JPH0510567B2

JPH0510567B2 -

Info

Publication number: JPH0510567B2
Application number: JP60033256A
Authority: JP
Inventors: Juzo Nakayama
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1993-02-10
Also published as: JPS61191810A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野この発明は、共同火力発電所等で使用される多
種燃料を混焼するボイラ及び負荷を制御する共同
火力の燃焼負荷制御方式に関する。

(ロ) 従来の技術製鉄所に併設される共同火力発電所では、多種
類の燃料を混焼させるのが通常であり、特に高炉
の未然ガスであるBFG（高炉ガス）を有効に利用
するために他の燃料と混合使用している。しかし
このBFGは他の燃料に比べ、カロリが750Kcal／
Ｎm³と極めて低い（例えばCOG：5170Kcal／Ｎ
m³、NG：9000Kcal／Ｎm³、重油：10000Kcal／
Kl）し、またこのガスは高炉の操業状態により、
カロリ量が±50Kcal／Ｎm³程度に変わるという
不安定さがある。それゆえ、この低カロリ、燃焼
不安定なBFGのみでボイラを焚くことは不可能
であり、上記したように他の燃料との混焼とな
る。

第２図に、従来の混焼ボイラの燃焼制御回路を
示している。同図において、BFG流量が定値制
御されるとともに、重油流量を負荷量に応じて変
化し、主蒸気圧力を一定に保つようにマスク制御
するようにしている。すなわち、BFG流量の目
標値設定器１１で設定された目標値とBFG流量
の変化速度を決める変化率設定器１２で設定され
た変化率が変化率演算器１４に入力され、この変
化率演算器１４の出力は所定の目標値まで所定の
変化率で変化していく。この信号とBFG流量と
がコントローラ１５に入力され、このコントロー
ラ１５の出力により、BFG流量が目標値まで所
定の変化率で制御ダンパ１３によつて制御され
る。また重油流量とBFG流量が加算器１６で加
算されてコントローラ１７に入力される。さらに
主蒸気圧量と、設定器１９の主蒸気圧量設定値が
コントローラ１８に入力され、このコントローラ
１８の出力と負荷量を重油流量に換算する演算器
２０により変換された信号が加算器２１で加算さ
れて、コントローラ１７に入力され、このコント
ローラ１７の出力で重油制御弁２２が制御される
ようになつている。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点上記従来の燃焼制御の欠点は、必ずしも全ての
状態に対応して運用制御できないということであ
る。この欠点が生じるのは、共同火力の持つ特性
によるものであるが、通常BFG量は高炉の操業
状態で定まり、操業度が増すとBFGが増量する。
BFG増量の際には、燃料として高カロリ燃料、
例えば重油の量を減じてBFGを増やしていくこ
とになる。しかし燃焼を継続していくためには、
最低限の重油が必要であるところから、第３図に
示すように、重油流量がその最小量に達し、なお
BFGを増量する場合には、ボイラの負荷を上げ
てBFG増量に対応することになる。この場合、
第２図に示した従来の重油マスタ制御では、一旦
重油を増量して負荷を上げ、負荷上昇後にBFG
の設定を上げて、重油を減らすようにしている。
しかし、これでは重油をむだ使いするのみでな
く、重油の増量・減量のための重油ポンプの起
動・停止やバーナの点火、消火等に多大の労力を
要することになる。

そこで、上記の問題を解消するために、すなわ
ち重油を増減せずして第４図に示すように負荷を
上昇させるために、BFGをマスタ運用できるよ
うにし、BFGで負荷をとる方法が考えられる。

ところがBFGで負荷をとるとなると、また新
たな問題が生じる。すなわち、BFGガスは性状
が不安定であり、カロリの変動等があると主蒸気
圧力変動が著しく、この主蒸気圧力の変動を制御
するためにはBFG量の変動が極めて大となる。
BFGは、本来低カロリの燃料であるから、同一
負荷をとるために必要なガス量は非常に多く、ボ
イラ内に蓄積されるガス量の変化が大きくなり、
これが炉内ドラフトの制御や、O₂制御、蒸気温
度制御に極端な悪影響を及ぼすことになる。

この発明は、上記に鑑み、重油等の高カロリ燃
料マスタ制御で、しかも高カロリ燃料を増大させ
ることなく、低カロリ燃料を増減し得るようにし
た共同火力の燃焼負荷制御方式を提供することを
目的としている。

(ニ) 問題点を解決するための手段及び作用この発明の共同火力の燃焼負荷制御方式は、上
記問題点を解決するために、自動燃焼制御装置の
低カロリ燃料の流量制御に自動負荷調整装置の負
荷変化率信号を使用し、また自動燃焼制御装置の
低カロリ燃料の目標値を自動負荷調整装置の負荷
目標値に換算して負荷調整を行うようにしてい
る。

この燃焼負荷制御方式では、設定される負荷変
化率に見合つて低カロリ燃料の流量が制御される
し、また、低カロリ燃料の設定目標値に対して負
荷が調整される。

(ホ) 実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に
説明する。

第１図は、この発明の１実施例を示す共同火力
の燃焼負荷制御装置のブロツク図である。

第１図において、自動燃焼制御装置（ACC）
１は、重油とBFGの流量を自動的に調整して混
焼ボイラの燃焼制御を行う装置であり、自動負荷
調整装置（ALR）２は、負荷量を調整するため
の装置である。この自動負荷調整装置は、従来か
らすでに存在するが、本来的には自動燃焼制御装
置とは全く別個の装置である。

自動燃焼制御装置１は、第２図に示す装置と同
種のものであり、同一番号を付したものは同様の
回路を示している。この実施例の自動燃焼制御装
置１は、第２図のものと相違して、BFG流量変
化率設定器１２よりの信号を切替器２３を介して
変化率設定器１４に加える一方、後で詳述する自
動負荷調整装置２の、負荷変化率−流量変化率換
算用の演算器３７よりの信号を、切替器２３を介
して変化率設定器４に加えるようになつている。
つまり、流量変化率設定器１２あるいは演算器３
７よりの信号のいずれかが切替器２３で選択され
て、変化率設定器１４に加えられるようになつて
いる。

また、さらに、BFG流量目標値を負荷目標値
に換算するための演算器２４を備え、その出力信
号を自動負荷調整装置２に加えるようになつてい
る。

ここで、この自動負荷調整装置の一般的なもの
について若干説明する。第５図に示すように、こ
の自動負荷調整装置は、負荷の目標値を設定する
負荷目標値設定器３１と、負荷の変化率を設定す
る負荷変化率設定器３２と、これら両設定器３
１，３２からの信号を受ける変化率設定器３３、
この変化率設定器３３より出力される設定負荷量
と実負荷量との偏差を求める減算器３４、この減
算器３４の出力をパルス幅に変換するパルス幅変
換器３５からなり、パルス幅変換器３５より偏差
値とその極性に応じたUPパルス信号、DOWNパ
ルス信号を出力し、ロードリミツタモータを駆動
するようになつている。

この自動負荷調整装置で、今、電源がONされ
ると、負荷目標値設定器３１より目標値ａ、また
負荷変化率設定器３２より負荷変化率ｂが出力さ
れると、変化率設定器３３より、傾きがｂで目標
値ａに向かう信号ｃが出力され（第６図参照）、
実負荷量ｄとこの信号ｃとの偏差が減算器３４で
求められ、この偏差に応じたUPパルスあるいは
DOWNパルスがパルス幅変換器３５より、ロー
ドリミツタモータに出力される。

図示していないが、ロードリミツタモータの回
転により、ボイラからタービンに行く蒸気量が変
化し、最終的には発電機の出力（負荷）が上昇ま
たは下降する。

このように、自動負荷調整装置は、運転員が最
初に変化率と目標値のみを設定しておくことによ
り、自動的に負荷の上昇、下降を行わせることが
できるものである。

再び、第１図の実施例装置に戻り、この実施例
装置では自動負荷調整装置２は上記した第５図の
ものに、切替器３６と、負荷変化率をBFGの流
量変化率に換算するための演算器３７を付加した
ものである。すなわち、負荷目標値設定器３１と
演算器２４よりの信号を切替器３６を経て選択的
に変化率設定器３３に加えるように構成する一
方、負荷変化率設定器３２よりの信号を演算器３
７を介して、自動燃焼制御装置１の切替器２３に
加えるようになつている。

実施例装置において、通常は切替器２３及び切
替器３６がいずれも破線矢印側に接続されてお
り、この場合は自動燃焼制御装置１は第２図の従
来装置と、また自動負荷調整装置２は第５図の従
来装置と全様となる。

通常の制御のもとで、重油流量が最小となり、
さらにBFG流量の増量が必要となると、切替器
２３及び３６を実線矢印側に接続される。負荷変
化率設定器３２で設定される負荷変化率が、演算
器３７で流量変化率に換算され、これにより
BFG流量の変化率は、負荷変化率に見合う流量
率変化信号となる。また、流量目標値設定器１１
のBFG流量目標値は、演算器２４で負荷目標値
に換算されて変化率設定器３３に入力される。つ
まり、負荷の目標値は、BFGの目標値に見合う
負荷目標値信号となる。そして、この回路接続に
より、以後自動制御を行えば、BFG流量の変化
によるエネルギーの変化がそのまま負荷の変化に
見合うようになる。そのため、ボイラのエネルギ
ーバランスが保たれた状態で変化していくから、
主蒸気圧力の変動もほとんどなく、助燃用の燃料
である重油もほとんど一定量を保つたままで制御
される。換言すれば、コントローラ１７の設定値
は、主蒸気圧の変動が少なければ、負荷信号の変
化率を演算器１０で重油流量の変化率に換算され
た量で変化していく。これに対し、コントローラ
１７の測定値側の信号は、加算器１６の係数に
て、BFG流量の変化量を重油流量の変化量に換
算された量で変化していく。負荷とBFGのエネ
ルギーバランスがとれているので、偏差のない状
態で各々が変化し、それゆえ重油流量の制御弁２
２は動かない。

以上のように、重油流量が最小の状態でBFG
流量を増大する場合に、重油マスタのまま負荷の
増量を実行することができる。この場合、重油の
変動はBFGのカロリー変動分を補正する程度の
わずかな動きで済むし、主蒸気圧力そのものの変
動もわずかなものとなる。

また、BFGの目標値は、演算器２４によつて
負荷に換算され、切替器３６を経て変化率設定器
３３に加えられるため、BFG目標値設定器１１
でBFGの増量分を設定するのみで、最終的に負
荷をどの位置まで持つて行けば良いか演算され
る。それゆえ、負荷の目標値を計算し、ダイヤル
設定をする必要がなく、自動的にBFGの増量分
に見合う負荷の位置まで上昇し、その位置で停止
する。

(ヘ) 発明の効果この発明によれば、低カロリ燃料の流量制御に
負荷変化率信号を用い、負荷の変化率と低カロリ
燃料の流量変化によるカロリ変化率とのバランス
をとるようにしているので、高カロリ燃料流量の
変化を極力抑え、また主蒸気圧の変動を少なく
し、安定な制御を行うことができる。

また、低カロリ燃料の目標値を負荷換算して、
負荷調整を行うので、負荷調整のための計算、ダ
イヤル操作が不要となり、操作が簡単容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例を示す共同火力
の燃焼負荷制御装置を示すブロツク図、第２図
は、従来の燃料制御装置を示すブロツク図、第３
図は、同燃焼制御装置による負荷、BFG流量及
び重油流量の時間変化例を示す図、第４図は、上
記実施例燃焼負荷制御装置による負荷、BFG流
量及び重油流量の時間変化例を示す図、第５図
は、一般的な自動負荷調整装置を示す回路ブロツ
ク図、第６図は、同自動負荷調整装置の各部のレ
ベルの変化例を示す波形図である。１：自動燃焼制御装置、２：自動負荷調整装
置、１１：BFG目標値設定器、１２：BFG流量
変化率設定器、１３：BFG制御ダンパ、１４，
３３：変化率設定器、１５，１７，１８：コント
ローラ、１６，２１：加算器、２０，２４，３
７：換算演算器、２２：重油制御弁、２３，３
６：切替器、３１：負荷目標値設定器、３２：負
荷変化率設定器、３４：減算器。

Claims

【特許請求の範囲】１自動燃焼制御装置で、高カロリ燃料と低カロ
リ燃料を混焼するボイラの燃焼を制御するととも
に、自動負荷調整装置で負荷を制御する共同火力
の燃焼負荷制御方式であつて、前記自動燃焼制御装置で、高カロリ燃料を負荷
量に応じてマスタ制御して主蒸気圧を一定に保
ち、かつ低カロリ燃料の流量制御に前記自動負荷
調整装置の負荷変化率信号を使用し、また前記自
動燃焼制御装置の低カロリ目標値を前記自動負荷
調整装置の負荷目標値に換算して負荷制御するよ
うにした共同火力の燃焼負荷制御方式。