JPH03246306A - 抽気タービン制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は蒸気負荷側の急変による蒸気発生器側の発生蒸
気の変動を抑制する抽気タービン制御装置に関する。

（従来の技術） この種の抽気タービン制御装置の従来例を第２図、第３
図を用いて説明する。第２図に抽気タービンの概略構成
図、第３図に抽気タービン制御装置の構成図を示す。な
お、制御装置はディジタル方式の電気油圧式制御装置で
構成されるのが一般的である。

抽気タービンは工場設備として動力に対して工場内作業
用蒸気がそれ程大きくない場合に適用される。ボイラ１
０で発生した蒸気は蒸気加減弁（以降Ｃｖと称する）１
１を通して高圧タービン１２に流入して膨張し仕事をす
る。仕事を終えた蒸気は、工場作業用蒸気としてタービ
ンから抽気されるとともに、残りは抽気加減弁（以降Ｅ
ＣＶと称する）１３を通過し低圧タービン１４に流入す
る。ここで更に膨張−″′仕事をして最後は復氷器１５
に流れる。

この高圧タービン１−２及び低圧タービン１４での仕事
量の和が発電機１６の駆動力となり工場内勤力となる。

動力と作業用蒸気の関係を所望の値にするためには、　
ＣＶＩＩ及びＥＣＶ１３を協調とって制御することによ
り可能となる。例えば動力を増（減）させるときはＣＶ
ＩＩを流れる蒸気の増（減）量とＥＣＶ１３に流れる蒸
気の増（減）量が等しくなるようにする。

即ち、ＣＶＩＩに流れた増（減）分の蒸気がそのままＥ
ＣＶ１３に流れるようにＣＶＩＩ、ＥＣＶ１３を調整す
る。又、作業用蒸気である抽気を増加させる場合はＣＶ
ＩＩを開き、流入量を増やし、ＥＣＶ１３を閉めて抽気
流量を増加させる。この時、ＣｖｌｌとＥＣＶ１３の関
係は流入蒸気の増加による高圧タービン１２で発生する
動力の増加分と抽気量増加のため流入量が減少した低圧
タービン１４での発生動力の減少分が等しくなるよう、
即ち、抽気流量が変化しても発生動力が一定となるよう
、ＣＶＩＩ、ＥＣＶ１３を調節する。抽気流量を減少さ
せるときは逆にＣＶＩＩを閉め、　ＥＣＶ１３を開ける
。

次−に、抽気タービン制御装置の従来構成を第３図、を
川、いて説明する。

タービンの速度設定器３１と、速度検出器３２の信号を
加算器３３で比較加算して速度誤差信号を得る。

この速度誤差信号は、一般に速度調定率と呼ばれるゲイ
ン回路３４で（１／速度調定率）倍され、加算器３５で
負荷設定器３６からの信号と加算される。加算器３５の
出力は動力要求信号となる。この動力要求信号は負荷制
限器３７の出力と、低値選択回路３８で低値比較され、
負荷制御部１の出力信号となる。

発電機が系統と並列運転を行なっており、速度が系、薊
周波数と同じなら速度誤差信号は零であり、負荷設定器
３６の値が負荷制御部ｌの出力となる。

即ち、動力は負荷設定器３６を調整することにより可能
である。前に説明したように動力を増加（減少）するに
は負荷設定器３６を増加（減少）してＣＶＩＩ。

ＥＣＶ１３を開く（閉める）ことになる。

抽気流量制御は、一般的にはタービン抽気の抽気圧力を
制御することにより行なわれている。制御方法は基本的
に動力制御と同じで、抽気圧力を抽気圧力検出器４１で
検出して、抽気圧力設定器４２の設定値と加算器４３で
比較加算し、その出力を圧力誤差信号Ｐとしている。こ
の圧力誤差信号Ｐは（圧力設定−実圧力）が大きいと曇
は抽気流量が少なく、逆の場合は多いことを意味してい
る。抽気圧力制御も圧力誤差信号に応じ抽気流量を制御
する比例制御であり、圧力調定率と呼ばれるゲイン回路
４４で圧力誤差信号は（１／圧力調定率）倍され、更に
応答性・制御性改善のために設けられた位相補償回路４
５を通り抽気圧力制御信号となる。この抽気圧力制御信
号は、抽気の変化量を制御限するために設けられた抽気
制限器４６の制限信号と低値選択回路４７で低値選択さ
れ、最終的に低い方の値が圧力制御部２の出力となる。

前に説明したように抽気量を増加（減少）させるには抽
気設定器４６を増加（減少）してＣＶＩＩを開き（閉め
）ＥＣＶ１３を閉める（開く）ことになる、また前述の
如く、動力製変化させる時抽気流量は一定、抽気流量を
変化さ゛せる時動力を一定とするため、負荷制御部ｌ及
０圧力制御部２の出力信号は次のように配分される。負
荷制御部１の出力信号は加算器３及び係数器４を介して
加算器５に加えられる。圧力制御部２の出力信号は符号
変換器６を介して加算器５及び係数器７を介して加算器
３に加えられる。

ここで、符号変換器６は令達説明したように圧力誤差信
号Ｐが大きいとき、即ち抽気流量を増加させたいときＥ
ＣＶ１３を閉める方向に制御するためのものである。係
数器４は動力を変化させるとき、抽気流量が変化しない
ようＣＶｌｌの開度変化に対応するＥＣＶ１３の開度変
化量を計算するためのものである。同様に・係数器７は
抽気流量を変化させるとき、動力が変化しないようＥＣ
Ｖ　１３の開度変化に対応するＣＶＩＩの開度変化量を
□計゛算するためのものである。このように加算器３及
び加算器５で加算した信号は各々蒸気加減弁開度制御部
８及び抽気加減弁開度制御部９の入力となり、Ｃｖｌｌ
及びＥＣＶ　１３の開度を制御し、最終的に動力及び抽
気流量制御を行なう。

（発明が解決しようとする課題） 以上、動力と抽気の通常制御状態を説明したが、抽気タ
ービンは工場設備として設置され、蒸気発生器であるボ
イラを含めてプラントの容量、コストも小さく設計され
る場合が一般的である。この場合、ボイラの追従性が悪
いことが多く工場内作業用蒸気が急変した場合、安定し
た制御が困難となる。例えば、製紙工場で製造工程で紙
切れが発生すると蒸気が不要となる。この場合、作業用
蒸気（抽気）が負荷側と遮断されるので抽気流量を減少
させるため、抽気タービン制御装置はＣＶＩＩを閉方向
にＥＣＶ１３を開方向に制御する。ＣＶＩＩが急閉する
ためタービンへの流入蒸気が急減し、ボイラに大きな外
乱を与える。又逆に紙切れ状態から元の状態である紙つ
なぎが生じたときは再びＣｖを急関し、ボイラは急激に
蒸気発生量を増加させる必要がある。この変化にボイラ
が追従できないとプラントは正常に運転できない問題が
生じる。

そこで、本発明は、このようなプロセス側で発生する要
因、例えば紙切れ、紙つなぎ制御等の影響により蒸気量
が急変しても、ボイラを保護することのできるタービン
制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、抽気タービン制御装置に蒸気量が急変する直
前の係数器７の値をホールドする回路を設け、蒸気量の
変動が収まる迄、係数器７の出力を切り離し、このホー
ルド回路の出力を蒸気加減弁開度制御回路に加算するよ
うにしたものである。

（作　用） 上記の構成により、蒸気加減弁の開度は、柚、気する工
業作業用蒸気量が急変してもその影響を受けないように
なり、その結果、ボイラへの外乱もなくなり、ボイラを
保護できる。

（実施例） 以下、第１図をもとに本発明の一実施例な説明する。図
中、第３図と同一符号は同−又は相当部分を示し、第１
図の構成で第３図と異なる点は、−点鎖線で囲った部分
が新しく付加されている点である。他は第３図と同じ構
成となっている。

アナログメモリ２１は抽気圧力制御時ＥＣＶ１３に対す
るＣＶＩＩの開度変化を求める係数器７の出力に通常制
御時はトラッキングしており、係数器７とアナログメモ
リ２１の出力は一致している。比較器２２はアナログメ
モリ２１の出力と、係数器７の出力（アナログメモリ２
１の入力）との値を比較し、その偏差が大きいとき出力
信号を発生する。ロジック回路２３は、前記紙切れ信号
Ｓと比較器２２の出力を受け、紙切れが発生すると、紙
切れ発生中信号Ｔを出力し、比較器２２の出力がなくな
るまで、即ち紙つなぎ状態となり、係数器７とアナログ
メモリ２１の出力の偏差が小さくなる迄、信号Ｔを保持
する。

なお、ロジック回路２３の中の２３ａはＡＮＤ条件、２
３ｂはＯＲ条件を示している。ロジック回路２３が紙切
れ発生中信号Ｔを発すると、その立ち上りパルスでアナ
ログメモリ２１のトラッキング動作を禁止し、以降ロジ
ック回路２３の圧力Ｔがなくなるまでアナログメモリ２
１の出力を保持する。同時に、ロジック回路２３の出力
Ｔで切換器２４をａ側に倒し、係数器７の圧力Ｕに代っ
てアナログメモリ２１の出方Ｖを加算器３に加えるよう
に構成されている。

以上の構成で、紙切れが発生して抽気が遮断されると、
抽気ラインは圧力が上昇する。圧力が上昇すると、圧力
制御部２は、前記圧力誤差信号Ｐが小さくなることによ
り、　ＥＣＶ１３を開き、ＣＶＩＩを閉める信号を発生
する。ところが、紙切れ発生と同時に係数器７の出力が
切り離され、蒸気加減弁開度制御部８に加算される圧力
制御部２の信号は紙切れ発生直前の値のままとなる。こ
のため紙切れ期間中は抽気圧力制御ではＣＶＩＩは動か
すＥＣＶ　１３のみで制御することになる。

即ち、抽気が遮断され不要となった蒸気は、ＥＣＶ１３
を開けることにより、すべて低圧タービン１４に流れる
ことになる。紙切れが終了し、紙つなぎ制御に移行する
と抽気流量が要求される。抽気圧力制御２によりＣＶＩ
Ｉは動かすＥＣＶ　１３が閉まり、抽気流量が増える。

紙つなぎ制御に移行したときのプラント運転状態が紙切
れ前とほぼ同じであれば、係数器７の出力はアナログメ
モリ２１の出力とほぼ等しくなり、比較器２２は偏差大
検出をやめ、ロジツク回路２３は紙切れ終了となる。運
転状態が違った場合は、抽気圧力設定器４２を操作する
ことにより紙切れ終了状態にできる。一方、この紙切れ
制御中、負荷制御部１の出力信号は何らブロックされな
いので、動力制御は続行可能である。また系統周波数変
動によるガバナとしての動作も影響なく続行しており、
例えば系統からの解列が発生した場合でもタービン発電
機の過速防止機能は健全である。

なお、以上は紙切れ制御について説明したが、他にも大
きな蒸気負荷変動が予告される場合は同様に制御可能で
ある。

また、特に予告がなくとも流量の突変がある値以上にな
ることを検出する機能を付加し、この出力により本発明
と同じ制御も可能である。

また、以上は抽気ラインが一つの場合について説明を行
なったが、タービン段落の２力所以上から抽気する場合
でも、各々の抽気加減弁に対して蒸気加減弁が同じ動作
となるよう回路を付加すれば前記実施例同様の作用効果
が得られることば明らかである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、追従性のよいボイ
ラは不要となり、低廉なボイラでよく、また蒸気負荷側
に逃し弁等の設備も不要となるので、プラントの建設費
が大きくコストダウンできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す抽気タービン制御装置
の構成図、第２図は抽気タービンの制御概念図、第３図
は従来の抽気タービン制御装置のブロック図である。 ２１・・・アナログメモリ、２２・・・比較器、２３・
・・ロジック回路、２４・・・切換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負荷制御部の出力に圧力制御部の出力を第１係数器で係
   数倍して加算し、得られる信号を蒸気加減弁開度制御部
   に入力して蒸気加減弁の開度を調節する一方、前記圧力
   制御部の出力に前記負荷制御部の出力を第２係数器で係
   数倍して加算し、得られる信号を抽気加減弁開度制御部
   に入力して抽気加減弁の開度を調節することにより、工
   場作業用蒸気を得る抽気タービン制御装置において、通
   常制御時には前記第１係数器出力に追従する一方、工場
   作業用蒸気流量の突変発生時には追従を中止し、突変発
   生直前の値を記憶するアナログメモリと、前記負荷制御
   部の出力に加算する信号を前記第１係数器出力から前記
   アナログメモリ出力に切換える切換器とを設けたことを
   特徴とする抽気タービン制御装置。