JP3830610B2 - 発電用ボイラの再熱蒸気制御方法 - Google Patents
発電用ボイラの再熱蒸気制御方法 Download PDFInfo
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Description
【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
Claims (2)
- 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。
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JPH10281408A JPH10281408A (ja) | 1998-10-23 |
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1997
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