JPS63302201A - 給水制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は変圧運転を行なう火力ｉ電プラントの給水制御
装置に関する。

（従来の技術） 火力発電プラントには、ボイラ出口主蒸気圧力が定格負
荷時と部分負荷時で一定な定圧発電プラントと、部分負
荷時には低下させる変圧発電プラントがあるが、部分負
荷時の運転における熱効率は後者の方が優れており、近
年変圧発電プラントは増々増加傾向にある。

この変圧運転では、部分負荷時ボイラ出口主蒸気圧力が
比較的低いので、ボイラの要求するボイラ入日給水流量
を送給する給水ポンプの吐出圧力と回転数は低いところ
で運転される。そして、負荷を増加するに従い、ボイラ
出口主蒸気圧力と給水ポンプ吐出圧力１回転数を増加し
て運転される。

このときの給水系統図を第３図に示す、第３図において
、給水ポンプ駆動タービン１の回転数は蒸気加減弁２の
開度を調節することにより制御される。給水ポンプ３は
給水ポンプ駆動タービン１により駆動され、両者の回転
数は等しい。給水ポンプ３から吐出された給水は逆止弁
４、出口弁５止め弁６を通過して、他の給水ポンプから
の給水と管寄せ部で合流し、総和の給水が高圧ヒータ７
で熱せられボイラ８へ送給される。給水はボイラ８で熱
せられ主蒸気となって、図示しない主タービンへと送ら
れる。他の給水ポンプ廻りの系統は図示した１台の給水
ポンプ３ｉ１１りの系統に同等なので図示を省略した。

尚、逆止弁４は給水ポンプ３からの出口弁５の向きに給
水を流すが、この逆向きには流れない、出口弁５は調節
弁で、中間開度にして給水運転が行なわれる場合もある
。止め弁６は給水運転中は常に全開している。

次に、給水ポンプの吐出圧力Ｐと給水流量Ｑと回転数Ｎ
の関係を第４図のＰ−Ｑ曲線に示す、第４図において、
給水ポンプ回転数ＮはＮ１がら順に上に行くに従って高
く、回転数が高くなるに従って吐出圧力が大きくなり給
水流量が多くなる特性をもっている。システムヘッド曲
線１１は、部分負荷から定格負荷へと負荷上昇させると
きの、給水圧力Ｐと給水流量Ｑの関係を示すものである
。

システムヘッド曲線上の給水圧力Ｐは第３図で示した給
水ポンプ出口管寄せ部の給水圧力センサ９から得るヘッ
ダ圧力　Ｐｌと考えてよい、ボイラ入口給水圧力はヘッ
ダ圧力Ｐ１に等しい。従って、給水ポンプ３からボイラ
８へ給水が送られている給水運転の状態では第３図で示
した給水ポンプ３の吐出口の吐出圧力センサ１０から得
る吐出圧力Ｐ２は必ずヘッダ圧力　Ｐｌより高い、逆に
、吐出圧力Ｐ２がヘッダ圧力Ｐ工より低い場合は、給水
は送れず、逆止弁４により管路は閉じられている。

次に、従来の給水制御装置の例を第２図に示す。

第２図において、給水ポンプの昇速は、昇速制御回転数
設定Ｎ　ＲＥＦを零から増加することにより開始される
。その増加の様子を第６図に示す。時刻ｔの経過ととも
に一定の変化率で上昇し、上限値ＮＨｆ！ｙ　ｍａｘに
至る。第２図で示したように、昇速制御回転数設定Ｎ　
Ｒ１！Ｆと給水ポンプ回転数Ｎの偏差を減算器１２で演
算し、得た偏差を比例制御器１３に通して昇速制御蒸気
加減弁開度指令１４を得る。

昇速制御蒸気加減弁開度指令１４は低値優先回ｖＪ１５
を通過し、この信号は変換器１６により電気信号を油圧
信号に変換し、図示しない油圧回路とレバー機構を介し
て第３図に示した蒸気加減弁２の開度を決める。即ち、
昇速制御回転数設定ＮＲ計を増加することにより蒸気加
減弁２の開度が増加し、給水ポンプ回転数Ｎが増加する
。

一方、第２図で示すように、上記の昇速制御中は、給水
制御回転数設定Ｎ、には信号発生器１７により所定の一
定値ＮＲ＋ｍｉｎが与えられている（　Ｎ　Ｒ”　Ｎ　
Ｒａｌｌ　ｎ　）　ａ給水制御回転数設定Ｎ、と給水ポ
ンプ回転数Ｎの偏差を減算器１８で演算し、得た偏差を
比例制御器１９に通して給水制御蒸気加減弁開度指令２
０を得る。給水制御蒸気加減弁開度指令２０は、昇速開
始後しばらくの間は低値優先回路１５において昇速制御
蒸気加減弁開度指令１４よりも大きいため、選択されな
い、昇速制御回転数設定Ｎ　Ｒ１！Ｆが比較的に高くな
り、給水ポンプ回転数Ｎが給水制御回転数設定ＮＲに近
づいてくると、やがて給水制御蒸気加減弁開度指令２ｏ
の方が昇速制御蒸気加減弁開度指令１４よりも低くなり
、以後は給水制御蒸気加減弁開度指令２０が低値選択回
路１５を通過することになる。給水ポンプ回転数Ｎを更
に増加させるためには手動設定２１を零から増加する必
要がある。つまり、第４図のシステムヘッド曲線１１で
示したように、その時点のヘッダ圧力Ｐ工の大きさに応
じて給水開始回転数を変える必要があるのである。信号
発生器１７が与える最低回転数設定ＮＲｗｉｎは、高い
値にすると昇速制御中に給水ポンプ３の吐出圧力Ｐ２が
ヘッダ圧力Ｐ１より大きくなって給水流量が突出するこ
とになるため、かなり低い値が選ばれる。負荷が高く、
ヘッダ圧力　Ｐｌが大きい場合には、最低回転数設定Ｎ
Ｒ＋ｍｉｎ相当の低い給水ポンプ吐出圧力Ｐ２がらヘッ
ダ圧力　Ｐ１相当の高い回転数まで給水ポンプ回転数を
増加させるために手動設定２１を徐々に増加させなけれ
ばならない。給水流量が突出しないように、給水ポンプ
吐出圧力Ｐ２がヘッダ圧カＰ工に等しくなる給水開始回
転数まで、徐々に手動設定２１を増加するわけである。

給水開始回転数に達すると、スイッチ２２を手動設定２
１がら比例積分制御器２３に切換える。切換えた後は給
水流量設定。８と給水流量Ｑの偏差を減算器２４で演算
し、得た偏差を比例積分制御器２３に通して給水要求回
転数設定が得られる。給水要求回転数設定２５と最低回
転数設定ＮＲｗｉｎを加算器２６で加算したものが給水
制御回転数設定ＮＲとなる１以上のようにして、従来、
給水ポンプの昇速開始から給水開始へと移行させるよう
にしていた。

（発明が解決しようとする問題点） 定圧発電プラントではボイラ出口主蒸気圧力が部分負荷
時と定格負荷時で一定であるため、ボイラ入日給水圧力
は第４図の曲線２７（点線部）のように変化が小さかっ
た。従って、第２図の従来の給水制御装置でも最低回転
数ＮＲｗｉｎを給水開始回転数設定として大きな値を選
ぶことができたし、一定値でも十分であった。しかしな
がら、変圧発電プラントでは、システムヘッド曲線１１
（実線部）に見られるように、負荷に応じてボイラ入日
給水圧力が大きく変るため、ボイラ入口給水圧力（＝ヘ
ッダ圧力ｐｉ）に等しい給水ポンプ吐出圧力　Ｐ２を得
るための給水開始回転数が負荷に応じて変るという特徴
をもっている。定圧発電プラントに適用されてきた第２
図の従来の給水制御装置では、変圧発電プラントにおい
ては最低回転数設定ＮＲｗｉｎから給水開始回転数まで
の回転数増加を手動設定２１を徐々に、給水流量が突出
しないように１手動にて行なわねばならない、また、徐
々に手動設定２１を増加しなければならないので、昇速
開始から給水開始までの移行に多くの時間を要するなど
の問題点があった。

そこで本発明は、上記の問題を解決し、変圧発電プラン
トの給水開始回転数に到達するまでの、給水ポンプ回転
数増加を昇速制御により行い、自動的に、短時間で給水
開始回転数に到達するようにし、給水運転への移行をス
ムーズに行うようにした給水制御装置を提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、給水ポンプ吐出口に設けられた出口弁の１次
側給水圧力（＝吐出圧力Ｐ　２　）と２次側給水圧力（
＝ヘッダ圧力Ｐ０）の差圧を検出する手段を設け、その
差圧の大きさに応じた給水開始回転数バイアスを演算し
、その給水開始回転数バイアスを給水要求回転数設定に
加算することにより、出口弁２次側給水圧力に対応する
給水開始回転数を得るようにしたものである。

（作　用） 出口弁の１次側給水圧力（＝吐出圧力ｐ　ｚ　）と２次
側給水圧力（＝ヘッダ圧力ｐ　１）の差圧に基づいて給
水開始回転数を得るようにしたので、変圧発電プラント
においても、給水開始回転数に到達するまでの給水ポン
プ回転数増加を昇速制御により行い、自動的に、最短時
間で給水開始回転数に到達するようにし、給水運転への
移動をスムーズに行える。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例による給水制御装置の制御系
統図を示す。図において、第２図と同一符号は、同一の
ものであることを示し、それらの説明は前述間等のため
省略する。第１図の特徴点は、更に出口弁１次側の給水
圧力Ｐ、（＝吐出圧力ｐ　ｚ　）と出口弁２次側の給水
圧力ｐ　ｉ（＝ヘッダ圧力Ｐ１）との差圧ΔＰを減算器
２８により得、差圧ΔＰの大きさに応じた給水開始回転
数バイアスＮＲＢを与えるための第５図の特性をもつ関
数発生器２９を設ける一方、スイッチ２２の出口に加算
器３０を挿入した点である。

関数発生器２９は第５図の特性をもつもので、給水ポン
プの昇速開始当初はヘッダ圧力Ｐ１に比べ吐出圧力Ｐ２
の方がはるかに低く、差圧ΔＰは正の大きな値となって
いて、給水開始回転数バイアスＮＲＢは上限値ＮＲＢ　
ｗａｘに等しい、従って、昇速制御を開始してしばらく
の間は給水制御回転数設定ＮＲの値は最低回転数設定Ｎ
Ｒｍｉｎと給水開始回転数バイアスＮＲＢ■ａｘの和に
等しい、昇速制御回転数設定ＮＲＩ！Ｆが第６図のよう
に増加して行くと、給水ポンプ回転数Ｎの増加に従い吐
出圧力　Ｐ２も増加する。吐出圧力　Ｐ２が増加すると
差圧ΔＰは減少するので、給水開始回転数バイアスＮＲ
Ｂは上限値ＮＲＢ　ｌ１ａＸから下がりはじめる。従っ
て、給水制御回転数設定Ｎ、も下がりはじめる。更に回
転数Ｎが増加すると、やがて低値優先回路１５において
、優先信号は昇速制御蒸気加減弁開度指令１４がら給水
制御蒸気加減弁開度指令２０に切換る。この切換りの点
は第５図ではＡ点の位置に相当し、Ａ点における差圧Δ
ＰはΔＰａであり、給水開始回転数バイアスＮＲＢはＮ
ＲＢＭである。従って、昇速制御が完了した時点の給水
制御回転数設定ＮＲはＮ　ＨｍｉｎとＮＲＢＭの和に等
しく、吐出圧力Ｐ、はヘッダ圧力Ｐ１よりわずかにΔＰ
８だけ低いところにある。ΔＰａを小さくしたければ、
第５図の坂の部分の傾きを大きくすることにより実現で
きる。この時点における給水制御回転数設定Ｎ　Ｒ（＝
Ｎ　Ｒｍｉｎ＋ＮＲａａ）が給水開始回転数となる。

次に、スイッチ２２を手動設定２１から比例積分制御器
２３に切換えて、給水流量設定ＱＲを増加すると、給水
制御回転数設定Ｎ、が増加するので蒸気加減弁が開度を
増し、回転数Ｎが増加する０回転数Ｎが増加すると吐出
圧力　Ｐ、が大きくなり差圧ΔＰは更に小さくなって、
給水開始とともに差圧ΔＰは負となるので給水開始回転
数バイアスＮにＢは零となる。それ以降は比例制御器２
３の出力信号のみにより給水制御回転数設定ＮＲが決め
られるようになる。

また、給水開始回転数に到達後、スイッチ２２をすぐに
は切換えないで、手動設定２１につないだままにしてお
いて、給水待機運転を行なわせることも可能である。こ
れは、直ちに給水を確保する必要はないが、給水が必要
となった時には直ちに給水が確保できるように給水開始
回転数に維持させておく運転である。給水待機運転中に
ヘッダ圧力Ｐ工が変化するようなことがあっても、手動
設定２１が零のまま（手動設定２１の操作をしなくとも
）、必要な差圧ΔＰａを確保する方向に給水開始回転数
バイアスＮＲＢが変化し、給水ポンプ回転数Ｎを変化さ
せるので給水開始回転数が維持される。

以上のように５本実施例によれば、差圧△Ｐの大きさに
応じた給水開始回転数バイアスを演算し、その給水開始
回転数バイアスを給水要求回転数設定に加算するように
したので、変圧発電プラントに適用しても、出口弁２次
側給水圧力に対応する給水開始回転数が得られ、また高
い回転数変化率で給水ポンプ回転数の上昇が可能な昇速
制御により給水開始回転数に自動的に、最短時間で到達
することができる。また出口弁２次側給水圧力の変化に
対しても給水開始回転数が維持できる。だから、給水運
転への移動に際しても、手動設定の操作によらずとも、
スムーズに移行させることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、給水ポンプ回転数の増加
を昇速制御により、自動的に、最短時間で給水開始回転
数に到達するようにし、給水運転への移行をスムーズに
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による給水制御装置の制御系
統図、第２図は従来の給水制御装置の制御系統図、第３
図は第１図によって制御される給水ポンプ廻りの給水系
統図、第４図はＰ−０曲線を示す図、第５図は給水開始
回転数バイアスを与える関数発生器の特性を示す図、第
６図は昇速制御回転数設定が上昇する様子を示す図であ
る。 １・・・給水ポンプ駆動タービン ２・・・蒸気加減弁　　　　　　　　３・・・給水ポン
プ９・・・ヘッダ圧力検出器　　　　　ＩＯ・・・吐出
圧力検出器１３．１９・・・比例制御器　　　　　　１
５・・・低値優先回路１７・・・最低回転数信号発生器
　　　２１・・・手動設定２２・・・スイッチ　　　　
　　　　　２３・・・比例積分制御器２９・・・関数発
生器 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 ζ　　　　　　　　　　　　− ＋３　　　　　　　　（Ｌ 第３図 □Ｑ 第４図 ＲＢ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 給水ポンプ吐出口の出口弁の出口弁１次側給水圧力と出
   口弁２次側給水圧力の差圧大きさに応じた給水開始回転
   数バイアスを得る手段を備え、前記出口弁２次側給水圧
   力に対応する給水開始回転数に到達するまでの給水ポン
   プの昇速を昇速制御回転数設定に基づいて前記昇速制御
   により行い、次に前記給水開始回転数バイアスに基づい
   て得られた給水制御回転数設定により給水ポンプ回転数
   を給水開始回転数に維持することを特徴とする給水制御
   装置。