JP2001272029A - 連続燃焼を行うボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低負荷時であっても、ボイラの効率が低下す
ることを防ぎ、高効率で運転する。 【解決手段】 燃料供給量調節手段１２，１３，１４と
燃焼用空気供給量調節手段１５を持ち、燃焼量を調節す
ることのできる燃焼装置２と、蒸気圧力値に応じて、燃
焼装置の燃焼量を決定する運転制御装置１１を設け、運
転時には、運転制御装置１１にて決定した燃焼量となる
ように燃焼装置の燃焼量を制御するボイラであって、運
転制御装置には、燃焼装置の定格燃焼量で燃焼を行う高
燃焼、高燃焼の約半分の燃焼量で燃焼を行う中燃焼、中
燃焼よりもさらに小さな燃焼量で燃焼を行う低燃焼の３
位置で燃焼量を定め、各燃焼量における燃料供給量と燃
焼用空気供給量を設定しておき、ボイラ運転中は、燃焼
を停止せずに、高燃焼、中燃焼、低燃焼のいずれかで燃
焼を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高燃焼、中燃焼、低燃
焼の３位置で燃焼量を制御し、運転中は連続燃焼を行う
ボイラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃焼装置へ供給する燃料量と燃焼用空気
量を調節し、燃焼量を調節することで蒸気発生量を制御
するボイラがある。ボイラの運転中における燃焼量制御
方式としては、高燃焼、低燃焼、停止の３位置で燃焼量
を制御するボイラが広く普及している。この場合、高燃
焼での燃焼量を１００とすると、低燃焼の燃焼量は略５
０となるように、高燃焼の燃焼量を低燃焼の燃焼量の略
２倍に設定している。燃焼量の制御は蒸気圧力値に応じ
て行い、３位置燃焼制御の場合、圧力検出装置にて検出
する蒸気圧力値が低い場合には１００％燃焼の高燃焼、
蒸気圧力値が高い場合には燃焼停止、その中間の場合に
は５０％燃焼の低燃焼とし、蒸気圧力値を所定の幅内で
上下させる。

【０００３】ボイラは運転スイッチを入れると、蒸気圧
力値に応じて自動で燃焼制御を行う。ボイラの燃焼を開
始する場合、着火前に炉内から可燃成分をなくしておく
必要があるため、燃焼停止直後のポストパージと、燃焼
開始直前のプレパージを実施しており、炉内を換気した
後で燃焼を開始する。高燃焼と低燃焼の間での燃焼量の
変更は、燃料供給量及び燃焼用空気供給量を増減するだ
けで行えるため、特に熱排出量が多くなることはない。
しかし、低燃焼と停止の間で燃焼量の変更を行う低負荷
時の場合、燃焼発停のたびに炉内を換気していると、炉
内を換気することで炉内の熱が排出されるため、熱損失
量が増加してボイラの効率が低下していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、低負荷時であっても、ボイラの効率が低下
することを防ぎ、高効率運転を行えるようにすることに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】燃料供給量調節手段と燃
焼用空気供給量調節手段を持ち、燃焼量を調節すること
のできる燃焼装置と、圧力検出装置にて検出する蒸気圧
力値に応じて、燃焼装置の燃焼量を決定する運転制御装
置を設け、運転時には、運転制御装置にて決定した燃焼
量となるように燃焼装置の燃焼量を制御するボイラであ
って、運転制御装置には、燃焼装置の定格燃焼量で燃焼
を行う高燃焼、高燃焼の約半分の燃焼量で燃焼を行う中
燃焼、中燃焼よりもさらに小さな燃焼量で燃焼を行う低
燃焼の３位置で燃焼量を定め、各燃焼量における燃料供
給量と燃焼用空気供給量を設定しておき、ボイラ運転中
は、燃焼を停止せずに、高燃焼、中燃焼、低燃焼のいず
れかで燃焼を行う。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面を用いて
説明する。図１は本発明を実施するボイラの概要図であ
る。ボイラの上部には下向きに火炎を発生させるバーナ
２を設けており、ボイラ中央部の燃焼室３内で火炎の燃
焼を行う。バーナ２は、高燃焼又は中燃焼を行う通常燃
焼部５と、低燃焼を行う低燃焼用燃焼部６を設けてい
る。バーナ２で使用する燃焼用空気は、送風機１０によ
って供給する。送風機１０とバーナ２の間は送風路で接
続しており、送風路はバーナの通常燃焼部５へ燃焼用空
気を送る通常用送風路７と、低燃焼用燃焼部６へ燃焼用
空気を送る低燃焼用送風路８を設けている。通常用送風
路７には風量調節装置１５を設けており、風量調節装置
１５によって通常燃焼部５へ送る風量を調節する。

【０００７】バーナ２へ燃料を供給する燃料供給配管４
は、途中で３系統に分岐しており、分岐した部分にそれ
ぞれ、低燃焼用燃料弁１２、中燃焼用燃料弁１３、高燃
焼用燃料弁１４を設ける。低燃焼用燃料弁１２を設けて
いる燃料供給配管は、低燃焼用燃焼部６へ向けて燃料を
供給し、中燃焼用燃料弁１３を設けている燃料供給配管
と高燃焼用燃料弁１４を設けている燃料供給配管は、通
常燃焼部５へ向けて燃料を供給する。

【０００８】火炎の燃焼部分では、通常燃焼部５におけ
る火炎の有無を検出する通常火炎検出装置１６と、低燃
焼用燃焼部６における火炎の有無を検出する低燃焼火炎
検出装置１７を設けておく。ボイラは下部の給水配管か
ら給水を行い、上部の蒸気配管９から蒸気を取り出して
蒸気使用機器へ送っており、蒸気圧力値を検出する圧力
検出装置１を蒸気部に設ける。圧力検出装置１、送風機
１０、低燃焼用燃料弁１２、中燃焼用燃料弁１３、高燃
焼用燃料弁１４、風量調節装置１５、通常火炎検出装置
１６、低燃焼火炎検出装置１７のそれぞれと接続した運
転制御装置１１を設ける。

【０００９】運転制御装置１１には、蒸気圧力値に応じ
て、燃焼量を定めておく。蒸気圧力値が下限圧力よりも
低い場合には、バーナ２の定格燃焼量で燃焼を行う高燃
焼、蒸気圧力値が上限圧力よりも高い場合には、バーナ
２での定格燃料量の１０％で燃焼を行う低燃焼、蒸気圧
力値がその中間の値であれば、バーナ２の定格燃焼量の
５０％で燃焼を行う中燃焼と設定する。燃焼量ごとの燃
料供給量と燃焼用空気供給量も設定しておき、運転制御
装置１１は、蒸気圧力値によって燃焼量を決定し、決定
した燃焼量となるように燃料供給量と燃焼用空気供給量
を調節する。

【００１０】燃料供給量は、低燃焼用燃料弁１２、中燃
焼用燃料弁１３、高燃焼用燃料弁１４をすべて開いた場
合が１００％の高燃焼用燃料供給量、低燃焼用燃料弁１
２と中燃焼用燃料弁１３を開いた場合が５０％の中燃焼
用燃料供給量、低燃焼用燃料弁１２のみを開いた場合が
１０％の低燃焼用燃料供給量となるように、各燃料供給
配管での燃料供給量を設定しておく。燃焼用空気供給量
は、送風機１０を作動させておき、風量調節装置１５を
高燃焼用開度とした場合が１００％の高燃焼用空気供給
量、風量調節装置１５を中燃焼用開度とした場合が５０
％の中燃焼用空気供給量、風量調節装置１５を全閉とし
た場合が１０％の低燃焼用空気供給量としておく。

【００１１】燃焼は、高燃焼、中燃焼、低燃焼の３位置
で制御し、ボイラが運転状態にある場合には、いずれか
の燃焼を行う。ボイラの運転スイッチ（図示せず）をＯ
Ｎとすると、運転制御装置１１はボイラの運転を開始す
る。ボイラの燃焼を開始する場合は、燃焼開始前に炉内
を換気するプレパージを行う必要がある。運転制御装置
１１は、燃料の供給は停止したままで送風機１０を作動
し、風量調節装置１５は全開とすることにより、プレパ
ージエアーを一定時間炉内へ導入し、換気を行う。

【００１２】運転制御装置１１では、通常火炎検出装置
１６及び低燃焼火炎検出装置１７が火炎を検出していな
いことを確認しておき、蒸気圧力値に関係なく、低燃焼
から燃焼を開始する。プレパージ終了後、風量調節装置
１５を全閉とし、バーナ２へは低燃焼用送風路８からの
み燃焼用空気を供給する。低燃焼用燃焼部６部分に設け
た点火装置（図示せず）を作動し、低燃焼用燃料弁１２
を開いて燃料を供給する。低燃焼用の燃料と空気は、バ
ーナ２の低燃焼用燃焼部６へ供給され、低燃焼用燃焼部
６で低燃焼の火炎を発生させる。

【００１３】低燃焼の火炎は、低燃焼火炎検出装置１７
によって検出して、その信号を運転制御装置１１に送
る。運転制御装置１１では、着火工程から一定時間経過
しても火炎有りの信号を受信することができなかった場
合には、着火異常と判断してボイラの運転を停止し、火
炎有りの信号を受信した場合は、正常と判断して次の工
程に移る。

【００１４】運転制御装置１１は、圧力検出装置で検出
している蒸気圧力値から燃焼量を決定し、決定した燃焼
量での燃焼を行う。蒸気圧力値が中燃焼を行う値よりも
低い場合、運転制御装置１１は風量調節装置１５を中燃
焼用開度（半開）とし、中燃焼用燃料弁１３を開く。バ
ーナ２の通常燃焼部５へ燃料と空気を供給すると、低燃
焼用燃焼部６の火炎が通常燃焼部５の部分に燃え広が
り、バーナ２は中燃焼を行う。

【００１５】通常火炎検出装置１６は、通常燃焼部５部
分の火炎を検出しており、その信号を運転制御装置１１
に送る。運転制御装置１１では、中燃焼への移行から一
定時間経過しても、通常燃焼部５での火炎有りの信号を
受信することができなかった場合には、燃焼異常と判断
してボイラの運転を停止し、火炎有りの信号を受信した
場合は、正常と判断して燃焼を続ける。

【００１６】蒸気圧力値が高燃焼を行う値よりも低い場
合には、運転制御装置１１は風量調節装置１５を高燃焼
用開度（全開）とし、高燃焼用燃料弁１４も開く。この
ことにより、通常燃焼部５へ供給している燃料量と空気
量が増加し、通常燃焼部５での燃焼量が大きくなって高
燃焼となる。運転制御装置１１は、その後も蒸気圧力値
に応じて、高燃焼、中燃焼、低燃焼の３位置で燃焼の制
御を行い、燃料供給量と燃焼用空気供給量をそれぞれの
燃焼量に応じた量に制御する。

【００１７】低燃焼の場合、炉内を保温する程度の燃焼
量しかないため、蒸気圧力を上昇させることはない。そ
のため、蒸気圧力値は蒸気の使用によって低下し、その
後に中燃焼を行うこととなる。しかし、低燃焼から中燃
焼への変更は、燃料量及び空気量を変化させるのみで行
えるため、燃焼停止から着火する場合のように、プレパ
ージを行う必要はない。そのため、低燃焼を蒸気圧力が
上昇しない程度の燃焼量であって、適正な燃焼を行える
だけの燃焼量（高燃焼の５％〜３０％程度）とすること
で、ボイラの運転途中に炉内を換気することはなくな
り、換気による熱の損失は発生しなくなる。

【００１８】各燃焼量に合った量の空気を供給するよう
にしているため、燃焼量の小さな低燃焼であっても不完
全燃焼を起こしてＣＯを多量に発生するということはな
く、低燃焼を長時間行うことも可能となる。また、通常
燃焼部５部分と、低燃焼用燃焼部６部分の火炎検出をそ
れぞれ独立して行っており、それぞれの火炎検出装置に
よって火炎を検出しているために、着火時の異常と燃焼
移行時の異常をそれぞれ検出でき、安全性の高いものと
することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明を実施することで、ボイラの運転
中に炉内の換気を行うことがなくなり、換気によって熱
が排出され、ボイラの効率が低下することを防ぐことが
でき、負荷に関係なく常に高効率運転を行えるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施するボイラの概要図

【符号の説明】

１ 圧力検出装置 ２ バーナ ３ 燃焼室 ４ 燃料供給配管 ５ 通常燃焼部 ６ 低燃焼用燃焼部 ７ 通常用送風路 ８ 低燃焼用送風路 ９ 蒸気配管 １０ 送風機 １１ 運転制御装置 １２ 低燃焼用燃料弁 １３ 中燃焼用燃料弁 １４ 高燃焼用燃料弁 １５ 風量調節装置 １６ 通常火炎検出装置 １７ 低燃焼火炎検出装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料供給量調節手段と燃焼用空気供給量
   調節手段を持ち、燃焼量を調節することのできる燃焼装
   置と、圧力検出装置にて検出する蒸気圧力値に応じて、
   燃焼装置の燃焼量を決定する運転制御装置を設け、運転
   時には、運転制御装置にて決定した燃焼量となるように
   燃焼装置の燃焼量を制御するボイラであって、運転制御
   装置には、燃焼装置の定格燃焼量で燃焼を行う高燃焼、
   高燃焼の約半分の燃焼量で燃焼を行う中燃焼、中燃焼よ
   りもさらに小さな燃焼量で燃焼を行う低燃焼の３位置で
   燃焼量を定め、各燃焼量における燃料供給量と燃焼用空
   気供給量を設定しておき、ボイラ運転中は、燃焼を停止
   せずに、高燃焼、中燃焼、低燃焼のいずれかで燃焼を行
   うことを特徴とする連続燃焼を行うボイラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の連続燃焼を行うボイラ
   において、高燃焼及び中燃焼の火炎を検出する火炎検出
   装置と、低燃焼の火炎を検出する火炎検出装置をそれぞ
   れ設け、高燃焼又は中燃焼の火炎と、低燃焼の火炎を独
   立して検出するようにしたことを特徴とする連続燃焼を
   行うボイラ。