JPH09170753A - 石炭焚ボイラの一次空気圧力制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミル差圧に応じて一次空気圧力設定値を修正
し得、一次通風機の動力の低減を図り得る石炭焚ボイラ
の一次空気圧力制御方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ボイラ負荷指令に基づいて決定される一
次空気圧力設定値１５に対し、ミル差圧検出器１３で検
出されたミル差圧に基づいて決定される一次空気圧力設
定値修正量２１を加算して一次空気圧力修正設定値２３
を求め、一次空気圧力検出器９で検出された一次空気の
圧力が前記一次空気圧力修正設定値２３となるよう、一
次通風機６の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭焚ボイラの一
次空気圧力制御方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、石炭焚ボイラは、図３に示され
る如く、押込通風機（ＦＤＦ）１によって昇圧された燃
焼用空気（二次空気）を、空気予熱器２で加熱した後、
ボイラ３の火炉４に配設された複数のバーナ５へ送給す
ると共に、前記燃焼用空気の一部を分岐させて一次通風
機（ＰＡＦ）６へ導き、該一次通風機６によって昇圧さ
れた一次空気を、前記空気予熱器２で加熱した後、複数
（図３の例ではＡ，Ｂ，Ｃの三基）のミル７へ導入し、
該各ミル７で粉砕された燃料としての微粉炭を、前記各
バーナ５へ搬送することにより、火炉４内において燃焼
を行うようにしている。

【０００３】前記押込通風機１の下流側には、ボイラ３
の火炉４へ供給される全体の空気量を計測する流量計８
が設けられ、前記一次通風機６の下流側には、空気予熱
器２で加熱され各ミル７へ供給される一次空気の圧力を
検出する一次空気圧力検出器９が設けられると共に、前
記空気予熱器２で加熱される一次空気と空気予熱器２を
バイパスする一次空気との流量を調整し各ミル７へ供給
される一次空気の温度を調節する温度調節ダンパ１０が
設けられ、更にその下流側には、各ミル７へ供給される
一次空気の流量を調整する流量調整ダンパ１１と、各ミ
ル７へ供給される一次空気の流量を計測する流量計１２
とが設けられており、又、各ミル７には、各ミル７のミ
ル差圧（＝ミル入口圧力−ミル出口圧力）を検出するミ
ル差圧検出器１３が設けられている。

【０００４】前記ボイラ３の火炉４へ供給される全体の
空気量は、ボイラ負荷指令に応じて投入される燃料に見
合った量となるよう、押込通風機１の下流側に設けられ
た流量計８の計測値に基づき、押込通風機１の入口ベー
ン１ａの開度を適宜調整することにより、制御されるよ
うになっている。

【０００５】又、空気予熱器２で加熱され各ミル７へ供
給される一次空気の圧力は、一次空気圧力検出器９によ
って検出され、図４に示される如く、ボイラ負荷指令
（ＭＷＤ）に基づき関数発生器１４から出力される一次
空気圧力設定値１５と前記一次空気圧力検出器９で検出
された一次空気の圧力との差が減算器１６において求め
られ、圧力偏差信号１７が比例積分微分調節器１８へ出
力され、該比例積分微分調節器１８において、前記減算
器１６から出力される圧力偏差信号１７が零となるよう
一次通風機６へ制御用の開度指令１９が出力され、一次
通風機６の入口ベーン６ａの開度が調整され、これによ
り前記一次空気の圧力が一次空気圧力設定値１５に保持
されるようになっている。

【０００６】尚、前記関数発生器１４には、試運転時に
採取したデータに基づき、図５に示されるような関数が
入力されており、該関数は、ボイラ負荷指令の増減に対
応させて一次空気圧力設定値１５を増減させることを表
わしている。

【０００７】更に又、前記各ミル７へ供給される一次空
気の流量は、ボイラ負荷指令に応じて各ミル７へ投入さ
れる石炭の給炭量に基づいて決定される一次空気流量の
設定値に見合った量となるよう、流量調整ダンパ１１の
下流側に設けられた流量計１２の計測値に基づき、流量
調整ダンパ１１の開度を適宜調整することにより、制御
されるようになっている。

【０００８】尚、上述の例においては、押込通風機１並
びに一次通風機６として遠心ファンを用いた場合を示し
ているが、押込通風機１並びに一次通風機６として軸流
ファンを用いた場合には、各々の入口ベーン１ａ，６ａ
ではなく動翼の開度が調整されることとなる。又、この
場合には、押込通風機１の入口側に流量計８が設置され
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述の如き石炭焚ボイ
ラの場合、燃料として使用される石炭の炭種は、ミルの
粉砕性に関して優良なものから劣悪なものまで非常に多
種に亘り、優良な石炭ほど、粉砕されやすく、ミル７内
部での循環量が少なくなり、ミル差圧が小さくなる一
方、劣悪な石炭ほど、粉砕されにくく、ミル７内部での
循環量が多くなり、ミル差圧が大きくなるため、従来に
おいては、ミル差圧が最大となる劣悪な石炭をベースに
一次空気圧力設定値を決定していた。即ち、図５に示さ
れる如き、ボイラ負荷指令に対する一次空気圧力設定値
１５を求めるための関数は、ミル差圧が最大となる劣悪
な石炭を基準として設定されているのである。

【００１０】前述の如く、ミル差圧が最大となる劣悪な
石炭をベースに一次空気圧力設定値１５を決定した場
合、標準的な石炭や優良な石炭を使用した時には、ミル
差圧が小さくなり、そのままではミル７へ導入される一
次空気の流量が増加してしまうため、前記ミル差圧が小
さくなった分に相当する分だけ、流量調整ダンパ１１の
開度が絞り込まれて流量調整が行われることとなり、そ
の結果として、前記流量調整ダンパ１１の部分で一次空
気に対してより大きな圧力損失が与えられる形となって
いた。

【００１１】本来、ミル差圧が小さくなれば、その分、
一次通風機６の駆動による一次空気の圧送を抑制し得る
ところであるが、従来の場合には、一次通風機６の駆動
による一次空気の圧送に関しては、ボイラ負荷指令に基
づいて決定される一次空気圧力設定値１５だけで制御さ
れており、石炭の炭種の変化については全く考慮されて
いないため、標準的な石炭や優良な石炭を使用した時に
は、一次通風機６の動力が無駄に消費されているのが現
状であった。

【００１２】本発明は、斯かる実情に鑑み、ミル差圧に
応じて一次空気圧力設定値を修正し得、一次通風機の動
力の低減を図り得る石炭焚ボイラの一次空気圧力制御方
法及び装置を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、一次通風機６
から圧送される一次空気により、ミル７で粉砕された微
粉炭を、ボイラ３の火炉４に配設されたバーナ５へ搬送
する石炭焚ボイラの一次空気圧力制御方法であって、ボ
イラ負荷指令に基づいて決定される一次空気圧力設定値
１５に対し、ミル差圧検出器１３で検出されたミル差圧
に基づいて決定される一次空気圧力設定値修正量２１を
加算して一次空気圧力修正設定値２３を求め、一次空気
圧力検出器９で検出された一次空気の圧力が前記一次空
気圧力修正設定値２３となるよう、一次通風機６の制御
を行うことを特徴とする石炭焚ボイラの一次空気圧力制
御方法にかかるものである。

【００１４】又、本発明は、一次通風機６から圧送され
る一次空気により、ミル７で粉砕された微粉炭を、ボイ
ラ３の火炉４に配設されたバーナ５へ搬送する石炭焚ボ
イラの一次空気圧力制御装置であって、ボイラ負荷指令
に基づき一次空気圧力設定値１５を出力する関数発生器
１４と、ミル７のミル差圧を検出するミル差圧検出器１
３と、該ミル差圧検出器１３で検出されたミル差圧に基
づき一次空気圧力設定値修正量２１を出力する関数発生
器２０と、前記関数発生器１４から出力される一次空気
圧力設定値１５に対し、前記関数発生器２０から出力さ
れる一次空気圧力設定値修正量２１を加算し、一次空気
圧力修正設定値２３を出力する加算器２２と、一次通風
機６から圧送される一次空気の圧力を検出する一次空気
圧力検出器９と、該一次空気圧力検出器９で検出された
一次空気の圧力と前記加算器２２から出力される一次空
気圧力修正設定値２３との差を求め、圧力偏差信号１７
を出力する減算器１６と、該減算器１６から出力される
圧力偏差信号１７が零となるよう一次通風機６へ制御用
の開度指令１９を出力する比例積分微分調節器１８とを
備えたことを特徴とする石炭焚ボイラの一次空気圧力制
御装置にかかるものである。

【００１５】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１６】本発明の石炭焚ボイラの一次空気圧力制御
方法においては、ボイラ負荷指令に基づいて決定される
一次空気圧力設定値１５に対し、ミル差圧検出器１３で
検出されたミル差圧に基づいて決定される一次空気圧力
設定値修正量２１が加算されて一次空気圧力修正設定値
２３が求められ、一次空気圧力検出器９で検出された一
次空気の圧力が前記一次空気圧力修正設定値２３となる
よう、一次通風機６の制御が行われるため、ミル差圧が
小さくなれば、その分、一次通風機６の駆動による一次
空気の圧送が抑制される形となり、一次通風機６の動力
が低減されることとなる。

【００１７】又、本発明の石炭焚ボイラの一次空気圧力
制御装置においては、燃料として使用される石炭の炭種
が、例えば、劣悪なものから標準的なものに変更され、
ミル差圧が小さくなると、ミル差圧検出器１３で検出さ
れたミル差圧に基づき関数発生器２０において一次空気
圧力設定値修正量２１が求められて加算器２２へ出力さ
れ、該加算器２２において、ボイラ負荷指令に基づいて
関数発生器１４から出力される一次空気圧力設定値１５
に対し、前記関数発生器２０から出力される一次空気圧
力設定値修正量２１が加算され、一次空気圧力修正設定
値２３が減算器１６へ出力され、該減算器１６におい
て、前記一次空気圧力修正設定値２３と一次空気圧力検
出器９で検出された一次空気の圧力との差が求められ、
圧力偏差信号１７が比例積分微分調節器１８へ出力さ
れ、該比例積分微分調節器１８において、前記減算器１
６から出力される圧力偏差信号１７が零となるよう一次
通風機６へ制御用の開度指令１９が出力され、一次通風
機６の入口ベーン６ａの開度が調整され、これにより前
記一次空気の圧力が一次空気圧力修正設定値２３に保持
される。

【００１８】この結果、ミル差圧が小さくなれば、その
分、一次通風機６の駆動による一次空気の圧送が抑制さ
れる形となり、一次通風機６の動力が低減されることと
なる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００２０】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図３〜図５と同一の符号を付した部分は同一
物を表わしており、図４に示す制御系を基本とし、更
に、ミル差圧検出器１３で検出されたミル差圧に基づき
一次空気圧力設定値修正量２１を出力する関数発生器２
０と、関数発生器１４から出力される一次空気圧力設定
値１５に対し、前記関数発生器２０から出力される一次
空気圧力設定値修正量２１を加算し、一次空気圧力修正
設定値２３を減算器１６へ出力する加算器２２とを追加
装備したものである。

【００２１】尚、前記関数発生器２０には、試運転時に
採取したデータに基づき、図２に示されるような関数が
入力されており、該関数は、ミル差圧が最大の場合を基
準として、ミル差圧の減少に対応させて一次空気圧力設
定値修正量２１の絶対値を略反比例させる形で増加させ
て行き、ミル差圧がある値以下となる領域では一次空気
圧力設定値修正量２１を増加させずに略一定とすること
を表わしている。又、前記関数発生器２０から出力され
る一次空気圧力設定値修正量２１は、負の値として出力
されるようにしてある。

【００２２】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２３】燃料として使用される石炭の炭種が、例え
ば、劣悪なものから標準的なものに変更され、ミル差圧
が小さくなると、ミル差圧検出器１３で検出されたミル
差圧に基づき関数発生器２０において一次空気圧力設定
値修正量２１が求められて加算器２２へ出力され、該加
算器２２において、ボイラ負荷指令に基づいて関数発生
器１４から出力される一次空気圧力設定値１５に対し、
前記関数発生器２０から出力される一次空気圧力設定値
修正量２１が加算され、一次空気圧力修正設定値２３が
減算器１６へ出力され、該減算器１６において、前記一
次空気圧力修正設定値２３と一次空気圧力検出器９で検
出された一次空気の圧力との差が求められ、圧力偏差信
号１７が比例積分微分調節器１８へ出力され、該比例積
分微分調節器１８において、前記減算器１６から出力さ
れる圧力偏差信号１７が零となるよう一次通風機６へ制
御用の開度指令１９が出力され、一次通風機６の入口ベ
ーン６ａの開度が所要量だけ絞られる方向に調整され、
これにより前記一次空気の圧力が一次空気圧力修正設定
値２３に保持される。

【００２４】この結果、ミル差圧が小さくなれば、その
分、一次通風機６の駆動による一次空気の圧送が抑制さ
れる形となり、一次通風機６の動力が低減されることと
なる。

【００２５】尚、運転中のミル７が複数台あって、夫々
のミル差圧が異なっている場合には、最大のミル差圧に
応じて一次空気圧力設定値修正量２１を決定するように
なっている。

【００２６】又、前記一次空気圧力設定値修正量２１に
ついては、図２中仮想線で示す如く、ボイラ負荷指令の
ある大きさ（例えば、１００％と５０％）毎に関数を複
数設定し、ミル差圧だけではなくボイラ負荷指令を加味
して出力を決定するようにしたり、或いは、図示してい
ないが、更にミル７の運転台数等をも加味して出力を決
定するようにすることも可能である。

【００２７】こうして、ミル差圧に応じて一次空気圧力
設定値１５を修正し得、一次通風機６の動力の低減を図
り得る。

【００２８】尚、本発明の石炭焚ボイラの一次空気圧力
制御方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるも
のではなく、一次通風機６として遠心ファンではなく軸
流ファンを用いた場合には、入口ベーン６ａではなく動
翼の開度を調整すればよいこと等、その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。

【００２９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の石炭焚ボ
イラの一次空気圧力制御方法及び装置によれば、ミル差
圧に応じて一次空気圧力設定値を修正し得、一次通風機
の動力の低減を図り得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例のブロック図であ
る。

【図２】図１に示される関数発生器２０に設定されてい
る関数を表わす線図である。

【図３】一般的な石炭焚ボイラの全体概要構成図であ
る。

【図４】従来における石炭焚ボイラの一次空気圧力制御
装置のブロック図である。

【図５】図１及び図４に示される関数発生器１４に設定
されている関数を表わす線図である。

【符号の説明】 ３ ボイラ ４ 火炉 ５ バーナ ５ 各バーナ ６ 一次通風機 ７ ミル ９ 一次空気圧力検出器 １３ ミル差圧検出器 １４ 関数発生器 １５ 一次空気圧力設定値 １６ 減算器 １７ 圧力偏差信号 １８ 比例積分微分調節器 １９ 開度指令 ２０ 関数発生器 ２１ 一次空気圧力設定値修正量 ２２ 加算器 ２３ 一次空気圧力修正設定値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次通風機（６）から圧送される一次空
   気により、ミル（７）で粉砕された微粉炭を、ボイラ
   （３）の火炉（４）に配設されたバーナ（５）へ搬送す
   る石炭焚ボイラの一次空気圧力制御方法であって、 ボイラ負荷指令に基づいて決定される一次空気圧力設定
   値（１５）に対し、ミル差圧検出器（１３）で検出され
   たミル差圧に基づいて決定される一次空気圧力設定値修
   正量（２１）を加算して一次空気圧力修正設定値（２
   ３）を求め、一次空気圧力検出器（９）で検出された一
   次空気の圧力が前記一次空気圧力修正設定値（２３）と
   なるよう、一次通風機（６）の制御を行うことを特徴と
   する石炭焚ボイラの一次空気圧力制御方法。
2. 【請求項２】 一次通風機（６）から圧送される一次空
   気により、ミル（７）で粉砕された微粉炭を、ボイラ
   （３）の火炉（４）に配設されたバーナ（５）へ搬送す
   る石炭焚ボイラの一次空気圧力制御装置であって、 ボイラ負荷指令に基づき一次空気圧力設定値（１５）を
   出力する関数発生器（１４）と、 ミル（７）のミル差圧を検出するミル差圧検出器（１
   ３）と、 該ミル差圧検出器（１３）で検出されたミル差圧に基づ
   き一次空気圧力設定値修正量（２１）を出力する関数発
   生器（２０）と、 前記関数発生器（１４）から出力される一次空気圧力設
   定値（１５）に対し、前記関数発生器（２０）から出力
   される一次空気圧力設定値修正量（２１）を加算し、一
   次空気圧力修正設定値（２３）を出力する加算器（２
   ２）と、 一次通風機（６）から圧送される一次空気の圧力を検出
   する一次空気圧力検出器（９）と、 該一次空気圧力検出器（９）で検出された一次空気の圧
   力と前記加算器（２２）から出力される一次空気圧力修
   正設定値（２３）との差を求め、圧力偏差信号（１７）
   を出力する減算器（１６）と、 該減算器（１６）から出力される圧力偏差信号（１７）
   が零となるよう一次通風機（６）へ制御用の開度指令
   （１９）を出力する比例積分微分調節器（１８）とを備
   えたことを特徴とする石炭焚ボイラの一次空気圧力制御
   装置。