JPS6161002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は汽力発電プラントのボイラ自動起動方
法の改良に関し、その目的は汽力発電プラントの
起動過程で発生する恐れのある主蒸気の温度低下
を自動的に防止させる手段を新たに追加すること
により、適正なボイラ起動を全自動で遂行できる
ようにしたボイラ自動起動方法を得ることにあ
る。

大容量の汽力発電プラントでのボイラ起動は一
般に自動化されており、その制御系統図の一例は
第１図の如くである。図において１はボイラ、２
はタービン、３は復水器、４は給水ポンプ、５は
主蒸気加減弁、６は発電機である。これに対し制
御系統は運転員が監視操作する中央制御盤７と、
負荷設定などを司どるユニツト制御部８と、ター
ビンガバナ９と、電算システムをもつ自動起動装
置１０と、ボイラ制御部１１などからなる。これ
らの制御系統の各部は相互に連けいされており、
中央給電指令に基づいて起動から定常運転まで自
動的にプラント全体を制御する。その全体の制御
方式についてはよく知られているところであり省
略するが、特に本発明の対象となるボイラ起動方
法について説明すれば次の如くである。第２図は
第１図の要部を更に詳記したものであり、図中１
２，１３はボイラ１に装備された低温過熱器、お
よび高温過熱器、１４はフラツシユタンク、１
５，１６は給水加熱器、１７は脱気器である。ま
た低温過熱器１２（以後、低温SHと呼称する）
と高温過熱器１３（以後、高温SHと呼称する）
との間には過熱器止め弁１８と過熱器減圧弁１９
（以後、SH減圧弁と呼称する）とが並列に介挿さ
れており、一方フラツシユタンク１４と各過熱器
１２，１３の入口、出口側との間には図示の如く
過熱器バイパス弁２０、蒸気モニタ弁２１、過熱
器通気弁２２が介挿されている。ボイラの起動は
予め定められたプログラムに従つて進行する。そ
のプログラム制御のステツプは、先ず低圧系統の
クリーンアツプ→フラツシユタンク１４を介して
行うボイラ点火前の系統水循環→ボイラ点火、並
びに脱気開始→ボイラ加熱循環→高温SH１３へ
の通気および主蒸気管のウオーミングなどの各ス
テツプが進んで主蒸気の蒸気条件が整うと、フラ
ツシユタンク１４の蒸気で次にタービン２へ通気
してタービンの速度上昇を開始するとともに発電
機を同期投入してタービン２は初負荷とする。次
いで低温SH１２の出口流体のエンタルピが前記
フラツシユタンク発生蒸気のエンタルピと等しく
なる所定温度になると、SH減圧弁１９が開き始
め主蒸気の圧力コントロール体勢に入る。なおそ
の後にフラツシユタンク１４からの通気は停止さ
れ、また加減弁５の開度はボイラ側からの要求に
より或る開度、例えば約20％にガバナ９からの指
令で設定保持される。

その後加減弁開度を一定に保つたままボイラ圧
力を定格まで上昇させるために、詳細を後記する
負荷設定器、および負荷変化率設定器で規定さ
れ、ガバナ９を経て与えられる負荷要求信号に基
づいてSH減圧弁１９が全開へ向けて徐々に開放
され、この結果タービンはSH減圧弁１９の全開
に相当する出力まで負荷上昇される。次のステツ
プではSH止め弁１８が開き、それ以降は負荷要
求信号が主蒸気加減弁５へ戻され、所定の目標負
荷まで加減弁操作により負荷上昇される。ここで
起動は終了し、以後の運転は定常運転の制御系統
に引継がれる。

ところで前述したボイラ起動に際して、SH減
圧弁１９が全開に向けて徐々に開いていく過程で
は、低温SH１２の出口蒸気温度が規定温度以上
に保たれることが必要である。さもないと主蒸気
条件が適正とならずタービンの運転に支障を来す
ことになる。しかしてボイラの定常運転が確立す
る以前の起動過程では、低温SH１２の熱容量不
足など過渡的な不安定要素が原因となつて、SH
加減弁１９を開いていく途中段階で蒸気の過熱が
追従できず、低温SH１２の出口蒸気温度が規定
値より低い温度に低下してしまう現象がしばしば
発生する。かかる現象が発生するタイミングはそ
のボイラによつて固有のものであり、起動ごとに
ほぼ同じ条件で発生する。しかしながら従来では
前記の温度低下に対する特別な配慮が運転制御系
統内で全くなされておらず、ボイラ起動に際して
その都度運転員がSH減圧弁１９を途中開度で一
旦手動に切替えてその弁開度を一時的に保持し、
低温SH１２の保有熱量が充分上昇するのを待つ
て再び運転を自動に切替える操作を行つているの
が現状である。このことは自動起動方法の利点が
完全に生かされず、運転操作に不便を与えること
になることから、その解決策が望まれている。

かかる点にかんがみ、本発明は上記したボイラ
の起動時に生じる問題点の解決策を提供しようと
するものであり、以下本発明のボイラ自動起動方
法をいくつかの実施例に基づいて説明する。

先ず第３図において２３はタービンガバナ９内
に備えられている負荷設定器、２４は負荷変化率
設定器である。周知のように頭述した初負荷と
り、およびそれ以降のSH減圧弁全開に相当出力
までの負荷上昇などの負荷設定は、該負荷設定器
２３に指令を与えて負荷設定値まで上昇操作させ
ることにより行われる。一方負荷変化率設定器２
４は発電プラントと運転休止期間の状況によりそ
の起動に際してコールド起動Ｃ、ホツト起動Ｈな
どのモードが運転員により選択される。ところで
本発明では後述する実施例に基づき負荷変化率が
零となるモードを与える設定段０が設けられてい
る。負荷変化率設定器２４は負荷設定器２３で設
定された設定値にモード選択による負荷増加率の
制限を加えるものであり、選択された負荷変化率
の割合で設定出力までの負荷上昇指令信号がSH
減圧弁１９を含むボイラ制御系、ないし主蒸気加
減弁へ与えられる。なお符号２５は発電機６の出
力検出器、２６は低温SH１２の出口側に設けた
蒸気温度検出器を示す。

ところで本発明のボイラ自動起動方法によれ
ば、起動に際して初負荷をとつた後に加減弁５の
開度を一定のままSH減圧弁１９を全開まで徐々
に開放して負荷上昇を行わせる過程で、その途中
段階にてプログラム制御などの自動的な制御手段
によりSH減圧弁１９への開放指令信号の進行を
一時中断停止し、弁開度をその状態のまま待機保
持させる新たな弁開度保持ステツプが設定され
る。この弁開度保持ステツプの設定により、この
ステツプ時間の間に低温SH１２の保有熱量を充
分に上昇させることが可能となり、SH減圧弁の
開動作の途中で低温SH１２の出口蒸気温度が規
定値より低下するのを未然に防止して適切なボイ
ラ起動を全自動で遂行させることができる。

次に上記したSH減圧弁の弁開度保持ステツプ
を設定するためのいくつかの自動制御手段の実施
例を説明する。先ず第１の実施例では、第４図に
示したプログラムに従つて第３図で先記した負荷
設定器２３が自動プログラム制御される。即ち初
負荷とりの後に、負荷設定器２３で設定される負
荷上昇の指令信号が２段階にわけられて設定され
る。先ず予め定められたSH減圧弁１９の途中開
度相当する或る規定出力値にまで負荷設定器２３
を操作したところで負荷設定器２３は一旦停止さ
れる。その後負荷変化率設定器２４の選択モード
で規制されつつ時間的に遅れて発電機６の実出力
値が前記の規定出力値に上昇した時点から、更に
低温SH１２の保有熱量がその後のSH減圧弁１９
の開動作に追従できるまで充分に高められるのに
要する規定時間（例えば５〜10分程度）だけ負荷
設定器２３はそのまま保持される。次いで規定の
保持時間が経過すると、負荷設定器２３はSH減
圧弁１９の全開に相当する出力にまで設定値を高
めるよう再び上昇操作される。以上の動作は予じ
め組まれたプログラムに従つて自動的にプログラ
ム制御される。

第２の実施例では第３図に示した負荷変化率設
定器２４に特別設けた変化率零の設定段０が使用
される。また負荷設定器２３は先の実施例と異な
り、頭初からSH減圧弁１９の全開に相当する出
力値に負荷設定される。この負荷設定値は負荷変
化率設定器２４により選択されたモードで規定さ
れる所定の変化率の割合で弁開放指令信号がSH
減圧弁１９へ与えられるわけであるが、先の実施
例と同様に予め定められた途中段階での規定出力
値に達した時点で、負荷変化率の設定が変化率零
段０へ自動的に切替えられる。このことにより
SH減圧弁１９は途中開度のまま保持されること
になる。弁開度保持ステツプが規定時間だけ保持
され、この時間が経過すると、再び負荷変化率設
定器２４は零設定段から頭初に選択されたモード
設定段に復帰される。以上の動作は自動プログラ
ム制御によつて自動的に進行される。なお前記第
１および第２の実施例では、発電機出力検出器２
５の検出値を制御入力信号とし、予め定めた規定
出力となつた時点で弁開度保持ステツプへ切替え
るよう制御されているが、起動時での出力上昇は
SH減圧弁の開度と比例することから、SH減圧弁
１９の弁開度をそのまま制御入力信号に用いて弁
開度保持ステツプへ切替え制御させることも可能
である。また弁開度保持ステツプへの切替えタイ
ミングを決定する規定出力値は、運転対象となる
ボイラごとに予め試運転によるデータから低温
SH１２の出口蒸気温度の低下現象がどの出力時
点で発生するかを把握し、このデータを基にして
決定される。

更に別の実施例によれば、第３図に示した如く
低温SH１２の出口側には蒸気温度検出器２６を
設置しておき、この検出値を制御入力信号として
該部の蒸気温度が規定温度より低下しないように
SH減圧弁１９の弁開度を途中段階で自動制御さ
せる手段により弁開度保持ステツプ動作が行われ
る。なおこの実施例を実施する場合に、蒸気温度
検出値を制御入力信号として弁開度保持ステツプ
へ移す場合には、当然のことながら負荷設定器２
３、負荷変化率設定器２４は蒸気温度検出器から
の制御信号を受けて弁開放指令信号をその時点に
保持したまま一時中断休止される。

以上述べたように本発明のボイラ自動起動方法
によれば、ボイラの起動に際して頻わしい運転員
の手動操作を全く必要とせずに自動制御手段で低
温過熱器の出口蒸気温度を規定値以上に保持で
き、全自動化方式でボイラの起動が遂行し得る運
転上での優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象となる汽力発電プラント
の制御系統略図、第２図は第１図における要部の
詳細図、第３図は本発明を実施するための過熱器
減圧弁に対する制御系の詳細図、第４図は本発明
一実施例の方式を示す制御プログラム図である。 １：ボイラ、２：タービン、５：主蒸気加減
弁、６：発電機、７：中央制御盤、８：ユニツト
制御部、９：タービンガバナ、１０：自動起動装
置、１１：ボイラ制御部、１２：低温過熱器、１
３：高温過熱器、１８：過熱器止め弁、１９：過
熱器減圧弁、２３：負荷設定器、２４：負荷変化
率設定器、２５：出力検出器、２６：主蒸気温度
検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボイラにおける低温過熱器と高温過熱器との
   間に過熱器減圧弁を備え、ボイラの起動過程で主
   蒸気をタービンに通気して初負荷をとつた後に、
   主蒸気加減弁の開度を一定のまま負荷設定器およ
   び負荷変化率設定器により規定された指令信号に
   基づき前記過熱器減圧弁を全開まで徐々に開放さ
   せることにより負荷上昇を行わせるようにしたボ
   イラ自動起動方法において、過熱器減圧弁の弁開
   度を全開まで進める途中段階にて、低温過熱器出
   口側の主蒸気温度が規定温度以下に低下させぬよ
   う、自動的な制御手段により過熱器減圧弁へ与え
   る開放指令信号の進行を一時中断停止して弁開度
   をその状態のまま待機保持させる弁開度保持ステ
   ツプを設定したことを特徴とする汽力発電プラン
   トのボイラ自動起動方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のボイラ自動起動
   方法において、過熱器減圧弁の弁開度保持ステツ
   プが、負荷設定器から過熱器減圧弁に与えられる
   指令値を予め定められた途中段階での規定出力値
   で規定保持時間だけ保持させるとともに、規定保
   持時間の経過後に再び過熱器減圧弁の全開に相当
   する出力指令値まで上昇させるよう定めた自動プ
   ログラム制御手段により設定される如くしたこと
   を特徴とする汽力発電プラントのボイラ自動起動
   方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のボイラ自動起動
   方法において、過熱器減圧弁の弁開度保持ステツ
   プが、負荷変化率設定器に変化率零の設定段を設
   けておくとともに、頭初に負荷設定器の指令値を
   過熱器減圧弁の全開に相当する出力値に設定した
   条件で所定の負荷変化率に制限されつつ上昇する
   タービン出力が予め定められた途中段階での規定
   出力となつた時点で規定保持時間だけ負荷変化率
   設定器を零設定指令に切替えて弁開度をそのまま
   保持し、更に規定保持時間の経過後に再び所定の
   負荷変化率指令に戻すよう定めた自動プログラム
   制御手段により設定される如くしたことを特徴と
   する汽力発電プラントのボイラ自動起動方法。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のボイラ自動起動
   方法において、過熱器減圧弁の弁開度保持ステツ
   プが、低温過熱器出口側の主蒸気温度を制御入力
   信号として主蒸気温度が規定温度以下に低下しな
   いよう過熱器減圧弁の弁開度を全開に至るまでの
   途中段階で規制制御する自動制御手段により設定
   される如くしたことを特徴とする汽力発電プラン
   トのボイラ自動起動方法。