JPS60142101A - 流動層ボイラの負荷増加時の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動層ボイラの負荷増加時のＩ！Ｉ！１厘方
仄に関し、もつと詳しくは流（転）層Ｉ７４で個別的に
空気・燃料系統が複Ｍ設けられ、このシ気・燃ｌ系統に
対応して笑質的に複数に分割ご７ｔでいるノー領域（以
下セ１しと呼ぶ）のうち、ボイラ負荷増加に応じて起動
したいセルｒ渾転さぜる場佇の運転方法に関する。

流動層が複数のセルに分割され、かつその各セルに対応
して複数の供給空気お工び供給燃料系統ｋｉする流動層
ホイフでは、ボイラの負荷を増大するに際して負荷増大
に伴って流動層温度も増大していく。この工うなボイラ
では安定燃焼を維持するため、また流動層物′にとして
脱硫剤゛？１更用することに、Ｃシ炉内脱硫ｒ行なうた
め、さらにはまた低Ｎ（Ｊｘ運転のため流動層−変には
適正な献唯範囲が存在する。そのため既４轍のセｌしｙ
ｔ岨転状態ｔこしたまま負荀ｒ上げると層温度が適正温
度範囲の１限１直より上昇してボイラの１史用ができな
くなる。

そこで複数の供給空気・燃料系統の１っｔ起動すること
により、流動層内の１つのセルが固定層状■から流動層
状態と移行し隣朕する流動しているセルの層内物質が１
１１記セルの層内物質と混合し隣朕する流動しているセ
Ｖの層温度は低下し適正温寝内に入るとともに、起動セ
ルの層温度はと昇して燃料の着火温度に旧昇する。その
後燃料空気ｒ供給していくことによってボイラ負荷ｒさ
らにｔけることがｉｊＪ能となる。

しかしながら現実にはこのようなセル？起動丈る場廿に
は、以下の問題が生じるために従来からセルの起動２行
なうことができなかった。すなわち、単に停止している
セルを起動すると既庫弘のセＩしが停止中のセＩしの層
内物質と既津転中のセルの層内物質とが温片されること
によって既小１肱中のセルの層温度が低下して消火する
おそれがある。

さらにまた急激にセｌしｒ起動すると伝熱城が増大し、
そのため蒸気管からの蒸気圧力と蒸気温度とが急増する
。換言すれば蒸気の質が劣Ｉ卜する。

本発明の目的は、と述の技術的昧題ｒ解決し、ボイラ負
荷増加時にセル起動にあたってセル？確実に盾火させて
運転させると共に蒸気管から流出する蒸気の′Ｋｔなわ
ち蒸気圧力・温度を一定に維持することが可能であり、
換言すればボイラの負荷追従性能を同上させ、さらにま
た起動操作中に発生するΔＯｘｆＯｘ的に抑制すること
ができる流動層ボイラの負荷増加時の１車転方法七提供
するこ−とである。

第１図は、本発明の一実施例の全体の系統図である。流
動層ボイラ１は流動１−２ｒ仔する。流動層２は層物質
たとえば石灰石１、けい砂などから成る。この流動Ｉｎ
　２は２個の空気・燃料系統ｒ仔するセル３．４が形成
される。なお、第２図示の工うに少なくと％Ｌ方には流
動層を句する仕切壁５に工って複重ｐセルに分割される
工うにしても工い０ セｌし８には壁、気洪、給手段（図示せず）からの燃焼
用１次空気が空気流量調節手段６によって調節されてセ
ル３の下方から流路７ｔｃ介して供給される。またセｌ
し３には燃料供給手段（図示せず）からの燃料たとえば
石炭が燃料流量調節手段８によって調節されてセ／Ｌ７
３のト方または下方から流路９ｒ介して供給される。も
う１つのセｖ　４１ｔＣ関してｔセルし８と同様に空気
流量調節手段１０、燃料流量調節手段１２が設けられ、
各調節手段１０゜１２によって調節された空気お工び燃
料が流路１１お工び流路１８？介してそれぞれセルに供
給される。

このようにして流動層２に空気および燃料が供給される
と、流ａ層２内では＠斜が燃焼され、その燃焼排ガスは
流路１５から外部に排出される。

流動層２の燃焼エネＭギは伝熱管１６に通過する流体た
とえば蒸気に１って吸収され、高温になった蒸気は流路
１７ｉ流過してター、ビンなどの駆動源に供給される。

流路１７ｒ通過する蒸気の温度は、温度検出器１８に工
つて検出され、検出１ｉ号は制（財）回路１９に送出さ
れる。制御回路１９には＃気瓢度設定Ｂ＠−２０が入力
されておシ、蒸気温度が設定値ニジも大であるときには
弁２１＋！−開放して水ｒスプレーなどの噴射手段２２
に与える。この噴射手段２２に工つて流路１７に水が噴
射されて蒸気＠度が冷却される。噴射手段２２から噴射
される水の流量は制御回路１９に工つて升２１ｉ介して
制御されてお′す、そのため蒸気温度は常・に一定１ｉ
ｉｋ維持することが可能である。

また流路１７に一通過する蒸気の叱方および蒸気流量は
、圧力検出器２ｉお工び流量憎出器２４に工って検出さ
れ、各検出１．ｇ号は演算器２５に送出される。この演
算器２５は通常モードでのセＩし３゜４への供給空気・
燃料流量ｒ演算する。すなわち演算器２５ではボイラ負
荷として流量検出器２４からの１＠号に対応する供給空
気流量と燃料流は？演算しつつ、圧力検出ｄ２３からの
１８号の変動に対応して空気流量と燃料流量とを修正演
算する。

この演算器２５からの演算結果は通常モードではライン
２６％セル３の起動用演算器２７に介し、さらにライン
２８？ｒ経由して空気流歓指令培号が空気流量調節手段
６に送出され、またもう１つのライン２９？経由して燃
料流量指令１ｄ号が燃料流量調節手段８に送出される。

流量調節手段６では空気流量指令信号に承づいてｑ気流
量を調整してセＩし３に供給し、また流量調節手段８で
は燃１Ｆ流重指令＠号に承づいて燃料流量ｒ調整してセ
Ｉし３に供給する。また演算器２５〃Ｓらの１言号はラ
イン３０ｒ介してセル起動用演算器３１に送出され、さ
らにライン８２に介して空気流量指令は号が流量調節手
段ＩＯに送出される。またライン３３を弁じて燃Ｉ−）
流量指令信号が流量調節手段１２に送出される。なお演
算器３１はセル４の起動用の空気・燃料流量？演算する
ための演ｎ器である。空気流量調節手段１０お工び燃料
流量調節手段１２ではｍＩ記有信号基づいて所定流量の
ｌｉ！気・燃ｌがセル４に供給される。

なお、セｌし起動用演算器２７．８１はと述の通常モー
ドでは演算器２５からの信号と同一レベルの信号をフィ
ン２’８，２９，８２．３８に送出する。

セＩし３には複数個の温間検出２ま８４が設けられてお
り、この温間検出器３４０層温度慣出箔号はセル３の起
動用演算器２７に送出さｒしる。またセル４にもセ／Ｌ
／３と同様に複数個の稠度検出器３５が設けられており
、層温度検出１ぎ号は七Ｍ４の起動用演算器３１に送出
される。

このような構成？有する流動層ボイラｌにおいて本実施
例ではセル３が叱・賦状態でめり、セル４が１￥止状態
である。セル４の起＃ｔｌ用演ＪＥｄ＆８１では蒸気流
量炊出は号と＃気圧力構出１ゴ号とセル３の層温度検出
信号とによってセル起動開始をｆ１１断すると、曲常モ
ードにおける演算ｇｇ２５の演算出力エシ切換えて起動
用演算器８１の演算出力としてυ丁たな供給燃料流量指
令１言と供給燃料流量指令１言号七便気流歌調節手段ｌ
Ｏお工び燃料流量調節手段１２にそれぞれ送出し、この
送出された信号に基づいて木１ｂ明の方法に従う所定の
空気・燃料流量が流量調節手段１０．１２によって調節
されてセル４に供給される。なお、セ１ｖ４が４転状態
でありセル８が停止状態であってセル３ｒ％姐転状態に
する場合についても固ゆである。

第８図はボイラ負荷と層温度の関係ｒ示すグラフである
。セル４が１す止しておυ、セル３が運転状態であると
きボイラの負荷ｒ、１：昇すると、層温度が適正温度範
囲のＦ隈ｆｉＴ２からＬ限匝゛Ｌ’　１へ参照符ｎｌで
示す工うＬ昇していく。１４温度が丘１奴値Ｔ　ｌニジ
大になると、北述し化工うにボイラの適正な運転ができ
なくなるため、層温ばがＬ限匝’ｒ　１に到達し定時に
本発明に従うセルの起動方法にニジセル４ｒ運転させて
層温度ｒ一旦丁限値Ｔ２まで降下さぜる。さらにセル８
．４全運転状態にして参照符１２で示ナエうにボイラ負
Ｒｋさらに増大させることが可能となる。セｖ’（複数
個付する流動層ボイラでは、このように）１＠次セル？
起動していくことに工って所望のボイラ負荷？達成する
ことが可能となる。

第４図は、本発明に従うボイラ負荷増大時の運転方法の
フローチャートである。第３図示の工うにボイラ負荷を
５０％から１００％まで増大させる場合を想定する。な
お、説明の簡略１Ｌのため流動層２ｉＩ″ｊ同一″６積
のセ／Ｉ／８とセル４とに分割されているものとする。

七Ｍ３が運転中に流量検出器２４によって蒸気流量が第
８図示の工うに７０％になったことが示されると、本発
明に従ってセル４の起動が開始される。なお、本究明に
従うセル４の起動方法が操作されている間、発生蒸気の
圧力および＠度ｋ　一定匝に維持する友めにセル３では
演算器２５によって空気・燃料流量が自動制御されると
共に、ＤｉＪ述した蒸気温度吹出ｉ１８に工つて温度ｒ
検出して噴射手段２２から蒸気管１７に水ｒ噴射して温
度を低下させ蒸気温度を一定値に維持している。

ステップにＩＩでセル起動条件が充足されると、セル４
の起動用の演算１１８１が通常モードにおける演算器２
５の出力を起動用の演算出方とじて新たな供給空気流量
指令１ｄ号と供給流緻指令旧号奮窒気流量調節手段１０
お工び燃Ｒ流量調節手段１２に送出する。先ず供給空気
が徐々に増加される。

なお燃料は流敏調角１手段１２によって遮断されている
。

ステップｎ３では空気流量がＶ３が否かが１」断される
。ここで■３はセＩしの流動状帳が激しくない状態、ナ
ｌわち流動している能セルがらの層物質が少ない状態に
なる流量である。指標としては流動開始速度相当の空気
流量の１〜５倍好捷しくけ１．５〜２．５倍であシ、流
動状態では複数個の検出器８５に示される層温度がほぼ
同じ値を示し層物質が同じＵさ４するけれども、このバ
ージ窒気流欧では分離した動き？示す。このときの１直
１ｖ３とする。

空気流量が■８であるときにはステップｎ　４　ａで燃
焼排ガスの０２濃度またはＮ（ＪＸ濃度が一定饋α以と
であるか否かが判ｌｆされる。ここでαはたとえば公害
規制濃度である。排ガスの０２ａ度筐たはＮＯＸ濃度が
α以とであればステップｎ４ｂにおいてセ／Ｉ／３の空
気比？減少する・。すなわちセル３の燃料供給流量に対
する空気流駄？変化させて空気比ｒ減少させる。ステッ
プｎ４ｇでα未満であればステップｎ５に移り、セル３
の層温度の時間変化′率ｄＴ／ｄｔ　が調べられ、　ｄ
’ｌ’／ｄｔ　が負の成る匝以り大きくなったときステ
ップｎ　７に移りセル４の空気流量が停止される。時間
変化率ｄＴ／ｄｖが負の成る匝以北でないときにはステ
ップｎ　５からステップｎ６に移る。

ステップｎ６ではセル４の層温度が勿料ｆｔ火酩変たと
えば４５０°Ｃに達また〃・否がが判断される。

セル４の層温度が燃料層大温度未満であればステップｎ
８に移シ、時間Ｗ経過後であればステップｎ９において
起動操作が停止される。時間Ｗ冗了前であれば再びステ
ップｎ　４に戻る。ここに時間Ｗは層内の未燃分が光全
に燃焼し尽ｒＫ要する時間であり、たとえば５分程度で
ある。

ステップｎｌＯでは時間Ｗ完了が否がが判断され、時間
Ｗ未満であれば再びステップｎ４に戻る。

時間Ｗ完了しているときには一ステップｎ　ｌ　ｌに移
りセル４への燃料供給が開始され°、ステラ７°ｎ　１
２　ｖｃおいてセル４への供給燃料流敬ｒ空気流Ｂｙ３
に見合うまで増加させる。なお、セル４へ燃料を供給開
始した後は排ガスの０２ａ度藍たけＮＩＪＸ濃度がα未
満になりたときｔよセル３の空気比ｒ最適１直に戻す。

その埃ステップｘｉ　、１３において通常モードに切侯
えられ、演ＪＬ′ａ２５の出力に工ってセル４は運転さ
れる。このようにしてステップｎ　ｌ　４においてセル
４の起ｖＪ保作が終了する。

第５図はボイラ負荷ＩＬ時の応答波形図である。

適５図（１）のように嘘気流量に５０％から１００％へ
増加させる場廿に停止中のセル４ｒ起動するにあたって
供給空気流歇ｒ第５図（５）における破線４１ａで示さ
れるように急激に増加すると、第５図（２）の破線１４
ｈお工び第５図（３）の破巌Ｊ１５ａで示されるように
蒸気圧力および蒸気温度が急激に増加変ｍｋ生じる。す
なわち蒸気の質が劣化する。

そこで北述した本発明によるセルの起動方伝ＶＣよって
セｔＶ　４への供給空気？徐々に増加し、時間Ｗ完了後
に第５図（４゛）で示されるようにセル４へ燃料を供給
することによって、セル４は固定層状帳から流動層状態
に緩やかに移行していく。そのため、伝熱管１６への伝
熱漱の急激なと昇ｒ避けることができ、第５図（２）の
実線１４および第５図（３）の火線１５で示されるよう
に蒸気圧力お工び蒸気温曳ｒはぼ一定値に維持すること
が可能となる。

以北の工うに本発明によれば、起動しようとするセｌし
への供給ｇ！気流亀ｒ一定流敏値すなわち流動している
能セｌしからの層物質の移動が少ない状態となる流量１
で徐々に増加することによって、起動しょうとするセル
の燃料１ａ火温１ｙ以北に上昇することができるため該
セルの失火ｒ防ぐと共に盾火ｒ確実にすることが可能と
なる。またセルへの供給空気ｒ徐々に増加して運転する
ようにしたので、起動セルが固定１−状態から流動層状
部にゆつくりと移行し、層内伝熱管への伝熱量が急激に
増加することが回避され、そのためボイラ発生蒸気匝力
お工び温度の褪ｖＪｋ小さくすることができる。換言す
れば蒸気の質の化１ヒが防止される。

さらにまた起動しようとするセルへの窄気流植を一定流
量で維持し続けている間に、燃焼排ガスの０２　濃度ま
たはＮｔＪｘｄ度が予め定めた１直以上になると、既連
暢のセＩしの使気比？減少することによってＮ（ＪＸの
抑制４図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の置体の系統図、第２図はｆ
ｆｉ動層ポイヲ１の油の夾施例の簡略図、第８図はボイ
ラ負荷と層温度の関係ｒ示すグラフ、第４図は本発明に
従、うポイフ負荷増加時の運転方法？示すフローチャー
ト、第５図はポイフ負荷変化時の１６答波形図である。 ｌ・・・ｆｆＥＷＪ層ボイラ、２・・・流動層、８．４
・・・セル、６．１０・・・空気流量調節手段、８，１
２・・・燃料流域調節手段、１８・・・蒸気温度検出器
、２８・・・蒸気圧力検出器、２４・・・蒸気圧力検出
器、８４．８５・層温度検出器 代理人　弁理士　西教主一部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数に一分割された流動層領域である七ｌしのう
   ち、既連私のセルは蒸気の質が一定となる工うな最１ｌ
   ｉｉＩｌｌＩ！に供給される空気流量と燃料ＢＥ量とが
   目動制御され、運転しょうとするセルには空気流量４発
   生蒸気の簀が低［しないように徐々に増大し、その空気
   流量が既運転のセルの流動状態を乱さず、かつ発生蒸気
   の爵が低ドしないような一定値に達した後、）ｈ大温度
   になる１でその空気ｒＡｔ　＊　ｋ該一定（直に保ち続
   け、１１１度になると連１１匹しょうとするセｌレヘ軟
   料ｒ供給すること忙特徴とする流動°　層ボイラの負附
   増ＪＪ１１時の餌仏方法。
2. （２）複数に分割された流動層１頂域であるセルのうち
   、１拷、連撃のセルは蒸気の質が一定となるような最適
   直に供給される空気流量と・燃ｉｊＩ′流量とが自動制
   御され、叱Ｊ敵しようとするセルＶこは空気流量ｒ輪生
   ４気の質が低ドしｌい工うに徐々に増大し、その空気流
   量が既運転のセルの流動状Ｉルに乱さずかり発生蒸気の
   質が低下しないような一定値に達した俊、Ｉｎ火温度に
   なるまでその空気流電ｒ該一定１直ＶＣ保ち続け、この
   １山排ガスの０□濃度またはＮ（Ｊｘ濃文が予め定めた
   値以北になると、既叫転の七ｌしの空気比ｒ減少し、連
   軸しょうとするセＩしが眉火温度にｆｉ　′）ｆ−Ｃら
   運転しエフとするセルへ燃料？供給し、その後排ガスの
   ０２跳岐またはＮ（ＪＸ磯変が予め定めｆｃ匝未満Ｖｃ
   なったときｆｔ１Ｊ記使気比七目１１記最適匝に戻すこ
   と？特徴とする流動層ボイラの負荷増加時の運転方法。