JPH0440526B2 - - Google Patents

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JPH0440526B2
JPH0440526B2 JP58177587A JP17758783A JPH0440526B2 JP H0440526 B2 JPH0440526 B2 JP H0440526B2 JP 58177587 A JP58177587 A JP 58177587A JP 17758783 A JP17758783 A JP 17758783A JP H0440526 B2 JPH0440526 B2 JP H0440526B2
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JP
Japan
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load
efficiency
turbine
setting signal
load setting
Prior art date
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JP58177587A
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JPS6069219A (ja
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Kazufumi Misawa
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は原動機の効率的運用を図る原動機制御
装置に係り、特に蒸気タービン等を応用した発電
設備等の運用に関する。
〔発明の技術的背景〕
一般に原動機等の運転効率はその負荷に対して
非線形に変化するものが多く、例えば第1図に示
すような曲線で示される。第1図において縦軸は
効率、横軸は負荷を表わし、曲線21,22は原
動機の効率曲線の一例を示している。
ところで、一般的には原動機等は一定負荷状態
で運転される場合が多いが、効率的運用という観
点からみると必ずしも一定負荷状態の運転が最適
とは言えず、異なる2以上の負荷状態で運転する
方が全体の平均効率が向上することがある。以
下、発電用蒸気タービンプラントのボイラ給水ポ
ンプ駆動用タービン(以下「BFPT」という)の
運転を例に、上記の事情を説明する。
一般に、タービンへの流入蒸気量の制御には蒸
気加減弁(以下「CV」という)を用いた流入蒸
気量制御が用いられている。第2図は複数のCV
を有するプラントの構成を示すブロツク図であ
る。なお、以下の図面の説明において、同一要素
は同一符号で示してある。ボイラから送られた蒸
気は、並列に配置されたCV1,CV2,CV3,…,
CVoを介してタービン1に与えられ、タービン1
には発電機等の負荷装置2が接続される。
第3図は第2図のプラントにおける効率と負荷
の関係の説明図で、縦軸にタービンサイクル効率
をとり、横軸にタービン負荷をとつている。図中
の破線23で示す如く、近似的にはタービン負荷
が増加するにつれてタービンサイクル効率の増加
率が減少する。ところが、実際のプラントでは第
2図に示す如く、複数のCV1〜CVoのノズル制御
によつて蒸気量を制御しているので、タービン負
荷とタービンサイクル効率の関係は第3図中の実
線24の如く、CV1〜CVoの開閉点25で大きく
変化する。このようにタービンサイクル効率の変
化率がCVの開閉点付近で大きく変るのは、CV1
〜CVoのバルブ特性(バルブ絞り作用)によるも
ので、一般にバルブは開き始めに損失が最大(効
率が最小)で、全開のときに損失が最小(効率が
最大)となる。
第4図は第2図および第3図の装置による負荷
設定信号とタービンサイクル効率の関係を示す説
明図である。図示の如く上記のバルブ絞り作用の
ために、CVの部分開度点(CVの全開、全閉点の
中間)におけるタービンサイクル効率は、CVの
開閉点におけるタービンサイクル効率より低い。
換言すれば、CV開閉点の間におけるタービンサ
イクル効率は、負荷に対して下方に凸の関数で表
わされる。従つて、ノズル制御による損失を少な
くして運転するためには、原動機をCVの開閉点
付近で運転できように負荷を設定することが望ま
しい。
〔背景技術の問題点〕
従来から、ノズル制御を行なうタービンを複数
用いて、全体で要求される負荷を各タービンで分
担するようなシステムは一般に用いられている。
例えば、BFPTでは全体の負荷の50%を供給する
同一のポンプ2台が、それぞれ専用のBFPTで駆
動され、一定負荷以上では同一負荷で運転されて
いる。これによれば、いずれか一方のポンプが異
常停止したときのシステムへの影響が軽減でき
る。
しかし、上記のBFPTは2台とも同一負荷で運
転されるので、効率の相対的に低いCVの部分開
度点でそれぞれの原動機を運転せざるをえないこ
とが多い。このため、従来技術ではシステム全体
としての原動機の効率運用が充分にはなしえな
い。
〔発明の目的〕 本発明は上記の従来技術の欠点を克服するため
になされたもので、システム全体のサイクル効率
を最大にできる原動機の制御装置を提係すること
を目的とする。
〔発明の概要〕
上記の目的を実現するため本発明は、複数の
BFPTを共に同一負荷で運転することは必ずしも
必要ではなく、かつ負荷の配分比をBFPTごとに
可変とすることは近年のデイジタル制御装置等に
よれば容易であることに着目し、システム全体に
ついての総合負荷設定信号を各原動機に対して異
なる配分比で分配することによつて、全体の平均
効率が最大になるようにした原動機の制御装置を
提供するものである。また、1台のBFPTを運転
するにあたつて、負荷を時間的に切換え、変化さ
せて、一定時間内の平均効率が最大になるように
した原動機の制御装置を提供するものである。
〔発明の実施例〕
以下、添付図面の第5図乃至第8図を参照して
本発明のいくつかの実施例を説明する。第5図は
BFPTが2台のときの一実施例の構成のブロツク
図である。全システム(2台のタービン)の負荷
を規定する総合負荷設定信号Aは分配器4に与え
られ、出力は50%づつの大きさの負荷設定信号
5,6に分配されて演算器10および加算器1
3,14に与えられる。演算器10に与えられる
許容負荷アンバランス信号Bは、2台のタービン
の負荷の間のアンバランス量の許容される最大値
を示すもので、システムおよび状態に応じた値と
してオペレータ等により設定される。演算器10
から出力されるバイアス信号11,12は加算器
13,14で負荷設定信号5,6に加算され、実
負荷設定信号C1,C2として2台のタービンに出
力される。
第6図は第5図に示す実施例による負荷設定信
号とタービンサイクル効率の関係の説明図であ
る。演算器10は等分に分配された負荷設定信号
5,6の値Sを用いて、あらかじめ記憶されてい
る実線24(第6図)の如きタービンサイクル効
率と負荷設定信号の関係から、タービンサイクル
効率の値8を求める。また、演算器10はあらか
じめ記憶されている破線23(第6図)の関係か
ら値17を演算する。値8と値17の差が所定の
値を越えるときは、演算器10はCVの部分開度
による効率低下が顕著であると判断し、最大効率
をもたらす(最適な)バイアス信号11,12の
大きさを演算する。
最大効率をもたらすバイアス値の演算は次のよ
うにしてなされる。
まず、負荷設定信号5,6の値Sにそれぞれ絶
対値が等しく符号の異なる適当なバイアス値±
ΔSを加える。そして、値S+ΔS、S−ΔSから
個々の原動機のタービンサイクル効率8′(+),
8′(−)を求め、システム全体としての平均効
率18′も求める。なお、タービンサイクル効率
および平均効率の演算は、演算器10にあらかじ
め記憶されているタービン負荷とタービンサイク
ル効率の関係(第6図の曲線24)に従つてなさ
れる。
以下、バイアス値±ΔSの大きさを遂次増大さ
せ、上記の演算を繰り返す。そして、バイアス値
の絶対値が許容負荷アンバランス信号Bの値(タ
ービン間の負荷アンバランスの最大限の値)と等
しくなつたところで演算を停止する。このように
してバイアス値として種々の値をとつたときの
個々の原動機のタービンサイクル効率およびシス
テム全体としての平均効率を求めることができ
る。
ところで、タービンサイクル効率は負荷設定信
号に対して下方に凸の曲線で表わされるので、負
荷設定信号にバイアス信号を与えたときの効率
は、バイアス信号を与えないときの効率よりも必
ず大きくなる。従つて、上記の如き計算で求めら
れた平均効率の値が最大になるときのバイアス値
が、最大の平均タービン効率をもたらすバイアス
値になる。このようにして、許容される負荷アン
バランスのもとで、全体のBFPTの最大の効率を
もたらすバイアス信号11,12を求めることが
できる。
第6図において丸印19,20はそれぞれ負荷
設定信号5,6(値はS)にバイアス信号11,
12(値は±ΔS′)を加えたときの個々の原動機
のタービンサイクル効率を示し、丸印18はその
ときの全体の(2台の原動機の)平均効率を示し
ている。
なお、許容負荷アンバランス信号Bの設定値が
十分に大きいときは、バイアス信号11,12の
値を遂次変化させて平均効率を計算する過程を省
略し、バイアス信号11,12のどちらか一方を
一挙に変化させて、実負荷設定信号C1,C2のど
ちらか一方がバルブ(CV)の開閉のつなぎ目ま
で一挙に来るようにすることも可能で、このよう
にすると容易迅速に最大の平均タービンサイクル
効率を求めることができる。また、本実施例は、
BFPTが3台以上の場合にも適用できる。
第7図および第8図を参照して、原動機を1台
としたときの本発明の実施例を説明する。第7図
は同実施例の構成を示すブロツク図である。負荷
設定信号Aは加算器29および演算器31に与え
られ、許容負荷アンバランス信号Bは演算器31
に与えられる。演算器31は負荷設定信号Aおよ
び許容負荷アンバランス信号Bにもとづいてバイ
アス信号28を出力し、加算器29はバイアス信
号28および負荷設定信号を加算して実負荷設定
信号を出力する。なお、許容負荷アンバランス信
号Bは実負荷設定信号Cと負荷設定信号Aの差の
許容できる最大値を示している。
第8図は第7図に示す実施例の動作の説明図
で、縦軸にモータサイクル効率をとり、横軸に負
荷設定信号をとつている。従来の制御装置では、
例えば第8図の点25で示されるようなある一定
の負荷設定信号の下で、モータシステム効率は点
26で表わされる一定の状態で連続的に運転され
る。これに反し本実施例では、負荷設定信号の一
定時間内の平均値が例えば第8図の点25で示さ
れる値になるように、演算器31でバイアス信号
28の値およびその変化(切り換り)時間を演算
し、モータシステム効率を第8図中の点32,3
3の間で適当に時間的に移動させながら、平均値
として点34のモータシステム効率を得るように
運転される。
このとき、第4図および第5図の実施例と同様
に、バイアス値を遂次変化させて許容負荷アンバ
ランス信号の値と等しくなるまで遂次モータシス
テム効率を演算し、演算結果の最大値を示すバイ
アス値を実際に与えるようにすると、1台の原動
機から最大の効率を得ることができる。
なお、本発明はデイジタル形タービン制御装置
のみならずアナログ形タービン制御装置にも適用
することができる。
〔発明の効果〕
上記の如く本発明では、複数の原動機への負荷
の配分比を変えてそれぞれの原動機をより高い効
率で運転させることにより、システム全体の平均
効率を最大にすることのできる原動機の制御装置
が得られる。
また、1台の原動機について、異なる負荷状態
での運転を時間的に切り換えて、それぞれの負荷
状態においてより高い効率で運転させることによ
り、一定時間の効率の平均値を最大にすることの
できる原動機の制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は原動機の効率曲線の説明図、第2図は
複数のCVを有するプラントの構成を示すブロツ
ク図、第3図は第2図に示すプラントにおける効
率曲線の説明図、第4図は第2図および第3図に
示す装置による負荷設定信号とタービンサイクル
効率の関係の説明図、第5図はBFPTが2台のと
きの本発明の実施例の構成を示すブロツク図、第
6図は第5図に示す実施例による負荷設定信号と
タービンサイクル効率の関係の説明図、第7図は
BFPTが1台のときの本発明の実施例の構成を示
すブロツク図、第8図は第7図に示す実施例によ
る負荷設定信号とモータサイクル効率の関係の説
明図である。 A……総合負荷設定信号、B……許容負荷アン
バランス信号、C,C1,C2……実負荷設定信号、
CV1〜CVo……蒸気加減弁、1……蒸気タービ
ン、2……負荷、5,6……負荷設定信号、1
1,12,28……バイアス信号、13,14,
29……加算器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数個のボイラ給水ポンプ駆動用タービンを
    含むシステムの総合負荷設定信号を、各ボイラ給
    水ポンプ駆動用タービン毎の負荷設定信号に分配
    する分配器と、 前記負荷設定信号に対応する各タービンの理論
    効率及び実際の効率を求め、理論効率と実際の効
    率との差が所定値以上の場合は前記タービンの負
    荷の間のアンバランス量の許容される範囲内にお
    いて、前記複数のタービンの総合負荷量を変える
    ことなく各タービンの負荷を変動させたときの前
    記システムの効率が最大となる各タービン毎の負
    荷アンバランス量を演算し、前記理論効率と実際
    の効率との差が前記所定値を越えない場合は前記
    負荷アンバランス量を零とする負荷アンバランス
    量演算手段と、 前記負荷設定信号と前記負荷アンバランス量と
    に基づいてその和である各タービンの実負荷設定
    信号を出力する実負荷設定手段と、 を備えていることを特徴とするボイラ給水ポンプ
    駆動用タービンの制御装置。
JP17758783A 1983-09-26 1983-09-26 ボイラ給水ポンプ駆動用タービンの制御装置 Granted JPS6069219A (ja)

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Families Citing this family (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2585328B2 (ja) * 1987-12-18 1997-02-26 株式会社日立製作所 コンバインドプラントの運転方法、および同装置
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