JPH0148366B2

JPH0148366B2 -

Info

Publication number: JPH0148366B2
Application number: JP59055991A
Authority: JP
Inventors: Tadao Arakawa; Takeshi Ueno; Hiroshi Tsunematsu; Keiichi Toyoda; Tsugio Hashimoto
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1989-10-19
Also published as: EP0155706B1; CA1231539A; US4576007A; EP0155706A3; AU571319B2; JPS60201008A; EP0155706A2; DE3571262D1; AU4036085A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、プラント運転制御方法、及びその方
法を実施する運転制御装置に関する。特に、給水
ポンプ装置を備えたタービンプラントのプラント
運転制御方法、及びその装置に関する。

〔発明の背景〕

最近、この種のタービンプラント運転制御技術
においては、そのミドル負荷運転の要請等に基づ
いて、新たな問題が生じている。即ち、タービン
プラントは発電用に用いられる場合が多いが、電
力需要の問題と関連して、常に高出力で運転する
のでなく、需要の大きい日中の間は高出力とし、
需要の落ちる夜間は低出力で運転するか、乃至は
運転停止するという運転方式が要請されるように
なつている。ところがこのようにミドル化運転
（変圧運転）をしたり、一日で起動・停止をする
運転を行うと、出力を低下させて負荷を落とした
場合に、ボイラ給水ポンプ装置における気泡発
生、即ち所謂フラツシングが発生し、これがプラ
ント運転制御に悪影響を与えるという技術的問題
が出て来る。

さらに上記ミドル化、DSS（Daily Start and
Stop）化運転という最近のニーズに対応するば
かりでなく、基本的な信頼性向上、予測制御とい
う要請もある。

ところが従来より、負荷変化時には、ボイラ制
御やタービン制御についての検討しかなされてい
ないのが現状である。即ち、負荷変化時例えばロ
ードランバツク（負荷絞り込み）や負荷遮断
（Fast Cut Backを含む。補機だけの運転の、内
単独負荷運転になるときなど）等の場合、プラン
トの検討対象は、ボイラ負荷変化追従性を見た
り、タービン低サイクル寿命消費指数（Low
cycle fatigue index、LCFI）を見るなど、ボイ
ラ制御やタービン制御に関する事項しか、検討さ
れていなかつた。よつて例えば脱気機廻りについ
てなどの充分な検討が行われておらず、結局、負
荷変化時における脱気機廻りにおけるフラツシン
グの問題等は、制御によつては解決できず、これ
を回避するためには、現地における大改造が余儀
なくされ、これに伴う出費その他の被害は甚大と
なつている。

上記の問題は、従来プラント制御はボイラやタ
ービンなどの主機を制御することによつて行う、
という考え方が強かつたため、どうしても避けら
れなかつたものと思われる。上記ミドル化運転の
要請などが出る前は、この従来の考え方で十分対
処できたのであるが、最近のニーズを満たそうと
すると、従来あまり問題となつていなかつたフラ
ツシングの問題が重要となつて、結局従来のやり
方であると設備が大きくなつたり、複数の装置を
用いざるを得なかつたのである。

即ち、現状においては、タービンに対してター
ビン自動起動制御装置などがあり、ボイラに対し
ては、Digital−ABCの先行予測制御などがある。
しかしプラントとしては、一要素もしくは三要素
制御（復水流量、給水流量、脱気器レベルの内の
いずれか一要素を制御するか、もしくはその三要
素を制御するもの）のローカルコントロールつま
り各々の単独制御というものしか無く、総合的プ
ラント制御というものは欠落していたのである。

最近の試運転ラツシユにおいては、例外無く、
脱気器廻りの追加大改造がなされている。これ
は、上記した如く、タービンやボイラという主機
についは制御があるが、総合的なプラント制御は
考慮されていなかつたため、給局ミドル化運転等
を採用すると問題が生ずる部分については、これ
を改造せざるを得なかつた故と考えられる。

以下従来技術の問題点、即ち従来の発電プラン
トにおいて発電プラントの負荷が低下した時の、
ボイラ給水ポンプ装置における気泡発生（フラツ
シング）の問題につき、説明する。

第１図に、従来のプラントにおいて一般に用い
られているボイラ給水ポンプ系統の一例を示す。
図中符号１０は復水器であり、この中の復水が復
水管１２を通つて脱気器２１に送られ、これが脱
気器貯水タンク２２に貯められた後、給水ポンプ
系統に送られる。図示の給水ポンプ系統は３系統
あり、各々ａ、ｂ、ｃを添えた符号で区別して示
してある。以下、グループＡ、グループＢ、グル
ープＣの各系統として説明する。各グループはそ
れぞれの給水ポンプ３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有
している。

グループＡ及びグループＢは、それぞれ当該ボ
イラ容量定格の50％に相当する給水ポンプ３４ａ
及び３４ｂの系統であり、グループＣは上記定格
の25％に相当する給水ポンプ３４ｃの系統であ
る。Ａ、Ｂ、Ｃの３グループによつて、ボイラ給
水ポンプ装置が形成される。

プラント運転中、復水器１０内の復水は復水ポ
ンプ１１により復水管１２、給水加熱器１３、逆
止弁１４を経て脱気器２１に送水される。

脱気器２１に送水された復水は蒸気管２４から
供給される加熱蒸気で加熱・脱気されて脱気器貯
水タンク２２に貯えられ、降水管２３ａ，２３
ｂ，２３ｃを通つてボイラ給水ポンプ装置に供給
される。

給水ポンプ装置を構成するグループＡは、ブー
スタポンプ入口弁３１ａ、ブースタポンプ３２
ａ、給水ポンプ吸込管３３ａ、給水ポンプ３４
ａ、給水ポンプ吐出管３５ａ、逆止弁３６ａ及び
給水ポンプ出口弁３７ａを直列に接続して成ると
ともに、上記の給水ポンプ出口弁３７ａの吐出口
を３グループの合流母管をなす管寄３８に連通し
て構成する。この管寄３８と給水ポンプ３４ａと
の間には、ウオーミング管４１ａ、ウオーミング
弁４２ａ、及びオリフイス４３ａを直列に介装接
続してある。給水ポンプ装置を構成するグループ
Ｂ及びＣも、上記グループＡと同様に構成されて
いる。

以上のように構成された従来型のボイラ給水ポ
ンプ系統（第１図）においては、典型的にはプラ
ント負荷が50％以上の時は給水ポンプ３４ａ、同
３４ｂを運転し、同３４ｃは休止させ、又、プラ
ント負荷が50％弱の時は、給水ポンプ３４ａ、又
は同３４ｂのいずれか一方のみを運転し、他を休
止させる。説明の便宜上、給水ポンプ３４ａが運
転され、給水ポンプ３４ｂ、同３４ｃが休止して
いる場合の例につき、以下に述べる。

このように給水ポンプ３４ｂ，３４ｃが休止し
ているときでも、給水ポンプ３４ａの運転中、そ
の吐出水の一部を管寄３８からウオーミング弁４
２ｂ、同４２ｃを経て休止中の給水ポンプ３４
ｂ、同３４ｃに供給してウオーミングを続け、プ
ラント負荷上昇に応じていつでも給水ポンプ３４
ｂ又は同３４ｃを起動し得るようにしておく。こ
のウオーミング弁４２ｂ，４２ｃを介して給水ポ
ンプ３４ｂ，３４ｃに循環させるウオーミング水
流量は、たとえば給水ポンプ定格の１％程度とい
うようにごく少量である。

上記のようにウオーミング水流量が極小量であ
るため、フラツシングの問題が発生し、これに伴
いウオータハンマやキヤビテーシヨンの問題も起
こる。即ちウオーミング水流量が極少量であつて
も休止中の給水ポンプのメタル温度を給水の温度
と同程度に維持するには充分であるが、ウオーミ
ング水量が極少量であるため、休止中の給水ポン
プの吸込管３３ｂ，３３ｃ及び降水管２３ｂ，２
３ｃ内に滞留している給水が循環水流によつて置
換されるのには、長時間を必要とする。このよう
に給水ポンプの吸込管路内の置換が徐々にしか行
われないため、プラント負荷が急激に低下したと
き、休止している給水ポンプの吸込側の管路内に
停滞している熱水がフラツシングする可能性が大
きいことになる。結局このフラツシングが、ウオ
ータハンマやキヤビテーシヨンを誘発するという
技術的問題につながる。

このように従来技術にあつては、プラント負荷
の急激な低下時にフラツシングやそれに伴う技術
的問題が生じているわけであるが、次に、この問
題の原因となるプラント負荷の急激な低下が、い
かなる理由で起こるかを、第２図により説明す
る。第２図は従来技術の負荷パターンの一例とし
て、横軸に時間経過をとり、縦軸にプラント負荷
をとつて示したものである。

従来の発電プラントは、プラント構成している
各機器に不具合が発生した場合、発電プラントを
トリツプ（停止）する事無しに運用継続可能とす
る為、あらかじめコンピユータ等に記憶させてお
いた負荷まで、自動的に負荷を低下させる機能
（負荷ランバツク機能）を有している。しかし、
コンピユータ等に記憶されている負荷パターン
は、運用継続可能な負荷と言う事のみで、モード
化されてしまつている。即ち、たとえば第２図に
示す如く時点t₁まで100％負荷にて運転されてい
たプラントにおいて、プラントを構成している機
器、たとえば発電機、固定子、ボイラ給水ポンプ
等に不具合が発生すると、この自動負荷低下機能
によつてプラント負荷は急激に降下し、図の如く
50％負荷あるいは25％負荷にて連続運転が継続さ
れる様、自動制御される。

この際に、かかる従来技術でのプラント制御に
あつては、上記の給水ポンプ装置における熱水の
フラツシングの問題は全く考慮されていないわけ
である。不具合発生のとき自動制御してプラント
負荷を急激に低下させるのではあるが、この負荷
の急激な低下により生ずるおそれのある給水ポン
プ装置のフラツシングについては全く対処がなさ
れないのである。したがつて、停止中の給水ポン
プを起動しようとした場合でも、フラツシングに
より給水ポンプ入口押込み圧力が低く、ポンプ起
動不可という問題も発生している。

フラツシングは、プラント負荷が低下したとき
従来構造では不可避的に発生するものであり、よ
つて、特に最近のニーズであるミドル化運転（変
圧運転）の如くプラント負荷の低下がある場合に
は、これに対する対策が重要となる。次にこのよ
うなフラツシング現象の発生理由を、第３図及び
第５図により説明する。

第３図、第５図は、横軸に時間経過をとるとと
もに、プラント負荷の変化に伴つて温度・圧力が
いかに変化するかを明示すべく、縦軸にプラント
負荷・温度・圧力の変化をとつて、グラフ化した
ものである。第３図は、給水ポンプ３４ａ，３４
ｂの２台運転中に、その内の１台を停止した場合
の状態変化を示し、一方第５図は、給水ポンプ３
４ａ，３４ｂの２台運転時における、特に待機中
の給水ポンプ３４ｃの状態変化を示してある。

第３図を参照する。第３図は、カーブＪで表わ
すプラント負荷が急激に低下して一定の設定値例
えば50％以下になり、これにより自動制御によつ
て給水ポンプ３４ｂが停止されると、後記詳述す
る様にその後暫く経過した図示イ点以降において
給水ポンプ３４ｂの入口圧力Ｐ(b)がその入口温度
に対応する飽和蒸気圧力Ｎ(b)より低くなり、した
がつて給水ポンプ３４ｂの吸込側がフラツシユす
ることを説明する図面である。即ち、第３図に
は、プラント負荷Ｊがt₁時点からt₂時点まで急激
に下降した場合の、t₁〜t₂の時間及びその前後に
わたる各種給水温度、圧力の変化を示してある。
図中のカーブＭは脱気器内圧、カーブＯはブース
タポンプ入口圧力、カーブＰは給水ポンプ入口圧
力である。更に詳しくは次の如くである。ブース
タポンプ３２ａの入口圧力と同３２ｂの入口圧力
とは常に等しいのでこれをカーブＯ(a)(b)で表わ
す。カーブＰ(a)は給水ポンプ３４(a)の入口圧力
を、カーブＰ(b)は給水ポンプ３４(b)の入口圧力を
カーブＰ(a)(b)は給水ポンプ３４ａと同３４ｂとの
入口圧力が等しい場合の圧力をそれぞれ表わす。
カーブＫは脱気器貯水タンク２２内の給水温度で
ある。カーブＬ(a)は給水ポンプ３４ａの入口温度
を、カーブＬ(b)は給水ポンプ３４ｂの入口温度
を、カーブＬ(a)(b)は給水ポンプ３４ａと同３４ｂ
との入口温度が等しい場合の温度をそれぞれ示
す。

以下、プラント負荷の急激な低下に追従して、
各圧力、温度がいかに変化するかを説明する。プ
ラント負荷Ｊがt₁時点からt₂時点まで一定の割合
で低下すると、脱気器内圧Ｍはこれと同タイミン
グで低下し、これに伴つてブースタポンプ入口圧
力Ｏ(a)(b)及び脱気器貯水タンク２２内の給水温度
Ｋも同じタイミングで低下する。一方プラント負
荷Ｊが一定であるとき（t₁時点以前）において
は、給水ポンプ入口温度Ｌ(a)(b)は脱気器貯水タン
ク内給水温度Ｋと同じであるが、プラント負荷Ｊ
がt₁時点で下降しはじめたとき、給水ポンプ入口
温度Ｌ(a)(b)はタイムラグt₄だけ遅れて下降を始め
る。このタイムラグt₄は、降温した脱気器貯水タ
ンク内の給水が降水管２３ａ，２３ｂ（第１図）
を通つて給水ポンプ３２ａ，３２ｂの入口に達す
るに要する時間である。

第３図において、上記の如く給水ポンプ入口温
度Ｌ(a)(b)がタイムラグt₄だけ遅れて下降し始める
と、これに伴つて給水ポンプ入口温度に対応する
水の飽和圧力Ｎ(a)(b)も下降を始める。更にプラン
ト負荷Ｊが低下して50％以下になると、既述の如
く給水ポンプ３４ｂが停止される。この時点をt₂
とする。t₂時点の後もプラント負荷Ｊがt₃時点ま
で低下し続けるとブースタポンプ入口圧力Ｏ(a)(b)
もt₃時点まで低下し続ける。運転継続している給
水ポンプ３４ａの入口圧力Ｐ(a)もt₃時点まで脱気
器内圧力カーブＭとほぼ平行に下降する。しかし
給水ポンプ３４ｂの停止に伴つてブースタポンプ
３２ｂ（第１図）も停止されるので、ブースタポ
ンプ３２ｂの出口と入口との圧力差がなくなり、
給水ポンプ３４ｂの入口圧力カーブＰ(b)は急激に
下降して、t₂時点以後はブースタポンプ３２ｂの
入口圧力Ｏ(a)(b)と重なる。このように給水ポンプ
３２ｂの入口圧力Ｐ(b)は急激に低下するが同ポン
プ３２ｂの入口温度Ｌ(b)は同ポンプの停止により
t₂時点以後ほぼ一定の温度を保つ。従つて給水ポ
ンプ入口圧力による飽和蒸気圧力Ｎ(b)もt₂時点以
後ほぼ一定となる。このため図示のイ点におい
て、給水ポンプ３４ｂの入口圧力Ｐ(b)は同ポンプ
入口温度に対応する飽和蒸気圧力Ｎ(b)と等しくな
り、その後は飽和蒸気圧力Ｎ(b)よりも低くなるの
で、給水ポンプ３４ｂの吸込側管路内の給水がフ
ラツシユする。以上がこの場合、つまり給水ポン
プ３４ａ，３４ｂが運転中のときにプラント負荷
Ｊの低下によりその一方のポンプ３４ｂが停止し
た場合に、フラツシング現象が起こる理由であ
る。

第５図においては、カーブＬ(c)は、停止中の給
水ポンプ３４ｃの入口温度を、カーブＮ(c)は、給
水ポンプ３４ｃの入口温度に対応する水の飽和圧
力を示す。この図で示す場合においては、給水ポ
ンプ３４ｃが停止状態にある為、降水管２３ｃ及
び給水ポンプ吸込管３３ｃ内の給水は滞留し、プ
ラント負荷Ｊがt₁時点よりt₃時点まで変化したと
しても、脱気器貯水温度より低い値でほぼ一定の
値を保つ。

よつて、図示のイ点において給水ポンプ３４ｃ
の入口圧力Ｐ(c)及びブースタポンプ入口圧力Ｏ(c)
は、同ポンプ入口温度に対応する飽和圧力Ｎ(c)と
等しくなり、その後は飽和圧力Ｎ(c)より低くなる
ので、給水ポンプ３４ｃの吸込管内の給水がフラ
ツシユする。

以上が、各場合においてフラツシング現象が生
ずる理由である。また上述の説明から明らかに理
解されるように、給水ポンプ吸込管路内のフラツ
シング現象は、プラント負荷の低下幅の絶対値が
大きく、かつ降下率が大きいほど発生し易い。

上記のフラツシング現象を防止するための方法
として、第１図に示したオリフイス４３ａ，４３
ｂ，４３ｃの口径を大きくして、停止された給水
ポンプの吸込管路内のウオーミング循環水量を大
きくすることが考えられる。このようにすれば前
述のように負荷が減少したときでも、給水ポンプ
吸込管路内の熱水が早急に低温度の給水と置換さ
れて、フラツシユを抑制し得る。しかしながらこ
のように常時多量の給水をウオーミング用に循環
させておくことは、動力損失を大きくするので、
好ましくない。

又、脱気器貯水タンクを高所に設置してその水
圧によつてフラツシングを抑制することも考えら
れるが、プラント建設費を著しく増大させるの
で、実際的でない。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
プラント負荷が低下した際にフラツシングを防止
し得るプラント最適運転負荷を判断することによ
り、プラントの大幅な改造の必要なく、フラツシ
ング及びそれに伴う各種トラブルを回避できるよ
うにした、安全で有利なプラント運転制御方法及
び同装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は、プラント
負荷、各給水ポンプ吸込管内給水温度及び同圧力
（またはこれらを導くデータ）を検出し、上記検
出値によりプラント最適運転負荷（目標負荷）を
算出し、これに基づいてプラント運転制御を行う
ことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について説明する。

第７図は、本発明の方法を実施するために構成
したプラント運転制御装置の一例を備えたタービ
ンプラントの系統図である。本図において、第１
図（従来装置）と同一の図面参照番号を附したも
のは従来装置におけると同様あるいは類似の構成
部材であるから、詳しい説明は省略する。この実
施例は本発明を発電プラントに適用したものであ
るから、符号４で示す蒸気タービン、５で示す発
電機、７で示す蒸気発生装置よりの蒸気供給管を
備える。

この装置は、タービンプラントの負荷を示すデ
ータを検出する負荷検出手段を有する。本例で
はこの負荷検出手段は具体的には負荷信号発信器
６であり、発電機５にこの負荷信号発信器６を設
けて発電機の負荷、即ち蒸気タービンの負荷率を
検出するようになつている。又この装置は、給水
ポンプ３４ａ，３４ｂ，３４ｃの入口圧力を示す
データを検出する圧力検出手段を有する。本例
ではこの圧力検出手段は具体的には給水ポンプ入
口圧力発信器２ａ，２ｂ，２ｃであり、給水ポン
プ吸込管３３ａ，３３ｂ，３３ｃにこの圧力発信
器２ａ，２ｂ，２ｃを設けて、給水ポンプ入口圧
力を検出するようになつている。又この装置は、
給水ポンプ３４ａ，３４ｂ，３４ｃの入口温度を
示すデータを検出する温度検出手段を有する。
本例ではこの温度検出手段は具体的には給水温度
検出器３ａ，３ｂ，３ｃであり、上記圧力発信器
２ａ，２ｂ，２ｃの下流側にこの給水温度検出器
３ａ，３ｂ，３ｃを設けて、これにより給水ポン
プ吸込管内給水温度を検出する。

これら検出データ，，により、タービン
プラント運転負荷を決定し、これによつてプラン
ト制御を行う。本例装置においては、上記各発信
器の出力信号を入力する自動演算器１を設け、後
述のようにしてプラント最適運転負荷（目標負
荷）を算出させる。８は上記自動演算器１に附設
した表示器である。

この様に構成すると、各データ，，に基
づく制御により、着目する給水ポンプの入口圧力
を、そのポンプの入口温度に対応する飽和蒸気圧
と等しくするか、少なくともこれを下らない圧力
に制御することができ、したがつてこのポンプに
おけるフラツシングの発生は確実に防止できる。

本実施例のこの作用について、第４図及び第６
図により説明する。

第４図、第６図は、従来装置における第３図、
第５図に対応する図表であり、使用している記号
の意味も同様である。プラント負荷カーブＪは、
第３図、第５図と同様にt₁時点から下降しはじ
め、t₃時点までほぼ一様に下降する。t₁時点から
イ点直前までの各カーブは従来装置（第３図、第
５図）におけると同様である。

イ点において、給水ポンプ入口圧力と給水ポン
プ吸込管内給水温度の各検出値を入力した自動演
算器１の出力信号により、プラント負荷をイ点以
降イ点の状態（イ点と同一負荷）のまま、維持す
る。

これにより第４図においては、給水ポンプ３４
ｂの入口圧力Ｐ(b)と同ポンプ入口温度に対応する
飽和蒸気圧力Ｎ(b)とは等しくなり、イ点以降も同
様の圧力を維持し続ける。又、第５図において
は、給水ポンプ３４ｃの入口圧力Ｐ(c)と同ポンプ
入口温度に対応する飽和蒸気圧力Ｎ(c)とは等しく
なり、イ点以降同様の圧力を維持し続ける。

以上のように給水ポンプ入口圧力と給水ポンプ
入口温度に対応する飽和蒸気圧力が、同一圧力に
て維持し続けられる限り、フラツシング現象の発
生する恐れは無い。

第８図は第７図の装置を用いて本発明方法を実
施した一例における制御原理図である。

自動演算器１中に負荷降下率演算部１．２を構
成し、発電機負荷発信器６（第７図参照）よりの
発電機負荷Ｌの入力によつて負荷降下率Lxを下
式により算出する。

Lx＝L₀−Ｌ／L₆×100（％／秒） L₀：初期負荷又、自動演算器１中に構成された飽和圧力演算
部１．１において、給水ポンプ入口温度発信器３
７（第７図参照）よりの給水ポンプ吸込管路内給
水温度T_o（ｎ＝１、２、３）の入力によつて、飽
和圧力P_Toを求める。これは、飽和圧力P_Toを記憶
させておいた、縦軸がエンタルピ、横軸がエント
ロピから成る線図（Mollier線図）により求めれ
ばよい。即ち、給水温度T_oとMollier線図上の飽
和限界線Ｚとの交点により、算出する。場合によ
り飽和限界線Ｚに余裕をとることもある。その場
合は、Ｚに予め余裕をつけて図の破線で示すZ′の
如くしておけばよい。図の線Ｚよりも上の部分が
フラツシング領域であり、下の部分がフラツシン
グを起こさない領域であるので、少なくともＺと
の交点より下において、それを飽和圧力として求
めておけばよいからである。

上記により算出された負荷降下率Lx及び飽和
圧力P_To、さらに給水ポンプ入口圧力発信器２
（第７図参照）よりの給水ポンプ入口圧力P_o（ｎ
＝１、２、３）を飽和圧力到達時間演算部１．３
に入力せしめ、下式により圧力差ΔP_o（ｎ＝１、
２、３）を算出する。

ΔP_o＝P_o−P_To（ｎ＝１、２、３）又、算出された３種のΔP_oを比較し、最小圧力
差ΔP_o（MIN）を求める。これは、給水ポンプ吸
込管路内にてフラツシングが最も発生し易い状態
にある系統３３ａ，３３ｂ，３３ｃ（第７図参照）
を選定するものである。（但し、その後の具体的
な給水ポンプ運転続行に支障がなければ、必ずし
も３種の中の最小をとる必要がなく、支障のない
ものは省いた中での最小をとる如く選定してよい
場合もある。）この最小圧力差ΔP_o（MIN）、上記給水ポンプ
入口圧力P_o（ｎ＝1or2or3）及び負荷降下率Lxか
ら、飽和圧力到達時間Ｙを下式により算出する。

Ｙ＝ΔP_o（MIN）×100／P_o×Lx（秒）（ｎ＝1or2or3）これは、負荷降下を始めてから現状の負荷降下
率Lxにてフラツシング防止可能な負荷までの到
達時間を算出するものである。

次に算出した上記到達時間Ｙを目標負荷演算部
１．４に入力して、フラツシング防止可能な限界
負荷（目標負荷）L_Fを算出する。

L_F＝L₀（１−Lx×Ｙ／100）（KW）算出後、目標負荷L_Fはプラント運転負荷パタ
ーン判定部１．５に入力される。判定部１．５に
おいては、目標負荷、言い換えれば、プラント最
適運転負荷L_Fと、負荷降下率Lx及び初期負荷
（負荷降下直前の負荷）L₀を判定し、これらによ
り目標負荷L_Fにいかなるパターンで到達するの
が最適かというプラント運転負荷パターンを判断
して、これを表示部８に表示する。これに基づい
て、プラント負荷を目標負荷L_Fまで降下させる
操作を行う。これは表示に従つて作業員が操作す
るのでもよく、若しくは、演算器１に制御信号９
を発信せしめて発電機５、蒸気タービン、ボイラ
（蒸気発生装置）などを自動制御させる様な操作
でもよい。

判定部１．５により判断した目標負荷L_Fは、
これより低い負荷にすると、給水ポンプ吸込管路
内にてフラツシングを発生させることになるとい
うものである。ところが、場合によつてこのよう
な負荷まで降下してしまう（又は降下させなけれ
ばならない）事態が考えられないではないが、そ
の場合には、もはやプラントを安全に運転するこ
とは難しいのであるから、プラントを安全停止さ
せる。即ち、プラントを構成する機器に損傷を起
こさぬよう、作業員により、若しくは制御信号９
により、プラント全体を安全停止させる。この場
合は目標負荷L_Fまで落とすというのではないか
ら、負荷の低下速度を制御して、例えば図の２点
鎖線で示すような緩やかな低下速度に制御して、
停止に至らせるようにすることができる。

上記言い換えれば、本制御方法は、その時のプ
ラント運転状態における許容可能な最大範囲のプ
ラント運用が可能となる制御方法と言えるもので
ある。

なお上記制御は、降水管が１本の場合はそのま
まあてはまるが、例えば第１図と異なり、各ポン
プ３４ａ，３４ｂ，３４ｃが各々直接脱気器２１
に接続させているような構成にあつては、止まつ
たポンプのがわの系統については、省略すること
ができる場合がある。

上述した例のごとく、演算器１の演算結果を基
にプラントの運転・停止指令信号を発信せしめ、
プラント運転負荷を制御させるように構成する
と、本発明のプラント運転制御方法を全自動的に
行うことができ、非常に有効である。

上記の演算器１に必要な機能及び記憶容量は比
較的少ないので、専用の演算器として設置する場
合は小型のマイコンで足り、設備コストは高価で
はない。又小容量のもので足りる為、たとえば発
電プラント全体の制御、監視用大型電算機の容量
の余裕を利用して組み込むとしても容易である。

第９図は、本発明のプラント運転制御方法を全
自動に実施した一例における制御原理図である。

本図において、発電機負荷発信器６、給水ポン
プ入口圧力発信器２及び給水ポンプ入口温度発信
器３よりの検出値，，を自動演算器１に入
力せしめ、前述に示す演算を行い、目標負荷L_F
及び負荷降下率Lxを求める。上記目標負荷L_F及
び負荷降下率Lxは、APC（Autonatic Plant
Control.プラント自動制御装置）５０に入力さ
れ、上記入力値をベースとして、タービン４、ボ
イラ７′、発電機５の運転が制御される。

このようにAPC５０により変化せしめられた
プラント（ボイラ、タービン、発電機）運転状態
値は、さらにAPC５０にフイードバツクされる。
一方、APC５０により変化せしめられた後の発
電機負荷（タービンプラント負荷）は、再び発電
機負荷発信器６に入つてここにフイードバツクさ
れ（即ち自動演算器１にフイードバツクされたこ
とと同様になり）、これにより算出された目標負
荷L_F及び負荷降下率Lxにより再度上記過程を実
行する。

このようにすると、はじめ判断された目標負荷
L_Fが負荷下降率Lxがフイードバツクされて、再
度適正な値として判断されて求められるので、か
かる繰り返しにより、最適な値が設定されること
になる。目標負荷L_Fや負荷下降率Lxで定まるパ
ターンは多くのものが可能であるが、このフイー
ドバツクの手法を用いれば、最も適正なパターン
を得られるのである。基本的に、一定温度におい
ては負荷と圧力との関係におけるフラツシングし
ない関係は定まつている（つまりフラツシングを
防止する為にはある負荷についてある圧力を要す
るということは、一応定まつている）と言える
が、目標負荷L_Fや負荷降下率Lxによりこの関係
も変動することがあり、又温度も変化するもので
あるから、このフイードバツクによつて、最適値
を求めるのが有効である。

即ち、上記した過程を順次繰り返し実行するこ
とにより、このプラント運転制御方法を全自動
で、有効に実施することが可能である。

以上詳述したように、上記各実施例によれば、
蒸気タービンプラントの最適負荷を算出して、求
イラ給水ポンプ系統のフラツシングを防止でき、
最も安全なプラント運用の管理・制御を可能とす
る。

なお上記においては説明を省略したが、ポンプ
運転状態値であるポンプ入口圧力、及びポンプ入
口温度を検出データとしてとるに当たつて、前者
の代わりに給水流量、ブースタポンプ吐出圧、給
水ポンプ回転数、給水ポンプ軸動力を用い、又後
者の代わりに給水ポンプ入口側給水温度を用いる
など、それぞれに関係ある値又はそれぞれを導く
値を用いても、同様の効果が得られることは言う
までもないことである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のプラント運転制
御方法は、給水ポンプ装置を設置したタービンプ
ラントにおいて、プラント負荷、ボイラ給水ポン
プ入口圧力及び同ポンプ入口温度又はこれらを導
く値を検出し、上記検出値より、フラツシングを
防止し得るプラント最適運転負荷を判断すること
によつてプラントの大幅な改造等の必要なく、フ
ラツシング及びそれに伴う各種トラブルを回避す
ることができ、したがつて、最も安全なプラント
運用の管理・制御を可能とするという効果があ
る。

又、本発明のプラント運転制御装置は、給水ポ
ンプを備えたタービンプラントにおいて、タービ
ンプラント負荷検出手段、給水ポンプ入口圧力検
出手段、給水ポンプ入口温度検出手段を設けると
ともに、上記各検出手段の検出信号を入力せしめ
る自動演算器を設け、上記自動演算器によつて、
前記蒸気タービンプラントの最適運転負荷を算出
せしめ得べき構成としたことにより、前記の本発
明方法を容易に実施して、その効果を発揮させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来一般に用いられているボイラ給
水ポンプ装置の系統図、第３図及び第５図は、上
記の給水ポンプ装置におけるフラツシング現象を
説明するための図表、第２図は、従来一般に用い
られているプラント負荷制御図である。第４図及
び第６図は、本発明の一実施例における温度、圧
力等の時間変化を示す図表、第７図は、本発明の
一実施例に係る蒸気タービンプラントの系統図、
第８図は上記の実施例における制御原理図であ
る。第９図は本発明の方法を全自動に実施した一
例における制御原理図である。１……自動演算器、２……給水ポンプ入口圧力
検出手段（入口圧力発信器）、３……給水ポンプ
入口温度検出手段（入口温度発信器）、４……蒸
気タービン、５……発電機、６……タービン負荷
検出手段（負荷発信器）、７……蒸気発生器より
の蒸気供給管、７′……ボイラ、８……表示器、
９……制御信号、１０……復水器、１１……復水
ポンプ、１２……復水管、１３……給水加熱器、
１４……逆止弁、２１……脱気器、２２……脱気
器貯水タンク、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ……降水
管、２４……加熱蒸気管、３１ａ，３１ｂ，３１
ｃ……ブースタポンプ入口弁、３２ａ，３２ｂ，
３２ｃ……ブースタポンプ、３３ａ，３３ｂ，３
３ｃ……給水ポンプ入口吸込管、３４ａ，３４
ｂ，３４ｃ……ボイラ給水ポンプ、３５ａ，３５
ｂ，３５ｃ……給水ポンプ吐出管、３６ａ，３６
ｂ，３６ｃ……逆止弁、３７ａ，３７ｂ，３７ｃ
……給水ポンプ出口止弁、３８……給水ポンプ出
口管寄、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ……ウオーミン
グ配管、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ……ウオーミン
グ水止弁、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ……オリフイ
ス、……プラント負荷を示すデータ、……給
水ポンプ入口圧力を示すデータ、……給水ポン
プ入口温度を示すデータ。

Claims

【特許請求の範囲】１給水ポンプ装置を備えたタービンプラントの
プラント運転制御方法において、タービンプラン
ト負荷と、給水ポンプ入口圧力またはこれを導く
データと、給水ポンプ入口温度またはこれを導く
データとを検出し、この検出値よりタービンプラ
ント運転負荷を決定し、これによつてプラント制
御することを特徴とするプラント運転制御方法。２タービンプラント運転負荷は、フラツシング
発生防止を要する給水ポンプの入口圧力が、該給
水ポンプの入口温度に対応する飽和蒸気圧より小
さくならない負荷に制御し、これにより該給水ポ
ンプのフラツシングを防止したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のタービンプラント
運転制御方法。３給水ポンプ装置を備えたタービンプラントの
プラント運転制御方法において、タービンプラン
ト負荷と、給水流量、ブースタポンプ吐出圧、給
水ポンプ回転数、給水ポンプ軸動力、脱気機圧
力、ブースタポンプ入口圧、またはこれらと等価
またはこれらを導き得る検出値のうち少なくとも
１つと、給水ポンプ入口側給水温度またはこれと
等価またはこれを導き得る検出値とに基づいて、
タービンプラント運転負荷を決定し、これにより
いかなる運転状態においても前記給水ポンプ入口
部における必要押込圧力を確保可能ならしめる構
成としたことを特徴とするプラント運転制御方
法。４給水ポンプ装置を備えたタービンプラントの
プラント運転制御装置において、タービンプラン
ト負荷検出手段と、給水ポンプ入口圧力検出手段
と、給水ポンプ入口温度検出手段とを設けるとと
もに、上記各検出手段の検出信号を入力せしめる
自動演算器を設け、上記の自動演算器によつて、
前記タービンプラントの最適運転負荷を算出せし
め得る構成としたことを特徴とするプラント運転
制御装置。５タービンプラント運転負荷は、フラツシング
発生防止を要する給水ポンプの入口圧力が、該給
水ポンプの入口温度に対応する飽和蒸気圧より小
さくならない負荷に制御し、これにより該給水ポ
ンプのフラツシングを防止したことを特徴とする
特許請求の範囲第４項に記載のタービンプラント
運転制御装置。