| 【発明の名称】 |
ボイラ設備の排ガス混合制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】宮前 茂広
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| 【要約】 |
【課題】緊急負荷降下時にバーナの風箱内における酸素濃度の低下を抑制し得、火炎を安定させ失火に至ることを回避し得るボイラ設備の排ガス混合制御装置を提供する。
【解決手段】排ガス混合通風機９の運転中に緊急負荷降下が行われた場合に、排ガス混合通風機９へトリップ指令１１を出力すると共に、排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０へ全閉指令１２を出力する制御器１３を備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ボイラ本体から排出される排ガスの一部を排ガス混合通風機の作動により燃焼用空気に混合するようにしたボイラ設備の排ガス混合制御装置であって、排ガス混合通風機の運転中に緊急負荷降下が行われた場合に、排ガス混合通風機へトリップ指令を出力すると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパへ全閉指令を出力する制御器を備えたことを特徴とするボイラ設備の排ガス混合制御装置。
【請求項２】 ボイラ本体から排出される排ガスの一部を排ガス混合通風機の作動により燃焼用空気に混合するようにしたボイラ設備の排ガス混合制御装置であって、排ガス混合通風機の運転中に緊急負荷降下が行われた場合に、排ガス混合通風機へトリップ指令を出力すると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパへ全閉指令を出力し、且つ排ガス混合通風機へ回転数ミニマム指令を出力する制御器を備えたことを特徴とするボイラ設備の排ガス混合制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ設備の排ガス混合制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は火力発電所等に用いられるボイラ設備の一例を表わすものであって、１はボイラ本体、２はボイラ本体１を構成する火炉、３は火炉２の下流側に一体に形成され図示していない再熱器と過熱器と節炭器等が内蔵された後部伝熱部、４はボイラ本体１の火炉２の下部に設けられ燃焼用空気が供給される風箱、５は風箱４を貫通するようにボイラ本体１の火炉２の下部に配設されガスや油等の燃料が噴射されるバーナ、６は風箱４へ燃焼用空気を圧送するための押込通風機（ＦＤＦ）、７はボイラ本体１の後部伝熱部３から排出される排ガスと押込通風機６から風箱４へ供給される燃焼用空気とを熱交換させ該燃焼用空気を加熱するための空気予熱器、８は空気予熱器７を通過した排ガスを大気へ放出するための煙突である。
【０００３】前述の如きボイラ設備においては、押込通風機６から圧送される燃焼用空気が空気予熱器７を通過して風箱４へ供給され、バーナ５から噴射される燃料と混合されてボイラ本体１の火炉２内で燃焼が行われ、発生した燃焼ガスの熱によりボイラ本体１の後部伝熱部３内の図示していない再熱器と過熱器と節炭器等が加熱され、蒸気が発生され、図示していない蒸気タービンが駆動されて発電が行われる一方、前記ボイラ本体１の後部伝熱部３内の図示していない再熱器と過熱器と節炭器等によって熱が奪われて温度降下した排ガスは、空気予熱器７において前記燃焼用空気と熱交換した後、図示していない脱硫装置等を経て清浄化され煙突８から大気へ放出される。
【０００４】ところで、前述の如きボイラ設備の場合、燃焼ガスの低ＮＯｘ化を図るために、図４に示されるように、排ガス混合通風機（ＧＭＦ）９を設け、ボイラ本体１から排出される排ガスの一部を排ガス混合通風機９の作動により燃焼用空気に混合することが行われている。
【０００５】前記排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０の開度や排ガス混合通風機９の回転数は、ボイラ負荷（ＭＷ）ベースで関数プログラム化されており、例えば、図示していない蒸気タービン側の給水ポンプが何らかの原因でトリップしたりして緊急負荷降下（ランバック）を行わなければならなくなったような場合には、燃料並びに燃焼用空気を急速に絞り込むと同時に、前記排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０の開度や排ガス混合通風機９の回転数を負荷指令に追従させて減少させ、排ガス混合流量を絞り込むことが行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低ＮＯｘ燃焼の火炉２で排ガス混合通風機９の容量が大きく且つ排ガス混合率がおよそ２５［％］以上で運転されている場合、前述の如く、緊急負荷降下時に、排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０の開度や排ガス混合通風機９の回転数を負荷指令に追従させて減少させ、排ガス混合流量を絞り込む操作を行うのでは、応答遅れが生じると共に、緊急負荷降下による燃焼用空気の急速な絞り込みに伴う排ガス混合系統のドラフトの急激な低下により、燃焼用空気に対する排ガス混合流量が過渡的に増加し、バーナ５の風箱４内における酸素濃度が、図３中、仮想線で示される如く、１３［％］以下に低下し、可燃限界以下になってしまい、緊急負荷降下（ランバック）の幅が大きい場合（例えば、負荷１００［％］→５０［％］のような場合）には、これが原因で火炎の安定性が大きく損なわれ、場合によっては失火に至る虞があった。
【０００７】本発明は、斯かる実情に鑑み、緊急負荷降下時にバーナの風箱内における酸素濃度の低下を抑制し得、火炎を安定させ失火に至ることを回避し得るボイラ設備の排ガス混合制御装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ボイラ本体から排出される排ガスの一部を排ガス混合通風機の作動により燃焼用空気に混合するようにしたボイラ設備の排ガス混合制御装置であって、排ガス混合通風機の運転中に緊急負荷降下が行われた場合に、排ガス混合通風機へトリップ指令を出力すると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパへ全閉指令を出力する制御器を備えたことを特徴とするボイラ設備の排ガス混合制御装置にかかるものである。
【０００９】又、本発明は、ボイラ本体から排出される排ガスの一部を排ガス混合通風機の作動により燃焼用空気に混合するようにしたボイラ設備の排ガス混合制御装置であって、排ガス混合通風機の運転中に緊急負荷降下が行われた場合に、排ガス混合通風機へトリップ指令を出力すると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパへ全閉指令を出力し、且つ排ガス混合通風機へ回転数ミニマム指令を出力する制御器を備えたことを特徴とするボイラ設備の排ガス混合制御装置にかかるものである。
【００１０】上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１１】排ガス混合通風機の運転中に緊急負荷降下が行われた場合に、排ガス混合通風機へトリップ指令を出力すると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパへ全閉指令を出力する制御器を備えたものにおいては、排ガス混合通風機の運転中に緊急負荷降下が行われた場合には、制御器から排ガス混合通風機へトリップ指令が出力されると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパへ全閉指令が出力され、排ガス混合通風機が停止するように制御されると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパが全閉となるように制御される。
【００１２】この結果、低ＮＯｘ燃焼の火炉で排ガス混合通風機の容量が大きく且つ排ガス混合率がおよそ２５［％］以上で運転されている場合であっても、従来のように、緊急負荷降下時に、排ガス混合通風機の入口ダンパの開度や排ガス混合通風機の回転数を負荷指令に追従させて減少させ、排ガス混合流量を絞り込む操作を行うのとは異なり、応答遅れが生じにくくなると共に、緊急負荷降下による燃焼用空気の急速な絞り込みに伴う排ガス混合系統のドラフトの急激な低下が発生したとしても、燃焼用空気に対する排ガス混合流量が過渡的に増加する割合が少なくなり、バーナの風箱内における酸素濃度が１３［％］以下に低下せず、可燃限界以下にならなくなり、緊急負荷降下の幅が大きい場合であっても、失火に至ることがなくなる。
【００１３】又、排ガス混合通風機の運転中に緊急負荷降下が行われた場合に、排ガス混合通風機へトリップ指令を出力すると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパへ全閉指令を出力し、且つ排ガス混合通風機へ回転数ミニマム指令を出力する制御器を備えたものにおいては、排ガス混合通風機の運転中に緊急負荷降下が行われた場合には、制御器から排ガス混合通風機へトリップ指令が出力されると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパへ全閉指令が出力され、且つ排ガス混合通風機へ回転数ミニマム指令が出力され、排ガス混合通風機が停止するように制御されると共に、排ガス混合通風機の入口ダンパが全閉となるように制御され、且つ慣性で回り続けようとする排ガス混合通風機の回転数が急速に低下するように制御されることとなり、より大型の排ガス混合通風機を有するボイラ設備において、緊急負荷降下時にバーナの風箱内における酸素濃度の低下を抑制し、失火に至ることを回避する上で、非常に有効となる。
【００１４】
【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。
【００１５】図１及び図２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４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４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及び図２に示す如く、排ガス混合通風機９の運転中に緊急負荷降下が行われた場合に、排ガス混合通風機９へトリップ指令１１を出力すると共に、排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０へ全閉指令１２を出力する制御器１３を備えた点にある。
【００１６】次に、上記図示例の作動を説明する。
【００１７】排ガス混合通風機９の運転中に緊急負荷降下が行われた場合には、制御器１３から排ガス混合通風機９へトリップ指令１１が出力されると共に、排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０へ全閉指令１２が出力され、排ガス混合通風機９が停止するように制御されると共に、排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０が全閉となるように制御される。
【００１８】この結果、低ＮＯｘ燃焼の火炉２で排ガス混合通風機９の容量が大きく且つ排ガス混合率がおよそ２５［％］以上で運転されている場合であっても、従来のように、緊急負荷降下時に、排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０の開度や排ガス混合通風機９の回転数を負荷指令に追従させて減少させ、排ガス混合流量を絞り込む操作を行うのとは異なり、応答遅れが生じにくくなると共に、緊急負荷降下による燃焼用空気の急速な絞り込みに伴う排ガス混合系統のドラフトの急激な低下が発生したとしても、燃焼用空気に対する排ガス混合流量が過渡的に増加する割合が少なくなり、バーナ５の風箱４内における酸素濃度が、図３中、実線で示す如く、１３［％］以下に低下せず、可燃限界以下にならなくなり、緊急負荷降下（ランバック）の幅が大きい場合（例えば、負荷１００［％］→５０［％］のような場合）であっても、失火に至ることがなくなる。
【００１９】こうして、緊急負荷降下時にバーナ５の風箱４内における酸素濃度の低下を抑制し得、火炎を安定させ失火に至ることを回避し得る。
【００２０】前記排ガス混合通風機９は、大型であればあるほど、制御器１３からトリップ指令１１が出力された後も慣性で回り続けようとするため、このような場合には、排ガス混合通風機９の運転中に緊急負荷降下が行われた場合に、制御器１３から排ガス混合通風機９へトリップ指令１１を出力すると共に、排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０へ全閉指令１２を出力し、且つ、図２中、仮想線で示されるように、排ガス混合通風機９へ回転数ミニマム指令１４を出力するように構成することが望ましい。
【００２１】尚、排ガス混合通風機９へ出力される回転数ミニマム指令１４とは、トリップ指令１１が出力された後も慣性で回り続けようとする排ガス混合通風機９の回転数を、その流体継手等に働きかけることにより、急速に低下させるための指令である。
【００２２】前述の如く構成すると、排ガス混合通風機９の運転中に緊急負荷降下が行われた場合には、制御器１３から排ガス混合通風機９へトリップ指令１１が出力されると共に、排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０へ全閉指令１２が出力され、且つ排ガス混合通風機９へ回転数ミニマム指令１４が出力され、排ガス混合通風機９が停止するように制御されると共に、排ガス混合通風機９の入口ダンパ１０が全閉となるように制御され、且つ慣性で回り続けようとする排ガス混合通風機９の回転数が急速に低下するように制御されることとなり、より大型の排ガス混合通風機９を有するボイラ設備において、緊急負荷降下時にバーナ５の風箱４内における酸素濃度の低下を抑制し、失火に至ることを回避する上で、非常に有効となる。
【００２３】尚、本発明のボイラ設備の排ガス混合制御装置は、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。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のボイラ設備の排ガス混合制御装置によれば、緊急負荷降下時にバーナの風箱内における酸素濃度の低下を抑制し得、火炎を安定させ失火に至ることを回避し得るという優れた効果を奏し得る。
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| 【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
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| 【出願日】 |
平成１２年４月２７日（２０００．４．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２２３６
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 恒光 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３１１５０４（Ｐ２００１−３１１５０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月９日（２００１．１１．９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１２７９３６（Ｐ２０００−１２７９３６） |
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