JPS6170304A - 火力プラントの蒸気温度制御方法 - 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燃焼系に係り、特に、燃料
と給水の比率を適切に保ち、ボイラの蒸気温度を、制御
する火力プラントの制御方法に関する。

〔発明の背景〕

石炭焚プラントに於て、特願昭５５−９０５９１号で示
すように、この主蒸気温度予測制御方式は、主蒸気温度
、二次過熱器蒸気温度、主蒸気圧力などのプロセス量を
用いて物理モデルによシ主蒸気温度を予測する。この場
合、ボイラの運転状態や操作量の変化をプロセス量を介
して検出しているため、ボイラモデルを用いて予測して
いるとは言え、過渡状態に於いて、予測誤差や予測遅れ
が生じ充分な制御結果が得られない場合があり、ミルモ
デルによるバーナ入口微粉炭素については、ミル起動停
止時の予測誤差や予測遅れが生じたり石炭発熱量の変化
及び未燃分の変化により充分な制御結果が得られる場合
がある。又、ボイラへの入熱量は火炉の汚れや、バーナ
パターン、バーナ点消火により変化し、燃料成分や発熱
量の違いによシ変化し、燃料流量とは異なって変化する
。これら蒸気温度の外乱要素を先行して補償する制御回
路が必要となってきた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は主蒸気温度の：１１制御性を向上させ、
プラントの負荷追従性を向上させることが出来る火カブ
２ントの制御方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、ボイラ燃焼量モデルを用いて、ボイラ
火炉で燃焼される燃料量を推定演算し、この値をフィー
ドバック制御に利用することにより、石炭ミルの起動停
止、燃焼ガス０２の変化、ボイラの炉内の汚れ係数、燃
焼状態変化をいち早くキャッチし、より安定した主蒸気
温度の制御を可能とするにある。

〔発明の実施例〕

まず、本発明装置が適用される火力プラントについて、
第４図を参照して説明する。４はボイラであシ、水を給
水ポンプより得、燃料を給炭機７、石炭ミル８、送炭管
９、バーナ１０を介して得、空気を押込通風機より得る
。またＮ　Ｏｘの制御のために、燃焼ガスをガス再循環
ファン１２よシ得る。ボイラで発生した蒸気はタービン
５を駆動発電機６よシミ気出力を得る。１はプラント自
動制御装置であり、負荷要求信号２、中央制御盤３及び
プラント各部の入力にもとづいて発電所出力を一定とす
べく作動する。

以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。第１
図は本発明の火力プラントの制御方法の一実施例を示し
た構成図である。ボイラ燃焼量モデル４３には、燃料流
量値２４、火炉入口給水温度値３８、火炉入口給水圧力
＠３９、火炉出口流体温度値４０．火炉出口流体圧力値
４１、給水流量値４２が入力される。このボイラ燃焼量
モデル４３は現時点での燃料量最大推定値４４をフィー
ドバック制御系に出力する。制御系では、負荷指令２１
から主蒸気圧力補正信号を加えた信号に給水と燃料のバ
ランスを考慮した函数の出力値２２に主蒸気温度の補正
信号を加算器３７で加算された燃料要求値２３と燃焼モ
デル４３の出力である燃料最大推定値４４をフィードバ
ックとして燃料流量制御信号２５が作成され燃料が制御
される。

主蒸気温度は、主蒸気温度設定値３５と主蒸気温度予測
値３４（主蒸気温度予測モデル２７を設けない場合は、
主蒸気温度値２６をフィードバックとして、Ｐ＋Ｉコン
トローラ３６で燃料補正信号を加算器３７に出力する。

一方、燃料流量値２４は、第５図の石炭ミルモデル出力
値２４のバーナ入口微粉炭量、又は、第２図に示す燃料
流量値２４である。第３図の燃料流量値は石炭ミルモデ
ルを用いない場合の燃料流量値を作成する場合の一般的
な方法である。この方法はミル起動、停止時にはミルの
応答が遅くミル投入石炭ｆｉｋがミル出口石炭量となら
ないため、ミル差圧信号８４から関数発生器８５により
変換し、石炭信号とする。又、ミル通常運転領域ではミ
ル投入石炭量値８１に一次遅れ器８２により、ミルの遅
れ時定数を評価し、ミル出口石炭値８７とする。一般に
、一つのプラントに数台の石炭ミルが設置されるのが通
例で、他ミル出力石炭値を加えた信号８８が、総ミル石
炭値でこれに重油流量他を加えたものが、燃料流量値２
４となる。本発明の中略となる燃料量最大推定値４３を
作成する、ボイラ燃焼量モデルについて、第２図にて説
明する。ボイラ入熱量はボイラ火炉熱吸収量に比例する
ことに着目し、火炉入口、出口の流体エンタルピ差及び
ボイラを通過する流体量である給水流量から火炉の入力
熱量を算出する。火炉入ロ二／タルピ５２は火炉入口給
水温度３８と火炉入口給水圧力値３９を蒸気ｔ５１に入
力し、蒸気衣によυ決定される。同様に１火炉出ロエン
タルピ５３は火炉出口流体温度値４０と火炉出口流体圧
力４１から決定される。今、単位重量当りの熱吸収：！
１５５をｑ（ｌＩ２１／にり）火炉人口エンタルピ値５
２をｑｔ　　（ｋｃａｌ／Ｋｆ）火炉量ロエンタルビ値
５３をｑ２　　（ｈｌ／に４）とすると、ｑは次式で表
わされる。

ｑ＝ｑｚ　　　Ｑｌ　（ｌｏｔ／Ｋｆ）　　　　・・”
・””（１）火炉熱吸収率Ｑ　（ｈｌ／　ｈｏｕｒ　）
　　は火炉を通過する流体流量である給水流量値４２と
ｑとの積で表わされる。今、給水流量値４２をＦｗ（Ｋ
９／ｈｏｗ　）とすると Ｑ　”　ｑＦ　Ｗ　（ｍｌ／　ｈｏｗ　）　　　　　・
・・・・・・・・（２）となる。

火炉熱吸収率から、燃料流量ベースとするためには、火
炉熱吸収率で除算したものとなる。この火炉熱吸収率（
補正後）６０をＪとすると燃料流量ペースの火炉熱吸収
量値５ｚＸ（ｉ）はＸ（ｉ）＝に説明する。この火炉熱
吸収量値Ｘ（ｉ）と燃料流量値Ｆｆ（ｉ）との偏差を誤
差分散評価フィルターでｅｔｉ、）を算出、次にＸ　（
ｉ）　＝　／　ｅ　（ｉ）　ａ　ｔ　とし、火炉熱吸収
率５８の値を補正し、Ｘ（ｉ）を修正、燃料量最大推定
値４３を次式で求める。

燃料量最大推定値＝　Ｘ（ｉ）＋　Ｘ（ｉ）この燃料量
最大推定値を計算することによシ、ボイラの最適燃焼量
を正確に求めることが出来、これを用いて燃料制御する
ことにより、基本となる燃料流量が、正確に制御出来る
ことになシ、主蒸気温度制御特性を改善することができ
ると同時に、主蒸気圧力制御性の向上も期待出来る。

なお、図中２８は一次ＳＨ出口温度、２９は同じく圧力
、３０は同じく蒸気流量、３１は空気流量、３２はボイ
ラ燃焼量、３３はガス再循環量、５４．６３は減算器、
色６は掛算器、６１は割算器・、６９は演算部である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、燃料投入髪質化が、いち早く検出され
ボイラの特性変化、燃焼状態変化も総合的に評価され、
適切な燃料量が確保され、よシ安ボした主蒸気温度制御
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の制御系統図、第２図は本発
明の中核をなすボイラ燃焼量モデルを表わす演算フロー
図、第３図は一般的に用いられている燃料流量演算フロ
ーチャート、第４図は本発明で対象とする火力プラント
の制御システム図、第５図は従来の制御方法を適用した
プラン）　１ｌｉ（Ｊ両系統図である。 １・・・プラント自動制御装置、３・・・中央制御盤、
４・・・ボイラ、５・・・タービン、６・・・発’！［
ｆｉ、８・・・石炭ミル、１０・・・バーナ、２７・・
・主蒸気温度予測モデル、４３・・・ボイラ燃焼量モデ
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、負荷要求に対応した燃料がバーナに供給される火力
   プラントのボイラに於いて、 前記ボイラのモデルによる予測された燃料量によつて前
   記ボイラへ供給する燃料量を修正することを特徴とする
   火力プラントの蒸気温度制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、火炉熱吸収量、ボ
   イラ熱吸収率、給水流量、燃料流量を入力とする燃焼量
   モデルを用いることを特徴とする火力プラントの蒸気温
   度制御方法。