JPH0781684B2

JPH0781684B2 - ボイラ負荷配分制御装置

Info

Publication number: JPH0781684B2
Application number: JP61065915A
Authority: JP
Inventors: 和男広井; 隆白居
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: JPS62223505A

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、並列運転される複数のボイラの燃焼制御に利
用されるボイラ負荷配分制御装置の改良に関する。

（従来の技術）一般に、工場等で使用されるボイラシステムは複数のボ
イラが並列運転されており、蒸気の消費量に対応して良
好な効率が得られるようにボイラの大きさ等にしたがっ
て負荷配分比率を設定し、各ボイラはこの負荷配分比率
に基いて運転制御されるものとなっている。

第３図は並列運転される複数（ｎ）台のボイラ11〜1nに
対する従来のボイラ負荷配分制御装置の構成を示す系統
図である。この装置は、各ボイラ11〜1nにそれぞれ設け
られた蒸気流量検出器21〜2nにより各ボイラ11〜1nの発
生蒸気流量を検出し、これら蒸気流量検出器21〜2nの検
出信号を第１の加算器３にて加算した後、総蒸気流量信
号として第２の加算器４に入力する。一方、各ボイラ11
〜1nが接続される共通の蒸気溜における代表点の蒸気圧
力を蒸気圧力検出器５により検出し、検出信号を蒸気圧
力調節手段６のフィードバック信号として入力する。そ
して、所望の蒸気圧力設定値と比較して実際の蒸気圧力
が所望の蒸気圧力と一致するように調節演算し、この蒸
気圧力調節手段の出力信号を前記第２の加算器４に導い
て前記総蒸気流量信号に加算する。次いで、この第２の
加算器４の出力信号を良好な効率が得られるように負荷
配分係数α₁〜α_nが設定される係数手段71〜7nに導き、
上記負荷配分係数α₁〜α_nを乗じて各ボイラ11〜1nへの
発生蒸気流量指令信号を得、この指令信号を各ボイラ11
〜1nに導いて燃焼量を制御することにより、各ボイラ11
〜1nの発生蒸気流量を調節するものとなっている。

しかるに、上述した従来の負荷配分制御装置において
は、並列運転している各ボイラ11〜1nの動特性や効率の
相違によって発生蒸気流量指令値に対しズレを生じるこ
とがあり、負荷変化に対して正確に追従するのは困難で
あった。すなわち、応答が早いボイラは発生蒸気流量指
令値に対して多くの蒸気を発生し、応答の遅いボイラは
指令値に対して少ない蒸気を発生した状態で平衡する。
このため、たとえ効率が最高となるように発生蒸気流量
指令値を出力しても、この指令値に対するズレ分だけ効
率は低下していた。また、応答の早いボイラに対して発
生蒸気流量指令値が100％近傍の場合は、定格100％を越
えてオーバーロードを招くおそれがあった。

一方、最近では第４図に示す如く各係数手段71〜7nの出
力をそれぞれ蒸気流量調節手段81〜8nのフィードバック
信号として入力し、前記蒸気流量検出器21〜2nの検出出
力と比較して調節演算し、その出力を発生蒸気流量指令
信号として各ボイラ11〜1nに導くことにより各ボイラの
蒸気発生量を調節する負荷配分制御装置が提案されてい
る。

しかるに、この装置においては、係数手段71〜7nの出力
を常に実発生蒸気量に基いて調節しているので、ボイラ
11〜1nの応答の遅れによる制御の行き過ぎ等により指令
値は振動してしまい不安定となる。したがって、前述し
た従来装置における問題点を何等解決するものではなか
った。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、負荷変化に対して、各ボイラの蒸気流
量をオーバーシートや振動的とならないように安定にか
つ安全にしかも正確に追従制御することができ、高効率
運転が可能な極めて信頼性の高いボイラ負荷配分制御装
置を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決し目的を達成するために、
並列運転される複数のボイラのそれぞれの実発生蒸気流
量を加算して得られるレベル信号と前記各ボイラにおけ
る代表点の蒸気圧力を所定値となるように制御する蒸気
圧力調節出力信号とを加算手段により加算合成し、この
加算手段の出力信号に所望の負荷配分係数を乗じること
により各ボイラの発生蒸気流量指令信号を算出すると共
に、この算出された発生蒸気流量指令信号を蒸気流量調
節手段の目標信号とし当該ボイラの実発生蒸気流量信号
をプロセス変数として調節演算を実行して蒸気流量調節
信号を出力し、この蒸気流量調節信号に基いて前記発生
蒸気流量指令信号を補正し、この補正された信号に基い
て当該ボイラの発生蒸気流量を追従制御するようにした
ものである。

（作用）このような手段を講じたことにより、当該ボイラの発生
蒸気流量指令信号と実際の発生蒸気流量信号との間に偏
差が生じた場合には、速やかにこの偏差分が補正され、
安定した追従制御がなされる。

（実施例）第１図は本発明を複数（ｎ）台のボイラ11〜1nが並列運
転されるボイラシステムに適用した一実施例の構成を示
す系統図である。本実施例では、第３図に対して、各係
数手段71〜7nの出力信号、すなわち負荷配分指令である
各ボイラ11〜1nへの発生蒸気流量指令信号を目標信号と
し、当該ボイラ11〜1nに設けられた蒸気流量検出器21〜
2nの検出信号すなわち実発生蒸気流量信号をフィードバ
ック信号として入力し、PID制御によって比較調節演算
を行なう蒸気流量調節手段111〜11nと、前記各蒸気流量
指令信号をそれぞれ入力すると共に当該蒸気流量調節手
段111〜11nからの出力信号を入力し、蒸気流量指令信号
に対して当該蒸気流量調節手段111〜11nからの出力信号
を加算することにより、実発生蒸気流量信号が蒸気流量
指令信号と一致するように補正する補正手段121〜12nと
を付加したものであり、これら以外は第３図と同様であ
るので、同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省
略する。なお、蒸気流量調節手段はボイラの特性に応じ
て不連続で動作するものであり、すなわち、発生蒸気流
量指令信号は間欠的に補正されるものとなっている。

次に、本装置の動作について説明する。各ボイラ11〜1n
にて発生した蒸気流量は、それぞれの蒸気流量検出器21
〜2nにて検出され、これら蒸気流量検出器21〜2nの出力
信号すなわち実発生蒸気流量信号は第１の加算器３にて
加算合成された後、第２の加算器４に入力される。ま
た、前記各ボイラ11〜1nに対する代表点蒸気圧力を検出
する蒸気圧力検出器５の検出信号をフィードバック信号
とし、所望の蒸気圧力設定値と比較して実際の蒸気圧力
が所望の蒸気圧力と一致するように調節演算する蒸気圧
力調節手段の出力信号も上記第２の加算手段４に入力さ
れ、この蒸気圧力調節信号と総蒸気流量信号とが加算さ
れる。その後、この第２の加算器４の出力信号はそれぞ
れのボイラ11〜1nに対応する係数手段71〜7nに入力さ
れ、負荷配分係数α₁〜α_nが乗じられて発生蒸気流量指
令信号となり、蒸気流量調節手段111〜11nおよび補正手
段121〜12nに入力される。上記流量調節手段111〜11nに
おいては、例えば一定時間毎に上記発生蒸気流量指令信
号を目標信号とし、当該蒸気流量検出器21〜2nから出力
される実発生蒸気流量信号をフィードバック信号として
比例調節演算が行なわれ、その出力信号は前記補正手段
121〜12nに入力される。そして、この補正手段121〜12n
にてそれぞれの発生蒸気流量指令信号に加算され、各発
生蒸気流量指令信号と実発生蒸気流量信号とが一致する
ように補正される。その後、これら補正された発生蒸気
流量指令信号はそれぞれのボイラ11〜1nに導入され、こ
の指令信号に基いて各ボイラ11〜1nの燃焼量が制御され
て蒸気発生量が調節される。

上述したように、本実施例のボイラ負荷配分制御装置に
おいては、係数手段71〜7nにて算出された負荷配分指令
であるボイラの発生蒸気流量指令信号を直接フィードフ
ォワードしておき、蒸気流量調節手段111〜11nにより発
生蒸気流量指令信号と実発生蒸気流量とが等しくなるよ
うに補正制御するようにしたものである。

従って、各ボイラ11〜1nの動特性や効率の相違によって
発生蒸気流量指令値と実発生蒸気流量との間にズレが生
じてもこのズレは速やかに補正され、各ボイラ11〜1nは
指令値に対して振動することなく安定に追従制御され
る。その結果、各係数手段71〜7nの負荷配分係数α₁〜
α_nを最良な効率が得られるように設定することによ
り、高効率運転が可能となる。また、応答の遅いボイラ
を蒸気発生流量指令値が100％近傍で運転させても、オ
ーバーロードするおそれはなく安全である。

さらに、負荷配分指令であるボイラの発生蒸気流量指令
信号が決まると、操作量である補正手段121〜12nの出力
信号が即決まる。

以上により、負荷変化に対して、各ボイラ11〜1nの蒸気
流量を、オーバーシートや振動的とならないように安定
にかつ安全にしかも正確に追従制御することが可能とな
る。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
例えば、前記実施例ではPID制御によって比較調節演算
を行なう蒸気流量調節手段を用いて補正量を算出する場
合を示したが、第２図に示す如く比例制御演算手段211
〜21nにより発生蒸気流量指令信号と実発生蒸気流量信
号との偏差を求め、この偏差出力をタイマ221〜22nによ
り間欠的に接続制御されるリレー231〜23nを介して出力
し、速度／位置変換型の積分要素MVSを加算して補正量
として補正手段121〜12nに与えるようにしてもよい。ま
た、上記タイマ221〜22nの代りに、偏差出力のレベル変
化量をレベル変化量算出手段241〜24nにて算出し、この
レベル変化量が大きいときリレー231〜23nを駆動させる
ようにしてもよく、さらに、このレベル変化量による制
御とタイマ221〜22nによる制御とを組合わせるようにし
てもよい。また、前記実施例では不連続に動作する蒸気
流量調節手段111〜11nを用いて間欠的に補正する場合を
示したが、連続的に補正するようにしてもよい。ただ
し、この場合は各ボイラ11〜1nの応答遅れ等により制御
が不安定なものとなるおそれはある。このほか本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿
論である。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、算出された負荷配
分指令（ボイラの発生蒸気流量指令）を直接フィードフ
ォワードしておき、蒸気流量調節手段により負荷配分指
令（ボイラの発生蒸気流量指令）と実発生蒸気流量とが
等しくなるように補正制御するようにしたので、負荷変
化に対して、各ボイラの蒸気流量をオーバーシートや振
動的とならないように安定にかつ安全にしかも正確に追
従制御することができ、高効率運転が可能な極めて信頼
性の高いボイラ負荷配分制御装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す系統図、第２図
は本発明の変形例の主要部を示す系統図、第３図および
第４図は従来装置を示す系統図である。 11〜1n……ボイラ、21〜2n……蒸気流量検出器、3,4…
…第1,第２の加算手段、５……蒸気圧力検出器、６……
蒸気圧力調節手段、71〜7n……係数手段、111〜11n……
蒸気流量調節手段、121〜12n……補正手段、211〜21n…
…比例制御手段、221〜22n……タイマ、231〜23n……リ
レー、241〜24n……レベル変化量算出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】並列運転される複数のボイラのそれぞれの
発生蒸気流量を所定の負荷配分値に基いて制御するボイ
ラ負荷配分制御装置において、前記各ボイラのそれぞれ
の実発生蒸気流量を加算して得られるレベル信号と前記
各ボイラにおける代表点の蒸気圧力を所定値となるよう
に制御する蒸気圧力調節出力信号とを加算合成する加算
手段と、この加算手段の出力信号に所望の負荷配分係数
を乗じることにより各ボイラの発生蒸気流量指令信号を
算出する算出手段と、この算出手段により算出された発
生蒸気流量指令信号を目標信号とし当該ボイラの実発生
蒸気流量信号をプロセス変数として調節演算を実行し蒸
気流量調節信号を出力する蒸気流量調節手段と、この蒸
気流量調節手段の出力信号に基いて前記算出手段により
算出された発生蒸気流量指令信号を補正する補正手段と
を具備し、この補正手段の出力信号に基いて当該ボイラ
の発生蒸気流量を追従制御するようにしたことを特徴と
するボイラ負荷配分制御装置。
【請求項２】前記蒸気流量調節手段は、間欠的に調節演
算を実行するものであることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載のボイラ負荷配分制御装置。