JPS60201008A - プラント運転制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プラント運転制御方法、及びその方法を実施
する運転制御装置に関する。特に、給水ポンプ装置を備
えたタービンプラントのプラント運転制御方法、及びそ
の装置に関する。

〔発明の背景〕

最近、この種のタービンプラント運転制御技術において
は、そのミドル負荷運転の要請等に基づいて、新たな問
題が生じている。即ち、タービンプラントは発電用に用
いられる場合が多いが、屯力需擬の問題と関連して、常
に高出力で運転するのでなく、需要の大きい日中の間は
高出力とし、需要の落ちる夜間は低出力で運転するか、
乃至は運転停止するという運転方式が要請されるように
なっている。ところがこのようにミドル化運転（変圧運
転）をしたシ、１日で起動・停止をする運転を行うと、
出力を低下させて負荷を落とした場合に、ボイラ給水ポ
ンプ装置における気泡発生、即ち所謂フラッシングが発
生し、これがプラント運転制御に悪影響を与えるという
技術的問題が出て来る。

さらに上記ミドル化、　Ｄ　Ｓ　Ｓ　（Ｄａｉｌｙ　５
ｔａｒｔａｎｄ　５ｔｏｐ）化運転という最近のニーズ
に対応するばかシでなく、基本的な信頼性向上、予測制
御という要ｄ青もある。

ところが従来よ）、負荷変化時には、ボイラ制御やター
ビン制御についての検討しかなされていないのが現状で
ある。即ち、負荷変化時例えばロードランバック（負荷
絞シ込み）や負荷遮断（ＦａＳ　Ｉ　Ｃｕ　ｌ　Ｂａｃ
ｌ（ヲ含ム。補機だけのａ転ｏ、内単独負荷運転になる
ときなど）等の場合、グランドの検討対象は、ボイラ負
荷変化追従性を見たシ、タービン低サイクル寿命消費指
数（ＬＯＷ　−ｃｙｃｌｅ　ｆａｔｉｇｕｅ　１ｎｄｅ
ｘ　、　ＬＣＦＩ　）を見るなど、ボイラ制御やタービ
ン制御に関する事項しか、検討されていなかった。よっ
て例えば脱気器廻りについてなどの充分な検討が行われ
ておらず、結局、負荷変化時における鋭気機廻シにおけ
る７ラツシングの問題等は、制御によっては解決できず
、これを回避するだめには、現地における大改造が余儀
なくされ、これに伴う出費その他の被害は甚大となって
いる。

上記の問題は、従来プラント制御はボイラやタービンな
どの主機を制御することによって行う、という考え方が
強かつたため、どうしても避けられなかったものと思わ
れる。上記ミドル化運転の要請などが出る前は、この従
来の考え方で十分対処できたのであるが、最近のニーズ
を満たそうとすると、従来おまシ問題となっていなかっ
たフラッシングの問題が重要となって、結局従来のやシ
方であると設備が大きくなったわ、複数の装置を用いざ
るを得なかったのである。

′即ち、現状においては、タービンに対してタービン自
動起動制御装置などがあり、ボイラに対しては、Ｉ）ｓ
ｇｉｔａｌ　ＡＢＣの先行予測制御などがある。しかし
プラントとしては、−要素もしくは三要素制御（復水流
量、！＠水流量、脱気器レしルの内のいずれか一要素を
制御するか、もしくはその三要素ヲ制御するもの）のロ
ーカルコントロールつまシ各々の羊独制御というものし
か無く、総合的プラント制御というものは欠落していた
のである。

最近の試運転ラッシュにおいては、例外無く、脱気器廻
りの追加大改造がなされている。これは、上記した如く
、タービンやボイラという主機についは制御がめるが、
総合的なプラント制御は考慮されそいなかったため、結
局ミドル化運転等を採用すると問題が生ずる部分につい
ては、これを改造せざるを得なかった故と考えられる。

以下従来技術の問題点、即ち従来の発電プラントにおい
て発電プラントの負荷が低下した時の、ボイラ給水ポン
プ装置における気泡発生（フラッシング）の問題につき
、説明する。

第１図に、従来のプラントにおいて一般に用いられてい
るボイラ給水ポンプ系統の一例を示す。

図中符号ｌＯは復水器で必シ、この中の復水が復水管１
２を通って脱気器２１に送られ、これが脱気器貯水タン
ク２２に貯められた後、給水ポンプ系統に送られる。図
示の給水ポンプ系統は３系統あり、各々ａ、　ｂ、ｃを
添えた符号で区別して示しである。以下、グループＡ、
グループＢ、グループＣの各系統として説明する。各グ
ループはそれぞれの給水ポンプ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ
を有している。

グループＡ及びグループＢは、それぞれ当該ボイラ容量
定格の５０チに相当する給水ポンプ３４ａ及び３４ｂの
系統であり、グループＣは上記定格の２５％に相当する
給水ポンプ３４ｃの系統である。Ａ、Ｂ、Ｃの３グルー
プによって、ボイラ給水ポンプ装置が形成される。

プラント運転中、復水器１０内の復水は復水ポンプ１１
により復水管１２．給水加熱器１３．逆止弁１４を経て
脱気器２１に送水される。

脱気器２１に送水きれた復水は蒸気管２４から供給され
る加熱蒸気で加熱・脱気されて脱気器貯水タンク２２に
貯えられ、降水’＠２３ａ、２３ｂ。

２３ｃｆ通ってボイラ給水ポンプ装置に供給される。

給水ポンプ装置を構成するグループＡは、ブースタポン
プ人口弁３１ａ、ブースタポンプ３２ａ。

給水ポンプ吸込管３３ａ、給水ポンプ３４ａ、給水ポン
プ吐出管３５ａ、逆止弁３６ａ及び給水ポンプ出口弁３
７ａを直列に接続して成るとともに、上記の給水ポンプ
出口弁３７ａの吐出口を３グループの合流母管をなす管
寄３８に連層してイｔり成する。この管寄３８と給水ポ
ンプ３４ａとの間には、ウオーミング管４１ａ、ウオー
ミング弁４２ａ。

及びオリフィス４３ａを直列に介装接続しである。

給水ポンプ装置を構成するグループＢ及びＣ７も、上記
グループＡと同様に構成されている。

以上のように構成された従来型のボイラ給水ポンプ系統
（第１図）においては、典型的にはプラント負荷が５０
チ以上の時は給水ポンプ３４ａ。

同３４ｂを運転し、同３４ｃは体止させ、又、プラント
負荷が５０チ弱の時は、給水ポンプ３４ａ。

又は同３４ｂのいずれか一方の今を運転し、他を休止さ
せる。説明の便宜上、給水ポンプ３４ａが運転され、給
水ポンプ３４ｂ、同３４ｃが休止している場合の例につ
き、以下に述べる。

このように給水ポンプ３４ｂ、３４ｃが休止していると
きでも、給水ポンプ３４ａの運転中、その吐出水の一部
を管寄３８からウオーミング弁４２ｂ、同４２０を経て
休止中の給水ポンプ３４ｂ。

同３４ｃに供給してウオーミングを続け、プラント負荷
上昇に応じていつでも給水ポンプ３４ｂ又は同３４ｃを
起動し得るようにしておく。このウオーミング弁４２Ｊ
　４２ｃを介して給水ポンプ３４ｂ、３４Ｃに循環させ
るウオーミング水流量は、たとえば給水ポンプ定格の１
俤程度というようにごく少貸である。

上記のようにウオーミング水流量が極小量であルタメ、
フラッシングの問題が発生し、これに伴いウォータハン
マや午ヤビテーションの問題も起こる。即ち、ウオーミ
ング水流量が極少量であっても休止中の給水ポンプのメ
タル温度を給水の温度と同程度に維持するには充分であ
るが、ウオーミング水量が極少量であるため、休止中の
給水ポンプの吸込管３３ｂ、３３ｃ及び降水管２３ｂ。

２３ｃ内に滞留している給水が循環水流によって置換さ
れるのには、長時間を必要とする。このように給水ポン
プの吸込管路内の置換が徐々にしか行われないため、プ
ラント負荷が急激に低下したとき、休止している給水ポ
ンプの吸込側の管路内に停滞している熱水がフラッシン
グする可能性が大きいことになる。結局このフラッシン
グが、ウォータハンマやキャビテーションを誘発すると
いう技術的問題につながる。

このように従来技術にあっては、プラント負荷の急激な
低下時に７ラツシングやそれに伴う技術的問題が生じて
いるわけであるが、次に、この問題の原因となるプラン
ト負荷の急激な低下が、いかなる理由で起こるかを、第
２図にょシ説明する。

第２図は従来技術の負荷ノ４ターンの一例として、横軸
に時間経過をとり、縦軸にプラント負荷をとって示した
ものである。

従来の発電プラントは、プラントを構成している各機器
に不具合が発生した場合、発電プラントをトリップ（停
止）する事無しに運用継続可能とする為、あらかじめコ
ンピュータ等に記憶させておいた負荷まで、自動的に負
荷を低下させる機能（負荷ランバック機能）を有してい
る。しかし、コンピュータ等に記憶きれている負荷パタ
ーンは、　、運用継続可能な負荷と言う事のみで、モー
ド化されてしまっている。即ち、たとえば第２図に示す
如く時点ｔ１まで１００チ負荷にて運転されていたプラ
ントにおいて、プラントを構成している機器、たとえば
発゛蹴機、固定子、ボイラ給水ポンプ等に不具合が発生
すると、この自動負荷低下機能によって、プラント負荷
は急激に降下し、図の如く５０チ負荷あるいは２５チ負
荷にて連続運転が継続される様、自動制御される。

この際に、かかる従来技術でのプラント制御にあっては
、上記の給水ポンプ装置における熱水のフラッシングの
問題は全く考慮されていないわけである。不具合発生の
とき自動制御してプラント負荷を急激に低下させるので
はあるが、この負荷の急激な低下によシ生ずるおそれの
ある給水ポンプ装置の７ラツシングについては、全く対
処がなされないのである。したがって、停止中の給水ポ
ンプを起動しようとした場合でも、フラッシングにより
給水ポンプ入口押込み圧力が低く、ポンプ起動不可とい
う問題も発生している。

フラッシングは、プラント負荷が低ド１−だとき従来構
造では不可避的に発生するものであり、よって、特に最
近のニーズであるミドル化運転（変圧運転）の如くプラ
ント負荷の低下がある場合には、これに対する対策が重
要となる。次にこのようなフラッシング現象の発生理由
を、第３図及び第５図により説明する。

第３図、第５図は、横軸に時間経過をとるとともに、プ
ラント負荷の変化に伴って温度・圧力がいかに変化する
かを明示すべく、縦軸にプラント負荷・温度・圧力の変
化をとって、グラフ化したものである。第３図は、給水
ポンプ３４ａ、３４ｂの２台運転中に、その内の１台を
停止した場合の状態変化を示し、一方第５図は、給水ポ
ンプ３４ａ。

３４ｂの２台運転時における、特に待機中の給水ポンプ
３４ｃの状態変化を示しである。

第３図を参照する。第３図は、カーブＪで表わすプラン
ト負荷が急激に低下して一定の設定値例えば５０％以下
になり、これによυ自動制御によって給水ポンプ３４ｂ
が停止されると、後記詳述する様にその後暫く経過した
図示０点以降において給水ポンプ３４ｂの入口圧力Ｐ　
（ｂ）がその入口温度に対応する飽和蒸気圧力Ｎ　（ｂ
）より低くなシ、シたがって給水ポンプ３４ｂの吸込側
がフラッシュすることを説明する図面である。即ち、第
３図には、プラント負荷Ｊが１１時点から１２時点まで
急激に下降した場合の、ｔｌ−１２の時間及びその前後
にわたる各種給水温度、圧力の変化を示しである。図中
のカーブＭは脱気器内圧、カーブ０はブースタポンプ入
口圧力、カーブＰは給水ポンプ入口圧力である。更に詳
しくは次の如くである。

ブースタポンプ３２ａの入口圧力と同３２ｂの入口圧力
とは常に等しいのでこれをカーブＯ（ａ）（ｂ）で表わ
す。カーブＰ（ａ）は給水ポンプ３４（ａ）の入口圧力
を、カーブＰ　（ｂ）は給水ポンプ３４缶）の入口圧力
を、カーブＰ（ａ）（ｂ）は給水ポンプ３４ａと同３４
ｂとの入口圧力が等しい場合の圧力をそれぞれ表わす。

カーブには脱気器貯水タンク２２内の給水温度である。

カーブＬ　（ａ）は給水ポンプ３４ａの入口温度を、カ
ーブＬ　（ｂ）は給水ポンプ３４ｂの入口温度を、カー
ブＬ　（ａ）（ｂ）は給水ポンプ３４ａと同３４ｂ°と
の入口温度が等しい場合の温度をそれぞれ示す。

以−ド、プラント負荷の急激な低下に追従して、各圧力
、温度がいかに変化するかを説明する。プラント負荷Ｊ
が１１時点から１２時点まで一定の割合で低下すると、
脱気器内圧Ｍはこれと同タイミングで低下し、これに伴
ってブースタポンプ入口圧力０　（ａ）（ｂ）及び脱気
器貯水タンク２２内の給水温腿にも同じタイミングで低
下する。一方プラント負荷Ｊが一定でるるとき（１１時
点以前）においては、給水ポンプ入口温度Ｌ　（ａ）（
ｂ）は脱気器貯水タンク内給水温度にと同じであるが、
プラント負荷Ｊが１．時点で下降しはじめたとき、給水
ポンプ入口温度Ｌ　（ａ）（ｂ）はタイムラグｔ４だけ
遅れて下降を始める。このタイムラグｔ４は、降温した
脱気器貯水タンク内の給水が降水−ｔ！２３ａ、２３ｂ
（第１図）を通って給水ポンプ３２ａ、３２ｂの入口に
達するに要する時間である。

第３図において、上記の如く給水ポンプ入口温度Ｌ　（
ａ）（ｂ）がタイムラグｔ４だけ遅れて下降し始めると
、これに伴って給水ポンプ入口温度に対応する水の飽和
圧力Ｎ（ａＸｂ）も下降を始める。更にプラント負荷Ｊ
が低ドして５０チ以下になると、既述の如く給水ポンプ
３４ｂが停止される。この時点を１２とする。ｔ２時点
の後もプラント負荷Ｊが１３時点まで低下し続けるとブ
ースタポンプ入口圧力０　（ａ）（ｂ）も１３時点まで
低下し続ける。運転継続している給水ポンプ３４ａの入
口圧力Ｐ　（ａ）も１３時点まで脱気器内圧力カーブＭ
とほぼ平行に下降する。しかし給水ポンプ３４ｂの停止
に伴ってブースタポンプ３２ｂ（第１図）も停止される
ので、ブースタポンプ３２ｂめ出口と入口との圧力差が
無くなり、給水ポンプ３４ｂの入口圧力カーブＰ　（ｂ
）は急激に下降して、１２時点以後はブースタポンプ３
２ｂの入口圧力０（ａＸｂ）と重なる。このように給水
ポンプ３２ｂの入口圧力Ｐ　（ｂ）は急激に低下するが
同ポンプ３２ｂの入口温度り山）は同ポンプの停止によ
り１２時点以後はぼ一定の温度を保つ。従って給水ポン
プ入口圧力に対する飽和蒸気圧力Ｎ（ｂ）も１２時点以
後はぼ一定となる。このため図示の０点において、給水
ポンプ３４ｂの入口圧力Ｐ（ｂ）は同ポンプ入口温度に
対応する飽和蒸気圧力Ｎω）と等しくなシ、その後は飽
和蒸気圧力Ｎ　（ｂ）よシも低くなるので、給水ポンプ
３４ｂの吸込側管路内の給水かフラッシュする。以上が
この場合、つまシ給水ポンプ３４ａ、３４ｂが運転中の
ときにプラント負荷Ｊの低下によりその一方のポンプ３
４ｂが停止した場合に、フラッシング現象が起こる理由
である。

第５図においては、カーブＬ　（Ｃ）は、停止中の給水
ポンプ３４Ｃの入口温度を、カーブＮ　（Ｃ）は、給水
ポンプ３４ｃの入口温度に対応する水の飽和圧力を示す
。この図で示す場合においては、給水ポンプ３４ｃが停
止状態にある為、降水管２３Ｃ及び給水ポンプ吸込管３
３ｃ内の給水は命留し、プラント負荷Ｊが１１時点よ９
１３時点まで変化したとしても、脱気器貯水温度よシ低
い値でほぼ一定の値を保つ。

よって、図示の０点において給水ポンプ３４ｃの入口圧
力Ｐ　（Ｃ−）及びブースタポンプ入口圧力０（Ｃ）は
、同ポンプ入口温度に対応する飽和圧力Ｎ　（Ｃ）と等
しくなり、その後は飽和圧力Ｎ（Ｃ）よシ低くなるので
、給水ポンプ３４ｃの吸込管内の給水がフラッシュする
。

以上が、各場合において７ラツシング現象が生ずる理由
でろる。また上述の説明から明らかに理解されるように
、給水ポンプ吸込管路内の７ラソシング現象は、プラン
ト負荷の低下幅の絶対値が大きく、かつ降下率が大きい
ほど発生し易い。

上記のフラッシング現象を防止するための方法として、
第１図に示したオリフィス４３　ａ　ｅ　４３　ｂ　＊
４３ｃの口径を大きくして、停止された給水ポンプの吸
込管路内のウオーミング循環水量を大きくすることが考
えられる。このようにすれば前述のように負荷が減少し
たときでも、給水ポンプ吸込管路内の熱水が早急に低温
度の給水と置換されて、フラッシュを抑制し得る。しか
しながらこのように常時多量の給水をウオーミング用に
循環させておくことは、動力損失を大きくするので、好
ましくない。

又、脱気器貯水タンクを高フツ［に設置してその水圧に
よって７ラツシングを抑制することも考えられるが、プ
ラント建設費を著しく増大させるので、実際的でない。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、プラント
負荷が低下した際に７ラツシングを防止し得るプラント
最適運転負荷を判断することにより、プラントの大幅な
改造の必要なく、フラッシング及びそれに伴う各種トラ
ブルを回避できるようにした、安全で有利なプラント運
転制御方法及び同装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は、プラント負荷、各
給水ポンプ吸込管内給水温度及び同圧力（またはこれら
を導くデータ）を検出し、上記検出値によシブラント最
適運転負荷（目標負荷）を算出し、これに基づいてプラ
ント運転制御を行うことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について説明する。

第７図は、本発明の方法を実施するために構成したプラ
ント運転制御装置の一例を備えたタービア　フラントの
系統図でめる。本図において、Ｍ　１図（従来装置）と
同一の図面参照番号を附したもツバ従来装置におけると
同様あるいは類似の構成部材であるから、詳しい説明は
省略する。この実施例は本発明を発電プラントに通用し
たものであるから、符号４で示す蒸気タービン、５で示
す発電機、７で示す蒸気発生装置よルの蒸気供給管を備
える。

この装置は、タービンプラントの負荷を示すデータＩを
検出する負荷検出手段を有する。本例ではこの負荷検出
手段は具体的には負荷信号発１ａ器６であり、発電機５
にこの負荷イぎ号発信器６を設けて発−ＷＬ磯の負荷、
即ち蒸気タービンの負荷率を検出するようになっている
。又この装置は、給水ポンプ３４ａ、３４ｂ、３４Ｃの
入口圧力を２ｆすデータ■を検出する圧力検出手段を有
する。本例ではこの圧力検出手段は具体的には給水ポン
プ入口圧力発信器２ａ＊　２ｂ、２ｃであり、給水ポン
プ吸込管３３ａ、３３ｂ、３３ｃにこの圧力発信器２ａ
、２ｂ、２Ｃを設けて、給水ポンプ入口圧力を検出する
ようになっている。又この装置は、給水ポンプ３４ａ、
３４ｂ、３４ｃの入口温度を示すデータ■を検出する温
度検出手段を有する。

本例ではこの温度検出手段は具体的には給水、温度検出
器３ａ、３ｂ、３ｃであシ、上記圧力発信器２ａ、２ｂ
、２Ｃの下流側にこの給水温度検出器３ａ、３ｂ、３Ｃ
を設けて、これによシ給水ポンプ吸込管内給水温度を検
出する。

これら検出データＩ、ｎ、ＩＩＩより、タービンプラン
ト運転負荷を決定し、これによってプラント制御を行う
。本例装置においては、上記各発信器の出力信号を入力
する自動演算器ｌを設け、後述のようにしてプラント最
適運転負荷（目標負荷）を算出させる。８は上記演算器
１に附設した表示器である。

この様に構成すると、各データＩ、　Ｉｌ、　ｍに基つ
〈制御により、着目する給水ポンプの入口圧力を、その
ポンプの人口温度に対応する飽和蒸気圧と等しくするか
、少なくともこれを下らない圧力に制御することができ
、したがってこのポンプにおけるフラッシングの発生は
確実に防止できる。

本実施例のこの作用について、第４図及び第６図によシ
説明する。

第４図、第６図は、従来装置における第３図。

第５図に対応する図表であシ、使用している記号の意味
も同様である。プラント負荷カーブＪは、第３図、第５
図と同様に１１時点から下降しはじめ、ｔ３時点までほ
ぼ一様に下降する。ｔ　１’時点から０点直前までの各
カーブは従来装置（第３図。

第５図）におけると同様である。

０点において、給水ポンプ入口圧力と給水ポンプ吸込管
内給水温度の各恢出値を入力した自動演算器ｌの出力信
号によシ、プラント負荷を■点以降■点の状態（０点と
同一負荷）の１１、維持する。

これにより第４図においては、給水ポンプ３４ｂの入口
圧力Ｐ　（ｂ）と同ポンプ入口温度に対応する飽和蒸気
圧力Ｎ（ｂ）とは等しくなり、０点以降も同様の圧力を
維持し続ける。又、第５図においては、給水ポンプ３４
Ｃの入口圧力Ｐ　（Ｃ）と同ポンプ入口温度に対応する
飽和蒸気圧力Ｎ　（Ｃ）とは等しくなり、０点以降同様
の圧力を維持し続ける。

以上のように給水ポンプ入口圧力と給水ポンプ入口温度
に対応する飽和蒸気圧力が、同一圧力にて維持し続けら
れる限り、７ラツシング現象の発生する恐れは無い。

第８図は第７図の装置を用いて本発明方法を実施した一
例における制御原理図である。

自動ｃＡ算器１中に負荷降下率演算部１．２を構成し、
発電機負荷発信器６（第７図参照）よりの発Ｖｔ機負荷
りの入力によって負荷降下率Ｌｘを下式により算出する
。

Ｌｏ　；初期負荷 又、自動演算器１中に構成された飽和圧力演算部１．１
において、給水ポンプ入口温度発信器３７（第７図参照
）よりの給水ポンプ吸込管路内給水温ｆｉＴ、（ｎ＝１
．２．３）の入力に、ｌ：っテ、飽和圧力ＰＴゎをめる
。これは、飽和圧力ＰＴａを記憶させておいた、縦軸が
エンタルピ、横軸がエントロピから成る線図（Ｍｏｌｌ
ｉｅｒ　線図）によ請求めればよい。即ち、給水温度Ｔ
、とＭｏ　１１　ｉ　ｅ　ｒ　線図上の飽和限界緋Ｚと
の交点によシ、算出する。

場合により飽和限界線Ｚに余裕をとることもある。

その場合は、Ｚに予め余裕をつけて図の破線で示すＺ′
の如くしておけばよい。図の線Ｚよシも上の部分が７ラ
ツシング領域で多シ、下の部分がフラッシングを起こさ
ない領域で多るので、少なくともＺとの交点よシ下にお
いて、それを飽和圧力としてめておけばよいからでりる
。

上記によシ算出された負荷降下Ｉｉ　Ｌ　ｘ及び飽和圧
力ＰＴいさらに抱水ポンプ入口圧力発信器２（第７図参
照）よりの給水ポンプ入口圧力Ｐ。

（ｎ＝ｔ、２．３）を飽和圧力到達時間演算部１．３に
入力せしめ、下式により圧力差ΔＰｉｎ＝１．２，３）
を算出する。

ΔＰ−＝Ｐ−Ｐｔ−（口＝１．２．３）又、算出され７
’ｃ３ｍのΔＰ、を比較し、最小圧力差ΔＰ、（＆１Ｉ
Ｎ）　をめる。これは、給水ポンプ吸込゛θ路内にて７
ラツシングが最も発生し易い状態にある系統３３ａ、３
３ｂ、３３Ｃ（第７図参照）を選定するものである。（
但し、その後の具体的な給水ポンプ運転続行に支障がな
ければ、必ずしも３種の中の最小をとる必要がなく、支
障のないものは省いた中での最小をとる如く選定してよ
い場合もおる。） この最小圧力差ΔＦ、　（ＭＩＮ）　、上記給水ポンプ
入口圧力Ｐ　ａ　（ｎ　＝　１　ｏｒ　２　ｏｒ　３　
）及び負荷降下率Ｌｘから、飽和圧力到達時間Ｙを下式
によシ算出する。

（ｎ−１ｏｒ　２　ｏｒ　３） これは、負荷降下を始めてから現状の負荷降下率Ｌｘに
てフラッジング防止可能な負荷までの到達時間を算出す
るものである。

次に算出した上記到達時間Ｙを目標負荷演算部１．４に
入力して、フラッシング防止可能な限界負荷（目標負荷
）Ｌｙを算出する。

ｘＸＹ ＬＰ　＝Ｌｏ（４）（ＫＷ） 　００ 算出後、目標負荷ＬＦはプラント運転負荷パターン判定
部１．５に入力される。判定部１，５においては、目標
負荷、言い換えれば、プラント最適運転負荷ＬＰと、負
荷降下率Ｌｘ及び初期負荷（負荷降下直前の負荷）ＬＯ
を判定し、これらにより目標負荷Ｌｒにいかなるパター
ンで到達するのが最適かというプラント運転負荷パター
ンを判断して、これを表示部８に表示する。これに基り
ｂて、プラント負荷を目標負荷ＬＦまで降下させる操作
を行う。これは表示に従って作業員が操作するのでもよ
く、若しくは、演算器１に制御信号９を発信せしめて発
電機５、蒸気タービン、ボイラ（蒸気発生装置）などを
自動制御させる様な操作でもよい。

判定部１．５によシ判断した目標負荷ＬＦは、これよシ
低い負荷にすると、給水ポンプ吸込管路内にて７ラツシ
ングを発生させることになるというものである。ところ
が、場合によってこのような負荷まで降下してしまう（
又は降下させなければならない）事態が考えられないで
はな−か、その場合には、もはやプラントを安全に運転
することは難しいのであるから、プラントを安全停止さ
せる。即ち、プラントを構成する機器に損傷を起こさぬ
よう、作業員によシ、若しくは制御信号９により、プラ
ント全体を安全停止させる。この場合は目標負荷ＬＦま
で落とすというのではないから、負荷の低下速度を制御
して、例えば図の２点鎖線で示すような緩やかな低下速
度に制御して、停止に至らせるようにすることができる
。

上記言い換えれば、本制御方法は、その時のプラント運
転状態における許容可能な最大範囲のプラント運用が可
能となる制御方法と言えるものである。

なお上記制御は、降水管が１本の場合はそのままあては
まるが、例えば第１図と異なシ、各ポンプ３４ａ、、３
４ｂ、３４ｃが各々直接脱気器２１に接続させているよ
うな構成にあっては、止まっだポンプのがわの系統につ
いては、省略することができる場合がある。

上述した例のごとく、演算器１の演算結果を基にプラン
トの運転・停止指令信号を発信せしめ、プラント運転負
荷を制御させるように構成すると、本発明のプラント運
転制御方法を全自動的に行うことができ、非常に有効で
ある。

上記の演算器１に必要な機能及び記憶容量は比較的少な
いので、専用の演算器として設置する場合は小型のマイ
コンで足シ、設備コストは高価ではない。又小容量のも
ので足シる為、たとえば発電プラント全体の制御、監視
用大型電算機の容量の余裕を利用して組み込むとしても
容易である。

第９図は、本発明のプラント運転制御方法を全自動に実
施した一例における制御Ｗ、埋図である。

本図において、発電機負荷発信器６．給水ポンプ入口圧
力発信器２及び給水ポンプ入口温度発信器３よシの検出
値Ｉ、ｎ、ＩＩＩを自動演算器ｌに入力せしめ、前述に
示す演算を行い、目標負荷Ｌｒ及び負荷降下率Ｌｘをめ
る。上記目標負荷ＬＰ及び負荷降下率Ｌｘは、Ａ　Ｐ　
Ｃ（Ａｕｔｏｎａｔ　１ｃｐｌａｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ
　、プラント自動制御装置）５０に入力され、上記入力
値をベースとして、タービン４．ボイラ７′１発電機５
の運転が制御される。

このようにＡＰＣ５０によシ変化せしめられたプラント
（ポイッ、タービン、発電機）運転状態値は、さらにＡ
ＰＣ５０にフィードバックされる。

一方、ＡＰＣ５０によシ変化せしめられた後の発電機負
荷（タービンプラント負荷）は、再び発電機負荷発信器
６に入ってここにフィードバックされ（即ち自動演算器
１にフィードバックされたことと同様になシ）、これに
よシ算出された目標負荷ＬＰ及び負荷降下率Ｌｘによシ
再度上記過程を実行する。

このようにすると、はじめ判断された目標負荷ＬＰや負
荷下降率Ｌｘがフィードバックされて、再度適正な値と
して判断されてめられるので、かかる繰シ返しによシ、
最適な値が設定されることになる。目標負荷ＬＦや負荷
下降率Ｌｘで定まるパターンは多くのものが可能である
が、このフィードバックの手法を用いれば、最も適正な
パターンを得られるのである。基本的に、一定温度にお
いては負荷と圧力との関係におけるフラッシングしない
関係は定まっている（つまシフラッシングを防止する為
にはある負荷についである圧力を要するということは、
一応定まっている）と言えるが、目標負荷Ｌｖや負荷降
下率Ｌｘによシこの関係も変動することがｔＤ＃）、又
温度も変化するものであるから、このフィードバックに
よって、最適値をめるのが有効である。

即ち、上記した過程を順次繰り返し実行することにより
、このプラント運転制御方法を全自動で、有効に実施す
ることが可能である。

以上詳述したように、上記各実施例によれば、蒸気ター
ビンプラントの最適負荷を算出して請求イラ給水ポンプ
系統の７ラツシングを防止でき、最も安全なプラント運
用の管理・制御を可能とする。

なお上記においては説明を省略したが、ポンプ運転状態
値であるポンプ入口圧力、及びポンプ入口温度を検出デ
ータとしてとるに当たって、前者の代わりに給水流量、
ブースタポンプ吐出圧、給水ポンプ回転数、給水ポンプ
軸動力を用い、又後者の代わシに給水ポンプ入口側給水
温度を用いるなど、それぞれに関係ある値又はそれぞれ
を導く値を用いても、同様の効果が得られることは言う
までもな込ことである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のプラント運転制御方法は
、給水ポンプ装置を設置したタービンプラントにおいて
、プラント負荷、ボイラ給水ポンプ入口圧力及び同ポン
プ人口温朋又はこれらを導く値を検出し、上記検出値よ
シ、７ラツシングを防止し得るプラント最適運転負荷を
判断することによって、プラントの大幅な改造等の必要
なく、７シツシング及びそれに伴う各抽トラブルを回避
することができ、したがって、最も安全なプラント連用
の一＃理・制御を可能とするという効果がある。

又、本発明のプラント運転ｆ（ｉ制御装截は、給水ポン
プを備えたタービンプラントにおいて、タービンプラン
ト負荷検出手段、給水ポンプ入口圧力検出手段、給水ポ
ンプ入口温度検出手段を設けるとともに、上記各検出手
段の検出信号を入力せしめる自動演算器を設け、上記自
動演算器によって、前記蒸気タービンプラントの最適運
転負荷を算出せしめ得べき構成としたことにより、前記
の本発明方法を容易に実施して、その効果を発揮させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来一般に用いられているボイラ給水ポンプ
装置の系統図、第３図及び第５図は、上記の給水ポンプ
装置におけるフラッシング現象を説明するだめの図表、
第２図は、従来一般に用いられているプラント負荷制御
図である。第４図及び第６図は、本発明の一実施例にお
ける温度、圧力等の時間変化を示す図表、第７図は、本
発明の一実施例に係る蒸気タービンプラントの系統図、
第８図は上記の実施例例おける制御原理図である。 第９図は本発明の方法を全自動に実施した一例における
制御原理図である。 １・・・自動演算器、２・・・給水ポンプ入口圧力検出
手段（入口圧力発信器）、３・・・給水ポンプ入口温度
検出手段（入口温度発信器）、４・・・蒸気タービン、
訃・・発電機、６・・・タービン負荷検出手段（負荷発
信器）、７・・・蒸気発生器よシの蒸気供給・ｕ１７′
・・・ボイラ、８・・・表示器、９・・・制御信号、１
ｏ・・・復水器、１１・・・復水ポンプ、１２・・・復
水管、１３・・・給水加熱器、１４・・・逆止弁、２１
・・・脱気器、２２・・・脱気器貯水タンク、２３ａ、
２３ｂ、２３ｃ・・・降水管、２４　・・・加熱蒸気管
、３１　ａ　、　３　ｌ　ｂ　＋３１　ｃ−−−ブース
タポンプ人口弁、３２ａ、３２ｂ。 ３２　ｃ−・・ブースタポンプ、３３ａ、３３ｂ、３３
Ｃ・・・給水ポンプ人口吸込管、３４ａ、３４ｂ、３４
ｃ・・・ボイラ給水ポンプ、３５ａ、３５ｂ、３５Ｃ・
・・給水ポンプ吐出管、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ・・・
逆止弁、３７ａ、３７ｂ、３７Ｃ・・・給水ポンプ出口
止弁、３８・・・給水ポンプ出口管寄、４１ａ、４１ｂ
。 ４１Ｃ・・・ウオーミング配管、４２ａ、４２ｂ。 ４２　Ｃ・・・ウオーミング水止弁、４３ａ、４３ｂ。 ４３ｃ・・・オリフィス、■・・・プラント負荷を示す
データ、■・・・給水ポンプ入口圧力を示すデータ、■
・・・給水ポンプ入口温度を示すデータ。 代理人　弁理士　秋本正実 第　２　口 綺薊− 第３　図 酔 第４図 ＳＩＵ 第５　図 時向 第１頁の続き ［株］発　明　者　豊　１）　敬　市　日立市幸町３丁
目社内 ０発　明　者　橋　本　継　男　東京都千代田区神作所
内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、給水ポンプ装置を備えだタービンプラントのプラン
   ト運転制御方法に２いて、タービンプラント負荷と、給
   水ポンプ入口圧力またはこれを導くデータと、給水ポン
   プ入口温夏またはこれを導くデータとを検出し、仁の侠
   出イ直よりタービンプラント運転負荷を決定し、これに
   よってプラント制御することを！特徴とするプラント運
   転制御方法。 ２、タービンプラント運転負荷は、フラッシング発生防
   止を要する給水ポンプの入口圧力が、該給水ポンプの入
   口温度に対応する飽ｉ０蒸気圧より小さくならない負荷
   に制御し、これにより該給水ポンプのフラッシングを防
   止したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   タルビンプラント運転制御方法。 ３、給水ポンプ装置を備えたタービンプラントのプラン
   ト運転制御方法において、タービンプラント負荷と、給
   水流量、ブースタポンプ吐出圧、給水ポンプ回転数、給
   水ポンプ軸動力、脱気機工力。 ブースタポンプ入口圧、またはこれらと等価またはこれ
   らを導き得る検出値のうち少なくとも１つと、給水ポン
   プ入口側給水温変寸たはこれと等価またはこれを導き得
   る検出値とに基づいて、タービンプラント運転負荷を決
   定し、これによシいかなる運転状態においても前記給水
   ポンプ入口部における必妾押込圧力を確保可能ならしめ
   る構成としたことを特徴とするプラント運転制御方法。 ４、＋１＠水ポンプ装置を備えたタービンプラントのプ
   ラント運転制御装置において、タービンプラント負荷検
   出手段と、給水ポンプ入口圧力検出手段と、給水ポンプ
   入口温度検出手段とを設けるとともに、上記各検出手段
   の検出信号を入力せしめる自動演算器を設け、上記の自
   動演算器によって、前記タービンプラントの最適運転負
   荷を算出せしめ得る構成としたことを特徴とするプラン
   ト運転制御装置。 ５、タービンプラント運転負荷は、フラッシング発生防
   止を要する給水ポンプの入口圧力が、該給水ポンプの入
   口温度に対応する飽和蒸気圧より小さくならない負荷に
   制御し、これによシ該給水ポンプの７ラツシングを防止
   したことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載のタ
   ービンプラント運転制御装置。