蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法および制御装置
【課題】工場蒸気優先モードの選択時において、末端の所内低圧蒸気使用工場で蒸気圧力が低下した場合でも、末端の所内低圧蒸気使用工場の操業に影響を及ぼすことがないようにする。
【解決手段】工場蒸気優先モードの選択時に、末端の所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視し、圧力監視を行っている末端の所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合にはモード切替ロジック１２により抽気優先モードに切り替えるようにした。
【解決手段】工場蒸気優先モードの選択時に、末端の所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視し、圧力監視を行っている末端の所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合にはモード切替ロジック１２により抽気優先モードに切り替えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
脱気器とは、ボイラー給水中の溶存酸素によって、ボイラーが腐食するのを防止するため、溶存酸素を蒸気で過熱することにより、除去するための装置である。
【０００３】
従来、蒸気発電プラントの脱気器においては、蒸気タービンの抽気を、脱気処理用の蒸気として使用している。この蒸気圧力は、脱気処理に必要な約０．３ＭPａの圧力をもった蒸気を使用している。ここで、蒸気圧力が低下すると、脱気処理不能となるため、別系統から、バックアップ用の蒸気を準備し、バックアップ処理を行うことがある。鉄鋼所のように低圧蒸気を所内で使用するプロセスにおいては、これを「工場蒸気」と称し、脱気器用のバックアップ蒸気として使用することが多い。
【０００４】
工場蒸気は、背圧蒸気タービン発電機を使用して製造するため、デマンド対応の夏季においては、発電を優先するため、工場蒸気が余剰に製造され、放散される場合がある。このため、工場蒸気と復水蒸気タービンの抽気蒸気の運用としては、通常、蒸気単価の安価なタービン抽気を使用して運転し、夏季等、工場蒸気が余剰に製造された場合は、工場蒸気を使用するようにしている。
【０００５】
ただし、工場蒸気は、所内の操業状況によって、使用量が変動するため、工場蒸気使用工場の稼動状況によっては、末端の工場蒸気使用工場では、蒸気圧力の低下により、操業に影響を与えてしまう可能性がある。よって、蒸気発電プラントのオペレータは、末端の工場蒸気圧力を監視しながら、工場蒸気使用工場の操業に、影響を与えないように脱気器設備の運転を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２７０６３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２１１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の脱気器の蒸気圧力制御方法では、抽気を優先的に使用するモードと、工場蒸気を優先的に使用するモードとを選択自在に用意するために、２つの蒸気圧力調節器の設定値に偏差を設けておき、優先的に使用するモード用の調節計の蒸気圧力設定値を、他方のモード用の調節計の設定値よりも高く設定しておき、優先的に使用するモード側の蒸気の圧力が低下して、制御弁全開としても、圧力制御不能となった場合、他方のモード用の調節計が作動し、蒸気圧力がバックアップされるような制御を行っている。
【０００８】
しかしながら、このような制御方法では、基本的に、夏季にデマンド対応で、工場蒸気が余剰になっているとき、工場蒸気の使用を優先するモードを使用しているが、工場蒸気は、所内低圧蒸気使用工場で操業に使用するため、末端の低圧蒸気使用工場で、蒸気圧力が低下した場合、背圧蒸気タービン発電機で製造した低圧蒸気は、脱気器用の蒸気としては使用せずに工場蒸気として優先使用する必要があるにも関らず、脱気器用の蒸気として継続使用され、低圧蒸気使用工場の操業に影響を及ぼすことがある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、工場蒸気優先モードの選択時において、末端の所内低圧蒸気使用工場で蒸気圧力が低下した場合でも、末端の所内低圧蒸気使用工場の操業に影響を及ぼすことがない蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法および制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法は、ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントであって、前記脱気器の脱気処理用の蒸気として、前記復水蒸気タービンの抽気を優先的に使用する抽気優先モードと、前記工場蒸気を優先的に使用する工場蒸気優先モードとの設定が選択自在な蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法において、前記工場蒸気優先モードの選択時に、末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視し、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合にはモード切替ロジックにより前記抽気優先モードに切り替えるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法は、上記発明において、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には前記モード切替ロジックにより前記工場蒸気優先モードに復帰させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置は、ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントであって、前記脱気器の脱気処理用の蒸気として、前記復水蒸気タービンの抽気を優先的に使用する抽気優先モードと、前記工場蒸気を優先的に使用する工場蒸気優先モードとの設定が選択自在な蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置において、前記工場蒸気優先モードの選択時に、末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視する圧力監視手段と、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合には前記抽気優先モードに切り替えるモード切替ロジックと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置は、上記発明において、前記モード切替ロジックは、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には前記工場蒸気優先モードに復帰させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、工場蒸気優先モードの選択時に、末端の所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視し、圧力監視を行っている末端の所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合にはモード切替ロジックにより自動的かつ強制的に抽気優先モードに切り替えるようにしたので、工場蒸気優先モードの選択時において、末端の所内低圧蒸気使用工場で蒸気圧力が低下した場合でも、末端の所内低圧蒸気使用工場の操業に影響を及ぼすことがない蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法および制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施の形態にかかるボイラー脱気器蒸気圧力制御の系統図である。
【図２】図２は、モード切換ロジックの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法および制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本実施の形態にかかるボイラー脱気器蒸気圧力制御の系統図である。基本的には、図示しないボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器１による脱気処理が行われた後、再び、ボイラーに給水されるとともに、図示しない背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントに適用される。
【００１８】
したがって、脱気器１は、復水器より受け入れた復水を、蒸気で脱気処理し、ボイラー給水として送水する。脱気器１には、脱気圧力計２が設置され、その検出信号を、脱気器圧力調節計（工場蒸気側）５および脱気器圧力調節計（タービン抽気側）６に伝送し、設定値との偏差にＰＩＤ演算を行った制御出力により、各々、脱気器蒸気圧力制御弁（工場蒸気側）７、脱気器蒸気圧力制御弁（タービン抽気側）８の弁開度を制御して、脱気器１の圧力制御を実行する。
【００１９】
ここで、２つの圧力調節計５、６には、設定偏差が設けられている。すなわち、手動設定器３によって設定された設定値（高）と、この設定値よりも定数減算器４によって規定値分減算された、小さな設定値（低）との２つが、各々圧力調節計５、６の設定値としてセットされ、いずれの設定値を使用するかは優先モードによって決定される。優先モードとしてしは、復水蒸気タービンの抽気を脱気器１の脱気処理用の蒸気として優先的に使用する抽気優先モードと、工場蒸気を優先的に脱気器１の脱気処理用の蒸気として使用する工場蒸気優先モードとの２種類が選択自在に用意されている。
【００２０】
例えば、抽気優先モードを選択した場合には、
脱気器圧力調節計（工場蒸気側）５の設定値＜脱気器圧力調節計（タービン抽気側）６の設定値
となり、工場蒸気優先モードを選択した場合には、
脱気器圧力調節計（工場蒸気側）５の設定値＞脱気器圧力調節計（タービン抽気側）６の設定値
となる。
【００２１】
このような偏差設定によって、常に選択されている優先モード側の蒸気圧力制御が作動し、他方の優先モード用の蒸気圧力制御弁は全閉状態となる。そして、何らかの異常によって、選択されている優先モード側の蒸気が供給されなくなり、蒸気圧力が低下した場合には、他方の優先モード用の蒸気圧力制御が作動し、脱気器１の蒸気圧力制御がバックアップされる。
【００２２】
ここで、所内の低圧蒸気使用工場は、複数あり、これを低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎと表現する。これらの低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎには、各々の使用蒸気圧力を常時監視する圧力監視手段としての工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎが設けられている。各低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの操業状況によって、工場蒸気を多く使用する場合は、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの測定値は下がり、工場蒸気を使用しなくなった場合には工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの測定値は復帰する。このような工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの工場蒸気圧力信号を、警報設定器１１１、…、１１ｎにおいて所定の規定値を用いて、Ｈ，Ｌの接点信号に変換し、低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの操業状態の判別に使用する。警報設定器１１１、…、１１ｎは、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの工場蒸気圧力信号が規定値よりも低い場合にはＬレベルの接点信号を出力し、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの工場蒸気圧力信号が規定値以上の場合にはＨレベルの接点信号を出力する。これらの警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号は、モード切換ロジック１２に入力されている。
【００２３】
図２は、モード切換ロジック１２の構成例を示すブロック図である。このモード切換ロジック１２は、抽気優先モード選択ボタン１３の選択によりセットされ、工場蒸気優先モード選択ボタン１４の選択によりリセットされるフリップフロップ１５と、このフリップフロップ１５の出力側に接続されたＯＲゲート１６とを備える。このＯＲゲート１６の出力が、モード切替信号として切替スイッチ５ａ，６ａに与えられる。また、警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号は、反転器１７１、…、１７ｎを介してＯＲゲート１８に入力されているとともに、警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号は、ＡＮＤゲート１９に入力されている。そして、ＯＲゲート１８の出力をセット入力とし、ＡＮＤゲート１９の出力をリセット入力とするフリップフロップ２０を備え、このフリップフロップ２０の出力はＡＮＤゲート２１に入力されている。このＡＮＤゲート２１には、工場蒸気優先モードの選択時にＡＮＤゲート２１側を有効とするために、フリップフロップ１５の出力が反転器２２を介して入力されている。また、ＡＮＤゲート２１の出力は、モード強制切替用としてＯＲゲート１６に入力されている。
【００２４】
このような構成において、抽気優先モード選択ボタン１３を選択すると、フリップフロップ１５がセットされてその出力がＨとなるため、ＯＲゲート１６の出力もＨとなり、モード切替信号として抽気優先モードの信号が出力される。このとき、フリップフロップ１５の出力が反転器２２を介してＬレベルの信号としてＡＮＤゲート２１に入力されるため、ＡＮＤゲート２１の出力は、警報設定器１１１、…、１１ｎ側の接点信号に関係なく、常に、Ｌレベルとなる。
【００２５】
一方、夏季等、デマンド対応により、背圧蒸気タービン発電機の運転によって、低圧蒸気が余剰となった場合、工場蒸気優先モードボタン１４を選択することにより、工場蒸気優先モードに設定する。すなわち、工場蒸気優先モードボタン１４を選択すると、フリップフロップ１５がリセットされてその出力がＬとなる。そして、警報設定器１１１、…、１１ｎの出力信号が全てＨレベルであれば、フリップフロップ２０がリセットされ、その出力がＬレベルとなるため、ＡＮＤゲート２１の出力もＬレベルとなる。よって、ＯＲゲート１６の出力は、Ｌとなり、モード切替信号として工場蒸気優先モードの信号が出力される。このとき、フリップフロップ１５の出力が反転器２２を介してＨレベルの信号としてＡＮＤゲート２１に入力されるため、ＡＮＤゲート２１の出力は、警報設定器１１１、…、１１ｎ側の接点信号の待機状態となる。
【００２６】
このような工場蒸気優先モードの選択時において、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎにより圧力監視を行っている末端の所内低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合には、警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号のいずれか一つがＬレベルとなる。よって、ＯＲゲート１８の出力がＨレベルとなり、フリップフロップ２０がセットされるのでＡＮＤゲート２１の出力もＨレベルとなる。この結果、ＯＲゲート１６の出力が強制的にＨレベルとなり、モード切替信号が自動的に工場蒸気優先モードから抽気優先モードに切り替えられる。これにより、工場蒸気を脱気器１の圧力制御に使用しないようになる。
【００２７】
その後、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎにより圧力監視を行っている末端の所内低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には、警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号の全てがＨレベルとなる。よって、ＡＮＤゲート１９の出力がＨレベルとなり、フリップフロップ２０がリセットされるのでＡＮＤゲート２１の出力がＬレベルとなる。この結果、ＯＲゲート１６の出力が強制的にＬレベルとなり、モード切替信号が自動的に抽気優先モードから工場蒸気優先モードに切り替えられ、工場蒸気優先モードに復帰する。
【００２８】
よって、本実施の形態によれば、低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの操業状態の変化を気にすることなく、工場蒸気優先モードを使用して脱気器１の蒸気圧力制御を行うことができ、オペレータのモード切替忘れによる低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの操業に影響を及ぼすことを回避することができる。また、末端の低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎとして、蒸気圧力の監視を行う工場が複数ある場合でも、モード切替ロジック１２により、工場蒸気優先モードからのモード切替を自動的に行うため、オペレータの監視・調整に関する作業負荷を軽減させることもできる。
【符号の説明】
【００２９】
１ 脱気器
９１、…、９ｎ 低圧蒸気使用工場
１０１、…、１０ｎ 工場蒸気圧力計
１２ モード切替ロジック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
脱気器とは、ボイラー給水中の溶存酸素によって、ボイラーが腐食するのを防止するため、溶存酸素を蒸気で過熱することにより、除去するための装置である。
【０００３】
従来、蒸気発電プラントの脱気器においては、蒸気タービンの抽気を、脱気処理用の蒸気として使用している。この蒸気圧力は、脱気処理に必要な約０．３ＭPａの圧力をもった蒸気を使用している。ここで、蒸気圧力が低下すると、脱気処理不能となるため、別系統から、バックアップ用の蒸気を準備し、バックアップ処理を行うことがある。鉄鋼所のように低圧蒸気を所内で使用するプロセスにおいては、これを「工場蒸気」と称し、脱気器用のバックアップ蒸気として使用することが多い。
【０００４】
工場蒸気は、背圧蒸気タービン発電機を使用して製造するため、デマンド対応の夏季においては、発電を優先するため、工場蒸気が余剰に製造され、放散される場合がある。このため、工場蒸気と復水蒸気タービンの抽気蒸気の運用としては、通常、蒸気単価の安価なタービン抽気を使用して運転し、夏季等、工場蒸気が余剰に製造された場合は、工場蒸気を使用するようにしている。
【０００５】
ただし、工場蒸気は、所内の操業状況によって、使用量が変動するため、工場蒸気使用工場の稼動状況によっては、末端の工場蒸気使用工場では、蒸気圧力の低下により、操業に影響を与えてしまう可能性がある。よって、蒸気発電プラントのオペレータは、末端の工場蒸気圧力を監視しながら、工場蒸気使用工場の操業に、影響を与えないように脱気器設備の運転を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２７０６３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２１１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の脱気器の蒸気圧力制御方法では、抽気を優先的に使用するモードと、工場蒸気を優先的に使用するモードとを選択自在に用意するために、２つの蒸気圧力調節器の設定値に偏差を設けておき、優先的に使用するモード用の調節計の蒸気圧力設定値を、他方のモード用の調節計の設定値よりも高く設定しておき、優先的に使用するモード側の蒸気の圧力が低下して、制御弁全開としても、圧力制御不能となった場合、他方のモード用の調節計が作動し、蒸気圧力がバックアップされるような制御を行っている。
【０００８】
しかしながら、このような制御方法では、基本的に、夏季にデマンド対応で、工場蒸気が余剰になっているとき、工場蒸気の使用を優先するモードを使用しているが、工場蒸気は、所内低圧蒸気使用工場で操業に使用するため、末端の低圧蒸気使用工場で、蒸気圧力が低下した場合、背圧蒸気タービン発電機で製造した低圧蒸気は、脱気器用の蒸気としては使用せずに工場蒸気として優先使用する必要があるにも関らず、脱気器用の蒸気として継続使用され、低圧蒸気使用工場の操業に影響を及ぼすことがある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、工場蒸気優先モードの選択時において、末端の所内低圧蒸気使用工場で蒸気圧力が低下した場合でも、末端の所内低圧蒸気使用工場の操業に影響を及ぼすことがない蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法および制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法は、ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントであって、前記脱気器の脱気処理用の蒸気として、前記復水蒸気タービンの抽気を優先的に使用する抽気優先モードと、前記工場蒸気を優先的に使用する工場蒸気優先モードとの設定が選択自在な蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法において、前記工場蒸気優先モードの選択時に、末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視し、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合にはモード切替ロジックにより前記抽気優先モードに切り替えるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法は、上記発明において、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には前記モード切替ロジックにより前記工場蒸気優先モードに復帰させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置は、ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントであって、前記脱気器の脱気処理用の蒸気として、前記復水蒸気タービンの抽気を優先的に使用する抽気優先モードと、前記工場蒸気を優先的に使用する工場蒸気優先モードとの設定が選択自在な蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置において、前記工場蒸気優先モードの選択時に、末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視する圧力監視手段と、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合には前記抽気優先モードに切り替えるモード切替ロジックと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置は、上記発明において、前記モード切替ロジックは、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には前記工場蒸気優先モードに復帰させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、工場蒸気優先モードの選択時に、末端の所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視し、圧力監視を行っている末端の所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合にはモード切替ロジックにより自動的かつ強制的に抽気優先モードに切り替えるようにしたので、工場蒸気優先モードの選択時において、末端の所内低圧蒸気使用工場で蒸気圧力が低下した場合でも、末端の所内低圧蒸気使用工場の操業に影響を及ぼすことがない蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法および制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施の形態にかかるボイラー脱気器蒸気圧力制御の系統図である。
【図２】図２は、モード切換ロジックの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法および制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本実施の形態にかかるボイラー脱気器蒸気圧力制御の系統図である。基本的には、図示しないボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器１による脱気処理が行われた後、再び、ボイラーに給水されるとともに、図示しない背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントに適用される。
【００１８】
したがって、脱気器１は、復水器より受け入れた復水を、蒸気で脱気処理し、ボイラー給水として送水する。脱気器１には、脱気圧力計２が設置され、その検出信号を、脱気器圧力調節計（工場蒸気側）５および脱気器圧力調節計（タービン抽気側）６に伝送し、設定値との偏差にＰＩＤ演算を行った制御出力により、各々、脱気器蒸気圧力制御弁（工場蒸気側）７、脱気器蒸気圧力制御弁（タービン抽気側）８の弁開度を制御して、脱気器１の圧力制御を実行する。
【００１９】
ここで、２つの圧力調節計５、６には、設定偏差が設けられている。すなわち、手動設定器３によって設定された設定値（高）と、この設定値よりも定数減算器４によって規定値分減算された、小さな設定値（低）との２つが、各々圧力調節計５、６の設定値としてセットされ、いずれの設定値を使用するかは優先モードによって決定される。優先モードとしてしは、復水蒸気タービンの抽気を脱気器１の脱気処理用の蒸気として優先的に使用する抽気優先モードと、工場蒸気を優先的に脱気器１の脱気処理用の蒸気として使用する工場蒸気優先モードとの２種類が選択自在に用意されている。
【００２０】
例えば、抽気優先モードを選択した場合には、
脱気器圧力調節計（工場蒸気側）５の設定値＜脱気器圧力調節計（タービン抽気側）６の設定値
となり、工場蒸気優先モードを選択した場合には、
脱気器圧力調節計（工場蒸気側）５の設定値＞脱気器圧力調節計（タービン抽気側）６の設定値
となる。
【００２１】
このような偏差設定によって、常に選択されている優先モード側の蒸気圧力制御が作動し、他方の優先モード用の蒸気圧力制御弁は全閉状態となる。そして、何らかの異常によって、選択されている優先モード側の蒸気が供給されなくなり、蒸気圧力が低下した場合には、他方の優先モード用の蒸気圧力制御が作動し、脱気器１の蒸気圧力制御がバックアップされる。
【００２２】
ここで、所内の低圧蒸気使用工場は、複数あり、これを低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎと表現する。これらの低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎには、各々の使用蒸気圧力を常時監視する圧力監視手段としての工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎが設けられている。各低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの操業状況によって、工場蒸気を多く使用する場合は、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの測定値は下がり、工場蒸気を使用しなくなった場合には工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの測定値は復帰する。このような工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの工場蒸気圧力信号を、警報設定器１１１、…、１１ｎにおいて所定の規定値を用いて、Ｈ，Ｌの接点信号に変換し、低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの操業状態の判別に使用する。警報設定器１１１、…、１１ｎは、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの工場蒸気圧力信号が規定値よりも低い場合にはＬレベルの接点信号を出力し、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎの工場蒸気圧力信号が規定値以上の場合にはＨレベルの接点信号を出力する。これらの警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号は、モード切換ロジック１２に入力されている。
【００２３】
図２は、モード切換ロジック１２の構成例を示すブロック図である。このモード切換ロジック１２は、抽気優先モード選択ボタン１３の選択によりセットされ、工場蒸気優先モード選択ボタン１４の選択によりリセットされるフリップフロップ１５と、このフリップフロップ１５の出力側に接続されたＯＲゲート１６とを備える。このＯＲゲート１６の出力が、モード切替信号として切替スイッチ５ａ，６ａに与えられる。また、警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号は、反転器１７１、…、１７ｎを介してＯＲゲート１８に入力されているとともに、警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号は、ＡＮＤゲート１９に入力されている。そして、ＯＲゲート１８の出力をセット入力とし、ＡＮＤゲート１９の出力をリセット入力とするフリップフロップ２０を備え、このフリップフロップ２０の出力はＡＮＤゲート２１に入力されている。このＡＮＤゲート２１には、工場蒸気優先モードの選択時にＡＮＤゲート２１側を有効とするために、フリップフロップ１５の出力が反転器２２を介して入力されている。また、ＡＮＤゲート２１の出力は、モード強制切替用としてＯＲゲート１６に入力されている。
【００２４】
このような構成において、抽気優先モード選択ボタン１３を選択すると、フリップフロップ１５がセットされてその出力がＨとなるため、ＯＲゲート１６の出力もＨとなり、モード切替信号として抽気優先モードの信号が出力される。このとき、フリップフロップ１５の出力が反転器２２を介してＬレベルの信号としてＡＮＤゲート２１に入力されるため、ＡＮＤゲート２１の出力は、警報設定器１１１、…、１１ｎ側の接点信号に関係なく、常に、Ｌレベルとなる。
【００２５】
一方、夏季等、デマンド対応により、背圧蒸気タービン発電機の運転によって、低圧蒸気が余剰となった場合、工場蒸気優先モードボタン１４を選択することにより、工場蒸気優先モードに設定する。すなわち、工場蒸気優先モードボタン１４を選択すると、フリップフロップ１５がリセットされてその出力がＬとなる。そして、警報設定器１１１、…、１１ｎの出力信号が全てＨレベルであれば、フリップフロップ２０がリセットされ、その出力がＬレベルとなるため、ＡＮＤゲート２１の出力もＬレベルとなる。よって、ＯＲゲート１６の出力は、Ｌとなり、モード切替信号として工場蒸気優先モードの信号が出力される。このとき、フリップフロップ１５の出力が反転器２２を介してＨレベルの信号としてＡＮＤゲート２１に入力されるため、ＡＮＤゲート２１の出力は、警報設定器１１１、…、１１ｎ側の接点信号の待機状態となる。
【００２６】
このような工場蒸気優先モードの選択時において、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎにより圧力監視を行っている末端の所内低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合には、警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号のいずれか一つがＬレベルとなる。よって、ＯＲゲート１８の出力がＨレベルとなり、フリップフロップ２０がセットされるのでＡＮＤゲート２１の出力もＨレベルとなる。この結果、ＯＲゲート１６の出力が強制的にＨレベルとなり、モード切替信号が自動的に工場蒸気優先モードから抽気優先モードに切り替えられる。これにより、工場蒸気を脱気器１の圧力制御に使用しないようになる。
【００２７】
その後、工場蒸気圧力計１０１、…、１０ｎにより圧力監視を行っている末端の所内低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には、警報設定器１１１、…、１１ｎの接点信号の全てがＨレベルとなる。よって、ＡＮＤゲート１９の出力がＨレベルとなり、フリップフロップ２０がリセットされるのでＡＮＤゲート２１の出力がＬレベルとなる。この結果、ＯＲゲート１６の出力が強制的にＬレベルとなり、モード切替信号が自動的に抽気優先モードから工場蒸気優先モードに切り替えられ、工場蒸気優先モードに復帰する。
【００２８】
よって、本実施の形態によれば、低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの操業状態の変化を気にすることなく、工場蒸気優先モードを使用して脱気器１の蒸気圧力制御を行うことができ、オペレータのモード切替忘れによる低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎの操業に影響を及ぼすことを回避することができる。また、末端の低圧蒸気使用工場９１、…、９ｎとして、蒸気圧力の監視を行う工場が複数ある場合でも、モード切替ロジック１２により、工場蒸気優先モードからのモード切替を自動的に行うため、オペレータの監視・調整に関する作業負荷を軽減させることもできる。
【符号の説明】
【００２９】
１ 脱気器
９１、…、９ｎ 低圧蒸気使用工場
１０１、…、１０ｎ 工場蒸気圧力計
１２ モード切替ロジック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントであって、前記脱気器の脱気処理用の蒸気として、前記復水蒸気タービンの抽気を優先的に使用する抽気優先モードと、前記工場蒸気を優先的に使用する工場蒸気優先モードとの設定が選択自在な蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法において、
前記工場蒸気優先モードの選択時に、末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視し、
圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合にはモード切替ロジックにより前記抽気優先モードに切り替えるようにしたことを特徴とする蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法。
【請求項２】
圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には前記モード切替ロジックにより前記工場蒸気優先モードに復帰させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法。
【請求項３】
ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントであって、前記脱気器の脱気処理用の蒸気として、前記復水蒸気タービンの抽気を優先的に使用する抽気優先モードと、前記工場蒸気を優先的に使用する工場蒸気優先モードとの設定が選択自在な蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置において、
前記工場蒸気優先モードの選択時に、末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視する圧力監視手段と、
圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合には前記抽気優先モードに切り替えるモード切替ロジックと、
を備えることを特徴とする蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置。
【請求項４】
前記モード切替ロジックは、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には前記工場蒸気優先モードに復帰させることを特徴とする請求項３に記載の蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置。
【請求項１】
ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントであって、前記脱気器の脱気処理用の蒸気として、前記復水蒸気タービンの抽気を優先的に使用する抽気優先モードと、前記工場蒸気を優先的に使用する工場蒸気優先モードとの設定が選択自在な蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法において、
前記工場蒸気優先モードの選択時に、末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視し、
圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合にはモード切替ロジックにより前記抽気優先モードに切り替えるようにしたことを特徴とする蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法。
【請求項２】
圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には前記モード切替ロジックにより前記工場蒸気優先モードに復帰させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御方法。
【請求項３】
ボイラーで製造した蒸気で復水蒸気タービンを駆動し、その後、蒸気が復水となって系を循環し、脱気器による脱気処理が行われた後、再び、前記ボイラーに給水されるとともに、背圧蒸気タービン発電機により工場蒸気の製造を行い、所内低圧蒸気使用工場に工場蒸気として供給する蒸気発電プラントであって、前記脱気器の脱気処理用の蒸気として、前記復水蒸気タービンの抽気を優先的に使用する抽気優先モードと、前記工場蒸気を優先的に使用する工場蒸気優先モードとの設定が選択自在な蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置において、
前記工場蒸気優先モードの選択時に、末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号を常時監視する圧力監視手段と、
圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の一つでも規定値よりも低下した場合には前記抽気優先モードに切り替えるモード切替ロジックと、
を備えることを特徴とする蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置。
【請求項４】
前記モード切替ロジックは、圧力監視を行っている末端の前記所内低圧蒸気使用工場側の蒸気圧力信号の全てが規定値以上に復帰した場合には前記工場蒸気優先モードに復帰させることを特徴とする請求項３に記載の蒸気発電プラントにおける脱気器の圧力制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１５９２１９（Ｐ２０１２−１５９２１９Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７９５５（Ｐ２０１１−１７９５５）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
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