JPS6295612A - 高差圧調節弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、火力発電用ボイラあるいは化学プラント等に
おいて入口圧力と出口圧力との差が大きい条件のもとで
用いられる高差圧調節弁の制御装置に係り、特に、前記
高差圧調節弁の微開制御動作に起因する弁のエロージョ
ンを防止するための改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

例えば火力発電用ボイラあるいは化学プラント等には、
管または圧力容器等に装着され、流体または加圧体を制
御するいわゆる調節弁が数多く用いられている。第４図
は、この調節弁のうちでも特に入口圧力と出口圧力との
差が大きい条件のもとで、例えばタンク内流体のレベル
制御を行なうために用いられる従来の高差圧調節弁と、
その制御装置の構成を示したものである。この第４図に
よれば、前記高差圧調節弁１は、流入配管２からタンク
３内に流入する流体４をポンプ５によって送出される系
に装着され、前記タンク３内の流体レベルが設定値以上
となったときに弁を開け、流出配管６を通して前記流体
４を排出させることにより、前記タンク３内の流体レベ
ルを、前記設定値に保とうとするものである。尚、ここ
で示した被制御系ではタンク３側の圧力が調節弁ｌの排
出側圧力に比して充分高く、上述した如く高差圧を呈し
ているのは上述した通りである。これに対して制御装置
は、レベル検出器７、減算器８、比例積分調節器９から
成り、前記レベル検出器７により検出される前記流体４
のレベル信号を、前記減算器８に入力し、図示しないレ
ベル設定器から入力されるレベル設定値との間で減算を
行なうことにより偏差を求めるとともに、該偏差を前記
比例積分調節器９に入力し、当該偏差にもとづく前記調
節弁１の開閉制御を実行させることによって上述した流
体４のレベル制御を行なっている。

〔背景技術の問題点〕

係る従来の高差圧調節弁の制御装置によれば、前記レベ
ル設定値を超える前記流体４のレベル全域で、当該流体
４のレベルに応じた前記調節弁１の開閉制御を実行する
ものであったため、状況によっては、前記調節弁１が微
開状態に維持されることが生じていた。このような調節
弁１の微開状態のもとでは、上述した如く高差圧をもっ
て当該調節弁１より排出される前記流体４の流速が極め
て高速となるため、当該調節弁１内のステム（弁棒）お
よびシート部等にエロージョン（浸食）が生じ易く、当
該調節弁１の寿命が極端に短かくなるとともに、当該エ
ロージョンに起因して発生する弁リーク（漏れ）等のた
めに、プラント効率が低下するという問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を除去するためになされたものであ
り、前記調節弁１の微開状態のもとてのステム、シート
部等のエロージョンを防止し、当該調節弁１の長寿命化
を図るとともに、プラント効率の低下防止にも寄与する
ことのできる高差圧調節弁の制御装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

そこで本発明では、前記調節弁１の最小開度を前記エロ
ージョンが発生しない開度に制限するとともに、当該調
節弁１の最小開度以下の開閉は、全速で行なう弁開閉制
御手段を設け、前記最小開度より小さい開度での前記流
体４のレベル制御を禁止することにより上述した目的を
達成している。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を添付図面にもとづいて詳細に説明
する。第１図は本発明の一実施例を示すものであり、第
４図に示したものと同様に流入配管２からタンク３内に
流入する流体４を、ポンプ５によって送出する系に装着
され、前記タンク３内の流体レベルに応じて弁の開閉を
行ない、全量分の流体４を、前記タンク３内の圧力に比
して充分に圧力が低い排出路に排出させることにより、
前記タンク３内の流体レベルを基準値に維持するための
高差圧調整弁１と、該高差圧調整弁１の制御装置の構成
を示したものである。

この第１図において被制御系の構成は、上述した如〈従
来のものと同様であるが、制御装置は、レベル検出器７
、減算器８、比例積分調節器９に加え、新規に、前記レ
ベル検出器７により検出されるレベル信号に応じてそれ
ぞれａ端子およびｂ端子から入力される信号を選択的に
出力する２つの切替リレー１０．１１、それぞれ異なる
規定の信号を発生する３つの信号発生器１２，１３．１
４前記レベル信号をモニタし、前記タンク３内に充填さ
れる流体４に対する調節弁閉レベルｓＡおよび調節弁開
レベルＳＲとの比較結果に応じて前記切替リレー１０．
１１を制御するモニタスイッチ１５を具備して構成され
ている。

以下にその動作を詳述する。まず、前記タンク３内にお
ける流体４のレベルは、前記レベル検出器７によってレ
ベル信号Ｓ！に変換され、前記モニタスイッチ１５およ
び前記切替リレー１０のｂ端子ｉこ入力される。ここで
前記モニタスイッチ１５は、上述した如く入力されたレ
ベル信号Ｓ１をモニタするとともに、該レベル信号Ｓ、
と前記調節弁閉レベルｓＡおよび調節弁開レベルＳｓと
比較しており、その比較結果に応じて前記切替リレー１
０．１１を下表に示す如くに制御する。

表 ここで前記切替リレー１０および１１のａ端子、ｂ端子
に入力される各信号は、図からも明らかであるように、
それぞれ調節弁強制閉信号Ｓ’、レベル信号Ｓｌおよび
全閉信号Ｓ７、規定開度信号Ｓ６である。従って前記タ
ンク３内の流体４のレベルが、例えばＳＲ（調節弁開レ
ベル）＜Ｓｔ（レベル信号）の状態となり、前記モニタ
スイッチ１５による前記表に示した制御態様（「）及び
（■）の動作がとられるとき、前記切替リレー１０およ
び１１の出力である制御用レベル信号Ｓ３および下限信
号Ｓ６はそれぞれ前記レベル信号Ｓ１および規定開度信
号Ｓ８となり、結果として当該制御系では以下ζこ示す
如くの制御が実行される。

すなわち、前記レベル検出器７から前記切替リレ。

−１０のｂ端子に入力されたレベル信号ＳＬは、当該切
替リレー１０から前記制御用レベル信号Ｓ３として減算
器８に入力され、該減算器８での図示しないレベル設定
器から入力されるレベル設定値Ｓ４の減算により偏差が
求められ、該偏差信号Ｓ。

として出力され、前記比例積分調節器９に入力される。

ここで当該比例積分調節器９は、前記入力された偏差信
号Ｓｓにもとづき前記高差圧調節弁１を開閉制御すべく
調節弁開度指令信号ＳＩＯを出力するが、該出力は、前
記モニタスイッチ１５の制御により前記切替リレー１１
から下限信号Ｓ６として入力される前記切替リレー１１
のｂ端子入力すなわち規定開度信号Ｓ８により制限され
る。従って前記高差圧調節弁１は、前記比例積分調節器
９から出力される前記規定開度信号８８以上のレベルの
調節弁開度指令信号Ｓ１゜により駆動され、当該規定開
度以上の弁開度−こよるレベル制御が実行される。尚、
前記高差圧調節弁１の最大開度は、上限信号Ｓ９により
制限される。また状況に応じて例えば、前記検出レベル
信号Ｓ、が前記調整弁閉レベルｓＡ以下（ＳＡ＞Ｓｔ）
となり、前記モニタスイッチ１５が前記表に示した制御
態様（１）及び（ＩＩＩ）をとるときには、前記制御用
レベル信号Ｓｓは、前記切替リレー１０の切替により、
前記検出レベル信号Ｓ、から調節弁強制閉信号Ｓ２に切
替えられ、見かけ上Ｏレベル（Ｏｍ）となる。

またこの状態すなわちｓＡ＞ｓ、は、前記モニタスイッ
チ１５に制御態様（ＩＩＩ）をとらせ得る比較結果をも
満足するため、このときの前記下限信号Ｓ６は、前記切
替リレー１１の切替動作に応じ前記規定開度信号Ｓ８か
ら全閉信号Ｓ７に切替えられることになる。この結果、
前記減算器８を通じて比例積分調節器９から出力される
調節弁開度信号ＳＩＯは、調節弁全閉指令となり、当該
出力により前記高差圧調節弁１は、全閉状態に維持され
る。また、上述した高差圧調節弁１の制御装置の制御動
作を総括する意味で、該制御動作中における前記レベル
信号Ｓ１、制御用レベル信号Ｓ３、調節弁開度指令信号
ＳＩＧの変化をそれぞれ第２図（ａ）　、　（ｂ）　、
　（Ｃ）に示している。

すなわちこの第２図によれば、同図（ａ）に示すレベル
信号Ｓ、が、前記高差圧調節弁１の全閉動作によりＯｍ
である状態から（タイミングＴｏ　）、前記流入配管２
からタンク３内への流体４の流入により次第にそのレベ
ルが上昇し、前記調節弁閉レベルＳＡを超えると（タイ
ミングＴ＋　　）、前記モニタスイッチ１５により前記
切替リレー１０の出力すなわち同図（ｂ）に示す制御用
レベル信号Ｓ。

が、調節弁強制閉信号８２　（Ｏｍを示す）から前記レ
ベル信号Ｓｌに切替わる。但し、レベル設定値は８４　
　（≧ＳＢ）なので比例積分調節器９は、全閉指令のま
まである。更ｉこ、このレベル信号Ｓ。

が調節弁開レベルＳｎを超えると（タイミングＴ２）。

前記モニタスイッチ１５により、前記切替リレー１１の
出力かすなわち下限信号Ｓ６が前記全閉信号Ｓ７から規
定開度信号Ｓ８に切替わるため、同図（Ｃ）に示す調節
弁開度指令信号ＳＳＯは、前記下限信号Ｓ６である規定
開度信号８８以上の出力状態を呈することになる。

係る調節弁開度指令信号８１０によるレベル制御が確実
に行なわれると、前記レベル信号Ｓ１は前記調節弁開レ
ベルＳ　Ｂ　ｓ調節弁閉レベルＳＡを経て（タイミング
ＴｓｒＴ＜）、再びＱｍまで下がるが（タイミングＴｓ
　）、この途中で前記レベル信号ＳＲが、前記調節弁閉
レベルｓＡ以下となるとき（タイミングＴ４　）、前記
モニタスイッチ１５により選択される調節弁強制閉信号
Ｓ２により、前記制御レベル信号Ｓ３はＱｍとなる。こ
れと同時に、前記切替スイッチ１１では、その出力すな
わち下限信号Ｓ６として前記全閉信号Ｓ７が選択される
ため、前記調節弁開度指令信号ＳＩＧも全閉指令となる
。このため前記モニタスイッチ１５は、実際には一端規
定開度によるレベル制御が実行された後には、もしこの
間に前記レベル信号Ｓｌが調節弁開レベルｓＢより小さ
くなっても、前記レベル信号が次に前記調節弁閉レベル
Ｓム以下になるまでは前記態様（ＩＶ）を維持するよう
に構成されなければならない。尚、上述した制御動作に
おいて、全開状態と規定開度間の弁の開閉はそれぞれ全
速で行なうように構成しても良い。また上記動作を実現
するための前記切替リレー１０および１１のロジック構
成の１例を第３図に示している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の高差圧調節弁の制御装置
によれば、高差圧調節弁の最小開度をエロージョンが生
じない開度に制限するとともに、弁開閉は全速で行ない
、レベル制御等のための微小開度での連続運転を禁止す
るようにしたため、前記エロージョン防止に伴ない前記
高差圧調節弁の長寿命化を果せるとともに、該エロージ
ョンに起因する弁リーク等によるプラント効率の低下防
止にも寄与できるという優れた効果を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る高差圧調節弁による被制御系と
この高差圧調節弁の制御系の構成を示す概念図、第２図
（ａ）　、　（ｂ）　、　（０月よ、第１図に示した制
御系で扱われるレベル信号、制御用レベル信号、調節弁
開度指令信号の変化態様を示す図、第３図は本発明の高
差圧調節弁の制御装置に用いられる切替リレーのロジッ
ク構成の１例を示す図、第４図は従来の高差圧調節弁に
よる被制御系とこの高差圧調節弁の制御系の構成を示す
概念図である。 １−・・高差圧調節弁、２−・流入配管、３・・・タン
ク、４・流体、５・・ポンプ、６　・流出配管、７・・
レベル検出器、８・・減算器、９・・比例積分調節器、
１０゜１１・・切替リレー、１２，１３．１４・・・信
号発生器、１５・・・モニタスイッチ、Ｓ＾・・・調節
弁閉レベ／Ｌ／、ＳＢ・・ｐ節弁開レベル、ＳＩ　・・
レベル信号、Ｓ２・・・調節弁強制閉信号、Ｓ３・・・
制御用レベル信号、Ｓ４・・・レベル設定値、Ｓ５・・
・偏差信号、Ｓ６・・・下限信号、Ｓ７・・・全閉信号
、Ｓｓ・・・規定開度信号、Ｓ９・・・全開信号、Ｓｔ
Ｏ・・調節弁開度指令信号用’：、６′ｉ′、代理人　
木村高久 ＾　　　　　　　　　＾　　　　　　　　＾０　　　　
　、Ω　　　　　０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流入側と流出側との圧力差が大きい系に用いられる高差
   圧調節弁の制御装置において、前記高差圧調節弁の最小
   開度をエロージョンが生じない開度に制限するとともに
   、前記高差圧調節弁の最小開度以下の開閉は全速で行な
   う弁開閉制御手段を具備することを特徴とする高差圧調
   節弁の制御装置。