JPH0361089B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は石炭焚火力プラントの燃料装置に係
り、特に、微粉炭機の分級器ベーンを可動可能と
し、微粉炭粉砕遅れをなくするに好適な石炭焚火
力プラントの燃料装置に関するものである。

〔発明の背景〕

この種の石炭焚火力プラントの燃料装置は、給
炭機より供給される石炭を微粉炭機によつて微粉
炭とし、これら微粉炭を一次空気により搬送して
バーナを介してボイラに与える燃料供給装置と、
上記給炭機より供給される石炭量及び一次空気量
の情報を取り込み、これら情報を基にボイラ負荷
変化要求に対して先行的に燃料供給装置を駆動制
御して燃料供給量を調節する制御装置とを含んで
構成されている。

上記微粉炭機（以下、単に「ミル」という）に
は固定の分級器ベーンが設けられており、この分
級機ベーンはミル内の微粉炭の再循環量及び微粉
炭粒度を調整できるものである。

上述のような燃料装置によれば、給炭量及び一
次空気量が先行的に駆動されるので、その制御特
性は向上するものの、ミルの粉砕速度を上昇指令
によつて上昇させても微粉炭がミルから出力され
るまで約３分程度かかるため石炭ミルの粉砕遅れ
は根本的に改善されないという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消
し、ミル内における石炭の粉砕遅れをなくし、良
好なる燃料制御を行い得る石炭焚火力プラントの
燃料装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するため、ミル内に
設けられた分級器ベーンを可動翼とし、ミル内の
保有炭を先行的に搬出できるようにしたものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明に係る石炭焚火力プラントの
燃料装置の一実施例を示す構成図である。第１図
において、石炭焚火力プラントの燃料装置１００
は、石炭を微粉炭にしてバーナを介してボイラに
与える燃料供給装置２００と、この燃料供給装置
２００を駆動制御して燃料供給量を調整する制御
装置３００とから構成されている。

上記燃料供給装置２００は、給炭機により供給
される石炭をミル６によつて微粉炭とし、これら
微粉炭を一次空気により搬送してバーナを介して
ボイラに与えると共に、当該ミル２内に設けられ
た分級器ベーン１１が可能可能にされている。

また、制御装置３００は、上記給炭機により供
給される石炭量及び一次空気量の情報を取り込
み、これら情報に基づきボイラ負荷変化要求に対
して先行的に上記燃料供給装置２００を駆動制御
して燃料供給量を調整できるようになつている。

ここで、更に詳しく燃料供給装置２００につい
て第２図乃至第４図を参照して説明する。

上記給炭機２は、ベルトコンベアの速度を検出
する回転検出器３と、ベルトコンベア上に載つた
石炭の重さを測定するロードセル４とを備えて構
成されており、バンカー１からの石炭をミル６に
供給できるようになつている。

上記ミル６は、その内部にミルボール７を備え
ており、これらミルボール７は減速機８で駆動さ
れるミルテーブル９上に転動可能に配設されてい
る。減速機８は電動機１０の回転力を減速してミ
ルテーブル９に伝達するものである。また、ミル
６は、その上部に分級器ベーン１１が回動可能に
設けられており、これら分級器ベーン１１は連結
リング１２に接続され、コントロールドライブ１
３からの駆動力がレバー機構１４を介して連結リ
ング１２に伝達されると、その駆動距離に応じて
分級器ベーン１１が所定の開度となるように構成
されている。

また、ミル６の底部には、一次通風機入口ダン
パ１５と、一次送風機１６と、その下流に備けた
オリフイス１７と、上記ダンパ１５を駆動する一
次空気入口ベーン用コントロールドライブ１８と
を備えた一次空気供給手段が接続されている。

上述のように構成された燃料装置の動作につい
て以下に説明する。

バンカー１からの石炭は、給炭機２に送られ
る。給炭機２内に設けられたベルト上の石炭は、
ロードセル４でその重量が検出される。また、給
炭機２のベルトの回転数は回転検出器３で検出さ
れる。これら重量値と回転数とを掛算することに
より、重量ベースの給炭量を検出できる。

一方、給炭機２からの石炭は、該ベーン上より
ミル６に給炭され、ミル６内のミルボール７で微
粉に粉砕される。このようにされた微粉炭は、図
示矢符Ｇの如く搬送用の一次空気と共に分級器ベ
ーン１１に搬送される。分級器１１で分級された
所定の大きさを超える微粉炭は図示矢符Ｈの如く
再循環路を通り再び粉砕される。それ以外の細か
な微粉炭は、図示矢符Ｊの如く微粉炭搬送路を通
りバーナに送られボイラ内に供給され燃焼され
る。

上述の搬送用一次空気は、微粉炭燃焼に必要な
空気量を一次空気入口ベーン用コントロールドラ
イブ１８に制御指令を与えることにより、一次通
風機入口ダンパ１５の開度を制御する。また、一
次通風機１６で昇圧し、ミル６内の搬送空気とし
て使用される。この一次空気の空気量は、オリフ
イス１７における差圧によつて一次空気差圧検出
器１９をもつて検出される。

電動機１０はミルテーブル９に回転力を与える
ものであり、これを減速機８で減速しミルボール
７に適した回転を与える。

ところで、このミル６において、分級器ベーン
１１を固定とした従来のものは、ミル特性におけ
る石炭／一次空気の比が約0.5〜0.6、ベーン角度
が40〜50度の範囲で固定し運用されていた。ベー
ン角度をあまり大きい角度に常時固定すると、微
粉が搬送される速度が大きくなり、分級器ベーン
１１の摩耗の原因となる。一方あまりその角度を
小さくすると、微粉搬送速度が小さくなり、バツ
クフアイアを起すことになる。従つて、従来の石
炭焚火力プラントがベース負荷用として運転され
ていたことと、負荷変化率が0.5〜1.0％／min程
度で高度な負荷運用がなかつたことから、従来の
分級器ベーン１１の開度は固定されていた。

しかしながら、石炭焚火力プラントも変動負荷
運転をする要請が高まり、このような運用ではこ
の要求に対処できない。そこで、上述の不都合な
点を下記の如く対策してその要求に応えようとし
たものである。

(1) 分級器の摩耗に対しては、材料の強化、セラ
ミツク等の採用により、摩耗に対し技術確立が
された。

(2) バツクフアイア現象については、分級器ベー
ン１１の可動範囲を限定すること、特に下限開
度については、ミニマムロツク設置、また制御
ドライブのメカニカルロツク、更には制御系に
おいてミニマニロツクを低選択器で制限するこ
とにより可動翼を制御できるものである。

(3) ミル内保有炭使用については、一般には、ミ
ル容量に対し、約20％程度の残炭が再循環して
おり、負荷増変化時にこの保有炭量を一時的に
分級器ベーン開度を大きくすることにより、微
粉炭の流速を向上させこれにより保有炭を搬出
して、石炭の粉砕遅れを補償するものである。

しかして、制御装置３００は、負荷変動要求時
に、給炭機指令を出しモータ５を駆動して給炭量
を増大せしめ、電動機１０を駆動してミルボール
７の能力を増大させ、かつ、一次空気入口ベーン
用コントロールドライブ１８にダンパ開指令を与
えてその要求に応えられるようにしている。

第５図は、本発明の実施例に用いる制御装置の
一構成例を示すブロツク図である。第５図におい
て、２２は合計燃料検出器、２３は一次遅れ器、
２４は減算器、２５は掛算器、２６は比例積分演
算器、２７は掛算器、２８は加算器、２９はバイ
アス設定器、３０は自動手動切換器、３１は自動
手動切換器、３３は関数発生器、３４はバイアス
設定器、３５は加算器、３６は一次空気差圧検出
信号、３７は減算器、３８は信号制限器、３９は
自動手動切換器、４０は出力デマンド信号、４１
は微分演算器、５２は微分演算器、５４は信号制
限器、５５は変化率制限器、５７は加算器、５８
は掛算器、５９は信号切換器、６０は加算器、６
１は微分器、６２は信号発生器、６３は信号切換
器、６４は上下限制限器、６５は下限リミツタ、
６６は信号発生器、６７は自動手動切換器、６９
は加算器である。

このような制御装置３００の動作について説明
する。

プラント負荷に見合つた石炭量指令値としての
ミルマスタ指令に対し、給炭機２からの給炭量の
合計値を信号２２として検出し、指令値に対し粉
砕し石炭が出てくるまでに要する時間を一次遅れ
検出器２３で一次遅れした値を減算器２４で減算
する。減算器２４からの偏差信号に対し、運転中
のミル台数によるゲイン補正を掛算器２５で補正
した後に、比例積分調節器２６で比例積分演算
し、偏差がなくなるまで給炭機２を操作する。比
例積分器２６からの偏差信号に対して、掛算器２
７ではカロリー補正を行い、このカロリー補正さ
れた指令値が運転されている各ミルの給炭量指令
信号として出力されることになる。これらの各ミ
ル６に対する指令により、給炭機２の電動機５は
駆動され、石炭量が制限されると共に、一次空気
ダンパ１８を介し一次空気量を制御する。給炭機
指令及び一次空気指令に対し、各ミル単位に制御
可能なときに、バイアス設定器２９及び３４、加
算器２８及び３５で調整する。また、自動手動切
換器３０で給炭量に対する一次空気量を関数発生
器３３で換算し、一次空気ダンパ指令とする。こ
の指令値に対し、一次空気差圧検出器１８からの
信号３６で空気流量を検出し、その偏差をとり減
算器３７でその偏差を検出し、その偏差がなくな
るように比例積分調節器３８で一次空気ダンパ１
５を操作する。

今、負荷変化中の負荷要求値４０に対し、微分
演算器５２で微分し、負荷変化中に見合つた燃料
量を作成し、変化幅を上下限制限器５４で制限し
た後、変化率制限器５５〜５６、加算器５７の組
合せにより燃料系信号、過剰燃料指令／不足燃料
指令を作成し最適な変化率、変化幅を決定してい
た。この信号に対し、掛算器５８でミル台数によ
るゲイン補正をし、加算器６０に加算することに
より先行的に給炭量及び一次空気量を駆動するこ
とができる。従つて制御性は向上することにな
る。

また分級器ベーンの制御系は次のように動作す
る。

まず、通常運転中は、切換器６３はａ側が選択
され、起動停止を含む負荷変化中の過程ではｂ側
が選択される。今、通常運転中切換器６３は、ａ
側が選択され、信号発生器６２は、ある規定角度
（α≒45゜程度）に設定されている。前述の信号発
生器６２の開度信号に従つて、可動翼分級器ベー
ンコントロールドライブ１３を制御する。一方、
起動、停止過程を含む負荷変化中にあつては、切
換器６３は、ｂ側が選択され、負荷変化要求値４
２が微分器６１で微分されることにより、応答の
よい先行信号を作成し、この信号に対し上下限制
限器６４で大幅な変化を制限した信号を作成す
る。

信号発生器６２からの規定角度（α）の信号に
負荷変化中の開度信号として上述のように作成し
た負荷変化開度（±β）信号を加算器６９で加算
する。この合計信号をもつて、分級器ベーンコン
トロールドライブ１２を駆動し、ミル６内の残炭
をはき出す。このように動作することにより、ミ
ル６の粉砕遅れを補償することができる。

第６図は、本発明に係る燃料装置の動作を説明
するために示す波形図である。第６図において、
横軸は時間を示し、縦軸には負荷及び微粉炭量が
示されている。第６図において、は負荷を示
し、〜は微分炭量を示したものである。

第６図に示すように、仮に、負荷がステツプ的
に増加した場合のミル６から搬出される微粉炭量
の応答例を示す。

図中は、従来の制御装置３００におけるフイ
ードバツク系の合計燃料量の応答を示したもので
ある。この図からも解るように、規定石炭量を確
保できるまでには、約180秒程度要することが示
されている。

は、従来の制御装置３００に負荷要求信号の
変化幅に従い石炭燃料量を過剰石炭量／不足石炭
量のオーバアクシヨンの先行制御を付加した場合
の応答を示したものである。先行的に石炭量をオ
ーバ気味にあるいはアンダー気味に投入するた
め、主蒸気温度及び主蒸気圧力変化の対応には効
果があるものの、燃料の粉砕遅れについては上述
ののように粉砕遅れがあり、その粉砕遅れは２
〜３分を要することが理解できる。

は、本発明に係る実施例の動作を示したもの
であり、コントロールドライブ１２の応答遅れを
除いて、早い応答を示すことがわかる。このため
負荷の変化率及び負荷追従性の向上が期待できる
ことがわかるであろう。

要するに、本実施例によれば、給炭機により供
給される石炭を微粉炭機６によつて微粉炭とし、
これら微粉炭を一次空気により搬送してバーナを
介してボイラに与える燃料供給装置２００の該微
粉炭機６内に設けられた分級器ベーン１１を可動
可能に構成し、かつ給炭量及び一次空気量の情報
を取り込み、これらの情報を基にボイラ負荷要求
に対して先行的に上記燃料供給装置２００を駆動
制御して燃料供給量を調節する制御装置３００が
上記負荷要求値に対して先行的に前記分級器ベー
ンの開度を制御できるように構成してなるので、
石炭の粉砕遅れをなくし、良好な燃料供給制御を
行い得るという利点がある。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、微粉炭機内
に設けられた分級器ベーンを可動可能とし、かつ
先行的に当該分級器ベーンの開度を開閉制御する
ことにより微粉炭機内の保有炭を搬出できるの
で、微粉炭機の粉砕遅れがなくなり、良好な燃料
供給制度ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る石炭焚火力プラントの燃
料装置の実施例を示す構成図、第２図は微粉炭機
の構造を示す断面図、第３図は微粉炭機に用いる
分級器ベーンの構造を示す正面図、第４図は同分
級器ベーンの構成を示す平面図、第５図は同制御
装置の一構成例を示すブロツク図、第６図は本発
明の実施例の動作を従来例と共に示す波形図であ
る。 １……石炭バンカ、２……給炭機、３……スピ
ート検出器、４……ロードセル、５……直流電動
機、６……微粉炭機（ミル）、７……微粉炭ボー
ル、８……減速機、９……電動機、１１……分級
器、１３……コントロールドライブ、１５……一
次空気ダンパ、１６……一次通風機、１９……一
次空気差圧検出器、１８……一次空気ダンパ駆動
コントロールドライブ、２２……合計燃料検出
器、２３……一次遅れ器、２４……減算器、２５
……掛算器、２６……比例積分演算器、２７……
掛算器、２８……加算器、２９……バイアス設定
器、３０……自動手動切換器、３１……自動手動
切換器、３３……関数発生器、３４……バイアス
設定器、３５……加算器、３７……減算器、３８
……信号制限器、３９……自動手動切換器、４１
……微分演算器、５２……微分演算器、５４……
信号制限器、５５……変化率制限器、５７……加
算器、５８……掛算器、５９……信号切換器、６
０……加算器、６１……微分器、６２……信号発
生器、６３……信号切換器、６４……上下限制限
器、６５……下限リミツタ、６６……信号発生
器、６７……自動手動切換器、６９……加算器、
１００……燃料装置、２００……燃料供給装置、
３００……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 給炭機より供給される石炭を微粉炭機によつ
   て微粉炭とし、これら微粉炭を一次空気により搬
   送してバーナを介してボイラに与える燃料供給装
   置と、上記給炭機より供給される石炭量及び一次
   空気量の情報を取り込み、これら情報を基にボイ
   ラ負荷変化要求に対して先行的に燃料供給装置を
   駆動制御して燃料供給量を調整する制御装置とを
   含んでなる石炭焚火力プラントの燃料装置におい
   て、上記微粉炭機内に設けられた分級器ベーンを
   可動可能に構成すると共に、上記制御装置は上記
   負荷変化要求値に対して先行的に上記分級器ベー
   ンを開閉駆動できるように構成してなることを特
   徴とする石炭焚火力プラントの燃料装置。