JP3986485B2 - Boiler control device and boiler control method - Google Patents

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本発明は、ボイラ制御装置及びボイラ制御方法にかかり、特に、節炭器出口における酸素濃度を設定値に保持することのできるボイラ制御装置及びボイラ制御方法に関する。   The present invention relates to a boiler control device and a boiler control method, and more particularly to a boiler control device and a boiler control method that can maintain an oxygen concentration at the outlet of a economizer at a set value.

例えば、特許文献1には、商用交流電源及びインバータ電源をそれぞれ備えた2系統の通風機を備え、前記インバータ電源が運転不能となった場合、電源をインバータ電源から商用電源に切り替えて通風機の運転を継続することのできるボイラ制御装置が示されている。また、前記切り替えに際して発生する通風機の駆動速度の低下に伴う通風量の減少を補償し、燃焼の安定性を保持するため、前記通風量を制限するダンパに開バイアス指令を供給することが示されている。
特開2002−267105号公報
For example, Patent Document 1 includes two ventilators each having a commercial AC power source and an inverter power source. When the inverter power source becomes inoperable, the power source is switched from the inverter power source to the commercial power source. A boiler control device that can continue operation is shown. Further, it is shown that an open bias command is supplied to a damper for limiting the ventilation amount in order to compensate for a decrease in the ventilation amount accompanying a decrease in the driving speed of the ventilator that occurs at the time of switching and to maintain the stability of combustion. Has been.
JP 2002-267105 A

上記従来の技術においては、2系統の通風機をそれぞれ駆動する電源のうち、例えば、一つの系統を構成するインバータ電源が故障した場合、この故障したインバータ電源を商用電源に切り替える。もし、インバータ電源を商用電源へ切り替える操作に際して、何らかの理由により、商用電源への切り替えに失敗した場合、残りの系統で運転可能な量までボイラ負荷を安全かつ速やかに低下させなければならない。すなわち、ランバック動作を行わなければならないことになる。   In the above-described conventional technology, for example, when an inverter power source that constitutes one system out of power sources that respectively drive two systems of ventilators, the failed inverter power source is switched to a commercial power source. If the inverter power supply is switched to the commercial power source and the switching to the commercial power source fails for some reason, the boiler load must be safely and promptly reduced to an amount that can be operated by the remaining system. That is, a runback operation must be performed.

このランバック動作中には、ボイラに供給する空気量が不足し、あるいは燃料供給量が過剰となる可能性が高く、節炭器出口酸素濃度が低下する可能性が高くなる。   During this runback operation, there is a high possibility that the amount of air supplied to the boiler will be insufficient or the amount of fuel supplied will be excessive, and the possibility that the oxygen saver outlet oxygen concentration will decrease.

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、節炭器出口酸素濃度を設定値に保持することのできるボイラ制御装置を提供する。   This invention is made | formed in view of these problems, and provides the boiler control apparatus which can hold | maintain an economizer exit oxygen concentration to a setting value.

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

ボイラに燃焼用空気を供給する押し込み通風機、前記燃焼用空気の流量を調整するベー
ン、及び前記燃焼用空気の流量を検出する空気流量検出器をそれぞれ複数備えた通風装置
と、
前記押し込み通風機を駆動するモータに、交流電源電圧を所定周波数の交流電圧に変換して供給するインバータと、前記インバータの出力又は前記交流電源電圧を前記モータに供給する遮断器と、
外部から供給される空気流量指令及び前記空気流量検出器の検出出力をもとに、前記ベ
ーンの開度及びモータの回転数を調整す
るボイラ自動制御装置を備え、
前記ボイラ自動制御装置は、前記遮断器を切り替えることによりモータ駆動源を前記インバータ側から交流電源電圧側に切り替える操作に失敗したとき、前記それぞれのベーンの開度指令に補償指令を所定時間付加する
A ventilator provided with a plurality of forced air ventilators for supplying combustion air to the boiler, a vane for adjusting the flow rate of the combustion air, and a plurality of air flow rate detectors for detecting the flow rate of the combustion air;
An inverter for supplying an AC power supply voltage by converting the AC power supply voltage to an AC voltage having a predetermined frequency, and a circuit breaker for supplying the output of the inverter or the AC power supply voltage to the motor;
Based on the air flow command supplied from the outside and the detection output of the air flow detector, equipped with an automatic boiler control device that adjusts the opening degree of the vane and the rotational speed of the motor,
The boiler automatic control device, when the motor driving source by to switch the breaker fails to operate to switch to the AC power supply voltage side from the inverter side, a predetermined time adds compensation instruction the the opening command of each vane Do

本発明は、以上の構成を備えるため、節炭器出口酸素濃度を設定値に保持することのできるボイラ制御装置を提供することができる。   Since this invention is provided with the above structure, it can provide the boiler control apparatus which can hold | maintain an economizer exit oxygen concentration to a setting value.

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図1は、ボイラ制御装置を説明する図である。図において、51はボイラ、52a,52bはボイラ51に燃焼用の空気を送風する押込通風機、53a,53bは押し込み通風機52a,52bを駆動する駆動用モータ、54a,54bは押し込み通風機が押し込む空気流量(通風量)を調整するための押し込み通風機52a,52bのベーンであり、押し込み通風機の出口近傍に設ける。55a,55bは押し込み通風機52a,52bが押し込む空気流量を検出する空気流量検出器である。   Hereinafter, the best embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a boiler control device. In the figure, 51 is a boiler, 52a and 52b are pushing ventilators that blow combustion air to the boiler 51, 53a and 53b are driving motors that drive the pushing ventilators 52a and 52b, and 54a and 54b are pushing ventilators. This is a vane for the push-in ventilators 52a and 52b for adjusting the flow rate of air to be pushed in (ventilation amount), and is provided near the outlet of the push-in ventilator. Reference numerals 55a and 55b denote air flow rate detectors for detecting the air flow rate pushed by the push-in ventilators 52a and 52b.

56a,56bはボイラ51から燃焼ガスを誘引し、煙突68から排気するための誘引通風機、57a,57bは誘引通風機56a,56bを駆動する駆動用モータ、58a、58bは誘引通風機が誘引する空気流量(通風量)を調整するためのダンパであり、誘引通風機に入口近傍に設ける。   56a and 56b attract the combustion gas from the boiler 51 and exhaust air from the chimney 68, 57a and 57b drive motors for driving the induction fans 56a and 56b, and 58a and 58b attract the air ventilator. This is a damper for adjusting the air flow rate (ventilation amount) to be provided, and is provided in the vicinity of the inlet of the induction fan.

59はボイラ51のプロセス量を総合的に制御するボイラ自動制御装置、60はインバータ64a,64bの出力制御を行うインバータ制御装置である。61は商用周波数の交流電源からなる主電源、64a,64bは駆動用のモータ53a,53bを駆動するインバータ、62a,62b、63a,63b、65a,65b、及び66a,66bはそれぞれ遮断器であり、それぞれ駆動用モータ53a駆動用の系統((A)系)と、駆動用モータ53b駆動用の系統((B)系)を構成する。   59 is a boiler automatic control device that comprehensively controls the process amount of the boiler 51, and 60 is an inverter control device that performs output control of the inverters 64a and 64b. 61 is a main power source composed of an AC power source of commercial frequency, 64a and 64b are inverters for driving motors 53a and 53b, 62a, 62b, 63a, 63b, 65a, 65b, and 66a, 66b are circuit breakers, respectively. The drive motor 53a drive system ((A) system) and the drive motor 53b drive system ((B) system) are respectively configured.

ここで、駆動用モータ53aをインバータ64aで駆動する際には、遮断器62a,63a,65aを投入し、遮断器66aを遮断する。また、駆動用モータ53aをの主電源61で駆動する際には、遮断器63a,65aを遮断し、遮断器62a,66aを投入する。同様に、駆動用モータ53bをインバータ64bで駆動する際には、遮断器62b,63b,65bを投入し、遮断器66bを遮断する。また、駆動用モータ53bを主電源61で駆動する際には、遮断器63b,65bを遮断し、遮断器62b,66bを投入する。   Here, when the drive motor 53a is driven by the inverter 64a, the circuit breakers 62a, 63a, and 65a are turned on to interrupt the circuit breaker 66a. Further, when the driving motor 53a is driven by the main power supply 61, the circuit breakers 63a and 65a are disconnected and the circuit breakers 62a and 66a are turned on. Similarly, when the drive motor 53b is driven by the inverter 64b, the circuit breakers 62b, 63b and 65b are turned on to shut off the circuit breaker 66b. Further, when the driving motor 53b is driven by the main power supply 61, the circuit breakers 63b and 65b are disconnected and the circuit breakers 62b and 66b are turned on.

なお、例えば前記駆動用モータ53a駆動用の系統((A)系)は、押し込み通風機を駆動する系統の外、誘引通風機を駆動するモータを駆動する系統等に適用することができる。   In addition, for example, the drive motor 53a drive system (system (A)) can be applied to a system that drives a motor that drives an induction fan in addition to a system that drives a push-in fan.

ボイラの運転に際しては、押し込み通風機駆動用のモータ53a,53bを駆動し、燃焼用の空気をボイラ51に送風する。押し込み通風機52a,52bから送られた空気は、ボイラ51内で燃焼し、燃焼ガスとなり誘引通風機56a,56bを介して吸引されて煙突68を介して大気中に排出する。   During the operation of the boiler, the motors 53 a and 53 b for driving the push-in ventilator are driven, and the combustion air is blown to the boiler 51. The air sent from the push-in ventilators 52a and 52b is combusted in the boiler 51, becomes combustion gas, is sucked in through the induction ventilators 56a and 56b, and is discharged into the atmosphere through the chimney 68.

ボイラ51内の圧力(ボイラ圧)は、ボイラの保安上あるいは性能上の理由により規定値内に制御しなければならない。このボイラ圧の制御は誘引通風機56a,56b近傍に取り付けたダンパ58a,58bの開度を調整することにより行う。また、押し込み通風機を流れる空気流量は、ボイラに供給する燃料流量とのバランス上、あるいはボイラ保安上あるいは性能上の理由により設定値内に制御しなければならない。押し込み通風機を流れる空気流量は、押し込み通風機52a,52b近傍に取り付けたベーン54a,54bの開度、あるいは押し込み通風機52a,52bを駆動する駆動用モータ53a,53bの回転速度を調節することにより行う。   The pressure in the boiler 51 (boiler pressure) must be controlled within a specified value for reasons of boiler safety or performance. The boiler pressure is controlled by adjusting the opening degree of the dampers 58a and 58b attached in the vicinity of the induction fans 56a and 56b. In addition, the flow rate of air flowing through the forced air blower must be controlled within a set value for balance with the flow rate of fuel supplied to the boiler, for boiler safety, or for performance reasons. The flow rate of air flowing through the pusher ventilator adjusts the opening degree of the vanes 54a, 54b attached in the vicinity of the pusher ventilators 52a, 52b or the rotational speed of the drive motors 53a, 53b that drives the pusher ventilators 52a, 52b. To do.

図2は、酸素濃度検出器の取付位置を説明する図である。図に示すように、ボイラ51の節炭器511出口近傍に酸素濃度検出器101を配置する。これにより酸素濃度検出器101からは酸素濃度検出信号102をリアルタイムで得ることができる。酸素濃度検出信号102を参照することにより、ボイラに供給する燃料流量と空気流量のバランスの良否を判断することができる。   FIG. 2 is a view for explaining the mounting position of the oxygen concentration detector. As shown in the figure, an oxygen concentration detector 101 is disposed near the outlet of the economizer 511 of the boiler 51. Thereby, the oxygen concentration detection signal 102 can be obtained from the oxygen concentration detector 101 in real time. By referring to the oxygen concentration detection signal 102, it is possible to determine whether the balance between the fuel flow rate supplied to the boiler and the air flow rate is good or bad.

図1において、ボイラ自動制御装置59は演算回路を備え、空気流量指令24及び空気流量検出器55a,55bからの空気流量信号67a,67bをもとにベーン54a,54bに対する開度指令71a,71bを演算出力し、この出力値をもとにベーン開度を制御する。また、前記空気流量指令24及び空気流量検出器55a,55bからの空気流量信号67a,67bをもとに押し込み通風機駆動用のモータの回転数指令69a,69bを演算し、演算結果をインバータ制御装置60に出力する。なお、ボイラ自動制御装置59は、上記の外に、例えば発電機出力や蒸気温度・圧力などの制御を行う。   In FIG. 1, the boiler automatic control device 59 includes an arithmetic circuit, and opening commands 71a and 71b for the vanes 54a and 54b based on the air flow command 24 and the air flow signals 67a and 67b from the air flow detectors 55a and 55b. Is calculated and output, and the vane opening degree is controlled based on the output value. Further, based on the air flow rate command 24 and the air flow rate signals 67a and 67b from the air flow rate detectors 55a and 55b, the rotational speed commands 69a and 69b of the driving fan drive motor are calculated, and the calculation result is inverter controlled. Output to the device 60. In addition to the above, the boiler automatic control device 59 controls, for example, a generator output, steam temperature, pressure, and the like.

インバータ制御装置60は、ボイラ自動制御装置59からの押し込み通風機駆動用モータ53a,53bの回転数指令69a,69bに基づいてインバータ出力指令70a,70bを出力し、インバータ64a,64bを制御する。これにより、押し込み通風機駆動用モータ53a,53bの回転数をボイラ自動制御装置59からの回転数指令信号69a、69bに一致するように制御する。   The inverter control device 60 outputs inverter output commands 70a and 70b based on the rotational speed commands 69a and 69b of the push-in ventilator driving motors 53a and 53b from the boiler automatic control device 59, and controls the inverters 64a and 64b. As a result, the rotational speeds of the push-in ventilator drive motors 53a and 53b are controlled to coincide with the rotational speed command signals 69a and 69b from the boiler automatic control device 59.

図3は、ボイラ自動制御装置の詳細を説明する図である。まず、通常の運転時(押し込み通風機52a,52bが共にインバータにより運転されていて、かつ押し込み通風機52a,52b近傍に備えたベーン54a,54bの開度、および押し込み通風機駆動用モータ53a,53bの回転数が自動制御されているとき)について説明する。   FIG. 3 is a diagram illustrating details of the boiler automatic control device. First, during normal operation (the push ventilators 52a and 52b are both operated by an inverter and the vanes 54a and 54b are provided in the vicinity of the push ventilators 52a and 52b, and the pusher ventilator driving motor 53a, (When the rotational speed of 53b is automatically controlled).

この場合、空気流量検出器55a,55bから出力される空気流量信号67a,67bの平均値である空気流量1及び空気流量指令24を減算器2により演算処理し、空気流量偏差信号201を算出する。次いで、空気流量偏差信号201を比例積分器3により比例積分演算を行い、空気流量制御信号202を生成する。空気流量制御信号はA系及びB系の制御に用いられるが、以後の処理はA系及びB系とも同様であるため、図3ではA系の制御回路についてのみ説明する。   In this case, the air flow rate 1 and the air flow rate command 24, which are the average values of the air flow rate signals 67a and 67b output from the air flow rate detectors 55a and 55b, are processed by the subtractor 2 to calculate the air flow rate deviation signal 201. . Next, a proportional-integral calculation is performed on the air flow rate deviation signal 201 by the proportional integrator 3 to generate an air flow rate control signal 202. The air flow rate control signal is used to control the A system and the B system, but the subsequent processing is the same for both the A system and the B system, and therefore, only the control circuit for the A system will be described in FIG.

空気流量制御信号202とベーン54aの開度を補償するベーン開度補償信号203は加算器により加算されて最終的なベーン開度指令71aとなり、この信号によりベーン54aの開度調節を行う。   The air flow rate control signal 202 and the vane opening compensation signal 203 for compensating the opening of the vane 54a are added by an adder to become a final vane opening command 71a, and the opening of the vane 54a is adjusted by this signal.

一方、空気流量指令24をもとに関数発生器25により生成した押し込み通風機52aの回転数指令信号204は、信号切替器27、信号切替器28及び変化率制限器29を介して、押し込み通風機52aの回転数指令信号69aとしてインバータ制御装置60に出力する。次いでインバータ制御装置60により制御演算を行った後、インバータ出力指令70aとしてインバータ64aの出力を制御する。これにより、押し込み通風機52aの駆動用モータ53aの回転数をボイラ自動制御装置59からの回転数指令69aに一致するように制御する。   On the other hand, the rotational speed command signal 204 of the push-in ventilator 52a generated by the function generator 25 based on the air flow rate command 24 is pushed through the signal ventilator 27, the signal switcher 28, and the change rate limiter 29. The rotation number command signal 69a of the machine 52a is output to the inverter control device 60. Next, after the control operation is performed by the inverter control device 60, the output of the inverter 64a is controlled as the inverter output command 70a. Thus, the rotational speed of the driving motor 53a of the push-in ventilator 52a is controlled so as to coincide with the rotational speed command 69a from the boiler automatic control device 59.

なお、信号切替器27は、押し込み通風機52a,52bを駆動する駆動用モータ53a,53bがともに運転されている場合、すなわちA系及びB系がともに運転しているときに使用する関数発生器25と、片系運転の場合、例えばA系のみを運転している場合に使用する関す発生器26の出力を切り替えて使用する。また、信号切替器28は、駆動用モータをインバータでより運転しているときは信号206を選択し、主電源61で運転しているときは信号207側に切り替える。これにより、主電源で運転しているときは100%回転数となるように設定される。   The signal switch 27 is a function generator used when the drive motors 53a and 53b for driving the push-in ventilators 52a and 52b are both operated, that is, when both the A system and the B system are operating. 25, in the case of one-system operation, for example, the output of the generator 26 used when only the A-system is operated is switched and used. The signal switching unit 28 selects the signal 206 when the driving motor is operated by the inverter, and switches to the signal 207 side when the driving motor is operated by the main power supply 61. Thereby, when operating with the main power supply, the rotation speed is set to 100%.

次に、押し込み通風機52aのベーン開度補償信号203について説明する。押し込み通風機52aのベーン開度補償信号203は、ボイラ静特性に基づく開度プログラム信号である。信号切替器15は、商用電源を用いインバータ64aを使用して押し込み通風機52aの駆動用モータ53aを駆動している場合は加算器14の出力信号を、また商用電源である主電源61により駆動用モータ53aを駆動している場合は信号切替器10の出力信号を切り替えて出力する。   Next, the vane opening compensation signal 203 of the push-in ventilator 52a will be described. The vane opening compensation signal 203 of the push-in ventilator 52a is an opening program signal based on the boiler static characteristics. The signal switch 15 is driven by the output signal of the adder 14 when the drive motor 53a of the push-in ventilator 52a is driven using the inverter 64a using a commercial power supply, and by the main power supply 61 which is a commercial power supply. When the motor 53a is being driven, the output signal of the signal switcher 10 is switched and output.

加算器14は、信号切替器13の出力信号と、信号切替器23の出力信号を入力する。信号切替器13は、インバータ64a,64bにより押し込み通風機52a,52bの駆動用モータ53a,53bを運転しているときは関数発生器12の出力信号を、また片系運転の場合、例えばインバータ64aにより押し込み通風機52aの駆動用モータ53aを運転しているときは関数発生器19の出力信号を切り替えて出力する。   The adder 14 receives the output signal from the signal switch 13 and the output signal from the signal switch 23. The signal switching unit 13 outputs the output signal of the function generator 12 when the driving motors 53a and 53b of the push-in ventilators 52a and 52b are operated by the inverters 64a and 64b. When the driving motor 53a of the push-in ventilator 52a is operated, the output signal of the function generator 19 is switched and output.

関数発生器20は、押し込み通風機駆動用モータの駆動用電源をインバータ側から商用電源である主電源に切り替える際の無電圧期間による自然降速に伴う押し込み空気量の低下を補償するための関数を発生する。信号切替器23により関数発生器20の出力信号212を選択すると、前記関数発生器の出力(開バイアス信号)によりベーン54a,54bを先行的に開かせることができる。なお、このバイアス信号は、駆動源の切り替えにより駆動用モータの回転数が自然降速する系のベーン54aの外に、駆動源の切替を行わない系のベーン54bにも供給する。これにより空気流量の低下を有効に抑制することができる。   The function generator 20 is a function for compensating for a decrease in the amount of air pushed in due to a natural speed drop due to a non-voltage period when the driving power source of the driving fan for driving the pushing fan is switched from the inverter side to the main power source that is a commercial power source. Is generated. When the output signal 212 of the function generator 20 is selected by the signal switch 23, the vanes 54a and 54b can be opened in advance by the output (open bias signal) of the function generator. The bias signal is supplied to the vane 54b of the system that does not switch the drive source, in addition to the vane 54a of the system in which the rotational speed of the driving motor is naturally reduced by switching the drive source. Thereby, the fall of an air flow rate can be suppressed effectively.

信号切替器10は、主電源61により直接駆動用モータ53a,53bを運転しているとき使用する関数発生器9の出力信号と、片系運転の場合、例えば駆動用モータ53aが直接電源61により運転しているときに使用する関数発生器11の出力信号を切り替える。   The signal switcher 10 is configured such that the output signal of the function generator 9 used when the driving motors 53a and 53b are directly operated by the main power supply 61 and the driving motor 53a are directly operated by the power supply 61 in the case of single system operation. The output signal of the function generator 11 used when driving is switched.

信号切替器15により選択した信号217は、信号切替器17および変化率制限器18、加算器4を介して空気流量制御信号202に加算し、最終的なベーン開度指令71aとなる。   The signal 217 selected by the signal switch 15 is added to the air flow rate control signal 202 via the signal switch 17, the change rate limiter 18 and the adder 4, and becomes the final vane opening command 71 a.

なお、押し込み通風機52aの停止時には、信号切替器17は0%のベーン開度補償信号を選択する。また、変化率制限器18は信号の急変を制限するものである。   When the push-in ventilator 52a is stopped, the signal switcher 17 selects a 0% vane opening compensation signal. The change rate limiter 18 limits a sudden change in signal.

また、比例積分演算器3のパラメータである制御ゲインは信号切替器8により選択する。例えば、A系及びB系共に商用周波数電源による運転の場合あるいは一方が商用周波数電源による運転でもう一方が停止している状態の場合は信号発生器6の出力信号を選択する。また、A系及びB系共にインバータによる運転の場合、あるいは一方がインバータによる運転でもう一方が停止している状態の場合は信号発生器7の出力信号を選択する。また、一方がインバータによる運転、もう一方が主電源61による運転の場合には信号発生器7の出力信号を選択する。   The control gain that is a parameter of the proportional-plus-integral calculator 3 is selected by the signal switcher 8. For example, the output signal of the signal generator 6 is selected when both the A system and the B system are operated by the commercial frequency power supply or when one is operated by the commercial frequency power supply and the other is stopped. When both the A system and the B system are operated by an inverter, or when one is operated by an inverter and the other is stopped, the output signal of the signal generator 7 is selected. When one is operated by the inverter and the other is operated by the main power supply 61, the output signal of the signal generator 7 is selected.

図4は、押し込み通風機駆動用モータの駆動電源切り替え時の特性(インバータ運転から主電源運転への切り替え成功)を説明する図である。まず、時点t0ないしt1において、A系、B系ともにインバータ運転をしている、すなわち押し込み通風機52a,52bの駆動用モータ53a,53bの駆動電源は、主電源61から遮断器62a,62b、遮断器63a,63b、インバータ64a,64b、遮断器65a,65bを介して供給される。   FIG. 4 is a diagram for explaining the characteristics (successful switching from the inverter operation to the main power supply operation) at the time of switching the drive power supply of the driving fan driving motor. First, at time points t0 to t1, both the A system and the B system are in inverter operation, that is, the driving power for the driving motors 53a and 53b of the forced draft fans 52a and 52b is changed from the main power supply 61 to the circuit breakers 62a and 62b, It is supplied through circuit breakers 63a and 63b, inverters 64a and 64b, and circuit breakers 65a and 65b.

時点t1においてB系のインバータ64bが故障した場合、遮断器63b,65bを遮断し、時点t2において遮断器66bを投入する。これにより電源供給ラインはインバータ側から商用電源の主電源61に切り替わる。この時、押し込み通風機52bの駆動用モータ53bの回転数、ベーン54bの開度、及び節炭器出口酸素(O)濃度検出信号102の関係を図4に示す。なお、酸素濃度の規定値には上限と下限があるが、図では特に問題となる酸素濃度下限(O下限)のみを示す。 When the B-system inverter 64b fails at time t1, the circuit breakers 63b and 65b are disconnected, and the circuit breaker 66b is turned on at time t2. As a result, the power supply line is switched from the inverter side to the main power supply 61 of the commercial power supply. At this time, the relationship among the rotational speed of the driving motor 53b of the push-in ventilator 52b, the opening degree of the vane 54b, and the economizer outlet oxygen (O 2 ) concentration detection signal 102 is shown in FIG. In addition, although there are an upper limit and a lower limit in the specified value of the oxygen concentration, only the oxygen concentration lower limit (O 2 lower limit) which is particularly problematic is shown in the figure.

図に示すように、B系のインバータ64bが故障してから商用電源への切り替え動作までは、回転数が自然に降速するので空気流量が低下する。この低下を抑制するため、本実施形態では両系のベーンに開バイアスを加える。主電源61への切り替え後(t2以降)は、回転数が100%まで昇速する。このときベーン開度を適切に絞り込むことにより押し込み通風機を流れる空気流量の変化を小さくすることができる。これにより、節炭器出口酸素濃度102を規定値内に制御することができる。   As shown in the figure, from the time when the B-system inverter 64b breaks down until the switching operation to the commercial power supply, the rotational speed naturally decreases, so the air flow rate decreases. In order to suppress this decrease, an open bias is applied to the vanes of both systems in this embodiment. After switching to the main power supply 61 (after t2), the rotational speed is increased to 100%. At this time, by appropriately narrowing the vane opening degree, it is possible to reduce the change in the air flow rate flowing through the forced air blower. Thereby, the economizer outlet oxygen concentration 102 can be controlled within a specified value.

図5は、押し込み通風機駆動用モータの駆動電源切り替え時の特性(インバータ運転から主電源運転への切り替え失敗)を説明する図である。まず時点t0ないしt1において、A系、B系ともにインバータ運転をしている、すなわち押し込み通風機52a,52bの駆動用モータ53a,53bの駆動電源は、主電源61から遮断器62a,62b、遮断器63a,63b、インバータ64a,64b、遮断器65a,65bを介して供給される。   FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristics (switching failure from the inverter operation to the main power supply operation) at the time of switching the driving power of the pushing fan driving motor. First, at time t0 to t1, both the A system and the B system are operating as an inverter, that is, the driving power for the driving motors 53a and 53b of the forced draft fans 52a and 52b is cut from the main power supply 61 to the circuit breakers 62a and 62b. Are supplied via devices 63a and 63b, inverters 64a and 64b, and circuit breakers 65a and 65b.

時点t1においてB系のインバータ64bが故障した場合、遮断器63b,65bを遮断し、時点t2において遮断器66bを投入する。時点t2において駆動電源の切り替えに失敗するとランバック動作が開始される。   When the B-system inverter 64b fails at time t1, the circuit breakers 63b and 65b are disconnected, and the circuit breaker 66b is turned on at time t2. If switching of the driving power source fails at time t2, the runback operation is started.

このとき、押し込み通風機52bの駆動用モータ53bは駆動電源が与えられないため徐々に減速する。一方、ボイラに供給する燃料の流量は流量指令が発電機出力指令に応じて決定されるため、ランバック動作開始時点(t2)までは一定であり、ランバック動作開始時点以降、徐々に低下することになる。このため節炭器出口の酸素濃度検出信号102は下限値以下に低下し、燃焼の安定性が低下することになる。   At this time, the drive motor 53b of the push-in ventilator 52b is gradually decelerated because no drive power is supplied. On the other hand, the flow rate of the fuel supplied to the boiler is constant until the runback operation start time (t2) because the flow rate command is determined according to the generator output command, and gradually decreases after the runback operation start time. It will be. For this reason, the oxygen concentration detection signal 102 at the outlet of the economizer is lowered below the lower limit value, and the stability of combustion is lowered.

図6は、燃料供給指令に減バイアスを加える処理を説明する図である。例えば、B系のインバータが故障した場合、B系インバータ故障信号151が出力し、この故障信号を限時動作タイマー154に入力する。限時動作タイマー154の動作時限は、B系のインバータが故障してから主電源61への切り替えがなされるまでの時間に設定する。これにより主電源への切り替え失敗した後、限時動作タイマー154の出力がAND回路155に入力することになる。また、押し込み通風機52bがトリップするため、押し込み通風機52bトリップ信号152が出力し、AND回路155に入力する。また、ランバック状態になると、ランバック動作信号162が出力し、AND回路155に入力する。これにより、AND回路155が信号を出力し、出力した信号がフリップフロップ回路156に入り、フリップフロップ回路156をセット状態にする。   FIG. 6 is a diagram illustrating a process for adding a debiasing to the fuel supply command. For example, when a B-system inverter fails, a B-system inverter failure signal 151 is output, and this failure signal is input to the time limit operation timer 154. The operation time limit of the time limit operation timer 154 is set to the time from when the B-system inverter breaks down until the main power supply 61 is switched. As a result, after failing to switch to the main power supply, the output of the time limit operation timer 154 is input to the AND circuit 155. Further, since the push ventilator 52b trips, the push ventilator 52b trip signal 152 is output and input to the AND circuit 155. In the runback state, a runback operation signal 162 is output and input to the AND circuit 155. As a result, the AND circuit 155 outputs a signal, and the output signal enters the flip-flop circuit 156, and the flip-flop circuit 156 is set.

また、前記フリップフロップ回路156のセット状態信号によりアナログスイッチ159がオンする。このとき、燃料流量指令157には関数発生器158により、減バイアスが加えられてアナログスイッチ159から出力する。これにより、燃料流量指令(FRD)157に補償を施した、すなわち減バイアスを施した補償済みの燃料流量指令(FRD’)163を得ることができる。   The analog switch 159 is turned on by the set state signal of the flip-flop circuit 156. At this time, the fuel flow command 157 is debiased by the function generator 158 and output from the analog switch 159. As a result, a compensated fuel flow rate command (FRD) 163 in which the fuel flow rate command (FRD) 157 is compensated, that is, a debiased value can be obtained.

図7は、押し込み通風機駆動用モータの駆動電源切り替え時の特性(インバータ運転から主電源運転への切り替え失敗、燃料流量指令補償あり)を説明する図である。まず、時点t0ないしt1において、A系、B系ともにインバータ運転をしている、すなわち押し込み通風機52a,52bの駆動用モータ53a,53bの駆動電源は、主電源61から遮断器62a,62b、遮断器63a,63b、インバータ64a,64b、遮断器65a,65bを介して供給される。   FIG. 7 is a diagram for explaining characteristics at the time of switching the drive power source of the driving fan driving motor (failure of switching from inverter operation to main power source operation, with fuel flow command compensation). First, at time points t0 to t1, both the A system and the B system are in inverter operation, that is, the driving power for the driving motors 53a and 53b of the forced draft fans 52a and 52b is changed from the main power supply 61 to the circuit breakers 62a and 62b, It is supplied through circuit breakers 63a and 63b, inverters 64a and 64b, and circuit breakers 65a and 65b.

時点t1においてB系のインバータ64bが故障した場合、遮断器63b,65bを遮断し、時点t2において遮断器66bを投入する。時点t2において駆動電源の切り替えに失敗するとランバック動作が開始される。   When the B-system inverter 64b fails at time t1, the circuit breakers 63b and 65b are disconnected, and the circuit breaker 66b is turned on at time t2. If switching of the driving power source fails at time t2, the runback operation is started.

このとき、押し込み通風機52bの駆動用モータ53bは駆動電源が与えられないため徐々に減速する。一方、ボイラに供給する燃料流量指令FRDには前記補償が施され、補償済みの燃料流量指令(FRD’)となる。これにより前記燃料指令(FRD’)は急速に減少される。このため節炭器出口酸素濃度102の低下は抑制され、酸素濃度(O2)の低下は補償されて酸素濃度(O2’)となる。すなわち酸素濃度が下限値以下に低下して燃焼の安定性が低下することを防止することができる。   At this time, the drive motor 53b of the push-in ventilator 52b is gradually decelerated because no drive power is supplied. On the other hand, the fuel flow rate command FRD supplied to the boiler is subjected to the above-described compensation to become a compensated fuel flow rate command (FRD '). As a result, the fuel command (FRD ') is rapidly reduced. For this reason, the decrease in the economizer outlet oxygen concentration 102 is suppressed, and the decrease in the oxygen concentration (O2) is compensated to become the oxygen concentration (O2 '). That is, it is possible to prevent the stability of combustion from being lowered due to the oxygen concentration being lowered to the lower limit value or less.

なお、ランバック動作が完了すると、図6におけるランバック完了信号153が出力してフリップフロップ回路156をリセットする。これによりアナログスイッチ159は燃料流量指令157を選択して出力する。   When the runback operation is completed, the runback completion signal 153 in FIG. 6 is output to reset the flip-flop circuit 156. As a result, the analog switch 159 selects and outputs the fuel flow rate command 157.

以上説明したように、本実施形態によれば、主電源電圧を所定周波数の交流電圧に変換するインバータあるいは前記主電源電圧の何れか一方を押し込み通風機を駆動するモータに供給する電源系統(駆動源)を複数(A系、B系)備え、複数系ともにインバータ運転をしている場合において、一つの系のインバータが故障し、更に前記主電源への切り替えが失敗した場合、故障した系以外の系の押し込み通風機近傍に備えたベーンにも開バイアスを所定時間加えることができる。すなわち、駆動源の切り替えにより駆動用モータの回転数が自然降速する系のベーン54aの外に、駆動源の切替を行わない系のベーン54bにも開バイアスを供給する。これにより空気流量の低下を有効に抑制することができる。   As described above, according to this embodiment, the power supply system (driving) that supplies either the inverter that converts the main power supply voltage to an alternating voltage of a predetermined frequency or the motor that drives the ventilator by pushing in either of the main power supply voltages. When a plurality of systems (A system and B system) are provided and both systems are operating an inverter, if one system inverter fails and further switching to the main power source fails, other than the failed system An open bias can be applied to a vane provided in the vicinity of the push-in ventilator of this system for a predetermined time. That is, the open bias is supplied to the vane 54b of the system where the drive source is not switched, in addition to the vane 54a of the system where the rotational speed of the driving motor is naturally lowered by switching the drive source. Thereby, the fall of an air flow rate can be suppressed effectively.

また、燃料流量指令に対して減バイアスを所定時間加えることができる。これにより、燃焼安定性上重要となる節炭器出口酸素濃度を規定値内に制御することができる。   Further, a decrementing bias can be applied to the fuel flow rate command for a predetermined time. Thereby, the economizer outlet oxygen concentration which is important for combustion stability can be controlled within a specified value.

ボイラ制御装置を説明する図である。It is a figure explaining a boiler control apparatus. 酸素濃度検出器の取付位置を説明する図である。It is a figure explaining the attachment position of an oxygen concentration detector. ボイラ自動制御装置の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of a boiler automatic control apparatus. 押し込み通風機駆動用モータの駆動電源切り替え時の特性(インバータ運転から主電源運転への切り替え成功)を説明する図である。It is a figure explaining the characteristic (successful switching from an inverter driving | operation to a main power supply driving | operation) at the time of drive power supply switching of the motor for driving a draft fan. 押し込み通風機駆動用モータの駆動電源切り替え時の特性(インバータ運転から主電源運転への切り替え失敗)を説明する図である。It is a figure explaining the characteristic at the time of drive power supply switching of the motor for pushing-in ventilator drive (switching failure from inverter operation to main power supply operation). 燃料供給指令に減バイアスを加える処理を説明する図である。It is a figure explaining the process which adds a decrement bias to a fuel supply command. 押し込み通風機駆動用モータの駆動電源切り替え時の特性(インバータ運転から主電源運転への切り替え失敗、燃料流量指令補償あり)を説明する図である。It is a figure explaining the characteristic at the time of the drive power supply switching of the motor for pushing-in ventilator drive (switching failure from inverter operation to main power supply operation, with fuel flow command compensation).

符号の説明Explanation of symbols

1 空気流量
2 減算器
3 比例積分器
4 加算器
6 信号発信器
8 信号切替器
9 関数発生器
18 変化率制限器
24 空気流量指令
52a,52b 押込通風機
53a,53b 駆動用モータ
54a,54b ベーン
55a,55b 空気流量検出器
56a,56b 誘引通風機
57a,57b 駆動用モータ
58a,58b ダンパ
59 ボイラ自動制御装置
60 インバータ制御装置
61 主電源
62a,62b 遮断器
64a,64b インバータ
67a,67b 空気流量信号
68 煙突
69a,69b 回転数指令信号
70a,70b インバータ出力指令
71a,71b ベーン開度指令
101 酸素濃度検出器
102 酸素濃度検出信号
154 限時動作タイマ
156 フリップフロップ回路
157 燃料流量指令
159 アナログスイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air flow rate 2 Subtractor 3 Proportional integrator 4 Adder 6 Signal transmitter 8 Signal switcher 9 Function generator 18 Change rate limiter 24 Air flow rate command 52a, 52b Pushing ventilator 53a, 53b Drive motor 54a, 54b Vane 55a, 55b Air flow detector 56a, 56b Induction fan 57a, 57b Drive motor 58a, 58b Damper 59 Boiler automatic controller 60 Inverter controller 61 Main power supply 62a, 62b Breaker 64a, 64b Inverter 67a, 67b Air flow signal 68 Chimney 69a, 69b Speed command signal 70a, 70b Inverter output command 71a, 71b Vane opening command 101 Oxygen concentration detector 102 Oxygen concentration detection signal 154 Time limit operation timer 156 Flip-flop circuit 157 Fuel flow rate command 159 Analog switch

Claims (4)

ボイラに燃焼用空気を供給する押し込み通風機、前記燃焼用空気の流量を調整するベー
ン、及び前記燃焼用空気の流量を検出する空気流量検出器をそれぞれ複数備えた通風装置
と、
前記押し込み通風機を駆動するモータに、交流電源電圧を所定周波数の交流電圧に変換して供給するインバータと、前記インバータの出力又は前記交流電源電圧を前記モータに供給する遮断器と、
外部から供給される空気流量指令及び前記空気流量検出器の検出出力をもとに、前記ベ
ーンの開度及びモータの回転数を調整す
るボイラ自動制御装置を備え、
前記ボイラ自動制御装置は、前記遮断器を切り替えることによりモータ駆動源を前記インバータ側から交流電源電圧側に切り替える操作に失敗したとき、前記それぞれのベーンの開度指令に補償指令を所定時間付加することを特徴とするボイラ制御装置。
A ventilator provided with a plurality of forced air ventilators for supplying combustion air to the boiler, a vane for adjusting the flow rate of the combustion air, and a plurality of air flow rate detectors for detecting the flow rate of the combustion air;
An inverter for supplying an AC power supply voltage by converting the AC power supply voltage to an AC voltage having a predetermined frequency, and a circuit breaker for supplying the output of the inverter or the AC power supply voltage to the motor;
Based on the air flow command supplied from the outside and the detection output of the air flow detector, equipped with an automatic boiler control device that adjusts the opening degree of the vane and the rotational speed of the motor,
When the operation of switching the motor drive source from the inverter side to the AC power supply voltage side fails by switching the circuit breaker, the boiler automatic control device adds a compensation command to each vane opening command for a predetermined time. A boiler control device characterized by that.
請求項1記載のボイラ制御装置において、
前記ボイラ自動制御装置はボイラに供給する燃料を制御する燃料制御手段を備え、前記
遮断器を切り替えてモータ駆動源を前記インバータ側から交流電源電圧側に切り替える操
作に失敗したとき、前記燃料制御手段の燃料供給指令に減補償指令を所定時間付加するこ
とを特徴とするボイラ制御装置。
In the boiler control device according to claim 1,
The boiler automatic control device includes fuel control means for controlling fuel supplied to the boiler, and when the operation for switching the circuit breaker to switch the motor drive source from the inverter side to the AC power supply voltage side fails, the fuel control means A boiler control device, wherein a decompensation command is added to the fuel supply command for a predetermined time.
ボイラに燃焼用空気を供給する押し込み通風機、前記燃焼用空気の流量を調整するベー
ン、及び前記燃焼用空気の流量を検出する空気流量検出器をそれぞれ複数備えた通風装置
と、
前記押し込み通風機を駆動するモータに、交流電源電圧を所定周波数の交流電圧に変換して供給するインバータと、前記インバータの出力あるいは交流電源電圧を前記モータに供給する遮断器と、
ボイラ自動制御装置を備え、該ボイラ自動制御装置により、外部から供給される空気流
量指令及び前記空気流量検出器の検出出力に応じて前記ベーンの開度及びモータの回転数
を調整するボイラ制御方法であって、
前記ボイラ自動制御装置は、前記遮断器を切り替えることによりモータ駆動源を前記インバータ側から交流電源電圧側に切り替える操作に失敗したとき、前記それぞれのベーンの開度指令に補償指令を所定時間付加することを特徴とするボイラ制御方法。
A ventilator provided with a plurality of forced air ventilators for supplying combustion air to the boiler, a vane for adjusting the flow rate of the combustion air, and a plurality of air flow rate detectors for detecting the flow rate of the combustion air;
An inverter that converts an alternating current power supply voltage into an alternating current voltage having a predetermined frequency and supplies the motor that drives the push-in ventilator;
A boiler control method comprising a boiler automatic control device, wherein the boiler automatic control device adjusts the opening degree of the vane and the rotational speed of the motor in accordance with an air flow command supplied from the outside and a detection output of the air flow detector. Because
When the operation of switching the motor drive source from the inverter side to the AC power supply voltage side fails by switching the circuit breaker, the boiler automatic control device adds a compensation command to each vane opening command for a predetermined time. The boiler control method characterized by the above-mentioned.
請求項3記載のボイラ制御方法において、
前記ボイラ自動制御装置はボイラに供給する燃料を制御する燃料制御手段を備え、前記
遮断器を切り替えてモータ入力を前記インバータ側から交流電源電圧側に切り替える操作
に失敗したとき、前記燃料制御手段の燃料供給指令に減補償指令を所定時間付加すること
を特徴とするボイラ制御方法。
In the boiler control method according to claim 3,
The boiler automatic control device includes fuel control means for controlling fuel supplied to the boiler, and when the operation for switching the circuit breaker to switch the motor input from the inverter side to the AC power supply voltage side fails, A boiler control method comprising adding a decompensation command to a fuel supply command for a predetermined time.
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