JPS6246103A - ボイラ自動制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、火力発電プラントの蒸気温度制御装置に係り
、特に、給水流量変動時の蒸気温度制御を好適に行なわ
せるための火力発電プラントの蒸気温度制御装置に関す
る。

〔発明の背景〕

まず、第５図を参照して、火力発電プラントにおける従
来のボイラ（貫流ボイラ）の概略構成について説明する
。

図において、・１はボイラ本体、１５は火炉水冷壁、２
はバーナ、３はガス再循環ファン、４は節炭器、５は一
次再熱器、７は二次再熱器、８は二次過熱器、９は主蒸
気管１６に設けられた主さい止弁、１０は再熱蒸気管１
７に設けられたインターセプト弁、１１は高圧タービン
、１２は中・低圧タービンである。

また、１３は復水器、１４はタービン１１．１２によっ
て駆動される発電機である。

バーナ２に供給された燃料は、ボイラ本体１内で空気と
混合されて燃焼され、燃焼ガスとなる。

燃焼ガスは、火炉水冷壁１５．二次過熱器８．二次再熱
器７などで、順次、熱交換をしながら煙道内を進み、煙
突から排出される。

その際、燃焼ガスの一部は、ガス再循環ファン３によっ
て、ボイラ本体１内へ戻され、再熱蒸気温度の制御に使
用される。

一方、給水ポンプ（図示せず）から節炭器４に送シ込ま
れた水は、ここで熱回収された後、火炉水冷壁１５に至
り、水冷壁全上昇する途中で蒸発し、−次週熱器６に入
って過熱される。この蒸気は、更に過熱器スプレー（図
示せず）に達する。

この蒸気は、過熱器スプレーによって、主蒸気温度が規
定値になるように減温された後、更に、二次過熱器８に
入って過熱され、主蒸気管１６および主さい止弁９全経
由して高圧タービン１１に至り、そこで発電機を駆動す
る仕事をする。

高圧タービン１１で仕事をした蒸気は、−医書熱器５に
入って再熱される。この蒸気は二次再熱器７で更に再熱
され、再熱蒸気管１７およびインターセプト弁１０を経
由して中・低圧タービン１２へと送られ、そこで更に仕
事全する。

第２図は制御系統に対する従来の制御方法を示した構成
図である。負荷指令２０により決定されたボイラ入力指
令２１と給水流量実測値２２の偏差から給水流量制御信
号２３が求められ、ボイラ入力指令２１を入力とし、ボ
イラ起動時のボイラ保有熱（ボイラの停止時間から決ま
る）によって選択される関数発生器２４，２５．２６に
よって燃焼指令２７が作成される。一方、主蒸気温度設
定値２０１と検出値２００との偏差を比例積分器２０２
で演算した補正信号２０５で、燃焼指令２７に補正を加
えて燃料流量目標信号２９を得、これと燃料流量実測値
２０３の偏差から何例積分動作によシ、燃料流量制御信
号２０４を与える。

このような、貫流ボイラの制御の仕方については、特願
昭５９−１９１６０７号明細書に説明されている。

しかし、このような従来の制御方式の問題点は、給水流
量の変動に対して燃料量の補正が先行的に行なわれない
ことにある。即ち、燃料指令２７はボイラ入力指令２１
によるプログラムで決定されるため、起動過程における
給水ポンプ切替など何らかの外乱によって給水流量が変
動した場合、水燃比のバランスが崩れ、蒸気温度に変動
が生じる。

従来の制御方式では水燃比バランスの修正動作は蒸気温
度によるフィードバック制御のみで行なわれており、蒸
気温度時定数が長いボイラプロセスでは良好な撚料制仰
を行なうことは困難でおりた。

第３図は負荷ランピング時の主蒸気温度、給水流量、合
計燃料量について記載したものであり、’ｌ　　＊　　
ｔ！はそれぞれ負荷ランピング開始点と終了点を示して
いる。図の給水流量特性における斜線部は、規定流量に
対して、過剰、もしくは過少の給水が流れたことを示し
ておシ、この部分で水燃比のアンバランスが生じる。こ
の結果、数分後に主蒸気温度特性における斜線部の温度
変動が発生することになる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、給水流量変動時１（も蒸気温度制御を
良好に行なうよう、本然比バランスを調整する燃料流量
制御装置全提供することにある。

〔発明の概要〕

従来の貫流ボイラの制御では、給水指令と燃焼指令はボ
イラ入力指令により決定されており、これらの指令と実
プロセス量に偏差が生じた場合、水燃比がアンパフラン
スとなシ主蒸気温度変動が発生することに着目し、本発
明では給水指令と実給水流量の偏差を検出し、この偏差
が生じた場合に偏差に見合った燃料量を先行的に投入す
ることによって水燃比のアンバランスを補正する３゜〔
発明の実施例〕・ 以下、本発明の実施例を第１図により説明する。

図において、５０１は給水流量検出器、５０２は負荷に
見合う給水流量を算出する関数発生器、５０４は負荷指
令によって燃料補正量を調節する関数発生器でおる。

給水流量５１７と負荷指令２０知見合った給水流量５１
９を比較することにより、給水流量偏差が与えられ、こ
れに負荷指令による補正ゲイン５１５を掛けて燃料補正
量５１６ｉ３出する。燃料補正量は燃焼指令補正信号２
０５に加算され、燃焼指令に補正を加える。従って、実
給水流量と給水指令に偏差が生じた場合は、主蒸気温度
変動による燃料補正動作を待つことなく、先行的に水燃
比のアンバランスを修正することができる。

この負荷指令による補正ゲイン５１５は次のように算出
される。

低負荷時、特に、貫流ボイラにおける負荷ランピング途
中では種々のボイラプロセスが急速に変化し、給水量の
変動も大きくなり、給水量の偏差がランピング完了後に
おける主蒸気温度の不安定の原因となる。また、タービ
ン駆動給水ポンプ用駆動蒸気の高圧、低圧切替えも低負
荷時に行なわれておシ、この際の給水の不安定も主蒸気
温度制御に悪影響を及ぼす。

一方、プラントの通常運転域では種々のボイラプロセス
が安定しており、給水量の変動も小さく、給水量の変動
が主蒸気温度制御に与える影響も少ない。従って、補正
ゲイン５１５は、低負荷域では給水量の小さな変動でも
補正動作が働き、高負荷域では給水量の変動が大きく発
生した時のみ補正動作が働くような値とする必要がある
。図中、２０６はスイッチ、２０７は手動操作器、５０
３は減算器、５０７は極性反転回路、５１１は乗算器、
５１２は加算器である。

この動作を第４図によ）説明する。

第４図（ａ）で斜線部は不感帯であり、給水流量偏差が
負荷によゆ決められた不感帯巾全越えた場合のみ、偏差
に相当する燃料補正量を加える。

第４図（ｂ）は負荷と補正ゲインについて示したもので
あり、高負荷となるに従って補正ゲイン全小さくする。

この補正ゲインは第１図の５０４〜５１０の演算要素に
より算出される。

図において関数発生器５０４は発電量指令に対する燃料
補正ゲインは大きさを決定するものであり、この設定例
全第４図（ｃ）に示す。給水偏差５１８と関数発生器５
０４によって決められた不感卒中を減算器５０５で比較
し、減算結果が正の場合、即ち、給水流量が規定値に比
して過剰となった場合のみ補正ゲイン５１３が出力され
るように信号制限器５０６で負側信号をカットする。一
方、給水流量が規定値に比して過少となった場合は、給
水偏差５１８から前述の不感帯値の逆極性信号を減算器
５０８にて減算し、結果が負の場合のみ補正ゲイン５１
４が出力されるように信号制限器５０９で正側信号をカ
ットする。こうして得られた正側補正ゲイン５１３と負
側補正ゲイン５１４全加算器５１０で加算することによ
り、燃料補正ゲイン５１５が得られる。この演算により
、給水偏差の絶対値が不感卒中の絶対値より大きくなっ
た場合のみ、給水偏差の方向に偏差に見合った補正ゲイ
ンを得ることがどきる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、給水流量変動時の水燃比アンバランス
を自動的に補正することができ、特に、低負荷時の主蒸
気温度制御特性の改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃料補正系統図、第２図は
従来のｊｊ流ボイラの制御系統図、第３図は負荷ランピ
ング時の特性図、第４図は本発明による燃料補正ゲイン
特性図、第５図はボイラ全体構成図である。 ５１６・・・燃料補正量。 ≠Ｚ回 一時間 ＃４扇 企ｔ１指々 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃焼量操作器と給水操作器と空気操作器から成る火
   力発電プラントの制御装置において、前記給水量が変化
   した時に燃料量を先行的に操作し、蒸気温度の変動を抑
   制する手段を設けたことを特徴とするボイラ自動制御装
   置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 負荷要求値によつて前記給水量に見合つた燃料補正量を
   算出し、蒸気温度制御に最適な燃料量を操作する手段を
   設けたことを特徴とするボイラ自動制御装置。