(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給炭機運転台数に基づいて最低給炭量を求め、石炭ベースの燃焼量指令から前記最低給炭量を差し引いて燃料油最大流量を求めると共に、給炭機運転台数に基づいて燃料油最大流量を求め、該燃料油最大流量と前記最低給炭量から求められた燃料油最大流量とのうち低い方を選択して燃料油流量上限とし、該燃料油流量上限を前記燃焼量指令で割って燃料油混焼比率上限を求める一方、
給炭機運転台数に基づいて最大給炭量を求め、前記燃焼量指令から前記最大給炭量を差し引いて燃料油最低流量を求めると共に、燃料油バーナの使用可能最低本数から決まる燃料油最低流量と前記最大給炭量から求められた燃料油最低流量とのうち高い方を選択して燃料油流量下限とし、該燃料油流量下限を前記燃焼量指令で割って燃料油混焼比率下限を求め、
運転員が設定する燃料油混焼比率設定値を前記燃料油混焼比率上限と燃料油混焼比率下限との範囲内に収めることを特徴とする石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定方法。
【請求項２】
給炭機運転台数に基づき最低給炭量を求めて出力する第一関数発生器と、
石炭ベースの燃焼量指令から前記最低給炭量を差し引き燃料油最大流量を求めて出力する減算器と、
給炭機運転台数に基づき燃料油最大流量を求めて出力する第二関数発生器と、
該第二関数発生器から出力される燃料油最大流量と前記減算器から出力される燃料油最大流量とのうち低い方を選択し燃料油流量上限として出力する低選択器と、
該低選択器から出力される燃料油流量上限を前記燃焼量指令で割り燃料油混焼比率上限を求めて出力する除算器と、
給炭機運転台数に基づき最大給炭量を求めて出力する第三関数発生器と、
前記燃焼量指令から前記最大給炭量を差し引き燃料油最低流量を求めて出力する減算器と、
燃料油バーナの使用可能最低本数から決まる燃料油最低流量と前記減算器から出力される燃料油最低流量とのうち高い方を選択し燃料油流量下限として出力する高選択器と、
該高選択器から出力される燃料油流量下限を前記燃焼量指令で割り燃料油混焼比率下限を求めて出力する除算器と、
運転員が設定する燃料油混焼比率設定値を前記燃料油混焼比率上限と燃料油混焼比率下限との範囲内に収める高低制限器と
を備えたことを特徴とする石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、石炭焚ボイラは、図５に示される如く、ボイラ本体１の側部に多数の微粉炭バーナ２並びに軽油等の燃料油バーナ３を配設してなる構成を有している。
【０００３】
前記微粉炭バーナ２には、給炭機４から供給される石炭を粉砕して微粉炭とするミル５が微粉炭管６を介して接続されており、又、前記燃料油バーナ３には、途中に燃料油流量調整弁７が設けられた燃料油管８が接続されている。
【０００４】
前記ミル５は、図５の例では、六台設けられ、一台のミル５に対してはそれぞれ、八本の微粉炭バーナ２（図５ではそのうちの一本ずつのみを示している）が接続されており、各微粉炭バーナ２の軸心部にそれぞれ、前記燃料油バーナ３が同芯状に設けられている。
【０００５】
又、前記石炭焚ボイラには、各ミル５の給炭機４へ給炭量指令９を出力すると共に、燃料油流量調整弁７へ燃料油流量指令１０を出力する制御装置１１が設けられている。
【０００６】
前記制御装置１１は、図６に示される如く、ボイラ負荷指令に応じた石炭ベースの燃焼量指令１２に対し燃料油混焼比率設定値１３を掛け燃料油流量指令１０を求めて燃料油流量調整弁７へ出力する乗算器１４と、前記燃焼量指令１２から燃料油流量指令１０を差し引き給炭量指令９を求めて給炭機４へ出力する減算器１５とを備えてなる構成を有している。
【０００７】
前述の如き石炭焚ボイラの運転時には、制御装置１１の乗算器１４においてボイラ負荷指令に応じた石炭ベースの燃焼量指令１２に対し燃料油混焼比率設定値１３が掛けられ燃料油流量指令１０が求められて燃料油流量調整弁７へ出力され、該燃料油流量調整弁７の開度が調整されて、所要量の軽油等の燃料油が所望の燃料油バーナ３からボイラ本体１内へ噴射されて燃焼されると共に、減算器１５において前記燃焼量指令１２から燃料油流量指令１０が差し引かれ給炭量指令９が求められて給炭機４へ出力され、所要量の石炭が所望の給炭機４からミル５を経由し微粉炭として所望の微粉炭バーナ２からボイラ本体１内へ噴射されて燃焼される。
【０００８】
前記ボイラ本体１において微粉炭と燃料油との混焼運転を行う場合、ボイラ負荷並びにそのときの運転状況に応じてどの給炭機４を何台運転するかは適宜選定され、選定された所望の給炭機４に対応した微粉炭バーナ２から微粉炭が噴射され、全体として前記給炭量指令９に対応した量の微粉炭がボイラ本体１内へ供給される一方、前記微粉炭が噴射される微粉炭バーナ２と同芯の燃料油バーナ３は使用されずに、それ以外の燃料油バーナ３のうちどの燃料油バーナ３を何本使用するかが適宜選定され、選定された所望の燃料油バーナ３から燃料油が噴射され、全体として前記燃料油流量指令１０に対応した量の燃料油がボイラ本体１内へ供給されるようになっている。
【０００９】
又、前記給炭量指令９は、前記ボイラ負荷に応じた給炭機４の運転台数によって決まってくる最低給炭量と最大給炭量との範囲内に収まるようにする必要があると共に、前記燃料油流量指令１０は、燃料油バーナ３の使用可能最低本数（通常、四本程度）から決まる燃料油最低流量と前記給炭機４の運転台数に応じた使用可能な燃料油バーナ３の最大本数から決まる燃料油最大流量との範囲内に収まるようにする必要があり、前記燃料油混焼比率設定値１３は、運転員の判断により、前記給炭量指令９と前記燃料油流量指令１０とがそれぞれ許容範囲内に収まって、ミル５の運転或いは燃料油バーナ３の制御に支障を来さないように手動で設定されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如く、燃料油混焼比率設定値１３を運転員が単に手動で設定するのみで、ボイラ本体１において微粉炭と燃料油との混焼運転を行うのでは、ボイラ負荷が変わったりすると、給炭量指令９が最低給炭量から最大給炭量の範囲を逸脱したり、或いは燃料油流量指令１０が燃料油最低流量から燃料油最大流量の範囲を逸脱することがあり、このような場合には、運転が継続できなくなるという不具合を有していた。
【００１１】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ボイラ本体における微粉炭と燃料油との混焼運転時に、ボイラ負荷等が変化しても、運転員が設定する燃料油混焼比率設定値を燃料油混焼比率上限と燃料油混焼比率下限との範囲内に収めることにより、給炭量指令を最低給炭量から最大給炭量の範囲内に収め、且つ燃料油流量指令を燃料油最低流量から燃料油最大流量の範囲内に収めることができ、運転を円滑に継続し得る石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、給炭機運転台数に基づいて最低給炭量を求め、石炭ベースの燃焼量指令から前記最低給炭量を差し引いて燃料油最大流量を求めると共に、給炭機運転台数に基づいて燃料油最大流量を求め、該燃料油最大流量と前記最低給炭量から求められた燃料油最大流量とのうち低い方を選択して燃料油流量上限とし、該燃料油流量上限を前記燃焼量指令で割って燃料油混焼比率上限を求める一方、
給炭機運転台数に基づいて最大給炭量を求め、前記燃焼量指令から前記最大給炭量を差し引いて燃料油最低流量を求めると共に、燃料油バーナの使用可能最低本数から決まる燃料油最低流量と前記最大給炭量から求められた燃料油最低流量とのうち高い方を選択して燃料油流量下限とし、該燃料油流量下限を前記燃焼量指令で割って燃料油混焼比率下限を求め、
運転員が設定する燃料油混焼比率設定値を前記燃料油混焼比率上限と燃料油混焼比率下限との範囲内に収めることを特徴とする石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定方法にかかるものである。
【００１３】
又、本発明は、給炭機運転台数に基づき最低給炭量を求めて出力する第一関数発生器と、
石炭ベースの燃焼量指令から前記最低給炭量を差し引き燃料油最大流量を求めて出力する減算器と、
給炭機運転台数に基づき燃料油最大流量を求めて出力する第二関数発生器と、該第二関数発生器から出力される燃料油最大流量と前記減算器から出力される燃料油最大流量とのうち低い方を選択し燃料油流量上限として出力する低選択器と、
該低選択器から出力される燃料油流量上限を前記燃焼量指令で割り燃料油混焼比率上限を求めて出力する除算器と、
給炭機運転台数に基づき最大給炭量を求めて出力する第三関数発生器と、
前記燃焼量指令から前記最大給炭量を差し引き燃料油最低流量を求めて出力する減算器と、
燃料油バーナの使用可能最低本数から決まる燃料油最低流量と前記減算器から出力される燃料油最低流量とのうち高い方を選択し燃料油流量下限として出力する高選択器と、
該高選択器から出力される燃料油流量下限を前記燃焼量指令で割り燃料油混焼比率下限を求めて出力する除算器と、
運転員が設定する燃料油混焼比率設定値を前記燃料油混焼比率上限と燃料油混焼比率下限との範囲内に収める高低制限器と
を備えたことを特徴とする石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定装置にかかるものである。
【００１４】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１５】
本発明の石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定方法においては、石炭焚ボイラの運転時には、給炭機運転台数に基づいて最低給炭量が求められ、石炭ベースの燃焼量指令から前記最低給炭量が差し引かれて燃料油最大流量が求められると共に、給炭機運転台数に基づいて燃料油最大流量が求められ、該燃料油最大流量と前記最低給炭量から求められた燃料油最大流量とのうち低い方が選択されて燃料油流量上限とされ、該燃料油流量上限が前記燃焼量指令で割られて燃料油混焼比率上限が求められる一方、給炭機運転台数に基づいて最大給炭量が求められ、前記燃焼量指令から前記最大給炭量が差し引かれて燃料油最低流量が求められると共に、燃料油バーナの使用可能最低本数から決まる燃料油最低流量と前記最大給炭量から求められた燃料油最低流量とのうち高い方が選択されて燃料油流量下限とされ、該燃料油流量下限が前記燃焼量指令で割られて燃料油混焼比率下限が求められ、運転員が設定する燃料油混焼比率設定値が前記燃料油混焼比率上限と燃料油混焼比率下限との範囲内に収められる。
【００１６】
本発明の石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定装置においては、石炭焚ボイラの運転時には、第一関数発生器において給炭機運転台数に基づき最低給炭量が求められて減算器へ出力され、該減算器において石炭ベースの燃焼量指令から前記最低給炭量が差し引かれ燃料油最大流量が求められて低選択器へ出力され、第二関数発生器において給炭機運転台数に基づき燃料油最大流量が求められて前記低選択器へ出力され、該低選択器において前記第二関数発生器から出力される燃料油最大流量と前記減算器から出力される燃料油最大流量とのうち低い方が選択され燃料油流量上限として除算器へ出力され、該除算器において前記低選択器から出力される燃料油流量上限が前記燃焼量指令で割られ燃料油混焼比率上限が求められて高低制限器へ出力される。
【００１７】
これと同時に、第三関数発生器において給炭機運転台数に基づき最大給炭量が求められて減算器へ出力され、該減算器において前記燃焼量指令から前記最大給炭量が差し引かれ燃料油最低流量が求められて高選択器へ出力され、該高選択器において燃料油バーナの使用可能最低本数から決まる燃料油最低流量と前記減算器から出力される燃料油最低流量とのうち高い方が選択され燃料油流量下限として除算器へ出力され、該除算器において前記高選択器から出力される燃料油流量下限が前記燃焼量指令で割られ燃料油混焼比率下限が求められて高低制限器へ出力される。
【００１８】
前記高低制限器に対しては、運転員が設定する燃料油混焼比率設定値が入力されているが、ここで仮に、ボイラ負荷が変わる等して、前記燃料油混焼比率設定値が燃料油混焼比率上限を越えた場合には、燃料油混焼比率設定値は燃料油混焼比率上限まで引き下げられて高低制限器から出力される一方、前記燃料油混焼比率設定値が燃料油混焼比率下限より小さくなった場合には、燃料油混焼比率設定値は燃料油混焼比率下限まで引き上げられて高低制限器から出力される。
【００１９】
この結果、ボイラ負荷が変わったりしても、給炭量指令が最低給炭量から最大給炭量の範囲を逸脱したり、或いは燃料油流量指令が燃料油最低流量から燃料油最大流量の範囲を逸脱することがなくなり、運転が継続できなくなる心配もない。
【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５及び図６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５及び図６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、給炭機運転台数１６に基づき最低給炭量１７を求めて出力する第一関数発生器１８と、
石炭ベースの燃焼量指令１２から前記最低給炭量１７を差し引き燃料油最大流量１８’を求めて出力する減算器１９と、
給炭機運転台数１６に基づき燃料油最大流量２０を求めて出力する第二関数発生器２１と、
該第二関数発生器２１から出力される燃料油最大流量２０と前記減算器１９から出力される燃料油最大流量１８’とのうち低い方を選択し燃料油流量上限２２として出力する低選択器２３と、
該低選択器２３から出力される燃料油流量上限２２を前記燃焼量指令１２で割り燃料油混焼比率上限２４を求めて出力する除算器２５と、
給炭機運転台数１６に基づき最大給炭量２６を求めて出力する第三関数発生器２７と、
前記燃焼量指令１２から前記最大給炭量２６を差し引き燃料油最低流量２８を求めて出力する減算器２９と、
燃料油バーナ３の使用可能最低本数から決まる燃料油最低流量３０と前記減算器２９から出力される燃料油最低流量２８とのうち高い方を選択し燃料油流量下限３１として出力する高選択器３２と、
該高選択器３２から出力される燃料油流量下限３１を前記燃焼量指令１２で割り燃料油混焼比率下限３３を求めて出力する除算器３４と、
運転員が設定する燃料油混焼比率設定値１３を前記燃料油混焼比率上限２４と燃料油混焼比率下限３３との範囲内に収める高低制限器３５と
を制御装置１１内に追加装備した点にある。
【００２２】
前記第一関数発生器１８には、図２に示すような関数が入力されており、該関数は、一台のミル５を運転するのに最低限必要となる給炭量は決まっているため、給炭機運転台数１６の増減に対し比例させる形で最低給炭量１７を増減させるようになっている。但し、給炭機運転台数１６が一台と二台の場合の最低給炭量１７が同じ値となっているのは、本図示例におけるミル５は最低二台以上運転するようになっているためである。
【００２３】
又、前記第二関数発生器２１には、図３に示すような関数が入力されており、該関数は、給炭機４の運転台数が多くなると使用できる燃料油バーナ３の本数が少なくなるため、給炭機運転台数１６の増減に対し反比例させる形で燃料油最大流量２０を増減させるようになっている。但し、給炭機運転台数１６が一台と二台の場合の燃料油最大流量２０が同じ値となっているのは、本図示例におけるミル５は最低二台以上運転するようになっているためである。
【００２４】
更に又、前記第三関数発生器２７には、図４に示すような関数が入力されており、該関数は、一台のミル５を運転する場合に最大となる給炭量は決まっているため、給炭機運転台数１６の増減に対し比例させる形で最大給炭量２６を増減させるようになっている。但し、給炭機運転台数１６が一台と二台の場合の最大給炭量２６が同じ値となっているのは、本図示例におけるミル５は最低二台以上運転するようになっているためである。
【００２５】
尚、図１に示す如く、前記低選択器２３と除算器２５との間には、低選択器２３から出力される燃料油流量上限２２と高選択器３２から出力される燃料油流量下限３１とのうち高い方を選択して除算器２５へ出力する高選択器３６を設けてあるが、これは、万が一、何らかの故障等により前記燃料油流量上限２２が燃料油流量下限３１より低くなってしまったような場合に、前記燃料油混焼比率上限２４と燃料油混焼比率下限３３との大小関係が逆転してしまうことを避けるために、燃料油流量下限３１を前記燃料油流量上限２２の代わりに除算器２５へ出力するためのものであり、通常の状態では、低選択器２３から出力される前記燃料油流量上限２２がそのまま除算器２５へ出力されることは言うまでもない。
【００２６】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２７】
石炭焚ボイラの運転時には、第一関数発生器１８において給炭機運転台数１６に基づき最低給炭量１７が求められて減算器１９へ出力され、該減算器１９において石炭ベースの燃焼量指令１２から前記最低給炭量１７が差し引かれ燃料油最大流量１８’が求められて低選択器２３へ出力され、第二関数発生器２１において給炭機運転台数１６に基づき燃料油最大流量２０が求められて前記低選択器２３へ出力され、該低選択器２３において前記第二関数発生器２１から出力される燃料油最大流量２０と前記減算器１９から出力される燃料油最大流量１８’とのうち低い方が選択され燃料油流量上限２２として高選択器３６を経由し除算器２５へ出力され、該除算器２５において前記低選択器２３から出力される燃料油流量上限２２が前記燃焼量指令１２で割られ燃料油混焼比率上限２４が求められて高低制限器３５へ出力される。
【００２８】
これと同時に、第三関数発生器２７において給炭機運転台数１６に基づき最大給炭量２６が求められて減算器２９へ出力され、該減算器２９において前記燃焼量指令１２から前記最大給炭量２６が差し引かれ燃料油最低流量２８が求められて高選択器３２へ出力され、該高選択器３２において燃料油バーナ３の使用可能最低本数から決まる燃料油最低流量３０と前記減算器２９から出力される燃料油最低流量２８とのうち高い方が選択され燃料油流量下限３１として除算器３４へ出力され、該除算器３４において前記高選択器３２から出力される燃料油流量下限３１が前記燃焼量指令１２で割られ燃料油混焼比率下限３３が求められて高低制限器３５へ出力される。
【００２９】
前記高低制限器３５に対しては、運転員が設定する燃料油混焼比率設定値１３が入力されているが、ここで仮に、ボイラ負荷が変わる等して、前記燃料油混焼比率設定値１３が燃料油混焼比率上限２４を越えた場合には、燃料油混焼比率設定値１３は燃料油混焼比率上限２４まで引き下げられて高低制限器３５から乗算器１４へ出力され、該乗算器１４においてボイラ負荷指令に応じた石炭ベースの燃焼量指令１２に対し前記高低制限器３５から出力された燃料油混焼比率上限２４が掛けられ燃料油流量指令１０が求められて燃料油流量調整弁７へ出力され、該燃料油流量調整弁７の開度が調整されて、所要量の軽油等の燃料油が所望の燃料油バーナ３からボイラ本体１内へ噴射されて燃焼されると共に、減算器１５において前記燃焼量指令１２から燃料油流量指令１０が差し引かれ給炭量指令９が求められて給炭機４へ出力され、所要量の石炭が所望の給炭機４からミル５を経由し微粉炭として所望の微粉炭バーナ２からボイラ本体１内へ噴射されて燃焼される。
【００３０】
一方、前記燃料油混焼比率設定値１３が燃料油混焼比率下限３３より小さくなった場合には、燃料油混焼比率設定値１３は燃料油混焼比率下限３３まで引き上げられて高低制限器３５から乗算器１４へ出力され、該乗算器１４においてボイラ負荷指令に応じた石炭ベースの燃焼量指令１２に対し前記高低制限器３５から出力された燃料油混焼比率下限３３が掛けられ燃料油流量指令１０が求められて燃料油流量調整弁７へ出力され、該燃料油流量調整弁７の開度が調整されて、所要量の軽油等の燃料油が所望の燃料油バーナ３からボイラ本体１内へ噴射されて燃焼されると共に、減算器１５において前記燃焼量指令１２から燃料油流量指令１０が差し引かれ給炭量指令９が求められて給炭機４へ出力され、所要量の石炭が所望の給炭機４からミル５を経由し微粉炭として所望の微粉炭バーナ２からボイラ本体１内へ噴射されて燃焼される。
【００３１】
この結果、ボイラ負荷が変わったりしても、給炭量指令９が最低給炭量１７から最大給炭量２６の範囲を逸脱したり、或いは燃料油流量指令１０が燃料油最低流量２８（或いは３０）から燃料油最大流量１８’（或いは２０）の範囲を逸脱することがなくなり、運転が継続できなくなる心配もない。
【００３２】
こうして、ボイラ本体１における微粉炭と燃料油との混焼運転時に、ボイラ負荷等が変化しても、運転員が設定する燃料油混焼比率設定値１３を燃料油混焼比率上限２４と燃料油混焼比率下限３３との範囲内に収めることにより、給炭量指令９を最低給炭量１７から最大給炭量２６の範囲内に収め、且つ燃料油流量指令１０を燃料油最低流量２８（或いは３０）から燃料油最大流量１８’（或いは２０）の範囲内に収めることができ、運転を円滑に継続し得る。
【００３３】
尚、本発明の石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定方法及び装置は、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。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の石炭焚ボイラの燃料油混焼比率設定方法及び装置によれば、ボイラ本体における微粉炭と燃料油との混焼運転時に、ボイラ負荷等が変化しても、運転員が設定する燃料油混焼比率設定値を燃料油混焼比率上限と燃料油混焼比率下限との範囲内に収めることにより、給炭量指令を最低給炭量から最大給炭量の範囲内に収め、且つ燃料油流量指令を燃料油最低流量から燃料油最大流量の範囲内に収めることができ、運転を円滑に継続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制御ブロック図である。
【図２】図１に示される第一関数発生器に入力された関数を表わす線図である。
【図３】図１に示される第二関数発生器に入力された関数を表わす線図である。
【図４】図１に示される第三関数発生器に入力された関数を表わす線図である。
【図５】石炭焚ボイラの一例の概要構成図である。
【図６】従来例の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１    ボイラ本体
２    微粉炭バーナ
３    燃料油バーナ
４    給炭機
５    ミル
７    燃料油流量調整弁
９    給炭量指令
１０    燃料油流量指令
１２    燃焼量指令
１３    燃料油混焼比率設定値
１６    給炭機運転台数
１７    最低給炭量
１８    第一関数発生器
１８’  燃料油最大流量
１９    減算器
２０    燃料油最大流量
２１    第二関数発生器
２２    燃料油流量上限
２３    低選択器
２４    燃料油混焼比率上限
２５    除算器
２６    最大給炭量
２７    第三関数発生器
２８    燃料油最低流量
２９    減算器
３０    燃料油最低流量
３１    燃料油流量下限
３２    高選択器
３３    燃料油混焼比率下限
３４    除算器
３５    高低制限器
【図１】
0004126765.tif 000002
【図２】
0004126765.tif 000003
【図３】
0004126765.tif 000004
【図４】
0004126765.tif 000005
【図５】
0004126765.tif 000006
【図６】
0004126765.tif 000007