JPS6358005A - ボイラの給水流量制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ボイラ給水ポンプの制御性を改善し且つ給水
ポンプ切替時間の短縮を図り得るようにしたボイラの給
水流量制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のボイラへの給水ポンプの制御系統を第３図により
説明すると、図中１はボイラ、２ａ。

２ｂはタービン３ａ、３ｂにより駆動され給水管４を介
してボイラｌへ給水を行うための給水ポンプ、５はボイ
ラｌで発生した蒸気を送給する蒸気管、６．７は管路５
に設けた過熱器、８は蒸気管７から送給され゛た蒸気に
より駆動され発電機９を回転させるタービン、１０はボ
イラｌの火炉へ燃料を供給する燃料供給管、ｌｌａ、ｌ
ｌｂは各給水ポンプ２ａ、２ｂに導入される給水流−を
夫々検出する流量検出器、１２は給水ポンプ２ａ、２ｂ
から吐出される給水流量を検出するための流量検出器、
１３はボイラｌの負荷を定める出力設定器、１４は出力
設定器１３の設定指令に基いて燃料供給管１０からボイ
ラ１の火炉へ供給される燃料の流量を制御する制御弁、
１５は負荷設定器１３の設定指令に基いて蒸気管５から
タービン８へ導入される蒸気の流量を制御する制御弁で
ある。

又１６は出力設定器１３により設定された給水管４内の
設定給水流量と流量検出器１２て検出された給水流量の
信号を減算する減算器、１７は減算器１６からの信号を
調節し給水マスター指令として出力する位置調整型のＰ
Ｉ調節器、１８ａ、１８ｂはＰＩ調節器１７よりの信号
から給水流二検出器１１ａ、ｌｌｂで検出された給水流
ｍの信号とバイアス操作器１９ａ、　１９ｂからの信号
を減算する減算器、２０ａ、２０ｂは減算器１８ａ、１
８ｂからの信号を調節するＰＩ調節器、２２ａ、　２２
ｂはＰＩ調節器２０ａ、　２０ｂから手動自動切替器２
１ａ、２１ｂを介して加えられた指令信号により開度が
調整され、給水ポンプ２ａ、２ｂ駆動用のタービン３ａ
、３ｂへ導入される蒸気の流量を制御するための制御弁
である。

上記装置でボイラ１か起動され、定常運転に移行する際
には次のような運転が行われる。

例えば、負荷設定器１３には先す定格負荷の１／２の負
荷か設定され、該設定器１３からは負荷に対応した指令
信号が制御弁１４．１５及びＰＩ調節器１７に与えられ
る。又バイアス操作器２９ａはバイアス値か零％に操作
され、バイアス操作器１９ｂは一１００％に操作される
。

斯かる状態でボイラ１の運転を開始すると、ＰＩ調節器
１７からの信号は給水マスター指令として減算器１８ａ
、１８ｂの両方に与えられるが、バイアス操作器１９ｂ
は一１００％に操作されているため減算器１８ｂからは
指令は出力されず、バイアス操作器１９ａは零％に操作
されているため減算器１８ａからは１００％の指令信号
か出力され、ＰＩ調節器２０ａで調節されたうえ出力さ
れて制御弁２２ａに与えられ、信号の大きさに対応して
制御弁２２ａか開き、蒸気がタービン３ａに供給されて
給水ポンプ２ａか所定の回転数で駆動され、給水ポンプ
２ａにより水か給水管４を経てボイラ１に供給され、加
熱されて蒸気か発生し、蒸気は蒸気管５、過熱器６，７
を経てタービン８へ供給され、タービン８か回転し、タ
ービン８の回転によって発電機９か回転され、発電か行
われる。

給水ポンプ２ａから吐出された水量はｋＱ検出機１２に
より検出されて減算器１６に与えられ、減讐器Ｉ６で負
荷設定器１３からの信号と減算され、減算された偏差は
ＰＩ調節器１７、減算器１８ａ　。

ＰＩ：ＡＩ節器２０ａ等を介して制御弁２２ａに与えら
れ、減′Ｄ器１６の偏差が零となるよう、すなわち給水
ポンプ２ａから流出する給水回が給水マスター指令と合
致するよう、制御か行われる。又流量検出器１１ａで検
出された給水流量は減算器１８ａへフィードバックされ
る。

上記運転状態から負荷を定格負荷に上昇させる場合、給
水ポンプ２ｂを停止したまま負荷設定器１３により負荷
を定格負荷にすると、給水ポンプ２ａから吐出される給
水流量は限界かあるため増加し得ないにも拘らず制御弁
１４の開度か大きくなるため、ボイラ１の火炉へ噴射さ
れる燃料が多くなり、ボイラ】の温度か上昇しすぎて種
々のトラブルが発生するおそれかある。このため、従来
は、負荷をあげる場合には、先ず給水ポンプを切替えて
運転する給水ポンプの台数を増加させることか行われて
いる。

今、給水ポンプ２ａの他に給水ポンプ２ｂをも駆動する
場合には、負荷設定器Ｉ３はＩ／２の負荷のまま作業員
かバイアス操作器１９ｂを一１００％から徐々に零％へ
向けて操作する。従って、減算器１８ｂからもＰＩ：Ａ
節器１７からの給水マスター指令とバイアス操作器１９
ｂから与えられる信号との差信号が出力され、差信号は
Ｐｌ、Ｍ筒器２０ｂ１手動自動切替器２１ｂを介して制
御弁２２ｂに与えられ、弁２２ｂは信号に対応して開く
ため、蒸気がタービン３ｂへ供給され、タービン３ｂか
駆動されることにより給水ポンプ２ｂも回転を開始し、
給水ポンプ２ｂからも給水か行われる。バイアス操作器
１９ｂを零％になるよう操作すると、減算器１８ｂから
出力される信号は大きくなるため、制御弁２２ｂの開度
はそれに比例して大きくなり、タービン３ｂの回転速度
か大きくなるため、給水ポンプ２ｂからの給水流；は徐
々に上昇する。

一方、給水管４を流れる全給水流二は負荷により定まっ
ているため、給水ポンプ２ｂからの給水流量がバイアス
操作器１９ｂを零％へ近付くよう操作することにより徐
々に増加すると、制御弁２２ａはそれに対応して閉止し
、タービン３ａ延いては給水ポンプ２ａの回転数が低下
し、給水流量は徐々に減少する。この制御は流量検出器
１１ａからの信号を減算器１８ａへフィードバックする
ことにより行われる。

バイアス操作器１９ｂが零％になると、給水ポンプ２ａ
、２ｂは夫々給水マスター指令からの５０％ずつの指令
に応じた給水流量が給水管４に流出する。

上述の制御時の状態は第４図（イ）〜（へ）に示してあ
り、時間ｔ１までは給水ポンプ２ａのみが運転され、時
間ｔ１〜ｔ２の間は給水ポンプ２ｂも運転を開始され、
給水ポンプ２ｂでは給水流量が徐々に増加し、給水ポン
プ２ａでは給水流口が徐々に減少し、時間ｔ２以後は負
荷設定器１３からのマスター指令に対し、給水ポンプ２
ａ、２ｂが半分ずつ給水を負担していることが分る。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら上述の装置では、例えば給水ポンプ２ｂを
追加運転する場合、給水ポンプ２ｂからの給水流量はバ
イアス操作器１９ｂの操作により決ってしまうので、給
水管４を通る全給水流Ｑは残りの給水ポンプ２ａにより
制御する必要があり、給水ポンプ２ａの流量変化を減算
器１８ａに与えてフィードバック制御することになり、
従って追加される給水ポンプ２ｂの給水流量の変化が速
いと給水管４を流れる全給水流量が第４図（イ）の曲線
ａに示すように脈動し、その結果ボイラ１の蒸気圧力が
第４図（ホ）に示すように、又ボイラｌの蒸気温度が第
４図（へ）に示すように変動し、全給水流２の制御性が
悪化するおそれがあり、一方、制御性を重視すると給水
ポンプの切替時間が長くかかるという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑み、ボイラへ給水を行う給水ポ
ンプの制御性を改善すると共にポンプ切替時間の短縮を
図ることを目的としてなしたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は給水マスター指令を複数に配列された複数の給
水ポンプに与える速度型の調節器と、前記給水ポンプに
給水増指令又は給水減指令を与えるよう前記給水ポンプ
に対応して設けられたバイアス操作器と、該バイアス操
作器から与えられた給水増指令又は給水減指令の時間に
対応した大きさの信号を出力するメモリーと、該メモリ
ーからの信号の大きさに応じて一の給水ポンプの給水流
量が増加したら他の給水ポンプの給水流量を前記増加分
たけ減少させる装置を設けた構成を備えている。

［作　　　用］ 給水ポンプ切替時には、バイアス操作器から各給水ポン
プに給水増指令或いは給水減指令が与えられ、一の給水
ポンプの給水流量か増加すればその増加分だけ他の給水
ポンプの給水流量が減少する。

［実　施　例コ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図は本発明の一実施例で、第１図中第３図に示すも
のと同一のものには同一の符号が付しである。

図中２６はバイアス操作器１９ａ、１９ｂを操作するポ
ンプ切替指令設定器、２３ａ、２３ｂはバイアス操作器
１９ａ、１９ｂからの給水増指令或いはＰＩ調節器１７
からの指令の何れかが与えられた場合に給水流２増指令
の信号を出力するオア回路、２４ａ。

２４ｂはバイアス操作器１９ａ、１９ｂからの給水流ｍ
減指令或いはＰＩ調節器１７からの指令の何れかが与え
られた場合に給水流Ω減指令の信号を出力するオア回路
、２５ａ、２５ｂはオア回路２３ａ、２３ｂ　。

２４ａ、２４ｂからの信号を減算器１８ａ、　１８ｂに
与えるアナログメモリーである。又ＰＩ調節器１７は第
３図の従来例の場合は位置調節型の調節器を使用してい
るが、本実施例では速度調節型の調節器を使用している
。

上記装置で例えば負荷設定器１３て設定された負荷が定
格負荷のｌ／２で給水ポンプ２ａのみが駆動され、給水
ポンプ２ｂが停止している場合は、手動自動切替器２１
ｂは手動に切替えられ且つ制御弁２２ｂは手動により閉
止され、ＰＩ調節器１７からの給水マスター指令により
給水ポンプ２ａの運転が行われている。このため負荷設
定器１３で設定された給水指令と流量検出器１２で検出
された給水流一の偏差は減算器１６、ＰＩ：Ａ！節器１
７からオア回路２３ａ、アナログメモリー２５ａ１減算
器１８ａ　ＳＰ　Ｉ：ＡＩ節器２０ａ１手動自動切替器
２１ａを介して制御弁２２ａに与えられて制御弁２２ａ
の開度が調整され、給水ポンプ２ａは所定の回転数で回
転し、給水ポンプ２ａからは所定の流量の給水が行われ
ている。又、給水ポンプ２ａに吸込まれる水量は流量検
出器１１ａで検出されて減算器１８ａへフィードバック
され、減算器１８ａで求められた偏差が制御弁２２ａへ
与えられる。

給水ポンプ２ｂを追加して運転する場合には、手動自動
切替器２１ｂを自動に切替え、ポンプ切替指令設定器２
８を操作する。このため、バイアス操作器１９ａからは
一定出力の給水流量減指令か出力されると共にバイアス
操作器１９ｂからは一定出力の給水流量増指命が出力さ
れる。

バイアス操作器１９ａから出力された給水流量減指令の
信号はオア回路２４ａ１アナログメモリ２５ａｓ減算器
１８ａ　、　Ｐ　Ｉ調節器２０ａ等を介して制御弁２２
ａに与えられ、制御弁２２ａの開度は減少するため、タ
ービン３ａへ導入される蒸気が減少し、タービン３ａの
回転速度は低下するので、給水ンブ２ａからの給水流量
は減少する。

バイアス操作器１９ｂから出力された給水流ｍ増指令の
信号はオア回路２３ｂ１アナログメモリー２５ｂ　、減
算器１８ｂ　、　Ｐ　Ｉ調節器２０ｂ等を介して制御弁
２２ｂに与えられ、制御弁２２ｂが開くため、蒸気はタ
ービン３ｂへ導入されて給水ポンプ２ｂが駆動され、給
水ポンプ２ｂからも給水か開始される。

ポンプ切替指令設定器２６を操作してバイアス操作器１
９ａからは給水流量減指令を、又バイアス操作器１９ｂ
からは給水流量増指令を連続的に与えるとアナログメモ
リー２５ａからの出力は徐々に減少し、アナログメモリ
ー２５ｂからの出力は徐々に増加するため、制御弁２２
ａの開度は徐々に小さくなり制御弁２２ｂの開度は徐々
に大きくなる。このため給水ポンプ２ａの回転数は徐々
に下降して給水流量が減少し、給水ポンプ２ｂの回転数
は徐々に上昇して給水流量が増加する。

再給水ポンプ２ａ、２ｂからの給水流量が等しくなった
か否かは例えば流量検出器＋１８．ｌｌｂにメータを取
付けて目視により判断し、等しくなったらポンプ切替指
令設定器２６の操作をやめる。これによりバイアス操作
器１９ａ、１９ｂからは給水流口の減少、増加の指令は
出力されなくなるから、以後は減算器１Ｇ　、　１８ａ
　、　ｌ　８ｂから偏差信号が出力された場合のみ制御
弁２２ａ、２２ｂの制御が行われる。

上記の操作状態は第２図〈イ）〜（ト）に示されており
、給水ポンプを追加する場合には一方の給水ポンプ２ｂ
に給水流量の増加指令を与えると同時に他方の給水ポン
プ２ａに給水流量の減少指令を与えることができるため
、給水ポンプ２ａ、２ｂの給水流２はなめらかに変化し
、給水管４内の全給水流量には脈動が生じない（第２図
（イ）参照）。

又全給水流量に脈動が生じないためボイラ１の蒸気圧力
、蒸気温度も第２図（へ）（ト）に示すように安定する
。

本実施例でＰＩ調節器】７を位置調節型とせず速度調節
型としたのは、バイアス操作器１９ａ、１９ｂを同時に
逆方向へ操作した場合、ポンプ切替終了時に、両ポンプ
のバイアス操作器１９ａ、１９ｂの信号がある値で残り
、その状態か継続すると、給水指令か変化したときに給
水ポンプ指令かバイアス値によって制限され、給水マス
ター信号が零〜１００％変化しても各給水ポンプ指令は
給水マスター信号士バイアス信号となり、給水ポンプ指
令かバイアス値以下に下らないか或いはバイアス値付た
け上らないという不具合が生じるためである。例えばバ
イアス操作器１９ｂにより減算器１８ｂへ与えられるバ
イアス値がＸ％とすると、給水マスター指令か、１００
％になっても給水ポンプへの指令は１００−Ｘ％以上に
は増えないからである。

なお、本発明の実施例では、給水ポンプを追加する場合
について説明したか停止する場合には上記とは逆の手順
で行うようにすれば良いこと、追加した給水ポンプと他
の給水ポンプの給水流量の異同は流ｍ検出器で検出した
信号の差を演算器で演算させ、偏差が零か否かで判断す
るようにしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論であ
る。

［発明の効果］ 本発明のボイラの給水流口制御装置によれば、給水ポン
プの制御性が良好になると共に給水ポンプの切替時間の
短縮を図ることができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図（イ）〜（
ト）は本発明の運転時の状態を示すグラフ、第３図は従
来例の説明図、第４図（イ）〜（へ））は従来例の運転
時の状態を示すグラフである。 図中１はボイラ、２ａ、　２ｂは給水ポンプ、３ａ、３
ｂはタービン、４は給水管、ｌｌａ、ｌｌｂは流量検出
器、１２は流量検出器、１３は負荷設定器、１４は制御
弁、１５は制御弁、Ｉ６は減算器、１７はＰＩ調節器、
１８ａ、　１８ｂは減算器、１９ａ、１９ｂはバイアス
操作器、２０ａ、２０ｂはＰＩ調節器、２３ａ、２３ｂ
はオア回路、２４ａ、２４ｂはオア回路、２５ａ、　２
５ｂはアナログメモリー、２６はポンプ切替指令設定器
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）給水マスター指令を複数に配列された複数の給水ポ
   ンプに与える速度型の調節器と、前記給水ポンプに給水
   増指令又は給水減指令を与えるよう前記給水ポンプに対
   応して設けられたバイアス操作器と、該バイアス操作器
   から与えられた給水増指令又は給水減指令の時間に対応
   した大きさの信号を出力するメモリーと、該メモリーか
   らの信号の大きさに応じて一の給水ポンプの給水流量が
   増加したら他の給水ポンプの給水流量を前記増加分だけ
   減少させる装置を設けたことを特徴とするボイラの給水
   流量制御装置。