(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭を粉砕し微粉炭にする微粉炭機と、前記微粉炭を複数の石炭バーナに供給する管路にそれぞれ設置され、前記微粉炭の供給を制御する複数のミル出口ダンパと、前記微粉炭機に空気を供給する管路に設置され、前記空気の供給を制御するミル入口ダンパと、を制御するプラント制御装置において、
点火されている前記石炭バーナを消火する場合に、前記微粉炭機に停止指令を出力し、前記ミル入口ダンパを閉状態とする指令を出力すると共に、前記複数のミル出口ダンパの少なくとも一つを開状態にし、残りのミル出口ダンパを閉状態にする指令を出力するバーナ消火操作回路を有することを特徴とするプラント制御装置。
【請求項２】
石炭を粉砕する微粉炭機により精製された微粉炭を、複数の管路を介して複数の石炭バーナに供給し前記石炭バーナを点火し、点火されている前記石炭バーナを消火する場合に、
前記微粉炭機に停止指令を出力し、
前記微粉炭機に空気を供給する管路に設置され、前記空気の供給を制御するミル入口ダンパを閉状態とする指令を出力し、
前記微粉炭を複数の石炭バーナに供給する管路にそれぞれ設置され、前記微粉炭の供給を制御する複数のミル出口ダンパの少なくとも一つを開状態にし、残りのミル出口ダンパを閉状態にする指令を出力し、
石炭バーナの消火操作を行うことを特徴とするプラント制御方法。
【請求項３】
石炭を粉砕し微粉炭にする微粉炭機と、前記微粉炭を複数の石炭バーナに供給する複数の管路と、前記微粉炭機に空気を供給する管路に設置され、前記空気の供給を制御するミル入口ダンパと、を制御するプラント制御方法において、
点火されている前記石炭バーナを消火する場合に、前記ミル入口ダンパを閉状態とすると共に、前記閉状態としたミル入口ダンパから漏れる空気を、前記微粉炭を石炭バーナに供給する管路の少なくとも１つを介して、前記石炭バーナに導くことを特徴とするプラント制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭焚きボイラを用いた発電プラントのプラント制御装置及びその方法に係り、特に、ボイラ形成される石炭バーナの消火時に発生する空気流れを好適に制御したプラント制御装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常の石炭焚きボイラを用いた発電プラントは、日立評論Ｖol.６０,Ｎo.１１（１９７８−１１）７頁〜１２頁「石炭焚きボイラの自動化」に記載されているように、石炭を粉砕し微粉炭にする微粉炭機と、微粉炭機に石炭を供給する給炭機と、給炭機に石炭を石炭ゲートを介して供給する石炭バンカと、微粉炭機により精製された微粉炭を燃料として噴霧する複数の石炭（微粉炭）バーナを具備するボイラ（火炉）と、石炭バーナに微粉炭を供給する管路（微粉炭管）に設置され、石炭バーナへの微粉炭の供給を制御する複数のミル出口ダンパと、微粉炭機に空気を供給する管路に設置され微粉炭機への空気の供給を制御するミル入口ダンパ（空気ダンパ）と、を有する。
【０００３】
そして、プラント制御装置は、微粉炭機，給炭機，ミル出口ダンパ又はミル入口ダンパ等からの信号を入力し、微粉炭機，給炭機，ミル出口ダンパ又はミル入口ダンパ等に対する指令信号を出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術における発電プラントでは、石炭バーナを消火操作した後、再度、点火操作する際に、給炭機，石炭ゲート又は石炭バンカに保持されている石炭が固着し、石炭詰まりを起こし、点火操作を失敗するといった問題が発生することもあった。
【０００５】
これは、石炭バーナの消火に伴って微粉炭機への空気の供給を制御する、ミル入口ダンパの機械的特性に起因するものである。つまり、ミル入口ダンパを閉状態としても数パーセントの空気がミル入口ダンパを介して漏洩（リーク）する。このリーク空気が、微粉炭機を介して給炭機，石炭ゲート，石炭バンカへと流れ、これらに保持されている石炭を乾燥させてしまい、石炭を固着させてしまう。なお、石炭バーナの消火時、特に、微粉炭機の停止直後は、微粉炭機が駆動により熱せられているため、ミル入口ダンパを通して空気がリークしやすくなる。
【０００６】
本発明の目的は、石炭バーナの消火完了状態における微粉炭機へのリーク空気が、石炭バンカ側に流入するのを防止し、石炭詰まりを発生させずに、石炭バーナを再度点火する際にスムーズな点火操作を可能とすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラント制御装置は、石炭を粉砕し微粉炭にする微粉炭機と、前記微粉炭を複数の石炭バーナに供給する管路にそれぞれ設置され、前記微粉炭の供給を制御する複数のミル出口ダンパと、前記微粉炭機に空気を供給する管路に設置され、前記空気の供給を制御するミル入口ダンパと、を制御するものであって、点火されている前記石炭バーナを消火する場合に、前記微粉炭機に停止指令を出力し、前記ミル入口ダンパを閉状態とする指令を出力すると共に、前記複数のミル出口ダンパの少なくとも一つを開状態にし、残りのミル出口ダンパを閉状態にする指令を出力するバーナ消火操作回路を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のプラント制御方法は、石炭を粉砕する微粉炭機により精製された微粉炭を、複数の管路を介して複数の石炭バーナに供給し前記石炭バーナを点火し、点火されている前記石炭バーナを消火する場合に、前記微粉炭機に停止指令を出力し、前記微粉炭機に空気を供給する管路に設置され、前記空気の供給を制御するミル入口ダンパを閉状態とする指令を出力し、前記微粉炭を複数の石炭バーナに供給する管路にそれぞれ設置され、前記微粉炭の供給を制御する複数のミル出口ダンパの少なくとも一つを開状態にし、残りのミル出口ダンパを閉状態にする指令を出力し、石炭バーナの消火操作を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のプラント制御方法は、石炭を粉砕し微粉炭にする微粉炭機と、前記微粉炭を複数の石炭バーナに供給する複数の管路と、前記微粉炭機に空気を供給する管路に設置され、前記空気の供給を制御するミル入口ダンパと、を制御する方法であって、点火されている前記石炭バーナを消火する場合に、前記ミル入口ダンパを閉状態とすると共に、前記閉状態としたミル入口ダンパから漏れる空気を、前記微粉炭を石炭バーナに供給する管路の少なくとも１つを介して、前記石炭バーナに導くことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例であるプラント制御装置の一部と発電プラントの一部を示している。
【００１２】
本実施例に示した発電プラントは、石炭を粉砕し微粉炭を精製する微粉炭機  （ミル）４と、微粉炭機４に石炭を供給する給炭機２と、給炭機２に石炭ゲートを介して石炭を供給する石炭バンカ１とを有する。こうした一連の装置で石炭から微粉炭を精製する。
【００１３】
精製された微粉炭は、複数の管路（微粉炭管）１０ａ〜１０ｆを介して、ボイラ６に形成される複数の石炭バーナ７ａ〜７ｆに導かれる。ボイラ６では、石炭バーナ７ａ〜７ｆから噴霧された微粉炭を燃料として火炎が形成される。
【００１４】
なお、図１には示されていないが、ボイラ６に形成される配管群には、水が流れ、火炎によってその水が熱せられ、蒸気が発生する。この発生蒸気を駆動源として、蒸気タービンを駆動し、蒸気タービンに接続している発電機を回転させ、電気エネルギー（電力）を得る。蒸気タービンで使用された蒸気は、再び、水に戻り、ボイラ６に形成される配管群に導かれる。
【００１５】
石炭バーナ７ａ〜７ｆに導かれる微粉炭の流量は、微粉炭管１０ａ〜１０ｆに形成されるミル出口ダンパ３ａ〜３ｆによって制御される。つまり、ミル出口ダンパ３ａ〜３ｆが開状態であれば、微粉炭は石炭バーナ７ａ〜７ｆに供給されることになる。
【００１６】
また、微粉炭機４に空気を供給する管路８には、ミル入口ダンパ５が形成される。ミル入口ダンパ５は微粉炭機４への空気の供給を制御している。なお、図１には示されていないが、微粉炭機４に供給される空気は、この管路に形成された空気ファン等により供給され、この空気によって、微粉炭を微粉炭機４から石炭バーナ７ａ〜７ｆに搬送することになる。
【００１７】
一方、プラント制御装置は、判定回路１１とバーナ消火操作回路２１とを有する。
【００１８】
判定回路１１は、点火されている石炭バーナ７ａ〜７ｆを消火する際に、微粉炭機４，給炭機２，ミル出口ダンパ３ａ〜３ｆ及びミル入口ダンパ５からの信号が、正常であるか又は異常であるかを判定する。
【００１９】
つまり、判定回路１１は、給炭機２が起動しているか又は停止しているかを検出した給炭機状態信号２Ｉと、微粉炭機４が起動しているか又は停止しているかを検出した微粉炭機状態信号４Ｉと、ミル入口ダンパ５が開しているか又は閉しているかを検出したミル入口ダンパ状態信号５Ｉと、ミル出口ダンパ３ａ〜３ｆが開しているか又は閉しているかを検出したミル出口ダンパ状態信号３ａＩ〜３ｆＩと、を入力して、各機器の状態信号２Ｉ，３ａＩ〜３ｆＩ，４Ｉ，５Ｉを監視する。
【００２０】
例えば、石炭バーナ７ａ〜７ｆが燃焼状態（点火状態）にあった時に、微粉炭機４が停止して、石炭バーナ７ａ〜７ｆの燃焼状態を維持できない状態になったことを判定すると、つまり、一種の異常状態と判定すると、判定回路１１は、石炭バーナ７ａ〜７ｆを消火状態に操作するため、アイソレーションモード時のバーナ消火指令１３を出力する。
【００２１】
また、例えば、判定回路１１は、ボイラ６を停止する時や、蒸気タービンの負荷を下げるためボイラ６に形成される石炭バーナ７ａ〜７ｆへの微粉炭の供給量を減少させる時に、各機器からの状態信号を正常状態と判定すると、石炭バーナ７ａ〜７ｆを消火状態に操作するため、ベントモード時のバーナ消火指令１２を出力する。
【００２２】
バーナ消火操作回路２１は、判定回路１１における判定結果が異常と判定された場合に選択されるアイソレーションモード時のバーナ消火操作回路２３と、判定回路１１における判定結果が正常と判定された場合に選択されるベントモード時のバーナ消火操作回路２２とを有する。
【００２３】
アイソレーションモード時のバーナ消火操作回路２３は、微粉炭機４，給炭機２に停止指令を出力し、ミル出口ダンパ３ａ〜３ｆを閉状態とする指令を出力すると共に、ミル入口ダンパ５を閉状態にする指令を出力するものである。
【００２４】
つまり、判定回路１１におけるアイソレーションモード時のバーナ消火指令１３は、バーナ消火操作回路２１におけるアイソレーションモード時のバーナ消火操作回路２３に入力される。
【００２５】
アイソレーションモード時のバーナ消火操作回路２３は、石炭バーナ７ａ〜７ｆをアイソレーション状態での消火状態にするために、各機器への操作指令を出力する。なお、アイソレーション状態とは、ボイラ６への微粉炭管１０ａ〜１０ｆが遮断された状態をいう。
【００２６】
アイソレーションモード時のミル出口ダンパ操作指令４１(３ａ〜３ｆ閉指令)からは、ミル出口ダンパ３ａ〜３ｆに対して、ミル出口ダンパ操作指令(閉指令)信号３ａＯ〜３ｅＯ及び３ｆＯＩが出力される。同様にして、給炭機停止指令４２からは信号２Ｏ、微粉炭機停止指令４３からは信号４Ｏ、ミル入口ダンパ閉指令４４からは信号５Ｏが出力される。
【００２７】
ベントモード時のバーナ消火操作回路２２は、微粉炭機４，給炭機２に停止指令を出力し、ミル出口ダンパの少なくとも一つ、例えば、３ｆを開状態にし、残りのミル出口ダンパ３ａ〜３ｅを閉状態にする指令を出力すると共に、ミル入口ダンパ５を閉状態にする指令を出力するものである。
【００２８】
つまり、判定回路１１におけるベントモード時のバーナ消火指令１２は、バーナ消火操作回路２１におけるベントモード時のバーナ消火操作回路２２に入力される。
【００２９】
ベントモード時のバーナ消火操作回路２２は、石炭バーナ７ａ〜７ｆをベント状態での消火状態にするために、各機器への操作指令を出力する。なお、ベント状態とは、ボイラ６への微粉炭管１０ａ〜１０ｆの少なくとも一部が開放されている状態をいう。
【００３０】
ベントモード時のミル出口ダンパ操作指令３１（３ａ〜３ｅ閉指令，３ｆ開指令）からは、ミル出口ダンパ３ａ〜３ｅに対して、ミル出口ダンパ操作指令（閉指令）信号３ａＯ〜３ｅＯが出力され、ミル出口ダンパ３ｆに対して、ミル出口ダンパ操作指令（開指令）信号３ｆＯＢが出力される。つまり、この指令によって、ボイラ６への微粉炭管１０ａ〜１０ｆに形成されたミル出口ダンパ３ａ〜３ｆのうち、３ｆが開放状態となる。なお、微粉炭機４内に比較してボイラ６内は負圧の状態（気圧が低い状態）であるため、ミル出口ダンパ３ｆを開放状態にすることにより、ミル入口ダンパ５からのリーク空気は、微粉炭機４からボイラ６へ流れる。同様にして、給炭機停止指令３２からは信号２Ｏ、微粉炭機停止指令３３からは信号４Ｏ、ミル入口ダンパ閉指令３４からは信号５Ｏが出力される。
【００３１】
ベントモード時のバーナ消火操作回路２２とアイソレーションモード時のバーナ消火操作回路２３とからの各機器への操作指令信号は、ミル出口ダンパ３ａ〜３ｅ，給炭機２，微粉炭機４，ミル入口ダンパ５について、それぞれ論理和演算器２９で演算した結果が出力される。ミル出口ダンパ３ｆについては、ベントモード時のミル出口ダンパ操作（開）指令信号３ｆＯＢ，アイソレーションモード時のミル出口ダンパ操作（閉）指令信号３ｆＯＩがそれぞれ出力される。
【００３２】
本実施例では、ボイラ６の停止時などの通常のバーナ消火操作時には、判定回路１１における判定結果からベントモード時のバーナ消火指令１２が出力されて、ミル出口ダンパは３ａ〜３ｅが閉状態、ミル出口ダンパ３ｆが開状態に操作される。この状態においては、微粉炭機４に流入したリーク空気は、ミル出口ダンパ３ｆを介して、微粉炭管１０ｆを通ってボイラ６に流れていく。
【００３３】
この結果、石炭を給炭している給炭機２や石炭バンカ１へのリーク空気の流入は防止され、石炭が乾燥して固着することが防止される。
【００３４】
また、石炭バーナの燃焼が継続できないような異常状態になった時には、判定回路１１でこれを判断してアイソレーションモード時のバーナ消火指令１３を出力して、ミル出口ダンパ３ａ〜３ｆを閉状態に操作する。この状態においては、ボイラ６への微粉炭管１０ａ〜１０ｆが遮断されており、異常状態にある石炭バーナやボイラ６への未燃物の流入が防止される。
【００３５】
なお、本実施例におけるプラント制御装置は、ボイラ６やその他各種周辺機器等を制御して、所望の性能を発揮させる自動制御装置を含んで構成される場合もある。また、自動制御装置は、燃焼制御装置を含む場合もある。燃焼制御装置は、ボイラ６の起動時や停止時、負荷の変動に伴う石炭（燃焼）バーナの本数の増減制御、つまり、バーナの点火操作や消火操作を制御するバーナ制御装置を含んで構成されている場合もある。
【００３６】
本実施例によれば、ボイラ６への未燃物の流入を防止するバーナ消火（アイソレーションモード消火）操作回路に加えて、石炭詰まりを防止してスムーズな再点火操作を可能としたバーナ消火（ベントモード消火）操作回路を具備する、つまり、本実施例におけるプラント制御装置は、ボイラ６への燃料や空気の流入を遮断したバーナ消火完了状態と、燃料供給機器(石炭バンカ，給炭機，微粉炭機)への空気流入を遮断したバーナ消火完了状態と、の２通りのバーナ消火完了状態を備えたバーナ消火操作回路を備え、これら複数の消火操作回路（状態）をボイラ運転状況によって使い分けることにより、最適なバーナ点火，消火操作が実現できる。
【００３７】
つまり、微粉炭機４に流入したリーク空気は、燃料供給機器側である給炭機２から石炭バンカ１に向かって、アイソレーション状態時のリーク空気の流れとして流入していく。そして、石炭バンカ１，給炭機２、及び両機器の間の管路（石炭ゲート）に、バーナ点火操作に備えて給炭された状態となっている石炭が、リーク空気の流入によって乾燥し、石炭バンカ１付近で石炭詰まりを発生させて、バーナの再点火操作に支障をきたす場合もあったが、本実施例によりそれを防止することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、石炭バーナの消火完了状態における微粉炭機へのリーク空気の石炭バンカ側へ流入を防止することができ、石炭詰まりを発生させずに、石炭バーナを再度点火する際には、スムーズな点火操作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…石炭バンカ、２…給炭機、３ａ〜３ｆ…ミル出口ダンパ、４…微粉炭機、５…ミル入口ダンパ、６…ボイラ、７ａ〜７ｆ…石炭バーナ、１１…判定回路、１２…ベントモード時のバーナ消火指令、１３…アイソレーションモード時のバーナ消火指令、２１…バーナ消火操作回路、２２…ベントモード時のバーナ消火操作回路、２３…アイソレーションモード時のバーナ消火操作回路、２Ｉ，3aI〜３ｆＩ，４Ｉ，５Ｉ…各機器の状態信号、２Ｏ，３ａＯ〜３ｅＯ，３ｆＯＢ，３ｆＯＩ，４Ｏ，５Ｏ…各機器の操作指令信号。
【図１】
0003769385.tif 000002