JPH04151403A - 蒸気温度制御装置 - 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、蒸気温度制御装置に関するものである。

［従来の技術］ ボイラ等蒸気発生器の蒸気温度を所定温度に制御するた
め、給水管から主蒸気管へ水をスプレーすることが行わ
れており、スプレー水量を調節するスプレー調節弁の開
度調整を行うため、従来は、主蒸気管内の蒸気温度を検
出し、該温度と設定蒸気温度の偏差に基づく比例積分微
分動作によってフィードバック制御が行われている。

［発明が解決しようとする課題］ 蒸気使用量の変動の大きいプラントに設置された蒸気発
生器では、主蒸気管内の圧力変動も大きく、主蒸気管内
の蒸気圧力か最大の場合と最小の場合とでは、スプレー
調節弁に掛かる前後差圧が異なる。このため比例積分微
分制御ではスプレー調節弁の開度が同しても主蒸気管に
スプレーされるスプレー水量が蒸気圧力の影響を受けて
変動し、主蒸気管内の蒸気温度の制御を正確に行うこと
かできず、フィードバック制御では、蒸気温度を検出し
てから、検出した温度に基づきスプレー調節弁の開度を
調整するまでの間に時間遅れか生じ、正確な蒸気温度の
制御を行うことができない。

本発明は、上述の実情に鑑み、主蒸気管内の蒸気圧力変
動か大きい場合にも、蒸気温度を時間遅れなく正確に制
御し得るようにすることを目的としてなしたものである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、主蒸気管１の蒸気圧力Ｐ１と主蒸気管１へ給
水を行う給水管２のスプレー調節弁３入口側における給
水圧力Ｐ２の偏差ＡＰＡを求める減算器６と、主蒸気管
１の設定蒸気圧力Ｐ、と前記給水圧力Ｐ２の偏差ΔＰｐ
を求める減算器７と、前記偏差ＡＰＡをＪＰｐで割り差
圧比Ｈ１を求める割算器８と、差圧比Ｈ１から定まる弁
開度修正係数ＣＶを求める関数発生器１０と、主蒸気管
１の蒸気温度Ｔ１と設定蒸気温度Ｔ。の偏差ＡＴを求め
る減算器１２と、減算器１２からの偏差ＡＴをもとに弁
開度指令■を求める比例積分微分調節器１３と、該比例
積分微分調節器１３から与えられた弁開度指令Ｖに前記
関数発生器１０から与えられた弁開度修正係数ＣＶを掛
けて修正弁開度指令ＶＳを求め前記スプレー調節弁３へ
与える掛算器１４を設けてなるものである。

［作　　　用コ 減算器６ては主蒸気管１の蒸気圧力Ｐ１と給水管２のス
プレー調節弁３入口側における給水圧力Ｐ２の偏差ＡＰ
Ａが求められ、減算器７ては主蒸気管１の設定蒸気圧力
Ｐ。と前記給水圧力Ｐ２の偏差ＩＵＰｐか求められ、割
算器８ては偏差７ｊＰＡかＡＰｐで割られた差圧比Ｈ１
か求められ、関数発生器１０からは差圧比Ｈ１により定
まる弁開度修正係数ＣＶか掛算器１４へ出力される。

又減算器１２ては、主蒸気管１の蒸気温度Ｔ１と設定蒸
気温度Ｔｏの偏差ＡＴか求められ、該偏差ＡＴは比例積
分微分調節器１３て弁開度指令Ｖになり、掛算器１４で
は弁開度指令Ｖに弁開度修正係数ＣＶが掛けられて修正
弁開度指令ＶＳか求められ、該修正弁開度指令ＶＳによ
ってスプレー調整弁３の開度が調整される。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図は本発明の一実施例で、図中１は蒸気発生器から
の蒸気か流通する主蒸気管、２は主蒸気管１内の蒸気の
温度を調節するために水を主蒸気管１内にスプレーし得
るようにした給水管、３は給水管２の中途部に接続した
スプレ調節弁である。

４は主蒸気管１内を流れる蒸気の圧力（蒸気圧力）Ｐ＋
を検出するための圧力検出器、５は給水管２内を流れる
スプレー調節弁３入口側の水の圧力（給水圧力）Ｐ２を
検出するための圧力検出器、６は圧力検出器４．５で検
出した蒸気圧力Ｐ１と給水圧力Ｐ２の偏差ＡＰＡを求め
る減算器、７は予め設定した主蒸気管１の設定蒸気圧力
Ｐ。と圧力検出器５て検出した給水圧力Ｐ２の偏差ＡＰ
ｐを求める減算器、８は減算器６で求めた偏差ＡＰＡを
減算器７て求めた偏差ｆｆ１Ｐｐにより割り、差圧比Ｈ
１を求める割算器、９は割算器８て求めた差圧比Ｈ１に
基づき修正差圧比Ｈ２を求める演算器、１０は演算器９
からの修正差圧比Ｈ２に対応した弁開度修正係数ＣＶを
出力する関数発生器である。

１１は主蒸気管１内を流れる蒸気の温度（蒸気温度）Ｔ
＋を検出するための温度検出器、１２は予め設定された
主蒸気管１の設定蒸気温度Ｔ０と温度検出器１１で検出
した蒸気温度Ｔ１の偏差ＡＴを求める減算器、１３は減
算器１２て求めた偏差ＡＴを調整し、弁開度指令Ｖとし
て出力する比例積分微分調節器、１４は比例積分微分調
節器１３からの弁開度指令■に前記関数発生器１０から
の弁開度修正係数ＣＶを掛けて修正弁開度指令ＶＳを求
める掛算器、１５は手動自動切換器であり、掛算器１４
で求めた修正弁開度指令ＶＳは手動自動切換器１５を介
してスプレー調節弁３に与え得るようになっている。

自動運転時には、手動自動切換器１５を自動側に切換え
て運転を行う。而して、主蒸気管１内の蒸気圧力Ｐ１は
圧力検出器４により検出されて減算器６に与えられ、給
水管２内のスプレー調節弁３入口側の給水圧力Ｐ２は圧
力検出器５により検出されて減算器６．７に与えられ、
減算器６では、蒸気圧力Ｐ１と給水圧力Ｐ２の偏差７１
ＩＰＡ　（−Ｐ＋　−Ｐ２　）が求められ、減算器７で
は、予め設定した主蒸気圧力Ｐ、と圧力検出器５で検出
した給水圧力Ｐ２の偏差ＡＰｐ（−ＰＯ−Ｐ２　）か求
められ、減算器６．７で求めた偏差Ａ　ＰＡ　、　Ａ　
Ｐｐは割算器８に加えられる。

割算器８ては偏差ＡＰＡかＡＰρにより除算られた差圧
比Ｈ１は演算器９に送られて修正差圧比Ｈ２（＝Ｊ■丁
）が求められる。又差圧比Ｈ１から平方根を求めるのは
、スプレー調節弁３を流れる水の流量Ｑとスプレー調節
弁３の前後差圧ＡＰの関係式が一般にＱ−Ｃ，／’Ｔ丁
となっているためである。ここでＣはスプレー調節弁３
の流量係数である。

差圧比Ｈ１の平方根を求めることにより、設定蒸気圧力
時の水の流量Ｑ。−ＣＪ丁下下と蒸気圧力変動時の水の
流量ＱＡ−ＣＪ１τ；との間の修正係数Ｈ２を求めるこ
とができる。すなの修正係数（修正差圧比）であるため
、関数発生器１０てはスプレー調節弁３の開度信号ベー
スの修正係数（弁開度修正係数）ＣＶに変換され、該弁
開度修正係数ＣＶは関数発生器１０から出力されて掛算
器１４へ与えられる。関数発生器１０へ設定される関数
Ｆ（ｘ）としては、例えば第２図に示すように、修正差
圧比Ｈ２か大きくなるに従い、弁開度修正係数ＣＶも大
きくなるような曲線である。具体的にどのような関数に
するかはスプレー調節弁３の弁特性曲線に基づき決定さ
れる。

一方、主蒸気管１内の蒸気温度Ｔ１は、温度検出器１１
により検出されて減算器１２に与えられ、減算器１２で
は予め設定した主蒸気管１の蒸気温度ＴＯと温度検出器
１１て検出した蒸気温度Ｔ１の偏差ＡＴ　（＝Ｔｏ　　
Ｔ＋　）か求められ、該偏差ＡＴは比例積分微分調節器
１３で調節されて弁開度指令Ｖとして掛算器１４に与え
られる。

掛算器１４では弁開度指令Ｖに弁開度修正係数ＣＶか掛
けられて修正弁開度指令ＶＳ（ＣＶＸ■）か求められ、
求められた弁開度指令ＶＳは手動自動切換器１５を介し
スプレー調節弁３に与えられてスプレー調節弁３の開度
か調整され、給水管２からはスプレー調節弁３の開度に
比例した量の水か主蒸気管１内にスプレーされ、蒸気温
度は所定の温度に制御される。

例えば、蒸気圧力Ｐ１が設定蒸気圧力Ｐ。よりも高い場
合、すなわちｐｌ＞Ｐｏの場合は、設定蒸気圧力Ｐｏ時
よりも給水管２を通って主蒸気管１内ヘスプレーされる
水は蒸気圧力Ｐ１の抵抗を受けて給水されにくくなり、
給水管２から主蒸気管１への給水が充分に行われず、蒸
気温度Ｔ１は十分に下らず設定蒸気温度Ｔｏになりにく
い。

ところが本実施例のような蒸気温度制御装置がある場合
は、Ｐ＋　−Ｐ２　　（−ＪＰＡ）＞ＰＯＨ＋）か大き
くなるため修正差圧比Ｈ２、延いては弁開度修正係数Ｃ
Ｖも大きくなり、この大きい弁開度修正係数ＣＶが大き
く弁開度指令Ｖに掛けられるため、スプレー調節弁３は
蒸気温度Ｔ１と設定蒸気温度Ｔ。の偏差ＡＴにより定ま
る弁開度よりも大きく開くことになり、スプレー調節弁
３からスプレーされる水量か増加し、主蒸気管１内の蒸
気温度か所定の温度になるように制御が行われる。

又、例えば主蒸気圧力Ｐ１か設定蒸気圧力Ｐ０よりも低
い場合、すなわちＰ、＜ｐｏの場合は、給水管２内を通
って主蒸気管１内ヘスブレーされる水は蒸気圧力Ｐ１が
低いため給水され易く、給水管２から主蒸気管１への給
水が過剰になり、蒸気温度Ｔ１は下降し過ぎて設定蒸気
温度Ｔ０になりにくい。

ところが、本実施例のような蒸気温度制御装置がある場
合は、ＰＩＰ２（−ＡＰＡ）＜Ｐ。

Ｈｌ）が小さくなるため修正差圧比Ｈ２、延いては弁開
度修正係数ＣＶも小さくなり、この小さい弁開度修正係
数ＣＶか小さい弁開度指令Ｖに掛けられるため、スプレ
ー調節弁３は蒸気温度Ｔ１と設定蒸気温度Ｔ０の偏差Ａ
Ｔにより定まる弁開度よりも一層絞られることになり、
スプレー調節弁３からスプレーされる水量か減少し、蒸
気温度か所定の温度になる制御か行われる。

上述のように、検出された蒸気圧力Ｐ１か設定蒸気圧力
Ｐ、よりも高い場合は、設定蒸気温度Ｔ。と検出された
蒸気温度Ｔ１の偏差ΔＴにより決まるスプレー調節弁３
の開度よりも先行的にスプレー調節弁３を開き、又検出
された蒸気圧力Ｐ１が設定蒸気圧力Ｐ０よりも低い場合
は、設定蒸気温度Ｔ。と検出された蒸気温度Ｔ２の偏差
ＡＴにより決まるスプレー調節弁３の開度よりも先行的
にスプレー調節弁３を絞るようにしているため、必要な
水量を時間遅れなく主蒸気管１内に注入することか可能
となり、蒸気温度の制御性が向上する。

なお、本発明の実施例においては、差圧比の平方根を求
める演算器を設ける場合について説明したが、該演算器
は設けず、差圧比と弁開度修正係数の関係を直接関数発
生器へ設定するようにしても良いこと、その他、本発明
の要旨を逸脱しない節回内て種々変更を加え得ること、
等は勿論である。

［発明の効果］ 本発明の蒸気温度制御装置によれは、主蒸気管Ｉへの給
水を時間遅れなく行うことかできるため、主蒸気管１内
の蒸気温度Ｔ１の制御を良好に行うことができるという
優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸気温度制御装置の一実施例の系統図
、第２図は本発明の蒸気温度制御装置中の関数発生器に
設定する関数を表わすグラフである。 図中１は主蒸気管、２は給水管、３はスプレー調節弁、
６．７は減算器、８は割算器、１０は関数発生器、１２
は減算器、１３は比例積分微分調節器、１４は掛算器、
Ｐ＋は蒸気圧力、Ｐ２は給水圧力、Ｐｏは設定蒸気圧力
、ＡＰＡ、ＡＰρは偏差、Ｈｌは差圧比、ＣＶは弁開度
修正関数、Ｔ１は蒸気温度、Ｔｏは設定蒸気温度、ΔＴ
は偏差、■は弁開度指令、ＶＳは修正弁開度指令を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）主蒸気管１の蒸気圧力Ｐ＿１と主蒸気管１へ給水を
   行う給水管２のスプレー調節弁３入口側における給水圧
   力Ｐ＿２の偏差ΔＰ＿Ａを求める減算器６と、主蒸気管
   １の設定蒸気圧力Ｐ＿０と前記給水圧力Ｐ＿２の偏差Δ
   Ｐ＿Ｐを求める減算器７と、前記偏差ΔＰ＿ＡをΔＰ＿
   Ｐで割り差圧比Ｈ＿１を求める割算器８と、差圧比Ｈ＿
   １から定まる弁開度修正係数Ｃ＿Ｖを求める関数発生器
   １０と、主蒸気管１の蒸気温度Ｔ＿１と設定蒸気温度Ｔ
   ＿０の偏差ΔＴを求める減算器１２と、減算器１２から
   の偏差ΔＴをもとに弁開度指令Ｖを求める比例積分微分
   調節器１３と、該比例積分微分調節器１３から与えられ
   た弁開度指令Ｖに前記関数発生器１０から与えられた弁
   開度修正係数Ｃ＿Ｖを掛けて修正弁開度指令Ｖ＿Ｓを求
   め前記スプレー調節弁３へ与える掛算器１４を設けてな
   ることを特徴とする蒸気温度制御装置。