JPH0227288Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 蒸気流路に過熱器および注水冷却方式による減
温器をそれぞれ複数段設けた多段注水方式を採用
したボイラにおける蒸気温度制御装置に関する。

〔考案の技術的背景及びその問題点〕

過熱蒸気を生成するボイラにおいては、ボイラ
ドラムより発生する飽和蒸気を過熱器に導いて加
熱を行つている。このような過熱器を有するボイ
ラの蒸気温度制御には、特定過熱部分に注水して
減温する減温器を設けるのが一般的であり、しか
も減温器を複数段設けた多段注水方式がしばしば
採用されている。このような多段、例えば２段注
水方式のボイラにおける蒸気温度制御系の構成例
を第１図に示す。

即ち、ボイラドラムより発生する飽和蒸気は１
次過熱器１により加熱された後、１次減温器２に
より減温され、２次過熱器３により再度加熱され
る。２次過熱器３を出た蒸気は２次減温器４によ
り再度減温され、この後、３次過熱器５により加
熱される。３次過熱器出口温度調節計６は最終の
３次過熱器出口温度、即ち主蒸気温度が所望の値
に一致するよう調節動作を行う。この調節計６に
は３次過熱器出口温度検出器７より検出信号が付
与されている。

２次減温器出口温度調節計８は、前記調節計６
の出力を設定値として２次減温器４の出口温度が
この設定値に一致するよう第２注水弁９を操作し
ている。この調節計８には２次減温器出口温度検
出器１０より検出信号が付与されている。同様に
２次過熱器出口温度調節計１１は２次過熱器出口
温度が所望の温度に一致するよう調節動作を行
い、１次減温器出口温度調節計１２の設定値を決
定する。調節計１２はこの設定値と前記１次減温
器２の出口温度が一致するよう第１注水弁１３を
操作している。前記両調節計１１，１２にはそれ
ぞれ２次減温器入口温度検出器１４，１次減温器
出口温度検出器１５より検出信号が付与されてい
る。

従つて、以上のような構成であれば、第１注
水、第２注水により蒸気温度が減温され、過熱器
出口温度の制御が可能であるが、負荷変動などに
よつてボイラ発生蒸気が変化し、過熱器、減温器
を通過する蒸気流量が変動する際、過熱器におけ
る伝熱特性が変化し、２次過熱器３の出口温度ま
たは３次過熱器５の出口温度を所定の値に制御す
ることが難しいため、３次過熱器５の下流側に主
蒸気流量検出器１６を設けるとともに、この検出
器の出力（蒸気流量値）を入力とする演算器１７
を設置し、この出力により３次過熱器出口温度調
節計６及び２次過熱器出口温度調節計１１の出力
を補正するという手段が講じられている。

しかし、このような補正手段を設けても、１次
注水流量、２次注水流量の変動により２次過熱器
３，３次過熱器５はそれぞれ個別に伝熱特性が変
化するため、制御性に難点があるとの懸念は依然
として残る。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、負荷変動に伴うボイラドラム
発生蒸気量の変動、各段減温器の注水流量の変動
のいずれに対しても主蒸気温度及び各段過熱器の
出口温度を速やかに所望の温度に制御できる蒸気
温度制御装置を提供することにある。

〔考案の概要〕

本考案は、ボイラドラムから負荷に至る蒸気流
路にそれぞれ複数の過熱器及び注水方式による減
温器を設け、その加熱及び注水冷却によつて主蒸
気温度及び各段の過熱器出口温度を制御するもの
において、主蒸気流量検出器及び少なくとも蒸気
流の最上流側を除く減温器の注水流量を検出する
注水流量推定手段を設けるとともに、それぞれ前
記主蒸気流量検出器の出力、この出力から前記注
水流量推定手段の出力を減じたものを入力とする
演算器を設け、注水流量を加減する注水弁の弁開
度制御信号を直接または流量調節計の設定値とし
て間接的に生じる温度調節計の設定値を前記演算
器の出力で修正して、蒸気流量などの流量変動に
即応して対処するようにしている。

〔考案の実施例〕

第２図は本考案の一実施例を示すもので、ボイ
ラドラムから負荷に至る蒸気流路における過熱器
１，３，５、減温器２，４、温度検出器７，１
０，１４，１５及び主蒸気流量検出器１６の配置
や温度調節計６，８，１１，１２と第１、第２の
注水弁１３，９を設置することは従来（第１図）
と同様である。

本実施例では、第２注水の流量を検出する流量
検出器１８を設け、加減算器１９で前記主蒸気流
量検出器１６の出力から前記第２注水流量検出器
１８の出力を減じ、その結果を演算器２０の入力
とし、演算器２０の出力を加算器２１で前記２次
過熱器出口温度調節計１１の出力に加算してその
加算結果を前記１次減温器出口温度調節計１２の
設定値とするようにしている。また、前記主蒸気
流量検出器１６の出力を入力とする演算器１７を
設け、この出力と３次過熱器出口温度調節計６の
出力を加算器２２で加算して、その加算結果を２
次減温器出口温度調節計８の設定値とするように
している。

次に、動作について述べる。第１注水は、２次
過熱器出口温度調節計１１の出力に応じた値を設
定値、１次減温器出口温度検出器１５の出力を検
出値として受ける１次減温器出口温度調節計１２
の調節動作で第１注水弁１３の開度が制御される
ことにより、その流量が調節される。

この場合、主蒸気流量検出器１６の出力から第
２注水流量検出器１８の出力を減じた加減算器１
９の出力が２次過熱器３を通過する蒸気流量値を
示しており、演算器２０からは２次過熱器通過蒸
気流量により規定される値が出力される。従つ
て、２次過熱器通過蒸気流量が変動すると、２次
過熱器出口温度の変動が検出器１４により検出さ
れて２次過熱器出口温度調節計１１の出力が変化
する以前に、演算器２０、加算器２１により先行
して修正出力が１次減温器出口温度調節計１２に
付与される。

また、第２注水においても、演算器１７から３
次過熱器通過蒸気流量、即ち主蒸気流量により規
定される値が出力されており、２次減温器出口温
度調節計８に対して発せられる加算器２２の出力
（設定値）は、同様に３次過熱器出口温度の変動
が現われる以前に先行して修正される。

この結果、ボイラドラム発生蒸気量の変動、各
段減温器の注水流量の変動に対しても主蒸気温度
及び各段過熱器出口温度が所望の温度に制御さ
れ、その制御動作も安定したものとなる。

第３図は本考案の他の実施例を示すもので、第
１注水流量調節計２３及び第２注水流量調節計２
４を設け、これらに１次減温器出口温度調節計１
２，２次過熱器出口温度調節計８の出力を設定値
と付与して、第１注水弁１３、第２注水弁９を制
御するようにしている。この場合には第１注水流
量を検出する流量検出器２５を設置する。

このような構成としても、前記実施例と同様に
ボイラドラム発生蒸気量の変動などがあると、調
節計８，１２に修正出力が先行して付与され、蒸
気温度が的確に制御される。

なお、注水流量は直接検出器により検出する代
わりに注水弁操作量から演算器を用いて推定して
もよい。また、減温器は２段に限定されるもので
はなく、３段以上の多段注水方式のボイラにも適
用可能である。ただし、その場合には、加減算器
において当該過熱器の下段に位置する減温器全て
の注水流量の和を主蒸気流量検出器１６の出力か
ら減ずることになる。更に、各構成要素あるいは
全体をマイクロプロセツサを有するデイジタルコ
ントローラで構成することも可能である。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、負荷変動に伴う
ボイラドラム発生蒸気量の変動は勿論、従来考慮
されなかつた調節計８，１２自身の操作出力に起
因する注水流量変動を考慮した形で加減算器１９
及び演算器１７，２０により２次過熱器３，３次
過熱器５それぞれの通過蒸気流量により規定され
る伝熱特性を予測し、減温器出口温度調節計８，
１２に対する設定値出力を過熱器出口温度調節計
６，１１の出力変化に先行して修正するので、変
動に対する修正動作が速やかで的確なものとな
り、ボイラドラム発生蒸気量の変動、各段減温器
注水流量の変動のいずれに対しても主蒸気温度及
び各段過熱器出口温度を所望の温度に安定した動
作で制御できる。

ちなみに、蒸気流量の変動を過熱器出口温度調
節計の出力変化によつて修正すると、かなりの時
間遅れを伴い、また、単なる主蒸気流量、つまり
３次過熱器出口蒸気流量による先行補正は、各過
熱器毎の通過蒸気流量を考慮したものでないた
め、不正確な補正動作となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の蒸気温度制御装置の一例を示
す構成図、第２図は本考案の一実施例を示す構成
図、第３図は本考案の他の実施例（要部）を示す
構成図である。 １……１次過熱器、２……１次減温器、３……
２次過熱器、４……２次減温器、５……３次過熱
器、６……３次過熱器出口温度調節計、７，１
０，１４及び１５……温度検出器、８……２次減
温器出口温度調節計、９……第２注水弁、１１…
…２次過熱器出口温度調節計、１２……１次減温
器出口温度調節計、１３……第１注水弁、１６…
…主蒸気流量検出器、１７及び２０……演算器、
１８及び２５……注水流量検出器、１９……加減
算器、２１及び２２……加算器、２３及び２４…
…注水流量調節計。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ボイラドラムから負荷に至る蒸気経路に過熱器
   および注水冷却方式による減温器の順序で多段接
   続され、さらに最後段に最後段側過熱器を設け、
   前記各減温器出口温度を所望の温度とするため
   に、最前段側過熱器を除く各過熱器出口側蒸気温
   度と予め定めた各目標温度との偏差に基づいて調
   節演算を行つて得られた調節出力を減温器出口目
   標温度として前記各減温器への注水流量を制御す
   るものにおいて、 前記最後段側過熱器出口側の主蒸気流量を検出
   する主蒸気流量検出器と、後段に位置する側の減
   温器への注水流量を検出する注水流量検出器と、
   前記主蒸気流量検出器の主蒸気流量と前記注水流
   量検出器の注水流量との差に基づいて所定の第１
   の関数信号を得、この第１の関数信号を前段に位
   置する側の減温器出口目標温度に先行加算して当
   該前段に位置する側の減温器出口目標温度とする
   第１の先行修正手段と、前記主蒸気流量検出器の
   主蒸気流量に基づいて所定の第２の関数信号を
   得、この第２の関数信号を後段に位置する側の減
   温器出口目標温度に先行加算して当該後段に位置
   する側の減温器出口目標温度とする第２の先行修
   正手段とを備えたことを特徴とする蒸気温度制御
   装置。