JPH02126017A - サイクロン石炭燃焼装置における燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、微粉炭を燃焼用空気とともに旋回燃焼するサ
イクロン石炭燃焼装置における燃焼制御方法に関する。

従来の技術 このようなサイクロン石炭燃焼装置では、上述のように
石炭の微粉炭を燃焼用空気とともに旋回させ、これによ
ってスラグの炉壁にｆ十着物をコーティングさせて耐熱
性を向上し、また微粉炭の炉内における滞留時間を長く
して燃焼の安定化を図る。

発明が解決すべき課題 このようなサイクロン石炭燃焼装置では、従来では、微
粉炭と空気を単に、炉内に供給するだけであって、した
がって脱硝を充分に行うことはできない。

またこのような先行技術では、サイクロン石炭燃焼装置
の排ガスをボイラに導いて蒸気を発生する際に、その負
荷、すなわちボイラの蒸気の取り出し量に応じて微粉炭
の燃焼流量を変えるときに、炉の温度特性、すなわち炉
の熱容量などによる時間経過に伴う温度の変化を、考慮
していない、そのため、先行技術では燃焼効率が悪い。

本発明の目的は、脱硝を充分に図ることができ、しかも
燃焼効率を向上することができるようにしたサイクロン
石炭燃焼装置における燃焼制御方法を提供することであ
る。

課題を解決するための手段 本発明は、微粉炭を燃焼用空気とともに旋回燃焼するサ
イクロン石炭燃焼装置における燃焼制御方法において、 負荷の減少時に、温度の低下に応じて空気比を増大させ
てゆくことを特徴とするサイクロン石炭燃焼装置におけ
る燃焼制御方法である。

また本発明は、微粉炭を燃焼用空気とともに旋回燃焼す
るサイクロン石炭燃焼装置における燃焼制御方法におい
て、 負荷の増大時に、温度の上昇に応じて空気比を低下して
ゆくことを特徴とするサイクロン石炭燃焼装置における
燃焼制御方法である。

また本発明では、前記燃焼用空気の供給流量は、サイク
ロン石炭燃焼装置の炉内での旋回流が得られる最小値以
上の値に定められることを特徴とする。

作用 本発明に従えば、負荷（すなわち微粉炭の供給流量）の
減少時に、排ガス中のＮＯｘが増大しないように、空気
比を、負荷の目瞭値に対応した値に選ぶのではなく、そ
の微粉炭の供給流量、したがって炉の温度の低下に伴っ
て空気比を増大さぜる。これによってＮＯｘの低減が図
られる。

また負荷の増大時に、負荷の目標値に対応する空気比に
選ぶのではなく、燃焼流量の増大による温度の上昇に伴
って、空気比を低下させる。これによって燃焼効率を向
上することができる。なお、燃焼効率というのは、（入
熱量−未燃分）／入熱量、として定義することができる
。

さらにまた本発明に従えば、このような空気比を定めた
１％き、その供給空気流量が、炉内での旋回流が得られ
る最小値未満になるときには、その供給空気流量を、旋
回流が得られる前記最小値とし、このようにし供給空気
流量を常に旋回流が得られる最小値以上に定めて、炉内
での微粉炭と燃焼用空気との水平軸線まわりの旋回流を
常に形成して燃焼を確実にする。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のブロック図である。負荷
設定手段１では、石炭のｍ扮炭、すなわち燃料の流量を
設定する。

第２ＶＵはサイクロン石炭燃焼装置２の系統図であり、
第３図は第２ｔｌ！ｌの切断面線［［［−１１［から見
た断面図である。サイクロン石炭燃焼装置２の炉３には
、フィーダ４から燃料である石炭の微粉炭が供給される
。炉３には、ダクト５からダンパ６を経て燃焼用空気が
接線方向に供給される。これによって微粉炭は、燃焼用
空気とともに水平軸線を有する旋回流７を形成し、燃焼
が行われる。なお、鉛直軸線などのまわりに旋回させて
もよい。炉３の下部の排出口８からは溶融灰が排出され
る。燃焼ガスはボイラ９の燃焼室１０に導かれ、接触伝
熱管群１１を加熱し゛ζ蒸気を発生させ、排ガスはダク
ト１２から排出される。微粉炭と燃焼用空気との旋回流
７によって、炉３の炉壁を形成するスラグに付着物のコ
ーティングを形成して、その炉壁の耐熱性を向上させる
とともに、微粉炭の炉３内における滞留時間を長くして
燃焼の安定１ヒを図る。

負荷設定手段１によって設定される負荷を表す信号は、
不感帯発生手段１４に与えられる。この不感帯発生手段
１４は、第４図に示される特性を有する。負荷の正負の
変動が比較的小さい範囲Ｌ１〜Ｌ２ではその出力は零で
あり、負荷の変動の絶対値がＬＬ、Ｌ２以上であるとき
、その入力される負荷に対応するレベルを有する出力を
導出する。不感帯発生手段１４の出力は、選択手段１５
に与えられる。不感帯発生手段１４の働きによって、制
御が過度に敏感に行われることを防ぐ。

第５図を参照して、サイクロン石炭燃焼装置２において
空気比＾が増大するにつれて、ボイラ９において回収さ
れずに排出されてしまう熱量、すなわち排ガス損が増大
する。

負荷・空気比設定手段１６では、この排ガス損を考慮し
、また最高／Ｍ低空気比λ１．λ２を考慮して２負荷と
空気比との特性を設定する。空気比の上限値＾１につい
ては、その空気比を増大しすぎると排ガス損が大きくな
ってしまうことによって、その上限値が決定される。空
気比の下限値λ２は、石炭の未燃分を少なくするために
、１以上の値、たとえば約１゜２程度の値、あるいは１
゜１５の値に定められる。

第７図を参照して、負荷の変動に応じて炉３の温度が変
化し、炉３の温度は空気比λに依存する。

しかし、炉の熱容量などにより負荷が変動したとき、そ
のサイクロン石炭燃焼装置２の炉３の温度がその負荷の
変動に応じて迅速に追従しない。

また第８図を参照して、炉３内における空気比λと排ガ
スに含まれるＮＯｘ濃度は、その炉３の温度に依存して
変ｆヒする。ＮＯｘ濃度の予め定める値Ａ１となる炉３
の温度と空気比λとの関係をプロットすると、第９図の
グラフが得られる。この第９図から、温度の低下に伴っ
て空気比λを増大する必要があることが判る。この第９
１２Ｉに示されるライン１１に従って炉内温度検出器１
８によって検出される温度に伴って、空気比を変化させ
れば、ＮＯｘの濃度を予め定める値Ａ１に保つことがで
きる。この値Ａ１は、たとえば法律などによって規定さ
れている値であってらよい。

温度・空気比設定手段１９は、第９図の特性を有する出
力を導出し、その出力は、負荷・空気比設定手段１６か
らの出力とともに低位選択器２０に入力される９選択回
路１５は、負荷の減少量がＬ２以上となったときに、低
位選択器２０を働かせる。低位選択器２０は、負荷・空
気比設定手段】６からの負荷に対応した空気比を表す信
号と、温度・空気比設定手段１つからの空気比を表す信
号とのうち、空気比が低い方の信号を出力回路２１に導
出する。こうして負荷の減少する過渡状態において、Ｎ
Ｏｘ濃度の低減が可及的に可能になる。

第１０図を９照して、負荷の増大時には空気比に依存し
て燃焼効率が変動し、その燃焼効率は炉３の温度に依存
する。この炉３の温度検出器１８によって検出される温
度と、燃焼効率の最大となる空気比との交点Ｂｌ、Ｂ２
．Ｂ３．・・・をプロットすると、第１１図のグラフが
得られる。負荷の増大時には、炉３の温度が未だ充分に
上昇しておらず、そのような状態においては、第６図に
従い、空気比を急に低下してしまうと、第１０図がら燃
焼効率が低下することが判る。

したがって負荷増大時に温度・空気比設定回路２２から
の炉３の温度に依存する空気比を表す信号と、負荷・空
気比設定手段１６からの空気比を表す信号とは、高位選
択器２３に与えられ、空気比の大きい信号が出力回路２
１に導出される。高位選択器２３は、選択手段１５によ
って負荷の増大時に能動化される。このようにして負荷
の減少時にはＮＯｘが増大しないように、また負荷の増
大時には、燃焼効率が向上して未燃分、たとえばＣＯが
排出されないように、空気比が定められ、この空気比を
表す信号が出力回路２１がら導出される。

出力回路２１からの空気比λを表す信号は、第１２図の
ライン２４から関数発生回路２５に与えられる。この関
数発生回路２５は、第１３図に示されるように、空気比
が予め定められる峙＾３未満では出力信号の表す空気比
はλ４のままとし、入力される空気比がλ３以上である
とき、その入力に対応して増大する空気比を表す信号を
出力する。この実施例ではλ３−＾４−１である。関数
発生回路２５およびそれに後続する回路は、本件サイク
ロン石炭燃焼袋！２における炉３内で微粉炭と燃焼用空
気との旋回流が維持されるための最小の空気流量を確保
するための働きをする。燃焼ガス流量設定手段２６は、
炉３のｔｊｌ造に依存して予め定めた燃焼ガス流量（単
位はｍ’／ｈｏｕｒ）の最小値を表す信号を導出する。

この最小値を参照符Ｇｇｌとする。演算手段２７には、
この燃焼ガス流量最小値Ｇｇｌを表す信号と、温度検出
器１８によって検出される炉の温度を表す信号とが与え
られて、標準状態（０℃、１気圧）における排ガスの流
量Ｑ　ｇ　２が演算して求められる。

ここでＴｇは温度検出器１８によって検出される排ガス
の温度を表す。

演算回路２８では、排ガス流ＪｉＧｇ２を得るために炉
３に供給すべき空気流、［ＥＧ　＝ｔ　ｌが第１式から
演算される。

ここでλ５は、関数発生器２５から出力される空気比を
表す、Ａｏｌは微粉炭１ｋｇを燃焼するに必要な理論ガ
ス量く単位Ｎ　ｍ　’・’ｋｇ）であり、ＡＯは微粉炭
１ｋｇを燃焼するに必要な理論空気量（単位Ｎ　ｒｎコ
／ｋｇ）である。

したがって出力回路２１から導出される信号が表す空気
比が１以上であるときには、第２式の９照符λ５にその
出力回路２１からの出力の表す空気比を代入した値とし
て、微粉炭と燃焼用空気との旋回流が維持されるための
最小空気ｉ、ｔが演算して求められる。また出力回路２
１から導出される出力の表す空気比が１未満であるとき
には、第２式の参照符λ５は１を代入し、これによって
第３式の値が得られる。

出力回路２１からの空気比を表す信号はまた、掛は算回
路２９に与えられる。この掛は算回路２９は第４式の演
算を行って、空気流ＪｉＧａ２を演算する。

Ｇａ２＝λ−Ａｏ−Ｇｃ　　　　　　　　　　−（４）
第４式において、λは出力回路２１から導出される信号
が表す空気比であり、Ｇｃは炉３に供給される微粉炭の
流量である。

高位選択器３０は、回路２８．２９からの各出力のうち
、大きい空気比を表す信号を導出する。

この高位選択器３０からの出力はライン３１を介してダ
ンパ６に導かれ、燃焼用空気の流量が制御される。

発明の効果 以上のように本発明によれば、負荷の減少時に温度の低
下に応じて空気比を増大させ、これによってＮＯｘの低
減を図り、また負荷の増大時には温度の上昇に応じて空
気比を低下し、燃焼効率の向上を図ることが可能になる
。しかもまたこの燃焼用空気の流量は、炉内での旋回流
が得られる最小値以上の値に定めることによ−）で、安
定した燃焼状態を維持す、ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック口、第２図は本発
明の一実施例のす・ｆクロン石炭燃焼装置２の系統図、
第３図は第２（２Ｉの切断面線１１１−Ｉから見た断面
図、第４図は不感帯発生手段１４の動作を説明するため
のグラフ、第５図は空気比とＩＪｔガス損との関係を示
すグラフ、第６Ｉ２１は負荷・空気比設定手段１６の特
性を示すグラフ、第７（２Ｉは負荷と炉の温度との関係
を示すグラフ、第８図は空気比とＮＯｘ濃度との関係を
示すグラフ、第９図は温度・空気比設定手段１９の特性
を示すグラフ、第１０図は空気比と燃焼効率との関係を
示すグラフ、第１１０ｆｆは温度・空気比設定手段２２
の特性を示すグラフ、第１２０１は前述の第１１１２の
ライン２４に漫続する構成を示す系統図、第１３図は関
数発生回路２５の特性を示すグラフである。 １・・・負荷設定手段、２・・・サイクロン石炭燃焼装
置、３・・・炉、４・・・フィーダ、９・・・ボイラ、
１４・・・不感帯発生手段、１５・・・選択手段、１６
・・・負荷・空気比設定手段、１つ・・・温度・空気比
設定手段、２０・・・低位選択器、２２・・・温度・空
気比設定手段、２３・・・高位選択器、２５・・・関数
発生手段、２７２８・・・演算手段、２９・・掛は算回
路、３０・・・高位選択器 代理人　　弁理士　西教　圭一部 第 図 第 図 第 囚 第 図 第 図 第 図 負荷 第 図 第１０図 温度 空気比 第１１ 図 第１２ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）微粉炭を燃焼用空気とともに旋回燃焼するサイク
   ロン石炭燃焼装置における燃焼制御方法において、 負荷の減少時に、温度の低下に応じて空気比を増大させ
   てゆくことを特徴とするサイクロン石炭燃焼装置におけ
   る燃焼制御方法。
2. （２）微粉炭を燃焼用空気とともに旋回燃焼するサイク
   ロン石炭燃焼装置における燃焼制御方法において、 負荷の増大時に、温度の上昇に応じて空気比を低下して
   ゆくことを特徴とするサイクロン石炭燃焼装置における
   燃焼制御方法。
3. （３）前記燃焼用空気の供給流量は、サイクロン石炭燃
   焼装置の炉内での旋回流が得られる最小値以上の値に定
   められることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のサイクロン石炭燃焼装置における燃焼制御
   方法。