(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流動材貯蔵容器を具えてなる加圧流動床ボイラの流動床層高制御方法において、
前記夫々の流動材貯蔵容器よりボイラの流動床側への流動材投入量若しくは前記流動床より前記夫々の流動材貯蔵容器への流動材還流量を設定する層高制御信号として、前記各貯蔵容器内の流動材重量を計測し、該貯蔵容器間の流動材重量差に基づいて一側貯蔵容器内流動材量が他側貯蔵容器内流動材量に近付く方向に生成した補正信号を乗じて生成した設定信号を用いて、両貯蔵容器内の流動材量が最終的に一致する方向に層高制御することを特徴とする流動床層高制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧流動床ボイラの流動床層高制御方法に係り、特に複数の流動材貯蔵容器を具えてなる加圧流動床ボイラの流動床層高制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加圧流動床ボイラは一般に加圧流動床ボイラの火炉の容積に比べ、流動材貯蔵容器の容積は小さいため、複数の流動材貯蔵容器を設けている。
かかる加圧流動床ボイラの流動床層高制御系統の概念図を図３に示す。また、従来方式の層高制御設定演算回路を図２に示す。
【０００３】
図３に２つの流動材貯蔵容器を設けている本発明の実施形態たる加圧流動床ボイラの構成を示すが、その公知部分について説明するに、図中５０は火炉で、その左右両側に貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂが配設されている。そして両者間に、前記貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ底部と火炉５０内の流動床４３底部間を連通し、流動材投入用Ｌバルブ４４Ａ、４４Ｂの開閉制御により間欠的に流動材４１Ａ、４１Ｂが流動床４３内に導入される導入通路５５、５６と、前記貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ上部と火炉５０内の流動床４３間を連通し、エジェクタ４０Ａ、４０Ｂの吸引制御により流動材が流動床４３内より還流される排出通路５７、５８と、火炉５０頂部に開口するエジェクタ出口通路６１、６２と、前記エジェクタ４０Ａ、４０Ｂ側部より貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ頂部間を連通する負圧通路６３、６４よりなる。
そして前記流動材投入用Ｌバルブ４４Ａ、４４ＢはＬバルブ駆動弁５１、５２により間欠的に開閉制御され、前記エジェクタ４０Ａ、４０Ｂに導入される空気は、エジェクタ流量調節弁５３、５４の開閉により流量制御され、流動材吸引流量を調節している。
【０００４】
次にかかる装置における、流動床層高Ｈの制御動作は、流動材貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂと火炉５０の間の導入通路５５、５６と排出通路５７、５８間で流動材を還流させることにより行われるが、先ず層高上昇する場合は、流動材投入用Ｌバルブ４４Ａ、４４Ｂの駆動弁５１、５２を間欠的に開／閉動作することでＡ系及びＢ系の流動材貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂより導入通路５５、５６を介して火炉５０へ流動材４１Ａ、４１Ｂを移送し、一方層高下降する場合は、流動材吸引用エジェクタ流量調節弁５３、５４を開とし、エジェクタ４０Ａ、４０Ｂによる吸引負圧効果により貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ内を減圧することで火炉５０より排出通路５７、５８を介して貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ内へ流動材を吸引することが出来る。
【０００５】
図２はかかる層高制御動作を行うための演算回路を示し、かかる回路において貯蔵容器４２Ａ側（Ａ系）と貯蔵容器４２Ｂ側（Ｂ系）夫々に、流動材導入間隔設定の為のＬバルブ駆動弁開時間設定回路Ａ１、Ｂ１とＬバルブ駆動弁閉時間設定回路Ａ２、Ｂ２及び前記流動材吸引の為のエジェクタ流量設定回路Ａ３、Ｂ３を設ける。
そして夫々の設定回路は同一の回路構成を有し、例えばＬバルブ駆動弁開時間設定回路Ａ１について説明するに、ボイラ入力指令値１を入力とする関数発生器４からＬバルブ駆動弁開時間基準設定信号４ａが第１の乗算器７に出力される。また、出力変化率２を入力とする関数発生器５から出力変化率による開時間補正信号５ａが出力され、前記基準設定信号４ａと乗算器７にて乗算され、第１の補正基準設定信号７ａを第２の乗算器８に出力する。
【０００６】
次に層高制御偏差３を入力とする関数発生器６から層高制御偏差による開時間補正信号６ａが出力され、該補正信号６ａを前記第１の補正基準設定信号７ａと第２の乗算器８にて乗算され、この第２の乗算器８より出力される第２の補正基準設定信号９’をＬバルブ駆動弁開時間設定信号とする。
尚、他の層高制御設定信号であるＬバルブ駆動弁閉時間設定信号及びエジェクタ流量設定信号についても同様に、ボイラ入力指令値による基準設定に出力変化率、層高制御偏差による補正係数を掛けることで設定される。
そして前記各層高制御設定信号の作用として、Ｌバルブ駆動弁開時間設定時間を増とし、閉時間設定時間を減とすると、流動材投入速度は増加し、一方エジェクタ流量設定時間を増とすると、流動材吸引速度は増加することとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術はボイラ入力指令、出力変化率及び層高制御偏差の３つの入力信号によって層高制御を行なうものであるために、図３で左右夫々の貯蔵容器４２Ａ、４２ＢのＬバルブ駆動弁５１、５２による流動材投入能力に器差がある場合、またエジェクタ流量調節弁５３、５４による流動材吸引能力に器差がある場合に、各流動材貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ（図３の例ではＡ系とＢ系の２容器）内の流動材量が不均等となることとなる。
例えば、Ａ系貯蔵容器４２Ａの方が流動材投入能力が劣り、流動材吸引能力が勝る場合は、Ｌバルブ駆動弁５１、５２及びエジェクタ流量調節弁５３、５４の動作の度に、Ａ系貯蔵容器４２Ａ内流動材量がＢ系貯蔵容器４２Ｂ内流動材量に比べて多くなる方向に差が拡大することになり、結果として、Ａ系貯蔵容器４２Ａ内の流動材量が過多となった場合に、火炉５０の流動床４３の層高下降時にエジェクタ流量調節弁５３を開作動させてもＡ系貯蔵容器４２Ａに流動材４１Ａを吸引することが不可能になり、またＢ系貯蔵容器４２Ｂ内の流動材量が過少となった場合に層高上昇時にＬバルブ駆動弁５２を開動作させてもＢ系貯蔵容器４２Ｂより流動材４１Ｂを投入不可能の状態に至る問題点があった。
【０００８】
本発明はかかる技術的課題に鑑み、貯蔵容器の流動材投入能力若しくは流動材吸引能力に器差がある場合においても、貯蔵容器内の流動材量が過多や過小になることなく、それぞれの貯蔵容器よりの流動材の吸引（還流）若しくは投入を円滑に行ない得る加圧流動床ボイラの流動床層高制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の流動材貯蔵容器を具えてなる加圧流動床ボイラの流動床層高制御方法において、
前記夫々の流動材貯蔵容器よりボイラの流動床側への流動材投入量若しくは前記流動床より前記夫々の流動材貯蔵容器への流動材還流量を設定する層高制御信号として、前記各貯蔵容器内の流動材重量を計測し、該貯蔵容器間の流動材重量差に基づいて一側貯蔵容器内流動材量が他側貯蔵容器内流動材量に近付く方向に生成した補正信号を乗じて生成した設定信号を用いて、両貯蔵容器内の流動材量が最終的に一致する方向に層高制御することを特徴とする。
【００１０】
かかる発明によれば、前記複数の貯蔵容器の各系統の流動材投入能力及び吸引（還流）能力に器差があった場合でも、各貯蔵容器間の流動材重量を均等化することが出来る。
即ち、より具体的には、加圧流動床ボイラの流動床層高制御方法において、ボイラ入力指令値、出力変化率及び層高制御偏差により決定される各層高制御設定信号（Ｌバルブ駆動弁開／閉時間設定、エジェクタ流量設定の各信号）について、各貯蔵容器内間の流動材重量差を求める手段を設け、該重量差により、前記の各層高制御設定を補正することを特徴ともので、これにより複数の貯蔵容器について、各系統の流動材投入能力及び吸引能力に器差があった場合でも、貯蔵容器間の流動材重量を均等化することを可能とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１２】
図３に２つの流動材貯蔵容器を設けている本発明の実施形態たる加圧流動床ボイラの構成を示す。
前記したように、図中５０は火炉で、その左右両側に貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂが配設されている。そして両者間に、前記貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ底部と火炉５０内の流動床４３底部間を連通し、流動材投入用Ｌバルブ４４Ａ、４４Ｂの開閉制御により間欠的に流動材４１Ａ、４１Ｂが流動床４３内に導入される導入通路５５、５６と、前記貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ上部と火炉５０内の流動床４３間を連通し、エジェクタ４０Ａ、４０Ｂの吸引制御により流動材が流動床４３内より還流される排出通路５７、５８と、火炉５０頂部に開口するエジェクタ出口通路６１、６２と、前記エジェクタ４０Ａ、４０Ｂ側部より貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ頂部間を連通する負圧通路６３、６４よりなる。
【００１３】
そして前記流動材投入用Ｌバルブ４４Ａ、４４ＢはＬバルブ駆動弁５１、５２により間欠的に開閉制御され、前記エジェクタ４０Ａ、４０Ｂに導入される空気は、エジェクタ流量調節弁５３、５４の開閉により流量制御され、流動材吸引流量を調節している。
【００１４】
かかる構成は公知部分であることは前記した通りであり、本発明は特に前記夫々の貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂに、該容器内の流動材の重量を測定する測定器６１、６２を設け、該測定器より重量発信器５９、６０を介して夫々の容器４２Ａ、４２Ｂ内の重量を図１に示す演算回路内に送信するように構成している。
【００１５】
図１はかかる層高制御動作を行うための本発明の実施形態たる演算回路を示し、かかる回路において貯蔵容器４２Ａ側（Ａ系）と貯蔵容器４２Ｂ側（Ｂ系）夫々に、流動材４１Ａ、４１Ｂ導入間隔設定の為のＬバルブ駆動弁開時間設定回路Ａ１、Ｂ１とＬバルブ駆動弁閉時間設定回路Ａ２、Ｂ２及び前記流動材吸引の為のエジェクタ流量設定回路Ａ３、Ｂ３を設ける点は図２に示す従来の演算回路と同様であるが、特に本実施形態においては図２に示す従来方式に対して、各流動材貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ内の流動材重量の差により層高制御設定を補正する回路２０を付加したものである。以下に詳しく説明する。
前記夫々の設定回路Ａ１〜Ｂ３は重両偏差が正負反転する他は同一の回路構成を有し、例えばＬバルブ駆動弁開時間設定回路Ａ１について説明するに、ボイラ入力指令値１を入力とする関数発生器４からＬバルブ駆動弁開時間基準設定信号４ａが第１の乗算器７に出力される。また、出力変化率２を入力とする関数発生器５から出力変化率による開時間補正信号５ａが出力され、前記基準設定信号４ａと乗算器７にて乗算され、第１の補正基準設定信号７ａを第２の乗算器８に出力する。
次に層高制御偏差３を入力とする関数発生器６から層高制御偏差による開時間補正信号６ａが出力され、該補正信号６ａを前記第１の補正基準設定信号７ａと第２の乗算器８にて乗算され、この第２の乗算器８より出力される第２の補正基準設定信号９’を第３の乗算器１５に出力する。
【００１６】
そして、本発明の特徴部分は、図１に示す符号２０で示す系統にあり、Ａ系流動材貯蔵容器４２Ａ内流動材重量計測値１６とＢ系流動材貯蔵容器４２Ｂ内流動材重量計測値１７は減算器１８で、Ａ系重量計測値１６を正として、またＢ系重量計測値１７を負として減算してＡ系とＢ系の貯蔵容器内流動材重量の差を関数発生器１９に入力する。
関数発生器１９では前記（Ａ−Ｂ）の重量差に基づいてＡ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁開時間設定補正信号１９ａを第３の乗算器１５に出力し、該乗算器１５で前記補正信号１９ａを前記第２の補正基準設定信号９’に乗算して、本発明におけるＡ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁開時間設定信号９を生成する。
【００１７】
この結果前記重量差が正（プラス）の場合、言換えればＡ系貯蔵容器４２Ａの重量がＢ系貯蔵容器４２Ｂの重量より多い場合は、Ａ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁開時間設定信号９は前記第２の補正基準設定信号より開時間が増える方向に働き、又前記重量差が負（マイナス）の場合、言換えればＡ系貯蔵容器４２Ａの重量がＢ系貯蔵容器４２Ｂの重量より少ない場合は、Ａ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁開時間設定信号９は前記第２の補正基準設定信号９’より開時間が減少する方向に働き、いずれの場合も結果としてＡ系貯蔵容器４２Ａ内流動材量がＢ系貯蔵容器４２Ｂ内流動材量に近付く方向に差が縮まることになり、両貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ内の流動材量が最終的に一致する方向に働く。
【００１８】
次にＡ系貯蔵容器Ｌバルブ駆動弁閉時間設定回路Ａ２においては、前記とは逆にＡ系重量計測値１６を負として、またＢ系重量計測値１７を正として減算器１８にて減算してその重量差（−Ａ＋Ｂ）に基づいて得られる関数発生器１９の補正信号１９ａは、Ａ系貯蔵容器４２Ａの重量が多い（少ない）場合は前記第２の補正基準設定値９’より減少する（増える）方向に働くように設定される。
より具体的には、Ａ系貯蔵容器４２Ａの重量がＢ系貯蔵容器４２Ｂの重量より多い場合は、Ａ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁閉時間設定信号１０は前記第２の補正基準設定信号１０’より閉時間が減少する方向に働き、又Ａ系貯蔵容器４２Ａの重量がＢ系貯蔵容器４２Ｂの重量より少ない場合は、Ａ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁閉時間設定信号１０は前記第２の補正基準設定信号１０’より閉時間が増える方向に働き、いずれの場合も結果としてＡ系貯蔵容器４２Ａ内流動材量がＢ系貯蔵容器４２Ｂ内流動材量に近付く方向に差が縮まることになり、両貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ内の流動材量が最終的に一致する方向に働く。
【００１９】
またＡ系貯蔵容器４２Ａのエジェクタ流量設定回路Ａ３もＡ系貯蔵容器Ｌバルブ駆動弁閉時間設定回路Ａ２と同様に、Ａ系重量計測値１６を負として、又Ｂ系重量計測値１７を正として減算器１８にて減算してその重量差（−Ａ＋Ｂ）に基づいて得られる関数発生器１９の補正信号１９ａをＡ系貯蔵容器４２Ａの重量が多い（少ない）場合は、前記第２の補正基準設定値１３’より減少する（増える）方向に働くように設定される。
【００２０】
Ｂ系貯蔵容器４２ＢのＬバルブ駆動弁開時間設定回路Ｂ１は前記Ａ系（Ａ１）とは逆に、Ａ系重量計測値１６を負として、またＢ系重量計測値１７を正として減算器１８にて減算し、その重量差（−Ａ＋Ｂ）に基づいて得られる。
またＢ系貯蔵容器Ｌバルブ駆動弁閉時間設定回路Ｂ２とエジェクタ流量設定回路Ｂ３も前記Ａ系（Ａ２、Ａ３）とは逆にＡ系重量計測値１６を正として、又Ｂ系重量計測値を負として減算器にて減算しその重量差（Ａ−Ｂ）に基づいて得られるように設定する。
【００２１】
従って夫々の層高制御設定演算回路である、Ａ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁開時間設定回路Ａ１、Ａ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁閉時間設定回路Ａ２、Ｂ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁開時間設定回路Ｂ１、Ｂ系流動材投入用Ｌバルブ駆動弁閉時間設定回路Ｂ２、Ａ系流動材吸引用エジェクタ流量設定回路Ａ３、Ｂ系流動材吸引用エジェクタ流量設定回路Ｂ３のいずれも、Ａ系貯蔵容器４２Ａの重量とＢ系貯蔵容器４２Ａの重量の差（（Ａ−Ｂ）又は（−Ａ＋Ｂ））に基づく補正信号１９ａを生成し、いずれの場合も結果として一側貯蔵容器内流動材量が他側貯蔵容器内流動材量に近付く方向に生成した補正信号を乗じて設定信号を生成する為に、両貯蔵容器内の流動材量が最終的に一致する方向に働く。
【００２２】
即ち本発明は貯蔵容器流動材重量差（（Ａ−Ｂ）又は（−Ａ＋Ｂ））からの補正信号を乗算することにより、Ｌバルブ駆動弁による流動材投入能力の器差及びエジェクタ流量調節弁による流動材吸引能力の器差に起因してＡ系とＢ系の貯蔵容器４２Ａ、４２Ｂ内流動材重量に差が発生した場合でも、各器差を修正する方向に層高制御設定を補正する（Ａ系流動材重量＞Ｂ系流動材重量の場合は、Ａ系Ｌバルブ駆動弁開時間を延長、閉時間を短縮し、Ａ系エジェクタ流量設定を減少させる。一方Ｂ系Ｌバルブ駆動弁開時間を短縮、閉時間を延長し、Ｂ系エジェクタ流量設定を増加させる）ことにより、貯蔵容器内流動材重量差を減少させることが出来ることから、従来方式の問題点であった流動材投入能力及び流動材吸引能力の器差による貯蔵容器内流動材重量差拡大の問題を解決できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明は、貯蔵容器の流動材投入能力若しくは流動材吸引能力に器差がある場合においても、貯蔵容器内の流動材量が過多や過小になることなく、夫々の貯蔵容器よりの流動材の吸引（還流）若しくは投入を円滑に行ない得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である層高制御設定演算回路を示す図である。
【図２】従来方式の層高制御設定演算回路を示す図である。
【図３】加圧流動床ボイラの流動床層高制御系統の概念図である。
【符号の説明】
１      ボイラ入力指令値
２      出力変化率
３      層高制御偏差
９      Ａ系Ｌバルブ駆動弁開時間設定
１０    Ａ系Ｌバルブ駆動弁閉時間設定
１１    Ｂ系Ｌバルブ駆動弁開時間設定
１２    Ｂ系Ｌバルブ駆動弁閉時間設定
１３    Ａ系エジェクタ流量設定
１４    Ｂ系エジェクタ流量設定
１６    Ａ系流動材貯蔵容器４２Ａ内流動材重量計測値
１７    Ｂ系流動材貯蔵容器４２Ｂ内流動材重量計測値
５０    火炉
４２Ａ、４２Ｂ  流動材貯蔵容器
４１Ａ、４１Ｂ  流動材
４４Ａ、４４Ｂ  流動材投入用Ｌバルブ
５１、５２  Ｌバルブ駆動弁
５３、５４  エジェクタ流量調節弁
【図１】
0003670824.tif 000002
【図２】
0003670824.tif 000003
【図３】
0003670824.tif 000004