CN116157588A - 联合循环机组、联合循环机组的启动方法、以及用于执行该方法的启动控制程序 - Google Patents

联合循环机组、联合循环机组的启动方法、以及用于执行该方法的启动控制程序 Download PDF

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CN116157588A CN202180063371.2A CN202180063371A CN116157588A CN 116157588 A CN116157588 A CN 116157588A CN 202180063371 A CN202180063371 A CN 202180063371A CN 116157588 A CN116157588 A CN 116157588A
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成濑正隆
丸田和彦
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Abstract

在联合循环机组的启动方法中，执行以下工序：燃气轮机启动工序，使燃气轮机的输出增加至额定输出；通气工序，当来自废热回收锅炉的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，开始向蒸汽轮机供给蒸汽；以及ST输出控制工序，在并入发电机后，对流入蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，以使发电机的输出按照目标输出变化图案增加。在ST输出控制工序中，当热应力达到预先设定的第一热应力以上时，对流入蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，以使发电机的输出的变化小于目标输出变化图案所示的变化。

Description

联合循环机组、联合循环机组的启动方法、以及用于执行该方 法的启动控制程序
技术领域
本公开涉及具备燃气轮机、废热回收锅炉以及蒸汽轮机的联合循环
机组、联合循环机组的启动方法、以及用于执行该方法的启动控制程序。
本申请基于2020年9月30日在日本提出申请的日本专利申请
2020-164685号主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
联合循环机组具备：燃气轮机，通过供给燃料来进行驱动；GT发电
机，通过燃气轮机的驱动来发电；废热回收锅炉，利用从燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机，通过来自废热回收锅炉的蒸汽来进行驱
动；冷凝器，使从蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；以及ST发电机，通过
蒸汽轮机的驱动来发电。
作为该联合循环机组的启动方法，例如，具有以下的专利文献1中公
开的方法。在该启动方法中，首先，启动燃气轮机，在该燃气轮机的转速
达到额定转速后，将与燃气轮机连接的GT发电机并入电力系统。接着，在燃气轮机输出(GT发电机的输出)达到初始输出的时间点，调节对燃
气轮机供给的燃料量，以使该初始输出维持一定时间。接着，当来自废热
回收锅炉的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，将来自该废热回收锅
炉的蒸汽缓缓地供给至蒸汽轮机。需要说明的是，此处的预先设定的温度
是指设定为适合蒸汽轮机的启动的温度。然后，当蒸汽轮机的转速达到额
定转速后，将与该蒸汽轮机连接的ST发电机并入电力系统。接着，缓缓
地增加对燃气轮机供给的燃料量，使燃气轮机输出为额定输出。在该过程
中，来自废热回收锅炉的蒸汽的流量增加，并且该蒸汽的温度也升高，因
此蒸汽轮机输出也会成为额定输出。
当将燃气轮机输出一气提高至额定输出时，高温的蒸汽流入冷的蒸汽轮机，在该蒸汽轮机中产生较高的热应力。因此，在该启动方法中，从保护蒸汽轮机的观点来看，暂时将燃气轮机输出维持在低于额定输出的初始输出，之后再提高至额定输出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开昭58-197408号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在发电行业中，存在尽可能缩短从燃气轮机的启动到燃气轮机输出达到额定输出的时间的要求。
因此，本公开的目的在于提供一种能抑制在蒸汽轮机中产生的热应力，并且能在短时间内使燃气轮机输出为额定输出的技术。
技术方案
作为用于实现所述目的的一个方案的联合循环机组的启动方法，适用于以下的联合循环机组。
该联合循环机组具备：燃气轮机，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉，能利用从所述燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机，能通过来自所述废热回收锅炉的蒸汽来进行驱动；冷凝器，使从所述蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；以及发电机，通过所述蒸汽轮机的驱动来发电。
在该联合循环机组的启动方法中，执行以下工序：燃气轮机启动工序，对所述燃气轮机供给燃料，使所述燃气轮机的输出增加至额定输出；通气工序，当来自所述废热回收锅炉的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；并入工序，在所述通气工序后，当所述蒸汽轮机的转速达到额定转速时，将所述发电机并入电力系统；ST输出控制工序，在并入所述发电机后，对流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，以使所述发电机的输出按照目标输出变化图案增加；以及热应力推定工序，基于流入所述蒸汽轮机的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机中产生的热应力。在所述ST输出控制工序中，当在所述热应力推定工序中推定出的热应力达到预先设定的第一热应力以上时，对流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，以使所述发电机的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。
向蒸汽轮机的单位时间的蒸汽供给量相对于作为发电机的输出的蒸汽轮机输出具有正的相关性。此外，在从与蒸汽轮机连接的发电机被并入电力系统起规定时间的期间，蒸汽轮机的热应力相对于蒸汽轮机输出具有正的相关性。因此，在本方案中，基于蒸汽轮机输出，对流入蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，不使在蒸汽轮机中产生的热应力达到预先设定的热应力以上。因此，在本方案中，无需为了不使在蒸汽轮机中产生的热应力升高而将燃气轮机输出维持在低于额定输出的低输出规定时间。
因此，在本方案中，能抑制在蒸汽轮机中产生的热应力，并且与将燃气轮机输出维持在低输出规定时间的情况相比，能缩短使燃气轮机输出为额定输出的时间。
作为用于实现所述目的的一个方案的联合循环机组，具备：燃气轮机，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉，能利用从所述燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机，能通过来自所述废热回收锅炉的蒸汽来进行驱动；冷凝器，使从所述蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；发电机，能通过所述蒸汽轮机的驱动来发电；断路器，从外部根据指示来将所述发电机与电力系统电连接，从外部根据指示来切断所述发电机与所述电力系统的电连接；燃料调节阀，能调节对所述燃气轮机供给的燃料的流量；主蒸汽管线，将来自所述废热回收锅炉的蒸汽传导至所述蒸汽轮机；蒸汽调节阀，设于所述主蒸汽管线，能调节流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量；温度计，在所述主蒸汽管线中，设于比所述蒸汽调节阀靠所述废热回收锅炉的一侧，能感测在所述主蒸汽管线中流动的蒸汽的温度；转速计，能感测所述蒸汽轮机的转速；输出计，能感测作为由所述发电机产生的发电量的输出；以及控制装置。所述控制装置具有：启动时燃料控制部，对所述燃料调节阀指示开始向所述燃气轮机供给燃料，并且指示对所述燃气轮机供给的燃料的流量，以使所述燃气轮机的输出增加至额定输出；通气指示部，当由所述温度计感测到的温度达到预先设定的温度以上时，对所述蒸汽调节阀指示开阀，以便开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；并入指示部，当由所述转速计感测到的转速达到所述蒸汽轮机的额定转速时，对所述断路器指示将所述发电机与电力系统电连接；ST输出控制部，在所述发电机与所述电力系统电连接后，对所述蒸汽调节阀对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出按照目标输出变化图案增加；以及热应力推定部，基于由所述温度计感测到的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机中产生的热应力。当在所述热应力推定部中推定出的热应力达到预先设定的值以上时，所述ST输出控制部对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。
作为用于实现所述目的的一个方案的联合循环机组的启动控制程序应用于以下的联合循环机组。
该联合循环机组具备：燃气轮机，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉，能利用从所述燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机，能通过来自所述废热回收锅炉的蒸汽来进行驱动；冷凝器，使从所述蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；发电机，能通过所述蒸汽轮机的驱动来发电；断路器，从外部根据指示来将所述发电机与电力系统电连接，从外部根据指示来切断所述发电机与所述电力系统的电连接；燃料调节阀，能调节对所述燃气轮机供给的燃料的流量；主蒸汽管线，将来自所述废热回收锅炉的蒸汽传导至所述蒸汽轮机；蒸汽调节阀，设于所述主蒸汽管线，能调节流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量；温度计，在所述主蒸汽管线中，设于比所述蒸汽调节阀靠所述废热回收锅炉的一侧，能感测在所述主蒸汽管线中流动的蒸汽的温度；转速计，能感测所述蒸汽轮机的转速；以及输出计，能感测作为由所述发电机产生的发电量的输出。
该联合循环机组的启动控制程序使计算机执行以下工序：燃气轮机启动工序，对所述燃料调节阀指示开始向所述燃气轮机供给燃料，并且指示对所述燃气轮机供给的燃料的流量，以使所述燃气轮机的输出增加至额定输出；通气指示工序，当由所述温度计感测到的温度达到预先设定的温度以上时，对所述蒸汽调节阀指示开阀，以便开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；并入工序，当由所述转速计感测到的转速达到所述蒸汽轮机的额定转速时，对所述断路器指示将所述发电机与电力系统电连接；ST输出控制工序，在所述发电机与所述电力系统电连接后，对所述蒸汽调节阀对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出按照目标输出变化图案升高；以及热应力推定工序，基于由所述温度计感测到的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机中产生的热应力。在所述ST输出控制工序中，当在所述热应力推定工序中推定出的热应力达到预先设定的值以上时，对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。
发明效果
在本公开的一个方案中，能抑制在蒸汽轮机中产生的热应力，并且能在短时间内使燃气轮机输出为额定输出。
附图说明
图1是本公开的第一实施方式的联合循环机组的系统图。
图2是表示本公开的第一实施方式的控制装置的功能构成的说明图。
图3是表示本公开的第一实施方式的受理GT通常启动模式时的控制装置的动作的流程图。
图4是表示本公开的第一实施方式的受理GT快速启动模式时的控制装置的动作的流程图。
图5是表示本公开的第一实施方式的随着时间经过的燃气轮机转速、燃气轮机输出、蒸汽轮机转速以及蒸汽轮机输出的变化的曲线图。
图6是本公开的第二实施方式的联合循环机组的系统图。
具体实施方式
以下，对与本公开的联合循环机组、该联合循环机组的启动方法有关的实施方式进行说明。
“第一实施方式”
参照图1至图5，对本实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式的联合循环机组具备：燃气轮机设备G；蒸汽轮机设备S；以及控制装置50。
燃气轮机设备G具备：燃气轮机10；GT发电机17，通过燃气轮机10的驱动来发电；GT断路器18，进行GT发电机17与电力系统1的电连接以及切断；废热回收锅炉20，通过从燃气轮机10排出的废气EG的热产生蒸汽；以及烟囱29，将在废热回收锅炉20中通过的废气EG排放到大气中。
燃气轮机10具备：压缩机11，对空气A进行压缩；燃烧器14，在由压缩机11压缩后的空气中使燃料F燃烧而生成燃烧气体；以及涡轮12，由高温高压的燃烧气体进行驱动。涡轮12的涡轮转子和压缩机11的压缩机转子相互连接而构成燃气轮机转子13。在该燃气轮机转子13连接有GT发电机17的转子。
在燃烧器14连接有将来自外部的燃料供给源的燃料F供给至该燃烧器14的燃料管线15。在该燃料管线15设有调节对燃烧器14供给的燃料F的流量的燃料调节阀16。
在涡轮12的排气口，经由烟道25连接有废热回收锅炉20。在废热回收锅炉20的排气口设有烟囱29。
GT发电机17与电力系统1通过电力线19电连接。在该电力线19设有GT断路器18。GT断路器18从外部根据指示来将GT发电机17与电力系统1电连接，从外部根据指示来切断GT发电机17与电力系统1的电连接。
燃气轮机设备G还具备：GT输出计41，能感测作为由GT发电机17发电得到的电力的燃气轮机输出；以及GT转速计42，能感测燃气轮机转子13的转速。
蒸汽轮机设备S具备：废热回收锅炉20；烟囱29；蒸汽轮机30，通过在废热回收锅炉20中产生的蒸汽来进行驱动；ST发电机37，通过蒸汽轮机30的驱动来发电；ST断路器38，进行ST发电机37与电力系统1的电连接以及切断；冷凝器34，使从蒸汽轮机30排出的蒸汽恢复成水；以及供水泵35，使冷凝器34中的水返回废热回收锅炉20。因此，废热回收锅炉20和烟囱29是燃气轮机设备G和蒸汽轮机设备S的共享装置。
蒸汽轮机转子33与ST发电机37的转子连接。需要说明的是，该蒸汽轮机转子33不与燃气轮机转子13机械连接。因此，燃气轮机转子13的旋转与蒸汽轮机转子33的旋转不同步，即使燃气轮机转子13旋转，蒸汽轮机转子33也不一定旋转。
ST发电机37与电力系统1通过电力线39电连接。在该电力线39设有ST断路器38。ST断路器38从外部根据指示，将ST发电机37与电力系统1电连接，从外部根据指示，切断ST发电机37与电力系统1的电连接。
蒸汽轮机30的蒸汽入口与废热回收锅炉20的蒸汽出口通过主蒸汽管线21连接。在该主蒸汽管线21设有蒸汽调节阀22，该蒸汽调节阀22调节流入蒸汽轮机30的蒸汽的流量。蒸汽调节阀22具有：截止阀22a，能切断流入蒸汽轮机30的蒸汽；以及控制阀22b，能调节流入蒸汽轮机30的蒸汽的流量。控制阀22b在主蒸汽管线21中配置于比截止阀22a靠蒸汽轮机30侧。
蒸汽轮机30的蒸汽出口与冷凝器34的蒸汽入口连接。在该主蒸汽管线21中，从比蒸汽调节阀22靠废热回收锅炉20侧的位置分支出旁通管线23。该旁通管线23与冷凝器34的蒸汽入口连接。在该旁通管线23设有旁通阀24，该旁通阀24调节在旁通管线23中通过的蒸汽的流量。冷凝器34的冷凝水出口与废热回收锅炉20的水入口通过供水管线36连接。在该供水管线36设有供水泵35。
在主蒸汽管线21中，在比旁通管线23的分支位置靠废热回收锅炉20侧的位置设有能调节流入蒸汽轮机30的蒸汽的温度的减温器26。减温器26具有：喷雾器26s，在主蒸汽管线21中，能在比旁通管线23的分支位置靠废热回收锅炉20侧的位置喷出水雾；以及喷雾量调节阀26v，能调节来自喷雾器26s的水的喷雾量。
蒸汽轮机设备S还具备：ST输出计45，能感测作为由ST发电机37发电得到的电力的蒸汽轮机输出；ST转速计46，感测蒸汽轮机转子33的转速；温度计47，能感测在主蒸汽管线21中流动的蒸汽的温度；以及压力计48，能感测在主蒸汽管线21中流动的蒸汽的压力。温度计47和压力计48在主蒸汽管线21中设置于比旁通管线23的分支位置靠蒸汽轮机30侧且比蒸汽调节阀22靠废热回收锅炉20侧的位置。
控制装置50是计算机。该控制装置50具备：CPU(中央处理器：CentralProcessingUnit)60，进行各种运算；存储器57，其为CPU60的工作区域等；硬盘驱动器装置等辅助存储装置58；键盘、鼠标等手动输入装置(输入装置)51；显示装置(输出装置)52；手动输入装置51和显示装置52的输入输出接口53；装置接口(输入装置)54，用于在与各种设备之间进行数据的收发；通信接口(输入输出装置)55，用于通过网络N来与外部通信；以及存储/再现装置(输入输出装置)56，针对盘型存储介质D进行数据的存储处理、再现处理。装置接口54从GT输出计41、GT转速计42、ST输出计45、ST转速计46、温度计47以及压力计48接收感测数据。此外，装置接口54对各断路器18、38、燃料调节阀16、截止阀22a、控制阀22b、旁通阀24以及喷雾量调节阀26v发送控制数据。
在辅助存储装置58中预先存储有联合循环机组的控制程序58p。该控制程序58p中嵌入有对联合循环机组的启动进行控制的启动控制程序58pa。控制程序58p例如经由存储/再现装置56而从盘型存储介质D引入辅助存储装置58。此外，在已经在辅助存储装置58存储有控制程序58p，并更新该控制程序58p中的启动控制程序的情况下，新的启动控制程序58pa例如也经由存储/再现装置56而从盘型存储介质D引入辅助存储装置58。需要说明的是，程序可以经由通信接口55而从外部的装置引入辅助存储装置58。
CPU60在功能上具有燃气轮机设备G的启动控制部60g和蒸汽轮机设备S的启动控制部60s。燃气轮机设备G的启动控制部60g具有GT启动模式受理部61、GT启动时燃料控制部62以及GT并入指示部63。蒸汽轮机设备S的启动控制部60s具有ST输出控制部71、蒸汽压力控制部72、旁通控制部73、ST并入指示部74、蒸汽温度控制部75、通气指示部76、蒸汽供给停止指示部77、热应力推定部78以及热应力判断部79。这些各功能部61～63、71～79均通过使CPU60执行存储于辅助存储装置58的启动控制程序58pa来发挥功能。需要说明的是，关于这些的各功能部61～63、71～79的功能内容，在说明控制装置50的动作的过程中进行说明。
接着，根据图3和图4中示出的流程图，对以上说明的控制装置50的动作进行说明。
在本实施方式中，作为燃气轮机10的启动模式，存在GT快速启动模式和GT通常启动模式。GT快速启动模式是不管蒸汽轮机30的状况如何都将燃气轮机10的输出提高到额定输出，并快速启动燃气轮机10的模式。GT通常启动模式是不快速启动燃气轮机10的模式。因此，首先，根据图3中示出的流程图，对GT通常启动模式时的控制装置50的动作进行说明。
首先，控制装置50的GT启动模式受理部61从外部受理燃气轮机10的启动模式(S10：GT启动模式受理工序)。当GT启动模式受理部61受理GT通常启动模式时，GT启动时燃料控制部62执行GT通常启动工序(S11N)。在GT通常启动工序(S11N)中，GT启动时燃料控制部62对燃料调节阀16指示对燃气轮机10供给的燃料的流量，以便如图5所示由GT转速计42感测到的燃气轮机10的转速(图5中的实线)按照预先设定的转速变化图案变化，直至GT发电机17并入电力系统1。其结果是，在由转速变化图案示出的燃气轮机10的转速有增加倾向的过程中，对燃气轮机10供给的燃料的流量增加。因此，在该过程中，从废热回收锅炉20产生的蒸汽的温度逐渐升高，并且该蒸汽的产生量逐渐增加。此外，在GT通常启动工序(S11N)中，在从GT发电机17并入电力系统1到燃气轮机输出达到额定输出Pgn的期间，GT启动时燃料控制部62对燃料调节阀16指示对燃气轮机10供给的燃料的流量，以便如图5所示由GT输出计41感测到的燃气轮机输出(图5中的长虚线)按照预先设定的通常输出变化图案变化。其结果是，在由通常输出变化图案示出的燃气轮机输出有增加倾向的过程中，对燃气轮机10供给的燃料的流量增加。因此，在该过程中，从废热回收锅炉20产生的蒸汽的温度逐渐升高，并且该蒸汽的产生量逐渐增加。
在GT通常启动工序(S11N)的执行中，如图5所示，当燃气轮机10的转速(图5中的实线)达到额定转速Nn时，控制装置50的GT并入指示部63对GT断路器18指示将GT发电机17与电力系统1电连接(S12：GT并入工序)。其结果是，GT发电机17并入电力系统1，通过GT输出计41能检测燃气轮机输出。
当GT发电机17并入电力系统1时，如上所述，作为GT通常启动工序(S11N)的一环，GT启动时燃料控制部62对燃料调节阀16指示对燃气轮机10供给的燃料的流量，以使由GT输出计41感测到的燃气轮机输出按照预先设定的通常输出变化图案变化。该通常输出变化图案如图5所示，设定为当燃气轮机输出达到低于额定输出Pgn的低输出Pga时，维持该低输出Pga规定时间。因此，作为GT通常启动工序(S11N)的一环，当燃气轮机输出(图5中的长虚线)达到低输出Pga时，GT启动时燃料控制部62GT启动时燃料控制部62对燃料调节阀16指示对燃气轮机10供给的燃料的流量，以便维持该低输出Pga(S11Na)。
如图5所示，通常输出变化图案设定为在维持低输出Pga规定时间后，燃气轮机输出从低输出Pga逐渐增加至额定输出Pgn。因此，作为GT通常启动工序(S11N)的一环，GT启动时燃料控制部62对燃料调节阀16指示对燃气轮机10供给的燃料的流量，以便在维持低输出Pga规定时间后，使燃气轮机输出(图5中的长虚线)逐渐增加至额定输出Pgn。通过该GT启动时燃料控制部62的动作，使燃气轮机输出达到额定输出Pgn(S13)。
在将燃气轮机输出维持在低输出Pga的期间以及从低输出Pga增加至额定输出Pgn的期间，当在蒸汽轮机30中产生的热应力达到预先设定的热应力以上时，作为GT通常启动工序(S11N)的一环，GT启动时燃料控制部62不管通常输出变化图案如何都对燃气轮机输出进行调节(S11Nb)。具体而言，当在蒸汽轮机30中产生的热应力达到预先设定的热应力以上时，GT启动时燃料控制部62对燃料调节阀16指示暂时减少对燃气轮机10供给的燃料的流量。其结果是，燃气轮机输出比通常输出变化图案所示的燃气轮机输出小。因此，流入蒸汽轮机30的蒸汽的温度、压力、流量中的任一者变小，在蒸汽轮机30中产生的热应力小于预先设定的热应力。当蒸汽轮机30中产生的热应力小于预先设定的热应力时，GT启动时燃料控制部62GT启动时燃料控制部62再次对燃料调节阀16指示对燃气轮机10供给的燃料的流量，以使燃气轮机输出按照通常输出变化图案变化。
如上所述，当对燃气轮机10供给燃料时，从废热回收锅炉20产生蒸汽。控制装置50的蒸汽温度控制部75对减温器26进行指示，以使由温度计47感测到的蒸汽的温度为预先设定的温度以下，直至至少蒸汽轮机输出达到额定输出(S20：蒸汽温度控制工序)。当减温器26的喷雾量调节阀26v收到该指示时，从喷雾器26s向主蒸汽管线21的水的喷雾量达到与该指示相符的喷雾量。其结果是，在主蒸汽管线21中，在比设有该减温器26的位置靠蒸汽轮机30侧的位置的蒸汽的温度为预先设定的温度以下。
此外，当由压力计48感测到的蒸汽的压力达到预先设定的值(也可以不是固定值)以上时，控制装置50的旁通控制部73对旁通阀24指示开阀，直至至少蒸汽轮机输出达到额定输出(S21：旁通控制工序)。因此，在从废热回收锅炉20开始产生蒸汽到至少蒸汽轮机输出达到额定输出的期间，当由压力计48感测到的蒸汽的压力达到预先设定的值以上时，旁通阀24打开，来自废热回收锅炉20的蒸汽的一部分经由旁通管线23被送至冷凝器34。
当由温度计47感测到的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，控制装置50的通气指示部76对蒸汽调节阀22指示开阀，以便开始向蒸汽轮机30供给蒸汽(S22：通气工序)。其结果是，在废热回收锅炉20中产生的蒸汽经由主蒸汽管线21和蒸汽调节阀22流入蒸汽轮机30。蒸汽轮机30通过该蒸汽开始进行驱动。该通气工序(S22)基本上在GT并入工序(S12)以后执行。
当执行通气工序(S22)时，在直至至少蒸汽轮机输出达到额定输出的期间，控制装置50的热应力推定部78推定在蒸汽轮机30中产生的热应力(S23：热应力推定工序)。在蒸汽轮机转子33中，当在靠近蒸汽入口的入口附近部，蒸汽开始流入蒸汽轮机30时，产生高的热应力。热应力推定部78推定该入口附近部的热应力。具体而言，热应力推定部78首先根据由温度计47感测到的蒸汽的温度推定当前的入口附近部的温度，并且求出该温度与在规定时间前推定出的入口附近部的温度的温度差。然后，热应力推定部78基于该温度差、入口附近部的形状以及形成入口附近部的材料的杨氏模量或膨胀系数等来求出入口附近部的热应力。由该热应力推定部78推定出的热应力在调节上述的燃气轮机输出时(S1 1Nb)使用。
当执行通气工序(S22)时，控制装置50的蒸汽压力控制部72对蒸汽调节阀22的控制阀22b指示开度，以使流入蒸汽轮机30的蒸汽的流量逐渐增加，并且对旁通阀24指示开度，以使由压力计48感测到的蒸汽的压力按照预先设定的压力变化图案升高(S24：蒸汽压力控制工序)。
在蒸汽压力控制工序(S24)的执行中，当蒸汽轮机30的转速(图5中的单点划线)达到额定转速Nn时，控制装置50的ST并入指示部74对ST断路器38指示将ST发电机37与电力系统1电连接(S26：ST并入工序)。其结果是，ST发电机37并入电力系统1，能通过ST输出计45检测蒸汽轮机输出。
在ST并入工序(S26)的执行后，还执行蒸汽压力控制工序(S24)，如图5所示，蒸汽轮机输出(图5中的双点划线)达到额定输出Psn。
以上，完成GT通常启动模式下的燃气轮机10的启动以及蒸汽轮机30的启动。
接着，根据图4中示出的流程图，对GT快速启动模式时的控制装置50的动作进行说明。
首先，控制装置50的GT启动模式受理部61从外部受理燃气轮机10的启动模式(S10：GT启动模式受理工序)。当GT启动模式受理部61受理GT快速启动模式时，GT启动时燃料控制部62执行GT快速启动工序(S11Q)。在该GT快速启动工序(S11Q)中，与GT通常启动工序(S11N)同样，GT启动时燃料控制部62对燃料调节阀16指示对燃气轮机10供给的燃料的流量，以便如图5所示由GT转速计42感测到的燃气轮机10的转速(图5中的实线)按照预先设定的转速变化图案变化，直至GT发电机17并入电力系统1。其结果是，在由转速变化图案示出的燃气轮机10的转速有增加倾向的过程中，对燃气轮机10供给的燃料的流量增加。因此，在该过程中，从废热回收锅炉20产生的蒸汽的温度逐渐升高，并且该蒸汽的产生量逐渐增加。此外，在GT快速启动工序(S11Q)中，在从将GT发电机17并入电力系统1到燃气轮机输出达到额定输出的期间，GT启动时燃料控制部62对燃料调节阀16指示对燃气轮机10供给的燃料的流量，以便如图5所示由GT输出计41感测到的燃气轮机输出(图5中的短虚线)按照预先设定的快速输出变化图案变化。该快速输出变化图案在本实施方式中设定为燃气轮机输出相对于时间经过而线性变化。其结果是，随着时间经过，对燃气轮机10供给的燃料的流量逐渐增加。因此，在该过程中，从废热回收锅炉20产生的蒸汽的温度逐渐升高，并且该蒸汽的产生量逐渐增加。
在GT快速启动工序(S11Q)的执行中，如图5所示，当燃气轮机10的转速达到额定转速Nn时，控制装置50的GT并入指示部63对GT断路器18指示将GT发电机17与电力系统1电连接(S12：GT并入工序(S12))。其结果是，GT发电机17并入电力系统1，能通过GT输出计41检测燃气轮机输出。
在GT并入工序(S12)的执行后，还执行GT快速启动工序(S11Q)，如图5所示，燃气轮机输出(图5中的短虚线)达到额定输出Pgn。
如上所述，当对燃气轮机10供给燃料时，从废热回收锅炉20产生蒸汽。在GT启动模式受理部61受理GT快速启动模式的情况下，也与GT启动模式受理部61受理GT通常启动模式的情况同样，控制装置50的蒸汽温度控制部75对减温器进行指示，以使由温度计47感测到的蒸汽的温度为预先设定的温度以下，直至至少蒸汽轮机输出达到额定输出(S20：蒸汽温度控制工序)。当减温器26的喷雾量调节阀26v收到该指示时，从喷雾器26s向主蒸汽管线21的水的喷雾量达到与该指示相符的喷雾量。其结果是，在主蒸汽管线21中，在比设有该减温器26的位置靠蒸汽轮机30侧的位置的蒸汽的温度为预先设定的温度以下。
此外，当由压力计48感测到的蒸汽的压力达到预先设定的值(也可以不是固定值)以上时，控制装置50的旁通控制部73对旁通阀24指示开阀，直至至少蒸汽轮机输出达到额定输出(S21：旁通控制工序)。因此，在从废热回收锅炉20开始产生蒸汽到至少蒸汽轮机输出达到额定输出的期间，当由压力计48感测到的蒸汽的压力达到预先设定的值以上时，旁通阀24打开，来自废热回收锅炉20的蒸汽的一部分经由旁通管线23被送至冷凝器34。
当由温度计47感测到的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，控制装置50的通气指示部76对蒸汽调节阀22指示开阀，以便开始向蒸汽轮机30供给蒸汽(S22：通气工序)。其结果是，在废热回收锅炉20中产生的蒸汽经由主蒸汽管线21和蒸汽调节阀22流入蒸汽轮机30。蒸汽轮机30通过该蒸汽开始进行驱动。在执行上述的GT并入工序(S12)，燃气轮机输出达到额定输出Pgn(S13)以后、即在GT快速启动工序(S 11Q)结束后执行该通气工序(S22)。
当执行通气工序(S22)时，与GT启动模式受理部61受理GT通常启动模式的情况同样，在直至至少蒸汽轮机输出达到额定输出的期间，控制装置50的热应力推定部78推定在蒸汽轮机30中产生的热应力(S23：热应力推定工序)。
控制装置50的蒸汽供给停止指示部77在开始向蒸汽轮机30供给蒸汽到执行后述的ST并入工序(S26)的期间执行蒸汽供给停止工序(S25)。在该蒸汽供给停止工序(S25)中，蒸汽供给停止指示部77首先判断在热应力推定工序(S23)中推定出的热应力是否达到预先设定的第二热应力以上(S26a)。然后，当判断为由热应力推定工序(S23)推定出的热应力达到预先设定的第二热应力以上时，蒸汽供给停止指示部77对蒸汽调节阀22指示关闭，以便停止向蒸汽轮机30供给蒸汽(S26b)。
因此，在本实施方式中，在从开始向蒸汽轮机30供给蒸汽到执行并入工序的期间，即使在蒸汽轮机30产生第二热应力以上的热应力，也能将该热应力的产生时间抑制在最小限度，并能将由热应力引起的蒸汽轮机30的劣化抑制在最小限度。
在执行该蒸汽供给停止工序(S25)后，再次执行上述的通气工序(S22)。
在执行通气工序(S22)后，当在热应力推定工序(S23)中推定出的热应力未达到预先设定的第二热应力以上，且蒸汽轮机30的转速(图5中的单点划线)达到额定转速Nn时，控制装置50的ST并入指示部74对ST断路器38指示将ST发电机37与电力系统1电连接(S26：ST并入工序)。其结果是，ST发电机37并入电力系统1，能通过ST输出计45检测蒸汽轮机输出。
当执行ST并入工序(S26)时，控制装置50的ST输出控制部71执行ST输出控制工序(S27)。作为ST输出控制工序(S27)的一环，该ST输出控制部71对控制阀22b指示开度，控制流入蒸汽轮机30的蒸汽的流量，以使ST发电机37的输出、即蒸汽轮机输出按照目标输出变化图案增加(S27a)。该目标输出变化图案设定为在蒸汽轮机30中产生的热应力未达到预先设定的第一热应力。需要说明的是，该第一热应力可以是与上述的第二热应力相同的值，但也可以是与上述的第二热应力不同的值。如上所述，即使以蒸汽轮机输出按照该目标输出变化图案升高的方式进行控制，也可能会存在在蒸汽轮机30中产生的热应力达到第一热应力以上的情况。因此，作为该ST输出控制工序(S27)的一环，该ST输出控制部71判断在热应力推定工序(S23)中推定出的热应力是否达到预先设定的第一热应力以上(S27b)。然后，当判断为在热应力推定工序(S23)中推定出的热应力达到预先设定的第一热应力以上时，作为ST输出控制工序(S27)的一环，ST输出控制部71对控制阀22b指示开度，对流入蒸汽轮机30的蒸汽的流量进行调节，以使蒸汽轮机输出的变化小于目标输出变化图案所示的变化(S27c)。此时，ST输出控制部71对流入蒸汽轮机30的蒸汽的流量进行控制，以便暂时维持蒸汽轮机输出。
在该ST输出控制工序(S27)的执行中，控制装置50的热应力判断部79执行热应力判断工序(S28)。热应力判断部79在该热应力判断工序(S28)中判断是否处于热应力稳定状态，该热应力稳定状态是在热应力推定工序(S23)中推定出的热应力的每单位时间的变化量小于预先设定的变化量，且当前的热应力小于第一热应力的状态。
当在热应力判断工序(S28)中判断为未处于热应力稳定状态时，继续ST输出控制工序(S27)。另一方面，当在热应力判断工序(S28)中判断为处于热应力稳定状态时，ST输出控制工序(S27)结束，控制装置50的蒸汽压力控制部72执行蒸汽压力控制工序(S29)。在该蒸汽压力控制工序(S29)中，与使用图3说明的蒸汽压力控制工序(S24)同样，蒸汽压力控制部72对蒸汽调节阀22的控制阀22b指示开度，以使流入蒸汽轮机30的蒸汽的流量逐渐增加，并且对旁通阀24指示开度，以使由压力计48感测到的蒸汽的压力按照预先设定的压力变化图案升高。
通过执行该蒸汽压力控制工序(S29)，如图5所示，蒸汽轮机输出(图5中的双点划线)达到额定输出Psn。
以上，完成GT快速启动模式下的燃气轮机10的启动以及蒸汽轮机30的启动。
在本实施方式中，在GT启动模式受理部61受理GT通常启动模式的情况下，像使用图5说明的那样，燃气轮机输出(图5中的长虚线)维持在低于额定输出Pgn的低输出Pga规定时间，以便不使在蒸汽轮机30中产生的热应力升高。
再者，向蒸汽轮机30的每单位时间的蒸汽供给量相对于蒸汽轮机输出具有正的相关性。此外，在蒸汽轮机30的启动过程中的初始阶段(自ST并入起的规定时间的期间)，蒸汽轮机30的热应力相对于蒸汽轮机输出具有正的相关性。因此，在本实施方式中，在GT启动模式受理部61受理GT快速启动模式的情况下，基于由ST输出计45感测到的蒸汽轮机输出，对流入蒸汽轮机30的蒸汽的流量进行控制，不使在蒸汽轮机30中产生的热应力达到预先设定的热应力以上。因此，在本实施方式中，在GT启动模式受理部61受理GT快速启动模式的情况下，像受理GT通常启动模式的情况那样，无需将燃气轮机输出维持在低输出Pga规定时间。
因此，在本实施方式中，在GT启动模式受理部61受理GT快速启动模式的情况下，能抑制在蒸汽轮机30中产生的热应力，并且与受理GT通常启动模式的情况相比，如图5所示，能缩短使燃气轮机输出(图5中的短虚线)为额定输出Pgn的时间。换言之，在本实施方式中，在GT启动模式受理部61受理GT快速启动模式的情况下，能抑制在蒸汽轮机30中产生的热应力，并且与将燃气轮机输出维持在低输出规定时间的情况相比，能缩短使燃气轮机输出为额定输出Pgn的时间。
“第二实施方式”
参照图6，对本实施方式进行说明。
如图6所示，本实施方式的联合循环机组具备第一燃气轮机设备Ga、第二燃气轮机设备Gb、蒸汽轮机设备Sa以及控制装置50a。
第一燃气轮机设备Ga和第二燃气轮机设备Gb均与第一实施方式中的燃气轮机设备G相同。因此，第一燃气轮机设备Ga具备第一燃气轮机10a、第一GT发电机17a、第一GT断路器18a、第一废热回收锅炉20a以及第一烟囱29a。此外，第二燃气轮机设备Gb具备：第二燃气轮机10b、第二GT发电机17b、第二GT断路器18b、第二废热回收锅炉20b以及第二烟囱29b。
相对于第一燃气轮机设备Ga，与第一实施方式中的蒸汽轮机设备S同样，本实施方式的蒸汽轮机设备Sa具备：作为与第一燃气轮机设备Ga的共享装置的第一废热回收锅炉20a；蒸汽轮机30；ST发电机37；ST断路器38；冷凝器34；供水泵35；第一主蒸汽管线21a；蒸汽调节阀22；旁通管线23；旁通阀24；供水管线36；供水泵35；第一减温器26a；ST输出计45；ST转速计46；温度计47；以及压力计48。第一主蒸汽管线21a连接第一废热回收锅炉20a的蒸汽出口与蒸汽轮机30的蒸汽入口。
本实施方式的蒸汽轮机设备Sa还具备：作为与第二燃气轮机设备Gb的共享装置的第二废热回收锅炉20b；第二主蒸汽管线21b；第二减温器26b；第一切换阀28a；以及第二切换阀28b。第二主蒸汽管线21b连接第二废热回收锅炉20b的蒸汽出口与蒸汽轮机30的蒸汽入口。因此，第二主蒸汽管线21b与第一主蒸汽管线21a在蒸汽轮机30侧的部分彼此共享。在此，将第二主蒸汽管线21b与第一主蒸汽管线21a彼此共享的部分作为共享主蒸汽管线21c。此外，在第二主蒸汽管线21b中，将除了共享主蒸汽管线21c的部分作为第二主蒸汽专用管线21bd，在第一主蒸汽管线21a中，将除了共享主蒸汽管线21c的部分作为第一主蒸汽专用管线21ad。
蒸汽调节阀22设于共享主蒸汽管线21c。在第二主蒸汽专用管线21bd设有第二切换阀28b。在第一主蒸汽专用管线21ad中，在比旁通管线23的分支位置靠第一废热回收锅炉20a侧的位置设有第一切换阀28a。
在启动第一燃气轮机10a，不启动第二燃气轮机10b的情况下，第一切换阀28a处于打开状态，第二切换阀28b处于关闭状态。因此，通过第一燃气轮机10a的启动，在第一废热回收锅炉20a中产生的蒸汽经由第一主蒸汽管线21a流入蒸汽轮机30。此外，当由压力计48感测到的蒸汽的压力变高时，旁通阀24打开，在第一废热回收锅炉20a中产生的蒸汽的一部分经由旁通管线23被送入冷凝器34。
在不启动第一燃气轮机10a，启动第二燃气轮机10b的情况下，第一切换阀28a处于关闭状态，第二切换阀28b处于打开状态。因此，通过第二燃气轮机10b的启动，在第一废热回收锅炉20a中产生的蒸汽经由第二主蒸汽管线21b流入蒸汽轮机30。此外，当由压力计48感测到的蒸汽的压力变高时，旁通阀24打开，在第二废热回收锅炉20b中产生的蒸汽的一部分经由旁通管线23被送入冷凝器34。
此外，在启动第一燃气轮机10a和第二燃气轮机10b的情况下，第一切换阀28a和第二切换阀28b一同处于打开状态。因此，通过第一燃气轮机10a的启动，在第一废热回收锅炉20a中产生的蒸汽经由第一主蒸汽管线21a流入蒸汽轮机30，并且在第二废热回收锅炉20b中产生的蒸汽经由第二主蒸汽管线21b流入蒸汽轮机30。此外，当由压力计48感测到的蒸汽的压力变高时，旁通阀24打开，在第一废热回收锅炉20a中产生的蒸汽的一部分或在第二废热回收锅炉20b中产生的蒸汽的一部分经由旁通管线23被送入冷凝器34。
与第一实施方式的控制装置50同样，控制装置50a是计算机。该控制装置50a在功能上具有第一燃气轮机设备Ga的启动控制部、第二燃气轮机设备Gb的启动控制部以及蒸汽轮机设备S的启动控制部。第一燃气轮机设备Ga的启动控制部和第二燃气轮机设备Gb的启动控制部均为与第一实施方式的控制装置50中的启动控制部60g相同的构成。此外，蒸汽轮机设备S的启动控制部为与第一实施方式的控制装置50中的启动控制部60s基本相同的构成。不过，本实施方式中的蒸汽轮机设备S的启动控制部还具有对第一切换阀28a和第二切换阀28b的开闭进行控制的切换控制部。
在本实施方式中，也与第一实施方式同样，在GT启动模式受理部61受理GT快速启动模式的情况下，能抑制在蒸汽轮机30中产生的热应力，并且与受理GT通常启动模式的情况相比，能缩短使燃气轮机输出成为额定输出Pgn为止的时间。
本实施方式的联合循环机组为相对于一个蒸汽轮机设备S具备两个燃气轮机设备Ga、Gb的设备。然而，联合循环机组也可以为相对于一个蒸汽轮机设备S具备三个以上燃气轮机设备G的设备。
“变形例”
以上的各实施方式的控制装置50、50a均具有GT启动模式受理部61，当GT启动模式受理部61受理GT快速启动模式时，执行GT快速启动工序(S11Q)，当GT启动模式受理部61执行GT通常启动模式时，执行GT通常启动工序(S11N)。然而，控制装置中也可以不存在GT启动模式受理部61。在该情况下，控制装置执行与以上的各实施方式中的GT快速启动工序(S11Q)相同的GT启动工序。
以上的各实施方式的控制装置50、50a均由一台计算机构成。然而，控制装置也可以由燃气轮机设备用的计算机和蒸汽轮机设备用的计算机构成。在该情况下，需要两台计算机彼此能经由本地网络等相互通信。此外，除了在功能上具有GT启动时燃料控制部62、ST输出控制部71、蒸汽压力控制部72等的计算机以外，控制装置也可以由仅具有旁通控制部73的功能的控制器、仅具有蒸汽温度控制部75的功能的控制器构成。
以上，对本发明的优选实施方式及其变形例进行了说明，但本发明并不限于这些实施方式及其变形例。在不脱离本发明的主旨的范围内，能进行结构的添加、省略、置换以及其他变更。本发明并不受上述的说明限定，仅通过权利要求书来限定。
“附记”
以上的实施方式中的联合循环机组的启动方法例如以如下方式掌握。
(1)第一方案中的联合循环机组的启动方法应用于以下的联合循环机组。
该联合循环机组具备：燃气轮机10，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉20，能利用从所述燃气轮机10排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机30，能通过来自所述废热回收锅炉20的蒸汽来进行驱动；冷凝器34，使从所述蒸汽轮机30排出的蒸汽恢复成水；以及发电机，能通过所述蒸汽轮机30的驱动来发电。
在该联合循环机组的启动方法中，执行以下工序：燃气轮机启动工序，对所述燃气轮机10供给燃料，使所述燃气轮机10的输出增加至额定输出；通气工序(S22)，当来自所述废热回收锅炉20的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，开始向所述蒸汽轮机30供给蒸汽；并入工序(S26)，在所述通气工序(S22)后，当所述蒸汽轮机30的转速达到额定转速时，将所述发电机并入电力系统1；ST输出控制工序(S27)，在并入所述发电机后，对流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的流量进行控制，以使所述发电机的输出按照目标输出变化图案增加；以及热应力推定工序(S23)，基于流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机30中产生的热应力。在所述ST输出控制工序(S27)中，当在所述热应力推定工序(S23)中推定出的热应力为预先设定的第一热应力以上时，对流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的流量进行控制，以使所述发电机的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。
向蒸汽轮机30的每单位时间的蒸汽供给量相对于作为发电机的输出的蒸汽轮机输出具有正的相关性。此外，在从与蒸汽轮机30连接的发电机被并入电力系统1起规定时间的期间，蒸汽轮机30的热应力相对于蒸汽轮机输出具有正的相关性。因此，在本方案中，基于蒸汽轮机输出，对流入蒸汽轮机30的蒸汽的流量进行控制，不使在蒸汽轮机30中产生的热应力达到预先设定的热应力以上。因此，在本方案中，无需为了不使在蒸汽轮机30中产生的热应力升高，而将燃气轮机输出维持在低于额定输出的低输出规定时间。
因此，在本方案中，能抑制在蒸汽轮机30中产生的热应力，并且与将燃气轮机输出维持在低输出规定时间相比，能使燃气轮机输出成为额定输出为止的时间。
(2)第二方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第一方案中的联合循环机组的启动方法中，在所述ST输出控制工序(S27)中，当在所述热应力推定工序(S23)中推定出的热应力达到预先设定的所述第一热应力以上时，对流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的流量进行控制，以便暂时维持所述发电机的输出。
(3)第三方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第一方案或所述第二方案中的联合循环机组的启动方法中，还执行旁通控制工序(S21)，在所述旁通控制工序(S21)中，当流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的压力达到预先设定的值以上时，不将来自所述废热回收锅炉20的蒸汽的一部分供给至所述蒸汽轮机30而是送入所述冷凝器34。
在本方案中，能避免流入蒸汽轮机30的蒸汽的压力超过预先设定的压力。
(4)第四方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第一方案至所述第三方案中的任一方案中的联合循环机组的启动方法中，还执行蒸汽温度控制工序(S20)，所述蒸汽温度控制工序(S20)对来自所述废热回收锅炉20的蒸汽的温度进行控制，以使流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的温度达到预先设定的温度以下。
在本方案中，能避免流入蒸汽轮机30的蒸汽的温度超过预先设定的温度。
(5)第五方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第一方案至所述第四方案中的任一方案中的联合循环机组的启动方法中，还执行蒸汽供给停止工序(S25)，所述蒸汽供给停止工序(S25)在从开始向所述蒸汽轮机30供给蒸汽到执行所述并入工序(S26)的期间，当在所述热应力推定工序(S23)中推定出的热应力达到预先设定的第二热应力以上时，停止向所述蒸汽轮机30供给蒸汽。
在本方案中，在从开始向蒸汽轮机30供给蒸汽到执行并入工序(S26)的期间，即使在蒸汽轮机30中产生第二热应力以上的热应力，也能将该热应力的产生时间抑制在最小限度，并能将由热应力引起的蒸汽轮机30的劣化抑制在最小限度。
(6)第六方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第一方案至所述第五方案中的任一方案中的联合循环机组的启动方法中，在所述ST输出控制工序(S27)中利用的所述目标输出变化图案设定为在所述蒸汽轮机30中产生的热应力未达到所述预先设定的第一热应力。
(7)第七方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第一方案至所述第六方案中的任一方案中的联合循环机组的启动方法中，还执行以下工序：热应力判断工序(S28)，判断是否处于热应力稳定状态，该热应力稳定状态是在所述热应力推定工序(S23)中推定出的热应力的每单位时间的变化量小于预先设定的变化量，且所述热应力小于所述预先设定的第一热应力的状态；以及蒸汽压力控制工序(S24)，在所述热应力判断工序(S28)中，当判断为处于所述热应力稳定状态时，结束所述ST输出控制工序(S27)，对流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的压力进行控制，以使流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的压力维持在预先设定的范围内。
(8)第八方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第一方案至所述第七方案中的任一方案中的联合循环机组的启动方法中，所述燃气轮机启动工序是不管所述蒸汽轮机30的状况如何都将所述燃气轮机10的输出提高到额定输出的GT快速启动工序(S11Q)。
(9)第九方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第八方案中的联合循环机组的启动方法中，所述GT快速启动工序(S11Q)在所述通气工序(S22)之前结束。
(10)第十方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第八方案或所述第九方案中的联合循环机组的启动方法中，还执行受理是否快速启动所述燃气轮机10的GT启动模式受理工序(S10)。当在所述GT启动模式受理工序(S10)中，受理快速启动所述燃气轮机10的GT快速启动模式时，执行所述GT快速启动工序(S11Q)、所述通气工序(S22)、所述并入工序(S26)、所述ST输出控制工序(S27)以及所述热应力推定工序(S23)。
(11)第十一方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第十方案中的联合循环机组的启动方法中，当在所述GT启动模式受理工序(S10)中，受理不快速启动所述燃气轮机10的GT通常启动模式时，执行以下工序：GT通常启动工序(S11N)，对所述燃气轮机10供给燃料，使所述燃气轮机10的输出提高到额定输出；通气工序(S22)，当来自所述废热回收锅炉20的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，开始向所述蒸汽轮机30供给蒸汽；并入工序(S26)，在所述通气工序(S22)之后，当所述蒸汽轮机30的转速达到额定转速时，将所述发电机并入电力系统1；以及蒸汽压力控制工序(S24)，在并入所述发电机后，对流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的压力进行控制，以使流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的压力按照目标压力变化图案升高。在所述GT通常启动工序(S11N)中，在所述燃气轮机10的输出达到所述额定输出之前，调节对所述燃气轮机10供给的燃料的流量，以便使所述燃气轮机10的输出暂时维持小于所述额定输出的预先设定的低输出。
在本方案中，除了GT快速启动工序(S11Q)以外，还能执行GT通常启动工序(S11N)。
(12)第十二方案中的联合循环机组的启动方法，
在所述第十一方案中的联合循环机组的启动方法中，当在所述GT启动模式受理工序(S10)中，受理不快速启动所述燃气轮机10的GT通常启动模式时，执行所述热应力推定工序(S23)。在所述GT通常启动工序(S11N)中，当在所述热应力推定工序(S23)中推定出的热应力达到预先设定的热应力以上时，暂时减少对所述燃气轮机10供给的燃料的流量，以便暂时减少所述燃气轮机10的输出。
在本方案中，在GT通常启动工序(S11N)中，能避免在蒸汽轮机30中产生的热应力升高。
以上的实施方式中的联合循环机组例如以如下方式掌握。
(13)第十三方案中的联合循环机组，具备：
燃气轮机10，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉20，能利用从所述燃气轮机10排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机30，能通过来自所述废热回收锅炉20的蒸汽来进行驱动；冷凝器34，使从所述蒸汽轮机30排出的蒸汽恢复成水；发电机37，能通过所述蒸汽轮机30的驱动来发电；断路器38，从外部根据指示来将所述发电机37与电力系统1电连接，从外部根据指示来切断所述发电机37与所述电力系统1的电连接；燃料调节阀16，能调节对所述燃气轮机10供给的燃料的流量；主蒸汽管线21，将来自所述废热回收锅炉20的蒸汽传导至所述蒸汽轮机30；蒸汽调节阀22，设于所述主蒸汽管线21，能调节流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的流量；温度计47，在所述主蒸汽管线21中，设于比所述蒸汽调节阀22靠所述废热回收锅炉20侧，能感测在所述主蒸汽管线21中流动的蒸汽的温度；转速计46，能感测所述蒸汽轮机30的转速；输出计45，能感测作为由所述发电机37产生的发电量的输出；以及控制装置50。所述控制装置50具有：启动时燃料控制部62，对所述燃料调节阀16指示开始向所述燃气轮机10供给燃料，并且指示对所述燃气轮机10供给的燃料的流量，以使所述燃气轮机10的输出增加至额定输出；通气指示部76，当由所述温度计47感测到的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，对所述蒸汽调节阀22指示开阀，以便开始向所述蒸汽轮机30供给蒸汽；并入指示部74，当由所述转速计感测到的转速达到所述蒸汽轮机30的额定转速时，对所述断路器38指示将所述发电机37与电力系统1电连接；ST输出控制部71，在所述发电机37与所述电力系统1电连接后，对所述蒸汽调节阀22对所述蒸汽调节阀22指示流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的流量，以使由所述输出计45感测到的输出按照目标输出变化图案增加；以及热应力推定部78，基于由所述温度计47感测到的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机30中产生的热应力。当由所述热应力推定部78推定出的热应力达到预先设定的值以上时，所述ST输出控制部71对所述蒸汽调节阀22指示流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的流量，以使由所述输出计45感测到的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。
在本方案中，与第一方案中的联合循环机组的启动方法同样，能抑制在蒸汽轮机30中产生的热应力，并且与将燃气轮机输出维持在低输出规定时间的情况相比，能缩短使燃气轮机输出成为额定输出为止的时间。
(14)第十四方案中的联合循环机组，
在所述第十三方案中的联合循环机组中，还具备：压力计48，在所述主蒸汽管线21中，设于比所述蒸汽调节阀22靠所述废热回收锅炉20侧，能感测在所述主蒸汽管线21中流动的蒸汽的压力；旁通管线23，在所述主蒸汽管线21中，从比设有所述蒸汽调节阀22的位置靠所述废热回收锅炉20侧的位置延伸，将来自所述废热回收锅炉20的蒸汽传导至所述冷凝器34；以及旁通阀24，设于所述旁通管线23，能调节在所述旁通管线23中流动的蒸汽的流量。所述控制装置50具有旁通控制部73，当由所述压力计48感测到的蒸汽的压力达到预先设定的值以上时，所述旁通控制部73对所述旁通阀24指示开阀。
在本方案中，与第三方案中的联合循环机组的启动方法同样，能避免流入蒸汽轮机30的蒸汽的压力超过预先设定的压力。
(15)第十五方案中的联合循环机组，
在所述第十三方案或所述十四方案中的联合循环机组中，还具备减温器26，所述减温器26能在所述主蒸汽管线21中，在比设有所述蒸汽调节阀22的位置靠所述废热回收锅炉20侧的位置，调节流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的温度。所述控制装置50具有蒸汽温度控制部75，所述蒸汽温度控制部75对所述减温器26进行指示，以使由所述温度计47感测到的蒸汽的温度为预先设定的温度以下。
在本方案中，与第四方案中的联合循环机组的启动方法同样，能避免流入蒸汽轮机30的蒸汽的温度超过预先设定的温度。
以上的实施方式中的联合循环机组的启动控制程序例如以如下方式掌握。
(16)第十六方案中的联合循环机组的启动控制程序应用于以下的联合循环机组。
该联合循环机组具备：燃气轮机10，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉20，能利用从所述燃气轮机10排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机30，能通过来自所述废热回收锅炉20的蒸汽来进行驱动；冷凝器34，使从所述蒸汽轮机30排出的蒸汽恢复成水；发电机37，能通过所述蒸汽轮机30的驱动来发电；断路器38，从外部根据指示来将所述发电机37与电力系统1电连接，从外部根据指示来切断所述发电机37与所述电力系统1的电连接；燃料调节阀16，能调节对所述燃气轮机10供给的燃料的流量；主蒸汽管线21，将来自所述废热回收锅炉20的蒸汽传导至所述蒸汽轮机30；蒸汽调节阀22，设于所述主蒸汽管线21，能调节流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的流量；温度计47，在所述主蒸汽管线21中，设于比所述蒸汽调节阀22靠所述废热回收锅炉20侧，能感测在所述主蒸汽管线21中流动的蒸汽的温度；转速计46，能感测所述蒸汽轮机30的转速；以及输出计45，能感测作为由所述发电机37产生的发电量的输出。
该联合循环机组的启动控制程序使计算机执行以下工序：燃气轮机启动工序(S11Q)，对所述燃料调节阀16指示开始向所述燃气轮机10供给燃料，并且指示对所述燃气轮机10供给的燃料的流量，以使所述燃气轮机10的输出增加至额定输出；通气工序(S22)，当由所述温度计47感测到的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，对所述蒸汽调节阀22指示开阀，以便开始向所述蒸汽轮机30供给蒸汽；并入工序(S26)，当由所述转速计感测到的转速达到所述蒸汽轮机30的额定转速时，对所述断路器38指示将所述发电机37与电力系统1电连接；ST输出控制工序(S27)，在所述发电机37与所述电力系统1电连接后，对所述蒸汽调节阀22对所述蒸汽调节阀22指示流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的流量，以使由所述输出计45感测到的输出按照目标输出变化图案升高；以及热应力推定工序(S23)，基于由所述温度计47感测到的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机30中产生的热应力。在所述ST输出控制工序(S27)中，当在所述热应力推定工序(S23)中推定出的热应力达到预先设定的值以上时，对所述蒸汽调节阀22指示流入所述蒸汽轮机30的蒸汽的流量，以使由所述输出计45感测到的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。
通过在计算机中执行本方案的启动控制程序，与第一方案中的联合循环机组的启动方法同样，能抑制在蒸汽轮机30中产生的热应力，并且与将燃气轮机输出维持在低输出规定时间的情况相比，能缩短使燃气轮机输出成为额定输出为止的时间。
产业上的可利用性
在本公开的一个方案中，能抑制在蒸汽轮机中产生的热应力，并且能在短时间内使燃气轮机输出为额定输出。
附图标记说明
1：电力系统
G：燃气轮机设备
Ga：第一燃气轮机设备
Gb：第二燃气轮机设备
10：燃气轮机
10a：第一燃气轮机
10b：第二燃气轮机
11：压缩机
12：涡轮
13：燃气轮机转子
14：燃烧器
15：燃料管线
16：燃料调节阀
17：GT发电机
17a：第一GT发电机
17b：第二GT发电机
18：GT断路器
18a：第一GT断路器
18b：第二GT断路器
19：电力线
S、Sa：蒸汽轮机设备
20：废热回收锅炉
20a：第一废热回收锅炉
20b：第二废热回收锅炉
21：主蒸汽管线
21a：第一主蒸汽管线
21b：第二主蒸汽管线
21c：共享主蒸汽管线
21ad：第一主蒸汽专用管线
21bd：第二主蒸汽专用管线
22：蒸汽调节阀
22a：截止阀
22b：控制阀
23：旁通管线
24：旁通阀
25：烟道
26：减温器
26a：第一减温器
26b：第二减温器
26s：喷雾器
26v：喷雾量调节阀
28a：第一切换阀
28b：第二切换阀
29：烟囱
29a：第一烟囱
29b：第二烟囱
30：蒸汽轮机
33：蒸汽轮机转子
34：冷凝器
35：供水泵
36：供水管线
37：ST发电机
38：ST断路器
39：电力线
41：GT输出计
42：GT转速计
45：ST输出计
46：ST转速计
47：温度计
48：压力计
50、50a：控制装置
51：手动输入装置
52：显示装置
53：输入输出接口
54：装置接口
55：通信接口
56：存储/再现装置
57：存储器
58：辅助存储装置
58p：控制程序
58pa：启动控制程序
60：CPU
60g：燃气轮机设备的启动控制部
61：GT启动模式受理部
62：GT启动时燃料控制部
63：GT并入指示部
60s：蒸汽轮机设备的启动控制部
71：ST输出控制部
72：蒸汽压力控制部
73：旁通控制部
74：ST并入指示部
75：蒸汽温度控制部
76：通气指示部
77：蒸汽供给停止指示部
78：热应力推定部
79：热应力判断部

Claims (16)

1.一种联合循环机组的启动方法，所述联合循环机组具备：燃气轮机，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉，能利用从所述燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机，能通过来自所述废热回收锅炉的蒸汽来进行驱动；冷凝器，使从所述蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；以及发电机，能通过所述蒸汽轮机的驱动来发电，其中，
在联合循环机组的启动方法中，执行以下工序：
燃气轮机启动工序，对所述燃气轮机供给燃料，使所述燃气轮机的输出增加至额定输出；
通气工序，当来自所述废热回收锅炉的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；
并入工序，在所述通气工序后，当所述蒸汽轮机的转速达到额定转速时，将所述发电机并入电力系统；
ST输出控制工序，在并入所述发电机后，对流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，以使所述发电机的输出按照目标输出变化图案增加；以及
热应力推定工序，基于流入所述蒸汽轮机的蒸汽的温度来推定所述蒸汽轮机中产生的热应力，
在所述ST输出控制工序中，当在所述热应力推定工序中推定出的热应力达到预先设定的第一热应力以上时，对流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，以使所述发电机的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。
2.根据权利要求1所述的联合循环机组的启动方法，其中，
在所述ST输出控制工序中，当在所述热应力推定工序中推定出的热应力达到预先设定的所述第一热应力以上时，对流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，以便暂时维持所述发电机的输出。
3.根据权利要求1或2所述的联合循环机组的启动方法，其中，
还执行旁通控制工序，在所述旁通控制工序中，当流入所述蒸汽轮机的蒸汽的压力达到预先设定的值以上时，不将来自所述废热回收锅炉的蒸汽的一部分供给至所述蒸汽轮机而是送入所述冷凝器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的联合循环机组的启动方法，其中，
还执行蒸汽温度控制工序，所述蒸汽温度控制工序对来自所述废热回收锅炉的蒸汽的温度进行控制，以使流入所述蒸汽轮机的蒸汽的温度达到预先设定的温度以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的联合循环机组的启动方法，其中，
还执行蒸汽供给停止工序，所述蒸汽供给停止工序在从开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽到执行所述并入工序的期间，当在所述热应力推定工序中推定出的热应力达到预先设定的第二热应力以上时，停止向所述蒸汽轮机供给蒸汽。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的联合循环机组的启动方法，其中，
在所述ST输出控制工序中利用的所述目标输出变化图案设定为在所述蒸汽轮机中产生的热应力不会到达所述预先设定的第一热应力。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的联合循环机组的启动方法，其中，还执行以下工序：
热应力判断工序，判断是否处于热应力稳定状态，所述热应力稳定状态是在所述热应力推定工序中推定出的热应力的每单位时间的变化量小于预先设定的变化量，且所述热应力小于所述预先设定的第一热应力的状态；以及
蒸汽压力控制工序，当在所述热应力判断工序中判定为处于所述热应力稳定状态时，结束所述ST输出控制工序，对流入所述蒸汽轮机的蒸汽的压力进行控制，以使流入所述蒸汽轮机的蒸汽的压力维持在预先设定的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的联合循环机组的启动方法，其中，
所述燃气轮机启动工序是不管所述蒸汽轮机的状况如何都将所述燃气轮机的输出提高到额定输出的GT快速启动工序。
9.根据权利要求8所述的联合循环机组的启动方法，其中，
所述GT快速启动工序在所述通气工序之前结束。
10.根据权利要求8或9所述的联合循环机组的启动方法，其中，
还执行受理是否快速启动所述燃气轮机的GT启动模式受理工序，
当在所述GT启动模式受理工序中，受理快速启动所述燃气轮机的GT快速启动模式时，执行所述GT快速启动工序、所述通气工序、所述并入工序、所述ST输出控制工序以及所述热应力推定工序。
11.根据权利要求10所述的联合循环机组的启动方法，其中，
当在所述GT启动模式受理工序中，受理不快速启动所述燃气轮机的GT通常启动模式时，执行以下工序：
GT通常启动工序，对所述燃气轮机供给燃料，使所述燃气轮机的输出提高到额定输出；
通气工序，当来自所述废热回收锅炉的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；
并入工序，在所述通气工序后，当所述蒸汽轮机的转速达到额定转速时，将所述发电机并入电力系统；以及
蒸汽压力控制工序，在并入所述发电机后，对流入所述蒸汽轮机的蒸汽的压力进行控制，以使流入所述蒸汽轮机的蒸汽的压力按照目标压力变化图案升高，
在所述GT通常启动工序中，在所述燃气轮机的输出达到所述额定输出之前，调节对所述燃气轮机供给的燃料的流量，以便使所述燃气轮机的输出暂时维持小于所述额定输出的预先设定的低输出。
12.根据权利要求11所述的联合循环机组的启动方法，其中，
当在所述GT启动模式受理工序中，受理不快速启动所述燃气轮机的GT通常启动模式时，执行所述热应力推定工序，
在所述GT通常启动工序中，当在所述热应力推定工序中推定出的热应力达到预先设定的热应力以上时，暂时减少对所述燃气轮机供给的燃料的流量，以使所述燃气轮机的输出暂时减少。
13.一种联合循环机组，所述联合循环机组具备：
燃气轮机，能通过供给燃料来进行驱动；
废热回收锅炉，能利用从所述燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；
蒸汽轮机，能通过来自所述废热回收锅炉的蒸汽来进行驱动；
冷凝器，使从所述蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；
发电机，能通过所述蒸汽轮机的驱动来发电；
断路器，从外部根据指示来将所述发电机与电力系统电连接，并从外部根据指示来切断所述发电机与所述电力系统的电连接；
燃料调节阀，能调节对所述燃气轮机供给的燃料的流量；
主蒸汽管线，将来自所述废热回收锅炉的蒸汽传导至所述蒸汽轮机；
蒸汽调节阀，设于所述主蒸汽管线，能调节流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量；
温度计，在所述主蒸汽管线中，设于比所述蒸汽调节阀靠所述废热回收锅炉的一侧，能感测在所述主蒸汽管线中流动的蒸汽的温度；
转速计，能感测所述蒸汽轮机的转速；
输出计，能感测作为由所述发电机产生的发电量的输出；以及
控制装置，
所述控制装置具有：
启动时燃料控制部，对所述燃料调节阀指示开始向所述燃气轮机供给燃料，并且指示对所述燃气轮机供给的燃料的流量，以使所述燃气轮机的输出增加至额定输出；
通气指示部，当由所述温度计感测到的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，对所述蒸汽调节阀指示开阀，以便开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；
并入指示部，当由所述转速计感测到的转速达到所述蒸汽轮机的额定转速时，对所述断路器指示将所述发电机与电力系统电连接；
ST输出控制部，在所述发电机与所述电力系统电连接后，对所述蒸汽调节阀对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出按照目标输出变化图案增加；以及
热应力推定部，基于由所述温度计感测到的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机中产生的热应力，
当由所述热应力推定部推定出的热应力达到预先设定的值以上时，所述ST输出控制部对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。
14.根据权利要求13所述的联合循环机组，其中，还具备：
压力计，在所述主蒸汽管线中，设于比所述蒸汽调节阀靠所述废热回收锅炉的一侧，能感测在所述主蒸汽管线中流动的蒸汽的压力；
旁通管线，在所述主蒸汽管线中，从比设有所述蒸汽调节阀的位置靠所述废热回收锅炉侧的位置延伸，将来自所述废热回收锅炉的蒸汽传导至所述冷凝器；以及
旁通阀，设于所述旁通管线，能调节在所述旁通管线中流动的蒸汽的流量，
所述控制装置具有旁通控制部，所述旁通控制部在由所述压力计感测到的蒸汽的压力达到预先设定的值以上时，对所述旁通阀指示开阀。
15.根据权利要求13或14所述的联合循环机组，其中，
还具备减温器，所述减温器能在所述主蒸汽管线中，在比设有所述蒸汽调节阀的位置靠所述废热回收锅炉侧的位置，调节流入所述蒸汽轮机的蒸汽的温度，
所述控制装置具有蒸汽温度控制部，所述蒸汽温度控制部对所述减温器进行指示，以使由所述温度计感测到的蒸汽的温度为预先设定的温度以下。
16.一种联合循环机组的启动控制程序，所述联合循环机组具备：
燃气轮机，能通过供给燃料来进行驱动；
废热回收锅炉，能利用从所述燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；
蒸汽轮机，能通过来自所述废热回收锅炉的蒸汽来进行驱动；
冷凝器，使从所述蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；
发电机，能通过所述蒸汽轮机的驱动来发电；
断路器，从外部根据指示来将所述发电机与电力系统电连接，从外部根据指示来切断所述发电机与所述电力系统的电连接；
燃料调节阀，能调节对所述燃气轮机供给的燃料的流量；
主蒸汽管线，将来自所述废热回收锅炉的蒸汽传导至所述蒸汽轮机；
蒸汽调节阀，设于所述主蒸汽管线，能调节流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量；
温度计，在所述主蒸汽管线中，设于比所述蒸汽调节阀靠所述废热回收锅炉的一侧，能感测在所述主蒸汽管线中流动的蒸汽的温度；
转速计，能感测所述蒸汽轮机的转速；以及
输出计，能感测作为由所述发电机产生的发电量的输出，其中，
所述联合循环机组的启动控制程序使计算机执行以下工序：
燃气轮机启动工序，对所述燃料调节阀指示开始向所述燃气轮机供给燃料，并且指示对所述燃气轮机供给的燃料的流量，以使所述燃气轮机的输出增加至额定输出；
通气工序，当由所述温度计感测到的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，对所述蒸汽调节阀指示开阀，以便开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；
并入工序，当由所述转速计感测到的转速达到所述蒸汽轮机的额定转速时，对所述断路器指示将所述发电机与电力系统电连接；
ST输出控制工序，在所述发电机与所述电力系统电连接后，对所述蒸汽调节阀对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出按照目标输出变化图案增加；以及
热应力推定工序，基于由所述温度计感测到的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机中产生的热应力，
在所述ST输出控制工序中，当在所述热应力推定工序中推定出的热应力达到预先设定的值以上时，对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。
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