JPH0374583A - 給水ポンプ再循環流量制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、変圧運転を行う発電プラントにおける給水ポ
ンプ再循環流量制御装置に関する。

（従来の技術） 最近の火力発電プラント等においては、タービンの低負
荷時の熱効率の向上を図るため、低負荷時には、ボイラ
出口の主蒸気圧力を下げて運転する変圧運転が行われて
いる。

この変圧運転では、低負荷時におけるボイラ出口主蒸気
圧力は比較的低いので、ボイラの要求するボイラ入口給
水流量を送り出す給水ポンプの吐出圧力と回転数は低い
領域で運転される。

第５図は上記給水ポンプの給水系統図を示すもので、同
図において、給水ポンプ１はタービンの低負荷運転から
高負荷運転への移行に応じて、吐出圧力及び回転数を上
昇させ、ボイラの要求する給水流量を送給する。

また、給水ポンプ１には、その過熱防止のために必要な
最低吸込流量が決められており、吸込流量がこの流量以
下になると、警報を出したり、ポンプを強制停止させる
ことになる。従って、ボイラへの給水流量が少ない時に
は、再循環弁２を開いて、給水ポンプ１の吸込流量を最
低吸込流量以上にしておくことが必要である。なお、こ
の最低吸込流量は給水ポンプの吐出圧力または回転数に
応じて変わる可変値である。

そこで従来は、給水ポンプ１の吸込側配管には流量検出
用エレメント３と流量センサを内蔵した発信器４を、吐
出側配管には圧力センサを内蔵した発信器５を、また給
水ポンプｌには回転数検出器６をそれぞれ設置し、それ
らの検出信号を給水ポンプ再循環流量制御装置７に加え
、検出した吸込流量と吐出圧力または回転数に基づき、
再循環弁２の開度を：Ａ＠するようにしていた。

上記給水ポンプ再循環流量制御装置７は、第６図に示す
ように構成されている。同図において、関数発生器８は
、例えば回転数検出器６より入力した回転数信号Ｎに基
づいて第７図の実線で示すように、最低吸込流量より少
し上に設定した吸込流量設定信号Ｗを出力する。偏差演
算器９は、発信器４から入力した吸込流量信号Ｑと上記
Ｗとの偏差を算出する。制御器１０はこの偏差を制御演
算して吸込流ｍ偏差信号Ｘを出力する。

開閉速度調節回路ｌ】は、偏差演算器１２と、信号制限
器１３と、積分器１４とから構成され、上記吸込流量偏
差信号Ｘに応じた弁開度信号Ｙを出力する。また、開度
設定関数発生器１５は弁開度信号Ｙを入力すると、この
弁開度信号Ｙに応じた制御信号を再循環弁２の変換器（
図示せず）・に出力する。この変換器は、電気信号を圧
力に変換するもので、上記弁開度信号Ｙに従い、再循環
弁２を開度制御する。この場合、弁開度信号Ｙに対する
再循環弁２の開度は第８図に示すように、弁開度信号Ｙ
がＯから増加するのに伴って全開から全開へと直線的に
推移する。

上記において、偏差演算器１２は上記吸込流量偏差信号
Ｘと上記弁開度信号Ｙとの偏差を演算し吸込流量偏差信
号Ｘく弁開度信号Ｙ・・・（１）のとき、つまり再循環
弁２を開く方向に制御すべきときは負の信号を出力し、 吸込流量偏差信号Ｘ〉弁開度信号Ｙ・・・（２）のとき
、つまり再循環弁２を閉じる方向に制御すべきときは正
の信号を出力する。

信号制御器１３は第９図に示すような入出力特性を持つ
変換器で、偏差演算器１２からの信号が正のときは一定
しベルａ１の信号を、また偏差演算器１２からの信号が
負のときは上記レベルａ１より絶対値が大きい一定しベ
ルａ２の負の信号を開閉速度信号Ｚとして出力する。

積分器１４は、開閉速度信号Ｚを積分して弁開度信号Ｙ
を出力する。

これにより、積分器１４は負の信号を人力したときは弁
開度信号Ｙを急速に低下させ、また正の信号を入力した
ときは弁開度信号Ｙを徐々に上昇させるように動作する
。このため、再循環弁２は開方向には急速に制御される
ことになる。

ここで、吸込流量信号Ｑが、第７図に示す吸込流量設定
信号Ｗに一致したとすると、吸込流量偏差信号Ｘがゼロ
となることにより弁開度信号Ｙもゼロになり、再循環弁
２は全開する。一方、吸込流量信号Ｑが徐々に上昇する
と再循環弁２は徐々に閉じ、その信号Ｑが一定値を越え
ると全閉となる。

従ってこの再循環弁２が全閉状態になるこきの吸込流量
信号Ｑは、第７図の破線で示すように、吸込流量設定信
号Ｗに一定値αが加算された直線Ｑｌとなる。

いま例えば、第１０図（ａ）に示すように、給水ポンプ
１がある一定の回転数で運転されている場合、関数発生
器８からは、同図（ｂ）の破線に示すように、回転数信
号Ｎに対応する吸込流量設定信号Ｗが出力される。

このとき、ボイラ側の取水量が急激に低下し、その後再
び元の状態に戻ったものとすると、同図（ｂ）の実線の
範囲Ｔ１に示すように、吸込流量信号Ｑも最初低下し、
その後再び上昇する。

この動作により、制御器１０は同図（ｃ）に示すような
吸込流量偏差信号Ｘを出力する。積分器１４がこの動作
の始めで閉状態を示す弁開度信号Ｙを出力していたとす
ると、偏差演算器１２は上記吸込流量偏差信号Ｘと弁開
度信号Ｙとの偏差を示す信号を出力する。

信号制限器１３は、偏差演算３１２からの信号に対して
、前記のように正と負で異なる信号レベルに変換し、第
１０図（ｄ）に示すような開閉速度信号Ｚを出力する。

積分器１４はこの開閉速度信号Ｚを積分し、弁開度信号
Ｙを出力する。

この弁開度信号Ｙは、同図（ｅ）に示すように信号レベ
ルの低下する方向には急激に変化し、信号レベルの上昇
する方向には徐々に変化する信号である。これにより、
給水ポンプ１の吸込流量が最低吸込流量近くになったと
きは、再循環弁２がｉ速１：開いて、給水ポンプ１への
流量低下が防止されることにより、ポンプの加熱が防止
される。

一方、給水ポンプの吸込流量が向後した場合は、再循環
弁２が徐々に閉じることにより、上記ボイラへの外乱が
防止される。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように構成した従来装置においては、第１０図（
ｂ）の範囲Ｔ２に示すように、吸込流量信号Ｑが吸込流
量設定信号Ｗに対して充分大きいレベルにあるときは、
再循環弁２は開く必要性がないにも拘らず開かれる。

その結果、第１１図（ｃ）に示すように、再循環流量が
必要以上に多く流れる現象が生じ、同図（ｂ）に示すよ
うにボイラへの給水流量が一時的に減少し、ボイラ給水
流量低下の警報や、ボイラトリップが発生する恐れがあ
る。

なお、以上の説明では吸込流量設定信号Ｗを給水ポンプ
の回転数に応じて決める例を示したが、これを給水ポン
プの吐出圧力に応じて決める場合においても同様の問題
が生ずる。

本発明は上記課題を解決し、再循環弁の開閉制御がボイ
ラの給水に対して外乱とならない給水ポンプ再循環流量
制御装置を提供することを目的とするものである。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明の給水ポンプ再循環流量制御装置は、ボイラへ給
水する給水ポンプの回転数または吐出圧力に応じて吸込
流量を設定し、この吸込流量と上記給水ポンプの吸込流
量との偏差に応じて再循環弁を開閉制御する給水ポンプ
再循環流量制御装置において、上記吸込流量偏差が大き
いときは再循環弁を低速に、小さいときは再循環弁を高
速に開き、また吸込流量偏差が充分大きく、給水ポンプ
過熟に対し余裕がある場合は再循環弁を開かないような
働きをする再循環弁開閉速度ｙｓｍ手段を備えることを
特徴とする。

（作用） 上述のように本発明装置は、給水ポンプの回転数または
吐出圧力に応じて吸込流量を設定し、給水ポンプの吸込
流量から吸込流量設定値を差引いた偏差に応じて再循環
弁を開く手段を備え、かつ上記吸込流量設定値と実際の
吸込流量との偏差が大きいときは、再循環弁が開かない
ようにしたので、ボイラへの給水に対する外乱を防止す
ることができる。

（実施例） 次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の給水ポンプ再循環流量制限装置の実施
例を示すブロック構成図であり、第６図におけると同一
部分には同一符号を付しである。

本発明装置が第６図の装置と相違する点は、第１図と第
６図とを対比すれば明らかなように、開閉速度、１１ｉ
Ｙ１回路１６内に開方向制限値関数発生器１７を配設し
、これにより信号制限Ｓ１８から出力される開閉速度信
号２を変えるようにした点である。

開方向制限値関数発生器１７は、制御器１０の出力であ
る吸込流量偏差信号Ｘを入力し、その信号レベルに応じ
て第２図に示すように信号レベルがａ、からゼロに変化
する開方向制限信号■を出力するものである。

これにより、信号制限器１８は偏差演算器１２の出力で
ある偏差信号を入力し、その信号が正のときは、第３図
に示すように、一定レベルａ１の開閉速度信号Ｚを出力
し、また上記偏差信号Ｘが負のときは、入力されている
開方向制限信号Ｖの信号レベルで開閉速度信号Ｚを出力
する。即ち、偏差演算器１２の出力である偏差信号が負
のときは開閉速度信号２は負で出力されるが、このとき
の信号レベルは、吸込流ｍ偏差信号Ｘの大小に応じてゼ
ロから一定しベルａ３まで変化することになる。

ここで、第４図（ａ）に示すように給水ポンプ１が一定
の回転数で運転されているときに、同図（ｂ）の範囲Ｔ
１で示すように、吸込流量信号Ｑが変化したとすると、
第１０図で説明した場合と同様に、第４図（ｃ）に示す
ように＃卸器１０から吸込流量偏差信号Ｘが出力される
。

吸込流量偏差信号Ｘが低下すると、偏差演３！ｉＩ器１
２は吸込流量偏差信号Ｘと弁開度信号Ｙとの偏差を算出
し、負の偏差信４’？出力する。このとき開方向制限値
関数発生器、′　　入力する吸込流量偏差信号Ｘが小さ
いので、五）方向に大きい開方向制限信号Ｖを出力する
。信号制限値１８は上記負の偏差信号を入力するε、開
方向制限信号Ｖの信号レベルで同図（ｄ）に示すように
開閉速度信号２を出力する。

積分器１４は開閉速度信号２を積分し、第４図（ｅ）に
示すように弁開度信号Ｙを出力する。これにより、吸込
流量信号Ｑの低下に対応し、再循環弁２が急速に開かれ
て給水ポンプ１への流量低下が防止され、その過熱が防
止される。

一方、吸込流量信号Ｑが上昇すると、吸込流量偏差信号
Ｘも上昇する。このとき、偏差演算器１２は正の偏差信
号を出力するので信号制限器１８は第４図（ｄ）に示す
ように正の開閉速度信号Ｚを出力する。これにより、同
図（ｅ）に示すように弁開度信号Ｙが徐々に上昇し、再
循環弁２が低速で閉じられるため、ボイラへの給水に対
する外乱が防止される。

ところで、吸込流量信号Ｑが第４図（ｂ）の範囲Ｔ２に
示すように吸込流量設定信号Ｗに対して充分大きいレベ
ルで変動したとすると、この場合も上記と同様に、同図
（ｃ）に示すように吸込流量偏差信号Ｘが出力されるが
、偏差演算器１２は上記信号Ｘが低下すると、負の偏差
信号を出力する。このとき、開方向制限値関数発生器１
７は第２図に示したように、吸込流量偏差信号Ｘの信号
レベルに応じた開方向制限信号■を出力する。これによ
り信号制限器１８は第４図（ｄ）に示すようにゼロの開
閉速度信号Ｚを出力する。積分器１４はこのゼロの開閉
速度信号２を積分するので、弁開度信号Ｙは同図（ｅ）
に示すように変化しなくなる。

これに伴い、再循環弁２は開かれず、再循環流量の変化
がボイラへの給水に対して外乱となることが防止される
。また、このときの給水ポンプ１の吸込流量は、最低吸
込流量に対して充分大きいので、給水ポンプ１が過熱す
ることもない。

このように本発明においては、信号制限器１８が出力す
る開閉速度信号Ｚの負荷の信号は、吸込流量偏差信号Ｘ
が小さいときは負の方向に、大きいときはゼロを出力す
るようにしている。

これによって、給水ポンプの１の過熱発生の恐れのある
吸込流量偏差信号Ｘが小さいときには、再循環弁２を開
いてその過熱を防止できるとともに、給水ポンプの１の
過熱のおそれのないときは再循環弁２は開かないので、
ボイラへの給水に対する外乱は防止される。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、給水ポンプの吸込流量が
吸込流量設定饋に対して小さいときは再循環弁を開き、
吸込流量の方が大きいときは開かないようにしているの
で、給水ポンプの過熱を防１ヒすると同時に、ボイラ給
水に対する外乱発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の給水ポンプ再循環流量制限装置の実施
例を示すブロック構成図、第２図は第１図における開方
向制限値関数発生器の動作特性を示すグラフ、第３図は
第１図における信号制限器の動作特性を示すグラフ、第
４図（ａ）〜（ｅ）は上記装置の動作を示すグラフ、第
５図は火力発電プラントにおける給水系統を例示する給
水系統図、第６図は従来の給水ポンプ再循環流量制御装
置のブロック構成図、第７図は第６図における関数発生
器の動作特性を示すグラフ、第８図は第６図における開
度設定関数発生器の動作特性を示すグラフ、第９図は第
６図における信号制限器の動住持性を示すグラフ、第１
０図（ａ）〜（ｅ）は第６図の動作を示す説明図、第１
１図（ａ）〜（Ｃ）はＷＳ６図の動作に基づく吸込流量
変化時のボイラ給水流量と再循環流量の関係を示すグラ
フである。 １・・・・・・・・・給水ポンプ ２・・・・・・・・・再循環弁 ３・・・・・・・・・流量エレメント ４．５・・・発信器 ６・・・・・・・・・回転数検出器 ７・・・・・・・・・給水ポンプ再循環流ｆｆｉ　＄制
御装置８・・・・・・・・・関数発生器 ９．１２・・・偏差演′！＃器 １０・・・・・・・・・制御器 １１．１６・・・開閉速度調節回路 １３．１８・・・１ｇ号制眼器 １４・・・・・・・・・積分器 １５・・・・・・・・・開度設定関数発生器１７・・・
・・・・・・開方向制限値関数発生器第２図 筈３図 第７図 笛８図 第９図 第１０区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラへ給水する給水ポンプの回転数または吐出圧力に
   応じて吸込流量を設定し、この吸込流量と上記給水ポン
   プの吸込流量との偏差に応じて再循環弁を開閉制御する
   給水ポンプ再循環流量制御装置において、上記吸込流量
   偏差（給水ポンプ過熱域からの余裕値）が大きいときは
   再循環弁を低速に、小さいときは再循環弁を高速に開き
   、また吸込流量偏差が充分大きく、給水ポンプ過熱に対
   し余裕がある場合は再循環弁を開かないような働きをす
   る再循環弁開閉速度調節手段を備えることを特徴とする
   給水ポンプ再循環流量制御装置。