JPH0379901A

JPH0379901A - 非常時のボイラ出力調節方法

Info

Publication number: JPH0379901A
Application number: JP21491789A
Authority: JP
Inventors: Norio Kichijima; 吉島　範夫; Tadahiro Kishikawa; 岸川　忠弘; Shingo Maki; 牧　信吾
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1991-04-04

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、ボイラとタービンの出力を同じ指令信号で制
御するボイラ・タービン協調制御装置における、非常時
のボイラ出力調節方法に関するものであって、発電所内
単独運転を行なうボイラ出力制御装置、系統周波数変動
運転を行なうボイラ出力制御装置、系統単独運転を行な
うボイラ出力制御装置等に通用できる。

（従来の技術〕従来のボイラの出力９Ａ節方法は、主蒸気圧力を発電量
指令または実発電量により決められた値から残算し、そ
れを比例演算器と積分器により入力演算させ、それらの
値で発電量指令（燃料量指令。

給水量指令、空気量指令）を修正し、ボイラ入力指令を
作成していた。第２図は、そのような従来のボイラ出力
調節方法の一例を示す系統図である。

まず、構成要素の機能を説明する。（ｌａ）　、　（Ｉ
ｂ）は２つの入力を′＄を算する減算器、（２ａ）　、
　（２力）、　（２ｃ）（２ｄ〉は２つの入力を加える
加算器、（３ａ）　、　（３ｂ）　。

（３ｃ）は入力条件成立中は入力ａを選択する切替リレ
ーである。（４ａ）　、　（４ｂ）は信号発生’ｉｎ、
　（５）は積分器、（６）は比例演算器である。（７ａ
）は、入力が大きく変化した場合、出力を決められた変
化率で入力と同等になるまで出力する変化率制限器、（
８）は入力信号に対して出力をプログラム設定する函数
発止器である。（９）は２入力のうち低い方を選択して
出力する低選択器、０ωは２入力のうち高い方を選択し
て出力する高選択器である。

次に各構成要素相互の作用を説明する。発ｆｆ１ｆｆｉ
指令と実発電量とが一致し、更に実主萬気圧と設定主蒸
気圧力とが一致すれば、ボイラの出力と入力は一致して
いることになる。発電量指令は函数発生器（８）に入力
されて、そのあと変化率制限器（７ａ）の出力となり、
これがボイラ主蒸気の設定値となる。この主蒸気圧力設
定値と実主蒸気圧力との偏差が減算器（１ａ）によって
得られる。この偏差が比例演算器（６）と積分器（５）
において演算され、その結果が加算器（２ａ）　、　（
２ｂ）において発？Ｉｉ量指令に加算されて、ボイラの
要求入力の燃焼量指令、給水量指令および空気量指令と
なる。

発電量指令が通常よりも大きく出た場合、主タービン・
ガバナーは早く大きく動作するが、この動作の結果主蒸
気圧力設定値と実主蒸気圧力との間に差（主蒸気圧力偏
差）が出る。この主蒸気圧力偏差が信号発生器（４ａ）
または（４ｂ）で決められた値ｘ１または×２を超えた
値が、加算器（２ｃ）または（２ｄ）の出力となり、低
選択器（９）または高′ＪＡ沢器００）に入力されて、
減算器（１ｂ）の出力である発電量偏差と比較され、発
電量偏差よりも大きければ主タービン・ガバナーへの出
力となる。すなわち、主タービン・ガバナーは主蒸気圧
力を修正するように動作する。

このようにして従来は、ボイラ入力に対するボイラ出力
の遅れを主タービン・ガバナーによって補償しながら、
安定したボイラの出力を保持しようとしていた。

なお、電力系統周波数の変動、発電所内動力負荷のみと
なる時の所内単独運転、ローカル負荷のみとなる系統単
独等、ユニットが正常運転でない時、ボイラとタービン
は別々に制御される非協調制御モードにおいて、ボイラ
の出力のベースは実発電量であり、切替リレー（３ｂ）
により実発電壁が選択される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の方法は、発電量指令の最大変化幅が定格負荷
の３〜４％である場合には何ら問題なく使用できる。し
かし、何らかの原因で電力系統周波数が大きく変った場
合、発電ユニットが全電力系統網から切離されてローカ
ル負荷のみ背負った運転となった場合、あるいは発電所
内単独負荷運転となった場合等においては、主蒸気圧力
高、燃料ｍｌ大等の制限値により、発電ユニットは非常
停止していた。

主蒸気圧力高となる原因としては、高い発電量負荷（１
００Ｘ定格出力時）から２５％負荷まで急速に低下した
ような場合などに、主タービン・ガバナーが急速に低開
度（約１〜２秒間全閉）となり、この分ボイラの出力が
余剰となって主蒸気圧力が急上昇することが挙げられる
。この圧力上昇分を吸収するために、タービン・バイパ
ス弁がタービン入口に設けられている。しかしこのター
ビン・バイパス弁は、主蒸気圧力が高くなれば開き低く
なれば閉じるという、安全弁的機能しか持っていなかっ
た。

電力系統周波数が変わる時や系統単独運転時においては
、要求負荷である発電量指令は成立せずに、主タービン
は系統周波数に従って動作し、ボイラは主蒸気圧力のみ
を指標にして運転しなければならない。この運転を一般
的にはボイラフォロー運転という。このような時に、従
来の主蒸気圧力補正回路のみでは、ボイラ入力が変化し
てから出力が現われるまでの時間が２〜３分かかり、急
速動作する主タービン・ガバナーの動作に追従できない
し、更に３分後のボイラ出力が主タービンの出力を変化
される結果となる。すなわち、ボイラとタービンの双方
の出力が一致せず不安定な状況となり、場合によっては
発電ユニットが非常停止する。

〔課題を解決するための手段］本発明は、前記従来の課題を解決するために、ボイラ入
力を主蒸気圧力の偏差により調節する機能を有するボイ
ラ・タービン協調制御において、主蒸気圧力が制御範囲
を超えて上昇した時、タービン・バイパス弁を急速に開
かせたのち定値制御させるとともに、ボイラ入力指令と
なる発電量にタービン・バイパス舊気流量を加算し、そ
の後主蒸気圧力が規定値となった時、タービン・バイパ
ス量を強制的に徐々に少なくしてゆき、主蒸気圧力を実
発電量によって定められた値とすることを特徴とする非
常時のボイラ出力調節方法を提案するものである。

［作　用］本発明においては、系統単独運転移行時等ボイラの負荷
を緊袋に低下させねばならないユニット運転の場合、オ
ン・オフの安全弁的機能しか持っていないタービン・バ
イパス弁を、ボイラの出力と協調させて操作させると同
時に、ボイラの入力をタービン・バイパスの萬気量を考
慮して決定することにより、ボイ、うを安定化する。

〔実施例］第１図は本発明方法の一実施例を示す系統図である。こ
の実施例は、前記第２図により説明した従来のボイラ出
力ｇＩ　ｆｆｆｆ系に、タービン・バイパス弁の調節系
と、主タービン・ガバナの調節系のボイラ入力指令とな
る発電量にタービン・バイパスス蒸気流星を加算する調
節系とが追加されたものである。そこで、第１図中前記
第２図と同様の部分については、冗長になるのを避ける
ため、同一の符号を付けて詳しい説明を省略する。

この第２図において、追加された各構成要素のａ能は次
に示すとおりである。（ｌｃ）　、　（ｌｄ）は（ｌａ
）。

（１ｂ）と同様、２つの入力をｆＩｉ算する減算器、（
２ｅ）は（２ａ）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）　、　
（２ｄ）と同様、２つの入力を加算する加算器、（３ｄ
）　、　（３ｅ）は（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（３
ｃ）と同様、入力条件成立中は入力ａを選択する切替リ
レ、（４ｃ）　、　（４ｄ）は（４ａ）　、　（４ｂ）
と同様信号発生器である。（７ｂ）は（７ａ）と同様、
入力が大きく変化した場合出力を決められた変化率で入
力と同等になるまで出力する変化率制限器である。（１
１）は比例・積分器、０２１は信号発生器（４ｄ）から
の信号を受けて１パルスを発生する１パルス発生器、Ｑ
３）はタービン・バイパス弁である。

このような系統において、通常の負荷変化中の主蒸気圧
力偏差によるボイラ入力の補正は、前記第２図により説
明した従来の方法と同様にして行なわれる。

系統単独運転時等、ユニット負荷が大きく低下する場合
には、主蒸気圧力が大きく上昇する。この時信号発生器
（４ｃ）により決められた値以上になると、比例・積分
器（１１）によりタービン・バイパス弁０３）が開くが
、急速に開かせるために、所定の設定値を超えた場合（
設定埴生α）には、信号発生２Ｈ（ｄｄ）の１００χ開
度信号によりＩパルス発生器（＋２）から出たパルスが
、比例・積分器（ＩＩ）をバイパスして、切替リレー（
３ｄ）を通りタービン・バイパス弁０３）を急速に開く
。１パルス発生器の時間経過後は、比例・積分器（Ｉｆ
）の出力がタービン・バイパス弁０３）の入力となる。

一方、ボイラ入力の基準は非協調制御モードであるため
実発電量となるが、タービン・バイパス弁０３）が開い
ており、タービン・バイパス弁を通過する蒸気’ｒＲｍ
を、加算器（２ｅ）により実発電量に加算する。負荷変
化の移行が完了後、ボイラの主蒸気圧が徐々に整定して
その偏差が小さくなれば、切替リレー（３ｄ）と変化率
制限器（７ｂ）が動作し、実発電量に加算されているタ
ービン・バイパス流量を減算器（ｌｄ）により減じる。

タービンによる主蒸気圧力の補正は、このような非常時
には動作しないよう、主タービン・ガバナーの切替リレ
ー（３ｅ）は（ｂ　−ｃ　）側に切替えられている。

〔発明の効果］本発明方法においては、大幅かつ急激な発竜機出力変化
時にボイラ主蒸気圧力高によるボイラトリップを防止す
るため、タービン・バイパス弁を急速に開くと同時にタ
ービン・バイパス流星を実発電量に加えて、ボイラ入力
の変化を抑える。このことにより具体的に次の効果が得
られる。

１）　ボイラの入力値が低下しないのでボイラ給水低と
はならない。

２）　同様にボイラの入力値の低下により、従来は２〜
３分後にボイラ出力低下が現われる結果、ボイラ入力増
要求の状況となり、更に２〜３分後にはボイラ出力余剰
となってボイラ入力域要求の状況となっていた。すなわ
ち従来はボイラが不安定となっていたが、本発明ではこ
の不安定の要因が除去できる。

３）　主蒸気圧力の修正回路比例演算器や積分器のパラ
メータは、通常運転時と系統単独時等の非常時運転下に
おいて同し値とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を示す系統図、第２図は
従来のボイラ出力調節方法の一例を示す系統図である。（ｌａ）　、　（ｌｂ）　、　（ｌｃ）　、　（Ｉｄ）
　・＝　減算器（２ａ）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）
　、　（２ｄ）　、　（２ｅ）　−加算器（３ａ）　、
　（３ｂ）　、　（３ｃ）　、　（３ｄ）　、　（３ｅ
）−切替リレー（４ａ）　、　（４ｂ）　、　（４ｃ）
　、　（４ｄ）　−信号発生器（５）・・・積分器、（
６）・・・比例演算器（７ａ）　、　（７ｂ）・・・変
化率制限器、（８）・・・函数発生２Ｌ（９）・・・低
選択器、　　　０■・・・高選択器（ＩＩ）・・・比例
・積分器、０２）・・・ｌパルス発生器０の・・・ター
ビン・バイパス弁。

Claims

【特許請求の範囲】

ボイラ入力を主蒸気圧力の偏差により調節する機能を有
するボイラ・タービン協調制御において、主蒸気圧力が
制御範囲を超えて上昇した時、タービン・バイパス弁を
急速に開かせたのち定値制御させるとともに、ボイラ入
力指令となる発電量にタービン・バイパス蒸気流量を加
算し、その後主蒸気圧力が規定値となった時、タービン
・バイパス量を強制的に徐々に少なくしてゆき、主蒸気
圧力を実発電量によって定められた値とすることを特徴
とする非常時のボイラ出力調節方法。