JPS628605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発電所もしくは発電プラントに係わ
り、特に、各々が高圧タービン・バイパス弁およ
び分離弁を有している少くとも１つの投入される
ボイラの出力側からの蒸気とオン・ライン状態に
あるボイラの出力側からの蒸気との混合を制御す
るための発電所制御装置に関する。

化石燃料を用いる火力発電所の運転において
は、プラントの運転効率は１つまたは２つ以上の
支援蒸気発生器もしくはボイラを設けることによ
り顕著に高めることができる。例えばプラントに
はその初期の設計段階または事後的な設計におい
て１つのタービンに対し２つのボイラをそして２
つのタービンに対して３つのボイラを設けること
ができる。このような支援ボイラは交替用支援ボ
イラとして機能させることに加えて、プラントの
発電能力を補うために主ボイラと共に運転するこ
とも可能である。

長期にわたるボイラの運転停止の主たる原因の
１つには、給水管の腐蝕から生ずる水漏を修理す
る必要性が挙げられる。ガスまたは油を用いる火
力発電所と比較して、石炭火力発電所の設置が増
加する傾向にあり、それと共に水による腐蝕の問
題が増々由々しくなつてきている。と言うのは石
炭の涼焼で硫酸が発生するとか、スラツグが生じ
たりその他の腐蝕作用があるからである。従つて
蒸気混合プラント設計ならびにこのようなプラン
トのための蒸気混合制御に対する必要性が、石炭
火力発電所の増加と共に高まつてきているのが現
状である。

蒸気混合用手段を備えた発電所は既に従来文献
にも開示されている。例えば米国特許第4060990
号明細書にこのような蒸気混合方式が開示されて
いる。この蒸気混合方式においては、２つのボイ
ラからの蒸気流はヘツダ内で混合されて、それか
ら高圧タービンに送られる。しかしながらこの米
国特許明細書には１つのボイラが完全な運転状態
にある間に、他方のボイラの起動または停止中に
どのようにして蒸気流を混合するかに関しては何
ら示唆するところがない。

蒸気混合用制御装置にはオフ・ライン（非直
結）状態にあるボイラの起動および蒸気需用を該
起動されるボイラに転流する際に特に特殊な問題
がある。殊に蒸気混合は蒸気圧および温度に対す
る変動を伴なうことなく、安定したプラント運転
で達成することが望ましい。

本発明による発電プラント制御装置によれば、
少くとも１つのオフ・ライン状態のボイラの出力
蒸気とオン・ライン状態にあるボイラからの出力
蒸気との混合が制御される。各ボイラは高圧ター
ビン・バイパス弁および分離弁を有しており、そ
して制御装置は変動するプラント負荷条件下で蒸
気圧力デマンドを満足させるようにオン・ライン
状態のボイラへの燃料供給を制御する手段を有し
ている。さらにオフ・ライン状態のボイラに対す
る圧力設定点信号を発生したり、該圧力信号発生
手段からの蒸気圧デマンドを満足させるためにオ
フ・ライン状態のボイラへの燃料供給を制御する
ための手段が設けられる。オフ・ライン状態のボ
イラからの実際のバイパス蒸気流量およびタービ
ン蒸気流量が検知され、そして圧力設定点信号の
関数としてバイパス蒸気流量を制御するべく、オ
フ・ライン状態のボイラのバイパス弁位置を制御
するための手段が設けられる。

ボイラ圧力が一致しそしてオフ・ライン状態の
ボイラの分離弁がボイラ出力蒸気流を混合するた
めに開らかれる時にメモリもしくは記憶手段でオ
フ・ライン状態のボイラからの出力蒸気流量が記
録される。メモリ手段およびオフ・ライン・ボイ
ラ流量検知手段に応答する手段を設けて、オフ・
ライン状態のボイラ燃料供給制御手段でオフ・ラ
イン状態のボイラからの出力蒸気流量を実質的に
一定に保持するように制御がなされる。オフ・ラ
イン状態の分離弁が開らかれた後に、オフ・ライ
ン状態のボイラのバイパス弁制御手段を漸進的に
作動して、オフ・ライン状態のボイラのバイパス
弁を閉じ、もつてオン・ライン状態にあるボイラ
からの減少した出力蒸気流量で蒸気圧力デマンド
を満足させるためにオン・ライン・ボイラの燃料
供給制御手段がオン・ライン・ボイラの燃料をカ
ツト・バツクする際にオフ・ライン状態のボイラ
の蒸気流とオン・ライン状態のボイラの蒸気流と
を円滑に混合する。

要するに本発明はタービンにおける蒸気流を実
質的に擾乱することなく、従つて発電機を中断す
ることなく、同時に支援ボイラまたは蒸気発生器
をオンライン起動すると共に、オンラインボイラ
を稼働から取り出すための制御であり、その制御
装置は燃料供給バイパス弁および分離弁の制御に
より１つのボイラまたは蒸気発生器から他のボイ
ラまたは蒸気発生器への蒸気供給の切換え中にタ
ービンの主蒸気ヘツダにおける蒸気の混合を可能
にするものである。

次に図面を参照して説明する。

第１図を参照するに、この図には発電機１６を
駆動する蒸気タービン１２，１４を有する発電所
１０が示されている。再熱器１７，１９を備えた
１対の化石火力蒸気発生器もしくはボイラ１８，
２０がタービン１２，１４は駆動するための水蒸
気を供給する。使用された蒸気は復水器２１およ
びボイラ給水ポンプ２３を介してボイラ１８，２
０に戻される。

発電所もしくはプラント制御装置２２は所望の
圧力および温度でタービン１２，１４に対する蒸
気を発生するためにボイラ水、空気および燃料制
御を行なう。このプラント制御装置２２はまたタ
ービン速度および負荷を制御するために、タービ
ン蒸気進入弁を作動する。

蒸気混合制御装置２４が設けられておつて、高
圧ボイラ分離弁２５および２７ならびに低圧分離
弁３３および３５の位置を制御すると共に、それ
ぞれ高圧バイパス弁（傍路弁）２６，２８および
低圧バイパス弁３７，３９を介してボイラ１８，
２０から復水器２１への蒸気バイパス流量を制御
する働きをなす。低圧弁３３，３５，３７，３９
の制御はそれぞれ高圧弁２５，２７，２６，２８
の制御に従動するようにするのが好ましい。

混合制御装置２４には発電所もしくはプラント
１０内の他の制御装置が相関されており、直結、
即ちオン・ライン状態にあつて完全に運転されて
いる一方のボイラからの蒸気に直結されつつある
投入状態にある他方のボイラからタービン１２，
１４へ流れる蒸気流の圧力および温度状態を安定
に制御する。混合制御装置２４はまた一方のボイ
ラが完全もしくは充分な運転状態でオン・ライン
動作し続ける場合に、他方のボイラを非直結状
態、即ちオフ・ライン状態に運転停止するのを制
御する働きをもなす。

プラント１０は、２つのボイラ１８および２０
が最初からのプラント設計の一部分として既に存
在しているプラント即ち発電所であつてもよい
し、あるいはまたもともと１基のボイラしか有し
ていないプラントの運転の後に、該プラントに対
し付加もしくは支援蒸気発生能力を設けるために
ボイラの１つを事後的に設置したプラントであつ
てもよい。本発明の別の具体例において、複数の
タービンにより多数のボイラから蒸気供給を行な
うことができる。

単一のボイラ運転の場合の単一のボイラの起動
は、基本的には通常の発電所もしくはプラントの
場合と同じである。ボイラの１つが完全もしくは
充分に運転状態になると、そこでオペレータは、
プラントの負荷需用を満たすために、第２のボイ
ラを起動させるべきかどうか、そしていつ起動さ
せるべきかに関し判断を行なう。プラントの負荷
需用が50％よりも大きい場合には２つのボイラの
運転が必要である。運転すべきボイラの数に関す
るオペレータの判断に際してタービン温度も考慮
要件となる。と言うのは、第２のボイラをプラン
トの負荷需用が過度に低い状態でオン・ライン状
態にした場合、あるいはまた２つのボイラを過度
に低いプラント需用で運転し続けた場合には、タ
ービン温度が望ましくないほどに低下し得るから
である。既に述べたように、保守その他の理由か
ら直結状態、即ちオン・ライン状態にあるボイラ
の代りに、非直結、即ちオフ・ライン状態にある
ボイラをオペレータによつて起動して使用するこ
とも可能である。

第２図を参照するに、ボイラの１つが直結もし
くはオン・ライン運転状態になり、そして２基の
ボイラ運転を要求もしくは正当化するほどにプラ
ント負荷需用が充分に高くなつた場合、その負荷
需用を満たすために今までオフ・ライン状態にあ
つたボイラの起動を開始すると、ブロツク３０に
おいて所望のオフ・ライン・ボイラ起動圧力設定
点が設定されて、ブロツク３０ｂからの高い制限
作用を伴ないつつブロツク３０ａから圧力設定点
ランプ信号が発生せしめられる。この圧力設定信
号はセンサ３０ｃからの圧力帰還信号と共に圧力
コントローラ３１に供給され、該圧力コントロー
ラ３１は起動ボイラに対する燃料および空気需用
をボイラ主制御装置３２の制御下で徐徐に増大せ
しめる。ブロツク３０ｂにおける上限値は、混合
運転中ボイラ間に自発整合を行なうために、実際
のオン・ライン状態にあるボイラ圧力または切離
されるボイラの実際の圧力に等しくされている。

同時に、投入されるボイラのバイパス弁は、該
投入されるボイラからのバイパス蒸気流量を制御
するために位置制御装置３４により制御される。
この目的でバイパス蒸気流設定点がブロツク３４
ａによつて発生されて、低レベル・セレクタ３４
ｃを介し乗算器３４ｂに供給される。ボイラ圧力
ランプ信号は乗算器３４ｂに結合されている特性
化器３４ｄに供給されて、この信号は乗算器３４
ｂをしてバイパス蒸気流設定点ランプ信号を発生
せしめる。該バイパス蒸気流設定点ランプ信号
は、機能的に、ブロツク３４ｄで設定されている
特性関数に従がい圧力設定点ランプ信号に依存す
る信号である。ブロツク３４ｄで設定される適当
な関数は、ボイラ製造業者から得られる流量一定
格スロツトル圧力曲線に基ずくものである。

流量設定点乗算器の出力ならびにセンサ３４ｅ
からのバイパス流量信号はバイパス弁コントロー
ラ３６に印加される。弁位置制御信号が該コント
ローラ３６によつて発生されて、弁位置信号にし
たがい制御装置３４を駆動する。

投入されつつあるボイラの出口蒸気状態が選択
された値にあり、しかも混合運転が望まれる場合
には、オペレータは投入される主ボイラと主蒸気
管路との間にある分離弁２５または２７を開く。
この分離弁が閉じた状態でなくなると直ちに制御
系のブロツク３８でバイパス流量が記憶される。
その理由については追つて明らかになろう。

分離弁２５または２７の開放でボツクス４０内
の積分装置にも入力が与えられて、それにより既
に選択されていた値から、積分装置出力を徐徐に
零パーセントまで減少してバイパス弁２６または
２８を閉鎖せしめる値に切換えられる。バイパス
弁２６または２８が閉じる際にブロツク３８で記
憶されているスナツプシヨツト流量値が、流量誤
差発生器４１、圧力コントローラ３１およびボイ
ラ主制御装置３２を介して燃料および空気流量を
調節するための蒸気流量設定点としての働きをな
し、その結果、投入されるボイラからの全流量
（主蒸気管路およびバイパス管路への流量の和）
は実質的に一定に留まる。バイパス弁２６または
２８が100％閉じると、投入されるボイラの制御
は主ボイラ制御装置３２に完全に移管される。

分離弁が開かれる時にとられる蒸気流量スナツ
プシヨツトは蒸気混合中円滑で平衡のとれたボイ
ラ運転を行なうために自発整合作用をなす。この
スナツプシヨツト機構によれば、制御された全蒸
気流量に対する投入されるボイラの蒸気流量の寄
与度の正確で安定な制御を行ないつつ２つのボイ
ラの蒸気出口を並列形態でパイプ結合することが
できる。例えば、計器誤差の結果として実際上切
離されるボイラ圧力が高い値に測定された場合に
は、投入されるボイラの圧力は、投入されるボイ
ラの分離弁を最初に開いた時には切離される稼動
中のボイラの圧力よりも高くなる。したがつて投
入されるボイラは、投入されるボイラの全蒸気流
量をスナツプシヨツト流量値よりも大きくせしめ
るような主管路蒸気流量を発生することになる。
このような状態は、制御系において、圧力コント
ローラ３１に対する流量誤差発生器４１による調
整作用によつて主制御装置３２により修正され
る。

バイパス弁２６または２８が閉されて、ボイラ
が主ボイラ制御装置３２により制御されつつある
時には、ブロツク３８で蒸気流量信号を追跡し、
そしてボイラ圧力プログラマ３０は実際のボイラ
出口圧力を追跡するようにセツトされる。１つの
ボイラを稼動から引外す、即ち単独運転に切換え
ることが望ましいような情況が生じた場合には、
この引外しを開始するために３つのことが行なわ
れる。

第１にボイラ圧力プログラマ３０は運転圧力よ
りも小さい5000psiのような値に調節される。し
かしながら、プログラマ３０はバイパス弁２６ま
たは２８が閉されない間は測定ボイラ出口圧力を
追跡し続ける。ブロツク３８では、この時点で現
在の流量が記憶される。次にバイパス蒸気流量設
定点を実際の流量に調節し、そしてボイラの制御
をプラント主制御装置３２から個々のボイラ制御
装置に移す。この制御切換が終るとブロツク３８
で現在の蒸気流量が記憶され、ブロツク４０でバ
イパス流量設定点に切換えられる。

ブロツク４０の出力が徐々に増大するにつれ
て、バイパス弁２６または２８も徐々に開放す
る。全ボイラ蒸気流量を記憶しているブロツク３
８は、燃料および空気流量を、全流量が実質的に
一定になるように調節する。

バイパス流量が、記憶されている流量に等しく
なると、分離弁２５または２７が閉ざされてボイ
ラ圧力プロクラマが解放される。一方ボイラ燃料
および空気は、ボイラ圧力が圧力設定点に追従す
ることができるように徐々に減少される。このよ
うにして混合運転および切離し運転はタービン蒸
気流量および圧力を乱すことなく円滑にかつ正確
に制御される。

本発明のより詳細な具体例が第３Ａ図ないし第
３Ｂ図および第４Ａ図ないし第４Ｃ図に示されて
いる。第３Ａ図ないし第３Ｂ図を参照するに、混
合運転制御装置２４が機能ブロツク・ダイヤグラ
ムで示されており、そして各機能ブロツクに示し
た回路記号は、第４Ａ図ないし第４Ｃ図に示した
回路に対応するものである。説明の便宜上、２つ
のボイラ１８および２０は第３Ａ図ないし第３Ｂ
図および第４Ａ図ないし第４Ｃ図にボイラＡおよ
びボイラＢとして示されており、ボイラＢがオ
ン・ライン状態にあり、そしてボイラＡが投入さ
れるボイラであると仮定している。

直結状態もしくはオン・ライン状態にあるボイ
ラＢは、ボイラ追従制御装置から制御される。全
タービン蒸気流量４２ａがこのボイラに対する燃
料負荷指標として用いられる。蒸気流量信号は、
総和器４２ｂ、主手動／自動（Ｍ／Ａ）ステーシ
ヨン４４、切換リレー４６、別の総和器４８およ
びＢ−ボイラＭ／Ａ主制御装置５０を介して供給
されてボイラＢに対する燃料デマンドを発生す
る。この燃料デマンドは総和器４２ｂにプラスま
たはマイナスの調整信号を供給するスロツトル圧
力コントローラ５２によつて調整されて、ボイラ
Ｂは定格圧力で動作できる。

オフ・ライン状態にあるボイラＡを起動するた
めには、オペレータは先ずこの投入されるボイラ
に対する蒸気流量（第３Ｂ図）を選択し、したが
つてバイパス蒸気流量設定点を定める。スロツト
ル圧力プログラマ５４はそこでスロツトル圧力設
定点を時間の関数として直線的に増大する。ボイ
ラは圧力設定点信号に応答して燃料増加に伴ない
付加蒸気を発生する。バイパス弁２６または２８
は圧力の増大に伴ない増大するバイパス蒸気流量
を調整するように制御される。一般にＡボイラ・
スロツトル圧力設定点は時間の関数として、約
2400psiである定格圧力まで立上がる。圧力需用
が増大すると、その結果ボイラ主制御装置６６は
燃料をボイラＡに供給する。

ボイラＡの最終蒸気圧はオン・ライン状態にあ
るボイラＢの蒸気圧と整合しなければならない。
上限リミタ５５が予備整合リミタとしての働きを
なして、投入されるボイラの設定点がオン・ライ
ン状態のボイラの圧力設定点を越えるのを阻止す
ることにより、自発的整合を助成する作用をな
す。

投入されるボイラの圧力が2400psiに達した時
にもタービンへの蒸気流（混合運転）はまだ行な
われない。と言うのは、タービン分離弁が閉じて
いるからである。

投入されるボイラは、スロツトル圧力プログラ
マ５４によつて起動状態から定格圧力にされる。
該プログラマ５４は時間の関数として、円滑な時
間立上がりでスロツトル圧力設定点を表わす出力
を発生する。このスロツトル圧力プログラマから
の出力は、総和器５６、ボイラ出口圧力コントロ
ーラ５８、総和器６０、起動回路または主ステー
シヨン４４を選択する切換回路６２、総和器６４
およびＡ−ボイラ主Ｍ／Ａステーシヨン６６を通
されて、Ａボイラ燃料デマンンド信号が発生され
る。

ボイラＡに対して設けられている出口圧力コン
トローラ５８は、ボイラＡのヘツダ圧力デマンド
と実測ヘツダ圧力５９とを比較する。Ａボイラ燃
料は蒸気圧力デマンドを満足するようにコントロ
ーラ５８によつて調整される。

投入されるボイラが起動されてオン・ライン状
態のボイラＢと整合した蒸気状態にされたなら
ば、そこで混合運転を開始することができる。こ
の時点で記憶装置６８が分離弁論理回路によつて
トリガされて、総和器ブロツク７０により支持さ
れる全Ａ−ボイラ蒸気流量を記憶する。この全蒸
気流量は、混合運転開始時には零であるタービン
へのＡボイラ蒸気流量に、Ａボイラ・バイパス蒸
気流量を加えたものに等しい。しかる後にＡ−ボ
イラ圧力設定点調節コントローラ７２が記憶され
ている一定蒸気流量と実際のＡボイラ全蒸気流量
とを比較し、そして全蒸気流量に誤差があれば、
その結果コントローラ７２が総和器５６を介して
Ａ−ボイラ圧力コントローラ５８に対しスロツト
ル圧力補正信号を発生する。

２つのボイラが直結されると蒸気流量平衡化装
置７４は、これらボイラを同じ蒸気流量に維持す
るか、あるいはまたＢ−ボイラ主制御装置５０で
のバイアス調節にしたがい蒸気流量差（オフセツ
ト）を許容する。

既に述べたように、混合運転中高圧バイパス制
御弁が制御されて投入されるボイラのバイパス蒸
気流量が減少せしめられる。過熱器ならびに再熱
器において投入されるボイラの適切な温度を維持
するために、終段の過熱器からの蒸気流は高圧バ
イパス制御弁によつて同じボイラの再熱器入口へ
と側路（バイパス）される。蒸気はそこで再熱器
を通り該再熱器から続いて復水器へと側路され
る。

低圧バイパス制御弁は、側路される蒸気即ちバ
イパス蒸気を復水器へと導く。この弁は投入され
るボイラの再熱器の出力側と復水器との間に接続
されている。低圧バイパス弁の制御は高圧バイパ
ス弁位置の或る比となるように追従せしめられ
る。

オペレータは混合運転が生起した後に投入され
るボイラから要求される最終蒸気流量に対しブロ
ツク８０（第３Ｂ図）で設定点ポテンシヨメータ
を調節するのが好ましい。流量は、投入されるボ
イラが蒸気温度を1000〓に維持するのに充分な蒸
気を発生するのに充分ではあるが、混合運転の後
にオン・ライン状態のボイラ負荷が蒸気温度を降
下するレベルまで減少されるほどには高くはない
流量に設定しなければならない。

混合の前に、蒸気流量設定点８０がバイパス蒸
気流量を定め、そしてこの設定点信号は低レベル
信号セレクタ８３ならびに乗算器８４に印加さ
れ、その結果、混合運転時のバイパス蒸気流量設
定点信号が発生されて、この信号は混合運転時バ
イパス蒸気流量設定点コントローラ８６を介し高
圧バイパス弁を位置決めするのに用いられる。乗
算器８４は圧力設定点が定格圧力に対応する場合
には正確にオペレータの設定点値を繰返えす。プ
ラントが低圧力にある場合（起動したばかりの状
態）には、蒸気流量はオペレータの設定点の僅か
約10％に過ぎず、過度に大きい蒸気量を早期に取
出すことはできない。低圧力であまりに早期に高
い蒸気流を取出すと圧力を上昇するのがさらに困
難になり、燃料浪費が増大する。と言うのは、蒸
気は復水器に流れてしまうからである。

スロツトル圧力設定点が増大すると、ブロツク
８５（第２図のブロツク３４ｄに類似のブロツ
ク）における特性曲線Ｆ_Xにしたがい乗算器８４
の利得が増大せしめられる。この利得は定格圧力
時の利得となつて、その結果蒸気流量設定点はオ
ペレータによる調節値に等しくなる。この時点で
は蒸気の混合は生じていない。オン・ライン状態
のボイラＢがタービンに有効蒸気を供給してお
り、そして投入されるボイラＡはバイパス弁２６
を介して適切な圧力および温度で蒸気を発生して
いる。

混合運転を開始するために、オペレータは分離
弁２５および３３を開く。急激なプロセス変化を
回避するためには、弁２５，３５が開かれる時に
これら弁を蒸気が流れていないのが望ましい。

物理的なプロセス量の変動または負荷の変動と
関連して、投入されるボイラの圧力を正確に制御
した場合にのみ、上記のような蒸気流のない状態
が生ずる。分離弁２５の開放に先立つて、投入さ
れるボイラＡからの全べての蒸気はバイパス弁２
６を流れる。弁２５が開かれる時点で、全蒸気流
量が先に述べたようにして記憶される。バイパス
弁を通る流量は、混合運転時のバイパス蒸気流量
コントローラ８６により制御されているために変
動しない。したがつて、投入されるボイラの全蒸
気流量の変動は、開かれた分離弁２５を通して生
ずる。

流量の補正は、投入されるボイラのスロツトル
圧力の微調節により達成される。蒸気流量コント
ローラは、実際の全蒸気流量と記憶されている流
量とを比較して、起動スロツトル圧力コントロー
ラ５８の設定点を徐々に変更する。このようにし
て、投入されるボイラのスロツトル圧力が微調節
されて、それにより投入されるボイラからの流量
を零にしてボイラを相互接続することが可能とな
る。

さらに、プロセス・ドリフトもしくは変動に対
する補償がなされる。例えば、混合運転中に要求
されるオン・ライン状態のボイラ／タービン負荷
の変動で、ボイラ出口圧力が変化し、管路系統内
の圧力は降下する。負荷変動に起因する全蒸気流
量の変動で、オン・ライン状態にあるボイラのた
めのボイラ主制御装置は、新しい負荷需用を満足
させるように、オン・ライン状態にあるボイラの
燃料供給を調整する。同時に、投入されるボイラ
の制御系が従動関係で動作して、投入されるボイ
ラのスロツトル圧力の適応微調整を行なう。

混合運転制御の目的は、投入されるボイラＡか
らの蒸気を、蒸気圧力または温度を乱すことな
く、バイパス流路からタービンへと円滑に切換え
ることにある。このようにすれば、終局的には２
つのボイラがオン・ライン状態になつてタービン
に蒸気を供給する。タービン負荷を変動しないよ
うにするために、オン・ライン状態にあるボイラ
の蒸気流量は、投入されるボイラにより付加され
る量だけ減少される。この減少は、投入されるボ
イラから付加される蒸気流量に起因してスロツト
ル圧力が一時的に増大することから生ずるもので
ある。

混合運転過程は、プロセスにおける一連のステ
ツプ変化とみなすことができる。例えば、投入さ
れる側のバイパス弁は混合運転開始ステツプで少
し閉じ方向に戻される。その結果、タービン入口
圧力は、通常圧力レベルよりも高く増大し、主蒸
気流量は減少する。次いで、オン・ライン状態の
ボイラの燃料をその主制御装置により減少し、そ
れによりタービン入口圧力を正常レベルまで降下
し、そしてオン・ライン状態にあるボイラの蒸気
流量を、投入ボイラからの蒸気流量の増加分だけ
減少する。このような調整ステツプを、ボイラ流
量がオペレータの選択条件と調和するまで繰返
す。

バイパス弁２６の制御下での閉鎖は、混合運転
中次のようにして行なわれる。混合運転の開始前
には、バイパス蒸気流量は、ブロツク８０でのオ
ペレータの設定量に等しい。オン・ライン状態に
ある閉鎖用増幅器８１がオペレータの設定８０を
追跡して、追跡系が動作可能状態にあることを確
める。この場合、低レベル信号セレクタ８３に対
する２つの入力は相等しく、そして該低レベルセ
レクタ８３からの出力はオペレータの設定量（ブ
ロツク８０）に等しい。

混合運転の開始にあたつて、積分器８１からの
出力はブロツク８０でのオペレータの設定量から
零まで、直線的にかつ徐々に減少する。低レベル
信号セレクタはこの低い方の値を選択して、最終
混合蒸気流量設定点をオペレータによる値から零
まで減少する。このようにして、弁２６は徐々に
閉ざされ、その結果蒸気流はバイパス流路からタ
ービンへと徐々に転流される。

投入される側の蒸気がバイパス流路からタービ
ンへと転流されるにつれて、タービン負荷圧力は
増大する傾向となり、それによりオン・ライン状
態のボイラ負荷は減少せしめられる。オン・ライ
ン・ボイラ負荷が減少すると、最小レベル負荷に
達し、このレベルルでは蒸気温度はもはや維持す
ることはできない。この温度降下が検出されて、
蒸気温度制御弁（図示せず）が開らかれ、過熱器
からの蒸気が転流されて、それにより過熱器に対
する冷却材の作用が取り払らわれて、オン・ライ
ン状態にあるボイラの出口蒸気温度は回復する。
このようにして蒸気温度を維持しつつ、オン・ラ
イン状態のボイラ蒸気流量はさらに減少すること
ができる。Ａ弁（図示せず）は反作用して、個有
ボイラ特性を制御し、蒸気温度を50％より小さい
量だけ減少する。

混合運転中プラントの負荷が減少すると、蒸気
温度もそれに伴なつて減少する傾向を示す。蒸気
温度の降下を阻止するために、この場合にも蒸気
温度制御弁が蒸気温度制御に用いられて、過熱器
からの蒸気を復水器へと流す。このようにして、
プラント負荷に対する過熱温度を50％以下に維持
することが可能となる。温度制御弁位置が50％よ
り大きくなると、該弁はその制御範囲の限界点に
達し、それ以上の負荷減少に対し蒸気温度を維持
する能力は著るしく制限され、混合運転は論理制
御装置によつて停止される。温度制御弁が65％の
開位置に達すると、論理制御部は投入されつつあ
るボイラの切離しを開始する。

ここで切離しとは、混合運転の反対の過程を言
うものであつて、１つのボイラを稼動状態から取
り出すのに用いられる。オペレータは先ずタービ
ンの蒸気負荷がオン・ライン状態に残されるボイ
ラの容量内にあることを確めねばならない。オペ
レータは、切り離されるボイラにかかる負荷を実
際上可能な限り低く減少することができる。しか
しながらこのような負荷減少はバイパス弁の流量
容量の範囲内とすべきである。オペレータは蒸気
流量設定点ノブを調節して、実際の蒸気流量に等
しくする。

切離し運転への切換えで蒸気流量はブロツク９
１（第３Ａ図）で記憶されて、コントローラ９３
が作動される。８１，８３からの蒸気流需用（デ
マンド）は零であり、バイパス弁２８は閉され
る。８１，８３からの出力は時間の関数として
徐々に直線的に増加し、混合運転時バイパス蒸気
流量コントローラ８３をしてバイパス弁２８を開
らかしめる。

終局的にはバイパス弁２８は完全に開らき、蒸
気流はバイパス流路に転流される。分離弁２７は
そこで閉されて、切り離されるボイラはオフ・ラ
イン状態となる。この過程中微調整コントローラ
９３が、記録されている蒸気流量を利用して、切
り離されるボイラ・スロツトル圧力を微調整し、
適切な蒸気転流量を確保する。

第３Ａ図および第３Ｂ図に示した本発明の具体
例は第４Ａ図ないし第４Ｃ図により詳細な機能ブ
ロツク・ダイヤグラムで示されている。なお第５
図は低圧力バイパス弁が高圧力バイパス弁に従動
する仕方を示し、第６図は混合運転制御用論理回
路を示すものであつて、この論理回路は第４Ａ図
ないし第４Ｃ図に示すようにいろいろな制御ブロ
ツクに接続される。第４Ａ図ないし第４Ｃ図、第
５図および第６図に示したいろいろな機能ブロツ
クとしては市販品として入手可能な標準の回路を
用いることができる。

論理制御回路は混合系が不連続的に動作するこ
とを可能にするように適応されている。従つて混
合系は混合運転モード、切離しモードで動作でき
るばかりでなく、必要でない場合には完全に分離
することができる。既に述べたように、混合運転
系は混合運転中にも、オン・ライン状態のボイラ
の負荷が定格蒸気温度の維持を許容する最低負荷
状態に向つて過度に低く降下した場合には動作を
停止したり、あるいは反転したり、さらには切離
しを行なうことができる。

論理機能は主として、NPLカードと称される市
販品として入手可能な標準の回路カードを用いて
実行される。LACカードと称される別の標準カ
ードを用いてアナログ−デイジタル論理変換を行
なうことができる。

第３Ｂ図に示されているオン・ライン接続され
た増幅器８１を適切に制御するために、論理装置
が設けられている。混合運転に先立つて、増幅器
８１は適切に整合がなされているかどうかを確認
するためにＭ／Ａ蒸気流量設定点８０を追跡す
る。混合運転（または切離し運転）中、増幅器出
力は直線的に閉または開方向に立ち上つて、高圧
バイパス弁を適切に位置付ける。さらに混合運転
中、オン・ライン状態にあるボイラの負荷が蒸気
温度の損失を招く程に低下した場合には、増幅器
８１は逆に高圧バイパス弁を開くように動作す
る。

第６図において、ボイラＢはオン・ライン状態
にあり、ボイラＡは加入し得る状態にあると仮定
する。論理装置は増幅器８１を次のように制御す
る。

１ オペレータは、関連の制御ステーシヨンを自
動に切り換え、Ａ−主蒸気弁２５を開らき、か
つＢ−ボイラを追従制御に設定し、Ａ−ボイラ
は追従制御しないように設定して、プラントの
状態を混合運転用に準備する。このオペレータ
の準備作業でブロツク１００が完結し、増幅器
８１はオペレータの設定点８０を追跡せしめら
れる。

２ オペレータは混合運転を選択し、ボイラＢの
蒸気温度弁を50％を越えない程度に開らき、ブ
ロツク１０３を完結して、オア・ブロツク１０
５を反復して、それ以上の追跡は中止し、否定
ブロツク１０６およびアンド・ブロツク１０１
を介して追跡命令を禁止する。通常の動作で終
局的に増幅器８１の出力は零になり、バイパス
弁２６は閉される。

３ ボイラＢが過度に退行して、蒸気温度が低下
する傾向になると、Ｂ−蒸気温度制御弁が開ら
く。50％に等しいかまたはそれより大きい開度
で否定ブロツク１０７は禁止を解く。弁開度が
65％に等しいかまたはそれより大きくなると、
オア・ブロツク１０８およびアンド・ゲート１
０９は増幅器８１の閉作用を反転する。そこで
増幅器８１は弁が65％より大きくなる迄かまた
は入力１１０における手動設定点８０より小さ
くなくなる迄開らく。

４ アンド・ブロツク１１３は弁２６がいつたん
閉されたならば、積分器をして該弁２６を閉じ
た状態に維持せしめる。２つのボイラはオン・
ライン状態にあつて、混合／切離し運転は要求
されない。

５ 切離し運転の場合にも同じハードウエアが用
いられる。オペレータは関連の制御ステーシヨ
ンを自動に設定し、Ａボイラを切離しとして選
択し、Ｂボイラをオン・ライン状態にしておく
ようにプラントを切離し運転用に準備する。Ａ
ボイラ側の主蒸気弁２５は既に開いている。

６ 切離し開始の選択によつて、オア・ブロツク
１０８およびアンド・ブロツク１０９を介し積
分器８１はバイパス弁２６を開らく。設定点
は、積分器８１が手動設定８１と整合する迄増
大し、そして整合した時点で信号１１０により
アンド・ブロツク１０９を介してそれ以上の開
放は停止される。

７ 信号１１０，１１１はアナログ−デイジタル
変換器によつて発生される。他の論理は大部分
NPLを用いて実行される。

論理装置により付加的にメモリ６８、（また
は９１）が付活され、かつまた第３Ａ図に示し
た圧力設定点調節コントローラ７２、（または
９３）が付活される。メモリが用いられず、蒸
気流量の追跡が行なわれる場合にはコントロー
ラは零レベルに留まつて、ボイラ圧力に対して
何ら影響を及ぼさない。メモリが付活されると
コントローラの動作が開始される。アンド・ブ
ロツク１００を付活することにより、メモリ６
８、（または９１）は蒸気流量を記憶し、そし
てコントローラ７２、（または９３）が解放さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に従つて制御されるよう
に配列されたプラントのブロツクダイヤグラム、
第２図は第１図のプラントのための制御系のブロ
ツクダイヤグラム、第３Ａ図および第３Ｂ図は本
発明の具体例をより詳細に示し、第４Ａ図ないし
第４Ｃ図は第３Ａ図および第３Ｂ図の具体例をさ
らに詳細に示すブロツクダイヤグラム、第５図は
高圧および低圧バイパス弁のための制御ブロツク
ダイヤグラムそして第６図は第３Ａ図および第３
Ｂ図の具体例のための制御装置を略示する図であ
る。 １０……プラント、１６……発電機、１２，１
４……蒸気タービン、１７，１９……再熱器、１
８，２０……ボイラ、２１……復水器、２２……
プラント制御装置、２３……ボイラ給水ポンプ、
２４……蒸気配合制御装置、２５，２７……高圧
ボイラ分離弁、２６，２８……高圧バイパス弁、
３０……ボイラ圧力プログラマ、３１，４１……
コントローラ、３２……プラント主制御装置、３
３，３５……低圧分離弁、３４……位置制御装
置、３４ｂ，８４……乗算器、３４ｃ……低レベ
ル・セレクタ、３４ｄ……特性化器、３４ｅ……
センサ、３７，３９……低圧バイパス弁、４０…
…ボツクス、４２ａ……全タービン蒸気流量、４
２ｂ，４８，５６，６０……総和器、４４……主
ステーシヨン、５０……Ｂ−ボイラＭ／Ａ主制御
装置、５２……スロツトル圧力コントローラ、５
４……スロツトル圧力プログラマ、５５……上限
リミタ、５８……ボイラ出口圧力コントローラ、
５９……実測ヘツダ圧力、６２……切換回路、６
６……Ａ−ボイラ主Ｍ／Ａステーシヨン、６８，
９１……記憶装置、７０……総和器ブロツク、７
２……Ａ−ボイラ圧力設定点調節コントローラ、
８０……手動設定点、８１……閉鎖用増幅器、８
３……低レベル信号セレクタ、８６……バイパス
蒸気流量設定コントローラ、９３……微調整コン
トローラ、１００，１０１，１１３……アンド・
ブロツク、１０５，１０８……オア・ブロツク、
１０６，１０７……否定ブロツク、１０９……ア
ンドゲート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各々が高圧タービン・バイパス弁および分離
   弁を有している少くとも１つの投入されるボイラ
   の出力側からの蒸気とオン・ライン状態にあるボ
   イラの出力側からの蒸気との混合を制御するため
   の発電所制御装置において、変動する発電所負荷
   状態下で蒸気圧力デマンドを満足させるようにオ
   ン・ライン状態のボイラへの燃料供給を制御する
   ための手段と、前記投入されるボイラに対する圧
   力設定点ランプ信号を発生するための手段と、前
   記圧力設定点ランプ信号発生手段からの蒸気圧力
   デマンドを満足させるように前記投入されるボイ
   ラに対する燃料供給を制御するための手段と、前
   記投入されるボイラからの実際のバイパス蒸気量
   およびタービン蒸気流量を検知するための手段
   と、前記投入されるボイラのバイパス弁位置を制
   御して、圧力設定点ランプ信号の関数としてバイ
   パス蒸気流量を制御するための手段と、ボイラ出
   口圧力を検知し比較するための手段と、該ボイラ
   出口圧力が一致しかつ前記投入されるボイラの分
   離弁がボイラ蒸気流の混合のために開らかれる時
   に、前記投入されるボイラからの出力蒸気流量を
   記憶するためのメモリ手段と、前記メモリ手段お
   よび前記投入されるボイラの流量検知手段に応答
   して、前記投入されるボイラの燃料供給制御手段
   を制御し、前記投入されるボイラからの出力蒸気
   流量を実質的に一定に保持するための手段と、前
   記投入されるボイラの分離弁が開いた後に、前記
   投入されるボイラのバイパス弁制御手段を漸進的
   に動作させて、前記投入されるボイラのバイパス
   弁を閉鎖し、もつて前記オン・ライン状態のボイ
   ラに対する燃料供給制御手段が該オン・ライン状
   態のボイラからの減少した出力蒸気流量で蒸気圧
   力デマンドを満足させるために前記オン・ライ
   ン・ボイラへの燃料を低減する際に、前記オン・
   ライン状態のボイラからの蒸気流を、投入される
   ボイラの蒸気流と円滑に混合するための手段とを
   備えた少くとも２つのボイラから発生される蒸気
   の混合を制御するための発電所制御装置。