(57)【要約】【課題】水蒸気への注水量制御による水蒸気温度の制御性を良好にし、排ガス中の酸化窒素ガス濃度を小さく抑えるボイラの制御方法および装置を提供する。【解決手段】第１収熱セルの温度である検出室温度が目標室温度範囲内にあるか判定し、目標注水量が基準水量以上であるか判定する。これらの判定結果に基づいて、ボイラの動作状態を分けて、各動作状態に応じて、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する。検出室温度が目標室温度範囲外にある場合、第１収熱セルの温度が目標室温度範囲内に入るように制御し、検出室温度が目標室温度範囲内にありかつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出注水量と目標注水量とが近づくように制御し、検出室温度が目標室温度範囲内にありかつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出水蒸気温度と目標水蒸気温度とが近づくように制御する。【選択図】      図１
2004324963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するボイラ装置を制御する制御方法であって、
収熱室の温度を検出する室温検出工程と、
検出した収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定工程と、
検出した収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御工程とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御方法。
【請求項２】
少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御方法であって、
収熱室の温度を検出する室温検出工程と、
検出した収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定工程と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定工程と、
水蒸気への注水量を検出する水量検出工程と、
検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出した注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御工程とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御方法。
【請求項３】
少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御方法であって、
収熱室の温度を検出する室温検出工程と、
検出した収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定工程と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定工程と、
過熱された水蒸気の温度を検出する蒸気温検出工程と、
検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出された水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量を制御する制御工程とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御方法。
【請求項４】
少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御方法であって、
収熱室の温度を検出する室温検出工程と、
検出した収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定工程と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定工程と、
水蒸気への注水量を検出する水量検出工程と、
過熱された水蒸気の温度を検出する蒸気温検出工程と、
検出した収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出した注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出された水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御工程とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御方法。
【請求項５】
少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するボイラ装置を制御する制御装置であって、
収熱室の温度を検出する室温検出手段と、
検出された収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定手段と、
検出された収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御手段とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御装置。
【請求項６】
少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御装置であって、
収熱室の温度を検出する室温検出手段と、
検出された収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定手段と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定手段と、
水蒸気への注水量を検出する水量検出手段と、
検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出された注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御手段とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御装置。
【請求項７】
少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御装置であって、
収熱室の温度を検出する室温検出手段と、
検出された収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定手段と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定手段と、
過熱された水蒸気の温度を検出する蒸気温検出手段と、
検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出された水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量を制御する制御手段とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御装置。
【請求項８】
少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御装置であって、
収熱室の温度を検出する室温検出手段と、
検出された収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定手段と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定手段と、
水蒸気への注水量を検出する水量検出手段と、
過熱された水蒸気の温度を検出する蒸気温検出手段と、
検出された収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出された注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出された水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御手段とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱媒体を循環させて水蒸気を過熱するボイラ装置の制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第１の従来の技術のボイラは、燃焼室、循環室および収熱室の間で熱媒体を循環させることによって、燃焼室で発生される熱を収熱室に移動させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて、水蒸気を過熱するように構成されている。また収熱室に導かれる水蒸気に注水可能に構成され、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御することができる。
【０００３】
図４は、第２の従来の技術のボイラ１の一部を示す断面図であり、図５は、ボイラ１を制御する制御装置２を示すブロック図である。ボイラ１は、燃焼セル３と、その両外側に仕切板を隔てて配置される２つの収熱セル４とから成る内部循環流動床ボイラである。このボイラ１を制御するために、制御装置２では、蒸気流量検出器５、蒸気圧力検出器６、および燃焼セル温度検出器７の検出値が、目標値にそれぞれ近づくように、燃料供給量、燃焼セル３への空気供給量および収熱セル４への空気供給量を制御している（たとえば第１特許文献参照）。
【０００４】
図６は、第３の従来の技術のボイラ１０の一部を示す断面図であり、図７は、ボイラ１０の過熱器管１１を示す系統図である。ボイラ１０は、流動層１２内で熱媒体を流動させながら、この流動層１２内に過熱器管１１を設けて、水蒸気を過熱するボイラである。また過熱器管１１は、複数の分岐管１３に分岐されており、各分岐管１３毎に開閉できるように構成されている。このボイラ１０を制御する制御装置は、各分岐管１３を流れる水蒸気の流量の比率を制御して、過熱した水蒸気の温度を制御している（たとえば第２特許文献参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１９２０８号公報
【特許文献２】
特開２０００−９３０１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来技術では、注水量を制御することによって得られる水蒸気の温度を制御しているが、負荷の変化および経年変化などによって、得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための注水量である目標注水量が、基準注水量よりも少なく、極端な状況では零になってしまう場合がある。この場合、水蒸気の温度の制御における制御性が悪くなってしまう。また収熱室の温度は、制御されておらず、収熱室の温度が高くなり過ぎてしまう場合がある。この場合、ボイラから排出されるガス中の酸化窒素ガス（ＮＯｘ）濃度の制御が困難になり、ＮＯｘ濃度が高くなってしまうおそれがある。
【０００７】
第２の従来の技術は、蒸気圧力を迅速に制御するために、収熱セル４の空気供給量および燃料供給量を制御して、燃焼セル３の温度を制御し、これによって蒸気圧力および蒸気温度を制御している。このように第２の従来の技術では、燃焼セル３の温度制御による蒸気圧力および蒸気温度の制御は可能であるが、ボイラ１が水蒸気を過熱する構成ではなく、水蒸気への注水量を制御して、過熱される水蒸気の温度を制御できる構成ではない。したがって注水量を制御しておらず、注水量が低下した場合の制御性悪化を改善できる構成ではない。また燃焼セル３の温度は制御しているが、収熱セル４の温度は制御されておらず、この収熱セル４の温度の高騰によるＮＯｘ濃度の増加を抑制できる構成ではない。
【０００８】
第３の従来の技術は、過熱される水蒸気の温度を制御できる構成ではあるが、水蒸気への注水量の制御による温度制御ではない。したがって注水量が低下した場合の制御性悪化を改善できる構成ではない。また流動層への空気量を制御しているが、水蒸気の温度を制御するための各分岐管における流量の比率による制御が飽和したときに、これに代わる水蒸気の温度の制御を目的としており、流動層１２の温度は、制御されていない。したがって流動層１２の温度の高騰によるＮＯｘ濃度の増加を抑制できる構成ではない。
【０００９】
本発明の目的は、水蒸気への注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を良好にすることができるボイラ装置の制御方法および制御装置を提供することである。
【００１０】
また本発明の目的は、排ガス中の酸化窒素ガス濃度を小さく抑えることができるボイラ装置の制御方法および装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するボイラ装置を制御する制御方法であって、
収熱室の温度を検出する室温検出工程と、
検出した収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定工程と、
検出した収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御工程とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御方法である。
【００１２】
本発明に従えば、収熱室の温度を検出し、その検出した温度が目標室温度範囲内にあるか否かを判定する。この判定結果に基づいて、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する。このような制御をすることによって、収熱室の温度が目標室温度範囲内の温度となるように制御することができる。したがって目標室温度範囲を、排ガス中に含まれる酸化窒素ガスの濃度を小さくすることができる温度範囲に設定すれば、収熱室の温度を、酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができる温度に制御し、酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができる。またこのように収熱室の温度を制御することによって、水蒸気を過熱するために収熱室に導くための手段、たとえば管路などの腐食を抑制することができる。
【００１３】
請求項２記載の本発明は、少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御方法であって、
収熱室の温度を検出する室温検出工程と、
検出した収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定工程と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定工程と、
水蒸気への注水量を検出する水量検出工程と、
検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出した注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御工程とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御方法である。
【００１４】
本発明に従えば、収熱室の温度を検出し、その検出した温度が目標室温度範囲内にあるか否かを判定する。また得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が基準水量以上であるか否かを判定する。これらの判定結果に基づいて、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出した注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する。このような制御をすることによって、検出した注水量である実際の注水量が目標注水量に近づくように制御することができ、実際の注水量を迅速に目標注水量に近づけることができる。目標注水量が基準注水量以上である場合、注水量の制御による水蒸気の温度の制御の制御性が良好であるので、検出した実際の注水量が目標注水量に迅速に近づくように制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を、迅速に目標の温度にすることができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を向上することができる。
【００１５】
請求項３記載の本発明は、少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御方法であって、
収熱室の温度を検出する室温検出工程と、
検出した収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定工程と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定工程と、
過熱された水蒸気の温度を検出する蒸気温検出工程と、
検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出された水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量を制御する制御工程とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御方法である。
【００１６】
本発明に従えば、収熱室の温度を検出し、その検出した温度が目標室温度範囲内にあるか否かを判定する。また得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が基準水量以上であるか否かを判定する。これらの判定結果に基づいて、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出した水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する。このような制御をすることによって、注水量の制御による水蒸気の温度の制御とは別に、水蒸気の温度を制御することができる。目標注水量が基準注水量未満である場合、注水量の制御による水蒸気の温度の制御の制御性が悪化するが、この注水量以外の物理量の制御によっても、水蒸気の温度を制御することができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性の悪化を補って、水蒸気の温度の制御性を全体として良好になるように改善することができる。
【００１７】
請求項４記載の本発明は、少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御方法であって、
収熱室の温度を検出する室温検出工程と、
検出した収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定工程と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定工程と、
水蒸気への注水量を検出する水量検出工程と、
過熱された水蒸気の温度を検出する蒸気温検出工程と、
検出した収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出した注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出された水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御工程とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御方法である。
【００１８】
本発明に従えば、収熱室の温度を検出し、その検出した温度が目標室温度範囲内にあるか否かを判定する。また得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が基準水量以上であるか否かを判定する。これらの判定結果に基づいて、ボイラ装置の動作状態を３つの動作状態に分け、各動作状態に応じて、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する。具体的には、第１の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように制御し、第２の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出した注水量と目標注水量とが近づくように制御し、第３の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出した水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように制御することができる。
【００１９】
第１の動作状態では、収熱室の温度が目標室温度範囲内の温度となるように制御し、排ガス中に含まれる酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができるとともに、水蒸気を収熱室に導くための手段、たとえば管路などの腐食を抑制することができる。第２の動作状態では、検出した実際の注水量が目標注水量に迅速に近づくようにして、過熱して得られる水蒸気の温度を、迅速に目標の温度にすることができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を向上することができる。第３の動作状態では、注水量以外の物理量の制御によっても、水蒸気の温度を制御することができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性の悪化を補って、水蒸気の温度の制御性を全体として良好になるように改善することができる。
【００２０】
このようにボイラ装置の動作状態に応じて制御内容を切換え、各動作状態に応じて制御することができる。これによって排ガス中の酸化窒素ガスの濃度を抑制しかつボイラ装置の腐食を抑制したうえで、水蒸気の温度の制御性を高くし、必要とされる水蒸気の温度を目標水蒸気温度となるように安定して保持することができる。
【００２１】
請求項５記載の本発明は、少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するボイラ装置を制御する制御装置であって、
収熱室の温度を検出する室温検出手段と、
検出された収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定手段と、
検出された収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御手段とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御装置である。
【００２２】
本発明に従えば、収熱室の温度が室温検出手段によって検出され、その検出された温度が目標室温度範囲内にあるか否かが、室温判定手段によって判定される。この判定結果に基づいて、検出された収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方が、制御手段によって制御される。これによって収熱室の温度が目標室温度範囲内の温度となるように制御される。したがって目標室温度範囲を、排ガス中に含まれる酸化窒素ガスの濃度を小さくすることができる温度範囲に設定すれば、収熱室の温度が、酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができる温度に制御され、酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができる。またこのように収熱室の温度が制御されることによって、水蒸気を過熱するために収熱室に導くための手段、たとえば管路などの腐食が抑制される。
【００２３】
請求項６記載の本発明は、少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御装置であって、
収熱室の温度を検出する室温検出手段と、
検出された収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定手段と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定手段と、
水蒸気への注水量を検出する水量検出手段と、
検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出された注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御手段とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御装置である。
【００２４】
本発明に従えば、収熱室の温度が室温検出手段によって検出され、その検出された温度が目標室温度範囲内にあるか否かが、室温判定手段によって判定される。また得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が基準水量以上であるか否かが、水量判定手段によって判定される。これらの判定結果に基づいて、検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出された注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方が、制御手段によって制御される。これによって検出された注水量である実際の注水量が目標注水量に近づくように制御され、実際の注水量を迅速に目標注水量に近づけることができる。目標注水量が基準注水量以上である場合、注水量の制御による水蒸気の温度の制御の制御性が良好であるので、検出した実際の注水量が目標注水量に迅速に近づくように制御されることによって、過熱して得られる水蒸気の温度が、迅速に目標の温度になるようにすることができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を向上することができる。
【００２５】
請求項７記載の本発明は、少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御装置であって、
収熱室の温度を検出する室温検出手段と、
検出された収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定手段と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定手段と、
過熱された水蒸気の温度を検出する蒸気温検出手段と、
検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出された水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量を制御する制御手段とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御装置である。
【００２６】
本発明に従えば、収熱室の温度が室温検出手段によって検出され、その検出された温度が目標室温度範囲内にあるか否かが、室温判定手段によって判定される。また得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が基準水量以上であるか否かが、水量判定手段によって判定される。これらの判定結果に基づいて、検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出された水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方が、制御手段によって制御される。これによって注水量の制御による水蒸気の温度の制御とは別に、水蒸気の温度が制御される。目標注水量が基準注水量未満である場合、注水量の制御による水蒸気の温度の制御の制御性が悪化するが、この注水量以外の物理量の制御によっても、水蒸気の温度が制御され、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性の悪化を補って、水蒸気の温度の制御性を全体として良好になるように改善することができる。
【００２７】
請求項８記載の本発明は、少なくとも燃焼室および収熱室を有する加熱炉内で熱媒体を循環させ、収熱室において熱媒体から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、収熱室に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ装置を制御する制御装置であって、
収熱室の温度を検出する室温検出手段と、
検出された収熱室の温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定手段と、
得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定手段と、
水蒸気への注水量を検出する水量検出手段と、
過熱された水蒸気の温度を検出する蒸気温検出手段と、
検出された収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出された注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出された収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出された水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御手段とを含むことを特徴とするボイラ装置の制御装置である。
【００２８】
本発明に従えば、収熱室の温度が室温検出手段によって検出され、その検出された温度が目標室温度範囲内にあるか否かが、室温判定手段によって判定される。また得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が、基準水量以上であるか否かが、水量判定手段によって判定される。これらの判定結果に基づいて、ボイラ装置の動作状態が３つの動作状態に分けられて、各動作状態に応じて、熱媒体の循環流量および熱媒体から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方が、制御手段によって制御される。具体的には、第１の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように制御され、第２の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出した注水量と目標注水量とが近づくように制御され、第３の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出した水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように制御される。
【００２９】
第１の動作状態では、収熱室の温度が目標室温度範囲内の温度となるように制御され、排ガス中に含まれる酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができるとともに、水蒸気を収熱室に導くための手段、たとえば管路などの腐食を抑制することができる。第２の動作状態では、検出された実際の注水量が目標注水量に迅速に近づけられ、過熱して得られる水蒸気の温度が、迅速に目標の温度になるようにすることができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を向上することができる。第３の動作状態では、注水量以外の物理量の制御によっても、水蒸気の温度が制御され、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性の悪化を補って、水蒸気の温度の制御性を全体として良好になるように改善することができる。
【００３０】
このようにボイラ装置の動作状態に応じて制御内容が切換えられ、各動作状態に応じて制御される。これによって排ガス中の酸化窒素ガスの濃度を抑制しかつボイラ装置の腐食を抑制したうえで、水蒸気の温度の制御性を高くし、必要とされる水蒸気の温度を目標水蒸気温度となるように安定して保持することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の内部循環流動床ボイラ２０を制御する制御装置２１を示すブロック図である。図２は、内部循環流動床ボイラ２０を示すブロック図である。図２は、加熱炉２２の炉体２５およびボイラドラム２３などの厚みを省略して簡略化して示す。ボイラ装置である内部循環流動床ボイラ（以下単に「ボイラ」という場合がある）２０は、加熱炉２２およびボイラドラム（以下単に「ドラム」という場合がある）２３を有する。
【００３２】
加熱炉２２は、炉空間２４を形成する炉体２５に、複数、本実施の形態では４つの平板状の仕切壁２６〜２９が略平行に設けられる。これら各仕切壁２６〜２９によって、炉空間２４の下部領域が仕切られて、複数、本実施の形態では５つのセル３０〜３４が、各仕切壁２６〜２９の厚み方向と平行な並び方向へ並んで形成される。各仕切壁２６〜２９は、炉体２５の底部３５から上方へ間隔をあけて配置されている。前記５つのセル３０〜３４は、並び方向中央に配置される燃焼室である燃焼セル３０と、燃焼セル３０の並び方向両外側に配置される循環室である第１および第２循環セル３１，３２と、第１および第２循環セル３１，３２のさらに並び方向両外側に配置される収熱室である第１および第２収熱せる３３，３４とを有する。
【００３３】
各セル３０〜３４に仕切られる炉空間２４の下部領域に、たとえば砂などの紛流体から成る熱媒体３６が収容される。熱媒体３６は、各セル３０〜３４間で流動可能である。このような熱媒体３６を設けて、流動層が形成される。
【００３４】
ボイラ２０は、燃焼セル３０で、燃料供給手段によって供給されるごみ固形化燃料（ＲＤＦ）などの燃料を燃焼させ、熱を発生させる。熱媒体３６を流動させることによって、燃焼セル３０で発生される熱を第１および第２収熱セル３３，３４に移動させ、その熱を水蒸気および水に伝熱して加熱し、第１収熱セル３３では水蒸気を過熱し、第２収熱セル３４では水を蒸発させる。
【００３５】
ドラム２３には、水が収容されており、この水は、ドラム２３と第２収熱セル３４との間で、水循環管路５２を介して循環される。水循環管路５２の第２収熱セル３４内に配置される部分には、蒸発管５４が介在される。蒸発手段である蒸発管５４では、熱媒体３６から水に熱が伝熱され、水が加熱されて蒸発される。このように水を循環させながら水蒸気が生成される。
【００３６】
生成される水蒸気は、ドラム２３から需要先である蒸気負荷５１に、蒸気供給管路５３を介して供給される。蒸気供給管路５３は、ドラム２３から、燃焼セル３０での燃焼によって生じる排ガスを排出するための排ガスダクト５０内および第１収熱セル３３内を、この順に経て蒸気負荷５１に延びている。蒸気供給管路５３の排ガスダクト５０内に配置される部分には、第１過熱器管５５が介在され、蒸気供給管路５３の第１収熱セル３３内に配置される部分には、第２過熱器管５６が介在される。第１の過熱手段である第１過熱器管５５では、排ガスから水蒸気に熱が伝熱され、水蒸気が過熱される。第２の過熱手段である第２加熱器管５６では、熱媒体３６から水蒸気に熱が伝熱され、水蒸気が過熱される。
【００３７】
またボイラ２０は、燃焼用空気供給手段４５、第１および第２循環用空気供給手段３７，３８ならびに第１および第２伝熱制御用空気供給手段５７，５８を有する。燃焼用空気供給手段４５は、燃焼用空気供給管路４６によって空気供給源６６から空気を導き、炉体２５の底部３５から燃焼セル３０に、燃焼用空気として供給する。燃焼用空気供給管路４６には、燃焼用空気流量調整弁４７が設けられており、開度を制御して、燃焼用空気の供給流量を制御することができる。燃焼セル３０では、この燃焼用空気を利用して、燃料が燃焼され、燃焼用空気の供給流量を制御することによって、燃料の燃焼によって発生される熱量を制御することができる。
【００３８】
第１および第２流動用空気供給手段３７，３８は、第１および第２流動用空気供給管路３９，４０によって空気供給源６６から空気を導き、炉体２５の底部３５から第１および第２循環セル３１に、循環用空気としてそれぞれ供給する。第１および第２流動用空気供給管路３９，４０には、第１および第２流動用空気流量調整弁４１，４２がそれぞれ設けられており、各開度を個別に制御して、第１および第２循環セル３１，３２に供給する流動用空気の供給流量を個別にそれぞれ制御することができる。
【００３９】
第１循環セル３１に循環用空気を供給すると、熱媒体３６は、矢符Ａ１〜Ａ３で示すように、燃焼セル３０から、第１循環セル３１を経て第１収熱セル３３に移動し、再び第１循環セル３１を経て燃焼セル３０に戻るように、第１循環経路を流動して循環される。第２循環セル３２に循環用空気を供給すると、熱媒体３６は、矢符Ｂ１〜Ｂ３で示すように、燃焼セル３０から、第２循環セル３２を経て第２収熱セル３４に移動し、再び第２循環セル３２を経て燃焼セル３０に戻るように、第２循環経路を流動して循環される。このように熱媒体３６を循環させることによって、燃焼セル３０で発生される熱を、第１および第２収熱セル３３，３４に移動させることができる。また第１および第２循環セル３１，３２への流動用空気の供給流量を制御することによって、第１および第２循環経路で循環される熱媒体３６の循環流量を制御し、燃焼セル３０から第１および第２収熱セル３３，３４への移動する熱量を制御することができる。
【００４０】
第１および第２伝熱制御用空気供給手段５７，５８は、第１および第２伝熱制御用空気供給管路５９，６０によって空気供給源６６から空気を導き、炉体２５の底部３５から第１および第２収熱セル３３，３４に伝熱制御用空気として供給する。第１および第２伝熱制御用空気供給管路５９，６０には、第１および第２伝熱制御用空気流量調整弁６１，６２が設けられており、各開度を個別に制御して、第１および第２収熱セル３３，３４に供給する伝熱制御用空気の供給流量を個別にそれぞれ制御することができる。
【００４１】
第１収熱セル３３に伝熱制御用空気を供給すると、熱媒体３６から第２加熱器管５６内の水蒸気への伝熱が補助され、伝熱しやすくなる。第２収熱セル３４に伝熱制御用空気を供給すると、熱媒体３６から蒸発管５４内の水への伝熱が補助され、伝熱しやすくなる。第１および第２収熱セル３３，３４への伝熱制御用空気の供給流量を制御することによって、熱媒体３６から水蒸気および水への伝熱量を制御することができる。
【００４２】
燃焼用空気、流動用空気および伝熱制御用空気として供給される空気の供給源６６は、本実施の形態では共通であるが、個別に設けられてもよい。
【００４３】
また蒸気供給管路５３には、第１および第２過熱器管５５，５６間に、過熱低減手段である過熱低減器６３が介在される。過熱低減器６３は、蒸気供給管路５３に水を注水するための手段であり、この注水によって水蒸気の温度を低下させる。過熱低減器６３には、水供給手段６４によって水が供給され、この水を水蒸気に注水する。
【００４４】
水供給手段６４は、水供給管路６５によって水供給源６７から水を導き、過熱低減器６３に供給する。水供給管路６５には、水流量調整弁６８が設けられており、開度を制御して、過熱低減器６３に供給する水の供給流量を制御することができる。注水流量を制御することによって、蒸気負荷５１に供給される水蒸気の温度を制御することができる。
【００４５】
このようなボイラ２０を制御するために、本実施の形態の制御装置２１が設けられる。この制御装置２１は、少なくとも燃焼セル３０および収熱セル３３，３４を有する加熱炉２２内で熱媒体３６を循環させ、第１収熱セル３３において熱媒体３６から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、第１収熱セル３３に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御する前述のボイラ２０を制御する。
【００４６】
制御装置２１は、詳細な説明は省略するが、燃焼セル３６および蒸発管５４での水蒸気の発生量などに基づいて、燃焼用空気流量調整弁４７、第２循環用空気流量調整弁４２および第２伝熱制御用空気流量調整弁６２の開度を制御し、燃焼セル３０、第２循環セル３２および第２収熱セル３４への空気の供給量を制御するように構成されている。したがって制御装置２１は、単位時間あたりに所定の生成量で水蒸気が生成されるように、ボイラ２０を制御している。
【００４７】
この制御装置２１は、目標蒸気温度設定手段７０と、蒸気温度検出手段７１と、注水量制御手段７３とを有する。目標蒸気温度設定手段７０は、蒸気負荷５１で必要とされる水蒸気の温度を目標水蒸気温度として設定する手段であり、目標水蒸気温度を注水量制御手段７３に与える。この目標水蒸気温度は、ボイラ２０を製造するときに予め設定されてもよいし、作業者が入力手段などを用いて入力して設定できるようにしてもよい。
【００４８】
蒸気温度検出手段７１は、蒸気供給管路５３の第２過熱器管５６および蒸気負荷５１間に設けられる温度検出器であり、ボイラ２０で得られて蒸気負荷５１に供給される水蒸気の温度を検出する。蒸気温度検出手段７１は、検出した水蒸気の温度（以下「検出水蒸気温度」という場合がある）を注水量制御手段７３に与える。
【００４９】
注水量制御手段７３は、たとえば、蒸気負荷に基づいて、目標注水量を演算して求める。目標注水量は、過熱低減器６３で水蒸気に単位時間あたりに注水する注水量の目標値であり、検出水蒸気温度が目標水蒸気温度と一致する温度になるようにするための注水量である。また注水量制御手段７３は、目標水蒸気温度と検出水蒸気温度に基づいて、検出水蒸気温度が目標水蒸気温度となるように水流量調整弁６８の開度を制御し、過熱低減器６３の水の供給流量を制御する。このようして目標水蒸気温度の水蒸気を蒸気負荷５１に供給できるように制御される。
【００５０】
制御装置２１は、さらに、目標室温度設定手段８０と、室温検出手段８１と、水量検出手段８２と、流動用空気供給流量検出手段８３と、伝熱制御用空気供給流量検出手段８４と、空気供給流量制御手段８５とを有する。
【００５１】
目標室温度設定手段８０は、第２過熱器管５６で水蒸気を過熱して、目標水蒸気温度の水蒸気を得ることが可能であり、排ガス中に含まれる酸化窒素ガス（ＮＯｘ）の濃度を低く抑制することができ、さらに第２過熱器管５６の腐食を抑制することができる第１収熱セル３３の温度を、目標室温度として設定する手段であり、目標室温度を空気供給流量制御手段８５に与える。この目標室温度は、ボイラ２０を製造するときに予め設定されてもよいし、作業者が入力手段などを用いて入力して設定できるようにしてもよい。
【００５２】
室温検出手段８１は、第１収熱セル３３に設けられる温度検出器であり、第１収熱セル３３の温度を検出する。具体的には、第１収熱セル３３にある熱媒体３６の温度を検出する。室温検出手段８１は、検出した第１収熱セルの温度（以下「検出第１収熱セル温度」という場合がある）を空気供給流量制御手段８５に与える。
【００５３】
水量検出手段８２は、水供給管路６５に設けられる流量検出器であり、水供給管路６５を介して過熱低減器６３に供給される水の流量を検出する。この検出される水の流量は、加熱低減器６３における注水量である単位時間あたりに水蒸気に注水される水量に相当する。水量検出手段８２は、検出した水量（以下「検出注水量」という場合がある）を空気供給流量制御手段８５に与える。
【００５４】
流動用空気供給流量検出手段８３は、第１流動用空気供給管路３９に設けられる流量検出器であり、第１流動用空気供給管路３９を介して第１循環セル３１に供給される流動用空気の流量を検出する。流動用空気供給流量検出手段８３は、検出した流動用空気の供給流量（以下「検出流動用空気供給流量」という場合がある）を空気供給流量制御手段８５に与える。
【００５５】
伝熱制御用空気供給流量検出手段８４は、第１伝熱制御用空気供給管路５９に設けられる流量検出器であり、第１伝熱制御用空気供給管路５９を介して第１収熱セル３３に供給される伝熱制御用空気の流量を検出する。伝熱制御用空気供給流量検出手段８４は、検出した伝熱制御用空気の供給流量（以下「検出伝熱制御用空気供給流量」という場合がある）を空気供給流量制御手段８５に与える。
【００５６】
空気供給流量制御手段８５には、目標室温度、検出第１収熱セル温度、検出注水量、検出流動用空気供給流量および検出伝熱制御用空気供給流量に加えて、目標蒸気温度設定手段７０から目標水蒸気温度が与えられ、主蒸気温度検出手段７１から検出水蒸気温度が与えられ、注水量制御手段７３から目標注水量が与えられる。空気供給流量制御手段８５は、これらの与えられる情報に基づいて、第１流動用空気流量調整弁４１の開度を制御し、第１循環セル３１への流動用空気の供給流量を制御して、第１循環経路を循環する熱媒体３６の循環流量を制御する。また空気供給流量制御手段８５は、前記与えられる情報に基づいて、第１伝熱制御用空気流量調整弁６１の開度を制御し、第１収熱セル３３への伝熱制御用空気の供給流量を制御して、第１収熱セル３３において熱媒体３６から水蒸気への伝熱量を制御する。このようして第１収熱セル３３の温度および第２過熱器管５６における過熱の度合が制御される。
【００５７】
さらに詳細に説明すると、空気供給流量制御手段８５は、第１〜第８制御演算部９１〜９８と、第１および第２信号切替部９９，１００と、第１および第２目標演算部１０１，１０２とを有する。またさらに空気供給流量制御手段８５は、室温度比較部１０３、注水量比較部１０４、蒸気温度比較部１０５、流動用空気供給流量比較部１０６および伝熱制御用空気供給流量比較部１０７を有する。
【００５８】
空気供給流量制御手段８５では、室温度比較部１０３に、目標室温度および検出室温度が与えられる。室温度比較部１０３は、目標室温度および検出室温度を比較して目標室温度から検出室温度を減算した室温度偏差を算出し、第１および第５制御演算部９１，９５に与える。
【００５９】
第１制御演算部９１は、室温度偏差に基づいて、室温度偏差が小さくなるように、換言すれば、検出室温度が目標室温度となるように、第１収熱セルの温度を制御するように指令する室温度制御指令を、第１信号切替部９９に与える。第１制御演算部９１から第１信号切替部９９への室温度制御指令は、室温度偏差に基づいて演算される数値である。本実施の形態では、たとえば０〜１００の数値であって、室温度偏差が大きくなるにつれて大きくなるように、室温度偏差が０の場合を５０とし、室温度偏差が正の場合に５０を超える１００以下となり、室温度偏差が負の場合０以上５０未満の数値となるように演算される。
【００６０】
第５制御演算部９５は、室温度偏差に基づいて、室温度偏差が小さくなるように、換言すれば、検出室温度が目標室温度となるように、第１収熱セルの温度を制御するように指令する室温度制御指令を、第２信号切替部１００に与える。第５制御演算部９５から第２信号切替部１００への室温度制御指令は、室温度偏差に基づいて演算される数値である。本実施の形態では、たとえば０〜１００の数値であって、室温度偏差が大きくなるにつれて大きくなるように、室温度偏差が０の場合を５０とし、室温度偏差が正の場合に５０を超える１００以下となり、室温度偏差が負の場合０以上５０未満の数値となるように演算される。
【００６１】
第１および第５制御演算部９１，９５では、同様の目的の演算ではあるが、これらの演算結果で制御される対象が異なるので、異なる演算結果が出力される。
【００６２】
空気供給流量制御手段８５では、注水量比較部１０４に、目標注水量および検出注水量が与えられる。注水量比較部１０４は、目標注水量および検出注水量を比較して目標注水量から検出注水量を減算した注水量偏差を算出し、第２および第６制御演算部９２，９６に与える。
【００６３】
第２制御演算部９２は、注水量偏差に基づいて、注水量偏差が小さくなるように、換言すれば、検出注水量が目標注水量となるように、過熱低減器６３での水蒸気への注水量を制御するように指令する注水量制御指令を、第１信号切替部９９に与える。第２制御演算部９１から第１信号切替部９９への注水量制御指令は、注水量偏差に基づいて演算される数値である。本実施の形態では、たとえば０〜１００の数値であって、注水量偏差が大きくなるにつれて大きくなるように、注水量偏差が０の場合を５０とし、注水量偏差が正の場合に５０を超える１００以下となり、注水量偏差が負の場合０以上５０未満の数値となるように演算される。
【００６４】
第６制御演算部９６は、注水量偏差に基づいて、注水量偏差が小さくなるように、換言すれば、検出注水量が目標注水量となるように、過熱低減器６３での水蒸気への注水量を制御するように指令する注水量制御指令を、第２信号切替部１００に与える。第６制御演算部９５から第２信号切替部１００への注水量制御指令は、注水量偏差に基づいて演算される数値である。本実施の形態では、たとえば０〜１００の数値であって、注水量偏差が大きくなるにつれて大きくなるように、注水量偏差が０の場合を５０とし、注水量偏差が正の場合に５０を超える１００以下となり、注水量偏差が負の場合０以上５０未満の数値となるように演算される。
【００６５】
第２および第６制御演算部９２，９６では、同様の目的の演算ではあるが、これらの演算結果で制御される対象が異なるので、異なる演算結果が出力される。
【００６６】
空気供給流量制御手段８５では、蒸気温度比較部１０５に、目標水蒸気温度および検出水蒸気温度が与えられる。蒸気温度比較部１０５は、目標水蒸気温度および検出水蒸気温度を比較して目標水蒸気温度から検出水蒸気温度を減算した水蒸気温度偏差を算出し、第３および第７制御演算部９３，９７に与える。
【００６７】
第３制御演算部９３は、水蒸気温度偏差に基づいて、水蒸気温度偏差が小さくなるように、換言すれば、検出水蒸気温度が目標水蒸気温度となるように、第２過熱器管５６で過熱されて得られ、蒸気負荷５１に与えられる水蒸気温度を制御するように指令する水蒸気温度制御指令を、第１信号切替部９９に与える。第３制御演算部９３から第１信号切替部９９への水蒸気温度制御指令は、水蒸気温度偏差に基づいて演算される数値である。本実施の形態では、たとえば０〜１００の数値であって、水蒸気温度偏差が大きくなるにつれて大きくなるように、水蒸気温度偏差が０の場合を５０とし、水蒸気温度偏差が正の場合に５０を超える１００以下となり、水蒸気温度偏差が負の場合０以上５０未満の数値となるように演算される。
【００６８】
第７制御演算部９７は、水蒸気温度偏差に基づいて、水蒸気温度偏差が小さくなるように、換言すれば、検出水蒸気温度が目標水蒸気温度となるように、第２過熱器管５６で過熱されて得られ、蒸気負荷５１に与えられる水蒸気温度を制御するように指令する水蒸気温度制御指令を、第２信号切替部１００に与える。第７制御演算部９７から第２信号切替部１００への水蒸気温度制御指令は、水蒸気温度偏差に基づいて演算される数値である。本実施の形態では、たとえば０〜１００の数値であって、水蒸気温度偏差が大きくなるにつれて大きくなるように、水蒸気温度偏差が０の場合を５０とし、水蒸気温度偏差が正の場合に５０を超える１００以下となり、水蒸気温度偏差が負の場合０以上５０未満の数値となるように演算される。
【００６９】
第３および第７制御演算部９３，９７では、同様の目的の演算ではあるがこれらの演算結果で制御される対象が異なるので、異なる演算結果が出力される。
【００７０】
第１信号切替部９９は、室温判定する。室温判定は、検出室温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かの判定である。目標室温度範囲は、目標室温度との差が予め定める設定差以下である範囲であって、第２過熱器管５６で水蒸気を過熱して、目標水蒸気温度の水蒸気を得ることが可能であり、排ガス中に含まれる酸化窒素ガス（ＮＯｘ）の濃度を低く抑制することができ、さらに第２過熱器管５６の腐食を抑制することができる第１収熱セル３３の温度の範囲である。第１信号切替部９９には、図示は省略するが、目標室温度設定手段８０から目標室温度が与えられており、また検出室温度も与えられており、目標室温度と検出室温度から室温度偏差の絶対値を把握し、この室温度偏差の絶対値が前記設定差と同一値の閾値以下であるか否かを判定し、閾値以下である場合には、検出室温度が目標温度範囲内にあり、閾値を超える場合には、目標温度範囲外にあると判定する。
【００７１】
また第１信号切替部９９は、水量判定する。水量判定は、目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かの判定である。第１信号切替部９９には、図示は省略するが、注水量制御手段７３から目標注水量が与えられており、目標注水量と基準水量とを比較して、水量判定する。
【００７２】
第１信号切替部９９は、これら室温判定および水量判定の結果に基づいてボイラ２０の動作状態を判定し、動作状態に基づいて、第１循環セル３１に供給すべき流動用空気の供給流量を演算するように指令する目標流動用空気供給流量演算指令を第１目標演算部１０１に与える。具体的には、第１信号切替部９９は、動作状態に基づいて、与えられる室温制御指令、注水量制御指令および水蒸気温度制御指令のうちいずれか１つを選択し、選択した制御指令を、目標流動用空気供給流量演算指令として第１目標演算部１０１に与える。さらに詳細に述べると、室温判定の結果、検出室温度が目標温度範囲外にある第１動作状態にあると判定すると、室温制御指令を選択し、室温判定の結果、検出室温度が目標温度範囲内にあり、水量判定の結果、目標注水量が基準水量以上である第２動作状態にあると判定すると、注水量制御指令を選択し、室温判定の結果、検出室温度が目標温度範囲内にあり、水量判定の結果、目標注水量が基準水量未満である第３動作状態にあると判定すると、水蒸気温度制御指令を選択する。
【００７３】
第１目標演算部１０１は、与えられる室温制御指令、注水量制御指令および水蒸気温度制御指令のうちのいずれか１つの制御指令に基づいて、第１循環セル３１に供給すべき流動用空気の供給流量の目標値（以下「目標流動用空気供給流量」）を演算して求める。具体的には、次式（１）を用いて演算する。
Ｙ１＝Ａ１＋Ｂ１×（Ｘ−５０）                          …（１）
【００７４】
ここでＹ１は、目標流動用空気供給流量であり、Ａ１は、予め定められる基準流動用空気供給流量であり、Ｂ１は、与えられる制御指令に基づいて流動用空気供給流量を変化させる場合の変化の大きさを決定する係数である。
【００７５】
第１目標演算部１０１は、Ｘに与えられる制御指令の数値を代入して、目標流動用空気供給流量（Ｙ１）を演算し、流動用空気供給流量比較部１０６に与える。基準流動用空気供給流量Ａ１および係数Ｂ１は、制御装置２１を製造するときに予め設定されてもよいし、作業者が入力手段などを用いて入力して設定できるようにしてもよい。
【００７６】
目標流動用空気供給流量は、室温度制御指令が与えられる場合、第１収熱セル３３の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体３６の循環流量を制御するための流動用空気供給流量である。また目標流動用空気供給流量は、水蒸気温度制御指令が与えられる場合、検出水蒸気温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体３６の循環流量を制御するための流動用空気供給流量である。また目標流動用空気供給流量は、注水量制御指令が与えられる場合、検出注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体３６の循環流量を制御するための流動用空気供給流量である。
【００７７】
流動用空気供給流量比較部１０６には、前述のように目標流動用空気供給流量が与えられるとともに、検出流動用空気供給流量が与えられる。流動用空気供給流量比較部１０６は、目標流動用空気供給流量および検出流動用空気供給流量を比較して目標流動用空気供給流量から検出流動用空気供給流量を減算した流動用空気供給流量偏差を算出し、第４制御演算部９４に与える。
【００７８】
第４制御演算部９４は、流動用空気供給流量偏差に基づいて、流動用空気供給流量偏差が小さくなるように、換言すれば、検出流動用空気供給流量が目標流動用空気供給流量となるように、第１流動用空気供給流量調整弁４１の開度を制御する流動用開度指令を第１流動用空気供給流量調整弁４１に与える。第１流動用空気供給流量調整弁４１では、流動用開度指令に基づいて、開度を調整し、第１循環セル３１への流動用空気の供給流量を制御する。このようにして第１循環経路３１における熱媒体３６の循環流量が制御される。
【００７９】
第２信号切替部１００は、室温判定および水量判定する。この室温判定および水量判定は、第１信号切替部９９における判定と同様の判定である。第２信号判定部１００は、室温判定および水量判定の結果に基づいてボイラ２０の動作状態を判定し、動作状態に基づいて、第１収熱セル３３に供給すべき伝熱制御用空気の供給流量を演算するように指令する目標伝熱制御用空気供給流量演算指令を第２目標演算部１０２に与える。具体的には、第２信号切替部１００は、第１信号切替部９９と同様に動作状態を判定して、室温制御指令、注水量制御指令および水蒸気温度制御指令のうちいずれか１つを選択し、選択した制御指令を、目標伝熱制御用空気供給流量演算指令して第２目標演算部１０２に与える。つまり第１動作状態にあると判定すると、室温制御指令を選択し、第２動作状態にあると判定すると、注水量制御指令を選択し、第３動作状態にあると判定すると、水蒸気温度制御指令を選択する。
【００８０】
第２目標演算部１０２は、与えられる室温制御指令、注水量制御指令および水蒸気温度制御指令のうちのいずれか１つの制御指令に基づいて、第１収熱セル３３に供給すべき伝熱制御用空気の供給流量の目標値（以下「目標伝熱制御用空気供給流量」）を演算して求める。具体的には、次式（２）を用いて演算する。
Ｙ２＝Ａ２＋Ｂ２×（Ｘ−５０）                          …（２）
【００８１】
ここでＹ２は、目標伝熱制御用空気供給流量であり、Ａ２は、予め定められる基準伝熱制御用空気供給流量であり、Ｂ２は、与えられる制御指令に基づいて伝熱制御用空気供給流量を変化させる場合の変化の大きさを決定する係数である。
【００８２】
第２目標演算部１０２は、Ｘに与えられる制御指令の数値を代入して、目標伝熱制御用空気供給流量（Ｙ２）を演算し、伝熱制御用空気供給流量比較部１０７に与える。基準伝熱制御用空気供給流量Ａ１および係数Ｂ１は、制御装置２１を製造するときに予め設定されてもよいし、作業者が入力手段などを用いて入力して設定できるようにしてもよい。
【００８３】
伝熱制御流動用空気供給流量は、室温度制御指令が与えられる場合、第１収熱セル３３の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体３６から第２過熱器管５６内の水蒸気への伝熱量を制御するための伝熱制御用空気供給流量である。また目標伝熱制御用空気供給流量は、水蒸気温度制御指令が与えられる場合、検出水蒸気温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体３６から第２過熱器管５６内の水蒸気への伝熱量を制御するための伝熱制御用空気供給流量である。また伝熱制御流動用空気供給流量は、注水量制御指令が与えられる場合、検出注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体３６から第２過熱器管５６内の水蒸気への伝熱量を制御するための伝熱制御用空気供給流量である。
【００８４】
伝熱制御用空気供給流量比較部１０７には、前述のように目標伝熱制御用空気供給流量が与えられるとともに、検出伝熱制御用空気供給流量が与えられる。伝熱制御用空気供給流量比較部１０７は、目標伝熱制御用空気供給流量および検出伝熱制御用空気供給流量を比較して目標伝熱制御用空気供給流量から検出伝熱制御用空気供給流量を減算した伝熱制御用空気供給流量偏差を算出し、第８制御演算部９８に与える。
【００８５】
第８制御演算部９８は、伝熱制御用空気供給流量偏差に基づいて、伝熱制御用空気供給流量偏差が小さくなるように、換言すれば、検出伝熱制御用空気供給流量が目標伝熱制御用空気供給流量となるように、第１伝熱制御用空気供給流量調整弁６１の開度を制御する伝熱制御用開度指令を第１伝熱制御用空気供給流量調整弁６１に与える。第１伝熱制御用空気供給流量調整弁６１では、伝熱制御用開度指令に基づいて、開度を調整し、第１収熱セル３３への伝熱制御用空気の供給流量を制御する。このようにして第１収熱セル３３における熱媒体３６から第２過熱器管５６内の水蒸気への伝熱量が制御される。
【００８６】
このような空気供給流量制御手段８５において、第１および第２信号切替部９９，１００を含んで、検出された第１収熱セル３３の温度である検出室温度が予め定める目標室温度範囲内にあるか否かを判定する室温判定手段が構成され、得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が予め定める基準水量以上であるか否かを判定する水量判定手段が構成される。また第１および第２信号切替部９９，１００と、第１および第２目標演算部１０１，１０２と、流動用空気供給流量比較部１０６と、伝熱制御用空気供給流量比較部１０７と、第４および第８制御演算部９８を含んで、検出室温度が目標室温度範囲外にある場合、第１収熱セル３３の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出室温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御し、検出室温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出水蒸気温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する制御手段（以下「切替制御部」という場合がある）が構成される。」
図３は、切替制御部における動作を示すフローチャートである。切替制御部における動作は、ボイラ２０が稼動開始されるとステップＳ０で開始され、ステップＳ１に進む。ステップＳ１では、第１および第２信号切替部９９，１００において、第１収熱セル３３の温度が所定範囲内にあるか、すなわち前述のように、検出室温度が目標室温度範囲内にあるか否かを、それぞれ判定する。第１および第２信号切替部９９，１００の判定結果は、同一となる。検出室温度が目標室温度範囲内にあると判定すると、ステップＳ２に進み、検出室温度が目標室温度範囲外にあるすなわち検出室温度が目標室温度範囲内にないと判定すると、ステップＳ５に進む。
【００８７】
ステップＳ２では、第１および第２信号切替部９９，１００において、目標注水量が基準値以上か、すなわち前述のように、目標注水量が基準注水量以上であるか否かを、それぞれ判定する。第１および第２信号切替部９９，１００の判定結果は、同一となる。目標注水量が基準注水量以上であると判定すると、ステップＳ３に進み、目標注水量が基準注水量未満であると判定すると、ステップＳ６に進む。
【００８８】
ステップＳ３では、第１および第２信号切替部９９，１００において、注水量制御指令をそれぞれ選択し、目標流動用空気供給流量演算指令および目標伝熱制御用空気供給流量演算指令として第１および第２目標演算部１０１，１０２にそれぞれ与え、ステップＳ４に進む。ステップＳ５では、第１および第２信号切替部９９，１００において、室温度制御指令をそれぞれ選択し、目標流動用空気供給流量演算指令および目標伝熱制御用空気供給流量演算指令として第１および第２目標演算部１０１，１０２にそれぞれ与え、ステップＳ４に進む。ステップＳ６では、第１および第２信号切替部９９，１００において、水蒸気温度制御指令をそれぞれ選択し、目標流動用空気供給流量演算指令および目標伝熱制御用空気供給流量演算指令として第１および第２目標演算部１０１，１０２にそれぞれ与え、ステップＳ４に進む。
【００８９】
ステップＳ４では、第１目標演算部１０１において、目標流動用空気供給流量演算指令に基づいて、前述のように式（１）を用いて目標流動用空気供給流量を演算する。さらに流動用空気供給流量比較部１０６において、流動用空気供給流量偏差を算出し、第４制御演算部９４において、流動用空気供給流量偏差に基づいて、検出流動用空気供給流量が目標流動用空気供給流量となるように、第１流動用空気供給流量調整弁４１の開度を制御する流動用開度指令を第１流動用空気供給流量調整弁４１に与える。このようにして、第１循環セル３１への流動用空気の供給流量が制御され、第１循環経路３１における熱媒体３６の循環流量が制御される。
【００９０】
またステップＳ４では、第２目標演算部１０２において、目標伝熱制御用空気供給流量演算指令に基づいて、前述のように式（２）を用いて目標伝熱制御用空気供給流量を演算する。さらに伝熱制御用空気供給流量比較部１０７において、伝熱制御用空気供給流量偏差を算出し、第８制御演算部９８において、伝熱制御用空気供給流量偏差に基づいて、検出伝熱制御用空気供給流量が目標伝熱制御用空気供給流量となるように、第１伝熱制御用空気供給流量調整弁６１の開度を制御する伝熱制御用開度指令を第１伝熱制御用空気供給流量調整弁６１に与える。このようにして、第１収熱セル３３への伝熱制御用空気の供給流量が制御され、第１収熱セル３３における熱媒体３６から第２過熱器管５６内の水蒸気への伝熱量が制御される。
【００９１】
このようなステップＳ４の動作が終了すると、ステップＳ１に戻る。このような一連の動作を、ボイラ２０が稼動される間、繰り返して実行する。
【００９２】
このように制御装置２１では、前述のような制御方法に従って、ボイラ２０を制御している。この制御方法は、少なくとも燃焼セル３０および第１収熱セル３３を有する加熱炉２４４内で熱媒体３６を循環させ、第１収熱セル３３において熱媒体３６から水蒸気に伝熱させて水蒸気を過熱するとともに、第１収熱セル３３に導かれる水蒸気に注水し、その注水量を制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を制御するボイラ２０を制御する方法であって、室温検出工程と、室温判定工程と、水量判定工程と、水量検出工程と、蒸気温検出工程と、制御工程（以下「切替制御工程」という場合がある）とを含む。
【００９３】
室温検出工程では、第１収熱セル３３の温度を、室温検出手段８１を用いて検出する。室温判定工程では、図３のステップＳ１に示すように、第１および第２信号切替部９９，１００によって、検出室温度が目標室温度範囲内にあるか否かを判定する。水量判定工程では、図３のステップＳ２示すように、第１および第２信号切替部９９，１００によって、得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が基準水量以上であるか否かを判定する。水量検出工程では、過熱低減器６３における水蒸気への注水量を、水量検出手段８２によって検出する。蒸気温検出工程は、過熱された水蒸気の温度である蒸気負荷５１に供給される水蒸気の温度を、蒸気温度検出手段７１によって検出する。
【００９４】
切替制御工程では、検出室温度が目標室温度範囲外にある場合、第１収熱セル３３の温度が目標室温度範囲内に入るように、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する。また切替制御工程では、検出室温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出注水量と目標注水量とが近づくように、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する。また切替制御工程では、検出室温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出水蒸気温度と目標水蒸気温度とが近づくように、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方を制御する。このような切替制御工程は、図３のステップＳ３〜Ｓ６を含んで構成される。
【００９５】
以上説明したような本実施の形態によれば、第１収熱セル３３の温度が室温検出工程で室温検出手段８１によって検出され、その検出室温度が目標室温度範囲内にあるか否かが、室温判定工程で、第１および第２信号切替部９９，１００によって判定される。また得られる水蒸気の温度を目標水蒸気温度にするための目標注水量が、基準水量以上であるか否かが、水量判定工程で、第１および第２信号切替部９９，１００によって判定される。
【００９６】
これらの判定結果に基づいて、ボイラ２０の動作状態が３つの動作状態、すなわち前述の第１〜第３動作状態に分けられて、各動作状態に応じて、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量のうち少なくともいずれか一方が、切替制御工程で、切替制御手段によって制御される。具体的には、第１動作状態では、第１収熱セル３３の温度が目標室温度範囲内に入るように制御され、第２動作状態では、検出注水量と目標注水量とが近づくように制御され、第３動作状態では、検出水蒸気温度と目標水蒸気温度とが近づくように制御される。
【００９７】
第１動作状態では、第１収熱セル３３の温度が目標室温度範囲内の温度となるように制御されるので、排ガス中に含まれる酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができるとともに、水蒸気を第１収熱セル３３に導くための手段である蒸気供給管路５３および第２過熱器管５６などの腐食を抑制することができる。第２動作状態では、検出注水量が目標注水量に迅速に近づけられ、過熱して得られる水蒸気の温度が、迅速に目標の温度になるようにすることができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を向上することができる。第３動作状態では、注水量以外の物理量の制御によっても、水蒸気の温度が制御され、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性の悪化を補って、水蒸気の温度の制御性を全体として良好になるように改善することができる。
【００９８】
このようにボイラ２０の動作状態に応じて制御内容が切換えられ、各動作状態に応じて制御される。これによって排ガス中の酸化窒素ガスの濃度を抑制しかつボイラ２０の腐食を抑制したうえで、水蒸気の温度の制御性を高くし、必要とされる水蒸気の温度を目標水蒸気温度となるように安定して保持することができる。
【００９９】
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、構成を変更することができる。たとえば前述の実施の形態では、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量の両方が制御される構成であったけれども、いずれか一方だけが制御される構成でもよい。またボイラ２０の動作状態によって、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量のいずれを制御するか、その制御対象が異なる構成であってもよい。また前述のようにボイラ２０が第１〜第３動作状態の全ての動作状態において、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量を制御する構成であったけれども、第１〜第３動作状態のいずれか１つの動作状態だけにおいて、またはいずれか２つの動作状態においてだけ、前述した動作状態に対応する制御をするようにしてもよい。もちろんこの場合も、熱媒体３６の循環流量および熱媒体３６から水蒸気への伝熱量の両方を制御してもよいし、いずれか一方だけを制御してもよい。いずれの場合であっても、各動作状態に応じた制御を実行することによる効果を同様に達成することができる。
【０１００】
またボイラは、５つのセルを有する前述のボイラ２０に限定されることはなく、たとえば燃焼セル３０と、第１収熱セル３３だけを有するボイラなど、少なくとも燃焼セル３０および第１収熱セル３３を有するボイラであればよい。
【０１０１】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、収熱室の温度が目標室温度範囲内の温度となるように制御することができる。したがって目標室温度範囲を、排ガス中に含まれる酸化窒素ガスの濃度を小さくすることができる温度範囲に設定すれば、収熱室の温度を、酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができる温度に制御し、酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができる。またこのように収熱室の温度を制御することによって、水蒸気を過熱するために収熱室に導くための手段、たとえば管路などの腐食を抑制することができる。
【０１０２】
請求項２記載の本発明によれば、検出した注水量である実際の注水量が目標注水量に近づくように制御することができ、実際の注水量を迅速に目標注水量に近づけることができる。目標注水量が基準注水量以上である場合、注水量の制御による水蒸気の温度の制御の制御性が良好であるので、検出した実際の注水量が目標注水量に迅速に近づくように制御することによって、過熱して得られる水蒸気の温度を、迅速に目標の温度にすることができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を向上することができる。
【０１０３】
請求項３記載の本発明によれば、注水量の制御による水蒸気の温度の制御とは別に、水蒸気の温度を制御することができる。目標注水量が基準注水量未満である場合、注水量の制御による水蒸気の温度の制御の制御性が悪化するが、この注水量以外の物理量の制御によっても、水蒸気の温度を制御することができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性の悪化を補って、水蒸気の温度の制御性を全体として良好になるように改善することができる。
【０１０４】
請求項４記載の本発明によれば、第１の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように制御し、第２の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出した注水量と目標注水量とが近づくように制御し、第３の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出した水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように制御することができる。
【０１０５】
第１の動作状態では、収熱室の温度が目標室温度範囲内の温度となるように制御し、排ガス中に含まれる酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができるとともに、水蒸気を収熱室に導くための手段、たとえば管路などの腐食を抑制することができる。第２の動作状態では、検出した実際の注水量が目標注水量に迅速に近づくようにして、過熱して得られる水蒸気の温度を、迅速に目標の温度にすることができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を向上することができる。第３の動作状態では、注水量以外の物理量の制御によっても、水蒸気の温度を制御することができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性の悪化を補って、水蒸気の温度の制御性を全体として良好になるように改善することができる。
【０１０６】
このようにボイラ装置の動作状態に応じて制御内容を切換え、各動作状態に応じて制御することができる。これによって排ガス中の酸化窒素ガスの濃度を抑制しかつボイラ装置の腐食を抑制したうえで、水蒸気の温度の制御性を高くし、必要とされる水蒸気の温度を目標水蒸気温度となるように安定して保持することができる。
【０１０７】
請求項５記載の本発明によれば、収熱室の温度が目標室温度範囲内の温度となるように制御される。したがって目標室温度範囲を、排ガス中に含まれる酸化窒素ガスの濃度を小さくすることができる温度範囲に設定すれば、収熱室の温度が、酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができる温度に制御され、酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができる。またこのように収熱室の温度が制御されることによって、水蒸気を過熱するために収熱室に導くための手段、たとえば管路などの腐食が抑制される。
【０１０８】
請求項６記載の本発明によれば、検出された注水量である実際の注水量が目標注水量に近づくように制御され、実際の注水量を迅速に目標注水量に近づけることができる。目標注水量が基準注水量以上である場合、注水量の制御による水蒸気の温度の制御の制御性が良好であるので、検出した実際の注水量が目標注水量に迅速に近づくように制御されることによって、過熱して得られる水蒸気の温度が、迅速に目標の温度になるようにすることができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を向上することができる。
【０１０９】
請求項７記載の本発明によれば、注水量の制御による水蒸気の温度の制御とは別に、水蒸気の温度が制御される。目標注水量が基準注水量未満である場合、注水量の制御による水蒸気の温度の制御の制御性が悪化するが、この注水量以外の物理量の制御によっても、水蒸気の温度が制御され、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性の悪化を補って、水蒸気の温度の制御性を全体として良好になるように改善することができる。
【０１１０】
請求項８記載の本発明によれば、第１の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲外にある場合、収熱室の温度が目標室温度範囲内に入るように制御され、第２の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量以上である場合、検出した注水量と目標注水量とが近づくように制御され、第３の動作状態として、検出した収熱室の温度が目標室温度範囲内にあり、かつ目標注水量が基準水量未満である場合、検出した水蒸気の温度と目標水蒸気温度とが近づくように制御される。
【０１１１】
第１の動作状態では、収熱室の温度が目標室温度範囲内の温度となるように制御され、排ガス中に含まれる酸化窒素ガスの濃度を小さく抑えることができるとともに、水蒸気を収熱室に導くための手段、たとえば管路などの腐食を抑制することができる。第２の動作状態では、検出された実際の注水量が目標注水量に迅速に近づけられ、過熱して得られる水蒸気の温度が、迅速に目標の温度になるようにすることができ、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性を向上することができる。第３の動作状態では、注水量以外の物理量の制御によっても、水蒸気の温度が制御され、注水量の制御による水蒸気の温度の制御性の悪化を補って、水蒸気の温度の制御性を全体として良好になるように改善することができる。
【０１１２】
このようにボイラ装置の動作状態に応じて制御内容が切換えられ、各動作状態に応じて制御される。これによって排ガス中の酸化窒素ガスの濃度を抑制しかつボイラ装置の腐食を抑制したうえで、水蒸気の温度の制御性を高くし、必要とされる水蒸気の温度を目標水蒸気温度となるように安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の内部循環流動床ボイラ２０を制御する制御装置２１を示すブロック図である。
【図２】内部循環流動床ボイラ２０を示すブロック図である。
【図３】切替制御部における動作を示すフローチャートである。
【図４】第２の従来の技術のボイラ１の一部を示す断面図である。
【図５】ボイラ１を制御する制御装置２を示すブロック図である。
【図６】第３の従来の技術のボイラ１０の一部を示す断面図である。
【図７】ボイラ１０の過熱器管１１を示す系統図である。
【符号の説明】
２０  内部循環流動床ボイラ
２１  制御装置
２２  加熱炉
２３  ボイラドラム
３０  燃焼セル
３１，３２  循環セル
３３，３４  収熱セル
５１  蒸気負荷
５５，５６  過熱器管
６３  過熱低減器
７１  蒸気温度検出手段
７３  注水量制御手段
８１  室温検出手段
８２  水量検出手段
８５  空気供給流量制御手段
９９，１００  信号切替部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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