JPS61205703A - Automatic controller for thermal power plant - Google Patents

Automatic controller for thermal power plant

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JPS61205703A
JPS61205703A JP4485485A JP4485485A JPS61205703A JP S61205703 A JPS61205703 A JP S61205703A JP 4485485 A JP4485485 A JP 4485485A JP 4485485 A JP4485485 A JP 4485485A JP S61205703 A JPS61205703 A JP S61205703A
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boiler
control
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滝田 敦
彰 菅野
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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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自動制御装置のシステム
構成に係り、特に系統間の相互干渉を軽減し系統単位分
散制御システムの適用に好適なプラント自動制御装置に
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a system configuration of an automatic control device for a thermal power plant, and in particular to a plant suitable for reducing mutual interference between systems and applying a system-based distributed control system. Related to automatic control equipment.

[発明の背景] まず、火力発電プラントの概略構成について、第2図を
参照して説明する。図において1はボイラ、2はタービ
ン、3は発電機、4は給水ポンプ、5はスプレ弁、6は
燃料弁、7は押込通風ファン、8はガス再循環ファンで
ある。
[Background of the Invention] First, a schematic configuration of a thermal power plant will be described with reference to FIG. 2. In the figure, 1 is a boiler, 2 is a turbine, 3 is a generator, 4 is a water pump, 5 is a spray valve, 6 is a fuel valve, 7 is a forced draft fan, and 8 is a gas recirculation fan.

さらに図中301は燃焼排ガスにより燃焼用空気を予熱
する空気予熱器、302はバーナ部であり各段毎に空燃
比を調整して炉内脱硝を行うシステムである。303は
W/B入口空気ダンパであり各バーナ段の燃焼用空気量
を+l[11するものである。304は0Mガスダンパ
であり燃焼用空気に注入する燃焼排ガス量を調整するも
のである。
Furthermore, in the figure, 301 is an air preheater that preheats combustion air using combustion exhaust gas, and 302 is a burner section, which is a system that performs denitrification in the furnace by adjusting the air-fuel ratio for each stage. 303 is a W/B inlet air damper which increases the amount of combustion air in each burner stage by +1[11]. 304 is a 0M gas damper that adjusts the amount of combustion exhaust gas injected into the combustion air.

305は1次ガスダンパでありバーナ部に直接注入する
燃焼排ガス量を調整するものである。306は復水器、
307は低圧給水加熱器、308は脱気器、309は給
水弁、310は高圧給水加熱器、311は蒸発器、31
2は1次過熱器、313は第1段減温器、314は2次
過熱器、315は第2段減温器、316は3次過熱器、
317は再熱器である。また330はタービン入口加減
弁である。これをボイラ状態量に応じて系統に分類する
と燃焼プロセス9、水蒸気プロセス10、燃料プロセス
11、通風プロセス12の4つに分けられる。
305 is a primary gas damper that adjusts the amount of combustion exhaust gas directly injected into the burner section. 306 is a condenser,
307 is a low pressure feed water heater, 308 is a deaerator, 309 is a water supply valve, 310 is a high pressure feed water heater, 311 is an evaporator, 31
2 is a primary superheater, 313 is a first stage desuperheater, 314 is a secondary superheater, 315 is a second stage desuperheater, 316 is a tertiary superheater,
317 is a reheater. Further, 330 is a turbine inlet control valve. If this is classified into systems according to boiler state quantities, it can be divided into four systems: combustion process 9, steam process 10, fuel process 11, and ventilation process 12.

第3図に係る従来システムの制御装置例を示す。An example of a control device of the conventional system according to FIG. 3 is shown.

図において20は第2図の発電プラント、21はプラン
ト自動制御装置である。22はプラントを構成する種々
の0N−OFF制御補機のインターロック制御を行う補
体リレー盤、23はバーナの点消火制御を行うバーナ制
御装置、24は主タービンの調速制御を行う主タービン
制御装置、25は給水ポンプ駆動用タービン制御装置で
ある。プラント自動制御装置21は複数のマイクロコン
トローラ31〜35によりハイアラーキ構成とされる。
In the figure, 20 is the power generation plant of FIG. 2, and 21 is a plant automatic control device. 22 is a complement relay board that performs interlock control of various ON-OFF control auxiliary machines that make up the plant; 23 is a burner control device that performs burner on/off control; and 24 is a main turbine that performs speed governing control of the main turbine. The control device 25 is a turbine control device for driving the water supply pump. The plant automatic control device 21 has a hierarchical configuration including a plurality of microcontrollers 31 to 35.

このうち、31はマスタコントローラでありプラントの
総合出力の制御と各コントローラ32〜35への指令値
を作成している。40は中央給電所からのプラントへの
負荷指令である。41はこの指令に負荷変化率、」二下
限等の制限を加えて負荷指令り、を作る回路である。4
2は減算器であり前述の負荷指令L1 と43の発電量
を比較する。その出力は比例積分演算器44に入力され
、その出力は後述するインターロックにより切替えられ
る切替器45を介して主タービン制御装置24に与えら
れ第2図のタービン入口加減弁330を制御する。46
は主蒸気圧力(ボイラ出口圧力)検出器であり減算器4
7で設定器48で設定された値と比較されその偏差出力
は比例積分演算器49に入力される。49の出力り、は
負荷指令りよと加算器50にて加算されボイラ入力指令
り、どなる。また比例積分演算器49の出力4は切替器
45を介して主タービン制御装置24に与えられる。切
替器45はプラントの運転モードにより切替えられる。
Of these, 31 is a master controller that controls the overall output of the plant and creates command values for each controller 32-35. 40 is a load command to the plant from the central power supply station. 41 is a circuit that creates a load command by adding restrictions such as a load change rate and a lower limit to this command. 4
2 is a subtracter which compares the above-mentioned load command L1 with the amount of power generation 43. The output is input to the proportional integral calculator 44, and the output is given to the main turbine control device 24 via a switch 45 switched by an interlock described later to control the turbine inlet control valve 330 shown in FIG. 46
is the main steam pressure (boiler outlet pressure) detector and subtractor 4
At step 7, it is compared with the value set by the setter 48, and its deviation output is input to the proportional-integral calculator 49. The output of 49 is added to the load command by an adder 50, and the boiler input command becomes a roar. Further, the output 4 of the proportional-integral calculator 49 is given to the main turbine control device 24 via the switch 45. The switch 45 is switched depending on the operation mode of the plant.

すなわち主蒸気圧力を主タービン入力加減弁330で制
御するタービン追従モードでは切替器45の出力は比例
積分演算器49からの入力となる。通常の協調モードで
は切替器45の出力は比例積分演算器44からの入力と
なる。加算器50の出力であるボイラ入力指令り、は給
水コントローラ32に与えられ給水指令となり、一方間
数発生器51に入力される。この関数発生器51は給水
量に対する燃料量をプログラムしたものでありその出力
は燃料量指令り、となる。52は主蒸気温度検出器であ
り減算器53で設定器54で設定された値と比較されそ
の偏差は比例積分器55に入力され主蒸気温度補正指令
LTとなる。一方この偏差は第2図のスプレ弁5を操作
する為主蒸気温度コントローラ33に与えられる。
That is, in the turbine follow mode in which the main steam pressure is controlled by the main turbine input control valve 330, the output of the switch 45 becomes the input from the proportional integral calculator 49. In the normal cooperative mode, the output of the switch 45 becomes the input from the proportional-integral calculator 44. The boiler input command R, which is the output of the adder 50, is given to the water supply controller 32 as a water supply command, and on the other hand, is input to the interval generator 51. This function generator 51 is programmed with the fuel amount relative to the water supply amount, and its output is the fuel amount command. Reference numeral 52 denotes a main steam temperature detector, which is compared with a value set by a setter 54 by a subtracter 53, and the deviation is inputted to a proportional integrator 55 and becomes a main steam temperature correction command LT. This deviation, in turn, is provided to the main steam temperature controller 33 to operate the spray valve 5 of FIG.

比例積分器55の出力は加算器56により関数発生器5
1の出力と加算され修正された燃料量指令値り、1とな
る。57は関数発生器であり燃料量に対する最適空気量
L1 をプログラムする。58は燃焼排ガス中の残存0
2濃度の検出器であり、関数発生器59により燃料量に
応じてプログラムされた設定値と減算器60で比較され
、その偏差は比例積分演算器61に入力される。比例積
分演算器61の出力は乗算器62に入力され修正された
空気量指令値LAAとなる。63はボイラに供給される
合計空気流量検出器であり減算器64で指令値LAAと
比較され、その偏差出力は比例積分演算器65に入力さ
れる。比例積分演算器65の出力は各バーナ段毎の空気
量指令値の補正信号LAIlとなり各バーナ段毎の空気
量制御コントローラ34 a ” nに与えられる。ま
た減算器64の出力である空気量偏差は通風制御コント
ローラ35に与えられる。
The output of the proportional integrator 55 is sent to the function generator 5 by an adder 56.
The fuel amount command value added to the output of 1 and corrected becomes 1. 57 is a function generator which programs the optimum air amount L1 for the fuel amount. 58 is 0 remaining in combustion exhaust gas
It is a two-concentration detector, and is compared with a set value programmed according to the fuel amount by a function generator 59 in a subtracter 60, and the deviation is inputted to a proportional-integral calculator 61. The output of the proportional-integral calculator 61 is input to a multiplier 62 and becomes the corrected air amount command value LAA. Reference numeral 63 denotes a total air flow rate detector supplied to the boiler, which is compared with a command value LAA by a subtracter 64, and its deviation output is input to a proportional-integral calculator 65. The output of the proportional integral calculator 65 becomes a correction signal LAIl of the air amount command value for each burner stage and is given to the air amount control controller 34 a ''n for each burner stage. is given to the ventilation control controller 35.

次に各コントローラ32〜35について説明する。Next, each controller 32 to 35 will be explained.

32は給水コントローラである。66はボイラへの合計
給水流量の検出器であり減算器67で指令値りおと比較
されその偏差出力は比例積分器68に入力される。比例
積分器68の出力は各給水ポンプ4への流量指令り、と
なる。69は給水ポンプの流量検出器であり、減算器7
0で設定値り、と比較されその偏差出力は比例積分器7
1に入力される。比例積分器71の出力は各ポンプの指
令となり給水ポンプ駆動用タービン制御装置25a、2
5bを介して給水ポンプタービン4a。
32 is a water supply controller. Reference numeral 66 denotes a detector for the total water supply flow rate to the boiler, which is compared with the command value by a subtractor 67, and its deviation output is input to a proportional integrator 68. The output of the proportional integrator 68 becomes a flow rate command to each water supply pump 4. 69 is a flow rate detector of the water supply pump, and subtractor 7
0 is the set value, and the deviation output is compared with the proportional integrator 7.
1 is input. The output of the proportional integrator 71 becomes a command for each pump and serves as a turbine control device 25a, 2 for driving the water supply pump.
Water supply pump turbine 4a via 5b.

4bに、また給水弁309に与えられる。4b and to the water supply valve 309.

33は温度コントローラである。ここで72はボイラ炉
内脱硝の為のMバーナ燃料弁6bとPバーナ燃料弁6b
の燃料量配分を行う回路である。
33 is a temperature controller. Here, 72 is an M burner fuel valve 6b and a P burner fuel valve 6b for denitration in the boiler furnace.
This circuit distributes the amount of fuel.

73はMバーナ燃料弁6b側の燃料流量検出器であり減
算器74で比較され、その偏差出力は比例積分器77に
入力されてMバーナ流量弁6bの操作信号となる。75
はPバーナ燃料弁6a側の燃料流量検出器であり減算器
76と比較され、その偏差出力は比例積分器78に入力
されてPバーナ流量弁6aの操作信号となる。またコン
トローラ33において79は比例演算器であり減算器5
3の出力である主蒸気温度偏差を入力し第2図の減温器
313,315の出口温度の設定値を得る。
Reference numeral 73 designates a fuel flow rate detector on the M burner fuel valve 6b side, which is compared by a subtractor 74, and its deviation output is input to a proportional integrator 77 and becomes an operating signal for the M burner flow valve 6b. 75
is a fuel flow rate detector on the P burner fuel valve 6a side, which is compared with a subtractor 76, and its deviation output is input to a proportional integrator 78 and becomes an operation signal for the P burner flow valve 6a. Further, in the controller 33, 79 is a proportional calculator, and a subtracter 5
By inputting the main steam temperature deviation which is the output of step 3, the set value of the outlet temperature of the attemperators 313 and 315 shown in FIG. 2 is obtained.

80は減温器出口温度検出器であり減算器81で設定値
と比較され、その偏差出力は比例積分器82に入力され
第2図スプレ弁5の操作信号となる。83は加算器であ
り合計燃料流量である。
Reference numeral 80 denotes a desuperheater outlet temperature detector, which is compared with a set value in a subtractor 81, and its deviation output is input to a proportional integrator 82 and becomes an operating signal for the spray valve 5 in FIG. 83 is an adder and represents the total fuel flow rate.

34a〜34nは各バーナ段毎の空気流量制御コントロ
ーラである。ここで34aを例にとり説明する。84は
当該バーナ段の点火中バーナ本数の全点火中バーナに対
する比率信号である。85は乗算器であり、この比率信
号84と加算器83の出力(総燃料)より当該バーナ段
の燃料量を計算するものである。86は関数発生器であ
り、当該バーナ段の燃料流量より同バーナ段の空気量を
プログラムする。87は乗算器であり比例積分器65の
出力の合計空気流量補正信号LAlにより当該バーナ段
の空気量指令値を修正するものである。
34a to 34n are air flow rate controllers for each burner stage. Here, 34a will be explained as an example. 84 is a ratio signal of the number of ignited burners in the burner stage to all ignited burners. A multiplier 85 calculates the amount of fuel in the burner stage based on the ratio signal 84 and the output (total fuel) of the adder 83. Reference numeral 86 denotes a function generator, which programs the air amount of the burner stage based on the fuel flow rate of the burner stage. A multiplier 87 corrects the air amount command value for the burner stage in accordance with the total air flow rate correction signal LA1 output from the proportional integrator 65.

88は当該バーナ段の空気流量検出器であり減算器89
と比較され、その偏差出力は比例積分器90に入力され
て当該バーナ段の空気量を制御するW/B入ロプロダン
パ303作信号となる。まだ、91は関数発生器であり
当該バーナ段の空気量に対応した排ガス混合流量をプロ
グラムするものである。92は当該バーナ段の空気に混
合する排ガス流量検出器であり減算器93と比較され、
その偏差は比例積分器94に入力され排ガスの混合量を
制御する0Mダンパ304の操作信号となる。95は関
数発生器であり当該バーナ段の空気量に対応した1次ガ
ス流量をプログラムするものである。96は当該バーナ
段のバーナに注入される排ガス(1次ガス)の流量検出
器であり、減算器97にて設定値と比較され、その偏差
は比例積分器98に入力され、1次ガスダンパ305の
操作信号となる。
88 is an air flow rate detector for the burner stage concerned, and a subtractor 89
The output of the deviation is input to the proportional integrator 90 and becomes the W/B input rotor damper 303 operation signal that controls the air amount in the burner stage. Reference numeral 91 is a function generator that programs the exhaust gas mixture flow rate corresponding to the air amount in the burner stage. 92 is a flow rate detector for exhaust gas mixed with the air in the burner stage, which is compared with a subtractor 93;
The deviation is input to the proportional integrator 94 and becomes an operating signal for the OM damper 304 that controls the amount of mixture of exhaust gas. Reference numeral 95 denotes a function generator that programs the primary gas flow rate corresponding to the air amount in the burner stage. Reference numeral 96 denotes a flow rate detector of exhaust gas (primary gas) injected into the burner of the burner stage, which is compared with a set value in a subtractor 97, and the deviation is inputted into a proportional integrator 98, and the primary gas damper 305 It becomes the operation signal.

35は通風制御コントローラである。99は関数発生器
であり合計空気流量指令LAAから押込通風ファンの出
口ドラフト設定をプログラムするものである。100は
押込通風ファンの出口ドラフト検出器であり、減算器1
01で比較されその偏差出力は切替器102を介して比
例積分器103に入力され、更に負荷配分回路104に
より押込通風ファン(第2図7a、7b)の動翼操作信
号となる。102の切替器は押込通風ファンの制御モー
ドを切替えるものであり1通常は、減算器101からの
入力を出力してファン出口ドラフト制御を行いプラント
起動時には減算器65からの入力を出力し合計空気流量
の制御を行うものである。105は関数発生器であり合
計空気流量指令LAAからガス再循環ファンの出口ドラ
フト設定をプログラムするものである。106はガス再
循環ファン出口ドラフトの検出器であり減算器107と
比較され、その偏差出力は比例積分器108に、入力さ
れ更に負荷配分回路109によりガス再循環ファン(第
2図8a、8b)の入口ダンパの操作信号となる。
35 is a ventilation control controller. Reference numeral 99 is a function generator that programs the outlet draft setting of the forced draft fan from the total air flow rate command LAA. 100 is the outlet draft detector of the forced draft fan, and the subtractor 1
01, and the deviation output thereof is inputted to a proportional integrator 103 via a switch 102, and further provided by a load distribution circuit 104 as a moving blade operation signal for a forced draft fan (FIGS. 7a and 7b). A switch 102 switches the control mode of the forced draft fan.1 Normally, the input from the subtractor 101 is output to control the fan outlet draft, and when the plant is started, the input from the subtractor 65 is output to control the total air flow. It controls the flow rate. 105 is a function generator that programs the outlet draft setting of the gas recirculation fan from the total air flow command LAA. Reference numeral 106 is a gas recirculation fan outlet draft detector, which is compared with a subtractor 107, and its deviation output is input to a proportional integrator 108, and further transmitted to the gas recirculation fan (FIGS. 8a and 8b) by a load distribution circuit 109. This is the operation signal for the inlet damper.

以上に述べたように従来のプラント自動制御装置は複数
台のマイクロコントローラから構成され、コントローラ
故障時の危険分散が図られていたが、図から判かるよう
にマスタコントローラ31の制御範囲が大きく、マスタ
コントローラ31&llRには発電量の制御のみならず
、主蒸気圧力、主蒸気温度、排ガス021合計空気流量
の主要制御量の制御が不可能となりシステムに対する汲
汲効果が大きいのでマスタコントローラ31は2重化し
なければならないという問題があった。
As mentioned above, conventional plant automatic control devices are composed of multiple microcontrollers, and the risk of failure in the controller is distributed, but as can be seen from the figure, the control range of the master controller 31 is large. The master controller 31&llR is unable to control not only the power generation amount but also the main control variables such as main steam pressure, main steam temperature, and exhaust gas 021 total air flow rate, which has a large pumping effect on the system, so the master controller 31 is duplicated. There was a problem that it had to be done.

また、マスタコントローラ31以外のコントロ(lO) −ラ32〜35は給水、温度、空気2通風と分散されて
いるが、これらサブループコントローラの制御対象範囲
が大きくコントローラ故障がプロセス全体に波汲する為
、これらのコントローラも2重化または、N:1バツク
アツプ等の冗長化が必要であった。
In addition, the controllers (lO) -ra 32 to 35 other than the master controller 31 are distributed for water supply, temperature, and air 2 ventilation, but the control range of these subloop controllers is large and a controller failure will affect the entire process. Therefore, these controllers also required redundancy such as duplication or N:1 backup.

サブループコントローラの機能分担は、制御対象を中心
とし決めており、例えば主蒸気温度制御の場合、主蒸気
温度制御はマスタコントローラ31が分担し、その制御
操作量である燃料流量弁6a、6bとSHスプレ弁5は
温度コントローラ33の範囲となる。ところで第2図に
示すように元来プラントの系統機器単位分散構成形態よ
り燃料流量弁6a、6bは燃料プロセスに属し、SHス
プレ弁5は水蒸気プロセスに属するが、これらを制御対
象によって分類しているため温度コントローラ33の故
障が燃料プロセスと水蒸気プロセスの2系統に影響を与
える欠点があった。
The division of functions of the sub-loop controller is determined based on the control target. For example, in the case of main steam temperature control, the master controller 31 is responsible for the main steam temperature control, and the control operation amount is the fuel flow valve 6a, 6b. The SH spray valve 5 is within the range of the temperature controller 33. By the way, as shown in Fig. 2, the fuel flow valves 6a and 6b originally belong to the fuel process, and the SH spray valve 5 belongs to the steam process, based on the distributed configuration of plant system equipment units, but these can be classified according to the objects to be controlled. Therefore, there is a drawback that a failure of the temperature controller 33 affects two systems, the fuel process and the steam process.

排ガス02濃度制御の場合は、排ガス02濃度制御はマ
スタコントローラ31が分担し、その制御操作量である
各段の空気制御は各バーナ段単位に設けた空気量コント
ローラ34a〜34nにより行われる。ところで各バー
ナ段の空気量制御と関連の深いバーナの点消火制御は別
のバーナ制御装@23に分担させていた。このため、各
段バーナコントローラ相互の信号取合や、バーナ制御装
置23との取合いが増大するばかりか、これら相互間の
調整制御が極めて複雑になる欠点があった。
In the case of exhaust gas 02 concentration control, the master controller 31 takes over the exhaust gas 02 concentration control, and the air control of each stage, which is the control operation amount, is performed by air amount controllers 34a to 34n provided for each burner stage. By the way, the burner lighting/extinguishing control, which is closely related to the air amount control of each burner stage, was assigned to another burner control device @23. This not only increases the number of signal exchanges between the burner controllers at each stage and the number of exchanges with the burner control device 23, but also has the drawback that the adjustment control between these controllers becomes extremely complicated.

なお、このような従来システムの構成例として日立評論
、 VOL 65 、 Nn9 (1983−9) p
、603〜608の605ペ一ジ図4にシステム構成例
、606ペ一ジ図7に基本制御ブロック線図を示す。
As an example of the configuration of such a conventional system, see Hitachi Hyoron, VOL 65, Nn9 (1983-9) p.
, 603 to 608, page 605 shows an example of the system configuration, and page 606, FIG. 7 shows a basic control block diagram.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、以上に述べた様に火力発電プラントの
制御に於て、プラントの系統に対応して最も相互の関連
が少く独立性の高い制御方法の実現により設計が容易で
、共通部の多重化を必要としないプラント自動制御装置
を提供することにある。
As stated above, an object of the present invention is to realize a control method that has the least interconnection and is highly independent in accordance with the plant system in the control of a thermal power plant, thereby facilitating design and providing common parts. An object of the present invention is to provide a plant automatic control device that does not require multiplexing.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の特徴は、マスタコントローラの制御範囲を負荷
制御と主蒸気圧力の制御だけとし、主蒸気温度制御、排
ガス02制御、合計空気流量制御を各々、プロセスの系
統と対応して設けられる系統コントローラに分担させ、
マスタコントローラからは各々の系統コントローラに対
してボイラ入力指令だけを与える方式としたことである
。このシステムの特徴は、マスタコントローラのボイラ
入力指令にもとづき各々のプロセス系統は独立に制御さ
れる点である。即ちプロセス相互間の結合が疎で相互干
渉の少ない構成としシステム全体の耐力強化を図リマス
タコントローラの2重化を不要とし制御の簡素化を可能
ならしめたことである。
The feature of the present invention is that the control range of the master controller is limited to load control and main steam pressure control, and the system controller is provided to control main steam temperature, exhaust gas 02 control, and total air flow rate control, respectively, corresponding to the process system. to share in the
The master controller provides only boiler input commands to each system controller. A feature of this system is that each process system is independently controlled based on boiler input commands from a master controller. That is, the system has a configuration in which the coupling between the processes is loose and there is little mutual interference, which strengthens the durability of the entire system and eliminates the need for duplicating the remaster controller, making it possible to simplify control.

また、系統コントローラは下位の機器コントローラに指
令を与えるが、機器コントローラは各系統内でN:1設
計ができるため設計の標準化ができ設計の簡素化が可能
となる。系統コントローラは各々の機器コントローラに
対して指令を与えるだけでよく各機器の負荷配分制御に
専念すればよく制御方式も簡潔にできる。
Furthermore, although the system controller issues commands to lower-level equipment controllers, the equipment controller can perform N:1 design within each system, allowing for standardization of design and simplification of design. The system controller only needs to issue commands to each device controller, and the system controller can concentrate on controlling the load distribution of each device, and the control method can be simplified.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図は本発明のプラント自動制御装置の制御ブロック
図である。図中201はマスタコントローラ、202は
水蒸気プロセス系統コントローラ、203は燃料プロセ
ス系統コントローラ、204は燃焼プロセスコントロー
ラ、205は通風プロセスコントローラである。これら
201〜205は系統レベルのコントローラである。ま
た、206は主タービンの調速制御コントローラ、20
7は給水ポンプ制御コントローラ、208は2次SHス
プレ制御コントローラ、209は1次SHスプレ制御コ
ントローラ、210はMバーナ燃料流量制御コントロー
ラ、211はPバーナ燃料流量コントローラ、212は
各バーナ段毎の空気・ガス流量制御とバーナ制御を行う
コントローラ、213は押込通風ファン制御コントロー
ラ、214はガス再循環制御コントローラである。これ
らの206〜214は機器コントローラである。第1図
のマスタコントローラ201内の記号41〜45及び、
47〜50のものは第3図と同じである。このコントロ
ーラの働らきは第3図と同じなのでその説明を省略する
。加算器50の出力は中央給電所からのプラント負荷指
令Lカ に主蒸気圧力の偏差による修正信号り、を加え
たボイラ入力指令りあてあり各系統コントローラ202
〜205に与えられる。
FIG. 1 is a control block diagram of the automatic plant control system of the present invention. In the figure, 201 is a master controller, 202 is a steam process system controller, 203 is a fuel process system controller, 204 is a combustion process controller, and 205 is a ventilation process controller. These 201 to 205 are system level controllers. Further, 206 is a main turbine speed control controller, 20
7 is a feed water pump controller, 208 is a secondary SH spray controller, 209 is a primary SH spray controller, 210 is an M burner fuel flow controller, 211 is a P burner fuel flow controller, and 212 is an air controller for each burner stage. - A controller that performs gas flow rate control and burner control; 213 is a forced draft fan control controller; 214 is a gas recirculation control controller; These 206-214 are device controllers. Symbols 41 to 45 in the master controller 201 in FIG. 1 and
Items 47 to 50 are the same as in FIG. The function of this controller is the same as that shown in FIG. 3, so its explanation will be omitted. The output of the adder 50 is assigned to the boiler input command, which is the plant load command L from the central power supply station plus a correction signal due to the main steam pressure deviation, and is assigned to each system controller 202.
~205.

次に、水蒸気プロセスコントローラ202において、2
15は関数発生器であり、加算機器50の出力であるボ
イラ入力指令LBより給水流量指令を作るようにプログ
ラムされているa216は減算器であり給水流量66を
指令値(関数発生器215の出力)と比較しその偏差を
比例積分演算器217に与える。比例積分演算器217
の出力は給水ポンプ流量指令り、であり、負荷配分制御
回路218により各給水ポンプ制御コントローラ207
に分配され207の出力により給水ポンプ用タービン4
a、4b、給水弁309が制御される。この水蒸気プロ
セスコントローラ202において219は関数発生器で
あリボイラ入力指令り、より主蒸気温度の設定値をプロ
グラムするものである。220は減算器であり主蒸気温
度52と設定値(関数発生器219の出力)を比較しそ
の偏差を比例積分演算器221.に与える。222はボ
イラ入力指令Lllから第2段減温器315の出口温度
の設定値をプログラムするものである。
Next, in the steam process controller 202, 2
15 is a function generator, which is programmed to create a feed water flow rate command from the boiler input command LB, which is the output of the adding device 50. A216 is a subtracter, which converts the feed water flow rate 66 into the command value (the output of the function generator 215). ) and provide the deviation to the proportional-integral calculator 217. Proportional integral calculator 217
The output is the feed water pump flow rate command, and the load distribution control circuit 218 controls each feed water pump controller 207.
The output of the water pump 207 is distributed to the water supply pump turbine 4.
a, 4b, and water supply valve 309 are controlled. In this steam process controller 202, 219 is a function generator which receives a reboiler input command and programs a set value of the main steam temperature. 220 is a subtracter which compares the main steam temperature 52 with a set value (output of the function generator 219) and calculates the deviation from the proportional-integral calculator 221. give to 222 is for programming the set value of the outlet temperature of the second stage desuperheater 315 from the boiler input command Lll.

223は加算器でありこの出力は関数発生器222出力
に主蒸気温度偏差からの修正信号(比例積分演算器22
1出力)を加えた第2段減温器315鷺の出口温度設定
信号であり減温器出口温度コントローラ208に与えら
れ208の出力によりスプレ弁5を介して第2段減温器
315への注水量が制御される。
223 is an adder whose output is sent to the function generator 222 output as a correction signal from the main steam temperature deviation (proportional-integral calculator 22
1 output) is the outlet temperature setting signal of the second stage attemperator 315, which is given to the attemperator outlet temperature controller 208, and is sent to the second stage attemperator 315 via the spray valve 5 by the output of 208. Water injection amount is controlled.

また同コントローラ202において224は関数発生器
でありボイラ入力指令Lllから2次SH(第2図31
4)出口温度の設定をプログラムするものである。22
5は主蒸気温度の偏差による第2段減温器315の出口
温度の修正量(比例積分演算器221の出力)によって
2次SH出口温度の設定値(関数発生器224の出力)
に修正を加え、第1段スプレ313と第2段スプレ31
5のバランスをとる補正回路である。226は2次5H
314の出口温度であり減算器227にて補正回路22
5からの設定値と比較されその偏差は比例積分演算器2
28に与えられる。229はボイラ入力指令り、から第
1段減温器313の出口温度の設定をプログラムする関
数発生器である。
In addition, in the same controller 202, 224 is a function generator which receives the boiler input command Lll from the secondary SH (Fig. 2 31).
4) Program the outlet temperature setting. 22
5 is the set value of the secondary SH outlet temperature (output of the function generator 224) based on the amount of correction of the outlet temperature of the second stage attemperator 315 (output of the proportional-integral calculator 221) due to the deviation of the main steam temperature.
The first stage spray 313 and the second stage spray 31 were modified.
This is a correction circuit that balances the 226 is secondary 5H
314, and the correction circuit 22 at the subtracter 227.
It is compared with the set value from 5 and the deviation is calculated by proportional integral calculator 2.
28. 229 is a function generator that programs the setting of the outlet temperature of the first stage attemperator 313 based on the boiler input command.

230は加算器であり、関数発生器229の出力に2次
SH出口温度の偏差からの修正信号(比例積分器228
の出力)を加えて第1段減温器量口温度の設定を作り減
温器出口温度コントローラ209に与える。209の出
力によりスプレ弁5を介して第1段減温器313への注
水量が制御される。
230 is an adder, which applies a correction signal (proportional integrator 228
(output) to create a setting for the first stage attemperator outlet temperature and provide it to the attemperator outlet temperature controller 209. The amount of water injected into the first stage attemperator 313 is controlled by the output of the pump 209 via the spray valve 5 .

燃料プロセス制御コントローラ203において、231
はボイラ入力指令L5から燃料流量指令り、をプログラ
ムする関数発生器である。233は第1段減温器313
の出口温度の設定値の修正量(比例積分演算器228出
力)からコンスタントスプレ制御の補正を行う回路であ
る。234はMバーナ燃料弁6bとPバーナ燃料弁6a
の燃料指令配分を行う回路である。235は減算器であ
りMバーナの燃料流量73と燃料配分回路234からの
指令値を比較し更に比例積分演算器236によりMバー
ナの燃料流量制御コントローラ210への制御指令を作
る。また237は減算器でありPバーナ燃料流量95と
指令値を比較し比例積分演算器238によりPバーナの
燃料流量コントローラ211−への制御指令を作る。
In the fuel process control controller 203, 231
is a function generator that programs the fuel flow rate command from the boiler input command L5. 233 is the first stage desuperheater 313
This circuit corrects the constant spray control based on the amount of correction of the set value of the outlet temperature (output of the proportional-integral calculator 228). 234 is the M burner fuel valve 6b and the P burner fuel valve 6a.
This circuit distributes fuel commands. A subtractor 235 compares the fuel flow rate 73 of the M burner with the command value from the fuel distribution circuit 234, and further generates a control command to the fuel flow rate control controller 210 of the M burner by means of a proportional-integral calculator 236. Further, 237 is a subtracter which compares the P burner fuel flow rate 95 with the command value and generates a control command to the P burner fuel flow controller 211- by means of a proportional integral calculator 238.

燃焼プロセスコントローラ204において、239はボ
イラ入力指令り、から空気流量指令り、をプログラムす
る関数発生器である。240はボイラ入力指令LBから
排ガス02濃度の設定値をプログラムする関数発生器、
241は減算器であり排ガスo2濃度58と関数発生器
240からの設定値を比較し比例積分演算器242に入
力し補正回路243により空気流量指令値LAに修正を
加え修正空気流量指令L AAを得る。244は減算器
であり合計空気流量63と指令値を比較しく18) 比例積分器245に入力し各バーナ段毎の空気流量補正
値を作り各バーナ段毎の空気・ガス流量制御コントロー
ラ212に与える。212の出力により、W/B入ロ入
気空気ダンパ303Mダンパ304.1次ガスダンパ3
05が夫々制御される。
In the combustion process controller 204, 239 is a function generator that programs a boiler input command and an air flow rate command. 240 is a function generator that programs the set value of the exhaust gas 02 concentration from the boiler input command LB;
241 is a subtracter which compares the exhaust gas O2 concentration 58 and the setting value from the function generator 240, inputs it to the proportional integral calculator 242, and corrects the air flow rate command value LA by the correction circuit 243 to obtain a corrected air flow rate command LAA. obtain. 244 is a subtracter that compares the total air flow rate 63 with the command value (18) and inputs it into a proportional integrator 245 to create an air flow rate correction value for each burner stage and send it to the air/gas flow rate control controller 212 for each burner stage. . By the output of 212, W/B inlet air damper 303M damper 304. Primary gas damper 3
05 are controlled respectively.

247はボイラ入力指令り、から最適バーナ本数とパタ
ーンを求めて各段のバーナの本数制御を行う回路である
。248は各バーナの点消火時の空気量と燃料のアンバ
ランス発生を防止する為の回路である。
247 is a circuit which determines the optimum number and pattern of burners from the boiler input command and controls the number of burners in each stage. 248 is a circuit for preventing an imbalance between the amount of air and fuel when each burner is turned on and off.

通風プロセスコントローラ205において、249はボ
イラ入力指令LIlから押込通風ファン7の出口ドラフ
トの設定値をプログラムする関数発生器である。250
は減算器であり押込通風ファン7の出口ドラフト100
と設定値を比較し比例積分演算器251により押込通風
ファン7の動翼の指令を作成し、負荷配分回路252を
介して押込通風ファンコントローラ213に指令を与え
る。213の出力によりファン7a、7bが制御される
。253はボイラ入力指令LBよりガス再循環ファン8
の出口ドラフトの設定値をプログラムする関数発生器で
ある。254は減算器でありガス再循環ファン出口ドラ
フト106と設定値を比較し比例積分演算器255によ
りガス再循環ファン8の人口ダンパの開度指令を作成し
、負荷配分回路256を介してガス再m環ファンコント
ローラ214に指令を与える。214の出力によりファ
ン8a、8bが制御される。
In the ventilation process controller 205, 249 is a function generator that programs the set value of the outlet draft of the forced draft fan 7 from the boiler input command LI1. 250
is a subtractor and the outlet draft 100 of the forced draft fan 7
The set values are compared, a proportional-integral calculator 251 creates a command for the moving blades of the forced draft fan 7, and the command is given to the forced draft fan controller 213 via the load distribution circuit 252. Fans 7a and 7b are controlled by the output of 213. 253 is the gas recirculation fan 8 from the boiler input command LB
is a function generator that programs the exit draft settings of . 254 is a subtracter that compares the set value with the gas recirculation fan outlet draft 106, creates an opening command for the artificial damper of the gas recirculation fan 8 using the proportional integral calculator 255, and then outputs the gas recirculation fan 8 via the load distribution circuit 256. A command is given to the m-ring fan controller 214. Fans 8a and 8b are controlled by the output of 214.

本実施例の効果を以下に述べる。The effects of this embodiment will be described below.

マスタコントローラの制御対象範囲が負荷制御と主蒸気
圧力制御だけとなり、各系統コントローラにはボイラ入
力指令のみを与え、各系統コントローラは、ボイラ入力
指令を与えられると各々の系統を独立して制御すること
が可能となり、ひい)ではマスタコントローラの2重化
髪不要とする。
The scope of control of the master controller is limited to load control and main steam pressure control, and only boiler input commands are given to each system controller, and each system controller independently controls each system when given a boiler input command. This makes it possible to eliminate the need for a duplicated master controller.

系統コントローラはマスタコントローラからボイラ入力
指令を受け、分担する系統の制御に専念し、他の系統と
の相互干渉の少ない系統単位に独立した制御システムの
構築が可能となった。また各系統コントローラの下位に
は機器コントローラを分散配置し機器の直接制御を担当
させる為、系統コントローラは、機器コントローラに指
令を与えるだけでよく、各機器の負荷配分制御だけの簡
潔な構成となる。また機器コントローラにより機器制御
の独立性が確保され、系統コントローラの多重化は不要
である。
The system controller receives boiler input commands from the master controller and concentrates on controlling the assigned system, making it possible to construct an independent control system for each system with less mutual interference with other systems. In addition, equipment controllers are distributed under each system controller and are responsible for direct control of the equipment, so the system controller only needs to give commands to the equipment controllers, resulting in a simple configuration that only controls the load distribution of each equipment. . Furthermore, independence of equipment control is ensured by the equipment controller, and there is no need to multiplex system controllers.

機器コントローラは、系統内では複数の同一機器が存在
する為、1台の設計がN台分に適用できるN:1設計が
可能で設計の標準化、簡素化が実現できる。
Since a plurality of identical devices exist in a system, the device controller can perform an N:1 design in which the design of one device can be applied to N devices, thereby realizing standardization and simplification of the design.

各バーナ段毎の空気・ガス流量制御とバーナ制御を同一
のコントローラに合体したので相互の信号取合が大巾に
削減できた。
Air/gas flow rate control for each burner stage and burner control are combined into the same controller, which greatly reduces mutual signal exchange.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、火力発電プラントの制御に於いて、プ
ラントの系統機器単位に最も相互の関連が少なく、独立
性の高い制御方法が実現できる。
According to the present invention, in controlling a thermal power plant, it is possible to realize a control method that has the least mutual relationship with each system equipment unit of the plant and is highly independent.

すなわち、マスタコントローラは、負荷制御と主蒸気圧
力制御を担当し、各系統コントローラにはボイラ入力指
令のみを与える。各系統コントロ−ラはボイラ入力指令
から当該系統の独立した制御を行い、その下位に設けら
れた機器コントローラの負荷配分制御を行う。機器コン
トローラは各系統内でN:1設計ができ標準設計が可能
である。
That is, the master controller is in charge of load control and main steam pressure control, and gives only boiler input commands to each system controller. Each system controller performs independent control of the system based on boiler input commands, and performs load distribution control of equipment controllers provided below it. The equipment controller can be designed in an N:1 manner within each system, allowing standard design.

この為、マスタコントローラや系統コントローラを冗長
化することなく信頼性の高い、しかも設計が容易な制御
システムが構築できる効果がある。
Therefore, it is possible to construct a highly reliable control system that is easy to design without making the master controller or system controller redundant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例、第2図は火力発電プラント全
体構成図、第3図は従来システムを示す。 201・・・マスタコントローラ、202〜205・・
・系統コントローラ、206〜214・・・機器コント
ローラ。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows the overall configuration of a thermal power plant, and FIG. 3 shows a conventional system. 201...Master controller, 202-205...
- System controller, 206-214...equipment controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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
正したボイラ入力指令を出力するマスタコントローラを
備え、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、前記ボイラ入力指令を入力とし
ボイラ主蒸気温度を所定値とすべくボイラを制御する主
蒸気温度コントローラ、ボイラ入力指令を入力としボイ
ラ排ガスO_2濃度を所定値とすべくボイラを制御する
排ガスO_2濃度制御コントローラ、ボイラ入力指令を
入力としボイラ合計空気量を所定値とすべくボイラを制
御する合計空気量制御コントローラとを備えることを特
徴とする火力発電プラント自動制御装置。
1. Thermal power generation that controls the turbine load using an external load request signal and outputs a boiler input command by correcting the load request signal using the boiler main steam pressure, and controls each part of the boiler using the boiler input command. In a plant, a main steam temperature controller that inputs the boiler input command and controls the boiler to bring the boiler main steam temperature to a predetermined value, and an exhaust gas controller that receives the boiler input command and controls the boiler to bring the boiler exhaust gas O_2 concentration to a predetermined value. An automatic control device for a thermal power plant, comprising: an O_2 concentration control controller; and a total air amount control controller that inputs a boiler input command and controls the boiler to make the boiler total air amount a predetermined value.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5077744A (en) * 1973-10-10 1975-06-25
JPS5431803A (en) * 1977-08-15 1979-03-08 Hitachi Ltd Primary steam pressure control system

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