KR20100003288A

KR20100003288A - 미분탄 버닝 보일러

Info

Publication number: KR20100003288A
Application number: KR1020097021323A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 오야쓰; 히데히사 요시자코; 가쓰미 시모히라; 히토시 오키무라; 세이시 미야케
Original assignee: 바브콕-히다찌 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2010-01-07
Also published as: CA2683873A1; JPWO2008133051A1; EP2143997A1; CA2683873C; PL2143997T3; CN101663537B; JP4855518B2; KR101232696B1; CN101663537A; EP2143997A4; US20110197831A1; EP2143997B1; WO2008133051A1

Abstract

본 발명은, 공기 과잉율을 저감시킨 미분탄(微粉炭) 버닝(burning) 보일러에 있어서 CO 등의 미연분(未燃分)의 발생을 저감한 미분탄 버닝 보일러를 제공한다. 본 발명은, 송탄관(送炭管)(43)에 의해 반송(搬送)되는 미분탄 공급량을 개별적으로 계측하는 미분탄 공급량 계측 수단(51)과, 미분탄 공급량 계측 수단(51)에 의해 계측된 미분탄 공급량과, 연소용 공기 공급량 계측 수단에 의해 계측된 상기 송탄관(43)과 접속되어 있는 미분탄 버너(61)에 공급되는 연소용 공기의 공급량에 기초하여, 버너 공기비 설정 수단에 의해 설정되어 있는 버너 공기비가 유지될 수 있도록, 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 연산하여, 연소용 공기 공급량 조정 수단(64)에 제어 지령 신호를 송신하는 제어 수단(66)을 설치한 것을 특징으로 한다.

버닝 보일러, 미분탄, 공급량 계측 수단, 연소용 공기 공급량, 제어 수단

Description

미분탄 버닝 보일러{FINELY-POWDERED COAL BURNING BOILER}

본 발명은, 예를 들면, 발전용 보일러 장치 등의 미분탄(微粉炭) 버닝 보일러(burning boiler)에 관한 것이며, 특히 1대의, 예를 들면, 롤러 분쇄기 등의 분쇄 수단에 대하여 복수 개의 송탄관(送炭管)을 접속하여, 분쇄 수단에 의해 생성된 미분탄을 복수 개의 송탄관에 분배하여 각각의 미분탄 버너에 공급하여 연소시키는 미분탄 버닝 보일러에 관한 것이다.

(종래 기술 1)

미분탄 버닝 보일러에 있어서는, 종래부터 NOx의 발생량을 저감시키기 위해, 버너에서는 이론 공기비보다 적은 공기를 투입하여 환원 분위기에서 저NOx 연소시킨 후, CO 등의 미연분(未燃分)을 연소시키기 위해, 후단의 애프터-에어포트(after-airport)(이하, AAP라고 함)로부터 추가 공기를 투입하는 2단 연소 방식이 채용되고 있다.

최종적으로는, 화로(火爐) 출구에서 완전 연소시키기 위해, 연소 장치 전체에서 투입되는 공기량은 이론 공기비의 1.0보다 많은 1.2 정도가 되도록 과잉으로 투입하고 있다.

최근, 연소 가스량을 감소시킴으로써, 화로 및 화로에 후속되는 연소 배기 가스 처리 장치 등의 컴팩트화, 및 각종 팬 동력의 유틸리티 저감 등을 도모할 목적으로부터, 가능한 한 이론 공기비 1.0에 가까이 하고자, 즉 저공기 과잉율에서의 연소 요구가 높아지고 있다.

상기 종래 기술 1에 관하여는, 예를 들면, 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 3을 참조할 수 있다.

(종래 기술 2)

도 36 및 도 37은 종래의 변압 관류식(貫流式) 미분탄 버닝 보일러를 설명하기 위한 도면이다. 종래의 이 종류의 미분탄 버닝 보일러는 도 36에 나타낸 바와 같이, 화로(701)에 대하여 복수 단, 복수 열의 미분탄 버너(702)를 배치하고, 각 미분탄 버너(702)로부터 미분탄과 연소용 공기를 노(爐) 내에 분출하여 연소시킨다. 상기 연소 장치에서는 NOx의 발생을 저감시키기 위해, 미분탄 버너(702)에서 이론 공기량보다 적은 연소용 공기를 투입하고, 환원 분위기에서 저NOx 연소를 행한 후, CO 등의 미연분을 연소시키기 위해 후단의 AAP(703)로부터 추가 공기를 투입하는 2단 연소 방식이 채용되고 있다.

이 추가 공기량은, 미분탄 버너(702)에서 공급된 공기량과 합한 전체 공기량이 이론 공기량에 대하여 과잉이 되는 양을 공급한다. 이것은 다음에 설명하는 미분탄 버너(702)에 대한 균등하지 않은 미분탄 공급 등에 의한 국소적인 공기의 부족, 또는 미분탄 버너(702)로부터의 연소 배기 가스와 AAP(703)로부터 투입한 공기의 불완전한 혼합 등을 보충하기 위해서이다.

따라서, 전체 공기의 이론 공기량에 대한 과잉율, 즉 공기 과잉율이 클수록 연소 배기 가스 중의 CO 농도는 저감되는 한편, 연소 배기 가스에 의한 열손실이 증가하여 보일러 효율의 저하를 초래한다. 그러므로, 공기 과잉율은 일반적으로 20~30% 정도로 설정되어 있다. 그리고, AAP를 설치하지 않고, 모든 공기를 미분탄 버너로부터 공급하는, 이른바 단단(單段) 연소 방식을 채용한 미분탄 버닝 보일러도 있다.

미분탄은 원탄(原炭)이 분쇄 수단에 의해 분쇄되어 생성되고, 상기 각 미분탄 버너(702)에 공급된다. 시운전 시에 각 미분탄 버너(702)에 공급되는 미분탄량이 균등하게 되도록 조정되지만, 모든 부하로 균등하게 조정하는 것은 곤란하고, 경년(經年) 변화 즉 시간 경과에 의한 변화에 의해서도 미분탄 공급량의 밸런스가 무너지는 경우가 있으므로, 캔(can)의 좌우에서 미분탄 공급량에 편차가 생기는 경우가 있다. 캔 좌우의 미분탄 공급량의 편차는 노 내의 연소 가스 온도의 편차를 초래하고, 그 결과 캔 좌우의 증기 온도에 편차가 발생한다.

종래의 미분탄 버닝 보일러는 도 36에 나타낸 바와 같이, 재열(再熱) 증기 온도 제어에 있어서는, 연도(煙道)에 매달기 위한 2차 재열기(再熱器)가 설치되어 있는 경우, 캔 좌측의 1차 재열기(710)를 캔 우측의 2차 재열기(713)와, 캔 우측의 1차 재열기(711)를 캔 좌측의 2차 재열기(712)와 접속함으로써, 캔 좌우의 증기 온도 편차를 저감하고 있었다.

도 37은, 연료(미분탄) 공급량의 편차에 기초한 재열 증기 온도(ROT)의 편차의 일례를 나타낸 특성도이며, 도면 중의 실선은 캔 좌측, 파선은 캔 우측 상태를 나타내고 있다. 도 37에 나타낸 바와 같이, 시점 A에서 어떠한 이유로 캔 좌우의 미분탄 공급량에 편차가 생기면, 가스 온도 분포에 편차가 생기고, 지연되어 재열기의 메탈 온도 분포에 편차가 생기고, 다시 지연되어 시점 B로부터 캔 좌우의 재열 증기 온도(ROT)에 편차가 생긴다. 이에 대응하지 않으면, 도 37에 나타낸 바와 같이, 편차는 계속하여 남은 채로 있다.

일본 내에서는 통상, 재열 증기 온도는 지정된 증기 조건에 의해 8℃ 이상 상승하지는 않으므로, 도 37에 나타낸 바와 같이, 높은 쪽이 증기 조건에 따라 5℃ 높고, 낮은 쪽이 ―5℃인 상태에서는, 제어 상의 여유도가 3℃밖에 없게 된다. 이 8℃에서의 제약은 재료 보호가 목적이므로, 평균이 아니고, 캔 좌우의 재열 증기 온도 중 어느 한쪽이 8℃ 이상 넘게 되면, 즉시 재열기 입구 스프레이가 기동한다.

(종래 기술 3)

일본공개특허 1994-101806호 공보(특허 문헌 4)에는, 화로의 후방에 설치되어 있는 가스 분배 댐퍼의 개방도 조정에 의해 캔 좌우에서 바이어스를 인가함으로써, 재열 증기 온도의 편차가 저감되는 것이 기재되어 있다. 도 38은, 이 제안에 기초한 연도 내에서의 가스 분배 댐퍼의 배치를 나타낸 도면이다.

도 38에 나타낸 바와 같이, 캔 좌우의 중앙에 격벽(801a)을 설치하고, 또한 그 격벽(801a)과 직교하는 격벽(801b)을 설치한다. 그리고, 격벽(801a, 801b)과 케이싱(802)에 의해 구획 형성된 각 공간부에 가스 분배 댐퍼(718, 719, 720, 721)가 각각 설치되고, 가스 분배 댐퍼(718~721)는 개방도를 개별적으로 조정할 수 있도록 되어 있다.

(종래 기술 4)

일본공개특허 1997-21505호 공보(특허 문헌 5)에는 도 39에 나타낸 바와 같이, 1차 재열기(901)의 입구와 출구를 연결하는 연락관(902)을 설치하고, 캔 좌우의 계통 온도차에 의해, 연락관(902)의 도중에 삽입한 증기 유량 조절 밸브(903)를 조작하여 캔 좌우의 증기 유량을 조정함으로써, 재열 증기 온도의 편차를 저감시키는 것이 기재되어 있다.

도면 중의 904는 2차 재열기, 905는 1차 재열기 입구 연락관, 906은 재열기 입구 스프레이 연락관, 907은 재열기 입구 스프레이, 908은 재열기 입구 스프레이 조절 밸브, 909는 2차 재열기 입구 연락관, 910은 재열기 출구 연락관이다.

(종래 기술 5)

또한, 도 36에 나타낸 바와 같이, 주(主)증기 온도 제어에 있어서는, 캔 좌측 2차 과열기(過熱器)(706)를 캔 우측 3차 과열기(709)와, 캔 우측의 2차 과열기(707)를 캔 좌측의 3차 과열기(708)와 접속함으로써, 좌우의 증기 온도 편차를 저감시키고 있었다.

또는, 도 36에 나타낸 과열기 입구 스프레이(723, 724)에서의 스프레이수(水) 투입량을 캔 좌우에서 바이어스를 인가하는 것에 의해, 주증기 온도 편차를 저감시키고 있었다.

도 36에 있어서, 704는 캔 좌측의 1차 과열기, 705는 캔 우측의 1차 과열기, 714는 헤더, 굵은 선으로 그린 화살표부 715는 각종 증기 배관, 722는 1차 재열기 입구 스프레이이다.

도 40은, 연료(미분탄) 공급량의 편차에 기초한 과열 증기 온도(SOT)의 편차 의 일례를 나타낸 특성도이다. 도 40에 나타낸 바와 같이, 시점 A에서 어떠한 이유로 캔 좌우의 미분탄 공급량에 편차가 생기면, 가스 온도 분포에 편차가 생기고, 지연되어 과열기의 메탈 온도 분포에 편차가 생기고, 다시 지연되어 시점 C로부터 캔 좌우의 과열 증기 온도(SOT)에 편차가 생긴다.

특허 문헌 1: 일본공개특허 1996-270931호 공보

특허 문헌 2: 일본공개특허 1992-222315호 공보

특허 문헌 3: 일본공개특허 1985-221616호 공보

특허 문헌 4: 일본공개특허 1994-101806호 공보

특허 문헌 5: 일본공개특허 1997-21505호 공보

(과제 1)

(종래 기술 1)에서 설명한 바와 같이, 저공기 과잉율에서의 연소에서는, 종래보다 대폭 연소용 공기의 공급량이 줄어들어, CO 등의 미연분의 발생이 증가하는 문제점을 가지고 있다.

상기 특허 문헌 1에는, NOx의 발생량을 저감시키기 위한 미분탄 연소 방법이 개시되어 있다. 구체적으로는, 산소 부족의 환원염(還元炎) 영역을 형성하는 화염 내 탈초(脫硝) 방식의 미분탄 버너에 의한 미분탄의 연소에서는, 연소 배기 가스 중의 NOx 농도는 환원염 영역의 온도 또는 환원염 영역의 공기비에 크게 영향을 받는다는 관점에서 기재되어 있다.

그리고, 상기 미분탄 버너에 채광기(採光器)를 장착하고, 상기 버너에 의해 형성되는 환원염 영역의 화염의 발광을 상기 채광기로 검출하고, 그 검출 신호를 발광 분석기에 인도하여 발광 강도를 검출하여 환원염 영역의 온도 또는 환원염 영역의 공기비를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 버너에 공급하는 미분탄량 또는 공기량을 제어하는 구성으로 되어 있다.

상기 미분탄 연소 방법은 NOx의 저감에는 유효하지만, 전체적으로 산소 부족의 상태가 되어 결과적으로는 CO 등의 미연분의 발생이 증가한다는 문제가 있다.

(과제 2)

(종래 기술 2)에서 설명한 캔 좌측의 1차 재열기(710)를 캔 우측의 2차 재열기(713)와, 캔 우측 1차 재열기(711)를 캔 좌측 2차 재열기(712)와 각각 접속한 구조에서는(도 36 참조), 캔 좌우의 재열 증기 온도 편차가 저감되는 경향이 있지만, 정량적인 제어를 행할 수 없고, 그러므로, 재열 증기 온도의 편차를 확실하게 해소하지 못하여, 신뢰성에 문제가 있다.

(과제 3)

(종래 기술 3)에서 설명한 가스 분배 댐퍼로 캔 좌우의 재열 증기 온도의 편차를 해소하는 방법에서는, 도 38에 나타낸 바와 같이, 구획된 각 공간부에 가스 분배 댐퍼(718~721)가 설치되어 있다. 여기서, 예를 들면, 캔 좌측 재열기 측의 재열 증기 온도를 올리고, 캔 우측 재열기 측의 재열 증기 온도를 내리기 위해, 캔 좌측의 재열기측 가스 분배 댐퍼(720)를 열고, 캔 우측의 재열기측 가스 분배 댐퍼(721)를 닫는 것으로 한다. 이 때 가스 유량은, 재열기 측의 캔 좌측이 많아지고, 캔 우측이 적어질 뿐아니라, 과열기 측에서는 캔 좌측이 적어지고, 캔 우측이 많아진다. 이것은, 가스 유량은, 후부 전열면(傳熱面)의 입구로부터 각각의 가스 분배 댐퍼(718~721)까지의 압력 손실이 모두 같아지는 곳에서, 밸런스되는 것에 의해, 각각이 서로 간섭하기 때문이다.

또한, 가스 분배 댐퍼(718~721)는 기구적으로 동작 속도가 늦은 데다가 메탈의 열용량도 개재되므로, 예를 들면, 가스 분배 댐퍼 재열 증기 온도의 특성은, 낭비 시간이 1분 내지 5분이며, 시정수(時定數)가 3분 내지 10분 정도가 된다. 결국, 전술한 간섭과 가스 분배 댐퍼(718~721)의 응답 지연때문에, 가스 분배 댐퍼(718~721)로부터 재열 증기 온도, 주증기 온도에 대한 응답성은 보다 악화되어, 가스 분배 댐퍼(718~721)에 의해 캔 좌우 증기 온도의 편차를 해소할 수 없는 경우가 있다. 그리고, 이 경우는, 증기 온도 조건을 지키기 위해서, 낭비 시간이 30초 내지 2분이며, 시정수가 2분 내지 5분과 가스 분배 댐퍼(718~721)보다 응답성이 빠른 과열기 스프레이를 기동하게 된다.

재열기 스프레이를 사용하는 것은, 과열된 증기를 스프레이수로 냉각하는 것이며, 연소 장치의 효율 저하를 초래한다. 또한, 과열 증기가 유통되고 있는 연락관에 압축수를 투입하는 횟수가 증가하면, 스프레이의 열충격에 의한 손상이 생겨, 스프레이의 내용(耐用) 수명이 짧아진다.

(과제 4)

(종래 기술 4)에서 설명한 1차 재열기(901)의 입구와 출구를 연결하는 연락관(902)을 설치하고, 캔 좌우의 계통의 증기 유량을 조정하는 방법에서는(도 39 참조), 유량 조정을 위해 어느 쪽인가의 1차 재열기를 바이패스시킬 필요가 있기 때문에, 열흡수량이 저하된다. 그러므로, 저하분을 예측하여 전열 면적을 크게 할 필요가 있으므로, 장치가 대형화되는 동시에, 건설비의 증가를 초래한다. 또한, 증기 유량이 저하된 1차 재열기에서는 재열기 출구 증기 온도가 너무 높아지기 때문에, 재열 스프레이를 기동하게 되어, 연소 장치의 효율 저하, 및 스프레이의 열충격에 의한 손상이 생겨, 스프레이의 내용 수명이 짧아진다.

(과제 5)

(종래 기술 5)에서 설명한 캔 좌측의 2차 과열기(706)를 캔 우측의 3차 과열기(709)와, 캔 우측의 2차 과열기(707)를 캔 좌측의 3차 과열기(708)와 각각 접속한 구조에서는(도 36 참조), 캔 좌우의 증기 온도 편차가 저감되는 경향이 있지만, 정량적인 제어를 행할 수 없고, 그러므로, 증기 온도의 편차를 확실하게 해소하지 못하여, 신뢰성에 문제가 있다.

또한, 도 36에 나타낸 2차 과열기 입구 스프레이(723), 3차 과열기 입구 스프레이(724)에서의 스프레이수(水) 투입량을 캔 좌우에서 바이어스를 인가하는 방법은, 스프레이(723, 724)에 과열 증기 온도의 제어 이외에, 캔 좌우의 과열 증기 온도의 조정 기능을 추가하게 되고, 그러므로, 과열기 입구 스프레이량의 증가를 피할 수 없게 되어, 이로써도 연소 장치의 효율 저하, 및 가능 제어 범위의 축소 등의 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 제1의 목적은, 공기 과잉율을 저감한 미분탄 버닝 보일러에 있어서 CO 등의 미연분의 발생을 저감한 미분탄 버닝 보일러를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제2의 목적은, 캔 좌우의 증기 온도의 편차를 저감할 수 있고, 효율이 높은 미분탄 버닝 보일러를 제공하는 것에 있다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 수단은, 공급된 석탄을 분쇄하여 미분탄을 생성하는, 예를 들면, 수형(竪型) 롤러 분쇄기 등의 분쇄 수단과,

1대의 상기 분쇄 수단에 대하여 복수 개 접속되어, 각각 1차 공기에 의해 상기 미분탄을 기류 반송(搬送)하는 송탄관과,

각 송탄관의 선단측에 접속되어 화로 내에 면하도록 설치된 미분탄 노즐을 가지는 미분탄 버너와,

상기 미분탄 버너에 상기 1차 공기 이외의 연소용 공기를 개별적으로 공급하는 연소용 공기 공급 수단과,

각 연소용 공기 공급 수단에 의해 공급되는 상기 연소용 공기의 공급량을 개별적으로 계측하는 연소용 공기 공급량 계측 수단과,

상기 연소용 공기의 공급량을 조정하는 연소용 공기 공급량 조정 수단과,

버너의 공기비를 설정하는 버너 공기비 설정 수단을 포함하고,

상기 분쇄 수단에 의해 분쇄되어 생성된 미분탄을 상기 각 송탄관에 분배하여 각 미분탄 노즐로부터 상기 화로 내에 분사하여, 상기 연소용 공기의 공급 하에서 연소시키는 미분탄 버닝 보일러에 있어서,

상기 각 송탄관에 의해 반송되는 미분탄 공급량을 개별적으로 계측하는 미분탄 공급량 계측 수단과,

상기 미분탄 공급량 계측 수단에 의해 계측된 미분탄 공급량과, 상기 연소용 공기 공급량 계측 수단에 의해 계측된 상기 송탄관과 접속되어 있는 상기 미분탄 버너에 공급되는 연소용 공기의 공급량에 기초하여, 상기 버너 공기비 설정 수단에 의해 설정되어 있는 버너 공기비가 유지될 수 있도록, 상기 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 연산하여, 상기 연소용 공기 공급량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 공기 공급량 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 수단은, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 미분탄 버너 중 미연분 저감 효과가 높은 미분탄 버너 또는 미분탄 버너의 그룹에 대하여, 상기 미분탄 버너의 송탄관에 상기 미분탄 공급량 계측 수단을 장착하여 개별적으로 연소용 공기 공급량을 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 수단은, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 미분탄 버너는 화로에 대하여 복수 단에 걸쳐 설치되어 있고, 그 하단에 설치된 미분탄 버너를 제외한 다른 단의 미분탄 버너에 대하여, 상기 미분탄 버너의 송탄관에 상기 미분탄 공급량 계측 수단을 장착하여 개별적으로 연소용 공기 공급량을 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 수단은, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 미분탄 버너는 화로에 대하여 복수 단에 걸쳐 설치되어 있고, 적어도 최상단에 설치된 미분탄 버너에 대하여, 상기 미분탄 버너의 송탄관에 상기 미분탄 공급량 계측 수단을 장착하여 개별적으로 연소용 공기 공급량을 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5 수단은, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 미분탄 버너를 복수 개 옆으로 나란히 하여 버너단을 구성하고, 그 버너단의 연소 배기 가스 흐름 방향 하류측에 복수 개의 애프터-에어포트를 옆으로 나란히 설치하고,

상기 미분탄 버너 중 하나 또는 복수 개의 미분탄 버너에 대한 연소용 공기 공급량을 조정할 수 있는 동시에,

상기 1개의 미분탄 버너에 의해 형성되는 화염에 가까운 위치에 있는 애프터-에어포트에 대한 연소용 공기 공급량도 조정하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제6 수단은, 상기 제5 수단에 있어서, 상기 복수 개의 미분탄 버너와 상기 복수 개의 애프터-에어포트는 화로의 캔 전과 캔 후에 각각 나누어져 설치되어 있고,

상기 캔 전에 설치되어 있는 미분탄 버너에 대한 연소용 공기 공급량을 조정할 때는 상기 캔 후에 설치되어 있는 애프터-에어포트에 대한 연소용 공기 공급량을 조정하고, 상기 캔 후에 설치되어 있는 미분탄 버너에 대한 연소용 공기 공급량을 조정할 때는 캔 전에 설치되어 있는 애프터-에어포트에 대한 연소용 공기 공급량을 조정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7 수단은, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 미분탄 버너의 연소 배기 가스 흐름 방향 하류측에 복수 개의 애프터-에어포트를 분산하여 설치하고, 그 애프터-에어포트의 연소 배기 가스 흐름 방향 하류측의 연도 내의 연소 배기 가스 중의 산소 농도 또는 CO 농도의 분포를 검지하는, 예를 들면, 농도 계측기 등의 농도 분포 검지 수단을 더 포함하고,

상기 미분탄 버너에 대한 연소용 공기 공급량을 조정할 수 있는 동시에, 상기 농도 분포 검지 수단에 의해 검지된 산소 농도가 낮은 영역 또는 CO 농도가 높은 영역에 대응하는 상기 애프터-에어포트에 대한 연소용 공기 공급량을 증가시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제8 수단은, 상기 제5 내지 제7의 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서, 상기 미분탄 버너는 화로에 대하여 복수 단에 걸쳐 설치되어 있고, 상기 연소용 공기 공급량을 조정하는 상기 미분탄 버너는 최상단에 설치된 미분탄 버너인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제9 수단은, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 미분탄 공급량 계측 수단은, 상기 미분탄과 1차 공기의 혼합 유체가 유통하는 마이크로파 공진관(共振管)과, 상기 마이크로파 공진관 내에 상기 혼합 유체의 흐름 방향을 따라 소정 간격을 두고 설치된 마이크로파 송신기 및 마이크로파 수신기를 더 포함하고,

상기 마이크로파 송신기로부터 마이크로파 수신기를 향해 마이크로파를 발신하여, 상기 마이크로파 공진관의 공진 주파수를 측정하여, 상기 공진 주파수에 따라 상기 미분탄 공급량을 계측하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제10 수단은, 상기 제9 수단에 있어서, 상기 송탄관의 일부를 상기 마이크로파 공진관으로서 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제11 수단은, 상기 제9 또는 제10의 수단에 있어서, 상기 마이크로파 송신기와 마이크로파 수신기는 상기 마이크로파 공진관 내에 돌출되어 있고, 상기 공진관 내의 상기 마이크로파 송신기의 상류측에, 상기 마이크로파 공진관 내를 상기 미분탄이 로프형으로 농축되어 흐르는 것을 무너뜨리기 위한, 후술하는, 예를 들면, 유체 안내 수단 등의 접촉 부재를 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제12 수단은, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 미분탄 공급량 계측 수단은, 상기 송탄관에 그 관축 방향을 따라 소정 간격을 두고 설치된 제1 전하 센서와 제2 전하 센서를 가지고,

상기 송탄관 내를 미분탄이 통과하는 데 따른 정전하의 이동을 상기 2개의 전하 센서에 의해 측정하고, 상기 2개의 전하 센서의 측정에 기초하여 상기 미분탄 공급량을 계측하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제13 수단은 상기 제12 수단에 있어서, 상기 제1 전하 센서와 제2 전하 센서는 원환형(圓環形)을 하고 있고, 상기 전하 센서의 상류측에 유체 안내 수단을 설치하고, 상기 유체 안내 수단에 의해 미분탄이 상기 송탄관의 중심부 측으로 모아져 흐르도록 하여, 상기 전하 센서의 내주면 측을 통과하는 미분탄의 양을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제14 수단은, 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통을 병설하고, 공급된 증기를 상기 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통에 분기하여 유통시키는 미분탄 버닝 보일러에 있어서,

상기 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통에 대한 증기 분배량을 조정하는 재열 증기 분배량 조정 수단과,

상기 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통의 재열기 출구 증기 온도를 계측하는 재열기 출구 증기 온도 계측 수단과,

상기 재열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 재열기 출구 증기 온도 편차에 기초하여, 그 온도차가 없어지도록 상기 재열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 재열 증기 분배량 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제15 수단은, 공급된 석탄을 분쇄하여 미분탄을 생성하는 분쇄 수단과,

1대의 상기 분쇄 수단에 대하여 복수 개 접속되어, 각각 1차 공기에 의해 상기 미분탄을 기류 반송하는 송탄관과,

버너의 공기비를 설정하는 버너 공기비 설정 수단과,

제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통을 병설한 재열기를 포함하고,

상기 분쇄 수단에 의해 분쇄되어 생성된 미분탄을 상기 각 송탄관에 분배하고 각 미분탄 노즐로부터 상기 화로 내에 분사하여, 상기 연소용 공기의 공급 하에서 연소시키고,

고압 터빈으로부터의 증기를 상기 재열기에 의해 가열하여 중저압 터빈에 공급하는 미분탄 버닝 보일러에 있어서,

상기 미분탄 공급량 계측 수단에 의해 계측된 미분탄 공급량과, 상기 연소용 공기 공급량 계측 수단에 의해 계측된 상기 송탄관과 접속되어 있는 상기 미분탄 버너에 공급되는 연소용 공기의 공급량에 기초하여, 상기 버너 공기비 설정 수단에 의해 설정되어 있는 버너 공기비가 유지될 수 있도록, 상기 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 연산하여, 상기 연소용 공기 공급량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 공기 공급량 제어 수단과,

본 발명의 제16 수단은, 상기 제14 또는 제15의 수단에 있어서, 상기 제1 재열기 계통을 가열하는 그룹의 미분탄 버너에 공급하는 미분탄 공급량과, 상기 제2 재열기 계통을 가열하는 그룹의 미분탄 버너에 공급하는 미분탄 공급량의 편차를 구하는 미분탄 공급량 편차 산출 수단을 더 포함하고,

상기 재열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 재열기 출구 증기 온도 편차와, 상기 미분탄 공급량 편차 산출 수단에 의해 구해진 미분탄 공급량 편차에 기초하여, 상기 재열 증기 분배량 제어 수단으로부터 상기 재열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제17 수단은, 상기 제14 또는 제15의 수단에 있어서, 상기 재열 증기 온도에 영향을 주는 정보를 기초로 재열 증기 온도 편차를 예측하는 재열 증기 온도 편차 예측 모델을 구비한 재열 증기 온도 편차 예측 수단과,

상기 재열 증기 온도 편차 예측 수단에 의해 얻어지는 예측 재열 증기 온도 편차값을 기초로 하여 상기 재열 증기 분배량 제어 수단으로부터 출력되는 제어 지령 신호를 보정하기 위한 보정 신호를 얻는 보정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제18 수단은, 상기 제17 수단에 있어서, 상기 재열 증기 온도에 영향을 주는 정보는, 미분탄 공급량, 급수량, 스프레이 유량, 또는 발전기 출력의 그룹 중, 선택된 하나 또는 복수 개의 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제19 수단은, 제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통을 병설하고, 공급된 증기를 상기 제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통에 분기하여 유통시키는 미분탄 버닝 보일러에 있어서,

상기 제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통에 대한 증기 분배량을 조정하는 과열 증기 분배량 조정 수단과,

상기 제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통의 과열기 출구 증기 온도를 계측하는 과열기 출구 증기 온도 계측 수단과,

상기 과열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 과열기 출구 증기 온도 편차에 기초하여, 그 온도차가 없어지도록 상기 과열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 과열 증기 분배량 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제20 수단은, 공급된 석탄을 분쇄하여 미분탄을 생성하는 분쇄 수단과,

버너의 공기비를 설정하는 버너 공기비 설정 수단과,

제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통을 병설한 과열기를 포함하고,

상기 분쇄 수단에 의해 분쇄되어 생성된 미분탄을 상기 각 송탄관에 분배하고, 각 미분탄 노즐로부터 상기 화로 내에 분사하여, 상기 연소용 공기의 공급 하에서 연소시키고,

상기 과열기에 의해 증기를 과열시켜 고압 터빈에 공급하는 미분탄 버닝 보일러에 있어서,

본 발명의 제21 수단은, 상기 제19 또는 제20의 수단에 있어서, 상기 제1 과열기 계통을 가열하는 그룹의 미분탄 버너에 공급하는 미분탄 공급량과, 상기 제2 과열기 계통을 가열하는 그룹의 미분탄 버너에 공급하는 미분탄 공급량의 편차를 구하는 미분탄 공급량 편차 산출 수단을 더 포함하고,

상기 과열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 과열기 출구 증기 온도 편차와, 상기 미분탄 공급량 편차 산출 수단에 의해 구해진 미분탄 공급량 편차에 기초하여, 상기 과열 증기 분배량 제어 수단으로부터 상기 과열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제22 수단은, 상기 제19 또는 제20의 수단에 있어서, 상기 과열 증기 온도에 영향을 주는 정보를 기초로 과열 증기 온도 편차를 예측하는 과열 증기 온도 편차 예측 모델을 구비한 과열 증기 온도 편차 예측 수단과,

상기 과열 증기 온도 편차 예측 수단에 의해 얻어지는 예측 과열 증기 온도 편차값을 기초로 하여 상기 과열 증기 분배량 제어 수단으로부터 출력되는 제어 지령 신호를 보정하기 위한 보정 신호를 얻는 보정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제23 수단은, 상기 제22 수단에 있어서, 상기 과열 증기 온도에 영향을 주는 정보는, 미분탄 공급량, 급수량, 스프레이 유량, 또는 발전기 출력의 그룹 중, 선택된 하나 또는 복수 개의 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 수단은 전술한 바와 같은 구성으로 되어 있고, 송탄관에 의해 반송되는 미분탄 유량을 개별적으로 계측하여, 미리 설정되어 있는 버너 공기비가 유지될 수 있도록, 상기 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 연산하여 공급할 수 있으므로, 공기 과잉율을, 예를 들면, 1.1로 저감한 미분탄 버닝 보일러에 있어서도 CO 등의 미연분의 발생을 유효하게 저감할 수 있다.

본 발명의 제14, 제15, 제19, 제20의 수단은 전술한 바와 같은 구성으로 되어 있고, 증기 온도 편차를 검출하여 증기 유량을 조정하므로, 증기 온도 편차를 0으로 할 수 있어, 효율의 향상이 도모된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러의 개략 평면 구성도이다.

도 2는 상기 제1 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러에 사용하는 미분탄 버너의 개략 구성도이다.

도 3은 미분탄을 4개의 송탄관에 분배하여, 각 미분탄 유량계로 미분탄 유량을 계측한 경우의 평균 유량으로부터의 편차의 일례를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 관한 연소용 공기의 공급량 제어 계통을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 상기 연소용 공기의 공급량 제어 계통에 사용하는 제어 회로의 블록도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러의 개략 구성도이다.

도 7은 CO 저감 효과가 큰 버너단을 특정하기 위해 행해진 실험의 결과를 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러의 개략 구성도로서, 도 8의 (a)는 미분탄 버너와 AAP의 대응 관계를 나타낸 도면, 도 8의 (b)는 미분탄 버너의 배치를 나타낸 도면, 도 8의 (c)는 AAP의 배치를 나타낸 도면이다.

도 9는 제3 실시예에 있어서 CO의 저감 효과를 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명의 제5 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러에서의 미분탄 버너와 AAP의 대응 관계를 나타낸 도면이다.

도 11은 본 발명의 제6 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러의 개략 구성도이다.

도 12는 상기 제6 실시예에 있어서 연도 내에서의 계측점을 나타낸 도면이다.

도 13은 본 발명의 제7 실시예에 관한 석탄 공급량 데이터의 보정을 설명하기 위한 도면이다

도 14는 본 발명의 제8 실시예에 관한 미분탄 유량의 보정을 설명하기 위한 도면이다.

도 15는 석탄에 있어서의 수분의 증가량과 상기 석탄의 유전율 증가율과의 관계를 나타낸 특성도이다.

도 16은 본 발명의 제9 실시예를 나타낸 개략 구성도이다.

도 17은 제9 실시예에 사용하는 유체 안내 수단의 기능을 설명하기 위한 단면도이다.

도 18은 유체 안내 수단의 상류측으로부터 본 측면도이다.

도 19는 본 발명의 제10 실시예에 사용하는 유체 안내 수단의 기능을 설명하기 위한 단면도이다.

도 20은 유체 안내 수단의 상류측으로부터 본 측면도이다.

도 21은 본 발명의 제10 실시예의 변형예에 사용하는 유체 안내 수단의 기능을 설명하기 위한 단면도이다.

도 22는 유체 안내 수단의 상류측으로부터 본 측면도이다.

도 23은 본 발명의 실시예에 관한 미분탄 버닝 연소 시스템의 개략 구성도이다.

도 24는 본 발명의 실시예에 사용하는 수형 롤러 분쇄기의 개략 구성도이다.

도 25는 본 발명의 실시예에 사용하는 마이크로파식 미분탄 유량계의 개략 구성도이다.

도 26은 본 발명의 실시예에 사용하는 정전하식 미분탄 유량계의 개략 구성도이다.

도 27은 본 발명의 제11 실시예에 관한 보일러에 있어서의 재열기의 유로 계통도이다.

도 28은 본 발명의 제11 실시예에 있어서의 연료 유량, 분배 밸브의 개방도, 증기 유량 및 재열기 출구 증기 온도(ROT)의 경시적 변화의 일례를 나타낸 특성도이다.

도 29은 본 발명의 제12 실시예에 관한 보일러에 있어서의 재열기의 유로 계통도이다.

도 30은 본 발명의 제12 실시예에 있어서의 연료 유량, 분배 밸브의 개방도, 증기 유량 및 재열기 출구 증기 온도(ROT)의 경시적 변화의 일례를 나타낸 특성도이다.

도 31은 본 발명의 제13 실시예에 관한 보일러에 있어서의 재열기의 유로 계통도이다.

도 32는 본 발명의 제13 실시예에 있어서의 연료 유량, 분배 밸브의 개방도, 증기 유량 및 재열기 출구 증기 온도(ROT)의 경시적 변화의 일례를 나타낸 특성도이다.

도 33은 본 발명의 제14 실시예에 관한 보일러에 있어서의 과열기 유로 계통도이다.

도 34는 본 발명의 제15 실시예에 관한 보일러에 있어서의 과열기의 유로 계통도이다.

도 35는 본 발명의 제16 실시예에 관한 보일러에 있어서의 과열기의 유로 계통도이다.

도 36은 종래의 변압 관류식 미분탄 버닝 보일러를 설명하기 위한 도면이다.

도 37은 상기 미분탄 버닝 보일러에서의 연료 공급량의 편차에 따른 재열 증기 온도(ROT)의 편차의 일례를 나타낸 특성도이다.

도 38은 종래의 제안에 따른 연도 내에서의 가스 분배 댐퍼의 배치를 나타낸 도면이다.

도 39은 종래 제안된 보일러의 재열 증기 계통을 나타낸 도면이다.

도 40은 종래의 미분탄 버닝 보일러에서의 연료 공급량의 편차에 기초한 열 증기 온도(SOT)의 편차의 일례를 나타낸 특성도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 압입 송풍기, 2: 1차 공기 압입 송풍기, 3: 수형 롤러 분쇄기, 4: 연소 배기 가스식 공기 예열기, 5: 원탄, 6: 석탄 벙커, 7: 급탄기, 8: 미분탄 노즐, 9: 미분탄 버닝 보일러, 10: 증기식 공기 예열기, 11: 윈드 박스, 12: 집진기, 13: 탈초 장치, 14: 유인 송풍기, 15: 탈류 장치, 21: 미세부, 22: 분급부, 23: 분쇄부 구동부, 24: 분급부 구동부, 25: 분배부, 43: 송탄관, 44: 급탄관, 45: 1차 공기, 46: 혼합 유체, 47: 분배실, 51: 미분탄 유량계, 51a: 마이크로파식 미분탄 유량계, 51b: 정전하식 미분탄 유량계, 52: 마이크로파 송신기, 53: 마이크로파 수신기, 54a: 제1 전하 센서, 54b: 제2 전하 센서, 61: 미분탄 버너, 62: 연소용 공기, 63: 연소용 공기 공급로, 64: 연소용 공기 공급량 조정 수단, 65: AAP, 66: 제어 회로, 67: 공기 유량계, 68: 연소 공기량 제어 지령값, 69: 가산기, 70: 감산기, 71: 급탄량, 72: 버너 공기비, 73: 이론 공기량, 74: 연소 공기량, 75: 보정량 제한기, 76: 계산기, 78: 감산기, 78: 화로, 79: 절탄기, 80: 산소 농도 계측기, 81: 검출단, 82: 연도, 83: AAP용 공기, 84: 공급량 조정기, 85: 석탄 공급량 데이터, 86: 분쇄기 입구 온도계, 87: 분쇄기 출구 온도계, 88: 유체 안내 수단, 89: 칸막이판, 90: 회동판, 91: 회동축, 92: 축경부, 93: 테이퍼면, 94: 나팔형 부재, A: 공기, A1: 1차 공기, A2: 2차 공기.

100: 재열기, 101: 1차 재열기부, 102: 2차 재열기부, 103: 제1 재열기 계 통, 104: 제2 재열기 계통, 105: 2차 재열기 입구 헤더, 106: 1차 재열기, 107: 1차 재열기 출구 헤더, 108: 2차 재열기 입구 헤더, 109: 2차 재열기, 110: 2차 재열기 출구 헤더, 111: 제1 재열 증기 분배 밸브, 112: 제2 재열 증기 분배 밸브, 113: 제1 재열 증기 온도계, 114: 제2 재열 증기 온도계, 115: 재열기 스프레이, 116: 제1 재열기 출구 증기 온도, 117: 제2 재열기 출구 증기 온도, 118: 감산기, 119: 편차값, 120: PI 제어기, 121, 122: 개방도 조정 신호, 123: 반전기, 124: 캔 좌우 연료 공급량 산출기, 125: 캔 좌우 연료 공급량 산출값, 126: 바이어스 산출기, 127, 128: 바이어스 산출값, 129, 130: 가산기, 131, 132: 개방도 조정 신호, 133: 재열 증기 온도 편차 예측 모델, 134: 재열 증기 온도 편차 예측 수단, 135: 연료 공급량, 136: 보일러 급수량, 137: 과열기 입구 스프레이량, 138: 발전기 출력, 139: 예측 재열 증기 편차값, 140: 재열 증기 분배 밸브 개방도 보정 수단, 141, 142: 분배 밸브 개방도 보정 신호, 143, 144: 가산기, 200: 과열기, 201: 1차 과열기부, 202: 2차 과열기부, 203: 3차 과열기부, 204: 제1 과열기 계통, 205: 제2 과열기 계통, 206: 1차 과열기 입구 헤더, 207: 1차 과열기, 208: 1차 과열기 출구 헤더, 209: 2차 과열기 입구 헤더, 210: 2차 과열기, 211: 2차 과열기 출구 헤더, 212: 3차 과열기 입구 헤더, 213: 3차 과열기, 214: 3차 과열기 출구 헤더, 215: 제1 과열 증기 분배 밸브, 216: 제2 과열 증기 분배 밸브, 217: 제1 과열 증기 온도계, 218: 제2 과열 증기 온도계, 219: 2차 과열기 입구 스프레이, 220: 3차 과열기 입구 스프레이, 221: 출구 헤더, 222, 223: 과열기 출구 증기 온도, 224: 감산기, 225: 편차값, 226: PI 제어기, 227, 228: 개방도 조정 신호, 229: 반전기, 230: 캔 좌우 연료 공급량 산출기, 231: 캔 좌우 연료 공급량 산출값, 232: 바이어스 산출기, 233, 234: 바이어스 산출값, 235, 236: 가산기, 237, 238: 개방도 조정 신호, 240: 과열 증기 온도 편차 예측 모델, 241: 과열 증기 온도 편차 예측 수단, 242: 연료 공급량, 243: 보일러 급수량, 244: 과열기 입구 스프레이량, 245: 발전기 출력, 246: 예측 과열 증기 편차값, 247: 과열 증기 분배 밸브 개방도 보정 수단, 248, 249: 분배 밸브 개방도 보정 신호, 250, 251: 가산기, 252, 253: 개방도 조정 신호.

이하, 본 발명의 구체적인 내용을 도면을 참조하면서 설명한다.

(1) 미분탄 버닝 연소 시스템의 구성

도 23은 미분탄 버닝 연소 시스템의 일례를 나타낸 개략 구성도이다.

도 23에 나타낸 바와 같이, 압입(壓入) 송풍기(1)에 의해 이송된 공기 A는 1차 공기 A1과 2차 공기 A2로 분기되고, 1차 공기 A1은 냉공기로서 1차 공기 압입 송풍기(2)에 의해 직접 종형(縱型) 롤러 분쇄기(3)에 보내지는 것과 연소 배기 가스식 공기 예열기(4)에 의해 가열되어 온공기로서 수형 롤러 분쇄기(3)에 보내짐으로써 분기된다. 그리고, 냉공기와 온공기는 혼합 공기가 적온(適溫)이 되도록 혼합 조정되어, 롤러 분쇄기(3)에 공급된다.

원탄(5)은 석탄 벙커(6)에 투입된 후, 급탄기(7)에 의해 수형 롤러 분쇄기(3)에 공급되어 분쇄된다. 1차 공기 A1에 의해 건조되면서 분쇄되어 생성된 미분탄은 1차 공기 A1에 의해 반송되고, 미분탄 노즐(8)로부터 미분탄 버닝 보일 러(9) 내에 분사되어 착화(着火)·연소된다. 상기 2차 공기 A2는 증기식 공기 예열기(10)와 연소 배기 가스식 공기 예열기(4)에 의해 가열되어 윈드 박스(11) 및 애프터-에어포트(AAP)(65)에 보내지고, 미분탄 버닝 보일러(9) 내에서의 연소에 제공된다.

미분탄의 연소로 생성된 연소 배기 가스는 집진기(12)에 의해 먼지가 제거되고, 탈초 장치(13)에서 NOx가 환원되어, 연소 배기 가스식 공기 예열기(4)를 거쳐 유인(誘引) 송풍기(14)에 의해 흡인되어 탈류 장치(15)에서 유황분이 제거되고, 굴뚝(16)으로부터 대기 중으로 방출되는 시스템으로 되어 있다.

상기 일례에서는 연소 배기 가스의 흐름 방향 상류측으로부터 집진기(12), 탈초 장치(13), 연소 배기 가스식 공기 예열기(4)의 순서로 배치되어 있지만, 예를 들면, 탈초 장치(13), 연소 배기 가스식 공기 예열기(4), 집진기(12)의 순서로 배치하는 경우도 있다.

(2) 수형(竪型) 롤러 분쇄기(3)의 구성

도 24는 상기 수형 롤러 분쇄기(3)의 일례를 나타낸 개략 구성도이다.

수형 롤러 분쇄기(3)는 도 24에 나타낸 바와 같이, 분쇄부(21), 분급부(22), 분쇄부 구동부(23), 분급부 구동부(24) 및 분배부(25)로 주로 구성되어 있다.

상기 분쇄부(21)는, 하우징(26), 분쇄 테이블(27), 분쇄 테이블(27) 상을 전동하는 복수 개의 분쇄 롤러(28) 및 분쇄 테이블(27)의 외주에 설치된 1차 공기 도입구인 슬롯(29) 등으로 구성되어 있다.

상기 분급부(22)는, 하우징(26), 그 내측에 배치된 사이클론형의 고정식 분 급기(30), 고정식 분급기(30)의 내측에 배치된 회전식 분급기(31)로 구성되어 있다. 상기 고정식 분급기(30)는, 고정핀(32)과, 그 하단으로 연장된 회수콘(33)을 가지고 있다. 상기 회전식 분급기(31)는, 회전축(34)과, 그 회전축(34)에 지지된 회전 날개(35)를 가지고 있다.

상기 분쇄부 구동부(23)는, 상기 분쇄 테이블(27)을 회전 구동시키는 분쇄부 모터(36), 상기 분쇄 테이블(27)을 회전 가능하게 탑재한 기대(基臺)(37), 상기 분쇄 롤러(28)를 지지하는 가압 프레임(38) 및 브래킷(39), 로드(40), 상기 분쇄 테이블(27)에 대한 상기 분쇄 롤러(28)의 가압력을 조정하는 가압용 실린더(41) 등으로 구성되어 있다.

상기 분급부 구동부(24)는 분급기 모터(42)를 가지고, 상기 분급기 모터(42)의 출력은 기어를 통하여 상기 분급부(22)의 회전축(34)에 전달된다. 상기 분배부(25)는 수형 롤러 분쇄기(3)의 상부에 설치되어, 1개의 분배실(47)을 가지고, 그 1개의 분배실(47)에 대하여 복수 개의 송탄관(43)이 접속되어 있다. 본 실시예에서는 4개 내지 6개 정도의 송탄관(43)이 접속되어 있지만, 도 24에서는 도면의 간략화를 위해 1개의 송탄관(43)만 도시하고 있다.

석탄 공급관(44)으로부터 공급된 원탄(5)은 회전하고 있는 분쇄 테이블(27)의 중앙부에 낙하하고, 분쇄 테이블(27)의 회전에 따라 발생한 원심력에 의해 외주측으로 이동하여, 분쇄 테이블(27)과 분쇄 롤러(28) 사이에 물려 들어가 분쇄된다.

분쇄된 석탄 입자는 다시 외주로 이동하고, 분쇄 테이블(27)의 외주에 설치된 슬롯(29)으로부터 분쇄실에 도입되는 150℃ 내지 300℃로 가열된 1차 공기(45) 와 합류되고, 건조되면서 위쪽으로 뿜어 올려진다. 뿜어 올려진 입자는 중량에 의한 1차 분급을 받고, 거친 석탄 입자는 낙하되어 분쇄부(21)로 되돌려진다.

분급부(22)에 도달한 미세한 석탄 입자는 고정식 분급기(30) 및 회전식 분급기(31)에 의해 소정 입도 이하의 미분탄과 소정 입도를 넘는 거친 분탄으로 분급되고(2차 분급), 거친 분탄은 회수콘(33)의 내벽을 따라 낙하하여 재분쇄된다. 한편, 소정 입도 이하의 미분탄과 1차 공기의 혼합 유체(46)는 분배실(47)에 보내지고, 거기서 복수 개의 송탄관(43)에 각각 분배되어 각 송탄관(43)을 통해 각 미분탄 노즐(8)에 반송된다.

그리고, 분쇄기에는 소수개(예를 들면 1 내지 4개 정도)의 송탄관을 접속하고, 각각의 송탄관이 도중에 분기되어, 2이상의 버너와 접속하는 구성도 있다. 본원 명세서의 청구항 1에 기재되어 있는 「1대의 분쇄 수단에 대하여 복수 개 접속되는 송탄관」은 이와 같은 형태도 포함한다.

각 송탄관(43)의 도중에는, 미분탄 유량계(51)가 부설되어 있다. 다음에, 이 미분탄 유량계(51)의 구성과 그 계측 원리에 대하여 설명한다.

(3) 미분탄 유량계(51)의 구성과 그 계측 원리

본 실시예에서 사용하는 미분탄 유량계(51)에는, 마이크로파식 유량계와 정전하식 유량계가 있다.

도 25는 마이크로파식의 미분탄 유량계(51a)의 개략 구성도이다. 이 유량계(51a)는 송탄관(43)을 마이크로파 공진관(도파관)으로서 사용하고, 송탄관(43)의 관 내에 소정 간격을 두고 마이크로파 송신기(52)와 마이크로파 수신기(53)를 대향 하도록 설치한다.

그리고, 상기 송신기(52)로부터 수신기(53)를 향해 마이크로파를 발신하지만, 송탄관(43)(마이크로파 공진관)의 공진 주파수는 송탄관 내부의 유전율 εr에서 상이하다. 공기의 유전율 εr은 1인데 대하여 석탄의 유전율 εr은 약 4이며, 이 차이를 이용하여 송탄관(43)이 빈 경우와, 송탄관(43)에 미분탄과 1차 공기의 혼합 유체(46)를 유통한 경우의 주파수 특성을 각각 측정하고, 공진 주파수의 차이에 기초하여 송탄관(43) 내를 통과하는 미분탄의 유량을 연산할 수 있다.

도 26은 정전하식의 미분탄 유량계(51b)의 개략 구성도이다. 이 유량계(51b)는, 송탄관(43) 내를 미분탄이 통과할 때 미분탄이 유로벽과 충돌하여 발생하는 정전기를 파악하고, 그 전하량이 미분탄의 농도에 따라 증감하는 것을 이용하고 있고, 송탄관(43) 내를 미분탄이 통과하는 데 따른 정전하의 이동을 2개의 전하 센서(54a, 54b)로 검출하여 미분탄의 유량을 계측하는 것이다.

도 26에 나타낸 바와 같이, 송탄관(43)의 도중에 관축 방향을 따라 소정 간격 L을 두고 제1 전하 센서(54a)와 제2 전하 센서(54b)를 설치한다.

먼저, 전하 센서(54a, 54b)와 송탄관(43) 내를 통과하는 미분탄의 농도 ρ를 구한다.

다음에, 미분탄이 제1 전하 센서(54a)로부터 제2 전하 센서(54b) 사이를 통과하는 통과 시간 τ을 구한다. 이 통과 시간 τ은, 미분탄이 제1 전하 센서(54a)를 통과할 때 검출되는 동요 현상(특정한 파형 부분)과 제2 전하 센서(54b)를 통과할 때 검출되는 동요 현상(같은 특정한 파형 부분)과의 시간차에 의해 구할 수 있 다. 그리고, V = L/τ의 관계식으로부터 미분탄의 유속 V를 연산한다. 이어서, 상기 미분탄의 농도 ρ, 미분탄의 유속 V 및 송탄관(43)의 유통 단면적 S로부터, Q = ρ×V×S의 관계식으로부터 미분탄의 유량 Q를 연산할 수 있다.

그리고, 도 26에 나타낸 바와 같이, 전하 센서(54a, 54b)는 원환형을 하고 있고, 그 내경은 송탄관(43)의 내경과 대략 같은 치수이며, 이로써, 미분탄류에 의한 전하 센서(54a, 54b)의 마모를 매우 억제하고 있다.

분쇄기로부터 각 버너에 분배 공급되는 미분탄의 유량은, 분쇄기로의 석탄 공급량이나 분배 상의 편차 등에 따라 항상 변동된다. 그런데, 종래는, 미분탄 유량을 직접 계측하는 수단이 없었기 때문에, 리얼타임으로 각 버너 및 하류측의 AAP에 대한 공기 공급량을 제어할 수 없었다. 그러므로, 화로 연소 영역 내에서 전체적으로는 공기를 과잉으로 공급하여, CO 등의 미연분을 완전 연소시키지 않으면 안되므로, 전술한 저공기 과잉율의 연소가 행해질 수 없었다.

전술한 미분탄 유량계(51)를 사용하면, 분쇄기로부터 각 버너에 분배 공급되는 미분탄의 유량을 정확하게 계측할 수 있다. 그러므로, 계측되는 미분탄 유량에 따라 각 버너 및 AAP마다 공기 공급량을 정밀하게 조정·제어할 수 있어, 가능한 한 이론 공기비 1.0에 가까워진다. 즉, 저공기 과잉율의 연소가 가능하게 되었다.

(4) 제1 실시예

도 1은 제1 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러의 개략 평면 구성도이다.

이 실시예의 경우, 미분탄 버닝 보일러(9)의 캔 전에 예를 들면, 4개의 미분탄 버너(61a~61d)가, 캔 후에는 그것과 대향하도록 4개의 미분탄 버너(61e~61h)가 각각 설치되어 있다. 분쇄기(3)는 캔 전용과 캔 후용의 2대가 구비되고, 캔 전용 분쇄기(3a)로부터 연장되어 있는 4개의 송탄관(43a~43d)은 각각 상기 미분탄 버너(61a~61d)와 접속되고, 캔 후용 분쇄기(3b)로부터 연장되어 있는 4개의 송탄관(43e~43h)은 각각 상기 미분탄 버너(61e~61h)와 접속되어 있다.

그리고, 각 송탄관(43a~43h)에는 미분탄 유량계(51a~51h)가 부설되고, 송탄관(43) 내를 통과하는 미분탄 유량이 개별적으로 계측 가능하도록 되어 있다.

도 2는 미분탄 버너(61)의 개략 구성도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 미분탄 버너(61)의 중앙부에 미분탄 노즐(8)이 설치되고, 상기 미분탄 노즐(8)의 외주부에 1차 공기 이외의 연소용 공기(2차 공기, 3차 공기)(62)를 공급하는 연소용 공기 공급로(63)가 버너(61)마다 개별적으로 설치되어 있다. 또한, 이 연소용 공기 공급로(63)의 도중에는, 연소용 공기(62)의 공급량을 조정하는, 예를 들면, 댐퍼식 또는 슬라이드식의 연소용 공기 공급량 조정 수단(64)(도 4 참조)이 설치되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 미분탄과 1차 공기의 혼합 유체(46)가 미분탄 노즐(8)로부터 화로 내에 분사되는 동시에, 저공기 과잉율의 연소용 공기(62)가 연소용 공기 공급로(63)로부터 공급되는 것에 의해, 미분탄이 착화·연소된다.

상기 실시예에서는 연소용 공기(62)를 미분탄 노즐(8)의 외주에 공급하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 요(要)는 미분탄 노즐(8)로부터 화로 내에 분출되는 미분탄을 연소하도록 연소용 공기(62)가 공급되게 된다.

도 3은 1대의 분쇄기(3)에 대하여 원탄을 X(t/h) 공급하여 분쇄하고, 그에 의해 얻어진 미분탄을 4개의 송탄관(43a~43d)에 분배하여, 각 미분탄 유량 계(51a~51d)로 미분탄의 유량을 계측한 경우의 평균 유량으로부터의 편차의 일례를 나타낸 도면이다.

도 3에서, 편차값이 0%는, 평균 유량(이 예의 경우에는 X/4)의 미분탄이 검출된 것을 나타내고 있다. 이 예에서는, 송탄관(43a)과 송탄관(43b)에는 평균 유량보다 적은 미분탄이 반송되고, 송탄관(43c)과 송탄관(43d)에는 평균 유량보다 많은 미분탄이 반송된 것을 나타내고 있다. 이 계측값의 편차는, 예를 들면, 송탄관(43)의 관 길이의 차이에 따른 압력 손실의 차이 또는 분쇄기의 구조 상 등이 원인으로 나타나고, 또한 회전 분급기의 회전 속도 등 분쇄기의 운전 조건에 따라 상기 편차는 변동되는 것이 확인되고 있다.

본 실시예에서는 각 송탄관(43)에 의해 반송되는 미분탄 유량의 편차 상태를 검출하고, 그 편차에 기초하여, 버너 공기비 설정 수단에 의해 설정되어 있는 공기비가 유지될 수 있도록, 상기 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 버너마다 개별적으로 연산하여, 각 연소용 공기 공급량 조정 수단(64)에 제어 신호를 송신함으로써, 각 버너(61)에 대한 연소용 공기의 공급량을 개별적으로 조정하는 것이다.

도 4는 연소용 공기의 공급량 제어 계통을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 우측 도면은, 미분탄 버닝 보일러(9)에 있어서의 미분탄 버너(61)와, 그 하류측의 AAP(65)의 배치예를 나타낸 도면이다. 캔 전, 캔 후도 복수 개의 버너단으로 나누어져 있고, 각 버너단마다 다수의 미분탄 버너(61)가 옆으로 나란히 설치되어 있다. 또한, AAP(65)도 캔 전, 캔 후로 나누어져, 각 미분탄 버너(61)에 대응하여 옆으로 나란히 설치되어 있다.

도 4의 좌측 도면은, 미분탄 버너(61)에 대한 연소용 공기의 공급량 제어 계통을 나타낸 도면이다. 전술한 바와 같이, 분쇄기(3)로부터 각 버너(61a, 61b)에 분배 공급되는 미분탄 유량은, 미분탄 유량계(51a, 51b)에 의해 개별적으로 계측되고, 그 계측값이 제어 회로(66)에 입력된다.

한편, 각 버너(61a, 61b)에 대응하여 설치되어 있는 연소용 공기 공급로(63a, 63b)의 도중에는 연소용 공기 공급량 조정 수단(64a, 64b)과 공기 유량계(67a, 67b)가 각각 개별적으로 부설되어 있다. 공기 유량계(67a, 67b)에 의해 개별적으로 계측된 각 버너(61a, 61b)에 대한 공기 공급량의 계측값도 제어 회로(66)에 입력된다. 그리고, 제어 회로(66)로부터는, 연소용 공기 공급량 제어 신호(68a, 68b)가 연소용 공기 공급량 조정 수단(64a, 64b)에 대하여 개별적으로 출력되는 구조로 되어 있다.

도 5는 제어 회로(66)의 구성예를 나타낸 블록도이다. 제어 회로(66)에는 미분탄 유량계(51a, 51b)로부터의 계측값이 입력되고, 가산기(69)와 나눗셈기(70)에 의해 각 송탄관(43a, 43b)에서의 평균 유량으로부터의 편차값이 구해진다.

제어 회로(66)에는, 석탄 공급량(71), 버너 공기비(72), 이론 공기량(73), 각 버너에 대한 연소 공기량(74a, 74b) 등이 미리 입력되어 있다. 본 실시예에서는 상기 버너 공기비(72)는 0.8, AAP에서의 공기비는 0.3으로 설정되어 있고, 따라서, 보일러 전체의 공기비는 1.1의 저공기 과잉율로 되어 있다.

그리고, 이들 각종 설정값과 전술한 각 송탄관(43a, 43b)에 있어서의 미분탄 유량의 편차값에 의해, 전술한 버너 공기비가 유지될 수 있도록, 상기 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 연소 공기량 제어 지령값(68a, 68b)으로서 연산하여 출력한다. 제어 회로(66) 중의 각종 계산기(76) 및 감산기(77) 등은, 상기 지령값(68a, 68b)의 연산 수단으로서 사용된다. 제어 회로(66)의 출력단 측에 설치된 보정량 제한기(75a, 75b)의 제한 항목은, 절대값의 상한과 하한, 변화폭 및 변화율이다.

전술한 바와 같이, 각 송탄관에서의 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 개별적으로 제어함으로써, 저공기 과잉율에서의 연소에 있어서도 CO 저감 효과가 크다.

(5) 제2 실시예

도 6은 제2 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러의 개략 구성도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 복수대의 분쇄기(3a~3c)가 설치되어 있고, 그 중 분쇄기(3a)는 상단의 버너(61)에, 분쇄기(3b)는 중단의 버너(61)에, 분쇄기(3c)는 하단의 버너(61)에, 각각 미분탄을 공급하도록 접속되어 있다.

도 7은 CO 저감 효과가 큰 버너단을 특정하기 위해 행해진 실험의 결과를 나타낸 도면이다. 본 실험은, 각 버너단과도 6개의 버너를 설치한 연소 해석 모델을 사용하여 행하였다.

각 버너단과도 미분탄(연료)이 균일하게 버너에 분배 공급된 경우의 CO 발생량을 측정하고, 그 발생량을 기준값(1.00)으로 하였다(도 7의 좌측 열 참조). 그리고, 6개의 버너의 평균 유량으로부터의 편차값(도 3 참조)의 합계가 20%가 되도 록 연료 공급량에 편차를 준 경우의 CO 발생량의 상대값을 도 7의 중앙 열에 나타낸다. 이 도 7의 중앙 열에 나타낸 바와 같이, 하단의 버너는 CO의 발생량은 연료 공급량에 다소의 편차가 있어도 CO의 발생량은 거의 증가하고 있지 않지만, 상단 및 중단에 있어서는 연료 공급량에 편차가 있으면 CO 발생량은 약 40% 이상 증가하고 있고, 특히 상단의 버너에서는 CO 발생량의 증가가 현저하다.

다음에, 각 버너(61)와 접속되어 있는 송탄관(43)에 미분탄 유량계(51)를 장착하여, 상기 제1 실시예와 같이 연소 공기량의 조정을 행하고, 그 결과를 도 7의 우측 열에 나타낸다. 이 도 7의 우측 열의 결과로부터 명백한 바와 같이, 상단 및 중단에 있어서 CO 저감 효과가 크고, 특히 상단의 버너에 있어서는 그 효과가 현저하다.

따라서, 본 실시예에서는, 하단에는 미분탄 유량계(51)나 제어 회로(66) 등은 부설하지 않고, CO 저감 효과가 있는 상단과 중단, 적어도 상단에 미분탄 유량계(51)나 제어 회로(66) 등을 부설하여 연소 공기량의 조정을 행하는 구성으로 하였다.

본 실시예에서는 버너단마다 나누어 미분탄 유량계(51)나 제어 회로(66)의 부설 유무를 결정했지만, 버너 전반에 걸쳐서 CO 저감 효과의 대소를 실험 등에 의해 미리 파악해 두고, CO 저감 효과가 있는 버너에만 미분탄 유량계(51)나 제어 회로(66)를 부설할 수도 있다.

(6) 제3 실시예

다음에, 제3 실시예에 대하여 설명한다. 도 26에 나타낸 정전하식 미분탄 유량계(51b)에서는, 전술한 바와 같이, 송탄관(43) 내를 통과하는 미분탄의 농도 ρ와 미분탄의 유속 V를 구할 수 있으므로, 상기 미분탄의 농도 ρ, 유속 V, 송탄관(43)의 유통 단면적 S, 온도 보정값에 기초하여 미분탄을 기류 반송하는 1차 공기의 유량을 연산할 수 있다. 유속 V가 빠르면 1차 공기의 유량, 즉 버너(61)에 공급되는 1차 공기 유량이 많아진다.

따라서, 본 실시예에서는, 이 1차 공기 유량을 연산하여, 1차 공기 유량이 많은 경우에는 연소용 공기(62)의 공급량을 감소시키는 등, 1차 공기 유량을 더하여 연소용 공기(62)의 공급량을 조정하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 1차 공기 유량의 연산과, 그 연산 결과에 따른 연소용 공기(62)의 공급량 조정은, 제어 회로(66)에 의해 행해진다.

이론 공기량이 적은, 예를 들면, 아역청탄(亞瀝靑炭) 등의 탄종에서는 1차 공기량의 비율이, 예를 들면, 역청탄 등의 탄종에 비해 크기 때문에, 본 실시예는 특히 유효하다. 역청탄의 이론 공기량은 7.0m³N/kg인데 대하여, 아역청탄의 이론 공기량은 5.5m³N/kg으로 작다.

(7) 제4 실시예

도 8은 제4 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러의 개략 구성도이며, 도 8의 (a)는 미분탄 버너(61)와 AAP(65)의 대응 관계를 나타낸 도면, 도 8의 (b)는 미분탄 버너(61)의 배치를 나타낸 도면, 도 8의 (c)는 AAP(65)의 배치를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 경우, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 캔 전의 미분탄 버너(61a~61d)와, 캔 후의 미분탄 버너(61e~61h)는 평면 상에서 대향하고 있고, 또한, 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이, 캔 전의 AAP(65a~65d)와 캔 후의 AAP(65e~65h)도 평면 상에서 대향하고 있다. 그리고, 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 각 미분탄 버너(61)의 바로 위에 각각 AAP(65)가 배치되어 있다.

버너의 설계 상으로부터 각 미분탄 버너(61a~61h)에서의 버너 연소용 공기량의 조정 가능 범위가 미리 규제되어 있고, 본 실시예의 경우는 정격의 버너 연소용 공기량에 대하여 10%까지로 정해져 있다.

예를 들면, 도 8의 (b)에 나타낸 미분탄 유량계(51c)의 출력에 기초하여 연산한 결과, 공기량을 정격의 13%를 증가시키고자 하는 경우, 미분탄 버너(61c)에 공급하는 버너 연소용 공기량을 10% 증가시키고, 나머지 3%는 그와 대향하는 측의 AAP(65g)에 공급하는 AAP용 공기량을 증가시키는 구성으로 되어 있다.

도 9는 본 실시예의 CO 저감 효과를 나타낸 도면이다. 이 실험예의 경우, 캔 전 상단의 미분탄 버너(61c)에 +20%의 연료 편차가 검출되어 있고, 그 때의 CO 상대값은 1.53이다(도 7의 상단 참조). 그러므로, 미분탄 버너(61c)에 공급하는 버너 연소용 공기량을 10% 증가시키면, CO 상대값은 0.75까지 내려가고(도 9의 상단 우측 참조), 이로써, CO량을 기준값에 대하여 25% 저감할 수 있었다.

또한, 나머지의 10%를 AAP용 공기량으로 조달하는 것이지만, 미분탄 버너(61c)의 바로 위에 있는 캔 전의 AAP(65c)에 대한 공급량을 10% 증가시킨 경우와, 미분탄 버너(61c)와는 대향 측에 있는 캔 후의 AAP(65g)에 대한 공급량을 10% 증가시킨 경우의 CO 저감 효과를 조사한 바, 캔 전의 AAP(65c)에 대한 공급량 증가에서는 거의 효과는 볼 수 없지만(도 9의 하단 좌측 참조), 캔 후의 AAP(65g)에 대한 공급량 증가에 의해 보다 CO의 저감 효과가 있어, 종합적으로는 CO량을 기준값에 대하여 37% 저감할 수 있었다(도 9의 하단 우측 참조).

(8) 제5 실시예

도 10은 제5 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러에서의 미분탄 버너(61)와 AAP(65)의 대응 관계를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 경우, AAP(65)의 개수가 미분탄 버너(61)보다 증가하고 있고, 2개의 AAP(65)의 중간 바로 아래에 미분탄 버너(61)가 설치되어 있다. 예를 들면, 만일 캔 전의 미분탄 버너(61b)에 대한 공기량을 증가시키는 동시에, 이것과 대략 대향 위치에 있는, 즉 상기 미분탄 버너(61b)에 의해 형성되는 화염에 가장 가까운 캔 후의 AAP(65g)와 AAP(65h)로 2등분하여 공기량을 증가시킨다. 또한, 캔 전의 미분탄 버너(61c)에 대한 공기량을 증가시키는 경우에는, 그와는 대략 대향 위치에 있는 캔 후의 AAP(65h)와 AAP(65i)로 2등분하여 공기를 증가시키는 구성으로 되어 있다.

(9) 제6 실시예

도 11은 제6 실시예에 관한 미분탄 버닝 보일러의 개략 구성도이다. 화로(78)의 출구측에는 절탄기(節炭器)(79)가 설치되고, 그 절탄기(79)의 하류측에는 연소 배기 가스 중의 산소 농도(또는 CO 농도)를 계측하는 산소 농도 계측기(또는 CO 농도 계측기)(80)가 설치되어 있다. AAP(65)에 공급하는 AAP용 공기(83)의 각 공급 경로의 도중에는, 댐퍼식의 공급량 조정기(84)가 개별적으로 부설되어 있다.

상기 산소 농도 계측기(80)의 검출단(81)은 연도(82)의 폭 방향 X(도 12 참조)에 걸쳐 복수 개(본 실시예에서는 4개) 설치되고, 각 검출단(81)은 연도(82)의 상하 방향 Y(도 12 참조)에 걸쳐 복수 단(본 실시예에서는 3단계)으로 위치가 전환되도록 상하 이동 가능하게 되어 있다.

도 12는 연도(82) 내에서의 계측점을 나타내고, 이로써, 절탄기 출구의 산소 농도 또는 CO 농도의 분포 상태를 파악할 수 있고, 각 계측점은 AAP(65)의 위치(캔 전, 캔 후, 캔 우, 캔 좌)와 대략 대응하고 있다.

본 실시예의 경우, 모든 AAP(65)에 공급되는 토탈의 AAP용 공기량은 일정하게 정해져 있고, 예를 들면, 계측점 ◎에서 다른 것보다 저산소 농도 또는 고CO 농도가 계측되면, 캔 전에서 캔 좌측의 AAP용 공기량을 증가시키도록 제어부로부터 지령 신호를 출력하도록 구성되어 있다.

본 실시예에서는, 모든 AAP(65)에 공급되는 토탈의 AAP용 공기량을 일정하게 정하고, 이로부터 각 AAP(65)에 분배하는 AAP용 공기량을 결정했지만, 토탈의 AAP용 공기량을 일정하게 정하지 않고, 저산소 농도 또는 고CO 농도가 검출된 영역에 대응하는 AAP에 대한 공기량을 단순하게 증가시킬 수도 있다. 따라서, 이 경우, 토탈의 AAP용 공기량은 그만큼 증가하게 된다.

이들 실시예에 따르면, 미연 가스 농도가 높은 영역에 AAP용 공기량을 정확하게 분배할 수 있다.

그리고, 상기 제5, 제6 실시예에 있어서도, 미분탄 유량에 따라 버너 연소용 공기량을 조정하고, 그래서 조달할 수 없는 공기량을 AAP용 공기로서 보강하는 것이다.

(10) 제7 실시예

도 13은 제7 실시예에 관한 석탄 공급량 데이터의 보정을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 바와 같이, 석탄 벙커(6)에 투입된 원탄(5)은 급탄기(7)를 통하고, 분쇄기(3)로 분쇄되어, 각 송탄관(43)에 분배된 미분탄은 미분탄 유량계(51)에서 계측된다. 이 계측 시에 급탄기(7)로부터의 석탄 공급량 데이터(85)가 미분탄 유량계(51)(제어 회로(66))에 출력되나, 분쇄기(3) 내에서의 석탄 체류 시간은 통상 45초~ 60초이며, 실제로 미분탄이 유량계(51)를 통과하기까지에는 시간 지연이 있다.

그러므로, 본 실시예에서는, 상기 석탄 공급량 데이터(85)에 분쇄기 내에서의 체류 시간을 더한 보정 계수를 곱하여, 그 보정 후의 석탄 공급량 데이터(85)를 미분탄 유량계(51)(제어 회로(66))에 출력하는 구성으로 되어 있다.

본 실시예에 의하면, 미분탄 유량계(51)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 본 실시예는, 미분탄 유량 탄계(51)에 의해 송탄관(43)을 통과하는 미분탄의 절대량을 계측하고, 그에 따라 각 송탄관(43) 사이의 편차를 연산하는 시스템에 바람직하다.

(11) 제8 실시예

도 14는 제8 실시예에 관한 미분탄 유량의 보정을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시예는, 원탄 중의 함유 수분 비율, 석탄 공급량, 분쇄기에 공급하는 1차 공 기량, 분쇄기의 입구와 출구의 온도차에 따라, 미분탄 유량을 보정하는 것이다.

도 15는 수분 함유율이 3중량%의 석탄에 있어서의 수분의 증가량과 그 석탄의 유전율 증가율과의 관계를 나타낸 특성도이다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 석탄 중의 수분 함유율이 변화하면 유전율에 차이가 생기기 때문에, 전술한 바와 같이, 유전율에 기초하여 미분탄 유량을 계측하는 미분탄 유량계(51)에서는, 통과하는 미분탄의 수분 함유율을 추정하여 유량계(51)의 출력을 보정함으로써, 계측값의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

그러므로, 본 실시예에서는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 분쇄기(3)의 입구에 분쇄기 입구 공기 온도계(86)가, 또한 출구에 분쇄기 출구 온도계(87)가 부설되고, 분쇄기(3)에 공급되는 1차 공기 A1의 분쇄기 입구 공기 온도 T1과 분쇄기 출구 공기 온도 T2가 계측되고, 이에 따라 분쇄기(3)의 입구와 출구의 온도차 ΔT(= T1-T2)가 연산된다.

원탄 중의 수분 함유율 C는 탄종에 따라 상이하고, 분석 등에 의해 탄종별의 수분 함유율 C는 미리 제어 회로(66)의 기억부(도시하지 않음)에 기억시켜 두는 것이 가능하다. 분쇄기(3)에 공급되는 석탄 공급량 Q는, 급탄기(7)의 회전수로부터 구할 수 있다. 분쇄기(3)에 공급되는 1차 공기 A1의 유량 A는, 압입 송풍기(1)의 회전수로부터 구할 수 있다.

이들 데이터로부터 분쇄기(3) 내에서 분쇄되는 석탄의 증발 수분량의 추정값이, 하기의 관계식으로부터 연산된다.

증발 수분량 추정값 = f(C, Q, A, ΔT)

식 중의 f는 보정 계수

이같이 하여 연산된 증발 수분량 추정값에 기초하여 미분탄 유량계(51)를 통과하는 미분탄 중의 수분 함유율을 추정하고, 이에 따라 미분탄 유량계(51)의 출력을 보정하여 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(12) 제9 실시예

도 16은 제9 실시예를 나타낸 개략 구성도, 도 17 및 도 18은 이 실시예에 사용하는 유체 안내 수단의 기능을 설명하기 위한 도면이며, 도 17은 단면도, 도 18은 유체 안내 수단의 상류측으로부터 본 측면도이다.

본 실시예에서는, 미분탄 유량계(51)의 정밀도가 향상되는 동시에 미분탄에 의한 마모를 방지하기 위해서, 미분탄 유량계(51)의 상류에 내마모성 재료로 이루어지거나, 또는 내마모성 재료를 코팅한 유체 안내 수단(88)이 설치되어 있다. 이 유체 안내 수단(88)은 구체적으로는 도 17 및 도 18에 나타낸 바와 같이, 송탄관(43) 내측의 대략 중앙 위치에 혼합 유체(46)의 흐름 방향을 따라 연장된 칸막이판(89)과, 그 칸막이판(89)의 선단부에 설치된 회동판(回動板)(90)으로 구성되어 있다. 회동판(90)의 측면 형상은 송탄관(43)의 개구에 맞추어 대략 반원형을 하고 있고, 도 17에 나타낸 바와 같이, 회동축(91)을 중심으로 하여 화살표 방향으로 회동 가능하도록 되어 있다.

송탄관(43) 내를 상기 미분탄군이 흐를 때, 송탄관 내를 미분탄이 대략 균등하게 분산되어 흐르게 되는 것이 아니라, 부정형(不定形)으로 굴곡된 로프형과 같이 농축된 흐름으로 되는 경우가 많고, 이 불균일한 흐름이 미분탄 유량계(51)의 검출 고정밀도에 악영향을 미친다.

또한, 본 실시예에서는 송탄관(43)의 도중에, 송신기(52)와 수신기(53)를 가지는 마이크로파식의 미분탄 유량계(51a)가 설치되어 있다. 이 송신기(52)와 수신기(53)는 송탄관(43)의 내부에 삽입되어 있으므로, 미분탄이 충돌하여 마모된다.

그러므로, 본 실시예에서는, 도 17 및 도 18에 나타낸 바와 같이, 회동판(90)을 세워, 로프형으로 농축된 미분탄의 흐름을 회동판(90)에 충돌시켜 로프형으로 농축된 흐름을 무너뜨려, 미분탄의 분포를 평균화하여, 검출 정밀도의 향상을 도모하고 있다.

또한, 회동판(90)에 의해 송신기(52)와 수신기(53) 측으로 흐르는 미분탄 농도를 계측에 지장이 없는 정도까지 내리고, 그에 따라 송신기(52)와 수신기(53)의 마모를 억제하고 있다.

(13) 제10 실시예

도 19 및 도 20은, 제10 실시예에 사용하는 유체 안내 수단의 기능을 설명하기 위한 도면이며, 도 19는 단면도, 도 20은 유체 안내 수단의 상류측으로부터 본 측면도이다. 본 실시예에 관한 유체 안내 수단(88)은, 축경부(縮徑部)(92)와, 그 전후에 형성된 테이퍼면(93, 93)을 가지고 있다.

도 21 및 도 22는 본 실시예의 변형예를 나타낸 도면이며, 도 21은 단면도, 도 22는 유체 안내 수단의 상류측으로부터 본 측면도이다. 이 변형예에 관한 유체 안내 수단(88)은, 상류측으로부터 하류측을 향해 서서히 직경이 작아진 나팔형 부재(94)로 되어 있다.

도 19 및 도 21에 나타낸 바와 같이, 상기 유체 안내 수단(88)의 하류측에는, 제1 전하 센서(54a)와 제2 전하 센서(54b)로 이루어지는 미분탄 유량계(51b)가 설치되어 있다. 상기 전하 센서(54a, 54b)는 환형체로 이루어지고, 그 내주면과 송탄관(43)의 내주면은 대략 동일면으로 되어 있다.

송탄관(43)에 의해 반송되어 온 혼합 유체(46) 중의 미분탄은, 상기 축경부(92) 또는 나팔형 부재(94)에 의해 송탄관(43)의 중심부 측에 모아지고, 따라서, 전하 센서(54a, 54b)의 내주면 측을 통과하는 미분탄의 양이 줄어들어, 전하 센서(54a, 54b)의 미분탄에 의한 마모를 억제할 수 있다.

(14) 제11 실시예

도 27은 제11 실시예에 관한 보일러에 있어서의 재열기의 유로 계통도이다. 화로의 연소 배기 가스 흐름 방향 후류측의 연도 내에 설치된 재열기(100)는, 부재의 배치 구성으로부터 보면 1차 재열기부(101)와 2차 재열기부(102)로 구성되며, 증기의 유로 계통으로부터 보면 캔 좌측의 제1 재열기 계통(103)과 캔 우측의 제2 재열기 계통(104)으로 구성되며, 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)은 병설되어 있다.

본 실시예의 경우, 제1 재열기 계통(103)은, 1차 재열기 입구 헤더(105a)-1차 재열기(106a)-1차 재열기 출구 헤더(107a)-2차 재열기 입구 헤더(108a)-2차 재열기(109a)-2차 재열기 출구 헤더(110a)로 구성되어 있다. 제2 재열기 계통(104)은, 1차 재열기 입구 헤더(105b)-1차 재열기(106b)-1차 재열기 출구 헤더(107b)-2차 재열기 입구 헤더(108b)-2차 재열기(109b)-2차 재열기 출구 헤더(110b)로 구성 되어 있다.

본 실시예의 경우, 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)의 입구측에는 제1 재열 증기 분배 밸브(111)와 제2 재열 증기 분배 밸브(112)가 설치되고, 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)의 출구측에는 제1 재열기 증기 온도계(113)와 제2 재열기 증기 온도계(114)가 설치되어 있다.

고압 터빈(도시하지 않음)으로부터 공급된 증기는, 1개의 재열기 스프레이(115)를 경유하여 2개의 유로에 분기된다. 분기된 증기는 각각 제1 재열 증기 분배 밸브(111)로부터 제1 재열기 계통(103)을 통하고, 제2 재열 증기 분배 밸브(112)로부터 제2 재열기 계통(104)를 통하여 가열되고, 2차 재열기 출구 헤더(110a, 110b)로부터의 재열 증기는 중저압 터빈으로 공기 이송된다.

본 실시예에서는 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)의 각각에 분배 밸브(111, 112)를 설치하고, 이들에 의해 증기 분배 유량을 조정하는 구성으로 되어 있지만, 한쪽의 재열기 계통에 분배 밸브를 설치하고, 이것을 분배 밸브를 조작함으로써 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통으로의 증기 분배 유량을 조정할 수도 있다.

다음에, 상기 분배 밸브(111, 112)의 개방도 조정 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 캔 좌우, 즉 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)의 재열기 출구 증기 온도(116, 117)를 재열기 증기 온도계(113, 114)로 계측하고, 그 계측 신호를 감산기(118)에 입력하여 편차값(119)을 구한다. 이 편차값(119)의 신호는 PI 제어기(120)에 입력되고, 이 PI 제어기(120)로부터는, 상기 편차값(119)을 없애기 위한 개방도 조정 신호(121, 122)가 분배 밸브(111, 112)에 대하여 출력된다. 이 때 분배 밸브(112)에 대하여는 반전기(反轉器)(「-1」)(123)를 통하여 분배 밸브(111)와 역위상의 조작을 행한다.

도 28은 본 실시예에 있어서의 연료 유량(미분탄 유량), 분배 밸브의 개방도, 증기 유량 및 재열기 출구 증기 온도(ROT)의 경시적(經時的) 변화의 일례를 나타낸 특성도이다.

도 28에 나타낸 바와 같이, 어떠한 이유에 의해 시점 A에서 버너에 공급하는 연료량에 편차가 발생하면, 이에 의해 지연되어 시점 B에서 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)의 ROT에 편차가 생긴다. 이 편차를 상기 재열기 증기 온도계(113, 114)로 검지하여, 시점 C로부터 ROT가 높은 계통의 분배 밸브(예를 들면, 분배 밸브(111))에 대하여 상기 개방도 조정 신호(121)에 의해 개방도를 크게 하고, 반대로 ROT가 낮은 계통의 분배 밸브(예를 들면, 분배 밸브(112))에 대하여 상기 개방도 조정 신호(122)에 의한 개방도를 작게 하는 조작을 행한다. 이로써, ROT가 높은, 즉 열 부하가 증가한 계통의 증기 분배 유량이 증가하고, ROT가 낮은, 즉 열 부하가 저하된 계통의 증기 분배 유량이 감소함으로써, 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)의 ROT의 편차가 해소된다.

그리고, 전술한 예에서는 분배 밸브(111, 112) 양쪽의 개방도를 조정하였으나, ROT가 저하된 쪽, 즉 증기 분배 유량을 저하시키고자 하는 측의 분배 밸브(예를 들면, 분배 밸브(112))의 개방도만을 좁히는 경우에도 동일한 효과를 기대할 수 있다.

상기 실시예에서는 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)의 입구측에 각각 분배 밸브(111, 112)를 설치했지만, 한쪽의 분배 밸브(예를 들면, 분배 밸브(111)) 대신에 오리피스 등의 저항체를 설치함으로써, 다른 쪽의 분배 밸브(예를 들면, 분배 밸브(112))만의 개방도 조정에 의해, 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)의 증기 분배 유량을 조정하는 것도 가능하다.

ROT의 최고 온도 제약이 기준 증기 조건 플러스 8℃ 이하일 때, 제1 재열기 계통(103)과 제2 재열기 계통(104)의 ROT가 평균화되므로, 여유도를 그대로 8℃로 하는 작용이 있다. 따라서, 연소 장치의 부하 변화나 분쇄기의 기동 정지, 수트 블로워(soot blower)의 작동 등에 의한 외란(外亂)에 대해서도, 재열기 스프레이(115)의 기동 횟수를 줄여, 보일러 효율의 향상과 재열기 스프레이(115)의 장기 수명화를 도모할 수 있다.

(15) 제12 실시예

도 29는 본 발명의 제12 실시예에 관한 보일러에 있어서의 재열기의 유로 계통도이다.

최근 한층 더 저NOx화, 보일러 효율 향상을 위해, 공기 과잉율을 10% 정도까지 저감하는 시도가 행해지고 있다. 공기 과잉율 10%에 있어서는, 버너로의 미분탄 공급량이 조금이라도 균등하지 않게 되면 국소적인 공기 부족이 생겨, CO가 발생할 우려가 있다. 이에 대응하기 위해, 각 버너에 공급되는 미분탄 공급량을 개별적으로 계측하고, 이에 맞추어 각 버너에 공급하는 연소용 공기를 동적(動的)으로 조정하는 방법, 즉 개별 버너 공기비의 제어를 상기 제1 실시예 내지 제10 실시 예 등에서 제안하고 있다.

이 개별 버너 공기비 제어를 채용한 미분탄 버닝 보일러에서는, 각 버너에 대하여 균등하게 연소용 공기를 공급하는 미분탄 버닝 보일러에 비해 캔 좌우 방향에서의 연소 가스 온도의 편차가 커질 우려가 있다. 종래에는, 공기가 캔 좌우에 대하여 균등하게 공급되고 있었기 때문에, 미분탄이 여유있게 공급된 개소에서는 공기의 부족에 의한 불완전 연소가 발생하여, 미분탄 공급량의 편차에 비해 캔 좌우의 열 부하의 편차는 작게 억제되고 있었다. 그러나, 상기 개별 버너 공기비의 제어와 같이 캔 좌우 방향으로 편차를 가지고 공급된 미분탄에 대하여 과부족이 없는 공기가 부여되는 것에 의해, 미분탄 공급량의 편차가 그대로 캔 좌우 방향의 열 부하의 편차로서 나타난다.

예를 들면, 공기 과잉율 10%로 운전하는 미분탄 버닝 보일러에 있어서, 공급량의 평균값보다 미분탄이 캔 우측에 15% 많고, 즉 캔 좌측에 15% 적게 공급된 것으로 한다. 이에 대하여 모든 애프터-에어포트에 균등하게 공기를 공급하기 위해, 미분탄 공급량의 캔 좌우의 편차는 공급되는 공기의 여유도를 넘어 불완전 연소를 일으킨다. 그러므로, 캔 우측에는 15% 많은 연료(미분탄)가 공급됨에도 불구하고, 열 부하의 증가는 10%로 억제된다. 그러나, 상기 개별 버너 공기비 제어를 채용한 미분탄 버닝 보일러에서는, 미분탄 공급량의 편차에 대하여 과부족이 없는 공기가 공급되므로, 전술한 예에서는 미분탄 공급량의 편차와 같은 15%의 열 부하 증가가 나타난다. 이 열 부하의 증가는 즉시 열교환기에서의 열교환량에 영향을 미쳐, 증기 온도의 편차를 가져온다. 본 실시예는, 이 점에 착안하여 행해진 것이다.

미분탄 버닝 보일러에서는, 전술한 바와 같이, 각 버너에 대한 미분탄 공급량의 편차는, 시간 지연을 가지고 ROT의 편차로서 나타난다. 이것은 다수의 전열관에 의해 구성된 열교환기는, 그 메탈 열용량에 기인하여 가스 온도의 변화에 대한 응답 지연을 가지기 때문이다. 그 시정수는 수십 초 내지 수 분에 이르는 경우도 있다.

본 실시예에서도 상기 제1 실시예 등과 동일하게, 미분탄 유량계(51a~51h)에 의해 계측되는 미분탄 유량과, 공기 유량계(67a~67h)에 의해 계측된 연소용 공기의 공급량에 기초하여, 버너 공기비 설정 수단에 의해 설정되어 있는 버너 공기비가 유지될 수 있도록, 상기 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 연산하여, 연소용 공기 공급량 조정 수단(64a~64h)에 제어 지령 신호를 송신하도록 되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 롤러 분쇄기(3a, 3b)와 각 미분탄 버너(61a~61h)를 연결하는 각 송탄관(43a~43h)에는 미분탄 유량계(51a~51h)가 부설되고, 송탄관(43) 내를 통과하는 미분탄 유량이 개별적으로 계측 가능하도록 되어 있다.

그리고, 각 미분탄 버너(61a~61h)에서의 연소에 의해 생성된 연소 배기 가스의 흐름은, 크게 흐트러지는 것은 거의 그대로의 상태로 연도를 흘러, 재열기(100)에 열을 부여하게 된다.

따라서, 본 실시예에서는 도 1 및 도 29의 관계로부터, 캔 좌측에 설치되어 있는 미분탄 버너(61c, 61d, 61g, 61h)로부터 생성된 연소 배기 가스에 의해 캔 좌측에 배치되어 있는 제1 재열기 계통(103)이 가열되고, 미분탄 버너(61a, 61b, 61e, 61f)로부터 생성된 연소 배기 가스에 의해 캔 우측에 배치되어 있는 제2 재열기 계통(104)이 가열된다.

본 실시예에서는 전술한 연소용 공기 공급량의 개별 제어에 더하여, 도 29에 나타낸 바와 같이, 미분탄 유량계(51a~51h)로부터의 미분탄 유량의 계측값을 캔 좌우 연료 공급량 산출기(124)에 입력한다. 캔 좌우 연료 공급량 산출기(124)에서는, 캔 좌측의 미분탄 버너(61c, 61d, 61g, 61h)에 공급되는 미분탄 유량과, 캔 우측의 미분탄 버너(61a, 61b, 61e, 61f)에 공급되는 미분탄 유량을 산출한다. 전자는 미분탄 유량계(51c, 51d, 51g, 51h)의 합계에 의해 구하고, 후자는 미분탄 유량계(51a, 61b, 51e, 51f)의 합계에 의해 구한다.

이같이 하여 산출된 캔 좌우 연료 공급량 산출값(125)은, 바이어스 산출기(126)에 입력된다. 바이어스 산출기(126)에서는 캔 좌측의 미분탄 버너(61c, 61d, 61g, 61h)에 공급되는 미분탄 유량과, 캔 우측의 미분탄 버너(61a, 61b, 61e, 61f)에 공급되는 미분탄 유량의 편차를 구하고, 상기 미분탄 유량 편차값을 기초로, PI 피드백 제어 신호인 상기 개방도 조정 신호(121, 122)에 대한 바이어스값(127, 128)을 산출한다. 그리고, 바이어스의 크기(피드포워드분의 형태)는, 미리 동특성(動特性) 계산에 의해 최적의 패턴을 구하고, 시운전에 있어서 그 패턴을 조정하여 둔다.

산출된 바이어스값(127, 128)은 가산기(129, 130)에 의해 상기 개방도 조정 신호(121, 122)에 가산되고, 미분탄 유량의 편차를 더한 개방도 조정 신호(131, 132)를 얻어, 분배 밸브(111, 112)의 개방도 조정을 행한다.

도 30은 본 실시예에 있어서의 연료 유량(미분탄 유량), 분배 밸브의 개방도, 증기 유량 및 ROT의 경시적 변화의 일례를 나타낸 특성도이다.

도 30에 나타낸 바와 같이, 캔 좌우의 재열기 출구 증기 온도 편차를 일으키는 원인으로 되어 있는 연료 유량(미분탄 유량)의 언밸런스(편차)를 빠른 눈으로 시점 D에서 검지하여, 그에 따라 시점 D로부터 분배 밸브(104a, 104b)의 개방도를 조정함으로써(도면 중의 사선 부분), 피드포워드적으로 제어할 수 있으므로 캔 좌우의 ROT의 편차가 보다 작게 되어, 보일러 제어성의 향상이 도모된다.

(16) 제13 실시예

상기 제12 실시예에 따르면 피드포워드분은 대략 고정된 형태가 되므로, 경우에 따라서는 피드포워드분이 너무 강하여, 온도 저하분이 지나치게 커지거나, 반대로 지나치게 작아지거나 할 염려가 있다.

예를 들면, 도 36에 나타낸 바와 같이, 재열기(710~713)의 연소 배기 가스 흐름 방향 상류측에는 과열기(706~709)가 설치되어 있다. 그리고, 과열 증기의 과도기적인 온도 변화에 대응하여 주로 스프레이(723, 724)가 사용되고, 그 스프레이(723, 724)의 동작은, 과열기(706~709)의 열교환량을 바꾸는 동시에, 재열기(710~713)의 입구 가스 온도에 영향을 준다. 따라서, 상기 제12 실시예와 같이, 연료 유량(미분탄 유량)의 변화만을 사용하여 재열 증기 유량의 바이어스를 결정한 경우에는, 스프레이(723, 724)의 효과에 의한 과부족이 생기는 경우가 있다.

본 실시예는 이와 같은 점을 배려한 것이며, 도 31은 제13 실시예에 관한 보일러에 있어서의 재열기의 유로 계통도이다.

본 실시예의 경우, 연료 공급량, 보일러 급수 유량, 과열기 입구 스프레이량, 발전기 출력 등의 재열 증기 온도에 영향을 주는 복수 개의 정보를 기초로 재열 증기 온도 편차를 예측하는 재열 증기 온도 편차 예측 모델(133)을 각종 작성하여 두고, 이것을 재열 증기 온도 편차 예측 수단(134)의 기억부(도시하지 않음)에 기억시켜 둔다.

현재 운전 중인 미분탄 버닝 보일러에 있어서의 연료 공급량(135), 보일러 급수 유량(136), 과열기 입구 스프레이량(137), 발전기 출력(138)을 재열 증기 온도 편차 예측 수단(134)에 입력하고, 이들 입력값과 상기 재열 증기 온도 편차 예측 모델(133)을 참조하여, 예측 재열 증기 온도 편차값(139)을 얻는다.

이 예측 재열 증기 온도 편차값(139)을 재열 증기 분배 밸브 개방도 보정 수단(140)에 입력하고, 재열 증기 분배 밸브 개방도 보정 수단(140)에서는 예측 재열 증기 온도 편차값(139)을 기초로 하여, 분배 밸브 개방도 보정 신호(141, 142)를 작성한다. 이 분배 밸브 개방도 보정 신호(141, 142)는 가산기(143, 144)에 의해 상기 개방도 조정 신호(121, 122)에 더해져, 보정된 개방도 조정 신호(145, 146)에 의해 재열 증기 분배 밸브(111, 112)의 개방도 조정이 행해진다.

도 32는 본 실시예에 있어서의 연료 유량(미분탄 유량), 분배 밸브의 개방도, 증기 유량 및 ROT의 경시적 변화의 일례를 나타낸 특성도이다.

본 실시예에서는 캔 좌우의 ROT의 편차에 연료 공급량, 보일러 급수 유량, 과열기 입구 스프레이량, 발전기 출력 등 재열 증기 온도에 영향을 주는 복수 개의 정보를 더하고, 이에 따라 시점 D로부터 분배 밸브(104a, 104b)의 개방도를 조정한 다(도 32 중의 사선 부분). 이와 같이 피드포워드적으로 제어할 수 있으므로, 캔 좌우의 ROT의 편차가 보다 작게 되고, 또한 보일러 제어성의 향상이 도모된다.

(17) 제14 실시예

과열기에 있어서는, 과열기 스프레이의 투입량에 캔 좌우에서 바이어스를 인가함으로써, 캔 좌우의 과열 증기 온도의 편차를 적게 하는 것은 가능하다. 그러나, 캔 좌우의 과열 증기 온도의 편차가 크면, 과열기 스프레이의 본래의 목적인 증기 온도 제어의 여유도가 적어지므로, 스프레이 유량을 증가시킬 필요가 있고, 또한 스프레이 제어가 복잡해지므로 제어 추종성도 악화된다. 그 결과, 스프레이 유량이 증가하는 것은, 도중의 전열면을 바이패스하는 양이 증가하는 것을 의미하므로, 보일러 효율이 저하된다.

본 실시예에서는, 과열기에서의 캔 좌우에서의 증기 유량을 조정함으로써, 캔 좌우의 주증기 온도의 편차를 해소하도록 하는 것이다.

도 33은 제14 실시예에 관한 보일러에 있어서의 과열기의 유로 계통도이다.

화로의 상부로부터 화로의 연소 배기 가스 흐름 방향 후류측의 연도 내에 걸쳐 설치된 과열기(200)는, 부재의 배치 구성으로부터 보면, 1차 과열기부(201)와 2차 과열기부(202)와 3차 과열기부(203)로 구성되며, 증기의 유로 계통으로부터 보면, 캔 좌측의 제1 과열기 계통(204)과 캔 우측의 제2 과열기 계통(205)으로 구성되며, 제1 과열기 계통(204)과 제2 과열기 계통(205)은 병설되어 있다.

본 실시예의 경우, 제1 과열기 계통(204)은, 1차 과열기 입구 헤더(206a)-1차 과열기(207a)-1차 과열기 출구 헤더(208a)-2차 과열기 입구 헤더(209a)-2차 과 열기(210a)-2차 과열기 출구 헤더(211a)-3차 과열기 입구 헤더(212a)-3차 과열기(213a)-3차 과열기 출구 헤더(214a)로 구성되어 있다. 제2 과열기 계통(205)은, 1차 과열기 입구 헤더(206b)-1차 과열기(207b)-1차 과열기 출구 헤더(208b)-2차 과열기 입구 헤더(209b)-2차 과열기(210b)-2차 과열기 출구 헤더(211b)-3차 과열기 입구 헤더(212b)-3차 과열기(213b)-3차 과열기 출구 헤더(214b)로 구성되어 있다.

본 실시예의 경우, 제1 과열기 계통(204)과 제2 과열기 계통(205)의 입구측에는 제1 과열 증기 분배 밸브(215)와 제2 과열 증기 분배 밸브(216)가 설치되고, 제1 과열기 계통(204)과 제2 과열기 계통(205)의 출구측에는 제1 과열기 증기 온도계(217)와 제2 과열기 증기 온도계(218)가 설치되어 있다.

제1 과열기 계통(204)의 1차 과열기 출구 헤더(208a)와 2차 과열기 입구 헤더(209a)를 연결하는 연락관에 2차 과열기 입구 스프레이(219a)가, 2차 과열기 출구 헤더(211a)와 3차 과열기 입구 헤더(212a)를 연결하는 연락관에 3차 과열기 입구 스프레이(220a)가 부설되어 있다. 제2 과열기 계통(205)의 1차 과열기 출구 헤더(208b)와 2차 과열기 입구 헤더(209b)를 연결하는 연락관에 2차 과열기 입구 스프레이(219b)가, 2차 과열기 출구 헤더(211b)와 3차 과열기 입구 헤더(212b)를 연결하는 연락관에 3차 과열기 입구 스프레이(220b)가 부설되어 있다.

케이지(도시하지 않음)로부터 공급된 증기는, 출구 헤더(221a, 221b)를 통해 2개의 유로에 분기된다. 분기된 증기는 각각 제1 과열 증기 분배 밸브(215)로부터 제1 과열기 계통(204)를 통하고, 제2 과열 증기 분배 밸브(216)로부터 제2 과열기 계통(205)을 통하여 과열되고, 3차 과열기 출구 헤더(214a, 214b)로부터의 과열 증 기는 고압 터빈에 공기 이송된다.

다음에, 상기 분배 밸브(215, 216)의 개방도 조정 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 캔 좌우, 즉 제1 과열기 계통(204)과 제2 과열기 계통(205)의 과열기 출구 증기 온도(222, 223)를 과열기 증기 온도계(217, 218)에 의해 계측하고, 그 계측 신호를 감산기(224)에 입력하여 편차값(225)을 구한다. 이 편차값(225)의 신호는 PI 제어기(226)에 입력되고, 이 PI 제어기(226)로부터는, 상기 편차값(225)을 없애기 위한 개방도 조정 신호(227, 228)가 분배 밸브(215, 216)에 대하여 출력된다. 이 때, 분배 밸브(216)에 대하여는 반전기(「-1」)(229)를 통하여 분배 밸브(215)와 역위상의 조작을 행한다.

어떠한 이유에 의해, 버너에 공급되는 연료량에 편차가 발생하면, 이에 의해 지연되어 제1 과열기 계통(204)과 제2 과열기 계통(205)의 과열기 출구 증기 온도(SOT)(222, 223)에 편차가 생긴다. 이 편차를 과열기 증기 온도계(217, 218)에 의해 검지하여, SOT가 높은 계통의 분배 밸브(예를 들면, 분배 밸브(215))에 대하여 상기 개방도 조정 신호(227)에 의해 개방도를 열고, 반대로 SOT가 낮은 계통의 분배 밸브(예를 들면, 분배 밸브(216))에 대하여 개방도 조정 신호(228)에 의한 개방도를 작게 하는 조작을 행한다. 이로써, SOT가 높은, 즉 열 부하가 증가한 계통의 증기 분배 유량이 증가하고, SOT가 낮은, 즉 열 부하가 저하된 계통의 증기 분배 유량이 감소함으로써, 제1 과열기 계통(204)과 제2 과열기 계통(205)의 SOT의 편차가 해소된다.

도 28은 상기 제11 실시예에 관한 연료 유량, 분배 밸브의 개방도, 증기 유 량 및 재열기 출구 증기 온도(ROT)의 경시적 변화의 일례를 나타낸 특성도이지만, 본 제14 실시예에서는 도 28의 재열기 출구 증기 온도(ROT)를 과열기 출구 증기 온도(SOT)로 바꾼 것과 동일한 거동을 나타낸다.

(18) 제15 실시예

도 34는 제15 실시예에 관한 보일러에 있어서의 과열기의 유로 계통도이다.

도 34에 나타낸 바와 같이, 미분탄 유량계(51a~51h)로부터의 미분탄 유량의 계측값을 캔 좌우 연료 공급량 산출기(230)에 입력한다. 캔 좌우 연료 공급량 산출기(230)에서는, 캔 좌측의 미분탄 버너(61c, 61d, 61g, 61h)에 공급되는 미분탄 유량과 캔 우측의 미분탄 버너(61a, 61b, 61e, 61f)에 공급되는 미분탄 유량을 산출한다. 전자는 미분탄 유량계(51c, 51d, 51g, 51h)의 합계에 의해 구하고, 후자는 미분탄 유량계(51a, 61b, 51e, 51f)의 합계에 의해 구한다.

이같이 하여 산출된 캔 좌우 연료 공급량 산출값(231)은, 바이어스 산출기(232)에 입력된다. 바이어스 산출기(232)에서는 캔 좌측의 미분탄 버너(61c, 61d, 61g, 61h)에 공급되는 미분탄 유량과 캔 우측의 미분탄 버너(61a, 61b, 61e, 61f)에 공급되는 미분탄 유량의 편차를 구하고, 상기 미분탄 유량 편차값을 기초로, PI 피드백 제어 신호인 상기 개방도 조정 신호(227, 228)에 대한 바이어스값(233, 234)을 산출한다. 그리고, 바이어스의 크기(피드포워드분의 형태)는, 미리 동특성 계산에 의해 최적의 패턴을 구하고, 시운전에 있어서 그 패턴을 조정하여 둔다.

산출된 바이어스값(233, 234)은 가산기(235, 236)에 의해 상기 개방도 조정 신호(227, 228)에 가산되고, 미분탄 유량의 편차를 더한 개방도 조정 신호(237, 238)를 얻어, 분배 밸브(215, 216)의 개방도 조정을 행한다.

도 30은 상기 제12 실시예에 관한 연료 유량, 분배 밸브의 개방도, 증기 유량 및 재열기 출구 증기 온도(ROT)의 경시적 변화의 일례를 나타낸 특성도이지만, 본 제15 실시예에서는 도 30의 재열기 출구 증기 온도(ROT)를 과열기 출구 증기 온도(SOT)로 바꾼 것과 동일한 거동을 나타낸다.

(19) 제16 실시예

도 35는 제16 실시예에 관한 보일러에 있어서의 과열기의 유로 계통도이다.

본 실시예의 경우, 연료 공급량, 보일러 급수 유량, 과열기 입구 스프레이량, 발전기 출력 등의 과열 증기 온도에 영향을 주는 복수 개의 정보를 기초로 과열 증기 온도 편차를 예측하는 과열 증기 온도 편차 예측 모델(240)을 각종 작성하여 두고, 이것을 과열 증기 온도 편차 예측 수단(241)의 기억부(도시하지 않음)에 기억시켜 둔다.

현재 운전 중인 미분탄 버닝 보일러에 있어서의 연료 공급량(242), 보일러 급수 유량(243), 과열기 입구 스프레이량(244), 발전기 출력(245)을 과열 증기 온도 편차 예측 수단(241)에 입력하고, 이들 입력값과 상기 과열 증기 온도 편차 예측 모델(240)을 참조하여, 예측 과열 증기 온도 편차값(246)을 얻는다.

상기 예측 과열 증기 온도 편차값(246)을 과열 증기 분배 밸브 개방도 보정 수단(247)에 입력하고, 과열 증기 분배 밸브 개방도 보정 수단(247)에서는 예측 과열 증기 온도 편차값(246)을 기초로 하여, 분배 밸브 개방도 보정 신호(248, 249) 를 작성한다. 상기 분배 밸브 개방도 보정 신호(248, 249)는 가산기(250, 251)에 의해 상기 개방도 조정 신호(227, 228)에 더해져, 보정된 개방도 조정 신호(252, 253)에 의해 과열 증기 분배 밸브(215, 216)의 개방도 조정이 행해진다.

도 32는 상기 제13 실시예에 관한 연료 유량, 분배 밸브의 개방도, 증기 유량 및 재열기 출구 증기 온도(ROT)의 경시적 변화의 일례를 나타낸 특성도이지만, 본 제16 실시예에서는 도 32의 재열기 출구 증기 온도(ROT)를 과열기 출구 증기 온도(SOT)로 바꾼 것과 동일한 거동을 나타낸다.

상기 실시예에서는 재열기 계통의 증기 분배 밸브 제어와 과열기 계통의 증기 분배 밸브 제어를 별개로 행하였으나, 1개의 미분탄 버닝 보일러에 있어서 재열기 계통과 과열기 계통의 증기 분배 밸브 제어를 행할 수도 있다.

본 발명의 구체적인 효과를 나타내면 하기와 같다.

(1) 재열기 캔 좌우의 계통을 교환하는 종래의 방법에서는, 재열기 캔 좌우의 증기 온도 편차를 완전히 없앨 수 없는 문제에 대하여, 본 발명에 의하면, 재열기 캔 좌우의 증기 온도 편차를 보아, 증기 유량을 조정하므로, 증기 온도 편차를 0으로 하는 효과가 있다.

(2) 가스 댐퍼로 재열기 캔 좌우의 증기 온도 편차를 조정하는 종래의 방법에서는, 간섭의 영향과 가스 댐퍼의 동작 속도를 위한 응답이 늦은 문제가 있었으나, 본 발명에 의하면, 재열기의 캔 좌우에 공급하는 증기 유량을 조정하는 것은, 과열기에 간섭하지 않고, 마찬가지로 과열기의 캔 좌우에 공급하는 증기 유량이 재열기에 간섭하지 않기 때문에, 응답성을 빠르게 하는 효과가 있다.

(3) 1차 재열기의 입구와 출구를 연결하는 연락관을 설치하고, 캔 좌우의 계통의 증기 유량을 조정하는 종래의 방법에서는, 바이패스시키는 것에 의한 효율 저하, 전열면의 증가, 바이패스시킨 전열면에서 온도의 급상승이라는 문제에 대하여, 본 발명에 의하면, 재열기 캔 좌우에 공급하는 증기 유량의 밸런스를 바꾸는 것만으로, 바이패스시키지 않게 되기 때문에, 효율 저하, 전열면의 증가, 바이패스시킨 전열면에서 온도의 급상승이라는 문제는 일어나지 않는다.

(4) 과열기 캔 좌우의 계통을 교환하는 종래의 방법에서는, 과열기 캔 좌우의 증기 온도 편차를 완전히 없앨 수 없는 문제가 있었으나, 본 발명에 의하면, 과열기 캔 좌우의 증기 온도 편차를 보고, 증기 유량을 조정하므로, 증기 온도 편차를 0(zero)으로 하는 효과가 있다.

(5) 과열 스프레이 유량에 캔 좌우에서 바이어스를 인가하는 종래의 방법에서는, 스프레이 유량이 증대하는 문제에 대하여, 본 발명에 의하면, 과열기의 캔 좌우의 증기 온도 편차는, 과열기에 도입하는 증기 유량만으로 조정하므로, 스프레이는 과열 증기의 온도 조정에만 사용되므로, 스프레이 유량을 저감하는 효과가 있다.

Claims

공급된 석탄을 분쇄하여 미분탄(微粉炭)을 생성하는 분쇄 수단과,

1대의 상기 분쇄 수단에 대하여 복수 개 접속되어, 각각 1차 공기에 의해 상기 미분탄을 기류(氣流) 반송(搬送)하는 송탄관(送炭管)과,

각 송탄관의 선단측에 접속되어 화로(火爐) 내에 면하도록 설치된 미분탄 노즐을 가지는 미분탄 버너와,

상기 미분탄 버너에 상기 1차 공기 이외의 연소용 공기를 개별적으로 공급하는 연소용 공기 공급 수단과,

각 연소용 공기 공급 수단에 의해 공급되는 상기 연소용 공기의 공급량을 개별적으로 계측하는 연소용 공기 공급량 계측 수단과,

상기 연소용 공기의 공급량을 조정하는 연소용 공기 공급량 조정 수단과,

버너의 공기비를 설정하는 버너 공기비 설정 수단을 포함하고,

상기 분쇄 수단에 의해 분쇄되어 생성된 미분탄을 상기 각 송탄관에 분배하여 각 미분탄 노즐로부터 상기 화로 내에 분사하여, 상기 연소용 공기의 공급 하에서 연소시키는 미분탄 버닝 보일러에 있어서,

상기 각 송탄관에 의해 반송되는 미분탄 공급량을 개별적으로 계측하는 미분탄 공급량 계측 수단과,

상기 미분탄 공급량 계측 수단에 의해 계측된 미분탄 공급량과, 상기 연소용 공기 공급량 계측 수단에 의해 계측된 상기 송탄관과 접속되어 있는 상기 미분탄 버너에 공급되는 연소용 공기의 공급량에 기초하여, 상기 버너 공기비 설정 수단에 의해 설정되어 있는 버너 공기비가 유지될 수 있도록, 상기 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 연산하여, 상기 연소용 공기 공급량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 공기 공급량 제어 수단

을 포함하는, 미분탄 버닝 보일러.
제1항에 있어서,

상기 미분탄 버너 중 미연분 저감 효과가 높은 미분탄 버너 또는 미분탄 버너의 그룹에 대하여, 상기 미분탄 버너의 송탄관에 상기 미분탄 공급량 계측 수단을 장착하여 개별적으로 연소용 공기 공급량을 조정하는, 미분탄 버닝 보일러.
제1항에 있어서,

상기 미분탄 버너는 화로에 대하여 복수 단에 걸쳐 설치되어 있고, 상기 화로의 하단에 설치된 미분탄 버너를 제외한 다른 단의 미분탄 버너에 대하여, 상기 미분탄 버너의 송탄관에 상기 미분탄 공급량 계측 수단을 장착하여 개별적으로 연소용 공기 공급량을 조정하는, 미분탄 버닝 보일러.
제1항에 있어서,

상기 미분탄 버너는 화로에 대하여 복수 단에 걸쳐 설치되어 있고, 적어도 최상단에 설치된 미분탄 버너에 대하여, 상기 미분탄 버너의 송탄관에 상기 미분탄 공급량 계측 수단을 장착하여 개별적으로 연소용 공기 공급량을 조정하는, 미분탄 버닝 보일러.
제1항에 있어서,

상기 미분탄 버너를 복수 개 옆으로 나란히 하여 버너단을 구성하고, 상기 버너단의 연소 배기 가스 흐름 방향 하류측에 복수 개의 애프터-에어포트(after-airport)를 옆으로 나란히 설치하고,

상기 미분탄 버너 중 하나 또는 복수 개의 미분탄 버너에 대한 연소용 공기 공급량을 조정할 수 있는 동시에,

상기 1개의 미분탄 버너에 의해 형성되는 화염에 가까운 위치에 있는 애프터-에어포트에 대한 연소용 공기 공급량도 조정하는 구성으로 되어 있는, 미분탄 버닝 보일러.
제5항에 있어서,

상기 복수 개의 미분탄 버너와 상기 복수 개의 애프터-에어포트는 화로의 캔(can) 전과 캔 후에 각각 나누어져 설치되어 있고,

상기 캔 전에 설치되어 있는 미분탄 버너에 대한 연소용 공기 공급량을 조정할 때는 상기 캔 후에 설치되어 있는 애프터-에어포트에 대한 연소용 공기 공급량을 조정하고, 상기 캔 후에 설치되어 있는 미분탄 버너에 대한 연소용 공기 공급량을 조정할 때는 상기 캔 전에 설치되어 있는 애프터-에어포트에 대한 연소용 공기 공급량을 조정하도록 구성되어 있는, 미분탄 버닝 보일러.
제1항에 있어서,

상기 미분탄 버너의 연소 배기 가스 흐름 방향 하류측에 복수 개의 애프터-에어포트를 분산하여 설치하고, 상기 애프터-에어포트의 연소 배기 가스 흐름 방향 하류측의 연도(煙道) 내의 연소 배기 가스 중의 산소 농도 또는 CO 농도의 분포를 검지하는 농도 분포 검지 수단을 더 포함하고,

상기 미분탄 버너에 대한 연소용 공기 공급량을 조정할 수 있는 동시에, 상기 농도 분포 검지 수단에 의해 검지된 산소 농도가 낮은 영역 또는 CO 농도가 높은 영역에 대응하는 상기 애프터-에어포트에 대한 연소용 공기 공급량을 증가시키도록 구성되어 있는, 미분탄 버닝 보일러.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 미분탄 버너는 화로에 대하여 복수 단에 걸쳐 설치되어 있고, 상기 연소용 공기 공급량을 조정하는 상기 미분탄 버너는 최상단에 설치된 미분탄 버너인, 미분탄 버닝 보일러.
제1항에 있어서,

상기 미분탄 공급량 계측 수단은, 상기 미분탄과 1차 공기의 혼합 유체가 유통하는 마이크로파 공진관(共振管)과, 상기 마이크로파 공진관 내에 상기 혼합 유 체의 흐름 방향을 따라 소정 간격을 두고 설치된 마이크로파 송신기 및 마이크로파 수신기를 더 포함하고,

상기 마이크로파 송신기로부터 마이크로파 수신기를 향해 마이크로파를 발신하여, 상기 마이크로파 공진관의 공진 주파수를 측정하고, 상기 공진 주파수에 따라 상기 미분탄 공급량을 계측하는 구성으로 되어 있는, 미분탄 버닝 보일러.
제9항에 있어서,

상기 송탄관의 일부를 상기 마이크로파 공진관으로서 사용하는, 미분탄 버닝 보일러.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 마이크로파 송신기와 마이크로파 수신기는 상기 마이크로파 공진관 내에 돌출되어 있고, 상기 공진관 내의 상기 마이크로파 송신기의 상류측에, 상기 마이크로파 공진관 내를 상기 미분탄이 로프형으로 농축되어 흐르는 것을 무너뜨리기 위한 접촉 부재를 설치한, 미분탄 버닝 보일러.
제1항에 있어서,

상기 미분탄 공급량 계측 수단은, 상기 송탄관에 그 관축 방향을 따라 소정 간격을 두고 설치된 제1 전하 센서와 제2 전하 센서를 가지고,

상기 송탄관 내를 미분탄이 통과하는 데 따른 정전하의 이동을 상기 2개의 전하 센서에 의해 측정하고, 상기 2개의 전하 센서의 측정에 기초하여 상기 미분탄 공급량을 계측하는 구성으로 되어 있는, 미분탄 버닝 보일러.
제12항에 있어서,

상기 제1 전하 센서와 제2 전하 센서는 원환형(圓環形)을 하고 있고, 상기 전하 센서의 상류측에 유체 안내 수단을 설치하고, 상기 유체 안내 수단에 의해 미분탄이 상기 송탄관의 중심부 측으로 모아져 흐르도록 하여, 상기 전하 센서의 내주면 측을 통과하는 미분탄의 양을 감소시키는, 미분탄 버닝 보일러.
제1 재열기(再熱器) 계통과 제2 재열기 계통을 병설하고, 공급된 증기를 상기 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통에 분기하여 유통시키는 미분탄 버닝 보일러에 있어서,

상기 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통에 대한 증기 분배량을 조정하는 재열 증기 분배량 조정 수단과,

상기 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통의 재열기 출구 증기 온도를 계측하는 재열기 출구 증기 온도 계측 수단과,

상기 재열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 재열기 출구 증기 온도 편차에 기초하여, 그 온도차가 없어지도록 상기 재열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 재열 증기 분배량 제어 수단

을 포함하는, 미분탄 버닝 보일러.
공급된 석탄을 분쇄하여 미분탄을 생성하는 분쇄 수단과,

1대의 상기 분쇄 수단에 대하여 복수 개 접속되어, 각각 1차 공기에 의해 상기 미분탄을 기류 반송하는 송탄관과,

각 송탄관의 선단측에 접속되어 화로 내에 면하도록 설치된 미분탄 노즐을 가지는 미분탄 버너와,

상기 미분탄 버너에 상기 1차 공기 이외의 연소용 공기를 개별적으로 공급하는 연소용 공기 공급 수단과,

각 연소용 공기 공급 수단에 의해 공급되는 상기 연소용 공기의 공급량을 개별적으로 계측하는 연소용 공기 공급량 계측 수단과,

상기 연소용 공기의 공급량을 조정하는 연소용 공기 공급량 조정 수단과,

버너의 공기비를 설정하는 버너 공기비 설정 수단과,

제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통을 병설한 재열기를 포함하고,

상기 분쇄 수단에 의해 분쇄되어 생성된 미분탄을 상기 각 송탄관에 분배하여 각 미분탄 노즐로부터 상기 화로 내에 분사하여, 상기 연소용 공기의 공급 하에서 연소시키고,

고압 터빈으로부터의 증기를 상기 재열기에 의해 가열하여 중저압 터빈에 공급하는 미분탄 버닝 보일러에 있어서,

상기 각 송탄관에 의해 반송되는 미분탄 공급량을 개별적으로 계측하는 미분탄 공급량 계측 수단과,

상기 미분탄 공급량 계측 수단에 의해 계측된 미분탄 공급량과, 상기 연소용 공기 공급량 계측 수단에 의해 계측된 상기 송탄관과 접속되어 있는 상기 미분탄 버너에 공급되는 연소용 공기의 공급량에 기초하여, 상기 버너 공기비 설정 수단에 의해 설정되어 있는 버너 공기비가 유지될 수 있도록, 상기 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 연산하여, 상기 연소용 공기 공급량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 공기 공급량 제어 수단과,

상기 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통에 대한 증기 분배량을 조정하는 재열 증기 분배량 조정 수단과,

상기 제1 재열기 계통과 제2 재열기 계통의 재열기 출구 증기 온도를 계측하는 재열기 출구 증기 온도 계측 수단과,

상기 재열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 재열기 출구 증기 온도 편차에 기초하여, 그 온도차가 없어지도록 상기 재열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 재열 증기 분배량 제어 수단

을 포함하는, 미분탄 버닝 보일러.
제14항 또는 제15항에 있어서,

상기 제1 재열기 계통을 가열하는 그룹의 미분탄 버너에 공급하는 미분탄 공급량과, 상기 제2 재열기 계통을 가열하는 그룹의 미분탄 버너에 공급하는 미분탄 공급량의 편차를 구하는 미분탄 공급량 편차 산출 수단을 더 포함하고,

상기 재열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 재열기 출구 증기 온 도 편차와, 상기 미분탄 공급량 편차 산출 수단에 의해 구해진 미분탄 공급량 편차에 기초하여, 상기 재열 증기 분배량 제어 수단으로부터 상기 재열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 출력하는, 미분탄 버닝 보일러.
제14항 또는 제15항에 있어서,

상기 재열 증기 온도에 영향을 주는 정보를 기초로 재열 증기 온도 편차를 예측하는 재열 증기 온도 편차 예측 모델을 구비한 재열 증기 온도 편차 예측 수단과,

상기 재열 증기 온도 편차 예측 수단에 의해 얻어지는 예측 재열 증기 온도 편차값을 기초로 하여 상기 재열 증기 분배량 제어 수단으로부터 출력되는 제어 지령 신호를 보정하기 위한 보정 신호를 얻는 보정 수단을 더 포함하는, 미분탄 버닝 보일러.
제17항에 있어서,

상기 재열 증기 온도에 영향을 주는 정보는, 미분탄 공급량, 급수량, 스프레이 유량, 또는 발전기 출력의 그룹 중, 선택된 하나 또는 복수 개의 정보를 포함하는, 미분탄 버닝 보일러.
제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통을 병설하고, 공급된 증기를 상기 제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통에 분기하여 유통시키는 미분탄 버닝 보일러에 있어 서,

상기 제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통에 대한 증기 분배량을 조정하는 과열 증기 분배량 조정 수단과,

상기 제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통의 과열기 출구 증기 온도를 계측하는 과열기 출구 증기 온도 계측 수단과,

상기 과열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 과열기 출구 증기 온도 편차에 기초하여, 그 온도차가 없어지도록 상기 과열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 과열 증기 분배량 제어 수단

을 포함하는, 미분탄 버닝 보일러.
공급된 석탄을 분쇄하여 미분탄을 생성하는 분쇄 수단과,

1대의 상기 분쇄 수단에 대하여 복수 개 접속되어, 각각 1차 공기에 의해 상기 미분탄을 기류 반송하는 송탄관과,

각 송탄관의 선단측에 접속되어 화로 내에 면하도록 설치된 미분탄 노즐을 가지는 미분탄 버너와,

상기 미분탄 버너에 상기 1차 공기 이외의 연소용 공기를 개별적으로 공급하는 연소용 공기 공급 수단과,

각 연소용 공기 공급 수단에 의해 공급되는 상기 연소용 공기의 공급량을 개별적으로 계측하는 연소용 공기 공급량 계측 수단과,

상기 연소용 공기의 공급량을 조정하는 연소용 공기 공급량 조정 수단과,

버너의 공기비를 설정하는 버너 공기비 설정 수단과,

제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통을 병설한 과열기를 포함하고,

상기 분쇄 수단에 의해 분쇄되어 생성된 미분탄을 상기 각 송탄관에 분배하여 각 미분탄 노즐로부터 상기 화로 내에 분사하여, 상기 연소용 공기의 공급 하에서 연소시키고,

상기 과열기에 의해 증기를 과열시켜 고압 터빈에 공급하는 미분탄 버닝 보일러에 있어서,

상기 각 송탄관에 의해 반송되는 미분탄 공급량을 개별적으로 계측하는 미분탄 공급량 계측 수단과,

상기 미분탄 공급량 계측 수단에 의해 계측된 미분탄 공급량과, 상기 연소용 공기 공급량 계측 수단에 의해 계측된 상기 송탄관과 접속되어 있는 상기 미분탄 버너에 공급되는 연소용 공기의 공급량에 기초하여, 상기 버너 공기비 설정 수단에 의해 설정되어 있는 버너 공기비가 유지될 수 있도록, 상기 미분탄 공급량에 알맞는 연소용 공기 공급량을 연산하여, 상기 연소용 공기 공급량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 공기 공급량 제어 수단과,

상기 제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통에 대한 증기 분배량을 조정하는 과열 증기 분배량 조정 수단과,

상기 제1 과열기 계통과 제2 과열기 계통의 과열기 출구 증기 온도를 계측하는 과열기 출구 증기 온도 계측 수단과,

상기 과열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 과열기 출구 증기 온 도 편차에 기초하여, 그 온도차가 없어지도록 상기 과열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 송신하는 과열 증기 분배량 제어 수단

을 포함하는, 미분탄 버닝 보일러.
제19항 또는 제20항에 있어서,

상기 제1 과열기 계통을 가열하는 그룹의 미분탄 버너에 공급하는 미분탄 공급량과, 상기 제2 과열기 계통을 가열하는 그룹의 미분탄 버너에 공급하는 미분탄 공급량의 편차를 구하는 미분탄 공급량 편차 산출 수단을 더 포함하고,

상기 과열기 출구 증기 온도 계측 수단에 의해 구해진 과열기 출구 증기 온도 편차와, 상기 미분탄 공급량 편차 산출 수단에 의해 구해진 미분탄 공급량 편차에 기초하여, 상기 과열 증기 분배량 제어 수단으로부터 상기 과열 증기 분배량 조정 수단에 제어 지령 신호를 출력하는, 미분탄 버닝 보일러.
제19항 또는 제20항에 있어서,

상기 과열 증기 온도에 영향을 주는 정보를 기초로 과열 증기 온도 편차를 예측하는 과열 증기 온도 편차 예측 모델을 구비한 과열 증기 온도 편차 예측 수단과,

상기 과열 증기 온도 편차 예측 수단에 의해 얻어지는 예측 과열 증기 온도 편차값을 기초로 하여 상기 과열 증기 분배량 제어 수단으로부터 출력되는 제어 지령 신호를 보정하기 위한 보정 신호를 얻는 보정 수단을 더 포함하는, 미분탄 버닝 보일러.
제22항에 있어서,

상기 과열 증기 온도에 영향을 주는 정보는, 미분탄 공급량, 급수량, 스프레이 유량, 또는 발전기 출력의 그룹 중, 선택된 하나 또는 복수 개의 정보를 포함하는, 미분탄 버닝 보일러.