(57)【要約】 【課題】  スートブロワ蒸気圧力と蒸気温度の制御性を向上する。【解決手段】  スートブロワ蒸気として必要なエンタルピに対し、高いエンタルピを持つ蒸気６と低いエンタルピを持つ蒸気８とをスートブロワ蒸気配管２にて混合させ、適度なエンタルピのスートブロワ蒸気を生成する系統を備え、圧力調節弁５の基本開度指令信号２１を、温度調節弁７の基本開度指令信号２２から関数発生器２３を介して生成される圧力調節弁５の開度指令信号補正信号２４及び引算器２５を用いて補正し、圧力調節弁５の開度指令信号２６を得る。【選択図】  図１
2005201481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スートブロワ蒸気として必要なエンタルピに対し、高いエンタルピを持つ蒸気と低いエンタルピを持つ蒸気とをスートブロワ蒸気配管にて混合させ、適度なエンタルピのスートブロワ蒸気を生成する系統を備えたスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置において、
前記スートブロワ蒸気配管の蒸気圧力を検出する圧力検出器と、
該圧力検出器からの圧力信号を受けて圧力設定値との偏差を求める引算器と、該引算器からの偏差信号を受けて圧力調節弁の基本開度指令信号を出力する
比例積分調節器と
スートブロワ蒸気温度を検出する温度検出器と、
該温度検出器の温度信号を受けて温度設定値との偏差を求める引算器と、
該引算器からの偏差信号を受けて温度調節弁の基本開度指令信号を出力する比例積分調節器とを備え、
前記圧力調節弁の基本開度指令信号を、前記温度調節弁の基本開度指令信号
から関数発生器を介して生成される圧力調節弁の開度指令信号補正信号及び引算器を用いて補正し、圧力調節弁の開度指令信号を得ることを特徴とするスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置において、前記温度調節弁の基本開度指令信号を、圧力調節弁の基本開度指令信号から関数発生器を介して生成される温度調節弁の開度指令信号補正信号及び加算器を用いて補正して得ることを特徴とするスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置において、前記圧力検出器からの圧力信号の変化率によって、スートブロワ蒸気ドレン弁を開閉することでスートブロワ蒸気配管の蒸気圧力の変動を抑制することを特徴とするスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置。
【請求項４】
請求項１記載のスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置において、前記スートブロワが運転状態であるか否かを判断し得る運転信号により、ドレン弁を開閉し、スートブロワ起動及び停止による圧力変動を抑制することを特徴とするスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭焚きボイラなどに設置されるスートブロワ制御装置に係り、特にそれのスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、石炭焚きボイラにおいては、ボイラ内の煤を蒸気の噴射で除去するスートブロワが備えられている。スートブロワに使用する蒸気は、必要な圧力を確保するための高エンタルピ蒸気を圧力調節弁によって調整した蒸気と、スートブロワとして耐え得る蒸気温度まで減温するための低エンタルピ蒸気を温度調節弁によって調節した蒸気とを混合することにより得られる。
【０００３】
特開平８−２４７４３５号公報(特許文献１)には、スートブロワ蒸気の圧力のみを制御する系統において、スートブロワ運転信号を用いて圧力変動を抑制する技術が開示されている。
【０００４】
図３は、従来のスートブロワ蒸気圧力制御装置の一例を示す系統図である。発電所用石炭焚きボイラ(図示せず)には、多数本のスートブロワ１が抜き差し可能に設置されている。
【０００５】
各スートブロワ１にスートブロワ蒸気配管２を介して供給される蒸気の圧力を、例えばスートブロワ蒸気配管２に備えた圧力検出器３により検出し、該圧力検出器３からの圧力信号１１を引算器１３に導いて圧力設定値１２との偏差を求める。引算器１３からの偏差信号１４に基き比例積分調節器１５により開度指令信号２１を圧力調節弁５に出力し、該圧力調節弁５の開度を開度指令信号２１に応じて調節することにより、スートブロワ蒸気圧力が所定の圧力設定値１２を確保するようにしてある。
【０００６】
また、スートブロワ１にスートブロワ蒸気配管２を介して供給される蒸気の温度を、例えばスートブロワ蒸気配管２に備えた温度検出器４により検出し、該温度検出器４からの温度信号１６を引算器１８に導いて温度設定値１７との偏差を求める。引算器１８からの偏差信号１９に基き比例積分調節器２０により開度指令信号２２を温度調節弁７に出力し、該温度調節弁７の開度を開度指令信号２２に応じて調節することにより、スートブロワ蒸気温度が所定の温度設定値１７を確保するようにしてある。
【０００７】
なお、図中の符号６は高エンタルピ蒸気，８は低エンタルピ蒸気，９はドレン配管，１０はドレン弁である。
【特許文献１】特開平８−２４７４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながらこの従来のスートブロワ蒸気圧力制御装置では、スートブロワ蒸気圧力を調節するために圧力調節弁５の開度を調節した場合、スートブロワ蒸気温度も同時に上昇する傾向となり、スートブロワ蒸気温度制御への外乱となる。同様に、スートブロワ蒸気温度を調節するために温度調節弁７の開度を調節した場合、スートブロワ蒸気圧力も同時に上昇する傾向となり、スートブロワ蒸気圧力制御への外乱となる。
【０００９】
また、スートブロワ停止直後は、蒸気の流れが遮断されることにより蒸気圧力は上昇する傾向にあり、その蒸気圧力を低減する手段がなく、それ以上蒸気を流入させることができないため、スートブロワ蒸気圧力制御及びスートブロワ蒸気温度制御が不可能となる。
【００１０】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、スートブロワ蒸気圧力制御及びスートブロワ蒸気温度制御の相互干渉を抑制し、両制御性能の向上を図ることが可能なスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明は、スートブロワ蒸気として必要なエンタルピに対し、高いエンタルピを持つ蒸気と低いエンタルピを持つ蒸気とをスートブロワ蒸気配管にて混合させ、適度なエンタルピのスートブロワ蒸気を生成する系統を備えたスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置を対象とするものである。
【００１２】
そして本発明の第１の手段は、前記スートブロワ蒸気配管の蒸気圧力を検出する圧力検出器と、該圧力検出器からの圧力信号を受けて圧力設定値との偏差を求める引算器と、該引算器からの偏差信号を受けて圧力調節弁の基本開度指令信号を出力する比例積分調節器とを備え、かつスートブロワ蒸気温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の温度信号を受けて温度設定値との偏差を求める引算器と、該引算器からの偏差信号を受けて温度調節弁の基本開度指令信号を出力する比例積分調節器とを備え、さらに、圧力調節弁の基本開度指令信号を、温度調節弁の基本開度指令信号から関数発生器を介して生成される圧力調節弁の開度指令信号補正信号及び引算器を用いて補正し、圧力調節弁の開度指令信号を得ることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、温度調節弁の基本開度指令信号を、圧力調節弁の基本開度指令信号から関数発生器を介して生成される温度調節弁の開度指令信号補正信号及び加算器を用いて補正して得ることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、圧力検出器からの圧力信号の変化率によって、スートブロワ蒸気ドレン弁を開閉することでスートブロワ蒸気配管の蒸気圧力の変動を抑制することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第４の手段は前記第１の手段において、スートブロワが運転状態であるか否かを判断し得る運転信号により、ドレン弁を開閉し、スートブロワ起動及び停止による圧力変動に備えて、スートブロワ蒸気配管の蒸気流量を確保することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は前述のような構成になっており、スートブロワ蒸気の圧力が減少して圧力設定値より低くなると、圧力調節弁の開度を増加させるとともに、温度調節弁の開度も増加させるので、スートブロワ蒸気圧力制御の動作が、スートブロワ蒸気温度制御の外乱になるのを抑制することができる。
【００１７】
同様に、スートブロワ蒸気の温度が上昇して温度設定値より高くなると、温度調節弁の開度を増加させるとともに、圧力調節弁の開度を減少させるので、スートブロワ蒸気温度制御の動作が、スートブロワ蒸気圧力制御の外乱になるのを抑制することができる。
【００１８】
また、圧力検出器からの圧力信号の変化率によって、スートブロワ蒸気ドレン弁を開閉することでスートブロワ蒸気配管の蒸気圧力の変動を抑制するようにすると、例えばスートブロワ停止直後のようなスートブロワ蒸気圧力急上昇時に、ドレン弁が開することによってスートブロワ蒸気圧力の低減を図り、安定したスートブロワ蒸気圧力制御を行うことができる。
【００１９】
また、スートブロワが運転状態であるか否かを判断し得る運転信号により、ドレン弁を開閉し、スートブロワ起動及び停止による圧力変動に備えて、スートブロワ蒸気配管の蒸気流量を確保するようにすると、例えばスートブロワ停止直後のようなスートブロワ蒸気圧力急上昇時に、ドレン弁が開することによってスートブロワ蒸気圧力の低減を図り、安定したスートブロワ蒸気圧力制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置の系統図である。
【００２１】
スートブロワ１にスートブロワ蒸気配管２を介して供給される蒸気の圧力を、例えばスートブロワ蒸気配管２に備えた圧力検出器３により検出し、該圧力検出器３からの圧力信号１１を引算器１３に導いて圧力設定値１２との偏差を求める。引算器１３からの偏差信号１４に基き比例積分調節器１５により開度指令信号２１を圧力調節弁５に出力し、該圧力調節弁５の開度を開度指令信号２１に応じて調節することにより、スートブロワ蒸気圧力が所定の圧力設定値１２を確保するようにしてある。
【００２２】
また、スートブロワ１にスートブロワ蒸気配管２を介して供給される蒸気の温度を、例えばスートブロワ蒸気配管２に備えた温度検出器４により検出し、該温度検出器４からの温度信号１６を引算器１８に導いて温度設定値１７との偏差を求める。引算器１８からの偏差信号１９に基き比例積分調節器２０により開度指令信号２２を温度調節弁７に出力し、該温度調節弁７の開度を開度指令信号２２に応じて調節することにより、スートブロワ蒸気温度が所定の温度設定値１７を確保するようにしてある。
【００２３】
なお、図中の符号６は高エンタルピ蒸気，８は低エンタルピ蒸気，９はドレン配管，１０はドレン弁，３６，３８はタイマ，３７はＮＯＴ演算器である。
【００２４】
本発明では、以下に詳述する構成が付加されていることで、従来とは異なる制御が行われるようになっている。即ち、従来では比例積分調節器１５からの開度指令信号２１のみを圧力調節弁５に向け直接出力するようにしていたが、前記比例積分調節器１５と圧力調節弁５との間に引算器２５を設け、該引算器２５に後述する関数発生器２３からの開度指令信号補正信号２４を導いて、前記比例積分調節器１５からの開度指令信号２１から引算して、新たな開度指令信号２６として圧力調節弁５に出力するようにしてある。
【００２５】
関数発生器２３は、温度調節弁７への開度指令信号２２を用いて、圧力調節弁５への開度指令信号２１を補正する開度指令信号補正信号２４を導き出すものであり、温度調節弁７の開度が圧力制御へ与える制御干渉を相殺するためにある。
【００２６】
また、従来では前記比例積分調節器２０からの開度指令信号２２のみを温度調節弁７に向け直接出力するようにしていたが、比例積分調節器２０と温度調節弁７との間に加算器２９を設け、該加算器２９に後述する関数発生器２７からの開度指令信号補正信号２８を導いて比例積分調節器２０からの開度指令信号２２に加算して温度調節弁７に出力するようにしてある。
【００２７】
前記関数発生器２７は、圧力調節弁５への開度指令信号２１を用いて、温度調節弁７への開度指令信号２２を補正する開度指令信号補正信号２８を導き出すものであり、圧力調節弁５の開度が温度制御へ与える制御干渉を相殺するためにある。
【００２８】
例えばスートブロワ起動時にスートブロワ蒸気圧力が低下し、圧力検出器３からの圧力信号１１が減少した場合、圧力調節弁５への基本開度指令信号２１及び開度指令信号２６は増加し、圧力調節弁５の開度を上げる動作となる。しかし、同時に圧力調節弁５への基本開度指令信号２１を関数発生器２７へ入力することで得られる温度調節弁７への開度指令信号補正信号２８を、加算器２９で温度調節弁７への基本開度指令信号２２に加算することにより、温度調節弁７の開度も同様に増加させ、圧力調節弁５の開度の増減による蒸気温度の変動を抑制できるようになっている。
【００２９】
また、スートブロワ起動・停止の繰り返し時等、スートブロワ蒸気温度が低下し、温度検出器４からの温度信号１６が減少した場合、温度調節弁７への基本開度指令信号２２及び開度指令信号３０は増加し、温度調節弁７の開度を上げる動作となる。しかし、同時に温度調節弁７への基本開度指令信号２１を関数発生器２３へ入力することで得られる圧力調節弁５への開度指令信号補正信号２６を、引算器２５で圧力調節弁５への基本開度指令信号２１に引算することにより、圧力調節弁５の開度を同時減少させ、温度調節弁５の開度の増減による蒸気圧力の変動を抑制できるようになっている。
【００３０】
また、本実施形態では、圧力検出器３からの圧力信号１１を微分器３１に入力して得られた蒸気圧力の変化率信号３２を比較演算器３３にて所定の設定値と比較し、蒸気圧力変化率大信号３４を得る機能を持ち、スートブロワ停止時等の蒸気圧力急上昇に対しては、蒸気圧力変化率大信号３４によりドレン弁１０を開させることで、蒸気流量を確保し、さらに適切な蒸気圧力制御を可能としている。
【００３１】
さらに、本実施形態では、スートブロワ１が運転状態であるか否かを判断し得る運転信号３５により、スートブロワ停止直後にドレン弁１０を開させる機能を持ち、スートブロワ停止時の蒸気圧力急上昇に対しては、スートブロワ運転信号３５によりドレン弁１０を開させることで、蒸気流量を確保し、さらに適切な蒸気圧力制御を可能としている。
【００３２】
本発明によるスートブロワ蒸気圧力及びスートブロワ蒸気温度の制御特性を図２に示す。なお、本発明のスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置は、前記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種種変更を加え得ることは勿論である。
【００３３】
前述したように、スートブロワ起動時にスートブロワ蒸気圧力が低下し、圧力検出器３からの圧力信号１１が減少した場合、圧力調節弁５への基本開度指令信号２１及び開度指令信号２６は増加し、圧力調節弁５の開度を上げる動作となるが、同時に圧力調節弁５への基本開度指令信号２１を関数発生器２７へ入力することで得られる温度調節弁７への開度指令信号補正信号２８を、加算器２９で温度調節弁７への基本開度指令信号２２に加算することにより、温度調節弁７の開度も同様に増加させ、圧力調節弁５の開度の増減による蒸気温度の変動を抑制できるようになっているので、スートブロワ蒸気圧力を良好に圧力設定値１２に制御することができる。
【００３４】
図２（ａ）は本発明(点線)と従来(実線)のスートブロワ蒸気圧力の変動を示す特性図で、本発明(点線)によりスートブロワ蒸気圧力を圧力設定値に近づけることができる。
【００３５】
また、スートブロワ起動・停止の繰り返し時等、スートブロワ蒸気温度が低下し、温度検出器４からの温度信号１６が減少した場合、温度調節弁７への基本開度指令信号２２及び開度指令信号３０は増加し、温度調節弁７の開度を上げる動作となるが、同時に温度調節弁７への基本開度指令信号２１を関数発生器２３へ入力することで得られる圧力調節弁５への開度指令信号補正信号２６を、引算器２５で圧力調節弁５への基本開度指令信号２１に引算することにより、圧力調節弁５の開度を同時減少させ、温度調節弁５の開度の増減による蒸気圧力の変動を抑制できるようになっているので、スートブロワ蒸気温度を良好に温度設定値１７に制御することができる。
【００３６】
図２（ｂ）は本発明(点線)と従来(実線)のスートブロワ蒸気温度の変動を示す特性図で、本発明(点線)によりスートブロワ蒸気温度を温度設定値に近づけることができる。
【００３７】
また、圧力検出器３からの圧力信号１１を微分器３１に入力して得られた蒸気圧力変化率を比較演算器３３にて所定の設定値と比較し、蒸気圧力変化率大信号３４を得る機能を持ち、スートブロワ停止時等の蒸気圧力急上昇に対しては、蒸気圧力変化率大信号３４によりドレン弁１０を開させることで、蒸気流量を確保し、さらに適切な蒸気圧力制御を可能としているので、スートブロワ蒸気圧力を良好に圧力設定値１２に制御することができる。
【００３８】
さらに、スートブロワ１が運転状態であるか否かを判断し得る運転信号３５により、スートブロワ停止直後にドレン弁１０を開させる機能を持ち、スートブロワ停止時の蒸気圧力急上昇に対しては、スートブロワ運転信号３５によりドレン弁１０を開させることで、蒸気流量を確保し、さらに適切な蒸気圧力制御を可能としているので、スートブロワ蒸気圧力を良好に圧力設定値１２に制御することができる。
【００３９】
図２（ｃ）は、本発明のスートブロワの運転ならびに停止に伴うドレン弁１０の開動作を示すタイミングチャートである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係るスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置の系統図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置の制御動作を示す図である。
【図３】従来例に係るスートブロワ蒸気圧力・温度制御装置の系統図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：スートブロワ，２：スートブロワ蒸気配管，３：圧力検出器，４：温度検出器，５：圧力調節弁，６：高エンタルピ蒸気，７：温度調節弁，８：低エンタルピ蒸気，９：ドレン配管，１０：ドレン弁，１１：圧力信号，１２：圧力設定値，１３：引算器，１４：圧力偏差信号，１５：比例積分調節器，１６：温度信号，１７：温度設定値，１８：引算器，１９：温度偏差信号，２０：比例積分調節器，２１：基本開度指令信号，２２：基本開度指令信号，２３：関数発生器，２４：開度指令信号補正信号，２５：引算器，２６：開度指令信号，２７：関数発生器，２８：開度指令信号補正信号，２９：加算器，３０：開度指令信号，３１：微分器，３２：変化率信号，３３：比較演算器，３４：変化率大信号，３５：スートブロワ運転信号，３６：タイマ，３７：ＮＯＴ演算器，３８：タイマ。
【図１】
2005201481.tif 000003
【図２】
2005201481.tif 000004
【図３】
2005201481.tif 000005