JPS5864407A

JPS5864407A - 給水制御装置

Info

Publication number: JPS5864407A
Application number: JP16266481A
Authority: JP
Inventors: 花岡　浩
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1983-04-16

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】本発明は給水制御装置に係り、特に低給水流量域でも安
定に給水できるようにした給水制御装置の改良に関する
。

従来よりこの種の給水制御装置は、回転数調整可能な給
水ポンプと、該ポンプの吐出側に設けた調節弁と、火力
プラントなどに設けられだボイラの水位或いは蒸発蒸気
量に基づいて、前記給水ポンプの回転数及び前記調節弁
の開閉を制御する制御回路とを含んで構成されているの
が一般的である。

この給水制御装置によれば、低給水流量では該ポンプ回
転数を一定とし、該調節弁を開閉制御して給水流量を制
御していた。しかしながら、給水流量が一定以上増加側
に変化すると、その都度、ポンプ回転数を制御するよう
にすると共に、調節弁を全開にする操作をしなければ彦
らず、かつ回転数制御と調節弁制御の協調をとる必要が
あり、制御が複雑となるという欠点があった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消するために
なされたもので、前記給水ポンプの最低回転数の確保及
び給水制御特性の向上を図った給水制御装置を提供する
にある。

本発明は、上記目的を達成するために、回転数調整可能
な給水ポンプと、該ポンプの吐出側に設けた調節弁と、
火力発電プラントなどに設けられたボイラの水位或いは
蒸発蒸気量を取り込み、前記信号に基づいて前記給水ポ
ンプの回転数及び調節弁の開閉を制御する制御回路とを
備えた給水制御装置において、前記制御回路は、常時は
、給水流量及びポンプ吸入流量に基づいて前記給水ポン
プの回転数を制御し、かつ低給水流量域では前記調節弁
の前後差圧或いはポンプ吐出圧力と規定値との差に基づ
いて調節弁を開閉制御するように構成したものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は火力発電プラントの給水系統を含む概略構成図
である。図において、１は主タービン、２は復水器、３
は復水ポンプ、４は脱気器、５は給水ポンプ、６は蒸気
発生器、７は蒸気発生器６に供給される給水流量を検出
する流量検出器、１００は制御回路などであり、これら
を主要機器として火力発電プラントは構成されている。

第２図は、給水ポンプ回シの機器構成を示す構成図であ
り、ポンプを駆動するタービン１３、該。

ターピノ駆動蒸気加減弁１４、ポンプ最低流１１を確保
する再循環弁８、ポンプ出口逆止弁９、ポンプ出口止弁
１０、給水調節弁１１、給水調節弁止弁１２により構成
される給水系統２００に、ポンプ入口流量検出器１５、
ボ／プ出ロ圧力検出器１６、調節弁出口圧力検出器１７
が設けられ、これら圧力検出器１６及び１７の出力は演
算器１８に供給されて調節弁前後差圧が求められるよう
になっている。演算器１８、ポンプ入口流量検出器１５
からの出力信号は、制御回路１００に取り込まれ、６弁
８，１０，１１．１２及び１３を制御できるようになっ
ている。

ところで、上記６弁は、次のように制御される。

即ち、プラント負荷の低下に伴なう給水流量の低下に対
しては、以下に示す理由により、給水止弁１０を閉じ、
給水調節弁止弁１２を開け、給水流量は給水調節弁１１
の開度とポンプ５の回転数により決まる流量として与え
られる。第３図は、給水系２００の特性を示す特性図で
ある。図に示すように、給水ポンプの特性は、回転数Ｎ
、、Ｎ２及びＮ、をそれぞれ一定とした場合の特性曲線
が図中の曲線Ｎ１．　Ｎ２及びＮ、として表わされる。

一方、ポンプ５側からみた蒸気発生器６側の特性は、曲
線α１．α２で示される。図において、Ｐ。

は蒸気発生器圧力であり、曲線α１は、給水止弁１０を
開とし、或いは給水止弁１ｏを閉以かっ給水調節弁止弁
１２を開とすると共に、給水調節弁１１を全開とし、給
水系２００での圧力損失が無い場合である（以下これを
ケースＡとする）。

曲線α２は、給水止弁１ｏを閉じ、給水調節弁止弁１２
を開とし、かつ、給水調節弁１１を中間開度とした場合
であり、しかも給水流量の２乗に比例した弁圧力損失を
蒸気発生器圧力に加えた特性である（以下これをケース
Ｂとする）。給水系は以下に述べる問題が無い場合は調
節弁の損失のないケースＡが好ましい。しかしながら、
ポンプは、一般にクリティカル速度などの理由により連
続運転可能な最低回転数Ｎ　ｆｆ１ｉｎが制限条件とし
である。

例えば、第３図において、Ｎｓ　（Ｎ　−＋−（Ｎｔ　
　の場合ケースＡでは、ポンプ回転数ＮはＮ　０１１１
１以下となることがある。ケースＢの場合は、ポンプ回
転数ＮはＮ　ｍｉｎ以下を確保できる。

また、給水制御の安定性の面からは、第３図に示すよう
に、ここで、ΔＮＢ＝Ｎ！”・Ｎ２、ΔＮＡ＝Ｎ２　　
Ｎｌとしたときに、ケースＡの場合は、回転数をΔＮＡ
（ＮｌからＮ２まで）変化させたときに、流量ＱはＱｌ
からＱ２まで変化するのに比較して、ケースＢの場合は
、回転変化ΔＮ（Ｎ２がらＮ、ｔで）の変化するときに
、流量ＱはＱ、がらＱ、　ｔでの変化と小さくなる。従
って、給水制御系としては、後者の方が安定していると
いえる。

現実に、ケースＡの場合、給水流量を低下させたときに
、給水制御性が問題になることがある。

このようにポンプ低流量域では、ケースＢの方式が必要
となってくる訳であり、このケースＢの方式としては例
えば、第４図に示すような給水制御装置による制御方法
がある。ここで、第４図は、本発明の基礎となった給水
制御装置の制御回路の一例を示すブロック図である。こ
の図において、低負荷において、ケースＢの系統構成で
は、給水デマンド２５に対するポンプ当りの給水流量偏
差（２３Ｂの演算結果）を比例演算器２４Ｂに取り込み
、この比例演算器２４Ｂにより演算し、この演算結果に
基づいて給水調節弁駆動装置２９を操作する。この給水
調節弁駆動装置２４により給水調節弁を調整する。一方
この時、ポンプ５を駆動するタービン１３のＢＦＰター
ビン駆動装置３４には、給水調節弁差圧設定３０と該前
後差圧演算器１８からの同差圧信号３１とを減算器２３
Ｃで減算して偏差をとり、この偏差を比例積分調節器２
４Ｃで比例積分した信号が信号切替器２７Ｂで選択され
、前記信号とポンプ回転数信号３３とを減算器２３Ｄに
て比較演算して入力される。なお、回転数信号は信号切
替器２７Ｂからの信号と最低回転数信号３２とを高値選
択器２８Ａに入力し、いずれか一方の高い方が選択され
最低回転数以上に制御される。

給水流量が増えた時は、ケースＡの方に変更する場合、
給水流量偏差（２３Ｂの演算結果）からの信号を比例演
算器２４０に入力し、この比例演算器２４Ｄより演算し
、この演算結果を信号切替器２７Ｂで選択することによ
り、給水流量Ｑの変化をポンプ５の回転数Ｎを変えるこ
とにより行なう。これを同時に、給水調節弁駆動装置２
９に給水調節弁全開信号２６を供給すると共に給水ポン
プ出口止弁１０を開放する。

このように、給水制御装置の制御方式の場合、給水流量
の制御方法を調節弁の流量制御によるものからポンプ回
転数による給水流量制御によるものへと切替える操作が
必要となる。

第５図は本発明に係る一実施例の回路を示すブロック図
である。第５図の概要を説明すれば、給水流量制御は常
時、ポンプの回転数制御により制御される。一方、調節
弁前後差圧用と設定差圧（資）との偏差制御は、調節弁
１１自体の開度を調節することにより行なう。給水流量
が増大し、ケースＡに移行する場合は、給水調節弁全開
信号２６の選択により全開させ、給水ポンプ出口止弁１
ｏを開とすればよい。

すなわち、ＢＦＰタービン加減弁駆動装置３４に供給さ
れる制御信号は給水デマンド２１と給水流量信号２２と
を減算器２３Ａで減算して得た偏差信号を比例積分調節
器２４Ａで演算し、その演算結果信号をさらに減算器２
３Ｂに取り込み、減算器２３Ｂにおいてポンプ入口流量
信号２５と減算し、その減算結果信号とポンプ回転数信
号３３とを減算器２３Ｄで減算し、かつこの減算信号を
比例積分調節器２４Ｄを介して得られるようになってい
る。

一方、給水調節弁駆動装置２９に供給される制御信号は
、給水調節弁差圧設定３０と該演算器１８からの給水調
節弁差圧信号３１とを減算器２３Ｃで減算し、その減算
信号を比例積分調節器２４Ｃで演算して得られるように
なっている。

第４図に示す給水調節弁による流量制御では、第３図の
特性によシ点Ａ（圧力Ｐ２給水流量Ｑ工）で運転中に給
水調節弁１１を全開まで持っていっても、単に点Ｂの給
水流量Ｑ、に移行するに過ぎない。それ以上給水流量Ｑ
を増加させるためには、必ず回転数制御も併用せねばな
らない。ところが第５図に示す本実施例によれば、回転
数を変えることにより曲線α２上を移動するため、給水
調節弁１１の応答が遅れても給水流量Ｑの制御が制御無
く行なえるので、給水流量の急な増加要求に対しても回
転数制御と調節弁制御の協調を特に考慮することなく、
対応できる。

なお、低給水流量域での必要特性は、調節弁に差圧を持
たせることにあることから、その応用として、第５図の
調節弁制御に於いて調節弁前後差圧偏差を演算する代り
に、ポンプ出口圧力１６と、蒸発器圧力特性に対し適切
に選ばれたポンプ出口圧力設定の規定値との偏差を比例
演算器２４Ｃで演算する方式にしてもよいことはいうま
でもない。

さらに、本実施例はポンプ５の駆動を蒸気タービン１３
により行なわせる例を示したが、ポンプ５の回転数制御
は、電動給水ポンプにおいて、流体継手材とする場合と
、サイリスタモータによる回転数制御を行なう場合とが
ある。

以上述べたように、本発明によれば、給水ポンプ最低回
転数の確保及び給水制御特性の向上を図ることかできる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は火力発電プラントの概略系統を示すブロック図
、第２図は同給水系統を示すブロック図、第３図は給水
ポンプ特性を示す特性図、第４図は本発明の基礎となっ
た給水制御系統の制御回路を示すブロック図、第５図は
本発明に係る給水制御系統の制御回路を示すブロック図
である。５・・・給水ポンプ、１０・・・給水ポンプ出口止弁、
１１・・・給水調節弁、１２・・・給水調節止弁、１３
・・・給水ポンプ駆動タービン、１００・・・制御回路
、２１・・・給水デマンド、２２・・・給水流量信号、
２３・・・減算器、２４・・・比例積分調節器、２５・
・・ポンプ入口流量信号、２６・・・給水調節弁全開信
号、２７・・・信号切替器、２８・・・高値選択器、２
９・・・給水調節弁駆動装置、３０・・・給水調節弁差
圧設定、３１・・・給水調節弁差圧信号、３２・・・ポ
ンプ最低回転数、３３・・・ポンプ回転数信号、３４・
・・ＢＦＰタービン加減（１１）も　１［２３も　２　日 ′Ａ　３　口 ′＃１４（２１￥−＋Ｓ　　口

Claims

【特許請求の範囲】

１、回転数調整可能な給水ポンプと、該ポンプの吐出側
に設けた調節弁と、火力発電プラントなどに設けられた
ボイラの水位或いは蒸発蒸気量を取、り込み、前記信号
に基づいて前記給水ポンプの回転数及び調節弁の開閉を
制御する制御回路とを備えた給水制御装置において、前
記制御回路は、常時は給水流量及びポンプ吸入流量に基
づいて前記給水ポンプの回転数を制御し、かつ低給水流
量域では前記調節弁の前後差圧或いはポンプ吐出圧力と
規定値との差に基づいて調節弁を開閉制御するように構
成したことを特徴とする給水制御装置。