JPH046302A

JPH046302A - 蒸気温度制御装置

Info

Publication number: JPH046302A
Application number: JP10654590A
Authority: JP
Inventors: Toshikatsu Fujiwara; 藤原　敏勝; Yuichi Takeuchi; 友一竹内; Masataka Iwai; 岩井　正隆; Hirokazu Miyagawa; 宮川　裕和
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1992-01-10

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、超臨界圧ボイラプラントの蒸気温度を制御す
るための蒸気温度制御装置に関する。

［従来の技術］超臨界圧ボイラプラントの蒸気温度を制御するだめの蒸
気温度制御装置は、従来、第２図に示すような構成とな
っていた。すなわち、同図で１が給水１であり、この給
水１が節炭器（ＥＣＯ）２、ウォータウオール（ＷＷ）
３、第１加熱器（ＳＨＩ）４、加熱低減器５、第２加熱
器（ＳＨ２）６を介して蒸気となり、ガバナ弁７に供給
される。蒸気タービン８はガバナ弁７を通過した蒸気で
動かされ、蒸気タービン８に連結された発電機って発電
を行なう。

しかして、加熱器蒸気温度の制御系統は、発電機９の発
電量を発電量検出器（ＭＷ）　１０で検出し、減算器１
１で要求負荷信号Ｗと比較し、その比較出力をＰＩＤ調
節器１２に送出してガバナ弁７を動かす第１の系統と、第２加熱器６の出口蒸気温度を蒸気温度検出器（Ｔ）１
３で検出して減算器Ｉ４で蒸気温度目標値（Ｓｅｔ）１
５と比較し、その比較出力をＰＩＤ調節器１６に送出し
て燃料弁１７を動かす第２の系統と、加熱低減器５の出
入口温度差を温度差検出器（ΔＴ）１８で検出して減算
器１９で温度差目標値（Ｓｅｔ）２０と比較し、その比
較出力を係数器（Ｋｐ’）２１で係数倍した後に上記減
算器１９の出力と減算器２２で比較減算し、その差出力
をＰＩＤ調節器２３に送出してスプレィ弁２４を動かす
第３の系統との３個の制御系統から構成されている。

なお、ＰＩＤ調節器２３は比例ゲイン（Ｋｐ）３１、ゲ
イン付積分器（１／Ｔ、５）３２、ゲイン付微分器（Ｔ
Ｄ　Ｓ）　３３及び加算器３４から構成される。

［発明が解決しようとする課題］上記のような構成にあっては、要求負荷信号Ｗの変化率
が大きく、この要求負荷信号Ｗにより大幅な変化を要求
された際に蒸気温度の変動も大きくなり、蒸気タービン
の寿命を短いものとしてしまうという問題点かある。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、要求負荷信号が変動しても蒸気
温度を変動させることのない蒸気温度制御装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段及び作用］すなわち本発明
は、加熱器出口蒸気温度制御の主操作量を燃料量とし、
副操作量をスプレィ量とする系統と、加熱低減器の出入
口温度差制御をスプレィ量で行なう系統とからなる蒸気
温度制御装置において、ＰＩＤ調整器を構成する比例ゲ
イン、ゲイン付積分器及びゲイン付微分器を分離させ、
この比例ゲインとゲイン付積分器との間に加算器を配設
して、下記に示す（１）式乃至（３）式の伝達関数Ｇ　
（ｓ）のいずれかを有し、要求負荷信号を入力する補償
器の出力と上記比例ゲインの出力とをこの加算器で加算
し、その加算結果を上記ゲイン付積分器に導出するよう
にしたもので、要求負荷信号が大きく変動した場合にそ
の逆方向に変動するような伝達特性Ｇ　（ｓ）を補償器
に持たせ、ゲイン付積分器の入力の変動を打消すように
したため、要求負荷変動時でも蒸気温度が変動すること
がない。

（但し、Ｓニラプラス演算子、Ｋ、ａｔ　〜ａ、、ｂ＋　〜ｂａ　　：定数。）［実施
例］以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図はその構成を示すものであり、基本的には上記第
２図に示したものと同様であるため、同一部分には同一
符号を付してその説明は省略する。

しかして、ゲイン付積分器３２の入力側、比例ゲイン３
１との間に加算器４１を設ける一方、特性試験用入力信
号４２かスプレィ弁２４系統の制御系に加算できるよう
な加算器４３を設ける。加算器４１には比例ゲイン３Ｊ
の他に、要求負荷信号Ｗを入力する補償器（Ｇ（ｓ））
４４の出力が入力されるようになっており、その加算出
力かゲイン付積分器３２へ送出される。

補償器４４は、要求負荷信号Ｗと蒸気温度検出器１３の
出力ｙの伝達特性Ｇｗ（ｓ）（ｓはラプラス演算子）を
、むだ時間と有理関数で近但し、また、特性試験用入力
信号４２（ｕ）と蒸気温度検出器１３の出力ｙの伝達特
性Ｇｕ　　（ｓ）を、同様にむだ時間と有理関数で近似
することにより、その逆の伝達特性Ｇ　（ｓ）を得るよ
うにしたものである。すなわち、には、上記伝達関数ＧＷ　　（Ｓ）、ＧＬＩ　　（Ｓ）
は（但し、Ｓ；ラプラス演算子、Ｋ、ａ、　〜ａ３．ｂｌ　〜ｂ３　：定ａ。）となるも
ので、この（１）式乃至（３）式のいずれかを有するも
のとする。

上記（１）式を満足する補償器４４とするためには、上
記伝達関数Ｇｗ　　（ｓ）　　Ｇｕ　　（ｓ）はでなけ
ればならない。

さらに、上記（３）式を満足する補償器４４とするため
には、上記伝達関数Ｇｗ＊（ｓ）　、Ｇｕ＊（ｓ）はでなければならない。このとき、Ｋ　−（Ｋｗ−Ｔ　ｉ）　／Ｋｕ　　　　　　　　−＝
（６）である。

また、上記（２）式を満足する補償器４４とするためで
なければならない。

要求負荷信号Ｗと蒸気温度検出器１３の出力ｙの伝達関
数Ｇｗ（ｓ）の間にはｙ−Ｇｗ　　（ｓ）　ｗ　　　　　　　　　　　−＝（
１１）の関係が成立つ。

そして、特性試験用入力信号４２．（ｕ　）と蒸気温度
検出器１３の出力ｙの伝達関数Ｇｕ　　（ｓ）の間にはｙ−Ｇｕ　　　（ｓ）　　ｕ　　　　　　　　　　　　
　　　−１１２）の関係か成立つ。ゆえに、ＷとＵのｙ
への影響を合わせると、ｙ−Ｇｗ　　　　　（ｓ）　　　ｗ　　十　Ｇｕ　　　
　　（ｓ）　　　ｕ　　　　　　　−＝（１３）となり
、Ｗの変化によるｙの動きを打消すＵは、上記（１２）
式てｙ−０となるようにすればよく、このことからｕ　−（−Ｇｗ　　（ｓ）　／Ｇｕ　　　（ｓ）　）　
ｗ・・・（１４）なる式が得られる。

次に、Ｕの加算点を加算器４１に移すため、上記（１４
）式にＴｉ−５を乗算するとＴｉ　　・　ｓ”ｕ　　な（−Ｇｗ　　（ｓ）／Ｇｕ　　（ｓ））Ｔｉ・ｓ−ｗ・
・・（１５）となって、この（１５）式の左辺の値が加算点を移動し
たことによる等価な値となる。したがって、補償器４４
に上記（１５）式の特性を持たせることにより、Ｗの変
動によるｙの動きを打消してなくしてしまうことかでき
る。但し、以上に述べた点は正確に言えばＧｗ　　（ｓ
）及びＧｕ　　（ｓ）が精度よく近似てきる場合に限っ
てのことであり、現実には近似誤差を伴なうため、その
誤差分たけｙが変動することとなる。しかしながらこの
ｙの変動は従来のものに比してごく僅かであり、実質上
の問題とはならないレベルに低減できるものである。

なお、加算点を加算器４３から加算器４１に移したのは
、加算器４３によりＰＩＤ調節器２３の出力側に加算す
る方法をとると上記（１４）式てＵが求まるのに対して
、一般にＷが「０」以外のある値を有するようになり、
ｒ−Ｇｗ　　（ｓ）　／Ｇｕ　　（ｓ）　ｊのゲインか
大きい場合には制御レンジをオーバーしてしまうので、
これを避けるようにして行なったものである。

［発明の効果コ以上詳記した如く本発明によれば、加熱器出口蒸気温度
制御の主操作量を燃料量とし、副操作量をスプレィ量と
する系統と、加熱低減器の出入口温度差制御をスプレィ
量で行なう系統とからなる蒸気温度制御装置において、
ＰＩＤ調整器を構成する比例ゲイン、ゲイン付積分器及
びゲイン付微分器を分離させ、この比例ゲインとゲイン
付積分器との間に加算器を配設して、比例ゲインの出力
と伝達関数Ｇ　（ｓ）を有し、要求負荷信号を入力する
補償器の出力とをこの加算器で加算し、その加算結果を
上記ゲイン付積分器に導出するようにしたので、要求負
荷信号が大きく変動した場合にその逆方向に変動するよ
うな伝達特性Ｇ　（ｓ）を補償器に持たせ、ゲイン付積
分器の入力の変動を打消すようにしたために要求負荷信
号が大きく変動した時でも蒸気温度が変動することかな
い蒸気温度制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は従
来の蒸気温度制御装置の構成を示す図である。１・・・給水、２・・・節炭器、３・・・ウォータウオ
ール、４・・・第］加熱器、５・・・加熱低減器、６・
・・第２加熱器、７・・・ガバナ弁、８・・・蒸気ター
ビン、９・・・発電機、ｌＯ・発電量検出器、１１．１
４．１９．２２・・・減算器、・１２、１６．２３・・
・ＰＩＤ調節器、１３・・・蒸気温度検出器、１５・・
・蒸気温度目標値、１７・・・燃料弁、１８・・温度差
検出器、２０・・・温度差目標値、２１・・・係数器、
２４・・・スプレィ弁、３１・・・比例ゲイン、３２・
・・ゲイン付積分器、３３・・・ゲイン付微分器、３４
．４１．４３・・・加算器、４２・・特性試験用入力信
号、４４・・・補償器。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】加熱器出口蒸気温度制御の主操作量を燃料量とし、副操
作量をスプレイ量とする系統と、加熱低減器の出入口温
度差制御をスプレイ量で行なう系統とからなる蒸気温度
制御装置において、比例ゲイン、ゲイン付積分器及びゲイン付微分器を分離
構成したＰＩＤ調整器と、要求負荷信号を入力し、下記の（１）式乃至（３）式に
示す伝達関数Ｇ（ｓ）のいずれかによる補償を実行する
補償器と、上記比例ゲインとゲイン付積分器との間に配設され、比
例ゲインの出力と上記補償器の出力とを加算してその加
算結果を上記ゲイン付積分器に送出する加算器とを具備
したことを特徴とする蒸気温度制御装置。Ｇ（ｓ）＝−Ｋ｛（１＋ａ＿１ｓ）／（１＋ｂ＿１ｓ）
｝・ｓ…（１）Ｇ（ｓ）＝−Ｋ｛（１＋ａ＿１ｓ＋ａ＿
２Ｓ＾２）／（１＋ｂ＿１ｓ＋ｂ＿２ｓ＾２）｝・ｓ…
（２）Ｇ（ｓ）＝−Ｋ｛（１＋ａ＿１ｓ＋ａ＿２Ｓ＾２
＋ａ＿３ｓ＾３）／（１＋ｂ＿１ｓ＋ｂ＿２ｓ＾２＋ｂ
＿３ｓ＾３）｝・ｓ…（３）（但し、ｓ：ラプラス演算
子、Ｋ、ａ＿１〜ａ＿３、ｂ＿１〜ｂ＿３：定数。）