JPH03241204A

JPH03241204A - 節炭器再循環制御装置

Info

Publication number: JPH03241204A
Application number: JP3608590A
Authority: JP
Inventors: Rensuke Yamaguchi; 山口　廉介
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1991-10-28
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0758121B2

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、節炭器に並列に設けられた再循環ラインの循
環量を制御する節炭器再循環制御装置に関するものであ
る。

［従来の技術］従来、排熱回収ボイラ等には節炭器の再循環ラインを設
けたものがある。

この種のボイラの構成を第３図に示す。基本的構成とし
て、燃焼室から煙突への廃ガス通路１には、その廃熟を
利用して蒸気を発生させるために、ドラム３に接続した
蒸発部２を設ける。

更に廃熟を有効に利用するために、蒸発部２より廃ガス
の下流側に節炭器４を設け、これに給水ポンプ６及び給
水調節弁７からの冷たい水を通して暖めた後に、ドラム
３へ入れる。実際には、多くの場合、蒸発部２より上流
側に過熱器５を設け、ドラム３から発生した蒸気を過熱
蒸気として取り出す。

次に再循環ライン系は次のように構成される。

即ち、節炭器４を通ってドラム３へ至る給水ライン８に
、節炭器４と並列に、節炭器出口から節炭器入口に至る
再循環ライン９を設け、この再循環ライン９の途中に、
ポンプ１０及び調節弁１１が介装される。

上記給水ポンプ６からの水は、節炭器４を通してドラム
３に入るが一部は再循環ライン９からポンプ１０により
再び節炭器４へと循環する。ドラム３に入った水は、蒸
発部２で循環して泉発し、それが過熟器５で過熟されて
最終的に使われる。

給水調節弁７はこの使われた量に応じて流量制御され、
ドラム３のレベルを一定に保つ。

上記した再循環ライン９の目的は、２つある。

第１は、給水温度が低い場合に、節炭器４の入口温度Ｔ
１を結露温度以上に保ち、低温腐蝕を防止することであ
る。即ち、節炭器４へ供給する水があまり冷たいと、外
側に露を結び腐蝕する。そこで、−旦暖まった水を再循
環ライン９を通して循環させてやることにより、節炭器
４の入口温度Ｔｌを結露温度以上に保つ。

第２は、低負荷時のスチーミングを防止することである
。低負荷時、つまり、蒸発量か少ないときには、節炭器
４の内部の水の温度か上昇し及気を発生する、つまりス
チーミングを起す。スチーミングを起すと、レベルが大
巾に変動したり、配管においてハンマリングを起こす等
の不都合が生しる。そこで、節炭器４で蒸気を発生させ
ないために、再循環ライン９を設けている。すなわち、
循環量を増せば熱交換量が減り節炭器４の出口温度Ｔ２
が下がることになる。

［発明が解決しようとする課題］しかし、従来における再循環ライン系の制御装置は、次
のように行われている。

通常時は、引算器の設定温度Ｓ１を結露温度より若干高
めに設定して、節炭器４の入口温度Ｔ１をこれと比較し
、Ｔｌ＜Ｓｌのときは調節弁１１を開いて温度ＴＩを上
げ、Ｓｌ＜ＴＩのときは調節弁１１を閉じて温度Ｔ１を
下げ、以てＴ１を結露温度以上に保つように制御して低
温腐蝕を防止する。例えば、設定温度Ｓ１が４０’Ｃに
設定され、節炭器４の入口温度Ｔ１がこの４０’Ｃにな
るように調節弁１１で制御される。

他方、低負荷時となったときは、引算器の設定温度Ｓ１
を節炭器でスチーミングをおこさないと見込まれるほど
高めに設定し直し、この高めの設定値に対して節炭器４
の入口温度Ｔ１を比較し、調節弁１１の開度を調節する
ことで、スチーミングを防止する。例えば、設定温度Ｓ
１を１５０℃に設定し直した上で、Ｔｌ＞３１のときは
、調節弁１１を開いて高温状態にある節炭器４の出口か
ら入口への戻し量を多くし、節炭器４の出口温度Ｔ２を
下げる。

しかし、上記制御方法では、節炭器４の入口温度Ｔ１だ
けを制御しているに過ぎないため、節炭器４の出口温度
Ｔ２は大きく変化することになる。

即ち、どのような負荷であってもスチーミングをおさな
いように８１を設定すると負荷の上昇につれＴ２が下っ
てくる。

このように負荷によってはＴ２の温度を必要以上に低く
することは、エネルギーの観点から非常に不経済である
。

本発明の目的は、上記課題を解決し、より経済的に且つ
円滑に通常運転時と低負荷時との切り替えができる制御
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は、ボイラの節炭器に並列に設けられた再循環ラ
インの循環量を制御することにより、節炭器の入口温度
を結露温度以上に保ち且つ低負荷時のスチーミングを防
止するようにした節炭器再循環１ｉＩＪ＃装置において
、節炭器の入口温度を検知して該入口温度を結露温度以
上の所定値に保つ第１制御系と、節炭器の出口温度を検
知して該出口温度をドラムの飽和温度より若干低く保つ
第２制御系と、第１制御系と第２制御系の出力の大小か
ら通常運転時には第１制御系を選択し、低負荷時には第
２制御系を選択して、選択された制御系の出力により再
循環ラインの循環量を制御させる高信号選択器とを設け
て構成したものである。

Ｃ作用〕再循環ラインの循環量は、低負荷時、つまり廃カスの熱
及び蒸発力が少なく節炭器からドラムへの給水量が少な
くなった場合には、第２制御系により、節炭器の出口温
度を気水ドラムの飽和温度より若干低く保つように保持
される。このため、低負荷時においても節炭器の出口か
らドラムへの供給は、常に水の状態に保たれ、低負荷時
のスチーミングか防止される。

次に、負荷か増えてくると、高信号選択器により自動的
に第２制御系から第１制御系に切り替えられ、通常運転
中は第１制御系により、節炭器の入口温度を結露温度以
上の所定値に保つように制御される。しかも、この切り
替えの前後においても、節炭器の出口温度は飽和温度と
の温度差が少なく、エネルギーの損失が極めて少ない、
従って、経済的且つ円滑に通常運転時と低負荷時との切
り替えができる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第３図において、排熟回収ボイラ及び節炭器の再循環ラ
インは、既に説明したところと同じである。即ち、燃焼
室から煙突への廃ガス通ＩＩに、気水ドラム３に接続し
た蒸発部２と、節炭器４と、過熱器５を設け、給水ポン
プ６、給水調節弁７゜節炭器４を通ってドラム３へ至る
給水ライン８に、節炭器４と並列に再循環ライン９を設
け、この再循環ライン９の途中に、ポンプ１０及び調節
弁１１が介装されている。

しかし、従来と異なり、節炭器４の入口温度Ｔ１を検知
する第１センサ２１の他に、節炭器４の出口温度Ｔ２を
検知する第２センサ２２と、ドラム３の飽和温度を検知
する第３センサ２３とが設けられている。

第１図は、制御装置を示す回路図であり、２つの制御系
（コントローラ）を有する。第１制御系は、第１センサ
２１の検出温度Ｔ１を設定温度Ｓ１と比較し偏差を出力
する引算器２４と、これに＃続された比例積分調節器２
５とから成る。第２制御系は、第２センサ２２の検出温
度Ｔ２を第３センサ２３の検出温度Ｔ３と比較し差（Ｔ
３−Ｔ２）を出力する引算器２６と、その出力を設定温
度Ｓ２と比較し偏差を出力する引算器２７と、これに接
続された比例積分調節器２８とから成る。

更に、制御装置は、第１の制御系の出力と第２の制御系
の出力とを比較し、出力の大きい方の制御系を選択し、
その制御系の比例積分調節器２５又は２８の出力が調節
弁１１に与えられるように制御する信号選択器２つを有
する。

次に、制御の仕方を、第２図を参照しなから説明する。

第２図左側の低負荷時においては、最初から、節炭器４
の入口温度Ｔ１を設定温度Ｓ１（結露温度より若干高い
温度）に保とうと制御すると、節炭器４の出口温度Ｔ２
が飽和温度Ｔ３と一致しスチーミングを起してしまう。

そこで、スチーミングを防止するために、初めは第２の
制御系の自動運転により、調節弁１１の開度を大きくし
て循環量を増やしてやり、温度差ＪＴ＝Ｔ３−Ｔ２が一
定値（設定温度Ｓ２）になるように制御して行く（第２
図のラインＡ参照）つまり節炭器４の出口温度Ｔ２を飽
和温度Ｔ３より少し低く保つように制御する。

時間ｔに対し負荷を次第に低負荷から高負荷に持ってく
る。すると、徐々に節炭器４の入口温度Ｔ１の温度が下
がってくる。そして、温度Ｔ１が設定温度Ｓ１にまで下
がったならば、今度は第１の制御系の自動運転に入れ、
温度Ｔ１を設定温度Ｓ１に保つ（第２図のラインＢ参照
）、尚、温度Ｔ１を一定に保つと、節炭器４の出口温度
Ｔ２は次第に下がって来る（第２図のラインＣ参照）。

次に、第２制御系と第１制御系の切り替え方法について
説明する。

本実施例では、再制御系をスムースに切り替えるために
信号選択器２９が使用され、初めは第２制御系で制御し
ていて、第１制御系との出力偏差が一致したときに、第
１制御系に切り替える。この切り替え方法の利点は、負
荷の状態の判定をしないで、上記第１及び第２の制御系
それぞれの出力の大小関係のみで、切り替えタイミング
を決定できる点にある。

詳述するに、第２図において、負荷が低いとき、Ｔ１を
一定に制御するためには循環量はあまり必要でない、す
るとＴ２の温度は遥かに上ってしまう、この温度上昇を
抑えるため、初めは循環量を多くする。これによりＴ１
の温度は比較的高くなるが、従来のように設定値Ｓ１を
変更することはしない。

（１）低負荷時においては、Ｔ１の温度が設定値Ｓｌ（
例えば４０℃）より非常に高いので、設定値Ｓ１に関し
て第１制御系における２５の制御出力は逆に小さい。こ
れに対し、第２制御系では、上記温度Ｔ２の温度差Ｔ３
−７２が小さいので、設定温度Ｓ２（例え４？−）−５
°Ｃ）に対する偏差が大きくなる。このため、第２制御
系の出力信号のほうが、第１制御系の出力信号よりも高
くなり、信号選択器２９では第２制御系の方が選択され
る。

結局、低負荷時においては、第２制御系により、温度差
Ｔ３−７２が一定値（＋５℃）になるように自動運転さ
れる。

（２）負荷が上ってくると、熟風が増えて蒸発力が高ま
る。従って、給水量が増えて循環量を減らしても温度差
Ｔ３−Ｔ２を設定値Ｓ２に保つことが可能となり、比例
積分調節器２８の出力は減少する。一方、温度ＴＩは下
がって来るので比例の積分調節器２５の出力が増加し、
遂には設定値Ｓ１に達する。このため、信号選択器２９
において、第２制御系よりも第１制御系からの制御出力
の方か大と判断され、第１制御系に自動的に切り替わる
。

従って、通常運転時においては、第１制御系により設定
温度Ｓ１に温度Ｔ１が一致するよう調節弁１１の開度が
制御され、自動運転される。

［発明の効果］以上要するに本発明によれば、低負荷時にはＴ３−７２
の温度差が一定になるように制御するため、再循環ライ
ンの循環量は、低負荷時には、第２制御系により、節炭
器の出口温度をドラムの飽和温度より若干低く、つまり
水の状態に保たれスチーミングが防止される。

また、通常運転に入ると、選択器により自動的に第２制
御系から第１制御系に切り替えられ、しかも、この切り
替えの前後においても、節炭器の出口温度は飽和温度と
の温度差が少ない。

よって、従来のように１種類の温度（節炭器の入口温度
）に間する設定点を途中で切り替えて制御する場合に比
べ、極めて経済的且つ円滑に通常運転時と低負荷時との
切り替えができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す節炭器再循環制御装置
のブロック図、第２図はその制御状態を例示した図、第
３図は本発明を適用した廃熟回収ボイラの構成を示す図
である。図中、１は廃ガス通路、２は蒸発部、３はドラム、４は
節炭器、５は過熱器、６は給水ポンプ、７は給水調節弁
、８は給水ライン、９は再循環ライン、１０はポンプ、
１１は調節弁、２１．２２．２３はセンサ、２４は第１
制御系の引算器、２５は第１制御系の比例積分器、２６
．２７は第２制御系の引算器、２８は第２制御系の比例
積分器、２９は信号選択器を示す。第１図第２図２５−

Claims

【特許請求の範囲】

１、ボイラの節炭器に並列に設けられた再循環ラインの
循環量を制御することにより、節炭器の入口温度を結露
温度以上に保ち且つ低負荷時のスチーミングを防止する
ようにした節炭器再循環制御装置において、節炭器の入
口温度を検知して該入口温度を結露温度以上の所定値に
保つ第１制御系と、節炭器の出口温度を検知して該出口
温度をドラムの飽和温度より若干低く保つ第２制御系と
、第１制御系と第２制御系の出力の大小から通常運転時
には第１制御系を選択し、低負荷時には第２制御系を選
択して、選択された制御系の出力により再循環ラインの
循環量を制御させる選択器とを設けたことを特徴とする
節炭器再循環制御装置。