JPH04292701A - ボイラのドラムレベル制御方法および制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃熱ボイラ等のボイラ
における蒸気ドラムのドラムレベル変動を抑制して適正
な水位を確保できるようにするボイラのドラムレベル制
御方法および制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、資源活用の見地から、都市ご
み等の被焼却物を焼却する流動床式焼却炉の排気ライン
に、排気ガスの熱を利用して稼働させる廃熱ボイラが設
けられる場合がある。

【０００３】このような廃熱ボイラは、通常、ボイラに
供給される給水が排気ガスによって加熱されることによ
り蒸気ドラムから蒸気を発生させる形式となっている。 そして、蒸気ドラムの水のレベル、すなわちドラムレベ
ルの制御は、図４に示す制御フローの如く、ドラムレベ
ル発信器によりドラムレベルを検出し、その信号をドラ
ムレベル調節計に送り、ドラムレベル調節計でドラムレ
ベル設定値と比較され、設定値との偏差に基づき調節信
号が出力される。その信号により、蒸気ドラムから発生
する蒸気発生量を検出する発生蒸気流量発信器からの信
号を補正し、その補正信号を給水流量調節計に送って給
水量を決定し、その信号を給水流量調節弁に送り適正に
調節するようにしている。そして、給水流量は給水流量
発信器により検出され、給水流量調節計にフィードバッ
クされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、流動床式ご
み焼却炉においては、ごみの質や投入量によって燃焼状
態が急激に変動する場合が多々ある。したがって、上記
のような蒸気ドラムから発生する蒸気の量に見合った給
水量を供給するドラムレベルの制御方法では、燃焼状態
に応じてドラムレベルに急激な変動が起こりやすいとい
った課題を有している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであって、請求項１のボイラ
のドラムレベル制御方法は、あらかじめ熱源の燃焼状態
を検出・処理して燃焼変化量を求めるとともに、この燃
焼変化量の信号を先行的に蒸気ドラムに対する給水供給
機構に送り、給水供給機構からの蒸気ドラムに対する給
水量を適正に調節することを特徴としており、請求項２
のボイラのドラムレベル制御装置は、蒸気ドラムのドラ
ムレベルを測定するドラムレベル測定器と、このドラム
レベル測定器の測定値信号をフィードバックとするドラ
ムレベル調節計と、熱源の燃焼状態を検出する燃焼状態
検出器と、この燃焼状態検出器の検出信号が入力されて
燃焼変化量を求める演算器と、その演算結果を給水流量
調節計への設定信号に先行的に加算する加算器と、その
信号に基づき蒸気ドラムへの給水量を調節する給水流量
調節計とを具備することを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明によれば、熱源の燃焼状態の変化量を事
前に把握し、この変化量の信号によって先行的に給水量
の調節を行なうから、熱源に急激な燃焼変動が生じても
ドラムレベルの変動が抑制され、蒸気ドラムの水位が適
切に確保される。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本実施例に係る流動床式ごみ焼却炉に
設置された場合の廃熱ボイラを含む設備の概略図を示し
ている。

【０００８】まずこの設備を説明すると、図中１は焼却
炉本体となる炉体で、この炉体１の内部すなわち炉内１
ａには、砂等の流動媒体Ｓが適宜量貯留されている。こ
の流動媒体Ｓは、定常運転時においては被焼却物Ｇの燃
焼によって高温状態に保たれている。炉体１には、前記
流動媒体Ｓ上に被焼却物を投入するための投入口２、被
焼却物Ｇ中に含まれる不燃物Ｇ０を流動媒体Ｓとともに
排出するための排出口３、燃焼後の排気ガスを排出する
排気口４がそれぞれ設けられている。

【０００９】前記投入口２には、投入シュート５を介し
てスクリュコンベヤ６およびこのスクリュコンベヤ６に
被焼却物Ｇを送り込むホッパ７が接続され、このホッパ
７に被焼却物Ｇを投入することにより、スクリュコンベ
ヤ６、投入シュート５を経て投入口２から被焼却物Ｇが
炉内１ａの流動媒体Ｓ上に落下して供給されるようにな
っている。

【００１０】炉内１ａの底部には、側方に開口する多数
のノズル（図示略）が形成された複数の散気管８が、流
動媒体Ｓに埋まる状態で相互に等間隔をおいて平行に配
列されている。これら散気管８のノズルからは、炉体１
の外部に設けられた燃焼用一次空気（以下一次空気と略
称）供給機構９から供給される一次空気が噴出し、この
一次空気により、流動媒体Ｓおよびこの流動媒体Ｓ上に
供給された被焼却物Ｇが乾燥・熱分解・燃焼、すなわち
一次燃焼するようになっている。

【００１１】また、炉体１には、燃焼用二次空気（以下
二次空気と略称）供給口１３が設けられている。この二
次空気供給口１３からは、炉体１の外部に設けられた二
次空気供給機構１４から供給される二次空気が、流動媒
体Ｓの上方に噴出し、この二次空気は、上述の如く、燃
焼した被燃焼物Ｇから発生する可燃ガスと混合してこれ
らを燃焼（二次燃焼）させる。

【００１２】前記排気口４には、煙突１８に通じる排気
通路１９が接続され、炉内１ａの排気ガスは、排気通路
１９の途中に設置された誘引排風機２０により、排気通
路１９を経て煙突１８から大気に放出されるようになっ
ている。なお、排気通路１９の途中には、上流側から、
排気ガス中のダストを沈降させて除去するダスト沈降室
２１、排気ガスの熱を回収するための廃熱ボイラ２２、
および排気ガス中のダストを電気的に吸着して除去する
電気集塵機２３がそれぞれ設けられている。

【００１３】前記廃熱ボイラ２２においては、給水供給
機構１５から供給されるボイラ給水が、排気ガスとの熱
交換により、蒸気ドラム１６から蒸気として蒸気配管１
７を通して外部へ送り出される。なお、蒸気配管には、
発生蒸気流量発信器２４が設けられており、蒸気ドラム
１６には、ドラムレベル発信器２７が設けられている。 また、給水供給機構１５は、給水ポンプ１０から供給さ
れるボイラ給水流量を調節する給水調節弁１１および給
水流量発信器１２とが具備されている。

【００１４】ところで、本実施例の流動床式ごみ焼却炉
においては、炉体１に、炉内１ａの圧力の変化を測定す
るための炉内圧力発信器２５が設置されており、この炉
内圧力設定器２５の測定値に基づいて、流動床式ごみ焼
却炉の燃焼変動量を検知し、図２に示すドラムレベル制
御システム２６により、給水調節弁１１を先行的に制御
することによってドラムレベルが常に適切に制御される
ようになっている。

【００１５】そのドラムレベル制御システム２６による
ドラムレベル制御方法を、図２にもとづいて以下に説明
する。

【００１６】蒸気ドラム１６へのボイラ給水は、蒸気ド
ラム１６から発生する蒸気流量を発生蒸気流量発信器２
４で測定し、その信号が給水流量調節計２８の設定値と
して入力され、給水流量調節弁１１を経て必要な給水が
蒸気ドラム１６になされる。また、蒸気ドラム１６の水
位はドラムレベル発信器２７によって測定され、その信
号は、ドラムレベル調節計２９にフィードバックされ、
設定値と偏差があれば、それを修正するようドラムレベ
ル調節計２９から修正信号が出され、給水流量調節計２
８への設定信号を、第１の加算器３０により補正する。 これにより、ドラムレベルに偏差が生じた場合、その偏
差が修正される。一方、炉内圧力発信器２５からの信号
を処理し、燃焼変動量を信号処理演算器３１により算出
し、給水流量調節計２８への設定信号に、第２の加算器
３２によって先行的に加算する。

【００１７】従来は、燃焼変動の結果生じたドラムレベ
ル変動を検知して給水流量を制御していたため、ドラム
レベルの変動が大きかったが、上記のように、炉内圧力
の変動から算出された信号を先行要素として加算するこ
とにより、ドラムレベルの変動は大幅に抑制される。ま
た、先行信号は、ドラムレベル信号から条件演算器３３
によって算出される定められた条件でリセットされる。

【００１８】次に、信号処理演算器３１および条件演算
器３３について図３にもとづき説明する。炉内圧力発信
器２５からの信号を平均化演算器３４によって移動平均
値を求め、その値をＰＡＶとする。ここで、燃焼が急激
に激しくなった場合、例にとって説明する。

【００１９】燃焼が急激に激しくなった場合、炉内圧力
が急速に高くなることが知られている。そこで、平均化
演算器３４によって移動平均値ＰＡＶを求め、その信号
に正バイアスＢＨを加算した信号を、炉内圧力発信器２
５からの信号ＰＶより第１の減算器３５によって減算し
て、ＰＶ−（ＰＡＶ＋ＢＨ）を計算する。この減算結果
を、第１のモニタスイッチ３６によって監視し、その信
号の大きさにしたがって第１の開度設定器３７から補正
信号を出す。

【００２０】一方、ドラムレベル発信器２７の信号Ｌが
第１の信号演算器３８によって、 ｄｌ／ｄｔ＜０、　　　　Ｌ≦ＬＨ （ｄｌ／ｄｔ：ドラムレベル変化率、ＬＨ：ドラムレベ
ル上限設定値）の条件が満たされたとき、第１の開度設
定器３７からの信号をリセットする。

【００２１】また、燃焼が急激に低下した場合は、上記
と逆の動作が、それぞれ第２の減算器３９、第２のモニ
タスイッチ４０、第２の開度設定器４１、および第２の
信号演算器４２によって行なわれる。ただし、その際の
リセット条件は、 ｄｌ／ｄｔ＞０、　　　　Ｌ≧ＬＬ （ＬＬ：ドラムレベル下限設定値）である。なお、正バ
イアスＢＨの代わりに負バイアス−ＢＬとなる。

【００２２】上記本実施例によれば、流動床式ごみ焼却
炉の炉内１ａの燃焼状態をあらわす炉内圧力の変化量が
、第２の加算器３２に先行的に入力され、この値により
給水流量調節計２８の設定信号が補正される。すなわち
、炉内１ａの燃焼状態を事前に把握し、ドラムレベルの
変動を事前に予測し給水量の調節を行なうわけである。 したがって、炉内１ａに投入されたごみの質やその量に
より急激に激しい燃焼状態となっても、ドラムレベルの
変動は抑制され、蒸気ドラム１６の水位が適切に確保さ
れる。

【００２３】なお、上記実施例は、流動床式ごみ焼却炉
に設置された廃熱ボイラの例であるが、本発明はこれに
限らず、その多様な熱源に適用できる。また、燃焼状態
の検出に炉内圧力の代わりに別のセンサを設けてもよい
。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のボイラの
ドラムレベル制御方法によれば、熱源の燃焼状態の変化
量を事前に把握し、この変化量の信号によって先行的に
給水量の調節を行なうことにより、熱源に急激な燃焼変
動が生じてもドラムレベルの変動が抑制され、蒸気ドラ
ムの水位が適切に確保されるといった効果を奏し、本発
明のボイラのドラムレベル制御装置によれば、上記方法
が的確に行なえるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の廃熱ボイラが設置された流動床式ご
み焼却炉の概略全体図である。

【図２】ドラムレベル制御システムのフローである。

【図３】信号処理演算器および条件演算器のフローであ
る。

【図４】従来の制御方法を示すフローである。

【符号の説明】

１　　炉体（熱源） １６　　蒸気ドラム ２２　　廃熱ボイラ ２５　　炉内圧力発信器（燃焼状態検出器）２６　　ド
ラムレベル制御システム ２７　　ドラムレベル発信器（ドラムレベル測定器）２
８　　給水流量調節計 ３０　　第１の加算器 ３２　　第２の加算器 ３１　　信号処理演算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ボイラにおける蒸気ドラムのドラムレ
   ベル変動を抑制するドラムレベル制御方法であって、あ
   らかじめ熱源の燃焼状態を検出・処理して燃焼変化量を
   求めるとともに、この燃焼変化量の信号を先行的に蒸気
   ドラムに対する給水供給機構に送り、給水供給機構から
   の蒸気ドラムに対する給水量を適正に調節することを特
   徴とする廃熱ボイラのドラムレベル制御方法。
2. 【請求項２】　　ボイラにおける蒸気ドラムのドラムレ
   ベル変動を抑制するドラムレベル制御装置であって、蒸
   気ドラムのドラムレベルを測定するドラムレベル測定器
   と、このドラムレベル測定器の測定値信号をフィードバ
   ックとするドラムレベル調節計と、熱源の燃焼状態を検
   出する燃焼状態検出器と、この燃焼状態検出器の検出信
   号が入力されて燃焼変化量を求める演算器と、その演算
   結果を給水流量調節計への設定信号に先行的に加算する
   加算器と、その信号に基づき蒸気ドラムへの給水量を調
   節する給水流量調節計とを具備することを特徴とするボ
   イラのドラムレベル制御装置。