KR102086164B1 - Method for controlling temperature of generating boiler - Google Patents
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- F22B35/00—Control systems for steam boilers
- F22B35/001—Controlling by flue gas dampers
Abstract
Description
본 발명은 발전기 보일러의 버너단 상부에 버너열(列)과 동수의 공기조절기를 배치하고, 이들 공기 조절기의 개도폭 조절로써 공기량이 증가하면 해당 부분의 연소가스 온도가 상대적으로 낮아지면서 증기 온도가 강하하고, 반대로 공기량이 감소하면 해당 부분의 연소가스 온도가 상대적으로 상승하면서 증기 온도가 상승되도록 해 재열증기의 온도편차를 제어하는 방법에 관한 것이다.
In the present invention, the burner heat and the same number of air regulators are arranged on the burner end of the generator boiler, and when the air volume is increased by adjusting the opening width of these air regulators, the combustion gas temperature of the corresponding portion is relatively lowered and the steam temperature is decreased. On the contrary, when the amount of air decreases, the temperature of the reheat steam is controlled by allowing the steam temperature to rise while the combustion gas temperature of the corresponding portion rises relatively.
신설 발전소의 발전용량 증가, 증기 온도의 상승, 저급 연료의 사용 확대에 따라 발전용 보일러는 규모가 커지는 추세인 데, 보일러의 대형화 설계는 보일러 내부 연소가스의 유량/온도 불균형이 발생할 가능성이 크다. 연소가스 유량/온도의 불균형은 주증기 또는 재열증기의 좌우 온도편차 및 국부과열 문제를 유발시켜 전열면 튜브의 수명을 단축시킨다. 특히 응답 속도가 빠른 과열저감기로 온도가 제어가 되는 과열기 대비 상대적으로 추종성이 느린 바이어스 댐퍼로 온도가 제어되는 재열기는 온도편차 문제에 취약하다.As the power generation capacity of new power plants increases, the steam temperature rises, and the use of low-grade fuels increases, the size of the boiler increases. The large-scale design of the boiler is likely to cause a flow / temperature imbalance of the combustion gas inside the boiler. Fluctuations in flue gas flow rate / temperature can cause left and right temperature variations and local overheating problems in the main steam or reheat steam, which shortens the life of the tube. In particular, the reheater, whose temperature is controlled by a bias damper that is relatively slower than the superheater whose temperature is controlled by the superheater with fast response speed, is vulnerable to the temperature deviation problem.
재열증기의 좌우 온도편차는 설비 노후화, 사용연료의 변경, 연소조건의 변화, 기동 및 정지, 부하 증감 등의 요인에 따라 그 양상이 불규칙하게 변할 수 있다.The left and right temperature deviations of reheat steam may change irregularly according to the factors such as equipment aging, change of fuel used, change of combustion condition, start and stop, load increase and decrease.
상기와 같은 여러 문제를 감안할 때, 실시간으로 재열증기의 좌우 온도편차를 감시하고 제어할 수 있는 방안이 필요하다.In view of the above problems, there is a need for a method capable of monitoring and controlling the left and right temperature deviations of reheat steam in real time.
발전기 보일러의 온도제어방법으로 등록특허 제10-0293225호가 있다. 이 선행기술은 주증기 온도제어계의 실제온도와 설정온도를 비교하여 그 설정온도보다 실제온도가 일정치 이상을 벗어나면 재열증기 온도제어계가 그 신호를 전송받아 재열증기 온도설정치가 주증기 실제온도 변화에 대응하여 가변되는 한편, 재열기 댐퍼와 주증기 댐퍼의 역동작 특성을 이용하여 주증기와 재열증기를 동일한 온도로 제어하여 발전기의 터빈으로 유입되도록 제어하기 위한 것이다.Patent No. 10-0293225 is a temperature control method of a generator boiler. This prior art compares the actual temperature and the set temperature of the main steam temperature control system, and if the actual temperature is out of a certain value above the set temperature, the reheat steam temperature control system receives the signal and the reheat steam temperature set value is changed to the main steam actual temperature. While controlling the main steam and the reheat steam to the same temperature by using the reverse operation characteristics of the reheater damper and the main steam damper to control the flow into the turbine of the generator.
이는 고압단으로 공급되는 주증기의 온도를 감온수량의 정도에 따라 조절하고, 중압단으로 공급되는 재열증기의 온도는 재열기 댐퍼의 개도폭으로 각각 조절하도록 된 증기터빈 발전기 보일러의 온도제어방법을 바탕으로 하되, 주증기의 실제온도값과 설정온도값을 비교하여 일정범위를 벗어났는지를 판별하고, 상기 판별단계에서 온도값이 일정범위를 벗어나면 개별제어를 종료하고 재열증기온도의 설정값을 주증기의 실제온도값에 따라 가변시키며, 가변된 설정온도값과 재열증기의 실제온도값 사이의 차이를 조정온도값으로 설정하고, 상기 설정된 조정온도값에 따라 재열기 댐퍼의 개도폭을 증가시켜 주증기 댐퍼의 개도폭이 감소하고, 재열기 댐퍼의 개도폭을 감소시키면 주증기 댐퍼의 개도폭이 증가하는 역동작제어를 실행하는 발전 기 보일러의 온도제어방법이다.The temperature control method of the steam turbine generator boiler is to adjust the temperature of the main steam supplied to the high pressure stage according to the degree of the temperature reduction, and the temperature of the reheat steam supplied to the medium pressure stage is adjusted to the opening width of the reheater damper. Based on the comparison, the actual temperature and the set temperature value of the main steam are compared to determine whether it is out of a certain range.If the temperature value is out of the predetermined range in the determining step, the individual control ends and the set value of the reheat steam temperature is set. It varies according to the actual temperature value of the main steam, sets the difference between the variable set temperature value and the actual temperature value of the reheat steam as the adjustment temperature value, and increases the opening width of the reheater damper according to the set adjustment temperature value. If the opening width of the main steam damper decreases and the opening width of the reheater damper decreases, the power generator performs reverse operation control in which the opening width of the main steam damper increases. A temperature control method of a multiple.
그러나, 선행기술은 주증기 제어와 재열증기 제어가 상황에 따라 협조 또는 개별제어를 적절히 반전시킴과 동시에, 주증기 댐퍼와 재열기 댐퍼의 역동작 특성을 이용하여 주증기와 재열증기의 온도를 제어함으로써 주증기와 재열증기 온도편차가 발생했을 때 그 편차를 해소하여 설정치에 근접하도록 제어함으로써 터빈으로 공급되는 증기의 온도편차를 해소해 터빈의 수명이 연장되는 효과와 함께 최적의 발전기 보일러의 온도가 제어되는 효과가 있는 반면에, 온도제어계통이 너무 복잡해 오작동과 고장이 발생할 개연성이 크고, 온도편차제어장치의 구입부가 큰 부담인데다 유지 보수 관리상의 애로도 큰 게 흠이다. However, the prior art controls the temperature of the main steam and the reheat steam by using the reverse operation characteristics of the main steam damper and the reheater damper, while the main steam control and the reheat steam control properly reverse the cooperative or individual control according to the situation. When the main steam and reheat steam temperature deviation occurs, the deviation of the main steam and the reheating steam are controlled to close to the set value, thereby eliminating the temperature deviation of the steam supplied to the turbine and extending the life of the turbine. While there is a controlled effect, the temperature control system is too complicated to be prone to malfunctions and failures, and the purchase part of the temperature deviation control device is a heavy burden and a problem in maintenance and management.
그리고, 공개특허공보 제10-1999-0047479호는 1개의 재열기 댐퍼를 이용하여 SH(Super-Heater)의 가스유량 및 RH(Re-Heater)의 가스유량을 제어하는 보일러 시스템의 주증기온도 및 재열증기온도를 조절하는 장치에 있어서, 주증기온도측정치와 MWD에 따른 주증기온도설정치를 인가받아 상호 비교하여 편차를 계산해 출력하고, 재열증기온도측정치와 MWD에 따른 재열증기온도설정치를 인가받아 이를 비교하여 편차를 계산해 출력하며; 상기 제1 편차계산의 산출값과 제2 편차계산측 출력 산출값을 인가받아 연산하여 연료밸브의 개도조절을 위한 동작/정지신호 및 재열기댐퍼의 개도조절을 위한 동작/정지신호를 출력하는 제1 연산수단, 그리고 상기 제1 편차계산 출력 산출값 및 MWD에 따른 연료량설정치를 입력받아 상기 제1 연산수단으로부터 연료밸브의 개도폭을 조절하기 위한 동작신호가 인가되면 상기 입력된 산출값 및 연료량설정치를 연산하여 연산결과를 연료량조절용 연료밸브의 개도폭으로 출력하고, 상기 제1 연산수단으로부터 연료밸브의 개도폭 조절을 위한 정지신호가 인가되는 즉시 일시 정지하고 현상태로 유지하는 제2 연산수단, 및 상기 제2 편차계산의 출력 산출값 및 재열기 바이패스온도측정치를 입력받아 상기 제1 연산수단으로부터 재열기 댐퍼의 개도폭을 조절하기 위한 동작신호가 인가되면 상기 입력받은 산출값 및 재열기 바이패스온도측정치를 연산하여 연산결과를 재열기 댐퍼의 개도폭 값으로써 출력하고 상기 제1 연산수단으로부터 재열기 댐퍼의 개도폭을 조절하기 위한 정지신호가 인가되면 일시 정지하고 현상태로 유지하는 제3 연산수단으로 구성된 것이다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-1999-0047479 discloses a main steam temperature of a boiler system for controlling a gas flow rate of a superheater (SH) and a gas flow rate of a reheater (RH) using one reheater damper. In the apparatus for controlling the reheat steam temperature, the main steam temperature measurement value and the main steam temperature setting value according to MWD are applied and the deviations are calculated and compared, and the reheat steam temperature measurement value and the reheat steam temperature setting value according to the MWD are applied and this is applied. Compare and calculate the deviation; Receiving the calculated value of the first deviation calculation value and the second deviation calculation side output value to calculate an operation / stop signal for adjusting the opening degree of the fuel valve, and outputting an operation / stop signal for adjusting the opening degree of the reheater damper. And a calculation signal and a fuel amount setting value according to the first deviation calculation output value and the MWD, when an operation signal for adjusting the opening width of the fuel valve is applied from the first calculation means. A second calculation means for outputting the calculation result to the opening width of the fuel valve for controlling the fuel amount, and temporarily stopping and maintaining the current state as soon as a stop signal for adjusting the opening width of the fuel valve is applied from the first calculation means, and The opening width of the reheater damper is adjusted from the first calculating means by receiving the output calculation value of the second deviation calculation value and the reheater bypass temperature measurement value. To calculate the input value and the reheater bypass temperature measurement value when the operation signal is applied to output the calculation result as the opening width value of the reheater damper and to adjust the opening width of the reheater damper from the first calculating means. When the stop signal is applied for the temporary stop and is maintained in the current state is composed of the third calculation means.
그러나, 이 선행기술도 주증기 온도 및 재열증기온도의 편차를 토대로 주증기 온도와 재열증기 온도를 연동해서 조절하는 증기온도조절장치의 구조가 너무 복잡해 유지 보수 관리상의 애로가 크고, 고가품이라 부깅비 부담도 크며, 주증기 온도와 재열증기 온도의 편차를 확인할 때의 반응속도가 느려 실시간으로 재열증기 온도편차를 해소하는 데 역부족이다.
However, this prior art also has a complicated structure of the steam temperature control device which controls the main steam temperature and the reheat steam temperature based on the deviation of the main steam temperature and the reheat steam temperature, thus causing a lot of troubles in maintenance and management. The burden is also large, and the reaction rate is slow when checking the deviation between the main steam temperature and the reheat steam temperature, which is insufficient to resolve the reheat steam temperature deviation in real time.
본 발명은 재열증기 온도편차에 따라 공기 조절기의 개도폭을 버너별로 편향되게 자동으로 조절하여 온도편차를 시의적절하게 해소함으로써 발전 보일러를 안정적으로 운전할 수 있는 발전용 보일러의 재열증기 온도편차제어방법에 관한 것이다.
The present invention is a method for controlling the reheat steam temperature deviation of a power generation boiler that can stably operate a power generation boiler by automatically adjusting the opening width of the air regulator to be deflected for each burner according to the reheat steam temperature deviation. It is about.
위 과제를 달성하기 위하여, 버너단의 상부에 버너열(列)과 동수의 공기조절기를 배치하고, 공기조절기의 개도를 조절하여 공기량이 증가하면 해당 부분의 연소가스 온도가 상대적으로 낮아지면서 증기 온도가 강하하고, 반대로 공기량이 감소하면 해당 부분의 연소가스 온도가 상대적으로 상승하면서 증기 온도도 상승하게 하는, 재열증기의 온도편차에 따라 공기 조절기의 개도를 버너열별로 편향되도록 자동 조절함으로써 온도편차를 안정적으로 유지할 수 있게 한 발전용 보일러의 재열증기 온도편차제어방법을 제안한다.
In order to achieve the above object, the burner heat and the same number of air regulators are arranged on the top of the burner stage, and the amount of air is increased by adjusting the opening degree of the air regulator, and the combustion gas temperature of the corresponding portion is relatively lowered and the steam temperature is increased. When the air volume decreases, on the contrary, when the air volume decreases, the combustion gas temperature of the corresponding portion increases relatively and the temperature of the air regulator is automatically adjusted to deflect the burner heat according to the burner heat according to the temperature deviation of the reheat steam. We propose a reheat steam temperature deviation control method for a power plant boiler that can be stably maintained.
기존의 발전 보일러의 온도제어방법은 주증기 및 재열증기의 온도편차를 재열기 댐퍼의 개도 조절로 터빈의 수명단축을 방지하는 것인 데 대하여, 본 발명은 기존의 발전 보일러의 온도제어방법으로는 구현할 수 없는 재열기 출구의 좌측 및 우측 온도편차를 공기조절기의 개도 조절로 버너열별로 편향되도록 자동 조절함으로써 온도편차를 안정적으로 유지할 수 있다.
The temperature control method of the existing power plant boiler is to prevent the shortening of the life of the turbine by adjusting the temperature deviation of the main steam and reheat steam to the opening degree of the reheater damper, the present invention is a temperature control method of the existing power boiler The temperature deviation can be stably maintained by automatically adjusting the left and right temperature deviations of the reheater outlet, which cannot be realized, to be deflected for each burner row by controlling the opening degree of the air conditioner.
도 1은 보일러 화로 상에 버너열별 표시등과 공기조절기 표시등의 설치예시도
도 2는 재열기의 출구측 좌우 온도편차 신호제어부의 개념도
도 3은 온도편차가 0 보다 큰 경우의 개도 예시도
도 4는 온도편차가 0 보다 작은 경우의 개도 예시도1 is a view illustrating the installation of burner row indicators and air conditioner indicators on a boiler furnace
2 is a conceptual diagram of the left and right temperature deviation signal control unit of the exit side of the reheater;
3 is an illustration of an opening degree when the temperature deviation is greater than zero.
4 is an exemplary view of the opening degree when the temperature deviation is less than zero.
도 1에서, 화로(1) 상에 버너열(A1-B1)(A2-B2)과 동수의 공기조절기(C1)(C2)를 설치한다. 공기조절기(C1)는 버너열(A1-B1), 공기조절기(C2)는 버너열(A2-B2)용이다. In FIG. 1, burner rows A1-B1 (A2-B2) and an equal number of air conditioners C1 (C2) are installed on the
공기조절기(C1,C2)는 각 버너열(A1-B1)(A2-B2))의 개도를 조절하여 공기량을 늘리면 해당 버너열의 연소가스 온도가 상대적으로 낮아지면서 증기 온도도 강하하고, 반대로 공기량을 줄이면 해당 부분의 연소가스 온도는 상대적으로 상승하면서 증기 온도도 상승하게 된다. Air regulators C1 and C2 adjust the opening degree of each burner row (A1-B1) (A2-B2) to increase the amount of air so that the combustion gas temperature of the burner row is relatively lowered and the steam temperature is lowered. If you reduce it, the combustion gas temperature in that part will be relatively high and the steam temperature will also be increased.
도 2에서, 재열기(2)의 출구(3,4)측 좌우 온도편차신호는 제어부(5)가 수신한다. 이 그림에서, t1은 재열증기의 좌측 온도, t2는 재열증기의 우측 온도, dt는 재열증기의 좌우 온도편차 (t1 t2)이다.In FIG. 2, the left and right temperature deviation signals at the
재열증기의 좌우 온도편차(dt)가 0 보다 크면 재열증기의 좌측 온도(t1)가 높고 재열증기의 우측 온도(T2)는 낮다. 이 경우에는 도 3과 같이 좌열 공기조절기(C1)의 개도를 1% 늘리고, 우열 공기조절기(C2)의 개도는 1% 감소시켜 공기분배율을 조절한다.If the left and right temperature deviations dt of the reheat steam are greater than zero, the left temperature t1 of the reheat steam is high and the right temperature T2 of the reheat steam is low. In this case, as shown in FIG. 3, the opening degree of the left column air regulator C1 is increased by 1%, and the opening degree of the right column air regulator C2 is reduced by 1% to adjust the air distribution ratio.
반면에, 재열증기의 좌우 온도편차(dt)가 0보다 작으면 재열증기의 좌측 온도가 낮고 재열증기의 우측 온도는 높다. 이 때의 온도편차를 줄이려면 도 4와 같이 좌측에 배열된 공기조절기(C1)의 개도는 1% 낮추고 우측 공기조절기(C2)의 개도는 1% 높여 공기량의 편향을 조절한다.On the other hand, if the left and right temperature deviations (dt) of the reheat steam is less than zero, the left temperature of the reheat steam is low and the right temperature of the reheat steam is high. To reduce the temperature deviation at this time, as shown in Figure 4, the opening degree of the air regulator C1 arranged on the left side is lowered by 1% and the opening degree of the right air regulator C2 is increased by 1% to adjust the deflection of the air amount.
5분 주기로 온도편차를 수신하여 공기조절기(C1,C2)의 개도를 동일한 방법으로 조절한다. 개도 변화율 및 주기는 제어 추종성 및 응답성을 고려하여 조정할 수 있다.Receive temperature deviation every 5 minutes and adjust the opening degree of air conditioner (C1, C2) in the same way. The opening degree change rate and period can be adjusted in consideration of control followability and responsiveness.
일반적으로 재열증기의 좌우 온도편차는 3 이내일 때를 매우 양호하다고 판단한다. 재열증기의 좌우 온도편차가 3 범위에 들 경우에는 추가 조절을 하지 않는다. 발전소에 별도의 허용편차범위가 내규로 정해진 경우에는 그 내규에 따른다.In general, the left and right temperature deviations of reheat steam are considered to be very good when they are within 3 degrees. If the left and right temperature deviations of the reheat steam fall within the 3 range, no further adjustment is made. If a separate allowable deviation is specified in the bylaws in the power plant, it shall comply with the bylaws.
그리고 공기조절기가 홀수인 경우에는 가운데 공기조절기의 개도는 고정으로 두고, 가운데 공기조절기를 기준으로 좌측 공기조절기(C1) 또는 우측 공기조절기(C2)의 개도만 제어한다.
When the air conditioner is odd, the opening degree of the center air conditioner is fixed and only the opening degree of the left air conditioner C1 or the right air conditioner C2 is controlled based on the center air conditioner.
또, 공기조절기가 4대 이상인 경우에는 좌측과 우측에 각각 2대 이상의 공기조절기를 배치한다. 좌측 또는 우측의 복수 공기조절기는 제어 추종성 및 응답성에 따라 동시 또는 순차적으로 제어할 수 있게 한다.In case of four or more air conditioners, two or more air conditioners are arranged on the left side and the right side, respectively. Multiple air regulators on the left or right side allow simultaneous or sequential control depending on control followability and responsiveness.
공기의 편향 유입으로 인하여 일산화탄소나 미연탄소분과 같은 불완전 연소생성물이 증가하면 전체 연소공기량을 늘리거나 보일러 출구(일반적으로 절탄기 출구)의 산소 세트 포인트를 늘린다.Increasing incomplete combustion products, such as carbon monoxide or unburned carbon fractions, due to the inflow of air, increases the total combustion air volume or the oxygen set point at the boiler outlet (typically the coalerator outlet).
공기조절기는 공기량을 용이하게 조절할 수 있는 댐퍼 또는 저항기가 포함되어야 하고, 버너단 위에 복수의 오버파이어 에어포트나 기타 NOx 저감형 공기조절기가 설치된 경우 재열증기 온도편차조절용으로 사용할 수 있다.The air conditioner should include a damper or resistor to easily control the air volume, and can be used to control the reheat steam temperature deviation if a plurality of overfire air or other NOx reducing air conditioners are installed on the burner stage.
그리고 부하가 감소되면서 공기조절기가 설치된 버너단의 공기량이 감소해 공기조절기의 입구 또는 윈드박스의 압력이 감소하면 응답성이 저하될 수 있으므로 버너 또는 버너 윈드박스 댐퍼의 개도를 줄여 공기조절기 쪽으로의 유량을 적절히 확보해야 한다.
And as the load decreases, the air volume of the burner end where the air regulator is installed decreases, so if the pressure of the air regulator inlet or the wind box decreases, the response may be degraded. Should be properly secured.
1: 화로
2: 재열기
3: 좌측 출구
4: 우측 출구
5: 제어부1: brazier
2: reheat
3: left exit
4: right exit
5: control unit
Claims (3)
공기조절기가 홀수인 경우에는 가운데 공기조절기의 개도는 고정으로 두고, 가운데 공기조절기를 기준으로 좌측 공기조절기 또는 우측 공기조절기의 개도만 제어하여 온도 편차를 유지할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 발전용 보일러의 재열증기 온도편차제어방법.The burner row and the same number of air regulators are installed in the upper part of the burner stage, and if the air volume increases by adjusting the opening degree of the air regulator, the temperature of the combustion gas of the corresponding portion is lowered and the steam temperature decreases, and the amount of air decreases. When the combustion gas temperature of the corresponding portion is relatively increased, the steam temperature is also increased, and the opening of the air regulator is automatically adjusted to be deflected for each burner according to the temperature deviation of the reheat steam, so that the temperature deviation can be stably maintained. In the reheat steam temperature deviation control method of the power plant boiler,
If the air conditioner is odd, the opening degree of the center air conditioner is fixed, and only the opening degree of the left air conditioner or the right air conditioner is controlled based on the center air conditioner to maintain the temperature deviation. Reheat steam temperature deviation control method.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |