(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
性状の異なる複数の石炭を燃料として使用する石炭焚きボイラに付設される多炭種対応制御装置において、
火炉における温度、圧力、流量等に関する流体計測データに基づいて推定される火炉の吸収熱量推定値を算出する第１の推定手段と、
最終再熱器における温度、圧力、流量等に関する流体計測データに基づいて推定される最終再熱器の吸収熱量推定値を算出する第２の推定手段と、
前記第１の推定手段にて算出された火炉の吸収熱量推定値と前記第２の推定手段にて算出された最終再熱器の吸収熱量推定値との比を求める手段と、
この手段により求められた吸収熱量推定値の比に基づいてボイラの燃焼特性を把握し、ガス分配ダンパ設定値およびガス再循環通風機の回転数設定値およびボイラ入力加速設定値を出力する演算手段と、
を具備したことを特徴とする多炭種対応制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、性状の異なる複数の石炭を燃料として使用する石炭焚きボイラに適用される多炭種対応制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の多炭種対応制御装置は、石炭性状の燃料比に基づいて燃焼特性の違いを把握し、対応制御するものとなっていた。
図２は、従来の多炭種対応制御装置の構成例を示す図である。図２に示すように、Ａミル給炭量０２の信号とＡミル混炭比０３の信号とが乗算器０５で乗算され、Ａミルの（イ）炭・給炭量信号Ｓ０１となる。そして減算器０６において、Ａミル給炭量０２の信号からＡミルの（イ）炭・給炭量信号Ｓ０１が差し引かれＡミルの（ロ）炭・給炭量信号Ｓ０２となる。一方、Ａミルの（イ）炭・燃料比０１の信号とＡミルの（イ）炭・給炭量信号Ｓ０１とは、乗算器０７にて乗算される。同様にＡミルの（ロ）炭・燃料比０４の信号とＡミルの（ロ）炭・給炭量信号Ｓ０２とは、乗算器０８にて乗算される。そして、乗算器０７および乗算器０８の各出力信号は加算器０９にて加算され、加算器０９よりＡミル燃料比・給炭量信号Ｓ０３が出力される。
【０００３】
また、Ｘミルについても同様な演算が行なわれる。すなわちＸミル給炭量１２の信号とＸミル混炭比１３の信号とが乗算器１５で乗算され、Ｘミルの（イ）炭・給炭量信号Ｓ１１となる。そして減算器１６において、Ｘミル給炭量（１２）の信号からＸミルの（イ）炭・給炭量信号Ｓ１１が差し引かれ、Ｘミルの（ロ）炭・給炭量信号Ｓ１２となる。一方、Ｘミルの（イ）炭・燃料比１１の信号とＸミルの（イ）炭・給炭量信号Ｓ１１とは乗算器１７にて乗算される。同様に、Ｘミルの（ロ）炭・燃料比１４の信号とＸミルの（ロ）炭・給炭量信号Ｓ１２とは乗算器１８にて乗算される。そして、乗算器１７および乗算器１８の各出力信号は加算器１９にて加算され、加算器１９からＸミル燃料比・給炭量信号Ｓ１３が出力される。
【０００４】
上述したように、各ミル毎に燃料比・給炭量信号が算出され、これらが加算器２０の入力信号となる。加算器２０の出力信号は除算器２１に被除数ｅとして入力する信号となり、除算器２１に除数ｆとして入力する全給炭量２２の信号で除算される。この除算器２１の除算結果ｅ／ｆを示す出力信号が、焚かれている石炭の燃料比信号Ｓ２１となる。上記燃料比信号Ｓ２１とプラント出力指令（ＭＷＤ）２５に係る信号Ｓ２５とは、２変数関数発生器２６，２８および図示しない複数の２変数関数発生器に入力する。そして、２変数関数発生器２６は自身の設定に基づきガス分配ダンパの設定値２７を算出して出力する。２変数関数発生器２８は自身の設定に基づきガス再循環通風機（ＧＲＦ）の回転数設定値２９を算出して出力する。また、図示しない複数の２変数関数発生器も同様に各々自身の設定に基づき相当する設定値を算出して出力する。
【０００５】
上述のように、燃料比信号Ｓ２１とプラント出力指令信号Ｓ２５とを入力とする２変数関数発生器を用いているため、炭種によって燃焼特性に違いの出る操作端に対し、炭種に見合った設定値を入力することができる。
【０００６】
また、ボイラ入力加速信号（ＢＩＲ）は次のように設定する。プラント出力指令信号Ｓ２５と負荷変化率３０の信号Ｓ３０とは、２変数関数発生器３１，３２及び図示しない複数の２変数関数発生器に入力する。そして各２変数関数発生器は各々燃料比設定値信号を出力する。切換スイッチ３３は上記燃料比信号Ｓ２１（ｙ）を基に、予め設定されている燃料比の区分（ｙ＞ｆ１，ｆ２＜ｙ＜ｆ１、ｙ＜ｆ２）に見合った２変数関数発生器の燃料比設定値信号を選択する。そして選択された燃料比設定値信号がＢＩＲ設定信号３４となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の多炭種対応制御装置には、以下のような問題点がある。まず、石炭バーナの使用段、台数、バーナ角度による燃焼性の違いが考慮されておらず、適正制御を行なえない。また複数の石炭の燃料比を入力するため、炭種切替時に燃料比の区分に見合った関数発生器を運転員が判断し、上記切換スイッチ３３を手動で切替える必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、石炭バーナの運用による燃焼性の違いを考慮した燃焼特性信号を作成、使用することにより、運転員が介入することなく全自動で制御できる多炭種対応制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の多炭種対応制御装置は、性状の異なる複数の石炭を燃料として使用する石炭焚きボイラに付設される多炭種対応制御装置において、火炉における温度、圧力、流量等に関する流体計測データに基づいて推定される火炉の吸収熱量推定値を算出する第１の推定手段と、最終再熱器における温度、圧力、流量等に関する流体計測データに基づいて推定される最終再熱器の吸収熱量推定値を算出する第２の推定手段と、前記第１の推定手段にて算出された火炉の吸収熱量推定値と前記第２の推定手段にて算出された最終再熱器の吸収熱量推定値との比を求める手段と、この手段により求められた吸収熱量推定値の比に基づいてボイラの燃焼特性を把握し、ガス分配ダンパ設定値およびガス再循環通風機の回転数設定値およびボイラ入力加速設定値を出力する演算手段とから構成されている。
【００１０】
【作用】
上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。本発明の多炭種対応制御装置においては、石炭バーナの使用段、台数、バーナ角度等の運用による燃焼性の違いが考慮された燃焼特性を把握することが可能となり、適正制御が行なえるとともに、炭種切替時において運転員が介入する必要がなくなる。
【００１１】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例に係る多炭種対応制御装置の構成を示す図である。図１において、火炉吸収熱量推定器４０は、入力された各種流体計測データから火炉の吸収熱量を動的に推定する装置である。すなわち火炉吸収熱量推定器４０は、火炉の入口温度４１、入口圧力４２、流体流量４３、出口温度４４、出口圧力４５を入力し、火炉吸収熱量の推定値を算出し、その推定値を示す信号Ｓ４０を出力する。一方、最終再熱器吸収熱量推定器５０は、入力された各種流体計測データから最終再熱器の吸収熱量を動的に推定する装置である。すなわち最終再熱器吸収熱量推定器５０は、最終再熱器の入口温度５１、入口圧力５２、流体流量５３、出口温度５４、出口圧力５５を入力し、最終再熱器吸収熱量の推定値を算出し、その推定値を示す信号Ｓ５０を出力する。また除算器６０は、最終再熱器吸収熱量信号Ｓ５０が示す推定値ａを火炉吸収熱量信号Ｓ４０が示す推定値ｂで除算し、その比ａ／ｂを示す信号Ｓ６０を出力する。
【００１２】
一方、プラント出力指令２５に係る信号Ｓ２５を入力信号とする関数発生器６１は、基準炭ベースの吸収熱量割合を算出しそれを示す信号Ｓ６１を出力する。減算器６２は、基準炭ベースの吸収熱量割合信号Ｓ６１から除算器６０の出力信号Ｓ６０を減算し、焚いている炭と基準炭との燃焼性の相対的な差を算出して、その差を示す信号Ｓ６２を出力する。さらに除算器６３は、減算器６２の出力信号Ｓ６２が示す値ｃを基準炭ベースの吸収熱量割合信号Ｓ６１が示す値ｄにて除算する。その除算結果ｃ／ｄを負荷に依存しない基準化した吸収熱量割合信号Ｓ６３として出力し、従来の燃料比に対応する信号として制御装置に送り込む。
【００１３】
続いて、基準化した吸収熱量割合信号Ｓ６３とプラント出力指令信号Ｓ２５とは、２変数関数発生器６４，６５及び図示しない２変数関数発生器に入力する。２変数関数発生器６４は、自身の設定に基づきガス分配ダンパの設定値２７を算出して出力する。２変数関数発生器６５は、自身の設定に基づきガス再循環通風機（ＧＲＦ）回転数設定値２９を算出して出力する。また、前記図示しない複数の２変数関数発生器も同様に各々自身の設定に基づき相当する設定値を算出して出力する。このように基準化した吸収熱量割合信号Ｓ６３とプラント出力指令信号Ｓ２５とを入力とする２変数関数発生器を用いれば、炭種による燃焼性の違いを制御装置の制御内容に反映できる。
【００１４】
また基準化した吸収熱量割合信号Ｓ６３とプラント出力指令信号Ｓ２５とは、２変数関数発生器６６に入力する。この２変数関数発生器６６は、自身の設定に基づきボイラ入力加速（ＢＩＲ）設定補正値６７を算出して出力する。このように炭種による燃焼性の違いに対応する補正信号が作られ、これが基準炭ベースのＢＩＲ設定に加えられる。
【００１５】
（実施例のまとめ）
実施例に示された構成および作用効果をまとめると次の通りである。
実施例に示された多炭種対応制御装置は、性状の異なる複数の石炭を燃料として使用する石炭焚きボイラに付設される多炭種対応制御装置において、火炉における温度４１、圧力４２、流量４３等に関する流体計測データに基づいて推定される火炉の吸収熱量推定値を算出する第１の推定手段４０と、最終再熱器における温度５１、圧力５２、流量５３等に関する流体計測データに基づいて推定される最終再熱器の吸収熱量推定値を算出する第２の推定手段５０と、前記第１の推定手段４０にて算出された火炉の吸収熱量推定値ｂと前記第２の推定手段５０にて算出された最終再熱器の吸収熱量推定値ａとの比を求める手段６０と、この手段６０により求められた吸収熱量推定値の比ａ／ｂに基づいてボイラの燃焼特性を把握し、ガス分配ダンパ設定値およびガス再循環通風機の回転数設定値およびボイラ入力加速設定値を出力する演算手段（６４，６５，６６）とから構成されている。
【００１６】
したがって上記多炭種対応制御装置においては、石炭バーナの使用段、台数、バーナ角度等の運用による燃焼性の違いが考慮された燃焼特性を把握することが可能となり、適正制御が行なえるとともに、炭種切替時において運転員が介入する必要がなくなる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、石炭バーナの運用による燃焼性の違いを考慮した燃焼特性信号を作成、使用することにより、運転員が介入することなく全自動で制御できる多炭種対応制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る多炭種対応制御装置の構成を示す図。
【図２】従来例に係る多炭種対応制御装置の構成を示す図。
【符号の説明】
４０…火炉吸収熱量推定器        ４１…火炉入口温度
４２…火炉入口圧力              ４３…火炉流体流量
４４…火炉出口温度              ４５…火炉出口圧力
５０…最終再熱器吸収熱量推定器  ５１…最終再熱器入口温度
５２…最終再熱器入口圧力        ５３…最終再熱器流体流量
５４…最終再熱器出口温度        ５５…最終再熱器出口圧力
６０…除算器                    ６１…関数発生器
６２…減算器                    ６３…除算器
６４…２変数関数発生器          ６５…２変数関数発生器
６６…２変数関数発生器
【図１】
0003746528.tif 000002
【図２】
0003746528.tif 000003