KR100293225B1 - Method for controlling temperature of generating boiler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증기터빈 발전기 보일러의 온도를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전기 보일러에서 터빈의 고압단에 공급하는 주증기와 터빈의 중압단에 공급하는 재열증기 사이의 온도편차 발생시 그를 일치하게 제어함으로서 그 온도편차에 의한 터빈의 수명이 단축되는 것을 방지토록 한 발전보일러의 온도제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the temperature of a steam turbine generator boiler, and more particularly, when a temperature deviation occurs between the main steam supplied to the high pressure stage of the turbine and the reheat steam supplied to the medium pressure stage of the turbine in the generator boiler. The present invention relates to a method of controlling a temperature of a power generation boiler to prevent shortening of the life of a turbine due to temperature variation.
종래의 알려진 보일러의 온도제어방법은 발전기 터빈에 유입되는 온도를 공히 적정온도인 540℃로 유지하기 위하여 주증기 온도는 감온수량을 증감하여 제어하며 재열증기는 재열기 댐퍼를 개폐하여 제어하는 개별제어를 행하게 되는 것으로서, 이러한 온도제어방법은 주증기와 재열증기의 실제온도를 독립적으로 설정온도에 일치시키는 방법이다.In the conventional known temperature control method of the boiler, the main steam temperature is controlled by increasing or decreasing the temperature of the desuperheater in order to maintain the temperature flowing into the generator turbine at an appropriate temperature of 540 ° C, and the reheat steam is controlled by opening and closing the reheater damper. This temperature control method is a method of independently matching the actual temperature of the main steam and the reheat steam to the set temperature.
즉, 도 1에 도시한 바와같이 하부일측에 버너(3)를 갖춘 화로(1)에는 드럼(2)과 연결된 주증기관(5)과 재열증기관(4)이 서로 분리되도록 장착되고, 이러한 주증기관(5)과 재열증기관(4)의 하부측으로는 각각 주증기댐퍼(7)과 재열기댐퍼(6)가 장착되며, 상기 주증기댐퍼(7)의 재열기댐퍼(6)의 개폐작용에 의하여 버너(3)의 열이 주증기관(5)과 주증기댐퍼(7) 및 재열증기관(4)과 재열기댐퍼(6)를 거쳐 통풍기(9)에 의하여 외부로 배출되게 된다.That is, as shown in Figure 1 in the furnace 1 having a burner (3) on the lower side is mounted so that the main steam engine (5) and reheat steam engine (4) connected to the drum (2) is separated from each other, such a main steam engine (5) and the lower side of the reheat steam engine (4) is equipped with a main steam damper (7) and a reheater damper (6), respectively, by the opening and closing action of the reheater damper (6) of the main steam damper (7) The heat of the burner 3 is discharged to the outside by the ventilator 9 through the main steam engine 5 and the main steam damper 7 and the reheat steam engine 4 and the reheater damper 6.
물론, 상기 주증기관(5)은 감온수제어변(8a)을 갖춘 감온수배관(8)과 합하여져 터빈의 고압단(10)에 연결되고, 재열증기관(4)은 터빈의 중압단(11)에 연결되는 것이고, 이러한 고압단(10)과 중압단(11)의 각각으로 공급되는 주증기와 재열증기의 온도편차가 적정한 한도 내에 있어야만 터빈의 온도편차가 적게 발생하여 그 운전성을 양호하게 하는 것이다.Of course, the main steam engine (5) is combined with the temperature-temperature water pipe (8) having a temperature-sensitive water control valve (8a) and connected to the high pressure stage (10) of the turbine, the reheat steam engine (4) is the medium pressure stage (11) of the turbine. ) And the temperature deviation of the main steam and the reheat steam supplied to each of the high pressure stage 10 and the medium pressure stage 11 should be within an appropriate limit so that the temperature deviation of the turbine is small and the operation is good. It is.
그러나, 정상적인 운전중이 아닌 생산설비의 특성상 출력을 낮추게 되는 경우등에는 상기 고압단과 중압단으로 공급되는 주증기와 재열증기간에는 온도편차가 심하게 발생하고, 이를 위한 종래의 방법으로서는 고압단(10)으로 공급되는 주증기의 경우에는 그 주증기관(5)으로 합하여지는 감온수배관(8)의 밸브(8a)개도를 조절하여 고압단(10)으로 공급되는 주증기의 온도를 제어하게 되고, 중압단(11)으로 공급되는 재열증기의 경우에는 재열기댐퍼(6)의 개도를 조절하여 제어하게 되는 것으로서, 이들의 제어가 각각 별도로 행하여 짐으로서 발생되는 문제점은, 도 2에 도시한 바와같이 감온수량을 완전히 줄인 상태에서도 주증기 온도(202)가 설정온도 이하로 하락하는 상황이 발생하는 경우 재열증기는 그 실제온도가 설정온도에 부합하도록 하기 위하여 재열기 댐퍼가 계속 개방된 상태로 운전됨으로서, 재열기 증기 온도(201)는 더욱 상승하여 낮은 온도의 주증기는 터빈 고압단에 유입되고 높은 온도의 재열증기는 터빈 중압단에 유입되어 1개의 차실 및 축으로 이루어진 터빈 고압 및 중압단의 온도편차에 의하여 터빈 수명을 크게 단축시키는 것이었다.However, when the output is lowered due to the characteristics of the production equipment rather than during normal operation, a temperature deviation occurs severely during the main steam and the reheating period supplied to the high pressure stage and the medium pressure stage, and the high pressure stage 10 is used as a conventional method. In the case of the main steam supplied to the main steam pipe 5 to control the temperature of the main steam supplied to the high-pressure stage 10 by adjusting the opening degree of the valve (8a) of the temperature-sensitive water pipe (8) to be combined to the main steam pipe (5), In the case of the reheat steam supplied to the stage 11, the opening degree of the reheater damper 6 is controlled to be controlled. The problem caused by the separate control of each of them is reduced in temperature as shown in FIG. If the main steam temperature 202 falls below the set temperature even when the quantity is completely reduced, the reheat steam is used to ensure that the actual temperature matches the set temperature. As the hot air damper is kept open, the reheater steam temperature 201 is further increased so that the low temperature main steam enters the turbine high pressure stage and the high temperature reheat steam enters the turbine medium pressure stage, thereby providing one vehicle and The turbine life was greatly shortened by the shaft high pressure and the intermediate pressure stage temperature deviation.
즉, 주증기 온도와 재열증기 온도를 서로 연관시켜 제어하지 않는 종래의 방법에 의하여는 발생되는 온도편차에 효과적으로 대응할 수 없는 한계를 가지고 있었던 것이다.That is, the conventional method, which does not control the main steam temperature and the reheat steam temperature in relation to each other, has a limitation in that it cannot effectively cope with the generated temperature deviation.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 주증기 온도제어계의 실제온도와 설정온도를 비교하여 그 설정온도보다 실제온도가 일정치 이상으로 벗어나게 되면 재열증기 온도제어계가 그 신호를 전송받음으로서 재열증기 온도설정치가 주증기 실제온도 변화에 대응하여 가변될 수 있는 한편, 특히 재열기 댐퍼와 주증기 댐퍼의 역동작 특성을 이용하여 주증기와 재열증기를 동일한 온도로 제어하여 발전기 터빈에 유입되도록 한 발전보일러의 온도제어 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, the object of the present invention is to compare the actual temperature and the set temperature of the main steam temperature control system when the actual temperature is out of a predetermined value or more than the set temperature, the reheat steam temperature control system is By receiving the signal, the reheat steam temperature setpoint can be changed in response to the actual change of the main steam temperature, and in particular, the main steam and the reheat steam are controlled to the same temperature by using the reverse operation characteristics of the reheater damper and the main steam damper. It is to provide a temperature control method of a power generation boiler to be introduced into a generator turbine.
제1도는 일반적인 발전보일러의 온도제어 흐름도,1 is a flow chart of a temperature control of a general power boiler,
제2도는 종래의 발전보일러 온도제어방법에 의하여 나타나는 온도와 시간의 관계를 도시한 그래프도,2 is a graph showing the relationship between temperature and time exhibited by the conventional power boiler temperature control method.
제3도는 본 발명에 따른 발전보일러의 온도제어방법에 의하여 나타나는 온도와 시간의 관계를 도시한 그래프도,3 is a graph showing the relationship between temperature and time exhibited by the temperature control method of the power generation boiler according to the present invention;
제4도는 본 발명에 따른 발전보일러의 온도제어방법을 나타낸 플로우챠트이다.4 is a flowchart showing a temperature control method of a power generation boiler according to the present invention.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
3 : 버너 4 : 재열증기관3: burner 4: reheating engine
5 : 주증기관 6 : 재열기댐퍼5: main engine 6: reheater damper
7 : 주증기댐퍼 8 : 감온수배관7: main steam damper 8: desuperheating piping
10 : 고압단 11 : 중압단10: high pressure stage 11: medium pressure stage
상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 고압단으로 공급되는 주증기의 온도를 감온수량의 정도에 의하여 조절하고, 중압단으로 공급되는 재열증기의 온도를 재열기 댐퍼의 개도정도에 의하여 각각 개별적으로 조절하도록된 증기터빈 발전기 보일러의 온도제어방법에 있어서, 주증기의 실제온도값과 설정온도값을 비교하여 일정범위이상 벗어났는지를 판별하는 단계; 상기 판별단계에서 온도값이 일정범위에서 벗어나면 개별제어를 종료하고, 재열증기온도의 설정값을 주증기의 실제온도값에 따라 가변시키는 단계; 가변된 설정온도값과 재열증기의 실제온도값 사이의 차이를 조정온도값으로 설정하는 단계; 및, 상기 설정된 조정온도값에 따라 재열기 댐퍼의 개도를 증가시키면 주증기 댐퍼의 개도를 감소시키고, 재열기 댐퍼의 개도를 감소시키면 주증기 댐퍼의 개도를 증가시키는 역동작제어를 실행하는 단계;를 더 포함하는 구성으로 이루어진 발전 보일러의 온도제어방법을 마련함에 의한다.As a technical configuration for achieving the above object, the present invention, by adjusting the temperature of the main steam supplied to the high pressure stage by the degree of temperature reduction water, the temperature of the reheat steam supplied to the medium pressure stage to the opening degree of the reheater damper In the temperature control method of the steam turbine generator boiler to be adjusted individually by each step, Comparing the actual temperature value and the set temperature value of the main steam to determine whether the deviation is more than a certain range; Terminating the individual control when the temperature value is out of a predetermined range in the determining step, and varying the set value of the reheat steam temperature according to the actual temperature value of the main steam; Setting a difference between the variable set temperature value and the actual temperature value of the reheat steam as the adjusted temperature value; And performing reverse operation control to increase the opening degree of the main steam damper by increasing the opening degree of the reheater damper and increasing the opening degree of the main steam damper by increasing the opening degree of the reheater damper according to the set adjustment temperature value. By providing a temperature control method of the power generation boiler consisting of a further comprising.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 적용되는 일반적인 발전기 보일러의 온도 제어 흐름도로서, 화로(1)의 전면에 3단으로 설치된 버너(3)에서 연소열을 이용하여 수관을 가열함으로서 드럼(2)의 온도를 높이고 난 연소열을 재열기 댐퍼(6)와 주증기 댐퍼(7)의 조절에 의하여 재열기관(4)과 주증기관(5)을 가열하고, 그 후에 이는 폐가스가 되어 통풍기(9)의 흡인력에 의하여 연도로 배출된다.1 is a flow chart of a temperature control of a general generator boiler applied to the present invention, by increasing the temperature of the drum (2) by heating the water pipe using the heat of combustion in the burner (3) installed in three stages in front of the furnace (1). The combustion heat is heated by the reheater damper 6 and the main steam damper 7 to heat the reheating engine 4 and the main steaming engine 5, which then becomes waste gas and is fed to the flue by the suction force of the ventilator 9. Discharged.
이 과정에서 주증기관(5)의 온도제어는 540℃가 넘게 되는 경우에 감온수 제어밸브(8a)의 주수량 가감에 의하여 이루어지며, 재열기관(4)의 온도제어는 재열기 댐퍼(6)의 개도를 가감하는 것에 의한 폐가스량 조절에 의하여 이루어 진다.In this process, when the temperature control of the main steam engine (5) exceeds 540 ℃, the temperature of the water supply of the temperature-sensitive water control valve (8a) is added or decreased, the temperature control of the reheat engine (4) is the reheater damper (6) By adjusting the amount of waste gas by adjusting the opening and closing of the.
이때 주증기 댐퍼(7)는 직접 제어에는 사용되지 않고 재열기 댐퍼(6)와 비교하여 단지 역동작되도록 되어 있지만, 실제로는 이 동작에 의하여 주증기관(5)의 온도에 영향을 미치게 된다.At this time, the main steam damper (7) is not used for direct control, but only reverse operation compared to the reheater damper (6), in practice, this operation affects the temperature of the main steam engine (5).
그리고, 주증기관(5)에서 540℃로 조절된 증기는 터빈의 고압단(10)에 유입되어 일을 하고 일부의 증기는 터빈 중압단(11)을 거쳐 터빈 저압단에 유입되고 나머지 온도가 온도가 낮아진 증기는 터빈 고압단(10)에서 인출하여 다시 보일러 재열기관(4)에서 가열되어 540℃로 조절되고 그 증기가 터빈의 중압단(11)에 유입되도록 하는 것이다.In addition, steam controlled at 540 ° C. in the main steam engine 5 flows into the high pressure stage 10 of the turbine to work, and some steam flows into the turbine low pressure stage via the turbine medium pressure stage 11, and the remaining temperature is temperature. The lower steam is withdrawn from the turbine high pressure stage 10 and heated in the boiler reheat engine 4 to be adjusted to 540 ° C. so that the steam enters the medium pressure stage 11 of the turbine.
즉, 상기와 같이 구성된 발전기 보일러의 온도제어는 도 4에 도시한 바와같이, 크게 주증기온도 제어단계와 재열증기 온도제어단계를 가지는데, 우선 주증기 온도 제어단계에 있어서는, 시작단계(100)를 시작하면 측정된 주증기의 실제온도와 설정온도를 서로 비교하는 계산단계(110)를 거쳐, 그 계산값에 대한 연산을 행하는 연산단계(140)에 의하여 주증기 감온수량을 증감시킨다.That is, the temperature control of the generator boiler configured as described above has a main steam temperature control step and a reheat steam temperature control step, as shown in FIG. 4. First, in the main steam temperature control step, the start step 100 is performed. Starting with the calculation step 110 to compare the actual temperature and the set temperature of the measured main steam with each other, the amount of the main steam degassed by the operation step 140 for performing the calculation on the calculated value.
다음, 재열증기 온도제어 단계에 있어서는, 시작단계(200)를 시작하면 측정된 재열증기의 실제온도와 설정온도를 서로 비교하는 계산단계(210)를 거쳐, 그 계산값에 대한 연산을 행하는 연산단계(260)에 의하여 재열기 댐퍼의 개도를 증감하는 것이다.Next, in the reheat steam temperature control step, when the start step 200 is started, a calculation step of performing a calculation on the calculated value through a calculation step 210 for comparing the measured and actual temperatures of the reheat steam with each other. By 260, the opening degree of the reheater damper is increased or decreased.
즉, 주증기의 온도와 재열증기의 온도를 각각 별도로 측정하고, 그에 따라 주증기 온도와 재열증기 온도가 별도로 제어되는 것이어서 상기한 종래의 문제점이 발생하였는바, 본 발명은 필요시에는 이들이 서로 연계되도록 작용함으로서 주증기 온도와 재열증기 온도를 제어하고자 함이다.That is, the temperature of the main steam and the temperature of the reheat steam are measured separately, and accordingly the main steam temperature and the reheat steam temperature are controlled separately, so that the above-mentioned conventional problems occur. It is intended to control the main steam temperature and the reheat steam temperature by acting as possible.
우선, 시작단계(100)에서 측정된 주증기의 실제온도를 설정온도와 비교하여 설정치와 대비(110)하여 일정온도, 예컨대 ±5℃ 이상 벗어났는지의 유무를 판단하는 단계(120)를 가지며, 이러한 단계(120)에서의 값이 '아니오'인 경우에만 주증기 온도와 재열증기 온도의 제어를 종래와 같이 별개로 행한다.First, comparing the actual temperature of the main steam measured in the start step 100 with the set temperature (110) and compared with the set value 110 to determine whether there is a predetermined temperature, for example, ± 5 ℃ or more deviations 120, Only when the value in step 120 is no, control of the main steam temperature and the reheat steam temperature are separately performed as in the prior art.
상기 단계(120)에서의 값이 '예'인 경우에는, 재열증기 온도 제어계를 시작(200)하여 재열증기 설정온도와 실제온도와를 계산(210)하여 그 값을 ±5℃ 이상으로 변화시켰는지의 단계(220)의 '아니오' 조건, 즉 단계(120)와 단계(220)의 두가지 조건을 모두 만족하였을 때 재열 증기온도 설정치 변환기를 동작(230)시켜 재열증기 온도제어계의 고정된 설정치(225)를 주증기 실제온도에 따라서 가변하는 단계(240)로 전환시킨다.If the value in step 120 is YES, the reheat steam temperature control system is started (200) to calculate the reheat steam set temperature and actual temperature (210) and change the value to ± 5 ° C or higher. When the 'No' condition of step 220, i.e., both of the steps 120 and 220, is satisfied, the reheat steam temperature setpoint converter is operated to operate a fixed setpoint of the reheat steam temperature control system. 225 is converted to a step 240 that varies according to the actual steam actual temperature.
이때, 재열증기 온도제어계의 설정치는 주증기온도 변화에 따라 변화를 거듭 하면서 조정 온도 검출단계(250)로 가서 설정온도에서 실제온도를 감산하여 조정온도를 검출하고 단계(250)에서 검출된 조정온도를 비례적분 미분연산(260)으로 재열기 댐퍼 개도값을 결정하여 재열기 댐퍼를 개폐 동작시킴으로서, 주증기 온도가 설정치를 벗어났을 때에 재열증기 온도제어계가 이를 추종하여 협조제어가 되도록 함으로서 주증기가 재열증기 온도편차를 없애게 된다.At this time, the set value of the reheat steam temperature control system goes to the adjustment temperature detection step 250 while subtracting the change according to the main steam temperature change, and subtracts the actual temperature from the set temperature to detect the adjustment temperature and the adjustment temperature detected in step 250. Determining the reheater damper opening value by the proportional integral derivative operation (260) to open and close the reheater damper, and when the main steam temperature is out of the set value, the reheat steam temperature control system follows this to cooperative control. The reheat steam temperature deviation is eliminated.
한편, 단계(120)와 단계(220)의 조건에 해당하지 않는 경우에는 주증기 제어계는 단계(130)로 가고 재열증기 제어계는 단계(225)로 가서 다시 설정치를 고정하여 운전하는 개별제어를 행하게 된다.On the other hand, if it does not correspond to the conditions of steps 120 and 220, the main steam control system goes to step 130 and the reheat steam control system goes to step 225 to perform the individual control to fix the set value again to operate. do.
그리고, 단계(130)에서는 설정온도에서 실제온도를 감산하여 검출된 조정온도를 비례적분미분 연산(140)하여 감온수 제어변 개도값을 결정하여 단계(150)에서 감온수량을 증감하여 주증기 온도제어를 행하게 되며 단계(271)(272)의 재열기 댐퍼 개도값 신호를 받아 그와 반대의 값이 단계(171)(172)의 주증기 댐퍼 개도값으로 결정되어서 재열기 댐퍼와 역동작하게 된다.Then, in step 130, by subtracting the actual temperature from the set temperature to determine the temperature-controlled variable opening degree value by calculating the proportional integral derivative (140) of the detected temperature by increasing the temperature reduction water in step 150 to the main steam temperature The control is performed and the reheater damper opening value signals of steps 271 and 272 are received and the opposite value is determined as the main steam damper opening value of steps 171 and 172 to reverse operation with the reheater damper. .
따라서, 주증기와 재열증기의 온도가 일치되는 방향으로 제어를 행하게 된다.Therefore, control is performed in the direction in which the temperatures of the main steam and the reheat steam coincide.
다음, 도 2는 종래의 발전기 보일러 온도제어방법에 의한 온도와 시간과의 관계를 나타낸 그래프도로서, 이에 의하면 주증기 온도(201)와 재열증기온도(202)는 서로 별개의 제어에 의하여 조절되는 것에 기인하여 그 편차를 극복하지 못하는 것을 의미한다.Next, Figure 2 is a graph showing the relationship between the temperature and time by the conventional generator boiler temperature control method, whereby the main steam temperature 201 and the reheat steam temperature 202 is controlled by a separate control from each other This means that the deviation cannot be overcome due to the reason.
다음, 도 3은 본 발명에 따른 발전기보일러의 온도제어방밥에 의한 온도와 시간과의 관계를 나타낸 그래프도로서, 이에 의하면 주증기온도(301)와 재열증기온도 (302)를 서로 연계하여 제어함으로서 결국에는 그 온도편차가 제거되어 모두 설정치에 근접하였음을 의미한다.Next, Figure 3 is a graph showing the relationship between the temperature and time by the temperature control room of the generator boiler according to the present invention, by controlling the main steam temperature 301 and the reheat steam temperature 302 in conjunction with each other Eventually, the temperature deviation is removed, meaning that they are all close to the setpoint.
상술한 바와같이 본 발명에 따른 발전보일러의 온도제어방법에 의하면, 주증기 제어와 재열증기 제어가 상황에 따라서 협조 또는 개별제어를 적절하게 반전시킴과 동시에, 주증기 댐퍼와 재열기 댐퍼의 역동작 특성을 이용하여 주증기와 재열증기를 온도제어함으로서 주증기와 재열증기 온도편차 발생시 이를 일치시켜 설정치에 근접되게 제어할 수 있도록 하여 터빈에 공급되는 증기의 온도편차를 방지하여 터빈수명을 크게 연장시킬 수 있는 최적의 발전기 보일러 온도제어가 이루어지는 우수한 효과가 있는 것이다.As described above, according to the temperature control method of the power generation boiler according to the present invention, the main steam control and the reheat steam control properly reverse the cooperative or individual control according to the situation, and at the same time, the reverse operation of the main steam damper and the reheater damper. By controlling the temperature of the main steam and the reheat steam by using the characteristics, the temperature difference between the main steam and the reheat steam can be matched to close the set value, thereby preventing the temperature deviation of the steam supplied to the turbine and greatly extending the turbine life. It is an excellent effect that the optimum generator boiler temperature control can be made.
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- 1996-11-26 KR KR1019960057262A patent/KR100293225B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
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| KR880012945A (en) * | 1987-04-02 | 1988-11-29 | 로버트 제이.에드워즈 | Steam temperature control method and device |
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|---|---|---|---|---|
| KR102086164B1 (en) | 2018-09-05 | 2020-03-06 | 비에이치아이 주식회사 | Method for controlling temperature of generating boiler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980038365A (en) | 1998-08-05 |
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