(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミル運転台数に対し、油バーナ使用本数に基づくミル換算台数を加算して模擬ミル運転台数を求め、ミルトリップ時には、その時点でホールドした模擬ミル運転台数によってミルトリップ後の模擬ミル運転台数を割ることにより制限係数を求め、該制限係数を、ミルトリップ時点でホールドしたボイラ出力指令に対して掛けることによりボイラ負荷制限値を求め、該ボイラ負荷制限値をボイラ出力指令として出力することを特徴とする石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出方法。
【請求項２】
油バーナ使用本数に基づきミル換算台数を求めて出力する関数発生器と、
該関数発生器から出力されるミル換算台数をミル運転台数に加算し、模擬ミル運転台数を求めて出力する加算器と、
通常運転時には前記加算器から出力される模擬ミル運転台数をそのまま出力する一方、ミルトリップ時にはその時点での模擬ミル運転台数をホールドして出力する切換器と、
前記加算器から出力される模擬ミル運転台数を前記切換器から出力される模擬ミル運転台数で割り、制限係数を求めて出力する除算器と、
通常運転時にはボイラ出力指令をそのまま出力する一方、ミルトリップ時にはその時点でのボイラ出力指令をホールドして出力する切換器と、
該切換器から出力されるボイラ出力指令に対し前記除算器から出力される制限係数を掛け、ボイラ負荷制限値を求めて出力する乗算器と、
ボイラ出力指令と前記乗算器から出力されるボイラ負荷制限値とのうち小さい方を選択し、ボイラ出力指令として出力する低選択器と
を備えたことを特徴とする石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は火力発電プラントの一例を表わすものであって、１はボイラ本体、２はボイラ本体１の火炉、３は石炭を粉砕し微粉炭を送給するためのミル、４はミル３から送給される微粉炭を火炉２内に噴射し燃焼させる微粉炭バーナ、５は軽油又は重油等の油が貯留された油タンク、６は油タンク５に貯留された油を圧送するためのポンプ、７はポンプ６によって圧送される油を火炉２内に噴射し燃焼させる油バーナ、８は開閉により油バーナ７への油の供給・停止を行うバルブ、９はボイラ本体１の過熱器、１０は高圧タービン、１１は低圧タービン、１２は高圧タービン１０及び低圧タービン１１によって駆動される発電機である。
【０００３】
尚、図４に示す火力発電プラントの場合、各段毎にそれぞれ十六本ずつ設けた微粉炭バーナ４を上下方向に四段配置すると共に、各段毎にそれぞれ十六本ずつ設けた油バーナ７を上下方向に四段配置してある。
【０００４】
前述の如き火力発電プラントにおいては、石炭専焼運転時には、ミル３で粉砕された微粉炭が微粉炭バーナ４からボイラ本体１の火炉２内へ噴射されて微粉炭の燃焼が行われる一方、石炭／油混焼運転時には、ミル３で粉砕された微粉炭が微粉炭バーナ４からボイラ本体１の火炉２内へ噴射されて微粉炭の燃焼が行われると共に、油タンク５に貯留された油が油バーナ７からボイラ本体１の火炉２内へ噴射されて油の燃焼が行われるようになっている。
【０００５】
前記微粉炭のみ、或いは微粉炭及び油の燃焼によって発生した燃焼ガスは、過熱器９を通過してその内部の主蒸気を過熱し、該過熱器９で過熱された主蒸気は、高圧タービン１０へ導かれ、該高圧タービン１０が駆動されて発電機１２により発電が行われると共に、前記高圧タービン１０を駆動した後の蒸気は、ボイラ本体１の再熱器（図示せず）へ導かれ、該再熱器で再熱された後、低圧タービン１１へ導入され、該低圧タービン１１が駆動されて前記発電機１２により発電が行われ、前記低圧タービン１１を駆動した後の蒸気は、復水器（図示せず）へ導かれ、該復水器でボイラ給水に戻され、図示していない給水ポンプによりボイラ本体１の節炭器を経て火炉２へ圧送され、該節炭器と火炉２で加熱され、前記過熱器９へ送給され循環されるようになっている。
【０００６】
ところで、ボイラ本体１に対する燃料や給水等の制御は、ボイラ出力指令に基づいて行われるが、運転中のミル３のうちの一台が何らかの原因で非常停止し、対応する段の微粉炭バーナ４が失火する、いわゆるミルトリップ時には、ボイラ出力指令を制限して出力する必要がある。
【０００７】
このため、従来においては、図４に示される如く、
通常運転時にはミル運転台数１３をそのまま出力する一方、ミルトリップ時には図４中Ｓ２側へ切り換えられその時点でのミル運転台数１３をホールドして出力する切換器１４と、
前記ミル運転台数１３を前記切換器１４から出力されるミル運転台数１５で割り、制限係数１６を求めて出力する除算器１７と、
通常運転時にはボイラ出力指令１８をそのまま出力する一方、ミルトリップ時には図４中Ｓ２側へ切り換えられその時点でのボイラ出力指令１８をホールドして出力する切換器１９と、
該切換器１９から出力されるボイラ出力指令２０に対し前記除算器１７から出力される制限係数１６を掛け、ボイラ負荷制限値２１を求めて出力する乗算器２２と、
ボイラ出力指令１８と前記乗算器２２から出力されるボイラ負荷制限値２１とのうち小さい方を選択し、ボイラ出力指令２３として出力する低選択器２４と
を備えた制御器２５が設けられている。
【０００８】
例えば、石炭専焼運転時、ボイラ出力指令１８が１００［％］で、ミル３が四台全て運転されている状態では、ミル運転台数１３は「４」であって、該「４」であるミル運転台数１３が除算器１７へ出力されると共に、切換器１４からは「４」であるミル運転台数１３がそのままミル運転台数１５として除算器１７へ出力され、該除算器１７において、前記「４」であるミル運転台数１３が前記切換器１４から出力される「４」のミル運転台数１５で割られ、制限係数１６が「１」として求められて乗算器２２へ出力され、このとき、切換器１９からは１００［％］であるボイラ出力指令１８がそのままボイラ出力指令２０として乗算器２２へ出力されており、該乗算器２２において、前記切換器１９から出力される１００［％］のボイラ出力指令２０に対し前記除算器１７から出力される「１」の制限係数１６が掛けられ、ボイラ負荷制限値２１がボイラ出力指令１８と同じく１００［％］として求められて低選択器２４へ出力され、該低選択器２４からは、ボイラ出力指令１８と前記乗算器２２から出力されるボイラ負荷制限値２１とが共に１００［％］であるため、１００［％］のボイラ出力指令１８がそのままボイラ出力指令２３として出力される。
【０００９】
この状態から、四台のミル３のうちの一台が何らかの原因で非常停止し、対応する段の微粉炭バーナ４が失火する、いわゆるミルトリップが発生した場合には、前記切換器１４が図４中Ｓ２側へ切り換えられその時点でのミル運転台数１３(「４」)がホールドされて除算器１７へ出力されるが、ミル運転台数１３は「３」に変化して除算器１７へ出力されるため、該除算器１７において、前記「３」に変化したミル運転台数１３が前記切換器１４から出力される「４」のままホールドされたミル運転台数１５で割られ、制限係数１６が「０．７５」として求められて乗算器２２へ出力され、このとき、前記切換器１９は図４中Ｓ２側へ切り換えられその時点でのボイラ出力指令１８(１００［％］)がホールドされて乗算器２２へ出力されており、該乗算器２２において、前記切換器１９から出力される１００［％］のままホールドされたボイラ出力指令２０に対し前記除算器１７から出力される「０．７５」の制限係数１６が掛けられ、ボイラ負荷制限値２１が７５［％］として求められて低選択器２４へ出力され、該低選択器２４からは、１００［％］のボイラ出力指令１８と前記乗算器２２から出力される７５［％］のボイラ負荷制限値２１とのうち小さい方、即ち７５［％］のボイラ負荷制限値２１が選択され、該７５［％］のボイラ負荷制限値２１がボイラ出力指令２３として出力され、これにより、負荷降下が行われるようになっている。(図５参照)
【００１０】
一方、石炭／油混焼運転時、ボイラ出力指令１８が１００［％］で、例えば、ミル３が三台運転され且つ油バーナ７が一段(十六本)使用されている状態では、ミル運転台数１３は「３」であって、該「３」であるミル運転台数１３が除算器１７へ出力されると共に、切換器１４からは「３」であるミル運転台数１３がそのままミル運転台数１５として除算器１７へ出力され、該除算器１７において、前記「３」であるミル運転台数１３が前記切換器１４から出力される「３」のミル運転台数１５で割られ、制限係数１６が「１」として求められて乗算器２２へ出力され、このとき、切換器１９からは１００［％］であるボイラ出力指令１８がそのままボイラ出力指令２０として乗算器２２へ出力されており、該乗算器２２において、前記切換器１９から出力される１００［％］のボイラ出力指令２０に対し前記除算器１７から出力される「１」の制限係数１６が掛けられ、ボイラ負荷制限値２１がボイラ出力指令１８と同じく１００［％］として求められて低選択器２４へ出力され、該低選択器２４からは、ボイラ出力指令１８と前記乗算器２２から出力されるボイラ負荷制限値２１とが共に１００［％］であるため、１００［％］のボイラ出力指令１８がそのままボイラ出力指令２３として出力される。
【００１１】
この状態から、三台のミル３のうちの一台が何らかの原因で非常停止し、対応する段の微粉炭バーナ４が失火する、いわゆるミルトリップが発生した場合には、前記切換器１４が図４中Ｓ２側へ切り換えられその時点でのミル運転台数１３(「３」)がホールドされて除算器１７へ出力されるが、ミル運転台数１３は「２」に変化して除算器１７へ出力されるため、該除算器１７において、前記「２」に変化したミル運転台数１３が前記切換器１４から出力される「３」のままホールドされたミル運転台数１５で割られ、制限係数１６が「０．６６」として求められて乗算器２２へ出力され、このとき、前記切換器１９は図４中Ｓ２側へ切り換えられその時点でのボイラ出力指令１８(１００［％］)がホールドされて乗算器２２へ出力されており、該乗算器２２において、前記切換器１９から出力される１００［％］のままホールドされたボイラ出力指令２０に対し前記除算器１７から出力される「０．６６」の制限係数１６が掛けられ、ボイラ負荷制限値２１が６６［％］として求められて低選択器２４へ出力され、該低選択器２４からは、１００［％］のボイラ出力指令１８と前記乗算器２２から出力される６６［％］のボイラ負荷制限値２１とのうち小さい方、即ち６６［％］のボイラ負荷制限値２１が選択され、該６６［％］のボイラ負荷制限値２１がボイラ出力指令２３として出力され、これにより、負荷降下が行われるようになっている。(図５参照)
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如く、ミルトリップ時におけるボイラ負荷の制限をミル運転台数１３のみで行うのでは、石炭／油混焼運転中にミルトリップが発生した際、燃焼中の油バーナ７を無視することとなり、前述の例で一段(十六本)の油バーナ７が一台のミル３に相当する場合、本来ならば、７５［％］までの負荷降下でよいところを６６［％］まで負荷降下が行われてしまい、必要以上に負荷が降下するという欠点を有していた。
【００１３】
本発明は、斯かる実情に鑑み、石炭／油混焼運転中にミルトリップが発生した際、燃焼中の油バーナの使用本数を考慮することにより、ボイラの負荷降下を必要最小限に抑制し得る石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ミル運転台数に対し、油バーナ使用本数に基づくミル換算台数を加算して模擬ミル運転台数を求め、ミルトリップ時には、その時点でホールドした模擬ミル運転台数によってミルトリップ後の模擬ミル運転台数を割ることにより制限係数を求め、該制限係数を、ミルトリップ時点でホールドしたボイラ出力指令に対して掛けることによりボイラ負荷制限値を求め、該ボイラ負荷制限値をボイラ出力指令として出力することを特徴とする石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出方法にかかるものである。
【００１５】
又、本発明は、油バーナ使用本数に基づきミル換算台数を求めて出力する関数発生器と、
該関数発生器から出力されるミル換算台数をミル運転台数に加算し、模擬ミル運転台数を求めて出力する加算器と、
通常運転時には前記加算器から出力される模擬ミル運転台数をそのまま出力する一方、ミルトリップ時にはその時点での模擬ミル運転台数をホールドして出力する切換器と、
前記加算器から出力される模擬ミル運転台数を前記切換器から出力される模擬ミル運転台数で割り、制限係数を求めて出力する除算器と、
通常運転時にはボイラ出力指令をそのまま出力する一方、ミルトリップ時にはその時点でのボイラ出力指令をホールドして出力する切換器と、
該切換器から出力されるボイラ出力指令に対し前記除算器から出力される制限係数を掛け、ボイラ負荷制限値を求めて出力する乗算器と、
ボイラ出力指令と前記乗算器から出力されるボイラ負荷制限値とのうち小さい方を選択し、ボイラ出力指令として出力する低選択器と
を備えたことを特徴とする石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出装置にかかるものである。
【００１６】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１７】
本発明の石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出方法においては、ミル運転台数に対し、油バーナ使用本数に基づくミル換算台数が加算されて模擬ミル運転台数が求められ、ミルトリップ時には、その時点でホールドした模擬ミル運転台数によってミルトリップ後の模擬ミル運転台数を割ることにより制限係数が求められ、該制限係数を、ミルトリップ時点でホールドしたボイラ出力指令に対して掛けることによりボイラ負荷制限値が求められ、該ボイラ負荷制限値がボイラ出力指令として出力され、負荷降下が行われる。
【００１８】
又、本発明の石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出装置においては、関数発生器において、油バーナ使用本数に基づきミル換算台数が求められて加算器へ出力され、該加算器において、前記関数発生器から出力されるミル換算台数がミル運転台数に加算され、模擬ミル運転台数が求められ、ミルトリップ時には切換器において、その時点での模擬ミル運転台数がホールドされて除算器へ出力され、該除算器において、前記加算器から出力される模擬ミル運転台数を前記切換器から出力される模擬ミル運転台数で割ることにより、制限係数が求められて乗算器へ出力され、このとき、ミルトリップ時点でのボイラ出力指令が切換器においてホールドされて前記乗算器へ出力されており、該乗算器において、前記切換器から出力されるホールドされたボイラ出力指令に対し前記除算器から出力される制限係数が掛けられ、ボイラ負荷制限値が求められて低選択器へ出力され、該低選択器からは、ボイラ出力指令と前記乗算器から出力されるボイラ負荷制限値とのうち小さい方、即ちボイラ負荷制限値が選択され、該ボイラ負荷制限値がボイラ出力指令として出力され、これにより、負荷降下が行われる。
【００１９】
この結果、本発明の石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出方法及び装置においては、石炭／油混焼運転中にミルトリップが発生した際、ボイラ負荷の制限をミル運転台数のみで行うのではなく、燃焼中の油バーナも考慮される形となり、適切な負荷降下が行われ、必要以上に負荷が降下することを回避可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２１】
図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図４に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示す如く、制御器２５に、
油バーナ使用本数２６に基づきミル換算台数２７を求めて出力する関数発生器２８と、
該関数発生器２８から出力されるミル換算台数２７をミル運転台数１３に加算し、模擬ミル運転台数１３’を求めて出力する加算器２９と
を追加装備し、
切換器１４において、通常運転時には前記加算器２９から出力される模擬ミル運転台数１３’をそのまま出力させる一方、ミルトリップ時にはその時点での模擬ミル運転台数１３’をホールドして出力させ、
除算器１７において、前記加算器２９から出力される模擬ミル運転台数１３’を前記切換器１４から出力される模擬ミル運転台数１５’で割り、制限係数１６を求めて出力させるようにした点にある。
【００２２】
尚、一段(十六本)の油バーナ７が一台のミル３に相当する場合、前記関数発生器２８には、図２に示す如く、油バーナ使用本数２６の増加に伴ってミル換算台数２７を段階的に増加させるような関数が設定入力されている。
【００２３】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２４】
石炭／油混焼運転時、ボイラ出力指令１８が１００［％］で、例えば、ミル３が三台運転され且つ油バーナ７が一段(十六本)使用されている状態では、ミル運転台数１３は「３」であって、該「３」であるミル運転台数１３が加算器２９へ出力される一方、油バーナ使用本数２６は「１６」であって、該「１６」である油バーナ使用本数２６が関数発生器２８へ出力され、該関数発生器２８において、前記「１６」である油バーナ使用本数２６に基づきミル換算台数２７が「１」として求められて前記加算器２９へ出力され、該加算器２９において、前記関数発生器２８から出力される「１」のミル換算台数２７が「３」のミル運転台数１３に加算され、模擬ミル運転台数１３’が「４」として求められて除算器１７へ出力されると共に、切換器１４からは「４」である模擬ミル運転台数１３’がそのまま模擬ミル運転台数１５’として除算器１７へ出力され、該除算器１７において、前記「４」である模擬ミル運転台数１３’が前記切換器１４から出力される「４」の模擬ミル運転台数１５’で割られ、制限係数１６が「１」として求められて乗算器２２へ出力され、このとき、切換器１９からは１００［％］であるボイラ出力指令１８がそのままボイラ出力指令２０として乗算器２２へ出力されており、該乗算器２２において、前記切換器１９から出力される１００［％］のボイラ出力指令２０に対し前記除算器１７から出力される「１」の制限係数１６が掛けられ、ボイラ負荷制限値２１がボイラ出力指令１８と同じく１００［％］として求められて低選択器２４へ出力され、該低選択器２４からは、ボイラ出力指令１８と前記乗算器２２から出力されるボイラ負荷制限値２１とが共に１００［％］であるため、１００［％］のボイラ出力指令１８がそのままボイラ出力指令２３として出力される。
【００２５】
この状態から、三台のミル３のうちの一台が何らかの原因で非常停止し、対応する段の微粉炭バーナ４が失火する、いわゆるミルトリップが発生した場合には、前記切換器１４が図１中Ｓ２側へ切り換えられその時点での模擬ミル運転台数１３’(「４」)がホールドされて除算器１７へ出力されるが、ミル運転台数１３は「２」に変化し模擬ミル運転台数１３’が「３」として除算器１７へ出力されるため、該除算器１７において、前記「３」に変化した模擬ミル運転台数１３’が前記切換器１４から出力される「４」のままホールドされた模擬ミル運転台数１５’で割られ、制限係数１６が「０．７５」として求められて乗算器２２へ出力され、このとき、前記切換器１９は図１中Ｓ２側へ切り換えられその時点でのボイラ出力指令１８(１００［％］)がホールドされて乗算器２２へ出力されており、該乗算器２２において、前記切換器１９から出力される１００［％］のままホールドされたボイラ出力指令２０に対し前記除算器１７から出力される「０．７５」の制限係数１６が掛けられ、ボイラ負荷制限値２１が７５［％］として求められて低選択器２４へ出力され、該低選択器２４からは、１００［％］のボイラ出力指令１８と前記乗算器２２から出力される７５［％］のボイラ負荷制限値２１とのうち小さい方、即ち７５［％］のボイラ負荷制限値２１が選択され、該７５［％］のボイラ負荷制限値２１がボイラ出力指令２３として出力され、これにより、負荷降下が行われる。(図３参照)
【００２６】
この結果、石炭／油混焼運転中にミルトリップが発生した際、ボイラ負荷の制限をミル運転台数１３のみで行うのではなく、燃焼中の油バーナ７も考慮される形となり、適切な負荷降下が行われ、必要以上に負荷が降下することを回避可能となる。
【００２７】
こうして、石炭／油混焼運転中にミルトリップが発生した際、燃焼中の油バーナ７の使用本数を考慮することにより、ボイラの負荷降下を必要最小限に抑制し得る。
【００２８】
尚、本発明の石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出方法及び装置は、上述の図示例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々変更を加え得ることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の石炭／油混焼運転中におけるミルトリップ時のボイラ出力指令算出方法及び装置によれば、石炭／油混焼運転中にミルトリップが発生した際、燃焼中の油バーナの使用本数を考慮することにより、ボイラの負荷降下を必要最小限に抑制し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図である。
【図２】図１に示す関数発生器に設定入力された関数の一例を表わす線図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例においてミルトリップ時のボイラ出力指令の変化を表わす図である。
【図４】従来例の概要構成図である。
【図５】従来例においてミルトリップ時のボイラ出力指令の変化を表わす図である。
【符号の説明】
１    ボイラ本体
３    ミル
４    微粉炭バーナ
７    油バーナ
１３    ミル運転台数
１３’  模擬ミル運転台数
１４    切換器
１５’  模擬ミル運転台数
１６    制限係数
１７    除算器
１８    ボイラ出力指令
１９    切換器
２０    ボイラ出力指令
２１    ボイラ負荷制限値
２２    乗算器
２３    ボイラ出力指令
２４    低選択器
２５    制御器
２６    油バーナ使用本数
２７    ミル換算台数
２８    関数発生器
２９    加算器
【図１】
0004085506.tif 000002
【図２】
0004085506.tif 000003
【図３】
0004085506.tif 000004
【図４】
0004085506.tif 000005
【図５】
0004085506.tif 000006