JPH0335922Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はボイラの蒸気温度をタービン負荷に応
じた温度に制御するボイラ蒸気温度制御装置に関
する。

発電用等のタービンは、ボイラの過熱器、再熱
器からの蒸気により運転される。この蒸気は、過
熱器、再熱器の出口とタービン入口との間を結ぶ
蒸気配管を通つてタービンに供給されるが、一般
に、ボイラとタービンとは相当の間隔を隔てて設
置されているので、前記配管の長さも長くなり、
60〜100mの長さとなる。ところで、要求される
タービン負荷に応じた蒸気を供給するためにはタ
ービン入口蒸気温度を所定の値に保持する必要が
あり、このため、タービン入口部又は過熱器、再
熱器出口部（ボイラ出口部）に温度検出器を設け
て常に蒸気温度を監視するのが通常である。

第１図はボイラとタービン間の蒸気系統図であ
る。

図で、１はボイラ、２はボイラ１の火炉出口付
近に設けられた過熱器、３はタービン、４は過熱
器２の出口とタービン３の入口を結ぶ蒸気配管で
ある。５は過熱器２の出口部に設けられたボイラ
出口温度検出器、６はタービン入口部に設けられ
たタービン入口温度検出器である。過熱器２から
の蒸気は蒸気配管４を通つてタービン３に供給さ
れてこれを駆動する。

ところで、タービン負荷に応じて蒸気を供給す
るためには、タービン入口部の蒸気温度を所望の
値に保持することが必要である。そして、このよ
うに蒸気温度を所望の値に保持するには、タービ
ン入口温度検出器６により検出された温度に基づ
いてボイラの必要制御を行なうのが最も望まし
い。しかしながら、前述のようにボイラ出口部と
タービン入口部との間の蒸気配管４の長さは60〜
100mに達するので、タービン入口温度検出器６
で検出された温度に基づいてボイラを制御して
も、蒸気配管４の長さのためタービン入口部の温
度を所定値に制御するには時間的遅れ、即ち応答
遅れを生じていた。そこで、この応答遅れを防ぐ
ため、従来、ボイラの蒸気温度制御はボイラ出口
温度検出器５により検出された温度に基づいて行
なわれていた。

第２図は従来のボイラ蒸気温度制御装置のブロ
ツク図である。図で、５は第１図に示すものと同
じボイラ出口温度検出器、７は温度設定器であ
る。温度設定器７における温度の設定は、要求さ
れるタービン負荷に応じたタービン入口部の蒸気
温度に、蒸気配管４の長さその他の条件を考慮し
て決定された蒸気配管４における一定の温度降下
分を加算して設定される。したがつて、温度設定
器７で設定される温度は要求されるタービン負荷
に応じたボイラ出口部蒸気温度となる。８はボイ
ラ出口温度検出器５と温度設定器７の信号を入力
してボイラ制御信号を出力する温度調節器であ
る。温度調節器８の構成は種々のものが考えられ
るが、例えば、前記２つの信号を比較する比較器
８ａ、この比較器８ａの出力を制御に都合のよい
信号に変換するレベル調節器８ｂで構成される。
９は自動／手動の切換器で、必要時には手動で制
御信号が出力される。１０は蒸気温度を変化させ
る種々の装置を操作する操作部であり、温度調節
器８からの制御信号に応じてこれら装置を駆動す
る。

今、ボイラ出口温度検出器５の信号と温度設定
器７の信号とが一致しないとき、温度調節器８は
操作部１０へ制御信号を出力する。操作部１０は
この制御信号に応じて必要な操作を行ない、ボイ
ラ出口部の蒸気温度を所要の温度値とする。操作
部１０により制御される対象としては、例えばボ
イラのバーナに供給される燃料量、バーナ各段に
対する燃料量の配分比、減温器の水の流量等種々
の対象が考えられる。このようにして、タービン
入口部の蒸気温度を規定値に保持し、要求される
タービン負荷に応じた蒸気を供給することができ
る。

上記従来のボイラ蒸気温度制御装置にあつて
は、蒸気配管４の温度降下、即ちボイラ出口部蒸
気温度とタービン入口部蒸気温度との温度差を一
定値として温度設定器７における設定を行なつて
いた。しかしながら、この温度差は常に一定では
なく、例えば、タービン負荷の変動により変化す
る。即ち、タービン負荷が増加すると蒸気配管４
を流れる蒸気流量も増加し、タービン負荷が減少
すると蒸気流量も減少する。この流量の変化によ
り温度差も３〜５℃変化する。このため、例え
ば、蒸気配管４の温度降下をみこんでボイラ出口
部蒸気温度を541℃に設定した場合、タービン入
口部蒸気温度は538℃〜536℃の間で変化すること
になる。このような温度差の変動は、タービン負
荷の変動ばかりでなく他の種々の原因により生じ
る。そして、このような温度差の変動があつた場
合、従来のボイラ蒸気温度制御装置ではタービン
入口部蒸気温度を規定値に制御することは困難で
あつた。しかし、近年、熱効率向上の要求が益々
厳しくなり、このため、タービン入口部蒸気温度
を規定値に保持する必要性も益々大きくなつてき
ている。したがつて上記従来のボイラ蒸気温度制
御装置では、常にタービン入口部蒸気温度を監視
しておき、この温度が規定値を外れた場合にはボ
イラ出口温度設定値を修正する必要があつた。し
かし、これでは自動的な蒸気温度制御を行なうこ
とはできず、しかも、上記ボイラ出口温度設定値
の修正は熟練した運転者が充分に注意しながら行
なわなければボイラ出口部蒸気温度が大きく変動
し、ボイラやタービン機器を安全に運転すること
ができないという事態を発生するおそれもあつ
た。

本考案の目的は、上記従来の欠点を除き、ター
ビン入口部蒸気温度を確実に規定値に制御するこ
とができ、しかも、この制御を応答遅れなく行な
うことができるボイラ蒸気温度制御装置を提供す
るにある。

この目的を達成するため、本考案では、ボイラ
出口部とタービン入口部との間における予め定め
られた温度差に基づいて決定されるボイラ出口蒸
気温度を設定する温度設定器の設定値から前記温
度差を減算し、この減算された値とタービン入口
温度検出器からの信号との偏差を演算し、この偏
差を温度設定器の設定値に加算し、この加算され
た信号とボイラ出口部温度検出器からの信号とに
基づいて制御信号を出力してボイラ蒸気温度を制
御するようにしたことを特徴とする。

以下、本考案を第３図に示す実施例に基づいて
説明する。

第３図は本考案の実施例に係るボイラ蒸気温度
制御装置のブロツク図である。図で、第２図に示
す部分と同一部分には同一符号を付して説明を省
略する。６はタービン入口部の温度を検出するタ
ービン入口温度検出器である。７Ａは第２図に示
す温度設定器７と同じくボイラ出口温度を所望の
温度に設定し、その設定温度に応じた信号を出力
する温度設定器である。１１はボイラ出口部とタ
ービン入口部との間の温度差としてこの温度差に
応じて予め定められた値（計画ベース）が設定さ
れている第１の演算器であり、温度設定器７Ａに
おける設定値を入力して、この設定値から前記予
め定められた値を減算する演算を行なう。１２は
タービン入口温度検出器６と第１の演算器１１と
の偏差を演算する第２の演算器、１３は第２の演
算器１２から出力される信号を比例積分する比例
積分器、１４は温度設定器７Ａの出力信号に比例
積分器１３の出力信号を加算する加算器である。
加算器１４の出力信号は温度調節器８に入力され
る。

次に、本実施例の動作を説明する。まず、ター
ビン負荷に応じて、ボイラ出口部において必要と
される温度が温度設定器７Ａに設定される。温度
設定器７Ａからは設定された温度に応じた信号が
出力される。第１の演算器１１は温度設定器７Ａ
からの出力信号を入力し、第１の演算器１１自身
が保有する前記温度差に応じて予め定められた値
を、前記出力信号から減算する。したがつて、第
１の演算器１１からの出力信号は、ボイラ出口部
温度から定められた温度差を減算して得られるタ
ービン入口部温度に応じた値となる。この第１の
演算器１１の出力信号は第２の演算器１２に入力
され、第２の演算器１２では、この出力信号とタ
ービン入口温度検出器６から出力される実際のタ
ービン入口部温度に応じた値との偏差が演算され
る。今、ボイラ出口部の温度とタービン入口部の
温度との間の実際の温度差が、第１の演算器１１
に設定されている温度差と等しければ、第２の演
算器１２で演算される偏差は０となる。一方、タ
ービン負荷の変動等の原因により前記温度差に変
動を生じ、実際の温度差が第１の演算器１１に設
定されている温度差と異なる値になると、第２の
演算器１２はこれに応じて偏差信号を出力し、そ
の偏差分を比例積分器１３を介して加算器１４に
より、温度設定器７Ａの出力信号に加算する。例
えば、実際の温度差が第１の演算器１１に設定さ
れている温度差より２℃大きい場合には、第２の
演算器１２において算出される偏差は＋２℃とな
り、加算器１４においてこの偏差＋２℃に応じた
信号が温度設定器７Ａの出力信号に加算される。
これとは逆に、実際の温度差が第１の演算器１１
に設定されている温度差より２℃小さい場合に
は、偏差は−２℃となり、加算器１４において偏
差−２℃に応じた信号が温度設定器７Ａの出力信
号に加算される。結局、加算器１４から出力され
る信号は、ボイラ出口部とタービン入口部の温度
差にいかなる変動があつても、タービン負荷に応
じたタービン入口部の温度を得るに必要なボイラ
出口部の温度に応じた信号となる。この加算器１
４の出力信号は温度調節器８に入力され、同じく
温度調節器８に入力されるボイラ出口温度検出器
５の出力信号との偏差信号が演算され、前述のよ
うに操作部１０の操作によりボイラ出口部温度が
温度設定器７Ａに設定された温度に制御される。

このように、本実施例では、第１の演算器に、
予め定めた温度差に応じた値を設定しておき、ボ
イラ出口部の温度を設定する温度設定器の設定値
から上記温度差に応じた値を減算し、減算により
得られた値とタービン入口温度に応じた値との偏
差を演算し、この偏差を前記温度設定器の設定値
に加算し、加算により得られた値と検出されたボ
イラ出口温度に応じた値との偏差により操作部を
操作してボイラ出口温度を制御するようにしたの
で、温度差の変動の如何にかかわらず確実にター
ビン入口温度を所要の温度に制御することがで
き、しかも、ボイラ出口部の温度を検出してこの
ボイラ出口部の温度を制御するので応答遅れはな
く、従来と同等の応答性を得ることができる。

以上述べたように、本考案では、ボイラ出口部
の温度を設定する温度設定器の設定値から、予め
定められた温度差に応じた値を減算し、この減算
された値とタービン入口部の温度に応じた値との
偏差を演算し、この偏差を温度設定器の設定値に
加算し、この加算された値とボイラ出口部の温度
に応じた値とに基づいてボイラ出口部の温度を制
御する制御信号を出力するようにしたので、ター
ビン入口部の温度を確実に規定値に制御すること
ができ、しかも、これを応答遅れなく行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はボイラとタービン間の蒸気系統図、第
２図は従来のボイラ蒸気温度制御装置のブロツク
図、第３図は本考案の実施例に係るボイラ蒸気温
度制御装置のブロツク図である。 ５……ボイラ出口温度検出器、６……タービン
入口温度検出器、７Ａ……温度設定器、８……温
度調節器、１０……操作部、１１……第１の演算
器、１２……第２の演算器、１４……加算器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボイラと、このボイラの蒸気により駆動される
   タービンと、前記ボイラから前記タービンへ蒸気
   を送る配管とを備えたものにおいて、前記ボイラ
   のボイラ出口部および前記タービンのタービン入
   口部間の予め定められた温度差に基づいて決定さ
   れるボイラ出口温度を設定する温度設定器と、こ
   の温度設定器に設定された設定値から前記温度差
   を減算する第１の演算器と、タービン入口部の温
   度を検出する第１の温度検出器と、この第１の温
   度検出器の検出値と前記第１の演算器で演算され
   た値の偏差を求める第２の演算器と、この第２の
   演算器で求められた偏差と前記温度設定器の設定
   値を加算する加算器と、ボイラ出口部の温度を検
   出する第２の温度検出器と、この第２の温度検出
   器の検出器と前記加算器で加算された値に基づい
   てボイラ蒸気温度を制御する制御部とを備えたこ
   とを特徴とするボイラ蒸気温度制御装置。