JP3502425B2 - ボイラの制御方法および制御装置 - Google Patents

ボイラの制御方法および制御装置

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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧蒸気ドラムを有す
る高圧ボイラと、低圧蒸気ドラムを有する低圧ドラムと
を備え、高圧ボイラへの給水は低圧蒸気ドラムの缶水を
抜出して高圧蒸気ドラムに供給する型式のボイラ装置に
係り、特に高圧蒸気ドラムの水面レベルが急低下して、
低圧蒸気ドラムから高圧ボイラへの缶水抜出し量が急増
した場合に、低圧蒸気ドラムのレベルが急低下して規定
値以下になることを防止するようにしたボイラの制御方
法および制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明が対象とする、高圧ボイラの給水
を低圧ボイラの低圧蒸気ドラムの缶水を抜出して行なう
高低圧ボイラを備えたボイラ装置の給水および蒸気の系
統を図4に示し、その制御系統図を図2に示す。図4に
おいて、タービン復水器からの復水を復水ポンプ1によ
って供給された低圧ボイラへの給水は低圧給水調節弁2
で流量調節され、低圧節炭器3を経て低圧蒸気ドラム4
へ供給され、ここで発生した蒸気は低圧主蒸気管9を通
り低圧蒸気タービンへと導かれる。一方低圧蒸気ドラム
4の缶水は、高圧給水ポンプ5で昇圧され高圧給水調節
弁6で流量調節され高圧節炭器7を経て高圧蒸気ドラム
8へ供給され、ここで発生した蒸気は高圧主蒸気管10
を通り高圧蒸気タービンへと導かれる。
【0003】上記ボイラ装置の制御を図2について説明
する。低圧給水流量の制御は単要素、3要素のそれぞれ
の制御を行なう。プラント起動時低圧蒸気が発生するま
では単要素制御で行ない、その後低圧蒸気が発生しだす
と3要素制御を行ない、それぞれの制御の切替えは信号
切替器19で行なう。まず単要素制御では低圧ドラムレ
ベル発信器11からの実レベル信号とレベル設定器12
で与えたレベル設定値を減算器13で比較し、比例積分
器14で比例積分動作させた信号とし、この信号値で低
圧給水調節弁2を制御する。次に3要素制御の場合は低
圧主蒸気流量発信器16、高圧給水流量発信器17から
のそれぞれの流量信号を加算器18で加算し、低圧蒸気
ドラムから抜出す給水流量信号とする。この信号と低圧
給水流量発信器15からの低圧給水流量信号、つまり低
圧蒸気ドラムへ供給される給水流量を減算器13で比較
し、この信号と先に説明した比例積分器14の出力信号
を加算し、比例積分器21で比例積分した信号で低圧給
水調節弁2を制御する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では高圧
蒸気ドラムレベルが急激に低下した場合、低圧蒸気ドラ
ムの缶水が高圧給水調節弁により高圧蒸気ドラム側へ多
量に抜出されるため低圧蒸気ドラムレベルが急低下しそ
れを補うために低圧給水流量が増加するが、間に合わず
低圧蒸気ドラムレベルの規定値をこえた低下は避けられ
ない問題があった。本発明の目的は、上記従来技術の問
題点を解決し、高圧蒸気ドラムレベルが低下しても低圧
蒸気ドラムレベルはその影響を受けることなく安定した
レベルを確保することができるボイラの制御方法および
制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 (1)高圧蒸気ドラム(以下高圧ドラムと称す)と低圧
蒸気ドラム(以下低圧ドラムと称す)を有し、前記低圧
ドラムの缶水を抜出して高圧ドラムに給水するととも
に、低圧給水調節弁を介して低圧ドラムに給水するボイ
ラの制御方法において、低圧ドラムの缶水レベル測定値
と設定値を比較して第1の信号を算出し、起動時に低圧
ドラムに蒸気が発生するまでは、この信号により低圧給
水調節弁を制御し、低圧ドラムに蒸気が発生した後は、
低圧ドラムから取出される蒸気流量信号および低圧ドラ
ムから高圧ドラムへ抜出される給水流量信号の加算値
と、低圧ドラムへの給水流量信号とを比較して第2の信
号を算出し、この信号と前記第1の信号とに基づく制御
信号により低圧給水調節弁を制御するとともに、前記低
圧ドラムから高圧ドラムへ抜出される給水流量信号が所
定値以下のときには、前記低圧給水調節弁を制御する信
号があらかじめ定めたミニマムフロー開度信号以下にな
らないように調節することを特徴とするボイラの制御方
法。 (2)高圧ドラムと、低圧ドラムと、該低圧ドラムの缶
水を高圧ドラムに給水する手段および低圧ドラムへの給
水量を制御する低圧給水調節弁とを有し、前記低圧ドラ
ムの缶水レベル測定値と設定値を比較して第1の信号を
発生する手段と、低圧ドラムから取出される蒸気流量と
低圧ドラムから高圧ドラムへ抜出される給水量の和と低
圧ドラムへの給水量を比較して第2の信号を発生する手
段と、第1の信号と第2の信号に基づき前記低圧給水調
節弁を制御する手段とを備えたボイラの制御装置におい
て、前記低圧ドラムから高圧ドラムへの給水流量が所定
値以下のときに低圧給水調節弁のミニマムフロー開度信
号を発生する手段と、前記低圧給水調節弁の制御信号が
このミニマムフロー開度信号以下にならないようにする
低信号制限器とを設けたことを特徴とするボイラの制御
装置。
【0006】
【作用】高圧給水流量が低流量の時でも低圧給水調節弁
は全閉付近まで絞り込まれずミニマムフロー開度で制限
され、低圧蒸気ドラムには規定以上の給水が供給され
る。そのため高圧ドラムレベルが急激に低下し、低圧蒸
気ドラムから高圧蒸気ドラムへ供給される高圧給水流量
が過渡的に急増しても低圧蒸気ドラムレベルが規定値以
下に低下することがない。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1により説明す
る。図2と同一符号の部分は同一の動作をするので、説
明を省略する。高圧給水流量発信器17からの高圧給水
流量信号を入力して関数発生器22により低圧給水調節
弁2に与えるミニマムフロー開度信号24を発生し、こ
の信号を信号切替器23を介して低信号制限器20に入
力する。一方、比例積分器21および14からの弁開度
信号をそれぞれ低信号制限器20に入力し、20の出力
信号がこのミニマムフロー開度信号以下にならないよう
に制限する。このため、高圧給水流量が低流量となって
も低圧給水調節弁2からは低圧蒸気ドラムへ規定値以上
の給水が供給される。なお、信号切替器23は高圧給水
流量が低流量の時だけミニマムフロー開度信号側を選択
し、高流量の時は制限は行なわない。これは高流量の時
は低圧給水調節弁開度は高開度でありミニマムフロー開
度以上であるため、制限する必要がないためである。ま
た低圧蒸気ドラムレベルが規定値以上に高い時も制限は
行なわれない。これはその状態では低圧蒸気ドラムの保
有水が十分であること、および低圧蒸気ドラムレベルが
上昇しすぎ、危険水位まで上昇することをさけるためで
ある。
【0008】本発明を適用した場合の結果について図3
に示す。プラント起動時に高圧蒸気ドラムからの蒸気の
取出しが急激に行なわれ、ドラム内蒸気圧が急減する
と、ドラム内缶水中の飽和水から急激に蒸気が発生し、
ドラム内の見かけ上の水位レベルが上昇した場合、高圧
給水流量は絞り込まれ低流量となり、低圧給水流量も同
様に低流量となり、上記過渡現象が終了したとき、その
反動で次に高圧蒸気ドラムレベルが急低下した時、高圧
給水流量は過渡的に急増加し、その影響で低圧蒸気ドラ
ムレベルも急低下する。しかし本発明によれば低圧給水
調節弁はミニマムフロー開度となるため点線で示したよ
うに低圧給水流量の過度の絞り込みが防止できるため、
低圧蒸気ドラムレベルの規定値をこえた低下を防止でき
る。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば、高圧蒸気ドラムへの高
圧給水流量の急激な変化の発生による低圧蒸気ドラム水
位の規定値をこえた低下を防止でき、ボイラの安全な運
転を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す制御系統図。
【図2】従来技術の制御系統図。
【図3】本発明の効果を示す図。
【図4】本発明の対象となるボイラの給水および蒸気系
統図。
【符号の説明】
1…復水ポンプ、2…低圧給水調節弁、3…低圧節炭
器、4…低圧蒸気ドラム、5…高圧給水ポンプ、6…高
圧給水調節弁、7…高圧節炭器、8…高圧蒸気ドラム、
9…低圧主蒸気管、10…高圧主蒸気管、11…低圧ド
ラムレベル発信器、12…低圧ドラムレベル設定器、1
3…減算器、14…比例積分器、15…低圧給水流量発
信器、16…低圧主蒸気流量発信器、17…高圧給水流
量発信器、18…加算器、19…信号切替器、20…低
信号制限器、21…比例積分器、22…関数発生器、2
3…信号切替器、24…ミニマムフロー開度信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F22D 5/30 F22B 35/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧蒸気ドラムと低圧蒸気ドラムを有
    し、低圧蒸気ドラムの缶水を抜出して高圧蒸気ドラムに
    給水するとともに、低圧給水調節弁を介して低圧蒸気ド
    ラムに給水するボイラの制御方法において、前記低圧蒸
    気ドラムの缶水レベル測定値と設定値を比較して第1の
    信号を算出し、起動時に低圧蒸気ドラムに蒸気が発生す
    るまでは、この信号により低圧給水調節弁を制御し、低
    圧蒸気ドラムに蒸気が発生した後は、低圧蒸気ドラムか
    ら取出される蒸気流量信号および低圧蒸気ドラムから高
    圧蒸気ドラムへ抜出される給水流量信号の加算値と、低
    圧蒸気ドラムへの給水流量信号とを比較して第2の信号
    を算出し、この信号と前記第1の信号とに基づく制御信
    号により低圧給水調節弁を制御するとともに、前記低圧
    蒸気ドラムから高圧蒸気ドラムへ抜出される給水流量信
    号が所定値以下のときには、前記低圧給水調節弁を制御
    する信号があらかじめ定めたミニマムフロー開度信号以
    下にならないように調節することを特徴とするボイラの
    制御方法。
  2. 【請求項2】 高圧蒸気ドラムと、低圧蒸気ドラムと、
    該低圧蒸気ドラムの缶水を前記高圧蒸気ドラムに給水す
    る手段および低圧蒸気ドラムへの給水量を制御する低圧
    給水調節弁とを有し、前記低圧蒸気ドラムの缶水レベル
    測定値と設定値を比較して第1の信号を発生する手段
    と、低圧蒸気ドラムから取出される蒸気流量と低圧蒸気
    ドラムから高圧蒸気ドラムへ抜出される給水量の和と低
    圧蒸気ドラムへの給水量を比較して第2の信号を発生す
    る手段と、第1の信号と第2の信号に基づいて前記低圧
    給水調節弁を制御する手段とを備えたボイラの制御装置
    において、前記低圧蒸気ドラムから高圧蒸気ドラムへ抜
    出される給水流量が所定値以下のときに低圧給水調節弁
    のミニマムフロー開度信号を発生する手段と、前記低圧
    給水調節弁の制御信号がこのミニマムフロー開度信号以
    下にならないようにする低信号制限器とを設けたことを
    特徴とするボイラの制御装置。
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