粉炭管５を介してバーナ６へ空気搬送し、ボイラ７の火炉８内において燃焼させるようになっている。
【０００３】
尚、図中、９はモータ等の駆動装置１０によって開閉される石炭ゲートである。
【０００４】
前記ミル４からボイラ７の火炉８内へ供給される石炭（微粉炭）の出炭量は、直接計測することができないため、給炭機３上に現在ある石炭の重量を図示していないロードセル等で測定すると共に、給炭機３の駆動装置２の回転数を測定し、これらの積を給炭機３からミル４へ供給される給炭量とし、該給炭量を前記ミル４からボイラ７の火炉８内へ供給されるであろう石炭の出炭量としている。
【０００５】
又、前記ミル４は、一基のボイラ７に対して、通常、複数台（例えば六台）設けられており、ボイラ７の定常運転時においては、各ミル４の出炭量の合計と、ボイラ負荷指令（ＭＷＤ）に基づく燃料流量指令とを比較し、該比較結果に応じて各給炭機３への給炭量指令を求め、該給炭量指令に基づいて各給炭機３の制御を行うようになっている。
【０００６】
一方、例えば、一台のミル４に何らかの異常が発生した場合、該ミル４と、それに対応する給炭機３とを緊急停止させるが、何らかの異常が発生したミル４をそのまま放置しておくと、ミル４内に残った石炭が発火する可能性があるため、ミル４の緊急停止後、ミル４内に残った石炭を火炉８内へパージする、いわゆる残炭パージを行う必要がある。
【０００７】
しかしながら、前述の如く、一台のミル４を緊急停止した後、残りの複数台（例えば五台）のミル４からボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量がバランスしている状態で、緊急停止したミル４の残炭パージを行った場合、前記燃料流量指令を上回る必要以上の石炭がボイラ７の火炉８内へ供給されてしまうこととなり、燃料過多となって排ガスＯ₂が低下したり、蒸気温度が上昇する虞れがあった。
【０００８】
このため、従来においては、図４及び図５に示される如く、定常運転時には給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１をそのまま信号１２として出力する（図中、ｂ側に切り換えられる）一方、ミルトリップ時には給炭機３停止時点での給炭量１１をホールドして残炭量を表わす信号１２として出力する（図中、ａ側に切り換えられる）切換器１３と、
ミルトリップ後の残炭パージミル起動指令１４が出力された時点から所要時間（ｔ［分］）の間だけ“１”の信号１５を出力するタイマ１６と、
定常運転時には信号発生器１７から出力される“０”の信号１８を信号１９として出力する（図中、ｂ側に切り換えられる）一方、ミルトリップ後の残炭パージミル起動時には前記切換器１３から出力される信号１２を、前記タイマ１６で設定された時間の間だけ信号１９として出力する（図中、ａ側に切り換えられる）切換器２０と、
該切換器２０から出力される信号１９が変化した場合に、その信号１９の変化に対し、予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量模擬信号２１を出力する一次遅れ器２２と、該一次遅れ器２２から出力される出炭量模擬信号２１を前記給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１に加え、出炭量２３を出力する加算器２４と
から出炭量算出装置を構成していた。
【０００９】
前述の如き従来の出炭量算出装置の場合、定常運転時には、給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１が加算器２４へ出力されると共に、該給炭量１１が切換器１３を経由し、そのまま信号１２として切換器２０へ出力されるが、該切換器２０においては定常運転時には信号発生器１７から出力される“０”の信号１８が信号１９として一次遅れ器２２へ出力され、該一次遅れ器２２から前記加算器２４へ出力される出炭量模擬信号２１は“０”となるため、加算器２４からは給炭量１１がそのまま出炭量２３として出力される。
【００１０】
一方、ミル４に何らかの異常が発生し、該ミル４と、それに対応する給炭機３とを緊急停止させた場合、図５に示される如く、給炭量１１はミルトリップ時にｘ［ｔｏｎ／ｈ］から“０”となるが、切換器１３は給炭機３停止時点での給炭量１１をホールドして残炭量を表わす信号１２として切換器２０へ出力する。
【００１１】
ミルトリップ後、残炭パージミル起動指令１４が出力されると、タイマ１６から所要時間（ｔ［分］）の間だけ“１”の信号１５が出力され、前記切換器１３から出力される信号１２が、前記タイマ１６で設定された時間の間だけ切換器２０から信号１９として一次遅れ器２２へ出力され、該一次遅れ器２２においては、切換器２０から出力される信号１９の変化に対し、予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量模擬信号２１が加算器２４へ出力され、該加算器２４において、前記一次遅れ器２２から出力される出炭量模擬信号２１が前記給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１（ミルトリップ後は“０”となっている）に加えられ、出炭量２３として出力される。
【００１２】
これにより、一台のミル４を緊急停止した後、残りの複数台（例えば五台）のミル４からボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量２３がバランスしている状態で、緊急停止したミル４の残炭パージを行った場合には、残炭パージによってボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量２３の分だけ、残りの複数台のミル４からボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量２３が減少される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く、残炭パージを開始してミル４から石炭が出炭される場合、その出炭量２３は、残炭パージ開始からある時間経過するまでは増加して行き、その後、略一定となる状態が所定時間継続し、続いて減少して行くパターンとなるが、前述の如く、単に一次遅れ器２２を設けて出炭量模擬信号２１を作成するのでは、残炭パージ開始からある時間経過するまでの出炭量２３増加の傾きと、出炭量２３減少の傾きとを一義的に決まる同一のカーブでしか設定することができないため、実際の出炭量との誤差が大きくなり、精度的に見て充分であるとは言えず、依然として燃料過多となって排ガスＯ₂が低下したり、蒸気温度が上昇する虞れがあり、改善の余地が残されていた。
【００１４】
本発明は、斯かる実情に鑑み、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量２３を精度よく求めることができ、燃料流量指令を上回る必要以上の石炭がボイラ７の火炉８内へ供給されてしまうことをなくし、排ガスＯ₂の低下並びに蒸気温度の上昇を防止し得る石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ミルトリップ時に給炭機３停止時点での給炭量１１をホールドして残炭量とし、該残炭量に対して、時間の関数として与えられる出炭量模擬ゲイン３４を掛け、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量２３を求めることを特徴とする石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出方法にかかるものである。
【００１６】
又、本発明は、定常運転時には給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１をそのまま信号１２として出力する一方、ミルトリップ時には給炭機３停止時点での給炭量１１をホールドして残炭量を表わす信号１２として出力する切換器１３と、
定常運転時には信号発生器２５から出力される“０”の信号２６を信号３０として出力する一方、ミルトリップ後の残炭パージミル起動時には信号発生器２７から出力される“１”の信号２８を信号３０として出力する切換器２９と、
該切換器２９から出力される信号３０が“０”から“１”へ変化した場合に、その変化率を設定値以下の範囲内に制限する処理を行って変化率補正信号３２を出力する変化率制限器３１と、
該変化率制限器３１から出力される変化率補正信号３２に基づき出炭量模擬ゲイン３４を求めて出力する関数発生器３３と、
該関数発生器３３から出力される出炭量模擬ゲイン３４を前記切換器１３から出力される給炭量１１の信号１２に掛け、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量模擬信号２１を出力する乗算器３５と、
該乗算器３５から出力される出炭量模擬信号２１を前記給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１に加え、出炭量２３を出力する加算器２４と
を備えたことを特徴とする石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出装置にかかるものである。
【００１７】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１８】
本発明の石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出方法においては、ミルトリップ時に給炭機３停止時点での給炭量１１をホールドして残炭量とし、該残炭量に対して、予め行ったテストデータに基づき時間の関数として与えられる出炭量模擬ゲイン３４が掛けられ、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量２３が求められる。
【００１９】
又、本発明の石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出装置においては、定常運転時には、給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１が加算器２４へ出力されると共に、該給炭量１１が切換器１３を経由し、そのまま信号１２として乗算器３５へ出力されるが、該乗算器３５には、定常運転時には信号発生器２５から出力される“０”の信号２６が切換器２９と変化率制限器３１と関数発生器３３とを介して出炭量模擬ゲイン３４として出力され、乗算器３５から前記加算器２４へ出力される出炭量模擬信号２１は“０”となるため、加算器２４からは給炭量１１がそのまま出炭量２３として出力される一方、ミル４に何らかの異常が発生し、該ミル４と、それに対応する給炭機３とを緊急停止させた場合、給炭量１１はミルトリップ時に“０”となるが、切換器１３は給炭機３停止時点での給炭量１１をホールドして残炭量を表わす信号１２として乗算器３５へ出力し、ミルトリップ後、残炭パージのためにミル４が起動されると、信号発生器２７から出力される“１”の信号２８が切換器２９から信号３０として変化率制限器３１へ出力され、該変化率制限器３１において、“０”から“１”へ変化した切換器２９からの信号３０の変化率を設定値以下の範囲内に制限する処理が行われ、変化率補正信号３２が関数発生器３３へ出力され、該関数発生器３３において前記変化率制限器３１から出力される変化率補正信号３２に基づき出炭量模擬ゲイン３４が求められて乗算器３５へ出力され、該乗算器３５において、前記関数発生器３３から出力される出炭量模擬ゲイン３４が前記切換器１３から出力される給炭量１１の信号１２に掛けられ、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量模擬信号２１が前記加算器２４へ出力され、該加算器２４において、前記乗算器３５から出力される出炭量模擬信号２１が前記給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１（ミルトリップ後は“０”となっている）に加えられ、出炭量２３として出力される。
【００２０】
これにより、一台のミル４を緊急停止した後、残りの複数台のミル４からボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量２３がバランスしている状態で、緊急停止したミル４の残炭パージを行った場合には、残炭パージによってボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量２３の分だけ、残りの複数台のミル４からボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量２３が減少される。
【００２１】
ここで、従来のように、単に一次遅れ器２２を設けて出炭量模擬信号２１を作成するのでは、残炭パージ開始からある時間経過するまでの出炭量２３増加の傾きと、出炭量２３減少の傾きとを一義的に決まる同一のカーブでしか設定することができないが、本発明の場合には、変化率制限器３１と関数発生器３３との組合せにより、残炭パージ開始からある時間経過するまでの出炭量２３増加の傾きと、出炭量２３が略一定となる状態と、出炭量２３減少の傾きとをそれぞれ、実機でのテストデータに対応させた時間の関数として設定することができるため、前記加算器２４から出力される出炭量２３と実際の出炭量との誤差が最小限に抑えられ、燃料過多となって排ガスＯ₂が低下したり、蒸気温度が上昇することがなくなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２３】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図３〜図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、２９は定常運転時には信号発生器２５から出力される“０”の信号２６を信号３０として出力する一方、ミルトリップ後の残炭パージミル起動時には信号発生器２７から出力される“１”の信号２８を信号３０として出力する切換器、３１は前記切換器２９から出力される信号３０が“０”から“１”へ変化した場合に、その変化率を設定値以下の範囲内に制限する処理を行って変化率補正信号３２を出力する変化率制限器、３３は前記変化率制限器３１から出力される変化率補正信号３２に基づき出炭量模擬ゲイン３４を求めて出力する関数発生器、３５は前記関数発生器３３から出力される出炭量模擬ゲイン３４を切換器１３から出力される給炭量１１の信号１２に掛け、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量模擬信号２１を出力する乗算器であり、該乗算器３５から出力される出炭量模擬信号２１を、加算器２４において給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１に加え、出炭量２３を出力するよう構成してある。
【００２４】
尚、前記変化率制限器３１の変化率と、関数発生器３３の関数は、それぞれ予め行ったテストデータに基づいて設定するようになっている。
【００２５】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２６】
定常運転時には、給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１が加算器２４へ出力されると共に、該給炭量１１が切換器１３を経由し、そのまま信号１２として乗算器３５へ出力されるが、該乗算器３５には、定常運転時には信号発生器２５から出力される“０”の信号２６が切換器２９と変化率制限器３１と関数発生器３３とを介して出炭量模擬ゲイン３４として出力され、乗算器３５から前記加算器２４へ出力される出炭量模擬信号２１は“０”となるため、加算器２４からは給炭量１１がそのまま出炭量２３として出力される。
【００２７】
一方、ミル４に何らかの異常が発生し、該ミル４と、それに対応する給炭機３とを緊急停止させた場合、図２に示す如く、給炭量１１はミルトリップ時にｘ［ｔｏｎ／ｈ］から“０”となるが、切換器１３は給炭機３停止時点での給炭量１１をホールドして残炭量を表わす信号１２として乗算器３５へ出力する。
【００２８】
ミルトリップ後、残炭パージのためにミル４が起動されると、信号発生器２７から出力される“１”の信号２８が切換器２９から信号３０として変化率制限器３１へ出力され、該変化率制限器３１において、“０”から“１”へ変化した切換器２９からの信号３０の変化率を設定値以下の範囲内に制限する処理が行われ、変化率補正信号３２が関数発生器３３へ出力され、該関数発生器３３において前記変化率制限器３１から出力される変化率補正信号３２に基づき出炭量模擬ゲイン３４が求められて乗算器３５へ出力され、該乗算器３５において、前記関数発生器３３から出力される出炭量模擬ゲイン３４が前記切換器１３から出力される給炭量１１の信号１２に掛けられ、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量模擬信号２１が前記加算器２４へ出力され、該加算器２４において、前記乗算器３５から出力される出炭量模擬信号２１が前記給炭機３からミル４へ投入される給炭量１１（ミルトリップ後は“０”となっている）に加えられ、出炭量２３として出力される。
【００２９】
これにより、一台のミル４を緊急停止した後、残りの複数台（例えば五台）のミル４からボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量２３がバランスしている状態で、緊急停止したミル４の残炭パージを行った場合には、残炭パージによってボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量２３の分だけ、残りの複数台のミル４からボイラ７の火炉８内へ供給される石炭の出炭量２３が減少される。
【００３０】
ここで、従来のように、単に一次遅れ器２２を設けて出炭量模擬信号２１を作成するのでは、残炭パージ開始からある時間経過するまでの出炭量２３増加の傾きと、出炭量２３減少の傾きとを一義的に決まる同一のカーブでしか設定することができないが、本図示例の場合には、変化率制限器３１と関数発生器３３との組合せにより、残炭パージ開始からある時間経過するまでの出炭量２３増加の傾きと、出炭量２３が略一定となる状態と、出炭量２３減少の傾きとをそれぞれ、実機でのテストデータに対応させた時間の関数として設定することができるため、前記加算器２４から出力される出炭量２３と実際の出炭量との誤差が最小限に抑えられ、燃料過多となって排ガスＯ₂が低下したり、蒸気温度が上昇することがなくなる。
【００３１】
こうして、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量２３を精度よく求めることができ、燃料流量指令を上回る必要以上の石炭がボイラ７の火炉８内へ供給されてしまうことをなくし、排ガスＯ₂の低下並びに蒸気温度の上昇を防止し得る。
【００３２】
尚、本発明の石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、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勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出方法及び装置によれば、残炭パージ時にミル４から出炭されると予測される出炭量２３を精度よく求めることができ、燃料流量指令を上回る必要以上の石炭がボイラ７の火炉８内へ供給されてしまうことをなくし、排ガスＯ₂の低下並びに蒸気温度の上昇を防止し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例のブロック図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例のタイムチャート図である。
【図３】一般的な石炭焚ボイラの石炭の供給系統を表わす概略図である。
【図４】従来の石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出装置の一例を表わすブロック図である。
【図５】図４に示す従来例のタイムチャート図である。
【符号の説明】
３給炭機
４ミル
１１給炭量
１２信号
１３切換器
２１出炭量模擬信号
２３出炭量
２４加算器
２５信号発生器
２６信号
２７信号発生器
２８信号
２９切換器
３０信号
３１変化率制限器
３２変化率補正信号
３３関数発生器
３４出炭量模擬ゲイン
３５乗算器

Claims

ミルトリップ時に給炭機（３）停止時点での給炭量（１１）をホールドして残炭量とし、該残炭量に対して、時間の関数として与えられる出炭量模擬ゲイン（３４）を掛け、残炭パージ時にミル（４）から出炭されると予測される出炭量（２３）を求めることを特徴とする石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出方法。
定常運転時には給炭機（３）からミル（４）へ投入される給炭量（１１）をそのまま信号（１２）として出力する一方、ミルトリップ時には給炭機（３）停止時点での給炭量（１１）をホールドして残炭量を表わす信号（１２）として出力する切換器（１３）と、
定常運転時には信号発生器（２５）から出力される“０”の信号（２６）を信号（３０）として出力する一方、ミルトリップ後の残炭パージミル起動時には信号発生器（２７）から出力される“１”の信号（２８）を信号（３０）として出力する切換器（２９）と、
該切換器（２９）から出力される信号（３０）が“０”から“１”へ変化した場合に、その変化率を設定値以下の範囲内に制限する処理を行って変化率補正信号（３２）を出力する変化率制限器（３１）と、
該変化率制限器（３１）から出力される変化率補正信号（３２）に基づき出炭量模擬ゲイン（３４）を求めて出力する関数発生器（３３）と、
該関数発生器（３３）から出力される出炭量模擬ゲイン（３４）を前記切換器（１３）から出力される給炭量（１１）の信号（１２）に掛け、残炭パージ時にミル（４）から出炭されると予測される出炭量模擬信号（２１）を出力する乗算器（３５）と、
該乗算器（３５）から出力される出炭量模擬信号（２１）を前記給炭機（３）からミル（４）へ投入される給炭量（１１）に加え、出炭量（２３）を出力する加算器（２４）と
を備えたことを特徴とする石炭焚ボイラのミル残炭パージ時における出炭量算出装置。