JPH11257648A - 石炭燃焼ボイラのボイラ誘引ファン制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイラ及び誘引ファン回りのダクトに生じる
急激な負圧低下を緩和可能な石炭燃焼ボイラのボイラ誘
引ファン制御方法を提供する。 【解決手段】 微粉炭機がトリップしたとき又は微粉炭
機に停止信号が発せられたとき、切替器１５を作動して
関数発生器１４の出力信号である負荷信号８を変化率制
限器１６に入力し、当該変化率制限器１６の出力信号を
先行バイアス（マイナス）信号として加算器１０により
関数発生器７の出力信号である押込ファン入口ダンパ開
度信号６に加算する。切替器１５は、微粉炭機がトリッ
プしたとき又は微粉炭機に停止信号が発せられたとき直
ちにその微粉炭機トリップ又は停止信号を関数発生器１
４側に自動的に切り替えるようになっている。変化率制
限器１６は、関数発生器１４によるマイナスバイアス信
号を急激に入れて、その状態を所定時間ホールドした
後、徐々に抜くように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数台の微粉炭機
を備えた石炭燃焼ボイラのボイラ誘引ファン制御方法に
係り、特に、複数台の微粉炭機のうちの一部がトリップ
又は停止動作等によって動作状態から停止状態に移行し
たときの誘引ファン入口ダンパの開度制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２に、従来より知られている石炭燃焼
ボイラの空気−ガス系統図を示す。

【０００３】この図において、２４は押込ファン入口ダ
ンパ、２５は押込ファン(ＦＤＦ)、２６は空気予熱器、
２８はボイラ、２９は脱硝装置、３０は誘引ファン入口
ダンパ、３１は誘引ファン（ＩＤＦ）、３２は煙突、３
３はガス再循環ファン（ＧＲＦ）、３４は石炭バンカ、
３５は給炭機、３６は微粉炭機、３７は微粉炭機入口熱
空気ダンパ、３８は微粉炭機入口冷空気ダンパ、３９は
一次送風機入口ダンパ、４０は一次送風機、４１は微粉
炭機出口ダンパを示している。

【０００４】石炭燃焼ボイラでは、ボイラ火炉内の圧力
を一定の負圧とする必要があることから、ボイラ２８か
ら煙突３２に至る煙道に誘引ファン３１を設置し、ボイ
ラ火炉内の圧力を誘引ファン入口ダンパ３０の開度で制
御する。また、石炭燃焼ボイラには、通常複数台の微粉
炭機３６が備えられており、各微粉炭機３６には、発電
機負荷に見合った量の石炭が石炭バンカ３４から給炭機
３５により供給される。給炭機３５より供給された石炭
は、微粉炭機３６で粉砕されて微粉炭となり、ボイラ２
８に供給されて燃焼される。微粉炭のボイラ２８への供
給量は、微粉炭機出口ダンパ４１の開度を制御すること
により行われる。

【０００５】微粉炭機３６には、所定粒度に粉砕された
微粉炭の乾燥とボイラ２８への搬送とを行わせるため
に、押込ファン２５で送風され空気予熱器２６を通過し
た熱空気と押込ファン２５で送風され空気予熱器２６を
通過しない冷空気との混合空気が導入される。混合空気
の温度調節は、微粉炭機入口熱空気ダンパ３７及び微粉
炭機入口冷空気ダンパ３８の開度を制御することによっ
て行われ、微粉炭機出口部温度が予め定められた規定値
になるように調節される。また、微粉炭機３６への混合
空気の供給は、一次通風機入口ダンパ３９と一次通風機
４０とによって行われ、一次通風機４０からの空気量が
微粉炭機３６への石炭量に対して規定比率になるように
一次通風機入口ダンパ３９で制御する。

【０００６】次に、かかる構成を有する石炭燃焼ボイラ
における従来のボイラ誘引ファン制御方法を、図３を用
いて説明する。

【０００７】図３において、１はボイラ火炉の出口にお
けるドラフトの検出値、２は減算器、３は調節計、４は
信号設定器、５は加算器、６は押込ファン入口ダンパ２
４の開度信号、７は関数発生器である。この図から明ら
かなように、従来のボイラ誘引ファン制御方法は、火炉
ドラフト検出値１と信号設定器４の設定値とを減算器２
で比較し、この偏差をなくすように押込ファン入口ダン
パ開度信号６を先行的に加算して、誘引ファン入口ダン
パ３０の開度を制御している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、石炭燃焼ボ
イラに備えられた複数台の微粉炭機３６のうちの一部が
事故等によりトリップしたり、又は複数台の微粉炭機３
６のうちの一部に停止信号が発せられた場合には、当該
微粉炭機への石炭供給量及び空気流量は急速に減少し、
やがてゼロになるが、ボイラ２８の入熱は、ボイラ制御
信号により他の運転中の微粉炭機への石炭供給量及び空
気流量を増加し、負荷を一定に保持することによって、
微粉炭機３６のトリップ発生前又は停止前と同じになる
ように制御される。

【０００９】しかるに、このような制御を行ったとして
も、微粉炭機３６のトリップ又は停止動作に伴って当該
トリップ又は停止動作した微粉炭機から微粉炭の供給を
受けていた微粉炭バーナが消火するので、過渡的に火炉
ドラフトが急激にかつ大幅に変動する。従来のボイラ誘
引ファン制御方法は、火炉ドラフト検出値１と信号設定
器４の設定値との偏差を調節計３によって比例・積分制
御する構成であるため、火炉ドラフトが変化してから誘
引ファン入口ダンパ３０が所定の開度まで動作するのに
約３０秒もかかる。

【００１０】このため、誘引ファン３１のイナーシャに
より制御送れが生じ、図４に実線で示すように、ランバ
ック発生後、誘引ファン吸込ダクト及びボイラ２８に急
激かつ大幅な負圧状態が発生し、次いでその反動により
大きな正圧状態に移行する。このように、急激かつ大幅
な圧力変動が誘引ファン吸込ダクト及びボイラ２８に作
用すると、これらの装置の損傷が問題になるし、大きな
正圧状態が誘引ファン吸込ダクト及びボイラ２８内に発
生した場合には、これらの装置からの燃焼ガスの噴出が
問題になる。

【００１１】なお、前記においては、複数台の微粉炭機
のうちの一部がトリップしたとき又は停止動作したとき
を例にとって説明したが、その他、微粉炭機出口ダンパ
４１の全閉動作、一次通風機４０の停止動作、及び一次
通風機入口ダンパ３９の全閉動作によっても同様の不都
合が発生する。

【００１２】また、ボイラ誘引ファンの制御方法とし
て、ボイラ２８への合計供給燃料量の変化を検出し、こ
の信号を先行信号として誘引ファン入口ダンパ３０の開
度を調整することは不可能である。その理由は、負荷一
定の状態で微粉炭機３６がトリップしたり停止動作した
場合には、ボイラ２８への合計供給燃料量はほとんど一
定だからである。

【００１３】本発明は、かかる従来技術の不備を解消す
るためになされたものであって、その課題とするところ
は、複数台の微粉炭機を備えた石炭燃焼ボイラにおい
て、複数台の微粉炭機のうちの一部がトリップ又は停止
動作等により動作状態から停止状態に移行したときに、
ボイラ及び誘引ファン回りのダクトに発生する負圧低下
を緩和するためのボイラ誘引ファン制御方法を提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するため、石炭燃焼ボイラに備えられた複数台の微
粉炭機のうちの一部が動作状態から停止状態に移行した
とき、ボイラ制御信号により他の運転中の微粉炭機への
石炭供給量及び空気流量を増加して当該石炭燃焼ボイラ
の負荷を一定に保持すると共に、誘引ファン入口ダンパ
の開度を制御することによりボイラ火炉ドラフトを一定
圧力に保持する方法において、前記複数台の微粉炭機の
うちの一部が動作状態から停止状態に移行したとき、微
粉炭機停止信号により誘引ファン入口ダンパを高速に絞
り、その後、ボイラ火炉ドラフトの回復とタイミングを
合わせてダンパ絞り信号を抜くと共に、誘引ファンの戻
し動作に合わせて押込ファンの空気流量の絞り込みレー
トを遅くするという構成にした。

【００１５】このように、負荷運転中に微粉炭機のトリ
ップ又は停止動作が発生したときに誘引ファン入口ダン
パを高速に絞ると、ボイラ及び誘引ファン回りのダクト
に発生する急激な負圧低下を防止することができる。ま
た、ボイラ火炉ドラフトの回復とタイミングを合わせて
ダンパ絞り信号を抜き、かつ、誘引ファンの戻し動作に
合わせて押込ファンの空気流量の絞り込みレートを遅く
すると、負圧低下の反動によるボイラ及び誘引ファン回
りのダクト内の圧力の過上昇を抑制できる。よって、火
炉ドラフト圧力を安定化させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る石炭燃焼ボイ
ラのボイラ誘引ファン制御方法の一例を、図１に基づい
て説明する。図１は実施形態例に係るボイラ誘引ファン
制御方法を実行する制御装置の系統図である。

【００１７】図１において、８は負荷信号、９は加算
器、１０は加算器、１１は関数発生器、１２は切替器、
１３は速度変換器、１４は関数発生器、１５は切替器、
１６は速度変換器を示し、その他、前出の図３と対応す
る部分にはそれと同一の符号が表示されている。

【００１８】図１に示すように、本例のボイラ誘引ファ
ン制御方法は、微粉炭機がトリップしたとき又は微粉炭
機に停止信号が発せられたとき、切替器１５を作動して
関数発生器１４の出力信号である負荷信号８を変化率制
限器１６に入力し、当該変化率制限器１６の出力信号を
先行バイアス（マイナス）信号として加算器１０により
関数発生器７の出力信号である押込ファン入口ダンパ開
度信号６に加算する。そして、この加算信号を火炉ドラ
フト検出値１と信号設定器４の設定値との偏差をなくす
ように加算器５により先行的に加算して、誘引ファン入
口ダンパ３０の開度を制御する。

【００１９】切替器１５は、通常時は関数発生器１４の
出力信号である負荷信号８を０％信号とし、微粉炭機が
トリップしたとき又は微粉炭機に停止信号が発せられた
とき直ちにその微粉炭機トリップ又は停止信号を関数発
生器１４側に自動的に切り替えるようになっている。ま
た、変化率制限器１６は、関数発生器１４によるマイナ
スバイアス信号を急激に入れて、その状態を所定時間ホ
ールドした後、徐々に抜くように制御する。

【００２０】したがって、押込ファン入口ダンパ開度指
令６（関数発生器７）により制御されている誘引ファン
入口ダンパ３０に先行バイアス（マイナス）信号が先行
して急速に投入されるので、微粉炭機がトリップしたと
き又は微粉炭機に停止信号が発せられたとき、誘引ファ
ン入口ダンパ３０は全速で絞り込まれ、変化率制限器１
６によりこの状態が所定時間ホールドされる。その後、
変化率制限器１６により、ドラフト圧力の回復に合わせ
てバイアス信号が徐々に抜かれ、誘引ファン入口ダンパ
３０の開度が火炉ドラフト検出値１に応じた開度に復帰
する。また、この誘引ファン入口ダンパ３０の戻し動作
に合わせて、押込ファン２５の空気流量の絞り込みレー
トが遅くなるように調整される。これにより、図４に破
線で示すように、複数台の微粉炭機のうちの一部がトリ
ップ又は停止動作したときにボイラ及び誘引ファン回り
のダクトに発生する負圧低下が緩和される。

【００２１】なお、前記実施形態例においては、複数台
の微粉炭機のうちの一部がトリップしたとき又は停止動
作したときを例にとって説明したが、微粉炭機出口ダン
パ４１が全閉動作したとき、一次通風機４０が停止動作
したとき、及び一次通風機入口ダンパ３９が全閉動作し
た場合にも、同様の構成によってボイラ及び誘引ファン
回りのダクトに発生する負圧低下を緩和できる。

【００２２】また、図１には、ボイラトリップ時（ＭＦ
Ｔ）におけるボイラ火炉ドラフト変動を抑制するための
制御手段も併せて図示されている。即ち、ボイラがトリ
ップしたときには、切替器１２を作動して関数発生器１
１の出力信号である負荷信号８を変化率制限器１３に入
力し、当該変化率制限器１３の出力信号を先行バイアス
信号として加算器９により関数発生器７の出力信号であ
る押込ファン入口ダンパ開度信号６に加算する。これに
よって、ボイラ及び誘引ファン回りのダクトに発生する
負圧低下を緩和できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負荷運転中に石炭燃焼ボイラに備えられた複数台の微粉
炭機のうちの一部が動作状態から停止状態に移行したと
き、誘引ファン入口ダンパを高速に絞るので、ボイラ及
び誘引ファン回りのダクトに発生する急激な負圧低下を
防止することができる。また、ボイラ火炉ドラフトの回
復とタイミングを合わせてダンパ絞り信号を抜き、か
つ、誘引ファンの戻し動作に合わせて押込ファンの空気
流量の絞り込みレートを遅くするので、負圧低下の反動
によるボイラ及び誘引ファン回りのダクト内の圧力の過
上昇を抑制できる。よって、火炉ドラフト圧力を安定化
させることができ、ボイラの安全な運転継続を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例に係るボイラドラフト制御系の系統
図である。

【図２】石炭燃焼ボイラの空気−ガス系統図である。

【図３】従来例に係るボイラドラフト制御系の系統図で
ある。

【図４】実施形態例に係るボイラ誘引ファン制御方法の
効果を従来例との比較で示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 火炉ドラフト検出値 ２ 減算器 ３ 調節計 ４ 信号設定器 ５ 加算器 ６ 押込ファン入口ダンパ開度信号 ７ 関数発生器 ８ 負荷信号 ９ 加算器 １０ 加算器 １１ 関数発生器 １２ 切替器 １３ 速度変換器 １４ 関数発生器 １５ 切替器 １６ 速度変換器 ３０ 誘引ファン入口ダンパ ３１ 誘引ファン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭燃焼ボイラに備えられた複数台の微
   粉炭機のうちの一部が動作状態から停止状態に移行した
   とき、ボイラ制御信号により他の運転中の微粉炭機への
   石炭供給量及び空気流量を増加して当該石炭燃焼ボイラ
   の負荷を一定に保持すると共に、誘引ファン入口ダンパ
   の開度を制御することによりボイラ火炉ドラフトを一定
   圧力に保持する方法において、前記複数台の微粉炭機の
   うちの一部が動作状態から停止状態に移行したとき、微
   粉炭機停止信号により誘引ファン入口ダンパを高速に絞
   り、その後、ボイラ火炉ドラフトの回復とタイミングを
   合わせてダンパ絞り信号を抜くと共に、誘引ファンの戻
   し動作に合わせて押込ファンの空気流量の絞り込みレー
   トを遅くすることを特徴とする石炭燃焼ボイラのボイラ
   誘引ファン制御方法。