(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラで発生させられて高圧蒸気溜めに溜められた蒸気を、蒸気ラインを通して蒸気タービンへ供給するときに、蒸気タービン入口部のタービンガバナを操作してタービン入口圧力を制御することにより、主蒸気圧力に応じた発電を行うようにする調圧制御を基本として、受電電力が設定受電量を下回るときには、受電電力計の検出信号に基づき受電電力が設定受電量になるよう発電量を自動設定し、調速制御モードに切り替えて調速制御を行い、受電電力が設定値以上で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに切り替えて調圧制御に戻すようにし、一方、発電電力計の検出信号を基に発電量が発電機定格電力を超えたことが検出されたときには、発電量が発電機定格電力となるよう設定信号を基に調速制御モードに切り替えて調速制御を行い、発電電力が発電機定格電力以下で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに切り替えて調圧制御に戻すようにすることを特徴とする蒸気タービン発電機の運転制御方法。
【請求項２】
ボイラで発生させられて高圧蒸気溜めに溜められた蒸気を、蒸気ラインを通して蒸気タービンへ供給するときに、蒸気タービン入口部のタービンガバナを操作してタービン入口圧力を制御することにより、主蒸気圧力に応じた発電を行うようにする調圧制御を基本として、受電電力が設定受電量を下回るときには、受電電力計の検出信号に基づき受電電力が設定受電量になるよう発電量を自動設定し、調速制御モードに切り替えて調速制御を行い、受電電力が設定値以上で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに切り替えて調圧制御に戻すようにし、一方、発電電力計の検出信号を基に発電量が発電機定格電力を超えたことが検出されたときには、発電量が発電機定格電力となるよう設定信号を基に調速制御モードに切り替えて調速制御を行い、発電電力が発電機定格電力以下で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに切り替えて調圧制御に戻すようにし、上記調速制御時に、蒸気ラインの途中に接続してある逃しライン中の高圧蒸気復水器入口弁を操作して、高圧蒸気復水器に逃がす余剰蒸気の量を変化させて高圧蒸気溜めの圧力を制御するようにさせることを特徴とする蒸気タービン発電機の運転制御方法。
【請求項３】
ボイラで発生させられて高圧蒸気溜めに溜められた蒸気を蒸気タービンへ導く蒸気ラインの上記蒸気タービンの入口部にタービンガバナを設け、該タービンガバナに与える圧力制御器からの操作指令信号と電力制御器からの操作指令信号とを切り替えるモード切替スイッチを、主制御器からのモード切替指令信号で操作するようにしてある蒸気タービン発電機の運転制御装置において、主蒸気圧力に応じた発電を行うようにする調圧制御を基本として、受電電力が設定受電量を下回るときには、受電電力計の検出信号を基に設定受電量になるよう上記主制御器からのモード切替指令信号により上記モード切替スイッチを圧力制御器側から電力制御器側に切り替えるようにすると共に、発電電力計の検出信号と上記主制御器からの設定信号とを基に電力制御器からの操作指令信号を上記タービンガバナへ送って蒸気タービンを調速制御とするようにし、受電電力が設定値以上で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で上記主制御器からのモード切替指令信号によりモード切替スイッチを圧力制御器側に切り替えて調圧制御に戻すようにし、更に、上記発電電力計の検出信号を基に発電量が発電機定格電力を超えたことが検出されたときには、上記主制御器からのモード切替指令信号により上記モード切替スイッチを圧力制御器側から電力制御器側に切り替えるようにすると共に、発電量が発電機定格電力となるよう主制御器からの設定信号を基に電力制御器から操作指令信号をタービンガバナへ送って蒸気タービンを調速制御とするようにし、発電電力が発電機定格電力以下で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で上記主制御器からのモード切替指令信号によりモード切替スイッチを圧力制御器側に切り替えて調圧制御に戻すようにした構成を有することを特徴とする蒸気タービン発電機の運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボイラプラントにおいて発生する蒸気を有効利用できるようにするために用いる蒸気タービン発電機の運転制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
系統に連繋し、逆潮流できない蒸気タービン発電機を有するボイラプラントにおいては、発電機制御モードとして、通常は、設定した発電量になるようにタービンガバナを制御してタービン調速制御を行うようにする発電一定モードが採用されているが、この発電一定モードの他に、設定した受電量になるように発電量を自動設定してタービン調速制御を行い、発電量が定格電力を超えた場合にその分受電量を増やすようにする受電一定制御モードと、主蒸気圧力に応じた発電を行う調圧制御モードとが要望に応じて使い分けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記発電一定制御モードの場合、発生蒸気量は変動することから、発電を安定に行うためには、設定を平均的な蒸気発生量よりも少なめの蒸気に合わせなければならず、そのため、常時一定量以上の無駄な蒸気が発生してしまい、又、たとえば、構内使用電力が２５００ＫＷで発電電力が２０００ＫＷの場合に、構内使用電力が２５００ＫＷから１５００ＫＷに減少した際には、発電電力が一定のため５００ＫＷ余剰となり逆潮流を起してしまい、受電トリップとなる虞がある。
【０００４】
一方、上記受電一定制御モードの場合には、自動設定した発電量に見合う蒸気発生量がないと、タービン主蒸気圧力低下を招く虞があり、又、自動設定した発電量に見合う蒸気発生量以上の蒸気があると、その蒸気は無駄になってしまう。
【０００５】
更に、上記調圧制御モードの場合には、発電電力が発電機定格電力を超えると過電流でトリップしてしまい、又、発電電力が増えることにより受電電力が減少した際には、逆潮流を起し、受電トリップとなる虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ボイラで発生する蒸気を可能な限り発電に使用して蒸気の有効利用を図り、且つ蒸気発生量、蒸気使用量、構内使用電力のいずれの変動に対しても自動的に対応することができるような蒸気タービン発電機の運転制御方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、ボイラで発生させられて高圧蒸気溜めに溜められた蒸気を、蒸気ラインを通して蒸気タービンへ供給するときに、蒸気タービン入口部のタービンガバナを操作してタービン入口圧力を制御することにより、主蒸気圧力に応じた発電を行うようにする調圧制御を基本として、受電電力が設定受電量を下回るときには、受電電力計の検出信号に基づき受電電力が設定受電量になるよう発電量を自動設定し、調速制御モードに切り替えて調速制御を行い、受電電力が設定値以上で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに切り替えて調圧制御に戻すようにし、一方、発電電力計の検出信号を基に発電量が発電機定格電力を超えたことが検出されたときには、発電量が発電機定格電力となるよう設定信号を基に調速制御モードに切り替えて調速制御を行い、発電電力が発電機定格電力以下で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに切り替えて調圧制御に戻すようにする蒸気タービン発電機の運転制御方法及び装置とする。
【０００８】
基本的に調圧制御を採用したことから、タービン主蒸気圧力を安定化させることができ、蒸気をすべて発電に利用できる。更に、蒸気発生量の変動や蒸気使用量の変動、構内使用電力の変動などに対しても自動で対応できるようになる。
【０００９】
又、調速制御時に、蒸気ラインの途中に接続してある逃しライン中の高圧蒸気復水器入口弁を操作して、高圧蒸気復水器に逃がす余剰蒸気の量を変化させて高圧蒸気溜めの圧力を制御するようにさせると、高圧蒸気溜めの圧力を直接制御することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の蒸気タービン発電機の運転制御装置を示すもので、図示しないボイラで発生させられた蒸気を溜めるようにする高圧蒸気溜め１と蒸気タービン発電機２の蒸気タービン３とを蒸気ライン４で接続すると共に、該蒸気ライン４のタービン入口部にタービンガバナ５を設ける。又、蒸気ライン４のタービンガバナ５よりも上流部に圧力式温度計６を組み付けると共に、該圧力式温度計６で検出した信号ａを基に上記タービンガバナ５に操作指令信号ｂを送って蒸気タービン３を調圧制御するための圧力制御器７を設ける。一方、上記蒸気タービン発電機２の発電電力計８で検出した信号ｃと受電電力計９で検出した信号ｄとを主制御器１０へ送るようにし、又、上記発電電力計８の検出信号ｃと主制御器１０からの設定信号ｅとを基に上記タービンガバナ５に操作指令信号ｆを送って蒸気タービン３を調速制御するための電力制御器１１を設け、且つ上記主制御器１０からのモード切替指令信号ｇに基づき圧力制御器７からタービンガバナ５への調圧制御の操作指令信号ｂと上記電力制御器１１から上記タービンガバナ５への調速制御の操作指令信号ｆとを切り替えるためのモード切替スイッチ１２を設ける。更に、上記蒸気ライン４の途中に逃しライン１３を分岐接続すると共に、該逃しライン１３を高圧蒸気復水器１４に接続して、該高圧蒸気復水器１４の入口部に入口弁１５を設け、上記高圧蒸気溜め１に設置した圧力式温度計１６の検出信号ｈと上記検出信号ａに基づく主制御器１０からの設定信号ｉとを基に上記入口弁１５へ操作指令信号ｊを送って高圧蒸気溜め１の蒸気を高圧蒸気復水器１４に逃がすようにするための圧力制御器１７を備えた構成としてある。
【００１２】
上記構成としてある蒸気タービン発電機の運転制御装置において、上記主制御器１０に、次の機能を具備させる。すなわち、高圧蒸気溜め１内に溜められた蒸気を、蒸気ライン４を通して蒸気タービン３へ供給するときに、圧力式温度計６の検出信号ａを基に圧力制御器７からタービンガバナ５へ操作指令信号ｂを送ってタービン入口圧力を制御することにより、主蒸気圧力に応じた発電を行うようにする調圧制御モードを基本とする機能と、受電電力が設定受電量を下回るときには、設定受電量になるよう発電量を自動設定して調速制御モードを実施し、受電電力が設定値以上で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに戻すようにする機能と、発電量が発電機定格電力を超えたときには、発電量を発電機定格電力に設定して調速制御モードを実施し、発電電力が発電機定格電力以下で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに戻すようにする機能と、発電電力が増え受電電力が減少した際にも、自動で調速制御モードに切り替える機能とを、上記主制御器１０に具備させた構成とする。
【００１３】
又、上記調速制御モード時には、高圧蒸気復水器１４の入口弁１５を操作して、高圧蒸気溜め１から蒸気ライン４、逃しライン１３を経て高圧蒸気復水器１４へ逃す余剰蒸気の量を変化させることで、高圧蒸気溜め１の圧力を直接制御するようにさせる。
【００１４】
平常運転時は、モード切替スイッチ１２が圧力制御器７側位置にあり、主蒸気圧力に応じた発電を行う調圧制御モードを実施するが、この場合、圧力式温度計６の検出信号ａに基づく圧力制御器７からの操作指令信号ｂによりタービンガバナ５が操作され、発電電力が変化させられることで蒸気タービン３の入口圧力が制御される。この際、高圧蒸気復水器１４に余剰蒸気を逃すことによる高圧蒸気溜め１の圧力制御は行わず、暖管に必要な最低蒸気のみを流すようにする。但し、タービントリップ等により高圧蒸気溜め１の圧力が上昇するのを防止するために、タービン主蒸気圧力設定より高めの圧力で高圧蒸気溜め１の圧力制御を継続し、同時にタービンガバナ５の制御との干渉を避けるようにする。なお、設定圧力の変更は自動で行うようにする。
【００１５】
上記の運転状態において、受電電力が設定受電量を下回ると、受電電力計９の検出信号ｄに基づき主制御器１０にて設定受電量になるよう発電量が自動設定され、調速制御モードに切り替えられる。この場合、主制御器１０から出されたモード切替指令信号ｇによりモード切替スイッチ１２が電力制御器１１側に切り替えられると共に、発電量の設定信号ｅが電力制御器１１に送られることになり、電力制御器１１では、発電電力計８の検出信号ｃの値が設定信号ｅの値となるようタービンガバナ５へ操作指令信号ｆを出力することになる。これにより、逆潮流が防止される。かかる調速制御により受電電力が設定電力を超え且つ主蒸気圧力が設定値以下になると、その時点で、再びモード切替スイッチ１２が圧力制御器７側に切り替えられ、調圧制御モードに戻される。
【００１６】
一方、調圧制御モードでの運転時に、主制御器１０で、発電電力計８の検出信号ｃを基に発電量が発電機定格電力を超えたことが検出されると、発電量が定格電力に設定され、調速制御モードに切り替えられる。この場合も、上記の場合と同様に、モード切替スイッチ１２が電力制御器１１側に切り替えられ、定格電力となるよう設定信号ｅを基に電力制御器１１からタービンガバナ５へ操作指令信号ｆが送られる。これにより過電流トリップが防止される。かかる調速制御により発電電力が発電機定格電力以下となり且つ主蒸気圧力が設定値以下になると、その時点で再びモード切替スイッチ１２が圧力制御器７側に切り替えられ、調圧制御モードに戻される。
【００１７】
更に、発電電力が増えて受電量が減少した際にも、自動で調速制御（受電一定）に切り替わるので、やはり逆潮流が未然に防止される。
【００１８】
このように、本発明では、調圧制御を基本的に採用しているので、蒸気タービン３の主蒸気圧力低下が起こることはなく、安定した運転を行うことができ、且つボイラで発生した蒸気をすべて発電に利用できるため、蒸気を有効利用することができる。又、蒸気発生量の変動、蒸気使用量の変動、構内使用電力の変動など、いずれの変動に対しても自動対応することができる。
【００１９】
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の蒸気タービン発電機の運転制御方法及び装置によれば、ボイラで発生させられて高圧蒸気溜めに溜められた蒸気を、蒸気ラインを通して蒸気タービンへ供給するときに、蒸気タービン入口部のタービンガバナを操作してタービン入口圧力を制御することにより、主蒸気圧力に応じた発電を行うようにする調圧制御を基本として、受電電力が設定受電量を下回るときには、受電電力計の検出信号に基づき受電電力が設定受電量になるよう発電量を自動設定し、調速制御モードに切り替えて調速制御を行い、受電電力が設定値以上で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに切り替えて調圧制御に戻すようにし、一方、発電電力計の検出信号を基に発電量が発電機定格電力を超えたことが検出されたときには、発電量が発電機定格電力となるよう設定信号を基に調速制御モードに切り替えて調速制御を行い、発電電力が発電機定格電力以下で且つ主蒸気圧力が設定値以下になった時点で調圧制御モードに切り替えて調圧制御に戻すようにするので、ボイラで発生した蒸気をすべて発電に利用することができることにより、蒸気を有効利用することができ、又、蒸気発生量、蒸気使用量、構内使用電力等の変動に対しても、手動介入を必要とせずに自動対応できて、逆潮流や過電流トリップを防止することができ、このため、オペレータの負担を大幅に軽減することができる。更に、調速制御時に、蒸気ラインの途中に接続してある逃しライン中の高圧蒸気復水器入口弁を操作して、高圧蒸気復水器に逃がす余剰蒸気の量を変化させて高圧蒸気溜めの圧力を制御するようにさせることによって、高圧蒸気溜め圧力を制御することができ、安定して運転を行うことができる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸気タービン発電機の運転制御装置の実施の一形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１  高圧蒸気溜め
２  蒸気タービン発電機
３  蒸気タービン
４  蒸気ライン
５  タービンガバナ
７ 圧力制御器
８ 発電電力計
９ 受電電力計
１０  主制御器
１１  電力制御器
１２  モード切替スイッチ
１３  逃しライン
１４  高圧蒸気復水器
１５  入口弁
１７  圧力制御器
ｂ  操作指令信号
ｃ  検出信号
ｄ 検出信号
ｅ 設定信号
ｆ 操作指令信号
ｇ  モード切替指令信号
【図１】
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