JPH08575Y2 - Water supply controller for drum type boiler - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、ドラム形ボイラの給水制御装置に関し、更
に詳しくは、ボイラからの出力蒸気をタービンに供給
し、発電機を回転するようにしたシステムにおいて、例
えば発電機の負荷を切り離したり、２台のタービンを稼
動していて１台を何等かの原因で停止させたような場合
など、負荷急変時の制御性の改善に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a water supply control device for a drum type boiler, and more specifically, it supplies output steam from a boiler to a turbine to rotate a generator. In the system, the present invention relates to improvement of controllability at the time of sudden load change, for example, when the load of a generator is disconnected or when two turbines are operating and one is stopped for some reason.

〈従来の技術〉 ドラム形ボイラは、その構造上から負荷が突然大きく
変化したような場合、ドラム水位が圧力の変動によって
上下する。<Prior Art> In a drum type boiler, when the load suddenly changes greatly due to its structure, the drum water level fluctuates due to pressure fluctuations.

第３図は、ドラム形ボイラの制御システムの一例を示
す構成概念図である。FIG. 3 is a configuration conceptual diagram showing an example of a drum boiler control system.

例えば、タービン（図示せず）へ供給する出力蒸気量
を制御するバルブV1が、全開の状態から全閉の状態にな
るような急変状態が発生した場合、ボイラBR内の圧力P1
及び過熱器SHを経た後のバルブV1の直前の圧力P2は、第
４図に示す通りとなる。For example, if a sudden change occurs in the valve V1 that controls the amount of output steam supplied to the turbine (not shown), the pressure P1 in the boiler BR changes from the fully open state to the fully closed state.
And the pressure P2 immediately before the valve V1 after passing through the superheater SH is as shown in FIG.

また、ボイラBR内の水位（レベル）は、P1＝P2になる
までの圧力変動に応じて、第５図に示すように逆応答す
る。ここで、この状態をそのまま放置するとレベル低下
により空たき状態になるので、この様な状態を防止する
ために、ボイラに設けられている防安装置が働き、ボイ
ラがトリップするようになっている。Further, the water level (level) in the boiler BR responds inversely as shown in FIG. 5 according to the pressure fluctuation until P1 = P2. Here, if this state is left as it is, it will become empty due to the decrease in level, so in order to prevent such a state, the safety device provided in the boiler works and the boiler trips. .

通常は、この様な状態でボイラがトリップしないよう
に、バルブV1を閉じると同時に、バルブV2を開き、ボイ
ラBR内の圧力P1が上昇したのに伴ってレベルが低下した
分だけ、水量を補給する制御を行っている。Normally, in order to prevent the boiler from tripping in such a state, the valve V1 is closed and at the same time, the valve V2 is opened and the amount of water is replenished as much as the level decreases as the pressure P1 in the boiler BR rises. Control to do so.

〈考案が解決しようとする課題〉 従来のシステムにおいては、前記したような状態でボ
イラBRに多くの水量を供給すると、圧力が正常に戻った
時に今度は逆にレベルが上昇し過ぎて、トリップに至る
不具合が発生していた。<Problems to be solved by the invention> In the conventional system, if a large amount of water is supplied to the boiler BR in the above-described state, when the pressure returns to normal, the level will rise excessively, which will cause a trip. There was a problem that led to.

このことは、ボイラ圧力P1とバルブV1の直前圧力P2が
等しくなるまでの時間T1が、ボイラの負荷容量によって
30〜60secとまちまちで、制御のとらえ方が難しいこと
に起因している。This means that the time T1 until the boiler pressure P1 becomes equal to the pressure P2 just before the valve V1 becomes equal to the load capacity of the boiler.
This is because it varies from 30 to 60 seconds, and it is difficult to understand the control.

本考案は、この様な点に鑑みてなされたもので、圧力
上昇によってレベルが低下し、その分水量を補給する
が、圧力が整定すると同時に制御によって補給した分に
＋αの量の給水をレベル変動に応じて行い、給水制御を
早く整定させ、安定したドラムレベルにできる給水制御
装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such a point, and the level decreases due to the pressure increase, and the amount of water is replenished, but at the same time when the pressure is settled, the amount of water supplied is + α to the level supplied by the control. It is an object of the present invention to provide a water supply control device which can perform stable water level control by performing water supply control quickly according to fluctuations.

〈課題を解決するための手段〉 前記した目的を達成する本考案は、 ドラム形ボイラに入る給水量に関する信号（FWF）を
入力する第１の調節計と、 ドラム内レベルに関する信号（DL）をそれぞれ入力す
る第2,第３の調節計と、 ドラムからの出力蒸気量に関する信号（SF）と前記第
２の調節計からの出力信号を加算し、その加算信号を前
記第１の調節計の設定値信号として与える加算手段と、 前記第１または第３の調節計の出力のいずれかを選択
し、選択した信号をボイラの給水バルブに操作信号とし
て与えるスイッチ手段と を備えて構成される。<Means for Solving the Problems> The present invention that achieves the above-mentioned object is to provide a first controller for inputting a signal (FWF) relating to the amount of water supplied to the drum type boiler and a signal (DL) relating to the level inside the drum. The second and third controllers respectively input, the signal (SF) relating to the output steam amount from the drum and the output signal from the second controller are added, and the added signal is added to the first controller. It is configured by adding means for giving a set value signal, and switch means for selecting one of the outputs of the first and third controllers and giving the selected signal to the water supply valve of the boiler as an operation signal.

〈作用〉 前記の各手段は、以下のように作用する。<Operation> Each of the above-mentioned means operates as follows.

スイッチ手段は、通常の状態では第１の調節計からの
信号を選択し、その信号を操作信号として給水バルブに
与えており、この状態では、第1,第２の調節計により給
水の量を、給水量に関する信号（FWF）と、ドラム内レ
ベルに関する信号（DL）と、ドラムからの出力蒸気量に
関する信号（SF）の３つの要素により制御する。The switch means selects a signal from the first controller in a normal state and gives the signal to the water supply valve as an operation signal. In this state, the amount of water supply is determined by the first and second controllers. , The signal related to the water supply amount (FWF), the signal related to the level inside the drum (DL), and the signal related to the amount of steam output from the drum (SF).

負荷が急変した場合、第３の調節計は、その出力をス
イッチ手段を介して給水バルブに与え、所定の時間だけ
ドラム内レベルに関する信号（DL）に基づいて給水量を
制御する。When the load suddenly changes, the third controller gives its output to the water supply valve through the switch means and controls the water supply amount for a predetermined time based on the signal (DL) regarding the drum internal level.

第３の調節計からの信号により給水を制御している期
間は、第１の調節計からの信号を前記第３の調節計から
の信号にトラッキングさせ、３つの要素による通常の制
御状態に戻る際のバンプレスの切り替えを可能とする。During the period in which the water supply is controlled by the signal from the third controller, the signal from the first controller is tracked by the signal from the third controller to return to the normal control state by the three elements. It is possible to switch the bumpless at the time.

〈実施例〉 以下図面を用いて、本考案の一実施例を詳細に説明す
る。<Embodiment> An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第１図は、本考案の一実施例を示す構成ブロック図で
ある。図において、BRはドラム形ボイラ、V2はボイラに
入る給水量を制御する給水バルブ、F2は給水量を測定す
る流量計で、給水量に関する信号（FWF）を出力する。P
Uは給水ポンプである。SHはボイラから出力される蒸気
が通過する過熱器で、出力蒸気量を制御する出力バルブ
V1を経て、図示してないタービンへ出力される。F1は出
力蒸気量を測定する流量計である。FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, BR is a drum type boiler, V2 is a water supply valve for controlling the amount of water supplied to the boiler, F2 is a flow meter for measuring the amount of water supplied, and outputs a signal (FWF) related to the amount of water supplied. P
U is a water supply pump. SH is a superheater through which steam output from the boiler passes, and an output valve that controls the amount of output steam.
It is output to a turbine (not shown) via V1. F1 is a flow meter that measures the amount of output steam.

C1は流量計F2からの給水量に関する信号（FWF）を入
力する第１の調節計で、少なくとも比例、積分演算機能
を有している。C2,C3は、レベル計LBからのドラム内レ
ベルに関する信号（DL）をそれぞれ入力する第2,第３の
調節計である。C1 is a first controller for inputting a signal (FWF) relating to the water supply amount from the flow meter F2, and has at least a proportional and integral calculation function. C2 and C3 are second and third controllers for inputting a signal (DL) relating to the in-drum level from the level meter LB, respectively.

ADはドラムからの出力蒸気量に関する信号（SF）と、
第２の調節計C2からの出力信号を加算し、その加算信号
を前記第１の調節計の設定値信号SV1として与える加算
手段、TWは第１または第３の調節計C1、C2の出力のいず
れかを選択し、選択した信号をボイラの給水バルブV2に
操作信号として与えるスイッチ手段である。AD is a signal (SF) related to the output steam amount from the drum,
Adder means for adding output signals from the second controller C2 and giving the added signal as the set value signal SV1 of the first controller, TW is the output of the first or third controller C1, C2 It is a switch means for selecting any one and giving the selected signal as an operation signal to the water supply valve V2 of the boiler.

TR1は第１のトラッキング手段、TR2は第２のトラッキ
ング手段で、これらは、スイッチ手段TWが第３の調節計
C3からの信号を選択している期間、加算手段ADからの信
号が給水量に関する信号（FWF）にトラッキングするよ
うに、また、第１の調節計からの信号が第３の調節計か
らの信号にトラッキングするように構成されている。TR1 is the first tracking means, TR2 is the second tracking means, and these are the switch means TW and the third controller.
While the signal from C3 is being selected, the signal from the adding means AD tracks the signal (FWF) relating to the water supply amount, and the signal from the first controller is the signal from the third controller. Is configured to track.

このように構成した装置の動作を説明すれば以下の通
りである。The operation of the apparatus thus configured will be described below.

（通常状態の動作） この状態では、スイッチ手段TWは、第１の調節計C1の
出力を給水バルブV2に与えている。第１の調節計C1の設
定値信号は、加算手段ADで加算された出力蒸気量に関す
る信号と第２の調節計からの信号の加算信号であって、
給水バルブV2は、出力蒸気量に関する信号（SF）、給水
量に関する信号（FWF）、ドラム内レベルに関する信号
（DL）の３要素に基づいて制御される。(Operation in Normal State) In this state, the switch means TW gives the output of the first controller C1 to the water supply valve V2. The set value signal of the first controller C1 is a sum signal of the signal related to the output steam amount added by the adding means AD and the signal from the second controller,
The water supply valve V2 is controlled based on three elements of a signal (SF) related to the output steam amount, a signal (FWF) related to the water supply amount, and a signal (DL) related to the level inside the drum.

（負荷の突変が生じた場合の動作） 例えば、FCB（FAST CUT BACKの略で、発電機外（例え
ば発電機出力よりも、負荷の要求する電力が増加した
時）で何等かの故障が生じた場合、無条件で回路が切り
離されるが、その様な急激な動作によりボイラーが停止
（トリップ）しないようにする操作や、LBR（LOAD RUN
BACKの略で、ボイラ補機、タービン補機が２台設置され
ている場合で、何等かの原因で１台トリップしてしまう
と、他の１台で運用できる負荷まで急激に下げる操作）
が生ずると、スイッチ手段TWは、第３の調節計C3の出力
を給水バルブV2に与えるように、所定の時間（例えば20
〜30sec）だけ切り替える。(Operation when a sudden load change occurs) For example, FCB (abbreviation of FAST CUT BACK) means that some failure occurs outside the generator (for example, when the power demanded by the load is higher than the generator output). If it occurs, the circuit will be unconditionally disconnected, but operation to prevent the boiler from stopping (tripping) due to such a sudden operation, or LBR (LOAD RUN
Abbreviation of BACK, when two boiler auxiliary machines and turbine auxiliary machines are installed, and if one trips for some reason, the operation will be suddenly reduced to a load that can be operated by the other one.)
Occurs, the switch means TW causes the output of the third controller C3 to be supplied to the water supply valve V2 for a predetermined time (for example, 20
(~ 30sec) only.

この状態では、第３の調節計C3からの信号が操作信号
として、給水バルブV2に与えられ、ドラム内レベルに関
する信号（DL）のみの１要素に基づいて制御される。す
なわち、給水量は、ホイラ内のレベル変動に応じて制御
され、レベルを所定の値に速く整定させる。In this state, the signal from the third controller C3 is given to the water supply valve V2 as an operation signal, and is controlled based on only one element of the signal (DL) regarding the drum internal level. That is, the water supply amount is controlled according to the level fluctuation in the wheeler, and the level is quickly settled to a predetermined value.

この間、トラッキング手段TR1,TR2は各信号のトラッ
キングを実施しており、スイッチ手段TWが第１の調節計
C1の出力を選択する状態に戻った時、この切り替えがバ
ンプレスに行えるようにしている。During this time, the tracking means TR1 and TR2 are tracking each signal, and the switching means TW is the first controller.
When it returns to the state of selecting the output of C1, this switch can be bumplessly performed.

第２図は、ドラム内レベルと給水流量、蒸気流量及び
第２の調節計C2の出力の変化を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing changes in the drum level, the feed water flow rate, the steam flow rate, and the output of the second controller C2.

T1の期間は第３の調節計C3の出力により給水制御が行
われていて、T1の期間が経過した以後、第１の調節計C1
の出力により給水制御が行われている。図から明らかな
ように、T1が経過した後の給水流量の絞込みは早く、ド
ラムレベルが高くなるトリップを防止し、安定になるま
での時間（整定時間）が短縮されるのが認められてい
る。During the period of T1, the water supply control is performed by the output of the third controller C3, and after the period of T1 has passed, the first controller C1
The water supply is controlled by the output of. As is clear from the figure, the feedwater flow rate is narrowed down quickly after T1 has elapsed, and it is confirmed that the trip to increase the drum level is prevented and the time until settling (stabilization time) is shortened. .

〈考案の効果〉 以上詳細に説明したように、本考案は負荷急変時に、
給水制御を早く整定させドラムレベルを安定させるよう
にしたもので、負荷急変時における制御性の良好な給水
制御装置を提供することができる。<Effect of the Invention> As described in detail above, the present invention is
Since the water supply control is settled quickly to stabilize the drum level, it is possible to provide a water supply control device having good controllability at the time of a sudden load change.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は、本考案の一実施例を示す構成ブロック図、第
２図はドラム内レベルと給水流量、蒸気流量及び第２の
調節計の出力の変化を示す図、第３図はドラム形ボイラ
の制御システムの一例を示す構成概念図、第４図及び第
５図は第３図システムの動作を説明するための図であ
る。 BR……ドラム形ボイラ、V1……出力バルブ V2……給水バルブ、F1,F2……流量計 PU……給水ポンプ、SH……過熱器 C1……第１の調節計、C2……第２の調節計 C3……第３の調節計、AD……加算手段 TW……スイッチ手段、TR1,TR2……トラッキング手段FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing changes in a drum internal level, feed water flow rate, steam flow rate and output of a second controller, and FIG. 3 is a drum type. FIG. 4 and FIG. 5 are schematic configuration diagrams showing an example of a boiler control system, and are diagrams for explaining the operation of the system shown in FIG. BR: Drum type boiler, V1 ... Output valve V2 ... Water supply valve, F1, F2 ... Flow meter PU ... Water supply pump, SH ... Superheater C1 ... First controller, C2 ... Second Controller C3 …… Third controller, AD …… Adding means TW …… Switching means, TR1, TR2 …… Tracking means

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】ドラム形ボイラに入る給水量に関する信号
（FWF）を入力する第１の調節計と、 ドラム内レベルに関する信号（DL）をそれぞれ入力する
第2,第３の調節計と、 ドラムからの出力蒸気量に関する信号（SF）と前記第２
の調節計からの出力信号を加算し、その加算信号を前記
第１の調節計の設定値信号として与える加算手段と、 前記第１または第３の調節計の出力のいずれかを選択
し、選択した信号をボイラの給水バルブに操作信号とし
て与えるスイッチ手段と を備え、 前記スイッチ手段は通常の状態では第１の調節計からの
信号を選択し、その信号を操作信号として給水バルブに
与えており、負荷が急変した場合所定の時間だけ前記第
３の調節計からの信号を選択し給水バルブに与えるよう
にし、 前記第３の調節計からの信号を給水バルブに与えている
期間は、前記第１の調節計からの信号を前記第３の調節
計からの信号にトラッキングさせることを特徴とするド
ラム形ボイラの給水制御装置。1. A first controller for inputting a signal (FWF) relating to the amount of water supplied to the drum type boiler, second and third controllers for respectively inputting a signal (DL) relating to the level inside the drum, and a drum. Signal (SF) related to the amount of steam output from the
Output signal from the controller, and an addition unit that gives the added signal as a set value signal of the first controller, and either the output of the first or third controller, and selects And a switch means for providing the signal to the water supply valve of the boiler as an operation signal.The switch means selects the signal from the first controller in a normal state and applies the signal to the water supply valve as an operation signal. When the load suddenly changes, the signal from the third controller is selected and given to the water supply valve only for a predetermined time, and the period during which the signal from the third controller is given to the water supply valve is A water supply control device for a drum type boiler, wherein the signal from the first controller is tracked to the signal from the third controller.