(57)【要約】【課題】火力発電プラントの種々の運転状況に応じてインバータを適用した通風機のモータ出力を、最適に制御するのに好適なボイラ自動制御装置を提供することにある。【解決手段】ボイラと、前記ボイラの誘引通風機とその駆動モータと、ダンパと、前記通風機駆動モータの出力を制御するインバータ制御装置と、前記駆動モータへの出力制御指令によりボイラ内の燃焼ガスの圧力を制御するボイラの制御装置において、前記ボイラ内の燃焼ガス圧を検出する検出手段と、前記ボイラの負荷に応じたプログラムにより前記通風機駆動モータの出力指令信号を生成する手段と、あらかじめ定めた燃焼ガス圧との偏差に応じて前記通風機駆動モータの出力指令信号を生成する手段と、前記出力指令信号を前記ボイラの運転状態信号により補正する補正手段と、前記補正手段の出力信号により前記通風機のモータを制御するインバータ制御装置を備え、前記ボイラ内の燃焼ガス圧があらかじめ定められた燃焼ガス圧になるように制御することに特徴がある。【選択図】  図１
2004232917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラと、前記ボイラからの誘引通風量を調節する誘引通風機とその駆動モータと、前記誘引通風機の入口側に設けられ通風流量を調節する流量調節操作端としてのダンパと、前記誘引通風機駆動モータの出力を制御するインバータ制御装置と、を有し、前記駆動モータへの出力制御指令により駆動モータを制御し、ボイラ内の燃焼ガスの圧力を制御するボイラ制御方法において、前記ボイラの負荷に応じたプログラムにより前記通風機駆動モータの出力指令信号を生成し、前記出力指令信号を前記ボイラの運転状態信号により補正し、前記補正された信号により前記駆動モータの出力を制御し、前記ボイラ内の燃焼ガス圧を検出し、あらかじめ定められた燃焼ガス圧との偏差に応じて前記流量調節操作端としてのダンパを制御し、前記ボイラ内の燃焼ガス圧があらかじめ定められた燃焼ガス圧になるように制御することを特徴とするボイラの制御方法。
【請求項２】
請求項１において、前記モータ出力指令信号の前記ボイラの運転状態信号による補正は、加減算補正であることを特徴とするボイラの制御方法。
【請求項３】
請求項１において、前記モータの出力指令信号を大気温度あるいは前記ボイラの燃料の性状あるいは発電機の出力指令信号により補正し、補正された信号により前記駆動モータの出力を制御することを特徴とするボイラの制御方法。
【請求項４】
請求項１において、前記誘引通風機を複数台用いそれぞれの駆動モータ出力をインバータにより制御し、前記インバータの運転台数にしたがって駆動モータの出力指令信号を切り替え、運転される駆動モータの出力制御をおこなうことを特徴とするボイラの制御方法。
【請求項５】
請求項４において、前記ボイラ運転状態信号はダンパ開度信号を含む状態信号であることを特徴とするボイラの制御方法。
【請求項６】
ボイラと、前記ボイラからの誘引通風量を調節する誘引通風機とその駆動モータと、前記誘引通風機の入り口側に設けられ通風流量を調節する流量調節操作端としてのダンパと、前記通風機駆動モータの出力を制御するインバータ制御装置と、を有し、前記駆動モータへの出力制御指令により駆動モータを制御し、ボイラ内の燃焼ガスの圧力を制御するボイラの制御装置において、前記ボイラ内の燃焼ガス圧を検出する検出手段と、前記ボイラの負荷に応じたプログラムにより前記通風機駆動モータの出力指令信号を生成する手段と、前記出力指令信号を前記ボイラの運転状態信号により補正する補正手段と、前記補正手段の出力信号により前記通風機のモータを制御するインバータ制御装置と、あらかじめ定められた燃焼ガス圧との偏差に応じて前記流量調節操作端としてのダンパ制御手段と、を備え、前記ボイラ内の燃焼ガス圧があらかじめ定められた燃焼ガス圧になるように制御することを特徴とするボイラの制御装置。
【請求項７】
請求項６において、前記補正手段は前記ボイラの運転状態信号あるいは大気温度あるいは燃料の性状あるいは発電出力の変化に応じて補正をおこなう補正手段であることを特徴とするボイラの制御装置。
【請求項８】
請求項６において、前記補正手段は加減算補正手段を含む補正手段であることを特徴とするボイラの制御装置。
【請求項９】
請求項６において、ボイラの運転状態信号は前記ダンパ開度信号を含む状態信号であることを特徴とするボイラの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボイラ自動制御装置に係わり、特に火力発電プラントの誘引通風機や押込通風機や一次通風機（微粉炭搬送用空気を送風する装置）などの駆動モータの電源にインバータを適用し、通風機による流量を調節する流量調節操作端によりボイラ内の空気あるいは燃焼ガスの圧力を規定値に制御し、インバータ制御装置へのモータ出力制御指令により通風機のモータ出力を制御するボイラの制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２０００−２３４７０１号公報
【特許文献２】特開平１１−１５９７５１号公報
【特許文献３】特開平８−２００６０４号公報
従来、火力発電プラント用の通風機のモータ動力としてインバータ（周波数変換装置）を適用した場合、ボイラ自動制御装置では、▲１▼ボイラ負荷に応じた指令プログラム信号によりインバータ制御装置へのモータ出力指令を作成し、通風機のモータ出力（回転数）を制御すること、▲２▼制御対象である空気あるいは燃焼ガス圧力の所定値との制御偏差による比例積分演算に基づいて流量調節操作端への制御指令を作成し、通風機による流量を制御すること、を行い、低負荷時は流量調節操作端を絞る代わりにモータ出力を下げて省エネ運転をし、流量調節操作端で最終的にボイラ内の空気あるいは燃焼ガスの圧力を規定値にする制御を行っている。
【０００３】
また、先行技術として、前記特許文献１（特開２０００−２３４７０１号公報）がある。これはダンパ開度と通風機のファン回転数によるボイラの炉内圧力および空気流量の制御方法において，通風機の消費電力が小さく、急激な負荷変化の際に制御の応答性が良い方法について述べられている。具体的には炉内圧力の検出値を入力信号とする主コントローラの出力信号によりボイラの排気路のダンパの開度を制御し、前記主コントローラの出力信号を従コントローラに入力し前記ボイラの蒸気発生量検出値に基づいて、排気路に設けられた誘引通風機のファンの回転数目標値と前記主コントローラの出力信号に基づいて算出される前記ファンの回転数とを前記従コントローラで比較し、その偏差が不感帯として設定した値以内になるように前記従コントローラが、前記誘引通風機の回転数制御信号を変化させるボイラの炉内圧力制御方法について開示がある。
【０００４】
また、先行技術として、前記特許文献２（特開平１１−１５９７５１号公報）がある。これは燃料供給量の変更時に燃焼が不安定になることを防止しようというものである。具体的には、燃焼用空気の温度を検出し、検出された空気温度に基づいて燃料供給量変更用の設定値を変更する補正装置を設けたボイラの燃料供給量変更制御装置について開示されている。
【０００５】
また、前記特許文献３（特開平８−２００６０４号公報）がある。これは、石炭バーナの運用による燃焼性の違いを考慮した燃焼特性信号を作成し、運転員が介入することなく全自動で制御できる多炭種対応制御について述べられている。火炉の吸収熱量と最終再熱器における吸収熱量を推定してボイラの燃焼特性を把握し、ガス分配ダンパ設定値やガス再循環通風機の回転数設定値などを演算することが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術ではインバータ制御装置へのモータ出力指令がプログラムで固定されているため、例えば冬場の外気温度が低い時期や燃料の種類により相対的に空気あるいは燃焼ガスの流量（体積）が少なくファンにとっての負荷が低い時でも、夏場の外気温が高い時期や燃料の種類により相対的に空気あるいは燃焼ガスの流量（体積）が多く、ファンにとっての負荷が多い時と同じ回転数となるため、モータ出力が必要以上に高くなってしまう場合があり、省エネ効果が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
また、モータ出力指令のプログラムはボイラ負荷の静的なバランス点で決定されているため、例えば、プラントの負荷上昇（発電量指令上昇）時には、静的なバランス点よりも過剰に燃料や空気がボイラに投入され、ボイラ内の空気や燃焼ガスの流量が相対的に多くなってモータ出力が過渡的に不足し、また、流量調節操作端の制御指令に余裕が無くなった場合自動制御が困難になるといった問題があった。また例えば、プラントの負荷（発電量指令）が一定で運転中に、相対的に空気あるいは燃焼ガスの流量（体積）が多くなる燃料の種類の場合においても、同様にモータ出力が過渡的に不足し、流量調節操作端の制御指令に余裕が無くなった場合、自動制御が困難になるといった問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、火力発電プラントの種々の運転状況に応じて通風機の駆動電源であるインバータを制御して通風機の駆動電動機への供給電力を制御し、通風機のモータ出力を、最適に制御するのに好適なボイラの制御方法および装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題は以下の手段によって解決することができる。
ボイラと、前記の誘引通風機とその駆動モータと、前記誘引通風機の入口側に設けられたダンパと、前記誘引通風機駆動モータの出力を制御するインバータ制御装置と、を有し、前記駆動モータを制御し、ボイラ内の燃焼ガスの圧力を制御するボイラ制御方法において、前記ボイラ内の燃焼ガス圧を検出し、前記ボイラの負荷に応じたプログラムにより前記通風機駆動モータの出力指令信号を生成し
前記出力指令信号を前記ボイラの運転状態信号により補正し、前記補正された信号により前記駆動モータの出力を制御し、前記ボイラ内の燃焼ガス圧を検出し、あらかじめ定められた燃焼ガス圧との偏差に応じて前記流量調節操作端としてのダンパを制御し、前記ボイラ内の燃焼ガス圧があらかじめ定められた燃焼ガス圧になるように制御することにある。
【００１０】
また、前記モータ出力指令信号の前記ボイラの運転状態信号による補正は、加減算補正であること。前記モータの出力指令信号を大気温度あるいは前記ボイラの燃料の性状あるいは発電機の出力指令信号により補正し、補正された信号により前記駆動モータの出力を制御すること。また、前記誘引通風機を複数台用いそれぞれの駆動モータ出力をインバータにより制御し、前記インバータの運転台数にしたがって駆動モータの出力指令信号を切り替え、運転される駆動モータの出力制御をおこなうこと。前記ボイラ運転状態信号はダンパ開度信号を含む状態信号であるボイラの制御方法を用いることにある。
【００１１】
また、誘引通風機の駆動モータの出力を制御するインバータ制御装置を有し、前記駆動モータへの出力制御指令により駆動モータを制御し、ボイラ内の燃焼ガスの圧力を制御するボイラの制御装置であって、前記ボイラの負荷に応じたプログラムにより前記通風機駆動モータの出力指令信号を生成する手段と、前記出力指令信号を前記ボイラの運転状態信号により補正する補正手段と、前記補正手段の出力信号により前記通風機のモータを制御するインバータ制御装置と、前記ボイラ内の燃焼ガス圧を検出する手段と、あらかじめ定めた燃焼ガス圧との偏差に応じて前記流量調節操作端としてのダンパ制御手段と、を有し、前記ボイラ内の燃焼ガス圧があらかじめ定められた燃焼ガス圧になるように制御するボイラの制御装置を備えることにある。
【００１２】
また、前記補正手段は前記ボイラの運転状態信号あるいは大気温度あるいは燃料の性状あるいは発電出力の変化に応じて補正をおこなう補正手段であること。また、前記補正手段は加減算補正手段を含む補正手段であること。また、前記ボイラの運転状態信号は前記ダンパ開度信号を含む状態信号であるボイラ制御装置を備えることにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。図１は本発明の具体的実施例を、図２は本発明に関する全体の構成例を示している。はじめに全体構成について図２を用いて説明する。
【００１４】
図２は、本発明を適用する火力発電プラントと制御装置の構成例を示す。火力発電プラントは、燃料を燃焼させ熱交換により蒸気を発生させる火炉１と、火炉１に燃焼用の空気を送風する押込通風機２ａ、２ｂ（以下、ＦＤＦａ、ＦＤＦｂと略記する）と、ＦＤＦａ、ＦＤＦｂの駆動モータ２２ａ、２２ｂと、例えば、燃料が石炭の場合、石炭は細かく砕く装置によって粉状（以下、微粉炭と略記する）に生成されるが、生成された微粉炭を火炉１内に搬送するための空気を送風する一次通風機２０ａ、２０ｂ（以下、ＰＡＦａ、ＰＡＦｂと略記する）と、ＰＡＦａ、ＰＡＦｂの動力であるＰＡＦａ、ＰＡＦｂ用の駆動モータ２１ａ、２１ｂとから構成される。
【００１５】
また、火炉１から燃焼ガスを吸い出す誘引通風機３ａ、３ｂ（以下、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂと略記する）と、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂの駆動動力としての駆動モータ４ａ、４ｂと、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂが吸い出すガス量を調節するＩＤＦａ，ＩＤＦｂの入口ダンパ５ａ、５ｂと、煙突６と、火炉１内の圧力を検出する火炉圧力検出器７から構成されている。また、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂの駆動モータ４ａ、４ｂの電源は、主電源１１と、遮断器１２ａ、１２ｂと、インバータ８ａ、８ｂおよびインバータ電源用の遮断器１３ａ、１３ｂ、遮断器１４ａ、１４ｂ、商用周波数電源用の遮断器１５ａ、１５ｂから構成され、各々（Ａ）、（Ｂ）系を構成している。
【００１６】
ここで、主電源から一次通風機ＰＡＦａ，ＰＡＦｂとその駆動モータ２１ａ、２１ｂ、押込通風機ＦＤＦａ、ＦＤＦｂとそのモータ２２ａ、２２ｂ、また、誘引通風機ＩＤＦａ、ＩＤＦｂとそのモータ４ａ、４ｂ、に夫々駆動電力が供給されるが、ここではＩＤＦａ，ＩＤＦｂのための駆動モータ４ａ、４ｂへ、前記（Ａ）、（Ｂ）系から電力が供給される場合について述べる。
【００１７】
また、制御装置は、ボイラのプロセス量の総合的な制御を行うボイラ自動制御装置９と、インバータ８ａ、８ｂの出力制御を行うインバータ制御装置１０から構成される。尚、本発明の実施形態では火力発電プラントの、誘引通風機用の駆動モータの電源にインバータを適用した場合について説明するが、押込通風機や一次通風機など、空気あるいは燃焼ガス圧力制御に関わる他の機器にインバータを適用した場合でも、本発明によるボイラ自動制御装置は適用可能であることはいうまでもない。
【００１８】
次に、図２に示した各要素の機能について説明する。ＦＤＦａ、ＦＤＦｂから送られた空気は、火炉１で燃焼に用いられ燃焼ガスとなりＩＤＦａＩＤＦｂにより吸い出され、煙突６より排出される。ここで火炉１内の火炉圧力は、ボイラ保安上あるいは性能上の理由により規定値に制御されなければならない。この火炉圧力を制御するためにＩＤＦａ、ＩＤＦｂにより吸い出されるガス量を調節する操作端がＩＤＦａ、ＩＤＦｂの入口ダンパ５ａ、５ｂである。ボイラ自動制御装置９は、火炉圧力検出器７からの火炉圧力信号１６及びボイラ自動制御装置９に内蔵される制御演算回路の演算結果に基づいて、誘引通風機ＩＤＦａ、ＩＤＦｂに対するダンパ開度指令１７ａ、１７ｂを出力し、ダンパ５ａ、５ｂを駆動して火炉圧力の制御を行う。
【００１９】
さらに、ボイラ自動制御装置９は制御演算回路の演算結果に基づきＩＤＦａ、ＩＤＦｂの駆動モータの回転数指令信号１８ａ、１８ｂをインバータ制御装置に出力する。ボイラ自動制御装置９は、上記の他にも発電機出力や蒸気温度・圧力などの制御も行う装置であるが、ここでは本発明に関連する機能のみ説明する。インバータ制御装置１０は、ボイラ自動制御装置９からのＩＤＦａ、ＩＤＦｂの駆動モータ４ａ、４ｂの回転数指令信号１８ａ、１８ｂに基づいてインバータ出力指令１９ａ、１９ｂを出力し、インバータ８ａ、８ｂを制御する。
【００２０】
そして、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂのモータ４ａ、４ｂの回転数（周波数）がボイラ自動制御装置９からのＩＤＦ回転数指令１８ａ、１８ｂと同じになるように制御される。ＩＤＦａ、ＩＤＦｂの駆動モータ４ａ、４ｂの駆動電源は、通常は交流商用周波数の主電源１１から遮断器１２ａ、１２ｂを介し、遮断器１３ａ、１３ｂ、インバータ８ａ、８ｂ、遮断器１４ａ、１４ｂを介して供給される構成としている。但し、インバータ８ａ、８ｂやインバータ制御装置１０の故障等によりインバータ電源が使用不能となった場合には、遮断器１３ａ、１３ｂおよび遮断器１４ａ、１４ｂを引き外し、遮断器１５ａ、１５ｂを投入し、電源供給ラインをインバータ側から商用周波数電源側へと切替るバックアップ機能を持つ。すなわち、遮断器１２ａ、１５ａ、あるいは遮断器１２ｂ、１５ｂを経由して、電源１１から直接駆動モータ４ａ、４ｂに電力が供給されることになる。
【００２１】
次に、図２におけるボイラ自動制御装置９について、図１により詳細制御機能を説明する。通常のプラント運転時（Ａ系及びＢ系共にＩＤＦａ、ＩＤＦｂがインバータにより運転されていてなおかつ、誘引通風機ＩＤＦａ、ＩＤＦｂの入口ダンパ５ａ、５ｂおよびＩＤＦａ、ＩＤＦｂの駆動モータの回転数が自動制御されている状態）について述べる。この場合は、火炉圧力検出器７から入力される火炉圧力信号１６と火炉圧力についてあらかじめ定められた圧力（設定値）から減算器９０１により火炉圧力偏差信号９５１を算出する。そして火炉圧力偏差信号９５１を比例積分演算器（ＰＩ）９０２により比例積分演算を行って、火炉圧力制御信号９５２を生成する。火炉圧力制御信号はＡ系及びＢ系の制御に用いられるが、このあとの制御回路はＡ系及びＢ系とも同様であるため、図１ではＡ系の制御回路についてのみ図示している。Ａ、Ｂの両系の場合の例を、略図で図３に示した。
【００２２】
火炉圧力制御信号９５２は加算器９０６によりＩＤＦａ入口ダンパ開度補正信号９５３を加えられて最終的なＩＤＦａ入口ダンパ開度指令１７ａとなり、このＩＤＦａ入口ダンパ開度指令１７ａによりＩＤＦａの入口ダンパ５ａの操作をおこなう（ここで加算器９０６について例示したが、掛け算器でもよい。信号９５２を補正できるものであればよい）。一方、ボイラ入力指令（発電量に応じてボイラに投入する給水・燃料・空気量を規定する指令信号のことであり、以下、ＢＩＤと略機する）。ＢＩＤ信号９５４に基づき関数発生器９１６により設定されたＩＤＦａの回転数指令信号９５７は信号切替器９１８及び加算器９１９及び変化率制限器９２０を通った後、ＩＤＦａの回転数指令信号１８ａとしてインバータ制御装置１０ａに出力され、インバータ制御装置１０ａにより制御演算が行われた後インバータ出力指令１９ａとしてインバータ８ａの出力を制御し、ＩＤＦａの駆動モータ４ａの回転数をボイラ自動制御装置からのＩＤＦａ用駆動モータ４ａの回転数指令１８ａの値になるように制御する。
【００２３】
ここで、関数発生器９１６、９１７の例を図４に示す。関数発生器９１６の出力信号９５７はＩＤＦａ、ＩＤＦｂの駆動モータ４ａ、４ｂとも運転されている場合、すなわちＡ、Ｂ系がともに運転している場合である。関数発生器９１７の出力は片系運転の場合の例を示している（この例示は、Ｂ系がダウンしているような場合である）。そして信号切替器９１８は片系すなわち、Ｂ系が故障しているような場合に、関数発生器９１７の出力信号９６０を選択する（Ａ系のみでＢ系の分もカバーできるような関数発生器９１７とした例である）。
【００２４】
ここで、ＩＤＦａの入口ダンパ開度補正信号９５３について説明する。ＩＤＦａの入口ダンパ開度補正信号９５３は、ボイラ静特性に基づく開度プログラム信号である。商用周波数電源を用いＩＮＶ電源８ａ（ＩＮＶａ）を使用してＩＤＦａのモータ４ａを駆動している場合は信号選択器９１１の出力信号９１１ｓを、ＩＮＶａを使用していない場合、すなわち主電源である商用電源１１により直接モータ４ａを駆動している場合は信号選択器９１２の出力信号９１２ｓを、信号選択器９１３で選択出力する。
【００２５】
一方、信号選択器９１１は、ＩＮＶａ、ＩＮＶｂの２台を運転しているときの信号９５５と、ＩＮＶａ、ＩＮＶｂのうち１台（特にＩＮＶａのみ）を運転しているときの信号９５８を、ＩＮＶの運転台数によって選択する信号選択器で、運転台数によって信号９５５あるいは９５８を選択する。関数発生器ＦＧ９０７とＦＧ９０９の例を図５の（Ａ）、（Ｂ）に示した。また、信号選択器９１２は、ＩＮＶ８ａ、８ｂを使用しないで、直接主電源１１から駆動モータ４ａ、４ｂの２台を運転しているときの信号９５６と、ＩＮＶ８ａ、８ｂを使用せず主電源で直接駆動モータ４ａ、あるいは４ｂの１台を主電源から直接駆動電力供給しているときの信号９５９を、主電源によって直接運転している駆動モータ４ａ、４ｂの運転台数によって選択する信号選択器である。すなわち主電源によって駆動されるモータの数によって選択し、信号９１２ｓを出力する。ＦＧ９０８とＳＧ９１０の関数の例を図５の（Ｃ）と（Ｄ）に示した。
【００２６】
選択された信号９１３ｓは、信号切替器９１４および変化率制限器９１５を通り、加算器９０６により火炉圧力制御信号を加算補正して最終的なＩＤＦ入口ダンパ開度指令１７ａとなる。また、ＩＤＦａ停止時にはＩＤＦ入口ダンパ開度補正信号９５３としては、信号選択切替器９１４により０％側が選択される。９１５（ＲＬ）は変化率制限器で信号の急変を制限するものである。９２０（ＲＬ）についても同様である。
【００２７】
プラント運転状況によってはＡ系あるいはＢ系のみを運転する状況、いわゆる通風系片系運転を行うことがある。この場合、ＢＩＤ９５４に基づき設定されるＩＤＦａ、ＩＤＦｂのモータ４ａ、４ｂの回転数指令プログラム信号および入口ダンパ５ａ、５ｂの開度補正信号９５３は通常のＡ系及びＢ系の両系運転時とは異なるものとする必要があるため、運転している側では、信号切替器９１８によりＢＩＤ９５４に基づき関数発生器９１７により設定された片系運転時のＩＤＦａ回転数指令プログラム信号９６０が選択される。また、ＩＤＦａ入口ダンパ開度補正指令プログラム信号９５３は、前記のように、商用周波数電源使用時は信号切替器９１１によりＢＩＤ９５４に基づき関数発生器９０９により設定された商用片系運転時ＩＤＦａ入口ダンパ開度プログラム信号９５８が選択される。また、インバータ電源使用時は信号切替器９１２によりＢＩＤ９５４に基づき関数発生器９１０により設定されたインバータ片系運転時ＩＤＦａ入口ダンパ開度プログラム信号９５９が選択されることになる。
【００２８】
また、比例積分演算器９０２のパラメータである制御ゲインは、信号切替器９０５により、Ａ系及びＢ系共に商用周波数電源による運転の場合あるいは一方が商用周波数電源による運転でもう一方が停止している状態の場合は信号発生器９０３の出力信号側が選択される。また、Ａ系及びＢ系共にインバータによる運転の場合あるいは一方がインバータによる運転でもう一方が停止している状態の場合は、ＢＩＤ９５４に基づき関数発生器９０４により設定された信号側が選択される。加えて、一方がインバータによる運転、もう一方が商用周波数電源による運転の状態の場合にも関数発生器９０４により設定された信号側が選択される。
【００２９】
ここで今回の発明である回転数バイアス回路９２１について図６、図７、図８により詳細に説明する。図６はＡ系の回転数バイアス回路９２１ａについての説明図であり、Ｂ系についても同じである。図６のＩＤＦａ入口ダンパ開度指令１７ａに基づき関数発生器９２２により設定されたＩＤＦａの駆動モータ４ａの回転数バイアスプログラム信号９６１を積分器９２３で積分し、積分信号９６６は加算器９１９ａに入力される。ここで関数発生器９２２、９２４の例を図５の（Ｅ）、（Ｆ）に示した。図５（Ａ）の場合は基準値に対して不感帯部分を設けた場合の例である。また図５の（Ｆ）の場合は基準値のところよりも所定値を超えたところで感度を大きくする設定をした場合の例を示した。これらは過去の運転実績などを考慮して定められることが多い。
【００３０】
次に加算器９１９ａにバイアス加算する信号９６６について図７により説明する。図７はＡ系及びＢ系共インバータ運転をしている状態でＩＤＦａ、ＩＤＦｂの入口ダンパ開度指令１７ａ、１７ｂの値が変化し、それに伴いＩＤＦａ、ＩＤＦｂの回転数指令１８ａ、１８ｂの値が変化している場合の例である。火炉１内の圧力はボイラ保安上あるいは性能上の理由により規定値に制御されなければならない。これにはＩＤＦａ、ＩＤＦｂにより吸い出されるガス量を調節する必要がある。規定値に制御するためにはＩＤＦａ、ＩＤＦｂの入口ダンパ開度指令１７ａ、１７ｂの指令値によりＩＤＦ入口ダンパ５ａ、５ｂを変化させＩＤＦａ、ＩＤＦｂを調節するする方法と、ＩＤＦ回転数指令１８ａ、１８ｂによりＩＤＦモータ４ａ、４ｂの回転数を制御し、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂによる誘引通風量を制御する方法の、２通りがある。
【００３１】
インバータ運転の場合はできるだけダンパによるロスを軽減させるため、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂの入口ダンパ開度指令１７ａ、１７ｂの指令値がほぼ一定に保たれるような回転数でＩＤＦａ、ＩＤＦｂを運転することが望ましい。しかしＢＩＤ９５４に基づき関数発生器９１６により設定されたＩＤＦ回転数指令プログラム信号９５７は、負荷一定運転時は固定である。よって、運転中にプラント状態の変化等によりガス量が相対的に増大して、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂの入口ダンパ開度指令１７ａ、１７ｂの値が基準点より上昇した場合は、ＩＤＦ入口ダンパ５ａ、５ｂが上限開度に近づき制御余裕が無くなり火炉圧力の制御上問題となる可能性がある。
【００３２】
この場合、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂのモータ４ａ、４ｂの仕事が不足するため出力を上げる必要がある。また、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂの入口ダンパ開度指令１７ａ、１７ｂの値が基準点より下降した場合には、モータ４ａ、４ｂが必要以上に仕事をしているということになり、省エネ効果が低下するので出力を下げる必要がある。そこで、ＩＤＦａ，ＩＤＦｂの入口ダンパ開度指令１７ａ、１７ｂの値が基準点より上昇した場合は、関数発生器９２２により設定するモータ４ａ、４ｂの回転数バイアスプログラム信号９６１をプラス側に変化させ積分器９２３を通った後、加算器９１９において、バイアスを加算する。ＩＤＦａ、ＩＤＦｂの入口ダンパ開度指令１７ａ、１７ｂの値が基準点より下降した場合は、関数発生器９２２により設定するＩＤＦａ、ＩＤＦｂの駆動モータの回転数バイアスプログラム信号９６１をマイナス側に変化させ積分器９２３を通った後、加算器９１９においてバイアス加算補正をおこなう。この結果、バイアスの加算によりＩＤＦａ、ＩＤＦｂの入口ダンパ５ａ、５ｂの開度はある規定の範囲に収まり制御余裕が確保でき、加えて無駄な入口ダンパ５ａ、５ｂの開度絞り込みがなく、省エネ効果が上がる。
【００３３】
次に図６の大気温度信号９６２に基づき関数発生器９２４により設定された後、加算器９１９にバイアス加算する信号９６３について説明する。例えば冬場のような外気温が低い時期に相対的に空気あるいは燃焼ガスの流量（体積）が少ない場合、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂにとっての負荷が低くなる。この場合ＩＤＦモータ４ａ、４ｂの出力を相対的に下げて運転することができる。よって、大気温度９６２に基づき関数発生器９２４により設定するＩＤＦモータ４ａ、４ｂの回転数バイアスプログラム信号９６３をマイナス側に変化させ加算器９１９ａ（ｂ）に加算し、ＩＤＦモータ４ａ、４ｂを最適な回転数にする。また例えば夏場のような外気温が高い時期に相対的に空気あるいは燃焼ガスの流量（体積）が多い場合、ＩＤＦ３ａ、３ｂにとっての負荷が大きくなる。この場合モータ４ａ、４ｂの出力を相対的に上げる必要がある。よって、大気温度９６２に基づき関数発生器９２４により設定するＩＤＦ回転数バイアスプログラム９６３をプラス側に変化させ加算器９１９ａ（ｂ）に加算しＩＤＦモータ４ａ、４ｂを最適な回転数にする。
【００３４】
次に図６の燃料とする石炭の種類（炭種）に応じて設定された信号発生器９２５、９２６、９２７を運転時に使用している炭種に信号切替器９２８、９２９で切り替え後、加算器９１９に加算する信号９６７について説明する。尚、炭種はさまざまな種類がありそれに応じた信号発生器が必要となるが、信号発生器と信号切替器の数を限定し示す。炭種による性状（水分や未燃分の含有率など）の違いにより同じ燃料量でも燃焼ガス量が変わってくる。炭種によって相対的に空気あるいは燃焼ガスの流量（体積）が少なくなる場合ＩＤＦａ、ＩＤＦｂにとっての負荷が低くなる。この場合ＩＤＦａ、ＩＤＦｂモータ４ａ。４ｂの出力を相対的に下げて運転することができる。また、炭種によって相対的に空気あるいは燃焼ガスの流量（体積）が多くなる炭種の場合、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂにとっての負荷が高くなる。この場合モータ４ａ、４ｂの出力を相対的に上げる必要がある。よって、炭種に応じて信号発生器を設け運転時に使用している炭種に信号切替器によって切り替え、切り替え後の信号９６７を加算器９１９に加算し、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂの回転数指令１８ａ、１８ｂの値を変化させてＩＤＦａ、ＩＤＦｂのモータ４ａ、４ｂを炭種に応じた最適な回転数に制御する。
【００３５】
尚、信号発生器９２５，９２６，９２７の選択方法には、▲１▼オペレータがボタン操作により、使用時の炭種に応じた信号発生器を選択する方法と、▲２▼計算機等からの自動選択指令により使用時の炭種に応じた信号発生器を選択する方法
といった方法が考えられる。次に図６の発電機出力指令９６４に基づいて関数発生器９３０により設定された回転数バイアスプログラム信号９６５を、信号切替器９３１を通り変化率制限器９３２を通った後加算器９１９に加算する信号９６８について図８により説明する。
【００３６】
図８は発電機出力指令（ＭＷＤ）９６４が一定の指令値で推移し、ある時点で指令値が目標の指令値に向かって一定の変化率で上昇し、その後目標となる指令値に到達した時点で再度一定の指令値で推移（以下この状態を「負荷変化」と称す）した時の燃料・空気投入量の変化と、ＩＤＦａ、ＩＤＦｂ用のモータ４ａ、４ｂの回転数指令１８ａ、１８ｂの変化を示した一例である。ＭＷＤ９６４が負荷変化した時、ＭＷＤ９６４に見合った燃料や水や空気をボイラ１に投入する必要がある。この時火炉１からのタービンを駆動する蒸気の温度は常に規定値に保つ必要がある。しかし、燃料や空気の変化に対する蒸気温度は応答が遅いため、ＭＷＤ９６４の変化分のみ燃料や空気を投入しては蒸気温度が過渡的に低下してしまう。
【００３７】
この過渡的な蒸気温度低下を抑制するためＭＷＤ９６４が負荷変化した時にはＭＷＤ９６４に見合った燃料や空気の投入量に斜線部を加算し、蒸気温度低下分を補償することを一般的な火力発電制御では行っている。この斜線部の加算をボイラ入力加速信号（以下「ＢＩＲ」と称す）と呼ぶ。火炉１内へのＢＩＲ投入量により空気や燃焼ガスの量が増える。その増分によりＩＤＦａ、ＩＤＦｂにとっての負荷が高くなるため、吸い出すガス量を調節する必要がある。その方法としては、入口ダンパ開度指令１７ａ、１７ｂを増加する方法と、モータ４ａ。４ｂへの回転数指令信号１８ａ、１８ｂを増加させてＩＤＦａ、ＩＤＦｂから吸い出すガス量を増やす方法の２通りが考えられる。しかし、入口ダンパ開度指令１７ａ、１７ｂを増やすと制御余裕が少なくなり、火炉内の圧力制御上問題となる可能性がある。
【００３８】
そこで負荷変化の過程では発電機出力指令９６４に基づいて関数発生器９３０により設定された回転数バイアスプログラム信号９６５を、負荷変化の過程では９６５が選択され、負荷変化以外では０％が選択して変化率制限器９３２を通った後、加算器９１９に加算し、モータ４ａ、４ｂの回転数指令１８ａ、１８ｂの値を変化させてモータ４ａ、４ｂをＢＩＲ投入量に応じた最適な回転数にする。
【００３９】
以上述べたように、本実施形態では、流量調節操作端への開度指令信号から演算されるバイアス指令信号をインバータ制御装置へのモータ出力指令に加算する回路と、大気温度に応じたプログラムによりインバータ制御装置へのモータ出力指令にバイアスを加算する回路と、燃料（石炭）の種類に応じた信号を切替えることにより、インバータ制御装置へのモータ出力指令にバイアス指令信号を加算する回路と、負荷変化中に発電機出力指令に応じたプログラムによりインバータ制御装置へのモータ出力指令にバイアスを加算する回路により、火力発電プラントの種々の運転状況に応じて、インバータを適用した通風機のモータ出力を、省エネ効果を最大限に発揮し、なおかつ、空気あるいは燃焼ガス圧力の制御を円滑に行うことができる。
【００４０】
また、前記のように本発明の実施形態の説明では、加算補正の例について述べた。しかし、加算補正は補正における一つの例であり、補正は他の方法であってもよい。例えば図９に示すように、補正手段９００であればよく、図１における信号９１８を運転状態あるいは大気温度などのように周囲条件によって補正できればよい。加減算補正はその一つであるが、係数の掛け算によっても補正をおこなうことも可能である。また、補正値そのものを決める関数形は各種あって、その補正に適したものを選び、線形補正あるいは非線型補正、一定値補正など、いろんな補正を選択することができる。補正信号９９０ｓはこれらを考慮した補正信号を表している。
【００４１】
また、以上説明したように、本発明によれば、以下のような回路を設けることにより火力発電プラントの種々の運転状況に応じてインバータを適用した通風機のモータ出力を、省エネ効果を最大限に発揮し、なおかつ、空気あるいは燃焼ガス圧力の制御を円滑に行うことができるように最適に制御できる。流量調節操作端への開度指令信号から演算されるバイアス信号を、インバータ制御装置へのモータ出力指令に補正（例えば加算）する回路により、インバータを適用した通風機のモータ出力を最適に制御できる。
【００４２】
また、大気温度に応じた出力指令プログラム信号により、インバータ制御装置へのモータ出力指令にバイアスを補正（例えば加算）する回路により、インバータを適用した通風機のモータ出力を最適に制御することができる。また、燃料の種類に応じた信号を切替えることにより、インバータ制御装置へのモータ出力指令にバイアスを加算する回路により、インバータを適用した通風機のモータ出力を最適に制御できる。また、負荷変化中に発電機出力指令に応じた指令プログラム信号によりインバータ制御装置へのモータ出力指令にバイアスを補正（例えば加算）する回路により、インバータを適用した通風機のモータ出力を最適に制御できる。
【００４３】
このように、火力発電プラントの種々の運転状況に応じて、インバータを適用した通風機のモータ出力を、省エネ効果を最大限に発揮し、かつ燃焼ガス圧力の制御を円滑に行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ボイラの誘引通風機の駆動電源としてインバータを使用し、インバータの出力制御をおこなうことによって誘引通風量を運転状態に応じて最適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるボイラ自動制御装置の制御機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における火力発電プラントと制御装置の構成図である。
【図３】Ａ，Ｂ系の概略図である。
【図４】関数発生器の例を示す図である。
【図５】その他の関数発生器の例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における回転数バイアス回路の制御機能ブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態における流量調節操作端の指令により、モータ出力の値を変化させた時の制御動作説明図である。
【図８】本発明の一実施形態における発電機出力の指令により、モータ出力の値を変化させた時の制御動作説明図である。
【図９】補正手段の説明図である。
【符号の説明】
１；火炉  ２ａ、２ｂ；押込通風機（ＦＤＦａ、ＦＤＦｂ）  ３ａ、３ｂ；誘引通風機（ＩＤＦａ、ＩＤＦｂ）  ４ａ、４ｂ；ＩＤＦモータ（ＩＤＦａ、ＩＤＦｂ）  ５ａ、５ｂ；ＩＤＦ入口ダンパ  ７；火炉圧力検出器  ８ａ、８ｂ；インバータ（ＩＮＶａ、ＩＮＶｂ）  ９；ボイラ自動制御装置  １０；インバータ制御装置  １１；主電源  １２ａ、１２ｂ；遮断器  １３ａ、１３ｂ；電源用の遮断器  １６；火炉圧力信号  １７；ＩＤＦ入口ダンパ開度指令  １８；ＩＤＦ回転数指令  １９；インバータ出力指令  ２０ａ、２０ｂ；一次通風機（ＰＡＦａ、ＰＡＦｂ）  ２１ａ、２１ｂ；ＰＡＦモータ  ２２ａ、２２ｂ；ＦＤＦモータ  ９２１；回転数バイアス回路  ９２２，９２４，９３０；関数発生器  ９２５，９２６，９２７；炭種に応じて設定された信号発生器。
【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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【図８】
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【図９】
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