JPH0429922B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、火力発電所のボイラ自動制御装置に
係り、特に、ボイラ燃料量等の先行制御を行な
い、負荷変化時並びに起動停止時における主蒸気
圧力変化を最小限に抑制することのできるボイラ
自動制御装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の装置は、特公昭57−23164号公報に記載
のように、ホイラ燃料量の先行制御信号は、ボイ
ラ起動・停止時、あるいは、負荷調整時に主蒸気
温度が大きく変動するため、これを抑制すること
で知られている。

この方法は、石炭焚きプラントの微粉炭機の粉
砕遅れにより、主蒸気流量に適合したボイラ燃料
量の確保が出来ず主蒸気圧力の変動が大きくな
り、更に、主蒸気温度や炉内圧にも悪影響を与え
ることになるが、主蒸気圧力に対する配慮がなさ
れていなかつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、負荷変化時の主蒸気圧力変化
を最小限に抑制することによつて、ボイラの過度
時の応答性を一段と向上できる先行制御を行なう
ボイラ自動制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

ボイラの主蒸気圧力の変化は、主蒸気温度、再
熱蒸気温度、炉内圧等に悪影響を与えるため、常
に、規定値（定圧ボイラの場合は一定値、変圧ボ
イラの場合は変圧値）にするように制御されるこ
とが望ましい。

ボイラにおいては、燃料量による主蒸気圧力へ
の時定数は約１分、主蒸気温度への時定数は数分
になる。したがつて、主蒸気圧力の変動を抑制
し、次に、主蒸気温度の変動を抑制するとプラン
トの安定性が良くなる。

本発明はこの点に着目したもので、負荷変化時
あるいは起動及び停止時に大きく変動する主蒸気
圧力を抑制するために、ボイラ燃料量などの入力
量を先行的に制御するものである。

つまり、ボイラには蓄熱容量があり、その応答
時定数が相当長いため、現時点でボイラ静特性か
ら要求される燃料量（空気＋燃料）の他に、さら
にボイラの応答性、微粉炭機の応答性並びに蓄熱
容量を考慮した燃料量を加算してボイラの入力量
とする先行制御を、主蒸気圧力を対象に行うもの
である。

特に、本発明ではボイラにおける主蒸気圧力へ
の時定数が短いことを考慮し、負荷変動の完了前
に先行的制御を収束に向わせるようにしているの
で、過剰な先行的制御による主蒸気圧力への悪影
響を回避し、過度時のボイラの応答性を一段と向
上させることができる。

一方、従来の先行制御の対象であつた主蒸気温
度については、ボイラの入出力熱量のバランスを
本発明の主蒸気圧力変動の抑制により実施できる
ため、二次的に主蒸気温度の変動が抑制されるこ
とになる。

なお、給水量を変えると主蒸気圧力に影響する
ことは良く知られており、先行制御信号を給水制
御系にも付加して、給水量と燃料量の両方へ先行
制御を適用することにより、更に、安定した主蒸
気圧力制御が可能である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明す
る。

第１図ａで、１はタービン入口の主蒸気流量
（ボイラ出口の主蒸気流量）の信号で、火力発電
プラントの発生電力量に応じてタービン加減弁が
操作されると、この値が変化し、これによりボイ
ラへの給水量、ボイラの燃料量が制御される。こ
の信号は第１図ｂに示すような脈動を伴つたもの
である。２は一次遅れ演算器で、主蒸気流量１の
脈動を除去する目的で使用する。なお、この主蒸
圧流量１の変化は、負荷変化のパターンを示して
いて、負荷指令に基づく負荷設定信号のパターン
とも一致する。ここでは、両者を含む意味で負荷
信号を用いる。

３は微分器で、負荷信号１が変化（増加あるい
は減少）している時間Ｔの間のみ出力信号が発生
する。４はモニタで３の出力が正方向（負荷増
時）か負方向（負荷減時）かを判別する。微分器
３の出力信号は、後段の上・下限制限器５，５′
で負荷変化量に応じて上・下限の制限をかける。
これによつて、負荷増時（上限）と負荷減時（下
限）におけるボイラ特性の違いを考慮した設定を
行う。６，６′はそれぞれ正方向（負荷増方向）
の変化率制限器、負方向（負荷減方向）の変化率
制限器で、これらの信号は後段の加算器７を介し
て、コンデンサ付加算器９に出力される。９では
負荷変化の完了する前の時点（第１図ｂのt₆また
はt₇）で、変化率制限器６，６′の出力を元に戻
す動作を行ない、負荷変化完了後のプロセス変動
を抑える。t₆またはt₇の時点は４のモニタからの
出力をタイマ８に検出し、９に出力し、７の出力
信号から、変化率零の設定を行なう設定器１０か
らの出力信号へ切替える指定とする。この結果、
９の出力は、第１図ｂに示すように、負荷変化開
始後T_Dの時点で、先行信号はカツトする方向と
なる。

なお、T_Dの設定は、負荷指令による要求値、
（負荷変動の上限値または下限値になる）は負荷
変化の開始時点で既知であるから、この要求値に
対して負荷変化が所定の比率（たとえば90％）に
達した時点とする。もちろん、負荷変化の上限ま
たは下限が既知でない場合においても、負荷変化
率が所定値以下になつた時点T_Dを設定するなど、
周知の方法による種々の変更が容易にできる。

一方、主蒸気流量１は加算器１１で、主蒸気圧
力修正信号（主蒸気圧力偏差）と加算され、給水
制御系１２を介してボイラの給水量が制御され
る。また、加算器１１を介して得られた制御信号
は加算器１１′で、前述の燃料量先行信号（９の
出力）が加算され、さらに、加算器１３で、主蒸
気温度修正信号を加算される。

このようにして、本来の制御量（１１の出力と
主蒸気温度修正信号との和）に先行制御量（９の
出力）が重量され、燃料量制御系１４を介してボ
イラの燃料量が決定され、負荷変化時、起動及び
停止時の主蒸気圧力変動が抑制され、安定した主
蒸気圧力制御が可能となる。

また、同様にして、先行制御量を給水制御系１
２にも加算し、燃料量と給水量の両方に先行制御
を併用すれば、一層、効果的である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、第２図ｂに示すように、負荷
増時（t₆−t₀）あるいは負荷減時（t₇−t₂）に先
行制御信号（９の出力信号）が得られるので、制
御遅れがなく、主蒸気圧力の低下、または、増加
の変動がない安定した主蒸気圧力制御が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の先行制御装置の一実施例を
示す構成図、第１図ｂと第２図ｂはその動作を説
明する波形図、第２図ａは、従来装置の動作を説
明する波形図である。 １……負荷信号（主蒸気流量信号）、２……一
次遅れ演算器、３……微分器、４……極性モニ
タ、５，５′……上下限制限器、６，６′……変化
率制限器、７，１１，１１′，１３……加算器、
８……タイマ、９……コンデンサ付加算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボイラの負荷信号に主蒸気圧力偏差による修
   正信号を加えた制御信号に応じてボイラの入力量
   を制御し、主蒸気圧力を規定値とするボイラ自動
   制御装置において、前記負荷信号の変化の開始時
   点から前記変化に対応して前記手蒸気圧力につい
   ての先行制御信号を出力して前記制御信号を修正
   する先行制御手段と、前記負荷信号の変化が完了
   する前の所定時点を設定し該設定された時点で前
   記先行制御信号をしや断または収束に向わせる復
   旧手段を具備する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、前記負荷信
   号は、ボイラの主蒸気流量信号であることを特徴
   とするボイラ自動制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記入力量
   は、燃料量または該燃料量と給水量であることを
   特徴とするボイラ自動制御装置。