JPS6032942A - エネルギ回収タ−ビンプラントの制御方法およびその装置 - 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、タービンプラントの制御方法およびその装置
に関し、詳しくは反応炉等の流体の圧力源から流出する
流体の圧力を制御する流体圧制御装置と、タービン制御
装置との協Ｗ、８１動作により、圧力源に対する外乱お
よびタービンの１＋、・！・マ状態の変化に対しても、
圧力源に悪影響ケ及ぼすことなく、タービンプラントラ
十分安全に運転すること全可能にしたタービンプラント
の制御方法およびその装置に関する。

第１図は、高炉プラントの排ガス系統にタービンプラン
ト金付設した通常の高炉ガスエネルギ回収タービンプラ
ントの構成例を示すものである。

高炉プラント１において、高炉２からの排ガスは集塵器
３で集塵された後、圧力調整弁７を介して下流に送られ
ている。この場合、酋炉２の炉頂圧ＰＢが炉頂圧検出器
４で検出され、この圧力を炉頂圧設定器５で設定はれた
値に保持するよう炉頂圧調節計６が演算し、その出力信
号で前記圧力調節弁７を駆動することによって、高炉２
の炉用圧力が制御きれている。

一方、エネルギ回収タービンプラント１１においては、
前記集塵器３を通過した高圧の排ガスを調速弁１２を介
して回収タービン１３に導き、そこで回収されたエネル
ギ金機械エネルギまたは電力等のエネルギに変換する力
どして負荷１４に供給している。

この場合、回収タービン１３の出力軸の回転数が速度検
出器１６で検出され、この速度を速度設定器１７で設定
された値に保持するよう速度調節ｉ＋　１８が演算し、
その出力信号で前記調速弁１２を駆動することによって
回収タービン１３の回転速度が調節されている。

このようなエネルギ回収タービンプラントでは、高炉の
原料装入や吹抜けによる流体の流ム３量の変動や、ター
ビンの起動、停止？含むタービン側から高炉に与える外
乱に対して、圧力調整弁上流の流体圧力を設定値に保持
することができず、かつ流体をできるだけ多く回収ター
ビンに４きエネルギ回収率を上げるこ′とができないと
いう欠点がある０ これを解決する１つの方法として従来では、ノｍ常運転
時には圧力ｖＩ４整弁７は全閉状態にし、？Ａ速弁１２
により炉頂圧８ｆ１」御金行ない、高炉の異常時やター
ビンの起動停止時、さらに、ｉ＋４速弁１２の制御範囲
を越えた場合などにおいては圧力調整弁７を作動させる
方法が考えられた。この方法もまた高炉ガス流量が少な
くなった場合、炉頂圧力ｋ　一定に保つために高速弁が
流量ヲ絞るための絞り損失が大きくエネルギ回収効率が
低くなるという問題をかかえていた。

本発明の第１の目的は、上記問題点を解決するタメに、
タービンプラントから調速弁を削除し、その代りに可変
静翼の角度を０％から１００％捷で（全閉から全開捷で
）変化させることにより、タービンプラントのエネルギ
回収率全島め、ガス流量の変動に対してもタービンに導
かれるガス幅量を調整でき、かつタービンの急激な変化
に対し圧力源の異常な圧力上昇全防止し、加えて圧力計
の人為的な降圧操作全容易にするタービンプラントの制
御方法およびその装置を提供することにある０ 本発明の目的？もう少し詳しく述べると、圧力源から流
出される流体の圧力を、タービンの停止時にはその流路
に設置された圧力調整弁−および“圧力調整弁による流
体圧制御装置”により制御し、タービンの運転時には圧
力調整弁を全閉状態に保ち、圧力源から排出される流体
の全量をタービンに導き、可変静翼を“タービンによる
流体圧制御装置”からの制御信号によシ駆動し、圧力源
の流体圧力を設定値に保って運転し、タービンによるエ
ネルギ回収率を向上させることである。

さらに、可変静翼の制御範囲を越える大きな圧力変動に
対しては、圧力調整弁全作動させて圧力源の流体圧力全
制御することにより、圧力源およびその流出系統の運転
状態に悪影響を及はすことなく、かつ回収タービンによ
るエネルギ回収率を向上させる仁とである。

でらに、タービンが異常状態となり、トリップ凍たは負
荷遮断のような急激な変化がタービン側に発生した場合
に、その変化が発生する直前の静翼の角度から演算した
フィードフォワード補償信号全発生させ、流体圧制御装
置全弁して圧力調整弁を圧力源の圧力上昇に先行して開
くことにより、圧力源の異常な圧力上昇を防ぐことであ
る。

加えて、圧力源における人為的な降圧操作に対し、′タ
ービンによる流体圧制御装置”−での制御を避けるため
、便宜的に静翼の開度全保持することにより、圧力源の
降圧操作全容易にすることである。

そして、以上の第１の目的を達成するために必要な機能
をもたせた“タービンによる流体圧ｉ１ｉ制御装置”に
よって、圧力源から流出される流体の保有するエネルギ
を効率よく変換し、かつ圧力源に悪影響を与えること々
く、さらに圧力源の鎖中！１作を安全かつ容易に行なう
こと全可能にするものである。

本発明の特徴とするところは、圧力調整弁の上流側の流
体の圧力金、′圧力調整弁による流体圧制御装置”の圧
力設定値より若干低い圧力設定値に保持するために１前
記“タービンによる流体圧制御装置”で検出された上流
側の流体圧力全もとに演算された流体圧制御信号によっ
て可変静Ｘ？駆動し、通常は上流側の流体圧力を“圧力
調整弁による流体圧制御装置”の圧力設定値より若干低
い設定値に保つべく可変静Ｊ１作動させて制御し、流体
圧力が太きく上昇し、可変静翼による制御範囲を越えた
場合には、若干高い設定値で全閉状態で待機している圧
力調整弁を開方向に作動して、流体圧力を制御するター
ビンプラントの制御方法でちり、加えて圧力調整弁の上
流側の流体の圧力を“圧力調整弁による流体圧制御装置
”の圧力設定値より若干低い圧力設定値に保持するため
の圧偏差設定器と圧力調節計とを有する圧力制御部と、
静翼駆動信号選択部と、この出”力信号でもってタービ
ンの静翼ピッチ角全駆動する静翼駆動機と全具備するタ
ービンプラントの制御装置である。

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第２図は、高炉ガスエネルギ回収タービンプラントの制
御ブロック図である。高炉プラント１における“圧力調
整弁による流体圧制御装置”８の炉頂圧調節計６は、高
炉２の上部に設けられた炉頂圧力検出器４で検出した炉
頂圧力ＰＢ　ｉ、炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設
定値ＰＢＳに一致させるように、集塵器８を介して高炉
２の排カスを流過させる経路に介在された圧力調整弁７
ケ駆動し、高炉２の炉頂圧を制御するものである。

一方、エネルギ回収タービンプラント１１（ｒｉ、、前
記圧力調整弁７と並列に設置された可変静Ｎ、　１５を
有するタービン１３の可変静翼１５を駆動し、それらの
上流側の流体圧力を制御する“タービンによる流体圧制
御装置”２６とから構成される。

この“タービンによる流体圧制御装置″２６は、圧力制
御８３０、記憶回路６０、フィードフォワード信号演算
部７０、静翼角度ロック演算部８（）および静翼駆動信
号選択部５０’ｆ有している。

炉頂の圧力全制御する前記圧力制御部３０は、炉頂圧設
定器５で設定された炉頂圧設定値Ｐｕ５ｉ受けて圧偏差
ΔＰＢＳ　ｋ減じる圧偏差設定器３１と、この出力全炉
頂圧検出器４で検出された炉頂圧力ＰＢ　と比較減算し
、比例、積分、微分等の適当な演算を施す圧力調節計３
２とを含み、回収タービン１３による炉頂圧制御信号と
全静翼角度ロック演算部８０を経由して静翼駆動信号選
択部５０に出力する。

前記記憶回路６０は、高炉プラント１またはエネルギ回
収タービンプラント１１に異常が発生したことを示す異
常信号Ｅが異常検知回路６１から発令されると、その異
常信号Ｅが発令される直前の静翼角度を指令する静翼駆
動信号ηｃ（−Ｑ）を記憶する機能を有する。

前記フィードフォワード信号演算部７０は、フィードフ
ォワード信号演算設定器７１とフィードフォワード信号
発信器７２とを含む。フィードフォワード信号演算設定
器７１には、前記記憶回路６０からの出カニ言号ηＣ（
−Ｏ）と、異常信号Ｅの発令後に変化した静翼駆動信号
ηＧ（＋Ｏ）が入力され、靜興および圧力調整弁７の流
量特性ケもとに、異常信号Ｅの発令前後の回収タービン
１３の通過ガス流量の変化量を演算し、さらにそのガス
流量の変化量に相当する圧力調整弁７の開度増加分會演
−算し、その開度全設定するものである。

フィードフォワード信号発信器７２は、前記異常信号Ｅ
が発令された場合にのみ、上記フィードフォワード信号
演算設定器７１から出力される圧力調整弁開度設定信号
ζａと圧力調整弁実開度信号ζｂとが一致するまで、圧
力調整弁７に対し開信号を出力し続ける機能全有する。

￥ＰＰ角度ロック演算部８０は、例えばリレーなどの経
路断続器８１であり、静ｇり角度ロック指令信号り全静
翼角度ロック指令回路８３から受けると、静翼１５によ
る炉頂圧制御のための信号ξの回路全遮断するほか、静
翼駆動信号選択部５０の出力側から記憶回路６０を介し
て入力（１４，＋＋にフィードバックされている電路８
２全導通状態にするものである。したがって、町変静靭
１５による炉頂圧制御機能全停止させると同時に、用変
静Ｊ＞Ｋ　ｌ　５の開度全その開度に保持する機能全有
する。な：１．・、炉頂圧力ＰＢが復旧した時点で静翼
角度ロック指令信号りは解除される。

前記静翼駆動信号選択部５０は、低位信号選択機能金有
し、上記炉頂圧制御信号ξ、静翼角度制限信号ξＬ１回
転数制御信号ζＮの信号が入力される。これら人力信号
のうち一番低位の信号が選択され可変静Ｒ１５の開度を
指令する静翼駆動信号ηＧとして自動的に選択出力され
、可変静翼１５を駆動する。なお、上記静翼角度制限信
号ξＬまたは回転数制御信号ｌ：Ｎが選択されるのは、
エネルギ回収タービンプラントエ１の起動や停止時など
特別な運転状態においてのみ選択される。

以上詳細に述べた構成によれば、エネルギ回収タービン
プラント１１のｆｌｌＪ御は次のように行なわれる。

先ず、炉頂圧の制御について説明する。

ここで、炉頂圧の制御とに、高炉排ガスの保有エネルギ
を効率よく回収するため、圧力調整弁７を通過する排ガ
ス流ｆｉＴＩｌ’できるかぎり減らし、できれば全閉に
して回収タービン１３にできるだけ多くの排ガス全供給
すること、可変静翼１５を用いて流量を調節すること、
さらに、可変静翼１５の制御範囲金越える大きな排ガス
流量の変動に対しては、圧力調整弁７全作動させ、制御
範囲を補うことである。したがって通常の高炉２側で発
生する排ガス流量の変動に対しては、可変静翼１５によ
る炉頂圧制御を行ない、圧力調整弁７′（ｉｌ−その制
御系音生かした状態でかっ全閉の状態で待機させておく
ことである。

この作動全具体的に述べれば。、高炉プラント１の高炉
２の炉頂圧は、′圧力調整弁による流体圧制御装置”８
を構成する炉頂圧力検出器４で検出された炉頂圧力ＰＢ
ヲ、炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定値ＰＢ’Ｓ
に一致させるよう（／Ｃ１炉頂圧調節計６でもって圧力
調整弁７を駆動して制御される。

一方、エネルギ回収タービンプラン）１１の“タービン
による流体圧制御装置”２６においては、その圧力制御
部３０が前記炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定値
ＰＢＳ　ｉ受けて、圧偏差設定器３１で設定される圧偏
差ΔＰＢｓ會減じ、きらに圧力調節計３２において炉頂
圧力ＰＢと比較減算して、比例、積分、微分等の適轟な
演算音節し、回収タービン１３による炉頂圧を制御する
流体圧制御信号ξ全出力する。この流体圧制御信号は、
静翼ロック演算部８０を通過して、静翼駆動信号選択部
５０に入力される。

静翼駆動信号選択部５０では、流体圧制御信号ξのほか
静翼角度制限信号ξＬ１回転数制御信号ξＮなどの信号
が人力され、そのうち一番低位の信号を静翼駆動信号η
Ｇとして自動的に選択出力し、可変静翼１５’を駆動す
る。

前述したごとく、高炉プラント１の炉頂圧設定器５で設
定された炉頂圧設定値ＰＢＳに対し、回収タービン１３
による炉頂圧力制御の設定値はＰＢＳ−ΔＰＢＳで、Δ
ＰＢＳだけ低い値に設定されている。

したがって、回収タービン１３が炉頂圧力を制御してい
る場合には、圧力調整弁７は自動的に全閉状態で炉頂圧
力の上昇に対し待機している。

したがって、エネルギ回収タービンプラント１１が通常
の運転状態にある場合（ξ０〈ξ≦ｌ：　ｍａｘ）には
、可変静翼１５によシ炉頂圧力が制・御される。また、
高炉２の吹抜けなどの現象で排ガス流量が異常に増加し
、可変静翼１５が上限に達してもなお炉頂圧力が上昇す
る場合には、若干高い炉頂圧設定値ＰＢＳで待機してい
る圧力調整弁７が開いて炉頂圧力全制御する。

このように、篩炉プラント１の″１圧力Ｍ”’］　整弁
による流体圧制御装置”８およびエネルギ回収タービン
プラント１１の“タービンによる流体１モ制御装置”２
６の炉頂圧制御機能が互に臨調して、高炉の排ガスエネ
ルギを効率よく回収すると同時に、高炉プラント１の減
風や吹抜けなどの異當時にも十分安全に、エネルギ回収
タービンプラント１１を運転することが可能になる。

次にフィードフォワード補償について説明する。

高炉プラント１寸たけエネルギ回収クービンプラント１
１に異常が発生し、回収タービン１３を危急停止させる
必要がある場合、または無負荷定格回転数相当の出力ま
で回収タービン１３のＩＢ力（Ｉ：下げる必要がある場
合がある。これらの場合に回収タービン１３を通過する
ガス流量の急減分全圧力調整弁７全急開して逃がし、炉
項圧力全一定に保つ必要がある。この圧力調樒弁７を所
定開度だけ急開させるために、フィードフォワード補償
信号が発令される。

異常信号Ｅが発令されると、記憶回路６０は、上記異常
信号Ｅが発令される直前の静翼駆動信号ηｃ（−０）全
記憶している。

したがって、フィードフォワード信号演算部７０のフィ
ードフォワード信号演算設定器７１では、上記記憶回路
６０からの静翼駆動信号ηｃ（’−０）と、異常信号Ｅ
発令後に変化した静翼駆動信号ηＧ（＋０）とが入力さ
れ、可変静翼１５および圧力調整弁７の流量特性をもと
に、異常信号発令前後の回収タービン１３の通過ガス流
量の変化量全演算し、さらにそのガス流量の変化量に相
肖する圧力調整弁７の開度増加分全演算し、圧力調整弁
７の開度を設定する。

フィードフォワード信号発生器７２では前記異常信号Ｅ
が発令された場合にのみ、フィードフォワード信号演算
設定器７２から出力される圧力調整弁開度設定信号ζａ
と、圧力調整弁実開度信号ζｂ　とカニ一致するまで、
圧力調整弁７に対し開信号を出力し続ける。

以上、フィードフォワード信号源ｎ部７０の機能により
、回収タービン１３金通過するガス流量の急減が高炉２
の炉頂圧力に影響を及ぼす以ｒ）ｉ＋に、可及的速やか
に圧力調整弁７が開き、高炉２の炉頂圧力ＰＢの過度的
な変化（上昇）全抑え、エネルギ回収タービンプラント
１１の異常による危急停止や、大きな負荷変化が予想さ
れる場合に、高炉２の操業に何ら悪影＠に与えることな
く、エネルギ回収タービンプラント１１全運転すること
ができる。

次に、調速弁１２のロックについて説明する。

高炉２の出銑作業時や異常時などには、高炉への送風流
量を減少させるだけで炉頂圧設定値を下げることなく炉
頂圧設定値げ、高炉側での作業が終了した時点から再び
送風流量を増加させ、炉用圧制御を復帰させることが要
求される。エネルギ回収タービンプラント１１が通富の
運転中にこのをを満すためには、送風流量が減少しその
結果高炉２からの排ガス流量が減少しても、回収タービ
ン１３の可変静Ｒ１５ｋその位置に保持し、一時的に回
収タービン１３による炉頂圧Ｈ１す御機能全停止させて
おく必要がちる。合計翼角度ロック指令回路８から＃翼
角度ロック指令信号りが発令されると静翼角度ロック演
算部８０では静翼角度ロック指令信号りにより、経路断
続器８１を切換え、可変静ｇ１５による流体圧制御信号
ξの回路ｋｎ断し、静翼駆動信号選択部５０の出力側か
ら記憶回路６０を経由し入力端にフィードパンクされて
いる回路８２全導通状態にする。このようにして、可変
静札１５による炉頂圧制御機能を停止させると同時に、
可変静翼１５の角度をその角度に保持させる。

そして、炉頂圧力ＰＢが復旧した時点で、静翼角度ロッ
ク指令信号りを解除することにより、回収タービン１３
は、円滑に炉頂圧制御全再開する。

以上、詳細に説明したように、高炉プラント１の“圧力
調整弁による流体圧制御装置”の技能と、エネルギ回収
クーピンプラントの“タービンによる流体圧制御装置”
の機能、フィードフォワード補償機能、調速弁および可
変静翼全保持する弁口ツク機能、さらに上記各機能の高
調によって、ｈ炉プラント１の操業に何ら悪影響を与え
ることなく、エネルギ回収タービンプラントケ効率Ｊ：
＜かつ安全容易に運転することが可能となる。

以上、詳細に説明したようｔｃ、高炉プラント１の“圧
力ＰＡ整弁による流体圧制御装置″のイ（ｌ１％能と、
エネルギ回収クーピンプラントの１′タービン（（よる
流体圧制御装置”の技能、フィードフォワード補償機能
、可変静翼全保持する静１４０ツク機ｒｆ１４、さらに
上記各機能の協調によって、高炉プラント１の操業に何
ら悪影響を与えることなく、コーネルギ回収タービンプ
ラントヲ効率よくかつ安全り易に運転することが可能と
なる。

次に回収タービン１３の負荷１４が発電桧のようなもの
である場合、タービンを起動きぜた後、電力系統へ同期
投入するためにタービンの回転数を精密に制御する必要
がある。この場合、無負荷定格回転数を維持するための
ガス流量は定格負荷時のガス流量の１０チ程度である。

この微少流量を制御するＫは、静翼駆動信号ηＧで全静
翼を同時に駆動したのでは、感度が高すぎて回転数制御
が不安定になることが判った。

本発明は、上述の技術的課題全解決し、かつ定常状魅の
運転では全ての静Ｒが同じ又は略同−角度で変化し、高
炉ガスの流れに乱れを生せしめない静翼制御機構と、こ
の機構を用いた高炉ガスエネルギ回収タービンプラント
の制御方法を提供する。

第３図は、上述の目的全達成するための本発明の一実施
例の主要部である静翼駆動機構２５の機能金示すブロッ
ク図である。タービンによる流体圧制御装置２６の静翼
駆動信号選択部５０７５１ら送出される静翼駆動信号η
Ｇは、信号変換部９の二つの変換器９１および９２にラ
インｌｌ金介して与えられ、そｎぞれ信号変換されて出
力信号η１およびη２をラインｌ！２および１３に送出
する。

静翼駆動器５２１は、ライン１２を介して出力信号η１
全受信し、静Ｒ駆動器５２２ｉｄライン１３を介し−ご
出力信号η２を受信する。したがって静翼駆動器５３１
および５３２は駆動し、各機械変位量Ｘ１およびｘ２に
変換され、一部の静翼５１１の静翼角θ１および残りの
静翼５２２の静−４１，Ｊ角θ２全それぞれ駆動するよ
う構成されている。ここで第３図（ａ）は全開状態を′
−！次第３は１（ｂ）け−ｆグ１；静翼が微開、残り静
翼は閉の状態を示す。

第４図は、前述のように構成した場合の静翼駆動信号選
択部５０から送出される静翼駆動信号ηＧと一部の静翼
５１１の静翼角θ１および残りの１；′ｐ翼５１２の静
翼角θ２との設定の関係を示す。第４図に示すように設
定することにより静ＩＺ　ｔｌｉ制御（２号ξの小さい
０≦η〈ηＡの範囲では、一部の静翼５１１のみが角度
変化するたけで、残りの静）り（５１２は全閉を保ち、
次に静翼駆動信号が増太し、ηＡ≧ηＧ〈ηＢの範囲に
入ると、前記−４１５の酊１翼５１１は予め定めた一定
角度で静１ヒしており、残りの静翼５１２が角度変化す
る。ざらに静翼制御信号ηＧがηＧ≧７１Ｂになると、
全てのｊｐ翼５１１が同じ角度で角度変化する。このよ
うに構成することによりタービン１３の起動から同期投
入までのように静翼で微少な流量全制御する必要がある
場合すなわち静翼駆動信号ηＧがηＡより小さい範囲で
作動する場合には、一部の静翼５１１の角度のみ変化さ
せるべく操作すればよくガス流量の制御が答易になる。

さらにタービン１３の炉頂圧力制御状態で運転される通
常の運転状態、すなわち静翼駆動信号ηＧが定格運転点
ηＲの近傍で作動する場合には、全ての可変静翼１５が
全て同じ角度で変化するため可変静翼１５の後流に乱れ
を発生することもなくタービン１３は安定に運転はれ、
発電機１４を駆動して高炉ガスの保有するエネルギ全電
力に変換して回収することができる。

以上述べたように本発明の一実施例は、静翼駆動信号選
択部５０から出力される静ｊＦ４　ｉ駆動信号ηＧによ
シ駆動される変換器９１および９２がら成る信号変換部
９、各静翼駆動器５２１および５２２ならびに各静翼駆
動器５３１および５３２がら構成される静翼駆動機構２
５については、信号変換部９は信号レベルの変換器とし
て機能し、またその出力で駆動される。各静翼駆動器５
２１および５２２け、信号レベルの出力信号η］−およ
びη２金受信し、機械変位ｘ１およびｘ２に変換するサ
ーボ機構を例にとって説明した。

々３５図は、前記サーボ機構の他の実施例である。

静翼駆動信号選択部５０からの静敏駒動イぎ号ＩＧを直
接たとえばす・−ボ機構から成る複合カム駆動器５２ａ
に入力し、たとえば第６図に示すような複合カム１０を
駆動し、矢杓ｙ方向に変位させ、これによって各静Ｒ駆
動桿５３１および５３２全駆動するように静翼駆ｉ１＋
ｉＩ＋機構２５を構成することも可能である。

第７図は、静翼、駆動機構２５のさらに他の実施例であ
る。静翼駆動信号選択ｊｔｌ（５０からの静Ｐ、駆動信
号ηＧ全直接サーボ機（１〜からなる連桿駆動器５２ｂ
に与え、連桿駆動器５２　ｂ　ｉ＃Ｊニ一本の静翼駆動
器５３０全駆動する。さらに静νに駆動稈５３０と各静
翼駆動連桿５４０との接合部に関し、残りの静翼５１２
を駆動する静翼駆動連桿５４２は、静静翼駆動稈５３０
とだ円形の溝部５５２で回転自在かつ上下変位が可能な
ように接合され、さらに下方にはね５６２で付勢されて
取付られている。

したがって第７図（ａ）、　（ｂ）　ｔ　（ｅ）の順に
全ての可変静翼１５が全開状態から閉じる方向すなわち
静翼駆動連桿５３０が移動すると、第７図（Ｉ））で一
部静翼５１１は部分量の状態にあるが残りの静翼５１２
は全閉状態となる。さらに静翼駆動桿５３０が下方に移
動すると、第７図（Ｃ）の状態すなわち一部静Ｒ５１１
も全閉状態となる。この場合残り静翼５１２を駆動する
静翼駆動連桿５４２の先端は、だ円形の溝部５５２の溝
部中で、下端に引付けられているばね５６２の力に反し
溝部５５２の下端から離れることにより静買駆動桿５３
０の下方への移動を可能にする。

第８図は、前記の第７図のように静翼駆動機構２５を構
成した場合、静翼駆動信号ηＧと一部静Ｘ５１１の静翼
角θ１および残りの静翼５１２の静翼角θ２との関係を
示す。この場合も静翼駆動信号ηが減少開度全要求する
Ｏ〈ηＧ〈ηＡの範囲にあれば、一部静翼５１１のみが
静翼角θ１ヲ１η４き、また正常な運転領域であるηＧ
−ηＢの近傍では一部静Ｒ５１１も残り静翼５１２も略
同−の静翼角で変化し高炉ガス流量を調節することを可
能にする。

以上笑施例で示したように静翼駆動機構２５を電気式、
流圧式、機械式またはそれらの組合せ／こ機構ケ用いて
実現し、タービン１３の可変静以１５の一部の静翼５１
１と残りの静肺、５１２ｉ減少開度では、一部の静翼５
１１のみの開度を変化させ、残りの静Ｒ５１２は全閉状
態に保つ。またタービン１３の正常な運転領域すなわち
可変動板１５が十分な開度を開いて運転する場合には、
　７４１（静翼５１１全残りの静翼５１２も同−捷グこ
は略同−の静翼角で変化することにより、タービン１３
は従来のタービン１３がゼしていたＤ１速弁１／Ｃよる
絞り機能全削除しても起動から正常な；！ｒ転域での運
転が、安全に、静かにかつ効率よく行なうことができる
。

以上のように静翼駆動機構２５　ｋ　４：４成し、かつ
タービンによる流体圧制御装置２６と結合して制御する
ことにより発電機の同期投入時など微少流量の調節が必
要なところでは、一部静翼の静翼角のみを変更させるだ
けであるため精密な流量調節が可能でかつ騒音も少なく
することができる。また、通常運転時などには、原料装
入などによる高炉排出ガスの流量変動に対して全静Ｒ’
ｃ同じ角度で同じように変化させ、炉頂圧力制御するた
め、流体に乱れを起すことはなく、その結果効率のよい
エネルギの回収が行なわれることになる。

以上述べたタービンプラントの制御装置の構成および機
能の説明から、（１）［流体の流路に設置された圧力調
整弁７およびその圧力調整弁７を駆動し、圧力調整弁７
の上流側の流体の圧力ケ設定値に保持するための“圧力
′ｒＡ整弁による流体圧制御装置”８、および前記圧力
調整弁７と並列に設置された可変静＠１！Ｍｒ有するタ
ービン１３の、可変静翼１５を前述の静翼駆動機構２５
を介して駆動し、それらの上流側の流体圧力全制御する
“タービンによる流体圧制御装置”２６とから構成され
るタービンプラントにおいて、圧力調整弁７の上流側の
流体の圧力ヲ、′圧力調整弁による流体圧制御装置”８
の圧力設足１１区より若干低い圧力設定値に保持するた
めに、前記“タービンによる流体圧制御装置”２６で検
出した上流側の流体圧刃金もとに演算された流体圧制御
信号ξにより、可変静翼１５を駆動し、通常は上流側の
流体圧力全圧力調整弁による流体圧制御装置”８の圧力
設定値より若干低い設定値ＰＢＳ−ΔＰＢＳに保つべく
可変静νズ１５を作動させて制御し、流体圧力が大きく
上昇し可変静翼１５による制御範囲２４．ｖえた場合に
は、若干高い設定値で全閉状態で待機している圧力調整
弁７を開方向に作動して、γ１１「体圧力ケ制御するこ
とができる。

（２）次に圧力調整弁による流体用Ｅ　：Ｉｉ制御倭１
６″８とタービンによる流体圧制御装置２６のｌｃｂ　
１ｉｌｕ動作１・てより、タービンの危急停止時や、出
力の太’ｌ’：ｔ’＋　（１１ζ下時などに異常信号Ｅ
２受けて、タービン１．３　”；＜　通）１．・５する
流体の流量変化量およびそれ全吸収する圧力調整弁７の
開度増加分全記憶回路６０、およびフイードフォワード
信号演算部７０で演算し、異常信号Ｅが出力されると同
時に、上流（ｔｌｌｌの流体圧力が上昇する前に圧力調
整弁７を開かせるために、上流側の流体圧の上昇金小さ
く抑えることができる。

（３）タービンによる流体圧￥Ｉ制御装置に外部から動
板角度ロック指令信号りが印加されると、可変静翼１５
のピッチ角をその位置に保持し、ロック解除指令がある
までその状′＃４を保持する。これ１でより高炉プラン
ト１１１１１Ｉでの高炉の減圧作卓などが容易に出来る
。

（４）さらに静照駆動機ｉｉｑ　２５を、一部静翼５１
１と残り静翼５１２を分離して駆動し、タービン１３を
通過するガス流骨が少なくかつ微ｉ＋ｘ１節する必侠が
ある場合には、一部の静翼５１１のみ全開閉させ、残り
静）Ｘ４５　’１２　ｆｄ全閉状態に保ち、逆にタービ
ン１３が定格負荷あたりで作動する場合には全ての可変
静Ｒ１５が同−又は略同−角度で駆動されるよう構成す
ることにより、発電機の同期投入時など、微少流量調整
が可能となシ、回転数制御を安定化させ、かつ、絞りに
よる騒音も小さくなる。また、タービンの定格負格点近
傍での」（転に対しては全静岡が同−又は略同−角瓜で
作！ｌｌ１１するため、下流の動翼に対し、整流された
ガスが流れるため慈影響を与えることもない。

以上述べたように圧力調整弁による流体圧制御装置８、
タービンによる流体圧制御装置２６および静翼駆動機構
２５で可変静翼１５が、駆動され乙。

タービン１３の各々の協５１・Ｊ動作に１す、タービン
プラントは容易に制御することができる。

なお、本発明け、高炉ガスエネルギ回収タービンプラン
ト全例にとって説明したが、一般にが１、体の流路に設
置され、その上流側の流１体の圧力’４一定イ１〜に保
持する機能を有する圧力調整弁と、これに並列に調速弁
と可変静）Ｅ！を有するタービン全設置した全てのプラ
ントに対し嫡出できることり、■勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は通當の高炉ガスエネルギ回収タービンプラント
の系統図、第２図は本発明の一実施例であるａＦガスエ
ネルギ回収タービンプラントの制御系ブロック図、第３
図は第２発明の一実施例の主要部のブロック図、第４図
はｉ￥！＋ｉ翼駆動機構駆動機構５０される静翼駆動信
号ηＧと一部の静翼５１１の静翼角θ１および残りの静
翼５１２の静翼角θ２との設定の関係全示すグラフ、第
５図は静翼駆動機構２５の第２発明の他の実施例め構成
図、第６図は棒金カム１０の変位方向を説明するための
図、第７図は静翼駆動機構２５の第２発明のさらに他の
実施例、第８図は第７図のように静翼駆ＢＯＪ桧構２５
を構成した場合の静翼駆動信号ηＧと一部の静翼５１１
の静翼角θ１および残りの静翼５１２の静翼角θ２との
関係を示すグラフである。 ７・・・圧力調整弁、８・・・圧力調整弁による流体圧
制御装置、１１・・・エネルギ回収タービンプラント、
１２・・・調速弁、１３・・・タービン、１５・・・可
笈静輿、２５・・・静翼駆動機、２６・・・タービンに
よる流体圧制御装置、３０・・・圧力制御部、３１・・
・圧偏差設定器、３２・・・圧力調節計、５０・・・静
翼駆動信号選択部、６０・・・記憶回Ｌ′６．７０・・
・フィードフォワード（ｌ 信号演算部、７１・・・フィードフォワード信号演算設
定器、７２・・・フィードフォワード信号発信器、８０
・・・静翼角度ロック演算部、８１・・・経路断ち１器
、８２・・・静翼角ＩＷロック指令回路、ξ・・・流体
圧ｆｌｉ！制御信号、ηＧ・・・静翼駆動信号、し・・
・静、！畢１１′］度ロック指令信号、Ｅ・・・異常信
号、９・・・信号変換ｉ’ｔｌＸ、９１゜９２・・・変
換器、５１１・・・一部の静翼、５１２・・・残りの静
翼、５２１　、５２２−１’ｉ’４４＆、、（’ｄ（ｆ
ｒＪＩ器、５３　（１。 ５３１、　、５３２・・・静翼駆動桿、５４２・・・ｖ
ｉ；クシ庫＋１ｔｌＪ連桿、５５２・溝部、５６２・・
・ばね代理人　弁岬士　西収串一部 手続補正書 特許庁長官　殿 １１事件の表示 特願昭５８−１３９９６３ ２、発明め名称 エネルギ回収タービンプラントの制御方法およびその装
置 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 住所 名称　（０９７）　川崎重工業株式会社代表者 ４、代理人 住所　大阪市西区西本町１丁目１３番３８号　新興症ビ
ル国際ＦＡＸ　ＧＩＢ＆ＧＵ　（０６）５３８−０２４
７６、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄お
よび図面の簡単な説明の柿ならびに図面７、補正の内容 （１）特許請求の範囲は別紙のとおり。 （２）明細書箱８頁＠８行目において「高速弁」とある
を１調速弁」に訂正する。 （３）明細書第１２頁第５行目においてｒ集塵器８」と
あるを「集塵器３」に訂正する。 （４）明細書第１２頁第１０行目、明細書第２５頁第２
行目、明細書＠２５頁第７行目、明細口笛２５頁第１２
行目、明細書第２８頁第８行目、明細書第２８頁第１１
〜１２行目、明細書第２８頁第１５行目、明細書第２８
頁第１６行目、明細書第２９頁第１７行目、明細書第３
０頁第１８行ｆｆ１ｉ　。 明細書第３１頁第１６〜１７行目、明細書第３２頁第９
行目および明細書第３３頁第１６行目において「タービ
ン１３」とあるを「回収タービン１３」に訂正する。 （５）明細ｖｒ第２０頁第１４行目において［調速弁１
２」とあるを「可変節Ｒ１５」に訂正する。 （６）明細書第２１頁第６行目において「回路８」とあ
るを「回路８３」に訂正する。 （７）明細書第２１頁第２０行目において「の技能と、
」とあるを「の機能と、」に訂正する。 （８）明細書第２２頁第３行目において「調速弁および
」とあるを削除する。 （９）明細書第２２頁第３〜４行目において、「弁口ツ
ク機能」とあるを「静翼ロック機能」に訂正する。 （１０明細書第２２頁第８行目〜第１６行目において「
以上、詳細に・・・が可能となる。」とあるを削除する
。 θ０明細書第２４頁第５行目において「静翼５２２」と
あるを「静ｇ５１２Ｊに訂正する。 （２）明細書第２４頁第１３行目〜第１４行目において
「静翼制御信号ξ」とあるを「静翼駆動信号ηＧ」に訂
正する。 ０→明細書第２４頁第１４行目において「０≦η〈ηＡ
」とあるを「０≦ηＧ〈ηＡ」に訂正する。 Ｈ明細書第２５頁第１３行目において１発電機１４」と
あるを「発電機のような負荷１４」に訂正する。 ０均明細書第２７頁第２０行目において「信号η」とあ
るを「信号ηＧ」に訂正する。 ０Ｑ明細書第２８頁第９行目〜第１０行目において「減
少開度」とあるを「微少開度」に訂正する０８７）明細
書第３２頁第１５行目において「調速弁と」とあるを削
除する。 α枠箱３図を別紙のとおりに訂正する。 以　上 特許請求の範囲 （１）流体の流路に設置された圧力調整弁およびその圧
力調整弁を駆動し、圧力調整弁の上流側の流体の圧力を
設定値に保持するための“圧力調整弁による流体圧制御
装置”および前記圧力調整弁と並列に設置された可変静
翼を有するタービンと１可変静翼を駆動し、それらの上
流側の流体圧力を制御する“タービンによる流体圧制御
装置”と、から構成されるタービンプラントにおいて、
圧力調整弁の上流側の流体の圧力を、′圧力調整弁によ
る流体圧制御装置”の圧力設定値より若干低い圧力設定
値に保持するために、前記“タービンによる流体圧制御
装置”で検出した上流側の流体圧力をもとに演算された
流体圧制御信号により、各流体圧制御信号の大きさに応
じて、可変静翼を駆動し、 通常は上流側の流体圧力を、′圧力調整弁による流体圧
制御装置”の圧力設定値より若干低い設定値に保つべく
可変静翼を作動させて制御し、流体圧力が大きく上昇し
可変静翼による制御範囲を越えた場合には、若干高い設
定値で全閉状態で待機している圧力調整弁を開方向に作
動して、流体圧力を制御することを特徴とするエネルギ
回収タービンプラントの制ｍ　方法。 （２）前記タービンを危急停止さぜるか出力を大幅に低
下させる場合、異常信号を受けてタービンを通過する流
体の流量変化量を演算し、 さらにその流量変化量を吸収する圧力調整弁の開度増加
分を演算し、 異常信号が出力されると同時に上流側の流体圧力が上昇
する前に圧力調整弁を開かせるために、前記演算された
開度増加量だけさらに開度を増加させることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のエネルギ回収タービンプ
ラントの制御方法。 （３）前記゛′タービンによる流体圧制御装置”におい
て、外部より静翼角度ロック指令信号が発令された場合
、 可変静翼のピッチ角をその位置に保持し、別途解除の指
令が発令されるまでその状Ｈを保持することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載のエネルギ＠
収タービンプラントのｉ［ｌ１１方法。 （４）流体の流路に設置された圧力調整弁およびその圧
力調整弁を駆動し、圧力調整弁の上流側の流体の圧力を
設定値に保持するための“圧力調整弁による流体圧制御
装置゛′および前記圧力調整弁と並列に設置された可変
静翼を有するタービンと、可変静翼を駆動し、それらの
上・流側の流体圧力を制御する“タービンによる流体圧
制御装置”とから構成されるタービンプラントにおいて
、圧力調整弁の上流側の流体の圧力を“圧力調整弁によ
る流体圧制御装置”の圧力設定値より若干低い圧力設定
値に保持するための、圧偏差設定器と圧力調節計とを有
する圧力制御部と、この信号を受けて可変静翼駆動信号
を出力するための、静翼駆動信号選択部と、この出力信
号でもってタービンの静翼ピッチ角を駆動する静翼駆動
機を具備することを特徴とするエネルギ＠収タービンブ
ンントの制御装置。 （５）可変静翼駆動信号選択部と静翼駆動機の間に記憶
＠路を設けると共に、フィードフォワード信号演算設定
器とフィードフォワード信号発信器とからなるフィード
フォワード信号波Ｗ部を介在させ、 前記圧力ｍ整弁を増量させることを特徴とする特許請求
の範囲第４項記載のエネルギ回収タービンプラントの制
御装置。 （６）前記圧力制御部と静翼角度駆動信号選択部の間に
、経路断続器から成る静翼角度ロック信号演算部を介在
させ静翼角度ロック指令信号が印加された場合には、圧
力制御部からの流体圧制御信号を切断し、前記静翼角度
信号選択部から記憶回路を経由し、静翼角度駆動信号選
択部にフィードバックされる信号を導通させるが、通常
時（すなわち静翼角度ロック指令信号が解除されている
とき）には、圧力制御部から出力される流体圧制御信号
を導通させ、前記、記憶回路を経由してフィードバック
される信号を遮断することを特徴とする特許請求の範囲
第４項または第５項記載のエネルギ回収タービンプラン
トの！ＩＪ御装置。 （７）該静翼制御機構は、静翼駆動信号選択部からの信
号を受け、これを一部静翼制御信号と残り静翼駆動信号
に分割し各々に信号を出力し、該静翼駆動信号選択部か
らの信号が小さい場合すなわちタービン通過ガス流量が
小さい場合には、全静翼のうち、特定の静翼のみ開閉さ
せ、残りの静翼の静翼角は全閉状態に保ちタービン通過
ガス流量を微調節し逆に、該静翼駆動信号選択部からの
出力信号が大きい場合、すなわち、タービン通過ガス流
量が大きい場合には全静翼を同−又は略同−角度で開閉
させ、回収タービンを通過する高炉ガス流量を調節する
機能を有する静翼制御機構を有することを特徴とする特
許請求の範囲第４項記載のエネルギ回収タービンプラン
トの制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １＋ｌ流体の流路に設置された圧力調整弁およびその圧
   力調整弁を駆動し、圧力調整弁の上流側の流体の圧力を
   設定値に保持するための“圧力調整弁による流体圧制御
   装置”および前記圧力調整弁と並列に設置された調速弁
   および可変静翼ヲ有するタービンと、前記調速弁および
   可変静翼全駆動し、それらの上流側の流体圧力を制御す
   る“タービンによる流体圧制御装置”と、から構成され
   るタービンプラントにおいて、 圧力調整弁の上流側の流体の圧力金、′圧力調整弁によ
   る流体圧制御装置”の圧力設定値より若干低い圧力設定
   値に保持するために、前記“タービンによる流体圧制御
   装置”で検出した上流側の流体圧刃金もとに演算された
   流体圧制御信号によシ、各流体圧制御信号の大きさに応
   じて、可変静翼を駆動し、 通常は上流側の流体圧力を、′圧力調整弁による流体圧
   制御装置”の圧力設定値より若干低い設定値に保つべく
   可変静Ｊ１作動させて制御し、流体圧力が大きく上昇し
   可変静翼による制御範囲を越えた場合には、若干高い設
   定値で全閉状態で待機している圧力調整弁全開方向に作
   動して、流体圧力全制御することを特徴とするエネルギ
   回収タービンプラントの制御方法。 （２）前記タービンを危急停止させるか出力を大幅に低
   下させる場合ζ異常信号ケ受けてタービンを通過する流
   体の流量変化量を演算し、 さらにその流量変化量全吸収する圧力調整弁の開度増加
   分を演算し、 異常信号が出力されると同時に上流側の流体圧力が上昇
   する前に圧力調整弁全開かせるために、前記演算された
   開度増加量だけさらに開ｊｙ全増加させることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のエネルギ回収タービン
   プラントの制御方法。 （３）前記“タービンによる流体圧制御装置”において
   、外部より静翼角度ロック指令信号が発令された場合、 可変静翼のピッチ角をその位置に保持し、別途解除の指
   令が発令されるまでその状態全保持することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載のエネルギ回
   収タービンプラントの制御方法。 （４）流体の流路に設置された圧力調整弁およびその圧
   力調整弁？駆動し、圧力調整弁の上流側の流体の圧力を
   設定値に保持するための“圧力調整弁による流体圧制御
   装置”および前記圧力調整弁と並列に設置された可変静
   翼を有するタービンと、可変静翼を駆動し、それらの上
   流側の流体圧力を制御する“タービンによる流体圧制御
   装置”とから構成されるタービンプラントにおいて、圧
   力調整弁の上流側の流体の圧力を“圧力調整弁による流
   体圧制御装置”の圧力設定値より若干低い圧力設定値に
   保持するための、圧偏差設定器と圧力調節計とを有する
   圧力制御部と、この信号？受けて可変静翼駆動信号全出
   力するための、静翼駆動信号選択部と、この出力信号で
   もってタービンの静翼ピッチ角を駆動する静Ｒ駆動機を
   具備すること全特徴とするエネルギ回収タービンプラン
   トの制御装置。 （６）可変静翼駆動信号全出力と静翼駆動機の間に記憶
   回路を設けると共に、フィードフォワード信号演算設定
   器とフィードフォワード信号発信器とからなるフィード
   フォワード信号演勢１部全介在させ、 前記圧力調整弁を増量させること金％徴とする特許請求
   の範囲第４項記載のエネルギ回収タービンプラントの制
   御装置。 （６）前記圧力制御部と静招角度、ｌＩμ動信号選択部
   の間に、経路断続器から成る静翼角度ロック信号演算部
   を介在させ静翼角度ロック指令信号が印加づれた場合に
   は、圧力制御部からの流体圧制ｆｌｉ＋信号全切断し、
   前記静翼駆動信号選択部から記憶回路全経由し、静翼角
   度駆動信号選択部にフィードバックされる信号を導通さ
   せるが、通當時（すなわち静翼角度ロック指令信号が解
   除されているとき）には、圧力制御部から出力される流
   体圧制御信号を導通させ、前記、記憶回路を経由してフ
   ィードバンクされる信号ｋｇ断することを特徴とする特
   許請求の範囲第４項または第５項記載のエネルギ回収タ
   ービンプラントの制御装置。 （７）該静翼制御機構は、静翼駆動信号選択部からの信
   号を受け、これ全一部静翼制御信号と残り静翼駆動信号
   に分割し各々に信号を出力し、該静翼駆動信号選択部か
   らの信号が小さい場合すなわちタービン通過ガス流量が
   小さい場合には、全静翼のうち、！特定の静翼のみ開閉
   させ、残りの静翼の静翼角は全閉状態に保ちタービン通
   過ガス流量を微調節し逆に、該静翼駆動信号選択部から
   の出力信号が大きい場合、すなわち、タービン通過ガス
   流量が大きい場合には全静翼を同−文は略同−角度で開
   閉させ、回収タービン全通過する病炉ガス流、＆ｉ−全
   調節する機能全有する静翼制御機構を有することを特徴
   とする特ｒＦ請求の範囲第４項記載のエネルギ回収ター
   ビンプラントの制御装置。