JPH11351511A - ボイラ制御装置 - Google Patents
ボイラ制御装置Info
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- JPH11351511A JPH11351511A JP16371098A JP16371098A JPH11351511A JP H11351511 A JPH11351511 A JP H11351511A JP 16371098 A JP16371098 A JP 16371098A JP 16371098 A JP16371098 A JP 16371098A JP H11351511 A JPH11351511 A JP H11351511A
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スプレ容量を増加させることなくスプレ流量
を増加させて、高速な低負荷変化に対応させること。 【解決手段】 ボイラへ給水するボイラ給水ポンプ２７
と、ボイラ給水ポンプの出口水が節炭器２に入り水壁４
を経て気水分離器６に入る蒸気系統と、節炭器の出口水
を分岐してボイラ内の過熱器８，１２，１６の出口蒸気
にスプレする減温器１０，１４，１８と、を備えたボイ
ラであって、ボイラ給水ポンプの回転数を制御するため
の回転数制御装置２８と、気水分離器出口に圧力調整機
構２６と、を設け、ボイラへの低負荷指令に基づいて、
回転数制御装置２８およびまたは圧力調整機構２６を制
御して、減温器のスプレ流量の最大値を増加させるボイ
ラ制御装置。また、ボイラへの低負荷指令に代えて、ス
プレ水量調節弁の開度に相当する信号を用いこと。
を増加させて、高速な低負荷変化に対応させること。 【解決手段】 ボイラへ給水するボイラ給水ポンプ２７
と、ボイラ給水ポンプの出口水が節炭器２に入り水壁４
を経て気水分離器６に入る蒸気系統と、節炭器の出口水
を分岐してボイラ内の過熱器８，１２，１６の出口蒸気
にスプレする減温器１０，１４，１８と、を備えたボイ
ラであって、ボイラ給水ポンプの回転数を制御するため
の回転数制御装置２８と、気水分離器出口に圧力調整機
構２６と、を設け、ボイラへの低負荷指令に基づいて、
回転数制御装置２８およびまたは圧力調整機構２６を制
御して、減温器のスプレ流量の最大値を増加させるボイ
ラ制御装置。また、ボイラへの低負荷指令に代えて、ス
プレ水量調節弁の開度に相当する信号を用いこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速な負荷変化に
好適なボイラの制御装置に関する。
好適なボイラの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電力需要の特徴は、日中の時刻に
よる電力消費量の変動が拡大していることであり、発電
設備には従来に増して高効率な運用が要求されている。
このためボイラプラントには、負荷変化をより高速に行
うことが要求されている。
よる電力消費量の変動が拡大していることであり、発電
設備には従来に増して高効率な運用が要求されている。
このためボイラプラントには、負荷変化をより高速に行
うことが要求されている。
【０００３】従来技術として、特公平７−１２２４８９
号公報及び実公平７−２２５６３号公報に開示されたも
のがある。図７に従来の代表的な変圧貫流ボイラの水・
蒸気系統を示す。給水ポンプ２７により給水管１から供
給された給水は、節炭器２を出た後、火炉入口連絡管３
を通って火炉水壁４で加熱され、火炉出口連絡管５を通
って気水分離器６に入り、ここで蒸気と水が分離され
る。
号公報及び実公平７−２２５６３号公報に開示されたも
のがある。図７に従来の代表的な変圧貫流ボイラの水・
蒸気系統を示す。給水ポンプ２７により給水管１から供
給された給水は、節炭器２を出た後、火炉入口連絡管３
を通って火炉水壁４で加熱され、火炉出口連絡管５を通
って気水分離器６に入り、ここで蒸気と水が分離され
る。
【０００４】分離された蒸気は、一次過熱器入口連絡管
７を通って一次過熱器８で加熱され、一次減温器入口連
絡管９を通って一次減温器１０に入り、次に二次過熱器
入口連絡管１１を通って二次過熱器１２で加熱され、二
次減温器入口連絡管１３を通って二次減温器１４に入
り、更に三次過熱器入口連絡管１５を通って三次過熱器
１６で加熱され、三次減温器入口連絡管１７を通って三
次減温器１８に入った後、四次過熱器入口連絡管１９を
通って四次過熱器２０で加熱され、主蒸気２１を経て、
ガバナ２９で圧力調整されたのち、高圧タービン３０に
供給される。
７を通って一次過熱器８で加熱され、一次減温器入口連
絡管９を通って一次減温器１０に入り、次に二次過熱器
入口連絡管１１を通って二次過熱器１２で加熱され、二
次減温器入口連絡管１３を通って二次減温器１４に入
り、更に三次過熱器入口連絡管１５を通って三次過熱器
１６で加熱され、三次減温器入口連絡管１７を通って三
次減温器１８に入った後、四次過熱器入口連絡管１９を
通って四次過熱器２０で加熱され、主蒸気２１を経て、
ガバナ２９で圧力調整されたのち、高圧タービン３０に
供給される。
【０００５】これらの一次減温器１０、二次減温器１４
及び三次減温器１８では蒸気温度を調整するためにスプ
レ水が供給される。スプレ水は、火炉入口連絡管３から
分岐したスプレ配管２２を通り、一次スプレ水量調節弁
２３、二次スプレ水量調節弁２４、及び三次スプレ水量
調節弁２５によって、流量調整が行われる。
及び三次減温器１８では蒸気温度を調整するためにスプ
レ水が供給される。スプレ水は、火炉入口連絡管３から
分岐したスプレ配管２２を通り、一次スプレ水量調節弁
２３、二次スプレ水量調節弁２４、及び三次スプレ水量
調節弁２５によって、流量調整が行われる。
【０００６】通常、定格時にはスプレ水は、一次から三
次減温器の合計で主蒸気流量の１０％程度のスプレ水量
が供給される。また一次、二次、三次スプレ水はそれぞ
れ、主蒸気流量に対し、４％，３％，３％の割合で配分
されている。この数値を、以下スプレ配分と称する。こ
れは蒸気温度の外乱に対する制御裕度を考慮したもの
で、常時スプレ水が流れていることから、コンスタント
スプレとも称されているスプレ水の運用法である。
次減温器の合計で主蒸気流量の１０％程度のスプレ水量
が供給される。また一次、二次、三次スプレ水はそれぞ
れ、主蒸気流量に対し、４％，３％，３％の割合で配分
されている。この数値を、以下スプレ配分と称する。こ
れは蒸気温度の外乱に対する制御裕度を考慮したもの
で、常時スプレ水が流れていることから、コンスタント
スプレとも称されているスプレ水の運用法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このようなスプレ水量
は、多いほど制御裕度は高くなることから、各減温器に
は、制御裕度を考慮して、定格負荷時に供給されるスプ
レ水量の２倍の最大容量を有するものを選択するのが通
常である。ところで、減温器には流量調節弁によりスプ
レ水を供給する。すなわち、節炭器２出口と各過熱器入
口との圧力差を駆動力として、調節弁の流動抵抗を変化
させることによりスプレ水量が変化する。
は、多いほど制御裕度は高くなることから、各減温器に
は、制御裕度を考慮して、定格負荷時に供給されるスプ
レ水量の２倍の最大容量を有するものを選択するのが通
常である。ところで、減温器には流量調節弁によりスプ
レ水を供給する。すなわち、節炭器２出口と各過熱器入
口との圧力差を駆動力として、調節弁の流動抵抗を変化
させることによりスプレ水量が変化する。
【０００８】一般に、減温器を流れる蒸気の最大流量Ｇ
と前記減温器前後の差圧ΔＰの間には、減温器固有の圧
力損失系数Ｋを用いて、次式で表される関係がある。
と前記減温器前後の差圧ΔＰの間には、減温器固有の圧
力損失系数Ｋを用いて、次式で表される関係がある。
【０００９】 Ｇ＝Ｋ・ΔＰ1/2 …………（１） 定格負荷時及び５０％負荷時の節炭器出口と各過熱器入
口での差圧を表１に示す。
口での差圧を表１に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１に示すように、定格以下の負荷（中間
負荷と称す）時には、蒸気流量が低下して節炭器２出口
と各過熱器入口との間の圧力差が低下するため、スプレ
水量の最大容量は低下する。式（１）より５０％負荷時
の最大スプレ水量は、定格時の半分以下となることがわ
かる。
負荷と称す）時には、蒸気流量が低下して節炭器２出口
と各過熱器入口との間の圧力差が低下するため、スプレ
水量の最大容量は低下する。式（１）より５０％負荷時
の最大スプレ水量は、定格時の半分以下となることがわ
かる。
【００１２】図８に、低い負荷変化率であるときの例と
して、負荷変化率３％／ｍｉｎのときの、負荷降下時の
蒸気温度偏差及び三次スプレ水量を示す。三次スプレ水
量は、定格時の最大流量に対する比率で示している。こ
のときのスプレ配分は、全ての負荷で４％，３％，３％
である。このような低い負荷変化率では、従来のスプレ
配分でも十分対応可能であり、蒸気温度偏差は＋３°
Ｃ、−１０°Ｃで、メタルの熱応力上の制限から設けら
れている、蒸気温度偏差許容値の＋８°Ｃよりも下回っ
ていて問題とならない。
して、負荷変化率３％／ｍｉｎのときの、負荷降下時の
蒸気温度偏差及び三次スプレ水量を示す。三次スプレ水
量は、定格時の最大流量に対する比率で示している。こ
のときのスプレ配分は、全ての負荷で４％，３％，３％
である。このような低い負荷変化率では、従来のスプレ
配分でも十分対応可能であり、蒸気温度偏差は＋３°
Ｃ、−１０°Ｃで、メタルの熱応力上の制限から設けら
れている、蒸気温度偏差許容値の＋８°Ｃよりも下回っ
ていて問題とならない。
【００１３】一方、図９に、高い負荷変化率であるとき
の例として、負荷変化率を８％／ｍｉｎのときの負荷降
下時の蒸気温度偏差及び三次スプレ水量を示す。負荷変
化率が大きい場合、三次スプレ弁は全開を生じる（図９
の中図におけるフラット特性を示す期間）にもかかわら
ず、蒸気温度偏差は＋１６°Ｃ、−１４°Ｃまで拡大
し、蒸気温度偏差許容値を上回ってしまった。
の例として、負荷変化率を８％／ｍｉｎのときの負荷降
下時の蒸気温度偏差及び三次スプレ水量を示す。負荷変
化率が大きい場合、三次スプレ弁は全開を生じる（図９
の中図におけるフラット特性を示す期間）にもかかわら
ず、蒸気温度偏差は＋１６°Ｃ、−１４°Ｃまで拡大
し、蒸気温度偏差許容値を上回ってしまった。
【００１４】スプレ弁の全開を防ぐには、単純にスプレ
弁の容量を増大させることで対応できる。しかし、蒸気
温度の制御裕度を拡大するために、更に大きな容量を有
するスプレを採用することは経済性の面で問題があっ
た。
弁の容量を増大させることで対応できる。しかし、蒸気
温度の制御裕度を拡大するために、更に大きな容量を有
するスプレを採用することは経済性の面で問題があっ
た。
【００１５】図１０に、特公平７−１２２４８９号公報
に開示された従来技術を示す。この従来技術では、スプ
レ水をボイラ給水ポンプ２７出口から取水する方式とし
ている。ここでは、節炭器２とボイラ給水ポンプ２７の
間にある主給水管１に圧力調整弁２６を設け、スプレ水
量を多量に必要とするときには、前記圧力調整弁２６を
閉方向に作動させ、スプレ水量調節弁２３，２４，２５
からのスプレ水の吐出圧を上昇することにより、スプレ
流量を増加しようとしたものである。しかし本発明の場
合には、スプレ水は節炭器出口から取水しているため、
前記従来技術（節炭器入口側からスプレ水を取水するも
の）を本発明に適用することができない。
に開示された従来技術を示す。この従来技術では、スプ
レ水をボイラ給水ポンプ２７出口から取水する方式とし
ている。ここでは、節炭器２とボイラ給水ポンプ２７の
間にある主給水管１に圧力調整弁２６を設け、スプレ水
量を多量に必要とするときには、前記圧力調整弁２６を
閉方向に作動させ、スプレ水量調節弁２３，２４，２５
からのスプレ水の吐出圧を上昇することにより、スプレ
流量を増加しようとしたものである。しかし本発明の場
合には、スプレ水は節炭器出口から取水しているため、
前記従来技術（節炭器入口側からスプレ水を取水するも
の）を本発明に適用することができない。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。
に、本発明は主として次のような構成を採用する。
【００１７】ボイラへ給水するボイラ給水ポンプと、前
記ボイラ給水ポンプの出口水が節炭器に入り水壁を経て
気水分離器に入る水・蒸気系統と、前記節炭器の出口水
を分岐してボイラ内の過熱器出口蒸気にスプレする減温
器と、を備えたボイラであって、前記ボイラ給水ポンプ
の回転数を制御するための回転数制御装置と、前記気水
分離器出口に圧力調整機構と、を設けボイラへの負荷降
下指令に基づいて、前記回転数制御装置および前記圧力
調整機構を制御して、前記減温器のスプレ流量の最大値
を増加させるボイラ制御装置。
記ボイラ給水ポンプの出口水が節炭器に入り水壁を経て
気水分離器に入る水・蒸気系統と、前記節炭器の出口水
を分岐してボイラ内の過熱器出口蒸気にスプレする減温
器と、を備えたボイラであって、前記ボイラ給水ポンプ
の回転数を制御するための回転数制御装置と、前記気水
分離器出口に圧力調整機構と、を設けボイラへの負荷降
下指令に基づいて、前記回転数制御装置および前記圧力
調整機構を制御して、前記減温器のスプレ流量の最大値
を増加させるボイラ制御装置。
【００１８】また、前記ボイラ制御装置において、ボイ
ラへの負荷降下指令に基づいて、前記回転数制御装置お
よび前記圧力調整機構を制御して、一旦、ボイラ給水ポ
ンプの吐出圧力が高くなるように作動させたのち、前記
吐出圧力を元に戻すようにするボイラ制御装置。
ラへの負荷降下指令に基づいて、前記回転数制御装置お
よび前記圧力調整機構を制御して、一旦、ボイラ給水ポ
ンプの吐出圧力が高くなるように作動させたのち、前記
吐出圧力を元に戻すようにするボイラ制御装置。
【００１９】また、ボイラへ給水するボイラ給水ポンプ
と、前記ボイラ給水ポンプの出口水が節炭器に入り水壁
を経て気水分離器に入る水・蒸気系統と、前記節炭器の
出口水を分岐しスプレ水量調節弁を通してボイラ内の過
熱器出口蒸気にスプレする減温器と、を備えたボイラで
あって、前記ボイラ給水ポンプの回転数を制御するため
の回転数制御装置と、前記気水分離器出口に圧力調整機
構と、を設け前記スプレ水量調節弁の開度に相当する信
号を用い、前記弁開度が予め設定された値よりも高くな
るにつれて、前記ボイラ給水ポンプの吐出圧力が高くな
るように、前記圧力調整機構および回転数制御装置を制
御するボイラ制御装置。
と、前記ボイラ給水ポンプの出口水が節炭器に入り水壁
を経て気水分離器に入る水・蒸気系統と、前記節炭器の
出口水を分岐しスプレ水量調節弁を通してボイラ内の過
熱器出口蒸気にスプレする減温器と、を備えたボイラで
あって、前記ボイラ給水ポンプの回転数を制御するため
の回転数制御装置と、前記気水分離器出口に圧力調整機
構と、を設け前記スプレ水量調節弁の開度に相当する信
号を用い、前記弁開度が予め設定された値よりも高くな
るにつれて、前記ボイラ給水ポンプの吐出圧力が高くな
るように、前記圧力調整機構および回転数制御装置を制
御するボイラ制御装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係るボイラ制
御装置を図面を用いて説明する。図１は、水・蒸気系統
を示す図であり、基本的な系統は、従来技術を示す図７
とほぼ同様であるが、気水分離器６の出口に圧力調整弁
２６を設ける点と、ボイラ給水ポンプ２７の回転数制御
装置２８を設ける点、が図７に示す系統と異なるもので
ある。
御装置を図面を用いて説明する。図１は、水・蒸気系統
を示す図であり、基本的な系統は、従来技術を示す図７
とほぼ同様であるが、気水分離器６の出口に圧力調整弁
２６を設ける点と、ボイラ給水ポンプ２７の回転数制御
装置２８を設ける点、が図７に示す系統と異なるもので
ある。
【００２１】ここにおいて、１は給水管、２は節炭器、
３は火炉入口連絡管、４は火炉水壁、５は火炉出口連絡
管、６は気水分離器、７は一次過熱器入口連絡管、８は
一次過熱器、９は一次減温器入口連絡管、１０は一次減
温器、１１は二次過熱器入口連絡管、１２は二次過熱
器、１３は二次減温器入口連絡管、１４は二次減温器、
１５は三次過熱器入口連絡管、１６は三次過熱器、１７
は三次減温器入口連絡管、１８は三次減温器、１９は四
次過熱器入口連絡管、２０は四次過熱器、２１は主蒸気
管、２２はスプレ配管、２３は一次スプレ水量調節弁、
２４は二次スプレ水量調節弁、２５は三次スプレ水量調
節弁、２６は圧力調整弁、２７はボイラ給水ポンプ、２
８は回転数制御装置、２９はガバナ、３０は高圧タービ
ン、をそれぞれ表す。
３は火炉入口連絡管、４は火炉水壁、５は火炉出口連絡
管、６は気水分離器、７は一次過熱器入口連絡管、８は
一次過熱器、９は一次減温器入口連絡管、１０は一次減
温器、１１は二次過熱器入口連絡管、１２は二次過熱
器、１３は二次減温器入口連絡管、１４は二次減温器、
１５は三次過熱器入口連絡管、１６は三次過熱器、１７
は三次減温器入口連絡管、１８は三次減温器、１９は四
次過熱器入口連絡管、２０は四次過熱器、２１は主蒸気
管、２２はスプレ配管、２３は一次スプレ水量調節弁、
２４は二次スプレ水量調節弁、２５は三次スプレ水量調
節弁、２６は圧力調整弁、２７はボイラ給水ポンプ、２
８は回転数制御装置、２９はガバナ、３０は高圧タービ
ン、をそれぞれ表す。
【００２２】定格時の一次，二次及び三次減温器のスプ
レ配分は、各々４％，３％及び３％のため、各減温器の
最大容量は、計画時の圧力差において、例えば、それぞ
れ８％，６％，６％となるように設計されている。図９
に示すような急激な負荷変動において、三次スプレ弁開
度が全開になったため（これ以上の三次スプレ流量が期
待できないため）、本発明においては、５０％負荷にお
いて、圧力調整弁２６を閉方向に作動させるとともに、
回転数制御装置２８の制御によりボイラ給水ポンプ２７
の吐出圧を２２ｋｇ／ｃｍ2だけ上昇させるようにし
た。このときの各過熱器入口での圧力を表２に示し、そ
のときの差圧を表３に示す。
レ配分は、各々４％，３％及び３％のため、各減温器の
最大容量は、計画時の圧力差において、例えば、それぞ
れ８％，６％，６％となるように設計されている。図９
に示すような急激な負荷変動において、三次スプレ弁開
度が全開になったため（これ以上の三次スプレ流量が期
待できないため）、本発明においては、５０％負荷にお
いて、圧力調整弁２６を閉方向に作動させるとともに、
回転数制御装置２８の制御によりボイラ給水ポンプ２７
の吐出圧を２２ｋｇ／ｃｍ2だけ上昇させるようにし
た。このときの各過熱器入口での圧力を表２に示し、そ
のときの差圧を表３に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】表２から分かるように、５０％負荷時にお
いて、節炭器出口の圧力は、ボイラ給水ポンプ２７の吐
出圧の上昇および圧力調整弁２６の圧力調整によって従
来技術に比べて上昇した。また、表３から分かるよう
に、５０％負荷時において、節炭器と各過熱器との圧力
差は、ボイラ給水ポンプ２７の吐出圧の上昇および圧力
調整弁の圧力調整によって従来技術に比べていずれも上
昇した（表３の右欄の圧力差が中央欄のそれより大とな
っている）。
いて、節炭器出口の圧力は、ボイラ給水ポンプ２７の吐
出圧の上昇および圧力調整弁２６の圧力調整によって従
来技術に比べて上昇した。また、表３から分かるよう
に、５０％負荷時において、節炭器と各過熱器との圧力
差は、ボイラ給水ポンプ２７の吐出圧の上昇および圧力
調整弁の圧力調整によって従来技術に比べていずれも上
昇した（表３の右欄の圧力差が中央欄のそれより大とな
っている）。
【００２６】そして、式（１）に示す差圧と流量との関
係ならびに５０％負荷では、主蒸気流量が定格の約１／
２になる（５０％負荷に依る）ことから、これらのスプ
レ水量の最大値は、計画時の出力差において、８％、６
％、６％となるように設計されているのに対して、１７
％，１２％，１２％に増加した（表３から、√（３６／
３１）×２×８、√（３９／３６）×２×６、√（４１
／４１）×２×６）。表３の最下欄に示すように、三次
スプレは、その圧力差が定格時を超えるものとなり、５
０％負荷時の最大流量が定格時のそれを超えることがで
きた。
係ならびに５０％負荷では、主蒸気流量が定格の約１／
２になる（５０％負荷に依る）ことから、これらのスプ
レ水量の最大値は、計画時の出力差において、８％、６
％、６％となるように設計されているのに対して、１７
％，１２％，１２％に増加した（表３から、√（３６／
３１）×２×８、√（３９／３６）×２×６、√（４１
／４１）×２×６）。表３の最下欄に示すように、三次
スプレは、その圧力差が定格時を超えるものとなり、５
０％負荷時の最大流量が定格時のそれを超えることがで
きた。
【００２７】図２に圧力調整弁２６の制御回路を示す。
ボイラへの負荷指令信号５１は圧力調整弁開度プログラ
ム５２に入力されるほか、タイマー５３に入力されたタ
イマープログラム５４に入る。圧力調整弁開度プログラ
ム５２及びタイマープログラム５４出力を高値選択器
（ＨＳ）５５に入力し、その出力を圧力調整弁２６に入
力する。
ボイラへの負荷指令信号５１は圧力調整弁開度プログラ
ム５２に入力されるほか、タイマー５３に入力されたタ
イマープログラム５４に入る。圧力調整弁開度プログラ
ム５２及びタイマープログラム５４出力を高値選択器
（ＨＳ）５５に入力し、その出力を圧力調整弁２６に入
力する。
【００２８】図３に圧力調整弁開度プログラム５２、図
４にタイマープログラム５４を示す。
４にタイマープログラム５４を示す。
【００２９】ボイラへの負荷指令信号５１が１００％の
ときには圧力調整弁２６は全開の状態にある。負荷降下
時には、ボイラへの負荷指令信号５１が８５％以下で圧
力調整弁２６を絞り始める。例えば、負荷指令信号５１
が５０％までとすると、この時点の弁開度は７５％であ
る。
ときには圧力調整弁２６は全開の状態にある。負荷降下
時には、ボイラへの負荷指令信号５１が８５％以下で圧
力調整弁２６を絞り始める。例えば、負荷指令信号５１
が５０％までとすると、この時点の弁開度は７５％であ
る。
【００３０】ここで、図４において、タイマーが１０分
以前はタイマープログラム設定値は０％で開度０％の信
号を発生するが、高値選択器５５により、前記のボイラ
への負荷指令信号５１による５２を介しての信号を選択
する。さらに、タイマーが例えば、１０分以降になると
０％から増加した信号が発生し、７５％を越えた時間か
らは、タイマープログラム５４を介しての信号を選択す
る。さらに、１５分以降は全開となる。ここでは、負荷
指令信号５１が５０％で安定運転に入ると、蒸気温度も
安定してくるので圧力調整弁２６を７５％からは開ける
方向に動かし、更に開度を１００％とし、無駄な圧力損
失を防止している。
以前はタイマープログラム設定値は０％で開度０％の信
号を発生するが、高値選択器５５により、前記のボイラ
への負荷指令信号５１による５２を介しての信号を選択
する。さらに、タイマーが例えば、１０分以降になると
０％から増加した信号が発生し、７５％を越えた時間か
らは、タイマープログラム５４を介しての信号を選択す
る。さらに、１５分以降は全開となる。ここでは、負荷
指令信号５１が５０％で安定運転に入ると、蒸気温度も
安定してくるので圧力調整弁２６を７５％からは開ける
方向に動かし、更に開度を１００％とし、無駄な圧力損
失を防止している。
【００３１】図５には、本発明の実施形態により、５０
％負荷時のスプレ配分を４％、３％、３％に設定し、負
荷変化率を８％／ｍｉｎとしたときの、負荷降下時の主
蒸気温度偏差及び三次スプレ水量を示した。このとき、
図３に示すように、負荷８５％のときから圧力調整弁２
６を絞りはじめ、同時に回転数制御装置２８を負荷毎に
設定される通常の値よりも高負荷にしはじめ、負荷が５
０％に達したときに、通常よりもボイラ給水ポンプ２７
出口の圧力が２２ｋｇ／ｃｍ2だけ高くなるように設定
した。
％負荷時のスプレ配分を４％、３％、３％に設定し、負
荷変化率を８％／ｍｉｎとしたときの、負荷降下時の主
蒸気温度偏差及び三次スプレ水量を示した。このとき、
図３に示すように、負荷８５％のときから圧力調整弁２
６を絞りはじめ、同時に回転数制御装置２８を負荷毎に
設定される通常の値よりも高負荷にしはじめ、負荷が５
０％に達したときに、通常よりもボイラ給水ポンプ２７
出口の圧力が２２ｋｇ／ｃｍ2だけ高くなるように設定
した。
【００３２】このようにすることにより、スプレ最大容
量の５０％負荷時の主蒸気流量に対する比率は、１７：
１２：１２まで増加するため、従来のスプレ配分で見ら
れたような、三次スプレ弁の全開がなくなった（三次ス
プレ弁の制御裕度が高くなった）。このため、主蒸気温
度偏差は、＋４°Ｃ、−１２°Ｃになり良好な負荷変化
を実現できた。
量の５０％負荷時の主蒸気流量に対する比率は、１７：
１２：１２まで増加するため、従来のスプレ配分で見ら
れたような、三次スプレ弁の全開がなくなった（三次ス
プレ弁の制御裕度が高くなった）。このため、主蒸気温
度偏差は、＋４°Ｃ、−１２°Ｃになり良好な負荷変化
を実現できた。
【００３３】上述した実施形態では、ボイラへの負荷指
令信号に相当する信号をもとに、圧力調整機構およびま
たは回転数制御装置を制御したが、スプレ弁の開度に相
当する信号をもとに圧力調整機構およびまたは回転数制
御装置を制御することによっても同様の効果を得ること
ができる。即ち、スプレ弁開度があらかじめ設定された
値よりも高くなるにつれて、ボイラ給水ポンプ吐出圧力
が高くなるように圧力調整機構およびまたは回転数制御
装置を作動させるようにする。また、負荷変化をしてい
ない静定時において、火炉の汚れ等によりスプレ流量を
増加する必要が生じた場合などは特に有効である。
令信号に相当する信号をもとに、圧力調整機構およびま
たは回転数制御装置を制御したが、スプレ弁の開度に相
当する信号をもとに圧力調整機構およびまたは回転数制
御装置を制御することによっても同様の効果を得ること
ができる。即ち、スプレ弁開度があらかじめ設定された
値よりも高くなるにつれて、ボイラ給水ポンプ吐出圧力
が高くなるように圧力調整機構およびまたは回転数制御
装置を作動させるようにする。また、負荷変化をしてい
ない静定時において、火炉の汚れ等によりスプレ流量を
増加する必要が生じた場合などは特に有効である。
【００３４】図６には、本発明の他の実施形態を示す。
この実施形態では、圧力調整機構が圧力調整弁３６を有
する配管と、そのバイパス配管３５とで構成されている
ことが特徴である。定格時には圧力調整弁３６は全開と
なっているが、負荷降下とともに前述した制御方式に基
づき圧力調整弁３６を閉方向に作動させる。そして、他
の実施形態の特有の効果として、圧力調整弁３６は図１
の場合よりも、小径管に設置するため、圧力調整弁３６
の価格を低くすることができる点である。
この実施形態では、圧力調整機構が圧力調整弁３６を有
する配管と、そのバイパス配管３５とで構成されている
ことが特徴である。定格時には圧力調整弁３６は全開と
なっているが、負荷降下とともに前述した制御方式に基
づき圧力調整弁３６を閉方向に作動させる。そして、他
の実施形態の特有の効果として、圧力調整弁３６は図１
の場合よりも、小径管に設置するため、圧力調整弁３６
の価格を低くすることができる点である。
【００３５】また、他の実施形態の場合、圧力調整弁３
６は流動抵抗が可変なものではなく、オンオフ弁でも同
様の効果を実現できる。この場合、流動抵抗可変の弁よ
りもオンオフ弁の方がより安価に装置を構成できる。
６は流動抵抗が可変なものではなく、オンオフ弁でも同
様の効果を実現できる。この場合、流動抵抗可変の弁よ
りもオンオフ弁の方がより安価に装置を構成できる。
【００３６】以上説明したように、本発明の実施形態で
は、気水分離器６の出口に圧力調整弁２６を設けてお
り、例えば、５０％負荷時のスプレ水量を定格負荷時よ
りも増加させるには、圧力調整弁を閉方向に作動させる
とともに、回転数制御装置にボイラ給水ポンプ吐出圧を
上昇させる信号を送る。これにより気水分離器内からボ
イラ給水ポンプ出口間の圧力が上昇し、火炉入口連絡管
と減温器との間の差圧が増大し、減温器に流れるスプレ
流量の最大値を増加させることができる。
は、気水分離器６の出口に圧力調整弁２６を設けてお
り、例えば、５０％負荷時のスプレ水量を定格負荷時よ
りも増加させるには、圧力調整弁を閉方向に作動させる
とともに、回転数制御装置にボイラ給水ポンプ吐出圧を
上昇させる信号を送る。これにより気水分離器内からボ
イラ給水ポンプ出口間の圧力が上昇し、火炉入口連絡管
と減温器との間の差圧が増大し、減温器に流れるスプレ
流量の最大値を増加させることができる。
【００３７】また、負荷が下がって気水分離器入口で湿
り蒸気状態となっても、気水分離器内で気水分離される
ため、気水分離器下流側に設けられた圧力調整弁の出口
で蒸発が起こることはなく、従って流動状態の不安定を
生じることはない。
り蒸気状態となっても、気水分離器内で気水分離される
ため、気水分離器下流側に設けられた圧力調整弁の出口
で蒸発が起こることはなく、従って流動状態の不安定を
生じることはない。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、スプレ容量を増加させ
ることなくスプレ流量を増加することができるので、高
速な負荷変化を、安価なスプレ弁により実現できる。
ることなくスプレ流量を増加することができるので、高
速な負荷変化を、安価なスプレ弁により実現できる。
【図１】本発明の実施形態に係るボイラの系統図であ
る。
る。
【図２】本実施形態の制御回路を示す図である。
【図３】本実施形態の制御回路の機能を示す図である。
【図４】本実施形態の制御回路の機能を示す図である。
【図５】本実施形態による負荷変化率８％／ｍｉｎの特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るボイラの系統図で
ある。
ある。
【図７】貫流ボイラの主蒸気系の水・蒸気系統を示す図
である。
である。
【図８】従来技術による負荷変化率３％／ｍｉｎの特性
を示す図である。
を示す図である。
【図９】従来技術による負荷変化率８％／ｍｉｎの特性
を示す図である。
を示す図である。
【図１０】従来技術に係るボイラの系統図である。
１ 給水管 ２ 節炭器 ３ 火炉入口連絡管 ４ 火炉水壁 ５ 火炉出口連絡管 ６ 気水分離器 ７ 一次過熱器入口連絡管 ８ 一次過熱器 ９ 一次減温器入口連絡管 １０ 一次減温器 １１ 二次過熱器入口連絡管 １２ 二次過熱器 １３ 二次減温器入口連絡管 １４ 二次減温器 １５ 三次過熱器入口連絡管 １６ 三次過熱器 １７ 三次減温器入口連絡管 １８ 三次減温器 １９ 四次過熱器入口連絡管 ２０ 四次過熱器 ２１ 主蒸気管 ２２ スプレ配管 ２３ 一次スプレ水量調節弁 ２４ 二次スプレ水量調節弁 ２５ 三次スプレ水量調節弁 ２６ 圧力調整弁 ２７ ボイラ給水ポンプ ２８ 回転数制御装置 ２９ ガバナ ３０ 高圧タービン
Claims (5)
- 【請求項１】 ボイラへ給水するボイラ給水ポンプと、
前記ボイラ給水ポンプの出口水が節炭器に入り水壁を経
て気水分離器に入る水・蒸気系統と、前記節炭器の出口
水を分岐してボイラ内の過熱器出口蒸気にスプレする減
温器と、を備えたボイラであって、 前記ボイラ給水ポンプの回転数を制御するための回転数
制御装置と、前記気水分離器出口に圧力調整機構と、を
設けボイラへの負荷降下指令に基づいて、前記回転数制
御装置および前記圧力調整機構を制御して、前記減温器
のスプレ流量の最大値を増加させることを特徴とするボ
イラ制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のボイラ制御装置におい
て、 ボイラへの負荷降下指令に基づいて、前記回転数制御装
置および前記圧力調整機構を制御して、一旦、ボイラ給
水ポンプの吐出圧力が高くなるように作動させたのち、
前記吐出圧力を元に戻すようにすることを特徴とするボ
イラ制御装置。 - 【請求項３】 ボイラへ給水するボイラ給水ポンプと、
前記ボイラ給水ポンプの出口水が節炭器に入り水壁を経
て気水分離器に入る水・蒸気系統と、前記節炭器の出口
水を分岐しスプレ水量調節弁を通してボイラ内の過熱器
出口蒸気にスプレする減温器と、を備えたボイラであっ
て、 前記ボイラ給水ポンプの回転数を制御するための回転数
制御装置と、前記気水分離器出口に圧力調整機構と、を
設け前記スプレ水量調節弁の開度に相当する信号を用
い、 前記弁開度が予め設定された値よりも高くなるにつれ
て、前記ボイラ給水ポンプの吐出圧力が高くなるよう
に、前記圧力調整機構および回転数制御装置を制御する
ことを特徴とするボイラ制御装置。 - 【請求項４】 請求項１、２または３に記載のボイラ制
御装置において、 前記圧力調整機構が、流動抵抗可変の弁を有する配管
と、前記配管のバイパス配管と、から構成されているこ
とを特徴とするボイラ制御装置。 - 【請求項５】 請求項１、２または３に記載のボイラ制
御装置において、 前記圧力調整機構が、オンオフ弁を有する配管と、前記
配管のバイパス配管と、から構成されていることを特徴
とするボイラ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16371098A JPH11351511A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | ボイラ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16371098A JPH11351511A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | ボイラ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11351511A true JPH11351511A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15779173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16371098A Pending JPH11351511A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | ボイラ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11351511A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114355996A (zh) * | 2021-07-22 | 2022-04-15 | 杭州绿能环保发电有限公司 | 一种主蒸汽温度控制方法、系统及电子设备 |
-
1998
- 1998-06-11 JP JP16371098A patent/JPH11351511A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114355996A (zh) * | 2021-07-22 | 2022-04-15 | 杭州绿能环保发电有限公司 | 一种主蒸汽温度控制方法、系统及电子设备 |
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