JPS62240402A - Shortest starting method for thermal power plant - Google Patents

Shortest starting method for thermal power plant

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JPS62240402A
JPS62240402A JP8297386A JP8297386A JPS62240402A JP S62240402 A JPS62240402 A JP S62240402A JP 8297386 A JP8297386 A JP 8297386A JP 8297386 A JP8297386 A JP 8297386A JP S62240402 A JPS62240402 A JP S62240402A
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JP
Japan
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function
schedule
pressure turbine
startup
time
Prior art date
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JP8297386A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Matsumoto
弘 松本
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To shorten a starting time, by a method wherein simulation is effected by starting schedule optimization function by using plant dynamic characteristics prediction function, and each ventilation time, shortening a time between centilation of an intermediate pressure and ventilation of a high pressure turbine to a minimum value, is determined. CONSTITUTION:During the starting of a thermal power plant, a starting schedule time relating to control necessary to the starting and setting of a control desired value is prepared by starting schedule executing function 1000, and according to an output therefrom, a plant 3000 is started by means of schedule execution function 2000. In this starting method, the starting schedule preparing function 2000 is provided with schedule optimization function 1100 and plant dynamic prediction function 1200. Simulation is effected by the optimization 1100 by using the plant dynamic prediction function to determine each ventilation time, optimizing a time between ventilation of an intermediate pressure turbine and ventilation of a high pressure turbine, and the result is outputted to the schedule execution function 2000.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中圧タービン先行起動方式およびメタルマツ
チ制御方式を採用する火力発電プラントのl&短起動方
法に係り、特に起動毎に異なるボイラ昇温特性を柔軟に
受は入れ、必要最短時間でタービンを起動するための最
短起動方法に関する6〔従来の技術〕 火力発電プラントの起!!lsに関する従来の方法は、
起動前の停止時間や機器の温度状態に応じて、ボイラへ
の初期投入燃料量、主蒸気の昇温及び昇圧の時間関数、
タービンの昇速及び負荷上昇の時間関数を8vJスケジ
ユールとして決定し、この起動スケジュールをプラント
の各系統に設けられた制御系で実行するという方法であ
る。この最も代表的な方法は、[エレクトリカル ワー
ルド(I Q6fi年2月)第58頁から第62頁(I
El、ectricaLWorld、 Vol、 16
5 、 Nu 6 )  の論文“Therma 1S
tress  1:nfluence  Starti
ng、  I、oadi、ng  of  Rolfr
s。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an L & short startup method for a thermal power plant that adopts an intermediate-pressure turbine advance startup method and a metal match control method, and particularly relates to a method for starting a thermal power plant that adopts an intermediate-pressure turbine advance startup method and a metal match control method, and particularly relates to a boiler temperature rise that differs at each startup. Concerning the shortest startup method to flexibly accept characteristics and start the turbine in the shortest time necessary 6 [Prior technology] Starting a thermal power plant! ! The conventional method for ls is
Depending on the stop time before startup and the temperature state of the equipment, the initial amount of fuel input to the boiler, the time function of main steam temperature and pressure rise,
This is a method in which the time function of turbine speed increase and load increase is determined as an 8vJ schedule, and this startup schedule is executed by a control system provided in each system of the plant. This most typical method is described in [Electrical World (February I Q6fi), pages 58 to 62 (I
El, electrica L World, Vol, 16
5, Nu 6) paper “Therma 1S
stress 1: nfluence Starti
ng, I, oadi, ng of Rolfr
s.

Turbines”で述べられている。Turbines”.

この方法は、プラントの限られた部分の初期状態によっ
て一義的に起動スケジュールを決定する方法である。即
ち、ボイラ蒸気圧力、ボイラ出口蒸気温度、蒸気タービ
ンケーシング温度の初期値に応じて、蒸気タービンの昇
速率、初負荷量、速度保持並びに負荷保持による蒸気タ
ービンの暖機時間及び負荷変化率を決定する方法である
。ここでは、ボイラ発生蒸気の昇温特性のばらつきを起
動スケジュールのマージンとして吸収しているため、作
成される起動スケジュールが必要以上に長くなりがちで
ある。
This method is a method that uniquely determines the startup schedule based on the initial state of a limited portion of the plant. That is, the steam turbine speed increase rate, initial load amount, speed maintenance, steam turbine warm-up time by load maintenance, and load change rate are determined according to the initial values of boiler steam pressure, boiler outlet steam temperature, and steam turbine casing temperature. This is the way to do it. Here, variations in the temperature increase characteristics of boiler-generated steam are absorbed as a margin for the startup schedule, so the created startup schedule tends to be longer than necessary.

また、別の従来方法としては、米国特許第3.446,
224号及び同4,228,359号が知られている。
Another conventional method is U.S. Patent No. 3.446,
No. 224 and No. 4,228,359 are known.

これらは蒸気タービンに発生する熱応力をオンラインリ
アルタイムで監視しながら蒸気タービンの急速起動を図
るものであるが、前記従来方法と同様にボイラの起動方
法に関しては何ら言及していない。
These methods attempt to quickly start up a steam turbine while monitoring the thermal stress generated in the steam turbine online in real time, but, like the conventional methods described above, there is no mention of a method for starting the boiler.

ボイラの起動時間短縮を目的とした従来方法としては、
特開昭59−157402号が知られている。この方法
はボイラに発生する熱応力をオンラインリアルタイムで
監視しなからボイラ発生蒸気の急速昇温を図るものであ
る。しかし、この方法はタービンの起動に関しては何ら
言及していない。
Conventional methods aimed at shortening boiler startup time include:
Japanese Unexamined Patent Publication No. 157402/1984 is known. This method attempts to rapidly raise the temperature of the steam generated by the boiler while monitoring the thermal stress generated in the boiler online in real time. However, this method makes no mention of starting the turbine.

また、タービンバイパス系統を設置し、これを用いた中
圧タービン先行起動方式が提案されている(特願昭55
−169166号)。この方式は予め定めたメタルマツ
チ条件が成立したという条件で中圧タービンを通気し、
予め定めた昇速率で昇速しでいた。しかし、ボイラの昇
温特性が起動毎に異なるので、このばらつきを考慮して
昇速率に大きなマージンをとっているため、中圧タービ
ンによる昇速は必要以上に長くなりがちであった。従っ
て、ボイラの昇温と比較して昇速完了後の高圧タービン
の通気が遅れぎみとなり、高圧タービンへの熱的ショッ
クを与えたり、最悪の場合はメタルマツチの機会を逸し
、起動失敗となることがある。
In addition, a method has been proposed in which a turbine bypass system is installed and an intermediate-pressure turbine is started using this system (Japanese Patent Application No. 1983).
-169166). This method ventilates the intermediate pressure turbine under the condition that a predetermined metal match condition is met.
The speed has increased at a predetermined speed increase rate. However, since the temperature increase characteristics of the boiler differ each time the boiler is started, a large margin is set in the speed increase rate to account for this variation, so the speed increase using the intermediate pressure turbine tends to take longer than necessary. Therefore, the ventilation of the high-pressure turbine after the completion of speed-up is delayed compared to the temperature rise of the boiler, which may cause thermal shock to the high-pressure turbine, or in the worst case, miss the opportunity for metal matching, resulting in startup failure. There is.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上述べたように、従来の方法は何れもボイラもしくは
蒸気タービンの片方のみに着目した急速起動方法である
。しかし、この様な個別の方法を組合わせたとしても、
プランl−全体の起動時間が最短となる保証は何も無い
、何故なせば、ボイラと蒸気タービンは相互干渉が極め
て強く、個々の最適化が必ずしも全体の最適化とならな
いからである。
As described above, all of the conventional methods are rapid startup methods that focus on only one side of the boiler or steam turbine. However, even if these individual methods are combined,
Plan I - There is no guarantee that the overall start-up time will be the shortest, because the boiler and the steam turbine have extremely strong mutual interference, and individual optimization does not necessarily result in overall optimization.

本発明の目的は、上記従来方法がボイラまたは蒸気ター
ビンの片方を対象としていたのに対し。
The object of the present invention is to provide a solution to a boiler or a steam turbine, whereas the conventional method described above targets either a boiler or a steam turbine.

両者の起動特性を総合的に考慮してプラント全体の起動
時間の最短化を図るとともに、中圧タービン先行起動方
式を採用しているプラントにおいて効果的な火力発電プ
ラント最短起動方法を提供することである。
By comprehensively considering the startup characteristics of both, we aim to minimize the startup time of the entire plant, and by providing the shortest startup method for thermal power plants that is effective in plants that use the intermediate-pressure turbine advance startup method. be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

L記目的は、前記従来方式では考慮されていなかったプ
ラント全系の起動特性に着目し、この起動特性を予6I
IIするためのモデルを用いてメタルマツチ条件を正確
に算出し、中圧タービン及び高圧タービンの最適通気時
期を決定することにより達成されろ。
The purpose of Section L is to focus on the start-up characteristics of the entire plant system, which were not considered in the conventional method, and to predict these start-up characteristics.
This can be achieved by accurately calculating the metal match conditions using a model for the second phase and determining the optimal ventilation timing for the intermediate-pressure turbine and high-pressure turbine.

〔作用〕[Effect]

中圧タービンのメタル温度から再熱蒸気の通気温度下限
値を算出し、実際の再熱蒸気温度がこれよりも高くなっ
たとき中圧タービンに通気し、昇速を実行する。昇速を
完了した後、高圧タービンのメタル温度から主蒸気の通
気温度下限値を算出し、実際の主蒸気温度がこれよりも
高くなったとき高圧タービンに通気し、初負荷を投入し
たと仮定し、プラント動特性予測モデルでタービン発生
応力を予測する。この応力が許容値以下となるが否かを
判定し、許容値以下と予測された場合は実際に通気及び
負荷併入を実施し、許容値以上と予測された場合は通気
をせずに無負荷運転状態を維持する。この場合、一定時
間後再び通気可能条件を上記方法で求め、予測した応力
が許容値以下であれば実際に通気及び負荷併入を実施す
る。
The lower limit value of the reheat steam ventilation temperature is calculated from the metal temperature of the intermediate pressure turbine, and when the actual reheat steam temperature becomes higher than this, the intermediate pressure turbine is ventilated and the speed is increased. After completing the speed increase, calculate the main steam ventilation temperature lower limit from the metal temperature of the high pressure turbine, and assume that when the actual main steam temperature becomes higher than this, the high pressure turbine is vented and the initial load is applied. Then, the turbine generated stress is predicted using a plant dynamic characteristics prediction model. It is determined whether or not this stress is below the allowable value. If it is predicted to be below the allowable value, ventilation and load addition are actually carried out, and if it is predicted to be above the allowable value, no ventilation is carried out. Maintain load operation status. In this case, the conditions for allowing ventilation to be determined again after a certain period of time are determined using the above method, and if the predicted stress is less than the allowable value, ventilation and loading are actually carried out.

このような手続きによれば、メタルマツチを理想的に行
なうことができ、起動時間を大幅に短縮できる。
According to such a procedure, metal matching can be performed ideally, and startup time can be significantly shortened.

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

第1図は本発明による火力発電プラント最短起動方法の
基本機能構成を示すものである。機能を大別すると、起
動スケジュール作成機能1000とスケジュール実行機
能2000から成る。前者ではプラント起動時間を最短
ならしめる最適起動スケジュール101を作成し、後者
は実際のプラント3000を最適起動スケジュール通り
に起動するためにプラントに対する操作量201を時々
刻々変更する。
FIG. 1 shows the basic functional configuration of the quickest starting method for a thermal power plant according to the present invention. Broadly speaking, the functions include a startup schedule creation function 1000 and a schedule execution function 2000. The former creates an optimal startup schedule 101 that minimizes the plant startup time, and the latter changes the manipulated variable 201 for the plant from time to time in order to start the actual plant 3000 according to the optimal startup schedule.

起動スケジュール作成機能1. OOOは更にスケジュ
ール最適化機能ttooとプラント動特性予測機能1’
200から成る。前者は更にオフライン最適化機能11
10とオンライン最適化機能1120から成り、後者は
更にプラント動特性モデル1210゜ボイラ応力計算機
能1220.及びタービン応力計算機能]230から成
る。オフライン最適化機能1110は起動スケジュール
111を仮定し、これをプラント動特性そデル1210
に設定することにより起動特性(213,211,21
2)を模擬すると共に、ボイラ応力計算機能1220及
びタービン応力計算機能1230で、それぞれボイラ応
力221及びタービン応力231を算出する。一方、オ
ンライン最適化機能1120はプラント動特性モデル1
2】Oが動作するとき、タービン応力231に応じてタ
ービンの目標運転状態121を逐次最適化する。オフラ
イン最適化機能1110は、この結果算出された運転制
限条件に関係するプロセス変数の挙動及び起動所要時間
を評価し、新たに起動スケジュール111を仮定し、こ
れをプラント動特性モデル1210に設定するにの様な
処理を繰返すことにより、プロセス状態が運転制限を侵
すことなく最短時間で起動を完了できる最適起動スケジ
ュール101が決定される。決定された最適起動スケジ
ュール101はスケジュール実効機能2000に設定さ
れ、実際にプラント3000を起動するための目標値と
なる。ここで、プラント動特性モデル1210゜ボイラ
応力計算機能1220.及びタービン応力計算機能12
30は、それぞれ初期値321゜322、及び323を
必要とするが、これらは起動前に計測されたプロセス状
態値とする。
Startup schedule creation function 1. OOO also has a schedule optimization function ttoo and a plant dynamic characteristics prediction function 1'
Consisting of 200. The former also has offline optimization function 11
10 and an online optimization function 1120, the latter further comprising a plant dynamic characteristic model 1210° and a boiler stress calculation function 1220. and turbine stress calculation function] 230. The offline optimization function 1110 assumes a startup schedule 111 and converts it into a plant dynamic characteristic model 1210.
By setting the startup characteristics (213, 211, 21
2), and the boiler stress calculation function 1220 and the turbine stress calculation function 1230 calculate the boiler stress 221 and the turbine stress 231, respectively. On the other hand, the online optimization function 1120 uses the plant dynamic characteristic model 1
2) When O operates, the target operating state 121 of the turbine is successively optimized according to the turbine stress 231. The offline optimization function 1110 evaluates the behavior of process variables related to the operational limit conditions calculated as a result and the required startup time, assumes a new startup schedule 111, and sets this in the plant dynamic characteristic model 1210. By repeating the process described above, an optimal startup schedule 101 that can complete startup in the shortest time without causing the process state to violate operational restrictions is determined. The determined optimal startup schedule 101 is set in the schedule execution function 2000 and becomes a target value for actually starting the plant 3000. Here, the plant dynamic characteristic model 1210° boiler stress calculation function 1220. and turbine stress calculation function 12
30 requires initial values 321, 322, and 323, respectively, which are process state values measured before startup.

次に、実施例における起動スケジュールを規定するパラ
メータ1一定義する。プラントの起動時間は基本的にプ
ラントの温度特性に依存するため。
Next, a parameter 1 defining the startup schedule in the embodiment will be defined. Because the plant start-up time basically depends on the temperature characteristics of the plant.

プラントの昇温特性と因果関係の強いものをパラメータ
として選定すべきである。このような基本的考え方に基
づいて、イグナイタ点火間隔(TraLミル起動間隔(
TPLV) 、主蒸気昇温率(■、TMS )及び再熱
蒸気昇温率(TRH)1)  の4つをパラメータとし
て選定した。
Parameters that have a strong causal relationship with the temperature increase characteristics of the plant should be selected. Based on this basic idea, the igniter firing interval (TraL mill starting interval (
Four parameters were selected: TPLV), main steam temperature rise rate (■, TMS), and reheat steam temperature rise rate (TRH)1).

イグナイタ点火間隔(Tta)とは、ボイラ点火指令が
出されると、ボイラの各バーナ段に対応したイグナイタ
が時間間隔Troで順次点火し軽油パ−すが点火されて
ゆく間隔である。
The igniter ignition interval (Tta) is the interval at which, when a boiler ignition command is issued, the igniters corresponding to each burner stage of the boiler are ignited one after another at time intervals Tro, and the light oil purse is ignited.

ミル起動間隔(Tpt、v)  とは、軽油バーナが全
て点火された後、微粉炭ミルが順次起動されてゆくとき
の時間間隔である。この場合、2台目までのミルは運用
基準に従って定格流量の50%の微粉炭を供給する。3
台目のミルが起動されると。
The mill starting interval (Tpt,v) is the time interval when the pulverized coal mills are sequentially started after all the light oil burners are ignited. In this case, the mills up to the second mill supply pulverized coal at 50% of the rated flow rate according to operational standards. 3
When the second mill is started.

ボイラへ投入される微粉炭の全流量が定格値の40%(
各ミルの分担量は67%)となるように運転する。その
後、タービンが起動され発電機出力が40%に達すると
1通常負荷運転モードに移行し、負荷要求に応じてミル
が起動され、最大5台のミルが運転される。各ミルが起
動されるにつれ、前記軽油バーナは消火されてゆく。
The total flow rate of pulverized coal fed into the boiler is 40% of the rated value (
Each mill is operated so that its share is 67%. Thereafter, when the turbine is started and the generator output reaches 40%, the mode shifts to 1 normal load operation mode, and the mills are started according to the load request, and up to 5 mills are operated. As each mill is started up, the light oil burner is extinguished.

主蒸気昇温率(Ltgs)  は、通常負荷運転領域(
40〜100%負荷)での主蒸気温度の上昇速度を現定
するパラメータであり、スケジュール実行機能2000
で演算される主蒸気温度目標値T MSS已丁に対して
、次式に示す働きをもつ。
The main steam temperature rise rate (Ltgs) is the normal load operation area (
This is a parameter that determines the rate of increase in main steam temperature at a load of 40% to 100%.
It has the function shown in the following formula for the main steam temperature target value TMSS calculated by .

・・・・・・(1) ここで、7MS40 : 40%負荷に達したときの主
蒸気温度(’C) TMSR:主蒸気温度定格値(’C) L :負荷(%) 即ち、負荷がり、TMS  (%)に達するとき主蒸気
温度を定格値に到達させることを意味する。
......(1) Here, 7MS40: Main steam temperature when 40% load is reached ('C) TMSR: Main steam temperature rated value ('C) L: Load (%) In other words, load increase , TMS (%) means that the main steam temperature reaches the rated value.

再熱蒸気昇温率(I、TRH)  とは、主蒸気温度と
同様に通常負荷運転領域での再熱蒸気温度の上昇速度を
規定するパラメータであり、スケジュール実行機能20
00で演算される再熱蒸気温度目標値Tr+usI!t
に対して1次式に示す働きをもつ。
The reheat steam temperature increase rate (I, TRH) is a parameter that defines the rate of increase in reheat steam temperature in the normal load operation region, similar to the main steam temperature, and is a parameter that defines the rate of increase in reheat steam temperature in the normal load operation region.
Reheat steam temperature target value Tr+usI calculated as 00! t
It has the function shown in the linear equation for .

・・・・・・(2) ここで、TRH40: 40%負荷に達したときの再熱
蒸気温度(’C) TFIHR:再熱蒸気温度定格値(℃)L :負荷(%
) 即ち、負荷がT、TRI  (%)に達するとき再熱蒸
気温度を定格値に到達させることを意味する。
・・・・・・(2) Here, TRH40: Reheat steam temperature ('C) when 40% load is reached TFIHR: Reheat steam temperature rated value (℃) L: Load (%
) That is, it means that the reheat steam temperature reaches the rated value when the load reaches T, TRI (%).

次に、オフライン最適化機能1110における1gt適
化アルゴリズムについて詳細に述べる。
Next, the 1gt optimization algorithm in the offline optimization function 1110 will be described in detail.

第2図は、本発明に非線形最適化手法の一つであるコン
プレックス法を適用した起動スケジュールI&適化アル
ゴリズ11の基本処理手順を示す。ここで、スケジュー
ルパラメータは、 X= 〔X(1)、X(2)、X(3)、X(4))’
=   [T ta、   Tp+、v+   Lt 
Mst   Ltno)  ’・・・・・・(3) と表記する。以下、各処理機能について説明する。
FIG. 2 shows the basic processing procedure of the startup schedule I & optimization algorithm 11 to which the complex method, which is one of the nonlinear optimization techniques, is applied to the present invention. Here, the schedule parameters are: X= [X(1), X(2), X(3), X(4))'
= [T ta, Tp+, v+ Lt
Mst Ltno) '・・・・・・(3) Each processing function will be explained below.

(1)イニシャライズ100 最適化アルゴリズムで使用する定数及びイニシャル値に
関して、その記号、値、単位、及び意味を第33図に示
す。イニシャライズではこれらの値を入力する。
(1) Initialization 100 FIG. 33 shows the symbols, values, units, and meanings of constants and initial values used in the optimization algorithm. Enter these values during initialization.

(2)初期シンプレックス形成200 処理手順を第4図に示す。初期試行点Xiには設計値X
oを設定し、シミュレーションを実行する。この場合の
シミュレーションとはプラント動特性予測機能1200
を動作させ、起動スケジュールXDに従ってプラントが
起動される場合の起動特性を予測することである。この
とき、Xnに対する運転制限要因Y (NMI/)が陰
的制約条件Yt、(Nにv)  (第5図参照)を侵害
していなければ、次式に従ってXsの近傍で初期シンプ
レックスを形成する。
(2) Initial simplex formation 200 The processing procedure is shown in FIG. The design value X is set at the initial trial point Xi.
Set o and run the simulation. What is simulation in this case? Plant dynamic characteristics prediction function 1200
The purpose is to predict startup characteristics when the plant is started up according to the startup schedule XD. At this time, if the operation limiting factor Y (NMI/) for Xn does not violate the implicit constraint Yt, (v on N) (see Figure 5), an initial simplex is formed near Xs according to the following equation. .

ここで、RJは−1,≦−R,+<1を満足する擬似乱
数であり、第6図に示す手順で決定する。XJが陰的制
約条件を侵害する場合は第7図に示す手順で試行点を修
正する。
Here, RJ is a pseudo-random number satisfying -1, ≦-R, +<1, and is determined by the procedure shown in FIG. If XJ violates the implicit constraint, the trial point is corrected according to the procedure shown in FIG.

(a)乱数発生220 第6図はMを変数とする擬似乱数の算出手順である0本
アルゴリズムは平方根の最上桁から5番目に呪われる数
字を利用する方法である7(b)初期シンプレックス修
正240 延長倍率修正係数D (I)に従って、試行点X(LJ
)を欣式のように修正する。
(a) Random number generation 220 Figure 6 shows the procedure for calculating pseudo-random numbers with M as a variable. 0 This algorithm is a method that uses the fifth cursed number from the highest digit of the square root. 7 (b) Initial simplex correction 240 Trial point X (LJ
) is modified as in Kinshiki.

X(1,J)=X(I、J)+(L  D(1)(XM
^x(I)−XHTN(丁))         ・・
・ (5)(c)延長倍率修正係数決定260 操作パラメータを変更した場合の運転制限要因に対する
感度は、第8図に示すように、大。
X(1,J)=X(I,J)+(LD(1)(XM
^x(I)-XHTN(ding))...
- (5) (c) Extension magnification correction coefficient determination 260 The sensitivity to operation limiting factors when operating parameters are changed is large, as shown in FIG.

中、小、及び零と種々異なる。従って、どの運転制限要
因が陰的制約条件(第5図参照)を侵害したかによって
、試行点の延長倍率を修正した方が画一的に修正するよ
りも最適値の探索効率が高くなると考えられる。第9図
は、この考え方に従って陰的制約条件の監視アルゴリズ
ム(第10図参照)を基に延長倍率修正係数を決定する
アルゴリズムを示す。
There are various types such as medium, small, and zero. Therefore, it is thought that modifying the trial point extension magnification depending on which driving limiting factor violates the implicit constraint condition (see Figure 5) will improve the efficiency of searching for the optimal value than uniformly modifying it. It will be done. FIG. 9 shows an algorithm for determining the extension magnification correction coefficient based on the implicit constraint monitoring algorithm (see FIG. 10) according to this idea.

(3)特性評価順位付け300 本機能は第11図に示すように、K個(本例ではに;8
)からなるシンプレックスの頂点の中から特徴的な次の
3点を決定するためのアルゴリズムである。
(3) Characteristic evaluation ranking 300 As shown in FIG.
) is an algorithm for determining the following three characteristic points among the vertices of a simplex consisting of:

(j)  最良頂点(XQ、TXre)K個の頂点のう
ちM短起動となる頂点に対応した操作パラメータ(Xs
)と起動時間(T’x+Q) (11)最悪頂点(Xs + Tx、s)K個の頂点の
うち最長起動となる頂点に対応した操作パラメータ(X
s)と起動時間(T x + s ) (iii)  2番目に悪い頂点(Xsz、 Txys
z)K個の頂点のうち起動時間が2番目に長い頂点に対
応した操作パラメータ(XSZ)と起動時間(T x、
5z) (4)重心計算400 第12図に示すように、最悪頂点Xsを除く<K−1)
個の頂点からなるシンプレックスの幾何学的重心座標x
Oを求める。
(j) Best vertex (XQ, TXre) The operation parameter (Xs
) and activation time (T'x + Q) (11) Worst vertex (Xs + Tx, s) The operation parameter (X
s) and startup time (T x + s ) (iii) second worst vertex (Xsz, Txys
z) Operation parameter (XSZ) and startup time (T x,
5z) (4) Center of gravity calculation 400 As shown in Figure 12, excluding the worst vertex Xs<K-1)
Geometric centroid coordinates x of a simplex consisting of vertices
Find O.

(5)新試行点決定500 第13図に示すように、新試行点をXx+tとして、次
式を満足する座標で定義する。この点は最悪頂点XSと
重心Xiを結ぶ直線上にあり1重心から距離R(XG−
Xs )にある。ここでRは(7)で述べる延長倍率で
ある6 X*+t =Xa +R(Xa −Xs )   ・−
・・(6)但し、XMIN<Xに÷l<XM^χ (6)試行点後退不可判定600 延長倍率の修正が発生すると、次の試行点は重心方向に
後退するが、無制限に後退させるのではなく、第14図
に示すように、R<−0,IRoとなったとき後退は中
止し、シンプレックス全体を縮退させ、新たな探索方向
を見出す、この縮退方法に関しては(9)で説明する。
(5) New trial point determination 500 As shown in FIG. 13, the new trial point is defined as Xx+t with coordinates that satisfy the following equation. This point is on the straight line connecting the worst vertex XS and the center of gravity Xi, and the distance from the center of gravity is R(XG-
Xs). Here, R is the extension magnification described in (7) 6 X*+t =Xa +R(Xa -Xs) ・-
...(6) However, XMIN < Instead, as shown in Figure 14, when R<-0, IRo, the regression is stopped, the entire simplex is degenerated, and a new search direction is found.This degeneration method is explained in (9). do.

(7)延長倍率修正700 陰的制約条件が侵害された場合は、第15図に示す方法
で延長倍率Rを修正する。
(7) Extension magnification correction 700 If the implicit constraint condition is violated, the extension magnification R is corrected by the method shown in FIG.

(8)新試行点延長800 新試行点XK+1におけろ起動時間Tχ、に+1 が、
それまでの最短時間Tx1.よりも短い場合は、第16
図に示すように、更に同一方向に延長して最適点への接
近を図る。この再延長点をXEとする。
(8) New trial point extension 800 At the new trial point XK+1, the startup time Tχ is +1,
The shortest time up to that point is Tx1. If it is shorter than the 16th
As shown in the figure, it is further extended in the same direction to approach the optimal point. Let this re-extension point be XE.

(9)試行点後退900 新試行点XK令1における起動時間TX、に+1が、そ
れまでの2番目に長い時間Tx、szよりも長い場合は
XK+1が最適点を飛び越した可能性がある。
(9) Trial point regression 900 If the startup time TX,+1 at the new trial point XK order 1 is longer than the second longest time Tx,sz up to that point, there is a possibility that XK+1 has jumped over the optimal point.

そこで、第17図に示すようにTx、に+1くゴx、s
の場合は試行点を重心方向へ中間まで後退(Rを0.5
Rとする)させ、TX、に÷s > T x e sの
場合は大きく後退(R=−0,5とする)させる。この
ときの試行点をXcとする。
Therefore, as shown in FIG.
In the case of
If ÷s > T x e s, TX is caused to retreat significantly (R = −0, 5). The trial point at this time is assumed to be Xc.

(10)シンプレックスの縮退1300最悪点Xsと重
心Xaを結ぶ直線上で特性改善点が見つからない場合(
T x g c < T x e sとなるXcがない
場合)は、シンプレックスの大きさを最良点Xeの方向
に縮小させることにより、新たに最適点への接近の可能
性を見出す。この場合、第18図に示すように最初は縮
退率を1/2とするが、各頂点が制約条件を侵害する場
合は縮退率を3/4とする。それでも制約条件を侵害す
る頂点は元の位置にもどす。ここで、陽的制約条件とは
最適化パラメータ自身の上下限値であり、それぞれXM
^z、 XnxNである。第19図に示すように全パラ
メータが陽的制約条件を満足していることを確認した上
でシミュレーションを実行する。
(10) Simplex degeneracy 1300 When no characteristic improvement point is found on the straight line connecting the worst point Xs and the center of gravity Xa (
If there is no Xc such that T x g c < T x e s), the possibility of approaching the optimal point is newly found by reducing the size of the simplex in the direction of the optimal point Xe. In this case, as shown in FIG. 18, the degeneracy rate is initially set to 1/2, but if each vertex violates the constraint conditions, the degeneracy rate is set to 3/4. Vertices that still violate the constraints are returned to their original positions. Here, the explicit constraints are the upper and lower limits of the optimization parameters themselves, and each
^^, XnxN. As shown in FIG. 19, the simulation is executed after confirming that all parameters satisfy the explicit constraints.

(1t ) I&悪点点除外14201440.146
0第20図に示すように、I2. Xx+t、あるいは
XCがXsよりも改善された点であればXsを除外し、
XE、 X、に+1.あるいはXcを追加し新たなシン
プレックスを形成する。
(1t) I & negative points excluded 14201440.146
0 As shown in FIG. 20, I2. If Xx+t or XC is improved over Xs, exclude Xs,
+1 to XE, X. Alternatively, add Xc to form a new simplex.

(I2)探索回数制限到達判定150゜探索回数とはシ
ミュレーションの回数であり、これを制限することによ
り、本アルゴリズムが無限ループに陥らないようにする
。第21図はそのための処理手順であり、記号の意味は
次の通りである。
(I2) Judgment of reaching the limit on the number of searches 150° The number of searches is the number of simulations, and by limiting this, the present algorithm is prevented from falling into an infinite loop. FIG. 21 shows the processing procedure for this purpose, and the meanings of the symbols are as follows.

NT二全全シミュレーション回 数AD:シミュレーション結果がシンプレックスの頂点
として使用された回数 NN(1:シミュレーション結果がシンプレックスの頂
点として使用されなかった回数 NKAD : XK+1がシンプレックスの頂点として
使用された回数 NEAD:XIEがシンプレックスの頂点として使用さ
れた回数 NcAn : Xcがシンプレックスの頂点として使用
された回数 NRADニシンプレックス縮退のためのシミュレーショ
ン結果がシンプレックスの頂点として使用された回数 NKNo:Xに+1がシンプレックスの頂点として使用
されなかった回数 NI!sa:XF!がシンプレックスの頂点として使用
されなかった回数 NcNo : Xcがシンプレックスの頂点として使用
されなかった回数 NgNaニシンプレックス縮退のためのシミュレーショ
ン結果がシンプレックスの頂点として使用されなかった
回数 (13)シミュレーション1600 シミユレーシヨンの基本的手順を第2z図に示す。シミ
ュレーションでは、プラント起動過程をボイラ起動、昇
速、負荷上昇の3つのフェーズに分けた。ボイラ起動フ
ェーズは、イグナイタ点火から昇圧制御(本機能はプラ
ント動特性モデルに内蔵されている)を実行し、起動時
設定圧力(主蒸気は94.9ata、再熱蒸気圧力は8
 、16ata)に到達するまでの起動過程を示す、昇
速フェーズは、昇速制御機能を含むメタルマツチ制御機
能により定格速度まで昇速し、且つ高圧タービンのメタ
ルマツチ条件が成立するまでの起動過程を示す。
NT2 Total number of simulations AD: Number of times a simulation result was used as a vertex of a simplex NN (1: Number of times a simulation result was not used as a vertex of a simplex NKAD: Number of times XK+1 was used as a vertex of a simplex NEAD: XIE NcAn: Number of times Xc was used as a vertex of a simplex NcAn: Number of times Xc was used as a vertex of a simplex NRAD Number of times the simulation result for simplex degeneracy was used as a vertex of a simplex NKNo: +1 to X was used as a vertex of a simplex NI!sa: Number of times XF! was not used as a vertex of a simplex NcNo: Number of times Xc was not used as a vertex of a simplex NgNa Number of times the simulation result for simplex degeneracy was not used as a vertex of a simplex (13) Simulation 1600 The basic procedure of the simulation is shown in Figure 2z.In the simulation, the plant startup process was divided into three phases: boiler startup, speed increase, and load increase.The boiler startup phase starts from igniter ignition. Pressure increase control (this function is built into the plant dynamic characteristic model) is executed to set the startup pressure (94.9 ata for main steam, 8 ata for reheat steam pressure).
, 16ata), and the speed increase phase indicates the startup process until the metal match control function including the speed increase control function increases the speed to the rated speed and the metal match condition of the high pressure turbine is satisfied. .

負荷上昇フェーズは、併入条件判定機能により負荷併入
し、負荷上昇制御機能により定格負荷(実運用において
は目標負荷)に達するまでの起動過程を示す。
The load increase phase indicates a startup process in which a load is added by the addition condition determination function and the load increase control function reaches the rated load (target load in actual operation).

(14)最適点収束判定17oO 最適点、即ち最短起動スケジュールは次式を満足するX
、Q とする。
(14) Optimum point convergence judgment 17oO The optimal point, that is, the shortest startup schedule satisfies the following equation
, Q.

このときのXeをX 1)PTと表記する。Xe at this time is expressed as X1) PT.

以上でオフライン最適化機能11】0の詳細説明を完了
した。
This completes the detailed explanation of offline optimization function 11]0.

次に、オンライン最適化機能1120について詳細を説
明する。
Next, the online optimization function 1120 will be explained in detail.

オンライン最適化により急速起動を実現するために、次
の点に着目した。
In order to achieve rapid startup through online optimization, we focused on the following points.

(1)ドラム蒸気温度変化率を考慮した急速昇圧主蒸気
圧力の上昇はドラム圧力の上昇を意味し。
(1) Rapid boost considering drum steam temperature change rate An increase in main steam pressure means an increase in drum pressure.

ドラム圧力の上昇は圧力で定まる飽和温度の上昇となっ
て表われる。更に、ドラム蒸気温度が変化するとドラム
には熱応力が発生する。このドラム熱応力を許容値以下
にするためには蒸気温度の変化率を許容値以下とする必
要がある。本発明では圧力と飽和温度の関係が非線形性
をもっていることを考慮して、常に最大許容温度変化率
となるように目標圧力を決定する方式とする。これによ
り、昇圧に要する時間を最小にする。
An increase in drum pressure manifests itself as an increase in saturation temperature determined by pressure. Additionally, changes in drum steam temperature create thermal stresses in the drum. In order to keep this drum thermal stress below an allowable value, it is necessary to keep the rate of change in steam temperature below an allowable value. In the present invention, in consideration of the fact that the relationship between pressure and saturation temperature is non-linear, a method is adopted in which the target pressure is determined so that the maximum allowable rate of temperature change is always achieved. This minimizes the time required for boosting.

(2)最適メタルマツチ条件算出による昇期通気制御対
象であるプラントは、中圧起動(中圧タービンにより昇
速する方式)とした。メタルマツチ条件は高圧タービン
と中圧タービンの両者を考慮する必要がある。本発明で
は、中圧タービンのメタル温度から定まる通気可能温度
に再熱蒸気温度が達すると、iちに中圧タービンに通気
し昇速する。昇速が完了すると、高圧タービンのメタル
温度から定まる通気可能温度に主蒸気温度が達すると、
直ちに負荷上昇フェーズへ制御を進める。
(2) The plant, which is subject to increased ventilation control by calculating the optimum metal match conditions, was started at medium pressure (method of increasing speed using an intermediate pressure turbine). For metal match conditions, it is necessary to consider both the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine. In the present invention, when the reheated steam temperature reaches the ventilable temperature determined from the metal temperature of the intermediate pressure turbine, the intermediate pressure turbine is immediately ventilated to increase the speed. When the speed increase is completed and the main steam temperature reaches the ventilation temperature determined from the high pressure turbine metal temperature,
Control immediately advances to the load increase phase.

これにより、タービンの通気待ち時間を必要最小限にと
どめる。
This keeps the turbine ventilation waiting time to the necessary minimum.

(3)中圧タービンの応力を考慮した急速昇速中圧ター
ビンのロータ表面及びボアに発生する応力(熱応力+遠
心応力)を許容値以下に抑え。
(3) Stress (thermal stress + centrifugal stress) generated on the rotor surface and bore of the rapidly increasing intermediate-pressure turbine, taking into account the stress of the intermediate-pressure turbine, is kept below the allowable value.

かつ最大昇速率を逐次決定することにより、最短時間で
昇速を完了させる。
By sequentially determining the maximum acceleration rate, the speed increase can be completed in the shortest possible time.

(4)併入可能条件判定による早期併入併入直後はボイ
ラ発生蒸気温度が急上昇する。
(4) Early annexation based on determination of conditions for annexation Immediately after annexation, the boiler-generated steam temperature rises rapidly.

この現象を考慮せず、高圧タービンのメタルマツチ条件
確立のみで併入してしまうと、負荷保持にもかかわらず
、ロータには過大な熱応力が発生する。そこで、本発明
では、プラントモデルを用いて発生応力を予測し、許容
値以下であれば、負荷併入を行ない、許容値以上のとき
は、併入条件待ちとなる方式とする。これにより、併入
のための待ち時間を最小にし、起動時間の短縮を図る。
If this phenomenon is not taken into account and included only by establishing metal match conditions for the high-pressure turbine, excessive thermal stress will occur in the rotor despite the load being maintained. Therefore, in the present invention, the generated stress is predicted using a plant model, and if the stress is below the allowable value, load addition is performed, and if the stress is above the allowable value, the stress is awaited. This minimizes the waiting time for merging and shortens the startup time.

(5)高圧及び中圧タービンの応力を考慮した急速負荷
上昇 高圧及び中圧タービンのロータ表面及びボアに発生する
応力(熱応力+遠心応力)を許容値以下に抑え、且つ最
大負荷上昇率を逐次決定することにより、最短時間で負
荷上昇を完了させる。
(5) Rapid load increase considering the stress of high-pressure and intermediate-pressure turbines Suppress the stress (thermal stress + centrifugal stress) generated on the rotor surface and bore of high-pressure and intermediate-pressure turbines to below allowable values, and reduce the maximum load increase rate. By making sequential decisions, the load increase can be completed in the shortest possible time.

以上に述べた基本的考え方に基づいて作成されたオンラ
イン最適化機能1120の処理方法について詳細を述べ
る。
The processing method of the online optimization function 1120 created based on the basic idea described above will be described in detail.

(1)昇圧制御 プラント起動時のボイラのドラムには、内部流体の温度
変化に伴なって熱応力が発生する。このとき超大熱応力
の発生を防ぐには、内部流体温度の変化率を許容値以下
に抑えなければならない。
(1) Thermal stress occurs in the drum of the boiler at the time of startup of the boost control plant as the temperature of the internal fluid changes. In order to prevent the occurrence of extremely large thermal stress at this time, the rate of change in internal fluid temperature must be suppressed to a permissible value or less.

内部流体温度は、そのときの圧力で一義的に定まる飽和
温度とみなされるため、許容温度変化率は許容圧力変化
率で表わすことができる。第23図に示すように、圧力
Pと飽和温度TSATの関係1123は非線形である。
Since the internal fluid temperature is considered to be the saturation temperature uniquely determined by the pressure at that time, the allowable temperature change rate can be expressed by the allowable pressure change rate. As shown in FIG. 23, the relationship 1123 between pressure P and saturation temperature TSAT is nonlinear.

いま、圧力Pにおける飽和温度変化率の集合α(P)を と表記し、飽和温度変化率許容値をαLとすれば、圧力
Pにおける許容圧力変化率β(P)11.24は ・・・・・・ (9) で表わされ、第24図に示す特性曲線が得られる。
Now, if the set α(P) of the saturation temperature change rate at pressure P is written as and the saturation temperature change rate allowable value is αL, then the allowable pressure change rate β(P) 11.24 at pressure P is... ...(9) A characteristic curve shown in FIG. 24 is obtained.

この特性は、圧力レベルが高くなるほど、許容圧力変化
率が大きくなることを示している。昇圧制御にこの特徴
を生かしたのが第25図に示す制御系ブロック線図11
25である。
This characteristic indicates that the higher the pressure level, the greater the allowable rate of pressure change. The control system block diagram 11 shown in Fig. 25 takes advantage of this feature in boost control.
It is 25.

(2)メタルマツチ制御1610 メタルマツチ制御の基本処理手順を第26図に示す。本
プラントは中圧タービン起動方式を採用しているため、
再熱蒸気温度TRI(がToMchs  (中圧タービ
ンのメタルマツチ条件下限温度を再熱蒸気温度に換算し
た値であり、以下、中圧タービンに対するNegalj
ve Maxと呼ぶ)よりも高い場合はメタルマツチ条
件が確立したことになり、中圧タービン・による昇速が
可能となる。低い場合は、その状態で温度上昇を待つ。
(2) Metal match control 1610 The basic processing procedure of metal match control is shown in FIG. This plant uses an intermediate pressure turbine startup method, so
Reheat steam temperature TRI
ve Max), it means that the metal match condition has been established, and the speed can be increased by the intermediate pressure turbine. If it is low, wait for the temperature to rise.

しかし、メタルマツチ条件が確立した時点での主蒸気温
度TMSがTHMcop(高圧タービンのメタルマツチ
条件上限温度を主蒸気温度に換算した値であり、以下、
高圧タービンに対するPo5jtive Maxと呼ぶ
)よりも高い場合は、主蒸気の昇温が早過ぎたことにな
り、高圧タービン通気による負荷上昇が不可能なため、
もはや中圧タービンによる昇速は無意味となる。即ち、
メタルマツチ失敗である。また、昇速中にTMs>TM
M(!UPとなった場合もメタルマツチ失敗である。
However, the main steam temperature TMS at the time when the metal match condition is established is THMcop (the value obtained by converting the metal match condition upper limit temperature of the high pressure turbine to the main steam temperature, hereinafter,
If the temperature is higher than Po5jtive Max (for the high-pressure turbine), the temperature of the main steam has risen too quickly, and it is impossible to increase the load by ventilating the high-pressure turbine.
Speed increase using an intermediate pressure turbine is no longer meaningful. That is,
Metal Matsushi was a failure. Also, during acceleration, TMs>TM
M(!UP) is also a metal match failure.

昇速完了後の主蒸気温度TにSがTHHC!IN(高圧
タービンのメタルマツチ条件下限温度を主蒸気温度に換
算した値であり、以下、高圧タービンに対するNega
tive Maxと呼ぶ)よりも低い場合は、主蒸気昇
温待ちとなる。その後、T ss > T MMC)I
Nとなりメタルマツチ条件が確立すれば、負荷上昇フェ
ーズの併入可能“条件判定機能へ処理は移行する。
S is THHC in the main steam temperature T after completion of speed increase! IN (This is the value obtained by converting the metal match condition limit temperature of the high-pressure turbine into the main steam temperature. Hereinafter, the negative value for the high-pressure turbine
(referred to as tive Max), the main steam temperature must be raised. Then T ss > T MMC)I
If the metal match condition is established, the process moves to the condition determination function that allows the addition of the load increase phase.

昇速完了後、いつまでもメタルマツチ条件確立待ちとな
る場合は、シミュレーション時間を制限(TLtMrT
) L/、起動失敗とみなす。これにより。
If you are stuck waiting for the metal match condition to be established after completing the speed increase, limit the simulation time (TLtMrT
) L/, is considered a startup failure. Due to this.

シミュレーションの計算時間を節約する。Save simulation calculation time.

次に、上記メタルマツチ条件の算出手段を説明する。Next, the means for calculating the metal match condition will be explained.

(1)中圧タービンに対するNegat、iva Ma
x値(TRMCHN )  1611 第27図は、中圧タービンに対する再熱蒸気温度のNe
gative Max値(TRscHn )の算出手順
を示す0本例では、通気時の中圧タービンボール内蒸気
温度のメタルマツチ下限温度TFIsMrNを、ボール
温度Trioよりも50℃だけ低い値に設定しである。
(1) Negat, iva Ma for intermediate pressure turbine
x value (TRMCHN) 1611 Figure 27 shows the reheat steam temperature Ne for the intermediate pressure turbine.
In this example, the metal match lower limit temperature TFIsMrN of the steam temperature in the medium-pressure turbine ball during ventilation is set to a value 50° C. lower than the ball temperature Trio.

同図に示す処理は、ボール内蒸気温度が TR8MINとなるような再熱蒸気温度Tus+u*を
算出するためのものである。本処理は、タービン応力計
算機能3−230に含まれる計算ルーチン(再熱蒸気温
度からボウル内蒸気温度を計算する方法)を共用し、収
束計算により逆にTnsHINがらTRMcIIN を
求める方法としている。
The process shown in the figure is for calculating the reheating steam temperature Tus+u* such that the steam temperature in the ball becomes TR8MIN. This process uses the calculation routine included in the turbine stress calculation function 3-230 (a method for calculating the steam temperature in the bowl from the reheated steam temperature), and conversely calculates TRMcIIN from TnsHIN through convergence calculation.

(it )高圧タービンに対するPo5itive M
ax値(T+4ト啜c F+p  )   1 6 1
 2第28図は、高圧タービンに対するIs気温度のP
o5itive Max値(TMMcup )の算出手
順を示す。本例では、通気時の高圧タービン第1段後蒸
気温度のメタルマツチ上限温度TMSM^Xを、ロータ
表面温度(ケーシング内壁温度と等しいとみなす)より
も50℃だけ高い値に設定しである。同図に示す処理は
、第1没後蒸気温度がTHsM^Xとなるような主蒸気
温度TMMCHPを算出するためのものである0本処理
も、前項と同様、タービン応力計算機能1230に含ま
れる計算ルーチン(主蒸気温度から第1没後蒸気温度を
算出する方法)を共用し、収束計算により逆にTMsM
^XからTxHcnpを算出する方式とした6 (ti+ )高圧タービンに対するNegat、ive
 Max値(TMMCHN )  1613 第29図は、高圧タービンに対する主蒸気温度のNeg
at、ive Max値(TMM(!HN )の算出手
順を示す。本処理手順は、前項と全く同じであり、メタ
ルマツチ下限温度TMaMINに対応する主蒸気温度T
MMCHNを求めるものである。
(it) Po5itive M for high pressure turbine
ax value (T+4tc F+p) 1 6 1
2 Figure 28 shows the Is air temperature P for the high pressure turbine.
The procedure for calculating the o5itive Max value (TMMcup) is shown. In this example, the metal match upper limit temperature TMSM^X of the steam temperature after the first stage of the high-pressure turbine during ventilation is set to a value 50° C. higher than the rotor surface temperature (which is considered to be equal to the casing inner wall temperature). The process shown in the figure is for calculating the main steam temperature TMMCHP such that the first post-death steam temperature becomes THsM^X.As in the previous section, this process is also a calculation included in the turbine stress calculation function 1230. By sharing the routine (method of calculating the first post-cooling steam temperature from the main steam temperature), convergence calculation is used to conversely calculate TMsM.
Negat, ive for the 6 (ti+) high pressure turbine using the method of calculating TxHcnp from ^X
Max value (TMMCHN) 1613 Figure 29 shows the main steam temperature Neg for the high pressure turbine.
The procedure for calculating the at,ive Max value (TMM(!HN) is shown below. This processing procedure is exactly the same as the previous section, and the main steam temperature T
This is to find the MMCHN.

(3)昇速制御1640 第30図は、昇速制御の処理手順を示す。この処理の特
徴は、次の点である。
(3) Speed-up control 1640 FIG. 30 shows the processing procedure of speed-up control. The characteristics of this processing are as follows.

(i)中圧タービンに発生する応力を予測し、この予測
値が許容値以下となる最大昇速率を逐次求めることによ
り、昇速時間が最短となる昇速パターンでタービンを起
動できること。
(i) By predicting the stress generated in the intermediate pressure turbine and sequentially determining the maximum speed increase rate at which the predicted value is less than or equal to the allowable value, the turbine can be started with a speed increase pattern that provides the shortest speed increase time.

(ii)応力予測の精度を高めるために、プラントモデ
ルをそのまま予測に用いること。
(ii) To improve the accuracy of stress prediction, use the plant model as is for prediction.

本方式では、基準時刻TRHMIl!oからTNVAR
Yの間を最大昇速率DN(]、)で昇速し、その後は速
度保持したと仮定し1時刻T tsF!o+ Tsup
までタービンに発生する応力を予測する。その結果、応
力の予測値がどの時点に才iいても許容値以下であれば
、昇速率r)N(1)で時刻T rsao + T N
VARI/まで実際(起動のシミュレーションとして)
に昇速する。逆に、予測値が許容値以上となった場合は
、1ランク下の昇速率DN (2)をモデルに設定し。
In this method, the reference time TRHMIl! o to TNVAR
Assuming that the speed is increased at the maximum speed increase rate DN (], ) between Y and then the speed is maintained, 1 time T tsF! o+Tsup
Predict the stress generated in the turbine up to As a result, if the predicted stress value is less than the allowable value at any point in time, the acceleration rate r)N(1) is reached at time T rsao + T N
Actual up to VARI/(as a startup simulation)
speed up. On the other hand, if the predicted value is greater than or equal to the allowable value, the acceleration rate DN (2), which is one rank lower, is set in the model.

発生応力を予測する。ON (3)の場合でも、なお応
力予測値が許容値以下にならない場合はDN(4)を設
定して速度保持状態とする。この様にして、時刻T r
 MI!O+ T NVARYに達すると、この時刻を
再び基準時刻TTMI!Oと置き、同様の処理を行なう
。以上の処理を繰返すことにより定格速度に達すると昇
速制御が完了し、次の併入可能条件の処理を移行する。
Predict generated stress. Even in the case of ON (3), if the predicted stress value does not fall below the allowable value, DN (4) is set to maintain the speed. In this way, time T r
MI! When O+T NVARY is reached, this time is again set as the reference time TTMI! Place it as O and perform the same process. By repeating the above process, when the rated speed is reached, the speed increase control is completed and the process for the next combinable condition is performed.

(4)併入可能条件判定1620 第31図は、併入可能条件判定の処理手順を示す。本処
理内容は同図の破線で示すように、大きく分けて次の2
つから成る。
(4) Judgment of combinable conditions 1620 FIG. 31 shows the processing procedure for determining combinable conditions. The contents of this process can be broadly divided into the following two types, as shown by the broken line in the same figure.
Consists of one.

(i)併入後の状態予測 初負荷(T、 = 3%)を投入した後の発生応力をプ
ラントモデルを用いて予測し、これが全予測区間TxL
において、許容値以下となるか否かを判定する。許容値
以下であれば、負荷併入が実施される。
(i) Predicting the state after addition The stress generated after applying the initial load (T, = 3%) is predicted using the plant model, and this is the entire prediction interval TxL.
In this step, it is determined whether or not the value is below the allowable value. If it is below the allowable value, load addition is performed.

(ii)併入条件待ち 前項での予測結果が否の場合(予測応力が許容値以上と
なる場合)、負荷併入を実施せず無負荷運転のまま制御
周期Tc5(次に状態予測を実施するまでの時間)だけ
待つ。この間に、主蒸気温度T’T4sが高圧タービン
のメタルマツチ条件の上限温度TMMCHPを越す場合
はメタルマツチ失敗であり、起動失敗となる。
(ii) Waiting for addition conditions If the prediction result in the previous section is negative (if the predicted stress is greater than or equal to the allowable value), no load addition is performed and no-load operation is continued at control cycle Tc5 (state prediction is then performed). wait until During this period, if the main steam temperature T'T4s exceeds the upper limit temperature TMMCHP of the metal match condition for the high pressure turbine, the metal match has failed and the startup has failed.

メタルマツチ失敗とならなければ5次の制御周期に再び
(i)の処理にもどって併入後の状態を予測する。併入
可能条件が成立すれば次の負荷り昇制御に移行する。
If the metal match does not fail, the process returns to step (i) again in the fifth control cycle to predict the state after the merging. If the conditions for parallel use are satisfied, the process moves to the next load increase control.

(5)負荷−上昇制御1630 第32図は、負荷上昇制御の処理手順を示す。(5) Load-rise control 1630 FIG. 32 shows a processing procedure for load increase control.

本制御方式は基本的には昇速制御方式と同じである。本
方式では、基準時刻TrMaoがらT LVARYの間
を最大負荷変化率DN (1)で負荷上昇し、その後は
負荷保持したと仮定し、時刻T r Hea + T 
LυPまでタービンに発生する応力を予測する。その結
果、応力の予81’l値がどの時点においても許容値以
下であれば、負荷変化率r)N(1)で時刻TRHME
O+TLVARYまで実際(起動シミュレーションとし
て)に負荷上昇する。逆に、予測値が許容値以上となっ
た場合は、1ランク下の負荷変化率DI、(2)をモデ
ルに設定し、発生応力を予測する。
This control method is basically the same as the acceleration control method. In this method, it is assumed that the load is increased at the maximum load change rate DN (1) between reference time TrMao and T LVARY, and that the load is maintained after that, and the time T r Hea + T
Predict the stress generated in the turbine up to LυP. As a result, if the stress predetermined value is below the allowable value at any time, the load change rate r)N(1) is determined at time TRHME.
The load actually increases (as a startup simulation) until O+TLVARY. Conversely, if the predicted value is equal to or greater than the allowable value, the load change rate DI, (2) one rank lower, is set in the model to predict the generated stress.

r)L(3)の場合でも、なお応力予測値が許容値以下
にならない場合はr)L(4)を設定して負荷保持状態
とする。この様にして、時刻が次の制御周期であるT!
阿Il!o + T +vvAnvに達すると、この時
刻を再び基準時刻T■I!oと置き、同様の処理を行な
う0以上の処理を繰返すことにより目標負荷に到達する
と起動完了となる。
Even in the case of r)L(3), if the predicted stress value does not fall below the allowable value, set r)L(4) to maintain the load. In this way, the time T! is the next control period!
Ail! When o + T +vvAnv is reached, this time is again set as the reference time T■I! When the target load is reached by repeating 0 or more similar processes, starting is completed.

以Eの様にして、ボイラ点火から目標負荷到達に要した
起動時間をTxとする。
As shown in E below, the startup time required from boiler ignition to reaching the target load is defined as Tx.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、プラント起動時間、特に中圧タービン
通気から高圧タービン通気さらに負荷併入に至る時間を
大幅に短縮できる。これにより、電力系統によ?ける負
荷調整能力が向とし、電力の供給安定性が向上するばか
りでなく、各発電プラントにおいても起動時間の短縮に
伴ない起動損失を低減でき、メタルマツチ失敗が無く確
実な起動ができるため、プラントの利用率が向上し、運
転員の負担も軽減されるなど大きな効果が期待できる。
According to the present invention, the plant start-up time, particularly the time from intermediate pressure turbine ventilation to high pressure turbine ventilation and load addition, can be significantly shortened. Does this affect the power grid? This not only improves the stability of the power supply, but also reduces the startup loss associated with the shortening of startup time in each power plant, ensuring reliable startup without metal match failures. The system is expected to have significant effects, such as improving the utilization rate and reducing the burden on operators.

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

第1図は本発明による火力発電プラント最短起動方法の
一実施例の基本的機能構成を示す図、第2図は本発明に
コンプレックス法を適用した起動スケジュール最適化ア
ルゴリズムの基本処理手順を示す図、第3図は第2図の
処理手順に用いるイニシャル値の意味を示す図、第4図
は初期シンプレックス形成の処理手順を示す図、第5図
は運転制限要因を示す図、第6図は擬似乱数を決定する
手順を示す図、第7図は試行点をイa正する手順を示す
図、第8図は運転制限要件に対する感度を示す図、第9
図は延長倍率修正係数を決定するアルゴリズ11を示す
図、第10図は陰的制約条件の監視アルゴリズムを示す
図、第1J図はシンプレックスの頂点の中から特徴的な
:3点を決定するためのアルゴリズ11を示す図、第1
2図は最悪点を除く頂点からなるシンプレックスの幾何
学的重心座標を求める手順を示す図、第13図は新試行
点を決定する手順を示す図、第14図は試行点後退不可
判定手順を示す図、第】5図は延長倍率修正手順を示す
図、第16図は新試行点延長手順を示す図、第17図は
試行点後退手順を示す図、第18図はシンプレックス縮
退手順を示す図、第19図は陽的制約条件の成否を判断
手順を示す図、第20図は最悪点を除外する手順を示す
図、第21図は探索回数制限到達判定手順を示す図、第
22図はシミュレーションの基本手順を示す図、第23
図は圧力と飽和温度との関係を示す図、第24図は圧力
と許容圧力変化率との関係を示す図、第25図は昇圧制
御系のブロック図、第26図はメタルマツチ制御の基本
処理手順を示す図、第27図は中圧タービンに対する再
熱蒸気温度のNegative Max値の算出手順を
示す図、第28図は高圧タービンに対する主蒸気温度の
Po5i、tjve Max値の算出手順を示す図、第
29図は高圧ター・ビンに対する主蒸気温度のNega
tive Max値の算出手順を示す図、第30図は昇
速制御の処理手順を示す図、第31図は併入可能条件判
定の処理手順を示す図、第32図は負荷上昇制御の処理
手順を示す図である。 101・・・最適起動スケジュール、1.1− ]・・
・起動スケジュール、121・・・目標運転状態、20
1・・・操作量、21.1,212,213・・・起動
特性、221・・・ボイラ応力、231・・・タービン
応力、310・・・プラントパラメータ、320,32
1,322゜:(23・・・プラントパラメータ初期値
、1000・・・起動スケジュール作成機能、1100
・・・スケジュール最適化機能、111.0・・・オフ
ライン最適化機能、1]20・・・オンライン最適化機
能、1200・・・プラント動特性子fll11機能、
1210・・・プラント勅特性モデル、’12.20・
・・ボイラ応力計算機能、1230・・・タービン応力
様算機能、2000・・・スケジュール実行機能、30
00・・・プラント。
FIG. 1 is a diagram showing the basic functional configuration of an embodiment of the shortest startup method for a thermal power plant according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the basic processing procedure of a startup schedule optimization algorithm to which the complex method is applied to the present invention. , Fig. 3 is a diagram showing the meaning of the initial values used in the processing procedure of Fig. 2, Fig. 4 is a diagram showing the processing procedure of initial simplex formation, Fig. 5 is a diagram showing operation limiting factors, and Fig. Figure 7 is a diagram showing the procedure for determining pseudo-random numbers, Figure 7 is a diagram showing the procedure for correcting trial points, Figure 8 is a diagram showing sensitivity to driving restriction requirements, Figure 9 is a diagram showing the procedure for determining a pseudo-random number.
The figure shows algorithm 11 for determining the extension magnification correction coefficient, Fig. 10 shows the implicit constraint monitoring algorithm, and Fig. 1J shows how to determine three characteristic points among the vertices of the simplex. Figure 1 showing algorithm 11 of
Figure 2 is a diagram showing the procedure for determining the geometric center of gravity coordinates of a simplex consisting of vertices excluding the worst point, Figure 13 is a diagram showing the procedure for determining a new trial point, and Figure 14 is a diagram showing the procedure for determining whether a trial point cannot be retreated. Figure 5 shows the extension magnification correction procedure, Figure 16 shows the new trial point extension procedure, Figure 17 shows the trial point regression procedure, and Figure 18 shows the simplex reduction procedure. Figure 19 is a diagram showing the procedure for determining the success or failure of explicit constraint conditions, Figure 20 is a diagram showing the procedure for excluding the worst point, Figure 21 is a diagram showing the procedure for determining whether the search limit has been reached, and Figure 22 is a diagram showing the procedure for determining whether the explicit constraint condition is successful or not. Figure 23 shows the basic procedure of simulation.
Figure 24 shows the relationship between pressure and saturation temperature, Figure 24 shows the relationship between pressure and allowable pressure change rate, Figure 25 is a block diagram of the boost control system, and Figure 26 shows the basic processing of metal match control. Figure 27 is a diagram showing the procedure for calculating the Negative Max value of the reheat steam temperature for the intermediate pressure turbine, and Figure 28 is a diagram showing the procedure for calculating the Po5i and tjve Max values of the main steam temperature for the high pressure turbine. , Figure 29 shows the main steam temperature Nega for the high pressure turbine.
FIG. 30 is a diagram showing the procedure for calculating the tive Max value, FIG. 30 is a diagram showing the procedure for increasing speed control, FIG. 31 is a diagram showing the procedure for determining conditions that allow for combination, and FIG. 32 is a diagram showing the procedure for load increase control. FIG. 101...Optimal startup schedule, 1.1-]...
・Start schedule, 121...Target operating state, 20
1... Manipulated amount, 21.1, 212, 213... Starting characteristics, 221... Boiler stress, 231... Turbine stress, 310... Plant parameters, 320, 32
1,322°: (23...Plant parameter initial value, 1000...Start schedule creation function, 1100
...Schedule optimization function, 111.0...Offline optimization function, 1]20...Online optimization function, 1200...Plant dynamic characteristic child fll11 function,
1210...Plant characteristic model, '12.20.
... Boiler stress calculation function, 1230 ... Turbine stress calculation function, 2000 ... Schedule execution function, 30
00...Plant.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、高圧タービンよりも中圧タービンを先行させて通気
しタービン及び発電機を昇速したのち高圧タービンに通
気する方式の火力発電プラントの起動に必要な操作及び
制御目標値設定に関する時間的な起動スケジュールを作
る起動スケジュール作成機能と、作成された起動スケジ
ュールに従つて実際にプラントを起動するスケジュール
実行機能とからなる火力発電プラント最短起動方法にお
いて、前記起動スケジュール作成機能がスケジュール最
適化機能とプラント動特性予測機能とを有し、前記スケ
ジュール最適化機能が起動時間を最短化するスケジュー
ルを探索し、動特性モデル及び応力計算機能を内蔵した
前記プラント動特性予測機能がそのモデルと応力計算に
より予測した起動時のプロセス状態値を前記スケジュー
ル最適化機能に出力し、前記スケジュール最適化機能が
前記プラント動特性予測機能を用いてシミュレーション
を行ない、中圧タービンの通気から高圧タービンの通気
までを最短化する各通気時間を決定し、前記スケジュー
ル実行機能に出力することを特徴とする火力発電プラン
ト最短起動方法。 2、特許請求の範囲第1項に記載の火力発電プラント最
短起動方法において、再熱蒸気温度T_R_Hが前記プ
ラント動特性予測機能により予測された中圧タービンの
メタルマッチ下限温度を再熱蒸気温度に換算した値T_
R_M_C_H_Nよりも高い場合は前記スケジュール
実行機能が中圧タービンによる昇速を実行し、低い場合
は昇速せずに再熱蒸気温度T_R_Hの上昇を待ち、前
記昇速完了後の主蒸気温度T_M_Sが前記プラント動
特性予測機能により予測された高圧タービンのメタルマ
ッチ条件下限温度を主蒸気温度に換算した値T_M_M
_C_H_Nよりも高い場合は前記プラント動特性予測
機能が高圧タービンを通気し初負荷を投入したと仮定し
たときのタービン発生応力を予測し、前記スケジュール
最適化機能がその応力が許容値以下となるか否かを判定
し、許容値以下の場合は前記スケジュール実行機能が負
荷併入を実施し、許容値以上と予測された場合及び主蒸
気温度T_M_Sが前記換算値T_M_M_C_H_N
よりも低い場合は通気せずに無負荷運転状態を維持する
ことを特徴とする火力発電プラント最短起動方法。
[Claims] 1. Operation and control target values necessary for starting a thermal power plant in which the intermediate-pressure turbine is ventilated before the high-pressure turbine, the speed of the turbine and generator is increased, and then the high-pressure turbine is ventilated. In the shortest startup method for a thermal power plant, which includes a startup schedule creation function that creates a temporal startup schedule related to settings, and a schedule execution function that actually starts the plant according to the created startup schedule, the startup schedule creation function It has an optimization function and a plant dynamic characteristics prediction function, and the schedule optimization function searches for a schedule that minimizes startup time, and the plant dynamic characteristics prediction function, which has a built-in dynamic characteristics model and stress calculation function, searches for the schedule that minimizes the startup time. The process state values at start-up predicted by stress calculation are output to the schedule optimization function, and the schedule optimization function performs a simulation using the plant dynamic characteristics prediction function to determine the flow rate from the ventilation of the medium-pressure turbine to that of the high-pressure turbine. 1. A method for starting up a thermal power plant in the shortest possible time, characterized in that each ventilation time that minimizes the time until ventilation is determined and outputted to the schedule execution function. 2. In the shortest startup method for a thermal power plant according to claim 1, the reheat steam temperature T_R_H is set to the metal match lower limit temperature of the intermediate pressure turbine predicted by the plant dynamic characteristics prediction function to the reheat steam temperature. Converted value T_
If it is higher than R_M_C_H_N, the schedule execution function executes the speed increase by the intermediate pressure turbine, and if it is lower, it waits for the reheat steam temperature T_R_H to rise without increasing the speed, and the main steam temperature T_M_S after the completion of the speed increase is Value T_M_M obtained by converting the metal match condition limit temperature of the high-pressure turbine predicted by the plant dynamic characteristics prediction function into main steam temperature
If it is higher than _C_H_N, the plant dynamic characteristic prediction function predicts the stress generated in the turbine assuming that the high-pressure turbine is ventilated and the initial load is applied, and the schedule optimization function predicts whether the stress will be below the allowable value. If it is below the allowable value, the schedule execution function executes load addition, and if it is predicted to be above the allowable value and the main steam temperature T_M_S is the converted value T_M_M_C_H_N.
A method for starting a thermal power plant in the shortest possible time, which is characterized by maintaining a no-load operation state without venting when the temperature is lower than .
JP8297386A 1986-04-02 1986-04-10 Shortest starting method for thermal power plant Pending JPS62240402A (en)

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