(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炉内に複数段のバーナを備えると共に、煙道内に過熱器と再熱器とを配置してなる発電用ボイラにおいて、ボイラ装置に負荷降下が指令されてからボイラ装置の負荷が指令された値まで降下する過程で、燃焼しているバーナよりも下段に配置された休止バーナより前記火炉内に投入される空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気の流量を過渡的に増加し、前記再熱器の出口上記温度を適正に保つことを特徴とする発電用ボイラの再熱蒸気制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の再熱蒸気制御方法において、前記休止バーナから前記火炉内に投入される空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気の流量を、ボイラ側運転制御装置から出力される信号又はタービン側からの負荷降下の要求に基づいて制御することを特徴とする発電用ボイラの再熱蒸気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電用ボイラの再熱蒸気制御方法に係り、特に、負荷降下時における再熱蒸気温度の適正化と火炎検出性能の改善とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、従来より知られているボイラ装置の構成を示す。この図において、１はボイラ火炉、２はボイラ火炉１の炉底、３はボイラ火炉１の炉壁に設けられた第１のバーナ段、４は第１のバーナ段３の下方に配置された第２のバーナ段、５は第１及び第２のバーナ段３，４に供給される燃焼空気の流量を制御するウィンドボックス入り口ダンパ、６はボイラ火炉１の出口に備えられた煙道、７は煙道６内に備えられた過熱器、８は同じく煙道６内に備えられた再熱器、９は煙道６より燃焼排ガスを抜き出して炉底２及び第１及び第２のバーナ段３，４に再循環させる排ガス再循環ファン、１０はエアヒータ、１１はエアヒータ１０より各バーナ段３，４に供給される燃焼空気中に燃焼排ガスを混入するダンパを示している。
【０００３】
かかる構成のボイラ装置において、図４（ａ）に示すようにｔ1 の時点で負荷の降下が指令されると、過熱器７の出口蒸気温度の過度の上昇を防止するため、ボイラ保有熱分を考慮して、図４（ｂ）に実線で示すように、図４（ｂ）に破線で示される静的な特性よりも燃料流量が引き下げられる。その結果、火炉出口ガス温度が過渡的に静的な状態に比較して低くなり、再熱器８の蒸気温度は低下傾向となる。再熱器８の蒸気温度を維持するため、従来においては図４（ｃ）に示すように、排ガス再循環ファン９よりボイラ火炉１の炉底２に供給される排ガスの再循環量を過渡的に増加してボイラ火炉１における熱吸収を抑制し、図４（ｆ）に示すように再熱蒸気温度を必要な値に維持するという方法が一般に採られている。なお、負荷降下に伴って休止する第２のバーナ段４には、火炉内からの輻射熱によるバーナの過熱を防止するため、図４（ｄ）に示すように一定量の空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気が供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に破線で示すように、炉底２より供給された再循環排ガス１２は、燃焼に使用しているバーナ段のバーナ口に向かってボイラ火炉１の前壁及び後壁に偏った流れを形成するため、炉底２に供給される排ガスの再循環量を増加すると、バーナの火炎着火域に流れ込む再循環排ガス量が増加して火炎の安定性が害される。また、前記に伴って、火炎検出性能も悪くなる。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の不備を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、負荷降下時において高い再熱蒸気温度を維持でき、しかも火炎の安定性と火炎検出性能を改善可能な発電用ボイラの再熱蒸気制御方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、火炉内に複数段のバーナを備えると共に、煙道内に過熱器と再熱器とを配置してなる発電用ボイラにおいて、ボイラ装置に負荷降下が指令されてからボイラ装置の負荷が指令された値まで降下する過程で、燃焼しているバーナよりも下段に配置された休止バーナより前記火炉内に投入される空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気の流量を過渡的に増加し、前記再熱器の出口上記温度を適正に保つという構成にした。
【０００７】
前記休止バーナから前記火炉内に投入される空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気の流量を、ボイラ側運転制御装置から出力される信号又はタービン側からの負荷降下の要求に基づいて先行制御することができる。
【０００８】
負荷降下時に、休止バーナより火炉内に適量の空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気を過渡的に投入すると、ボイラ火炉１における熱吸収が抑制され、過熱器を通過して再熱器に達する熱量が増加するため、再熱蒸気温度を適正な高温に維持できる。また、燃焼しているバーナよりも下段に配置された休止バーナより火炉内に空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気を投入すると、図１に示すように、当該空気又は混合気１２がボイラ火炉１の中心部に噴射されるため、バーナの火炎着火部に流れ込む空気量あるいは混合気量が減少し、火炎の安定性と火炎検出性能とが改善される。また、図１に破線で示すように、炉底２より投入された再循環排ガス１３も、図１に破線で示すように、休止バーナより投入される空気又は混合気１２の流れによってボイラ火炉１の中心部に搬送されるため、バーナの火炎着火域に流れ込む量が減少する。よって、この点からも、火炎の安定性と火炎検出性能とが改善される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に基づいて、本発明に係る発電用ボイラの再熱蒸気制御方法の一例を説明する。図１はボイラ装置の構成図、図２は本発明に係る再熱蒸気制御方法を示すグラフ図である。
【００１０】
図１から明らかなように、本例のボイラ装置も、全体的な構成については図３に示した従来のボイラ装置と同じであり、ボイラ火炉１と、ボイラ火炉１の炉壁に設けられた第１及び第２のバーナ段３，４と、これら第１及び第２のバーナ段３，４に供給される燃焼空気の流量を制御するウィンドボックス入り口ダンパ５と、煙道６と、煙道６内に備えられた過熱器７及び再熱器８と、排ガス再循環ファン９と、エアヒータ１０と、ダンパ１１から主に構成されている。
【００１１】
かかる構成のボイラ装置において、図２（ａ）に示すようにｔ1 において負荷の降下が指令されると、過熱器７の出口蒸気温度の過度の上昇を防止するため、図２（ｂ）に実線で示すように燃料流量が引き下げられる。ここまでは、前記した従来技術と同じである。本発明においては、燃焼中の第１のバーナ段３の火炎を安定化し、火炎検出性能を良好に保つため、図２（ｄ）に示すように、休止中の第２のバーナ段４よりボイラ火炉１内に投入される空気又は空気と燃焼排ガスの混合気１２の流量を過渡的に増加する。また、図２（ｃ）に示すように、ボイラ火炉１の炉底２に排ガス再循環ファン９から一定量の燃焼排ガス１３を供給し、休止中の第２のバーナ段４よりボイラ火炉１内に投入される空気又は混合気１２と相俟ってボイラ火炉１における熱吸収を抑制し、燃料流量の引き下げに伴う再熱蒸気温度が低下するのを防止する。
【００１２】
負荷降下時に、休止バーナより火炉内に適量の空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気を過渡的に投入すると共に炉底２に燃焼排ガスを再循環させると、ボイラ火炉１における熱吸収が抑制され、過熱器を通過して再熱器に達する熱量が増加するため、再熱蒸気温度を適正な高温に維持できる。また、燃焼している第１のバーナ段３よりも下段に配置された休止中の第２のバーナ段４よりボイラ火炉１内に空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気１２を投入すると、図１に示すように、当該空気又は混合気１２がボイラ火炉１の中心部に噴射されるため、バーナの火炎着火部に流れ込む空気量あるいは混合気量が減少し、火炎の安定性と火炎検出性能とが改善される。また、図１に破線で示すように、炉底２より投入された再循環排ガス１３も、図１に破線で示すように、休止バーナより投入される空気又は混合気１２の流れによってボイラ火炉１の中心部に搬送されるため、第１のバーナ段３の火炎着火域に流れ込む量が減少する。よって、この点からも、火炎の安定性と火炎検出性能とが改善される。
【００１３】
上記の制御は、ボイラで発生した蒸気を供給するタービン側からの負荷降下の要求に基づいて行ってもよいが、好ましくは図２（ｂ）に示すように、前記要求を受けてボイラ側運転制御装置から出力される信号に基づいて行われる。例えば、ボイラの燃料流量を急激に減少させるようなボイラ入力加速信号（ＢＩＲ）が入力された場合に行うことで、動的な制御が可能となる。この場合、ボイラ入力加速信号に基づいて第２のバーナ段４よりボイラ火炉１内に投入される空気又は混合気１２の流量を制御することができる。
【００１４】
なお、前記実施形態例においては、第１のバーナ群３及び第２のバーナ群４のみを備えたボイラ装置を例にとって説明したが、３段以上のバーナ群を備えたボイラ装置の制御にも応用できることは勿論である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、負荷降下時に、休止バーナより火炉内に適量の空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気を過渡的に投入すると、ボイラ火炉における収熱が抑制され、過熱器を通過して再熱器に達する熱量が増加するため、再熱蒸気温度を適正な高温に維持できる。また、燃焼しているバーナよりも下段に配置された休止バーナより火炉内に空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気を投入すると、当該空気又は混合気がボイラ火炉の中心部に噴射されるため、バーナの火炎着火部に流れ込む空気量あるいは混合気量が減少し、火炎の安定性と火炎検出性能とが改善される。また、炉底より投入された再循環排ガスも、休止バーナより投入される空気又は混合気の流れによってボイラ火炉１の中心部に搬送されるため、バーナの火炎着火域に流れ込む量が減少する。よって、この点からも、火炎の安定性と火炎検出性能とが改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボイラ装置の構成図である。
【図２】本発明に係るボイラ装置の制御図である。
【図３】従来例に係るボイラ装置の構成図である。
【図４】従来例に係るボイラ装置の制御図である。
【符号の説明】
１  ボイラ火炉
２  炉底
３  第１のバーナ段
４  第２のバーナ段
５  ウィンドボックス入り口ダンパ
６  煙道
７  過熱器
８  再熱器
９  排ガス再循環ファン
１０  エアヒータ
１１  ダンパ
１２  空気又は空気と燃焼排ガスとの混合気
１３  再循環排ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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