JPS6313081B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、節炭器の給水循環流量制御装置に係
り、特にガスタービンと蒸気タービンの複度プラ
ントにおける廃熱回収ボイラの節炭器の給水循環
流量制御装置に関する。

この種の複合プラントは、中間負荷用発電プラ
ントとして主に使用されており、そのためボイラ
の起動・停止が頻繁である。そのためボイラを比
較的短時間（例えば12時間程度）停止したのち再
び起動させる場合（ホツトスタート）、先の起動
で節炭器内の水が飽和温度近くまで上昇している
から、廃熱回収ボイラへの通ガスが開始される
と、節炭器内でスチーミング現象が起こり、各種
のトラブルが生じる。

そのため従来では、節炭器出口の給水温度がス
チーミング域に達しないように監視しながら、制
御器を運転員が手動で操作して、節炭器への給水
循環流量を節炭器出口の給水温度の変化に対応し
て調整し、ガスタービンの負荷がある程度上昇す
ると自動制御へ切替えられるようになつている。

給水循環流量の制御器を最初から自動制御にし
ておくと、前述のようにホツトスタート時に節炭
器内の水が飽和温度近くまで上昇しており、通ガ
ス後直ちに飽和域に達するから、それを自動的に
検知して節炭器の給水循環流量が急増し、その後
すぐに温度低下が起こるため、それに追従して給
水循環流量が急減するというハンチング現象が生
じ、制御の安定性からみて好ましくない。

前述のように従来の制御方式では、ホツトスタ
ート時に運転員が制御器を手動で操作しなければ
ならず、しかも監視を怠ると節炭器内でスチーミ
ング現象を生じる。

本発明の目的は、前述のような従来技術の欠点
を解消し、廃熱回収ボイラの通ガス時点から節炭
器への給水循環流量の自動制御ができ、しかもハ
ンチング現象を生じない安定した給水循環が行な
われる節炭器の給水循環流量制御装置を提供する
にある。

この目的を達成するため、本発明は、 節炭器出口の給水温度を検出する給水温度検出
手段と、 節炭器の給水循環量を調整する給水循環流量調
整手段と、 ボイラバンキング停止時のドラム圧力を検出す
るドラム圧力検出器と、そのドラム圧力検出器か
らの検出信号に基いてドラム圧力に対応した先行
給水循環流量を設定する演算手段と、その演算手
段からの信号に基いて前記給水循環流量調整手段
を制御して、節炭器への通ガス開始から前記先行
給水循環流量に相当する水をその節炭器へ供給す
る先行給水循環手段と、 その先行給水循環手段による給水循環ののち
に、前記給水温度検出手段からの検出信号に基く
前記給水循環流量調整手段による給水循環流量の
制御に切替える制御切替え手段とを備えているこ
とを特徴とするものである。

このようにホツトスタート時に、一時的に先行
して節炭器内で水を循環させることにより、その
後に真値に近い給水温度を検出することができる
から、給水循環流量の制御が安定し、通ガス時点
から自動制御が可能である。

次に本発明の実施例を図とともに説明する。第
１図は、ガスタービンと蒸気タービンの複合プラ
ントにおける廃熱回収ボイラの概略構成図であ
る。

ガスタービン（図示せず）からの排ガス１は、
廃熱回収ボイラの過熱器２、蒸発器３、節炭器４
を順次通ることによりその保有熱が回収され、過
熱器２で生成した水蒸気はタービン加減弁５を通
つて蒸気タービン（図示せず）へ供給される。

一方、その蒸気タービンから出た復水６は、脱
気器７、脱気器タンク８、給水ポンプ９、給水加
熱器１０、給水流量調整弁１１を通つて節炭器４
へ送られ、節炭器４で加熱された水はドラム１２
へ供給される。

節炭器４の給水循環流量は、節炭器４とドラム
１２との間の給水管に接続された節炭器循環流量
調整弁１３によつて調整され、それには循環流量
計１４が付設されている。１５は節炭器４の出口
側に付設された給水温度検出器、１６はドラム圧
力検出器、１７はドラム水位検出器、１８は缶水
ブロー調整弁である。

このような概略構成になつている廃熱回収ボイ
ラにおける節炭器４の給水循環流量制御方式につ
いて、第２図の制御系統図とともに説明する。

前述のように節炭器４の給水循環流量を制御す
る目的は、節炭器４のスチーミングを防止するた
めである。この制御のために、ガスタービンの負
荷状態を監視するガスタービン負荷検出器１９
と、ガスタービンの吸込み温度を検知する大気温
度検出器２０と、ドラム圧力検出器１６と、節炭
器出口の給水温度を検出する給水温度検出器１５
と、節炭器４の循環流量を検出する循環流量計１
４の５つの検出手段が設けられている。

前記ガスタービン負荷検出器１９からの検出信
号を基にして、ガスタービンの負荷に対応した節
炭器給水循環流量を演算リレー２１で作る。第３
図は、この演算のために用いられるガスタービン
負荷と節炭器給水循環流量との関係を示す特性図
である。ガスタービン排ガス量は大気温度によつ
て変化するため、大気温度検出器２０からの検出
信号を受けて前記先行信号値を掛算器２２で温度
係数を掛けて補正し、急激に信号が変化しないた
めの変化率制限器２３を通つて加算器２４へ入力
される。

ドラム圧力検出器１６からの検出信号に基いて
演算器２５で、そのドラム圧力に応じた節炭器４
の給水循環流量を演算し、その結果が高値選択器
２６に入力される。この節炭器４内での水の循環
は温度検出のためのもので、ドラム圧力と循環流
量調整弁の開度（給水循環流量）との関係は第４
図のようになつている。

またドラム圧力検出器１６の検出信号は演算器
２７に入力され、第５図に示す圧力と温度との関
係からスチーミング域に達したか否かの判定がな
され、そ演算結果が設定値として比較器２８に入
力される。比較器２８には給水温度検出器１５か
らの実測値が入力され、前記設定値と比較され
る。その比較結果は切替リレー２９、比較器２８
から出力される偏差量を比例積分して制御の安定
を図るための比例積分器３０を経て加算器２４に
入力され、前記演算リレー２１の演算結果が加算
される。この加算値が循環流量設定値となり、手
動／自動操作器３１を経て比較器３２に入力され
る。

循環流量計１４からの実測信号は開平演算器３
３、流量の温度補正のための乗算器３４を経たの
ち比較器３２に入力され、前記循環流量設定値と
比較される。なお、乗算器３４から出力された実
測信号は、給水流量調整弁１１（第１図参照）の
制御系（図示せず）にも送られる。比較器３２か
ら出力された偏差量は制御の安定を図るため比例
積分器３５で比例積分され、その後切替リレー３
６に出力される。

信号発生器３７は、ボイラバンキング停止時に
それを検知して、節炭器循環流量調整弁１３を全
閉にする全閉信号を出力するもので、その全閉信
号は信号切替えリレー３８、変化率を制限するた
めの変化率制限器３９を経て切替リレー３６に入
力される。この切替リレー３６での切替えによつ
て出力される信号は、自動／手動操作器４０を経
て節炭器循環流量調整弁１３に与えられて、弁の
開度調節により給水循環流量の制御がなされるよ
うになつている。

このような制御系統において、ボイラバンキン
グ停止時のドラム圧力がドラム圧力検出器１６で
検出され、その検出信号を基にして演算器２５で
ドラム圧力に対応した節炭器４の給水循環流量が
設定される。ガスタービン点火後に切替リレー３
８の動作で、前記給水循環流量の設定信号が節炭
器循環流量調整弁１３に送られ、その設定信号に
基いて調整弁１３が所定の開度に調整されて、設
定量の水が節炭器４内を通過する。

この状態がガスタービン併入直前まで続き、ガ
スタービン併入と同時に切替リレー３６の動作で
比較器３２側の出力が循環流量調整弁１３に送ら
れるようになり、本来の節炭器スチーミング防止
制御へ切替わる。そして前述のように加算器２４
から出力される設定値と循環流量計１４からの実
測値とが比較器３２で比較演算され、その設定値
に近づくように循環流量調整弁１３の開度調整が
なされる。

従つてこの実施例の場合、先行給水循環制御系
統の主体は、第２図におけるドラム圧力検出器１
６、演算器２５、高値選択器２６、信号切替えリ
レー３８、変化率制限器３９、設替えリレー３
６、自動／手動操作器４０ならびに節炭器循環流
量調整弁１３などとなる。

また、ガスタービンの点火時点などと節炭器の
給水循環制御とのタイミングは、ガスタービン点
火時点と節炭器への通ガス開始時点（先行給水循
環制御開始時点）とがほぼ同時である。さらに、
ガスタービン併入時点と先行給水循環流量制御か
ら通常の給水循環流量制御への切替え時点とがほ
ぼ同時である。

なお、ガスタービン点火からガスタービン併入
までの間に節炭器４がスチーミング域に達する
と、高値選択器２６で優先的に本信号が選択され
て、その信号で循環流量調整弁１３の開度調整が
なされる。

前記実施例において、脱気器の保有水量内で節
炭器給水循環流量を設定するようにすれば、脱気
器への復水メーキヤツプに伴なう溶存酸素量の増
加が防止でき、しかも給水ポンプの動力節減が図
れる。

本発明は前述のような構成になつており、通ガ
ス時から節炭器における給水循環流量の制御が自
動的に行なわれ、しかも循環流量の急増と急減の
繰返しによるハンチング現象が起こらず、制御系
が安定している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る廃熱回収ボイラ
の概略構成図、第２図はそのボイラにおける節炭
器の給水循環流量制御系統図、第３図はガスター
ビンの負荷と設定される給水循環流量との関係を
示す特性図、第４図は廃熱回収ボイラのドラム圧
力と節炭器給水循環流量調整弁の開度との関係を
示す特性図、第５図はドラム圧力と温度との関係
を示す特性図である。 ４……節炭器、１１……給水流量調整弁、１３
……節炭器循環流量調整弁、１４……循環流量
計、１５……給水温度検出器、１６……ドラム圧
力検出器、１９……ガスタービン負荷検出器、２
０……大気温度検出器、３６，３８……切替リレ
ー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 節炭器出口の給水温度を検出する給水温度検
   出手段と、 節炭器の給水循環量を調整する給水循環流量調
   整手段と、 ボイラバンキング停止時のドラム圧力を検出す
   るドラム圧力検出器と、そのドラム圧力検出器か
   らの検出信号に基いてドラム圧力に対応した先行
   給水循環流量を設定する演算手段と、その演算手
   段からの設定信号に基いて前記給水循環流量調整
   手段を制御して、節炭器への通ガス開始から前記
   先行給水循環流量に相当する水をその節炭器へ供
   給する先行給水循環手段と、 その先行給水循環手段による給水循環ののち
   に、前記給水温度検出手段からの検出信号に基く
   前記給水循環流量調整手段による給水循環流量の
   制御に切替える制御切替え手段とを備えているこ
   とを特徴とする節炭器給水循環流量制御装置。