JPH046304A - 循環流動層ボイラの蒸気圧力制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は１循環流動層ボイラの蒸気圧力制御装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来の循環流動層ボイラの蒸気圧力制御装置を第４図ム
こより説明すると、（１）が火炉、（２）が−次空気供
給管、（３）が二次空気供給管、（４）がサイクロン（
５）が蒸発器、（６）がドラム、（７）が過熱器、（８
）が蒸気供給管、（９）が蒸気圧力計、　（１０）が蒸
気圧力制御装置、　（１１）が燃料流量要求信号、　（
１２）が燃料供給装置、　（１３）か燃料供給管、　（
１４）がダンパ、　（１５）が空気供給ファン、　（１
６）が微分器、　（１７）が係数器。

（１８）が定数器、　（１９）が加算器、（２１）が差
分器。

（２２）が定数器、　（２３＞がＰＩＤ調節器、　（２
４）がダンパ開度要求信号で、空気供給ファン（１５）
→−次空気供給管（２）→火炉（１）の底部内へ供給す
る一次空気と、空気供給ファン（１５）→二次空気供給
管（３）→火炉（１）の底部内へ供給する二次空気とに
より。

火炉（１）底部内の燃料、灰１石灰石等の固体粒子を吹
上げる。上記−次空気と上記二次空気との流量比率は、
ダンパ（１４）の開度を変えることにより行われる。そ
して同ダンパ（１４）の開度は、試運転時、設計通りの
燃焼特性が得られるように調整され、その位置に固定さ
れて２通常の運転中には。

開度の調節は行われない。上記−次空気と上記二次空気
とにより吹上げられた固定粒子は、火炉（１）内を浮遊
して、火炉（１）の上部では、均一で。

希薄な固体粒子と気体との混合流体になる。従って火炉
（１）内の比較的広い領域で均一に燃焼しそのため、火
炉（１）内の温度が均一になるとともに、燃焼効率が向
上する。上記吹上げられた固体粒子の殆どは、燃焼ガス
とともに火炉（１）外へ飛散するが、火炉（１）出口に
は、サイクロン（４）があり、固体粒子は同サイクロン
（４）により捕集されて、再び火炉（１）に戻る。この
火炉（１）内には。

蒸発器８５）があり１上記燃焼による発熱を吸収して、
蒸気を生成する。この蒸気は、ドラム（６）により気水
分離され５分離された蒸気は、過熱器（７）へ送られて
、ここで過熱蒸気になり、その後。

蒸気供給管（８）を経てタービン（図示せず）へ送られ
る。この蒸気供給管（８）には、蒸気圧力計（９）があ
り、この蒸気圧力計（９）で得られた蒸気圧力検出信号
が蒸気圧力制御装置（１０）へ送られる。

この蒸気圧力制御装置（１０）は、蒸気圧力を目標値に
維持するためのものであり、定数器（２２）が蒸気圧力
目標値を差分器（２１）へ出力する。この差分器（２１
）は、蒸気圧力の蒸気圧力目標値に対する偏差をＰＩＤ
調節器（２３）へ出力する。このＰＩＩＩ調節器（２３
）は、差分器（２１）からの蒸気圧力偏差に比例−積分
一徹分演算を行って、その結果得られた燃焼流量要求信
号（１１）を燃料供給装置（Ｉ２）へ出力する。

この燃料供給装置（１２）は、上記燃焼流量要求信号（
１１）に基づいて燃料を燃料供給管（１３）を経て火炉
（１）へ供給するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 前記第４図に示す従来の循環流動層ボイラの蒸気圧力制
御装置では、燃料流量が変化してから。

蒸気圧力が変化するまでの時間遅れが大きいにもかかわ
らず、蒸気圧力を燃料流量の調節のみに依存して制御し
ており、蒸気圧力の偏差を小さく押さえることができな
くて、蒸気圧力の整定時間を長くするという問題があっ
た。

本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は、負荷変化時の蒸気圧力の変化幅を小さ
くできて、蒸気圧力の整定時間を短縮できる循環流動層
ボイラの蒸気圧力制御装置を提供しようとする点にある
。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために１本発明は、循環流動層ボ
イラの蒸気圧力を検出し、同蒸気圧力を予め定めた目標
圧力と比較して、その偏差を算出し、この偏差値に基づ
いて火炉への燃料供給量を調節することにより２同蒸気
圧力を目標圧力に維持する循環流動層ボイラの蒸気圧力
制御装置において、前記火炉への燃料供給量調節系と、
循環流動層ボイラからの蒸気流量に基づいて同ボイラの
火炉底部に供給する一次空気及び二次空気の割合を変え
る燃焼空気補正系とを具えている。

（作用） 本発明の循環流動層ボイラの蒸気圧力制御装置は前記の
ように構成されており、循環流動層ボイラの蒸気圧力を
蒸気圧力計により検出して、この検出値を蒸気圧力制御
装置へ送り、ここでこの検出値と予め定めた目標圧力と
を比較して、その偏差を算出し、この偏差値に基づいて
ボイラ火炉への燃料供給量を調節することにより、同蒸
気圧力を目標圧力に維持しているときに、循環流動層ボ
イラからの蒸気流量を蒸気流量計により検出し。

この検出値を蒸気圧力制御装置へ送り１ここでボイラ火
炉底部へ送る一次空気及び二次空気の割合を算出し、こ
の結果に基づいて空気供給源からボイラ火炉底部への一
次空気及び二次空気の割合を変える。

（実施例） 次に本発明の循環流動層ボイラの蒸気圧力制御装置を第
１図に示す一実施例より説明すると、（１）が火炉、（
２）が−次空気供給管、（３）が二次空気供給管、（４
）がサイクロン、（５）が蒸発器、（６）がドラム。

（７）が過熱器、（８）が蒸気供給管、（９）が蒸気圧
力計。

（１０）が蒸気圧力制御装置、　（１１）が燃料流量要
求信号、　（１２）が燃料供給装置、　（１３）か燃料
供給管（１４）がダンパ、　（１５）が空気供給ファン
、　（１６）が微分器、　（１７）が係数器、　（１８
）が定数器、　（１９）が加算器、　（２１）が差分器
、　（２２）が定数器、　（２３）がＰＩＤ調部器、　
（２４）がダンパ開度要求信号で１以上の各部分は従来
の循環流動層ボイラの蒸気圧力制御装置と同一である。

次に本発明で最も特徴とする点を説明すると、　（２０
）が上記供給管（８）に設けた蒸気流量計、　（１６）
が同蒸気流量計（２０）に接続した蒸気圧力制御装置（
１０）の微分器、　（１７）が同微分器（１６）に接続
した係数器、　（１８）が同係数器（１７）に接続した
定数器、　（１９）か同定数器（１８）及び上記係数器
（１７）に接続した加算器、　（２４）が同加算器（１
９）から上記ダンパ（１４）へ出力されるダンパ開度要
求信号である。

次に前記第１図に示す循環流動層ボイラの蒸気圧力制御
装置の作用を具体的に説明する。空気供給ファン（１５
）→−次空気供給管（２）→火炉（１）の底部内へ供給
する一次空気と、空気供給ファン（１５）→二次空気供
給管（３）→火炉（１）の底部内へ供給する二次空気と
により、火炉（１）底部内の燃料、灰１石灰石等の固体
粒子を吹上げる。上記−次空気と上記二次空気との流量
比率は、ダンパ（１４）の開度を変えることにより５行
われる。そして同ダンパ（１４）の開度は、試運転時、
設計通りの燃焼特性が得られるように調整され、その位
置に固定されて１通常の運転中には、開度の調節は行わ
れない。上記−次空気と上記二次空気とにより吹上げら
れた固定粒子は、火炉（１）内を浮遊して。

火炉（１）の上部では、均一で、希薄な固体粒子と気体
との混合流体になる。従って火炉（１）内の比較的広い
領域で均一に燃焼し、そのため、火炉（１）内の温度が
均一になるとともに、燃焼効率が向上する。上記吹上げ
られた固体粒子の殆どは。

燃焼ガスとともに火炉（１）外へ飛散するが、火炉（１
）出口には、サイクロン（４）があり、固体粒子は同サ
イクロン（４）により捕集されて、再び火炉（１）に戻
る。この火炉（１）内には、蒸発器（５）があり、上記
燃焼による発熱を吸収して１蒸気を生成する。この蒸気
は、ドラム（６）により気水分離され１分離された蒸気
は、過熱器（７）へ送られて。

ここで過熱蒸気になり、その後、蒸気供給管（８）を経
てタービン（図示せず）へ送られる。この蒸気供給管（
８）には、蒸気圧力計（９）があり、この蒸気圧力計（
９）で得られた蒸気圧力検出信号が蒸気圧力制御装置（
１０）へ送られる。この蒸気圧力制御装置（１０）は、
蒸気圧力を目標値に維持するためのものであり、定数器
（２２）が蒸気圧力目標値を差分器（２１）へ出力する
。この差分器（２１）は、蒸気圧力の蒸気圧力目標値に
対する偏差をＰＩＤ調節器（２３）へ出力する。このｐ
ｒｏ調節器（２３）は、差分器（２１）からの蒸気圧力
偏差に比例−積分一徹分演算を行って、その結果得られ
た燃焼流量要求信号（１１）を燃料供給装置（１２）へ
出力する。この燃料供給装置（１２）は１上記燃焼流量
要求信号（１１）に基づいて燃料を燃料供給管（１３）
を経て火炉（１）へ供給する。　上記火炉（１）内の高
さ方向の固体粒子の濃度分布は、概ね第２図のようにな
っている。即ち、火炉（１）の下部では、固体粒子の濃
度が高く。

火炉（１）の上部では、固体粒子の濃度が希薄である。

火炉（１）の下部と上部とで固体粒子の濃度に大きな差
があるのは、主として空気流量による。

火炉（１）の下部では、−次空気供給管（２）からの−
次空気のみが流れるのは対して火炉（１）の上部では、
−次空気に加えて二次空気供給管（３）からの二次空気
も流れる。空気流量が大きい程、固体粒子を吹き飛ばす
能力が増大するため、固体粒子の濃度が希薄になる。従
って空気流量の大きな火炉（１）の上部では、固体粒子
が希薄になる。一方。

空気流量の小さな火炉（１）の下部では、固体粒子の濃
度が高くなる。この性質を利用して、供給する空気の総
量を一定に維持したままであっても一次空気と二次空気
との比率を変えることにより火炉（１）内の固体粒子の
濃度分布を変えることができる。例えば最初、火炉（１
）の固体粒子の濃度分布が第２図の実線のようになって
いるとする。

このような固体粒子の濃度分布をもつ火炉（１）の−次
空気と二次空気との比率を変えて、−次空気の比率を増
やすと、火炉（１）の下部の固体粒子の濃度は減少し、
逆に火炉（１）の上部の固体粒子の濃度は増加して、第
２図の破線のような濃度分布になる。固体粒子の濃度は
、蒸発器（５）の表面熱伝達率に影響する。第３図に固
体粒子の濃度と蒸発器（５）の表面熱伝達率との関係を
示す。同第３図により、固体粒子の濃度が増すにつれて
、蒸発器（５）の表面熱伝達率も増加することが判る。

熱伝達係数が固体粒子濃度に依存することから、蒸発器
（５）の伝熱量は、固体粒子の濃度に依存する。

蒸発器（５）は、火炉（１）の上部に位置している。

火炉（１）の上部の固体粒子濃度は、−次空気と二次空
気との比率を変えることにより、燃焼に必要な空気流量
を維持したままで、変化させることができる。つまり蒸
発器（５）の伝熱量は、−次空気と二次空気との比率を
変えるとこにより、調節することができる。ところで主
蒸気圧力は、蒸発器（５）の伝熱量に支配されるという
ことが経験的に知られている。蒸発器（５）の伝熱量は
、−次空気と二次空気との比率を変えることにより、調
節できるので、蒸発器（５）の伝熱量に支配される蒸気
圧力も一次空気と二次空気との比率を変えることにらり
、調節することができる。

（発明の効果） 本発明の循環流動層ボイラの蒸気圧力制御装置は前記の
ように循環流動層ボイラの蒸気圧力を蒸気圧力計により
検出して、この検出値を蒸気圧力制御装置へ送り、ここ
でこの検出値と予め定めた目標圧力とを比較して、その
偏差を算出し、この偏差値に基づいてボイラ火炉への燃
料供給量を調節することにより、同蒸気圧力を目標圧力
に維持しているときに、循環流動層ボイラからの蒸気流
量を蒸気流量計により検出し、この検出値を蒸気圧力制
御装置へ送り、ここでボイラ火炉底部へ送る一次空気及
び二次空気の割合を算出し、この結果に基づいて空気供
給源からボイラ火炉底部への一次空気及び二次空気の割
合を変えるので、蒸気圧力制御装置の性能を向上でき、
負荷変化時の蒸気圧力の変化幅を小さくできて、蒸気圧
力の整定時間を短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる循環流動層ボイラの蒸気圧力制
御装置の一実施例を示す系統図、第２図及び第３図はそ
の作用説明図、第４図は従来の循環流動層ボイラの蒸気
圧力制御装置を示す系統図である。 （１）　　・・・循環流動層ボイラの火炉、（２）・・
・−次空気供給管、（３）・・・二次空気供給管、（４
）・・・サイクロン、（５）・・・蒸発器、（６）・・
・ドラム。 （７）・・・過熱器、（８）・・・蒸気供給管、　（９
）　（１０）（（２１）　（２２）　（２３））　（１
２）・・・燃料供給量調節系。 （２０）　（１０）　（（１６）　（１７）　（１Ｂ）
　（１９）　）　（１４）・・・燃焼空気補正系、（９
）・・・蒸気圧力計、　（１０）　　・・・蒸気圧力制
御装置、　（１２）　　・・・燃料供給装置、　（１３
）　　・・・燃料供給管、　（１４）　　・・・ダンパ
、　（２０）　　・・・蒸気流量計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 循環流動層ボイラの蒸気圧力を検出し、同蒸気圧力を予
   め定めた目標圧力と比較して、その偏差を算出し、この
   偏差値に基づいて火炉への燃料供給量を調節することに
   より、同蒸気圧力を目標圧力に維持する循環流動層ボイ
   ラの蒸気圧力制御装置において、前記火炉への燃料供給
   量調節系と、循環流動層ボイラからの蒸気流量に基づい
   て同ボイラの火炉底部に供給する一次空気及び二次空気
   の割合を変える燃焼空気補正系とを具えていることを特
   徴とした循環流動層ボイラの蒸気圧力制御装置。