JPS6053762B2 - タ−ビン制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タービンの制御方法に係り、特に初任（主蒸
気圧力）制御を含む蒸気タービンの制御方法に関する。

火力発電においては、ボイラで発生した蒸気をタービン
に送り、タービンを回転させ、タービンと同軸に結合し
ている発電機を回転させて電力を発生している。発生電
力は、タービンに流入する蒸気量を加減することにより
可変され、調節される。そして、通常この蒸気量の加減
は、タービン入口に設置されている制御弁によつて行わ
れている。

このように、必要な負荷に応じて必要な電力を発生させ
る負荷制御は、前記蒸気量を加減する制御弁を調節する
ことによつてなされる。一方、タービンに流入する蒸気
の圧力が定格値よりも低下した場合には、タービンに湿
り蒸気が流入する可能性があるので、タービンを保護す
るためには、前記制御弁の開度を制限する必要がある。

このため従来は第１図のグラフに示されるような制限を
行なつてきた。第１図において、横軸ＰＦは主蒸気圧力
、縦軸レは制限負荷をあられす。

制御弁開度制限の一例は、主蒸気圧力が低下して定格の
卯℃になつたときに制御弁の開度を絞るという制限を加
えはじめ、圧力が定格の８０％まで低下したら無負荷量
（Ｏ％）に制限するものである。しカルながら、第１図
のような固定の制御カーブでは、主蒸気圧力が変化する
変圧運転プラントには対処出来ないという不具合があつ
た。

すなわち、従来の制限法においては、１００％定格圧力
でタービンを運転中に、定格圧力の９０％まで蒸気圧力
が低下すると制御弁開度制限を開始するが、変圧運転プ
ラントで例えば５０％の圧力で運転しようとしている場
合には、そのままでは直ちに制限範囲にかかるため運転
することができない。

５０％圧力でも運転を継続する為には制限特性−を解除
する必要があり、そのために、圧力急減時にタービンに
湿り蒸気が流入するという不都合を生じるものであつた
。

本発明の目的は、いままでに述べた従来技術の欠点を解
消して変圧運転プラントで主蒸気圧力設定値に応じて、
良好な主蒸気圧力制限を行なうことの可能なタービン制
御方法を提供することにある。

本発明は、主蒸気圧力設定値に応じて良好な主蒸気圧力
制限を行なうために、第１図に示されるような定格主蒸
気圧力に対応した単一の制限カーブではなく、主蒸気圧
力の変化をとらえて制御弁開度制限を行なうことを特徴
とする。

以下、本発明を図面に示す実施例につき説明する。

第２図はタービン制御系統の一例である。ボイラ２で発
生した蒸気は制御弁５により蒸気流量を加減調節された
後、タービン３に流入する。タービンは蒸気圧により回
転し、同一軸に結合されている発電機４を回転する。デ
ジタル計算機１は中央処理装置１１、記憶装置１２、入
力装置１３、出力装置１４から構成される。

一般に計算機システムとしては、デジタル計算機１の他
にテープ読取機、タイプライター等が必要であるが図で
は省略している。計算機１は、タービン３の回転軸に連
結してとり付けられた回転速度検出器６２からの信号Ｓ
Ｆを入力としてとり込み、所定負荷を得るように制御弁
５を開閉する。

図では省略しているが、必要に応じて他の運転状態を入
力信号としてとり込むことができる。制御弁５の前段の
主蒸気圧力ＰＦが圧力検出器６１で検出され、計算機１
に入力される。

主蒸気圧力が規定低下幅以下に、規定低下率以下で低下
すると、計算機１は制御弁５をその閉じる方向に操作し
、負荷を制限する。第３図に本実施例のブロック回路図
を示す。

第２図に示される速度検出器６２により検出されたター
ビン速度フィードバック信号ＳＦは、速度負荷設定値Ｒ
Ｌと加算点７１で比較され、その差が．速度調定率回路
７２で演算されて負荷量（負荷信号）Ｌ１となる。例え
ば４％の速度調定率であれば、囮＝０．０４であるから
速度調定率回路７２のゲインは２５ｆ８となる。

負荷量Ｌ１は、圧力低下による負荷制限を行なわない場
合、制御弁５の弁開度を操作する信号となる。

一方、圧力検出器６１により検出された主蒸気圧力フィ
ードバック信号ＰＦは主蒸気圧力設定値ＲＰと加算点７
４で比較される。

その結果得られる圧力偏差ΔＰは、主蒸気圧力制御を実
施するボイラ制御装置９０に伝達される。また同時に、
前記圧力偏差ΔＰは微分回路７８へ送られ、圧力変化率
を計算する。

さらに比較器７９により、圧力変化率が規定低下率を越
えたか否かを判定し、越えたときはｘリレー８０を動作
させる。比較器８８では、圧力偏差ΔＰが規定低ｊ下幅
Δろを越えて低下したかどうかを判定し、越えたときは
Ｙリレー８１を動作させる。圧力調定率回路７５は第４
図に示す制限特性をもつ。この例では、圧力調定率δＰ
を１０％としているので、１０％のΔＰの低下で制限値
ＰＬは１から０に変化する。図から明らかなように、Ｐ
Ｌが１から下がり始める点が規定低下幅Δ円である。正
常の状態ではＸ．．Ｙリレー８０，８１は動作せず、Ｚ
リレー８２も不動作のため、掛算器７７には接点８４を
経て設定器８３からの値１が入力される。

この結果、掛算器の出力！はＬ２＝Ｌ×１となり、低値
優先回路７３の出力である弁開度信号！はＬ１となる。
一方、主蒸気圧力ＰＦが急激に低下してＸ．．Ｙリレー
８０，８１が動作すると、ｚリレー８２が動作して制限
状態となる。

この状態は接点８６により自己保持される。このため、
掛算器７７の入力には、接点７６を経て圧力調定率回路
７５からの制限値ＰＬが印加される。したがつて、掛算
器７７の出力！はＬ２＝Ｌ１×ＰＬとなる。第４図から
分るように、ＰＬは１より小であるので！はＬ１より小
さくなる。従つて弁開度信号！は、低値優先回路７３に
より制限された値Ｌ２となり、弁は絞られる。なお、９
１はＺリレーのリセットスイッチである。以上の制御方
法による動作状態の一例を第５図に示す。同図において
、横軸は時間であり、リレーＸｌＹの斜線領域は、それ
らが動作している（付勢されている）ことを示し、また
弁開度の斜線領域は、弁開度が制限されている時間帯を
示している。第３図に示されたブロック回路図を計算機
のプログラムで通常用いられている表現手法で表わすと
第６図に示すごときフローチャートとなる。

ここで、δＰは圧力調定率に相当する圧力差である。ス
テップＳ１においてＲＰ−ＲＦの演算を行ない、主蒸気
圧力の偏差ΔＰを算出する。

ステップ■において、ΔＰを微分し、これが規定低下率
を超えている（ΔＰは負であるから、その値が負の規定
低下率より小さい）か否かの判断をする。超えておれば
、ステップＳ３において、ΔＰ（負数）が規定低下幅（
ΔＰＳ：負数）を超えているか否かの判定をする。超え
ておれば、ステップＳ４において制限フラッグを１にす
る。ステップＳ２，Ｓ３において、判定結果がＮＯのと
きは、ステップ■に進んでリセットスイッチ９１（第３
図）がオンかどうかを判定し、オンのときは制限フラッ
グを０に戻す（ステップＳ６）。

リセットスイッチ９１がオフのときはそのままステップ
Ｓ７に進み、制限フラッグが１かどうかを判定する。フ
ラッグが１でなければ、ステップＳ，で、！＝Ｌ１とお
き、処理を完了する。制限フラッグが１になつていると
きには、ステップＳｌ８において、主蒸気圧力偏差ΔＰ
が規定低下幅Δ円よりも大きいかどうかを判定する。

大きいとき一すなわち、第４図でΔＰが横軸上でΔ円よ
り右側に位置しているときは、ＰＬ＝１とおく（ステッ
プＳ，）。反対のとき、すなわち、第４図でΔＰがΔ円
より左側の制限領域にあるときは、ステップＳｌ。にお
いて、ΔＰが第４図の横軸上でＱ点の右にあるかどうか
の判定をする。右側にあるときには、ステップＳｌｌに
進み、第４図の太線に従つた比例演算を行なつて、ΔＰ
の値に応じたＰＬの値を算出する。ステップＳｌ。にお
いて、ΔＰがＱ点の左側に位置すると判定されたときは
ＰＬ＝０とおく（ステップＳｌ２）。ステップＳｌ３に
おいて、Ｌ１×ＰＬの演算を行なつて弁開度信号！を出
力し、処理を終了する。以上述べたとうり、本発明制御
方法によれば、蒸気圧力による負荷制限は従来行なわれ
ていたごとく単一の制御カーブではなく、主蒸気圧力設
定に対応して最適制限を行なうことが可能である。従来
技術では、変圧運転プラントでは負荷制限ができなかつ
たものであるが、本発明によれば、主蒸気圧力設定値に
かかわらず急激に圧力が低下しても負荷の状態に対応し
て負荷を最適条件て制限することが可能となる。このこ
とにより、変圧運転プラントでもタービンに流入する蒸
気圧力の低下による不都合を負荷量に対応して改善する
ことが可能である。

なお、第２図に示されるタービン３が、高圧タービンお
よび低圧タービンで構成されている場合でも、また再熱
タービン等で構成されている場合であつても全く同様に
本発明制御方法を適用することが出来る。

また、制御弁５は複数の弁から構成されていても何ら差
支えなく適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御方法を説明する弁制限曲線、第２図
は本発明の実施例を示すタービン制御系統図、第３図は
本発明制御方法を実施するための一手段を示すブロック
図、第４図は本発明方法による圧力調定率特性図、第５
図は本発明制御方法の一例を示すタイミングチャート、
第６図は本発明方法を計算機で実施する場合のフローチ
ャートである。 １・・・・・・デジタル計算機、２・・・・・・ボイラ
、３・・・・・タービン、４・・・・・・発電機、５・
・・・・・制御弁、６１・・１・・・圧力検出器、６２
・・・・・速度検出器、ＰＦ・・・・・・主蒸気圧力測
定値、ＲＦ・・・・・・主蒸気圧力設定値、ΔＰ・・・
・・・主蒸気圧力偏差、Δ円・・・・・・規定低下幅、
７５・・・・・・圧力調定率回路、７９，８８・・・・
・比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸気圧制御弁の開度を調節することにより、負荷制
   御が行なわれるタービン制御方法において、前記制御弁
   の前段の主蒸気圧力の実圧力値と主蒸気圧力設定値との
   偏差信号、および前記偏差信号の変化率が共に、規定値
   を超えて低下したとき、前記偏差信号および運転中の負
   荷を表わす負荷信号から得られる負荷制限信号に基づい
   て前記制御弁の開度を制限することを特徴とするタービ
   ン制御方法。 ２ 負荷制御信号が、予め決められた圧力調定率および
   前記偏差信号に応じて決まる制限値と負荷信号との積に
   よつて得られることを特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項記載のタービン制御方法。