JPH11141465A - ドラムボイラの給水制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイラ給水流量調節弁開度信号をボイラ給水
ポンプの制限流量以下に制御してボイラ給水ポンプの過
負荷によるポンプ停止を防止すること。 【解決手段】 ボイラ給水ポンプとボイラの給水流量調
節弁からなるドラムボイラの給水制御装置において、ド
ラムレベル設定信号６とドラムレベル検出信号１とのレ
ベル偏差信号を求める手段と、蒸気流量信号３と給水流
量信号２との流量偏差信号を求める手段と、両偏差信号
に基づいてドラムへの給水流量調節弁開度信号を求める
手段と、給水流量信号がポンプ制限流量信号に近付くに
つれて調節弁の動作速度を徐々に零に近付けるような信
号を発生する関数発生手段２１と、給水流量調節弁開度
信号を求める手段からの出力が弁開度を増加する方向の
ときのみ関数発生からの出力を有効とする制限手段２０
と、制限手段からの信号を給水流量調節弁１５に出力し
てボイラへの給水流量を制御すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドラムボイラの給
水制御方法及び装置に係わり、特にボイラ給水ポンプの
過負荷によるポンプトリップ等の異常を抑制することに
より、常に安定したボイラへの給水供給を可能とするド
ラムボイラの給水制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、例えば図２に示されるよ
うに、ボイラへの給水流量信号が増加し、給水流量２が
ボイラ給水ポンプの制限流量に達するとこれが信号検出
器１６によって検出され、そのときの給水流量調節弁開
度信号が信号記憶器１２を介して信号切り替え器１３に
より切り替えられて低値信号選択器１０へ送信されるよ
うになっていた。即ち、ボイラ給水流量信号２が予め定
めた値以上になると信号検出器１６がオン状態となり、
信号発生器１１からの信号に代えて、信号記憶器１２か
らの信号が信号低値選択器１０に出力される。

【０００３】そして、信号低値選択器１０において、比
例積分器９からの信号よりも低値である信号記憶器１２
からの信号が選択されて出力される。つまり、信号検出
器１６がオン状態になった時の開度指令信号が信号記憶
器１２により与えられるため、信号検出器１６で検出さ
れたときの給水流量調節弁開度以上の値に弁開度が増加
しない制御方法が採用されていた。しかしながら、ボイ
ラ給水流量信号２には計測ループの検出遅れが存在する
ため、実際には、予め定めた値以上に制御されるケース
があった。

【０００４】このように、ボイラ給水ポンプ制限流量以
上に給水流量を要求するとボイラ給水ポンプが過負荷と
なりプラント運転継続ができなくなることから、このよ
うに給水流量調節弁の開度制限をかける配慮が必要とさ
れる。即ち、給水流量調節弁を開けばそれだけ流量が増
加して、前述のように、ポンプに過負荷をもたらすので
ある。そのためには、いかなる場合でもボイラ給水流量
を精度良く、ポンプ制限流量以下に制御することが望ま
れていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、前述した
ようにボイラ給水流量がボイラ給水ポンプの制限流量に
なったことが検出された時点で、初めてボイラ給水流量
調節弁開度をその時点の開度以上に開かないようにした
ものである。

【０００６】一方、ボイラ給水流量調節弁は、ドラムレ
ベル制御を行っているため急速なドラムレベルの低下に
対しては、前記給水流量調節弁を開いて速やかにドラム
レベルを正常に維持するように動作する。また当然のこ
とではあるが給水流量検出器には検出遅れがある。

【０００７】従って、前記ボイラ給水流量の信号検出器
１６によってボイラ給水流量の制限値を検出したときに
は、ボイラ給水流量調節弁の開度は前記ボイラ給水流量
制限値以上の給水を要求する開度になっている可能性が
極めて高く、更に給水流量調節弁の操作指令側の機械的
遅れによるオーバーシュートよりボイラ給水ポンプに過
大な流量をとる結果、ポンプモータ過負荷あるいはポン
プ扱い込み圧力低下によるポンプ停止ひいてはプラント
停止に至る恐れがあった。

【０００８】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、ボイラ給水流量を確実にボイラ給水ポンプ
の制限流量以下に制御して給水ポンプ過負荷等によるポ
ンプトリップを防ぎ、常に安定運転を継続することがで
きるボイラ給水流量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】前記目的を達成するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。

【００１０】ボイラ給水ポンプとボイラへの給水流量を
調節する調節弁とを備えたドラムボイラの給水制御装置
において、ドラムレベル設定信号、ドラムレベル検出信
号、ボイラ給水流量信号およびボイラ蒸気流量信号を用
いて前記調節弁の弁開度信号を求め、前記弁開度が増加
する方向のときにのみ、前記ボイラ給水信号がボイラ制
限流量に近付くにつれて弁開度速度を徐々に零に近付け
るように前記調節弁を制御するドラムボイラの給水制御
装置。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。ここにおいて、１はドラムレベル信
号、２はボイラ給水流量信号、３はボイラ主蒸気流量信
号、４は減算器、５は減算器、６は信号発生器、７は比
例積分器、８は加算器、９は比例積分器、１０は信号低
値選択器、１１は信号発生器、１２は信号記憶器、１３
は信号切替器、１４は手動自動切替器、１５は給水流量
調節弁、１６は信号検出器、２０は変化率制限器、２１
は関数発生器、をそれぞれ表す。

【００１２】図１に示すようにドラムボイラは、信号発
生器６からのドラムレベル設定信号とドラムレベル検出
器からのドラムレベル信号１を減算器４により偏差信号
として演算した後、比例積分器７によりボイラー給水調
節弁開度信号に変換される。さらに各ドラムからの発生
蒸気である主蒸気流量信号３と給水流量信号２とを減算
器５により偏差信号として演算し、この偏差信号と前述
のドラムレベル偏差からのボイラ給水流量調節弁開度信
号とを加算器８により加算する。

【００１３】前記ドラムレベル信号１とボイラ給水流量
信号２とボイラ主蒸気流量信号３からなる三要素の合成
偏差信号を加算器８により作成する。前記合成偏差信号
を比例積分器９を介して各ドラムの給水流量調節弁への
開度指令信号を作成し給水流量を制御することになる。

【００１４】本発明においては、前記比例積分器９から
のボイラ給水流量調節弁の開度指令信号の出力側に、弁
開度増加方向のみ有効な信号変化率制限器２０を設置
し、この変化率設定信号としてボイラ給水流量信号２か
ら関数発生器２１により作成される値に弁開側速度を制
御する。

【００１５】具体的には関数発生器２１には次に示す特
性が付与されている。ボイラ給水流量調節弁の開閉速度
は、通常制御するに十分な速さで動作するが、ボイラ給
水ポンプ制限値近くになると弁開側動作速度を徐々に低
下させ始めポンプ流量制限値で開側速度が零となるよう
に、即ち開方向には増加させないように制御される。図
１の（２）は、関数発生器２１の入出力関係を示した図
である。関数発生器２１の入力であるボイラ給水流量が
ポンプ制限流量にまだまだ達しない間は、関数発生器２
１の出力である弁開度変化率は１００％で動作するが
（１分間で弁が閉から開になる速度を１００％とし
て）、給水流量がポンプ制限流量に近づくにつれて弁開
度の速度を徐々に零に近付けるようにしている。

【００１６】最終的には、給水流量がポンプ制限流量に
達したときには弁開度の速度を零にしているが、これに
達すまでの間で徐々に弁開度速度を低下させているの
で、給水流量がオーバシュートすることはなくなり、こ
のオーバシュートによるポンプ過負荷はなくなる。これ
らの信号の関係を図３に示す。

【００１７】すなわち、弁開度指令信号（（Ｐ＋Ｉ）の
出力信号）は、ドラムレベルおよび給水偏差信号により
開方向に動作するが、実際のボイラ給水流量信号がポン
プ制限流量値に近づくにつれて、増方向への開度変化割
合が制限され、ポンプ制限流量値で止まる。弁開度指令
信号（（（Ｐ＋Ｉ）の出力信号）が前記の値以下になれ
ば、変化率制限器後の信号は、そのまま出力されること
になり、ポンプ制限流量にならないように制御されるこ
とになる。

【００１８】図２で、変化率制限器２０の機能は、弁開
度が増加する方向の時のみ関数発生器２１からの信号を
有効とするものである。

【００１９】これにより従来発生していた検出遅れや動
作遅れの問題は確実に解消されることから、ボイラ給水
ポンプの過負荷は回避することが可能となる。

【００２０】次に、本発明の他の実施形態を説明する。
予めボイラ給水ポンプ容量に見合ったボイラ給水流量調
節弁開度上限信号を作成して前記ボイラ給水流量調節弁
開度信号を制限する方法も考えられるが、制限開度にか
かったときの調節弁の動作遅れは避けられないため、こ
の動作遅れ分すなわち給水流量オーバーシュート量を見
込んでおくことが必要となる。このような方法も本発明
と同等の効果が得られるものと考えられる。

【００２１】以上説明したように、本発明は、いかなる
運転状態に於いてもボイラ給水流量調節弁開度信号をボ
イラ給水ポンプの制限流量以下に制御することが可能と
なるためボイラ給水ポンプの過負荷によるポンプ停止を
防止することが可能となり、安定した運転継続が実現で
きる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ボイラ給水ポンプ流量
制限値に近ずくに従ってボイラ給水流量調節弁の動作速
度が遅くなるため、ボイラ給水流量制限値を検出遅れな
く確実に検出でき、しかもその時点で給水流量のオーバ
ーシュートなく給水流量調節弁開度を制限することが可
能となる。

【００２３】従ってボイラ給水ポンプの過負荷が確実に
防止でき安定したプラントの運転継続が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す制御系統図である。

【図２】従来技術に於ける制御系統図である。

【図３】本発明における変化率制限器の入力信号と出力
信号の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ ドラムレベル信号 ２ ボイラ給水流量信号 ３ ボイラ主蒸気流量信号 ４ 減算器 ５ 減算器 ６ 信号発生器 ７ 比例積分器 ８ 加算器 ９ 比例積分器 １０ 信号低値選択器 １１ 信号発生器 １２ 信号記憶器 １３ 信号切替器 １４ 手動自動切替器 １５ 給水流量調節弁 １６ 信号検出器 ２０ 変化率制限器 ２１ 関数発生器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラ給水ポンプとボイラへの給水流量
   を調節する調節弁とを備えたドラムボイラの給水制御装
   置において、 ドラムレベル設定信号、ドラムレベル検出信号、ボイラ
   給水流量信号およびボイラ蒸気流量信号を用いて前記調
   節弁の弁開度信号を求め、 前記弁開度が増加する方向のときにのみ、前記ボイラ給
   水信号がボイラ制限流量に近付くにつれて弁開度速度を
   徐々に零に近付けるように前記調節弁を制御することを
   特徴とするドラムボイラの給水制御装置。
2. 【請求項２】 一以上のドラムボイラの各々へ給水する
   一台以上のボイラ給水ポンプと、ボイラの蒸発量に見合
   う給水流量を調節するボイラの給水流量調節弁からなる
   ドラムボイラの給水制御装置において、 ボイラのドラムレベル設定信号とドラムレベル検出信号
   とのレベル偏差信号を求める手段と、 ボイラから取り出す蒸気流量信号とボイラへの給水流量
   信号との流量偏差信号を求める手段と、 前記レベル偏差信号と前記流量偏差信号に基づいてボイ
   ラの各ドラムへの給水流量調節弁開度信号を求める手段
   と、 前記給水流量信号がポンプ制限流量信号に近付くにつれ
   て前記調節弁の動作速度を徐々に零に近付けるような信
   号を発生する関数発生手段と、 前記給水流量調節弁開度信号を求める手段からの出力が
   弁開度を増加する方向のときのみ前記関数発生からの出
   力を有効とする制限手段と、 前記制限手段からの信号を前記給水流量調節弁に出力し
   てボイラへの給水流量を制御することを特徴とするドラ
   ムボイラの給水制御装置。