(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料添加剤を注入した燃料をボイラ本体に供給するとともに、運転中の前記ボイラ本体における主蒸気温度を設定温度以下の温度に維持しつつ負荷に対応させて前記ボイラ本体に供給する燃料の量を制御する制御手段を有するボイラシステムにおいて、
前記主蒸気温度を表す信号と前記燃料の量を表す信号とに基づき前記燃料添加剤の量を決定してこの決定した量になるように前記燃料添加剤の注入量を制御する燃料添加剤注入制御手段を有することを特徴とするボイラシステム。
【請求項２】
請求項１に記載するボイラシステムにおいて、
前記燃料添加剤注入制御手段は、燃料の量を制御するための燃料制御弁に対する開度指令を前記燃料の量を表す信号として利用するようにしたことを特徴とするボイラシステム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するボイラシステムにおいて、
前記燃料添加剤注入制御手段は、前記主蒸気温度をパラメータとして前記燃料添加剤の量と前記燃料の量との比を表す比率データを記憶しておりこの比率データに基づき前記燃料添加剤の量を決定するとともにこの決定した量を表す制御信号を送出する比率設定制御手段を有することを特徴とするボイラシステム。
【請求項４】
請求項３に記載するボイラシステムにおいて、
前記燃料添加剤注入制御手段は、前記比率設定制御手段が送出する前記制御信号に基づき回転数を制御されることにより前記燃料に注入する燃料添加剤の量を制御する添加剤注入ポンプを有することを特徴とするボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボイラシステムに関し、特に燃料に燃料添加剤を注入してボイラ本体の燃焼運転を行うものに適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラシステムの中には、燃料（原油乃至重油）に燃料添加剤を注入してボイラ本体の燃焼運転を行っているものがある。燃料添加剤の注入による燃焼促進に伴う灰の減少及び当該ボイラシステムにおける熱バランスの改善（効率向上）によるコストの低減を図るためである。
【０００３】
この種のボイラシステムにおいては燃料添加剤の最適注入率を燃焼試験に基づき次のような手順に基づき求めている。
１）  燃料に対する燃料添加剤の注入比率を一定として、ａ）熱効率、ｂ）煤塵濃度、ｃ）電気集塵器処理灰発生量を記録する。
２）  燃料添加剤の注入量に基づきその薬品費用を算出する。
３）  熱効率に基づき当該ボイラシステムの燃料費を算出する。
４）  電気集塵器処理灰発生量に基づき灰の処分費用を算出する。
５）  １）乃至４）に基づき経済メリットが最大となる注入率（燃料添加剤の量／燃料の量）を求める。
【０００４】
ところが、上述の如き手順により求めた最適注入率に基づき燃料添加剤を注入した場合には、負荷変化時にしばしば「主蒸気温度高」の警報を発生する。これは燃焼効率の向上に伴い、主蒸気温度が容易に上昇するためであると考えられる。
【０００５】
そこで、従来は前記ボイラシステムの実際の運転に当たっては最適注入率よりも小さい注入率で燃料添加剤を注入していた。すなわち、燃焼効率は多少犠牲にしても「主蒸気温度高」の警報の発生回数を低減する対策を採用していた。ちなみに、この種のボイラシステムにおいては、一般に運転時の主蒸気温度が決められており、この主蒸気温度が設定値
を超えて上昇しようとする場合には警報を発生するようになっている。
【０００６】
なお、燃料添加剤を注入してボイラの運転を行う公知技術を開示する文献として次の特許文献を挙げることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３３７６４４号公報
【特許文献２】特開２０００−０３９２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術に鑑み、燃料添加剤の最適注入比率で運転する時間を可及的に長くすることでより経済的な運転を実現することができるボイラシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
燃料添加剤を注入した燃料をボイラ本体に供給するとともに、運転中の前記ボイラ本体における主蒸気温度を設定温度以下の温度に維持しつつ負荷に対応させて前記ボイラ本体に供給する燃料の量を制御する制御手段を有するボイラシステムにおいて、
前記主蒸気温度を表す信号と前記燃料の量を表す信号とに基づき前記燃料添加剤の量を決定してこの決定した量になるように前記燃料添加剤の注入量を制御する燃料添加剤注入制御手段を有することを特徴とするボイラシステムである。
【００１０】
本態様によれば、燃料添加剤の量を主蒸気温度に基づき調整しているので、経済的メリットが最大となる最適注入率に基づき燃料添加剤を注入しても主蒸気温度高の警報の発生回数を可及的に低減し得る。このため、前記最適注入率乃至その近傍の注入率で燃料添加剤を注入することができ、主蒸気温度の設定値を超える温度上昇を回避しつつ最大限に効率的な当該ボイラシステムの運転に資することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、
上記第１の態様に記載するボイラシステムにおいて、
前記燃料添加剤注入制御手段は、燃料の量を制御するための燃料制御弁に対する開度指令を前記燃料の量を表す信号として利用するようにしたことを特徴とするボイラシステムである。
【００１２】
本態様によれば、燃料の量に比例する燃料制御弁の開度情報を燃料添加剤の注入量の決定に兼用することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様は、
上記第１又は第２の態様に記載するボイラシステムにおいて、
前記燃料添加剤注入制御手段は、前記主蒸気温度をパラメータとして前記燃料添加剤の量と前記燃料の量との比を表す比率データを記憶しておりこの比率データに基づき前記燃料添加剤の量を決定するとともにこの決定した量を表す制御信号を送出する比率設定制御手段を有することを特徴とするボイラシステムである。
【００１４】
前記比率データは、当該ボイラシステムを実際に運転して作成することができる。そこで、本態様によれば、予め求めておいた比率データに基づき容易且つ的確に燃料添加剤の量を決定することができ、主蒸気温度の設定値を超える温度上昇を回避しつつ最大限に効率的な当該ボイラシステムの運転を容易に実現し得る。
【００１５】
本発明の第４の態様は、
上記第３の態様に記載するボイラシステムにおいて、
前記燃料添加剤注入制御手段は、前記比率設定制御手段が送出する前記制御信号に基づき回転数を制御されることにより前記燃料に注入する燃料添加剤の量を制御する添加剤注入ポンプを有することを特徴とするボイラシステムである。
【００１６】
本態様によれば、添加剤注入ポンプの回転数制御により燃料添加剤の注入量を制御し得る。
【発明の効果】
【００１７】
上述の如き本発明によれば、経済的メリットが最大となる最適注入率に基づき燃料添加剤を注入しても主蒸気温度高の警報の発生回数を可及的に低減し得る。この結果、前記最適注入率乃至その近傍の注入率で燃料添加剤を注入することができ、主蒸気温度の設定値を超える温度上昇を回避しつつ最大限に効率的な当該ボイラシステムの運転に資することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態に係るボイラシステムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係るボイラシステムは、従来のボイラシステムに、比率設定制御回路１、制御部２、添加剤注入ポンプ３及び注入量計４からなる燃料添加剤注入制御手段を追加したものである。すなわち、ボイラ本体５のバーナ６には、燃料タンク７から燃料ポンプ８、燃料制御弁９及び燃料流量計１０を介して燃料（原油乃至重油）が供給される。ここで、燃料ポンプ８、燃料制御弁９及び燃料流量計１０は、管路１１に沿って燃料タンク７側からバーナ６側に向けて順次配設してある。
【００２０】
一方、ボイラ本体５に配設された水管１２には外部の管路１３，１４が接続されている。かくして水管１２を流通する水がボイラ本体５内で高温の蒸気となって管路１４を介してタービン１５に至り、このタービン１５を駆動して発電機１６を回転する。タービン１５を駆動した蒸気は熱エネルギを機械エネルギに変換することにより復水器１７で水に戻り、給水ポンプ１８により水管１２に供給される。すなわち、水及び蒸気は、給水ポンプ１８を駆動源として管路１３、水管１２、管路１４、タービン１５及び復水器１７で形成する循環路を循環する。ここで、管路１３の途中には給水制御弁１９が、また管路１４の途中にはガバナ弁２０が設けてあり、手動／自動切換部２１，２２を介してそれぞれの開度を調節することにより水管１２に供給する給水量及びタービン１５に供給する蒸気量をそれぞれ制御するようになっている。ここで、手動／自動切換部２１，２２は自動のみならず、手動でも給水制御弁１９及びガバナ弁２０の開度を調整し得るよう切換えるためのものである。
【００２１】
発電機１６の出力側にはＰＴ，ＣＴが接続してあり、これらＰＴ，ＣＴの出力信号により電力計２３で検出したリアルタイムの発電機出力と発電機出力設定器２４に設定してある発電機出力の設定値との間の偏差を減算器２５で求める。減算器２５は前記偏差を表す信号をボイラ・タービン協調制御回路２６に出力する。ボイラ・タービン協調制御回路２６は前記偏差に応じてこれが小さくなるように手動／自動切換部２１，２２を介して給水制御弁１９及びガバナ弁２０の開度を自動的に調節する。
【００２２】
蒸気温度制御回路２７は、主蒸気温度検出器２８の出力信号、ボイラ・タービン協調制御回路２６からの前記偏差に基づく信号及び燃料流量計１０の出力信号に基づき燃料量を調整すべく手動／自動切換部２９を介して燃料制御弁９の開度を制御する開度指令を出力するものである。すなわち、主蒸気温度が所定値を超えないように制御しつつ負荷変動に対処し得るように燃料量を制御する。
【００２３】
ここで、主蒸気温度検出器２８は水管１２の出口における主蒸気温度を検出してこれを表す信号を出力する。燃料流量計１０は管路１１を介してボイラ本体５に供給される燃料の量を検出してこの量を表す信号を出力する。
【００２４】
比率設定制御回路１は、主蒸気温度をパラメータとして燃料添加剤の量と燃料の量との比を表す比率データを記憶しており、この比率データに基づき燃料添加剤の量を決定するとともに、この決定した量を表す制御信号を送出する。ここで、主蒸気温度を表す信号は蒸気温度制御回路２７の出力信号として供給され、燃料の量は燃料制御弁９に供給する開度指令として供給される。また、前記比率データは、当該ボイラシステムを実際に運転して収集・記憶する。この運転に際し、異なる種類の燃料を使用する場合には、燃料の種類毎にそれぞれ比率データを収集する。
【００２５】
燃料添加剤の注入系統は、燃料添加剤を貯留している燃料添加剤タンク３０から管路３１を介して添加剤注入ポンプ３により管路１１の途中に供給される。このとき供給される燃料添加剤の量は注入量計４で検出する。
【００２６】
前記比率設定制御回路１は、注入量計４で検出する燃料添加剤の量を表す信号に基づき、燃料に対する燃料添加剤の量が所定の量となるように調整する制御信号を制御部２に出力する。ここで制御部２は添加剤注入ポンプ３を駆動するモータの回転数を制御するインバータを内蔵するもので、前記制御信号は直接的には前記インバータを制御する。
【００２７】
かくして、比率設定制御回路１は、主蒸気温度を表す信号と燃料の量を表す信号とに基づき燃料添加剤の量を決定してこの決定した量になるように燃料添加剤の注入量を制御する。
【００２８】
本形態によれば、燃料添加剤の量を主蒸気温度に基づき調整しているので、経済的メリットが最大となる最適注入率に基づき燃料添加剤を注入しても主蒸気温度高の警報の発生回数を可及的に低減し得る。このため、前記最適注入率乃至その近傍の注入率で燃料添加剤を注入することができ、主蒸気温度の設定値を超える温度上昇を回避しつつ最大限に効率的な当該ボイラシステムの運転を行うことができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態においては、比率設定制御回路１に予め記憶しておく比率データに基づき燃料添加剤の量を決定しているが、これに限るものではない。前記主蒸気温度、燃料の量及び燃料添加剤の量の相関関係を利用して燃料添加剤の量を決定してこの決定した量になるように燃料添加剤の注入量を制御するように構成したものであれば良い。
【００３０】
また、上記実施の形態に係るボイラシステムは、発電プラント用のものとして説明したが、発電用に限定するものでは勿論ない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明はボイラシステムの製造、運転、保守等を行う産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係るボイラシステムを示すブロック線図である。
【符号の説明】
【００３３】
１        比率設定制御回路
３        添加剤注入ポンプ
４        注入量計
５        ボイラ本体
６        バーナ
８        燃料ポンプ
９        燃料制御弁
１０        燃料流量計
１２        水管
１５        タービン
２７        蒸気温度制御回路
２８        主蒸気温度検出器
【図１】
0004808079.tif 000002