JPH10131714A - 火力発電プラントにおける燃料投入量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーナ着火から蒸気タービン通気開始までの
間の燃料投入量の合計をタービンウォーミングを行わな
い場合と行う場合で略等しくなるようにする。 【解決手段】 タービンウォーミングを行わない場合に
は、タービン起動モードにより定まる燃料流量指令４５
〜４９により燃料流量制御弁６の開度を調整し、タービ
ンウォーミングを行う場合には、タービン起動モードに
より定まる、バーナ２点火から蒸気タービン１９通気開
始までの基準時間指令７６〜８０と、火炉パス出口温度
３８、主蒸気圧力３９、タービン温度６８から予め演算
された、バーナ２点火から蒸気タービン１９通気開始ま
での目標時間指令９０との時間差９２を求め、主蒸気圧
力３９が所定の圧力以上になったら、燃料流量指令４５
〜４９から、時間差９２により定まる燃料流量減少指令
９４を除去して求めた燃料流量補正指令６７により燃料
流量制御弁６の開度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電プラント
における燃料投入量制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は一般的な火力発電プラントの概要
を示し、ボイラ本体１は火炉１ａ及び火炉１ａの上部後
方に接続された副側壁１ｂ並に副側壁１ｂ後方に下方へ
延在するよう接続された後部伝熱部１ｃを備えている。

【０００３】火炉１ａの前面下部に形成した図示してな
い複数のスロート部には、夫々バーナ２が配置されてお
り、該バーナ２の後方には、燃料ポンプ３から送給され
た燃料４をバーナ２へ送給するための燃料送給管５が接
続され、燃料送給管５の中途部には、燃料流量を調整す
るための燃料流量制御弁６が設けられている。而して、
火炉１ａでは、バーナ２から噴射された燃料４の燃焼に
より燃焼ガス７が生成されるようになっている。

【０００４】強圧通風機８に送給方向上流側端部を接続
された空気ダクト９の送気方向下流端は、火炉１ａの下
部前面に設置した風箱１０に接続されており、強圧通風
機８により圧送されて空気ダクト９から風箱１０へ送給
された燃焼用空気１１は、火炉１ａの前記スロート部か
ら火炉１ａ内へ導入されるようになっている。

【０００５】後部伝熱部１ｃの下端には、送気方向下流
側端部に煙突１２の接続された排ガスダクト１３が接続
され、後部伝熱部１ｃから排出されて排ガスダクト１３
を送給された燃焼排ガス１４は煙突１２から大気中へ排
出されるようになっている。

【０００６】排ガスダクト１３と空気ダクト９の中途部
には、空気予熱器１５が接続されており、排ガスダクト
１３を送給される燃焼排ガス１４の熱により、空気ダク
ト９から風箱１０へ送給される燃焼用空気１１を予熱し
得るようになっている。

【０００７】副側壁１ｂ内に設置した過熱器１６には、
中途部に遮断弁１７を備えた主蒸気管１８を介して、蒸
気タービン１９が接続され、蒸気タービン１９には発電
機２０が連結されている。而して過熱器１６で過熱され
て得られた主蒸気２１は、主蒸気管１８から蒸気タービ
ン１９へ導入されて蒸気タービン１９を駆動し得るよう
になっており、蒸気タービン１９により発電機２０を駆
動し得るようになっている。

【０００８】蒸気タービン１９の抽気側には送気方向先
端に復水器２３の接続された抽気管２４が接続され、復
水器２３には、中途部に給水ポンプ２５を備えると共に
給水方向先端がボイラ本体１の火炉１ａ炉壁管下方に接
続された給水管２６が接続されている。而して、蒸気タ
ービン１９から抽気された蒸気２７は復水器２３で水に
戻され、給水２８として給水ポンプ２５により加圧さ
れ、給水管２６を通ってボイラ本体１の炉壁管へ導入さ
れるようになっている。

【０００９】主蒸気管１８の遮断弁１７接続部よりも送
気方向上流側には、中途部に遮断弁２９を備え且つ先端
が抽気管２４の中途部に接続されたバイパス管３０の後
端が接続され、バーナ２の点火後、主蒸気管１８を送給
される主蒸気２１の圧力が所定の圧力になるまでは、主
蒸気管１８を送給されて来た主蒸気２１を蒸気タービン
１９へ導入せず、バイパス管３０から抽気管２４へ戻し
得るようになっている。

【００１０】主蒸気管１８の遮断弁１７接続部よりも送
気方向上流側には、中途部に遮断弁３１を備え且つ先端
が蒸気タービン１９に接続されたウォーミング蒸気送給
管３２が接続され、蒸気タービン１９には、先端がバイ
パス管３０の遮断弁２９接続部よりも送気方向下流側に
接続されたウォーミング蒸気抽気管３３が接続されてい
る。而して、蒸気タービン１９の起動時に蒸気タービン
１９をウォーミングする必要のある場合には、主蒸気２
１を主蒸気管１８及びウォーミング蒸気送給管３２から
蒸気タービン１９へ導入することにより蒸気タービン１
９をウォーミングし得るようになっており、蒸気タービ
ン１９をウォーミングした後の蒸気は、蒸気タービン１
９から抽気されてウォーミング蒸気抽気管３３を通りバ
イパス管３０へ排出し得るようになっている。

【００１１】なお、図５中、３４は火炉パス出口の燃焼
ガス７の温度を検出するための火炉パス出口温度検出
器、３５は主蒸気管１８を通る主蒸気２１の圧力を蒸気
タービン１９の入口側で検出するための主蒸気圧力検出
器、３６は蒸気タービン１９の温度を検出するための蒸
気タービン温度検出器、６８は蒸気タービン温度検出器
３６により検出されたタービン温度である。

【００１２】図５に示す火力発電プラントにおいて蒸気
タービン１９を起動する際に駆動する燃料投入量制御装
置は図３に示されており、３７は火炉パス出口温度検出
器３４により検出した火炉パス出口温度３８と主蒸気圧
力検出器３５で検出した主蒸気圧力３９をもとにベリー
ホット、ホット、ウォームＮｏ．１、ウォームＮｏ．
２、コールドといったタービン起動モードを選択し、タ
ービン起動モードごとの切換指令５４，５５，５６，５
７を出力して切換器５０，５１，５２，５３へ与え得る
ようにした起動モード選択器である。

【００１３】４０，４１，４２，４３，４４はタービン
起動モードごとの燃料流量指令を出力する信号発生器で
あり、信号発生器４０はタービン起動モードベリーホッ
ト時の燃料流量指令４５を出力し、信号発生器４１はタ
ービン起動モードホット時の燃料流量指令４６を出力
し、信号発生器４２はタービン起動モードウォームＮ
ｏ．１時の燃料流量指令４７を出力し、信号発生器４３
はタービン起動モードウォームＮｏ．２時の燃料流量指
令４８を出力し、信号発生器４４はタービン起動モード
コールド時の燃料流量指令４９を出力し得るようになっ
ている。

【００１４】切換器５０はタービン起動モード選択器３
７から切換指令５４が与えられていない場合はｂ側に切
換わって信号発生器４０からの燃料流量指令４５を出力
し、タービン起動モード選択器３７から切換指令５４が
与えられたらａ側に切換わって信号発生器４１からの燃
料流量指令４６を出力し得るようになっている。

【００１５】切換器５１はタービン起動モード選択器３
７から切換指令５５が与えられていない場合はｂ側に切
換わって切換器５０からの燃料流量指令４５又は４６を
出力し、タービン起動モード選択器３７から切換指令５
５が与えられたらａ側に切換わって信号発生器４２から
の燃料流量指令４７を出力し得るようになっている。

【００１６】切換器５２はタービン起動モード選択器３
７から切換指令５６が与えられていない場合にはｂ側に
切換わって切換器５１からの燃料流量指令４５，４６，
４７の何れかを出力し、タービン起動モード選択器３７
から切換指令５６が与えられたらａ側に切換わって信号
発生器４３からの燃料流量指令４８を出力し得るように
なっている。

【００１７】切換器５３はタービン起動モード選択器３
７から切換指令５７が与えられていない場合にはｂ側に
切換わって切換器５２からの燃料流量指令４５，４６，
４７，４８の何れかを出力し、タービン起動モード選択
器３７から切換指令５７が与えられたらａ側に切換わっ
て信号発生器４４からの燃料流量指令４９を出力し得る
ようになっている。

【００１８】５８はタービン起動時にタービンウォーミ
ングを行う際には、タービン起動モードに関係なく、図
４に示すごとく一定のマイナスの燃料流量減少指令５９
を出力し得るようにした信号発生器、６０はタービンウ
ォーミング以外の場合に零指令６１を出力し得るように
した信号発生器、６２は主蒸気圧力検出器３５で検出し
た主蒸気圧力３９が所定の圧力（例えば７５ｋｇ／ｃｍ
²）以上の場合にはセット側に切換わって切換指令６３
を出力し、蒸気タービン１９（図５参照）に対するウォ
ーミングを行わない場合にリセット指令６４が与えられ
たらリセット側に切換わって切換指令６３を出力しない
ようにしたセット・リセット器、６５はセット・リセッ
ト器６２から切換指令６３が与えられていない場合には
ａ側に切換わって信号発生器６０からの零指令６１を出
力し、セット・リセット器６２から切換指令６３が与え
られたらｂ側に切換わって信号発生器５８からの燃料流
量減少指令５９を出力し得るようにした切換器である。

【００１９】６６は切換器６５からの指令が零指令６１
の場合は、切換器５３からの燃料流量指令４５〜４９の
何れかをそのまま出力し、切換器６５の指令が燃料流量
減少指令５９の場合は、切換器５３からの燃料流量指令
４５〜４９の何れかと燃料流量減少指令５９を加算して
燃料流量補正指令６７を求め、燃料流量指令４５〜４９
の何れか又は燃料流量補正指令６７を燃料流量制御弁６
へ与え、燃料流量制御弁６の開度を調整し得るようにし
た加算器である。

【００２０】蒸気タービン１９を起動する際には、バー
ナ２の点火に先行して、火炉パス出口温度検出器３４に
より検出した火炉パス出口温度３８と主蒸気圧力検出器
３５により検出した主蒸気圧力３９がタービン起動モー
ド選択器３７に与えられ、而して、タービン起動モード
選択器３７では火炉パス出口温度３８及び主蒸気圧力３
９をもとにタービン起動モードが選択される。

【００２１】タービン起動モードとしては、上述のごと
くベリーホット、ホット、ウォームＮｏ．１、ウォーム
Ｎｏ．２、コールドの５パターンがあるが、タービン起
動モードの選択は次のようにして行われる。すなわち、
例えば火炉パス出口温度３８が２００℃以上で、主蒸気
圧力３９が５０ｋｇ／ｃｍ²以上の場合には、ベリーホ
ットが、火炉パス出口温度３８が２００℃以上で主蒸気
圧力３９が５０ｋｇ／ｃｍ²よりも低い場合にはホット
が、火炉パス出口温度３８が１５０℃以上で２００℃よ
りも低い場合にはウォームＮｏ．１が、火炉パス出口温
度３８が１２０℃以上で１５０℃よりも低い場合にはウ
ォームＮｏ．２が、火炉パス出口温度３８が１２０℃よ
りも低い場合にはコールドが夫々選択される。

【００２２】而して、例えばタービン起動モード選択器
３７でタービン起動モードベリーホットが選択された場
合には、タービン起動モード選択器３７からは切換指令
５４〜５７は出力されないため、切換器５０〜５３は全
てｂ側に切換わっている。このため、信号発生器４０か
らの燃料流量指令４５は切換器５０〜５３を経て加算器
６６に与えられる。

【００２３】一方、タービン起動モードが選択されると
強圧通風機８が起動されて燃焼用空気１１は空気ダクト
９を通り、風箱１０から火炉１ａ内へ導入され、給水ポ
ンプ２５が起動されて給水２８は給水管２６からボイラ
本体１内へ送給され始め、燃料ポンプ３が起動されてバ
ーナ２が点火される。

【００２４】バーナ２が点火されると、燃料４は火炉１
ａ内へ噴射され、燃焼用空気１１と混合して燃焼するこ
とにより燃焼ガス７が生成され、生成した燃焼ガス７は
火炉１ａ、副側壁１ｂ、後部伝熱部１ｃを通り燃焼排ガ
ス１４として排ガスダクト１３へ排出され、空気予熱器
１５において空気ダクト９を送給されて来た燃焼用空気
１１を予熱し、排ガスダクト１３から煙突１２を通って
大気中へ排出される。

【００２５】又、ボイラ本体１の炉壁管や過熱器１６内
の水、蒸気は、火炉１ａで生成した燃焼ガス７により加
熱され、過熱器１６から送出された主蒸気２１は主蒸気
管１８を送給される。而して、この場合には遮断弁２９
が開き遮断弁１７，３１は閉止しているため、主蒸気２
１はバイパス管３０を通って抽気管２４へ流入し、抽気
管２４から復水器２３へ送給されて水に戻され、復水器
２３から流出したうえ給水ポンプ２５で加圧されて給水
２８として給水管２６からボイラ本体１へ導入される。

【００２６】而して、バーナ２点火後、所定時間の間は
主蒸気圧力検出器３５により検出される主蒸気圧力３９
は７５ｋｇ／ｃｍ²よりも低いため、セット・リセット
器６２はリセット側に切換わっており、従って、セット
・リセット器６２からは切換指令６３は出力されず、切
換器６５はａ側に切換わっている。

【００２７】このため、信号発生器６０からの零指令６
１が加算器６６へ与えられ（実際には信号は与えられな
い）、加算器６６からは、切換器５３からの燃料流量指
令４５が燃料流量制御弁６に与えられ、燃料流量制御弁
６の開度が調整される。従って、バーナ２からは、燃料
流量指令４５に対応した単位時間当り所定流量の燃料４
が火炉１ａ内に噴射され、燃焼用空気１１と混合して燃
焼し、燃焼ガス７が生成される。

【００２８】生成した燃焼ガス７は前述のように火炉１
ａ、副側壁１ｂ、後部伝熱部１ｃを経て排ガスダクト１
３へ排出されるが、ボイラ本体１の炉壁管や過熱器１６
内を流れる水や蒸気の温度及び圧力は徐々に上昇する。

【００２９】而して、タービン温度検出器３６により検
出されるタービン温度６８が所定の温度以上で、蒸気タ
ービン１９のウォーミングを行う必要のない場合には、
主蒸気圧力検出器３５により検出される主蒸気圧力３９
が所定の圧力（例えば８５ｋｇ／ｃｍ²）以上になると
遮断弁３１は閉止したままで遮断弁１７が開き、遮断弁
２９が閉止する。

【００３０】このため、過熱器１６からの主蒸気２１
は、主蒸気管１８を通って蒸気タービン１９へ通気を開
始され、而して蒸気タービン１９は回転を開始し、蒸気
タービン１９から抽気された蒸気２７は復水器２３で水
に戻され、給水ポンプ２５により給水２８としてボイラ
本体１へ送給される。蒸気タービン１９が所定の回転数
になると通気は終了する。

【００３１】タービン温度検出器３６により検出される
タービン温度６８が所定の温度以下でタービンウォーミ
ングを行う必要のある場合には、主蒸気圧力検出器３５
により検出される主蒸気圧力３９が７５ｋｇ／ｃｍ²以
上になるとセット・リセット器６２が切換わり、セット
・リセット器６２からは切換指令６３が切換器６５に与
えられる。このため、切換器６５はｂ側に切換わり、信
号発生器５８からの燃料流量減少指令５９が切換器６５
を経て加算器６６に与えられ、加算器６６では、切換器
５３からのプラスの燃料流量指令４５と切換器６５から
のマイナスの燃料流量減少指令５９が加算されて燃料流
量補正指令６７が求められ、該燃料流量補正指令６７に
より燃料流量制御弁６の開度が調整される。このためバ
ーナ２からは、燃料流量指令４５によってのみ流量制御
される場合よりも単位時間当り少い流量の燃料４が火炉
１ａ内へ噴射されることになる。

【００３２】又、タービンウォーミングを行う必要のあ
る場合には、遮断弁１７が閉止した状態で遮断弁３１が
開くと共に遮断弁２９が閉止し、従って、過熱器１６か
らの主蒸気２１は、主蒸気管１８、ウォーミング蒸気送
給管３２を通って蒸気タービン１９内へ導入され、蒸気
タービン１９をウォーミングしたうえウォーミング蒸気
抽気管３３へ抽気され、ウォーミング蒸気抽気管３３、
バイパス管３０、抽気管２４を経て復水器２３へ送給さ
れ、復水器２３で水に戻されたうえ、給水２８としてボ
イラ本体１へ給水される。

【００３３】タービンウォーミングが終了すると、遮断
弁２９が閉止したままで遮断弁１７が開き、遮断弁３１
が閉止するため、以後は主蒸気管１８からの主蒸気２１
は蒸気タービン１９へ通気され、蒸気タービン１９は回
転を開始する。蒸気タービン１９が所定の回転数に達す
ると通気は終了する。

【００３４】タービン起動モードホットの場合は、ター
ビン起動モード選択器３７からの切換指令５４により切
換器５０はａ側に切換わっており、信号発生器４１から
の燃料流量指令４６が加算器６６に与えられ、同様に、
タービン起動モードウォームＮｏ．１の場合には、信号
発生器４２からの燃料流量指令４７が加算器６６に与え
られ、タービン起動モードウォームＮｏ．２の場合に
は、信号発生器４３からの燃料流量指令４８が加算器６
６に与えられ、タービン起動モードコールドの場合に
は、信号発生器４４からの燃料流量指令４９が加算器６
６に与えられる。

【００３５】燃料流量指令４５〜４９の関係は、燃料流
量指令４５＞燃料流量指令４６＞燃料流量指令４７＞燃
料流量指令４８＞燃料流量指令４９である。

【００３６】前述のごとくタービンウォーミングを行う
際には、バーナ２から火炉１ａ内へ噴射される燃料４の
単位時間当りの流量をタービンウォーミングを行わない
場合の燃料４の単位時間当りの流量よりも少くするのは
次のような理由による。

【００３７】すなわち、蒸気タービン１９を起動する際
には、バーナ２の点火から蒸気タービン１９への通気を
開始するまでの合計の燃料投入量は、タービンウォーミ
ングを行うか行わないかに関係なくタービン起動モード
ごとに決められているが、タービンウォーミングが必要
な場合バーナ２の点火後通気を開始するまでの時間が延
びるため、単位時間当りの燃料流量が同じだと同一起動
モードでも燃料投入量が過剰となり、その結果蒸気ター
ビン１９起動時に蒸気タービン１９へ導入された主蒸気
の温度が蒸気タービン１９各部のメタル温度の許容値以
上に高くなる、いわゆるタービンミスマッチが生じ、従
って蒸気タービン１９が損傷する虞れがある。

【００３８】そこで、蒸気タービン１９起動時にタービ
ンミスマッチが生じないようにして蒸気タービン１９の
損傷を防止するため、タービンウォーミングを行う場合
でも行わない場合でも、バーナ２の点火から蒸気タービ
ン１９への通気を開始するまでの間にバーナ２から火炉
１ａ内へ噴射する燃料４の合計投入量を略等しくし、タ
ービンミスマッチを防止するよう、前述のごとくタービ
ンウォーミングを行う際にはタービン起動モードのいか
んに拘らず、燃料流量指令４５〜４９から一定の燃料流
量減少指令５９を除去し、バーナ２から噴射される燃料
４の単位時間当りの流量を減少させるようにしているの
である。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】バーナ２点火後蒸気タ
ービン１９へ通気を開始するまでの時間は、タービンウ
ォーミングの条件により変わるため、減少させる燃料４
の単位時間当りの流量は、バーナ２点火後蒸気タービン
１９へ通気を開始するまでの時間によって変えるのが望
ましい。

【００４０】しかしながら、従来の燃料投入量制御装置
の場合には、バーナ２点火後蒸気タービン１９へ通気を
開始するまでの時間に無関係に単位時間当り一定流量の
燃料４を減ずるようにしているだけであるため、タービ
ンウォーミングを行う場合と行わない場合とで燃料４の
合計投入量に差が生じ、場合によってはタービンミスマ
ッチ等の弊害が生ずる虞れがある。

【００４１】本発明は前述の実情に鑑み、タービン起動
モードごとにタービンウォーミングを行わない場合でも
タービンウォーミングを行う場合でも、バーナ点火後蒸
気タービンへ通気を開始するまでの間にバーナから噴射
される燃料の投入量の合計を略等しくなるようにし、以
って蒸気タービンにタービンミスマッチが生じないよう
にすることを目的としてなしたものである。

【００４２】

【課題を解決するための手段】本発明は、タービン起動
モードにより定まる、タービンウォーミングを行わない
場合の単位時間当りの燃料流量指令を出力する複数の第
１の信号発生器と、タービン起動モードにより定まる、
タービンウォーミングを行わない場合の、バーナ点火か
ら蒸気タービン通気開始までの基準時間指令を出力する
複数の第２の信号発生器と、所定のデータから演算し
た、バーナ点火から蒸気タービン通気開始までの目標時
間指令と前記複数の第２の信号発生器のうち所定の信号
発生器からの基準時間指令との時間差を求める減算器
と、該減算器からの時間差に対応して定まる燃料流量減
少指令を出力する関数発生器と、タービンウォーミング
を行わない場合には、前記第１の信号発生器のうち所定
の信号発生器からの燃料流量指令を燃料流量制御弁に与
え、タービンウォーミングを行う場合には、前記所定の
第１の信号発生器からの燃料流量指令より前記関数発生
器からの燃料流量減少指令を除去して燃料流量補正指令
を求め、該燃料流量補正指令を前記燃料流量制御弁に与
える加算器とを設けたものである。

【００４３】本発明では、タービンウォーミングが必要
のない場合には、タービン起動モードにより定まる所定
の第１の信号発生器からの燃料流量指令により燃料流量
制御弁の開度が調整され、タービンウォーミングが必要
な場合には、減算器において、所定のデータから演算し
た、バーナ点火から蒸気タービン通気開始までの目標時
間指令と第２の信号発生器のうち所定の信号発生器から
の基準時間指令との時間差が求められ、求められた時間
差は関数発生器に与えられ、関数発生器からは時間差に
対応した燃料流量減少指令が出力されて加算器に与えら
れ、加算器では所定の第１の信号発生器よりの燃料流量
指令から関数発生器よりの燃料流量減少指令が除外され
て燃料流量補正指令が求められ、該燃料流量補正指令に
より燃料流量制御弁の開度が調整される。

【００４４】本発明では、タービン起動モードにより定
まる、バーナ着火から蒸気タービンの通気を開始するま
での間の燃料投入量の合計をタービンウォーミングを行
わない場合と行う場合で略等しくすることができるた
め、蒸気タービンにミスマッチングが生じることがな
く、蒸気タービンの損傷を防止することができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。

【００４６】図１、２は本発明の実施の形態の一例で、
本発明の実施の形態の適用される火力発電プラントは図
５に示す火力発電プラントと同一であり、又図１中、図
３に示すものと同一のものには同一の符号が付してあ
る。

【００４７】図１中、３７ａは火炉パス出口温度検出器
３４により検出した火炉パス出口温度３８と主蒸気圧力
検出器３５で検出した主蒸気圧力３９をもとにタービン
起動モードを選択し、タービン起動モード選択器３７と
同様タービン起動モードごとの切換指令５４，５５，５
６，５７を出力して切換器５０，５１，５２，５３へ与
えると共にタービン駆動モードごとの切換指令８５，８
６，８７，８８を出力して切換器８１，８２，８３，８
４へ与え得るようにしたタービン起動モード選択器であ
る。

【００４８】又、７１，７２，７３，７４，７５は、タ
ービン起動モードごとの、タービンウォーミングのない
場合におけるバーナ２点火から蒸気タービン１９へ通気
を開始するまでの時間を基準時間指令７６，７７，７
８，７９，８０として出力する信号発生器であり、信号
発生器７１はタービン起動モードベリーホット時の基準
時間指令７６を出力し、信号発生器７２はタービン起動
モードホット時の基準時間指令７７を出力し、信号発生
器７３はタービン起動モードウォームＮｏ．１時の基準
時間指令７８を出力し、信号発生器７４はタービン起動
モードウォームＮｏ．２時の基準時間指令７９を出力
し、信号発生器７５はタービン起動モードコールド時の
基準時間指令８０を出力し得るようになっている。

【００４９】切換器８１はタービン起動モード選択器３
７ａから切換指令８５が与えられない場合にはｂ側に切
換わって、信号発生器７１からの基準時間指令７６を出
力し、タービン起動モード選択器３７ａから切換指令８
５が与えられた場合にはａ側に切換わって信号発生器７
２からの基準時間指令７７を出力し得るようになってい
る。

【００５０】切換器８２はタービン起動モード選択器３
７ａから切換指令８６が与えられない場合にはｂ側に切
換わって切換器８１からの基準時間指令７６又は７７を
出力し、タービン起動モード選択器３７ａから切換指令
８６が与えられた場合にはａ側に切換わって信号発生器
７３からの基準時間指令７８を出力し得るようになって
いる。

【００５１】切換器８３はタービン起動モード選択器３
７ａから切換指令８７が与えられない場合にはｂ側に切
換わって切換器８２からの基準時間指令７６，７７，７
８の何れかを出力し、タービン起動モード選択器３７ａ
から切換指令８７が与えられた場合にはａ側に切換わっ
て信号発生器７４からの基準時間指令７９を出力し得る
ようになっている。

【００５２】切換器８４はタービン起動モード選択器３
７ａから切換指令８８が与えられない場合にはｂ側に切
換わって切換器８３からの基準時間指令７６，７７，７
８，７９の何れかを出力し、タービン起動モード選択器
３７ａから切換指令８８が与えられた場合にはａ側に切
換わって信号発生器７５からの基準時間指令８０を出力
し得るようになっている。

【００５３】８９は火炉パス出口温度検出器３４で検出
した火炉パス出口温度３８と主蒸気圧力検出器３５で検
出した主蒸気圧力３９とタービン温度検出器３６で検出
したタービン温度６８をもとに、タービンウォーミング
を行うか行わないかに関係なくバーナ２の点火から蒸気
タービン１９へ通気を開始するまでの目標時間指令９０
を算出する演算器であり、目標時間指令９０をＴとする
と、Ｔ＝ｆ（ｔ１，ｐ，ｔ２）により目標時間指令９０
を求め得るようになっている。ここでｔ１は火炉パス出
口温度３８、ｔ２はタービン温度６８、ｐは主蒸気圧力
３９である。

【００５４】９１は演算器８９からの目標時間指令９０
と切換器８４からの基準時間指令７６，７７，７８，７
９，８０のうちの何れかとの差をとり時間差９２を求め
る減算器、９３は減算器９１からの時間差９２に対応し
て燃料流量減少指令９４を切換器６５へ向けて出力する
関数発生器である。

【００５５】関数発生器９３へセットされる関数Ｆ
（ｘ）は、図２に示すごとく時間差９２が少い場合には
燃料流量減少指令９４は零で、時間差９２が所定の範囲
にある場合には、時間差９２が大きくなるに従い燃料流
量減少指令９４はマイナス側に大きくなり、時間差９２
が所定の値以上の場合には燃料流量減少指令９４はマイ
ナス側に最も大きい一定値となるような関数である。

【００５６】次に本発明の実施の形態の作動について図
５をも参照しつつ説明する。

【００５７】蒸気タービン１９を起動する際には、バー
ナ２の点火に先行して火炉パス出口温度検出器３４によ
り検出した火炉パス出口温度３８及び主蒸気圧力検出器
３５により検出した主蒸気圧力３９がタービン起動モー
ド選択器３７ａに与えられると共に、火炉パス出口温度
３８及び主蒸気圧力３９並にタービン温度検出器３６に
より検出したタービン温度６８が演算器８９へ与えられ
る。

【００５８】タービン起動モード選択器３７ａでは、図
３で説明した場合と同様にしてベリーホット、ホット、
ウォームＮｏ．１、ウォームＮｏ．２、コールドのうち
の何れかがタービン起動モードとして選択される。而し
てタービン起動モードがベリーホットの場合には、ター
ビン起動モード選択器３７ａからは切換指令は出力され
ないが、タービン起動モードがホット、ウォームＮｏ．
１、ウォームＮｏ．２、コールドの場合には、タービン
起動モード選択器３７ａからは、所定の切換指令５４〜
５７が所定の切換器５０〜５３に与えられると共に所定
の切換指令８５〜８８が所定の切換器８１〜８４に与え
られる。すなわち、例えばタービン起動モード選択器３
７ａでタービン起動モードホットが選択された場合に
は、タービン起動モード選択器３７ａからは、切換指令
５４，８５が出力されて切換器５０，８１に与えられ、
切換器５０，８１はａ側に切換わるが、他の切換器５
１，５２，５３、８２，８３，８４はｂ側のままであ
る。

【００５９】このため、信号発生器４１から出力された
タービン起動モードホットに対応する燃料流量指令４６
は切換器５０〜５３を経て加算器６６に与えられ、信号
発生器７２から出力されたタービン起動モードホットに
対応する基準時間指令７７は切換器８１〜８４を経て演
算器９１に与えられる。

【００６０】減算器９１では演算器８９からの目標時間
指令９０と切換器８４からの基準時間指令７７との時間
差９２が求められ、求められた時間差９２は関数発生器
９３に与えられ、関数発生器９３からは時間差９２に対
応した燃料流量減少指令９４が出力されて切換器６５に
与えられる。

【００６１】一方、主蒸気圧力検出器３５で検出した主
蒸気圧力３９が７５ｋｇ／ｃｍ²よりも低い場合には、
セット・リセット器６２はリセット側に切換わりセット
・リセット器６２からは切換指令６３が出力されないた
め、切換器６５はａ側に切換わっている。このため、信
号発生器６０から出力された零指令６１が切換器６５を
経て加算器６６に与えられ、加算器６６からは、切換器
５３からの燃料流量指令４６のみが燃料流量制御弁６に
与えられ、燃料流量制御弁６の開度が調整される。

【００６２】又、この場合は、遮断弁２９が開き、遮断
弁１７，３１は閉止しているため、過熱器１６で生成し
た主蒸気２１はバイパス管３０を通って抽気管２４へ戻
される。

【００６３】主蒸気圧力検出器３５により検出される主
蒸気圧力３９が７５ｋｇ／ｃｍ²以上になると、セット
・リセット器６２はセット側に切換わってセット・リセ
ット器６２からは切換指令６３が切換器６５に与えら
れ、切換器６５はｂ側に切換わる。このため、関数発生
器９３からの燃料流量減少指令９４が切換器６５を通っ
て加算器６６に与えられるが、減算器９１で得られた時
間差９２が零又は所定の値よりも小さい場合、すなわち
タービンウォーミングが不要の場合には、関数発生器９
３から出力される燃料流量減少指令９４は零である。従
ってこの場合には、加算器６６からは切換器５３からの
燃料流量指令４６のみが燃料流量制御弁６に与えられ、
燃料流量制御弁６の開度が制御される。又燃料流量減少
指令９４が零であるため、燃料流量制御弁６は絞られ
ず、燃料４の流量が減少することはない。

【００６４】なお、バーナ２が点火されてから蒸気ター
ビン１９へ通気が開始されるまでの時間は、演算器８９
で演算された目標時間指令９０が基準時間指令７７より
も大きい場合は目標時間指令９０により定まり、それ以
外の場合は基準時間指令７７により定まる。

【００６５】主蒸気圧力検出器３５で検出した主蒸気圧
力３９が８５ｋｇ／ｃｍ²以上になると共に火炉パス出
口温度検出器３４で検出した火炉パス出口温度３８が５
００℃以上になるとリセット指令６４によりセット・リ
セット器６２がリセットされると共に、遮断弁３１が閉
止した状態で遮断弁１７が開き、遮断弁２９は閉止す
る。

【００６６】このため、セット・リセット器６２からは
切換器６５に切換指令６３が与えられなくなって切換器
６５はａ側に切換わり、従って以後は切換器５３からの
燃料流量指令４６と信号発生器６０からの零指令６１、
換言すれば燃料流量指令４６によってのみ、燃料流量制
御弁６の開度が調整され、過熱器１６で生成した主蒸気
２１は蒸気タービン１９へ通気され、蒸気タービン１９
が回転を開始する。

【００６７】前述のごとく主蒸気圧力検出器３５により
検出された主蒸気圧力３９が７５ｋｇ／ｃｍ²以上にな
ると、セット・リセット器６２が切換わって切換器６５
には切換指令６３が与えられるため、切換器６５はｂ側
に切換わって関数発生器９３からの燃料流量減少指令９
４が切換器６５を通って加算器６６に与えられる。而し
て、この場合、減算器９１で得られた時間差９２が所定
の値よりも大きい場合、すなわち、タービンウォーミン
グが必要な場合には、関数発生器９３からは時間差９２
の大きさに対応した大きさのマイナスの燃料流量減少指
令９４が出力され、切換器６５を経て加算器６６に与え
られる。

【００６８】このため、加算器６６では、プラスの燃料
流量指令４６にマイナスの燃料流量減少指令９４が加算
されて、すなわち、絶対値としては燃料流量指令４６か
ら燃料流量減少指令９４が除去されて燃料流量指令４６
よりも小さい燃料流量補正指令６７が求められ、該燃料
流量補正指令６７により燃料流量制御弁６の開度が調整
される。従って、燃料流量制御弁６は開度を絞られるこ
とになり、バーナ２から噴射される燃料４の単位時間当
りの流量は、タービンウォーミングを行わない場合の単
位時間当りの燃料流量よりも減少する。

【００６９】又、タービンウォーミングを行う場合に
は、例えば切換器６５がｂ側に切換わった時点で遮断弁
１７を閉止したまま遮断弁３１を開くと共に遮断弁２９
を閉止する。このため、過熱器１６で生成された主蒸気
２１は主蒸気管１８からウォーミング蒸気送給管３２を
経て蒸気タービン１９へ導入され、蒸気タービン１９の
ウォーミングが行われる。タービンウォーミングの際蒸
気タービン１９は回転することはない。

【００７０】バーナ２点火後の経過時間が、演算器８９
で演算された目標時間指令９０になると、セット・リセ
ット器６２にリセット指令６４が与えられてセット・リ
セット器６２はリセットされ、切換器６５はａ側に切換
わる。このため、以後は信号発生器６０からの零指令６
１が加算器６６へ与えられ、その結果、切換器５３から
の燃料流量指令４６によってのみ、燃料流量制御弁６の
開度が調整される。

【００７１】又目標時間指令９０の経過により、遮断弁
２９が閉止した状態で遮断弁１７が開くと共に遮断弁３
１が閉止するため、過熱器１６で生成した主蒸気２１は
主蒸気管１８から蒸気タービン１９へ送られて通気が開
始され、その結果蒸気タービン１９が回転を開始する。

【００７２】なお、信号発生器７１〜７５により設定さ
れる基準時間指令７６〜８０はタービン起動モードベリ
ーホットの場合は３０分程度、タービン起動モードコー
ルドの場合は数時間程度であり、基準時間指令７６＜基
準時間指令７７＜基準時間指令７８＜基準時間指令７９
＜基準時間指令８０の関係がある。

【００７３】本実施の形態例の作用では、タービン起動
モードホットの場合について説明したが、タービン起動
モードベリーホットの場合には、全ての切換器５０〜５
３、８１〜８４がｂ側に切換わり、タービン起動モード
ウォームＮｏ．１の場合は、切換器５１，８２がａ側に
切換わり、他の切換器５０，５２，５３、８１，８３，
８４はｂ側に切換わり、タービン起動モードウォームＮ
ｏ．２の場合は、切換器５２，８３がａ側に切換わり、
他の切換器５０，５１，５３、８１，８２，８４はｂ側
に切換わり、タービン起動モードコールドの場合は切換
器５３，８４がａ側に切換わり、他の切換器５０〜５
２、８１〜８３はｂ側に切換わっている点でタービン起
動モードホットの場合と異なる。しかし制御自体はター
ビン起動モードホットの場合と同様にして行われる。

【００７４】本実施の形態例によれば、バーナ２の着火
から蒸気タービン１９の起動を開始するまでの間にター
ビン起動モードごとに定まる燃料流量指令４５〜４９
を、演算した目標時間指令９０と予め経験的に定めたタ
ービンウォーミングのない場合のタービン起動モードご
との基準時間指令７６〜８０の差である時間差９２に対
応して減少させるようにしているため、バーナ２点火後
蒸気タービン１９へ通気を開始するまでにバーナ２から
火炉１ａ内へ噴射される燃料投入量の合計をタービンウ
ォーミングを行う場合と行わない場合とで略等しくする
ことができ、従って蒸気タービンにミスマッチが生じ
ず、蒸気タービンの損傷を防止することができる。

【００７５】なお、本発明は上述の実施の形態例に限定
されるものではなく、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は勿論である。

【００７６】

【発明の効果】本発明の火力発電プラントにおける燃料
投入量制御装置によれば、タービン起動モードにより定
まる、バーナ着火から蒸気タービンの通気を開始するま
での間の燃料投入量の合計をタービンウォーミングを行
うか否かに拘らず略等しくすることができるため、蒸気
タービンにミスマッチングが生じることがなく、蒸気タ
ービンの損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の火力発電プラントにおける燃料投入量
制御装置のブロック図である。

【図２】図１に示す関数発生器に設定するための関数を
示すグラフである。

【図３】従来の火力発電プラントにおける燃料投入量制
御装置のブロック図である。

【図４】従来の火力発電プラントにおける燃料投入量制
御装置における時間と燃料流量減少指令との関係を示す
グラフである。

【図５】火力発電プラントの概要図である。

【符号の説明】

２ バーナ ６ 燃料流量制御弁 １９ 蒸気タービン ４０，４１，４２，４３，４４ 信号発生器 ４５，４６，４７，４８，４９ 燃料流量指令 ６６ 加算器 ６７ 燃料流量補正指令 ７１，７２，７３，７４，７５ 信号発生器 ７６，７７，７８，７９，８０ 基準時間指令 ９０ 目標時間指令 ９１ 減算器 ９２ 時間差 ９３ 関数発生器 ９４ 燃料流量減少指令

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン起動モードにより定まる、ター
   ビンウォーミングを行わない場合の単位時間当りの燃料
   流量指令を出力する複数の第１の信号発生器と、 タービン起動モードにより定まる、タービンウォーミン
   グを行わない場合の、バーナ点火から蒸気タービン通気
   開始までの基準時間指令を出力する複数の第２の信号発
   生器と、 所定のデータから演算した、バーナ点火から蒸気タービ
   ン通気開始までの目標時間指令と前記複数の第２の信号
   発生器のうち所定の信号発生器からの基準時間指令との
   時間差を求める減算器と、 該減算器からの時間差に対応して定まる燃料流量減少指
   令を出力する関数発生器と、 タービンウォーミングを行わない場合には、前記第１の
   信号発生器のうち所定の信号発生器からの燃料流量指令
   を燃料流量制御弁に与え、タービンウォーミングを行う
   場合には、前記所定の第１の信号発生器からの燃料流量
   指令より前記関数発生器からの燃料流量減少指令を除去
   して燃料流量補正指令を求め、該燃料流量補正指令を前
   記燃料流量制御弁に与える加算器とを設けたことを特徴
   とする火力発電プラントにおける燃料投入量制御装置。