JP2960607B2 - 熱電併給装置 - Google Patents
熱電併給装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力と蒸気および温水
を供給する熱電併給装置に係わり、特に、内燃機関の排
熱により温水を発生させる排熱熱交換器の温水負荷と、
内燃機関の排ガスを利用して蒸気を発生させ貯蔵する蒸
気蓄熱器の蒸気負荷と電力負荷の負荷要求量に対する負
荷変動を解消する熱電併給装置に関する。
を供給する熱電併給装置に係わり、特に、内燃機関の排
熱により温水を発生させる排熱熱交換器の温水負荷と、
内燃機関の排ガスを利用して蒸気を発生させ貯蔵する蒸
気蓄熱器の蒸気負荷と電力負荷の負荷要求量に対する負
荷変動を解消する熱電併給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、熱電併給装置は、発電機を駆動
する内燃機関を排熱熱交換器からの冷水により冷却し、
その排熱により冷水を温水に変えると共に、この温水を
排ガス熱交換器に導入し、内燃機関の排ガスにより、さ
らに、加熱し蒸気に変え、これらの温水と蒸気を温水ヘ
ッダおよび蓄熱タンクに貯蔵し、熱負荷装置により温水
負荷または蒸気負荷に供給するように構成されている。
する内燃機関を排熱熱交換器からの冷水により冷却し、
その排熱により冷水を温水に変えると共に、この温水を
排ガス熱交換器に導入し、内燃機関の排ガスにより、さ
らに、加熱し蒸気に変え、これらの温水と蒸気を温水ヘ
ッダおよび蓄熱タンクに貯蔵し、熱負荷装置により温水
負荷または蒸気負荷に供給するように構成されている。
【0003】この熱電併給装置の蓄熱制御装置として
は、蓄熱タンクに蓄熱される蒸気の圧力が一定となるよ
うに、排ガス熱交換器の出口側の蒸気圧力検出値に基づ
いて、この排ガス熱交換器の受熱側入口に供給される温
水流量を制御している。
は、蓄熱タンクに蓄熱される蒸気の圧力が一定となるよ
うに、排ガス熱交換器の出口側の蒸気圧力検出値に基づ
いて、この排ガス熱交換器の受熱側入口に供給される温
水流量を制御している。
【0004】また、温水負荷制御方式としては、温水熱
交換器および温水ヘッダから温水負荷に供給される温水
の温度が一定となるように、温水ヘッダ内の温度検出値
に基づいて、排熱熱交換器の受熱側(二次側)入口に供
給される冷水流量が設定値に合致するように制御してい
る。
交換器および温水ヘッダから温水負荷に供給される温水
の温度が一定となるように、温水ヘッダ内の温度検出値
に基づいて、排熱熱交換器の受熱側(二次側)入口に供
給される冷水流量が設定値に合致するように制御してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように構成した従来の熱電併給装置では、次の問題があ
る。
ように構成した従来の熱電併給装置では、次の問題があ
る。
【0006】第一には、内燃機関の負荷が変動する場合
は、一次系の排ガス流量が変動すること、および、排ガ
ス熱交換器出口の蒸気圧力に基づいて温水流量調整の開
度制御が行われることにより排熱熱交換器の熱交換効率
が低下し、電気負荷、熱負荷(蒸気負荷および温水負
荷)要求量に対し、負荷変動が大きくなるという問題が
ある。
は、一次系の排ガス流量が変動すること、および、排ガ
ス熱交換器出口の蒸気圧力に基づいて温水流量調整の開
度制御が行われることにより排熱熱交換器の熱交換効率
が低下し、電気負荷、熱負荷(蒸気負荷および温水負
荷)要求量に対し、負荷変動が大きくなるという問題が
ある。
【0007】第二には、熱負荷(蒸気負荷および温水負
荷)の負荷変動に対して内燃機関の排熱量が不足し、実
質上、熱負荷(蒸気負荷および温水負荷)の供給量の負
荷変動となる。上記排ガス熱交換器で発生させた蒸気は
蓄熱タンクに貯蔵されるが、蒸気負荷の増減によって
は、蓄熱タンクの器内圧力が蓄熱タンクの放熱等の影響
により低下する。蒸気負荷が減少した場合や温水負荷量
が増大した場合、内燃機関の排熱量を増大しなければな
らない。さらに、熱負荷(温水負荷)要求量の変動に対
して二次的な遅れが生じるという問題があった。
荷)の負荷変動に対して内燃機関の排熱量が不足し、実
質上、熱負荷(蒸気負荷および温水負荷)の供給量の負
荷変動となる。上記排ガス熱交換器で発生させた蒸気は
蓄熱タンクに貯蔵されるが、蒸気負荷の増減によって
は、蓄熱タンクの器内圧力が蓄熱タンクの放熱等の影響
により低下する。蒸気負荷が減少した場合や温水負荷量
が増大した場合、内燃機関の排熱量を増大しなければな
らない。さらに、熱負荷(温水負荷)要求量の変動に対
して二次的な遅れが生じるという問題があった。
【0008】第三には、排熱熱交換器の受熱側(二次
側)出口から温水が供給される温水ヘッダの温度が設定
値に対して変動し、しかも、その温水は一次系の排熱流
量変動に伴って、排熱熱交換器の二次遅れ原因となり、
同様に熱交換量が実質上減少し、排熱熱交換器出口の温
水温度の変動幅が設定値に対して大きくなるという問題
点があつた。また、電気負荷追従運転時も同様に、電気
負荷要求量に対して電気負荷需要が変動するという問題
があった。
側)出口から温水が供給される温水ヘッダの温度が設定
値に対して変動し、しかも、その温水は一次系の排熱流
量変動に伴って、排熱熱交換器の二次遅れ原因となり、
同様に熱交換量が実質上減少し、排熱熱交換器出口の温
水温度の変動幅が設定値に対して大きくなるという問題
点があつた。また、電気負荷追従運転時も同様に、電気
負荷要求量に対して電気負荷需要が変動するという問題
があった。
【0009】そこで、本発明は内燃機関の電力負荷要求
量の変更や熱負荷の変更時における蒸気圧力や温水温度
の低下を防止し、熱・電気負荷量に応じて有効利用でき
る熱電併給装置を提供することを目的とする。
量の変更や熱負荷の変更時における蒸気圧力や温水温度
の低下を防止し、熱・電気負荷量に応じて有効利用でき
る熱電併給装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、発電機を駆動
する内燃機関に燃料を供給する燃料系統と、前記内燃機
関の排熱が供給される排熱熱交換器の受熱側へ冷却水が
供給されて加熱された温水が温水ヘッダへ供給される温
水系統と、前記内燃機関からの排ガスにより前記温水ヘ
ッダの温水をさらに加熱するための排ガス熱交換器を有
する排ガス系統と、前記排ガス熱交換器の受熱側へ前記
温水ヘッダから温水を供給し、蒸気を発生させて蒸気蓄
熱器へ供給する蒸気系統と、前記温水ヘッダの温水を温
水負荷へ供給する温水負荷系統と、前記蒸気蓄熱器の蒸
気を蒸気負荷へ供給する蒸気負荷系統と、前記発電機に
より発電された電力を負荷装置に供給する電力負荷系統
とからなる熱電併給装置において、前記電力負荷系統へ
電力負荷を設定するために電力負荷パターン設定信号を
出力する電力負荷パターン設定手段と、前記電力負荷パ
ターン設定信号と前記発電機の電力検出信号とに基づい
て修正電力を演算し、電力負荷修正信号を出力する電力
負荷修正演算手段と、前記温水負荷系統と蒸気負荷系統
へ熱負荷を設定するために熱負荷パターン設定信号を出
力する熱負荷パターン設定手段と、前記熱負荷パターン
設定信号と前記温水負荷系統または蒸気負荷系統の流量
検出信号とに基づいて熱負荷修正信号を出力する熱負荷
修正演算手段と、電力負荷追従モード時に前記電力負荷
パターン設定信号を選択する一方、熱負荷追従モード時
に前記熱負荷パターン設定信号を選択して負荷設定信号
として出力する第1の切替手段と、この第1の切替手段
に対応して前記電力負荷追従モード時に前記電力負荷修
正信号を選択する一方、前記熱負荷追従モード時に前記
熱負荷修正信号を選択して第1のバイアス信号を出力す
る第2の切替手段と、前記蒸気系統の圧力検出信号と前
記蒸気蓄熱器の圧力検出信号との偏差に基づいて第2の
バイアス信号を出力する第2のバイアス設定手段と、前
記温水系統の温度検出信号と前記温水ヘッダの温度検出
信号との偏差に基づいて第3のバイアス信号を出力する
第3のバイアス設定手段と、前記負荷設定信号と前記第
1のバイアス信号とを加減算して流量設定信号を出力す
る第1の加減算手段と、前記燃料系統の流量検出信号と
前記流量設定信号との偏差信号に基づいて前記燃料系統
の流量調節弁を開閉動作させ燃料流量を制御する制御演
算手段とからなる第1の制御手段と、前記蒸気系統の圧
力設定信号と前記蒸気系統の圧力検出信号との偏差信号
に対して前記第1のバイアス信号と前記第2のバイアス
信号とを加減算して偏差信号を出力する第2の加減算手
段と、前記偏差信号に基づいて前記蒸気系統の圧力調節
弁を開閉動作させ前記蒸気系統の圧力を制御する制御演
算手段とからなる第2の制御手段と、前記温水系統の温
度設定信号と前記温水系統の温度検出信号との偏差信号
に対して前記第1のバイアス信号と前記第3のバイアス
信号とを力減算して偏差信号を出力する第3の加減算手
段と、前記偏差信号に基づいて前記温水系統の流量調節
弁を開閉動作させ前記温水系統の温度を制御する制御手
段とからなる第3の制御手段とを備え、電力負荷追従モ
ード時に前記電力負荷修正信号を前記第1のバイアス信
号として前記燃料系統の燃料流量制御、前記蒸気系統の
圧力制御および前記温水系統の温度制御に適用し、熱負
荷追従モード時に前記熱負荷修正信号を前記第1のバイ
アス信号として前記燃料系統の燃料流量制御、前記蒸気
系統の圧力制御および前記温水系統の温度制御に適用し
たものである。
する内燃機関に燃料を供給する燃料系統と、前記内燃機
関の排熱が供給される排熱熱交換器の受熱側へ冷却水が
供給されて加熱された温水が温水ヘッダへ供給される温
水系統と、前記内燃機関からの排ガスにより前記温水ヘ
ッダの温水をさらに加熱するための排ガス熱交換器を有
する排ガス系統と、前記排ガス熱交換器の受熱側へ前記
温水ヘッダから温水を供給し、蒸気を発生させて蒸気蓄
熱器へ供給する蒸気系統と、前記温水ヘッダの温水を温
水負荷へ供給する温水負荷系統と、前記蒸気蓄熱器の蒸
気を蒸気負荷へ供給する蒸気負荷系統と、前記発電機に
より発電された電力を負荷装置に供給する電力負荷系統
とからなる熱電併給装置において、前記電力負荷系統へ
電力負荷を設定するために電力負荷パターン設定信号を
出力する電力負荷パターン設定手段と、前記電力負荷パ
ターン設定信号と前記発電機の電力検出信号とに基づい
て修正電力を演算し、電力負荷修正信号を出力する電力
負荷修正演算手段と、前記温水負荷系統と蒸気負荷系統
へ熱負荷を設定するために熱負荷パターン設定信号を出
力する熱負荷パターン設定手段と、前記熱負荷パターン
設定信号と前記温水負荷系統または蒸気負荷系統の流量
検出信号とに基づいて熱負荷修正信号を出力する熱負荷
修正演算手段と、電力負荷追従モード時に前記電力負荷
パターン設定信号を選択する一方、熱負荷追従モード時
に前記熱負荷パターン設定信号を選択して負荷設定信号
として出力する第1の切替手段と、この第1の切替手段
に対応して前記電力負荷追従モード時に前記電力負荷修
正信号を選択する一方、前記熱負荷追従モード時に前記
熱負荷修正信号を選択して第1のバイアス信号を出力す
る第2の切替手段と、前記蒸気系統の圧力検出信号と前
記蒸気蓄熱器の圧力検出信号との偏差に基づいて第2の
バイアス信号を出力する第2のバイアス設定手段と、前
記温水系統の温度検出信号と前記温水ヘッダの温度検出
信号との偏差に基づいて第3のバイアス信号を出力する
第3のバイアス設定手段と、前記負荷設定信号と前記第
1のバイアス信号とを加減算して流量設定信号を出力す
る第1の加減算手段と、前記燃料系統の流量検出信号と
前記流量設定信号との偏差信号に基づいて前記燃料系統
の流量調節弁を開閉動作させ燃料流量を制御する制御演
算手段とからなる第1の制御手段と、前記蒸気系統の圧
力設定信号と前記蒸気系統の圧力検出信号との偏差信号
に対して前記第1のバイアス信号と前記第2のバイアス
信号とを加減算して偏差信号を出力する第2の加減算手
段と、前記偏差信号に基づいて前記蒸気系統の圧力調節
弁を開閉動作させ前記蒸気系統の圧力を制御する制御演
算手段とからなる第2の制御手段と、前記温水系統の温
度設定信号と前記温水系統の温度検出信号との偏差信号
に対して前記第1のバイアス信号と前記第3のバイアス
信号とを力減算して偏差信号を出力する第3の加減算手
段と、前記偏差信号に基づいて前記温水系統の流量調節
弁を開閉動作させ前記温水系統の温度を制御する制御手
段とからなる第3の制御手段とを備え、電力負荷追従モ
ード時に前記電力負荷修正信号を前記第1のバイアス信
号として前記燃料系統の燃料流量制御、前記蒸気系統の
圧力制御および前記温水系統の温度制御に適用し、熱負
荷追従モード時に前記熱負荷修正信号を前記第1のバイ
アス信号として前記燃料系統の燃料流量制御、前記蒸気
系統の圧力制御および前記温水系統の温度制御に適用し
たものである。
【0011】
【作用】上記構成により、電力負荷追従モード時に電力
負荷パターン設定信号が選択される一方、熱負荷追従モ
ード時に熱負荷パターン設定信号が選択され負荷設定信
号として出力される。これに対応して電力負荷追従モー
ド時に電力負荷修正信号が選択される一方、熱負荷追従
モード時に熱負荷修正信号が選択され第1のバイアス信
号として出力される。また、第2のバイアス信号が蒸気
系統の圧力検出信号と蒸気蓄熱器の圧力検出信号との偏
差に基づいて出力される。また、第3のバイアス信号が
温水系統の温度検出信号と温水ヘッダの温度検出信号と
の偏差に基づいて出力される。第1の制御手段では、負
荷設定信号と第1のバイアス信号とが加減算され、流量
設定信号が出力される。そして、燃料系統の流量検出信
号と流量設定信号との偏差信号に基づいて燃料系統の流
量調節弁が開閉動作され燃料流量が制御される。第2の
制御手段では、蒸気系統の圧力設定信号と蒸気系統の圧
力検出信号との偏差信号に対して第1のバイアス信号と
第2のバイアス信号とが加減算され偏差信号が出力され
る。そして、この偏差信号に基づいて蒸気系統の圧力調
節弁が開閉動作され蒸気系統の圧力が制御される。第3
の制御手段では、温水系統の温度設定信号と温水系統の
温度検出信号との偏差信号に対して第1のバイアス信号
と第3のバイアス信号とが加減算され偏差信号を出力さ
れる。そして、この偏差信号に基づいて温水系統の流量
調節弁が開閉動作され温度系統の温度を制御される。従
って、電気負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ供給
される燃料の供給量が電気負荷要求に対応した電気負荷
追従運転が行われる。熱負荷追従運転を行う場合は、内
燃機関へ供給される燃料の供給量が蒸気負荷および温水
負荷の変動に追従して制御される。
負荷パターン設定信号が選択される一方、熱負荷追従モ
ード時に熱負荷パターン設定信号が選択され負荷設定信
号として出力される。これに対応して電力負荷追従モー
ド時に電力負荷修正信号が選択される一方、熱負荷追従
モード時に熱負荷修正信号が選択され第1のバイアス信
号として出力される。また、第2のバイアス信号が蒸気
系統の圧力検出信号と蒸気蓄熱器の圧力検出信号との偏
差に基づいて出力される。また、第3のバイアス信号が
温水系統の温度検出信号と温水ヘッダの温度検出信号と
の偏差に基づいて出力される。第1の制御手段では、負
荷設定信号と第1のバイアス信号とが加減算され、流量
設定信号が出力される。そして、燃料系統の流量検出信
号と流量設定信号との偏差信号に基づいて燃料系統の流
量調節弁が開閉動作され燃料流量が制御される。第2の
制御手段では、蒸気系統の圧力設定信号と蒸気系統の圧
力検出信号との偏差信号に対して第1のバイアス信号と
第2のバイアス信号とが加減算され偏差信号が出力され
る。そして、この偏差信号に基づいて蒸気系統の圧力調
節弁が開閉動作され蒸気系統の圧力が制御される。第3
の制御手段では、温水系統の温度設定信号と温水系統の
温度検出信号との偏差信号に対して第1のバイアス信号
と第3のバイアス信号とが加減算され偏差信号を出力さ
れる。そして、この偏差信号に基づいて温水系統の流量
調節弁が開閉動作され温度系統の温度を制御される。従
って、電気負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ供給
される燃料の供給量が電気負荷要求に対応した電気負荷
追従運転が行われる。熱負荷追従運転を行う場合は、内
燃機関へ供給される燃料の供給量が蒸気負荷および温水
負荷の変動に追従して制御される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施例を示す熱電併給
装置の系統図である。図において、熱電併給装置は、発
電機1を駆動する内燃機関2に燃料を供給する燃料系統
3と、内燃機関2の排熱が供給される排熱熱交換器4の
受熱側へ冷却水ポンプ5により冷却水が供給され加熱さ
れた温水が温水ヘッダ6へ供給される温水系統7と、内
燃機関2の排ガスにより温水ヘッダ6の温水をさらに加
熱するための排ガス熱交換器8を有する排ガス系統9
と、排ガス熱交換器8の受熱側へ温水ヘッダ6から温水
を温水ポンプ10により供給し、蒸気を発生させて蒸気
蓄熱器11へ供給する蒸気系統12と、温水ヘッダ6の
温水を温水負荷へ供給する温水負荷系統13と、蒸気蓄
熱器11の蒸気を蒸気負荷へ供給する蒸気負荷系統14
と、発電機1により発電された電力を負荷装置15に供
給する負荷系統16とからなっている。
装置の系統図である。図において、熱電併給装置は、発
電機1を駆動する内燃機関2に燃料を供給する燃料系統
3と、内燃機関2の排熱が供給される排熱熱交換器4の
受熱側へ冷却水ポンプ5により冷却水が供給され加熱さ
れた温水が温水ヘッダ6へ供給される温水系統7と、内
燃機関2の排ガスにより温水ヘッダ6の温水をさらに加
熱するための排ガス熱交換器8を有する排ガス系統9
と、排ガス熱交換器8の受熱側へ温水ヘッダ6から温水
を温水ポンプ10により供給し、蒸気を発生させて蒸気
蓄熱器11へ供給する蒸気系統12と、温水ヘッダ6の
温水を温水負荷へ供給する温水負荷系統13と、蒸気蓄
熱器11の蒸気を蒸気負荷へ供給する蒸気負荷系統14
と、発電機1により発電された電力を負荷装置15に供
給する負荷系統16とからなっている。
【0014】燃料系統3には、内燃機関2に供給される
燃料の流量を検出する燃料流量検出器17と流量調節弁
18とが配置されている。温水系統7には、温水温度検
出器19と流量調節弁20とが配置されている。蒸気系
統12には、蒸気圧力検出器21と圧力調節弁22とが
配置されている。温水負荷系統13には、温水負荷流量
検出器23、蒸気負荷系統14には、蒸気負荷流量検出
器24とが各々配置されている。
燃料の流量を検出する燃料流量検出器17と流量調節弁
18とが配置されている。温水系統7には、温水温度検
出器19と流量調節弁20とが配置されている。蒸気系
統12には、蒸気圧力検出器21と圧力調節弁22とが
配置されている。温水負荷系統13には、温水負荷流量
検出器23、蒸気負荷系統14には、蒸気負荷流量検出
器24とが各々配置されている。
【0015】温水ヘッダ6には、温度検出器25、蒸気
蓄熱器11には、器内圧力検出器26が配置され、さら
に、負荷装置15には、電力検出器27が配置されてい
る。
蓄熱器11には、器内圧力検出器26が配置され、さら
に、負荷装置15には、電力検出器27が配置されてい
る。
【0016】発電機1を駆動する内燃機関2に供給され
る燃料の供給流量は、流量調節弁18により制御され燃
料流量検出器17により検出される。内燃機関2は、ウ
ォータジャケット等の排熱熱交換器4により冷却され、
また、その排ガスは、排ガス熱交換器8の与熱側胴内を
通して排出される。排熱熱交換器4の受熱側(二次側)
出口の温水温度は温水温度検出器19で検出され、流量
調節弁20により流量制御される。温水ヘッダ6から排
ガス熱交換器8へ温水が温水ポンプ10により排ガス熱
交換器8に供給され、温水が内燃機関2からの排ガスに
より加熱されて蒸気を発生させるようになっている。排
ガス熱交換器8から蒸気は、蒸気系統12を介して蒸気
蓄熱器11へ供給される。
る燃料の供給流量は、流量調節弁18により制御され燃
料流量検出器17により検出される。内燃機関2は、ウ
ォータジャケット等の排熱熱交換器4により冷却され、
また、その排ガスは、排ガス熱交換器8の与熱側胴内を
通して排出される。排熱熱交換器4の受熱側(二次側)
出口の温水温度は温水温度検出器19で検出され、流量
調節弁20により流量制御される。温水ヘッダ6から排
ガス熱交換器8へ温水が温水ポンプ10により排ガス熱
交換器8に供給され、温水が内燃機関2からの排ガスに
より加熱されて蒸気を発生させるようになっている。排
ガス熱交換器8から蒸気は、蒸気系統12を介して蒸気
蓄熱器11へ供給される。
【0017】上記した各々の検出器は、図2に示す制御
装置28に入力され、上記した各々の調節弁へ制御信号
を出力する。
装置28に入力され、上記した各々の調節弁へ制御信号
を出力する。
【0018】すなわち、制御装置28は、燃料系統3の
流量を負荷設定に基づいて制御する第1の制御手段と、
蒸気系統12の圧力を圧力設定に基づいて制御する第2
の制御手段と、温水系統7の温度を温度設定に基づいて
制御する第3の制御手段とからなっている。さらに、制
御装置28は、上記第1〜第3の制御手段の各々の設定
へ第1のバイアス設定する第1のバイアス設定手段と、
蒸気蓄熱器11の圧力に基づいて第2の制御手段の圧力
設定に第2のバイアス設定する第2のバイアス設定手段
と、温水ヘッダ6の温度に基づいて第3の制御手段の温
度設定に第3のバイアス設定する第3のバイアス設定手
段と、電気負荷追従モードと熱負荷追従モードとの切替
手段と各モードに対応した負荷設定手段とを設けてい
る。
流量を負荷設定に基づいて制御する第1の制御手段と、
蒸気系統12の圧力を圧力設定に基づいて制御する第2
の制御手段と、温水系統7の温度を温度設定に基づいて
制御する第3の制御手段とからなっている。さらに、制
御装置28は、上記第1〜第3の制御手段の各々の設定
へ第1のバイアス設定する第1のバイアス設定手段と、
蒸気蓄熱器11の圧力に基づいて第2の制御手段の圧力
設定に第2のバイアス設定する第2のバイアス設定手段
と、温水ヘッダ6の温度に基づいて第3の制御手段の温
度設定に第3のバイアス設定する第3のバイアス設定手
段と、電気負荷追従モードと熱負荷追従モードとの切替
手段と各モードに対応した負荷設定手段とを設けてい
る。
【0019】上記構成で、まず、第1の制御手段として
燃料流量検出器17により検出された内燃機関2に供給
される燃料供給流量の信号が開平演算器29でリニアに
され、負荷設定器30で負荷に比例する設定信号と比較
される。
燃料流量検出器17により検出された内燃機関2に供給
される燃料供給流量の信号が開平演算器29でリニアに
され、負荷設定器30で負荷に比例する設定信号と比較
される。
【0020】すなわち、電気負荷追従時には、電気負荷
追従モード選択器31がONとなり、電力負荷パターン
設定値32が切替器33によりa1→c1方向に流れ、
設定器34で設定された後、加減演算器35に入力さ
れ、加減演算される。
追従モード選択器31がONとなり、電力負荷パターン
設定値32が切替器33によりa1→c1方向に流れ、
設定器34で設定された後、加減演算器35に入力さ
れ、加減演算される。
【0021】また、電力検出器27によって検出された
実負荷が、電力変換器36で電圧信号に変換され、電力
負荷修正演算回路37に入力される。ここで、電力負荷
パターン設定値32と実負荷の補正量が切替器38によ
りa2→c2方向に流れる。そして、第1のバイアス設
定手段としてのバイアス器39から、第1のバイアス信
号が出力されて加減演算器35に入力される。加減演算
器35では、前記信号と第1のバイアス信号とが加減演
算され、この加減算信号が負荷設定信号として負荷設定
器30に入力される。負荷設定器30では負荷設定信号
と比較された偏差信号が、PID調節計40で制御信号
となる。この制御信号は、電気信号を空気信号に変換す
る電空変換器41で空気信号となり、流量調節弁18の
開度が増減され、発電機1の出力が一定になるように制
御される。
実負荷が、電力変換器36で電圧信号に変換され、電力
負荷修正演算回路37に入力される。ここで、電力負荷
パターン設定値32と実負荷の補正量が切替器38によ
りa2→c2方向に流れる。そして、第1のバイアス設
定手段としてのバイアス器39から、第1のバイアス信
号が出力されて加減演算器35に入力される。加減演算
器35では、前記信号と第1のバイアス信号とが加減演
算され、この加減算信号が負荷設定信号として負荷設定
器30に入力される。負荷設定器30では負荷設定信号
と比較された偏差信号が、PID調節計40で制御信号
となる。この制御信号は、電気信号を空気信号に変換す
る電空変換器41で空気信号となり、流量調節弁18の
開度が増減され、発電機1の出力が一定になるように制
御される。
【0022】次に、第2の制御手段として、排ガス熱交
換器8においての内燃機関2の排ガスとの熱交換によっ
て発生した蒸気の圧力は、蒸気圧力検出器21によって
検出され、圧力設定器42で圧力設定値と比較され、偏
差信号を出力する。
換器8においての内燃機関2の排ガスとの熱交換によっ
て発生した蒸気の圧力は、蒸気圧力検出器21によって
検出され、圧力設定器42で圧力設定値と比較され、偏
差信号を出力する。
【0023】この場合、蒸気圧力検出器21からの圧力
信号と蒸気蓄熱器11の器内圧力検出器26からの圧力
信号とが加減演算器43で加減演算され、この信号を第
2のバイアス設定手段としてのバイアス器44で第2の
バイアス信号が付加される。そして、圧力設定器42か
らの偏差信号とバイアス器39の第1のバイアス信号と
上記第2のバイアス信号と共に加減演算器45に入力し
て加減演算される。加減演算器45の出力信号は、PI
D調節計46で制御信号となり、電空変換器47で空気
信号となる。これによって、圧力調節弁22の開度が増
減され、蒸気圧力が制御される。
信号と蒸気蓄熱器11の器内圧力検出器26からの圧力
信号とが加減演算器43で加減演算され、この信号を第
2のバイアス設定手段としてのバイアス器44で第2の
バイアス信号が付加される。そして、圧力設定器42か
らの偏差信号とバイアス器39の第1のバイアス信号と
上記第2のバイアス信号と共に加減演算器45に入力し
て加減演算される。加減演算器45の出力信号は、PI
D調節計46で制御信号となり、電空変換器47で空気
信号となる。これによって、圧力調節弁22の開度が増
減され、蒸気圧力が制御される。
【0024】次に、第3の制御手段として、排熱熱交換
器4の出口の温水温度は、温水温度検出器19によって
検出され、温度変換器48で電流信号に変換された後、
温度設定器49において温度設定値と比較され、電流信
号が出力される。
器4の出口の温水温度は、温水温度検出器19によって
検出され、温度変換器48で電流信号に変換された後、
温度設定器49において温度設定値と比較され、電流信
号が出力される。
【0025】この場合、温水ヘッダ6の温度が温度検出
器25により検出され、検出信号が温度変換器50で電
流信号に変換される。そして、温水温度検出器19から
の電流信号と温水ヘッダ6の温度検出器25の電流信号
とが、加減演算器51で加減演算され、この信号から、
第3のバイアス設定手段としてのバイアス器52で第3
のバイアス信号を付加される。さらに、温度設定器49
からの偏差信号とバイアス器39の第1のバイアス信号
と上記第3のバイアス信号と共に、加減演算器53に入
力され加減算される。加減演算器53の出力信号は、P
ID調節計54で制御信号となり、電空変換器55で電
気信号となる。これによって、流量調節弁20の開度が
増減されて温水ヘッダ6の温度が制御される。
器25により検出され、検出信号が温度変換器50で電
流信号に変換される。そして、温水温度検出器19から
の電流信号と温水ヘッダ6の温度検出器25の電流信号
とが、加減演算器51で加減演算され、この信号から、
第3のバイアス設定手段としてのバイアス器52で第3
のバイアス信号を付加される。さらに、温度設定器49
からの偏差信号とバイアス器39の第1のバイアス信号
と上記第3のバイアス信号と共に、加減演算器53に入
力され加減算される。加減演算器53の出力信号は、P
ID調節計54で制御信号となり、電空変換器55で電
気信号となる。これによって、流量調節弁20の開度が
増減されて温水ヘッダ6の温度が制御される。
【0026】一方、熱負荷追従時には、電気負荷追従モ
ード選択器31が0FFとされ、熱負荷パターン設定値
56が切替器33によりb1→c1方向に流れるように
する。
ード選択器31が0FFとされ、熱負荷パターン設定値
56が切替器33によりb1→c1方向に流れるように
する。
【0027】まず、第1の制御手段では、負荷パターン
設定値56が設定噐34により付加された後、加減演算
器35に入力され加減算される。また、蒸気負荷流量検
出器24の検出信号が開平演算器57により開平された
後に、熱負荷修正演算回路58に入力される。さらに、
温水負荷流量検出器23の検出信号が開平演算器59で
開平され、熱負荷修正演算回路58に入力される。ここ
で、開平演算器57からの信号と比較され、これらの内
でいずれか高値の信号と、熱負荷パターン設定値56と
が比較され、その偏差に応じた信号が切替器38により
b2→c2方向に出力れる。そして、バイアス器39で
は第1のバイアス信号が付加され、加減演算器35に入
力し加減算される。
設定値56が設定噐34により付加された後、加減演算
器35に入力され加減算される。また、蒸気負荷流量検
出器24の検出信号が開平演算器57により開平された
後に、熱負荷修正演算回路58に入力される。さらに、
温水負荷流量検出器23の検出信号が開平演算器59で
開平され、熱負荷修正演算回路58に入力される。ここ
で、開平演算器57からの信号と比較され、これらの内
でいずれか高値の信号と、熱負荷パターン設定値56と
が比較され、その偏差に応じた信号が切替器38により
b2→c2方向に出力れる。そして、バイアス器39で
は第1のバイアス信号が付加され、加減演算器35に入
力し加減算される。
【0028】加減演算器35からの信号は負荷設定器3
0で負荷設定信号として比較され、その偏差信号は、P
ID調節計40で制御信号となる。この制御信号は、電
気信号に変換する電空変換器41で空気信号となる。こ
れによって、流量調節弁18の開度が増減され、発電機
1の出力が一定になるように制御される。
0で負荷設定信号として比較され、その偏差信号は、P
ID調節計40で制御信号となる。この制御信号は、電
気信号に変換する電空変換器41で空気信号となる。こ
れによって、流量調節弁18の開度が増減され、発電機
1の出力が一定になるように制御される。
【0029】次に、第2制御手段では、内燃機関2の排
ガスとの熱交換によって発生した蒸気の圧力が蒸気圧力
検出器21によって検出され、圧力設定器42で圧力設
定値と比較され、偏差信号となる。また、蒸気圧力検出
器21からの圧力信号と蒸気蓄熱器11の器内圧力検出
器26からの圧力信号は加減演算器43で加減演算さ
れ、この信号は、バイアス器44で第2のバイアス信号
が付加され、圧力設定器42からの偏差信号と第1のバ
イアス信号と共に、加減演算器45に入力し加減演算さ
れる。加減演算器45の出力信号はPID調節計46で
制御信号となり、電空変換器47で空気信号となり、流
量調節弁22の開度が増減され、蒸気圧力が制御され
る。
ガスとの熱交換によって発生した蒸気の圧力が蒸気圧力
検出器21によって検出され、圧力設定器42で圧力設
定値と比較され、偏差信号となる。また、蒸気圧力検出
器21からの圧力信号と蒸気蓄熱器11の器内圧力検出
器26からの圧力信号は加減演算器43で加減演算さ
れ、この信号は、バイアス器44で第2のバイアス信号
が付加され、圧力設定器42からの偏差信号と第1のバ
イアス信号と共に、加減演算器45に入力し加減演算さ
れる。加減演算器45の出力信号はPID調節計46で
制御信号となり、電空変換器47で空気信号となり、流
量調節弁22の開度が増減され、蒸気圧力が制御され
る。
【0030】次に、第3の制御手段として、排熱熱交換
器4の出口の温水温度は、温水温度検出器19によって
検出され、温度変換器48で電流信号に変換された後、
温度設定器49において温度設定値と比較され、電流信
号が出力される。
器4の出口の温水温度は、温水温度検出器19によって
検出され、温度変換器48で電流信号に変換された後、
温度設定器49において温度設定値と比較され、電流信
号が出力される。
【0031】この場合、温水ヘッダ6の温度が温度検出
器25により検出され、検出信号が温度変換器50で電
流信号に変換される。そして、温水温度検出器19から
の電流信号と温水ヘッダ6の温度検出器25の電流信号
とが、加減演算器51で加減演算され、この信号から、
第3のバイアス設定手段としてのバイアス器52で第3
のバイアス信号を付加される。さらに、温度設定器49
からの偏差信号とバイアス器39の第1のバイアス信号
と上記第3のバイアス信号と共に、加減演算器53に入
力され加減算される。加減演算器53の出力信号は、P
ID調節計54で制御信号となり、電空変換器55で電
気信号となる。これによって、流量調節弁20の開度が
増減されて温水ヘッダ6の温度が制御される。
器25により検出され、検出信号が温度変換器50で電
流信号に変換される。そして、温水温度検出器19から
の電流信号と温水ヘッダ6の温度検出器25の電流信号
とが、加減演算器51で加減演算され、この信号から、
第3のバイアス設定手段としてのバイアス器52で第3
のバイアス信号を付加される。さらに、温度設定器49
からの偏差信号とバイアス器39の第1のバイアス信号
と上記第3のバイアス信号と共に、加減演算器53に入
力され加減算される。加減演算器53の出力信号は、P
ID調節計54で制御信号となり、電空変換器55で電
気信号となる。これによって、流量調節弁20の開度が
増減されて温水ヘッダ6の温度が制御される。
【0032】以上のように、熱電併給装置の電気負荷追
従運転を実施する場合は、切替器の運転モードとして電
気負荷モード運転を選択すると、内燃機関に供給される
燃料の供給量を調整する燃料流量調節弁の開度がその燃
料供給量を検出する燃料供給量検出器の検出値と電力負
荷パターン設定値と電力負荷との偏差を電力負荷修正演
算回路で演算処理して付加した電力負荷パターン設定値
に対して電力負荷設定値との偏差が零になるように調整
され電気負荷要求に対応した電気負荷追従運転を行うこ
とができる。
従運転を実施する場合は、切替器の運転モードとして電
気負荷モード運転を選択すると、内燃機関に供給される
燃料の供給量を調整する燃料流量調節弁の開度がその燃
料供給量を検出する燃料供給量検出器の検出値と電力負
荷パターン設定値と電力負荷との偏差を電力負荷修正演
算回路で演算処理して付加した電力負荷パターン設定値
に対して電力負荷設定値との偏差が零になるように調整
され電気負荷要求に対応した電気負荷追従運転を行うこ
とができる。
【0033】一方、熱電併給装置の熱負荷追従運転を実
施する場合は、切替器の運転モードとして熱負荷モード
運転を選択すると、内燃機関に供給される燃料の供給量
を調整する燃料流量調節弁の開度が、熱負荷パターン設
定値に対し、熱負荷パターン設定値と蒸気負荷および温
水負荷との偏差を熱負荷修正演算回路で修正分を演算処
理して付加した熱負荷設定値との偏差が零になるように
調整され熱負荷要求に対応した熱負荷追従運転が行われ
る。
施する場合は、切替器の運転モードとして熱負荷モード
運転を選択すると、内燃機関に供給される燃料の供給量
を調整する燃料流量調節弁の開度が、熱負荷パターン設
定値に対し、熱負荷パターン設定値と蒸気負荷および温
水負荷との偏差を熱負荷修正演算回路で修正分を演算処
理して付加した熱負荷設定値との偏差が零になるように
調整され熱負荷要求に対応した熱負荷追従運転が行われ
る。
【0034】すなわち、燃料流量調節弁の調整は、蒸気
負荷および温水供給流量を検出する温水流量検出値を熱
負荷修正演算回路に入力処理し熱負荷パターン設定値と
比較し偏差分を修正演算したバイアス信号により、燃料
流量調節弁の開度が先行的に制御され、熱負荷の要求に
対応した熱負荷追従をすることができる。この場合に、
温水負荷、蒸気負荷が熱負荷パターン設定値と比較して
偏差があると、熱負荷修正演算回路により修正分を演算
処理し、バイアス信号として、冷水流量調節弁および温
水流量調節弁の開度を調整するから。温水負荷、熱負荷
需要に対応して安定に運転することができる。
負荷および温水供給流量を検出する温水流量検出値を熱
負荷修正演算回路に入力処理し熱負荷パターン設定値と
比較し偏差分を修正演算したバイアス信号により、燃料
流量調節弁の開度が先行的に制御され、熱負荷の要求に
対応した熱負荷追従をすることができる。この場合に、
温水負荷、蒸気負荷が熱負荷パターン設定値と比較して
偏差があると、熱負荷修正演算回路により修正分を演算
処理し、バイアス信号として、冷水流量調節弁および温
水流量調節弁の開度を調整するから。温水負荷、熱負荷
需要に対応して安定に運転することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
気負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ供給される燃
料の供給量が電気負荷要求に対応した電気負荷追従運転
が行われる。熱負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ
供給される燃料の供給量が蒸気負荷および温水負荷の変
動に追従して制御される。これによって、内燃機関の電
力負荷要求量の変更や熱負荷の変更時における蒸気圧力
や温水温度の低下を防止できる。その上、熱負荷追従モ
ードおよび電気負荷追従モードにより、熱負荷要求量お
よび電気負荷要求量に応じて熱エネルギーの有効利用が
はかれる。
気負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ供給される燃
料の供給量が電気負荷要求に対応した電気負荷追従運転
が行われる。熱負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ
供給される燃料の供給量が蒸気負荷および温水負荷の変
動に追従して制御される。これによって、内燃機関の電
力負荷要求量の変更や熱負荷の変更時における蒸気圧力
や温水温度の低下を防止できる。その上、熱負荷追従モ
ードおよび電気負荷追従モードにより、熱負荷要求量お
よび電気負荷要求量に応じて熱エネルギーの有効利用が
はかれる。
【図1】本発明の一実施例を示す熱電併給装置の全体構
成図である。
成図である。
【図2】図1の制御装置のブロック構成図である。
2 内燃機関 3 燃料系統 4 排熱熱交換器 6 温水ヘッダ 7 温水系統 8 排ガス熱交換器 9 排ガス系統 11 蒸気蓄熱器 12 蒸気系統 13 温水負荷系統 14 蒸気負荷系統 16 負荷系統 28 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01K 23/10 F02G 5/04 H02J 3/38
Claims (1)
- 【請求項1】 発電機を駆動する内燃機関に燃料を供給
する燃料系統と、前記内燃機関の排熱が供給される排熱
熱交換器の受熱側へ冷却水が供給されて加熱された温水
が温水ヘッダへ供給される温水系統と、前記内燃機関か
らの排ガスにより前記温水ヘッダの温水をさらに加熱す
るための排ガス熱交換器を有する排ガス系統と、前記排
ガス熱交換器に受熱側へ前記温水ヘッダから温水を供給
し、蒸気を発生させて蒸気蓄熱器へ供給する蒸気系統
と、前記温水ヘッダの温水を温水負荷へ供給する温水負
荷系統と、前記蒸気蓄熱器の蒸気を蒸気負荷へ供給する
蒸気負荷系統と、前記発電機により発電された電力を負
荷装置に供給する電力負荷系統とからなる熱電併給装置
において、 前記電力負荷系統へ電力負荷を設定するために電力負荷
パターン設定信号を出力する電力負荷パターン設定手段
と、 前記電力負荷パターン設定信号と前記発電機の電力検出
信号とに基づいて修正電力を演算し、電力負荷修正信号
を出力する電力負荷修正演算手段と、 前記温水負荷系統と蒸気負荷系統へ熱負荷を設定するた
めに熱負荷パターン設定信号を出力する熱負荷パターン
設定手段と、 前記熱負荷パターン設定信号と前記温水負荷系統または
蒸気負荷系統の流量検出信号とに基づいて熱負荷修正信
号を出力する熱負荷修正演算手段と、 電力負荷追従モード時に前記電力負荷パターン設定信号
を選択する一方、熱負荷追従モード時に前記熱負荷パタ
ーン設定信号を選択して負荷設定信号として出力する第
1の切替手段と、 この第1の切替手段に対応して前記電力負荷追従モード
時に前記電力負荷修正信号を選択する一方、前記熱負荷
追従モード時に前記熱負荷修正信号を選択して第1のバ
イアス信号を出力する第2の切替手段と、 前記蒸気系統の圧力検出信号と前記蒸気蓄熱器の圧力検
出信号との偏差に基づいて第2のバイアス信号を出力す
る第2のバイアス設定手段と、 前記温水系統の温度検出信号と前記温水ヘッダの温度検
出信号との偏差に基づいて第3のバイアス信号を出力す
る第3のバイアス設定手段と、 前記負荷設定信号と前記第1のバイアス信号とを加減算
して流量設定信号を出力する第1の加減算手段と、前記
燃料系統の流量検出信号と前記流量設定信号との偏差信
号に基づいて前記燃料系統の流量調節弁を開閉動作させ
燃料流量を制御する制御演算手段とからなる第1の制御
手段と、 前記蒸気系統の圧力設定信号と前記蒸気系統の圧力検出
信号との偏差信号に対して前記第1のバイアス信号と前
記第2のバイアス信号とを加減算して偏差信号を出力す
る第2の加減算手段と、前記偏差信号に基づいて前記蒸
気系統の圧力調節弁を開閉動作させ前記蒸気系統の圧力
を制御する制御演算手段とからなる第2の制御手段と、 前記温水系統の温度設定信号と前記温水系統の温度検出
信号との偏差信号に対して前記第1のバイアス信号と前
記第3のバイアス信号とを加減算して偏差信号を出力す
る第3の加減算手段と、前記偏差信号に基づいて前記温
水系統の流量調節弁を開閉動作させ前記温水系統の温度
を制御する制御手段とからなる第3の制御手段とを備
え、電力負荷追従モード時に前記電力負荷修正信号を前
記第1のバイアス信号として前記燃料系統の燃料流量制
御、前記蒸気系統の圧力制御および前記温水系統の温度
制御に適用し、熱負荷追従モード時に前記熱負荷修正信
号を前記第1のバイアス信号として前記燃料系統の燃料
流量制御、前記蒸気系統の圧力制御および前記温水系統
の温度制御に適用してなる熱電併給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4103868A JP2960607B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 熱電併給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4103868A JP2960607B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 熱電併給装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05280304A JPH05280304A (ja) | 1993-10-26 |
JP2960607B2 true JP2960607B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=14365423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4103868A Expired - Fee Related JP2960607B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 熱電併給装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2960607B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5762042B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2015-08-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 温水製造供給ユニット |
GB2509740A (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-16 | Dearman Engine Company Ltd | Cryogenic engine combined with a power generator |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0633730B2 (ja) * | 1987-10-20 | 1994-05-02 | 株式会社東芝 | 排熱利用システムの制御装置 |
JPH0786329B2 (ja) * | 1988-07-28 | 1995-09-20 | 株式会社東芝 | 熱電併給装置 |
JP2593575B2 (ja) * | 1990-07-18 | 1997-03-26 | 株式会社東芝 | 熱電併給装置 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4103868A patent/JP2960607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05280304A (ja) | 1993-10-26 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |