JP6808001B1 - スートブロワの制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱管の蒸気温度の変化を抑えつつ、スートブロワの運転効率を高める。【解決手段】伝熱管（６）の表面に蒸気を噴射するスートブロワ（３０）と、伝熱管の蒸気入口温度（Ｔｉｎ）を検出する入口温度センサ（２０ｄ）と、伝熱管の蒸気出口温度（Ｔｏｕｔ）を検出する出口温度センサ（２０ｅ）と、コントローラ（１００）と、を備えたスートブロワの制御システムにおいて、コントローラは、スートブロワの運転中の第１の時点における蒸気入口温度と蒸気出口温度との差である第１の温度差（ΔＴ１）と、スートブロワの運転中の第２の時点における蒸気入口温度と蒸気出口温度との差である第２の温度差（ΔＴ２）との差分である温度変化値（ｄＴ）を求め、当該温度変化値が目標値の範囲内になるように、前記スートブロワの運転間隔を決定することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、スートブロワの制御システムに関する。

微粉炭等の固体燃料を燃焼させるボイラは、紛体化した固体燃料を燃料バーナから火炉内に噴射し、火炉内で燃焼させる。ボイラには過熱器や再熱器を構成する多数の伝熱管が設けられており、ボイラ運転中に燃焼した灰等はクリンカとして伝熱管に付着する。伝熱管にクリンカが付着したままボイラの運転を継続すると、伝熱管の熱交換効率が低下する。そのため、定期的にスートブロワを運転して、伝熱管に付着したクリンカを除去している。

スートブロワの制御方法として、例えば特許文献１には、スートブロワを作動させた時のボイラ出口の蒸気温度を測定し、同測定値と所定の制御値からのずれのうち最大のずれの変動幅を求め、その最大変動幅の範囲によって次にスートブロワが作動する際の噴射流体圧力を、前回の噴射流体圧力から増減させて変化させることが記載されている。

この特許文献１に記載の制御方法によれば、スートブロワの噴射流体圧力を調整できるため、スートブロワの作動によるボイラ出口の蒸気温度および蒸気圧力の変動を抑えることができる。

特許第３６１５７７６号公報

しかしながら、特許文献１ではスートブロワの運転間隔が固定されているため、スートブロワを効率良く運転するためには、改善の余地がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、スートブロワの作動による伝熱管の蒸気温度の変化を抑えつつ、スートブロワの運転効率を高めることが可能なスートブロワの制御システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、ボイラ内に設けられた伝熱管の表面に蒸気を噴射するスートブロワと、前記伝熱管の蒸気入口温度を検出する入口温度センサと、前記伝熱管の蒸気出口温度を検出する出口温度センサと、前記入口温度センサおよび前記出口温度センサから入力される各検出信号に基づいて前記スートブロワの運転を制御するコントローラと、を備えたスートブロワの制御システムにおいて、前記コントローラは、前記スートブロワの運転開始時から運転停止時までの間の第１の時点における前記蒸気入口温度と前記蒸気出口温度との差である第１の温度差と、前記スートブロワの運転開始時から運転停止時までの間の第２の時点における前記蒸気入口温度と前記蒸気出口温度との差である第２の温度差との差分である温度変化値を求め、当該温度変化値が目標値の範囲内になるように、前記スートブロワの運転間隔を決定することを特徴とする。

本発明に係るスートブロワの制御システムによれば、スートブロワの作動による伝熱管の蒸気温度の変化を抑えつつ、スートブロワの運転効率を高めることができる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明が適用されるボイラの全体構成を示す側面図である。 ボイラの水蒸気系統図である。 スートブロワの構造を模式的に示す図である。 コントローラの電気的構成を示すブロック図である。 第１実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールの決定処理の手順を示すフローチャートである。 従来のスートブロワの運転スケジュールを示す図である。 第１実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールを示す図である。 モニタの表示例を示す図である。 モニタの次ページの表示例を示す図である。 第２実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールの決定処理の手順を示すフローチャートである。 操作モードと目標値との対応関係を示す図である。 第３実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールの決定処理の手順を示すフローチャートである。 操作モードと噴霧蒸気圧力との対応関係を示す図である。 第４実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールの決定処理の手順を示すフローチャートである。 操作モードと回転速度との対応関係を示す図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係るスートブロワの制御システムの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明が適用されるボイラの全体構成を示す側面図である。図１に示すように、ボイラ１は、火炉２と、ケージ部３と、火炉２とケージ部３とを繋ぐ副側壁４と、を備える。火炉２には、火炉２内に空気を吹き込む風箱５が備えられ、風箱５内には、火炉２内に固体燃料である微粉炭を吹き込んで燃焼させるためのバーナ（図示省略）が備えられている。また、火炉２、副側壁４およびケージ部３の内部には、多数の伝熱管（伝熱管群）６からなる熱交換器が複数設置されている。なお、これら熱交換器は、一次過熱器１３、二次過熱器１４、三次過熱器１５、一次再熱器１６、二次再熱器１７、節炭器１０を含む（図２参照）。

風箱５から火炉２内に空気を導入しながら、バーナから燃料を噴射して火炉２内で微粉炭が燃焼すると、高温の燃焼ガスが発生する。火炉２内で発生した燃焼ガスは、火炉２、副側壁４およびケージ部３の順に流れ、最後は図示しない煙突を経て外部に排出される。高温の燃焼ガスは、火炉２、副側壁４およびケージ部３を流れる過程で伝熱管６内の流体と熱交換する。これにより、高温の過熱蒸気が生成される。

次に、ボイラ１の水蒸気系統について説明する。図２は、図１に示すボイラ１の水蒸気系統図である。図２に示すように、給水ラインより供給された給水は、節炭器１０、火炉壁（水壁）１１、汽水分離器１２、一次過熱器１３、二次過熱器１４、三次過熱器１５の順に流れる間に燃焼ガスと熱交換されて高温・高圧の過熱蒸気となり、高圧タービン１８に供給される。さらに、高圧タービン１８から取り出された蒸気は、一次再熱器１６、二次再熱器１７の順に流れる間に燃焼ガスと熱交換されて再熱蒸気となり、低圧タービン１９に供給された後、復水器へと戻される。なお、各熱交換器の蒸気出入口には、蒸気温度を検出するための温度センサ２０ａ〜２０ｉが設けられている。

図１に戻って、ボイラ１には、多数のスートブロワ３０Ａ，Ｂ，Ｃ・・・，４０Ａ，Ｂ，Ｃ・・・が設けられている。なお、以下の説明において、スートブロワ３０Ａ，Ｂ，Ｃ・・・を区別する必要がない場合、単にスートブロワ３０と表記する場合がある。スートブロワ４０Ａ，Ｂ，Ｃ・・・についても同様である。

スートブロワ３０は各熱交換器１０，１３，１４，１５，１６，１７を構成する各伝熱管６の表面に付着したクリンカを除去するためのものであり、スートブロワ４０は火炉壁１１の内壁に付着したクリンカを除去するためのものである。

次に、スートブロワ３０の構造について説明する。図３は、図１に示すスートブロワ３０の構造を模式的に示す図である。なお、スートブロワ４０はスートブロワ３０と構造が同じであるため、説明を省略する。

図３に示すように、スートブロワ３０は、噴霧孔３３，３４を有するノズルブロック３２と、先端がノズルブロック３２に連結されたスートブロワチューブ（内部をスートブロワ用蒸気が流通するチューブ）３１と、モータ３８と、を備える。なお、モータ３８とスートブロワチューブ３１とは図示しない歯車等の動力伝達機構を介して連結されており、モータ３８の回転により、スートブロワチューブ３１の中心軸回りの回転と抜き差し方向（軸方向）への移動とが可能となっている。

モータ３８は、コントローラ１００からの指令に基づき、インバータ３９を介して駆動される。スートブロワチューブ３１の後端は噴霧蒸気供給ライン３５に接続されており、蒸気圧力調節弁３７により調整された圧力の蒸気がスートブロワチューブ３１を流通し、噴霧孔３３，３４から火炉２内に噴霧される構成となっている。噴霧孔３３，３４から伝熱管６に蒸気が噴霧されることで、伝熱管６に付着したクリンカが除去される。圧力センサ３６の検出信号はコントローラ１００に入力され、コントローラ１００により蒸気圧力調節弁３７が所望の開度に制御される。これにより、スートブロワ３０から噴霧される蒸気の圧力と流量が調整される。

図４は、コントローラ１００の電気的構成を示すブロック図である。図４に示すように、コントローラ１００は、後述するスートブロワ３０，４０の運転スケジュールを決定するための演算等を行うＣＰＵ１００ａ、ＣＰＵ１００ａによる演算を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭやＨＤＤ等の記憶装置１００ｂ、ＣＰＵ１００ａがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ１００ｃ、および他の機器とデータを送受信する際のインタフェースである通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）１００ｄを含むハードウェアと、記憶装置１００ｂに記憶され、ＣＰＵ１００ａにより実行されるソフトウェアとから構成される。コントローラ１００の各機能は、ＣＰＵ１００ａが、記憶装置１００ｂに格納された各種プログラムをＲＡＭ１００ｃにロードして実行することにより、実現される。

コントローラ１００には、節炭器１０の給水入口温度を検出する温度センサ２０ａ、火炉壁１１の冷却水入口温度を検出する温度センサ２０ｂ、一次過熱器１３の蒸気入口温度を検出する温度センサ２０ｃ、一次過熱器１３の蒸気出口温度（二次過熱器１４の蒸気入口温度）を検出する温度センサ２０ｄ、二次過熱器１４の蒸気出口温度（三次過熱器１５の蒸気入口温度）を検出する温度センサ２０ｅ、三次過熱器１５の蒸気出口温度を検出する温度センサ２０ｆ、一次再熱器１６の蒸気入口温度を検出する温度センサ２０ｇ、一次再熱器１６の蒸気出口温度（二次再熱器１７の蒸気入口温度）を検出する温度センサ２０ｈ、および二次再熱器１７の蒸気出口温度を検出する温度センサ２０ｉからの検出信号が入力される。また、ボイラ１に投入される石炭の種類に関する情報や、操作モードの情報もコントローラ１００に入力される。

そして、コントローラ１００は、以下に述べるスートブロワ３０，４０の運転スケジュールに従って、所望のスートブロワ３０，４０のインバータ３９を駆動してモータ３８を回転させるよう制御する。即ち、コントローラ１００は、各スートブロワ３０，４０の運転を個別に制御している。

また、コントローラ１００には圧力センサ３６からの検出信号が入力され、コントローラ１００は、その検出信号に基づいて蒸気圧力調節弁３７の開度を制御している。なお、コントローラ１００はモニタ５０と接続されており、コントローラ１００による演算結果はモニタ５０に適宜表示されるよう構成されている（図７，８参照）。

次に、スートブロワ３０，４０の運転スケジュールの決定処理の手順について説明する。図５は、スートブロワ３０，４０の運転スケジュールの決定処理の手順を示すフローチャートである。コントローラ１００は、図５に示す処理をスートブロワ３０，４０の運転毎に実行し、今回の運転スケジュールにおける最初のスートブロワ３０の運転から所定の期間（本実施形態では３日間）が経過すると、次回の３日間のスートブロワ３０，４０の運転スケジュールを作成する。なお、ボイラ１起動時における最初の３日間のスートブロワ３０，４０の運転スケジュールは予め設定されており、例えば本実施形態では、全てのスートブロワ３０，４０が９時間毎に運転される内容の運転スケジュールが予め設定されている。よって、本実施形態では、ボイラ１起動時から最初の３日間は全てのスートブロワ３０，４０が９時間毎に運転され、４日目以降から伝熱管６の温度変化に基づく運転スケジュールに従ってスートブロワ３０，４０が個別に運転されることとなる。

スートブロワ３０，４０の運転が開始されると、コントローラ１００は図５の処理を開始する。ここでは、二次過熱器１４用に設置されたスートブロワ３０を例に挙げて運転スケジュールの決定処理の手順を説明するが、他のスートブロワ３０，４０についても同様の手順によりスートブロワ３０，４０毎の運転スケジュールが決定される。

まず、コントローラ１００は、スートブロワ３０の運転開始時（第１の運転時）の二次過熱器１４（伝熱管６）の蒸気入口温度Ｔ_ｉｎを温度センサ２０ｄから取得し、二次過熱器１４の蒸気出口温度Ｔ_ｏｕｔを温度センサ２０ｅから取得する。そして、コントローラ１００は、蒸気入口温度Ｔ_ｉｎと蒸気出口温度Ｔ_ｏｕｔとの温度差ΔＴ１（第１の温度差）を算出し、この温度差ΔＴ１をＲＡＭ１００ｃに記憶する（ステップＳ１）。

次に、コントローラ１００は、スートブロワ３０の運転停止時（第２の運転時）の二次過熱器１４（伝熱管６）の蒸気入口温度Ｔ_ｉｎを温度センサ２０ｄから取得し、二次過熱器１４の蒸気出口温度Ｔ_ｏｕｔを温度センサ２０ｅから取得する。そして、コントローラ１００は、蒸気入口温度Ｔ_ｉｎと蒸気出口温度Ｔ_ｏｕｔとの温度差ΔＴ２（第２の温度差）を算出し、この温度差ΔＴ２をＲＡＭ１００ｃに記憶する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１とステップＳ２の処理は、スートブロワ３０の運転開始時と運転停止時とに限らない。

次に、コントローラ１００は、温度差ΔＴ２と温度差ΔＴ１との差分、即ち温度変化値ｄＴ（＝ΔＴ２−ΔＴ１）を算出し、この温度変化値ｄＴをＲＡＭ１００ｃに記憶する（ステップＳ３）。今回の運転スケジュールにおける最初のスートブロワ３０の運転から３日間が経過した場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）、コントローラ１００は、ＲＡＭ１００ｃに記憶されている３日間（積算時間Ｈ）の温度変化値ｄＴを読み出し、３日間の温度変化値ｄＴの積算値ΣｄＴを算出する（ステップＳ５）。

次に、コントローラ１００は、温度変化値ｄＴの積算値ΣｄＴに基づいてスートブロワ３０のインターバル時間（運転間隔）Ｔ_ｉｎｔ２を算出し（ステップＳ６）、次回３日間のスートブロワ３０の運転スケジュールを決定する（ステップＳ７）。この運転スケジュールに従って、コントローラ１００は、次回３日間のスートブロワ３０の運転を制御する。即ち、ステップＳ６で算出したインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２毎にスートブロワ３０が運転される。なお、ステップＳ４にて３日間が経過していない場合（ステップＳ４／Ｎｏ）には、コントローラ１００は処理を終了し、次回のスートブロワ３０の運転開始時まで待機する。

次に、ステップＳ６におけるインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２の算出方法について説明する。積算時間をＨ、積算値をΣｄＴ、伝熱管６の温度変化の目標値をＴ^＊、伝熱管６の本数をＮ、今回のスートブロワの運転間隔（今回のインターバル時間）をＴ_ｉｎｔ１、次回のインターバル時間をＴ_ｉｎｔ２、期待値をＥ_ｘとすると、次回のインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２は、式（１）、（２）により算出される。
Ｅ_ｘ＝Ｔ^＊／Ｎ×Ｈ／Ｔ_ｉｎｔ１ ・・・（式１）
Ｔ_ｉｎｔ２＝Ｔ_ｉｎｔ１／（ΣｄＴ／Ｅ_ｘ） ・・・（式２）

例えば、目標値Ｔ^＊＝２℃、積算時間Ｈ＝７２時間（３日間）、積算値ΣｄＴ＝０．７７℃、伝熱管の本数Ｎ＝１２本（６ペア）、今回のインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ１＝９時間（初期値）の場合、（式１）より、期待値Ｅ_ｘ＝２℃／１２本×７２時間／９時間＝１．３が求まる。この期待値Ｅ_ｘ＝１．３を（式２）に代入して、次回のインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２＝９ｈ／（０．７７℃／１．３）＝１５．２時間となる。

コントローラ１００は、全てのスートブロワ３０Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・・・に対してこの演算を行い、各スートブロワの運転スケジュールを決定する。例えば、スートブロワ３０Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅについて、今回の３日間の積算値ΣｄＴが、それぞれ０．７７（上述）、０．３３、１．１３、０．５４、１．９２であったとすると、コントローラ１００は、次回のインターバル時間Ｔｉｎｔ２をそれぞれ、１５．２時間（上述）、３５．５時間、１０．４時間、２１．７時間、６．１時間と算出する。よって、スートブロワ３０Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは算出された次回のインターバル時間Ｔｉｎｔ２でそれぞれ個別に次の３日間の運転が行われることとなる。

本実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールを従来と比較して説明する。図６Ａは従来のスートブロワの運転スケジュールを示す図、図６Ｂは本実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールを示す図である。なお、図６Ａ，Ｂはスートブロワ（ＳＢ）５台分の運転スケジュールを示している。

図６Ａに示すように、従来はスートブロワＡ〜Ｅを全て９時間のインターバルで順番に運転していた。そのため、従来は、９時間毎にスートブロワをＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅの順番に運転する運転スケジュールとなっていた。

一方、本実施形態では、上述したようにスートブロワ３０Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ（以下、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅと略記）のインターバル時間は個別に決定されるため、３日間のスートブロワＡ〜Ｅの運転スケジュールは図６Ｂに示す通りとなる。即ち、スートブロワＡは１５．２時間毎に運転され、スートブロワＢは３５．５時間毎に運転され、スートブロワＣは１０．４時間毎に運転され、スートブロワＤは２１．７時間毎に運転され、スートブロワＥは６．１時間毎に運転される。よって、３日間の運転順は、Ｅ→Ａ→Ｅ→Ｄ→Ｃ→Ｅ・・・となる。

次に、モニタ５０の表示例について説明する。コントローラ１００は、各スートブロワ３０，４０の積算値ΣｄＴをモニタ５０の所定の表示領域に表示させる。図７はモニタ５０の表示例を示す図である。図７に示すように、モニタ５０にはボイラ１の側面の模式図が表示されており、スートブロワ３０，４０が配置されている位置に伝熱管６の温度情報を表示するための表示領域６０が形成されている。コントローラ１００は、上記したように積算値ΣｄＴを算出し、この積算値ΣｄＴをスートブロワ３０，４０の配置と対応する所定の表示領域６０に表示するよう制御している。積算値ΣｄＴは３日間経過する毎に１回算出されるため、表示領域６０に表示される積算値ΣｄＴも３日毎に更新されることとなる。なお、表示領域６０は積算値ΣｄＴに応じて色分けされており、見た目で温度分布を把握し易くなっている。

また、モニタ５０の右下部には表示領域６５が設けられており、この表示領域６５には「次ページ」の文字が表示されている。この表示領域６５を例えばタッチ操作すると画面の表示が切り換わる。図８はモニタ５０の次ページの表示例を示す図である。図８に示すように、モニタ５０の画面が切り替わると、ボイラ１の燃料情報である石炭の種類（炭種）ごとの積算値ΣｄＴが表示される。図８の例では、スートブロワＡ，Ｂ，Ｃ，Ｃ，Ｅのそれぞれに対応する伝熱管６の温度変化値ｄＴの積算値ΣｄＴの値が、石炭の種類（炭種）Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４毎に表示されている。なお、図示していないが、温度の値に応じて表示が色分けされている。

このように構成された本実施形態によれば、次のような作用効果を奏することができる。

伝熱管６に付着したクリンカが除去されると、伝熱管６の伝熱効率が向上するため、伝熱管６の蒸気出口温度はスートブロワ３０，４０を運転する前（即ち、伝熱管６に付着したクリンカを除去する前）と比べて上昇する。そして、伝熱管６の蒸気出口温度の変化は、伝熱管６から除去されるクリンカの量が多いほど大きくなる。ボイラ１の安定的な運転を考慮すると、伝熱管６の蒸気出入口の温度変化は小さい方が好ましいが、従来のようにスートブロワの運転間隔が固定されていると、伝熱管６毎の蒸気温度の管理は困難である。

そこで、本実施形態では、各スートブロワ３０，４０（３０Ａ，Ｂ，Ｃ・・・、４０Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）の運転間隔（インターバル時間）を、上記した演算手法により求め、その運転スケジュールに従って各スートブロワ３０，４０を運転するように制御している。

これにより、クリンカが付着し易い伝熱管６については頻繁にスートブロワ３０，４０を運転してクリンカを除去することで、伝熱管６の温度上昇を抑えることができる。また、クリンカが付着し難い伝熱管６についてはスートブロワ３０，４０の運転間隔を長めにすることで、不要なスートブロワ３０，４０の運転を抑止できる。このように、本実施形態では、スートブロワ３０，４０の運転の前後における伝熱管６の蒸気出口温度の変化を抑えつつ、スートブロワ３０，４０の運転効率を向上させることができる。

また、モニタ５０にはボイラ１の模式図が表示され、このボイラ１に設置されるスートブロワ３０，４０の位置と対応付けて積算値ΣｄＴが表示されるため、どの辺りの伝熱管６の温度変化が大きいかを目視確認し易い。また、積算値ΣｄＴに応じて色分けして温度が表示されるため、視覚を通じて温度変化の分布を把握し易く、ボイラ１の運転管理が容易である。さらに、モニタ５０の画面を切り換えると、石炭の種類に応じて積算値ΣｄＴが一覧で表示されるため、石炭の種類によって最適なスートブロワ３０，４０の運転を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るスートブロワの制御システムについて説明する。第２実施形態に係るスートブロワの制御システムでは、コントローラ１００が操作モードに応じて目標値Ｔ＊を変更している点に特徴がある。以下、この特徴を中心に説明する。

図９は、第２実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールの決定処理の手順を示すフローチャートである。図９に示すように、第２実施形態では、目標値Ｔ^＊をボイラ１の操作モードに応じて変更する構成（ステップＳ６−１）とした点が第１実施形態と異なっている。

図１０は操作モードと目標値Ｔ^＊との対応関係を示す図である。図１０に示すように、操作モードａに対して目標値Ｔ^＊＝２℃、操作モードｂに対して目標値Ｔ^＊＝３℃、操作モードｃに対して目標値Ｔ^＊＝４℃が対応付けられたテーブルが予め記憶装置１００ｂに記憶されている。コントローラ１００は、ステップＳ６−１の処理を実行する際に、入力された操作モードに対応する目標値Ｔ^＊を記憶装置１００ｂから読み出して、上記した（式１）のＴ^＊に代入して期待値Ｅ_ｘを算出し、最終的に、次回のインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２を演算する。

この第２実施形態によれば、操作モードに応じて、より適したインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２でスートブロワ３０，４０を運転することができるため、スートブロワ３０，４０の運転効率がさらに高まる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るスートブロワの制御システムについて説明する。第３実施形態に係るスートブロワの制御システムでは、コントローラ１００が操作モードに応じてスートブロワ３０，４０の噴霧蒸気圧力Ｐを変更している点に特徴がある。以下、この特徴を中心に説明する。

図１１は、第３実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールの決定処理の手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、第３実施形態では、次回のインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２を算出した後に、操作モードに応じてスートブロワ３０，４０の噴霧蒸気圧力Ｐを決定している構成（ステップＳ６−２）に特徴がある。

図１２は操作モードと噴霧蒸気圧力Ｐとの対応関係を示す図である。図１２に示すように、操作モードａに対して噴霧蒸気圧力Ｐ＝Ｐａ、操作モードｂに対して噴霧蒸気圧力Ｐ＝Ｐｂ、操作モードｃに対して噴霧蒸気圧力Ｐ＝Ｐｃが対応付けられたテーブルが予め記憶装置１００ｂに記憶されている。コントローラ１００は、ステップＳ６−２において操作モードに応じたスートブロワ３０，４０の噴霧蒸気圧力Ｐを選択し、噴霧蒸気供給ライン３５の圧力が選択した噴霧蒸気圧力Ｐになるように、蒸気圧力調節弁３７の開度を調整する。

この第３実施形態によれば、スートブロワ３０，４０から噴霧される蒸気圧力を調整できるため、操作モードに応じてきめ細かく伝熱管６の蒸気温度の変化を抑えることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るスートブロワの制御システムについて説明する。第４実施形態に係るスートブロワの制御システムでは、コントローラ１００が操作モードに応じてスートブロワ３０，４０の回転速度Ｎを変更している点に特徴がある。以下、この特徴を中心に説明する。

図１３は、第４実施形態におけるスートブロワの運転スケジュールの決定処理の手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、第４実施形態では、次回のインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２を算出した後に、操作モードに応じてスートブロワ３０，４０の回転速度Ｎを決定している構成（ステップＳ６−３）に特徴がある。

図１４は操作モードと回転速度Ｎとの対応関係を示す図である。図１２に示すように、操作モードａに対して回転速度Ｎ＝Ｎａ、操作モードｂに対して回転速度Ｎ＝Ｎｂ、操作モードｃに対して回転速度Ｎ＝Ｎｃが対応付けられたテーブルが予め記憶装置１００ｂに記憶されている。コントローラ１００は、ステップＳ６−３において操作モードに応じたスートブロワ３０，４０の回転速度Ｎを選択し、モータ３８の回転速度を制御する。

この第４実施形態によれば、スートブロワ３０，４０の回転速度を調整できるため、操作モードに応じてきめ細かく伝熱管６の蒸気温度の変化を抑えることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

上記した実施形態では、伝熱管６の蒸気入口温度と蒸気出口温度の差を積算してスートブロワ３０，４０のインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２を算出した。これは、ボイラ１の運転中、伝熱管６の蒸気入口温度と蒸気出口温度とが常に変動しているからであるが、伝熱管６の蒸気入口温度と蒸気出口温度とが共に比較的安定している運転状態であれば、伝熱管６の蒸気出口温度のみの差を積算して、インターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２を算出しても良い。

また、上記した実施形態では、積算値ΣｄＴを用いてインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２を算出したが、温度変化値ｄＴを算出する毎にインターバル時間Ｔｉｎｔ２を算出してスートブロワ３０，４０の運転を制御しても良い。

また、上記した実施形態において、インターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２を決定する処理（ステップＳ６）の後、スートブロワの噴霧蒸気圧力Ｐを選択する処理（ステップＳ６−２）とスートブロワの回転速度Ｎを決定する処理（ステップＳ６−３）の両方を行っても良い。

また、上記の実施形態では、熱交換器に設置されたスートブロワ３０のインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２の算出方法について説明したが、火炉壁１１に設置されたスートブロワ４０のインターバル時間Ｔ_ｉｎｔ２を算出する場合、火炉壁１１の冷却水の出入口の温度差を積算すれば良い。

１ ボイラ
２ 火炉
３ ケージ部
４ 副側壁
６ 伝熱管
１０ 節炭器
１３ 一次過熱器
１４ 二次過熱器
１５ 三次過熱器
１６ 一次再熱器
１７ 二次再熱器
２０ａ〜２０ｉ 温度センサ（入口温度センサ、出口温度センサ）
３０，４０ スートブロワ（３０）
３１ スートブロワチューブ
３２ ノズルブロック
３３，３４ 噴霧孔
３５ 噴霧蒸気供給ライン
３６ 圧力センサ
３７ 蒸気圧力調節弁
３８ モータ
３９ インバータ
５０ モニタ
１００ コントローラ

Claims (8)

1. ボイラ内に設けられた伝熱管の表面に蒸気を噴射するスートブロワと、前記伝熱管の蒸気入口温度を検出する入口温度センサと、前記伝熱管の蒸気出口温度を検出する出口温度センサと、前記入口温度センサおよび前記出口温度センサから入力される各検出信号に基づいて前記スートブロワの運転を制御するコントローラと、を備えたスートブロワの制御システムにおいて、
   前記コントローラは、
   前記スートブロワの運転開始時から運転停止時までの間の第１の時点における前記蒸気入口温度と前記蒸気出口温度との差である第１の温度差と、前記スートブロワの運転開始時から運転停止時までの間の第２の時点における前記蒸気入口温度と前記蒸気出口温度との差である第２の温度差との差分である温度変化値を求め、当該温度変化値が目標値の範囲内になるように、前記スートブロワの運転間隔を決定することを特徴とするスートブロワの制御システム。
2. 請求項１に記載のスートブロワの制御システムにおいて、
   前記コントローラは、前記温度変化値を所定の期間に亘って積算して積算値を求め、当該積算値が前記目標値の範囲内になるように、前記スートブロワの運転間隔を決定することを特徴とするスートブロワの制御システム。
3. 請求項２に記載のスートブロワの制御システムにおいて、
   前記スートブロワが複数設けられ、
   前記コントローラは、前記スートブロワ毎に前記スートブロワの運転間隔を決定し、当該運転間隔に従って複数の前記スートブロワをそれぞれ独立して制御することを特徴とするスートブロワの制御システム。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のスートブロワの制御システムにおいて、
   前記目標値が前記ボイラの操作モードと対応付けて予め複数設定されており、
   前記コントローラは、外部から入力された前記操作モードと対応する前記目標値に基づいて、前記スートブロワの運転間隔を決定することを特徴とするスートブロワの制御システム。
5. 請求項１〜３の何れか１項に記載のスートブロワの制御システムにおいて、
   前記スートブロワの噴霧蒸気圧力が前記ボイラの操作モードと対応付けて予め複数設定されており、
   前記コントローラは、外部から入力された前記操作モードに応じて、前記スートブロワの噴霧蒸気圧力を決定することを特徴とするスートブロワの制御システム。
6. 請求項１〜３の何れか１項に記載のスートブロワの制御システムにおいて、
   前記スートブロワの回転速度が前記ボイラの操作モードと対応付けて予め複数設定されており、
   前記コントローラは、外部から入力された前記操作モードに応じて、前記スートブロワの回転速度を決定することを特徴とするスートブロワの制御システム。
7. 請求項２または３に記載のスートブロワの制御システムにおいて、
   前記コントローラと接続され、前記伝熱管の温度情報を表示するモニタをさらに備え、
   前記コントローラは、前記モニタに、前記スートブロワの配置と対応するように前記積算値を表示させることを特徴とするスートブロワの制御システム。
8. 請求項７に記載のスートブロワの制御システムにおいて、
   前記コントローラは、外部から入力される前記ボイラの燃料情報と対応付けて記憶すると共に、前記モニタに、前記積算値を前記ボイラに投入される燃料の種類毎に表示することを特徴とするスートブロワの制御システム。