JPS644060B2 - - Google Patents
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- JPS644060B2 JPS644060B2 JP14124784A JP14124784A JPS644060B2 JP S644060 B2 JPS644060 B2 JP S644060B2 JP 14124784 A JP14124784 A JP 14124784A JP 14124784 A JP14124784 A JP 14124784A JP S644060 B2 JPS644060 B2 JP S644060B2
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- JP
- Japan
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- pressure
- regulating valve
- fluid pressure
- fluid
- variable stator
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/14—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours using industrial or other waste gases
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、タービンプラントの制御方法に関
し、詳しくは反応炉等の流体の圧力源から流出す
る流体の圧力を制御する流体圧制御装置と、ター
ビン制御装置との協調動作により、圧力源に対す
る外乱およびタービンの運転状態の変化に対して
も、圧力源に悪影響を及ぼすことなく、タービン
プラントを十分安全に運転することを可能にした
タービンプラントの制御方法に関する。
し、詳しくは反応炉等の流体の圧力源から流出す
る流体の圧力を制御する流体圧制御装置と、ター
ビン制御装置との協調動作により、圧力源に対す
る外乱およびタービンの運転状態の変化に対して
も、圧力源に悪影響を及ぼすことなく、タービン
プラントを十分安全に運転することを可能にした
タービンプラントの制御方法に関する。
第１図は、高炉プラントの排ガス系統にタービ
ンプラントを付設した通常の高炉ガスエネルギ回
収タービンプラントの構成例を示すものである。
ンプラントを付設した通常の高炉ガスエネルギ回
収タービンプラントの構成例を示すものである。
高炉プラント１において、高炉２からの排ガス
は集塵器３で集塵された後、圧力調整弁７を介し
て下流に送られている。この場合、高炉２の炉頂
圧PBが炉頂圧検出器４で検出され、この圧力を
炉頂圧設定器５で設定された値に保持するよう炉
頂圧調節計６が演算し、その出力信号で前記圧力
調節弁７を駆動することによつて、高炉２の炉頂
圧力が制御されている。
は集塵器３で集塵された後、圧力調整弁７を介し
て下流に送られている。この場合、高炉２の炉頂
圧PBが炉頂圧検出器４で検出され、この圧力を
炉頂圧設定器５で設定された値に保持するよう炉
頂圧調節計６が演算し、その出力信号で前記圧力
調節弁７を駆動することによつて、高炉２の炉頂
圧力が制御されている。
一方、エネルギ回収タービンプラント１１にお
いては、前記集塵器３を通過した高圧の排ガスを
調速弁１２を介して回収タービン１３に導き、そ
こで回収されたエネルギを機械エネルギまたは電
力等のエネルギに変換するなどして負荷１４に供
給している。
いては、前記集塵器３を通過した高圧の排ガスを
調速弁１２を介して回収タービン１３に導き、そ
こで回収されたエネルギを機械エネルギまたは電
力等のエネルギに変換するなどして負荷１４に供
給している。
この場合、回収タービン１３の出力軸の回転数
が速度検出器１６で検出され、この速度を速度設
定器１７で設定された値に保持するよう速度調節
計１８が演算し、その出力信号で前記調速弁１２
を駆動することによつて回収タービン１３の回転
速度が制御されている。
が速度検出器１６で検出され、この速度を速度設
定器１７で設定された値に保持するよう速度調節
計１８が演算し、その出力信号で前記調速弁１２
を駆動することによつて回収タービン１３の回転
速度が制御されている。
このようなエネルギ回収タービンプラントで
は、高炉の原料装入や吹抜けによる流体の流出量
の変動や、タービンの起動、停止を含むタービン
側から高炉に与える外乱に対して、圧力調整弁上
流の流体圧力を設定値に保持することができず、
かつ流体をできるだけ多く回収タービンに導きエ
ネルギ回収率を上げることができないという欠点
がある。
は、高炉の原料装入や吹抜けによる流体の流出量
の変動や、タービンの起動、停止を含むタービン
側から高炉に与える外乱に対して、圧力調整弁上
流の流体圧力を設定値に保持することができず、
かつ流体をできるだけ多く回収タービンに導きエ
ネルギ回収率を上げることができないという欠点
がある。
本発明は、タービンプラントのエネルギ発生率
を高め、ガス流量の変動に対してもタービンに導
かれるガス流量を調整でき、かつタービンの急激
な変化に対し圧力源の異常な圧力上昇を防止し、
加えて、圧力源の人為的な降圧操作を容易にする
タービンプラントの制御方法を提供することを目
的とする。
を高め、ガス流量の変動に対してもタービンに導
かれるガス流量を調整でき、かつタービンの急激
な変化に対し圧力源の異常な圧力上昇を防止し、
加えて、圧力源の人為的な降圧操作を容易にする
タービンプラントの制御方法を提供することを目
的とする。
本発明の目的をもう少し詳しく述べると、圧力
源から流出される流体の圧力を、タービンの停止
時にはその流路に設置された圧力調整弁および
“圧力調整弁による流体圧制御装置”により制御
し、タービンの運転時には圧力調整弁を全閉状態
に保ち、圧力源から排出される流体の全量をター
ビンに導き、通常状態では調速弁を全開にし、可
変静翼を“タービンによる流体圧制御装置”から
の制御信号により駆動し、圧力源の流体圧力を設
定値に保つて運転し、タービンによるエネルギ発
生効率を向上させることである。
源から流出される流体の圧力を、タービンの停止
時にはその流路に設置された圧力調整弁および
“圧力調整弁による流体圧制御装置”により制御
し、タービンの運転時には圧力調整弁を全閉状態
に保ち、圧力源から排出される流体の全量をター
ビンに導き、通常状態では調速弁を全開にし、可
変静翼を“タービンによる流体圧制御装置”から
の制御信号により駆動し、圧力源の流体圧力を設
定値に保つて運転し、タービンによるエネルギ発
生効率を向上させることである。
さらに、可変静翼の制御範囲を越える大きな圧
力変動に対しては、調速弁あるいは圧力調整弁を
作動させて圧力源の流体圧力を制御することによ
り、圧力源およびその流出系統の運転状態に悪影
響を及ぼすことなく、かつ回収タービンによるエ
ネルギ発生効率を向上させることである。
力変動に対しては、調速弁あるいは圧力調整弁を
作動させて圧力源の流体圧力を制御することによ
り、圧力源およびその流出系統の運転状態に悪影
響を及ぼすことなく、かつ回収タービンによるエ
ネルギ発生効率を向上させることである。
さらに、タービンが異常状態となり、トリツプ
または負荷遮断のような急激な変化がタービン側
に発生した場合に、その変化が発生する直前の調
速弁開度および静翼の角度から演算したフイード
フオワード補償信号を発生させ、流体圧制御装置
を介して圧力調整弁を圧力源の圧力上昇に先行し
て開くことにより、圧力源の異常な圧力上昇を防
ぐことである。
または負荷遮断のような急激な変化がタービン側
に発生した場合に、その変化が発生する直前の調
速弁開度および静翼の角度から演算したフイード
フオワード補償信号を発生させ、流体圧制御装置
を介して圧力調整弁を圧力源の圧力上昇に先行し
て開くことにより、圧力源の異常な圧力上昇を防
ぐことである。
加えて、圧力源における人為的な降圧操作に対
し、“タービンによる流体圧制御装置”での制御
を避けるため、便宜的に調速弁と静翼の開度を保
持することにより、圧力源の降圧操作を容易にす
ることである。
し、“タービンによる流体圧制御装置”での制御
を避けるため、便宜的に調速弁と静翼の開度を保
持することにより、圧力源の降圧操作を容易にす
ることである。
そして、以上の目的を達成するために必要な機
能をもたせた“タービンによる流体圧制御装置”
によつて、圧力源から流出される流体の保有する
エネルギを効率よく変換し、かつ圧力源に悪影響
を与えることなく、さらに圧力源の諸操作を安全
かつ容易に行うことを可能にするものである。
能をもたせた“タービンによる流体圧制御装置”
によつて、圧力源から流出される流体の保有する
エネルギを効率よく変換し、かつ圧力源に悪影響
を与えることなく、さらに圧力源の諸操作を安全
かつ容易に行うことを可能にするものである。
本発明の特徴とするとを、第２図を参照して説
明すると以下の通りである。第１の発明は、流体
の流路に設置された圧力調整弁７およびその圧力
調整弁７を駆動し、圧力調整弁７の上流側の流体
の圧力を設定値に保持するための“圧力調整弁に
よる流体圧制御装置”８および前記圧力調整弁７
と並列に設置された調速弁１２および可変静翼１
５を有するタービンと、前記調速弁１２および可
変静翼１５を駆動し、それらの上流側の流体圧力
を制御する“タービンによる流体圧制御装置”２
６と、から構成されるタービンプラントにおい
て、圧力調整弁７の上流側の流体の圧力を、“圧
力調整弁による流体圧制御装置”８の圧力設定値
より若干低い圧力設定値に保持するために、前記
“タービンによる流体圧制御装置”２６で検出し
た上流側の流体圧力をもとに演算された流体圧制
御信号ξを、可変静翼駆動信号ηVと調速弁駆動
信号ηGに分割し、各流体圧制御信号ξの大きさ
に応じて、これら各信号が可変静翼１５または調
速弁１２を駆動し、通常は上流側の流体圧力を、
前記調速弁１２を全開状態で“圧力調整弁による
流体圧制御装置”８の圧力設定値より若干低い設
定値に保つべく可変静翼１５を作動させて制御
し、流体圧力が大きく低下し可変静翼１５による
制御範囲を越えた場合には、調速弁１２が閉方向
に作動して流体圧力を制御し、一方流体圧力が大
きく上昇し可変静翼１５による制御範囲を越えた
場合には、若干高い設定値で全閉状態で待機して
いる圧力調整弁７を開方向に作動して、流体圧力
を制御するタービンプラントの制御方法である。
明すると以下の通りである。第１の発明は、流体
の流路に設置された圧力調整弁７およびその圧力
調整弁７を駆動し、圧力調整弁７の上流側の流体
の圧力を設定値に保持するための“圧力調整弁に
よる流体圧制御装置”８および前記圧力調整弁７
と並列に設置された調速弁１２および可変静翼１
５を有するタービンと、前記調速弁１２および可
変静翼１５を駆動し、それらの上流側の流体圧力
を制御する“タービンによる流体圧制御装置”２
６と、から構成されるタービンプラントにおい
て、圧力調整弁７の上流側の流体の圧力を、“圧
力調整弁による流体圧制御装置”８の圧力設定値
より若干低い圧力設定値に保持するために、前記
“タービンによる流体圧制御装置”２６で検出し
た上流側の流体圧力をもとに演算された流体圧制
御信号ξを、可変静翼駆動信号ηVと調速弁駆動
信号ηGに分割し、各流体圧制御信号ξの大きさ
に応じて、これら各信号が可変静翼１５または調
速弁１２を駆動し、通常は上流側の流体圧力を、
前記調速弁１２を全開状態で“圧力調整弁による
流体圧制御装置”８の圧力設定値より若干低い設
定値に保つべく可変静翼１５を作動させて制御
し、流体圧力が大きく低下し可変静翼１５による
制御範囲を越えた場合には、調速弁１２が閉方向
に作動して流体圧力を制御し、一方流体圧力が大
きく上昇し可変静翼１５による制御範囲を越えた
場合には、若干高い設定値で全閉状態で待機して
いる圧力調整弁７を開方向に作動して、流体圧力
を制御するタービンプラントの制御方法である。
第２の発明は、上述の発明の構成に加えて、前
記“タービンによる流体圧制御装置”２６で、外
部より弁ロツク指令信号Ｌが発令された場合、可
変静翼１５のピツチ角および調速弁１２をその位
置に保持し、別途解除の指令が発令されるまでそ
の状態を保持させるようにしたタービンプラント
の制御方法である。
記“タービンによる流体圧制御装置”２６で、外
部より弁ロツク指令信号Ｌが発令された場合、可
変静翼１５のピツチ角および調速弁１２をその位
置に保持し、別途解除の指令が発令されるまでそ
の状態を保持させるようにしたタービンプラント
の制御方法である。
以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第２図は、高炉ガスエネルギ回収タービンプラ
ントの制御ブロツク図である。高炉プラント１に
おける“圧力調整弁による流体圧制御装置”８の
炉頂圧調節計６は、高炉２の上部に設けられた炉
頂圧力検出器４で検出した炉頂圧力PBを、炉頂
圧設定器５で設定された炉頂圧設定値PBSに一致
させるように、集塵器３を介して高炉２の排ガス
を流過させる経路に介在された圧力調整弁７を駆
動し、高炉２の炉頂圧を制御するものである。
ントの制御ブロツク図である。高炉プラント１に
おける“圧力調整弁による流体圧制御装置”８の
炉頂圧調節計６は、高炉２の上部に設けられた炉
頂圧力検出器４で検出した炉頂圧力PBを、炉頂
圧設定器５で設定された炉頂圧設定値PBSに一致
させるように、集塵器３を介して高炉２の排ガス
を流過させる経路に介在された圧力調整弁７を駆
動し、高炉２の炉頂圧を制御するものである。
一方、エネルギ回収タービンプラント１１は、
前記圧力調整弁７と並列に設置された調速弁１２
および可変静翼１５を有するタービン１３と、前
記調速弁１２および可変静翼１５を駆動し、それ
らの上流側の流体圧力を制御する“タービンによ
る流体圧制御装置”２６とから構成される。
前記圧力調整弁７と並列に設置された調速弁１２
および可変静翼１５を有するタービン１３と、前
記調速弁１２および可変静翼１５を駆動し、それ
らの上流側の流体圧力を制御する“タービンによ
る流体圧制御装置”２６とから構成される。
この“タービンによる流体圧制御装置”２６
は、圧力制御部３０、信号分割器４０、静翼駆動
信号選択部５０、記憶回路６０、フイードフオワ
ード信号演算部７０、調速弁ロツク演算部８０お
よび調速弁駆動信号選択部９０を有している。
は、圧力制御部３０、信号分割器４０、静翼駆動
信号選択部５０、記憶回路６０、フイードフオワ
ード信号演算部７０、調速弁ロツク演算部８０お
よび調速弁駆動信号選択部９０を有している。
炉頂の圧力を制御する前記圧力制御部３０は、
炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定器PBSを
受けて圧偏差ΔPBSを減じる圧偏差設定器３１と、
この出力を炉頂圧検出器４で検出された炉頂圧力
PBと比較減算し、比例、積分、微分等の適当な
演算を施す圧力調節計３２とからなり、回収ター
ビン１３による炉頂圧制御信号ξを信号分割器４
０に出力する。
炉頂圧設定器５で設定された炉頂圧設定器PBSを
受けて圧偏差ΔPBSを減じる圧偏差設定器３１と、
この出力を炉頂圧検出器４で検出された炉頂圧力
PBと比較減算し、比例、積分、微分等の適当な
演算を施す圧力調節計３２とからなり、回収ター
ビン１３による炉頂圧制御信号ξを信号分割器４
０に出力する。
前記信号分割器４０は、炉頂圧制御信号ξを静
翼自動制御信号θVおよび調速弁自動制御信号θG
に分割し、各々を静翼駆動信号選択部５０および
調速弁ロツク演算部８０に出力するものである。
翼自動制御信号θVおよび調速弁自動制御信号θG
に分割し、各々を静翼駆動信号選択部５０および
調速弁ロツク演算部８０に出力するものである。
前記静翼駆動信号選択部５０は、静翼手動設定
器５１と信号選択器５２とから構成され、静翼手
動設定器５１では可変静翼１５のピツチ角を任意
の角度に設定し得る機能を有し、信号選択器５２
は、可変静翼１５を圧力制御部３０の出力信号ξ
で駆動する静翼自動制御信号θVと、上記静翼手
動設定器５１からの静翼手動制御信号θWを、外
部から印加される静翼自動手動切換信号Ｃにより
いずれかを選択する機能を有すると共に、外部か
ら印加される静翼ホールド信号Ｈにより静翼１５
をそのピツチ角に保持する機能を有する。そし
て、これら各信号間には選択された信号の変動に
応じて選択されなかつた信号が常に追従して変動
し、切換時にシヨツクを伴わないよう配慮されて
いる。したがつて、信号θVとθWとの切換時およ
びホールド信号Ｈの印加および解除の場合にも連
続的に切換え移行が可能である。しかし、通常状
態では、静翼自動制御信号θVを選択しそのまま
通過させている。
器５１と信号選択器５２とから構成され、静翼手
動設定器５１では可変静翼１５のピツチ角を任意
の角度に設定し得る機能を有し、信号選択器５２
は、可変静翼１５を圧力制御部３０の出力信号ξ
で駆動する静翼自動制御信号θVと、上記静翼手
動設定器５１からの静翼手動制御信号θWを、外
部から印加される静翼自動手動切換信号Ｃにより
いずれかを選択する機能を有すると共に、外部か
ら印加される静翼ホールド信号Ｈにより静翼１５
をそのピツチ角に保持する機能を有する。そし
て、これら各信号間には選択された信号の変動に
応じて選択されなかつた信号が常に追従して変動
し、切換時にシヨツクを伴わないよう配慮されて
いる。したがつて、信号θVとθWとの切換時およ
びホールド信号Ｈの印加および解除の場合にも連
続的に切換え移行が可能である。しかし、通常状
態では、静翼自動制御信号θVを選択しそのまま
通過させている。
前記記憶回路６０は、高炉プラント１またはエ
ネルギ回収タービンプラント１１に異常が発生し
たことを示す異常信号Ｅが発令されると、その異
常信号Ｅが発令される直前の調速弁の開度を指令
する調速弁駆動信号ηG（−０）を記憶する機能を
有する。
ネルギ回収タービンプラント１１に異常が発生し
たことを示す異常信号Ｅが発令されると、その異
常信号Ｅが発令される直前の調速弁の開度を指令
する調速弁駆動信号ηG（−０）を記憶する機能を
有する。
前記フイードフオワード信号演算部７０は、フ
イードフオワード信号演算設定器７１とフイード
フオワード信号発信器７２とからなり、フイード
フオワード信号演算設定器７１は、前記記憶回路
６０からの出力信号ηG（−０）と、異常信号Ｅの
発令後に変化した調速弁駆動信号ηG（＋０）と、
上記異常信号Ｅが発令されたとき静翼駆動信号選
択部５０に印加された静翼ホールド信号Ｈによつ
て、保持されている可変静翼駆動信号ηVが入力
され、調速弁１２および圧力調速弁７の流量特性
をもとに、異常信号Ｅの発令前後の回収タービン
１３の通過ガス流量の変化量を演算し、さらにそ
のガス流量の変化量に相当する圧力調整弁７の開
度増加分を演算し、その開度を設定するものであ
る。フイードフオワード信号発信器７２は、前記
異常信号Ｅが発令された場合にのみ、上記フイー
ドフオワード信号演算設定器７１から出力される
圧力調整弁開度設定信号ζaと圧力調整弁実開度
信号ζbとが一致するまで、圧力調整弁７に対し
開信号を出力し続ける機能を有する。
イードフオワード信号演算設定器７１とフイード
フオワード信号発信器７２とからなり、フイード
フオワード信号演算設定器７１は、前記記憶回路
６０からの出力信号ηG（−０）と、異常信号Ｅの
発令後に変化した調速弁駆動信号ηG（＋０）と、
上記異常信号Ｅが発令されたとき静翼駆動信号選
択部５０に印加された静翼ホールド信号Ｈによつ
て、保持されている可変静翼駆動信号ηVが入力
され、調速弁１２および圧力調速弁７の流量特性
をもとに、異常信号Ｅの発令前後の回収タービン
１３の通過ガス流量の変化量を演算し、さらにそ
のガス流量の変化量に相当する圧力調整弁７の開
度増加分を演算し、その開度を設定するものであ
る。フイードフオワード信号発信器７２は、前記
異常信号Ｅが発令された場合にのみ、上記フイー
ドフオワード信号演算設定器７１から出力される
圧力調整弁開度設定信号ζaと圧力調整弁実開度
信号ζbとが一致するまで、圧力調整弁７に対し
開信号を出力し続ける機能を有する。
前記調速弁ロツク演算部８０は、例えばリレー
などの経路断続器８１であり、弁ロツク指令信号
Ｌを受けると、調速弁１２による炉頂圧制御のた
めの信号θGの回路を遮断するほか、調速弁駆動
信号選択部９０の出力側から入力側にフイードバ
ツクされている回路８２を導通状態にするもので
ある。したがつて、調速弁１２による炉頂圧制御
機能を停止させると同時に、調速弁１２の開度を
その開度に保持する機能を有する。なお、炉頂圧
力PBが復旧した時点で弁ロツク指令信号Ｌは解
除される。
などの経路断続器８１であり、弁ロツク指令信号
Ｌを受けると、調速弁１２による炉頂圧制御のた
めの信号θGの回路を遮断するほか、調速弁駆動
信号選択部９０の出力側から入力側にフイードバ
ツクされている回路８２を導通状態にするもので
ある。したがつて、調速弁１２による炉頂圧制御
機能を停止させると同時に、調速弁１２の開度を
その開度に保持する機能を有する。なお、炉頂圧
力PBが復旧した時点で弁ロツク指令信号Ｌは解
除される。
前記調速弁駆動信号選択部９０は、低位信号選
択機能を有し、上記調速弁自動制御信号θG、調
速弁開度制限信号ξL、回転数制御信号ξNの信号
が入力される。これら入力信号のうち一番低位の
信号が調速弁１２の開度を指令する調速弁駆動信
号ηGとして自動的に選択出力され、調速弁１２
を駆動する。なお、上記調速弁開度制限信号ξL
または回転数制御信号ξNが選択されるのは、エ
ネルギ回収タービンプラント１１の起動や停止時
など特別な運転状態においてのみ選択される。
択機能を有し、上記調速弁自動制御信号θG、調
速弁開度制限信号ξL、回転数制御信号ξNの信号
が入力される。これら入力信号のうち一番低位の
信号が調速弁１２の開度を指令する調速弁駆動信
号ηGとして自動的に選択出力され、調速弁１２
を駆動する。なお、上記調速弁開度制限信号ξL
または回転数制御信号ξNが選択されるのは、エ
ネルギ回収タービンプラント１１の起動や停止時
など特別な運転状態においてのみ選択される。
以上詳細に述べた構成によれば、エネルギ回収
タービンプラント１１の制御は次のように行われ
る。
タービンプラント１１の制御は次のように行われ
る。
先ず炉頂圧の制御について説明する。
ここで、炉頂圧の制御とは、高炉排ガスの保有
エネルギを効率よく回収するため、圧力調整弁７
を通過する排ガス流量をできるかぎり減らし、で
きれば全閉にして調速弁１２を経て回収タービン
１３にできるだけ多くの排ガスを供給すること、
加えて、回収タービン１３に供給された排ガスの
エネルギを一層有効に回収するため調速弁１２で
の圧損を極力低くし、通常では全開にして可変静
翼１５を用いて流量を調節すること、さらに、可
変静翼１５の制御範囲を越える大きな排ガス流量
の変動に対しては、調速弁１２または圧力調整弁
７を作動させ、制御範囲を補うことである。した
がつて、通常の高炉２側で発生する排ガス流量の
変動に対しては、可変静翼１５による炉頂圧制御
を行ない、調速弁１２および圧力調整弁７をその
制御系を生かした状態で待機させておくことであ
る。
エネルギを効率よく回収するため、圧力調整弁７
を通過する排ガス流量をできるかぎり減らし、で
きれば全閉にして調速弁１２を経て回収タービン
１３にできるだけ多くの排ガスを供給すること、
加えて、回収タービン１３に供給された排ガスの
エネルギを一層有効に回収するため調速弁１２で
の圧損を極力低くし、通常では全開にして可変静
翼１５を用いて流量を調節すること、さらに、可
変静翼１５の制御範囲を越える大きな排ガス流量
の変動に対しては、調速弁１２または圧力調整弁
７を作動させ、制御範囲を補うことである。した
がつて、通常の高炉２側で発生する排ガス流量の
変動に対しては、可変静翼１５による炉頂圧制御
を行ない、調速弁１２および圧力調整弁７をその
制御系を生かした状態で待機させておくことであ
る。
この作動を具体的に述べれば、高炉プラント１
の高炉２の炉頂圧は、“圧力調整弁による流体圧
制御装置”８を構成する炉頂圧力検出器４で検出
された炉頂圧力PBを、炉頂圧設定器５で設定さ
れた炉頂圧設定器PBSに一致させるように、炉頂
圧調節計６でもつて圧力調整弁７を駆動して制御
される。
の高炉２の炉頂圧は、“圧力調整弁による流体圧
制御装置”８を構成する炉頂圧力検出器４で検出
された炉頂圧力PBを、炉頂圧設定器５で設定さ
れた炉頂圧設定器PBSに一致させるように、炉頂
圧調節計６でもつて圧力調整弁７を駆動して制御
される。
一方、エネルギ回収タービンプラント１１の
“タービンによる流体圧制御装置”２６において
は、その圧力制御部３０が前記炉頂圧設定器５で
設定された炉頂圧設定値PBSを受けて、圧偏差設
定器３１で設定される圧偏差ΔPBSを減じ、さら
に圧力調節計３２において炉頂圧力PBと比較減
算して、比例、積分、微分等の適当な演算を施
し、回収タービン１３による炉頂圧を制御する流
体圧制御信号ξを出力し信号分割器４０に入力す
る。
“タービンによる流体圧制御装置”２６において
は、その圧力制御部３０が前記炉頂圧設定器５で
設定された炉頂圧設定値PBSを受けて、圧偏差設
定器３１で設定される圧偏差ΔPBSを減じ、さら
に圧力調節計３２において炉頂圧力PBと比較減
算して、比例、積分、微分等の適当な演算を施
し、回収タービン１３による炉頂圧を制御する流
体圧制御信号ξを出力し信号分割器４０に入力す
る。
次に、信号分割器４０が、前記流体圧制御信号
ξを静翼自動制御信号θVおよび調速弁自動制御
信号θGに分割する。前者の信号θVは静翼駆動信
号選択部５０を介して可変静翼駆動信号ηVとし
て出力され、静翼駆動機２５で可変静翼１５を駆
動する。一方、後者の信号θGは調速弁ロツク演
算部８０を通過して、調速弁駆動信号選択部９０
に入力される。
ξを静翼自動制御信号θVおよび調速弁自動制御
信号θGに分割する。前者の信号θVは静翼駆動信
号選択部５０を介して可変静翼駆動信号ηVとし
て出力され、静翼駆動機２５で可変静翼１５を駆
動する。一方、後者の信号θGは調速弁ロツク演
算部８０を通過して、調速弁駆動信号選択部９０
に入力される。
なお、静翼駆動信号選択部５０では、信号選択
器５２の外部から印加される静翼自動手動切換信
号Ｃにより、前記静翼自動制御信号θVと、静翼
手動制御信号θWとのいずれかが選択される。通
常状態では、静翼自動制御信号θVが選択され、
そのまま静翼駆動信号ηVとして静翼駆動機２５
に出力される。
器５２の外部から印加される静翼自動手動切換信
号Ｃにより、前記静翼自動制御信号θVと、静翼
手動制御信号θWとのいずれかが選択される。通
常状態では、静翼自動制御信号θVが選択され、
そのまま静翼駆動信号ηVとして静翼駆動機２５
に出力される。
調速弁駆動信号選択部９０では、調速弁自動制
御信号θGのほか調速弁開度制限信号ξL、回転数
制御信号ξNなどの信号が入力され、そのうち一
番低位の信号を調速弁信号ηGとして自動的に選
択出力し、調速弁１２を駆動する。
御信号θGのほか調速弁開度制限信号ξL、回転数
制御信号ξNなどの信号が入力され、そのうち一
番低位の信号を調速弁信号ηGとして自動的に選
択出力し、調速弁１２を駆動する。
ここで前記信号分割器４０における信号分割の
方法を記すと、第３図に示すように、流体圧制御
信号ξが０≦ξ≦ξ0の範囲では、可変静翼１５
を指定下限位置に保持する信号が出され、可変静
翼１５のピツチ角がその指定角度に保たれる。そ
して、調速弁１２へは全閉から全開までの範囲で
作動する指令信号が出力される。
方法を記すと、第３図に示すように、流体圧制御
信号ξが０≦ξ≦ξ0の範囲では、可変静翼１５
を指定下限位置に保持する信号が出され、可変静
翼１５のピツチ角がその指定角度に保たれる。そ
して、調速弁１２へは全閉から全開までの範囲で
作動する指令信号が出力される。
また、ξ0＜ξ≦ξmaxの範囲では、調速弁１２
への全開の指令信号が出され、調速弁１２が全開
位置に保持される。一方、可変静翼１５へは下限
から上限までの指令信号が出される。
への全開の指令信号が出され、調速弁１２が全開
位置に保持される。一方、可変静翼１５へは下限
から上限までの指令信号が出される。
前述したごとく、高炉プラント１の炉頂圧設定
器５で設定された炉頂圧設定値PBSに対し、回収
タービン１３による炉頂圧制御の設定値はPBS−
ΔPBSで、ΔPBSだけ低い値に設定されている。し
たがつて、回収タービン１３が炉頂圧力を制御し
ている場合には、圧力調整弁７は自動的に全閉状
態で炉頂圧力の上昇に対し待機している。
器５で設定された炉頂圧設定値PBSに対し、回収
タービン１３による炉頂圧制御の設定値はPBS−
ΔPBSで、ΔPBSだけ低い値に設定されている。し
たがつて、回収タービン１３が炉頂圧力を制御し
ている場合には、圧力調整弁７は自動的に全閉状
態で炉頂圧力の上昇に対し待機している。
したがつて、エネルギ回収タービンプラント１
１が通常の運転状態にある場合（ξ0＜ξ≦
ξmax）には、調速弁１２を全開に保持し、可変
静翼１５により炉頂圧力が制御される。しかし、
高炉２から排出される排ガス流量が異常に減少
し、可変静翼１５が下限に到達してもなお炉頂圧
力が降下する場合（０≦ξ≦ξ0）には、調速弁
１２の開度が減少されて炉頂圧力を制御する。ま
た、逆に高炉２の吹抜けなどの現象で排ガス流量
が異常に増加し、可変静翼１５が上限に達しても
なお炉頂圧力が上昇する場合には、充干高い炉頂
圧設定値PBSを待機している圧力調整弁７が開い
て炉頂圧力を制御する。
１が通常の運転状態にある場合（ξ0＜ξ≦
ξmax）には、調速弁１２を全開に保持し、可変
静翼１５により炉頂圧力が制御される。しかし、
高炉２から排出される排ガス流量が異常に減少
し、可変静翼１５が下限に到達してもなお炉頂圧
力が降下する場合（０≦ξ≦ξ0）には、調速弁
１２の開度が減少されて炉頂圧力を制御する。ま
た、逆に高炉２の吹抜けなどの現象で排ガス流量
が異常に増加し、可変静翼１５が上限に達しても
なお炉頂圧力が上昇する場合には、充干高い炉頂
圧設定値PBSを待機している圧力調整弁７が開い
て炉頂圧力を制御する。
このように、高炉プラント１の“圧力調整弁に
よる流体圧制御装置”８およびエネルギ回収ター
ビンプラント１１の“タービンによる流体圧制御
装置”２６の炉頂圧制御機能が互に協調して、高
炉の排ガスエネルギを効率よく回収すると同時
に、高炉プラント１の減風や吹抜けなどの異常時
にも十分安全に、エネルギ回収タービンプラント
１１を運転することが可能になる。
よる流体圧制御装置”８およびエネルギ回収ター
ビンプラント１１の“タービンによる流体圧制御
装置”２６の炉頂圧制御機能が互に協調して、高
炉の排ガスエネルギを効率よく回収すると同時
に、高炉プラント１の減風や吹抜けなどの異常時
にも十分安全に、エネルギ回収タービンプラント
１１を運転することが可能になる。
次にフイードフオワード補償について説明す
る。高炉プラント１またはエネルギ回収タービン
プラント１１に異常が発生し、回収タービン１３
を危急停止させる必要がある場合、または無負荷
定格回転数相当の出力まで回収タービン１３の出
力を下げる必要がある場合がある。これらの場合
に回収タービン１３を通過するガス流量の急減分
を圧力調整弁７を急開して逃がし、炉頂圧力を一
定に保つ必要がある。この圧力調整弁７を所定開
度だけ急開させるために、フイードフオワード補
償信号が発生される。
る。高炉プラント１またはエネルギ回収タービン
プラント１１に異常が発生し、回収タービン１３
を危急停止させる必要がある場合、または無負荷
定格回転数相当の出力まで回収タービン１３の出
力を下げる必要がある場合がある。これらの場合
に回収タービン１３を通過するガス流量の急減分
を圧力調整弁７を急開して逃がし、炉頂圧力を一
定に保つ必要がある。この圧力調整弁７を所定開
度だけ急開させるために、フイードフオワード補
償信号が発生される。
異常信号Ｅが発令されると、前記静翼駆動信号
選択部５０に対し静翼ホールド信号Ｈが印加さ
れ、可変静翼１５がそのときの角度に保持され
る。一方、記憶回路６０は、上記異常信号Ｅが発
令される直前の調速弁駆動信号ηG（−０）を記憶
している。
選択部５０に対し静翼ホールド信号Ｈが印加さ
れ、可変静翼１５がそのときの角度に保持され
る。一方、記憶回路６０は、上記異常信号Ｅが発
令される直前の調速弁駆動信号ηG（−０）を記憶
している。
したがつて、フイードフオワード信号演算部７
０のフイードフオワード信号演算設定器７１で
は、上記記憶回路６０からの駆動信号ηG（−０）
と、異常信号Ｅ発令後に変化した調速弁駆動信号
ηG（＋０）と、前記の保持された可変静翼駆動信
号ηVなどの信号が入力され、調速弁１２および
圧力調整弁７の流量特性をもとに、異常信号発令
前後の回収タービン１３の通過ガス流量の変化量
を演算し、さらにそのガス流量の変化量に相当す
る圧力調整弁７の開度増加分を演算し、圧力調整
弁７の開度を設定する。
０のフイードフオワード信号演算設定器７１で
は、上記記憶回路６０からの駆動信号ηG（−０）
と、異常信号Ｅ発令後に変化した調速弁駆動信号
ηG（＋０）と、前記の保持された可変静翼駆動信
号ηVなどの信号が入力され、調速弁１２および
圧力調整弁７の流量特性をもとに、異常信号発令
前後の回収タービン１３の通過ガス流量の変化量
を演算し、さらにそのガス流量の変化量に相当す
る圧力調整弁７の開度増加分を演算し、圧力調整
弁７の開度を設定する。
フイードフオワード信号発信器７２では前記異
常信号Ｅが発令された場合にのみ、フイードフオ
ワード信号演算設定器７１から出力される圧力調
整弁開度設定信号ζaと、圧力調整弁実開度信号
ζbとが一致するまで、圧力調整弁７に対し開信
号を出力し続ける。
常信号Ｅが発令された場合にのみ、フイードフオ
ワード信号演算設定器７１から出力される圧力調
整弁開度設定信号ζaと、圧力調整弁実開度信号
ζbとが一致するまで、圧力調整弁７に対し開信
号を出力し続ける。
以上、フイードフオワード信号演算部７０の機
能により、回収タービン１３を通過するガス流量
の急減が高炉２の炉頂圧力に影響を及ぼす以前
に、可及的速やかに圧力調整弁７が開き、高炉２
の炉頂圧力PBの過度的な変化（上昇）を抑え、
エネルギ回収タービンプラント１１の異常による
危急停止や、大きな負荷変化が予想される場合
に、高炉２の操業に何ら悪影響を与えることな
く、エネルギ回収タービンプラント１１を運転す
ることができる。
能により、回収タービン１３を通過するガス流量
の急減が高炉２の炉頂圧力に影響を及ぼす以前
に、可及的速やかに圧力調整弁７が開き、高炉２
の炉頂圧力PBの過度的な変化（上昇）を抑え、
エネルギ回収タービンプラント１１の異常による
危急停止や、大きな負荷変化が予想される場合
に、高炉２の操業に何ら悪影響を与えることな
く、エネルギ回収タービンプラント１１を運転す
ることができる。
次に、調速弁１２のロツクについて説明する。
高炉２の出銑作業時や異常時などには、高炉への
送風流量を減少させるだけで炉頂圧設定値を下げ
ることなく炉頂圧力を下げ、高炉側での作業が終
了した時点から再び送風流量を増加させ、炉頂圧
制御を復帰させることが要求される。エネルギ回
収タービンプラント１１が通常の運転中にこの要
求を満すためには、送風流量が減少しその結果高
炉２からの排ガス流量が減少しても、回収タービ
ン１３の可変静翼１５および調速弁１２をその位
置に保持し、一時的に回収タービン１３による炉
頂圧制御機能を停止させておく必要がある。
高炉２の出銑作業時や異常時などには、高炉への
送風流量を減少させるだけで炉頂圧設定値を下げ
ることなく炉頂圧力を下げ、高炉側での作業が終
了した時点から再び送風流量を増加させ、炉頂圧
制御を復帰させることが要求される。エネルギ回
収タービンプラント１１が通常の運転中にこの要
求を満すためには、送風流量が減少しその結果高
炉２からの排ガス流量が減少しても、回収タービ
ン１３の可変静翼１５および調速弁１２をその位
置に保持し、一時的に回収タービン１３による炉
頂圧制御機能を停止させておく必要がある。
今、外部から弁ロツク指令信号Ｌが発令される
と、前記静翼駆動信号選択部５０に対し静翼ホー
ルド信号Ｈが印加され、可変静翼１５をその角度
に保持する。一方、弁ロツク演算部８０では弁ロ
ツク指令信号Ｌにより、経路断続器８１を切換
え、調速弁１２による炉頂圧制御のための信号
θGの回路を遮断し、調速弁駆動信号選択部９０
の出力側から入力側にフイードバツクされている
回路８２を導通状態にする。このようにして、調
速弁１２による炉頂圧制御機能を停止させると同
時に、調速弁１２の開度をその開度に保持させ
る。
と、前記静翼駆動信号選択部５０に対し静翼ホー
ルド信号Ｈが印加され、可変静翼１５をその角度
に保持する。一方、弁ロツク演算部８０では弁ロ
ツク指令信号Ｌにより、経路断続器８１を切換
え、調速弁１２による炉頂圧制御のための信号
θGの回路を遮断し、調速弁駆動信号選択部９０
の出力側から入力側にフイードバツクされている
回路８２を導通状態にする。このようにして、調
速弁１２による炉頂圧制御機能を停止させると同
時に、調速弁１２の開度をその開度に保持させ
る。
そして、炉頂圧力PBが復旧した時点で、弁ロ
ツク指令信号Ｌを解除することにより、回収ター
ビン１３は、円滑に炉頂圧制御を再開する。
ツク指令信号Ｌを解除することにより、回収ター
ビン１３は、円滑に炉頂圧制御を再開する。
なお、本発明は、高炉ガスエネルギ回収タービ
ンプラントを例にとつて説明したが、一般に流体
の流路に設置され、その上流側の流体の圧力を一
定値に保持する機能を有する圧力調整弁と、これ
に並列に調速弁と可変静翼を有するタービンを設
置した全てのプラントに対し適用できることは勿
論である。
ンプラントを例にとつて説明したが、一般に流体
の流路に設置され、その上流側の流体の圧力を一
定値に保持する機能を有する圧力調整弁と、これ
に並列に調速弁と可変静翼を有するタービンを設
置した全てのプラントに対し適用できることは勿
論である。
以上、詳細に説明したように、高炉プラント１
の“圧力調整弁による流体圧制御装置”の機能
と、エネルギ回収タービンプラントの“タービン
による流体圧制御装置”の機能、フイードフオワ
ード補償機能、調速弁および可変静翼を保持する
弁ロツク機能、さらに、上記各機能の協働によつ
て、高炉プラント１の操業に何ら影響を与えるこ
となく、エネルギ回収タービンプラントを効率よ
くかつ安全容易に運転することができる。
の“圧力調整弁による流体圧制御装置”の機能
と、エネルギ回収タービンプラントの“タービン
による流体圧制御装置”の機能、フイードフオワ
ード補償機能、調速弁および可変静翼を保持する
弁ロツク機能、さらに、上記各機能の協働によつ
て、高炉プラント１の操業に何ら影響を与えるこ
となく、エネルギ回収タービンプラントを効率よ
くかつ安全容易に運転することができる。
第１図は通常の高炉ガスエネルギ回収タービン
プラントの系統図、第２図は本発明の一実施例で
ある高炉ガスエネルギ回収タービンプラントの制
御系ブロツク図、第３図は流体圧制御信号の変動
に対して、その信号を静翼自動制御信号と調速弁
自動制御信号に分割する状態図である。 ７……圧力調整弁、８……圧力調整弁による流
体圧制御装置、１１……タービンプラント、１２
……調速弁、１３……タービン、１５……可変静
翼、２６……タービンによる流体圧制御装置、ξ
……流体圧制御信号、ηV……可変静翼駆動信号、
ηG……調速弁駆動信号、Ｌ……弁ロツク指令信
号。
プラントの系統図、第２図は本発明の一実施例で
ある高炉ガスエネルギ回収タービンプラントの制
御系ブロツク図、第３図は流体圧制御信号の変動
に対して、その信号を静翼自動制御信号と調速弁
自動制御信号に分割する状態図である。 ７……圧力調整弁、８……圧力調整弁による流
体圧制御装置、１１……タービンプラント、１２
……調速弁、１３……タービン、１５……可変静
翼、２６……タービンによる流体圧制御装置、ξ
……流体圧制御信号、ηV……可変静翼駆動信号、
ηG……調速弁駆動信号、Ｌ……弁ロツク指令信
号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流体の流路に設置された圧力調整弁およびそ
の圧力調整弁を駆動し、圧力調整弁の上流側の流
体の圧力を設定値に保持するための“圧力調整弁
による流体圧制御装置”および前記圧力調整弁と
並列に設置された調速弁および可変静翼を有する
タービンと、前記調速弁および可変静翼を駆動
し、それらの上流側の流体圧力を制御する“ター
ビンによる流体圧制御装置”と、から構成される
タービンプラントにおいて、 圧力調整弁の上流側の流体の圧力を、“圧力調
整弁による流体圧制御装置”の圧力設定値より若
干低い圧力設定値に保持するために、前記“ター
ビンによる流体圧制御装置”で検出した上流側の
流体圧力をもとに演算された流体圧制御信号を、
可変静翼駆動信号と調速弁駆動信号に分割し、 各流体圧制御信号の大きさに応じて、これら各
信号が可変静翼または調速弁を駆動し、 通常は上流側の流体圧力を、前記調速弁を全開
状態で”圧力調整弁による流体圧制御装置”の圧
力設定値より若干低い設定値に保つべく可変静翼
を作動させて制御し、 流体圧力が大きく低下し可変静翼による制御範
囲を越えた場合には、調速弁が閉方向に作動して
流体圧力を制御し、 一方流体圧力が大きく上昇し可変静翼による制
御範囲を越えた場合には、若干高い設定値で全閉
状態で待機している圧力調整弁を開方向に作動し
て、流体圧力を制御する、 ことを特徴とするタービンプラントの制御方法。 ２ 前記タービンを危急停止させるか出力を大幅
に低下させる場合、異常信号を受けてタービンを
通過する流体の流量変化量を演算し、 さらにその流量変化量を吸収する圧力調整弁の
開度増加分を演算し、 異常信号が出力されると同時に上流側の流体圧
力が上昇する前に圧力調整弁を開かせるために、
前記演算された開度増加量だけさらに開度を増加
させること、 を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のタービ
ンプラントの制御方法。 ３ 流体の流路に設置された圧力調整弁およびそ
の圧力調整弁を駆動し、圧力調整弁の上流側の流
体の圧力を設定値に保持するための“圧力調整弁
による流体圧制御装置”および前記圧力調整弁と
並列に設置された調速弁および可変静翼を有する
タービンと、前記調速弁および可変静翼を駆動
し、それらの上流側の流体圧力を制御する“ター
ビンによる流体圧制御装置”と、から構成される
タービンプラントにおいて、 圧力調整弁の上流側の流体の圧力を、“圧力調
整弁による流体圧制御装置”の圧力設定値より若
干低い圧力設定値に保持するために、前記“ター
ビンによる流体圧制御装置”で検出した上流側の
流体圧力をもとに演算された流体圧制御信号を、
可変静翼駆動信号と調速弁駆動信号に分割し、 各流体圧制御信号の大きさに応じて、これら各
信号が可変静翼または調速弁を駆動し、 通常は上流側の流体圧力を、前記調速弁を全開
状態で”圧力調整弁による流体圧制御装置”の圧
力設定値より若干低い設定値に保つべく可変静翼
を作動させて制御し、 流体圧力が大きく低下し可変静翼による制御範
囲を越えた場合には、調速弁が閉方向に作動して
流体圧力を制御し、 一方流体圧力が大きく上昇し可変静翼による制
御範囲を越えた場合には、若干高い設定値で全閉
状態で待機している圧力調整弁を開方向に作動し
て、流体圧力を制御し、 前記“タービンによる流体圧制御装置”で、外
部より弁ロツク指令信号が発令された場合、可変
静翼のピツチ角および調速弁をその位置に保持
し、別途解除の指令が発令されるまでその状態を
保持させ、 るようにしたことを特徴とするタービンプラント
の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14124784A JPS6062605A (ja) | 1984-07-07 | 1984-07-07 | タ−ビンプラントの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14124784A JPS6062605A (ja) | 1984-07-07 | 1984-07-07 | タ−ビンプラントの制御方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16151681A Division JPS6033982B2 (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | タ−ビンプラントの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6062605A JPS6062605A (ja) | 1985-04-10 |
| JPS644060B2 true JPS644060B2 (ja) | 1989-01-24 |
Family
ID=15287500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14124784A Granted JPS6062605A (ja) | 1984-07-07 | 1984-07-07 | タ−ビンプラントの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6062605A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6249920B2 (ja) * | 2014-10-06 | 2017-12-20 | 株式会社神戸製鋼所 | 高炉の炉頂圧発電設備におけるバイパス弁の操作方法 |
-
1984
- 1984-07-07 JP JP14124784A patent/JPS6062605A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6062605A (ja) | 1985-04-10 |
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