JP4129818B2 - Boiler automatic control method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラ自動制御方法およびその装置に係り、特に、混焼石炭焚ボイラに対する石炭供給流量と燃料油供給流量との割合を負荷に応じて設定し、この設定にしたがってボイラに対する石炭粉末と燃料油の供給流量を制御するに好適なボイラ自動制御方法およびその装置に関する。 The present invention relates to a boiler automatic control method and apparatus, and in particular, sets a ratio between a coal supply flow rate and a fuel oil supply flow rate for a co-fired coal fired boiler according to a load, and in accordance with this setting, coal powder and fuel for the boiler The present invention relates to a boiler automatic control method and apparatus suitable for controlling the supply flow rate of oil.
火力発電所などに設置された混焼石炭焚ボイラを制御するに際して、従来、発電機出力指令に基づいてボイラに対する石炭供給流量と燃料油供給流量の割合を設定し、この設定にしたがって石炭供給流量指令と燃料油供給流量指令を生成し、石炭供給流量指令にしたがってミルからボイラの石炭バーナに石炭粉末を供給し、燃料油供給流量指令にしたがってボイラの燃料油バーナに燃料油を供給するとともに、ボイラおよびミルに空気を供給することが行われている。この場合、ボイラには押込通風機からの空気が空気加熱器を介して供給され、ミルには一次通風機からの空気と、一次通風機からの空気を空気加熱器で加熱した空気とが混合された空気が供給されるようになっている。すなわち、ミルには、温かい空気と冷えた空気が適度に混合された空気が供給され、この空気の圧力によって石炭粉末がボイラに圧送されるようになっている。また、ボイラ内の排気ガスは誘引通風機、煙突を介して外気に排気されるようになっている。 When controlling a co-fired coal fired boiler installed in a thermal power plant or the like, conventionally, the ratio of the coal supply flow rate to the boiler and the fuel oil supply flow rate is set based on the generator output command, and the coal supply flow rate command is set according to this setting. The fuel oil supply flow rate command is generated, the coal powder is supplied from the mill to the boiler coal burner according to the coal supply flow rate command, and the fuel oil is supplied to the boiler fuel oil burner according to the fuel oil supply flow rate command. And supplying air to the mill. In this case, the boiler is supplied with air from the forced draft fan via the air heater, and the mill is mixed with the air from the primary ventilator and the air heated by the air heater from the primary ventilator. The supplied air is supplied. That is, air in which warm air and cold air are appropriately mixed is supplied to the mill, and coal powder is pumped to the boiler by the pressure of this air. Further, the exhaust gas in the boiler is exhausted to the outside air through an induction fan and a chimney.
すなわち、ボイラには、空気の吸排気などを行うための補機として、一次通風機、押込通風機、誘引通風機などが設置されており、これら補機のうちいずれかの補機が何らかの原因により停止した場合、残りの補機で運転ができる負荷まで、急速且つ安全にボイラ負荷を降下させる制御、いわゆるランバック制御が行われる。ここで、ミルへの送風が2台の一次通風機で行われている場合に、1台の一次通風機が故障すると、定格負荷の半分である50%まで負荷を降下させる制御が行われている。 That is, the boiler is equipped with a primary ventilator, a forced ventilator, an induction ventilator, etc. as auxiliary equipment for air intake / exhaust, etc., and any of these auxiliary equipments has some cause. When the operation is stopped by the above-described control, so-called run-back control is performed to quickly and safely lower the boiler load up to a load that can be operated by the remaining auxiliary machines. Here, when blown to the mill is performed by two primary ventilators, if one primary ventilator fails, control is performed to reduce the load to 50%, which is half of the rated load. Yes.
また、この種の技術としては、例えば、混焼石炭焚ボイラにおいて、複数のミルのうちいずれかのミルが停止したときに、停止したミルに応じた負荷喪失分だけボイラ負荷指令を絞り込み、絞り込まれたボイラ負荷指令に従ってミルランバックを自動的に行うようにしたもの(特許文献1参照)、あるいは負荷設定信号と発電量指令とを比較し、この比較結果を基に通常運転を継続するかランバック動作に入るか否かを判定するようにしたもの(特許文献2参照)が挙げられる。 Further, as this type of technology, for example, in a co-fired coal fired boiler, when any one of a plurality of mills is stopped, the boiler load command is narrowed down by the amount of load loss corresponding to the stopped mill. Compared with the one that automatically performs the mill run back according to the boiler load command (see Patent Document 1) or the load setting signal and the power generation amount command, whether or not to continue the normal operation based on the comparison result An example is one that determines whether or not to enter the back operation (see Patent Document 2).
従来技術においては、ランバック時の負荷設定に関して、混焼時の運転を考慮しておらず、2台の一次通風機のうち1台故障したときのランバック動作後は一律に50%負荷という設定となっており、50%以上での負荷運転が可能な状態であっても、必ず50%まで負荷を降下させる制御となっていた。このためランバック動作後は発電量を多く確保することができなかった。
また、特許文献1、2においても、ボイラ負荷を降下させるランバック動作時に、発電量を多く確保することについては何ら配慮されていない。すなわち、特許文献1のものは、ミルのトリップに応じた負荷喪失分だけボイラ負荷指令を絞り込み、ミルランバックを自動的に行っているが、ミルランバック時にボイラの燃焼エネルギーの低下を抑制するための制御は行っていない。一方、特許文献2のものは、複数台の補機のうち一部が停止したときに、残りの補機の容量に見合った負荷設定信号と発電量指令値とを比較し、負荷設定信号より発電量指令値の方が小さいときは通常運転を継続し、負荷設定信号より発電量指令値の方が大きいときにはランバック動作を行うようになっているが、ランバック動作時にボイラの燃焼エネルギーの低下を抑制するための制御は行っていない。
本発明の課題は、ボイラ負荷降下制御時における燃料エネルギーの低下を抑制し、結果として発電量が低下するのを抑制することにある。
In the prior art, regarding the load setting at the time of runback, the operation at the time of mixed combustion is not considered, and after the runback operation when one of the two primary ventilators fails, the setting is uniformly 50% load. Therefore, even when the load operation at 50% or more is possible, the load is always reduced to 50%. For this reason, it was not possible to secure a large amount of power generation after the runback operation.
In Patent Documents 1 and 2, no consideration is given to securing a large amount of power generation during the run-back operation for lowering the boiler load. That is, in Patent Document 1, the boiler load command is narrowed down by the amount of load loss according to the trip of the mill, and the mill run back is automatically performed, but the reduction of the combustion energy of the boiler is suppressed during the mill run back. Control is not performed. On the other hand, in Patent Document 2, when a part of a plurality of auxiliary machines is stopped, a load setting signal commensurate with the capacity of the remaining auxiliary machines is compared with a power generation amount command value. When the power generation command value is smaller, normal operation is continued, and when the power generation command value is larger than the load setting signal, the runback operation is performed. No control is performed to suppress the decrease.
The subject of this invention is suppressing the fall of the fuel energy at the time of boiler load fall control, and suppressing that the electric power generation amount falls as a result.
前記課題を解決するために、本発明は、複数の補機から供給される空気によりミルから石炭粉末を搬送して石炭バーナに供給し、燃料油供給手段から供給される燃料油を燃料油バーナに供給して混焼石炭焚ボイラで燃焼させ、該混焼石炭焚ボイラで発生した蒸気により発電機を駆動して発電するにあたり、発電機出力指令に対応する総燃料供給流量に基づいて、前記石炭バーナに供給する石炭供給流量と前記燃料油バーナに供給する燃料油供給流量とを予め定められた設定混焼率に従って配分制御して燃焼させる混焼石炭焚ボイラのボイラ自動制御方法において、前記補機の少なくとも一つが故障したときに、該補機の故障直前における前記燃料油供給流量を保持し、該保持した前記燃料油供給流量を指令値として設定し、該指令値に基づいて前記燃料油供給流量を制御するとともに、前記補機の故障直前における前記石炭供給流量が、残りの補機により供給可能な石炭供給流量未満のときはランバック制御を行わず、残りの補機により供給可能な石炭供給流量以上のときはランバック制御を行うものとし、ランバック制御を行う場合は、前記保持された前記燃料油供給流量と前記残りの補機により供給可能な前記石炭供給流量との加算値をランバック制御の発電機出力指令とし、該ランバック制御の発電機出力指令に対応する総燃料流量指令を生成する一方、前記燃料油供給流量の検出値を前記石炭供給流量の検出値と前記燃料油供給流量の検出値の加算値で除算して、前記総燃料流量指令に対する前記燃料油供給流量の割合を求め、該求めた割合に相当する前記燃料油供給流量を前記総燃料流量指令から差し引いて前記石炭供給流量の指令値を設定し、該指令値に基づいて前記石炭供給流量を制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is directed to conveying coal powder from a mill by air supplied from a plurality of auxiliary machines, supplying the coal powder to the coal burner, and supplying the fuel oil supplied from the fuel oil supply means to the fuel oil burner. When the generator is driven by the steam generated in the co-fired coal fired boiler and generated by the steam generated in the co-fired coal fired boiler, power generation is performed based on the total fuel supply flow rate corresponding to the generator output command. In a boiler automatic control method for a co-fired coal fired boiler that distributes and controls a coal supply flow rate to be supplied to a fuel oil and a fuel oil supply flow rate to be supplied to the fuel oil burner according to a predetermined mixed combustion rate, when one has failed, to hold the fuel oil supply flow rate at immediately before the failure of the auxiliary device, setting the fuel oil supply flow rate to the holding as a command value, based on the finger command value Controls the fuel oil supply flow rate, the coal supply flow rate in immediately before the failure of the auxiliary equipment, without runback control when the coal less than the supply flow rate can be supplied by the remaining auxiliary, the remainder of the accessory Runback control is performed when the coal supply flow rate is greater than or equal to the supplyable coal supply flow rate, and when the runback control is performed, the retained fuel oil supply flow rate and the coal supply flow rate that can be supplied by the remaining auxiliary machine of the added value as a generator output command runback control, while generating a total fuel flow rate command corresponding to the power generator output command of the runback control, a detected value of the fuel oil supply flow rate of the coal supply flow rate The fuel oil supply flow rate corresponding to the obtained ratio is obtained by dividing the value by the added value of the detected value of the fuel oil supply flow rate and determining the ratio of the fuel oil supply flow rate to the total fuel flow rate command. Said subtracted from the total fuel flow rate command to set the command value of the coal feed rate, and controlling the coal supply flow rate based on the finger command value.
本発明の混焼石炭焚ボイラのボイラ自動制御方法によれば、補機の少なくとも一つが故障したときに、補機の故障直前における燃料油供給流量を保持するように燃料油供給流量を制御していることから、つまり、設定混焼率によらず燃料油供給流量を保持するとともに、残りの補機により供給可能な石炭供給流量を加えて発電機出力指令を設定していることから、少なくとも設定混焼率によらず燃料油供給流量を保持した分だけ燃料エネルギーの低下を抑制して、発電量の低下を抑制することができる。特に、前記補機の故障直前における前記石炭供給流量が、残りの補機により供給可能な石炭供給流量未満のときはランバック制御を行わないことから、補機の少なくとも一つが故障しても発電量の低下を抑制することができる。さらに、残りの補機により供給可能な石炭供給流量以上のときはランバック制御を行うものとし、ランバック制御を行う場合は、保持された燃料油供給流量と残りの補機により供給可能な石炭供給流量との加算値を発電機出力指令として設定し、これに基づいて総燃料流量指令を生成する一方、石炭供給流量の検出値と燃料油供給流量の検出値の加算値で燃料油供給流量の検出値を除算して、総燃料流量指令に対する燃料油供給流量の割合を求め、その割合に基づいて石炭供給流量の指令値を設定していることから、従来のランバック制御よりも、保持した燃料油供給流量の分だけ、発電量の低下を抑制することができる。 According to the boiler automatic control method for a co-fired coal fired boiler of the present invention, when at least one of the auxiliary machines fails, the fuel oil supply flow rate is controlled so as to maintain the fuel oil supply flow rate immediately before the failure of the auxiliary machine. since you are, that is, since the holds the fuel oil supply flow rate regardless of the setting mixed combustion ratio is set to the generator output command by adding coal feed flow rate can be supplied by the remaining auxiliary, at least setting co-firing Regardless of the rate, a decrease in fuel energy can be suppressed by the amount that maintains the fuel oil supply flow rate, and a decrease in power generation amount can be suppressed. In particular, since the runback control is not performed when the coal supply flow rate immediately before the failure of the auxiliary machine is less than the coal supply flow rate that can be supplied by the remaining auxiliary machine, power generation is performed even if at least one of the auxiliary machine fails. A decrease in the amount can be suppressed. Furthermore, runback control is performed when the coal supply flow rate is greater than or equal to the coal supply flow rate that can be supplied by the remaining auxiliary machinery, and when runback control operation is performed, the retained fuel oil supply flow rate and the coal that can be supplied by the remaining auxiliary machinery operation. The sum value with the supply flow rate is set as the generator output command, and the total fuel flow rate command is generated based on this. Because the ratio of the fuel oil supply flow rate to the total fuel flow rate command is calculated and the command value of the coal supply flow rate is set based on that ratio, the value is maintained rather than the conventional runback control. The decrease in the amount of power generation can be suppressed by the amount of fuel oil supplied.
また、本発明のボイラ自動制御装置は、複数の補機から供給される空気によりミルから石炭粉末を搬送して石炭バーナに供給する石炭供給手段と、燃料油を燃料油バーナに供給する燃料油供給手段と、前記石炭バーナに供給する石炭供給流量と前記燃料油バーナに供給する燃料油供給流量とを、発電機出力指令に対応する総燃料供給流量に基づいて、予め定められた設定混焼率に従って配分制御する制御手段と、前記補機の少なくとも一つが故障したときに前記石炭供給流量と前記燃料油供給流量を制御するランバック制御手段とを備え、前記石炭バーナと前記燃料油バーナに供給される石炭粉末と燃料油とを混焼石炭焚ボイラで燃焼させて発生した蒸気により発電機を駆動して発電するボイラ自動制御装置において、前記ランバック制御手段は、前記補機の少なくとも一つが故障したときに、該補機の故障直前における前記燃料油供給流量を保持し、該保持した前記燃料油供給流量を指令値として設定し、該指令値に基づいて前記燃料油供給流量を制御するとともに、前記補機の故障直前における前記石炭供給流量が、残りの補機により供給可能な石炭供給流量未満のときはランバック制御を行わず、残りの補機により供給可能な石炭供給流量以上のときはランバック制御を行うものとし、ランバック制御を行う場合は、前記保持された前記燃料油供給流量と前記残りの補機により供給可能な前記石炭供給流量との加算値をランバック制御の発電機出力指令とし、該ランバック制御の発電機出力指令に対応する総燃料流量指令を生成する一方、前記燃料油供給流量の検出値を前記石炭供給流量の検出値と前記燃料油供給流量の検出値の加算値で除算して、前記総燃料流量指令に対する前記燃料油供給流量の割合を求め、該求めた割合に相当する前記燃料油供給流量を前記総燃料流量指令から差し引いて前記石炭供給流量の指令値を設定し、該指令値に基づいて前記石炭供給流量を制御することを特徴とする。 Further, the boiler automatic control device of the present invention includes a coal supply means for conveying coal powder from a mill by air supplied from a plurality of auxiliary machines and supplying the coal burner to the coal burner, and a fuel oil for supplying fuel oil to the fuel oil burner. Based on the total fuel supply flow rate corresponding to the generator output command, the predetermined mixed combustion rate is determined based on the supply means, the coal supply flow rate supplied to the coal burner, and the fuel oil supply flow rate supplied to the fuel oil burner. And control means for controlling distribution according to the above, and runback control means for controlling the coal supply flow rate and the fuel oil supply flow rate when at least one of the auxiliary machines fails, and supplies the coal burner and the fuel oil burner. In the automatic boiler control apparatus for generating power by driving a generator with steam generated by burning coal powder and fuel oil to be burned in a co-fired coal fired boiler, , When at least one of said auxiliary fails to hold the fuel oil supply flow rate at immediately before the failure of the auxiliary device, setting the fuel oil supply flow rate to the holding as a command value, based on the finger command value The fuel oil supply flow rate is controlled, and when the coal supply flow rate immediately before the failure of the auxiliary machine is less than the coal supply flow rate that can be supplied by the remaining auxiliary machine, the runback control is not performed, and the remaining auxiliary machine is not performed. The runback control is performed when the coal supply flow rate is equal to or higher than the coal supply flow rate that can be supplied by the above-described operation, and when the runback control is performed, the retained fuel oil supply flow rate and the coal supply flow rate that can be supplied by the remaining auxiliary machinery and a generator output command the sum of the run-back control with, while generating a total fuel flow rate command corresponding to the power generator output command of the runback control, the detection value of the fuel oil supply flow rate By dividing the detected value of the charcoal supply flow rate by the added value of the detected value of the fuel oil supply flow rate, a ratio of the fuel oil supply flow rate to the total fuel flow rate command is obtained, and the fuel oil supply corresponding to the obtained ratio A flow rate is subtracted from the total fuel flow rate command to set a command value for the coal supply flow rate, and the coal supply flow rate is controlled based on the command value.
本発明によれば、ボイラ負荷降下制御時における燃焼エネルギーが低下するのを抑制することができ、結果として、発電量を燃料油供給流量の分だけ多く確保することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the combustion energy at the time of boiler load fall control falls, As a result, it becomes possible to ensure as much power generation amount as the fuel oil supply flow rate.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態を示すボイラ自動制御装置のブロック構成図、図2はランバック判定回路のブロック構成図、図3はランバック負荷設定回路のブロック構成図、図4はボイラと補機との関係を示すブロック構成図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an automatic boiler control apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a runback determination circuit, FIG. 3 is a block diagram of a runback load setting circuit, and FIG. It is a block block diagram which shows the relationship with an auxiliary machine.
図4において、ボイラ3は混焼石炭焚ボイラとして構成されており、このボイラ3には、石炭バーナ(図示せず)と、燃料油バーナとしての軽油バーナ(図示せず)が設置されている。軽油バーナには、燃料油としての軽油1が供給され、石炭バーナには、石炭を粉末状に加工するミル2から石炭粉末が供給されるようになっている。このボイラ3の周囲には、ボイラ3またはミル2に空気を供給したり、ボイラ3の排ガスを排出したりするための補機として、空気加熱器4、5、一次通風機6、7、押込通風機8、9、誘引通風機10、11が設けられており、誘引通風機10、11はそれぞれ煙突14に接続されている。一次通風機6と押込通風機8には空気12が供給され、一次通風機7と押込通風機9には空気13が供給されており、一次通風機6、7に供給された空気12、13の一部はそのままミル2側に送られ、残りは空気加熱器4、5で加熱され、暖められた空気としてミル2側に送られる。すなわち、ミル2には、冷えたままの空気と暖められた空気とが混合された空気が導入されるようになっている。ミル2内に暖かい空気と冷えた空気が適度に混合されて導入されると、その空気の圧力によって石炭粉末がボイラ2内に押し込まれるようになっている。
In FIG. 4, the
一方、押込通風機8、9に取り込まれた空気12、13は空気加熱器4、5でそれぞれ暖められたあとボイラ3の中に取り込まれ、燃焼用空気として利用される。ボイラ3内に燃料用空気が取り込まれると、石炭バーナによって石炭粉末が燃焼し、軽油バーナによって軽油が燃焼し、この燃焼によって蒸気が発生するとともに、排ガスが発生し、発生した蒸気によって火力発電所の蒸気タービン(図示せず)が駆動されて発電が行なわれる。一方、排ガスは誘引通風機10、11、煙突14を通り、外気に排出される。
On the other hand, the airs 12 and 13 taken into the forced
ここで、石炭専焼ボイラの場合、2台の一次通風機を用いてミルへの送風を全て賄っていることから、通常、一次通風機1台当たりの容量は定格負荷の50%である。したがって、2台の一次通風機のうち1台が停止すると、プラントは定格で運転することができず、残りの補機の容量に見合った負荷、この場合、50%まで降下させるボイラ負荷降下制御時の制御動作(以下、ランバック動作という)を行うことになる。 Here, in the case of a coal-fired boiler, the capacity of one primary ventilator is usually 50% of the rated load because two primary ventilators are used to supply all the air to the mill. Therefore, if one of the two primary ventilators stops, the plant cannot operate at the rated capacity, and the boiler load drop control reduces the load to the capacity of the remaining auxiliaries, in this case, 50%. Control operation (hereinafter referred to as run-back operation).
ところが、本発明では、ボイラ3として混焼石炭焚ボイラを用いており、2台の一次通風機6、7のうちいずれか1台が停止した場合には、停止した一次通風機の負荷を補うために、軽油の燃焼を継続して行い、ランバック動作時における負荷目標値を50%以上にすることを狙いとしており、以下、ボイラ自動制御装置の具体的内容について説明する。
However, in the present invention, a mixed fired coal fired boiler is used as the
ボイラ自動制御装置の主制御系は、図1に示すように、NOT回路61、AND回路62、ランバック負荷設定回路64、低値選択器65、ボイラマスタ制御器66、燃焼率設定器67、燃料プログラム生成器68、信号切替器69、除算器71、減算器73、掛算器74、減算器76、比例積分器77、保持器79、減算器82、比例積分器83、関数発生器85、軽油流量検出器87、加算器90などを備えて構成されており、NOT回路61にはX%ランバック動作33に関する信号が入力され、AND回路62には混焼率設定許可60に関する信号が入力され、低値選択器65とランバック負荷設定回路64には発電機出力指令(MWD)63が入力され、保持器79にはX%ランバック動作33に関する信号が入力され、比例積分器77からは石炭供給流量指令78が出力され、比例積分器83からは軽油供給流量指令84が出力されるようになっている。軽油供給流量指令84は、燃料油供給流量指令として軽油流量調節バルブ89に入力されており、軽油流量調節バルブ89は、軽油パイプ88内の軽油の流量を制御し、軽油供給流量指令84にしたがってボイラ3の軽油バーナに軽油を供給する燃料油供給手段として構成されている。石炭供給流量検出器75は、ミル2からボイラ3に押し込まれる石炭粉末の実際の供給流量を検出する石炭粉末供給流量検出手段として構成され、軽油流量検出器87は、軽油パイプ88内を通過する軽油の実際の軽油供給流量70、81を検出する燃料油供給流量検出手段として構成されている。
As shown in FIG. 1, the main control system of the boiler automatic control device includes a NOT circuit 61, an AND circuit 62, a runback
図1に示すボイラ自動制御装置の主制御系は、発電機指令(MWD)63に基づいてボイラ3に対する石炭供給流量と軽油(燃料油)供給流量との割合を設定し、この設定にしたがって石炭供給流量指令78と軽油供給流量指令(燃料油供給流量指令)84を生成する石炭・燃料油供給流量指令生成手段として構成されている。この石炭・燃料油供給流量指令生成手段は、一次通風機6、7のうちいずれか1台が故障したランバック動作時(ボイラ負荷降下制御時)には、停止した一次通風機以外の一次通風機(健全な一次通風機)の容量に見合った負荷よりも石炭供給流量指令が大きいことを条件として、ボイラ3に対する石炭供給流量を、いずれか1台の一次通風機が停止する前の石炭供給流量よりも少ない石炭供給流量、例えば、健全な一次通風機の容量に見合った負荷に対応する石炭供給流量に変更し、ボイラ3に対する軽油供給流量については軽油の供給を継続するための軽油供給流量として、ボイラ3に対する石炭供給流量と軽油供給流量との割合を再設定する要素を備えている。さらに、石炭・燃料油供給流量指令生成手段は、ランバック動作時(ボイラ負荷降下制御時)には、ボイラ3に対する石炭供給流量と軽油供給流量との割合を石炭供給流量検出器(燃料油供給流量検出手段)75の検出値と軽油流量検出器(燃料油供給流量検出手段)87の検出値に基づいて設定する要素を備えて構成されている。
The main control system of the boiler automatic control device shown in FIG. 1 sets the ratio of the coal supply flow rate to the
そして、ランバック動作による制御(ボイラ負荷降下制御時の制御)を行うか否かを判定するために、図2に示すように、ランバック判定回路が設けられているとともに、ランバック動作時に、健全な一次通風機(補機)の容量に見合った負荷よりも石炭供給流量が大きいときに、軽油の供給継続を条件として、石炭・燃料油供給流量指令生成手段に対する発電機出力指令をランバック動作時の発電機出力指令に変更する発電機出力指令変更手段として、図3に示すように、ランバック負荷設定回路が設けられている。 In order to determine whether or not to perform control by the runback operation (control at the time of boiler load drop control), a runback determination circuit is provided as shown in FIG. When the coal supply flow rate is larger than the load corresponding to the capacity of a healthy primary ventilator (auxiliary), the generator output command for the coal / fuel oil supply flow rate command generation means is run back on condition that the supply of light oil is continued. As shown in FIG. 3, a runback load setting circuit is provided as a generator output command changing means for changing to a generator output command at the time of operation.
ランバック判定回路は、図2に示すように、OR回路24、信号切替器(H/L)25、AND回路26、30、31、39、42、信号遅延器38、41、OR回路40、43、46、フリップフロップ回路48、49を備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the runback determination circuit includes an OR
OR回路24には、一次通風機6が故障したことを示すAPAF停止21に関する信号と、一次通風機7の故障を示すBPAF停止22に関する信号が入力され、信号切替器25には石炭流量指令23が入力されるようになっている。AND回路30にはタービンマスタ自動28に関する信号とボイラマスタ自動29に関する信号が入力され、AND回路39にはX%ランバック目標到達32に関する信号が入力され、信号遅延器38にはX%ランバック動作33を示す信号が入力され、AND回路42には50%ランバック目標到達34に関する信号が入力され、信号遅延器41には50%ランバック動作35に関する信号が入力され、OR回路44にはMFT動作36に関する信号と解列37に関する信号が入力され、OR回路46の一端にはその他のランバック動作45に関する信号が入力されるようになっている。
A signal relating to the
ランバック判定回路において、一次通風機6、7のうちいずれか一方が故障して停止したときにはOR回路24からの信号がAND回路26に出力され、信号切替器25に、石炭流量指令23として、50%負荷以上の指令が入力されたときには、信号切替器25からの信号がAND回路26に出力されるようになっている。さらにタービンマスタ自動28、ボイラマスタ自動29が成立したときにはAND回路30からAND26に対しての信号が出力されるようになっている。すなわち、一次通風機6、7のうちいずれか1台が故障し、このときの石炭流量指令23が50%負荷を超え、且つタービンマスタ自動28、ボイラマスタ自動29の条件が成立したときにAND回路26からの信号が出力され、フリップフロップ48がセットされ、OR回路46からランバック動作47に関する信号がランバック負荷設定回路64に出力されるとともに、フリップフロップ48からX%ランバック動作33に関する信号がランバック負荷設定回路64に出力されるようになっている。
In the runback determination circuit, when one of the primary ventilators 6 and 7 fails and stops, a signal from the
ランバック負荷設定回路64は、図3に示すように、信号発生器101、加算器102、信号切替器103、信号発生器104、信号切替器105、106、変化率制限器107、減算器109、111、信号切替器110、112を備えて構成されており、変化率制限器107からは発電機出力指令(MWD)108が低値選択器65に出力され、信号切替器110からは50%ランバック目標到達34に関する信号が出力され、信号切替器112からはX%ランバック目標到達32に関する信号が出力されるようになっている。また信号切替器103にはX%ランバック動作33に関する信号が入力され、信号切替器105には50%ランバック動作35に関する信号が入力され、信号切替器106と変化率制限器107にはランバック動作47に関する信号が入力されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the runback
上記構成におけるランバック負荷設定回路64において、ボイラの通常運転時には、発電機出力指令(MWD)63による信号(100%負荷相当の信号)をそのまま信号切替器103、105、106、変化率制限器107を介して発電機出力指令(MWD)108として低値選択器65に出力するようになっている。
In the runback
一方、一次通風機6、7のうちいずれか1台が故障したランバック動作時には、X%ランバック動作33に関する信号が信号切替器103に入力され、ランバック動作47に関する信号が信号切替器106、変化率制限器107に入力されるため、信号切替器103、106による信号の切替が行われる。すなわち、ランバック動作時には、軽油負荷指令86として、例えば、20%負荷相当の指令が加算器102に入力されるとともに、信号発生器101から、健全な一次通風機(補機)の容量に見合った負荷相当の指令、例えば、50%負荷相当の指令が入力され、加算器102からは70%負荷相当の指令が出力され、この指令が信号切替器103、105、106、変化率制限器107を介してランバック動作時の発電機出力指令(MWD)108として出力される。このときの発電機出力指令108は、通常運転時に100%負荷相当の指令であったものが、70%負荷相当の指令に変更されることになる。
On the other hand, during the runback operation in which one of the primary ventilators 6 and 7 has failed, a signal related to the X
次に、ボイラの通常運転時における動作について説明する。まず、発電機出力指令(MWD)63として、例えば、100%負荷相当の指令が出力されると、この発電機出力指令63はランバック負荷設定回路64をそのまま通過して低値選択器65に入力されるとともに、発電機出力指令63が直接低値選択器65に入力され、低値選択器65からは、100%負荷相当の発電機出力指令63がそのままボイラマスタ制御器66と混焼率設定器67に出力される。ボイラマスタ制御器66においては、入力された発電機出力指令63に関する信号を主蒸気圧力の偏差による補正を行い、補正された信号をボイラ入力指令(BID)に変換して燃料プログラム生成器68に出力する。この燃料プログラム生成器68からは、燃料流量指令(FRD)として、例えば、100%負荷相当の指令が出力される。
Next, operation during normal operation of the boiler will be described. First, as a generator output command (MWD) 63, for example, when a command equivalent to 100% load is output, the
一方、混焼率設定器67に発電機出力指令63が入力されると、混焼率設定器67において、発電機出力指令63を基に、石炭(石炭粉末)と軽油との混焼割合の設定、すなわち石炭供給流量と軽油供給流量との割合を設定する。例えば、石炭粉末の供給流量を80%負荷相当に、軽油の供給流量を20%負荷相当に設定し、設定した値のうち軽油の割合を示す値(2/10)に関する信号を信号切替器69に出力する。信号切替器69は、通常運転時は、混焼率設定器67からの信号を選択しているため、混焼率設定器67からの信号が信号切替器69を介して掛算器74に出力される。なお、混焼率設定器67における混焼率の設定は、運転状況を考慮して自動的に設定する方法や、CRT操作により手動で設定することもできる。
On the other hand, when the
混焼割合に関する信号が掛算器74に入力されると、100%負荷相当の燃料流量指令と混焼割合を示す値、例えば、2/10とが掛算され、掛算器74からは,燃料流量指令として20%負荷相当の指令が出力される。この20%負荷相当の燃料流量指令は軽油流量指令80として保持器79を介して関数発生器85と減算器82に出力される。20%負荷相当の燃料流量指令が関数発生器85に入力されると、関数発生器85からは20%負荷相当の軽油負荷指令86が出力される。減算器82には、軽油流量指令80の他に、軽油流量検出器87の検出による軽油供給流量81が入力されており、減算器82は、軽油流量指令80から軽油供給流量81を減算した信号を比例積分器83に出力する。比例積分器83は、軽油流量指令80と実際の軽油供給流量81との差である偏差を0に抑制するための軽油供給流量指令84を生成し、生成した軽油供給流量指令84を軽油流量調節バルブ89に対して出力する。これにより、軽油供給流量指令84にしたがって軽油流量調節バルブ89の開度が調整され、ボイラ3に対する軽油の供給流量が制御されることになる。
When a signal related to the co-firing ratio is input to the
一方、100%負荷を示す燃料流量指令(FRD)が減算器73に入力されるとともに、掛算器74から20%負荷相当の燃料流量指令を示す信号が減算器73に入力されると、減算器73において両者の差が求められ、減算器73から減算器76に対して、80%負荷相当の石炭流量指令23が出力される。減算器76には、石炭流量指令23の他に、石炭粉末の実際の供給流量を検出する検出器から、実際の石炭供給流量75を示す信号が入力されており、減算器76は、石炭流量指令23と石炭供給流量75との差を示す信号を比例積分器77に出力する。比例積分器77は、石炭流量指令23と石炭供給流量75との差である偏差を0に抑制するための石炭供給流量指令78を生成し、生成した石炭供給流量指令78をミル2に出力する。これにより、ミル2からは、石炭供給流量指令78にしたがった量の石炭粉末がボイラ3に送られる。
On the other hand, when a fuel flow command (FRD) indicating 100% load is input to the
すなわち、図5(a)に示すように、80%負荷を石炭粉末による流量が補い、20%負荷を軽油の流量が補うことで、ボイラ3における燃焼を円滑に行うことができる。
That is, as shown in FIG. 5A, combustion in the
次に、一次通風機6、7のうちいずれか1台が故障したランバック動作時(ボイラ負荷降下制御時)には、図2に示すランバック判定回路からランバック動作47に関する信号とX%ランバック動作33に関する信号が出力され、これらの信号がランバック負荷設定回路64に入力されるとともに、NOT回路61、保持器79に入力される。
Next, at the time of a runback operation (at the time of boiler load drop control) in which one of the primary ventilators 6 and 7 fails, a signal related to the
X%ランバック動作33に関する信号が保持器79に入力されると、保持器79は、ランバック動作が起きる前の値を保持することになり、比例積分器83からは、軽油の供給継続を行なうための指令として、20%負荷相当の軽油供給流量指令84が出力されたままになる。また関数発生器85からも20%負荷に相当する軽油負荷指令86が出力されたままになる。
When a signal related to the X
一方、ランバック負荷設定回路64においては、ランバック動作47に関する信号またはX%ランバック動作33に関する信号に応答した信号切替器103、106において信号の切替が行われ、加算器102において、信号発生器101から出力された50%負荷相当の指令と20%負荷相当の軽油負荷指令86とが加算される。そして、加算器102で加算された指令は、信号切替器103、105、106を介して変化率制限器107に入力され、変化率制限器107からは、70%負荷相当の指令が発電機出力指令108として出力される。これにより、低値選択器65においては、100%負荷相当としての発電機出力指令63の代わりに、70%負荷相当を示す発電機出力指令108を選択し、選択した発電機出力指令をボイラマスタ制御器66と混焼率設定器67に出力する。70%負荷相当の発電機出力指令108がボイラマスタ制御器66で補正されたあと燃料プログラム生成器68に入力されると、燃料プログラム生成器68からは、70%負荷相当の燃料流量指令(FRD)を掛算器74と減算器73に出力する。この場合、NOT回路61にX%ランバック動作33に関する信号が入力されているため、AND回路62の出力が無くなり、信号切替器69は除算器71からの信号を選択するようになっている。
On the other hand, in the runback
除算器71には、軽油流量検出器87の検出による軽油供給流量70に関する信号が入力されているとともに、軽油流量検出器87の検出による軽油供給流量70と実際の石炭供給流量75との和を示す信号が加算器90から入力されている。ランバック動作開始時には、除算器71には、加算器90から100%負荷相当の信号が入力され、軽油流量検出器87からは軽油供給流量70として、20%負荷相当の信号が入力されるため、除算器71からは、混焼率のうち軽油の割合の値として2/10に関する信号が出力される。この信号が信号切替器69を介して掛算器74に入力されると、掛算器74からは、70×2/10=14%の信号が出力される。
A signal relating to the light oil supply flow rate 70 detected by the light oil
ここで、除算器71は、実際の軽油供給流量70と実際の石炭供給流量75とを基に軽油と石炭との混焼率を求めているため、除算器71からは、混焼率として、2/10から目標値の2/7まで石炭の混焼率が徐々に低下する信号が出力されるようになっている。
Here, since the divider 71 obtains the mixed combustion rate of light oil and coal based on the actual light oil supply flow rate 70 and the actual coal
すなわち、掛算器74において、ランバック動作開始時に、70%負荷に相当する燃料流量指令と混焼率2/10とが掛算されると、掛算器74からは14%負荷相当の燃料流量指令が出力される。この信号が減算器73において、70%負荷相当の信号から14%負荷相当の信号が減算されると、減算器73からは、56%負荷相当の石炭流量指令23が出力され、石炭供給流量指令78は56%負荷相当の指令に低下することになる。この結果、石炭の供給流量が低下すると、加算器90に入力される実際の石炭供給流量75も低下する。このような制御が繰り返されると、除算器71からは、混焼率として、最終的には目標値の2/7に低下した信号が出力されることになる。
That is, when the
このように、本実施形態においては、ランバック動作時においては、軽油供給流量指令84を20%負荷相当に維持する制御を行うとともに、石炭供給流量指令78を、80%負荷相当の指令から徐々に50%負荷相当の指令に低下させるようにしたため、軽油供給流量指令84を20%負荷相当に維持した分、ボイラ3における燃焼エネルギーが低下するのを抑制することができ、発電量を多く確保することが可能になる。
Thus, in the present embodiment, during the run-back operation, control is performed to maintain the light oil supply
次に、本発明による制御方法を用いた場合と従来の方法による制御方法を用いたときの効果を図5にしたがって説明する。図5は、横軸を時間(T)、縦軸を負荷(%)とした場合の負荷変化図であって、2台の一次通風機のうち1台の一次通風機が故障(トリップ)前の混焼率に関して2つの場合を示してある。 Next, the effect when the control method according to the present invention is used and when the conventional control method is used will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a load change diagram with time (T) on the horizontal axis and load (%) on the vertical axis, and one primary ventilator out of two primary ventilators is before a failure (trip). Two cases are shown with respect to the mixed firing rate.
(a)の場合は、一次通風機トリップ前の軽油が20%負荷相当で、石炭が一次通風機2台当たりの容量に見合った負荷よりも大きいとき、ここでは、80%負荷相当の場合である。この場合、従来の回路では、一次通風機トリップ後は、50%負荷ランバック動作になり、軽油負荷122は0%、石炭負荷121は50%になり、ボイラにおける燃焼率が急激に低下し、発電量を十分に確保できないことになる。
In the case of (a), when the diesel oil before the primary ventilator trip is equivalent to 20% load and the coal is larger than the load commensurate with the capacity per two primary ventilators, here it is the case equivalent to 80% load is there. In this case, in the conventional circuit, after the primary ventilator trip, the load run back operation becomes 50%, the
これに対して、本発明では、石炭流量指令23が50%以上にあることを条件にランバック動作になるが、軽油負荷124は20%負荷相当に維持されたままとなり、石炭負荷123は一次通風機1台分の負荷の50%になっている。したがって、石炭の燃焼の他に軽油の燃焼を行うことで、発電量を従来のものよりも20%だけ多く確保することができる。
On the other hand, in the present invention, the runback operation is performed on the condition that the coal
(b)の場合は、一次通風機トリップ前における軽油が50%負荷、石炭が50%負荷となっている場合である。この場合も、従来の回路では、トリップ後は50%負荷ランバック動作になり、軽油負荷126は0%、石炭負荷125は50%になり、ボイラにおける燃焼エネルギーの低下に伴って発電量も低下することになる。
In the case of (b), the light oil before the primary ventilator trip is 50% load and the coal is 50% load. Also in this case, in the conventional circuit, after the trip, the load run back operation becomes 50%, the
これに対して、本発明では、石炭流量指令23が50%以上でないことからランバック動作を起こすことはなく、軽油負荷128、石炭負荷127とも変わらず50%のままとなる。したがって、石炭の燃焼とともに軽油の燃焼を行うことで、燃焼エネルギーの低下を抑制することができ、発電量を従来のものよりも50%だけ多く確保することができる。また、この場合は、負荷ランバックが発生しないことから、発電プラントの運転を安定化することにも寄与することができる。
On the other hand, in the present invention, since the coal
なお、前記実施形態において、信号切替器112からX%ランバック目標到達32に関する信号が出力されると、AND回路39の論理積の条件が満たされ、OR回路40からの信号が出力され、フリップフロップ回路48がリセットされ、ランバック動作が終了することになる。
In the embodiment, when a signal related to the X% runback target reaching 32 is output from the
本実施形態によれば、ボイラ3において、一次通風機6、7のうち1台が停止した場合、軽油燃焼による発電量を利用するようにしたため、従来のランバックによる定格負荷の50%までの降下に至ることはなく、燃焼エネルギーの低下を抑制し、発電量を多く確保することができる。また軽油バーナを消火する必要がないため、バーナ消火によるボイラ燃焼状態への影響やランバックによる負荷急減動作がないことから、安定性の高い運転をすることができる。
According to the present embodiment, in the
なお、本実施形態では、石炭と混焼するものとして軽油を例として説明しているが、軽油の他に、重油などその他の燃料に対しても本発明を適用することができる。 In the present embodiment, the light oil is described as an example of co-firing with coal, but the present invention can be applied to other fuels such as heavy oil in addition to the light oil.
2 ミル
3 ボイラ
4、5 空気加熱器
6、7 一次通風機
8、9 押込通風機
10、11 誘引通風機
64 ランバック負荷設定回路
65 低値選択器
66 ボイラマスタ制御器
67 混焼率設定器
68 燃料プログラム生成器
69 信号切替器
71 除算器
73 減算器
74 掛算器
76 減算器
77 比例積分器
79 保持器
82 減算器
83 比例積分器
85 関数発生器
87 軽油流量検出器
89 軽油流量調節バルブ
2
Claims (2)
前記補機の少なくとも一つが故障したときに、該補機の故障直前における前記燃料油供給流量を保持し、該保持した前記燃料油供給流量を指令値として設定し、該指令値に基づいて前記燃料油供給流量を制御するとともに、
前記補機の故障直前における前記石炭供給流量が、残りの補機により供給可能な石炭供給流量未満のときはランバック制御を行わず、残りの補機により供給可能な石炭供給流量以上のときはランバック制御を行うものとし、
ランバック制御を行う場合は、前記保持された前記燃料油供給流量と前記残りの補機により供給可能な前記石炭供給流量との加算値をランバック制御の発電機出力指令とし、該ランバック制御の発電機出力指令に対応する総燃料流量指令を生成する一方、前記燃料油供給流量の検出値を前記石炭供給流量の検出値と前記燃料油供給流量の検出値の加算値で除算して、前記総燃料流量指令に対する前記燃料油供給流量の割合を求め、該求めた割合に相当する前記燃料油供給流量を前記総燃料流量指令から差し引いて前記石炭供給流量の指令値を設定し、該指令値に基づいて前記石炭供給流量を制御することを特徴とするボイラ自動制御方法。 The coal powder is conveyed from the mill by air supplied from a plurality of auxiliary machines and supplied to the coal burner, the fuel oil supplied from the fuel oil supply means is supplied to the fuel oil burner and burned in the co-fired coal fired boiler, In generating power by driving the generator with steam generated in the co-fired coal fired boiler, the coal supply flow rate supplied to the coal burner and the fuel oil burner based on the total fuel supply flow rate corresponding to the generator output command In a boiler automatic control method for a co-fired coal fired boiler that distributes and controls the fuel oil supply flow rate to be supplied according to a preset co-firing rate,
When at least one of said auxiliary fails to hold the fuel oil supply flow rate at immediately before the failure of the auxiliary device, setting the fuel oil supply flow rate to the holding as a command value, on the basis of the finger command value While controlling the fuel oil supply flow rate,
When the coal supply flow rate immediately before the failure of the auxiliary machine is less than the coal supply flow rate that can be supplied by the remaining auxiliary machine, run back control is not performed, Runback control shall be performed,
When performing run-back control, the sum of the said coal feed flow rate that can be supplied to the generator output command of the run-back control by the remaining auxiliary and the held the fuel oil supply flow rate, the run-back control While generating a total fuel flow rate command corresponding to the generator output command, and dividing the detected value of the fuel oil supply flow rate by the addition value of the detected value of the coal supply flow rate and the detected value of the fuel oil supply flow rate, A ratio of the fuel oil supply flow rate with respect to the total fuel flow rate command is determined, and a command value for the coal supply flow rate is set by subtracting the fuel oil supply flow rate corresponding to the determined ratio from the total fuel flow rate command. A boiler automatic control method, wherein the coal supply flow rate is controlled based on a value.
前記ランバック制御手段は、前記補機の少なくとも一つが故障したときに、該補機の故障直前における前記燃料油供給流量を保持し、該保持した前記燃料油供給流量を指令値として設定し、該指令値に基づいて前記燃料油供給流量を制御するとともに、
前記補機の故障直前における前記石炭供給流量が、残りの補機により供給可能な石炭供給流量未満のときはランバック制御を行わず、残りの補機により供給可能な石炭供給流量以上のときはランバック制御を行うものとし、
ランバック制御を行う場合は、前記保持された前記燃料油供給流量と前記残りの補機により供給可能な前記石炭供給流量との加算値をランバック制御の発電機出力指令とし、該ランバック制御の発電機出力指令に対応する総燃料流量指令を生成する一方、前記燃料油供給流量の検出値を前記石炭供給流量の検出値と前記燃料油供給流量の検出値の加算値で除算して、前記総燃料流量指令に対する前記燃料油供給流量の割合を求め、該求めた割合に相当する前記燃料油供給流量を前記総燃料流量指令から差し引いて前記石炭供給流量の指令値を設定し、該指令値に基づいて前記石炭供給流量を制御することを特徴とするボイラ自動制御装置。 Coal supply means for conveying coal powder from a mill by air supplied from a plurality of auxiliary machines and supplying the coal burner, fuel oil supply means for supplying fuel oil to the fuel oil burner, and coal supplied to the coal burner A control means for distributing and controlling the supply flow rate and the fuel oil supply flow rate supplied to the fuel oil burner according to a preset mixed combustion rate based on a total fuel supply flow rate corresponding to a generator output command; And a run-back control means for controlling the coal supply flow rate and the fuel oil supply flow rate when at least one of the above malfunctions, and the coal burner, the coal powder supplied to the fuel oil burner, and the fuel oil are co-fired coal In a boiler automatic control device that generates electricity by driving a generator with steam generated by burning with a firewood boiler,
The runback control means holds the fuel oil supply flow rate immediately before the failure of the auxiliary machine when at least one of the auxiliary machines fails , sets the held fuel oil supply flow rate as a command value, While controlling the fuel oil supply flow rate based on the command value,
When the coal supply flow rate immediately before the failure of the auxiliary machine is less than the coal supply flow rate that can be supplied by the remaining auxiliary machine, run back control is not performed, Runback control shall be performed,
When performing run-back control, the sum of the said coal feed flow rate that can be supplied to the generator output command of the run-back control by the remaining auxiliary and the held the fuel oil supply flow rate, the run-back control While generating a total fuel flow rate command corresponding to the generator output command, and dividing the detected value of the fuel oil supply flow rate by the addition value of the detected value of the coal supply flow rate and the detected value of the fuel oil supply flow rate, A ratio of the fuel oil supply flow rate with respect to the total fuel flow rate command is determined, and a command value for the coal supply flow rate is set by subtracting the fuel oil supply flow rate corresponding to the determined ratio from the total fuel flow rate command. An automatic boiler control apparatus that controls the coal supply flow rate based on a value.
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