JPS63120880A - 給水ポンプ再循環流量制御装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） ゛　　　本発明は変圧運転を行なう発電プラントの給水
ポンプ再循環流量制御装置に関する。

（従来の技術） 火力発電プラント等においては、タービンの低負荷時の
熱効率向上を目的として、ボイラ出口主蒸気圧力を低負
荷時に下げて運転する変圧運転が最近行なわれている。

この変圧運転では、低負荷時ボイラ出口主蒸気圧力が比
較的低いので、ボイラの要求するボイラ入日給水流量を
送給する給水ポンプの吐出圧力と回転数は低い所で運転
される６そして、負荷を増加するに従い、ボイラ出口主
蒸気圧力と給水ポンプ吐出圧力１回転数を増加して運転
される。

このときの給水系統図を第５図に示す。第５図において
、給水ポンプ１は図示せぬタービンの低負荷運転から高
負荷運転への移行に応じて、図示せぬボイラの要求する
給水流量をそのボイラに送給するものである。このため
、給水ポンプ１の吐出圧力２回転数は上記負荷上昇に応
じて上昇することになる。一方、給水ポンプ１には、ポ
ンプの過熱を防止するために必要な最少吸込流量が決め
られており、常にこの最少吸込流量以上の吸込流量を給
水ポンプ１に流すことが必要である。吸込流量が最少吸
込流量以下になると、警報を出したり。

給水ポンプ１を強制停止させることとなる。この最少吸
込流量は給水ポンプの吐出圧力または回転数に応じて変
わる可変の値である。従って、ボイラへの給水流量が少
ない時は、再循環弁２を開いて給水ポンプ１の吸込流量
を最少吸込流量以上にしておくことが必要となる。

そこで、従来は給水ポンプ１の吸込側配管には流量検出
用エレメント３と流量センサを内蔵した発信器４を、吐
出側配管には圧力センサを内蔵した発信器５を、あるい
はまた、給水ポンプ１には回転数検出器６をそれぞれ配
設して、それらの検出信号を給水ポンプ再循環流量制御
装置７に加え。

検出した吸込流量と、吐出圧力あるいは回転数とに基づ
いて再循環弁２の開度を調節するようにしていた。

即ち、その給水ポンプ再循環流量制御装置７は第６図に
示すように構成され、関数発生器８は１例えば回転数検
出器６より入力した回転数信号Ｎに基づいて第７図に示
すような最少吸込流量より少し上に設定した吸込流量設
定信号Ｖを出力する。偏差演算器９は、発信器４より入
力した吸込流量信号Ｑと上記吸込流量設定信号Ｖとの偏
差を算出する。

制御器１０はその偏差を制御演算して吸込流量偏差信号
Ｘを出力する。

開閉速度調節回路１１は、偏差演算器１２と、信号制限
器１３と、積分器１４とにより構成され、上記吸込流量
偏差信号Ｘに応じた弁開度信号Ｙを出力する。

開度設定関数発生器１５は、その弁開度信号Ｙを入力し
、その弁開度信号Ｙに応じた制御信号を再循環弁２の図
示せぬ変換器に出力する。この変換器は電気信号を圧力
に変換するもので、上記弁開度信号Ｙに従って再循環弁
２を開閉制御する。このとき、上記弁開度信号Ｙに対す
る再循環弁２の開度は第８図に示すように弁開度信号Ｙ
が０から増加するに従って再循環弁２は全開から全開へ
と直線的に推移する。

ここで、上記偏差演算器１２は、上記吸込流量偏差信号
Ｘと上記弁開度信号Ｙとの偏差を演算する。

そして、上記偏差信号Ｘ〈上記弁開度信号Ｙのとき、つ
まり再循環弁２を開く方向に制御すべきとき、負の信号
を出力し、上記偏差信号Ｘ〉上記弁開度信号Ｙのとき、
つまり再循環弁２を閉じる方向に制御すべきとき、正の
信号を出力する。信号制限器１３は、第９図に示すよう
な入出力特性をもつ変換器で、上記信号が正のとき一定
しベルａ１の信号を出力し、上記信号が負のとき上記ａ
１より絶対値が大きい一定しベルａ２の負の信号を開閉
速度信号Ｚとして出力する。積分器１４はその信号を積
分して弁開度信号Ｙを出力する。これにより、積分器１
４は、負の信号を入力したとき弁開度信号Ｖを急速に低
下させ、また正の信号を入力したとき弁開度信号Ｙを徐
々に上昇させるように動作する。

このため、再循環弁２は開方向には急速に制御されるが
、逆に閉方向には低速で制御されるようになる。

ここで、吸込流量信号Ｑが第７図に示す吸込流量設定信
号Ｖに一致したとすると、吸込流量偏差信号Ｘがゼロと
なることにより弁開度信号Ｙもゼロになって再循環弁２
は全開する。一方、吸込流量信号０が徐々に上昇すると
再循環弁２は徐々に閉じ、その信号Ｑが一定値を越える
と全開状態になる。

従って、この再循環弁２が全開状態になるときの吸込流
量信号Ｑは、第７図の破線Ｑ！で示すように。

吸込流量設定信号Ｖに一定値αが加算された直線Ｑ！ど
なる。

いま例えば、第１０図（ａ）に示すように給水ポンプ１
がある一定の回転数で運転されているとすると、関数発
生器８からは同図（ｂ）の破線に示すようにその回転数
信号Ｎに対応する吸込流量設定信号Ｖが出力される。こ
のとき、図示せぬボイラ側の取水量が急激に低下し、そ
の後再び元の状態に戻ったものとすると、同図（ｂ）の
実線の（１）の部分に示すように吸込流量信号Ｑも最初
低下し、その後再び上昇する。この動作により制御器１
０は同図（ｃ）に示すような吸込流量偏差信号Ｘを出力
する。積分器１４は、この動作の始めで閉状態を示す弁
開度信号Ｙを出力していたとすると、偏差演算器１２は
上記吸込流量偏差信号Ｘとその弁開度信号Ｙとの偏差を
示す信号を出力する。

信号制限器１３は、この信号に対して前記のように正と
負で異なる信号レベルに変換し、同図（ｄ）に示すよう
に開閉速度信号２を出力する。積分器１４はこの開閉速
度信号２を積分し、弁開度信号Ｙを出力する。

この弁開度信号Ｙは、同図（ｅ）に示すように信号レベ
ルの低下する方向には急速に変化し、また信号レベルの
上昇する方向には徐々に変化する信号である。これによ
り、給水ポンプ１の吸込流量が最少吸込流量近くになっ
たときは、再循環弁２が急速に開いて、給水ポンプ１へ
の流量低下が防止されることにより、ポンプの過熱が防
止される。

一方、給水ポンプ１の吸込流量が回復した場合は、再循
環弁２が徐々に閉じることにより、上記ボイラへの外乱
が防止されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来装置によると、第１０図（ｂ）
の（２）の部分に示すように、吸込流量信号Ｑが吸込流
量設定信号Ｖに対して充分大きいレベルにあるときは、
再循環弁２は急速に開く必要性はないにも拘わらず、急
速に開かれる。この結果。

第１１図に示すように再循環流量が必要以上に多く流れ
る現象が生じ、図示せぬボイラへの給水流量が一時的に
減少し、ボイラ給水流量低下の警報やボイラトリップが
発生する虞れがあった。

なお１以上の説明では吸込流量設定信号Ｖを給水ポンプ
１の回転数に応じて決める例を示したが、これを給水ポ
ンプ１の吐出圧力に応じて決める場合においても同様の
問題があった。

本発明は、上記の問題を解決し、再循環弁の開閉制御が
ボイラの給水に対して外乱とならない給水ポンプ再循環
流量制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） このため本発明は、給水ポンプの回転数または吐出圧力
に応じて吸込流量を設定し、給水ポンプの吸込流量から
上記吸込流量設定値を差し引いた偏差に応じて再循環弁
を開く速度を変える手段を備えたものである。

（作用） 上記吸込流量設定値と実際の吸込流量との偏差が大きい
ときは、再循環弁を低速で開くことにより、ボイラへの
給水に対する外乱が防止される。

（実施例） 以下１本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る給水ポンプ再循環流
量制御装置のブロック構成図である６図において、第６
図と同一符号は同一ブロックを示し、図中、第６図と異
なる点は、開閉速度調節回路１６には、開方向制限値関
数発生器１７を配設し。

これにより信号制限器１８の信号変換器を変えるように
した点である。

開方向制限値関数発生器１７は、制御器１０の出力であ
る吸込流量偏差信号Ｘを入力し、その信号レベルに応じ
て第２図に示すように信号レベルが８３から８４に変化
する開方向制限信号Ｖを出力するものである。これによ
り、信号制限器１８は第３図に示すように偏差演算器１
２の出力である偏差信号を入力し、その信号が正のとき
一定しベルａ１の開閉速度信号２を出力する。一方、上
記偏差信号Ｘが負のとき、入力されている開方向制限信
号■の信号レベルで開閉速度信号２を出力する。つまり
。

偏差演算器１２の出力である偏差信号が負のとき、開閉
速度信号Ｚは負で出力されるがこのときの信号レベルは
、吸込流量偏差信号Ｘに応じて一定しベルａ３から一定
しペルａ４まで変化することになる。

いま、第４図（ａ）に示すように給水ポンプ１が一定の
回転数で運転されているとき、同図（ｂ）の（１）の部
分で示すように吸込流量信号Ｑが変化したとする。この
とき、第１０図で説明した場合と同様に、第４図（ｃ）
に示すように制御ｎ１０から吸込流量偏差信号Ｘが出力
される。吸込流量偏差信号Ｘが低下すると偏差演算器１
２は弁開度信号Ｙとの偏差を算出して、負の偏差信号を
出力する。このとき、開方向制限値関数発生器１７は、
入力する吸込流量偏差信号Ｘが小さいので、負方向に大
きい開方向制限信号Ｖを出力する。信号制限器１８は、
上記負の偏差信号を入力すると、開方向制限信号Ｖの信
号レベルで、同図（ｄ）に示すように開閉速度信号２を
出力する。

積分器１４はこの開閉速度信号Ｚを積分し、同図（ｅ）
に示すように弁開度信号Ｙを出力する。これにより、吸
込流量信号口の低下に対応して再循環弁２が急速に開か
れて、給水ポンプ１への流量低下が防止され、その過熱
が防止される。

一方、吸込流量信号Ｑが上昇すると、吸込流量偏差信号
Ｘも上昇する。このとき、偏差演算器１２は正の偏差信
号を出力するので信号制限器１８は同図（ｄ）に示すよ
うに正の開閉速度信号２を出力する。

これにより、同図（ｅ）に示すように弁開度信号Ｙが徐
々に上昇し、再循環弁２が低速で閉じられる。

再循環弁２を低速で閉じることにより、ボイラへの給水
に対する外乱が防止される。

ところで、吸込流量信号０が同図（ｂ）の（２）に示す
ように吸込流量設定信号Ｖに対して充分大きいレベルで
変動したとする。このとき、上記と同様に同図（ｃ）に
示すように吸込流量偏差信号Ｘが出力される。ここで、
偏差演算器１２は上記信号Ｘが低下すると、負の偏差信
号を出力する。このとき、開方向制限値関数発生器１７
は、第２図に示したように吸込流量偏差信号Ｘの信号レ
ベルに応じた開方向制限信号Ｖを出力する。これにより
、信号制限器１８は同図（ｄ）に示すように負方向に小
さい開閉速度信号２を出力する。

積分器１４はこの負方向に小さい開閉速度信号２を積分
するので、弁開度信号Ｙは同図（ｅ）に示すように低速
で徐々に低下するようになる。

これにより、再循環弁２も低速で徐々に開かれるように
なり、再循環流量の変化がボイラへの給水に対して外乱
となることが防止される。また、このときの給水ポンプ
１の吸込流量は最少吸込流量に対して充分大きいので、
給水ポンプ１が過熱することもない。

また、吸込流量信号Ｑが上昇すると、前記と同様に弁開
度信号Ｙが徐々に上昇し、再循環弁２が徐々に閉じられ
る。

このように、信号制限器１８が出力する開閉速度信号２
の負の信号は、吸込流量偏差信号Ｘが小さいとき負の方
向に大きく、またその信号Ｘが大きいとき負の方向に小
さく出力するようにしている。

これにより、弁開度信号Ｙを低下させて再循環弁２を開
く場合、給水ポンプ１の過熱発生の虞れのある吸込流量
偏差Ｘが小さいときには、急速に再循環弁２を開いてそ
の過熱を防止できると共に、上記過熱の虞れのないとき
は、徐々に再循環弁２を開くので、ボイラへの給水に対
する外乱が防止されるようになる。

なお、上記実施例では、開方向制限値関数発生器１７は
制御器１０の出力信号を入力するようにしたが、偏差演
算器９の出力信号を入力するようにしてもよい。また、
関数発生器８に第５図の発信器５で検出した吐出圧力を
入力するようにしても上記実施例同様の作用効果が得ら
れる。また、弁開度信号Ｙの上昇・低下速度を可変する
ために積分回路１４を用いたが、他の手段を用いること
もできる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、給水ポンプの吸込流量が
吸込流量設定値に対して小さいときは再循環弁を急速に
開き、吸込流量が吸込流量設定値に対して大きいときは
再循環弁を低速で開くようにしたので、給水ポンプの過
熱を防止すると同時に、ボイラ給水に対する外乱発生を
抑制することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る給水ポンプ再４１環流
量制御装置のブロック構成図、第２図はそのブロック構
成図における開方向制限値関数発生器の動作特性を示す
グラフ図、第３図は上記ブロック構成図における信号制
限器の動作特性を示すグラフ図、第４図（ａ）〜（ｅ）
は上記装置の動作を示すグラフ図、第５図は火力発電プ
ラントにおける給水系統図、第６図は従来の給水ポンプ
再循環流量制御装置のブロック構成図、第７図はそのブ
ロック構成図における関数発生器の動作特性を示すグラ
フ図、第８図はそのブロック構成図における開度設定関
数発生器の動作特性を示すグラフ図。 第９図は上記ブロック構成図における信号制限器の動作
特性を示すグラフ図、第１０図（ａ）〜（ｅ）は第６図
の動作を示す説明図で、第１１図（ａ）〜（ｃ）は第６
図の動作に基づく吸込流量変化時のボイラ給水流量と再
循環流量の関係図である。 １・・・給水ポンプ、２・・・再循環弁、３・・・流量
エレメント、４，５・・・発信器、６・・・回転数検出
器。 ７・・・給水ポンプ再循環流量制御装置、８・・・関数
発生器、９．１２・・・偏差演算器、１０・・・制御器
、１１．１６・・・開閉速度調節回路、１３．１８・・
・信号制限器、１４・・・積分器、１５・・・開度設定
関数発生器。 １７・・・開方向制限値関数発生器。 Ｘ〜ノ′ 第２図 「 第３図 第４図 第５図 ＜Ｓ誌＃Ｃ耐≦鎗と ひっ、◆Ｌ数イδ号Ｎ□ 第７図 第８図 ■ 第９図 時開− 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラへ給水する給水ポンプの回転数または吐出圧力に
   応じて吸込流量を設定し、この吸込流量設定値と上記給
   水ポンプの吸込流量との吸込流量偏差に応じて再循環弁
   を開閉制御する給水ポンプ再循環流量制御装置において
   、上記吸込流量偏差が大きいときは低速に、上記吸込流
   量偏差が小さいときは高速に上記再循環弁を開く再循環
   弁開閉速度調節手段を備えることを特徴とする給水ポン
   プ再循環流量制御装置。