KR20220099120A - 증기 발생 장치, 플랜트 및 증기 발생 장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

증기 발생 장치는, 증기 이용 장치에 공급되는 증기를 발생시킨다. 증기 발생 장치는, 화로와, 고체 연료 버너 및 점화 토치를 포함하는 복수의 버너 유닛과, 버너 유닛을 제어 가능한 제어부를 구비한다. 제어부는, 증기 발생 장치에 대한 부하 지령값이 증가한 경우에, 복수의 버너 유닛 중 적어도 일부에 있어서 점화 토치를 착화 조작한다.

Description

증기 발생 장치, 플랜트 및 증기 발생 장치의 제어 방법

본 개시는, 증기 이용 장치에 공급되는 증기를 발생 가능한 증기 발생 장치, 증기 발생 장치를 구비하는 플랜트 및 증기 발생 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

증기 이용 장치에서 이용되는 증기를 발생시키기 위한 증기 발생 장치가 알려져 있다. 예를 들어 화력 발전 플랜트에서는, 석탄 연소 보일러 등의 대형의 보일러인 증기 발생 장치에서 발생한 증기를 사용하여 증기 터빈을 회전시켜, 증기 터빈에 연결된 발전기를 구동시킴으로써, 발전이 행해진다. 이러한 플랜트에서는, 수요 전력에 대한 증가 요구가 발생한 경우, 증기 발생 장치의 부하(증기 발생량)를 증가시킴으로써, 발전량을 증가시킨다. 증기 발생 장치의 부하를 증가시키는 경우에는, 증기 발생 장치에 대한 급수량을 증가시킴과 함께 화로에서의 연소량을 증가시킴에 있어서, 고체 연료 버너(미분탄 연소 버너)에 공급하는 고체 연료(미분탄 연료)를 증가시킨다. 이때 분쇄기(밀)로 석탄을 분쇄하여 고체 연료(미분탄 연료)를 생성하는 양을 증가시켜, 반송용 공기인 1차 공기로 고체 연료 버너로 반송한다.

수요 전력의 증가에 대하여, 구체적으로는, 이하의 수순에 의해 발전량의 증가가 행해진다.

(a) 수요 전력에 기초하여 발전기 출력 요구 변화 지령을 출력하고, 발전기 출력 요구 변화 지령에 기초하여 주증기 압력 설정값을 설정함과 함께, 실제의 주증기 압력을 취득하고 비교하여, 주증기 압력의 증감을 행한다.

(b) 상기 (a)에 기초하여 증기 발생 장치의 부하 변화 지령을 출력하여, 고체 연료 버너의 연소량(고체 연료 공급량), 급수 유량, 공기 유량 등 제어 계통으로의 증가 지령을 출력한다.

(c) 상기 (b)에 따라서, 분쇄기(밀)에 대한 급탄량과 반송용 공기가 되는 1차 공기 유량을 소정량까지 증가시키고, 고체 연료 버너에 공급하는 고체 연료(미분탄 연료)를 증가시킨다.

(d) 증기 발생 장치의 급수 유량과 각 수열부(화로벽, 과열기, 재열기)에 있어서의 전열 밸런스를 조정하여, 증기 발생 장치 출구의 주증기 압력을 소정값까지 증가시킨다.

이상의 수순에 의해, 고체 연료 버너의 연소량이 소정량까지 증가하고, 이것에 응답 시간을 수반하면서 증기 발생 장치의 부하가 소정값까지 상승하여, 필요한 주증기 유량의 증가를 완료한다. 그리고, 증기 터빈으로 공급하는 주증기 유량이 증가함으로써, 증기 터빈의 회전력이 증가하고, 발전기 출력 증가에 의해 발전량이 소정값까지 상승하여, 발전기 출력 요구 변화 지령에 대응하는 수요 전력을 충족할 수 있다.

여기서 고체 연료 버너에 대한 고체 연료(미분탄 연료)의 공급은, 분쇄기(밀)에 급탄된 석탄을 분쇄ㆍ분급을 하여 소정 사이즈 범위의 미분탄으로 하고, 반송용 공기가 되는 1차 공기로 고체 연료 버너로 반송하는 방법으로 행하므로, 상기 (b)와 상기 (c) 사이에서 응답 시간이 걸려 버려, 증기 발생 장치의 부하 상승 시간에 지연이 발생한다.

특허문헌 1에는, 고체 연료 버너의 일부가 이상 정지된 경우에, 이상 정지된 고체 연료 버너 이외에 대응하고 있는 기동용 버너를 가동하여, 부족한 연소량을 보충하는 기술이 개시되어 있다.

일본 특허 제4979535호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 기동용 버너의 사용 방법은, 정지된 고체 연료 버너의 연소량을 보충하는 것이며, 증기 발생 장치의 부하 증대 시에 사용하는 것은 상정되어 있지 않다.

예를 들어, 전력 계통에 석탄 연소 보일러 발전 플랜트와 태양광 발전과 같은 재생 가능 에너지 발전 플랜트가 병존하고 있는 경우가 있다. 이러한 경우, 재생 가능 에너지는 천후에 따라서 발전량이 변동되므로, 석탄 연소 보일러 발전 플랜트에서 변동분을 흡수할 필요가 있다. 예를 들어, 태양광 발전은, 주간에는 발전하지만 야간에는 발전하지 않으므로, 석탄 연소 보일러 발전 플랜트는 주간으로부터 야간으로 이행할 때에 부하를 대폭 증대시킬 필요가 있다. 이러한 운용은, 종래, 거의 부하 일정이나 완만한 부하 변화로 운전을 행하고 있던 석탄 연소 보일러와 같은 증기 발생 장치에서는 상정되어 있지 않았던 운용이다. 종래의 증기 발생 장치 운용에서는, 예를 들어, 3 내지 5％/min 정도의 부하 변화율이 상정되어 있었지만, 전술한 바와 같은 사정에 의해, 석탄 연소 보일러 발전 플랜트에 높은 부하 변화율이 요구되게 되었다.

본 개시의 적어도 일 실시 형태는 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 높은 부하 변화율에 대응 가능한 증기 발생 장치, 증기 발생 장치를 구비하는 플랜트 및 증기 발생 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 증기 발생 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해,

증기 이용 장치에 공급되는 증기를 발생 가능한 증기 발생 장치이며,

화로와,

고체 연료를 사용하여 상기 화로 내에 화염을 형성 가능한 고체 연료 버너와, 상기 고체 연료 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 점화 토치를 포함하며, 상기 화로를 규정하는 화로벽에 마련된 복수의 버너 유닛과,

상기 복수의 버너 유닛을 제어 가능한 제어부

를 구비하고,

상기 제어부는, 상기 증기 발생 장치에 대한 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛 중 적어도 일부에 있어서 상기 점화 토치를 착화 조작한다.

본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 플랜트는, 상기 과제를 해결하기 위해,

전술한 증기 발생 장치와,

상기 증기 이용 장치

를 구비한다.

본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 증기 발생 장치의 제어 방법은, 상기 과제를 해결하기 위해,

화로와,

고체 연료를 사용하여 상기 화로 내에 화염을 형성 가능한 고체 연료 버너와, 상기 고체 연료 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 점화 토치를 포함하며, 상기 화로를 규정하는 화로벽에 마련된 복수의 버너 유닛

을 구비하는 증기 발생 장치의 제어 방법이며,

상기 증기 발생 장치에 대한 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛 중 적어도 일부에 있어서 상기 점화 토치를 착화 조작한다.

본 개시의 적어도 일 실시 형태에 의하면, 높은 부하 변화율에 대응 가능한 증기 발생 장치, 증기 발생 장치를 구비하는 플랜트 및 증기 발생 장치의 제어 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 몇 가지의 실시 형태에 관한 플랜트의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 화로에 있어서의 버너 유닛의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 기동용 버너 연료 공급 계통 및 점화 토치 연료 공급 계통을 개략적으로 도시하는 모식도이다.
도 4는 증기 발생 장치의 기동 시에 있어서의 버너 유닛의 제어 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 부하 증가 시에 있어서의 제어부에 의한 제어 내용을 공정마다 나타내는 흐름도이다.
도 6은 부하 지령값의 증가 시에 있어서의 각 버너 유닛의 점화 토치의 동작 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 7은 부하 증가 시에 점화 토치에 더하여 기동용 버너를 착화 조작하는 경우의 제어부에 의한 제어 내용을 공정마다 나타내는 흐름도이다.
도 8은 부하 지령값의 증가 시에 있어서의 각 버너 유닛의 점화 토치 및 기동용 버너의 동작 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 9는 다른 실시 형태에 관한 화로에 있어서의 버너 유닛의 구성을 도시하는 모식도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지의 실시 형태에 대해서 설명한다. 단, 실시 형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 불과하다.

도 1은 몇 가지의 실시 형태에 관한 플랜트(1)의 전체 구성도이다. 플랜트(1)는 증기 발생 장치(2)와, 증기 이용 장치(4)를 구비하여 구성된다. 증기 발생 장치(2)는 증기를 발생시키고, 증기 이용 장치(4)는 증기 발생 장치(2)에서 발생된 증기를 이용하여 동작한다. 이하의 실시 형태에 나타내는 플랜트(1)는 보일러인 증기 발생 장치(2)와, 증기 터빈 발전 장치인 증기 이용 장치(4)를 구비하는 발전 플랜트이다.

증기 발생 장치(2)는, 예를 들어, 고체 연료(탄소 함유 고체 연료)로서 석탄을 사용하는 석탄 연소 보일러이다. 증기 발생 장치(2)는 석탄을 분쇄한 미분탄을 미분 연료로서 사용하고, 미분탄을 연소시킴으로써 발생한 열을 회수하여 급수나 증기와 열교환함으로써 과열 증기를 발생한다.

증기 발생 장치(2)는 화로(6)와, 연소 장치(8)와, 연도(10)를 구비한다. 화로(6)는 소정 형상의 화로벽에 의해 규정되고, 예를 들어, 사각통의 중공 형상을 이루어 연직 방향을 따라서 설치되어 있다. 화로(6)를 구성하는 화로벽(전열관)은 복수의 증발관과 이들을 접속하는 핀을 포함하여 구성되고, 미분탄을 연소시킴으로써 발생한 열을 복수의 증발관 내를 흐르는 급수나 증기와 열교환함으로써 화로벽의 온도 상승을 억제하고 있다.

연소 장치(8)는 화로(6)를 구성하는 화로벽의 하방측에 마련되어 있다. 본 실시 형태의 연소 장치(8)는 복수의 버너 유닛(12)을 포함한다. 각 버너 유닛(12)은, 후술하는 바와 같이, 고체 연료를 연소 가능한 고체 연료 버너(14)(미분탄 연소 버너)를 포함하고 있고, 화로(6)의 벽면에 소정의 수가 소정의 단수에 걸쳐서 배치되어 있다. 단, 화로(6)의 형상이나 버너 유닛(12)의 수, 단수는 한정되지 않는다.

버너 유닛(12)이 갖는 고체 연료 버너(14)는 고체 연료 공급관(16)을 통해 분쇄기(18)(밀)로 연결되어 있다. 도 1에서는 분쇄기(18)의 구성을 생략하여 나타내고 있지만, 분쇄기(18)는, 예를 들어, 하우징 내에 회전 테이블이 회전 가능하게 지지되고, 회전 테이블의 상방에 복수의 롤러가 회전 테이블의 회전 운동에 연동하여 회동 가능하게 지지된다. 석탄이 복수의 롤러와 회전 테이블 사이에 투입되면, 분쇄에 의해 미분탄화되고, 반송용 공기(1차 공기)와 함께 반송되어 분급기(도시하지 않음)에서 소정 사이즈 범위로 분급된다. 분급된 미분탄은, 고체 연료 공급관(16)을 통해 고체 연료 버너(14)에 공급된다.

화로(6)는 복수의 버너 유닛(12)의 장착 위치에 마련되는 바람 상자(20)를 구비한다. 바람 상자(20)에는 도시하지 않은 공기 덕트의 일단이 연결되어 있고, 공기 덕트의 타단에는 도시하지 않은 송풍기가 마련되어 있다.

연도(10)는, 화로(6)의 연직 방향 상부에 연결되어 있다. 연도(10)에는, 연소 가스의 열을 회수하기 위한 열교환기로서, 1차 과열기(22), 2차 과열기(24), 3차 과열기(26), 1차 재열기(28), 2차 재열기(29), 절탄기(30)가 마련되어 있고, 화로(6)의 연소에서 발생한 연소 가스와 각 열교환기를 유통하는 급수나 증기 사이에서 열교환을 행함으로써, 증기를 발생시킨다.

연도(10)로부터의 증기가 공급되는 증기 이용 장치(4)는 고압 터빈(32)과, 고압 터빈(32)에 대하여 동축으로 연결된 중 저압 터빈(34)과, 중저압 터빈(34)에 대하여 동축으로 연결된 발전기(36)를 구비하는 증기 터빈 발전 장치이다. 또한, 고압 터빈(32), 중저압 터빈(34) 및 발전기(36)는 동축으로 연결되어 있지 않아도 되고, 예를 들어, 기어를 통해 각각을 별도 축으로서 구성해도 된다.

고압 터빈(32)의 상류측에는, 주증기 밸브(38)를 구비하는 주증기관(40)이 접속되어 있다. 주증기관(40)의 상류측에는 3차 과열기(26)가 접속되어 있고, 증기 발생 장치(2)에서 발생한 증기가 공급된다. 고압 터빈(32)의 하류측은 고압 터빈 배출 배관(42)을 통해, 1차 재열기(28)의 상류측에 접속되어 있다. 1차 재열기(28)를 통과한 증기는, 하류측에 접속된 2차 재열기(29)에 공급된다.

중저압 터빈(34)의 상류측에는, 재열 증기 밸브(44)를 구비하는 재열 증기관(46)이 접속되어 있다. 재열 증기관(46)의 상류측은, 2차 재열기(29)의 하류측에 접속되어 있다. 중저압 터빈(34)의 하류측에는, 중저압 터빈 배출 배관(48)을 통해, 복수기(50)에 접속되어 있다. 복수기(50)에 유도된 증기는, 해수 등의 냉각수에 의해 냉각되어 응축되고, 복수가 된다.

발전기(36)는 고압 터빈(32) 및 중저압 터빈(34)에 의해 회전 구동됨으로써 발전을 행한다. 발전기(36)에서 발생한 전력은, 도시하지 않은 배선을 통해 계통으로 보내진다.

복수기(50)의 하류측에는 급수 배관(52)이 접속되어 있다. 급수 배관(52)의 하류측은, 절탄기(30)에 접속되어 있다. 급수 배관(52)의 도중 위치에는 급수 펌프(54)가 마련되어 있고, 급수 펌프(54)에 의해 복수가 절탄기(30)로 공급된다.

급수 펌프(54)는 급수 펌프 구동용 증기 터빈(56)에 의해 회전 구동된다. 급수 펌프 구동용 증기 터빈(56)에는, 고압 증기 추기 배관(58)을 통해 고압 터빈(32)으로부터 고압 증기가 유도됨과 함께, 중저압 증기 추기 배관(60)을 통해 중저압 터빈(34)으로부터 중저압 증기가 유도된다. 고압 증기 추기 배관(58)에는 고압 증기 추기 밸브(62)가 마련되고, 중저압 증기 추기 배관(60)에는 중저압 증기 추기 밸브(64)가 마련된다. 고압 증기 추기 밸브(62) 및 중저압 증기 추기 밸브(64)의 개방도 제어에 의해, 고압 터빈(32) 및 중저압 터빈(34)으로부터의 추기량을 조정 가능하게 구성되어 있다.

절탄기(30)와 기수 분리기(66) 사이에는, 노벽관(68)이 마련되어 있다. 노벽관(68)은 화로(6)를 둘러싸도록 마련된 복수의 전열관으로서 구성되어 있다. 급수는 절탄기(30)를 통해 노벽관(68) 내를 통과할 때, 화로(6) 내의 화염으로부터 복사를 받아서 가열된다. 노벽관(68)을 통과함으로써 가열된 급수는, 기수 분리기(66)로 유도된다.

기수 분리기(66)에서 분리된 증기는 1차 과열기(22)에 공급되고, 기수 분리기(66)에서 분리된 드레인수는, 드레인수 배관(65)을 통해 급수관(52)으로 유도된다. 드레인수 배관(65)에는, 드레인수를 급수관(52)으로 유도함으로써 재순환시키기 위한 재순환 펌프(67)가 마련되어 있다.

주증기관(40)에는, 주증기 밸브(38)의 상류측으로부터 분기되도록 터빈 바이패스 배관(69)이 마련되어 있다. 터빈 바이패스 배관(69)의 하류측은, 복수기(50)에 접속되어 있다. 터빈 바이패스 배관(69)에는, 터빈 바이패스 밸브(63)가 마련되어 있다. 터빈 바이패스 밸브(63)를 개폐 제어함으로써, 터빈 바이패스 배관(69)을 통해, 주증기의 일부가 고압 터빈(32) 및 중저압 터빈(34)을 바이패스 가능하게 구성되어 있다.

제어부(70)는, 복수의 버너 유닛(12)을 제어하기 위한 제어 유닛이며, 예를 들어, CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 등으로 구성된다. 그리고, 각종 기능을 실현하기 위한 일련 처리는, 일례로서, 프로그램의 형식으로 기억 매체에 기억되어 있고, 당해 프로그램을 CPU가 RAM 등에 읽어내어, 정보의 가공ㆍ연산 처리를 실행함으로써, 각종 기능이 실현된다.

또한, 프로그램은 ROM이나 그 밖의 기억 매체에 미리 인스톨해 두는 형태나, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기억된 상태로 제공되는 양태, 유선 또는 무선에 의한 통신 수단을 통해 배신되는 형태 등이 적용되어도 된다. 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체란, 예를 들어, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 등 메모리를 포함한다.

도 2는, 도 1의 화로(6)에 있어서의 버너 유닛(12)의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 2에서는, 화로(6)를 구성하는 화로벽에 복수의 버너 유닛(12)이 마련된 모습이 사시 방향으로부터 투과적으로 나타내어져 있다. 각 버너 유닛(12)은 고체 연료 버너(14)와, 기동용 버너(15)와, 점화 토치(17)를 포함한다. 고체 연료 버너(14)는 전술한 바와 같이, 고체 연료 공급관(16)을 통해 공급되는 고체 연료(1차 공기와의 혼합물)를 연소시킴으로써 화로(6) 내에 화염을 형성 가능하게 구성된다.

기동용 버너(15)는 연료를 연소시킴으로써, 증기 발생 장치(2)의 기동 시에 화로(6) 내에 화염을 형성함으로써, 화로(6) 내를 승온 가능하게 구성된다. 기동용 버너(15)에서 연소되는 연료는, 고체 연료 버너(14)에서 사용되는 고체 연료보다 착화성이 좋은 연료가 사용되고, 예를 들어, 메탄 가스와 같은 가스 연료여도 되고, 경유나 중유와 같은 기름 연료여도 된다.

점화 토치(17)는 연료를 연소시킴으로써, 고체 연료 버너(14)의 점화용 화염을 형성 가능하게 구성된다. 점화 토치에서 연소되는 연료는, 기동용 연료와 마찬가지로, 고체 연료 버너(14)에서 사용되는 고체 연료보다 착화성이 좋은 연료가 사용되고, 예를 들어, 메탄 가스와 같은 가스 연료여도 되고, 경유나 중유와 같은 기름 연료여도 된다.

도 2에 도시하는 실시 형태에서는, 각 버너 유닛(12)에서는 고체 연료 버너(14) 및 기동용 버너(15)는 각각의 중심축이 일치하도록 동심 배치되어 있다(보다 구체적으로는, 기동용 버너(15)를 외측으로부터 둘러싸도록 고체 연료 버너(14)가 외측에 마련되어 있음). 또한 점화 토치(17)는 서로 동심 배치되는 고체 연료 버너(14) 및 기동용 버너(15)에 인접하도록 배치됨으로써, 점화 토치(17)로 형성되는 점화용 화염에 의해 고체 연료 버너(14) 및 기동용 버너(15)가 착화 가능하게 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 버너 유닛(12)은 연직 방향을 따른 화로(6)의 둘레 방향(동일 높이)을 따라서 복수 배치된 1군인 버너 세트 BS1, BS2, BS3, ㆍㆍㆍ이 연직 방향을 따라서 복수단에 걸쳐서 배치된다. 각 버너 세트 BS1, BS2, BS3, ㆍㆍㆍ에서는, 화로(6)를 구성하는 화로벽 중 서로 대향하는 한 쌍의 표면(6a, 6b) 상에, 서로 대향하도록 4개의 버너 유닛(12)이 각각 배치된다(즉 각 버너 세트는, 동일 높이에 배치되는 8개의 버너 유닛(12)을 포함함).

또한, 이하의 설명에서는, 상술한 바와 같이 동일 높이에 있는 8개의 버너 유닛(12)을 하나의 버너 세트로서 취급하지만, 동일 높이에 배치되는 8개의 버너 유닛(12) 중 각 표면(6a, 6b) 상에 각각 마련되는 4개의 버너 유닛(12)을 서로 독립된 버너 세트로서 취급해도 된다.

각 버너 유닛(12)의 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)에는, 기동용 버너 연료 공급 계통(72a) 및 점화 토치 연료 공급 계통(72b)을 통해, 각각 공통의 연료가 공급된다. 도 3은 기동용 버너 연료 공급 계통(72a) 및 점화 토치 연료 공급 계통(72b)을 개략적으로 도시하는 모식도이다. 또한, 도 3에서는 단일의 버너 유닛(12)의 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)에 대한 기동용 버너 연료 공급 계통(72a) 및 점화 토치 연료 공급 계통(72b)을 대표적으로 나타내고 있지만, 다른 버너 유닛(12)의 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)에 대한 연료 공급 계통도 마찬가지이다.

기동용 버너 연료 공급 계통(72a) 및 점화 토치 연료 공급 계통(72b)은 연료가 저류되는 공통의 연료 탱크(74)를 갖는다. 기동용 버너 연료 공급 계통(72a)은 연료 탱크(74)와 기동용 버너(15) 사이를 접속하는 연료 공급 주배관(76)을 갖고, 연료 공급 주배관(76)에는 연료 탱크(74)측으로부터 순서대로, 펌프(82), 압력계(84), 유량계(86), 유량 조정 밸브(88), 차단 밸브(90) 및 기동용 버너 밸브(92)가 마련된다. 또한 연료 공급 주배관(76)에는, 차단 밸브(90)를 바이패스하도록, 누설 체크 밸브(93)를 구비하는 누설 체크 배관(94)이 마련되어 있다.

또한 연료 공급 주배관(76) 중 펌프(82) 및 압력계(84)의 사이에는, 압력 조정 라인(96)이 마련된다. 압력 조정 라인(96)의 하류측은 연료 탱크(74)에 접속된다. 압력 조정 라인(96)에는 압력 조정 밸브(98)가 마련된다. 압력 조정 밸브(98)는 압력계(84)의 계측값에 기초하여 개방도가 제어된다.

유량 조정 밸브(88)는 유량계(86)의 계측값에 기초하여 개방도가 제어된다. 또한 연료 공급 주배관(76) 중 차단 밸브(90)와 기동용 버너 밸브(92)의 사이로부터 분기되어, 압력 조정 라인(96)에 접속되는 복귀 배관(100)이 마련된다. 복귀 배관(100)에는 순환 밸브(102)가 마련된다. 순환 밸브(102)의 개방도는 제어부(70)에 의해 제어된다.

점화 토치 연료 공급 계통(72b)은 연료 탱크(74)와 점화 토치(17) 사이를 접속하는 연료 공급 주배관(103)을 갖고, 연료 공급 주배관(103)에는 연료 탱크(74)측으로부터 순서대로, 펌프(104), 압력계(106), 유량계(108), 유량 조정 밸브(110), 점화 토치용 차단 밸브(113) 및 점화 토치 밸브(112)가 마련된다.

또한 연료 공급 주배관(103) 중 펌프(104) 및 압력계(106)의 사이에는, 압력 조정 라인(114)이 마련된다. 압력 조정 라인(114)의 하류측은 연료 탱크(74)에 접속된다. 압력 조정 라인(114)에는 압력 조정 밸브(116)가 마련된다. 압력 조정 밸브(116)는 압력계(106)의 계측값에 기초하여 개방도가 제어된다.

유량 조정 밸브(110)는 유량계(108)의 계측값에 기초하여 개방도가 제어된다. 또한 연료 공급 주배관(103) 중 유량 조정 밸브(110)와 점화 토치 밸브(112)의 사이로부터 분기되어, 압력 조정 라인(114)에 접속되는 복귀 배관(118)이 마련된다. 복귀 배관(118)에는 순환 밸브(120)가 마련된다. 순환 밸브(120)의 개방도는 제어부(70)에 의해 제어된다.

상기 구성을 갖는 증기 발생 장치(2)의 버너 유닛(12)은, 이하와 같이 제어된다.

<기동 시>

도 4는 증기 발생 장치(2)의 기동 시에 있어서의 버너 유닛(12)의 제어 수순을 나타내는 흐름도이다.

버너 유닛(12)이 정지되어 있는 기동 초기 시에 있어서, 제어부(70)는 먼저, 기동용 버너(15)의 동작 준비를 행한다(스텝 S100). 구체적으로는, 기동용 버너 연료 공급 계통(72a)에 있어서 펌프(82)를 기동하고, 압력 조정 밸브(98)로 압력 제어를 행한다. 계속해서 유량 조정 밸브(88) 및 누설 체크 밸브(93)를 개방 상태로 하고, 소정 압력 도달에서 누설 체크 밸브(93)를 폐쇄 상태로 한다. 그리고 소정 시간 경과 후, 압력 변화가 소정 범위 내인 것을 확인하고, 누설 체크(기름 누설 발생의 유무 확인)를 완료로 한다. 이때, 차단 밸브(90)는 폐쇄 상태에 있지만, 누설 체크에서 기름 누설이 없는 것이 확인된 후, 차단 밸브(90)는 개방 상태로 되고, 기동용 버너 연료 공급 계통(72a) 내의 승압을 행한다. 기동용 버너 연료 공급 계통(72a) 내의 승압은, 압력이 기동용 버너(15)의 점화가 가능한 소정 압력에 도달할 때까지 행해짐으로써, 기동용 버너(15)의 동작 준비가 완료된다.

또한, 점화 토치 연료 공급 계통(72b)에 기동용 버너 연료 공급 계통(72a)과 마찬가지로 누설 체크 밸브 등이 설치되어 있는 경우에는, 스텝 S100의 기동용 버너(15)의 동작 준비와 마찬가지로, 점화 토치(17)의 동작 준비를 행하도록 해도 된다. 이러한 점화 토치(17)의 동작 준비는, 기동용 버너(15)의 동작 준비보다 전에 행해도 되고, 기동용 버너(15)의 동작 준비보다 후에 행해도 되고, 기동용 버너(15)의 동작 준비와 동시에 행해도 된다.

기동용 버너(15)의 동작 준비가 완료되면, 제어부(70)는 기동용 버너(15)를 착화시키기 위해 점화 토치(17)를 점화하고(스텝 S101), 계속해서, 기동용 버너 밸브(92)를 개방 상태로 함으로써, 기동용 버너(15)를 점화한다(스텝 S102). 제어부(70)는 기동용 버너의 착화가 확인되면(스텝 S103: "예"), 스텝 S101에서 점화한 점화용 토치를 소화한다(스텝 S104). 이렇게 기동용 버너(15)의 점화가 완료되고, 기동용 버너(15)에 의해 화로(6) 내의 온도가 상승하여 역치 이상이 되면(스텝 S105: "예"), 제어부(70)는 점화 대상이 되는 고체 연료 버너(14)에 대응하는 점화 토치(17)를 점화시킨다(스텝 S106). 기동 시에 점화되는 고체 연료 버너(14)는 미리 지정되어 있고, 제어부(70)는 당해 고체 연료 버너(14)에 대응하는 점화 토치(17)에 대하여 점화 지시를 보냄으로써, 점화 토치(17)를 점화한다(이때 기동용 버너(15)는 스텝 S102에서 점화된 상태에 있으므로, 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)가 모두 점화 상태(혼합 연소 상태)에 있음). 그리고 제어부(70)는 고체 연료 버너(14)에 고체 연료를 공급함으로써 점화 토치(17)에 의해 형성된 점화용 화염에 의해 고체 연료 버너(14)가 착화된다(스텝 S107). 계속해서 제어부(70)는 고체 연료 버너(14)의 착화를 확인하면(스텝 S108: "예"), 점화 토치(17)를 소화하고(스텝 S109), 기동용 버너(15)를 소화한다(스텝 S110). 이렇게 기동 시에는, 소정의 버너 유닛(12)에서 고체 연료 버너(14), 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)가 제어됨으로써 고체 연료 버너(14)의 점화가 행해진다.

<정상 운전>

기동 후의 증기 발생 장치(2)는 정상 운전으로 이행한다. 정상 운전에서는, 제어부(70)가 증기 발생 장치(2)에 대한 부하 지령값에 따라서, 각 버너 유닛(12)의 고체 연료 버너(14)를 점화함으로써, 증기 발생 장치(2)의 출력이 제어된다. 이때 분쇄기(18)에서는 석탄이 분쇄됨으로써, 고체 연료인 미분탄이 생성된다. 고체 연료는, 반송용 공기인 1차 공기와 함께 고체 연료 공급관(16)을 통과하여, 고체 연료 버너(14)에 공급된다. 또한 증기 발생 장치(2)로부터 배출된 배기 가스와 열교환함으로써 가열된 2차 공기가 바람 상자(20)를 통해 각 고체 연료 버너(14)에 공급된다. 이에 의해, 고체 연료 버너(14)는 고체 연료와 1차 공기의 혼합기를 화로(6)에 불어넣음과 함께 2차 공기를 화로(6)에 불어넣음으로써, 화염을 형성한다. 이렇게 형성된 화염이 화로(6)의 하부에서 발생하고, 연소 가스가 화로(6) 내를 상승하여, 연도(10)로 배출된다.

연소 가스는, 연도(10)에 배치된 각 과열기(22, 24, 26), 각 재열기(28, 29), 절탄기(30)에서 열교환된 후, 소정의 배기 가스 처리가 행해진 후에 외부로 배출된다.

연소 가스와 열교환됨으로써 과열기(22, 24, 26)에서 과열된 증기는, 주증기관(40)을 통해 고압 터빈(32)으로 유도됨으로써, 고압 터빈(32)을 구동시킨다. 고압 터빈(32)에서 일을 종료한 증기는, 고압 터빈 배출 배관(42)을 통해 1차 재열기(28)로 유도된다. 1차 재열기(28)로 유도된 증기는, 연소 가스에 의해 다시 가열됨으로써 재열 증기가 되고, 재열 증기관(46)을 통해 중저압 터빈(34)으로 유도된다. 중저압 터빈(34)은 재열 증기에 의해 구동된다. 고압 터빈(32) 및 중저압 터빈(34)에 의해 얻어진 회전 구동력은, 발전기(36)에 전달되고, 발전이 행해진다.

중저압 터빈(34)에서 일을 종료한 증기는, 중저압 터빈 배출 배관(48)을 통해 복수기(50)로 유도됨으로써 복수가 된다. 복수기(50) 내의 복수는, 급수 펌프(54)에 의해 절탄기(30)로 유도되어 가열된다. 그 후, 절탄기(30)로부터 유도된 급수는, 노벽관(68)을 통과하여 가열되고, 기수 분리기(66)로 유도된다. 기수 분리기(66)에서 분리된 증기는, 각 과열기(22, 24, 26)로 순차 보내져 연소 가스에 의해 과열된다.

정상 운전에서는, 발전기(36)에 있어서의 발전량이 플랜트(1)에 대한 전력 수요에 대응하도록 제어된다. 정상 운전에 있어서의 전력 수요의 변동은 비교적 완만하며, 전력 수요가 증가한 경우, 예를 들어, 이하의 수순에 의해 발전량의 증가가 이루어진다.

(a) 전력 수요에 기초하여 발전기(36)에 대하여 출력 요구 변화 지령을 출력하고, 당해 지령에 기초하여 주증기 압력 설정값을 설정함과 함께, 실제의 주증기 압력을 취득하고 비교하여, 주증기 압력의 증감을 행한다.

(b) 상기 (a)를 기초로 증기 발생 장치(2)의 부하 변화 지령을 출력하고, 고체 연료 버너(14)의 연소량(연료 공급량), 급수 유량, 공기 유량 등 제어 계통에 대한 증가 지령을 출력한다.

(c) 상기 (b)에 따라, 분쇄기(18)에 대한 급탄량과 1차 공기 유량을 소정값까지 증가시킴으로써, 고체 연료 버너(14)에 대한 고체 연료량을 증가시킨다.

(d) 증기 발생 장치(2) 내에서의 급수 유량과 각 수열부(노벽관(68), 과열기(22, 24, 26), 각 재열기(28, 29))에 있어서의 전열 밸런스를 조정하여, 주증기 압력을 발전기(36)의 출력 요구 지령으로 설정되는 소정값까지 증가시킨다.

<부하 증가 시>

예를 들어, 발전기(36)의 출력처인 전력 계통에 접속된 태양광 발전 등의 재생 가능 에너지 발전 플랜트(도시하지 않음)가 정지된 경우, 플랜트(1)에 대한 전력 수요가, 전술한 정상 운전의 범위를 초과하여 크게 증가하는 경우가 있다. 이러한 경우, 제어부(70)는 버너 유닛(12)에 대하여 이하의 제어를 실시한다.

도 5는 부하 증가 시에 있어서의 제어부(70)에 의한 제어 내용을 공정마다 나타내는 흐름도이고, 도 6은 부하 지령값의 증가 시에 있어서의 각 버너 유닛의 점화 토치의 동작 상태를 나타내는 타이밍 차트이다. 여기서는 플랜트(1)에 대한 전력 수요가 증가함으로써, 증기 발생 장치(2)에 대한 부하 지령값이, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 부하 지령값 L1에 대응하는 저부하 상태로부터 제2 부하 지령값 L2(>L1)에 대응하는 고부하 상태로 변화되는 경우를 예로 들어 설명한다.

먼저 제어부(70)는, 증기 발생 장치(2)에 대한 부하 지령값을 취득하고(스텝 S200), 부하 지령값이 증가했는지 여부를 판정한다(스텝 S201). 스텝 S201의 판정은, 예를 들어, 스텝 S200에서 취득된 부하 지령값에 대하여 증가율(소정 시간에 있어서의 변화량)을 산출하고, 당해 증가율이 기준값을 초과했는지에 기초하여 판단된다. 이에 의해 스텝 S201에서는, 정상 운전의 범위를 초과하여 부하 지령값이 증가했는지 여부가 판정된다. 이러한 기준값은, 예를 들어, 증가하는 부하 지령값에 대하여 정상 운전 시의 제어만으로는 추종이 어려울 정도로 큰 증가율로서 설정되고, 예를 들어, 부하 지령값의 변화율이 5％/min 이상으로 설정된다.

부하 지령값이 증가했다고 판정된 경우(스텝 S201: "예"), 제어부(70)는 복수의 버너 유닛(12) 중 적어도 일부에 있어서 점화 토치(17)를 착화 조작한다(스텝 S202). 전술한 기동 시나 정상 운전 시에서는, 점화 토치(17)는 고체 연료 버너(14)의 점화 시에 점화용 화염을 형성하기 위해 사용되었지만, 스텝 S202에서는 고체 연료 버너(14)의 상태에 관계없이, 점화 토치(17)가 착화 조작된다. 부하 지령값이 크게 증가한 경우에 정상 운전 시의 상기 (a) 내지 (c)의 제어만으로는 증기 발생 장치(2)의 출력에 지연이 발생해 버리지만, 이렇게 점화 토치(17)를 착화 조작함으로써, 버너 유닛(12)으로부터 화로(6)에 대한 입열량을 증가시킴으로써, 크게 증가하는 부하 지령값에 대하여 증기 발생 장치(2)의 출력 추종성을 개선할 수 있다.

또한 점화 토치(17)에서는, 점화 시에 누설 체크 등의 준비 동작이 필요한 기동용 버너(15)에 비해, 신속하게 점화를 행할 수 있다(기동용 버너(15)에서는, 도 4의 스텝 S100과 같은 준비 동작이 필요하므로, 점화하기 위해 비교적 시간을 요함). 즉 점화 토치(17)에서는 점화 시에 필요한 준비 동작이 기동용 버너(15)에 비해 간이하므로, 부하 지령값이 증가했을 때, 신속하게 착화 조작함으로써 양호한 응답성이 얻어진다.

스텝 S202에서는, 제어부(70)는, 모든 버너 유닛(12)에 있어서의 점화 토치(17)를 착화 조작하도록 해도 된다. 도 6의 예에서는, 모든 버너 세트 BS1, BS2, BS3, ㆍㆍㆍ BS6에 있어서의 각 점화 토치(17)가, 부하 지령값이 제1 부하 상태 L1로부터 증가하기 시작하는 시각 t1에 있어서 착화 조작되어 있다. 이에 의해, 각 버너 유닛(12)의 점화 토치(17)에 의한 화로(6)에 대한 입열량을 신속하게 최대화할 수 있어, 부하 지령값에 대한 응답성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한 스텝 S202에서는, 제어부(70)는, 복수의 버너 유닛(12)의 일부에 있어서 점화 토치(17)를 착화 조작하도록 해도 된다. 즉, 도 6에서는 모든 버너 유닛(12)의 점화 토치(17)를 점화시키는 경우를 예시하고 있지만, 일부의 버너 유닛(12)의 점화 토치(17)를 점화시켜도 된다. 이렇게 착화 조작하는 점화 토치(17)의 수를 조정함으로써, 화로(6)에 대한 입열량을 최적화하고, 입열이 과대해지는 것을 방지하여 주변을 보호하면서, 부하 변화에 대한 양호한 응답성을 얻을 수 있다.

또한 스텝 S202에서는, 복수의 버너 유닛(12)에 있어서의 점화 토치(17)를 착화 조작하는 경우에는, 이들 점화 토치(17)의 착화 조작을 동시에 행해도 된다. 도 6의 예에서는, 모든 버너 세트 BS1, BS2, BS3, ㆍㆍㆍ BS6에 있어서의 각 점화 토치(17)가, 부하 지령값이 제1 부하 상태 L1로부터 증가하기 시작하는 시각 t1에 있어서 동시에 착화 조작되어 있다. 이에 의해, 복수의 점화 토치(17)에 의한 화로(6)에 대한 입열을 신속하게 행함으로써, 양호한 응답성이 얻어진다.

계속해서 제어부(70)는 부하 지령값의 변화가 종료되었는지 여부를 판정한다(스텝 S203). 도 6에서는, 제1 부하 지령값 L1로부터 증가한 부하 지령값이 제2 부하 지령값 L2에 도달했을 때, 부하 지령값의 변화가 종료되어 있다. 부하 지령값이 제1 부하 지령값 L1로부터 제2 부하 지령값 L2에 도달할 때까지의 동안은, 부하 지령값의 증가에 수반하여, 각 버너 유닛(12)에 있어서의 고체 연료 버너(14)가 필요에 따라서 점화되어 간다. 이 동안, 스텝 S202에서 점화된 점화 토치(17)는 점화 상태가 유지됨으로써, 증기 발생 장치(2)의 출력 증가에 공헌한다.

부하 지령값의 변화가 종료되면(스텝 S203: "예"), 제어부(70)는 스텝 S202에서 착화 조작된 점화 토치(17)를 소화 상태로 제어한다(스텝 S204). 이에 의해, 부하 지령값이 안정화된 후에는, 점화 토치(17)를 소화 상태로 복귀시킴으로써, 점화 토치(17)에 있어서의 연료 소비량을 억제하고, 정상 운전으로 되돌아가게 된다.

스텝 S204에서는, 제어부(70)는 착화 조작된 복수의 점화 토치(17)를 서로 다른 타이밍에 소화 상태로 하도록 해도 된다. 도 6의 예에서는, 버너 세트 BS1, BS2, BS3, ㆍㆍㆍ BS6에 있어서의 점화 토치(17)가 하방측으로부터 순서대로 소화됨으로써, 각 점화 토치(17)의 소화 타이밍이 서로 다르도록 제어되어 있다. 가령 복수의 점화 토치(17)를 동시에 소화하면, 화로(6)에 대한 입열량이 크게 변화됨으로써, 연소 상태가 불안정해질 우려가 있다. 그 때문에, 복수의 점화 토치(17)의 소화 타이밍을 서로 다르게 함으로써 연소 상태가 불안정해지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한 스텝 S204에 있어서의 점화 토치(17)의 소화 제어는, 스텝 S202에 있어서의 점화 토치(17)의 착화 조작으로부터 소정 시간이 경과하는 타이밍에 행해져도 된다. 이 경우, 점화 토치(17)는 부하 지령값의 변화 초기 시에 한정적으로 착화 조작됨으로써, 일시적으로 증기 발생 장치(2)의 출력 증가에 공헌하여, 부하 지령값에 대한 추종성을 향상시킨다. 그리고 소정 시간 경과 후에는 점화 토치(17)를 신속하게 소화함으로써, 점화 토치(17)에 있어서의 연료 소비량을 억제할 수 있다.

또한 스텝 S202에서는, 제어부(70)는 복수의 버너 유닛(12) 중 적어도 일부에 있어서 기동용 버너(15)를 착화 조작해도 된다. 이렇게 부하 지령값이 증가한 경우에, 점화 토치(17)에 더하여, 기동용 버너(15)를 착화 조작함으로써, 화로(6)에 대한 입열이 더욱 증가된다. 이에 의해, 증기 발생 장치(2)에 대한 부하 변화율이 큰 경우에 있어서도, 부하 변화에 대하여 증기 발생 장치(2)의 부하를 양호한 응답성으로 추종시킬 수 있다.

여기서 도 7은 부하 증가 시에 점화 토치(17)에 더하여 기동용 버너(15)를 착화 조작하는 경우의 제어부(70)에 의한 제어 내용을 공정마다 나타내는 흐름도이고, 도 8은 부하 지령값의 증가 시에 있어서의 각 버너 유닛의 점화 토치(17) 및 기동용 버너(15)의 동작 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

먼저 제어부(70)는 전술한 스텝 S200 및 S201과 마찬가지로, 증기 발생 장치(2)에 대한 부하 지령값을 취득하고(스텝 S300), 부하 지령값이 증가했는지 여부를 판정한다(스텝 S301). 부하 지령값이 증가했다고 판정된 경우(스텝 S301: "예"), 제어부(70)는 전술한 스텝 S202와 마찬가지로, 복수의 버너 유닛(12) 중 적어도 일부에 있어서 점화 토치(17)를 착화 조작한다(스텝 S302). 이렇게 점화 토치(17)를 착화 조작함으로써, 버너 유닛(12)으로부터 화로(6)에 대한 입열량을 증가시킴으로써, 크게 증가하는 부하 지령값에 대하여 증기 발생 장치(2)의 출력 추종성을 개선할 수 있다.

계속해서 제어부(70)는 기동용 버너(15)를 착화 조작한다(스텝 S303). 이에 의해, 스텝 S302에서 착화 조작된 점화 토치(17)에 더하여 기동용 버너(15)도 착화 조작됨으로써, 증기 발생 장치(2)의 출력을 더욱 향상시켜, 보다 크게 증가하는 부하 지령값에 대하여 양호한 출력 추종성이 얻어진다.

계속해서 제어부(70)는 스텝 S203과 마찬가지로, 부하 지령값의 변화가 종료되었는지 여부를 판정하고(스텝 S304), 부하 지령값의 변화가 종료되면(스텝 S304: "예"), 제어부(70)는 스텝 S303에서 착화 조작된 기동용 버너(15)를 소화 상태로 제어하고(스텝 S305), 계속해서, 스텝 S202에서 착화 조작된 점화 토치(17)를 소화 상태로 제어한다(스텝 S306). 이에 의해, 부하 지령값이 안정화된 후에는 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)를 소화 상태로 복귀시킴으로써, 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)에 있어서의 연료 소비량을 억제하고, 정상 운전으로 되돌아가게 된다.

또한, 스텝 S305 및 S306에서 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)를 소화 상태로 제어할 때에는, 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)의 각각이 서로 다른 타이밍에 소화 상태로 되도록 제어해도 된다. 도 8의 예에서는, 착화 조작된 기동용 버너(15) 및 점화 토치(17)의 각각에 대하여 소화 타이밍이 서로 다른 것이 나타내어져 있다. 이에 의해, 소화 제어 시에 화로(6)에 대한 입열량이 크게 변화됨으로써, 연소 상태가 불안정해지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

스텝 S303에서 기동용 버너(15)를 착화 조작하는 경우, 제어부(70)는 점화 상태의 고체 연료 버너(14)가 속하는 버너 유닛(12)의 기동용 버너(15)를 착화 조작하도록 해도 된다. 고체 연료 버너(14)가 점화 상태에 있는 버너 유닛(12)에서는, 착화 완료된 고체 연료 버너(14)의 주변이 고온으로 되어 있으므로, 기동용 버너(15)를 용이하게 착화시킬 수 있다. 이에 의해, 기동용 버너(15)의 착화 조작으로부터 착화 완료까지의 시간을 단축하여, 보다 응답이 빠른 제어가 가능해진다.

또한 스텝 S303에서 기동용 버너(15)를 착화 조작하는 경우, 제어부(70)는 미점화 상태의 고체 연료 버너(14)가 속하는 버너 유닛(12)의 기동용 버너(15)를 착화 조작하도록 해도 된다. 가령 특정 버너 유닛(12)에서 고체 연료 버너(14)와 기동용 버너(15)의 양쪽이 점화 상태로 되면, 당해 버너 유닛(12)의 근방에 있어서의 화로벽에 대한 입열이 과대해져, 화로벽에 대미지를 줄 우려가 있다. 그래서, 고체 연료 버너(14)가 미점화 상태에 있는 버너 유닛(12)에 있어서 기동용 버너(15)를 착화 조작함으로써, 화로벽의 보호를 도모하면서, 부하 변화에 대한 추종성을 향상시킬 수 있다.

또한 스텝 S302 및 S303에서 점화 토치(17) 및 기동용 버너(15)를 착화 조작하는 경우, 제어부(70)는 점화 토치(17)를 착화 조작한 후에, 당해 점화 토치(17)가 속하는 버너 유닛(12)에 포함되는 기동용 버너(15)를 착화 조작하도록 해도 된다. 부하 지령값의 증가 시에, 먼저 점화 토치(17)의 착화 조작을 행함으로써, 계속되는 기동용 버너(15)의 착화 조작 시의 불씨를 생성할 수 있다. 이에 의해, 기동용 버너(15)의 원활한 착화 조작이 가능해져, 보다 응답이 빠른 제어가 가능해진다.

또한 스텝 S302 및 S303에서 점화 토치(17) 및 기동용 버너(15)를 착화 조작하는 경우, 제어부(70)는 연직 방향을 따라서 마련된 복수의 버너 세트 중 적어도 최하단에 있는 고체 연료 버너(14)가 미점화 상태에 있는 버너 세트(예를 들어 도 2에 도시하는 실시 형태에서는, 최하단에 있는 버너 세트 BS1)에 포함되는 버너 유닛(12)의 점화 토치(17)를 착화 조작한 후에, 점화 토치(17)가 속하는 버너 유닛(12)에 포함되는 기동용 버너(15)를 착화 조작하도록 해도 된다. 연직 방향을 따라서 복수의 버너 유닛(12)이 배치되어 있는 경우, 상단측의 고체 연료 버너(15)가 미착화라도, 하단측의 고체 연료 버너(14)가 착화 완료라면 당해 고체 연료 버너(14)의 화염 상승에 의해 기동용 버너(15)의 불씨를 확보할 수 있으므로 착화성에 문제는 발생하지 않는다. 한편, 하단측의 고체 연료 버너(14)가 미착화 상태인 경우에는 당해 고체 연료 버너(14)와 동일한 버너 유닛(12)에 속하는 기동용 버너(15)의 불씨가 없으므로, 기동용 버너(15)가 착화되기 어려워지는 경우가 있다. 이 양태에서는, 적어도 최하단에 있는 고체 연료 버너(14)가 미점화 상태에 있는 버너 유닛(12)에 있어서, 기동용 버너(15)에 앞서 점화 토치(17)를 착화 조작함으로써, 기동용 버너(15)의 불씨를 형성하여, 착화성을 개선할 수 있다.

다음에, 상술한 실시 형태와는 다른 구성을 갖는 버너 유닛(12)을 구비하는 증기 발생 장치(2)를 예로 들어 설명한다. 도 9는 다른 실시 형태에 관한 화로(6)에 있어서의 버너 유닛(12)의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 9에 도시하는 실시 형태는 도 2의 변형예이며, 이하에 기재가 없는 한, 전술한 실시 형태에 대응하는 구성에 공통의 부호를 붙이는 것으로 하고, 중복되는 설명은 적절히 생략한다.

도 9에 도시하는 버너 유닛(12)은, 고체 연료를 연소시킴으로써 화로(6) 내에 화염을 형성 가능한 고체 연료 버너(14)와, 기동 시에 연료를 연소시킴으로써 화로(6) 내를 승온 가능한 기동용 버너(15)와, 고체 연료 버너(14) 및 기동용 버너(15)의 점화용 화염을 각각 형성 가능한 제1 점화 토치(17a) 및 제2 점화 토치(17b)를 포함하는 점화 토치(17)를 구비한다. 각 버너 유닛(12)에서는, 고체 연료 버너(14)는 기동용 버너(15)의 연직 방향 양측(상하 방향 양측)에 한 쌍 마련된다. 또한 제1 점화 토치(17a)는 고체 연료 버너(14)에 인접하도록 배치되고, 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 고체 연료 버너(14)의 점화용 화염을 형성 가능하게 구성된다. 제2 점화 토치(17b)는 기동용 버너(15)에 인접하도록 배치되고, 기동용 버너(15)의 점화용 화염을 형성 가능하게 구성된다.

제2 점화 토치(17b)는, 제1 점화 토치(17a)(전술한 실시 형태의 점화 토치(17))와 대략 동일한 구성을 갖고 있고, 기동용 버너(15)를 점화할 때에 일시적으로 점화됨으로써, 기동용 버너의 점화용 화염을 형성한다. 제1 점화 토치(17a) 및 제2 점화 토치(17b)에는 공통의 점화 토치 연료 공급 계통(72b)을 통해 연료가 공급되지만, 제1 점화 토치(17a) 및 제2 점화 토치(17b)에 대한 연료 공급 타이밍은, 제어부(70)에 의해 서로 독립 제어 가능하게 구성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 버너 유닛(12)은 연직 방향을 따른 화로(6)의 동일 높이에 복수 배치된 1군을 버너 세트 BS1, BS2, BS3, ㆍㆍㆍ으로 하고, 연직 방향을 따라서 복수단에 걸쳐서 배치된다. 각 버너 세트 BS1, BS2, BS3, ㆍㆍㆍ에서는, 화로(6)를 구성하는 대략 직사각형 단면을 갖는 화로벽의 각 모퉁이부(7a, 7b, 7c, 7d)에, 4개의 버너 유닛(12)이 서로 대향하도록 배치된다. 또한, 도 7에서는, 도시를 보기 쉽게 하기 위해, 가장 앞쪽에 위치하는 모퉁이부(7b)에 배치된 버너 유닛(12)이 생략되어 있다.

상기 구성을 갖는 증기 발생 장치(2)는, 도 5에 도시하는 흐름도에 따라서 제어됨으로써, 부하 지령값의 증가 시에, 복수의 버너 유닛(12) 중 적어도 일부에 있어서 점화 토치(17)가 착화 조작됨으로써(도 5의 스텝 S202를 참조), 부하 지령값의 변동에 대하여 증기 발생 장치(2)의 출력을 양호하게 추종시킬 수 있다. 스텝 S202에 있어서 제어부(70)는 제1 점화 토치(17a) 또는 제2 점화 토치(17b) 중 적어도 한쪽을 착화 조작한다. 이에 의해, 버너 유닛(12)으로부터 화로(6)에 대한 입열량을 증가시킴으로써, 크게 증가하는 부하 지령값에 대하여 증기 발생 장치(2)의 출력 추종성을 개선할 수 있다.

또한, 도 9에 도시하는 실시 형태에 있어서도, 특별한 기재가 없는 한, 전술한 실시 형태에 기초하여 설명한 도 5에 도시하는 흐름도에 관한 각 양태의 제어를 실시할 수 있다.

또한 스텝 S202에서는, 제1 점화 토치(17a) 또는 제2 점화 토치(17b)의 양쪽을 점화시켜도 된다. 이 경우, 제1 점화 토치(17a) 또는 제2 점화 토치(17b)의 양쪽을 점화시킴으로써, 버너 유닛(12)으로부터 화로(6)에 대한 입열량을 보다 증가시킬 수 있어, 보다 큰 부하 지령값의 변화에 대하여 증기 발생 장치(2)의 출력을 추종시킬 수 있다.

또한 상기 구성을 갖는 증기 발생 장치(2)는, 도 7에 도시하는 흐름도에 따라서 제어됨으로써, 부하 지령값의 증가 시에, 복수의 버너 유닛(12) 중 적어도 일부에 있어서 점화 토치(17)에 더하여 기동용 버너(15)를 착화 조작함으로써(도 7의 스텝 S302 및 S303을 참조), 부하 지령값의 변동에 대하여 증기 발생 장치(2)의 출력을 더욱 양호하게 추종시켜도 된다.

또한, 도 9에 도시하는 실시 형태에 있어서도, 특별한 기재가 없는 한, 전술한 실시 형태에 기초하여 설명한 도 7에 도시하는 흐름도에 관한 각 양태의 제어를 실시할 수 있다.

도 7의 스텝 S302에서 점화 토치(17)를 착화 조작할 때에는, 고체 연료 버너(14)가 소화되어 있는 버너 유닛(12)에 속하는 제1 점화 토치(17a)를 우선적으로 착화 조작해도 된다. 이에 의해, 고체 연료 버너(14)가 점화 상태에 있는 버너 유닛(12)에서 제1 점화 토치(17a)를 점화한 경우, 버너 유닛(12)의 출력이 통상 시보다 커진다는 점에서, 주변의 화로벽에 대한 입열이 과대해질 우려가 있다. 그 때문에, 고체 연료 버너(14)가 소화 상태에 있는 버너 유닛(12)에서 우선적으로 제1 점화 토치(17a)를 점화시킴으로써, 이러한 과대한 입열을 방지하여, 버너 유닛(12) 주변의 화로벽을 보호할 수 있다.

또한 도 7의 스텝 S302에서 점화 토치(17)를 착화 조작할 때에는, 기동용 버너(15)가 소화되어 있는 버너 유닛(12)에 속하는 제2 점화 토치(17b)를 우선적으로 점화시켜도 된다. 이에 의해, 기동용 버너(15)가 점화 상태에 있는 버너 유닛(12)에서 제2 점화 토치(17b)를 점화한 경우, 버너 유닛(12)의 출력이 통상 시보다 커진다는 점에서, 주변의 화로벽에 대한 입열이 과대해질 우려가 있다. 그 때문에, 기동용 버너(15)가 소화 상태에 있는 버너 유닛(12)에서 우선적으로 제2 점화 토치(17b)를 점화시킴으로써, 이러한 과대한 입열을 방지하여, 버너 유닛(12) 주변의 화로벽을 보호할 수 있다.

또한 도 7의 스텝 S302 및 S303에서 점화 토치(17) 및 기동용 버너(15)를 착화 조작할 때에는, 제어부(70)는 연직 방향을 따라서 마련된 복수의 버너 세트 중 적어도 최하단에 있는 고체 연료 버너(14)가 미점화 상태에 있는 버너 세트(예를 들어 도 9에 도시하는 실시 형태에서는, 최하단에 있는 버너 세트 BS1)에 포함되는 버너 유닛(12)의 제1 점화 토치(17a) 또는 제2 점화 토치(17b) 중 적어도 한쪽을 착화 조작한 후에, 점화 토치(17)가 속하는 버너 유닛(12)에 포함되는 기동용 버너(15)를 착화 조작하도록 해도 된다. 연직 방향을 따라서 복수의 버너 유닛(12)이 배치되어 있는 경우, 상단측의 고체 연료 버너(15)가 미착화라도, 하단측의 고체 연료 버너(14)가 착화 완료라면 당해 고체 연료 버너(14)의 화염 상승에 의해 기동용 버너(15)의 불씨를 확보할 수 있으므로 착화성에 문제는 발생하지 않는다. 한편, 하단측의 고체 연료 버너(14)가 미착화 상태인 경우에는 당해 고체 연료 버너(14)와 동일한 버너 유닛(12)에 속하는 기동용 버너(15)의 불씨가 없으므로, 기동용 버너(15)가 착화되기 어려워지는 경우가 있다. 이 양태에서는, 적어도 최하단에 있는 고체 연료 버너(14)가 미점화 상태에 있는 버너 유닛(12)에 있어서, 기동용 버너(15)에 앞서 제1 점화 토치(17a) 또는 제2 점화 토치(17b) 중 적어도 한쪽을 착화 조작함으로써, 기동용 버너(15)의 불씨를 형성하여, 착화성을 개선할 수 있다.

또한, 이 경우, 부하 지령값에 따라서, 기동용 버너 연료 공급 계통(72a) 및 점화 토치 연료 공급 계통(72b)에 있어서의 연료의 압력 또는 유량을 제어해도 된다. 이러한 압력 또는 연료의 제어는, 기동용 버너 연료 공급 계통(72a) 및 점화 토치 연료 공급 계통(72b)에 있는 압력계 또는 유량계의 계측값에 기초하여 행해지며, 예를 들어, 부하 지령값이 증가한 경우에는 압력 또는 유량이 증가하도록 제어되고, 부하 지령값이 감소한 경우에는 압력 또는 유량이 감소하도록 제어된다.

이상 설명한 바와 같이 상기 실시 형태에 따르면, 부하 지령값이 증가한 경우에, 점화 토치(17)를 점화 상태로 제어함으로써, 화로에 대한 입열이 증가된다. 이에 의해, 증기 발생 장치(2)에 대한 부하 변화율이 큰 경우에 있어서도, 부하 변화에 대하여 증기 발생 장치(2)의 부하를 양호한 응답성으로 추종시킬 수 있다.

(1) 본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 증기 발생 장치는,

증기 이용 장치(예를 들어 상기 실시 형태의 증기 이용 장치(4))에 공급되는 증기를 발생 가능한 증기 발생 장치(예를 들어 상기 실시 형태의 증기 발생 장치(2))이며,

화로(예를 들어 상기 실시 형태의 화로(6))와,

고체 연료를 사용하여 화로 내에 화염을 형성 가능한 고체 연료 버너(예를 들어 상기 실시 형태의 고체 연료 버너(14))와, 상기 고체 연료 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 점화 토치(예를 들어 상기 실시 형태의 점화 토치(17))를 포함하며, 상기 화로를 규정하는 화로벽에 마련된 복수의 버너 유닛(예를 들어 상기 실시 형태의 버너 유닛(12))과,

상기 복수의 버너 유닛을 제어 가능한 제어부(예를 들어 상기 실시 형태의 제어부(70))

를 구비하고,

상기 제어부는, 상기 증기 발생 장치에 대한 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛 중 적어도 일부에 있어서 상기 점화 토치를 착화 조작한다.

상기 (1)의 양태에 의하면, 부하 지령값이 갑자기 증가한 경우, 점화 토치를 착화 조작함으로써, 화로에 대한 입열이 증가된다. 이에 의해, 증기 발생 장치에 대한 부하 변화율이 큰 경우에 있어서도, 부하 변화에 대하여 증기 발생 장치의 부하를 양호한 응답성으로 추종시킬 수 있다.

(2) 몇 가지의 양태에서는 상기 (1)의 양태에 있어서,

상기 복수의 버너 유닛의 각각은, 상기 증기 발생 장치의 기동 시에 사용되는 기동용 버너(예를 들어 상기 실시 형태의 기동용 버너(15))를 더 포함하고,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛 중 적어도 일부에 있어서 상기 기동용 버너를 착화 조작한다.

상기 (2)의 양태에 의하면, 부하 지령값이 보다 급격하게 증가한 경우에, 점화 토치에 더하여, 기동용 버너를 착화 조작함으로써, 화로에 대한 입열이 더욱 증가된다. 이에 의해, 증기 발생 장치에 대한 부하 변화율이 큰 경우에 있어서도, 부하 변화에 대하여 증기 발생 장치의 부하를 양호한 응답성으로 추종시킬 수 있다.

(3) 몇 가지의 실시 형태에서는 상기 (2)의 양태에 있어서,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 점화 상태의 상기 고체 연료 버너가 속하는 상기 버너 유닛의 상기 기동용 버너를 착화 조작한다.

상기 (3)의 양태에 의하면, 부하 지령값이 급격하게 증가한 경우에, 고체 연료 버너가 점화 상태에 있는 버너 유닛의 기동용 버너가 착화 조작된다. 고체 연료 버너가 점화 상태에 있는 버너 유닛에서는, 착화 완료된 고체 연료 버너의 주변이 고온으로 되어 있으므로, 기동용 버너를 용이하게 착화시킬 수 있다. 이에 의해, 기동용 버너의 착화 조작으로부터 착화 완료까지의 시간을 단축하여, 보다 응답이 빠른 제어가 가능해진다.

(4) 몇 가지의 양태에서는 상기 (2)의 양태에 있어서,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 미점화 상태의 상기 고체 연료 버너가 속하는 상기 버너 유닛의 상기 기동용 버너를 착화 조작한다.

상기 (3)의 양태에 의하면, 부하 변화 시에 고체 연료 버너가 미점화 상태에 있는 버너 유닛의 기동용 버너를 착화 조작함으로써, 특정 버너 유닛에서 고체 연료 버너와 기동용 버너의 양쪽이 점화 상태로 됨으로써 버너 유닛 근방의 화로벽에 대한 입열이 과대해지는 것을 방지하면서, 부하 변화에 대한 추종성을 향상시킬 수 있다.

(5) 몇 가지의 실시 형태에서는 상기 (2) 내지 (4) 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 점화 토치를 착화 조작한 후에, 상기 점화 토치가 속하는 상기 버너 유닛에 포함되는 상기 기동용 버너를 착화 조작한다.

상기 (5)의 양태에 의하면, 부하 지령값의 증가 시에, 먼저 점화 토치의 착화 조작을 행함으로써, 이어지는 기동용 버너의 착화 조작 시의 불씨를 생성할 수 있다. 이에 의해, 기동용 버너의 원활한 착화 조작이 가능해져, 보다 응답이 빠른 제어가 가능해진다.

(6) 몇 가지의 실시 형태에서는 상기 (5)의 양태에 있어서,

상기 복수의 버너 유닛은 상기 화로에 대하여 연직 방향을 따라서 마련되고,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 적어도 최하단에 있는 상기 고체 연료 버너가 미점화 상태에 있는 상기 버너 유닛의 상기 점화 토치를 착화 조작한 후에, 상기 점화 토치가 속하는 상기 버너 유닛에 포함되는 상기 기동용 버너를 착화 조작한다.

연직 방향을 따라서 복수의 버너 유닛이 배치되어 있는 경우, 상단측의 고체 연료 버너가 미착화라도, 하단측의 고체 연료 버너가 착화 완료라면 당해 고체 연료 버너의 화염 상승에 의해 기동용 버너의 불씨를 확보할 수 있으므로 착화성에 문제는 발생하지 않는다. 한편, 하단측의 고체 연료 버너가 미착화 상태인 경우에는 당해 고체 연료 버너와 동일한 버너 유닛에 속하는 기동용 버너의 불씨가 없으므로, 기동용 버너가 착화되기 어려워지는 경우가 있다. 상기 (6)의 양태에 의하면, 적어도 최하단에 있는 고체 연료 버너가 미점화 상태에 있는 버너 유닛에 있어서, 기동용 버너에 앞서 점화 토치를 착화 조작함으로써, 기동용 버너의 불씨를 형성하여, 착화성을 개선할 수 있다.

(7) 몇 가지의 양태에서는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 모든 상기 버너 유닛에 있어서의 상기 점화 토치를 착화 조작한다.

상기 (7)의 양태에 의하면, 부하 지령값이 증가한 경우에, 모든 버너 유닛에 있어서의 점화 토치가 착화 조작된다. 이에 의해, 각 버너 유닛의 점화 토치에 의한 화로에 대한 입열량을 최대화할 수 있어, 부하 지령값에 대한 응답성을 보다 향상시킬 수 있다.

(8) 몇 가지의 양태에서는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛의 일부에 있어서 상기 점화 토치를 착화 조작한다.

상기 (8)의 양태에 의하면, 부하 지령값이 증가한 경우에, 일부의 버너 유닛의 점화 토치를 착화 조작함으로써, 점화 토치에 의한 화로에 대한 입열량을 최적화할 수 있다. 즉, 착화 조작하는 점화 토치의 수를 조정함으로써, 점화 토치의 점화에 의한 화로에 대한 입열이 과대해지는 것을 방지하여, 버너 유닛의 주변을 보호하면서, 부하 변화에 대하여 양호한 응답성이 얻어진다.

(9) 몇 가지의 양태에서는 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛에 있어서의 상기 점화 토치를 동시에 착화 조작한다.

상기 (9)의 양태에 의하면, 부하 지령값이 급증한 경우에, 복수의 점화 토치를 동시에 착화 조작함으로써, 점화 토치의 점화에 의한 화로에 대한 입열을 신속하게 행함으로써, 양호한 응답성이 얻어진다.

(10) 몇 가지의 양태에서는 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 제어부는, 상기 점화 상태로 된 복수의 상기 점화 토치를 서로 다른 타이밍에 소화 상태로 한다.

상기 (10)의 양태에 의하면, 부하 변화 시에 점화 상태로 제어된 복수의 점화 토치(17)를 소화 상태로 제어하는 경우에는, 이들 점화 토치(17)의 소화 타이밍이 서로 다르도록 제어된다. 가령 복수의 점화 토치를 동시에 소화하면, 화로에 대한 입열량이 크게 변화됨으로써, 연소 상태가 불안정해질 우려가 있다. 그 때문에, 복수의 점화 토치의 소화 타이밍을 서로 다르게 함으로써 연소 상태가 불안정해지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

(11) 몇 가지의 양태에서는 상기 (2) 내지 (6) 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 복수의 버너 유닛의 각각에 있어서, 상기 고체 연료 버너 및 상기 기동용 버너는, 각각의 중심축이 일치하도록 동심 배치된다.

상기 (11)의 양태에 의하면, 고체 연료 버너 및 기동용 버너가 서로 동심 배치된 레이아웃의 증기 발생 장치에 있어서, 부하 지령값의 증가 시에 부하를 양호한 응답성으로 추종시킬 수 있다.

(12) 몇 가지의 양태에서는 상기 (2) 내지 (6) 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 복수의 버너 유닛의 각각은, 상기 증기 발생 장치의 기동 시에 사용되는 기동용 버너를 더 포함하고,

상기 기동용 버너의 양측에 한 쌍의 상기 고체 연료 버너가 배치되고,

상기 점화 토치는, 상기 고체 연료 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 제1 점화 토치(예를 들어 상기 실시 형태의 제1 점화 토치(17a))와, 상기 기동용 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 제2 점화 토치(예를 들어 상기 실시 형태의 제2 점화 토치(17b))를 포함한다.

상기 (12)의 양태에 의하면, 기동용 버너의 양측에 한 쌍의 고체 연료 버너가 배치됨과 함께, 고체 연료 버너 및 기동용 버너에 각각 점화 토치가 마련되는 레이아웃의 증기 발생 장치에 있어서, 부하 지령값의 증가 시에 부하를 양호한 응답성으로 추종시킬 수 있다.

(13) 몇 가지의 양태에서는 상기 (12)의 양태에 있어서,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 제1 점화 토치 및 상기 제2 점화 토치를 착화 조작한다.

상기 (13)의 양태에 의하면, 부하 지령값의 증가 시에, 제1 점화 토치 ＆ 제2 점화 토치를 양쪽 착화 조작함으로써, 점화 토치에 의한 입열량을 증가시켜, 응답성을 보다 향상시킬 수 있다.

(14) 몇 가지의 양태에서는 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 제어부는, 상기 부하 지령값의 변화율이 기준값 이상인 경우에, 상기 부하 지령값이 증가했다고 판정한다.

상기 (14)의 양태에 의하면, 부하 지령값의 변화율이 기준값 이상에 도달하는 큰 부하 변화에 대하여, 증기 발생 장치의 부하를 양호한 응답성으로 추종 제어할 수 있다.

(15) 본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 플랜트(예를 들어 상기 실시 형태의 플랜트(1))는,

상기 (1) 내지 (14) 중 어느 한 양태의 증기 발생 장치(예를 들어 상기 실시 형태의 증기 발생 장치(2))와,

상기 증기 이용 장치(예를 들어 상기 실시 형태의 증기 이용 장치(4))

를 구비한다.

상기 (15)의 양태에 의하면, 증기 이용 장치에 대한 수요 변화에 수반하여 증기 발생 장치에 대한 부하 지령값이 증가한 경우에, 점화 토치를 착화 조작함으로써, 화로에 대한 입열이 증가된다. 이에 의해, 증기 발생 장치에 대한 부하 변화율이 큰 경우에 있어서도, 부하 변화에 대하여 증기 발생 장치의 부하를 양호한 응답성으로 추종시켜, 증기 이용 장치에 대한 수요 변화에 대응할 수 있다.

(16) 본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 증기 발생 장치의 제어 방법은,

화로(예를 들어 상기 실시 형태의 화로(6))와,

고체 연료를 사용하여 화로 내에 화염을 형성 가능한 고체 연료 버너(예를 들어 상기 실시 형태의 고체 연료 버너(14))와, 상기 고체 연료 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 점화 토치(예를 들어 상기 실시 형태의 점화 토치(17))를 포함하며, 상기 화로를 규정하는 화로벽에 마련된 복수의 버너 유닛(예를 들어 상기 실시 형태의 버너 유닛(12))

을 구비하는 증기 발생 장치의 제어 방법이며,

상기 증기 발생 장치에 대한 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛 중 적어도 일부에 있어서 상기 점화 토치를 착화 조작한다(예를 들어 상기 실시 형태의 도 5의 스텝 S202).

상기 (16)의 양태에 의하면, 부하 지령값이 증가한 경우에, 점화 토치를 착화 조작함으로써, 화로에 대한 입열이 증가된다. 이에 의해, 증기 발생 장치에 대한 부하 변화율이 큰 경우에 있어서도, 부하 변화에 대하여 증기 발생 장치의 부하를 양호한 응답성으로 추종시킬 수 있다.

1: 플랜트
2: 증기 발생 장치
4: 증기 이용 장치
6: 화로
8: 연소 장치
10: 연도
12: 버너 유닛
14: 고체 연료 버너
15: 기동용 버너
16: 고체 연료 공급관
17: 점화 토치
17a: 제1 점화 토치
17b: 제2 점화 토치
18: 분쇄기
20: 바람 상자
22: 1차 과열기
24: 2차 과열기
26: 3차 과열기
28: 1차 재열기
29: 2차 재열기
30: 절탄기
32: 고압 터빈
34: 중저압 터빈
36: 발전기
38: 주증기 밸브
40: 주증기관
42: 고압 터빈 배출 배관
44: 재열 증기 밸브
46: 재열 증기관
48: 중저압 터빈 배출 배관
50: 복수기
52: 급수 배관
54: 급수 펌프
56: 급수 펌프 구동용 증기 터빈
58: 고압 증기 추기 배관
60: 중저압 증기 추기 배관
62: 고압 증기 추기 밸브
63: 터빈 바이패스 밸브
64: 중저압 증기 추기 밸브
65: 드레인수 배관
66: 기수 분리기
68: 노벽관
69: 터빈 바이패스 배관
70: 제어부
72a: 기동용 버너 연료 공급 계통
72b: 점화 토치 연료 공급 계통
74: 연료 탱크
76, 103: 연료 공급 주배관
82, 104: 펌프
84, 106: 압력계
86, 108: 유량계
88, 110: 유량 조정 밸브
90: 차단 밸브
92: 기동용 버너 밸브
93: 누설 체크 밸브
94: 누설 체크 배관
96, 114: 압력 조정 라인
98, 116: 압력 조정 밸브
100, 118: 복귀 배관
102, 120: 순환 밸브
112: 점화 토치 밸브

Claims (16)

1. 증기 이용 장치에 공급되는 증기를 발생 가능한 증기 발생 장치이며,
   화로와,
   고체 연료를 사용하여 상기 화로 내에 화염을 형성 가능한 고체 연료 버너와, 상기 고체 연료 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 점화 토치를 포함하며, 상기 화로를 규정하는 화로벽에 마련된 복수의 버너 유닛과,
   상기 복수의 버너 유닛을 제어 가능한 제어부
   를 구비하고,
   상기 제어부는, 상기 증기 발생 장치에 대한 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛 중 적어도 일부에 있어서 상기 점화 토치를 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 버너 유닛의 각각은, 상기 증기 발생 장치의 기동 시에 사용되는 기동용 버너를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛 중 적어도 일부에 있어서 상기 기동용 버너를 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 점화 상태의 상기 고체 연료 버너가 속하는 상기 버너 유닛의 상기 기동용 버너를 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 미점화 상태의 상기 고체 연료 버너가 속하는 상기 버너 유닛의 상기 기동용 버너를 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 점화 토치를 착화 조작한 후에, 상기 점화 토치가 속하는 상기 버너 유닛에 포함되는 상기 기동용 버너를 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 버너 유닛은 상기 화로에 대하여 연직 방향을 따라서 마련되고,
   상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 적어도 최하단에 있는 상기 고체 연료 버너가 미점화 상태에 있는 상기 버너 유닛의 상기 점화 토치를 착화 조작한 후에, 상기 점화 토치가 속하는 상기 버너 유닛에 포함되는 상기 기동용 버너를 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 모든 상기 버너 유닛에 있어서의 상기 점화 토치를 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛의 일부에 있어서 상기 점화 토치를 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛에 있어서의 상기 점화 토치를 동시에 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 점화 상태로 된 복수의 상기 점화 토치를 서로 다른 타이밍에 소화 상태로 하는, 증기 발생 장치.
11. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 버너 유닛의 각각에 있어서, 상기 고체 연료 버너 및 상기 기동용 버너는, 각각의 중심축이 일치하도록 동심 배치되는, 증기 발생 장치.
12. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 버너 유닛의 각각은, 상기 증기 발생 장치의 기동 시에 사용되는 기동용 버너를 더 포함하고,
    상기 기동용 버너의 양측에 한 쌍의 상기 고체 연료 버너가 배치되고,
    상기 점화 토치는, 상기 고체 연료 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 제1 점화 토치와, 상기 기동용 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 제2 점화 토치를 포함하는, 증기 발생 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 제1 점화 토치 및 상기 제2 점화 토치를 착화 조작하는, 증기 발생 장치.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 부하 지령값의 변화율이 기준값 이상인 경우에, 상기 부하 지령값이 증가했다고 판정하는, 증기 발생 장치.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 증기 발생 장치와,
    상기 증기 이용 장치
    를 구비하는, 플랜트.
16. 화로와,
    고체 연료를 사용하여 상기 화로 내에 화염을 형성 가능한 고체 연료 버너와, 상기 고체 연료 버너의 점화용 화염을 형성 가능한 점화 토치를 포함하며, 상기 화로를 규정하는 화로벽에 마련된 복수의 버너 유닛
    을 구비하는 증기 발생 장치의 제어 방법이며,
    상기 증기 발생 장치에 대한 부하 지령값이 증가한 경우에, 상기 복수의 버너 유닛 중 적어도 일부에 있어서 상기 점화 토치를 착화 조작하는, 증기 발생 장치의 제어 방법.

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