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特許7465641貫流ボイラの制御装置、発電プラント、及び、貫流ボイラの制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-03
(45)【発行日】2024-04-11
(54)【発明の名称】貫流ボイラの制御装置、発電プラント、及び、貫流ボイラの制御方法
(51)【国際特許分類】
F22G 5/12 20060101AFI20240404BHJP
F22B 1/18 20060101ALI20240404BHJP
F22B 29/06 20060101ALI20240404BHJP
【ＦＩ】
F22G5/12 B
F22B1/18 B
F22B29/06
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019148835
(22)【出願日】2019-08-14
(65)【公開番号】P2021032420
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2022-08-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】馬場 寿宏
(72)【発明者】
【氏名】堂本 和宏
(72)【発明者】
【氏名】三田 尚
【審査官】古川 峻弘
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－１２５７６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第５８４００３２（ＪＰ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２２Ｇ １／００－７／１４
Ｆ２２Ｂ １／００－３７／７８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
直列に設けられた複数の過熱器、及び、火炉水冷壁への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイによって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラの制御装置であって、前記蒸気の温度が目標蒸気温度になるように、前記貫流ボイラの水燃比を制御可能に構成された水燃比制御部と、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量が目標減温量になるように制御可能に構成されたスプレイ制御部と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路のうち、前記スプレイ制御部によって制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側に配置された前記過熱器より上流側における蒸気温度を検出可能に構成された蒸気温度検出部と、
を備え、
前記複数の過熱器は、
前記火炉水冷壁からの蒸気を過熱可能に構成された第１の過熱器と、
前記第１の過熱器からの蒸気を過熱可能に構成された第２の過熱器と、
前記第２の過熱器からの蒸気を過熱可能に構成された第３の過熱器と、
を含み、
前記複数のスプレイは、
前記第１過熱器の出口側に設けられた第１スプレイと、
前記第２過熱器の出口部に設けられた第２スプレイと、
を含み、
前記スプレイ制御部は、
前記蒸気の温度が前記目標蒸気温度になり、且つ、前記第２スプレイによる減温量が前記目標減温量になるように、前記第２スプレイを制御するとともに、前記第２の過熱器の出口側における蒸気温度が所定の目標値になるように、前記第１スプレイを制御し、又は、
前記第２の過熱器の出口側における蒸気温度が所定の目標値になり、且つ、前記第１スプレイによる減温量が前記目標減温量になるように、前記第１スプレイを制御するとともに、前記蒸気の温度が前記目標蒸気温度になるように前記第２スプレイを制御し、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出部の検出値と目標蒸気温度との偏差に基づいて設定されるバイアス値を加算することで設定されるように構成された、貫流ボイラの制御装置。
【請求項2】
前記蒸気温度検出部の検出値が前記目標蒸気温度より低い場合、前記バイアス値の符号は正に設定されるように構成された、請求項１に記載の貫流ボイラの制御装置。
【請求項3】
前記蒸気温度検出部の検出値が前記目標蒸気温度より高い場合、前記バイアス値の符号は負に設定されるように構成された、請求項１又は２に記載の貫流ボイラの制御装置。
【請求項4】
前記バイアス値の絶対値は、前記偏差に対して増加するように設定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の貫流ボイラの制御装置。
【請求項5】
前記減温量は前記スプレイ制御部の制御対象となる前記スプレイの上流側及び下流側における温度検出値に基づいて算出される、請求項１から４のいずれか一項に記載の貫流ボイラの制御装置。
【請求項6】
前記貫流ボイラは、石炭又は油を燃料とする石炭焚きボイラである、請求項１から５のいずれか一項に記載の貫流ボイラの制御装置。
【請求項7】
前記貫流ボイラと、請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記貫流ボイラからの蒸気を用いて駆動可能に構成されたタービンと、
前記タービンによって駆動可能に構成された発電機と、
を備える、発電プラント。
【請求項8】
直列に設けられた複数の過熱器、及び、火炉水冷壁への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイによって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラの制御方法であって、前記蒸気の温度が目標蒸気温度になるように、前記貫流ボイラの水燃比を制御する水燃比制御工程と、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量が目標減温量になるように制御するスプレイ制御工程と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路のうち、前記スプレイ制御工程において制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側に配置された前記過熱器より上流側における蒸気温度を検出する蒸気温度検出工程と、
を備え、
前記複数の過熱器は、
前記火炉水冷壁からの蒸気を過熱可能に構成された第１の過熱器と、
前記第１の過熱器からの蒸気を過熱可能に構成された第２の過熱器と、
前記第２の過熱器からの蒸気を過熱可能に構成された第３の過熱器と、
を含み、
前記複数のスプレイは、
前記第１過熱器の出口側に設けられた第１スプレイと、
前記第２過熱器の出口部に設けられた第２スプレイと、
を含み、
前記スプレイ制御工程では、
前記蒸気の温度が前記目標蒸気温度になり、且つ、前記第２スプレイによる減温量が前記目標減温量になるように、前記第２スプレイを制御するとともに、前記第２の過熱器の出口側における蒸気温度が所定の目標値になるように、前記第１スプレイを制御し、又は、
前記第２の過熱器の出口側における蒸気温度が所定の目標値になり、且つ、前記第１スプレイによる減温量が前記目標減温量になるように、前記第１スプレイを制御するとともに、前記蒸気の温度が前記目標蒸気温度になるように前記第２スプレイを制御し、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出工程において検出された検出値と目標蒸気温度との偏差に基づいて設定されるバイアス値を加算することで設定される、貫流ボイラの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、貫流ボイラの制御装置、発電プラント、及び、貫流ボイラの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
蒸気を生成可能なボイラ装置は、蒸気エネルギを利用して発電を行う火力発電所のような発電プラントをはじめとして、様々な用途で用いられている。この種のボイラ装置の一方式として、貫流ボイラが知られている。
【0003】
特許文献１には貫流ボイラの一例として、火炉で生成された蒸気が流れる流路に対して、直列に設けられた複数の過熱器と、各過熱器の出口側にスプレイ可能な複数のスプレイとを備える貫流ボイラが開示されている。この特許文献１に開示された貫流ボイラでは、火炉出口側及び最下流側の過熱器出口側における蒸気温度が所定の設定値（目標蒸気温度）になるように水燃比を制御することで、蒸気温度の調整が可能に構成されている。
【0004】
また特許文献２では、蒸気発生器の下流側に直列配置された上流過熱器群と最終過熱器との間に最終過熱低減器（スプレイ）が配置された貫流ボイラが開示されている。この特許文献２に開示された貫流ボイラでは、最終過熱器の出口側における蒸気温度が所定の設定値（最終目標蒸気温度）になるように最終過熱低減器による水プレイ量を制御するとともに、最終過熱低減器の上流側温度が所定の設定値になるように燃料の燃焼量を制御するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第５８４００３２号公報
【文献】特許第４４５３８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献１及び２のような貫流ボイラでは、火炉水冷壁からの蒸気に対する各過熱器による昇温量、及び、各スプレイによる減温量、及び、燃料供給量を調整することで、最終的な蒸気温度が目標蒸気温度になるとともに、蒸気流路の各点における温度分布である蒸気温度プロファイルが理想的な設計温度プロファイルになるように各種の制御や調整をする事が望まれる。
【0007】
ところで貫流ボイラの運用時には、様々な要因によって貫流ボイラの熱収支バランスが変化し、蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルから乖離してしまうことがある。例えば、経年に伴って蒸気流路の伝熱面にスケール等の汚れが生じると、蒸気流路における蒸気温度の検出値が低下したり、過熱器による過熱性能が低下する場合がある。また火炉水冷壁に投入される燃料の種類が変更されることで、火炉水冷壁や過熱器による伝熱が増加する場合がある。このように蒸気温度プロファイルが設計プロファイルから乖離すると、貫流ボイラを構成する各部材の予寿命に影響を及ぼすなど、貫流ボイラの信頼性や品質に影響を与えるおそれがある。
【0008】
本開示の幾つかの態様は上述の事情に鑑みなされたものであり、貫流ボイラの熱収支条件が変化することに伴って、蒸気温度プロファイルバランスが設計温度プロファイルから乖離することを抑制可能な貫流ボイラの制御装置、発電プラント、及び、貫流ボイラの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の幾つかの態様に係る貫流ボイラの制御装置は、上記課題を解決するために、
直列に設けられた複数の過熱器、及び、火炉水冷壁への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイによって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラの制御装置であって、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量が目標減温量になるように制御可能に構成されたスプレイ制御部と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路のうち、前記スプレイ制御部によって制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側における蒸気温度を検出可能に構成された蒸気温度検出部と、
を備え、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出部の検出値と目標蒸気温度との偏差に基づいて設定されるバイアス値を加算することで設定されるように構成される。
直列に設けられた複数の過熱器、及び、火炉水冷壁への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイによって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラの制御装置であって、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量が目標減温量になるように制御可能に構成されたスプレイ制御部と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路のうち、前記スプレイ制御部によって制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側における蒸気温度を検出可能に構成された蒸気温度検出部と、
を備え、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出部の検出値と目標蒸気温度との偏差に基づいて設定されるバイアス値を加算することで設定されるように構成される。
【0010】
本開示の幾つかの態様に係る発電プラントは、上記課題を解決するために、
前記貫流ボイラと、
本開示の幾つかの態様に係る制御装置と、
前記貫流ボイラからの蒸気を用いて駆動可能に構成されたタービンと、
前記タービンによって駆動可能に構成された発電機と、
を備える。
前記貫流ボイラと、
本開示の幾つかの態様に係る制御装置と、
前記貫流ボイラからの蒸気を用いて駆動可能に構成されたタービンと、
前記タービンによって駆動可能に構成された発電機と、
を備える。
【0011】
本開示の幾つかの態様に係る貫流ボイラの制御方法は、上記課題を解決するために、
直列に設けられた複数の過熱器、及び、火炉水冷壁への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイによって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラの制御方法であって、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量が目標減温量になるように制御するスプレイ制御工程と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路のうち、前記スプレイ制御部によって制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側における蒸気温度を検出する蒸気温度検出工程と、
を備え、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出部の検出値と目標蒸気温度との偏差に基づいて設定されるバイアス値を加算することで設定される。
直列に設けられた複数の過熱器、及び、火炉水冷壁への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイによって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラの制御方法であって、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量が目標減温量になるように制御するスプレイ制御工程と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路のうち、前記スプレイ制御部によって制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側における蒸気温度を検出する蒸気温度検出工程と、
を備え、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出部の検出値と目標蒸気温度との偏差に基づいて設定されるバイアス値を加算することで設定される。
【発明の効果】
【0012】
本開示の幾つかの態様によれば、貫流ボイラの熱収支条件が変化することに伴って、蒸気温度プロファイルバランスが設計温度プロファイルから乖離することを抑制可能な貫流ボイラの制御装置、発電プラント、及び、貫流ボイラの制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示の一態様に係る発電プラントの全体構成を示す概略図である。
【図3】本開示の一態様に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図7】本開示の他の態様に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【0015】
＜発電プラント＞
図１は本開示の一態様に係る発電プラント１００の全体構成を示す概略図である。発電プラント１００は、蒸気を生成可能な貫流ボイラ１と、貫流ボイラ１からの蒸気を用いて駆動可能に構成されたタービン１１０と、タービン１１０によって駆動可能に構成された発電機１２０と、を備える。
図１は本開示の一態様に係る発電プラント１００の全体構成を示す概略図である。発電プラント１００は、蒸気を生成可能な貫流ボイラ１と、貫流ボイラ１からの蒸気を用いて駆動可能に構成されたタービン１１０と、タービン１１０によって駆動可能に構成された発電機１２０と、を備える。
【0016】
貫流ボイラ１は、燃料を燃焼させることで蒸気を生成可能に構成された蒸気発生器の一例である。貫流ボイラ１で生成された蒸気は、蒸気供給路１１２を介してタービン１１０に供給される。タービン１１０は、蒸気供給路１１２を介して供給された蒸気によって駆動される。タービン１１０の出力軸には発電機１２０が連結されており、タービン１１０の回転エネルギが電気エネルギに変換される。発電機１２０で発生された電気エネルギは、所定の経路を介して電力系統（不図示）に供給される。
【0017】
蒸気供給路１１２には、貫流ボイラ１からタービン１１０に供給される蒸気の流量を調整するための蒸気弁１１４（主蒸気弁）が設置される。蒸気弁１１４の開度は、例えば、貫流ボイラ１からタービン１１０に供給される蒸気流量が、発電プラント１００に対する負荷指令値Ｌｄに基づいて設定される所定の目標流量値になるように制御される。
【0018】
発電プラント１００は、発電プラント１００の各構成要素を制御するための制御装置２を有する。制御装置２は、例えばコンピュータのような電子演算装置からなるハードウェア構成を有し、本開示の幾つかの態様に係る制御方法を実施するためのプログラムがインストールされることで、本開示の幾つかの態様に係る制御装置として機能可能に構成される。
【0019】
制御装置２は、発電プラント１００を総合的に制御可能な制御ユニットである。本明細書では、制御装置２が実施可能な様々な制御のうち貫流ボイラ１に関する制御について具体的に説明することとし、その他の制御については、特段の記載がない限りにおいて、発電プラント１００に関する公知の制御を適宜実施可能である。
【0020】
制御装置２による蒸気温度制御は、タービン１１０に供給される蒸気温度（後述の第３蒸気温度Ｔ３ＳＯ）が予め設定される目標蒸気温度（後述の第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔ）になるように行われる。この目標蒸気温度（後述の第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔ）は、オペレータによってマニュアル的に設定されてもよいし、制御装置２が受信する所定の信号に基づいて自動的に設定されてもよい。後者の場合、目標蒸気温度（後述の第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔ）は、例えば発電プラント１００の電力供給先である電力系統の需給状態に応じて発電プラント１００が取得する負荷指令値Ｌｄに応じて設定される。
【0021】
＜貫流ボイラの構成＞
続いて上記構成を有する発電プラント１００が有する貫流ボイラ１の具体的構成について図２を参照して説明する。図２は図１の貫流ボイラ１の構成を蒸気温度プロファイルとともに示す概略構成図である。
続いて上記構成を有する発電プラント１００が有する貫流ボイラ１の具体的構成について図２を参照して説明する。図２は図１の貫流ボイラ１の構成を蒸気温度プロファイルとともに示す概略構成図である。
【0022】
貫流ボイラ１は、蒸気を生成可能な火炉水冷壁４（Ｗａｔｅｒ Ｗａｌｌ）を有する。火炉水冷壁４は、その内部に冷却水が導入可能な伝熱管を有し、燃料（例えば石炭を粉砕して生成された微粉炭）を燃焼させることで伝熱管を流れる冷却水を加熱することで蒸気を生成可能に構成される。火炉水冷壁４への水及び燃料の供給は、例えば、不図示の給水ポンプユニットや燃料供給ユニットによって行われる。火炉水冷壁４への燃料流量は例えば発電プラント１００に対する負荷指令値Ｌｄに応じて基本的に決定されるが、実際に生成される蒸気温度と目標蒸気温度との偏差に応じて、燃料流量を補正するための補正信号である水燃比は、後述するように、制御装置２の制御パラメータの一つとして制御される。
【0023】
火炉水冷壁４の下流側には、火炉水冷壁４で生成された蒸気を過熱するための複数の過熱器６が設けられる。複数の過熱器６は、火炉水冷壁４からの蒸気が流れる蒸気流路８に対して互いに直列に設けられる。図２に示す態様では、複数の過熱器６は、第１過熱器６ａと、第２過熱器６ｂと、第３過熱器６ｃと、を含む。第１過熱器６ａは、火炉水冷壁４の下流側に配置されることで、火炉水冷壁４で生成された蒸気を過熱可能に構成される。第２過熱器６ｂは、第１過熱器６ａの下流側に配置されることで、第１過熱器６ａで過熱された蒸気を更に過熱可能に構成される。第３過熱器６ｃは、第２過熱器６ｂの下流側に配置されることで、第２過熱器６ｂで過熱された蒸気を更に過熱可能に構成される。
【0024】
尚、図２では、貫流ボイラ１が３つの過熱器６を備える場合を例示しているが、貫流ボイラ１が備える過熱器６の数はこれに限定されない。
【0025】
蒸気流路８には、蒸気流路８を流れる蒸気に対して冷却水をスプレイ可能に構成された複数のスプレイ１０が設けられる。図２の態様では、複数のスプレイ１０は、蒸気流路８のうち第１過熱器６ａの出口側（第１過熱器６ａと第２過熱器６ｂとの間）に設けられた第１スプレイ１０ａと、第２過熱器６ｂの出口側（第２過熱器６ｂと第３過熱器６ｃとの間）に設けられた第２スプレイ１０ｂと、を含む。第１スプレイ１０ａは、第１過熱器６ａからの蒸気に対して冷却水をスプレイすることにより、第１過熱器６ａによって昇温された蒸気を減温して蒸気温度の調整を行う。第２スプレイ１０ｂは、第２過熱器６ｂからの蒸気に対して冷却水をスプレイすることにより、第２過熱器６ｂによって昇温された蒸気を減温して蒸気温度の調整を行う。
【0026】
複数のスプレイ１０は、火炉水冷壁４に対する給水の一部を、蒸気流路８に対してスプレイ可能に構成される。具体的には、火炉水冷壁４に対する給水のメイン給水路１２には、スプレイ１０側に分岐するサブ給水路１４が設けられる。サブ給水路１４は、複数のスプレイ１０の各々に対して給水を並列に供給可能に構成される。このように複数のスプレイ１０では、火炉水冷壁４に供給される給水の一部をスプレイするため、スプレイ１０でのスプレイ量が増加すると火炉水冷壁４に対する給水量が減少し、逆に、スプレイ１０でのスプレイ量が減少すると火炉水冷壁４に対する給水量が増加する。
【0027】
第１スプレイ１０ａ及び第２スプレイ１０ｂは、それぞれスプレイ量を可変に調整するために開閉可能な第１スプレイ弁１６ａ、第２スプレイ弁１６ｂを有する。第１スプレイ弁１６ａ、第２スプレイ弁１６ｂの開度は、制御装置２からの制御信号に基づいて、互いに独立に制御可能に構成される。
【0028】
尚、図２では、貫流ボイラ１が２つのスプレイ１０を備える場合を例示しているが、貫流ボイラ１が備えるスプレイ１０の数はこれに限定されない。スプレイ１０の数は、例えば、最下流側の過熱器６を除く他の過熱器６の出口側にそれぞれ配置されるように設定されるとよい。
【0029】
火炉水冷壁４で生成された蒸気は、複数の過熱器６及び複数のスプレイ１０によって温度が調整されることで、貫流ボイラ１からタービン１１０に供給される蒸気温度が目標蒸気温度になるように制御される。図２に示すように、火炉水冷壁４からの蒸気は、まず第１過熱器６ａを通過することで第１蒸気温度Ｔ１ＳＯまで昇温される。第１過熱器６ａを通過した蒸気は、第１過熱器６ａの出口側において第１スプレイ１０ａによって第１減温量１ＤＳＤＴ分が冷却される。そして第１スプレイ１０ａによって冷却された蒸気は、第２過熱器６ｂを通過することで第２蒸気温度Ｔ２ＳＯまで昇温される。第２過熱器６ｂを通過した蒸気は、第２過熱器６ｂの出口側において第２スプレイ１０ｂによって第２減温量２ＤＳＤＴ分が冷却される。そして第２スプレイ１０ｂによって冷却された蒸気は、第３過熱器６ｃを通過することで、貫流ボイラ１の最終的な出口温度である第３蒸気温度Ｔ３ＳＯまで昇温される。
【0030】
このような図２に示される蒸気温度プロファイルは、基本的には、制御装置２によって貫流ボイラ１の各構成要素（火炉水冷壁４、複数の過熱器６及び複数のスプレイ１０）を制御することにより、理想的な設計温度プロファイルＰｒになるように制御される（図２では、蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルＰｒに一致している状態を示している）。具体的には、制御装置２は貫流ボイラ１の所定の測定点に設けられた温度センサの検出値が、設計温度プロファイルＰｒに近づくように貫流ボイラ１の各構成要素を制御することで、蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルになるように管理される。
【0031】
しかしながら実際の貫流ボイラ１では、様々な要因によって貫流ボイラ１における熱収支バランスが変化し、蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルＰｒから乖離してしまうことがある。例えば、経年に伴って貫流ボイラ１内の各伝熱面にスケール等の汚れが生じると、貫流ボイラ１の所定の測定点に設けられた温度センサの検出値が低下したり、第１過熱器６ａ～第３過熱器６ｃによる過熱性能が低下することがある。また火炉水冷壁４に投入される燃料の種類が変更されることで、火炉水冷壁４や第１過熱器６ａ～第３過熱器６ｃによる伝熱量が増減することがある。本開示の幾つかの実施形態では、このように蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルＰｒから乖離した場合に、以下に説明するように、制御装置２によって蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルＰｒに近づくように貫流ボイラ１が制御される。
【0032】
尚、蒸気流路８は各位置における蒸気温度が検出可能に構成されている。具体的には図２に示すように、第１過熱器６ａの出口側における蒸気温度Ｔ１ＳＯ、第２過熱器６ｂの出口側における蒸気温度第２Ｔ２ＳＯ、第３過熱器６ｃの出口側における蒸気温度Ｔ３ＳＯ、第１スプレイ１０ａによる冷却後の蒸気温度Ｔ２ＳＩ、第２スプレイ１０ｂによる冷却後の蒸気温度Ｔ３ＳＩがそれぞれ検出可能に構成されている。これらの各温度は、例えば温度センサなどの検出用素子が配置されることで検出される。
【0033】
【0034】
図３に示すように、本態様に係る制御装置２は、火炉水冷壁４の水燃比を制御するための水燃比制御部５０と、スプレイ１０（第１スプレイ１０ａ及び第２スプレイ１０ｂ）を制御するためのスプレイ制御部６０と、スプレイ１０の目標減温量に対するバイアス値を算出するためのバイアス値算出部７０と、を備える。スプレイ制御部６０は、第１スプレイ１０ａを制御するための第１スプレイ制御部６０ａと、第２スプレイ１０ｂを制御するための第２スプレイ制御部６０ｂと、を含む。
【0035】
水燃比制御部５０は、貫流ボイラ１の最終的な蒸気温度である第３蒸気温度Ｔ３ＳＯが、予め設定された第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔになるように、燃料流量補正として水燃比を制御する。具体的には、水燃比制御部５０には、貫流ボイラ１の対応箇所で検出された実測値（例えば、蒸気流路８のうち第３過熱器６ｃより下流側での蒸気温度検出値）である第３蒸気温度Ｔ３ＳＯと、予め設定された第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔとが入力される。水燃比制御部５０は、第３蒸気温度Ｔ３ＳＯと第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔとの偏差ΔＴ３ＳＯを算出し、当該偏差ΔＴ３ＳＯがゼロになるように（すなわち第３蒸気温度Ｔ３ＳＯが第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔになるように）水燃比制御信号を燃料流量補正として出力することにより、水燃比をフィードバック制御する。
【0036】
尚、第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔは、負荷指令値Ｌｄに応じて貫流ボイラ１に対して要求される蒸気温度値として設定されてもよい。
【0037】
第２スプレイ制御部６０ｂは、第３蒸気温度Ｔ３ＳＯが第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔになるとともに、第２減温量２ＤＳＤＴが第２目標減温量２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔになるように第２スプレイ１０ｂを制御する。具体的には、第２スプレイ制御部６０ｂには、貫流ボイラ１の対応箇所で検出された実測値（例えば、蒸気流路８のうち第３過熱器６ｃより下流側での蒸気温度検出値）である第３蒸気温度Ｔ３ＳＯと、予め設定された第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔと、貫流ボイラ１の対応箇所でセンサ検出された実測値（例えば、第２過熱器６ｂと第３過熱器６ｃとの間の蒸気流路８のうち第２スプレイ１０ｂによるスプレイ位置の上流側及び下流側でそれぞれ検出された蒸気温度検出値の差）である第２減温量２ＤＳＤＴと、予め設定された第２目標減温量２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔと、が入力される。第２スプレイ制御部６０ｂは、第３蒸気温度Ｔ３ＳＯが目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔになるとともに、第２スプレイ１０ｂによる減温量２ＤＳＤＴが目標減温量２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔになるように、第２スプレイ弁１６ｂの開度指令値（第２スプレイ弁開度信号）を出力することにより、第２スプレイ１０ｂをフィードバック制御する。
【0038】
尚、第２減温量目標値２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔは、負荷指令値Ｌｄに応じて設定される。
【0039】
第１スプレイ制御部６０ａは、温度検出値Ｔ２Ｓ０及び目標温度Ｔ２ＳＯｔａｒｇｅｔに基づいて、第１スプレイ弁１６ａの開度指令値（第１スプレイ弁開度信号）を出力することで、第１スプレイ１０ａのフィードバック制御を行う。つまり第１スプレイ制御部６０ａは、第２過熱器６ｂの出口側における蒸気温度が所定の目標値になるように第１スプレイ弁１６ａの開度信号を決定する。
【0040】
バイアス値算出部７０は、第１過熱器６ａ～第３過熱器６ｃが設けられた蒸気流路８のうち、スプレイ制御部６０によって減温量が制御されるスプレイ１０（本態様では、第２スプレイ制御部６０ｂによって減温量２ＤＳＤＴが制御される第２スプレイ１０ｂ）のスプレイ位置より上流側における蒸気温度Ｔ０と、予め設定された目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔとの偏差ΔＴ０に基づいて、第２目標減温量２ＤＳＤＴに対するバイアス値αを算出する。
尚、バイアス値算出部７０は、例えば偏差ΔＴ０を積分制御して、その出力をバイアス値αとして算出する。
尚、バイアス値算出部７０は、例えば偏差ΔＴ０を積分制御して、その出力をバイアス値αとして算出する。
【0041】
尚、蒸気温度Ｔ０は、第２スプレイ制御部６０ｂによって減温量２ＤＳＤＴが制御される第２スプレイ１０ｂのスプレイ位置より上流側に設置された蒸気温度検出部７２によって検出される。図５Ａ～図５Ｃ、図６Ａ～図６Ｃに示す態様では、蒸気温度検出部７２の一例として、蒸気流路８のうち火炉水冷壁４と第１過熱器６ａとの間における蒸気温度Ｔ０が検出可能に構成されている。
【0042】
尚、目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔは、負荷指令値Ｌｄに応じて蒸気温度検出部７２に対応する位置における蒸気温度Ｔ０として設定される。
【0043】
このような構成を有する制御装置２は、図４に示す制御を実施する。まず制御装置２は、蒸気流路８のうち例えば火炉水冷壁４の出口における蒸気温度を検出し（ステップＳ１００）、蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルＰｒから乖離しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【0044】
そして蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルＰｒから乖離していると判定された場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、バイアス値算出部７０は、第１過熱器６ａ～第３過熱器６ｃが設けられた蒸気流路８のうち第２スプレイ１０ｂのスプレイ位置より上流側における蒸気温度Ｔ０と、予め設定された目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔとの偏差ΔＴ０を算出し（ステップＳ１０２）、当該偏差Ｔ０に基づいてバイアス値αを算出する（ステップＳ１０３）。
【0045】
ここでバイアス値αの符号は、蒸気温度Ｔ０と目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔとの大小関係に基づいて設定される。具体的には、蒸気温度Ｔ０が目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔより低い場合、バイアス値の符号は正に設定される。逆に蒸気温度Ｔ０が目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔより高い場合、バイアス値の符号は負に設定される。またバイアス値の絶対値は、偏差ΔＴ０に対して増加するように設定される。
【0046】
続いてスプレイ制御部６０は、ステップＳ１０３で設定されたバイアス値αを第２目標減温量２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔに加算し（ステップＳ１０４）、第２スプレイ１０ｂによる第２減温量２ＤＳＤＴが、バイアス値αが加算された第２目標減温量２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔになるように第２スプレイ１０ｂを制御する（ステップＳ１０５）。このように減温量が目標減温量になるように制御されるスプレイ弁の目標減温量に対してバイアス値αを加算することで、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルを設計温度プロファイルＰｒに近づけることができる。
【0047】
ここで上記制御による蒸気温度プロファイルの推移について、より具体的に説明する。図５Ａ～図５Ｃは図３の制御装置２による蒸気温度プロファイルの推移を示す一例である。この例では図５Ａに示すように、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルが、何らかの要因によって、設計温度プロファイルＰｒより低温側に乖離している。このような要因として、例えば、経年に伴って蒸気流路８の伝熱面にスケール等の汚れが生じて、蒸気流路８における蒸気温度の検出値が低下したり、第１過熱器６ａ～第３過熱器６ｃによる過熱性能が低下したり、火炉水冷壁４に投入される燃料の種類が変更されたことが挙げられる。
【0048】
この場合、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルは設計温度プロファイルＰｒより低温側に乖離しているため、図５Ｂに示すように、第２減温量目標値２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔに対して正の符号を有するバイアス値αが加算される。これにより、スプレイ１０側への給水量が増加するとともに、火炉水冷壁４への給水量が減少する。その結果、図５Ｃに示すように、蒸気温度プロファイルは全体的に高温側にシフトし、設計温度プロファイルＰｒに近づくように制御される。
【0049】
また図６Ａ～図６Ｃは図３の制御装置２による蒸気温度プロファイルの推移を示す他の例である。この例では図６Ａに示すように、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルが、何らかの要因によって、設計温度プロファイルＰｒより高温側に乖離している。このような要因として、例えば、火炉水冷壁４に投入される燃料の種類が変更されたことが挙げられる。
【0050】
この場合、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルは設計温度プロファイルＰｒより高温側に乖離しているため、図６Ｂに示すように、第２減温量目標値２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔに対して負の符号を有するバイアス値αが加算される。これにより、スプレイ１０側への給水量が減少するとともに、火炉水冷壁４への給水量が増加する。その結果、図６Ｃに示すように、蒸気温度プロファイルは全体的に低温側にシフトし、設計温度プロファイルＰｒに近づけられる。
【0051】
図７は本開示の他の態様に係る制御装置２の内部構成を示すブロック図である。本態様に係る制御装置２は、水燃比を制御するための水燃比制御部５０と、スプレイ１０（第１スプレイ１０ａ及び第２スプレイ１０ｂ）を制御するためのスプレイ制御部６０と、目標減温量に対するバイアス値を算出するためのバイアス値算出部７０と、を備える。スプレイ制御部６０は、第１スプレイ１０ａを制御するための第１スプレイ制御部６０ａと、第２スプレイ１０ｂを制御するための第２スプレイ制御部６０ｂと、を含む。
【0052】
水燃比制御部５０は、第２蒸気温度Ｔ２ＳＯが、予め設定された第２目標蒸気温度Ｔ２ＳＯｔａｒｇｅｔになるように、水燃比を制御する。具体的には、水燃比制御部５０には、貫流ボイラ１の対応箇所で検出された実測値（例えば、蒸気流路８のうち第２過熱器６ｂと第３過熱器６ｃとの間での蒸気温度検出値）である第２蒸気温度Ｔ２ＳＯと、予め設定された第２目標蒸気温度Ｔ２ＳＯｔａｒｇｅｔとが入力される。水燃比制御部５０は、第２蒸気温度Ｔ２ＳＯと第２目標蒸気温度Ｔ２ＳＯｔａｒｇｅｔとの偏差ΔＴ２ＳＯを算出し、当該偏差ΔＴ２ＳＯがゼロになるように（すなわち第２蒸気温度Ｔ２ＳＯが第２目標蒸気温度Ｔ２ＳＯｔａｒｇｅｔになるように）水燃比制御信号を燃料流量補正として出力することにより、水燃比をフィードバック制御する。
【0053】
尚、第２目標蒸気温度Ｔ２ＳＯｔａｒｇｅｔは、負荷指令値Ｌｄに応じて設定される。
【0054】
第１スプレイ制御部６０ａは、第２蒸気温度Ｔ２ＳＯが第２目標蒸気温度Ｔ２ＳＯｔａｒｇｅｔになるとともに、第１減温量１ＤＳＤＴが第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔになるように第１スプレイ１０ａを制御する。具体的には、第１スプレイ制御部６０ａには、貫流ボイラ１の対応箇所で検出された実測値（例えば、蒸気流路８のうち第２過熱器６ｂと第３過熱器６ｃとの間での蒸気温度検出値）である第２蒸気温度Ｔ２ＳＯと、予め設定された第２目標蒸気温度Ｔ２ＳＯｔａｒｇｅｔと、貫流ボイラ１の対応箇所でセンサ検出された実測値（例えば、第１過熱器６ａと第２過熱器６ｂとの間の蒸気流路８のうち第１スプレイ１０ａによるスプレイ位置の上流側及び下流側でそれぞれ検出された蒸気温度検出値の差）である第１減温量１ＤＳＤＴと、予め設定された第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔと、が入力される。第１スプレイ制御部６０ａは、第２蒸気温度Ｔ２ＳＯが第２目標蒸気温度Ｔ２ＳＯｔａｒｇｅｔになるとともに、第１スプレイ１０ａによる第１減温量１ＤＳＤＴが第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔになるように、第１スプレイ弁１６ａの開度指令値（第１スプレイ弁開度信号）を出力することにより、第１スプレイ１０ａをフィードバック制御する。
【0055】
尚、第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔは、負荷指令値Ｌｄに応じて設定される。
【0056】
第２スプレイ制御部６０ｂは、第３蒸気温度Ｔ３ＳＯが第３目標蒸気温度Ｔ３ＳＯｔａｒｇｅｔになるように第２スプレイ弁１６ｂの開度指令値（第２スプレイ弁開度信号）を出力することで、第２スプレイ１０ｂのフィードバック制御を行う。
【0057】
バイアス値算出部７０は、第１過熱器６ａ～第３過熱器６ｃが設けられた蒸気流路８のうち、スプレイ制御部６０によって減温量が制御されるスプレイ１０（本態様では、第１スプレイ制御部６０ａによって第１減温量１ＤＳＤＴが制御される第１スプレイ１０ａ）のスプレイ位置より上流側における蒸気温度Ｔ０と、予め設定された目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔとの偏差ΔＴ０に基づいて、第１目標減温量１ＤＳＤＴに対するバイアス値αを算出する。
【0058】
尚、蒸気温度Ｔ０は、第１スプレイ制御部６０ａによって第１減温量１ＤＳＤＴが制御される第１スプレイ１０ａのスプレイ位置より上流側に設置された蒸気温度検出部７２によって検出される。図９Ａ～図９Ｃ、図１０～図１０Ｃを参照して後述する態様では、蒸気温度検出部７２の一例として、蒸気流路８のうち火炉水冷壁４と第１過熱器６ａとの間における蒸気温度Ｔ０が検出可能に構成されている。
【0059】
【0060】
まず制御装置２は、蒸気流路８のうち例えば火炉水冷壁４の出口部における蒸気温度を検出し（ステップＳ２００）、蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルＰｒから乖離しているか否かを判定する（ステップＳ２０１）。そして蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルＰｒから乖離していると判定された場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、バイアス値算出部７０は、第１過熱器６ａ～第３過熱器６ｃが設けられた蒸気流路８のうち第１スプレイ１０ａのスプレイ位置より上流側における蒸気温度Ｔ０と、予め設定された目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔとの偏差ΔＴ０を算出し（ステップＳ２０２）、当該偏差Ｔ０に基づいてバイアス値αを算出する（ステップＳ２０３）。
【0061】
ここでバイアス値αの符号は、蒸気温度Ｔ０と目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔとの大小関係に基づいて設定される。具体的には、蒸気温度Ｔ０が目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔより低い場合、バイアス値の符号は正に設定される。逆に蒸気温度Ｔ０が目標蒸気温度Ｔ０ｔａｒｇｅｔより高い場合、バイアス値の符号は負に設定される。またバイアス値の絶対値は、偏差ΔＴ０に対して増加するように設定される。
【0062】
続いてスプレイ制御部６０は、ステップＳ２０３で設定されたバイアス値αを第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔに加算し（ステップＳ２０４）、第１スプレイ１０ａによる第１減温量１ＤＳＤＴが、バイアス値αが加算された第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔになるように第１スプレイ１０ａを制御する（ステップＳ２０５）。このように減温量が目標減温量になるように制御されるスプレイ弁の目標減温量に対してバイアス値αを加算することで、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルを設計温度プロファイルＰｒに近づけることができる。
【0063】
ここで上記制御による蒸気温度プロファイルの推移について、より具体的に説明する。図９Ａ～図９Ｃは図７の制御装置２による蒸気温度プロファイルの推移を示す一例である。この例では図９Ａに示すように、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルが、何らかの要因によって、設計温度プロファイルＰｒより低温側に乖離している。このような要因として、例えば、経年に伴って蒸気流路８の伝熱面にスケール等の汚れが生じて、蒸気流路８における蒸気温度の検出値が低下したり、第１過熱器６ａ～第３過熱器６ｃによる過熱性能が低下したり、火炉水冷壁４に投入される燃料の種類が変更されたことが挙げられる。
【0064】
この場合、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルは設計温度プロファイルＰｒより低温側に乖離しているため、バイアス値算出部７０は図９Ｂに示すように、偏差ΔＴ０に基づく絶対値を有し、且つ、正の符号を有するバイアス値αを算出する。その結果、図９Ｃに示すように、蒸気温度プロファイルは全体的に高温側にシフトし、設計温度プロファイルＰｒに近づけられる。
【0065】
また図１０Ａ～図１０Ｃは図７の制御装置２による蒸気温度プロファイルの推移を示す他の例である。この例では図１０Ａに示すように、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルが、何らかの要因によって、設計温度プロファイルＰｒより高温側に乖離している。このような要因として、例えば、火炉水冷壁４に投入される燃料の種類が変更されたことが挙げられる。
【0066】
この場合、貫流ボイラ１の蒸気温度プロファイルは設計温度プロファイルＰｒより高温側に乖離しているため、バイアス値算出部７０は図１０Ｂに示すように、偏差ΔＴ０に基づく絶対値を有し、且つ、負の符号を有するバイアス値αを算出する。その結果、図１０Ｃに示すように、蒸気温度プロファイルは全体的に低温側にシフトし、設計温度プロファイルＰｒに近づけられる。
【0067】
以上説明したように本開示の幾つかの態様によれば、貫流ボイラ１の熱収支条件が変化することに伴って、貫流ボイラ１の蒸気流路の各位置における蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルから乖離することを抑制可能な貫流ボイラ１の制御装置２、発電プラント１００、及び、貫流ボイラ１の制御方法を提供できる。
【0068】
その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【0069】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0070】
（１）本開示の一態様に係る貫流ボイラの制御装置は、
直列に設けられた複数の過熱器（例えば上記実施形態の第１過熱器６ａ、第２過熱器６ｂ、第３過熱器６ｃ）、及び、火炉水冷壁（例えば上記実施形態の火炉水冷壁４）への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイ（例えば上記実施形態の第１スプレイ１０ａ、第２スプレイ１０ｂ）によって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラ（例えば上記実施形態の貫流ボイラ１）の制御装置（例えば上記実施形態の制御装置２）であって、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量（例えば上記実施形態の第１減温量１ＤＳＤＴ又は第２減温量２ＤＳＤＴ）が目標減温量（例えば上記実施形態の第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔ又は第２目標減温量２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔ）になるように制御可能に構成されたスプレイ制御部（例えば上記実施形態のスプレイ制御部６０）と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路（例えば上記実施形態の蒸気流路８）のうち、前記スプレイ制御部によって制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側に配置された前記過熱器より上流側における蒸気温度を検出可能に構成された蒸気温度検出部（例えば上記実施形態の蒸気温度検出部７２）と、
を備え、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出部の検出値と目標蒸気温度との偏差（例えば上記実施形態の偏差ΔＴ０）に基づいて設定されるバイアス値（例えば上記実施形態のバイアス値α）を加算することで設定されるように構成される。
直列に設けられた複数の過熱器（例えば上記実施形態の第１過熱器６ａ、第２過熱器６ｂ、第３過熱器６ｃ）、及び、火炉水冷壁（例えば上記実施形態の火炉水冷壁４）への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイ（例えば上記実施形態の第１スプレイ１０ａ、第２スプレイ１０ｂ）によって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラ（例えば上記実施形態の貫流ボイラ１）の制御装置（例えば上記実施形態の制御装置２）であって、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量（例えば上記実施形態の第１減温量１ＤＳＤＴ又は第２減温量２ＤＳＤＴ）が目標減温量（例えば上記実施形態の第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔ又は第２目標減温量２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔ）になるように制御可能に構成されたスプレイ制御部（例えば上記実施形態のスプレイ制御部６０）と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路（例えば上記実施形態の蒸気流路８）のうち、前記スプレイ制御部によって制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側に配置された前記過熱器より上流側における蒸気温度を検出可能に構成された蒸気温度検出部（例えば上記実施形態の蒸気温度検出部７２）と、
を備え、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出部の検出値と目標蒸気温度との偏差（例えば上記実施形態の偏差ΔＴ０）に基づいて設定されるバイアス値（例えば上記実施形態のバイアス値α）を加算することで設定されるように構成される。
【0071】
上記（１）の態様によれば、スプレイの目標減温量に対してバイアス値が加算される。バイアス値は、減温量が目標減温量になるように制御されるスプレイのスプレイ位置より上流側における蒸気温度の目標蒸気温度に対する偏差に基づいて設定される。これにより、何らかの要因によって、蒸気流路における蒸気温度プロファイルが理想的な設計温度プロファイルから乖離した場合においても、蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルに近づくように蒸気温度を制御することができる。
【0072】
（２）他の態様では上記（１）の態様において、
前記蒸気温度検出部の検出値が前記目標蒸気温度より低い場合、前記バイアス値の符号は正に設定されるように構成される。
前記蒸気温度検出部の検出値が前記目標蒸気温度より低い場合、前記バイアス値の符号は正に設定されるように構成される。
【0073】
上記（２）の態様によれば、蒸気流路における蒸気温度プロファイルが理想的な設計温度プロファイルに対して低温側に乖離した場合、バイアス値の符号が正に設定される。これにより、蒸気温度プロファイルを高温側にシフトし、設計温度プロファイルに近づけることができる。
【0074】
（３）他の態様では上記（１）又は（２）の態様において、
前記蒸気温度検出部の検出値が前記目標蒸気温度より高い場合、前記バイアス値の符号は負に設定されるように構成される。
前記蒸気温度検出部の検出値が前記目標蒸気温度より高い場合、前記バイアス値の符号は負に設定されるように構成される。
【0075】
上記（３）の態様によれば、蒸気流路における蒸気温度プロファイルが理想的な設計温度プロファイルに対して高温側に乖離した場合、バイアス値の符号が負に設定される。これにより、蒸気温度プロファイルを低温側にシフトし、設計温度プロファイルに近づけることができる。
【0076】
（４）他の態様では上記（１）から（３）のいずれか一態様において、
前記バイアス値の絶対値は、前記偏差に対して増加するように設定される。
前記バイアス値の絶対値は、前記偏差に対して増加するように設定される。
【0077】
上記（４）の態様によれば、蒸気流路における蒸気温度プロファイルと設計温度プロファイルとの乖離量が大きくなるに従ってバイアス値が増加するように設定される。これにより、蒸気温度プロファイルの設計温度プロファイルに対する乖離量が大きい場合には、大きなバイアス値を目標減温量に対して加算することで、蒸気温度プロファイルを設計温度プロファイルに好適に近づけることができる。
【0078】
（５）他の態様では上記（１）から（４）のいずれか一態様において、
前記複数の過熱器は、
前記火炉水冷壁からの蒸気を過熱可能に構成された第１の過熱器（例えば上記実施形態の第１過熱器６ａ）と、
前記第１の過熱器からの蒸気を過熱可能に構成された第２の過熱器（例えば上記実施形態の第２過熱器６ｂ）と、
前記第２の過熱器からの蒸気を過熱可能に構成された第３の過熱器（例えば上記実施形態の第３過熱器６ｃ）と、
を含み、
前記複数のスプレイは、
前記第１過熱器の出口側に設けられた第１スプレイ（例えば上記実施形態の第１スプレイ１０ａ）と、
前記第２過熱器の出口部に設けられた第２スプレイ（例えば上記実施形態の第２スプレイ１０ｂ）と、
を含む。
前記複数の過熱器は、
前記火炉水冷壁からの蒸気を過熱可能に構成された第１の過熱器（例えば上記実施形態の第１過熱器６ａ）と、
前記第１の過熱器からの蒸気を過熱可能に構成された第２の過熱器（例えば上記実施形態の第２過熱器６ｂ）と、
前記第２の過熱器からの蒸気を過熱可能に構成された第３の過熱器（例えば上記実施形態の第３過熱器６ｃ）と、
を含み、
前記複数のスプレイは、
前記第１過熱器の出口側に設けられた第１スプレイ（例えば上記実施形態の第１スプレイ１０ａ）と、
前記第２過熱器の出口部に設けられた第２スプレイ（例えば上記実施形態の第２スプレイ１０ｂ）と、
を含む。
【0079】
上記（５）の態様によれば、複数の過熱器及び複数のスプレイを制御することによって、火炉水冷壁からの蒸気温度プロファイルを設計温度プロファイルに好適に近づけることができる。
【0080】
（６）他の態様では上記（５）の態様において、
前記スプレイ制御部は、前記第２スプレイによる減温量（例えば上記実施形態の第２減温量２ＤＳＤＴ）と前記目標減温量（例えば上記実施形態の第２目標減温量２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔ）との偏差に基づいて、前記第２スプレイを制御可能に構成される。
前記スプレイ制御部は、前記第２スプレイによる減温量（例えば上記実施形態の第２減温量２ＤＳＤＴ）と前記目標減温量（例えば上記実施形態の第２目標減温量２ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔ）との偏差に基づいて、前記第２スプレイを制御可能に構成される。
【0081】
上記（６）の態様によれば、第２スプレイによる減温量が目標減温量になるように第２スプレイが制御される貫流ボイラにおいて、火炉水冷壁からの蒸気温度プロファイルを設計温度プロファイルに好適に近づけることができる。
【0082】
（７）他の態様では上記（５）の態様において、
前記スプレイ制御部は、前記第１スプレイによる減温量（例えば上記実施形態の第１減温量１ＤＳＤＴ）が前記目標減温量（例えば上記実施形態の第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔ）になるように、前記第１スプレイを制御可能に構成される。
前記スプレイ制御部は、前記第１スプレイによる減温量（例えば上記実施形態の第１減温量１ＤＳＤＴ）が前記目標減温量（例えば上記実施形態の第１目標減温量１ＤＳＤＴｔａｒｇｅｔ）になるように、前記第１スプレイを制御可能に構成される。
【0083】
上記（７）の態様によれば、第１スプレイによる減温量が目標減温量になるように第１スプレイが制御される貫流ボイラにおいて、火炉水冷壁からの蒸気温度プロファイルを設計温度プロファイルに好適に近づけることができる。
【0084】
（８）他の態様では上記（１）から（７）のいずれか一態様において、
前記減温量は前記スプレイ制御部の制御対象となる前記スプレイの上流側及び下流側における温度検出値に基づいて算出される。
前記減温量は前記スプレイ制御部の制御対象となる前記スプレイの上流側及び下流側における温度検出値に基づいて算出される。
【0085】
上記（８）の態様によれば、スプレイによる減温量は、スプレイの上流側及び下流側における温度検出値に基づいて好適に算出される。
【0086】
（９）他の態様では上記（１）から（８）のいずれか一態様において、
前記貫流ボイラは、石炭又は油を燃料とする石炭焚きボイラである。
前記貫流ボイラは、石炭又は油を燃料とする石炭焚きボイラである。
【0087】
上記（９）の態様によれば、石炭を微粉炭機で粉砕するプロセスがあることにより、運転制御による負荷指令値への応答性が低い石炭焚きボイラや、油焚きボイラを蒸気発生器として用いる発電プラントにおいても、火炉水冷壁からの蒸気温度プロファイルを設計温度プロファイルに好適に近づけることができる。
【0088】
（１０）本開示の一態様に係る発電プラントは、
前記貫流ボイラと、
上記（１）から（９）のいずれか一態様の制御装置と、
前記貫流ボイラからの蒸気を用いて駆動可能に構成されたタービンと、
前記タービンによって駆動可能に構成された発電機と、
を備える。
前記貫流ボイラと、
上記（１）から（９）のいずれか一態様の制御装置と、
前記貫流ボイラからの蒸気を用いて駆動可能に構成されたタービンと、
前記タービンによって駆動可能に構成された発電機と、
を備える。
【0089】
上記（１０）の態様によれば、貫流ボイラの蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルから乖離する要因が生じた際にも、蒸気温度プロファイルを設計温度プロファイルに近づけることで、発電プラントのより安定的な運用が可能となり、良好な信頼性が得られる。
【0090】
（１１）本開示の一態様に係る貫流ボイラの制御方法は、
直列に設けられた複数の過熱器、及び、火炉水冷壁への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイによって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラの制御方法であって、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量が目標減温量になるように制御するスプレイ制御工程と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路のうち、前記スプレイ制御部によって制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側に配置された前記過熱器より上流側における蒸気温度を検出する蒸気温度検出工程と、
を備え、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出部の検出値と目標蒸気温度との偏差に基づいて設定されるバイアス値を加算することで設定される。
直列に設けられた複数の過熱器、及び、火炉水冷壁への給水の一部を前記複数の過熱器の出口側にそれぞれスプレイ可能に構成された複数のスプレイによって、前記火炉水冷壁及び前記複数の過熱器で生成された蒸気の温度を調整可能な貫流ボイラの制御方法であって、
前記複数のスプレイの少なくとも一部による前記蒸気の減温量が目標減温量になるように制御するスプレイ制御工程と、
前記複数の過熱器が設けられた蒸気流路のうち、前記スプレイ制御部によって制御される前記スプレイのスプレイ位置より上流側に配置された前記過熱器より上流側における蒸気温度を検出する蒸気温度検出工程と、
を備え、
前記目標減温量は、基本目標減温量に対して、前記蒸気温度検出部の検出値と目標蒸気温度との偏差に基づいて設定されるバイアス値を加算することで設定される。
【0091】
上記（１１）の態様によれば、スプレイの目標減温量に対してバイアス値が加算される。バイアス値は、減温量が目標減温量になるように制御されるスプレイのスプレイ位置より上流側における蒸気温度の目標蒸気温度に対する偏差に基づいて設定される。これにより、何らかの要因によって、蒸気流路における蒸気温度プロファイルが理想的な設計温度プロファイルから乖離した場合においても、蒸気温度プロファイルが設計温度プロファイルに近づくように蒸気温度を制御することができる。
【符号の説明】
【0092】
１ 貫流ボイラ
２ 制御装置
４ 火炉水冷壁
６ 過熱器
６ａ 第１過熱器
６ｂ 第２過熱器
６ｃ 第３過熱器
８ 蒸気流路
１０ スプレイ
１０ａ 第１スプレイ
１０ｂ 第２スプレイ
１２ メイン給水路
１４ サブ給水路
１６ａ 第１スプレイ弁
１６ｂ 第２スプレイ弁
５０ 水燃比制御部
６０ スプレイ制御部
６０ａ 第１スプレイ制御部
６０ｂ 第２スプレイ制御部
７０ バイアス値算出部
７２ 蒸気温度検出部
１００ 発電プラント
１１０ タービン
１１２ 蒸気供給路
１１４ 蒸気弁
１２０ 発電機
２ 制御装置
４ 火炉水冷壁
６ 過熱器
６ａ 第１過熱器
６ｂ 第２過熱器
６ｃ 第３過熱器
８ 蒸気流路
１０ スプレイ
１０ａ 第１スプレイ
１０ｂ 第２スプレイ
１２ メイン給水路
１４ サブ給水路
１６ａ 第１スプレイ弁
１６ｂ 第２スプレイ弁
５０ 水燃比制御部
６０ スプレイ制御部
６０ａ 第１スプレイ制御部
６０ｂ 第２スプレイ制御部
７０ バイアス値算出部
７２ 蒸気温度検出部
１００ 発電プラント
１１０ タービン
１１２ 蒸気供給路
１１４ 蒸気弁
１２０ 発電機
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図10C】