JPH0743085B2 - ボイラ主蒸気温度制御装置 - Google Patents
ボイラ主蒸気温度制御装置Info
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- JPH0743085B2 JPH0743085B2 JP6504985A JP6504985A JPH0743085B2 JP H0743085 B2 JPH0743085 B2 JP H0743085B2 JP 6504985 A JP6504985 A JP 6504985A JP 6504985 A JP6504985 A JP 6504985A JP H0743085 B2 JPH0743085 B2 JP H0743085B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はボイラの主蒸気温度制御装置に係り、特に予め
定められた目標温度スケジュールに対して主蒸気温度を
安定に追従させる制御装置に関する。
定められた目標温度スケジュールに対して主蒸気温度を
安定に追従させる制御装置に関する。
［発明の技術的背景］ ボイラの主蒸気温度制御は、発電プラントの性能を確保
するだけでなく、過加熱による過熱器の損傷または過熱
不足によるタービンの損傷を防ぐためにも重要なもので
ある。
するだけでなく、過加熱による過熱器の損傷または過熱
不足によるタービンの損傷を防ぐためにも重要なもので
ある。
第４図は貫流ボイラの概略プラント構成を示した図で、
燃料は燃料調節弁11を通り、各段のバーナー12から火炉
に供給される。これと同時に、補助空気は押込通風ファ
ン13による空気流量調節ダンパー14を通り、バーナー12
から火炉に供給され、燃焼が行なわれる。火炉内での燃
料の燃焼で蒸発部15と熱交換した排ガスは、更に第１加
熱器16,再熱器17,最終加熱器18,第２加熱器19と熱交換
し、吸込通風ファン20により、煙突21から大気へ放出さ
れる。また、蒸発部15で生成された蒸気は、第１加熱器
16,第２加熱器19,最終加熱器18で更に温度上昇し、ター
ビン加減弁22を通り、高圧タービン23に供給される。高
圧タービン23を出た冷たい蒸気は再熱器17−17により温
度上昇し、中圧タービン24,低圧タービン25に供給さ
れ、復水器26で水になる。復水器26に貯った水は復水ポ
ンプ27により脱気器28に、更に、給水ポンプ29により給
水流量調節弁30を通り、蒸発部15に供給される。
燃料は燃料調節弁11を通り、各段のバーナー12から火炉
に供給される。これと同時に、補助空気は押込通風ファ
ン13による空気流量調節ダンパー14を通り、バーナー12
から火炉に供給され、燃焼が行なわれる。火炉内での燃
料の燃焼で蒸発部15と熱交換した排ガスは、更に第１加
熱器16,再熱器17,最終加熱器18,第２加熱器19と熱交換
し、吸込通風ファン20により、煙突21から大気へ放出さ
れる。また、蒸発部15で生成された蒸気は、第１加熱器
16,第２加熱器19,最終加熱器18で更に温度上昇し、ター
ビン加減弁22を通り、高圧タービン23に供給される。高
圧タービン23を出た冷たい蒸気は再熱器17−17により温
度上昇し、中圧タービン24,低圧タービン25に供給さ
れ、復水器26で水になる。復水器26に貯った水は復水ポ
ンプ27により脱気器28に、更に、給水ポンプ29により給
水流量調節弁30を通り、蒸発部15に供給される。
発電機31は高圧タービン23,中圧タービン24,低圧タービ
ン25により回転し電力を発生する。
ン25により回転し電力を発生する。
第１加熱器16の出口側および第２加熱器19の出口側に
は、１次スプレイ調節弁32および２次スプレイ調節弁33
を通って、それぞれ過加熱を防止し温度を調節するため
のスプレイ配管が設けられている。
は、１次スプレイ調節弁32および２次スプレイ調節弁33
を通って、それぞれ過加熱を防止し温度を調節するため
のスプレイ配管が設けられている。
第５図はその貫流ボイラーの一般的な制御装置を示した
もので、発電出力指令40に対して、実発電機出力41をフ
ィードバックして偏差をとり、この偏差によりタービン
加減弁22をPI制御する。また、発電出力指令40より変圧
運転に対応する主蒸気圧力指令42を演算し、これに対
し、実主蒸気圧力43をフィードバックして偏差をとり、
PI制御により、全給水流量指令44を演算する。この全給
水流量指令44に対して、実給水流量45をフィードバック
し、この偏差により給水流量調節弁30をPI制御する。ま
た、全給水流量指令44に主蒸気温度制御器Ｂからの補正
46を加算して全燃料流量指令47を演算し、これに対して
実燃料流量48をフィードバックし、この偏差により燃料
調節弁11をPI制御する。更に、全燃料流量指令47に対応
して排出ガスO2濃度からの補正49を加算して補助空気流
量指令50を演算し、これに対して実空気流量51をフィー
ドバックし、この偏差により押込通風機動翼14をPI制御
する。
もので、発電出力指令40に対して、実発電機出力41をフ
ィードバックして偏差をとり、この偏差によりタービン
加減弁22をPI制御する。また、発電出力指令40より変圧
運転に対応する主蒸気圧力指令42を演算し、これに対
し、実主蒸気圧力43をフィードバックして偏差をとり、
PI制御により、全給水流量指令44を演算する。この全給
水流量指令44に対して、実給水流量45をフィードバック
し、この偏差により給水流量調節弁30をPI制御する。ま
た、全給水流量指令44に主蒸気温度制御器Ｂからの補正
46を加算して全燃料流量指令47を演算し、これに対して
実燃料流量48をフィードバックし、この偏差により燃料
調節弁11をPI制御する。更に、全燃料流量指令47に対応
して排出ガスO2濃度からの補正49を加算して補助空気流
量指令50を演算し、これに対して実空気流量51をフィー
ドバックし、この偏差により押込通風機動翼14をPI制御
する。
さて、従来の主蒸気温度制御装置は、第５図におけるＡ
の部分で、主蒸気温度目標60に対して実主蒸気温度61を
フィードバックし、この偏差をPI制御して前記の全燃料
流量指令47を演算する際の補正46を決めると共に、２次
スプレイ調節弁33をPD制御し、更に第２加熱器出口温度
目標62に対して、第２加熱器出口実温度63をフィードバ
ックし、１次スプレイ調整弁32をPD制御するものであっ
た。
の部分で、主蒸気温度目標60に対して実主蒸気温度61を
フィードバックし、この偏差をPI制御して前記の全燃料
流量指令47を演算する際の補正46を決めると共に、２次
スプレイ調節弁33をPD制御し、更に第２加熱器出口温度
目標62に対して、第２加熱器出口実温度63をフィードバ
ックし、１次スプレイ調整弁32をPD制御するものであっ
た。
［背景技術の問題点］ しかしながら、定格の40％以下の低負荷ではFA/PA切
替，循環／貫流切替，圧力ダンピング，バーナー切替な
どのプラント運転により、主蒸気流量，ガス流量，火炉
出口ガス温度が一般的に大きく変化することがあり、こ
れにより、実主蒸気温度61に大きな外乱が入る。従っ
て、従来の主蒸気温度制御装置のように主蒸気温度のみ
に注目した制御装置では、この外乱により全燃料流量指
令47が大きく影響を受け、プラントが不安定となる。ま
た、主蒸気温度の特性は、蒸発器出口蒸気温度，蒸気流
量，火炉出口ガス温度，ガス流量などの多数のパラメー
タによる熱交換動特性で決定される非線形特性であり、
特に低負荷時には、プラントの運転状態により動特性応
答が大きく変化する。これに対し、従来の主蒸気温度制
御装置は、単に主蒸気温度偏差信号をPI制御しているた
め、PI制御を定格出力状態で調整すると、低負荷状態で
動特性応答が異なるために、PI制御が不安定となり、全
燃料流量指令47が大きく振動して、プラントが不安定と
なるなどといった問題点があった。
替，循環／貫流切替，圧力ダンピング，バーナー切替な
どのプラント運転により、主蒸気流量，ガス流量，火炉
出口ガス温度が一般的に大きく変化することがあり、こ
れにより、実主蒸気温度61に大きな外乱が入る。従っ
て、従来の主蒸気温度制御装置のように主蒸気温度のみ
に注目した制御装置では、この外乱により全燃料流量指
令47が大きく影響を受け、プラントが不安定となる。ま
た、主蒸気温度の特性は、蒸発器出口蒸気温度，蒸気流
量，火炉出口ガス温度，ガス流量などの多数のパラメー
タによる熱交換動特性で決定される非線形特性であり、
特に低負荷時には、プラントの運転状態により動特性応
答が大きく変化する。これに対し、従来の主蒸気温度制
御装置は、単に主蒸気温度偏差信号をPI制御しているた
め、PI制御を定格出力状態で調整すると、低負荷状態で
動特性応答が異なるために、PI制御が不安定となり、全
燃料流量指令47が大きく振動して、プラントが不安定と
なるなどといった問題点があった。
このように、従来のボイラ主蒸気温度制御装置は、低負
荷状態で制御装置が不安定となるため自動制御すること
が不可能であり、運転員がプラントの状況により手動で
温度調節を行なっていたが、熟練運転員でないと安定に
制御することができなかった。
荷状態で制御装置が不安定となるため自動制御すること
が不可能であり、運転員がプラントの状況により手動で
温度調節を行なっていたが、熟練運転員でないと安定に
制御することができなかった。
［発明の目的］ 本発明の目的は、プラントを不安定にすることなく低負
荷状態から定格出力状態まで、自動で安定にプラントを
制御することができる主蒸気温度制御装置を提供するこ
とにある。
荷状態から定格出力状態まで、自動で安定にプラントを
制御することができる主蒸気温度制御装置を提供するこ
とにある。
［発明の概要］ 本発明によるボイラ主蒸気温度制御装置は、初負荷確保
以前の運転状態では、第１加熱器，第２加熱器，最終加
熱器を通る蒸気流量，ガス流量が少なく、蒸発器加熱器
での熱交換による温度上昇は、火炉出口ガス温度が支配
的になることから、主蒸気温度のかわりに火炉出口ガス
温度に注目し、これを制御することにより、その結果と
して安定した主蒸気温度を与え、更に初負荷確保以後、
30％出力までの低負荷では過熱器１次スプレイ,2次スプ
レイが投入できないことが多く、主蒸気温度は第１加熱
器，第２加熱器の出口温度に追従するだけとなり、この
第１加熱器，第２加熱器の出口温度を先行的に制御する
方が有効的であることから、第１過熱器および第２加熱
器の出口温度に注目し、これを制御することにより、そ
の結果として安定した主蒸気温度を与えるようにしたこ
とを特徴としている。
以前の運転状態では、第１加熱器，第２加熱器，最終加
熱器を通る蒸気流量，ガス流量が少なく、蒸発器加熱器
での熱交換による温度上昇は、火炉出口ガス温度が支配
的になることから、主蒸気温度のかわりに火炉出口ガス
温度に注目し、これを制御することにより、その結果と
して安定した主蒸気温度を与え、更に初負荷確保以後、
30％出力までの低負荷では過熱器１次スプレイ,2次スプ
レイが投入できないことが多く、主蒸気温度は第１加熱
器，第２加熱器の出口温度に追従するだけとなり、この
第１加熱器，第２加熱器の出口温度を先行的に制御する
方が有効的であることから、第１過熱器および第２加熱
器の出口温度に注目し、これを制御することにより、そ
の結果として安定した主蒸気温度を与えるようにしたこ
とを特徴としている。
更に、本発明は、PID制御器のかわりに被制御パラメー
タの目標値とその時間微分を入力し、熟練運転員が運転
する時の制御則をそのまま適用可能な制御器を導入した
ことを特徴としている。
タの目標値とその時間微分を入力し、熟練運転員が運転
する時の制御則をそのまま適用可能な制御器を導入した
ことを特徴としている。
［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例に係るボイラの主蒸気温度制
御装置の構成図である。第１図において、１は火炉出口
ガス温度のスケジュールメモリ、２は第１加熱器出口温
度のスケジュールメモリ、３は第２加熱器出口温度のス
ケジュールメモリ、４は主蒸気温度のスケジュールメモ
リで、それぞれには、各状態量の起動温度スケジュール
が記憶されている。発電機出力BIDが入力されると、そ
の負荷状況に応じて、火炉出口ガス温度のスケジュール
メモリ１からは火炉出口ガス温度目標TFN、第１加熱器
出口温度のスケジュールメモリ２からは第１加熱器出口
温度目標TSH1、第２加熱器出口温度のスケジュールメモ
リ３からは第２加熱器出口温度目標TSH2、主蒸気温度の
スケジュールメモリ４からは主蒸気温度目標TMSが出力
される。また、５は上気各温度の目標値と実際の温度と
の偏差EFN＝TFN−TFN′,ESH1＝TSH1−TSH1′,ESH2＝TSH
2−TSH2′,EMS＝TMS−TMS′（以下、EFN,ESH1,ESH2,EMS
を総称して述べる場合はｅと記載する）を演算する加算
器、６は偏差の時間微分dEFN＝dEFN/dt,dESH1＝dESH1/d
t,dESH2＝dESH2/dt,dEMS＝dEMS/dt（以下、dEFN,dESH1,
dESH2,dEMSを総称して述べる場合はΔｅと記載する）を
演算する微分器である。７は各状態量の偏差および偏差
の微分値を入力し、各制御出力Δｕを次の制御則１〜５
に基づいて演算する制御器である。
御装置の構成図である。第１図において、１は火炉出口
ガス温度のスケジュールメモリ、２は第１加熱器出口温
度のスケジュールメモリ、３は第２加熱器出口温度のス
ケジュールメモリ、４は主蒸気温度のスケジュールメモ
リで、それぞれには、各状態量の起動温度スケジュール
が記憶されている。発電機出力BIDが入力されると、そ
の負荷状況に応じて、火炉出口ガス温度のスケジュール
メモリ１からは火炉出口ガス温度目標TFN、第１加熱器
出口温度のスケジュールメモリ２からは第１加熱器出口
温度目標TSH1、第２加熱器出口温度のスケジュールメモ
リ３からは第２加熱器出口温度目標TSH2、主蒸気温度の
スケジュールメモリ４からは主蒸気温度目標TMSが出力
される。また、５は上気各温度の目標値と実際の温度と
の偏差EFN＝TFN−TFN′,ESH1＝TSH1−TSH1′,ESH2＝TSH
2−TSH2′,EMS＝TMS−TMS′（以下、EFN,ESH1,ESH2,EMS
を総称して述べる場合はｅと記載する）を演算する加算
器、６は偏差の時間微分dEFN＝dEFN/dt,dESH1＝dESH1/d
t,dESH2＝dESH2/dt,dEMS＝dEMS/dt（以下、dEFN,dESH1,
dESH2,dEMSを総称して述べる場合はΔｅと記載する）を
演算する微分器である。７は各状態量の偏差および偏差
の微分値を入力し、各制御出力Δｕを次の制御則１〜５
に基づいて演算する制御器である。
制御則1;偏差ｅが正方向に大で、偏差の微分値Δｅが負
方向に大のとき、制御出力Δｕを正方向に小とする。
方向に大のとき、制御出力Δｕを正方向に小とする。
制御則2;偏差ｅが正方向に大で、偏差の微分値Δｅが正
方向に大のとき、制御出力Δｕを正方向に大とする。
方向に大のとき、制御出力Δｕを正方向に大とする。
制御則3;偏差ｅが零に近い時は、偏差の微分値Δｅがい
かなる値でも、制御出力Δｕを零に近い値とする。
かなる値でも、制御出力Δｕを零に近い値とする。
制御則4;偏差ｅが負方向に大で、偏差の微分値Δｅが負
方向に大のとき、制御出力Δｕを負方向に大とする。
方向に大のとき、制御出力Δｕを負方向に大とする。
制御則5;偏差ｅが負方向に大で、偏差の微分値Δｅが正
方向に大のとき、制御出力Δｕを負方向に小とする。
方向に大のとき、制御出力Δｕを負方向に小とする。
第２図は、この制御器７の具体的な演算手法を説明する
図である。同図において、各グラフは横軸に偏差ｅ、偏
差の微分値Δｅおよび制御出力Δｕを−100〜100％でと
り、縦軸に上記の「正方向に大」，「正方向に小」，
「零」，「負方向に小」および「負方向に大」という概
念を集合で表わしたときの各概念の属する測度μを０〜
１でとり、上記の各制御則をグラフ表現したものであ
る。
図である。同図において、各グラフは横軸に偏差ｅ、偏
差の微分値Δｅおよび制御出力Δｕを−100〜100％でと
り、縦軸に上記の「正方向に大」，「正方向に小」，
「零」，「負方向に小」および「負方向に大」という概
念を集合で表わしたときの各概念の属する測度μを０〜
１でとり、上記の各制御則をグラフ表現したものであ
る。
ここで、偏差ｅ、偏差の微分値Δｅ及び制御出力Δｕを
−100〜100％とする理由は次の通りである。即ち、第１
図に示す主蒸気温度制御装置からの全燃料流量指令への
補正分dTIは火炉出口ガス温度、第１加熱器出口温度、
第２加熱器出口温度、主蒸気温度の各目標値からの偏差
を勘案して補正量を計算するものであるが、ここでこれ
ら４つの要素の全燃料流量指令への補正分dTIへの影響
度はそれぞれ異なるため、各要素を−100〜100％に正規
化してそれぞれ計算し、全燃料流量指令への補正分dTI
への影響の度合いは可変ゲイン比例器8A〜8Dにてゲイン
を乗ずることにより調整することでプラントに応じての
ゲイン調整を容易にするためである。
−100〜100％とする理由は次の通りである。即ち、第１
図に示す主蒸気温度制御装置からの全燃料流量指令への
補正分dTIは火炉出口ガス温度、第１加熱器出口温度、
第２加熱器出口温度、主蒸気温度の各目標値からの偏差
を勘案して補正量を計算するものであるが、ここでこれ
ら４つの要素の全燃料流量指令への補正分dTIへの影響
度はそれぞれ異なるため、各要素を−100〜100％に正規
化してそれぞれ計算し、全燃料流量指令への補正分dTI
への影響の度合いは可変ゲイン比例器8A〜8Dにてゲイン
を乗ずることにより調整することでプラントに応じての
ゲイン調整を容易にするためである。
即ち、同図の（制御則１）について見れば、このときの
偏差ｅから測度μｅを算出するため、偏差ｅは正方向に
10％から100％までを大と定義し、その測度μｅを偏差
ｅが10％のときを０として偏差ｅが増すに従って徐々に
増し、偏差70％で測度μｅを最高の１として、その後は
再び減らして偏差100％で０とするパターンPe1を設けて
いる。ここで、偏差70％を測度最高としてそれ以降測度
を減少させる理由は、偏差ｅとしては70％付近が最大
で、それ以上の偏差は正常な制御状態では生じ難いこと
を意味している。
偏差ｅから測度μｅを算出するため、偏差ｅは正方向に
10％から100％までを大と定義し、その測度μｅを偏差
ｅが10％のときを０として偏差ｅが増すに従って徐々に
増し、偏差70％で測度μｅを最高の１として、その後は
再び減らして偏差100％で０とするパターンPe1を設けて
いる。ここで、偏差70％を測度最高としてそれ以降測度
を減少させる理由は、偏差ｅとしては70％付近が最大
で、それ以上の偏差は正常な制御状態では生じ難いこと
を意味している。
次に、その偏差の微分値Δｅから測度μΔｅを算出する
ため、偏差の微分値Δｅは、−10％から−100％までを
小と定義し、その測度μΔｅは、−60％で最高の１とす
るパターンＰΔe1を設けている。
ため、偏差の微分値Δｅは、−10％から−100％までを
小と定義し、その測度μΔｅは、−60％で最高の１とす
るパターンＰΔe1を設けている。
更に、その制御出力Δｕは、−20％から＋70％とまでを
正方向に小と定義し、＋20％で測度μΔｕが最高の１と
なるパターンＰΔU1を設けている。
正方向に小と定義し、＋20％で測度μΔｕが最高の１と
なるパターンＰΔU1を設けている。
これらのパターンPe1,PΔe1,PΔU1から判るように、制
御則１は、制御偏差ｅが正方向に大であるが、その偏差
の微分値Δｅが負方向に大つまり偏差が急速に回復方向
に向っている場合には、制御出力Δｕは小として修正動
作をひかえ目にし、逆方向への制御の行き過ぎを防止す
ることを意味する。また、このときの制御出力Δｕの大
きさは、偏差ｅと偏差の微分値Δｅの大きさに応じて決
める。
御則１は、制御偏差ｅが正方向に大であるが、その偏差
の微分値Δｅが負方向に大つまり偏差が急速に回復方向
に向っている場合には、制御出力Δｕは小として修正動
作をひかえ目にし、逆方向への制御の行き過ぎを防止す
ることを意味する。また、このときの制御出力Δｕの大
きさは、偏差ｅと偏差の微分値Δｅの大きさに応じて決
める。
以下、同様にして制御則２〜５についても、図示のパタ
ーンPe2〜Pe5,PΔe2〜ＰΔe5,PΔU2〜ＰΔU5を設ける。
ーンPe2〜Pe5,PΔe2〜ＰΔe5,PΔU2〜ＰΔU5を設ける。
各制御器７は、上記制御則１〜５を備え、そこに入力す
る偏差ｅと、偏差の微分値Δｅをそれらの制御則に基づ
き先ずｅとΔｅの各パターンから得られる測度μe,μΔ
ｅを求め、その小さい方μMINで制御出力Δｕのパター
ンの上部を切り取り、残り部分PBΔＵを各制御則につき
求めて、それらの最大値μMAXを演算し、得られるパタ
ーンＰμMAXΔＵの平均値を各制御器７の出力dTIiとす
る。
る偏差ｅと、偏差の微分値Δｅをそれらの制御則に基づ
き先ずｅとΔｅの各パターンから得られる測度μe,μΔ
ｅを求め、その小さい方μMINで制御出力Δｕのパター
ンの上部を切り取り、残り部分PBΔＵを各制御則につき
求めて、それらの最大値μMAXを演算し、得られるパタ
ーンＰμMAXΔＵの平均値を各制御器７の出力dTIiとす
る。
例えば、ｅ＝40％，Δｅ＝45％の値が入力された時を例
にとって説明すると、 制御則１ではμe1＝0.7、μΔe1＝０で、μMIN1＝０ 制御則２ではμe2＝0.7、μΔe2＝0.5で、μMIN2＝0.5 制御則３ではμe3＝0.2、μΔe3＝1.0で、μMIN3＝0.2 制御則４ではμe4＝０、μΔe4＝０で、μMIN4＝０ 制御則５ではμe5＝０、μΔe5＝0.2で、μMIN5＝０ となり、制御則２および制御則３のみが適用可能とな
る。この制御則についてＰΔＵを取ったのが、第２図に
おける斜線部ＰΔU2とＰΔU3である。このＰΔU2とＰΔ
U3について最大値μMAXを演算したのが第２図の斜線部
μMAXΔＵで、この平均値から制御器７の出力dTIiを算
出する。
にとって説明すると、 制御則１ではμe1＝0.7、μΔe1＝０で、μMIN1＝０ 制御則２ではμe2＝0.7、μΔe2＝0.5で、μMIN2＝0.5 制御則３ではμe3＝0.2、μΔe3＝1.0で、μMIN3＝0.2 制御則４ではμe4＝０、μΔe4＝０で、μMIN4＝０ 制御則５ではμe5＝０、μΔe5＝0.2で、μMIN5＝０ となり、制御則２および制御則３のみが適用可能とな
る。この制御則についてＰΔＵを取ったのが、第２図に
おける斜線部ＰΔU2とＰΔU3である。このＰΔU2とＰΔ
U3について最大値μMAXを演算したのが第２図の斜線部
μMAXΔＵで、この平均値から制御器７の出力dTIiを算
出する。
第１図の８は可変ゲインの比例器で、ゲインは発電機出
力により変化させるものである。
力により変化させるものである。
第３図はその一例を示したもので、火炉出口ガス温度に
対するゲインK1は低出力で大きく、第1,第２過熱器出口
温度に対するゲインK2,K3は中間出力で大きく、主蒸気
温度に対するゲインK4は高出力で大きくとってある。
対するゲインK1は低出力で大きく、第1,第２過熱器出口
温度に対するゲインK2,K3は中間出力で大きく、主蒸気
温度に対するゲインK4は高出力で大きくとってある。
最後に、９は火炉出口ガス温度，第1,第２加熱器出口温
度，主蒸気温度に関する各制御出力を加算する加算器
で、この出力が従来のAPCの温度制御出力相当とし、第
５図のＢの代りに用いる。
度，主蒸気温度に関する各制御出力を加算する加算器
で、この出力が従来のAPCの温度制御出力相当とし、第
５図のＢの代りに用いる。
以上の構成で、発電機出力BIDが与えられると、各起動
温度スケジュールメモリ１〜４により、その負荷状況に
応じた火炉出口ガス温度目標値TFN、第１加熱器出口温
度目標値TSH1、第２加熱器出口温度目標値TSH2、およ
び、主蒸気温度目標値TMSが算出される。これらの各目
標値は、加算器5A,5B,5C,5Dで、実際のプラントの現在
の状態値である火炉出口ガス温度TFN′、第１加熱器出
口温度TSH1′、第２加熱器出口温度TSH2′、および、主
蒸気温度TMS′と比較されて、そのフィードバック偏差E
FN＝TFN−TFN′、ESH1＝TSH1−TSH1′、ESH2＝TSH2−TS
H2′、EMS＝TMS−TMS′が演算される。また、微分器6A,
6B,6C,6Dで、各偏差の時間微分dEFN＝dEFN/dt、dESH1＝
dESH1/dt、dESH2＝dESH2/dt、および、dEMS＝dEMS/dtが
演算される。この偏差と偏差の微分値をｅ＝EFN,Δｅ＝
dEFNとして制御器7Aへ、ｅ＝ESH1,Δｅ＝dESH1として制
御器7Bへ、ｅ＝ESH2,Δｅ＝dESH2として制御器7Cへ、ｅ
＝EMS,Δｅ＝dEMSとして制御器7Dへ各々入力することに
より、各制御出力dTI1,dTI2,dTI3,dTI4が得られる。
温度スケジュールメモリ１〜４により、その負荷状況に
応じた火炉出口ガス温度目標値TFN、第１加熱器出口温
度目標値TSH1、第２加熱器出口温度目標値TSH2、およ
び、主蒸気温度目標値TMSが算出される。これらの各目
標値は、加算器5A,5B,5C,5Dで、実際のプラントの現在
の状態値である火炉出口ガス温度TFN′、第１加熱器出
口温度TSH1′、第２加熱器出口温度TSH2′、および、主
蒸気温度TMS′と比較されて、そのフィードバック偏差E
FN＝TFN−TFN′、ESH1＝TSH1−TSH1′、ESH2＝TSH2−TS
H2′、EMS＝TMS−TMS′が演算される。また、微分器6A,
6B,6C,6Dで、各偏差の時間微分dEFN＝dEFN/dt、dESH1＝
dESH1/dt、dESH2＝dESH2/dt、および、dEMS＝dEMS/dtが
演算される。この偏差と偏差の微分値をｅ＝EFN,Δｅ＝
dEFNとして制御器7Aへ、ｅ＝ESH1,Δｅ＝dESH1として制
御器7Bへ、ｅ＝ESH2,Δｅ＝dESH2として制御器7Cへ、ｅ
＝EMS,Δｅ＝dEMSとして制御器7Dへ各々入力することに
より、各制御出力dTI1,dTI2,dTI3,dTI4が得られる。
即ち、火炉出口ガス温度に関しては、前述したように、
ｅ＝EFN、Δｅ＝dEFNを入力して、第３図に示す各パタ
ーンPe1〜Pe5、ＰΔe1〜ＰΔe5からそれぞれの測度μe1
〜μe5、μΔe1〜μΔe5を算出する。更にそれらの各小
さい方の値μMIN1〜μMIN5を求め、それらから制御出力
パターンＰΔU1〜ＰΔU5の基底部パターンPBΔU1〜PBΔ
U5が得られる。更に、それらの基底部パターンPBΔU1〜
PBΔU5を組み合せて得られる最大値パターンＰμMAXΔ
Ｕを算出し、このパターンの平均値つまりある範囲で広
がる制御出力Δｕの重み平均値を演算して、最終的制御
出力dTI1が得られる。
ｅ＝EFN、Δｅ＝dEFNを入力して、第３図に示す各パタ
ーンPe1〜Pe5、ＰΔe1〜ＰΔe5からそれぞれの測度μe1
〜μe5、μΔe1〜μΔe5を算出する。更にそれらの各小
さい方の値μMIN1〜μMIN5を求め、それらから制御出力
パターンＰΔU1〜ＰΔU5の基底部パターンPBΔU1〜PBΔ
U5が得られる。更に、それらの基底部パターンPBΔU1〜
PBΔU5を組み合せて得られる最大値パターンＰμMAXΔ
Ｕを算出し、このパターンの平均値つまりある範囲で広
がる制御出力Δｕの重み平均値を演算して、最終的制御
出力dTI1が得られる。
このようにして得られた各制御器7A〜7Cからの制御出力
dTI1〜dTI4を可変ゲン比例器8A,8B,8C,8Dに入力し、加
算器９を通して重み平均値dTIが、 dTI＝K1×dTI1＋K2×dTI2＋K3×dTI3＋K4×dTI4 として算出される。従って、このdHIを第５図に示した
一点鎖線のブロックＢの出力の代りに全給水流量指令44
に加えて全燃料流量指令47とし、燃料調節弁11,押込通
風起動翼14を制御することにより、低負荷時におけるボ
イラ主蒸気温度を自動的に安定して制御することができ
るようになる。
dTI1〜dTI4を可変ゲン比例器8A,8B,8C,8Dに入力し、加
算器９を通して重み平均値dTIが、 dTI＝K1×dTI1＋K2×dTI2＋K3×dTI3＋K4×dTI4 として算出される。従って、このdHIを第５図に示した
一点鎖線のブロックＢの出力の代りに全給水流量指令44
に加えて全燃料流量指令47とし、燃料調節弁11,押込通
風起動翼14を制御することにより、低負荷時におけるボ
イラ主蒸気温度を自動的に安定して制御することができ
るようになる。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、全給水流量指令から全燃
料流量指令を算出する際の補正量に主蒸気温度の他に、
火炉出口ガス温度，第１加熱器出口温度，第２加熱器出
口温度をも考慮するようにしたので、低負荷運転状態で
運転上の外乱により主蒸気温度が一時的に大きく振られ
ても安定した燃料投入を自動運転のまま制御することが
可能となり、また、加熱器スプレイを注入することなく
運転ができるようになる。更に、従来のPID制御器と異
なり、偏差が大きく出ても微分積分器の飽和によるハン
チングを引き起こすことなく、安定，迅速な制御動作を
もたらすことが可能となる。
料流量指令を算出する際の補正量に主蒸気温度の他に、
火炉出口ガス温度，第１加熱器出口温度，第２加熱器出
口温度をも考慮するようにしたので、低負荷運転状態で
運転上の外乱により主蒸気温度が一時的に大きく振られ
ても安定した燃料投入を自動運転のまま制御することが
可能となり、また、加熱器スプレイを注入することなく
運転ができるようになる。更に、従来のPID制御器と異
なり、偏差が大きく出ても微分積分器の飽和によるハン
チングを引き起こすことなく、安定，迅速な制御動作を
もたらすことが可能となる。
第１図は本発明の一実施例に係る主蒸気温度制御装置の
構成図、第２図は第１図の主蒸気温度制御装置の制御器
の動作説明図、第３図は第１図の主蒸気温度制御装置の
各比例器の内容を示す図、第４図は一般的な貫流ボイラ
の説明図、第５図は第４図の貫流ボイラの一般的な制御
装置のブロック図である。 １……火炉出口ガス温度のスケジュールメモリ、２……
第１加熱器出口温度のスケジュールメモリ、３……第２
加熱器出口温度のスケジュールメモリ、４……主蒸気温
度のスケジュールメモリ、5,9……加算器、６……微分
器、７……制御器、８……比例器。
構成図、第２図は第１図の主蒸気温度制御装置の制御器
の動作説明図、第３図は第１図の主蒸気温度制御装置の
各比例器の内容を示す図、第４図は一般的な貫流ボイラ
の説明図、第５図は第４図の貫流ボイラの一般的な制御
装置のブロック図である。 １……火炉出口ガス温度のスケジュールメモリ、２……
第１加熱器出口温度のスケジュールメモリ、３……第２
加熱器出口温度のスケジュールメモリ、４……主蒸気温
度のスケジュールメモリ、5,9……加算器、６……微分
器、７……制御器、８……比例器。
Claims (2)
- 【請求項１】全給水流量指令に主蒸気目標温度と実主蒸
気温度との偏差に応じた補正量を加えて全燃料流量指令
を算出し、この燃料流量指令に応じて実燃料流量を調節
し、燃焼状態を制御することにより、少なくとも第１加
熱器、第２加熱器、最終加熱器を備えたボイラの主蒸気
温度を制御するボイラ主蒸気温度制御装置において、 発電機出力に応じて少なくともボイラの火炉出口ガス温
度、第１加熱器出口温度、第２加熱器出口温度、主蒸気
温度の各目標温度を算出する各目標温度算出手段と、 少なくともボイラの火炉出口ガス温度、第１加熱器出口
温度、第２加熱器出口温度、主蒸気温度の各温度を検出
する各温度検出手段と、 前記各目標温度算出手段により算出された各目標温度と
前記各温度検出手段により検出された実温度との各温度
偏差を算出する各温度偏差算出手段と、 前記各温度偏差算出手段により算出された各温度偏差を
基に前記補正量を算出する手段とを備え、 低負荷時における主蒸気温度制御を行うことを特徴とす
るボイラ主蒸気温度制御装置。 - 【請求項２】全給水流量指令に主蒸気目標温度と実主蒸
気温度との偏差に応じた補正量を加えて全燃料流量指令
を算出し、この燃料流量指令に応じて実燃料流量を調節
し、燃焼状態を制御することにより、少なくとも第１加
熱器、第２加熱器、最終加熱器を備えたボイラの主蒸気
温度を制御するボイラ主蒸気温度制御装置において、 発電機出力に応じて少なくともボイラの火炉出口ガス温
度、第１加熱器出口温度、第２加熱器出口温度、主蒸気
温度の各目標温度を算出する各目標温度算出手段と、 少なくともボイラの火炉出口ガス温度、第１加熱器出口
温度、第２加熱器出口温度、主蒸気温度の各温度を検出
する各温度検出手段と、 前記各目標温度算出手段により算出された各目標温度と
前記各温度検出手段により検出された実温度との各温度
偏差を算出する各温度偏差算出手段と、 前記各温度偏差算出手段により算出された各温度偏差を
時間微分する各温度偏差時間微分手段と、 前記各温度偏差算出手段により算出された各温度偏差と
前記各温度偏差時間微分手段により算出された各温度偏
差時間微分値を入力し、それらの各入力に対して、予め
「正方向に大」、「正方向に小」、「零」、「負方向に
小」および「負方向に大」という運転員の概念を測度パ
ラメータで与え、更に上記各概念の組合わせに対し、制
御出力を「正方向に大」、「正方向に小」、「零」、
「負方向に小」および「負方向に大」にする運転員の制
御則にも測度パラメータを与え、前記各温度偏差および
その時間微分が入力するとき、各制御則毎に温度偏差お
よびその時間微分の対応する測度の最小値を選び、各制
御則の制御出力の測度分布を最小値以下のもののみ有効
とし測度分布をとり直し、その結果得られる各制御出力
の測度分布の最大値を選択するように重ね合わせた後、
平均して制御出力を決定する制御手段と、 これら各制御手段の出力に係数を乗じて加算することに
より前記補正量を算出する手段とを備え、低負荷時にお
ける主蒸気温度制御を行うことを特徴とするボイラ主蒸
気温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6504985A JPH0743085B2 (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | ボイラ主蒸気温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6504985A JPH0743085B2 (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | ボイラ主蒸気温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61225502A JPS61225502A (ja) | 1986-10-07 |
| JPH0743085B2 true JPH0743085B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=13275712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6504985A Expired - Lifetime JPH0743085B2 (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | ボイラ主蒸気温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743085B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114263899B (zh) * | 2021-12-09 | 2023-12-19 | 国能(肇庆)热电有限公司 | 一种热电联产母管制供热机组的锅炉负荷分配方法 |
-
1985
- 1985-03-30 JP JP6504985A patent/JPH0743085B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61225502A (ja) | 1986-10-07 |
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