JP2002181305A - ボイラ給水流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容量の異なるタービン駆動給水ポンプと電動
機駆動給水ポンプとから吐出される給水をうまく合流さ
せることができ、給水流量調節弁における給水流量の調
節をポンプが一台の場合と同様に行うことができ、容量
の大きな方に合せる形でタービン駆動給水ポンプと電動
機駆動給水ポンプの容量を同一とする必要をなくして、
設備費並びに運転費を削減し得るボイラ給水流量制御装
置を提供する。 【解決手段】 タービン駆動給水圧力検出器２６ａで検
出されたタービン駆動給水ポンプ２１ａの吐出圧力２５
ａと電動機駆動給水圧力検出器２６ｂで検出された電動
機駆動給水ポンプ２１ｂの吐出圧力２５ｂとの圧力偏差
３０をなくすための開度指令３１を吐出圧力調節弁２７
へ出力する制御回路３２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ給水流量制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３はボイラの一例を表わすものであっ
て、図３中、１はボイラ本体、２はボイラ本体１内へ燃
料を噴射して燃焼させるバーナ、３は一次過熱器、４は
二次過熱器、５は三次過熱器、６は最終過熱器、７は一
次再熱器、８は二次再熱器、９は節炭器であり、バーナ
２からボイラ本体１内へ燃料を噴射して燃焼させること
により、燃焼ガスを生成し、生成された燃焼ガスを流通
させ、二次過熱器４、三次過熱器５、最終過熱器６、二
次再熱器８、一次過熱器３、一次再熱器７及び節炭器９
と熱交換させ、熱交換した後の排ガスを排ガスダクト１
０へ流出させ、下流側に設けられた脱硝、脱硫等の排煙
処理装置（図示せず）で窒素酸化物や硫黄酸化物等を除
去した後、大気へ放出するようになっている。

【０００３】一方、図４は前述のボイラの給水・蒸気系
統を表わすものであり、ボイラ給水は、燃料が燃焼され
るボイラ本体１の火炉炉壁に形成される蒸発器１１で加
熱され、ノーズ部１２を経て、汽水分離器１３で水と蒸
気に分離され、該汽水分離器１３で水と分離された蒸気
は、ボイラ本体１の天井並びに後部伝熱部周壁１４を通
過し、一次過熱器３、二次過熱器４、三次過熱器５及び
最終過熱器６で過熱され、高圧タービン１５へ導かれ、
該高圧タービン１５が駆動されて発電が行われると共
に、前記高圧タービン１５を駆動した後の蒸気は、一次
再熱器７及び二次再熱器８へ導かれ、該一次再熱器７及
び二次再熱器８で再熱された後、中・低圧タービン１６
へ導入され、該中・低圧タービン１６が駆動されて発電
が行われ、前記中・低圧タービン１６を駆動した後の蒸
気は、復水器１７へ導かれてボイラ給水に戻され、該ボ
イラ給水は、復水脱塩装置１８と低圧給水加熱器１９と
脱気器２０とを経由し、給水ポンプ２１により高圧給水
加熱器２２を介して節炭器９へ圧送され、該節炭器９で
加熱され、前記蒸発器１１へ送給され、循環されるよう
になっている。

【０００４】ところで、前記給水ポンプ２１は、図４に
は一台しか示していないが、実際には、図５に示される
ように、給水ライン２３途中に、蒸気タービンによって
駆動されるタービン駆動給水ポンプ２１ａと電動機によ
って駆動される電動機駆動給水ポンプ２１ｂとを並列に
設けると共に、該タービン駆動給水ポンプ２１ａと電動
機駆動給水ポンプ２１ｂとから吐出される給水の流量を
調節するための給水流量調節弁２４を設け、該給水流量
調節弁２４の開度調節によりボイラへの給水流量を制御
するようにしてあり、これにより、万一、停電等が発生
して電動機駆動給水ポンプ２１ｂを駆動できなくなった
場合にも、タービン駆動給水ポンプ２１ａの駆動により
給水を可能とし、ボイラ負荷を５０［％］に落とした状
態でボイラの運転を停止させずに継続できるようにして
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常、タービン駆動給
水ポンプ２１ａと電動機駆動給水ポンプ２１ｂの容量は
同一の場合がほとんどであるが、ボイラの運用の仕方に
よっては、例えば、停電等が発生して電動機駆動給水ポ
ンプ２１ｂを駆動できなくなった場合に、タービン駆動
給水ポンプ２１ａの駆動により給水をボイラだけではな
く他の工場の機器等にも送給しなければならないような
ケースもあり、このような場合には、タービン駆動給水
ポンプ２１ａの容量を電動機駆動給水ポンプ２１ｂの容
量より大きくする必要がある。

【０００６】容量の異なるタービン駆動給水ポンプ２１
ａと電動機駆動給水ポンプ２１ｂを用いた場合、それぞ
れの吐出圧力が異なり、合流点でうまく水が流れず、特
別な給水流量の制御を行う必要が生じるため、従来にお
いては、容量の大きな方に合せる形でタービン駆動給水
ポンプ２１ａと電動機駆動給水ポンプ２１ｂの容量を同
一としていた。

【０００７】しかしながら、容量の大きな方に合せる形
でタービン駆動給水ポンプ２１ａと電動機駆動給水ポン
プ２１ｂの容量を同一とするのでは、一方のポンプの容
量が必要以上に大きくなるため、それだけ設備費並びに
運転費が嵩むという不具合を有していた。

【０００８】本発明は、斯かる実情に鑑み、容量の異な
るタービン駆動給水ポンプと電動機駆動給水ポンプとか
ら吐出される給水をうまく合流させることができ、給水
流量調節弁における給水流量の調節をポンプが一台の場
合と同様に行うことができ、容量の大きな方に合せる形
でタービン駆動給水ポンプと電動機駆動給水ポンプの容
量を同一とする必要をなくして、設備費並びに運転費を
削減し得るボイラ給水流量制御装置を提供しようとする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、給水ライン途
中に、容量の異なるタービン駆動給水ポンプと電動機駆
動給水ポンプとを並列に設けると共に、該タービン駆動
給水ポンプと電動機駆動給水ポンプとから吐出される給
水の流量を調節するための給水流量調節弁を設け、該給
水流量調節弁の開度調節によりボイラへの給水流量を制
御するようにしたボイラ給水流量制御装置において、タ
ービン駆動給水ポンプの吐出圧力を検出するタービン駆
動給水圧力検出器と、電動機駆動給水ポンプの吐出圧力
を検出する電動機駆動給水圧力検出器と、電動機駆動給
水ポンプの吐出圧力を調節するための吐出圧力調節弁
と、タービン駆動給水圧力検出器で検出されたタービン
駆動給水ポンプの吐出圧力と電動機駆動給水圧力検出器
で検出された電動機駆動給水ポンプの吐出圧力との圧力
偏差をなくすための開度指令を吐出圧力調節弁へ出力す
る制御回路とを備えたことを特徴とするボイラ給水流量
制御装置にかかるものである。

【００１０】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１１】運転時には、タービン駆動給水ポンプの吐
出圧力はタービン駆動給水圧力検出器で検出され、電動
機駆動給水ポンプの吐出圧力は電動機駆動給水圧力検出
器で検出され、それぞれ制御回路へ入力され、該制御回
路において、前記タービン駆動給水圧力検出器で検出さ
れたタービン駆動給水ポンプの吐出圧力と電動機駆動給
水圧力検出器で検出された電動機駆動給水ポンプの吐出
圧力との圧力偏差をなくすための開度指令が吐出圧力調
節弁へ出力され、該吐出圧力調節弁の開度が調節され、
電動機駆動給水ポンプの吐出圧力がタービン駆動給水ポ
ンプの吐出圧力と等しくなるよう制御される。

【００１２】この結果、タービン駆動給水ポンプと電動
機駆動給水ポンプの容量が異なっていても、それぞれの
吐出圧力は等しくなるため、合流点でうまく水が流れ、
給水流量調節弁において特別な給水流量の制御を行う必
要がなくなり、容量の大きな方に合せる形でタービン駆
動給水ポンプと電動機駆動給水ポンプの容量を同一とし
なくて済み、一方のポンプの容量が必要以上に大きくな
ることが避けられ、設備費並びに運転費を削減すること
が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００１４】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図５と同一の符号を付した部分は同一物を表
わしており、基本的な構成は図５に示す従来のものと同
様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示
す如く、タービン駆動給水ポンプ２１ａの出側に、その
吐出圧力２５ａを検出するタービン駆動給水圧力検出器
２６ａを設けると共に、電動機駆動給水ポンプ２１ｂの
出側に、その吐出圧力２５ｂを検出する電動機駆動給水
圧力検出器２６ｂと、電動機駆動給水ポンプ２１ｂの吐
出圧力２５ｂを調節するための吐出圧力調節弁２７とを
設け、更に、タービン駆動給水圧力検出器２６ａで検出
されたタービン駆動給水ポンプ２１ａの吐出圧力２５ａ
と電動機駆動給水圧力検出器２６ｂで検出された電動機
駆動給水ポンプ２１ｂの吐出圧力２５ｂとの圧力偏差３
０をなくすための開度指令３１を吐出圧力調節弁２７へ
出力する制御回路３２を追加装備した点にある。

【００１５】本図示例の場合、前記制御回路３２は、ボ
イラ負荷指令２８に基づきタービン駆動給水ポンプ２１
ａの回転数指令２９を求めて出力する関数発生器３３
と、自動運転時には、関数発生器３３から出力される回
転数指令２９をそのまま回転数指令２９’としてタービ
ン駆動給水ポンプ２１ａへ出力する一方、手動運転時に
は、操作員によって設定される回転数指令２９’をター
ビン駆動給水ポンプ２１ａへ出力する自動・手動操作器
３４と、タービン駆動給水圧力検出器２６ａで検出され
たタービン駆動給水ポンプ２１ａの吐出圧力２５ａと電
動機駆動給水圧力検出器２６ｂで検出された電動機駆動
給水ポンプ２１ｂの吐出圧力２５ｂとの圧力偏差３０を
求めて出力する減算器３５と、該減算器３５から出力さ
れる圧力偏差３０を比例積分処理し、該圧力偏差３０を
なくすための吐出圧力調節弁２７の開度指令３１を出力
する比例積分調節器３６と、タービン駆動給水ポンプ２
１ａの停止時には、図１中、ａ側に切り換えられ、信号
発生器３７に予め設定された吐出圧力調節弁２７の全開
信号３８を開度指令３９として出力する一方、タービン
駆動給水ポンプ２１ａの運転時には、図１中、ｂ側に切
り換えられ、比例積分調節器３６から出力される吐出圧
力調節弁２７の開度指令３１を開度指令３９として出力
する切換器４０と、自動運転時には、切換器４０から出
力される開度指令３９をそのまま開度指令３９’として
吐出圧力調節弁２７へ出力する一方、手動運転時には、
操作員によって設定される開度指令３９’を吐出圧力調
節弁２７へ出力する自動・手動操作器４１とを備えてな
る構成を有している。

【００１６】前記関数発生器３３には、図２に示す如
く、ボイラ負荷指令２８の増減に対し略比例させる形で
タービン駆動給水ポンプ２１ａの回転数指令２９を増減
させるような関数を入力してある。

【００１７】尚、前記電動機駆動給水ポンプ２１ｂは、
ボイラの運転時には、常時、所定の回転数で駆動される
ようになっている。

【００１８】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００１９】自動・手動操作器３４並びに自動・手動操
作器４１が自動側に切り換えられ、且つタービン駆動給
水ポンプ２１ａと電動機駆動給水ポンプ２１ｂが共に運
転されて、切換器４０が図１中、ｂ側に切り換えられて
いる状態では、制御回路３２の関数発生器３３におい
て、ボイラ負荷指令２８に基づきタービン駆動給水ポン
プ２１ａの回転数指令２９が求められ、該タービン駆動
給水ポンプ２１ａの回転数指令２９が自動・手動操作器
３４からそのまま回転数指令２９’としてタービン駆動
給水ポンプ２１ａへ出力され、該タービン駆動給水ポン
プ２１ａがボイラ負荷指令２８に応じた回転数で駆動さ
れる一方、電動機駆動給水ポンプ２１ｂは所定の回転数
で駆動される。

【００２０】このとき、タービン駆動給水ポンプ２１ａ
の吐出圧力２５ａはタービン駆動給水圧力検出器２６ａ
で検出され、電動機駆動給水ポンプ２１ｂの吐出圧力２
５ｂは電動機駆動給水圧力検出器２６ｂで検出され、そ
れぞれ制御回路３２へ入力されており、該制御回路３２
の減算器３５において、前記タービン駆動給水圧力検出
器２６ａで検出されたタービン駆動給水ポンプ２１ａの
吐出圧力２５ａと電動機駆動給水圧力検出器２６ｂで検
出された電動機駆動給水ポンプ２１ｂの吐出圧力２５ｂ
との圧力偏差３０が求められて比例積分調節器３６へ出
力され、該比例積分調節器３６において、前記減算器３
５から出力される圧力偏差３０が比例積分処理され、該
圧力偏差３０をなくすための吐出圧力調節弁２７の開度
指令３１が切換器４０を介して開度指令３９として自動
・手動操作器４１へ出力され、該自動・手動操作器４１
から開度指令３９’として吐出圧力調節弁２７へ出力さ
れ、該吐出圧力調節弁２７の開度が調節され、電動機駆
動給水ポンプ２１ｂの吐出圧力２５ｂがタービン駆動給
水ポンプ２１ａの吐出圧力２５ａと等しくなるよう制御
される。

【００２１】この結果、タービン駆動給水ポンプ２１ａ
と電動機駆動給水ポンプ２１ｂの容量が異なっていて
も、それぞれの吐出圧力２５ａ，２５ｂは等しくなるた
め、合流点でうまく水が流れ、給水流量調節弁２４にお
いて特別な給水流量の制御を行う必要がなくなり、容量
の大きな方に合せる形でタービン駆動給水ポンプ２１ａ
と電動機駆動給水ポンプ２１ｂの容量を同一としなくて
済み、一方のポンプの容量が必要以上に大きくなること
が避けられ、設備費並びに運転費を削減することが可能
となる。

【００２２】こうして、容量の異なるタービン駆動給水
ポンプ２１ａと電動機駆動給水ポンプ２１ｂとから吐出
される給水をうまく合流させることができ、給水流量調
節弁２４における給水流量の調節をポンプが一台の場合
と同様に行うことができ、容量の大きな方に合せる形で
タービン駆動給水ポンプ２１ａと電動機駆動給水ポンプ
２１ｂの容量を同一とする必要をなくして、設備費並び
に運転費を削減し得る。

【００２３】尚、本発明のボイラ給水流量制御装置は、
上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のボイラ給
水流量制御装置によれば、容量の異なるタービン駆動給
水ポンプと電動機駆動給水ポンプとから吐出される給水
をうまく合流させることができ、給水流量調節弁におけ
る給水流量の調節をポンプが一台の場合と同様に行うこ
とができ、容量の大きな方に合せる形でタービン駆動給
水ポンプと電動機駆動給水ポンプの容量を同一とする必
要をなくして、設備費並びに運転費を削減し得るという
優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図であ
る。

【図２】図１に示す関数発生器に入力された関数を表わ
す線図である。

【図３】一般的なボイラの一例を表わす全体概要構成図
である。

【図４】図３に示されるボイラの給水・蒸気系統を表わ
す概要構成図である。

【図５】従来のボイラ給水流量制御装置の一例を表わす
概要構成図である。

【符号の説明】

２１ａ タービン駆動給水ポンプ ２１ｂ 電動機駆動給水ポンプ ２３ 給水ライン ２４ 給水流量調節弁 ２５ａ 吐出圧力 ２５ｂ 吐出圧力 ２６ａ タービン駆動給水圧力検出器 ２６ｂ 電動機駆動給水圧力検出器 ２７ 吐出圧力調節弁 ２８ ボイラ負荷指令 ２９ 回転数指令 ３０ 圧力偏差 ３１ 開度指令 ３２ 制御回路 ３３ 関数発生器 ３５ 減算器 ３６ 比例積分調節器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水ライン途中に、容量の異なるタービ
   ン駆動給水ポンプと電動機駆動給水ポンプとを並列に設
   けると共に、該タービン駆動給水ポンプと電動機駆動給
   水ポンプとから吐出される給水の流量を調節するための
   給水流量調節弁を設け、該給水流量調節弁の開度調節に
   よりボイラへの給水流量を制御するようにしたボイラ給
   水流量制御装置において、 タービン駆動給水ポンプの吐出圧力を検出するタービン
   駆動給水圧力検出器と、 電動機駆動給水ポンプの吐出圧力を検出する電動機駆動
   給水圧力検出器と、 電動機駆動給水ポンプの吐出圧力を調節するための吐出
   圧力調節弁と、 タービン駆動給水圧力検出器で検出されたタービン駆動
   給水ポンプの吐出圧力と電動機駆動給水圧力検出器で検
   出された電動機駆動給水ポンプの吐出圧力との圧力偏差
   をなくすための開度指令を吐出圧力調節弁へ出力する制
   御回路とを備えたことを特徴とするボイラ給水流量制御
   装置。