JPS58213103A - ボイラ負荷方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マルチグルボイラ制御装置に関し、特定する
と、複数のボイラのうちからｔｉｓの効率特性関数する
負荷されるべき単一のボイラを選択する新規で有用なボ
イラ負荷システムに関する。

単一の発電所は、複数のスチームボイラのような複数の
パワ発生装置を備えることが多い。発電所の出力の状態
か所望の設定点から変化した場合、エネルギ管理の観点
からこの変化を補償するように経済的なやり方で種々の
ボイラの負荷を分配することが必要である。複雑な数学
的なモデルに従うアルゴリズムに従ってこの種の負荷を
分配することは周知であるが、その実施にはコンピュー
タを必要とする。この種の配置は、例えばＡ１ｄ６ｒ　
等に対する米国特許第４．０６９．６７５号から周知で
ある。

この計算には、燃料消費やコストやボイラの効率のよう
なファクタが利用される。

ボイラの効率を確定する種々の技術が周知である（　Ｘ
５ｎＩｓに対する米国特許第４３５４９２１号および２
．ｐ４１，４０７号参照）が、ボイラの負荷分配の実施
は依然として複雑である。

本発°明は、複雑なアルゴリズムまたはその実施のため
のコンピュータソフトウェアを必要とせずに、電子また
は空気アナレグ制御手段を使用して複数のボイラの１つ
にボイラ負荷を都合よく分配するシステムに係るもので
ある。

本発明のシステムは、各ボイラの燃料流および負荷の監
視、および各ボイラに対して燃料コストを蒸気流に関係
づける効率特性関数を設定することしか必要としない。

本発明に依ると、負荷の増大または減少の必要が決定さ
れた場合、各ボイラは、現在存在している負荷の下での
効率特性について試験されるっ全体的負荷の増大が要求
される場合には、対応する増大に対して最大の効率を有
するボイラが選択され、必要とされる追加の出力を生ず
るように制御される。逆に、負荷の減少が要求される場
合には、対応する負荷の減少に対して最低の効率降下を
有するボイラが選択されるのである。

このようにして、発電所の調節のコストに関する有効性
を最適化するため、特定の状態に対して最適の効率特性
を示すボイラが選択される。ボイラに対する１または複
数の形式の燃料の流量および空気流量は、発電所の需要
を満足するように周知のやり方で調節でさる。

各ボイラの需要は、操作者により選択された偏りご検出
するようにかつどのボイラが自動モードにあるかを決定
するように監視される。操作者がボイラの需要を１つの
ボイラに偏らせると、他方のボイラは、ユニットの混乱
を防ぐように並列に再調節される。同様に、１つのボイ
ラが基準食性されると、その負荷の需要の環６ｍ荷設定
値からの偏りがあれば、それが他のボイラ企再調節する
のに使用される。

各ボイラの負荷は、負荷の増大および負荷の減少に対す
る効率の変化の大きさを決定するのに使用される。ボイ
ラ負荷は、予測された効率を生ずるようにプログラム設
定されている。実際ボイラ負荷は、小量偏倚され、次い
で負荷の増別に対して効率指数を生ずるように効率プロ
グラムにしたがって変わる。同じ手法は、負荷の減少に
対する効率指数を生ずるのにも使用さｎる。実際ボイラ
負荷の予測効率が、負荷の増大および負荷の減少両者に
対する効率指数と比較され、効率の変化の大きさが決定
される。この効率要化量が、埒述した選択プ四セスで利
用される。

効率の変化の大きさを修正するために、計算回路が含ま
れている。各ボイラの燃料流量が、実」ボイラ負荷に基
づく予測燃料流量と比較される。

２つの間に偏りかあると、この偏りが、予測燃料流量を
被測定燃料流量に整合させるための利得を発生するのに
使用される。この利得信号は、効率変化の大きさを示す
信号にも利用される。すなわち、もしもボイラがより高
効率になると（必要と　　□される燃料流量が少なくな
ると）、効率変化の大きさは減ぜられる。ボイラが低効
率になると、効率変化の大きさは増大される。

全ボイラの効率変化の大きさく増、減）は相互に比較さ
れる。最大の効率の増大を有するボイラは、低絞り圧力
誤差信号を受は入れるように解放された負荷制御積分量
を有する。同様に、最小の効率を有するボイラは、高絞
り圧力誤差信号を受は入れるように解放された負荷制御
積分量を有する。絞り圧力誤差に基づく比例動作は、負
荷需要に対する迅速な応答のためつねに全ボイラに適用
される。

本発明の目的にしたがえば、複数のボイラを備えて所望
の負荷で動作し、震源プラント負荷を有し各ボイラが実
際ボイラ負荷を有する発電所に対するボイラ負荷システ
ムおよび方法であって、実二・・・　　　　　　二　、
　　　　実際のプラント負荷を感知し、実際プラント負
荷を所望のプラント負荷と比較して、プラント負荷増大
量およびプラント負荷減少量の一方を表わすプラント変
化信号を発生し、各実際ボイラ負荷を監視し、それぞれ
各ボイラの実際ボイラ負荷から、ボイラ負荷に増分変化
をもつ各ボイラに対して効率の変化を決定して、ボイラ
負荷増分を有する各ボイラに対して効率の増大設定し、
ボイラ負荷減分を有する各ボイラに対して効率の減少を
設定し、そして、プラント負荷の増大があれば最高の効
￥をもつボイラを、プラント負荷の減少があれば最低の
効率をもつボイラを選択するボイラ負荷システムおよび
方法が提供される。次いで、選択されたボイラは、ボイ
ラの負荷を増大または減少させてプラント負荷を変化さ
せるため、プラント負荷変化信号に対ル６する鼠だけ負
荷される。

本発明の特定の目的は、プラント実際負性をシステムの
ヘッド圧力を使って決定するシステムおよび方法を提供
することである。

本発明の他の特定の目的は、各ボイラに対する儲料流口
およびボイラ負荷貝を利用して実際の効率変化を予測さ
れた効率変化と比較する技術を提供することである。

本発明のさらに特定の目的は、設計が簡単であり、横滑
が頑丈であり、製造が経済的なボイラ負荷システムを提
供することである。

本発明のこれらおよびその他の目的、利点は、図面を参
照して行なった以下の説明赤ら明らかとなろう。

第１図に示される本発明の具体例は、複数のボイラ１．
２および３の負荷を分配する装置を構成する。本発明に
したがえば、任意数のボイラを設けることができるが、
これらボイラは、単一のマ対応する信号をコンパレータ
１２に伝送する圧力伝送器１０を使って決定される。フ
ンパレータ１２は、伝送器１０から送られる実際、負荷
信号すなわち実際の圧力信号と、回路１６により供給さ
れる所望の負荷レベル間の差に対応する信号を線１４上
に発生する。線１４は、プラント貴荷変化信号分受信す
る。この信号は、高／低分析器１８により分析され、プ
ラント負荷の増大（＋）が存在するかプラント負荷の減
少（−）が存在するかを決定する。高／低分析器は、適
当な信号を、＋線２０または一線２２を介してフリップ
７０ツブ２４に供給する。７リツプ７！ツブ２４の出力
ば、負荷の増大が要求されるか減少が要求されるかを指
示する指示器２６に、また追って説明される第２図の回
路に＋または一輪理信号を送る線２８に接続されている
。

負荷の増大または減少についてのアナログ飯は、線１４
を介して負荷制御ユニット３０に供給される。信号は、
トランスファスイッチ３１．５２および３５に供給され
る。各トランス７アスイツチは、対応するボイラ１．２
および３に接続される。

休止状Ｍにおいて、各トランスファスイッチ３１．３２
および３３は、要素３１．５２および３３からの０％変
化信号をそれぞれ４４．４６および４８を付した各トラ
ンス７アスイツチの出力側に伝達する。各トランス７ア
スイツチは、制御線５１．５２および５３を具備してお
り、各制御線５１．５２および５３は、第２図のディジ
タル論　□理回路から制御信号を供給する。

負荷の増大または減少が指示された場合、追つて説明す
る第３図のアナログ論理回路が、その増大または減少に
対して最適の効率を有するボイラを選択し、線５１．５
２および５３の１つに信号が発生され、適当なトランス
７アスイツチを作動する。トランス７アスイツチは、こ
のように作動された場合のみ、線１４からの信号をその
出力に、そして積分回路６０および加算回路６２を介し
てコントローラ６４に供給する。コントローラは、例え
ば燃料流弁を作動して、選択されたボイラ１．２または
３の負荷を変化させる。各ボイラに対する制御回路は、
自動または手動セレクタステーション７１．７２および
７３を具備する。線８１．８２および８６は、自動動作
モ指示する信号を第２図の論理回路に送るためのもので
ある。

負荷信号はまた、各ボイラ制御装置ごとに、加算回路６
２に接続された信号増幅器６６により増幅される。

次に、第２図を参照すると、ボイラ選択ディジタル論理
回路は、１１１．１１２および１１３で指示される３つ
の第１のＡＮＤゲートを備えている。各ＡＮＤゲートは
、それぞれ自動手動ステーション７１．７２および７３
から線８１．８２４０よび８３ｆ：介して供給される第
１の信号を受信する。これは、システムの自動動作を指
示する。第２の信号は、負荷の変動に対して選択さｎた
１つのボイラに対応する線９１．９２および９３の１つ
を介して供給される。両方の入力を有する第１のＡＮＤ
ゲートのみがその出力に信号を発生し、これが参照番号
１２１．１２２および１２３と番号を付した第２の１組
のＡＮＤゲートに供給される。第２のＡＮＤゲートの各
々の第２の入力には、負荷の増加要求または負荷の減少
要求のいずれかを指示する信号が線２８を介して供給さ
れる。第２のＡＮＤゲート１２２および１２３はまた追
加の入力を具備しているが、この入力は、１２２に関し
てはゲート１２１から反転された信号を、ゲ−）１２３
に関しては画ゲート１２１および１２２から反転された
信号を供給する。このようにして、第２のＡＮＤゲート
１２１．１２２および１２３の単一のもののみが正の出
力を供給する。第２のＡＮＤゲートは、各々ＯＲゲート
１３１．１５２および１３３に接続される。各ＯＲゲー
トの第２の入力には、線１０１．１０２および１０３を
介して信号が供給され、ゲート１２１．１２２．１２３
に類似の態様で、たくし負荷の減少に対して信号が発生
される。選択されたＯＲゲートは、第２ＡＮＤゲート１
２１．１２２または１２３の１つからの信号、または他
の人力１０１．１０２または１０３の１つからの信号で
その出力に信号を供給する。ＯＲゲートの出力信号は、
線５１．５２または５３を介して各トランス７アスイツ
チ３１．３２および３３に供給される。このようにして
、ディジタル論理回路は、選択されたボイラのトランス
７アスイツチを作動する。

第３図に依ると、各ボイラに対して１つのアナログ論理
回路が設けられている。簡単にするため、ボイラ１に対
する回路と共通のボイラ効率論理回路のみが示されてい
る。

回路は、燃料価格レベルに対応する量を乗する比例化ス
テーション２１１からの信号を受信する加算ステーショ
ン２０１を含んでいる。各比例化ステで一ジョンは、入
力線２２１および２２４を介して信号を受信す之。線２
２１および２２４上の信号は、各ボイラに接続されてそ
のボイラに対する燃料流量を感知する流量伝送器により
発生される流量を表わす。このようにして、アナログ論
理回路に対して燃料消費量を得ることができる。２つの
信号２２１および２２４が示されているが、一方が油燃
料流量に対応し得、他方がガス燃料流量に対応し得る。

多くの場合、総燃料流に対応する１つの信号のみが提供
されるであろう。しかし、任意の数の信号分供給し得る
。使用されつ＼ある実際の総費用は、加算ステーション
２０１において信号に変換され、これが差ステーション
２３１に供給される。差ステーション２３１の他方の入
力は、線２５１を介して供給されつ＼ある特定のボイラ
負荷に対する予測された燃料価格に対応する値を発生、
する関数発生器２４１の出力に接続ざ　　。

れる。第１図に示されるように、各ボイラは、この値ご
対応する論理回路に伝送する流量伝送器を備えている。

使用された実際の費用および使用された燃料の予測費用
間の差は、次いで積分および７アクタリング回路を経て
乗算ステーション２６０．２６１および２７１に供給さ
ｎる。この乗算は、ボイラ内に効率の変化があればこれ
５：確認するように５正を行なう。線２５１上のボイラ
負荷信号はまた、加算回路２８１と減算回路２９１にも
供給されるが、この回路は負荷の増分変化例えば５％登
それぞれ加算、減算する。このようにして変化さｎた負
荷量は、これまた燃料コストを予測する２つの追加の関
数発生器３０１および３１１に供給される。関数発生器
の出力には、差回路３２１および３３１が設けられてお
り、その出力を不変化ボイラ負荷に対するコスト７アク
タと比較する。このようにして発生された差は、乗算ス
テーション２６１および２７１において実際の燃料修正
量と乗算され、燃料流の設計条件からの偏差（効率の変
化）を明らかにする。

このようにして、各ボイラに対して、２つの効率変化量
、すなわちボイラ負荷の増分的増加に対する効率の増加
と、ボイラ負荷の増分的減少に対する効率の減少が計算
される。効率の増加は、比較ステーション３４１におい
て、他のボイラのアナログ論理回路から供給される効率
増加量と比較される。効率増加量は、他のボイラから線
３５２および３５３を介してこの回路に供給される。同
様にして、１１！３７２および３７３を介して供給され
る他のボイラに関して効率を比較するため、比較ステー
ションが設けられている。ボイラ１の効率の増加および
減少は、線３５１および３７１を介して提示される。

ボイラ１が実際に最適の効率の増加または減少を有する
ものであることを比較回路３４１または３６１が決定す
るときのみ、それぞれの高／低付勢回路３８１または３
８２が付勢され、適当な信号を線９１または１１１を介
して供給する。

以上、本発明を特定の具体例について図示説明したが、
本発明はその技術思想から逸脱することなく他の方法で
具体化できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のボイラ負荷システムの主構成要素を示
すブロック図、第２図は第１図のボイラ負荷システムに
おいて使用されるボイラ選択ディジタル論理回路のブロ
ック図、第３図は第１図のシステムに使用さｎるボイラ
効率アナログ論理回路のブロック図である。 １０：圧力信号伝送器 １２：コンパレータ １６：＠路 １８：高−低分析器 ２４ニアリツプ７０ツブ ２６二指示器 ３０：負荷制御装置 ３１ニドランス７アスイツチ ２“′−１ 代理人の氏名　倉　内　、基　弘　　−＼ 同　　　　　倉　　橋　　　　　暎　　　１手続補正間
（方式） ％式％ 事件の表示　昭和５８年　特願第３８５９５　　　号発
明の名称　ボイラ負荷システム 補正をする者 事件との関係　　　　　　　　　　特許出願人補正の対
象 願書の発萼禅ト出願人の欄 一期細書め妾朋勇４山−嗣酬を和用陪冴→製撓咄鴨摘嬬
圃挾糧ト委任状及びその訳文　　　　　　　　　　　　
各１通図面　　　　　　　　　　１通 補正の内容　　別紙の通り 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発電所であって実際プラント負荷を有し各ボイラ（１）
   　　複数のボイラを備え所望の負荷で動作し得るが実際
   ボイラ負荷を有するものに対するボイラ負行方法におい
   て、 実際プラント負荷を感知し、 実際プラント負荷を所望のプラント負荷と比較して、プ
   ラント負荷の増大需要およびプラント負荷の減少需要の
   いずれかを表わすプラント負荷変化信号を発生し、 各実際ボイラ負荷を感知し、 それぞれ各実際ボイラ負荷からボイラ負荷の増分変化を
   有する各ボイラの効率変化を決定して、各ボイラ負荷の
   増分的増大に対して効率の増大を設定し、各ボイラ負荷
   の増分的減少に対して効率の減少を設定し、 プラント負荷の増大需要の発生の際は前記ボイラから最
   高の効率の増大を有するものを、プラント負荷の減少需
   要の発生の際は前記ボイラから最低の効率の減少を有す
   るものを選択し、選択された前記ボイラの１つに、プラ
   ント負荷変化信号に対応する量だけ負荷して、プラント
   負荷の増大需要およびプラント負荷の減少冊要のいずれ
   かを満足させる ことを特徴とするボイラ負荷方法。 （２）各ボイラに対して実際ボイラ負荷で各ボイラによ
   り使用される燃料量を監視し、使用された燃料量を、各
   ボイラに対する固有の燃料コスト効率から得られる使用
   された燃料の予？ｉｉ！ｉｉと比較して効率誤差信号を
   得、効率の増大および効率の減少に誤差信号を乗算する
   ことにより、各ボイラに対する効率の変化を決定するこ
   とを含む特許請求の範囲第１項に記載のボイラ負荷方法
   。 （３）　　発電所の全ボイラに対する共通の圧力ヘッド
   の値を感知して、冥際プラント負荷に対応する量を得る
   特許請求の範囲第１項に記載のボイラ負荷方法。 （４）複数のボイラを備え所望の負荷で動作する発電所
   であって実際プラント負荷を有し各ボイラが実際ボイラ
   負荷を有するものに対するボイラ負荷システムにおいて
   、 実際プラント負荷を感知する手段と、 実際プラント負荷を所望のプラント負荷に比較して、プ
   ラント負荷の増大需要およびプラント負荷の減少需要の
   いずれかを表わす負荷変化信号を得る手段と、 前記感知手段と前記ボイラの各々に接続されて、プラン
   ト負荷変化信号に対応する信号を前記ボイラの１つに適
   用し、プラント負荷増加量および減少量のいずれかを満
   足させるように該ボイラを制御する負荷制御装置と、 プラント負荷変化信号が生ずるとき第１の６’＆　ＦＡ
   倍信号発生する高−低感知手段と、 該高低感知手段と前記負荷制御手段に接読され、各々ボ
   イラの１つに対応する複数の入力を有し、該入力の１つ
   を介して信号を受信するときボイラの対応するものの負
   荷を付勢するように動作し得る第１の論理回路、および
   各ボイラに接続され、前記第１論理回路入力の各対応す
   るものに接読すれた′少なくとも１つの出力を有し、各
   々、増分的負荷の増大および減少に対して効率変化の増
   大および効率変化の減少を決定するように動作する第２
   の論理回路と、 各ボイラと各第２の論理回路との間に接続されたボイラ
   負荷センサと を含むことを特徴とするボイラ負荷システム。 （５）各々、１人力が前記高低感知手段に接続され、他
   の入力が各第２論理回路の少なくとも１つの出力（第１
   出力）に接続されたボイラの数に対応する複数のＡＮＤ
   ゲートと、各々、１人力が前記各ＡＮＤゲートの出力に
   接続され、他の入力が各第２論理回路の第２の出力に接
   続された、前記ＡＮＤゲートの数に対応する複数のＯＲ
   ゲートを備え、各第２の論理回路の前記第１出力が、全
   ボイラ中の最大の効率変化の増大の発生の際信号を発生
   し、前記各第２論理回路の前記の他の出力が、□最大の
   効率変化の減少の発生の際信号を発生する特許請求の範
   囲第４項に記載のボ・′う負荷システム。