JPH0550643B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ボイラ給水ポンプの制御性を改善し
且つ給水ポンプ切替時間の短縮を図り得るように
したボイラの給水流量制御装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来のボイラへの給水ポンプの制御系統を第３
図により説明すると、図中１はボイラ、２ａ，２
ｂはタービン３ａ，３ｂにより駆動され給水管４
を介してボイラ１へ給水を行うための給水ポン
プ、５はボイラ１で発生した蒸気を送給する蒸気
管、６，７は蒸気管５に設けた過熱器、８は蒸気
管５から送給された蒸気により駆動され発電機９
を回転させるタービン、１０はボイラ１の火炉へ
燃料を供給する燃料供給管、１１ａ，１１ｂは各
給水ポンプ２ａ，２ｂに導入される給水流量を
夫々検出する流量検出器、１２は給水ポンプ２
ａ，２ｂから吐出される給水流量を検出するため
の流量検出器、１３はボイラ１の負荷を定める負
荷設定器、１４は負荷設定器１３の設定指令に基
いて燃料供給管１０からボイラ１の火炉へ供給さ
れる燃料の流量を制御する制御弁、１５は負荷設
定器１３の設定指令に基いて蒸気管５からタービ
ン８へ導入される蒸気の流量を制御する制御弁で
ある。

又１６は負荷設定器１３により設定された給水
管４内の設定給水流量と流量検出器１２で検出さ
れた供給流量の信号を減算する減算器、１７減算
器１６からの信号を調節し給水マスター指令とし
て出力する位置調節型のPI調節器、１８ａ，１
８ｂはPI調節器１７よりの信号から給水流量検
出器１１ａ，１１ｂで検出された給水流量の信号
とバイアス操作器１９ａ，１９ｂからの信号を減
算する減算器、２０ａ，２０ｂは減算器１８ａ，
１８ｂからの信号を調節するPI調節器、２２ａ，
２２ｂはPI調節器２０ａ，２０ｂから手動自動
切替器２１ａ，２１ｂを介して加えられた指令信
号により開度が調整され、給水ポンプ２ａ，２ｂ
駆動用のタービン３ａ，３ｂへ導入される蒸気の
流量を制御するための制御弁である。

上記装置でボイラ１が起動され、定常運転に移
行する際には次のような運転が行われる。

例えば、負荷設定器１３には先ず定格負荷の1/
２の負荷が設定され、該設定器１３からは負荷に
対応した指令信号が制御弁１４，１５及びPI調
節器１７に与えられる。又バイアス操作器１９ａ
はバイアス値が零％に操作され、バイアス操作器
１９ｂは−100％に操作される。

斯かる状態でボイラ１の運転を開始すると、
PI調節器１７からの信号は給水マスター指令と
して減算器１８ａ，１８ｂの両方に与えられる
が、バイアス操作器１９ｂは−100％に操作され
ているため減算器１８ｂからは指令は出力せず、
バイアス操作器１９ａは零％に操作されているた
め減算器１８ａからは100％の指令信号が出力さ
れ、PI調節器２０ａで調節されたうえ出力され
て制御弁２２ａに与えられ、信号の大きさに対応
して制御弁２２ａが開き、蒸気がタービン３ａに
供給されて給水ポンプ２ａが所定の回転数で駆動
され、給水ポンプ２ａにより水が給水管４を経て
ボイラ１に供給され、加熱されて蒸気が発生し、
蒸気は蒸気管５、過熱器６，７を経てタービン８
へ供給され、タービン８が回転し、タービン８の
回転によつて発電機９が回転され、発電が行われ
る。

給水ポンプ２ａから吐出された水量は流量検出
器１２により検出されて減算器１６に与えられ、
減算器１６で負荷設定器１３からの信号と減算さ
れ、減算された偏差はPI調節器１７、減算器１
８ａ、PI調節器２０ａ等を介して制御弁２２ａ
に与えられ、減算器１６の偏差が零となるよう、
すなわち給水ポンプ２ａから流出する給水量が給
水マスター指令と合致するよう、制御が行われ
る。又流量検出器１１ａで検出された給水流量は
減算器１８ａヘフイードバツクされる。

上記運転状態から負荷を定格負荷に上昇させる
場合、給水ポンプ２ｂを停止したまま負荷設定器
１３により負荷を定格負荷すると、給水ポンプ２
ａから吐出される給水流量は限界があるため増加
し得ないにも拘らず制御弁１４の開度が大きくな
るため、ボイラ１の火炉へ噴射される燃料が多く
なり、ボイラ１の温度が上昇しすぎて種々のトラ
ブルが発生するおそれがある。このため、従来
は、負荷をあげる場合には、先ず給水ポンプを切
替えて運転する給水ポンプの台数を増加させるこ
とが行なわれている。

今、給水ポンプ２ａの他に給水ポンプ２ｂをも
駆動する場合には、負荷設定器１３は1/2の負荷
のまま作業員がバイアス操作器１９ｂを−100％
から徐々に零％へ向けて操作する。従つて、減算
器１８ｂからもPI調節器１７からの給水マスタ
ー指令とバイアス操作器１９ｂから与えられる信
号との差信号が出力され、差信号はPI調節器２
０ｂ、手動自動切替器２１ｂを介して制御弁２２
ｂに与えられ、弁２２ｂは信号に対応して開くた
め、蒸気がタービン３ｂへ供給され、タービン３
ｂが駆動されることにより給水ポンプ２ｂも回転
を開始し、給水ポンプ２ｂからも給水が行われ
る。バイアス操作器１９ｂを零％になるように操
作すると、減算器１８ｂから出力される信号は大
きくなるため、制御弁２２ｂの開度はそれに比例
して大きくなり、タービン３ｂからの回転速度が
大きくなるため、給水ポンプ２ｂからの給水流量
は徐々に上昇する。

一方、給水管４を流れる全給水流量は負荷によ
り定まつているため、給水ポンプ２ｂから給水流
量がバイアス操作器１９ｂを零％へ近付くよう操
作することにより徐々に増加すると、制御弁２２
ａはそれに対応して閉止し、タービン３ａ延いて
は給水ポンプ２ａの回転数が低下し、給水流量は
徐々に減少する。この制御は流量検出器１１ａか
らの信号を減算器１８ａへフイードバツクするこ
とにより行われる。

バイアス操作器１９ｂが零％になると、給水ポ
ンプ２ａ，２ｂは夫々給水マスター指令からの50
％ずつの指令に応じた給水流量が給水管４に流出
する。

上述の制御時の状態は第４図イ〜ヘに示してあ
り、時間t₁までは給水ポンプ２ａのみが運転さ
れ、時間t₁〜t₂の間は給水ポンプ２ｂも運転を開
始され、給水ポンプ２ｂでは給水流量が徐々に増
加し、給水ポンプ２ａでは給水流量が徐々に減少
し、時間t₂以後は負荷設定器１３からのマスター
指令に対し、給水ポンプ２ａ，２ｂが半分ずつ給
水を負担していることが分る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上述の装置では、例えば給水ポン
プ２ｂを追加運転する場合、給水ポンプ２ｂから
給水流量はバイアス操作器１９ｂの操作により決
つてしまうので、給水管４を通る全給水量は残り
の給水ポンプ２ａにより制御する必要があり、給
水ポンプ２ａの流量変化を減算器１８ａに与えて
フイードバツク制御することになり、従つて追加
される給水ポンプ２ａの給水流量の変化が速いと
給水管４を流れる全給水流量が第４図イの曲線ａ
に示すように脈動し、その結果ボイラ１の蒸気圧
力が第４図ホに示すように、又ボイラ１の蒸気温
度第４図ヘに示すように変動し、全給水流量の制
御性が悪化するおそれがあり、一方、制御性を重
視すると給水ポンプの切替時間が長くかかるとい
う問題があつた。

本発明は上述の実情に鑑み、ボイラへ給水を行
う給水ポンプの制御性を改善すると共にポンプ切
替時間の短縮を図ることを目的としてなしたもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、給水マスター指令を出力する速度型
の調節器１７と、ポンプ切替指令設定器２６の切
替えにより操作され、一方から給水流量増指令が
出力される場合は他方からは絶対値が給水増指令
と等しい給水減指令が出力される複数のバイアス
操作器１９ａ，１９ｂと、前記調節器１７からの
給水マスター指令或いは前記バイアス操作器１９
ａ，１９ｂからの給水増指令が与えられた場合に
は給水増指令を出力する複数のオア回路２３ａ，
２３ｂと、前記調節器１７からの給水マスター指
令或いは前記バイアス操作器１９ａ，１９ｂから
の給水増指令が与えられた場合には給水増指令を
出力する複数のオア回路２４ａ，２４ｂと、オア
回路２３ａ，２４ａ，２３ｂ，２４ｂからの給水
増指令或いは給水減指令を出力するメモリー２５
ａ，２５ｂと、各給水ポンプ２ａ，２ｂによりボ
イラ１へ給水される給水量を検出するための流量
検出器１１ａ，１１ｂと、前記メモリー２５ａ，
２５ｂからの指令と流量検出器１１ａ，１１ｂか
らの出力を偏差を求め、該偏差を、ボイラ１から
の蒸気を前記給水ポンプ２ａ，２ｂを駆動するタ
ービン３ａ，３ｂに供給する管路中に設けた制御
弁２２ａ，２２ｂに出力する減算器１８ａ，１８
ｂを設けたものである。

［作用］ 給水ポンプ２ａ，２ｂの切替時には、ポンプ切
替指令設定器２６を介してバイアス操作器１９
ａ，１９ｂを操作する。そうすると、バイアス操
作器１９ａ，１９ｂからの給水増指令或いは減指
令はオア回路２３ａ，２３ｂ或いは２４ａ，２３
ａ或いは２４ｂ、メモリー２５ａ，２５ｂを経て
減算器１８ａ，１８ｂに与えられ、減算器１８
ａ，１８ｂでは、給水増指令或いは給水減指令と
流量検出器１１ａ，１１ｂで検出された給水流量
の偏差が求められ、該偏差に対応した指令が制御
弁の２２ａ，２２ｂに与えられて制御弁２２ａ，
２２ｂの開度が調節される。このため、一方の給
水ポンプ２ａ，２ｂの給水流量が増加すると、そ
の増加分だけ他方の給水ポンプ２ａ，２ｂの給水
流量が減少する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ
説明する。

第１図は本発明の一実施例で、第１図第３図に
示すものと同一のものには同一の符号が付してあ
る。

図中２６はバイアス操作器１９ａ，１９ｂを操
作するポンプ切替指令設定器、２３ａ，２３ｂは
バイアス操作器１９ａ，１９ｂからの給水増指令
或いはPI調節器１７からの指令の何れかが与え
られた場合に給水流量増指令の信号を出力するオ
ア回路、２４ａ，２４ｂはバイアス操作器１９
ａ，１９ｂからの給水流量減指令或いはPI調節
器１７からの指令の何らかが与えられた場合に給
水流量減指令の信号を出力するオア回路、２５
ａ，２５ｂはオア回路２３ａ，２３ｂ，２４ａ，
２４ｂからの信号を減算器１８ａ，１８ｂに与え
るアナログメモリーである。又PI調節器１７は
第３図の従来例の場合は位置調節型の調節器を使
用しているが、本実施例では速度調節型の調節器
を使用している。

上記装置で例えば負荷設定器１３で設定された
負荷が定格負荷の1/2で給水ポンプ２ａのみが駆
動され、給水ポンプ２ｂが停止している場合は、
手動自動切替器２１ｂは手動に切替えられ且つ制
御弁２２ｂは手動により閉止され、PI調節器１
７からの給水マスター指令により給水ポンプ２ａ
の運転が行われている。このため負荷設定器１３
で設定された給水指令と流量検出器１２で検出さ
れた給水流量の偏差は減算器１６、PI調節器１
７からオア回路２３ａ、アナログメモリー２５
ａ、減算器１８ａ、PI調節器２０ａ、手動自動
切替器２１ａを介して制御弁２２ａに与えられて
制御弁２２ａの開度が調整され、給水ポンプ２ａ
は所定の回転数で回転し、給水ポンプ２ａからは
所定の流量の給水が行われている。又、給水ポン
プ２ａに吸込まれる水量は流量検出器１１ａで検
出されて減算器１８ａへフイードバツクされ、減
算器１８ａで求められた偏差が制御弁２２ａへ与
えられる。

例えば、負荷設定器１３からの負荷は定格負荷
の1/2のまま、給水ポンプ２ｂを追加して運転す
る場合には、手動自動切替器２１ｂを自動に切替
え、ポンプ切替指令設定器２６を操作する。この
ため、バイアス操作器１９ａからは一定出力の給
水流量減指令が出力されると共にバイアス操作器
１９ｂからは一定出力の給水流量増指令が出力さ
れる。

バイアス操作器１９ａから給水された給水流量
減指令の信号はオア回路２４ａ、アナログメモリ
ー２５ａ、減算器１８ａ、PI調節器２０ａ等を
介して制御弁２２ａに与えられ、制御弁２２ａの
開度は減少するため、タービン３ａへ導入される
蒸気が減少し、タービン３ａの回転速度は低下す
るので、給水ポンプ２ａからの給水流量は減少す
る。

バイアス操作器１９ａから出力された給水流量
増指令の信号はオア回路２３ｂ、アナロメモリー
２５ｂ、減算器１８ｂ、PI調節器２０ｂ等を介
して制御弁２２ｂに与えられ、制御弁２２ｂが開
くため、蒸気はタービン３ｂへ導入されて給水ポ
ンプ２ｂが駆動され、給水ポンプ２ｂからも給水
が開始される。

ポンプ切替指令設定器２６を操作してバイアス
操作器１９ａからは給水流量減指令を、又バイア
ス操作器１９ｂからは給水流量増指令を連続的に
与えるとアナログメモリー２５ａからの出力は
徐々に減少し、アナログメモリー２５ｂからの出
力は徐々に増加するため、制御弁２２ａの開度は
徐々に小さくなり制御弁２２ｂの開度は徐々に大
きくなる。このため給水ポンプ２ａの回転数は
徐々に下降して給水流量が減少し、給水ポンプ２
ｂの回転数は徐々に上昇して給水流量が増加す
る。両給水ポンプ２ａ，２ｂからの給水流量が等
しくなつたか否かは例えば流量検出器１１ａ，１
１ｂにメータを取付けて目視により判断し、等し
くなつたらポンプ切替指令設定器２６の操作をや
める。これによりバイヤス操作器１９ａ，１９ｂ
からは給水流量の減少、増加の指令は出力されな
くなるから、以後は減算器１６，１８ａ，１８ｂ
から偏差信号が出力された場合のみ制御弁２２
ａ，２２ｂの制御が行われる。

上記の操作状態は第２図イ〜チに示されてお
り、給水ポンプを追加する場合には一方の給水ポ
ンプ２ｂに給水流量の増加指令を与えると同時に
他方の給水ポンプ２ａに給水流量の減少指令を与
えることができるため、給水ポンプ２ａ，２ｂの
給水流量はなめらかに変化し、給水管４内の全給
水流量には脈動が生じない（第２図イ参照）。又
全給水流量に脈動が生じないためボイラ１の蒸気
圧力、蒸気温度も第２図ト，チに示すように安定
する。

本実施例でPI調節器１７を位置調節型とせず
速度調節型としたのは、位置調節型の場合、バイ
アス操作器１９ａ，１９ｂを同時に逆方向へ操作
した場合、ポンプ切替終了時に、両ポンプのバイ
アス操作器１９ａ，１９ｂの信号がある値で残
り、その状態が継続すると、給水指令が変化した
ときに給水ポンプ指令がバイアス値によつて制限
され、給水マスター信号が零〜100％変化しても
各給水ポンプ指令は給水マスター信号±バイアス
信号となり、給水ポンプ指令がバイアス値以下に
下らないか或いはバイアス値分だけ上らないとい
う不具合が生じるが、速度調節型の場合、斯かる
不具合が生じないためである。例えばバイアス操
作部１９ｂにより減算器１８ｂへ与えられるバイ
アス値がＸ％とすると、給水マスター指令が、
100％になつても給水ポンプへの指令は100−Ｘ％
以上には増えないからである。

なお、本発明の実施例では、給水ポンプを追加
する場合について説明したが停止する場合には上
気とは逆の手順で行うようにすれば良いこと、追
加した給水ポンプと他の給水ポンプの給水流量の
異同は流量検出器で検出した信号の差を演算器で
演算させ、偏差が零か否かで判断するようにして
も良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論であ
る。

［発明の効果］ 本発明のボイラの給水流量制御装置によれば、
給水ポンプの切替時に何れの給水ポンプも自動的
に切替えることができるため、給水ポンプの制御
性が良好になると共に給水ポンプの切替時間の短
縮を図ることができるという優れた効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図イ
〜チは本発明の運転時の状態を示すグラフ、第３
図は従来例の説明図、第４図イ〜ヘは従来例の運
転時の状態を示すグラフである。 図中１はボイラ、２ａ，２ｂは給水ポンプ、３
ａ，３ｂはタービン、４は給水管、１１ａ，１１
ｂは流量検出器、１２は流量検出器、１３は負荷
設定器、１４は制御弁、１５は制御弁、１６は減
算器、１７はPI調節器、１８ａ，１８ｂは減算
器、１９ａ，１９ｂはバイアス操作器、２０ａ，
２０ｂはPI調節器、２３ａ，２３ｂはオア回路、
２４ａ，２４ｂはオア回路、２５ａ，２５ｂはア
ナログメモリー、２６はポンプ切替指令設定器で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 給水マスター指令を出力する速度型の調節器
   １７と、ポンプ切替指令設定器２６の切替えによ
   り操作され、一方から給水流量増指令が出力され
   る場合は他方からは絶対値が給水増指令と等しい
   給水減指令が出力される複数のバイアス操作器１
   ９ａ，１９ｂと、前記調節器１７からの給水マス
   ター指令或いは前記バイアス操作器１９ａ，１９
   ｂからの給水増指令が与えられた場合には給水増
   指令を出力する複数のオア回路２３ａ，２３ｂ
   と、前記調節器１７からの給水マスター指令或い
   は前記バイアス操作器１９ａ，１９ｂからの給水
   減指令が与えられた場合には給水減指令を出力す
   る複数のオア回路２４ａ，２４ｂと、オア回路２
   ３ａ，２４ａ，２３ｂ，２４ｂからの給水増指令
   或いは給水減指令を出力するメモリー２５ａ，２
   ５ｂと、各給水ポンプ２ａ，２ｂによりボイラ１
   へ給水される給水量を検出するための流量検出器
   １１ａ，１１ｂと、前記メモリー２５ａ，２５ｂ
   からの指令と流量検出器１１ａ，１１ｂからの出
   力の偏差を求め、該偏差を、ボイラ１からの蒸気
   を前記給水ポンプ２ａ，２ｂを駆動するタービン
   ３ａ，３ｂに供給する管路中に設けた制御弁２２
   ａ，２２ｂに出力する減算器１８ａ，１８ｂを設
   けたことを特徴とするボイラの給水流量制御装
   置。