JPS6334402A

JPS6334402A - 火力プラントの起動方法

Info

Publication number: JPS6334402A
Application number: JP17825686A
Authority: JP
Inventors: 栄二遠山; 彰菅野; 飯村　嘉朗
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-15

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】〔産業上の利用分野〕本発明は火力プラントの起動方法に係り、特に貫流形ボ
イラの起動時間を最短とするに好適な火力プラントの起
動方法に関する。

〔従来の技術〕

この種の火力プラントとして貫流形ボイラ発電プラント
を例にとって説明する。真流形ボイラ本体に設けられた
バーナにより空気と混合され燃焼された燃焼ガスは、火
炉水冷壁にある１、２次過熱器、再熱器などと順次に熱
交換をしながら煙道内を進み、煙突から排出される。そ
の際に、燃料ガスの一部は、ガス再循環ファンによって
、ボイラ本体内へ戻され、再熱蒸気温度の制御に使用さ
れる。一方、給水ポンプから節炭器に送り込まれた水は
、ここで熱回収した後に火炉水冷壁に至り、水冷壁を上
昇する途中で蒸発し、１次過熱器に入って過熱される。

この蒸気は過熱器スプレーに達し、過熱器スプレーによ
って主蒸気温度が規定値になるよう減温された後、さら
に過熱器に入って過熱され、主蒸気管および主さい止弁
を経由して高圧タービンに至り、そこで発電機を９！動
する仕事をする。高圧タービンで仕事をした蒸気は、再
熱器に入って再熱され、再熱蒸気管およびインタセプト
弁を経由して中、低圧タービンへと送られ、そこでさら
に仕事をするというものである。

このような貫流形ボイラ発電プラントでは、中間負荷運
用のニーズに併うＤＳＳ（毎日起動停止）運転が望まれ
ている。このＤＳＳ運転の実現には、中央給電指命所か
ら指定された時刻に併入し、そして定格負荷に正確に到
達する必要がある。特に、次回起動を容易にするためボ
イラを高い湿度の状態に保ついわゆるホットバンキング
においては、次回起動時間を最短にするためには、各バ
ルブ、ダンパ類を全開状態とし、できる限り圧力、温度
の低下を防げねばならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、渦動開始から点火、併入の過程におい
ては、各部の温度、圧力を監視・制御し規定の起動パタ
ーンに従ってプラントを起動してゆくが、起動開始時の
ボイラ各部の状態が停止時の状況により、一様でないた
め、必ずしも最短時間で起動することができなかった。

尚、上記従来装置として要連するものには、特公昭４５
−２８３２１号、持分４４−３２１２３号等が挙げられ
る。

本発明の目的は、プラント停止時の状態を監視し再起動
時において、指定時刻にプラントを併入、定格負荷に到
達させることを可能とした火力プラントの起動方法を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、バーナを消火しプラント停止した段階から
ボイラ各部の圧力、温度を常時監視し、停止時の圧力、
温度の低下状態から指定された併入、定格負荷到達時刻
となる点火、昇温率を逆算し、これにより起動すること
により達成される。

〔作用〕

プラント停止時のボイラ各部の圧力、温度は、バンキン
グの状態が正常な場合、ある一定の時定数で低下するこ
とが判っている。このため、各部の圧力、温度の低下の
特性を模擬し、これと実際の圧力、温度の変化を比較す
ることにより、答弁が全開状態であることが態認できる
。また、点火の一次起熱器出口温度から各ブレークポイ
ントの温度差を昇温率で割れば、点火時から各ブレーク
ポイントにおける時間が算出できることから、指定され
た定格負荷到達時間を実現するための点火時期が逆算で
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２１５１１は貫流形ボイラ発電プラントを示すブロッ
ク図である。

図において、１はボイラ本体、ＩＡは火炉水冷壁、２は
バーナ、３はガス再循環ファン、４は節炭器、５は１次
再熱器、６は１次過熱器、７は２次再熱器、８は２次過
熱器、９は主蒸気管１６に設けられた主さい止弁、１０
は再内蒸気管１７に設けられたインタセプト弁、１１は
高圧タービン、１２は中低圧タービンである。また、１
３は復水器、１４は前記タービン１１．１２によって駆
動させる発電機である。３ｏは主蒸気減圧弁、３１及び
３２は弁、３５は過熱器通気弁、３６はフラッシュタン
ク、３７は蒸気ダンプ弁、３８はドレン弁、３９は主蒸
気止めである。

また、４０，４３．４６．４９は温度発信器、４１．４
４，４７．５０は偏差モニタリレー、４２．４５，４８
．５１は時間関数発生器である。

このような貫通形ボイラ発電プラントの動作を説明する
。

バーナ２により空気と混合され燃焼された燃焼ガスは、
火炉水冷壁の１，２次過熱器８．２次再熱器７などと順
次に熱交換をしながら煙道内を進み、煙突から排出され
る。その際、燃焼ガスの一部は、ガス再循環ファン３に
よって、ボイラ本体１内へ戻され、再内蒸気温度の制御
に使用される。

一方、給水ポンプから節炭器４に送り込まれた水は、こ
こで熱回収した後、火炉水冷ｕｌＡに至り、水冷壁を上
昇する途中で蒸発し、１次過熱器６に入って過熱される
。この蒸気は過熱器スプレに達する。前記蒸気は過熱器
スプレーによって主蒸気温度が現定植になるように減温
された後、さらに２次過熱器８に入って過熱され、主蒸
気￥？１６および主さい止弁９を経由して高圧タービン
１１に至り、そこで発電機を駆動する仕事をする。高圧
タービン１１で仕事をした蒸気は、１次再熱器５に入っ
て再熱される。この蒸気は２次再熱器７で更に再熱され
、再熱蒸気管１７およびインタセプト弁□　　　　　　
　　　　−一□ １０を経由して中、低圧タービン１２へと送られ、そこ
でさらに仕事をする。

ところで、貫流形ボイラでは、高温熱焼ガスに対する火
炉壁保護を内部貫流流体の冷却効果のみに依存している
ので、いかなる運転状態でも貫流量すなわち給水量を所
定下限値（定格値の２５％）以上に維持しなければなら
ない、したがって、タービンに入る蒸気流量が下限値よ
り低いユニット起動１停止時および低負荷運転時には、
給水量−蒸気量をボイラ中間部より外部に抽出しなけれ
ばならない、火炉壁中の歯体は超臨界圧に維持されてい
るので、抽出流体は制御弁によって減圧する必要がある
。すなわち、ランピング開始までの水蒸気系統における
機器の運転状態は、主蒸気減圧弁３０、主蒸気止め弁３
９が閉じており、火炉水冷！！！ＩＡ及び１次過熱器６
にて加熱された蒸気は弁３１及びブｔ−３２を経由して
フラッシュタンク３６に流れる。前記フラッシュタンク
３６に流入した流体はフラッシュタンクで気水分離され
、水はフラッシュタンクドレン弁３８を通過して、復水
器１３に戻る。

前記ワラシュタンク３６内で発生した蒸気は、過熱器通
気弁３５を通過し、２次過熱器８を通り。

高圧タービン１１に通気される。フラッシュタンク蒸気
ダンプ３７にて、フラッシュタンク内の圧力は一定に保
たれ、過熱器通気弁３５を通過する蒸気のエンタルピは
一定に保たれている。負荷ランピングが始まると弁３０
が除々に開き、蒸気系統はフラッシュタンクのバイパス
系統から１次過熱器６から過熱器減圧弁３０を介して２
次過熱器８に供給する。つまり貫流系統に除々に切替る
ことになり、起動することにｌなる。

第２図の如き起動する貫流形ボイラ発電プラントの系統
において、起動時間を最短にするためには、プラント停
止時において保有熱を外部に逃さないように答弁を全閉
しておく必要がある。これはホットバイキングと呼ばれ
ている。このような、ホットバンキング状態において、
プラントを停止させておくものとする。この時、各部の
圧力、温度は、答弁が正常に動作していれば、一定の時
定数をもって低下していく、このため、各部の圧力。

温度をプラント停止した状態から常に監視し、上記の一
定の低下パターンから、はずれないように監視すること
が、再起動時の起動時間を最短にするための必要条件で
ある。このため、例えば−水通熱器６の入口圧力を、圧
力発信器４０で検出し、圧力低下時定数を時間関数発生
器４２に組み込み、偏差モニタリレー４１で監視するこ
とにより、ホットバイキングが正常に行なわれているか
を監視することができる。これを詳細に第１図で説明す
る。

第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。

第１図において、フリップフロップ６０はバーナ消火の
信号がはいると論理“１”にセットされろ。すなわち、
プラント停止時点から“１″となる。次の切替スイッチ
６９はフリップフロップの出力が“１″になった時■か
ら■に切替る。すなわち、次の変化率制限器６３の入力
が０％から１００％に切替る。変化率制限器は人力信号
を一定の変化率に制限する機能を有するものであり、そ
の出力は、図示のように、バーナ消火時点から時間に比
例して増加していく、このため、正規の圧力の低下パタ
ーン（第１図中の曲線ＣＩ）を関数発生器４２に組込ん
でおくことにより、圧力の異常低下を検出できる。ここ
で、この検出には圧力のバラツキを考慮し、上限（第１
図中の曲線Ｃ２）、下限（第１図中の曲線Ｃ：（）との
差を関数発生器６４及び６５に組込んでおく、また、圧
力が急速に低下することは微分器６６によって検出する
こともできる。

異常を検出した場合、警報を発し、運転員が弁の点検を
行うこととなる。

一方、指定された併入、定格負荷到達時刻を守るために
は、第３図に示す如く、−水通熱器出口温度がタービン
通気の条件に合致するように、昇温率Ｔ　１　’Ｃ／分
、Ｔ２℃／分、Ｔ３℃／分から点火の時刻を逆算するこ
とにより決定することができる。

すなわち、第４図に示すように時間ｔ１．　ｔｚ。

℃８はそれぞれ、として計算できる。ここで、昇温率Ｔｌ、Ｔｚ　。

Ｔ３は熱応力の制限などから、あらかじめ決定される数
値である。

ここで、バーナ点火時の１次過熱６６の出口温度は、第
５図に示すように、バーナ消火からの経過時間に従い、
低下していく、この低下パターンは代表値として実線で
示されているが、点線のパターンで示されるようなバラ
ツキを示す、このため、バーナ点火予想時刻の正確な１
次過熱器６の出口温度をあらかじめ予測しておく必要が
ある。

１次過熱器６の出口温度の低下の予測のため、バーナ消
火からｔｓ時間後の１次過熱器６の出口温度Ｔｓを測定
する。このＴｓとバラツキの最大値’ｒｏ’と最小値Ｔ
　ｏ　’　との差を求めておく。一方、最大、最小のバ
ラツキ時の低下パターンはあらかじめ求めておくことが
できるため、代表パターンと最大、最小パターンの差を
求めておき、前記のｔｇ時間後の温度とからｔ時間後の
１次過熱器６の出口温度Ｔ＾を予測することができる。

この計算を第６図に示す構成で実行する。

すなわち、正規のパターンを出す関数発生器５０と、最
小パターン及び正規のパターンとの差のパターンの関数
発生器５１と、最大パターン及び正規のパターンの差の
パターンの関数発生器５８と、関数発器５１からの出力
を消火時からＴｓ経過後の低下の割合値Ｋ　（Ｔｏ’　
−Ｔａ　’　／　Ｔｏ　−Ｔｏ’又はＴ！！−Ｔｏ／Ｔ
ｏ’−Ｔｏ）を掛ける掛算器５３と、関数発生器５２か
らの出力と割合値にとを掛ける掛算器５４と、Ｔｓ＜Ｔ
ｏならば掛算＄５３の出力をＴ　ｓ　）　Ｔ　ｏならば
掛算器５４の出力を出力する選択回路５５と、選択回路
５５からの出力を正規のパターンの関数発生器５０の出
力に加算する加算器５６とからなり、これにより上記計
算をするものである。

以上のようにして求めたＴ＾によりバーナ点火から併入
までの時間を（１）〜（３）式により求めることができ
る。ここでＴａ＝Ｔｏはあらかじめ決められた値である
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プラント再起動時の起動時間を従来の
３０〜５０％程度低減することができるため燃料量及び
補機動力を低減する経済効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を実現する制御装置を示すブロ
ック図、第２図は本発明の実施例が適用される火力プラ
ント例を示す系統図、第３図は火力プラントの起動状態
を説明するために示するために示すタイムチャート、第
４図はバーナ点人後の１次過熱器の出口温度の変化を示
す特性図、第５図はバーナ消火後の１次過熱器の出口温
度の変化を示す特性図、第６図はバーナ消火後の１次過
熱器の出口温度を予測計算する装置を示すブロック図で
ある。４０・・・発信器、４１・・・偏差モニタリレー、４２
゜５０．５１．５２，６４，６５・・・関数発生器。

Claims

【特許請求の範囲】１、指定された併入、定格負荷到達時間と、ホットバン
キング時の蒸気系の圧力又は温度の低下特性より得た所
定時間後の圧力又は温度とに基づいて点火時刻を逆算す
ることを特徴とする火力プラントの起動方法。２、ホットバンキング時の各部圧力を検出し、この検出
圧力と圧力低下時定数を組込んだ関数発生器からの出力
との偏差を監視し、この偏差が所定以上となつた異常時
においては警報を発生させることを特徴とする火力プラ
ントの起動方法。