JPH0237210A - 脱硝制御装置 - Google Patents

脱硝制御装置

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JPH0237210A
JPH0237210A JP18562488A JP18562488A JPH0237210A JP H0237210 A JPH0237210 A JP H0237210A JP 18562488 A JP18562488 A JP 18562488A JP 18562488 A JP18562488 A JP 18562488A JP H0237210 A JPH0237210 A JP H0237210A
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JP
Japan
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flow rate
air flow
aap
boiler
burner
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Application number
JP18562488A
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English (en)
Inventor
Izumi Owada
大和田 泉
Teruo Murao
村尾 輝雄
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0237210A publication Critical patent/JPH0237210A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply

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、火力発電所のボイラ自動制御装置やバーナ自
動制御装置に係り、特に種々の脱硝ボイラにおいて、負
荷変動時等に生じるCOの増大を抑制するのに好適な脱
硝制御装置。
〔従来の技術〕
従来の脱硝制御装置は、特開昭60−30912号公報
に記載のように、バーナゾーンで発生した排ガス中のC
Oの低減方法としては、バーナゾーンの上部に設置した
AAPから空気を供給して排ガスを完全燃焼させること
とし、AAPからの供給空気流量は、火炉全体の合計空
気流量から各バーナ群で使用する空気流量の総和を減算
して求めることとしていた。しかしながら、実際の燃焼
においては、借上下、缶前後及び缶左右でのバーナの運
転状態(点火本数)が相違することがあり、このために
炉内の排ガス中のCOの濃度分布にはバラツキが発生す
るが、このバラツキに対しても任意にかつ緻密にC○抑
制制御ができるように配慮されていなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、AAP群とバーナ群とによる2段燃焼
によりバーナ燃焼時に発生するNOX。
COの低減を図っている。AAPでの使用空気流量は、
合計空気流量からバーナゾーンで使用する空気流量を減
算して求められ、バーナゾーンのトータルの点火本数か
ら定まる排ガス量全体に対して2段燃焼制御が行われる
。しかし、同じバーナ点火本数にしてもcoが最も発生
する気相還元用バーナの点火本数割合については何ら配
慮されておらず、また、缶前後や缶左右でのバーナの燃
焼状態のアンバランスから生ずる排ガス中のCO濃度の
相違についても、これに対応して缶前後、缶左右に配置
されている各AAPの供給空気流量を任意に配用調整で
きるように配慮されていなかった。このため、例えば負
荷変化等のバーナ点消火操作状態等においては、ある程
度のC○低減は可能であっても任意、かつ−層のきめ細
かな抑制はできなかった。このため、例えば借換側のバ
ーナにおいて不完全燃焼が続発し、その結果午後側のC
O濃度が増大した場合等においては、借換側AAPの空
気流量調整ダンパを手動にて開方向に操作することで対
応していた。
本発明の目的は、AAP群とバーナ群との2段燃焼によ
るNOX、GO抑制制御の特にC○低減方法において、
ボイラ、バーナが種々の運転状態にあってもバーナの燃
焼状態に適応して、AAPからの供給空気流量を少なく
ともAAP段の上下及び缶前後5缶左右にて配分調整で
きるようにし、任意で緻密なCO抑制制御を可能とする
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、AAP構成を1段から上下2段構成とし更
に、AAP配置を少なくとも缶前左、缶前右、借換左、
借換右の4つのゾーン(以下4つに分配した火炉の各ゾ
ーンをコンパートメントと称す)に分散配置し、上下及
び缶前後、缶前左右、缶径左右にて空気流量を任意に配
分調整することにより達成される。
〔作用〕
炉内脱硝制御におけるCO抑制は基本的にはAAP群全
体とバーナ群全体との2段燃焼によって達成され、AA
P群全体の空気流量は、合計空気流量からバーナ群全体
で使用する空気流量を減算した残りの流量をベースとし
て求める。今回更に全点火バーナ本数に対する気相還元
用バーナ点大本数比率の違いから生ずるCO量に対して
は、上下2段の一方の段のAAP空気流量に気相還元用
バーナの点火本数比率からなる補正を加えることにより
AAPと気相還元用バーナとの局所的2段燃焼効果によ
りCOが抑制される。また、火炉内容コンパートメント
単位での00分布のバラツキに対しては5缶前後及び缶
前左右、缶径左右のAAP空気流量配分手段を持ち、こ
れにより各コンパートメントの空気流量を任意に調整す
ることにより、任意且つ適正なCOが抑制される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第4図において、火力発電プラントの概要を説明する。
火力発電プラントは、ボイラ本体2.高圧タービン30
6、中圧タービン305、発電機304により構成され
、ボイラ自動制御装置302は、負荷(タービン、発電
機)からの要求、つまりタービン制御装置303が、ガ
バナ308の開度調整を行ない、この開度により決定さ
れる定格圧力、温度の主蒸気を供給すべく、燃料流調弁
5により燃料流量を、BFP310により給水流量をま
た、FDP入ロプロダンパフ4り空気流量をそれぞれ制
御する。次に燃焼ガスの流れについて説明すると、火炉
(ボイラ本体2)にて燃焼したガスは、まず火炉壁(以
下WWと称す)316、ドラム317.2次過熱器(以
下2SHと称す)319.1次過熱器(以下I S H
と称す)321、再熱器(以下RHと称す)324、節
炭器(以下ECOと称す)315を通り、1部は再循環
ガスとしてガス再循環ファン(以下GRFと称す)23
とGRF入ロプロダンパ24り再循環ガス流量を調整し
て火炉ホッパ人口ダンパ30により火炉内に注入させる
ガス量を調整しWW316、ドラム317.2SH31
9,l5H321、RH324,EC○315での伝熱
量調整に使用し、残りの燃焼ガスは煙突より排出される
また、水蒸気系について説明すると中圧タービン305
からの排気を冷却して復水とし、ボイラ給水用として使
用できるようにする復水器307と、この復水を加圧し
てボイラへ送るBFP310とを通った水は、WW31
6にて過熱されて蒸気となる。この蒸気はドラム317
にて飽和蒸気と飽和水に分離され、1次SH321で過
熱され、給水の1部をスプレー弁311を介して減温器
320の注水した後、2SH319にて過熱蒸気となり
高圧タービン306へ送られる。次に高圧タービン30
6で仕事を終えた蒸気は、RH324で再過熱され中圧
タービン305へ送られる。中圧タービン305で仕事
を終えた蒸気は復水器307へ送られ再度ボイラ給水用
として使用される。
更に、NOX低減を目的として、バーナ各段W/Bに空
気量調整ダンパを設置し、各段W/Bの空燃比調整を行
なっている。すなわち、ボイラ最上段の空気流量を調整
するAAP人ロゾロダンパ9段バーナ31〜33に流れ
る燃料流量に対して適切な空気流量を調整する各バーナ
段W/B入ロダンパ80〜82がある。
また、バーナ各段W/Bに燃焼後の排ガスの一部を混入
して各段W / B OZ濃度を下げることでNOX低
減を図るため0M比を調整するAAP段及び各バーナ段
混合ガスダンパ34.87〜89がある。
さらに、バーナ自動制御装置304について説明すると
、バーナ自動制御装置は、負荷に見合った熱量を供給す
べくバーナの点消火を行なう制御装置である。すなわち
、計算機または運転員からの点消火指令により、主バー
ナ元弁41〜43を開き主バーナを点火させる。また、
主バーナ消火の場合は、主バーナ元弁41〜43を全閉
して消火する。
第5図に脱硝ボイラにおけるNOX、C○低低減作用−
例について示す。A、B、C段バーナでは、低02燃焼
を行なうべく空燃比β、γ、εを約0.8 で制御し、
同時に混合ガスの混入により火炎温度と酸素濃度を低く
抑えてNOX発生の低減を図っている。一方り段では、
炉内のNOXを気相還元させるために含窒素ラジカル(
CN。
NH)を生成すへく、空燃比αを約0.6 で制御する
。また、AAP部では、ボイラ全体から見た空燃比を調
整すべく、A、B、C,D段で使用された残りの空気を
AAPから火炉に注入させ、バーナ群で発生した燃焼後
の排ガス中のcoに代表される未燃分の完全燃焼を行な
わせしめる。
第1図に脱硝制御系に本発明を適用した制御回路の一例
を示す。AAP全体としての空気流量指令値100は、
従来技術と同様に火炉全体としての合計空気流量1から
バーナ群全体にて使用した空気流量2を減算して求めら
れる。AAP合計空気流量指令100は、まず缶前/後
に任意配分可能とする為に、缶前/後比率設定器13に
て缶前/後の比率を手動設定し、これに発電機出力11
をベースとして関数発生器12にて発電機出力11に対
応した補正値を作成しこれを乗算器14で比率設定器1
3出力信号に加えて缶前側の空気流量指令101を作成
する0午後空気流量指令102は、AAP合計空気流量
指令100から缶前空気流量指令101を減算器16で
減算して求める。次に缶前空気流量指令101をコンパ
ートメント毎に任意配分可能とする為に、缶前左/右の
空気流量の割合を缶前左/右比率設定器17で手動で任
意に設定し、これに上述と同一の発電機出力11に対応
した補正信号を加えて缶前左の空気流量指令103を作
成する。缶前右空気流量指令104は、缶前空気流量指
令101から缶前左空気流量指令103を減算器21で
減算して求める。
更に、缶前左の空気流量指令103をAAP 1とAA
P2との上下にて任意に配分可能とするために、缶前左
上/下段の空気流量の割合を缶前左上/下比率設定器6
にて任意に設定し、これに缶前左り段バーナ(気相還元
用バーナ)の点火比率7を乗算器8により加えて缶前左
下段であるAAP2空気流量指令105を作成する。缶
前左上段であるAAPI空気流量指令106は、缶前左
空気流量指令104からAAP2空気流量指令105を
減算器10により減算して求める。
第2図に本発明を適用した脱硝制御システムの概略構成
を説明する。超低NOX運転を実現するためには、各バ
ーナ段56,57,58.59の燃焼量に見合った適正
空気流量、0Mガス流量のきめ細かな制御が不可欠であ
り、これを実現するシステム構成としては、バーナ群を
缶前左、缶前右1缶後左、借換右のコンパートメントに
分割し、コンパートメント個別に空気流調整ダンパ53
と混合ガス調整ダンパ54とを設置して、コンパートメ
ント毎の独立制御を可能としている。又、NOX低域の
為のバーナゾーン56,57,58゜59での不完全燃
焼により発生した排ガス中の未燃分の低減を目的として
AAP61,62では、空気流量調整ダンパ53を設置
してバーナゾーン56〜59での不足分の空気を送り込
むことによってバーナゾーン全体との2段燃焼制御を行
なわせしめる。バーナゾーン56〜59の中で特にCO
が発生するのは気相還元用バーナ59であり、特にここ
で発生したCOを抑制するためにAAPを62のAAP
Iと62のAAP2との上下2段構成とし、気相還元用
バーナ59点火状態に適応した空気流量を61のAAP
2にて調整することにより局所的2段燃焼制御を行なわ
せしめる。また、コンパートメント単位のきめ補かな2
段燃焼を実現するために、AAP群もバーナ群と同様に
コンパートメント毎に空気流量調整ダンパ53を分散配
置して独立制御が可能な構成としている。
第3図に従来の制御回路を説明する。合計空気流量指令
1からバーナゾーンであるA、B、C。
D段での合計空気流量指令2を減算器3で減算し。
その値に補正信号4を乗算器5で演算することによりA
AP全体としての合計空気流量指令100を求める。各
コンパートメントのAAPでの空気流量指令101a〜
101dはAAP合計空気流量指令100をゲイン補正
器30a〜30dによりゲイン変換して求められる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、火力発電所の炉内脱硝制御を行なうボ
イラにおいて上下2段構成からなるAAPの一方の段の
空気流量を気相還元用バーナの点火状態に適応して制御
することによって気相還元用バーナで発生する局所的な
CO増加を局所的2段燃焼により抑制することが可能と
なり、また各コンパートメントのAAP空気流量を任意
に配分制御することによって、各コンパートメントでの
バーナ燃焼状態(燃焼本数)の違いから生ずる00分布
のアンバランスに適用したきめ細かなC○低減が可能と
なる。これにより火力発電所の中間負荷運転に伴うDS
S (毎日のプラントの起動、停止)や負荷変動の頻繁
化に際しても、N OX及びcoを適正に抑制でき、更
に安定したバーナ燃焼状態を継続することが可能となる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一実施例のAAP段空低空気流量
制御系統図2図は本発明による脱硝制御システムの概略
構成図、第3図は従来方式によるAAP段空流量制御系
統図、第4図は代表的なボイラの本体系統図及び主要制
御装置の構成図、第5図は脱硝ボイラのNOX、Co低
減作用につし1て示す図である。 1・・・合計空気流量指令信号、2・・A、B、C,D
段合計W/B入口空気流量、3・・・合計空気流量補正
信号、11・・・発電機出力信号、12・・・関数発生
器、13・・・比率設定用セレクタステーション。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、燃料を燃焼させて熱量を発生させるバーナ群と、該
    バーナ群での燃焼により発生した排ガス中の一酸化炭素
    (以下COと称す)を低減させるための空気を供給する
    ボイラ風箱群(以下AAPと称す)と、該バーナ群とA
    AP群に供給する空気の流量を調整する空気流量調整ダ
    ンパと、前記バーナ群での燃焼により発生した排ガスと
    前記バーナ群に供給する燃焼用空気に混合させてガス混
    合体とし、該排ガス流量と該燃焼用空気流量との比であ
    るガス混合比を該排ガス流量を調節することによつて調
    整する混合ガス流量調整ダンパとを具備したボイラの自
    動制御装置において、前記AAP群を上下2段配置とし
    、AAP群全体にて供給する空気流量は前記バーナ群全
    体との2段燃焼制御用として合計空気流量から該バーナ
    群の空気流量の総和を減算して求め、負荷に応じて適正
    に調整できるようにし、更に、2段の内一方のAAP段
    より供給する空気流量は、前記バーナ群中の気相還元用
    バーナ群とのきめ細かな局所的2段燃焼制御用として気
    相還元用バーナ群のバーナ点火、消火状態の変化に応じ
    て適正に調整できるようにしたことを特徴とする脱硝制
    御装置。 2、特許請求範囲第1項において、最低でも缶前/後及
    び缶左/右の4つの制御ゾーンに区分して、缶前/後、
    缶左/右のAAP群への空気流量比率配分設定手段を具
    備し、該制御ゾーンのAAP群空気流量を当該制御ゾー
    ンのバーナ群での燃焼状態に応じて適正に、かつ、任意
    に調整配分できるようにし、より一層のきめ細かな窒素
    酸化物(以下NOXと称す)及びCOの低減を可能とし
    たことを特徴とする脱硝制御装置。
JP18562488A 1988-07-27 1988-07-27 脱硝制御装置 Pending JPH0237210A (ja)

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