JPH02269498A - 発電機の制御方法 - Google Patents

発電機の制御方法

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JPH02269498A
JPH02269498A JP1087999A JP8799989A JPH02269498A JP H02269498 A JPH02269498 A JP H02269498A JP 1087999 A JP1087999 A JP 1087999A JP 8799989 A JP8799989 A JP 8799989A JP H02269498 A JPH02269498 A JP H02269498A
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Hidefumi Takada
秀文 高田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船の主機からの排ガスを熱源とする排ガスエ
コノマイザで発生する蒸気によって駆動されるターボ発
電機と、前記主機によって駆動される軸発電機とを有す
る発電装置における発電機の制御方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来から、船の通常の航海中の電力は、主機からの排ガ
スを熱源とする排ガスエコノマイザで発生する蒸気によ
って駆動されるターボ発電機の電力だけでは賄ないきれ
ないので、主機によって駆動される軸発電機を並列運転
して不足電力を補なっている。
すなわち、従来のこの種の発電装置は、たとえば、第3
図に示すような構成からなっている。
第3図において、1は船の主機(ディーゼル機関)、2
は排ガス管、3は該主機1からの排ガスを熱源とする排
ガスエコノマイザ、4は該排ガスエコノマイザ3に組み
込まれている過熱器、5は同じく蒸発器、6はボイラの
水ドラム、7は同じく汽水ドラム、8は給水ポンプ、9
は循環ポンプ、10は蒸気管、11は需要先への蒸気供
給管、12は蒸気圧力検出器、13は蒸気弁。
14はダンプ蒸気管、15は蒸気管、16は蒸気量制御
弁、17は蒸気タービン、18は該蒸気タービン170
回転速度に従って蒸気量制御弁16の開度を制御するガ
バナ、19は該蒸気タービン17によって駆動されるタ
ーボ発電機、20は船のプロペラ軸、21は該主機1に
よって駆動される軸発電機、22はプロペラ、23は該
軸発電機21で発生したある周波数の交流電力を直流電
力に変換するコンバータ、24はその直流電力を母線周
波数の交流電力に変換するイ/バータ、25はディーゼ
ル発電機、26はそのガバナ、27は主配電盤の母線、
28は負荷分担装置である。
ここで1周知のように、航海中の排ガスエコノマイザ3
での発生蒸気量は、主機1の出力などによって変化する
ので、ターボ発電機19の利用可能な蒸気をできるだけ
電力に変換するように、負荷分担を行なう必要があり、
その方法としては、従来は、第1に、蒸気量の変動に対
し、その下限より少な目の蒸気量をターボ発電機19の
利用可能な蒸気量として、負荷分担を手動でセットする
方法がとられ、また第2に、蒸気量制御弁16を全開に
したまま蒸気タービン17を運転し、蒸気タービン17
に流入する蒸気量の増減によってターボ発電機19の出
力が変動することを利用して、並行運転している軸発電
機21の負荷分担を手動で調整する方法がとられていた
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前述した従来のいずれの方法も、手動に
よるもので、蒸気量の変動に追従させることは、非常に
困難であり、とくに、第1の方法では、余った蒸気を無
駄に捨てられるという問題点がある。
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
ある。すなわち、本発明は。
蒸気量の変動に追従する自動操作によって、ターボ発電
機と軸発電機を最も効果的に運転する仁とができる発電
機の制御方法を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するためだ、本発明の発電機の制御方法
は、船の主機からの排ガスを熱源とする排ガスエコノマ
イザと、この排ガスエコノマイザからの蒸気によって駆
動される蒸気タービンと、この蒸気タービンによって駆
動されるターボ発電機と、前記主機によって駆動される
軸発電機と、前記蒸気タービンの蒸気入口に設けられた
蒸気量制御弁と、前記蒸気タービンの回転速度に従って
該蒸気量制御弁の開度を制御するガバナとを有する発電
装置において、前記蒸気タービンの入口蒸気圧力に応じ
た信号を発信する圧力信号発信器を設け、この圧力信号
発信器からの圧力検出信号とセット圧との偏差を求め、
その偏差に応じて前記ガバナの設定値を変えることによ
って前記ターボ発電機が分担している負荷が変わるよう
に、前記蒸気量制御弁の一度を自動的に変え、これによ
り変動する該ターボ発電機の周波数のその変動信号に従
って前記軸発電機の出力を自動的に制御し、これによっ
て該ターボ発電機の周波数を元の基準周波数に自動的に
戻すことからなるものとした。
〔作  用〕
本発明によれば、蒸気タービンの入口蒸気圧力に応じた
信号を発信する圧力信号発信器が設けられているので、
蒸気タービンの入口蒸気量の変動が、その蒸気圧力の変
動として、該圧力信号発信器で検出され、この変動に応
じた圧力検出信号が発信される。この圧力検出信号がコ
ントローラでセット圧と比較されて偏差が求められる。
そして、その偏差に応じて、ガバナの設定値が自動的に
変えられ、つづいて、蒸気量制御弁の開度も自動的に変
えられ、これにより、ターボ発電機の周波数とターボ発
電機が分担している負荷とが、その偏差に応じて変わる
。この周波数の変動信号に従って軸発電機の出力が自動
的に制御される。これKよって、ターボ発電機の周波数
が元の基準周波数に戻される。
〔実 施 例〕
第1図は本発明の方法を実施する装置の一例を示してい
る。
第1図において、符号1ないし28は第3図のものと同
じである。そして、29は圧力信号発信器で、蒸気管1
5の蒸気の圧力、つまり、蒸気タービン17の入口圧力
を検出し、その圧力に応じた圧力信号を発信する。また
30は後述するコントローラ、31はセット圧を該コン
トローラ30に入力させることを示した矢印である。
周知のように、主機1の出力が上がると、排ガスエコノ
マイザ3からの蒸気量が増大し、その蒸気圧力が上がる
。逆に、主機1の出力が下がると、排ガスエコノマイザ
5からの蒸気量が減少し、その蒸気圧力が下がる。
したがって、蒸気タービン17の入口蒸気量の変動をそ
の蒸気圧力の変動として圧力信号発信器29で検出し、
その蒸気圧力に応じた信号を得ることができる。そして
、その圧力検出信号がコントローラ30に入力され、セ
ット圧と比較され、圧力の偏差が自動的に求められる。
ここで、もし、その偏差がなければ、基準状態と判断さ
れ、ターボ発電機19は、そのままの蒸気圧力で運転さ
れる蒸気タービン17によって駆動され、軸発電機21
も主機1によってそのままの運転が続けられる。
第2図はターボ発電機19の分担負荷 (KW )と軸発電機21の分担負荷(KW)を示して
いる。
前述のように、圧力信号発信器29からの圧力検出信号
をセット圧と比較して偏差がなければ、基準状態と判断
されるので、第2図の横線32°のように、ターボ発電
機19は、ターボ発電機側ガバナ基準設定値(符号40
の斜線)で運転され、軸発電機21は、軸発電機側ガバ
ナ基準設定値(符号50の斜線)で運転されるようにな
り、周波数fは基準サイクル(60サイクル)であり、
したがって、船内負荷をL(KW)とすると、ターボ発
電機19の負担電力はAo(KW)、軸発電機21の負
担電力はa。
(KW)であり、ちょうど、L = Ao+a。  で
ある。
しかし、主機1の出力が上がると、排ガスエコノマイザ
5からの蒸気量が増加し。
この増加がタービン入口蒸気圧力の増加となって表われ
、圧力信号発信器29からの圧力検出信号がコントロー
ラ30に送られ、セット圧と比較され、タービン入口蒸
気圧力がセット圧より高いという偏差信号が自動的に得
られる。
この偏差信号がターボ発電機側ガバナモータに送られ、
該モータはガバナ18の設定値を第2図の斜線41に自
動的に上げ、蒸気量制御弁16の開度を大きくする。
すると、蒸気タービン17の出力および回転速度は、と
もに基準よりも増加するので、ターボ琴電機19の出力
および周波数は、ともに基準よりも上がる。
そして、その周波数が上がると、これを自動的に検知し
て、軸発電機側ガバナモータを駆動し、軸発電機側のガ
バナの設定値を第2図の斜線51に自動的に下げ、軸発
電機21の出力が下がるように制御する。
これによって、ターボ発電機19の周波数は元の基準周
波数(60サイクル)に自動的に戻される。
すると、こんどは、ターボ発電機19の負担電力はA、
(KW)に増大し、軸発電機21の負担電力はa、に減
少する。つまり、L = A、 +a、となり、A、 
> Ao、al< al)、A、 −A0= aQ −
a、となる。
ここで、圧力信号発信器29で検出された蒸気圧力がセ
ット圧より高い偏差の場合に、ターボ発電機i9の負荷
の分担分を全負荷にしても、余裕がある場合には、つま
り、前記A、がLより大きい場合には、その余裕の電力
を軸発電機21に供給し、軸発電機21を電動機として
作動させ、プロペラ軸20の回転力の一部に使用するよ
うにする。
逆に、主機1の出力が下がると、排ガスエコノマイザ3
からの蒸気量が減少し、この減少がタービン入口蒸気圧
力の減少となって表われるので、前述した増加のときと
は、逆な作動をさせる。すなわち、この場合は、タービ
ン入口蒸気圧力がセット圧より低いという偏差信号が自
動的に得られ、この偏差信号によって、ターボ発電機側
ガバナ18の設定値が第2図の斜線42に自動的疋下け
られ、蒸気量制御弁16の開度が小さくなる。
すると、蒸気タービン17の出力および回転速度は、と
もに基準よりも減少するので、ターボ発電機19の出力
および周波数は、ともに基準よりも下がる。
そして、その周波数が下がると、これを自動的に検知し
て、軸発電機側ガバナモータを駆動し、軸発電機側のガ
バナの設定値を第2図の斜1i152に自動的に上げ、
軸発電機21の出力が上がるよって制御する。
これによって、ターボ発電機19の周波数は元の基準周
波数(60サイクル)に自動的に戻される。
すると、ターボ発電機19の負担電力はA、(KW)に
減少し、軸発電機21の負担電力はa、に増大する。つ
まり、 L=A、 +a2となり、 A、 <A6 、
 a、 >ao、 Ao−A2 =al −a。
となる。
このように、タービン入口蒸気量に変動があっても、そ
れに自動的に追従させて。
L =A(1+aO = A、 −)−a。
=A2+al Kすることができる。
なお航海中に、主機1の後進、減速および軸発電機21
の故障などで、軸発電機210発生電力を期待できない
ときは、ボイラを始動してタービン入口蒸気量を確保す
るようにしたり、あるいはディーゼル発電機25を始動
するようにする。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、蒸気タービンの
入口蒸気圧力に応じた信号を発信する圧力信号発信器か
らの圧力検出信号とセット圧との偏差に応じてガバナの
設定値を変え、かつ、ターボ発電機が分担している負荷
が変わるように、蒸気量制御弁の開度を自動的に変え、
これにより変動する該ターボ発電機の周波数のその変動
信号に従って軸発電機の出力を自動的に制御し、これに
よって、該ターボ発電機の周波数を元の基準周波数に自
動的に戻すようにするので、航海中に主機の出力増減、
ターボ発電機を駆動する蒸気タービン以外での蒸気消費
量の変化などで、タービン入口蒸気量の変動がある場合
に、これに自動追従させて、排ガスエコノマイザによっ
て発生した蒸気を無駄なく該ターボ発電機で利用するこ
とができる。したがって、ターボ発電機と軸発電機を最
も効果的に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施する装置のフローの一例を
示した説明図、第2図は第1図の装置のターボ発電機分
担負荷と軸発電機分担負荷の説明図、第3図は従来の技
術の一例の説明図である。 1   ・主機、5・・Φ排ガスエコノマイザ、4・ 
・過熱器、5・ ・蒸発器、15・ ・蒸気管、16・
 ・蒸気量制御弁、17・・・蒸気タービン、18・ ガバナ、19・・・ターボ発電機、21・軸発電機、 ・圧力信号発信器、 コンローラ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、船の主機からの排ガスを熱源とする排ガスエコノマ
    イザと、この排ガスエコノマイザからの蒸気によつて駆
    動される蒸気タービンと、この蒸気タービンによつて駆
    動されるターボ発電機と、前記主機によつて駆動される
    軸発電機と、前記蒸気タービンの蒸気入口に設けられた
    蒸気量制御弁と、前記蒸気タービンの回転速度に従つて
    該蒸気量制御弁の開度を制御するガバナとを有する発電
    装置において、前記蒸気タービンの入口蒸気圧力に応じ
    た信号を発信する圧力信号発信器を設け、この圧力信号
    発信器からの圧力検出信号とセット圧との偏差を求め、
    その偏差に応じて前記ガバナの設定値を変えることによ
    つて前記ターボ発電機が分担している負荷が変わるよう
    に、前記蒸気量制御弁の開度を自動的に変え、これより
    変動する該ターボ発電機の周波数のその変動信号に従つ
    て前記軸発電機の出力を自動的に制御し、これによつて
    該ターボ発電機の周波数を元の基準周波数に自動的に戻
    すことを特徴とする、発電機の制御方法。 2、圧力信号発信器で検出された蒸気圧力がセット圧よ
    り高い偏差の場合に、ターボ発電機の負荷の分担分を大
    きくし、その大きくした分だけ軸発電機の負荷の分担分
    が小なるように制御し、また該圧力信号発信器で検出さ
    れた蒸気圧力がセット圧より低い偏差の場合に、前記タ
    ーボ発電機の負荷の分担分を小さくし、その小さくした
    分だけ前記軸発電機の負荷の分担が多くなるように制御
    することからなる請求項1記載の発電機の制御方法。 3、圧力信号発信器で検出された蒸気圧力がセット圧よ
    り高い偏差の場合に、ターボ発電機の負荷の分担分を全
    船内負荷に供給しても、余裕がある場合には、軸発電機
    にその余裕の電力を供給し、該軸発電機を電動機として
    作動させ、プロペラ軸の回転力の一部に使用するように
    制御することからなる請求項1記載の発電機の制御方法
    。 4、主機がディーゼル機関である請求項1、2または3
    記載の発電機の制御方法。 5、排ガスエコノマイザに、ボイラの蒸発器と過熱器が
    組込まれている請求項1、2、3または4記載の発電機
    の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010151675A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Hitachi Ltd 蒸気タービン試験設備、低負荷試験方法、及び負荷遮断試験方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010151675A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Hitachi Ltd 蒸気タービン試験設備、低負荷試験方法、及び負荷遮断試験方法

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