JPS61205702A - 火力発電プラント制御方法 - 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、火力発電プラントの制御方法に係り、特に燃
焼系の安定化によりプラントの運転効率を向上させるの
に好適な火力発電プラント制御方法に関する。

〔発明の背景〕

従来公知の火力発電プラントの制御装置は雑誌「日立評
論Ｊ　１９８０年４月号、３ｏ２頁図２に示すように構
成されており、第２図にこの概要を示している。この第
２図において、１は中央給電指令、２は変化率制限器で
あり、変化率設定器３により定められた変化率で変化す
るユニットの負荷指令Ｌｕを作成する。４は発電機出力
の検出器であり比較器５でユニット負荷指令ＬＵと比較
され、その出力はＰＩコントローラ６に入力される。Ｐ
Ｉコントローラ６の出力は主タービン加減弁８の開度指
令となる。８は主蒸気圧力検出器、１０は主蒸気圧力設
定器、１１は比較器であり、１１の出力は主蒸気圧力偏
差である。１０１はＰＩコントローラであり主蒸気圧力
偏差による修正信号り。

を作成し、加算器１０２にてユニット負荷指令ＬＵに加
え合わされる。関数発生器１０３は負荷に対応した給水
量の指令り、を作成するものである。

２４は給水流量検出器であり給水流量制御部２５で指令
Ｌｗと比較されその出力により給水ポンプ２６を制御す
る。１８は主蒸気温度検出器、２゜は主蒸気温度の設定
器であり比較器１９で比較され主蒸気温度偏差が計算さ
れる。主蒸気温度偏差はＰコントローラ１０６に入力さ
れスプレ弁２８の開度指令となる。−力士蒸気温度偏差
はＰＩコントローラ１０４に入力され主蒸気温度による
修正信号Ｌ７となり加算器１０５において関数発生器１
０３の出力り、と加え合される。この信号り、ｒ＋Ｌ、
は主蒸気圧力修正を加えた作成された給水流量指令り、
に更に主蒸気温度修正を加えて作成された指令ＬＴを加
えたもので関数発生器１０７で燃料流量指令り、となる
、３２は燃料流量検出器であり燃料流量制御回路３３で
指令Ｌ７と比較され燃料制御弁３４への操作指令となる
。３５は排ガス０２濃度検出器であり排ガスｏ２濃度設
定器３６の出力と比較器３７で比較される。この排ガス
０２濃度偏差はコントローラ１０８に入力され１０８の
出力信号り。は加算器１０９で燃料流量指令り、と加え
合され更に関数発生器１１０にて空気流量の指令信号り
、となる。４４は空気流量の検出器であり、空気流量制
御回路４５により空気流量指令と比較され押込通風機４
６への操作信号となる。４７は再熱蒸気温度検出器であ
り再熱蒸気温度設定器４８の出力と比較器４９で比較さ
れ、ＰＩコントローラ１１１を介して排ガスを火炉に戻
すガス再循環ダンパ３０を操作する指令となる。

以上に示すように、従来の制御方式では負荷指令ＬＬｌ
に応じて主タービンが減弁８が操作され、その結果の主
蒸気圧力の変動をボイラ入力、すなわち給水／燃料／空
気により抑えようとする。更に主蒸気温度の変動は燃焼
量、すなわち燃料／空気により抑えようとする。

このように、給水流量は主蒸気圧力の変動を抑えるべく
操作され、燃料は主蒸気圧力／主蒸気温度の変動を抑え
るべく操作され、更に空気は、主蒸気圧力／主蒸気温度
／排ガス０２濃度の変動を抑えるべく操作される。この
結果負荷変化時には燃料、空気の増減操作量が大きくな
り、また相互の位相バランスがとりすらい為燃焼状態が
最適状態からはずれ燃焼高率が低下することとなる。ま
た、排ガス０３濃度により空気流量に修正を加えるが負
荷変化時には燃料の変動が大きくフィードバックによる
修正の位相が必ずしも一致しない。

すなわち、負荷変化時の主要制御変数の変動を抑える為
に制御入力を過大に操作するのが従来の方式であり、効
率面の配慮は行われていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ボイラの燃焼状態がプラントの運転効
率を左右する大きな要素であることに着目し、常時燃焼
状態を最適に保つことが可能な制御方法を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明は、負荷変化時及び定常時にかかわらず燃焼プロ
セスに対する外乱を排除し、最適燃焼状態を確保するよ
うに以下のような手段をとったことを特徴とする。

燃料、給水、ガス再循環制御を負荷指令からの先行制御
としたこと。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例も第１図により説明する。

図中１は中央給電指令、２は変化率制限器であり、変化
率設定器３により定められた変化率で変化するユニット
負荷指令Ｌｕを作成する。４は発電機出力の検出器であ
り比較器５でユニット負荷指令り、、と比較され、その
出力はＰＩコントローラ６に入力される。７は信号切替
器であり定常負荷制御中はＰエニントローラ６の出力を
選択して主タービン加減弁８の開度指令とする。９は主
蒸気圧力検出器、１０は主蒸気圧力設定器、１１は比較
器であり、１１の出力は主蒸気圧力偏差である。

１２はＰＩコントローラであり主蒸気圧力の偏差を入力
する。切替器７は、負荷変化中はＰＩコントローラ１２
の出力を選択して主タービン加減弁８の開度指令とする
。この制御の切替により負荷変化時の圧力制御が安定す
ると同時に定常負荷時の発電機出力の制御が可能となる
。１３は切替器であり、負荷変化時は定数設定器１４の
零信号を選択し、定常負荷時には比較器１１の出力であ
る主蒸気圧力偏差を選択し不感帯演算器１５に入力する
。１５の出力は、ＰＩコントローラ１６に入力され、１
６の出力（主蒸気圧力修正信号り、）は加算器１７によ
り変化率制限器２の出力ＬＬＩに加算されたボイラ入力
指令り、どなる。ここで不感帯演算器１５及びＰＩコン
トローラ １６の制御ゲインを弱く設定することによりボイラ入力
指令り、を必要以上に操作することを避けることができ
る。１８は主蒸気温度検出器であり、比較器１９で主蒸
気温度設定器２０の出力と比較される。比較器１９の出
力は主蒸気温度偏差である。２１はＰＩコントローラで
あり給水に対して主蒸気温度偏差から補正信号ＬＴを作
成する。

２２は負荷に対する給水流量を設定する関数発生器であ
り加算器２３でＰＩコントローラ２１の出力と加算され
給水流量指令り、となる。２４は給水流量検出器であり
、給水流量制御部２５で前記給水指令り、と比較され、
その出力により給水ポンプ２６を制御する。一方、比較
器１９の出力は同時にＰコントローラ２７に入力されス
プレ弁２８を調整する。この路により主蒸気温度は給水
流量とスプレ流量により調整され、ボイラ入力指令に外
乱を与えることが無い。２９はボイラ入力指令からガス
再循環ダンパ３０を操作する指令を作成する関数発生器
である。３１はボイラ入力指令に対応した燃料流量指令
り、を作成する関数発生器である。３２は燃料流量検出
器であり、燃料流量制御回路３３で前記燃料流量指令り
、と比較され燃料制御弁３４への操作指令となる。３５
は排ガス０２濃度検出器であり、排ガス０２濃度設定器
３６の出力と比較器３７で比較される。比較器３７の出
力は排ガスｏ２濃度偏差である。３８は切替器であり、
負荷変化中は定数設定器３９の零信号を選択し、定常負
荷時には比較器３７の出力である排ガス０２濃度偏差を
選択して不感帯演算器３９に入力する。４０はＴコント
ローラであり、その出力は排ガスｏ２偏差からの修正信
号り。

どなる。この信号は加算器４１でボイラ入力指令ＬＢと
加え合され、位相補償器４２により燃料と空気の位相を
整合され、更に関数発生器４３により燃料に見合った空
気流量指令ＬＡとなる。４４は空気流量検出器であり、
空気流量制御回路４５で前記空気流量指令ＬＡ　と比較
され押込通風機４６への操作信号となる。これらの回路
により排ガスｏ２濃度による空気流量への指令は定常負
荷時のみとなり負荷変化時は除外される。更に不感帯演
算器３９及びＩコントローラ４０の積分時定数を長くす
ることにより必要以上に空気流量を変動させないことが
可能となる。、４７は再熱蒸気温度検出器であり、再熱
蒸気温度設定器４８の出力と比較器４９で比較され、Ｐ
エニントローラ５０を介してＳＨ／ＲＨパラダンパ５１
の操作指令となる。

このパラダンパ５１はＳＨとＲＨの熱吸収量の配分比を
変えるものであり、ボイラの燃焼状態に外乱を与えるこ
となく再熱蒸気の温度制御が可能となる。このような制
御回路によりプラントの負荷追従性や主要な制御変数で
ある発電機出力、主蒸気圧力、主蒸気温度、再熱蒸気温
度の制御性を損なうことなく、かつ燃料量と空気量を必
要以上に操作することをなくし、定常時でも、負荷変化
時でも常に最適燃焼状態を確保し、過剰空気による排ガ
ス損失の増大や過剰燃料量の投入による効率の低下を防
止できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、燃料、空気制御の必要以上な動作をお
さえ、ボイラの運転効率に最も大きな影響を与える燃焼
状態を最適化でき、排ガスによる損失を最小におさえて
プラントの高効率運転を可能ならしめる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図であり、第２図は従来技
術説明図である。 １・・・中央給電指令、１７・・・ボイラ入力指令を作
成する加算器、７・・・負荷変化時主タービン加減弁で
主蒸気圧力を制御させ、定数負荷時には発電機出力の制
御を行わせる切替器、１３．３８・・・負荷変化時に燃
料制御、空気制御に外乱を与えない為の切替器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部からの負荷要求信号によりタービン負荷を制御
   するとともに該負荷要求信号をボイラ主蒸気圧力にて補
   正して得たボイラ入力指令によりボイラ各部を制御する
   火力発電プラントにおいて、ボイラへの給水量、燃料量
   、ガス再循環量の制御目標値を前記ボイラ入力指令の関
   数としてプログラム設定することを特徴とする火力発電
   プラント制御方法。 ２、第１項において、ボイラ入力指令をガスＯ＿２濃度
   により補正した信号をボイラへの空気量の制御目標とし
   て使用することを特徴とする火力発電プラント制御方法
   。