KR100804985B1 - Method for controlling speed of expansion turbine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산소 팽창터빈 속도제어 방법에 관한 것으로, 본 발명은 초기화 과정으로, 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 열어서 속도를 "0"으로 만들기 위해 입구밸브개도, 현재속도 설정값, 이전 속도설정값, 터빈정지신호를 "0"으로 설정하고, 그 나머지 변수인 개도값의 오차, 실제속도, PID 제어값, 밸브제어값을 "100"으로 설정하는 제1 단계(21,22); 터빈정지신호에 기초해서 터빈의 가동 및 정지여부를 판단하는 제2 단계(23); 터빈가동일 경우에는 현재속도 설정값(12)에서 기존속도 설정값을 뺀 값이 200 보다 작고, 상기 기존속도 설정값이 사전에 설정한 속도 상한치보다 작을 경우에는 현재속도 설정값(12)를 이전 속도설정값로 변경하고, 그렇지 않을 경우에는 기존치를 그대로 유지하는 제3 단계(24,25,26); 제3단계 이후, 이전 속도설정값을 속도 상한치로 나눈 값을 백분율 한후 터빈입구밸브 개도값(2)에서 빼어서 그 개도값의 오차를 저장하는 제 4단계(28); 터빈의 실제속도를 검출한후 이 검출값을 저장하고, 이 검출값인 실제속도를 PID제어에 따른 제어출력값을 저장하는 제5 단계(29); 상기 제3단계에서 터빈 정지시에는 밸브제어값을 "100"으로 설정하고, 터빈 가동시에는 상기 제5단계후, 제4단계에서 산출한 개도값의 오차와 제5단계에서 산출한 제어출력값을 비교한후 큰 값을 밸브제어값으로 설정하는 제6 단계(30,31,32,33); 상기 설정한 밸브제어값을 브레이크 블로워 출구밸브(5)로 출력하여 상기 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 조절하는 제7 단계(34)를 구비하며, 이와같이 이루어진 본 발명에 의하면, 산소공장의 터빈출구온도를 일정 하게 유지하고, 속도에 의한 베어링손상을 방지할 수 있도록, 터빈의 속도를 제어할 수 있다.The present invention relates to an oxygen expansion turbine speed control method, the present invention is the initialization process, the inlet valve opening degree, the current speed set value, the previous speed set value to open the brake blower outlet valve (5) to make the speed "0" A first step (21, 22) of setting the turbine stop signal to " 0 " and setting the remaining variable, the error of the opening value, the actual speed, the PID control value, and the valve control value to " 100 "; A second step (23) of determining whether the turbine is started or stopped based on the turbine stop signal; In the case of turbine operation, the present speed set value 12 minus the existing speed set value is less than 200, and when the existing speed set value is smaller than the preset upper speed limit, the present speed set value 12 is transferred to the previous speed. A third step (24, 25, 26) of changing to a set value, otherwise keeping the existing value; A fourth step 28 of storing the error of the opening degree value by subtracting a value obtained by dividing the previous speed setting value by the upper speed limit value and then subtracting it from the turbine inlet valve opening value 2; A fifth step (29) of storing the detected value after detecting the actual speed of the turbine and storing the control output value according to the PID control at the actual speed which is the detected value; In the third step, the valve control value is set to "100" when the turbine is stopped, and the error in the opening value calculated in the fourth step and the control output value calculated in the fifth step after the fifth step are set when the turbine is operated. A sixth step (30, 31, 32, 33) of setting a large value as a valve control value after comparison; And a seventh step 34 of outputting the set valve control value to the brake blower outlet valve 5 to adjust the brake blower outlet valve 5. According to the present invention, the turbine outlet of the oxygen plant is provided. The speed of the turbine can be controlled to keep the temperature constant and to prevent bearing damage due to speed.

산소 팽창터빈, 속도제어, 터빈 입구밸브, 개도, 속도 Oxygen expansion turbine, speed control, turbine inlet valve, opening degree, speed

Description

산소 팽창터빈 속도제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING SPEED OF EXPANSION TURBINE}Speed control method for oxygen expansion turbine {METHOD FOR CONTROLLING SPEED OF EXPANSION TURBINE}

도 1은 종래의 팽창터빈 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional expansion turbine.

도 2는 본 발명에 따른 팽창터빈 속도 제어방법을 수행하기 위한 장치 구성도이다.2 is a block diagram of an apparatus for performing an expansion turbine speed control method according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 팽창터빈 속도 제어방법을 보이는 플로우챠트이다.
3 is a flowchart showing a method of controlling the expansion turbine speed according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 팽창터빈(TURBINE) 2 : 팽창터빈 입구밸브1: Turbine 2: Expansion Turbine Inlet Valve

3 : 속도 검출기 4 : 브레이크 블로워(BREAK BLOWER) 3: speed detector 4: brake blower (BREAK BLOWER)

5 : 브레이크 블로워 출구밸브 6 : 열 교환기 5: brake blower outlet valve 6: heat exchanger

7 : 사일런서(SILENCER) 8 : 대기 에어(AIR)7: Silencer 8: Atmospheric Air

9 : 공기분리기 10 : 팽창터빈 베어링(BEARING) 9: air separator 10: expansion turbine bearing (BEARING)

11 : 터빈출구온도 20 : 팽창터빈 속도 제어부11 turbine outlet temperature 20 expansion turbine speed control

21 : 제1 메모리(터빈 정지값) 22 : 제2 메모리(현재속도 설정값)21: 1st memory (turbine stop value) 22: 2nd memory (current speed setting value)

23 : 제3 메모리(이전속도 설정값) 24 : 제4 메모리(입구밸브 개도값)23: 3rd memory (previous speed set value) 24: 4th memory (inlet valve opening value)

25 : 제5 메모리(개도 오치값) 26 : 제6 메모리(실제 속도값) 25: 5th memory (opening error value) 26: 6th memory (actual speed value)                 

27 : 제7 메모리(PID 제어값) 28 : 제8 메모리(정지시 밸브 제어값)27: 7th memory (PID control value) 28: 8th memory (valve control value at stop)

29 : 제9 메모리(밸브 제어값) 30 : 선택부(밸브 제어값 선택)
29: 9th memory (valve control value) 30: selection part (valve control value selection)

본 발명은 산소 팽창터빈 속도제어 방법에 관한 것으로, 특히 산소공장의 터빈출구온도를 일정하게 유지하고, 속도에 의한 베어링손상을 방지할 수 있도록, 터빈의 속도를 제어하는 산소 팽창터빈 속도제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an oxygen expansion turbine speed control method, and more particularly, to an oxygen expansion turbine speed control method for controlling the speed of a turbine so as to maintain a constant turbine outlet temperature of an oxygen plant and prevent bearing damage due to speed. It is about.

일반적으로, 산소공장 팽창터빈에서 터빈출구온도를 일정하게 하고 과 속도에 의한 베어링손상을 방지하기 위한 팽창터빈의 속도제어는 도 1에 도시된 바와같은 구성을 갖는다.
In general, the speed control of the expansion turbine to keep the turbine outlet temperature constant in the oxygen factory expansion turbine and to prevent bearing damage due to overspeed has the configuration as shown in FIG.

도 1을 참조하여 팽창터빈의 온도냉각 및 속도제어과정을 설명하면, 열 교환기(6)에서 오는 -145℃의 압축공기는 터빈입구밸브(2)를 열면 터빈(1)입구압력이 상승하여 터빈(1)의 입출구 차압에 의해 터빈(1)이 회전하면서 압축되었다가 출구로 나가는데 입구 체적보다 출구 체적이 훨씬 크므로 단열 팽창되어 터빈출구온도(11)는 -180℃까지 냉각되어 공기분리기(9)로 보내져서 비등점에 의하여 질소와 산소가 분리된다. 터빈속도(3)에 따라 팽창터빈출구온도(11)가 변화하고 터빈속도(3)가 분당 25,000 회전을 넘으면 과속도가 되어 베어링(10)이 손상되기 때문에 터빈속도(3)를 조정하기 위하여 설치된 브레이크 블로워(4)는 대기 에어(8)를 부하로 하여 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 열어서 에어량(8)이 많게 하면 속도가 낮아지고, 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 닫으면 에어량(8)이 줄어져 속도(3)가 증가한다.
Referring to Figure 1 describes the process of temperature cooling and speed control of the expansion turbine, the compressed air at -145 ℃ coming from the heat exchanger (6) opens the turbine inlet valve (2) when the inlet pressure of the turbine (1) is increased to the turbine Turbine 1 is rotated and compressed by the inlet and outlet differential pressure of (1) and exits to the outlet, but the outlet volume is much larger than the inlet volume. ), Nitrogen and oxygen are separated by boiling point. The expansion turbine outlet temperature 11 changes according to the turbine speed 3 and the turbine speed 3 exceeds 25,000 revolutions per minute. When the blow blower 4 opens the brake blower outlet valve 5 with the atmospheric air 8 as a load to increase the amount of air 8, the speed decreases. When the brake blower outlet valve 5 is closed, the air amount 8 becomes It decreases and the speed 3 increases.

이와 같은 종래의 팽창터빈의 속도제어방법에 있어서는, 터빈출구온도(11)를 일정하게 냉각하고 베어링(10)의 파손을 방지하기 위한 터빈속도(3) 조정을 하기위해 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 운전자가 수동으로 조작하게 되는데 터빈(1) 입구유량을 서서히 증가시키기 위하여 터빈입구밸브(2)를 조금씩 열면서 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 닫으면서 터빈속도(3)를 조정하게 되는데, 터빈입구밸브(2)를 너무 많이 열어서 터빈(1) 전 후단에 차압이 많이 걸리게 되면 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 조금만 많이 닫아도 터빈속도(3)가 갑자기 상승하여 과 속도에 의해 베어링(10)이 파손되는 문제점이 있다.In the conventional speed control method of the expansion turbine, the brake blower outlet valve (5) is used to adjust the turbine speed (3) to constantly cool the turbine outlet temperature (11) and prevent damage to the bearing (10). The operator manually manipulates the turbine speed (3) while adjusting the turbine blower outlet valve (5) while opening the turbine inlet valve (2) little by little in order to gradually increase the turbine inlet flow rate. If the inlet valve 2 is opened too much and the differential pressure is applied to the front and rear ends of the turbine 1, the turbine speed 3 suddenly rises even if the brake blower outlet valve 5 is closed a little. There is a problem that is broken.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 운전자가 설정하는 터빈입구밸브 개도와 속도 설정값을 연산하여 브레이크 블로워 출구밸브를 동작시켜 터빈속도를 제어하도록 함으로서, 터빈 출구온도를 일정하게 냉각하고 베어링파손을 방지할 수 있는 산소 팽창터빈 속도제어 방법을 제공하는데 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, and therefore, the object of the present invention is to operate the brake blower outlet valve to control the turbine speed by calculating the turbine inlet valve opening degree and the speed set value set by the driver, An object of the present invention is to provide an oxygen expansion turbine speed control method capable of constantly cooling the turbine outlet temperature and preventing bearing damage.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 산소 팽창터빈 속도제어 방법은 초기화 과정으로, 브레이크 블로워 출구밸브를 열어서 속도를 "0"으로 만들기 위해, 입구밸브 개도값, 현재속도 설정값, 이전 속도설정값, 터빈정지신호를 "0"으로 설정하고, 그 나머지 변수인 개도값의 오차, 실제속도, PID 제어값, 밸브제어값을 "100"으로 설정하는 제1 단계; 터빈정지신호에 기초해서 터빈의 가동 및 정지여부를 판단하는 제2 단계; 터빈가동일 경우에는 현재속도 설정값에서 기존속도 설정값을 뺀 값이 200 보다 작고, 상기 기존속도 설정값이 사전에 설정한 속도 상한치보다 작을 경우에는 현재속도 설정값을 이전속도 설정값로 변경하고, 그렇지 않을 경우에는 기존치를 그대로 유지하는 제3 단계; 제3단계 이후, 이전속도 설정값을 속도 상한치로 나눈 값을 백분율 한후 터빈입구밸브 개도값에서 빼어서 그 개도값의 오차를 저장하는 제 4단계; 터빈의 실제속도를 검출한후 이 검출값을 저장하고, 이 검출값인 실제속도를 PID제어에 따른 제어출력값을 저장하는 제5 단계; 상기 제3단계에서 터빈 정지시에는 밸브제어값을 "100"으로 설정하고, 터빈 가동시에는 상기 제5단계후, 제4단계에서 산출한 개도값의 오차와 제5단계에서 산출한 제어출력값을 비교한후 큰 값을 밸브제어값으로 설정하는 제6 단계; 상기 설정한 밸브제어값을 브레이크 블로워 출구밸브로 출력하여 상기 브레이크 블로워 출구밸브를 조절하는 제7 단계를 구비함을 특징으로 한다.
As a technical means for achieving the above object of the present invention, the oxygen expansion turbine speed control method of the present invention is an initialization process, in order to open the brake blower outlet valve to make the speed "0", the inlet valve opening value, A first step of setting the speed set value, the previous speed set value, and the turbine stop signal to "0", and setting the error, the actual speed, the PID control value, and the valve control value to "100" as the remaining variables; A second step of determining whether the turbine is started or stopped based on the turbine stop signal; In the case of turbine operation, the present speed set value minus the existing speed set value is smaller than 200, and if the existing speed set value is smaller than the preset upper speed limit, the current speed set value is changed to the previous speed set value. Otherwise, the third step of maintaining the existing value; A fourth step of storing the error of the opening degree by subtracting a value obtained by dividing the previous speed setting value by the upper speed limit and subtracting it from the turbine inlet valve opening value; A fifth step of storing the detected value after detecting the actual speed of the turbine, and storing the control output value according to the PID control at the actual speed which is the detected value; In the third step, the valve control value is set to "100" when the turbine is stopped, and the error in the opening value calculated in the fourth step and the control output value calculated in the fifth step after the fifth step are set when the turbine is operated. A sixth step of setting a large value as a valve control value after comparison; And a seventh step of controlling the brake blower outlet valve by outputting the set valve control value to the brake blower outlet valve.

이하, 본 발명에 따른 팽창터빈 속도 제어방법을 수행하기 위한 장치 구성에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the device for performing the expansion turbine speed control method according to the present invention will be described in detail the configuration and operation. In the drawings referred to in the present invention, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.

도 2는 본 발명에 따른 팽창터빈 속도 제어방법을 수행하기 위한 장치 구성도로서, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 팽창터빈 속도 제어방법을 수행하기 위한 장치는 팽창터빈(TURBINE)(1)과 열교환기(6) 사이에 설치된 팽창터빈 입구밸브(2)의 개도값을 검출하는 입구밸브 개도율 검출기(도시생략)와, 상기 터빈의 속도를 검출하는 속도 검출기(3)와, 브레이크 블로워(BREAK BLOWER)(4) 및 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 포함하고, 또한, 입력부(미도시)를 통한 설정값을 해당 메모리에 저장하고, 입구밸브 개도율 검출기에 의한 개도율 검출값을 이용하여 개도율 오차를 구하고, 상기 속도 검출기(3)에 의한 속도 검출값을 이용하여 PID제어를 통한 출력값을 산출하여 상기 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 제어하는 팽창터빈 속도 제어부(20)와, 상기 팽창터빈 속도 제어부(20)의 제어동작시 해당 값을 저장하는 복수의 메모리, 즉 터빈 저징값을 저장하는 제1 메모리(21)와, 현재속도 설정값을 저장하는 제2 메모리(22)와, 이전속도 설정값을 저장하는 제3 메모리(23)와, 입구밸브 개도값을 저장하는 제4 메모리(24)와, 개도 오차값을 저장하는 제5 메모리(25)와, 실제 속도값을 저장하는 제6 메모리(26)와, PID 제어값을 저장하는 제7 메모리(27)와, 정지시 밸브 제어값을 저장하는 제8 메모리(28)와, 최종 밸브제어값을 저장하는 제9 메모리(29)와, 그리고 상기 제5,제7 및 제8 메모리로부터 밸브 제어값을 선택하여 제9 메모리로 제공하는 선택부(30)를 포함한다.
2 is a block diagram of an apparatus for performing an expansion turbine speed control method according to the present invention. Referring to FIG. 2, an apparatus for performing an expansion turbine speed control method according to the present invention is an expansion turbine (TURBINE) 1. Inlet valve opening ratio detector (not shown) for detecting the opening value of the expansion turbine inlet valve 2 provided between the heat exchanger 6, a speed detector 3 for detecting the speed of the turbine, and a blow blower ( BREAK BLOWER) (4) and brake blower outlet valve (5), and also stores the set value through the input unit (not shown) in the corresponding memory, and using the opening degree detection value by the inlet valve opening rate detector An expansion turbine speed controller 20 for controlling the brake blower outlet valve 5 by calculating an opening ratio error, calculating an output value through PID control using the speed detection value by the speed detector 3, and the expansion Turbine speed regulator In the control operation of the unit 20, a plurality of memories for storing corresponding values, that is, a first memory 21 for storing a turbine saving value, a second memory 22 for storing a current speed setting value, and a previous speed setting Third memory 23 for storing values, fourth memory 24 for storing inlet valve opening values, fifth memory 25 for storing opening error values, and sixth memory for storing actual speed values (26), a seventh memory (27) storing PID control values, an eighth memory (28) storing valve control values at stop, a ninth memory (29) storing final valve control values, And a selector 30 for selecting a valve control value from the fifth, seventh and eighth memories and providing the valve control value to the ninth memory.

도 3은 본 발명에 따른 팽창터빈 속도 제어방법을 보이는 플로우챠트이다.
3 is a flowchart showing a method of controlling the expansion turbine speed according to the present invention.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
Based on the accompanying drawings, the operation of the preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail below.

본 발명은 터빈입구밸브와 속도검출 지시기 및 속도 설정값 그리고 터빈속도제어프로그램을 이용하여 브레이크 블로워 출구밸브를 최적으로 동작시켜 터빈출구온도를 일정하게 냉각하고 과 속도에 의한 베어링파손이 일어나지 않도록 터빈속도를 제어하는데, 즉, 터빈 정지 시에는 브레이크 블로워 밸브(5)가 100% 열리게 하고, 가동 시에는 속도 설정값(6)의 변경시 브레이크 블로워 출구밸브(5)가 순간적으로 과다 닫힘에 의한 과속도 발생을 방지하기 위해 변경 설정값(12)이 한 번에 500 이상을 넘지 않고, 또 회전수(3)가 25000 이상이면 베어링(10)이 손상되므로 터빈속도(3)를 20000을 넘지 않도록 제한하며, 터빈속도(3)를 입력받아 제어하는 PID제어 출력값과 터빈입구밸브(2), 터빈속도 설정값(6)중 큰 값을 선택해서 브레이크 블로워 출구밸브(5)의 출력으로 제공하여(19) 터빈속도(3)를 제어할 수 있는 것이다. 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.According to the present invention, the turbine blower outlet valve is optimally operated by using the turbine inlet valve, the speed detection indicator, the speed set value, and the turbine speed control program to cool the turbine outlet temperature constantly and prevent the bearing damage caused by overspeed. That is, when the turbine is stopped, the brake blower valve 5 is opened 100%, and during operation, the brake blower outlet valve 5 is momentarily overclosed when the speed set value 6 is changed. In order to prevent the occurrence of the change set value (12) does not exceed 500 at a time, and if the rotation speed (3) is 25000 or more, the bearing 10 is damaged, thereby limiting the turbine speed (3) to not exceed 20000. , PID control output value which receives and controls turbine speed (3), turbine inlet valve (2), turbine speed set value (6) is selected to the output of the brake blower outlet valve (5) 19 to control the turbine speed (3). This will be described in detail below.

도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저, 제1 단계(31, 32)에서는 초기화 과정으로, 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 열어서 속도를 "0"으로 만들기 위해, 도시 생략된 입력부를 통해서, 초기 설정값을 입력하여 설정하는데, 이에 대해서 설명하면, 터빈정지신호를 저장할 제1 메모리, 현재속도 설정값을 저장할 제2 메모리, 이전속도 설정값을 저장할 제3 메모리(23), 및 입구밸브 개도값을 저장할 제4 메모리(24) 각각에는 "0"으로 설정하고, 그리고, 그 나머지 메모리, 즉 이전속도 설정값을 저장하는 제3 메모리(23), 입구밸브 개도값을 저장하는 제4 메모리(24), 개도 오차값을 저장하는 제5 메모리(25), 실제 속도값을 저장하는 제6 메모리(26), PID 제어값을 저장하는 제7 메모리(27), 정지시 밸브 제어값을 저장하는 제8 메모리(28) 및 최종 밸브제어값을 저장하는 제9 메모리(29) 각각에는 "100"으로 설정하여 해당 메모리에 각각 저장한다.2 and 3, first, in the first step (31, 32) in the initialization process, to open the brake blower outlet valve (5) to make the speed "0", through the input not shown, A setting value is input and set, which will be described in detail. A first memory for storing a turbine stop signal, a second memory for storing a current speed setting value, a third memory 23 for storing a previous speed setting value, and an inlet valve opening value Each of the fourth memories 24 to store the value is set to "0", and the rest of the memories, that is, the third memory 23 to store the previous speed set value, and the fourth memory 24 to store the inlet valve opening value. ), A fifth memory 25 storing an opening error value, a sixth memory 26 storing an actual speed value, a seventh memory 27 storing a PID control value, and a valve storing a valve control value at stop. 8th memory 28 and 9th memory 29 each storing the final valve control value It is set to "100" respectively stored in the memory.

그 다음, 제2 단계(33)에서는 상기 제1 메모리(21)에 저장된 신호에 기초해서 터빈가동 상태가 정지상태인지 가동상태인지를 판단하는데, 예를 들어, 제1 메모리(21)에 "1"이 저장되어 있으면, 터빈이 정지상태로 판단하고, 반면에, "0"이 저장되어 있으면 가동상태로 판단할 수 있다.Next, in the second step 33, it is determined whether the turbine operating state is the stationary state or the operating state based on the signal stored in the first memory 21, for example, " 1 " If " is stored, the turbine is judged to be in a stopped state, while if " 0 "

그 다음, 제3 단계(34,35,36)에서는 터빈가동일 경우에는 제2 메모리(22)에 저장된 현재속도 설정값에서 제3 메모리(23)에 저장된 기존 속도 설정값을 뺀 값이 "200"보다 작고, 상기 제3 메모리(23)에 저장된 기존 속도 설정값이 사전에 설정된 사전에 설정한 속도 상한치보다 작을 경우에는 제2 메모리(22)에 저장되어 있는 현재속도 설정값을 이전속도 설정값을 저장하는 제3 메모리에 저장한다. 반면, 그렇지 않을 경우, 즉 제2 메모리(22)에 저장된 현재속도 설정값에서 제3 메모리에 저장된 기존 속도 설정값을 뺀 값이 "200"보다 작지 않거나, 상기 제3 메모리(3)에 저장된 기존 속도 설정값이 속도 상한치보다 작지 않을 경우에는 기존치를 그대로 유지한다. 여기서, 속도 상한치는 본 발명의 바람직한 실시예에서는 "20000"으로 설정하는데, 이는 회전수(3)가 25000 이상이면 베어링(10)이 손상되므로 터빈속도(3)를 20000을 넘지 않도록 제한하기 위한 것이다.Then, in the third step (34, 35, 36), in the case of turbine operation, the value of the present speed set value stored in the second memory 22 minus the existing speed set value stored in the third memory 23 is "200". If the existing speed setting value stored in the third memory 23 is smaller than the preset speed upper limit value, the current speed setting value stored in the second memory 22 is replaced with the previous speed setting value. Store in the third memory to be stored. On the other hand, if not, that is, the value obtained by subtracting the existing speed setting value stored in the third memory from the present speed setting value stored in the second memory 22 is not less than "200", or is stored in the third memory 3. If the speed setting value is not smaller than the upper speed limit, the existing value is maintained. Here, the speed upper limit is set to "20000" in the preferred embodiment of the present invention, which is to limit the turbine speed 3 so as not to exceed 20000 because the bearing 10 is damaged when the rotation speed 3 is 25000 or more. .

그 다음, 제 4단계(38)에서는 제3단계 이후, 제3 메모리(23)에 저장된 이전속도 설정값을 속도 상한치(20000)로 나눈 값을 백분율 한후 제4 메모리(24)에 저장된 터빈입구밸브 개도값에서 빼어서 그 개도값의 오차를 제5 메모리(23)에 저장한다. 예를 들어, 운전자 속도 설정값(제3 메모리)이 "1000"이고 터빈입구밸브(2)의 개도가 "50"이면, "50-(1000/20000 X 100)=45"가 제5 메모리(25)에 저장된다.Next, in the fourth step 38, after the third step, the turbine inlet valve stored in the fourth memory 24 is divided by a percentage of the value obtained by dividing the previous speed setting value stored in the third memory 23 by the upper speed limit 20000. The error of the opening value is subtracted from the opening value and stored in the fifth memory 23. For example, when the operator speed set value (third memory) is "1000" and the opening degree of the turbine inlet valve 2 is "50", "50- (1000/20000 X 100) = 45" is the fifth memory ( 25).

그 다음, 제5 단계(39)에서는 터빈의 실제속도를 검출한후 이 검출값을 제6 메모리(26)에 저장하고, 이 검출값인 실제속도를 PID제어에 따른 제어출력값을 제7 메모리(27)에 저장하는데, 즉, PID출력이 "60"이면 제7 메모리(27)의 저장값이 "60"이 된다.In the fifth step 39, after detecting the actual speed of the turbine, the detected value is stored in the sixth memory 26, and the control output value according to the PID control is converted into the seventh memory (the actual speed as the detected value). 27, i.e., if the PID output is "60", the stored value of the seventh memory 27 is "60".

그 다음, 제6 단계(40,41,42,43)에서는 상기 제3단계에서 터빈 정지시에는 밸브제어값(제6 메모리)을 "100"으로 설정하여, 터빈 정지 시에는 브레이크 블로워 밸브(5)가 100% 열리게 제어하고, 반면에, 터빈 가동시에는 상기 제5단계후, 제4단계에서 산출한 개도값의 오차(제3 메모리)와 제5단계에서 산출한 제어출력값(제5 메모리)을 비교한후 큰 값을 밸브제어값(제6 메모리)으로 설정한다. 예를 들어, 제5 메모리(25)에 저장값이 "45"이고, 제7 메모리(27)의 저장값이 "60"이면, 이들 둘값중 큰 값인 "60"이 출력되어 브레이크 블로워 출구밸브(5)는 60%만큼 열리게 된다.Then, in the sixth step (40, 41, 42, 43), the valve control value (sixth memory) is set to "100" when the turbine is stopped in the third step, and the brake blower valve (5) when the turbine is stopped. ) Is controlled to open 100%, on the other hand, when the turbine is operated, the error (third memory) of the opening value calculated in the fourth step and the control output value (the fifth memory) calculated in the fifth step after the fifth step. After comparing the values, set the large value to the valve control value (sixth memory). For example, when the stored value is "45" in the fifth memory 25 and the stored value in the seventh memory 27 is "60", "60", which is the larger of these two values, is output and the brake blower outlet valve ( 5) is opened by 60%.

전술한 바에 따르면, 터빈 정지 시에는 브레이크 블로워 밸브(5)가 100% 열리게 하고, 터빈입구밸브(2)와 터빈속도 설정값을 연산하여 제5 메모리에 저장된 밸브출력값, 실제속도 PID제어에 따라 제7 메모리에 저장된 밸브출력값중 큰 값을 선택하고, 이 선택된 밸브출력값으로 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 조절하여 터빈속도(3)를 제어한다.
According to the above, when the turbine is stopped, the brake blower valve 5 is opened 100%, and the turbine inlet valve 2 and the turbine speed set value are calculated to calculate the valve output value stored in the fifth memory according to the actual speed PID control. 7 Select a larger value among the valve output values stored in the memory, and control the turbine speed 3 by adjusting the brake blower outlet valve 5 with the selected valve output value.

마지막으로, 제7 단계(44)에서는 상기 설정한 밸브제어값(제9 메모리)을 브레이크 블로워 출구밸브(5)로 출력하여 상기 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 조절한다. 이러한 제7 단계이후에, 본 동작이 종료되기 전에는 상기 제2 단계에서 제7 단계를 반복적으로 수행한다. Finally, in the seventh step 44, the set valve control value (ninth memory) is output to the brake blower outlet valve 5 to adjust the brake blower outlet valve 5. After this seventh step, the second step and the seventh step are repeatedly performed before the present operation is terminated.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 터빈입구밸브와 터빈 속도 설정값을 연산하여 브레이크 블로워 출구밸브를 조작하여 속도를 제어함으로써 압축공기 온도를 일정하게 하고, 과속도가 발생되지 않도록 하여 베어링손상을 방지하는 효과가 있다.
According to the present invention as described above, by controlling the speed by operating the brake blower outlet valve by calculating the turbine inlet valve and the turbine speed set value, the compressed air temperature is kept constant, and overspeed does not occur to prevent bearing damage It is effective.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The above description is only a description of specific embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these specific embodiments, and various changes and modifications of the configuration are possible from the above-described specific embodiments of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

Claims (2)

초기화 과정으로, 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 열어서 속도를 "0"으로 만들기 위해 입구밸브개도, 현재속도 설정값, 이전속도 설정값, 터빈정지신호를 "0"으로 설정하고, 그 나머지 변수인 개도값의 오차, 실제속도, PID 제어값, 밸브제어값을 "100"으로 설정하는 제1 단계(31,32);In the initialization process, the inlet valve opening, the current speed setpoint, the previous speed setpoint, and the turbine stop signal are set to "0" in order to open the brake blower outlet valve 5 to make the speed "0". First steps 31 and 32 for setting an error of an opening value, an actual speed, a PID control value, and a valve control value to "100"; 터빈정지신호에 기초해서 터빈의 가동 및 정지여부를 판단하는 제2 단계(33);A second step 33 of determining whether the turbine is started or stopped based on the turbine stop signal; 터빈가동일 경우에는 현재속도 설정값에서 기존속도 설정값을 뺀 값이 "200(분당 회전수)"보다 작고, 상기 기존속도 설정값이 사전에 설정한 속도 상한치보다 작을 경우에는 현재속도 설정값을 이전속도 설정값으로 변경하고, 그렇지 않을 경우에는 기존치를 그대로 유지하는 제3 단계(34,35,36);In the case of turbine operation, the current speed setting value minus the existing speed setting value is smaller than "200 (rpm), and when the existing speed setting value is smaller than the preset speed upper limit value, the current speed setting value is transferred. A third step (34, 35, 36) of changing to a speed setting value and otherwise maintaining the existing value; 제3단계 이후, 이전속도 설정값을 속도 상한치로 나눈 값을 백분율 한후 터빈입구밸브 개도값(2)에서 빼어서 그 개도값의 오차를 저장하는 제 4단계(38);A fourth step 38 of storing the error of the opening degree by subtracting a value obtained by dividing the previous speed setting value by the upper speed limit and then subtracting it from the turbine inlet valve opening value 2; 터빈의 실제속도를 검출한후 이 검출값을 저장하고, 이 검출값인 실제속도를 PID제어에 따른 제어출력값을 저장하는 제5 단계(39);A fifth step 39 of storing the detected value after detecting the actual speed of the turbine and storing the control output value according to the PID control at the actual speed which is the detected value; 상기 제3단계에서 터빈 정지시에는 밸브제어값을 "100"으로 설정하고, 터빈 가동시에는 상기 제5단계후, 제4단계에서 산출한 개도값의 오차와 제5단계에서 산출한 제어출력값을 비교한후 큰 값을 밸브제어값으로 설정하는 제6 단계(40,41,42,43);In the third step, the valve control value is set to "100" when the turbine is stopped, and the error in the opening value calculated in the fourth step and the control output value calculated in the fifth step after the fifth step are set when the turbine is operated. A sixth step (40, 41, 42, 43) of setting a large value as a valve control value after comparison; 상기 설정한 밸브제어값을 브레이크 블로워 출구밸브(5)로 출력하여 상기 브레이크 블로워 출구밸브(5)를 조절하는 제7 단계(44)를 구비함을 특징으로 하는 산소 팽창터빈 속도제어 방법. And a seventh step (44) of controlling the brake blower outlet valve (5) by outputting the set valve control value to the brake blower outlet valve (5). 제1항에 있어서, 상기 제3 단계의 속도 상한치는 The speed upper limit of claim 3, wherein "20000(분당 회전수)"으로 설정한 것을 특징으로 하는 산소 팽창터빈 속도제어 방법.An oxygen expansion turbine speed control method, characterized in that the setting is "20000 (revolutions per minute)".
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