JPS6062605A - タ−ビンプラントの制御方法 - Google Patents
タ−ビンプラントの制御方法Info
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- JPS6062605A JPS6062605A JP14124784A JP14124784A JPS6062605A JP S6062605 A JPS6062605 A JP S6062605A JP 14124784 A JP14124784 A JP 14124784A JP 14124784 A JP14124784 A JP 14124784A JP S6062605 A JPS6062605 A JP S6062605A
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- regulating valve
- fluid pressure
- valve
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/14—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours using industrial or other waste gases
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、タービンプラントの制御方法に関し、詳しく
は反応炉等の流体の圧力源から流出する流体の圧力を制
御する流体圧制御装置と、タービン制御装置との協調動
作により、圧力源に対する外乱およびタービンの運転状
態の変化に対しても、圧力源に悪影響を及ぼすことなく
、タービンプラントを十分安全に運転することを可能に
したタービンプラントの制御方法に関する。
は反応炉等の流体の圧力源から流出する流体の圧力を制
御する流体圧制御装置と、タービン制御装置との協調動
作により、圧力源に対する外乱およびタービンの運転状
態の変化に対しても、圧力源に悪影響を及ぼすことなく
、タービンプラントを十分安全に運転することを可能に
したタービンプラントの制御方法に関する。
第１図は、高炉プラントの排ガス系統にタービンプラン
トを付設した通常の高炉ガスエネルギ回収タービンプラ
ントの構成例を示すものである。
トを付設した通常の高炉ガスエネルギ回収タービンプラ
ントの構成例を示すものである。
高炉プラントｌにおいて、高炉２からの排ガスは集塵器
３で集塵された後、圧力調整弁７を介して下流に送られ
ている。この場合、高炉２の炉頂圧ＰＢが炉頂圧検出器
４で検出され、この圧力を炉頂圧設定器５で設定された
値に保持するよう炉頂圧調節計６が演算し、その出力信
号で前記圧力調節弁７を駆動することによって、高炉２
の炉頂圧力が制御されている。
３で集塵された後、圧力調整弁７を介して下流に送られ
ている。この場合、高炉２の炉頂圧ＰＢが炉頂圧検出器
４で検出され、この圧力を炉頂圧設定器５で設定された
値に保持するよう炉頂圧調節計６が演算し、その出力信
号で前記圧力調節弁７を駆動することによって、高炉２
の炉頂圧力が制御されている。
一方、エネルギ回収タービンプラント１１においては、
前記集塵器３を通過した高圧の排ガスを調速弁１２を介
して回収タービン１３に導き、そこで回収されたエネル
ギを機械エネルギまたは電力等のエネルギに変換するな
どして負荷１４に供給している。
前記集塵器３を通過した高圧の排ガスを調速弁１２を介
して回収タービン１３に導き、そこで回収されたエネル
ギを機械エネルギまたは電力等のエネルギに変換するな
どして負荷１４に供給している。
この場合、回収タービン１３の出力軸の回転数が速度検
出器１６で検出され、この速度を速度設定器１７で設定
された値に保持するよう速度調節計１８が演算し、その
出力信号で前記調速弁１２を駆動することによって回収
タービン１３０回転速度が制御されている。
出器１６で検出され、この速度を速度設定器１７で設定
された値に保持するよう速度調節計１８が演算し、その
出力信号で前記調速弁１２を駆動することによって回収
タービン１３０回転速度が制御されている。
このようなエネルギ回収タービンプラントでは、高炉の
原料装入や吹抜けによる流体の流出量の変動や、タービ
ンの起動、停止を含むタービン側から高炉に与える外乱
に対して、圧力調整弁上流の流体圧力を設定値に保持す
ることができず、かつ流体をできるだけ多く回収タービ
ンに導きエネルギ回収率を上げることができないという
欠点がある。
原料装入や吹抜けによる流体の流出量の変動や、タービ
ンの起動、停止を含むタービン側から高炉に与える外乱
に対して、圧力調整弁上流の流体圧力を設定値に保持す
ることができず、かつ流体をできるだけ多く回収タービ
ンに導きエネルギ回収率を上げることができないという
欠点がある。
本発明は、タービンプラントのエネルギ発生率を高め、
ガス流量の変動に対してもタービンに導かれるガス流量
を調整でき、かつタービンの急激な変化に対し圧力源の
異常な圧力上昇を防止し、加えて、圧力源の人為的な降
圧操作を容易にするタービンプラントの制御方法を提供
することを目的とする。
ガス流量の変動に対してもタービンに導かれるガス流量
を調整でき、かつタービンの急激な変化に対し圧力源の
異常な圧力上昇を防止し、加えて、圧力源の人為的な降
圧操作を容易にするタービンプラントの制御方法を提供
することを目的とする。
本発明の目的をもう少し詳しく述べると、圧力源から流
出される流体の圧力を、タービンの停止時にはその流路
に設置された圧力調整弁およびパ圧力稠整弁による流体
圧制御装置′″により制御し、タービンの運転時には圧
力調整弁を全閉状態に保ち、圧力源から排出される流体
の全量をタービンに導き、通常状態では調速弁を全開に
し、可変静翼を″タービンによる流体圧制御装置″から
の制御信号により駆動し、圧力源の流体圧力を設定値に
保って運転し、タービンによるエネルギ発生効率を向上
させることである。
出される流体の圧力を、タービンの停止時にはその流路
に設置された圧力調整弁およびパ圧力稠整弁による流体
圧制御装置′″により制御し、タービンの運転時には圧
力調整弁を全閉状態に保ち、圧力源から排出される流体
の全量をタービンに導き、通常状態では調速弁を全開に
し、可変静翼を″タービンによる流体圧制御装置″から
の制御信号により駆動し、圧力源の流体圧力を設定値に
保って運転し、タービンによるエネルギ発生効率を向上
させることである。
さらに、可変静翼の制御範囲を越える大きな圧力変動に
対しては、調速弁あるいは圧力調整弁を作動させて圧力
源の流体圧力を制御することにより、圧力源およびその
流出系統の運転状態に悪影響を及ぼすことなく、かつ回
収タービンによるエネルギ発生効率を向上させることで
ある。
対しては、調速弁あるいは圧力調整弁を作動させて圧力
源の流体圧力を制御することにより、圧力源およびその
流出系統の運転状態に悪影響を及ぼすことなく、かつ回
収タービンによるエネルギ発生効率を向上させることで
ある。
さらに、タービンが異常状態となり、トリップまたは負
荷遮断のような急激な変化がタービン側に発生した場合
に、その変化が発生する直前の調速弁開度および静翼の
角度から演算したフィードフォワード補償信号を発生さ
せ、流体圧制御装置を介して圧力調整弁を圧力源の圧力
上昇に先行して開くことにより、圧力源の異常な圧力上
昇を防ぐことである。
荷遮断のような急激な変化がタービン側に発生した場合
に、その変化が発生する直前の調速弁開度および静翼の
角度から演算したフィードフォワード補償信号を発生さ
せ、流体圧制御装置を介して圧力調整弁を圧力源の圧力
上昇に先行して開くことにより、圧力源の異常な圧力上
昇を防ぐことである。
加えて、圧力源における人為的な降圧操作に対し、″タ
ービンによる流体圧制御装置″での制御を避けるため、
便宜的に調速弁と静翼の開度を保持することにより、圧
力源の降圧操作を容易にすることである。
ービンによる流体圧制御装置″での制御を避けるため、
便宜的に調速弁と静翼の開度を保持することにより、圧
力源の降圧操作を容易にすることである。
そして、以上の目的を達成するために必要な機能をもた
せた″タービンによる流体圧制御装置″によって、圧力
源から流出される流体の保有するエネルギを効率よく変
換し、かつ圧力源に悪影響を与えることなく、さらに圧
力源の諸操作を安全かつ容易に行うことを可能にするも
のである。
せた″タービンによる流体圧制御装置″によって、圧力
源から流出される流体の保有するエネルギを効率よく変
換し、かつ圧力源に悪影響を与えることなく、さらに圧
力源の諸操作を安全かつ容易に行うことを可能にするも
のである。
本発明の特徴とするとを、第２図を参照して説明すると
以下の通りである。第１の発明は、流体の流路に設置さ
れた圧力調整弁７およびその圧力調整弁７を駆動し、圧
力調整弁７の上流側の流体の圧力を設定値に保持するた
めの１圧力調整弁による流体圧制御装置パ８および前記
圧力調整弁７と並列に設置された調速弁１２および可変
静翼１５を有するタービンと、前記調速弁１２および可
変静１１１５を駆動し、それらの上流側の流体圧力を制
御する″タービンによる流体圧制御装置″２６と、から
構成されるタービンプラントにおいて、圧力調整弁７の
上流側の流体の圧力を、′°圧力調整弁による流体圧制
御装置″８の圧力設定値より若干低い圧力設定値に保持
するために、前記″タービンによる流体圧制御装置″２
６で検出した上流側の流体圧力をもとに演算された流体
圧制御信号ξを、可変静翼駆動信号ηＶ（！：調速弁駆
動信号ηＧに分割し、各流体圧制御信号ξの大きさに応
じて、これら各信号が可変静翼１５または調速弁１２を
駆動し、通寓は上流側の流体圧力を、前記調速弁１２を
全開状態で″圧力調整弁による流体圧制御装置″８の圧
力設定値より若干低い設定値に保つべく可変静翼１５を
作動させて制御し、流体圧力が大きく低下し可変静翼１
５による制御範囲を越えた場合には、調速弁１２が閉方
向に作動して流体圧力を制御し、−力流体圧力が大きく
上昇し可変静翼１５による制御範囲を越えた場合には、
若干高い設定値で全閉状態で待機している圧力調整弁７
を開方向に作動して、流体圧力を制御するタービンプラ
ントの制御方法である。
以下の通りである。第１の発明は、流体の流路に設置さ
れた圧力調整弁７およびその圧力調整弁７を駆動し、圧
力調整弁７の上流側の流体の圧力を設定値に保持するた
めの１圧力調整弁による流体圧制御装置パ８および前記
圧力調整弁７と並列に設置された調速弁１２および可変
静翼１５を有するタービンと、前記調速弁１２および可
変静１１１５を駆動し、それらの上流側の流体圧力を制
御する″タービンによる流体圧制御装置″２６と、から
構成されるタービンプラントにおいて、圧力調整弁７の
上流側の流体の圧力を、′°圧力調整弁による流体圧制
御装置″８の圧力設定値より若干低い圧力設定値に保持
するために、前記″タービンによる流体圧制御装置″２
６で検出した上流側の流体圧力をもとに演算された流体
圧制御信号ξを、可変静翼駆動信号ηＶ（！：調速弁駆
動信号ηＧに分割し、各流体圧制御信号ξの大きさに応
じて、これら各信号が可変静翼１５または調速弁１２を
駆動し、通寓は上流側の流体圧力を、前記調速弁１２を
全開状態で″圧力調整弁による流体圧制御装置″８の圧
力設定値より若干低い設定値に保つべく可変静翼１５を
作動させて制御し、流体圧力が大きく低下し可変静翼１
５による制御範囲を越えた場合には、調速弁１２が閉方
向に作動して流体圧力を制御し、−力流体圧力が大きく
上昇し可変静翼１５による制御範囲を越えた場合には、
若干高い設定値で全閉状態で待機している圧力調整弁７
を開方向に作動して、流体圧力を制御するタービンプラ
ントの制御方法である。
第２の発明は、上述の発明の構成に加えて、前記″ター
ビンによる流体圧制御語Ｗ”２６で、外部より弁口ツク
指令信号りが発令された場合、可変静翼１５のピッチ角
および調速弁１２をその位置に保持し、別途解除の指令
が発令されるまでその状態を保持させるようにしたター
ビンプラントの制御方法である。
ビンによる流体圧制御語Ｗ”２６で、外部より弁口ツク
指令信号りが発令された場合、可変静翼１５のピッチ角
および調速弁１２をその位置に保持し、別途解除の指令
が発令されるまでその状態を保持させるようにしたター
ビンプラントの制御方法である。
以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。
第２図は、高炉ガスエネルギ回収タービンプラントの制
御ブロック図である。高炉プラント１における″圧力調
整弁による流体圧制御装置″８の炉頂圧調節計６は、高
炉２の上部に設けられた炉頂圧力検出器４で検出した炉
頂圧力ＰＢを、炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定
値ＰＢＳに一致させるように、簗塵器３を介して高炉２
の排ガスを流過させる経路に介在された圧力調整弁７を
駆動し、高炉２の炉頂圧を制御するものである。
御ブロック図である。高炉プラント１における″圧力調
整弁による流体圧制御装置″８の炉頂圧調節計６は、高
炉２の上部に設けられた炉頂圧力検出器４で検出した炉
頂圧力ＰＢを、炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定
値ＰＢＳに一致させるように、簗塵器３を介して高炉２
の排ガスを流過させる経路に介在された圧力調整弁７を
駆動し、高炉２の炉頂圧を制御するものである。
一方、エネルギ回収タービンプラント１１は、前記圧力
調整弁７と並列に設置された調速弁１２および可変静翼
１５を有するタービン１３と、前記調速弁１２および可
変静翼１５を駆動し、それらの上流側の流体圧力を制御
する″タービンにょる流体圧制御装置″２６とから構成
される。
調整弁７と並列に設置された調速弁１２および可変静翼
１５を有するタービン１３と、前記調速弁１２および可
変静翼１５を駆動し、それらの上流側の流体圧力を制御
する″タービンにょる流体圧制御装置″２６とから構成
される。
この″タービンによる流体圧制御装置″２６ば、圧力制
御部３０、信号分割器４ｏ、静翼駆動信号選択部５０、
記憶回路６ｏ、フィードフォワード信号演算部７０、調
速弁ロック演算部８ｏおよび調速弁駆動信号選択部９０
を有している。
御部３０、信号分割器４ｏ、静翼駆動信号選択部５０、
記憶回路６ｏ、フィードフォワード信号演算部７０、調
速弁ロック演算部８ｏおよび調速弁駆動信号選択部９０
を有している。
炉頂の圧力を制御する前記圧力制御部３ｏは、炉頂圧設
定器５で設定された炉頂圧設定器ＰＢＳを受けて圧偏差
ΔＰＢＳを減じる圧偏差設定器３１と、この出力を炉頂
圧検出器４で検出された炉頂圧力ＰＢと比較減算し、比
例、積分、微分等の適当な演算を施す圧力調節計３２と
がらなり、回収タービン１３による炉頂圧制御信号ξを
信号分割器４０に出力する。
定器５で設定された炉頂圧設定器ＰＢＳを受けて圧偏差
ΔＰＢＳを減じる圧偏差設定器３１と、この出力を炉頂
圧検出器４で検出された炉頂圧力ＰＢと比較減算し、比
例、積分、微分等の適当な演算を施す圧力調節計３２と
がらなり、回収タービン１３による炉頂圧制御信号ξを
信号分割器４０に出力する。
前記信号分割器４０は、炉頂圧制御信号ξを静翼自動制
御信号θＶおよび調速弁自動制御信号θＧに分割し、各
々を静翼駆動信号選択部５ｏおよび調速弁ロック演算部
８０に出力するものである。
御信号θＶおよび調速弁自動制御信号θＧに分割し、各
々を静翼駆動信号選択部５ｏおよび調速弁ロック演算部
８０に出力するものである。
前記静翼駆動信号選択部５ｏば、静翼手動設定器５１と
信号選択器５２とから構成され、静翼手動設定器５１で
は可変節Ｍ１５のピンチ角を任意の角度に設定し得る機
能を有し、信号選択器５２は、可変静翼１５を圧力制御
部３０の出力信号ξで駆動する静翼自動制御信号θＶと
、上記静翼手動設定器５１からの静翼手動制御信号θＵ
を、外部から印加される静翼自動手動切換信号Ｃにより
いずれかを選択する機能を有すると共に、外部から印加
される静翼ホールド信号Ｈにより静翼１５をそのピッチ
角に保持する機能を有する。そして、これら各信号間に
は選択された信号の変動に応じて選択されなかった信号
が常に追従して変動し、切換時にショックを伴わないよ
う配慮されている。
信号選択器５２とから構成され、静翼手動設定器５１で
は可変節Ｍ１５のピンチ角を任意の角度に設定し得る機
能を有し、信号選択器５２は、可変静翼１５を圧力制御
部３０の出力信号ξで駆動する静翼自動制御信号θＶと
、上記静翼手動設定器５１からの静翼手動制御信号θＵ
を、外部から印加される静翼自動手動切換信号Ｃにより
いずれかを選択する機能を有すると共に、外部から印加
される静翼ホールド信号Ｈにより静翼１５をそのピッチ
角に保持する機能を有する。そして、これら各信号間に
は選択された信号の変動に応じて選択されなかった信号
が常に追従して変動し、切換時にショックを伴わないよ
う配慮されている。
したがって、信号θＶとθ射の切換時およびホールド信
号Ｉ］の印加および解除の場合にも連続的に切換え移行
が可能である。しかし、通常状態では、静翼自動制御信
号θＶを選択しそのまま通過させている。
号Ｉ］の印加および解除の場合にも連続的に切換え移行
が可能である。しかし、通常状態では、静翼自動制御信
号θＶを選択しそのまま通過させている。
前記記憶回路６０は、高炉プラントｌまたはエネルギ回
収タービンプラント１１に異常が発生したことを示す異
常信号Ｅが発令されると、その異常信号Ｅが発令される
直前の調速弁の開度を指令する調速弁駆動信号ηＧ （
−０）を記憶する機能を有する。
収タービンプラント１１に異常が発生したことを示す異
常信号Ｅが発令されると、その異常信号Ｅが発令される
直前の調速弁の開度を指令する調速弁駆動信号ηＧ （
−０）を記憶する機能を有する。
前記フィードフォワード信号演算部７０は、フィードフ
ォワード信号演算設定器７１とフィードフォワード信号
発信器７２とからなり、フ・ｒ−ドフォワード信号演算
設定器７１は、前記記憶回路６０からの出力信号ηＧ
（−０）と、異常信号Ｅの発令後に変化した調速弁駆動
信号ηＧ （＋０）と、上記異常信号Ｅが発令されたと
き静翼駆動信号選択部５０に印加された静翼ボールド信
号Ｈによって、保持されている可変静翼駆動信号ηＶが
入力され、調速弁１２および圧力調速弁７の流量特性を
もとに、異常信号Ｅの発令前後の回収タービン１３の通
過ガス流量の変化量を演算し、さらにそのガス流量の変
化量に相当する圧力調整弁７の開度増加分を演算し、そ
の開度を設定するものである。フィードフォワード信号
発信器７２ば、前記異常信号Ｅが発令された場合にのみ
、上記フィードフォワード信号演算設定器７１から出力
される圧力調整弁開度設定信号ζａと圧力調整弁実開度
信号ζｂとが一致するまで、圧力調整弁７に対し開信号
を出力し続ける機能を有する。
ォワード信号演算設定器７１とフィードフォワード信号
発信器７２とからなり、フ・ｒ−ドフォワード信号演算
設定器７１は、前記記憶回路６０からの出力信号ηＧ
（−０）と、異常信号Ｅの発令後に変化した調速弁駆動
信号ηＧ （＋０）と、上記異常信号Ｅが発令されたと
き静翼駆動信号選択部５０に印加された静翼ボールド信
号Ｈによって、保持されている可変静翼駆動信号ηＶが
入力され、調速弁１２および圧力調速弁７の流量特性を
もとに、異常信号Ｅの発令前後の回収タービン１３の通
過ガス流量の変化量を演算し、さらにそのガス流量の変
化量に相当する圧力調整弁７の開度増加分を演算し、そ
の開度を設定するものである。フィードフォワード信号
発信器７２ば、前記異常信号Ｅが発令された場合にのみ
、上記フィードフォワード信号演算設定器７１から出力
される圧力調整弁開度設定信号ζａと圧力調整弁実開度
信号ζｂとが一致するまで、圧力調整弁７に対し開信号
を出力し続ける機能を有する。
前記調速弁ロック演算部８’０は、例えばリレーなどの
経路断続器８１であり、弁口ツク指令信号りを受けると
、調速弁１２による炉頂圧制御のための信号θＧの回路
を遮断するほか、調速弁駆動信号選択部９０の出力側か
ら入力側にフィードパンクされている回路８２を導通状
態にするものである。したがって、調速弁１２による炉
頂圧制御機能を停止させると同時に、調速弁１２の開度
をその開度に保持する機能を有する。なお、炉頂圧力Ｐ
Ｂが復旧した時点で弁口ツク指令信号りは解除される。
経路断続器８１であり、弁口ツク指令信号りを受けると
、調速弁１２による炉頂圧制御のための信号θＧの回路
を遮断するほか、調速弁駆動信号選択部９０の出力側か
ら入力側にフィードパンクされている回路８２を導通状
態にするものである。したがって、調速弁１２による炉
頂圧制御機能を停止させると同時に、調速弁１２の開度
をその開度に保持する機能を有する。なお、炉頂圧力Ｐ
Ｂが復旧した時点で弁口ツク指令信号りは解除される。
前記調速弁駆動信号選択部９ｏは、低位信号選択機能を
有し、上記調速弁自動制御信号θＧ 、 １５１速弁開
度制限信号ξし、回転数制御信号ξＮの信号が入力され
る。これら入力信号のうち一番低位の信号が調速弁１２
の開度を指令する調速弁駆動信号ηＧとして自動的に選
択出方され、調速弁１または回転数制御信号ξＮが選択
されるのは、エネルギ回収タービンプラント１１の起動
や停止時など特別な運転状態においてのみ選択される。
有し、上記調速弁自動制御信号θＧ 、 １５１速弁開
度制限信号ξし、回転数制御信号ξＮの信号が入力され
る。これら入力信号のうち一番低位の信号が調速弁１２
の開度を指令する調速弁駆動信号ηＧとして自動的に選
択出方され、調速弁１または回転数制御信号ξＮが選択
されるのは、エネルギ回収タービンプラント１１の起動
や停止時など特別な運転状態においてのみ選択される。
以上詳細に述べた構成によれば、エネルギ回収タービン
プラント１１の制御は次のように行われる。
プラント１１の制御は次のように行われる。
先ず、炉頂圧の制御について説明する。
ここで、炉頂圧の制御とは、高炉排ガスの保有エネルギ
を効率よ（回収するため、圧力調整弁７を通過する排ガ
ス流量をできるかぎり減らし、できれば全開にして調速
弁１２を経て回収タービン１３にできるだけ多くの排ガ
スを供給すること、加工て、回収タービン１３に供給さ
れた排ガス（７）エネルギを一層有効に回収するため調
速弁１２での圧損を極力低くし、通常では全開にして可
変静翼１５を用いて流量を調節すること、さらに、可変
篩Ｎ１５の制御範囲を越える大きな排ガス流量の変動に
対しては、調速弁１２または圧力調整弁７を作動させ、
制御範囲を補うことである。したかって、通常の高炉２
側で発生する排ガス流量の変動に対しては、可変静翼１
５による炉頂圧制御を行ない、調速弁１２および圧力調
整弁７をその制御系を生かした状態で待機させておくこ
とである。
を効率よ（回収するため、圧力調整弁７を通過する排ガ
ス流量をできるかぎり減らし、できれば全開にして調速
弁１２を経て回収タービン１３にできるだけ多くの排ガ
スを供給すること、加工て、回収タービン１３に供給さ
れた排ガス（７）エネルギを一層有効に回収するため調
速弁１２での圧損を極力低くし、通常では全開にして可
変静翼１５を用いて流量を調節すること、さらに、可変
篩Ｎ１５の制御範囲を越える大きな排ガス流量の変動に
対しては、調速弁１２または圧力調整弁７を作動させ、
制御範囲を補うことである。したかって、通常の高炉２
側で発生する排ガス流量の変動に対しては、可変静翼１
５による炉頂圧制御を行ない、調速弁１２および圧力調
整弁７をその制御系を生かした状態で待機させておくこ
とである。
この作動を具体的に述べれば、高炉プラント１の高炉２
の炉頂圧は、″圧力調整弁による流体圧制御装置パ８を
構成する炉頂圧力検出器４で検出された炉頂圧力ＰＢを
、炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定値ＰＢＳに一
致させるように、炉頂圧調節計６でもって圧力調整弁７
を駆動して制御される。
の炉頂圧は、″圧力調整弁による流体圧制御装置パ８を
構成する炉頂圧力検出器４で検出された炉頂圧力ＰＢを
、炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定値ＰＢＳに一
致させるように、炉頂圧調節計６でもって圧力調整弁７
を駆動して制御される。
一方、エネルギ回収タービンプラント１１の″タービン
による流体圧制御装置″２６においては、その圧力制御
部３０が前記炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定値
ＰＢｓを受けて、圧偏差設定器３１で設定される圧偏差
ΔＰＢＳを減じ、さらに圧力閲節計３２において炉頂圧
力ＰＢと比較減算して、比例、積分、微分等の適当な演
算を施し、回収タービン１３による炉頂圧を制御する流
体圧制御信号ξを出力し信号分割器４０に入力する。
による流体圧制御装置″２６においては、その圧力制御
部３０が前記炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定値
ＰＢｓを受けて、圧偏差設定器３１で設定される圧偏差
ΔＰＢＳを減じ、さらに圧力閲節計３２において炉頂圧
力ＰＢと比較減算して、比例、積分、微分等の適当な演
算を施し、回収タービン１３による炉頂圧を制御する流
体圧制御信号ξを出力し信号分割器４０に入力する。
次に、信号分割器４０が、前記流体圧制御信号ξを静翼
自動制御信号θＶおよび調速弁自動制御信号θＧに分割
する。前者の信号θＶは静翼駆動信号選択部５０を介し
て可変静翼駆動信号ηＶとして出力され、静翼駆動機２
５で可変静翼１５を駆動する。一方、後者の信号θＧは
調速弁ロック演算部８０を通過して、調速弁駆動信号選
択部９０に入力される。
自動制御信号θＶおよび調速弁自動制御信号θＧに分割
する。前者の信号θＶは静翼駆動信号選択部５０を介し
て可変静翼駆動信号ηＶとして出力され、静翼駆動機２
５で可変静翼１５を駆動する。一方、後者の信号θＧは
調速弁ロック演算部８０を通過して、調速弁駆動信号選
択部９０に入力される。
なお、静翼駆動信号選択部５０では、信号選択器５２の
外部から印加される静翼自動手動切換信号Ｃにより、前
記静翼自動制御信号θＶと、静翼手動制御信号θ讐との
いずれかが選択される。通常状態では、静翼自動制御信
号θＶが選択され、そのまま静翼駆動信号ηＶとして静
Ｍ・Ｊ駆動ｔａ２５に出力される。
外部から印加される静翼自動手動切換信号Ｃにより、前
記静翼自動制御信号θＶと、静翼手動制御信号θ讐との
いずれかが選択される。通常状態では、静翼自動制御信
号θＶが選択され、そのまま静翼駆動信号ηＶとして静
Ｍ・Ｊ駆動ｔａ２５に出力される。
調速弁駆動信号選択部９０では、調速弁自動制御信号θ
Ｇのほか調速弁開度制限信号ξし、回転数制御信号ξＮ
などの信号が入力され、そのうち一番低位の信号を調速
弁信号ηＧとして自動的に選択出力し、蒜速弁１２を駆
動する。
Ｇのほか調速弁開度制限信号ξし、回転数制御信号ξＮ
などの信号が入力され、そのうち一番低位の信号を調速
弁信号ηＧとして自動的に選択出力し、蒜速弁１２を駆
動する。
ここで前記信号分割器４０における信号分割の方法を記
すと、第３図に示すように、流体圧制御信号ξがＯ≦ξ
≦ξＯの範囲では、可変静翼１５を指定下限位置に保持
する信号が出され、可変静翼１５のピッチ角がその指定
角度に保たれる。そして、調速弁１２へは全閉から全開
までの範囲で作動する指令信号が出力される。
すと、第３図に示すように、流体圧制御信号ξがＯ≦ξ
≦ξＯの範囲では、可変静翼１５を指定下限位置に保持
する信号が出され、可変静翼１５のピッチ角がその指定
角度に保たれる。そして、調速弁１２へは全閉から全開
までの範囲で作動する指令信号が出力される。
また、ξ０くξ≦ξｗａｘの範囲では、調速弁１２へ全
開の指令信号が出され、調速弁１２が全開位置に保持さ
れる。一方、可変静翼１５へは下限から上限までの指令
信号が出される。
開の指令信号が出され、調速弁１２が全開位置に保持さ
れる。一方、可変静翼１５へは下限から上限までの指令
信号が出される。
前述したごとく、高炉プラント１の炉頂圧設定器５で設
定された炉頂圧設定値ＰＢＳに対し、回収タービン１３
による炉頂圧制御の設定値はＰ ＢＳ−ΔＰＢＳで、Δ
ＰＢＳだけ低い値に設定されている。
定された炉頂圧設定値ＰＢＳに対し、回収タービン１３
による炉頂圧制御の設定値はＰ ＢＳ−ΔＰＢＳで、Δ
ＰＢＳだけ低い値に設定されている。
したがって、回収タービン１３が炉頂圧力を制御してい
る場合には、圧力調整弁７は自動的に全開状態で炉頂圧
力の上昇に対し待機している。
る場合には、圧力調整弁７は自動的に全開状態で炉頂圧
力の上昇に対し待機している。
したがって、エネルギ回収タービンプラント１１が通常
の運転状態にある場合（ξ０くξ≦ξｗａｘ）には、調
速弁１２を全開に保持し、可変静翼１５により炉頂圧力
が制御される。、しかし、高炉２から排出される排ガス
流量が異常に減少し、可変静翼１５が下限に到達しても
なお炉頂圧力が降下する場合（０≦ξ≦ξ０）には、調
速弁１２の開度が減少されて炉頂圧力を制御する。また
、逆に高炉２の吹抜けなどの現象で排ガス流量が異常に
増加し、可変静翼１５が上限に達してもなお炉頂圧力が
上昇する場合には、若干高い炉頂圧設定値ＰＢＳで待機
している圧力調整弁７が開いて炉頂圧力を制御する。
の運転状態にある場合（ξ０くξ≦ξｗａｘ）には、調
速弁１２を全開に保持し、可変静翼１５により炉頂圧力
が制御される。、しかし、高炉２から排出される排ガス
流量が異常に減少し、可変静翼１５が下限に到達しても
なお炉頂圧力が降下する場合（０≦ξ≦ξ０）には、調
速弁１２の開度が減少されて炉頂圧力を制御する。また
、逆に高炉２の吹抜けなどの現象で排ガス流量が異常に
増加し、可変静翼１５が上限に達してもなお炉頂圧力が
上昇する場合には、若干高い炉頂圧設定値ＰＢＳで待機
している圧力調整弁７が開いて炉頂圧力を制御する。
このように、高炉プラント１の″圧力調整弁による流体
圧制御装置゛′８およびエネルギ回収タービンプラント
１１の１タービンによる流体圧制御装置”’ ２６の炉
頂圧制御機能が互に協調して、高炉の排ガスエネルギを
効率よく回収すると同時に、高炉プラント１の減風や吹
抜けなどの異常時にも十分安全に、エネルギ回収タービ
ンプラント１１を運転することが可能になる。
圧制御装置゛′８およびエネルギ回収タービンプラント
１１の１タービンによる流体圧制御装置”’ ２６の炉
頂圧制御機能が互に協調して、高炉の排ガスエネルギを
効率よく回収すると同時に、高炉プラント１の減風や吹
抜けなどの異常時にも十分安全に、エネルギ回収タービ
ンプラント１１を運転することが可能になる。
次にフィードフォワード補償について説明する。
高炉プラントｌまたはエネルギ回収タービンプラント１
１に異常が発生し、回収タービン１３を危急停止させる
必要がある場合、または無負荷定格回・転数相当の出力
まで回収タービン１３の出力を下げる必要がある場合が
ある。これらの場合に回収タービン１３を通過するガス
流量の急減骨を圧力調整弁７を急開して逃がし、炉頂圧
力を一定に保つ必要がある。この圧力調整弁７を所定開
度だけ急開させるために、フィードフォワード補償信号
が発令される。
１に異常が発生し、回収タービン１３を危急停止させる
必要がある場合、または無負荷定格回・転数相当の出力
まで回収タービン１３の出力を下げる必要がある場合が
ある。これらの場合に回収タービン１３を通過するガス
流量の急減骨を圧力調整弁７を急開して逃がし、炉頂圧
力を一定に保つ必要がある。この圧力調整弁７を所定開
度だけ急開させるために、フィードフォワード補償信号
が発令される。
異常信号Ｅが発令されると、前記静翼駆動信号選択部５
０に対し静翼ボールド信号Ｈが印加され、可変静翼１５
がそのときの角度に保持される。一方、記憶回路６０ば
、上記異常信号Ｅが発令される直前の調速弁駆動信号η
Ｇ （−０）を記憶している。
０に対し静翼ボールド信号Ｈが印加され、可変静翼１５
がそのときの角度に保持される。一方、記憶回路６０ば
、上記異常信号Ｅが発令される直前の調速弁駆動信号η
Ｇ （−０）を記憶している。
したがって、フィードフォワード信号演算部７０のフィ
ードフォワード信号演算設定器７１では、上記記憶回路
６０からの駆動信号ηＧ （−０）と、異常信号Ｅ発令
後に変化した調速弁駆動信号ηＧ （十〇）と、前記の
保持された可変静翼駆動信号ηＶなどの信号が入力され
、調速弁１２および圧力調整弁７の流量特性をもとに、
異常信号発令前後の回収タービン１３の通過ガス流量の
変化量を演算し、さらにそのガス流量の変化量に相当す
る圧力調整弁７の開度増加分を演算し、圧力調整弁７の
開度を設定する。
ードフォワード信号演算設定器７１では、上記記憶回路
６０からの駆動信号ηＧ （−０）と、異常信号Ｅ発令
後に変化した調速弁駆動信号ηＧ （十〇）と、前記の
保持された可変静翼駆動信号ηＶなどの信号が入力され
、調速弁１２および圧力調整弁７の流量特性をもとに、
異常信号発令前後の回収タービン１３の通過ガス流量の
変化量を演算し、さらにそのガス流量の変化量に相当す
る圧力調整弁７の開度増加分を演算し、圧力調整弁７の
開度を設定する。
フィードフォワード信号発信器７２では前記異常信号Ｅ
が発令された場合にのみ、フィードフォワード信号演算
設定器７１から出力される圧力調整弁開度設定信号ζａ
と、圧力調整弁実開度信号ζｂとが一致するまで、圧力
調整弁７に対し開信号を出力し続ける。
が発令された場合にのみ、フィードフォワード信号演算
設定器７１から出力される圧力調整弁開度設定信号ζａ
と、圧力調整弁実開度信号ζｂとが一致するまで、圧力
調整弁７に対し開信号を出力し続ける。
以上、フィードフォワード信号演算部７０の機能により
、回収タービン１３を通過するガス流量の急減が高炉２
の炉頂圧力に影響を及ぼす以前に、可及的速やかに圧力
調整弁７が開き、高炉２の炉頂圧力ＰＢの過度的な変化
（上昇）を抑え、エネルギ回収タービンプラント１１の
異常による危急停止や、大きな負荷変化が予想される場
合に、高炉２の操業に何ら悪影響を与えることなく、エ
ネルギ回収タービンプラント１１を運転することができ
る。
、回収タービン１３を通過するガス流量の急減が高炉２
の炉頂圧力に影響を及ぼす以前に、可及的速やかに圧力
調整弁７が開き、高炉２の炉頂圧力ＰＢの過度的な変化
（上昇）を抑え、エネルギ回収タービンプラント１１の
異常による危急停止や、大きな負荷変化が予想される場
合に、高炉２の操業に何ら悪影響を与えることなく、エ
ネルギ回収タービンプラント１１を運転することができ
る。
次に、調速弁１２のロックについて説明する。
高炉２の出銑作業時や異席時などには、高炉への送風流
量を減少さセるだけで炉頂圧設定値を下げることなく炉
頂圧力を下げ、高炉側での作業が終了した時点から再び
送風流量を増加させ、炉頂圧制御を復帰させることが要
求される。エネルギ回収タービンプラント１１が通常の
運転中にこの要求を満すためには、送風流量が減少しそ
の結果高炉２からの排ガス流量が減少しても、回収ター
ビン１３の可変静翼１５および調速弁１２をその位置に
保持し、一時的に回収タービン１３による炉頂圧制御機
能を停止させてお（必要がある。
量を減少さセるだけで炉頂圧設定値を下げることなく炉
頂圧力を下げ、高炉側での作業が終了した時点から再び
送風流量を増加させ、炉頂圧制御を復帰させることが要
求される。エネルギ回収タービンプラント１１が通常の
運転中にこの要求を満すためには、送風流量が減少しそ
の結果高炉２からの排ガス流量が減少しても、回収ター
ビン１３の可変静翼１５および調速弁１２をその位置に
保持し、一時的に回収タービン１３による炉頂圧制御機
能を停止させてお（必要がある。
今、外部から弁口ツク指令信号りが発令されると、前記
静翼駆動信号選択部５ｏに対し静翼ボールド信号Ｈが印
加され、可変静翼１５をその角度に保持する。一方、弁
口ツク演算部８ｏでは弁口ツク指令信号りにより、経路
断続器８１を切換え、調速弁１２による炉頂圧制御のた
めの信号θＧの回路を遮断し、調速弁駆動信号選択部９
０の出力側から入力側にフィードバックされている回路
８２を導通状態にする。このようにして、調速弁１２に
よる炉頂圧制御機能を停止させると同時に、調速弁１２
の開度をその開度に保持させる。
静翼駆動信号選択部５ｏに対し静翼ボールド信号Ｈが印
加され、可変静翼１５をその角度に保持する。一方、弁
口ツク演算部８ｏでは弁口ツク指令信号りにより、経路
断続器８１を切換え、調速弁１２による炉頂圧制御のた
めの信号θＧの回路を遮断し、調速弁駆動信号選択部９
０の出力側から入力側にフィードバックされている回路
８２を導通状態にする。このようにして、調速弁１２に
よる炉頂圧制御機能を停止させると同時に、調速弁１２
の開度をその開度に保持させる。
そして、炉頂圧力ＰＢが復旧した時点で、弁口ツク指令
信号りを解除することにより、回収タービン１３は、円
滑に炉頂圧制御を再開する。
信号りを解除することにより、回収タービン１３は、円
滑に炉頂圧制御を再開する。
なお、本発明は、高炉ガスエネルギ回収タービンプラン
トを例にとって説明したが、一般に流体の流路に設置さ
れ、その上流側の流体の圧力を一定値に保持する機能を
有する圧力調整弁と、これに並列に調速弁と可変静翼を
有するタービンを設置した全てのプラントに対し適用で
きることは勿論である。
トを例にとって説明したが、一般に流体の流路に設置さ
れ、その上流側の流体の圧力を一定値に保持する機能を
有する圧力調整弁と、これに並列に調速弁と可変静翼を
有するタービンを設置した全てのプラントに対し適用で
きることは勿論である。
［発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、高炉プラント１の″圧力
調整弁による流体圧制御装置゛′の機能と、エネルギ回
収タービンプラントの！１タービンによる流体圧制御装
置″の機能、フィードフォワード補償機能、調速弁およ
び可変静翼を保持する弁口ツク機能、さらに上記各機能
の協働によって、高炉プラント１の操業に何ら悪影響を
与えることなく、エネルギ回収タービンプラントを効率
よくかつ安全容易に運転することができる。
調整弁による流体圧制御装置゛′の機能と、エネルギ回
収タービンプラントの！１タービンによる流体圧制御装
置″の機能、フィードフォワード補償機能、調速弁およ
び可変静翼を保持する弁口ツク機能、さらに上記各機能
の協働によって、高炉プラント１の操業に何ら悪影響を
与えることなく、エネルギ回収タービンプラントを効率
よくかつ安全容易に運転することができる。
第１図は通常の高炉ガスエネルギ回収タービンプラント
の系統図、第２図は本発明の一実施例である高炉ガスエ
ネルギ回収タービンプラントの制御系ブロック図、第３
図は流体圧制御信号の変動に対して、その信号を静翼自
動制御信号と調速弁自動制御信号に分割する状態図であ
る。 ７−圧力調整弁、８・−圧力調整弁による流体圧制御装
置、１１−タービンプラント、１２−調速弁、１３−・
−タービン、１５−可変静翼、２６−タービンによる流
体圧制御装置、ξ・−流体圧制御信号、ηＶ−・可変静
翼駆動信号ミηＧ−調速弁駆動信号、Ｌ−弁ロック指令
信号。
の系統図、第２図は本発明の一実施例である高炉ガスエ
ネルギ回収タービンプラントの制御系ブロック図、第３
図は流体圧制御信号の変動に対して、その信号を静翼自
動制御信号と調速弁自動制御信号に分割する状態図であ
る。 ７−圧力調整弁、８・−圧力調整弁による流体圧制御装
置、１１−タービンプラント、１２−調速弁、１３−・
−タービン、１５−可変静翼、２６−タービンによる流
体圧制御装置、ξ・−流体圧制御信号、ηＶ−・可変静
翼駆動信号ミηＧ−調速弁駆動信号、Ｌ−弁ロック指令
信号。
Claims (3)
- （１）流体の流路に設置された圧力調整弁およびその圧
力調整弁を駆動し、圧力調整弁の上流側の流体の圧力を
設定値に保持するための″圧力調整弁による流体圧制御
装置′″および前記圧力調整弁と並列に設置された調速
弁および可変静翼を有するタービンと、前記調速弁およ
び可変静翼を駆動し、それらの上流側の流体圧力を制御
する″タービンによる流体圧制御装置″′と、から構成
されるタービンプラントにおいて、 圧力調整弁の上流側の流体の圧力を、パ圧力調整弁によ
る流体圧制御装置パの圧力設定値より若干低い圧力設定
値に保持するために、前記１′タービンによる流体圧制
御装置゛′で検出した上流側の流体圧力をもとに演算さ
れた流体圧制御信号を、可変静翼駆動信号と調速弁駆動
信号に分割し、各流体圧制御信号の大きさに応じて、こ
れら各信号が可変静翼または調速弁を駆動し、通常は上
流側の流体圧力を、前記調速弁を全開状態で″圧力調整
弁による流体圧制御装置″の圧力設定値より若干低い設
定値に保つべく可変静翼を作動させて制御し、 流体圧力が大きく低下し可変静翼による制御範囲を越え
た場合には、調速弁が閉方向に作動して流体圧力を制御
し、 一方流体圧力が大きく上昇し可変静翼による制御範囲を
越えた場合には、若干高い設定値で全閉′状態で待機し
ている圧力調整弁を開方向に作動して、流体圧力を制御
する、 ことを特徴とするタービンプラントの制御方法。 - （２）前記タービンを危急停止させるか出力を大幅に低
下させる場合、異常信号を受レノでタービンを通過する
流体の流量変化量を演算し、さらにその流量変化量を吸
収する圧力調整弁の開度増加分を演算し、 異常信号が出力されると同時に上流側の流体圧力が上昇
する前に圧力調整弁を開かせるために、前記演算された
開度増加量だけさらに開度を増加させること、 を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のタービンプラ
ントの制御方法。 - （３）流体の流路に設置された圧力調整弁およびその圧
力調整弁を駆動し、圧力調整弁の上流側の流体の圧力を
設定値に保持するための１′圧力調整弁による流体圧制
御装置”および前記圧力調整弁と並列に設置された調速
弁および可変静翼を有するタービンと、前記調速弁およ
び可変静翼を駆動し、それらの上流側の流体圧力を制御
する″タービンによる流体圧制御装置゛′と、か４ら構
成されるタービンプラントにおいて、 圧力調整弁の上流側の流体の圧力を、″′圧力調整弁に
よる流体圧制御装置″の圧力設定値より若干低い圧力設
定値に保持するために、前記″タービンによる流体圧制
御装置″で検出した上流側の流体圧力をもとに演算され
た流体圧制御信号を、可変静翼駆動信号と調速弁駆動信
号に分割し、各流体圧制御信号の大きさに応じて、これ
ら各信号が可変静翼または調速弁を駆動し、通常は上流
側の流体圧力を、前記調速弁を全開状態で１′圧力調整
弁による流体圧制御装置″の圧力設定値より若干低い設
定値に保つべく可変静翼を作動させて制御し、 流体圧力が大きく低下し可変静翼による制御範囲を越え
た場合には、調速弁が閉方向に作動して流体圧力を制御
し、 一方流体圧力が大きく上昇し可変静翼による制御範囲を
越えた場合には、若干高い設定値で全閉状態で待機して
いる圧力調整弁を開方向に作動して、流体圧力を制御し
、 前記°°タービンによる流体圧制御装置′°で、外部よ
り弁口ツク指令信号が発令された場合、可変静翼のピン
チ角および調速弁をその位置に保持し、別途解除の指令
が発令されるまでその状態を保持させ、 るようにしたことを特徴とするタービンプラントの制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14124784A JPS6062605A (ja) | 1984-07-07 | 1984-07-07 | タ−ビンプラントの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14124784A JPS6062605A (ja) | 1984-07-07 | 1984-07-07 | タ−ビンプラントの制御方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16151681A Division JPS6033982B2 (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | タ−ビンプラントの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6062605A true JPS6062605A (ja) | 1985-04-10 |
| JPS644060B2 JPS644060B2 (ja) | 1989-01-24 |
Family
ID=15287500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14124784A Granted JPS6062605A (ja) | 1984-07-07 | 1984-07-07 | タ−ビンプラントの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6062605A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016074941A (ja) * | 2014-10-06 | 2016-05-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 高炉の炉頂圧発電設備におけるバイパス弁の操作方法 |
-
1984
- 1984-07-07 JP JP14124784A patent/JPS6062605A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016074941A (ja) * | 2014-10-06 | 2016-05-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 高炉の炉頂圧発電設備におけるバイパス弁の操作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644060B2 (ja) | 1989-01-24 |
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