JP6212281B2 - Turbine control device and turbine control method - Google Patents
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Description
本発明は、タービンを制御する技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling a turbine.
タービン起動時には、主蒸気止め弁により蒸気を制御し、通常の負荷運転時には蒸気加減弁により蒸気を制御することが知られている。そのために、主蒸気止め弁から蒸気加減弁への弁切替制御が行われる。この弁切替制御において、タービン制御装置は、蒸気加減弁に対して絞り込み操作指令を出力し、主蒸気止め弁を通過する蒸気量と同等になる開度まで蒸気加減弁を絞り込む。 It is known that when the turbine is started, the steam is controlled by a main steam stop valve, and during normal load operation, the steam is controlled by a steam control valve. Therefore, valve switching control from the main steam stop valve to the steam control valve is performed. In this valve switching control, the turbine control device outputs a throttle operation command to the steam control valve, and narrows down the steam control valve to an opening that is equivalent to the amount of steam passing through the main steam stop valve.
弁切替制御は、主蒸気止め弁の前後蒸気圧力を監視しつつ、蒸気加減弁を絞り込む。すなわち、蒸気加減弁の絞り込みに応じて主蒸気止め弁後蒸気圧力が上昇し、これにより主蒸気止め弁前蒸気圧力と主蒸気止め弁後蒸気圧力との差圧比が規定差圧比以下となったとき、主蒸気止め弁を全開とする弁切替制御が行われる。 The valve switching control narrows down the steam control valves while monitoring the steam pressure before and after the main steam stop valve. That is, the steam pressure after the main steam stop valve rises according to the narrowing of the steam control valve, so that the differential pressure ratio between the steam pressure before the main steam stop valve and the steam pressure after the main steam stop valve becomes less than the specified differential pressure ratio. When the main steam stop valve is fully open, valve switching control is performed.
弁切替制御の第1の技術として、弁切替制御の開始直前の主蒸気圧力、温度、及び発電機出力から、蒸気加減弁について発電機出力変動を発生しない適正開度を求め、蒸気加減弁を適正開度+αまで連続で閉方向に制御して、発電機出力変動を抑制する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 As a first technique for valve switching control, an appropriate opening degree that does not cause fluctuations in generator output for the steam control valve is obtained from the main steam pressure, temperature, and generator output immediately before the start of valve switching control, and the steam control valve is A technique is known that controls the generator output fluctuation by continuously controlling in the closing direction up to an appropriate opening degree + α (for example, Patent Document 1).
弁切替制御の第2の技術として、弁切替制御の時間の短縮のため、主蒸気止め弁前蒸気圧力と主蒸気止め弁後蒸気圧力との差圧比を算出し、この差圧比に応じて蒸気加減弁を絞り込む操作量を、高速、中速、低速、微速と段階的に切替える技術が知られている(例えば、特許文献2)。 As a second technique of valve switching control, in order to shorten the time for valve switching control, a differential pressure ratio between the steam pressure before the main steam stop valve and the steam pressure after the main steam stop valve is calculated, and the steam is changed according to the differential pressure ratio. A technique is known in which the operation amount for narrowing the control valve is switched in stages from high speed, medium speed, low speed, and fine speed (for example, Patent Document 2).
弁切替制御時の発電機出力変動を抑えるように初期調整を行っても、プラントの蒸気条件等及び経年による機械的特性の変化等により、蒸気加減弁の絞り込みに応じて主蒸気止め弁を開けても、発電機出力変動を抑えられない事象が発生することがある。発電機出力が変動するとボイラ系統を含めたプラント全体及び系統への外乱となり、プラント寿命や電力系統に対して影響を与える。 Even if initial adjustment is performed to suppress fluctuations in generator output during valve switching control, the main steam stop valve is opened according to the narrowing of the steam control valve due to changes in the plant steam conditions and mechanical characteristics over time. However, an event may occur in which fluctuations in generator output cannot be suppressed. If the generator output fluctuates, it will cause disturbances to the entire plant and the system including the boiler system, which will affect the plant life and the power system.
上記課題を解決するために、本発明の一態様であるタービン制御装置は、タービンに接続されている発電機の出力の基準値である基準出力を記憶する基準出力記憶部と、ボイラから流入する蒸気量を調節する主蒸気止め弁と、前記主蒸気止め弁を通り前記タービンへ流入する蒸気量を調節する蒸気加減弁とに対し、前記蒸気加減弁を絞ると共に前記主蒸気止め弁を開く弁切替制御中に、前記主蒸気止め弁を通過する前の蒸気の第1圧力と、前記主蒸気止め弁を通過した後の蒸気の第2圧力とを取得し、前記第1圧力及び前記第2圧力の差圧比を算出する差圧比算出部と、前記発電機の出力の測定値である測定出力を取得し、前記基準出力及び前記測定出力の差である出力差を算出する出力差算出部と、前記差圧比及び前記出力差に基づいて、前記蒸気加減弁の開度を制御する蒸気加減弁制御部と、を備える。 In order to solve the above problems, a turbine control apparatus according to an aspect of the present invention flows from a boiler, a reference output storage unit that stores a reference output that is a reference value of an output of a generator connected to the turbine, and the boiler A valve that throttles the steam control valve and opens the main steam stop valve with respect to a main steam stop valve that controls the amount of steam and a steam control valve that controls the amount of steam that passes through the main steam stop valve and flows into the turbine During the switching control, a first pressure of the steam before passing through the main steam stop valve and a second pressure of the steam after passing through the main steam stop valve are acquired, and the first pressure and the second pressure are acquired. A differential pressure ratio calculation unit that calculates a differential pressure ratio of pressure; an output difference calculation unit that acquires a measurement output that is a measurement value of the output of the generator and calculates an output difference that is a difference between the reference output and the measurement output; , Based on the differential pressure ratio and the output difference, Serial comprises a steam control valve controller for controlling the opening of the steam control valve, the.
本発明の一態様によれば、弁切替制御において、差圧比と発電機出力に基づいて蒸気加減弁の開度を制御することにより、発電機出力変動を抑えることができる。 According to one aspect of the present invention, in the valve switching control, the output fluctuation of the generator can be suppressed by controlling the opening of the steam control valve based on the differential pressure ratio and the generator output.
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例のタービン制御装置の構成を示す。 FIG. 1 shows the configuration of a turbine control apparatus according to an embodiment of the present invention.
プラントは、ボイラ100と、タービン200と、発電機300と、タービン制御装置400とを有する。更にプラントは、ボイラ100からタービン200へ流れる蒸気の流路内に、主蒸気止め弁(Main Stop Valve:MSV)120と、蒸気加減弁(Control Valve:CV)140とを有する。
The plant includes a
蒸気加減弁140は、発電機300と直結されたタービン200への駆動蒸気を調節する。主蒸気止め弁120は、タービン200に流入する蒸気をせき止める。主蒸気止め弁120と蒸気加減弁140の夫々は、弁を駆動するための駆動装置を有する。タービン制御装置400は、主蒸気止め弁120の駆動装置を制御するための主蒸気止め弁操作量を出力し、蒸気加減弁140の駆動装置を制御するための絞り込み量を出力する。主蒸気止め弁操作量は、主蒸気止め弁120の開度を増加させる量を示し、絞り込み量は、蒸気加減弁140の開度を減少させる量を示す。なお、主蒸気止め弁操作量は、主蒸気止め弁120の開度を減少させる量を示しても良いし、主蒸気止め弁120の開度を示しても良い。また、絞り込み量は、蒸気加減弁140の開度を増加させる量を示しても良いし、蒸気加減弁140の開度を示しても良い。
The
更にプラントは、蒸気の流路内で、主蒸気止め弁120の前に設けられ、主蒸気止め弁前蒸気圧力を検出する主蒸気止め弁前圧検出器110と、主蒸気止め弁120の後に設けられ、主蒸気止め弁後蒸気圧力を検出する主蒸気止め弁後圧検出器130とを有する。
Further, the plant is provided in front of the main
タービン制御装置400は、差圧比算出部410と、加減弁操作量算出部420と、発電機出力偏差算出部430と、加減弁操作量補正部440と、主蒸気止め弁制御部450と、運転時制御部460と、全開操作量記憶部470と、切替器520と、切替器530と、弁切替開始判定部540と、弁切替完了判定部550とを有する。タービン制御装置400は、マイクロプロセッサ及びメモリを有していても良い。この場合、メモリがプログラム及びデータを格納し、マイクロプロセッサがメモリ内のプログラムに従ってタービン制御装置400の動作を実行しても良い。また、タービン制御装置400は、オペレータからの入力を取得する入力部や、プラントの状態を表示する表示部を有していても良い。
The
弁切替開始判定部540は、オペレータから入力される弁切替開始の指示に応じて、弁切替開始信号を有効にする。なお、弁切替開始判定部540は、タービンの起動の段階を判定し、起動の段階が所定の段階に達した場合に、弁切替開始信号を有効にしても良い。弁切替制御は、全開の蒸気加減弁140を徐々に絞り込み、一定の条件が成立したときに、主蒸気止め弁120を全開にする。
The valve switching
差圧比算出部410は、主蒸気止め弁前圧検出器110により検出された主蒸気止め弁前蒸気圧力と、主蒸気止め弁後圧検出器130により検出された主蒸気止め弁後蒸気圧力とを定期的に取得する。その後、差圧比算出部410は、主蒸気止め弁前蒸気圧力から主蒸気止め弁後蒸気圧力を減ずることにより偏差を求め、主蒸気止め弁前蒸気圧力に対する偏差の比である差圧比を算出する。
The differential pressure
弁切替完了判定部550は、差圧比が弁切替完了条件を満たすか否かを判定し、差圧比が弁切替完了条件を満たしている場合、弁切替制御の完了を示す弁切替完了信号を有効にする。例えば、弁切替完了判定部550は、差圧比が所定の差圧比閾値以下になった場合に、差圧比が弁切替完了条件を満たしたと判定する。差圧比閾値は例えば、15%である。
The valve switching
加減弁操作量算出部420は、差圧比に基づいて絞り込み量の基になる基本絞り込み量を算出する。発電機出力偏差算出部430は、発電機300の出力の基準値を記憶し、発電機300の出力の測定値を取得し、基準値に対する測定値の偏差である発電機出力偏差を算出する。加減弁操作量補正部440は、発電機出力偏差に基づいて、基本絞り込み量を補正することにより、弁切替時絞り込み量を算出する。
The control valve operation
運転時制御部460は、弁切替完了後の通常の負荷運転時の蒸気加減弁140を絞り込むための操作量である運転時絞り込み量を出力する。例えば、運転時制御部460は、発電機出力偏差に基づいて運転時絞り込み量を算出する。切替器520は、弁切替時絞り込み量と運転時絞り込み量とを入力され、制御信号として弁切替完了信号を入力される。切替器520は、弁切替完了信号が有効でない場合に、弁切替時絞り込み量を選択し絞り込み量として出力し、弁切替完了信号が有効である場合に、運転時絞り込み量を選択し絞り込み量として出力する。
The operation
主蒸気止め弁制御部450は、発電機出力偏差に基づいて、弁切替時の主蒸気止め弁120の開度の操作量である弁切替時主蒸気止め弁操作量を出力する。全開操作量記憶部470は、主蒸気止め弁120を全開にするための操作量である全開操作量を出力する。切替器530は、弁切替時主蒸気止め弁操作量と全開操作量とを入力され、制御信号として弁切替完了信号が入力されていない場合に、弁切替時主蒸気止め弁操作量を選択し主蒸気止め弁操作量として出力し、制御信号として弁切替完了信号が入力されている場合に、全開操作量を選択し主蒸気止め弁操作量として出力する。
Based on the generator output deviation, the main steam stop
図2は、加減弁操作量算出部420の構成を示す。
FIG. 2 shows a configuration of the adjusting valve operation
加減弁操作量算出部420は、関数演算器610と、減算器620とを有する。関数演算器610は、関数611を格納する。関数611は、差圧比と、蒸気加減弁140の目標の開度を示す目標加減弁開度(目標開度)との関係を示す。関数演算器610は、関数611を用いて、差圧比から目標加減弁開度を算出する。図中の関数611において、横軸は差圧比を示し、縦軸は、目標加減弁開度を示す。関数演算器610は、関数611により、差圧比が大きくなる程、目標加減弁開度を小さくする。関数611は、弁組み合わせ試験や、定期点検時に入手したデータやシミュレーションにより計算され、関数演算器610のメモリに格納される。関数演算器610は、関数611の係数を格納しても良い。減算器620は、現在の蒸気加減弁140の開度である加減弁開度を取得し、加減弁開度から目標加減弁開度を減ずることにより、基本絞り込み量を算出する。基本絞り込み量は、蒸気加減弁140の開度を減少させる量である。即ち、加減弁開度を基本絞り込み量だけ減少させることにより目標加減弁開度にすることができる。これにより、加減弁操作量算出部420は、差圧比が大きくなる程、絞り込み量を大きくする。なお、基本絞り込み量は、蒸気加減弁140の開度を増加させる量であっても良い。
The adjustment valve operation
もし、試運転時の試験のデータに基づいて弁切替制御の設定値を決定し、設定値を初期設定により与えるとすると、プラントの蒸気条件等及び経年による機械的特性の変化等に伴い初期設定と相違する挙動となる場合がある。一方、本実施例の関数611は、通常運転や定期検査から得られるデータに基づいて変更することができる。ここでのデータは、主蒸気止め弁前蒸気圧力、主蒸気止め弁後蒸気圧力、発電機出力、主蒸気止め弁開度、蒸気加減弁開度等である。これにより、プラントの状態に適した関数611を実現することができる。また、プラントの蒸気条件及び機械的特性変動に関わらず、弁切替制御による蒸気加減弁140の絞り込み時間を短縮することができる。
If the set value of valve switching control is determined based on the test data at the time of trial operation, and the set value is given by the initial setting, the initial setting and the mechanical characteristics change due to the steam conditions of the plant, etc. Different behavior may occur. On the other hand, the
タービン200へ流入する蒸気量の変動は、発電機出力変動の原因となる。差圧比が大きい場合、主蒸気止め弁120によりタービン200へ流入する蒸気量を絞っているため、蒸気加減弁140を大きく絞り込んでも、タービン200へ流入する蒸気量の変動は少ない。逆に差圧比が小さい場合、蒸気加減弁140を大きく絞り込むと、タービン200へ流入する蒸気量の変動に大きく影響する。このため、加減弁操作量算出部420は、差圧比が大きい程、基本絞り込み量を大きくする。これにより、弁切替制御において発電機出力変動を抑えつつ、蒸気加減弁140の絞り込みの時間を短縮することができる。
Variations in the amount of steam flowing into the
図3は、発電機出力偏差算出部430と加減弁操作量補正部440の構成を示す。
FIG. 3 shows the configuration of the generator output
発電機出力偏差算出部430は、発電機300から発電機出力(測定出力)を定期的に取得する。発電機出力偏差算出部430は、保持器710と、減算器720とを有する。保持器710は、制御信号である弁切替開始信号が有効になると、発電機出力を基準発電機出力(基準出力)として保持する。減算器720は、発電機出力から基準発電機出力を減ずることにより、基準発電機出力に対する発電機出力の偏差を示す発電機出力偏差を算出する。このような発電機出力偏差を用いることにより、発電機出力を弁切替制御の開始時の発電機出力に近づけるように、蒸気加減弁140と主蒸気止め弁120を制御することができる。なお、基準発電機出力は、予め定められた値であっても良い。
The generator output
加減弁操作量補正部440は、ゲイン810と、ゲイン820と、符号反転器830と、制限器840と、切替器860と、加算器870とを有する。
The adjustable valve operation
ゲイン810は、発電機出力偏差に所定の補正量比率(所定の比率)を乗ずる。
The
ゲイン820は、基本絞り込み量に所定の補正範囲比率を乗ずることにより、補正量上限を算出する。符号反転器830は、補正量上限の符号を反転することにより、補正量下限を算出する。制限器840は、ゲイン810の出力を、補正量下限と補正量上限で規定される範囲内に制限する。例えば、制限器840は、ゲイン810の出力が補正量下限以上且つ補正量上限以下であれば、ゲイン810の出力をそのまま出力し、ゲイン810の出力が補正量下限より小さい場合、補正量下限を出力し、ゲイン810の出力が補正量上限より大きい場合、補正量上限を出力する。制限器840がゲイン810の出力を制限することにより、蒸気加減弁140を絞れなくなったり、蒸気加減弁140を急激に絞ったりすることを防ぐことができる。
The
なお、ゲイン810、820、及び制限器840の何れかは、予め記憶する関数を用いて演算を行う関数演算器であっても良い。
Note that any of the
切替器860は、制限器840の出力と0とを入力され、制御信号として弁切替完了信号を入力される。切替器860は、弁切替完了信号が有効でない場合、制限器840の出力を選択し補正量として出力し、弁切替完了信号が有効である場合、0を選択し補正量として出力する。加算器870は、基本絞り込み量に補正量を加えることにより、弁切替時絞り込み量を算出する。例えば、基準発電機出力に対して発電機出力が小さい場合、補正量が負になるため、基本絞り込み量に対して弁切替時絞り込み量を減少させる。なお、発電機出力偏差は、基準発電機出力から発電機出力を減じた値であっても良い。このような場合、加算器870は、基本絞り込み量から補正量を減じても良い。
The
蒸気加減弁140を基本絞り込み量だけ絞り込むと、発電機出力が低下する場合がある。基本絞り込み量に補正量を加えることにより、過大な絞り込み量による発電機出力の低下を抑えることができる。
If the
以下、弁切替制御における主蒸気止め弁120の制御について説明する。
Hereinafter, the control of the main
主蒸気止め弁120は、主蒸気止め弁120の開度を細かく調節するための主蒸気止め小弁(Main Stop Bypass Valve:MSBV)を有する。主蒸気止め小弁は、切替器530の出力に従って主蒸気止め弁120の開度を所定割合以内で調節する。主蒸気止め弁制御部450は、発電機出力偏差に応じて主蒸気止め弁操作量を算出する。ここで、主蒸気止め弁制御部450は、発電機出力偏差が所定の0以下の偏差閾値(出力差閾値)を下回る場合に、主蒸気止め小弁の開度を増大させても良い。また、主蒸気止め弁制御部450は、発電機出力偏差が偏差閾値を下回る場合に、発電機出力偏差の絶対値の増大に応じて、主蒸気止め小弁の開度を増大させても良い。
The main
基準発電機出力に対して発電機出力が低下した場合に主蒸気止め小弁の開度を増大させることにより、発電機出力の低下を抑えることができる。また、蒸気加減弁140を絞り込むことによるタービン200への流入蒸気(発電機出力)の減少を、主蒸気止め小弁を開くことで補い、補いきれない場合は補正量により蒸気加減弁140の絞り込み量を抑制することで、発電機出力変動を抑制することができる。
When the generator output decreases with respect to the reference generator output, the decrease in the generator output can be suppressed by increasing the opening of the main steam stop small valve. Further, the reduction of the steam (generator output) flowing into the
以下、本実施例のタービン制御装置400の効果について、前述の第2の技術のタービン制御装置と比較して説明する。
Hereinafter, the effect of the
図4は、弁切替制御と発電機出力変動の関係を示す。 FIG. 4 shows the relationship between the valve switching control and the generator output fluctuation.
この図における横軸は、時間である。LLM(Load Limitter:蒸気加減弁)位置910aは、本実施例による蒸気加減弁140の開度を示す。MSV(Main Stop Valve:主蒸気止め弁)差圧比920aは、本実施例による差圧比を示す。発電機出力930aは、本実施例による発電機300の出力を示す。基準発電機出力940は、弁切替開始信号の発生時の発電機出力930aの値である。MSBV位置950は、本実施例による主蒸気止め小弁の開度を示す。差圧比閾値960は、弁切替完了条件を示す。差圧比920aが差圧比閾値960以下になると、弁切替完了信号が有効になる。
The horizontal axis in this figure is time. An LLM (Load Limiter)
一方、LLM位置910bは、前述の第2の技術による蒸気加減弁の開度を示す。MSV差圧比920bは、第2の技術による差圧比を示す。発電機出力930bは、第2の技術による発電機出力を示す。
On the other hand, the
第2の技術は、差圧比に応じて蒸気加減弁の絞り込み量を、高速、中速、低速、微速と段階的に切替える。一方、本実施例のタービン制御装置400は、差圧比に基づいて目標加減弁開度を算出し、目標加減弁開度に基づいて基本絞り込み量を算出し、発電機出力偏差に基づいて基本絞り込み量を補正する。更に、本実施例の弁切替制御は、発電機出力偏差が所定の偏差閾値を下回ると、主蒸気止め小弁の開度を増大させる。これにより、本実施例の発電機出力930aの変動は、第2の技術の発電機出力930bの変動より小さくなる。
According to the second technique, the throttle amount of the steam control valve is switched stepwise from high speed, medium speed, low speed, and fine speed according to the differential pressure ratio. On the other hand, the
以上の実施例で説明された技術は、次のように表現することもできる。
(表現1)
タービンに接続されている発電機の出力の基準値である基準出力を記憶する基準出力記憶部と、
ボイラから流入する蒸気量を調節する主蒸気止め弁と、前記主蒸気止め弁を通り前記タービンへ流入する蒸気量を調節する蒸気加減弁とに対し、前記蒸気加減弁を絞ると共に前記主蒸気止め弁を開く弁切替制御中に、前記主蒸気止め弁を通過する前の蒸気の第1圧力と、前記主蒸気止め弁を通過した後の蒸気の第2圧力とを取得し、前記第1圧力及び前記第2圧力の差圧比を算出する差圧比算出部と、
前記発電機の出力の測定値である測定出力を取得し、前記基準出力及び前記測定出力の差である出力差を算出する出力差算出部と、
前記差圧比及び前記出力差に基づいて、前記蒸気加減弁の開度を制御する蒸気加減弁制御部と、
を備えるタービン制御装置。
(表現2)
前記蒸気加減弁制御部は、前記差圧比に基づいて前記蒸気加減弁の目標開度を算出し、前記蒸気加減弁の開度を前記目標開度へ合わせるための基本操作量を算出し、前記出力差に所定の比率を乗じた値に基づいて前記蒸気加減弁の開度の補正量を算出し、前記基本操作量に前記補正量を加えることにより、前記蒸気加減弁の開度の操作量を算出する、
表現1に記載のタービン制御装置。
(表現3)
前記蒸気加減弁制御部は、前記蒸気加減弁の開度から前記目標開度を減ずることにより、前記基本操作量を算出し、前記測定出力から前記基準出力を減ずることにより前記出力差を算出し、前記蒸気加減弁の開度を前記操作量だけ減少させる、
表現2に記載のタービン制御装置。
(表現4)
前記蒸気加減弁制御部は、前記差圧比と前記目標開度との関係を記憶し、前記関係を用いて、前記差圧比に応じた前記目標開度を算出する、
表現3に記載のタービン制御装置。
(表現5)
前記基準出力記憶部は、前記弁切替制御の指示に応じて前記測定出力を取得し前記基準出力として記憶する、
表現4に記載のタービン制御装置。
(表現6)
前記蒸気加減弁制御部は、前記基本操作量に基づいて前記補正量の範囲を制限する、
表現5に記載のタービン制御装置。
(表現7)
前記主蒸気止め弁は、前記主蒸気止め弁の一部の開度を調節する主蒸気止め小弁を有し、
前記出力差に基づいて前記主蒸気止め小弁の開度を制御する主蒸気止め弁制御部を、更に備える、
表現6に記載のタービン制御装置。
(表現8)
前記主蒸気止め弁制御部は、前記出力差が所定の0以下の出力差閾値より小さい場合に、前記出力差の絶対値の増大に応じて前記主蒸気止め小弁の開度を増大させる、
表現7に記載のタービン制御装置。
(表現9)
タービンに接続されている発電機の出力の基準値である基準出力を記憶し、
ボイラから流入する蒸気量を調節する主蒸気止め弁と、前記主蒸気止め弁を通り前記タービンへ流入する蒸気量を調節する蒸気加減弁とに対し、前記蒸気加減弁を絞ると共に前記主蒸気止め弁を開く弁切替制御中に、前記主蒸気止め弁を通過する前の蒸気の第1圧力と、前記主蒸気止め弁を通過した後の蒸気の第2圧力とを取得し、前記第1圧力及び前記第2圧力の差圧比を算出し、
前記発電機の出力の測定値である測定出力を取得し、前記基準出力及び前記測定出力の差である出力差を算出し、
前記差圧比及び前記出力差に基づいて、前記蒸気加減弁の開度を制御する、
ことを備えるタービン制御方法。
The techniques described in the above embodiments can also be expressed as follows.
(Expression 1)
A reference output storage unit that stores a reference output that is a reference value of the output of the generator connected to the turbine;
The main steam stop valve and the main steam stop valve are throttled with respect to a main steam stop valve that adjusts the amount of steam flowing from the boiler and a steam control valve that controls the amount of steam that passes through the main steam stop valve and flows into the turbine. During valve switching control for opening a valve, a first pressure of steam before passing through the main steam stop valve and a second pressure of steam after passing through the main steam stop valve are acquired, and the first pressure And a differential pressure ratio calculation unit for calculating a differential pressure ratio of the second pressure,
An output difference calculation unit that obtains a measurement output that is a measurement value of the output of the generator and calculates an output difference that is a difference between the reference output and the measurement output;
A steam control valve controller that controls the opening of the steam control valve based on the differential pressure ratio and the output difference;
A turbine control device comprising:
(Expression 2)
The steam control valve control unit calculates a target opening of the steam control valve based on the differential pressure ratio, calculates a basic operation amount for adjusting the opening of the steam control valve to the target opening, An operation amount of the steam control valve opening is calculated by calculating a correction amount of the steam control valve opening based on a value obtained by multiplying the output difference by a predetermined ratio, and adding the correction amount to the basic operation amount. To calculate,
The turbine control device according to expression 1.
(Expression 3)
The steam control valve control unit calculates the basic operation amount by subtracting the target opening from the opening of the steam control valve, and calculates the output difference by subtracting the reference output from the measurement output. , Decrease the opening of the steam control valve by the manipulated variable,
The turbine control device according to expression 2.
(Expression 4)
The steam control valve control unit stores the relationship between the differential pressure ratio and the target opening, and uses the relationship to calculate the target opening according to the differential pressure ratio.
The turbine control device according to expression 3.
(Expression 5)
The reference output storage unit acquires the measurement output according to an instruction of the valve switching control and stores it as the reference output.
The turbine control device according to expression 4.
(Expression 6)
The steam control valve control unit limits a range of the correction amount based on the basic operation amount.
The turbine control device according to expression 5.
(Expression 7)
The main steam stop valve has a main steam stop small valve that adjusts the opening of a part of the main steam stop valve,
A main steam stop valve control unit for controlling an opening degree of the main steam stop small valve based on the output difference;
The turbine control device according to expression 6.
(Expression 8)
The main steam stop valve control unit increases the opening of the main steam stop small valve according to an increase in the absolute value of the output difference when the output difference is smaller than a predetermined output difference threshold value of 0 or less.
The turbine control device according to expression 7.
(Expression 9)
Stores the reference output, which is the reference value of the output of the generator connected to the turbine,
The main steam stop valve and the main steam stop valve are throttled with respect to a main steam stop valve that adjusts the amount of steam flowing from the boiler and a steam control valve that controls the amount of steam that passes through the main steam stop valve and flows into the turbine. During valve switching control for opening a valve, a first pressure of steam before passing through the main steam stop valve and a second pressure of steam after passing through the main steam stop valve are acquired, and the first pressure And calculating the differential pressure ratio of the second pressure,
Obtaining a measurement output that is a measurement value of the output of the generator, calculating an output difference that is a difference between the reference output and the measurement output;
Based on the differential pressure ratio and the output difference, the degree of opening of the steam control valve is controlled.
A turbine control method comprising:
以上の表現における用語について説明する。基準出力記憶部は、保持器710等に対応する。出力差算出部は、減算器720等に対応する。蒸気加減弁制御部は、加減弁操作量算出部420、加減弁操作量補正部440等に対応する。主蒸気止め弁制御部は、主蒸気止め弁制御部450等に対応する。出力差は、発電機出力偏差等に対応する。第1操作量は、基本絞り込み量等に対応する。第2操作量は、補正量等に対応する。操作量は、絞り込み量等に対応する。差圧比と目標開度との関係は、関数611等に対応する。
The terms in the above expression will be described. The reference output storage unit corresponds to the
本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、その趣旨から逸脱しない範囲で、他の様々な形に変更することができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various other forms without departing from the spirit of the present invention.
100:ボイラ、 110:主蒸気止め弁前圧検出器、 120:主蒸気止め弁、 130:主蒸気止め弁後圧検出器、 140:蒸気加減弁、 200:タービン、 300:発電機、 400:タービン制御装置、 410:差圧比算出部、 420:加減弁操作量算出部、 430:発電機出力偏差算出部、 440:加減弁操作量補正部、 450:主蒸気止め弁制御部、 460:運転時制御部、 470:全開操作量記憶部、 470:弁操作量記憶部、 520:切替器、 530:切替器、 540:弁切替開始判定部、 550:弁切替完了判定部
100: Boiler, 110: Main steam stop valve pre-pressure detector, 120: Main steam stop valve, 130: Main steam stop valve post-pressure detector, 140: Steam control valve, 200: Turbine, 300: Generator, 400: Turbine controller, 410: differential pressure ratio calculation unit, 420: control valve operation amount calculation unit, 430: generator output deviation calculation unit, 440: control valve operation amount correction unit, 450: main steam stop valve control unit, 460: operation Time control unit, 470: fully open operation amount storage unit, 470: valve operation amount storage unit, 520: switching unit, 530: switching unit, 540: valve switching start determination unit, 550: valve switching completion determination unit
Claims (8)
ボイラから流入する蒸気量を調節する主蒸気止め弁と、前記主蒸気止め弁を通り前記タービンへ流入する蒸気量を調節する蒸気加減弁とに対し、前記蒸気加減弁を絞ると共に前記主蒸気止め弁を開く弁切替制御中に、前記主蒸気止め弁を通過する前の蒸気の第1圧力と、前記主蒸気止め弁を通過した後の蒸気の第2圧力とを取得し、前記第1圧力及び前記第2圧力の差圧比を算出する差圧比算出部と、
前記発電機の出力の測定値である測定出力を取得し、前記基準出力及び前記測定出力の差である出力差を算出する出力差算出部と、
前記差圧比及び前記出力差に基づいて、前記蒸気加減弁の開度を制御する蒸気加減弁制御部と、
を備え、
前記蒸気加減弁制御部は、前記差圧比に基づいて前記蒸気加減弁の目標開度を算出し、前記蒸気加減弁の開度を前記目標開度へ合わせるための基本操作量を算出し、前記出力差に所定の比率を乗じた値に基づいて前記蒸気加減弁の開度の補正量を算出し、前記基本操作量に前記補正量を加えることにより、前記蒸気加減弁の開度の操作量を算出する、
タービン制御装置。 A reference output storage unit that stores a reference output that is a reference value of the output of the generator connected to the turbine;
The main steam stop valve and the main steam stop valve are throttled with respect to a main steam stop valve that adjusts the amount of steam flowing from the boiler and a steam control valve that controls the amount of steam that passes through the main steam stop valve and flows into the turbine. During valve switching control for opening a valve, a first pressure of steam before passing through the main steam stop valve and a second pressure of steam after passing through the main steam stop valve are acquired, and the first pressure And a differential pressure ratio calculation unit for calculating a differential pressure ratio of the second pressure,
An output difference calculation unit that obtains a measurement output that is a measurement value of the output of the generator and calculates an output difference that is a difference between the reference output and the measurement output;
A steam control valve controller that controls the opening of the steam control valve based on the differential pressure ratio and the output difference;
With
The steam control valve control unit calculates a target opening of the steam control valve based on the differential pressure ratio, calculates a basic operation amount for adjusting the opening of the steam control valve to the target opening, An operation amount of the steam control valve opening is calculated by calculating a correction amount of the steam control valve opening based on a value obtained by multiplying the output difference by a predetermined ratio, and adding the correction amount to the basic operation amount. To calculate,
Turbine control device.
請求項1に記載のタービン制御装置。 The steam control valve control unit calculates the basic operation amount by subtracting the target opening from the opening of the steam control valve, and calculates the output difference by subtracting the reference output from the measurement output. , Decrease the opening of the steam control valve by the manipulated variable,
The turbine control device according to claim 1 .
請求項2に記載のタービン制御装置。 The steam control valve control unit stores the relationship between the differential pressure ratio and the target opening, and uses the relationship to calculate the target opening according to the differential pressure ratio.
The turbine control device according to claim 2 .
請求項3に記載のタービン制御装置。 The reference output storage unit acquires the measurement output according to an instruction of the valve switching control and stores it as the reference output.
The turbine control device according to claim 3 .
請求項4に記載のタービン制御装置。 The steam control valve control unit limits a range of the correction amount based on the basic operation amount.
The turbine control device according to claim 4 .
前記出力差に基づいて前記主蒸気止め小弁の開度を制御する主蒸気止め弁制御部を、更に備える、
請求項5に記載のタービン制御装置。 The main steam stop valve has a main steam stop small valve that adjusts the opening of a part of the main steam stop valve,
A main steam stop valve control unit for controlling an opening degree of the main steam stop small valve based on the output difference;
The turbine control device according to claim 5 .
請求項6に記載のタービン制御装置。 The main steam stop valve control unit increases the opening of the main steam stop small valve according to an increase in the absolute value of the output difference when the output difference is smaller than a predetermined output difference threshold value of 0 or less.
The turbine control device according to claim 6 .
ボイラから流入する蒸気量を調節する主蒸気止め弁と、前記主蒸気止め弁を通り前記タービンへ流入する蒸気量を調節する蒸気加減弁とに対し、前記蒸気加減弁を絞ると共に前記主蒸気止め弁を開く弁切替制御中に、前記主蒸気止め弁を通過する前の蒸気の第1圧力と、前記主蒸気止め弁を通過した後の蒸気の第2圧力とを取得し、前記第1圧力及び前記第2圧力の差圧比を算出し、
前記発電機の出力の測定値である測定出力を取得し、前記基準出力及び前記測定出力の差である出力差を算出し、
前記差圧比に基づいて前記蒸気加減弁の目標開度を算出し、前記蒸気加減弁の開度を前記目標開度へ合わせるための基本操作量を算出し、前記出力差に所定の比率を乗じた値に基づいて前記蒸気加減弁の開度の補正量を算出し、前記基本操作量に前記補正量を加えることにより、前記蒸気加減弁の開度の操作量を算出し、前記蒸気加減弁の開度を制御する、
ことを備えるタービン制御方法。 Stores the reference output, which is the reference value of the output of the generator connected to the turbine,
The main steam stop valve and the main steam stop valve are throttled with respect to a main steam stop valve that adjusts the amount of steam flowing from the boiler and a steam control valve that controls the amount of steam that passes through the main steam stop valve and flows into the turbine. During valve switching control for opening a valve, a first pressure of steam before passing through the main steam stop valve and a second pressure of steam after passing through the main steam stop valve are acquired, and the first pressure And calculating the differential pressure ratio of the second pressure,
Obtaining a measurement output that is a measurement value of the output of the generator, calculating an output difference that is a difference between the reference output and the measurement output;
A target opening of the steam control valve is calculated based on the differential pressure ratio, a basic operation amount for adjusting the opening of the steam control valve to the target opening is calculated, and the output difference is multiplied by a predetermined ratio. A correction amount of the opening of the steam control valve is calculated based on the determined value, and an operation amount of the opening of the steam control valve is calculated by adding the correction amount to the basic operation amount, and the steam control valve Control the opening of
A turbine control method comprising:
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