JPH03271603A - ボイラ給水ポンプ制御装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、発電機出力の増加時に、ボイラー出口圧力も
増加させる運転を行う汽力発電システムにおいて、ボイ
ラ給水の流量調節弁の入口圧力と出口圧力の差圧制御を
行うボイラ給水ポンプ制御装置に関る。

（従来の技術） 一般の汽力発電システムの一例を第２図に示す。同図に
おいて、ボイラの過熱器１から発生された蒸気は、ター
ビン２へ供給されて発電機３へ回転エネルギーを与え、
電力を発生させる。

タービン２で仕事を終えた前記蒸気は、復水器４により
水に凝縮されボイラ給水ポンプ５により再びボイラの過
熱器■ヘボイラ給水調節弁６により流量を調節されつつ
送られ、再び蒸気となってタービン２へ供給される。

このボイラ給水の制御方式として、ボイラ給水流量調節
弁６の入口圧力と出口圧力の差圧を一定に制御する事に
より、ボイラ給水流量調節弁６の開閉によるボイラ給水
流量の調節を安定化させる方式がある。その制御方式の
一例を第３図により説明する。

流量調節弁入口圧力検出器１１と、流量調節弁出口圧力
検出器１２より、それぞれ得られる流量調節弁穴ロ圧力
信Ｇａと、流量調節弁出口圧力すを、加算器工３へ入力
する事により流量ｒＭ節弁差圧信号Ｃが得られる。

この流量調節弁差圧信号Ｃと、流量調節弁差圧設定器１
５より出力される流量調節弁差圧設定信号ｄを、加算器
１４へ入力する事により得られる流量調節弁差圧偏差信
号ｅを流量調節弁差圧制御器１６へ入力する事により、
ボイラ給水ポンプ回転数指令信号ｆが得られる。

このボイラ給水ポンプ回転数指令信号ｆにより。

ボイラ給水ポンプ５の回転数が制御される事により、流
量調節弁６の入口と出口の差圧が流量調節弁差圧設定器
１５で設定された値に保たれる。

一方、ボイラ給水流量設定器１７より出力されるボイラ
給水流量設定信号ｇと、ボイラ給水流量検出器１８によ
り得られるボイラ給水流量信号りを、加算器１９へ入力
する事により得られるボイラ給水流量偏差信号ｉを、ボ
イラ給水流量制御器２０へ入力する事により、流量調節
弁開度指令信号ｊが得られる。

この流量調節弁開度指令信号ｊにて流量調節弁６の開度
を調節することにより、流量調節弁６を通過するボイラ
給水流量がボイラ給水流量設定器１７で設定された値に
保たれる。

ここで、前述したように、流量調節弁６の入口と出口の
差圧はボイラ給水ポンプ５により一定値に保たれている
為、流量調節弁６によるボイラ給水流量制御を安定に行
う事ができる。

このような、ボイラ給水ポンプ５によりボイラ給水流量
調節弁６の入口と出口の差圧を制御するボイラ給水制御
システムを複数組用いる場合の従来例について第４図を
用いて説明する。

尚、第４図は２組の前記ボイラ給水制御システムを用い
た場合であり、かつ給水流量制御ループは省略されてい
る。

２つのボイラ給水ポンプ５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、流
量調節弁差圧設定器１５Ａ及び１５Ｂ、加算器１３Ａ及
び１３Ｂ、加算器１４Ａ及び１４Ｂ、流量調節弁差圧制
御器１６Ａ及び１６Ｂより成る互いに独立した流量調節
弁差圧制御システムの出力であるボイラ給水ポンプ回転
数指令信号ｆＡ及びｆＢにより制御される。

流量調節弁差圧制御器１６Ａの制御ゲインは、ボイラ給
水ポンプ５Ｂが運転中又は停止中に関わらず一定値であ
り、又、流量調節弁差圧制御器１６Ｂの制御ゲインは、
ボイラ給水ポンプ５Ａが運転中又は停止中に関わらず一
定値である。

（発明が解決しようとする課題） 第３図のボイラ給水ポンプ５の回転数と、ボイラ給水流
量と、ボイラ給水流量調節弁６の入口圧力とは第５図に
示す相互関係を有している。

即ち、第５図において、特性曲線ＬＲ，、ＬＲ工、ＬＲ
２゜ＬＲ，、ＬＲ，、ＬＲｓは、それぞれボイラ給水ポ
ンプ５の回転数を一定値Ｒ，、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ，、Ｒ，
、Ｒ５にして、ボイラ給水流量を変化させた時のボイラ
給水流量調節弁６の入口圧力を示している。

特性曲線ＬＣＣは、ボイラ給水流量調節弁６の開度を一
定にし、ボイラ給水ポンプ５の回転数を変化させた時の
ボイラ給水流量とボイラ給水流量調節弁６の入口圧力と
の関係を示している。

ａｏ＋ａｌｔａ２＋ａｆｆｔａ４ｔ”Ｓは、特性的４！
　ＬＣＣ上のボイラ給水ポンプ５の回転数がそれぞれＲ
０Ｒ工、Ｒ２，Ｒ□、Ｒ４゜Ｒ９である点を示している
。

一方、第２図に示す汽力発電システムでは、般に、プラ
ント起動後の発電機３の出力上昇につれ、過熱器ｌの出
口蒸気圧力を、例えば第６図に示すように、上昇させる
運転を行っている。即ち、プラント起動後、発電機３の
出力がす１までは過熱器ｌの出口圧力をＰニ一定とし、
発電機３の出方がリエを超えた後は、υ２まで過熱器ｌ
の出口蒸気圧力を。

発電機３の出力に比例して増加させ、その後、過熱器ｌ
の出口蒸気圧力をＰ２一定とする。

さて、第５図に示す特性を有するボイラ給水ポンプ５を
、第４図に示すような２組のボイラ給水制御システムの
中へ組み込み、がっ、この２組のボイラ給水制御システ
ムを含む汽・カ発電システムとして、発電機３の出力と
過熱器１の出口蒸気圧力との関係が、第６図に示すもの
となるような運転を行った場合以下の如きの問題が生じ
る。これを第７図を参照して説明する。

特性曲線ＬＬは、第４図において一系のボイラ給水ポン
プのみで、ボイラ給水制御を行った場合、即ち、ボイラ
給水ポンプ５Ａ停止かつボイラ給水流量調節弁６Ａ全閉
、又はボイラ給水ポンプ５Ｂ停止かつボイラ給水流量調
節弁６Ｂ全開にて、ボイラ給水制御を行った場合のボイ
ラ給水流量と、ボイラ給水流量調節弁６の入口圧力との
関係である。

発電機３の出力は、ボイラ給水流量にほぼ比例しており
、ボイラ給水流量Ｑ、　、Ｑ２は、発電機３の出力が第
６図のそれぞれＶ□ｌ”２の時の値である。

又、ボイラ給水流量がＱ工＋Ｑｚの時のボイラ給水流量
調節弁６の入口圧力は、それぞれ第６図に示す過熱器１
の出ロ蒸気圧力Ｐ工＋ｐｚにほぼ等しい。

特性曲線ＬＬ’は、第４図において、２系のボイラ給水
ポンプを使って、ボイラ給水制御を行った場合、即ち、
ボイラ給水ポンプ５Ａ及び５Ｂ、及びボイラ給水流量調
節弁６Ａ及び５Ｂを使い、かつ、ボイラ給水流量調節弁
６＾及び６Ｂを通過するボイラ給水流量が等しくなるよ
うにボイラ給水制御を行った場合のボイラ給水流量と、
ボイラ給水流量調節弁６の入口圧力との関係である。

ボイラ給水ポンプ５Ａ又は５Ｂを通過するボイラ給水流
量が■系のボイラ給水ポンプで運転した時に比して、２
系のボイラ給水ポンプで運転した場合は、半分になる為
、特性曲線ＬＬ’は、ＬＬが左へ移動した形となってお
り、Ｑ□＝２０よ’　、　Ｑ２＝２０２’　となる。

点ａ、　ｌａｓ′はそれぞれ特性曲線ＬＬ、ＬＬ’上で
ボイラ給水ポンプ５Ａ又は５Ｂの回転数がＲ５となる点
である。

又、特性曲線ＬＣＣ工、　ＬＣＣよ′は、それぞれ点ａ
ｓ１８５′　を通過する、ボイラ給水流量調節弁６Ａ又
は６Ｂの開度一定でボイラ給水ポンプ５Ａ又は５Ｂの回
転数を変化させたものである。

又、ａ４１８４′は、それぞれ特性曲線ＬＣＣ１，ＬＣ
Ｃ，’上で、ボイラ給水ポンプ５Ａ又は５Ｂの回転数が
Ｒ４となる点である。

即ち、ａｓｌａｓ′　の状態において、ボイラ給水流量
調節弁６Ａ又は６Ｂの開度を保持したまま、ボイラ給水
ポンプ５Ａ又は５Ｂの回転数をＲ５からＲ４とするとそ
れぞれａ４１８４′の状態となり、この時のボイラ給水
流量調節弁６Ａ又は６Ｂの入口圧力の変化はそれぞれΔ
Ｐ、ΔＰ′となる。

明らかにΔＰ〈ΔＰ′の為、点８４′　におけるボイラ
給水ポンプ５Ａ又は５Ｂの回転数変化に対するボイラ給
水流量調節弁６Ａ又は６Ｂの入口圧力の変化は、点ａ４
におけるそれより太きい。

このため、従来装置においては、第４図の流量調節弁差
圧制御器１６Ａ又は１６Ｂの制御ゲインを、■系のボイ
ラ給水ポンプ運転の安定制御限界値にセットしておいた
場合は、２系のボイラ給水ポンプ運転に切換えたときに
ボイラ給水流量調節弁６Ａ又は６Ｂの入口と出口の差圧
制御が不安定となるという問題があった。

一方、流量調節弁差圧制御器１６Ａ又は１６Ｂの制御ゲ
インを２系のボイラ給水ポンプ運転時に、最適制御とな
るように調整した場合は、１系のボイラ給水ポンプ運転
に切換えたときに上記差圧制御の応答が遅くなるという
問題があった。

そこで本発明は、ボイラ給水ポンプの運転台数を変えた
時の流量調節弁の入口と出口の差圧の制御特性を改善す
る事を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明はボイラ給水ポンプの
運転台数により流量調節弁差圧制御器の制御ゲインを切
換える制御手段を備えたものである。

（作　用） 上記の構成により、プラント起動後の発電機出力の上昇
と同時に、ボイラ出口蒸気出力を上昇している時に、ボ
イラ給水ポンプの運転台数を切換えた場合にも、各ボイ
ラ給水ポンプの流量調節弁差圧制御を最適に行う事がで
きる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に
説明する。

第１図は、本発明の一実施例によるボイラ給水ポンプが
２台の場合のボイラ給水ポンプ制御装置を示している。

尚、同図において、第４図と同−部分及び相当する部分
には同一符号を付している。

流ｉ調節弁差圧制御器１６Ａ工及び１６Ａ２には、ボイ
ラ絵本ポンプ５Ａ１台のみの運転時、及び、ボイラ給水
ポンプ５Ａ、５Ｂ２台運転時のボイラ給水ポンプ５Ａの
流量調節弁６Ａの差圧制御に最適な制御ゲインがそれぞ
れ格納されている。

同しく、流量調節弁差圧制御器１６Ｂよ及び１６Ｂ２に
は、ボイラ給水ポンプ５Ｂ１台のみの運転時、及び、ボ
イラ給水ポンプ５Ａ、５Ｂ２台運転時のボイラ給水ポン
プ５Ｂの流量調節弁６Ｂの差圧制御に最適な制御ゲイン
がそれぞれ格納されている。

接点１７Ａ工及び１７Ａ２は、それぞれボイラ給水ポン
プ５Ａ１台のみの運転時、及び、ボイラ給水ポンプ５Ａ
、５Ｂ２台運転時に閉となる。

同様にして、接点１７Ｂよ及び１７Ｂ２は、それぞれボ
イラ給水ポンプ５Ｂ１台のみの運転時、及び、ボイラ給
水ポンプ５Ａ、５Ｂ２台運転時に閉となる。

よって、ボイラ給水ポンプ５Ａ１台のみ運転時は接点１
７Ａ工のみが閉となり、ボイラ給水ポンプ５Ａの制御に
は流量調節弁差圧制御器１６Ａ工が用いられる。

同様に、ボイラ給水ポンプ５Ｂ１台のみ運転時は、接点
１７Ｂ□のみが閉となり、ボイラ給水ポンプ５Ｂの制御
には、流量調節弁差圧制御器１６Ｂ□が用いられる。

又、ボイラ給水ポンプ５Ａ　、　５Ｂの２台運転時は、
接点１７Ａ２及び１７Ｂ２が閉となり、ボイラ給水ポン
プ５Ａ及び５Ｂの制御には、それぞれ流量調節弁制御器
１６Ａ２及び１６Ｂ２が用いられる。

このように、ボイラ給水ポンプ５Ａ及び５Ｂの運転台数
に合わせて、それぞれの流量調節弁差圧制御器１６Ａ工
、１６Ａ２及び１６Ｂよ、１６Ｂ２を切換えて運転する
ようにしたので、流量調節弁６Ａ、６Ｂの差圧制御をそ
のときのボイラ給水ポンプの運転台数に見合った最適の
制御ゲインで行うことができるようになる。

これにより、流量調節弁の差圧制御の制御性が向上する
。

なお、上記実方断例ではボイラ給水ポンプの運転台数が
２台の場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限
らず、２台以上のボイラ給水ポンプに適用できることは
明らかである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、プラント起動後の
発電機出力の上昇と同時にボイラ出口蒸気圧力を上昇し
ている時に、ボイラ給水ポンプの運転台数を切換えた場
合にも各ボイラ給水ポンプの流量調節弁差圧制御を良好
に行う事ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるボイラ給水ポンプ制御
装置のブロック構成図、第２図は汽力発電システムの概
要を説明する為のブロック図、第３図は流量調節弁の差
圧制御を説明する為のボイラ給水ポンプ制御装置のブロ
ック構成図、第４図はボイラ給水ポンプ２台時の従来の
流量調節弁差圧制御について説明する為のボイラ給水ポ
ンプ制御装置のブロック構成図、第５図はボイラ給水ポ
ンプの回転数、流量調節弁入口圧力、ボイラ給水流量の
関係を説明する為のグラフ図、第６図はプラント起動時
の発電機出力上昇と共にボイラ出口圧力も上昇させる汽
力発電システムの運転方法を説明する為のグラフ図、第
７図はボイラ給水ポンプの運転台数を変えた時に、流量
調節弁差圧制御の制御性が悪化する事を説明する為のグ
ラフ図である。 ５・・ボイラ給水ポンプ、６・・ボイラ給水流量調節弁
、１６・流ｉ調節弁差圧制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラ給水を行うためのボイラ給水ポンプとボイラ給水
   流量調節弁とを有する複数のボイラ給水系統における前
   記各ボイラ給水流量調節弁の出口と入口の差圧が所定値
   となる様に前記各ボイラ給水ポンプを制御するボイラ給
   水ポンプ制御装置において、前記各ボイラ給水ポンプを
   それぞれ制御するための前記複数のボイラ給水系統の運
   転台数に応じた最適の制御ゲインを有する各複数の流量
   調節差圧制御器と、これら各複数の流量調節差圧制御器
   の各１つを前記運転台数に応じて選択する各切換器とを
   備えることを特徴とするボイラ給水ポンプ制御装置。