JP2659779B2 - ボイラー給水流量制御装置 - Google Patents
ボイラー給水流量制御装置Info
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- JP2659779B2 JP2659779B2 JP31982488A JP31982488A JP2659779B2 JP 2659779 B2 JP2659779 B2 JP 2659779B2 JP 31982488 A JP31982488 A JP 31982488A JP 31982488 A JP31982488 A JP 31982488A JP 2659779 B2 JP2659779 B2 JP 2659779B2
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- Japan
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- pressure
- steam
- control valve
- low
- turbine
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蒸気タービン駆動給水ポンプを用いて成る
給水設備のボイラー給水流量制御装置に関する。
給水設備のボイラー給水流量制御装置に関する。
第２図は、従来のボイラー給水流量制御装置の構成を
示す図であり、駆動タービン１は給水ポンプ２を駆動
し、給水ポンプ２はボイラー３に給水を行なうようにな
されており、ボイラー３は高圧高温の蒸気を発生し、主
タービンガバナ弁４を通じて主タービン５に蒸気を供給
すると共にFCB信号発生時に主タービン４の抽気圧力P
CHUが低下し、低圧蒸気配管８から駆動タービン１に供
給される蒸気が絶えることに対処し、高圧加減弁10を通
じて駆動タービン１に蒸気を供給するようになされてい
る。
示す図であり、駆動タービン１は給水ポンプ２を駆動
し、給水ポンプ２はボイラー３に給水を行なうようにな
されており、ボイラー３は高圧高温の蒸気を発生し、主
タービンガバナ弁４を通じて主タービン５に蒸気を供給
すると共にFCB信号発生時に主タービン４の抽気圧力P
CHUが低下し、低圧蒸気配管８から駆動タービン１に供
給される蒸気が絶えることに対処し、高圧加減弁10を通
じて駆動タービン１に蒸気を供給するようになされてい
る。
プラントの負荷運転時において、給水流量は負荷にほ
ゞ比例して要求され、この間給水ポンプ２の駆動に必要
な動力源は主タービン５の抽気を逆止弁６を通じて低圧
蒸気配管８に供給すること、および後述する給水流量制
御系により低圧加減弁９の開度を調節することにより、
給水流量は目標値に等しく制御される。
ゞ比例して要求され、この間給水ポンプ２の駆動に必要
な動力源は主タービン５の抽気を逆止弁６を通じて低圧
蒸気配管８に供給すること、および後述する給水流量制
御系により低圧加減弁９の開度を調節することにより、
給水流量は目標値に等しく制御される。
次に、駆動タービン１の蒸気源が確保されていること
を前提に給水流量制御装置の動作について説明する。
を前提に給水流量制御装置の動作について説明する。
給水流量指令値QDMは、別に設けられた上位の制御器
から発信された偏差器12の＋側入力として送入される。
流量検出変換器11は給水ポンプ２からボイラー３に送出
される給水流量を検出し、制御に使用できる信号に変換
し、出力を偏差器12の一側入力として送出する。偏差器
12は入力の偏差を計算し、結果を比例積分制御器13の入
力として送出する。比例積分制御器13は入力される流量
制御偏差信号△Ｑについて式（１）に示す演算を行な
い、出力を回転数指令値nSETとして偏差器15の＋側入力
に送入する。
から発信された偏差器12の＋側入力として送入される。
流量検出変換器11は給水ポンプ２からボイラー３に送出
される給水流量を検出し、制御に使用できる信号に変換
し、出力を偏差器12の一側入力として送出する。偏差器
12は入力の偏差を計算し、結果を比例積分制御器13の入
力として送出する。比例積分制御器13は入力される流量
制御偏差信号△Ｑについて式（１）に示す演算を行な
い、出力を回転数指令値nSETとして偏差器15の＋側入力
に送入する。
△Q:流量制御偏差信号 nSET:回転数指令値 K:比例ゲイン T:積分定数 S:微分演算子 回転数検出変換器14は駆動タービン１の回転数を検出
し、制御に使用できる信号に変換して出力を偏差器15の
−側入力として送出する。偏差器15は入力の偏差を計算
し結果を比例積分制御器16の入力として送出する。比例
積分制御器16の入力に対する出力発生の機能は前出の式
（１）に示す機能と同様であり、該比例積分制御器16の
出力は低圧加減弁サーボモータ17と高圧加減弁サーボモ
ータ18の両者の弁開度指令信号として分岐送入される。
こゝで、通常の負荷運転においては、主タービン５から
の抽気にもとづいて低圧蒸気配管８の圧力は給水ポンプ
２の所要動力に見合って十分であるため、低圧加減弁９
の蒸気流量が加減されるのみで給水流量制御が実行され
る。低圧加減弁９は低圧加減弁サーボモータ17によって
操作され、高圧加減弁10は高圧加減弁サーボモータ18に
よって操作される。FCB発生時においては主タービン５
に主蒸気を送入するガバナ弁４が無負荷位置まで閉じら
れるため、主タービン５からの低圧駆動蒸気の供給が絶
え、駆動タービン１の回転数は急速に低下し始めるの
で、前記付番要素13,14,15,16によって構成されるガバ
ナ機能の動作によって比例積分制御器16の発する弁開度
指令信号が高圧加減弁サーボモータ18を開操作する領域
まで急増し、高圧加減弁10を開いて、ボイラー３から発
生される主蒸気を駆動タービン１に導入させ、給水ポン
プ２の負荷に対応する動力が供給されるよう動作する。
し、制御に使用できる信号に変換して出力を偏差器15の
−側入力として送出する。偏差器15は入力の偏差を計算
し結果を比例積分制御器16の入力として送出する。比例
積分制御器16の入力に対する出力発生の機能は前出の式
（１）に示す機能と同様であり、該比例積分制御器16の
出力は低圧加減弁サーボモータ17と高圧加減弁サーボモ
ータ18の両者の弁開度指令信号として分岐送入される。
こゝで、通常の負荷運転においては、主タービン５から
の抽気にもとづいて低圧蒸気配管８の圧力は給水ポンプ
２の所要動力に見合って十分であるため、低圧加減弁９
の蒸気流量が加減されるのみで給水流量制御が実行され
る。低圧加減弁９は低圧加減弁サーボモータ17によって
操作され、高圧加減弁10は高圧加減弁サーボモータ18に
よって操作される。FCB発生時においては主タービン５
に主蒸気を送入するガバナ弁４が無負荷位置まで閉じら
れるため、主タービン５からの低圧駆動蒸気の供給が絶
え、駆動タービン１の回転数は急速に低下し始めるの
で、前記付番要素13,14,15,16によって構成されるガバ
ナ機能の動作によって比例積分制御器16の発する弁開度
指令信号が高圧加減弁サーボモータ18を開操作する領域
まで急増し、高圧加減弁10を開いて、ボイラー３から発
生される主蒸気を駆動タービン１に導入させ、給水ポン
プ２の負荷に対応する動力が供給されるよう動作する。
こゝで、主蒸気を長時間に亘り、駆動タービン１に供
給することは該タービンの排気温度を制約値以上に高化
する恐れがあるため、駆動タービン１の蒸気源を主蒸気
の約1/10倍の圧力を有する補助蒸気に切換える制御に移
行する。
給することは該タービンの排気温度を制約値以上に高化
する恐れがあるため、駆動タービン１の蒸気源を主蒸気
の約1/10倍の圧力を有する補助蒸気に切換える制御に移
行する。
次に、低圧蒸気圧力制御系について説明する。
FCB発生後、一旦高圧加減弁10による制御が行われて
約１分を経過後に、補助蒸気制御弁７を開いて補助蒸気
圧力源P15から蒸気を低圧蒸気配管８内に導入する制御
が開始される。
約１分を経過後に、補助蒸気制御弁７を開いて補助蒸気
圧力源P15から蒸気を低圧蒸気配管８内に導入する制御
が開始される。
圧力設定器19は時間経過にほゞ比例して増加する低圧
蒸気圧力設定値を発生し、出力を偏差器21の＋側入力と
して送出する。圧力検出変換器20は低圧蒸気配管８内の
圧力を検出し、制御に使用できる信号に変換して、出力
を偏差器21の一側入力に送出する。偏差器21は入力の偏
差を計算し、出力を比例積分制御器22の入力として送出
する。比例積分制御器22の入力に対する出力発生の機能
は、前出の式（１）に示すものと基本的に同様であり、
該比例積分制御器22の出力は補助蒸気加減弁７の開度指
令信号として送出される。よって、低圧蒸気配管８内の
圧力は、圧力設定器19の最終的な設定値に等しくなるよ
う制御される。
蒸気圧力設定値を発生し、出力を偏差器21の＋側入力と
して送出する。圧力検出変換器20は低圧蒸気配管８内の
圧力を検出し、制御に使用できる信号に変換して、出力
を偏差器21の一側入力に送出する。偏差器21は入力の偏
差を計算し、出力を比例積分制御器22の入力として送出
する。比例積分制御器22の入力に対する出力発生の機能
は、前出の式（１）に示すものと基本的に同様であり、
該比例積分制御器22の出力は補助蒸気加減弁７の開度指
令信号として送出される。よって、低圧蒸気配管８内の
圧力は、圧力設定器19の最終的な設定値に等しくなるよ
う制御される。
第３図（ａ）は、従来の給水流量制御装置を用いて、
負荷50％で２台の給水ポンプを並列運転していた状態か
ら、FCBが発生したときの運転記録を示す図である。第
３図（ａ）に示すように、高圧加減弁から低圧加減弁に
切換えられる近傍において、低圧加減弁の絞り込みと補
助蒸気による低圧蒸気圧力の上昇とが、相乗的に動作す
ることに起因して給水流量の急増に続いて、制御動作の
遅れによる給水流量の急減が生じている。
負荷50％で２台の給水ポンプを並列運転していた状態か
ら、FCBが発生したときの運転記録を示す図である。第
３図（ａ）に示すように、高圧加減弁から低圧加減弁に
切換えられる近傍において、低圧加減弁の絞り込みと補
助蒸気による低圧蒸気圧力の上昇とが、相乗的に動作す
ることに起因して給水流量の急増に続いて、制御動作の
遅れによる給水流量の急減が生じている。
FCB発生後は、ボイラーへの給水を最小限の規定値
（即ち、この場合は整数値が示す値）に小さい変動で速
やかに制御される必要があり、規定値の1/2以下になる
と警報の発生またはプラントのトリップを誘発すること
になり、経済的に多大の損失になる。
（即ち、この場合は整数値が示す値）に小さい変動で速
やかに制御される必要があり、規定値の1/2以下になる
と警報の発生またはプラントのトリップを誘発すること
になり、経済的に多大の損失になる。
本発明の課題は、上記従来の問題点を解消できるボイ
ラー給水流量制御装置を提供することである。
ラー給水流量制御装置を提供することである。
本発明によるボイラー給水流量制御装置は、給水ボイ
ラー側の制御器から送入される給水流量指令値QDMに対
して、給水ポンプからボイラーに送出する実給水流量が
前記給水流量指令値QDMに等しくなるよう給水ポンプ駆
動タービンの低圧蒸気加減弁及び高圧蒸気加減弁を調節
して該給水ポンプ駆動タービンの回転数を制御する給水
ポンプ駆動タービン用ガバナと、 前記ボイラーからの高圧蒸気を前記高圧蒸気加減弁を
介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給する手段と、 主タービンから抽気した低圧蒸気を前記低圧蒸気加減
弁を介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給する手段
と、 前記低圧蒸気加減弁に補助蒸気圧力源からの補助蒸気
圧力を供給する補助蒸気制御弁と、 前記主タービンから抽気した蒸気圧力が低下した際に
前記補助蒸気制御弁の開度を調節し、前記低圧蒸気加減
弁に供給される低圧蒸気の圧力が規定値に等しくなるよ
うに制御する低圧蒸気圧力制御系と、 前記給水ポンプ駆動タービン用ガバナの回転数制御偏
差信号を分岐して、この信号に５〜10の倍率を乗じる倍
率器と、 前記倍率器の出力信号を前記低圧蒸気圧力制御系の圧
力制御偏差信号と加算する加算器と を具備し、前記加算器の出力信号を圧力制御偏差信号と
して用いるように構成したことを特徴とする。
ラー側の制御器から送入される給水流量指令値QDMに対
して、給水ポンプからボイラーに送出する実給水流量が
前記給水流量指令値QDMに等しくなるよう給水ポンプ駆
動タービンの低圧蒸気加減弁及び高圧蒸気加減弁を調節
して該給水ポンプ駆動タービンの回転数を制御する給水
ポンプ駆動タービン用ガバナと、 前記ボイラーからの高圧蒸気を前記高圧蒸気加減弁を
介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給する手段と、 主タービンから抽気した低圧蒸気を前記低圧蒸気加減
弁を介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給する手段
と、 前記低圧蒸気加減弁に補助蒸気圧力源からの補助蒸気
圧力を供給する補助蒸気制御弁と、 前記主タービンから抽気した蒸気圧力が低下した際に
前記補助蒸気制御弁の開度を調節し、前記低圧蒸気加減
弁に供給される低圧蒸気の圧力が規定値に等しくなるよ
うに制御する低圧蒸気圧力制御系と、 前記給水ポンプ駆動タービン用ガバナの回転数制御偏
差信号を分岐して、この信号に５〜10の倍率を乗じる倍
率器と、 前記倍率器の出力信号を前記低圧蒸気圧力制御系の圧
力制御偏差信号と加算する加算器と を具備し、前記加算器の出力信号を圧力制御偏差信号と
して用いるように構成したことを特徴とする。
なお、本発明において、前記の如く、倍率器の倍率を
5.0〜10.0の範囲に選んだ理由は次の通りである。
5.0〜10.0の範囲に選んだ理由は次の通りである。
ガバナの回転数制御偏差信号の倍率を乗じて圧力制御
器（比例積分制御器）の入力に伝達する際、前記倍率が
小さ過ぎると制御の補償効率が無くなり、まだ、過大に
なれば制御系の固有周期が小さくなると共に、制御系が
発振し易くなる害が生じるからである。
器（比例積分制御器）の入力に伝達する際、前記倍率が
小さ過ぎると制御の補償効率が無くなり、まだ、過大に
なれば制御系の固有周期が小さくなると共に、制御系が
発振し易くなる害が生じるからである。
本発明によれば、給水ポンプの回転数を加減して給水
流量を制御する回路における従来から有する回転数偏差
信号を分岐・流用してこの信号に5.0〜10.0の範囲内の
適当な倍率を乗じ、これを従来の低圧蒸気圧力偏差信号
に加算して作用させることにより、低圧加減弁の蒸気流
量変化が低圧蒸気圧力の変化におよぼす影響を時間的変
化率レベルの信号で捉え、現象の予測精度を向上させる
と共に、制御を先行的に実行する特長を付加できる。こ
れにより、例えば、第３図（ｂ）に図示するごとく、関
係する各弁の開始動作の行き過ぎを生じない利点を得る
ことができる。
流量を制御する回路における従来から有する回転数偏差
信号を分岐・流用してこの信号に5.0〜10.0の範囲内の
適当な倍率を乗じ、これを従来の低圧蒸気圧力偏差信号
に加算して作用させることにより、低圧加減弁の蒸気流
量変化が低圧蒸気圧力の変化におよぼす影響を時間的変
化率レベルの信号で捉え、現象の予測精度を向上させる
と共に、制御を先行的に実行する特長を付加できる。こ
れにより、例えば、第３図（ｂ）に図示するごとく、関
係する各弁の開始動作の行き過ぎを生じない利点を得る
ことができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す図であり、第１図
における各部の構成要素の番号１〜22は、第２図の従来
の構成要素と同一である。
における各部の構成要素の番号１〜22は、第２図の従来
の構成要素と同一である。
第１図において、１は駆動タービン、２は給水ポン
プ、３はボイラー、４はガバナ弁、５は主タービン、６
は逆止弁、７は補助蒸気制御弁、８は低圧蒸気配管、９
は低圧加減弁、10は高圧加減弁、11は流量検出変換器、
12は偏差器、13は比例積分制御器、14は回転数検出変換
器、15は偏差器、16は比例積分制御器、17は低圧加減弁
サーボモータ、18は高圧加減弁サーボモータ、19は圧力
設定器、20は圧力検出変換器、21は偏差器、22は比例積
分制御器を示し、これら各部の作用は第２図について説
明したものと同一である。
プ、３はボイラー、４はガバナ弁、５は主タービン、６
は逆止弁、７は補助蒸気制御弁、８は低圧蒸気配管、９
は低圧加減弁、10は高圧加減弁、11は流量検出変換器、
12は偏差器、13は比例積分制御器、14は回転数検出変換
器、15は偏差器、16は比例積分制御器、17は低圧加減弁
サーボモータ、18は高圧加減弁サーボモータ、19は圧力
設定器、20は圧力検出変換器、21は偏差器、22は比例積
分制御器を示し、これら各部の作用は第２図について説
明したものと同一である。
次に、本発明において、従来例に追設した要素とその
機能・接続について説明する。本発明において、追設し
た要素は、23の倍率器と24の加算器である。
機能・接続について説明する。本発明において、追設し
た要素は、23の倍率器と24の加算器である。
本発明では、従来の偏差器15の出力を分岐して、倍率
器23の入力として送出する。倍率器23は入力に5.0〜10.
0の範囲内の適当な倍率を乗じ、出力を加算器24の上方
入力に送出するようになされている。従来、偏差器21よ
り比例積分制御器22に直接に出力を送入していたことに
代えて、本発明は前記偏差器21の出力を加算器24の右方
入力として送出する。加算器24は両入力を加算し、出力
を比例積分制御器22の入力に送入する。
器23の入力として送出する。倍率器23は入力に5.0〜10.
0の範囲内の適当な倍率を乗じ、出力を加算器24の上方
入力に送出するようになされている。従来、偏差器21よ
り比例積分制御器22に直接に出力を送入していたことに
代えて、本発明は前記偏差器21の出力を加算器24の右方
入力として送出する。加算器24は両入力を加算し、出力
を比例積分制御器22の入力に送入する。
本発明の効果を第３図（ａ）の従来に対比させ、第３
図（ｂ）に示す。先行性（予測性）が飛躍的に良くな
り、行き過ぎ量も小さい優秀な制御性が得られる。第３
図（ａ）はFCB発生後において、給水流量が警報レベル
以下に低下しており、全プラントをトリップさせる恐れ
があった。トリップに至るとプラントの再起動に多大の
人員と時間を要し、経済的に大きい損失となるが本発明
はそれを未然に防ぐことができる。
図（ｂ）に示す。先行性（予測性）が飛躍的に良くな
り、行き過ぎ量も小さい優秀な制御性が得られる。第３
図（ａ）はFCB発生後において、給水流量が警報レベル
以下に低下しており、全プラントをトリップさせる恐れ
があった。トリップに至るとプラントの再起動に多大の
人員と時間を要し、経済的に大きい損失となるが本発明
はそれを未然に防ぐことができる。
第１図は、本発明の一実施例の給水流量制御装置と制御
対象を複合した基本的な全系ブロック図、第２図は、第
１図と対比される従来例のブロック図、第３図（ａ）は
従来の制御効果を示し、第３図（ｂ）は第３図（ａ）と
対比させ、本発明の効果を示す図である。 23……倍率器、24……加算器。
対象を複合した基本的な全系ブロック図、第２図は、第
１図と対比される従来例のブロック図、第３図（ａ）は
従来の制御効果を示し、第３図（ｂ）は第３図（ａ）と
対比させ、本発明の効果を示す図である。 23……倍率器、24……加算器。
Claims (1)
- 【請求項１】ボイラー側の制御器から送入される給水流
量指令値QDMに対して、給水ポンプからボイラーに送出
する実給水流量が前記給水流量指令値QDMに等しくなる
よう給水ポンプ駆動タービンの低圧蒸気加減弁及び高圧
蒸気加減弁を調節して該給水ポンプ駆動タービンの回転
数を制御する給水ポンプ駆動タービン用ガバナと、 前記ボイラーからの高圧蒸気を前記高圧蒸気加減弁を介
して前記給水ポンプ駆動タービンに供給する手段と、 主タービンから抽気した低圧蒸気を前記低圧蒸気加減弁
を介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給する手段
と、 前記低圧蒸気加減弁に補助蒸気圧力源からの補助蒸気圧
力を供給する補助蒸気制御弁と、 前記主タービンから抽気した蒸気圧力が低下した際に前
記補助蒸気制御弁の開度を調節し、前記低圧蒸気加減弁
に供給される低圧蒸気の圧力が規定値に等しくなるよう
に制御する低圧蒸気圧力制御系と、 前記給水ポンプ駆動タービン用ガバナの回転数制御偏差
信号を分岐して、この信号に５〜10の倍率を乗じる倍率
器と、 前記倍率器の出力信号を前記低圧蒸気圧力制御系の圧力
制御偏差信号と加算する加算器と を具備し、前記加算器の出力信号を圧力制御偏差信号と
して用いるように構成したことを特徴とするボイラー給
水流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31982488A JP2659779B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | ボイラー給水流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31982488A JP2659779B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | ボイラー給水流量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02166302A JPH02166302A (ja) | 1990-06-27 |
| JP2659779B2 true JP2659779B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=18114616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31982488A Expired - Lifetime JP2659779B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | ボイラー給水流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659779B2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP31982488A patent/JP2659779B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02166302A (ja) | 1990-06-27 |
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