JPH0942610A - ボイラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼用空気への排ガス混合量と火炉ホッパか
らの排ガス投入量を、ＮＯｘ濃度と蒸気温度を適正に保
つべく制御することができる発電用ボイラを提供する。 【構成】 バーナ部へ排ガスを混合する系統１と、バー
ナ部外へ排ガスを混合する系統２とを有し、バーナ部へ
の排ガス混合と、バーナ部外への排ガス混合の各々が、
ＮＯｘ濃度に与える影響を関数化し制御系内に有し、排
ガス中の実ＮＯｘ濃度と設定値との偏差により、排ガス
混合量を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電用ボイラなどのボ
イラ装置に係り、特にそれの再循環ガス量の制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発電用ボイラにおいては、燃焼用
空気への排ガス混合量を負荷によって調整し、火炉ホッ
パからの排ガス投入量で蒸気温度を制御していた。

【０００３】しかし、伝熱管の取替えによる伝熱面の更
新や汚れの進行状況等により伝熱特性が変わり、それに
よって蒸気温度特性も変化する。そのため、従来の制御
方法では、伝熱面の更新などにより伝熱特性が良くなる
と、蒸気温度特性も変化し、それに追従して排ガス再循
環量を調整する必要があり、ＮＯｘ濃度の上昇を招くこ
とになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来技術
では、蒸気温度を制御するためにに燃焼用空気への排ガ
ス混合量を増減していたため、その排ガス混合量の変化
によって排ガス中のＮＯｘ濃度が増大するという欠点を
有していた。

【０００５】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、燃焼用空気への排ガス混合量と火炉ホッパ
からの排ガス投入量を、ＮＯｘ濃度と蒸気温度を適正に
保つべく制御することができる発電用ボイラを提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、バーナ部へ
排ガスを混合する系統と、バーナ部外へ排ガスを混合す
る系統とを有し、バーナ部への排ガス混合と、バーナ部
外への排ガス混合の各々が、ＮＯｘ濃度に与える影響を
関数化し制御系内に有し、排ガス中の実ＮＯｘ濃度と設
定値との偏差により、排ガス混合量を制御する制御手段
を備えた第１の手段により達成される。

【０００７】また第１の手段において、蒸気温度からの
フィードバック信号により、排ガス混合量を修正制御す
る回路を制御系内に設置した第２の手段により達成され
る。

【０００８】

【作用】本発明においては、バーナ部およびバーナ部外
への排ガス混合量は、ＮＯｘ濃度と再熱蒸気温度により
各々の流量と割合が最適に制御されるので、蒸気温度を
適正に保つためにＮＯｘ濃度高となる現象や、その逆の
現象は起きることがない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は実施例に係る発電用ボイラの概略系統図、
図２はそのボイラにおける再循環ガス量の制御系統を示
す構成図、図３はＮＯｘとバーナ部排ガス混合量との関
係を示す特性図、図４は再熱蒸気温度と合計排ガス混合
量との関係を示す特性図である。

【００１０】図１において、１はバーナ部へ排ガスを混
合する第１の系統、２はバーナ部外へ排ガスを混合する
第２の系統、３はＮＯｘ濃度測定点、４は再熱蒸気温度
測定点、５はバーナ部排ガス混合ダンパ、６は火炉ホッ
パ排ガス混合ダンパ、７は火炉ホッパ、８は過熱器、９
は再熱器、１０は空気予熱器、１１は排ガス再循環フア
ン、１２は風箱である。

【００１１】前記排ガス再循環フアン１１から送られて
来る排ガスは、バーナ部排ガス混合ダンパ５と火炉ホッ
パ排ガス混合ダンパ６の開度調整により、風箱１２（バ
ーナ部）への排ガスの混合量と火炉ホッパ７への排ガス
の混合量が制御される。

【００１２】図２において２１はＮＯｘ測定値、２２は
再熱蒸気温度測定値、２３はＮＯｘ設定値、２４は再熱
蒸気温度設定値、２５（２５ａ，２５ｂ）はＮＯｘ−バ
ーナ部排ガス混合量関数器（第１の関数器）、２６（２
６ａ，２６ｂ）は再熱蒸気温度−合計排ガス混合量関数
器（第２の関数器）、２７は係数器ＧＲ_NOX 、２８，２
９は除算器をそれぞれ示す。

【００１３】このような制御系を有する発電用ボイラに
おいて、ＮＯｘ濃度測定点１１にて測定した排ガス中の
ＮＯｘ濃度と、設定したＮＯｘ濃度のそれぞれに基づい
てバーナ部への排ガス混合流量を前記ＮＯｘ−バーナ部
排ガス混合量関数器（第１の関数器）２５ａ，２５ｂに
より求め、その偏差を除算器２８で演算する。

【００１４】図３はこのＮＯｘ−バーナ部排ガス混合量
関数器（第１の関数器）２５の関数特性を示す図で、こ
の特性曲線はバーナ部外への排ガス混合比率を一定とし
た場合の基準となるもので、図中の点線は火炉ホッパ７
への排ガス混合率が９．４％、実線は火炉ホッパ７への
排ガス混合率が１０％の特性曲線であり、両特性曲線と
もＮＯｘ濃度が低い場合にはバーナ部排ガス混合量が多
く、ＮＯｘ濃度が高くなるにつれてバーナ部排ガス混合
量が徐々に少なくなる傾向にある。

【００１５】一方、火炉ホッパ７へ排ガスを混合するこ
とによるＮＯｘ濃度への影響を考慮するために、測定点
４で再熱蒸気温度を測定しその値を基にして再熱蒸気温
度−合計排ガス混合量関数器（第２の関数器）２６ａに
より合計排ガス混合量を求める。

【００１６】図４はこの再熱蒸気温度−合計排ガス混合
量関数器２６の関数特性を示す図で、再熱蒸気温度が高
くなるにつれて合計排ガス混合量が増大する傾向にあ
る。

【００１７】この再熱蒸気温度−合計排ガス混合量関数
器（第２の関数器）２６ａにより求められた合計排ガス
混合量からバーナ部排ガス混合量を差し引き、値、ＧＲ
ｎｏｘなる係数３３を各対象ボイラごとに定義する。そ
して火炉ホッパからの排ガス混合が、バーナ部からの排
ガス混合の増加に伴い再熱蒸気温度を保つために減少す
ることによるＮＯｘ上昇を考慮して、バーナ部排ガス混
合量にＧＲｎｏｘを乗じた量をバーナ部排ガス混合量増
減に付与する。

【００１８】一方で、再熱蒸気温度測定値から第２の関
数３２により求められる合計排ガス混合量と、ＮＯｘ制
御のために増減するバーナ部排ガス混合量の合計と、設
置値から求められる合計排ガス混合量との偏差から、火
炉ホッパダンパ２２を操作することによる火炉ホッパか
らの排ガス混合量を制御するような回路を本実施例では
有している。この制御回路により再熱蒸気温度が制御さ
れる。

【００１９】バーナ部およびバーナ部外（例えばホッパ
部）への排ガス混合量変化により、排ガス中のＮＯｘ濃
度は図３のごとく変化する。即ち、排ガス混合量を増加
すると、排ガス中のＮＯｘ濃度は低下する。

【００２０】一方で、図４に示すごとく排ガス混合量を
増加すると、再熱蒸気温度は上昇する。

【００２１】従って、本発明による効果は上述のような
場合に、特にその効果を発揮する。即ち、図３、図４中
Ａ点を初期値とした場合に、そのＮＯｘ濃度とＮＯｘ規
定値との差を埋めるべく排ガス混合量が増大するよう制
御され、Ｂ点に到達する。しかし、排ガス混合量の増大
により再熱蒸気温度が上昇するが、これがフィードバッ
クされ排ガス混合の総量が制御されることにより、バー
ナ部およびバーナ部外への排ガス混合量の比率が変化
し、再熱蒸気温度から要求される排ガス混合総量を満足
しつつ、ＮＯｘ濃度が規定値となるＣ点に到達する。

【００２２】

【発明の効果】請求項１および２記載の発明によれば、
燃焼用空気への排ガス混合量と火炉ホッパからの排ガス
投入量を、ＮＯｘ濃度と蒸気温度を適正に保つべく制御
することができるので、信頼性に優れた発電用ボイラを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る発電用ボイラの概略系統
図である。

【図２】本発明の実施例に係る発電用ボイラの再循環ガ
ス量の制御系の構成図である。

【図３】ＮＯｘ−バーナ部排ガス混合量関数を示す特性
図である。

【図４】再熱蒸気温度−合計排ガス混合量関数を示す特
性図である。

【符号の説明】

１ 第１の系統 ２ 第２の系統

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナ部へ排ガスを混合する系統と、バ
   ーナ部外へ排ガスを混合する系統とを有し、バーナ部へ
   の排ガス混合と、バーナ部外への排ガス混合の各々が、
   ＮＯｘ濃度に与える影響を関数化し制御系内に有し、排
   ガス中の実ＮＯｘ濃度と設定値との偏差により、排ガス
   混合量を制御する制御手段を備えたことを特徴とするボ
   イラ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、蒸気温度からの
   フィードバック信号により、排ガス混合量を修正制御す
   る回路を制御系内に設置したことを特徴とするボイラ装
   置。