JP5107419B2 - 酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置に関するものである。
近年、地球規模の環境問題として大きく取り上げられている地球温暖化は、大気中の二酸化炭素（ＣＯ2）の濃度の増加が主要因の一つであることが明らかにされており、火力発電所はこれらの物質の固定排出源として注目されているが、火力発電用燃料としては石油、天然ガス、石炭が使用されており、特に石炭は採掘可能埋蔵量が多く、今後需要が伸びることが予想されている。
石炭は、天然ガス及び石油と比較して炭素含有量が多く、その他、水素、窒素、硫黄等の成分、無機質である灰を含んでいるため、石炭を空気燃焼させると、燃焼排ガスの組成は殆どが窒素（約７０％）となり、その他、二酸化炭素ＣＯ2、硫黄酸化物ＳＯx、窒素酸化物ＮＯx、及び灰分や未燃焼の石炭粒子からなる塵と酸素（約４％）を含んだものとなる。そこで、燃焼排ガスは脱硝、脱硫、脱塵等の排ガス処理を実施し、ＮＯx、ＳＯx、微粒子が環境排出基準値以下になるようにして煙突から大気に排出している。
前記燃焼排ガスに生じるＮＯxには、空気中の窒素が酸素で酸化されて生成するサーマルＮＯxと、燃料中の窒素が酸化されて生成するフューエルＮＯxとがある。従来、サーマルＮＯxの低減には火炎温度を低減する燃焼法が採られ、又、フューエルＮＯxの低減には、燃焼器内にＮＯxを還元する燃料過剰の領域を形成する燃焼法が採られてきた。
又、石炭のような硫黄を含む燃料を使用した場合には、燃焼によって燃焼排ガス中にＳＯxが生じるため、湿式或いは乾式の脱硫装置を備えて除去している。
一方、燃焼排ガス中に多量に発生する二酸化炭素も高効率で分離除去することが望まれており、燃焼排ガス中の二酸化炭素を回収する方法としては、従来よりアミン等の吸収液中に吸収させる手法や、固体吸着剤に吸着させる吸着法、或いは膜分離法等が検討されているが、いずれも変換効率が低く、石炭焚ボイラからのＣＯ2回収の実用化には至っていない。
そこで、燃焼排ガス中の二酸化炭素の分離とサーマルＮＯxの抑制の問題を同時に達成する有効な手法としては、空気に代えて酸素で燃料を燃焼させる手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
石炭を酸素で燃焼すると、サーマルＮＯxの発生は無くなって、燃焼排ガスのほとんどは二酸化炭素となり、その他フューエルＮＯx、ＳＯxを含んだガスとなるため、燃焼排ガスを冷却することにより、前記二酸化炭素を液化して分離することが比較的容易になる。
特開平５−２３１６０９号公報
ところで、従来の空気燃焼の石炭焚ボイラでは、酸素に対するバランスガス、即ち微粉炭の燃焼時に使われる空気の中で酸素を除いた主成分となるガスは窒素であるのに対し、酸素燃焼ボイラでは、酸素に対するバランスガスは、再循環排ガスの中で酸素を除いた主成分となるガスであるため二酸化炭素及び水蒸気となる。
しかしながら、窒素と二酸化炭素及び水蒸気では熱特性が違うため、酸素燃焼ボイラへ導入される全ガス量に対する酸素濃度（ボイラ持込酸素濃度）を空気中の酸素濃度である２１％付近にすると、空気燃焼に比べて火炎温度が下がり、充分な火炉収熱が得られなくなる等の問題があった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、火炎温度の低下を防いで充分な火炉収熱を得ることができ、酸素燃焼運転を安定して行い得る酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置を提供しようとするものである。
本発明は、石炭焚ボイラに酸素製造装置から供給される酸素を導入しつつ、再循環される排ガスを一次再循環排ガス及び二次再循環排ガスとしてミル及び石炭焚ボイラへ導入し、該ミルで粉砕された微粉炭を前記一次再循環排ガスによりバーナへ搬送して前記酸素及び二次再循環排ガスにより酸素燃焼させる酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置であって、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素のＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素の流量を検出する流量計と、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガスの流量を検出する流量計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される二次再循環排ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される二次再循環排ガスの流量を検出する流量計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を調節する流量調節器と、
前記各Ｏ2濃度計で検出されたＯ2濃度と前記各流量計で検出された流量とに基づき石炭焚ボイラへ導入される全ガス量に対する酸素濃度即ちボイラ持込酸素濃度を算出し、該ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内に収まるよう前記流量調節器に流量制御信号を出力する制御器と
を備えた酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置にかかるものである。
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素のＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素の流量を検出する流量計と、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガスの流量を検出する流量計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される二次再循環排ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される二次再循環排ガスの流量を検出する流量計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を調節する流量調節器と、
前記各Ｏ2濃度計で検出されたＯ2濃度と前記各流量計で検出された流量とに基づき石炭焚ボイラへ導入される全ガス量に対する酸素濃度即ちボイラ持込酸素濃度を算出し、該ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内に収まるよう前記流量調節器に流量制御信号を出力する制御器と
を備えた酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置にかかるものである。
又、本発明は、石炭焚ボイラに酸素製造装置から供給される酸素を導入しつつ、再循環される排ガスを一次再循環排ガス及び二次再循環排ガスとしてミル及び石炭焚ボイラへ導入し、該ミルで粉砕された微粉炭を前記一次再循環排ガスによりバーナへ搬送して前記酸素及び二次再循環排ガスにより酸素燃焼させる酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置であって、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素のＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素の流量を検出する流量計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を検出する流量計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を調節する流量調節器と、
前記各Ｏ2濃度計で検出されたＯ2濃度と前記各流量計で検出された流量とに基づき石炭焚ボイラへ導入される全ガス量に対する酸素濃度即ちボイラ持込酸素濃度を算出し、該ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内に収まるよう前記流量調節器に流量制御信号を出力する制御器と
を備えた酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置にかかるものである。
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素のＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素の流量を検出する流量計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を検出する流量計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を調節する流量調節器と、
前記各Ｏ2濃度計で検出されたＯ2濃度と前記各流量計で検出された流量とに基づき石炭焚ボイラへ導入される全ガス量に対する酸素濃度即ちボイラ持込酸素濃度を算出し、該ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内に収まるよう前記流量調節器に流量制御信号を出力する制御器と
を備えた酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置にかかるものである。
前記酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置においては、前記ボイラ持込酸素濃度の範囲を２５〜３０％とすることが好ましい。
本発明の酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置によれば、火炎温度の低下を防いで充分な火炉収熱を得ることができ、酸素燃焼運転を安定して行い得るという優れた効果を奏し得る。
１ コールバンカ
２ 給炭機
３ ミル
４ 石炭焚ボイラ
５ ウィンドボックス
６ バーナ
７ 排ガスライン
８ 空気予熱器
１０ 酸素製造装置
１１ 押込通風機
１２ 一次再循環排ガスライン
１３ コールドバイパスライン
１６ 二次再循環排ガスライン
１７ 二次再循環排ガス用酸素供給ライン
１８ ウィンドボックス用酸素供給ライン
２０ 誘引通風機
２２ Ｏ2濃度計
２２ａ Ｏ2濃度
２３ 流量計
２３ａ 流量
２４ Ｏ2濃度計
２４ａ Ｏ2濃度
２５ 流量計
２５ａ 流量
２６ Ｏ2濃度計
２６ａ Ｏ2濃度
２７ 流量計
２７ａ 流量
２８ 再循環排ガスライン
２９ 流量調節弁（流量調節器）
２９ａ 開度制御信号（流量制御信号）
３０ 制御器
３１ Ｏ2濃度計
３１ａ Ｏ2濃度
３２ 流量計
３２ａ 流量
３３ Ｏ2濃度計
３３ａ Ｏ2濃度
３４ 流量計
３４ａ 流量
２ 給炭機
３ ミル
４ 石炭焚ボイラ
５ ウィンドボックス
６ バーナ
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８ 空気予熱器
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１１ 押込通風機
１２ 一次再循環排ガスライン
１３ コールドバイパスライン
１６ 二次再循環排ガスライン
１７ 二次再循環排ガス用酸素供給ライン
１８ ウィンドボックス用酸素供給ライン
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２２ Ｏ2濃度計
２２ａ Ｏ2濃度
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２３ａ 流量
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２５ａ 流量
２６ Ｏ2濃度計
２６ａ Ｏ2濃度
２７ 流量計
２７ａ 流量
２８ 再循環排ガスライン
２９ 流量調節弁（流量調節器）
２９ａ 開度制御信号（流量制御信号）
３０ 制御器
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３２ａ 流量
３３ Ｏ2濃度計
３３ａ Ｏ2濃度
３４ 流量計
３４ａ 流量
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明の一実施例であって、１は石炭を貯留するコールバンカ、２はコールバンカ１に貯留された石炭を切り出す給炭機、３は給炭機２から供給される石炭を微粉砕し且つ乾燥させるミル、４は石炭焚ボイラ、５は石炭焚ボイラ４に取り付けられたウィンドボックス、６はウィンドボックス５内に配設され且つミル３から供給される微粉炭燃焼用のバーナ、７は石炭焚ボイラ４から排出される排ガスが流れる排ガスライン、８は排ガスライン７を流れる排ガスと一次再循環排ガス並びに二次再循環排ガスとを熱交換させる空気予熱器、９は空気予熱器８を通過した排ガスを処理する脱硫装置や集塵機等の排ガス処理装置、１０は酸素を製造する酸素製造装置、１１は排ガス処理装置９で浄化された排ガスを一次再循環排ガス並びに二次再循環排ガスとして圧送する押込通風機（ＦＤＦ）、１２は押込通風機１１によって圧送される排ガスの一部を一次再循環排ガスとして空気予熱器８で予熱してミル３へ導く一次再循環排ガスライン、１３はミル３へ導入される一次再循環排ガスの一部を空気予熱器８を迂回させることにより一次再循環排ガスの温度を調節するためのコールドバイパスライン、１４は空気予熱器８を通過する一次再循環排ガスの流量を調節するために一次再循環排ガスライン１２途中に設けられた流量調節弁、１５は空気予熱器８を迂回する一次再循環排ガスの流量を調節するためにコールドバイパスライン１３途中に設けられた流量調節弁、１６は押込通風機１１によって圧送される排ガスの一部を二次再循環排ガスとして空気予熱器８で予熱してウィンドボックス５へ導く二次再循環排ガスライン、１７は二次再循環排ガスライン１６へ酸素製造装置１０からの酸素を供給する二次再循環排ガス用酸素供給ライン、１８はウィンドボックス５へ酸素製造装置１０からの酸素を直接供給するウィンドボックス用酸素供給ライン、１９は排ガス中からＣＯ2等を回収する回収装置、２０は排ガス処理装置９の下流側に設けられ排ガスを誘引する誘引通風機（ＩＤＦ）、２１は排ガス処理装置９で浄化され誘引通風機２０で誘引される排ガスを大気放出する煙突であり、
前記ウィンドボックス用酸素供給ライン１８途中に、前記石炭焚ボイラ４のウィンドボックス５へ直接供給される酸素のＯ2濃度２２ａを検出するＯ2濃度計２２と、石炭焚ボイラ４のウィンドボックス５へ直接供給される酸素の流量２３ａを検出する流量計２３とを設け、
前記一次再循環排ガスライン１２途中におけるミル３の入側に、該ミル３へ導入される一次再循環排ガスのＯ2濃度２４ａを検出するＯ2濃度計２４と、前記ミル３へ導入される一次再循環排ガスの流量２５ａを検出する流量計２５とを設け、
前記二次再循環排ガスライン１６途中に、前記二次再循環排ガス用酸素供給ライン１７から酸素が供給された二次再循環排ガスのＯ2濃度２６ａを検出するＯ2濃度計２６と、前記二次再循環排ガス用酸素供給ライン１７から酸素が供給された二次再循環排ガスの流量２７ａを検出する流量計２７とを設け、
前記押込通風機１１の出側で且つ前記一次再循環排ガスライン１２と二次再循環排ガスライン１６との分岐点より上流側における再循環排ガスライン２８途中に、前記ミル３及び石炭焚ボイラ４へ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を調節する流量調節器としての流量調節弁２９を設け、
更に、前記各Ｏ2濃度計２２，２４，２６で検出されたＯ2濃度２２ａ，２４ａ，２６ａと前記各流量計２３，２５，２７で検出された流量２３ａ，２５ａ，２７ａとに基づき石炭焚ボイラ４へ導入される全ガス量に対する酸素濃度即ちボイラ持込酸素濃度を算出し、該ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内に収まるよう前記流量調節弁２９に流量制御信号としての開度制御信号２９ａを出力する制御器３０を設けたものである。尚、前記流量調節弁２９に代えて、例えばダンパその他の流量調節器を用い、該流量調節器に対し前記制御器３０から流量制御信号を出力するようにしても良い。
前記ウィンドボックス用酸素供給ライン１８途中に、前記石炭焚ボイラ４のウィンドボックス５へ直接供給される酸素のＯ2濃度２２ａを検出するＯ2濃度計２２と、石炭焚ボイラ４のウィンドボックス５へ直接供給される酸素の流量２３ａを検出する流量計２３とを設け、
前記一次再循環排ガスライン１２途中におけるミル３の入側に、該ミル３へ導入される一次再循環排ガスのＯ2濃度２４ａを検出するＯ2濃度計２４と、前記ミル３へ導入される一次再循環排ガスの流量２５ａを検出する流量計２５とを設け、
前記二次再循環排ガスライン１６途中に、前記二次再循環排ガス用酸素供給ライン１７から酸素が供給された二次再循環排ガスのＯ2濃度２６ａを検出するＯ2濃度計２６と、前記二次再循環排ガス用酸素供給ライン１７から酸素が供給された二次再循環排ガスの流量２７ａを検出する流量計２７とを設け、
前記押込通風機１１の出側で且つ前記一次再循環排ガスライン１２と二次再循環排ガスライン１６との分岐点より上流側における再循環排ガスライン２８途中に、前記ミル３及び石炭焚ボイラ４へ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を調節する流量調節器としての流量調節弁２９を設け、
更に、前記各Ｏ2濃度計２２，２４，２６で検出されたＯ2濃度２２ａ，２４ａ，２６ａと前記各流量計２３，２５，２７で検出された流量２３ａ，２５ａ，２７ａとに基づき石炭焚ボイラ４へ導入される全ガス量に対する酸素濃度即ちボイラ持込酸素濃度を算出し、該ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内に収まるよう前記流量調節弁２９に流量制御信号としての開度制御信号２９ａを出力する制御器３０を設けたものである。尚、前記流量調節弁２９に代えて、例えばダンパその他の流量調節器を用い、該流量調節器に対し前記制御器３０から流量制御信号を出力するようにしても良い。
前記ボイラ持込酸素濃度の範囲は、図３に示す如く、２５〜３０％とすることが好ましく、特に好ましくは２７％程度となる。これは、空気の酸素濃度２１％の場合で石炭焚ボイラ４の火炉収熱がおよそ５２％程度となることを基準として、空気燃焼での運転実績からの火炉収熱許容範囲をおよそ４９〜６０％程度と定め、酸素燃焼の場合に前記火炉収熱許容範囲を維持できるボイラ持込酸素濃度が２５〜３０％となることに基づいている。
次に、上記図示例の作用を説明する。
前述の如き石炭焚ボイラ４の定常運転時においては、コールバンカ１に貯留された石炭が給炭機２によりミル３へ投入され、該ミル３において石炭が微粉砕され微粉炭にされると共に、押込通風機１１によって再循環排ガスライン２８から圧送される排ガスの一部が一次再循環排ガスとして一次再循環排ガスライン１２から空気予熱器８で予熱されてミル３内へ導入され、該一次再循環排ガスによりミル３へ投入される石炭の乾燥が行われつつ、微粉砕された微粉炭がバーナ６へ搬送される一方、石炭焚ボイラ４のウィンドボックス５には、押込通風機１１によって再循環排ガスライン２８から圧送される排ガスの一部が二次再循環排ガスとして二次再循環排ガスライン１６から空気予熱器８で予熱されて導かれ、且つ酸素製造装置１０で製造された酸素がウィンドボックス用酸素供給ライン１８から直接供給され、これにより、石炭焚ボイラ４内で微粉炭の酸素燃焼が行われる。
尚、前記石炭焚ボイラ４の起動時には、一次再循環排ガスの代わりに空気（図示せず）がミル３内へ導入され、該空気によりミル３へ投入される石炭の乾燥が行われつつ、微粉砕された微粉炭がバーナ６へ搬送される一方、二次再循環排ガス及び酸素の代わりに空気（図示せず）が石炭焚ボイラ４のウィンドボックス５に供給され、石炭焚ボイラ４内で微粉炭の空気燃焼が行われ、該石炭焚ボイラ４の収熱が所定値に到達すると、前記空気が一次再循環排ガス、二次再循環排ガス及び酸素にそれぞれ切り換えられ、酸素燃焼に移行するようになっている。
前記石炭焚ボイラ４から排出される排ガスは、排ガスライン７を流れて空気予熱器８へ導入され、該空気予熱器８において前記一次再循環排ガス並びに二次再循環排ガスが加熱され、熱回収が行われ、空気予熱器８を通過した排ガスは、脱硫装置や集塵機等の排ガス処理装置９で脱硫や集塵等の処理が行われ、該排ガス処理装置９で浄化された排ガスが誘引通風機２０で誘引され煙突２１から大気放出される一方、前記排ガス処理装置９を通過した排ガスの一部が、押込通風機１１により再循環されると共に、回収装置１９へ導入され、排ガス中からＣＯ2等が回収されるようになっている。
そして、本図示例においては、前記石炭焚ボイラ４の定常運転時に、石炭焚ボイラ４のウィンドボックス５へ直接供給される酸素のＯ2濃度２２ａがＯ2濃度計２２で検出され、石炭焚ボイラ４のウィンドボックス５へ直接供給される酸素の流量２３ａが流量計２３で検出され、前記ミル３へ導入される一次再循環排ガスのＯ2濃度２４ａがＯ2濃度計２４で検出され、前記ミル３へ導入される一次再循環排ガスの流量２５ａが流量計２５で検出され、前記二次再循環排ガス用酸素供給ライン１７から酸素が供給された二次再循環排ガスのＯ2濃度２６ａがＯ2濃度計２６で検出され、前記二次再循環排ガス用酸素供給ライン１７から酸素が供給された二次再循環排ガスの流量２７ａが流量計２７で検出されており、制御器３０において、前記各Ｏ2濃度計２２，２４，２６で検出されたＯ2濃度２２ａ，２４ａ，２６ａと前記各流量計２３，２５，２７で検出された流量２３ａ，２５ａ，２７ａとに基づき石炭焚ボイラ４へ導入される全ガス量に対する酸素濃度即ちボイラ持込酸素濃度が算出される（図２のステップＳ１参照）。
続いて、前記ボイラ持込酸素濃度が２５％より小さいか否かの判断が行われ（図２のステップＳ２参照）、該ボイラ持込酸素濃度が２５％より小さい場合には、制御器３０から出力される流量制御信号としての開度制御信号２９ａにより流量調節器としての流量調節弁２９の開度が絞られて再循環排ガスライン２８を流れるトータルの再循環排ガス流量が減少される（図２のステップＳ３参照）。
前記ボイラ持込酸素濃度が２５％以上である場合には、該ボイラ持込酸素濃度が３０％より大きいか否かの判断が行われ（図２のステップＳ４参照）、該ボイラ持込酸素濃度が３０％より大きい場合には、制御器３０から出力される流量制御信号としての開度制御信号２９ａにより流量調節器としての流量調節弁２９の開度が広げられて前記再循環排ガスライン２８を流れるトータルの再循環排ガス流量が増加され（図２のステップＳ５参照）、これにより、前記ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内（２５〜３０％）に収まり、火炎温度が低下せず、充分な火炉収熱が得られ、空気燃焼での運転実績から得られる火炉収熱の±５％程度の範囲内で安定した酸素燃焼運転が行われる形となる。
こうして、火炎温度の低下を防いで充分な火炉収熱を得ることができ、酸素燃焼運転を安定して行い得る。
図４は本発明の他の実施例であって、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図４に示す如く、前記酸素製造装置１０から延び且つ前記二次再循環排ガス用酸素供給ライン１７とウィンドボックス用酸素供給ライン１８との分岐点より上流側における酸素供給ライン途中に、前記石炭焚ボイラ４へ導入される酸素のＯ2濃度３１ａを検出するＯ2濃度計３１と、前記石炭焚ボイラ４へ導入される酸素の流量３２ａを検出する流量計３２とを設け、前記再循環排ガスライン２８途中に、前記ミル３及び石炭焚ボイラ４へ導入されるトータルの再循環排ガスのＯ2濃度３３ａを検出するＯ2濃度計３３と、前記ミル３及び石炭焚ボイラ４へ導入されるトータルの再循環排ガスの流量３４ａを検出する流量計３４と、前記ミル３及び石炭焚ボイラ４へ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を調節する流量調節器としての流量調節弁２９とを設け、制御器３０において、前記各Ｏ2濃度計３１，３３で検出されたＯ2濃度３１ａ，３３ａと前記各流量計３２，３４で検出された流量３２ａ，３４ａとに基づき石炭焚ボイラ４へ導入されるボイラ持込酸素濃度を算出し、該ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内（２５〜３０％）に収まるよう前記流量調節弁２９に流量制御信号としての開度制御信号２９ａを出力するものとした点にある。
本図示例においては、前記石炭焚ボイラ４の定常運転時に、石炭焚ボイラ４へ導入される酸素のＯ2濃度３１ａがＯ2濃度計３１で検出され、石炭焚ボイラ４へ導入される酸素の流量３２ａが流量計３２で検出され、前記ミル３及び石炭焚ボイラ４へ導入されるトータルの再循環排ガスのＯ2濃度３３ａがＯ2濃度計３３で検出され、前記ミル３及び石炭焚ボイラ４へ導入されるトータルの再循環排ガスの流量３４ａが流量計３４で検出されており、制御器３０において、前記各Ｏ2濃度計３１，３３で検出されたＯ2濃度３１ａ，３３ａと前記各流量計３２，３４で検出された流量３２ａ，３４ａとに基づき石炭焚ボイラ４へ導入されるボイラ持込酸素濃度が算出され（図２のステップＳ１参照）、続いて、前記ボイラ持込酸素濃度が２５％より小さいか否かの判断が行われ（図２のステップＳ２参照）、該ボイラ持込酸素濃度が２５％より小さい場合には、制御器３０から出力される流量制御信号としての開度制御信号２９ａにより流量調節器としての流量調節弁２９の開度が絞られて再循環排ガスライン２８を流れるトータルの再循環排ガス流量が減少され（図２のステップＳ３参照）、前記ボイラ持込酸素濃度が２５％以上である場合には、該ボイラ持込酸素濃度が３０％より大きいか否かの判断が行われ（図２のステップＳ４参照）、該ボイラ持込酸素濃度が３０％より大きい場合には、制御器３０から出力される流量制御信号としての開度制御信号２９ａにより流量調節器としての流量調節弁２９の開度が広げられて前記再循環排ガスライン２８を流れるトータルの再循環排ガス流量が増加され（図２のステップＳ５参照）、これにより、前記ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内（２５〜３０％）に収まり、火炎温度が低下せず、充分な火炉収熱が得られ、空気燃焼での運転実績から得られる火炉収熱の±５％程度の範囲内で安定した酸素燃焼運転が行われる形となる。
こうして、図４に示す例の場合も、図１に示す例の場合と同様、火炎温度の低下を防いで充分な火炉収熱を得ることができ、酸素燃焼運転を安定して行い得る。
又、図４に示す例の場合、図１に示す例の場合に比べ、Ｏ2濃度計と流量計の個数を少なくすることも可能となる。
尚、本発明の酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置は、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。
Claims (3)
- 石炭焚ボイラに酸素製造装置から供給される酸素を導入しつつ、再循環される排ガスを一次再循環排ガス及び二次再循環排ガスとしてミル及び石炭焚ボイラへ導入し、該ミルで粉砕された微粉炭を前記一次再循環排ガスによりバーナへ搬送して前記酸素及び二次再循環排ガスにより酸素燃焼させる酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置であって、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素のＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素の流量を検出する流量計と、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記ミルへ導入される一次再循環排ガスの流量を検出する流量計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される二次再循環排ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される二次再循環排ガスの流量を検出する流量計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を調節する流量調節器と、
前記各Ｏ2濃度計で検出されたＯ2濃度と前記各流量計で検出された流量とに基づき石炭焚ボイラへ導入される全ガス量に対する酸素濃度即ちボイラ持込酸素濃度を算出し、該ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内に収まるよう前記流量調節器に流量制御信号を出力する制御器と
を備えた酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置。 - 石炭焚ボイラに酸素製造装置から供給される酸素を導入しつつ、再循環される排ガスを一次再循環排ガス及び二次再循環排ガスとしてミル及び石炭焚ボイラへ導入し、該ミルで粉砕された微粉炭を前記一次再循環排ガスによりバーナへ搬送して前記酸素及び二次再循環排ガスにより酸素燃焼させる酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置であって、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素のＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記石炭焚ボイラへ導入される酸素の流量を検出する流量計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスのＯ2濃度を検出するＯ2濃度計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を検出する流量計と、
前記ミル及び石炭焚ボイラへ導入されるトータルの再循環排ガスの流量を調節する流量調節器と、
前記各Ｏ2濃度計で検出されたＯ2濃度と前記各流量計で検出された流量とに基づき石炭焚ボイラへ導入される全ガス量に対する酸素濃度即ちボイラ持込酸素濃度を算出し、該ボイラ持込酸素濃度が所定範囲内に収まるよう前記流量調節器に流量制御信号を出力する制御器と
を備えた酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置。 - 前記ボイラ持込酸素濃度の範囲を２５〜３０％とした請求項１又は２記載の酸素燃焼ボイラの燃焼制御装置。
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