JPH0713524B2 - 変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式 - Google Patents
変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式Info
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- JPH0713524B2 JPH0713524B2 JP60213752A JP21375285A JPH0713524B2 JP H0713524 B2 JPH0713524 B2 JP H0713524B2 JP 60213752 A JP60213752 A JP 60213752A JP 21375285 A JP21375285 A JP 21375285A JP H0713524 B2 JPH0713524 B2 JP H0713524B2
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は負荷変化時に給水圧力が変化する変圧運転ボイ
ラにおいて、特に乾き運転中の負荷上昇時における火炉
蒸発器出口流体の過渡的な湿り蒸気の発生を防止し、ま
た乾き運転中の負荷降下時における火炉蒸発器出口流体
過熱度の過渡的な上昇を防止し得るようにした蒸気圧力
制御方式に関する。
ラにおいて、特に乾き運転中の負荷上昇時における火炉
蒸発器出口流体の過渡的な湿り蒸気の発生を防止し、ま
た乾き運転中の負荷降下時における火炉蒸発器出口流体
過熱度の過渡的な上昇を防止し得るようにした蒸気圧力
制御方式に関する。
[従来の技術] 従来から、例えば火力発電プラントの分野においては、
負荷変化時に給水圧力が変化する変圧運転ボイラが採用
されている。この変圧運転ボイラは、火炉蒸発器および
節炭器等を中心機器として備えて構成されている。
負荷変化時に給水圧力が変化する変圧運転ボイラが採用
されている。この変圧運転ボイラは、火炉蒸発器および
節炭器等を中心機器として備えて構成されている。
さてこの種の変圧運転ボイラにおいて、まず負荷上昇を
行なった場合の過渡状態における火炉蒸発器出口流体湿
り発生のプロセスを第8図に示している。第8図に示す
ように、火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度Tsat
は、負荷上昇時の火炉蒸発器を通過する流体(水あるい
は蒸気)圧力Pwsに従って上昇する。これに対して、火
炉蒸発器出口における流体(水)温度 Tww outは、火
炉蒸発器および節炭器の保有熱容量の大きさにより時間
遅れを伴って上昇する。この結果、第8図に示したよう
に乾き運転中の負荷上昇時に火炉蒸発器出口流体が過渡
的に湿り蒸気となる。この乾き運転中における湿り蒸気
の発生は、過渡的に過熱器通過蒸気流量を減少させて過
熱器各部のメタル温度を上昇させたり、或いは気水分離
器によるドレンの排出に伴い制御系に外乱を与える等の
原因となるものである。
行なった場合の過渡状態における火炉蒸発器出口流体湿
り発生のプロセスを第8図に示している。第8図に示す
ように、火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度Tsat
は、負荷上昇時の火炉蒸発器を通過する流体(水あるい
は蒸気)圧力Pwsに従って上昇する。これに対して、火
炉蒸発器出口における流体(水)温度 Tww outは、火
炉蒸発器および節炭器の保有熱容量の大きさにより時間
遅れを伴って上昇する。この結果、第8図に示したよう
に乾き運転中の負荷上昇時に火炉蒸発器出口流体が過渡
的に湿り蒸気となる。この乾き運転中における湿り蒸気
の発生は、過渡的に過熱器通過蒸気流量を減少させて過
熱器各部のメタル温度を上昇させたり、或いは気水分離
器によるドレンの排出に伴い制御系に外乱を与える等の
原因となるものである。
一方、負荷降下を行なった場合の過渡状態における火炉
蒸発器出口流体温度の上昇、特に過熱度(Tww out−Ts
at)の上昇のプロセスを第9図に示している。第9図に
示すように、火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度
Tsatは、負荷降下時の火炉蒸発器を通過する流体(水あ
るいは蒸気)圧力Pwsに従って低下する。これに対し
て、火炉蒸発器出口における流体(水)温度Tww out
は、火炉蒸発器および節炭器の保有熱容量の大きさによ
り時間遅れを伴って低下する。この結果、第9図に示し
たように乾き運転中の負荷降下時に火炉蒸発器出口流体
過熱度が過渡的に上昇することになる。この乾き運転中
における過熱度(Tww out−Tsat)の上昇は、火炉水冷
壁管間の流体温度アンバランスを助長して火炉水冷壁の
耐力を損うため、火炉保護の観点から非常に重要な問題
となるものである。
蒸発器出口流体温度の上昇、特に過熱度(Tww out−Ts
at)の上昇のプロセスを第9図に示している。第9図に
示すように、火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度
Tsatは、負荷降下時の火炉蒸発器を通過する流体(水あ
るいは蒸気)圧力Pwsに従って低下する。これに対し
て、火炉蒸発器出口における流体(水)温度Tww out
は、火炉蒸発器および節炭器の保有熱容量の大きさによ
り時間遅れを伴って低下する。この結果、第9図に示し
たように乾き運転中の負荷降下時に火炉蒸発器出口流体
過熱度が過渡的に上昇することになる。この乾き運転中
における過熱度(Tww out−Tsat)の上昇は、火炉水冷
壁管間の流体温度アンバランスを助長して火炉水冷壁の
耐力を損うため、火炉保護の観点から非常に重要な問題
となるものである。
[発明が解決しようとする問題点] このため従来では、まず前者の問題に対して、主蒸気圧
力上昇の設定は第10図(a)(b)に示すように、負荷
上昇に対してボイラの時定数を考慮した時間遅れをもっ
て行なうようにしている。しかしながら、このような一
定の時間遅れ設定では次のような問題を生じる可能性が
ある。
力上昇の設定は第10図(a)(b)に示すように、負荷
上昇に対してボイラの時定数を考慮した時間遅れをもっ
て行なうようにしている。しかしながら、このような一
定の時間遅れ設定では次のような問題を生じる可能性が
ある。
(a)急速な負荷変化に対応することができない。つま
り、負荷変化速度を上げると時間遅れ設定も増大しなけ
ればならない。
り、負荷変化速度を上げると時間遅れ設定も増大しなけ
ればならない。
(b)ガス再循環(GR)量,ガス再循環(GR)変化速度
等の蒸気温度制御、および節炭器内の蒸気発生防止のた
めの重要なパラメータ変化に対して対応できない。つま
り、ガス再循環(GR)量を増加,ガス再循環(GR)変化
速度を上げると、時間遅れ設定を増大しなければならな
い。
等の蒸気温度制御、および節炭器内の蒸気発生防止のた
めの重要なパラメータ変化に対して対応できない。つま
り、ガス再循環(GR)量を増加,ガス再循環(GR)変化
速度を上げると、時間遅れ設定を増大しなければならな
い。
(c)給水流量と燃料流量の比率、および過熱器過熱低
減器のスプレイ流量等の蒸気温度制御のための重要なパ
ラメータ変化に対して対応できない。つまり、給水に対
する燃料の減少、過熱器スプレイ量の減少により、時間
遅れ設定も増大しなければならない。
減器のスプレイ流量等の蒸気温度制御のための重要なパ
ラメータ変化に対して対応できない。つまり、給水に対
する燃料の減少、過熱器スプレイ量の減少により、時間
遅れ設定も増大しなければならない。
(d)これらの過渡的な変化を全て考慮して、いかなる
場合にも火炉蒸発器出口流体温度Twww outが火炉蒸発
器出口流体圧力における飽和温度Tsat以下とならないよ
うにするためには、負荷上昇に対して大きな時間遅れを
設定することになる。このことは、通常の負荷変化時に
ついては過剰な湿り防止裕度を有することになるが、こ
の場合火炉蒸発器出口流体の過熱度(Tww out−Tsat)
は過大となり、火炉壁面内の温度差を増大させてしまう
ため、火炉保護の観点から非常に重要である。すなわ
ち、火炉壁の保護のためには、この時間遅れは最小限か
つ最短時間とする必要がある。
場合にも火炉蒸発器出口流体温度Twww outが火炉蒸発
器出口流体圧力における飽和温度Tsat以下とならないよ
うにするためには、負荷上昇に対して大きな時間遅れを
設定することになる。このことは、通常の負荷変化時に
ついては過剰な湿り防止裕度を有することになるが、こ
の場合火炉蒸発器出口流体の過熱度(Tww out−Tsat)
は過大となり、火炉壁面内の温度差を増大させてしまう
ため、火炉保護の観点から非常に重要である。すなわ
ち、火炉壁の保護のためには、この時間遅れは最小限か
つ最短時間とする必要がある。
一方、上述のような乾き運転中の負荷上昇時に火炉蒸発
器の出口が過渡的に湿り蒸気となることを防止するに
は、火炉蒸発器出口側にさらに煙道蒸発器を設ける設計
とすることも考えられるが、これは直接大きなコストア
ップにつながり好ましくない。
器の出口が過渡的に湿り蒸気となることを防止するに
は、火炉蒸発器出口側にさらに煙道蒸発器を設ける設計
とすることも考えられるが、これは直接大きなコストア
ップにつながり好ましくない。
一方後者の問題に対して、主蒸気圧力降下の設定は第11
図(a)(b)に示すように、負荷降下に対してボイラ
の時定数を考慮した時間遅れをもって行なうようにして
いる。しかしながら、このような一定の時間遅れ設定で
は前者の場合と同様に次のような問題を生じる可能性が
ある。
図(a)(b)に示すように、負荷降下に対してボイラ
の時定数を考慮した時間遅れをもって行なうようにして
いる。しかしながら、このような一定の時間遅れ設定で
は前者の場合と同様に次のような問題を生じる可能性が
ある。
(a)急速な負荷変化に対応することができない。つま
り、負荷変化速度を上げると時間遅れ設定も増大しなけ
ればならない。
り、負荷変化速度を上げると時間遅れ設定も増大しなけ
ればならない。
(b)ガス再循環(GR)量,ガス再循環(GR)変化速度
等の蒸気温度制御、および節炭器内の蒸気発生防止のた
めの重要なパラメータ変化に対して対応できない。つま
り、ガス再循環(GR)量を増加,ガス再循環(GR)変化
速度を下げると、時間遅れ設定を増大しなければならな
い。
等の蒸気温度制御、および節炭器内の蒸気発生防止のた
めの重要なパラメータ変化に対して対応できない。つま
り、ガス再循環(GR)量を増加,ガス再循環(GR)変化
速度を下げると、時間遅れ設定を増大しなければならな
い。
(c)給水流量と燃料流量の比率、および過熱器過熱低
減器のスプレイ流量等の蒸気温度制御のための重要なパ
ラメータ変化に対して対応できない。つまり、給水に対
する燃料の増大、過熱器スプレイ量の増大により、時間
遅れ設定も増大しなければならない。
減器のスプレイ流量等の蒸気温度制御のための重要なパ
ラメータ変化に対して対応できない。つまり、給水に対
する燃料の増大、過熱器スプレイ量の増大により、時間
遅れ設定も増大しなければならない。
(d)これらの過渡的な変化を全てについて、その逆の
場合には火炉蒸発器出口流体が湿り蒸気となるため、一
定の時間遅れ設定では限界がある。
場合には火炉蒸発器出口流体が湿り蒸気となるため、一
定の時間遅れ設定では限界がある。
一方、上述のような乾き運転中の負荷降下時に火炉蒸発
器出口流体温度のアンバランス発生を防止するには、前
述と同様に火炉蒸発器出口側にさらに煙道蒸発器を設け
て火炉蒸発器出口流体を湿り状態にする設計とすること
も考えられるが、これはやはり直接大きなコストアップ
につながり好ましくない。
器出口流体温度のアンバランス発生を防止するには、前
述と同様に火炉蒸発器出口側にさらに煙道蒸発器を設け
て火炉蒸発器出口流体を湿り状態にする設計とすること
も考えられるが、これはやはり直接大きなコストアップ
につながり好ましくない。
従って本発明においては、変圧運転ボイラにおいて乾き
運転中いの負荷上昇時における火炉蒸発器出口流体の過
渡的な湿り蒸気の発生を防止し、また乾き運転中の負荷
降下時における火炉蒸発器出口流体過熱度の過渡的な上
昇を防止することが可能な蒸気圧力制御方式を提供する
ことを目的とする。
運転中いの負荷上昇時における火炉蒸発器出口流体の過
渡的な湿り蒸気の発生を防止し、また乾き運転中の負荷
降下時における火炉蒸発器出口流体過熱度の過渡的な上
昇を防止することが可能な蒸気圧力制御方式を提供する
ことを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、まず第1の本発明では火
炉蒸発器および節炭器を備えて成る変圧運転ボイラで、
当該ボイラへの負荷指令値に応じて得られる主蒸気圧力
指令値に対し、上記ボイラの時定数を考慮した時間遅れ
をもって主蒸気圧力設定値を設定し、かつこの主蒸気圧
力設定値に基づいて上記ボイラの主蒸気圧力を制御する
ようにしたものにおいて、上記火炉蒸発器出口流体温度
と火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度との差が所
定値以下に達したことにより上記主蒸気圧力設定値の設
定を過渡的に保持するか、若しくは蒸気火炉蒸発器出口
流体圧力と火炉蒸発器出口流体温度における飽和圧力と
の差が所定値以上に達したことにより上記主蒸気圧力設
定値の設定を過渡的に保持するようにしたものである。
炉蒸発器および節炭器を備えて成る変圧運転ボイラで、
当該ボイラへの負荷指令値に応じて得られる主蒸気圧力
指令値に対し、上記ボイラの時定数を考慮した時間遅れ
をもって主蒸気圧力設定値を設定し、かつこの主蒸気圧
力設定値に基づいて上記ボイラの主蒸気圧力を制御する
ようにしたものにおいて、上記火炉蒸発器出口流体温度
と火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度との差が所
定値以下に達したことにより上記主蒸気圧力設定値の設
定を過渡的に保持するか、若しくは蒸気火炉蒸発器出口
流体圧力と火炉蒸発器出口流体温度における飽和圧力と
の差が所定値以上に達したことにより上記主蒸気圧力設
定値の設定を過渡的に保持するようにしたものである。
また第2の本発明では、火炉蒸発器および節炭器を備え
て成る変圧運転ボイラで、当該ボイラへの負荷指令値に
応じて得られる主蒸気圧力指令値に対し、上記ボイラの
時定数を考慮した時間遅れをもって主蒸気圧力設定値を
設定し、かつこの主蒸気圧力設定値に基づいて上記ボイ
ラの主蒸気圧力を制御するようにしたものにおいて、上
記火炉蒸発器出口流体温度と火炉蒸発器出口流体圧力に
おける飽和温度との差が所定値以上に達したことにより
上記主蒸気圧力設定値の設定を過渡的に保持するか、若
しくは上記火炉蒸発器出口流体圧力と火炉蒸発器出口流
体温度における飽和圧力との差が所定値以上に達したこ
とにより上記主蒸気圧力設定値の設定を過渡的に保持す
るようにしたものである。
て成る変圧運転ボイラで、当該ボイラへの負荷指令値に
応じて得られる主蒸気圧力指令値に対し、上記ボイラの
時定数を考慮した時間遅れをもって主蒸気圧力設定値を
設定し、かつこの主蒸気圧力設定値に基づいて上記ボイ
ラの主蒸気圧力を制御するようにしたものにおいて、上
記火炉蒸発器出口流体温度と火炉蒸発器出口流体圧力に
おける飽和温度との差が所定値以上に達したことにより
上記主蒸気圧力設定値の設定を過渡的に保持するか、若
しくは上記火炉蒸発器出口流体圧力と火炉蒸発器出口流
体温度における飽和圧力との差が所定値以上に達したこ
とにより上記主蒸気圧力設定値の設定を過渡的に保持す
るようにしたものである。
上記の夫々の技術的手段は次のように作用する。
すなわちまず前者では、火炉蒸発器出口流体圧力と火炉
蒸発器出口流体温度における飽和圧力との差が所定値以
上に達したことにより上記主蒸気圧力設定値の設定を第
3図(a)に湿す如く過渡的に保持することにより、火
炉蒸発器出口流体圧力(Pww out)が火炉蒸発器出口温
度(Tww out)における飽和圧力(Psat+αk(湿り防
止裕度))以上とならないように主蒸気圧力が過渡的に
保持制御されることになる。また、火炉蒸発器出口流体
温度と火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度との差
が所定値以下に達したことにより上記主蒸気圧力設定値
の設定を第3図(b)に示す如く過渡的に保持すること
により、火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)が火炉蒸
発器出口圧力(Pww out)における飽和温度(Tsat−β
℃(湿り防止裕度))以下とならないように主蒸気圧力
が過渡的に保持制御されることになる。
蒸発器出口流体温度における飽和圧力との差が所定値以
上に達したことにより上記主蒸気圧力設定値の設定を第
3図(a)に湿す如く過渡的に保持することにより、火
炉蒸発器出口流体圧力(Pww out)が火炉蒸発器出口温
度(Tww out)における飽和圧力(Psat+αk(湿り防
止裕度))以上とならないように主蒸気圧力が過渡的に
保持制御されることになる。また、火炉蒸発器出口流体
温度と火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度との差
が所定値以下に達したことにより上記主蒸気圧力設定値
の設定を第3図(b)に示す如く過渡的に保持すること
により、火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)が火炉蒸
発器出口圧力(Pww out)における飽和温度(Tsat−β
℃(湿り防止裕度))以下とならないように主蒸気圧力
が過渡的に保持制御されることになる。
かかる作用により、第4図に示す如く乾き運転中の負荷
上昇時の過渡的な火炉蒸発器出口流体の湿り蒸気の発生
が防止されることになる。また第5図は、かかる作用を
圧力−エンタルピ線図にて示したものである。
上昇時の過渡的な火炉蒸発器出口流体の湿り蒸気の発生
が防止されることになる。また第5図は、かかる作用を
圧力−エンタルピ線図にて示したものである。
一方後者では、火炉蒸発器出口流体圧力と火炉蒸発器出
口流体温度における飽和圧力との差が所定値以下に達し
たことにより上記主蒸気圧力設定値の設定を第6図
(a)に示す如く過渡的に保持することにより、火炉蒸
発器出口流体圧力(Pww out)が火炉蒸発器出口温度
(Tww out)における飽和圧力(Psat−αk(湿り防止
裕度))以下とならないように主蒸気圧力が過渡的に保
持制御されることになる。また、火炉蒸発器出口流体温
度と火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度との差が
所定値以上に達したことにより上記主蒸気圧力設定値の
設定を第6図(b)に示す如く過渡的に保持することに
より、火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)が火炉蒸発
器出口圧力(Pww out)における飽和温度(Tsat+β℃
(湿り防止裕度))以上とならないように主蒸気圧力が
過渡的に保持制御されることになる。
口流体温度における飽和圧力との差が所定値以下に達し
たことにより上記主蒸気圧力設定値の設定を第6図
(a)に示す如く過渡的に保持することにより、火炉蒸
発器出口流体圧力(Pww out)が火炉蒸発器出口温度
(Tww out)における飽和圧力(Psat−αk(湿り防止
裕度))以下とならないように主蒸気圧力が過渡的に保
持制御されることになる。また、火炉蒸発器出口流体温
度と火炉蒸発器出口流体圧力における飽和温度との差が
所定値以上に達したことにより上記主蒸気圧力設定値の
設定を第6図(b)に示す如く過渡的に保持することに
より、火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)が火炉蒸発
器出口圧力(Pww out)における飽和温度(Tsat+β℃
(湿り防止裕度))以上とならないように主蒸気圧力が
過渡的に保持制御されることになる。
かかる作用により、第7図に示す如く乾き運転中の負荷
降下時の火炉蒸発器出口流体の過熱度の上昇が防止され
ることになる。
降下時の火炉蒸発器出口流体の過熱度の上昇が防止され
ることになる。
[発明の効果] 本発明により、次のような特有の効果が得られるもので
ある。
ある。
まず第1の発明では、 (a)乾き運転中のあらゆる条件下での負荷上昇に対し
て、火炉蒸発器出口流体の湿り発生を略完全に防止する
ことが可能となる。このことは、過熱器およびユニット
の制御安定性の観点から極めて重要である。
て、火炉蒸発器出口流体の湿り発生を略完全に防止する
ことが可能となる。このことは、過熱器およびユニット
の制御安定性の観点から極めて重要である。
(b)従来の如き一様な時間遅れ設定の応用に較べて、
主蒸気圧力の偏差を最小限かつ最短時間に抑えることが
できる。このため、火炉蒸発器出口過熱度(Tww out−
Tsat)の過渡的な増大をも最小限に抑えることが可能と
なり、このことは火炉保護の観点から極めて重要であ
る。
主蒸気圧力の偏差を最小限かつ最短時間に抑えることが
できる。このため、火炉蒸発器出口過熱度(Tww out−
Tsat)の過渡的な増大をも最小限に抑えることが可能と
なり、このことは火炉保護の観点から極めて重要であ
る。
(c)ボイラの設計に際して、従来のように必ずしも煙
道蒸発器を必要とせず経済設計を行なうことが可能であ
る。
道蒸発器を必要とせず経済設計を行なうことが可能であ
る。
また第2の発明では、 (a)乾き運転中のあらゆる条件下での負荷降下に対し
て、火炉蒸発器出口流体温度をある値以下に抑えること
ができる。このことは、火炉保護の観点から極めて重要
である。
て、火炉蒸発器出口流体温度をある値以下に抑えること
ができる。このことは、火炉保護の観点から極めて重要
である。
(b)従来の如き一様な時間遅れ設定の応用に較べて、
火炉蒸発器出口流体が湿り蒸気となる危険性もない。
火炉蒸発器出口流体が湿り蒸気となる危険性もない。
(c)ボイラ設計に際して、従来のように必ずしも煙道
蒸発器を必要とせず経済設計を行なうことが可能であ
る。
蒸発器を必要とせず経済設計を行なうことが可能であ
る。
[実施例] まず、本発明の考え方について説明する。
第12図(a)は変圧運転ボイラにおける、整定負荷時に
おける火炉蒸発器出口流体圧力とボイラ負荷との関係の
一例を示す概念図、同図(b)は同じく圧力と飽和温度
の関係の一例を示す図、同図(c)は同じく整定負荷に
おける火炉蒸発器出口流体の圧力−エンタルピ線の一例
を示す図である。
おける火炉蒸発器出口流体圧力とボイラ負荷との関係の
一例を示す概念図、同図(b)は同じく圧力と飽和温度
の関係の一例を示す図、同図(c)は同じく整定負荷に
おける火炉蒸発器出口流体の圧力−エンタルピ線の一例
を示す図である。
変圧運転ボイラにおいては、火炉蒸発器出口流体圧力
は、負荷に関して略直線的に変化する(同図(a)の例
では、80%〜30%負荷範囲)。また、同図(b)に示す
ように、流体の飽和温度は圧力の低下に伴って飽和温度
が急激に低下する特性を有する。
は、負荷に関して略直線的に変化する(同図(a)の例
では、80%〜30%負荷範囲)。また、同図(b)に示す
ように、流体の飽和温度は圧力の低下に伴って飽和温度
が急激に低下する特性を有する。
ここで、火炉蒸発器および節炭器を備えた変圧運転ボイ
ラでは、火炉蒸発器の信頼性確保の観点から、亜臨界圧
変圧運転域において火炉蒸発器出口流体が、“若干の一
定値以下での過熱度を有する”ように運転することが不
可欠である。
ラでは、火炉蒸発器の信頼性確保の観点から、亜臨界圧
変圧運転域において火炉蒸発器出口流体が、“若干の一
定値以下での過熱度を有する”ように運転することが不
可欠である。
なぜならば、過熱度が過大な場合、蒸発器構成管間の温
度不均一が増大し、熱応力の発生または蒸発管の過熱に
よる事故を起因する。また、湿り域に入ると、湿分再循
環発生による制御系の外乱になり、過熱器メタル温度の
過剰証を起因するところとなるからである。
度不均一が増大し、熱応力の発生または蒸発管の過熱に
よる事故を起因する。また、湿り域に入ると、湿分再循
環発生による制御系の外乱になり、過熱器メタル温度の
過剰証を起因するところとなるからである。
従って、火炉蒸発器出口流体は、若干の過熱度を有する
ように運転することが重要である。
ように運転することが重要である。
ボイラは、負荷整定の状態では、上記のような運転が容
易であるが、負荷変化時は、火炉蒸発器および節炭器の
熱容量による時間遅れが散在するため、特に急速負荷変
化を行なう場合、非常に困難となる。
易であるが、負荷変化時は、火炉蒸発器および節炭器の
熱容量による時間遅れが散在するため、特に急速負荷変
化を行なう場合、非常に困難となる。
例えば、負荷下降時は、圧力降下に伴なって飽和温度は
低下するが、火炉蒸発器および節炭器の保有熱(圧力の
高い、すなわち高い飽和温度に相当する)のために流体
温度が低下せず、過熱度が過大となる。また、負荷上昇
時は、これと逆の現象となる。
低下するが、火炉蒸発器および節炭器の保有熱(圧力の
高い、すなわち高い飽和温度に相当する)のために流体
温度が低下せず、過熱度が過大となる。また、負荷上昇
時は、これと逆の現象となる。
そこで、本発明では、このような危険な運転を避けるた
めの最も効果的な手段として、火炉蒸発器出口流体温度
と飽和温度との温度差(過熱度)が所定値となるように
主蒸気圧力を変化させること、すなわち過熱度が所定値
に達したら主蒸気圧力を保持する点に、最大の特徴を有
するものである。
めの最も効果的な手段として、火炉蒸発器出口流体温度
と飽和温度との温度差(過熱度)が所定値となるように
主蒸気圧力を変化させること、すなわち過熱度が所定値
に達したら主蒸気圧力を保持する点に、最大の特徴を有
するものである。
以下、上記のような考え方に基づく本発明の一実施例に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。第1図(a)
(b)は、第1の発明による蒸気圧力制御方式における
主蒸気圧力設定回路の一実施例を示すものである。なお
本例では、火炉蒸発器および節炭器を備えて成る350MW
超臨界圧変圧運転ボイラに本発明を適用した場合を示し
ている。
ついて、図面を参照して詳細に説明する。第1図(a)
(b)は、第1の発明による蒸気圧力制御方式における
主蒸気圧力設定回路の一実施例を示すものである。なお
本例では、火炉蒸発器および節炭器を備えて成る350MW
超臨界圧変圧運転ボイラに本発明を適用した場合を示し
ている。
第1図(a)図において、1は発電機出力指令値つまり
変圧運転ボイラへの負荷指令値MWD信号を入力とし、所
定の関数演算F(x)を行なって当該入力信号に応じた
主蒸気圧力指令値信号を得る関数発生器、2は主蒸気圧
力設定自動切換指令信号に応動する切換器3を介して入
力される上記関数発生器1からの主蒸気圧力指令値信号
と、後述する主蒸気圧力設定値信号Pt setとの偏差信
号を得る減算器である。また4は、上記減算器2からの
偏差信号を切換器5を介して入力し、かつ上記ボイラの
時定数を考慮した積分時間を有する積分器であり、その
出力信号を主蒸気圧力設定値信号Pt setとして図示し
ない主蒸気制御器へ出力すると共に、符号変換器6を介
し上記減算器2へ出力するようにしている。さらに、7
はゲインを0〜1の間に設定可能なポテンショメータで
あり、このポテンショメータ7はそのゲインを0に設定
している。そして、上記切換器5の切換動作が行なわれ
ない時には直接に、また上記切換器5の切換動作時には
ポテンショメータ7を経由して、上記減算器2からの偏
差信号を積分器4へ入力するようになっている。
変圧運転ボイラへの負荷指令値MWD信号を入力とし、所
定の関数演算F(x)を行なって当該入力信号に応じた
主蒸気圧力指令値信号を得る関数発生器、2は主蒸気圧
力設定自動切換指令信号に応動する切換器3を介して入
力される上記関数発生器1からの主蒸気圧力指令値信号
と、後述する主蒸気圧力設定値信号Pt setとの偏差信
号を得る減算器である。また4は、上記減算器2からの
偏差信号を切換器5を介して入力し、かつ上記ボイラの
時定数を考慮した積分時間を有する積分器であり、その
出力信号を主蒸気圧力設定値信号Pt setとして図示し
ない主蒸気制御器へ出力すると共に、符号変換器6を介
し上記減算器2へ出力するようにしている。さらに、7
はゲインを0〜1の間に設定可能なポテンショメータで
あり、このポテンショメータ7はそのゲインを0に設定
している。そして、上記切換器5の切換動作が行なわれ
ない時には直接に、また上記切換器5の切換動作時には
ポテンショメータ7を経由して、上記減算器2からの偏
差信号を積分器4へ入力するようになっている。
一方、第1図(b)は上記切換器5に対する切換動作指
令信号を与えるための条件回路の構成例を示すものであ
る。つまり同図(b)では、上記ボイラにおける火炉蒸
発器出口流体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口流体圧
力(Pww out)における飽和温度(Tsat)との差が所定
値(ここでは2℃)以下に達したことを示す信号をフリ
ップフロップ等の自己保持回路8のセット入力とし、ま
た火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)と火炉蒸発器出
口流体圧力(Pww out)における飽和温度(Tsat)との
差が所定値(ここでは4℃)以上に達したことを示す信
号を自己保持回路8のリセット入力とし、そのセット出
力信号を上記切換器5に対する切換動作指令信号として
与えるようにしている。
令信号を与えるための条件回路の構成例を示すものであ
る。つまり同図(b)では、上記ボイラにおける火炉蒸
発器出口流体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口流体圧
力(Pww out)における飽和温度(Tsat)との差が所定
値(ここでは2℃)以下に達したことを示す信号をフリ
ップフロップ等の自己保持回路8のセット入力とし、ま
た火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)と火炉蒸発器出
口流体圧力(Pww out)における飽和温度(Tsat)との
差が所定値(ここでは4℃)以上に達したことを示す信
号を自己保持回路8のリセット入力とし、そのセット出
力信号を上記切換器5に対する切換動作指令信号として
与えるようにしている。
かかる蒸気圧力制御方式においては、火炉蒸発器出口流
体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口流体圧力(Pww o
ut)における飽和温度(Tsat)との差が2℃以下に達し
た場合には、減算器2からの偏差信号がポテンショメー
タ7,切換器5を経由して積分器4に与えられることにな
る。これにより、積分回路の積分時間は無限大となり、
主蒸気圧力設定値Ptの設定が過渡的に保持されることに
なる。
体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口流体圧力(Pww o
ut)における飽和温度(Tsat)との差が2℃以下に達し
た場合には、減算器2からの偏差信号がポテンショメー
タ7,切換器5を経由して積分器4に与えられることにな
る。これにより、積分回路の積分時間は無限大となり、
主蒸気圧力設定値Ptの設定が過渡的に保持されることに
なる。
次に、第2図(a)(b)は第2の発明による蒸気圧力
制御方式における主蒸気圧力設定回路の一実施例を示す
ものである。なお、第2図(a)における回路構成は前
述した第1図(a)と全く同様であるので、第1図
(a)と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは第2図(b)についてのみ述べる。
制御方式における主蒸気圧力設定回路の一実施例を示す
ものである。なお、第2図(a)における回路構成は前
述した第1図(a)と全く同様であるので、第1図
(a)と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは第2図(b)についてのみ述べる。
第2図(b)は、上記切換器5に対する切換動作指令信
号を与えるための条件回路の構成例を示すものである。
つまり同図(b)では、上記ボイラにおける火炉蒸発器
出口流体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口流体圧力
(Pww out)における飽和温度(Tsat)との差が所定値
(ここでは15℃)以上に達したことを示す信号をフリッ
プフロップ等の自己保持回路9のセット入力とし、また
火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口
流体圧力(Pww out)における飽和温度(Tsat)との差
が所定値(ここでは10℃)以下に達したことを示す信号
を自己保持回路9のリセット入力とし、そのセット出力
信号を上記切換器5に対する切換動作指令信号として与
えるようにしている。
号を与えるための条件回路の構成例を示すものである。
つまり同図(b)では、上記ボイラにおける火炉蒸発器
出口流体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口流体圧力
(Pww out)における飽和温度(Tsat)との差が所定値
(ここでは15℃)以上に達したことを示す信号をフリッ
プフロップ等の自己保持回路9のセット入力とし、また
火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口
流体圧力(Pww out)における飽和温度(Tsat)との差
が所定値(ここでは10℃)以下に達したことを示す信号
を自己保持回路9のリセット入力とし、そのセット出力
信号を上記切換器5に対する切換動作指令信号として与
えるようにしている。
かかる蒸気圧力制御方式においては、火炉蒸発器出口流
体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口流体圧力(Pww o
ut)における飽和温度(Tsat)との差が15℃以上に達し
た場合には、減算器2からの偏差信号がポテンショメー
タ7,切換器5を経由して積分器4に与えられることにな
る。これにより、積分回路の積分時間は無限大となり、
主蒸気圧力設定値Ptの設定が過渡的に保持されることに
なる。
体温度(Tww out)と火炉蒸発器出口流体圧力(Pww o
ut)における飽和温度(Tsat)との差が15℃以上に達し
た場合には、減算器2からの偏差信号がポテンショメー
タ7,切換器5を経由して積分器4に与えられることにな
る。これにより、積分回路の積分時間は無限大となり、
主蒸気圧力設定値Ptの設定が過渡的に保持されることに
なる。
尚、本発明は上述した夫々の実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を変更しない範囲で種々に変形して実
施することができるものである。
はなく、その要旨を変更しない範囲で種々に変形して実
施することができるものである。
(a) 上記第1の発明の実施例においては、切換器5
に与える切換動作指令信号を得る条件回路として、検出
対象を温度とした第1図(b)のように構成したが、こ
れに限らず検出対象を圧力とし、火炉蒸発器出口流体圧
力(Pww out)と火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)
における飽和圧力(Psat)との差が所定値以上に達した
ことを示す信号を前記自己保持回路8のセット入力と
し、また火炉蒸発器出口流体圧力(Pww out)と火炉蒸
発器出口流体温度(Tww out)における飽和圧力(Psa
t)との差が所定値以下に達したことを示す信号を自己
保持回路8のリセット入力とし、そのセット出力信号を
上記切換器5に対する切換動作指令信号として与えるよ
うに構成してもよいものである。
に与える切換動作指令信号を得る条件回路として、検出
対象を温度とした第1図(b)のように構成したが、こ
れに限らず検出対象を圧力とし、火炉蒸発器出口流体圧
力(Pww out)と火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)
における飽和圧力(Psat)との差が所定値以上に達した
ことを示す信号を前記自己保持回路8のセット入力と
し、また火炉蒸発器出口流体圧力(Pww out)と火炉蒸
発器出口流体温度(Tww out)における飽和圧力(Psa
t)との差が所定値以下に達したことを示す信号を自己
保持回路8のリセット入力とし、そのセット出力信号を
上記切換器5に対する切換動作指令信号として与えるよ
うに構成してもよいものである。
(b) 上記第2の発明の実施例においては、切換器5
に与える切換動作指令信号を得る条件回路として、検出
対象を温度とした第2図(b)のように構成したが、こ
れに限らず検出対象を圧力とし、火炉蒸発器出口流体圧
力(Pww out)と火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)
における飽和圧力(Psat)との差が所定値以下に達した
ことを示す信号を前記自己保持回路9のセット入力と
し、また火炉蒸発器出口流体圧力(Pww out)と火炉蒸
発器出口流体温度(Tww out)における飽和圧力(Psa
t)との差が所定値以上に達したことを示す信号を自己
保持回路9のリセット入力とし、そのセット出力信号を
上記切換器5に対する切換動作指令信号として与えるよ
うに構成してもよいものである。
に与える切換動作指令信号を得る条件回路として、検出
対象を温度とした第2図(b)のように構成したが、こ
れに限らず検出対象を圧力とし、火炉蒸発器出口流体圧
力(Pww out)と火炉蒸発器出口流体温度(Tww out)
における飽和圧力(Psat)との差が所定値以下に達した
ことを示す信号を前記自己保持回路9のセット入力と
し、また火炉蒸発器出口流体圧力(Pww out)と火炉蒸
発器出口流体温度(Tww out)における飽和圧力(Psa
t)との差が所定値以上に達したことを示す信号を自己
保持回路9のリセット入力とし、そのセット出力信号を
上記切換器5に対する切換動作指令信号として与えるよ
うに構成してもよいものである。
第1図(a)(b)は第1の発明の一実施例を示すブロ
ック図、第2図(a)(b)は第2の発明の一実施例を
示すブロック図、第3図(a)(b)は第1の発明の技
術的手段を説明するための図、第4図は第1の発明によ
る負荷上昇時の火炉蒸発器出口流体の湿り防止のプロセ
スを示す図、第5図は第1の発明の作用を説明するため
の図、第6図(a)(b)は第2の発明の技術的手段を
説明するための図、第7図は第2の発明による負荷下降
時の火炉蒸発器出口流体の過熱度の増大防止のプロセス
を示す図、第8図は変圧運転ボイラにおいて負荷上昇を
行なった場合の火炉蒸発器出口流体の湿り発生のプロセ
スを示す図、第9図は変圧運転ボイラにおいて負荷降下
を行なった場合の火炉蒸発器出口流体の過熱度上昇のプ
ロセスを示す図、第10図(a)(b)は従来における圧
力上昇の設定方法を説明するための図、第11図(a)
(b)は従来における圧力降下の設定方法を説明するた
めの図、第12図(a)〜(c)は本発明の考え方を説明
するための図である。 1……関数発生器、2……減算器、3,5……切換器、4
……積分器、6……符号変換器、7……ポテンショメー
タ、8,9……自己保持回路。
ック図、第2図(a)(b)は第2の発明の一実施例を
示すブロック図、第3図(a)(b)は第1の発明の技
術的手段を説明するための図、第4図は第1の発明によ
る負荷上昇時の火炉蒸発器出口流体の湿り防止のプロセ
スを示す図、第5図は第1の発明の作用を説明するため
の図、第6図(a)(b)は第2の発明の技術的手段を
説明するための図、第7図は第2の発明による負荷下降
時の火炉蒸発器出口流体の過熱度の増大防止のプロセス
を示す図、第8図は変圧運転ボイラにおいて負荷上昇を
行なった場合の火炉蒸発器出口流体の湿り発生のプロセ
スを示す図、第9図は変圧運転ボイラにおいて負荷降下
を行なった場合の火炉蒸発器出口流体の過熱度上昇のプ
ロセスを示す図、第10図(a)(b)は従来における圧
力上昇の設定方法を説明するための図、第11図(a)
(b)は従来における圧力降下の設定方法を説明するた
めの図、第12図(a)〜(c)は本発明の考え方を説明
するための図である。 1……関数発生器、2……減算器、3,5……切換器、4
……積分器、6……符号変換器、7……ポテンショメー
タ、8,9……自己保持回路。
Claims (4)
- 【請求項1】火炉蒸発器および節炭器を備えて成る変圧
運転ボイラで、当該ボイラへの負荷指令値に応じて得ら
れる主蒸気圧力指令値に対し、前記ボイラの時定数を考
慮した時間遅れをもって主蒸気圧力設定値を測定し、か
つこの主蒸気圧力設定値に基づいて前記ボイラの主蒸気
圧力を制御するようにしたものにおいて、前記火炉蒸発
器出口流体温度と火炉蒸発器出口流体圧力における飽和
温度との差が所定値以下に達したことにより前記主蒸気
圧力設定値の設定を過渡的に保持するようにしたことを
特徴とする変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式。 - 【請求項2】火炉蒸発器および節炭器を備えて成る変圧
運転ボイラで、当該ボイラへの負荷指令値に応じて得ら
れる主蒸気圧力指令値に対し、前記ボイラの時定数を考
慮した時間遅れをもって主蒸気圧力設定値を測定し、か
つこの主蒸気圧力設定値に基づいて前記ボイラの主蒸気
圧力を制御するようにしたものにおいて、前記火炉蒸発
器出口流体圧力と火炉蒸発器出口流体温度における飽和
圧力との差が所定値以上に達したことにより前記主蒸気
圧力設定値の設定を過渡的に保持するようにしたことを
特徴とする変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式。 - 【請求項3】火炉蒸発器および節炭器を備えて成る変圧
運転ボイラで、当該ボイラへの負荷指令値に応じて得ら
れる主蒸気圧力指令値に対し、前記ボイラの時定数を考
慮した時間遅れをもって主蒸気圧力設定値を設定し、か
つこの主蒸気圧力設定値に基づいて前記ボイラの主蒸気
圧力を制御するようにしたものにおいて、前記火炉蒸発
器出口流体温度と火炉蒸発器出口流体圧力における飽和
温度との差が所定値以上に達したことにより前記主蒸気
圧力設定値の設定を過渡的に保持するようにしたことを
特徴とする変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式。 - 【請求項4】火炉蒸発器および節炭器を備えて成る変圧
運転ボイラで、当該ボイラへの負荷指令値に応じて得ら
れる主蒸気圧力指令値に対し、前記ボイラの時定数を考
慮した時間遅れをもって主蒸気圧力設定値を設定し、か
つこの主蒸気圧力設定値に基づいて前記ボイラの主蒸気
圧力を制御するようにしたものにおいて、前記火炉蒸発
器出口流体圧力と火炉蒸発器出口流体温度における飽和
圧力との差が所定値以下に達したことにより前記主蒸気
圧力設定値の設定を過渡的に保持するようにしたことを
特徴とする変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60213752A JPH0713524B2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60213752A JPH0713524B2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273002A JPS6273002A (ja) | 1987-04-03 |
| JPH0713524B2 true JPH0713524B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=16644436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60213752A Expired - Fee Related JPH0713524B2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 変圧運転ボイラにおける蒸気圧力制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713524B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4726447B2 (ja) * | 2004-08-04 | 2011-07-20 | 中国電力株式会社 | 送気弁制御装置 |
| CN115898565B (zh) * | 2022-11-17 | 2025-04-25 | 西安热工研究院有限公司 | 基于煤水分配系数的超临界火电机组过热度控制方法及系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5781616A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-21 | Babcock Hitachi Kk | Control method of main vapor pressure for first cut back |
| JPS59153002A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-31 | 三菱重工業株式会社 | ボイラの主蒸気圧力制御装置 |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP60213752A patent/JPH0713524B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6273002A (ja) | 1987-04-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |