JPS6329082B2

JPS6329082B2 -

Info

Publication number: JPS6329082B2
Application number: JP11072381A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Kuchitsu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1988-06-10
Also published as: JPS5813111A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はドラムボイラのタービンバイパス協調
制御方法に係り、特に、変圧運転をドラムボイラ
で行うに最適なタービンバイパス協調制御方法に
関する。

蒸気圧力を変更するに際し貫流式ボイラが水お
よび燃料を変える必要があるのに対し、ドラムボ
イラは燃料を変えるのみで圧力を変えられる特徴
がある。従つて、比較的小規模のシステムに適し
ている。かかるドラムボイラは、高効率の点から
ドラム変圧運転が要求される傾向にあり、加えて
起動時間を短縮すべくタービンバイパスシステム
が付設される傾向にある。

ドラムボイラにおける主蒸気圧力の制御は、負
荷指令によりタービン加減弁を開、閉させ、主蒸
気圧力の制御を燃料流量を変えて行なうというボ
イラ、ホロー制御方式である。変圧運転をおこな
うと、ボイラ燃料を変えて、主蒸気圧力の変化ま
での応答遅れの大きい特性のボイラでは、主蒸気
圧力の偏差が大きくなり、その結果ボイラ入力の
過大，過少が生じ、更に主蒸気圧力の変動を大き
くするという結果になり、高圧タービンバイパス
弁が開くということになる（負荷運転中に高圧タ
ービンバイパス弁が開くと、負荷変動、主蒸気圧
力変動、温度変動が生じるので、通常の負荷運転
中では、バイパス弁を開かないようにしておかね
ばならない。異常圧力上昇時の圧力逃し動作機能
は持つていても通常運転では動作しないようにし
ておく運用である。）。

以上のような欠点があるために、タービンバイ
パスシスチムを有するドラムボイラを用いたプラ
ントでは、負荷追従性の向上を図ることができな
かつた。

本発明の目的は、ドラムボイラでタービンバイ
パスシステムを有するプラントにおける負荷追従
性を向上することのできるドラムボイラのタービ
ンバイパス協調制御方法を提供するにある。

本発明は、タービン加減弁開度が負荷変化時に
規定以上に開き過ぎ、あるいは閉め過ぎないよう
に制限値を設け、主蒸気圧力の上昇、下降を防ぐ
と共に、燃料の過大，過少を防止すべく燃料指令
に制限値を設けるようにしたものである。

このように燃料指令を制御する必要があるの
は、変圧運転であるために、例えば、負荷を下げ
る時の場合であると主蒸気圧力の設定が下がり、
一方タービン加減弁は閉じるために実主蒸気圧力
が上がる。その結果として、圧力偏差は大きくな
り、燃料を過少にしてしまう恐れが生じることが
あるからである。

第１図は本発明の適用の対象となるドラムボイ
ラおよびタービンバイパスシステムを用いた火力
発電プラントの概略構成図である。

基本的には、ドラムボイラ１、高圧タービン
（HP）２、低・中圧タービン３、発電機（Ｇ）
４より成る。ドラムボイラ１は過熱器５、再熱器
６およびボイラドラム７より成り、燃料流調弁
（FF―CV）８を介して送り込まれた燃料（重油
等）によりボイラドラム７を炊き蒸気を発生させ
る。発生した蒸気は過熱器５で過熱されたのち高
圧タービン２側に送出される。再熱器６は高圧タ
ービン２で使用済の温度の下がつた排蒸気を再び
過熱して低・中圧タービン（LP／IP）３側に送
出するものである。高圧タービン２と並列状態に
タービンバイパス弁（HPBV）１０が接続され
る。このタービンバイパス弁１０は、プラントの
起動時に用いられるもので立上りを早くするため
に用いられるものである。過熱器５と高圧タービ
ン２との間には、主塞止弁（MSV）１１および
タービン加減弁（CV）１２が設けられ、タービ
ンへの蒸気の供給・停止および蒸気量制御が行わ
れる。また、再熱器６と低・中圧タービン３との
間には、再熱止弁（RSV）１３およびインタセ
プト弁（ICV）１４が設けられ、低・中圧タービ
ン３に供給される蒸気を制御している。以上述べ
た各弁は単独に操作してもよいし、主塞止弁１１
と再熱止弁１３、およびタービン加減弁１２とイ
ンタセプト弁１４の各々を連動して操作してもよ
い。制御信号の１つとして用いられ、主蒸気圧力
を検出する主蒸気圧力発信器（PX）１５は主塞
止弁１１の入側に設けられる。また、ボイラドラ
ム７に対する給水は、給水ポンプ１６により給水
流調弁９を介して供給される。

ドラム形ボイラ１の出力、すなわち蒸気流量は
タービン加減弁１２を開閉して行われる。始動に
際しては、主塞止弁１１および再熱止弁１３、さ
らに加減弁１２とおよびインタセプト弁１４の
各々は閉められている。まず、タービンバイパス
弁１０が開けられ、ボイラ１で発生した蒸気が高
圧タービン２をバイパスされる。ついでタービン
バイパス弁１０を閉ると共に主塞止弁１１、再熱
止弁１３を全開にし、且つタービン加減弁１２お
よびインタセプト弁１４を除々に開く。かかる操
作により高圧タービン２に蒸気が供給されると共
に、再熱器６を出た蒸気が低・中圧タービン３に
供給され、両タービンが駆動される。タービンが
回転することにより連結されている発電機４が回
転駆動される。発電機出力すなわち負荷量は、各
タービンに入る蒸気流量に比例する。なお、ター
ビンバイパス弁１０は起動時に開けられるほか、
主蒸気圧力が設定値より上昇したときに開けら
れ、主蒸気圧力の上昇を防止するために用いられ
る。

第２図は変圧運動のパターン図であり、負荷変
化に対するタービン加減弁開度および主蒸気圧力
変化を示したものである。点線図示の主蒸気圧力
が低負荷で一定値を示す領域が起動区域であり、
実線図示で示されるタービン加減弁開度が一定値
を示す領域が変圧運転区域である。第２図で明ら
かなように、負荷、主蒸気圧力およびタービン加
減弁開度は整定値として決まることがわかる。

第３図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
る。図においては、タービン加減弁１２、燃料流
調弁８、高圧バイパス弁１０の各々を制御する例
を示している。

負荷指令信号（MWD）３１は、加算器３２に
送られ、発電機４に設けられた出力検出器
（MW）３３の出力との加算が行われたのちＰ＋
Ｉ演算器３４に送られて、比例・積分演算が行わ
れる。このＰ＋Ｉ演算器３４の出力信号がタービ
ン加減弁１２の開度指令となる。この開度指令に
対し上、下限の制限を付すのが上・下限リミツタ
３５であり、その設定範囲は負荷指令信号１に基
づく函数発生器（FX）３６の出力信号により決
められる。この設定範囲は第２図の変圧パターン
により決められるものである。

つぎに、燃料流調弁８の制御は次の如くに行わ
れる。主蒸気圧力発信器１５の出力信号と、負荷
指令信号１に基づいた主蒸気パターンが発生され
る函数発生器３７の出力信号（先行発信）との加
算が加算器３８でとられ、燃料の目標値が算出さ
れる。この目標値の比例・積分演算がＰ＋Ｉ演算
器３９で行われ、加算器４０で燃料指令との加算
が行われる。燃料指令は負荷指令信号１を函数発
生器４１により変換することにより行われる。な
お、函数発生器３７のパターンは第２図の点線特
性に合致したものとする。変圧運転で負荷を変え
るとき圧力の設定値と、実圧力応答（タービン加
減弁の開閉動作の結果生ずる圧力応答）が逆にな
るため圧力偏差が大きくなり、過大（過少）の指
令となる。そこで加算器４０の出力に制限を設け
るが、その制限は上・下限リミツタ４２により行
う。このリミツタ設定値は、負荷指令信号１に基
づいて函数発生器４３により決定する。函数発生
器４３のパターンはボイラが経済燃料となるよう
な負荷対燃料の関係を算出して決定する。上・下
限リミツタ４２で得られた燃料指令に対し、燃料
流量発信器（FF）４４の出力信号である実際の
燃料流量値を加算器４５で加算し、この結果に対
しＰ＋Ｉ演算器４６により比例・積分を行い燃料
流調弁８を制御する。

また、高圧バイパス弁１０の制御は次の如くで
ある。函数発生器３７の出力信号とバイアス設定
器４７の出力とを加算器４８で加算し、この加算
結果と主蒸気圧力発信器１５との加算を加算器４
９でとり、この結果をＰ＋Ｉ演算器５０で比例・
積分演算することにより高圧バイパス弁１０を制
御する。このように高圧タービンバイパス弁の制
御動作は、主蒸気圧力の設定値に一定のバイアス
を加えたものを主蒸気圧力の設定値としている。
従つて、主蒸気圧力が燃料により一定変動以内に
制御されていれば全閉のままである。

第４図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは本発明により負荷を降
下させた際の応答性を示す説明図である。第４図
Ａは負荷変化、第４図Ｂはタービン加減弁開度、
第４図Ｃは主蒸気圧力、第４図Ｄは燃料流量の変
化を各々示すものである。各図において、実線は
整定値（目標値）を示し、点線は上・下限リミツ
タ３５，４２の各々を設けない場合（すなわち従
来の場合）の応答を示すものである。また、斜線
領域がリミツタの設定域を示すものである。この
リミツタ設定は、タービンバイパス弁が開になら
ない値に設定される。第４図Ａに示すように負荷
を80％から40％に減少させる場合、タービン加減
弁開度ならびに主蒸気圧力は第２図の特性に従つ
た理想的な変化を示す。これに対し従来は、点線
図示の如く急激な変化を示し負荷追従性が悪化す
る。

以上より明らかな如く本発明によれば、ドラム
ボイラでタービンバイパスを有したプラントにお
いても負荷追従性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はドラムボイラ及びタービンバイパスシ
ステムを用いた火力発電プラントの概略構成図、
第２図は変圧運転の一例を示すパターン図、第３
図は本発明の実施例を示すブロツク図、第４図
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは本発明と従来の負荷降下時の応
答性を示す説明図である。１…ドラムボイラ、２…高圧タービン、３…
低・中圧タービン、４…発電機、５…過熱器、６
…再熱器、８…燃料流調弁、１０…タービンバイ
パス弁、１２…タービンン加減弁、１３…インタ
セプト弁、１５…主蒸気圧力発信器、３２，３
８，４０，４５…加算器、３３…発電機出力検出
器、３４，３９，４６…Ｐ＋Ｉ演算器、３５，４
２…上・下限リミツタ、３６，３７，４１，４３
…函数発生器、４４…燃料流量発信器。

Claims

【特許請求の範囲】

１ドラムボイラにタービンバイパスシステムを
付加した火力発電プラントの変圧運転を負荷指令
に基づいてタービン加減弁の制御、燃料流調弁の
制御およびタービンバイパス弁の制御の各協調を
とりながら行う制御方法において、前記負荷指令
に基づいてプログラムした規定開度領域内にター
ビン加減弁開度を制限すると共に、前記負荷指令
に基づいてプログラムした規定燃料量領域内に燃
料流量を制限することを特徴とするドラムボイラ
のタービンバイパス協調制御方法。