JPS59185806A - タ−ビン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は抽気タービンの抽気圧力に影響を与えることな
く、負荷制御するに好適なタービン制御装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に抽気タービンは電力と蒸気の２種類のエネルギー
を必要とする産業用自家発電設備に採用される。この抽
気タービンを運転する際の一次的運転要求として調速制
御と抽気制御とがある。即ち、調速制御の重要性は言う
に及ばないが、抽気圧力を一定に制御することは工場生
産活動を維持する上で重要な役割を担う。一方、二次的
運転要求として負荷制御がある。これは、電力料金が高
い時間帯には発電最大運転を行ない、逆に電力料。

金が安い時間帯には発電最小運転を行なって買電するこ
とが制御の中心となる。

この発電最小運転を行なうためには、負荷設定を下げ、
タービンへ入力する蒸気流量を絞る必要がある。しかし
、蒸気流量を絞シ過ぎると、タービン排気流量が減少し
過ぎ、その結果、冷却低によシ排気温度上昇を生じ、最
終段タービンの過熱に至る。更に、この過熱が続くとタ
ービンに致命的損傷を与える。

このため、運転員は排気流量がある流量以下にならぬよ
う制限しつつ、なおかつ、抽気流量の変化に対して抽気
圧力が変動しないように監視操作しなければならず、そ
の運転操作に多大の労力を要する問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明はタービン排気流量を一定に保ち、最終段タービ
ンの過熱を防ぎつつ、なおかつ、工場で使用する抽気流
量の如何にかかわらず、抽気圧力を一定に保った上で、
そのときの抽気流量に応じて取シ得る最小の負荷即ち発
電出力が得られるタービン制御装置を提供することを１
目的とする。

〔発明の概要〕

このため、本発明は発電最小運転時に最終段抽気加減弁
開度を最小一定開度に制御することによシ、タービン排
気温度上昇を防ぎ、かつ抽気制御Ｃ′−】 に支障のない範囲内で発電機出力が取り得る最小となる
ようにしたことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例に係る二段抽気タービン制御系
の構成図を示したもので、１はタービン制御装置、２は
蒸気加減弁、３は第一抽気加減弁、４は第二抽気加減弁
１．５は高圧タービン、６は中圧タービン、７は低圧タ
ービン、８は発電機、９は速度センサ、１０．１１は圧
力センサである。

タービン制御装置１は速度センサ９、圧力センサ１０．
１１よシそれぞれ速度信号Ｓ、第一抽気圧力信号ｐｌ、
第二抽気圧力信号ｐ２を入力し、速度負荷制御と第一抽
気圧制御と第二抽気圧制御とが互いに非干渉となるよう
蒸気加減弁駆動信号ａＣＶ　、第一抽気加減弁駆動信号
ａｌｇｃｙ、第二抽気加減弁駆動信号ａ２ＥＣＶをそれ
ぞれ蒸気加減弁２、第一抽気加減弁３、第二抽気加減弁
４に出力する。

このとき、各加減弁の流量と各抽気流量との間には次の
関係が成立する。

’ｃ　”＝　ｆ、Ｅ　＋ｆ、ｚｃ　　　　”−・−・−
（１）ｆｌ。。＝ｆ２゜十’２ＩＩＣ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・　（２）ｆ２お。”　ｆＣＯＮ　
　　　　　　・・・・・・・・・・・・・−・・・・　
（３）但し、ｆｏは主蒸気流量、ｆＩＢは第一抽気流量
、ｆｉＥＣは第一抽気加減弁流量、ｆ２゜は第二抽気流
量、ｆ２ＥＣは第二抽気加減弁流量、ｆｃｏＮは排気流
量である。

また、高圧タービン５、中圧タービン６および低圧ター
ビン７によって駆動される発電機８の出力即ち負荷りは
次式で示される。

Ｌ＝ηｈｆ。＋ηｌｆ、つ。十ηｔｆ２□、・・・・・
・・・・・・・・・・（４）但し、η５は高圧タービン
流量出力比、η１は中圧タービン流量出力比、ηえは低
圧タービン流量出力比である。

従って、上記（１）〜（４）式から、発電最小運転を行
なわないときの抽気タービン制御は以下のように行なえ
ばよいことが判る。

例え−ば、抽気圧力に変動を与えることなく負荷のみ増
加させるためには、蒸気加減弁２を開け、主蒸気流量ｆ
ｃを増加すると同時に、第一抽気流量ｆ１．　、第二抽
気流量ｆ２Ｋが増加しないよう、第一抽気加減弁３と第
二抽気加減弁４とを開くように制御すればよい。

次に、負荷りおよび第二抽気圧ｐ２に変動を与えること
なく第一抽気圧ｐｌのみ上げるためには、先ず蒸気加減
弁２を開け、第一抽気加減弁３を閉じて第一抽気流量ｆ
ｌＥを増やす。このとき、負荷を絞るため第一抽気加減
弁３が閉じるので、第一抽気加減弁流量ｆｌ。。が減シ
、第二抽気流量ｆ２Ｅが減るので、第二抽気加減弁４を
閉じるよう制御する。

一方、電力料金が安い時間帯に最小限発電を行なう場合
の抽気タービン制御は、本芙施例の場合、第二抽気加減
弁４を最小開度に制御する。この状態で、抽気流量’Ｉ
Ｅ　、ｆ２には工場での使用に合わせテ抽気圧力Ｐ１１
Ｐ２が一定となるよう蒸気加減弁２、第一抽気加減弁３
を開閉することによシ制御する。これによシ、発電機出
力はそのときの抽気量に応じて取り得る最小限の出力が
得られる。

第２図は以上の制御を行なうためのタービン制御装置１
の具体的構成図を示したもので、１２゜１７．２０．２
３は偏差演算器、１３は速度制御部、１４は負荷設定器
、１５は加算器、１６は第一抽気圧設定器、１８は第一
抽気制御部、１９は第二抽気圧設定器、２１は第二抽気
°制御部、２２は発電最小モード選択スイッチ、２４は
発電最小制御部、２５は配分比演算部、２６　、２７　
、２８はノ４ワーアンノより成るバルブコントローラテ
する。

図の構成で、電力料金の高い時間帯は発電最小モード選
択スイッチ２２をＯＦＦ　ｌ、ておく。このとき、偏差
演算器１２は速度設定信号８Ｒと速度信号Ｂとの偏差を
演算し、速度偏差信号ｅｓを出力する・速度制御部１３
は速度偏差信号ｅ８を入力し、比例定数倍して速度制御
指令信号ＢＤを出力する。負荷設定器１４は負荷設定信
号ｔＬを出力し、加算器１５はこの負荷設定信号ｔＬと
前記速度制御指令８ｐを入力、加算して負荷制御指令信
号ＣＬを出力する。

次に、偏差演算器１７は第一抽気圧設定器１６よシ出力
された第一抽気圧設定信号ＰＩＢと第一抽気圧信号ｐｌ
との偏差を演算し、第一抽気制御部１８はこの第一抽気
圧偏差信号ｅ　ｐ　１を入力し、進み遅れ補償および比
例倍して第一抽気制御指令信号ｃｐｉを出力する。

第二抽気制御についても以上に述べた第一抽気制御同様
の過程を経て、第二抽気制御部２１は第二抽気制御指令
信号ＣＰ２を出力する。ここで、ｐ２Ｒは第二抽気圧設
定信号、ｐ２は第二抽気圧信号、ｅＰ２は第二抽気圧偏
差信号である。

配分比演算部２５は負荷制御指令信号ＣＩ、と第一抽気
制御指令信号ＣＰｌと第二抽気制御指令信号ｅ、ｐ□と
を入力し、第１図の説明でも述べたように負荷を増減し
ても各抽気圧力が変化しないよう、また各抽気圧力を増
減しても負荷や他の抽気圧力に変化の彦いよう、即ち速
度負荷制御と各抽気制御が互いに干渉しないよう、例え
ば下記（５）式で示す配分比演算を行ない、蒸気加減弁
開度指令ｄ、、ｖ。

第一抽気加減弁開度指令ｄＩＫＣＶ、第二抽気加減弁開
度指令ｄ２ＥＣＶを出力する。

（但し、α、ｊは演算定数を示す） バルブコントローラ２６は蒸気加減弁開度指令信号ｄｃ
ｖを入力し、蒸気加減弁駆動信号ａ。Ｖを蒸気加減弁２
に出力する。バルブコントローラ２７は第一抽気加減弁
開度指令信号ｄＩＥＣＶを入力し、第一抽気加減弁駆動
信号”、ＥＣＶを第一抽気加減弁３に出力する。また、
バルブコントローラ２８は第二抽気加減弁開度指令信号
ｄ２ＥＣＶを入力し、第二抽気加減弁駆動信号ａ２Ｅｃ
Ｖ′を第二抽気加減弁。

に出力する。

これによシ、第一抽気圧力信号Ｐ１％第二抽気圧力信号
ｐ２を一定に保った上、必要な第一抽気流量ｆｌゎ、第
二抽気流量ｆ２８を工場へ供給することができる。

次に、発電最小運転時には、発成最小モード選択スイッ
チ２２をＯＮ　Ｌ、て発電最小モードを選択する。する
と、加算器１５は、第二抽気加減弁最小開度設定信号ｄ
Ｒ２つｃｖと第二抽気加減弁実開度信号ｂ２□ｃｖとの
開度偏差信号ｅ、に応じた負荷設定信号ＬＬと前記速度
制御指令信号とを加算して配分比演算部２５に出力する
。

くれによシ、発電最小運転時、第二抽気加減弁４は常に
最小開度の一定に制御される。従って、このとき第二抽
気加減弁４には抽気流量ｆＩＥ　、ｆ２□で決まる最小
の蒸気流量が流れ、抽気圧力信号ｐ１＋ｐ２に影響を与
えない範囲で最小の発′ε機出カが得“られる。

尚、第二抽気加減弁最小開度設定信号ｄＲ２ＥＣ’Ｖは
抽気流量変動分を見込んで第二抽気加減弁開度の必要最
小値よ多やや大きめの値に設定する。

まだ、上記実施例では二段抽気タービンに適用した例に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、一段抽気ター
ビン、三段以上の多段抽気タービンにも同様にして適用
できることは言う迄もない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、最小発電を行なう際に、
排気温度の上昇を防ぎ、最終段タービンを過熱から保護
することができ、なおかつ、発電最小の制御ループを積
分特性とし時定数を適切に選ぶことによシ、圧力、速度
制御を優先的に作用させ抽気圧カ一定を保ったままの発
電最小運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る二段抽気タービン制御
系の構成図、第２図は第１図のタービン制御装置の構成
図である。 １・・・タービン制御装置、２・・・蒸気加減弁、３・
・・第一抽気加減弁、４・・・第二抽気加減弁、５・・
・高圧タービン、６・・・中圧タービン、７・・・低圧
タービン、８・・・発電機、９・・・速度センサ、１０
，１１・・・圧力センサ、１２，１７，２０．２３・・
・偏差演算器、１３・・・速度制御部、１４・・・負荷
設定器、１５・・・加算器、１６・・・第一抽気圧設定
器、１８・・・第一抽気制御部、１９・・・第二抽気圧
設定器、２１・・・第−抽気制御部、２２・・・発電最
小モード選択スイッチ、２４・・・発電最小制御部、２
５・・・配分比演算部、２６．２７．２８・・・パルプ
コントローラ。 第１図 第２図 転

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）速度負荷制御と柚、気制御とを互いに非干渉に行
   なうタービン制御装置において、速度設定信号と実速度
   信号との偏差に応じた速度制御指令信号を出力する手段
   と、速度制御指令信号に負荷設定信号を加えて負荷制御
   指令信号を出力する手段と、抽気圧力設定信号と実抽気
   圧信号との偏差に応じた抽気制御指令信号を出力する手
   段と、前記負荷制御指令信号と前記抽気制御指令信号と
   を配分比演算し、蒸気加減弁開度指令信号、抽気加減弁
   開度指令信号を出力する手段と、これら指令信号に応じ
   て実際に蒸気加減弁開度、抽気加減弁開度を制御する手
   段と、発電最小運転時に最終段抽気加減弁の開度設定信
   号と実開度信号との偏差に応じた負荷設定信号を出力す
   る手段とを具備することを特徴とするタービン制御装置
   。 （２、特許請求の範囲第１項記載において、抽気タービ
   ンは１個乃至複数個の抽気加減弁を備えていることを特
   徴とするタービン制御装置。