JPS6237286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば流動層燃焼炉を備える流動
層ボイラなどにおいて、燃料に含まれる硫黄物を
吸着してSOxの発生を抑制するために供給される
脱硫剤の流量制御方法に関する。

先行技術では、供給すべき脱硫剤の流量は、負
荷に対応した燃料流量に対して予め定めた比率に
設定されている。このような先行技術では、流動
層への燃料流量が急激に大きくなつたときにSOx
濃度が高くなるおそれがある。またこのような先
行技術では、流動層の温度やその流動層内の空気
比が考慮されておらず、したがつてSOx濃度の抑
制効果が充分に達成されない。

本発明の目的は、SOx濃度をより確実に抑制す
ることができるようにした流動層を備える燃焼炉
の脱硫剤流量制御方法を提供することである。

本発明は流動層に供給すべき燃料流量に対して
予め定める比率を有する値を、SOxが低減される
ために、検出された流動層温度が予め定めた範囲
よりはずれた場合に、増加させるように補正した
値と、燃料流量が増加するときのみ燃料流量の微
分演算をした値とを加算した流量で脱硫剤を供給
することを特徴とする流動層を備える燃焼炉の脱
硫剤流量制御方法である。

また本発明は流動層に供給すべき燃料流量に対
して予め定める比率を有する値を、SOxが低減さ
れるために、流動層の空気比が予め定めた値より
小さくなれば増加させるように補正した値と、燃
料流量が増加するときのみ燃料流量の微分演算を
した値とを加算した流量で脱硫剤を供給すること
を特徴とする流動層を備える燃焼炉の脱硫剤流量
制御方法である。

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、流動層２を有し、この流
動層２にはその流動層２の上または下から燃料供
給手段３によつて燃料が供給される。また流動層
２の下方からは、空気流量制御手段４を介して１
次空気が供給される。SOxの発生を抑制するため
に、脱硫剤としての石灰石が供給手段５によつて
供給される。流動層２の排ガスは、流路６から外
部に排出される。流動層２の燃焼エネルギは伝熱
管７を通過する流体たとえば蒸気によつて吸収さ
れる。伝熱管７の蒸気圧は検出器８によつて検出
される。検出器８からの出力は、ボイラマスタ制
御回路９に与えられる。ボイラマスタ制御回路９
には、設定回路１０によつて設定された予め定め
た蒸気圧を表わす信号が与えられる。ボイラマス
タ制御回路９は、検出器８によつて検出された蒸
気圧が設定回路１０によつて設定された圧力に等
しくなるようになるための信号をライン１１を介
して燃料供給手段３に導出する。このようにして
負荷に対応した流量を有する燃料が流動層２に供
給され、得られる蒸気の圧力が設定回路１０によ
つて設定された値に保たれることになる。

ライン１１からの信号はまた、空気流量演算回
路１２に与えられる。空気流量演算回路１２に
は、空気比設定回路１３からの信号が与えられ
る。空気比設定回路１３は、流動層２内の予め定
めた空気比を表わす信号をライン１４を介して導
出する。空気流量演算回路１２は、燃料供給手段
３によつて供給される燃料流量に対応して、流動
層２内に空気比が設定回路１３によつて設定され
た値となるようにするための信号を、空気流量制
御手段４に与える。こうして流動層２の空気比
は、設定回路１３において設定された値に保たれ
る。

流動層２の温度は、検出器１５によつて検出さ
れる。この検出器１５からの信号は、石灰石流量
演算回路１６に与えられる。この石灰石流量演算
回路１６にはまた、ライン１１を介する燃料流量
を表わす信号と、設定回路１３からの空気比を表
わす信号とが入力されるとともに、石灰石流量と
燃料流量との比（＝石灰石流量／燃料流量）を表
わす信号が設定回路１７から与えられる。石灰石
流量演算回路１６からの信号は、ライン２０を介
して石灰石供給手段５に与えられる。

第２図を参照すると、石灰石流量演算回路１６
の具体的な構成が示される。ボイラマスタ制御回
路９からライン１１に導出される燃料流量を表わ
す信号は、微分回路２５によつて微分される。そ
の微分回路２５からの出力は、関数発生回路２６
に入力される。関数発生回路２６では、その特性
が第３図に示されるように、入力が正であるとき
のみ出力が正であり、入力に比例した値であり、
入力が負の値であるとき出力は零である。関数発
生回路２６からの出力は、加算回路２７に入力さ
れる。加算回路２７には、ライン１１からの燃料
流量を表わす信号が与えられる。

第４図を参照して、ライン１１の信号が表わす
燃料流量が第４図１で示されるように段階的に急
激に増加した場合を想定する。この場合には、微
分回路２５からの出力は第４図２の波形を有し、
関数発生回路２６からの出力もまた同様な波形を
有する。したがつて加算回路２７からの出力は、
第４図３のように燃料流量の急激な増加に伴なつ
て大きな値となる。加算回路２７からの出力は、
掛算回路２８からライン２０を介して、石灰石供
給手段５に与えられる。このようにして燃料流量
が増加した場合にのみ、石灰石の流量が燃料流量
に対応した石灰石流量よりも大きくなるように補
正される。そのためSOx濃度の上昇が抑制される
ことになる。

流動層２の温度と発生されるSOx濃度との関係
は、第５図に示されるとおりである。流動層２の
温度tbが或る値の範囲tb１〜tb２にあるときに
は、SOx濃度は小さく、それ以外の範囲ではSOx
濃度が大きくなる。本発明では、流動層２のtbが
前記温度tb１〜tb２の範囲以外にあるときに、石
灰石流量が大きくなるように補正される。

この目的で、ライン１８を介する検出器１５か
らの流動層２の温度tbを表わす信号は、第２図に
示されている関数発生回路２９に入力される。関
数発生回路２９は、第６図に示されるように、流
動層２の温度が温度tb１〜tb２の範囲にあるとき
ライン１８からの信号をそのまま導出し、それ以
外の範囲にあるときライン１８からの信号のレベ
ルを増大する。関数発生回路２９からの出力は、
設定回路１７からの石灰石と燃料流量との比率を
表わすライン１９からの信号とともに、掛算回路
３０に入力されて掛算される。

流動層２の空気比λと発生されるOSx濃度との
関係は、第７図に示されるとおりである。空気比
λが或る値λ１未満では、SOx濃度は許容濃度を
超える。本発明に従えば、空気比λが前記値λ１
未満の範囲では、石灰石流量を大きくしてSOx濃
度の抑制が図られる。

この目的で、ライン１４を介する空気比設定回
路１３からの空気比を表わす信号は、関数発生回
路３１に入力される。関数発生回路３１は、第８
図に示されるように、ライン１４を介する信号が
表わす空気比が予め定めた値λ１以上であるとに
は、ライン１４からの信号をそのまま導出する。
この関数発生回路３１は、ライン１４からの信号
が表わす空気比がλ１未満であるとき、その空気
比が小さくなるにつれてライン１４からの信号の
レベルを大きくする。関数発生回路３１からの信
号は、掛算回路３２に与えられる。掛算回路３２
にはまた、掛算回路３０からの出力が与えられ
る。その結果、掛算回路３２では、関数発生回路
３１からの出力と掛算回路３０からの出力とが掛
算され、その積は掛算回路２８に与えられて、加
算回路２７からの出力に掛算される。このように
して供給すべき燃料流量の増加時にその微分値を
加味し、また石灰石流量と燃料流量との比率を流
動層２の温度および流動層２の空気比によつて補
正し、これによつてSOx濃度が低減されるように
石灰石流量が定められる。

上述の実施例では、脱硫剤として石灰石が用い
られたけれども、その他の脱硫剤、たとえばドロ
マイト、などが用いられてもよい。本発明は、流
動層ボイラに関連して実施されるだけでなく、そ
の他の流動層を備える燃焼炉に関連して広範囲に
実施されることができる。

以上のように本発明によれば、流動層に供給す
べき燃料流量に対して予め定める比率を有する値
に燃料流量の増加時における微分値を加算した流
量で脱硫剤を供給するようにしたので、燃料流量
の急激な増加時においてもSOx濃度を低減するこ
とができる。またこの脱硫剤の流量は、流動層の
温度および流動層の空気比に基づいて補正され、
これによつてもまたSOx濃度の低減が図られる。

流動層内に脱硫剤を供給することは従来周知の
ことである。本発明は、流動層燃焼により発生す
るSOxを抑制するために、いかに脱硫剤を供給す
るかの方法に関するものであり、以下にその特徴
について述べる。

(a) 応答遅れをなくすため微分値を加算すること
は、PID制御の基本として従来周知のことであ
る。本発明は、流動層を備える燃焼炉の脱硫剤
流量制御にいかに適用するかの方法に関するも
のである。次ぎの点において本発明の特徴があ
る。すなわち従来流動層に供給すべき燃料流量
に、予め定める比率を乗じた流量の脱硫剤を供
給していたのに対て、燃料流量の微分値を加算
するが、その微分の具体的な演算において第３
図に示す特性を有する回路２６を付加すること
により、燃料流量が増加するときのみ脱硫剤流
量が燃料流量の予め定める比率を乗じた流量よ
り多くなるようにしてある。この結果として燃
料流量が変動した場合、特に燃料流量が増加し
た場合において過渡的に脱硫剤流量が予め定め
た比率以上に増加するため、発生するSOxの増
加を抑制することができる。また燃料流量が減
少した場合についても脱硫剤流量は予め定めた
比率以下に減少することがなく、SOxの発生を
抑制することができる。

(b) 目的値に影響のある因子により、補正を行な
うことは従来周知のことである。

本発明は、流動層燃焼により発生するSOxを
抑制するために、影響のある因子によりいかに
補正を行なうかの方法に関するものである。次
の点b1、b2において本発明の特徴がある。

(b1) 流動層に供給する脱硫剤流量は、従来燃料
流量に予め定める比率を乗じた流量を供給し
ていたのに対してこの比率を一定値に設定す
るのでなく、検出された流動層温度を用い
て、この比率値を変えるようにしてあること
により発生するSOxを流動層温度が変動して
も抑制できるようになる。この比率値の変え
方については、具体的には第６図に示すよう
に流動層温度がtb１より低くければ比率値を
増加し、tb１とtb２の間では、比率値を変え
ずに、tb２より高ければ比率値を増加するよ
うにしてある。

(b2) また、流動層に供給する脱硫剤流量は、従
来燃料流量に予め定める比率を乗じた流量を
供給していたのに対して、この比率を設定す
るのでなく、流動層の空気比を用いて、この
比率値を変えるようにしてあることにより、
発生するSOxを流動層の空気比が変化しても
抑制できるようになる。この比率値の変え方
については、具体的には第８図に示すように
流動層の空気比がλ１より小さければ比率値
を増加するようにし、λ１より大きければ比
率値を変えないようにしてある。

このように、本発明の特徴は、前記ａとb1、
b2を加味することにより、流動層燃焼により発
生するSOxを抑制するために脱硫剤を供給するこ
とにある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第
２図は第１図の実施例に含まれる石灰石流量演算
回路１６の具体的な構成を示すブロツク図、第３
図は関数発生回路２６の動作を説明するための
図、第４図は微分回路２５などの動作を説明する
ための波形図、第５図は流動層２の温度とSOx濃
度との関係を示すグラフ、第６図は関数発生回路
２９の動作を説明するためのグラフ、第７図は流
動層２の空気比とSOx濃度との関係を示すグラ
フ、第８図は関数発生回路３１の動作を説明する
ためのグラフである。 １……流動層ボイラ、２……流動層、３……燃
料供給手段、４……空気流量制御手段、５……石
灰石供給手段、９……ボイラマスタ制御回路、１
２……空気流量演算回路、１３……空気比設定回
路、１６……石灰石流量比率設定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流動層に供給すべき燃料流量に対して予め定
   める比率を有する値を、SOxが低減されるため
   に、検出された流動層温度が予め定めた範囲より
   はずれた場合、増加させるように補正した値と、
   燃料流量が増加するときのみ燃料流量の微分演算
   をした値とを加算した流量で脱硫剤を供給するこ
   とを特徴とする流動層を備える燃焼炉の脱硫剤流
   量制御方法。 ２ 流動層に供給すべき燃料流量に対して予め定
   める比率を有する値を、SOxが低減されるため
   に、流動層の空気比が予め定めた値より小さくな
   れば増加させるように補正した値と、燃料流量が
   増加するときのみ燃料流量の微分演算をした値と
   を加算した流量で脱硫剤を供給することを特徴と
   する流動層を備える燃焼炉の脱硫剤流量制御方
   法。