KR102558369B1 - 강제 관류식 폐열 증기 발생기를 위한 급수 제어 - Google Patents

강제 관류식 폐열 증기 발생기를 위한 급수 제어 Download PDF

Info

Publication number
KR102558369B1
KR102558369B1 KR1020217015943A KR20217015943A KR102558369B1 KR 102558369 B1 KR102558369 B1 KR 102558369B1 KR 1020217015943 A KR1020217015943 A KR 1020217015943A KR 20217015943 A KR20217015943 A KR 20217015943A KR 102558369 B1 KR102558369 B1 KR 102558369B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
evaporator
preheater
steam generator
waste heat
flow
Prior art date
Application number
KR1020217015943A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210083302A (ko
Inventor
얀 브뤼크너
토비아스 슐체
프랑크 토마스
Original Assignee
지멘스 에너지 글로벌 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지멘스 에너지 글로벌 게엠베하 운트 코. 카게 filed Critical 지멘스 에너지 글로벌 게엠베하 운트 코. 카게
Publication of KR20210083302A publication Critical patent/KR20210083302A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102558369B1 publication Critical patent/KR102558369B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22DPREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D5/00Controlling water feed or water level; Automatic water feeding or water-level regulators
    • F22D5/26Automatic feed-control systems
    • F22D5/30Automatic feed-control systems responsive to both water level and amount of steam withdrawn or steam pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22DPREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D5/00Controlling water feed or water level; Automatic water feeding or water-level regulators
    • F22D5/26Automatic feed-control systems
    • F22D5/34Applications of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/067Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes operating at critical or supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00Control systems for steam boilers
    • F22B35/06Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type
    • F22B35/10Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type of once-through type
    • F22B35/12Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type of once-through type operating at critical or supercritical pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

본 발명은 복수의 예열기 가열면(2)들을 포함하는 예열기(1)와; 유동 매체측으로 예열기 가열면(2)들 하류에 연결된 복수의 증발기 가열면(4)들을 포함하는 증발기(3);를 구비한, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법에 관한 것이며, 급수 질량 흐름의 설정을 위한 장치에 급수 질량 흐름에 대한 설정값이 공급되고, 급수 질량 흐름에 대한 설정값을 생성할 때는 증발기 가열면(4) 내 유체로 전달되는 폐열 흐름이 결정되고, 또한 비정상적인 설비 작동 시의 증발기 가열면(4) 내에서의 유체 내 질량 저장 및 에너지 저장이 검출되며, 이러한 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법은, 증발기(3) 내 질량 저장의 시간적 거동이 예열기(1) 내 질량 저장의 시간적 거동에 결합되고, 증발기(3) 및 예열기(1) 내의 밀도 변화의 비율에 의한 스케일링이 실행되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은, 강제 관류식 폐열 증기 발생기(11)에 관한 것이다.

Description

강제 관류식 폐열 증기 발생기를 위한 급수 제어
본 발명은 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 방법을 실행하기 위한 강제 관류식 증기 발생기에 관한 것이다.
실질적으로, 밴슨(Benson)형 증발기에 대한 급수 제어 개념은 측정된 공정 변수를 사용한 급수 질량 흐름을 위한 파일럿 제어 신호의 연산에 기반한다. 이러한 파일럿 제어 신호는 전형적으로 제어 회로의 공지된 설정값 또는 외란 변수로부터 연산되거나 그들의 변화로부터 연산되고, 최종적으로 제어부의 출력 신호와의 곱에 의해 보정된다. 설정값 변화 또는 외란 변수에 대한 제어부의 반응을 예상하고, 제어부의 다이내믹을 증가시킴으로써, 증발기 배출부에서의 원하는 과열(설정값)은 고려 가능한 모든 공정 단계에서 가능한 한 양호하게 설정된다. 수직 설계 방식의 폐열 증기 발생기 내의 밴슨형 증발기에서 최초로 사용될 때는, 상술한 제어부 개입이 설계로 인해 공지의 수평 설계 방식에서보다 훨씬 더 강하게 나타나야하는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 이로 인해 제어 회로의 진동 능력도 향상된다. 이로 인해, (예를 들어 낮은 하드웨어 품질로 인한) 급수 제어 밸브의 불충분한 위치 정확도가 추가적인 중요성을 얻게된다. 이와 같이, 극단적인 경우에는, 그 외에는 정상적인 설비 작동 시에 상당한 규모의 원하지 않는 공정 잔류 변동이 모니터링될 수 있다.
밴슨형 폐열 증기 발생기에 대한 급수 제어는 예를 들어 EP 2 212 618 B1호에 공지되어 있다. 이러한 공보에서는, 폐열 보일러로서 전환되는 증기 발생기를 위해서도 사용 가능한, 충분히 신뢰할 수 있는 예측 질량 흐름 제어가 폐열 보일러의 특질에 광범위하게 매칭되어야 하는 것으로 가정된다. 이 경우, 특히 연소형 보일러에서와는 달리 이러한 경우에 연소 출력은, 기초적인 열 흐름 균형에 대한 충분히 신뢰할 수 있는 추론을 가능하게 하는 적합한 매개 변수가 아니다. 특히, 이 경우에는, 폐열 보일러에 대한 등가의 변수에서, 즉 현재의 가스 터빈 출력 또는 이와 관련된 매개 변수에서, 가스 터빈 내부의 추가 매개 변수가 부가될 수 있음으로써, 증기 발생기의 연도 가스 채널 내로 가열 가스가 유입될 때의 엔탈피 비율에 대한 수용 가능한 추론이 불가능함이 고려되어야 한다. 이에 따라, 필요한 급수 흐름의 결정에 기초가 되는 열 흐름 균형에서는, 증발기 내로 유입될 때의 가열 가스 온도 및 가열 가스의 질량 흐름과 같은, 특히 적합한 다른 매개 변수가 사용되어야 한다.
또한, EP 2 297 518 B1호에는, 하나 이상의 증발기 가열면의 입력부에서의 엔탈피의 시간 도함수에 대해 특성화된 보정값들이 고려되는 것이 공지되어 있다.
태양열 발전소에서의 사용을 위하여, DE 10 2010 040 210 A1호에는 마찬가지로, 급수 질량 흐름에 대한 설정값의 생성을 위해 하나 이상의 가열면의 입력부에서의 유동 매체의 엔탈피, 온도 또는 밀도의 시간 도함수에 대해 특성화된 보정값이 고려되는 방법이 공지되어 있다.
US 2014/034044 A1호에는 태양열 증기 발생기 자체와 더불어, 급수 질량 흐름의 설정이 예측 제어되는, 이러한 태양열 증기 발생기의 작동을 위한 방법이 마찬가지로 청구된다. 이러한 목적을 위해, 여기에서도, 저장 또는 회수된 열 에너지의 축열 효과를 보정하는 보정값에 의한 작동이 실행된다.
마지막으로, DE 10 2011 004 263 A1호에도 급수 질량 흐름의 설정을 위한 장치에 급수 질량 흐름에 대한 설정값이 공급되는 태양열 폐열 증기 발생기를 작동하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 하나 이상의 가열면 내로의 저장 또는 회수된 열 에너지의 축열 효과를 보정하는 특성화된 보정값이 고려된다.
당면한 문제가 수직형 폐열 증기 발생기 내의 밴슨형 증발기의 최초 사용 과정에서 발생하였기 때문에, 문제 해결을 위한 더 이상의 접근 방식이 없다. 구체적 사례에서 선택되는 문제 해결책은, 제어부의 이득을 재차 약간 감소시키는 것이었다. 그러나 이러한 접근 방식에서는 주어진 한계 조건에 따라, 설비의 더 열악한, 그리고 극단적인 경우에는 바람직하지도 않은 작동 거동이 감수되어야 한다.
따라서, 본 발명의 과제는 개선된 급수 제어로 인해 설비의 안정적인 작동 거동이 유도되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 또한, 이러한 방법의 실행을 위해 특히 적합한 강제 관류식 증기 발생기가 기술된다.
본 발명은, 복수의 예열기 가열면들을 포함하는 예열기와; 유동 매체측으로 예열기 가열면들 하류에 연결된 복수의 증발기 가열면들을 포함하는 증발기;를 구비한, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기에서, 급수 질량 흐름의 설정을 위한 장치에 급수 질량 흐름에 대한 설정값이 공급되고, 급수 질량 흐름에 대한 설정값을 생성할 때는 증발기 가열면 내 유체로 전달되는 폐열 흐름이 결정되고, 또한 비정상 상태의 설비 작동 시의 증발기 가열면 내에서의 유체 내 질량 저장 및 에너지 저장이 검출되며, 증발기 내 질량 저장의 시간적 거동이 예열기 내 질량 저장의 시간적 거동에 결합되고, 증발기 및 예열기 내의 밀도 변화의 비율에 의한 스케일링이 실행된다.
본 발명에서는 비유적 의미에서 관찰자가 유체 입자와 연결되어 이러한 유체 입자에 의해 증발기를 관류하는 것이 아니라, 관찰자가 증발기를 유체가 유입 및 유출되는 균형 공간으로서 간주한다는 것을 이해하는 것이 중요하다. 설비의 정규 작동 시에 유체 입자는, 설비 작동이 정상 상태로 진행되는지 또는 비정상 상태로 진행되는지와는 관계없이 증발기 입력부로부터 증발기 출력부로 가는 도중에 항상 에너지를 흡수할 것이다. 이는, 설비(증발기)의 정상 상태 작동에서는 증발기 내의 특정 위치에서 상이한 시점에 동일한 온도 및 압력이 측정되고, 이에 따라, 과정을 설명하는 공식 내의 상응하는 항의 시간 도함수가 0이 되는, 본 발명에 따른 시스템을 고려할 때와는 상이하다. 본 발명에 따른 방법을 통해, 이제 증발기의 비정상 상태 작동에서의 이러한 매개 변수의 시간에 따른 변화가 고려된다. 이 경우, 물론 에너지 저장 또는 질량 저장뿐만 아니라 에너지 회수 또는 질량 회수도 야기될 수 있다.
종래 기술에서 가장 간단한 경우에, 가열면 파이프의 벽 재료의 열 저장()을 뺀, 배기 가스 내의 열 흐름()으로부터 얻어진, 증발기 내 유체로 전달되는 열 흐름()만을 고려하는 파일럿 제어 신호를 연산하기 위한 알고리즘이 증발기 내 유체측 질량 저장 효과 및 에너지 저장 효과의 영향만큼 확장되는 이러한 방법에서, 특히 수직형 폐열 증기 발생기의 상술한 적용예를 위한 파일럿 제어 신호의 품질은 추가로 개선되고, 이에 따라 제어부를 통한 필요한 보정은 최소화된다. 잠재적으로는 이로 인해 이후 제어부가 재차 더 약하게 매개 변수화될 수 있으므로, 상술한 문제가 발생하지 않지만, 이와 동시에 설비의 작동 거동도 부정적인 영향을 받지 않는다.
바람직하게, 질량 저장 및 에너지 저장을 위한 저장 항들은 현재 측정값들로부터 결정된다. 따라서, 열 흐름 균형의 특히 신뢰 가능한 평가와, 이에 따라 특히 정확하게 사전 연산된 급수 설정값의 결정이 가능하다.
바람직하게, 현재 측정값은, 예열기 입력부, 예열기 출력부 또는 증발기 입력부 및 증발기 출력부에서의 압력 및 온도이다.
에너지 저장의 추정에 필요한, 증발기 내의 유체의 특정 엔탈피가, 비등 엔탈피 및 포화 엔탈피의 산술 평균값에 의해 근사화되는 경우가 바람직하다.
이 경우, 증발기 입력부 또는 증발기 출력부에서의 하나 이상의 압력 측정을 통해 비등 엔탈피 및 포화 엔탈피가 결정되는 경우가 바람직하다.
급수 질량 흐름에 대한 설정값의 결정을 위한 질량 저장 및 에너지 저장에 대한 보정값은 바람직하게는 증발기 내의 비등 엔탈피 및 포화 엔탈피의 시간 도함수와, 예열기 내 유동 매체의 밀도의 시간 도함수의 고려 하에 결정된다. 밀도와 관련하여, 특히 각각의 예열기 가열면의 유입부 및 배출부에서의 온도 및 압력의 적절한 측정에 의해, 예열기 내 평균 유체 밀도가 규정되고 연산될 수 있고, 바람직하게는 선형 밀도 프로파일이 기초가 된다. 따라서, 과도 과정에서 얻어지는 질량 저장 효과가 보상된다.
예를 들어 부하 변경 시에 증발기 가열면 내로의 열 공급이 강하하면, 그곳에서는 일시적으로 유체가 저장된다. 이에 따라, 급수 펌프의 이송 흐름이 일정할 때, 가열면의 배출부에서의 질량 흐름은 강하할 것이다. 이는 이제 급수 질량 흐름의 일시적 상승을 통해 보상될 수 있다.
실제로, 이러한 시간적으로 변화하는 과정 또는 시간 도함수는 바람직하게는 제1 및 제2 미분 요소, 바람직하게는 DT1 요소들을 통해 결정되고, 이러한 DT1 요소들에는 입력측으로 적절한 측정 지점에서 온도 및 압력과 같은 매개 변수가 공급된다.
이 경우, 질량 저장의 추정을 위한 예열기 내의 밀도 변화의 시간적 진행 추이를 설명하는 제1 미분 요소에, 증발기 가열면 내의 유동 매체의 전체 체적에 상응하는 이득 계수가 인가되는 경우가 바람직하다.
각각의 DT-1 요소에 대해 적절한 이득 및 시간 상수가 선택될 때, 본 발명에 의해 생성된 급수 질량 흐름에 대한 보정 신호는 질량 저장 및 에너지 저장의 효과를 특히 바람직하게 모사할 수 있다.
특히, 제1 미분 요소에, 실질적으로 증발기를 통한 유동 매체의 관류 시간의 절반에 상응하는 시간 상수가 인가되는 경우가 바람직하다.
또한, 에너지 저장의 추정을 위한 제2 미분 요소에 5초 내지 40초의 시간 상수가 인가되는 경우가 바람직하다.
강제 관류식 증기 발생기와 관련하여, 상술한 과제는 복수의 증발기 가열면들;과 유동 매체측으로 상류에 연결된 복수의 예열기 가열면들과; 급수 질량 흐름에 대한 설정값에 의해 안내 가능한 급수 질량 흐름의 설정을 위한 장치;를 구비한 강제 관류식 증기 발생기에 의해 해결되며, 이러한 설정값은 본 발명에 따른 방법에 의해 구성된다.
본 발명에 의해, 제어부를 통한 파일럿 제어 신호의 보정은 상당히 감소될 수 있고, 제어부는 더 낮은 이득으로 매개 변수화될 수 있다. 이에 따라, 상당한 규모의 원하지 않는 공정 잔류 변동의 상술한 문제가 제거될 수 있다. 설비의 작동 거동은 부정적인 영향을 받지 않는다.
파일럿 제어 신호(또는 심지어 전체 매개 변수 필드)에 대한 경험적으로 발견된 보정 계수도 고려 가능하다. 그러나 이를 찾는다는 것은 매우 많은 노력을 의미한다. 이와 대조적으로, 상술한 발명은 물리적 접근 방식에 기초하며, 추가로 매개 변수화될 필요가 없다.
본 발명은 예시적으로 도면에 의해 더 상세히 설명된다.
도 1은 급수 질량 흐름의 연산을 위한 알고리즘의 개요를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 2는 발전소 자동화에서 구현되는 것과 같은 급수 질량 흐름의 설정값의 연산을 위한 알고리즘의 변화에 대한 측정 변수와, 그로부터 도출되는 근사치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1은 급수 질량 흐름에 대한 설정값()의 연산을 위한 알고리즘의, 본 발명으로부터 얻어지는 변화를 개략적으로 도시한다. 이 경우, 알고리즘의 본 발명과 관련된 부분은 점선 테두리 안쪽에 도시되고 종래의 기술은 그 바깥쪽에 도시된다.
따라서, 급수 질량 흐름에 대한 설정값()은, 계수()로 보정된 상태로, 증발기에 대한 급수 질량 흐름()과, 예열기 내에서 저장 또는 회수된 질량 흐름()으로 구성된다.
증발기에 대한 급수 질량 흐름()은 종래 기술에 따라, 폐가스로부터 증발기 내 유체로 전달되는 열 흐름()과 증발기 내 엔탈피 변화에 대한 설정값( Ev,set)의 비율로서 나타난다. 재차, 증발기 내 유체로 전달되는 열 흐름()은 가열면 파이프의 벽 재료의 열 저장()을 뺀, 배기 가스 내의 열 흐름()으로부터 얻어진다.
본 발명에 따라, 증발기 내 유체로 전달되는 열 흐름에 대한 항은 2개의 추가 항들에 의해 보완되고 보정된다.
제1 보정은 증발기 내 질량 저장 효과와 관련되고 제2 보정은 증발기 내 에너지 저장 효과와 관련된다.
질량 저장 효과는 도 1의 열 흐름에서, (질량 저장) 및 (증발기 배출구에서의 엔탈피)의 곱에 의해 나타난다. 는 에너지 저장 효과를 나타낸다.
이러한 값들은 본 발명에 따라 적절하게 근사화되므로, 측정된 공정 변수로부터 결정될 수 있다.
도 2는 강제 관류식 폐열 증기 발생기 내의 이러한 측정 변수 또는 측정점과, 그 처리를 도시한다.
도 2에 따른 강제 관류식 폐열 증기 발생기는, 유동 매체로서 제공되는 급수를 위한, 절탄기라고도 불리는, 복수의 예열기 가열면(2)들을 구비한 예열기(1)와; 유동 매체측으로 예열기 가열면(2)들 하류에 연결된 복수의 증발기 가열면(4)들을 구비한 증발기(3);를 포함한다. 증발기(3)에는 상응하는 과열기 가열면(13)들을 구비한 과열기(12)가 후속한다. 이러한 가열면들은, 할당된 가스 터빈 설비의 폐가스가 인가되는, 더 상세하게 도시되지 않은 가스 통로에 위치한다.
상술한 바와 같이, 강제 관류식 증기 발생기는 급수의 적절한 인가를 위해 구성된다. 이를 위해, 급수 펌프(31) 하류에는 서보 모터(32)에 의해 제어되는 스로틀 밸브(33)가 연결되므로, 스로틀 밸브(33)의 적절한 제어를 통하여, 급수 펌프(31)에 의해 예열기(1)의 방향으로 이송되는 급수량 또는 급수 질량 흐름이 설정 가능하다. 공급된 급수 질량 흐름에 대한 현재 매개 변수를 결정하기 위해, 스로틀 밸브(33)의 하류에는 급수 라인(35)을 통한 급수 질량 흐름의 결정을 위한 측정 장치(34)가 연결된다. 서보 모터(32)는 제어 요소(36)를 통해 제어되고, 이러한 제어 요소에는, 입력측으로, 데이터 라인(37)을 통해 공급되는 급수 질량 흐름에 대한 설정값()과, 측정 장치(34)에 의해 결정된 급수 질량 흐름의 현재 실제값이 인가된다. 이러한 두 신호들 사이의 차를 구함으로써, 제어부(36)에는 갱신 요구가 전송되므로, 실제값이 설정값으로부터 편차를 나타낼 때 모터(32)의 제어를 통한 스로틀 밸브(33)의 상응하는 갱신이 실행된다.
급수 질량 흐름의 예측되거나, 예상되거나, 미래 또는 현재의 요구를 지향하는 설정의 형태로, 특히 요구에 따른 급수 질량 흐름에 대한 설정값()을 결정하기 위하여, 데이터 라인(37)은 입력측에서, 급수 질량 흐름에 대한 설정값()의 사전 결정을 위해 구성된 급수 관류 제어부(38)와 연결된다. 이는 증발기 가열면(4) 내의 열 흐름 균형에 의해 급수 질량 흐름에 대한 설정값()을 결정하도록 구성되며, 급수 질량 흐름에 대한 설정값()은, 증발기 가열면(4) 내 유체로 전달되는 폐열 흐름과, 또한 증발기 가열면(4) 내에서의 유체 내 질량 저장 및 에너지 저장이 고려됨으로써 결정된다. 완전성을 해치지만 명확성을 위하여, 도 2는 급수 관류 제어부(38) 내에서, 급수 질량 흐름 설정값()의 발명에 따른 보정과 관련된 요소들만을 도시한다. 종래 기술에 공지된 부분은 도시되지 않는다.
급수 질량 흐름에 대한 설정값()을 결정하기 위한 측정값은 압력값 및 온도값이며, 측정 지점은 예열기 입력부(5), 예열기 출력부(6) 또는 증발기 입력부(7) 및 증발기 출력부(8) 영역에 위치한다.
결정된 측정값은 기능 요소(14, 15, 16, 17 및 18)에서 처리된다. 제1, 제2 및 제3 기능 요소(14, 15 및 16)에 의해, 압력 및 온도에 대한 측정값들로부터 예열기(1) 및 증발기(3)의 가열면들의 다양한 위치에서의 유체의 밀도가 결정된다. 제4 및 제5 기능 요소(17 및 18)는 측정된 압력값으로부터 비등 엔탈피 및 포화 엔탈피를 제공한다.
질량 저장을 위한 저장 항()은, 예열기 입력부(5) 및 예열기 출력부(6)에서의 결정된 밀도로부터 먼저 제1 덧셈 요소(19) 및 제1 곱셈 요소(20)를 통해 평균값이 형성되고, 이어서 이러한 평균값이 제1 미분 요소(9)에서, 상응하게 선택된 시간 상수에 의해 추가로 처리되며, 증발기 가열면(4) 내의 유동 매체의 총 부피()에 상응하는 제2 곱셈 요소(21) 내의 이득 계수가 인가됨으로써 근사화된다.
추가 스케일링은 증발기(3) 및 예열기(1) 내의 유체의 밀도 변화의 비율을 갖는 후속적인 제3 곱셈 요소(22)에서 실행되며, 이러한 제3 곱셈 요소는 도 2에 도시된 바와 같은 방식으로 제1 및 제2 뺄셈 요소(23 및 24) 및 제1 나눗셈 요소(25)에 의해 결정된다.
에너지 저장을 위한 저장 항()은, 결정된 엔탈피로부터 평균값이 제2 덧셈 요소(26) 및 제4 곱셈 요소(27)에 의해 구해짐으로써 근사화된다. 이러한 평균값은 증발기(3) 내의 유체의 특정 엔탈피에 대한 양호한 가정을 나타낸다.
에너지 저장을 위한 저장 항()은 이제 2개의 항들의 합에 의해 결정된다. 제1 항은, 제2 미분 요소(10) 내에서 증발기(3) 내 유체의 특정 엔탈피가, 상응하게 선택된 시간 상수에 의해 추가 처리되고, 제5 곱셈 요소(28) 내에서 최대 부하 및 최소 부하에서의 증발기 내 유체 질량의 평균값()이 인가됨으로써 결정된다. 편의상, 이러한 평균값은 시간적으로 일정한 값으로 간주된다. 제2 항은 증발기(3) 내 유체의 특정 엔탈피에 질량 저장을 위한 저장 항()이 곱해짐으로써 결정된다. 이는 제6 곱셈 요소(29)에서 실행된다.
제3 덧셈 요소(30)에서 두 항들은 결합된다.
상응하는 알고리즘은 급수 제어의 기능 계획에서 구현되고, 이에 따라 발전소 자동화에서 구현된다.

Claims (11)

  1. 복수의 예열기 가열면(2)들을 포함하는 예열기(1)와; 유동 매체측으로 예열기 가열면(2)들 하류에 연결된 복수의 증발기 가열면(4)들을 포함하는 증발기(3);를 구비한, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법으로서, 급수 질량 흐름의 설정을 위한 장치에 급수 질량 흐름에 대한 설정값이 공급되고, 급수 질량 흐름에 대한 설정값을 생성할 때는 증발기 가열면(4) 내 유체로 전달되는 폐열 흐름이 결정되고, 또한 비정상 상태의 설비 작동 시의 증발기 가열면(4) 내에서의 유체 내 질량 저장 및 에너지 저장이 검출되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법에 있어서,
    증발기(3) 내 질량 저장의 시간적 거동이 예열기(1) 내 질량 저장의 시간적 거동에 결합되고, 증발기(3)와 예열기(1)의 밀도 변화의 비율에 의한 스케일링이 실행되는 것을 특징으로 하는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 질량 저장 및 에너지 저장을 위한 저장 항들은 현재 측정값들로부터 결정되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 현재 측정값은, 예열기 입력부(5), 예열기 출력부(6) 또는 증발기 입력부(7) 및 증발기 출력부(8)에서의 압력 및 온도인, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 에너지 저장의 추정에 필요한, 증발기(3) 내의 유체의 특정 엔탈피가, 비등 엔탈피 및 포화 엔탈피의 산술 평균값에 의해 근사화되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서, 증발기 입력부(7) 또는 증발기 출력부(8)에서의 하나 이상의 압력 측정을 통해 비등 엔탈피 및 포화 엔탈피가 결정되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서, 증발기(3) 내의 비등 엔탈피 및 포화 엔탈피의 시간 도함수와, 예열기(1) 내 유동 매체의 밀도의 시간 도함수가 평가되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 시간 도함수들은 제1 및 제2 미분 요소(9, 10)들을 통해 결정되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서, 질량 저장의 추정을 위한 예열기(1) 내의 밀도 변화의 시간적 진행 추이를 설명하는 제1 미분 요소(9)에는, 증발기 가열면(4) 내의 유동 매체의 전체 체적에 상응하는 이득 계수가 인가되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  9. 제7항에 있어서, 제1 미분 요소(9)에는, 증발기(3)를 통한 유동 매체의 관류 시간의 절반에 상응하는 시간 상수가 인가되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  10. 제7항에 있어서, 에너지 저장의 추정을 위한 제2 미분 요소(10)에는 5초 내지 40초의 시간 상수가 인가되는, 폐열 증기 발생기로서 형성된 관류식 증기 발생기를 작동하기 위한 방법.
  11. 복수의 증발기 가열면(4)들과, 유동 매체측으로 상류에 연결된 복수의 예열기 가열면(2)들과, 급수 질량 흐름에 대한 설정값에 의해 안내 가능한 급수 질량 흐름의 설정을 위한 장치를 구비한 강제 관류식 폐열 증기 발생기(11)로서, 설정값은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 구성되는, 강제 관류식 폐열 증기 발생기.
KR1020217015943A 2018-10-29 2019-09-19 강제 관류식 폐열 증기 발생기를 위한 급수 제어 KR102558369B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18203107.0 2018-10-29
EP18203107.0A EP3647657A1 (de) 2018-10-29 2018-10-29 Speisewasserregelung für zwangdurchlauf-abhitzedampferzeuger
PCT/EP2019/075105 WO2020088838A1 (de) 2018-10-29 2019-09-19 Speisewasserregelung für zwangdurchlauf-abhitzedampferzeuger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210083302A KR20210083302A (ko) 2021-07-06
KR102558369B1 true KR102558369B1 (ko) 2023-07-24

Family

ID=64082950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217015943A KR102558369B1 (ko) 2018-10-29 2019-09-19 강제 관류식 폐열 증기 발생기를 위한 급수 제어

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11530812B2 (ko)
EP (2) EP3647657A1 (ko)
JP (1) JP7114808B2 (ko)
KR (1) KR102558369B1 (ko)
CN (1) CN113056639B (ko)
CA (1) CA3117871C (ko)
ES (1) ES2927687T3 (ko)
WO (1) WO2020088838A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114636144B (zh) * 2022-02-25 2023-10-20 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北电力试验研究院 一种基于水煤比自寻优的超临界火电机组给水设定方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080066695A1 (en) 2004-07-09 2008-03-20 Axel Butterlin Process for Operating a Continuous Steam Generator
WO2009068446A2 (de) 2007-11-28 2009-06-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines durchlaufdampferzeugers sowie zwangdurchlaufdampferzeuger
DE102010040210A1 (de) 2010-09-03 2012-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines solarbeheizten Durchlaufdampferzeugers sowie solarthermischer Durchlaufdampferzeuger

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH599504A5 (ko) * 1975-09-26 1978-05-31 Sulzer Ag
JPS5341602A (en) * 1976-09-28 1978-04-15 Mitsubishi Electric Corp Controlling device for one-through boiler
DK0639253T3 (da) * 1992-05-04 1997-06-16 Siemens Ag Dampgenerator med tvungent gennemløb
DE4217626A1 (de) * 1992-05-27 1993-12-02 Siemens Ag Zwangdurchlaufdampferzeuger
DE19604416C2 (de) * 1996-02-07 2002-05-16 Siemens Ag Verfahren zur Entspannung eines Rauchgasstroms in einer Turbine sowie entsprechende Turbine
US7007473B2 (en) * 2001-09-28 2006-03-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Temperature control device of evaporator
US8118895B1 (en) * 2007-03-30 2012-02-21 Bechtel Power Corporation Method and apparatus for refueling existing natural gas combined cycle plant as a non-integrated gasification combined cycle plant
WO2009106563A2 (de) * 2008-02-26 2009-09-03 Alstom Technology Ltd Verfahren zur regelung eines dampferzeugers und regelschaltung für einen dampferzeuger
EP2194320A1 (de) 2008-06-12 2010-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Durchlaufdampferzeugers sowie Zwangdurchlaufdampferzeuger
EP2224164A1 (de) * 2008-11-13 2010-09-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Abhitzedampferzeugers
JP5341602B2 (ja) 2009-04-21 2013-11-13 株式会社岡村製作所 天板スライド式机
CN102753789B (zh) * 2009-12-08 2016-03-02 西门子公司 调节蒸汽动力设备中的蒸汽产生的方法和设备
DE102010042458A1 (de) * 2010-10-14 2012-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage sowie zur Durchführung des Verfahrens hergerichtete Gas- und Dampfturbinenanlage und entsprechende Regelvorrichtung
DE102011004263A1 (de) 2011-02-17 2012-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines solarbeheizten Abhitzedampferzeugers sowie solarthermischer Abhitzedampferzeuger
DE102011004277A1 (de) * 2011-02-17 2012-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines direkt beheizten, solarthermischen Dampferzeugers
DE102011076968A1 (de) 2011-06-06 2012-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Umlauf-Abhitzedampferzeugers
AT511189B1 (de) * 2011-07-14 2012-10-15 Avl List Gmbh Verfahren zur regelung einer wärmenutzungsvorrichtung bei einer brennkraftmaschine
KR102245954B1 (ko) * 2016-08-05 2021-04-30 지멘스 악티엔게젤샤프트 폐열 증기 발생기 동작 방법
EP3495731B1 (en) * 2017-12-08 2022-02-16 General Electric Technology GmbH Once-through evaporator systems
EP3495732B1 (en) * 2017-12-08 2024-02-14 General Electric Technology GmbH Once-through evaporator systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080066695A1 (en) 2004-07-09 2008-03-20 Axel Butterlin Process for Operating a Continuous Steam Generator
WO2009068446A2 (de) 2007-11-28 2009-06-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines durchlaufdampferzeugers sowie zwangdurchlaufdampferzeuger
DE102010040210A1 (de) 2010-09-03 2012-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines solarbeheizten Durchlaufdampferzeugers sowie solarthermischer Durchlaufdampferzeuger

Also Published As

Publication number Publication date
EP3827200B1 (de) 2022-06-29
CA3117871C (en) 2023-10-03
WO2020088838A1 (de) 2020-05-07
CN113056639B (zh) 2023-04-14
JP2022514453A (ja) 2022-02-14
US11530812B2 (en) 2022-12-20
KR20210083302A (ko) 2021-07-06
CA3117871A1 (en) 2020-05-07
US20210341139A1 (en) 2021-11-04
CN113056639A (zh) 2021-06-29
EP3827200A1 (de) 2021-06-02
EP3647657A1 (de) 2020-05-06
JP7114808B2 (ja) 2022-08-08
ES2927687T3 (es) 2022-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5202731B2 (ja) 貫流排熱回収ボイラの運転方法ならびに強制貫流排熱回収ボイラ
JP5271682B2 (ja) 容器内の液体水位を制御するためのシステムおよび方法
US8757105B2 (en) System and method for controlling liquid level in a vessel
JP5855240B2 (ja) 循環廃熱回収蒸気発生器の運転方法
JP5318880B2 (ja) 貫流ボイラの運転のための方法ならびに強制貫流ボイラ
EP3263985B1 (en) System and method for drum level control with transient compensation
KR102558369B1 (ko) 강제 관류식 폐열 증기 발생기를 위한 급수 제어
KR101972243B1 (ko) 관류 증기 발전기를 작동하기 위한 제어 방법
US20130319403A1 (en) Method for operating a solar-thermal parabolic trough power plant
JP6330394B2 (ja) ボイラシステム
JP6330404B2 (ja) ボイラシステム
JP5848302B2 (ja) スプレー制御装置
JP2022156440A (ja) ボイラシステム
JPH09145004A (ja) 加圧流動層ボイラの緊急停止時制御装置
JP6398762B2 (ja) ボイラシステム
JP5033429B2 (ja) ボイラ制御装置
JPH07332603A (ja) ボイラ起動制御装置
JPS6410721B2 (ko)

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant