JPH0345803A - ボイラのクロスリミット制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボイラのクロスリミット制御方法に係り、特に
、ボイラへの給水量−燃料供給量−空気供給量を互いに
規制するためのクロスリミットの設定幅をタービンの負
荷の運転状態に応じて制御するに好適なボイラのクロス
リミット制御方法に関する。

〔従来の技術〕

火力発電所のボイラを制御する場合、ボイラへの給水量
、燃料供給量、空気供給量を互いに設定値に維持するク
ロスリミット制御方式が採用されている。従来のこの種
の制御方式としては、例えば、火力原子力発電「亜臨界
圧貫流ボイラの制御性の改善Ｊ　ＶｏＬ、２９、Ｎ（１
１２第８工頁〜第９２頁に記載されているものが知られ
ている。この制御方式においては、主要制御諸量間（給
水、燃料、空気）に偏差が生じた場合に、偏差第工段で
出力増減ブしツク制御を実行し、偏差第２段で異常側の
制御系を手動モードとし、異常表示をおこなうと共に、
危険側の手動操作をブロックすることがおこなわれてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術において、クロスリミットの制定
幅を負荷変化中と負荷整定中に分けて変更する点につい
ては配慮されておらず、負荷変化中に、主要制御諸量間
でバランスがくずれてクロスリミットが発生すると、制
御量がクロスリミットによって規制され、負荷がホール
ド状態となることがある。更に負荷変化完了後の負荷整
定時においても、クロスリミットの設定幅が固定されて
いるため、主要制御量のバランスがくずれて操作端ステ
ックやプロセス信号異常が発生してもクロスリミットが
動作しない場合がある。すなわち、火力発電プラントに
おいては、電力調整用としての中間負荷運用が求められ
ているが、負荷変化率向上のためにボイラ入力加速信号
を多用し、過渡的な蒸気温度の変動を抑制している。し
かし、従来の制御方式の場合にはクロスリミット設定幅
が固定されているので、中間負荷運用に見合ったクロス
リミット制御方式を適用することができない。

また、従来の制御方式においては、ボイラの経時変化に
よるクロスリミット設定幅の変更の必要性についても配
慮されておらず、ボイラの経時変化による吸熱特性が変
化した場合、設定温度と実際の主蒸気温度との間にずれ
が生じ、最適なりロスリミット動作を実行できない恐れ
がある。

本発明の目的は、タービンの負荷の状態に合わせてボイ
ラの制御諸量のバランスを保つ制御を実行することがで
きるボイラのクロスリミット制御方法を提供することに
よる。

本発明の他の目的は、ボイラの吸熱特性の変化に合わせ
てボイラの制御諸量のバランスを保つ制御を実行するこ
とができるボイラのクロスリミット制御方法を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を遠戚するために１本発明は、タービンの駆動
エネルギーを生成するボイラへの給水量をｒａｍするに
際して、タービンの負荷に対する出力要求指令値に従っ
て結水量指令値を生成し、ボイラへの燃料供給量からこ
の供給量トこ適合する給水量の許容範囲を示す燃料−給
水クロスリミット指令値を生成し、前記出力要求指令値
の変動時には、この変動に合わせて前記燃料−給水クロ
スリミット指令値の許容範囲を広げ、前記結水量指令値
が変更後の燃料−給水クロスリミット指令値の許容範囲
内に含まれるか否かを判定し、前記結水量指令値が前記
許容範囲内のときには前記結水量指令値を選択し、それ
以外のときには変更後の燃料−給水クロスリミット指令
値の許容範囲内の値を指令値として選択し、選択したい
ずれかの指令値に従ってボイラへの給水量を調整するボ
イラのクロスリミット制御方法を採用したものである。

第２の制御方法として、タービンの駆動エネルギーを生
成するボイラへの給水量を調整するに際して、タービン
の負荷に対する出力要求指令値に従って結水量指令値を
生成し、ボイラへの燃料供給量からこの供給量に適合す
る給水量の許容範囲を示す第１燃料−給水クロスリミッ
ト指令値を生成し、前記結水量指令値が前記第１燃料−
給水クロスリミット指令値の許容範囲内に含まれるが否
かを判定し、前記結水量指令値が前記許容範囲内に含ま
れるときには前記結水量指令値を選択し、それ以外のと
きには前記クロスリミット指令値よりも許容範囲が狭い
第２燃料−給水クロスリミット指令値を生成し、前記結
水量指令値が第２燃料−給水クロスリミット指令値の許
容範囲に含まれるまでは第２燃料−給水クロスリミット
指令値の許容範囲内の値を指令値として選択し、選択し
たいずれかの指令値に従ってボイラへの給水量を調整す
るボイラのクロスリミット制御方法を採用したものであ
る。

第３の制御方法として、タービンの駆動エネルギーを生
成するボイラへの給水量を調整するに際して、タービン
の負荷に対する出力要求指令値に従って結水量指令値を
生成し、ボイラへの燃料供給量からこの供給量に適合す
る給水量の許容範囲を示す第１燃料−給水クロスリミッ
ト指令値を生成し、ボイラ加速時には、前記結水量指令
値を増量補正すると共に前記第１燃料−給水クロスリミ
ット指令値よりも許容範囲が広い第２燃料−給水クロス
リミット指令値を生成し、増量補正後の結水量指令値が
第２燃料−給水クロスリミット指令値の許容範囲内に含
まれるか否かを判定し、増量補正後の結水量指令値が第
２燃料−給水クロスリミット指令値の許容範囲内に含ま
れるときには増量補正後の結水量指令値を選択し、それ
以外のときには第２燃料−給水クロスリミット指令値の
許容範囲内の値を指令値として選択し、選択したいずれ
かの指令値に従ってボイラへの給水量を調整するボイラ
のクロスリミット制御方法を採用したものである。

第４の制御方法として、タービンの駆動エネルギーを生
成するボイラへの空気供給量を調整するに際して、ター
ビンの負荷に対する出力要求指令値に従って空気供給量
指令値を生成し、ボイラへの燃料供給量からこの供給量
に適合する空気供給量の許容範囲を示す燃料−空気クロ
スリミット指令値を生成し、前記出力要求指令値の変動
中は、この変動に合わせて前記燃料−空気クロスリミッ
ト指令値の範囲を広げ、前記空気供給量指令値と範囲変
更後の燃料−空気クロスリミット指令値の中から最大の
指令値を選択し、選択した指令値に従ってボイラへの空
気供給量を調整するボイラのクロスリミット制御方法を
採用したものである。

第５の制御方法として、タービンの駆動エネルギーを生
成するボイラへの空気供給量を調整するに際して、ター
ビンの負荷に対する出力要求指令値に従って空気供給量
指令値を生成し、ボイラへの燃料供給量からこの供給量
に適合する空気供給量の許容範囲を示す燃料−空気クロ
スリミット指令値を生成し、空気供給量指令値が燃料−
空気クロスリミット指令値の許容範囲内に含まれるか否
かを判定し、前記空気供給量指令値が前記許容範囲外の
ときには前記燃料−空気クロスリミット指令値の許容範
囲を狭くし、この許容範囲に含まれる指令値に従ってボ
イラへの空気供給量を調整するボイラのクロスリミット
制御方法を採用したものである。

第６の制御方法として、タービンの駆動エネルギーを生
成するボイラへの空気供給量を調整するに際して、ター
ビンの負荷に対する出力要求指令値に従って空気供給量
指令値を生成し、ボイラへの燃料供給量からこの供給量
に適合する空気供給量の許容範囲を示す燃料−空気クロ
スリミット指令値を生成し、ボイラ加速時には、空気供
給量指令値を増量補正すると共に、燃料−空気クロスリ
ミット指令値の許容範囲を広げ、増量補正後の空気供給
量指令値と範囲変更後の燃料−空気クロスリミット指令
値の中から最大の指令値を選択し、選択した指令値に従
ってボイラへの空気供給量を調整するボイラのクロスリ
ミット制御方法を採用したものである。

第７の制御方法として、タービンの駆動エネルギーを生
成するボイラへの燃料供給量を調整するに際して、ター
ビンの負荷に対する出力要求指令値に従って燃料供給量
指令値を生成し、ボイラへの給水量からこの給水量に適
合する燃料供給量の許容範囲を示す給水−燃料クロスリ
ミット指令値を生成し、ボイラへの空気供給量からこの
供給量に適合する燃料供給量の許容範囲を示す空気−燃
料クロスリミット指令値を生成し、前記出力要求指令値
の変動中は、この変動に合わせて前記各クロスリミット
指令値の許容範囲を広げ、前記燃料供給量指令値と範囲
変更後の各クロスリミット指令値の中から最も小さい指
令値を選択し、選択したいずれかの指令値に従ってボイ
ラへの燃料供給量を調整するボイラのクロスリミット制
御方法を採用したものである。

第８の制御方法として、タービンの駆動エネルギーを生
成するボイラへの燃料供給量を調整するに際して、ター
ビンの負荷に対する出力要求指令値に従って燃料供給量
指令値を生成し、ボイラへの給水量からこの給水量に適
合する燃料供給量の許容範囲を示す給水−燃料クロスリ
ミット指令値を生成し、ボイラへの空気供給量からこの
供給量に適合する燃料供給量の許容範囲を示す空気−燃
料クロスリミット指令値を生成し、前記燃料供給量指令
値が前記各クロスリミット指令値の許容範囲内に含まれ
るか否かを判定し、前記燃料供給量指令値が前記許容範
囲外のときには前記各クロスリミット指令値の許容範囲
を狭くシ、前記燃料供給量指令値と範囲変更後の各クロ
スリミット指令値の中から最も小さい指令値を選択し、
選択したいずれかの指令値に従ってボイラへの燃料供給
量を調整するボイラのクロスリミット制御方法を採用し
たものである。

第９の制御方法として、タービンの駆動エネルギーを生
成するボイラへの燃料供給量を調整するに際して、ター
ビンの負荷に対する出力要求指令値に従って燃料供給量
指令値を生成し、ボイラへの給水量からこの給水量に適
合する燃料供給量の許容範囲を示す給水−燃料クロスリ
ミット指令値を生成し、ボイラへの空気供給量からこの
供給量に適合する燃料供給量の許容範囲を示す空気−燃
料クロスリミット指令値を生成し、ボイラ加速時には燃
料供給量指令値を増量補正すると共に、前記各クロスリ
ミット指令値の範囲を広げ、増幅補正後の燃料供給量指
令値と範囲変更後の各クロスリミット指令値の中から最
も小さい指令値を選択し、選択したいずれかの指令値に
従ってボイラへの燃料供給量を調整するボイラのクロス
リミット制御方法を採用したものである。

本発明の他の目的を遠戚するための第１の制御方法とし
て、タービンの負荷に対する出力要求指令値に対応した
タービンの標準主蒸気温度とタービンの実際の主蒸気温
度との偏差を求め、この偏差に応じた燃料補正値を生成
し、この燃料補正値により前記燃料供給量指令値を修正
し、修正した燃料供給量指令値に基づいてボイラへの燃
料供給量を調整するボイラのクロスリミット制御方法を
採用したものである。

本発明の他の目的を遠戚するための第２の制御方法とし
て、タービンの負荷しこ対する出力要求指令値に対応し
たタービンの標準主蒸気温度とタービンの実際の主蒸気
温度との偏差を求め、この偏差に応じた燃料補正値を生
成し、この燃料補正値が許容範囲内に含まれるかを判定
し、前記燃料補正値が許容範囲内のときにのみ前記燃料
補正値により前記燃料供給量指令値を修正し、修正した
燃料供給量指令値に基づいてボイラへの燃料供給量を調
整し、前記燃料補正値が許容範囲外のときには警報を出
力するボイラのクロスリミット制御方法を採用したもの
である。

〔作用〕

ボイラへの給水量、燃料供給量、空気供給量を規制する
ためのクロスリミット設定幅を、負荷変化中およびボイ
ラ加速時には広げ、負荷変化中およびボイラ加速時にク
ロスリミットが発生するのを抑制する。そして負荷変化
中から負荷が整定したときにはボイラ静特性から決定し
たプロセス量のバランス内となるようにクロスリミット
設定幅を変更する。

一方、クロスリミットが一旦発生した場合には、各クロ
スリミット指令値の設定幅を狭くし、変更後のクロスリ
ミット指令値の許容範囲に含まれる指令値に従って給水
量、燃料供給量、空気供給量を制御する。これにより、
−旦クロスリミットが発生しても、燃料供給量、給水量
、空気供給量のアンバランスを修正することが可能とな
る。

また、ボイラの経時変化により、伝熱面への燃焼ガス中
の灰分付着および給水中のカルシュラム分などによるボ
イラチューブへのスケール付着が生じるとボイラの吸熱
特性が変化、し、標準主蒸気温度と実際の主蒸気温度と
の間にずれが生じるが、このずれに応じた燃料補正値に
よって燃料供給量指令値を修正すれば、吸熱特性の変化
に合わせて最適なりロスリミット動作を実行することが
可能となる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には、本発明を貫流ボイラの発電プラントに適用
した場合の実施例が示されている。第１図において、発
電プラントは発電機１０、タービン１２、ボイラ１４、
ボイラ自動制御装置１６などから構成されている。ター
ビン１２からの水をボイラ１４へ導く給水管１８の管路
途中には給水ポンプ２０、給水流調弁２２．オリフィス
２４、ボイラチューブ２６．１次過熱器２８が設けられ
ており、ボイラ１４から発生した蒸気をタービン１２へ
送給する管３０の管路途中には減温器３２゜２次過熱器
３４．蒸気温度検出器３６が設けられている。給水管１
８から分岐した管３Ｂの管路途中にはスプレー弁４０が
設けられている。またボイラ１４へ燃料を供給するため
の燃料供給管４２の管路途中にはオリフィス４４、燃料
流調弁４６が設けられている。更にボイラ１４へ空気を
送給するためのダクト４８には押込み送風機入力ダンパ
５０．押込み通風機５２、空気流量検出器５４が設けら
れている。

ボイラ１４には、給水ポンプ２０の作動による水が給水
されるようになっており、この給水量が給水流調弁２２
の開度によって調整され、この給水量がオリフィス２４
の差圧を検出する給水流量検出器５６によって検出され
るようになっている。

ボイラ１４への燃料供給量は燃料流調弁４６の開度によ
って調整され、燃料供給量がオリフィス４４の差圧を検
出する燃料流量検出器５８によって検出されるようにな
っている。更にボイラ１４への空気の供給量は入口ダン
パ５０の開度によって調整され、空気供給量が空気流量
検出器５４によって検出されるようになっている。各検
出器５４゜５６．５８の出力信号はそれぞれボイラ自動
制御装［１６へ供給され、各流調弁２２，４６および入
口ダンパ５０の開度がボイラ自動制御装！！１６からの
制御信号によって調整されるようになっている。また給
水ポンプ２０の作動によって昇圧された水がボイラ１４
へ送給されるとボイラチューブ２６により飽和温度まで
加熱される。その後１次過熱器２８によって過熱された
蒸気は減温器３２により減温され、２次過熱器３４によ
って過熱された後タービン１２に送給される。そしてタ
ービン１２の駆動によって発電機１０が回転し、電力系
統に電力が送給される。

ボイラ自動制御装置１６はクロスリミットモード切換器
１００．燃料量補正回路１０１、クロスリミットプログ
ラムオートチューニング部１０２、燃料−給水クロスリ
ミット回路１０３、給水−燃料および給水−燃料クロス
リミット回路１ｏ４゜燃料−空気クロスリミット回路１
０５、給水制御回路１０６、燃料制御回路１０７、空気
制御回路１０８から構成されており、燃料量補正回路１
０１には蒸気温度検出器３６の出力による主蒸気温度信
号２００が供給され、各クロスリミット回路１０３．１
０４，１０５には発電機１０に対する出力要求指令値と
してプラントの発電量を示すＭＷ信号２０２が供給され
ている。

クロスリミットモード切換部１００はＭＷ信号２０２な
どの信号を監視し、負荷変化中、クロスリミット発生時
、クロスリミット解除時、ボイラ加速時などにおいて、
これらの状態に応じたモードの指定を各部に指令するよ
うになっている。燃料量補正回路１０１は主蒸気温度信
号２００とＭＷ信号２０２とを監視してこれらの偏差を
求め、この偏差に応じた燃料補正値をオートチューニン
グ部工０２およびクロスリミット回路１０４へ出力する
ようになっている。そしてこの補正回路１０１とオート
チューニング部１０２の具体的構成が第２図に示されて
いる。

燃料量補正回路１０工は関数発生器Ｌｏｌｌ、加算器１
０１２、比例積分器１０１３から構成されており、ＭＷ
信号２０２と主蒸気温度信号２００とを監視し、これら
の偏差に応じた燃料補正値を生成し、燃料補正値を加算
器１１０およびデータ記憶部１０２１へ出力するように
なっている。

関数発生器１０１１には、第３図に示されるように、負
荷と温度から定まる主蒸気温度のプログラムが内蔵され
ており、負荷（発電量）に対応した温度信号が加算器１
０１２へ出力されるようになっている。加算器１０１２
は関数発生器１０１１からの信号と主蒸気温度信号２０
０との偏差を求め、偏差に応じた信号を比例積分器１０
１３へ出力するようになっている。比例積分器１０１３
の出力信号は正常時には零であるが、ボイラ１４の経時
変化によりボイラの吸熱特性が変化すると、この変化に
応じてその値が大きくなる。そしてこの値は燃料補正値
としてデータ記憶部１０２１に格納されると共に加算器
１１０に加算される。

関数発生器１０９、加算器１１０はクロスリミット回路
１０４の一要素として設けられており、関数発生器１０
９には、第４図に示されるように、負荷（発電量）に対
応した燃料供給量の指令値を示す燃料量プログラムが内
蔵されている。そしてＭＷ信号２０２に対応した燃料供
給量の指令値を加算器１１０へ出力するようになってい
る。加算器１１０は比例積分器１０１３からの信号と関
数発生器１０９からの信号を加算し、加算した信号を加
算器１１１へ出力するようになっている。加算器１１１
は比例積分器１１２、切換器１１３゜アナログメモリ１
１４と共に燃料制御回路１０７の一構成要素として設け
られており、燃料流量検出器５８の検出による燃料流量
信号２０４と加算器１１０からの信号との偏差を求め、
この偏差に応じた信号を比例積分器１工２へ出力するよ
うになっている。比例積分器１１２からは加算器１１１
の出力信号に応じた操作信号に出力され、この操作信号
が切換器１１３を介して燃料流調弁４６に供給されると
、操作信号に従って流調弁４６の開度が！［１１される
ようになっている。

また関数発生器１０９に内蔵された燃料量プログラムの
値がオートチューニング部１０２からの信号によって修
正されるようになっている。すなわち、データ記憶部１
０２１に記憶された燃料補正値を基に、この補正値が許
容範囲内であることが修正量演算部１０２２で演算され
たときには、一定時間毎に燃料量プログラムの値が第４
図の実線の特性から破線の特性のように修正されるよう
になっている。一方、燃料補正値が許容範囲を越えたと
きには修正量演算部１０２２からのＡＮＮ信号２０６を
基に警報が発せられ、オペレータに注意が促されるよう
になっている。更に燃料量プログラムを修正するに際し
ては、ＡＮＤゲート１０２３からの信号によって切換器
１１３が手動側に切換えられたときにのみおこなわれる
ようになっている。

ＡＮＤゲート１０２３の成立条件として、ＡＮＮ信号２
０６が発生してないことを示す信号がＮＯＴゲート１０
２７を介して入力され、かつ負荷整定中を示す信号が入
力され、更に“１″のパルス信号を発生するパルス発生
回路１０２６からの信号が入力されているリセット優先
のりツブフロップ１０２５がタイマ１０２４によってリ
セットされていることが設定されている。そしてＡＮＤ
ゲート１０２３からの信号によって切換器１１３が切換
えられる場合には、切換え前の操作信号の値がアナログ
メモリ１１４に格納され、切換器１１３が手動側から元
の状態（自動）に復帰する場合、アナログメモリ１１４
に格納された操作信号のレベルに従って流調弁４６の開
度が調整されるようになっている。

このように、関数発生器１０９の燃料量プログラムが一
定時間毎に修正されるため、ボイラ１４の経時変化によ
って吸熱特性が変化しても、これに合わせて燃料供給量
の指令値が修正されるため。

ボイラ１４の吸熱特性に合わせて燃料供給量を調整する
ことが可能となる。

燃料−給水クロスリミット回路１０３は、第５図に示さ
れるように、微分器１１５、信号検出器１１６、信号発
生器１１７，１１８、関数発生器１１９、低値選択器１
２０、高値選択器１２１゜信号切換器１２４、関数発生
器１２５，１２７、加算器１２６、符号変換器１２８．
加算器１２０から構成されており、給水制御回路１０６
は加算＠Ｌ２２、比例積分器１２３から構成されている
。

微分器１１５はＭＷ信号２０２を入力し、ＭＷ信号２０
２の微分値が設定値より高いときには負荷が上昇中とし
て“１′″の信号を出力し、微分値が負の設定値よりも
小さいときには負荷が下降中であるとして“１”の信号
を出力するようになっている。信号検出器１１６は微分
器１１５から“１”の信号が出力されたときに、信号切
換器１２４へ切換信号を出力するようになっている。信
号切換ａｌ１２４は、通常時には信号発生器１１７から
の信号を加算器１２６および符号変換器１２８へ出力し
、信号検出器１１６からの切換信号により信号発生器１
１８からの信号を信号切換器１２６および符号変換器１
２８へ供給するようになっている。信号発生器１１７は
給水指令値へ加算される０％のバイアス値を示す信号を
発生し、信号発生器１１８は結水量指令値に加算される
α％のバイアス値を示す信号を出力するようになってい
る。

関数発生器１２５，１２７は燃料流量信号２０４を入力
し、この信号を基に燃料−給水クロスリミット指令値と
しての信号を出力するようになっている。すなわち、関
数発生器１２５．１２７には、第６図に示されるように
、燃料供給量に適合する給水量の許容範囲を示す燃料−
給水クロスリミット指令値としてのプログラムが内蔵さ
れている。このプログラムは負荷と給水量との関係から
定まる特性と、負荷と燃料供給量から定まる特性から負
荷を基準にして生成されたものであり、関数発生器１２
５からはクロスリミット指令値の上限値を示す信号が出
力され、関数発生器１２７からはクロスリミット指令値
の下限値を示す信号が出力されるようになっている。そ
して関数発生器１２５からの信号は加算器１２６を介し
て低値選択器１２０へ出力され、関数発生器１２７から
の信号は加算器１２９を介して高値選択器１２１へ出力
されるようになっている。

低値選択器１２０には関数発生器１１９からの信号が入
力されている。この関数発生器１１９は、第７図に示さ
れるように、負荷（発電量）に対応した給水量のプログ
ラムが内蔵されており、ＭＷ信号２０２に対応した給水
量を示す結水量指令値としての信号を低値選択器１２０
へ出力するようになっている。この信号は低値選択器１
２０において加算器１２６からの信号と比較される。そ
して、ここでは結水量指令値として低値のものが選択さ
れ、選択された信号が高値選択器１２１へ出力される９
高値選択器１２１は低値選択器１２１からの信号と加算
器１２９からの信号を比較し。

指令値のうち高値の信号を選択し、選択した信号を加算
器１２２へ出力するようになっている。加算器１２２は
高値選択器１２１からの信号と給水流量検出器５６から
の信号とを比較してこれらの信号の偏差を求め、これら
の偏差を零に抑制するための操作信号を比例積分器１２
３へ出力するようになっている。そして比例積分器１２
３からの出力信号によって給水流調弁２２の開度が調整
されるようになっている。

上記構成において、負荷整定中は、ＭＷ信号２０２を基
に生成された結水量指令値が第６図の特性Ａ１とＢ１で
定まる許容範囲内に含まれるか否かの演算がおこなわれ
、燃料供給量が増加した場合には給水量を増加する制御
が、燃料供給量が減少したときには給水量を減少させる
制御が実行される。一方、微分器１１５から負荷変化中
を示す信号が出力されると信号切換器１２４が切換えら
れ、加算器１２６には＋０％のバイアス値が加算され、
・加算器１２８には一α％のバイアス値が加算され、Ｍ
Ｗ信号２０２を基に生成された結水量指令値が特性Ａ２
とＢ２とで示される許容範囲内にあるか否かの判定処理
がおこなわれる。結水量指令値が許容範囲内に含まれる
ときには結水量指令値に従って給水流調弁２２の開度が
調整され、結水量指令値が許容範囲内になったときには
許容範囲内の値が指令値として選択され、この指令値に
従って給水流調弁２２の開度が調整される。これにより
、燃料供給量が増加したときには給水量を増加する制御
がおこなわれ、燃料供給量が減少したときには給水量を
減少するための制御がおこなわれることになる。さらに
負荷変化中には許容範囲の幅が広げられるため、第１０
図に示されるように、負荷変化中に燃料供給量と給水量
との間でクロスリミットが発生するのが抑制される。

また、ボイラ加速時には、第８図に示されるように、関
数発生器１１９と低値選択器１２０との間に加算器１２
０を設けると共に、関数発生器１２５．１２７の入力側
に加算器１３８を設け、ボイラ入力加速信号２０８から
の信号を＋０％のバイアス値として指令値に加算すれば
、ボイラ加速時に燃料供給量と給水量との間でクロスリ
ミットが発生するのを抑制することができる。この場合
関数発生器１１９によって生成された結水量指令値が加
算器１３９により＋α％増量補正され、関数発生器１２
５，１２７から定まる許容範囲は。

第１１図に示されるように、上限値および下限値が共に
＋α％増量補正される。

次に、燃料供給量と給水量との間でクロスリミットが発
生した場合でも、第９図に示される構成を採用すること
によって早期にプラントの運転を安定化することが可能
となる。

すなわち、関数発生器１１９からの指令値に代って関数
発生器１２５からの信号が選択されたことを検出する信
号検出器１３０と、関数発生器上１９からの指令値に代
って関数発生器１２７からの指令値が選択されたことを
検出する信号検出器１３１を設け、いずれかの信号検出
器１３０，１３．１の出力信号によってＯＲゲート１３
１を駆動して信号選択器３６を切換える。更に信号検出
器１３０からの信号により信号選択器１３５の接点を接
点ａ側に切換え、信号検出器１３１からの信号により信
号切換器１３５の接点を接点す側に切換えるようにする
。信号発生器１３３からは結水量指令値の一β％のバイ
アス値を示す信号を出力し、信号発生器１３４からは結
水量指令値の＋β％のバイアス値を示す信号を出力する
ようにする。

これにより、ＭＷ信号２０２を基に生成された結水量指
令値が燃料−給水クロスリミット指令値の許容範囲を外
れ、信号検出器１３０から検出信号が出力されたときに
は、信号発生器１３３からのバイアス信号（−β％）が
加算器１２６に加算されて指令値の上限値が修正され、
第１０図に示されるように、クロスリミット指令値の許
容範囲が狭められる。そして、許容範囲が狭められたり
Ωスリミツト指令値の許容範囲内における指令値を基に
給水流調弁２２の開度を調整すれば、燃料供給量−給水
量のアンバランスが早期に解消され、プラントの運転を
早期に安定化させることが可能となる。また信号検出器
１３１から検出信号が出力されたときには信号発生器１
３４からの信号が加算器１２９に供給されてクロスリミ
ット指令値の下限値が修正され、許容範囲の幅が狭めら
れる。

この場合には、同様にして燃料供給量−給水量のアンバ
ラスが早期に解消される。

クロスリミット回路１０４は、第１２図に示されるよう
に微分ｇｌｌ１５ａ、信号検出器１１６ａ、信号発生器
１１７ａ、信号発器器上１８ａ、関数発生器１１９ａ、
低値選択器１２０ａ、１２１ａ、信号選択１ａ１２４　
ａ、関数発生器１２５ａ、１２７ａ、加算器１２６ａ、
１２９ａから構成されており、燃料制御回路１０７は加
算器１２２ａ、比例積分器１２３ａから構成されている
。そして関数発生器１２５ａには給水流量検出器５６の
検出による給水流量信号２１０が供給され、関数発生器
１２７ａには空気流量検出器５４の検出による空気流量
信号２１２が供給されている。

関数発生器１２５ａには給水流量信号２１０に適合する
燃料供給量の許容範囲を示す給水−燃料クロスリミット
指令値を生成するためのプログラムが内蔵されており、
関数発生Ｉａ１２５　ａには、空気流量信号２１２に適
合する燃料供給量の許容範囲を示す空気−燃料クロスリ
ミット指令値を生成するためのプログラムが内蔵されて
いる。そして各関数発生器１２５ａ、１２７ａはそれぞ
れ流量信号２１０，２１２を基にクロスリミット指令値
に対応した信号を加算器１２６ａ、１２９ａへ出力する
ようになっている。また関数発生器１１９ａには負荷に
対応した燃料供給量指令値のプログラムが内蔵されてお
り、関数発生器１１９ａはＭＷ信号２０２を基に燃料供
給量指令値に対応した信号を出力するようになっている
。そして関数発生器１１９ａからの信号（指令値）が、
関数発生器１２５ａ、１２７ａによって設定される燃料
供給量の許容範囲内に含まれるか否かが判定され、関数
発生器１１９ａからの指令値および関数発生器１２５ａ
、１２７ａからの指令値のうち最も小さい指令値が選択
され１選択された指令値に従って燃料流調弁５６の開度
が調整されるようになっている。すなわち、給水量が減
少したときには燃料供給量を減少するための制御がおこ
なわれ、空気供給量が減少したときには燃料供給量を減
少するための制御がおごなわれるようになっている。

更に負荷変化中にはクロスリミット指令値の許容範囲の
幅が＋α％広げられ、負荷変化中にクロスリミットが発
生するのが抑制されるようになっている。この関数が第
１５図に示されている。

次に、第１３図に示されるように、ボイラ加速時にボイ
ラ入力加速信号２０８を基にバイアス値を各指令値に加
算すれば、前記実施例と同様に、ボイラ加速時にクロス
リミットが発生するのを抑制することが可能となる。こ
の関数が第１６図に示されている。

また第１４図に示されるように、信号検出器上３０ａ、
１３１ａからの信号を基に、加算器１２６ａにバイアス
値−β％又は加算器１２９ａにバイアス値＋β％を加算
すれば、第１５図に示されるように、給水量と燃料供給
量又は空気供給量と燃料供給量との間でクロスリミット
が発生した場合でも、クロスリミットの許容範囲の設定
幅が狭められるため、前記実施例と同様に、プラントの
運転を早期に安定化させることが可能となる。

燃料−空気クロスリミット回路１０５は、第１７図に示
されるように、微分器１１５ｂ、信号検出器１１６ｂ、
信号発生器１１７ｂ、１１８ｂ。

関数発生器１１９ｂ、高値選択器１２１ｂ、信号選択器
１２４ｂ、関数発生器１２５ｂ、加算器１２６ｂから構
成されており、空気制御回路１０８は加算器１２２ｂ、
微分積分器１２３ｂから構威されている。

関数発生器１２５ｂには、燃料流量信号１２４に適合す
る空気供給量の許容範囲を示す燃料−空気クロスリミッ
ト指令値を生成するためのプログラムが内蔵されており
、燃料流量信号２０４に従って燃料−空気クロスリミッ
ト指令値に従った信号を加算器１２６ｂに出力するよう
になっている。

関数発生器１１９ｂはＭＷ信号２０２に従って空気供給
量指令値を生成するためのプログラムを内蔵しており、
ＭＷ信号２０２に従って空気供給量指令値を示す信号を
高値選択器１２１ｂへ出力するようになっている。そし
て高値選択器１２１ｂにおいて関数発生＄１１９ｂから
の指令値と関数発生器１２５ｂからの指令値との大小が
比較され、指令値のうち高値のものが選択され１選択さ
れた指令値に従って指令値と空気流量検出器５４からの
検出信号との偏差が加算器１２２ｂによって算出され、
この偏差を零に抑制するための操作信号が生成される。

そしてこの操作信号が比例積分器１２３ｂを介して入ロ
ダンバ５０に出力され、ボイラ１４への空気供給量が調
整される。すなわち、燃料供給量が増加した場合には空
気供給量を増加させる制御が実行されるようになってい
る。そして負荷変化中には加算器１２６ｂにα％のバイ
アス値が加算され、第２０図に示されるように、負荷変
化中にクロスリミットが発生するのが抑制されるように
なっている。

また、ボイラ加速時には、第１８図に示されるように、
関数発生器１１９ｂにα％のバイアス値を加算すると共
に、関数発生器１２５ｂの入力側にα％のバイアス値を
加算すれば、第２１図に示されるように、クロスリミッ
ト指令値の許容範囲の幅が全体としてプラス側に修正さ
れ、ボイラ加速時に燃料供給量と空気供給量との間にク
ロスリミットが発生するのを抑制することが可能となる
。

次に、第１９＠に示されるように、高値選択器１２１ｂ
の代りに低値選択器１２０ｂを設け、信号検出器１３０
ｂによりクロスリミットの発生が検出された場合に、加
算器１２６ｂに＋０％のバイアス値を加算すれば、第２
０図に示されるように、クロスリミット指令値の許容範
囲の幅が狭められ、前記各実施例と同様に、クロスリミ
ット発生後も即座にプラントの運転を安定化させること
が可能となる。

前記実施例においては、貫流ボイラに本発明を適用した
場合について述べたが、第２２図に示されるように、ボ
イラ１４にドラム６０を有するドラムボイラにも適用す
ることが可能である。この場合には、ボイラ１４からタ
ービン１２に送給される蒸気の圧力を検出する主蒸気圧
力検出器６２の検出信号である主蒸気圧力信号２１４を
ボイラ自動制御装置１６へ供給するようにする。更に燃
料補正回路１０１ａとして、第２２図に示されるように
、関数発生器１０１１ａ、加算器１０１２ａ、比例積分
器１０１３ａで構威し、関数発生器１０１１ａに標準主
蒸気圧力に関するプログラムを内蔵し、標準主蒸気圧力
と実際の主蒸気圧力との偏差に応じて燃料補正値を生成
し、この燃料補正値により関数発生器１０９ａの燃料量
プログラムを修正することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、タービンの負荷
の状態に応じてクロスリミット指令値の許容範囲の幅を
変更するようにしたため、タービンの負荷に対する出力
要求指令値が変化してもクロスリミットの発生を抑制す
ることができると共に、クロスリミットが一旦発生した
場合でも、タービンの負荷に対する運転を早期に安定化
させることが可能となる。更にボイラの経時変化による
吸熱特性に合わせて指令値を変更するようにしたため、
ボイラの経時変化によって吸熱特性が変化してもボイラ
を安定した状態で運転することが可能となり、稼動率の
向上および保守性の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されたプラントの全体構成図、第
２図は燃料量補正回路とオートチューニング部の構成図
、第３図は負荷と温度との関係を示す特性図、第４図は
負荷と燃料供給量との関係を示す特性図、第５図は燃料
−給水クロスリミット回路の第１実施例を示す構成図、
第６図は燃料供給量と給水量との関係を示す特性図、第
７図は負荷と給水量との関係を示す特性図、第８図は燃
料−給水クロスリミット回路の第２実施例を示す構成図
、第９図は燃料−給水クロスリミット回路の第３実施例
を示す構成図、第１０図および第１１図はそれぞれ燃料
−給水クロスリミット回路の作用を説明するための波形
図、第１２図はクロスリミット回路１０４の第１実施例
を示す構成図、第１３図はクロスリミット回路１０４の
第２実施例を示す構成図、第１４図はクロスリミット回
路１０４の第３実施例を示す構成図、第１５図および第
１６図はそれぞれクロスリミット回路１０４の動作を説
明するための波形図、第エフ図はクロスリミット回路１
０５の第１実施例を示す構成図、第１８図はクロスリミ
ット回路１０５の第２実施例を示す構成図、第１９図は
クロスリミット回路１０５の第３実施例を示す構成図、
第２０図および第２１図はそれぞれクロスリミット回路
１０５の動作を説明するための波形図、第２２図は本発
明をドラムボイラに適用した場合の発電プラントの全体
構成図、第２３図は第２２図に示す燃料量補正回路とオ
ートチューニング部の構成図である。 １０・・・発電機、　　　１２・・・タービン、１４・
・・ボイラ、　　１６・・・ボイラ自動制御装置、２０
・・・給水ポンプ、２２・・・給水流調弁、２４．４４
・・・オリフィス、 ２６・・・ボイラチューブ。 ２８・・・１次加熱器、３２・・・減温器、３４−・・
２次加熱器、３６・・・蒸気温度検出器、４６・・・燃
料流調弁、５０・・・入ロダンバ、５２・・・押込み通
風機、 ５４・・・空気流量検出器。 ５６・・・給水流量検出器、 ５８・・・燃料流量検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タービンの駆動エネルギーを生成するボイラへの給
   水量を調整するに際して、タービンの負荷に対する出力
   要求指令値に従って給水量指令値を生成し、ボイラへの
   燃料供給量からこの供給量に適合する給水量の許容範囲
   を示す燃料−給水クロスリミット指令値を生成し、前記
   出力要求指令値の変動時には、この変動に合わせて前記
   燃料−給水クロスリミット指令値の許容範囲を広げ、前
   記給水量指令値が変更後の燃料−給水クロスリミット指
   令値の許容範囲内に含まれるか否かを判定し、前記給水
   量指令値が前記許容範囲内のときには前記給水量指令値
   を選択し、それ以外のときには変更後の燃料−給水クロ
   スリミット指令値の許容範囲内の値を指令値として選択
   し、選択したいずれかの指令値に従ってボイラへの給水
   量を調整するボイラのクロスリミット制御方法。 ２、タービンの駆動エネルギーを生成するボイラへの給
   水量を調整するに際して、タービンの負荷に対する出力
   要求指令値に従って給水量指令値を生成し、ボイラへの
   燃料供給量からこの供給量に適合する給水量の許容範囲
   を示す第１燃料−給水クロスリミット指令値を生成し、
   前記給水量指令値が前記第１燃料−給水クロスリミット
   指令値の許容範囲内に含まれるか否かを判定し、前記給
   水量指令値が前記許容範囲内に含まれるときには前記給
   水量指令値を選択し、それ以外のときには前記クロスリ
   ミット指令値よりも許容範囲が狭い第２燃料−給水クロ
   スリミット指令値を生成し、前記結水量指令値が第２燃
   料−給水クロスリミット指令値の許容範囲に含まれるま
   では第２燃料−給水クロスリミット指令値の許容範囲内
   の値を指令値として選択し、選択したいずれかの指令値
   に従ってボイラへの給水量を調整するボイラのクロスリ
   ミット制御方法。 ３、タービンの駆動エネルギーを生成するボイラへの給
   水量を調整するに際して、タービンの負荷に対する出力
   要求指令値に従って給水量指令値を生成し、ボイラへの
   燃料供給量からこの供給量に適合する給水量の許容範囲
   を示す第１燃料−給水クロスリミット指令値を生成し、
   ボイラ加速時には、前記給水量指令値を増量補正すると
   共に前記第１燃料−給水クロスリミット指令値よりも許
   容範囲が広い第２燃料−給水クロスリミット指令値を生
   成し、増量補正後の給水量指令値が第２燃料−給水クロ
   スリミット指令値の許容範囲内に含まれるか否かを判定
   し、増量補正後の給水量指令値が第２燃料−給水クロス
   リミット指令値の許容範囲内に含まれるときには増量補
   正後の給水量指令値を選択し、それ以外のときには第２
   燃料−給水クロスリミット指令値の許容範囲内の値を指
   令値として選択し、選択したいずれかの指令値に従って
   ボイラへの給水量を調整するボイラのクロスリミット制
   御方法。 ４、タービンの駆動エネルギーを生成するボイラへの空
   気供給量を調整するに際して、タービンの負荷に対する
   出力要求指令値に従って空気供給量指令値を生成し、ボ
   イラへの燃料供給量からこの供給量に適合する空気供給
   量の許容範囲を示す燃料−空気クロスリミット指令値を
   生成し、前記出力要求指令値の変動中は、この変動に合
   わせて前記燃料−空気クロスリミット指令値の範囲を広
   げ、前記空気供給量指令値と範囲変更後の燃料−空気ク
   ロスリミット指令値の中から最大の指令値を選択し、選
   択した指令値に従ってボイラへの空気供給量を調整する
   ボイラのクロスリミット制御方法。 ５、タービンの駆動エネルギーを生成するボイラへの空
   気供給量を調整するに際して、タービンの負荷に対する
   出力要求指令値に従って空気供給量指令値を生成し、ボ
   イラへの燃料供給量からこの供給量に適合する空気供給
   量の許容範囲を示す燃料−空気クロスリミット指令値を
   生成し、空気供給量指令値が燃料−空気クロスリミット
   指令値の許容範囲内に含まれるか否かを判定し、前記空
   気供給量指令値が前記許容範囲外のときには前記燃料−
   空気クロスリミット指令値の許容範囲を狭くし、この許
   容範囲に含まれる指令値に従ってボイラへの空気供給量
   を調整するボイラのクロスリミット制御方法。 ６、タービンの駆動エネルギーを生成するボイラへの空
   気供給量を調整するに際して、タービンの負荷に対する
   出力要求指令値に従って空気供給量指令値を生成し、ボ
   イラへの燃料供給量からこの供給量に適合する空気供給
   量の許容範囲を示す燃料−空気クロスリミット指令値を
   生成し、ボイラ加速時には、空気供給量指令値を増量補
   正すると共に、燃料−空気クロスリミット指令値の許容
   範囲を広げ、増量補正後の空気供給量指令値と範囲変更
   後の燃料−空気クロスリミット指令値の中から最大の指
   令値を選択し、選択した指令値に従ってボイラへの空気
   供給量を調整するボイラのクロスリミット制御方法。 ７、タービンの駆動エネルギーを生成するボイラへの燃
   料供給量を調整するに際して、タービンの負荷に対する
   出力要求指令値に従って燃料供給量指令値を生成し、ボ
   イラへの給水量からこの給水量に適合する燃料供給量の
   許容範囲を示す給水−燃料クロスリミット指令値を生成
   し、ボイラへの空気供給量からこの供給量に適合する燃
   料供給量の許容範囲を示す空気−燃料クロスリミット指
   令値を生成し、前記出力要求指令値の変動中は、この変
   動に合わせて前記各クロスリミット指令値の許容範囲を
   広げ、前記燃料供給量指令値と範囲変更後の各クロスリ
   ミット指令値の中から最も小さい指令値を選択し、選択
   したいずれかの指令値に従ってボイラへの燃料供給量を
   調整するボイラのクロスリミット制御方法。８、タービ
   ンの駆動エネルギーを生成するボイラへの燃料供給量を
   調整するに際して、タービンの負荷に対する出力要求指
   令値に従って燃料供給量指令値を生成し、ボイラへの給
   水量からこの給水量に適合する燃料供給量の許容範囲を
   示す給水−燃料クロスリミット指令値を生成し、ボイラ
   への空気供給量からこの供給量に適合する燃料供給量の
   許容範囲を示す空気−燃料クロスリミット指令値を生成
   し、前記燃料供給量指令値が前記各クロスリミット指令
   値の許容範囲内に含まれるか否かを判定し、前記燃料供
   給量指令値が前記許容範囲外のときには前記各クロスリ
   ミット指令値の許容範囲を狭くし、前記燃料供給量指令
   値と範囲変更後の各クロスリミット指令値の中から最も
   小さい指令値を選択し、選択したいずれかの指令値に従
   ってボイラへの燃料供給量を調整するボイラのクロスリ
   ミット制御方法。 ９、タービンの駆動エネルギーを生成するボイラへの燃
   料供給量を調整するに際して、タービンの負荷に対する
   出力要求指令値に従って燃料供給量指令値を生成し、ボ
   イラへの給水量からこの給水量に適合する燃料供給量の
   許容範囲を示す給水−燃料クロスリミット指令値を生成
   し、ボイラへの空気供給量からこの供給量に適合する燃
   料供給量の許容範囲を示す空気−燃料クロスリミット指
   令値を生成し、ボイラ加速時には燃料供給量指令値を増
   量補正すると共に、前記各クロスリミット指令値の範囲
   を広げ、増量補正後の燃料供給量指令値と範囲変更後の
   各クロスリミット指令値の中から最も小さい指令値を選
   択し、選択したいずれかの指令値に従ってボイラへの燃
   料供給量を調整するボイラのクロスリミット制御方法。 １０、タービンの負荷に対する出力要求指令値に対応し
   たタービンの標準主蒸気温度とタービンの実際の主蒸気
   温度との偏差を求め、この偏差に応じた燃料補正値を生
   成し、この燃料補正値により前記燃料供給量指令値を修
   正し、修正した燃料供給量指令値に基づいてボイラへの
   燃料供給量を調整する請求項７、８又は９記載のボイラ
   のクロスリミット制御方法。 １１、タービンの負荷に対する出力要求指令値に対応し
   たタービンの標準主蒸気温度とタービンの実際の主蒸気
   温度との偏差を求め、この偏差に応じた燃料補正値を生
   成し、この燃料補正値が許容範囲内に含まれるか否かを
   判定し、前記燃料補正値が許容範囲内のときにのみ前記
   燃料補正値により前記燃料供給量指令値を修正し、修正
   した燃料供給量指令値に基づいてボイラへの燃料供給量
   を調整し、前記燃料補正値が許容範囲外のときには警報
   を出力する請求項７、８又は９記載のボイラのクロスリ
   ミット制御方法。