JPS63687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 近年、火力プラントにおいては中間負荷的運用
がなされ、それに伴ない、主機への影響が少なく
起動・停止の容易な制御方式が要求されている。
それに応えるべくこれまで運転モードをパラメー
タに、負荷要求信号により燃料量をプログラム制
御する方式であつた主蒸気温度は、マイクロコン
ピユータの導入により、最適制御が可能となつ
た。しかし再熱蒸気温度制御方式については積極
的な改善策がなく、主蒸気温度の最適制御のしわ
よせ的に、ある意味で無制御状態となり、起動時
の再熱蒸気温度の上昇となつているのが現状であ
る。本発明では、主蒸気温度には影響を与えず
に、つまり火炉の燃焼パターンを変える事なく、
起動時の再熱蒸気温度の上昇を抑制する制御方式
を提供する。

第１図に本発明により制御されるプラントの構
成の概略の一例を示す。図において、１は火炉、
２はバーナ、３は風箱、４は風箱風量制御ダン
パ、５は押込通風フアン、６はFDF入口ベーン、
７は調節弁、８は調節弁、９は二次過熱器、１０
は二次再熱器、１１は一次再熱器、１２は一次過
熱器、１３は節炭器、１４は蒸発管、１５は高圧
タービン加減弁、１６は高圧タービン、１７は中
圧タービン加減弁、１８は中圧タービン、１９は
ガス再循環フアン出口ダンパ、２０はガス再循環
フアンである。

プラント起動時においては、再熱器１０，１１
を通る主蒸気流量が少ないために、再熱蒸気温度
はガス流体と管内流体の熱交換によるものよりも
主としてガス温度に支配され、温度上昇が急とな
る傾向が見られる。ランピング開始後状態が安定
すると主蒸気温度と再熱蒸気温度の差はほぼ一定
のまま温度上昇が行なわれるが、主蒸気温度高防
止対策のための主蒸気温度保持帯で、再熱蒸気温
度だけが上昇し、主蒸気温度との差が縮まる。再
熱蒸気温度がピークとなるのは負荷が20％前後の
時でありプラントによる差異はさほど見られな
い。このように負荷20％付近における再熱蒸気温
度の上昇を抑制する為には、火炉内ガス温度を低
下させる以外に方法はない。火炉内ガス温度を低
下させる方法として、併入前の再循環ガス量を多
くする事が効果的である。従来の再循環ガス量制
御は、ランピング時の再熱蒸気温度上昇を防止す
るために、開度プログラムを負荷10％付近までは
再循環ガス量を低減させる様設定している。しか
し前述のように負荷20％付近以下での熱交換パタ
ーンは再熱蒸気温度に関してはガス温度に起因す
る為、現状のGRF開度プログラムでは、起動時
の再熱蒸気温度上昇を抑制する事は困難である。
負荷20％付近以下の領域でガス温度を低減させ、
なおかつ負荷20％以上でのランピング時の再熱蒸
気温度の上昇を防止する為には、GRFガス量の
負荷運用パターンを主機特性に適応した方式に変
えることが必要と考えられる。

即ち、従来の制御方式は主蒸気流量をパラメー
タに再熱蒸気温度を制御するのであるが、本発明
では負荷要求信号をパラメータにGRF開度プロ
グラムを関数発生器により作成し、この出力信号
を利用して起動時のGRFダンパ開度指令信号と
してガス量を増加させ、ガス温度の低減効果を得
るものである。もつとも、この様に併入前に再循
環ガス量を多く投入する事は火炉ガス温度の低減
に効果的であるが、一方火炉の熱吸収量を低減さ
せ、第１図１２に示す一次過熱器入口流体温度制
御との兼合いより燃料量がやや増大し、火炉ガス
温度を上昇させるという相反する二面性をもつ。
したがつてこの二面性から適切な再循環ガス量を
決定する必要がある。したがつて現状の制御方式
において、主蒸気温度の上昇を抑えて、つまり現
用の火炉熱吸収量を変えずに、再熱蒸気温度の上
昇のみをGRFダンパによる再循環ガス量の制御
で抑制する事には限界があると考えられる。

本発明は上記の欠点をなくし、火炉内熱吸収量
を変える事なく、つまり現用の火炉内燃焼パター
ンを変える事なく、起動時のガス温度を低減さ
せ、再熱蒸気温度の上昇を抑制するところにあ
る。

以下、本発明を具体的に説明する。

第２図は本発明を実施するための空気流量プロ
グラム風箱風量制御ダンパー開度のプログラムお
よび従来の空気量プログラムの例を夫々２１，２
２および２３で示す。第３図は本発明を実施する
ためのGRFダンパー開度のプログラムおよび従
来のGRFダンパー開度のプログラムの例を夫々
２４，２５で示す。第４図に従来の空気量制御
（FDF入口ベーン開度制御）のブロツク図を示
し、第５図に、第４図をベースとし、これを一部
修正した形の本発明の実施例にかかる空気量制御
のブロツク図を示す。第６図に従来のGRFダン
パー制御のブロツク図を示し、第７図に本発明の
実施例にかかるGRFダンパー制御のブロツク図
を示す。

夫々の図における符号は次の通りである。

２６は関数発生器、２７は乗算器、２８はアナ
ログメモリー、２９は比例積分器、３０はミニマ
ム開度設定回路、３１は高値選択器、３２は信号
発生器、３３はアナログメモリー、３４は切替
器、３５は電圧／電流変換器、３６は電空変換
器、３７はFDF入口ベーンコントロールドライ
ブ、３８は加算＋バイアス器、３９は高値選択
器、４０は空気流量発信器、４１はボイラマスタ
ー信号、４２は再熱蒸気温度発信器、４３は関数
発生器、４４は関数発生器、４５は関数発生器、
４６は関数発生器、４７は比例積分器、４８は低
値選択器、４９は高値選択器、５０はアナログメ
モリ、５１は切替器、５２は主蒸気流量検出開発
信器、５３は全空気量検出開発信器、５４は関数
発生器、５５は乗算器、５６はアナログメモリ
ー、５７は比例積分器、５８は高値選択器、５９
は信号発生器、６０はアナログメモリー、６１は
関数発生器、６２は高値選択器、６３は加算器、
６４は関数発生器、６５は関数発生器、６６は風
箱空気量検出用発信器、６７は高値選択器、６８
は信号発生器、６９は切替器、７０は燃料制御回
路、７１は負荷要求信号、７２はボイラマスター
信号、７３は主蒸気流量検出用発信器、７４は再
熱蒸気温度検出用発信器、７５は関数発生器、７
６は関数発生器、７７は関数発生器、７８は関数
発生器、７９は比例積分器、８０は低値選択器、
８１は高値選択器、８２は関数発生器、８３はア
ナログメモリー、８４は切替器、８５は負荷要求
信号である。

FDF入口ベーンの開度制御について説明する
と、従来空気量を第２図のカーブ２３に示したよ
うに負荷の上昇に伴ないそれに比例して空気量を
増加させたのに対し、本発明では第２図のカーブ
２１に示すように起動時一時的に空気量を増加さ
せる。ここでカーブ２３に示す従来の空気量に対
しての増加分空気量は第１図に示す風箱３より炉
内に注入させる。ここで風箱３を現用通り最低開
度に保持させた状態で空気量を増大させた場合、
空気量の増加分はすべて点火していないバーナの
エアレジスタより火炉内に注入される事になり、
火炉での熱吸収量が低減し、一次過熱器１２の入
口流体温度の兼合いにより、燃料量がやや増大す
る傾向となる為、火炉ガス温度の低減効果は減少
すると考えられる。したがつて風箱風量制御ダン
パ開度の設定は第２図のカーブ２２に示すよう
に、行ない、オープンエアレジスタ制御が正常に
作動できる範囲に限定し、現運用と同じ状態とな
るよう調整する。

次に空気量制御を説明する。従来の空気量制御
は、ボイラマスター信号７２により空気量設定値
を作成し、フイードバツク値である空気量との偏
差を例積分器５７を通してFDF入口ベーン６の
開度指令信号としていた。本発明では、負荷要求
信号７１をパラメータにして、関数発生器６１に
よりプログラムを作成し、起動時増加分の空気量
を設定する。ここで関数発生器６１によるプログ
ラムは前述のように第２図のカーブ２１に示す如
くする。関数発生器６１により出力された信号
は、従来のボイラーマスター信号より作成された
空気量設定信号と高値選択器６２により比較され
る形となる。起動時空気量は一時的に従来量より
も多く投入する為、関数発生器６１の出力信号
は、高値選択器６７の出力信号よりも大きい。し
たがつて起動時の空気量増加分の信号は加算器６
３によつて検出する事が可能である。増加分の空
気量を風箱３から火炉内に注入する為には、加算
器６３により検出した信号、すなわち増加分空気
量に見合つた風箱風量制御ダンパ４の開度を設定
すれば良い。これを関数発生器６４により行な
う。この風箱風量制御ダンパ４の開度プログラム
は第２図に示すカーブ２２の様に設定する。６４
の出力信号を風箱風量制御ダンパ開度目標設定信
号とし、風箱空気量検出器６６により検出された
信号を関数発生器６５により風箱風量制御ダンパ
開度に変換して、フイードバツク信号とした信号
との偏差をとり、この信号を風箱風量制御ダンパ
開度指令信号とする。これにより、起動時一時的
に増加した空気量は風箱から火炉内に注入され、
火炉内の熱吸収量を変える事なく、ガス温度の低
減効果を得る事ができる様になる。したがつて負
荷20％付近における再熱蒸気温度の上昇を防止す
る事が可能となる。

第６図，第７図に示すGRFダンパ開度の制御
の考え方は、先にも述べたように従来の制御方式
は主蒸気流量をパラメータに再熱蒸気温度を制御
するのであるが、本発明では負荷要求信号をパラ
メータにGRF開度プログラムを関数発生器によ
り作成し、この出力信号を利用して起動時の
GRFダンパ開度指令信号としてガス量を増加さ
せるものとされている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用される火力プラントの例
を示す構成図、第２図，第３図は関数発生器のプ
ログラム信号の例、第４図，第５図は空気量制御
の従来例、本発明の実施例を示すブロツク図、第
６図，第７図はGRFダンパー開制御の従来例、
本発明の実施例を示すブロツク図である。 １…火炉、２…バーナ、３…風箱、４…風箱風
量制御ダンパ、５…押込通風フアン、６…FDF
入口ベーン、７…調節弁、８…調節弁、９…二次
過熱器、１０…二次再熱器、１１…一次再熱器、
１２…一次過熱器、１３…節炭器、１４…蒸発
器、１５…高圧タービン加減弁、１６…高圧ター
ビン、１７…中圧タービン加減弁、１８…中圧タ
ービン、１９…ガス再循環フアン出口ダンパ、２
０…ガス再循環フアン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボイラプラントの起動時、負荷要求信号によ
   り、一時的に空気量を増加させ、増加分の空気量
   を風箱から外炉へ注入することにより火炉内熱吸
   収量を変えずにガス温度の低減をはかり、再熱蒸
   気温度の上昇を防止する手段と、負荷要求信号の
   プログラムにより再循環ガス量を増加させ火炉ガ
   ス温度の低減により再熱蒸気温度の上昇を防止す
   る手段を備えたことを特徴とする起動時の再熱蒸
   気温度制御装置。