| 【発明の名称】 |
加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中島 邦浩
|
| 【要約】 |
【課題】ベッド材の性状が変化したり、燃料の発熱量が変化するようなことが生じても、燃料流量プログラムの静特性を自動的に修正することにより、制御性の向上が図れるようにする。
【解決手段】層温制御マスタ７９から出力される補正燃料流量指令７９ａを入力して低速度で積分する低速積分器８７と、低速積分器８７からの積分された層温修正信号８８を燃料流量プログラム４５から出力される燃料流量指令４６に掛算する掛算器８９とを備え、燃料流量プログラム４５の静特性を自動修正する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 加圧流動層ボイラ（１）のボイラマスタ指令（４１）を入力して層高指令（４４）を出力する層高プログラム（４３）と、ボイラマスタ指令（４１）を入力して燃料流量指令（４６）を出力する燃料流量プログラム（４５）と、設定蒸気温度（５０）と検出蒸気温度（５１）を入力して補正層高指令（４９ａ）を出力する水燃比制御マスタ（４９）と、該水燃比制御マスタ（４９）からの補正層高指令（４９ａ）を前記層高プログラム（４３）からの層高指令（４４）に加算して設定層高指令（５５）を得る加算器（５４）と、設定層高指令（５５）と層高検出値（５８）とを入力して弁開閉指令（６２）を出力する層高制御マスタ（５９）と、設定蒸気温度（５０）と検出蒸気温度（５１）を入力して補正層温度指令（６９）を出力する層温蒸気温度制御マスタ（６６）と、該層温蒸気温度制御マスタ（６６）からの補正層温度指令（６９）を設定器（７２）からの層温度指令（７３）に加算して設定層温度指令（７４）を得る加算器（７１）と、設定層温度指令（７４）と平均検出層温度（７８）とを入力して補正燃料流量指令（７９ａ）を出力する層温制御マスタ（７９）と、該層温制御マスタ（７９）からの補正燃料流量指令（７９ａ）を前記燃料流量プログラム（４５）からの燃料流量指令（４６）に加算して合計燃料流量指令（８４）を得る加算器（８３）とを備えた加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置であって、前記層温制御マスタ（７９）からの補正燃料流量指令（７９ａ）を入力して低速度で積分する低速積分器（８７）と、低速積分器（８７）からの積分された層温修正信号（８８）を前記燃料流量プログラム（４５）からの燃料流量指令（４６）に掛算する掛算器（８９）とを備えたことを特徴とする加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加圧流動層ボイラの流動層の層温度を制御する燃料流量プログラムの、計画値ベースとのズレ分を自動修正し得るようにした加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は加圧流動層ボイラ１の一例を示したもので、斯かる加圧流動層ボイラ１は、圧力容器２を備え、圧力容器２内には、ボイラ本体３、サイクロン４、ベッド材貯蔵容器５等が格納されている。
【０００３】ボイラ本体３は、周囲を伝熱管及びフィンを接続して形成した炉壁に囲まれて内部に火炉６が形成されると共に火炉６内には、蒸発器及び過熱器等の伝熱部７が収納されており、火炉６の下部には、ボイラ本体３の炉壁を貫通して火炉６内に燃料８を噴射する燃料噴射ノズル９が配設されている。
【０００４】燃料噴射ノズル９には燃料送給管１０が接続され、燃料送給管１０の圧力容器２外へ延在した部分には、燃料送給方向上流側から下流側へ向けて燃料ポンプ１１、燃料流量制御弁１２が接続されている。
【０００５】火炉６の下部の灰出しホッパ１３の上端部近傍には、多数の噴出孔を有する複数組の散気管１４が、図３の紙面に対して直交する方向へ所定のピッチで配設されており、圧力容器２内へ送給された圧縮空気１５は、灰出しホッパ１３部の隙間１６から散気管１４内へ導入され、散気管１４の上部から火炉６内へ吹込まれることにより、火炉６内に収納されている、脱硫剤や燃焼灰等が混合したベッド材１７を流動化し得るようになっている。灰出しホッパ１３の下端からはベッド灰１７’が取り出されるようになっている。
【０００６】ボイラ本体３の上端部には、ベッド材１７の熱により火炉６内で燃料８が燃焼することにより生じ且つ伝熱部７や炉壁管内の水や蒸気を加熱した後の燃焼ガス１８を排ガス１９として導入するマニホールド２０が、上方へ向けて延在するよう接続されている。
【０００７】マニホールド２０の上端部近傍には、水平方向へ延在する排ガス管２１が接続され、排ガス管２１の先端は、サイクロン４の外周部に、サイクロン４外周の接線方向へ向けて接続されている。
【０００８】サイクロン４の頂部には、排ガス管２２が接続され、該排ガス管２２は圧力容器２を貫通して外部へ延在し、その先端は、ガスタービン２３に接続されている。而して、ガスタービン２３は、マニホールド２０から排ガス管２１、サイクロン４、排ガス管２２を通って供給された排ガス１９により駆動し得るようになっている。
【０００９】又、ガスタービン２３は、該ガスタービン２３に対して接続された発電機２４及び圧縮機２５を駆動し得るようになっており、圧縮機２５で生成された圧縮空気１５は、圧縮空気送給管２７を介し圧力容器２内へ導入し得るようになっている。
【００１０】ベッド材貯蔵容器５の下部には、ベッド材抜出し管２８を介してＬバルブ２９が接続されており、Ｌバルブ２９の後端には、後端が圧力容器２に接続されると共に中途部に注入弁３０を備えた圧縮空気注入管３１が接続されている。
【００１１】Ｌバルブ２９の先端には、ベッド材貯蔵容器５から抜出したベッド材１７をボイラ本体３内へ導入するためのベッド材注入管３２が接続されており、ベッド材注入管３２の先端はボイラ本体３の下部に接続されている。
【００１２】ボイラ本体３の高さ方向中途部側部には、ベッド材戻し管３３の下端が接続され、ベッド材戻し管３３の先端は、ベッド材貯蔵容器５の頂部近傍に接続されている。又、ベッド材貯蔵容器５の頂部近傍には、中途部にベッド材貯蔵容器５の内圧を排出するための内圧排出弁３４を備えて圧力容器２外へ延在する内圧排出管３９が接続されている。
【００１３】なお、図３中、３５は蒸気タービン入側で蒸気の温度を検出するよう伝熱部７から蒸気タービンへ至るラインに接続された蒸気温度検出器、３６はボイラ本体３内の流動層よりも上方と流動層下部との差圧を検出するようボイラ本体３の側部に接続された差圧検出器、３７，３８はボイラ本体３内のベッド材１７により形成される流動層の温度を検出するようボイラ本体３の上下側部に接続された層温度検出器である。
【００１４】上記加圧流動層ボイラ１を運転する場合には、ボイラ本体３内には、所定量のベッド材１７が収納されていると共に圧縮空気送給管２７から圧力容器２内に供給された圧縮空気１５は隙間１６から散気管１４を通ってボイラ本体３内に導入され、ボイラ本体３内では、ベッド材１７が流動化している。
【００１５】又、燃料ポンプ１１からの石炭スラリ等の燃料８は、燃料送給管１０を通って燃料噴射ノズル９からボイラ本体３内に噴射され、噴射された燃料８はベッド材１７等の熱により燃焼して燃焼ガス１８が生成され、燃焼ガス１８は火炉６内を上昇しつつ、伝熱部７や火炉６炉壁の伝熱管内の流体を加熱して蒸気を生成させ、火炉６を通ってボイラ本体３からの排ガス１９としてマニホールド２０へ排出される。
【００１６】マニホールド２０へ排出された排ガス１９は、マニホールド２０から排ガス管２１を経てサイクロン４内へ導入され、サイクロン４で石炭燃焼灰や未燃の石炭粒子を分離された後、排ガス管２２を通ってガスタービン２３へ導入され、排ガス１９によりガスタービン２３が駆動される。
【００１７】又、ガスタービン２３が駆動されると、発電機２４が駆動されて発電が行われると共に圧縮機２５が駆動され、圧縮機２５で生成した圧縮空気１５は、圧縮空気送給管２７を経て圧力容器２内へ導入される。
【００１８】ボイラ本体３で生成した蒸気は図示してない蒸気タービンの駆動に供せられる。
【００１９】従来から一般に実施されている貫流ボイラでは、プラント出力に対して１対１の関係で給水と燃料の供給を変化させるようにしており、更に蒸気温度は燃料流量によって制御するようにしているが、前記した加圧流動層ボイラ１においては、燃料流量によって変化するのは流動層の層温であり、この層温をある所定範囲に保持させた状態において、層高をプラント出力に対して１対１で変化させることによってプラント出力を制御するようにしており、従って、上記加圧流動層ボイラ１においては、前記貫流ボイラに比して、層温と層高を制御するための操作量が増加する。
【００２０】また、上述の加圧流動層ボイラ１にて生成される蒸気の温度を制御する場合には、ボイラ本体３内のベッド材１７によって形成される流動層の層高を制御するか、或いは燃料噴射ノズル９から火炉６内へ噴射される燃料８の流量を制御する。
【００２１】前記燃料８の流量を制御すると、流動層の入熱が変って層温が変化することになるので、伝熱部７の収熱が変って蒸気の温度が制御される。
【００２２】一方、流動層の層高を制御することによって蒸気の温度を制御する際には、蒸気の温度が所定の温度よりも低い場合は、注入弁３０を開く。すると、圧力容器２内の圧縮空気１５は、圧縮空気注入管３１を通ってＬバルブ２９へ供給され、Ｌバルブ２９からベッド材注入管３２を経てボイラ本体３内へ導入される。このため、ベッド材貯蔵容器５内のベッド材１７は、ベッド材抜出し管２８を下降し、Ｌバルブ２９、ベッド材注入管３２を経てボイラ本体３内へ導入され、その結果、ボイラ本体３内のベッド材１７による流動層の層高が所定高さまで上昇し、伝熱部７の収熱量が増加されることにより蒸気温度が上昇する。
【００２３】流動層の層高を制御することにより蒸気の温度を制御する際に蒸気の温度が所定の温度よりも高い場合には、内圧排出弁３４を開いてベッド材貯蔵容器５内を減圧する。すると、ボイラ本体３内とベッド材貯蔵容器５内との間の圧力差により、ボイラ本体３内のベッド材１７は、ベッド材戻し管３３からベッド材貯蔵容器５内へ戻され、その結果、ボイラ本体３内のベッド材１７による流動層の層高が所定高さまで下降し、伝熱部７の収熱量が減少することにより蒸気温度が低下する。
【００２４】又、図４は、流動層の層高がＨ１，Ｈ２，Ｈ３（Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３）のように変化した場合における、前記燃料流量と流動層の層温度との関係を示している。
【００２５】図４において、例えば層高Ｈ２で運転を行っている場合に流動層の層温度が層温度上限設定値と層温度下限設定値との間にある間は、燃料流量を増減させることにより蒸気温度の制御を行い、流動層の層温度が層温度上限設定値に達したら（蒸気温度が設定温度より低い時）層高をＨ３に上昇させ、更に燃料流量を増加させることによって蒸気温度の制御を行うことを示している。
【００２６】又、図４の場合、層高Ｈ２をＨ３に上昇させる場合、流動層の層温度が一時的にロのように低下し、しかる後上昇しているが、これは、層高を上昇させるために供給されたベッド材１７の温度が低く、該ベッド材１７が加熱されるまでに時間遅れがあるためである。
【００２７】図５は前記加圧流動層ボイラ１の蒸気温度制御装置の一例を示したもので、図５中、４０はボイラマスタ指令４１に基づいて図示しない給水流量調節弁等に給水流量指令４２を出力する給水流量プログラム、４３はボイラマスタ指令４１に基づいて層高指令４４を出力する層高プログラム、４５はボイラマスタ指令４１に基づいて燃料流量指令４６を出力する燃料流量プログラム、４７は前記燃料流量指令４６に基づいて図示しないタービンガイドベーン等に空気流量指令４８を出力する空気流量プログラムであり、前記給水流量プログラム４０の関数Ｆ１（ｘ）と、層高プログラム４３の関数Ｆ２（ｘ）と、燃料流量プログラム４５の関数Ｆ３（ｘ）は、夫々図６に傾向を示すように、ボイラマスタ指令４１に対して比例関係を有して右上がりの直線となる。また、前記空気流量プログラム４７の関数Ｆ４（ｘ）は、図７に傾向を示すように、燃料流量指令４６に対して比例関係を有して右上がりの直線となる。
【００２８】まず、蒸気温度を流動層の層高により制御する構成について、図５の蒸気温度制御装置を参照して説明する。
【００２９】４９は、予め設定された設定蒸気温度５０と蒸気温度検出器３５で検出した検出蒸気温度５１を減算して蒸気温度偏差５２を求める減算器５３と、減算器５３からの蒸気温度偏差５２を比例積分して流動層の補正層高指令４９ａを出力する比例積分調節器５３ａとを備えた水燃比制御マスタであり、該水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａは加算器５４に与えられており、前記層高プログラム４３からの層高指令４４に加算して修正することにより、設定層高指令５５が求められるようになっている。
【００３０】５６は、差圧検出器３６によって検出したベッド材１７（図３参照）により形成される流動層の差圧５７から、ｈ＝Δｐ／γ（ここでｈは流動層の層高、Δｐは差圧、γは流動層の比重）により流動層の層高検出値５８を求める演算器である。
【００３１】５９は、前記演算器５６からの層高検出値５８と前記加算器５４からの設定層高指令５５を減算して層高偏差６０を求める減算器６１と、減算器６１からの層高偏差６０を比例積分処理して弁開閉指令６２を求める比例積分調節器６１ａとを備えた層高制御マスタであり、該層高制御マスタ５９からの弁開閉指令６２により、ハイローモニタスイッチ６３を介して注入弁３０及び内圧排出弁３４に弁開閉指令６４，６５を与えるようになっている。
【００３２】上記した回路構成においては、蒸気温度検出器３５からの検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０とを入力している水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａが加算器５４に与えられることにより、層高プログラム４３からの層高指令４４が修正されて設定層高指令５５が得られ、更に、該設定層高指令５５が層高制御マスタ５９に入力されて、差圧検出器３６による差圧５７に基づいた演算器５６からの層高検出値５８との層高偏差６０に基づいた弁開閉指令６２が、層高制御マスタ５９からハイローモニタスイッチ６３に与えられる。
【００３３】而して、設定層高指令５５が層高検出値５８よりも大きい場合には、ハイローモニタスイッチ６３から注入弁３０へ弁開閉指令６４が与えられ、注入弁３０が開く。このため、図３で説明したように、圧力容器２内の圧縮空気１５は圧縮空気注入管３１から注入弁３０を通ってＬバルブ２９へ送給される。
【００３４】その結果、ベッド材貯蔵容器５内のベッド材１７はベッド材抜出し管２８からＬバルブ２９内へ導入され、圧縮空気１５に同伴されてベッド材注入管３２から火炉６内へ供給される（図３参照）。而して、層高偏差６０がゼロになれば、ハイローモニタスイッチ６３からの弁開閉指令６４により注入弁３０は閉止し、火炉６内における流動層の層高は、ボイラマスタ指令４１及び検出蒸気温度５１に対応した所定の高さに制御される。
【００３５】層高検出値５８が設定層高指令５５よりも大きい場合には、ハイローモニタスイッチ６３から内圧排出弁３４へ弁開閉指令６５が与えられ、内圧排出弁３４が開く。このため、ベッド材貯蔵容器５の内圧は内圧排出管３９により大気圧に減圧され、火炉６内との圧力差により火炉６内のベッド材１７はベッド材戻し管３３を通ってベッド材貯蔵容器５へ戻される。而して、層高偏差６０がゼロになれば、ハイローモニタスイッチ６３からの弁開閉指令６５により内圧排出弁３４は閉止し、火炉６内における流動層の層高は、所定の高さに制御される。
【００３６】次に、主蒸気温度を火炉６へ供給される燃料の流量により制御する構成について、図５の蒸気温度制御装置を参照して説明する。
【００３７】６６は、予め設定された設定蒸気温度５０と前記蒸気温度検出器３５で検出した検出蒸気温度５１を減算して蒸気温度偏差６７を求める減算器６８と、減算器６８からの蒸気温度偏差６７を比例積分処理して流動層の補正層温度指令６９を求める比例積分調節器７０とを備えた層温蒸気温度制御マスタであり、該層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９が、加算器７１に入力されて、流動層の層温を設定する設定器７２からの層温度指令７３（通常は８６０℃）と加算されることにより、設定層温度指令７４が求められるようになっている。
【００３８】７５は、層温度検出器３７，３８により検出した流動層の層温度７６，７７を処理して平均検出層温度７８を求める演算器である。
【００３９】７９は、上記演算器７５からの平均検出層温度７８と前記加算器７１からの設定層温度指令７４を減算して層温度偏差８０を求める減算器８１と、減算器８１からの層温度偏差８０を比例積分して補正燃料流量指令７９ａを求める比例積分調節器８２とを備えた層温制御マスタであり、該層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａが、前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に、加算器８３を介して加算されることにより、合計燃料流量指令８４が求められるようになっている。
【００４０】更に、前記加算器８３からの合計燃料流量指令８４が、比例積分調節器８５に導かれて比例積分処理されることにより弁開度指令８６が得られ、該弁開度指令８６によって燃料流量制御弁１２の開度が制御されるようになっている。
【００４１】上記した回路構成においては、蒸気温度検出器３５からの検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０とを入力している層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９が、設定器７２からの層温度指令７３（通常は８６０℃）に加算器７１を介して加算されることにより設定層温度指令７４が求められ、更に、該設定層温度指令７４が、層温度検出器３７，３８からの層温度７６，７７を平均する演算器７５からの平均検出層温度７８を入力している層温制御マスタ７９に入力されることにより、層温度偏差８０に基づいた補正燃料流量指令７９ａが得られ、該補正燃料流量指令７９ａが加算器８３を介して前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に加算されることにより、合計燃料流量指令８４が得られる。
【００４２】従って、検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０との偏差に基づいて出力される層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９によって、層温度が所定値に保持されるように燃料流量指令４６が修正され、得られた合計燃料流量指令８４により比例積分調節器８５を介して得られた弁開度指令８６にて、燃料流量制御弁１２が制御され、これにより燃料流量制御弁１２は、ボイラマスタ指令４１と設定蒸気温度５０に対応した所定の開度に制御されるようになる。
【００４３】上記図５に示した蒸気温度制御装置によれば、層高プログラム４３における層高指令４４、及び燃料流量プログラム４５における燃料流量指令４６が、計画値ベースとの間にズレがあっても、層高プログラム４３からの層高指令４４は水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａによって修正され、また、燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６は層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９によって修正されることにより、蒸気温度は設定蒸気温度５０になるように層高と層温度が自動的に制御される。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記図５に示した従来の蒸気温度制御装置においては、例えば、ベッド材の性状の変化（石炭の性状の変化、脱硫剤である石灰石の名柄変更などによりベッド材の質量が変化することによって、経時的な熱伝達率が変化した場合等）、及び、燃料の発熱量の変化（石炭のカロリー、水分の変化、及び石炭スラリとしている場合のスラリ濃度の変化等）が生じた場合に、層高プログラム４３における層高指令４４、及び燃料流量プログラム４５における燃料流量指令４６が、計画値ベースとの間にズレを生じ、このために、検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０との偏差に基づいたズレ分が常に水燃比制御マスタ４９及び層温蒸気温度制御マスタ６６から出力されることになる。
【００４５】このために、負荷変化時には、上記したように層高指令４４及び燃料流量指令４６が計画値ベースからズレた状態から、負荷変化に応じた層高の修正動作が掛かるために、蒸気温度が安定するまでに時間が掛かり、制御性を高めることができないという問題を有していた。
【００４６】本発明は上述の実情に鑑み、ベッド材の性状が変化したり、燃料の発熱量が変化するようなことが生じても、燃料流量プログラムの静特性を自動的に修正することにより、制御性の向上が図れるようにした加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置を提供することを目的としている。
【００４７】
【課題を解決するための手段】本発明は、加圧流動層ボイラ１のボイラマスタ指令４１を入力して層高指令４４を出力する層高プログラム４３と、ボイラマスタ指令４１を入力して燃料流量指令４６を出力する燃料流量プログラム４５と、設定蒸気温度５０と検出蒸気温度５１を入力して補正層高指令４９ａを出力する水燃比制御マスタ４９と、該水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａを前記層高プログラム４３からの層高指令４４に加算して設定層高指令５５を得る加算器５４と、設定層高指令５５と層高検出値５８とを入力して弁開閉指令６２を出力する層高制御マスタ５９と、設定蒸気温度５０と検出蒸気温度５１を入力して補正層温度指令６９を出力する層温蒸気温度制御マスタ６６と、該層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９を設定器７２からの層温度指令７３に加算して設定層温度指令７４を得る加算器７１と、設定層温度指令７４と平均検出層温度７８とを入力して補正燃料流量指令７９ａを出力する層温制御マスタ７９と、該層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に加算して合計燃料流量指令８４を得る加算器８３とを備えた加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置であって、前記層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを入力して低速度で積分する低速積分器８７と、低速積分器８７からの積分された層温修正信号８８を前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に掛算する掛算器８９とを備えたことを特徴とする加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置、に係るものである。
【００４８】本発明では、層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを、低速積分器８７に入力して低速度で積分することにより層温修正信号８８を得、該層温修正信号８８を燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に掛算器８９を介して掛算するようにしているので、燃料流量プログラム４５の燃料流量指令４６における計画値ベースとのズレが遅い速度で修正されて、燃料流量指令４６の静特性が計画値ベースに自動修正される。
【００４９】これによって層温が最適値に修正されて層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａがゼロに近付き、蒸気温度が設定蒸気温度５０に一致するようになるので、水燃比制御マスタ４９の補正層高指令４９ａの出力がゼロに近付くようになって層高も安定し、従って負荷変化が生じて層高が変更された際に、燃料流量指令４６が計画値ベースで制御されていることにより、層温が過大或いは過小な動きをすることがなくなって安定した制御が可能となり、更に層温度及び層高が安定することによりプラント効率も上昇する。
【００５０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００５１】図１は、前記図５の蒸気温度制御装置に適用した本発明の実施の形態の一例を示したものであり、図中図５と同一部分には同一の符号を付して説明を省略するものとし、以下の説明では本実施の形態例において特に付加した部分を主体として説明する。
【００５２】すなわち、加算器７１からの設定層温度指令７４と、演算器７５からの平均検出層温度７８とを入力して補正燃料流量指令７９ａを出力している層温制御マスタ７９からの前記補正燃料流量指令７９ａを、低速積分器８７に入力して低速度で積分し、該低速積分器８７からの積分された層温修正信号８８を、燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に、掛算器８９を介して掛算するようにしている。
【００５３】前記低速積分器８７は、図２に示すように、例えば石炭３０ｔｏｎ焚（３０ｔｏｎ／Ｈ）の加圧流動層ボイラにおいて、補正燃料流量指令７９ａの出力値に対して、例えば１時間かけて燃料１ｔｏｎ分を変化させるという程度の極めて遅い速度で積分した層温修正信号８８を出力するようになっている。
【００５４】次に本実施の形態の作用について説明する。
【００５５】加圧流動層ボイラ１の運転時には、蒸気温度検出器３５で検出された検出蒸気温度５１は、夫々設定蒸気温度５０が入力されている水燃比制御マスタ４９と層温蒸気温度制御マスタ６６とに与えられている。
【００５６】水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａは、加算器５４に与えられることにより層高プログラム４３からの層高指令４４に加算され、層高指令４４が蒸気温度で修正された設定層高指令５５が得られる。
【００５７】該設定層高指令５５は、層高制御マスタ５９に与えられて、差圧検出器３６による差圧５７に基づいた演算器５６からの層高検出値５８により補正されることにより弁開閉指令６２となり、該弁開閉指令６２がハイローモニタスイッチ６３に与えられて、弁開閉指令６４，６５により注入弁３０及び内圧排出弁３４を開閉することにより層高が制御される。
【００５８】また、前記層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９が、設定器７２からの層温度指令７３（通常は８６０℃）に加算器７１を介して加算されることにより設定層温度指令７４が求められ、更に該設定層温度指令７４が、層温度検出器３７，３８からの層温度７６，７７に基づいて演算器７５により求められた平均検出層温度７８を入力している層温制御マスタ７９に与えられることにより、補正燃料流量指令７９ａが得られ、該補正燃料流量指令７９ａが加算器８３を介して前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に加算されることにより修正されて、合計燃料流量指令８４が得られる。
【００５９】該合計燃料流量指令８４が比例積分調節器８５に与えられ、比例積分処理された弁開度指令８６によって層温度が設定温度になるように燃料流量制御弁１２の開度が制御される。
【００６０】上記において、ベッド材の性状の変化、及び、燃料の発熱量の変化等があった場合には、層高プログラム４３における層高指令４４、及び燃料流量プログラム４５における燃料流量指令４６が、計画値ベースとの間にズレを生じた状態となっており、このために、検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０との偏差に基づいたズレ分が常に水燃比制御マスタ４９、及び層温蒸気温度制御マスタ６６から、補正層高指令４９ａ及び補正層温度指令６９として出力されている。
【００６１】このとき、図１に示すように、層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを、低速積分器８７に入力して低速度で積分し、該低速積分器８７からの積分された層温修正信号８８を、燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に、掛算器８９を介して掛算すると、燃料流量プログラム４５の燃料流量指令４６における計画値ベースの最適値とのズレが遅い速度で修正されるようになり、これにより燃料流量指令４６の静特性が計画値ベースの最適値に修正されるようになる。
【００６２】これにより、層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａがゼロに近付き、蒸気温度が設定蒸気温度５０に一致するようになるので、水燃比制御マスタ４９の補正層高指令４９ａの出力がゼロに近付くようになって層高も安定する。
【００６３】よって、図４に示したように層温度が上限設定値に達して過渡的に冷たいベッド材１７（図３参照）が火炉６に供給されたり、或いは負荷上昇によって過渡的に冷たいベッド材１７が火炉６に供給されることにより層温度が低下しても、燃料流量指令４６が計画値ベースで制御されていることにより、余裕をもって適切な修正動作を行わせることができる。
【００６４】また、負荷変化の各負荷に対して燃料流量プログラム４５の燃料流量指令４６を最適な計画値ベースに保持することができるので、負荷変化によって過剰な或いは過小な燃料が供給されることがなくなり、よって層温の過大或いは過小な動きがなくなって安定した制御が可能となり、更に層温度と層高が安定することにより燃料の燃焼とガスタービン入口ガス温度が最もバランスの取れた状態に自動修正されて、プラント効率も向上する。
【００６５】なお、本発明の実施の形態においては燃料流量の制御を燃料流量制御弁１２により行う場合について説明したが、燃料ポンプの回転数を制御することにより行うこともできること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００６６】
【発明の効果】本発明の加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置によれば、層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを、低速積分器８７に入力して低速度で積分することにより層温修正信号８８を得、該層温修正信号８８を燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に掛算器８９を介して掛算するようにしているので、燃料流量プログラム４５の燃料流量指令４６における計画値ベースとのズレが遅い速度で修正されて、燃料流量指令４６の静特性が計画値ベースに自動修正される。
【００６７】これによって層温が最適値に修正されて層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａがゼロに近付き、蒸気温度が設定蒸気温度５０に一致するようになるので、水燃比制御マスタ４９の補正層高指令４９ａの出力がゼロに近付くようになって層高も安定し、従って負荷変化が生じて層高が変更された際に、燃料流量指令４６が計画値ベースで制御されていることにより、層温が過大或いは過小な動きをすることがなくなって安定した制御が可能となり、更に層温度及び層高が安定することによりプラント効率も上昇する、等種々の優れた効果を奏し得る。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００００９９
【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）６月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 恒光 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−１４００２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月２２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１６８７４１ |
|