JPS6112169B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、平衡通風方式ボイラ設備の炉内圧制
御に関し、特に吸込通風機に流体継手を用いたボ
イラ設備の炉内圧制御に係る。

第１図に平衡通風方式ボイラ設備における煙風
道系統の一例を示す。煙風道系統には、燃焼用空
気を火炉５内に送り込む為の押込通風機（以下
FDFと略す）１、火炉５内の燃焼ガスを吸い出
して煙突７から排出させる為の吸込通風機（以下
IDFと略す）６およびボイラ排ガスを火炉５に吹
きこんで、再熱蒸気温度を制御する為のガス再循
環通風機（以下GRFと略す）４が設けられる。

なお、図中にはそれぞれの通風機をひとつだけ
示しているが実際には複数個並列に用いられるこ
とが多い。２１はFDF１によつて送り込まれる
空気流量に応じた信号を発生する空気流量発信
器、２３はFDF入口ベーン、２２は炉内圧に応
じた信号を発生する炉内圧発信器、２４はIDF入
口ベーン、２は蒸気式空気予熱器、３は空気予熱
器、８はIDFを駆動する誘導電動機である。

以上の構成を有する平衡通風方式ボイラ設備に
おいて、FDF１によつて送り込まれる空気流量
は、ボイラへの負荷指令（火力発電プラントでは
発電量指令）に応じてFDF入口ベーン２３の開
度を調整することによつて行なわれ、また炉内圧
の制御は、IDF入口ベーン２４の開度を調節する
ことによつて行なわれる。

このような従来の炉内圧制御装置の一例を第２
図に示す。図において、第１図と同一の符号は同
一部分をあらわす。２５，２９は関数発生器、２
６，３１は減算器、２７，３２は比例・積分演算
器、２３はFDF入口ベーン駆動装置、３０は炉
内圧設定器、２８，３３は加算器、２４はIDF入
口ベーン駆動装置である。

関数発生器２５では発電量指令を空気流量指令
に変換し、この値と空気流量発信器２１からの信
号とを減算器３６に供給した偏差信号を出力す
る。この偏差信号を比例積分演算することによつ
て得られるFDF入口ベーン２３Ａの開度指令信
号をFDF入口ベーン駆動装置２３に供給して、
FDF入口ベーン２３Ａの開度を調節する。

一方、火炉５の炉内圧制御のために、FDF入
口ベーン駆動装置２３の開度指令信号を第３図の
ような入出力特性の関数発生器２９に供給して先
行制御信号を得、これを加算器３３に入力する。
一方、炉内圧信号器２２から得られる炉内圧信号
と炉内圧設定器３０によつて発生される設定値と
の偏差を比例・積分演算器３２を通してIDF入口
ベーンの開度指令補正信号として前記加算器３３
に加える。得られた和信号でIDF入口ベーン駆動
装置２４を制御する。

これにより、炉内圧が設定値に等しくなるよう
にIDF入口ベーン２４Ａの開度が調節される。

以上説明したような従来の炉内圧制御方式では
ボイラの負荷の状態に関係なくIDF入口ベーン２
４Ａによるベーン制御のみでありボイラ負荷が絞
られた中間、低負荷運転においてもIDFの回転数
は一定であり、IDF入口ベーンを絞つて風量を制
限しているので、動力損失が大きく、また騒音も
大きいという欠点があつた。

そこで本発明では、中間、低負荷時での動力損
失や騒音を低減するため、中間負荷、低負荷運転
中はIDFの回転数制御を採用し回転数を低く運転
する。回転数制御方式には種々の方法があるがこ
こでは流体継手を使用した場合を例にし説明す
る。IDFを駆動する電動機とIDFとの結合部（第
１図、符号４１Ａの部分）に流体継手を採用し、
炉内圧制御に従来方式のIDF入口ベーン制御と
IDFの回転数制御を併用して行なう。

IDF入口ベーン制御を併用する点としては現在
の回転数制御技術では応答性が悪い。一例として
火力発電プラントで供給ポンプ等の故障が発生し
たり、系統事故が知らされると負荷を急激に絞る
いわゆる負荷ランバツクが実施される。したがつ
てIDFの回転制御により炉内圧を制御するなら、
このような負荷ランバツクの場合には急速に回転
数を低下させねばならない。ところが、IDFの慣
性や流体継手の制御特性から回転数の変化率には
限度があり、単に回転数制御により炉内圧を制御
する方式によれば、急激な負荷変動時に炉内圧が
激しく変動してしまい、これが著るしい場合には
炉本体が圧力により変形するおそれがある。この
為通常制御を回転数制御し急激な制御については
IDF入口ベーン制御を併用するものである。

そこで、本発明の目的は中間、低負荷での動力
損失を低減し、しかも急激な負荷の変動に対して
も炉内圧を安定に保つことが可能な制御方式を提
供することにある。

本発明の特徴は、火炉へ送り込む空気流量は、
FDF入口ベーン開度により制御し、火炉から排
出するガスの量をIDFの回転数により制御し、過
渡的に生ずる炉内圧偏差をIDF入口ベーン開度の
制御により吸収するところにある。

第３図に本発明の一実施例を示す。ボイラへの
負荷指令（発電量指令）を空気流量指令に変換
し、これに基づきFDF入口ベーン２３Ａの開度
を制御する部分は第２図の従来のものと全く同様
である。

回転数制御として流体継手を使用した場合、第
２図と異なる点はFDF入口ベーン開度指令に対
応した流体継手スクイ管位置指令信号を関数発生
器３４により作成し、これにより流体継手４１Ａ
のスクイ管駆動装置４１を操作し、IDF６の回転
数制御を行う点と、関数発生器２９′ではIDFの
回転数制御に見合つた関数によりIDF入口ベーン
開度の先行制御信号を作成する点である。第５図
は関数発生器３４に設定されたFDF入口ベーン
開度指令に対する流体継手スクイ管位置を示し、
第６図には関数発生器２９に設定するFDF入口
ベーン開度指令に対するIDF入口ダンパ開度を示
す。

第６図の関数は、定常状態、すなわちIDF６の
回転数が第５図の関数にて定められたスクイ管位
置に対応した回転数に落ちついた状態で、炉内圧
とその設定値との間に偏差が生じないようなIDF
入口ベーン開度を示すように作成されている。し
かも第５図、第６図の比較でわかる通り、ボイラ
負荷の大小による燃焼ガス排出量の大小はほとん
どIDF回転数制御により行なわれる。関数発生器
２９により得られるIDF入口ベーン開度の先行制
御信号はボイラ負荷の大小、すなわちFDF入口
ベーン開度指令の大小に対してほとんど変化せ
ず、ほぼ規定の開度を示すように設定されてい
る。

ここで、ボイラに対する発電量指令が急増した
ときの各部動作を述べる。まず関数発生器２５の
発する空気流量指令が増加し、これにより減算器
２６の正の偏差が生じて比例積分器演算器２７の
発するFDF入口ベーン開度信号が増加する。こ
れに対応して関数発生器３４により得る流体継手
スクイ管位置指令も増加するが、IDF６の回転数
は遅れて応答する。この結果、炉内圧は増加方向
となり、減算器３１に正の偏差が生じて比例積分
器３２の発する補正信号は正の値となり、IDF入
口ベーン２４Ａは開方向に駆動されて炉内圧の変
動を吸収する。時間がたつにつれてIDF６の回転
数が負荷に見合つた値に上昇し、IDF入口ベーン
開度も第６図に示されるような値になる。

ボイラ負荷が急激したときには逆にIDF入口ベ
ーンが閉方向に動作して炉内圧の減少を吸収す
る。

このように本発明によれば、ボイラ負荷変動に
対応した排出ガス量の変動はIDFの回転数の制御
により吸収し、この制御の遅れにより生ずる炉内
圧の変動はIDF入口ベーン開度の制御により吸収
する。したがつて部分負荷時でのIDFの動力損失
が少なく、しかも圧力変動のない安定した炉内圧
制御が可能となる。

なお上記した実施例ではIDF入口ベーン開度の
先行制御符号、及び、IDF回転数制御のための流
体継手スクイ管位置指令をそれぞれFDF入口ベ
ーンの開度指令の関数として算出したが、これら
の値は、いずれもボイラ負荷を示す他の信号の関
数として算出することも可能である。第７図は、
流体継手スクイ管位置指令は発電量指令の関数と
して算出するようにした実施例を示している。

その他、本発明の本質を逸脱しない限り種々の
変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は平衡通風方式ボイラ設備の系統図、第
２図は従来の炉内圧制御方式のブロツク図、第３
図は第２図の関数発生器２９の入出力特性図、第
４図は本発明の１実施例のブロツク図、第５図は
第４図の関数発生器３４の入出力特性図、第６図
は第４図関数発生器２９′の入出力特性図、第７
図は本発明の他の実施例を示すブロツク図であ
る。 １……FDF、２……蒸気式空気予熱器、３…
…空気予熱器、４……GRF、５……火炉、６…
…IDF、７……煙突、８……誘導電動機、２１…
…空気流量発信器、２２……炉内圧発信器、２３
……FDF入口ベーン駆動装置、２４……IDF入口
ベーン駆動装置、２５……関数発生器、２６……
減算器、２７……比例・積分演算器、２８……加
算器、２９……関数発生器、３０……信号発生
器、３１……減算器、３２……比例・積分演算
器、３３……加算器、３４……関数発生器、４１
……流体継手スクイ管駆動装置、２３Ａ……
FDF入口ベーン駆動装置、２４Ａ……IDF入口ベ
ーン駆動装置、４１Ａ……流体継手。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボイラ、該ボイラに燃焼用空気を送り込むた
   めの押込通風機、前記ボイラの燃焼ガスを吸出し
   て煙突から排出させるための吸込通風機、押込通
   風機の入口側に設けられ開度可調整とされた押込
   通風機入口ベーン、吸込通風機の入口側に設けら
   れ開度可調整とされた吸込通風機入口ベーン、前
   記ボイラに送られる燃焼用空気量の検出器、該燃
   焼用空気量検出器の出力と、目標負荷から定めら
   れる燃焼用空気量目標値の偏差に応じて前記押込
   通風機入口ベーンの開度目標値を定め、これに応
   じて押込通風機入口ベーン開度を制御する押込通
   風機入口ベーン制御装置、前記ボイラの炉内圧の
   検出器、該ボイラの炉内圧検出器の出力とその目
   標値との偏差に応じた信号と前記押込通風機入口
   ベーンの開度目標値に応じた信号との和信号を求
   め、これを前記吸込通風機入口ベーンの開度目標
   値としてこれに応じて吸込通風機入口ベーン開度
   を制御する吸込通風機入口ベーン制御装置とを備
   えるボイラの炉内圧制御装置において、 前記吸込通風機の回転数を制御する回転数制御
   装置、前記押込通風機入口ベーン制御装置により
   求めた押込通風機入口ベーン開度目標値又は負荷
   目標値を入力として前記回転数制御装置に与える
   操作信号を出力する関数発生器を付加し、 関数発生器はその入力が小なるほど前記押込通
   風機の回転数を低くするような操作信号を出力す
   るようにされたことを特徴とするボイラの炉内圧
   制御装置。