JPS6224608B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6224608B2
JPS6224608B2 JP50051606A JP5160675A JPS6224608B2 JP S6224608 B2 JPS6224608 B2 JP S6224608B2 JP 50051606 A JP50051606 A JP 50051606A JP 5160675 A JP5160675 A JP 5160675A JP S6224608 B2 JPS6224608 B2 JP S6224608B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
signal
pressure
control
throttle pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP50051606A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS50152230A (en
Inventor
Daburyu Deyuranto Oribaa
Aaru Uookaa Robaato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Babcock and Wilcox Co
Original Assignee
Babcock and Wilcox Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock and Wilcox Co filed Critical Babcock and Wilcox Co
Publication of JPS50152230A publication Critical patent/JPS50152230A/ja
Publication of JPS6224608B2 publication Critical patent/JPS6224608B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/20Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted
    • F01D17/22Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発電装置の制御装置、特に最近の中
央発電所において見られるような化石燃料発電装
置の制御装置に関するものである。原子力発電装
置が運転されるようになると、原子力発電装置は
燃料コストが低いことや運転上の制限等の点より
して負荷を一定にして用いられるため、システム
内の他の装置は低負荷システム中の完全停止を含
む頻繁かつ急速な負荷変動に応じうるものでなけ
ればならぬ。例えば典型的サイクリング装置は初
期蒸気条件が2400psig(168.72Kg/cm2)1000〓
(537.8℃)で400〜600MWの間の定格のものであ
る。そのような装置では通常蒸気はまず高圧ター
ビンを通り、ついで蒸気を1000〓(537.8℃)の
高再熱温度まで高める蒸気発電装置の再熱路を通
り、さらに中圧タービン、低圧タービンを通りコ
ンデンサに流れる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control system for a power generation plant, and more particularly to a control system for a fossil fuel power plant such as those found in modern central power plants. When nuclear power generation equipment comes into operation, other equipment in the system is used as a low-load system because nuclear power generation equipment is used at a constant load due to low fuel costs and operational limitations. It must be able to withstand frequent and rapid load fluctuations, including complete shutdowns. For example, typical cycling equipment has an initial steam condition of 2400 psig (168.72 Kg/cm 2 ) 1000
(537.8℃) and is rated between 400 and 600MW. In such systems, steam typically passes first through a high-pressure turbine, then through a reheat path in a steam power generator that raises the steam to a high reheat temperature of 1000°C (537.8°C), then through an intermediate-pressure turbine, a low-pressure turbine, and a condenser. flows to

その様な装置は極めて長い期間にわたつて部分
負荷で運転することができる。そこで本発明の目
的は、スロツトル圧を負荷に従つてプログラム
し、それにより装置の熱効率を増しかつタービン
に熱衝撃なしに急速負荷変化を許容しつゝ全負荷
範囲を通じてタービンインパルスチヤンバ内の蒸
気温度を実質的に一定に保つようにした制御装置
を提供することにある。
Such devices can be operated at part load for very long periods. It is therefore an object of the present invention to program the throttle pressure according to the load, thereby increasing the thermal efficiency of the system and allowing rapid load changes without thermal shock to the turbine while maintaining steam in the turbine impulse chamber throughout the entire load range. The object of the present invention is to provide a control device that keeps the temperature substantially constant.

本発明の前記並びに他の目的は図面とゝもに以
下にのべる説明により明らかとなる。
The above and other objects of the present invention will become clear from the following description as well as the drawings.

第1図のブロツク線図は、符号1で示す蒸気発
生装置すなわちボイラと、符号2で示すタービン
発電機とを有し、タービン発電機2が高圧タービ
ン3、中圧タービン4および低圧タービン5を備
えている多かれ少なかれ従来からある蒸気タービ
ン発電装置である。図面に示すごとく、高圧ター
ビン3、中圧タービン4および低圧タービン5は
一台の発電機6を駆動して発電させ、発電電力は
導線7,8,9を介して送電される。代りに、各
タービンが別個の発電機を駆動し、それらの発電
電力を共通の導線へ送出するようにしてもよい。
用いられるタービン発電機の特殊な構成は本発明
の一部を構成しない。
The block diagram in FIG. 1 has a steam generator, ie, a boiler, designated by the reference numeral 1, and a turbine generator, designated by the reference numeral 2. A more or less conventional steam turbine power plant comprising: As shown in the drawings, the high-pressure turbine 3, intermediate-pressure turbine 4, and low-pressure turbine 5 drive one generator 6 to generate electricity, and the generated power is transmitted via conductors 7, 8, and 9. Alternatively, each turbine may drive a separate generator and send their generated power to a common conductor.
The particular configuration of the turbine generator used does not form part of the invention.

蒸気発生装置1の2次過熱器10から排出され
る蒸気は高圧タービン3を通り、再熱器11に送
られる。この再熱器11で高温再熱された蒸気は
中圧タービン4を通り、ついで低圧タービン5を
通りコンデンサ12に排出される。コンデンサ1
2からの復水は復水ポンプ13により一連の低圧
加熱器14へ取り出され、この加熱器14におい
て低圧タービン5からの抽出蒸気で加熱され、そ
して脱気加熱器15に送られ、そこで更に抽出蒸
気で加熱される。給水はボイラ給水ポンプ16に
より脱気加熱器15から高圧ヒータ17へ引き出
されそこで抽出蒸気で加熱され、そしてさきに述
べた2次過熱器10および再熱器11の他にエコ
ノマイザ18、火炉19および1次過熱器20を
備えた蒸気発生装置1へ送られる。流量制御弁1
6Aはボイラの給水流量制御に使用され得る複数
の従来の制御手段のいづれか一つを表すものとし
て図面に示す。
Steam discharged from the secondary superheater 10 of the steam generator 1 passes through the high-pressure turbine 3 and is sent to the reheater 11. The steam reheated at a high temperature by this reheater 11 passes through an intermediate pressure turbine 4, then a low pressure turbine 5, and is discharged to a condenser 12. capacitor 1
The condensate from 2 is removed by a condensate pump 13 to a series of low pressure heaters 14 where it is heated with extracted steam from the low pressure turbine 5 and sent to a degassing heater 15 where it is further extracted. Heated with steam. The feed water is drawn by the boiler feed water pump 16 from the degassing heater 15 to the high pressure heater 17, where it is heated with extracted steam, and in addition to the previously mentioned secondary superheater 10 and reheater 11, it is also supplied with an economizer 18, a furnace 19 and It is sent to a steam generator 1 equipped with a primary superheater 20. Flow control valve 1
6A is shown in the drawings as representing any one of a plurality of conventional control means that may be used to control the flow rate of feed water to the boiler.

第2図には、蒸気発生装置1の空気ガスサイク
ルの基本形態を示す。押し込み送風機21からの
燃焼用空気は空気予熱器22を通り、火炉19に
供給される。油、ガス、石炭またはこれらの組合
せでもよい燃料は、適宜の手段(図示してない)
により火炉19に供給される。燃焼ガスまたは一
般的にいわれる煙道ガスは、火炉19を出て、2
次過熱器10を通り、再熱器11、一次過熱器2
0、エコノマイザ18、空気予熱器22を通り、
そして誘引フアン24を通つて図示しない煙突か
ら大気に排出される。エコノマイザ18をでた煙
道ガスはまた、装置の通常操作範囲の一部または
全部内において、再熱器11から送出される高温
再熱蒸気の温度を制御する手段として、ガス再循
環フアン25により火炉19に再循環させられ得
る。一般に、再循環ガスの流量は蒸気発生装置1
への熱すなわちエネルギ入力に逆比例して保持さ
れる。燃焼生成物が複数の加熱セクシヨンを通つ
て行く図示の順序は排他的な順序を示すものでは
ない。この順序は、例えば1次過熱器20から2
次過熱器10を通つて再熱器11への順であつて
もよいし、また2次過熱器10から1次過熱器2
0を通つて再熱器11への順であつてもよい。
FIG. 2 shows the basic form of the air gas cycle of the steam generator 1. Combustion air from forced air blower 21 passes through air preheater 22 and is supplied to furnace 19 . The fuel, which may be oil, gas, coal or a combination thereof, is supplied by any suitable means (not shown).
is supplied to the furnace 19 by. Combustion gases or commonly referred to as flue gases exit the furnace 19 and pass through the furnace 2
Passes through the secondary superheater 10, reheater 11, and primary superheater 2
0, passes through the economizer 18, air preheater 22,
Then, it passes through the induction fan 24 and is exhausted to the atmosphere from a chimney (not shown). The flue gas leaving the economizer 18 is also passed through a gas recirculation fan 25 as a means of controlling the temperature of the hot reheat steam delivered from the reheater 11 within some or all of the normal operating range of the system. It can be recycled to the furnace 19. Generally, the flow rate of the recirculated gas is
is retained in inverse proportion to the heat or energy input to it. The illustrated order in which the combustion products pass through the plurality of heating sections does not represent an exclusive order. This order is, for example, from the primary superheater 20 to the
The order may be from the secondary superheater 10 to the reheater 11, or from the secondary superheater 10 to the primary superheater 2.
0 to the reheater 11.

バイパス系統は1次と2次の過熱器10,20
のまわりに設けられ、導管26を有し、この導管
26の入口は1次過熱器20の入口に連結され、
また導管26の出口はコンデンサ12に連結され
このコンデンサ12は導管26を通つて運ばれて
きた蒸気を凝縮して給水系統へ戻す。また図示の
ごとく、導管26から導管27を通り2次過熱器
10の出口へ、また導管28を通り再熱器11の
出口へそれぞれ蒸気を分配する装置が設けられ
る。実質的に飽和した蒸気を、タービンに供給す
る過熱されかつ高温再熱された蒸気中へ分流する
ことは、起動および低負荷運転中に必要とされる
蒸気温度を緩和する手段を提供するものとなる。
Bypass system includes primary and secondary superheaters 10, 20
and has a conduit 26, the inlet of which is connected to the inlet of the primary superheater 20;
The outlet of conduit 26 is also connected to a condenser 12 which condenses the steam conveyed through conduit 26 and returns it to the water supply system. Also as shown, a device is provided for distributing steam from conduit 26 through conduit 27 to the outlet of secondary superheater 10 and through conduit 28 to the outlet of reheater 11, respectively. Diversion of substantially saturated steam into superheated and hot reheated steam that feeds the turbine provides a means of mitigating the steam temperature required during start-up and low load operation. Become.

第3図には、第1および第2図に示す発電装置
に適用される制御装置をブロツク線図で示す。図
示した制御要素、すなわちハードウエアは商業的
に利用できるものであり、またそれらの動作につ
いては当業者には充分に理解しうるものである。
更に制御装置は、空気液圧制御、電子または電気
制御或いはこれらの組合せたもののような特殊な
制御形式をもつ制御装置に限定するのを避けるた
めブロツク線図で示した。第1,2図には第3図
に示す主な制御器の最終の制御要素のみを示す。
さらに簡潔にする観点から、最終制御要素と関連
した局部フイードバツク制御ループは省略した
が、それらの目的は制御される変数の値を制御信
号の値に対して予定の関数関係に維持することに
ある。また制御動作例えば設定点、加算、積算、
微分、リセツトは、必要ならばまた必要あるとき
は前記各種制御ループ内に含まれるものであると
する。
FIG. 3 shows a block diagram of a control device applied to the power generators shown in FIGS. 1 and 2. The illustrated control elements or hardware are commercially available and their operation will be well understood by those skilled in the art.
Furthermore, the control system is shown in block diagram form in order to avoid being limited to control systems with special types of control, such as pneumatic control, electronic or electric control, or a combination thereof. 1 and 2 only show the final control elements of the main controller shown in FIG. 3.
For further brevity, we have omitted the local feedback control loops associated with the final control elements, whose purpose is to maintain the value of the controlled variable in a predetermined functional relationship to the value of the control signal. . Also, control operations such as set point, addition, integration, etc.
It is assumed that differentiation and reset are included in the various control loops described above, if necessary.

サイクリング装置(以下蒸気発生をして発電を
しかつその負荷の変動がサイクルして現われる装
置をサイクリング装置と称する。)の運転におい
ては、冷間起動および熱間起動と呼ばれる2つの
型式の起動がある。ボイラタービン状態には無関
係に、即ち熱間、冷間、中間温度のいずれの状態
にあつても、オンライン運転はボイラで最も重要
な要件を満たすように燃焼を行ない、また補助制
御装置により他の要件を満足させることにより最
み急速に達成され得る。例えば熱間起動の場合に
は、蒸気発生装置とボイラの1次過熱器は比較的
高圧かつ飽和温度にあり、一方2次過熱器と再熱
器は比較的低温にあり、このような状態において
最も重要な要件は過熱蒸気温度であり、従つてボ
イラは最大許容比率でこの過熱蒸気温度を高める
ように燃焼を行い、また必要な場合にはボイラの
圧力を所望の値に維持するため蒸気はコンデンサ
に排出され得る。反対に、冷間起動状態において
は、ボイラを加熱して蒸気を流れさせる必要があ
る。その結果タービンが冷いとき蒸気温度は高め
られる。かくして冷間起動状態において重要な要
件はボイラ圧力であり、ボイラ圧力は燃焼率を制
御し、一方過度に高い蒸気温度は蒸気と水の減温
器を用いて低減される。起動の形式に関係なく、
制御装置は自動的に重要な要件を選定し、そして
燃焼を制御しまた他の重要条件は選択した制御装
置により設定点の値に維持される。
When operating a cycling device (hereinafter, a device that generates steam to generate electricity and whose load changes appear in cycles is referred to as a cycling device), two types of startup are used: cold startup and hot startup. be. Irrespective of the boiler turbine conditions, i.e. hot, cold, or intermediate temperature, on-line operation ensures that the boiler burns to meet its most important requirements, and that auxiliary controls ensure that other This can be achieved most rapidly by satisfying the requirements. For example, in the case of a hot start, the steam generator and the boiler's primary superheater are at relatively high pressure and saturation temperature, while the secondary superheater and reheater are at relatively low temperatures; The most important requirement is the superheated steam temperature, so the boiler burns to increase this superheated steam temperature at the maximum permissible rate and, if necessary, the steam to maintain the boiler pressure at the desired value. can be drained into a capacitor. Conversely, in cold start conditions, the boiler must be heated to allow steam to flow. As a result, the steam temperature is increased when the turbine is cold. Thus, an important requirement in cold start conditions is the boiler pressure, which controls the combustion rate, while excessively high steam temperatures are reduced using steam and water attemperators. Regardless of the form of activation,
The controller automatically selects critical requirements and controls combustion and other critical conditions are maintained at set point values by the selected controller.

第3図において、装置の負荷要求信号は1次制
御信号発生器30に入力する自動負荷発信装置2
9または他の自動または手動装置により発生さ
れ、1次制御信号発生器30は発電装置の所望の
エネルギ出力に対応するフイードフオワード制御
信号を発生する。このフイードフオワード制御信
号は信号導線31を介して負荷誤差修正装置32
に送られ、この負荷誤差修正装置32は蒸気流量
要求信号を導線33へ送出する。また装置32に
はトランスミツタ34で発生されたメガワツト出
力に対応する信号(フイードバツク信号と考えら
れる)が供給され、こうして装置32は入つてく
る2つの入力信号を等しく維持するのに必要であ
る出力要求信号を発生する。
In FIG. 3, the load request signal of the device is inputted to the primary control signal generator 30 of the automatic load transmitting device 2.
9 or other automatic or manual device, the primary control signal generator 30 generates a feedforward control signal corresponding to the desired energy output of the generator. This feedforward control signal is transmitted via signal conductor 31 to load error correction device 32.
The load error correction device 32 sends a steam flow rate request signal to the conductor 33. The device 32 is also provided with a signal (considered a feedback signal) corresponding to the megawatt output produced by the transmitter 34, so that the device 32 receives the output power required to maintain the two incoming input signals equal. Generates a request signal.

フイードフオーワード制御信号はまた導線31
を介してスロツトル圧ランプ発生装置35にも供
給され、この装置35は最低圧、最大圧及びラン
プスロツトル圧(こゝにランプとは傾斜、換言す
れば一定速度の圧力変化をいう。)をそれぞれ設
定する手動調整セレクタ36,38,37、を備
えている。例えば、最大スロツトル圧は2400psi
(168.7Kg/cm2)に、最低スロツトル圧は600psi
(42.2Kg/cm2)に、またランプスロツトル圧は全負
荷の20%から70%まですなわち600psi(42.2Kg/
cm2)から2400psi(168.7Kg/cm2)までの範囲で変
わるように設定され得る。換言すれば、装置35
は、20%負荷点に達するまで600psi(42.2Kg/
cm2)の一定圧力を要求するタービンスロツトル圧
力要求信号を導線39を介して発生し、さらに70
%負荷点に達するまで負荷要求の増大に伴い増加
するスロツトル圧力要求信号を発生し、その後全
負荷の2400psi(168.7Kg/cm2)一定圧力に対応し
た信号を発生する。調整セレクタ36,37,3
8により、運転者は最大スロツトル圧と、最小ス
ロツトル圧と、ランプ内にある負荷スパンとを任
意に設定することができる。
The feedforward control signal is also connected to conductor 31.
A throttle pressure ramp generator 35 is also supplied via the throttle pressure ramp generator 35, which generates minimum pressure, maximum pressure, and ramp throttle pressure (ramp here refers to a slope, in other words, a constant speed change in pressure). Manual adjustment selectors 36, 38, and 37 are provided to set the respective settings. For example, the maximum throttle pressure is 2400psi
(168.7Kg/cm 2 ), minimum throttle pressure is 600psi
(42.2Kg/cm 2 ) and ramp throttle pressure from 20% to 70% of full load or 600psi (42.2Kg/cm 2 ).
cm 2 ) to 2400 psi (168.7 Kg/cm 2 ). In other words, the device 35
is 600psi (42.2Kg/
A turbine throttle pressure demand signal is generated via conductor 39 requesting a constant pressure of 70 cm 2 );
A throttle pressure demand signal is generated that increases with increasing load demand until the % load point is reached, and then a signal corresponding to a constant pressure of 2400 psi (168.7 Kg/cm 2 ) at full load is generated. Adjustment selector 36, 37, 3
8 allows the driver to arbitrarily set the maximum throttle pressure, minimum throttle pressure, and load span within the ramp.

導線33を介して伝送される蒸気流量要求信号
は燃料流量制御弁40と空気流量制御ダンパ装置
41とを調整して、装置へのエネルギ入力をエネ
ルギ要求に従つて維持するようにする。蒸気流量
要求信号はまた、蒸気流量要求信号に従つて高圧
タービン3への蒸気流量を維持するタービン蒸気
流量制御弁42に導線33を介して送られる。可
変圧運転を行なうことにより、タービン流量制御
弁42は、前述の最小、最大、及びランプ圧力に
ついて、70%負荷点として設定した最小圧力から
最大圧力までほゞ70%開のまゝであり、その後負
荷要求の増大に応じて比例的に変化する。しかし
ながら、最小圧力とランプ圧力を通じて、制御弁
42は蒸気流量の増大または減少の要求を直ちに
満足する70%開の位置から変化するが、そのよう
な要求の変化が燃焼率の変化により満足されて70
%開位置に復帰させられる。換言すれば、負荷要
求の過渡変化はボイラにおけるエネルギ貯蓄の出
し入れにより満足されて、そしてエネルギ貯蓄は
燃焼率の適当な変化により所望のレベルに維持さ
れる。
The steam flow demand signal transmitted via conductor 33 adjusts the fuel flow control valve 40 and air flow control damper device 41 to maintain the energy input to the system in accordance with the energy demand. The steam flow demand signal is also sent via lead 33 to a turbine steam flow control valve 42 which maintains the steam flow to the high pressure turbine 3 in accordance with the steam flow demand signal. By performing variable pressure operation, the turbine flow control valve 42 remains approximately 70% open from the minimum pressure set as the 70% load point to the maximum pressure for the aforementioned minimum, maximum, and ramp pressures; It then changes proportionally as load demands increase. However, through minimum pressure and ramp pressure, the control valve 42 changes from the 70% open position where it immediately satisfies a request for an increase or decrease in steam flow, but only if such change in demand is satisfied by a change in combustion rate. 70
It is returned to the % open position. In other words, transient changes in load demands are met by drawing energy into and out of the boiler, and the energy storage is maintained at the desired level by appropriate changes in the firing rate.

スロツトル圧要求信号は導線39を介してスロ
ツトル圧・シーケンス装置43に伝送され、また
この装置43には圧力制御器44から実際のスロ
ツトル圧に比例して信号が供給され、そして装置
43は出力信号をポジシヨン弁46へ供給しこの
弁46はスロツトル圧を所望の値に維持するため
1次過熱器20と2次過熱器10との間に設けら
れる。一般的に、弁46は装置35で発生される
プログラム値にスロツトル圧を維持するための下
流側圧力制御器として働くものであるといつてよ
い。
The throttle pressure request signal is transmitted via conductor 39 to a throttle pressure and sequence device 43 which is also supplied with a signal proportional to the actual throttle pressure from a pressure controller 44 and which output signal is supplied to a position valve 46, which is provided between the primary superheater 20 and the secondary superheater 10 to maintain the throttle pressure at a desired value. In general, valve 46 may serve as a downstream pressure regulator to maintain the throttle pressure at the programmed value generated by device 35.

スロツトル圧力プログラム制御信号はまた導線
39を介してボイラ圧力プログラム制御装置47
へ送られ、またボイラ圧力プログラム制御装置4
7には圧力制御器48から実際の1次過熱器の出
口圧力に比例する信号が供給され、そしてこのボ
イラ圧力プログラム制御装置47はタービン圧力
と函数関係をもつて変化する出力信号を発生し、
この出力信号は導線49に沿つてシーケンス制御
装置58に送られ1次過熱器20の出口における
蒸気圧力を所望の値に維持するため燃焼率を調整
させる。
The throttle pressure program control signal is also routed via lead 39 to boiler pressure program control 47.
and also to the boiler pressure program controller 4.
7 is supplied with a signal proportional to the actual primary superheater outlet pressure from a pressure controller 48, and this boiler pressure program controller 47 generates an output signal that varies functionally with the turbine pressure;
This output signal is sent along line 49 to sequence controller 58 to adjust the combustion rate to maintain the steam pressure at the outlet of primary superheater 20 at a desired value.

起動期間中、前述したごとく、燃焼率は種々の
補助制御機器により最も重要な要件を所望の値に
維持しかつその他の条件も所望の値に維持するよ
うに調節されねばならない。1つの最も極端な場
合としては1次過熱器20を通じてのボイラ圧力
がほゞ所望の値にあるという所謂熱間起動があ
り、また他の極端な例としてはボイラとタービン
が低い温度にある所謂冷間起動がある。起動方式
には関係なく、まず考えなければならぬことは、
蒸気温度とタービンの金属部温度との差が許容値
以内に保たれねばならないということであり、で
きるだけ早く蒸気と金属の温度を上昇させて最小
時間内で装置を準備するようにする。
During start-up, the combustion rate must be adjusted by various auxiliary controls to maintain the most important requirements at desired values and other conditions as well, as described above. One most extreme case is the so-called hot start-up, in which the boiler pressure through the primary superheater 20 is approximately at the desired value, and the other extreme is the so-called hot start-up, in which the boiler and turbine are at a low temperature. There is a cold start. Regardless of the startup method, the first thing you need to think about is:
This means that the difference between the steam temperature and the temperature of the metal parts of the turbine must be kept within tolerances, so that the steam and metal temperatures are raised as quickly as possible to prepare the equipment within a minimum time.

冷間、熱間又は中間温度起動に関係なく起動中
においては、装置は諸条件中必ずしも限定するも
のではないが最も必要なものとされるスロツトル
圧と、2次過熱器10と再熱器11の蒸気出口部
におけるガス温度と、過熱蒸気圧力とをプログラ
ム値に維持するように燃焼を行なう必要がある。
この目的のため、例えば、弁46がスロツトル圧
の要求を満足することのできない場合には導線5
1を介して高信号セレクタ52に制御信号が伝送
され、選別器またはこのセレクタ52には、プロ
グラム値からのガス温度の偏差分に比例した制御
信号が導線53を介して供給され、またスロツト
ル圧のプログラム値からの偏差分に比例する制御
信号が導線54を通じて供給される。これらの信
号のうち最高のものは加算装置50へ導線55を
介して供給され、選定した条件をプログラム値に
維持するために燃焼率を有効に修正する。
During start-up, regardless of cold, hot or intermediate temperature start-up, the device must meet the most necessary, but not limited, conditions of throttle pressure, secondary superheater 10 and reheater 11. It is necessary to carry out combustion so as to maintain the gas temperature at the steam outlet and the superheated steam pressure at programmed values.
For this purpose, for example, if the valve 46 is unable to satisfy the throttle pressure requirements, the conductor 5
A control signal is transmitted via line 53 to a high signal selector 52, to which the selector or selector 52 is supplied via a line 53 with a control signal proportional to the deviation of the gas temperature from the programmed value, and which is also supplied with a control signal proportional to the deviation of the gas temperature from the programmed value. A control signal proportional to the deviation from the programmed value is provided through conductor 54. The highest of these signals is provided via lead 55 to summing device 50, which effectively modifies the burn rate to maintain the selected conditions at the programmed value.

このプログラム装置56は導線33を通じて供
給される蒸気流量要求信号および温度制御器57
からの実際のガス温度に対応する信号に応動して
ガス温度制御信号を発生する。起動時に得られる
ような低蒸気流量においては、2次過熱器10及
び再熱器11の出口の蒸気温度はこの点における
ガス温度に実質的に等しい。それゆえ、第2図に
示すように、温度制御器57はこの点のガス温度
に応動する。ガス温度は起動時および低蒸気流量
状態においてのみ蒸気温度の指標として用いられ
得るので、便宜的にガス温度制御器57は出し入
れ可能型としガス温度が過熱または再熱蒸気温度
よりはるかに高い場合には、正常運転範囲内にお
ける装置の運転中においては、ガス温度制御器5
7はガスダクトから取り出しておく。
This programming device 56 is connected to a steam flow request signal supplied through conductor 33 and to a temperature controller 57.
A gas temperature control signal is generated in response to a signal corresponding to the actual gas temperature from the gas temperature control signal. At low steam flow rates, such as those obtained during start-up, the steam temperature at the outlet of the secondary superheater 10 and reheater 11 is substantially equal to the gas temperature at this point. Therefore, as shown in FIG. 2, temperature controller 57 is responsive to the gas temperature at this point. Since gas temperature can only be used as an indicator of steam temperature during start-up and low steam flow conditions, the gas temperature controller 57 is conveniently removable and can be used when the gas temperature is much higher than the superheat or reheat steam temperature. During operation of the device within the normal operating range, the gas temperature controller 5
Remove 7 from the gas duct.

もしガス温度及びその影響を受ける蒸気温度が
臨界状態にあり、ガス温度をプログラム値に維持
するように燃焼を調節している時に過剰な蒸気圧
力が発生する場合には、蒸気温度は過剰な蒸気を
過熱器部分20,10に通さずに導管26からコ
ンデンサ12へ流すことによつてプログラム値に
維持され、これは、シーケンス制御装置58で発
生する制御信号に応答する弁80により制御され
る。
If the gas temperature and, as a function of it, the steam temperature are in a critical state and excessive steam pressure is generated while the combustion is being adjusted to maintain the gas temperature at the programmed value, the steam temperature will be is maintained at the programmed value by flowing through conduit 26 to condenser 12 without passing through superheater sections 20, 10, which is controlled by valve 80 responsive to control signals generated by sequence controller 58.

本発明は、更に、臨界条件がスロツトル圧、あ
るいは起動中のガス温度又は過熱蒸気圧である場
合に、下記の手段によつて過熱蒸気温度を制御す
ること、並びに正常なオンライン運転中に蒸気温
度を所望値に維持することを包含する。温度ラン
プ発生装置(温度変化率発信装置)59は、装置
60,61,62内で発生する手動設定信号に応
答して、初期所望蒸気温度に対応する信号及び所
望のオンライン運転温度に対応するまで調整可能
の率で増大する信号を発生する。初期温度は、通
常、蒸気とタービン金属温度間に所望の温度差を
与えるように設定され、また変動比率は蒸気温度
とタービン金属温度との間の差が前記制限内に維
持しうるようにして初期から終期値まで増加して
ゆくようにセツトされる、かくして、例えば、初
期温度は600〓(315.6℃)、1時間当りの変動比
率は150〓(83.5C)、最終温度は1000〓(537.8
℃)とする。
The invention further provides for controlling the superheated steam temperature by the following means when the critical conditions are the throttle pressure, or the gas temperature or the superheated steam pressure during startup, and the steam temperature during normal on-line operation. including maintaining the desired value. A temperature ramp generator (temperature change rate transmitter) 59 responds to manual setting signals generated within the devices 60, 61, 62 and ramps up to a signal corresponding to an initial desired steam temperature and a desired on-line operating temperature. Generates a signal that increases at an adjustable rate. The initial temperature is typically set to provide the desired temperature difference between the steam and turbine metal temperatures, and the variation ratio is such that the difference between the steam temperature and the turbine metal temperature can be maintained within said limits. are set to increase from the initial to the final value, thus, for example, the initial temperature is 600〓 (315.6°C), the hourly variation rate is 150〓 (83.5C), and the final temperature is 1000〓 (537.8°C).
℃).

温度シーケンス制御装置64は、制御装置59
及び過熱蒸気温度制御器63に発生する各信号間
の差を、更に火炉19へ流入する空気流量に応答
する流量制御器65に発生するフイードフオーワ
ード信号により修正された出力信号を発生する。
起動及び低負荷運転中において、装置64からの
出力信号は飽和蒸気減温弁66を制御し、過熱蒸
気に比較的冷い空気を導入し、それにより蒸気温
度を希望値に回復するものである。反対に、若し
起動時で低負荷運転中に実際の蒸気温度がプログ
ラム値以下に減少したときには、温度シーケンス
制御装置64から発する信号は、装置67を通じ
燃焼比率を増加の方向に調節する。この制御装置
は、プログラム値以下への実際の蒸気温度の低下
に相応する信号値が燃焼比率を調節するのに対し
て、プログラム値以上への実際の蒸気温度に増加
に相応する信号値は、飽和蒸気減温弁66によつ
て過熱蒸気中に供給する飽和蒸気流量を調節する
ようになつている。更に低負荷運転の終末時、通
常全負荷の約20%程度であるが、過熱蒸気温度の
制御に飽和蒸気を使用することは効果はなく、弁
66は閉位置に置かれる。その後、過熱蒸気温度
は、通常負荷運転の全範囲にわたつて、プログラ
ム値からの過熱蒸気温度の偏差に対応して温度シ
ーケンス制御装置64から発信される信号に応答
する給水低減弁68を通しての所要の水の導入に
より制御してもよい。(通常、最終蒸気温度は手
動装置で設定される。) 再熱蒸気温度制御は、前記の過熱蒸気温度制御
について記載したところとほぼ同様である。導線
68を通しての温度ランプ発生装置59からの発
信信号は、制御装置69に伝達され、そこで温度
制御器70内に発生する実際の再熱蒸気温度に対
応する信号と比較される。またフイードフオワー
ド信号(外乱の情報によつて、その影響が制御系
に現われる前に必要な訂正動作をさせる信号をい
う。)は空気流量制御器65から導線71により
伝達され再熱器温度制御装置69に導入される。
制御装置69内でつくられた出力信号はシーケン
ス制御器72に伝えられ、蒸気減温弁73、ガス
再循環制御ダンパ装置74、再熱温度水減温制御
弁75とシーケンスで働かせる。過熱蒸気制御補
助装置の操作についても同様に、蒸気減温器は、
最も重要な状態を支持する燃焼が高い再熱温度を
生じさせるある起動状態において有効に行はれ
る。通常の運転範囲において、ガスの再循環は一
般に要求される定格とは反対に変化しながら、再
熱温度を有効に制御する。高い定格においては、
ガス再循環は最少まで減ぜられ、再熱蒸気温度は
水減温手段により有効に制御される。
The temperature sequence control device 64 is connected to the control device 59
and superheated steam temperature controller 63 to produce an output signal modified by a feed forward signal produced in flow controller 65 responsive to the flow rate of air into furnace 19.
During start-up and low load operation, the output signal from device 64 controls saturated steam detemperature valve 66 to introduce relatively cold air into the superheated steam, thereby restoring the steam temperature to the desired value. . Conversely, if the actual steam temperature decreases below the programmed value during start-up and low load operation, a signal from temperature sequence controller 64, through device 67, adjusts the combustion rate in an upward direction. This control device is such that a signal value corresponding to a decrease in the actual steam temperature below the programmed value adjusts the combustion ratio, whereas a signal value corresponding to an increase in the actual steam temperature above the programmed value adjusts the combustion ratio. A saturated steam detemperature valve 66 adjusts the flow rate of saturated steam supplied to the superheated steam. Furthermore, at the end of low load operation, typically about 20% of full load, the use of saturated steam to control superheated steam temperature is ineffective and valve 66 is placed in the closed position. Thereafter, over the full range of normal load operation, the superheated steam temperature is controlled as required through the feedwater reduction valve 68 in response to signals issued by the temperature sequence controller 64 in response to deviations in the superheated steam temperature from the programmed value. may be controlled by introducing water. (Normally, the final steam temperature is set by a manual device.) Reheat steam temperature control is substantially similar to that described for superheat steam temperature control above. The emitted signal from temperature ramp generator 59 through conductor 68 is transmitted to controller 69 where it is compared with a signal corresponding to the actual reheat steam temperature occurring in temperature controller 70 . In addition, a feedforward signal (a signal that uses disturbance information to perform necessary corrective actions before its influence appears on the control system) is transmitted from the air flow rate controller 65 through a conductor 71 and is transmitted to the reheater temperature. It is introduced into the control device 69.
The output signal generated in the controller 69 is transmitted to the sequence controller 72, which operates the steam detemperature valve 73, the gas recirculation control damper device 74, and the reheat temperature water detemperature control valve 75 in sequence. Similarly, regarding the operation of the superheated steam control auxiliary equipment, the steam desuperheater is
Combustion, which favors the most critical conditions, takes place effectively in certain start-up conditions that produce high reheat temperatures. In the normal operating range, gas recirculation effectively controls the reheat temperature, typically varying against the required rating. At higher ratings,
Gas recirculation is reduced to a minimum and the reheat steam temperature is effectively controlled by water attemperature means.

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

第1図は発電装置の基本的蒸気水サイクルのブ
ロツク線図、第2図は第1図に示すボイラの空気
ガスサイクルのブロツク線図、第3図は第1図と
第2図に示した発電装置に適用した本発明のブロ
ツク線図である。 29……自動負荷発信システム、30……1次
制御信号発生装置、32……負荷エラー較正装
置、35……圧力ランプ発信器、36,37,3
8……調整器、42……蒸気流量制御弁、43…
…シーケンス装置、47……圧力制御プログラム
装置、50……加算装置、52……高シグナル選
別器、56……プログラム装置、57……ガス温
度制御器、58……シーケンス制御装置、59…
…ランプ装置、64……温度シーケンス制御装
置、69……再熱温度制御装置、72……シーケ
ンス制御装置。
Figure 1 is a block diagram of the basic steam water cycle of the power generation equipment, Figure 2 is a block diagram of the air gas cycle of the boiler shown in Figure 1, and Figure 3 is the diagram shown in Figures 1 and 2. FIG. 2 is a block diagram of the present invention applied to a power generation device. 29... Automatic load transmission system, 30... Primary control signal generator, 32... Load error calibration device, 35... Pressure ramp transmitter, 36, 37, 3
8...Regulator, 42...Steam flow rate control valve, 43...
... Sequence device, 47 ... Pressure control program device, 50 ... Addition device, 52 ... High signal selector, 56 ... Program device, 57 ... Gas temperature controller, 58 ... Sequence control device, 59 ...
... Lamp device, 64 ... Temperature sequence control device, 69 ... Reheat temperature control device, 72 ... Sequence control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 蒸気発生装置1と蒸気発生装置1から蒸気を
供給されるタービン発電機2とを有する発電装置
の制御装置において、発電装置の所望出力に対応
するフイードフオーワード制御信号を発生する1
字制御信号発生器30と、フイードフオーワード
制御信号と実際の出力信号とを比較して蒸気流量
要求信号を発する負荷誤差修正装置32と、蒸気
流量要求信号に応答してタービン発電機2への蒸
気流量を制御するタービン蒸気流量制御弁42
と、フイードフオーワード制御信号に対して関数
関係をもつて変化するスロツトル圧を設定するス
ロツトル圧ランプ発生装置35と、スロツトル圧
ランプ発生装置35が発するスロツトル圧要求信
号と実際のスロツトル圧に比例した信号とに応答
してポジシヨン弁46に制御信号を発するスロツ
トル圧シーケンス装置43と、スロツトル圧要求
信号と圧力制御器48から発信される実際の1次
過熱器の出口圧力に比例する信号とに応答して出
力信号を発するボイラ圧力プログラム制御装置4
7と、負荷誤差修正装置32が発信する蒸気流量
要求信号とガス温度制御器57が発信する実際の
ガス温度信号を受けてガス温度制御信号を発信す
るプログラム装置56と、ポジシヨン弁46がス
ロツトル圧の要求を満足することのできない場合
に、ボイラ圧力プログラム制御装置47が発信す
る信号を受けるシーケンス制御装置58から発信
される信号及びプログラム装置56から発信され
る信号並びにスロツトル圧シーケンス装置43か
ら発信される信号とを受け、それらの信号のうち
の最高のものを発信する高信号セレクター52
と、高信号セレクター52から発信される信号と
負荷誤差修正装置32が発信する蒸気流量要求信
号とに応答して燃料流量制御弁40及び空気流量
制御ダンパー装置41を制御する加算装置50と
を有することを特徴とする発電装置の制御装置。
1. A control device for a power generation device having a steam generation device 1 and a turbine generator 2 supplied with steam from the steam generation device 1, which generates a feed forward control signal corresponding to a desired output of the power generation device.
a load error correction device 32 that compares the feedforward control signal with an actual output signal and generates a steam flow rate request signal; Turbine steam flow rate control valve 42 that controls the steam flow rate of
a throttle pressure ramp generator 35 that sets a throttle pressure that varies in a functional relationship with the feedforward control signal; and a throttle pressure request signal generated by the throttle pressure ramp generator 35 that is proportional to the actual throttle pressure. a throttle pressure sequencer 43 that issues a control signal to the position valve 46 in response to the throttle pressure request signal and a signal proportional to the actual primary superheater outlet pressure issued from the pressure controller 48; Boiler pressure program controller 4 responsively issuing an output signal
7, a program device 56 that receives a steam flow rate request signal sent by the load error correction device 32 and an actual gas temperature signal sent by the gas temperature controller 57, and sends out a gas temperature control signal; and a position valve 46 that sends a throttle pressure control signal. If the requirements of the boiler pressure program controller 47 cannot be satisfied, the signals transmitted from the sequence control device 58 which receives the signals transmitted by the boiler pressure program controller 47, the signals transmitted from the program device 56, and the signals transmitted from the throttle pressure sequence device 43 are transmitted. a high signal selector 52 that receives the signals and transmits the best of those signals;
and an addition device 50 that controls the fuel flow control valve 40 and the air flow control damper device 41 in response to the signal transmitted from the high signal selector 52 and the steam flow rate request signal transmitted from the load error correction device 32. A control device for a power generation device, characterized in that:
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