JP5549251B2 - 蒸気供給制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の発電ユニットを備えた発電所で生成された蒸気のうち、補助蒸気を発電所内に供給し、発電所外で使用される所外蒸気を所外に供給する際の補助蒸気及び所外蒸気の供給を制御する蒸気供給制御装置に関する。

例えば、火力発電所では、ボイラでの燃料の燃焼熱によって水を沸騰させて生成された蒸気を主蒸気として蒸気タービンへ導き、蒸気タービンの回転動力により発電機を駆動して発電している。

近年では、ガスタービンと蒸気タービンとを有したコンバインドサイクル発電所が増えてきている。コンバインドサイクル発電所では、ガスタービンによる発電とガスタービンの排ガスをボイラに導いて水を沸騰させて生成された蒸気を利用した蒸気タービンによる発電とを同時に行うので発電効率が高く、また、ガスタービンの特性である負荷応答性に優れているので、電力需要の変動にも柔軟に追従できるという特徴を有する。コンバインドサイクル発電所は、このような特徴を活かし、複数の発電ユニットを有し、それぞれ昼夜起動停止を繰り返して、負荷調整用として運転されているのが一般的である。

どちらの構成においてもボイラで生成された蒸気は、主蒸気として発電のために用いられるだけでなく、その一部を補助蒸気として発電所内の共通設備用（排煙脱硫装置等）や起動中の他の発電ユニット用（脱気器、空気余熱器、タービンのウォーミングアップ等）にも用いられている。この補助蒸気の供給を制御するため、各種の制御装置等が開発されてきた（特許文献１〜３参照）。

例えば、特許文献１には、補助蒸気の供給流量と予め記憶された供給可能量との偏差に基づき補助蒸気の供給流量を制御する補助蒸気供給制御システムが開示されている。また、この補助蒸気供給制御システムでは、供給された補助蒸気を需要先の優先度に応じて最適に配分することもできる。

特許文献２や特許文献３には、補助蒸気の供給可能ユニットが複数ある場合に、最適な補助蒸気の供給元を選択し、さらに供給流量の上限値を設定する補助蒸気供給装置が開示されている。この補助蒸気供給装置では、１つのユニットからの供給流量が上限値に達した場合は、それを検知して自動的に他のユニットからの供給を追加することもできる。

一方で、発電所で生成された蒸気の一部を発電所外の需要先（工場等）に供給し、所外蒸気としてエネルギーの有効活用を図ることが検討されている。この場合には、発電ユニットの機器で使用される補助蒸気の必要流量を確保しながら、発電所外に供給する所外蒸気の流量変動に速やかに対応できるよう蒸気供給を制御する必要がある（例えば、特許文献４参照）。特許文献４には、１つの発電ユニットから補助蒸気（給水加熱器用）と所外蒸気とを同時に抽気する際に、補助蒸気の設定流量（最低流量）が確保できるように抽気量制御手段を設けた火力発電プラントが開示されている。

特開昭５６−１０８００３号公報 特開昭５８−２２８０５号公報 特開平２−１９５１０１号公報 特開２００６−６３８８６号公報

しかし、特許文献１〜３のものでは、補助蒸気の供給制御のみを対象とし、所外蒸気の供給制御は想定されていない。また、特許文献４のものでは、補助蒸気と所外蒸気との両方を制御できるが、１つの発電ユニットから蒸気供給を行うことを対象としており、複数の発電ユニットから供給元を適宜切り替えて蒸気供給を行うことは想定されていない。

近年主流のコンバインドサイクル発電所から補助蒸気と所外蒸気との両方を供給する場合には、コンバインドサイクル発電所は複数の発電ユニットから構成されているので、いずれの発電ユニットから補助蒸気や所外蒸気を供給するかを適切に制御しなければならない。

コンバインドサイクル発電所では、負荷調整のため複数の発電ユニットが起動停止を繰り返しているので、補助蒸気や所外蒸気の供給元は逐次変化することになる。発電ユニットの起動時には補助蒸気の需要が急増すると共に、所外蒸気の需要も需要先の都合により逐次変動する。一方、１つの発電ユニットから供給できる蒸気量には限界がある。

このため、所外蒸気の供給流量が増加して補助蒸気の必要流量を満たせない場合には、発電ユニットの起動停止を行うことができないなど発電に支障が出る可能性があった。このようなことから、いずれの発電ユニットから補助蒸気や所外蒸気を供給するかを適切に制御することが要請されている。

そこで、本発明は、複数の発電ユニットを有した発電所で運転状況が逐次変化する発電ユニットから適切な蒸気供給元を選択し、安定して補助蒸気及び所外蒸気を供給できる蒸気供給制御装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係わる蒸気供給制御装置は、複数の発電ユニットを備えた発電所で生成された蒸気のうち、前記発電所内で使用される補助蒸気を各々の発電ユニット毎に設けられた補助蒸気弁を介して前記発電所内に供給し、前記発電所外で使用される所外蒸気を各々の発電ユニット毎に設けられた所外蒸気弁を介して所外に供給するように構成された蒸気供給系統の前記補助蒸気及び前記所外蒸気の供給を制御する蒸気供給制御装置において、各々の発電ユニットの運転状況に応じて各々の発電ユニットに対して前記補助蒸気を主に供給する補助蒸気供給元あるいは前記所外蒸気を主に供給する所外蒸気供給元を割り当てる供給元決定部と、前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記補助蒸気供給元に割り当てられたときは前記補助蒸気弁を全開とする補助蒸気弁駆動部と、前記補助蒸気弁を介して供給される補助蒸気供給流量が所定の閾値で区分された範囲のどの範囲に属するかに応じて所定の補助蒸気供給流量で標準化する関数設定器と、前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量の最大設定値として予め定めた設計流量を設定し、前記所外蒸気供給元かつ前記補助蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量の最大設定値として前記設計流量から前記関数設定器で標準化された補助蒸気供給流量を減じた値を設定する供給流量設定部と、前記所外蒸気の供給流量が前記供給流量設定部で設定された最大設定値以下となるように前記所外蒸気弁の開度を調節する供給制御部とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明に係わる蒸気供給制御装置は、請求項１の発明において、前記関数設定器は、前記補助蒸気弁を介して供給される補助蒸気供給流量が増加傾向の場合と減少傾向の場合とで、異なる閾値及びその閾値に対応した所定の補助蒸気供給流量を用いて、前記補助蒸気供給流量を標準化することを特徴とする。

請求項３の発明に係わる蒸気供給制御装置は、複数の発電ユニットを備えた発電所で生成された蒸気のうち、前記発電所内で使用される補助蒸気を各々の発電ユニット毎に設けられた補助蒸気弁を介して前記発電所内に供給し、前記発電所外で使用される所外蒸気を各々の発電ユニット毎に設けられた所外蒸気弁を介して所外に供給するように構成された蒸気供給系統の前記補助蒸気及び前記所外蒸気の供給を制御する蒸気供給制御装置において、各々の発電ユニットの運転状況に応じて各々の発電ユニットに対して前記補助蒸気を主に供給する補助蒸気供給元あるいは前記所外蒸気を主に供給する所外蒸気供給元を割り当てる供給元決定部と、前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記補助蒸気供給元に割り当てられたときは前記補助蒸気弁を全開とする補助蒸気弁駆動部と、予め発電ユニットのモードに応じた補助蒸気供給流量の変化パターンを記憶しておき、自己の発電ユニットのモードに適した変化パターンを選定し、選定された変化パターンに沿うように前記補助蒸気供給流量を標準化する関数設定器と、前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量の最大設定値として予め定めた設計流量を設定し、前記所外蒸気供給元かつ前記補助蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量の最大設定値として前記設計流量から前記関数設定器で標準化された補助蒸気供給流量を減じた値を設定する供給流量設定部と、前記所外蒸気の供給流量が前記供給流量設定部で設定された最大設定値以下となるように前記所外蒸気弁の開度を調節する供給制御部とを備えたことを特徴とする。

請求項４の発明に係わる蒸気供給制御装置は、請求項１乃至３の発明において、前記供給元決定部は、前記補助蒸気供給元あるいは前記所外蒸気供給元に加え、所外蒸気の供給をバックアップする所外蒸気待機元も割り当てし、前記供給流量設定部は、前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気待機元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量として予め定めた待機元流量を設定し、前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気供給元に割り当てられ他の発電ユニットが前記所外蒸気待機元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量として前記設計流量から前記待機元流量を減じた供給元流量を設定することを特徴とする。

請求項５の発明に係わる蒸気供給制御装置は、請求項４の発明において、前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給圧力設定値として予め定めた設計圧力を設定し、前記所外蒸気待機元に割り当てられたときは前記設計圧力よりも低い待機元圧力を前記所外蒸気の供給圧力設定値として設定する供給圧力設定部を設け、前記供給制御部は、前記所外蒸気弁を介して供給される所外蒸気の供給圧力が前記供給圧力設定値となるように前記所外蒸気弁の開度を制御することを特徴とする。

本発明によれば、補助蒸気と所外蒸気との供給を制御するにあたり、逐次変化する発電ユニットの運転状況に対応して適切な蒸気供給元を発電ユニットに割り当てるので、補助蒸気と所外蒸気との供給を維持しつつ発電ユニットの起動にも対応できる。

本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置が適用される蒸気供給システムの全体概要図。 本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置の構成図。 本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置の供給元決定部の詳細図。 本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置の実施例１の構成図。 本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置の実施例２の構成図。 本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置による所外蒸気及び補助蒸気の供給制御の一例を示すタイムチャート。 本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置の実施例３の構成図。 本発明の実施の形態における関数設定器の増加時用関数発生器及び減少時用関数発生器の関数の一例を示す特性図。 停止中の発電ユニットをコールド起動する際に供給すべき補助蒸気供給量の一例を示すグラフ。 停止中の発電ユニットをホット起動する際に供給すべき補助蒸気供給量の一例を示すグラフ。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。かかる実施の形態に示す寸法、材料、その他の具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置が適用される蒸気供給システムの全体概要図である。蒸気供給システムは、複数の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを有した発電所と、発電所内で使用される補助蒸気を送る補助蒸気系統１２と、発電所外で使用される所外蒸気を送る所外蒸気系統１３とから構成される。図１では３台の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを有した発電所を示している。

各々の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは同一構成であるので、発電ユニット１１Ａについて説明する。発電ユニット１１Ａは、空気を圧縮する圧縮機１４Ａと、圧縮機１４Ａで圧縮された空気と燃料とを燃焼させる燃焼器１５Ａと、燃焼器１５Ａの燃焼ガスにより駆動されるガスタービン１６Ａと、燃焼ガスの排熱を利用して蒸気を生成する排熱回収ボイラ１７Ａと、排熱回収ボイラ１７Ａで生成された蒸気により駆動される蒸気タービン１８Ａと、ガスタービン１６Ａ及び排熱回収ボイラ１７Ａからの回転駆動により発電する発電機１９Ａとから構成される。なお、図１では、発電ユニット１１Ａはガスタービン１６Ａと蒸気タービン１８Ａとを備えたコンバインドサイクル発電ユニットを示したが、蒸気ボイラで蒸気を生成し、生成された蒸気で蒸気タービンを駆動するようにした発電ユニットであってもよい。

補助蒸気系統１２には、発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ毎に補助蒸気の供給を制御する補助蒸気弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが設けられ、発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ内に補助蒸気を供給する補助蒸気配管２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを有している。そして、補助蒸気弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの近傍には、発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの排熱回収ボイラ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃから補助蒸気弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを介して供給される補助蒸気流量を検出する補助蒸気供給流量検出部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが設けられている。

また、所外蒸気系統１３には、発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ毎に所外蒸気の供給を制御する所外蒸気弁２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃが設けられている。そして、所外蒸気弁２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの近傍には、発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの排熱回収ボイラ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃから所外蒸気弁２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを介して発電所外に供給される所外蒸気の蒸気流量を検出する所外蒸気流量検出部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ及び所外蒸気の蒸気圧力を検出する所外蒸気圧力検出部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃが設けられている。

補助蒸気供給流量検出部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで検出された補助蒸気供給流量、所外蒸気流量検出部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃで検出された所外蒸気流量、及び所外蒸気圧力検出部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃで検出された所外蒸気圧力は、蒸気供給制御装置２６に入力される。

蒸気供給制御装置２６は、各々の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況（運転状態、停止状態、起動状態）を入力し、運転状況に応じて補助蒸気又は所外蒸気を供給する発電ユニットを割り当て、補助蒸気弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、所外蒸気弁２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの開度を制御する。

図２は本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置２６の構成図である。蒸気供給制御装置２６は、各々の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況（運転状態、停止状態、起動状態）、補助蒸気供給流量検出部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで検出された補助蒸気流量、所外蒸気流量検出部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃで検出された所外蒸気の蒸気流量、所外蒸気圧力検出部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃで検出された所外蒸気の蒸気圧力をプロセス入力部２７により入力し、プロセス入力部２７で入力された各々の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況は供給元決定部２８に入力され、補助蒸気流量は供給流量設定部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに入力され、所外蒸気の蒸気流量及び所外蒸気圧力は供給制御部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに入力される。

供給元決定部２８は、各々の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況に応じて各々の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに対して、補助蒸気あるいは所外蒸気を供給する蒸気供給元を割り当てるものである。供給元決定部２８で蒸気供給元が割り当てられると、その割当情報は、補助蒸気弁駆動部２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、供給流量設定部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ及び供給圧力設定部３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃに入力される。

補助蒸気弁駆動部２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは、補助蒸気を供給する供給元に割り当てられた発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの補助蒸気弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを開閉駆動するものである。

供給流量設定部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、所外蒸気を供給する蒸気供給元に割り当てられた発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの所外蒸気の供給流量の流量設定値を設定するものであり、流量設定値としては、後述するように、発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが供給可能な所外蒸気の最大流量が設定される。また、供給圧力設定部３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃは、蒸気供給元に割り当てられた発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの所外蒸気の供給圧力の圧力設定値を設定するものである。

そして、供給制御部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、所外蒸気流量検出部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃで検出された所外蒸気の供給流量が流量設定値以下になるように、また、所外蒸気圧力検出部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃで検出された所外蒸気の供給圧力が圧力設定値になるように所外蒸気弁２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの開度を調節するものである。

すなわち、所外蒸気を供給する蒸気供給元に割り当てられた発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの所外蒸気弁２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの開度は、所外蒸気の蒸気流量が発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの供給可能な所外蒸気の最大流量未満のときは、所外蒸気の供給圧力が供給圧力設定部３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃに設定された圧力設定値になるように制御し、所外蒸気の蒸気流量が発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの供給可能な所外蒸気の最大流量となったときは、所外蒸気の供給流量が供給流量設定部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに設定された流量設定値になるように制御する。この詳細は後述する。

図３は本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置２６の供給元決定部２８の詳細図である。供給元決定部２８は、プロセス入力部２７から入力される各々の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況（運転、停止、起動）を運転台数判定部３３により入力し、運転台数判定部３３は各々の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのいずれが運転中であるか判定する。

供給元割当部３４は、運転中の発電ユニット１１が２台以上ある場合には、運転中の１台の発電ユニット１１を所外蒸気供給元とし、運転中の他の１台の発電ユニット１１を補助蒸気供給元として決定する。残りの発電ユニット１１については蒸気供給元の割り当てをしない。また、補助蒸気供給元として決定した発電ユニット１１を所外蒸気待機元として割り当てることも可能である。所外蒸気待機元に割り当てられた発電ユニット１１は、所外蒸気の供給をバックアップする発電ユニット１１でありその詳細は後述する。一方、運転中の発電ユニット１１が１台のみの場合（２台の発電ユニット１１の運転中に一方がトリップした場合を含む）には、運転中の発電ユニット１１を所外蒸気供給元かつ補助蒸気供給元と決定する。

供給元割当部３４は、所外蒸気供給元として割り当てた発電ユニット１１の供給流量設定部３０に所外蒸気選択信号Ｓ１を出力し、補助蒸気供給元として割り当てた発電ユニット１１の供給流量設定部３０及び補助蒸気弁駆動部３０に補助蒸気選択信号Ｓ２を出力する。また、所外蒸気待機元として割り当てた発電ユニット１１の供給流量設定部３０に所外蒸気待機信号Ｓ３を出力し、所外蒸気待機元として割り当てた発電ユニット１１があるときは他の発電ユニット１１の供給流量設定部３０に他発電ユニット所外蒸気待機信号Ｓ４を出力する。

図４は本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置２６の実施例１の構成図である。図４では蒸気供給制御装置２６の主要部のみを示している。この実施例１の供給流量設定部３０は、所外蒸気の供給流量の流量設定初期値として予め定めた設計流量ＳＶ１を設定し、所外蒸気供給元かつ補助蒸気供給元に割り当てられたとき（所外蒸気選択信号Ｓ１かつ補助蒸気選択信号Ｓ２を入力したとき）は、所外蒸気の供給流量の流量設定値として設計流量ＳＶ１から補助蒸気弁２０を介して供給される補助蒸気供給流量Ｆを減じた値を設定するようにしたものである。また、この実施例１の供給圧力設定部３１は、所外蒸気の供給圧力の圧力設定初期値として予め定めた設計圧力ＳＶ４を設定する。

図４に示すように、実施例１の供給流量設定部３０は、所外蒸気の設計流量ＳＶ１が設定された設定器３５を有し、常時、低値優先回路３６に設計流量ＳＶ１を出力している。また、供給元割当部３４から所外蒸気選択信号Ｓ１が入力されたときは、否定回路３７を通して供給制御部３２の第１切替器３８に出力する。ここで、切替器は切替信号の論理値「１」、「０」により、出力信号を切り替えるものである。

供給流量設定部３０の第２切替器３９は、切替信号の論理値「１」であるときは減算器４０の出力を選択し、切替信号の論理値「０」であるときは設定器４１の出力を選択するものである。すなわち、供給元決定部２８から所外蒸気選択信号Ｓ１かつ補助蒸気選択信号Ｓ２が入力されたとき減算器４０の出力（設定器４２に設定された所外蒸気の設計流量ＳＶ１から補助蒸気供給流量Ｆを減じた値）を選択して低値優先回路３６に出力し、所外蒸気選択信号Ｓ１かつ補助蒸気選択信号Ｓ２が入力されていないときは設定器４１に設定された所外蒸気の設計流量ＳＶ１を選択して低値優先回路３６に出力する。

従って、供給元割当部３４から所外蒸気選択信号Ｓ１のみが入力されたときは、低値優先回路３６には、設定器３５からの所外蒸気の設計流量ＳＶ１及び設定器４２に設定された所外蒸気の設計流量ＳＶ１が第２切替器３９で選択されて入力される。従って、低値優先回路３６は設計流量ＳＶ１を所外蒸気の蒸気流量として供給制御部３２に出力する。

一方、供給元割当部３４から所外蒸気選択信号Ｓ１かつ補助蒸気選択信号Ｓ２が入力されたときは、設定器３５からの所外蒸気の設計流量ＳＶ１及び減算器４０の出力（設定器４２に設定された所外蒸気の設計流量ＳＶ１から補助蒸気供給流量Ｆを減じた値）が第２切替器３９で選択されて入力される。従って、低値優先回路３６は、設計流量ＳＶ１から補助蒸気供給流量Ｆを減じた値を所外蒸気の蒸気流量として供給制御部３２に出力する。

供給制御部３２は、所外蒸気流量検出部２４で検出された所外蒸気の供給流量と供給流量設定部３０で設定された流量設定値とを入力し、減算器４３で所外蒸気の供給流量と供給流量設定部３０で設定された流量設定値との差分を求め、調節器４５に出力する。これにより、調節器４５は、所外蒸気の供給流量が供給流量設定部３０に設定された流量設定値になるように、所外蒸気弁２３の開度を調節する制御指令を演算し低値優先回路４６に出力する。

次に、供給圧力設定部３１は、所外蒸気の設計圧力ＳＶ４が設定された設定器４７を有し、常時、供給制御部３２の減算器４８に圧力設定値として設計圧力ＳＶ４を出力している。供給制御部３２の減算器４８は、供給圧力設定部３１からの圧力設定値は、供給制御部３２の減算器４８に入力され、所外蒸気圧力検出部２５で検出された所外蒸気の蒸気圧力との差分が演算される。この圧力差分は調節器４９に入力され、調節器４９にて所外蒸気供給圧力が供給圧力設定値となるように最適な弁開度を演算し低値優先回路４６に出力する。

低値優先回路４６では、調節器４５で演算された流量偏差の制御指令と、調節器４９で演算された圧力偏差の制御指令とのうち小さい方を選択して、第１切替器３８に出力する。

第１切替器３８は、切替信号が論理値「１」であるときは設定器４４の出力を選択し、切替信号の論理値「０」であるときは低値優先回路４６の出力を選択する。すなわち、供給元決定部２８から所外蒸気選択信号Ｓ１が入力されているときは、供給流量設定部３０の否定回路３７により、切替信号は論理値「０」となるので、低値優先回路４６の出力を所外蒸気弁２３に出力する。これにより、供給制御部３２は、所外蒸気選択信号Ｓ１が入力されているときは、所外蒸気の供給流量が供給流量設定部３０に設定された流量設定値になるように、あるいは所外蒸気供給圧力が供給圧力設定値となるように所外蒸気弁２３の開度を調節する。 所外蒸気の供給流量が少ない間は、同じ調節弁開度であっても減算器４３で演算された流量偏差よりも、演算器４８で演算された圧力偏差の方が小さい。よって、流量偏差を調節する調節器４５で演算された最適な弁開度よりも、圧力偏差を調節する調節器４９で演算された最適な弁開度の方が小さくなる。従って、供給制御部３２は、所外蒸気弁２３を介して供給される所外蒸気の供給圧力が供給圧力設定値となるように所外蒸気弁２３の開度を制御することになる。

流量偏差を調節する調節器４５で演算された最適な弁開度の方が小さくなるのは、所外蒸気流量が最大流量となったときである。所外蒸気流量が最大流量の近傍となったときは圧力制御よりも流量制御を優先して所外蒸気流量を制限する。

一方、供給元決定部２８から所外蒸気選択信号Ｓ１が入力されていないときは、供給流量設定部３０の否定回路３７により、切替信号は論理値「１」となるので、設定器４４の出力を所外蒸気弁２３に出力する。設定器４４には零流量設定値「０」が設定されているので、供給元決定部２８から所外蒸気選択信号Ｓ１が入力されていないときは、所外蒸気弁２３の弁開度が全閉となる。

従って、供給制御部３２は、所外蒸気の供給流量が最大設定値以下となるように所外蒸気弁２３の開度を制御していることになる。

このように、実施例１の供給流量設定部３０では、発電ユニット１１が所外蒸気の供給可能な最大流量を所外蒸気の供給流量の最大設定値としており、発電ユニット１１の所外蒸気の供給可能な最大流量は次の通りである。

（１）所外蒸気供給元のみに選択された発電ユニットの場合
設計流量ＳＶ１
（２）所外蒸気供給元かつ補助蒸気供給元に選択された発電ユニットの場合
設計流量ＳＶ１−補助蒸気供給流量Ｆ
特に、１台の発電ユニット１１が所外蒸気供給元かつ補助蒸気供給元に選択された場合にも、必要な補助蒸気の供給を確保し、発電ユニット１１の起動を維持したままで、可能な限り所外蒸気を送ることができる。また、所外蒸気の供給流量だけでなく供給圧力も制御対象とすることにより、総合的な蒸気制御を行うことができる。

次に、図５は本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置２６の実施例２の構成図である。この実施例２は、図４に示した実施例１に対し、供給流量設定部３０には、第３切替器５０、供給元流量ＳＶ２が設定された設定器５１、第４切替器５２、待機元流量ＳＶ３が設定された設定器５３、所外蒸気待機信号Ｓ３の論理値を反転する否定回路５４を追加して設け、供給制御部３２には、否定回路３７の出力信号かつ否定回路５４の出力信号が成立したとき論理値「１」を出力する論理積回路５５を追加して設け、供給圧力設定部３１には、第５切替器５６、減算器５７、設計圧力ＳＶ４が設定された設定器５７、待機元圧力用バイアス値ＳＶ５が設定された設定器５８、設計圧力ＳＶ４から待機元圧力用バイアス値ＳＶ５を減算した値を求める減算器５９を追加して設けたものである。図４と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

供給元決定部２８で自己の発電ユニット１１が所外蒸気待機元に割り当てられたとき（第４切替器５２が所外蒸気待機信号Ｓ３を入力したとき）は、所外蒸気の供給流量として予め定めた待機元流量ＳＶ３を設定し、供給元決定部２８で自己の発電ユニット１１が所外蒸気供給元に割り当てられ他の発電ユニットが所外蒸気待機元に割り当てられたとき（第３切替器５０が所外蒸気選択信号Ｓ１及び他発電ユニット所外蒸気待機信号Ｓ４を入力したとき）は、所外蒸気の供給流量として設計流量ＳＶ１から待機元流量ＳＶ３を減じた供給元流量ＳＶ２を設定するようにしたものである。 供給流量設定部３０は、供給元決定部２８で自己の発電ユニット１１が所外蒸気供給に割り当てられたとき（所外蒸気選択信号Ｓ１を入力したとき）は、否定回路３７を介して供給制御部３２の論理積回路５５に論理値「０」の論理信号を出力し、所外蒸気供給に割り当てられていないときは供給制御部３２の否定回路３７を介して論理積回路５５に論理値「１」の論理信号を出力する。

また、供給流量設定部３０は、供給元決定部２８で自己の発電ユニット１１が所外蒸気供給元に割り当てられ、他の発電ユニットが所外蒸気待機元に割り当てられたとき（第３切替器５０が所外蒸気選択信号Ｓ１及び他発電ユニット所外蒸気待機信号Ｓ４を入力したとき）は、第３切替器５０は、所外蒸気の供給流量として設定器５１に設定された供給元流量ＳＶ２を出力し、そうでないときは、設定器３５に設定された設計流量ＳＶ１を選択して出力する。

また、供給元決定部２８で自己の発電ユニット１１が所外蒸気待機元に割り当てられたとき（所外蒸気待機信号Ｓ３を入力したとき）は、第４切替器５２は、設定器５３に設定された待機元流量ＳＶ３を低値優先回路３６に出力するとともに、供給圧力設定部３１の第５切替器５６に論理値「１」の論理信号を出力する。さらに、否定回路５４を介して供給制御部３２の論理積回路５５に論理値「０」の論理信号を出力する。一方、自己の発電ユニット１１が所外蒸気待機元に割り当てられていないときは、第４切替器５２は、第３切替器５０の出力信号を低値優先回路３６に出力するとともに、供給圧力設定部３１の第５切替器５６に論理値「０」の論理信号を出力する。さらに、否定回路５４を介して供給制御部３２の論理積回路５５に論理値「１」の論理信号を出力する。

前述したように、論理積回路５５は、否定回路３７の出力信号かつ否定回路５４の出力信号が成立したときに第１切替器３８に論理値「１」の切替信号を出力するものであり、第１切替器３８は切替信号が論理値「１」であるときは設定器４４の出力（零開度設定値「０」）を選択するものであることから、自己の発電ユニット１１が所外蒸気供給元かつ所外蒸気待機元に割り当てられていないときは所外蒸気弁２３は全閉となる。

ここで、設定器５１に設定される供給元流量ＳＶ２は、設計流量ＳＶ１に対し７０％程度の流量が設定される。また、設定器５３に設定される待機元流量ＳＶ３は、設計流量ＳＶ１に対して３０％程度の流量が設定される。これは、所外蒸気待機元の発電ユニット１１Ｂがある場合には、所外蒸気供給元の発電ユニット１１Ａからの蒸気の供給に余裕を持たせるためである。

いま、自己の発電ユニット１１が所外蒸気供給元に選択されかつ他の発電ユニット１１が所外蒸気待機元に選択されたとする。この場合、所外蒸気選択信号Ｓ１が否定回路３７に入力され、所外蒸気選択信号Ｓ１かつ他発電ユニット所外蒸気待機信号Ｓ４が第３切替器５０に入力される。第３切替器５０には所外蒸気選択信号Ｓ１かつ他発電ユニット所外蒸気待機信号Ｓ４が入力されているので、第３切替器５０は設定器５１に設定された供給元流量ＳＶ２を出力する。第４切替器５２には、所外蒸気待機信号Ｓ３が入力されていないので、第４切替器５２は第３切替器５０の出力値（供給元流量ＳＶ２）を低値優先回路３６に出力する。

また、第２切替器３９は、自己の発電ユニット１１が補助蒸気供給元に選択されていないので、設定器４１に設定された所外蒸気の設計流量ＳＶ１を選択して低値優先回路３６に出力することになる。これにより、低値優先回路３６は、第３切替器５０の出力値（供給元流量ＳＶ２）を所外蒸気の蒸気流量として供給制御部３２に出力する。

一方、自己の発電ユニット１１が所外蒸気待機元に選択されたとする。第３切替器５０には所外蒸気選択信号Ｓ１かつ他発電ユニット所外蒸気待機信号Ｓ４が入力されないので、設定器３５に設定された設計流量を第４切替器５２に出力することになるが、第４切替器５２には、所外蒸気待機信号Ｓ３が入力されているので、第４切替器５２は設定器５３に設定された待機元流量ＳＶ３を選択して低値優先回路３６に出力する。

また、第２切替器３９は、自己の発電ユニット１１が補助蒸気供給元に選択されていないので、設定器４１に設定された所外蒸気の設計流量ＳＶ１を選択して低値優先回路３６に出力することになる。これにより、低値優先回路３６は、第４切替器４４の出力値（待機元流量ＳＶ３）を所外蒸気の蒸気流量として供給制御部３２に出力する。

一方、自己の発電ユニット１１が所外蒸気待機元に選択されたときは、供給圧力設定部３１の第５切替器５６に論理値「１」の論理信号が入力される。供給圧力設定部３１の第５切替器５６は、自己の発電ユニット１１が所外蒸気待機元に割り当てられたときは、減算器５９で得られる待機元圧力ＳＶ６を供給圧力設定値として出力する。すなわち、設定器５７に設定された設計圧力ＳＶ４から設定器５８に設定された待機元圧力用バイアス値ＳＶ５を減算した待機元圧力ＳＶ６（＝ＳＶ４−ＳＶ５）を所外蒸気の供給圧力設定値として出力する。待機元圧力用バイアス値ＳＶ５は、設計圧力ＳＶ４の５％程度の値が設定されるので、待機元圧力ＳＶ６は設計圧力ＳＶ４の９５％程度の値となる。なお、第５切替器５６は、供給元決定部２８で自己の発電ユニット１１が所外蒸気供給元に割り当てられたときは、設定器４７に設定された設計圧力ＳＶ４を所外蒸気の供給圧力設定値として出力することになる。

従って、供給元決定部２８で自己の発電ユニット１１が所外蒸気供給元に割り当てられたときは、設計圧力ＳＶ４が所外蒸気の供給圧力設定値として出力され、供給元決定部２８で自己の発電ユニット１１が所外蒸気待機元に割り当てられたときは、待機元圧力ＳＶ６（＝ＳＶ４−ＳＶ５）が所外蒸気の供給圧力設定値として出力される。

所外蒸気待機元に選択された発電ユニット１１では、ウォーミングのために所外蒸気弁２３を最低流量（設計流量ＳＶ１の１０％程度）の開度だけ開いて所外蒸気系統１３に最低流量だけ通気できる状態にしておく。この場合、供給圧力設定値は所外蒸気供給元の発電ユニット１１の圧力設定値（設計圧力ＳＶ４）より低い待機元圧力ＳＶ６（＝ＳＶ４−ＳＶ５）に設定されるので、所外蒸気の供給流量は、所外蒸気供給元の発電ユニット１１から供給されることになる。従って、所外蒸気弁２３を最低流量の開度だけ開いていても所外蒸気の供給流量はほとんど零である。

これにより、所外蒸気の供給流量が一定量以上増加した場合や、所外蒸気供給元に選択された発電ユニット１１が何らかの原因でトリップした場合に、迅速に連続性を保って所外蒸気待機元からの供給に切り替えることができるようにしている。表１に実施例２における蒸気供給元決定部２８での決定結果の一例を示す。

表１の上段に示すように、３台の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが運転中の場合には、１台の発電ユニット１１Ａを蒸気供給元に決定し、他の１台の発電ユニット１１Ｂを補助蒸気供給元かつ所外蒸気待機元に決定し、残りの発電ユニット１１Ｃは補助蒸気供給元及び所外蒸気供給元のいずれの割り当てもしない。これは、所外蒸気や補助蒸気を供給する発電ユニット１１Ａ、１１Ｂは、一定の蒸気量を確保できるように出力が固定されるので、電力需要の変動に追随できるように出力制約を受けない発電ユニット１１Ｃを設けて、発電所全体として出力を調整できるようにするためである。

表１の中段に示すように、２台の発電ユニット１１が運転中の場合には、１台の発電ユニット１１Ａを所外蒸気供給元とし、他の発電ユニット１１Ｂを補助蒸気供給元かつ所外蒸気待機元に決定する。

表１の下段に示すように、運転中の発電ユニット１１が１台の場合（２台の発電ユニット１１の運転中に一方がトリップした場合を含む）には、その発電ユニット１１Ａが所外蒸気供給元かつ補助蒸気供給元と決定され、所外蒸気待機元は設定されない。

図６は本発明の実施の形態における所外蒸気及び補助蒸気の供給の一例を示すタイムチャートである。この一例は、表１のうち、２台の発電ユニットの運転時において発電ユニット１１Ｃの起動中に、所外蒸気供給元である発電ユニット１１Ａが何らかの原因でトリップした場合を対象としている。

いま、時点ｔ１で停止中の発電ユニット１１Ｃを起動するため起動操作を開始したとする。時点ｔ１以前においては、発電ユニット１１Ａは、所外蒸気供給元の発電ユニットとして、設計流量ＳＶ１の７０％程度の所外蒸気供給流量Ｌ１を供給しているとする。この所外蒸気供給流量Ｌ１は所外蒸気消費設備が要求している蒸気流量である。この場合、発電ユニット１１Ａは、発電ユニット１１Ｂが所外蒸気待機元に割り当てられているので、所外蒸気の供給流量の流量設定値は供給元流量ＳＶ２（設計流量ＳＶ１の７０％）に設定されている。

一方、発電ユニット１１Ｂは、補助蒸気供給元及び所外蒸気供給元の発電ユニットとして、補助蒸気弁２０Ｂは全開となっており、運転中の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂが要求している共通設備用の補助蒸気需要量を供給している。この補助蒸気需要量は、補助蒸気供給流量Ｌ２に示すように設計流量ＳＶ１の５％程度である。また、発電ユニット１１Ｂは、所外蒸気待機元の発電ユニットとして所外蒸気弁２３の開度を最低流量（設計流量ＳＶ１の１０％程度）に相当する開度だけ開いている。なお、最低開度に開いているが、前述したように、供給圧力設定値は所外蒸気供給元の発電ユニット１１の圧力設定値（設計圧力ＳＶ４）より低い待機元圧力ＳＶ６（＝ＳＶ４−ＳＶ５）に設定されるので、所外蒸気の供給流量は、所外蒸気供給元の発電ユニット１１Ａから供給されることになり、所外蒸気の供給流量はほとんど零である。

時点ｔ１で発電ユニット１１Ｃが起動操作を開始すると、発電ユニット１１Ｃの起動時の補助蒸気需要量Ｌ３は、段階的に増加しその後に段階的に減少する特性となる。すなわち、発電ユニット１１Ｃは時点ｔ１〜時点ｔ２で補助蒸気需要量Ｌ３は設計流量ＳＶ１の０％から３０％まで急激に増加し、時点ｔ２〜時点ｔ３では補助蒸気需要量Ｌ３は設計流量ＳＶ１の３０％でほぼ一定量となり、時点ｔ３〜時点ｔ４でさらに補助蒸気需要量Ｌ３は設計流量ＳＶ１の３０％から５５％まで急激に増加し、時点ｔ４〜時点ｔ５では補助蒸気需要量Ｌ３は設計流量ＳＶ１の５５％でほぼ一定量となる。そして、時点ｔ５〜時点ｔ６で補助蒸気需要量Ｌ３は設計流量ＳＶ１の５５％から３５％まで急激に減少し、時点ｔ６〜時点ｔ７では補助蒸気需要量Ｌ３は設計流量ＳＶ１の３５％でほぼ一定量となり、時点ｔ７〜時点ｔ８で補助蒸気需要量Ｌ３は設計流量ＳＶ１の３５％から０％まで急激に減少する。

この補助蒸気需要量Ｌ３の変化に伴い、発電ユニット１１Ｂが供給する補助蒸気供給流量Ｌ２は、運転中の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂに供給する補助蒸気（設計流量ＳＶ１の５％）に補助蒸気需要量Ｌ３を加えたものとなる。すなわち、時点ｔ２〜ｔ３では発電ユニット１１Ｂは、設計流量ＳＶ１の３５％の補助蒸気供給流量Ｌ２、時点ｔ４〜ｔ５では発電ユニット１１Ｂは、設計流量ＳＶ１の６０％の補助蒸気供給流量Ｌ２、時点ｔ６〜ｔ７では発電ユニット１１Ｂは、設計流量ＳＶ１の４０％の補助蒸気供給流量Ｌ２を供給することになる。

このような発電ユニット１１Ｃの起動過程において、所外蒸気供給元である発電ユニット１１Ａが時点ｔａにトリップしたとする。時点ｔａ以前においては、発電ユニット１１Ａは、所外蒸気消費設備が要求している設計流量ＳＶ１の７０％程度の所外蒸気供給流量Ｌ１を供給している。

また、発電ユニット１１Ｂは、時間ｔａ以前においては、運転中の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂの共通設備が要求する補助蒸気需要量と、起動中の発電ユニット１１Ｃが要求する補助蒸気需要量Ｌ３との合計の補助蒸気供給流量Ｌ２を供給するとともに、所外蒸気待機元として所外蒸気弁２３の開度は最低流量（設計流量ＳＶ１の１０％程度）に相当する開度だけ開いている。

発電ユニット１１Ａがトリップした時点ｔａ以降においては、発電ユニット１１Ｂが所外蒸気待機元から所外蒸気供給元に切り替わる。発電ユニット１１Ｂは所外蒸気供給元に切り替わると、発電ユニット１１Ａが供給していた所外蒸気供給流量Ｌ１を供給すべく、一定の変化率で所外蒸気供給流量Ｌ４となるように供給流量を増加させようとする。つまり、設計流量ＳＶ１の６０％の補助蒸気供給流量Ｌ２に、設計流量ＳＶ１の７０％程度の所外蒸気供給流量Ｌ１を加算した所外蒸気供給流量Ｌ４（設計流量ＳＶ１の１３０％）となるように時点ｔ５に向けて供給流量を増加させようとする。

発電ユニット１１Ａがトリップした時点ｔａでは、起動中の発電ユニット１１Ｃの起動用の補助蒸気需要量Ｌ３が最大（設計流量ＳＶ１の５５％）であるため、発電ユニット１１Ｂが供給すべき蒸気総需要量（補助蒸気＋所外蒸気）は、設計流量ＳＶ１の１３０％となり設計流量ＳＶ１を超えている。

しかし、発電ユニット１１Ｂでは、図５において、第１切替器３５に所外蒸気選択信号Ｓ１が入力され、第２切替器３９に所外蒸気選択信号Ｓ１及び補助蒸気選択信号Ｓ２が入力されるので、低値優先回路３６では第２切替器３９からの出力信号が選択されることになる。従って、一時的に所外蒸気の供給流量を式（２）の流量まで絞って、蒸気の総供給流量（補助蒸気＋所外蒸気）が設計流量を超えないように制御する。

所外蒸気供給流量＝設計流量ＳＶ１−補助蒸気供給流量Ｆ（Ｌ２） …（２）
例えば、設計流量ＳＶ１を１００％としたときの補助蒸気供給流量Ｌ２は６０％であるので、所外蒸気供給流量は４０％（＝１００％−６０％）まで制限される。従って、実際の総供給量Ｌ５は設計流量ＳＶ１の１００％に制限される。

この制限は、所外蒸気の需要量と供給流量とのギャップが解消されるまで継続される（流量制限される範囲は図中の範囲Ａ１）。例えば、前記の条件において、所外蒸気需要量Ｌ１を７０％とすると、補助蒸気供給流量Ｌ２が時点ｔ７’で３０％以下になれば、設計流量ＳＶ１−補助蒸気供給流量Ｌ２が７０％以上となるので、時点ｔ７’において所外蒸気供給流量Ｌ１を７０％とすることができる。

このように、２台の発電ユニット１１Ａ、１１Ｂの運転時において発電ユニット１１Ｃの起動中に、所外蒸気供給元である発電ユニット１１Ａが何らかの原因でトリップした場合であっても、起動中の発電ユニット１１Ｃの起動用の補助蒸気流量を供給できるので、起動中の発電ユニット１１Ｃがトリップするなど発電に支障が出ることを防止できる。また、補助蒸気供給元に割り当てられている発電ユニット１１Ｂは所外蒸気待機元に割り当てられているので、所外蒸気の供給の連続性を確保できる。

次に、図７は本発明の実施の形態に係わる蒸気供給制御装置の実施例３の構成図である。この実施例３は、図５に示した実施例２に対し、補助蒸気弁２０を介して供給される補助蒸気供給流量Ｆを予め定められた関数に基づき標準化する関数設定器６０を備えたものである。

関数設定器６０は、補助蒸気弁２０を介して供給される補助蒸気供給流量Ｆを標準化された補助蒸気供給流量Ｆ０に変換し、減算器４０は、設定器４２に設定された設計流量ＳＶ１から関数設定器６０で標準化された補助蒸気供給流量Ｆ０を減じた値を所外蒸気の供給流量として設定し、第２切替器３９に出力する。

関数設定器６０は、補助蒸気弁２０を介して供給される補助蒸気供給流量Ｆを減算器６１及び一次遅れ器６２に入力し、補助蒸気供給流量Ｆが上昇したか下降したかを検出する。一次遅れ器６２は補助蒸気供給流量検出部２２から入力された補助蒸気供給流量Ｆの１ステップ前の補助蒸気供給流量Ｆ’を出力するものである。すなわち、減算器６１には補助蒸気供給流量検出部２２から現在の補助蒸気供給流量Ｆが入力されるとともに、一次遅れ器６２から１ステップ前の補助蒸気供給流量Ｆ’が入力され、その差分が演算される。その差分は増減判定器６３に入力され、増減判定器６３は差分が０％以下（流量が減少傾向）の場合に信号「１」を出力し、その他の場合（流量が増加傾向の場合）には信号「０」を出力する。

また、関数設定器６０は補助蒸気弁２０を介して供給される補助蒸気供給流量Ｆを増加時用関数発生器６４及び減少時用関数発生器６５に入力する。増加時用関数発生器６４は、補助蒸気供給流量Ｆが予め定めた閾値を超えて変化したときに、その閾値に対応する標準化された増加時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｕを第６切替器６６に出力し、減少時用関数発生器６５は、補助蒸気供給流量Ｆが予め定めた閾値未満の状態に変化したときに、その閾値に対応する標準化された減少時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｄを第６切替器６６に出力する。

図８は、本発明の実施の形態における関数設定器６０の増加時用関数発生器６４及び減少時用関数発生器６５の関数の一例を示す特性図である。図８（ａ）は、増加時用関数発生器６４の関数の一例の特性図であり、標準化前の補助蒸気供給量に対し、２つの閾値Ｓ１、Ｓ２を設け、補助蒸気供給流量が最初の閾値Ｓ１を超えるまでは増加時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｕとして最低流量Ｑ_ｓ０（共通設備維持流量）とし、閾値Ｓ１以上かつ閾値Ｓ２未満では増加時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｕとして第１流量Ｑ_ｓ１とし、閾値Ｓ２以上では増加時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｕとして第２流量Ｑ_ｓ２（最大流量）としそれぞれ標準化する。

図８（ｂ）は、減少時用関数発生器６５の関数の一例の特性図であり、標準化前の補助蒸気供給量に対し、補助蒸気供給流量が閾値Ｓ３以上では減少時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｄとして第２流量Ｑ_ｓ２（最大流量）とし、閾値Ｓ１以上かつ閾値Ｓ３未満では減少時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｄとして第３流量Ｑ_ｓ３とし、閾値Ｓ１未満では減少時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｄとして最低流量Ｑ_ｓ０（共通設備維持流量）としそれぞれ標準化する。図８（ａ）に示した増加時用関数発生器６４の関数に対し、異なる閾値Ｓ３を設定し、その閾値Ｓ３に対応した所定の補助蒸気供給流量Ｆ０ｄとして第３流量Ｑ_ｓ３を用いている。これは、補助蒸気供給流量Ｆが増加傾向の場合と減少傾向の場合とで、特性が異なるため、その特性により近似させるためである。

第６切替器６６は、増減判定器６３の信号が「０」であるときは増加時用関数発生器６４からの増加時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｕを選択し、増減判定器６３の信号が「１」であるときは減少時用関数発生器６５からの減少時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｄを選択して、標準化された補助蒸気供給流量Ｆ０として減算器４０に出力する。

これにより、関数設定器６０は、補助蒸気供給流量Ｆが予め定めた閾値近傍で増加したときは、標準化された増加時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｕを減算器４０に出力し、補助蒸気供給流量Ｆが予め定めた閾値近傍で減少したときは、標準化された減少時用補助蒸気供給流量Ｆ０ｄを減算器４０に出力することになる。

図９は、停止中の発電ユニット１１をコールド起動する際に供給すべき補助蒸気供給量Ｌ２ｃの一例を示すグラフである。コールド起動とは発電ユニット１１が停止してからの時間が比較的長く蒸気タービンのメタル温度が下がっている状態で起動することをいう。発電ユニット１１のコールド起動時には、補助蒸気供給量Ｌ２ｃは図９に示すようなパターンで推移する。

発電ユニット１１のコールド起動時の補助蒸気供給量Ｌ２ｃは、図６に示した発電ユニット１１Ｂの補助蒸気供給量Ｌ２と同様に、起動の時点ｔ１以前においては、最低流量Ｑ_ｓ０（共通設備維持流量＝５％）であり、起動の時点ｔ１以降においては段階的に増加した後に段階的に減少する。

すなわち、時点ｔ１〜時点ｔ２で補助蒸気供給量Ｌ２ｃは設計流量ＳＶ１の５％から約３３％まで急激に増加し、時点ｔ２〜時点ｔ３では補助蒸気需要量Ｌ３ｃは設計流量ＳＶ１の３３〜３５％でほぼ一定量となり、時点ｔ３〜時点ｔ４でさらに補助蒸気供給量Ｌ２ｃは設計流量ＳＶ１の３５％から６０％まで急激に増加し、時点ｔ４〜時点ｔ５では補助蒸気供給量Ｌ２ｃは設計流量ＳＶ１の６０％でほぼ一定量となる。そして、時点ｔ５〜時点ｔ６で補助蒸気供給量Ｌ２ｃは設計流量ＳＶ１の６０％から約３７％まで急激に減少し、時点ｔ６〜時点ｔ７では補助蒸気供給量Ｌ２ｃは設計流量ＳＶ１の約３７％でほぼ一定量となり、時点ｔ７〜時点ｔ８で補助蒸気供給量Ｌ２ｃは設計流量ＳＶ１の３７％から５％まで急激に減少する。

このように、発電ユニット１１のコールド起動時の補助蒸気供給量Ｌ２ｃは、図９に示すように、実際には直線的に変化するのでなく、一定幅内で変動しながら変化する。また、蒸気流量が安定していても、外乱の影響を受けて補助蒸気供給流量検出器２２の出力値が変動する場合もあるので、微少な変動や外乱の影響等を除外するために、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃを標準化する。

補助蒸気供給流量Ｌ２ｃの標準化は以下のようにして行われる。まず、時点ｔ１で補助蒸気供給流量Ｌ２ｃが予め定めた閾値Ｓ１を超え閾値Ｓ２以下の範囲に入ったので、増加時用関数発生器６４は第１流量Ｑ_ｓ１を第６切替器６６に出力する。一方、減少時用関数発生器６５は、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃが予め定めた閾値Ｓ３の未満で閾値Ｓ１以上であるので、減少時用関数発生器６５は第３流量Ｑ_ｓ３を第６切替器６６に出力する。この場合、減算器６１で求められた現在の補助蒸気供給流量Ｆと１ステップ前の補助蒸気供給流量Ｆ’との差分は、０％以上（流量が増加方向）であるので、増減判定器６３は第６切替器６６に出力信号「１」を出力する。従って、第６切替器６６は、増加時用関数発生器６４からの第１流量Ｑ_ｓ１を選択し減算器４０に出力することになる。これにより、時点ｔ１以降においては、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃは第１流量Ｑ_ｓ１で標準化されることになる。

同様に、時点ｔ３になり、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃが予め定めた閾値Ｓ２を超えた範囲に入ると、流量は増加方向であり、第６切替器６６は、増加時用関数発生器６４からの第２流量Ｑ_ｓ２を選択し減算器４０に出力することになり、時点ｔ３以降においては、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃは第２流量Ｑ_ｓ２で標準化されることになる。

次に、時点ｔ６になり、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃが予め定めた閾値Ｓ３未満となると、流量は増加方向であり、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃは予め定めた閾値Ｓ３未満で閾値Ｓ１以上の範囲に入ったので、第６切替器６６は、減少時用関数発生器６５からの第３流量Ｑ_ｓ３を選択し減算器４０に出力することになり、時点ｔ６以降においては、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃは第３流量Ｑ_ｓ３で標準化されることになる。同様に、時点ｔ８になり、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃが予め定めた閾値Ｓ１未満の範囲に入ると、時点ｔ８以降においては、補助蒸気供給流量Ｌ２ｃは最低流量Ｑ_ｓ０（共通設備維持流量＝５％）で標準化されることになる。

図１０は、停止中の発電ユニット１１をホット起動する際に供給すべき補助蒸気供給量Ｌ２ｈの一例を示すグラフである。ホット起動とは発電ユニット１１が停止してからの時間が比較的短く蒸気タービンのメタル温度が所定温度以上の状態で起動することをいう。発電ユニット１１のホット起動時には、補助蒸気供給量Ｌ２ｈは図１０に示すようなパターンで推移する。図９に示したコールド起動する際の補助蒸気供給量Ｌ２ｃと比較し、時点ｔ４〜時点ｔ５での設計流量ＳＶ１の６０％の領域が短く、時点ｔ６〜時点ｔ７での領域が事実上零に近い点が異なる。

停止中の発電ユニット１１をホット起動する際に供給すべき補助蒸気供給量Ｌ２ｈについても、コールド起動する際に供給すべき補助蒸気供給量Ｌ２ｃの場合と同様に、補助蒸気供給流量Ｌ２ｈが所定の閾値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で区分された範囲のどの範囲に属するかに応じて、補助蒸気供給量Ｌ２ｈを標準化することができる。

以上の説明では、補助蒸気供給流量Ｌ２が所定の閾値Ｓで区分された範囲のどの範囲に属するかに応じて所定の補助蒸気供給流量で標準化する場合について説明したが、発電ユニットのホットモード、ウォームモード、コールドモードに応じて、予めモードに応じた特定の変化パターン（経時変化）を記憶しておき、この変化パターンに沿うように補助蒸気供給流量Ｌ２を標準化するようにしてもよい。具体的には、蒸気タービンのメタル温度を温度計（図示しない）で計測し、計測された蒸気タービンのメタル温度に適した変化パターンを選定し、選定された変化パターンに沿うように前記補助蒸気供給流量を標準化する。

また、現在の補助蒸気供給流量Ｆと一次遅れ器６２から得られる１ステップ前の補助蒸気供給流量Ｆ’との差分により、補助蒸気供給流量Ｆが上昇したか下降したかを判定するようにしたが、補助蒸気供給流量Ｆに移動平均により補助蒸気供給流量Ｆが上昇したか下降したかを判定するようにしてもよい。

この実施例３のように、補助蒸気供給流量Ｌ２を標準化し、模擬流量信号として出力することで、微少な変動や外乱の影響等を除外して、所外蒸気の供給流量制御を安定化させることができる。

１１…発電ユニット、１２…補助蒸気系統、１３…所外蒸気系統、１４…圧縮機、１５…燃焼器、１６…ガスタービン、１７…排熱回収ボイラ、１８…蒸気タービン、１９…ガスタービン、２０…補助蒸気弁、２１…補助蒸気配管、２２…補助蒸気供給流量検出部、２３…所外蒸気弁、２４…所外蒸気流量検出部、２５…所外蒸気圧力検出部、２６…蒸気供給制御装置、２７…プロセス入力部、２８…供給元決定部、２９…補助蒸気弁駆動部、３０…供給流量設定部、３１…供給圧力設定部、３２…供給制御部、３３…運転台数判定部、３４…供給元割当部、３５…設定器、３６…低値優先回路、３７…否定回路、３８…第１切替器、３９…第２切替器、４０…減算器、４１…設定器、４２…設定器、４３…減算器、４４…設定器、４５…調節器、４６…低値優先回路、４７…設定器、４８…減算器、４９…調節器、５０…第３切替器、５１…設定器、５２…第４切替器、５３…設定器、５４…否定回路、５５…論理積回路、５６…第５切替器、５７…設定器、５８…設定器、５９…減算器、６０…関数設定器、６１…減算器、６２…一次遅れ器、６３…増減判定器、６４…増加時用関数発生器、６５…減少時用関数発生器、６６…第６切替器

Claims (5)

1. 複数の発電ユニットを備えた発電所で生成された蒸気のうち、前記発電所内で使用される補助蒸気を各々の発電ユニット毎に設けられた補助蒸気弁を介して前記発電所内に供給し、前記発電所外で使用される所外蒸気を各々の発電ユニット毎に設けられた所外蒸気弁を介して所外に供給するように構成された蒸気供給系統の前記補助蒸気及び前記所外蒸気の供給を制御する蒸気供給制御装置において、
   各々の発電ユニットの運転状況に応じて各々の発電ユニットに対して前記補助蒸気を主に供給する補助蒸気供給元あるいは前記所外蒸気を主に供給する所外蒸気供給元を割り当てる供給元決定部と、
   前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記補助蒸気供給元に割り当てられたときは前記補助蒸気弁を全開とする補助蒸気弁駆動部と、
   前記補助蒸気弁を介して供給される補助蒸気供給流量が所定の閾値で区分された範囲のどの範囲に属するかに応じて所定の補助蒸気供給流量で標準化する関数設定器と、
   前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量の最大設定値として予め定めた設計流量を設定し、前記所外蒸気供給元かつ前記補助蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量の最大設定値として前記設計流量から前記関数設定器で標準化された補助蒸気供給流量を減じた値を設定する供給流量設定部と、
   前記所外蒸気の供給流量が前記供給流量設定部で設定された最大設定値以下となるように前記所外蒸気弁の開度を調節する供給制御部とを備えたことを特徴とする蒸気供給制御装置。
2. 前記関数設定器は、前記補助蒸気弁を介して供給される補助蒸気供給流量が増加傾向の場合と減少傾向の場合とで、異なる閾値及びその閾値に対応した所定の補助蒸気供給流量を用いて、前記補助蒸気供給流量を標準化することを特徴とする請求項１に記載の蒸気供給制御装置。
3. 複数の発電ユニットを備えた発電所で生成された蒸気のうち、前記発電所内で使用される補助蒸気を各々の発電ユニット毎に設けられた補助蒸気弁を介して前記発電所内に供給し、前記発電所外で使用される所外蒸気を各々の発電ユニット毎に設けられた所外蒸気弁を介して所外に供給するように構成された蒸気供給系統の前記補助蒸気及び前記所外蒸気の供給を制御する蒸気供給制御装置において、
   各々の発電ユニットの運転状況に応じて各々の発電ユニットに対して前記補助蒸気を主に供給する補助蒸気供給元あるいは前記所外蒸気を主に供給する所外蒸気供給元を割り当てる供給元決定部と、
   前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記補助蒸気供給元に割り当てられたときは前記補助蒸気弁を全開とする補助蒸気弁駆動部と、
   予め発電ユニットのモードに応じた補助蒸気供給流量の変化パターンを記憶しておき、自己の発電ユニットのモードに適した変化パターンを選定し、選定された変化パターンに沿うように前記補助蒸気供給流量を標準化する関数設定器と、
   前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量の最大設定値として予め定めた設計流量を設定し、前記所外蒸気供給元かつ前記補助蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量の最大設定値として前記設計流量から前記関数設定器で標準化された補助蒸気供給流量を減じた値を設定する供給流量設定部と、
   前記所外蒸気の供給流量が前記供給流量設定部で設定された最大設定値以下となるように前記所外蒸気弁の開度を調節する供給制御部とを備えたことを特徴とする蒸気供給制御装置。
4. 前記供給元決定部は、前記補助蒸気供給元あるいは前記所外蒸気供給元に加え、所外蒸気の供給をバックアップする所外蒸気待機元も割り当てし、前記供給流量設定部は、前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気待機元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量として予め定めた待機元流量を設定し、前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気供給元に割り当てられ他の発電ユニットが前記所外蒸気待機元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給流量として前記設計流量から前記待機元流量を減じた供給元流量を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蒸気供給制御装置。
5. 前記供給元決定部で自己の発電ユニットが前記所外蒸気供給元に割り当てられたときは前記所外蒸気の供給圧力設定値として予め定めた設計圧力を設定し、前記所外蒸気待機元に割り当てられたときは前記設計圧力よりも低い待機元圧力を前記所外蒸気の供給圧力設定値として設定する供給圧力設定部を設け、前記供給制御部は、前記所外蒸気弁を介して供給される所外蒸気の供給圧力が前記供給圧力設定値となるように前記所外蒸気弁の開度を制御することを特徴とする請求項４に記載の蒸気供給制御装置。

Images