JPH0428971B2 - - Google Patents
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- JPH0428971B2 JPH0428971B2 JP58011251A JP1125183A JPH0428971B2 JP H0428971 B2 JPH0428971 B2 JP H0428971B2 JP 58011251 A JP58011251 A JP 58011251A JP 1125183 A JP1125183 A JP 1125183A JP H0428971 B2 JPH0428971 B2 JP H0428971B2
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- gas
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/06—Sampling
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は火力発電プラントのボイラの燃焼系に
係り、特に、燃焼系の被制御対象量がこれに影響
を及ぼす燃焼系入力量に対して拘束に追従する燃
焼制御系に好適な火力プラントの制御方法に関す
る。
係り、特に、燃焼系の被制御対象量がこれに影響
を及ぼす燃焼系入力量に対して拘束に追従する燃
焼制御系に好適な火力プラントの制御方法に関す
る。
第１図は従来からの火力プラントのボイラの燃
焼系の一例を示した構成図である。燃料量制御信
号１１により給炭器１から石炭が石炭ミル２に移
送されここで粉末状となり配管３を通してボイラ
４内に供給される。このボイラ４は前記配管３か
らの燃料と同時に空気Ａが配管５を通して供給さ
れている。ボイラ４内の燃料Ｆ、空気Ａ、再循環
ガスGRはバーナで燃焼し、その生成ガスＧはボ
イラ出口の節炭器６を通り屋外に排出される。こ
の生成ガスＧからは、屋外に排出される時、分析
計７によりガスO2１２が検出される。このよう
な従来の火力プラントのボイラの燃焼系では燃料
Ｆと空気Ａは、バーナの完全燃焼を図るように互
に協調がとられるように制御されているが、この
制御は節炭器６の出口ガスO2の検出値１２が規
定値になるようにフイードバツク制御によつて行
われている。尚、配管５により供給される空気Ａ
は、空気量制御信号１３によつて開閉される弁８
によりその供給量が制御されている。
焼系の一例を示した構成図である。燃料量制御信
号１１により給炭器１から石炭が石炭ミル２に移
送されここで粉末状となり配管３を通してボイラ
４内に供給される。このボイラ４は前記配管３か
らの燃料と同時に空気Ａが配管５を通して供給さ
れている。ボイラ４内の燃料Ｆ、空気Ａ、再循環
ガスGRはバーナで燃焼し、その生成ガスＧはボ
イラ出口の節炭器６を通り屋外に排出される。こ
の生成ガスＧからは、屋外に排出される時、分析
計７によりガスO2１２が検出される。このよう
な従来の火力プラントのボイラの燃焼系では燃料
Ｆと空気Ａは、バーナの完全燃焼を図るように互
に協調がとられるように制御されているが、この
制御は節炭器６の出口ガスO2の検出値１２が規
定値になるようにフイードバツク制御によつて行
われている。尚、配管５により供給される空気Ａ
は、空気量制御信号１３によつて開閉される弁８
によりその供給量が制御されている。
このような従来の燃焼系の制御系では、分析計
７でのガスO2検出遅れT2は約１分であり、ガス
O2生成過程の時定数T1に比較して長いという点
が従来この種の制御系の特徴である。
７でのガスO2検出遅れT2は約１分であり、ガス
O2生成過程の時定数T1に比較して長いという点
が従来この種の制御系の特徴である。
第２図は上記制御系に対する従来の制御方法を
示した構成図である。負荷指令２０により決定さ
れた燃焼指令２２と燃料流量実測値２５の偏差か
ら燃料量制御信号１１が求められると共に、燃焼
指令２２から空気流量目標値２３が作成される。
一方ガスO2設定値２１と検出値１２との偏差を
比例積分器２４で比例積分演算した結果で前記の
空気流量目標値２３を補正し、これと空気流量実
測値２６との偏差から比例、積分動作により空気
流量制御信号１３を与えるものである。
示した構成図である。負荷指令２０により決定さ
れた燃焼指令２２と燃料流量実測値２５の偏差か
ら燃料量制御信号１１が求められると共に、燃焼
指令２２から空気流量目標値２３が作成される。
一方ガスO2設定値２１と検出値１２との偏差を
比例積分器２４で比例積分演算した結果で前記の
空気流量目標値２３を補正し、これと空気流量実
測値２６との偏差から比例、積分動作により空気
流量制御信号１３を与えるものである。
このような従来の制御方法の問題点は、燃焼系
の時定数T1と空気系の応答時定数T2とが異なる
ことと制御対象とするガスO2信号が振動系（脈
動する）であることにある。即ち、分析計７に於
けるガスO2検出遅れT2がガスO2生成過程の時定
数T1に比較して長い為、ガスO2値１２を検出し
てこれに基づいて第２図に示した如く空気流量制
御信号１３を作つて空気流量を変化させた燃料Ｆ
と空気Ａの協調をとるように制御しても、既にそ
の時はボイラ４内の燃焼状態はガスO2値１２を
検出した時点とかなり状態が違つている為、適切
なフイードバツク制御を行うことが出来ないとい
うことである。又、第３図に示すようにガスO2
検出値１２が振動波形である為、第２図の比例積
分器２４の制御ゲインを低く抑えてこの振動波形
に対する応答度を抑制することにより、結果的に
振動波形の影響を取り除くようにしなければなら
ず、この為比例積分器２４の応答度が悪くなり、
負荷指令２０の急激な変化に対しては空気流量の
補正動作が遅れて、ボイラ４内の燃焼状態が適正
値から大きくずれてガスO2値が大きく変動する
という問題がある。
の時定数T1と空気系の応答時定数T2とが異なる
ことと制御対象とするガスO2信号が振動系（脈
動する）であることにある。即ち、分析計７に於
けるガスO2検出遅れT2がガスO2生成過程の時定
数T1に比較して長い為、ガスO2値１２を検出し
てこれに基づいて第２図に示した如く空気流量制
御信号１３を作つて空気流量を変化させた燃料Ｆ
と空気Ａの協調をとるように制御しても、既にそ
の時はボイラ４内の燃焼状態はガスO2値１２を
検出した時点とかなり状態が違つている為、適切
なフイードバツク制御を行うことが出来ないとい
うことである。又、第３図に示すようにガスO2
検出値１２が振動波形である為、第２図の比例積
分器２４の制御ゲインを低く抑えてこの振動波形
に対する応答度を抑制することにより、結果的に
振動波形の影響を取り除くようにしなければなら
ず、この為比例積分器２４の応答度が悪くなり、
負荷指令２０の急激な変化に対しては空気流量の
補正動作が遅れて、ボイラ４内の燃焼状態が適正
値から大きくずれてガスO2値が大きく変動する
という問題がある。
従つて実際のプラントではバーナの燃焼状態か
ら決まる第３図に示したガスO2制限値３０に対
して、上記変動時の余裕分を持たせた第３図の符
号３１で示した運用が余儀なくされ、第３図に示
す燃焼効率が最も良い最適燃焼ポイント３２から
かなりずれた運転が行われる結果、火力プラント
の効率の低下を招く原因となつていた。
ら決まる第３図に示したガスO2制限値３０に対
して、上記変動時の余裕分を持たせた第３図の符
号３１で示した運用が余儀なくされ、第３図に示
す燃焼効率が最も良い最適燃焼ポイント３２から
かなりずれた運転が行われる結果、火力プラント
の効率の低下を招く原因となつていた。
上記のように被制御対象量がこれに影響を及ぼ
す外乱に対して高速に追従する制御系に於いて
は、被制御対象量の検出値の時間協調をとること
が難しく、即ち、検出器に検出応答遅れがある検
出値をフイードバツク信号としてフイードバツク
制御する現状制御方法では、負荷追従性が悪く最
適な制御を行うことが困難であるという欠点があ
つた。
す外乱に対して高速に追従する制御系に於いて
は、被制御対象量の検出値の時間協調をとること
が難しく、即ち、検出器に検出応答遅れがある検
出値をフイードバツク信号としてフイードバツク
制御する現状制御方法では、負荷追従性が悪く最
適な制御を行うことが困難であるという欠点があ
つた。
特開昭55−131623号公報には、排ガス中のO2
値を検出して、空気流量を制御するようにした技
術が、特開昭57−6203号公報には、モデルを用い
た予測値により燃焼を制御する技術が、それぞれ
開示されている。しかし、前者においては、制御
や予測に使用されるモデルを実際のプラント状態
に適合した状態にメインテナンスする点について
は、配慮されていないし、後者においては、検出
される事象と、その事象の起因となる事象の間に
時間的なへだたりがある場合のモデルの修正につ
いては考慮されていない。
値を検出して、空気流量を制御するようにした技
術が、特開昭57−6203号公報には、モデルを用い
た予測値により燃焼を制御する技術が、それぞれ
開示されている。しかし、前者においては、制御
や予測に使用されるモデルを実際のプラント状態
に適合した状態にメインテナンスする点について
は、配慮されていないし、後者においては、検出
される事象と、その事象の起因となる事象の間に
時間的なへだたりがある場合のモデルの修正につ
いては考慮されていない。
本発明の目的は、上記の欠点を解消し、負荷追
従性良く燃料と空気の協調を図つて常に安定な燃
焼を得ることにより高い燃焼効率を保持すること
が出来る火力プラント制御方法を提供することに
ある。
従性良く燃料と空気の協調を図つて常に安定な燃
焼を得ることにより高い燃焼効率を保持すること
が出来る火力プラント制御方法を提供することに
ある。
本発明は、燃料を空気及び再循環ガスと共に取
り込んで燃焼させる燃焼系を有し、この燃焼系の
燃焼ガス中のガスO2値を被制御対象として負荷
の変動に対し常に燃料と空気の協調を図るように
燃焼系を制御する火力プラントにおいて、ガス
O2値に影響を与える燃料量、空気量、再循環ガ
ス量等の各ボイラ入力データを時系列的に記憶す
る記憶手段と、前記記憶手段から所定時の各ボイ
ラ入力データを取込みこれらデータから燃焼によ
つて生じるガスO2値を推定するモデルを備えた
演算手段と、前記演算手段により推定された推定
ガスO2値と前記所定時の燃焼によつて生成され
た燃焼ガス中の実測ガスO2値との誤差評価に基
づいて前記演算手段のモデルを修正するモデル修
正演算手段とを具備し、先ず、ボイラの燃焼ガス
中のある時刻のガスO2値を実測し、このガスO2
値を有する燃焼ガスを生成する燃焼が行われた真
の時刻の燃料量、空気量、再循環ガス量を前記記
憶手段から導出して、これを前記演算手段に入力
して前記ある時刻における燃焼ガス中の推定ガス
O2値を導出し、この推定ガスO2値と前記実測ガ
スO2値との誤差評価を前記モデル修正演算手段
に入力して前記演算手段のモデルを修正し、この
修正されたモデルに現時点での燃料量制御信号、
空気量制御信号、再循環ガス制御信号を入力し
て、現時点での燃焼によつて生成される燃焼ガス
中のガスO2予測値を得、このガスO2予測値をフ
イードバツク信号としてフイードバツク制御系に
与えて空気流量制御信号を得ることにより、上記
目的を達成するものである。
り込んで燃焼させる燃焼系を有し、この燃焼系の
燃焼ガス中のガスO2値を被制御対象として負荷
の変動に対し常に燃料と空気の協調を図るように
燃焼系を制御する火力プラントにおいて、ガス
O2値に影響を与える燃料量、空気量、再循環ガ
ス量等の各ボイラ入力データを時系列的に記憶す
る記憶手段と、前記記憶手段から所定時の各ボイ
ラ入力データを取込みこれらデータから燃焼によ
つて生じるガスO2値を推定するモデルを備えた
演算手段と、前記演算手段により推定された推定
ガスO2値と前記所定時の燃焼によつて生成され
た燃焼ガス中の実測ガスO2値との誤差評価に基
づいて前記演算手段のモデルを修正するモデル修
正演算手段とを具備し、先ず、ボイラの燃焼ガス
中のある時刻のガスO2値を実測し、このガスO2
値を有する燃焼ガスを生成する燃焼が行われた真
の時刻の燃料量、空気量、再循環ガス量を前記記
憶手段から導出して、これを前記演算手段に入力
して前記ある時刻における燃焼ガス中の推定ガス
O2値を導出し、この推定ガスO2値と前記実測ガ
スO2値との誤差評価を前記モデル修正演算手段
に入力して前記演算手段のモデルを修正し、この
修正されたモデルに現時点での燃料量制御信号、
空気量制御信号、再循環ガス制御信号を入力し
て、現時点での燃焼によつて生成される燃焼ガス
中のガスO2予測値を得、このガスO2予測値をフ
イードバツク信号としてフイードバツク制御系に
与えて空気流量制御信号を得ることにより、上記
目的を達成するものである。
次に本発明の原理について第４図に従つて説明
する。プラント４００からは被制御対象量（ガス
O2値）の予測に寄与するプラントの各検出値
（燃料量、空気量、再循環ガス量）４１と、主制
御装置４０１の操作端制御信号（燃料量制御信
号、空気量制御信号、再循環ガス制御信号）４２
とを予測モデル４０２に取り込み、この予測モデ
ル４０２では前記検出値４１、操作端制御信号４
２に基づいて内蔵されている燃焼モデルにより被
制御対象量４３を推定して主制御装置４０１に出
力する。
する。プラント４００からは被制御対象量（ガス
O2値）の予測に寄与するプラントの各検出値
（燃料量、空気量、再循環ガス量）４１と、主制
御装置４０１の操作端制御信号（燃料量制御信
号、空気量制御信号、再循環ガス制御信号）４２
とを予測モデル４０２に取り込み、この予測モデ
ル４０２では前記検出値４１、操作端制御信号４
２に基づいて内蔵されている燃焼モデルにより被
制御対象量４３を推定して主制御装置４０１に出
力する。
被制御対象量４３の推定に際し、予測モデル４
０２は、まず、現時点で検出された燃焼ガス中の
ガスO2値を取り込むとともに、現時点から遡つ
た、該ガスO2値が検出された燃焼ガスが生成さ
れた時点での燃料量、空気量、再循環ガス量の検
出値に基づいてガスO2推定値を算出する。算出
されたガスO2推定値は、前記検出されたガスO2
値と同一時点のものであり、予測モデル４０２
は、両者の偏差をとつて前記燃焼モデルを修正す
る。被制御対象量４３は、この修正された燃焼モ
デルにより算出されるのである。主制御装置４０
１ではこの被制御対象量４３をフイードバツク信
号として従来からのフイードバツク制御を行う。
０２は、まず、現時点で検出された燃焼ガス中の
ガスO2値を取り込むとともに、現時点から遡つ
た、該ガスO2値が検出された燃焼ガスが生成さ
れた時点での燃料量、空気量、再循環ガス量の検
出値に基づいてガスO2推定値を算出する。算出
されたガスO2推定値は、前記検出されたガスO2
値と同一時点のものであり、予測モデル４０２
は、両者の偏差をとつて前記燃焼モデルを修正す
る。被制御対象量４３は、この修正された燃焼モ
デルにより算出されるのである。主制御装置４０
１ではこの被制御対象量４３をフイードバツク信
号として従来からのフイードバツク制御を行う。
このように本発明の火力プラントの制御方法で
は、主制御装置４０１は、予測モデル４０２によ
り推定された被制御対象量４３を用いてプラント
４００の燃焼系の制御を行う為、プラント４００
のボイラ入力量により高速に変動する制御系にて
も負荷追従性の向上を実現することができる。
又、被制御対象量４３が検出されるまでに長時間
要するものに対しても実測検出値との時間協調を
とることを可能とし、この様な被制御対象につい
ても適切な予測値を算出して高効率な制御を可能
としている。さらに、予測モデル４０２に内蔵さ
れて被制御対象量の算出に用いられる燃焼モデル
は、ガスO2値の実測値及び該実測されたガスO2
値を含む燃焼ガスの生成時点における燃料量、空
気量、再循環ガス量の実測値に基づいて修正され
るので、経時変化などによる燃焼モデルと実プラ
ントの差異が解消され、制御の精度が向上する。
は、主制御装置４０１は、予測モデル４０２によ
り推定された被制御対象量４３を用いてプラント
４００の燃焼系の制御を行う為、プラント４００
のボイラ入力量により高速に変動する制御系にて
も負荷追従性の向上を実現することができる。
又、被制御対象量４３が検出されるまでに長時間
要するものに対しても実測検出値との時間協調を
とることを可能とし、この様な被制御対象につい
ても適切な予測値を算出して高効率な制御を可能
としている。さらに、予測モデル４０２に内蔵さ
れて被制御対象量の算出に用いられる燃焼モデル
は、ガスO2値の実測値及び該実測されたガスO2
値を含む燃焼ガスの生成時点における燃料量、空
気量、再循環ガス量の実測値に基づいて修正され
るので、経時変化などによる燃焼モデルと実プラ
ントの差異が解消され、制御の精度が向上する。
以下本発明の一実施例を従来例と同部品は同符
号を用いて図面に従つて説明する。第５図は本発
明の火力プラントの制御方法の一実施例を示した
構成図である。ガスO2予測装置５０には、燃料
量制御信号１１、空気量制御信号１３、再循環ガ
ス制御信号１４と、実測のガスO2値１２、燃料
流量値１５、空気流量値１６、再循環ガス量値１
７とが入力されている。このガスO2予測装置５
０は現時点での推定ガスO2値５２をフイードバ
ツク制御系に出力する。制御系では、負荷指令２
０により決定された燃焼指令２２から燃料量制御
信号１１を求めると共に、燃焼指令２２から空気
流量目標値２３を作成する。一方ガスO2値の設
定値５１と前記ガスO2予測装置５０からの推定
ガスO2値５２との偏差を比例積分器２４により
比例積分演算した結果で前記の空気流量目標値２
３を補正し、これを位相補償回路５３に通して位
相補償した後空気流量実測値との偏差から比例積
分動作により空気流量制御信号１３を得ている。
号を用いて図面に従つて説明する。第５図は本発
明の火力プラントの制御方法の一実施例を示した
構成図である。ガスO2予測装置５０には、燃料
量制御信号１１、空気量制御信号１３、再循環ガ
ス制御信号１４と、実測のガスO2値１２、燃料
流量値１５、空気流量値１６、再循環ガス量値１
７とが入力されている。このガスO2予測装置５
０は現時点での推定ガスO2値５２をフイードバ
ツク制御系に出力する。制御系では、負荷指令２
０により決定された燃焼指令２２から燃料量制御
信号１１を求めると共に、燃焼指令２２から空気
流量目標値２３を作成する。一方ガスO2値の設
定値５１と前記ガスO2予測装置５０からの推定
ガスO2値５２との偏差を比例積分器２４により
比例積分演算した結果で前記の空気流量目標値２
３を補正し、これを位相補償回路５３に通して位
相補償した後空気流量実測値との偏差から比例積
分動作により空気流量制御信号１３を得ている。
このように本実施例では、従来例の時速ガス
O2値を使用する代わりに、ガスO2予測装置５０
からの推定ガスO2値５２を用いている所にその
特徴があると共に、燃料系と空気系の応答時定数
の相異を補償し時間協調を図るための位相補償回
路５３を付加している所にその特徴がある。
O2値を使用する代わりに、ガスO2予測装置５０
からの推定ガスO2値５２を用いている所にその
特徴があると共に、燃料系と空気系の応答時定数
の相異を補償し時間協調を図るための位相補償回
路５３を付加している所にその特徴がある。
第６図は第５図に示したガスO2値予測装置の
詳細例を示した構成図である。プラント６００か
ら図示されない分析計により検出されたｉ時刻の
ガスO2値１２は、フイルタ６４０によりノイズ
除去され、ガスO2検出値６１となる。また、プ
ラント６００の図示されないボイラの中に供給さ
れる燃料流量１５、空気流量１６、再循環ガス量
１７は記憶装置６１０に時系列的に蓄積される。
詳細例を示した構成図である。プラント６００か
ら図示されない分析計により検出されたｉ時刻の
ガスO2値１２は、フイルタ６４０によりノイズ
除去され、ガスO2検出値６１となる。また、プ
ラント６００の図示されないボイラの中に供給さ
れる燃料流量１５、空気流量１６、再循環ガス量
１７は記憶装置６１０に時系列的に蓄積される。
ここで、ｉ時刻のガスO2検出値６１はプラン
ト時定数T1及びガスO2検出器の検出遅れ時間T2
の和（T1＋T2）だけ溯つた時刻ｈにおける燃料
流量、空気流量、再循環ガス流量に起因して発生
したものである。そこで、記憶装置６１０は、こ
の時刻ｈの燃料流量１５ｈ、空気流量１６ｈ、再
循環ガス量１７ｈを選択してボイラ燃焼モデル演
算装置６２０にこれらのデータを出力する。ボイ
ラ燃焼モデル演算装置６２０は、入力された前記
データに基づいて時刻ｉのガスO2値６２ｉを予
測してこれを算出する。
ト時定数T1及びガスO2検出器の検出遅れ時間T2
の和（T1＋T2）だけ溯つた時刻ｈにおける燃料
流量、空気流量、再循環ガス流量に起因して発生
したものである。そこで、記憶装置６１０は、こ
の時刻ｈの燃料流量１５ｈ、空気流量１６ｈ、再
循環ガス量１７ｈを選択してボイラ燃焼モデル演
算装置６２０にこれらのデータを出力する。ボイ
ラ燃焼モデル演算装置６２０は、入力された前記
データに基づいて時刻ｉのガスO2値６２ｉを予
測してこれを算出する。
ここで、ガスO2値は下記式により導出される。
O2＝0.2｛FA＋f(FF)｝／FA＋FF＋FGRF＋f(〓p2)……(
1) 但し、FAはボイラ空気流量、FFは燃料流量、
f(FF)は理論空気流量、FGRFは再循環ガス流量、
f(〓p2)はモデル修正量（第６図のモデル修正量６６
に同じ）を示している。
1) 但し、FAはボイラ空気流量、FFは燃料流量、
f(FF)は理論空気流量、FGRFは再循環ガス流量、
f(〓p2)はモデル修正量（第６図のモデル修正量６６
に同じ）を示している。
次に、ボイラ燃焼モデル演算装置６２０にて(1)
式に基づいて算出されたｉ時刻の推定ガスO2値
６２ｉはフイルタ６３０を通してノイズが除去さ
れて推定ガスO2値６３となり、この推定値６３
とｉ時刻における実測ガスO2値６１とは加算器
６５０にて偏差がとられ、この偏差６４は誤差評
価装置６６０に入力される。なお、推定ガスO2
値６３と実測ガスO2値６１とは時間協調がとら
れている点に注意されたい。
式に基づいて算出されたｉ時刻の推定ガスO2値
６２ｉはフイルタ６３０を通してノイズが除去さ
れて推定ガスO2値６３となり、この推定値６３
とｉ時刻における実測ガスO2値６１とは加算器
６５０にて偏差がとられ、この偏差６４は誤差評
価装置６６０に入力される。なお、推定ガスO2
値６３と実測ガスO2値６１とは時間協調がとら
れている点に注意されたい。
前記推定値６３と検出値６１との偏差信号６４
は誤差評価装置６６０にて誤差評価され、この結
果である誤差評価信号６５はモデル修正演算装置
６７０に入力される。このモデル修正演算装置６
７０では、前記誤差評価信号６５に基づいてモデ
ルの修正量６６を演算してこれをボイラ燃焼モデ
ル演算装置６２０に出力する。ボイラ燃焼モデル
演算装置６２０では入力されるモデル修正量６６
にて逐次演算の基礎となるボイラ燃焼モデルを修
正してモデルの適正化を図る。一方、燃料量制御
信号１１、空気量制御信号１３、再循環ガス制御
信号１４は流量変換器６８０により流量ベースに
変換され、燃料流量６７、空気流量６８、再循環
ガス流量６９となつてボイラ燃焼モデル演算装置
６２０に入力される。ボイラ燃焼モデル６２０は
これらのデータから前記ｉ時点より（T1＋T2）
時間先の適切な推定ガスO2値５２を出力する。
なおこの推定ガスO2値５２は振動波形中の真値
を推定している安定なものであり、実測値のガス
O2値と違つて振動は排除されている。
は誤差評価装置６６０にて誤差評価され、この結
果である誤差評価信号６５はモデル修正演算装置
６７０に入力される。このモデル修正演算装置６
７０では、前記誤差評価信号６５に基づいてモデ
ルの修正量６６を演算してこれをボイラ燃焼モデ
ル演算装置６２０に出力する。ボイラ燃焼モデル
演算装置６２０では入力されるモデル修正量６６
にて逐次演算の基礎となるボイラ燃焼モデルを修
正してモデルの適正化を図る。一方、燃料量制御
信号１１、空気量制御信号１３、再循環ガス制御
信号１４は流量変換器６８０により流量ベースに
変換され、燃料流量６７、空気流量６８、再循環
ガス流量６９となつてボイラ燃焼モデル演算装置
６２０に入力される。ボイラ燃焼モデル６２０は
これらのデータから前記ｉ時点より（T1＋T2）
時間先の適切な推定ガスO2値５２を出力する。
なおこの推定ガスO2値５２は振動波形中の真値
を推定している安定なものであり、実測値のガス
O2値と違つて振動は排除されている。
本実施例によれば、火力プラントのボイラ内の
燃料と空気量との協調を図るためのフイードバツ
ク制御系に、ガスO2予測装置５０が(1)式に基づ
いて演算した現時点の推定ガスO2値５２をフイ
ードバツク信号として入力し、これに基づいて最
適な空気量制御信号１３を得るため、ボイラ入力
量により高速に変動する燃焼系に対して負荷追従
性良く最適な制御を行なう効果がある。また、推
定ガスO2値５２は安定しているため、比例積分
器２４のゲインを上げることができ制御系の応答
度を向上させる効果があると共に、フイードバツ
ク信号の振動による変動時の余裕分をとる必要が
ないため、常に最適燃焼ポイントで燃焼系を制御
することができ、火力プラントの効率を向上させ
る効果がある。
燃料と空気量との協調を図るためのフイードバツ
ク制御系に、ガスO2予測装置５０が(1)式に基づ
いて演算した現時点の推定ガスO2値５２をフイ
ードバツク信号として入力し、これに基づいて最
適な空気量制御信号１３を得るため、ボイラ入力
量により高速に変動する燃焼系に対して負荷追従
性良く最適な制御を行なう効果がある。また、推
定ガスO2値５２は安定しているため、比例積分
器２４のゲインを上げることができ制御系の応答
度を向上させる効果があると共に、フイードバツ
ク信号の振動による変動時の余裕分をとる必要が
ないため、常に最適燃焼ポイントで燃焼系を制御
することができ、火力プラントの効率を向上させ
る効果がある。
なお、本実施例に用いたガスO2予測モデル演
算装置はこの装置に内蔵されている数学的手法に
よつて作られるモデルを変えることにより火力プ
ラントのガスO2制御のみならず、火炉ドラフト
制御、NOX制御、カロリ変動による補正制御等
の外乱に対し高速に応答する被制御量を有する制
御系の各分野において適用することができ同様の
効果を期待することができる。
算装置はこの装置に内蔵されている数学的手法に
よつて作られるモデルを変えることにより火力プ
ラントのガスO2制御のみならず、火炉ドラフト
制御、NOX制御、カロリ変動による補正制御等
の外乱に対し高速に応答する被制御量を有する制
御系の各分野において適用することができ同様の
効果を期待することができる。
以上記述した如く本発明の火力プラントの制御
方法によれば、ガスO2予測モデルにより演算推
定した推定ガスO2値をフイードバツク制御系の
フイードバツク信号とすることにより、応答度良
く燃料と空気の協調を図つて常に安定な燃焼を得
ることにより高い燃焼効率を保持することができ
る。また、前記ガスO2予測モデル（燃焼モデル）
が、実測されたガスO2値及び該実測されたガス
O2値を含む燃焼ガスの生成時点における燃料量、
空気量、再循環ガス量の実測値に基づいて修正さ
れるので、ガスO2予測モデル（燃焼モデル）と
実プラントの差異が解消され、効果的な先行制御
が可能となつて制御の精度が向上する。
方法によれば、ガスO2予測モデルにより演算推
定した推定ガスO2値をフイードバツク制御系の
フイードバツク信号とすることにより、応答度良
く燃料と空気の協調を図つて常に安定な燃焼を得
ることにより高い燃焼効率を保持することができ
る。また、前記ガスO2予測モデル（燃焼モデル）
が、実測されたガスO2値及び該実測されたガス
O2値を含む燃焼ガスの生成時点における燃料量、
空気量、再循環ガス量の実測値に基づいて修正さ
れるので、ガスO2予測モデル（燃焼モデル）と
実プラントの差異が解消され、効果的な先行制御
が可能となつて制御の精度が向上する。
第１図は従来の制御方法を適用した火力プラン
トのボイラの燃焼系の一例を示す構成図、第２図
は従来の火力プラントの燃焼制御系統を示す構成
図、第３図は従来の節炭器の出口ガスO2値の時
間変化を示す線図、第４図は本発明の原理を示す
説明図、第５図は本発明の火力プラントの燃焼方
法を適用したボイラ燃焼制御系統の一実施例を示
す構成図、第６図は第５図に示したガスO2予測
モデル演算装置の詳細例を示す構成図である。 ５０……ガスO2予測装置、５２……推定ガス
O2値、６００……プラント、６１０……記憶装
置、６２０……ボイラ燃焼モデル演算装置、６７
０……モデル修正演算装置。
トのボイラの燃焼系の一例を示す構成図、第２図
は従来の火力プラントの燃焼制御系統を示す構成
図、第３図は従来の節炭器の出口ガスO2値の時
間変化を示す線図、第４図は本発明の原理を示す
説明図、第５図は本発明の火力プラントの燃焼方
法を適用したボイラ燃焼制御系統の一実施例を示
す構成図、第６図は第５図に示したガスO2予測
モデル演算装置の詳細例を示す構成図である。 ５０……ガスO2予測装置、５２……推定ガス
O2値、６００……プラント、６１０……記憶装
置、６２０……ボイラ燃焼モデル演算装置、６７
０……モデル修正演算装置。
Claims (1)
- １ 燃料を空気及び再循環ガスと共に取り込んで
燃焼させる燃焼系を有し、この燃焼系の燃焼ガス
中のガスO2値を被制御対象として負荷の変動に
対し常に燃料と空気の協調を図るように燃焼系を
制御する火力プラントにおいて、ガスO2値に影
響を与える燃料量、空気量、再循環ガス量等の各
ボイラ入力データを時系列的に記憶する記憶手段
と、前記記憶手段から所定時の各ボイラ入力デー
タを取込みこれらデータから燃焼によつて生じる
ガスO2値を推定するモデルを備えた演算手段と、
前記演算手段により推定された推定ガスO2値と
前記所定時の燃焼によつて生成された燃焼ガス中
の実測ガスO2値との誤差評価に基づいて前記演
算手段のモデルを修正するモデル修正演算手段と
を具備し、先ず、ボイラの燃焼ガス中のある時刻
のガスO2値を実測し、このガスO2値を有する燃
焼ガスを生成する燃焼が行われた真の時刻の燃料
量、空気量、再循環ガス量を前記記憶手段から導
出して、これを前記演算手段に入力して前記ある
時刻における燃焼ガス中の推定ガスO2値を導出
し、この推定ガスO2値と前記実測ガスO2値との
誤差評価を前記モデル修正演算手段に入力して前
記演算手段のモデルを修正し、この修正されたモ
デルに現時点での燃料量制御信号、空気量制御信
号、再循環ガス制御信号を入力して、現時点での
燃焼によつて生成される燃焼ガス中のガスO2予
測値を得、このガスO2予測値をフイードバツク
信号としてフイードバツク制御系に与えることに
より空気流量を制御することを特徴とする火力プ
ラントの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58011251A JPS59137717A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 火力プラントの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58011251A JPS59137717A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 火力プラントの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137717A JPS59137717A (ja) | 1984-08-07 |
| JPH0428971B2 true JPH0428971B2 (ja) | 1992-05-15 |
Family
ID=11772717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58011251A Granted JPS59137717A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 火力プラントの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59137717A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156306A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Toshiba Corp | 模擬制御装置 |
| JPH0750576B2 (ja) * | 1986-01-31 | 1995-05-31 | 株式会社安川電機 | 電線被覆ラインの線径制御装置 |
| JP2724839B2 (ja) * | 1988-08-01 | 1998-03-09 | 株式会社日立製作所 | 燃焼状態診断方法および装置 |
| JPH0566805A (ja) * | 1990-03-09 | 1993-03-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | コンピユータ統合化製造システム |
| CA2583512C (en) * | 2004-10-14 | 2013-08-06 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | A method and apparatus for monitoring and controlling the stability of a burner of a fired heater |
| CN112459853B (zh) * | 2020-10-16 | 2022-11-29 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种提高火电机组负荷动态响应性能的汽机控制方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55131623A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-13 | Babcock Hitachi Kk | Method of proper combustion for combustor |
| JPS576203A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-13 | Hitachi Ltd | Boiler steam temperature control system |
-
1983
- 1983-01-28 JP JP58011251A patent/JPS59137717A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55131623A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-13 | Babcock Hitachi Kk | Method of proper combustion for combustor |
| JPS576203A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-13 | Hitachi Ltd | Boiler steam temperature control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59137717A (ja) | 1984-08-07 |
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