JPS6153531B2 - - Google Patents
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- JPS6153531B2 JPS6153531B2 JP55124250A JP12425080A JPS6153531B2 JP S6153531 B2 JPS6153531 B2 JP S6153531B2 JP 55124250 A JP55124250 A JP 55124250A JP 12425080 A JP12425080 A JP 12425080A JP S6153531 B2 JPS6153531 B2 JP S6153531B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F01K15/00—Adaptations of plants for special use
- F01K15/02—Adaptations of plants for special use for driving vehicles, e.g. locomotives
- F01K15/04—Adaptations of plants for special use for driving vehicles, e.g. locomotives the vehicles being waterborne vessels
- F01K15/045—Control thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
- F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/101—Regulating means specially adapted therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は舶用発電プラントに関する。
従来のこの種のプラントには船舶の主推進機関
（以下主機という）に発電機を直結又は歯車等を
介して連結し、主機により発電機を直接駆動し船
内負荷に給電するものがあるが、このようなプラ
ントでは、主機が停止中又は低速回転の場合は発
電できないという欠点がある。また船舶の航行速
度は主機の回転数を変化させることにより調節す
るのが通常であるから、そのままでは出力周波数
が変動するので、これを一定に保つために主機と
発電機との間に変速接手を挿入するか、又は同期
発電機の出力を周波数変換器を介して一定周波数
の電力として供給するようにするものもあるが、
このようなものはコスト高となる欠点がある。サ
イリスタを使用した周波数変換器もあるが、これ
は一般に無効電力の供給ができないという欠点が
ある。
（以下主機という）に発電機を直結又は歯車等を
介して連結し、主機により発電機を直接駆動し船
内負荷に給電するものがあるが、このようなプラ
ントでは、主機が停止中又は低速回転の場合は発
電できないという欠点がある。また船舶の航行速
度は主機の回転数を変化させることにより調節す
るのが通常であるから、そのままでは出力周波数
が変動するので、これを一定に保つために主機と
発電機との間に変速接手を挿入するか、又は同期
発電機の出力を周波数変換器を介して一定周波数
の電力として供給するようにするものもあるが、
このようなものはコスト高となる欠点がある。サ
イリスタを使用した周波数変換器もあるが、これ
は一般に無効電力の供給ができないという欠点が
ある。
そこで、上記欠点を除去するものとして、主機
からの排気ガスに含まれる排熱を排ガスエコノマ
イザを用いて蒸気の形で回収し、この蒸気により
ターボ発電機を駆動する排ガスターボ発電プラン
トがあるが、従来の排ガスターボ発電プラントに
は下記するような欠点がある。
からの排気ガスに含まれる排熱を排ガスエコノマ
イザを用いて蒸気の形で回収し、この蒸気により
ターボ発電機を駆動する排ガスターボ発電プラン
トがあるが、従来の排ガスターボ発電プラントに
は下記するような欠点がある。
すなわち、
(1) 一般に排ガスターボ発電機の容量は通常航行
時における最大船内電力を供給可能なものとさ
れ、一方排ガスエコノマイザの蒸気発生量は海
象，気象の変化、熱交換器の汚れ等の経年変化
を見込んで、航行中常に発生できる蒸気量が排
ガスターボ発電機の容量に見合うものとして設
定される。
時における最大船内電力を供給可能なものとさ
れ、一方排ガスエコノマイザの蒸気発生量は海
象，気象の変化、熱交換器の汚れ等の経年変化
を見込んで、航行中常に発生できる蒸気量が排
ガスターボ発電機の容量に見合うものとして設
定される。
そこで、通常航行中に発生する平均的電力需
要は一般に発電機容量よりもかなり下廻る場合
がほとんどであり、この場合は排ガスエコノマ
イザにより回収される蒸発量（以下電力換算値
をいう）の内、電力需要を上廻るものは余剰蒸
気となるので、コンデンサにて海水と熱交換さ
れ熱エネルギは海水に棄てられ、さらに熱交換
させるための海水の吸入，吐出のためのエネル
ギも損失を増大させる。
要は一般に発電機容量よりもかなり下廻る場合
がほとんどであり、この場合は排ガスエコノマ
イザにより回収される蒸発量（以下電力換算値
をいう）の内、電力需要を上廻るものは余剰蒸
気となるので、コンデンサにて海水と熱交換さ
れ熱エネルギは海水に棄てられ、さらに熱交換
させるための海水の吸入，吐出のためのエネル
ギも損失を増大させる。
(2) 船内平均電力が排ガスエコノマイザの蒸発量
を上廻る場合は、舶内電力を排ガスエコノマイ
ザで供給することはできないので、排ガスター
ボ発電機が設置されない場合も多いが、この場
合は主機排ガスの有する熱エネルギは回収され
ないまま棄てられてしまう。
を上廻る場合は、舶内電力を排ガスエコノマイ
ザで供給することはできないので、排ガスター
ボ発電機が設置されない場合も多いが、この場
合は主機排ガスの有する熱エネルギは回収され
ないまま棄てられてしまう。
(3) さらに、平均電力と蒸発量とが見合う形で設
置された排ガスターボ発電プラントは船内最大
電力の需要が生じた場合、例えば発電機容量を
超える大型電動機を始動するに先立ち、まず同
電動機の始動後の電力量を予測し、この予測電
力量に従つて補助のデイーゼル発電機を１台又
は２台始動させ、これを排ガスターボ発電機と
並行運転後に同電動機を始動させる等の複雑な
予測機能を有する制御装置が必要となる。
置された排ガスターボ発電プラントは船内最大
電力の需要が生じた場合、例えば発電機容量を
超える大型電動機を始動するに先立ち、まず同
電動機の始動後の電力量を予測し、この予測電
力量に従つて補助のデイーゼル発電機を１台又
は２台始動させ、これを排ガスターボ発電機と
並行運転後に同電動機を始動させる等の複雑な
予測機能を有する制御装置が必要となる。
また、負荷電力量によつてはデイーゼル発電
機の台数制御のためデイーゼル発電機の著しい
低負荷運転となり、シリンダの汚れ等好ましく
ない結果を招き、また同電動機の始動は発電機
の並行運転後となる等の時間遅れを伴い、同電
動機の始動後の電力予測が適切でない場合、発
電機の過負荷を招く惧れもあるので、このよう
なプラントは船内電力の変化に対して発電量を
速やかに対応させることができない欠点があ
る。
機の台数制御のためデイーゼル発電機の著しい
低負荷運転となり、シリンダの汚れ等好ましく
ない結果を招き、また同電動機の始動は発電機
の並行運転後となる等の時間遅れを伴い、同電
動機の始動後の電力予測が適切でない場合、発
電機の過負荷を招く惧れもあるので、このよう
なプラントは船内電力の変化に対して発電量を
速やかに対応させることができない欠点があ
る。
本発明はこのような事情に鑑みて提案されたも
ので、主機の排ガスの熱エネルギを完全に回収
し、船内負荷電力の変化に対して発電量を常時即
応させ、系統周波数を一定に保つとともに排ガス
エコノマイザのドラム圧力を規定値に制御する舶
用発電プラントを提供することを目的とする。
ので、主機の排ガスの熱エネルギを完全に回収
し、船内負荷電力の変化に対して発電量を常時即
応させ、系統周波数を一定に保つとともに排ガス
エコノマイザのドラム圧力を規定値に制御する舶
用発電プラントを提供することを目的とする。
そのために、本発明は排ガスエコノマイザに接
続された排ガスターボ発電機と、主機駆動発電機
と、上記排ガスエコノマイザの蒸発量より上記排
ガスターボ発電機の発電可能電力を計測する装置
と、上記排ガスターボ発電機および上記主機駆動
発電機の出力の負荷分配を司掌する装置とを具
え、上記排ガスターボ発電機の発電可能電力が船
内需要電力に等しい場合は上記排ガスターボ発電
機の出力にて船内需要電力を供給するとともに上
記主機駆動発電機を無負荷運転し、上記排ガスタ
ーボ発電機の発電可能電力が船内需要電力以上で
ある場合は余剰電力をもつて上記主機駆動発電機
を電動機として駆動し、上記排ガスターボ発電機
の発電可能電力が船内需要電力以下である場合は
不足電力を上記主機駆動発電機により補充するよ
うにしたことを特徴とする。
続された排ガスターボ発電機と、主機駆動発電機
と、上記排ガスエコノマイザの蒸発量より上記排
ガスターボ発電機の発電可能電力を計測する装置
と、上記排ガスターボ発電機および上記主機駆動
発電機の出力の負荷分配を司掌する装置とを具
え、上記排ガスターボ発電機の発電可能電力が船
内需要電力に等しい場合は上記排ガスターボ発電
機の出力にて船内需要電力を供給するとともに上
記主機駆動発電機を無負荷運転し、上記排ガスタ
ーボ発電機の発電可能電力が船内需要電力以上で
ある場合は余剰電力をもつて上記主機駆動発電機
を電動機として駆動し、上記排ガスターボ発電機
の発電可能電力が船内需要電力以下である場合は
不足電力を上記主機駆動発電機により補充するよ
うにしたことを特徴とする。
本発明の一実施例を図面について説明すると、
第１図はその系統図、第２図は第１図の制御系統
を示すブロツク線図、第３図は第１図の排ガスエ
コノマイザと排ガスターボ発電機との関係を示す
説明図、第４図は第１図の主機と主機駆動発電機
との関係を示す説明図、第５図は第１図における
原動機負荷と発電周波数との関係を示す線図、第
６図は本発明による船内電力，蒸気発生量，主機
駆動発電機の電力の変動を示す線図である。
第１図はその系統図、第２図は第１図の制御系統
を示すブロツク線図、第３図は第１図の排ガスエ
コノマイザと排ガスターボ発電機との関係を示す
説明図、第４図は第１図の主機と主機駆動発電機
との関係を示す説明図、第５図は第１図における
原動機負荷と発電周波数との関係を示す線図、第
６図は本発明による船内電力，蒸気発生量，主機
駆動発電機の電力の変動を示す線図である。
まず、第１図において、１は主機３に直結され
た主機駆動発電機２の軸により駆動されるプロペ
ラ、５は主機３の排ガスを導く煙筒４に付設され
た排ガスエコノマイザで、水ドラム６，蒸気ドラ
ム７，加熱コイル１９よりなる。８は蒸気ドラム
７からの蒸気により駆動する排気ガス蒸気タービ
ン、９は排ガス蒸気タービン８に直結された排ガ
スターボ発電機、１０はタービン調速弁、１１は
蒸気ダンプ弁、１２は蒸気ドラム７の圧力を検出
するドラム圧力検出器、１３は排ガスターボ発電
機９の出力を検出する排ガスターボ発電機発生電
力検出器、１４は主機駆動発電機２の出力を検出
する主機駆動発電機発生電力検出器、１５は系統
周波数検出器、１６は船内負荷、１７は電源プラ
ント制御器、１８は主機駆動発電機周波数制御
器、１９は加熱コイル、２０は主母線、２１はコ
ンデンサである。
た主機駆動発電機２の軸により駆動されるプロペ
ラ、５は主機３の排ガスを導く煙筒４に付設され
た排ガスエコノマイザで、水ドラム６，蒸気ドラ
ム７，加熱コイル１９よりなる。８は蒸気ドラム
７からの蒸気により駆動する排気ガス蒸気タービ
ン、９は排ガス蒸気タービン８に直結された排ガ
スターボ発電機、１０はタービン調速弁、１１は
蒸気ダンプ弁、１２は蒸気ドラム７の圧力を検出
するドラム圧力検出器、１３は排ガスターボ発電
機９の出力を検出する排ガスターボ発電機発生電
力検出器、１４は主機駆動発電機２の出力を検出
する主機駆動発電機発生電力検出器、１５は系統
周波数検出器、１６は船内負荷、１７は電源プラ
ント制御器、１８は主機駆動発電機周波数制御
器、１９は加熱コイル、２０は主母線、２１はコ
ンデンサである。
次に、第２図において、２２は蒸気ドラム７の
圧力を設定するドラム圧力設定器、２３は減算
器、２４は関数発生器、２５は比例積分型増巾
器、２７は減算器、２８は比例増巾器、２９は系
統周波数設定器、３１は減算器、３２は比例積分
型増巾器、３３は減算器、３５は比例増巾器、３
７は減算器、３８は排ガス蒸気タービン用速度調
速器、４０は減算器、４１は主機駆動発電機周波
数制御器であり、またＡaはドラム圧力測定値、
Ａsはドラム圧力設定値、Ａeはドラム圧力偏差
値、EBaは排ガスエコノマイザ蒸発量測定値、
ETaは排ガスターボ発電機発生電力測定値、ETe
は排ガスターボ発電機発生電力偏差値、Ｆsは系
統周波数設定値、Ｆaは系統周波数測定値、Ｆeは
系統周波数偏差値、Ｅaは系統電力測定値、ESa
は主機駆動発電機発生電力測定値、ESeは系統電
力偏差値、PSsは主機駆動発電機周波数設定値、
PSeは主機駆動発電機周波数偏差値、PSaは主機
駆動発電機周波数測定値、NTsは排ガスターボ発
電機回転数設定値、NTeは排ガスターボ発電機回
転数偏差値、NTaは排ガスターボ発電機回転数測
定値である。
圧力を設定するドラム圧力設定器、２３は減算
器、２４は関数発生器、２５は比例積分型増巾
器、２７は減算器、２８は比例増巾器、２９は系
統周波数設定器、３１は減算器、３２は比例積分
型増巾器、３３は減算器、３５は比例増巾器、３
７は減算器、３８は排ガス蒸気タービン用速度調
速器、４０は減算器、４１は主機駆動発電機周波
数制御器であり、またＡaはドラム圧力測定値、
Ａsはドラム圧力設定値、Ａeはドラム圧力偏差
値、EBaは排ガスエコノマイザ蒸発量測定値、
ETaは排ガスターボ発電機発生電力測定値、ETe
は排ガスターボ発電機発生電力偏差値、Ｆsは系
統周波数設定値、Ｆaは系統周波数測定値、Ｆeは
系統周波数偏差値、Ｅaは系統電力測定値、ESa
は主機駆動発電機発生電力測定値、ESeは系統電
力偏差値、PSsは主機駆動発電機周波数設定値、
PSeは主機駆動発電機周波数偏差値、PSaは主機
駆動発電機周波数測定値、NTsは排ガスターボ発
電機回転数設定値、NTeは排ガスターボ発電機回
転数偏差値、NTaは排ガスターボ発電機回転数測
定値である。
このようなプラントにおいて、ドラム圧力検出
器１２により検出されたドラム圧力測定値Ａaは
関数発生器２４および減算器２４に伝送され、ド
ラム圧力設定器２２により設定されたドラム圧力
設定値Ａsから減算され、ドラム圧力偏差値Ａe＝
Ａs−Ａaを得る。
器１２により検出されたドラム圧力測定値Ａaは
関数発生器２４および減算器２４に伝送され、ド
ラム圧力設定器２２により設定されたドラム圧力
設定値Ａsから減算され、ドラム圧力偏差値Ａe＝
Ａs−Ａaを得る。
ドラム圧力偏差値Ａeは比例積分型増巾器２５
により増巾されて排ガスエコノマイザ蒸発量測定
値EBaとなり、EBaはそのまま排ガスターボ発電
機の発生電力の設定値として減算器２７に伝送さ
れ、ここで排ガスターボ発電機発生電力検出器１
３により検出された発生電力測定値ETaを減じ、
排ガスターボ発電機発生電力偏差値ETe＝EBa−
ETaとなる。ETaは比例増巾器２８へ伝送されそ
の出力NTsは排ガスターボ発電機回転数設定値と
して減算器３７へ伝送され、ここで排ガスターボ
発電機回転数測定値NTaを減じ、そのまま排ガス
蒸気タービン用速度調整器３８へ入力し、同速度
調整器の出力信号は排ガス蒸気タービン８へ入力
し、その出力は同タービンの回転数測定値NTaと
なる。
により増巾されて排ガスエコノマイザ蒸発量測定
値EBaとなり、EBaはそのまま排ガスターボ発電
機の発生電力の設定値として減算器２７に伝送さ
れ、ここで排ガスターボ発電機発生電力検出器１
３により検出された発生電力測定値ETaを減じ、
排ガスターボ発電機発生電力偏差値ETe＝EBa−
ETaとなる。ETaは比例増巾器２８へ伝送されそ
の出力NTsは排ガスターボ発電機回転数設定値と
して減算器３７へ伝送され、ここで排ガスターボ
発電機回転数測定値NTaを減じ、そのまま排ガス
蒸気タービン用速度調整器３８へ入力し、同速度
調整器の出力信号は排ガス蒸気タービン８へ入力
し、その出力は同タービンの回転数測定値NTaと
なる。
一方、系統周波数検出器１５により検出された
系統周波数測定値Ｆaは、系統周波数設定器２９
による設定値Ｆsから減算器３１により減算さ
れ、その偏差値Ｆe＝Ｆs−Ｆaは比例積分型増巾
器３２に入力し、出力Ｅaは系統電力の測定値と
なる。
系統周波数測定値Ｆaは、系統周波数設定器２９
による設定値Ｆsから減算器３１により減算さ
れ、その偏差値Ｆe＝Ｆs−Ｆaは比例積分型増巾
器３２に入力し、出力Ｅaは系統電力の測定値と
なる。
Ｅaは減算器３３により、主機駆動発電機発生
電力検出器１４により検出された主機駆動発電機
発生電力測定値ESaおよび排ガスエコノマイザ蒸
発量測定値EBaを減算され系統電力偏差値ESeと
なり、比例増巾器３５を経て主機駆動発電機周波
数設定値PSsとなる。
電力検出器１４により検出された主機駆動発電機
発生電力測定値ESaおよび排ガスエコノマイザ蒸
発量測定値EBaを減算され系統電力偏差値ESeと
なり、比例増巾器３５を経て主機駆動発電機周波
数設定値PSsとなる。
PSsは減算器４０により主機駆動発電機周波数
測定値PSaを減算され、主機駆動発電機周波数偏
差値PSeとなり、これは主機駆動発電機周波数制
御器４１に入力し、その出力は主機駆動発電機周
波数測定値PSaとなる。
測定値PSaを減算され、主機駆動発電機周波数偏
差値PSeとなり、これは主機駆動発電機周波数制
御器４１に入力し、その出力は主機駆動発電機周
波数測定値PSaとなる。
さらに、ドラム圧力測定値Ａaがドラム蒸気の
異常発生又は排ガスターボ発電機の異常停止等に
より異常上昇した場合にもドラム圧力を規定値に
保つために、Ａaは関数発生器２４に入力し、も
しＡaが規定値以上であれば、その出力は蒸気ダ
ンプ弁１１を開き蒸気ドラム７の蒸気をコンデン
サ２１へ逃がす。
異常発生又は排ガスターボ発電機の異常停止等に
より異常上昇した場合にもドラム圧力を規定値に
保つために、Ａaは関数発生器２４に入力し、も
しＡaが規定値以上であれば、その出力は蒸気ダ
ンプ弁１１を開き蒸気ドラム７の蒸気をコンデン
サ２１へ逃がす。
(1) このような舶用発電プラントにおいて、電源
の定常状態においては、下記の関係が成立す
る。
の定常状態においては、下記の関係が成立す
る。
(a) EBaは排ガスエコノマイザ蒸気発生量（電
力換算値）に比例する。
力換算値）に比例する。
第３図に示すように、排ガスエコノマイザ
の蒸気ドラム７の気相部において(1)式が成立
する。
の蒸気ドラム７の気相部において(1)式が成立
する。
Ｖｄγ／ｄｔ＝Ｇa−ETa …(1)
ただし、ｖ ：蒸気ドラム気相部容積、
Ｇa：蒸発量（電力換算値）、
ETa：排ガスターボ発電機発生電力、
γ：蒸気の比重量、
ここで、定常状態であれば、蒸発蒸気の温度お
よびドラム気相部の圧力は一定であるか
ら、ｄγ／ｄｔ＝０であり、したがつてＧa＝ETaと なる。一方、Ａa，Ａs，EBa，ETa，ETe，
NTs，NTe，NTaから構成される制御系統を考え
れば、定常状態であるからETe＝EBa−ETa＝０
が成立し、したがつて、Ｇa＝ETa＝EBaとなる。
よびドラム気相部の圧力は一定であるか
ら、ｄγ／ｄｔ＝０であり、したがつてＧa＝ETaと なる。一方、Ａa，Ａs，EBa，ETa，ETe，
NTs，NTe，NTaから構成される制御系統を考え
れば、定常状態であるからETe＝EBa−ETa＝０
が成立し、したがつて、Ｇa＝ETa＝EBaとなる。
(b) ４aは負荷電力量に比例する。
第４図に示す主機および主機駆動発電機に
ついては(2)の運動方程式が成立する。
ついては(2)の運動方程式が成立する。
Ｔｊ／ω ｄω／ｄｔ＝EEa−ESa …(2)
ただし、EEa：主機出力
ESa：主機駆動発電機発生電力測定値
ω：角速度
Tj：加速定数
定常状態であるから、角速度ωの変化はな
く、ｄω／ｄｔ＝０であるので、EEa＝ESaとな る。
く、ｄω／ｄｔ＝０であるので、EEa＝ESaとな る。
一方、Ｆs，Ｆa，Ｅa，ESa，ESe，PSsPSe，
PSa，EBa，ETa，ETe，NTs，NTe，NTaから構
成される制御系を考えれば、定常状態であるか
ら、ESe＝Ｅa−ESa−ETa＝０となり、 Ｅa＝ESa＋ETaとなる。
PSa，EBa，ETa，ETe，NTs，NTe，NTaから構
成される制御系を考えれば、定常状態であるか
ら、ESe＝Ｅa−ESa−ETa＝０となり、 Ｅa＝ESa＋ETaとなる。
(2) 以上述べた関係より、定常状態においては、
排ガスターボ発電機は排ガスエコノマイザの蒸
発量に等しい電力を発生し（ETa＝Ｇa）、主機
駆動発電機は負荷電力から排ガスエコノマイザ
蒸発量に相当する電力量を差引いた出力ESa＝
Ｅa−ETaで運転されるよう制御される。
排ガスターボ発電機は排ガスエコノマイザの蒸
発量に等しい電力を発生し（ETa＝Ｇa）、主機
駆動発電機は負荷電力から排ガスエコノマイザ
蒸発量に相当する電力量を差引いた出力ESa＝
Ｅa−ETaで運転されるよう制御される。
もし、排ガスエコノマイザの蒸発量が負荷電
力を上廻る場合はESa＝Ｅa−ETa＜０となり主
機駆動発電機は電動機として排ガスターボ発電
機より電力を受けて主機を駆動する。
力を上廻る場合はESa＝Ｅa−ETa＜０となり主
機駆動発電機は電動機として排ガスターボ発電
機より電力を受けて主機を駆動する。
一方、ｄｒ／ｄｔ＝０であるからＡs＝Ａa，またｄω
／ｄｔ ＝０であるからＦs＝Ｆaとなり、排ガスエコノマ
イザの気相部圧力および系統周波数は設定値に等
しく制御される。
／ｄｔ ＝０であるからＦs＝Ｆaとなり、排ガスエコノマ
イザの気相部圧力および系統周波数は設定値に等
しく制御される。
(3) さらに、負荷変化および蒸発量変化の場合の
動作を第５図について説明する。
動作を第５図について説明する。
(a) 同図において、主機駆動発電機はS1点、タ
ーボ発電機はT1点でそれぞれ運転中である
とき、排ガスエコノマイザの蒸発量がETa1
からETa2に増加したとする。この増加はド
ラム圧力測定値Ａaの増加、ドラム圧力偏差
値Ａeの減少、排ガスエコノマイザ蒸発量測
定値EBaの増加、排ガスターボ発電機発生電
力偏差値ETeの増加、ターボ発電機ガバナ周
波数設定値NTsの上昇となり、ターボ発電機
の運転点はT1からT2へと移る。
ーボ発電機はT1点でそれぞれ運転中である
とき、排ガスエコノマイザの蒸発量がETa1
からETa2に増加したとする。この増加はド
ラム圧力測定値Ａaの増加、ドラム圧力偏差
値Ａeの減少、排ガスエコノマイザ蒸発量測
定値EBaの増加、排ガスターボ発電機発生電
力偏差値ETeの増加、ターボ発電機ガバナ周
波数設定値NTsの上昇となり、ターボ発電機
の運転点はT1からT2へと移る。
一方、負荷すなわち系統電力測定値Ｅaは
一定であるので、当初主機駆動発電機発生電
力測定値ESaを一定とすれば、系統電力偏差
値ESeは負となり、主機駆動発電機の運転点
はS1からS2へ移り、この点にて Ｅa−EBa−ESa＝ESe＝０ となり定常状態となる。
一定であるので、当初主機駆動発電機発生電
力測定値ESaを一定とすれば、系統電力偏差
値ESeは負となり、主機駆動発電機の運転点
はS1からS2へ移り、この点にて Ｅa−EBa−ESa＝ESe＝０ となり定常状態となる。
排ガスターボ発電機の蒸発量が減少した場
合も同様である。
合も同様である。
(b) 排ガスターボ発電機がT1点、主機駆動発
電機がS1点でそれぞれ運転中に系統負荷が雰
となつた場合、系統の周波数ＦaはＦa0まで
上昇し始め、Ｆeは減少し、Ｅaは減少する。
しかし、EBaは依然としてETa1に存在するの
で、当初ESa一定としてESeは減少し始め、
最終的にはＥa＝０，Ｅsa＜０，ESe＝−ESa
−EBa＝０となる。すなわち、主機駆動発電
機の運転点もT1点となり、排ガスターボ発
電機の出力を主機駆動発電機が受けて、主機
駆動発電機が電動機として作用する。
電機がS1点でそれぞれ運転中に系統負荷が雰
となつた場合、系統の周波数ＦaはＦa0まで
上昇し始め、Ｆeは減少し、Ｅaは減少する。
しかし、EBaは依然としてETa1に存在するの
で、当初ESa一定としてESeは減少し始め、
最終的にはＥa＝０，Ｅsa＜０，ESe＝−ESa
−EBa＝０となる。すなわち、主機駆動発電
機の運転点もT1点となり、排ガスターボ発
電機の出力を主機駆動発電機が受けて、主機
駆動発電機が電動機として作用する。
(c) 排ガスターボ発電機がT1点、主機駆動発
電機がS1点にて運転中に系統負荷電力が急増
した場合、系統の周波数ＦaはＦa0−T1点，
Ｆa0−S1点に沿つて低下し始め、Ｆeは増
加、Ｆaは増加、当初はESeは増加、ESaは増
加となり、最終的にはESa＝Ｅa−EBaとな
り、主機駆動発電機の発生電力が増加する。
電機がS1点にて運転中に系統負荷電力が急増
した場合、系統の周波数ＦaはＦa0−T1点，
Ｆa0−S1点に沿つて低下し始め、Ｆeは増
加、Ｆaは増加、当初はESeは増加、ESaは増
加となり、最終的にはESa＝Ｅa−EBaとな
り、主機駆動発電機の発生電力が増加する。
第６図は以上述べた船内電力，蒸発量，主機駆
動発電機の発電量の変動の一例で、鎖線は船内需
要電力、実線は排ガスエコノマイザ蒸発量すなわ
ち排ガスターボ発電機発生電力をそれぞれ示し、
P1は主機駆動発電機が電動機として主機を駆動す
る電力、P2は主機駆動発電機が発電機として発電
する電力をそれぞれ示す。
動発電機の発電量の変動の一例で、鎖線は船内需
要電力、実線は排ガスエコノマイザ蒸発量すなわ
ち排ガスターボ発電機発生電力をそれぞれ示し、
P1は主機駆動発電機が電動機として主機を駆動す
る電力、P2は主機駆動発電機が発電機として発電
する電力をそれぞれ示す。
このような舶用発電プラントによれば、下記効
果が奏せられる。すなわち、 (1) 排ガスエコノマイザの蒸発量が船内需要電力
に等しい場合には、排ガスターボ発電機により
船体電力を供給し、主機駆動発電機は無負荷に
て運転することにより、舶船の主機が発生する
排気熱エネルギは可能な限り電力として回収す
ることができる。
果が奏せられる。すなわち、 (1) 排ガスエコノマイザの蒸発量が船内需要電力
に等しい場合には、排ガスターボ発電機により
船体電力を供給し、主機駆動発電機は無負荷に
て運転することにより、舶船の主機が発生する
排気熱エネルギは可能な限り電力として回収す
ることができる。
さらに、ダンプされる余剰蒸気も存在しない
ので、コンデンサの冷却海水量も減少し、した
がつて海水を循環するポンプに要する電力量も
節減される。
ので、コンデンサの冷却海水量も減少し、した
がつて海水を循環するポンプに要する電力量も
節減される。
(2) 排ガスエコノマイザの蒸発量が船内需要電力
を上廻る場合、排ガスターボ発電機により回収
された電力エネルギは主機駆動発電機へ供給さ
れ、同発電機を電動機として主機を駆動するこ
とにより、主機の燃料消費量を軽減することが
できる。
を上廻る場合、排ガスターボ発電機により回収
された電力エネルギは主機駆動発電機へ供給さ
れ、同発電機を電動機として主機を駆動するこ
とにより、主機の燃料消費量を軽減することが
できる。
(3) 船内需要電力が排ガスターボ発電機の発電電
力を上廻る際に、瞬時に主機駆動発電機を増加
した船内需要電力への供給源とするように、ま
た船内需要電力が排ガスターボ発電機の発電電
力を下廻る際に瞬時に主機駆動発電機を減少し
た船内需要電力の回収源とするように、常時フ
イードバツク制御を行なうことにより、特別の
操作監視手段なしに、船内需要電力の増減に即
応することができる。
力を上廻る際に、瞬時に主機駆動発電機を増加
した船内需要電力への供給源とするように、ま
た船内需要電力が排ガスターボ発電機の発電電
力を下廻る際に瞬時に主機駆動発電機を減少し
た船内需要電力の回収源とするように、常時フ
イードバツク制御を行なうことにより、特別の
操作監視手段なしに、船内需要電力の増減に即
応することができる。
(4) 排ガスエコノマイザの蒸発量が船内電力に比
較して小であるために排ガスターボ発電機によ
る排ガスエネルギの回収を行なつていない舶用
発電プラントでも、本発明を適用して排ガスタ
ーボ発電機，主機駆動発電機の並列運転を行な
うことにより、船内需要電力への即応性が増加
するとともに排ガスエネルギの回収が可能とな
る。
較して小であるために排ガスターボ発電機によ
る排ガスエネルギの回収を行なつていない舶用
発電プラントでも、本発明を適用して排ガスタ
ーボ発電機，主機駆動発電機の並列運転を行な
うことにより、船内需要電力への即応性が増加
するとともに排ガスエネルギの回収が可能とな
る。
要するに、本発明によれば、排ガスエコノマイ
ザに接続された排ガスターボ発電機と、主機駆動
発電機と、上記排ガスエコノマイザの蒸発量より
上記排ガスターボ発電機の発電可能電力を計測す
る装置と、上記排ガスターボ発電機および上記主
機駆動発電機の出力の負荷分配を司掌する装置と
を具え、上記排ガスターボ発電機の発電可能電力
が船内需要電力に等しい場合は上記排ガスターボ
発電機の出力にて船内需要電力を供給するととも
に上記主機駆動発電機を無負荷運転し、上記排ガ
スターボ発電機の発電可能電力が船内需要電力以
上である場合は余剰電力をもつて上記主機駆動発
電機を電動機として駆動し、上記排ガスターボ発
電機の発電可能電力が船内需要電力以下である場
合は不足電力を上記主機駆動発電機により補充す
るようにしたことにより、主機の排ガスの熱エネ
ルギを完全に回収し、船内需要電力の変動に対し
て発電量を常時即応させる舶用発電プラントを得
るから本発明は産業上極めて有益なものである。
ザに接続された排ガスターボ発電機と、主機駆動
発電機と、上記排ガスエコノマイザの蒸発量より
上記排ガスターボ発電機の発電可能電力を計測す
る装置と、上記排ガスターボ発電機および上記主
機駆動発電機の出力の負荷分配を司掌する装置と
を具え、上記排ガスターボ発電機の発電可能電力
が船内需要電力に等しい場合は上記排ガスターボ
発電機の出力にて船内需要電力を供給するととも
に上記主機駆動発電機を無負荷運転し、上記排ガ
スターボ発電機の発電可能電力が船内需要電力以
上である場合は余剰電力をもつて上記主機駆動発
電機を電動機として駆動し、上記排ガスターボ発
電機の発電可能電力が船内需要電力以下である場
合は不足電力を上記主機駆動発電機により補充す
るようにしたことにより、主機の排ガスの熱エネ
ルギを完全に回収し、船内需要電力の変動に対し
て発電量を常時即応させる舶用発電プラントを得
るから本発明は産業上極めて有益なものである。
第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２
図は第１図の制御系統を示すブロツク線図、第３
図は第１図の排ガスエコノマイザと排ガスターボ
発電機との関係を示す説明図、第４図は第１図の
主機と主機駆動発電機との関係を示す説明図、第
５図は第１図における原動機負荷と発電周波数と
の関係を示す線図、第６図は本発明による船内電
力、蒸気発生器、主機駆動発電機の電力の変動を
示す線図である。 １…プロペラ、２…主機駆動発電機、３…主
機、４…煙筒、５…排ガスエコノマイザ、６…水
ドラム、７…蒸気ドラム、８…排ガス蒸気タービ
ン、９…排ガスターボ発電機、１０…タービン調
速弁、１１…蒸気ダンプ弁、１２…ドラム圧力検
出器、１３…排ガスターボ発電機発生電力検出
器、１４…主機駆動発電機発生電力検出器、１５
…系統周波数検出器、１６…船内負荷、１７…電
源プラント制御器、１８…主機駆動発電機周波数
制御器、１９…加熱コイル、２０…主母線、２１
…コンデンサ、２２…ドラム圧力設定器、２３…
減算器、２４…関数発生器、２５…比例積分型増
巾器、２７…減算器、２８…比例増巾器、２９…
系統周波数設定器、３１…減算器、３２…比例積
分型増巾器、３３…減算器、３５…比例増巾器、
３７…減算器、３８…排ガス蒸気タービン用速度
調速機、４０…減算器、４１…主機駆動発電機周
波数制御器、Ａa…ドラム圧力測定値、Ａs…ドラ
ム圧力設定値、Ａe…ドラム圧力偏差値、EBa…
排ガスエコノマイザ蒸発量測定値、ETa…排ガス
ターボ発電機発生電力測定値、ETe…排ガスター
ボ発電機発生電力偏差値、Ｆs…系統周波数設定
値、Ｆa…系統周波数測定値、Ｆe…系統周波数偏
差値、Ｅa…系統電力測定値、ESa…主機駆動発
電機発生電力測定値、ESe…系統電力偏差値、
PSs…主機駆動発電機周波数設定値、PSe…主機
駆動発電機周波数偏差値、PSa…主機駆動発電機
周波数測定値、NTs…排ガスターボ発電機回転数
設定値、NTe…排ガスターボ発電機回転数偏差
値、NTa…排ガスターボ発電機回転数測定値。
図は第１図の制御系統を示すブロツク線図、第３
図は第１図の排ガスエコノマイザと排ガスターボ
発電機との関係を示す説明図、第４図は第１図の
主機と主機駆動発電機との関係を示す説明図、第
５図は第１図における原動機負荷と発電周波数と
の関係を示す線図、第６図は本発明による船内電
力、蒸気発生器、主機駆動発電機の電力の変動を
示す線図である。 １…プロペラ、２…主機駆動発電機、３…主
機、４…煙筒、５…排ガスエコノマイザ、６…水
ドラム、７…蒸気ドラム、８…排ガス蒸気タービ
ン、９…排ガスターボ発電機、１０…タービン調
速弁、１１…蒸気ダンプ弁、１２…ドラム圧力検
出器、１３…排ガスターボ発電機発生電力検出
器、１４…主機駆動発電機発生電力検出器、１５
…系統周波数検出器、１６…船内負荷、１７…電
源プラント制御器、１８…主機駆動発電機周波数
制御器、１９…加熱コイル、２０…主母線、２１
…コンデンサ、２２…ドラム圧力設定器、２３…
減算器、２４…関数発生器、２５…比例積分型増
巾器、２７…減算器、２８…比例増巾器、２９…
系統周波数設定器、３１…減算器、３２…比例積
分型増巾器、３３…減算器、３５…比例増巾器、
３７…減算器、３８…排ガス蒸気タービン用速度
調速機、４０…減算器、４１…主機駆動発電機周
波数制御器、Ａa…ドラム圧力測定値、Ａs…ドラ
ム圧力設定値、Ａe…ドラム圧力偏差値、EBa…
排ガスエコノマイザ蒸発量測定値、ETa…排ガス
ターボ発電機発生電力測定値、ETe…排ガスター
ボ発電機発生電力偏差値、Ｆs…系統周波数設定
値、Ｆa…系統周波数測定値、Ｆe…系統周波数偏
差値、Ｅa…系統電力測定値、ESa…主機駆動発
電機発生電力測定値、ESe…系統電力偏差値、
PSs…主機駆動発電機周波数設定値、PSe…主機
駆動発電機周波数偏差値、PSa…主機駆動発電機
周波数測定値、NTs…排ガスターボ発電機回転数
設定値、NTe…排ガスターボ発電機回転数偏差
値、NTa…排ガスターボ発電機回転数測定値。
Claims (1)
- １ 排ガスエコノマイザに接続された排ガスター
ボ発電機と、主機駆動発電機と、上記排ガスエコ
ノマイザの蒸発量より上記排ガスターボ発電機の
発電可能電力を計測する装置と、上記排ガスター
ボ発電機および上記主機駆動発電機の出力の負荷
分配を司掌する装置とを具え、上記排ガスターボ
発電機の発電可能電力が船内需要電力に等しい場
合は上記排ガスターボ発電機の出力にて船内需要
電力を供給するとともに上記主機駆動発電機を無
負荷運転し、上記排ガスターボ発電機の発電可能
電力が船内需要電力以上である場合は余剰電力を
もつて上記主機駆動発電機を電動機として駆動
し、上記排ガスターボ発電機の発電可能電力が船
内需要電力以下である場合は不足電力を上記主機
駆動発電機により補充するようにしたことを特徴
とする舶用発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55124250A JPS5749005A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Marine electric power generation set |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55124250A JPS5749005A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Marine electric power generation set |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7056289A Division JPH0261307A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 舶用発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5749005A JPS5749005A (en) | 1982-03-20 |
| JPS6153531B2 true JPS6153531B2 (ja) | 1986-11-18 |
Family
ID=14880678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55124250A Granted JPS5749005A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Marine electric power generation set |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5749005A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59131710A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-28 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 舶用タ−ボ発電機制御装置 |
| FR2602350B1 (fr) * | 1986-07-31 | 1988-09-30 | Elf France | Procede de surveillance de l'installation de propulsion et de production d'energie d'un navire a propulsion mecanique |
| JPH07106720B2 (ja) * | 1986-09-09 | 1995-11-15 | 川崎重工業株式会社 | 軸発電動機の出力制御方法 |
| KR100550574B1 (ko) | 2004-08-17 | 2006-02-10 | 엘지전자 주식회사 | 발전 공조 시스템 |
| DE102006020144B4 (de) * | 2006-05-02 | 2008-06-26 | Siemens Ag | Verfahren zum Betrieb eines Schiffsantriebssystems mit Abwärmerückgewinnung sowie Schiffsantriebssystem mit Abwärmerückgewinnung |
| JP5374465B2 (ja) * | 2010-09-06 | 2013-12-25 | 三菱重工業株式会社 | 発電プラント設備およびこれを備えた船舶ならびに発電プラント設備の運転方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5480998A (en) * | 1977-12-09 | 1979-06-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Device of controlling quantity of energy fed between main engine and generator in shipping |
-
1980
- 1980-09-08 JP JP55124250A patent/JPS5749005A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5480998A (en) * | 1977-12-09 | 1979-06-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Device of controlling quantity of energy fed between main engine and generator in shipping |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5749005A (en) | 1982-03-20 |
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