JPS61191810A - 共同火力の燃焼負荷制御方式 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、共同火力発電所等で使用される多種燃料を
混焼するボイラ及び負荷を制御する共同火力の燃焼負荷
制御方式に関する。

（ロ）従来の技術 製鉄所に併設される共同火力発電所では、多種類の燃料
を混鳴させるのが通常であり、・特に高炉の未然ガスで
あるＢＦＧ　（高炉ガス）を有効に利用するために他の
燃料と混合使用している。しかしこのＢＦＧは他の燃料
に比べ、カロリが７５０Ｋｃａｌ／Ｎｒｒｒと極めて低
い（例えばＣＯＧ　：　５１７０Ｋｃａｌ／ＮｒｒｒＳ
Ｎ　Ｇ　：　９０００Ｋｃａｌ／Ｎｎ？、重油：　１０
０００Ｋｃａｌ／ｊｃＺ）し、またこのガスは高炉の操
業状態により、カロリ置が±５０Ｋｃａｌ／Ｎｒｒｒ程
度に変わるという不安定さがある。それゆえ、この低カ
ロリ、燃焼不安定なりＦＧのみでボイラを焚くことは不
可能であり、上記したように他の燃料との混焼となる。

第２図に、従来の混焼ボイラの燃焼制御回路を示してい
る。同図において、ＢＦＧ＠量が定価制御されるととも
に−、重油流量を負荷量に応じて変化し、主蒸気圧力を
一定に保つようにマスタ制御するようにしている。すな
わち、ＢＦＧ流量の目標値□設定器１１で設定された目
標値とＢＦＧ流量の変化速度を決める変化率設定器１２
で設定された変化率が変化率演算器１４に入力され、こ
の変化率演算器１４の出力は所定の目標値まで所定の変
化率で変化していく。この信号とＢＦＧ流量とがコント
ローラ１５に入力され、このコントローラ１５の出力に
より、ＢＦＧ流量が目標値まで所定の変化率で制御ダン
パ１３によって制御される。

また重油流量とＢＦＧ流量が加算器１６で加算されてコ
ントローラ１７に入力される。さらに主蒸気圧量と、設
定器１９の主蒸気正量設定値がコントローラ１８に入力
され、このコントローラ１８の出力と負荷量を重油流量
に換算する演算器２０により変換された信号が加算器２
１で加算されて、コントローラ１７に入力され、このコ
ントローラ１７の出力で重油制御弁２２が制御されるよ
うになっている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記従来の燃焼制御の欠点は、必ずしも全ての状態に対
応して運用制御できないということである。この欠点が
生じるのは、共同火力の持つ特性によるものであるが、
通常ＢＦＧ量は高炉の操業状態で定まり、操業度が増す
とＢＦＧが増量する。

ＢＦＧ増量の際には、燃料として高カロリ燃料、例えば
重油の量を減じてＢＧＦを増やしていくことになる。し
かし燃焼を継続してい（ためには、最低限の重油が必要
であるところから、第３図に示すように、重油流量がそ
の最小量に達し、なおりＦＧを増量する場合には、ボイ
ラの負荷を上げてＢＦＧ増量に対応することになる。こ
の場合、第２図に示した従来の重油マスタ制御では、一
旦重油を増量して負荷を上げ、負荷上昇後にＢＦＧの設
定を上げて、重油を減らすようにしている。

しかし、これでは重油をむだ使いするのみでな（、重油
の増量・減量のための重油ポンプの起動・停止やバーナ
の点火、消火等に多大の労力を要することになる。

そこで、上記の問題を解消するために、すなわち重油を
増減せずして第４図に示すように負荷を上昇させるため
に、ＢＦＧをマスタ運用できるようにし、ＢＦＧで負荷
をとる方法が考えられる。

ところがＢＦＧで負荷をとるとなると、また新たな問題
が生じる。すなわち、ＢＦＧガスは性状が不安定であり
、カロリの変動等があると主蒸気圧力変動が著しく、こ
の主蒸気圧力の変動を制御するためにはＢＦＧ量の変動
が極めて大となる。

ＢＧＦは、本来低カロリの燃料であるから、同一負荷を
とるために必要なガス量は非常に多く、ボイラ内に蓄積
されるガス量の変化が太き（なり、これが炉内ドラフト
の制御や、ＯＺ［ａ、蒸気温度制御に極端な悪影響を及
ぼすことになる。

この発明は、上記に鑑み、重油等の高カロリ燃料マスタ
制御で、しかも高カロリ燃料を増大させることなく、低
カロリ燃料を増減し得るようにした共同火力の燃焼負荷
制御方式を提供することを目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明の
共同火力の燃焼負荷制御方式は、上記問題点を解決する
ために、自動燃焼制御装置の低カロリ燃料の流量制御に
自動負荷調整装置の負荷変化率信号を使用し、また自動
燃焼制御装置の低カロリ燃料の目標値を自動負荷調整装
置の負荷目標値に換算して負荷調整を行うようにしてい
る。

この燃焼負荷制御方式では、設定される負荷変化率に見
合って低カロリ燃料の流量が制御されるし、また、低カ
ロリ燃料の設定目標値に対して負荷が調整される。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明の１実施例を示す共同火力の燃焼負
荷制御装置のブロック図である。

第１図において、自動燃焼制御装置（ＡＣＣ）ｌは、重
油とＢＦＧの流量を自動的に調整して混迅ボイラの燃焼
制御を行う装置であり、自動負荷調整装置（ＡＬＲ）２
は、負荷量を調整するための装置である。この自動負荷
調整装置は、従来からすでに存在するが、本来的には自
動燃焼制御装置とは全く別個の装置である。

自動燃焼制御装置１は、第２図に示す装置と同種のもの
であり、同一番号を付したものは同様の回路を示してい
る。この実施例の自動燃焼制御装置１は、第２図のもの
と相違して、ＢＦＧ流量流量変化率定設定器１２の信号
を切替器２３を介して変化率設定器１４に加える一方、
後で詳述する自動負荷調整装置２の、負荷変化率−流量
変化率換算用の演算器３７よりの信号を、切替器２３を
介して変化率設定器４に加えるようになっている。

つまり、流量変化率設定器１２あるいは演算器３７より
の信号のいずれかが切替器２３で選択されて、変化率設
定器１４に加えられるようになっている。

また、さらに、ＢＦＧ流量目標値を負荷目標値に換算す
るための演算器２４を備え、その出力信号を自動負荷調
整装置２に加えるようになっている。

ここで、この自動負荷調整装置の一般的なものについて
若干説明する。第５図に示すように、この自動負荷調整
装置は、負荷の目標値を設定する負荷目標値設定器３１
と、負荷の変化率を設定する負荷変化率設定器３２と、
これら再設定器３１．３２からの信号を受する変化率設
定器３３、この変化率設定器３３より出力される設定負
荷量と実負荷量との偏差を求める減算器３４、この減算
器３４の出力をパルス幅に変換するパルス幅変換器３５
からなり、パルス幅変換器３５より偏差値とその極性に
応じたＵＰパルス信号、ＤＯＷＮパルス信号を出力し、
ロードリミッタモータを駆動するようになっている。

この自動負荷調整装置で、今、電源がＯＮされると、負
荷目標値設定器３１より目標値ａ、また負荷変化率設定
器３２より負荷変化率すが出力されると、変化率設定器
３３より、傾きがｂで目標値ａに向かう信号Ｃが出力さ
れ（第６図参照）、実負荷量ｄとこの信号Ｃとの偏差が
減算器３４で求められ、この偏差に応じたＵＰパルスあ
るいはＤＯＷＮパルスがパルス幅変換器３５より、ロー
ドリミッタモータに出力される。

図示していないが、ロードリミッタモータの回転により
、ボイラからタービンに行く蒸気量が変化し、最終的に
は発電機の出力（負荷）が上昇または下降する。

このように、自動負荷調整装置は、運転員が最初に変化
率と目標値のみを設定しておくことにより、自動的に負
荷の上昇、下降を行わせることができるものである。

再び、第１図の実施例装置に戻り、この実施例装置τ１
相動負荷調整装置２は上記した第５図のものに、切替器
３６と、負荷変化率をＢＦＧの流量変化率に換算するた
めの演算器３７を付加したものである。すなわち、負荷
目標値設定器３１と演算器２４よりの信号を切替器３６
を経て選択的に変化率設定器３３に加えるように構成す
る一方、負荷変化率設定器３２よりの信号を演算器３７
を介して、自動燃焼制御装置１の切替器２３に加えるよ
うになっている。

実施例装置において、通常は切替器２３及び切替器３６
がいずれも破線矢印側に接続されており、この場合は自
動燃焼制御装ＷＬ１は第２図の従来装置と、また自動負
荷調整装置２は第５図の従来装置と今様となる。

通常め制御のもとで、重油流量が最小となり、さらにＢ
ＦＧ流量の増量が必要となると、切替器２３及び３６を
実線矢印側に接続される。負荷変化率設定器３２で設定
される負荷変化率が、演算器３７で流量変化率に換算さ
れ、これによりＢＦＧ流量の変化率は、負荷変化率に見
合う流量率変化信号となる。また、流量目標値設定器１
１のＢＦＧ流量目標値は、演算器２４で負荷目標値に換
算されて変化率設定器３３に入力される。つまり、負荷
の目標値は、ＢＦＧの目標値に見合う負荷目標値信号と
なる。そして、この回路接続により、以後自動制御を行
えば、ＢＦＧ流量の変化によるエネルギーの変化がその
まま負荷の変化に見合うようになる。そのため、ボイラ
のエネルギーバランスが保たれた状態で変化していくか
ら、主蒸気圧力の変動もほとんどな（、助燃用の燃料で
ある重油もほとんど一定量を保ったままで制御される。

換言すれば、コントローラ１７の設定値は、主蒸気圧の
変動が少なければ、負荷信号の変化率を演算器１０で重
油流量の変化率に換算された量で変化していく。これに
対し、コントローラ１７の測定価側の信号は、加算器１
６の係数にて、ＢＦＧ流量の変化量を重油流量の変化量
に換算された量で変化していく。負荷とＢＦＧのエネル
ギーバランスがとれているので、偏差のない状態で各々
が変化し、それゆえ重油流量の制御弁２２は動がない。

以上のように、重油流量が最小の状態でＢＦＧ流量を増
大する場合に、重油マスタのまま負荷の増量を実行する
ことができる。この場合、重油の変動はＢＦＧのカロリ
ー変動分を補正する程度のわずかな動きで済むし、主蒸
気圧力そのものの変動もわずかなものとなる。

また、ＢＦＧの目標値は、演算器２４によって負荷に換
算され、切替器３６を経て変化率設定器３３に加えられ
るため、ＢＦＧ目標値設定器１１でＢＦＧの増量分を設
定するのみで、最終的に負荷をどの位置まで持って行け
ば良いか演算される。

それゆえ、負荷の目標値を計算し、ダイヤル設定をする
必要がなく、自動的にＢＦＧの増量分に見合う負荷の位
置まで上昇し、その位置で停止する。

（へ）発明の効果 この発明によれば、低カロリ燃料の流量制御に負荷変化
率信号を用い、負荷の変化率と低カロリ燃料の流量変化
によるカロリ変化率とのバランスをとるようにしている
ので、高カロリ燃料流量の変化を極力抑え、また主蒸気
圧の変動を少なくし、安定な制御を行うことができる。

また、低カロリ燃料の目標値を負荷換算して、負荷調整
を行うので、負荷調整のための計算、ダイヤル操作が不
要となり、操作が簡単容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例を示す共同火力の燃焼負
荷制御９１Ｍを示すブロック図、第２図は、従来の燃料
制御家１を示すブロック図、第３図は、同燃焼制ａＳＳ
による負荷％ＢＦＧ流量及び重油流量の時間変化例を示
す図、第４図は、上記実施例燃焼負荷制御家工による負
荷、ＢＦＧ流量及び重油流量の時間変化例を示す図、第
５図は、一般的な自動負荷調整装置を示す回路ブロック
図、第６図は、同自動負荷調整装置の各部のレベルの変
化例を示す波形図である。 １：自動燃焼制御装置、２：自動負荷調整装置、１１：
ＢＦＧ目標値設定器、 １２：ＢＦＧ流量変化率設定器、 １３：ＢＦＧ制御ダンパ、 １４・３３：変化率設定器、 １５・１７・１８：コントローラ、 １６・２１：加算器、 ２０・２４・３７：換算演算器、 ２２：重油制御弁、　２３・３６：切替器、３１：負荷
目標値設定器、 ３２：負荷変化率設定器、　３４：減算器。 特許出願人　　　　　　　株式会社島津製作所代理人　
　　　　弁理士　中　村　茂　信第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動燃焼制御装置で、高カロリ燃料と低カロリ燃
   料を混焼するボイラの燃焼を制御するとともに、自動負
   荷調整装置で負荷を制御する共同火力の燃焼負荷制御方
   式であって、 前記自動燃焼制御装置で、高カロリ燃料を負荷量に応じ
   てマスタ制御して主蒸気圧を一定に保ち、かつ低カロリ
   燃料の流量制御に前記自動負荷調整装置の負荷変化率信
   号を使用し、また前記自動燃焼制御装置の低カロリ目標
   値を前記自動負荷調整装置の負荷目標値に換算して負荷
   制御するようにした共同火力の燃焼負荷制御方式。