JPH07332602A - 蒸気温度予測制御装置 - Google Patents

蒸気温度予測制御装置

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JPH07332602A
JPH07332602A JP6125179A JP12517994A JPH07332602A JP H07332602 A JPH07332602 A JP H07332602A JP 6125179 A JP6125179 A JP 6125179A JP 12517994 A JP12517994 A JP 12517994A JP H07332602 A JPH07332602 A JP H07332602A
Authority
JP
Japan
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steam temperature
correction amount
flow rate
control device
boiler
Prior art date
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Pending
Application number
JP6125179A
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English (en)
Inventor
Shinichi Miyamoto
慎一 宮元
Kenji Katsuki
謙二 香月
Satoshi Iwasaki
聡 岩崎
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 火力発電用ボイラプラントの蒸気温度予測制
御装置に関し、蒸気温度偏差を小さくする。 【構成】 プラントデータ2はプラントデータ入力手段
10で受信され、蒸気温度予測手段20でボイラ近似モ
デルより主蒸気温度予測値240と再熱蒸気温度予測値
250が求められ、補正量計算手段30に渡す。計算手
段30ではこれら予測値より燃料流量補正量31、SH
スプレー流量調節弁開度補正量32、ガス再循環ダンパ
開度補正量33を求め補正量出力手段40へ送り、ここ
で出力を調整して補正量41,42,43として出力す
る。この補正量41,42,43をボイラ制御装置の操
作量に加えることにより主蒸気、再熱蒸気温度偏差を小
さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は火力発電用ボイラの蒸気
温度予測制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の火力発電用ボイラの蒸気予測制御
装置の制御系統ブロック図を図8に示す。図のように従
来の蒸気温度予測制御装置は水冷壁出口温度50(以
下、WW出口温度とする)とWW出口温度設定値51と
の偏差、主蒸気温度52と主蒸気温度設定値53との偏
差、過熱低減器出口温度54と過熱低減器入口温度55
との偏差及び再熱器蒸気温度56と再熱器蒸気温度指令
57との偏差から図示のように流量弁開度指令58、S
H,RHスプレー流量調節弁開度指令59,60、ガス
再循環ダンパ開度指令61を設定し、燃料流量調節弁、
SHスプレー流量調節弁、ガス再循環ダンパを操作して
いた。
【0003】まず、燃料流量は次のように決定する。ボ
イラ入力指令70(以下、BIDとする)からWW温度
設定値51を決定しWW温度設定との偏差に比例ゲイン
を乗じたものと、BIDから主蒸気温度設定値53を決
定し、主蒸気温度の実測値との偏差(主蒸気温度偏差)
に比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインを乗じたものの
和(PID制御)とを足し込んで水燃比71を決定す
る。水燃比71にベース燃料指令72を足し込み燃料流
量指令73とし、実燃料流量74との偏差をPI制御に
より燃料流量調節弁により一致させる。
【0004】次に、SHスプレー流量は次のように決定
する。SHスプレー前温度とSHスプレー後温度との差
とSHスプレー温度偏差設定値80との差(ΔDSD
T)81と主蒸気温度偏差82に足し込み、これに比例
ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインを乗じたものの和をS
H入口温度設定83とし、これがSHスプレー後温度に
等しくなるようPI制御を行なう。
【0005】最後に、ガス再循環ダンパ開度は次のよう
に決定する。発電量から再熱器蒸気温度指令57を決定
し、再熱蒸気温度56の実測値がこの値になるよう、ガ
ス再循環ダンパをPI制御する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で示した蒸
気温度制御装置では主蒸気偏差、再熱蒸気温度偏差が生
じてからSHスプレー流量、ガス再循環ダンパ開度、燃
料流量を変化させていたが、火力発電用ボイラでは時定
数が大きいため温度偏差が大きくなるという問題があっ
た。また、PID制御における微分動作の位相進みの機
能により予測的な信号は作ることができるが、この場合
正しく得られるとは限らない。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、プラントデータを入力して、これら
データを基に主蒸気温度と再熱蒸気温度の予測値を求
め、これら予測温度によりSHスプレー流量指令、燃料
流量指令、ガス再熱循環ダンパ開度指令の補正量を求
め、出力する手段を有する予測制御装置とし、ボイラ制
御装置にこれら補正量を加えることにより、主蒸気温度
及び再熱蒸気温度偏差を小さくすることを可能とする構
成とする。
【0008】即ち、本発明は、火力発電用ボイラにおけ
る発電機出力、給水流量、SHスプレー流量、ガス再循
環ダンパ開度などの操作量、等のプラントデータを受信
するプラントデータ入力手段と、同プラントデータ入力
手段からのプラントデータを入力し主蒸気温度を予測す
る主蒸気温度予測モデル及び再熱蒸気温度を予測する再
熱蒸気温度予測モデルとを備えた蒸気温度予測手段と、
同蒸気温度予測手段で予測された前記主蒸気温度及び再
熱蒸気温度とからSHスプレー流量指令、燃料流量指
令、ガス再循環ダンパ開度指令の操作量に加える補正量
を決定する補正量計算手段とを具備してなり、これら補
正量をボイラ制御装置の操作量に加え、主蒸気温度偏
差、再熱蒸気温度偏差の低減を可能にすることを特徴と
する蒸気温度予測制御装置を提供する。
【0009】
【作用】本発明は前述のような手段によりつぎのように
作用し、燃料流量補正量、SHスプレー流量調節弁開度
補正量、ガス再循環ダンパ開度補正量を決定する。
【0010】プラントデータ入力手段がプラントデータ
を受信し、それらを蒸気温度予測手段に渡す。蒸気温度
予測手段は与えられたプラントデータとボイラモデルか
ら主蒸気温度と再熱蒸気温度の予測値を計算し、これら
予測値を補正量計算手段に渡す。補正量計算手段はこれ
ら予測値と設定値より補正量を計算し、補正量送信手段
等を介してこれら補正量をボイラ制御装置に送信する。
【0011】ボイラ制御装置では、これら補正量を操作
量に上乗せすることにより主蒸気温度偏差と再熱蒸気温
度偏差を小さくすることが可能となり、正確な燃料流量
弁の開度指令、SHスプレー流量調節弁開度指令、ガス
再循環ダンパ開度指令がなされる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図1は本発明の一実施例に係る蒸気温度
予測制御装置の全体ブロック図、図2は図1における蒸
気温度予測手段における操作過剰量モデルの図、図3は
同じく蒸気温度予測手段における主蒸気温度モデルのブ
ロック図、図4は同じく蒸気温度予測手段における再熱
蒸気温度モデルのブロック図である。図5は図1におけ
る補正量計算手段のブロック図である。
【0013】図1において、蒸気温度予測制御装置1は
まず、プラントデータ入力手段10がボイラ制御装置か
らプラントデータ2を受信する。プラントデータとして
は、図示のように、給水流量、燃料流量、ガス再循環ダ
ンパ開度、SHスプレー流量、発電機出力、主蒸気出
力、等であり、これらの受信データを〔表1〕に示す。
【0014】
【表1】
【0015】プラントデータ入力手段10はデータを受
け取った後、データのレンジチェックを行なった後、蒸
気温度予測手段20に渡す。
【0016】蒸気温度予測手段20は与えられたプラン
トデータと図2〜図4に示すようなボイラモデルから主
蒸気と再熱蒸気の蒸気温度の予測値を計算し、予測値を
補正量計算手段30に渡す。
【0017】ボイラモデルとしては、図2に示すように
操作過剰量モデル21、図3に示す主蒸気温度モデル2
2、図4に示す再熱蒸気温度モデル23からなる。
【0018】操作過剰量モデル21は、図2に示すよう
にプラントデータからボイラ負荷標準操作量モデル21
1により、燃料過剰量(F)、ガス再循環ダンパ過剰量
(G)、SHスプレー過剰量(S)、ボイラ負荷(B)
を決定する。
【0019】主蒸気温度モデル22は図3に示すように
煙道蒸発器出口蒸気温度モデル(TWWO)221、1
次SH出口蒸気温度モデル(T1SO)222、2次S
H入口蒸気温度モデル(T2SI)223、2次SH出
口蒸気温度モデル(T2SO)224からなり、モデル
221では、G,S,F,Bの各値より蒸気温度TWW
Oを求め、モデル222では、このTWWOとG,F,
Bとにより蒸気温度T1SOを求め、モデル223で
は、このT1SOとSHスプレー流量とで蒸気温度T2
SIを求め、モデル224において、このT2SIと
G,F,Bとにより2次SH出口蒸気温度T2SOを求
め、主蒸気温度予測値240を出力する。
【0020】再熱蒸気温度モデル23は図4に示すよう
に1次RH出口蒸気温度(T1RO)モデル231、2
次RH入口蒸気温度(T2RI)モデル232、2次R
H出口蒸気温度モデル(T2RO)233からな、モデ
ル231では、G,F,Bから蒸気温度T1ROを求
め、モデル232においては、このT1ROとRHスプ
レー流量とより蒸気温度T2RIを求め、モデル233
において、このT2RIとG,F,Bとより2次RH出
口蒸気温度T2ROを求め、再熱蒸気温度予測値250
として出力する。
【0021】これらのそれぞれのモデルの詳細は一次遅
れ、関数テーブル、比例ゲインなどからなり、一例とし
て2次SH出口蒸気温度モデル224を図5に示す。図
において、G,Fの値はそれぞれ、比例ゲイン(P)、
一次遅れ(LAG)をほどこし、加算され、Bは関数テ
ーブル(FX)、減算回路、一次遅れ(LAG)を経て
前者のG,Fに加算され、T2SIの値が一次遅れ(L
AG)を経てこれらに加算されて2次SH出口蒸気温度
(T2SO)として出力する。
【0022】蒸気温度予測手段20では、このボイラモ
デルにより給水流量、燃料流量、ガス再循環ダンパ開
度、SHスプレー流量、発電機出力がこのままT秒(例
えば20秒)同じ値をとった場合の挙動をシミュレート
し、プラントT秒先の主蒸気温度、再熱蒸気温度を計算
する。この主蒸気温度予測値240、再熱蒸気温度予測
値250を計算した後、これら予測値を補正量計算手段
30に渡す。
【0023】補正量計算手段30は図6のように主蒸気
温度予測値240と主蒸気温度設定値より主蒸気温度偏
差を計算し、それに定数(比例ゲイン)を乗じ、燃料流
量補正量31とSHスプレー流量調節弁開度補正量32
を計算するとともに、再熱蒸気温度予測値250と再熱
蒸気温度設定値より再熱蒸気温度偏差を計算し、それに
定数(比例ゲイン)を乗じ、ガス再循環ダンパ開度補正
量33を計算する。以上3つの補正量31,32,33
を補正量出力手段40に渡す。
【0024】補正量出力手段40は燃料流量補正量3
1、SHスプレー流量調節弁開度補正量32、ガス再循
環ダンパ開度補正量33を受け取った後、あらかじめ決
めた補正量の上下限とこれらの補正量を比較し、上下限
から逸脱している場合は、補正量を上限あるいは下限に
修正した後、燃料流量補正量41、SHスプレー補正量
42、ガス再循環ダンパ補正量43としてボイラ制御装
置に送信する。
【0025】図8は前述の蒸気温度予測制御装置1を従
来のボイラ制御装置に組込んだ適用例で、ボイラ制御装
置は前述の燃料流量補正量41、SHスプレー補正量4
2、ガス再循環ダンパ補正量43をこの蒸気温度予測制
御装置1から受取り、操作量に上乗せする形で加える。
【0026】以上説明の実施例の作用を要約すると、プ
ラントデータ入力手段10がプラントデータを受信し、
それを蒸気温度予測手段20に渡す。蒸気温度予測手段
20は与えられたプラントデータとボイラモデルから主
蒸気温度の予測値240、再熱蒸気温度予測値250を
計算し、これら予測値を補正量計算手段30に渡す。補
正量計算手段30は予測値と設定値より燃料流量、SH
スプレー流量調節弁開度及びガス再循環ダンパ開度の各
補正量31,32,33を計算し、補正量出力手段40
にこれら補正量を渡す。補正量出力手段40はこれら補
正量を調整し、補正量41,42,43としてボイラ制
御装置に送信する。
【0027】これらの補正量41,42,43を上乗せ
したボイラ制御装置は、従来の制御方式では偏差が生じ
てから制御を行なうため、主蒸気温度、再熱蒸気温度の
偏差が大きかったが、プラントの挙動を予測し、先行的
に操作量を調整することにより、主蒸気温度、再熱蒸気
温度の偏差を小さく抑えることができる。
【0028】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
においては、プラントデータより主蒸気及び再熱蒸気温
度を予測し、これらの予測温度よりSHスプレー流量指
令、燃料流量指令、ガス再循環ダンパ開度指令の補正量
を求めて出力する蒸気温度予測制御装置とし、これら補
正量をボイラ制御装置の操作量に上乗せするようにした
ので、従来の制御方式では偏差が生じてから制御を行な
うため、主蒸気温度、再熱蒸気温度の偏差が大きかった
が、プラントの挙動を予測し、先行的に操作量を調整す
ることにより、主蒸気温度、再熱蒸気温度の偏差を小さ
く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る蒸気温度予測制御装置
の全体ブロック図である。
【図2】図1における蒸気温度予測手段の内部の操作量
過剰モデルの詳細図である。
【図3】図1における蒸気温度予測手段の内部の主蒸気
温度モデルのブロック図である。
【図4】図1における蒸気温度予測手段の内部の再熱蒸
気温度モデルのブロック図である。
【図5】図3における2次SH出口蒸気温度モデルの内
部のブロック図である。
【図6】図1における補正量出力手段の詳細なブロック
図である。
【図7】本発明の一実施例の蒸気温度予測制御装置を従
来のボイラの蒸気温度予測制御装置に組み込んだ場合の
ブロック図である。
【図8】従来のボイラの蒸気温度予測制御装置のブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1 蒸気温度予測制御装置 2 プラントデータ 10 プラントデータ入力手段 20 蒸気温度予測手段 21 操作過剰量モデル 22 主蒸気温度モデル 23 再熱蒸気温度モデル 30 補正量計算手段 40 補正量出力手段 41 燃料流量補正量 42 SHスプレー補正量 43 ガス再循環ダンパ補正量 211 ボイラ負荷標準操作量モデル 221 煙道蒸発器出口蒸気温度 222 1次SH出口蒸気温度 223 2次SH入口蒸気温度 224 2次SH出口蒸気温度 231 1次RH出口蒸気温度 232 2次RH入口蒸気温度 233 2次RH出口蒸気温度 240 主蒸気温度予測値 250 再熱蒸気温度予測値

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 火力発電用ボイラにおける発電機出力、
    給水流量、SHスプレー流量、ガス再循環ダンパ開度な
    どの操作量、等のプラントデータを受信するプラントデ
    ータ入力手段と、同プラントデータ入力手段からのプラ
    ントデータを入力し主蒸気温度を予測する主蒸気温度予
    測モデル及び再熱蒸気温度を予測する再熱蒸気温度予測
    モデルとを備えた蒸気温度予測手段と、同蒸気温度予測
    手段で予測された前記主蒸気温度及び再熱蒸気温度とか
    らSHスプレー流量指令、燃料流量指令、ガス再循環ダ
    ンパ開度指令の操作量に加える補正量を決定する補正量
    計算手段とを具備してなり、これら補正量をボイラ制御
    装置の操作量に加え、主蒸気温度偏差、再熱蒸気温度偏
    差の低減を可能にすることを特徴とする蒸気温度予測制
    御装置。
JP6125179A 1994-06-07 1994-06-07 蒸気温度予測制御装置 Pending JPH07332602A (ja)

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Effective date: 20021217