JPH02166302A - ボイラー給水流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蒸気タービン駆動給水ポンプを用いて成る給
水設備のボイラー給水流量制御装置に関する。

〔従来、の技術〕

第２図は、従来のボイラー給水流量制御装置の構成を示
す図であり、駆動タービン１は給水ポンプ２を駆動し、
給水ポンプ２はボイラー３に給水を行なうようになされ
ており、ボイラー３は高圧高温の蒸気を発生し、主ター
ビンガバナ弁４を通じて主タービン５に蒸気を供給する
と共にＰＣＢ信号発生時に主タービン４の抽気圧力ＰＣ
ＨＵが低下し、低圧蒸気配管８から駆動タービン１に供
給される蒸気が絶えることに対処し、高圧加減弁１０を
通じて駆動タービン１に蒸気を供給するようになされて
いる。

プラントの負荷運転時において、給水流量は負荷にはソ
比例して要求され、この間給水ポンプ２の駆動に必要な
動力源は主タービン５の抽気を逆止弁６を通じて低圧蒸
気配管８に供給すること、および後述する給水流量制御
系により低圧加減弁９の開度を調節することによシ、給
水流量は目標値に等しく制御される。

次に、駆動タービン１の蒸気源が確保されていることを
前提に給水流量制御装置の動作について説明する。

給水流量指令値ＱＤＭは、別に設けられた上位の制御器
から発信された偏差器１２の＋側入力として送入される
。流量検出変換器１１は給水ポンプ２からボイラー３に
送出される給水流量を検出し、制御に使用できる信号に
変換し、出力を偏差器１２の一側入力として送出する。

偏差器１２は入力の偏差を計算し、結果を比例積分制御
器１３の入力として送出する。比例積分制御器１３は入
力される流量制御偏差信号△Ｑについて式（１）に示す
演算を行ない、出力を回転数指令値ｎ８ｇ’ｒとして偏
差器１５の＋側入力に送入する。

△Ｑ　流量制御偏差信号 ｎＢｍＴ　０回転数指令値 Ｋ　°比例ゲイン Ｔ　：積分定数 Ｓ　　微分演算子 回転数検出変換器１４は駆動タービン１の回転数を検出
し、制御に使用できる信号に変換して出力を偏差器１５
の一側入力として送出する。偏差器１５は入力の偏差を
計算し結果を比例積分制御器１６の入力として送出する
。比例積分制御器１６の入力に対する出力発生の機能仲
前出の式（１）Ｋ示す関係と同様でアシ、咳比例積分制
御器１６の出力は低圧加減弁サーボモータ１７と高圧加
減弁サーボモータ１８の両者の弁開度指令−信号として
分岐送入される。こ＼で１通常の負荷運転においては、
主タービン５からの抽気にもとづいて低圧蒸気配管８内
の圧力は給水ポンプ２の所要動力に見合って十分である
ため、低圧加減弁９の蒸気流量が加減されるのみで給水
流量制御が実行される。低圧加減弁９は低圧加減弁サー
ボモータ１１によつて操作され、高圧加減弁１０は高圧
加減弁サーボモータ１８によって操作される。ＰＣＢ発
生時においては主タービン５に主蒸気を送入するガバナ
弁４が無負荷位置まで閉じられるため、主タービン５か
らの低圧駆動蒸気の供給が絶え、駆動タービン１０回転
数は急速に低下し始めるので、前記付番要素１３，１４
．Ｉｓ、１ｇＩＣよって構成されるガバナ機能の動作に
よって比例積分制御器１６の発する弁開度指令信号が高
圧加減弁サーボモータ１８を開操作する領域まで急増し
、高圧加減弁１０を開いて、ボイラー３から発生される
主蒸気を駆動タービン１に導入させ、給水ポンプ２の負
荷に対応する動力が供給されるよう動作する。

と＼で、主蒸気を長時間に亘シ、駆動タービン１に供給
することは該タービンの排気温度を制約値以上に高化す
る恐れがあるため、駆動タービン１の蒸気源を主蒸気の
約１／１ｏ倍の圧力を有する補助蒸気に切換える制御に
移行する。

次に、低圧蒸気圧力制御系について説明する。

ＰＣＢ発生後、−旦高圧加減弁１０による制御が行われ
て約１分を経過後に、補助蒸気加減弁７を開いて補助蒸
気圧力域ｐＨから蒸気を低圧蒸気配管８内に導入する制
御が開始される。

圧力設定器１９は時間経過にはソ比例して増加する低圧
蒸気圧力設定値を発生し、出力を偏差器２１の＋側入力
として送出する。圧力検出変換器２０は低圧蒸気配管８
内の圧力を検出し、制御に使用できる信号に変換して、
出力を偏差器２１の一側人力に送出する。偏差器２１は
入力の偏差を計算し、出力を比例積分制御器２２０入力
として送出する。比例積分制御器２２の入力に対する出
力発生の機能は、前出の式（１）に示すものと基本的に
同様でち９．該比例積分制御器２２の出力は補助蒸気加
減弁７の開度指令信号として送出される。

よって、低圧蒸気配管８内の圧力は、圧力設定器１９の
最終的な設定値に等しくなるよう制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

第３図（ａ）は、従来の給水流量制御装置を用いて、負
荷５０％で２台の給水／ｙ７”を並列運転していた状態
から、ＰＣＢが発生したときの運転記録を示す図である
。第３図（ａ）に示すように、高圧加減弁から低圧加減
弁に切換えられる近傍において。

低圧加減弁の絞シ込みと補助蒸気による低圧蒸気圧力の
上昇とが、相乗的に動作することに起因して給水流量の
急増に続いて、制御動作の遅れによる給水流量の急減が
生じている。

ＰＣＢ発生後は、ボイラーへの給水を最小限の規定値（
即ち、この場合は整定値が示す値）に小さい変動で速や
かに制御される必要があシ、規定値の１／２以下になる
と警報の発生またはプラントのトリップを誘発すること
になシ、経済的に多大の損失になる。

本発明の課ＢＩ／ｉ、上記従来の問題点を解消できるボ
イラー給水流量制御装置を提供するととでおる。

〔課題を解決する丸めの手段〕

本発明によるボイラー給水流量制御装置は、ボイラー側
の制御器から送入される給水流量指令値ＱＤＭに対して
、給水ポンプからボイラーに送出する冥給水流量が前記
ＱＤＭに等しくなるよう給水デンジ駆動タービンの蒸気
加減弁を調節する給水ポンプ駆動タービン用−ガバナと
、主タービンからの抽気によっていた低圧蒸気に変って
、補助蒸気を供給する弁を開き、かつこれによる低圧蒸
気の圧力が規定値に等しくなるよう補助蒸気供給弁の開
度を調節する低圧蒸気圧力制御系と、前記給水？ンプ駆
動タービン用ガバナの回転数制御偏差信号を分岐して、
この信号Ｋ　５．０〜１０．０の倍率を乗じる倍率器と
、この倍率器の出力信号を前記低圧蒸気圧力制御系の圧
力制御偏差信号と加算する加算器とを具備し、この加算
器の出力信号を圧力制御偏差信号として用いるように構
成したことを特徴とする。

なお、本発明において、前記の如く１倍率器の倍率を５
．０〜１０．０の範囲に選んだ理由は次の通シでおる。

ガバナの回転数制御偏差信号に倍率を乗じて圧力制御器
（比例積分制御器）の入力に伝達する際、前記倍率が小
さ過ぎると制御の補償効果が無くなり、まだ、過大にな
れば制御系の固有周期が小さくなると共忙、制御系が発
振し易くなる害が生じるからで多る。

〔作用〕

本発明によれば、給水ポンプの回転数を加減して給水流
量を制御する回路における従来から有する回転数偏差信
号を分岐・流用してこの信号に５．０〜１０．０の範囲
内の適当な倍率を乗じ、これを従来の低圧蒸気圧力偏差
信号圧加算して作用させることによシ、低圧加減弁の蒸
気流量変化が低圧蒸気圧力の変化におよほす影響を時間
的変化率レベルの信号で捉え、現象の予測精度を向上さ
せると共に、制御を先行的に実行する特長を付加できる
。これによシ、例えば、第３図Φ）に図示するごとく、
関係する各部の開閉動作の行き過ぎを生じない利点を得
ることができる。

〔実施例〕

第１図は１本発明の一実施例を示す図であ）。

第１図における各部の構成要素の番号１〜２２は、第２
図の従来の構成要素と同一である。

第１図において、１は駆動タービン、２は給水ポンプ、
３はボイラー　４はガバナ弁、５は主タービン、６は逆
止弁、１は低圧蒸気圧力制御弁、８は低圧蒸気配管、９
は低圧加減弁、１０は高圧加減弁、１ノは流量検出変換
器、１２は偏差器。

１３は比例積分制御器、１４は回転数検出変換器。

１５は偏差器、１６は比例積分制御器、１７は低圧加減
弁サーボモータ、１８は高圧加減弁サーボモータ、１９
は圧力設定器、２０は圧力検出変換器、２１は変換器、
２２は比例積分制御器を示し。

これら各部の作用はｔｌＩＪ２図について説明したもの
と同一である。

次Ｋ、本発明において、従来例に追設した要素とその機
能・接続について説明する。本発明において、追設した
要素は、２３の倍率器と２４の加算器である。

本発明では、従来の偏差器１５の出力を分岐して１倍率
器２３０入力として送出する。倍率器２３は入力に５．
０〜１Ｏ００の範囲内の適当な倍率を乗じ、出力を加算
器２４の上方人力に送出するようＫなされている。従来
、偏差器２１よシ比例積分制御器２２に直接に出力を送
入していた・ことに代えて、本発明は前記偏差器２１の
出力を加算器２４の右方入力として送出する。加算器２
４は両人力を加算し、出力を比例積分制御器２２０入力
に送入する。

〔発明の効果〕

本発明の効果を第３図（ａ）の従来に対比させ、第３図
（ｂ）に示す。先行性（予測性）が飛躍的に良くなシ、
行き過ぎ量も小さい優秀な制御性が得られる。第３図（
ａ）はＰＣＢ発生後において、給水流量が警報レベル゛
以下に低下しておシ、全プラントをトリップさせる恐れ
があった。トリフｆに至るとプラントの再起動に多大の
人員と時間を要し、経済的に大きい損失となるが本発明
はそれを未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例の給水流量制御装置と制御
対象を複合した基本的な全系ブロック図。 第２図は、第１図と対比される従来例のブロック図、第
３図（ａ）は従来の制御効果を示し、第３図（ｂ）は第
３図体）と対比させ１本発明の効果を示す図である。 ２３・・・倍率器、２４・・・加算器。 出願人代理人　弁理士　　鈴　　江　　武　　彦（ａ）
従来 （１））本発明 〇− 第 ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラー側の制御器から送入される給水流量指令値Ｑ＿
   Ｄ＿Ｍに対して、給水ポンプからボイラーに送出する実
   給水流量が前記Ｑ＿Ｄ＿Ｍに等しくなるよう給水ポンプ
   駆動タービンの蒸気加減弁を調節する給水ポンプ駆動タ
   ービン用ガバナと、主タービンからの抽気によっていた
   低圧蒸気に変って、補助蒸気を供給する弁を開き、かつ
   これによる低圧蒸気の圧力が規定値に等しくなるよう補
   助蒸気供給弁の開度を調節する低圧蒸気圧力制御系と、
   前記給水ポンプ駆動タービン用ガバナの回転数制御偏差
   信号を分岐して、この信号に５．０〜１０．０の倍率を
   乗じる倍率器と、この倍率器の出力信号を前記低圧蒸気
   圧力制御系の圧力制御偏差信号と加算する加算器とを具
   備し、この加算器の出力信号を圧力制御偏差信号として
   用いるように構成したことを特徴とするボイラー給水流
   量制御装置。