JP3890355B2

JP3890355B2 - Boiler control device

Info

Publication number: JP3890355B2
Application number: JP2001019832A
Authority: JP
Inventors: 政昭友部; 亨木村; 秀郎大友; 厚江刺
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2002228103A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電プラントに用いられるボイラ制御装置に係り、特に、プラント出力変化時のボイラ入力量を制御し、ボイラ出口の蒸気圧力、蒸気温度を制御するボイラ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラ制御は、プラント出力指令値に追従して出力を調整すると同時に、給水、燃料などのボイラ入力量を調整してボイラ出口蒸気圧力、温度を規定値に制御するものである。
図３は、従来技術として一般的なボイラ制御回路の一例である。図３において、出力目標値３１から出力変化設定１１１に基づいて変化率制限器３６で作成した出力指令値ＭＷＤ１１０（以下、ＭＷＤと称す。）は、関数器３７を介してボイラ出口蒸気圧力ＭＳＰ３２（以下、ＭＳＰと称す。）との偏差信号（減算器３８）に基づく補正信号（ＰＩ３９）を加算（加算器３１０）することでボイラ入力指令値ＢＩＤ３３（以下、ＢＩＤと称す。）となる。このＢＩＤに基づいて関数発生器３１１で給水流量の目標値を作成し、また、関数発生器３１３で燃料流量の目標値を作成する。
ところで、プラント出力が変化する際は、ボイラの応答遅れによって過渡的にボイラ出口の蒸気圧力や蒸気温度が変動する。これを補償するために、プラント出力変化状態に応じて給水、燃料などのボイラ入力を先行的に操作するための役割を持つボイラ入力加速信号回路（以下、ＢＩＲと称す。）１９が設置されている。このＢＩＲ回路１９は、出力変化幅検出回路４１においてＭＷＤ１１０と出力目標値３１からプラント出力変化量である出力変化幅を求め、ＢＩＲ投入量計算ブロック４２において出力変化幅とプラント出力変化速度である出力変化率設定１１１とからＢＩＲ投入量を算出する。このＢＩＲ投入量はＢＩＲ変化率設定ブロック４３において投入時と戻し時の変化率を制限し、最終的なＢＩＲ信号４４を与えるのが一般的である。
そこで、関数発生器３１１の出力とＢＩＲ回路１９の出力３１８を加算器３１２で加算した給水流量目標値（ＷＦＤ）３４を給水制御系３１５に出力し、関数発生器３１３の出力とＢＩＲ回路１９の出力３１９を加算器３１４で加算した燃料流量目標値（ＦＦＤ）３４を燃料制御系３１６に出力する。なお、出力制御系３１７にはＭＷＤ１１０を出力する。
なお、ＢＩＲ回路に関する公知技術としては、図３に示した以外に特開平５−７１７０１号公報に開示されている。この公報には、不定、不規則なプラント出力運用形態に対応するために、出力目標値の一定期間内の変動量の平均値を求め、この平均値に基づいてＢＩＲを修正する手段が記載されている。
以上のＢＩＲ回路に関する従来技術に対し、図４、図５で示す出力運用形態における問題点を説明する。
図４は、プラントの出力変化パターンが定められておらず、最終的な出力目標値が不定であることが特徴の出力運用形態である。この運用では、出力目標値の小さな変化（出力変化幅Ｗｓ）が一回だけ来た場合は、ボイラ保有熱量の効果によりＭＳＰ変動が少ないため、ＢＩＲ投入は必要としない。一方、出力変化幅Ｗｓの小さな変化が数回にまたがって来た場合には、図中ａ点（ＷＬ＞Ｗｓ）までＭＷＤが変化した時点でＢＩＲを投入する必要があり、また、ｂ点までＭＷＤが変化した時点で更にＢＩＲを増やす必要がある。
しかし、従来技術では、「従来技術のＢＩＲ波形４４」に示すように、出力変化幅を判定してＢＩＲ投入量を決定できる。このため、小さな出力変化が１回の時はＢＩＲを投入しないようにできる。しかしながら、小さな出力変化が複数回続いた時は、小さな出力変化（出力変化幅Ｗｓ）としか判定できないため、ＢＩＲが投入されず、ＭＳＰが大きく変動するという問題点がある。
一方、特開平５−７１７０１号公報の従来技術では、出力目標値の一定期間内の変動量の平均値を指標としてＢＩＲを修正するが、この平均値は出力目標値が更新される周期によって大きさが左右される。このため、出力目標値の更新周期が一定であれば、正しい平均値が得られ、図４に示す適正なＢＩＲを与えることができる。これに対し、出力目標値の更新周期が一定でない出力運用形態の場合は正しい平均値が得られない。このため、小さな出力変化が複数回続いた時は図４に示す適正なＢＩＲを与えることができず、ＭＳＰが変動するという問題点がある。
図５は、図４と同様の出力運用形態において、一定方向の出力変化ではなく、出力目標値の増加と減少が連続で与えられた結果、ＭＷＤの変化が上昇継続中に降下方向へ反転したケースである。この運用では、図中ａ点、ｂ点までＭＷＤが変化した時点でＢＩＲを投入、増加してゆき、次にＭＷＤが反転し、ＭＷＤが変化した時点ｃまでに増ＢＩＲを即時リセットし、且つ、減ＢＩＲを投入する必要がある。
しかし、従来技術、特開平５−７１７０１号公報の従来技術ともに、「従来技術のＢＩＲ波形４４」に示すように、増ＢＩＲをリセットする側の変化率制限が動作することにより、余剰なＢＩＲが入ったままになるため、ＭＳＰが大きく変動するという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のＢＩＲ作成手段では、不規則なプラント出力運用形態において適切なＢＩＲを得ることが困難であり、プラント出力変化時にボイラの蒸気圧力、蒸気温度の制御性が低下するという問題がある。
そこで、本発明の課題は、不規則なプラント出力運用形態においても必要なＢＩＲを精度良く与え、ボイラ出口蒸気圧力、蒸気温度を良好に制御するに好適なボイラ制御装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、プラントの出力指令値に基づいてプラント出力変化の継続時間を作成する出力変化継続時間算出手段と、プラント出力変化率設定に応じてプラント出力変化の継続時間を補正する時間補正手段と、補正されたプラント出力変化の継続時間に基づいてボイラ入力量の補正量を決定するボイラ入力加速信号を生成する計算手段と、出力変化継続時間算出手段から出力されるプラント出力変化検出結果とボイラ入力量の補正量に基づいてボイラ入力加速信号の操作変化率を補正するボイラ入力加速信号の補正手段を備え、ボイラ入力量の制御信号を操作変化率補正後のボイラ入力加速信号によって補正し、最終的なボイラ入力量を決定する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明のボイラ制御装置の一実施形態を示す。図１において、ボイラ制御装置１１は、ＭＷＤ１１０を作成する出力指令作成ブロック１３と、ＭＷＤを受けて出力を制御する出力制御系１４と、ＭＷＤを受けてＢＩＤ３３を作成するボイラ入力制御ブロック１５と、ＢＩＤ３３とＢＩＲ回路１９で求めたＢＩＲ１１２を受けて給水、燃料を制御する給水制御系１６、燃料制御系１７及びその他制御系１８とから構成され、発電プラント１２に対して制御信号を出力する。ここで、ＢＩＲ回路１９は、以下の機能を持つブロックで構成される。出力上昇継続時間計算ブロック１２０と出力下降継続時間計算１２１は、ＭＷＤ１１０を受けて出力変化が継続している時間を作成する。ブロック１２０は、出力上昇継続時間１７０と出力上昇検出結果１７２を出力する。ブロック１２１は、出力降下継続時間１７１と出力降下検出結果１７３を出力する。上昇継続時間補正ブロック１３０と降下継続時間補正１３１は、出力変化率設定１１１に基づいてそれぞれ出力上昇継続時間１７０と出力降下継続時間１７１を補正する。増ＢＩＲ投入量計算ブロック１４０は、補正された出力上昇継続時間に基づいて増側のＢＩＲ投入量１７４を出力する。減ＢＩＲ投入量計算ブロック１４１は、補正された出力降下継続時間に基づいて減側のＢＩＲ投入量１７５を出力する。増ＢＩＲ変化率補正ブロック１５０は、出力降下検出結果１７３と減側ＢＩＲ投入量１７５に基づいて増側ＢＩＲ投入量１７４の変化率補正を行う。減ＢＩＲ変化率補正ブロック１５１は、出力上昇検出結果１７２と増側ＢＩＲ投入量１７４に基づいて減側ＢＩＲ投入量１７５の変化率補正を行う。ブロック１５０と１５１から出力された増側ＢＩＲ信号と減側ＢＩＲ信号は、加算器１６０で加算されてＢＩＲ１１２となる。
【０００６】
以下、ＢＩＲ回路１９の各構成要素の動作について、図２の具体的な構成手段を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明は、図１のＢＩＲ回路１９の各ブロック番号と対比した形で示している。
ブロック１２０は、ＭＷＤ１１０を微分器２０３で微分し、この出力をモニタリレーＭＲ２０４で監視することで出力上昇検出結果１７２を得る。これとブロック１２１で得た出力降下検出結果１７３の否定条件との論理積演算により出力上昇継続中を得る。出力上昇継続中であれば、信号切替器Ｔはｔ秒２０１側を選択する。選択されたｔ秒は変化率制限器２０５によって低速の変化率制限を受け、時間経過に従った所定の変化率で増加し、これが出力上昇継続時間１７０として与えられる。ここで、上記の出力上昇継続中の判定が喪失した場合は、信号切替器Ｔは０秒２０２側を選択する。選択された０秒は変化率制限器２０５によって高速の変化率制限を受け、出力上昇継続時間１７０は瞬時に０秒となる。このように、変化率制限器２０５は入力信号を切替える方向によって異なった変化率を設定できようになっている。
ブロック１２１は、ブロック１２０と同様の考え方によって動作するため、細部説明を省略するが、変化率制限器２０８から出力降下継続時間１７１が出力される。
以上のブロック１２０、１２１によれば、プラント出力変化量を出力変化の継続時間として把握できる。かつ、実際にプラント出力を動かしている出力指令値ＭＷＤに基づいて出力変化を検出するため、出力目標値のいかなるパターン変化にも影響されることなく、正確な出力変化継続時間を得られる。従って、電力会社毎に異なる出力運用形態に対して区別なく適用できる。
【０００７】
ブロック１３０は、出力変化率設定１１１に基づく関数発生器２０９の出力を乗算器２１０に与え、出力上昇継続時間１７０を補正する。補正の考え方は、出力変化率設定が大きいほど出力上昇継続時間を大きく補正し、出力変化率設定が小さいほど出力上昇継続時間を小さく補正する。
ブロック１３１は、ブロック１３０と同様の考え方によって動作するため、細部説明を省略するが、乗算器２１２からは補正された出力降下継続時間が出力される。
以上のブロック１３０、１３１によれば、出力変化率が変化した場合でも出力変化継続時間は、常に正確なプラント出力変化量として捉えることができる。
【０００８】
ブロック１４０は、上記の補正された出力上昇継続時間に基づいて関数発生器２１３により増側ＢＩＲ投入量１７４を作成する。関数発生器２１３には、出力上昇継続時間を横軸とし、増側ＢＩＲ投入量を縦軸とする任意の関係を設定する。
ここで、図６を用いて、ブロック１３０において出力変化率設定１１１により補正された出力上昇継続時間と、ブロック１４０の関数発生器２１３で得られる増側ＢＩＲ投入量との関係を説明する。図６において、ＢＩＲ（ＲＢ：基準変化率設定）は、任意に決定した基準変化率設定（ＲＢ）において関数発生器２１３に設定した関数を示している。ここで、出力変化率設定が基準変化率設定ＲＢの時に、実出力が変化する或る出力変化幅の時間をＴとすると、基準変化率設定の２倍の変化率（２・ＲＢ）の場合は０．５・Ｔとなる。このため出力変化率が２・ＲＢの時のＢＩＲ（２・ＲＢ）は基準変化率設定時のＢＩＲ（ＲＢ：基準変化率設定）よりも早い時点（０．５・Ｔ時点）で投入する必要がある。
この出力変化率によるＢＩＲ投入タイミングの調整は、変化率関数発生器２０９と乗算器２１０により実現させている。即ち、出力上昇継続時間を基準変化率設定時の２倍に補正し、この結果関数発生器２１３の横軸は２倍の速度で変化することになり、出力上昇を開始してからの時間経過で見たＢＩＲは、基準変化率設定におけるＢＩＲ（ＲＢ：基準変化率設定）をＢＩＲ（２・ＲＢ）方向へシフトした波形が得られる。同様の仕組みにより、出力変化率設定が基準変化率設定の０．５倍の変化率（０．５・ＲＢ）となった場合は、基準変化率設定におけるＢＩＲ（ＲＢ：基準変化率設定）をＢＩＲ（０．５・ＲＢ）方向へシフトした波形が得られる。
このように、関数発生器２１３は、唯一基準変化率設定におけるＢＩＲ投入関数を持つだけでよく、回路の簡素化が可能となる。
ブロック１４１は、ブロック１４０と同様の考え方によって動作するため、細部説明を省略するが、関数発生器２１４からは減側ＢＩＲ投入量１７５が出力される。
以上のブロック１３０，１３１と１４０，１４１の組み合わせによれば、関数発生器２１３、２１４は基準となる出力変化率の分だけ持てば良く、簡単な回路構成で様々な出力変化率に対応した適切なＢＩＲ投入量を求めることができる。また、関数発生器２１３、２１４の設定も簡単に決定することができる。すなわち、図４で示される目標ＢＩＲを得るには、基準の出力変化率でａ点、ｂ点に到達する時間を横軸とし、それぞれのＢＩＲ投入量を縦軸に設定すれば良い。
【０００９】
ブロック１５０は、増側ＢＩＲ投入量１７４に対し、変化率制限器２１８により増方向変化率と減方向変化率を設定する。ここで、増方向変化率は、変化率制限器２１８自身が持つ設定値として固定値を与える。一方、減方向変化率ＲＤは、出力変化の状況に応じて切替えられた低速２１６と高速２１７の変化率が外部から与えられる。すなわち、ブロック２０７からの出力降下検出結果１７３と、モニタリレー２１５による減側ＢＩＲ投入量１７５の動作検出結果との論理積出力がＯＮの時は、高速変化率２１７が選択されて変化率制限器２１８の減方向変化率として与えられる。こうすることにより、出力上昇中に出力変化方向が反転し、出力降下を始めた時点で零信号の位置にある増側ＢＩＲ投入量１７４が即時に変化率制限器２１８の出力になることから、余剰なＢＩＲがいつまでも残ることがない。
ブロック１５１は、ブロック１５０と同様の考え方によって動作するため、細部説明を省略するが、減側ＢＩＲ投入量１７５に対し、変化率制限器２２２により増方向変化率と減方向変化率を設定する。ここで、出力降下中に出力変化方向が反転し、出力上昇を始めた時点で零信号の位置にある減側ＢＩＲ投入量１７５が即時に変化率制限器２２２の出力になることから、余剰なＢＩＲがいつまでも残ることがない。
以上のブロック１５０、１５１によれば、図５の出力運用形態においてｃ点到達時点で減側ＢＩＲが投入されると同時に、増側ＢＩＲの減レートは高速側が選択されて即時にリセットされるため、蒸気圧力、蒸気温度を良好に制御することができる。このため、最も過酷な運転形態であるＡＦＣ運用プラントにおいて特に効果が得られる。
【００１０】
図４、図５に、本発明のＢＩＲ波形を示す。
図４は、上述したように、プラントの出力変化パターンが定められておらず、最終的な出力目標値が不定であることが特徴の出力運用形態であるが、この運用において、従来技術では、「従来技術のＢＩＲ波形４４」に示すように、小さな出力変化が複数回続いた時は、小さな出力変化（出力変化幅Ｗｓ）としか判定できないため、ＢＩＲが投入されず、ＭＳＰが大きく変動するという問題点があるに比し、本発明では、「本発明のＢＩＲ波形１１２」で示すように、出力変化幅Ｗｓの小さな変化が数回にまたがって来た場合には、図中ａ点（ＷＬ＞Ｗｓ）までＭＷＤが変化した時点でＢＩＲを投入し、また、ｂ点までＭＷＤが変化した時点で更にＢＩＲを増やすので、ＭＳＰの変動を抑制することができる。
また、図５は、上述したように、図４と同様の出力運用形態において、一定方向の出力変化ではなく、出力目標値の増加と減少が連続で与えられた結果、ＭＷＤの変化が上昇継続中に降下方向へ反転したケースであるが、この運用において、従来技術では、「従来技術のＢＩＲ波形４４」に示すように、ＭＷＤが反転し、図中ｃ点で増ＢＩＲをリセットする側の変化率制限が動作することにより、余剰なＢＩＲが入ったままになるため、ＭＳＰが大きく変動するという問題があるに比し、本発明では、「本発明のＢＩＲ波形１１２」で示すように、図中ａ点、ｂ点までＭＷＤが変化した時点でＢＩＲを投入、増加してゆき、次にＭＷＤが反転し、減ＢＩＲが投入されるべきｃ点までにＭＷＤが変化した時点で増ＢＩＲを即時リセットし、且つ、減ＢＩＲを投入するので、ＭＳＰの変動を抑制することができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、不定、不規則な出力運用形態をとる発電プラントにおいて、簡単な回路構成によって必要なＢＩＲを精度良く与えることができ、これによってプラント出力変化時のボイラ入力量を適正に制御することができ、ボイラ出口蒸気圧力、蒸気温度を規定値に保つように良好に制御することができる。
また、実際のプラント出力変化量に相当するプラント出力変化の継続時間を用いてＢＩＲ投入量を計算するので、出力目標値の変化パターンに関わらず必要なＢＩＲを得ることができ、従って如何なるプラント出力運用形態にも容易に適用可能である。
また、プラント出力変化率で出力変化の継続時間を補正するので、出力変化継続時間は常に実際の出力変化量相当に補正され、これにより出力変化率が変化してもＢＩＲ投入量を精度良く計算することができる。
また、プラント出力変化方向の反転と、反転した方向のＢＩＲ投入タイミングとを検出した時は、反転前に投入していたＢＩＲを即時にリセットするので、余剰なＢＩＲが残らずに必要なＢＩＲを瞬時に得ることができ、従って出力目標値が頻繁に反転する形態を持つＡＦＣ運用プラントなどに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボイラ制御装置の一実施形態
【図２】本発明の具体的な構成手段を示すブロック図
【図３】従来技術としての一般的なボイラ制御回路の一例
【図４】本発明と従来技術による発電プラントにおける出力運用形態の一例
【図５】本発明と従来技術による発電プラントにおける出力運用形態の二例
【図６】本発明の出力変化率設定とＢＩＲ投入量との関係を示す説明図
【符号の説明】
１１…ボイラ制御装置、１２…発電プラント、１９…ＢＩＲ回路、１１０…ＭＷＤ、１１１…出力変化率設定、１１２…ＢＩＲ、１２０，１２１…出力変化継続時間計算ブロック、１３０，１３１…出力変化継続時間補正ブロック、１４０，１４１…ＢＩＲ投入量計算ブロック、１５０，１５１…ＢＩＲ変化率補正ブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a boiler control device used in a power plant, and more particularly to a boiler control device that controls a boiler input amount when a plant output changes and controls a steam pressure and a steam temperature at a boiler outlet.
[0002]
[Prior art]
In the boiler control, the output is adjusted following the plant output command value, and at the same time, the boiler input steam pressure and temperature are controlled to specified values by adjusting the boiler input amount such as water supply and fuel.
FIG. 3 shows an example of a general boiler control circuit as the prior art. In FIG. 3, the output command value MWD110 (hereinafter referred to as MWD) created by the change rate limiter 36 based on the output change setting 111 from the output target value 31 is supplied to the boiler outlet steam pressure MSP32 ( Hereinafter, a boiler input command value BID33 (hereinafter referred to as BID) is obtained by adding (adder 310) a correction signal (PI39) based on a deviation signal (subtractor 38) from MSP. Based on this BID, a target value for the feed water flow rate is created by the function generator 311, and a target value for the fuel flow rate is created by the function generator 313.
By the way, when the plant output changes, the steam pressure and the steam temperature at the boiler outlet change transiently due to the response delay of the boiler. In order to compensate for this, a boiler input acceleration signal circuit (hereinafter referred to as BIR) 19 having a role for operating boiler inputs such as water supply and fuel in advance according to the state of change in plant output is installed. Yes. The BIR circuit 19 obtains an output change width that is a plant output change amount from the MWD 110 and the output target value 31 in the output change width detection circuit 41, and outputs an output change width and a plant output change speed in the BIR input amount calculation block 42. The BIR input amount is calculated from the change rate setting 111. Generally, the BIR change rate setting block 43 limits the change rate at the time of input and return, and gives the final BIR signal 44.
Therefore, a water supply flow rate target value (WFD) 34 obtained by adding the output of the function generator 311 and the output 318 of the BIR circuit 19 by the adder 312 is output to the water supply control system 315, and the output of the function generator 313 and the BIR circuit 19 A fuel flow rate target value (FFD) 34 obtained by adding the output 319 by the adder 314 is output to the fuel control system 316. Note that the MWD 110 is output to the output control system 317.
In addition to the one shown in FIG. 3, the publicly known technique related to the BIR circuit is disclosed in JP-A-5-71701. This gazette describes means for obtaining an average value of the fluctuation amount of the output target value within a predetermined period and correcting the BIR based on this average value in order to cope with an indefinite and irregular plant output operation mode. ing.
The problems in the output operation mode shown in FIG. 4 and FIG.
FIG. 4 shows an output operation mode characterized in that the output change pattern of the plant is not defined and the final output target value is indefinite. In this operation, when a small change in the output target value (output change width Ws) occurs only once, the MSP fluctuation is small due to the effect of the boiler's stored heat amount, so BIR input is not required. On the other hand, when the small change of the output change width Ws has spread over several times, it is necessary to insert the BIR when the MWD changes to the point a (WL> Ws) in the figure, and to the point b. When the MWD changes, it is necessary to further increase the BIR.
However, in the prior art, as shown in the “prior art BIR waveform 44”, the BIR input amount can be determined by determining the output change width. For this reason, it is possible to prevent the BIR from being input when the small output change is once. However, when a small output change continues a plurality of times, it can only be determined as a small output change (output change width Ws), so that there is a problem that BIR is not input and the MSP greatly fluctuates.
On the other hand, in the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-71701, the BIR is corrected using the average value of the fluctuation amount of the output target value within a certain period as an index. This average value is increased depending on the cycle in which the output target value is updated. Is affected. For this reason, if the update cycle of the output target value is constant, a correct average value can be obtained and the appropriate BIR shown in FIG. 4 can be given. On the other hand, in the case of an output operation mode in which the update cycle of the output target value is not constant, a correct average value cannot be obtained. For this reason, when a small output change continues several times, the appropriate BIR shown in FIG. 4 cannot be given and the MSP fluctuates.
FIG. 5 shows that in the output operation form similar to FIG. 4, instead of a change in output in a certain direction, the increase and decrease in output target value were continuously given, and as a result, the change in MWD was reversed in the descending direction while continuing to rise. It is a case. In this operation, when the MWD changes to points a and b in the figure, the BIR is input and increased, then the MWD is reversed, and the increased BIR is immediately reset by the time c when the MWD changes, and It is necessary to introduce a reduced BIR.
However, both the prior art and the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-71701, as shown in “Prior Art BIR Waveform 44”, the change rate limitation on the side of resetting the increased BIR operates, so that the excess BIR is reduced. There is a problem that the MSP largely fluctuates because it stays in.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, with the conventional BIR creating means, it is difficult to obtain an appropriate BIR in an irregular plant output operation mode, and the controllability of the steam pressure and steam temperature of the boiler is lowered when the plant output changes. There is.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a boiler control device that is capable of accurately providing necessary BIR even in an irregular plant output operation mode and favorably controlling boiler outlet steam pressure and steam temperature.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, output change duration calculation means for creating a plant output change duration based on a plant output command value, and correcting the plant output change duration according to the plant output change rate setting Time correction means, calculation means for generating a boiler input acceleration signal for determining the correction amount of the boiler input amount based on the corrected duration of the plant output change, and plant output change output from the output change duration calculation means Boiler input acceleration signal correction means for correcting the operation change rate of the boiler input acceleration signal based on the detection result and the correction amount of the boiler input amount is provided, and the boiler input acceleration signal after the operation change rate correction is performed on the control signal of the boiler input amount To determine the final boiler input amount.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the boiler control device of the present invention. In FIG. 1, a boiler control device 11 includes an output command creation block 13 that creates an MWD 110, an output control system 14 that receives an MWD and controls output, a boiler input control block 15 that receives an MWD and creates a BID 33, The system includes a water supply control system 16, a fuel control system 17, and other control systems 18 that control the water supply and fuel in response to the BIR 112 obtained by the BID 33 and the BIR circuit 19, and output control signals to the power plant 12. Here, the BIR circuit 19 is composed of blocks having the following functions. The output rise duration calculation block 120 and the output fall duration calculation 121 receive the MWD 110 and create a time during which the output change continues. The block 120 outputs the output increase duration 170 and the output increase detection result 172. The block 121 outputs the output drop duration 171 and the output drop detection result 173. The rise duration correction block 130 and the fall duration correction 131 correct the output rise duration 170 and the output fall duration 171 based on the output change rate setting 111, respectively. The increased BIR input amount calculation block 140 outputs the increased BIR input amount 174 based on the corrected output increase duration time. The reduced BIR input amount calculation block 141 outputs a reduced BIR input amount 175 based on the corrected output drop duration. The increased BIR change rate correction block 150 corrects the change rate of the increased BIR input amount 174 based on the output drop detection result 173 and the decreased BIR input amount 175. The decrease BIR change rate correction block 151 corrects the change rate of the decrease BIR input amount 175 based on the output increase detection result 172 and the increase BIR input amount 174. The increase side BIR signal and the decrease side BIR signal output from the blocks 150 and 151 are added by the adder 160 to become the BIR 112.
[0006]
Hereinafter, the operation of each component of the BIR circuit 19 will be described in detail using specific configuration means shown in FIG. In the following description, the block numbers of the BIR circuit 19 shown in FIG.
The block 120 differentiates the MWD 110 with the differentiator 203 and monitors the output with the monitor relay MR204 to obtain the output increase detection result 172. The increase in output is obtained by a logical product operation of this and the negative condition of the output decrease detection result 173 obtained in block 121. If the output increase is continuing, the signal switch T selects the t second 201 side. The selected t seconds are subjected to a low rate of change limit by the rate of change limiter 205 and increase at a predetermined rate of change over time, which is given as an output rise duration 170. Here, when the above-described determination that the output increase is continuing is lost, the signal switch T selects the 0 second 202 side. The selected 0 second is subjected to a high rate of change limitation by the rate of change limiter 205, and the output increase duration 170 is instantaneously 0 seconds. Thus, the change rate limiter 205 can set different change rates depending on the direction in which the input signal is switched.
Since the block 121 operates according to the same concept as the block 120, detailed description is omitted, but the output decrease duration 171 is output from the change rate limiter 208.
According to the above blocks 120 and 121, the plant output change amount can be grasped as the output change duration. In addition, since the output change is detected based on the output command value MWD that actually moves the plant output, an accurate output change duration can be obtained without being affected by any pattern change of the output target value. Therefore, the present invention can be applied without distinction to different output operation modes for each power company.
[0007]
Block 130 provides the output of function generator 209 based on output rate setting 111 to multiplier 210 to correct output rise duration 170. The concept of correction is that the output increase duration is corrected larger as the output change rate setting is larger, and the output increase duration is corrected smaller as the output change rate setting is smaller.
Since the block 131 operates according to the same concept as the block 130, a detailed description is omitted, but the corrected output drop duration is output from the multiplier 212.
According to the above blocks 130 and 131, even when the output change rate changes, the output change continuation time can always be regarded as an accurate plant output change amount.
[0008]
Block 140 creates increased BIR input 174 by function generator 213 based on the corrected output rise duration. In the function generator 213, an arbitrary relationship is set with the output rise duration as the horizontal axis and the increased BIR input amount as the vertical axis.
Here, the relationship between the output increase duration corrected by the output change rate setting 111 in the block 130 and the increased BIR input amount obtained by the function generator 213 in the block 140 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, BIR (RB: reference change rate setting) indicates a function set in the function generator 213 in arbitrarily determined reference change rate setting (RB). Here, when the output change rate setting is the reference change rate setting RB, and the time of a certain output change width in which the actual output changes is T, the change rate (2 · RB) is twice the reference change rate setting. Is 0.5 · T. For this reason, BIR (2 · RB) when the output change rate is 2 · RB must be input at a time earlier (0.5 · T time) than the BIR (RB: reference change rate setting) when the reference change rate is set. There is.
The adjustment of the BIR input timing based on the output change rate is realized by the change rate function generator 209 and the multiplier 210. That is, the output increase duration is corrected to twice the reference change rate setting. As a result, the horizontal axis of the function generator 213 changes at twice the speed, and the time elapsed since the output increase started. The BIR seen in (1) provides a waveform obtained by shifting the BIR (RB: reference change rate setting) in the reference change rate setting in the BIR (2.RB) direction. By the same mechanism, when the output change rate setting becomes 0.5 times the change rate (0.5 · RB) of the reference change rate setting, BIR (RB: reference change rate setting) in the reference change rate setting is set. A waveform shifted in the BIR (0.5 · RB) direction is obtained.
Thus, the function generator 213 need only have a BIR input function for setting the reference change rate, and the circuit can be simplified.
Since the block 141 operates in the same way as the block 140, a detailed description is omitted, but the reduced BIR input amount 175 is output from the function generator 214.
According to the combination of the above blocks 130, 131 and 140, 141, the function generators 213, 214 need only have the output change rate as a reference, and can be appropriately adapted to various output change rates with a simple circuit configuration. BIR input amount can be obtained. Further, the settings of the function generators 213 and 214 can be easily determined. That is, in order to obtain the target BIR shown in FIG. 4, the time to reach the points a and b at the reference output change rate may be set on the horizontal axis, and the respective BIR input amounts may be set on the vertical axis.
[0009]
The block 150 sets an increasing direction change rate and a decreasing direction change rate by the change rate limiter 218 for the increase side BIR input amount 174. Here, the increasing direction change rate gives a fixed value as a set value of the change rate limiter 218 itself. On the other hand, the decreasing direction change rate RD is given from the outside by the change rate of the low speed 216 and the high speed 217 which are switched according to the state of output change. That is, when the logical product output of the output drop detection result 173 from the block 207 and the operation detection result of the decrease BIR input amount 175 by the monitor relay 215 is ON, the fast change rate 217 is selected and the change rate limiter It is given as a decreasing rate of 218. By doing this, the output change direction is reversed while the output is rising, and the increase BIR input amount 174 at the zero signal position immediately becomes the output of the change rate limiter 218 when the output drop starts. Surplus BIR never remains.
Since the block 151 operates in the same way as the block 150, the detailed description is omitted, but the increasing rate change rate and the decreasing rate change rate are set by the change rate limiter 222 with respect to the decreasing BIR input amount 175. Here, since the output change direction is reversed during the output drop and the output increase starts, the decrease BIR input amount 175 at the zero signal position immediately becomes the output of the change rate limiter 222. BIR never remains.
According to the blocks 150 and 151 described above, in the output operation mode of FIG. 5, when the decrease BIR is input when the point c is reached, the decrease rate of the increase BIR is reset immediately after the high speed is selected. The steam pressure and the steam temperature can be controlled well. For this reason, an effect is acquired especially in the AFC operation plant which is the most severe operation form.
[0010]
4 and 5 show the BIR waveforms of the present invention.
FIG. 4 is an output operation mode characterized in that the output change pattern of the plant is not defined and the final output target value is indefinite as described above. As shown in “Prior art BIR waveform 44”, when a small output change continues a plurality of times, it can only be determined as a small output change (output change width Ws), so BIR is not input and MSP fluctuates greatly. In the present invention, as shown in the “BIR waveform 112 of the present invention”, when a small change in the output change width Ws has occurred over several times, point a ( Since the BIR is input when the MWD changes to (WL> Ws) and the BIR is further increased when the MWD changes to the point b, the fluctuation of the MSP can be suppressed.
Further, in FIG. 5, as described above, in the same output operation form as in FIG. 4, the increase and decrease of the output target value are continuously given instead of the output change in a fixed direction, and as a result, the change in MWD continues to rise. In this operation, in the conventional technique, as shown in the “prior art BIR waveform 44”, the MWD is inverted, and the increase BIR is reset at the point c in the figure. By operating the rate-of-change limitation, surplus BIR remains, so that there is a problem that the MSP fluctuates greatly. In the present invention, as shown by “the BIR waveform 112 of the present invention”, BIR is added and increased when the MWD changes to the points a and b in the figure, then the BWD is increased when the MWD changes to the point c where the MWD is reversed and the reduced BIR should be input. Reset immediately, and Since introducing a reduced BIR, it is possible to suppress the fluctuation of the MSP.
[0011]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a power plant having an indeterminate and irregular output operation mode, a necessary BIR can be given with a simple circuit configuration with high accuracy, and thus a boiler at the time of plant output change can be provided. The input amount can be appropriately controlled, and the boiler outlet steam pressure and steam temperature can be favorably controlled so as to keep the specified values.
Further, since the BIR input amount is calculated using the duration of the plant output change corresponding to the actual plant output change amount, the necessary BIR can be obtained regardless of the change pattern of the output target value, and therefore any plant output can be obtained. It can be easily applied to the operation mode.
In addition, since the output change duration is corrected by the plant output change rate, the output change duration is always corrected to the actual output change amount, so that even if the output change rate changes, the BIR input amount can be calculated accurately. can do.
Also, when the inversion of the plant output change direction and the BIR input timing in the inverted direction are detected, the BIR that was input before the inversion is reset immediately, so that the necessary BIR can be obtained without any surplus BIR remaining. It can be obtained instantaneously, and is therefore suitable for an AFC operation plant having a form in which the output target value is frequently reversed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an embodiment of a boiler control apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a concrete configuration means of the present invention. FIG. 3 is an example of a general boiler control circuit as a prior art. Example of output operation mode in power plant according to the present invention and prior art FIG. 5: Two examples of output operation mode in power plant according to the present invention and prior art FIG. 6: Output change rate setting and BIR input amount of the present invention Explanatory diagram showing the relationship [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Boiler control apparatus, 12 ... Power plant, 19 ... BIR circuit, 110 ... MWD, 111 ... Output change rate setting, 112 ... BIR, 120, 121 ... Output change duration calculation block, 130, 131 ... Output change duration Correction block, 140, 141 ... BIR input amount calculation block, 150, 151 ... BIR change rate correction block

Claims

ボイラ入力指令に基づいて給水、燃料など複数のボイラ入力量を制御する発電プラントのボイラ制御装置において、前記プラントの出力指令値に基づいてプラント出力変化の継続時間を作成する出力変化継続時間算出手段と、プラント出力変化率設定に応じて前記プラント出力変化の継続時間を補正する時間補正手段と、前記補正されたプラント出力変化の継続時間に基づいて前記ボイラ入力量の補正量を決定するボイラ入力加速信号を生成する計算手段と、前記出力変化継続時間算出手段から出力されるプラント出力変化検出結果と前記ボイラ入力量の補正量に基づいて前記ボイラ入力加速信号の操作変化率を補正するボイラ入力加速信号の補正手段を備え、前記ボイラ入力量の制御信号を前記操作変化率補正後のボイラ入力加速信号によって補正し、最終的なボイラ入力量を決定することを特徴とするボイラ制御装置。In a boiler control device for a power plant that controls a plurality of boiler input amounts such as feed water and fuel based on a boiler input command, output change duration calculation means for creating a duration of plant output change based on the output command value of the plant And a time correction means for correcting the duration of the plant output change according to the plant output change rate setting, and a boiler input for determining the correction amount of the boiler input amount based on the corrected duration of the plant output change Calculation means for generating an acceleration signal, and boiler input for correcting an operation change rate of the boiler input acceleration signal based on a plant output change detection result output from the output change duration calculation means and a correction amount of the boiler input amount Acceleration signal correcting means is provided, and the boiler input amount control signal is converted into the boiler input acceleration signal after the operation change rate correction. Correction Te, and boiler control unit and determines the final boiler input quantities.

請求項１において、前記出力変化継続時間算出手段は、変化率制限器を有し、入力される信号を切替える方向に応じて異なった前記プラント出力変化率を設定することを特徴とするボイラ制御装置。The boiler control device according to claim 1, wherein the output change duration calculation means includes a change rate limiter, and sets the plant output change rate that differs depending on a direction in which an input signal is switched. .

請求項１において、前記時間補正手段は、関数発生器を有し、前記プラント出力変化率設定に基づいて前記出力変化継続時間算出手段から出力される出力変化率設定が大きいほど前記プラント出力変化の継続時間を大きく補正し、前記変化率制限器から出力される出力変化率設定が小さいほど前記プラント出力変化の継続時間を小さく補正することを特徴とするボイラ制御装置。In Claim 1, the said time correction means has a function generator, and the output change rate setting output from the said output change duration calculation means based on the said plant output change rate setting is so large that the said plant output change is large. The boiler control apparatus characterized by correcting the duration greatly, and correcting the duration of the plant output change to be smaller as the output change rate setting output from the change rate limiter is smaller.

請求項１において、前記ボイラ入力加速信号の補正手段は、増方向変化率と減方向変化率を設定する変化率制限器を有し、前記プラント出力変化方向が反転し、出力降下を始めた時点で増側ボイラ入力加速信号を即時にリセットし、また、出力上昇を始めた時点で減側ボイラ入力加速信号を即時にリセットすることを特徴とするボイラ制御装置。The correction means for the boiler input acceleration signal according to claim 1, further comprising a change rate limiter for setting an increasing direction change rate and a decreasing direction change rate, wherein the plant output change direction is reversed and an output drop is started. The boiler control device is characterized in that the increase boiler input acceleration signal is reset immediately and the decrease boiler input acceleration signal is reset immediately when the output starts to increase.