JPH0213710A - 石炭焚きボイラの燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、石炭焚きボイラの燃焼制御装置に係り、特に
、微粉炭焚きボイラにおいて、石炭表面の付着水分量の
多少にかかわりなく最適な燃焼状態を確保可能な燃焼制
御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来の石炭焚きボイラの自動燃焼制御装置の一例を第２
図に示す１本例は１石炭焚きボイラの主蒸気圧力を一定
に制御するための系統である。

ここでは、主蒸気圧力の偏差信号を、全空気量。

ミルへの１次空気量、給炭量の制御部分にも送り、空気
流量および石炭流量の基本的制御信号としている。実際
には、空気量は、温度補正後の１次空気量と２次空気量
との検出値の合計によりフィードバック制御している。

また、給炭量は、１次空気流量の検出値を考慮し、フィ
ードバック制御している。さらに、ミル出口の１次空気
温度は、石炭中の残留水分および表面に付着した水分を
乾燥させてから火炉中に投入するため、一定の設定温度
を保つように冷空気ダンパを調整することによリ制御さ
れる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の装置においては、給炭機内の石炭の重量によ
り石炭流量を検出していたので、天候等によって大きく
左右される表面付着水分や石炭中の水分によって実際の
石炭量の検出が不正確となる問題があった。したがって
、水分の多いときには、石炭燃料に比較して、空気流量
が多くなりすぎる欠点があった。燃焼安定性の観点から
は石炭量と１次空気量との比率が一定であることが望ま
しく、省エネルギーの点からも必要以上の空気を投入す
ることは好ましくない。

通常は、過剰な空気量を補正する目的で、ボイラ出口排
気ガス中の酸素濃度（または二酸化炭素濃度）を検出し
、各負荷状態での設定酸素濃度（または二酸化炭素濃度
）と比較して、全空気流量を補正している。

従来は石炭中の水分の変動による燃焼条件の変化につい
ての配慮が無く、ボイラ排気ガス中の酸素濃度等により
、空気流量を間接的に補正するのみであった。

また、プラント等のエネルギー原単位管理等のベースと
なる石炭流量値そのものについても、燃焼の基本値とし
て管理されるべき発熱量に対応する乾炭ベースではなく
、湿炭ベースであり、表面付着水分世に大きく左右され
る問題があった。

本発明の目的は、石炭中の水分量の影響を受けずに、本
来の発熱量に見合う石炭流量を確保して、それに対応し
た空気流量とすることにより、最適な燃焼状態を得るこ
とが可能な石炭焚きボイラの燃焼制御装置を提供するこ
とである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、ミルで粉砕され
給炭器から供給される微粉炭の流量調節計とボイラ燃焼
器への空気流量調節計と前記ミル出口温度調節計とによ
り石炭に対する空気の比率を制御し、ボイラの主蒸気圧
力を所定値に保つ石炭焚きボイラの燃焼制御装置におい
て、前記ミルの入口温度および前記出口温度の差と前記
石炭流量と前記空気流量とから前記給炭器にある微粉炭
の全水分を算出し、前記微粉炭の量を前記ボイラの設計
基準水分を含む微粉炭量に換算し、当該換算微粉炭量に
基づき前記微粉炭流量調節計と空気流量調節計とミル出
口温度調節計の少なくともひとつに補正指令信号を送る
手段を備えた石炭焚きボイラの燃焼制御装置を提案する
ものである。。

［作用］ ミル（微粉炭機）まわりの空気量と水分を含む石炭量と
温度等との間には、ミルに投入される石炭量たりの空気
量・をＶｎとすれば、 Ｖ　ｎ　＝ｖ／Ｆ　ｃ　＝Ｑｌ／　ＣＰ　”ΔＴ−−−
−−−（１）こて、　■　２１次空気量 Ｆｃ；石炭流量 Ｑｌ；昇温熱量 Ｃｐ：１次空気定圧比熱 ΔＴ：ミル出入口１次空気温度差 Ｑ１＝αＱ ΔＴ＝ｔ１−ｔ。

α　：ミルまわり熱損失 およびミル粉砕動力 Ｑ　：石炭正味昇温熱量 ｔｌ：ミル入口１次空気温度 ｔ２：ミル出口１次空気温度 である。

さらに、石炭正味昇温熱量については、Ｑ＝　（ＴＭ−
ｗｏｑ、＋ｏ、４ｓｔ、）／　（１００−Ｗ）＋（１ｏ
Ｏ−ＴＭ）　　・Ｃｐ−ｔ　２　／　１００＋Ｗ−（１
００−ＴＭ）　ｔ、／１００（１００−Ｗ）・・・・・
・（２） ここで、　ＴＭ：全水分 Ｗ　：乾燥炭中の残留水分 である。Ｗは、通常石炭工業分析中の固有水分として定
数化できる。また、ミル出口温度は炭種によって一定値
に制御すべき定数値である。

したがって、（２）式を変形し、 ＴＭ＝ｆ　（Ｖｊ　ＦＣ，ｔ、ｔ　Ｗ　（定数）。

ｔｚ（制御値定数））　・・・・・・（３）で近似でき
ることになる。すなわち、石炭中の全水分子Ｍは既知の
検出値から計算できることになる。このＴＭ値は、石炭
焚き込み量中の全水分であるから、ボイラ等の燃焼設備
の制御基準状態（例えば全水分：１０％）の石炭流量Ｆ
ｓへの換算は。

Ｆ　ｓ　＝　Ｆ　ｃ　（１００−ＴＭ）　／　（１００
−１０）−（４）で容易に実行できる。その結果、運転
管理上の指針である石炭消費量は、正確に補正可能とな
る。

［実施例コ 本発明による石炭焚きボイラの自動燃焼制御装置の一実
施例の構成を第１図に示す。

図において、１は主蒸気圧力計、２は主蒸気圧力計１か
らの信号に基づいて主蒸気の圧力を制御する圧力調節計
、６は２次空気流址計、７は２次空気流量計６と１次空
気流量計１０との出力を加算する加算器、８は加算器７
の出力と後述の関数発生器２３の出力とに基づき２次空
気流量を演算する２次空気流量調節計、９は演算された
２次空気をボイラに供給する押込ファン操作器、１１は
１次空気流量計１０および関数発生器２３からの信号に
より１次空気流量を演算する１次空気流量調節計、１２
はこの流量調節計１１からの信号と圧力調節計２からの
信号との乗算器、１３は前記乗算の結果により１次空気
をボイラに供給する１次空気ファン操作器、１４は給炭
量測定器、１５は１次空気流量信号と給炭量信号との加
算器、１６は加算結果に基づき微粉炭量を演算する微粉
炭流量調節計、１７は給炭器、１８は微粉炭ミル出口温
度計、１９は温度調節計１．２０はミルに空気を供給す
る冷空気操作器である。

本実施例は、第２図に示した従来の燃焼制御装置から、
ボイラ出口酸素濃度計３と、その出力信号により適正酸
素濃度を演算する酸素濃度調節計４と、圧力調節計２か
らの出力と酸素濃度調節計４からの出力との間の比率を
求める除算器５とを省き、代わりに、ミル入口温度計２
１と、ミル入口と出口の温度差を求める減算器２２と、
前記１次空気流量と給炭量とミル入口出口温度差とから
所定の空気流量信号を得るための関数発生器２３と、眞
記主蒸気圧力調節計２の出力と２次空気流量調節計８の
出力との乗算器２４とを設けたものである。

本実施例においては、主蒸気圧力計１からの信号を主蒸
気圧力調節計２に送り、そこで得られた偏差信号を全空
気流量を求めるための乗算器２４と１次空気流量を求め
るための乗算器１２とに送り、空気流量系統を制御して
いる。また、前記偏差信号を給炭系の流量調節計１６に
も送り１石炭量の制御基本信号としている。

全空気量については、２次空気検出量と１次空気検出量
とを加算した流量をフィードバックするとともに、１次
空、気量についても、１次空気検出量を１次空気制御系
にフィードバックしている。

この点は基本的には従来と同様である。

本発明が従来と異なる点は、ミル入口温度と出口温度と
を減算器２２に導き両者の差を演算するとともに、給炭
量および１次空気量と前記温度差とにより、関数発生器
２３において、上記（３）式の演算を実行し、供給中の
石炭の全水分量を算出する。この全水分量と設定水分量
との偏差に対応して給炭量をを補正する一方、全空気量
および１次空気量を補正する。

この演算機能の追加により、石炭流量中の表面付着水公
社が大きく変動しても１次空気社としてミルに投入され
る空気量および全空気量は、予め設定された標準水分量
に基づく石炭燃焼設備設計上の最適値に制御されること
になる。

従来は、表面付着水分変動時の不安定燃焼および公害項
目諸数値の変動等に対し、排気ガス酸素濃度制御系を２
次的に付加制御することが実施されてきているが、本発
明によれば、この付加制御が不要になる。

また、燃焼に必要な量よりも多くの空気量を投入するこ
とが無いので、省エネルギー効果が得られるとともに、
エネルギー原単位等の石炭消費量管理値についても、設
定発熱量に合致した標準水分値での石炭流量として的確
に維持可能となる。

なお、本発明は、石炭に限らず、ミルを用いて固形燃料
を粉砕し燃焼させる燃焼制御系統の燃料の計量および燃
料量制御に適用可能であり、さらに、排気ガス中の酸素
濃度制御系と併用する場合は、より精度の高い空気流量
系統が可能となる６［発明の効果］ 本発明によれば、石炭流量中の全水分量を算定し、設定
標準炭ベースの的確な燃焼空気量制御が実行できるので
、省エネルギー効果が得られるとともに、精度の高いエ
ネルギー管理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による石炭焚きボイラの燃焼制御装置の
系統構成の一例を示すブロック図、第２図は従来の燃焼
制御装置の系統構成の一例を示すブロック図である。 １・・・主蒸気圧力計、２・・・圧力調節計、３・・・
ボイラ出口酸素濃度計、４・・・酸素濃度調節計。 ５・・・除算器、６・・・２次空気流量計、７・・・加
算器。 ８・・・２次空気流量調節計、９・・・押込ファン操作
器、１０・・・１次空気流量計、１１・・・１次空気流
量調節計、１２・・・乗算器、１３・・・１次空気ファ
ン操作器、１４・・・給炭量測定器、１５・・・加算器
、１６・・・微粉炭流量調節計、１７・・・給炭器。 １８・・・ミル出口温度計、１９・・・温度調節計、２
０・・・冷空気操作器、２１・・・ミル入口温度計、２
２・・・減算器、２３・・・関数発生器、２４・・・乗
算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ミルで粉砕され給炭器から供給される微粉炭の流量
   調節計とボイラ燃焼器への空気流量調節計と前記ミル出
   口温度調節計とにより石炭に対する空気の比率を制御し
   、ボイラの主蒸気圧力を所定値に保つ石炭焚きボイラの
   燃焼制御装置において、 前記ミルの入口温度および前記出口温度の差と前記石炭
   流量と前記空気流量とから前記給炭器にある微粉炭の全
   水分を算出し、前記微粉炭の量を前記ボイラの設計基準
   水分を含む微粉炭量に換算し、当該換算微粉炭量に基づ
   き前記微粉炭流量調節計と空気流量調節計とミル出口温
   度調節計の少なくともひとつに補正指令信号を送る手段
   を備えたことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼制御装
   置。