(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの燃料管路に該燃料管路の燃料流量を調整する燃料流量調節弁を設けるとともに、前記バーナの運転本数を制御するバーナ制御装置を備えたプラントにおいて、前記バーナの運転本数を制御するにあたり、
前記燃料管路の燃料ヘッダ圧力と前記バーナが臨む火炉内の圧力との差圧を検出し、この検出差圧によって前記燃料管路の前記バーナ上流に設けた差圧調節弁の開度を調整し、該開度の変化によってバーナの運転本数を変化させるようにしたことを特徴とするプラントのバーナ運転本数制御方法。
【請求項２】
バーナへの燃料管路に該燃料管路の燃料流量を調整する燃料流量調節弁を設けるとともに、前記バーナの運転本数を制御するバーナ制御装置を備えてなるプラントにおいて、
前記燃料管路の燃料ヘッダ圧力と前記バーナが臨む火炉内の圧力との差圧を検出する差圧検出器と、
前記燃料管路の前記燃料流量調節弁よりもバーナ側位置に設けられて、該燃料管路を開閉する差圧調節弁と、
前記差圧検出器からの検出差圧に基づき前記差圧調節弁の開度を制御する差圧調節弁制御装置とを備え、
前記バーナ制御装置が、前記差圧調節弁の開度により前記バーナの運転本数を変化させ、前記燃料ヘッダ圧力をほぼ一定圧力に保持させる手段を有してなることを特徴とするプラントのバーナ運転本数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は火力発電プラントにおけるボイラの燃焼用バーナ運転本数の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電プラントのボイラにおいては、運転負荷に応じてバーナ制御装置によりバーナの使用本数を増減するようになっている。
図４はかかるボイラのバーナ運転本数制御装置の従来の１例を示す。
図４において、２０は火炉、２は該火炉２０に燃料を噴出する複数本のバーナである。１は前記バーナ２に燃料を供給する燃料母管、４は該燃料母管１の開度を即ち通路面積を調節する燃料流量調節弁である。
【０００３】
１２はプラントの負荷を検出する負荷検出器、１１は該負荷検出器１２から入力されるプラント負荷に基づき前記燃料流量調節弁４の開度を制御する燃料調節弁制御装置である。
１０は前記バーナ２の運転本数を制御するバーナ制御装置である。５は圧力検出器で前記燃料母管１の前記燃料流量調節弁４の下流側の圧力を即ち燃料ヘッダ圧力を検出し、その検出された燃料ヘッダ圧力を前記バーナ制御装置１０に入力するものである。
１３はバーナ切換装置で、前記バーナ制御装置１０からの制御信号を受けて、前記バーナ２の運転本数を増減するものである。１４は前記バーナ２の運転本数を検出して前記バーナ制御装置１０に入力するバーナ本数検出器である。
【０００４】
かかる制御装置において、プラントの通常運転中には、圧力検出器５により検出される燃料ヘッダ圧力は、燃料調節弁制御装置１１及び前記バーナ制御装置１０により、図６に示す上限値Ｂと下限値Ｃとの間のバーナ運転線上の適当な圧力に調整され、バーナ２の運転本数は所定本数、例えば６本運転されている。
プラントの負荷が上昇すると、負荷検出器１２からの負荷の検出信号に基づき、燃料調節弁制御装置１１は燃料流量調節弁指令３を出力して燃料流量調節弁４の開度を増大する。
そして前記燃料ヘッダ圧力が図６に示す上限値Ｂ線のＢ１点に達すると、この圧力は圧力検出器５によって検出され、バーナ制御装置１０の偏差モニタ１０１及び１０４（図５）に送られる。
又、前記バーナ制御装置１０の折線関数発生器１０２、１０３（図５）にはバーナ本数検出器１４からバーナ運転本数（６本）の検出値が入力されている。
【０００５】
そして、バーナ制御装置１０においては、前記燃料ヘッダ圧力のＢ１点までの上昇が検出されると、偏差モニタ１０１において、折線関数発生器１０２からのバーナ運転本数（６本）と前記燃料ヘッダ圧力（Ｂ１点）とに基づき、バーナ運転本数の増加量を算出し、この増加信号をバーナ切換装置１３に出力する。該バーナ切換装置１３はバーナ２の運転本数を増加させ、８本とする（通常２本ピッチで増減する）。これにより燃料ヘッダ圧力は図６の上限値Ｂ線よりも下がり、バーナ本数８本のＡ１となり、バーナ運転線Ｄ上の適当な圧力で運転される。
【０００６】
そしてバーナ２の運転本数はバーナ切換装置１３からバーナ本数検出器１４によって検出され、前記バーナ制御装置１０の折線関数発生器１０２，１０３に入力され、バーナ制御装置１０においては、この運転本数（８本）を記憶、保持する。
一方、前記運転状態（バーナ本数＝６本）からプラントの負荷が降下すると、前記燃料調節弁制御装置１１は前記負荷降下の検出信号に基づく燃料流量調節弁指令３を燃料流量調節弁４に出力して、これの開度を減少させる。
【０００７】
これにより燃料ヘッダ圧力は徐々に減少し、図６のＣ線のＣ１点に達すると、バーナ制御装置１０はこの検出信号を受けて図５におけるロジックのバーナ運転本数減少動作を行ない、バーナ切換装置１３にバーナ本数の減少信号（６本から４本への減少信号）を送る。
これにより、バーナ２の運転本数は４本となり、燃料ヘッダ圧力が上昇し、図６の運転線Ａ上の適当な圧力で運転される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術では、前記のように、バーナ２の運転本数は、燃料ヘッダ圧力（あるいは燃料流量）と、バーナ運転本数との検出信号に基づき制御されていた。
然るに、ＣＯＧ、ＢＦＧ等の副成ガスを使用するバーナ２にあっては、各バーナ群毎に燃料流量調節弁４が設けられているため、バーナ２の特性上、特定バーナ運転本数での運転域が狭くなっている。
【０００９】
このため前記従来技術のように燃料ヘッダ圧力の検出信号に基づきバーナ運転本数を制御する方式による場合は、僅かな燃料流量変化即ち負荷変化でも頻繁にバーナ２を点火（本数増加）、あるいは消化（本数減少）しなければならず、バーナ運転本数の制御が煩雑であり、かつバーナ２の耐久性も低下する。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ボイラの火炉と燃料ヘッダとの差圧を一定に制御して燃料ヘッダ圧力を一定に保持することにより、特定バーナ運転本数での運転域を拡げ、燃料流量変化（負荷変化）によるバーナの点火あるいは消火回数を減少させて、バーナ運転本数の制御を簡単化するとともに、バーナの耐久性を向上することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、その第１発明として、バーナへの燃料管路に該燃料管路の燃料流量を調整する燃料流量調節弁を設けるとともに、前記バーナの運転本数を制御するバーナ制御装置を備えたプラントにおいて、前記バーナの運転本数を制御するにあたり、前記燃料管路の燃料ヘッダ圧力と前記バーナが臨む火炉内の圧力との差圧を検出し、この検出差圧によって前記燃料管路を前記バーナ上流に設けた差圧調節弁の開度を調整し、前記バーナ制御装置において、該開度の変化によってバーナの運転本数を変化させるようにしたことを特徴とするプラントのバーナ運転本数制御方法を提案する。
【００１２】
また、第２発明は、前記第１発明を実施する装置に係り、バーナへの燃料管路に該燃料管路の燃料流量を調整する燃料流量調節弁を設けるとともに、前記バーナの運転本数を制御するバーナ制御装置を備えてなるプラントにおいて、前記燃料管路の燃料ヘッダ圧力と前記バーナが臨む火炉内の圧力との差圧を検出する差圧検出器と、前記燃料管路の前記燃料流量調節弁よりもバーナ側位置に設けられて該燃料管路を開閉する差圧調節弁と、前記差圧検出器からの検出差圧に基づき前記差圧調節弁の開度を制御する差圧調節弁制御装置とを備え、前記バーナ制御装置が、前記差圧調節弁の開度により前記バーナの運転本数を変化させ、前記燃料ヘッダ圧力をほぼ一定圧力に保持させる手段を有してなることを特徴とするプラントのバーナ運転本数制御装置にある。
【００１３】
【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。
【００１４】
図１は本発明の実施形態に係るボイラのバーナ運転本数制御装置のブロック図、図２はバーナ制御装置の制御ブロック図、図３はバーナ運転本数と燃料流量及び火炉／燃料母管差圧との関係を示す線図である。
図１において、２０は火炉、２は該火炉２０に燃料を噴出する複数本のバーナである。
１は前記バーナ２に燃料を供給する燃料母管、４は該燃料母管１の開度即ち通路面積を調節する燃料流量調節弁である。
１２はプラントの負荷を検出する負荷検出器、１１は該負荷検出器から入力されるプラント負荷に基づき前記燃料流量調節弁４の開度を制御する燃料調節弁制御装置である。
【００１５】
１０は前記バーナ２の運転本数を制御するバーナ制御装置である。５は圧力検出器で、前記燃料母管１の前記燃料流量調節弁４の下流側の圧力即ち燃料ヘッダ圧力を検出し、その検出された燃料ヘッダ圧力を前記バーナ制御装置１０に入力するものである。
１３はバーナ切換装置で、前記バーナ制御装置１０からの制御信号を受けて、前記バーナ２の運転本数を増減するものである。１４は前記バーナ２の運転本数を検出して前記バーナ制御装置１０に入力するバーナ本数検出器である。
以上の基本構成は図４に示す従来技術と同様である。
【００１６】
本発明においては次の点を改良している。
即ち、７は差圧調節弁で、前記燃料母管１の前記燃料流量調節弁４よりもバーナ２側（下流側）に設けられ、後述するように、燃料母管１と火炉２０との間の差圧により開度が調整されるようになっている。
１６は前記燃料母管１内の圧力と火炉２０内の圧力との差圧を検出する差圧検出器である。１５は差圧調節弁制御装置で、前記差圧検出器１６からの前記差圧の検出信号に基づき前記差圧調節弁７の開度を調整するものである。
【００１７】
かかる構成からなるバーナ運転本数制御装置において、燃料母管１内の圧力即ち燃料ヘッダ圧力と火炉２０内の圧力との差圧は、差圧検出器１６によって検出され差圧調節弁制御装置１５に入力される。
プラントの通常運転中においては、前記燃料ヘッダ圧力は、前記燃料調節弁制御装置１１により燃料流量調節弁４がプラント負荷に応じた適正開度に制御され、差圧調節弁７が差圧検出器１６からの検出差圧に応じた開度に制御され、前記差圧が一定に調整されることにより、ほぼ一定値での運転となっている。
【００１８】
プラントの負荷が上昇すると、負荷検出器１２からの負荷の検出信号に基づき、燃料調整弁制御装置１１は燃料流量調節弁指令３を出力して燃料流量調節弁４の開度を増大する。
これにより燃料流量が増大し、燃料ヘッダ圧力が上昇し、火炉２０の圧力はほぼ一定であるため、燃料ヘッダ圧力と火炉圧力との差圧が大きくなり、図３に示す上限値Ｂに達する。この差圧増加は差圧検出器１６によって検出されて差圧調節弁制御装置１５に入力される。
【００１９】
該差圧調節弁制御装置１５は、前記差圧の増大により差圧調節弁７の開度を大きくするとともに、この開度をバーナ制御装置１０に入力する。
前記バーナ制御装置１０にはバーナ本数検出器１４から現在運転されているバーナ本数（例えば６本）が入力されている。
そして、前記バーナ制御装置１０においては、図２に示すように、高低モニタ１０９により前記差圧調節弁７がバーナ運転本数を増加させる開度に達したことを検知し、この開度の増大に見合うバーナ増加本数を算出してバーナ本数増加指令として、バーナ切換装置１３に出力する。
【００２０】
これにより該バーナ切換装置１３はバーナ運転本数を増加させる（前記運転時の６本から例えば８本に増加）。
かかるバーナ運転本数の増加により前記差圧が減少し、この差圧の検出信号に基づき差圧調節弁制御装置１５は差圧調節弁７の開度を減少せしめる。
これにより、前記差圧は図３のＡ線に示すような上限値Ｂ以下の差圧調節弁７の開度により規定される一定の差圧となり、燃料ヘッダ圧力も一定の圧力に保持される。
【００２１】
一方、プラント負荷の降下時においては、前記燃料流量調節弁４の開度が減少して燃料流量及び燃料ヘッダ圧力が減少する。これにより、差圧検出器１６により検出される燃料ヘッダ圧力と火炉圧力との差圧も減少し、前記差圧調節弁制御装置１５によって差圧調節弁７の開度が減少せしめられる。
【００２２】
そしてこの開度（減少開度）はバーナ制御装置１０に入力され、図２に示すように、高低モニタ１０８により前記差圧調整弁７がバーナ運転本数を減少させる開度に達したことを検知し、この開度の減少に見合うバーナ減少本数（例えば２本）を算出してバーナ本数減少指令としてバーナ切換装置１３に出力もする。これによって、バーナ運転本数が２本減少せしめられるとともに、前記差圧は図３のＤ線に示す規定差圧に保持され、燃料ヘッダ圧力も一定となる。
【００２３】
以上のように、本発明の実施形態によれば、燃料ヘッダ圧力と火炉圧力との差圧を、差圧検出器１６、及び差圧調節弁制御装置１５によって差圧調節弁７の開度をほぼ一定の規定差圧に調整するので、燃料流量の変化に拘らず差圧が規定差圧を超えたときにのみバーナ運転本数を変化させればよく、従って図１〜図２に示すような従来技術に較べてバーナ２の運転本数切換度数が格段に少なくなり、バーナ運転本数の制御が簡単化される。
【００２４】
【発明の効果】
以上記載のごとく、本発明によれば、燃料ヘッダ圧力と火炉の差圧によりバーナへの燃料管路の差圧制御弁の開度を制御し、該開度によりバーナ運転本数を制御するように構成したので、燃料流量の変化に拘らず、前記差圧が規定差圧を超えたときにのみバーナ運転本数を変化させればよく、燃料ヘッダ圧力つまり燃料流量によりバーナ運転本数を制御するようにした従来技術に較べ、バーナの運転本数切換度数が格段に少なくなり、所定のバーナ運転本数におけるプラントの運転域が拡大され、バーナ運転本数の制御が簡単化され、またバーナの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるボイラのバーナ本数制御装置のブロック図である。
【図２】上記実施形態におけるバーナ制御装置の制御ブロック図である。
【図３】上記実施形態におけるバーナ運転本数と差圧との関係を示す線図である。
【図４】従来技術を示す図１に対応する図である。
【図５】従来技術を示す図２に対応する図である。
【図６】上記従来技術におけるバーナ運転本数と燃料ヘッダ圧力との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１      燃料母管
２      バーナ
４      燃料流量調節弁
５      圧力検出器
７      差圧調節弁
１０    バーナ制御装置
１１    燃料調節弁制御装置
１２    負荷検出器
１３    バーナ切換装置
１４    バーナ本数検出器
１５    差圧調節弁制御装置
１６    差圧検出器
２０    火炉
【図１】
0003564293.tif 000002
【図２】
0003564293.tif 000003
【図３】
0003564293.tif 000004
【図４】
0003564293.tif 000005
【図５】
0003564293.tif 000006
【図６】
0003564293.tif 000007