JPS6123441B2 - - Google Patents
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- JPS6123441B2 JPS6123441B2 JP49123391A JP12339174A JPS6123441B2 JP S6123441 B2 JPS6123441 B2 JP S6123441B2 JP 49123391 A JP49123391 A JP 49123391A JP 12339174 A JP12339174 A JP 12339174A JP S6123441 B2 JPS6123441 B2 JP S6123441B2
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、火力発電所のボイラから供給される
蒸気のタービン入口温度を、加熱器スプレー弁開
度を自動調整することによつて一定の設定値に制
御する蒸気温度制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides steam temperature control that controls the turbine inlet temperature of steam supplied from the boiler of a thermal power plant to a constant set value by automatically adjusting the heater spray valve opening. This relates to a control device.
従来装置の一例とその問題点を第1図および第
2図により説明する。第1図は従来の主蒸気温度
制御系のブロツク構成図を示すものである。 An example of a conventional device and its problems will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a block diagram of a conventional main steam temperature control system.
第1図において、Bはボイラ、Gは発電機、1
は高圧タービン、2は中圧タービン、3は低圧タ
ービン、4は減圧器、5は1次過熱器、6は2次
過熱器、7は再熱器、8はスプレー弁、9はスプ
レー注入管である。 In Figure 1, B is a boiler, G is a generator, 1
is a high pressure turbine, 2 is an intermediate pressure turbine, 3 is a low pressure turbine, 4 is a pressure reducer, 5 is a primary superheater, 6 is a secondary superheater, 7 is a reheater, 8 is a spray valve, 9 is a spray injection pipe It is.
ボイラBにより蒸発する飽和蒸気が1次過熱器
5および2次過熱器6で過熱され、高温高圧の蒸
気となつて高圧タービン1に供給されるが、ター
ビンの効率、タービン構成金属の許容温度制限値
等によつて主蒸気温度、すなわち、高圧タービン
入口蒸気温度、が規制を受ける。通常、主蒸気温
度の許容変動幅は定格値±10℃とされているが、
蒸気温度の時定数は一般に3〜15分と非常に長い
ため、主蒸気温度の制御には主蒸気温度の変動を
予知して先行制御することが行なわれる。 The saturated steam evaporated by the boiler B is superheated in the primary superheater 5 and the secondary superheater 6, and is supplied to the high-pressure turbine 1 as high-temperature, high-pressure steam. The main steam temperature, that is, the high-pressure turbine inlet steam temperature, is regulated by the following values. Normally, the allowable fluctuation range of main steam temperature is ±10℃ of the rated value, but
Since the time constant of steam temperature is generally very long, 3 to 15 minutes, the main steam temperature is controlled in advance by predicting fluctuations in the main steam temperature.
第1図はこの先行制御回路の一例を示すもので
ある。 FIG. 1 shows an example of this advance control circuit.
10,11,12はそれぞれ、主蒸気温度、主
蒸気流量、減温器出口温度の検出信号である。1
3は主蒸気温度信号10とその設定値14との偏
差を求める減算器、15はこの減算器出力を比例
積分する比例積分器である。16は主蒸気流量信
号11を入力に受けて負荷先行制御信号に変換し
て加算器21に送る関数発生器である。関数発生
器16の出力特性を第2図に示す。17は同じく
主蒸気流量信号11を受ける関数発生器、18は
減温器出口温度設定値、19はこの設定値18と
減温器出口温度信号12との偏差を求める減算
器、20はこの減算器19の出力を増幅して加算
器21に送る増幅器である。加算器21は比例積
分器15、関数発生器16、増幅器20の出力を
加算してスプレー弁開度指令信号22を出力す
る。 10, 11, and 12 are detection signals of main steam temperature, main steam flow rate, and desuperheater outlet temperature, respectively. 1
3 is a subtracter for determining the deviation between the main steam temperature signal 10 and its set value 14, and 15 is a proportional integrator for proportionally integrating the output of this subtracter. A function generator 16 receives the main steam flow rate signal 11 as an input, converts it into a load advance control signal, and sends it to the adder 21. The output characteristics of the function generator 16 are shown in FIG. 17 is a function generator which also receives the main steam flow rate signal 11; 18 is a set value of the attemperator outlet temperature; 19 is a subtractor for calculating the deviation between this set value 18 and the attemperator outlet temperature signal 12; and 20 is this subtraction. This amplifier amplifies the output of the adder 19 and sends it to the adder 21. Adder 21 adds the outputs of proportional integrator 15, function generator 16, and amplifier 20 and outputs spray valve opening command signal 22.
このように、従来の主蒸気制御回路においては
主蒸気温度の先行制御として負荷(=主蒸気流
量)先行制御および減温器出口温度先行制御をし
ている。 As described above, in the conventional main steam control circuit, the load (=main steam flow rate) advance control and the desuperheater outlet temperature advance control are performed as advance control of the main steam temperature.
しかし乍ら、このような従来例の制御回路の場
合、主蒸気温度の実際の立ち上がりをとらえるこ
とができず、適応性の欠けた応答となる。 However, in the case of such a conventional control circuit, the actual rise in main steam temperature cannot be detected, resulting in a response lacking in adaptability.
本発明はこの点に着眼してなされたもので、主
蒸気温度の微分値(=変化量)をさらに付加して
先行制御する構成とするこにより、主蒸気温度の
急激な変動にも対処しうる制御とすることができ
る主蒸気温度制御装置を提供することを目的とす
るものである。 The present invention has been developed with this in mind, and by adding a differential value (=amount of change) of the main steam temperature to perform advance control, it is possible to cope with rapid fluctuations in the main steam temperature. It is an object of the present invention to provide a main steam temperature control device that can provide efficient control.
上記目的を達成するために本発明においては、
蒸気温度を微分回路で高速に微分し、一次遅れ器
により高調波成分をフイルタし、増巾器により高
ゲインで増巾し、リミツト回路により所望値内に
増巾器出力をリミツトするとともに、減算器によ
り蒸気温度とその設定値との差を求め、比例積分
器により調整し、加算器により前記リミツト回路
出力と加算することによりスプレー弁制御信号を
求めている。 In order to achieve the above object, in the present invention,
The steam temperature is differentiated at high speed using a differentiation circuit, the harmonic components are filtered using a first-order lag device, the harmonic components are amplified using a high gain using an amplifier, and the output of the amplifier is limited within a desired value using a limit circuit, while subtraction is performed. A spray valve control signal is obtained by determining the difference between the steam temperature and its set value using a device, adjusting it using a proportional integrator, and adding it to the output of the limit circuit using an adder.
第3図に本発明の一実施例ブロツク構成図を示
す。第3図において、23は主蒸気温度信号10
を入力に受けてこれを高速微分する微分回路、2
4はこの微分信号の波形を平滑化する1次遅れ
器、25はこの1次遅れ器24の出力を増幅する
高ゲインの増幅器、26はリミツタ回路である。
その他の符号は第1図従来回路の場合と同じであ
る。 FIG. 3 shows a block diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 3, 23 is the main steam temperature signal 10
A differentiating circuit that receives as input and differentiates it at high speed, 2
4 is a first-order lag device for smoothing the waveform of this differential signal, 25 is a high-gain amplifier for amplifying the output of this first-order lag device 24, and 26 is a limiter circuit.
Other symbols are the same as in the conventional circuit of FIG.
第3図の実施例回路図の動作を説明する。 The operation of the embodiment circuit diagram shown in FIG. 3 will be explained.
主蒸気流量信号11を用いて関数発生器16で
スプレー弁開度の先行信号を作る。この信号は、
主蒸気流量で決まるスプレー弁開度の先行制御信
号である。 Using the main steam flow rate signal 11, a function generator 16 generates a preceding signal for the spray valve opening. This signal is
This is the advance control signal for the spray valve opening determined by the main steam flow rate.
主蒸気温度信号10は、微分回路23により高
速微分される。一般に、蒸気温度の変化率は大き
くても0.05℃/sec程度であるので微分回路の時
定数は1〜3sec程度が適当である。微分された信
号は、一次遅れ器24に入力される。一次遅れ器
は、前段の微分回路が高速であることに起因する
微少な高調波ノイズを除去する。増巾器25は、
この信号を数百倍に増巾する。これは、系の応答
を高速化する為である。リミツタ回路26は、増
巾器出力を通常のスプレーによる制御値の範囲内
(スプレーによる制御レンジの80%程度)でリミ
ツトし、温度先行信号として出力する。高ゲイン
で増巾することに起因する外乱の影響を受けない
ようにする為である。 The main steam temperature signal 10 is differentiated at high speed by a differentiating circuit 23. Generally, the rate of change in steam temperature is about 0.05° C./sec at most, so the time constant of the differential circuit is suitably about 1 to 3 seconds. The differentiated signal is input to the first-order lag unit 24. The first-order lag device removes minute harmonic noise caused by the high-speed differentiation circuit in the previous stage. The amplifier 25 is
This signal is amplified several hundred times. This is to speed up the response of the system. The limiter circuit 26 limits the amplifier output within the normal spray control value range (approximately 80% of the spray control range) and outputs it as a temperature advance signal. This is to avoid being affected by disturbances caused by amplification with a high gain.
又、主蒸気温度信号10は、減算器13により
設定値との差を求められる。さらにその偏差は、
比例積分器15により主蒸気温度制御信号とな
る。 Further, the difference between the main steam temperature signal 10 and a set value is determined by a subtracter 13. Furthermore, the deviation is
The proportional integrator 15 provides a main steam temperature control signal.
そして、スプレー弁開度の先行制御信号30
と、温度先行信号28と、主蒸気温度制御信号
は、加算器21により加算されスプレー弁開度制
御指令信号22となる。この指令信号によりスプ
レー弁開度を調整し操作する。 And advance control signal 30 for spray valve opening degree.
, the temperature advance signal 28 , and the main steam temperature control signal are added by an adder 21 to form a spray valve opening control command signal 22 . The spray valve opening degree is adjusted and operated based on this command signal.
本実施例はこのように主蒸気温度変化をとらえ
て大巾に増巾する為、主蒸気温度変化に対して早
急な応答を得ることができる。 In this embodiment, since the main steam temperature change is captured and amplified over a wide range, a rapid response to the main steam temperature change can be obtained.
従来の制御系においては、PIDを用いたものが
考えられている。例えば、主蒸気温度信号を設定
値との差を求めた後に、PIDにより調整して主蒸
気温度制御信号とするのである。しかし、この制
御系の微分器では、本実施例の温度先行信号を得
ることができない。つまり、PIDの伝達関数は
Ga(S)=k(1+1/Ti・s+Td・s)
(Ti,TdはI,Dの時定数)
のように示される。又、一般に主蒸気温度のプロ
セス特性は、Gb(S)=e-LS/T・Sで近似す
ることができる。(L,Tはプロセスの無駄時
間、時定数)この場合について最も適当なk,
Ti,Tdの値は、過渡応答が25%ダンピング(減
衰比1/4)にするものであるから次のようにし
て求められる。 In conventional control systems, one using PID is considered. For example, after determining the difference between the main steam temperature signal and a set value, the main steam temperature signal is adjusted by PID and used as the main steam temperature control signal. However, the differentiator of this control system cannot obtain the temperature advance signal of this embodiment. In other words, the PID transfer function is expressed as follows: Ga (S)=k(1+1/Ti.s+Td.s) (Ti and Td are time constants of I and D). Further, generally, the process characteristic of the main steam temperature can be approximated by G b (S)=e -LS /T·S. (L, T are the dead time of the process, time constants) In this case, the most appropriate k,
The values of Ti and Td are determined as follows, since the transient response is to provide 25% damping (damping ratio 1/4).
k=1.2T/L,Ti=2L,Td=0.5L
主蒸気温度の無駄時間、時定数は定格で夫夫1
分、10分程度であるので、これらを代入すると、
k=12,Ti=2分,Td=30秒である。この制御
系では主蒸気温度の立ち上がりの検出が遅い。時
定数が30秒と長く、主蒸気温度変化時の出力が小
さいからである。これでは、温度先行信号とはな
り得ない。 k=1.2T/L, Ti=2L, Td=0.5L Main steam temperature dead time, time constant is rated at 1
minutes, about 10 minutes, so by substituting these, we get
k=12, Ti=2 minutes, Td=30 seconds. In this control system, the rise in main steam temperature is detected slowly. This is because the time constant is as long as 30 seconds, and the output when the main steam temperature changes is small. This cannot serve as a temperature advance signal.
しかし、本発明によれば速応性のあるスプレー
弁開度応答とすることができる。つまり、本発明
における微分器は、PIとは独立しており主蒸気温
度変化を急速にとらえるものであるからである。
主蒸気温度信号は、一般にランプ入力に近似する
ことができるが、このような入力に対して一般的
な微分器の出力はEput=αT(1−e-t/T)で
ある(αは蒸気温度の変化率でほぼα=0.05℃/
secである。)。ところで、1℃の主蒸気温度を変
化させるのに必要なスプレー弁開度は1%である
ので、従来例のように微分器の時定数をT=30秒
とすると、120秒後にスプレー弁が、6%開くこ
とになる。これは6℃の補正をするのに2分かか
ることを意味する。これでは速応性があるとはい
えないので、Tを1〜3秒程度とする一方、増巾
器により高ゲインで増巾し、PIの系とは別な、温
度制御信号としているのである。T=1秒で、増
巾器ゲインを500倍とすると応答は従来の510倍に
なるが、単にゲインを増やしただけでは制御系が
不安定となり制御系としては使えない。 However, according to the present invention, the spray valve opening response can be quickly responsive. That is, the differentiator in the present invention is independent of PI and rapidly captures changes in main steam temperature.
The main steam temperature signal can generally be approximated to a lamp input; for such an input, the output of a typical differentiator is E put = αT (1 − e -t/T ), where α is The rate of change in steam temperature is approximately α = 0.05℃/
sec. ). By the way, the spray valve opening required to change the main steam temperature by 1°C is 1%, so if the time constant of the differentiator is T = 30 seconds as in the conventional example, the spray valve will open after 120 seconds. , which will open by 6%. This means that it takes 2 minutes to make a 6°C correction. This cannot be said to be a fast response, so while T is set to about 1 to 3 seconds, the signal is amplified with a high gain using an amplifier, and is used as a temperature control signal separate from the PI system. If T = 1 second and the amplifier gain is increased to 500 times, the response will be 510 times that of the conventional system, but simply increasing the gain will make the control system unstable and cannot be used as a control system.
したがつて、本発明の微分器は、従来装置の
PIDの微分器とは異なり、一次遅れ器、リミツト
回路を備えると伴に、主蒸気温度信号を直接微分
する。一次遅れ器を有するのは高速微分による高
周波成分を除去すると共に外乱により誤動作せぬ
ようにする為である。又、リミツト回路を有する
のは、雑音により過大な信号がスプレー弁開度信
号に加わらないようにする為である。さらに、主
蒸気温度信号を直接微分するのは、プラント起動
時に設定値14を変化させるが、この変化を直接本
発明の微分器が検出して温度先行信号を出力して
制御系に影響を与えないようにする為である。 Therefore, the differentiator of the present invention is superior to conventional devices.
Unlike a PID differentiator, it is equipped with a first-order lag device and a limit circuit, and also directly differentiates the main steam temperature signal. The purpose of having the first-order delay device is to remove high-frequency components caused by high-speed differentiation and to prevent malfunctions caused by disturbances. Furthermore, the reason why the limit circuit is provided is to prevent an excessive signal from being added to the spray valve opening signal due to noise. Furthermore, directly differentiating the main steam temperature signal changes the set value 14 at plant start-up, but the differentiator of the present invention directly detects this change and outputs a temperature advance signal to affect the control system. This is to ensure that there is no such thing.
本発明によれば、主蒸気温度のむだ時間に対し
ては負荷先行制御信号30が、蒸気温度の時定数
による遅れに対しては温度先行制御信号28が応
答してスプレー弁開度調整を行なう。その為、蒸
気温度のむだ時間及び時定数に対してもスプレー
弁開度制御指令信号を作ることができ、速応性の
ある蒸気温度制御をすることができる。 According to the present invention, the load advance control signal 30 responds to the dead time of the main steam temperature, and the temperature advance control signal 28 responds to the delay due to the time constant of the steam temperature to adjust the spray valve opening. . Therefore, the spray valve opening degree control command signal can be generated even with respect to the dead time and time constant of the steam temperature, and steam temperature control with quick response can be performed.
第1図は従来例のブロツク図、第2図は関数発
生器16の特性図、第3図は本発明の実施例ブロ
ツク構成図である。
10…主蒸気温度信号、11…主蒸気流量信
号、13…減算器、14…設定値、15…比例積
分器、16…関数発生器、21…加算器、22…
スプレー弁開度指令信号、23…微分回路、24
…1次遅れ器、25…増幅器、26…リミツタ回
路。
FIG. 1 is a block diagram of a conventional example, FIG. 2 is a characteristic diagram of the function generator 16, and FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention. 10...Main steam temperature signal, 11...Main steam flow rate signal, 13...Subtractor, 14...Set value, 15...Proportional integrator, 16...Function generator, 21...Adder, 22...
Spray valve opening command signal, 23... Differential circuit, 24
...First-order lag device, 25...Amplifier, 26...Limiter circuit.
Claims (1)
気温度をスプレー量により調整して設定値に制御
する蒸気温度制御装置において、前記タービン入
口蒸気温度を微分する微分回路と、該微分信号を
フイルタする一次遅れ器と、該フイルタされた信
号を増巾する増巾器と、該増巾信号をリミツトす
るリミツタ回路とを備えた第1の系と、前記ター
ビン入口蒸気温度と前記設定値との差を求める減
算器と、該差の信号を比例積分する比例積分器と
を有する第2の系と、前記2つの系の信号を加算
しスプレー弁制御信号とする加算器とを設けたこ
とを特徴とする蒸気温度制御装置。1. A steam temperature control device that adjusts the turbine inlet steam temperature of steam supplied from a boiler by a spray amount and controls it to a set value, including a differentiation circuit that differentiates the turbine inlet steam temperature, and a first-order lag that filters the differential signal. a first system comprising a filter, an amplifier for amplifying the filtered signal, and a limiter circuit for limiting the amplified signal; and determining the difference between the turbine inlet steam temperature and the set value. A second system having a subtracter, a proportional integrator that proportionally integrates the difference signal, and an adder that adds the signals of the two systems to obtain a spray valve control signal. Steam temperature control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12339174A JPS5149301A (en) | 1974-10-28 | 1974-10-28 | SHUJOKIONDOSEIGYO SOCHI |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12339174A JPS5149301A (en) | 1974-10-28 | 1974-10-28 | SHUJOKIONDOSEIGYO SOCHI |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5149301A JPS5149301A (en) | 1976-04-28 |
JPS6123441B2 true JPS6123441B2 (en) | 1986-06-05 |
Family
ID=14859398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12339174A Granted JPS5149301A (en) | 1974-10-28 | 1974-10-28 | SHUJOKIONDOSEIGYO SOCHI |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5149301A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5847601B2 (en) * | 1977-09-20 | 1983-10-24 | 川崎重工業株式会社 | Boiler steam temperature control method |
JPS5938503A (en) * | 1982-08-30 | 1984-03-02 | 三菱重工業株式会社 | Controller for temperature of steam in inlet of turbine |
-
1974
- 1974-10-28 JP JP12339174A patent/JPS5149301A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5149301A (en) | 1976-04-28 |
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