JP4144774B2 - 送風量の測定値に基づいてパージ制御を行うボイラ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、送風量の測定値に基づいてパージ制御を行うボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラの運転は、ボイラの蒸気圧力値が低下して熱要求信号が発せられると燃焼を行い、蒸気圧力値が上昇して熱要求信号が停止すると燃焼を停止する。ボイラは燃焼室内に未燃分が残った状態で着火動作を行うと、燃焼室内で炉内爆発する恐れがあるために、燃焼開始前と燃焼終了後に燃焼室内へ空気を送り、燃焼室内を換気するパージ工程を行っている。
【０００３】
図３は従来のパージ制御を行っているボイラの運転状態の例である。当初は熱要求信号が発せられておらず、ボイラは燃焼を停止しており、送風機は停止し、ダンパは閉じられているため、燃焼室内への送風は行われていない。燃焼停止状態で制御装置へ熱要求信号が入力されると、制御装置は送風機作動とダンパ開の出力を行い、燃焼開始前のパージ工程であるプレパージを開始する。送風機作動の出力を行うと、送風機は回転を開始し、燃焼室内へ送られる送風量は斜線部ｂ１の面積で示したように、回転速度の上昇につれて増加していく。パージ工程の開始より所定のパージ時間が経過すると、制御装置はパージ工程を終了して、着火動作を行い、その後ボイラの燃焼を開始する。
【０００４】
ボイラの燃焼を行い蒸気を発生させることによって蒸気圧力が上昇し、熱要求信号が停止すると、制御装置はボイラの燃焼を停止させる。制御装置は燃料供給を停止することによって火炎を消失させ、送風機の作動は継続することにより、燃焼停止後のパージ工程であるポストパージを行う。ポストパージも所定の時間が経過すると、送風機を停止し、ダンパを閉じてボイラの運転を停止するのであるが、負荷の状況によっては、ポストパージ中に熱要求信号が入力されることがある。
【０００５】
この場合、熱要求信号入力以前からパージ工程を行っていたことになるため、熱要求信号入力時点から所定のパージ時間分のプレパージを行うのでは、パージの送風量が必要送風量よりも多くなる。そこで、ポストパージをプレパージの一部とし、ポストパージ開始時点から所定のパージ時間分のパージ工程を行うと、プレパージを終了するということが考えられた。しかしこの場合には、パージ期間中の最初から最大の風量が送られ続けることとなるため、この場合の送風量は斜線部ｂ２の面積で示した通りとなり、停止状態からパージを行った場合の送風量よりも多くなる。プレパージおよびポストパージの時間は、短すぎて送風量が少ないと燃焼室内の換気が不十分となり、長すぎて送風量が多いと燃焼室内が不必要に冷やされて燃料消費量が増加することになるため、パージ量は最適な値とする必要がある。しかし、パージ時間に基づいてパージの制御を行ったのでは、パージ工程を開始する状態によってパージ量に過不足が生じることとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、ポストパージ中に熱要求信号が入力される場合であっても、パージ風量に過不足が生じることを防ぐことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
熱要求信号の発停に応じて燃焼を制御し、燃焼開始前および燃焼停止後には燃焼室内を換気するパージ工程を行うボイラにおいて、パージ工程における送風量を測定する送風量測定装置を設け、ボイラの運転を制御する制御装置には１回のパージに必要な送風量である必要送風量を入力しておき、燃焼停止後のパージ工程途中で熱要求信号が制御装置に入力された場合、制御装置はパージ工程開始時からの送風量の測定値が必要送風量となるまでパージ工程を続け、送風量の測定値が必要送風量以上となると、パージ工程を終了して着火動作を行い、ボイラの燃焼を開始させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施するボイラの一実施例の概要図、図２はボイラの運転状態の一実施例を示したタイムチャートである。ボイラは、中央部に燃焼室１、燃焼室１の周囲を取り囲むように多数の垂直な水管を設け、各水管は上下に設けた管寄せに接続している。燃焼室１の上部には、燃焼室内へ向けて火炎を発生させる燃焼装置２、燃焼室内へ空気を導入する送風機３、送風機３と燃焼室１を結ぶ送風路７の途中にダンパ６を設ける。
【０００９】
燃焼装置２、送風機３、ダンパ６のそれぞれと信号線で接続した制御装置４を設け、信号の入力を受けた制御装置４がボイラの各装置の作動を制御する。ボイラの制御装置４には、ボイラの蒸気圧力値が設定圧力より低い場合には熱要求信号の入力が行われ、制御装置は熱要求信号が入力されるとボイラの燃焼を行い、熱要求信号が途切れるとボイラの燃焼を停止する。制御装置４にはパージ時に行われる送風量を積算して測定する送風量測定装置５を設けておき、制御装置４は測定された送風量に基づいてパージ工程の制御を行う。送風量の測定方法としては、送風路７での風圧とダンパ６の開度から算出するという方法や、送風機３の回転状態とダンパ６の開度からの算出、ボイラの入口と出口の差圧からの算出などが考えられる。
【００１０】
ボイラは燃焼室１内に未燃分が残った状態で着火動作を行うと、燃焼室内で炉内爆発が発生する恐れがあるために、燃焼開始前と燃焼終了後に燃焼室内へ空気を送り込んで換気するパージを行う。図２の場合、当初は熱要求信号が入力されておらず、ボイラは燃焼を停止している。ボイラの燃焼停止時、制御装置４は送風機に対する作動出力は行ってないため送風機は停止し、ダンパは閉じている。燃焼停止状態で制御装置へ熱要求信号が入力されると、制御装置は送風機作動とダンパ開の出力を行い、燃焼開始前のパージ工程であるプレパージを開始する。送風機作動の出力を行うと、送風機は回転を開始し、燃焼室内へ送り込まれる送風量は、斜線部ａ１の面積で示したように、送風機の回転速度の上昇につれて増加する。
【００１１】
送風量測定装置５はパージ工程における送風量を測定し、制御装置４は送風量の測定値を随時読み込む。制御装置４には１回のパージに必要な送風量である必要送風量を予め入力しており、制御装置４は送風量測定装置５で測定している送風量の測定値と必要送風量の比較を行う。制御装置４は、送風量の測定値が必要送風量となるまではパージ工程を続け、送風量の測定値が必要送風量以上となると、プレパージを終了し、点火装置を作動させ、燃料供給を開始してボイラの燃焼を開始する。
【００１２】
ボイラの燃焼を行い蒸気を発生させることによって蒸気圧力が上昇し、蒸気圧力が設定圧力以上となると熱要求信号が途切れ、制御装置４はボイラの燃焼を停止させる。制御装置４は、燃焼装置２への燃料供給を停止することによって火炎を消失させ、送風機３の作動は継続することにより、燃焼停止後のパージ工程であるポストパージを開始する。送風量測定装置５ではポストパージ開始時点からの送風量を測定しておき、送風量の測定値が必要送風量よりも大きくなるとパージ工程を終了し、ボイラの運転を停止するのであるが、送風量の測定値が必要送風量よりも大きくなる前に、熱要求信号が入力された場合には、それまで行っていたポストパージをプレパージの一部とし、パージ工程に続けて燃焼を行う。制御装置４に熱要求信号が入力されても、制御装置４はパージ工程をそのまま続行しておき、制御装置４では送風量測定装置５によって測定された送風量の測定値と必要送風量の比較を行う。制御装置４は、送風量の測定値が必要送風量よりも大きくなると、パージ工程を終了し、着火動作を行う。
【００１３】
燃焼室内へ送られる送風量に基づいてプレパージを制御する場合、送風機３を停止していた状態からプレパージを開始した場合のパージ風量ａ１（図２の斜線部ａ１の面積で示した部分）と、ポストパージから継続してプレパージを行った場合のパージ風量ａ２（図２の斜線部ａ２の面積で示した部分）は等しくなる。プレパージ風量は常に同じとなるので、プレパージを開始する状態によってプレパージ風量に過不足が生じることは無くなる。
【００１４】
また、ポストパージ中に熱要求信号が発せられるのは、蒸気圧力が急激に低下している場合であり、この場合にはボイラの燃焼開始が遅くなると蒸気圧力は大きく低下することとなる。ポストパージから継続してプレパージを行い、パージ工程は送風量の測定値に基づいて制御する場合には、パージに要する時間は必然的に短くなるため、ボイラの燃焼開始を早めることができ、蒸気圧力が大きく低下することを防ぐことができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明を実施することで、ポストパージ中に熱要求信号が入力されるような場合であっても、プレパージ風量に過不足が生じることを防ぐことができ、パージ風量を常に適切な量とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実施するボイラの一実施例の概要図
【図２】 本発明でのボイラの運転状態の一実施例を示したタイムチャート
【図３】 従来のボイラの運転状態の一実施例を示したタイムチャート
【符号の説明】
１ 燃焼室
２ 燃焼装置
３ 送風機
４ 制御装置
５ 送風量測定装置
６ ダンパ
７ 送風路

Claims (1)

1. 火炎の燃焼を行う燃焼室、燃焼室内へ向けて火炎を発生させる燃焼装置、送風路を通して燃焼室内へ空気を送り込む送風機、送風路の途中にダンパ、燃焼室内へ送る送風量を測定する送風量測定装置、ボイラの運転を制御する制御装置を有するボイラであって、制御装置は燃焼開始前および燃焼停止後には燃焼室内を換気するパージ工程を行い、送風量測定装置はパージ工程において、送風路での風圧とダンパの開度から送風量を測定して積算するものであり、制御装置は、燃焼停止後のパージ工程途中で熱要求信号が制御装置に入力された場合、パージ工程における送風量の測定値と、予め設定しておいた必要送風量の比較を行い、パージ工程開始時からの送風量の測定値が必要送風量となるまでパージ工程を続け、送風量の測定値が必要送風量以上となると、パージ工程を終了して着火動作を行い、ボイラの燃焼を開始させることを特徴とする送風量の測定値に基づいてパージ制御を行うボイラ。

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