JPS61107007A

JPS61107007A - 蒸気過熱器の蒸気温度制御方法

Info

Publication number: JPS61107007A
Application number: JP22926484A
Authority: JP
Inventors: 俊幸石川
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-10-31
Filing date: 1984-10-31
Publication date: 1986-05-24

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、２個の直列に結合された蒸気過熱部とその連
結管路に介装した減温部とを有する蒸気過熱器の蒸気温
度制御に関わり、さらに詳しくは蒸気発生装置から得ら
れる所定圧力の飽和蒸気をさらに加熱して、所定温度の
過熱蒸気を得るための蒸気過熱器の温度制御方法の改良
に関するものである。

〔従来の技術〕

過熱蒸気を得るための蒸気過熱器は、本体設備的には、
高温ガスを得るための燃焼室と、飽和蒸気を加熱して過
熱蒸気とするための２個の蒸気過熱部と、純水を注入し
て所定の蒸気温度を得るための減温器と、高温ガスを排
出する煙道等とによって構成されている。２個の蒸気過
熱部は、直列に結合して煙道に設置されており、過熱蒸
気となるべき飽和蒸気は第１の蒸気過熱部を通過し、減
温器を経て第２の蒸気過熱部を通過して、所望する一定
温度の過熱蒸気になる。２個の蒸気過熱部のうち、過熱
器の高温ガス流の下流側に位置する第１の蒸気過熱部を
先に飽和蒸気が通過するのが普通である。

蒸気過熱器の蒸気温度制御は一般に、第１の蒸気過熱部
出口蒸気温度すなわち減温器入口蒸気温度を制御する減
温器入口蒸気温度制御系と、第２の蒸気過熱部出口蒸気
温度すなわち蒸気過熱器の最終出口蒸気温度を制御する
最終出口蒸気温度制御系との２つの制御系で行っている
。前者は減温器入口蒸気温度が飽和蒸気流量に応じて前
もって定めた設定温度になるように空燃比制御系を調節
する。また、後者は蒸気過熱器の最終出口蒸気温度が所
望の一定温度になるように、減温器出口蒸気温度が最終
過熱蒸気の温度偏差によって定まる温度になるように減
温器の注水量を制御する。

第１の蒸気過熱部と第２の蒸気過熱部の中間に位置する
減温器は第２の蒸気過熱部での加熱によって所定の一定
温度の過熱蒸気を得るために、第２の蒸気過熱器諸元の
蒸気温度を規制するためのものであり、その規制手段は
空燃比制御系の調節による手段と、減温器への注水によ
る手段の２つがある。省エネルギー的観点から前者の手
段が優先し、このために、減温器の注水能力は必要最小
限度に設計される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが注水能力が小さいために、減温器入口蒸気温度
制御系の温度設定を設計通りに行っても、蒸気過熱器諸
元の設計値と実際値との差異によって、注水能力が設計
値を逸脱する場合がある。この修正は従来の方法では、
減温器入口蒸気温度制御系の温度設定を手動変更するこ
とによって行うが、調整裕度（範囲）が小さいために、
第１と第２の蒸気過熱部の伝熱効率等が変化すると、再
び注水能力が設計値を逸脱する欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような欠点をなくするために、前もって注
水流量の上限および下限管理限界レベルを定め、その上
限または下限を逸脱する注水流量がある一定時間以上継
続した場合に、注水流量が前記上下管理限界レベル範囲
内に復帰するまで減温器入口蒸気温度制御系の温度設定
値をランプ状に増減させて、常に、注水流量を注水能力
の設計値の範囲内に収まるようにした蒸気過熱器の蒸気
温度制御方法である。

第１図、第２図は蒸気過熱器の蒸気温度制御フローを示
したもので、第２図は従来の方法による場合を、第１図
は本発明の方法による場合をそれぞれ示す。

まず、従来の制御方法について第２図によって説明する
。

本発明の適用される装置は、少なくとも、２個の蒸気過
熱部１０１．１０２を有し、その連結管路に減温器１０
３を介装し、蒸気発生装置１０４から送られた蒸気が第
１の蒸気過熱器１０１、減温器１０３、第２の蒸気過熱
器１０２を経て送出される蒸気過熱器であって、燃料を
制御する減温器入口蒸気温度制御系と減温器への注水流
量を制御する最終出口蒸気温度制御系とを有する。

燃焼室１０５には燃料１１２と空気１１３が供給されて
燃焼熱を発生し、その燃焼ガスは、第２の過熱器１０２
、第１の過熱器ｌｏｔにおいて蒸気を加熱し熱交換した
後、煙道１０６を経て次のプロセスへ送られる。煙道１
０６のガスは、一部を分流してリサイクル経路１０７を
経てファン１０８によりリサイクルすることができる。

減温器１０３には、図示しない注水ポンプによって純水
１１１が注入される。減温器１０３の入口蒸気温度は燃
料１１２の供給量を制御する制御系（１，２，５，６，
１０等）によって制御される。また、最終過熱蒸気温度
を一定に保つように、純水１１１の注入量を制御する制
御系（１１，１２，１４，１５等）が設けられている。

燃料１１２の供給量を制御する制御系は、設定温度信号
５と第１の蒸気過熱部出口蒸気温度信号６とが一致する
ように、減温器入口蒸気温度調節計１の出力信号２が燃
料管路７に設けた燃料調節弁８を制御する。そして、公
知の空燃比制御系］０によって適正に燃焼ネせる。関数
発生器９は斉気発生装置１０４から送出されて飽和蒸気
管３を流れるノに気流ｊｔを流ｔ、（計４で検出し、飽
和）ｇ気流量に応した設定温１＝信号５を出力する信号
発生器である。

純水１１１の注入帽を制御する制御系は、第２の蒸気過
熱器１０２の最終出口蒸気温度信号１４が所望の一定温
度信号１５を保つようにするために、減温器１０３の出
口蒸気温度信号１６を最終過熱蒸気の温度偏差によって
定まる温度信号１７と一致させるように、最終出口蒸気
温度調節計１１の出力信号１２が純水を送る給水管１８
に設けた注水調節弁１９を制御する。

なお、過熱器内のガス温度を調節する温度調節Ａｌ２Ｏ
は、煙道１０６のガスの一部をリサイクル経路１０７、
ファン１０８によって燃焼室を出るガス中に再循環させ
て、蒸気過熱部を通過するガス温度を一定にさせるだめ
のものである。

次に本発明について第１図に基づき詳細に説明する。

まず個々の機能について説明する。

図番号１〜２０および１０１〜１０８は前述した第２図
と同一の機能を有する。

注水流量の上限側信号設定器２１には、前もって継続時
間（Ｔ）信号２６、注水流量の上限管理限界レベル（Ｈ
ｉ）信号２４、中間管理レベル（ＭＤ）信号２５とを設
定する。給水管１８に設けた注水流量計２２の出力信号
２３と上限管理限界レベル（Ｈｉ）信号２４とを比較し
、出力信号２３か上限管理限界レベル（Ｈｊ）信号２４
より大きい時間が継続時間（Ｔ）信号２６で示した時間
以」―継続すると、出力信号２７には「１」を出力する
。そして出力信号２３が上限管理限界レベル（Ｈｉ）信
号２４より小さくなると、出力信号２７は「０」を出力
する。その後は、再び」二記と同様の現象、すなわち出
力信号２３が」二限管理限界レベル（Ｈｉ）信号２４よ
り大きい時間が継続時間（Ｔ）信号２６で示した時間以
上継続する現象が生じるまで、この状態を保持する。

ランプ信号発生器２８は出力信号２７が「１」のとき、
ランプ状に出力信号２９が減少する信号発生器である。

その変化速度は、ランプ信号発生器２８に任意に設定で
きる。

以上の」―眼側と同様に、下限側信号設定器３゜には継
続時間（Ｔ）信号２６、注水流量の下限管理限界レベル
（ＬＯ）信号３１、中間管理レベル（ＭＤ）信号２５と
を設定する。

注水量出力信号２３が、下限管理限界レベル（Ｌｏ）信
号３１より小さい側に逸脱した時間が設定した継続時間
（Ｔ）以上継続すると、出力信号３２には「１」を出力
する。そして、出力信号２３が、下限管理限界レベル（
Ｌ　ｏ）信号３１より大きくなると出力信号３２は「０
」を出力する。その後は出力信号２３が下限管理限界レ
ベル（Ｌ　ｏ）信号３１より小さい時間が継続時間（Ｔ
）信号２６で示した時間以上継続するまで、この状態を
保持する。ランプ信号発生器３３は出力信号３２が「１
」のとき、ランプ状に出力信号３４が上昇する信号発生
器である。その変化速度はランプ信号発生器３３に任意
に設定することができる。

加儂器３５は設定温度信号５と出力信号２９．３４を加
算し、その出力信号３６は減温器入口蒸気湿度調節計１
の温度設定信号になる。

〔作用〕

第３図に本発明の作動の例として、設定温度信号５が不
変の場合、すなわち飽和蒸気管３を流れる蒸気流量が不
変の場合のタイムチャートで示した。

今、蒸気過熱器諸元の設計値と実際値との差異、蒸気過
熱部の伝熱効率の変化等によって、注水能力が設計値を
逸脱する現象が生じ、注水流量計出力信号２３が」二限
管理限界レベル（Ｈｉ）２６を越えたとする。この状態
がある一定時間（Ｔ）継続２６すると、ランプ信号発生
器２８がランプ状に減少する信号２９を発生し、減温器
入口蒸気温１＆調節計１の温度設定信号３６はランプ状
に減少する。その結果、過熱器燃焼室への投入燃料量が
抑制され、従って第１と第２の蒸気過熱部での熱交換が
抑制され、注水流量は下ってくるので信号２３は下降曲
線となる。注水ｆＱ量が一ヒ限管理限界レベル２４より
下方の中間管理レベルまで下がると、ランプ信号発生器
２１はその変化を中止し、飽和７５気流量が変化しなけ
れば、その時点の出力信号３６が示す設定温度に等しく
なるように）威温器入口蒸気温度調節計１が動作する。

注水流量計出力信号２３が下限管理限界レベル３１を下
回る時間がある一定時間（Ｔ）以−１：ａ続２６した場
合は、ランプ信号発生器３３の出力３４がランプ状に増
加し、第１と第２の蒸気過熱部での熱交換が促進され、
注水流量は一１＝ってくる。そして、注水流量を中間管
理レベル信号２５に相当する流量に修正する。

注水流量計出力信号２３が下限管理限界レベル３１より
」一方の中間管理レベルまで一ヒると、ランプ信号発生
器３３はその変化を中止し、ランプ信号出力３４が不変
となり、飽和蒸気流量が変化しなければ、その時点の出
力信号３６が示す設定温度に等しくなるように、減温器
入口蒸気温度調節計１が動作する。そして注水流量を中
間管理レベル信号２５に相当する流量に修正する。

〔実施例〕

第１表は蒸気処理能力１２０ｔ／ｈ、８８ｋｇ／ｃｍ’
、５１３°Ｃ（注水能力Ｏ〜６ｔ／ｈ）の蒸気過熱器に
おける従来方法と本発明の方法とによる蒸気温度制御結
果を、それぞれ示したものである。

第１表の試験は第１図に示す関数発生器９の設定温度信
号は飽和蒸気量によって不変として実施したものである
。関数発生器９の出力信号の大きさは従来の方法の場合
と本発明の方法の場合とでは異なり、その大きさは、飽
和蒸気流量の変更前の平均注水流量を前者の場合には、
１　ｔ／ｈ　。

５　ｔ／ｈ、後者の場合には３ｔ／ｈとする大きさであ
る。

なお、本実施例の蒸気過熱器は、稼動当初の平均注水流
量は３ｔ／ｈであったが、４ケ月経過後にはｉｔ／ｈと
なり、２ｔ／ｈの平均流量差が生じた。これは伝熱効率
の変化等によるものであり、４ケ月経過後においては、
′注水流量を減少する方向の調整裕度（余裕）がなく、
良好な蒸気温度制御を行うことができなくなるという事
情があった。

第１表によれば、飽和蒸気量の（４５ｔ／ｈ）／　３　
ｍ　ｉ　ｎのランプ状変化に対して、最終出口蒸気温度
偏差は従来方法の場合には約±６°Ｃ１本発明の方法に
よる場合には、約±２°Ｃであり、大幅に改善されてい
ることが分る。

〔発明の効果〕

本発明により、少なくとも、２個の直列に連結した蒸気
過熱部を有し、その連結管路に減温器を介装し、蒸気過
熱器への供給燃料を制御する減温器入口蒸気温度制御系
と減温器への注水流量を制御する最終出口蒸気温度制御
系とを有する蒸気過熱器の蒸気温度制御方法において、
上記温度の制御性を著しく向上させることができるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法による蒸気過熱器の蒸気温度制御
方法を示すフローシート、第２図は従来方法による蒸気
過熱器の蒸気温度制御方法を示すフローシート、第３図
は本発明方法を説明するタイムチャー１・である。１・・・減温器入口蒸気温度調節器、２・・・減温器入
口蒸気温度調節器の出力信号、３・・・飽和蒸気管、４
・・・蒸気流量計、５・・・設定温度信号、６・・・第
１の蒸気過熱部出口蒸気温度信号、７・・・燃料管路、
８・・・燃料調節弁、９・・・関数発生器、１０・・・
空燃比制御系、１１・・・最終出口蒸気温度調節計、１
２・・・最終出口蒸気温度信号計の出力信号、１４・・
・最終出口蒸気温度信号、１５・・・一定温度信号、１
６・・・減温器出口蒸気温度信号、１７・・・温度信号
、１８・・・給水管、１９・・・注水調節弁、２０・・
・室内温度調節計、２１・・・」−眼側信号設定器、２
２・・・注水流量計、２３・・・注水流量の出力信号、
２４・・・上限管理限界レベル信号、２５・・・中間管
理レベル信号、２６・・・継続時間信号、２７・・・上
限側信号設定器の出力信号、２８・・・ランプ信号発生
器、２９・・・ランプ信号発生器の出力信号、３０・・
・下限側信号設定器、３１・・・下限管理限界レベル信
号、３２・・・下限側信号設定器の出力信号、３３・・
・ランプ信号発生器、３４・・・ランプ信号発生器の出
力信号、３５・・・加算器、３６・・・加算器の出力信
号、１０１・・・第１の蒸気過熱器、１０２・・・第２
の蒸気過熱器、１０３・・・減温器、１０４・・・蒸気
発生装置、１０５・・・燃焼室、１０６・・・煙道、１
０７・・・リサイクル経路、１０８・・・ファン、１１
１・・・純水。

Claims

【特許請求の範囲】１　少なくとも、２個の直列に連結した蒸気過熱部を有
し、その連結管路に減温器を介装し、蒸気過熱器への供給燃料を制御する減温器入口蒸気
温度制御系と減温器への注水流量を制御する最終出口蒸
気温度制御系とを有する蒸気過熱器の蒸気温度制御方法
において、予め、減温器への注水流量の上下限管理限界
レベルおよびその上下限管理限界レベル逸脱継続時間を
設定しておき、注水流量が該上下限管理限界レベル範囲
外に変動し、前記設定継続時間を経過したとき、注水流
量が前記上下管理限界レベル範囲内に復帰するまで減温
器入口蒸気温度制御系の温度設定値をランプ状に増減さ
せることを特徴とする蒸気過熱器の蒸気温度制御方法。