JP2849777B2 - 給水ポンプ自動切替制御方式 - Google Patents

給水ポンプ自動切替制御方式

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電設備の給水制御において、特に火力発
電設備のユニット起動、停止および最低出力運転時に必
ず実行される給水ポンプ切替時に、主給水流量の変化巾
を最小とし、プラントへの影響をなくす最適な給水ポン
プ自動切替制御方式に関する。
〔従来の技術〕 従来の給水ポンプ自動切替制御方式においては、特開
昭57−49705号公報に記載のように給水ポンプ制御装置
単独でのバイアス操作のやり方、再循環弁開、閉時の補
正のやり方であり、プラント全体からみた給水制御は考
慮されていなかった。給水ポンプ起動又は、停止時に一
方的にバイアス(切替)操作を行うため合計給水流量偏
差が発生し、ボイラへの給水又は燃料のアンバランスに
よる、主蒸気温度変化等のプラントへの影響が大きく、
給水ポンプの切替は給水流量の変動に注意しながら実施
するため切替時間に制限があった。
第3図は火力発電所の系統を示す。タービン駆動給水
ポンプ1、2と電動給水ポンプ3とはユニット(例えば
1号機)負荷に見合った給水流量4を確保するため1〜
2台で運転される。ボイラ5へ供給された給水は、燃料
調整弁6と空気量調整ダンパ7とから供給された燃料と
空気とにより最適燃焼で加熱される。そして主蒸気圧力
8及び主蒸気温度9に変換されたボイラ発生蒸気は、タ
ービン11に加減弁10を経て供給され、タービン11と直結
された発電機13により発電機出力14の電気エネルギーに
変換される。タービン11で仕事をした蒸気は復水器12で
復水に変換され、再び給水ポンプ1〜3によりボイラへ
循環される。このプラントを総括的に制御するプラント
総括制御装置(APC装置)16は、中央給電指令所(中
給)の指令15に見合った発電機出力14を発生させるよう
にボイラ入力量とタービン出力量を制御する。ボイラ入
力量のうち給水流量は給水ポンプ制御装置18に指令を与
え給水量を制御し、タービン出力はタービン制御装置17
に加減弁負荷指令を与え発電機出力を制御する。
第4図は制御装置の制御系統を示す。APC装置16は中
給指令15の指令を受け負荷変化率(負荷を一定のレート
で変化させる)制限器19を経て発電所の目標負荷を出力
する。この目標値と発電機出力14とを比較器20で偏差を
検出し、タービンマスタ21でタービン制御装置17に加減
弁負荷指令を設定する。タービン出力とボイラ入力のア
ンバランスを主蒸気圧力8で検出し、加算器22で目標負
荷指令を補正してボイラ入力指令23となる。そしてボイ
ラ入力指令23により給水ポンプ制御装置18で給水流量4
を制御する。給水流量4と燃料流量43のアンバランスは
主蒸気温度9として変動する。加算器41で主蒸気温度修
正動作を加算して燃料指令とし、燃料流量43と比較器42
で偏差を検出し燃料調整弁6で燃料流量43を制御する。
燃料流量43と空気流量47のアンバランスは、ガスO2偏差
45で検出して加算器44で燃料指令を修正し、空気流量指
令とし比較器46で空気流量47と比較し、空気調整ダンパ
7で空気流量47を制御する。
給水流量はボイラ入力指令23と比較器25で偏差を検出
して給水ポンプ制御装置18に指令を与え、この信号に従
い給水ポンプ吐出流量35と給水指令とを比較器34で偏差
検出し、給水コントローラ36で各ポンプの給水量を制御
する。給水ポンプの起動(インサービス)又は停止(ア
ウトサービス)の時はバイアス設定器38でAPC装置16で
の給水制御の追従性に関係なく一定レベルでバイアスを
与え、インサービス又はアウトサービスの切替器37を通
してAPC装置給水指令値に対し加算器33にバイアスを加
えて起動又は停止を実施していた。
そのため、第5図のグラフに示すように、給水ポンプ
インサービスの時に給水ポンプ制御装置18は、APC給水
偏差に関係なく一定レートで給水を増加するため、イン
サービスのときは給水の増加B、アウトサービスの時は
給水の減少Aがあり、給水と燃料のアンバランスが発生
し、主蒸気温度を−38℃と大巾に変動させ、ユニット負
荷変化に支障をきたしていた。なお、第5図の給水流量
偏差は、図4に示す比較器25の演算に対応し、給水指令
値に対して実際の給水量が多い状態を示している。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の給水ポンプ自動切替制御方式であっては、プラ
ント総括制御装置(APC)との協調が配慮されておら
ず、給水ポンプ制御装置単独でバイアス操作し、主給水
流量偏差の許容値内で切替操作を実施していたため、切
替時間が長時間かかり、ユニット起動停止時間短縮のネ
ックとなっていた。
本発明の目的は、簡単な回路を追加することにより、
給水ポンプの切替時間を短縮し、プラントへ影響を与え
ることなく、ユニットの起動、停止の短縮を計ることが
できる給水ポンプ自動切替制御方式を提供することにあ
る。
〔課題を解決するたの手段〕
前記目的を達成するため、本発明に係る給水ポンプ自
動切替制御方式は、プラントに備えた複数台の給水ポン
プを、プラント総括制御装置の給水指令信号により給水
ポンプ制御装置を介して切替える給水ポンプ自動切替制
御方式において、プラント総括制御装置に、給水ポンプ
の起動又は停止時の応答遅れで発生する給水流量の給水
指令に対する過大または不足のパターンをあらかじめ偏
差認識パターンとして格納記憶し、給水ポンプの起動又
は停止時に、該偏差認識パターンに基づいて前記給水指
令信号を補正するバイアス回路を付加した構成とする。
そして、バイアス回路に、給水ポンプの切替信号によ
り当該バイアス回路を切替える少くとも1個の切替器を
備えた構成である。
また、バイアス回路は、偏差認識パターンを記憶する
給水偏差発生量設定器と、給水流量偏差の発生時間関数
を設定する変化率制限器および、給水指令信号に逆方向
の給水偏差バイアスを加算する加算器とをそれぞれ少く
とも1個備えており、切替器により自動切替えする構成
でも良い。
〔作用〕
本発明によれば、給水ポンプ自動切替制御方式のプラ
ント総括制御装置にバイアス回路を設けたことにより、
給水ポンプ切替信号が入力されるため、インサービス又
はアウトサービスのそれぞれについて給水流量偏差と偏
差認識パターンとが比較され、変化率制限器で給水流量
偏差の発生時間関数が設定される。そして給水指令信号
に逆方向の給水偏差バイアスが加算され、合計給水流量
の変動が抑制される。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図及び第2図を参照しながら
説明する。
第1図に示すように、プラントに備えた複数台の給水
ポンプを、プラント総括制御装置16の給水指令信号によ
り給水ポンプ制御装置18を介して切替える給水ポンプ自
動切替制御方式において、プラント総括制御装置16に、
給水ポンプの起動又は停止時の応答遅れで発生する給水
流量偏差と偏差認識パターンとを比較して給水指令信号
を補正するバイアス回路を付加した構成である。
そしてバイアス回路は、偏差認識パターンを記憶する
給水偏差発生量設定器29,32と、切替器28,31と、給水流
量偏差の発生時間関数を設定する変化率制限器27,30お
よび、給水指令信号に逆方向の給水偏差バイアスを加算
する加算器24,26とをそれぞれ少くとも1個備えてお
り、インサービス切替器(切替器)28及びアウトサービ
ス切替器(切替器)31により自動切替されるように構成
されている。
すなわち、第1図の給水指令信号にインサービス又は
アウトサービス時の補正加算器24を追加して給水ポンプ
制御装置18からインサービス、アウトサービスの情報3
9,40をバイアス操作開始と同時にAPC装置に送り、イン
サービス時は実績に基づく偏差認識パターンを記憶する
給水偏差発生量設定器29の信号と、インサービス切替器
28を通し変化率制限器27で給水偏差の発生時間関数を設
定し、加算機26,24を通して給水指令に逆向きに給水偏
差バイアスを加算して合計給水流量4を変動しないよう
にした。
第2図の給水流量偏差は、加算器24での補正信号加算
がなされない場合の給水流量偏差を示しており、第5図
の場合と同様、給水指令値に対して実際の給水量が多い
とき、下に凸な曲線(第2図の斜線部)で現われる偏差
パターンとなる。インサービス時の実績のこのような偏
差パターンを、あらかじめ偏差認識パターンとして前記
給水量偏差発生量設定器29に格納記憶しておく。ある給
水ポンプのインサービスの際は、その情報39がAPC装置
に送られ、切替器28が動作する。切替器28が動作するこ
とにより、前記格納記憶された偏差認識パターンが変化
率制限器27、加算器26を経て加算器24に送られ、給水指
令に加算される。第2図の補正信号31出力で示されるパ
ターンは、加算器24で給水指令に加算される偏差認識パ
ターンを示し、前記給水量偏差発生量設定器29に格納記
憶されている。
アウトサービスの時も同様に、給水偏差発生量設定器
32の信号と、アウトサービス切替器31を通し変化率制限
器30にて偏差の発生時間関数を設定し、加算器26,24を
通して給水指令に逆方向に給水偏差バイアスを加えた結
果、第2図に示すように、合計給水流量の変動が殆どな
くなり、したがって主蒸気温度の変化もなく、プラント
運転に影響することなく給水ポンプの起動又は停止が安
定して実施できた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、給水ポンプの自動切替制御方式にバ
イアス回路を設けることによって、給水ポンプの起動又
は停止が給水流量の変動なく実施出きるため、定負荷で
の自動切替はもちろん、ユニットの負荷を変化させなが
ら給水ポンプの自動切替が安定に実施できるとともに、
ユニットの起動時間を短縮できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は本発
明の効果を説明する給水ポンプの起動、停止時の合計給
水流量の変動及び主蒸気温度の変動を示すグラフ、第3
図は火力発電所の系統を示すフローチャート、第4図は
従来の技術を示す図、第5図は従来の技術による給水ポ
ンプ起動、停止時の合計給水流量の変動及び主蒸気温度
の変動を示すグラフである。 16……プラント総括制御装置 18……給水ポンプ制御装置 24,26……加算器 27,30……変化率制限器 28,31……切替器 29,32……給水偏差発生量設定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 義明 千葉県市原市姉崎海岸3番地 東京電力 株式会社姉崎火力発電所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F22D 5/26 F01K 13/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラントに備えた複数台の給水ポンプを、
    プラント総括制御装置の給水指令信号により給水ポンプ
    制御装置を介して切替える給水ポンプ自動切替制御方式
    において、プラント総括制御装置に、給水ポンプの起動
    又は停止時の応答遅れで発生する給水流量の給水指令に
    対する過大または不足のパターンをあらかじめ偏差認識
    パターンとして格納記憶し、給水ポンプの起動又は停止
    時に、該偏差認識パターンに基づいて給水指令信号を補
    正するバイアス回路を付加したことを特徴とする給水ポ
    ンプ自動切替制御方式。
  2. 【請求項2】バイアス回路に、給水ポンプの切替信号に
    より当該バイアス回路を切替える少くとも1個の切替器
    を備えたことを特徴とする請求項1記載の給水ポンプ自
    動切替制御方式。
  3. 【請求項3】バイアス回路は、偏差認識パターンを記憶
    する給水偏差発生量設定器と、給水流量偏差の発生時間
    関数を設定する変化率制限器および、給水指令信号に逆
    方向の給水偏差バイアスを加算する加算器とをそれそれ
    少くとも1個備えており、切替器により自動切替をする
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の給水ポンプ自動
    切替制御方式。
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