タービンバイパス弁制御システム及び装置
【課題】タービンバイパス弁の誤動作防止するためのパラメータ調整の調整漏れ防止を目的とする。
【解決手段】タービン駆動用蒸気を得る蒸気発生装置と、タービン駆動用蒸気が通過する管とは別系統に蒸気を逃すためのバイパス系統と、前記バイパス系統へ蒸気をバイパスするバイパス弁と、タービン駆動用蒸気圧力を測定して圧力信号を出力する圧力発信器と、予め計画された計画圧力を設定する設定手段と、測定した前記圧力信号及び前記計画圧力に基づいて得られる蒸気圧力偏差信号からタービンバイパス弁指令を演算せしめる比例積分器と、比例積分器の出力を制限する最下限値の設定手段と、前記最下限値に基づいて、前記比例積分器の比例分の調整を処理する調整手段を具備することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【解決手段】タービン駆動用蒸気を得る蒸気発生装置と、タービン駆動用蒸気が通過する管とは別系統に蒸気を逃すためのバイパス系統と、前記バイパス系統へ蒸気をバイパスするバイパス弁と、タービン駆動用蒸気圧力を測定して圧力信号を出力する圧力発信器と、予め計画された計画圧力を設定する設定手段と、測定した前記圧力信号及び前記計画圧力に基づいて得られる蒸気圧力偏差信号からタービンバイパス弁指令を演算せしめる比例積分器と、比例積分器の出力を制限する最下限値の設定手段と、前記最下限値に基づいて、前記比例積分器の比例分の調整を処理する調整手段を具備することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
蒸気を逃すためのバイパス弁によってタービン駆動用蒸気圧力が圧力限界に到達することの無いようにバイパス弁を制御するタービンバイパス弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、偏差量の急激な変化が生じた場合にこの偏差量と演算手段にて所定の比例／積分／微分特性に従い処理され出力される信号の代わりに「零値」に切り換えることによりタービンバイパス弁の誤動作を防止している。
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−７１２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タービン駆動用蒸気圧力が計画圧力近辺にある運転状態においてはタービンバイパス弁を閉止した状態であることが求められていて、蒸気圧力が微小変動する場合においても全閉状態を実現させる必要があるが、タービン駆動用蒸気圧力の変動はタービン本体の負荷によって決まるため、例えばタービンによって駆動される発電機負荷の負荷運用が変化した場合やタービン本体の経年変化によって蒸気圧力の微小変動挙動も変化した場合は、下限制限値や下限制限値を求める比例演算が試運転等により決めた比例分では適切でなくなってくる。この結果、比例積分器下限値の調整を行うが、比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分も別個に調整する必要があり、煩わしくもあり調整を忘れるヒューマンエラーのリスクもある。上記特許文献１では、下限制限値の調整について考慮されていない。
【０００５】
本発明は、タービンバイパス弁の誤動作防止するためのパラメータ調整の調整漏れ防止を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
タービン駆動用蒸気を得る蒸気発生装置と、タービン駆動用蒸気が通過する管とは別系統に蒸気を逃すためのバイパス系統と、前記バイパス系統へ蒸気をバイパスするバイパス弁と、タービン駆動用蒸気圧力を測定して圧力信号を出力する圧力発信器と、予め計画された計画圧力を設定する設定手段と、測定した前記圧力信号及び前記計画圧力に基づいて得られる蒸気圧力偏差信号からタービンバイパス弁指令を演算せしめる比例積分器と、比例積分器の出力を制限する最下限値の設定手段と、前記最下限値に基づいて、前記比例積分器の下限値演算用の比例分の調整を処理する調整手段を具備することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【発明の効果】
【０００７】
出力信号上下限制限機能付き積分器下限制限の最下限値設定器を調整するだけでタービンバイパス弁圧力偏差指標の積分器下限制限用比例ゲインの変更も同時に実行することができる。このことから、保守メンテナンスの効率化並びに連動した設定値変更の作業運用による設定変更忘れを防止することが効果として期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図面を用いて説明する。各図にて説明に用いた符号と同じものを他の図においても使用し、重複するものは説明を省略する。
【０００９】
図１は火力発電所のタービンバイパス系統の構造について説明する。
【００１０】
ボイラ１は蒸気発生装置であり、供給燃料２２を燃焼し、炎２５はボイラ内での燃焼によって得られる。燃焼に使用する空気は、ボイラ１内にて燃料を燃焼させるための空気を送風する燃焼用空気送風機１７により通風空気１８としてダンパ１９へ送られる。ダンパ１９により燃焼用空気を調整し、ボイラに設置される風箱２１へ通風空気２０が送られる。供給燃料２２は燃料調節弁２３にて調節され、ボイラ内にて燃焼される燃焼用燃料２４としてボイラ１へ供給される。
【００１１】
蒸発器５ではボイラ１と熱交換により水を蒸気に変換する。ボイラ出口蒸気６はタービン駆動用蒸気７としてタービン本体１１へ送られる。タービン本体１１はタービン駆動用蒸気７によって駆動される。タービン駆動用蒸気７はタービン調速動作用の加減弁３８で流量を調整される。また、ボイラ出口蒸気６はタービンバイパス弁９を介して、蒸気を復水する復水器１６へ導かれる。ボイラ出口蒸気８はタービンバイパス弁９に導かれる蒸気であり、ボイラ出口蒸気１０はタービンバイパス弁を経由して復水器に導かれる蒸気である。復水器１６より得られる回収水２は、給水ポンプ３へ送られる。給水ポンプ３は回収水２を蒸発器５へ給水する。蒸発器５へ給水される回収水はボイラ給水４である。
【００１２】
タービン本体１１はタービン駆動用蒸気７によって駆動され、タービン駆動後のタービン駆動用蒸気１５は復水器１６より回収水２となる。タービン本体１１は発電機１４と回転軸１３でつながれ、発電機１４はタービン本体１１によって回転駆動される。
【００１３】
制御装置２６は、実圧力２７，発電機出力検出信号２８，燃焼用空気流量発信器信号
２９，燃焼用燃料流量発信器信号３０，ボイラ給水流量発信器信号３１を受信する。実圧力２７はタービン駆動用蒸気圧力発信器信号である。制御装置２６は、給水流量指令（給水ポンプガバナ設定指令）３４（ＷＦＤ）を出力し、給水ポンプ３を制御する。制御装置２６は、タービンバイパス弁指令４０を出力しタービンバイパス弁９を制御する。制御装置２６は、ボイラ制御装置からの空気流量指令（空気流量調節ダンパ指令）３３(ＡＦＤ)を出力しダンパ１９を制御する。制御装置２６は、燃料流量指令（燃料流量調節弁指令）３２（ＦＲＤ）を出力し燃料調節弁２３を制御する。制御装置２６は、タービン駆動用ガバナ設定指令３５をタービン駆動用ガバナ器３６に出力し、タービン駆動用ガバナ器３６はタービン回転数発信器信号３９を受信し、タービン駆動用ガバナ器３６はタービン調速指令３７を出力し加減弁３８を制御する。
【００１４】
図２は、火力発電所における制御装置２６の詳細を示すものである。図１にて説明に用いた符号と同じものを図２においても使用する。図２中のタービンバイパス制御回路２６については図３において説明する。
【００１５】
制御装置２６は、各信号を受信し、ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）を算出し、各制御対象物を制御する。ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）出力手段４５から出力される。ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）出力手段４５は、ボイラ蒸気圧力設定器
４２にて設定された蒸気圧力設定信号，実圧力２７，ボイラ出力設定器４１にて設定されたボイラ出力設定信号に基づいてボイラ入力要求量（ＢＩＤ）を出力する。ボイラ蒸気圧力設定器４２は蒸気圧力設定信号を出力する。蒸気圧力偏差信号出力手段４３は実圧力
２７からボイラ蒸気圧力設定器４２からの圧力信号を減算する減算器であり、蒸気圧力偏差信号を出力する。ボイラ出力設定信号修正手段４４は蒸気圧力偏差信号を積分する積分器で、この出力でボイラ出力設定信号を修正する。ボイラ出力設定器４１は、ボイラ出力設定信号を出力する。ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）出力手段４５は加算器であり、ボイラ出力設定信号修正手段４４の修正信号をボイラ出力設定器４１のボイラ出力設定信号に加算して、ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）を出力する。
【００１６】
ボイラ給水流量設定出力手段４６はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）に見合った給水流量を導く関数発生器で、ボイラ給水流量設定を出力する。給水流量偏差出力手段４７はボイラ給水流量設定とボイラ給水流量発信器信号との給水流量偏差を求める減算器で、給水流量偏差を出力する。給水流量指令（ＷＦＤ）出力手段４８は給水流量偏差を積分する積分器で、給水流量指令（ＷＦＤ）３４を出力する。これに基づいて給水ポンプ３を制御する。
【００１７】
ボイラ燃料流量設定出力手段４９はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）に見合った燃料流量を導く関数発生器で、ボイラ燃料流量設定を出力する。燃料流量偏差出力手段５０はボイラ燃料流量設定と燃焼用燃料流量発信器信号との燃料流量偏差を求める減算器で、燃料流量偏差を出力する。燃料流量指令（ＦＲＤ）出力手段５１は燃料流量偏差を積分する積分器で、燃料流量指令（ＦＲＤ）３２を出力する。これに基づいて燃料調節弁２３を制御する。
【００１８】
燃焼用空気流量設定出力手段５２はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）に見合った燃焼用空気流量を導く関数発生器で、燃焼用空気流量設定を出力する。空気流量偏差出力手段５３は燃焼用空気流量設定と燃焼用空気流量発信器信号との空気流量偏差を求める減算器で、空気流量偏差を出力する。空気流量指令（ＡＦＤ）出力手段５４は空気流量偏差を積分する積分器で、空気流量指令（ＡＦＤ）３３を出力する。これに基づいてダンパ１９を制御する。
【００１９】
発電機出力偏差出力手段５５はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）と発電機出力検出信号との発電機出力偏差を求める減算器で、発電機出力偏差を出力する。タービン駆動用ガバナ設定指令出力手段５６は発電機出力偏差を積分する積分器で、タービン駆動用ガバナ設定指令３５を出力する。これに基づいて加減弁３８を制御する。
【００２０】
図３は、火力発電所におけるボイラ制御装置のタービンバイパス制御回路を示すものである。図１，図２にて説明に用いた符号と同じものを図３においても使用する。
【００２１】
タービンバイパス制御手段７８は、ボイラ蒸気圧力設定器４２の蒸気圧力設定信号と実圧力２７に基づいてタービンバイパス弁指令４０を出力する。このタービンバイパス弁指令４０によりタービンバイパス弁を制御する。
【００２２】
圧力設定信号出力手段５７はタービンバイパス弁の圧力制御用の圧力設定器であり、ボイラ蒸気圧力設定器４２に加算する規定圧力を出力する。タービン駆動用蒸気が予め計画された圧力となっている状態では、ボイラ蒸気圧力設定器４２の計画圧力と実圧力２７の実圧力は等しいことから、タービンバイパス弁制御用の偏差信号は規定圧力分のマイナス偏差が生じる。この規定圧力分のマイナス偏差を比例積分器の積分動作でもって制御信号を生成し、この演算結果によりマイナス側にタービンバイパス弁を閉動作させることでバイパス動作することないように全閉状態にさせている。
【００２３】
タービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８はボイラ蒸気圧力設定器にタービンバイパス弁の圧力制御用の圧力設定を加算する加算器で、タービンバイパス弁圧力制御設定信号を出力する。タービンバイパス弁圧力偏差信号出力手段５９は実圧力２７からタービンバイパス弁圧力制御設定信号を減算する減算器で、タービンバイパス弁圧力偏差信号（ΔＰ）を出力する。
【００２４】
タービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ１）６０はタービンバイパス弁圧力偏差信号（ΔＰ）に適用される比例ゲイン（Ｐ１）であり、出力値は比例分（Ｐ１）を含んだタービンバイパス弁圧力偏差信号６１である。
【００２５】
タービンバイパス弁制御指令出力手段６２は出力信号上下限制限機能付き積分器で、比例分を含んだタービンバイパス弁圧力偏差信号６１を積分し、上下限制限内においてタービンバイパス弁指令（タービンバイパス弁制御指令）４０を出力する。
【００２６】
タービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ２）６３はタービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限設定を出力する。定数は書き換えることが可能である。
【００２７】
下限制限器６４は比例分（Ｐ２）を含んだタービンバイパス弁圧力偏差信号の下限を制限するものである。定数は書き換えることが可能である。
【００２８】
下限制限設定器６５はタービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限を設定するものである。
【００２９】
上限制限器６６は出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限の上限を制限するものである。
【００３０】
下限制限信号６７はタービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限信号である。
【００３１】
上記タービンバイパス制御手段７８の動作を図４を用いて説明する。
【００３２】
タービン駆動用蒸気が予め計画された圧力となるよう、計画圧力値を指標としてこれと実圧力との偏差（＝計画圧力−実圧力）を打ち消すように制御装置２６が圧力制御しており、タービンバイパス弁は前記計画圧力＋規定圧力を指標としてこれと実圧力との偏差
（＝実圧力−（計画圧力＋規定圧力））を比例積分演算し圧力制御させている。
【００３３】
タービン駆動用蒸気が予め計画された圧力となっている状態では、計画圧力と実圧力は等しいことから、タービンバイパス弁制御用の偏差信号は規定圧力分のマイナス偏差が生じるので、これの比例積分器の積分動作でもって制御信号を生成し、この演算結果によりマイナス側にタービンバイパス弁を閉動作させることでバイパス動作することなきように全閉状態にさせている。タービン駆動用蒸気圧力が上昇し計画圧力＋規定圧力を超える異常圧力状態では、管群の破損を防止するためにタービンバイパス弁を開動作させてバイパス動作するようにしている。
【００３４】
一方、タービンバイパス弁動作が生じても実圧力の減少に至るまでには遅れがあるので、先の積分動作以外に比例動作でバイパス弁を開動作させている。実圧力は計画圧力付近において微小変化をするものであり、比例動作はこの微小変化に比例することが分かっているので、比例動作によってタービンバイパス弁が開動作することがないようにするため、蒸気圧力偏差（＝実圧力−（計画圧力＋規定圧力））の比例演算を行い、これをさらに下限制限器で下限制限した信号を比例積分器の下限値とすることで、タービンバイパス弁制御信号自体を先の下限値分マイナス側にオフセットさせている。
【００３５】
図３のタービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８はボイラ蒸気圧力設定器にタービンバイパス弁の圧力制御用の圧力設定を加算する加算器で、タービンバイパス弁圧力制御設定信号を出力しており、仮に図３のボイラ蒸気圧力設定器４２を２４.５［ＭＰａ］とし、仮に図３の圧力設定信号出力手段５７のタービンバイパス弁の圧力制御用圧力設定信号として１.０［ＭＰａ］を出力しているとすると、タービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８の出力は２５.５［ＭＰａ］となる。
【００３６】
タービンバイパス弁圧力偏差信号（ΔＰ）は、図３のタービンバイパス弁圧力偏差信号出力手段５９の減算器で、図３の実圧力２７からタービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８の出力である２５.５［ＭＰａ］を差し引いたものとなる。
【００３７】
タービンバイパス弁圧力偏差信号(△Ｐ)＝実圧力２７−２５.５［ＭＰａ］ …式１）
図２のボイラ出力設定信号修正手段４４による蒸気圧力偏差信号を積分する積分器出力と、図２のボイラ出力設定器４１のボイラ出力設定信号とを、図２のボイラ入力要求量
（ＢＩＤ）出力手段４５である加算器で加算修正した結果をボイラ入力要求量（ＢＩＤ）として取扱うことで、給水，燃焼用燃料，燃焼用空気，タービン駆動用ガバナ設定指令等を制御しているので、図３の実圧力２７は２４.５［ＭＰａ］近辺の値で推移する。
【００３８】
この状態で、図３のタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ１）６０を１００
（１／［ＭＰａ］）と定義した場合、図３のタービンバイパス弁制御指令出力手段６２である出力信号上下限制限機能付き積分器の出力は以下として表される。
【００３９】
タービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力
＝（式１）今回値−式１）前回値）×１００×サンプリング周期／積分時定数＋積 分器前回値
＝（２４.５［ＭＰａ］−２４.５［ＭＰａ］）×１００（１／［ＭＰａ］）
＋（−１０）
＝０［ＭＰａ］×１００（１／［ＭＰａ］）＋（−１０）
＝−１０ …式２）
図４において、実圧力２７が瞬間的に０.１［ＭＰａ］上昇し２４.６［ＭＰａ］に至ったケースを考える。図３のタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン(Ｐ１)６０を１００（１／［ＭＰａ］）と定義した場合、図３のタービンバイパス弁制御指令出力手段６２である出力信号上下限制限機能付き積分器の出力は以下として表される。
【００４０】
タービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力
＝（式１）今回値−式１）前回値）×１００×サンプリング周期／積分時定数＋積 分器前回値
＝（２４.６［ＭＰａ］−２４.５［ＭＰａ］）×１００（１／［ＭＰａ］）
＋（−１０）
＝０.１［ＭＰａ］×１００（１／［ＭＰａ］）＋（−１０）
＝０ …式３）
この様に、図４の実圧力２７が瞬間的に０.１［ＭＰａ］上昇し２４.６［ＭＰａ］に至ったケースでは、タービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力は、式２）と式３）より−１０から０に変位する。
【００４１】
タービンバイパス弁制御指令出力手段６２である出力信号上下限制限機能付き積分器の変位と共に、これの下限制限値も変位する。これの変位は、以下の式４）又は式５）の何れか高いほうを選択することで設定している。
【００４２】
タービンバイパス弁制御指令出力積分器下限６７
＝（(実圧力２７−微小変動圧力上限)×タービンバイパス弁圧偏差用比例ゲイン
（Ｐ２）） …式４）
又は
タービンバイパス弁制御指令出力積分器下限６７＝（下限制限信号６５） …式５）
Ｐ２の設定は、蒸気圧力の微小変動幅の傾向を実機運転の中から見極めて、図３のタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ１）６０を設定している。仮に、微小変動幅を０.１［ＭＰａ］（２４.６ＭＰａを上限）と見極めた場合は、Ｐ２を１００に設定する。
【００４３】
２４.５［ＭＰａ］静定時は−１０の値で図４の下限制限信号６７が推移する。
【００４４】
式４）＝−１０
式５）＝−１０
図４の実圧力２７の瞬間的に０.１［ＭＰａ］上昇し２４.６［ＭＰａ］に至ったケースでの図４の下限制限信号６７の挙動は、タービンバイパス弁制御指令出力積分器下限６７の出力式４）と式５）より−１０から０への変位となって表現される。
【００４５】
式４）＝０
式５）＝−１０
よって、タービンバイパス弁制御指令出力積分器下限６７の出力は何れか高いほうを取るので０となる。
【００４６】
次に、タービンによって駆動される発電機負荷の負荷運用が変化した場合やタービン本体の経年変化によって蒸気圧力の微小変動挙動も変化した場合は、タービン駆動用蒸気圧力の変動に反映されることを説明する。
【００４７】
図５は、タービンバイパス制御手段７８の動作において、実圧力２７が瞬間的に０.２［ＭＰａ］（２４.７ＭＰａ）上昇した例である。実圧力２７は蒸気圧力の微小変動を
２４.５［ＭＰａ］→２４.６［ＭＰａ］と想定した制御回路において、蒸気圧力の微小変動が２４.５［ＭＰａ］→２４.７［ＭＰａ］となった場合の、タービンバイパス弁制御指令積分器６２と下限制限信号６７の動作を示すものである。
【００４８】
式３）に代入すると、出力信号上下限制限機能付き積分器出力信号＝（２４.７
［ＭＰａ］−２４.５［ＭＰａ］）×１００（１／［ＭＰａ］）＋（−１０）＝０.２
［ＭＰａ］×１００（１／［ＭＰａ］）＋（−１０）＝１０
式４）に代入すると、出力信号上下限制限機能付き積分器下限制限＝＋１０となるが、図３の６６の上限制限器にて下限制限信号を制限している為、６７は０となる。
【００４９】
結果として、式３）の出力指令である＋１０がタービンバイパス弁制御指令出力手段
６２から出力される。
【００５０】
このように、例えばタービンによって駆動される発電機負荷の負荷運用が変化した場合やタービン本体の経年変化によって蒸気圧力の微小変動挙動も変化した場合は、下限制限値や下限制限値を求める比例演算が試運転等により決めた比例分では適切でなくなってくる。
【００５１】
よって、比例積分器下限値と、比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分を調整する必要がでてくる。
【００５２】
ここで、比例積分器下限値のみを調整し、比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分を調整しない場合の例を挙げる。
【００５３】
下限制限が経年劣化によって不適当な値となった場合、下限制限設定器の設定値を適当な値に見直す必要があるので、図３の下限制限設定器６５の信号（下限制限設定信号）を−２０に設定する。
【００５４】
この場合、図３のタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ２）６３は変更されないので、式４）と式５）は以下となる。
【００５５】
式４）＝−１０
式５）＝−２０
よって、タービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力は−１０である。
【００５６】
図６は図３の下限制限設定器６５の信号（下限制限設定信号）のみを−１０から−２０に変更し蒸気圧力の微小変動が２４.５［ＭＰａ］→２４.７［ＭＰａ］となった場合の制御挙動の例である。
【００５７】
下限制限信号は−１０のままとなるので、制御指令としては０を超過して出力される。
（実施例１）
比例積分器最下限値の調整結果に基づいて比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分調整も同時に処理する方法を示す。
【００５８】
偏差手段７５の減算結果はボイラ蒸気圧力設定器４２の信号(ボイラ蒸気圧力設定信号)とタービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８のタービンバイパス弁圧力制御設定信号との偏差を導く。つまり、圧力設定信号出力手段５７の規定圧力が出力である。
【００５９】
調整手段７６はタービンバイパス弁制御指令出力手段６５の値を分子、偏差手段７５を分母とする除算器である。
【００６０】
ゲイン設定信号７７は調整手段７６の出力をタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ２）６３のゲイン設定信号とするための信号である。
【００６１】
図７は本発明での制御回路の信号挙動を示す。図３の調整手段７６において比例ゲインＰ２を演算せしめると次の様になる。
【００６２】
Ｐ２＝下限制限信号／（タービンバイパス弁圧力制御設定信号−蒸気圧力設定信号）
ここで仮に、下限制限信号＝−１０、蒸気圧力設定信号＝２４.５ ［ＭＰａ］、タービンバイパス弁圧力制御設定信号＝２５.５［ＭＰａ］のときは、
Ｐ２＝−１０／（２５.５−２４.５）＝−１００
結果、Ｐ２＝−１００となる。
【００６３】
この状態で、蒸気圧力の微小変動が２４.５［ＭＰａ］→２４.７［ＭＰａ］となり、微小開指令が＋１０出力される場合は、下限制限を−２０に変更する。この結果、Ｐ２は
−２００となる。
【００６４】
Ｐ２＝−２０／（２５.５−２４.５）＝−２００
このようにして、比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分と比例積分器最下限値は比例関係とし、比例積分器最下限値の調整結果次第で比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分調整も同時に処理する。
【００６５】
タービン駆動用蒸気を得る蒸気発生装置と、タービン駆動用蒸気が通過する管とは別系統に蒸気を逃すためのバイパス系統と、バイパス系統へ蒸気をバイパスするバイパス弁と、タービン駆動用蒸気圧力を測定して圧力信号を出力する圧力発信器と、予め計画された計画圧力を設定する設定手段と、測定した圧力信号及び計画圧力に基づいて得られる蒸気圧力偏差信号からタービンバイパス弁指令を演算せしめる比例積分器と、比例積分器の出力を制限する最下限値の設定手段と、最下限値に基づいて、比例積分器の比例分の調整を処理する調整手段を具備するタービンバイパス弁制御システムにより、出力信号上下限制限機能付き積分器下限制限の設定器を調整するだけでタービンバイパス弁圧力偏差指標の積分器下限制限用比例ゲインの変更も同時に実行することができる。このことから、保守メンテナンスの効率化並びに連動した設定値変更の作業運用による設定変更忘れを防止することが効果として期待できる。
【００６６】
尚、上記実施例では、調整手段７６で算出させて求めたが、比例積分器の比例分と比例積分器最下限値を比例関係とした表を予め作成しておき、下限制限設定器６５を調整した際に、調整手段７６が表を検索して、対応する比例分を割り当てる様にしても良い。
（実施例２）
比例積分器演算結果のマイナスオフセット量が著しく減少した現象をとらえることで、弁本体の不要な開動作に至ることなく、不要な開動作が生じうる状況になったことを運転員に知らしめる方法を説明する。
【００６７】
図３の警報に関連する構成を説明する。
【００６８】
偏差比較器６８は下限制限信号６７と下限制限設定器６５からの信号の偏差比較器であり、規定された以上又は以下の偏差が生じた場合出力を成立させる。偏差検出設定は任意に設定できる。
【００６９】
変化率検出手段６９は下限制限信号６７の変化率を検出する手段であり、微分器により下限制限信号の微分出力を行う。時定数は任意に設定できる。
【００７０】
偏差検出器７０は変化率検出手段６９の出力の偏差を検出する手段であり、規定された以上又は以下の偏差が生じた場合出力を成立させる。偏差検出設定は任意に設定できる。
【００７１】
ＯＲ論理７１は偏差比較器６８と偏差検出器７０の出力のＯＲ論理を行う。
【００７２】
出力判定器７２はタービンバイパス弁制御指令の出力判定器で、タービンバイパス弁制御指令出力が正の値以上に至ったことで成立する。
【００７３】
負論理７３は、出力判定器７２の不成立で成立する。
【００７４】
出力手段７４はＯＲ論理７１と負論理７３のいずれも成立するＡＮＤ論理で、成立した場合、その出力を音・発光・印字などを表示手段や音声手段に反映する。タービンバイパス制御手段７８であり、自動調整手段及び警報手段７９を有する。
【００７５】
図３の出力判定器７２は比例積分器演算結果がプラス側であることを判定する比較器を示す。図３の負論理７３は比較器判定結果の負論理であり、比例積分器演算結果がマイナス側にあることで成立する。
【００７６】
図８は蒸気圧力が瞬時変位した場合の発明回路の信号挙動を示す例である。図３の変化率検出手段６９は、出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限信号の変化率を検出するための微分器であり、予め定められた値（β）より一定以上の出力を行った場合は、弁の開動作に至りそうな挙動が有ったことを図３の偏差検出器７０の比較器で検出し、図３の出力手段７４のＡＮＤ論理でもって警報出力を行う。
【００７７】
図９は蒸気圧力が一定の変化率で変位した場合の発明回路の信号挙動を示す例である。図３の偏差比較器６８は、出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限信号６７が予め定められた値（ｃ％）より一定以上の出力を行った場合は、図３の出力手段７４のＡＮＤ論理でもって警報出力を行う。つまり、蒸気圧力偏差信号（ΔＰ）に比例分（Ｐ２）を適用した出力値と、下限制限設定器６５の最下限値との偏差を比較する偏差比較器６８により、弁の不要な開動作が生じるか否かを判断できる。
【００７８】
比例積分器最下限値の動調整結果が経年変化によって適切でなくなってきていることを判断する仕組みが無く、弁本体が本来開動作してはならない運転状態下で開動作してしまう課題に対して、比例積分器演算結果のマイナスオフセット量が著しく減少した現象をとらえることで、上記実施例により、弁本体の不要な開動作に至ることなく、不要な開動作が生じうる状況になったことを運転員に知らしめることにより、本体経年変化の兆しを弁本体の動作にいたる以前に知り得る手段を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】火力発電所のタービンバイパス系統の構造。
【図２】火力発電所における制御装置の詳細図。
【図３】火力発電所における制御装置のタービンバイパス制御回路。
【図４】タービンバイパス制御手段７８の動作において、実圧力２７が瞬間的に0.1［ＭＰａ］上昇した例。
【図５】タービンバイパス制御手段７８の動作において、実圧力２７が瞬間的に0.2［ＭＰａ］上昇した例。
【図６】下限制限設定器６５の信号（下限制限設定信号）のみを変更し蒸気圧力の微小変動が生じた場合の制御挙動の例。
【図７】本発明での制御回路の信号挙動を示す。
【図８】蒸気圧力が瞬時変位した場合の発明回路の信号挙動を示す例。
【図９】蒸気圧力が一定の変化率で変位した場合の発明回路の信号挙動を示す例。
【符号の説明】
【００８０】
１…ボイラ、２…回収水、３…給水ポンプ、４…ボイラ給水、５…蒸発器、６，８，
１０…ボイラ出口蒸気、７，１５…タービン駆動用蒸気、９…タービンバイパス弁、１１…タービン本体、１３…回転軸、１４…発電機、１６…復水器、１７…燃焼用空気送風機、１８，２０…通風空気、１９…ダンパ、２１…風箱、２２…供給燃料、２３…燃料調節弁、２４…燃焼用燃料、２５…炎、２６…制御装置、２７…実圧力、２８…発電機出力検出信号、２９…燃焼用空気流量発信器信号、３０…燃焼用燃料流量発信器信号、３１…ボイラ給水流量発信器信号、３２…燃料流量指令、３３…空気流量指令、３４…給水流量指令、３５…タービン駆動用ガバナ設定指令、３６…タービン駆動用ガバナ器、３７…タービン調速指令、３８…加減弁、３９…タービン回転数発信器信号、４０…タービンバイパス弁指令、４１…ボイラ出力設定器、４２…ボイラ蒸気圧力設定器、４３…蒸気圧力偏差信号出力手段、４４…ボイラ出力設定信号修正手段、４５…ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）出力手段、４６…ボイラ給水流量設定出力手段、４７…給水流量偏差出力手段、４８…給水流量指令（ＷＦＤ）出力手段、４９…ボイラ燃料流量設定出力手段、５０…燃料流量偏差出力手段、５１…燃料流量指令（ＦＲＤ）出力手段、５２…燃焼用空気流量設定出力手段、５３…空気流量偏差出力手段、５４…空気流量指令（ＡＦＤ）出力手段、５５…発電機出力偏差出力手段、５６…タービン駆動用ガバナ設定指令出力手段、５７…圧力設定信号出力手段、５８…タービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段、５９…タービンバイパス弁圧力偏差信号出力手段、６０…タービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ１）、６１…タービンバイパス弁圧力偏差信号、６２…タービンバイパス弁制御指令出力手段、６３…タービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ２）、６４…下限制限器、６５…下限制限設定器、６６…上限制限器、６７…下限制限信号、６８…偏差比較器、６９…変化率検出手段、７０…偏差検出器、７１…ＯＲ論理、７２…出力判定器、７３…負論理、７４…出力手段、７５…偏差手段、７６…調整手段、７７…ゲイン設定信号、７８…タービンバイパス制御手段、７９…自動調整手段及び警報手段。
【技術分野】
【０００１】
蒸気を逃すためのバイパス弁によってタービン駆動用蒸気圧力が圧力限界に到達することの無いようにバイパス弁を制御するタービンバイパス弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、偏差量の急激な変化が生じた場合にこの偏差量と演算手段にて所定の比例／積分／微分特性に従い処理され出力される信号の代わりに「零値」に切り換えることによりタービンバイパス弁の誤動作を防止している。
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−７１２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タービン駆動用蒸気圧力が計画圧力近辺にある運転状態においてはタービンバイパス弁を閉止した状態であることが求められていて、蒸気圧力が微小変動する場合においても全閉状態を実現させる必要があるが、タービン駆動用蒸気圧力の変動はタービン本体の負荷によって決まるため、例えばタービンによって駆動される発電機負荷の負荷運用が変化した場合やタービン本体の経年変化によって蒸気圧力の微小変動挙動も変化した場合は、下限制限値や下限制限値を求める比例演算が試運転等により決めた比例分では適切でなくなってくる。この結果、比例積分器下限値の調整を行うが、比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分も別個に調整する必要があり、煩わしくもあり調整を忘れるヒューマンエラーのリスクもある。上記特許文献１では、下限制限値の調整について考慮されていない。
【０００５】
本発明は、タービンバイパス弁の誤動作防止するためのパラメータ調整の調整漏れ防止を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
タービン駆動用蒸気を得る蒸気発生装置と、タービン駆動用蒸気が通過する管とは別系統に蒸気を逃すためのバイパス系統と、前記バイパス系統へ蒸気をバイパスするバイパス弁と、タービン駆動用蒸気圧力を測定して圧力信号を出力する圧力発信器と、予め計画された計画圧力を設定する設定手段と、測定した前記圧力信号及び前記計画圧力に基づいて得られる蒸気圧力偏差信号からタービンバイパス弁指令を演算せしめる比例積分器と、比例積分器の出力を制限する最下限値の設定手段と、前記最下限値に基づいて、前記比例積分器の下限値演算用の比例分の調整を処理する調整手段を具備することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【発明の効果】
【０００７】
出力信号上下限制限機能付き積分器下限制限の最下限値設定器を調整するだけでタービンバイパス弁圧力偏差指標の積分器下限制限用比例ゲインの変更も同時に実行することができる。このことから、保守メンテナンスの効率化並びに連動した設定値変更の作業運用による設定変更忘れを防止することが効果として期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図面を用いて説明する。各図にて説明に用いた符号と同じものを他の図においても使用し、重複するものは説明を省略する。
【０００９】
図１は火力発電所のタービンバイパス系統の構造について説明する。
【００１０】
ボイラ１は蒸気発生装置であり、供給燃料２２を燃焼し、炎２５はボイラ内での燃焼によって得られる。燃焼に使用する空気は、ボイラ１内にて燃料を燃焼させるための空気を送風する燃焼用空気送風機１７により通風空気１８としてダンパ１９へ送られる。ダンパ１９により燃焼用空気を調整し、ボイラに設置される風箱２１へ通風空気２０が送られる。供給燃料２２は燃料調節弁２３にて調節され、ボイラ内にて燃焼される燃焼用燃料２４としてボイラ１へ供給される。
【００１１】
蒸発器５ではボイラ１と熱交換により水を蒸気に変換する。ボイラ出口蒸気６はタービン駆動用蒸気７としてタービン本体１１へ送られる。タービン本体１１はタービン駆動用蒸気７によって駆動される。タービン駆動用蒸気７はタービン調速動作用の加減弁３８で流量を調整される。また、ボイラ出口蒸気６はタービンバイパス弁９を介して、蒸気を復水する復水器１６へ導かれる。ボイラ出口蒸気８はタービンバイパス弁９に導かれる蒸気であり、ボイラ出口蒸気１０はタービンバイパス弁を経由して復水器に導かれる蒸気である。復水器１６より得られる回収水２は、給水ポンプ３へ送られる。給水ポンプ３は回収水２を蒸発器５へ給水する。蒸発器５へ給水される回収水はボイラ給水４である。
【００１２】
タービン本体１１はタービン駆動用蒸気７によって駆動され、タービン駆動後のタービン駆動用蒸気１５は復水器１６より回収水２となる。タービン本体１１は発電機１４と回転軸１３でつながれ、発電機１４はタービン本体１１によって回転駆動される。
【００１３】
制御装置２６は、実圧力２７，発電機出力検出信号２８，燃焼用空気流量発信器信号
２９，燃焼用燃料流量発信器信号３０，ボイラ給水流量発信器信号３１を受信する。実圧力２７はタービン駆動用蒸気圧力発信器信号である。制御装置２６は、給水流量指令（給水ポンプガバナ設定指令）３４（ＷＦＤ）を出力し、給水ポンプ３を制御する。制御装置２６は、タービンバイパス弁指令４０を出力しタービンバイパス弁９を制御する。制御装置２６は、ボイラ制御装置からの空気流量指令（空気流量調節ダンパ指令）３３(ＡＦＤ)を出力しダンパ１９を制御する。制御装置２６は、燃料流量指令（燃料流量調節弁指令）３２（ＦＲＤ）を出力し燃料調節弁２３を制御する。制御装置２６は、タービン駆動用ガバナ設定指令３５をタービン駆動用ガバナ器３６に出力し、タービン駆動用ガバナ器３６はタービン回転数発信器信号３９を受信し、タービン駆動用ガバナ器３６はタービン調速指令３７を出力し加減弁３８を制御する。
【００１４】
図２は、火力発電所における制御装置２６の詳細を示すものである。図１にて説明に用いた符号と同じものを図２においても使用する。図２中のタービンバイパス制御回路２６については図３において説明する。
【００１５】
制御装置２６は、各信号を受信し、ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）を算出し、各制御対象物を制御する。ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）出力手段４５から出力される。ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）出力手段４５は、ボイラ蒸気圧力設定器
４２にて設定された蒸気圧力設定信号，実圧力２７，ボイラ出力設定器４１にて設定されたボイラ出力設定信号に基づいてボイラ入力要求量（ＢＩＤ）を出力する。ボイラ蒸気圧力設定器４２は蒸気圧力設定信号を出力する。蒸気圧力偏差信号出力手段４３は実圧力
２７からボイラ蒸気圧力設定器４２からの圧力信号を減算する減算器であり、蒸気圧力偏差信号を出力する。ボイラ出力設定信号修正手段４４は蒸気圧力偏差信号を積分する積分器で、この出力でボイラ出力設定信号を修正する。ボイラ出力設定器４１は、ボイラ出力設定信号を出力する。ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）出力手段４５は加算器であり、ボイラ出力設定信号修正手段４４の修正信号をボイラ出力設定器４１のボイラ出力設定信号に加算して、ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）を出力する。
【００１６】
ボイラ給水流量設定出力手段４６はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）に見合った給水流量を導く関数発生器で、ボイラ給水流量設定を出力する。給水流量偏差出力手段４７はボイラ給水流量設定とボイラ給水流量発信器信号との給水流量偏差を求める減算器で、給水流量偏差を出力する。給水流量指令（ＷＦＤ）出力手段４８は給水流量偏差を積分する積分器で、給水流量指令（ＷＦＤ）３４を出力する。これに基づいて給水ポンプ３を制御する。
【００１７】
ボイラ燃料流量設定出力手段４９はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）に見合った燃料流量を導く関数発生器で、ボイラ燃料流量設定を出力する。燃料流量偏差出力手段５０はボイラ燃料流量設定と燃焼用燃料流量発信器信号との燃料流量偏差を求める減算器で、燃料流量偏差を出力する。燃料流量指令（ＦＲＤ）出力手段５１は燃料流量偏差を積分する積分器で、燃料流量指令（ＦＲＤ）３２を出力する。これに基づいて燃料調節弁２３を制御する。
【００１８】
燃焼用空気流量設定出力手段５２はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）に見合った燃焼用空気流量を導く関数発生器で、燃焼用空気流量設定を出力する。空気流量偏差出力手段５３は燃焼用空気流量設定と燃焼用空気流量発信器信号との空気流量偏差を求める減算器で、空気流量偏差を出力する。空気流量指令（ＡＦＤ）出力手段５４は空気流量偏差を積分する積分器で、空気流量指令（ＡＦＤ）３３を出力する。これに基づいてダンパ１９を制御する。
【００１９】
発電機出力偏差出力手段５５はボイラ入力要求量（ＢＩＤ）と発電機出力検出信号との発電機出力偏差を求める減算器で、発電機出力偏差を出力する。タービン駆動用ガバナ設定指令出力手段５６は発電機出力偏差を積分する積分器で、タービン駆動用ガバナ設定指令３５を出力する。これに基づいて加減弁３８を制御する。
【００２０】
図３は、火力発電所におけるボイラ制御装置のタービンバイパス制御回路を示すものである。図１，図２にて説明に用いた符号と同じものを図３においても使用する。
【００２１】
タービンバイパス制御手段７８は、ボイラ蒸気圧力設定器４２の蒸気圧力設定信号と実圧力２７に基づいてタービンバイパス弁指令４０を出力する。このタービンバイパス弁指令４０によりタービンバイパス弁を制御する。
【００２２】
圧力設定信号出力手段５７はタービンバイパス弁の圧力制御用の圧力設定器であり、ボイラ蒸気圧力設定器４２に加算する規定圧力を出力する。タービン駆動用蒸気が予め計画された圧力となっている状態では、ボイラ蒸気圧力設定器４２の計画圧力と実圧力２７の実圧力は等しいことから、タービンバイパス弁制御用の偏差信号は規定圧力分のマイナス偏差が生じる。この規定圧力分のマイナス偏差を比例積分器の積分動作でもって制御信号を生成し、この演算結果によりマイナス側にタービンバイパス弁を閉動作させることでバイパス動作することないように全閉状態にさせている。
【００２３】
タービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８はボイラ蒸気圧力設定器にタービンバイパス弁の圧力制御用の圧力設定を加算する加算器で、タービンバイパス弁圧力制御設定信号を出力する。タービンバイパス弁圧力偏差信号出力手段５９は実圧力２７からタービンバイパス弁圧力制御設定信号を減算する減算器で、タービンバイパス弁圧力偏差信号（ΔＰ）を出力する。
【００２４】
タービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ１）６０はタービンバイパス弁圧力偏差信号（ΔＰ）に適用される比例ゲイン（Ｐ１）であり、出力値は比例分（Ｐ１）を含んだタービンバイパス弁圧力偏差信号６１である。
【００２５】
タービンバイパス弁制御指令出力手段６２は出力信号上下限制限機能付き積分器で、比例分を含んだタービンバイパス弁圧力偏差信号６１を積分し、上下限制限内においてタービンバイパス弁指令（タービンバイパス弁制御指令）４０を出力する。
【００２６】
タービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ２）６３はタービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限設定を出力する。定数は書き換えることが可能である。
【００２７】
下限制限器６４は比例分（Ｐ２）を含んだタービンバイパス弁圧力偏差信号の下限を制限するものである。定数は書き換えることが可能である。
【００２８】
下限制限設定器６５はタービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限を設定するものである。
【００２９】
上限制限器６６は出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限の上限を制限するものである。
【００３０】
下限制限信号６７はタービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限信号である。
【００３１】
上記タービンバイパス制御手段７８の動作を図４を用いて説明する。
【００３２】
タービン駆動用蒸気が予め計画された圧力となるよう、計画圧力値を指標としてこれと実圧力との偏差（＝計画圧力−実圧力）を打ち消すように制御装置２６が圧力制御しており、タービンバイパス弁は前記計画圧力＋規定圧力を指標としてこれと実圧力との偏差
（＝実圧力−（計画圧力＋規定圧力））を比例積分演算し圧力制御させている。
【００３３】
タービン駆動用蒸気が予め計画された圧力となっている状態では、計画圧力と実圧力は等しいことから、タービンバイパス弁制御用の偏差信号は規定圧力分のマイナス偏差が生じるので、これの比例積分器の積分動作でもって制御信号を生成し、この演算結果によりマイナス側にタービンバイパス弁を閉動作させることでバイパス動作することなきように全閉状態にさせている。タービン駆動用蒸気圧力が上昇し計画圧力＋規定圧力を超える異常圧力状態では、管群の破損を防止するためにタービンバイパス弁を開動作させてバイパス動作するようにしている。
【００３４】
一方、タービンバイパス弁動作が生じても実圧力の減少に至るまでには遅れがあるので、先の積分動作以外に比例動作でバイパス弁を開動作させている。実圧力は計画圧力付近において微小変化をするものであり、比例動作はこの微小変化に比例することが分かっているので、比例動作によってタービンバイパス弁が開動作することがないようにするため、蒸気圧力偏差（＝実圧力−（計画圧力＋規定圧力））の比例演算を行い、これをさらに下限制限器で下限制限した信号を比例積分器の下限値とすることで、タービンバイパス弁制御信号自体を先の下限値分マイナス側にオフセットさせている。
【００３５】
図３のタービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８はボイラ蒸気圧力設定器にタービンバイパス弁の圧力制御用の圧力設定を加算する加算器で、タービンバイパス弁圧力制御設定信号を出力しており、仮に図３のボイラ蒸気圧力設定器４２を２４.５［ＭＰａ］とし、仮に図３の圧力設定信号出力手段５７のタービンバイパス弁の圧力制御用圧力設定信号として１.０［ＭＰａ］を出力しているとすると、タービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８の出力は２５.５［ＭＰａ］となる。
【００３６】
タービンバイパス弁圧力偏差信号（ΔＰ）は、図３のタービンバイパス弁圧力偏差信号出力手段５９の減算器で、図３の実圧力２７からタービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８の出力である２５.５［ＭＰａ］を差し引いたものとなる。
【００３７】
タービンバイパス弁圧力偏差信号(△Ｐ)＝実圧力２７−２５.５［ＭＰａ］ …式１）
図２のボイラ出力設定信号修正手段４４による蒸気圧力偏差信号を積分する積分器出力と、図２のボイラ出力設定器４１のボイラ出力設定信号とを、図２のボイラ入力要求量
（ＢＩＤ）出力手段４５である加算器で加算修正した結果をボイラ入力要求量（ＢＩＤ）として取扱うことで、給水，燃焼用燃料，燃焼用空気，タービン駆動用ガバナ設定指令等を制御しているので、図３の実圧力２７は２４.５［ＭＰａ］近辺の値で推移する。
【００３８】
この状態で、図３のタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ１）６０を１００
（１／［ＭＰａ］）と定義した場合、図３のタービンバイパス弁制御指令出力手段６２である出力信号上下限制限機能付き積分器の出力は以下として表される。
【００３９】
タービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力
＝（式１）今回値−式１）前回値）×１００×サンプリング周期／積分時定数＋積 分器前回値
＝（２４.５［ＭＰａ］−２４.５［ＭＰａ］）×１００（１／［ＭＰａ］）
＋（−１０）
＝０［ＭＰａ］×１００（１／［ＭＰａ］）＋（−１０）
＝−１０ …式２）
図４において、実圧力２７が瞬間的に０.１［ＭＰａ］上昇し２４.６［ＭＰａ］に至ったケースを考える。図３のタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン(Ｐ１)６０を１００（１／［ＭＰａ］）と定義した場合、図３のタービンバイパス弁制御指令出力手段６２である出力信号上下限制限機能付き積分器の出力は以下として表される。
【００４０】
タービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力
＝（式１）今回値−式１）前回値）×１００×サンプリング周期／積分時定数＋積 分器前回値
＝（２４.６［ＭＰａ］−２４.５［ＭＰａ］）×１００（１／［ＭＰａ］）
＋（−１０）
＝０.１［ＭＰａ］×１００（１／［ＭＰａ］）＋（−１０）
＝０ …式３）
この様に、図４の実圧力２７が瞬間的に０.１［ＭＰａ］上昇し２４.６［ＭＰａ］に至ったケースでは、タービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力は、式２）と式３）より−１０から０に変位する。
【００４１】
タービンバイパス弁制御指令出力手段６２である出力信号上下限制限機能付き積分器の変位と共に、これの下限制限値も変位する。これの変位は、以下の式４）又は式５）の何れか高いほうを選択することで設定している。
【００４２】
タービンバイパス弁制御指令出力積分器下限６７
＝（(実圧力２７−微小変動圧力上限)×タービンバイパス弁圧偏差用比例ゲイン
（Ｐ２）） …式４）
又は
タービンバイパス弁制御指令出力積分器下限６７＝（下限制限信号６５） …式５）
Ｐ２の設定は、蒸気圧力の微小変動幅の傾向を実機運転の中から見極めて、図３のタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ１）６０を設定している。仮に、微小変動幅を０.１［ＭＰａ］（２４.６ＭＰａを上限）と見極めた場合は、Ｐ２を１００に設定する。
【００４３】
２４.５［ＭＰａ］静定時は−１０の値で図４の下限制限信号６７が推移する。
【００４４】
式４）＝−１０
式５）＝−１０
図４の実圧力２７の瞬間的に０.１［ＭＰａ］上昇し２４.６［ＭＰａ］に至ったケースでの図４の下限制限信号６７の挙動は、タービンバイパス弁制御指令出力積分器下限６７の出力式４）と式５）より−１０から０への変位となって表現される。
【００４５】
式４）＝０
式５）＝−１０
よって、タービンバイパス弁制御指令出力積分器下限６７の出力は何れか高いほうを取るので０となる。
【００４６】
次に、タービンによって駆動される発電機負荷の負荷運用が変化した場合やタービン本体の経年変化によって蒸気圧力の微小変動挙動も変化した場合は、タービン駆動用蒸気圧力の変動に反映されることを説明する。
【００４７】
図５は、タービンバイパス制御手段７８の動作において、実圧力２７が瞬間的に０.２［ＭＰａ］（２４.７ＭＰａ）上昇した例である。実圧力２７は蒸気圧力の微小変動を
２４.５［ＭＰａ］→２４.６［ＭＰａ］と想定した制御回路において、蒸気圧力の微小変動が２４.５［ＭＰａ］→２４.７［ＭＰａ］となった場合の、タービンバイパス弁制御指令積分器６２と下限制限信号６７の動作を示すものである。
【００４８】
式３）に代入すると、出力信号上下限制限機能付き積分器出力信号＝（２４.７
［ＭＰａ］−２４.５［ＭＰａ］）×１００（１／［ＭＰａ］）＋（−１０）＝０.２
［ＭＰａ］×１００（１／［ＭＰａ］）＋（−１０）＝１０
式４）に代入すると、出力信号上下限制限機能付き積分器下限制限＝＋１０となるが、図３の６６の上限制限器にて下限制限信号を制限している為、６７は０となる。
【００４９】
結果として、式３）の出力指令である＋１０がタービンバイパス弁制御指令出力手段
６２から出力される。
【００５０】
このように、例えばタービンによって駆動される発電機負荷の負荷運用が変化した場合やタービン本体の経年変化によって蒸気圧力の微小変動挙動も変化した場合は、下限制限値や下限制限値を求める比例演算が試運転等により決めた比例分では適切でなくなってくる。
【００５１】
よって、比例積分器下限値と、比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分を調整する必要がでてくる。
【００５２】
ここで、比例積分器下限値のみを調整し、比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分を調整しない場合の例を挙げる。
【００５３】
下限制限が経年劣化によって不適当な値となった場合、下限制限設定器の設定値を適当な値に見直す必要があるので、図３の下限制限設定器６５の信号（下限制限設定信号）を−２０に設定する。
【００５４】
この場合、図３のタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ２）６３は変更されないので、式４）と式５）は以下となる。
【００５５】
式４）＝−１０
式５）＝−２０
よって、タービンバイパス弁制御指令出力手段６２の出力は−１０である。
【００５６】
図６は図３の下限制限設定器６５の信号（下限制限設定信号）のみを−１０から−２０に変更し蒸気圧力の微小変動が２４.５［ＭＰａ］→２４.７［ＭＰａ］となった場合の制御挙動の例である。
【００５７】
下限制限信号は−１０のままとなるので、制御指令としては０を超過して出力される。
（実施例１）
比例積分器最下限値の調整結果に基づいて比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分調整も同時に処理する方法を示す。
【００５８】
偏差手段７５の減算結果はボイラ蒸気圧力設定器４２の信号(ボイラ蒸気圧力設定信号)とタービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段５８のタービンバイパス弁圧力制御設定信号との偏差を導く。つまり、圧力設定信号出力手段５７の規定圧力が出力である。
【００５９】
調整手段７６はタービンバイパス弁制御指令出力手段６５の値を分子、偏差手段７５を分母とする除算器である。
【００６０】
ゲイン設定信号７７は調整手段７６の出力をタービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ２）６３のゲイン設定信号とするための信号である。
【００６１】
図７は本発明での制御回路の信号挙動を示す。図３の調整手段７６において比例ゲインＰ２を演算せしめると次の様になる。
【００６２】
Ｐ２＝下限制限信号／（タービンバイパス弁圧力制御設定信号−蒸気圧力設定信号）
ここで仮に、下限制限信号＝−１０、蒸気圧力設定信号＝２４.５ ［ＭＰａ］、タービンバイパス弁圧力制御設定信号＝２５.５［ＭＰａ］のときは、
Ｐ２＝−１０／（２５.５−２４.５）＝−１００
結果、Ｐ２＝−１００となる。
【００６３】
この状態で、蒸気圧力の微小変動が２４.５［ＭＰａ］→２４.７［ＭＰａ］となり、微小開指令が＋１０出力される場合は、下限制限を−２０に変更する。この結果、Ｐ２は
−２００となる。
【００６４】
Ｐ２＝−２０／（２５.５−２４.５）＝−２００
このようにして、比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分と比例積分器最下限値は比例関係とし、比例積分器最下限値の調整結果次第で比例積分器下限値演算用蒸気圧力偏差に掛かる比例分調整も同時に処理する。
【００６５】
タービン駆動用蒸気を得る蒸気発生装置と、タービン駆動用蒸気が通過する管とは別系統に蒸気を逃すためのバイパス系統と、バイパス系統へ蒸気をバイパスするバイパス弁と、タービン駆動用蒸気圧力を測定して圧力信号を出力する圧力発信器と、予め計画された計画圧力を設定する設定手段と、測定した圧力信号及び計画圧力に基づいて得られる蒸気圧力偏差信号からタービンバイパス弁指令を演算せしめる比例積分器と、比例積分器の出力を制限する最下限値の設定手段と、最下限値に基づいて、比例積分器の比例分の調整を処理する調整手段を具備するタービンバイパス弁制御システムにより、出力信号上下限制限機能付き積分器下限制限の設定器を調整するだけでタービンバイパス弁圧力偏差指標の積分器下限制限用比例ゲインの変更も同時に実行することができる。このことから、保守メンテナンスの効率化並びに連動した設定値変更の作業運用による設定変更忘れを防止することが効果として期待できる。
【００６６】
尚、上記実施例では、調整手段７６で算出させて求めたが、比例積分器の比例分と比例積分器最下限値を比例関係とした表を予め作成しておき、下限制限設定器６５を調整した際に、調整手段７６が表を検索して、対応する比例分を割り当てる様にしても良い。
（実施例２）
比例積分器演算結果のマイナスオフセット量が著しく減少した現象をとらえることで、弁本体の不要な開動作に至ることなく、不要な開動作が生じうる状況になったことを運転員に知らしめる方法を説明する。
【００６７】
図３の警報に関連する構成を説明する。
【００６８】
偏差比較器６８は下限制限信号６７と下限制限設定器６５からの信号の偏差比較器であり、規定された以上又は以下の偏差が生じた場合出力を成立させる。偏差検出設定は任意に設定できる。
【００６９】
変化率検出手段６９は下限制限信号６７の変化率を検出する手段であり、微分器により下限制限信号の微分出力を行う。時定数は任意に設定できる。
【００７０】
偏差検出器７０は変化率検出手段６９の出力の偏差を検出する手段であり、規定された以上又は以下の偏差が生じた場合出力を成立させる。偏差検出設定は任意に設定できる。
【００７１】
ＯＲ論理７１は偏差比較器６８と偏差検出器７０の出力のＯＲ論理を行う。
【００７２】
出力判定器７２はタービンバイパス弁制御指令の出力判定器で、タービンバイパス弁制御指令出力が正の値以上に至ったことで成立する。
【００７３】
負論理７３は、出力判定器７２の不成立で成立する。
【００７４】
出力手段７４はＯＲ論理７１と負論理７３のいずれも成立するＡＮＤ論理で、成立した場合、その出力を音・発光・印字などを表示手段や音声手段に反映する。タービンバイパス制御手段７８であり、自動調整手段及び警報手段７９を有する。
【００７５】
図３の出力判定器７２は比例積分器演算結果がプラス側であることを判定する比較器を示す。図３の負論理７３は比較器判定結果の負論理であり、比例積分器演算結果がマイナス側にあることで成立する。
【００７６】
図８は蒸気圧力が瞬時変位した場合の発明回路の信号挙動を示す例である。図３の変化率検出手段６９は、出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限信号の変化率を検出するための微分器であり、予め定められた値（β）より一定以上の出力を行った場合は、弁の開動作に至りそうな挙動が有ったことを図３の偏差検出器７０の比較器で検出し、図３の出力手段７４のＡＮＤ論理でもって警報出力を行う。
【００７７】
図９は蒸気圧力が一定の変化率で変位した場合の発明回路の信号挙動を示す例である。図３の偏差比較器６８は、出力信号上下限制限機能付き積分器の下限制限信号６７が予め定められた値（ｃ％）より一定以上の出力を行った場合は、図３の出力手段７４のＡＮＤ論理でもって警報出力を行う。つまり、蒸気圧力偏差信号（ΔＰ）に比例分（Ｐ２）を適用した出力値と、下限制限設定器６５の最下限値との偏差を比較する偏差比較器６８により、弁の不要な開動作が生じるか否かを判断できる。
【００７８】
比例積分器最下限値の動調整結果が経年変化によって適切でなくなってきていることを判断する仕組みが無く、弁本体が本来開動作してはならない運転状態下で開動作してしまう課題に対して、比例積分器演算結果のマイナスオフセット量が著しく減少した現象をとらえることで、上記実施例により、弁本体の不要な開動作に至ることなく、不要な開動作が生じうる状況になったことを運転員に知らしめることにより、本体経年変化の兆しを弁本体の動作にいたる以前に知り得る手段を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】火力発電所のタービンバイパス系統の構造。
【図２】火力発電所における制御装置の詳細図。
【図３】火力発電所における制御装置のタービンバイパス制御回路。
【図４】タービンバイパス制御手段７８の動作において、実圧力２７が瞬間的に0.1［ＭＰａ］上昇した例。
【図５】タービンバイパス制御手段７８の動作において、実圧力２７が瞬間的に0.2［ＭＰａ］上昇した例。
【図６】下限制限設定器６５の信号（下限制限設定信号）のみを変更し蒸気圧力の微小変動が生じた場合の制御挙動の例。
【図７】本発明での制御回路の信号挙動を示す。
【図８】蒸気圧力が瞬時変位した場合の発明回路の信号挙動を示す例。
【図９】蒸気圧力が一定の変化率で変位した場合の発明回路の信号挙動を示す例。
【符号の説明】
【００８０】
１…ボイラ、２…回収水、３…給水ポンプ、４…ボイラ給水、５…蒸発器、６，８，
１０…ボイラ出口蒸気、７，１５…タービン駆動用蒸気、９…タービンバイパス弁、１１…タービン本体、１３…回転軸、１４…発電機、１６…復水器、１７…燃焼用空気送風機、１８，２０…通風空気、１９…ダンパ、２１…風箱、２２…供給燃料、２３…燃料調節弁、２４…燃焼用燃料、２５…炎、２６…制御装置、２７…実圧力、２８…発電機出力検出信号、２９…燃焼用空気流量発信器信号、３０…燃焼用燃料流量発信器信号、３１…ボイラ給水流量発信器信号、３２…燃料流量指令、３３…空気流量指令、３４…給水流量指令、３５…タービン駆動用ガバナ設定指令、３６…タービン駆動用ガバナ器、３７…タービン調速指令、３８…加減弁、３９…タービン回転数発信器信号、４０…タービンバイパス弁指令、４１…ボイラ出力設定器、４２…ボイラ蒸気圧力設定器、４３…蒸気圧力偏差信号出力手段、４４…ボイラ出力設定信号修正手段、４５…ボイラ入力要求量（ＢＩＤ）出力手段、４６…ボイラ給水流量設定出力手段、４７…給水流量偏差出力手段、４８…給水流量指令（ＷＦＤ）出力手段、４９…ボイラ燃料流量設定出力手段、５０…燃料流量偏差出力手段、５１…燃料流量指令（ＦＲＤ）出力手段、５２…燃焼用空気流量設定出力手段、５３…空気流量偏差出力手段、５４…空気流量指令（ＡＦＤ）出力手段、５５…発電機出力偏差出力手段、５６…タービン駆動用ガバナ設定指令出力手段、５７…圧力設定信号出力手段、５８…タービンバイパス弁圧力制御設定信号出力手段、５９…タービンバイパス弁圧力偏差信号出力手段、６０…タービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ１）、６１…タービンバイパス弁圧力偏差信号、６２…タービンバイパス弁制御指令出力手段、６３…タービンバイパス弁圧力偏差用比例ゲイン（Ｐ２）、６４…下限制限器、６５…下限制限設定器、６６…上限制限器、６７…下限制限信号、６８…偏差比較器、６９…変化率検出手段、７０…偏差検出器、７１…ＯＲ論理、７２…出力判定器、７３…負論理、７４…出力手段、７５…偏差手段、７６…調整手段、７７…ゲイン設定信号、７８…タービンバイパス制御手段、７９…自動調整手段及び警報手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン駆動用蒸気を得る蒸気発生装置と、
タービン駆動用蒸気が通過する管とは別系統に蒸気を逃すためのバイパス系統と、
前記バイパス系統へ蒸気をバイパスするバイパス弁と、
タービン駆動用蒸気圧力を測定して圧力信号を出力する圧力発信器と、
予め計画された計画圧力を設定する設定手段と、
測定した前記圧力信号及び前記計画圧力に基づいて得られる蒸気圧力偏差信号からタービンバイパス弁指令を演算せしめる比例積分器と、
比例積分器の出力を制限する最下限値の設定手段と、
前記最下限値に基づいて、前記比例積分器の下限値演算用の比例分の調整を処理する調整手段を具備することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載のタービンバイパス弁制御システムにおいて、
前記蒸気圧力偏差信号に前記比例分を適用した出力値の変化率を求める変化率検出手段と、
前記変化率と予め定めた値との偏差を比較する偏差検出器を有することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載のタービンバイパス弁制御システムにおいて、
前記蒸気圧力偏差信号に前記比例分を適用した出力値と、前記最下限値との偏差を比較する偏差比較器を有することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【請求項４】
請求項１に記載のタービンバイパス弁制御システムにおいて、
前記調整手段は、前記比例分と前記最下限値は比例関係として調整することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【請求項１】
タービン駆動用蒸気を得る蒸気発生装置と、
タービン駆動用蒸気が通過する管とは別系統に蒸気を逃すためのバイパス系統と、
前記バイパス系統へ蒸気をバイパスするバイパス弁と、
タービン駆動用蒸気圧力を測定して圧力信号を出力する圧力発信器と、
予め計画された計画圧力を設定する設定手段と、
測定した前記圧力信号及び前記計画圧力に基づいて得られる蒸気圧力偏差信号からタービンバイパス弁指令を演算せしめる比例積分器と、
比例積分器の出力を制限する最下限値の設定手段と、
前記最下限値に基づいて、前記比例積分器の下限値演算用の比例分の調整を処理する調整手段を具備することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載のタービンバイパス弁制御システムにおいて、
前記蒸気圧力偏差信号に前記比例分を適用した出力値の変化率を求める変化率検出手段と、
前記変化率と予め定めた値との偏差を比較する偏差検出器を有することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載のタービンバイパス弁制御システムにおいて、
前記蒸気圧力偏差信号に前記比例分を適用した出力値と、前記最下限値との偏差を比較する偏差比較器を有することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【請求項４】
請求項１に記載のタービンバイパス弁制御システムにおいて、
前記調整手段は、前記比例分と前記最下限値は比例関係として調整することを特徴とするタービンバイパス弁制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−３３２８５６（Ｐ２００７−３３２８５６Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６５４５９（Ｐ２００６−１６５４５９）
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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