(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主蒸気圧力指令Ａ及び計測圧力ＴＰから必要給炭量ＣＦと、一次空気量の上限・下限値を算出し、必要給炭量ＣＦを基準に一次空気量ＰＡＦを上限・下限値の範囲で余分に増減させる、ことを特徴とする主蒸気圧力制御時における竪型ミルの制御方法。
【請求項２】
主蒸気圧力指令Ａと計測圧力ＴＰとの差を給炭量信号ＣＦ１に変換し、これに計測蒸気流量ＦＥ１を変換した給炭量信号ＣＦ２を加算し、この加算信号により搬送モータの速度を増減速して給炭量を変化させ、同時に、給炭量信号ＣＦを一次空気量信号ＰＡＦ１に変換し、計測空気流量ＦＥ２との差から一次空気量信号ＰＡＦを計算し、この一次空気量信号ＰＡＦにより流量制御ダンパを開閉制御して一次空気量を変化させる主蒸気圧力制御時における竪型ミルの制御方法において、
主蒸気圧力指令Ａと計測圧力ＴＰとの差と計測蒸気流量ＦＥ１とから一次空気量の上限・下限値を算出し、該上限・下限値の範囲で一次空気量ＰＡＦを余分に増減させる、ことを特徴とする主蒸気圧力制御時における竪型ミルの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ボイラの主蒸気圧力制御時における竪型ミルの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、竪型ミルを用いた石炭焚きボイラの全体構成図である。この図において、１０は竪型ミル、２０は石炭焚きボイラ、２５は蒸気タービン、３０は制御装置である。竪型ミル１０は、給炭機１１、粉砕機１２、粗粒分離器１３、等からなり、粉砕機１２は、回転テーブル１４、圧下ローラ１５、等から構成され、給炭機１１により原料炭１を回転テーブル１４に供給し、回転テーブル１４の回転により原料炭１を圧下ローラ１５で粉砕し、下方から供給される一次空気２により粉砕され細粒化した石炭を粗粉分離器１３に空気輸送し、粗粉分離器１３により粗粒をミル内に戻し、微細化した微粉炭３を石炭焚きボイラ２０に供給するようになっている。給炭機１１による原料炭１の供給量は、搬送モータ１１ａの回転速度により調節される。また、一次空気２の供給量は、一次空気ラインに設けられた流量制御ダンパ１６で調節され、空気流量検出器１７により流量ＦＥ２が検出される。
【０００３】
石炭焚きボイラ２０は、複数の微粉炭バーナ２１を有し、各微粉炭バーナ２１にそれぞれ竪型ミル１０が微粉炭管２２を介して連結されている。また、各石炭焚きボイラ２０は、蒸発ドラム２３を有し、この蒸発ドラム２３で分離された水蒸気を蒸気ライン２４を介して蒸気タービン２５に供給し、発電機２６を駆動して発電するようになっている。蒸気ライン２４には、蒸気圧力検出器２７と蒸気流量検出器２８が取り付けられており、蒸気タービン２５に供給する水蒸気の圧力ＴＰと流量ＦＥ１を検出するようになっている。
【０００４】
制御装置３０には、空気流量検出器１７，蒸気圧力検出器２７，蒸気流量検出器２８からの検出信号ＦＥ２，ＴＰ，ＦＥ１と、ボイラ２０からの主蒸気圧力指令Ａが入力され、搬送モータ１１ａ及び流量制御ダンパ１６に給炭量信号ＣＦと一次空気量信号ＰＡＦを出すようになっている。
【０００５】
図５は、制御装置３０における従来の制御ロジック図であり、ボイラの主蒸気圧力制御時における竪型ミルの制御を示している。この図に示すように、従来の制御装置３０では、主蒸気圧力指令Ａと圧力検出器２７からの計測圧力ＴＰとの差を減算器３１で計算し、これを比例積分調節器３２で給炭量信号ＣＦ１に変換し、加算器３４で計測蒸気流量ＦＥ１を関数発生器３３で変換した給炭量信号ＣＦ２に加算し、この加算信号（給炭量信号ＣＦ）により搬送モータ１１ａの速度を増減速するようになっている。更に、この給炭量信号ＣＦを関数発生器３５で一次空気量信号ＰＡＦ１に変換し、計測空気流量ＦＥ２との差を減算器３６で一次空気量信号ＰＡＦを計算し、この一次空気量信号ＰＡＦにより流量制御ダンパ１６を開閉制御するようになっている。従って、従来のボイラの主蒸気圧力制御では、縦型ミルの給炭量ＣＦをまず制御し、次いで一次空気量ＰＡＦを給炭量の変化に対応してプログラム風量制御していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図６は、上述した竪型ミルの特性図であり、（Ａ）は給炭量と一次空気量との関係、（Ｂ）は給炭量と空燃比（空気／燃料の比率）との関係を示している。この図に示すように、給炭量が少ない範囲では、竪型ミル１０の一次空気２の流量は、竪型ミル１０の石炭落下を抑制でき、微粉炭管流速を確保できる最低流量に設定されており、この範囲では定格運転時に比較して空燃比は高く（空気の比率が大きく）なっている。一方、給炭量が多くなると、一次空気量は給炭量に比例して増大し、これにつれて空燃比が低下し、定格運転時には空燃比はほぼ１．５前後になる。
【０００７】
上述したように、従来のボイラの主蒸気圧力制御では、竪型ミルの給炭量をまず制御し、次いで一次空気量を給炭量の変化に対応してプログラム風量制御していたので、給炭量に指令を出してもミル自体が大きな時定数を持つため、ボイラの蒸発量（主蒸気圧力）との位相ズレを起こし、主蒸気圧力制御に困難をきたしていた。
【０００８】
すなわち、竪型ミル１０は、給炭機１１から供給される原料炭１を回転テーブル１４上に落下供給して圧下ローラ１５との間で粉砕し、粉砕した粉体をノズルから吹き上げる一次空気２により上昇させ、粗粉分離器１３で分級して微粉炭３を石炭焚きボイラ２０のバーナ２１に供給するため、竪型ミル１０に原料炭１が供給されてから微粉炭３が出炭されるまでにはかなりの時間がかかり、時間遅れを生じ、このため主蒸気圧力指令Ａを増加させても安定した主蒸気圧力が得られるまでに時間がかかるばかりでなく、その間の圧力変動が大きくなる問題点があった。
【０００９】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、主蒸気圧力の制御性を高めることができ、主蒸気圧力偏差が生じた場合に、短時間に所望の主蒸気圧力が得られ、かつその間の圧力変動が小さい竪型ミルの制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明の発明者は、▲１▼ボールミルの場合、一次空気量と微粉炭バーナへ搬送される微粉炭量はほぼ比例関係にあること（ミルのバーナへの出炭量は、搬送空気量に対してほぼ１：１である）、及び▲２▼主蒸気圧力の制御性を高めるためには、重油、ガスと同様に、バーナに投入される燃料（微粉炭）を制御する必要があり、竪型ミルの場合、これが搬送空気である一次空気流量に相当することに着目した。本発明はかかる新規の知見に基づくものである。
【００１１】
すなわち、本発明によれば、主蒸気圧力指令Ａ及び計測圧力ＴＰから必要給炭量ＣＦと、一次空気量の上限・下限値を算出し、必要給炭量ＣＦを基準に一次空気量ＰＡＦを上限・下限値の範囲で余分に増減させる、ことを特徴とする主蒸気圧力制御時における竪型ミルの制御方法が提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、主蒸気圧力指令Ａと計測圧力ＴＰとの差を給炭量信号ＣＦ１に変換し、これに計測蒸気流量ＦＥ１を変換した給炭量信号ＣＦ２を加算し、この加算信号により搬送モータの速度を増減速して給炭量を変化させ、同時に、給炭量信号ＣＦを一次空気量信号ＰＡＦ１に変換し、計測空気流量ＦＥ２との差から一次空気量信号ＰＡＦを計算し、この一次空気量信号ＰＡＦにより流量制御ダンパを開閉制御して一次空気量を変化させる主蒸気圧力制御時における竪型ミルの制御方法において、主蒸気圧力指令Ａと計測圧力ＴＰとの差と計測蒸気流量ＦＥ１とから一次空気量の上限・下限値を算出し、該上限・下限値の範囲で一次空気量ＰＡＦを余分に増減させる、ことを特徴とする主蒸気圧力制御時における竪型ミルの制御方法が提供される。
【００１３】
上記本発明の方法によれば、主蒸気圧力指令Ａが変化する場合に、従来と同様にまず給炭量を変化させ、一次空気量自体は給炭量の変化に対応してプログラム風量制御する。しかし、このままでは、ミル自体の大きな時定数により、ボイラの蒸発量（主蒸気圧力）との位相ズレを起こし、主蒸気圧力制御に困難をきたす。そこで、本発明によれば、一次空気量の上限・下限値を算出し、該上限・下限値の範囲で一次空気量ＰＡＦを余分に増減させる。この上限・下限値は竪型ミルが安定操業できる範囲で予め設定する。
【００１４】
この方法により、例えば主蒸気圧力指令Ａが増加する場合に、給炭量指令が増加すると同時に、一次空気量の上限・下限値の範囲で一次空気量ＰＡＦを余分に増加させて、一次空気量に比例して微粉炭量を増大させることができ、これにより、主蒸気圧力の制御性を高めることができ、主蒸気圧力偏差が生じた場合に、短時間に所望の主蒸気圧力が得られ、かつその間の圧力変動を低減することができる。従って、この制御方式により、過渡的な主蒸気圧の偏差が是正され、安定運用につなげることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。
図１は、本発明の竪型ミルの制御方法を行う制御ロジック図である。この図において、本発明の制御方法を行う制御装置４０では、主蒸気圧力指令Ａと圧力検出器２７からの計測圧力ＴＰとの差を減算器３１で計算し、これを主蒸気圧力偏差関数検出器４１により一次空気量に変換し、乗算器４３で計測蒸気流量ＦＥ１を関数発生器４２で変換した量に乗算し、比例調節器４４と高低制限器４５により、給炭量指令ベースの上限・下限関数発生器４７，２８の出力範囲内で、一次空気量の修正一次空気流量ＰＡＦ２を算出し、これを加算器４６で一次空気量信号ＰＡＦ１に加算し、計測空気流量ＦＥ２との差を減算器３６で一次空気量信号ＰＡＦを計算し、この一次空気量信号ＰＡＦにより流量制御ダンパ１６を開閉制御するようになっている。その他の構成は、図６と同様である。
【００１６】
上述した制御装置４０により、主蒸気圧力指令Ａ及び計測圧力ＴＰから必要給炭量ＣＦと、一次空気量の上限・下限値を算出し、必要給炭量ＣＦを基準に一次空気量ＰＡＦを上限・下限値の範囲内で余分に増減させることができる。
【００１７】
図２は、図１の制御ロジックによる給炭量と一次空気量との関係図である。この図において、横軸は給炭量、縦軸は一次空気量であり、図中の実線は給炭量の変化に対応したプログラム風量制御量である。また、図中の上下の細線は、一次空気量ＰＡＦの上限・下限値である。本発明の方法によれば、例えば主蒸気圧力が低下する場合に、給炭量指令が図で１から２に増加すると同時に、一次空気量の上限・下限値の範囲で一次空気量ＰＡＦを余分に３まで増加させる。これにより、一次空気量に比例して微粉炭量を増大させることができ、この上限・下限値の範囲で一次空気量ＰＡＦを余分に増減させることにより、主蒸気圧力の制御性を高めることができ、主蒸気圧力指令が変化する場合に、短時間に所望の主蒸気圧力が得られ、かつその間の圧力変動を低減することができる。
【００１８】
図３は、ボールミルの場合の一次空気量と微粉炭量との関係を示している。ボールミルを用いた石炭焚きボイラでは、主蒸気圧力指令の変化に対応して一次空気量を変化させており、主蒸気圧力の制御性が高いことが知られている。このことから、過渡的には一次空気流量を増減すれば、微粉搬送力が増減すると言える。従って、竪型ミルの場合にも、主蒸気圧力指令の変化に対応して一次空気量を変化させることにより、主蒸気圧力の制御性を高めることができる。
【００１９】
しかし、実際の運転では、竪型ミルを安定操業するために、一次空気流量を大きく変化させることはできない。そこで、上述したように、上限・下限値の範囲内で一次空気量ＰＡＦを余分に増減させることにより、安定操業を維持しながら、主蒸気圧力の制御性を高めるように制御する。なお、上限・下限値の範囲は、実際の計測圧力が圧力指令値に近づくにつれて小さくなり、安定化するまでの圧力変動を低減できる。
【００２０】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の方法により、例えば主蒸気圧力が設定値Ａより低下した場合に、給炭量指令が増加すると同時に、一次空気量の上限・下限値の範囲で一次空気量ＰＡＦを余分に増加させて、一次空気量に比例して微粉炭量を増大させることができ、これにより、主蒸気圧力の制御性を高めることができ、主蒸気圧力偏差が生じた場合に、短時間に所望の主蒸気圧力が得られ、かつその間の圧力変動を低減することができる。従って、この制御方式により、過渡的な主蒸気圧の偏差が是正され、安定運用につなげることができる。
【００２２】
従って、本発明の主蒸気圧力制御時における竪型ミルの制御方法は、主蒸気圧力の制御性を高めることができ、主蒸気圧力偏差が生じた場合に、短時間に所望の主蒸気圧力が得られ、かつその間の圧力変動を低減できる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の竪型ミルの制御方法を行う制御ロジック図である。
【図２】図１の制御ロジックによる給炭量と一次空気量との関係図である。
【図３】ボールミルの一次空気量と微粉炭量との関係図である。
【図４】竪型ミルを用いた石炭焚きボイラの全体構成図である。
【図５】制御装置３０における従来の制御ロジック図である。
【図６】竪型ミルの特性図である。
【符号の説明】
１  原料炭
２  一次空気
３  微粉炭
１０  竪型ミル
１１  給炭機
１２  粉砕機
１３  粗粒分離器
１４  回転テーブル
１５  圧下ローラ
１６  流量制御ダンパ
１７  空気流量検出器
２０  石炭焚きボイラ
２１  微粉炭バーナ
２２  ダクト
２３  蒸気ドラム
２４  蒸気ライン
２５  蒸気タービン
２６  発電機
２７  蒸気圧力検出器
２８  蒸気流量検出器
３０  制御装置
３１，３６  減算器
３２  比例積分調節器
３３，３５  関数発生器
４０  制御装置
４１，４２  関数発生器
４３  乗算器
４４  比例調節器
４５  高低制限器
４６  加算器
４７  関数発生器
４８  関数発生器
【図１】
0003707063.tif 000002
【図２】
0003707063.tif 000003
【図３】
0003707063.tif 000004
【図４】
0003707063.tif 000005
【図５】
0003707063.tif 000006
【図６】
0003707063.tif 000007