JPH0660564B2 - 混気量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は混気量制御装置に関し、混気系統を有する廃熱
回収発電プラントに利用される。

従来の技術 従来の廃熱回収発電プラントの系統例を第４図を参照し
て説明する。

第４図において、復水器１にて凝縮された復水は、復水
ポンプ２によつて混気フラツシヤ３に送られ、ここで熱
水と混合される。その後、給水ポンプ４によつて給水予
熱器５およびボイラ付属給水予熱器６へ給水分配弁７お
よび８を通して送られ、ここで廃熱源によつて加熱さ
れ、温度差制御器９によつて温度調整されて、１号ボイ
ラ１０および２号ボイラ１１へ給水制御弁１２および１
３を通して供給される。

ここで、１号ボイラ１０は給水予熱器６を有するボイラ
を、２号ボイラ１１は蒸発部のみからなるボイラを例示
している。

各ボイラは廃熱回収形ボイラであるので、図示しない廃
熱源によつて加熱され、蒸気を発生する。これらの蒸気
は、主蒸気管１４に集合され、加減弁１５を通してター
ビン１６に送気され、ここで仕事をして復水器１に入
り、復水に戻る。

給水予熱器５および６において給水に回収される廃熱が
ボイラ１０および１１に必要な給水量よりも多量に得ら
れるときには、主給水管１７に設けられた給水温度制御
器１８によつて温度制御弁19が開けられ、熱水を混気フ
ラツシヤ３へ導入する。

混気フラツシヤ３では、熱水がフラツシユし、発生した
蒸気は混気止弁２０を通してタービン16の中間段に混気
され、廃熱の回収率の向上を計つている。

熱水逃し弁２１はタービン起動時、或は混気停止時に、
余剰の熱水を復水器１へ逃すものである。

発明が解決しようとする問題点 従来の方式では、タービン１６が単独調速運転に移行し
たとき、或は低負荷となつたときは、混気運転が不能と
なるため、混気止弁２０および給水温度制御弁１９を閉
じて混気を停止する。すると混気フラツシヤ３へ供給さ
れていた熱水を処理するために熱水逃し弁２１が開いて
復水器１へ熱水がダンプされることとなる。これによつ
て、急に復水器１および復水ポンプ２等の復水系統は多
量の復水を処理しなければならなくなる。このため、通
常は使用されることのない熱水ダンプ時に合わせた過大
な設備を設置しておかなければならない無駄を生じてい
る。特に、低温廃熱回収形プラントでは、熱水ダンプ量
が過大となり、プラント構成上制約が生じることがあ
る。

タービンの構造上、無闇に混気量を増大させることはで
きないので、タービン負荷に応じた混気量に調整する必
要があるが、従来では適切な方法はなかつた。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、タービン運転方式並びにタービン負荷
に応じた許容混気量をプログラム設定し、混気フラツシ
ヤへの熱水量（即ち混気蒸気量）を監視制御する装置を
設けて、過大な混気量を抑制している。

混気の抑制が作動したときは、熱水逃し制御の設定温度
を一時的に変更し、過大な熱水ダンプを制限している。

更に、給水温度を監視し、給水温度が過昇するときは、
廃熱ボイラの廃熱源を一時的にバイパスさせるバイパス
調整装置を作動させて、低温熱源からの熱回収を一時的
に抑制している。

作用 タービン単独調速運転時或はタービン通常運転時の許容
混気量をタービン負荷に応じて算定し、タービン運転法
に応じて許容混気量をプログラム設定する。他方、混気
蒸気量を混気フラツシヤ入口の熱水量から想定し、前記
許容混気量と比較監視を行なう。若し、熱水量（即ち実
混気蒸気量）が過大となつたときは、熱水制御弁の開度
を抑制する。これによつてタービンに許容される混気蒸
気量以上の蒸気を混気することがなくなるので、タービ
ンの安全を確保することができる。

上記混気量の抑制が作動すると、熱水逃し量が増大する
ので、給水温度制御の設定値を一時的に上昇させ、熱水
逃し弁の開度を最小限にする。これによつて、回収した
廃熱を復水器に放出する無駄がなくなると共に、復水系
統への過大な負荷を防止することができる。

上記においても未だ廃熱加熱量と回収熱量とのバランス
がとれずに給水温度が過昇する恐れがあるため、給水温
度の監視を行ない、給水温度が過昇すれば、廃熱源のバ
イパス装置を開けて廃熱の回収量を減じバランスを計
る。このとき、まず、熱水発生が主目的である給水予熱
器の低温廃熱源をバイパスさせ、更に要すれば、ボイラ
付属の給水予熱器の廃熱源をバイパスさせる。

これによつて、タービンにて必要な発電を行ないつつ、
タービンの運転上やむなく抑制すべき混気蒸気のみを抑
制できると共に、復水器へ放出される熱水逃し量を最小
限にすることができる。これによつて当然復水系統への
過大な負荷も防止でき、過大な設備の設置を不要にする
ことができる。

実施例 第１図は本発明による装置を適用した廃熱回収発電プラ
ントの例を示すもので、図中、参照符号１は復水器、２
は復水ポンプ、３は混気フラツシヤ、４は給水ポンプ、
５は給水予熱器、６はボイラ付属給水予熱器、７および
８は給水分配弁、９は温度差制御器、１０は給水予熱器
付ボイラ、11はボイラ、１２および１３は給水制御弁、
１４は主蒸気管、１５は加減弁、１６はタービン、１７
は主給水管、１８は給水温度制御器、１９は給水温度制
御弁、２０は混気止弁、２１は熱水逃し弁、２２は主蒸
気圧力制御器、２３は発電機、２４は発電機出力計、２
５は通常運転用プログラム設定器、２６は単独調速運転
用プログラム設定器、27は単独運転検出器、２８は信号
切替器、２９は低信号選択器、３０は信号切替器、３１
は給水予熱器用バイパス装置、３２は温度設定器、３３
は温度検出器、３４はオーバライドリレー、３５はバイ
パス装置をそれぞれ示している。

復水器１にて凝縮された復水は、復水ポンプ２によつて
混気フラツシヤ３に送られ、ここで熱水と混合される。
その後、給水ポンプ４によつて給水予熱器５およびボイ
ラ付属給水予熱器６へ給水分配弁７および８を通して送
られ、ここで廃熱源によつて加熱され、温度差制御器９
によつて温度調整されて、１号ボイラ１０および２号ボ
イラ11へ給水制御弁１２および１３を通して供給され
る。１号ボイラ１０は給水予熱器６を有するボイラを、
２号ボイラ１１は蒸発部のみからなるボイラを例示して
いる。

各ボイラは図示しない廃熱源によつて加熱され、蒸気を
発生する。これらの蒸気は、主蒸気管１４に集合され、
加減弁１５を通してタービン１６に送気され、ここで仕
事をして復水器１に入り、復水に戻る。給水予熱器５お
よび６において給水に回収される廃熱がボイラ１０およ
び１１に必要な給水量よりも多量に得られるときは、主
給水管17に設けられた給水温度制御器１８によつて温度
制御弁１９が開けられ、熱水を混気フラツシヤ３へ導入
する。混気フラツシヤ３では、熱水がフラツシユし、発
生した蒸気は混気止弁２０を通してタービン１６の中間
段に混気される。これによつて、特に低温廃熱の回収が
計られ熱回収率の向上に寄与している。

熱水逃し弁２１はタービン起動時或は混気停止時に、余
剰の熱水を復水器１へ逃している。

このような廃熱回収プラントでは、給水予熱器５、６お
よびボイラ１０、１１で回収した熱を有効に活用するた
め、通常は主蒸気管１４に設けた主蒸気圧力制御器２２
によつて加減弁１５を制御し、発生蒸気量を有効にター
ビン１６へ導入する。所謂前圧制御運転を行なつてい
る。

何等かの事情によつて、タービン１６が単独調速運転に
移行した場合、タービン１６の調速機能を確保する必要
性から混気量に制限が生じる。更には、タービン１６の
安全運転確保のため、タービン負荷に応じた混気量があ
り、無闇に混気量のみを増加することはできない。

そこで、タービン１６の負荷を発電機２３の出力として
発電機出力計２４によつて計測し、このタービン出力に
応じて許容混気量をプログラム設定器２５、２６にて算
出設定する。設定器２５は通常運転時の許容混気量を設
定し、設定器２６は単独調速運転時の許容混気量を設定
する。そのプログラム設定の例を第２図に示す。タービ
ン１６および発電機２３が併列運転中か単独運転中かは
単独運転検出器２７によつて検知し、信号切替器２８を
作動させて設定器２６または２７を選択する。この選択
された許容混気量信号と給水温度制御器１８からの制御
信号を低信号選択器２９にて監視させ、万一許容混気量
信号を越える温度信号が伝達されたときは、直ちに許容
混気量信号を選択し、給水温度制御弁１９の開度を制限
し、熱水量（即ち混気量）を抑制する。

混気量のみの抑制では給水温度の上昇を招くので、単独
運転検出器２７が単独調速運転を検知したときは、同時
に信号切替器３０も作動させ、バイパス装置３１を許容
混気量信号に見合う開度まで開き、廃熱回収量を抑制さ
せる。このとき、まず初めに、熱水発生が主目的である
給水予熱器５の系統のバイパス装置３１を作動させて混
気量の抑制を行なうようにすることが肝要である。更
に、折角回収した廃熱が熱水逃し弁２１を通して復水器
１へ放出されるのを防止するため、給水温度制御器１８
の温度設定器３２を信号切替器３０の切替えと同時に作
動させ、設定温度をボイラ１１、１２にて許容される上
限温度まで上昇設定変更させる。これらを作動させても
更に給水温度が上昇するならば、温度検出器３３によつ
て給水温度の過昇を検出し、単独運転検出器２７が単独
調速運転を検出していることを確認の上、オーバライド
リレー３４を作動させて給水予熱器付ボイラ１０のバイ
パス装置３５を駆動し、バイパス装置３５を全開とし、
最後の給水予熱器６の熱回収を抑制させる。

これによつて、タービン１６および発電機２３の運転方
式並びに負荷に応じて混気量を抑制すると共に、復水器
１への熱水の放出を最小限に抑制することができる。故
に、タービン１６の運転の安全が確保できると共に、復
水系統の設備容量を過大なものとする必要がなくなる。

バイパス装置３１、３５に関しては、廃熱源を廃ガスと
した場合を例にし、第３ａ図ないし第３ｃ図を参照して
具体的に説明する。

給水予熱器５のバイパス装置３１は第３ａ図のように、
バイパスダクト311およびその中に設けたバイパスダン
パ312を有し給水予熱器５の下流側には通風機５１およ
びその入口ダンパ５２を備え、給水温度の過昇時にはバ
イパスダンパ312を開くと共に入口ダンパ５２を閉じる
ようにするのがよい。

第３ｂ図および第３ｃ図は給水予熱器付ボイラ１０に関
するバイパス装置３５の例を示すもので、第３ｂ図はボ
イラ１０をバイパスダクト351およびその中に設置のバ
イパスダンパ352によつてバイパスし、第３ｃ図はバイ
パスダクト353およびバイパスダンパ354によつてボイラ
付属給水予熱器６のみをバイパスする例を示している。
給水温度過昇時には、バイパスダンパ352を開き、通風
機入口ダンパ101を閉じるようにするか、またはボイラ
付属給水予熱器６のバイパスダクト353に設けられたバ
イパスダンパ354を開くようにするのが望ましい。

発明の効果 以上、本発明によれば次のような効果を奏することがで
きる。

(a) タービンの運転方式およびタービン負荷に応じた
許容混気量と給水温度制御信号とを監視し比較し抑制す
ることにより、タービンへ混気される蒸気量をタービン
の許容限界以下に抑制できるため、タービンの安全運転
が確保できる。

(b) 同時に、給水温度制御器の設定温度をボイラの上
限温度まで変更し、更に初めに給水予熱器のバイパス装
置を作動させておくことによつて、復水器への熱水の放
出を最小限に抑制できるため、折角回収した廃熱を復水
器に放出するという無駄がなくなる。

(c) 給水管に温度検出器を設け、給水温度が過昇する
場合はボイラ付属給水予熱器のバイパス装置を作動させ
ることによつて、廃熱の回収を抑制できるので、回収し
た廃熱の復水器への無駄な放出を防止することができ
る。

(d) 上記順序を踏むことによつて、万一タービンの混
気量に制限が生じたときは、タービンへの主蒸気は確保
しながら混気のみを制限でき、復水器への熱水の急激な
排出が生じないため、復水系統の設備容量を熱水排出時
に見合う過大容量にしておく必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による制御装置を適用した例を示す廃熱
回収発電プラントの系統図、第２図はタービンの運転方
式およびタービン負荷に応じた許容混気量のプログラム
設定例を示す図、第３ａ図、第３ｂ図および第３ｃ図は
廃熱源が廃ガスの場合のバイパス装置の例を示す図、第
４図は従来の廃熱回収発電プラントの系統図である。 １……復水器、２……復水ポンプ、３……混気フラツシ
ヤ、４……給水ポンプ、５……給水予熱器、６……ボイ
ラ付属給水予熱器、７，８……給水分配弁、９……温度
差制御器、１０……給水予熱器付ボイラ、１１……ボイ
ラ、１２，１３……給水制御弁、１４……主蒸気管、１
５……加減弁、１６……タービン、１７……主給水管、
１８……給水温度制御器、１９……給水温度制御弁、２
０……混気止弁、２１……熱水逃し弁、２２……主蒸気
圧力制御器、２３……発電機、２４……発電機出力計、
２５……通常運転用プログラム設定器、２６……単独調
速運転用プログラム設定器、２７……単独運転検出器、
２８……信号切替器、２９……低信号選択器、３０……
信号切替器、31……給水予熱器用バイパス装置、３２…
…温度設定器、３３……温度検出器、３４……オーバラ
イドリレー、３５……バイパス装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タービンの運転方式およびタービン負荷に
   応じた許容混気量信号を算出設定するプログラム設定器
   と、前記許容混気量信号と給水温度制御信号とを比較し
   てタービンへの蒸気量を許容限界以下に制御する装置
   と、給水予熱器に設けられ給水温度過昇に対して熱回収
   量を抑制するバイパス装置と、ボイラ付属給水予熱器に
   設けられ給水温度の更なる過昇に対して熱回収量を抑制
   するバイパス装置とを備えてなる混気量制御装置。