JP2955728B2 - ボイラ主蒸気温度制御方法及び装置 - Google Patents
ボイラ主蒸気温度制御方法及び装置Info
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Description
ボイラ主蒸気温度制御方法及び装置に関する。
「ボイラの自動制御(オーム社発行)23頁〜25頁」
に記載されているように、純粋な水を過熱器スプレ弁を
介して過熱蒸気中に噴霧し、その水噴霧量を調整して主
蒸気温度を低下させることにより、主蒸気温度を定格値
に制御する方式が知られている。その自動制御法として
は、同文献の第260頁〜第263頁に記載されている
ように、過熱器出口の主蒸気温度偏差を低減させるよう
に、比例・積分制御により過熱器入口温度の設定値を設
定し、この設定値に基づく過熱器入口温度偏差を低減さ
せるように、比例・積分制御により水噴霧量を決定し、
これに従って過熱器スプレ弁を操作するカスケード方式
により、主蒸気温度を目標値に制御するものが知られて
いる。
ば、火力発電プラントのボイラの起動停止が頻繁でない
場合や、負荷変化運転における負荷変化率が小さい場合
は、それら起動停止や負荷変化に追従して主蒸気温度を
定格値に安定に制御することが可能である。
中間負荷用や、週末に起動停止などのように多様化さ
れ、高い負荷変化率がしばしば発生するようになると、
上記従来技術では負荷変化時における主蒸気温度制御の
追従性が低下して、制御が不安定になるという問題があ
る。
よれば、温度制御系の時定数が長いことから、負荷変化
時に主蒸気温度偏差及び過熱器入口温度偏差が増大す
る。一方主蒸気温度偏差と過熱器入口温度偏差に基づい
た比例・積分制御で過熱器スプレ弁を操作するようにし
ていることから、負荷変化が終了しても偏差の積分量が
残っているため、制御量が長い時間元に戻らないことに
なる。その結果、負荷変化が終了しても安定した主蒸気
温度制御ができないことになる。
器水噴霧による主蒸気温度制御において、高い負荷変化
率に追従させて安定に主蒸気温度を目標値に制御するこ
とができるボイラ主蒸気温度制御方法及び装置を提供す
ることにある。
め、本発明は、ボイラの主蒸気温度の設定値と検出値の
偏差を少なくとも積分処理して得られる制御量に基づ
き、過熱蒸気に注入する水噴霧量を制御して主蒸気温度
を目標値に制御することを含むボイラ主蒸気温度制御方
法又は装置において、ボイラ負荷が設定値以上の変化率
で変化したとき前記積分処理を停止し、前記偏差を比例
演算処理して得られる制御量を用いる制御とすることを
特徴とする。
値の偏差を少なくとも積分処理して得られる制御量と、
過熱器入口蒸気温度の設定値と検出値の偏差を少なくと
も積分処理して得られる制御量とに基づいて、過熱蒸気
に注入する水噴霧量を制御して主蒸気温度を目標値に制
御する場合も同様に、ボイラ負荷が設定値以上の変化率
で変化したとき、少なくとも前記主蒸気温度偏差に係る
積分処理を停止し、前記偏差を比例演算処理して得られ
る制御量を用いる制御とすることを特徴とする。
ラ負荷の変化率が設定値以下に低下した後、一定時間継
続することが好ましい。この場合、一定時間の設定はタ
イマなどにより可変設定可能にすることが好ましい。
手段の積分時間設定値を無限大に変更設定して積分機能
を停止させることが好ましい。
作用により上記目的が達成される。ボイラ負荷の変化率
が設定値以上のときには、主蒸気温度偏差又は過熱器入
口温度偏差に基づく積分処理が停止されるから、負荷変
化中の制御偏差の積分動作が停止される。その結果、負
荷変化終了後の積分戻り動作がなくなるため、負荷変化
終了後の主蒸気温度変動に対する過熱器スプレ弁の応答
が速くなり、制御の追従性が改善される。
差に基づくカスケード制御の双方の制御偏差に係る積分
機能停止を行うようにしたものによれば、一層過熱器ス
プレ弁の応答が速くなり、より主蒸気温度制御の安定性
が向上する。
温度偏差に基づく水噴霧量制御系を、周知の比例・積分
制御系とすることが好ましい。この場合、比例演算処理
と積分演算処理とを分離しないで、かつ積分処理に係る
積分時間の設定値を外部から書換え可能にすることが好
ましい。これによれば、手動制御から自動制御に切り替
える際のバンプレス切替を実現するための特別の手段が
不要となり、ロジックが簡素化できる。
る。
度制御装置の主要部ブロック構成図を示す。図におい
て、破線で囲んだ部分が本発明の特徴部にかかる積分機
能停止手段に対応する部分である。それ以外の部分は公
知の過熱器水噴霧方式の主蒸気温度制御のブロックと同
様である。
て実現するのが好ましいが、これに限らず各ブロックを
周知のアナログ又はデジタル演算器を用いて構成するこ
とも可能である。図示のように、主蒸気温度設定値T1
*と過熱器入口温度設定値T2*は、それぞれボイラ本
体の蒸気温度特性に基づいて設定された関数を有する関
数発生手段101,102により、負荷指令LDの関数
としてそれぞれ設定される。この主蒸気温度設定値T1
*と主蒸気温度センサ103により検出された主蒸気温
度フィードバック値T1とを減算手段104で比較し、
その偏差ΔT1を比例積分制御手段105により比例積
分演算し、これにより得られた制御量信号Tcを加算手
段106において関数発生手段102で設定された過熱
器入口温度設定値T2*に加算して、過熱器入口温度設
定値T2*を修正する。次に修正された過熱器入口温度
設定値T2’*と過熱器入口温度センサ107により検
出された過熱器入口温度フィードバック値T2とを減算
手段108で比較し、その偏差ΔT2を比例積分制御手
段109により比例積分演算し、これにより得られた制
御量信号Qで過熱器スプレ弁110の開度を操作して主
蒸気温度T1を設定値(定格値)に制御するようになっ
ている。
る。上記の比例積分制御手段105,109の積分機能
を停止させるため積分機能停止手段は、図中点線で囲っ
た部分の手段から形成される。本実施例では、積分機能
を停止させる具体的方法として、積分処理にかかる積分
時間を無限大に設定して、実質的に積分機能を停止させ
るようにしている。すなわち、負荷変化率が小さい運転
時の場合の積分時間設定値TI1、TI2は、それぞれ信
号発生手段SG112,115により通常の値に設定
し、積分機能停止の場合の積分時間設定値TI信号発生
手段111,114により無限大の値に設定する。そし
て、これらの積分時間設定値を信号切替手段113,1
16により切り替えて、それぞれ比例積分制御手段10
5,109に入力し、積分時間を設定するようにしてい
る。信号切替手段113,116は、与えられる負荷変
化検出信号Dにより切り替えられるようになっており、
負荷変化の検出は、例えば系統の運用に合わせて負荷目
標値ID*がステップ状に変化されたとき、負荷指令I
Dは図示していない関数発生手段により所定の変化率に
従って現在値から負荷目標値ID*までランプ状に変化
させるのが一般であることを利用し、ID*とIDに一
定値以上の差があるときに「負荷変化開始」及び「負荷
変化中」であることを検出し、その後ID*とIDに差
が無くなったときに「負荷変化終了」を検出するように
することができる。信号切替手段113,116は、通
常時は信号発生手段112,115の設定値を選択し、
「負荷変化開始」の検出信号が入力されたときに信号発
生手段111,114の設定値を選択する。また、信号
切替手段113,116は積分機能の停止を解除して通
常状態に復帰させる際の限時復帰タイマを具備してお
り、「負荷変化終了」の検出信号入力後、一定時間待っ
てから信号発生手段112,115の通常設定値に戻す
ようになっている。
における動作について、図2に示したタイムチャートを
参照して説明する。図2(a)は従来技術による場合を
示し、同図(b)は本実施例の場合を示す。図2(a)
に示す従来技術の場合は、時刻t1において負荷上昇が
開始すると、主蒸気温度設定値T1*に対し主蒸気温度
フィードバック値T1は、温度制御系の時定数が大きい
ため大幅に遅れて追従する。そして負荷変化中も偏差Δ
T1の積分演算を行なわれることから、主蒸気温度偏差
ΔT1を比例積分処理して得られる信号Tcの負荷変化
終了後の戻り動作が遅く、その信号Tcで過熱器入口温
度設定値T2*を修正するので、修正後の過熱器入口温
度設定値T2’*も目標値への戻り動作が遅れる。その
結果、修正後の過熱器入口温度設定値T2’*と過熱器
入口温度フィードバック値T2の偏差に基づいて比例積
分制御される過熱器スプレ弁110の開度Qは、負荷変
化終了後の主蒸気温度変動ΔT1に対し修正動作が遅
れ、主蒸気温度T1が目標値に収束するのに長い時間を
要する。
開始から負荷変化終了後一定時間迄は、積分時間TIが
∞に設定されるため、積分演算の機能が実質的に停止さ
れる。これにより、主蒸気温度偏差ΔT1を比例積分し
て得られる信号Tcの負荷変化終了後の戻り動作が早
く、修正後の過熱器入口温度設定値T2'*も目標値への
戻り動作が早くなる。したがって、過熱器スプレ弁11
0の開度Qは、負荷変化終了後の主蒸気温度変動ΔT1
に対して追従して動作するようになるから、主蒸気温度
T1が目標値に収束する時間が短くなる。
変化運転等のような負荷変化率が高い場合にあっては、
温度偏差に基づいた積分制御の機能を停止させるように
していることから、積分制御による過熱器スプレ弁の制
御量(開度)の制御遅れを抑制することができる。その
結果、主蒸気温度制御の追従性が改善され、主蒸気温度
制御の安定性向上が図れる。
比例積分処理と、過熱器入口温度偏差の比例積分処理の
双方の積分機能を停止させる例について説明したが、い
ずれか一方の積分機能を停止させるようにしても、その
限度において制御の追従性が改善される。
から書き換え可能にすることにより、制御手段の変更を
行わずに積分時間設定値の変更のみで、積分停止機能を
実現できるため、保守性の向上が図れる。
に示すような効果が得られる。
停止され、偏差の比例演算結果を用いた制御となるか
ら、負荷変化終了後の積分戻り動作がなくなり、負荷変
化終了後の主蒸気温度変動に対する過熱器スプレ弁の応
答が速くなるため、主蒸気温度制御の追従性が改善され
る。その結果、主蒸気温度変動が抑制され、定格値への
収束が早くなるため、火力発電プラントの制御性が向上
する。
差に基づくカスケード制御の双方の制御偏差に係る積分
機能停止を行うようにしたものによれば、一層過熱器ス
プレ弁の応答が速くなり、より主蒸気温度制御の安定性
が向上する。
のブロック図である。
るための各部の制御信号とプロセス量の時間変化を示す
図であり、(a)は従来技術の場合を示し、(b)は本
実施例の場合を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】 ボイラの主蒸気温度の設定値と検出値の
偏差を少なくとも積分処理して得られる制御量に基づ
き、過熱蒸気に注入する水噴霧量を制御して主蒸気温度
を目標値に制御することを含むボイラ主蒸気温度制御方
法において、ボイラ負荷が設定値以上の変化率で変化し
たとき前記積分処理を停止し、前記偏差を比例演算処理
して得られる制御量を用いる制御とすることを特徴とす
るボイラ主蒸気温度制御方法。 - 【請求項2】 ボイラの主蒸気温度の設定値と検出値の
偏差を少なくとも積分処理して得られる制御量と、過熱
器入口蒸気温度の設定値と検出値の偏差を少なくとも積
分処理して得られる制御量とに基づいて、過熱蒸気に注
入する水噴霧量を制御して主蒸気温度を目標値に制御す
ることを含むボイラ主蒸気温度制御方法において、ボイ
ラ負荷が設定値以上の変化率で変化したとき、少なくと
も前記主蒸気温度偏差に係る積分処理を停止し、前記主
蒸気温度偏差を比例演算処理して得られる制御量を用い
る制御とすることを特徴とするボイラ主蒸気温度制御方
法。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、前記積分処理
の停止を、前記ボイラ負荷の変化率が設定値以下に低下
した後、一定時間継続することを特徴とするボイラ主蒸
気温度制御方法。 - 【請求項4】 ボイラの主蒸気温度の設定値と検出値の
偏差を入力し、該偏差を少なくとも積分処理して制御量
を求める主蒸気温度偏差の制御手段と、該制御手段によ
り求められた制御量に基づいて過熱蒸気に注入する水噴
霧量を制御するスプレ弁とを含んでなるボイラ主蒸気温
度制御装置において、ボイラ負荷の変化率と設定値とを
比較して負荷変化率が設定値以上のとき負荷変化中を表
す信号を出力する負荷変化検出手段と、該手段から負荷
変化中を表す信号が入力されたとき前記制御手段の積分
機能を停止させる積分機能停止手段とを設け、前記制御
手段は積分機能停止中は入力される偏差を比例演算処理
して出力するように構成したことを特徴とするボイラ主
蒸気温度制御装置。 - 【請求項5】 ボイラの主蒸気温度の設定値と検出値の
偏差を入力し、該偏差を少なくとも積分処理して制御量
を求める主蒸気温度偏差の制御手段と、該制御手段によ
り求められた制御量により過熱器入口蒸気温度の設定値
を修正する加算手段と、該修正された設定値と過熱器入
口温度の検出値の偏差を少なくとも積分処理して制御量
を求める過熱器入口温度偏差の制御手段と、該制御手段
により求められた制御量に従って水噴霧量を制御するス
プレ弁とを含んでなるボイラ主蒸気温度制御装置におい
て、ボイラ負荷の変化率と設定値とを比較して負荷変化
率が設定値以上のとき負荷変化中を表す信号を出力する
負荷変化検出手段と、該手段から負荷変化中を表す信号
が入力されたとき、少なくとも前記主蒸気温度偏差の制
御手段の積分機能を停止させる積分機能停止手段とを設
け、前記制御手段は積分機能停止中は入力される偏差を
比例演算処理して出力するように構成したことを特徴と
するボイラ主蒸気温度制御装置。 - 【請求項6】 請求項4又は5において、前記積分機能
停止手段は、前記制御手段の積分時間設定値を無限大に
変更設定して積分機能を停止させるものであることを特
徴とするボイラ主蒸気温度制御装置。 - 【請求項7】 請求項4又は5において、前記積分機能
停止手段は、前記積分処理の停止を、前記ボイラ負荷の
変化率が設定値以下に低下した後、一定時間継続するこ
とを特徴とするボイラ主蒸気温度制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25189191A JP2955728B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | ボイラ主蒸気温度制御方法及び装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0587307A JPH0587307A (ja) | 1993-04-06 |
JP2955728B2 true JP2955728B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP25189191A Expired - Fee Related JP2955728B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | ボイラ主蒸気温度制御方法及び装置 |
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