JP2004169621A - 抽気復水タービンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】実際の運転状況に対応させて蒸気加減弁および抽気加減弁を適正な開度に制御して蒸気量を最小限に確保し、蒸気タービンを安定運転させる抽気復水タービンの制御装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、タービン高圧部２２ａの入口側に蒸気加減弁２４を備え、タービン高圧部２２ａとタービン低圧部２２ｂとの間に抽気加減弁２５を備え、予め定められた設定信号と抽気加減弁２５の実弁開度信号とを用いて蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉制御させる抽気復水タービンの制御装置において、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂがタービン排気温度異常高または復水器の真空度が異常低にならないよう蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に開閉制御させる弁開閉指令演算部２１を備えた。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、タービン高圧部２２ａの入口側に蒸気加減弁２４を備え、タービン高圧部２２ａとタービン低圧部２２ｂとの間に抽気加減弁２５を備え、予め定められた設定信号と抽気加減弁２５の実弁開度信号とを用いて蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉制御させる抽気復水タービンの制御装置において、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂがタービン排気温度異常高または復水器の真空度が異常低にならないよう蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に開閉制御させる弁開閉指令演算部２１を備えた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抽気復水タービンの制御装置に係り、特に抽気加減弁の制御に改良を加えた抽気復水タービンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧力の異なる蒸気を使用する紙パルプや化学の分野では、安定したプロセス蒸気の確保と、より安い電力の確保から自家発電プラントとして抽気復水タービンを使用することが多い。
【０００３】
この抽気復水タービンは、図７に示すように、ボイラ１から供給される蒸気を蒸気加減弁２で流量制御して蒸気タービン３に供給し、ここで膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機４を駆動し、電力を発生させる一方、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器５で冷却させている。
【０００４】
また、蒸気タービン３は、タービン高圧部３ａとタービン低圧部３ｂとを備え、タービン高圧部３ａで膨張仕事をした一部の蒸気を抽気管６から抽気し、その抽気蒸気を工場内のプロセス用として供給する一方、残りの蒸気を抽気加減弁７で流量制御してタービン低圧部３ｂに供給し、ここで再び膨張仕事をさせている。
【０００５】
一方、タービン高圧部３ａから抽気管６を介してプロセス側に供給される抽気蒸気は、プロセス側の需要の増減度合に応じて変動するので、その変動度合に応じて蒸気加減弁２および抽気加減弁７を開閉制御させ、流量等の調整を行っている。
【０００６】
蒸気加減弁２および抽気加減弁７は、弁開閉指令演算部８の指令信号により開閉制御が行われている。
【０００７】
この弁開閉指令演算部８は抽気加減弁７の弁開度検出器９からの弁開度信号を予め設定された第１設定器１０からの設定信号と突き合せ、偏差が生じると、その偏差を第１制御器１１で演算し、その演算信号を信号切替器１２の接点Ｘを介して電気油圧式のガバナ制御部１３に送り、ここで電気信号を油圧信号に変換し、変換した油圧信号で抽気加減弁７および蒸気加減弁２を開閉させ、例えば低負荷時、タービン低圧部３ｂのタービン排気温度が異常上昇しないよう制御し、供給された蒸気のクーリング運転によりタービン事故の発生を未然に防止している。
【０００８】
なお、第１設定器１０に予め入力する設定信号は、タービン低圧部３ｂが定格設計条件における必要最小流量に相当する弁開度になっているが、運転上の操作ミス等を考慮し、安全上、マージンを加えている。
【０００９】
また、プロセス側の抽気蒸気の使用増減に基づく負荷変動とタービン低圧部３ｂのタービン排気温度とを見較べて運転する場合には、上述の第１制御器１１からの演算信号を第２設定器１４に入力して設定信号とし、その設定信号に遮断器１５の発電機４側に設けた負荷検出器１６からの負荷（出力）信号を突き合せ、偏差が生じると、その偏差を第２制御器１７で演算し、その演算信号を、直接、ガバナ制御部１３に送り、ここで電気信号を油圧信号に変換し、変換した油圧信号で抽気加減弁７および蒸気加減弁２を開閉させ、タービン低圧部３ｂのタービン排気温度が異常上昇しないよう制御することもある。
【００１０】
また、例えば、定格運転中、プロセス側の使用蒸気量の増減要求がある場合、蒸気タービンは、上述の抽気加減弁７の弁開度検出器９からの弁開度信号、発電機４の負荷検出器１６からの負荷信号、蒸気加減弁２の弁開度検出器１８からの弁開度信号のほかに、タービン高圧部３ａの出口側に設けた圧力検出器１９からのタービン排気圧信号を用いて演算し、その演算信号をガバナ制御部１３で油圧信号に変換して蒸気加減弁２および抽気加減弁７を開閉制御させている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図７で示した従来の抽気復水タービンの制御装置は、例えば低負荷運転中、タービン低圧部３ｂのタービン排気温度が高温になると、復水器５の継手やタービン最終段落等に過度な熱応力を発生させることになるので、抽気加減弁７の開度信号と予め定められた第１設定器１０からの設定信号とを突き合せ、その偏差に基づいて弁開度信号を演算し、その演算信号で抽気加減弁７を開閉させ、蒸気量を制御し、いわゆるクーリング運転状態に維持させている。
【００１２】
しかし、第１設定器１０は、上述のとおり、運転ミスを考慮し、安全上、マージンを加えた高めの設定値であり、しかも一定の設定値である。このため、蒸気タービンは、定格運転時（設計条件に基づく運転）、無駄のない適正な運転制御ができても、ひとたび設計点を外れた、例えば部分負荷運転に入ると、適正な運転制御ができず、無駄の多い運転制御が強いられる等の問題があった。
【００１３】
また、蒸気タービンは、第１設定器１０からの設定値が一定の高めの値になっているため、部分負荷運転、タービン低圧部３ｂに過多の蒸気を流し、タービン最終段落等を過度にクーリングし、再び定格運転に戻すとき、温度差があり過ぎて過度の熱応力を発生させる等の不具合、不都合があった。
【００１４】
本発明は、このような事情に基づきなされたもので、実際の運転状況に対応させて蒸気加減弁および抽気加減弁を適正な開度に制御して蒸気量を適正最小限に確保し、蒸気タービンを安定運転させる抽気復水タービンの制御装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、タービン高圧部の入口側に蒸気加減弁を備え、前記タービン高圧部とタービン低圧部との間に抽気加減弁を備え、予め定められた設定信号と前記抽気加減弁の実弁開度信号とを用いて前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁を開閉制御させる抽気復水タービンの制御装置において、部分負荷運転時、前記タービン低圧部がタービン排気温度異常高又は復水器の真空度が異常低にならないよう前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁を適正開度に開閉制御させる弁開閉指令演算部を備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記関数発生器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力のうち、弁開度信号が予め決められた上限値と下限値を超えているとこの上限値または下限値を出力するリミッタと、このリミッタの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００１７】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記関数発生器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００１８】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、この関数発生器からの出力のうち、弁開度信号が予め決められた上限値と下限値を超えているとこの上限値または下限値を出力するリミッタと、このリミッタの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００１９】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、この関数発生器からの弁開度信号を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００２０】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、弁開閉指令演算部は、予め定められた弁開度信号を出力する弁開度設定器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記弁開度設定器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力のうち、弁開度信号が予め決められた上限値と下限値を超えているとこの上限値または下限値を出力するリミッタと、このリミッタの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００２１】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、弁開閉指令演算部は、予め定められた弁開度信号を出力する弁開度設定器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記弁開度設定器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００２２】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、加算器は、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に、設定器からの予め定められた設定信号を突き合せ、偏差が出たとき、その偏差をバイアスとして演算する制御器を備えているものである。
【００２３】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、リミッタは、前記弁開度信号に対する上限値と下限値を予め格納するとともに、復水器からの実真空度信号と真空度制限値とから演算される偏差が入力される一方、前記加算器から入力された弁開度信号と前記偏差とを比較演算することにより前記偏差が零にならないよう前記弁開度信号を前記上限値または下限値内に制限して出力するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第１実施形態を示す制御ブロック図である。
【００２６】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置は、運転状況に対応させて弁開度信号を演算する弁開度指令演算部２１を設けたものである。
【００２７】
また、本実施形態に適用する抽気復水タービンは、タービン高圧部２２ａとタービン低圧部２２ｂとを備える蒸気タービン２２に発電機２３を軸直結させるとともに、タービン高圧部２２ａの入口側に蒸気加減弁２４を、また、タービン高圧部２２ａとタービン低圧部２２ｂとの間に抽気加減弁２５をそれぞれ備える一方、タービン低圧部２２ｂの出口側に復水器２６を備える構成になっている。
【００２８】
また、抽気復水タービンは、蒸気加減弁２４の入口側にボイラ２７を備え、ボイラ２７で発生した蒸気を蒸気加減弁２４で流量制御し、流量制御後の蒸気を蒸気タービン２２のタービン高圧部２２ａで膨張仕事をさせて発電機２３を駆動するとともに、膨張仕事を終えたタービン排気の一部を抽気管２８を介して抽気してプロセス側に供給するようになっている。
【００２９】
また、抽気復水タービンは、蒸気タービン２２のタービン高圧部２２ａで膨張仕事を終えたタービン排気の残りを抽気加減弁２５で流量制御し、流量制御後の蒸気を蒸気タービン２２のタービン低圧部２２ｂで膨張仕事をさせて発電機２３を駆動するとともに、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器２６で凝縮させている。
【００３０】
このような構成を備える抽気復水タービンは、定格運転時、タービン高圧部２２ａ、タービン低圧部２２ｂともに比較的多量の蒸気が流れていても、部分負荷運転になると、蒸気量が少なくなる。特に、部分負荷運転時のタービン低圧部２２ｂには、蒸気量が少なくなると、タービン動翼の回転中に発生する、いわゆる風損と呼ばれる回転摩擦熱等によりタービン最終段落が過加熱し、過度な熱応力が発生する。
【００３１】
したがって、部分負荷運転時、抽気復水タービンは、抽気加減弁２５を適正開度に制御し、いわゆるタービン低圧部２２ｂに最小流量の蒸気を供給するクーリング運転が必要とされる。
【００３２】
本実施形態は、このような運転制御に対処させたもので、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５に弁開度指令演算部２１が設けられる。
【００３３】
この弁開度指令演算部２１は、例えば抽気蒸気温度と加減弁開度との関係を示す折れ線グラフを組み込んだ関数発生器２９を備え、抽気管２８の温度検出器３０で検出したプロセス用の抽気蒸気の実温度に基づいて弁開度信号を演算し、加算器３１に与えている。
【００３４】
加算器３１は、設定器３２、制御器３３を備え、設定器３２からの予め定められた設定温度信号に、タービン低圧部２２ｂの出口側に設けた温度検出器３４で検出された実タービン排気温度信号を突き合せ、偏差が出ると制御器３３で演算し、その演算信号をバイアス値として用いる。
【００３５】
加算器３１は、関数発生器２９からの弁開度信号に制御器３３からのバイアス値が加えられ、そのバイアス信号を予め定められた上限値と下限値の間に制限するリミッタ３５に与えている。
【００３６】
復水器２６に設けられた真空度検出器３６で検出された真空度信号は、予め設定器３７に格納された真空度制限値と比較演算器３８にて比較演算される。比較演算器３８は、真空度信号と真空度制限値との偏差を算出しリミッタ３５へ出力する。リミッタ３５では、加減器３１からの弁開度信号と比較演算器３８から入力された偏差とを比較演算し、加減弁の開度により偏差が零にならないように、予めリミッタ３５内に格納された開度制限値内に制限して出力する。
【００３７】
第１設定器３９は、リミッタ３５からの信号と抽気加減弁２５の弁開度検出器４０からの弁開度信号とを突き合せ、偏差が生ずると、その偏差を第１制御器４１で演算し、その演算信号を信号切替器４２の接点Ｘを介して電気油圧式のガバナ制御部４３に送り、ここで電気信号を油圧信号に変換し、変換した油圧信号で抽気加減弁２５および蒸気加減弁２４を開閉させ、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように制御し、適正な蒸気量に基づくクーリングによりタービン事故の発生を未然に防止するようになっている。
【００３８】
なお、プロセス側の抽気蒸気の使用増減に基づく負荷変動とタービン低圧部２２ｂのタービン排気温度とを見較べて運転する場合には、上述の第１制御器４１からの演算信号を第２設定器４４に入力して設定信号とし、その設定信号に遮断器４５の発電機２３側に設けた負荷検出器４６からの負荷（出力）信号を突き合せ、偏差が生じると、その偏差を第２制御器４７で演算し、その演算信号を、直接ガバナ制御部４３に送り、ここで電気信号を油圧信号に変換し、変換した油圧信号で抽気加減弁２５および蒸気加減弁２４を開閉させ、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように制御することもある。
【００３９】
また、例えば、定格運転中、プロセス側の使用蒸気量の増減要求がある場合、蒸気タービンは、上述の抽気加減弁２５の弁開度検出器４０からの弁開度信号、発電機２３の負荷検出器４６からの負荷信号、蒸気加減弁２４の弁開度検出器４８から弁開度信号のほかに、タービン高圧部２２ａの出口側に設けた圧力検出器４９からのタービン排気圧信号を用いて演算し、その演算信号をガバナ制御部４３で油圧信号に変換して蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉させている。
【００４０】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、タービン高圧部２２ａの実抽気蒸気温度信号とタービン低圧部２２ｂの実タービン排気温度信号とを用いて演算し、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができ、蒸気タービン２２に安定運転を行わせることができる。
【００４１】
また、本実施形態は、タービン高圧部２２ａからプロセス側へ供給する抽気蒸気の温度に基づいて抽気加減弁２５の弁開度を制御するので、部分負荷運転でも適正最小量の蒸気をタービン低圧部２２ｂに供給することができ、復水器２３の真空度の過度な上昇防止と相俟って蒸気タービン２２の事故を未然に防止することができる。
【００４２】
図２は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第２実施形態を示す制御ブロック図である。
【００４３】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００４４】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置は、部分負荷運転時、タービン高圧部２２ａおよびタービン低圧部２２ｂのそれぞれに適正蒸気量が流れるようにする一方、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５のそれぞれに適正弁開度を与える弁開度指令演算部２１を設けたものである。
【００４５】
この弁開度指令演算部２１は、タービン高圧部２２ａにおける抽気管２８の温度検出器３０で検出された実抽気蒸気温度に基づいて弁開度を演算する関数発生器２９と、タービン低圧部２２ｂの温度検出器３４で検出された実タービン排気温度に基づいてバイアス信号を演算し、そのバイアス信号を上述の関数発生器２９の弁開度信号に加える加算器３１とを備えたものである。
【００４６】
また、加算器３１に与えられるバイアス信号は、第１実施形態と同様に、設定器３２からの予め定められた設定温度信号に、タービン低圧部２２ｂの出口側に設けた温度検出器３４から検出された実タービン排気温度信号を突き合せ、偏差が出ると、その偏差を演算器３３で演算する演算信号が用いられる。
【００４７】
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一なので、その重複説明を省略する。
【００４８】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、タービン高圧部２２ａの実抽気蒸気温度信号とタービン低圧部２２ｂにおける温度検出器３４の実タービン排気温度信号とを用いて演算し、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができる。
【００４９】
図３は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第３実施形態を示す制御ブロック図である。
【００５０】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００５１】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、タービン高圧部２２ａにおける抽気管２８の温度検出器３０から検出された実抽気蒸気温度に基づいて弁開度を演算する関数発生器２９と、復水器２６の真空度検出器３６で検出された実真空度に基づいて演算し、その演算信号のうち、上限値と下限値とを設けたリミッタ３５とを備えたものである。
【００５２】
復水器２６に設けられた真空度検出器３６で検出された真空度信号は、予め設定器３７に格納された真空度制限値と比較演算器３８にて比較演算される。比較演算器３８は、真空度信号と真空度制限値との偏差を算出しリミッタ３５へ出力する。リミッタ３５では、加減器３１からの弁開度信号と比較演算器３８から入力された偏差とを比較演算し、加減弁の開度により偏差が零にならないように、予めリミッタ３５内に格納された開度制限値内に制限して出力する。
【００５３】
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一なので、その重複説明を省略する。
【００５４】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、タービン高圧部２２ａの抽気蒸気温度信号と復水器２６における真空度検出器３６の真空度信号を用いて演算し、その演算信号をリミッタ３５に入力して関数発生器２９からの演算信号に制限を加え、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、復水器２３の真空度の過度な上昇防止と相俟って最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができる。
【００５５】
なお、本実施形態は、関数発生器２９で演算された弁開度演算信号のうち、上限値と下限値を制限するリミッタ３５を設けたが、この例に限らず、例えば、図４に示すように、関数発生器２９で演算した弁開度演算信号を、直接第１設定器３９に与え、この弁開度演算信号を設定値とし、抽気加減弁２５の弁開度検出器４０からの弁開度信号と突き合せて第１制御器４１で演算し、その演算信号を信号切替器４２、ガバナ制御部４３を介して蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５に与え、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉制御させてもよい。
【００５６】
図５は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第５実施形態を示す制御ブロック図である。
【００５７】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００５８】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、予め定められた弁開度設定信号を出す弁開度設定器５０と、タービン低圧部２２ｂの温度検出器３４から検出された実タービン排気温度と設定器３２からの設定温度信号とを突き合せ、偏差が出ると、その偏差を制御器３３で演算し、その演算信号をバイアス値とし、上述の弁開度設定器５０からの弁開度設定信号に加える加算器３１と、復水器２６の真空度検出器３６から検出された真空度信号に、設定器３７からの設定信号を比較演算器３８で突き合せ、偏差が出ると、その偏差を演算してとして出力するリミッタ３５とを備えたものである。
【００５９】
また、本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、リミッタ３５から出た弁開度信号を抽気加減弁２５の弁開度検出器４０から検出された実弁開度信号に突き合せ、偏差が出ると、その偏差を第１制御器４１で演算し、その演算信号を信号切替器４２、ガバナ制御部４３を介して蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５に与え、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉制御させる構成になっている。
【００６０】
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一なので、その重複説明を省略する。
【００６１】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、予め定められた弁開度設定信号とタービン低圧部２２ｂのタービン排気温度信号とを用いて演算し、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができ、蒸気タービン２２に安定運転を行わせることができる。
【００６２】
また、本実施形態は、タービン高圧部２２ａからプロセス側へ供給する抽気蒸気の温度に上限、下限の制限を加えて蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５の弁開度を制御するので、部分負荷運転でも適正最小流量の蒸気をタービン低圧部２２ｂに供給することができ、復水器２３の真空度の過度な上昇防止と相俟って蒸気タービン２２の事故を未然に防止することができる。
【００６３】
図６は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第６実施形態を示す制御ブロック図である。
【００６４】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００６５】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、予め定めた弁開度設定信号を出す弁開度設定器５０と、タービン低圧部２２ｂの温度検出器３４で検出された実タービン排気温度と予め求められた温度を格納した設定器３２からの設定信号とを突き合せ、偏差が出ると、その偏差を制御器３３で演算し、その演算信号をバイアス値とし、上述の弁開度設定器５０からの弁開度設定信号に加える加算器３１とを備えたものである。
【００６６】
また、本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、加算器３１から出た弁開度信号を抽気加減弁２５の弁開度検出器４０から検出された実弁開度信号に突き合せ、偏差が出ると、その偏差を第１制御器４１で演算し、その演算信号をバイアスとし、上述の弁開度設定器５０からの弁開度設定信号に加える加算器３１とを備えたものである。
【００６７】
また、本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、加算器３１から出た弁開度信号を抽気加減弁２５の弁開度検出器４０から検出された実弁開度信号に突き合せ、偏差が出ると、その偏差を第１制御器４１で演算し、その演算信号を信号切替器４２、ガバナ制御部４３を介して蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５に与え、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉制御させる構成になっている。
【００６８】
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一なので、その重複説明を省略する。
【００６９】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、弁開度設定器５０からの予め定められた弁開度設定信号とタービン低圧部２２ｂにおける温度検出器３４の実タービン排気温度信号とを用いて演算し、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明の通り、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、部分負荷運転時、タービン低圧部のタービン排気温度が異常上昇しないように、タービン高圧部の抽気蒸気温度、抽気加減弁の弁開度、タービン低圧部のタービン排気温度、復水器の真空度、発電機の負荷、弁開度設定器からの予め定められた設定値のうち、少なくとも二つ以上の信号を用いて演算し、蒸気加減弁および抽気加減弁を適正開度に制御し、最小限の流量の蒸気をタービン低圧部に供給するので、蒸気タービンに事故発生の殆どない安定運転を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第１実施形態を示す制御ブロック図。
【図２】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第２実施形態を示す制御ブロック図。
【図３】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第３実施形態を示す制御ブロック図。
【図４】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第４実施形態を示す制御ブロック図。
【図５】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第５実施形態を示す制御ブロック図。
【図６】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第６実施形態を示す制御ブロック図。
【図７】従来の抽気復水タービンの制御装置を示す制御ブロック図。
【符号の説明】
１ ボイラ
２ 蒸気加減弁
３ 蒸気タービン
３ａ タービン高圧部
３ｂ タービン低圧部
４ 発電機
５ 復水器
６ 抽気管
７ 抽気加減弁
８ 弁開閉指令演算部
９ 弁開度検出器
１０ 第１設定器
１１ 第１制御器
１２ 信号切替器
１３ ガバナ制御部
１４ 第２設定器
１５ 遮断器
１６ 負荷検出器
１７ 第２制御器
１８ 弁開度検出器
１９ 圧力検出器
２１ 弁開閉指令演算部
２２ 蒸気タービン
２２ａ タービン高圧部
２２ｂ タービン低圧部
２３ 発電機
２４ 蒸気加減弁
２５ 抽気加減弁
２６ 復水器
２７ ボイラ
２８ 抽気管
２９ 関数発生器
３０ 温度検出器
３１ 加算器
３２ 設定器
３３ 制御器
３４ 温度検出器
３５ リミッタ
３６ 真空度検出器
３７ 設定器
３８ 比較演算器
３９ 第１設定器
４０ 弁開度検出器
４１ 第１制御器
４２ 信号切替器
４３ ガバナ制御部
４４ 第２設定器
４５ 遮断器
４６ 負荷検出器
４７ 第２設定器
４８ 弁開度検出器
４９ 圧力検出器
５０ 弁開度検出器
【発明の属する技術分野】
本発明は、抽気復水タービンの制御装置に係り、特に抽気加減弁の制御に改良を加えた抽気復水タービンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧力の異なる蒸気を使用する紙パルプや化学の分野では、安定したプロセス蒸気の確保と、より安い電力の確保から自家発電プラントとして抽気復水タービンを使用することが多い。
【０００３】
この抽気復水タービンは、図７に示すように、ボイラ１から供給される蒸気を蒸気加減弁２で流量制御して蒸気タービン３に供給し、ここで膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機４を駆動し、電力を発生させる一方、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器５で冷却させている。
【０００４】
また、蒸気タービン３は、タービン高圧部３ａとタービン低圧部３ｂとを備え、タービン高圧部３ａで膨張仕事をした一部の蒸気を抽気管６から抽気し、その抽気蒸気を工場内のプロセス用として供給する一方、残りの蒸気を抽気加減弁７で流量制御してタービン低圧部３ｂに供給し、ここで再び膨張仕事をさせている。
【０００５】
一方、タービン高圧部３ａから抽気管６を介してプロセス側に供給される抽気蒸気は、プロセス側の需要の増減度合に応じて変動するので、その変動度合に応じて蒸気加減弁２および抽気加減弁７を開閉制御させ、流量等の調整を行っている。
【０００６】
蒸気加減弁２および抽気加減弁７は、弁開閉指令演算部８の指令信号により開閉制御が行われている。
【０００７】
この弁開閉指令演算部８は抽気加減弁７の弁開度検出器９からの弁開度信号を予め設定された第１設定器１０からの設定信号と突き合せ、偏差が生じると、その偏差を第１制御器１１で演算し、その演算信号を信号切替器１２の接点Ｘを介して電気油圧式のガバナ制御部１３に送り、ここで電気信号を油圧信号に変換し、変換した油圧信号で抽気加減弁７および蒸気加減弁２を開閉させ、例えば低負荷時、タービン低圧部３ｂのタービン排気温度が異常上昇しないよう制御し、供給された蒸気のクーリング運転によりタービン事故の発生を未然に防止している。
【０００８】
なお、第１設定器１０に予め入力する設定信号は、タービン低圧部３ｂが定格設計条件における必要最小流量に相当する弁開度になっているが、運転上の操作ミス等を考慮し、安全上、マージンを加えている。
【０００９】
また、プロセス側の抽気蒸気の使用増減に基づく負荷変動とタービン低圧部３ｂのタービン排気温度とを見較べて運転する場合には、上述の第１制御器１１からの演算信号を第２設定器１４に入力して設定信号とし、その設定信号に遮断器１５の発電機４側に設けた負荷検出器１６からの負荷（出力）信号を突き合せ、偏差が生じると、その偏差を第２制御器１７で演算し、その演算信号を、直接、ガバナ制御部１３に送り、ここで電気信号を油圧信号に変換し、変換した油圧信号で抽気加減弁７および蒸気加減弁２を開閉させ、タービン低圧部３ｂのタービン排気温度が異常上昇しないよう制御することもある。
【００１０】
また、例えば、定格運転中、プロセス側の使用蒸気量の増減要求がある場合、蒸気タービンは、上述の抽気加減弁７の弁開度検出器９からの弁開度信号、発電機４の負荷検出器１６からの負荷信号、蒸気加減弁２の弁開度検出器１８からの弁開度信号のほかに、タービン高圧部３ａの出口側に設けた圧力検出器１９からのタービン排気圧信号を用いて演算し、その演算信号をガバナ制御部１３で油圧信号に変換して蒸気加減弁２および抽気加減弁７を開閉制御させている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図７で示した従来の抽気復水タービンの制御装置は、例えば低負荷運転中、タービン低圧部３ｂのタービン排気温度が高温になると、復水器５の継手やタービン最終段落等に過度な熱応力を発生させることになるので、抽気加減弁７の開度信号と予め定められた第１設定器１０からの設定信号とを突き合せ、その偏差に基づいて弁開度信号を演算し、その演算信号で抽気加減弁７を開閉させ、蒸気量を制御し、いわゆるクーリング運転状態に維持させている。
【００１２】
しかし、第１設定器１０は、上述のとおり、運転ミスを考慮し、安全上、マージンを加えた高めの設定値であり、しかも一定の設定値である。このため、蒸気タービンは、定格運転時（設計条件に基づく運転）、無駄のない適正な運転制御ができても、ひとたび設計点を外れた、例えば部分負荷運転に入ると、適正な運転制御ができず、無駄の多い運転制御が強いられる等の問題があった。
【００１３】
また、蒸気タービンは、第１設定器１０からの設定値が一定の高めの値になっているため、部分負荷運転、タービン低圧部３ｂに過多の蒸気を流し、タービン最終段落等を過度にクーリングし、再び定格運転に戻すとき、温度差があり過ぎて過度の熱応力を発生させる等の不具合、不都合があった。
【００１４】
本発明は、このような事情に基づきなされたもので、実際の運転状況に対応させて蒸気加減弁および抽気加減弁を適正な開度に制御して蒸気量を適正最小限に確保し、蒸気タービンを安定運転させる抽気復水タービンの制御装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、タービン高圧部の入口側に蒸気加減弁を備え、前記タービン高圧部とタービン低圧部との間に抽気加減弁を備え、予め定められた設定信号と前記抽気加減弁の実弁開度信号とを用いて前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁を開閉制御させる抽気復水タービンの制御装置において、部分負荷運転時、前記タービン低圧部がタービン排気温度異常高又は復水器の真空度が異常低にならないよう前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁を適正開度に開閉制御させる弁開閉指令演算部を備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記関数発生器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力のうち、弁開度信号が予め決められた上限値と下限値を超えているとこの上限値または下限値を出力するリミッタと、このリミッタの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００１７】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記関数発生器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００１８】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、この関数発生器からの出力のうち、弁開度信号が予め決められた上限値と下限値を超えているとこの上限値または下限値を出力するリミッタと、このリミッタの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００１９】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、この関数発生器からの弁開度信号を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００２０】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、弁開閉指令演算部は、予め定められた弁開度信号を出力する弁開度設定器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記弁開度設定器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力のうち、弁開度信号が予め決められた上限値と下限値を超えているとこの上限値または下限値を出力するリミッタと、このリミッタの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００２１】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、弁開閉指令演算部は、予め定められた弁開度信号を出力する弁開度設定器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記弁開度設定器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させるものである。
【００２２】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、加算器は、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に、設定器からの予め定められた設定信号を突き合せ、偏差が出たとき、その偏差をバイアスとして演算する制御器を備えているものである。
【００２３】
また、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、リミッタは、前記弁開度信号に対する上限値と下限値を予め格納するとともに、復水器からの実真空度信号と真空度制限値とから演算される偏差が入力される一方、前記加算器から入力された弁開度信号と前記偏差とを比較演算することにより前記偏差が零にならないよう前記弁開度信号を前記上限値または下限値内に制限して出力するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第１実施形態を示す制御ブロック図である。
【００２６】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置は、運転状況に対応させて弁開度信号を演算する弁開度指令演算部２１を設けたものである。
【００２７】
また、本実施形態に適用する抽気復水タービンは、タービン高圧部２２ａとタービン低圧部２２ｂとを備える蒸気タービン２２に発電機２３を軸直結させるとともに、タービン高圧部２２ａの入口側に蒸気加減弁２４を、また、タービン高圧部２２ａとタービン低圧部２２ｂとの間に抽気加減弁２５をそれぞれ備える一方、タービン低圧部２２ｂの出口側に復水器２６を備える構成になっている。
【００２８】
また、抽気復水タービンは、蒸気加減弁２４の入口側にボイラ２７を備え、ボイラ２７で発生した蒸気を蒸気加減弁２４で流量制御し、流量制御後の蒸気を蒸気タービン２２のタービン高圧部２２ａで膨張仕事をさせて発電機２３を駆動するとともに、膨張仕事を終えたタービン排気の一部を抽気管２８を介して抽気してプロセス側に供給するようになっている。
【００２９】
また、抽気復水タービンは、蒸気タービン２２のタービン高圧部２２ａで膨張仕事を終えたタービン排気の残りを抽気加減弁２５で流量制御し、流量制御後の蒸気を蒸気タービン２２のタービン低圧部２２ｂで膨張仕事をさせて発電機２３を駆動するとともに、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器２６で凝縮させている。
【００３０】
このような構成を備える抽気復水タービンは、定格運転時、タービン高圧部２２ａ、タービン低圧部２２ｂともに比較的多量の蒸気が流れていても、部分負荷運転になると、蒸気量が少なくなる。特に、部分負荷運転時のタービン低圧部２２ｂには、蒸気量が少なくなると、タービン動翼の回転中に発生する、いわゆる風損と呼ばれる回転摩擦熱等によりタービン最終段落が過加熱し、過度な熱応力が発生する。
【００３１】
したがって、部分負荷運転時、抽気復水タービンは、抽気加減弁２５を適正開度に制御し、いわゆるタービン低圧部２２ｂに最小流量の蒸気を供給するクーリング運転が必要とされる。
【００３２】
本実施形態は、このような運転制御に対処させたもので、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５に弁開度指令演算部２１が設けられる。
【００３３】
この弁開度指令演算部２１は、例えば抽気蒸気温度と加減弁開度との関係を示す折れ線グラフを組み込んだ関数発生器２９を備え、抽気管２８の温度検出器３０で検出したプロセス用の抽気蒸気の実温度に基づいて弁開度信号を演算し、加算器３１に与えている。
【００３４】
加算器３１は、設定器３２、制御器３３を備え、設定器３２からの予め定められた設定温度信号に、タービン低圧部２２ｂの出口側に設けた温度検出器３４で検出された実タービン排気温度信号を突き合せ、偏差が出ると制御器３３で演算し、その演算信号をバイアス値として用いる。
【００３５】
加算器３１は、関数発生器２９からの弁開度信号に制御器３３からのバイアス値が加えられ、そのバイアス信号を予め定められた上限値と下限値の間に制限するリミッタ３５に与えている。
【００３６】
復水器２６に設けられた真空度検出器３６で検出された真空度信号は、予め設定器３７に格納された真空度制限値と比較演算器３８にて比較演算される。比較演算器３８は、真空度信号と真空度制限値との偏差を算出しリミッタ３５へ出力する。リミッタ３５では、加減器３１からの弁開度信号と比較演算器３８から入力された偏差とを比較演算し、加減弁の開度により偏差が零にならないように、予めリミッタ３５内に格納された開度制限値内に制限して出力する。
【００３７】
第１設定器３９は、リミッタ３５からの信号と抽気加減弁２５の弁開度検出器４０からの弁開度信号とを突き合せ、偏差が生ずると、その偏差を第１制御器４１で演算し、その演算信号を信号切替器４２の接点Ｘを介して電気油圧式のガバナ制御部４３に送り、ここで電気信号を油圧信号に変換し、変換した油圧信号で抽気加減弁２５および蒸気加減弁２４を開閉させ、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように制御し、適正な蒸気量に基づくクーリングによりタービン事故の発生を未然に防止するようになっている。
【００３８】
なお、プロセス側の抽気蒸気の使用増減に基づく負荷変動とタービン低圧部２２ｂのタービン排気温度とを見較べて運転する場合には、上述の第１制御器４１からの演算信号を第２設定器４４に入力して設定信号とし、その設定信号に遮断器４５の発電機２３側に設けた負荷検出器４６からの負荷（出力）信号を突き合せ、偏差が生じると、その偏差を第２制御器４７で演算し、その演算信号を、直接ガバナ制御部４３に送り、ここで電気信号を油圧信号に変換し、変換した油圧信号で抽気加減弁２５および蒸気加減弁２４を開閉させ、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように制御することもある。
【００３９】
また、例えば、定格運転中、プロセス側の使用蒸気量の増減要求がある場合、蒸気タービンは、上述の抽気加減弁２５の弁開度検出器４０からの弁開度信号、発電機２３の負荷検出器４６からの負荷信号、蒸気加減弁２４の弁開度検出器４８から弁開度信号のほかに、タービン高圧部２２ａの出口側に設けた圧力検出器４９からのタービン排気圧信号を用いて演算し、その演算信号をガバナ制御部４３で油圧信号に変換して蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉させている。
【００４０】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、タービン高圧部２２ａの実抽気蒸気温度信号とタービン低圧部２２ｂの実タービン排気温度信号とを用いて演算し、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができ、蒸気タービン２２に安定運転を行わせることができる。
【００４１】
また、本実施形態は、タービン高圧部２２ａからプロセス側へ供給する抽気蒸気の温度に基づいて抽気加減弁２５の弁開度を制御するので、部分負荷運転でも適正最小量の蒸気をタービン低圧部２２ｂに供給することができ、復水器２３の真空度の過度な上昇防止と相俟って蒸気タービン２２の事故を未然に防止することができる。
【００４２】
図２は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第２実施形態を示す制御ブロック図である。
【００４３】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００４４】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置は、部分負荷運転時、タービン高圧部２２ａおよびタービン低圧部２２ｂのそれぞれに適正蒸気量が流れるようにする一方、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５のそれぞれに適正弁開度を与える弁開度指令演算部２１を設けたものである。
【００４５】
この弁開度指令演算部２１は、タービン高圧部２２ａにおける抽気管２８の温度検出器３０で検出された実抽気蒸気温度に基づいて弁開度を演算する関数発生器２９と、タービン低圧部２２ｂの温度検出器３４で検出された実タービン排気温度に基づいてバイアス信号を演算し、そのバイアス信号を上述の関数発生器２９の弁開度信号に加える加算器３１とを備えたものである。
【００４６】
また、加算器３１に与えられるバイアス信号は、第１実施形態と同様に、設定器３２からの予め定められた設定温度信号に、タービン低圧部２２ｂの出口側に設けた温度検出器３４から検出された実タービン排気温度信号を突き合せ、偏差が出ると、その偏差を演算器３３で演算する演算信号が用いられる。
【００４７】
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一なので、その重複説明を省略する。
【００４８】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、タービン高圧部２２ａの実抽気蒸気温度信号とタービン低圧部２２ｂにおける温度検出器３４の実タービン排気温度信号とを用いて演算し、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができる。
【００４９】
図３は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第３実施形態を示す制御ブロック図である。
【００５０】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００５１】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、タービン高圧部２２ａにおける抽気管２８の温度検出器３０から検出された実抽気蒸気温度に基づいて弁開度を演算する関数発生器２９と、復水器２６の真空度検出器３６で検出された実真空度に基づいて演算し、その演算信号のうち、上限値と下限値とを設けたリミッタ３５とを備えたものである。
【００５２】
復水器２６に設けられた真空度検出器３６で検出された真空度信号は、予め設定器３７に格納された真空度制限値と比較演算器３８にて比較演算される。比較演算器３８は、真空度信号と真空度制限値との偏差を算出しリミッタ３５へ出力する。リミッタ３５では、加減器３１からの弁開度信号と比較演算器３８から入力された偏差とを比較演算し、加減弁の開度により偏差が零にならないように、予めリミッタ３５内に格納された開度制限値内に制限して出力する。
【００５３】
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一なので、その重複説明を省略する。
【００５４】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、タービン高圧部２２ａの抽気蒸気温度信号と復水器２６における真空度検出器３６の真空度信号を用いて演算し、その演算信号をリミッタ３５に入力して関数発生器２９からの演算信号に制限を加え、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、復水器２３の真空度の過度な上昇防止と相俟って最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができる。
【００５５】
なお、本実施形態は、関数発生器２９で演算された弁開度演算信号のうち、上限値と下限値を制限するリミッタ３５を設けたが、この例に限らず、例えば、図４に示すように、関数発生器２９で演算した弁開度演算信号を、直接第１設定器３９に与え、この弁開度演算信号を設定値とし、抽気加減弁２５の弁開度検出器４０からの弁開度信号と突き合せて第１制御器４１で演算し、その演算信号を信号切替器４２、ガバナ制御部４３を介して蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５に与え、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉制御させてもよい。
【００５６】
図５は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第５実施形態を示す制御ブロック図である。
【００５７】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００５８】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、予め定められた弁開度設定信号を出す弁開度設定器５０と、タービン低圧部２２ｂの温度検出器３４から検出された実タービン排気温度と設定器３２からの設定温度信号とを突き合せ、偏差が出ると、その偏差を制御器３３で演算し、その演算信号をバイアス値とし、上述の弁開度設定器５０からの弁開度設定信号に加える加算器３１と、復水器２６の真空度検出器３６から検出された真空度信号に、設定器３７からの設定信号を比較演算器３８で突き合せ、偏差が出ると、その偏差を演算してとして出力するリミッタ３５とを備えたものである。
【００５９】
また、本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、リミッタ３５から出た弁開度信号を抽気加減弁２５の弁開度検出器４０から検出された実弁開度信号に突き合せ、偏差が出ると、その偏差を第１制御器４１で演算し、その演算信号を信号切替器４２、ガバナ制御部４３を介して蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５に与え、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉制御させる構成になっている。
【００６０】
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一なので、その重複説明を省略する。
【００６１】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、予め定められた弁開度設定信号とタービン低圧部２２ｂのタービン排気温度信号とを用いて演算し、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができ、蒸気タービン２２に安定運転を行わせることができる。
【００６２】
また、本実施形態は、タービン高圧部２２ａからプロセス側へ供給する抽気蒸気の温度に上限、下限の制限を加えて蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５の弁開度を制御するので、部分負荷運転でも適正最小流量の蒸気をタービン低圧部２２ｂに供給することができ、復水器２３の真空度の過度な上昇防止と相俟って蒸気タービン２２の事故を未然に防止することができる。
【００６３】
図６は、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第６実施形態を示す制御ブロック図である。
【００６４】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００６５】
本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、予め定めた弁開度設定信号を出す弁開度設定器５０と、タービン低圧部２２ｂの温度検出器３４で検出された実タービン排気温度と予め求められた温度を格納した設定器３２からの設定信号とを突き合せ、偏差が出ると、その偏差を制御器３３で演算し、その演算信号をバイアス値とし、上述の弁開度設定器５０からの弁開度設定信号に加える加算器３１とを備えたものである。
【００６６】
また、本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、加算器３１から出た弁開度信号を抽気加減弁２５の弁開度検出器４０から検出された実弁開度信号に突き合せ、偏差が出ると、その偏差を第１制御器４１で演算し、その演算信号をバイアスとし、上述の弁開度設定器５０からの弁開度設定信号に加える加算器３１とを備えたものである。
【００６７】
また、本実施形態に係る抽気復水タービンの制御装置に組み込む弁開度指令演算部２１は、加算器３１から出た弁開度信号を抽気加減弁２５の弁開度検出器４０から検出された実弁開度信号に突き合せ、偏差が出ると、その偏差を第１制御器４１で演算し、その演算信号を信号切替器４２、ガバナ制御部４３を介して蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５に与え、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を開閉制御させる構成になっている。
【００６８】
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一なので、その重複説明を省略する。
【００６９】
このように、本実施形態は、部分負荷運転時、タービン低圧部２２ｂのタービン排気温度が異常上昇しないように、弁開度設定器５０からの予め定められた弁開度設定信号とタービン低圧部２２ｂにおける温度検出器３４の実タービン排気温度信号とを用いて演算し、蒸気加減弁２４および抽気加減弁２５を適正開度に制御するので、最小限度の蒸気量でタービン排気温度の異常上昇に基づく損傷から蒸気タービン２２を未然に保護することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明の通り、本発明に係る抽気復水タービンの制御装置は、部分負荷運転時、タービン低圧部のタービン排気温度が異常上昇しないように、タービン高圧部の抽気蒸気温度、抽気加減弁の弁開度、タービン低圧部のタービン排気温度、復水器の真空度、発電機の負荷、弁開度設定器からの予め定められた設定値のうち、少なくとも二つ以上の信号を用いて演算し、蒸気加減弁および抽気加減弁を適正開度に制御し、最小限の流量の蒸気をタービン低圧部に供給するので、蒸気タービンに事故発生の殆どない安定運転を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第１実施形態を示す制御ブロック図。
【図２】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第２実施形態を示す制御ブロック図。
【図３】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第３実施形態を示す制御ブロック図。
【図４】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第４実施形態を示す制御ブロック図。
【図５】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第５実施形態を示す制御ブロック図。
【図６】本発明に係る抽気復水タービンの制御装置の第６実施形態を示す制御ブロック図。
【図７】従来の抽気復水タービンの制御装置を示す制御ブロック図。
【符号の説明】
１ ボイラ
２ 蒸気加減弁
３ 蒸気タービン
３ａ タービン高圧部
３ｂ タービン低圧部
４ 発電機
５ 復水器
６ 抽気管
７ 抽気加減弁
８ 弁開閉指令演算部
９ 弁開度検出器
１０ 第１設定器
１１ 第１制御器
１２ 信号切替器
１３ ガバナ制御部
１４ 第２設定器
１５ 遮断器
１６ 負荷検出器
１７ 第２制御器
１８ 弁開度検出器
１９ 圧力検出器
２１ 弁開閉指令演算部
２２ 蒸気タービン
２２ａ タービン高圧部
２２ｂ タービン低圧部
２３ 発電機
２４ 蒸気加減弁
２５ 抽気加減弁
２６ 復水器
２７ ボイラ
２８ 抽気管
２９ 関数発生器
３０ 温度検出器
３１ 加算器
３２ 設定器
３３ 制御器
３４ 温度検出器
３５ リミッタ
３６ 真空度検出器
３７ 設定器
３８ 比較演算器
３９ 第１設定器
４０ 弁開度検出器
４１ 第１制御器
４２ 信号切替器
４３ ガバナ制御部
４４ 第２設定器
４５ 遮断器
４６ 負荷検出器
４７ 第２設定器
４８ 弁開度検出器
４９ 圧力検出器
５０ 弁開度検出器
Claims (9)
- タービン高圧部の入口側に蒸気加減弁を備え、前記タービン高圧部とタービン低圧部との間に抽気加減弁を備え、予め定められた設定信号と前記抽気加減弁の実弁開度信号とを用いて前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁を開閉制御させる抽気復水タービンの制御装置において、部分負荷運転時、前記タービン低圧部がタービン排気温度異常高または復水器の真空度が異常低にならないよう前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁を適正開度に開閉制御させる弁開閉指令演算部を備えたことを特徴とする抽気復水タービンの制御装置。
- 弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記関数発生器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力のうち、弁開度信号が予め決められた上限値と下限値を超えているとこの上限値または下限値を出力するリミッタと、このリミッタの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させることを特徴とする請求項１記載の抽気復水タービンの制御装置。
- 弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記関数発生器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させることを特徴とする請求項１記載の抽気復水タービンの制御装置。
- 弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、この関数発生器からの出力のうち、弁開度信号が予め決められた上限値と下限値を超えているとこの上限値または下限値を出力するリミッタと、このリミッタの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させることを特徴とする請求項１記載の抽気復水タービンの制御装置。
- 弁開閉指令演算部は、タービン高圧部からの実抽気蒸気温度信号に基づいて弁開度信号を演算する関数発生器と、この関数発生器からの弁開度信号を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させることを特徴とする請求項１記載の抽気復水タービンの制御装置。
- 弁開閉指令演算部は、予め定められた弁開度信号を出力する弁開度設定器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記弁開度設定器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力のうち、弁開度信号が予め決められた上限値と下限値を超えているとこの上限値または下限値を出力するリミッタと、このリミッタの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させることを特徴とする請求項１記載の抽気復水タービンの制御装置。
- 弁開閉指令演算部は、予め定められた弁開度信号を出力する弁開度設定器と、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に基づいてバイアスを演算し、そのバイアスを前記弁開度設定器から与えられる弁開度信号に加える加算器と、この加算器からの出力を設定値とし、前記抽気加減弁からの実弁開度信号とで弁開度を演算し、その演算信号を前記蒸気加減弁および前記抽気加減弁に与えて開閉制御させることを特徴とする請求項１記載の抽気復水タービンの制御装置。
- 加算器は、タービン低圧部からの実タービン排気温度信号に、設定器からの予め定められた設定信号を突き合せ、偏差が出たとき、その偏差をバイアスとして演算する制御器を備えていることを特徴とする請求項２，３，６または７のいずれか１項に記載の抽気復水タービンの制御装置。
- リミッタは、前記弁開度信号に対する上限値と下限値を予め格納するとともに、復水器からの実真空度信号と真空度制限値とから演算される偏差が入力される一方、前記加算器から入力された弁開度信号と前記偏差とを比較演算することにより前記偏差が零にならないよう前記弁開度信号を前記上限値または下限値内に制限して出力することを特徴とする請求項２，４または６記載の抽気復水タービンの制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002336367A JP2004169621A (ja) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | 抽気復水タービンの制御装置 |
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| JP2004169621A true JP2004169621A (ja) | 2004-06-17 |
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| JP2002336367A Pending JP2004169621A (ja) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | 抽気復水タービンの制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009191715A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Toshiba Corp | タービン制御弁制御装置 |
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| KR20180001333A (ko) * | 2016-06-27 | 2018-01-04 | 두산중공업 주식회사 | 스팀터빈의 윈디지 로스 방지 장치 |
-
2002
- 2002-11-20 JP JP2002336367A patent/JP2004169621A/ja active Pending
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