JPH0329523Y2

JPH0329523Y2 -

Info

Publication number: JPH0329523Y2
Application number: JP19067385U
Authority: JP
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1985-12-11
Publication date: 1991-06-24
Also published as: JPS6298704U

Description

【考案の詳細な説明】技術分野本考案は、発電機の運転制御装置に関する。

背景技術船舶における主デイーゼル機関の排ガス熱を利
用して、ボイラの缶水を排ガスエコノマイザで加
熱し、発生した蒸気によつてタービンを駆動し、
発電を行なう装置は従来から知られている。この
ような従来からの装置においては、排ガスエコノ
マイザによる蒸気発生量は、排ガスの持つ熱量に
依存し、したがつて発電機による発電量が変動す
ることになる。したがつて必要電力量が、実際の
発電量よりも大きくなつたとき、すなわち必要蒸
気量が発生蒸気量より大きくなつたときには、次
に対策(a)，(b)および(c)が操作管理者の経験に基づ
いた判断によつて行なわれている。

(a) デイーゼル機関の排ガス温度を上げるなどし
て、その排ガスの持つている熱量を大きくし、
排ガスエコノマイザによる蒸気発生量を増や
す。

(b) ボイラで燃料を燃やし、排ガスエコノマイザ
による蒸気発生量の不足を補う。

(c) 補助デイーゼル機関を運転し、これによつて
もう１つの発電機を併用し、発電量の不足を補
う。

これらの操作管理者による対策(a)，(b)および(c)
は、上述のようにその経験に基づいた判断によつ
て行なわれる。

考案が解決すべき問題点したがつてこのような先行技術では、運転費用
が最小となるように、たとえばその燃料費用が最
小となるように、運転状況を正確に管理すること
ができない。

本考案の目的は、運転費用が最小とすることが
できるようにした発電機の運転制御装置を提供す
ることである。

問題点を解決するための手段本考案は、過給機を備える主デイーゼル機関
と、ボイラと、過給機からの排ガスが導かれ、ボイラの缶水を
加熱する排ガスエコノマイザと、過給機用タービンに並列に接続される排ガスバ
イパス路と、排ガスバイパス路に介在される弁と、ボイラからの蒸気によつて駆動される第１ター
ビンと、第１タービンによつて駆動される第１発電機
と、補助デイーゼル機関と、補助デイーゼル機関によつて駆動される第２発
電機と、船舶の運航モードの変化に伴う第１発電機の電
力量の過不足を演算し、ボイラの蒸気発生量の制
御、弁の開度の制御、および補助デイーゼル機関
の運転の制御のうち、運転費用が最小となるよう
に選択して制御を行なう制御手段とを含むことを
特徴とする発電機の運転制御装置である。

作用本考案に従えば、ボイラの蒸気発生量の制御
と、主デイーゼル機関の過給機用タービンに並列
に接続された排ガスバイパス路に介在されている
弁の制御、および補助デイーゼル機関による第２
発電機の運転制御の合計３つの制御のうち、１ま
たは複数の制御を選択的に行ない、これによつて
運転費用を最小とすることができる。このような
運転費用を最小とする制御は、処理制御手段にお
いて、メモリに予めストアして設定しておくこと
が可能である。

実施例第１図は、本考案の一実施例のブロツク図であ
る。主デイーゼル機関１は、デイーゼル機関本体
２と、過給機３とを含む。過給機３は、デイーゼ
ル機関本体２から管路４を経て排出される排ガス
によつて駆動されるタービン５と、このタービン
５によつて駆動される送風機６とを備える。送風
機６は、燃焼用空気を管路７からデイーゼル機関
本体２に供給する。過給機用タービン５からの排
ガスは、管路８から排ガスエコノマイザ３６に導
かれ、管路１１から排出される。排ガスエコノマ
イザ３６は過熱器９と蒸発器１０から成る。過給
機用タービン５の上流側の管路４および下流側の
管路８には、排ガスバイパス路１１が接続され
る。この排ガスバイパス路１１には、弁１２が介
在される。

ボイラ１３にはバーナ１４が設けられる。この
バーナ１４には、液体燃料タンク１５から供給さ
れる。ボイラ１３の缶水は、管路１６からポンプ
１７によつて圧送され、管路１８から蒸発器１０
に導かれる。蒸発器１０によつて加熱された缶水
は、汽水混合状態で管路１９からボイラ１３に戻
されて汽水分離される。

ボイラ１３で汽水分離された蒸気は、タンク１
５からの燃料を加熱するためのヒータおよび暖房
装置などのような、蒸気消費機器２０に供給され
る。この蒸気はまた、過熱器９から管路２１に導
かれ、第１タービン２２が駆動される。タービン
２２によつて第１発電機２３が駆動されて、電力
を発生する。発生した電力はライン２４によつて
供給される。蒸気消費機器２０で冷却された蒸気
は、蒸気ドレンとなつて給水タンク３２に戻り、
給水ポンプ３３によつて管路３４および３５を経
てボイラ１３に送られる。

タービン２２からの蒸気は、復水器２５に導か
れ、ポンプ２６から管路２７および３５を経てボ
イラ１３に戻される。補助デイーゼル機関２８
は、第２発電機２９を駆動する。この第２発電機
２９からの電力は、ライン３０に導かれる。ライ
ン２４，３０の電力は、ポンプ１７，２６，３３
および冷房装置などのような電力消費機器３１に
供給される。

第２図は、第１図に示された実施例における本
考案の運転制御装置の電気的構成を示すブロツク
図である。マイクロコンピユータなどによつて実
現される処理回路３２は、弁１２の制御と、バー
ナ１４の制御と、補助デイーゼル機関２８の運転
制御などとを行なう。この処理回路３２の演算結
果などは、表示手段３３によつて表示される。処
理回路３２には、各種の検出器３４からの信号が
与えられる。

第３図は、電力消費機器３１に供給される電力
量を増加する際における対策を説明するためのグ
ラフである。ラインＬ１は、主デイーゼル機関１
の過給機用タービン５に関連して設けられた排ガ
スバイパス路１１の弁１２の開度を増加すること
によつて得られる特性を示す。弁１２の開度を増
加することによつて排ガスエコノマイザ３６に導
かれる排ガスの温度が上昇し、タービン２２に供
給される蒸気量が増加し、第１発電機２３による
発電量が増大する。このとき主デイーゼル機関１
の燃料費用は、増加電力量の増大に伴つて増大す
る。主デイーゼル機関１では、Ｃ重油が用いられ
る。弁１２の開度を制御して得られる増加電力量
は、過給機３の送風機６による吸入空気温度、お
よび現状での弁１２の開度に依存した排ガスのバ
イパス流量などによつて点Ｃで示されるように制
限を受ける。

ボイラ１３のバーナ１４による追焚きによつ
て、第１発電機２３による増加発電量を増加する
ための特性はラインｌ２に示される。このバーナ
１４では、タンク１５からのＣ重油が用いられ
る。バーナ１４による追焚きを行なうことによつ
て、第１発電機２３の増加電力量の増大に伴い、
燃料費用が増大する。

第２発電機２９の定格出力を750kWとし、補
助デイーゼル機関２８は定格出力の20％負荷未満
では運転できないものとすると、ラインｌ３の特
性が得られる。点Ａは20％負荷の位置を示し、こ
の点Ａよりも増加電力量が小さい場合でも、補助
デイーゼル機関２８は20％負荷で運転しなければ
ならないので燃料費用は点Ａから下がらない。補
助デイーゼル機関２８では、点Ｂで示される30％
負荷未満では、Ａ重油が用いられ、点Ａよりも増
加電力量が増加したとき第２発電機２９による増
加電力量の増加に伴い、燃料費用が増大する。Ａ
重油の価格が、Ｃ重油の価格のたとえば1.5倍と
すると、ラインｌ１とラインｌ２との間にライン
ｌ３が存在する。第２発電機２９が点Ｂにおい
て、30％負荷以上になつたときには、Ｃ重油が用
いられ、第２発電機２９の増加電力量の増加に伴
い、燃料費用が増大する。

このようなラインｌ１，ｌ２，ｌ３で示される
特性を有する制御のうちの１つ、または同時に複
数を組合わせて行なうことによつて、第１発電機
２３および第２発電機２９による発電電力量を、
最小の燃料消費用で賄うことができるようにな
る。

第４図は、処理回路３２の動作を説明するため
のフローチヤートである。ステツプｎ１からステ
ツプｎ２に移り、検出器３４から現状の運転モー
ドを入力する。この現状運転モードとしては、主
デイーゼル機関１および補助デイーゼル機関２８
の現状運転データ、第１および第２発電機２３，
２９の現状運転データ、蒸気消費機器２０の現状
運転データ、ならびに電力消費機器３１の現状運
転データなどを含む。

ステツプｎ３において、船舶の運航モードの変
更を行なうべきことが操作者によつて指示される
と、ステツプｎ４に移り、変更運航モードの選択
を行なう。この変更運航モードとしては、主デイ
ーゼル機関１および補助デイーゼル機関２８の変
更運転データ、第１および第２発電機２３，２９
の変更運転データ、蒸気発生消費機器２０の変更
運転データ、ならびに電力消費機器３１の変更運
転データなどを含む。さらにまた、この変更運航
モードには、燃料タンク１５の加熱を行なうため
の蒸気量の変更データ、および弁１２の開度の変
更データなどが含まれる。これらの変更運航モー
ドが選択されてステツプｎ５では、第１発電機２
３による発生電力量を演算し、この第１発電機２
３による発生電力量の過不足電力量を計算し表示
する。ステツプｎ６では運航モードが再変更され
るかが指示され、再変更されるときにはステツプ
ｎ４に戻る。

ステツプｎ７では、消費される蒸気量または電
力量の削減または増加を行なうかが指示され、そ
うであれば、ステツプｎ８において、消費される
蒸気量または電力量の削減または増加の対策が行
なわれる。この対策としては、燃料タンク１５を
加熱するための蒸気量を増減して変更し、また補
助デイーゼル機関２８の始動・停止を行ない、冷
房装置および暖房装置の運転または停止を行な
い、あるいは冷却海水ポンプおよび通風機の運転
速度の変更などを行なう。このステツプｎ８にお
ける対策の結果に基づき、ステツプｎ５では第１
発電機２３の電力量の過不足計算を行なう。

ステツプｎ７において消費蒸気量および電力量
の削減または増加を行なわないときには、ステツ
プｎ９において第１発電機２３および第２発電機
２９による発生電力量の変更を行なうかを指示
し、そうでなければステツプｎ１０に移り、現在
の運転を続行する。

発生電力量を変更すべくと指示されたときに
は、ステツプｎ１１に移り、第１および第２発電
機２３，２９による発生電力量の変化（増加また
は減少）のための対策を行なう。以下、発生電力
量の増加の場合について述べる。発生電力量の増
加のための対策としては、(a)排ガスパイパス路１
１に介在されている弁１２の開度を増加し、(b)ボ
イラ１３におけるバーナ１４による追焚きを行な
い、および／または(c)補助デイーゼル機関２８を
始動し、第１発電機２３とともに第２発電機２９
を並列運転する。さらにまた発生電力量の増加の
ための対策として、(d)主デイーゼル機関１の出力
を増大する。発生電力量の増加のために弁１２の
開度を大きくするだけでは、第１発電機２３の発
生電力量によつて、電力消費機器３１において必
要とする電力量を賄えないときには、(e)この弁１
２の開度を大きくするとともに、ボイラ１３のバ
ーナ１４による追焚きを併せて行ない、あるいは
また、(f)弁１２の開度を大きくするとともに、補
助デイーゼル機関２８を始動し、第２発電機２９
を駆動する。このような対策(a)〜(f)は、第３図に
示される特性ｌ１，ｌ２，ｌ３を勘案して燃料費
用が最低となるように選択される。

ステツプｎ１２では、ステツプｎ１１における
電力バランスのための対策(a)〜(f)毎の燃料費用が
演算され、ステツプｎ１３では、演算結果が表示
手段３３によつて表示される。ステツプｎ１４で
は、電力バランス対策(a)，(f)のうち、その燃料費
用が最小となる対策が選択される。ステツプｎ１
５では、選択された変更運航モード、蒸気消費
量／電力消費量の削減／増加対策および電力バラ
ンス対策が自動的に行なわれるかが指示され、自
動的に行なわれるように指示されたときには、ス
テツプｎ１６において、選択された変更運航モー
ド、蒸気消費量／電力消費量の削減／増加対策お
よび電力バランス対策に対応した運転が行なわれ
る。またステツプｎ１５において、手動で行なう
べく指示されたときには、ステツプｎ１７におい
て、選択された変更運航モード、蒸気消費量／電
力消費量の削減／増加対策および電力バランス対
策に対応した運転要領が表示手段３３に表され、
操作者が表示手段３３の表示を見て、ステツプｎ
１７において手動操作を行なう。

たとえば第３図において増加電力量が200kW
未満では、ラインｌ１で示されるように、弁１２
の開度を制御することによつて電力量を増加する
ことが、燃料費用を低減する観点から好ましい。
また弁１２の制御による増加電力量が200kW以
上であるときには、ラインｌ３で示されるよう
に、補助デイーゼル機関２８を運転して、第２発
電機２９と並列運転することが、燃料費用を低減
する観点から好ましい。またラインｌ２は、弁１
２による電力増加対策が既に実施されている時の
第１発電機２３のわずかの発電量の増加のために
採用される。

効果以上のように本考案によれば、燃料費用を最小
にして発生すべき電力量の増加を図ることがで
き、あるいはまた、ボイラによる発生蒸気量の増
加を図ることができる。またこのことによつて主
デイーゼル機関からの排ガス熱を有効に利用する
ことが可能になる。このような対策は自動的に行
なうことができ、前述の先行技術における操作管
理者の経験に基づいた判断によつて行なうもので
はないので、最小の燃料費用のための運転を確実
に行なうことが可能に成る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のブロツク図、第２
図は第１図に示された実施例の電気的構成を示す
ブロツク図、第３図は増加電力量と燃料費用との
関係を示すグラフ、第４図は処理回路３２の動作
を説明するためのフローチヤートである。１……主デイーゼル機関、３……過給機、５…
…過給機用タービン、６……送風機、９……過熱
器、１０……蒸発器、１１……排ガスバイパス
路、１２……弁、１３……ボイラ、１４……バー
ナ、１５……燃料タンク、１７，２６……タン
ク、２０……蒸気消費機器、２２……タービン、
２３……第１発電機、２８……補助デイーゼル機
関、２９……第２発電機、３１……電力消費機
器、３６……エコノマイザ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】過給機を備える主デイーゼル機関と、ボイラと、過給機からの排ガスが導かれ、ボイラの缶水を
加熱する排ガスエコノマイザと、過給機用タービンに並列に接続される排ガスバ
イパス路と、排ガスバイパス路に介在される弁と、ボイラからの蒸気によつて駆動される第１ター
ビンと、第１タービンによつて駆動される第１発電機
と、補助デイーゼル機関と、補助デイーゼル機関によつて駆動される第２発
電機と、船舶の運航モードの変更に伴う第１発電機の電
力量の過不足を演算し、ボイラの蒸気発生量の制
御、弁の開度の制御、および補助デイーゼル機関
の運転の制御のうち、運転費用が最小となるよう
に選択して制御を行なう制御手段とを含むことを
特徴とする発電機の運転制御装置。