JP2013155898A - Steam pressure control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備の蒸気圧力制御方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steam pressure control method for a boiler, a turbine, and a generator facility that generates heat by supplying steam generated by supplying fuel to a boiler and absorbing the heat generated by a heat exchanger to a turbine. .
発電において用いるボイラ設備は、高温高圧の蒸気を使用する設備であり、ボイラ設備を用いた発電では、ボイラに燃料を供給して燃焼させ、その熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給し、発電機から出力するボイラ・タービン・発電機設備(以下、「BTG設備」という。)を用いている。 The boiler equipment used in power generation is equipment that uses high-temperature and high-pressure steam. In power generation using the boiler equipment, fuel is supplied to the boiler for combustion, and the heat generated by absorbing the heat with a heat exchanger. Is used for the boiler, turbine, and generator equipment (hereinafter referred to as “BTG equipment”).
BTG設備では、ボイラチューブの保護、タービン翼の保護、発電機が発電出力上限値を超過しないようにボイラ蒸気系統の制御性を高める必要がある。 In the BTG facility, it is necessary to improve the controllability of the boiler steam system so that the boiler tube protection, the turbine blade protection, and the generator do not exceed the power generation output upper limit.
図8はボイラ蒸気系統とその制御の概要を表した図である。ボイラ蒸気系統の制御機構は、BTG設備1、発電量指令10と蒸気圧力制御部18からの燃料量補正量22に応じてボイラ2に供給する燃料量を制御する燃料量制御部12と、発電量指令10に応じてガバナ弁3に流入させる蒸気流入量を制御するガバナ制御部14と、ボイラ2の蒸気圧力の設定値と実測値との偏差に基づき燃料量をフィードバックにより補正するボイラ蒸気圧力制御部18とから構成される。
FIG. 8 is a diagram showing an outline of the boiler steam system and its control. The boiler steam system control mechanism includes a
ボイラ蒸気系統では、発電量指令10の変化に応じてガバナ弁を動作させて、蒸気圧力や流量変化を検出し、燃料量や給水量等を制御する方式のボイラ追従制御や、発電量指令10をボイラ及びタービンに並列に入力し、ガバナ弁の開度、燃料量、給水量等を制御する方式のボイラ・タービン協調制御が設置されている。
In a boiler steam system, a boiler follow-up control system that controls a fuel amount, a water supply amount, etc. by operating a governor valve in response to a change in the power
例えば、ボイラ2へ供給される燃料量が過剰であると、蒸気の発生量が増大しボイラの蒸気圧力が増加する。このときタービン供給圧力が増加すると発電出力が過剰となるので、ガバナ制御部14はガバナ弁3を閉じ、タービン4へ供給する蒸気量の増加を防止する。これにより、発電機5から出力される電力一定に保つことができる。また、ボイラ2へ供給される燃料量が不足していると、蒸気の発生量が減少しボイラの蒸気圧力が減少する。このときタービン供給圧力が減少すると発電出力が不足している状態となる。このとき、ガバナ制御部14はガバナ弁3を開き、タービン4へ供給する蒸気量の減少を防止する。これにより、発電機5から出力される電力を一定に保つことができる。
For example, if the amount of fuel supplied to the
さらに、ガバナ弁3の開閉によってボイラ2からタービン4へ供給される蒸気量が変化すると、ボイラ2内の蒸気圧力(ボイラ蒸気圧力)が変化する。すなわち、ボイラ2へ供給される燃料量が過剰であるときには、ボイラ2で発生した蒸気のうち一部のみがタービン4へ供給されるので、ボイラ蒸気圧力は上昇する。
Furthermore, when the amount of steam supplied from the
さて、一定量の発電を行う場合には発電量指令10は固定値であるが、次のような問題がある。
Now, when a certain amount of power is generated, the power
例えば、ボイラ2へ供給される燃料量が不足しているときには、ボイラ2で発生される以上の蒸気量をタービン4へ供給するため、ボイラ蒸気圧力は低下する。ボイラ蒸気圧力制御部18は、このように変化するボイラ蒸気圧力を所定の設定値となるように、例えば蒸気圧力実績値19の蒸気圧力設定値9に対する偏差である蒸気圧力偏差21(△P)に比例ゲインを乗じた値を用いて補正する比例制御、蒸気圧力偏差21(△P)を積分した値に積分ゲインを乗じた値を用いて燃料量を補正する積分制御、ないし、蒸気圧力偏差21(△P)を微分した値に微分ゲインを乗じた値を用いて燃料量を補正する微分制御が用いられている。このような制御方法については、特許文献1ないし2に開示されている。
For example, when the amount of fuel supplied to the
しかしながら、ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備の蒸気圧力制御系は、投入した燃料により水蒸気が発生するまでには数分程度の時間遅れがあり、燃料量が補正により変動すること自体が制御系の振動を誘発するという問題がある。 However, the steam pressure control system of boilers, turbines, and generator equipment that generates electricity by supplying steam generated by absorbing fuel generated by supplying fuel to the boiler with a heat exchanger is not Therefore, there is a time delay of several minutes until the water vapor is generated, and there is a problem that the fluctuation of the fuel amount by the correction itself induces the vibration of the control system.
そのため、積分制御を用いる場合にはいわゆる積分ゲインを大きくとると制御性能が向上するが、何らかの事情で蒸気圧力偏差(△P)が振動を開始すると、蒸気圧力偏差(△P)の積分は蒸気圧力偏差(△P)より90°位相が遅れて振動する。したがって、蒸気圧力偏差(△P)より90°位相が遅れた信号を用いて燃料量を補正すると、燃料量も蒸気圧力偏差(△P)より90°位相が遅れた信号となり、当該振動を防止するどころか、助長することとなる。 Therefore, when integral control is used, the control performance is improved by increasing the so-called integral gain. However, if the steam pressure deviation (ΔP) starts to oscillate for some reason, the integration of the steam pressure deviation (ΔP) It oscillates 90 ° behind the pressure deviation (ΔP). Therefore, if the fuel amount is corrected using a signal whose phase is 90 ° behind the steam pressure deviation (ΔP), the fuel amount also becomes a signal whose phase is 90 ° behind the steam pressure deviation (ΔP), thus preventing the vibration. Instead, it will help.
さらに、比例制御を用いる場合にはいわゆる比例ゲインを大きくとると制御性能が向上するが、何らかの事情で蒸気圧力偏差(△P)が振動を開始すると、蒸気圧力偏差(△P)信号を用いて燃料量を補正すると、燃料量も蒸気圧力偏差(△P)と同位相で振動することから、当該振動を防止するどころか、助長することとなる。 Further, when proportional control is used, the control performance improves if a so-called proportional gain is increased. However, if the steam pressure deviation (ΔP) starts to oscillate for some reason, the steam pressure deviation (ΔP) signal is used. When the fuel amount is corrected, the fuel amount also vibrates in the same phase as the vapor pressure deviation (ΔP), which promotes rather than preventing the vibration.
一方、制御に用いるゲインを小さくすると、制御の応答が遅くなって制御性が悪くなるという問題を有する。 On the other hand, when the gain used for the control is reduced, there is a problem that the control response is delayed and the controllability is deteriorated.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的とするところは、蒸気圧力の制御性を向上させ、かつ、大きなゲインを設定した場合において振動が発生してもその発生を抑制しうる蒸気圧力制御方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the controllability of the steam pressure and to generate vibration when a large gain is set. Another object of the present invention is to provide a steam pressure control method capable of suppressing the generation thereof.
発明者はボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備の蒸気圧力制御について鋭意研究開発を行い、蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合に、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻から第2回目に前記圧力範囲に突入するまでの時間(TP)が予め設定した時間(TV)以下である場合には蒸気圧偏差(△P)が振動を開始したと判断できることを見出すとともに、蒸気圧力偏差(△P)が振動を開始した場合には、蒸気圧力偏差(△P)の積分値に代わって蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均を使用することで振動の助長を抑制できることを見出した。 The inventor has earnestly researched and developed steam pressure control for boilers, turbines, and generator equipment that generates heat by supplying steam generated by supplying fuel to the boiler and absorbing the heat generated by the heat exchanger. When the steam pressure deviation (ΔP) deviates from the preset pressure range and the phenomenon of entering the pressure range occurs more than once, the steam pressure deviation (ΔP) is a preset pressure. When the time (T P ) from the time when the range departs from the first time to the time when the pressure enters the pressure range for the second time is equal to or less than the preset time (T V ), the vapor pressure deviation (ΔP) is When it can be determined that the vibration has started, and the steam pressure deviation (ΔP) starts to vibrate, the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) instead of the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP). Using the moving average of Found that can be suppressed.
さらに、蒸気圧力偏差(△P)をその大きさに応じて複数の区分を設けて、区分ごとに比例ゲインを異なる値に設定し、かつ、蒸気圧力偏差(△P)が零を含む区分では、比例ゲインを零とすることで振動を抑制できることを見出した。 Furthermore, the steam pressure deviation (ΔP) is provided with a plurality of sections according to the magnitude thereof, the proportional gain is set to a different value for each section, and the steam pressure deviation (ΔP) includes zero. It was found that vibration can be suppressed by setting the proportional gain to zero.
以上から、本発明の要旨は以下の通りである。
(1)ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備のボイラ蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正するにあたり、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)の積分値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法において、
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、前記蒸気圧偏差(△P)の積分値の移動平均値に積分ゲインKiを乗じた値用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。
(2)前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均とは、
前記積分制御開始時刻から前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値とは並行して計算された値であって、
現時刻から移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として現時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値(当該遡った時刻に値が無い場合は零として取り扱う)をさらに前記移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値であることを特徴とする(1)に記載の蒸気圧力制御方法。
(3)前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均とは、
切替時刻における前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値に、
切替時刻以降の各時刻において移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として当該各時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値(切替時刻において積分値はリセットするとともに切替時刻以前の値は零として取り扱う)をさらに前記移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値を加えたものであることを特徴とする(1)に記載の蒸気圧力制御方法。
(4)前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均とは、
前記第1回目の逸脱時刻以降であって切替時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値を記憶し、
切替時刻以降において前記疑似振動周期(TP)を前記移動平均時間(TM)として、
切替時刻以降の各時刻において移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として当該各時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値をさらに前記移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値であることを特徴とする(1)に記載の蒸気圧力制御方法。
(5)蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法を有する特徴とする(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の蒸気圧力制御方法。
(6)前記蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法においては、
蒸気圧力偏差(△P)の区分に応じて前記燃料量補正量を修正する第1修正ステップを有し、
前記第1修正ステップにおいては、前期蒸気圧力偏差(△P)が零となる値を含む区分においては、前記燃料量補正量を零とすることを特徴とする(5)に記載の蒸気圧力制御方法。
From the above, the gist of the present invention is as follows.
(1) The actual value of boiler steam pressure in boilers, turbines, and generator equipment that generates electricity by supplying steam generated by absorbing fuel generated by supplying fuel to the boiler with a heat exchanger. In order to correct the amount of fuel supplied to the boiler to be controlled, the fuel amount correction amount is calculated using the integral value of the steam pressure deviation (ΔP), which is the deviation of the actual steam pressure value from the steam pressure setting value. In the correction method,
When the fuel amount correction amount is calculated and corrected (hereinafter referred to as “integral control”) using a value obtained by multiplying an integral value of the steam pressure deviation (ΔP) by an integral gain Ki,
The steam pressure deviation (ΔP) deviates from a preset pressure range and the phenomenon of entering the pressure range has occurred twice or more, and the steam pressure deviation (ΔP) is preset. The time of entering the pressure range for the second time from the time when the pressure range deviated for the first time (hereinafter referred to as “first time of departure”) (hereinafter referred to as the “second time of entry”). The second entry time (hereinafter referred to as “switching time”) when the time until (hereinafter referred to as “pseudo-vibration period”) ( TP ) is equal to or less than the preset time (T V ). In addition,
From the method of calculating the fuel amount correction amount using a value obtained by multiplying the integral value of the vapor pressure deviation (ΔP) by an integral gain Ki, the integral gain is added to the moving average value of the integral value of the vapor pressure deviation (ΔP). A steam pressure control method comprising a step of changing to a method of calculating a fuel amount correction amount using a value multiplied by Ki.
(2) The moving average of the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) is
The integral value of the steam pressure deviation (ΔP) from the integral control start time is a value calculated in parallel,
The integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) up to the current time starting from the time that is the moving average time (T M ) retroactive from the current time is further treated as zero if the retroactive time has no value. steam pressure control method according to (1) the average is a value obtained by dividing the time (T M) by integrating the values the moving average time (T M).
(3) What is the moving average of the integral value of the steam pressure deviation (ΔP)?
In the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) at the switching time,
The integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) up to each time starting from the time after the moving average time ( TM ) at each time after the switching time (the integrated value is reset at the switching time and before the switching time) the value may be equal to plus the value obtained by dividing the handle) further the moving average time zero (T M) by integrating the values the moving average time (T M) according to (1) Steam pressure control method.
(4) The moving average of the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) is
Storing the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) after the first departure time and until the switching time;
After the switching time, the pseudo vibration period (T P ) is the moving average time (T M ),
A value obtained by further integrating the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) up to each time starting from the time that has moved back to the moving average time (T M ) at each time after the switching time by the moving average time (T M ). The steam pressure control method according to (1), which is a value obtained by dividing the value by the moving average time (T M ).
(5) (1) to (4) having a method of calculating and correcting the fuel amount correction amount by using a steam pressure deviation (ΔP) which is a deviation from the steam pressure setting value of the actual steam pressure value. ) The steam pressure control method according to any one of the above.
(6) In the method of calculating and correcting the fuel amount correction amount using a steam pressure deviation (ΔP) that is a deviation from the steam pressure setting value of the actual steam pressure value,
A first correction step of correcting the fuel amount correction amount according to a steam pressure deviation (ΔP) classification;
The steam pressure control according to (5), wherein, in the first correction step, the fuel amount correction amount is set to zero in a section including a value where the steam pressure deviation (ΔP) is zero. Method.
本発明の装置並びに方法によれば、蒸気圧力の制御性を向上させ、大きなゲイン設定においても発生した振動を抑制することができるという顕著な効果を奏する。 According to the apparatus and method of the present invention, it is possible to improve the controllability of the steam pressure, and to exert a remarkable effect that vibration generated even at a large gain setting can be suppressed.
[第1の実施形態]
図8に示すようなボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備において、ボイラの蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正する方法である。
[First Embodiment]
In a boiler / turbine / generator facility in which steam generated by supplying fuel to a boiler as shown in FIG. 8 is absorbed by a heat exchanger and generated by supplying heat to the turbine, the steam pressure of the boiler This is a method of correcting the amount of fuel supplied to the boiler in order to control the actual value to a constant value.
具体的には、蒸気圧力実績値19の蒸気圧力設定値5との偏差である蒸気圧力偏差21(△P)の積分値を用いて前記燃料量を算出して補正する方法において、蒸気圧力偏差(△P)が振動を開始した場合には、前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、前記蒸気圧偏差(△P)の積分値の移動平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法である。
Specifically, in the method of calculating and correcting the fuel amount using the integral value of the steam pressure deviation 21 (ΔP) that is a deviation of the actual
蒸気圧力偏差(△P)が振動を開始したことは、図5(a)に示すように、前記蒸気圧力偏差21(△P)が予め設定した圧力範囲37を逸脱し(1回目の逸脱)、その後圧力範囲37に突入し(1回目の突入)、また圧力範囲37を逸脱し(2回目の逸脱)、さらに圧力範囲37に突入(2回目の突入)した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻31から第2回目に前記圧力範囲37に突入する時刻34までの時間(TP)が予め設定した時間(TV)以下である場合に認定する。
As shown in FIG. 5A, the steam pressure deviation (ΔP) has started to oscillate as the steam pressure deviation 21 (ΔP) deviates from the preset pressure range 37 (first deviation). Thereafter, the
(制御系の構成)
図1には、本発明の制御系の基本的構成が示されている。
(Control system configuration)
FIG. 1 shows the basic configuration of the control system of the present invention.
ボイラ2により生成される蒸気の蒸気圧力実測値(P)19が引出点28から引き出され、加算点29において蒸気圧力設定値(PN)9から減算することにより蒸気圧力偏差(△P)が算出されている。
すなわち、△P=PN−Pである。
蒸気圧力制御部18では、蒸気圧力偏差(△P)21を入力として燃料量補正量22(△F)が算出される。燃料量制御部12では、燃料量補正量22(△F)を入力として燃料量(F)23が算出される。ボイラ2には算出された燃料量23が与えられ、これに応じて新たな蒸気が発生し、さらに、当該蒸気は温度制御部16で温度制御がなされる。温度制御がなされた蒸気はタービン4に与えられて回転エネルギーとなり、発電機5で回転エネルギーを電気エネルギーに変換して発電が実行される。
The steam pressure actual measurement value (P) 19 of the steam generated by the
That is, ΔP = P N −P.
The steam
(蒸気圧力制御部)
図2には蒸気圧力制御の構成が記載されている。蒸気圧力制御部は、振動開始判断部80、積分制御部50並びに比例制御部60から構成されている。振動開始判断部80は、蒸気圧力偏差(△P)が振動しているか否かを常時監視して、振動を開始したと判断したときは、積分制御部50、比例制御部60にその旨の通知をおこなう。積分制御部50は、蒸気圧力偏差(△P)を引出点28から引き出して入力として、積分制御補正量58を算出している。比例制御分60は、蒸気圧力偏差(△P)を引出点28から引き出して入力として、比例制御補正量68を算出している。積分制御補正量58と比例制御補正量68は加算点29で加えられて燃料量補正量22となる。
(Steam pressure control unit)
FIG. 2 shows the configuration of the steam pressure control. The steam pressure control unit includes a vibration
(振動開始判断部)
図5(a)は蒸気圧力偏差(△P)が振動を開始した旨の判断の概要について記載されている。
(Vibration start determination unit)
FIG. 5A describes the outline of the determination that the steam pressure deviation (ΔP) has started to oscillate.
図5(a)において、縦軸は蒸気圧力偏差(△P)であり、横軸は時刻(t)であり、35は蒸気圧力偏差(△P)上限値を示す線であり、36は蒸気圧力偏差(△P)の下限値を示す線であり、37は蒸気圧力偏差(△P)の予め設定した圧力範囲である。 In FIG. 5A, the vertical axis represents the steam pressure deviation (ΔP), the horizontal axis represents the time (t), 35 is a line indicating the upper limit value of the steam pressure deviation (ΔP), and 36 is the steam. A line indicating a lower limit value of the pressure deviation (ΔP), and 37 is a preset pressure range of the steam pressure deviation (ΔP).
30は蒸気圧力偏差(△P)の時々刻々の挙動を表わすグラフであり、蒸気圧力偏差(△P)上限値を表わす線35とは31、32において交差しており、蒸気圧力偏差(△P)下限値を表わす線36とは33、34において交差している。
30 is a graph representing the behavior of the steam pressure deviation (ΔP) from time to time, and intersects with the
図5(a)において、31に対応する時刻は蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲37を第1回目に逸脱した時刻であり、32に対応する時刻は蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲37に第1回目に突入した時刻であり、33に対応する時刻は蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲37を第2回目に逸脱した時刻であり、34に対応する時刻は蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲37に第2回目に突入した時刻である。
In FIG. 5A, the time corresponding to 31 is the time when the steam pressure deviation (ΔP) deviates from the
したがって、31に対応する時刻から34に対応する時刻までの時間は、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻から第2回目に前記圧力範囲に突入するまでの時間(TP)である。 Therefore, the time from the time corresponding to 31 to the time corresponding to 34 enters the pressure range from the time when the steam pressure deviation (ΔP) deviates from the preset pressure range for the first time to the second time. This is the time (T P ) until
発明者らは鋭意研究開発の結果、第1回目に逸脱した時刻から第2回目に前記圧力範囲に突入するまでの時間(TP)が予め設定した時間(TV)以下である場合には、蒸気圧力偏差(△P)が振動を開始したと判断し、当該判断を下した時刻である34に対応する時刻(切替時刻)であり、当該切替時刻以降直ちに振動抑制のための手段を講じることで、当該振動を有効に抑制できることを見出した。 As a result of diligent research and development, the inventors have found that when the time (T P ) from the time of departure from the first time to the time of entering the pressure range at the second time is less than or equal to the preset time (T V ) It is determined that the steam pressure deviation (ΔP) has started to vibrate, and is a time (switching time) corresponding to 34, which is the time when the judgment is made, and measures for vibration suppression are taken immediately after the switching time. It was found that the vibration can be effectively suppressed.
予め設定した時間(TV)とは、通常発生する振動周期であり、10〜20分程度の時間である。 The preset time (T V ) is a vibration cycle that normally occurs, and is a time of about 10 to 20 minutes.
(積分制御部)
発明者らは鋭意研究開発の結果、切替時刻以降に振動抑制のための手段として、使用していた蒸気圧力偏差(△P)の積分値に代えて当該積分値の移動平均を使用することとすることで、当該振動を有効に抑制できることを見出した。
(Integration control unit)
As a result of earnest research and development, the inventors use a moving average of the integral value instead of the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) used as a means for suppressing vibration after the switching time. By doing so, it was found that the vibration can be effectively suppressed.
積分動作をホールドすることによっても振動の助長を抑制できるが、それだけでは蒸気圧力偏差(△P)のいわゆるオフセット分を制御しきれない。それに対し、本発明では積分値の移動平均を用いることにより、振動の助長を抑制し、かつ、オフセット分の除去を行えるからである。 By holding the integration operation, vibration promotion can be suppressed, but it is not possible to control the so-called offset of the steam pressure deviation (ΔP) alone. On the other hand, in the present invention, by using a moving average of integral values, vibration promotion is suppressed and an offset portion can be removed.
(積分値の移動平均)
図5(b)は、蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均の算出について記載されている。図5(b)おいて、縦軸は蒸気圧力偏差(△P)の積分値であり、横軸は時刻(t)であり、41は現在時刻であり、42は移動平均時間(TM)である。現在時刻41における蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均とは、現在時刻から移動平均時間(TM)まで遡った蒸気圧力偏差(△P)の積分値を更に積分した値を移動平均時間(TM)で除した値である。蒸気圧力偏差の積分値が連続的ではなく離散的に、例えばΔTピッチで得られている場合には、積分値をさらに積分した値は、対象範囲に存する積分値の和にΔTをかけた値として求めることができる。
(Moving average of integral values)
FIG. 5B describes calculation of the moving average of the integral value of the steam pressure deviation (ΔP). In FIG. 5B, the vertical axis represents the integral value of the steam pressure deviation (ΔP), the horizontal axis represents time (t), 41 represents the current time, and 42 represents the moving average time (T M ). It is. The moving average of the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) at the
ここで、移動平均時間(TM)42は、蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻から第2回目に前記圧力範囲に突入するまでの時間(TP)、振動開始の判断のために予め設定した時間(TV)、あるいはこれら以外に予め設定した時間のいずれかとすることができる。 Here, the moving average time (T M ) 42 is a time (T M ) from the time when the steam pressure deviation (ΔP) deviates from the preset pressure range to the second time from the time when it deviates from the preset pressure range. P ), a preset time (T V ) for determining the start of vibration, or a preset time other than these.
ここで、振動開始判断部からの通知を受理した時刻から積分器51は積分動作を再開する場合に振動開始判断部からの通知を受理した時刻以前の積分値は0と見なして積分値の移動平均を取る。 Here, when the integrator 51 restarts the integration operation from the time when the notification from the vibration start determination unit is received, the integral value before the time when the notification from the vibration start determination unit is received is regarded as 0 and the integration value is moved. Take the average.
第1の実施形態は、積分値の移動平均の取り方により移動平均A、移動平均B、移動平均Cのそれぞれを用いる3種類の形態に分類される。 The first embodiment is classified into three types using a moving average A, a moving average B, and a moving average C depending on how to take a moving average of integral values.
<移動平均Aを用いる形態>
移動平均Aを用いる形態は、第1の実施形態において、前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均とは、前記積分制御開始時刻から前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値とは並行して計算された値であって、現時刻から移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として現時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値(当該遡った時刻に値が無い場合は零として取り扱う)の和を前記移動平均時間(TM)で除した値(以下、「積分値の移動平均A」という。)を用いる蒸気圧力制御方法である。
<Form using moving average A>
In the form using the moving average A in the first embodiment, the moving average of the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) is the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) from the integration control start time. Is a value calculated in parallel, and the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) up to the current time starting from the time that is the moving average time ( TM ) earlier than the current time This is a steam pressure control method using a value (hereinafter referred to as “integrated moving average A”) obtained by dividing the sum of the values as zero when there is no value divided by the moving average time (T M ).
(積分制御切替)
図3(a)には本実施形態に用いる積分制御部ブロック図が記載されている。積分制御部は主に、積分器用リセット52のついた積分器51、切替器56、移動平均算出器55、積分ゲイン57から構成される。
(Integration control switching)
FIG. 3A shows a block diagram of the integral control unit used in this embodiment. The integration control unit mainly includes an integrator 51 with an integrator reset 52, a
制御開始時において、積分器51は積分器用リセット52によりリセットされて初期値としては0が入力される。また、切替器56はAに接続されている。
At the start of control, the integrator 51 is reset by the integrator reset 52 and 0 is input as an initial value. The
蒸気圧力偏差(△P)21が振動していないときは、蒸気圧力偏差(△P)21は積分器51に入力されて積分され、積分ゲインKiが乗じられて積分制御補正量58が算出される。
When the steam pressure deviation (ΔP) 21 is not oscillating, the steam pressure deviation (ΔP) 21 is input to the integrator 51 and integrated, and the integral gain Ki is multiplied to calculate the integral
これとは並行して、制御開始時刻から積分器51の出力は移動平均算出器55に送られて、現時刻から移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として現時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値を更に移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値を出力している。
In parallel with this, the output of the integrator 51 is sent to the moving
さて、蒸気圧力偏差(△P)21が振動を開始した旨が振動開始判断部から通知されると、通知を受理した時刻に切替器56はBに接続され、以降は、蒸気圧力偏差(△P)21を積分器51が積分した値について移動平均算出器55で移動平均をとった値に積分ゲインKiが乗じられた値が積分制御補正量58として出力される。
When the vibration start determination unit notifies that the steam pressure deviation (ΔP) 21 has started to vibrate, the
このような構成により、振動開始判断部からの通知を受理した時刻に蒸気圧力偏差(△P)21の積分値による燃料量補正量の算出から蒸気圧力偏差(△P)21の積分値の移動平均による燃料量補正量の算出に切換えられる。 With this configuration, the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) 21 is moved from the calculation of the fuel amount correction amount based on the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) 21 at the time when the notification from the vibration start determining unit is received. It is switched to the calculation of the fuel amount correction amount by the average.
(積分値の移動平均)
制御開始時刻から積分器51の出力は移動平均算出器55に送られて、現時刻から移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として現時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値を更に移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値を出力しているが、移動平均の算出にあたり当該遡った時刻に値が無い場合は零として取り扱う。
(Moving average of integral values)
The output of the integrator 51 is sent to the moving
<移動平均Bを用いる形態>
移動平均Bを用いる形態は、第1の実施形態において、前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均とは、切替時刻における前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値に、切替時刻以降の各時刻において移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として当該各時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値(切替時刻において積分値をリセットするとともに切替時刻以前の値は零として取り扱う)を更に移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値を、加えたもの(以下、「積分値の移動平均B」という。)である蒸気圧力制御方法である。
<Form using moving average B>
In the form using the moving average B, in the first embodiment, the moving average of the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) is the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) at the switching time. The integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) up to each time starting from the time that has moved back to the moving average time ( TM ) at each subsequent time (the integrated value is reset at the switching time and the value before the switching time is the value obtained by dividing the treated as zero) further moving average time (T M) by integrating the values the moving average time (T M), was added as a (hereinafter, referred to as "moving average B integral value".) in It is a certain steam pressure control method.
(積分制御切替)
図3(b)には本実施形態に用いる積分制御部ブロック図が記載されている。積分制御部は主に、積分器用リセット52のついた積分器51、切替器56、ホールダ用リセット54のついたホールダ53、移動平均算出器55、積分ゲイン57から構成される。
(Integration control switching)
FIG. 3B shows a block diagram of the integral control unit used in this embodiment. The integration control unit mainly includes an integrator 51 with an integrator reset 52, a
制御開始時において、積分器51は積分器用リセット52により、ホールダ53はホールダ用リセット54によりリセットされて初期値としては0が入力される。また、切替器56はAに接続されている。
At the start of control, the integrator 51 is reset by the integrator reset 52 and the
蒸気圧力偏差(△P)21が振動していないときは、蒸気圧力偏差(△P)21は積分器51に入力されて積分され、積分ゲインKiが乗じられて積分制御補正量58が算出される。このとき、ホールダ53はいつでも積分器51からの出力を記憶することができる状態にある。
When the steam pressure deviation (ΔP) 21 is not oscillating, the steam pressure deviation (ΔP) 21 is input to the integrator 51 and integrated, and the integral gain Ki is multiplied to calculate the integral
さて、蒸気圧力偏差(△P)21が振動を開始した旨が振動開始判断部から通知されると、通知を受理した時刻に、積分器の値はホールダ53に記憶され、積分器51はリセットされ、かつ、切替器56はBに接続され、以降は、蒸気圧力偏差(△P)21を積分器51が積分した値について移動平均算出器55で移動平均をとった値がホールダに記憶された値に加算点29において加算された値に積分ゲインKiが乗じられた値が積分制御補正量58出力される。なお、移動平均算出器55には切替時刻以前の積分値が入力されていないので、切替時刻以前の蒸気圧力偏差の積分値は零として取り扱うこととなる。
When the vibration start determination unit notifies that the steam pressure deviation (ΔP) 21 has started to vibrate, the value of the integrator is stored in the
このような構成により、振動開始判断部からの通知を受理した時刻に蒸気圧力偏差(△P)21の積分値による燃料量補正量の算出から蒸気圧力偏差(△P)21の積分値の移動平均による燃料量補正量の算出に不連続な点を生じることなく切り替えることができる。 With this configuration, the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) 21 is moved from the calculation of the fuel amount correction amount based on the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) 21 at the time when the notification from the vibration start determining unit is received. The calculation of the fuel amount correction amount by the average can be switched without causing a discontinuous point.
<移動平均Cを用いる形態>
移動平均Cを用いる形態は、第1の実施形態において、前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均とは、前記第1回目の逸脱時刻以降であって切替時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値を記憶し、切替時刻以降において前記疑似振動周期(TP)を前記移動平均時間(TM)として、切替時刻以降の各時刻において移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として当該各時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値の和を前記移動平均時間(TM)で除した値である(以下、「積分値の移動平均C」という。)蒸気圧力制御方法である。
<Form using moving average C>
In the form using the moving average C, in the first embodiment, the moving average of the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) is the steam pressure after the first departure time and until the switching time. The integrated value of the deviation (ΔP) is stored, and the pseudo vibration period (T P ) is set as the moving average time (T M ) after the switching time, and the moving average time (T M ) goes back at each time after the switching time. The sum of integral values of the steam pressure deviations (ΔP) up to the respective times starting from the starting time is divided by the moving average time (T M ) (hereinafter referred to as “integrated moving average C”). .) Steam pressure control method.
(積分制御切替)
図3(c)には本実施形態に用いる積分制御部ブロック図が記載されている。積分制御部は主に、積分器用リセット52のついた積分器51、切替器56、記憶装置59、移動平均算出器55、積分ゲイン57から構成される。
(Integration control switching)
FIG. 3C shows a block diagram of the integral control unit used in this embodiment. The integration control unit mainly includes an integrator 51 with an integrator reset 52, a
制御開始時において、積分器51は積分器用リセット52によりリセットされて初期値としては0が入力される。また、切替器56はAに接続されている。
At the start of control, the integrator 51 is reset by the integrator reset 52 and 0 is input as an initial value. The
蒸気圧力偏差(△P)21が振動していないときは、蒸気圧力偏差(△P)21は積分器51に入力されて積分され、積分ゲインKiが乗じられて積分制御補正量58が算出される。
When the steam pressure deviation (ΔP) 21 is not oscillating, the steam pressure deviation (ΔP) 21 is input to the integrator 51 and integrated, and the integral gain Ki is multiplied to calculate the integral
さて、蒸気圧力偏差(△P)21についての第1回目の逸脱時刻以降、前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値を記憶装置59において記憶しておき、
切替時刻以降において移動平均算出器55においては、記憶装置59に記憶された値を用いて前記疑似振動周期(TP)を前記移動平均時間(TM)として、切替時刻以降の各時刻において移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として当該各時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値を更に移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値を蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均値として出力し、かつ、切替器56はBに接続され、蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均をとった値に積分ゲインKiが乗じられた値が積分制御補正量58出力される。
Now, after the first departure time for the steam pressure deviation (ΔP) 21, the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) is stored in the
In the moving
このような構成により、振動開始判断部からの通知を受理した時刻に蒸気圧力偏差(△P)21の積分値による燃料量補正量の算出から蒸気圧力偏差(△P)21の積分値の移動平均による燃料量補正量の算出に切換えられる。 With this configuration, the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) 21 is moved from the calculation of the fuel amount correction amount based on the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) 21 at the time when the notification from the vibration start determining unit is received. It is switched to the calculation of the fuel amount correction amount by the average.
(積分値の移動平均)
蒸気圧力偏差(△P)21についての第1回目の逸脱時刻以降の蒸気圧力偏差(△P)の積分値は記憶装置59に記憶され、切替時刻以降の各時刻において移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として当該各時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値の和を前記移動平均時間(TM)で除した値を蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均値として出力される。
(Moving average of integral values)
The integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) after the first departure time for the steam pressure deviation (ΔP) 21 is stored in the
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、第1の実施形態におけるΔpの積分値を用いた積分制御に加えて、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)を用いて前記燃料量を算出して補正する方法(比例制御)を含む制御方法である。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, in addition to the integral control using the integral value of Δp in the first embodiment, a steam pressure deviation (ΔP) which is a deviation from the steam pressure set value of the actual steam pressure value is used. This is a control method including a method of calculating and correcting the fuel amount (proportional control).
比例制御において、通常行われるように比例ゲインを一定値として行っても良い。本発明においてより好ましくは、蒸気圧力偏差の区分を設けた上で、前記蒸気圧力偏差(△P)の区分に応じて蒸気圧力偏差(△P)を用いて前記燃料量を補正する量を修正する第1修正ステップを有し、蒸気圧力偏差(△P)が零となる値を含む区分においては、ゲインを零とすることもできる蒸気圧制御方法とする。 In the proportional control, the proportional gain may be set as a constant value as is normally performed. More preferably, in the present invention, a steam pressure deviation section is provided, and the fuel amount is corrected by using the steam pressure deviation (ΔP) according to the steam pressure deviation (ΔP) section. In the section including the first correction step that includes the value at which the steam pressure deviation (ΔP) is zero, the steam pressure control method is capable of setting the gain to zero.
(比例制御部)
図4(a)は比例制御部の概要を示した図である。図4(a)に記載したように、比例ゲインKpを修正するためのゲインKpg1を直列に配置し、蒸気圧力偏差(△P)にKp、Kpg1を乗じて比例制御補正量を算出し、これにより燃料量を補正する。Kpg1=1(一定)とすれば、通常の比例制御を行うことになる。
(Proportional control unit)
FIG. 4A is a diagram showing an outline of the proportional control unit. As shown in FIG. 4A, a gain Kpg 1 for correcting the proportional gain Kp is arranged in series, and the steam pressure deviation (ΔP) is multiplied by Kp and Kpg 1 to calculate the proportional control correction amount. This corrects the fuel amount. If Kpg 1 = 1 (constant), normal proportional control is performed.
図4(b)は修正ゲイン1の概要を示した図である。図4(b)に記載したように、Kpg1は、蒸気圧力偏差(△P)に応じた区分テーブルにより構成されており、蒸気圧力偏差(△P)が零に近い区分である0〜a1或いは−c1〜0においてはそのゲインが零となっている。
FIG. 4B is a diagram showing an outline of the
図8に示すようなボイラ・タービン・発電機設備において、図1に示す制御系の基本的構成を用い、ボイラの蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正する方法を実施した。 In a boiler / turbine / generator facility as shown in FIG. 8, the basic configuration of the control system shown in FIG. 1 is used to correct the amount of fuel supplied to the boiler so as to control the actual steam pressure value of the boiler to a constant value. The method was carried out.
(比較例)
振動開始を判断せず、振動が発生しても通常どおり、ゲインを一定として積分制御、比例制御を行った。図7(a)には、比例制御を用いずに積分制御のみを用いた場合の結果を示す。図7(b)には積分制御と比例制御を併用した場合の結果を示す。いずれにおいても、時間の経過と共に蒸気圧力偏差の振動の振幅が増大し、振動が拡散していることが明らかである。積分制御、比例制御のゲインが大きすぎたことが振動拡大の原因と考えられる。
(Comparative example)
The start of vibration was not judged, and even if vibration occurred, integral control and proportional control were performed with a constant gain as usual. FIG. 7A shows the result when only integral control is used without using proportional control. FIG. 7B shows the result when the integral control and the proportional control are used together. In any case, the amplitude of the vibration of the steam pressure deviation increases with the passage of time, and it is clear that the vibration is diffused. It is thought that the cause of vibration expansion is that the gain of integral control and proportional control is too large.
以下の実施例1〜9において、振動開始前の積分制御、比例制御のゲインの大きさについては、上記比較例と同じ値を用いている。 In Examples 1 to 9 below, the same values as those in the comparative example are used for the magnitudes of gains of integral control and proportional control before the start of vibration.
(実施例1)
第1の実施形態であって移動平均Aを用いる形態を実施した場合のグラフを図6(a)に記載する。本形態は図3(a)に記載されているように蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均としては、積分値の移動平均Aを用いる。
Example 1
FIG. 6A shows a graph in the case where the embodiment using the moving average A according to the first embodiment is implemented. In this embodiment, as shown in FIG. 3A, the moving average A of the integral value is used as the moving average of the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP).
積分制御による補正量の計算にあたっては、切替時すなわち蒸気圧力偏差(△P)について予め定められた範囲から1回目の逸脱をなした後に当該予め定められた範囲に2回目の突入がなされたときに、振動が開始されたと認識して、蒸気圧力偏差(△P)の積分値を並行して計算されていた積分値の移動平均Aに切換える。 When calculating the correction amount by the integral control, when the second rush is made to the predetermined range at the time of switching, that is, after making the first deviation from the predetermined range with respect to the steam pressure deviation (ΔP). Then, it recognizes that the vibration has started, and switches the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) to the moving average A of the integral value calculated in parallel.
このように積分制御による補正量を用いて蒸気圧力偏差(△P)を制御することで、図7(a)に記載の比較例の結果と比して、蒸気圧力偏差(△P)の振動を短時間で収束させることができる。 By controlling the steam pressure deviation (ΔP) using the correction amount by the integral control in this way, the vibration of the steam pressure deviation (ΔP) is compared with the result of the comparative example shown in FIG. Can be converged in a short time.
また、蒸気圧力偏差(△P)が零となる点においては、補正量はオフセット値に一致しており、燃料量の補正量が大きく変化せず、安定的に動作していることが確認できる。 In addition, at the point where the steam pressure deviation (ΔP) becomes zero, the correction amount matches the offset value, and it can be confirmed that the correction amount of the fuel amount does not change greatly and is operating stably. .
(実施例2)
第1の実施形態であって移動平均Bを用いる形態を実施した場合のグラフを図6(b)に記載する。本形態は図3(b)に記載されているように蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均としては、積分値の移動平均Bを用いる。
(Example 2)
FIG. 6B shows a graph in the case where the embodiment using the moving average B according to the first embodiment is implemented. In this embodiment, as shown in FIG. 3B, the moving average B of the integral value is used as the moving average of the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP).
積分制御による補正量の計算にあたっては、切替時すなわち蒸気圧力偏差(△P)について予め定められた範囲から1回目の逸脱をなした後に当該予め定められた範囲に2回目の突入がなされたときに、振動が開始されたと認識して、蒸気圧力偏差(△P)の積分値を積分値の移動平均Bに切換える。 When calculating the correction amount by the integral control, when the second rush is made to the predetermined range at the time of switching, that is, after the first deviation from the predetermined range with respect to the steam pressure deviation (ΔP). Then, it recognizes that the vibration has started, and switches the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) to the moving average B of the integrated values.
このように積分制御による補正量を用いて蒸気圧力偏差(△P)を制御することで、図7(a)に記載の比較例の結果と比して、蒸気圧力偏差(△P)の振動を短時間で収束させることができる。 By controlling the steam pressure deviation (ΔP) using the correction amount by the integral control in this way, the vibration of the steam pressure deviation (ΔP) is compared with the result of the comparative example shown in FIG. Can be converged in a short time.
また、蒸気圧力偏差(△P)が零となる点においては、補正量はオフセット値に一致しており、燃料量の補正量が大きく変化せず、安定的に動作していることが確認できる。 In addition, at the point where the steam pressure deviation (ΔP) becomes zero, the correction amount matches the offset value, and it can be confirmed that the correction amount of the fuel amount does not change greatly and is operating stably. .
(実施例3)
第1の実施形態であって移動平均Cを用いる形態を実施した場合のグラフを図6(c)に記載する。本形態は図3(c)に記載されているように蒸気圧力偏差(△P)の積分値の移動平均としては、積分値の移動平均Cを用いる。
(Example 3)
FIG. 6C shows a graph in the case where the embodiment using the moving average C according to the first embodiment is implemented. In this embodiment, as shown in FIG. 3C, the moving average C of the integral value is used as the moving average of the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP).
積分制御による補正量の計算にあたっては、切替時すなわち蒸気圧力偏差(△P)について予め定められた範囲から1回目の逸脱をなした後に当該予め定められた範囲に2回目の突入がなされたときに、振動が開始されたと認識して、蒸気圧力偏差(△P)の積分値を積分値の移動平均Cに切換える。 When calculating the correction amount by the integral control, when the second rush is made to the predetermined range at the time of switching, that is, after making the first deviation from the predetermined range with respect to the steam pressure deviation (ΔP). Then, it recognizes that the vibration has started, and switches the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) to the moving average C of the integrated value.
このように積分制御による補正量を用いて蒸気圧力偏差(△P)を制御することで、図7(a)に記載の比較例の結果と比して、蒸気圧力偏差(△P)の振動を短時間で収束させることができる。 By controlling the steam pressure deviation (ΔP) using the correction amount by the integral control in this way, the vibration of the steam pressure deviation (ΔP) is compared with the result of the comparative example shown in FIG. Can be converged in a short time.
また、蒸気圧力偏差(△P)が零となる点においては、補正量はオフセット値に一致しており、燃料量の補正量が大きく変化せず、安定的に動作していることが確認できる。 In addition, at the point where the steam pressure deviation (ΔP) becomes zero, the correction amount matches the offset value, and it can be confirmed that the correction amount of the fuel amount does not change greatly and is operating stably. .
(実施例4)
第2の実施形態であって積分制御では移動平均Aを用いる形態を実施し、比例制御では修正ゲインKpg1による補正を行わなかった場合のグラフを図6(d)に記載する。積分制御は図3(a)に記載されたものであり、比例制御は図4(a)に記載されたものであり、Kpg1=1とした場合である。
Example 4
FIG. 6D shows a graph when the moving average A is used in the integral control in the second embodiment, and the correction with the correction gain Kpg 1 is not performed in the proportional control. The integral control is described in FIG. 3A, and the proportional control is described in FIG. 4A, where Kpg 1 = 1.
比例制御を併せて動作させても良好な結果を得ている。また、蒸気圧力偏差(△P)が零となる点においては、制御開始において補正量はオフセット値に一致していないが、徐々に安定的に一致していることが確認できる。 Good results have been obtained even with proportional control. Further, at the point where the steam pressure deviation (ΔP) becomes zero, it can be confirmed that the correction amount does not coincide with the offset value at the start of control, but gradually and consistently coincides.
(実施例5)
第2の実施形態であって積分制御では移動平均Bを用いる形態を実施し、比例制御では修正ゲインKpg1による補正を行わなかった場合のグラフを図6(e)に記載する。積分制御は図3(b)に記載されたものであり、比例制御は図4(a)に記載されたものであり、Kpg1=1とした場合である。
(Example 5)
FIG. 6E shows a graph when the moving average B is used in the integral control in the second embodiment, and correction using the correction gain Kpg 1 is not performed in the proportional control. The integral control is described in FIG. 3B, and the proportional control is described in FIG. 4A, where Kpg 1 = 1.
比例制御を併せて動作させても良好な結果を得ている。また、蒸気圧力偏差(△P)が零となる点においては、制御開始において補正量はオフセット値に一致していないが、徐々に安定的に一致していることが確認できる。 Good results have been obtained even with proportional control. Further, at the point where the steam pressure deviation (ΔP) becomes zero, it can be confirmed that the correction amount does not coincide with the offset value at the start of control, but gradually and consistently coincides.
(実施例6)
第2の実施形態であって積分制御では移動平均Cを用いる形態を実施し、比例制御では修正ゲインKpg1による補正を行わなかった場合のグラフを図6(f)に記載する。積分制御は図3(c)に記載されたものであり、比例制御は図4(a)に記載されたものであり、Kpg1=1とした場合である。
(Example 6)
FIG. 6F shows a graph when the moving average C is used in the integral control in the second embodiment, and correction by the correction gain Kpg 1 is not performed in the proportional control. The integral control is described in FIG. 3C, and the proportional control is described in FIG. 4A, where Kpg 1 = 1.
比例制御を併せて動作させても良好な結果を得ている。また、蒸気圧力偏差(△P)が零となる点においては、制御開始において補正量はオフセット値に一致していないが、徐々に安定的に一致していることが確認できる。 Good results have been obtained even with proportional control. Further, at the point where the steam pressure deviation (ΔP) becomes zero, it can be confirmed that the correction amount does not coincide with the offset value at the start of control, but gradually and consistently coincides.
(実施例7)
第2の実施形態であって移動平均Aを用いる形態を実施し、修正ゲインKpg1による補正を行った場合のグラフを図6(g)に記載する。積分制御は図3(a)に記載されたものであり、比例制御は図4(a)、(b)に記載されたものを実施している。比例制御による補正量の計算にあたっては、図4(b)に記載されるゲインテーブルを用いることで、蒸気圧力偏差(△P)が少ないところでは補正量を零としている。
(Example 7)
The embodiment using the moving average A a second embodiment implemented, describes the graph in the case of performing correction by modifying the gain KPG 1 in FIG. 6 (g). The integral control is the one described in FIG. 3A, and the proportional control is the one described in FIGS. 4A and 4B. In calculating the correction amount by proportional control, the correction amount is set to zero when the steam pressure deviation (ΔP) is small by using the gain table described in FIG.
このように積分制御と比例制御による補正量を用いて蒸気圧力偏差(△P)を制御することで、蒸気圧力偏差(△P)の振動を短時間で収束させることができる。比例制御を併せて動作させても良好な結果を得ている。また、蒸気圧力偏差(△P)が零となる点においては、制御開始において補正量はオフセット値に一致していないが、徐々に安定的に一致していることが確認できる。 In this way, by controlling the steam pressure deviation (ΔP) using the correction amount by the integral control and the proportional control, the vibration of the steam pressure deviation (ΔP) can be converged in a short time. Good results have been obtained even with proportional control. Further, at the point where the steam pressure deviation (ΔP) becomes zero, it can be confirmed that the correction amount does not coincide with the offset value at the start of control, but gradually and consistently coincides.
(実施例8)
第2の実施形態であって移動平均Bを用いる形態を実施し、修正ゲインKpg1による補正を行った場合のグラフを図6(h)に記載する。積分制御は図3(b)に記載されたものであり、比例制御は図4(a)、(b)に記載されたものを実施している。比例制御による補正量の計算にあたっては、図4(b)に記載されるゲインテーブルを用いることで、蒸気圧力偏差(△P)が少ないところでは補正量を零としている。
(Example 8)
The embodiment using the moving average B a second embodiment implemented, describes the graph in the case of performing correction by modifying the gain KPG 1 in FIG. 6 (h). The integral control is the one described in FIG. 3B, and the proportional control is the one described in FIGS. 4A and 4B. In calculating the correction amount by proportional control, the correction amount is set to zero when the steam pressure deviation (ΔP) is small by using the gain table described in FIG.
このように積分制御と比例制御による補正量を用いて蒸気圧力偏差(△P)を制御することで、蒸気圧力偏差(△P)の振動を短時間で収束させることができる。比例制御を併せて動作させても良好な結果を得ている。また、蒸気圧力偏差(△P)が零となる点においては、制御開始において補正量はオフセット値に一致していないが、徐々に安定的に一致していることが確認できる。 In this way, by controlling the steam pressure deviation (ΔP) using the correction amount by the integral control and the proportional control, the vibration of the steam pressure deviation (ΔP) can be converged in a short time. Good results have been obtained even with proportional control. Further, at the point where the steam pressure deviation (ΔP) becomes zero, it can be confirmed that the correction amount does not coincide with the offset value at the start of control, but gradually and consistently coincides.
(実施例9)
第2の実施形態であって移動平均Cを用いる形態を実施し、修正ゲインKpg1による補正を行った場合のグラフを図6(i)に記載する。積分制御は図3(c)に記載されたものであり、比例制御は図4(a)、(b)に記載されたものを実施している。比例制御による補正量の計算にあたっては、図4(b)に記載されるゲインテーブルを用いることで、蒸気圧力偏差(△P)が少ないところでは補正量を零としている。
Example 9
The embodiment using a moving average C a second embodiment implemented, describes the graph in the case of performing correction by modifying the gain KPG 1 in FIG. 6 (i). The integral control is the one described in FIG. 3C, and the proportional control is the one described in FIGS. 4A and 4B. In calculating the correction amount by proportional control, the correction amount is set to zero when the steam pressure deviation (ΔP) is small by using the gain table described in FIG.
このように積分制御と比例制御による補正量を用いて蒸気圧力偏差(△P)を制御することで、蒸気圧力偏差(△P)の振動を短時間で収束させることができる。比例制御を併せて動作させても良好な結果を得ている。また、蒸気圧力偏差(△P)が零となる点においては、制御開始において補正量はオフセット値に一致していないが、徐々に安定的に一致していることが確認できる。 In this way, by controlling the steam pressure deviation (ΔP) using the correction amount by the integral control and the proportional control, the vibration of the steam pressure deviation (ΔP) can be converged in a short time. Good results have been obtained even with proportional control. Further, at the point where the steam pressure deviation (ΔP) becomes zero, it can be confirmed that the correction amount does not coincide with the offset value at the start of control, but gradually and consistently coincides.
1:ボイラ・タービン・発電機設備
2:ボイラ
3:ガバナ弁
4:タービン
5:発電機
6:復水器
9:蒸気圧力設定値
10:発電量指令
12:燃料量制御部
14:ガバナ制御部
16:蒸気温度制御部
18:蒸気圧力制御部
19:蒸気圧力実績値
21:蒸気圧力偏差
22:燃料量補正量
23:燃料量
28:引出点
29:加算点
50:積分制御部
51:積分器
52:積分器用リセット
53:ホールダ
54:ホールダ用リセット
55:移動平均算出器
56:切替器
57:積分ゲイン
58:積分制御補正量
60:比例制御部
61:第1修正ゲイン
67:比例ゲイン
68:比例制御補正量
1: Boiler / turbine / generator equipment 2: Boiler 3: Governor valve 4: Turbine 5: Generator 6: Condenser 9: Steam pressure set value 10: Power generation amount command 12: Fuel amount control unit 14: Governor control unit 16: Steam temperature control unit 18: Steam pressure control unit 19: Actual steam pressure value 21: Steam pressure deviation 22: Fuel amount correction amount 23: Fuel amount 28: Extraction point 29: Addition point 50: Integration control unit 51: Integrator 52: integrator reset 53: holder 54: holder reset 55: moving average calculator 56: switch 57: integral gain 58: integral control correction amount 60: proportional control unit 61: first correction gain 67: proportional gain 68: Proportional control correction amount
Claims (6)
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、前記蒸気圧偏差(△P)の積分値の移動平均値に積分ゲインKiを乗じた値用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。 Controls the actual steam pressure of the boiler, turbine, and generator equipment that generates electricity by supplying the steam generated by supplying fuel to the boiler and absorbing the heat generated by the heat exchanger to the turbine. Therefore, when correcting the amount of fuel supplied to the boiler, the fuel amount correction amount is calculated and corrected using an integral value of the steam pressure deviation (ΔP) which is a deviation from the steam pressure setting value of the actual steam pressure value. In the method
When the fuel amount correction amount is calculated and corrected (hereinafter referred to as “integral control”) using a value obtained by multiplying an integral value of the steam pressure deviation (ΔP) by an integral gain Ki,
The steam pressure deviation (ΔP) deviates from a preset pressure range and the phenomenon of entering the pressure range has occurred twice or more, and the steam pressure deviation (ΔP) is preset. The time of entering the pressure range for the second time from the time when the pressure range deviated for the first time (hereinafter referred to as “first time of departure”) (hereinafter referred to as the “second time of entry”). The second entry time (hereinafter referred to as “switching time”) when the time until (hereinafter referred to as “pseudo-vibration period”) ( TP ) is equal to or less than the preset time (T V ). In addition,
From the method of calculating the fuel amount correction amount using a value obtained by multiplying the integral value of the vapor pressure deviation (ΔP) by an integral gain Ki, the integral gain is added to the moving average value of the integral value of the vapor pressure deviation (ΔP). A steam pressure control method comprising a step of changing to a method of calculating a fuel amount correction amount using a value multiplied by Ki.
前記積分制御開始時刻から前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値とは並行して計算された値であって、
現時刻から移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として現時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値(当該遡った時刻に値が無い場合は零として取り扱う)をさらに前記移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値であることを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧力制御方法。 The moving average of the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) is
The integral value of the steam pressure deviation (ΔP) from the integral control start time is a value calculated in parallel,
The integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) up to the current time starting from the time that is the moving average time (T M ) retroactive from the current time is further treated as zero if the retroactive time has no value. steam pressure control method according to claim 1, characterized in that a value obtained by dividing the mean time (T M) by integrating the values the moving average time (T M).
切替時刻における前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値に、
切替時刻以降の各時刻において移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として当該各時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値(切替時刻において積分値はリセットするとともに切替時刻以前の値は零として取り扱う)をさらに前記移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値を加えたものであることを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧力制御方法。 The moving average of the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) is
In the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) at the switching time,
The integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) up to each time starting from the time after the moving average time ( TM ) at each time after the switching time (the integrated value is reset at the switching time and before the switching time) the value of claim 1, characterized in that is obtained by adding a value obtained by dividing the handle) further the moving average time zero (T M) only integrated value of the moving average time (T M) Steam pressure control method.
前記第1回目の逸脱時刻以降であって切替時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値を記憶し、
切替時刻以降において前記疑似振動周期(TP)を前記移動平均時間(TM)として、
切替時刻以降の各時刻において移動平均時間(TM)遡った時刻を始点として当該各時刻までの前記蒸気圧力偏差(△P)の積分値をさらに前記移動平均時間(TM)だけ積分した値を前記移動平均時間(TM)で除した値であることを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧力制御方法。 The moving average of the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) is
Storing the integrated value of the steam pressure deviation (ΔP) after the first departure time and until the switching time;
After the switching time, the pseudo vibration period (T P ) is the moving average time (T M ),
A value obtained by further integrating the integral value of the steam pressure deviation (ΔP) up to each time starting from the time that has moved back to the moving average time (T M ) at each time after the switching time by the moving average time (T M ). The steam pressure control method according to claim 1, wherein the steam pressure is divided by the moving average time (T M ).
蒸気圧力偏差(△P)の区分に応じて前記燃料量補正量を修正する第1修正ステップを有し、
前記第1修正ステップにおいては、前期蒸気圧力偏差(△P)が零となる値を含む区分においては、前記燃料量補正量を零とすることを特徴とする請求項5に記載の蒸気圧力制御方法。 In the method of calculating and correcting the fuel amount correction amount using a steam pressure deviation (ΔP) that is a deviation from the steam pressure setting value of the actual steam pressure value,
A first correction step of correcting the fuel amount correction amount according to a steam pressure deviation (ΔP) classification;
6. The steam pressure control according to claim 5, wherein, in the first correction step, the fuel amount correction amount is set to zero in a section including a value where the steam pressure deviation (ΔP) is zero. Method.
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