JPH09158704A - タービン軸受油温度制御装置 - Google Patents

タービン軸受油温度制御装置

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JPH09158704A
JPH09158704A JP31995795A JP31995795A JPH09158704A JP H09158704 A JPH09158704 A JP H09158704A JP 31995795 A JP31995795 A JP 31995795A JP 31995795 A JP31995795 A JP 31995795A JP H09158704 A JPH09158704 A JP H09158704A
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JP
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temperature
oil
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turbine
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JP31995795A
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Kiyotaka Nakajima
清隆 中島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】タービンの回転の上昇・下降に伴う、タービン
の軸受油の温度の不安定を防止する。 【解決手段】本発明のタービン軸受油温度制御装置は、
タービンの軸受へ供給する油を冷却する油冷却器と、前
記油冷却器へ供給する冷却水の流量を調節する調節弁
と、前記油冷却器の出口の油温度を検出する油温度検出
器と、前記タービンのターニング運転時、又は、タービ
ントリップで且つ前記タービンの軸受から前記油冷却器
へ戻る油の温度が規定値以下の時、前記油温度の信号と
前記設定温度の信号とから形成される信号を比例演算し
て得た信号に基づいて、前記調節弁の開閉動作を制御す
る温度調節計とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービン軸受油温
度制御装置に係り、特に発電プラント等のガスタービ
ン,蒸気タービン,発電器等のタービン軸受油温度制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】タービン軸受油温度制御装置は、タービ
ンの運転状態に応じて、常に、最適な温度になるように
給油温度を制御し、タービン軸受に潤滑油を供給しよう
とするものであり、その制御方式には種々のものが発表
されている。例えば、特開昭60−108505号公報「タービ
ン給油温度制御装置」がある。タービンの運転は、停
止,ターニング運転,昇速(又は降速)運転,定格運転
の四つの運転状態に分けられる。停止中は軸受への給油
は不要であるが、タービンを運転(回転)する場合に
は、タービン軸受部に潤滑油を供給し、軸受に油膜を形
成する必要がある。ターニング運転時は毎分数回転(大
容量機の場合)と非常に低速であるのに対し、定格運転
時は毎分1500〜3600回転(大容量機の場合)と
非常に高速である。このため、ターニング運転時には低
温(例えば30℃)の軸受油を供給し、定格運転時には
高温(例えば46℃)の軸受油を供給する方式が採用さ
れている。プラントを停止する際には、タービンは定格
回転数より降速し、やがてターニング運転へと運転条件
が変化するが、これに伴って、タービン軸受油温度制御
装置でも、温度調節計の設定温度(制御目標値)を自動
的に、例えば、46℃から30℃のように変化させるこ
とが一般に行われている。しかし、このように制御目標
値を変化させた場合においても、油タンクに貯えられた
油の全量が循環するまでには、数分〜十数分程度かかる
ため、温度調節計の積分動作によって、調節弁が徐々に
開度を増しやがて全開となるが、ターニングギヤ結合の
時点では、タービン軸受部での発熱も定格運転時の約1
/100以下になり、温度調節計の積分動作の遅れによ
って軸受への給油は過冷却となり、給油温度のアンダー
シュートが過大になる傾向がある。
【0003】又、ターニング運転中においては、軸受部
での発熱量が定格運転時の約1/100になると共に、
循環する給油流量も約2/3になる。このため、油温度
計測のむだ時間が大きくなり、温度調節計の積分動作に
よる弁の開きすぎ,閉じすぎが生じて、油温度制御がハ
ンチングを発生する傾向がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の方式では、ター
ビンのターニング運転中においては、油タンクより油冷
却器を経てタービン軸受部へ循環する油量が少なくなる
ため、油冷却器及び温度計測部のむだ時間が大きくな
り、制御遅れによって給油温度が上昇,下降を繰り返し
油温度が安定しないため、タービン軸振動が大きくなる
傾向がある。本発明の目的は油温度制御を安定させてタ
ーニング運転中の軸振動発生を防止することにある。
又、タービン降速時に、油温度が、過剰に低下してしま
うため、タービンが振動を発生する恐れがあったが、本
発明の目的はタービン降速時における給油温度のアンダ
ーシュートを防止してタービンの軸振動発生を防止する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のタービン軸受油温度制御装置は、タービン
の軸受へ供給する油を冷却する油冷却器と、前記油冷却
器へ供給する冷却水の流量を調節する調節弁と、前記油
冷却器の出口の油温度を検出する油温度検出器と、前記
タービンのターニング運転時、又は、タービントリップ
で且つ前記タービンの軸受から前記油冷却器へ戻る油の
温度が規定値以下の時、前記油温度の信号と前記設定温
度の信号とから形成される信号を比例演算して得た信号
に基づいて、前記調節弁の開閉動作を制御する温度調節
計とを有する。
【0006】また、本発明のタービン軸受油温度制御装
置は、前記油冷却器入口の冷却水温度を検知し、前記冷
却水の温度に応じた信号を発生する温度検出器を有し、
タービントリップで且つ前記タービンの軸受から前記油
冷却器へ戻る油の温度が規定値以下の時、前記調節弁を
規定弁開度まで急閉し、その後は比例ゲイン及び積分ゲ
インを小さく設定する。
【0007】以上の構成によれば、タービンのターニン
グ運転時、又は、タービントリップで且つ前記タービン
の軸受から前記油冷却器へ戻る油の温度が規定値以下の
時、比例制御により冷却水の調節弁を制御することによ
って積分による行き過ぎを防止することが出来る。又、
タービンがトリップ後の降速時において、給油温度がタ
ーニング時の制御目標温度に低下したことを感知した
ら、油冷却器入口油温度と、油冷却器出口油温度差を求
め、温度差が大きい場合は弁開度を大きく、温度差が小
さい場合は弁開度も小さくなるように関数計算によって
求めた所要弁開度まで、調節弁を急閉させることによっ
て、タービン降速時における給油温度のアンダーシュー
トを防止することが出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照しながら、以下に説明する。
【0009】図4は、軸受油温度制御装置の概要を示す
配管系統図である。これは、タービン41,タービン4
1の軸受42,軸受42への油を貯留する貯油タンク6
3,貯油タンク63の油を軸受42へ供給するための軸
受給油ポンプ64,軸受42へ供給する油を冷却する油
冷却器31,油冷却器31へ冷却水を供給するための冷
却水供給配管61,油冷却器31からの水を排出する冷
却水戻り配管62,軸受42へ供給する油の温度を検出
する油温度エレメント1a,油温度エレメント1aから
の信号を電気信号に変換する油温度発信器12a,油温
度発信器12aからの電気信号に基づいて温度調節計5
1,電空変換器20,油冷却器31へ供給する冷却水の
流量を制御する温度調節弁9により構成される。
【0010】図1は、本発明によるタービン軸受油温度
制御装置の制御系統図を示している。温度調節計51
は、定格運転インターロック10d,昇速運転インター
ロック10e,タービントリップインターロック信号1
0b,規定温度以下インターロック信号10c,切り替
え器3a,3c,信号設定器6a,信号設定器6b,一
時遅れ演算器7,加減演算器11a,比例積分演算器2
a,比例演算器4,OR回路70a,70b,AND回
路71により構成される。本発明の特徴的な構成である
温度調節計51の制御について、以下に説明する。尚、
本実施の形態においては、タービンの軸受42から油冷
却器31へ戻る油の温度のタービントリップ時の規定値
(規定温度)を、タービンのターニング運転時の油温度
の設定値とする。
【0011】タービンの停止からターニング運転に至
る過程 本過程においては、定格運転インターロック信号10d
と昇速運転インターロック信号10eの何れも成立しな
いため、OR回路70bの出力はOFFとなる。この
時、切り替え器3cは、信号設定器6aを選択して、タ
ーニング運転時の油温度の設定値の信号を一時遅れ演算
器7へ送る(x→y)。その後、一時遅れ演算器7に
て、一時遅れ演算され(d)、加減演算器11aに送ら
れ、油温度発信器12aからの信号aと加減演算され
(e)、比例積分演算器2aと比例演算器4へ送られ
る。一方、タービントリップインターロック信号10b
と規定温度以下インターロック信号10cの何れも成立
しないため、AND回路71の出力はOFFとなる。ま
た、ターニング運転インターロック信号10aも成立し
ないため、OR回路70aの出力はOFFとなる。この
時、切り替え器3aは、比例積分演算器2aからの信号
gを選択し、信号hを出力する。この信号hは、タイバ
ックラインにより、比例積分演算器2aにタイバックさ
れる。よって、タービンの停止からターニング運転に至
る過程においては、比例積分演算にて、温度調節弁9を
制御する。
【0012】ターニング運転過程 本過程においては、定格運転インターロック信号10d
と昇速運転インターロック信号10eの何れも成立しな
いため、OR回路70bの出力はOFFとなる。この
時、切り替え器3cは、信号設定器6aを選択して、タ
ーニング運転時の油温度の設定値の信号を一時遅れ演算
器7へ送る(x→y)。その後、一時遅れ演算器7に
て、一時遅れ演算され(d)、加減演算器11aに送ら
れ、油温度発信器12aからの信号aと加減演算され
(e)、比例積分演算器2aと比例演算器4へ送られ
る。一方、タービントリップインターロック信号10b
と規定温度以下インターロック信号10cの何れも成立
しないため、AND回路71の出力はOFFとなる。し
かし、ターニング運転インターロック信号10aが成立
するため、OR回路70aの出力はONとなる。この
時、切り替え器3aは、比例演算器4からの信号fを選
択し、信号hを出力する。よって、ターニング運転過程
においては、比例演算にて、温度調節弁9を制御する。
【0013】ターニング運転から定格運転に至るまで
の昇速運転過程 本過程においては、定格運転インターロック信号10d
は成立しないが、昇速運転インターロック信号10eが
成立するため、OR回路70bの出力はONとなる。こ
の時、切り替え器3cは、信号設定器6bを選択して、
定格運転時の油温度の設定値の信号を一時遅れ演算器7
へ送る(z→y)。その後、一時遅れ演算器7にて、一
時遅れ演算され(d)、加減演算器11aに送られ、油
温度発信器12aからの信号aと加減演算され(e)、
比例積分演算器2aと比例演算器4へ送られる。一方、
タービントリップインターロック信号10bと油温度3
2℃以下インターロック信号10cの何れも成立しない
ため、AND回路71の出力はOFFとなる。また、タ
ーニング運転インターロック信号10aも成立しないた
め、OR回路70aの出力はOFFとなる。この時、切
り替え器3aは、比例積分演算器2aからの信号gを選
択し、信号hを出力する。この信号hは、現在値として
比例積分演算器2aにタイバックすることにより、比例
制御から比例積分制御への切り替え時の制御動作をバン
プレスに切り替える。よって、ターニング運転から定格
運転に至るまでの昇速運転過程においては、比例積分演
算にて、温度調節弁9を制御する。
【0014】定格運転過程 本過程においては、昇速運転インターロック信号10e
は成立しないが、定格運転インターロック信号10dが
成立するため、OR回路70bの出力はONとなる。こ
の時、切り替え器3cは、信号設定器6bを選択して、
定格運転時の油温度の設定値の信号を一時遅れ演算器7
へ送る(z→y)。その後、一時遅れ演算器7にて、一
時遅れ演算され(d)、加減演算器11aに送られ、油
温度発信器12aからの信号aと加減演算され(e)、
比例積分演算器2aと比例演算器4へ送られる。一方、
タービントリップインターロック信号10bと規定温度
以下インターロック信号10cの何れも成立しないた
め、AND回路71の出力はOFFとなる。また、ター
ニング運転インターロック信号10aも成立しないた
め、OR回路70aの出力はOFFとなる。この時、切
り替え器3aは、比例積分演算器2aからの信号gを選
択し、信号hを出力する。この信号hは、タイバックラ
インにより、比例積分演算器2aにタイバックされる。
よって、定格運転過程においては、比例積分演算にて、
温度調節弁9を制御する。
【0015】タービントリップに伴う降速運転過程 本過程においては、定格運転インターロック信号10d
と昇速運転インターロック信号10eの何れも成立しな
いため、OR回路70bの出力はOFFとなる。この
時、切り替え器3cは、信号設定器6aを選択して、タ
ーニング運転時の油温度の設定値の信号を一時遅れ演算
器7へ送る(x→y)。その後、一時遅れ演算器7に
て、一時遅れ演算され(d)、加減演算器11aに送ら
れ、油温度発信器12aからの信号aと加減演算され
(e)、比例積分演算器2aと比例演算器4へ送られ
る。一方、タービントリップインターロック信号10b
は成立するが、規定温度以下インターロック信号10c
が成立しないため、AND回路71の出力はOFFとな
る。また、ターニング運転インターロック信号10aも
成立しないため、OR回路70aの出力はOFFとな
る。この時、切り替え器3aは、比例積分演算器2aか
らの信号gを選択し、信号hを出力する。よって、ター
ビントリップに伴う降速運転過程においては、比例積分
演算にて、温度調節弁9を制御する。
【0016】そして、タービンの回転が低速になり、軸
受に供給される油の温度も、前記比例積分演算制御に
て、規定値(ターニング運転時の油温度の設定値)となる
が、この時、油温度のアンダーシュートが生じるため、
温度調節計51は、以下のような制御を行う。タービン
トリップし油温度が規定値以下となる時、タービントリ
ップインターロック信号10bと規定温度以下インター
ロック信号10cの両方が成立するため、AND回路7
1の出力はONとなる。よって、OR回路70aの出力
はONとなる。この時、切り替え器3aは、比例演算器
4からの信号fを選択し、信号hを出力する。よって、
タービントリップし油温度が規定値以下となる時、比例
演算にて、温度調節弁9を制御する。
【0017】(本発明の実施の他の形態1)次に本発明
の実施の他の形態1を図面を参照しながら説明する。図
2は本発明の実施の他の形態1のタービン軸受油温度制
御装置の制御系統図を示している。同図が図1と異なる
点は、油冷却器入口に取り付けられた油温度エレメント
1bと、油温度発信器12b,加減演算器11b,関数
演算器5aを付加したことと、比例演算器4を比例積分
演算器2bへ変更し、AND回路71からの信号をワン
ショットタイマ8を経由し切り替え器3bにより切り替
え器3aからの信号と信号hを切り替えるようにしたこ
とにある。
【0018】図5は他の実施例1の軸受油温度制御装置
の概要を示す配管系統図である。同図が図4と異なる点
は、油冷却器入口に油温度エレメント1bと油温度発信
器12bを付加し温度調節計51にその信号を取り込む
ようにしたことにある。この装置の動作は前記本発明の
実施の形態に比べ、油温度エレメント1bにより油冷却
器入口の温度を測定し設定油温度との偏差信号から所要
弁開度を予測算出してタービントリップし油温度が規定
温度になった時、先行的に温度調節弁を規定開度まで急
閉して、油温度のアンダーシュートを防止する。
【0019】(本発明の実施の他の形態2)次に本発明
の実施の他の形態2を図面を参照しながら説明する。図
3は本発明の実施の他の形態2タービン軸受油温度制御
装置の制御系統図を示している。同図が図2と異なる点
は、油冷却器冷却水入口に取り付けられた温度エレメン
ト1cと、温度発信器12cと、関数演算器5b,乗算
器13,信号設定器6eを付加したことと、油温度エレ
メント1bからの信号bを油温度エレメント1cからの
信号に加えるようにしたことにある。
【0020】図6は本発明の実施の他の形態2の軸受油
温度制御装置の概要を示す配管系統図である。同図が図
5と異なる点は、油冷却器冷却水入口に温度エレメント
1cと温度発信器12cを付加し温度調節計51にその
信号を取り込むようにしたことにある。この装置の動作
は、前記実施の他の形態1とほぼ同一であるが、温度エ
レメント1cにより冷却水の温度を測定し設定油温度と
油冷却器入口油温度より求めた所要弁開度を冷却水入口
温度によって補正演算の後、補正済みの規定弁開度まで
先行的に温度調節弁を急閉し、油温度のアンダーシュー
トを防止する。また、信号発信器6eは、信号oが0の
時信号pが0とならないように一定の値だけ加えたもの
である。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、油温度のアンダーシュ
ートの防止が図れ、ターニング時の温度調節弁の制御が
安定し、温度調節弁のON−OFF動作がなくなり、油
温度変動が少なくなる。これによって油膜切れを防止す
ることが出来る。それにより、ロータ,軸受の寿命は長
くなり、タービン自体の信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のタービン軸受油温制御系
統図。
【図2】本発明の実施の他の形態1のタービン軸受油温
制御系統図。
【図3】本発明の実施の他の形態2タービン軸受油温制
御系統図。
【図4】従来のタービン軸受油温制御装置。
【図5】本発明の実施の他の形態1のタービン軸受油温
制御装置。
【図6】本発明の実施の他の形態2のタービン軸受油温
制御装置。
【図7】本発明を実施した場合のタービン回転数,油温
度,設定温度,温度調節弁の弁開度の特性図。
【図8】従来の制御装置により制御した場合のタービン
回転数,油温度,設定温度,温度調節弁の弁開度の特性
図。
【符号の説明】
1a…油温度エレメント(出口)、1b…油温度エレメ
ント(入口)、1c…温度エレメント(冷却水入口)、
2a,2b…比例積分演算器、3a,3b,3c…切り
替え器、4…比例演算器、5a…関数演算器、6a,6
b,6e…信号設定器、7…一時遅れ演算器、8…ワン
ショットタイマ、9…温度調節弁、10a…ターニング
運転インターロック信号、10b…タービントリップイ
ンターロック信号、10c…規定温度以下インターロッ
ク信号、10d…定格回転インターロック信号、10e
…昇速回転インターロック信号、11…加減演算器、1
2a,12b…油温度発信器、12c…温度発信器、1
3…乗算器、20…電空変換器、31…油冷却器、41
…タービン、42…軸受、51…温度調節計、61…冷
却水供給側の配管、62…冷却水戻り側の配管、63…
貯油タンク、64…軸受給油ポンプ、70a…タービン
トリップと規定温度以下のOR回路、70b…定格運転
と昇速運転のOR回路、71…AND回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】タービンの軸受へ供給する油を冷却する油
    冷却器と、前記油冷却器へ供給する冷却水の流量を調節
    する調節弁と、前記油冷却器の出口の油温度を検出する
    油温度検出器と、前記油温度の信号と前記タービンの運
    転状態に応じて予め設定された設定温度の信号とに基づ
    いて前記調節弁の開閉動作を制御する温度調節計とを有
    するタービン軸受油温度制御装置において、 前記タービンのターニング運転時、又は、タービントリ
    ップで且つ前記タービンの軸受から前記油冷却器へ戻る
    油の温度が規定値以下の時、前記油温度調節計が、前記
    油温度の信号と前記設定温度の信号とから形成される信
    号を比例演算して得た信号に基づいて、前記調節弁の開
    閉動作を制御することを特徴とするタービン軸受油温度
    制御装置。
  2. 【請求項2】前記油冷却器入口の冷却水温度を検知し、
    前記冷却水の温度に応じた信号を発生する温度検出器を
    追加設置し、タービントリップで且つ前記タービンの軸
    受から前記油冷却器へ戻る油の温度が規定値以下の時、
    前記調節弁を規定弁開度まで急閉し、その後は比例ゲイ
    ン及び積分ゲインを小さく設定して、前記調節弁を制御
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のタ
    ービン軸受油温度制御装置。
JP31995795A 1995-12-08 1995-12-08 タービン軸受油温度制御装置 Pending JPH09158704A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11078808B2 (en) 2016-03-30 2021-08-03 Mitsubishi Power, Ltd. Plant and operation method therefor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11078808B2 (en) 2016-03-30 2021-08-03 Mitsubishi Power, Ltd. Plant and operation method therefor
US11708773B2 (en) 2016-03-30 2023-07-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Plant and operation method therefor

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