JPH0135243B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0135243B2 JPH0135243B2 JP55157058A JP15705880A JPH0135243B2 JP H0135243 B2 JPH0135243 B2 JP H0135243B2 JP 55157058 A JP55157058 A JP 55157058A JP 15705880 A JP15705880 A JP 15705880A JP H0135243 B2 JPH0135243 B2 JP H0135243B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- main steam
- rate
- steam pressure
- fcb
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
- F01K9/04—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines with dump valves to by-pass stages
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は超臨界圧ベンソンボイラのFCB時
における主蒸気圧力の制御の方法に関する。
における主蒸気圧力の制御の方法に関する。
大容量火力発電所において使用されるベンソン
ボイラにおいては送電線側で系統事故が発生する
と発電所を事故系統から解列する。タービン、発
電気の負荷は事故前の負荷から所内負荷まで急速
に絞り込みされ、所内負荷の運転を継続しながら
事故の復旧を待つこととなる。このような発電所
負荷の急速絞り込みを一般にフアストカツトバツ
ク（FAST OUT BACK）と称する。（以下単に
FCBと略称する）このようなFCB機能を備えな
いと急速な運転再開（立上り）ができないものと
なる。
ボイラにおいては送電線側で系統事故が発生する
と発電所を事故系統から解列する。タービン、発
電気の負荷は事故前の負荷から所内負荷まで急速
に絞り込みされ、所内負荷の運転を継続しながら
事故の復旧を待つこととなる。このような発電所
負荷の急速絞り込みを一般にフアストカツトバツ
ク（FAST OUT BACK）と称する。（以下単に
FCBと略称する）このようなFCB機能を備えな
いと急速な運転再開（立上り）ができないものと
なる。
しかしこのような急速な負荷の絞り込みに際し
ては特に超臨界圧力（225.56Kg／cm2、374.5℃以
上）のボイラにおいては給水量、燃料量、空気量
を計画通りかつ安全に切り下げしないときはボイ
ラ装置、タービン、ほかの機器に過大な熱応力を
生じさせないようにするために設けられているイ
ンターロツクの領域に制御作動が入りプラント停
止となり再起動に相当の時間と手間を要すること
となる。
ては特に超臨界圧力（225.56Kg／cm2、374.5℃以
上）のボイラにおいては給水量、燃料量、空気量
を計画通りかつ安全に切り下げしないときはボイ
ラ装置、タービン、ほかの機器に過大な熱応力を
生じさせないようにするために設けられているイ
ンターロツクの領域に制御作動が入りプラント停
止となり再起動に相当の時間と手間を要すること
となる。
この発明はFCBに際しての制御特に超臨界圧
力のベンソンボイラの主制御要素たる給水、燃
料、燃焼用空気、主蒸気圧力のうち主蒸気圧力の
制御につき提案することを目的とする。
力のベンソンボイラの主制御要素たる給水、燃
料、燃焼用空気、主蒸気圧力のうち主蒸気圧力の
制御につき提案することを目的とする。
要するにこの発明はFCBに際し超臨界圧力ベ
ンソンボイラの主蒸気圧力を制御する方法におい
て、FCB後１分間は制御装置の主蒸気圧力設定
値を保持し、ついで第１の圧力変化速度の降下率
で主蒸気圧力設定値を下げて行き、分離タンク圧
力が第１の所定圧力以下になつたなら、再循環ポ
ンプを起動し、再循環圧力起動後は第２の圧力変
化速度の降下率で主蒸気圧力設定値を下げてゆ
き、主蒸気圧力第２の所定圧力までは前記第２の
圧力変化速度の降下率を保持し、主蒸気圧力第２
の所定圧力以降は降下率を第３の圧力変化速度に
保持するFCB時主蒸気圧力制御方法であること
を特徴とする。
ンソンボイラの主蒸気圧力を制御する方法におい
て、FCB後１分間は制御装置の主蒸気圧力設定
値を保持し、ついで第１の圧力変化速度の降下率
で主蒸気圧力設定値を下げて行き、分離タンク圧
力が第１の所定圧力以下になつたなら、再循環ポ
ンプを起動し、再循環圧力起動後は第２の圧力変
化速度の降下率で主蒸気圧力設定値を下げてゆ
き、主蒸気圧力第２の所定圧力までは前記第２の
圧力変化速度の降下率を保持し、主蒸気圧力第２
の所定圧力以降は降下率を第３の圧力変化速度に
保持するFCB時主蒸気圧力制御方法であること
を特徴とする。
まず本発明の実施されるベンソンボイラの給水
系につき図面により以下説明する。第１図は従来
の貫流ボイラの管系統を示す図面である。ボイラ
給水ポンプ１′より送出される給水は高圧給水加
熱器２′で加熱され節炭器３′、蒸発部４′、１次
過熱器５a′、２次過熱器５b′を経由して高圧ター
ビン６′に蒸気を供給する。また図示の如くフラ
ツシユタンク７′と脱気器８′が設けられ起動時及
び負荷変動時に対処するため過熱器止弁２００、
過熱蒸気減圧弁２０１、１次過熱器バイパス弁２
０２、２次過熱器バイパス弁２０７が配置され、
起動時には気水混合物、タービン負荷減のときは
過熱蒸気をフラツシユタンク７′に送出すること
ができるように配置してある。なおフラツシユタ
ンク７′からは高圧給水加熱器加熱蒸気弁２２０
を経由し高圧給水加熱器加熱用の蒸気を、また脱
気器加熱蒸気弁２３１を経由し脱気器加熱用蒸気
が供給される。即ち本発明におけるごとき言わば
節炭器と蒸発部をバイパスする如き再循環系統が
ないため最大連続負荷（MCR）時の給水量の約
35％以下に負荷の切り下げは困難であつた。
系につき図面により以下説明する。第１図は従来
の貫流ボイラの管系統を示す図面である。ボイラ
給水ポンプ１′より送出される給水は高圧給水加
熱器２′で加熱され節炭器３′、蒸発部４′、１次
過熱器５a′、２次過熱器５b′を経由して高圧ター
ビン６′に蒸気を供給する。また図示の如くフラ
ツシユタンク７′と脱気器８′が設けられ起動時及
び負荷変動時に対処するため過熱器止弁２００、
過熱蒸気減圧弁２０１、１次過熱器バイパス弁２
０２、２次過熱器バイパス弁２０７が配置され、
起動時には気水混合物、タービン負荷減のときは
過熱蒸気をフラツシユタンク７′に送出すること
ができるように配置してある。なおフラツシユタ
ンク７′からは高圧給水加熱器加熱蒸気弁２２０
を経由し高圧給水加熱器加熱用の蒸気を、また脱
気器加熱蒸気弁２３１を経由し脱気器加熱用蒸気
が供給される。即ち本発明におけるごとき言わば
節炭器と蒸発部をバイパスする如き再循環系統が
ないため最大連続負荷（MCR）時の給水量の約
35％以下に負荷の切り下げは困難であつた。
この発明の実施にかかる600MW 246Kg／cm2ｇ
級のベンソンボイラの管系統図を第２図に示す。
同一数字符号でダツシユのない数字は同一名称の
機器を示すものとする。蒸発部９の後流に位置す
る気水分離器１０を含む再循環系９には貯水をす
る分離タンク１１、再循環ポンプ１２、再循環水
流量制御弁３６０（以下３６０弁が直列に位置す
る。）高圧給水加熱器２の後流、かつ再循環系９
の管路の接続点９ａ前に流量計１４が設けられ
る。また流量計１４と高圧給水加熱器２間の管路
より分岐する管路１５は更に管路１５ａ，１５ｂ
に分岐し、過熱蒸気の減温用水スプレーノズルに
接続する。またこの装置には第３次過熱器５ｃが
設けられている。
級のベンソンボイラの管系統図を第２図に示す。
同一数字符号でダツシユのない数字は同一名称の
機器を示すものとする。蒸発部９の後流に位置す
る気水分離器１０を含む再循環系９には貯水をす
る分離タンク１１、再循環ポンプ１２、再循環水
流量制御弁３６０（以下３６０弁が直列に位置す
る。）高圧給水加熱器２の後流、かつ再循環系９
の管路の接続点９ａ前に流量計１４が設けられ
る。また流量計１４と高圧給水加熱器２間の管路
より分岐する管路１５は更に管路１５ａ，１５ｂ
に分岐し、過熱蒸気の減温用水スプレーノズルに
接続する。またこの装置には第３次過熱器５ｃが
設けられている。
気水分離器１０と１次過熱器５ａとを接続する
管路から分岐する管路１１４には気水分離器蒸気
ダンプ弁３０２（以下３０２弁と称す）が設けら
れる。高圧タービンバイパス管路１６には高圧タ
ービンバイパス弁３１６（以下３１６弁と称す）
が設けられこの管路１６はフラツシユタンク７に
接続する。符号３３１は脱気器加熱蒸気弁であ
る。（以下３３１弁と称す）。
管路から分岐する管路１１４には気水分離器蒸気
ダンプ弁３０２（以下３０２弁と称す）が設けら
れる。高圧タービンバイパス管路１６には高圧タ
ービンバイパス弁３１６（以下３１６弁と称す）
が設けられこの管路１６はフラツシユタンク７に
接続する。符号３３１は脱気器加熱蒸気弁であ
る。（以下３３１弁と称す）。
このような発電プラントが事故系統から解列さ
れると所内負荷まで瞬間的に軽くなるのでタービ
ン発電機は加速され、タービン速度調定率に従い
タービン加減弁及びインターセプト弁は急閉す
る。負荷運転中にタービン加減弁が無負荷位置、
インターセプト弁が全閉となつたということを
各々の弁のリミツトスイツチで検出して制御盤
（図示せず）よりFCBの一連の動作指令が出され
る。
れると所内負荷まで瞬間的に軽くなるのでタービ
ン発電機は加速され、タービン速度調定率に従い
タービン加減弁及びインターセプト弁は急閉す
る。負荷運転中にタービン加減弁が無負荷位置、
インターセプト弁が全閉となつたということを
各々の弁のリミツトスイツチで検出して制御盤
（図示せず）よりFCBの一連の動作指令が出され
る。
計画し設定された指令信号により燃料供給量
（バーナを必要本数順次消火）と燃焼用空気量を
プログラムにより制御されて低減されるが火炉を
形成する蒸発部はFCB時には相当の熱量を保有
するものでありまた事故復旧後の急速立ち上りの
ために使用する最低本数のバーナからの供給熱量
に対する蒸発部の保護よりしてMCR（最大連続負
荷）時の給水流量の約28％を節炭器入口に供給し
循環せねばならない。この場合において所内負荷
に対応してMCR時の約５％の水が給水として給
水ポンプより供給される必要がある。必要とする
火炉保護の水量確保のためMCR時の約28％の水
量が給水ポンプより供給されるときは第１図のよ
うな管系統では到底処理することができない。
（バーナを必要本数順次消火）と燃焼用空気量を
プログラムにより制御されて低減されるが火炉を
形成する蒸発部はFCB時には相当の熱量を保有
するものでありまた事故復旧後の急速立ち上りの
ために使用する最低本数のバーナからの供給熱量
に対する蒸発部の保護よりしてMCR（最大連続負
荷）時の給水流量の約28％を節炭器入口に供給し
循環せねばならない。この場合において所内負荷
に対応してMCR時の約５％の水が給水として給
水ポンプより供給される必要がある。必要とする
火炉保護の水量確保のためMCR時の約28％の水
量が給水ポンプより供給されるときは第１図のよ
うな管系統では到底処理することができない。
このため発明者等が先に提案したごとく気水分
離器１６を設け蒸発部４より送出される気水混合
物から約23％（MCRの）の水を分離し給水ポン
プからの約５％（MCRの）の給水に加えて節炭
器３に循環供給するものである。
離器１６を設け蒸発部４より送出される気水混合
物から約23％（MCRの）の水を分離し給水ポン
プからの約５％（MCRの）の給水に加えて節炭
器３に循環供給するものである。
またこの運転をより確実に行うため本発明にお
いては分離タンクのレベルを信号として３６０弁
と３６１弁を効率よく組合せ運転するものであ
る。
いては分離タンクのレベルを信号として３６０弁
と３６１弁を効率よく組合せ運転するものであ
る。
前述したようにFCBに際しては急速に負荷の
低減がされるため分離タンク１１に環流する水の
量は相当の量となり到底分離タンク容量内で処理
することができないので管路１３より分岐する管
路たるフラツシユ用管路１７に設けた流量制御弁
３６１（以下３６１弁と称す）の開度を調節して
収容水量の調節をする。３６１弁より過剰の水は
フラツシユタンク７に排出し分離タンクレベルを
適正に保持する。そのためには開のときは緊急に
分離タンク内の水を放出しないと分離タンク内レ
ベルを最高レベル警報レベル以下に保持できない
ので急速に開とする。ほぼ全開になつているので
レベル低になつてから正規制御レベルに回復する
には緩かにしないとレベルのハンチングを生ずる
こととなる。
低減がされるため分離タンク１１に環流する水の
量は相当の量となり到底分離タンク容量内で処理
することができないので管路１３より分岐する管
路たるフラツシユ用管路１７に設けた流量制御弁
３６１（以下３６１弁と称す）の開度を調節して
収容水量の調節をする。３６１弁より過剰の水は
フラツシユタンク７に排出し分離タンクレベルを
適正に保持する。そのためには開のときは緊急に
分離タンク内の水を放出しないと分離タンク内レ
ベルを最高レベル警報レベル以下に保持できない
ので急速に開とする。ほぼ全開になつているので
レベル低になつてから正規制御レベルに回復する
には緩かにしないとレベルのハンチングを生ずる
こととなる。
つぎにこの発明の実施にかかる主蒸気圧力の制
御装置における主蒸気圧力を降下させる設定値プ
ログラムと計測値をグラフにして第３図に示す。
御装置における主蒸気圧力を降下させる設定値プ
ログラムと計測値をグラフにして第３図に示す。
246Kg／cm2ｇの主蒸気圧力で運転されていたベ
ンソンボイラにFCBを必要とする事態が発生し
たとする。FCB事態発生し、FCBの信号が入る
とまず約１分間はそのまま圧力を保持する指令を
出したままにしておく。急速なFCB対応動作を
することはかえつて制御に混乱を生ずることとな
るからである。
ンソンボイラにFCBを必要とする事態が発生し
たとする。FCB事態発生し、FCBの信号が入る
とまず約１分間はそのまま圧力を保持する指令を
出したままにしておく。急速なFCB対応動作を
することはかえつて制御に混乱を生ずることとな
るからである。
従つて主蒸気の流れは遮断されることとなる故
フラツシユタンク７へ蒸気を送る管路の３１６弁
を急速開にする。しかし全量の放出が適当にされ
ることは困難であり主蒸気圧力はAB線で示すよ
うに急昇する。
フラツシユタンク７へ蒸気を送る管路の３１６弁
を急速開にする。しかし全量の放出が適当にされ
ることは困難であり主蒸気圧力はAB線で示すよ
うに急昇する。
また急速な給水量減は熱容量の大なる蒸発管の
損傷と各部の熱応力を極力少くすること、圧力―
エンタルピの関係線図よりしても急速な圧力低減
は蒸気を湿り蒸気とし分離タンク１１に過大な負
担をかけることとなる。このため分離タンク内圧
力が160Kg／cm2ｇ（Ｄ点）になるまで約12Kg／cm2
ｇ／minの降圧指令を出しかつこれを継続するこ
のような状態になるまでFCBより約９分掛るこ
ととなる。なおこの場合においてFCB条件が解
除され急速立ち上り（タービン併入条件にする）
ときの時間を短くするため約85Kg／cm2ｇ（主蒸気
圧力）になる迄、主蒸気圧力の降下速度約２Kg／
cm2ｇ／minとする（Ｄ―Ｅ間）。それでも送電事
故等が解決しないときは主蒸気圧力の降下速度を
0.5Kg／cm2ｇ／minとする（Ｅ―Ｆ）。
損傷と各部の熱応力を極力少くすること、圧力―
エンタルピの関係線図よりしても急速な圧力低減
は蒸気を湿り蒸気とし分離タンク１１に過大な負
担をかけることとなる。このため分離タンク内圧
力が160Kg／cm2ｇ（Ｄ点）になるまで約12Kg／cm2
ｇ／minの降圧指令を出しかつこれを継続するこ
のような状態になるまでFCBより約９分掛るこ
ととなる。なおこの場合においてFCB条件が解
除され急速立ち上り（タービン併入条件にする）
ときの時間を短くするため約85Kg／cm2ｇ（主蒸気
圧力）になる迄、主蒸気圧力の降下速度約２Kg／
cm2ｇ／minとする（Ｄ―Ｅ間）。それでも送電事
故等が解決しないときは主蒸気圧力の降下速度を
0.5Kg／cm2ｇ／minとする（Ｅ―Ｆ）。
これらの主蒸気圧力の降下率の設定は主蒸気圧
力を信号として記憶と計測値と対比し指令信号を
出す制御箱に送りその制御箱内の主蒸気圧力降下
率設定装置に指令して記憶するプログラムにより
制御をするものである。制御対象要素としては各
３１６弁，３０２弁、給水ポンプ出口弁、供給燃
料量、燃焼用空気量等があるが、これらのものの
制御部に指令信号は送られることとなる。（制御
箱及び指令回路は図示せず） 本発明の実施にかかるこのようなプログラムに
よる降圧指示はボイラ本体の各部に熱応力による
損傷を生ずることもなく、立ち上りも急速にする
ことができ、FCB対応処置は円滑にされ、しか
も制御装置のプログラムによりされるのでボイラ
装置の安全運転に格別の貢献することとなる。
力を信号として記憶と計測値と対比し指令信号を
出す制御箱に送りその制御箱内の主蒸気圧力降下
率設定装置に指令して記憶するプログラムにより
制御をするものである。制御対象要素としては各
３１６弁，３０２弁、給水ポンプ出口弁、供給燃
料量、燃焼用空気量等があるが、これらのものの
制御部に指令信号は送られることとなる。（制御
箱及び指令回路は図示せず） 本発明の実施にかかるこのようなプログラムに
よる降圧指示はボイラ本体の各部に熱応力による
損傷を生ずることもなく、立ち上りも急速にする
ことができ、FCB対応処置は円滑にされ、しか
も制御装置のプログラムによりされるのでボイラ
装置の安全運転に格別の貢献することとなる。
第１図は従来の貫流ボイラの管系統図、第２図
はこの発明の実施にかかるベンソンボイラの管系
統図、第３図は主蒸気圧力降下率と実測した圧力
降下の状況を示す線図である。 １……給水ポンプ、２……高圧給水加熱器、３
……節炭器、４……蒸発部、５ａ……１次過熱
器、６……高圧タービン、５ｂ……２次過熱器、
５ｃ……３次過熱器、７……フラツシユタンク、
８……脱気器、９……再循環系統、１０……気水
分離器、１１……分離タンク、１２……再循環ポ
ンプ、３６０……再循環水流量制御弁、３６１…
…フラツシユの流量制御弁。
はこの発明の実施にかかるベンソンボイラの管系
統図、第３図は主蒸気圧力降下率と実測した圧力
降下の状況を示す線図である。 １……給水ポンプ、２……高圧給水加熱器、３
……節炭器、４……蒸発部、５ａ……１次過熱
器、６……高圧タービン、５ｂ……２次過熱器、
５ｃ……３次過熱器、７……フラツシユタンク、
８……脱気器、９……再循環系統、１０……気水
分離器、１１……分離タンク、１２……再循環ポ
ンプ、３６０……再循環水流量制御弁、３６１…
…フラツシユの流量制御弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ FCBに際し超臨界圧力ベンソンボイラの主
蒸気圧力を制御する方法において、FCB後一定
時間は制御装置の主蒸気圧力設定値を保持し、つ
いで第１の圧力変化速度の降下率で主蒸気圧力の
設定値を下げて行き、分離タンク圧力が第１の所
定圧力に下つたとき、再循環ポンプを起動し、再
循環ポンプ起動後は第１の圧力変化速度よりも小
なる第２の圧力変化速度の降下率で主蒸気圧力設
定値を下げて行き、前記第１の所定圧力より小な
る第２の所定圧力までは前記第２の圧力変化速度
の降下率を保持し、主蒸気圧力が第２の所定圧力
以降は降下率を前記第２の圧力変化速度より小な
る第３の圧力変化速度に保持することを特徴とす
るFCB時主蒸気圧力制御方法。 ２ 前記一定時間は１分間、第１の圧力変化速度
は約12Kg／cm2／min、第１の所定圧力は160Kg／
cm2、第２の圧力変化速度は約２Kg／cm2／min、第
２の所定圧力は85Kg／cm2、第３の圧力変化速度は
約0.5Kg／cm2／minとすることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のFCB時主蒸気圧力制御
方法。 ３ 主蒸気圧力を信号として記憶と計測値を対比
して指令信号を出す制御箱に送り、制御箱内の主
蒸気圧力降下率設定装置に指令して主蒸気圧力降
下率を制御することを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項記載のFCB時主蒸気圧力制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15705880A JPS5781616A (en) | 1980-11-10 | 1980-11-10 | Control method of main vapor pressure for first cut back |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15705880A JPS5781616A (en) | 1980-11-10 | 1980-11-10 | Control method of main vapor pressure for first cut back |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5781616A JPS5781616A (en) | 1982-05-21 |
| JPH0135243B2 true JPH0135243B2 (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=15641284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15705880A Granted JPS5781616A (en) | 1980-11-10 | 1980-11-10 | Control method of main vapor pressure for first cut back |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5781616A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0713524B2 (ja) * | 1985-09-27 | 1995-02-15 | 三菱重工業株式会社 | 変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022241B2 (ja) * | 1977-08-15 | 1985-05-31 | 株式会社日立製作所 | 主蒸気圧力制御方式 |
| JPS5551203A (en) * | 1978-10-09 | 1980-04-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pressure change operation boiler |
-
1980
- 1980-11-10 JP JP15705880A patent/JPS5781616A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5781616A (en) | 1982-05-21 |
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