JPH09250704A - ボイラドラム水位一定制御装置 - Google Patents
ボイラドラム水位一定制御装置Info
- Publication number
- JPH09250704A JPH09250704A JP6040396A JP6040396A JPH09250704A JP H09250704 A JPH09250704 A JP H09250704A JP 6040396 A JP6040396 A JP 6040396A JP 6040396 A JP6040396 A JP 6040396A JP H09250704 A JPH09250704 A JP H09250704A
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- steam
- control
- flow rate
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- Pending
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 突発的な蒸気流出に対する制御応答性を改善
すること。 【解決手段】 基本的に水位制御と給水流量制御のカス
ケード制御でボイラドラム２の水位制御を行うボイラド
ラム水位一定制御装置において、蒸気流出による外乱抑
制の制御応答を取り込んだ蒸気流量からの補償装置、例
えば水位の逆応答が微小の場合を想定した補償装置１１
を設ける。補償装置１１は、その伝達関数Ｈを以下のよ
うに決める。 【数９】
すること。 【解決手段】 基本的に水位制御と給水流量制御のカス
ケード制御でボイラドラム２の水位制御を行うボイラド
ラム水位一定制御装置において、蒸気流出による外乱抑
制の制御応答を取り込んだ蒸気流量からの補償装置、例
えば水位の逆応答が微小の場合を想定した補償装置１１
を設ける。補償装置１１は、その伝達関数Ｈを以下のよ
うに決める。 【数９】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却炉などの
燃焼エネルギーで加熱されるボイラドラムの水位を一定
に制御するボイラドラム水位一定制御装置に関する。
燃焼エネルギーで加熱されるボイラドラムの水位を一定
に制御するボイラドラム水位一定制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例を図８に示す。図中、１は燃焼
炉、２はこの燃焼炉１の燃焼エネルギーで加熱されるボ
イラドラム、３はこのドラム２内の水位を検出する水位
計、４は前記燃焼炉１内に燃料としてごみＡなどを供給
する給塵機、５は前記ドラム２に給水する給水ポンプ、
６は給水流量計、７は給水バルブ、８は前記ドラム２か
ら流出する蒸気量を計測する蒸気流量計、９はドラム水
位制御装置、１０は給水流量制御装置である。
炉、２はこの燃焼炉１の燃焼エネルギーで加熱されるボ
イラドラム、３はこのドラム２内の水位を検出する水位
計、４は前記燃焼炉１内に燃料としてごみＡなどを供給
する給塵機、５は前記ドラム２に給水する給水ポンプ、
６は給水流量計、７は給水バルブ、８は前記ドラム２か
ら流出する蒸気量を計測する蒸気流量計、９はドラム水
位制御装置、１０は給水流量制御装置である。
【０００３】制御方式は、基本的に水位制御と給水流量
制御のカスケード制御になっており、水位制御装置９の
出力と蒸気流量を加算した演算結果が給水流量制御装置
１０の指令値となり、給水流量を制御し給水バルブ７を
操作している。この制御系では、蒸気流量からの加算
が、いわゆる外乱補償であり、蒸気の流出が大きくなっ
た場合にフィードフォワード的に給水バルブ７を開ける
ように給水流量制御装置１０の指令値を大きくする。
制御のカスケード制御になっており、水位制御装置９の
出力と蒸気流量を加算した演算結果が給水流量制御装置
１０の指令値となり、給水流量を制御し給水バルブ７を
操作している。この制御系では、蒸気流量からの加算
が、いわゆる外乱補償であり、蒸気の流出が大きくなっ
た場合にフィードフォワード的に給水バルブ７を開ける
ように給水流量制御装置１０の指令値を大きくする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この制御系では、蒸気
流出による外乱抑制の制御応答は、水位制御のパラメー
タと給水制御のパラメータで一義的に決まってしまい、
任意に制御応答を設計することができない。
流出による外乱抑制の制御応答は、水位制御のパラメー
タと給水制御のパラメータで一義的に決まってしまい、
任意に制御応答を設計することができない。
【０００５】従って、ドラム面積が小さいボイラのよう
にシビアな制御を要求される場合、前述の制御系では能
力不足となり、水位制御と給水制御に加え、蒸気流出に
よる外乱抑制の制御応答を取り込んだ蒸気流量からの補
償装置が必要となる。
にシビアな制御を要求される場合、前述の制御系では能
力不足となり、水位制御と給水制御に加え、蒸気流出に
よる外乱抑制の制御応答を取り込んだ蒸気流量からの補
償装置が必要となる。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、突発的な蒸気流出に対する制御応答性を改善できる
ボイラドラム水位一定制御装置を提供することを目的と
する。
で、突発的な蒸気流出に対する制御応答性を改善できる
ボイラドラム水位一定制御装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、基本的に水位
制御と給水流量制御のカスケード制御でボイラドラムの
水位制御を行うボイラドラム水位一定制御装置におい
て、蒸気流出による外乱抑制の制御応答を取り込んだ蒸
気流量からの補償装置を設けたことを特徴とする。補償
装置は、給水流量を給水流量制御装置１０によって制御
しているとすると、その伝達関数Ｈは次のように表され
る。
制御と給水流量制御のカスケード制御でボイラドラムの
水位制御を行うボイラドラム水位一定制御装置におい
て、蒸気流出による外乱抑制の制御応答を取り込んだ蒸
気流量からの補償装置を設けたことを特徴とする。補償
装置は、給水流量を給水流量制御装置１０によって制御
しているとすると、その伝達関数Ｈは次のように表され
る。
【０００８】（１）水位の逆応答が微小の場合
【０００９】
【数１】
【００１０】（２）水位の逆応答が大きい場合
【００１１】
【数２】
【００１２】
【発明の実施の形態】図１〜図３に本発明の一実施形態
を示す。図１において、１は燃焼炉、２はこの燃焼炉１
の燃焼エネルギーで加熱されるボイラドラム、３はこの
ドラム２内の水位を検出する水位計、４は前記燃焼炉１
内に燃料としてごみＡなどを供給する給塵機、５は前記
ドラム２に給水する給水ポンプ、６は給水流量計、７は
給水バルブ、８は前記ドラム２から流出する蒸気量を計
測する蒸気流量計、９はドラム水位制御装置、１０は給
水流量制御装置、１１は蒸気流出による外乱抑制の制御
応答を取り込んだ蒸気流量からの補償装置である。
を示す。図１において、１は燃焼炉、２はこの燃焼炉１
の燃焼エネルギーで加熱されるボイラドラム、３はこの
ドラム２内の水位を検出する水位計、４は前記燃焼炉１
内に燃料としてごみＡなどを供給する給塵機、５は前記
ドラム２に給水する給水ポンプ、６は給水流量計、７は
給水バルブ、８は前記ドラム２から流出する蒸気量を計
測する蒸気流量計、９はドラム水位制御装置、１０は給
水流量制御装置、１１は蒸気流出による外乱抑制の制御
応答を取り込んだ蒸気流量からの補償装置である。
【００１３】基本的に水位制御と給水流量制御のカスケ
ード制御になっていることは、従来例と同様である。本
実施形態では補償装置１１を設け、これによって突発的
な蒸気流出に対する制御応答性の改善を図っている。こ
こでは、水位の逆応答が微小の場合を想定している。
ード制御になっていることは、従来例と同様である。本
実施形態では補償装置１１を設け、これによって突発的
な蒸気流出に対する制御応答性の改善を図っている。こ
こでは、水位の逆応答が微小の場合を想定している。
【００１４】給水流量を給水流量制御装置１０によって
制御しているとすると、ドラム水位プロセスを含んだ全
体のブロック線図は図２に示すように表される。図２で
示したブロック線図の閉ループ伝達関数は、（１）式で
表される。
制御しているとすると、ドラム水位プロセスを含んだ全
体のブロック線図は図２に示すように表される。図２で
示したブロック線図の閉ループ伝達関数は、（１）式で
表される。
【００１５】
【数３】
【００１６】ドラム水位Ｙは、水位設定値Ｘと蒸気流量
Ｚによって、（１）式の伝達関数に従って応答性が決ま
る。
Ｚによって、（１）式の伝達関数に従って応答性が決ま
る。
【００１７】従って、Ｚの項を最適に減衰するように分
子にある補償装置１１の伝達関数Ｈを設計すればよく、
−ＴＳで減衰するように設計した場合を（２）式に示
す。
子にある補償装置１１の伝達関数Ｈを設計すればよく、
−ＴＳで減衰するように設計した場合を（２）式に示
す。
【００１８】
【数４】
【００１９】この結果、補償装置１１の伝達関数Ｈは
（３）式となり、ブロック線図は図３のようになる。
（３）式となり、ブロック線図は図３のようになる。
【００２０】
【数５】
【００２１】図４〜図６に本発明の他の実施形態を示
す。図４において、１は燃焼炉、２はこの燃焼炉１の燃
焼エネルギーで加熱されるボイラドラム、３はこのドラ
ム２内の水位を検出する水位計、４は前記燃焼炉１内に
燃料としてごみＡなどを供給する給塵機、５は前記ドラ
ム２に給水する給水ポンプ、６は給水流量計、７は給水
バルブ、８は前記ドラム２から流出する蒸気量を計測す
る蒸気流量計、９はドラム水位制御装置、１０は給水流
量制御装置、１２は蒸気流出による外乱抑制の制御応答
を取り込んだ蒸気流量からの補償装置である。
す。図４において、１は燃焼炉、２はこの燃焼炉１の燃
焼エネルギーで加熱されるボイラドラム、３はこのドラ
ム２内の水位を検出する水位計、４は前記燃焼炉１内に
燃料としてごみＡなどを供給する給塵機、５は前記ドラ
ム２に給水する給水ポンプ、６は給水流量計、７は給水
バルブ、８は前記ドラム２から流出する蒸気量を計測す
る蒸気流量計、９はドラム水位制御装置、１０は給水流
量制御装置、１２は蒸気流出による外乱抑制の制御応答
を取り込んだ蒸気流量からの補償装置である。
【００２２】基本的に水位制御と給水流量制御のカスケ
ード制御になっていることは、上述の一実施形態と同様
である。この実施形態では、補償装置１２は水位の逆応
答が大きい場合を想定した伝達関数としている。
ード制御になっていることは、上述の一実施形態と同様
である。この実施形態では、補償装置１２は水位の逆応
答が大きい場合を想定した伝達関数としている。
【００２３】給水流量を給水流量制御装置１０によって
制御しているとすると、水位の逆応答とドラム水位プロ
セスを含んだ全体のブロック線図は図５に示すように表
される。図５で示したブロック線図の閉ループ伝達関数
は、（４）式で表される。
制御しているとすると、水位の逆応答とドラム水位プロ
セスを含んだ全体のブロック線図は図５に示すように表
される。図５で示したブロック線図の閉ループ伝達関数
は、（４）式で表される。
【００２４】
【数６】
【００２５】ドラム水位Ｙは、水位設定値Ｘと蒸気流量
Ｚによって、（４）式の伝達関数に従って応答性が決ま
る。
Ｚによって、（４）式の伝達関数に従って応答性が決ま
る。
【００２６】従って、Ｚの項を最適に減衰するように分
子にある補償装置１２の伝達関数Ｈを設計すればよく、
−ＴＳ3で減衰するように設計した場合を（５）式に示
す。
子にある補償装置１２の伝達関数Ｈを設計すればよく、
−ＴＳ3で減衰するように設計した場合を（５）式に示
す。
【００２７】
【数７】
【００２８】この結果、補償装置１２の伝達関数Ｈは
（６）式となり、ブロック線図は図６のようになる。
（６）式となり、ブロック線図は図６のようになる。
【００２９】
【数８】
【００３０】従来例と各実施形態の水位の応答シミュレ
ーション結果を図７に示す。（ａ）は従来例、（ｂ）は
本発明の一実施形態、（ｃ）は本発明の他の実施形態で
ある。シミュレーション条件は、１５００〔ｓ〕の時点
で蒸気が１２〔ｋｇ／ｓ〕→１６〔ｋｇ／ｓ〕に変動し
た場合である。
ーション結果を図７に示す。（ａ）は従来例、（ｂ）は
本発明の一実施形態、（ｃ）は本発明の他の実施形態で
ある。シミュレーション条件は、１５００〔ｓ〕の時点
で蒸気が１２〔ｋｇ／ｓ〕→１６〔ｋｇ／ｓ〕に変動し
た場合である。
【００３１】この水位の応答シミュレーション結果から
も明らかなように、突発的に蒸気が流出した時、ドラム
水位の制御応答が格段と改善されていることが分かる。
も明らかなように、突発的に蒸気が流出した時、ドラム
水位の制御応答が格段と改善されていることが分かる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、蒸気流出
による外乱抑制の制御応答を取り込んだ蒸気流量からの
補償装置を設けたので、突発的な蒸気流出に対する制御
応答性を大幅に改善することができる。
による外乱抑制の制御応答を取り込んだ蒸気流量からの
補償装置を設けたので、突発的な蒸気流出に対する制御
応答性を大幅に改善することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す制御構成図。
【図２】一実施形態におけるドラム水位制御全体のブロ
ック線図。
ック線図。
【図３】一実施形態における補償装置のブロック線図。
【図４】本発明の他の実施形態を示す制御構成図。
【図５】他の実施形態におけるドラム水位制御全体のブ
ロック線図。
ロック線図。
【図６】他の実施形態における補償装置のブロック線
図。
図。
【図７】突発的に蒸気が流出した時のドラム水位の制御
応答性（シミュレーション結果）を示す特性図で、
（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の一実施形態、（ｃ）
は本発明の他の実施形態。
応答性（シミュレーション結果）を示す特性図で、
（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の一実施形態、（ｃ）
は本発明の他の実施形態。
【図８】従来例の制御構成図。
１…燃焼炉 ２…ボイラドラム ３…水位計 ４…ごみＡなどを供給する給塵機 ５…給水ポンプ ６…給水流量計 ７…給水バルブ ８…蒸気流量計 ９…ドラム水位制御装置 １０…給水流量制御装置 １１…補償装置 １２…補償装置
Claims (1)
- 【請求項１】 基本的に水位制御と給水流量制御のカス
ケード制御でボイラドラムの水位制御を行うボイラドラ
ム水位一定制御装置において、蒸気流出による外乱抑制
の制御応答を取り込んだ蒸気流量からの補償装置を設け
たことを特徴とするボイラドラム水位一定制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6040396A JPH09250704A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | ボイラドラム水位一定制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6040396A JPH09250704A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | ボイラドラム水位一定制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250704A true JPH09250704A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13141180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6040396A Pending JPH09250704A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | ボイラドラム水位一定制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09250704A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105627356A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-01 | 北京和隆优化科技股份有限公司 | 一种冶金燃气锅炉燃烧优化控制系统 |
-
1996
- 1996-03-18 JP JP6040396A patent/JPH09250704A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105627356A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-01 | 北京和隆优化科技股份有限公司 | 一种冶金燃气锅炉燃烧优化控制系统 |
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