JP2013181701A - 蒸気圧力制御方法 - Google Patents
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
【解決手段】積分制御を含む場合には、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合に、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻から第2回目に前記圧力範囲に突入するまでの時間(TP)が予め設定した時間(TV)以下である場合に振動が開始したと判断し、蒸気圧力偏差(△P)の積分値に代わって蒸気圧力偏差(△P)の積分値のうち直近の特定の2つの積分値の平均値を使用することで振動の助長を抑制する。
【選択図】図3
Description
(1)ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備のボイラ蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正するにあたり、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)の積分値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法において、
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、
前記蒸気圧偏差(△P)が零となった時刻の前記蒸気圧偏差(△P)の積分値のうち直近の2つの値の平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。
(2)ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備のボイラ蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正するにあたり、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)の積分値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法において、
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、
前記予め設定した圧力範囲を逸脱した時刻(以下、「逸脱時刻」という。)の前記蒸気圧偏差(△P)の積分値のうち直近の2つの値の平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。
(3)ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備のボイラ蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正するにあたり、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)の積分値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法において、
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、
前記予め設定した圧力範囲に突入した時刻(以下、「突入時刻」という。)の前記蒸気圧偏差(△P)の積分値うち直近の2つの値の平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。
(4)ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備のボイラ蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正するにあたり、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)の積分値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法において、
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、
直近の突入時刻と当該突入時刻の直前の逸脱時刻に対応する前記蒸気圧偏差(△P)の積分値の平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。
(5)蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法を有する特徴とする(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の蒸気圧力制御方法。
(6)前記蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法においては、
蒸気圧力偏差(△P)の区分に応じて前記燃料量補正量を修正する第1修正ステップを有し、
前記第1修正ステップにおいては、前期蒸気圧力偏差(△P)が零となる値を含む区分においては、前記燃料量補正量を零とすることを特徴とする(5)に記載の蒸気圧力制御方法。
図1には、本発明の制御系の基本的構成が示されている。
すなわち、△P=PN−Pである。
蒸気圧力制御部18では、蒸気圧力偏差(△P)21を入力として燃料量補正量22(△F)が算出される。燃料量制御部12では、燃料量補正量22(△F)を入力として燃料量(F)23が算出される。ボイラ2には算出された燃料量23が与えられ、これに応じて新たな蒸気が発生し、さらに、当該蒸気は温度制御部16で温度制御がなされる。温度制御がなされた蒸気はタービン4に与えられて回転エネルギーとなり、発電機5で回転エネルギーを電気エネルギーに変換して発電が実行される。
図2には蒸気圧力制御部の構成が記載されている。蒸気圧力制御部は、振動開始判断部80、積分制御部50並びに比例制御部60から構成されている。振動開始判断部80は、蒸気圧力偏差(△P)が振動しているか否かを常時監視して、振動を開始したと判断したときは、積分制御部50、比例制御部60にその旨の通知をおこなう。積分制御部50は、蒸気圧力偏差(△P)を引出点28から引き出して入力として、積分制御補正量58を算出している。比例制御分60は、蒸気圧力偏差(△P)を引出点28から引き出して入力として、比例制御補正量68を算出している。積分制御補正量58と比例制御補正量68は加算点29で加えられて燃料量補正量22となる。
蒸気圧力偏差(△P)が振動を開始したことは、図5に示すように、前記蒸気圧力偏差21(△P)が予め設定した圧力範囲37を逸脱し(1回目の逸脱)、その後圧力範囲37に突入し(1回目の突入)、また圧力範囲37を逸脱し(2回目の逸脱)、さらに圧力範囲37に突入(2回目の突入)した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻31から第2回目に前記圧力範囲37に突入する時刻34までの時間(TP)が予め設定した時間(TV)以下である場合に認定する。
本発明は、積分制御部に特徴があり、以下の第1〜第4の実施形態を採用することができる。
第1の実施形態は、積分制御において切替時刻以降において蒸気圧力偏差(△P)が零となる時刻に対応する蒸気圧力偏差(△P)の積分値であって直近の2つの時刻の値の平均値に積分ゲインを乗じた値に基づいて燃料量補正量を算出して制御する方法である。第1の実施形態において比例制御あるいは修正ゲインを用いた比例制御を併せて用いる場合が含まれる。
下記比例制御部については、上記第1の実施形態のみならず、下記第2〜4の実施形態においても適用することができる。
第2の実施形態は、切替時刻以降において蒸気圧力偏差(△P)の逸脱時刻に対応する蒸気圧力偏差(△P)の積分値であって直近の2つの時刻の値の平均値に積分ゲインを乗じた値に基づいて燃料量補正量を算出して制御する方法である。
第3の実施形態は、切替時刻以降において蒸気圧力偏差(△P)の突入時刻に対応する蒸気圧力偏差(△P)の積分値であって直近の2つの時刻の値の平均値に積分ゲインを乗じた値に基づいて燃料量補正量を算出して制御する方法である。
第4の実施形態は、切替時刻以降において、直近の突入時刻と当該突入時刻の直前の逸脱時刻に対応する前記蒸気圧偏差(△P)の積分値の平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法である。
図7(a)は、第1の実施形態の発明であって、積分制御のみを実施した場合を示している。図7(b)は、第1の実施形態の発明であって、積分制御に比例制御を併用し、比例制御の第1修正ゲインを使用しない場合を示している。図7(c)は、第1の実施形態の発明であって、積分制御に比例制御を併用し、比例制御の第1修正ゲインとして図4(b)に示すものを使用した場合を示している。いずれの場合も、振動を抑制しており良好である。
図8(a)は、第2の実施形態の発明であって、積分制御のみを実施した場合を示している。図8(b)は、第2の実施形態の発明であって、積分制御に比例制御を併用し、比例制御の第1修正ゲインを使用しない場合を示している。図8(c)は、第2の実施形態の発明であって、積分制御に比例制御を併用し、比例制御の第1修正ゲインとして図4(b)に示すものを使用した場合を示している。いずれの場合も、振動を抑制しており良好である。
図9(a)は、第3の実施形態の発明であって、積分制御のみを実施した場合を示している。図9(b)は、第3の実施形態の発明であって、積分制御に比例制御を併用し、比例制御の第1修正ゲインを使用しない場合を示している。図9(c)は、第3の実施形態の発明であって、積分制御に比例制御を併用し、比例制御の第1修正ゲインとして図4(b)に示すものを使用した場合を示している。いずれの場合も、振動を抑制しており良好である。
図10(a)は、第4の実施形態の発明であって、積分制御のみを実施した場合を示している。図10(b)は、第4の実施形態の発明であって、積分制御に比例制御を併用し、比例制御の第1修正ゲインを使用しない場合を示している。図10(c)は、第4の実施形態の発明であって、積分制御に比例制御を併用し、比例制御の第1修正ゲインとして図4(b)に示すものを使用した場合を示している。いずれの場合も、振動を抑制しており良好である。
図11(a)は、通常の積分制御のみを実施した場合を示している。図11(b)は、通常の比例制御と積分制御を実施した場合をしめしている。いずれも、振動を抑制できず、不良である。
2:ボイラ
3:ガバナ弁
4:タービン
5:発電機
6:復水器
9:蒸気圧設定値
10:発電量指令
12:燃料量制御部
14:ガバナ制御部
16:蒸気温度制御部
18:蒸気圧力制御部
19:蒸気圧力実績値
21:蒸気圧力偏差
22:燃料量補正量
23:燃料量
28:引出点
29:加算点
50:積分制御部
51:積分器
52:積分器用リセット
53:ホールダ
54:ホールダ用リセット
55:移動平均算出器
56:切替器
57:積分ゲイン
58:積分制御補正量
60:比例制御部
61:第1修正ゲイン
67:比例ゲイン
68:比例制御補正量
Claims (6)
- ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備のボイラ蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正するにあたり、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)の積分値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法において、
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、
前記蒸気圧偏差(△P)が零となった時刻の前記蒸気圧偏差(△P)の積分値のうち直近の2つの値の平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。 - ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備のボイラ蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正するにあたり、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)の積分値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法において、
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、
前記予め設定した圧力範囲を逸脱した時刻(以下、「逸脱時刻」という。)の前記蒸気圧偏差(△P)の積分値のうち直近の2つの値の平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。 - ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備のボイラ蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正するにあたり、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)の積分値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法において、
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から
前記予め設定した圧力範囲に突入した時刻(以下、「突入時刻」という。)の前記蒸気圧偏差(△P)の積分値うち直近の2つの値の平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。 - ボイラに燃料を供給して燃焼させた熱を熱交換器で吸収して発生させた蒸気をタービンへ供給して発電するボイラ・タービン・発電機設備のボイラ蒸気圧力実績値を一定値に制御すべくボイラに供給する燃料量を補正するにあたり、蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)の積分値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法において、
蒸気圧力偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて前記燃料量補正量を算出して補正(以下、「積分制御」という。)している場合に、
前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を逸脱し、かつ、前記圧力範囲に突入する現象が2回以上発生した場合であって、前記蒸気圧力偏差(△P)が予め設定した圧力範囲を第1回目に逸脱した時刻(以下、「第1回目の逸脱時刻」という。)から第2回目に前記圧力範囲に突入する時刻(以下、「第2回目の突入時刻」という。)までの時間(以下、「疑似振動周期」という。)(TP)が予め設定した時間(TV)以下であったときの当該第2回目の突入時刻(以下、「切替時刻」という。)に、
前記蒸気圧偏差(△P)の積分値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法から、
直近の突入時刻と当該突入時刻の直前の逸脱時刻に対応する前記蒸気圧偏差(△P)の積分値の平均値に積分ゲインKiを乗じた値を用いて燃料量補正量を算出する方法に変更するステップを有することを特徴とする蒸気圧力制御方法。 - 蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法を有する特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の蒸気圧力制御方法。
- 前記蒸気圧力実績値の蒸気圧力設定値との偏差である蒸気圧力偏差(△P)を用いて前記燃料量補正量を算出して補正する方法においては、
蒸気圧力偏差(△P)の区分に応じて前記燃料量補正量を修正する第1修正ステップを有し、
前記第1修正ステップにおいては、前期蒸気圧力偏差(△P)が零となる値を含む区分においては、前記燃料量補正量を零とすることを特徴とする請求項5に記載の蒸気圧力制御方法。
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