TW201237329A - Condensate flow rate control device for power-plant, and control method - Google Patents

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201237329 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種因應頻率變動或請求負載變化而控制 凝結水流量之發電廠之凝結水流量控制裝置及控制方法。 【先前技術】 先前多採用由水蒸氣驅動蒸汽渦輪機發電機，而朝電力 轉換之發電廠。圖29係顯示一般性火力發電廠之圖。該火 力發電廠具有產生蒸氣之鍋爐10及利用鍋爐1〇的蒸氣驅動 發電機12之複數個渦輪丨4、16、1 8。在鍋爐丨〇中係自給水 泵20經由高壓給水加熱器22而供給給水，而鍋爐1〇可加熱 給水以使主蒸氣產生。 主蒸氣係經由調節閥24而供給於高壓渦輪14。高壓渦輪 14的排氣蒸氣係作為低溫再熱蒸氣而供給於鋼爐ι〇内部的 再熱器。 由再熱器再加熱之高溫再熱蒸氣係供給於中壓 輪16’巾壓渦輪16的排氣蒸氣係供給於低壓渦㈣。低壓 渦輪18的排熱蒸氣係導入至凝結水器％中。

20及高塵給水加熱器22而絲於銷爐1〇。 由凝結水器26冷卻排熱蒸氣而生成之凝結水係利 水泵28經由低壓給水加熱器邮供給於除氧器…

I61099.doc 201237329 係利用除氧器水位調整閥34而保持為固定。因巾，在安定 運轉時於除氧器32中’供給於該除氧器32之凝結水量、對 銷爐ίο進行供給之給水量及來自巾壓隸16之抽氣量係以 固定的平衡予以維持。 在此種發電廠中，係因應來自電力系統側之請求負載指 7而進行輸出控制。例如，在專利文獻i (日本特開2〇〇9· 300038號公報）中揭示有基於對於鍋爐之請求負載信號而 進订調郎閥的開度控制、燃料流量控制或給水流量控制之 構成又’在電力系統或發電廠之頻率變動產生之情形 下，會實施利用調節器之頻率控制。如此，在先前之發電 廠中，主要是利用鍋爐的蒸氣系統側之蒸氣流量控制、蒸 氣壓力控制、燃料流量控制、空氣流量控制、或調節閥開 度控制等而進行與請求負載指令或頻率變動對應之輸出控 制。 另一方面’近年來除如上述般之大型的發電廠以外，正 在朝向利用風力發電農場或大規模太陽光發電廠等之自然 能源之分散型電源的電力系統進行導入。可利用的自然能 源之量由於會因例如若為風力則風停止等之理由而產生變 動’因此在分散型電源中會產生輸出變動。於發電廠謀求 一種起因於該輸出變動’而在電力系統中產生細微的頻率 變動，並將該頻率變動安定化般之輸出控制。為安定化該 頻率變動’而於發電廠實施利用先前調節閥的開度控制之 頻率控制。 [先前技術文獻] 161099.doc 4

S 201237329 [專利文獻j [專利文獻1]曰本特開2009-300038號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 然而’在電力系統的頻率變動較大之情形下，如先前般 若僅是利用調節閥的開度控制之頻率控制，則無法充分地 抑制變動，而必須利用鍋爐的蒸氣系統側之控制使變動得 以抑制。然而’在如揭示於專利文⑴等般之鋼爐的蒸氣 糸統側之控财，例如遲於相對於燃料流量指令之無用時 間’並由鋼爐之作為燃料的煤之燃燒延遲等而導致控制的 應答性不高，抑制快速的變動較困難。特別是由於利用分 散型電源之頻率變動係以短時間週期產生，因此較高地維 持相對於頻率變動之輸出控制的追從性極其困難。 又’即便在相對於通常的負載變化之鍋爐的蒸氣系統側 之控制中’亦是在負載變化率較大之情形下相對於指令之 延遲變得顯著’與頻率變動之情形相同，提高對於負載變 化之控制的追從性較困難。 因而，本發明係鑒於該先前技術之問題而完成者，其目 的在於提供__種可改善對於頻率變動或請求負載變化之應 隸，並準確地抑制頻率變動，或是可使相對於請求負載 才曰7之發電輸出的追從性提高之發電廠之凝結水流量控制 裝置及控制方法。 工 [解決問題之技術手段] 為解決上述問題，本發明之發電廠之凝結水流量控制裝 161099.doc 201237329 置，其係應用在發電廠者，該發電廠具備：鍋爐；導入由 前述锅爐所產生之蒸氣之蒸汽渦輪機；由前述蒸 予以驅動之發電機；供給來自前述蒸汽渦輪機的排^氣 之凝結水器；經由除氧器水位調整閥而供給由前述凝社水 器生成之凝結水之除氧器，即導入前述蒸汽渦輪機的抽氣 蒸氣之除氧器；及將由前述除氧器進行除氧之給水給與前 述鋼爐之給水泵；該凝結水流量控制裝置之特徵在於包含 水位高度調整機構，其係、執行如下之凝結水流量控制：輸 入頻率變動或請求負載變化，以抑制所輸人之頻率變動之 方式，或《以使前料電機的輸出値追從於所冑入 負載變化之方式，調整在前述除氧器水位調整間至前述除 氧器之間延伸之凝結水流路的壓力，而調整前述蒸汽渦輪 機的抽氣蒸氣量。 在本發明之發電廠之凝結水流量控制裝置中，係因應頻 率變動或請求負載變化而藉由調整自除氧器水位調整間至 除氧器為止之凝結水流路的M力，而控制來自蒸汽渦輪機 的抽氣蒸氣量。例如，若使抽氣蒸氣量減少，則可使發電 、'輸出增大’右使抽氣蒸氣量增大’則可使發電機的輸 咸夕利用以使此種抽氣蒸氣量產生變化之輸出控制相 較於鍋爐的蒸氣系統之輸出控制為應答性較高。因此，藉 :對鍋爐的蒸氣系統之輸出控制附加本構成，可相較於先 則大幅改善應答性。 3 根據該發電廢之凝結水流量控制裝置，可使頻率 s的抑制或相對於請求負載指令之發電輸出的追從性提 161099.doc 201237329 兩。又’由於可在無須重新設置抽氣蒸氣量控制閥之下進 行抽氣蒸氣量的控制，因此會以低成本實現發電廠。另， 所谓「鋼爐的蒸氣系統之輸出控制」係燃料流量控制、給 L量控制。氣流量控制、蒸氣流量控制、蒸氣壓力控 . 制、或調節閥開度控制等。 • 亦即找發電薇之凝結水流量控制裝置巾，係將蒸汽 渴輪機側的機器具有之能源暫時性抽出，而使用其以使對 =目標頻率設定或請求貞載設定之追從性提I因此，可 實見頻率變動的抑制、或高負載變化時之輸出偏差的降 低。特別是利用高負載變化時之輸出偏差的降低，由於會 使控制發電機輸出之調節閥開度的上升變小，因此可減小 主蒸氣壓力偏差。 較佳的是’前述發電廠具備配置於前述凝結水流路之低 壓加熱器，即自前述蒸汽渦輪機供給抽氣蒸氣而加熱前述 凝結水之低壓加熱器。 根據該構成，藉由低壓加熱器可有效地提高供給於鍋爐 之給水的溫度。另-方面，㈣構成中，供給於低壓加熱 器之抽氣蒸氣之s係藉由調整凝結水流路的壓力而進行控 制。因此，即便使用低壓加熱器，亦可準確地抑制頻率變 • 動或疋可使相對於請求負載指令之發電輸出的追從性提 高。 較佳的是，前述水位高度調整機構係基於預先設定之頻 率變動或請求負載變化與前述除氧器的水位高度或保有水 量之關係，而由前述頻率變動或前述請求負載變化算出前 161099.doc 201237329 述水位高度的設定値或前述保有水量的設定値並以使前 述除氧器的水位高度或保有水量成為該水位高度的設定値 或該保有水;E的設定値之方式對前述除氧器水位調整閥輸 出開度指令。 在該構成t，係、藉由變更水位高度的設定値或保有水量 的設定値，而控制來自蒸汽渦輪機的抽氣蒸氣量。根據該 構成’可以簡單的構成確實地調整凝結水流路的壓力而控 制來自蒸汽渦輪機的抽氣蒸氣量。 另，在該構成中，亦可在水位高度的設定値或保有水量 的設定値之算出中使用頻率變動與請求負載變化兩者。再 者所咕除氧器水位調整閥的開度指令」既可是開度指 令値，亦可是開度上限值及下限值之組。 較佳的是，發電廠之凝結水流量控制裝置進而包含恢復 機構，其係執行如下之恢復控制：在滿足特定的恢復條件 之情形下，將前述水位高度的設定値、前述保有水量的設 定値或刖述除氧器水位調整閥的開度回復至利用前述水 位咼度調整機構進行之凝結水流量控制前的設定値。 根據該構成，可以簡單的構成確實地回復水位高度的設 定値、保有水量的設定値或除氧器水位調整閥的開度。因 而，藉由水位高度調整機構執行凝結水流量控制會防止除 氧器的水位高度低於下限値◦又，除氧器的水位高度回復 之、.’α果疋’水位咼度調整機構可重複執行凝結水流量控 制。 較佳的是，前述恢復機構係以固定的變化率或階段性地 161099.doc 201237329 將前述水位高度的設定値、前述保有水量的設定値、或前 述除氧器水位調整閥的開度回復至利用前述水位高度調整 機構進行之凝結水流量控制前的設定値。 根據該構成，由於可防止利用恢復控制的執行之急劇的 輸出變化，因此可防止發電廠之運轉的不安定化，且可實 現安定之發電廠的運轉。 較佳的是，前述恢復機構係算出前述請求負載變化之請 求負載的指令最終値與前述發電機的輸出値之偏差，且作 為前述恢復條件而在該偏差成為預先設定之臨限值以下之 時點，執行前述恢復控制。 在該構成令，係預監視請求負载的指令最終値與發電輸 出値之偏差，而在該偏差成為預先設定之臨限值以下之時 點，進行恢復控帝J。因，由於係在發電輸出値到達請求 負載的指♦最終値之前執行恢復控㈣，因此可防止發電輸 出的過度。 較佳的S，前述恢復機構係算出冑述發電機的輸出値之 變化率’幻乍為前述恢復條件而㈣變化率成為預先設定 之臨限值以上之時點，執行前述恢復控制。 在該構成中，係預監視發電輸出値的變化率，在該變化 率成為預先設定之臨限值以上之時點’進行恢復控制。因 此，由於係在發電輸出値到達請求負載的指令最終値之前 執行恢復控制，因此可防止發電輸出的過度。 較佳的疋，在别述恢復機構中被輸入前述除氧器的水位 高度或保有水量的檢測値，且前述恢復機構作為前述恢復 161099.doc 201237329 條件而在前述水位高度或前述財水量的㈣㈣達前述 水位高度或前述保有水量的設定値之時點，執行前述恢復 控制。 根據該構成’可以簡單的構成確實地回復至凝結水流量 控制前的設定値。 較佳的是，前述恢復機構作為前述恢復條件而在自前述 頻率變動或前述凊求負載變化之產生時點經過預先所設定 之設定時間後’執行前述恢復控制。 根據該構成，可以簡單的控制並安定地確實地回復至凝 結水流量控制前的設定値。 較佳的是，前述恢復機構作為前述恢復條件而在自頻率 或前述發電機的輸出値到達目標頻率設定或請求負載設定 之時點經過預先設定之設定時間後，執行前述恢復控制。 在該構成中，在經過藉由對於上述頻率變動或請求負載 變化之凝結水流量控制而使產生變化之除氧器水位及輸出 充分安定般之設定時間之後，可將除氧器的水位回復至凝 結水流量控制前的設定値。根據該構成，可抑制在回復除 氧器水位之時之由輸出變動所引起的干擾，且可以簡單的 控制安定地且以使輸出變動減少之方式，將除氧器的水位 回復至凝結水流量控制前的設定値。 較佳的是，前述水位高度調整機構係基於前述頻率變動 的幅度之微分値或前述請求負載變化的微分值，而算出前 述水位高度的設定値或前述保有水量的設定彳直。 根據該構成，在頻率變動或請求負載變化急劇變化之 161099.doc -10- 201237329 時，可準確地防止發電輸出的過度。 較佳的疋’在别述水位高度調整機構中被輸入前述頻率 變動或前述請求負載變化產生時點之前述除氧器的水位高 度或保有水量的檢測値’並在該水位高度的檢測値或該保 有水量的檢測値低於預先設定之臨限值之情形下，前述水 位高度調整機構係將前述凝結水流量控制設為無效，或是 調整刚述水位尚度的設定値或前述保有水量的設定値而執 行前述凝結水流量控制。 根據该構成’可防止除氧器的水位低於下限値，且可使 發電廠安定運轉。 較佳的是，發電廠之凝結水流量控制裝置進而包含：控 制各許次數汁异機構，其係顯示假設輸入之頻率變動或請 求負載變化的至少丨個預定値，且基於該預定値、前述除 氧器的水位高度或保有水量的檢測値、及前述除氧器的水 位高度或保有水量的下限値，而運算前述水位高度調整機 構可執行前述凝結水流量控制之剩餘次數；及顯示機構， 其係將藉❹制料:欠數計算機構所運算之難次數與前 述預定値加以對應而顯示。 '根據該構成’發電廠的管理者可針對頻率變動或請求負 載文化，立即判斷是否藉由利用水位高度調整機構之凝、社 水流量控制的執行進行對應。 〜 較佳的是，發電廠之凝結水流量控制裝置進而包含管理

、可操作、且可切換利用前述水位高度調整機構進行之矿 述凝結水流量控制之有效與無效之開關。 月1J 161〇99.d〇c •11- 201237329 根據该構成，基於管理者的判斷，可允許或禁止利用尺 位南度調整機構之凝結水流量控制的執行。因此，管理者 可對於頻率變動或請求負載變化靈活地進行對應。 較佳的是，在被輸入與前述預定値一致之前述頻率變動 或請求負載變化，並基於該預定値所運算之前述剩餘次數 為〇之情形下，無論由前述管理者進行之前述開關之操作 如何，皆使利用前述水位高度調整機構之前述凝結水流量 控制無效。 根據該構成，無論管理者的判斷如何，在剩餘次數為〇 之情形下，可禁止利用水位高度調整機構之凝結水流量控 制的執行。因m止錯誤執行凝結水流量控制而: 發電薇安定運轉》 較佳的是，發電廠具有因應前述除氧 丨本机说gy不位南度 有X量而對别述除氧器供給補給水之補給水供給機構 述補給水供給機構包含：儲存前述補給水之補給水槽 整自前述補給水槽對前述除氧器供給之補給水供給量之補 給水供給量調整機構、及加熱前述補給水之加熱機構。 根據該構成，藉由發電廠具有補給水供給機構，即便在 利用對於頻率轡會^ < +, Α μ ^ 次6月求負載變化之凝結水流量控制而導 ::氧器内的水位高度下降之情形下，亦可藉由利用補1 機構對除氧器供給補給水而使水位高度回復。因° 此，根據㈣^可實現鋼爐的安定運轉。 因 *敎β X〜述加熱機構係利用前述鋪的餘熱或其他 加熱源的餘熱而加熱前述補給水。 其他 I61099.doc

S •12, 201237329 根據該構成，可有效地利用餘熱，而使發電廠整體之熱 效率提尚。 又，本發明之發電廠之凝結水流量控制方法，其係應用 於發電廠者’該發電廠具備：鍋爐；導入由前述鍋爐所產 生之蒸氣之蒸汽渦輪機；由前述蒸汽渦輪機予以驅動之發 電機；供給來自前述蒸汽渴輪機的排熱蒸氣之凝結水器； 經由除氧器水位調整閥而供給由前述凝結水器生成之凝結 水之除氧器’即導入前述蒸汽渦輪機的抽氣蒸氣之除氧 器；及將由前述除氧器進行除氧之給水給與前述鍋爐之給 水泵；該凝結水流量控制方法之特徵在於執行如下之凝結 水流量控制：輸入頻率變動或請求負載變化，以抑制所輸 入之頻率變動之方式，或是以使前述發電機的輪出値追從 於所輸入之請求負載變化之方式，調整自前述除氧器水位 調整閥至前述除氧器之間的凝結水流路之壓力，而調整前 述蒸汽渦輪機的抽氣蒸氣量。 在本發明之發電廠之凝結水流控制方法中，係因應頻率 變動或請求負載變化而藉由調整自除氧器水位調整閥至除 氧器為止之凝結水流路的壓力，而控制來自蒸汽渴輪機的 抽氣蒸氣量。利用以使抽氣蒸氣量產生變化之輸出控制相 較於鋼爐的蒸氣系統之輸出控制為應答性較高。因此 由對鍋爐的蒸氣系統之輸出控制附加本構成， 前大幅改善應答性。 、无 因此，根據該發電廠之凝結水流控制方法，可使對 率變動的抑制或請求負載指令之發電輸出的追從性提高。 161099.doc •13- 201237329 又，由於可在無須重新設置抽氣蒸氣量控制閥之下進行抽 氣蒸氣量的控制，因此會以低成本實現該發電廠之凝結水 流量控制裝置β [發明之效果] 如以上記載般，根據本發明，而提供一種可改善對於頻 率k動或明求負載變化之應答性，並準確地抑制頻率變 動，或疋可使相對於請求負載指令之發電輸出的追從性提 高之發電廠之凝結水流量控制裝置及控制方法。 【實施方式】 以下，兹參照圖面舉例詳細地說明本發明之較佳的實施 形態。惟，記載於該實施形態中之構成零件的尺寸、材 質、形狀、及其相對性配置等只要無特定性記載，即並非 是將該發明的範圍限定於此之主旨，而僅為説明例。 (第1實施形態） 首先，說明應用本發明實施形態之發電廠之構成。圖ι 係本發明第1實施形態之具備控制裝置36之發電廠之整體 構成圖。發電廠於蒸氣系統側具有鍋爐10、高壓渦輪14、 中壓渴輪丨6及低壓渦輪18。且，於凝結水系統側具：^凝結 水器26、低壓給水加熱器（低壓加熱器）3〇、除氧器32及古 壓給水加熱器22 » 之給水加熱而產生 至鬲壓渴輪14。調 鍋爐1 0係將自高壓給水加熱器22供給 主蒸氣。主蒸氣係經由調節閥24而導入 節閥24主要是控制發電機12的輸出（發電輪出）。 驅動高壓渴輪14而排氣之排氣蒸氣係作為低溫再熱蒸氣 161099.doc

S 201237329 而供給於鍋爐10内部的再埶器。 一 益藉由再熱is進行再加熱之 高溫再熱蒸氣係供給於中壓渦輪i 6中 掏0甲壓渦輪16的排氣蒸 氣係供給於低壓渦輪18。低壓渦輪18的排熱蒸氣係導入至 凝結水器2 6。 ” 由凝結水器26冷卻排熱蒸氣而生成之凝結水係利用凝結 水泵28經由健給水加熱器3G而供給於除氧器^供給於 除氧器32之凝結水的流量係利用設置於該除氧器η的上流 側之給水線路（凝結水流路）之除氧器水位調㈣34而進行 調整。 作為-例，除氧ϋ水位調整閥34係設置於凝結水果Μ與 低壓給水加熱器3〇之間。對除氧器32供給中㈣輪Μ的抽 氣蒸氣，而利用抽氣蒸氣之熱去除給水中所含之氧。去除 氧之給水係儲存於除氧器32的除氧器貯水槽中。給水泉2〇 係將儲存於除氧器貯水槽之給水經由高壓給水加熱器心 供給於鍋爐1 〇。 ―另’雖未圖示，但於除氧器32上，作為檢測儲存於除氧 貯水槽中之給水的水位高度（除氧器32的水位高度）之水位 高度檢測機構，設置有水位高度檢測器。由水位高度檢測 器所檢測之水位高度的檢測値係輸入於控制裝置36中。 同壓給水加熱器22及低壓給水加熱器3()係使用蒸氣而加 …、/爪動於内部之凝結纟或給水。g給於高壓給水加熱器Μ 之蒸氣係自高壓渦輪14的中段抽氣之抽氣蒸氣。供給於低 壓給水加熱器30之蒸氣係自低壓渦輪18的中段抽氣之抽氣 蒸氣。 16I099.doc 15- 201237329 具有上述構成之發電廠具有控㈣置36，控制裝置地 含例如由運算處理裝置、記憶裝置、及輸入輸出裝置等構 成之電腦。控制裝置36包含蒸氣系統側控㈣構U、及凝 結水系統龍錢構39 1，本實㈣態之控置36只 要至少包含凝結水系統側控制機構39即可，其亦可是對於 既存的蒸氣系統側控制機構38附加凝結水系統側控制機構 39之構成。至少具有凝結水系統側控制機構之控制裝置 3 6亦稱為「凝結水流量控制裝置」。 參照圖2及圖3，就蒸氣系統側控制機構％及凝結水系統 側控制機構39的具體構成進行説明。圖2係控制裝置％的 具體構成圖，圖3係顯示控制裝置36之凝結水系統側控制 機構3 9的構成例之圖。 在圖2中，對蒸氣系統側控制機構38及凝結水系統側控 制機構39分別輸入頻率變動或請求負載變化。另，頻率變 動或請求負載變化係利用未圖示之變化量算出機構而自系 統頻率或請求負載算出。 蒸氣系統側控制機構3 8係如燃料流量控制、給水流量控 制、空氣流量控制、蒸氣流量控制、蒸氣壓力控制、或調 節闊開度控制等般藉由控制蒸氣系統側的參數而進行發電 機12的輸出控制。 在圖2所示之一例中，蒸氣系統側控制機構38係進行燃 料流量控制、給水流量控制、及空氣流量控制。在圖2 中’ L1係相對於燃料流量指令之無用時間，L2係對於給水 流量指令之無用時間’ L3係對於空氣流量指令之無用時 161099.doc 201237329 間’ τι係對於燃料流量指令之延遲’ 丁2係在鍋爐中之燃 燒延遲，T3係對於給水流量指令之延遲，T4係對於空氣^ 量指令之延遲》 ” 首先，蒸氣系統側控制機構3 8係算出抑制頻率變動之燃 料流量指令、或是與請求負載變化對應之燃料流量指令7 而朝鍋爐10的燃料流量調整機構（未圖示）輸出。鍋爐^的 燃料流量調整機構係基於該燃料流量指令，而供給例如作 為燃料之煤。 ，貫際上由鍋爐1 〇的燃料流量調整機構調整之燃料漭 量係如符號41所示般相相對於燃料流量指令而包含無用時 間L1及時間常數τ卜又’由鍋爐1〇產生之蒸氣流量係如符 號2所示般相對於上述燃料流量進而包含時間常數丁2。 對於給水流量亦相同，係蒸氣系統側㈣機構_ 2頻率變動之給水流㈣令、或是與請求負載變化對應之 給水流量指令，而輸出至對鋼爐1G的給水流量調整機構 (未2外另，實際上由_iq的給水流量調整機構調整 /水流量係如符號43所示般相對於給水流量指令 無用時間L2及時間常數T3。 匕3 曾^，對於空氣流量亦相同，係、蒸氣系統側控制機構38 :應之！頻率變動之空氣流量指令、或是與請求負载變化 機構(：乳流量指令’而輸出至對鋼爐1〇的空氣流量調整 圖不）。另，實際上由鍋爐1〇的空氣流量 調整之介名法田〆 几爪里调整機構 包含篁糸如符號44所示般相對於空氣流量指令而 ，”、用時間L3及時間常數Τ4。 161099.doc 17 201237329 如此’在利用蒸氣系統側控制機構3 8之控制中，會由於 對於控制信號之應答延遲而導致精度良好地調整蒸氣流 量、給水流量或空氣流量較困難。 相對於此，在本實施形態中，控制裝置36具有以下詳述 之凝結水系統側控制機構39，利用該凝結水系統側控制機 構39可大幅改善控制的應答性。 凝結水系統側控制機構39係藉由控制自除氧器水位調整 閥3 4延伸至除氧器3 2之凝結水流路的壓力，而進行發電機 12的輸出控制。具體而言，係利用控制流動於凝結水流路 之凝結水流量之凝結水流量控制（除氧器水位控制），而進 行輸出控制。 凝結水系統側控制機構39具有執行凝結水流量控制之水 位高度調整機構40。水位高度調整機構4〇係基於預先設定 之頻率變動或請求負載變化與除氧器32之除氧器貯水槽的 水位高度之關係，而自頻率變動或請求負載變化算出水位 高度的設定値。而後，水位高度調整機構4〇係以使除氧器 貯水槽的水位高度成為水位高度的設定値之方式對除氧器 水位調整閥34輸出開度指令。 根據預先設定之頻率變動或請求負載變化與除氧器32的 水位高度之關係，對於頻率變動，在抑制頻率變動之方向 上加以對應以使低壓渦輪18的抽氣蒸氣量產生變化般之^ 位高度的設定値，對於請求負載變化’在以使發電機12的 輸出値追從於請求負冑變化之方向上力〇以對冑以使低壓渴 輪18的抽氣蒸氣量產生變化般之水位高度的設定値。 161099.doc

S 201237329 另，所謂「除氧器水位調整閥34的開度指令」既可是開 度指令値，亦可是將除氧器水位調整閥34的開度限制於特 定的範圍内之開度上限値及下限値之組。 作為一例，如圖3所示般，凝結水系統側控制機構39作 為水位高度調整機構40具有：表函數器51、修正函數器 52加算器53、偏差運算器54、及控制器55。 。 於表函數器51中肖先設定有相對於頻率變動幅度之水位 高度的變動幅度之函數。亦即，於表函數器51中設定有與 頻率變動幅度對應之除氧器32的水位高度之變動量，而輸 出與所輸人之頻率變動幅度對應之水位高度的變動量: 另’在表函數器51中，水位高度的變動量係在抑制 應之頻率變動之方向上以使蒸汽渴輪機的抽氣蒸氣量產生 變化之方式進行設定。 修正函數器52係因應除氧器32而修正所輸入之 的變動幅度。修正函數器 又 數益52係對自表函數器51輸出之水位 同度的變動量乘以適當的係 失u ▲ 的係數、例如-1 ’而將所得之積作 ，‘·、水位尚度的修正量進行輸出。 在加算器53中，择|你 佟” ，、修正函數器52所輸出之水位高度的 少置一起，輸入有輸入頻率變動卜声夕^ 檢測値。加算器53係運算水二Γ 高度之 檢測値之和，而將所得之^ 修正量與水位高度的 輸出。 ㈣得之和作為新水位高度的設定値進行 另，在加算器53中，亦 入頻率變動產生時的水位高度度的檢㈣，而輪 I6I099.doc 201237329 在偏差運算器54中，係與加算器53所輸出之新水位高度 的°又疋値一起，輸入有目前的水位高度之檢測値（處理 値）。偏差運算器54係運算新水位高度的設定値與處理値 之偏差’而輸出所得之偏差。 控制器55係基於所輸人之偏差，而執行例如比例控制。 亦即，以使偏差縮小之方式生成開度指令，並向除氧器水 位調整閥34輸出。 另，在即將輸入頻率變動幅度之前之水位高度的設定値 (初始値）係因應例如即將輸入頻率變動幅度之前的請求負 載之靜定値，基於特定的函數而収。因而，在即將輸入 頻率變動幅度之前’細使水位高度的處理値接近水位高 度的初始値之方式’生成開度指+，並向除氧器水位調整 閥3 4輸出》 又， 40，具 器）58、 凝結水系統側控制機構39作為水位高度調整機構 有：表函數器56、表函數器57、乘算器（積算 修正函數器59、加算器60、偏差運算器61、及控 制器62。 在表函數器56中，預先設定有相對於請求負載變化幅产 之水位高度的變動幅度之函數。亦即，在表函數器“中^ 設定有與請求負載變化幅度對應之除氧器32的水位高度之 變動量，表函數器56係輸出與所輸入之請求負 對應之水位高度的變動量…在表函數器5二變= 度的變動㈣在發電機12的輸出追從於所對應之負載變化 之方向上以使蒸Ά渴輪機的抽氣蒸氣量產生變化之方弋予 161099.doc

S •20· 201237329 以設定。 在表函數器57令，預先設定有相對於請求負載變化率之 水位尚度之變動量的加成係數之函數。亦即，力主 仕表函數器 57中，設定有與請求負載變化率對應之水位高度之變動量 的加成係數，表函數器57係輸出與所輸入之請求負裁變化 幅度對應之水位高度之變動量的加成係數。 〜仕衣函數 器57中’水位高度之變動量的加成係數係以請求負載變化 率超過特定値愈大則其值愈大之方式設^。加成係數係在 例如1以上2以下之範圍内。 乘算器58係對所輸人之水位高度的變動量乘以變動量的 加成係數，而將所得之積作為水位高度的變動量輸出。里 修正函數器59係因應除氧器32而修正水位高度的變動幅 度。修正函數器59係對自乘算器58輸出之水位高度的變動 量乘以適當的係數、例如」，而將所得之積作為水位高度 的修正量輪出。 在加算器6G中’與修正函數器59所輸出之水位高度的修 正量一起’輸入有輸入請求負載變化幅度之時的水位高度 之檢測値。加算器6()係運算水位高度的修正量與水位高度 的檢測値之和，而將所得之和作為新水位高度的設定値輸 出。 另’在加算器60中’亦可代替水位高度的檢測値，而輸 入》青求負載變化產生時的水位高度之設定値。 在偏差運算器61中，與加算器6〇所輸出之新水位高度的 設定値-起，輸入有目前水位高度的檢測値（處理値）。偏 161099.doc •21 · 201237329 差運算器54係運算新水位高度的設定値與處理値之偏差， 而將所得之偏差輸出。 控制器62係基於所輸入之偏差，執行例如比例控制。亦 即’以使偏差縮小之方式生成開度指令，而向除氧器水位 調整閥34輸出》 、另’在本實施形態巾，在輸人頻率㈣之情形與輸入請 求負載變化之情形兩者之情形下，雖係基於新水位高度的 設定値而輸出開度指令，但亦可僅在任一者之情形下，基 於新水位尚度的設定値而輸出開度指令。 又’在輸人請求負載變化之情形下，亦可僅輸入請求負 載變化幅度與請求負載變化率中之—者。在該情形下，亦 可省略例如表函數器57,而將表函數器56所輸出之水位高 度的變動量原狀輸入於修正控制器59中。或是亦可省略表 函數器56’並代替表函數器57，基於所輸人之請求負載變 化率而使用輸出水位高度的變動量之其他表函數器。而 後，亦可將該其他表函數器所輸出之水位高度的變動量原 狀輸入於修正控制器59中。 如此，在上述發電廠之控制裝置36中，係因應頻率變動 或請求負載變化’藉由變更自除氧器水位調整閥34延伸至 除氧器32之間之凝結水流路之壓力，而以使自低壓渦輪a 供給於低I給水加熱器3G之抽氣蒸氣量產生變化而控制發 電機12的輸出。亦即，冑由變更除氧器32的水位高度，以 使自低壓祕18供給於低壓給水加熱器歉減蒸氣量產 生變化而控制發電輸出。 161099.doc -22· 201237329 利用以使抽氣蒸氣量產生變化之輸出控制相較於鋼爐ι〇 的蒸氣系統之輸出控制為應答性較高，i藉由㈣⑴㈣ 蒸载*系統之輸出控制附加本構成’可相較於先前大巾s改善 應答性。因此可使相對於請求負載指令之發電：出=從 . 性提高。 . 又，在本構成中’由於係暫時性抽出蒸汽渦輪機側的機 器具有之能源，並使用其以使相對於目標頻率設定或請求 負載設定之追從性提高，因此可實現頻率變動的抑制、或 高負載變化時之輸出偏差的降低。特別是利用高負載變化 率的負載上升時之輸出偏差的降低，由於會使控制發電輸 出之調Ip閥24的開度之上升變小，因此可減小主蒸氣壓力 偏差。又，於低壓渦輪18與低壓給水加熱器3〇之間，由於 可在無須重新設置抽氣蒸氣量控制閥之下進行抽氣蒸氣量 的控制，因此會以低成本實現發電廠。 圖4係說明相對於目標負載設定之輸出追從性之圖。 圖4中之先前例之線係表示僅在利用蒸氣系統側控制機 構38之輸出控制之情形下之發電輸出的時間變化，第1實 施形態之線係表示在使用利用蒸氣系統側控制機構38之輸 出控制與利用凝結水系統側控制機構39之輸出控制兩者之 - 情形之發電輸出的時間變化。如圖4之圖表所示般，根據 本實施形‘態’可相對於目標負載設定（目標輸出）提高追從 性。 上述之第1實施形態的構成亦可包含以下之構成。 凝結水系統側控制機構39亦可進而具有恢復機構63(參 I61099.doc •23· 201237329 照圖1)。恢復機構6 3在滿足特定的恢復條件之時，係將水 位高度的設定値或除氧器水位調整閥34的開度回復至利用 水位高度調整機構40之調整前的設定値（初始値），執行恢 復控制。恢復條件較佳的是除氧器32之水位高度的檢測値 到達至水位高度的設定値。 又’較佳的是’恢復機構63在滿足恢復條件之時點 (tl) ’係如圖5(A)所示般階段性地將除氧器水位調整閥34 的開度回復至初始値，或是如圖5(B)所示般以固定的變化 率將除氧器水位調整閥34的開度回復至初始値。在該情形 下’恢復機構63係為閥開度恢復機構。 又，恢復機構63係如圖6所示般，在自頻率變動或請求 負載變化產生時點t0經過預先所設定之設定時間ta之後， 亦可如圖7(A)所示般階段性地將除氧器32之水位高度的設 定値回復至初始値，或是如圖7(B)所示般以固定的變化率 將除氧器32之水位高度的設定値回復至初始値。在該情形 下，恢復機構63係為水位設定恢復機構。 再者’恢復機構63係如圖6所示般，在自系統頻率或請 求負載到達目標頻率設定或請求負載設定之時點t i經過預 先設定之設定時間tb之後，亦可如圖7(A)所示般階段性地 將除氧器之水位咼度的設定値回復至初始値，或是如圖7 (B)所示般以固定的變化率將除氧器之水位高度的設定値 回復至初始値。在該情形下，恢復機構63係為水位設定恢 復機構。 再者，發電廠亦可具有補給水供給機構，補給水供給機 161099.doc •24·

S 201237329 構於凝結水系統側控制機構39中，在除氧器32的水位高度 下降之情形下，係對於除氧器32補給給水。此時，補給水 供給機構較佳的是補給予以加熱之給水。 使用圖8至圖11說明可應用本實施形態的控制裝置％之 發電廠之變形例。該等變形例係發電廠具有補給水供給機 構者。 在圖8所示之發電廠之第〗變形例中，補給水供給機構具 有.對除氧器32供給補給水之補給水槽64、補給水泵66、 進订補給水的流量控制之補給水流量控制閥68、及加熱補 給水之補給水加熱器70。補給水槽64可使用既設之裝置。 又，代替補給水槽64 ’亦可使用脫鹽裝置槽。補給水流量 控制閥68亦可係啟動/關閉閥。 ★在補給水加熱器70中導入自朝向鍋爐1〇的排氣出口或煙 筒72之排氣線路選出之銷爐排氣’補給水加熱器係利用 鋼爐排氣加熱補給水。 7為由補給水加熱器70使用之補給水的加熱源，除鍋爐 排氣以外，既可如圖9所示之第2變形例般使用廠内鍋爐Μ 的排氣’亦可如圖10所示之第3變形例般使用輔助蒸氣頭 76等之辅助蒸氣系統的蒸氣，亦可如圖η所示之第4變形 例般使用脱硫系統78内的排氣。 在具有上述構成之補給水供給機構中，當除氧器Η内的 水位高度下降之時，係利用補給水㈣而自補給水槽以對 除氧器32供給補給水。此時，補給水會藉由補給水流量控 制閥68對除氡器32供給預先設定之供給量。又，亦可預先 161099.doc •25· 201237329 設定相對於除氧器32内的水位之臨限值，在由除氧器”的 水位高度檢測機構（圖示略）檢測之水位高度的檢測値成為 該臨限值以下之時’由補給水供給機構供給補給水。 如此藉由具有因冑除氧器32的纟位高度而對除氧器32 供給補給水之補給水供給機構，即便在由對於頻率變動或 請求負載變化之除氧器32的水位控制而導致除氧器Μ内的 水位高度下降之情形下，亦可藉由利用補給水供給機構對 除氧器32供給補給水，而實現鋼爐1()的安定運轉。 本實施形態之凝結水系統側控制機構3 9在上述構 成之上，亦可具有圖12所示之構成。 該凝結水系統側控制機構39具有控制容許次數計算機構 80、及顯示機構82。首先，在控制容許次數計算機構8〇 輸入藉由水位尚度檢測機構所檢測之水位高度的檢測 控制谷許-人數什算機構8 〇係因應假設輸入之頻率變動 幅度或請求負載變化的預定値與水位高度的檢測値，而計 a t於頻率變動或請求負載變化之除氧器水位控制的容許 *數（剩餘-人數）。而後，控制容許次數計算機構係將計 算結果輸出至顯示機構82。 員丁機構82係包含例如液晶監視器或布朗管監視器而構 成，並顯示控制容許次數計算機構8〇的計算結果。例如， 在顯不機構82中，顯示「頻率變動〇·〇Ηζ剩餘χχ次可對 應」。

X 員不相對於頻率變動〇 〇Ηζ的頻率變動，係意味著至 剩餘X X -分或L 馬止，可由除氧器水位控制對應。. 161099.doc

S -26- 201237329 又’作為其他例，在顯示機構82中顯示「請求負載變化 變化幅度ooMHz變化率△△w/min剩餘xx次可對應」。該顯 示係意味著相對於變化幅度ooMHz且變化率ΑΔ%/ιηίη的請 求負載變化，至剩餘XX次為止，可由除氧器水位控制對 應0 藉此，可對於工廠作業員（管理者）提供一種是否實施除 氧器水位控制之判斷材料。工廠作業員可因應判斷結果， 而藉由以手動操作例如開關而對控制裝置36執行除氧器水 位控制。 (第2實施形態） 其次，就本發明第2實施形態之控制裝置進行説明。 圖13係本發明第2實施形態之控制裝置36的具體構成 圖，圖14係顯不本發明第2實施形態之控制裝置％之凝钟 水系統側控制機構39的構成例之圖。另，對於第2實施= 態，僅是說明與上述第1實施形態不同之構成。 在第2實施形態中，凝結水系統側控制機構”係算出頻 率變動幅度的微分値或請求負載變化的微分値，並基於頻 率變動幅度的微分値或前述請求負载變化的微分値，而算 出新水位高度的設定値。 具體而言’凝結水系統側控制機構39具有：將頻率 幅度微分之微分器84、預先設以目對於頻率變動幅度的微 分値之水位高度的變動量之函數之表函數器％、及因應除 氧器32而修正水位高度的變動量之修正函數器μ。、承 另’在表函數H86中，水位高度的變動量係在抑制予以 161099.doc -27- 201237329 子應之頻率變動之方向上以使蒸汽渴輪機的抽氣蒸氣量產 生變化之方式進行設定。 … m在該構成中，頻率變動幅度係輸入於微分器84中，微分 器84係算出頻率變動幅度的微分値而進行輸出。該頻率變 動幅度的微分値係輸人於表函數器86中，表函數器％係基 於，率變動幅度的微分値而算出除氧器32之水位高度的變 動置，而進行輸出。水位高度的變動量係輸入於修正函數 器88中’修正函數器⑽係對水位高度的變動量乘以適當的 係數例如_1 ’並將所得之積作為水位高度的修正量進行 輸出。 若修正函數器88輸出水位高度的修正量，則與以實施 形態之情形相@ ’係朝向除氧器水位調整閥34輸出開度指 人 ^ / ，、，°水系統側控制機構39具有··將請求負載變化, 度微分之微分器9G;預先設定相對於請求負載變化幅度, 微分値之水位高度的變動量之函數之表函數器％;將言: 負載變化率微分之微分器94;預先設定相對於請求負^ 化率的微刀値之水位高度的變動量之加成係數的函數之^

，數器96 ;將該等表函數器92、96的輸出進行乘算之乘I 态98’及因應除氧器”而修正水位高度之修正 100 〇 t 函數器92中，水位高度的變動量係在發電機 的輸出追從於予以對應之負載變化之方向上以使蒸汽渦4 機的抽氣蒸氣量產生變化之方式進行設定。 16l099.doc

S • 28 * 201237329 在。亥構成中，請求負載變化幅度係輸入於微分器9〇中， 微刀器90係算出請求負載變化幅度的微分値，而進行輪 出叫求負載變化幅度的微分値係輸入於表函數器Μ中，· 表函數器92係基於請求負載變化幅度的微分値而算出除氣 器32之水位兩度的變動量，而進行輸出。 " 。另一方面，請求負載變化率係輸人於微分器㈣，微分 器94係算出請求負載變化率的微分値，而進行輸出。靖二 負載變化率的微分錢輸人於表函數㈣卜表函數器％ 係基於請求負載變化率的微分値而算出除氧器训水位言 度之變動量的加成係數，而進行輸出。 门 自，器92及表函數器96輸出之水位高度的變動量及 變動量的加成係數係輸人於乘算器98中，乘算㈣係對水 t兩度的變動量乘以加成係數，而將所得之積作為水位高 :的變動量進行輸出。水位高度的變動量係輸入於修正函 數盗100中，修正函數器⑽係對水位高度的變動量乘以終 正係數’而將所得之積作為水位高度的修正量進行輸出； 若修正函數器_輸出水位高度的修正量，則與糾實施 ^之情形相同，係朝向除氧器水位調整閥34輸出開度指 另’在本實施形態中，為於λ相.方a j 在輸入頻率變動之情形與輸入請 求負載變化之情形兩者之情 — 之11形下，雖絲於新水位高度的 扠疋値而輸出開度指令，但 —亦了僅在任一者之情形下，基 於新水位高度的設定値而輸出開度指令。 又’在輸入請求負載變化夕 '戰支化之情形下，亦可僅輸入請求負 161099.doc -29- 201237329 載變化幅度與請求負載變化率中之一者。在該情形下，亦 可省略例如、表函數器96，而將表函數器92所輸出之水位 向度的變動量原狀輸入於修正控制器1〇〇中。或是亦可省 略表函數器92,並代替表函數器96，基於所輸入之請求負 載變化率的微分値而使用輸出水位高度的變動量之其他表 函數器。而後，亦可將該其他表函數器所輸出之水位高度 的變動量原狀輸入於修正控制器1〇〇中。 根據本第2實施形態，可僅在頻率變動或請求負載變化 急劇產生變化之時實現執行凝結水流量控制之控制裝置 36 » (第3實施形態） 其次，就本發明第3實施形態之控制裝置3 6進行説明。 圓15係本發明第3實施形態之控制裝置36的具體構成 圖，圖16係顯示本發明第3實施形態之控制裝置3 6之凝結 水系統側控制機構39的構成例之圖。另，對於本第3實施 形態，僅是說明與上述之第1實施形態、第2實施形態不同 之構成。 在第3實施形態中，對於凝結水系統側控制機構39輸入 在頻率變動或請求負載變化產生時點t0(參照圖6)之除氧器 32的水位高度檢測値。而後，凝結水系統側控制機構”在 所輸入之水位高度檢測値低於預先所設定之臨限值之情形 下將凝結水流量控制設為無效而不予執行，或是進而調整 水位高度的設定値而執行凝結水流量控制。 作為一例就利用請求負載變化之情形進行説明。 161099.doc •30·

S 201237329 凝結水系統側㈣機構39具有：預先設^有相對於請求 負載變化幅度之水位高度的變動量之函數之表函數卷 1〇^預先設定有相對於請求負載變化率之水位高度的變 動量之加成係數的函數之表函數器1G4;對表函數器1〇2的 輸出乘以表函數器104的輸出之乘算器⑺ 對於負載變化產生時的除氧器之水位高度的檢= = ：： 两度的變動量之縮小係數之表函數器1〇8 :對乘算器ι〇6的 輸出乘以表函數器1〇8的輸出之乘算器11〇;及對於乘算器 Π0的輸出因應除氧器32而乘以適當的係數之修正函數器 112。 在該構成中，請求負載變化係輸入於表函數器1〇2中， 表函數器102基於請求負載變化而算出除氧器32之水位高 度的變動量並輸出。另-方面，請求負載變化率係輸入於 表函數器104中，表函數器104基於請求負載變化率而算出 水位高度之變動量的加成係數並輸出。 自表函數器102及表函數器104各自輸出之水位高度的變 動量及變動量的加成係數係輸入於乘算器1〇6中，乘算器 106係對水位高度的變動量乘以加成係數，而將所得之積 作為水位高度的變動量而輸出。 又’負載變化產生時的除氧器32之水位高度的檢測値係 輸入於表函數器108中，表函數器108基於負載變化產生時 的除氧器3 2之水位高度的檢測値’而算出水位高度之變動 量的縮小係數並輸出。 水位高度之變動量的縮小係數係在例如〇以上1以下之範 161099.doc 31 201237329 圍:，相對於臨限值以下的檢測値分配〇作為縮小係數。 而右縮小係數在水位高度的檢測値超過臨限值之情形下， 隨著檢測値的增大而漸增。 乘算器106所輸出之水位高度的變動量與表函數器⑽所 輸出之水位高度的變動量之縮小係數係輸入於乘算器 中。乘算器110係對水位高度的變動量乘以縮小係數，而 將所得之積作為水位高度的變動量並輸出。乘算器110所 輪出之水位高度的變動量係輸入於修正函數器112中，修 正函數器112係對於所輸入之水位高度的變動量乘以例如 係數-1 ’而將所得之積作為水位高度的修正量並輸出。 正函數器112右輸出水位尚度的修正量，則與第1實施 形態之情形相同’向除氧器水位調整閥34輸出開度指令。 根據本第3實施形態’可防止除氧器3 2的水位高度低於 臨限值，且可使發電廠安定運轉。 另’水位高度的臨限值既可是水位高度的下限値（警告 局度）’亦可是使下限値具有某種程度的裕度之數值。 (第4實施形態） 其次’就本發明第4實施形態之控制裝置36進行説明。 圖15係本發明第4實施形態之控制裝置36的具體構成 圖’圖16係顯示本發明第4實施形態之控制裝置36之凝結 水系統側控制機構39的構成例之圖。另，對於本第4實施 形態，僅說明與上述之第1至第3實施形態不同之構成。 在第4實施形態中，凝結水系統側控制機構39係算出請 求負載變化之請求負載的指令最終値（發電輸出最終目標 161099.doc -32- 201237329 値）與發電輸出値之偏差（輸出偏差），且作為恢復條件而在 該偏差成為預先所設定之臨限值以下之時點，恢復機構63 將除氧器水位調整閥3 4的開度指令及除氧器3 2之水位高度 的又疋値回復至利用水位高度調整機構4 〇之調整前的設定 値。 因此，如圖17所示般，第4實施形態之凝結水系統側控 制機構39相較於第1實施形態，作為恢復機構63 ’進而具 有表函數器114、乘算器116、118。 在表函數器114中，預先設定有相對於發電輸出偏差之 水位高度恢復啟動/關閉的函數。在表函數器丨14中，在臨 限值以下的偏差中，係以關閉分配例如〇，在超過臨限值 之偏差中，係以啟動分配例如j。 在乘算器116中，輸入自表函數器114所輸出之顯示水位 高度恢復啟動/關閉之値、以及自修正函數器52所輸出之 水位高度的變動量m器116係對水位高度的變動量乘 以顯示水位高度恢復啟動/關閉之値，而將所得之積作為 水位高度的修正量進行輸出。 又’在乘算器118中，輸入自表函數器114所輪出之顯示 水位高度恢復啟動/關閉之値、以及自修正函數器59所輸 :之水位高度的變動量。乘算器118係對水位高度的變動 量乘以顯示水位高度恢復啟動/關閉之値，而將所得之積 作為水位南度的修正量進行輸出。 〜明$貝載的指 令最終値（發電輸出最終目標幻與發電輸出値之輸出偏 161099.doc -33- 201237329 差，而使輸出偏差輸入於表函數器114中。在所輸入之輸 出偏差為臨限值以下之情形下，表函數器114係輸出〇 »因 此，水位高度的修正量變為0，使除氧器水位調整閥34的 開度指令及除氧3 2的水位南度之設定値回復至利用水位 高度調整機構40之調整前的設定値。 根據第4實施形態之控制裝置36，由於係預監視請求負 載的指令最終値與發電輸出値之輸出偏差，並設為在該輸 出偏差成為預先設定之臨限值以下之時點將水位高度的設 定値回復至調整前的設定値之構成，因此可防止發電輸出 的過度。 圖18係顯示利用輸出偏差以使水位高度恢復之時的相對 於目標負載設定之發電輸出的追從性之圖。圖18(A)係表 示發電輸出的時間變化，（Β)係與臨限值一起，表示輸出 偏差的時間變化。 圖18中之第1實施形態之線係表示第丨實施形態之利用控 制裝置36之發電輸出的時間變化，在該情形下，係使用基 於經過時間而進行恢復控制之恢復機構63。圖18中之第4 實施形態之線係表示第4實施形態之利用控制裝置36之發 電輸出的時間變化，在該情形下，係使用基於輸出偏差而 進行恢復控制之恢復機構63。 如基於圖18可知般，根據第4實施形態之控制裝置36， 藉由基於輸出偏差以使水位高度恢復，可防止發電輸出的 過度。 另，在水位高度之恢復過程中，較佳的是，將除氧器水 161099.doc

S •34· 201237329 位調整閥34的開度指令及除氧器32的水位高度之設定値如 圖5(A)及圖7(A)所示般階段性地回復至初始值，或是如圖 5(B)及圖7(B)所示般以固定的變化率回復至初始値。藉 此，可防止由急劇的輸出變化所引起的運轉不安定化，且 可實現安定之發電廠的運轉。 (第5實施形態） 其次’就本發明第5實施形態之控制裝置36進行説明。 圖19係顯示本發明第5實施形態之控制裝置36之凝結水 系統側控制機構3 9的構成例之圖。另，對於第5實施形 態，僅是說明與上述之第1至第4實施形態不同之構成。 在第5貫施形態中，凝結水系統側控制機構39係算出發 電輸出的變化率（輸出變化率），並作為恢復條件在發電輸 出的變化率成為預先設定之臨限值以上之時點，使恢復機 構63將除氧器水位調整閥34的開度指令及除氧器32的水位 高度之設定値回復至利用水位高度調整機構4〇之調整前的 設定値。 因此，在第5實施形態中，凝結水系統側控制機構㈣ 代替第4實施形態之表函數器114及乘算器ιΐ6、ιΐ8，而具 有表函數器120及乘算器122、124。 、

在表函數器！20中，預先設定有相對”出變㈣U 位雨度恢復啟動/關閉的函數。在表函數器12〇中，對未達 :限值之輸出變化率以啟動分配例以，對臨限值以上之 輸出變化率以關閉分配例如〇。 在乘算器m中，輸入顯示自表函數器12〇所輸出之水位 161099.doc -35- 201237329 高度恢復啟動/關閉之値、與自修正函數器52所輸出之 位高度的變動量。乘算器116係對水位高度的變動量乘以 顯示水位高度恢復啟動/關閉之値，而將所得之積作為 位高度的修正量進行輸出。 又，在乘算器124中，輸入顯示自表函數器12〇所輸出之 水位高度恢復啟動/關閉之値、與自修正函數器59所輸出 之水位高度的變動量。乘算器124係對水位高度的變動量 乘以顯示水位高度恢復啟動/關閉之値’而將所得之積作 為水位南度的修正量進行輸出。 在第5實施形態中，係算出輸出變化率，並使輸出變化 率輸入於表函數器120中。麵輸入之輸出變化率為臨限 值以上之情形下，表函數器12〇輸出〇。因此，水位高度的 修正量會變為〇，而使除氧器水位調整閥Μ的開度指令及 除氧器32的水位高度之設定値會回復至利用水位高度調整 機構40之調整前的設定値。 根據第5實施形態之控制裝置％，由於係預監視輸出變 化率’並言史為在輸出變化率成為預先設定之臨限值以上之 時點將水位高度的設定値回復至調整前的設定値之構成， 因此可防止發電輸出的過度。 根據本第2實施形態’可設為僅在頻率變動或請求負載 變化急劇產生變化之時應用凝結水流量控制之構成。 圖20:顯示利用輸出變化率以使水位高度恢復之時的相 十；目‘負載叹定之發電輸出的追從性之圖。圖2〇(a)係 表示發電輸出的時間變化，（B)係與臨限值一 &，表示輸 161099.doc

•36· S 201237329 出變化率的時間變化。 圖20中之第1實施形態之線係表示利用第1實施形態之控 制裝置36之情形之發電輸出的時間變化，在該情形下，係 使用基於經過時間而進行恢復控制之恢復機構。圖2〇中 之第5實施形態之線係表示使用第5實施形態之控制裝置％ 之情形之發電輸出的時間變化，在該情形下，係使用基於 輸出變化率而進行恢復控制之恢復機構63。 如自圖20可知般’藉由基於輸出變化率以使水位高度恢 復’可防止發電輸出的過度。 (第6實施形態） 其次，就本發明第6實施形態之控制裝置36進行説明。 圖21係顯示本發明第6實施形態之控制裝置刊之凝結水 系統側控制機構39的構成例之圖。另，對於第6實施形 態，僅是說明與上述之第1至第5實施形態不同之構成。 如圖21所示般，第6實施形態係組合上述之第4實施形態 與第5實施形態而成者，其係基於輸出偏差及輸出變化率 兩者，而執行恢復控制。因此，在第6實施形態中，係乘 算器116的輸出輸入於乘算器122中，乘算器118的輸出輸 入於乘算器124中。 圖22係顯示利用輸出偏差與輸出變化率以使水位高度恢 復之時的相對於目標負載設定之輸出追從性之圖二 (A)係表示發電輸出的時間變化，（8)係與臨限值—起，表 示輸出偏差及輸出變化率的時間變化。 圖22中之第4實施形態之線係表示第4實施形態之利用控 16I099.doc -37- 201237329 制裝置3 6之發電輸出的時間變化，在該情形下，係使用基 於輸出偏差而進行恢復控制之恢復機構63。圖22中之第6 實施形態之線係表示第6實施形態之利用控制裝置36之發 電輸出的時間變化，在該情形下，係使用基於輸出偏差及 輸出變化率而進行恢復控制之恢復機構63。 如圖22所示般，在第6實施形態中，相較於輸出偏差係 輸出變化率先到達臨限值。因此’在第6實施形態中，相 較於第4實施形態係先執行恢復控制，而進一步確定地防 止發電輸出的過度。 (第7實施形態） 其次，就本發明第7實施形態之控制裝置36進行説明。 另，對於第7實施形態，僅是說明與上述之第丨至第6實施 形態不同之構成。 在第7實施形態中，控制容許次數計算機構肋係對每個 假設輸入之頻率變動或請求負載變化的複數個預定値，運 算可執行凝結水流量控制之剩餘次數，而使顯示機構以如 圖23所示般顯示運算結果。 另，在圖23中，亦顯示執行凝結水流量控制之情形之除 氧器32的水位高度之設定値。惟’在水位高度之設定値之 項中，顯示對X代入水位高度的檢測値所得之計算結果。 圖24係顯示控制容許次數計算機構8〇的構成之一部分之 圖，圖25係用以說明剩餘次數的運算方法之圖。 控制容許次數計算機構80係藉由與水位高度調整機構4〇 相同之構成，基於頻率變動或請求負載變化的預定値，而 16I099.doc

S • 38 · 201237329 運算水位高度的變動4y。㈣，控許次數計算機構 8〇具有設定有相對於水位高度的變動量7之水位高度的變 動量之最大値z的函數之表函數器126，表函數器126若輸 入水位高度的變動量y，則會輸出予以對應之水位高度的 變動量之最大値z。如圖24所示般，最大値2係對水位高度 的變動量y加上藉由凝結水流量控制產生之過衝而得者。 再者控制谷許次數計算機構80具有剩餘次數運算器 128，並在剩餘次數運算器128中輸入表函數器126所輸出 之變動量的最大値z與目前的水位高度χ。剩餘次數運算器 128係運算（X_AL)/Z，並將所運算之結果捨去小數點以下而 作為剩餘次數進行輸出。另，AL係作為下限値之警告水 2，根據剩餘次數運算器128，剩餘次數係在執行凝結水 =量控制之時以使水位高度低於警告水位之方式進行設 定。 根據第7實施形態之控制裝置36，發電廠的管理者可針 對頻率變動或請求負載變化，立即判斷是否藉由利用水位 ，度調整機構40之凝結水流量控制的執行進行對應。特別 疋由於係對每個頻率變動或請求負载變化的複數個預定 値’顯示剩餘次數，因此發電廠的管理者可針對每個頻率 =動或Μ求負載變化的大小，立即判斷是否藉由凝結水流 2制的執㈣行對應。而後，發電廠❹理者可因應判 —。果而藉由以手動操作例如開關，而使控制裝置％ 订因應所期望的預定値之除氧器水位控制。 又’根據第7實施形態之控制裝置％，由於在控制器 161099.doc -39- 201237329 55、62進行比例控制之情形下即便增益較大，且水位的過 衝較大，亦是以水位南度不低於警告水位之方式運算剩餘 次數，因此可使發電廠安定運轉。 較佳的是，第7實施形態之控制裝置36係如圖26所示 般’進而具有將凝結水流量控制設為有效或無效之有效/ 無效切換機構129。有效/無效切換機構129係由例如按壓 按鈕等之開關構成，開關係由發電廠的管理者操作。管理 者藉由將開關設定為有效，可允許凝結水流量控制之執 行，反之，藉由將開關設定為無效，可禁止凝結水流量控 制之執行。 而後，較佳的是，有效/無效切換機構129在凝結水流量 控制的剩餘次數為〇次之情形下，即便開關設定為有效， 亦可強制性將開關的狀切換為無效，並禁止凝結水流量 控制之執行。 據該構成’在剩餘次數為。次之情形下，無論開關的 认疋如何’皆可禁止凝結水流量控制之執行。藉此，可防 止凝結水流㈣制錯誤執行，並可使發電廠安定運轉。 (第8實施形態） 其次，就本發明第8實施形態之控制裝置36進行説明。 另，對於第8實施形態’僅是說明與上述之第i至第7實施 形態不同之構成。 施形態在水位高度調整機構4G代替除氧器^的水 =，將儲存於除氧器32的除氧器貯水槽中之給水的水 量（保有水幻作為控制對象’而執行凝結水流量控制之層 161099.doc 201237329 面上，與第i至第7實施形態不同，由於除氧器32的水位高 度與保有水量有關聯，因此在第1至第7實施形態中若將2 位高度置換為保有水量.，則可將保有水量作為控制對象7而 容易執行凝結水流量控制。 圖26係顯示在將保有水量作為控制對象而執行凝結水流

量控制之情形下之控制容許次數計算機構8〇的構成之一 I 分之圖，圖27係用以說明剩餘次數的運算方法之圖。 控制容許次數計算機構80係藉由與水位高度調整機構4〇 相同之構成，基於頻率變動或請求負載變化的預定値，而 運算保有水量的變動量Y。而後，控制容許次數計算機構 8〇具有設定有相對於保有水量的變動量γ之保有水量的變 動量之最大値z的函數之表函數器130,表函數器13〇若輸 入保有水量的變動量Y，則會輸出予以對應之保有水量的 變動量之最大値Z。如圖27所示般，最大値2係對保有水量 的變動量Y加上藉由凝結水流量控制而生成之過衝所得 者。 再者，控制容許次數計算機構8〇具有剩餘次數運算器 132,並在剩餘次數運算器132中’輸入表函數器13〇所輸 出之變動量的最大値Z與目前之保有水量X。剩餘次數運 算器128係運算（x_AV)/Z，並將所運算之結果捨去小數點 以下而作為剩餘次數進行輸出。另，八乂係寿警告水量， 根據剩餘次數運算器132，剩餘次數係在執行凝結水流量 控制之時以保有水量不低於警告水量之方式進行設定。 根據第8實施形態之控制裝置36，發電廠的管理者可針 161099.doc 201237329 對頻率變動或請求負載變化，立即判斷是否藉由利用水位 南度調整機構40之凝結水流量控制之執行進行對應。特別 是由於係對每個頻率變動或請求負載變化的複數個預定 値，顯不剩餘次數，因此發電廠的管理者可針對每個頻率 變動或請求負載變化的大小，立即判斷是否藉由凝結水流 量控制之執行及進行對應。 本發明並不限定於上述之第丨至第8實施形態，在未脫離 發明之主旨之範圍内可進行變更。 例如，本發明亦包含對第1至第8實施形態加以變更之形 態、或將第1至第8實施形態的構成要素適宜組合之形態。 【圖式簡單說明】 圖1係為本發明第1實施形態之具備發電廠之控制裝置之 發電廠的整體構成圖。 圖2係為本發明第1實施形態之控制裝置的具體構成圖。 圖3係顯示本發明第1實施形態之控制裝置之水位高度調 整機構的構成例之圖。 圖4係說明第1實施形態之相對於目標負載設定之發電輸 出的追從性之圖。 圖5(A)係說明以使除氧器水位調整閥的開度階段性恢復 之方法之圖，（B)係說明以使除氧器水位調整閥的開度以 固定的變化率恢復之方法之圖。 圖6係說明恢復機構的時間設定之圖。 圖7(A)係說明以使除氧器之水位高度的設定値階段性恢 復之方法之圖，（B)係說明以使除氧器之水位高度的設定 161099.doc -42· 201237329 値以固定變化率恢復之方法之圖。 圖8係顯示發電廠之第丨變形例之整體構成圖。 圖9係顯示發電廠之第2變形例之整體構成圖。 圖10係顯示發電廠之第3變形例.之整體構成圖。 圖係顯示發電廠之第4變形例之整體構成圖。 圖12係說明本發明第丨實施形態之顯示功能之圖。 圖13係為本發明第2實施形態之 t f j裝置的具體構成 圆。 之控制裝置之水位高度 圖14係顯示本發明第2實施形態 調整機構的構成例之圖。 圖15係本發明第3實施形態之控制裝置的具體構成圖。 圖16係顯示本發明第3實施形態之控制裝置之水位高度 調整機構的構成例之圖。 夂 圖⑽顯示本發明第4實施形態之控制裝置之水位高度 調整機構及恢復機構的構成例之圖。 圖18⑷係說明第4實施形態之相對於目標負載設定之發 電輸出的追從性之圖，（B)係說明第4實施形態之輸出偏^ 的時間變化之圖。 圖19係顯示本發明第5實施形態之控制裝置之水位高度 調整機構及恢復機構的構成例之圖。 圖20(A)係說明第5實施形態之相對於目標負載設定之發 電輸出的追從性之圖，（B)係說明第5實施形態之輸出變化 率的時間變化之圖。 圖21係顯示本發明第6實施形態之控制裝置之水位高度 161099.doc -43· 201237329 調整機構及恢復機構的構成例之圖。 圖22(A)係說明第6實施形態之相對於目標負載設定之發 電輸出的追從性之圖，（B)係說明第6實施形態之輸出變化 率及第4實施形態之輸出偏差的時間變化之圖。 圖23係顯示本發明第7實施形態之控制裝置之顯示機構 的顯示内容之圖。 圖24係說明本發明第7實施形態之控制裝置具有之控制 容許次數計算機構的構成之一部分之圖。 圖25係用以說明本發明第7實施形態之控制裝置具有之 控制谷許次數計算機構執行之計算方法之圖。 圖26係用以說明本發明之第7實施形態之控制裝置具有 之凝結水流量控制有效/無效切換機構之圖。 圖27係說明本發明第8實施形態之控制裝置具有之控制 容許次數計算機構的構成之一部分之圖。 圖28係用以說明本發明第8實施形態之控制裝置具有之 控制容許次數計算機構執行之計算方法之圖。 圖29係為先前之發電廠之整體構成圖。 【主要元件符號說明】 10 鍋爐 12 發電機 14 高壓渦輪（蒸汽渦輪機） 16 中壓渦輪（蒸汽渦輪機） 18 低壓渦輪（蒸汽渦輪機） 20 給水泵 161099.doc 高壓給水加熱器 調節閥 凝結水器 凝結水泵 低壓給水加熱器（低壓加熱器） 除氧器 除氧器水位調整閥 控制裝置（凝結水流量控制裝置） 蒸氣系統側控制機構 凝結水系統側控制機構 水位高度調整機構 燃料流量 銷爐產生蒸汽流量 給水流量 空氣流量 表函數器 修正函數器 加算器 偏差運算器 控制器 表函數器 表函數器 乘算器（積算器） 修正函數器 -45- 201237329 60 加算器 61 偏差運算器 62 控制器 63 恢復機構 64 補給水槽 66 補給水泵 68 補給水流量控制閥 70 補給水加熱器 72 煙筒 74 廠内鍋爐 76 輔助蒸氣頭 78 脫硫系統 80 控制容許次數計算機構 82 顯示機構 84 微分器 86 表函數器 88 修正函數器 90 微分器 92 表函數器 94 微分器 96 表函數器 98 乘算器 100 修正函數器 102 表函數器 161099.doc .46· 201237329 104 表函數器 106 乘算器 108 表函數器 110 乘算器 112 修正函數器 114 表函數器 116 乘算器 118 乘算器 120 表函數器 122 乘算器 124 乘算器 126 表函數器 128 剩餘次數運算器 129 凝結水流量控制有效/無效切換機構 130 表函數器 132 剩餘次數運算器 FX1 除氧器水位調整閥開度指令 FX2 除氧器水位高度設定值 FX3 除氧器水位調整閥開度指令 FX4 除氧器水位高度設定值 FX6 除氧器水位調整閥開度指令 FX7 除氧器水位高度設定值 OFF 關閉 ON 啟動 161099.doc •47-

Claims (1)

1. 201237329 七、申請專利範圍： 1. 一種發電廠之凝結水流量控制裝 者’該發電廠具備：鍋爐；導 八係應用在發電廠 片甘七' 由前述鍋爐所產生之蒗 2之η⑽輪機；由前述蒸汽心機予㈣動電 .機；供給來自前述蒸汽渦輪機的排熱蒸氣之凝結水弓電 經由除氧器水位調整闕而供給由前述凝結水器生成：凝 =之除氧H’即導人前述蒸以輪機的抽氣蒸氣之除 氧器；及將W氧11進行除氧之給水給與前述鋼爐 之給水泵’該凝結水流量控制裝置之特徵在於包含： 水位高度調整機構’其係執行如下之凝結水流量控 制：輸人頻率變動或請求負㈣化1抑制所輸入之頻 率變動之方式，或是以使前述發電機的輸出値追從所輸 入之咐求負載變化之方式，調整在前述除氧器水位調整 閥至前述除氧器之間延伸之凝結水流路的壓力，而調整 前述蒸汽渦輪機的抽氣蒸氣量。 2, 如請求項1之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中前述 發電廠具備配置於前述凝結水流路之低壓加熱器，即自 則述蒸 >飞渦輪機供給抽氣蒸氣而加熱前述凝結水之低壓 加熱器。 3.如請求項1或2之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中前 述水位高度調整機構係基於預先設定之頻率變動或請求 負載變化與前述除氧器的水位高度或保有水量之關係， 而由前述頻率變動或前述請求負載變化算出前述水位高 度的設定値或前述保有水量的設定値，並以使前述除氧 161099.doc 201237329 器的水位高度或保有纟量成為該水位高度的設定値或該 保有水量的較値之方式對前述除氧器水位調整閱輸出 開度指令。 4·如請求項3之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中進而 包含恢復機構，纟係、執行如下之恢復控^ :在滿足特定 的恢復條件之情形下，將前述水位高度的設定値、前述 保有水量的設定値、或前述除氧器水位調整閥的開度回 復至利用前述水位高度調整機構進行之凝結水流量控制 前的設定値。 5.如請求項4之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中前述 恢復機構係以固定的變化率或是階段性地將前述水位高 度的設定値、前述保有水量的設定値、或是前述除氧器 水位調整閥的開度回復至利用前述水位高度調整機構進 行之凝結水流量控制前的設定値。 6 ·如請求項4或5之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中前 述恢復機構係算出前述請求負載變化之請求負載的指令 最終値與前述發電機的輸出値之偏差，且作為前述恢復 條件而在該偏差成為預先設定之臨限值以下之時點，執 行前述恢復控制。 7. 如請求項4至6中任一項之發電廠之凝結水流量控制裝 置，其中前述恢復機構係算出前述發電機的輸出値之變 化率’且作為前述恢復條件而在該變化率成為預先設定 之臨限值以上之時點，執行前述恢復控制。 8. 如請求項4或5之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中在 161099.doc S 201237329 前述恢復機構中被輸入前述除氧器的水位高度或保有水 量的檢測値； 前述恢復機構作為前述恢復條件而在前述水位高度或 前述保有水量的檢測値到達前述水位高度或前述保有水 量的設定値之時點，執行前述恢復控制。 9. 如請求項4或5之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中前 述恢復機構作為前述恢復條件而在自前述頻率變動或前 述請求負載變化之產生時點經過預先設定之設定時間 後，執行前述恢復控制。 10. 如請求項4或5之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中前 述恢復機構作為前述恢復條件而在自頻率或前述發電機 的輸出値到達目標頻率設定或請求負載設定之時點經過 預先設定之設定時間後，執行前述恢復控制。 11. 如請求項3至1〇中任一項之發電廠之凝結水流量控制裝 置，其中前述水位高度調整機構係基於前述頻率變動的 幅度之微分値或前述請求負載變化的微分值，而算出前 述水位高度的設定値或前述保有水量的設定値。 12. 如凊求項3至11中任一項之發電廠之凝結水流量控制裝 置’其中在前述水位高度調整機構中被輸入前述頻率變 動或前述請求負載變化產生時點之前述除氧器的水位高 度或保有水量的檢測値，並在該水位高度的檢測値或該 保有水量的檢測値低於預先設定之臨限值之情形下，前 述水位兩度調整機構係將前述凝結水流量控制設為無 效’或調整前述水位高度的設定値或前述保有水量的設 161099.doc 201237329 定値而執行前述凝結水流量控制。 13.如請求項3至12中任一項之發電廠之凝結水流量控制裝 置’其中進而包含：控制容許次數計算機構，其係顯示 假設輸入之頻率變動或請求負载變化的至少丨個預定 値，且基於該預定値、前述除氧器的水位高度或保有水 量的檢測値、及前述除氧器的水位高度或保有水量的下 限値，而運算前述水位高度調整機構可執行前述凝結水 流量控制之剩餘次數；及 顯不機構，其係將藉 谷汁久數計算機構所運算 之剩餘次數與前述預定値加以對應而顯示。 14.如請求項13之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中進而 包含管理者可操作、且可切換利用前述水位高度調整機 構進行之前述凝結水流量控制之有效與無效之開關。 K如請求項U之發電廠之凝結水流量控制裝置其令在被 輸入與前述預定値-致之前述頻率變動或請求負載變 化，並基於該預定値所運算之前述剩餘次數為0之情形 下’無論由前述㈣者進行之前述_之操作如何，皆 前述水位高度調整機構進行之前述凝結水流量控 ίο·如謂求項 放'电厥之凝妹.冷 置，其中前述發電廠具備因應前 _ 7量控制裝 保有水量而對前述除氧器供給補〜::的水位高度或 構； α之補給水供給機 前述補給水供給機構包含： 儲存前述補給水 之補給水 161099.doc 201237329 槽'調整自前述補給水槽對前述除氧器供給之補給水供 給量之補給水供給量調整機構、及加熱前述補給水之加 熱機構。 17. 如請求項16之發電廠之凝結水流量控制裝置，其中前述 • 加熱機構係制前述鋼爐的餘熱或其他加熱源的餘熱而 加熱前述補給水。 18. —種發電廠之凝結水流量控制方法，其係應用在發電廠 者，該發電廠具備：鍋爐；導入由前述鍋爐所產生之蒸 氣之蒸汽渦輪機；由前述蒸汽渦輪機予以驅動之發電 機；供給來自前述蒸汽渦輪機的排熱蒸氣之凝結水器； 經由除氧器水位調整閥而供給由前述凝結水器生成之凝 結水之除氡器，即導入前述蒸汽渦輪機的抽氣蒸氣之除 氧器；及將由前述除氧器進行除氧之給水給與前述鍋爐 之給水泵；該凝結水流量控制方法之特徵在於執行如下 之凝結水流量控制： 輸入頻率變動或請求負載變化，以抑制所輸入之頻率 變動之方式，或是以使前述發電機的輸出値追從於所輸 入之請求負載變化之方式，調整自前述除氧器水位調整 • 閥至前述除氧器之間的凝結水流路之壓力，而調整前述 • 蒸汽渴輪機的抽氣蒸氣量。 161099.doc