JPH06146807A - タービン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】昇速制御時に蒸気流量指令Ｅ_L が、Ｅ_L1以上の
大きさになったことを判断し、スイッチ５６を閉じる信
号を出力する。比較器５５と、Ｅ_L2−Ｅ_L1に等しい値の
バイアスを発生するバイアス発生器５４とバイアスを蒸
気流量指令に印加する加算器５７からなる。 【効果】昇速制御時に蒸気流量不感帯があっても、制御
が安定に行われる。また、蒸気流量特性が線形になり、
制御性の改善が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タービン制御装置にお
ける、タービン昇速制御時の蒸気制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２はタービン制御システムの概要を示
したものである。ボイラ１で発生した蒸気は、主蒸気止
め弁２，加減弁３を通って蒸気タービン１０に供給され
る。タービン１０は、通常、高圧タービン１１，中圧タ
ービン１２，低圧タービン１３より構成されている。蒸
気は高圧タービン１１で仕事をした後、再熱器１６で再
び温度をあげられて再熱蒸気止め弁１７，インターセプ
ト弁１８を通ってさらに中圧タービン１２，低圧タービ
ン１３で仕事をし復水器１９で水となる。蒸気の仕事は
タービン１０により回転運動に変えられ発電器２０を回
し、発電機により発生した電力を電力系統に供給する。
タービン制御装置２２はタービン１０の回転数，負荷な
どを制御する。タービン１０の回転軸に取り付けられて
いる歯車１４の回転数を速度検出器１５により検出す
る。また、タービンの負荷は、電力変換器２１により検
出される。これらの検出された信号は、制御装置２２の
入力部２３に送られ、演算部２５で処理される。演算部
では、タービンの回転数，負荷などを制御するため、イ
ンターセプト弁１８，加減弁３など複数弁の弁位置を演
算し、その位置になるよう各弁を駆動する。弁の駆動信
号は出力部２４によりインターセプト弁駆動ユニット
９，加減弁駆動ユニット７など各弁の駆動ユニットに送
られ弁を駆動する。弁の動きはインターセプト弁位置検
出器８，加減弁位置検出器６など各弁の位置検出器によ
り検出され、制御装置２２の入力部２３にフィードバッ
クされて、弁の位置を定位化する。

【０００３】図３は、制御装置２２の構成の中からター
ビン昇速制御回路について示したものである。タービン
回転数は速度検出器１５により検出される。検出された
実速度信号Ｎは、加速度演算器５１によって実加速度ａ
に変換され、目標加速度設定器５０で設定される目標加
速度信号ａ₀ と比較部５２で比較され、その偏差量Δａ
(Δａ＝ａ₀−ａ）は比例積分演算器５３へ伝えられる。
比例積分演算器では、先の偏差量Δａを比例積分演算す
る事により蒸気流量指令Ｅ_L をつくり蒸気流量指令−弁
開度指令変換器５８を経て比較部５９へ伝えられる。比
較部５９では蒸気制御弁３の弁位置フィードバック信号
と比較され、その偏差信号は、調節制御部４０により弁
駆動信号に変えられ、弁駆動ユニット７により蒸気制御
弁３の開度を調整する。蒸気制御弁の開度は、弁位置検
出器６により検出され、位置変換部４１を経て開度検出
値Ｕとしてフィードバックされ前述の比較部５９に与え
られる。この時、目標加速度ａ₀ と実加速度ａの偏差Δ
ａがφの場合、比例積分演算器５３の出力である、蒸気
流量指令Ｅ_L は変化しないが、偏差が生じΔａがφでな
くなると、偏差量に応じて、蒸気流量指令Ｅ_L は偏差量
Δａがφになるように蒸気制御弁を制御する信号を出
し、弁が制御され、タービンへ流入する蒸気量が変化
し、タービンの回転数が変化し、それによって実加速度
が変化し、目標加速度ａ₀ に実加速度ａは追従してゆき
安定した昇速制御が行われる。

【０００４】一般に弁の開度−蒸気流量特性は非線形で
あるため、蒸気流量指令Ｅ_L をそのまま開度指令とする
と制御が不安定となってしまう。そこで、蒸気流量指令
Ｅ_Lを図４，図５の様な蒸気流量指令−弁開度特性をも
とに弁の開度指令へと変換することで補正を行ってい
る。タービンの昇速時は、タービンが無負荷であるた
め、タービンへ流入する蒸気の行う仕事は殆どタービン
を昇速するためだけに作用するため、タービンを停止状
態から定格回転数まで上昇させたとしても蒸気流量指令
は３％程度で済んでしまう。つまり、昇速制御時の制御
の範囲では蒸気流量指令は０〜３％程度しか変化しな
い。またその時実際の弁開度ｌ′は数mm程度しか変化し
ない。このように狭い範囲で制御を行う昇速制御では、
弁の経年変化によるがた，フリクションによる蒸気流量
不感帯が存在した場合に、規定の目標加速度を得るため
に弁を開いても蒸気流量が増えないため、再び、弁の開
度を増すような制御をしばらく続けてしまい、制御が非
常に不安定になってしまうことがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術でも延べたよ
うに、昇速制御時の弁開度−蒸気流量指令に本体機器の
経年変化などによるがた，フリクションが存在すると通
常の制御では非常に不安定になってしまう。

【０００６】本発明の目的は、安定な昇速制御を行うこ
とが出来るタービン制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、制御が
不感帯に入ったことを検出し、補正を行う所にある。こ
の補正により安定した制御を行うことが可能となる。不
感帯を検知する機能と補正を行う機能は関数等を用いて
一度に行うようにしても良い。

【０００８】

【作用】昇速制御時、本体機器にがたおよびフリクショ
ンによる蒸気流量不感帯が存在しても、制御がこの不感
帯に入ったことを検出し、補正を加えることにより蒸気
流量指令と蒸気流量の特性が線形になり、制御が不安定
になるのを防ぐことが出来る。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を以下図１，図６，図７を用
いて説明する。

【００１０】図６は蒸気流量指令Ｅ_L と蒸気流量Ｑの特
性をあらわしている。図中の破線ａは不感帯のない場合
の特性、曲線ｂは本体機器のがた，フリクションによる
不感帯のある場合の特性を示している。図７はその時の
回転数特性を示す。このような不感帯が存在するとし
て、実施例を説明する。

【００１１】図１は図３で示される従来の昇速制御回路
に本発明を付加したものである。但し、図３上の比較部
５９以降は省略してある。従来例と同様、速度検出器１
５でタービンの速度を検出し、加速度演算器５１にて実
加速度ａを得る。目標加速度設定器５０で目標加速度ａ
₀ を設定し、実加速度との偏差Δａを比較部５２で求
め、比例積分演算器５３で、先の偏差Δａを比例積分演
算し蒸気流量指令Ｅ_L を得ている。本発明により付加さ
れたのは、図６，図７のＥ_L2−Ｅ_L1に等しい値が設定し
てあるバイアス発生器５４、常に、Ｅ_L とＥ_L1の値を較
べＥ_L ≧Ｅ_L1となったならばスイッチ５６を閉じる働き
をもつ比較器５５及びスイッチ５６である。ここでＥ_L1
とは図６曲線ｂにおいて弁の特性が不感帯になりはじめ
た時の蒸気流量指令値であり、Ｅ_L2とは図６曲線ｂで弁
の特性が不感帯より直線（比例）となる所の蒸気流量指
令値のことである。さらに比較器５５の比較しているＥ
_L1および、バイアス発生器５４のＥ_L2−Ｅ_L1の値は弁の
蒸気流量−蒸気流量指令特性を定期的に調べその特性よ
り図６の曲線ｂのようにＥ_L1，Ｅ_L2を求めその値をもと
に設定されている。

【００１２】本発明により、蒸気流量指令値Ｅ_L が図
６，図７で曲線ｂが不感帯となっている範囲（Ｅ_L1〜Ｅ
_L2）以上、つまり、Ｅ_L ≧Ｅ_L1となった時に蒸気流量指
令値Ｅ_L にバイアス（Ｅ_L2−Ｅ_L1）を加え蒸気流量指令
値Ｅ_L′ とし、それを蒸気流量指令−弁開度変換器５８
の入力とし、その出力により弁位置を決定している。図
１において比較器５５，バイアス発生器５４，スイッチ
５６は図９のような特性をもつ関数を用い図８の関数６
０のようにおきかえることが出来る。関数６０の入力Ｘ
がＥ_L をこえると出力ＹがＥ_L2−Ｅ_L1となり加算器５７
によりＥ_Lの値にバイアスＥ_L2−Ｅ_L2が加えられる。

【００１３】また、図３の蒸気流量指令−弁開度指令変
換器５８の特性を図１０のようにすれば、先の実施例
１，２と同様の効果が得られる。ここで図１０のｌ″は
弁の特性が不感帯の範囲（Ｅ_L1〜Ｅ_L2）の弁開度の幅で
ある。このｌ″も定期的に弁の特性を調べることにより
与えられる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば昇速制御時に蒸気流量不
感帯が弁の特性に存在しても、安定した昇速制御が行え
る。また、さらに本発明によれば、弁の特性が線形とな
り制御性が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図。

【図２】タービン制御システムの系統図。

【図３】従来のタービン制御装置のタービン昇速制御回
路。

【図４】蒸気流量指令−弁開度指令変換器５８の特性
図。

【図５】図４における蒸気流量指令が０〜３％付近の特
性図。

【図６】昇速制御範囲に蒸気流量不感帯があった場合の
蒸気流量の特性図。

【図７】図６と同じ場合の回転数特性図。

【図８】その他の実施例のブロック図。

【図９】その他の実施例の特性図。

【図１０】その他の実施例２において蒸気流量指令−弁
開度指令変換器に補正機能をもたせる場合の特性図。

【符号の説明】

１５…速度検出器、５０…目標加速度設定器、５１…加
速度演算器、５２…比較部、５３…比例積分演算器、５
４…バイアス発生器、５５…比較器、５６…スイッチ、
５７…加算器、５８…蒸気流量指令−弁開度指令変換
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】目標加速度設定器，タービン速度検出器，
   タービン速度からタービンの加速度を求める加速度演算
   器，比例積分演算器、及び蒸気制御弁を駆動する機能を
   有し、目標加速度とタービン加速度の偏差を比例積分演
   算し、その結果に応じて蒸気制御弁を駆動し、弁の開度
   を制御することにより、タービンへ流入する蒸気量を変
   化させ、タービンの加速度が目標加速度となるよう昇速
   制御を行う装置において、経年変化などで生じたがた及
   びフリクションにより弁開度−蒸気流量特性に不感帯が
   ある蒸気制御弁を用いてタービンの昇速を行う際に、前
   記不感帯がタービン昇速制御範囲に存在した場合に、昇
   速制御が不安定となるのを抑制するため、先の比例積分
   演算器の演算結果に補正を加える回路と、補正を加える
   条件を判定する回路を設けたことを特徴とするタービン
   制御装置。