JPS6337242B2

JPS6337242B2 -

Info

Publication number: JPS6337242B2
Application number: JP55050347A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Kuchitsu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1988-07-25
Also published as: JPS56148603A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は発電所等における変圧運転プラント制
御方法に係り、ボイラ補機、発電機事故等の出力
急減時における制御、すなわち負荷ランバツク制
御方法に関するものである。

良く知られているように、発電所等においてプ
ラントの変圧運転を行なう場合のボイラ主蒸気圧
力の設定は、負荷指令信号によつてプログラムさ
れる。そして、このプログラムは、中間負荷では
プラント効率上、負荷に比例した圧力設定とし、
また、負荷変化は、ボイラ圧力を変えて行なわれ
るので、タービン加減弁開度はほぼ一定値に保持
される。

第１図に、ランバツク回路、主蒸気圧力設定回
路、主蒸気圧力制御回路及びタービン加減弁制御
回路部分のブロツク図を示す。

図において、１は負荷指令信号（MWD）、２，
３は信号設定器、４は切替リレー、５はレイトリ
ミツタ、６は低値選択リレー、７は函数発生器、
８は主蒸気圧力信号（MSP）、９はＰ（比例）演
算器、１０はＩ（積分）演算器、１１はボイライ
ンプツト・デマンド信号（BID）、１２は発電機
出力信号（MW）、１３は掛算器、１４はゲイン
設定回路、１５は（Ｐ＋Ｉ）演算器、１６はター
ビン加減弁、２０はランバツク回路である。

ユニツトの負荷指令は負荷指令信号（MWD）
１で与えられる。この信号は、ランバツク回路が
動作していない通常動作時には、低値選択リレー
で選択されてそのまま負荷指令Ｓ１となり、ター
ビン加減弁制御ループの目標値となつている。

このタービン加減弁制御ループは、図から明ら
かなように、実負荷すなわち発電機出力信号１２
をフイードバツク信号とする（Ｐ＋Ｉ）制御であ
る。変圧運転のため、この（Ｐ＋Ｉ）ゲインを変
圧モードで下げる目的で、掛算器１３およびゲイ
ン設定回路１４を設けている。前述のように、変
圧モードでは、タービン加減弁開度を変えて負荷
を変えるのではなく、弁開度はほぼ一定でよいた
め前記（Ｐ＋Ｉ）ゲインを下げておく。

ボイラへの給水および燃料指令信号は、ボイラ
インプツト・デマンド（BID）信号１１で与えら
れる。このBID信号は、主蒸気圧力が設定値にな
るように負荷信号を修正（主蒸気圧力偏差のＰ演
算およびＩ演算を加算することにより）したもの
である。

負荷に対する主蒸気圧力設定は、例えば第１図
中の７で示されるように、決まつた函数関係にな
つているので、負荷が変化すれば、圧力設定Ｓ２
も変えられる。そして、実際の主蒸気圧力信号８
が設定圧力Ｓ２になるように、この主蒸気圧力の
Ｐ演算器、Ｉ演算器は動作する。

良く知られているように、例えば、２台の中の
１台のBFP（ボイラ給水ポンプ）が運転中急にト
リツプしてしまつたときなど、ランバツク回路が
自動的に動作する。つまり、切替リレー４は100
％設定から50％設定に切替わり、レイトリミツタ
５の出力は100％から50％まで規定の変化率（例
えば約100％／分）で降下する。

その結果、低値選択リレー６はランバツク回路
２０の出力を選択するようになり、従つて負荷指
令Ｓ１は、第３図の実線で示すように100％から、
100％／分の割合で50％まで下げ指令となる。従
来のランバツク制御方式によれば、この指令で主
蒸気圧力設定信号Ｓ２は、第２図に実線で示した
ように低下する。

これと同時にボイラインプツト・デマンド信号
（BID）１１も、第３図の点線のように絞り込ま
れるので給水、燃料が絞り込まれる。そして、そ
の後、給水、燃料が絞り込まれる結果、主蒸気圧
力が第２図の点線８のように低下し、負荷の低減
が行なわれる。

この時に、給水、燃料側を過剰に絞り込むと、
圧力が規定値以下に落ち込むこととなり、ボイラ
入力が過剰に絞り込まれた結果として、今度はそ
の引き戻しが大きく働き、ボイラの各種制御が安
定しないという欠点がある。

ボイラのように時定数の大きいプロセス量の制
御では、極力行きすぎ量の少ない制御方式にして
おくことが必要である。

以上において説明したように、従来のこの種技
術においては、ランバツク動作時には、負荷指令
信号を急速に一定変化率で規定値まで降下させる
と共に、主蒸気圧力設定も負荷指令と同じように
急速に降下させ、ボイラ入力を絞り込んで負荷を
下げている。その時、タービン加減弁は、第１図
から分かるように、負荷指令Ｓ１の低下に応じて
急速に絞り込まれ、これによつて負荷を降下させ
る。そして、ボイラ入力が絞り込まれた結果、ボ
イラ圧力が規定圧に向つて降下し、発電機出力が
低下するのに伴なつて、タービン加減弁１６は再
び開方向に制御され、ボイラ入力およびボイラ圧
力がそれぞれ規定値に落着いたとき、タービン加
減弁１６はもとの弁開度に戻る。これによつて、
ボイラ補機が故障した時に、残りの作動能力に応
じた負荷まで支障なく低減し、ユニツトの安定運
転を実現することができる。

このような従来の主蒸気圧力制御方法では、タ
ービン加減弁の絞り込み制御によつてもたらされ
る圧力上昇分も加わるので、主蒸気圧力偏差で、
ボイラ入力を絞り込む動作が強く働く方式になつ
ている。

このため、従来方式では、ランバツク時、主蒸
気圧力設定信号が下がり、タービン加減弁も絞り
込まれることから、主蒸気圧力偏差が過大となり
易く、したがつて、ボイラ入力の絞り込みが強く
働きすぎ、給水、燃料の大きなアンダーシユート
を生じ、安定した制御が期待出来ないという欠点
がある。

本発明の目的は、圧力を変えて負荷を変える変
圧運転の時に、ランバツクで急速な負荷降下と、
安定したボイラ入力量の絞り込みが可能なランバ
ツク制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明におけるラン
バツク動作では、負荷指令信号を規定値まで急速
に降下させる際における負荷制御のために、ター
ビン加減弁の絞り込み制御を行なう一方、主蒸気
圧力の設定をランバツク動作に応じた規定圧力ま
で、通常運転時におけるよりもゆるやかに降下さ
せるようにしている。

これによつて、ボイラ入力量のアンダシユート
を防ぎ、安定したボイラ制御を可能にするもので
ある。

第４図には、本発明の要部である主蒸気圧力設
定回路の一例を示す。図において７１はレイトリ
ミツタで、外部からレイトを設定すると、入力が
設定値以上になつた場合でも、その出力信号Ｓ３
は、設定したレイトに制限される。７２は切替リ
レーで、リミツタ７１のレイト設定値をこのリレ
ーで切替えるものである。７３〜７５はレイト設
定器である。

いま、例えばリレー７２がａを選択していると
仮定すると、10％／分のレイト設定値になり、７
１の入力である負荷指令信号Ｓ１が10％／分以上
の変化率で変化しても、レイトリミツタ７１の出
力は10％／分で変化していく。

第５図は、負荷指令信号Ｓ１が０から600MW
まで５％／分（通常運転にほぼ対応する）で変化
していつたときの、レイトリミツタ７１の出力信
号Ｓ３と函数発生器７の出力信号すなわち主蒸気
圧力設定信号Ｓ２との関係を示す。この場合、レ
イトリミツタ７１のレイト設定は通常運転の10
％／分としている。レイトリミツタ７１の入力信
号Ｓ１の変化率が５％／分であるから、出力信号
Ｓ３はそのまま５％／分の変化になつている。

函数発生器７はリミツタ７１の出力信号Ｓ３と
１対１の函数関係をもつ主蒸気圧力設定信号Ｓを
発生するもので、第５図の例では、前記設定信号
Ｓ２は85Kから246Kまで５％／分に相当した変
化率で変化している。

第６図は、本発明を適用したときの負荷指令Ｓ
１と、主蒸気圧力設定信号Ｓ２との関係例を示す
ものである。

ランバツク動作時には、自動的にレイトリミツ
タ７１の変化率設定を０％／分にして、予定時限
後に１％／分の設定に切替える。したがつて、第
６図中の実線のように、ランバツク制御時に、負
荷指令信号Ｓ１が600MWから300MWまで100
％／分の変化率で降下したとしても、レイトリミ
ツタ７１の出力信号Ｓ３は直ちには降下せず、負
荷指令信号Ｓ１が300MWまで降下した後、さら
に予定時間経過してから１％／分の割合でゆつく
り降下する。これに応じて、主蒸気圧力設定信号
Ｓ２も、第６図の鎖線のように、負荷指令信号Ｓ
１が300MWまで降下し終つてから、さらに予定
時間経過後にゆつくりと１％／分の割合で246K
から120Kまで降下する。

なお、本来の変圧運転では、負荷によつて決ま
る主蒸気圧力とすべきものであるが、これは、タ
ービン効率を考えたときタービン加減弁開度を一
定（約85％）にしてボイラ側で入力を変えて負荷
を変えるという運転である。通常運用は上記の運
転として効率を上げなければならないが、緊急時
の数分〜数10分間だけは、効率よりは、ユニツト
の安定運転をする必要がある。

第７図に、本発明を適用した時の、ランバツク
動作時における負荷指令信号Ｓ１、主蒸気圧力設
定信号Ｓ２および実際の主蒸気圧力８の時間的変
化の関係の一例を示している。

このように主蒸気圧力設定信号Ｓ２の低減割合
を小さくすることにより、主蒸気圧力は高いまま
で、タービン加減弁１６を絞り込み負荷を下げ
る。すなわち、第１図から明らかなように、負荷
指令信号Ｓ１の低下に応じて、タービン加減弁制
御ループはタービン加減弁１６を閉じるように作
動する。

このようにすることにより、第１図における主
蒸気圧力偏差も比較的小さく保たれるので、第８
図に示す如く、BID信号１１のアンダーシユート
も少なく、ボイラ入力（給水、燃料量）の過多な
絞り込みが防げ、安定した絞り込み制御が出来
る。したがつて、ボイラの制御を安定化すること
ができる。

前述したように、本発明の目的は、ランバツク
の時に、早く、安定した状態でボイラ入力の絞り
込みをすることにある。そしてこの為には、以上
の説明から分るように、主蒸気圧力設定信号Ｓ２
の降下に時間的な遅れを持たせればよいことが判
かる。したがつて、第４図の変化率設定回路を次
のように変形しても、本発明は実施可能である。

ランバツク動作時のレイトリミツタ７１の変
化率設定を０％／分にしないで、ランバツク動
作後すぐ１〜３％／分の緩慢な下降設定に切替
える。これによつても、ほぼ同じ効果が期待で
きる。

０％／分または１〜３％／分の等の固定量に
設定せず、例えば、最初は１％／分の割合で予
定時間だけ、主蒸気圧力設定信号を下降させ、
その後は２〜３％／分あるいはそれ以上の比較
的高いレイトで下降させるようにする。このよ
うにしても同様の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は変圧運転プラントの制御回路部分のブ
ロツク図、第２図および第３図はその動作を説明
するためのタイムチヤート、第４図は本発明の一
実施例の要部ブロツク図、第５図ないし第８図は
本発明の動作を説明するためのタイムチヤートで
ある。１……負荷指令信号（MWD）、６……低値選
択リレー、７……函数発生器、８……主蒸気圧力
信号（MSP）、１１……ボイラインプツト・デマ
ンド信号（BID）、１６……タービン加減弁、２
０……ランバツク回路、７１……レイトリミツ
タ、７２……切替リレー、７３〜７５……レイト
設定器、Ｓ１……負荷指令、Ｓ２……主蒸気圧力
設定信号、Ｓ３……リミツタ出力信号。

Claims

【特許請求の範囲】１負荷指令信号に応じてボイラの主蒸気圧力設
定信号を変化させ、主蒸気圧力と負荷の制御を行
なう変圧運転プラントにおいて、ボイラ補機の故
障時等に急速な負荷降下を行なわせるランバツク
制御方法であつて、ボイラ補機故障時に、負荷の急速降下制御は、
タービン加減弁の絞り込み制御で行なう一方、主蒸気圧力の制御は、通常運転時における負荷
変動時の主蒸気圧力設定信号の変化よりも小さい
予定の変化率で、主蒸気圧力設定信号を減少させ
て行うことを特徴とする変圧運転プラントにおけ
るランバツク制御方法。