JPS6361816A - 平衡通風式ボイラ設備の炉内圧制御方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は平衡通風式ボイラの炉内圧力制御方式に係り、
特に数種の燃料を燃焼するボイラの炉内圧力制御を精度
良く行い、かつ通風機の速度制御を最適に行う方式に関
する。

〔従来の技術〕

従来の方式は、特開昭５６−１２４８２７号に記載のよ
うに、炉内に送り込む空気量は押込通風機（以下ＦＤＰ
という）の入口ベーン開度で制御していた。

しかし、ＦＤＰの回転数制御は行われていなかったので
ＦＤＰの省エネルギ一対策の点については配慮されてい
なかった。

これに対し、ボイラ出口の誘引通風機（以下ＩＤＦとい
う）は回転数制御しているが、ＩＤＦの回転数制御信号
は前記ＦＤＰの入口ベーン開度指令の値から所定の関数
関係により算出していた。

しかし、結果的に回転数制御信号は、ＦＤＰ入口ベーン
の開度指令信号である空気流量指令値信号と同一であり
、燃料量と種類によって大巾に変動するボイラ排ガス量
の点については配慮されていなかった。このため、炉内
圧力の変動についてはＩＤＦ人ロベロベーン開度制御り
吸収する事になっており、ＩＤＦ入ロベロベーン度指令
は、ＦＤＰ入ロベロベーン関数関係で先行制御し、炉内
圧力偏差により補正を加えて得ていた。

しかし、前述の炉内にて発生する排ガス量の点について
は配慮していないためＩＤＦ人ロベロベーン度は常時一
定せずＩＤＦ入ロベロベーンり損失によるＩＤＦの消費
電力の増加があるが配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、次に述べる点についての配慮がされて
おらず、下記の問題があった。

（１）ＦＤＰの回転数制御がされていないため、ＦＤＰ
の消費動力が大きい。

（２）ＩＤＦの回転数制御信号は空気流量指令にて動く
、ＦＤＰ入ロベロベーン開度指令め、炉内にて燃焼され
る燃料が変わった場合に排ガス量も変わってくるが、こ
れに対応出来ないので。

炉内圧力変動が大きくなる。

（３）ＩＤＦ入ロベロベーン用して炉内圧力制御を行う
のでＩＤＦベーンの絞り損失によるＩＤＦの消費電力の
増加がある。

本発明の目的は、ボイラで複数種類の燃料を焚く場合に
でも、火炉圧力変動を最小にするボイラ炉内圧力制御方
式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、下記のような制御を行うことにより達成さ
れる。すなわち （１）空気流量要求信号に対応したＦＤＰの速度制御を
する。

（２）ＦＤＰの速度変動に伴うＦＤＰ吐出圧力の変動が
原因となり、火炉圧力が変動する事を防止するために、
火炉入口（風箱入口）の供給空気圧力を一定とするよう
にＦＤＦ出ロプロダンパー度制御をする。

（３）ＩＤＦは、ボイラが使用する燃料の種類と燃料流
量に関係して発生量が変動する排ガス発生量に対応した
速度制御をする。

（４］ＩＤＦ人ロベーンは ａ０通常は絞り損失による風損を出来るだけ小さくする
ため、大きな開度で一定開度制御する。

ｂ、火炉圧力変動中が規定中以上になった時は一定開度
を中心とした開度制御をする。

〔作用〕

ＦＤＰは、自動燃焼制御装置よりの空気量要求信号によ
り、ＦＤＰ吐出空気流量が要求値に一致するように、速
度制御される。

ＦＤＰの速度の変化によってＦＤＰの吐出圧力は変化す
るが、その影響が火炉の圧力変動要因として作用しない
ように、ＦＤＰ吐出圧力制御をＦＤＰ出ロプロダンパう
。

従って、ボイラ負荷の変動によりＦＤＰの吐出空気流量
が変化しても、火炉の圧力の変動要因となることはない
。

ＩＤＦは、ボイラ内発生ガス量に対応した徘ガス量演算
器出力信号により先行速度制御され、火炉圧力偏差信号
によりその速度の補正制御がされる。

排ガス量の演算は、燃料流量と空気流量により行われる
ので、負荷の変化や、負荷一定での使用燃料の切換時で
もその時の排ガス量が直ちに求められ、それによりＩＤ
Ｆの速度制御が排ガス量に見合って適正に行われるので
炉内ガス発生量の変化による火炉圧力の変動が発生する
ことはない。

ＩＤＦ入ロベロベーン常時は、遠隔手動設定された一定
開度となる。しかし、火炉圧力の変動中が規定値を越え
た場合には、ＩＤＦ入ロベロベーン設定された一定開度
を中心とするベーンの開閉制御による火炉の圧力制御が
行われる。

従って、常時は、運転員の意志で出来る丈高く開度を設
定することが出来るので、絞り損失によりＩＤＦの消費
動力少くすることが出来る。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図から第４図を使用して
、説明する。

第１図は、平衡通風式ボイラ設備における煙風道系統図
の一例で、本発明による制御方式に使用される検出器類
と操作端装置の配置を示したものである。風道系統の入
口側には、外部の空気を取込みボイラへ燃焼用の空気を
送風する押込通風機（ＦＤＰ）１その回転数を制御する
ＦＤＰ速度制御装Ｎ（以下、ＦＤＰ−８Ｃと称する。）
２とＦＤＰの回転数に比例した信号を発信するＦＤＰ速
度検出器３が配置される。ＦＤＰの出口側にはＦＤＰ出
口側の空気圧力を調整するＦＤＰ出ロプロダンパ４の駆
動装置であるコントロールドライブ（以下ＦＤＦ−ＣＤ
と称する）がある。ＦＤＰ−ＣＤの出口側で火炉に近い
部分に風箱入口の空気圧力検出器６が配置される。ＦＤ
Ｐより吐出した空気流量は空気流量検出器７で計測され
たのち。

空気予熱器８で加熱されてバーナ入口側の風箱９へ集め
られ、ここで燃料と一緒にボイラ内へ供給され燃焼され
る。

燃料は、１種又は複数種類が焚かれるがこの例では、燃
料が２種類あるとして説明する。

燃料配管ＡとＢには、それぞれ燃料流量検出器１０．１
１が取付けられる。ボイラ火炉にはその圧力を検出する
火炉圧力発信器１２が取付けされている。火炉で燃焼し
た燃料の排ガスは、煙道ダクトを経由して空気予熱器に
入り、ここでガスの持っている排熱の１部を空気系へ伝
達し、誘引通風機（ＩＤＦ）１３により吸引され、煙突
より大気中に放出される。ＩＤＦには、ＩＤＦの回転数
を制御するＩＤＦ速度制御装置（以下ＩＤＦ−３Ｃと称
する）１４とＩＤＦの回転数に比例した信号を発信する
ＩＤＦ速度検出器１５を配置する。

ＩＤＦの入口側には、ＩＤＦの排ガス流量を調整するＩ
ＤＦ入ロベロベーン１６の駆動装置であるＩＤＦコント
ロールドライブ１７を！［している。

第２図に本発明によるＦＤＰの制御系統図及びその動作
について説明する。

別に設けられているボイラ自動制御系統よりの空気流量
指令値信号２０が、空気流量調節計２１へ与えられると
空気流量調節計２０は与えられた指令値と空気流量検出
器７より得られる実空気流量信号とを比較し比例積分制
御信号を出力し、関数発生器２２を経由して、ＦＤＰ速
度制御装置２への速度指令値信号を与える。

ＦＤＰ速度制御装置２は与えられた指令値とＦＤＰ速度
検出器３から得られるＦＤＰ速度を比較し、指令された
速度にＦＤＰ速度が一致するように制御する。

この様にして目標とする空気流量が得られるが、ＦＤＰ
の速度の増減に伴い、ＦＤＰ出口側の吐出圧力が変化し
、これの影響で火炉の圧力変動が発生するのを防止する
ため、ＦＤＰ出ロプロダンパ４度を調整してＦＤＰ出口
の圧力をＦＤＰの速度に関係なく一定値に保持する。Ｆ
ＤＰ出ロ出力圧力調節計２３定値圧力調節計である０手
動にて目標圧力を設定し、風箱入口圧力検出器６から得
られる実圧力信号が目標値と一致する様にＦＤＰ出ロコ
ロコントロールドライブ５御する。この様にして空気流
量指令値の変化によって、ＦＤＰの速度が様々に変化し
た場合でも常にＦＤＰの吐出圧力を火炉近くの風箱入口
で規定値に維持することにより火炉圧力への変動の影響
を最小にすることが出来る特徴を有する。

尚、ＦＤＰの出口圧力の検出点は空気流量の増減による
風道の通風圧力損失の影響を考慮して火炉近くの風箱近
傍に設置される。

第３図に本発明による。煙道系統の排ガス制御系統図を
示す、以下その動作を説明する。

排ガス量演算器３０は、空気流量発信器７．燃料流量発
信器１０及び１１の信号からそれぞれの理論排ガス量と
予剰空気量を演算しその排ガス量の総和に比例した出力
信号を出力する。排ガス量演算器３０内の演算回路を第
４図に示す。例えばＡ燃料は単位容積当りのカロリーが
非常に高いもので、Ｂ燃料は単位容積当りのカロリーが
低いものであるとすれば、ボイラが同一出力を出すため
には、Ａ燃料を単味で焚いた時の排ガス量は少なく、Ｂ
燃料を単味で焚いた時の排ガス量はＡ燃料の時より多く
なる。従ってＩＤＦは排ガス量に応じてその回転速度を
増減する必要がある。燃料流量対排ガス流量は、ボイラ
出力対ＩＤＦ速度と相似の形にあるがこの関係を第５図
に示す。高信号選択器３１は、空気流量発信器７の空気
流量信号と排ガス演算器３０の２つの信号を比較して高
い出力信号を出力する。この回路は燃料を炉内に入れな
いで炉内を清浄な空気でパージする時に空気量に応じた
排気をする為に使用されるものである。

この様にして得られた高信号選択器３１の出力信号は加
算器３４を通じてＩＤＦの主制御信号となる。加算器３
４のもう１つの入力信号は、火炉圧力の偏差信号で火炉
圧力発信器１２と火炉圧力設定器を減算器３３にて演算
し偏差が出た時のみ加算器３４の出力であるＩＤＦ速度
指令信号を加減する。ＩＤＦ速度制御装置１４はＩＤＦ
速度検出器１５の出力信号が加算器３４の出力と一致す
るようにＩＤＦの速度を制御する。一方ＩＤＦ入ロベー
ン１６は、ＩＤＦ人ロベロベーン度設定器３６にて手動
設定された開度信号による一定開度となっている。

しかし、火炉の圧力が何等かの原因により大巾な変動を
起した場合には、火炉圧力偏差信号を減算器３３の出力
信号が予じめ設定した不感帯中を起えた時には不感帯設
定器３５の信号を加算器３７にて加減算し、ＩＤＦ入ロ
ベロベーン１６度制御を自動的に行うようにて火炉の圧
力制御を行うようにする。

本実施例によれば、ボイラ負荷の変動があって空気流量
と燃料流量が変動した場合、又は、ボイラ負荷が一定値
のままで、燃料の混焼比率だけが変化される燃料の切換
え運転をした場合においても、燃焼排ガス発生量に見合
ってＩＤＦの自動速度制御が出来るので、過渡的なボイ
ラ火炉の圧力変動が少なくなると云う効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、平衡通風式ボイラ設備の技術的課題で
ある、ボイラ負荷変動時及び負荷一定での燃料の切換時
における火炉圧力をいかに一定値に保持するかという問
題に対し、ボイラへ空気を供給するＦＤＰはボイラ火炉
入口で空気圧力を一定値とした空気流量制御を行う様に
速度制御をする事が出来、ＩＤＦは使用される燃料と流
量によって決まる発生ガス量に対応した速度制御が出来
るので本質的に火炉ガス圧力の一定制御が出来るという
効果がある。又排ガス量に対するベーンによる絞り制御
を用いてないのでＦＤＰとＩＤＦに対する省エネルギー
の効果を合わせもっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関わる平衡通風式ボイラ設備煙風道系
統図、第２図はＦＤＰの制御系統図、第３図はＩＤＦの
制御系統図、第４図は排ガス量演算器の演算原理を示す
回路図で、第５図は、２つの異種燃料がある場合の燃料
流量と排ガス流量の関係を示す、特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ボイラ火炉へ空気を送風する押込通風機と、その回
   転数を制御する押込通風機速度制御装置と、押込通風機
   出口に設置されその開度を増減する事により、押込通風
   機出口圧力を加減する押込通風機出口ダンパと、ボイラ
   火炉出口側に設置されボイラ燃焼排ガスをボイラより煙
   突に排出する為の誘引通風機と、その回転数を制御する
   為に設けられた誘引通風機速度制御装置と、誘引通風機
   入口に設置され、その開度を増減する事により、ボイラ
   より排出するガス流量を加減する誘引通風機入口ベーン
   より成る平衡通風ボイラ設備において、ボイラ自動燃焼
   制御装置よりの空気流量要求信号に基づき、押込通風機
   の回転速度を制御し、ボイラへの供給空気の入口圧力を
   一定とすべく押込通風機出口ダンパの開度を制御し、ボ
   イラの燃焼排ガス量に応じて誘引通風機の回転速度制御
   を行なうことを特徴とする平衡通風式ボイラ設備の炉内
   圧制御方式。