JPS6044565B2 - 蒸気発生器用制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気発生器の制御に関する。

特に、本発明は、化石燃料焚蒸気発生器の利用価値を高
めると共にその動作の効率お占び安全性を向上させるデ
ジタル制御装置に関する。従つて、本発明の主目的は、
前記特性の新規で改良された装置を提供するにある。石
炭燃焼炉の自動着火制御に関する技術上の一般的な状況
は、特公昭５１−３１９７３号公報に開示されており、
この公告公報を参考として引用する。

この特公昭５１−３１９７３号公報の装置は、結線によ
る固定されたプログラムーで制御するハードワイヤード
制御装置として一般的に述べられており、運転員が炉の
始動および停止の制御を訓練により行なつていたやり方
に比べれば実質的な前進である。特公昭５１−ー３１９
７３号公報は、バーナの始動および停止の監理に加え、
発軍所内の他の種々の機能をモニタおよび制御する大型
の汎用コンピュータを用いた制御技術を提案している。

制御される炉は普通、発電機に連結されたタービンを駆
動するための蒸気を供給するものである。ハードワイヤ
ード方式の制御装置は設計者およびユーザに多くの好ま
しくない制限を与えている。

例えば、全てのハードワイヤード装置リ手作業で製作、
備え付けする必要があり、配線の誤りによる部品故障が
避けられないものであつた。更に、ハードワイヤード装
置の工場シミュレーションおよび現場ての維持は、大多
数の配線図に従う必要があるため、この配線図自身がコ
スト高を招一いていることもあつて非効率的で費用の嵩
むものである。身近に関連する問題はシミュレーション
または現場テスト中に必要とわかつた夫々の論理的変更
または訂正の後にそれら全ての配線図を書き直す必要が
あることである。しかし、ハードワ．イヤード制御装置
の大きな欠点は、一旦設備された制御装置の変更は極め
て難しい、すなわち、ハードワイヤード制御装置は融通
のきかない特定目的のためのものであることである。更
に著しい欠点は、ハードワイヤード制御装置だけは、重
複し・た回路を用いて実現可能な信頼性の向上を果そう
とすると比較的費用が嵩み、かつ、この制御装置とその
部品とを自己チェックする手段を組み合せると費用が更
１モ嵩む上にその達成が著く困難なことである。石炭ミ
ル、即ち微粉炭機のような特定の制御サブループの為に
プラントに設置の汎用のコンピュータを用い斧と、始動
および停止は電気的な用途にとつて極めて費用が嵩む点
を勘案すると、同様に高価なバックアップコンピュータ
を１つの大型の汎用コンピュータとを採用することは、
機能上、および経済上、明らかに不利である。

従つて、制御される装置と全く無関係のコンピユータフ
やそのコンピュータへの電力源が故障すると、そのプラ
ント汎用コンピュータが石炭ミルのような特定の補助設
備を制御するのに用いられているシステムにおいては保
安上迷惑な停止を起すことになる。以上のように、蒸気
発生器の石炭燃焼炉用の全体的な制御手順の一部をなす
特定の動作の制御について融通が効いて信頼のできる方
法が長い間要望されて来た。

所望される制御装置の基本的な特質としては、簡単なこ
と、設置の容易なこと、自ノ己チェック能力があること
、制御装置の動作のモニタを容易にするよう既存のコン
ピュータ設備と直接インターフェースできること、有効
かつ安全な動作にふさわしい最少費用のものであること
、それに保安上の停止を実質的に無くしプラントの有効
利用を増すことである。本発明は、上述した所望の特質
をもち、従つて、石炭および他の化石燃料焚の炉用の新
規かつ改良された着火制御装置を構成するものである。

石炭焚炉への適用を考えた本発明によれば、各微粉炭機
に関連された複数の第１のプログラム可能な制御器が独
特の制御系を与えるよう相互接続される。個々の微粉炭
機と関連された、第１のプログラム可能な制御器は、微
粉炭機の始動および停止に亘る機能上のサブループ制御
を行う。また、本発明による制御装置は、油またはガス
焚の炉暖機装置の作動を監視する第３のプログラム可能
な制御器および全体のユニット制御を行なう第２のプロ
グラム可能な制御器も使用している。各微粉炭機と関連
された第１のプログラム可能な制御器は、始動および停
止時におけるそれらの制御機能を行うことに加え、それ
らの関連する微粉炭機の動作の安全性を決める要因をモ
ニタすると共に、その微粉炭機に隣り合う別の１つの微
粉炭器の安全状態をクロスチェックする。

従つて、微粉炭機に直接関連されてこれを制御する第１
のプログラム可能な制御器は、その処理能力の大部分を
制御機能に供し、残りの能力のうち２つの小部分を微粉
炭機の安全状態のモニタのために準備している。更に、
本発明は、微粉炭機と関連された第１のプログラム可能
な制御器内にまたは別々な要素として内包される比較器
を使い、２つの第１のプログラム可能な制御器で１つの
微粉炭機に関して行なわれた安全性チェックの結果をモ
ニタすること，を考えている。

これらの比較器は、２つの第１のプログラム可能な制御
器の安全部分によつて発生された安全状態情報の間の不
一致を検出し、その不一致を出力する。全体的なユニッ
ト制御を行う第２のプログラム可能な制御器は、各微粉
炭機と関連された第１のプログラム可能な制御器から、
その微粉炭機の動作状態に相応する状態信号を受け、こ
の状態信号に応じて炉動作パラメータに関する他の入力
情報は炉の動作時に必要な全ての予防手段を確実なも−
のとする。

また、この第２のプログラム可能な制御器は、設備に故
障があつてもどんな危険状態をも起らないようにしてい
る。この第２のプログラム可能な制御器は、中央のプラ
ントコンピュータのための状態情報を発生し、必要に応
じて微粉炭機と関連された第１のプログラム可能な制御
器のためのトリップ信号を発生する。第２のプログラム
可能な制御器とプラント中央コンピュータとの間の通信
は実際には一方向である。第２のプログラム可能な制御
器は、その主機能として、各微粉炭機と関連させた第１
のプログラム可能な制御器に始動および停止信号を与え
て動力プラントに対する負荷によつて要求されるままに
適当なシーケンスでバーナの使用本数を増減する。前述
したように、炉の暖機を監視するには別のプログラム可
能なデジタル制御器すなわち第３のプログラム可能な制
御器が採用されている。

もし炉が停止状態にあれば、第３のプログラム可能な制
御器は始動信号を受け、第２のプログラム可能な制御器
がその時に許可制御信号を生じていれば、第３のプログ
ラム可能な制御器は、油またはガス焚暖機バーナの動作
を制御する信号を発生する。第３のプログラム可能な制
御器の能力の一部は、第２のプログラム可能な制御器に
よつてモニタされた安全に関係する炉パラメータを重複
してチェックする。例えば、第３のプログラム可能な制
御器は、滅火防止を行なうが、これを行なうときも第２
のプログラム可能な制御器の安全機能の部分を２倍にし
ている。以下、本発明を好ましい実施例に基づいて説明
する。

第１図において、炉またはボイラは符号１０で示してあ
る。

炉１０は、蒸気タービン１２に接続された図示しない蒸
気発生器を有している。蒸気タービン１２は発電機１４
を駆動する。発電機１４に対して変化する負荷要求に応
じて炉１０の出力を調節するため蒸気出力制御器１６と
燃焼制御器１８が採用されている。これら制御器１６お
よび１８は周知のもので、本発明の一部を成すものでは
ないのでここでは詳述しない。当分野で良く知られてい
るように、炉１０は、中で高温蒸気を発生させる流体導
管によつて内張りされている。

普通は水蒸気であるこの蒸気は、蒸気出力制御器１６に
よつて制御される蒸気調節弁２０を介して蒸気タービン
１２へ供給される。蒸気調節弁２０の上流側のタービン
１２への供給管路の圧力は圧力検出器２２によつて検出
され、燃焼制御器１８へ制御入力として供給される。燃
焼制御器１８は、炉１０内の導管への液体の流れを調節
すると共に、符号２４，２６および２８で示した複数の
微粉炭機または石炭ミルを作動制御することによつて燃
料入力を調節し、微粉炭機運転時のタービンの要求を満
足させる。ノ 炉１０の着火装置は、通常縦に配設され
た図示しないバーナアセンブリから成つている。

各バーナ位置には、炉の４隅にそれぞれ配設して微粉炭
を水平つき合わせ向きに噴出させて燃焼するようにされ
た点火器と燃料噴射器とを有している。バ７−ナアセン
ブリは、特公昭５１−３１９７３号公報に示されたもの
と同じものでよい。代表的な着火隅部を略化した第２図
にみられるように、この実施例ではバーナは縦列的に１
０本に使用されている。バーナ位置ＡないしＩは、石炭
バーナを構成し、こクれらには微粉炭機２４と関連され
た管路３０のような石炭供給管路を介して関連する微粉
炭機から微粉炭一空気混合物が供給される。微粉炭一空
気混合物の供給管路は、各バーナ噴射器への石炭の流れ
を制御するバーナ入口弁まで配管されている。炉１０は
、第２図に符号Ｗで示したバーナ位置に油バーナを有し
ている。

当分野で周知のように、バーナ位置Ｗの油バーナは炉暖
機のときに使用される。微粉炭機の始動前に燃料として
軽油を用いて石炭焚の炉を最初に暖機しておくことは常
套手段である。位置Ａ，Ｂ以外の各バーナ位置の各バー
ナには普通パイロット点火器が備えられている。

バーナ位置ＡおよびＢの石炭バーナは、点火器として暖
機オイルガンを使用することができる。もちろんバーナ
位置Ｗの暖機オイルガンは自己の点火器を有しているの
は当然である。第２図に示したように、火炎の存否を検
出するのに適当な位置に、光学的火炎走査器が配設され
ている。この光学的火炎走査器は、各微粉炭機と関連さ
れたプログラム可能な制御器に与えられる大切な安全制
御情報を提供するものである。本発明の制御装置はこの
火炎走査器からの入力を受けるようにされ、その他には
動作状態に相応する他の多くの信号も受けるようにされ
ている。第１図では、この制御装置を炉安全監視装置Ｆ
ＳＳＳとして符号１９で示してある。石炭供給装置、即
ち、符号２４，２６および２８で示した微粉炭機は、前
記特公昭５１−３１９７３号公報に詳細に示されている
。

微粉炭機は、フィーダによつて集荷ホッパから石炭を受
けとる。フィーダは、燃焼制御器１８の制御の下に作動
する可変速モータによつて駆動される。石炭は、フィー
ダから微粉炭機へ流量制御ゲート弁を経て通常は．重力
により供給される。このように、炉に供給される石炭の
速度は、フィーダ駆動モータの速度およびゲート弁の設
定を変えるよう作用する燃焼制御器１８によつて制御さ
れる。微粉炭機には予熱された空気も供給される。この
加熱空気は、微粉二炭機内の石炭を乾燥させると共に微
粉炭をバーナへ運ぶ働きをする。後者の働きは排気ファ
ンによつてなされる。微粉炭機への空気の供給および微
粉炭一空気混合物のバーナへの供給は、動力作動弁て制
御される。微粉炭機には、中に弁を備えた４冷空気供給
ダクトの形の、ミル空気温度制御手段が設けられている
。微粉炭機の直前の空気供給管路には、微粉炭機への全
空気流量を制御するダンパが設けられ、このダンパも燃
焼制御器１８の制御の下に作動する。このようにして、
結局、各石炭バーナ位置ＡないしＩは１つの微粉炭機と
関連され、各微粉炭機には独立のアナログミル空気温度
制御器（図示しない）が設けられている。各微−粉炭機
から単位時間当りに炉に供給される微粉炭の量は、動作
中の微粉炭機に関し、この装置の負荷要求に応じて燃焼
制御器１８により調整される。本発明は、暖機用のバー
ナ位置を含めた全バーナ位置を制御することにより炉の
始動および停止を安全かつ効果的に制御すると共に石炭
バーナの各バーナ位置を自動的に作動状態にする手段を
備える。

本発明は、また微粉炭機の動作およびこれらに関連され
たバーナ位置を監視して、許容でき７ない状態が存在す
ると考えられる際には適切な矯正操作を命令する。強調
すべきは本発明は、動力プラント負荷および微粉炭機負
荷に応じて微粉炭機を始動および停止させることを除い
て動作中の微粉炭機の作動、つまり炉の出力を調整する
ようなことはない。各バーナ位置に関する微粉炭機の始
動および停止命令信号は、微粉炭機の動作状態およびそ
の使用可能性をモニタするユニット制御器から出すよう
にしている。第３図を参照すれば、第１図に要素１９と
して示した本発明によるプログラム可能な制御器の新規
な装置の機能ブロック図が示されている。

バーナ位置ＡないしＩと関連された微粉炭機のための制
御器は皆同じで、プログラマブルミニコンピュータをそ
れぞれ有している。これら９台のプログラム可能な制御
器（第１のプログラム可能な制御器）は、各バーナ位置
ＡないしＩに対してそれぞれ符号３２，３４，３６，３
８，４０，４２，４４，４６および４８で示してある。
暖機制御、即ちバーナ位置ｗの油バーナと関連するプロ
グラム可能な制御器（第３のプログラム可能な制御器）
は符号５０で示され、容量が２倍ある点を除き制御器３
２〜４８と同じものである。

符号５２で示したユニット制御器（第２のプログラム可
能な制御器）もまた、制御器５０の例えば２倍の記憶容
量を有していることを除けば他のプログラム可能な制御
器と同じである。プログラム可能な制御器３２〜５０は
、例えば、米国モデイカン社（ＭＯｄｉｃａｎＣＯｒｐ
ＯｒａｔｉＯｎ）製の１？型制御器の如き論理プロセッ
サが利用できる。

ユニット制御器５２は、炉の運転時に必要なあらゆる予
防策を講じることを保証し、設備に故障が生じたとして
も何ら危険な状態を招かないようにすることを保証する
ものである。

動作状態および作動すべきか否かの点からみた微粉炭機
設備群の状態に相当する入力信号および燃料着火と関連
された補助動カプラトン設備の状態に相当する入力信号
に応答して、ユニット制御器５２は、炉トリップ信号、
および暖機および微粉炭機に関連した制御器用の許可信
号を発生する。ユニット制御器５２は、着火に先立つて
炉のパージを完全に行ない、燃料圧力を適当に設定し、
十分な空気流量を使用てきるようにし、燃料流動に関連
する設備を停止状態にすることなどを保証する。また着
火の前にはユニット制御器５２は自身の記憶装置をチェ
ックして最後の停止が本来の順序でのものか或いか緊急
トリップの結果であるかを判断する。もし、最後の停止
が緊急トリップの結果であれば、その時の微粉炭機の中
には石炭が残つている可能性がある。このため、ユニッ
ト制御器５２は、全ての燃料ノズルの入口ゲートを閉止
する信号を与える。これにより、最初の石炭着火のとき
に燃えた石炭粒子がバーナ配管を通つて石炭の入つてい
る微粉炭機以外の空いている場所に圧入されることから
生ずるあらゆる圧力急増を防ぐようにしている。ユニッ
ト制御器５２によつてチェックされた全ての装置が正常
な状態にあれば、ユニット制御器５２は、暖機制御器５
０へ与えられる許可信号を発生する。着火に続いて、ユ
ニット制御器５２は炉の致命的な動作に結びつくあらゆ
る特性をモニタして、それらが安全限界の範囲内にある
ことを確かめる。

安全動作限界が破られると、ユニット制御器５２はトリ
ップ信号を発する。滅火、炉壁の不適切な保護および最
少空気流量の停止はユニットトリップ信号を発生させる
に十分な原因の例である。ユニット制御器５２は、炉を
最大限保護しながら無用の停止を避けるようにプログラ
ムされている。

これらの目的を達成する上で、ユニット制御器５２は、
最初の着火または始動時と、運転中との双方で滅火がな
いようにしている。ユニット制御器５２の安全チェック
機能は、暖機制御器５０の能力の一部によつて繰返えさ
れ、この装置に好ましい冗長度を与えている。滅火保護
を考慮して、制御器５０および５２によつて実行される
安全チェックの結果は論理合計される。これら制御器５
０および５２は、自己チェックが滅火というよりは制御
器故障を表示するようなとき、即ち、トリップ機能が現
実にあつたとしても、トリップが生じないようにプログ
ラムされている。もちろん、これによつて、制御器故障
の結果としての無用な停止あるいは動力損失が避けられ
る。暖機制御器５０は、オイルガンのバーナ位置とこれ
に関連する点火器の作動を監視する。

オイルガンは、炉に供給される燃料の機械的または空気
的霧化を行うよう設計されている。機械的霧化の場合に
は、各オイルガンへのオイル供給管路に、手動遮断弁、
動力作動遮断弁および圧力スイッチが設けられる。圧力
スイッチは、洩れ、不完全な連結あるいは先端接続不良
によつて生ずるような遮断弁の下流における圧力損失を
指示する。各油供給管路はまた、パージ用の蒸気管路を
有しており、その蒸気供給管路には、動力作動遮断弁、
逆止め弁および手動遮断弁が設けられている。各暖機オ
イルガンはさらに、ガン後退機構とこれに関連されたリ
ミットスイッチとを有しており、この機構は、ガンが使
われていないときに高い炉温度に晒されないようガンを
引込めるのに使われる。ユニット制御器５２によつて発
生された許可信号と手動制御ヨードで操作員によつて与
えられた始動信号または自動制御モードでユニット制御
器によつて与えられた始動信号とを受けると、暖機Ｊ制
御器５０は、初めに点火器を、次いで暖機用バーナ位置
ｗの関連されたオイルガンを始動させる制御信号を発生
する。まず点火器が働いてその動作が確認されることが
この装置の大切な要件である。火炎を確認する差動圧力
スイッチが適切に作７動して最初に火炎なし信号を与え
なければ点火器は作動させられない。暖機用バーナ位置
に対する始動命令は、点火器空気昇圧ファンも動作させ
る。一旦、パイロット点火が行われて暖機ガンに対する
全ての始動要件が満足されると、オイルガフンは炉内進
入され、その進入が完了すると油供給弁が開かれる。炉
内に適当に配設された温度センサによつて与えられる信
号で示されるように、始動サイクピレの暖機操作が完了
すると、ユニット制御器５２はプ口グラム可能な制御器
３２〜４８を選択的かつ遂次的に作動させる信号を発生
する。

作動された制御器は以下に述べる方法で、その後に微粉
炭機およびこれに関連するバーナを所定のバーナ位置の
順で自動的に始動する。暖機オイルガンは、この実施例
ではバーナ位置Ａ，Ｂの点火器としても用いているので
バーナ位置Ａ，Ｂの石炭バーナの点火が確認されるまで
、点火条件が続けられる。暖機制御器５０の制御下で行
われるオイルガンの停止は、始動の場合と同様のやり方
で行なわれる。停止手順は、各オイルガンの完全パージ
を含み、パージが完了するとオイルガンは自動的に後退
される。パージサイクルの終りに点火器は作動位置から
動かされる。各プログラム可能な制御器３２〜４８は３
つの部分に分けられ、詳しくは３つの制御機能の間で分
割された内部処理能力を有している。

第１の主機能は、始動および停止時の関連された微粉炭
機の制御と関係される。第２の機能は、関連する微粉炭
機の動作の安全をチェックする役を行う。残りの能力は
、隣りの微粉炭機に関する安全チェックを行なう。第３
図の装置において、例えば制御器３２をバーナ位置Ａに
対するものと考えると、この制御器の処理能力の中央の
大部分は、主要制御機能に当てられる。Ａ″で示した部
分は安全チェック機能を行う。Ｉ″で示したプログラム
可能な制御器３２の能力部分は、隣の制御器４８と関連
された微粉炭機についての安全チェックを行う。上述し
たと同様の符番法がプログラム可能な制御器３４〜４８
のそれぞれについて使用されてい．る。このリング状の
構成によると、微粉炭機ごとに１つの制御器を使え、か
つ、微粉炭機ごとに二重の安全チェックが行なえる。１
対のプログラム可能な制御器３２〜４８により各微粉炭
機について行なわれた安全チェックの結果は、比較器５
４〜７０によつて比較される。

これらの比較器は、第３図に示したように分離したもの
でもよいが、大抵の場合、比較機能はプログラム可能な
制御器３２〜４８の１つの安全チェック部分によつて実
行される。比較器５４〜７０は、電気回路としてｚみる
と２つの隣り合う制御器の安全部分によつて実行された
モニタ機能の結果同志の不一致を検出してこの不一致を
指示するもので、二重の安全チェックを行なうことにな
る。この安全チェックおよび比較機能については、第６
図に記載のところで詳しく後述する。プログラム可能な
制御器３２〜４８の相互関係の説明を続ける前に、これ
らの制御器によつて実行される主制御機能につき簡単に
説明する。

制御器３２〜４８の主機能は、関連された微粉炭機とそ
の補助設備（微粉炭機設備群）との始動、停止および動
作モニタを監理することである。したがつて、制御器３
２〜４８の各々は、１つの石炭バノーナ位置に関連され
た微粉炭機のための始動および停止機能のサブループを
制御し、そのバーナ位置での着火の間は微粉炭機とこれ
に関連された設備との作用をモニタする。制御器３２〜
４８は、作動中は微粉炭機への石炭供給の調整はしない
。第４図には、微粉炭機１台分の始動ケンスの１部を簡
素化された機能ブロック図で示したが、点火器制御機能
は省いてある。第４図は、検出されてプログラム可能な
制御器３２〜４８へ与えられるパラメータも示しており
、これによつてそのそ”れぞれが機能的サブループを実
行することができきる。これらの入力は、第３図におい
ては制御器３４の場合にダけ、矢印で示してあり、代表
的には１点火エネルギ確認ョ、１ミル温度正常ョ、。潤
滑油冷却水適Ｊ．ｒミルおよびフィーダの安全停止スイ
ッチリセット、ｒアナログ制御器接続ＪＮｒシール空気
弁およびトランプアイアン弁開、１フィーダ出入口ゲー
ト開ョ、１冷空気ゲートおよび排気円板ダンパ開ぁ１冷
空気ダンパ閉ョ、１補助設備動力利用可ョの入力バラメ
ーカがある。ミル始動には、手動、半自動、および全自
動の各制御モードを選択することができ、その選択は着
火制御器を５手動Ｊ．ｒ半自動ョ、１全自動ョに設定す
ることで行なわれる。各石炭バーナ位置についての開始
信号は、手動モードでは操作員制御のスイッチによつて
、また自動制御モードではユニット制御器５２によつて
与えられる。始動命令は運転モードに関係なく、点火エ
ネルギが確認されたのち、安全インタロック機能を実行
する論理を介してクリアされ、微粉炭機が準備完了状態
にあるかどうかが判断される。ミル準備完了状態は、上
述のように、遮へい用のダンパが再び開けられ、安全停
止スイッチがリセットし、動力が利用可能であること等
の条件の論理積の結果で得られる。安全インタロック論
理は、石炭の着火の間、測定された点火エネルギが十分
に利用でき、かつこのエネルギが始動サイクル中維持さ
れることも確認する。その後で、フィーダ速度設定点が
最少に設定され、１次空駕ダンパがライトオフ位置（着
火位置）まで開かれる。これらの機能の完了をフィード
バック信号の形で受けて確認したのち、石炭ノズル入口
が開かれ、微粉炭機モータが始動されて熱空気ゲート弁
が開かれる。これらの操作が完了すると微粉炭機と関連
されたアナログ制御器ミル温度制御を始めると共に冷空
気流入ダンパの調節を始めるように指示される。次のス
テップは、石炭フィーダの始動であり、その後に燃焼制
御器１８による石炭一空気ダンパ、１次空気ダンパ、お
よびフィーダ速度の自動調節がある。始動手順を通じて
、プログラム可能な制御器は、予め選択された時間表が
確実に維持されるようにし、もしこの時間表から重大な
ずれが起ると警報がならされる。もし、どこかのバーナ
位置の始動が不成功の場合は、既に開始された設備の停
止が始められ、ユニット制御器５２に通知される。第５
図は微粉炭機停止の機能ブロック図で、微粉炭機停止は
始動と逆の手順で行なわれる。

第５図に簡素化して示した微粉炭機停止の動作シーケン
スは、自動運転シーケンスに従つて停止すべきときはユ
ニット制御器５２からの停止信号により、安全上の理由
で停止すべきときに出力されるトリップ信号、あるいは
手動による停止信号により開始される。このとき、微粉
炭機温度制御器を停止し、フィーダを最低速度に調節し
、１次空気ダンパを開ける。その後フィーダを停止させ
、微粉炭空気ダンパを閉じ、そして微粉炭機を停止させ
るようにしている。以上説明した点を簡単にまとめると
、本発明は、プログラム可能な制御器の独特の相互に依
存した構成を有している。蒸気発生器の炉の各石炭着火
位置と関連された微粉炭機設備群は、始動および停止中
、これらの制御器のうち唯一つの制御器によつて制御さ
れる。更に、第６図に関連して以下更に説明するように
、安全性の観点から、各制御器は、それぞれに関連され
た微粉炭機の作動状態と他のバーナ位置に関連する微粉
炭機の作動状態とをモニタする。この２つの作動状態の
チェック、更に正確に伝えば、各微粉炭機設備群に関し
てなされる２つの安全性計算の結果は比較されてその差
が指示される。本発明の制御装置はまた、ユニット制御
器および暖機制御器を有している。

ユニット制御器および暖機制御器は、全微粉炭機設備群
の状態に相応する情報、炉の火炎走査器の出力、および
全ての他の動力プラント燃料着火補助設備に関する情報
を重複して受けとる。このユニット制御器および暖機制
御器は、二重の安全チェック構成の形に互いに連絡され
、これによつて各制御器の処理能力の１部が炉トリップ
を命令する必要性を判断するのに使われる。ユニット制
御器５２は、炉パージ、検出、判断および簡単に上述し
たことを含み多くのユニットトリップ条件に基いて作用
し、全体の炉の火炎消失の保護を与える全ユニット制御
に関する機能に使用される。

従つて、安全チェック機能に加え、ユニット制御器、バ
ーナ位置始動許可条件を確立し、かつ各微粉炭機設備群
の動作および停止を調整する。この割当てられた調整機
能を実行する上で、ユニット制御器５２は、微粉炭機が
順次始動していることによつて平均ミル負荷が上限に達
した時、燃焼制御器１８によつて指示されるように増加
した負荷要求に応答しなければならない。

始動サイクルにおいて次のどの微粉炭機を始動させるか
選択する上で、ユニット制御器５２は、リング状の制御
器から帰還され各微粉炭機設備群の利用可能性に相応す
る情報と、好ましい始動シーケンスに相応する記憶され
たプログラムとに基いて作動す・る。利用できる入力情
報のいくつか、即ち、どの微粉炭機が既に作動されてい
るか、どの微粉炭機が維持管理のため閉鎖されるか、お
よびどのバーナ位置が点火エネルギの利用可能を保つて
いないかは最初に走査されるが、いくつかは制御工程の
・進行中に判断されるものである。従つて、ユニット制
御器５２は、始動が達成する迄、別の制御ルーチンに従
つて、設備状態を変えるよう自身を適合させなければな
らない。ユニット制御器５２は、周期的開始信号を発生
フする。

この開始信号は微粉炭機に関連する全ての制御器に同時
に与えられるが、１つだけの微粉炭機設備群にも同時に
開始信号を受けるようにされる。この信号の周波数は、
特定の微粉炭機設備群に使用される制御器がその開始信
号を受けているとき、次のパルスが発生される時間迄に
ユニット制御器がその結果を走査できるような周波数で
ある。負荷要求が減る場合も同様な手順に従う。ユニッ
ト制御器５２が故障すると全微粉炭機設備群の動作はプ
ログラムに従つて自動的に半自動モードに戻る。２台の
中央論理プロセッサであるプログラム可能な制御器５０
および５２は、リングの周囲にある微粉炭機関連の制御
器と絶えず交信し、制御および安全の両方について必要
な限られた数の指示を送出する。

ユニット制御器および暖機制御器は、炉運転全体に亘り
重複して安全チェックをする。安全機能の実行を可能に
させるようユニット制御器に与えられる入力信号と並列
に受ける入力信号の他、暖機制御器５０は、ユニット制
御器５２からの許可信号と、この制御器５０に炉の暖機
サイクルの間適当な制御をさせる帰還信号とを受ける。

暖機サイクルの時、オイルガンを作動させるには、関連
する点火器が点火しその点火が確認されることが必須で
あるため、オイルガン点火器が先ず作動される。しかし
、点火器は、火炎確認用の検知要素が正しく機能しなけ
れば作動されない。一旦点火がなされると、オイルガン
は所定間隔で動作状態に置かれ、各オイルガンは全ての
始動要件が満足されたことを確かめるためにモニタされ
る。始動要件が満足されれば、オイルガンは前進され、
前進が完了すると油供給弁が開かれる。全ての暖機オイ
ルガンを動作状態に置くのに十分な時間が経過すると、
計数回路が作動され．る。この計数回路により適当に与
えられたバーナ位置で良好に作動しているオイルガンの
数がわかると、隣りの微粉炭機を始動させるために十分
な点火エネルギがあることを示す信号が発生される。オ
イルガンの停止は、始動と同様のやり方で．行われ、そ
の停止手順は、各オイルガンの完全パージを含んでいる
。第６図は、１対の微粉炭機設備群の始動および停止制
御を行なうようにしたリングの周囲にある１対の制御器
の部分的な機能ブロック図である。

説明上、第６図に示した制御器は第３図の制御器３６お
よび３８とする。これら２台の制御器は、バーナ位置Ｃ
の石炭バーナと関連された微粉炭機についての二重の安
全チェックを行なう。制御器３６および３８は共に、第
６図に示したようにユニット制御器５２へ接続されてこ
れから入力を受ける。制御器３６および３８は、更に、
これらがそれぞれに制御する設備から帰還される状態信
号を受ける。始動制御機能論理の１部である制御器３８
は第６図の上部に示してある。

微粉炭機用の石炭フィーダの始動を制御するこの制御機
能論理の部分については、ここでこれ以上説明しない。
制御器３Ｊ６によつて制御される微粉炭機用の二重の安
全チェックは、暖機制御器５０からの入力信号（ボイラ
トリップ、微粉炭機点火エネルギ未確認入ユニット制御
器５２からの入力信号（ボイラトリップ、微粉炭機点火
エネルギ確認）および微粉炭機に直接取付けられた検出
器から受ける入力信号（石炭流れなし、微粉炭機流れ最
小以下）に応答して行なわれる。このようにして、第６
図に示したように、石炭ミルに取付けられた検出器は、
次のパラメータに従つてプログラム可能な制御器３６の
二重の安全チェック部へ、および同時に制御器３８の安
全チェック論理部へも入力信号を与える。 微粉炭機の
状態、 フィーダの状態、 石炭流れ状態、および 微粉炭機モータ電流が予め定めた最小値以 下プログ
ラム可能な制御器３６および３８の安全チェック論理は
、暖機制御器５０から、微粉炭機点火器エネルギが確認
されなかつたことを示す信号とボイラトリップ命令信号
とを受ける。

制御器３６および３８の安全チェック論理は、ユニット
制御器５２からボイラトリップ命令に相応する信号と微
粉炭機点火エネルギが確認されたことを示す信号とを受
ける。プログラム可能な制御器３６および３８の安全チ
ェック論理は、第６図に示すように、制御器３６の制御
器論理の１部分が第３図の比較器６０の作用を行う点を
除いて同じである。

この比較を行うやり方は、以下に詳述する。制御器３８
の安全輪理について続けて説明すると、暖機制御器５０
とユニット制御器５２との二重の安全輪理によつて発生
されるボイラ命令に相応する信号が、０Ｒゲート７２に
与えられる。０Ｒゲート７２の出力は、他の０Ｒゲート
７４の入力として供給される。

０Ｒゲート７４の出力は後述する比較目的の出力駆動増
幅器７８へ入力として供給される。

０Ｒゲート７６の出力は、出力駆動増幅器８０への入力
として、また、インバータ８２を介して制御器３８の制
御論理部のＡＮＤゲート８３への入力として供給される
。

従つて、制御器３８の安全チェック論理によつてユニッ
ト制御器５２または暖機制御器５０から受ける入力がボ
イラトリップ条件を示す場合には、増幅器８０は“゜フ
ィーダ停止゛出力信号を与えることが理解できよう。微
粉炭機の゜゜Ｎ０゛状態に相応する入力信号は、インバ
ータ８４で反転されて０Ｒゲート７４へ第２の入力とし
て供給される。従つて、０Ｒゲート７４のこの第２の入
力は微粉炭機が０ＦＦ状態にあることを示し、従つて、
０Ｒゲート７６と増幅器８０とを介して微粉炭機ＯＦＦ
信号が検知されると゜゜フィーダ停止゛信号を発生する
ことになる。石炭フイニダ０Ｎ状態にあることを示す微
粉炭機からの信号は第１の時間遅延回路８６と、インバ
ータ８８を介して第２の時間遅延回路９０とに与えられ
る。

時間遅延回路８６は、代表的に３分を超える持続時間の
信号のみを通す、すなわち、石炭フィーダが３分間に亘
つて運転された後だけ出力を与える。時間遅延回路９０
は、代表的に２秒以上持続する信号を通し、従つて石炭
フィーダが２秒以上に亘つて０ＦＦ状態にあつたときに
出力信号を出す。時間遅延回路８６の出力は双安定回路
９２をセットするために使われ、この双安定回路９２は
、時間遅延回路９０の出力によりリセットされる。双安
定回路９２は、石炭フィーダが３分以上動作されなかつ
たときだけＡＮＤゲート９４にイネーブル入力を与える
。ＡＮＤゲート９４への第２の入力は、０Ｒゲート９６
の出力によつて与えられる。

０Ｒゲート９６への入力は暖機およびユニット制御器か
ら与えられる。

すなわち、微粉炭機点火エネルギ未確認に相応する信号
は、暖機制御器５０から０Ｒゲート９６へ第１の入力と
して与えられる。微粉炭機エネルギ未確認に相応する第
２の信号は、ユニット制御器５２からの点火エネルギ確
認信号であつて、インバータ９８により反転される。従
つて、，ＡＮＤゲート９４は、石炭フィーダが３分以上
動作せずかつ点火エネルギがないとき０Ｒゲート７４へ
出力を与えることになる。この信号も、０Ｒゲート７６
および増幅器８０を介して゜゜フィーダ停止゛信号を発
生する原因となる。時間遅延回路９０は、短時間の動力
中断などの事態が起つたとき“フィーダ停止゛信号を発
生するのを防ぐ働きをする。“フィーダ０Ｎ゛信号はま
た、時間遅延回路１００へ与えられる。

この時間遅延回路１００はフィーダが５秒以上動作した
時にＡＮＤゲート１０２へイネーブル入力を与える。Ａ
ＮＤゲート１０２の別な入力は、゜不炭流れなじ信号と
微粉炭我のセンサから与えられた“微粉炭機流れ最少以
下゛信号である。ＡＮＤゲート１０２の出力も、“゜フ
ィーダ停止゛信号を生ずる目的の０Ｒゲート７４へ入力
として与えられる。時間遅延回路９０の出力は、他の遅
延回路１０４に与えられ、かつイネーブル入力として，
ＡＮＤゲート１０８にも与えられる。

ゲート１０８の第２の入力は、インバータ１０６で反転
された遅延回路１０４の出力である。従つて、ＡＮＤゲ
ート１０８は、０Ｒゲート７４への出力パルスを与える
。このため、増幅器８０へ与えられるトリップ信号は、
この制御系が働いている限り持続信号ではなく２秒間持
続するパルスとなる。この動作モードは、正統のまたは
必要なトリップの副作用として、次の正常な始動の防害
を排除している。第６図には、プログラム可能な制御器
３６の安全輪理が制御器３８のそれと同じであること、
お・よびこれら２つの制御器の安全チェック論理部分の
出力が並列で、これによつて、制御器３６または３８の
いずれかにより与えられるバーナ位置Ｃの微粉炭機石炭
フィーダの停止指示が必要な保護作用を生ずることが示
されている。インバータ１１０および１１４、ＡＮＤゲ
ート１１２および１１６および０Ｒゲート１１８を含む
比較回路は、出力駆動増幅器１２０を介し、制御器３６
および３８によつて行われた安全チェックの結果に相違
があることを示す信号を与える。

ノしたがつて関連する制御器の一方だけの出力が゜゜フ
ィーダ停止゛信号のときは、警告ランプ１２２が励起さ
れ、制御器に不具合があることを職員に警告する。以上
本発明の特性をまとめると、リング状の制御器のどれか
が故障するとそれに関連された微粉炭機設備群だけしか
影響されない。

更に、隣りの制御器が微粉炭機設備群の重要な安全面を
モニタしているので、既に運転している微粉炭機は、そ
の制御器が故障したからといつて隣りの制御器が故障で
なければ停止させられることはない。したがつて、制御
器およびインターフェースの維持は動作中に故障した制
御器に関連する微粉炭機設備群によつて達成できる。本
発明はまた、リング状の全ての制御器が同じプログラム
を有するのでモジユラー構成が簡単という特徴をもつ。

中央に置かれるコンピュータ設備に比べ、本発明の制御
系は優先問題がなく、機械的または大容量記憶装置を必
要としない。また、プログラム時間も本発明の最初の設
定まで減少される。使用上は、主コンピュータとバック
アップコンピュータとの間でしばしば生ずる切換えの問
題もない。更に、動力プラント中央コンピュータとのイ
ンターフェースも容易であり、そのインターフェースに
よつて制御器は主プラントコン，ピユータの従者となる
。ハードワイヤード装置と比べてみると、プロセッサカ
ード故障の場合、特定の論理機能と全く関係がないので
本発明の現場維持は実質上簡単化される。結局、論理上
の故障を配線図と合わせるようにする現場職員が必要な
＝い。以上、好ましい実施例について説明したが本発明
の範囲内で種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が採用される一般的な形の動力プラント
を示す部分的な概要図、第２図は第１図に示した炉の代
表的な着火隅部を示す概要図、第３図は複数の制御器間
の関係を示した本発明の好適な実施例の機能ブロック図
、第４図は第３図に示した各石炭ミルに関連の制御器に
よつて実行される始動プログラムの１部を示した簡略機
能プロ゛ツク図、第５図は第３図に示した各石炭ミルに
関連の制御器によつて実行される停止プログラムの簡略
機能ブロック図、第６図は第３図に示した石炭ミルに関
連の２つの制御器の部分の機能ブロック図である。 １０・・・・・・炉、１２・・・・・・蒸気タービン、
１４・・発電機、１６・・・・・蒸気出力制御器、１８
・・・・・・燃焼制御器、１９・・・・・・炉安全監視
装置、２０・・・・・・蒸気調節弁、２２・・・・・・
圧力検出器、２４，２６，２８・・・・微粉炭機、Ａ−
１・・・・・・バーナ位置、Ｗ・・・・・・油バーナ位
置、３０・・・・・石炭供給管路、３２，３４，３６，
３８，４０，４２，４４，４６，４８，５０・・・・・
・制御器、５２・・・・・・ユニット制御器、５０〜７
０・・・・・・比較器、７８，１８０，１２０・・・・
・出力駆動増幅器、８２，８４，８８，９８，１０６，
１１０，１１４・・・・・・インバータ、８６，９０，
１００，１０４・・・・・・時間遅延回路、９２・・・
双安定回路、１２２・・・・・・警報ランプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の微粉炭機２４〜２８と、これら微粉炭機に対
   応して縦列的に配置されたバーナとを有する石炭焚蒸気
   発生器１０に用いられる制御装置であつて、それぞれが
   各微粉炭機の動作を制御してこの微粉炭機に関連した１
   つのバーナに微粉炭を供給するとともにその微粉炭機の
   動作安全をモニタする複数の第１プログラム可能な制御
   器３２〜４８と、前記微粉炭機を記憶されたスケジュー
   ルに従つて動作させる第２のプログラム可能な制御器５
   ２と、前記蒸気発生器の動作安全をモニタする第３のプ
   ログラム可能な制御器５０とを備え、前記第１プログラ
   ム可能な制御器はそれぞれに関連する微粉炭機の各種動
   作パラメータを表わす入力信号を受けてその入力動作パ
   ラメータ信号と前記第２のプログラム可能な制御器から
   の入力命令信号とに応答してその微粉炭機用の動作制御
   信号を発生するとともにこの微粉炭機の動作安全に相応
   する信号を受けて危険な動作状態が近づいた時その微粉
   炭機に対する停止信号を発生し、前記第２のプログラム
   可能な制御器は微粉炭機の動作状態に相応する信号を受
   けてこの受信動作状態信号に応答しかつこの第２のプロ
   グラム可能な制御器に記憶された命令に従つて前記第１
   のプログラム可能な制御器の各々に対する前記入力命令
   信号を発生し、前記第３のプログラム可能な制御器は前
   記蒸気発生器の動作安全に相応する信号を受けてこの信
   号に応答して危険な動作が近づいた時蒸気発生器に対す
   る停止信号を発生するものとした制御装置において、前
   記第１のプログラム可能な制御器３２〜４８はそれぞれ
   制御された微粉炭機に隣り合う別の１つの微粉炭機の動
   作安全をモニタする機能も有しこの別の微粉炭機の動作
   安全に相応する信号を受けて危険な状態が近づいた時そ
   の別の微粉炭機に対する停止信号を発生させるようにし
   て第１のプログラム可能な制御器のそれぞれを他の第１
   のプログラム可能な制御器の冗長チェックとして作用さ
   せ、さらに複数の微粉炭機と同数あつてそれぞれが１つ
   の微粉炭機と関連されている。 複数の比較器５４〜７０を有し１つの微粉炭機について
   モニタしている２つの第１のプログラム可能な制御器か
   ら発生される停止信号を比較してこれら停止信号間の相
   違の表示を与えるようにしたことを特徴とする、蒸気発
   生器用制御装置。