JPH06147403A - 圧力温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】事故変動による影響を抑えて該プラントを安定
化させる。 【構成】発電プラントで使用されるボイラの主蒸気圧力
及び主蒸気温度を給水流量及び燃料流量により制御する
圧力温度制御装置であって、各種センサ１からの電力送
電線の事故情報に応じて装置の制御モードを協調モード
からガバナ側の上記各流量をボイラデマンドとするボイ
ラ追従モードへと切換えるモード切換器２と、このモー
ド切換器２によるボイラ性能追従モードへの切換えを指
示するデマンド指令６に連動してボイラデマンドの補正
を行なう主蒸気圧力のＰＩＤ調節器のゲインを切換える
ゲイン切換器４と、上記ＰＩＤ調節器における負荷の変
化率に応じた協調モード及びボイラ追従モードそれぞれ
のゲインを設定する関数発生器３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電プラントで使用さ
れるボイラの主蒸気圧力及び主蒸気温度を制御する圧力
温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントで使用されるボイラの主蒸
気圧力及び主蒸気温度を給水流量及び燃料流量により制
御する圧力温度制御装置の従来の構成を図６に示す。同
図で、発電プラントにおける協調制御のモードでは、要
求する負荷指令をデマンドとして与え、発電機出力８の
負荷指令と発電量７との偏差信号によって各部分の制御
が行なわれる。ボイラ内の主蒸気温度は燃料流量２２で
制御し、主蒸気圧力は給水流量２１により制御される。

【０００３】これら給水流量２１及び燃料流量２２は、
共にボイラデマンド１８によって決定されるもので、ボ
イラデマンド１８は予め設定された運転状態か、もしく
は中央給電指令所からの指令によって決定される。

【０００４】そのデマンドと該デマンド指令時の主蒸気
圧力と実蒸気圧力１０の偏差とによる補正が加えられ、
ボイラデマンド１８となる。このデマンド１８を基に、
給水流量２１では予め負荷における各流量を設定した関
数器１６により決定する。

【０００５】また燃料流量２２は、給水流量２１と同じ
くボイラデマンド１８により各負荷で使用する燃料量を
設定した関数器１７により決定し、主蒸気温度の偏差信
号による補正２０を加算器１９で加えて最終的な流量値
を決定している。

【０００６】ある制御状態を制御モードと称するが、こ
こでの制御モードは、給水流量２１による圧力と温度を
燃料流量２２で制御し、タービン側の発電量をも監視し
ながら制御を行なうので、このような制御状態を協調モ
ードと呼称する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような協調モー
ドにあって、電力送電線に断線等の事故が発生した場
合、それまでの電力系統の負荷が瞬時に低下するために
送電する電力量がこれに連れて過大となり、ボイラの発
電量は不要となる。このとき、火力プラントにおいては
発電機出力を減ずるためにタービンの回転数を下げる。
該タービンはガバナ弁により制御され、ボイラ内にて生
成される最終出口蒸気を制御する。このときのガバナ弁
開度の挙動は、図７に示す如く数秒間である位置に回復
する。ガバナ弁の開度は定常位置で「０．９」である
が、このガバナ弁の動作は早いためにボイラデマンド１
８の変更指令も追従が難しく、該デマンド１８はある一
定指令値の状態が続くこととなる。また、ガバナ弁を絞
り込むのでタービン側は負荷を下げるための動作を行な
うが、デマンドによる指令値は高い状態であるため、そ
の間でバランスを失い、発電量が下がるにも拘らず、給
水流量２１や燃料流量２２は低下せず、特に給水流量２
１の落ち込みがないために発電量に対する負荷が上昇
し、圧力高の状態となり、運用上好ましくない状態とな
る。また、燃料流量２２についても同様の減少が生じ、
実際の急減した発電量にも拘らずボイラデマンド１８が
低下せず、燃料流量２２も下がらないために蒸気温度も
低下しなくなる。

【０００８】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、電力送電線に事故
が発生した場合等にその変動による影響を抑制してプラ
ントを安定化させることが可能な圧力温度制御装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、発電
プラントで使用されるボイラの主蒸気圧力及び主蒸気温
度を給水流量及び燃料流量により制御する圧力温度制御
装置であって、電力送電線の事故情報に応じて装置の制
御モードを協調モードからガバナ側の上記各流量をボイ
ラデマンドとするボイラ追従モードへと切換えるモード
切換器と、このモード切換器によるボイラ性能追従モー
ドへの切換えに連動してボイラデマンドの補正を行なう
主蒸気圧力のＰＩＤ調節器のゲインを切換えるゲイン切
換器と、上記ＰＩＤ調節器における負荷の変化率に応じ
た協調モード及びボイラ追従モードそれぞれのゲインを
設定する関数発生器とを備えるようにしたものである。

【００１０】

【作用】上記のような構成とすることで、電力送電線の
事故発生の瞬間をとらえて制御モードを協調モードから
ボイラ追従モードへと切換える。このモード切換えによ
り、ボイラデマンドはガバナ側に流れる給水流量及び燃
料流量の各流量となるため、事故でタービンガバナ弁が
絞り込むことでガバナ側の各流量もその絞り状態に応じ
て減少し、結果としてデマンドは低下する。また、これ
と共に上記制御モードの切換えに応じてボイラデマンド
の補正を行なう主蒸気圧力のＰＩＤ調節器における負荷
の変化率に応じた適正なゲインを設定する関数発生器を
有したゲイン切換器により制御系の安定を図ることかで
きる。したがって、デマンドが事故の変動に応じて変化
するのでその変化状態にτして給水流量や燃料流量を変
化させることが可能となる。

【００１１】

【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。

【００１２】図１はその概略構成を示すもので、上記図
６に示した構成に付加配設されるものであるので、図６
との同一部分には同一符号を付してその図示及び説明は
省略する。

【００１３】しかして、負荷各種センサ１からプロセス
情報を受取るモード切換器２は、該プロセス情報から事
故の発生を判断し、その判断に応じて制御モードを協調
モードからボイラ追従モードへと切換える。

【００１４】このモード切換器２の出力するデマンド指
令６による切換動作に応じて上記図６のＰＩＤ調節器１
４が不安定動作を生じないために、制御モード状態に応
じた適正なパラメータを予め設定している関数発生器３
を有するゲイン切換器４にて、そのゲイン等のパラメー
タ５を設定する。

【００１５】図２はボイラ追従モードでの制御結果を示
す。ここでは電力送電線に事故が生じ、系統に異常が生
じて、上記図７に示したようにガバナ弁の絞り込みの挙
動２３が生じたものとする。このような電力送電線の事
故が発生した場合、送電線側の負荷が急激に減少するた
め、発電プラント側では発電量を急減させる必要があ
り、この発電量はボイラ側からの蒸気量でもって制御さ
れる。タービン及び発電機の回転数は一定であるが、発
電量は蒸気のもつエネルギーに比例し、そのエネルギー
は蒸気量である。タービンはボイラの加熱器出口の蒸気
で回転しているため、この蒸気量をガバナ弁で制御し、
発電量を可変する。このようにガバナ弁が急変すること
により発電量を減らし、他を制御しようとしている。

【００１６】このとき、上述した如くモード切換器２に
より制御モードを協調モードからボイラ追従モードに切
換えると、デマンド指令６はガバナ側流量となる。先に
述べた如くこの時のガバナ側流量はガバナ弁の動きに応
じてするので、デマンドの形状も同様となる。そのた
め、給水流量２１と燃料流量２２は図３に示す給水流量
曲線３６と燃料流量曲線３７のようになり、ガバナ側流
量に応じた変化となる。これにより、事故後の主蒸気圧
力は上記図２の主蒸気圧力曲線２７に示すようになり、
圧力の上昇が抑えられる。

【００１７】また、燃料流量２２は図３の燃料流量曲線
３７の如く事故変動に応じた挙動で約３０秒ほどの間に
適正に変動する。この動作により主蒸気圧力はその圧力
限界値である２６５ａｔａまで上昇せず、プラントの安
定性が保たれる。さらに、燃料流量２２も順調に下がる
ので、主蒸気温度は図２の主蒸気圧力曲線２７に示され
るように許容温度５５１°Ｃを越えることはない。この
ことから、事故による影響を抑えてボイラを安定制御す
ることが可能となる。次いで図４及び図５により協調モ
ードにおける事故後の変動結果を示す。事故によるガバ
ナ弁の変動は上記図７に示したガバナ弁開度曲線とし
た。

【００１８】ボイラ追従モードと比べ、ボイラデマンド
１８が事故の急変に対応できずに低下せず、それがため
に給水流量２１や燃料流量２２の絞り込みがなされず、
図５の給水流量曲線５１と燃料流量曲線５２に示される
ような応答となる。特に主蒸気圧力は図２の主蒸気圧力
曲線２７のようにあまり低下せず、圧力限界値の２６５
ａｔａを越えて安全弁が作動する事態となる。また、ボ
イラデマンド１８が低下し始めると、今度は逆に主蒸気
圧力も低下し始め、応答の遅いボイラでは運用上好まし
くない状態となる。ボイラ追従モードによる制御では、
ガバナ弁の位置が特定の位置で安定すると、ガバナ流量
も安定するため、給水流量２１及び燃料流量２２も安定
する。

【００１９】また、事故が回復し、再び負荷が上昇して
協調モードによる制御が必要となったときには、モード
切換器２により再度ボイラ追従モードから協調モードへ
と制御モードを切換える。

【００２０】

【発明の効果】以上に述べた如く本発明によれば、発電
プラントで使用されるボイラの主蒸気圧力及び主蒸気温
度を給水流量及び燃料流量により制御する圧力温度制御
装置であって、電力送電線の事故情報に応じて装置の制
御モードを協調モードからガバナ側の上記各流量をボイ
ラデマンドとするボイラ追従モードへと切換えるモード
切換器と、このモード切換器によるボイラ性能追従モー
ドへの切換えに連動してボイラデマンドの補正を行なう
主蒸気圧力のＰＩＤ調節器のゲインを切換えるゲイン切
換器と、上記ＰＩＤ調節器における負荷の変化率に応じ
た協調モード及びボイラ追従モードそれぞれのゲインを
設定する関数発生器とを備えるようにしたので、事故発
生後の変動に応じたデマンドが得られるためにボイラの
主蒸気圧力及び主蒸気温度の上昇を抑え、事故変動によ
る影響を抑えて該プラントを安定化させることが可能な
圧力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】

【図１】本発明の一実施例に係る概略構成を示す図。

【図２】同実施例を説明するための図。

【図３】同実施例を説明するための図。

【図４】同実施例を説明するための図。

【図５】同実施例を説明するための図。

【図６】従来の圧力温度制御装置の構成を示す図。

【図７】図６におけるガバナ弁の絞り込みによる挙動を
示す図。

【符号の説明】

１…各種センサ、２…モード切換器、３，９…関数発生
器、４…ゲイン切換器、５…パラメータ、６…デマンド
指令、７…発電量、８…発電機出力、１０…実蒸気圧
力、１１，１４…ＰＩＤ調節器、１２…ガバナ開度、１
３…減算器、１５，１９…加算器、１６…給水流量関数
発生器、１７…燃料流量関数発生器、１８…ボイラデマ
ンド、２０…主蒸気温度補正信号、２１…給水流量、２
２…燃料流量、２３…ガバナ開度挙動、２５，４５…再
熱蒸気圧力曲線、２６，４４…発電量曲線、２７，４３
…主蒸気圧力曲線、２８，４２…再熱蒸気温度曲線、２
９，４１…主蒸気温度曲線、３０，４６…発電量、３
１，４７…主蒸気圧力、３２，４８…再熱蒸気圧力、３
３…主蒸気温度、３４…再熱蒸気温度、３５，５０…空
気量曲線、３６，５１…給水流量曲線、３７，５２…燃
料流量曲線、３８，５３…給水流量、３９，５４…燃料
流量、４０，５５…空気量、４９…蒸気温度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電プラントで使用されるボイラの主蒸
   気圧力及び主蒸気温度を給水流量及び燃料流量により制
   御する圧力温度制御装置であって、 電力送電線の事故情報に応じて装置の制御モードを協調
   モードからガバナ側の上記各流量をボイラデマンドとす
   るボイラ追従モードへと切換えるモード切換手段と、 このモード切換手段によるボイラ性能追従モードへの切
   換えに連動してボイラデマンドの補正を行なう主蒸気圧
   力のＰＩＤ調節器のゲインを切換えるゲイン切換手段
   と、 上記ＰＩＤ調節器における負荷の変化率に応じた協調モ
   ード及びボイラ追従モードそれぞれのゲインを設定する
   関数発生手段とを具備したことを特徴とする圧力温度制
   御装置。