專利名稱：發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置以及控制方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)頻率變動或者請求負載變化來控制凝結(jié)水流量的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置以及控制方法。
背景技術(shù)：
以往，大多采用由水蒸氣驅(qū)動蒸氣渦輪發(fā)電機，將其變換為電力的發(fā)電設備。圖29是表示一般的火力發(fā)電設備的圖。該火力發(fā)電設備具有產(chǎn)生蒸氣的鍋爐10、通過鍋爐10的蒸氣驅(qū)動發(fā)電機12的多個渦輪14、16、18。從供水泵20經(jīng)由高壓供水加熱器22向鍋爐10供水，鍋爐10對供水進行加熱而產(chǎn)生主蒸氣。
主蒸氣經(jīng)由調(diào)節(jié)閥24被提供給高壓渦輪14。高壓渦輪14的排氣蒸氣作為低溫再熱蒸氣被提供給鍋爐10內(nèi)部的再熱器。通過再熱器而被再加熱后的高溫再熱蒸氣被提供給中壓渦輪16，中壓渦輪16的排氣蒸氣被提供給低壓渦輪18。低壓渦輪18的排熱蒸氣被導入凝結(jié)器26。
在凝結(jié)器26中排熱蒸氣被冷卻而生成的凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵28，經(jīng)由低壓供水加熱器30而被提供給脫氣器32。向脫氣器32提供中壓潤輪16的抽氣蒸氣,通過抽氣蒸氣的熱將供水中包含的氧除去。從脫氣器32排出的供水經(jīng)由供水泵20以及高壓供水加熱器22而被提供給鍋爐10。
在此，脫氣器32具有蓄積脫氣后的供水的脫氣器蓄水箱，在從凝結(jié)器26到脫氣器32的凝結(jié)水供給線上設有脫氣器水位調(diào)整閥34。在脫氣器蓄水箱中蓄積的供水量通過脫氣器水位調(diào)整閥34而保持一定。因此，在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，在脫氣器32中，被提供給該脫氣器32的凝結(jié)水量、提供給鍋爐10的供水量、和來自中壓渦輪16的抽氣量維持一定的平衡。
在這樣的發(fā)電設備中，根據(jù)來自電力系統(tǒng)側(cè)的請求負載指令來進行輸出控制。例如，在專利文獻I (日本特開2009-300038號公報)中公開了下述結(jié)構(gòu):根據(jù)對鍋爐的請求負載信號來進行調(diào)節(jié)閥的開度控制、燃料流量控制或者供水流量控制。另外，在電力系統(tǒng)、發(fā)電設備中的頻率發(fā)生了變動的情況下，實施了基于調(diào)節(jié)器的頻率控制。在上述以往的發(fā)電設備中，主要通過鍋爐的蒸氣系統(tǒng)側(cè)的蒸氣流量控制、蒸氣壓力控制、燃料流量控制、空氣流量控制或者調(diào)節(jié)閥開度控制等，來進行與請求負載指令或頻率變動對應的輸出控制。
另一方面，近年來，除了上述那樣的大型的發(fā)電設備，風力發(fā)電場或大規(guī)模太陽能發(fā)電站等利用了自然能源的分散型電源向電力系統(tǒng)的導入不斷進步。例如在風力的情況下，由于風停止等理由，能利用的自然能源的量發(fā)生變動，從而在分散型電源中產(chǎn)生輸出變動。由于該輸出變動，在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生細微的頻率變動，對發(fā)電設備要求使所提及的頻率變動穩(wěn)定化那樣的輸出控制。為了使該頻率變動穩(wěn)定化，在發(fā)電設備中，以往實施了基于調(diào)節(jié)閥的開度控制的頻率控制。
在先技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2009-300038號公報發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明所要解決的課題)
然而，在電力系統(tǒng)的頻率變動較大的情況下，像以往那樣僅進行通過基于調(diào)節(jié)閥的開度控制的頻率控制無法充分地抑制變動，必須通過鍋爐的蒸氣系統(tǒng)側(cè)的控制來抑制變動。然而，在專利文獻I等公開的鍋爐的蒸氣系統(tǒng)側(cè)的控制中，由于例如對燃料流量指令的浪費時間延遲、鍋爐中的作為燃料的煤炭的燃燒延遲等使得控制的響應性不高，難以實現(xiàn)迅速的變動抑制。特別是，由于以短時間周期產(chǎn)生由分散型電源帶來的頻率變動，所以較高地維持輸出控制相對于頻率變動的追隨性是十分困難的。
另外，即使在針對通常的負載變化的鍋爐的蒸氣系統(tǒng)側(cè)的控制中，在負載變化率較大的情況下，對指令的延遲變得顯著，與頻率變動的情況一樣，難以提高控制相對于負載變化的追隨性。
因此，本發(fā)明鑒于上述提到的現(xiàn)有技術(shù)的問題，其目的在于提供一種能改善針對頻率變動或者請求負載變化的響應性，能可靠地抑制頻率變動，或者能提高發(fā)電輸出相對于請求負載指令的追隨性的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置以及控制方法。
(用于解決課題的手段)
為了解決上述的課題，本發(fā)明所涉及的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置被應用于發(fā)電設備，該發(fā)電設備包括；鍋爐；被導入由上述鍋爐產(chǎn)生的蒸氣的蒸氣渦輪；由上述蒸氣渦輪驅(qū)動的發(fā)電機；被提供來自上述蒸氣渦輪的排熱蒸氣的凝結(jié)器；脫氣器，其經(jīng)由脫氣器水位調(diào)整閥而被提供由上述凝結(jié)器生成的凝結(jié)水，并被導入上述蒸氣渦輪的抽氣蒸氣；和將由上述脫氣器脫氣后的供水提供給上述鍋爐的供水泵，所述發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置的特征在于，具有執(zhí)行凝結(jié)水流量控制的水位等級調(diào)整單元，其被輸入頻率變動或者請求負載變化，按照抑制所輸入的頻率變動的方式，或者按照使上述發(fā)電機的輸出值追隨所輸入的請求負載變化的方式，來調(diào)整在從上述脫氣器水位調(diào)整閥到上述脫氣器之間延伸的凝結(jié)水流路的壓力，從而調(diào)整上述蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量。
在本發(fā)明所涉及的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置中，通過根據(jù)頻率變動或者請求負載變化，調(diào)整從脫氣器水位調(diào)整閥到脫氣器為止的凝結(jié)水流路的壓力，由此控制來自蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量。例如，若減少抽氣蒸氣量，則能增大發(fā)電機的輸出，若增大抽氣蒸氣量，則能減少發(fā)電機的輸出。基于這樣使抽氣蒸氣量變化的輸出控制，與鍋爐的蒸氣系統(tǒng)中的輸出控制相比響應性高。因此，通過在鍋爐的蒸氣系統(tǒng)中的輸出控制中添加本構(gòu)成，從而與以往相比能大幅度改善響應性。
因此，根據(jù)該發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，能提高頻率變動的抑制或者發(fā)電輸出對請求負載指令的追隨性。另外，由于不用重新設置抽氣蒸氣量控制閥就能進行抽氣蒸氣量的控制，所以能以低成本實現(xiàn)發(fā)電設備。此外，鍋爐的蒸氣系統(tǒng)中的輸出控制是指燃料流量控制、供水流量控制、空氣流量控制、蒸氣流量控制、蒸氣壓力控制或者調(diào)節(jié)閥開度控制等。
S卩，在該發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置中，臨時取出蒸氣渦輪側(cè)的機器所具有的能量，由此使對目標頻率設定或者請求負載設定的追隨性提高。因此，能實現(xiàn)頻率變動的抑制，或者高負載變化時的輸出偏差的降低。特別是，由于高負載變化時的輸出偏差的降低，使得控制發(fā)電機輸出的調(diào)節(jié)閥開度的上升變小，所以能減小主蒸氣壓力偏差。
優(yōu)選上述發(fā)電設備具備低壓加熱器，該低壓加熱器被配置于上述凝結(jié)水流路，并從上述蒸氣渦輪被提供抽氣蒸氣來對上述凝結(jié)水進行加熱。
根據(jù)該構(gòu)成，通過低壓加熱器，能高效地提高提供給鍋爐的供水的溫度。另一方面，在該構(gòu)成中，提供給低壓加熱器的抽氣蒸氣的量通過調(diào)整凝結(jié)水流路的壓力來控制。因此，即使采用低壓加熱器，也能可靠地抑制頻率變動，或者使發(fā)電輸出對請求負載指令的追隨性提高。
優(yōu)選上述水位等級調(diào)整單元基于預先設定的頻率變動或者請求負載變化與上述脫氣器的水位等級或者保有水量的關(guān)系，根據(jù)上述頻率變動或者上述請求負載變化來算出上述水位等級的設定值或者上述保有水量的設定值，并按照上述脫氣器的水位等級或者保有水量成為該水位等級的設定值或者該保有水量的設定值的方式向上述脫氣器水位調(diào)整閥輸出開度指令。
在該構(gòu)成中，通過變更水位等級的設定值或者保有水量的設定值，由此控制來自蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量。根據(jù)該構(gòu)成，能以簡單的構(gòu)成且可靠地調(diào)整凝結(jié)水流路的壓力，控制來自蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量。
此外，在該構(gòu)成中，水位等級的設定值或者保有水量的設定值的計算也可以利用頻率變動與請求負載變化雙方。進而，脫氣器水位調(diào)整閥的開度指令可以是開度指令值，也可以是開度上限值以及下限值的組。
優(yōu)選發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置還具有復原單元，該復原單元在滿足了規(guī)定的復原條件的情況下，執(zhí)行復原控制，使上述水位等級的設定值、上述保有水量的設定值或者上述脫氣器水位調(diào)整閥的開度，返回到由上述水位等級調(diào)整單元進行的凝結(jié)水流量控制前的設定值。
根據(jù)該構(gòu)成，能以簡單的構(gòu)成且可靠地使水位等級的設定值、保有水量的設定值或者脫氣器水位調(diào)整閥的開度返回。因此，防止因水位等級調(diào)整單元執(zhí)行凝結(jié)水流量控制而使脫氣器的水位等級低于下限值。另外，脫氣器的水位等級恢復結(jié)果是:水位等級調(diào)整單元能反復執(zhí)行凝結(jié)水流量控制。
優(yōu)選上述復原單元以一定的變化率或者階段性地使上述水位等級的設定值、上述保有水量的設定值或者上述脫氣器水位調(diào)整閥的開度返回到由上述水位等級調(diào)整單元進行的凝結(jié)水流量控制前的設定值。
根據(jù)該構(gòu)成，由于能防止由復原控制的執(zhí)行帶來的急劇的輸出變化，所以能防止發(fā)電設備的運轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定化，能實現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)電設備的運轉(zhuǎn)。
優(yōu)選上述復原單元算出上述請求負載變化中的請求負載的指令最終值與上述發(fā)電機的輸出值的偏差，作為上述復原條件，在該偏差成為預先設定的閾值以下的時刻，執(zhí)行上述復原控制。
在該構(gòu)成中，預先監(jiān)視請求負載的指令最終值與發(fā)電輸出值的偏差，在該偏差成為預先設定的閾值以下的時刻，進行復原控制。因此，在發(fā)電輸出值達到請求負載的指令最終值前執(zhí)行復原控制，所以能防止發(fā)電輸出的過度。
優(yōu)選上述復原單元算出上述發(fā)電機的輸出值的變化率，作為上述復原條件，在該變化率成為預先設定的閾值以上的時刻，執(zhí)行上述復原控制。
在該構(gòu)成中，預先監(jiān)視發(fā)電輸出值的變化率，在該變化率成為預先設定的閾值以上的時刻，進行復原控制。因此，在發(fā)電輸出值達到請求負載的指令最終值前執(zhí)行復原控制，所以能防止發(fā)電輸出的過度。
優(yōu)選上述復原單元被輸入上述脫氣器的水位等級或者保有水量的檢測值，作為上述復原條件，在上述水位等級或者上述保有水量的檢測值達到上述水位等級或者上述保有水量的設定值的時刻，上述復原單元執(zhí)行上述復原控制。
根據(jù)該構(gòu)成，能以簡單的構(gòu)成且可靠地返回到凝結(jié)水流量控制前的設定值。
優(yōu)選作為上述復原條件,在從上述頻率變動或者上述請求負載變化的產(chǎn)生時刻起經(jīng)過了預先設定的設定時間后，上述復原單元執(zhí)行上述復原控制。
根據(jù)該構(gòu)成，能以簡單的控制且穩(wěn)定可靠地返回到凝結(jié)水流量控制前的設定值。
優(yōu)選作為上述復原條件，在從頻率或者上述發(fā)電機的輸出值達到目標頻率設定或者請求負載設定的時刻起經(jīng)過了預先設定的設定時間后，上述復原單元執(zhí)行上述復原控制。
在該構(gòu)成中，在經(jīng)過了通過針對上述的頻率變動或者請求負載變化的凝結(jié)水流量控制而變化的脫氣器水位以及輸出充分穩(wěn)定那樣的設定時間后，能夠?qū)⒚摎馄鞯乃环祷氐侥Y(jié)水流量控制前的設定值。根據(jù)該構(gòu)成，能抑制使脫氣器水位返回時的輸出變動引起的干擾，能以簡易的控制且穩(wěn)定地、另外輸出變動變少地將脫氣器的水位返回到凝結(jié)水流量控制前的設定值。
優(yōu)選上述水位等級調(diào)整單元基于上述頻率變動的幅度的微分值或者上述請求負載變化的微分值，來算出上述水位等級的設定值或者上述保有水量的設定值。
根據(jù)該構(gòu)成，在頻率變動或者請求負載變化急劇地變化時，能可靠地防止發(fā)電輸出的過度。
優(yōu)選上述水位等級調(diào)整單元被輸入上述頻率變動或者上述請求負載變化的產(chǎn)生時刻的上述脫氣器的水位等級或者保有水量的檢測值，在該水位等級的檢測值或者該保有水量的檢測值低于預先設定的閾值的情況下，上述水位等級調(diào)整單元將上述凝結(jié)水流量控制設為無效，或者調(diào)整上述水位等級的設定值或者上述保有水量的設定值來執(zhí)行上述凝結(jié)水流量控制。
根據(jù)該構(gòu)成，能防止脫氣器的水位低于下限值，能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)發(fā)電設備。
優(yōu)選發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置還具有:控制允許次數(shù)計算單元，其對假定輸入的頻率變動或者請求負載變化的至少一個預定值進行顯示，并且基于該預定值、上述脫氣器的水位等級或者保有水量的檢測值、以及上述脫氣器的水位等級或者保有水量的下限值，來運算上述水位等級調(diào)整單元能執(zhí)行上述凝結(jié)水流量控制的剩余次數(shù)；和顯示單元，其將由控制允許次數(shù)計算單元運算出的剩余次數(shù)與上述預定值建立對應來進行顯不。
根據(jù)該構(gòu)成，發(fā)電設備的管理者能立即判斷針對頻率變動或者請求負載變化，是否通過由水位等級調(diào)整單元執(zhí)行凝結(jié)水流量控制來應對。
優(yōu)選發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置還具有開關(guān)，該開關(guān)能由管理者進行操作，用于切換由上述水位等級調(diào)整單元進行的上述凝結(jié)水流量控制的有效與無效。
根據(jù)該構(gòu)成，基于管理者的判斷，可以允許或禁止基于水位等級調(diào)整單元的凝結(jié)水流量控制的執(zhí)行。因此，管理者能靈活地應對頻率變動或者請求負載變化。
優(yōu)選輸入與上述預定值一致的上述頻率變動或者請求負載變化，在基于該預定值而運算出的上述剩余次數(shù)為O的情況下，不管上述管理者對上述開關(guān)的操作如何，都使由上述水位等級調(diào)整單元進行的上述凝結(jié)水流量控制無效。
根據(jù)該構(gòu)成，不管管理者的判斷如何，都能在剩余次數(shù)為O的情況下禁止由水位等級調(diào)整單元執(zhí)行凝結(jié)水流量控制。因此，能防止錯誤執(zhí)行凝結(jié)水流量控制，能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)發(fā)電設備。
優(yōu)選發(fā)電設備具備根據(jù)上述脫氣器的水位等級或者保有水量對上述脫氣器提供補給水的補給水提供單元，上述補給水提供單元包括:蓄積上述補給水的補給水箱；調(diào)整從上述補給水箱提供給上述脫氣器的補給水供給量的補給水供給量調(diào)整單元；和對上述補給水進行加熱的加熱單元。
根據(jù)該構(gòu)成，由于發(fā)電設備具有補給水提供單元，所以即使在因針對頻率變動或者請求負載變化的凝結(jié)水流量控制而使脫氣器內(nèi)的水位等級下降的情況下，也能通過補給水提供單元向脫氣器提供補給水，由此使水位等級恢復。因此，根據(jù)該構(gòu)成，能實現(xiàn)鍋爐的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
優(yōu)選上述加熱單元利用上述鍋爐的廢熱或者其他加熱源的廢熱對上述補給水進行加熱。
根據(jù)該構(gòu)成，有效地利用了廢熱，提高了發(fā)電設備整體的熱效率。
另外，本發(fā)明所涉及的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制方法被應用于發(fā)電設備，該發(fā)電設備包括；鍋爐；被導入由上述鍋爐產(chǎn)生的蒸氣的蒸氣渦輪；由上述蒸氣渦輪驅(qū)動的發(fā)電機；被提供來自上述蒸氣渦輪的排熱蒸氣的凝結(jié)器；脫氣器，其經(jīng)由脫氣器水位調(diào)整閥而被提供由上述凝結(jié)器生成的凝結(jié)水，并被導入上述蒸氣渦輪的抽氣蒸氣；和將由上述脫氣器脫氣后的供水提供給上述鍋爐的供水泵，所述發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制方法的特征在于，執(zhí)行下述的凝結(jié)水流量控制:輸入頻率變動或者請求負載變化，按照抑制所輸入的頻率變動的方式，或者按照使上述發(fā)電機的輸出值追隨所輸入的請求負載變化的方式，來調(diào)整從上述脫氣器水位調(diào)整閥到上述脫氣器之間的凝結(jié)水流路的壓力，從而調(diào)整上述蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量。
在本發(fā)明所涉及的發(fā)電設備的凝結(jié)水流控制方法中，通過根據(jù)頻率變動或者請求負載變化，調(diào)整從脫氣器水位調(diào)整閥到脫氣器為止的凝結(jié)水流路的壓力，由此控制來自蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量?；谶@樣使抽氣蒸氣量變化的輸出控制，與鍋爐的蒸氣系統(tǒng)中的輸出控制相比響應性高。因此，通過在鍋爐的蒸氣系統(tǒng)中的輸出控制中添加本構(gòu)成，從而與以往相比能大幅度改善響應性。
因此，根據(jù)該發(fā)電設備的凝結(jié)水流控制方法，能提高頻率變動的抑制或者發(fā)電輸出對請求負載指令的追隨性。另外，由于不用重新設置抽氣蒸氣量控制閥就能進行抽氣蒸氣量的控制，所以能以低成本實現(xiàn)該發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置。
(發(fā)明效果)
根據(jù)以上記載的本發(fā)明，提供了一種能改善針對頻率變動或者請求負載變化的響應性，能可靠地抑制頻率變動，或者使發(fā)電輸出對請求負載指令的追隨性提高的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置以及控制方法。


圖1是具備本發(fā)明的第I實施方式所涉及的發(fā)電設備的控制裝置的發(fā)電設備的整體構(gòu)成圖。
圖2是本發(fā)明的第I實施方式所涉及的控制裝置的具體的構(gòu)成圖。
圖3是表示本發(fā)明的第I實施方式所涉及的控制裝置中的水位等級調(diào)整單元的構(gòu)成例的圖。
圖4是說明第I實施方式中的發(fā)電輸出相對于目標負載設定的追隨性的曲線圖。
圖5(A)是說明使脫氣器水位調(diào)整閥的開度階段性地復原的方法的圖，圖5(B)是說明使脫氣器水位調(diào)整閥的開度以一定的變化率復原的方法的圖。
圖6是說明復原單元的時間設定的圖。
圖7(A)是說明使脫氣器的水位等級的設定值階段性地復原的方法的圖，圖7(B)是說明使脫氣器的水位等級的設定值以一定的變化率復原的方法的圖。
圖8是表示發(fā)電設備的第I變形例的整體構(gòu)成圖。
圖9是表示發(fā)電設備的第2變形例的整體構(gòu)成圖。
圖10是表示發(fā)電設備的第3變形例的整體構(gòu)成圖。
圖11是表示發(fā)電設備的第4變形例的整體構(gòu)成圖。
圖12是說明本發(fā)明的第I實施方式中的顯示功能的圖。
圖13是本發(fā)明的第2實施方式所涉及的控制裝置的具體的構(gòu)成圖。
圖14是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的控制裝置中的水位等級調(diào)整單元的構(gòu)成例的圖。
圖15是本發(fā)明的第3實施方式所涉及的控制裝置的具體的構(gòu)成圖。
圖16是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的控制裝置中的水位等級調(diào)整單元的構(gòu)成例的圖。
圖17是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的控制裝置中的水位等級調(diào)整單元以及復原單元的構(gòu)成例的圖。
圖18㈧是說明第4實施方式中的發(fā)電輸出相對于目標負載設定的追隨性的曲線圖，圖18(B)是說明第4實施方式中的輸出偏差的時間變化的曲線圖。
圖19是表示本發(fā)明的第5實施方式所涉及的控制裝置中的水位等級調(diào)整單元以及復原單元的構(gòu)成例的圖。
圖20㈧是說明第5實施方式中的發(fā)電輸出相對于目標負載設定的追隨性的曲線圖，圖20(B)是說明第5實施方式中的輸出變化率的時間變化的曲線圖。
圖21是表示本發(fā)明的第6實施方式所涉及的控制裝置中的水位等級調(diào)整單元以及復原單元的構(gòu)成例的圖。
圖22㈧是說明第6實施方式中的發(fā)電輸出相對于目標負載設定的追隨性的曲線圖，圖22(B)是說明第6實施方式中的輸出變化率以及第4實施方式中的輸出偏差的時間變化的曲線圖。
圖23是表示本發(fā)明的第7實施方式所涉及的控制裝置中的顯示單元的顯示內(nèi)容的圖。
圖24是對本發(fā)明的第7實施方式所涉及的控制裝置所具有的控制允許次數(shù)計算單元的構(gòu)成的一部分進行說明的圖。
圖25是用于對本發(fā)明的第7實施方式所涉及的控制裝置所具有的控制允許次數(shù)計算單元執(zhí)行的計算方法進行說明的圖。
圖26是用于對本發(fā)明的第7實施方式所涉及的控制裝置具有的凝結(jié)水流量控制有效/無效切換單元進行說明的圖。
圖27是對本發(fā)明的第8實施方式所涉及的控制裝置具有的控制允許次數(shù)計算單元的構(gòu)成的一部分進行說明的圖。
圖28是用于對本發(fā)明的第8實施方式所涉及的控制裝置具有的控制允許次數(shù)計算單元執(zhí)行的計算方法進行說明的圖。
圖29是以往的發(fā)電設備的整體構(gòu)成圖。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式例示性地詳細進行說明。其中，關(guān)于該實施方式中記載的構(gòu)成元件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對的配置等，只要沒有特別特定的記載，不應理解為將本發(fā)明的范圍限定于此，只不過是說明例。
(第I實施方式)
首先，先對應用本發(fā)明的實施方式的發(fā)電設備的構(gòu)成進行說明。圖1是具備本發(fā)明的第I實施方式所涉及的控制裝置36的發(fā)電設備的整體構(gòu)成圖。發(fā)電設備在蒸氣系統(tǒng)側(cè)具有鍋爐10、高壓渦輪14、中壓渦輪16以及低壓渦輪18。另外，在凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)，具有凝結(jié)器26、低壓供水加熱器(低壓加熱器)30、脫氣器32以及高壓供水加熱器22。
鍋爐10對從高壓供水加熱器22提供的供水進行加熱，產(chǎn)生主蒸氣。主蒸氣經(jīng)由調(diào)節(jié)閥24被導入高壓渦輪14。調(diào)節(jié)閥24主要控制發(fā)電機12的輸出(發(fā)電輸出)。
驅(qū)動高壓渦輪14而被排氣的排氣蒸氣作為低溫再熱蒸氣被提供給鍋爐10內(nèi)部的再熱器。通過再熱器而被再加熱了的高溫再熱蒸氣被提供給中壓渦輪16，中壓渦輪16的排氣蒸氣被提供給低壓渦輪18。低壓渦輪18的排熱蒸氣被導入凝結(jié)器26。
在凝結(jié)器26中，排熱蒸氣被冷卻而生成的凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵28，經(jīng)由低壓供水加熱器30而被提供給脫氣器32。被提供給脫氣器32的凝結(jié)水的流量通過在該脫氣器32的上游側(cè)的供水線(凝結(jié)水流路)上設置的脫氣器水位調(diào)整閥34而被調(diào)整。
作為一個例子，脫氣器水位調(diào)整閥34被設置在凝結(jié)水泵28與低壓供水加熱器30之間。向脫氣器32提供中壓渦輪16的抽氣蒸氣，通過抽氣蒸氣的熱將供水中所含的氧除去。被除去了氧的供水被蓄積在脫氣器32的脫氣器蓄水箱中。供水泵20將脫氣器蓄水箱中蓄積的供水經(jīng)由高壓供水加熱器22提供給鍋爐10。
此外，雖未圖示，但在脫氣器32中設有水位等級檢測器，水位等級檢測器作為對該脫氣蓄水箱中蓄積的供水的水位等級(脫氣器32的水位等級)進行檢測的水位等級檢測單元。通過水位等級檢測器檢測到的水等級的檢測值被輸入到控制裝置36。
高壓供水加熱器22以及低壓供水加熱器30利用蒸氣對在內(nèi)部流動的凝結(jié)水或者供水進行加熱。被提供給高壓供水加熱器22的蒸氣是從高壓渦輪14的中段抽出的抽氣蒸氣。被提供給低壓供水加熱器30的蒸氣是從低壓渦輪18的中段抽出的抽氣蒸氣。
具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)電設備具有控制裝置36，控制裝置36由計算機構(gòu)成，該計算機例如由運算處理裝置、存儲裝置以及輸入輸出裝置等構(gòu)成?？刂蒲b置36包括蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38和凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39。此外，本實施方式所涉及的控制裝置36只要至少包括凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39即可，也可以是對現(xiàn)有的蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38附加凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39的結(jié)構(gòu)。將至少具有凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39的控制裝置36也稱作凝結(jié)水流量控制裝置。
參照圖2以及圖3，對蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38以及凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39的具體的構(gòu)成進行說明。圖2是控制裝置36的具體的構(gòu)成圖，圖3是表示控制裝置36中的凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39的構(gòu)成例的圖。
在圖2中，向蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38以及凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39分別輸入頻率變動或者請求負載變化。其中，頻率變動或者請求負載變化是由未圖示的變化量計算單元根據(jù)系統(tǒng)頻率或者請求負載而計算出的。
蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38通過如燃料流量控制、供水流量控制、空氣流量控制、蒸氣流量控制、蒸氣壓力控制或者調(diào)節(jié)閥開度控制等那樣控制蒸氣系統(tǒng)側(cè)的參數(shù)，由此進行發(fā)電機12的輸出控制。
在圖2所示的一個例子中，蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38進行燃料流量控制、供水流量控制以及空氣流量控制。在圖2中，LI表示相對于燃料流量指令的浪費時間，L2表示相對于供水流量指令的浪費時間，L3表示相對于空氣流量指令的浪費時間，Tl是相對于燃料流量指令的延遲，T2是鍋爐中的燃燒延遲，T3是相對于供水流量指令的延遲，T4是相對于空氣流量指令的延遲。
首先，蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38算出抑制頻率變動的燃料流量指令、或者與請求負載變化對應的燃料流量指令，并向鍋爐10的燃料流量調(diào)整單元(未圖示)輸出。鍋爐10的燃料流量調(diào)整單元基于該燃料流量指令，例如提供作為燃料的煤炭。
其中，實際上由鍋爐10的燃料流量調(diào)整單元調(diào)整的燃料流量，如附圖標記41所示那樣相對于燃料流量指令包括浪費時間LI以及時間常數(shù)Tl。另外，在鍋爐10中產(chǎn)生的蒸氣流量如附圖標記42所示那樣相對于上述燃料流量進一步包括時間常數(shù)T2。
對于供水流量也一樣，蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38算出抑制頻率變動的供水流量指令、或者與請求負載變化對應的供水流量指令，并輸出到鍋爐10的供水流量調(diào)整單元(未圖示)。其中，實際上由鍋爐10的供水流量調(diào)整單元調(diào)整的供水流量如附圖標記43所示那樣相對于供水流量指令包括浪費時間L2以及時間常數(shù)T3。
進一步，關(guān)于空氣流量也一樣，蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38算出抑制頻率變動的空氣流量指令或者與請求負載變化對應的空氣流量指令，并輸出到鍋爐10的空氣流量調(diào)整單元(未圖示)。其中，實際上由鍋爐10的空氣流量調(diào)整單元調(diào)整的空氣流量如附圖標記44所示那樣相對于空氣流量指令包括浪費時間L3以及時間常數(shù)T4。
這樣，在基于蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38的控制中，由于對控制信號的響應延遲，使得難以高精度地調(diào)整蒸氣流量、供水流量或者空氣流量。
與此相對，在本實施方式中，控制裝置36具有下面詳細敘述的凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39，通過該凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39，能大幅度改善控制的響應性。
凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39通過控制從脫氣器水位調(diào)整閥34延伸到脫氣器32的凝結(jié)水流路的壓力，來進行發(fā)電機12的輸出控制。具體地說，通過對凝結(jié)水流路中流過的凝結(jié)水流量進行控制的凝結(jié)水流量控制(脫氣器水位控制)，來進行輸出控制。
凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39具有執(zhí)行凝結(jié)水流量控制的水位等級調(diào)整單元40。水位等級調(diào)整單元40基于預先設定的頻率變動或者請求負載變化、與脫氣器32的脫氣器蓄水箱的水位等級之間的關(guān)系，根據(jù)頻率變動或者請求負載變化算出水位等級的設定值。然后，水位等級調(diào)整單元40按照脫氣器蓄水箱的水位等級成為水位等級的設定值的方式向脫氣器水位調(diào)整閥34輸出開度指令。
根據(jù)預先設定的頻率變動或者請求負載變化、與脫氣器32的水位等級之間的關(guān)系，在抑制頻率變動的方向上使低壓渦輪18的抽氣蒸氣量變化那樣的水位等級的設定值與頻率變動建立對應，在使發(fā)電機12的輸出值追隨請求負載變化的方向上使低壓渦輪18的抽氣蒸氣量變化那樣的水位等級的設定值與請求負載變化建立對應。
此外，脫氣器水位調(diào)整閥34的開度指令可以是開度指令值，也可以是將脫氣器水位調(diào)整閥34的開度限制在規(guī)定的范圍內(nèi)的開度上限值以及下限值的組。
作為一個例子，如圖3所示，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39具有表格函數(shù)器51、修正函數(shù)器52、加法器53、偏差運算器54以及控制器55，來作為水位等級調(diào)整單元40。
在表格函數(shù)器51中，預先設定了水位等級的變動幅度相對于頻率變動幅度的函數(shù)。即，在表格函數(shù)器51中設定了與頻率變動幅度對應的脫氣器32的水位等級的變動量，并輸出與所輸入的頻率變動幅度對應的水位等級的變動量。其中，在表格函數(shù)器51中，水位等級的變動量被設定為:在抑制對應的頻率變動的方向上使蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量變化。
修正函數(shù)器52根據(jù)脫氣器32來修正所輸入的水位等級的變動幅度。修正函數(shù)器52將從表格函數(shù)器51輸出的水位等級的變動量乘以適當?shù)南禂?shù)、例如-1，輸出所得到的積來作為水位等級的修正量。
在加法器53中，輸入修正函數(shù)器52所輸出的水位等級的修正量的同時，輸入頻率變動幅度被輸入時的水位等級的檢測值。加法器53運算水位等級的修正量與水位等級的檢測值的和，將得到的和作為新的水位等級的設定值而輸出。
此外，在加法器53中，也可以取代水位等級的檢測值而輸入頻率變動產(chǎn)生時的水位等級的設定值。
在偏差運算器54中，輸入加法器53所輸出的新的水位等級的設定值的同時，輸入當前的水位等級的檢測值(過程值)。偏差運算器54運算新的水位等級的設定值與過程值的偏差，并輸出所得到的偏差。
控制器55基于所輸入的偏差，例如執(zhí)行比例控制。也就是說，按照偏差縮小的方式生成開度指令，并朝向脫氣器水位調(diào)整閥34輸出。
此外，即將輸入頻率變動幅度之前為止的水位等級的設定值(初始值)例如對應于即將輸入頻率變動幅度之前的請求負載的靜定值，基于規(guī)定的函數(shù)來設定。因此，到即將輸入頻率變動幅度之前為止，按照水位等級的過程值接近水位等級的初始值的方式，生成開度指令，并朝向脫氣器水位調(diào)整閥34輸出。
另外，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39具有表格函數(shù)器56、表格函數(shù)器57、乘法器(積算器)58、修正函數(shù)器59、加法器60、偏差運算器61以及控制器62，來作為水位等級調(diào)整單元40。
在表格函數(shù)器56中預先設定了水位等級的變動幅度相對于請求負載變化幅度的函數(shù)。即，在表格函數(shù)器56中，設定了與請求負載變化幅度對應的脫氣器32的水位等級的變動量，表格函數(shù)器56輸出與所輸入的請求負載變化幅度對應的水位等級的變動量。此夕卜，在表格函數(shù)器56中，水位等級的變動量被設定為:在發(fā)電機12的輸出追隨對應的負載變化的方向上使蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量變化。
在表格函數(shù)器57中，預先設定了水位等級的變動量的補增系數(shù)相對于請求負載變化率的函數(shù)。即，在表格函數(shù)器57中設定了與請求負載變化率對應的水位等級的變動量的補增系數(shù)，表格函數(shù)器57輸出與所輸入的請求負載變化幅度對應的水位等級的變動量的補增系數(shù)。此外，在表格函數(shù)器57中，水位等級的變動量的補增系數(shù)被設定為:請求負載變化率越超過規(guī)定值并變大，則水位等級的變動量的補增系數(shù)越變大。補增系數(shù)例如在I以上2以下的范圍內(nèi)。
乘法器58將所輸入的水位等級的變動量與變動量的補增系數(shù)相乘，將所得到的積作為水位等級的變動量而輸出。
修正函數(shù)器59對應于脫氣器32來修正水位等級的變動幅度。修正函數(shù)器59將從乘法器58輸出的水位等級的變動量乘以適當系數(shù)、例如-1，將所得到的積作為水位等級的修正量而輸出。
在加法器60中，輸入修正函數(shù)器59輸出的水位等級的修正量的同時，輸入請求負載變化幅度被輸入時的水位等級的檢測值。加法器60運算水位等級的修正量與水位等級的檢測值的和，將所得到的和作為新的水位等級的設定值而輸出。
此外，在加法器60中，也可以取代水位等級的檢測值而輸入請求負載變化產(chǎn)生時的水位等級的設定值。
在偏差運算器61中，輸入加法器60輸出的新的水位等級的設定值的同時，輸入當前的水位等級的檢測值(過程值)。偏差運算器54運算新的水位等級的設定值與過程值的偏差，并輸出所得到的偏差。
控制器62基于所輸入的偏差，例如執(zhí)行比例控制。也就是說，按照偏差縮小的方式生成開度指令，并朝向脫氣器水位調(diào)整閥34輸出。
此外，在本實施方式中，在輸入了頻率變動的情況、和輸入了請求負載變化的情況這兩個情況下，基于新的水位等級的設定值輸入開度指令，但也可以僅在任何一個情況下，基于新的水位等級的設定值輸出開度指令。
另外，也可以在輸入請求負載變化時僅輸入請求負載變化幅度與請求負載變化率中的一方。在該情況下，例如也可以省略表格函數(shù)器57，而將表格函數(shù)器56輸出的水位等級的變動量保持原樣地輸入到修正控制器59?；蛘咭部梢允÷员砀窈瘮?shù)器56，且取代表格函數(shù)器57，而使用基于所輸入的請求負載變化率輸出水位等級的變動量的其它的表格函數(shù)器。另外，也可以將該其它的表格函數(shù)器輸出的水位等級的變動量保持原樣地輸入到修正控制器59。
這樣，在上述的發(fā)電設備的控制裝置36中，通過根據(jù)頻率變動或者請求負載變化，變更在從脫氣器水位調(diào)整閥34到脫氣器32之間延伸的凝結(jié)水流路中的壓力，由此使從低壓渦輪18提供給低壓供水加熱器30的抽氣蒸氣量變化來控制發(fā)電機12的輸出。也就是說，通過變更脫氣器32的水位等級，從而使從低壓渦輪18提供給低壓供水加熱器30的抽氣蒸氣量變化來控制發(fā)電輸出。通過使抽氣蒸氣量變化而進行的輸出控制與鍋爐10的蒸氣系統(tǒng)中的輸出控制相比響應性高，通過在鍋爐10的蒸氣系統(tǒng)中的輸出控制中添加本構(gòu)成，與以往相比能大幅度改善響應性。由此能提高發(fā)電輸出相對于請求負載指令的追隨性。另外，在本構(gòu)成中，臨時取出蒸氣渦輪側(cè)的機器具有的能量，并利用該能量來提高對目標頻率設定或者請求負載設定的追隨性，所以能實現(xiàn)頻率變動的抑制、或者高負載變化時的輸出偏差的降低。特別是，由于高負載變化率的負載上升時的輸出偏差的降低使得控制發(fā)電輸出的調(diào)節(jié)閥24的開度的上升變小，因而能減小主蒸氣壓力偏差。另外，由于不用在低壓渦輪18與低壓供水加熱器30之間，重新設置抽氣蒸氣量控制閥就能進行抽氣蒸氣量的控制，所以能以低成本實現(xiàn)發(fā)電設備。圖4是說明對目標負載設定的輸出追隨性的曲線圖。圖4中的以往例子的線表示僅在由蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38進行的輸出控制的情況下的發(fā)電輸出的時間變化，第I實施方式的線表示利用了由蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元38進行的輸出控制與由凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39進行的輸出控制這兩個控制的情況下的發(fā)電輸出的時間變化。如圖4的曲線圖所示，根據(jù)本實施方式，能提高對目標負載設定(目標輸出)的追隨性。上述的第I實施方式的構(gòu)成也可以包括以下的構(gòu)成。凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39也可以還具備復原單元63 (參照圖1)。復原單元63在滿足規(guī)定的復原條件時，執(zhí)行復原控制，該復原控制是指使水位等級的設定值或者脫氣器水位調(diào)整閥34的開度返回到由水位等級調(diào)整單元40進行的調(diào)整前的設定值(初始值)。復原條件優(yōu)選是脫氣器32的水位等級的檢測值達到水位等級的設定值。另外優(yōu)選復原單元63在滿足了復原條件的時刻(tl)，如圖5(A)所示階段性地、或者如圖5(B)所示以一定的變化率將脫氣器水位調(diào)整閥34的開度返回到初始值。在該情況下，復原單元63是閥開度復原單元。另外，復原單元63也可以如圖6所示,在從頻率變動或者請求負載變化的產(chǎn)生時刻t0經(jīng)過預先設定的設定時間ta后，如圖7(A)所示階段性地，或者如圖7(B)所示以一定的變化率，將脫氣器32的水位等級的設定值返回到初始值。在該情況下，復原單元63是水位設定復原單元。進一步,復原單元63也可以如圖6所示,在從系統(tǒng)頻率或者請求負載達到目標頻率設定或者請求負載設定的時刻tl經(jīng)過預先設定的設定時間tb后，如圖7 (A)所示階段性地，或者如圖7(B)所示以一定的變化率將脫氣器的水位等級的設定值返回到初始值。在該情況下，復原單元63是水位設定復原單元。再者，發(fā)電設備也可以具有補給水提供單元，補給水提供單元在凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39中，當脫氣器32的水位等級降低的情況下，對脫氣器32補給供水。此時，優(yōu)選補給水提供單元補給被加熱后的供水。使用圖8至圖11對能應用本實施方式的控制裝置36的發(fā)電設備的變形例進行說明。這些變形例是發(fā)電設備具有補給水提供單元的例子。在圖8所示的發(fā)電設備的第I變形例中，補給水提供單元具有向脫氣器32提供補給水的補給水箱64、補給水泵66、進行補給水的流量控制的補給水流量控制閥68、和對補給水進行加熱的補給水加熱器70。補給水箱64可以使用已設的裝置。另外，也可以取代補給水箱64，使用脫鹽裝置箱。補給水流量控制閥68也可以是ON/OFF閥。補給水加熱器70被導入從鍋爐10的排氣出口或?qū)熗?2的排氣線抽出的鍋爐排氣，補給水加熱器70通過鍋爐排氣對補給水進行加熱。作為在補給水加熱器70中使用的補給水的加熱源，除了鍋爐排氣之外，也可以如圖9所示的第2變形例那樣使用站內(nèi)鍋爐74的排氣，也可以如圖10所示的第3變形例那樣，使用輔助蒸氣頭76等的輔助蒸氣系統(tǒng)的蒸氣，也可以如圖11所示的第4變形例那樣使用脫硫系統(tǒng)78內(nèi)的排氣。在具有上述構(gòu)成的補給水提供單元中，在脫氣器32內(nèi)的水位等級下降時，通過補給水泵66從補給水箱64向脫氣器32提供補給水。此時，補給水被供給脫氣器32，其供給量由補給水流量控制閥68預先設定。另外，也可以預先設定針對脫氣器32內(nèi)的水位的閾值，在由脫氣器32的水位等級檢測單元(省略圖示)檢測的水位等級的檢測值成為該閾值以下時，由補給水提供單元提供補給水。這樣，通過具有根據(jù)脫氣器32的水位等級向脫氣器32提供補給水的補給水提供單元，從而即使在因脫氣器32相對于頻率變動或者請求負載變化的水位控制導致脫氣器32內(nèi)的水位等級下降的情況下，也能通過補給水提供單元向脫氣器32提供補給水，由此能實現(xiàn)鍋爐10的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。再者，本實施方式中的凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39除了上述的構(gòu)成之外還可以具有圖12所示的構(gòu)成。該凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39具有控制允許次數(shù)計算單元80和顯示單元82。首先，控制允許次數(shù)計算單元80被輸入由水位等級檢測單元檢測出的水位等級的檢測值。控制允許次數(shù)計算單元8 0根據(jù)假定輸入的頻率變動幅度或者請求負載變化的預定值與水位等級的檢測值，計算相對于頻率變動或者請求負載變化的脫氣器水位控制的允許次數(shù)(剩余次數(shù))。然后，控制允許次數(shù)計算單元80將計算結(jié)果輸出到顯示單元82。顯示單元82例如由液晶監(jiān)視器或陰極射線管監(jiān)視器構(gòu)成，顯示控制允許次數(shù)計算單元80的計算結(jié)果。例如,在顯示單元82上顯示為“頻率變動〇.0Hz能應對剩余X X次”。該顯示是指，相對于〇.〇Hz的頻率變動，能由脫氣器水位控制應對剩余X X次。另外作為其它的例子，在顯示單元82上顯示為“請求負載變化變化幅度〇〇MHz變化率ΛΛ% /min能應對剩余X X次”。該顯示是指，相對于變化幅度〇〇MHz、且變化率(變化rate) ΔΔ% /min的請求負載變化，能由脫氣器水位控制應對剩余X X次。由此，能對發(fā)電設備操作人員(管理者)提供是否實施脫氣器水位控制的判斷材料。發(fā)電設備操作人員根據(jù)判斷結(jié)果，例如手動操作開關(guān)，由此能使控制裝置36執(zhí)行脫氣器水位控制。(第2實施方式)接下來，對本發(fā)明的第2實施方式所涉及的控制裝置進行說明。圖13是本發(fā)明的第2實施方式所涉及的控制裝置36的具體的構(gòu)成圖，圖14是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的控制裝置36中的凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39的構(gòu)成例的圖。此外，關(guān)于第2實施方式，僅說明與上述的第I實施方式不同的構(gòu)成。在第2實施方式中，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39算出頻率變動幅度的微分值或者請求負載變化的微分值，基于頻率變動幅度的微分值或者上述請求負載變化的微分值，來算出新的水位等級的設定值。具體地說，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39具有對頻率變動幅度進行微分的微分器84、預先設定了水位等級的變動量相對于頻率變動幅度的微分值的函數(shù)的表格函數(shù)器86、和根據(jù)脫氣器32對水位等級的變動量進行修正的修正函數(shù)器88。此外，在表格函數(shù)器86中，水位等級的變動量被設定為:在抑制對應的頻率變動的方向上使蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量變化。在該構(gòu)成中，頻率變動幅度被輸入到微分器84，微分器84算出頻率變動幅度的微分值并輸出。該頻率變動幅度的微分值被輸入到表格函數(shù)器86，表格函數(shù)器86基于頻率變動幅度的微分值算出脫氣器32的水位等級的變動量并輸出。水位等級的變動量被輸入到修正函數(shù)器88，修正函數(shù)器88將水位等級的變動量乘以適當?shù)南禂?shù)、例如-1，將所得到的積作為水位等級的修正量輸出。修正函數(shù)器88輸出水位等級的修正量后，與第I實施方式的情況一樣，朝向脫氣器水位調(diào)整閥34輸出開度指令。另外，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39具有對請求負載變化幅度進行微分的微分器90、預先設定了水位等級的變動量相對于請求負載變化幅度的微分值的函數(shù)的表格函數(shù)器92、對請求負載變化率進行微分的微分器94、預先設定了水位等級的變動量的補增系數(shù)相對于請求負載變化率的微分值的函數(shù)的表格函數(shù)器96、將這些表格函數(shù)器92、96的輸出相乘的乘法器98、和根據(jù)脫氣器32對水位等級進行修正的修正函數(shù)器100。此外，在表格函數(shù)器92中，水位等級的變動量被設定成:在發(fā)電機12的輸出追隨對應的負載變化的方向上使蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量變化。在該構(gòu)成中，請求負載變化幅度被輸入到微分器90，微分器90算出請求負載變化幅度的微分值并輸出。請求負載變化幅度的微分值被輸入到表格函數(shù)器92，表格函數(shù)器92基于請求負載變化幅度的微分值算出脫氣器32的水位等級的變動量并輸出。另一方面，請求負載變化率被輸入到微分器94，微分器94算出請求負載變化率的微分值并輸出。請求負載變化率的微分值被輸入到表格函數(shù)器96,表格函數(shù)器96基于請求負載變化率的微分值算出脫氣器32的水位等級的變動量的補增系數(shù)并輸出。從表格函數(shù)器92以及表格函數(shù)器96輸出的水位等級的變動量以及變動量的補增系數(shù)被輸入到乘法器98，乘法器98將水位等級的變動量與補增系數(shù)相乘，將所得到的積作為水位等級的變動量而輸出。水位等級的變動量被輸入到修正函數(shù)器100，修正函數(shù)器100將水位等級的變動量乘以修正系數(shù)，將所得到的積作為水位等級的修正量而輸出。修正函數(shù)器100輸出水位等級的修正量后，與第I實施方式的情況一樣，朝向脫氣器水位調(diào)整閥34輸出開度指令。此外，在本實施方式中，在輸入了頻率變動的情況和輸入了請求負載變化的情況這兩個情況下，基于新的水位等級的設定值輸出開度指令，但也可以僅在任一個情況下，基于新的水位等級的設定值輸出開度指令。另外，在輸入請求負載變化時也可以僅輸入請求負載變化幅度與請求負載變化率之中的一方。在該情況下，例如，可以省略表格函數(shù)器96，將表格函數(shù)器92輸出的水位等級的變動量保持原樣地輸入到修正控制器100?；蛘咭部梢允÷员砀窈瘮?shù)器92，且取代表格函數(shù)器96，而使用基于所輸入的請求負載變化率的微分值輸出水位等級的變動量的其它的表格函數(shù)器。另外，也可以將該其它的表格函數(shù)器輸出的水位等級的變動量保持原樣地輸入到修正控制器100。根據(jù)該第2實施方式，能實現(xiàn)僅在頻率變動或者請求負載變化急劇地變化時執(zhí)行凝結(jié)水流量控制的控制裝置36。(第3實施方式)接下來，對本發(fā)明的第3實施方式所涉及的控制裝置36進行說明。圖15是本發(fā)明的第3實施方式所涉及的控制裝置36的具體的構(gòu)成圖，圖16是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的控制裝置36中的凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39的構(gòu)成例的圖。此外，在本第3實施方式中，僅對與上述的第I實施方式、第2實施方式不同的構(gòu)成進行說明。在第3實施方式中，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39被輸入產(chǎn)生頻率變動或者請求負載變化的時刻t0(參照圖6)的脫氣器32的水位等級檢測值。然后，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39在所輸入的水位等級檢測值低于預先設定的閾值的情況下將凝結(jié)水流量控制設為無效而不執(zhí)行，或者進一步調(diào)整水位等級的設定值來執(zhí)行凝結(jié)水流量控制。作為一個例子，對使用請求負載變化的情況進行說明。凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39具有預先設定了水位等級的變動量相對于請求負載變化幅度的函數(shù)的表格函數(shù)器102、預先設定了水位等級的變動量的補增系數(shù)相對于請求負載變化率的函數(shù)的表格函數(shù)器104、將表格函數(shù)器102的輸出與表格函數(shù)器104的輸出相乘的乘法器106、預先設定了與產(chǎn)生負載變化時的脫氣器的水位等級的檢測值相對的水位等級的變動量的折扣系數(shù)的表格函數(shù)器108、將乘法器106的輸出與表格函數(shù)器108的輸出相乘的乘法器110、和根據(jù)脫氣器32將乘法器110的輸出與適當?shù)南禂?shù)相乘的修正函數(shù)器112。在該構(gòu)成中，請求負載變化被輸入到表格函數(shù)器102，表格函數(shù)器102基于請求負載變化算出脫氣器32的水位等級的變動量并輸出。另一方面，請求負載變化率被輸入到表格函數(shù)器104，表格函數(shù)器104基于請求負載變化率算出水位等級的變動量的補增系數(shù)并輸出。分別從表格函數(shù)器102以及表格函數(shù)器104輸出的水位等級的變動量以及變動量的補增系數(shù)被輸入到乘法器106，乘法器106將水位等級的變動量與補增系數(shù)相乘，將所得到的積作為水位等級的變動量而輸出。另外，產(chǎn)生負載變化時的脫氣器32的水位等級的檢測值被輸入到表格函數(shù)器108，表格函數(shù)器108基于產(chǎn)生負載變化時的脫氣器32的水位等級的檢測值，算出水位等級的變動量的折扣系數(shù)并輸出。水位等級的變動量的折扣系數(shù)例如處在O以上I以下的范圍內(nèi)，相對于閾值以下的檢測值分配O作為折扣系數(shù)。另外，在水位等級的檢測值超過閾值的情況下，折扣系數(shù)隨著檢測值的增大而逐漸增大。乘法器106輸出的水位等級的變動量與表格函數(shù)器108輸出的水位等級的變動量的折扣系數(shù)被輸入到乘法器110。乘法器110將水位等級的變動量與折扣系數(shù)相乘，將所得到的積作為水位等級的變動量而輸出。乘法器110輸出的水位等級的變動量被輸入到修正函數(shù)器112，修正函數(shù)器112將所輸入的水位等級的變動量與例如系數(shù)-1相乘，將所得到的積作為水位等級的修正量而輸出。修正函數(shù)器112輸出水位等級的修正量后，與第I實施方式的情況一樣，朝向脫氣器水位調(diào)整閥34輸出開度指令。根據(jù)該第3實施方式，能防止脫氣器32的水位等級低于閾值，能使發(fā)電設備穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。此外，水位等級的閾值可以是水位等級的下限值(警告等級)，也可以是使下限值帶有某種程度的余量的數(shù)值。(第4實施方式)接下來，對本發(fā)明的第4實施方式所涉及的控制裝置36進行說明。圖15是本發(fā)明的第4實施方式所涉及的控制裝置36的具體的構(gòu)成圖，圖16是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的控制裝置36中的凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39的構(gòu)成例的圖。此外，在本第4實施方式中，僅對與上述的第I至第3實施方式不同的構(gòu)成進行說明。在第4實施方式中，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39算出請求負載變化中的請求負載的指令最終值(發(fā)電輸出最終目標值)與發(fā)電輸出值的偏差(輸出偏差)，作為復原條件，在該偏差在預先設定的閾值以下的時刻，復原單元63將脫氣器水位調(diào)整閥34的開度指令以及脫氣器32的水位等級的設定值返回到由水位等級調(diào)整單元40進行調(diào)整前的設定值。為此，如圖17所示，第4實施方式的凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39與第I實施方式比較，還具有表格函數(shù)器114、乘法器116、118，作為復原單兀63。在表格函數(shù)器114中預先設定了水位等級復原0N/0FF相對于發(fā)電輸出偏差的函數(shù)。在表格函數(shù)器114中，閾值以下的偏差被分配例如O作為0FF，超過閾值的偏差例如被分配I作為0N。乘法器116被輸入表不從表格函數(shù)器114輸出的水位等級復原0N/0FF的值、和從修正函數(shù)器52輸出的水位等級的變動量。乘法器116將水位等級的變動量與表示水位等級復原0N/0FF的值相乘，將所得到的積作為水位等級的修正量而輸出。另外，乘法器118被輸入表不從表格函數(shù)器114輸出的水位等級復原0N/0FF的值、和從修正函數(shù)器59輸出的水位等級的變動量。乘法器118將水位等級的變動量與表示水位等級復原0N/0FF的值相乘，將所得到的積作為水位等級的修正量而輸出。在第4實施方式中，算出請求負載變化中的請求負載的指令最終值(發(fā)電輸出最終目標值)與發(fā)電輸出值的輸出偏差，輸出偏差被輸入到表格函數(shù)器114。在所輸入的輸出偏差在閾值以下的情況下，表格函數(shù)器114輸出O。因此，水位等級的修正量為0，脫氣器水位調(diào)整閥34的開度指令以及脫氣器32的水位等級的設定值返回到由水位等級調(diào)整單元40進行調(diào)整前的設定值。根據(jù)第4實施方式的控制裝置36，由于采用事先監(jiān)視請求負載的指令最終值與發(fā)電輸出值的輸出偏差，在該輸出偏差在預先設定的閾值以下的時刻將水位等級的設定值返回到調(diào)整前的設定值的構(gòu)成，所以能防止發(fā)電輸出的過度。圖18是表示使用輸出偏差使水位等級復原時的發(fā)電輸出相對于目標負載設定的追隨性的曲線圖。圖18(A)表示發(fā)電輸出的時間變化，(B)表示閾值和輸出偏差的時間變化。圖18中的第I實施方式的線表示第I實施方式的控制裝置36進行發(fā)電輸出的時間變化，在該情況下，使用基于經(jīng)過時間進行復原控制的復原單元63。圖18中的第4實施方式的線表示第4實施方式的控制裝置36進行發(fā)電輸出的時間變化，在該情況下，使用基于輸出偏差進行復原控制的復原單元63。由圖18可知，根據(jù)第4實施方式的控制裝置36，通過基于輸出偏差使水位等級復原，從而能防止發(fā)電輸出的過度。此外，在水位等級的復原過程中，優(yōu)選使脫氣器水位調(diào)整閥34的開度指令以及脫氣器32的水位等級的設定值如圖5(A)以及圖7(A)所示階段性地，或者如圖5(B)以及圖7(B)所示以一定的變化率，返回到初始值。由此，能防止因急劇的輸出變化帶來的運轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定化，能實現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)電設備的運轉(zhuǎn)。(第5實施方式)接下來，對本發(fā)明的第5實施方式所涉及的控制裝置36進行說明。圖19是表示本發(fā)明的第5實施方式所涉及的控制裝置36中的凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39的構(gòu)成例的圖。此外，在第5實施方式中，僅對與上述的第I至第4實施方式不同的構(gòu)成進行說明。在第5實施方式中，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39算出發(fā)電輸出的變化率(輸出變化率)，作為復原條件，在發(fā)電輸出的變化率成為預先設定的閾值以上的時刻，復原單元63將脫氣器水位調(diào)整閥34的開度指令以及脫氣器32的水位等級的設定值返回到由水位等級調(diào)整單元40進行調(diào)整前的設定值。為此，在第5實施方式中，凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39取代第4實施方式的表格函數(shù)器114以及乘法器116、118而具有表格函數(shù)器120以及乘法器122、124。在表格函數(shù)器120中預先設定了水位等級復原0N/0FF相對于輸出變化率的函數(shù)。在表格函數(shù)器120中，小于閾值的輸出變化率被分配例如I作為0N,閾值以上的輸出變化率被分配例如O作為OFF。乘法器122被輸入表示從表格函數(shù)器120輸出的水位等級復原0N/0FF的值、和從修正函數(shù)器52輸出的水位等級的變動量。乘法器116將水位等級的變動量與表示水位等級復原0N/0FF的值相乘，將所得到的積作為水位等級的修正量而輸出。另外，乘法器124被輸入表示從表格函數(shù)器120輸出的水位等級復原0N/0FF的值、和從修正函數(shù)器59輸出的水位等級的變動量。乘法器124將水位等級的變動量與表示水位等級復原0N/0FF的值相乘，將所得到的積作為水位等級的修正量而輸出。在第5實施方式中，算出輸出變化率，輸出變化率被輸入到表格函數(shù)器120。在所輸入的輸出變化率在閾值以上的情況下，表格函數(shù)器120輸出O。因此，水位等級的修正量成為0，脫氣器水位調(diào)整閥34的開度指令以及脫氣器32的水位等級的設定值返回到由水位等級調(diào)整單元40進行調(diào)整前的設定值。根據(jù)第5實施方式的控制裝置36，由于采用預先監(jiān)視輸出變化率，在輸出變化率成為預先設定的閾值以上的時刻將水位等級的設定值返回到調(diào)整前的設定值的構(gòu)成，所以能防止發(fā)電輸出的過度。
根據(jù)本第2實施方式，能采用僅在頻率變動或者請求負載變化急劇地變化時應用凝結(jié)水流量控制的構(gòu)成。圖20是表示使用輸出變化率使水位等級復原時的發(fā)電輸出相對于目標負載設定的追隨性的曲線圖。圖20(A)表示發(fā)電輸出的時間變化，(B)表示閾值與輸出變化率的時間變化。圖20中的第I實施方式的線表示采用了第I實施方式的控制裝置36的情況下的發(fā)電輸出的時間變化，在該情況下，采用了基于經(jīng)過時間進行復原控制的復原單元63。圖20中的第5實施方式的線表示采用了第5實施方式的控制裝置36的情況下的發(fā)電輸出的時間變化，在該情況下，采用了基于輸出變化率進行復原控制的復原單元63。由圖20可知，通過基于輸出變化率使水位等級復原，從而能防止發(fā)電輸出的過度。(第6實施方式)接下來，對本發(fā)明的第6實施方式所涉及的控制裝置36進行說明。圖21是表示本發(fā)明的第6實施方式所涉及的控制裝置36中的凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元39的構(gòu)成例的圖。此外，在第6實施方式中，僅對與上述的第I至第5實施方式不同的構(gòu)成進行說明。如圖21所示，第6實施方式是組合了上述的第4實施方式與第5實施方式的方式，基于輸出偏差以及輸出變化率這兩者，進行復原控制。為此，在第6實施方式中，乘法器116的輸出被輸入到乘法器122,乘法器118的輸出被輸入到乘法器124。圖22是表示使用輸出偏差與輸出變化率使水位等級復原時的相對于目標負載設定的輸出追隨性的曲線圖。圖22(A)表示發(fā)電輸出的時間變化，(B)表示閾值與輸出偏差以及輸出變化率的時間變化。圖22中的第4實施方式的線表示由第4實施方式的控制裝置36進行發(fā)電輸出的時間變化，在該情況下，采用了基于輸出偏差進行復原控制的復原單元63。圖22中的第6實施方式的線表不由第6實施方式的控制裝置36進行發(fā)電輸出的時間變化,在該情況下，采用了基于輸出偏差以及輸出變化率進行復原控制的復原單元63。如圖22所示，在第6實施方式中，輸出變化率比輸出偏差先達到閾值。因此，在第6實施方式中，先于第4實施方式執(zhí)行復原控制,更可靠地防止發(fā)電輸出的過度。(第7實施方式)接下來，對本發(fā)明的第7實施方式所涉及的控制裝置36進行說明。此外，關(guān)于第7實施方式，僅對與上述的第I至第6實施方式不同的構(gòu)成進行說明。在第7實施方式中，控制允許次數(shù)計算單元80，按假定輸入的頻率變動或者請求負載變化的多個預定值的每一個，運算能執(zhí)行凝結(jié)水流量控制的剩余次數(shù)，顯示單元82如圖23所示那樣顯示運算結(jié)果。此外，在圖23中，也顯示了執(zhí)行了凝結(jié)水流量控制的情況下的脫氣器32的水位等級的設定值。其中，在水位等級的設定值的欄中，顯示了將水位等級的檢測值代入X的計算結(jié)果。圖24是表示控制允許次數(shù)計算單元80的構(gòu)成的一部分的圖，圖25是用于對剩余次數(shù)的運算方法進行說明的圖。
控制允許次數(shù)計算單元80通過與水位等級調(diào)整單元40相同的構(gòu)成，基于頻率變動或者請求負載變化的預定值，來運算水位等級的變動量I。另外，控制允許次數(shù)計算單元80具有設定了水位等級的變動量的最大值z相對于水位等級的變動量y的函數(shù)的表格函數(shù)器126，表格函數(shù)器126在輸入水位等級的變動量y后，輸出對應的水位等級的變動量的最大值z。如圖24所述，最大值z是通過水位等級的變動量y與由凝結(jié)水流量控制產(chǎn)生的過沖相加而得到的值。進一步，控制允許次數(shù)計算單元80具有剩余次數(shù)運算器128，剩余次數(shù)運算器128被輸入表格函數(shù)器126輸出的變動量的最大值z與當前的水位等級X。剩余次數(shù)運算器128運算(x-AL)/z，并將運算得到的結(jié)果舍掉小數(shù)點以下，作為剩余次數(shù)而輸出。此外，AL是作為下限值的警告水位，通過剩余次數(shù)運算器128，剩余次數(shù)被設定成執(zhí)行了凝結(jié)水流量控制時水位等級不低于警告水位。根據(jù)第7實施方式的控制裝置36，發(fā)電設備的管理者能立即判斷針對頻率變動或者請求負載變化，是否通過由水位等級調(diào)整單元40執(zhí)行凝結(jié)水流量控制來應對。特別是，由于按頻率變動或者請求負載變化的多個預定值的每一個來顯示剩余次數(shù)，所以發(fā)電設備的管理者能按頻率變動或者請求負載變化的大小，立即判斷是否通過執(zhí)行凝結(jié)水流量控制來應對。然后，發(fā)電設備的管理者根據(jù)判斷結(jié)果，例如通過手動操作開關(guān)，從而能使控制裝置36執(zhí)行與所希望的預定值對應的脫氣器水位控制。另外，根據(jù)第7實施方式的控制裝置36，即使在控制器55、62進行比例控制的情況下增益大、水位的過沖大，也按照水位等級不低于警告水位的方式運算剩余次數(shù)，所以能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)發(fā)電設備。優(yōu)選第7實施方式的控制裝置36如圖26所示，還具有使凝結(jié)水流量控制有效或者無效的有效/無效切換單元129。有效/無效切換單元129例如由按壓按鈕等的開關(guān)構(gòu)成，開關(guān)由發(fā)電設備的管理者操作。管理者通過將開關(guān)設定為有效，從而能允許凝結(jié)水流量控制的執(zhí)行，相反，通過將開關(guān)設定為無效，從而能禁止凝結(jié)水流量控制的執(zhí)行。另外優(yōu)選有效/無效切換單元129在凝結(jié)水流量控制的剩余次數(shù)為O次的情況下，即使開關(guān)被設定為有效，也強制地將開關(guān)的設定切換為無效，禁止凝結(jié)水流量控制的執(zhí)行。根據(jù)該構(gòu)成，在剩余次數(shù)為O次的情況下，不管開關(guān)的設定如何，都禁止凝結(jié)水流量控制的執(zhí)行。由此，能防止錯誤執(zhí)行凝結(jié)水流量控制，能穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)發(fā)電設備。(第8實施方式)接下來，對本發(fā)明的第8實施方式所涉及的控制裝置36進行說明。此外，關(guān)于第8實施方式，僅對與上述的第I至第7實施方式不同的構(gòu)成進行說明。第8實施方式與第I至第7實施方式的不同點在于，水位等級調(diào)整單元40取代脫氣器32的水位等級而將蓄積在脫氣器32的脫氣器蓄水箱中的供水的水量(保有水量)作為控制對象，來執(zhí)行凝結(jié)水流量控制。由于脫氣器32的水位等級與保有水量存在相關(guān)性，所以若將第I至第7實施方式中水位等級置換為保有水量，則以保有水量為控制對象能容易地執(zhí)行凝結(jié)水流量控制。圖26是表示以保有水量作為控制對象執(zhí)行凝結(jié)水流量控制的情況下控制允許次數(shù)計算單元80的構(gòu)成的一部分的圖，圖27是用于說明剩余次數(shù)的運算方法的圖。
控制允許次數(shù)計算單元80通過與水位等級調(diào)整單元40相同的構(gòu)成，基于頻率變動或者請求負載變化的預定值，運算保有水量的變動量Y。另外，控制允許次數(shù)計算單元80具有設定了保有水量的變動量的最大值Z相對于保有水量的變動量Y的函數(shù)的表格函數(shù)器130，若被輸入保有水量的變動量Y，則表格函數(shù)器130輸出對應的保有水量的變動量的最大值Z。如圖27所述，最大值Z是通過保有水量的變動量Y與由凝結(jié)水流量控制而產(chǎn)生的過沖相加而得到的值?？刂圃试S次數(shù)計算單元80還具有剩余次數(shù)運算器132，剩余次數(shù)運算器132被輸入表格函數(shù)器130輸出的變動量的最大值Z與當前的保有水量X。剩余次數(shù)運算器128運算(X-AV)/Z，將運算得到的結(jié)果舍掉小數(shù)點以下作為剩余次數(shù)而輸出。此外，AV是警告水量，根據(jù)剩余次數(shù)運算器132，剩余次數(shù)被設定成在執(zhí)行了凝結(jié)水流量控制時保有水量不低
于警告水量。根據(jù)第8實施方式的控制裝置36，發(fā)電設備的管理者能立即判斷針對頻率變動或者請求負載變化，是否通過由水位等級調(diào)整單元40執(zhí)行凝結(jié)水流量控制來應對。特別是，由于按頻率變動或者請求負載變化的多個預定值的每一個來顯示剩余次數(shù)，所以發(fā)電設備的管理者能按頻率變動或者請求負載變化的大小，立即判斷是否通過執(zhí)行凝結(jié)水流量控制來應對。本發(fā)明并不限定于上述的第I至第8實施方式，只要在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以進行變更。例如，本發(fā)明還包括對第I至第8實施方式進行變更后的方式、或者對第I至第8實施方式的構(gòu)成要素進行了適當?shù)亟M合的方式。附圖標記的說明:10 鍋爐12 發(fā)電機14 高壓渦輪(蒸氣渦輪)16 中壓渦輪(蒸氣渦輪)18 低壓渦輪(蒸氣渦輪)20 供水泵22 高壓供水加熱器24 調(diào)節(jié)閥26 凝結(jié)器28 凝結(jié)水泵 30 低壓供水加熱器(低壓加熱器)32 脫氣器34 脫氣器水位調(diào)整閥36 控制裝置(凝結(jié)水流量控制裝置)38 蒸氣系統(tǒng)側(cè)控制單元39 凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)控制單元40 水位等級調(diào)整單元64 補給水箱
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，被應用于發(fā)電設備，該發(fā)電設備包括；鍋爐；被導入由上述鍋爐產(chǎn)生的蒸氣的蒸氣渦輪；由上述蒸氣渦輪驅(qū)動的發(fā)電機；被提供來自上述蒸氣渦輪的排熱蒸氣的凝結(jié)器；脫氣器，其經(jīng)由脫氣器水位調(diào)整閥而被提供由上述凝結(jié)器生成的凝結(jié)水，并被導入上述蒸氣渦輪的抽氣蒸氣；和將由上述脫氣器脫氣后的供水提供給上述鍋爐的供水泵， 所述發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置的特征在于， 具有執(zhí)行凝結(jié)水流量控制的水位等級調(diào)整單元，該水位等級調(diào)整單元被輸入頻率變動或者請求負載變化，并且按照抑制所輸入的頻率變動的方式，或者按照使上述發(fā)電機的輸出值追隨所輸入的請求負載變化的方式，來調(diào)整在從上述脫氣器水位調(diào)整閥到上述脫氣器之間延伸的凝結(jié)水流路的壓力，從而調(diào)整上述蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 上述發(fā)電設備具備低壓加熱器，該低壓加熱器被配置于上述凝結(jié)水流路，并從上述蒸氣渦輪被提供抽氣蒸氣來對上述凝結(jié)水進行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 上述水位等級調(diào)整單元基于預先設定的頻率變動或者請求負載變化與上述脫氣器的水位等級或者保有水量的關(guān)系，根據(jù)上述頻率變動或者上述請求負載變化來算出上述水位等級的設定值或者上述保有水量的設定值，并按照上述脫氣器的水位等級或者保有水量成為該水位等級的設定值或者該保有水量的設定值的方式向上述脫氣器水位調(diào)整閥輸出開度指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 還具有復原單元，該復原單元在滿足了規(guī)定的復原條件的情況下，執(zhí)行復原控制，使上述水位等級的設定值、上述保有水量的設定值或者上述脫氣器水位調(diào)整閥的開度，返回到由上述水位等級調(diào)整單元進行的凝結(jié)水流量控制前的設定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 上述復原單元以一定的變化率或者階段性地使上述水位等級的設定值、上述保有水量的設定值或者上述脫氣器水位調(diào)整閥的開度返回到由上述水位等級調(diào)整單元進行的凝結(jié)水流量控制前的設定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)電 設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 上述復原單元算出上述請求負載變化中的請求負載的指令最終值與上述發(fā)電機的輸出值的偏差，作為上述復原條件，在該偏差成為預先設定的閾值以下的時刻，執(zhí)行上述復原控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6的任一項所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 上述復原單元算出上述發(fā)電機的輸出值的變化率，作為上述復原條件，在該變化率成為預先設定的閾值以上的時刻，執(zhí)行上述復原控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 上述復原單元被輸入上述脫氣器的水位等級或者保有水量的檢測值， 作為上述復原條件，在上述水位等級或者上述保有水量的檢測值達到上述水位等級或者上述保有水量的設定值的時刻，上述復原單元執(zhí)行上述復原控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于，作為上述復原條件，在從上述頻率變動或者上述請求負載變化的產(chǎn)生時刻起經(jīng)過了預先設定的設定時間后，上述復原單元執(zhí)行上述復原控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 作為上述復原條件，在從頻率或者上述發(fā)電機的輸出值達到目標頻率設定或者請求負載設定的時刻起經(jīng)過了預先設定的設定時間后，上述復原單元執(zhí)行上述復原控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求3 10的任一項所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 上述水位等級調(diào)整單元基于上述頻率變動的幅度的微分值或者上述請求負載變化的微分值，來算出上述水位等級的設定值或者上述保有水量的設定值。
12.根據(jù)權(quán)利要求3 11的任一項所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 上述水位等級調(diào)整單元被輸入上述頻率變動或者上述請求負載變化的產(chǎn)生時刻的上述脫氣器的水位等級或者保有水量的檢測值，在該水位等級的檢測值或者該保有水量的檢測值低于預先設定的閾值的情況下，上述水位等級調(diào)整單元將上述凝結(jié)水流量控制設為無效，或者調(diào)整上述水位等級的設定值或上述保有水量的設定值來執(zhí)行上述凝結(jié)水流量控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求3 12的任一項所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于，還具有: 控制允許次數(shù)計算單元，其對假定輸入的 頻率變動或者請求負載變化的至少一個預定值進行顯示，并且基于該預定值、上述脫氣器的水位等級或者保有水量的檢測值、以及上述脫氣器的水位等級或者保有水量的下限值，來運算上述水位等級調(diào)整單元能執(zhí)行上述凝結(jié)水流量控制的剩余次數(shù)；和 顯示單元，其將由控制允許次數(shù)計算單元運算出的剩余次數(shù)與上述預定值建立對應來進行顯示。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 還具有開關(guān)，該開關(guān)能由管理者進行操作，用于切換由上述水位等級調(diào)整單元進行的上述凝結(jié)水流量控制的有效與無效。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 輸入與上述預定值一致的上述頻率變動或者請求負載變化，在基于該預定值而運算出的上述剩余次數(shù)為O的情況下，不管上述管理者對上述開關(guān)的操作如何，都使由上述水位等級調(diào)整單元進行的上述凝結(jié)水流量控制無效。
16.根據(jù)權(quán)利要求1 15的任一項所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于， 上述發(fā)電設備具備根據(jù)上述脫氣器的水位等級或者保有水量對上述脫氣器提供補給水的補給水提供單元， 上述補給水提供單元包括:蓄積上述補給水的補給水箱；調(diào)整從上述補給水箱提供給上述脫氣器的補給水供給量的補給水供給量調(diào)整單元；和對上述補給水進行加熱的加熱單J Li ο
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置，其特征在于，上述加熱單元利用上述鍋爐的廢熱或者其他加熱源的廢熱對上述補給水進行加熱。
18.一種發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制方法，被應用于發(fā)電設備，該發(fā)電設備包括；鍋爐；被導入由上述鍋爐產(chǎn)生的蒸氣的蒸氣渦輪；由上述蒸氣渦輪驅(qū)動的發(fā)電機；被提供來自上述蒸氣渦輪的排熱蒸氣的凝結(jié)器；脫氣器，其經(jīng)由脫氣器水位調(diào)整閥而被提供由上述凝結(jié)器生成的凝結(jié)水，并被導入上述蒸氣渦輪的抽氣蒸氣；和將由上述脫氣器脫氣后的供水提供給上述鍋爐的供水泵， 所述發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制方法的特征在于， 執(zhí)行下述的凝結(jié)水流量控制:輸入頻率變動或者請求負載變化，按照抑制所輸入的頻率變動的方式，或者按照使上述發(fā)電機的輸出值追隨所輸入的請求負載變化的方式，來調(diào)整從上述脫氣器水位調(diào)整閥到上述脫氣器之間的凝結(jié)水流路的壓力，從而調(diào)整上述蒸氣渦輪的抽氣蒸氣量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)電設備的凝結(jié)水流量控制裝置以及控制方法，其能改善相對于頻率變動或者請求負載變化的響應性，能可靠抑制頻率變動，或者能提高發(fā)電輸出對請求負載指令的追隨性。應用凝結(jié)水流量控制裝置(36)的發(fā)電設備具備脫氣器(32)，其經(jīng)由脫氣器水位調(diào)整閥(34)而被提供由凝結(jié)器(26)生成的凝結(jié)水，并被導入蒸氣渦輪(18)的抽氣蒸氣。凝結(jié)水流量控制裝置(36)具有執(zhí)行凝結(jié)水流量控制的水位等級調(diào)整單元(40)，水位等級調(diào)整單元(40)按照抑制所輸入的頻率變動的方式，或者按照使發(fā)電機(12)的輸出值追隨所輸入的請求負載變化的方式，來調(diào)整在從脫氣器水位調(diào)整閥(34)到脫氣器(32)間延伸的凝結(jié)水流路的壓力，從而調(diào)整蒸氣渦輪(18)的抽氣蒸氣量。
文檔編號F22B1/28GK103180666SQ201180050898
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者井上力夫, 武居功一, 出口裕一郎, 堤孝則, 太田裕二, 井上觀大 申請人:三菱重工業(yè)株式會社