JP2011196604A - Diffusion valve control device and steam control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気ボイラで発生した蒸気を蒸気配管を経由して蒸気の使用先に供給する蒸気供給系統の蒸気配管内のドレンの発生防止のために蒸気を大気に放散する放散弁を制御する放散弁制御装置及び蒸気制御システムに関する。 The present invention controls a diffusion valve that diffuses steam to the atmosphere in order to prevent the generation of drain in the steam piping of the steam supply system that supplies steam generated by the steam boiler to the user of the steam via the steam piping. The present invention relates to a diffusion valve control device and a steam control system.
一般に、蒸気配管内の蒸気は周囲温度より高温であるため、蒸気の保有する熱は配管外壁を通じて大気へ放熱される。この熱損失により蒸気は凝縮してドレンが発生する場合がある。このドレンが蒸気システム内に介在していると熱効率の低下をもたらし、さらに、蒸気配管内のドレンは管底部に溜り、高速で流れる蒸気に押されウォーターハンマーの発生を促すなどの悪影響を及ぼすことが知られている。 Generally, since the steam in the steam pipe is higher than the ambient temperature, the heat held by the steam is radiated to the atmosphere through the pipe outer wall. This heat loss may condense the vapor and generate drain. If this drain is present in the steam system, it will cause a decrease in thermal efficiency.In addition, the drain in the steam pipe will accumulate at the bottom of the pipe and will be pushed by the steam flowing at high speed, causing adverse effects such as promoting the generation of a water hammer. It has been known.
このため、蒸気配管内で発生したドレンを蒸気システムから排出するドレン回収システムを蒸気システム内に設けたものがある(例えば特許文献1参照)。特許文献1のものは、発電所内のドレンタンクによりドレンを回収するだけでなく、回収されたドレンが保有する熱を有効活用して、発電効率の向上を図ったものである。
For this reason, there is a system in which a drain recovery system that discharges drain generated in the steam pipe from the steam system is provided in the steam system (for example, see Patent Document 1). The thing of
一方、蒸気の供給は、蒸気圧力や流量を考慮して制御されている。例えば、蒸気の供給の際に蒸気圧力を制御するのは、蒸気圧力が高すぎると蒸気配管等の設備に悪影響を及ぼすためである。そのため、蒸気圧力が許容圧力以上に上昇した場合に蒸気を大気に放散する放散弁を蒸気配管に設けたものがある(例えば特許文献2参照)。特許文献2のものは、ガスタービンの排熱回収蒸気ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに送る主蒸気配管に、蒸気圧力の異常上昇を防止するため放散弁を設けたものである。
On the other hand, the supply of steam is controlled in consideration of the steam pressure and flow rate. For example, the reason why the steam pressure is controlled during the supply of steam is that if the steam pressure is too high, the equipment such as the steam piping will be adversely affected. For this reason, there is a steam pipe provided with a diffusion valve that diffuses the vapor to the atmosphere when the vapor pressure rises above an allowable pressure (see, for example, Patent Document 2). The thing of
また、蒸気の流量制御のために放散弁を設けたものがある(例えば特許文献3参照)。特許文献3のものは、特許文献2のものと同じくガスタービンの排熱回収蒸気ボイラから蒸気タービンに蒸気を送る主蒸気配管に放散弁を設け、放散弁を適宜開くことで蒸気タービンに流入する蒸気流量を制御し、ガスタービンと蒸気タービンとの出力比を調整するものである。
Moreover, there exists what provided the diffusion valve for the flow control of a vapor | steam (for example, refer patent document 3). The thing of
しかし、特許文献1のもののようにドレンタンクを設けてドレンを回収することは、発電所内など蒸気関連設備が比較的近接している場合には適しているが、蒸気ボイラで発生した蒸気を広範囲に供給する蒸気供給事業を行う場合には、供給経路が長くなり、コストが上昇するため効果的でない。また、蒸気供給事業では、ドレンの発生は蒸気のロスを意味するため、そもそもドレンの発生を防止することが望ましい。
However, it is suitable to provide a drain tank and collect the drain as in
一方、特許文献2や特許文献3のものでは、放散弁は蒸気の圧力や流量を制御対象としており、蒸気温度を制御するものではないので、ドレンの発生を未然に防止することができない。さらに、放散弁を開いて蒸気を放散した場合には、一時的に蒸気圧力が変動するため、蒸気供給に支障が出る可能性がある。
On the other hand, in
本発明の目的は、蒸気配管内のドレンの発生を防止でき、しかも放散弁を開いて蒸気を放散した場合でも蒸気圧力の変動を抑制でき安定して蒸気供給できる放散弁制御装置及び蒸気制御システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a diffusion valve control device and a steam control system capable of preventing the generation of drain in the steam pipe and suppressing the fluctuation of the steam pressure even when the diffusion valve is opened to dissipate the steam and stably supplying the steam. Is to provide.
請求項1の発明に係わる放散弁制御装置は、蒸気ボイラで発生した蒸気を蒸気配管を経由して蒸気の使用先に供給する蒸気供給系統の前記蒸気配管内のドレンの発生防止のために前記蒸気配管に設けられた放散弁の開度を制御する放散弁制御装置において、前記蒸気配管内の前記蒸気圧力に基づいて前記蒸気配管内の蒸気の飽和蒸気温度を求め前記蒸気配管内の蒸気温度が前記飽和蒸気温度以上になるように前記放散弁の開度指令を演算する温度制御部と、前記蒸気配管内の蒸気圧力が予め設定した前記蒸気配管内の蒸気圧力の許容圧力以下になるように前記放散弁の開度指令を演算する過大圧力防止部と、前記温度制御部で演算した前記放散弁の開度指令と前記過大圧力防止部で演算した前記放散弁の開度指令とのうち大きい方を選択して前記放散弁に出力する最高値選択器とを備えたことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a diffusion valve control apparatus for preventing the generation of drain in the steam pipe of a steam supply system that supplies steam generated by a steam boiler to a steam usage destination via the steam pipe. In the diffusion valve control device that controls the opening degree of the diffusion valve provided in the steam pipe, the saturated steam temperature of the steam in the steam pipe is obtained based on the steam pressure in the steam pipe, and the steam temperature in the steam pipe A temperature control unit that calculates the opening command of the diffusion valve so that the temperature is equal to or higher than the saturated steam temperature, and the steam pressure in the steam pipe is set to be equal to or lower than a preset allowable pressure of the steam pressure in the steam pipe. An overpressure prevention unit that calculates an opening command of the diffusion valve, an opening command of the diffusion valve calculated by the temperature control unit, and an opening command of the diffusion valve calculated by the overpressure prevention unit Choose the larger one Characterized in that a maximum value selector for outputting the serial dissipation valve.
請求項2の発明に係わる放散弁制御装置は、蒸気ボイラで発生した蒸気を蒸気配管を経由して蒸気の使用先に供給する蒸気供給系統の前記蒸気配管内のドレンの発生防止のために前記蒸気配管に設けられた放散弁の開度を制御する放散弁制御装置において、前記蒸気配管内の前記蒸気圧力に基づいて前記蒸気配管内の蒸気の飽和蒸気温度を求め前記蒸気配管内の蒸気温度が前記飽和蒸気温度以上になるように前記放散弁の開度指令を演算する温度制御部と、前記使用先に供給する合計蒸気流量が前記蒸気配管内にドレンを発生させないための最低蒸気流量を維持するように前記放散弁の開度指令を演算するミニマム流量制御部と、前記温度制御部で演算した前記放散弁の開度指令と前記ミニマム流量制御部で演算した前記放散弁の開度指令とのうち大きい方を選択して前記放散弁に出力する最高値選択器とを備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a diffusion valve control apparatus for preventing the generation of drain in the steam pipe of a steam supply system for supplying steam generated in a steam boiler to a steam usage destination via the steam pipe. In the diffusion valve control device that controls the opening degree of the diffusion valve provided in the steam pipe, the saturated steam temperature of the steam in the steam pipe is obtained based on the steam pressure in the steam pipe, and the steam temperature in the steam pipe A temperature control unit that calculates an opening command of the diffusion valve so that the temperature becomes equal to or higher than the saturated steam temperature, and a total steam flow to be supplied to the user uses a minimum steam flow rate for preventing drain generation in the steam pipe. A minimum flow rate control unit that calculates the opening command of the diffusion valve so as to maintain; an opening command of the diffusion valve calculated by the temperature control unit; and an opening command of the diffusion valve calculated by the minimum flow rate control unit When Out by selecting the larger is characterized in that a maximum value selector for outputting said dissipating valve.
請求項3の発明に係わる放散弁制御装置は、蒸気ボイラで発生した蒸気を蒸気配管を経由して蒸気の使用先に供給する蒸気供給系統の前記蒸気配管内のドレンの発生防止のために前記蒸気配管に設けられた放散弁の開度を制御する放散弁制御装置において、前記蒸気配管内の前記蒸気圧力に基づいて前記蒸気配管内の蒸気の飽和蒸気温度を求め前記蒸気配管内の蒸気温度が前記飽和蒸気温度以上になるように前記放散弁の開度指令を演算する温度制御部と、前記蒸気配管内の蒸気圧力が予め設定した前記蒸気配管内の蒸気圧力の許容圧力以下になるように前記放散弁の開度指令を演算する過大圧力防止部と、前記使用先に供給する合計蒸気流量が前記蒸気配管内にドレンを発生させないための最低蒸気流量を維持するように前記放散弁の開度指令を演算するミニマム流量制御部と、前記蒸気流量調節器で演算した前記放散弁の開度指令と前記蒸気圧力調節器で演算した前記放散弁の開度指令と前記蒸気温度調節器で演算した前記放散弁の開度指令とのうち最も大きいものを選択して前記放散弁に出力する最高値選択器とを備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a diffusion valve control apparatus for preventing the generation of drain in the steam pipe of a steam supply system for supplying steam generated in a steam boiler to a steam usage destination via the steam pipe. In the diffusion valve control device that controls the opening degree of the diffusion valve provided in the steam pipe, the saturated steam temperature of the steam in the steam pipe is obtained based on the steam pressure in the steam pipe, and the steam temperature in the steam pipe A temperature control unit that calculates the opening command of the diffusion valve so that the temperature is equal to or higher than the saturated steam temperature, and the steam pressure in the steam pipe is set to be equal to or lower than a preset allowable pressure of the steam pressure in the steam pipe. An overpressure prevention unit that calculates an opening command of the diffusion valve, and a total steam flow supplied to the user to maintain a minimum steam flow rate so as not to generate drain in the steam pipe. Opening A minimum flow rate control unit that calculates a command, an opening command of the diffusion valve calculated by the steam flow controller, an opening command of the diffusion valve calculated by the steam pressure controller, and a calculation by the steam temperature controller The maximum value selector which selects the largest thing among the opening degree instructions of the said diffusion valve, and outputs it to the said diffusion valve is provided.
請求項4の発明に係わる放散弁制御装置は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記温度制御部は、前記蒸気配管内の蒸気圧力を検出する蒸気圧力検出器で検出された前記蒸気圧力を入力し前記蒸気圧力を前記蒸気配管内の蒸気の飽和蒸気温度に変換して出力する飽和蒸気温度演算部と、前記飽和蒸気温度演算部で求められた前記飽和蒸気温度に予め定めた余裕値を加算して蒸気管理温度を演算する蒸気管理温度演算部と、前記蒸気管理温度演算部で求められた前記蒸気管理温度と前記蒸気配管内の蒸気温度を検出する蒸気温度検出器で検出された前記蒸気配管内の蒸気温度との蒸気温度偏差を求める蒸気温度偏差演算部と、前記蒸気温度偏差演算部で求められた蒸気温度偏差に基づいて前記蒸気配管内の蒸気温度が前記飽和蒸気温度以上になるように前記放散弁の開度指令を演算し前記放散弁に出力する蒸気温度調節器とを備えたことを特徴とする。 A diffusion valve control device according to a fourth aspect of the present invention is the diffusion valve control device according to any one of the first to third aspects, wherein the temperature control unit detects the vapor pressure detected by a vapor pressure detector that detects a vapor pressure in the vapor pipe. A saturated steam temperature calculation unit that converts the steam pressure into a saturated steam temperature of the steam in the steam pipe and outputs the saturated steam temperature, and a predetermined margin value for the saturated steam temperature obtained by the saturated steam temperature calculation unit And a steam management temperature calculation unit that calculates a steam management temperature, and a steam temperature detector that detects the steam management temperature obtained by the steam management temperature calculation unit and the steam temperature in the steam pipe. A steam temperature deviation calculating unit for obtaining a steam temperature deviation with respect to the steam temperature in the steam pipe, and the steam temperature in the steam pipe is equal to or higher than the saturated steam temperature based on the steam temperature deviation obtained by the steam temperature deviation calculating unit. Characterized in that a steam temperature controller the calculated opening command dissipation valve such that output to the dissipation valve.
請求項5の発明に係わる放散弁制御装置は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記過大圧力防止部は、前記蒸気配管内の蒸気圧力の許容圧力と前記蒸気配管内の蒸気圧力を検出する蒸気圧力検出器で検出された前記蒸気圧力との蒸気圧力偏差を求める蒸気圧力偏差演算部と、前記蒸気圧力偏差演算部で求めた蒸気圧力偏差に基づいて前記蒸気配管内の蒸気圧力が前記許容圧力以下になるように前記放散弁の開度指令を演算する蒸気圧力調節器とを備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の放散弁制御装置。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the diffusion valve control device according to any one of the first to third aspects, wherein the excessive pressure prevention unit detects an allowable pressure of the steam pressure in the steam pipe and a steam pressure in the steam pipe. A steam pressure deviation computing unit for obtaining a steam pressure deviation with respect to the steam pressure detected by the steam pressure detector, and the steam pressure in the steam pipe based on the steam pressure deviation obtained by the steam pressure deviation computing unit The diffusion valve control device according to any one of
請求項6の発明に係わる放散弁制御装置は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記ミニマム流量制御部は、前記蒸気配管内にドレンを発生させないための最低蒸気流量と前記使用先に供給する合計蒸気流量との蒸気流量偏差を求める蒸気流量偏差演算部と、前記蒸気流量偏差演算部で求めた蒸気流量偏差に基づいて前記蒸気配管内の蒸気流量が前記最低蒸気流量を維持するように前記放散弁の開度指令を演算する蒸気流量調節器と、前記蒸気流量調節器で演算した前記放散弁の開度指令と前記蒸気温度調節器で演算した前記放散弁の開度指令とのうち大きい方を選択して前記放散弁に出力する最高値選択器とを備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の放散弁制御装置。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the diffusion valve control device according to any one of the first to third aspects, wherein the minimum flow rate control unit supplies the minimum steam flow rate to prevent the drain from being generated in the steam pipe and the use destination. A steam flow deviation calculating unit for obtaining a steam flow deviation with respect to the total steam flow to be performed, and the steam flow in the steam pipe is maintained at the minimum steam flow based on the steam flow deviation obtained by the steam flow deviation calculating unit. A steam flow controller for calculating an opening command for the diffusion valve, an opening command for the diffusion valve calculated by the steam flow controller, and an opening command for the diffusion valve calculated by the steam temperature controller. The diffusion valve control device according to any one of
請求項7の発明に係わる放散弁制御装置は、請求項1乃至6のいずれかにおいて、前記最高値選択器に代えて、前記開度指令の和を前記放散弁に出力する加算器を設けたことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a diffusion valve control apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein an adder that outputs the sum of the opening degree commands to the diffusion valve is provided instead of the maximum value selector. It is characterized by that.
請求項8の発明に係わる蒸気制御システムは、請求項1乃至7のいずれか一の放散弁制御装置と、前記蒸気ボイラの蒸気出口の前記蒸気配管に設けられた蒸気供給弁の開度を制御する蒸気供給弁制御装置とからなり、前記蒸気供給弁制御装置は、前記蒸気供給弁の出口の蒸気供給圧力を検出する蒸気供給圧力検出器で検出された前記蒸気供給圧力と予め定めた蒸気供給圧力設定値との蒸気供給圧力偏差を求める蒸気供給圧力偏差演算部と、前記放散弁制御装置から出力される放散弁の開度指令を蒸気圧力変動量に変換する蒸気圧力変動量演算部と、前記蒸気供給圧力偏差演算部で求めた蒸気供給圧力偏差に前記蒸気圧力変動量演算部で求めた蒸気圧力変動量を加算する加算器と、前記加算器からの出力値に基づいて前記放散弁の開度変化による蒸気圧力変動量を加味した前記蒸気供給弁の開度指令を前記蒸気供給弁に出力する蒸気供給圧力調節器とを備えたことを特徴とする。
The steam control system according to the invention of
本発明の放散弁制御装置によれば、蒸気温度を考慮して蒸気配管内の蒸気温度が飽和蒸気温度以上になるように、また、蒸気配管内の蒸気圧力を許容圧力以下に制限するように放散弁を制御するので、安全性を高めつつ蒸気配管内のドレンの発生を確実に防止することができる。さらには、使用先の使用蒸気量が変動しても、蒸気配管内の蒸気流量をドレンを発生させない最低蒸気流量に維持するので、蒸気配管内にドレンが発生することを確実に防止できる。 According to the diffusion valve control device of the present invention, in consideration of the steam temperature, the steam temperature in the steam pipe is set to be equal to or higher than the saturated steam temperature, and the steam pressure in the steam pipe is limited to a permissible pressure or less. Since the diffusion valve is controlled, it is possible to reliably prevent the generation of drain in the steam pipe while improving safety. Furthermore, even if the amount of steam used at the use site fluctuates, the steam flow rate in the steam pipe is maintained at the minimum steam flow rate that does not generate drain, so that it is possible to reliably prevent the drain from being generated in the steam pipe.
また、本発明の蒸気制御システムによれば、放散弁の開度変化による蒸気圧力変動量を加味し蒸気供給弁を制御するので、放散弁を開いて蒸気を放散した場合でも、蒸気圧力が変動せずに安定して蒸気を供給することができる。 In addition, according to the steam control system of the present invention, the steam supply valve is controlled in consideration of the steam pressure fluctuation amount due to the change in the opening degree of the diffusion valve. Therefore, even when the diffusion valve is opened to dissipate the steam, the steam pressure fluctuates. Steam can be supplied stably.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施の形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the following embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified.
図1は、本発明の実施の形態に係わる放散弁制御装置及び蒸気制御システムが適用される蒸気供給系統の一例を示す蒸気供給系統図である。蒸気供給系統は、蒸気を生成する蒸気ボイラ1と、蒸気ボイラ1からの蒸気供給を制御する蒸気供給弁2と、蒸気を送る蒸気配管3と、送られた蒸気を使用する複数の使用先4a〜4nと、各使用先4a〜4nへの蒸気供給を制御する使用先制御弁5a〜5nと、蒸気を大気に放散するための放散弁6とから構成されている。この放散弁6から適宜蒸気を大気に放散することで、蒸気配管3内に一定の蒸気の流れが確保され、蒸気の滞留によるドレンの発生が防止される。
FIG. 1 is a steam supply system diagram showing an example of a steam supply system to which a diffusion valve control device and a steam control system according to an embodiment of the present invention are applied. The steam supply system includes a
そして、蒸気供給弁2は蒸気供給弁制御装置7で制御され、放散弁6は放散弁制御装置8で制御される。また、図1では放散弁6は蒸気配管3の終端部分に設けられた場合を示している。
The
蒸気配管3の終端に設けられた放散弁6の開度は、蒸気配管3内のドレンの発生を防止できるように放散弁制御装置8で制御され、蒸気ボイラ1と蒸気配管3との境界(蒸気ボイラ1の蒸気出口)に設けられた蒸気供給弁2の開度は、蒸気供給弁制御装置7で制御される。この放散弁制御装置8と蒸気供給弁制御装置7とで蒸気制御システムを構成している。
The opening degree of the
このような蒸気供給系統での蒸気の流れは次の通りである。蒸気ボイラ1で生成された蒸気は、蒸気供給弁制御装置7により蒸気供給弁2で蒸気圧力と蒸気流量とが調整された上で蒸気配管3に送られる。蒸気配管3から使用先制御弁5a〜5nを介して使用先4a〜4nでの使用量に応じた蒸気が送られる。また、蒸気配管3内での蒸気の滞留を防ぐため、放散弁6から適宜蒸気が大気に放散され、蒸気の一定の流れが確保される。
The flow of steam in such a steam supply system is as follows. The steam generated in the
蒸気ボイラ1には、十分な量の蒸気が生成可能であれば、蒸気ボイラの型式は問わない。例えば、燃料を燃焼させて蒸気を発生させる石炭蒸気ボイラ、重油蒸気ボイラ等だけでなく、ガスタービンからの排ガスを導入してその排熱で蒸気を発生させる排熱回収蒸気ボイラ等も用いられる。
The
使用先4a〜4nには、工場、ビルなど蒸気を熱源等に利用できる設備・施設が広く含まれる。蒸気配管3で蒸気が供給できる範囲であれば蒸気ボイラ1と使用先4a〜4nとの離隔は問わないが、後述するように本発明の実施の形態に係わる放散弁制御装置は、特に使用先4a〜4nが広範囲に分散している蒸気供給系統に好適に用いられる。
The usage destinations 4a to 4n widely include facilities and facilities that can use steam as a heat source such as factories and buildings. As long as the steam can be supplied by the
図2は、本発明の実施の形態に係わる放散弁制御装置の実施例1のブロック構成図である。放散弁制御装置8は、温度制御部18と過大圧力防止部16と最高値選択器17とから構成される。温度制御部18は、蒸気配管3内の蒸気温度Tsが飽和蒸気温度Tso以上になるように放散弁6の開度指令s1を演算し最高値選択器17に出力するものである。過大圧力防止部19は、蒸気配管3内の蒸気圧力Psが予め設定した蒸気配管3内の蒸気圧力の許容圧力Pm以下になるように放散弁6の開度指令s2を演算し最高値選択器17に出力するものである。最高値選択器17は、温度制御部18で演算した放散弁6の開度指令s1と過大圧力防止部16で演算した放散弁6の開度指令s2とのうち大きい方を選択して放散弁6への開度指令sとして出力し、放散弁6を開閉制御する。
FIG. 2 is a block configuration diagram of Example 1 of the diffusion valve control device according to the embodiment of the present invention. The diffusion
温度制御部18は、蒸気圧力検出器9で検出される蒸気配管3内の蒸気圧力Psを入力するとともに、蒸気温度検出器10で検出される蒸気温度Tsを入力する。蒸気圧力検出器9で検出された蒸気圧力Psは、温度制御部18の飽和蒸気温度演算部11に入力され、飽和蒸気温度演算部11により飽和蒸気温度Tsoに変換される。図3は、飽和蒸気温度演算部11で蒸気圧力Psを飽和蒸気温度Tsoに変換する関数の一例の特性図である。図3に示すように、飽和蒸気温度Tsは蒸気圧力Psの関数で示され、蒸気圧力Psが大きくなれば飽和蒸気温度Tsも大きくなる特性を有する。飽和蒸気温度演算部11は、この図3に示す関数に基づいて蒸気圧力Psを飽和蒸気温度Tsoに変換する。
The
次に、飽和蒸気温度演算部11で求められた飽和蒸気温度Tsoは加算器12に入力され、余裕値設定器13に予め設定された余裕値αが加算され、管理温度Tsr(=Tso+α)が求められる。この管理温度Tsrは蒸気温度Tsの目標値となるので、蒸気配管3内でドレンが発生しないように、飽和蒸気温度Tsoに余裕値αを加算した値としている。加算器12で求められた管理温度Tsrは蒸気温度偏差演算部14に入力される。
Next, the saturated steam temperature Tso obtained by the saturated steam
蒸気温度偏差演算部14には、加算器12からの管理温度Tsrと蒸気温度検出器10で検出された蒸気温度Tsとが入力され、その蒸気温度偏差ΔTs(=Tsr−Ts)が求められる。蒸気温度偏差演算部14で求められた蒸気温度偏差ΔTsは蒸気温度調節器15に入力され、蒸気温度調節器15は、蒸気温度偏差ΔTsが零となるように放散弁6の開度指令s1を演算し放散弁6に出力する。これにより、蒸気配管3内の蒸気温度Tsが飽和蒸気温度Tso以上になるように制御される。
The steam temperature
ここで、ドレンは蒸気配管3内の蒸気温度Tsが飽和蒸気温度Tsoを下回ると発生するため、この実施例1の放散弁制御装置8は、この蒸気温度Tsが飽和蒸気温度Tso以上となるように放散弁6の開度を制御するようにしている。
Here, since the drain is generated when the steam temperature Ts in the
そこで、余裕値αは蒸気配管3内の蒸気温度Tsが飽和蒸気温度Tso以上になるようにするために決められるが、一般に、余裕値αは飽和蒸気温度Tsoの数%の範囲の値を設定するのが好ましい。この余裕値αがこの範囲より小さいと制御が甘くなりドレンが発生する可能性が高くなり、逆に大きいと制御が厳しくなりすぎて放散弁6から放散される蒸気が増えてロスが多くなる。
Therefore, the margin value α is determined so that the steam temperature Ts in the
蒸気配管3内の蒸気温度Tsが管理値Tsr(飽和蒸気温度Tso+α)以下となった場合には、放散弁6が開いて温度が低くなった蒸気を大気に放散し、より新鮮な蒸気を流入させることで、蒸気配管3内の蒸気温度Tsを飽和蒸気温度Tso以上に上昇させて、ドレンの発生を防止する。
When the steam temperature Ts in the
次に、過大圧力防止部16は、蒸気配管3内の蒸気圧力Psの許容圧力Pmが設定された許容圧力設定器19と、許容圧力設定器19に設定された許容圧力Pmと蒸気配管3内の蒸気圧力Psを検出する蒸気圧力検出器9で検出された蒸気圧力Psとの蒸気圧力偏差ΔPs(=Ps−Pm)を求める蒸気圧力偏差演算部20と、蒸気圧力偏差演算部20で求めた蒸気圧力偏差ΔPsに基づいて蒸気配管3内の蒸気圧力Psが許容圧力Pm以下になるように放散弁6の開度指令を演算する蒸気圧力調節器21とから構成される。
Next, the excessive
蒸気圧力検出器9で検出された蒸気圧力Psは、過大圧力防止部16の蒸気圧力偏差演算部20に入力され、許容圧力設定器19に設定された許容圧力Pmとの蒸気圧力偏差ΔPs(=Ps−Pm)が演算される。蒸気圧力偏差演算部20で得られた蒸気圧力偏差ΔPsは蒸気圧力調節器21に入力され、蒸気圧力調節器21は蒸気圧力偏差ΔPsが零になるように放散弁6の開度指令s2を演算する。すなわち、蒸気配管3内の蒸気流量が減少すると蒸気配管3内の蒸気圧力Psが上昇するので、蒸気圧力Psが許容圧力Pmを超えないような放散弁6の開度指令が演算される。
The steam pressure Ps detected by the
そして、蒸気圧力調節器21は最高値選択器17に出力される。最高値選択器17には温度制御部18の蒸気温度調節器15からの放散弁6の開度指令s1も入力されており、最高値選択器17は、温度制御部18の蒸気温度調節器15からの放散弁6の開度指令s1と、過大圧力防止部16の蒸気圧力調節器21からの放散弁6の開度指令s2とのうち、大きい方を選択して放散弁6に出力する。
Then, the
温度制御部18の蒸気温度調節器15からの放散弁6の開度指令s1で放散弁6の開度が制御されている状態で、過大圧力防止部16の蒸気圧力調節器21からの放散弁6の開度指令s2が大きくなった場合には、放散弁6の開度はより大きく開かれる方向となるので、放散弁6から温度が低くなった蒸気を大気に放散し新鮮な蒸気を流入させることになる。従って、蒸気配管3内にドレンが発生することはなく、蒸気圧力Psを許容圧力Pm以下に制限できる。
In the state where the opening degree of the
一方、過大圧力防止部16の蒸気圧力調節器21からの放散弁6の開度指令で放散弁6の開度が制御されている状態で、温度制御部18の蒸気温度調節器15からの放散弁6の開度指令s1が大きくなった場合にも、放散弁6の開度はより大きく開かれる方向となるので、蒸気圧力Psが許容圧力Pmより大きくなることはなく、蒸気配管3内にドレンも発生することはない。
On the other hand, in the state in which the opening degree of the
蒸気配管3内の蒸気圧力Psを検出する蒸気圧力検出器9には既存の各種の圧力計を用いることができ、同様に蒸気温度検出器10には既存の各種の温度計を用いることができる。
Various existing pressure gauges can be used for the
蒸気圧力検出器9および蒸気温度検出器10の設置位置は、蒸気配管3内であればどの位置でもよいが、放散弁6に近接した蒸気配管3の終端付近とするのが好ましい。これは、蒸気配管3の終端付近は蒸気配管3内でも最も蒸気温度Tsが低くなりドレンが発生しやすい領域であるため、この領域の蒸気温度Tsを基準に放散弁6の開度を制御すれば、ドレンの発生を効果的に防止できるためである。
The installation position of the
本発明の実施の形態における実施例1によれば、蒸気配管3内の蒸気温度Tsが飽和蒸気温度Tso以上になるように放散弁6の開度を制御するので、蒸気配管3内にドレンが発生することを確実に防止できる。また、蒸気配管3内の蒸気圧力Psを許容圧力Pm以下に制限できるので、より安全性を高めることができる。
According to Example 1 in the embodiment of the present invention, the opening degree of the
次に、本発明の実施の形態に係わる放散弁制御装置の実施例2について説明する。図4は本発明の実施の形態に係わる放散弁制御装置の実施例2のブロック構成図である。この実施例2は、図2に示した実施例1に対し、過大圧力防止部16に代えてミニマム流量制御部22を設けたものである。
Next, Example 2 of the diffusion valve control apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block configuration diagram of Example 2 of the diffusion valve control device according to the embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 2 in that a minimum flow
ミニマム流量制御部22は、使用先4a〜4nの使用蒸気量が変動しても蒸気配管3内の蒸気流量が蒸気配管3内にドレンを発生させない最低蒸気流量Qsを確保できるように放散弁6を制御するものである。図2と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
The minimum flow
ミニマム流量制御部22は、蒸気配管3内にドレンを発生させないための最低蒸気流量Qsが設定された最低蒸気流量設定器24と、最低蒸気流量設定器24に設定された最低蒸気流量Qsと蒸気ボイラ1から使用先4a〜4nに供給する合計蒸気流量Qtとの蒸気流量偏差ΔQs(=Qs−Qt)を求める蒸気流量偏差演算部25と、蒸気流量偏差演算部25で求めた蒸気流量偏差ΔQsに基づいて蒸気配管3内の蒸気流量が最低蒸気流量Qsを維持するように放散弁6の開度指令s3を演算する蒸気流量調節器26とから構成される。
The minimum flow
蒸気ボイラ1から使用先4a〜4nに供給する合計蒸気流量Qtが最低蒸気流量設定器24に設定された最低蒸気流量Qsより大きいときは、蒸気配管3内の蒸気流量を最低蒸気流量Qsに維持できる。このことから、蒸気流量偏差演算部25では、最低蒸気流量Qsと使用先4a〜4nに供給する合計蒸気流量Qtとの蒸気流量偏差ΔQs(=Qs−Qt)を求め、蒸気流量調節器26は、この蒸気流量偏差ΔQs(=Qs−Qt)に基づき放散弁6の開度指令s3を演算する。
When the total steam flow Qt supplied from the
すなわち、使用先4a〜4nに供給する合計蒸気流量Qtが最低蒸気流量Qsより大きいときは、蒸気流量偏差ΔQs(=Qs−Qt)は負値となるので、蒸気流量調節器26は放散弁6を閉じる方向の開度指令s3を演算することになる。一方、使用先4a〜4nに供給する合計蒸気流量Qtが最低蒸気流量Qsより小さいときは、蒸気流量偏差ΔQs(=Qs−Qt)は正値となるので、蒸気流量調節器26は放散弁6を開く方向の開度指令s3を演算することになる。 That is, when the total steam flow Qt supplied to the users 4a to 4n is larger than the minimum steam flow Qs, the steam flow deviation ΔQs (= Qs−Qt) becomes a negative value. Is calculated as the opening degree command s3 in the direction of closing. On the other hand, when the total steam flow Qt supplied to the users 4a to 4n is smaller than the minimum steam flow Qs, the steam flow deviation ΔQs (= Qs−Qt) becomes a positive value. Is calculated as an opening degree command s3 in the direction of opening the.
最高値選択器17は、ミニマム流量制御部22の蒸気流量調節器26で演算した放散弁6の開度指令s3、温度制御部18の蒸気温度調節器15で演算した放散弁6の開度指令s1のうちから大きいものを選択して、放散弁6への開度指令sとして出力する。これにより、使用先4a〜4nの使用蒸気量が変動しても蒸気配管3内の蒸気流量が蒸気配管3内にドレンを発生させない最低蒸気流量Qsを確保できる。
The
本発明の実施の形態における実施例2によれば、ミニマム流量制御部22により、使用先4a〜4nの使用蒸気量が変動しても、蒸気配管3内の蒸気流量をドレンを発生させない最低蒸気流量Qsに維持するので、蒸気配管3内にドレンが発生することを確実に防止できる。
According to Example 2 in the embodiment of the present invention, the minimum steam that does not generate drainage in the steam flow rate in the
次に、本発明の実施の形態に係わる放散弁制御装置の実施例3について説明する。図5は本発明の実施の形態に係わる放散弁制御装置の実施例3のブロック構成図である。この実施例3は、図2に示した実施例1に対し、図4に示した実施例2に示したミニマム流量制御部22を追加して設けたものである。
Next, Example 3 of the diffusion valve control apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block configuration diagram of Example 3 of the diffusion valve control apparatus according to the embodiment of the present invention. In the third embodiment, the minimum flow
この実施例3では、最高値選択器17は、ミニマム流量制御部22の蒸気流量調節器26で演算した放散弁6の開度指令s3、過大圧力防止部16の蒸気圧力調節器21で演算した放散弁6の開度指令s2、温度制御部18の蒸気温度調節器15で演算した放散弁6の開度指令s1のうちから最も大きいものを選択して、放散弁6への開度指令sとして出力する。
In the third embodiment, the
これにより、実施例1の効果に加え、使用先4a〜4nの使用蒸気量が変動しても蒸気配管3内の蒸気流量が蒸気配管3内にドレンを発生させない最低蒸気流量Qsを確保できる。
Thereby, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to secure the minimum steam flow rate Qs at which the steam flow rate in the
以上の説明では、最高値選択器17を設けた場合について説明したが、最高値選択器17に代えて、加算器を設けてもよい。実施例1の場合には、過大圧力防止部16の蒸気圧力調節器21で演算した放散弁6の開度指令s2と温度制御部18の蒸気温度調節器15で演算した放散弁6の開度指令s1との和を加算器で求め、その和を放散弁6への開度指令sとして出力する。同じく実施例2の場合には、ミニマム流量制御部22の蒸気流量調節器26で演算した放散弁6の開度指令s3と温度制御部18の蒸気温度調節器15で演算した放散弁6の開度指令s1との和を加算器で求め、その和を放散弁6への開度指令sとして出力する。
In the above description, the case where the
さらに、実施例3の場合には、ミニマム流量制御部22の蒸気流量調節器26で演算した放散弁6の開度指令s3と、過大圧力防止部16の蒸気圧力調節器21で演算した放散弁6の開度指令s2と、温度制御部18の蒸気温度調節器15で演算した放散弁6の開度指令s1との和を加算器で求め、その和を放散弁6への開度指令sとして出力する。それぞれの開度指令の和を求めることで、放散弁6の開度は大きくなるが、蒸気の流量、圧力、温度に関する多面的な制御の確実性をさらに高めることができる。
Furthermore, in the case of the third embodiment, the opening command s3 of the
次に、本発明の実施の形態に係わる蒸気制御システムについて説明する。図6は本発明の実施の形態に係わる蒸気制御システムのブロック構成図である。この実施の形態に係わる蒸気制御システムは、実施例1乃至実施例3の放散弁制御装置8と、放散弁6の開度に応じて蒸気供給弁2の開度を制御する蒸気供給弁制御装置7とから構成される。
Next, the steam control system according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram of a steam control system according to the embodiment of the present invention. The steam control system according to this embodiment includes a diffusion
蒸気供給弁制御装置7は、蒸気供給弁2の出口の蒸気供給圧力検出器27で検出された蒸気供給圧力Pksと放散弁6の開度とを入力し、放散弁6の開度変化による蒸気圧力変動量を加味して蒸気供給弁2を制御するものである。
The steam supply
蒸気供給弁制御装置7の蒸気供給圧力設定部28には予め定められた蒸気供給圧力設定値Pkoが設定されている。蒸気供給圧力偏差演算部29は、蒸気供給圧力検出器27で検出された蒸気供給圧力Pksと、予め定められた蒸気供給圧力設定値Pkoとの蒸気供給圧力偏差ΔPkを求め加算器30に出力する。
A predetermined steam supply pressure set value Pko is set in the steam supply
一方、蒸気供給弁制御装置7の蒸気圧力変動量演算部31には、放散弁制御装置8から出力される放散弁6の開度指令s(放散弁6の開度)が入力され、蒸気圧力変動量演算部31は、放散弁6の開度を蒸気圧力変動量ΔPに変換し加算器30に出力する。
On the other hand, the steam pressure
図7は蒸気圧力変動量演算部31で放散弁6の開度を蒸気圧力変動量ΔPに変換する関数の一例の特性図である。図7に示すように、蒸気圧力変動量ΔPは放散弁6の開度の関数で示され、放散弁6の開度が大きくなれば蒸気圧力変動量ΔPが大きくなる特性を有する。この関数は、蒸気供給弁2での蒸気圧力変動量ΔPと放散弁6の開度との関係を満たすように設定される。例えば、放散弁6の開度が小さい時には定常的な圧力変動の影響の方が大きいとして、蒸気供給弁2での蒸気圧力変動量ΔPを少なく設定し、放散弁6の開度が増加すると放散弁6の開度が大きく影響するとして指数関数的に蒸気圧力変動量ΔPが増加するように設定する。
FIG. 7 is a characteristic diagram of an example of a function for converting the opening degree of the
また、放散弁6と蒸気供給弁2との離隔を考慮して蒸気圧力変動量ΔPを出力するのが好ましいので、例えば、離隔を考慮して蒸気圧力変動の遅れ時間を求めて、蒸気供給弁2の開度の制御に反映する。
Further, since it is preferable to output the steam pressure fluctuation amount ΔP in consideration of the separation between the
次に、加算器30は、蒸気供給圧力偏差演算部29で求めた蒸気供給圧力偏差ΔPkに蒸気圧力変動量演算部31で求めた蒸気圧力変動量ΔPを加算して、蒸気供給圧力調節器32に出力する。蒸気供給圧力調節器32は、加算器30からの出力値(ΔPk+ΔP)に基づいて、蒸気供給弁2の開度指令を蒸気供給弁2に出力する。これにより、蒸気供給弁2の開度指令に放散弁6の開度変化による蒸気圧力変動量ΔPが含まれるので、放散弁6の開度変化による蒸気圧力変動量ΔPを加味して蒸気供給弁2を制御することができる。
Next, the adder 30 adds the steam pressure fluctuation amount ΔP obtained by the steam pressure fluctuation
本発明の実施の形態に係わる蒸気供給システムによれば、放散弁6を開いて蒸気を放散した場合でも、蒸気供給圧力Pksが変動せずに、安定して蒸気を供給することができる。
According to the steam supply system according to the embodiment of the present invention, even when the
1…蒸気ボイラ、2…蒸気供給弁、3…蒸気配管、4…使用先、5…使用先制御弁、6…放散弁、7…蒸気供給弁制御装置、8…放散弁制御装置、9…蒸気圧力検出器、10…蒸気温度検出器、11…飽和蒸気温度演算部、12…加算器、13…余裕値設定器、14…蒸気温度偏差演算部、15…蒸気温度調節器、16…過大圧力防止部、17…最高値選択器、18…温度制御部、19…許容圧力設定器、20…蒸気圧力偏差演算部、21…蒸気圧力調節器、22…ミニマム流量制御部、24…最低蒸気流量設定器、25…蒸気流量偏差演算部、26…蒸気流量調節器、27…蒸気供給圧力検出器、28…蒸気供給圧力設定部、29…蒸気供給圧力偏差演算部、30…加算器、31…蒸気圧力変動量演算部、32…蒸気供給圧力調節器
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