JPH1114005A - ボイラの燃焼用空気予熱器の出口圧力制御方法 - Google Patents

ボイラの燃焼用空気予熱器の出口圧力制御方法

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JPH1114005A
JPH1114005A JP16896497A JP16896497A JPH1114005A JP H1114005 A JPH1114005 A JP H1114005A JP 16896497 A JP16896497 A JP 16896497A JP 16896497 A JP16896497 A JP 16896497A JP H1114005 A JPH1114005 A JP H1114005A
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JP
Japan
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outlet pressure
boiler
exhaust gas
value
air flow
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JP16896497A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Ono
俊彦 小野
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】燃焼用空気予熱器の出口圧力の設定値を最低に
して、送風機軸動力を低く抑えることにより、省電力を
実現すること。 【解決手段】ボイラ運用状態の自動缶/固定缶の各モー
ドに応じ、固定缶モードの場合には、空気流量調節計の
出力に基づき、出力上限値に余裕がある場合、その値に
なるまで自動的に上記出口圧力制御の設定値を下げ、一
方、自動缶モードの場合には、排ガスCO濃度を監視し
て、もしCOが発生したとき、上記出口圧力制御の設定値
を自動的に上げることによって、燃焼炉の安定した燃焼
制御を保ちながら、上記出口圧力制御の設定値を最低に
制御する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、押込通風機を具え
るボイラにおける燃焼用空気予熱器の供給空気出口圧力
制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ボイラにおける燃焼用空気予熱器
の出口圧力の制御は、燃焼用空気を燃焼炉内に供給する
ために必要な圧力に保つために、ボイラ負荷マックス時
の設定圧力に固定する定値制御が主流であり、自然循環
式の150t/hボイラで、その固定値は180mm H2O 程度とし
て運転するのが普通である。
【0003】一般に、上記出口圧力を低く保つことは、
押込送風機の軸動力の低減につながり、特にこの押込送
風機が流体継手や回転数制御方式をとっている場合、そ
のコストメリットは極めて大きいものがある。しかし、
この出口圧力をあまり低くしすぎると、十分な空気供給
ができなくなり、不完全燃焼を招くという問題がある。
【0004】このため、従来、ボイラ蒸気負荷が低い時
には、低い供給空気圧力でも燃焼が可能となる条件(圧
力)を燃焼試験等によって予め求めておき、そのときの
負荷に見合った供給空気出口圧力になるよう、燃焼用空
気予熱器の圧力制御を行う方法を採用している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】さて、複数のボイラを
運転する場合、発生する蒸気をレシーバタンク等にて共
有し分配する場合、特定のボイラを圧力調整用として使
用し、他のボイラを蒸気発生量固定用として運用するた
め、時には一台のボイラを圧力調整用(以下、これを
「自動缶」という)として使ったり、蒸気固定用(以
下、これを単に「固定缶」という)として使うため、ボ
イラの負荷、即ち蒸気負荷が、安定したり変動したりす
ることになる。
【0006】例えば、固定缶の場合には、蒸気負荷が安
定しているため、上記出口圧力の設定値を下げてもあま
り問題はないが、従来方法では、不完全燃焼を起こさな
いように余裕をもって上記出口圧力の設定値を決定して
いる。しかしながらこの場合、上記出口圧力をまだ下げ
る余裕があるのに設定値を下げることなく運転している
ため、上記押込送風機の軸動力を無駄にするという問題
点があった。一方、自動缶の場合には、上記出口圧力を
下げると、負荷変動に応じて排ガス中にCOが発生するこ
とになるため、下げることには制約があるという問題点
があった。
【0007】そこで、本発明の目的は、ボイラ燃焼炉の
安定した燃焼制御を実現することにある。また、本発明
の他の目的は、燃焼用空気予熱器の出口圧力の設定値を
最低にして、送風機軸動力を低く抑えることにより、省
電力を実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上掲の課題を
解決するため、ボイラ運用状態の自動缶/固定缶の各モ
ードに応じ、固定缶モードの場合には、空気流量調節計
の出力に基づき、出力上限値に余裕がある場合、その値
になるまで自動的に上記出口圧力制御の設定値を下げ、
一方、自動缶モードの場合には、排ガスCO濃度を監視し
て、もしCOが発生したとき、上記出口圧力制御の設定値
を自動的に上げることによって、燃焼炉の安定した燃焼
制御を保ちながら、上記出口圧力制御の設定値を最低に
制御する方法を提案する。つまり、このような制御によ
って、燃焼炉の安定した燃焼制御を維持すると同時に、
上記出口圧力制御の設定値を最低にすることで送風機の
軸動力を可及的に低く抑え、もって少ない電力量で送風
機の運転ができる方法を提案する。
【0009】即ち、本発明は、ボイラの燃焼用空気予熱
器の供給空気出口圧力を制御するに当たり、予め設定さ
れた燃焼用空気供給圧力の設定値を、ボイラの負荷状態
に応じ、空気流量調節計の出力もしくは排ガスCO濃度の
測定値に基づき補正することにより、最適出口圧力制御
設定値を求めて制御することを特徴とするボイラの燃焼
用空気予熱器の出口圧力制御方法である。
【0010】また、本発明は、蒸気負荷が安定したり変
動するボイラにおける燃焼用空気予熱器の供給空気出口
圧力を、空気流量調節計の出力もしくは排ガスCO濃度の
測定値に基づいて制御するに当たり、 ボイラが安定負荷の状態では、空気流量調節計の出力
が制御可能な上限になるように出口圧力設定値を補正
し、 ボイラの負荷が変動する状態下では、排ガスCO濃度に
応じて出口圧力設定値を補正し、 上記の補正により負荷に応じた最適出口圧力制御設定値
を求めて制御することにより、自動的に、安定燃焼制御
を維持できる最低空気圧力にすることを特徴とするボイ
ラの燃焼用空気予熱器の出口圧力制御方法である。
【0011】なお、本発明においては、燃焼用空気予熱
器の出口圧力設定値の補正に当たっては、安定燃焼制御
下における出口圧力と主蒸気流量との関係から求めた出
口圧力設定折線を基準としてこれを修正することにより
行うことが好ましい。また、本発明においては、空気流
量調節計の出力に基づく制御は、空気流量調節計出力信
号が空気流量調節計出力上限値との比較において、大き
いときは出口圧力制御設定値を上げ、逆に小さいときは
下げるように行うことが好ましい。さらに、本発明にお
いては、排ガスCO濃度に基づく制御は、排ガスCO濃度が
排ガスCO濃度上限値との比較において、大きいときは出
口圧力制御設定値を上げ、逆に小さいときは下げるよう
に行うことが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】上述したように本発明にかかる制
御方法は、ボイラの燃焼用空気予熱器における供給空気
の出口圧力を制御する場合、まず、低い供給空気圧力で
もボイラ燃焼炉に影響を及ぼすことなく燃焼させ得る供
給空気出口圧力の基準値を燃焼実験等によって求め、ボ
イラ負荷に見合った上記出口圧力になるように、前記出
口圧力の基準設定値を自動的に変更するようにした点に
特徴がある。
【0013】こうした制御に当たっては、まず、ボイラ
の運用モードが自動缶/固定缶のいずれかを判定するこ
とが必要である。そして、それが固定缶の場合には、空
気流量調節計の出力を監視し、空気流量制御が可能とな
る制御範囲の上限値 (出口圧力設定折線:マスターカー
ブ) を設定し、空気流量調節計の出力が常にその設定値
になるように前記出口圧力設定折線を補正し、その値を
増減して上記出口圧力制御設定値を求めて制御する。
【0014】一方、自動缶モードの場合には、負荷が激
しく変動するため、排ガスCO濃度を監視し、この排ガス
中にCOが発生した場合、基準となる上記出口圧力設定値
を自動的に上げるように上記出口圧力設定折線を補正
し、その設定値を増減して上記出口圧力を制御する。
【0015】このように、基準となる出口圧力の設定値
を予め燃焼実験によって求めて出口圧力設定折線とし、
この折線を自動缶/固定缶の運用モード別にそれぞれ折
線補正を行うことによって、安定した燃焼制御を維持す
ると同時に、上記出口圧力制御の設定値を最低にし、送
風機の軸動力を可及的に低く抑え、少ない電力量で送風
機が運転できるようになるのである。
【0016】
【実施例】図1は、本発明にかかる出口圧力制御方法を
説明するための系統図である。図示の系統図において、
AHは燃焼用空気予熱器(エアヒータ)を示し、そして
Bはボイラを示している。図示した制御システムは、出
口圧力発信器1にて測定された前記燃焼用空気予熱器
(以下、単に「AH」と略す)の出口圧力の信号を、出
口圧力調節計2に入力してPI演算を行いその出力を押
込送風機(以下、単に「FDF」と略す)5の回転数制
御装置3に伝送し、FDF用駆動モータ4の回転数を調
整してFDF5の運転を行うようになっている。一方、
空気流量発信器6にて測定された空気流量の信号は、空
気流量調節計7にてPI演算を行い、その出力を空気流
量制御ダンパ8に伝送することにより、空気流量の制御
を行うことができるようになっている。なお、図示しな
い燃焼炉内で燃焼した後の排ガスは、誘引通風機(ID
F)にて誘引され排出されるが、その途中にて排ガスCO
分析計10にて排ガスCO濃度が測定され、また、ボイラ11
における主蒸気流量は、主蒸気流量発信器9にて流量が
計測される。
【0017】次に、図2は、上記AH出口圧力制御設定
値の演算回路である。以下、この演算回路について説明
する。AH出口圧力発信器1にて測定されたAH出口圧
力の信号は、AH出口圧力調節計2に入力し、PI演算
を行い、その出口圧力信号を上記FDF回転数制御装置
3に伝送する。なお、基準となる出口圧力の設定値の決
定にあたっては、事前にAH出口圧力が低い場合でも燃
焼制御に影響を及ぼさずに燃焼させるためのAH出口圧
力を燃焼実験等によって求め、そのときのAH出口圧力
と主蒸気流量との関係(図4)を予め求めておき、これ
をAH出口圧力設定折線として設定する。そして、その
折線出力に排ガスCO分析計10からの排ガスCO濃度と空気
流量調節計7からの空気流量出力15と自動缶/固定缶の
いずれかの運用モード16の信号を、AH出口圧力制御設
定値補正回路14に入力し、得られたAH出口圧力設定補
正信号を加算器17にて加えて、最終的なAH出口圧力制
御調節計2の制御設定値とするようになっている。
【0018】また、図3は、上記AH出口圧力制御設定
値補正回路の動作の説明図である。この図に示すよう
に、本発明制御方法においては、自動缶/固定缶運用モ
ード信号の別によって、設定値の補正方法を変えるよう
になっている。即ち、固定缶モードの時は、ボイラ負荷
は安定しているため、空気流量調節計7の出力を常に監
視することにより、空気流量調節計出力信号と空気流量
調節計出力上限値22を空気流量調節計比較器21にて比較
し、空気流量調節計の出力が空気流量調節計出力上限値
22よりも大きければ、AH出口圧力制御設定値を上げ、
逆に小さければ下げるように空気流量調節計出力補正量
発生器23より補正信号を出力する。空気流量はこの動作
によって常に空気流量制御ダンパ全開の状態で運用さ
れ、AH出口圧力はその時の負荷での最低値になる。
【0019】一方、自動缶モードの時は、ボイラー負荷
が激しく変動するため、上記方法では、空気不足となっ
て燃焼制御が上手く行かない。従って、排ガスCO濃度を
常に監視することにより、排ガスCO濃度と排ガスCO濃度
上限値19を排ガスCO濃度比較器18にて比較し、排ガスCO
濃度が排ガスCO濃度上限値19より大きければAH出口圧
力制御設定値を上げ、小さければ下げるように排ガスCO
濃度補正量発生器20より補正信号を出力する。この動作
によって排ガスCOが常に上限値以下の状態で運用され、
AH出口圧力はその時の負荷での最低値になる。
【0020】以上説明したような制御を行うことによっ
て、燃焼炉の安定した燃焼制御が維持できると共に、A
H出口圧力制御の設定値を常に最低にすることができる
から、FDFの軸動力を低く抑えることができ、本発明
に従う制御方法では従来よりも5%も少ない電力量での
FDF運転ができるようになった。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
焼炉の安定した燃焼制御の維持と共に、燃焼用空気予熱
器の出口圧力制御の設定値を最低にすることができるか
ら、押込送風機の軸動力を低くでき、ひいては少ない電
力量での運転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、AH出口圧力制御系統図。
【図2】図2は、AH出口圧力制御設定値演算回路図。
【図3】図3は、AH出口圧力制御設定値補正回路図。
【図4】ボイラ負荷−AH出口圧力の特性図。
【符号の説明】
1 出口圧力発信器 2 出口圧力調節計 3 回転数制御装置 4 駆動用モータ 5 押込通風機 6 空気流量発信器 7 空気流量調節計 8 空気流量制御ダンパ 9 主蒸気流量発信器 10 排ガスCO分析計 11 ボイラ(B) 12 燃焼用空気予熱器(AH) 13 出口圧力設定折線 14 出口圧力制御設定値補正回路 15 空気流量調節計出力 16 自動缶/固定缶モード 17 加算器 18 排ガスCO濃度比較器 19 排ガスCO濃度上限値 20 排ガスCO濃度補正量発生装置 21 空気流量調節計出力比較器 22 空気流量調節計出力上限値 23 空気流量調節計出力補正量発生器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラの燃焼用空気予熱器の供給空気出
    口圧力を制御するに当たり、予め設定された燃焼用空気
    供給圧力の設定値を、ボイラの負荷状態に応じ、空気流
    量調節計の出力もしくは排ガスCO濃度の測定値に基づき
    補正することにより、最適出口圧力制御設定値を求めて
    制御することを特徴とするボイラの燃焼用空気予熱器の
    出口圧力制御方法。
  2. 【請求項2】 蒸気負荷が安定したり変動するボイラに
    おける燃焼用空気予熱器の供給空気出口圧力を、空気流
    量調節計の出力もしくは排ガスCO濃度の測定値に基づい
    て制御するに当たり、 ボイラが安定負荷の状態では、空気流量調節計の出力
    が制御可能な上限になるように出口圧力設定値を補正
    し、 ボイラの負荷が変動する状態下では、排ガスCO濃度に
    応じて出口圧力設定値を補正し、 上記の補正により負荷に応じた最適出口圧力制御設定値
    を求めて制御することにより、自動的に、安定燃焼制御
    を維持できる最低空気圧力にすることを特徴とするボイ
    ラの燃焼用空気予熱器の出口圧力制御方法。
JP16896497A 1997-06-25 1997-06-25 ボイラの燃焼用空気予熱器の出口圧力制御方法 Pending JPH1114005A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104990063A (zh) * 2015-06-24 2015-10-21 山东英电节能科技有限公司 与暖风器系统耦合使用的热一次风余热利用装置
CN105674238A (zh) * 2016-03-30 2016-06-15 杭州华电能源工程有限公司 风热回收器与烟气余热深度回收装置联合的节能减排系统和节能减排方法

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