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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine gattungsgemäße Stromerzeugungsanlage und ein gattungsgemäßes Steuerverfahren davon.
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Stand der Technik
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Bekannt war eine so genannte kombinierte Stromerzeugungsanlage der so genannten Mehrachsenkombinationszyklusart, die umfasst: eine Mehrzahl von Gasturbinengeneratorgruppen, wobei jede eine Gasturbine und einen Abwärmedampfgenerator enthält; eine Mehrzahl von Dampfturbinengeneratorgruppen; und eine zusätzliche Gruppe, die als ein Frischwassergenerator dargestellt ist (Eine gattungsgemäße Stromerzeugungsanlage ist beispielsweise in der
JP S61- 49 111 A offenbart). Weiterer kombinierte Stromerzeugungsanlage sind in der
US 4 013 877 A und der
US 3 879 616 A beschrieben.
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Eine Struktur einer solchen Stromerzeugungsanlage wird mit Bezug auf 1 beschrieben.
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Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Stromerzeugungsanlage eine Mehrzahl von Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m, wobei jede eine Gasturbine und einen Abwärmedampfgenerator enthält; eine Mehrzahl von Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n, die aufgebaut sind, um Strom unter Verwendung von Dampf zu erzeugen, der von den Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m geliefert wird; eine Mehrzahl von zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p; eine Mehrzahl von Kondensatorgruppen 501a bis 501q; und eine Anlagensteuereinrichtung 800, die aufgebaut ist, um die entsprechenden vorgenannten Gruppen zu steuern.
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In 1, obwohl lediglich erste Gruppen (die Gruppen, die mit den Referenzzeichen, die eine Endung „a“ aufweisen, gezeigt sind) der entsprechenden Gruppen gezeigt sind, weisen die anderen Gruppen die gleiche Struktur wie die ersten Gruppe auf. Ferner, wie es in 1 gezeigt ist, ist eine kombinierte Generatorgruppe 100 aus einer Mehrzahl von Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m und der Mehrzahl von Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n aufgebaut.
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In 1 wird Dampf, der von der kombinierten Generatorgruppe 100 erzeugt wird, normalerweise zu den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p geliefert. In den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p wird der Dampf durch einen Wärmeaustausch zu Kondenswasser, und das Kondenswasser wird zu den Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m der Generatorgruppe 100 zurückgeführt. Wenn ein Betrag von Dampf, der in der kombinierten Generatorgruppe 100 erzeugt wird, größer als ein Betrag von Dampf ist, der in den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p zu verwenden ist, wird der überschüssige Dampf an die Kondensatorgruppen 501a bis 501q geschickt.
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Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die oben beschriebene Gasturbinengeneratorgruppe 101a: eine Verbrennungsanlage 103a, an die Krafftstoff von außerhalb über ein Kraftstoffventil 104a geliefert wird, wobei die Verbrennungsanlage 103a aufgebaut ist, um den Kraftstoff so zu verbrennen, dass Verbrennungsgas erzeugt wird; eine Gasturbine 102a, an welche das Verbrennungsgas von der Verbrennungsanlage 103a geliefert wird, wobei die Gasturbine 102a aufgebaut ist, um von dem Verbrennungsgas angetrieben zu werden; einen Gasturbinengenerator 105a, der mit der Gasturbine 102 koaxial verbunden ist, wobei der Gasturbinengenerator 105a aufgebaut ist, um eine primäre Stromerzeugung auszuführen; und eine Gasturbinenlastdetektionseinheit 106a, die aufgebaut ist, um eine Last des Gasturbinengenerators 105a zu detektieren. Ferner ist mit der Gasturbine 102a ein Abwärmedampfgenerator 111a verbunden, an den Verbrennungsgas von der Gasturbine 102a geliefert wird.
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Der Abwärmedampfgenerator 111a ist angepasst, um Kondenswasser zu erhitzen, das von den unten beschriebenen zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p oder den Kondensatorgruppen 501a bis 501q geliefert wird, unter Verwendung von Verbrennungsgas, das von der Gasturbine 102a geliefert wird, um Dampf zu erzeugen. Wie es in 1 gezeigt ist, enthält der Abwärmedampfgenerator 111a: Verdampfer 113a und 117a, die aufgebaut sind, um Dampf unter Verwendung von Verbrennungsgas aus der Gasturbine 102a zu verdampfen; einen Entgaser 112a, der aufgebaut ist, um Kondenswasser unter Verwendung von Dampf, der von dem Verdampfer 113a geliefert wird, zu entgasen; und eine Wasserzufuhrpumpe 115a, die aufgebaut ist, um einen Druck des Kondenswassers zu erhöhen, das von dem Entgaser 112a entgast wurde. Ferner enthält der Abwärmedampfgenerator 111a: einen Vorwärmer 115a, der aufgebaut ist, um eine Temperatur des Kondenswassers, das von der Wasserzufuhrpumpe 114a geliefert wird, unter Verwendung des Verbrennungsgases von der Gasturbine 102a zu erhöhen; eine Dampftrommel 116a, die aufgebaut ist, um das Kondenswasser zu verdampfen, dessen Temperatur von dem Vorwärmer 115a erhöht wurde, unter Verwendung des Dampfes, der von dem Verdampfer 117a geliefert wurde; und einen Überhitzer 118a, der aufgebaut ist, um den Dampf, der von der Dampftrommel 116a geliefert wird, unter Verwendung des Verbrennungsgases von der Gasturbine 102a zu überhitzen.
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Ferner wird Hilfskraftstoff von außerhalb zum Abwärmedampfgenerator 111a über ein Hilfskraftstoffventil 120a zugeführt. Der Abwärmedampfgenerator 111a weist einen Kanalbrenner 119a auf, der den Hilfskraftstoff so verbrennt, um ein Hilfsverbrennungsgas zu erzeugen. Das Hilfsverbrennungsgas, das von dem Kanalbrenner 119a erzeugt wurde, wird zu den Verdampfern 113a und 117a, dem Vorwärmer 115 und dem Überhitzer 118a zugeführt.
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Eine Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a, die aufgebaut ist, um einen Druck des Dampfes zu detektieren, der von dem Überhitzer 118a geliefert wird, und eine Strömungsratendetektionseinheit 122a, die aufgebaut ist, um eine Strömungsrate des Dampfes zu detektieren, sind mit der Stromabwärtsseite des Überhitzers 118a in dieser Reihenfolge verbunden. Ferner ist eine Umgehungsleitung 124a vorgesehen, durch die Dampf direkt von dem Abwärmedampfgenerator 111a zu den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p oder den Kondensatorgruppen 501a bis 501q unter Umgehung der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n geliefert wird. Die Umgehungsleitung 124a ist mit einem Turbinenumgehungsventil 123a ausgestattet.
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Die Dämpfe, die von den obigen Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m geliefert werden, werden einmal zusammengeführt. Eine Druckdetektionseinheit 301, die aufgebaut ist, um einen Druck des zusammengeführten Dampfes zu detektieren, ist auf einer Stromaufwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe angeordnet. Der zusammengeführte Dampf wird abermals aufgeteilt, und die aufgeteilten Dämpfe werden zu den entsprechenden Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n geschickt.
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Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die Dampfturbinengeneratorgruppe 201a: eine Dampfturbine 202a, an die Dampf von den Gasturbinengeneratorgruppen 201a bis 101m über ein Dampfregulierungsventil 203a geliefert wird, das aufgebaut ist, um eine Strömungsrate des Dampfes zu regulieren, wobei die Dampfturbine 202a aufgebaut ist, um von dem Dampf angetrieben zu werden; einen Dampfturbinengenerator 204a, der mit der Dampfturbine 202a koaxial verbunden ist, wobei der Dampfturbinengenerator 204a aufgebaut ist, um Strom zu erzeugen; und eine Dampfturbinenlastdetektionseinheit 205a, die aufgebaut ist, um eine Last des Dampfturbinengenerators 204a zu detektieren. Auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbine 202a ist eine Dampfturbinenauslassdruck-Detektionseinheit 206a angeordnet, die aufgebaut ist, um einen Druck des Dampfes zu detektieren, der von der Dampfturbine 202a geliefert wird.
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Die Dämpfe, die von den Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n geliefert werden, und die Dämpfe, die von den Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m geliefert werden, durch die Umgehungsleitung 124a, werden zusammengeführt. Eine Druckdetektionseinheit 302, die aufgebaut ist, um einen Druck des zusammengeführten Dampfes zu detektieren, ist auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppen angeordnet. Der zusammengeführte Dampf wird abermals aufgeteilt, und die aufgeteilten Dämpfe werden zu den entsprechenden zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p und den Kondensatorgruppen 501a bis 501q geliefert.
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Die zusätzliche Gruppe 401 enthält: eine Strömungsratendetektionseinheit 404a, die aufgebaut ist, um eine Strömungsrate des Dampfes zu detektieren, der zu dieser auf eine aufgeteilte Weise geschickt wird; einen Wärmetauscher 402a, der auf der Stromabwärtsseite der Strömungsratendetektionseinheit 404a angeordnet ist, wobei der Wärmetauscher 402a aufgebaut ist, um Seewasser durch Wärme des zugeführten Dampfes zu verdampfen, um Frischwasser (Produktwasser) zu erzeugen, und aufgebaut ist, um den Dampf in Kondenswasser umzuwandeln; und eine Kondensatorpumpe 403a, die aufgebaut ist, um das Kondenswasser, das von dem Wärmetauscher 402a geliefert wird, zu den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m zu schicken. Ein Seewasserzufuhrsystem 411 ist mit einer Einlassseite des Wärmetauschers 402a verbunden, und ein Seewasserrückführungssystem 412 und ein Produktwassersystem 413 sind mit einer Auslassseite des Wärmetauschers 402a verbunden. Das vorgenannte Produktwasser ist vorgesehen, um zum Produktwassersystem 413 geliefert zu werden, und überschüssiges Seewasser des Seewassers, das von dem Seewasserzufuhrsystem 411 geliefert wird, ist vorgesehen, um zum Seewasserrückführungssystem 412 geliefert zu werden.
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Die Kondensatorgruppe 401a enthält: eine Strömungsratendetektionseinheit 505a, die aufgebaut ist, um eine Strömungsrate des Dampfes, der an diese auf eine aufgeteilte Weise geliefert wird, zu detektieren; einen Kondensator 502a, der auf der Stromabwärtsseite der Strömungsratendetektionseinheit 505a angeordnet ist, wobei der Kondensator 502a vorgesehen ist, um durch einen Wärmeaustausch den Dampf zu kühlen, der über ein Einstellventil 503a zum Einstellen einer Strömungsrate eines Dampfs an diesen geliefert wird, um Kondenswasser zu erzeugen; und eine Kondensatorpumpe 504a, die aufgebaut ist, um das Kondenswasser, das von dem Kondensator 502a geliefert wird, an die Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m zu schicken. Das Seewasserzufuhrsystem 411 ist mit einer Einlassseite des Kondensators 502a verbunden und das Seewasserrückführungssystem 412 ist mit einer Auslassseite des Kondensators 502a verbunden. Der Kondensator 502a ist aufgebaut, um, wenn Dampf durch das Seewasser gekühlt wird, das Seewasser, das von dem Dampf erhitzt wird, zum Seewasserrückführungssystem 412 zu schicken.
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Es wurde mit Bezug auf 1 die Stromerzeugungsanlage beschrieben, welche die Kondensatorgruppen 501a bis 501q aufweist. Allerdings können anstelle des Bereitstellens von Kondensatorgruppen 501a bis 501q Dampfabgabeventile auf den Einlassseiten und/oder den Auslassseiten der Dampfturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m vorgesehen sein, um überschüssigen Dampf in die Atmosphäre freizugeben.
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Die Strukturen der Gasturbinengeneratorgruppe 101a, die Dampfturbinengeneratorgruppe 201a, die zusätzliche Gruppe 401a und die Kondensatorgruppe 501a wurden oben beschrieben. Gleichermaßen weisen die Gasturbinengeneratorgruppen 101b bis 101m, die Dampfturbinengeneratorgruppen 201b bis 201n, die zusätzlichen Gruppen 401b bis 401p und die Kondensatorgruppen 501b bis 501q die gleichen Strukturen, wie sie oben beschrieben sind, auf. Die Anzahl der Gasturbinengeneratorgruppen, der Dampfturbinengeneratorgruppen, der zusätzlichen Gruppen und der Kondensatorgruppen, die in der Stromerzeugungsanlage zu installieren sind, können in Abhängigkeit von der Skalierung der Stromerzeugungsanlage bestimmt werden.
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Als nächstes wird eine Funktionsweise der Stromerzeugungsanlage, die wie oben aufgebaut ist, mit Bezug auf 1 beschrieben.
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Als erstes wird in der Gasturbinengeneratorgruppe 101a Kraftstoff zur Verbrennungsanlage 103a über das Kraftstoffventil 104a von einem äußeren Kraftstoffsystem zugeführt. Der Kraftstoff wird von der Verbrennungsanlage 103a verbrannt, so dass Verbrennungsgas erzeugt wird. Eine Strömungsrate des Kraftstoffs, der zu dieser Zeit zur Gasturbine 102a zu schicken ist, wird von einem Ventilöffnungsgrad des Kraftstoffventils 104a eingestellt. Das Verbrennungsgas wird zur Gasturbine 102a geliefert, so dass die Gasturbine 102a von dem Verbrennungsgas angetrieben wird. Somit erzeugt der Gasturbinengenerator 105a, der mit der Gasturbine 102a koaxial verbunden ist, Strom. Zu der Zeit wird eine Last des Gasturbinengenerators 105a von der Gasturbinenlastdetektionseinheit 106a detektiert.
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Wenn ein Betrag eines Dampfs, der für den Abwärmedampfgenerator 111a erforderlich ist, größer als ein Betrag eines Dampfs ist, der von dem Verbrennungsgas von der Gasturbine 102a erzeugt wird, wird Hilfskraftstoff zum Kanalbrenner 119a über das Hilfskraftstoffventil 120a von außen zugeführt, um das Defizit zu kompensieren. Der Hilfskraftstoff wird von dem Kanalbrenner 119a verbrannt, um Hilfsverbrennungsgas zu erzeugen, wodurch eine Stromausgabe zum Abwärmedampfgenerator 111a erhöht wird. Eine Strömungsrate des Hilfskraftstoffs, der zum Kanalbrenner 119a zu schicken ist, wird von einem Ventilöffnungsgrad des Hilfskraftstoffventils 120a eingestellt. Das Verbrennungsgas, das von der Gasturbine 102a abgegeben wird und das Hilfskraftstoffgas, das von dem Kanalbrenner 119a abgegeben wird werden zu den Verdampfern 113a und 117a, dem Vorwärmer 115a und dem Überhitzer 118a des Abwärmedampfgenerators 111a geliefert. Die Verdampfer 113a und 117a erzeugen Dampf unter Verwendung des Verbrennungsgases, das an diesen geliefert wurde.
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Auf der anderen Seite wird Kondenswasser von den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p und den Kondensatorgruppen 501a bis 501q zu dem Entgaser 112a des Abwärmedampfgenerators 111a geschickt. In dem Entgaser 112a wird das Kondenswasser durch Dampf entgast, der von dem Verdampfer 113a geliefert wird. Ein Druck des entgasten Kondenswassers wird von der Wasserzufuhrpumpe 114a erhöht, und das entgaste Kondenswasser wird zum Vorwärmer 115a geschickt. In dem Vorwärmer 115a wird eine Temperatur des Kondenswassers von dem Verbrennungsgas und dem Hilfsverbrennungsgas erhöht. Ferner wird das Kondenswasser, dessen Temperatur erhöht wurde, zur Dampftrommel 116a geschickt. In der Dampftrommel 116a wird das Kondenswasser durch Dampf verdampft, der von dem Verdampfer 117a geliefert wird, um Dampf zu erzeugen. Der Dampf, der von der Dampftrommel 116a erzeugt wird, wird zum Überhitzer 118a geschickt. In dem Überhitzer 118a wird der Dampf durch das Verbrennungsgas und das Hilfsverbrennungsgas überhitzt.
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Ein Druck des Dampfes, der von dem Abwärmedampfgenerator 111a abgegeben wird, wird von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a detektiert, und eine Strömungsrate davon wird von der Strömungsratendetektionseinheit 122a detektiert. Danach, wenn das Turbinenumgehungsventil 123a geöffnet ist, wird ein Teil des Dampfes abgezweigt und zur Umgehungsleitung 124a geschickt. Somit wird ein Teil des Dampfs direkt zu den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p oder den Kondensatorgruppen 501a bis 501q geschickt, ohne durch die Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n zu treten.
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Auf der anderen Seite werden, wie es in 1 gezeigt ist, die Dämpfe, die von den entsprechenden Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m geliefert werden, einmal zusammengeführt, durch beispielsweise einen Dampfkopf, und ein Druck des zusammengeführten Dampfes wird von der Druckdetektionseinheit 301 auf der Stromaufwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe detektiert. Der zusammengeführte Dampf wird abermals aufgeteilt und die aufgeteilten Dämpfe werden zu den entsprechenden Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n geschickt.
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Eine Strömungsrate des Dampfs, der zu den Dampfturbinengeneratorgruppen 201a zu liefern ist, wird von dem Regulierungsventil 203a eingestellt, und der Dampf wird zur Dampfturbine 202a geschickt. Die Dampfturbine 202a wird von dem Dampf angetrieben, der an diese geschickt wird, so dass der Dampfturbinengenerator 204, der mit der Dampfturbine 202a koaxial verbunden ist, eine zweite Stromerzeugung ausführt. Zu der Zeit wird eine Last des Dampfturbinengenerators 204a von der Dampfturbinenlastdetektionseinheit 205a detektiert. Anschließend wird Dampf von der Dampfturbine 202a abgegeben, und ein Druck des Dampfs wird von der Dampfturbinenauslassdruck-Detektionseinheit 206a detektiert.
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Die Dämpfe, die von den Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n geliefert werden, und die Dämpfe, die von den Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m geliefert werden, durch die Umgehungsleitung 124a, werden beispielsweise durch einen Dampfkopf zusammengeführt, und ein Druck des zusammengeführten Dampfs wird von der Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe detektiert. Der zusammengeführte Dampf wird abermals aufgeteilt, und die aufgeteilten Dämpfe werden an die entsprechenden zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p und Kondensatorgruppen 501a bis 501q geliefert.
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In der zusätzlichen Gruppe 401a wird eine Strömungsrate des obigen Dampfs, der an diese auf eine aufgeteilte Weise geliefert wird, von der Strömungsratendetektionseinheit 404a detektiert, und anschließend wird der Dampf zum Wärmetauscher 402a geschickt. Auf der anderen Seite wird Seewasser zum Wärmetauscher 402a von dem Seewasserzufuhrsystem 411 geschickt. In dem Wärmetauscher 402a werden Wärmen von dem Dampf und dem Seewasser ausgetauscht, so dass der Dampf gekühlt wird, um Kondenswasser zu erzeugen, und so dass das Seewasser erhitzt wird, um verdampft zu werden, um Produktwasser zu erzeugen. Das Kondenswasser, das von dem Wärmetauscher 402a erzeugt wird, wird von der zusätzlichen Gruppe 401a durch die Kondensatorpumpe 403a abgegeben. Auf der anderen Seite wird das Produktwasser, das von dem Wärmetauscher 402a erzeugt wird, zum Produktwassersystem 413 geschickt und wird bezüglich der Stromerzeugungsanlage nach außen abgegeben. Das Seewasser, das nicht in Produktwasser umgewandelt wird und in dem Wärmetauscher 402a verbleibt, wird zum Seewasserrückführungssystem 412 geschickt und wird bezüglich der Stromerzeugungsanlage nach außen abgegeben.
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In der Kondensatorgruppe 501a wird eine Strömungsrate des obigen Dampfs, der an diese auf eine aufgeteilte Weise geliefert wird, von der Strömungsratendetektionseinheit 505a detektiert. Nachdem die Strömungsrate davon von dem Einstellventil 503a eingestellt wurde, wird der Dampf zum Kondensator 502a geschickt. Auf der anderen Seite wird Seewasser von dem Seewasserzufuhrsystem 411 zum Kondensator 502a geschickt. In dem Kondensator 502a werden Wärmen des Dampfs und des Seewassers ausgetauscht, so dass der Dampf gekühlt wird, um Kondenswasser zu erzeugen, und so dass das Seewasser erhitzt wird. Das Kondenswasser, das von dem Kondensator 502 erzeugt wird, wird von der Kondensatorgruppe 501a durch die Kondensatorpumpe 504a abgegeben. Auf der anderen Seite wird das Seewasser, das von dem Kondensator 502a erhitzt wird, zum Seewasserrückführungssystem 412 geschickt, und wird bezüglich der Stromerzeugungsanlage nach außen abgegeben.
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Die Kondenswasserströme, die von den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p abgegeben werden, und die Kondenswasserströme, die von den Kondensatorgruppen 501a bis 501q abgegeben werden, werden einmal zusammengeführt. Das zusammengeführte Kondenswasser wird abermals aufgeteilt und die aufgeteilten Kondenswasserströme werden zu den entsprechenden Entgasern 112a bis 112m der Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m geschickt.
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Als nächstes wird die herkömmliche Anlagensteuereinrichtung 800, welche die Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m, die Gasturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n, die zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p und die Kondensatorgruppen 501a bis 501q steuert, mit Bezug auf die 13 bis 17 beschrieben.
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13 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung der Kraftstoffventile 104a bis 104m zeigt, die an Kraftstoffsystemen der Gasturbinen 102a bis 102m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m angeordnet sind. 14 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung des Dampfregulierungsventils 203a zeigt, das an dem Hauptdampfsystem der Dampfturbine 202a der Dampfturbinengeneratorgruppe 201a angeordnet ist. 15 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m zeigt, die an Kraftstoffssystemen der Kanalbrenner 119a bis 119m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m angeordnet sind. 16 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung des Turbinenumgehungsventils 123a an der Umgehungsleitung 124a zeigt, die mit der Gasturbinengeneratorgruppe 101a verbunden ist. 17 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung der Einstellventile 503a bis 503q zeigt, die auf den Stromaufwärtsseiten der Kondensatoren 502a bis 502q der Kondensatorgruppen 501a bis 501q angeordnet sind.
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[Steuerung der Kraftstoffventile der Gasturbinengeneratorgruppen]
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Mit Bezug auf 13 wird die Steuereinrichtung der Kraftstoffventile 104a bis 104m, die auf den Stromaufwärtsseiten der Kraftstoffsysteme der Gasturbinen 102a bis 102m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m angeordnet sind, beschrieben.
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Zunächst werden Lasten der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m, die entsprechend von den Gasturbinenlastdetektionseinheiten 106a bis 106m detektiert werden, zu einem Addierer 1 geschickt. In dem Addierer 1 wird ein Summenwert der Lasten berechnet. Gleichermaßen werden Lasten der Dampfturbinengeneratoren 204a bis 204n, die entsprechend von den Dampfturbinenlastdetektionseinheiten 205a bis 205n detektiert werden, an den Addierer 2 geschickt. In dem Addierer 2 wird ein Summenwert der Lasten berechnet. Anschließend werden in einem Addierer 3 der Summenwert der Lasten, der von dem Addierer 1 berechnet wurde, und der Summenwert der Lasten, der von dem Addierer 2 berechnet wurde, addiert, und der addierte Wert wird an einen Subtrahierer 5 geschickt.
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Auf der anderen Seite wird in eine Festlegungseinrichtung 4 ein Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert, der von einem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert wird, oder ein Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert, der von einem Benutzer eingegeben wird, festgelegt. Der Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert wird zu dem Subtrahierer 5 geschickt. In dem Subtrahierer 5 wird eine Differenz zwischen dem Summenwert der detektierten Lasten, der von dem Addierer 3 geliefert wird, und dem Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert, der von der Festlegungseinrichtung 4 geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 6 geschickt. In der PID-Steuereinheit 6 wird ein Kraftstoffventillaststeuerbefehlswert durch eine PID-Steuerung so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 5 geliefert wird, klein gemacht wird. Anschließend wird der eingestellte Kraftstoffventillaststeuerbefehlswert an eine Proportionaleinheit 9 geschickt. Hier bedeutet PID-Steuerung eine Steuerung, in der eine Proportionalsteuerung (P-Steuerung), eine Integralsteuerung (I-Steuerung) und eine Differenzialsteuerung (D-Steuereinheit) miteinander kombiniert werden.
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In der Proportionaleinheit 9 wird basierend auf der Anzahl der aktivierten Gasturbinen 102a bis 102m der Kraftstoffventillaststeuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 6 geliefert wird, an entsprechende Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m proportional verteilt. Anschließend werden die Kraftstoffventillaststeuerbefehlswerte, die von der Proportionaleinheit 9 proportional verteilt sind, an die entsprechenden aktivierten Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m geschickt.
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Basierend auf den Kraftstoffventillaststeuerbefehlswerten, die von der Proportionaleinheit 9 geliefert werden, steuern die entsprechenden Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m die Kraftstoffventile 104a bis 104m, die so auf Stromaufwärtsseiten der Gasturbinen 102a bis 102m angeordnet sind, dass Ventilöffnungsgrade der Kraftstoffventile 104a bis 104m eingestellt werden. Genauer gesagt werden die Ventilöffnungsgrade der Kraftstoffventile 104a bis 104m entsprechend von den jeweiligen Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m eingestellt, so dass die Lasten der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m, die von den entsprechenden Gasturbinenlastdetektionseinheiten 106a bis 106m geliefert werden, im Wesentlichen gleich den Kraftstoffventillaststeuerbefehlswerten werden, die von der Proportionaleinheit 9 geliefert werden.
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[Steuerung des Dampfregulierungsventils der Dampfturbinengeneratorgruppe]
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Mit Bezug auf 14 wird die Steuerung des Dampfregulierungsventils 203a, das auf der Stromaufwärtsseite der Dampfturbine 200a der Dampfturbinengeneratorgruppe 201a angeordnet ist, beschrieben. In 14 werden, obwohl die Steuerung des Dampfregulierungsventils 203a beschrieben wird, die Dampfregulierungsventile 203b bis 203n auf die gleiche Weise gesteuert.
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Zunächst wird ein Auslassdruck auf der Stromaufwärtsseite der Dampfturbine 202a, der von der Dampfturbinenauslassdruck-Detektionseinheit 206a detektiert wird, an einen Subtrahierer 29a geschickt. Auf der anderen Seite wird in einer Festlegungseinrichtung 28a ein Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert, der von dem zentralen Zufuhrbefehlssteil geliefert wird, oder ein Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert, der von einem Benutzer eingegeben wird, festgelegt. Der Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert wird zum Subtrahierer 29a geschickt. In dem Subtrahierer 29a wird eine Differenz zwischen dem detektierten Auslassdruckwert, der von der Dampfturbinenauslassdruck-Detektionseinheit 206a geliefert wird, und dem Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert berechnet, der von der Festlegungseinrichtung 28a geliefert wird. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 98a geschickt.
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In der PID-Steuereinheit 98a wird ein Regulierungsventilsteuerbefehlswert von der PID-Steuereinheit so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 29a geliefert wird, klein gemacht wird. Der eingestellte Regulierungsventilsteuerbefehlswert wird zum Dampfregulierungsventil 203a geschickt.
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Aufgrund der vorgenannten Steuerung wird ein Ventilöffnungsgrad des Dampfregulierungsventils 203a so eingestellt, dass der Auslassdruckwert des Dampfs auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbine 202a, der von der Dampfturbinenauslassdruck-Detektionseinheit 206a detektiert wird, im Wesentlichen gleich dem Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 28a festgelegt wird.
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[Steuerung der Hilfskraftstoffventile für die Kanalbrenner der Gasturbinengeneratorgruppen]
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Mit Bezug auf 15 wird die Steuerung der Hilfskraftstoffventile 120a bis 102m, die auf den Stromaufwärtsseiten der Kanalbrenner 119a bis 119m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m angeordnet sind, beschrieben.
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Zunächst wird ein Dampfdruck, der von der Druckdetektionseinheit 301 auf der Stromaufwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe detektiert wird, an einen Subtrahierer 21 geschickt. Auf der anderen Seite wird in einer Festlegungseinrichtung 99 ein Dampfturbineneinlassseitendruck-Festlegungswert, der von dem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert wird, oder ein Dampfturbineneinlassseitendruck-Festlegungswert, der von einem Benutzer eingegeben wird, festgelegt. Der Dampfturbineneinlassseitendruck-Festlegungswert wird zum Subtrahierer 21 geschickt. In dem Subtrahierer 21 wird eine Differenz des detektierten Druckwerts, der von der Druckdetektionseinheit 301 auf der Stromaufwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, und dem Dampfturbineneinlassseitendruck-Festlegungswert berechnet, der von der Festlegungseinrichtung 99 geliefert wird. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 22 geschickt. In der PID-Steuereinheit 22 wird ein Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswert von der PID-Steuereinheit so eingestellt, dass eine Differenz, die von dem Subtrahierer 21 geliefert wird, klein gemacht wird. Der eingestellte Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswert wird an eine Proportionaleinheit 23 geschickt.
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In der Proportionaleinheit 23 wird basierend auf der Anzahl der aktivierten Kanalbrenner 119a bis 119m der Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 22 geliefert wird, auf entsprechende Kanalbrennersteuereinrichtungen 24a bis 24m proportional verteilt. Anschließend werden die Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswerte, die von der Proportionaleinheit 23 proportional verteilt wurden, an die entsprechenden aktivierten Kanalbrennersteuereinrichtungen 24a bis 24m geschickt.
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Basierend auf den Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswerten, die von der Proportionaleinheit 23 geliefert werden, steuern die entsprechenden Kanalbrennersteuereinrichtungen 24a bis 24m die Hilfskraftstoffventile 120 bis 120m, die auf den Stromaufwärtsseiten der Kanalbrenner 119a bis 119m so angeordnet sind, dass Ventilöffnungsgrade der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m eingestellt werden. Genauer gesagt werden die Ventilöffnungsgrade der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m entsprechend von den jeweiligen Kanalbrennersteuereinrichtungen 24a bis 24m eingestellt, so dass der detektierte Druck des Dampfs, der von der Druckdetektionseinheit 301 auf der Stromaufwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, im Wesentlichen gleich dem Dampfturbineneinlassseitendruck-Festlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 99 festgelegt wird.
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[Steuerung eines Turbinenumgehungsventils an einer Umgehungsleitung, die mit einer Gasturbinengeneratorgruppe verbunden ist]
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Mit Bezug auf 16 wird die Steuerung des Turbinenumgehungsventils 123a an der Umgehungsleitung 124a, die mit der Gasturbinengeneratorgruppe 101a verbunden ist, beschrieben. In 16 werden, obwohl die Steuerung des Turbinenumgehungsventils 123a beschrieben wird, die Turbinenumgehungsventile 123b bis 123m auf die gleiche Weise gesteuert.
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Zunächst wird ein Auslassdruck auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a detektiert wird, an einen Änderungsratenbegrenzer 38a, einem Subtrahierer 41a und einem Subtrahierer 44a geschickt. In dem Änderungsratenbegrenzer 38a wird eine Druckänderungsrate, basierend auf den Strukturen der entsprechenden Instrumente des Abwärmedampfgenerators 111a festgelegt. Der Auslassdruck, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a geliefert wird, wird von dem Änderungsratenbegrenzer 38a eingestellt, so dass eine Änderungsrate des Auslassdrucks die festgelegte Druckänderungsrate oder kleiner wird. Anschließend wird der geglättete Auslassdruck an einen Niedrigwertwähler 40a geschickt. Auf der anderen Seite wird in einer Festlegungseinrichtung 39a ein Maximaldruckfestlegungswert festgelegt, basierend auf den Strukturen der entsprechenden Instrumente des Abwärmedampfgenerators 111a. Der Maximaldruckfestlegungswert wird an den Niedrigwertwähler 40a geschickt. Der Niedrigwertwähler 40a wählt einen niedrigeren des geglätteten Auslassdrucks, der von dem Änderungsratenbegrenzer 38a geliefert wird, und dem Maximaldruckfestlegungswert, der von den Festlegungseinrichtung 39a geliefert wird, aus. Anschließend wird der ausgewählte Steuerfestlegungswert an einen Subtrahierer 41a geschickt.
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In dem Subtrahierer 41a wird eine Differenz zwischen dem Auslassdruck, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a geliefert wird, und dem Steuerfestlegungswert berechnet, der von dem Niedrigwertswähler 40a geliefert wird. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 42a geschickt. In der PID-Steuereinheit 42a wird ein Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert von der PID-Steuereinheit so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 41a geliefert wird, klein gemacht wird. Der eingestellte Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert wird an einen Hochwertwähler 48a geliefert. Genauer gesagt wird der Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert so eingestellt, dass der Auslassdruck des Dampfs auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a detektiert wird, im Wesentlichen gleich dem Steuerfestlegungswert wird, der von dem Niedrigwertwähler 40a ausgewählt ist.
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Ferner wird in einer Festlegungseinrichtung 43a ein Druckfestlegungswert festgelegt, wenn eine Aktivierung des Abwärmedampfgenerators gestoppt ist. Der Druckfestlegungswert wird zu einem Subtrahierer 44a geschickt. In dem Subtrahierer 44a wird eine Differenz zwischen dem Auslassdruck, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a geliefert wird, und dem Steuerfestlegungswert berechnet, der von der Festlegungseinrichtung 43a geliefert wird. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 45a geschickt. In der PID-Steuereinheit 45a wird ein Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert von der PID-Steuereinheit so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 44a geliefert wird, klein gemacht wird. Der eingestellte Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert wird an einen Schalter 88a geschickt. Genauer gesagt wird der Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert so eingestellt, dass der Auslassdruck auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a detektiert wird, im Wesentlichen gleich dem Druckfestlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 43a festgelegt ist.
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Wenn eine Abwärmedampfgenerator-Aktivierungsstoppbetriebsart 47a auf AN steht, ist der Schalter 88a vorgesehen, um den Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 45a eingestellt wird, zum Hochwertwähler 48a zu schicken. Auf der anderen Seite, wenn die Abwärmedampfgenerator-Aktivierungsstoppbetriebsart 47a auf AUS steht, ist der Schalter 88a vorgesehen, um die Übertragung des Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswerts von der PID-Steuereinheit 45a zum Hochwertwähler 48a zu blockieren. Hierin ist die Abwärmedampfgenerator-Aktivierungsstoppbetriebsart 47a ein Signal, das eingeschaltet ist, wenn sich der Abwärmedampfgenerator 111a im Verlauf der Aktivierung oder des Stoppens befindet, und ist ausgeschaltet, wenn der Abwärmedampfgenerator 111a stabil betrieben wird oder gestoppt bzw. angehalten ist.
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Der Hochwertwähler 48a wählt einen höheren des Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 42a festgelegt wird, und dem Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 45a geliefert wird, aus, und schickt den ausgewählten Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert an das Turbinenumgehungsventil 123a, um den Ventilöffnungsgrad davon einzustellen.
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Folglich, wenn der Abwärmedampfgenerator 111a sich im Verlauf der Aktivierung oder des Stoppens befindet, wird das Turbinenumgehungsventil 123a gesteuert und wird der Ventilöffnungsgrad davon so eingestellt, dass der Auslassdruck auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a im Wesentlichen gleich dem Druckfestlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 43a festgelegt ist. Auf der anderen Seite, wenn der Abwärmedampfgenerator 111a stabil betrieben wird oder gestoppt ist, ist das Turbinenumgehungsventil 123a im Wesentlichen vollständig geschlossen.
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Angenommen, dass während eines stabilen Betriebs des Abwärmedampfgenerators 111a der Auslassdruck auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a sich mit einer Änderungsrate ändert, die größer als die Festlegungsänderungsrate ist, die von dem Änderungsratenbegrenzer 38a festgelegt ist, oder dass der Auslassdruck größer wird, als der Maximaldruckfestlegungswert, der von der Festlegungseinrichtung 39a festgelegt ist. In diesem Fall wird das Turbinenumgehungsventil 123a geöffnet, so dass eine Abgabesteuerung ausgeführt wird, in der der Dampf auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a abgegeben wird.
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[Steuerung der Dampfturbinenauslassseitendruck-Einstellventile, die an den Kondensatorgruppen angeordnet sind]
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Mit Bezug auf 17 wird die Steuerung der Auslassdruckeinstellventile 503a bis 503q beschrieben, die auf Stromaufwärtsseiten der Kondensatoren 502a bis 502q der Kondensatorgruppen 501a bis 501q angeordnet sind.
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Zunächst wird ein Druck des Dampfs, der von der Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe detektiert wird, an einen Subtrahierer 53 geschickt. Auf der anderen Seite wird in einer Festlegungseinrichtung ein Dampfturbinenauslassseitendruck-Festlegungswert, der von dem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert wird, oder ein Dampfturbinenauslassseitendruck-Festlegungswert, der von einem Benutzer eingegeben wird, festgelegt. Der Dampfturbinenauslassseitendruck-Festlegungswert wird an einen Subtrahierer 53 geschickt. In dem Subtrahierer 53 wird eine Differenz zwischen dem detektierten Druck, der von der Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, und dem Dampfturbinenauslassseitendruck-Festlegungswert berechnet, der von der Festlegungseinrichtung 49 geliefert wird. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 54 geschickt. In der PID-Steuereinheit 54 wird ein Einstellventilsteuerbefehlswert von der PID-Steuereinheit so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 53 geliefert wird, kleiner gemacht wird. Der eingestellte Einstellventilsteuerbefehlswert wird an eine Proportionaleinheit 55 geschickt.
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In der Proportionaleinheit 55 wird basierend auf der Anzahl der aktivierten Kondensatoren 502a bis 502q der Einstellwertsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 54 geliefert wird, an die entsprechenden Einstellventile 503a bis 503q proportional verteilt. Anschließend werden die Einstellventilsteuerbefehlswerte, die von der Proportionaleinheit 55 proportional verteilt werden, an die entsprechenden aktivierten Einstellventile 503a bis 503q geliefert.
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Basierend auf den Einstellventilsteuerbefehlswerten, die von der Proportionaleinheit 55 geliefert werden, werden Öffnungsgrade der entsprechenden Einstellventile 503a bis 503q eingestellt. Genauer gesagt, werden die Ventilöffnungsgrade der Einstellventile 503a bis 503q entsprechend so eingestellt, dass der detektierte Druck, der von der Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, im Wesentlichen gleich dem Dampfturbinenauslassseitendruck-Festlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 49 festgelegt ist.
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Der Dampfturbinenauslassseitendruck-Festlegungswert, der von der Festlegungseinrichtung 49 festgelegt ist, ist größer als der Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert, der von der Festlegungseinrichtung 28a festgelegt wird. Folglich, wenn die Regulierungsventile 203a bis 203n, die auf den Stromaufwärtsseiten der Dampfturbinen 201a bis 201n angeordnet sind, von den Auslassdrücken der Dampfturbinen 202a bis 202n gesteuert werden können, werden die Einstellventile 503a bis 503q vollständig geschlossen, so dass sich die Kondensatoren 502a bis 502q nicht in Betrieb befinden und gestoppt sind. Auf der anderen Seite können die Regulierungsventile 203a bis 203n nicht von den Auslassdrücken der Dampfturbinen 202a bis 202n gesteuert werden, wobei die Einstellventile 503a bis 503q so geöffnet sind, dass die Kondensatoren 502a bis 502q betrieben werden, wodurch eine Abgabesteuerung ausgeführt wird, in der die Dämpfe der Dampfturbinen 201a bis 201n abgegeben werden.
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Wie es oben beschrieben ist, wird in der Erzeugungsanlage, die in 1 gezeigt ist, der Dampf, der von der kombinierten Generatorgruppe 100 erzeugt wurde und zum Erzeugen von Strom verwendet wurde, von den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401m verwendet. Es tritt kein Problem auf, wenn der Stromerzeugungslastbefehl für die kombinierte Generatorgruppe 100 und die Lastbefehle für die zusätzlichen Gruppen 401a bis 401m hinsichtlich der Dampfbeträge ausgewogen sind. Allerdings werden die zwei Befehlswerte im Allgemeinen unabhängig festgelegt.
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Beispielsweise ist in einem Fall, in dem die zusätzlichen Gruppen 401a bis 401m Frischwassergeneratorgruppen sind, ein Stromerzeugungslastbefehl hinsichtlich der Dampfbeträge in einer Wintersaison, in der ein Stromverbrauch niedrig ist, kleiner als ein Frischwassererzeugungslastbefehl, wodurch die Ausgewogenheit zwischen den Dampfbeträgen verloren geht. In diesem Fall ist es für einen Benutzer notwendig, eine Last des Kanalbrenners 119a zu erhöhen, der an dem Abwärmedampfgenerator angebracht ist, um einen Dampfbetrag zu erhöhen, der von der kombinierten Generatorgruppe 100 zu erzeugen ist, wodurch die gesamte Erzeugungsanlage einen anderen Punkt der Ausgewogenheit als den existierenden Punkt der Ausgewogenheit aufweist.
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Wenn die Last des Kanalbrenners 119a erhöht ist, während eine Laststeuerung der gesamten kombinierten Generatorgruppe ausgenutzt wird, werden Lasten der Dampfturbine 201a bis 201m erhöht, während Lasten der Gasturbine 102a bis 102m verringert werden. Folglich ist ein Betrag des Dampfs, der von den Gasturbinen 102a bis 102m zu erzeugen ist, verringert.
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Somit, unter der Bedingung, dass die Laststeuerung der gesamten Generatorgruppe manuell ausgeführt wird, um die Laststeuerung zu stoppen, wird die Last des Kanalbrenners 109a auf eine geeignete Last erhöht, wird das Turbinenumgehungsventil 123a geöffnet und wird danach die Laststeuerung der gesamten Generatorgruppe automatisch ausgeführt. Wenn dem Stromerzeugungslastbefehl nicht genügt werden kann, wird die gleiche Prozedur wiederholt.
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Da eine Stromeingabe von dem Kanalbrenner 119a zum Abwärmedampfgenerator geändert wird, um einen Dampfbetrag zu ändern, liegt eine Verzögerung des Abwärmedampfgenerators vor, was einen solchen Betrieb sehr schwierig gestaltet. Um den Stromerzeugungslastbefehlt und den Dampfbetrag, der von zusätzlichen Gruppen verwendet wird, auszubalancieren, sollte ein Benutzer Fähigkeiten aufweisen und es erfordert eine lange Zeit für den Betrieb.
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Ferner wird während dieses Betriebs die Laststeuerung nicht ausgeführt, und folglich besteht ein Problem darin, dass einem Langzeitstromerzeugungslastbefehl nicht genügt werden kann. Ferner besteht eine Möglichkeit darin, dass das Turbinenumgehungsventil 123a unnötig geöffnet wird, so dass Dampf den zusätzlichen Gruppen zugeführt wird, was die Effizienz der Generatorgruppen beeinträchtigt.
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Ferner besteht in der herkömmlichen Anlagensteuereinrichtung 800 ein Problem darin, dass ein Laststeuerbereich der gesamten Generatorgruppen sich in einem Bereich von (Minimallast aller Gasturbinen) + (eine bestimmte Last der Dampfturbinen zu dieser Zeit) bis (Maximallast aller Gasturbinen) + (eine bestimmte Last aller Dampfturbinen zu dieser Zeit) befindet, und somit ist ein Betrieb, der von diesem Bereich abweicht, unmöglich. Ferner kann eine Variation einer Systemfrequenz lediglich durch die Gasturbine geändert werden, wobei ein Problem mit einem Antwortverhalten der gesamten Generatorgruppen besteht.
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Ferner neigen die Volumina jeder Gasturbine und jedem Abwärmedampfgenerator dazu, vergrößert zu werden, und somit vergrößert sich ein Volumen der Dampfturbine tendenziell in Übereinstimmung damit. Somit gibt es einen Fall, in dem ein Lastbefehlswert, der von dem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert wird, an jeden Generator unabhängig zugeführt wird, zusätzlich zu den gesamten Generatorgruppen. In diesem Fall besteht ein Problem darin, dass die herkömmliche Anlagensteuereinrichtung 800 diesen Fall nicht bewältigen kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Umstände getätigt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Stromgeneratoranlage und ein Steuerverfahren davon bereitzustellen, die im Stande sind, eine Strömungsrate von Dampf, der von einem Abwärmedampfgenerator einer Gasturbinengeneratorgruppe abgegeben wird, und eine Strömungsrate von Dampf, der zu einer Dampfturbine einer Dampfturbinengeneratorgruppe geschickt wird, in Abhängigkeit von einer Betriebssituation einer kombinierten Generatorgruppe geeignet zu machen, wodurch eine Gesamtstromerzeugungseffizienz verbessert werden kann.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromerzeugungsanlage mit den Merkmalen in Anspruch 1.
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Gemäß einer solchen Stromerzeugungsanlage führt die Anlagensteuereinrichtung normalerweise die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart aus, in der das Kraftstoffventil der Gasturbinengeneratorgruppe basierend auf einer Last der gesamten Generatorgruppe gesteuert wird, und das Regulierungsventil der Dampfturbinengeneratorgruppe basierend auf einem Druck des Auslassdampfs der Dampfturbine gesteuert wird. In Abhängigkeit einer Betriebssituation der Stromerzeugungsanlage führt die Stromsteuerungseinrichtung die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart aus, in der der Ventilöffnungsgrad des Kraftstoffventils der Gasturbinengeneratorgruppe konstant beibehalten wird, und das Regulierungsventil der Dampfturbinengeneratorgruppe basierend auf einer Last der gesamten Generatorgruppe gesteuert wird. Wie es oben beschrieben ist, kann durch Umschalten der Steuerbetriebsart der Anlagensteuereinrichtung die Strömungsrate des Dampfs, der von dem Abwärmedampfgenerator der Gasturbinengeneratorgruppe abgegeben wird, und die Strömungsrate des Dampfs, der zur Dampfturbine der Dampfturbinengeneratorgruppe zu schicken ist, auf eine gewünschte Strömungsrate geändert werden, in Abhängigkeit einer Betriebssituation der kombinierten Generatorgruppe. Somit kann eine Gesamtstromerzeugungseffizienz der Stromerzeugungsanlage verbessert werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Steuerverfahren mit den Merkmalen in Anspruch 9.
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Gemäß einem solchen Steuerverfahren der Stromerzeugungsanlage wird die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart ausgeführt, in der das Kraftstoffventil der Gasturbinengeneratorgruppe basierend auf einer Last der gesamten Generatorgruppe gesteuert wird und das Regulierungsventil der Dampfturbinengeneratorgruppe basierend auf einem Druck des Auslassdampfs der Dampfturbine gesteuert wird. In Abhängigkeit der Betriebssituation der Stromerzeugungsanlage wird die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart ausgeführt, in der der Ventilöffnungsgrad des Kraftstoffventils der Gasturbinengeneratorgruppe konstant beibehalten wird und das Regulierungsventil der Dampfturbinengeneratorgruppe basierend auf einer Last der gesamten Generatorgruppe gesteuert wird. Wie es oben beschrieben ist, können durch Umschalten der Steuerbetriebsart der Anlagensteuereinrichtung die Strömungsrate des Dampfs, der von dem Abwärmedampfgenerator der Gasturbinengeneratorgruppe abgegeben wird, und die Strömungsrate des Dampfs, der zur Dampfturbine der Dampfturbinengeneratorgruppe zu schicken ist, auf eine gewünschte Strömungsrate geändert werden, in Abhängigkeit einer Betriebssituation der kombinierten Generatorgruppe. Somit kann eine Gesamtstromerzeugungseffizienz der Stromerzeugungsanlage verbessert werden.
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Wie es oben beschrieben ist, führt gemäß der Stromerzeugungsanlage und dem Steuerverfahren davon der vorliegenden Erfindung die Anlagensteuereinrichtung normalerweise die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart aus, in der das Kraftstoffventil der Gasturbinengeneratorgruppe basierend auf einer Last der gesamten Generatorgruppe gesteuert wird und das Regulierungsventil der Dampfturbinengeneratorgruppe basierend auf dem Druck des Auslassdampfs der Dampfturbine gesteuert wird. In Abhängigkeit einer Betriebssituation der Stromerzeugungsanlage führt die Anlagensteuereinrichtung die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart aus, in der der Ventilöffnungsgrad des Kraftstoffventils der Gasturbinengeneratorgruppe konstant beibehalten wird und das Regulierungsventil der Dampfturbinengeneratorgruppe basierend auf einer Last der gesamten Generatorgruppe gesteuert wird. Wie es oben beschrieben ist, können durch Umschalten der Steuerbetriebsart der Anlagensteuereinrichtung die Strömungsrate des Dampfs, der von dem Abwärmedampfgenerator der Gasturbinengeneratorgruppe abgegeben wird, und die Strömungsrate des Dampfs, der zur Dampfturbine der Dampfturbinengeneratorgruppe zu schicken ist, auf die gewünschte Strömungsrate geändert werden, in Abhängigkeit einer Betriebssituation der kombinierten Generatorgruppe. Somit kann eine Gesamtstromerzeugungseffizienz der Stromerzeugungsanlage verbessert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Strukturansicht, welche eine Stromerzeugungsanlage zeigt.
- 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung von Kraftstoffventilen von Gasturbinen und Hilfskraftstoffventilen von Kanalbrennern in Gasturbinengeneratorgruppen und Dampfregulierungsventilen von Dampfturbinen in Dampfturbinengeneratorgruppen in einer ersten Ausführungsform zeigt.
- 3 ist ein Blockdiagramm, das eine detaillierte Steuersystemstruktur von einer Dampfturbinensteuereinrichtung in 1 zeigt.
- 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Dampfturbinenlastbefehlswerten, die in Funktionsgeneratoren (16a bis 16n) in 2 eingegeben werden, und Kanalbrennergruppenwerten, die von diesen ausgegeben werden, zeigt.
- 5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Dampfturbinenlastbefehlswerten, die in Funktionsgeneratoren (19a bis 19n) in 2 eingegeben werden, und Kanalbrennergruppenwerten, die von diesen ausgegeben werden, zeigt.
- 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuersystemstruktur eines Turbinenumgehungsventils an einer Umgehungsleitung, die mit der Gasturbinengruppe verbunden ist, und Einstellventilen auf Stromaufwärtsseiten von Kondensatoren von Kondensatorgruppen in der ersten Ausführungsform zeigt.
- 7 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Beurteilungsverfahrens einer logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung, die in der ersten Ausführungsform angewendet wird.
- 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung von Kraftstoffventilen von Gasturbinen und Hilfskraftstoffventilen von Kanalbrennern in Gasturbinengeneratorgruppen und Dampfregulierungsventilen von Dampfturbinen in Dampfturbinengeneratorgruppen in einer zweiten Ausführungsform zeigt.
- 9 ist ein Blockdiagramm, das eine detaillierte Steuersystemstruktur von einer Dampfturbinensteuereinrichtung in 8 zeigt.
- 10 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung von Kraftstoffventilen von Gasturbinen und Hilfskraftstoffventilen von Kanalbrennern in Gasturbinengeneratorgruppen und Dampfregulierungsventilen von Dampfturbinen in Dampfturbinengeneratorgruppen in einer dritten Ausführungsform zeigt.
- 11 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung eines Kraftstoffventils einer Gasturbine und eines Hilfskraftstoffventils eines Kanalbrenners in einer Gasturbinengeneratorgruppe und eines Dampfregulierungsventils einer Dampfturbine in einer Dampfturbinengeneratorgruppe in einer vierten Ausführungsform zeigt.
- 12 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Beurteilungsverfahrens einer logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung, die in der vierten Ausführungsform angewendet wird.
- 13 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung von Kraftstoffventilen auf Stromaufwärtsseiten von Gasturbinen von Gasturbinengeneratorgruppen in einem herkömmlichen Beispiel zeigt.
- 14 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung eines Regulierungsventils auf der Stromaufwärtsseite einer Dampfturbine einer Dampfturbinengeneratorgruppe in dem herkömmlichen Beispiel zeigt.
- 15 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung von Hilfskraftventilen auf den Stromaufwärtsseiten von Kanalbrennern der Gasturbinengeneratorgruppen in dem herkömmlichen Beispiel zeigt.
- 16 ist Blockdiagramm, das eine Steuerung eines Turbinenumgehungsventils an einer Umgehungsleitung, die mit der Gasturbinengeneratorgruppe verbunden ist, in dem herkömmlichen Beispiel zeigt.
- 17 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung von Einstellventilen auf den Stromaufwärtsseiten der Kondensatoren der Kondensatorgruppen in dem herkömmlichen Beispiel zeigt.
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Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
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Erste Ausführungsform
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Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Strukturansicht, die eine Struktur einer Stromerzeugungsanlage zeigt. Die Stromerzeugungsanlage in dieser Ausführungsform ist eine kombinierte Stromerzeugungsanlage einer so genannten Mehrachsenkombinationszyklusart, die umfasst: eine Mehrzahl von Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m, wobei jede eine Gasturbine und einen Abwärmedampfgenerator enthält; eine Mehrzahl von Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n, die aufgebaut sind, um Strom unter Verwendung von Dämpfen zu erzeugen, die von den Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m geliefert werden; eine Mehrzahl von zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p; eine Mehrzahl von Kondensatorgruppen 501a bis 501q; und eine Anlagensteuereinrichtung 600, die aufgebaut ist, um die entsprechenden vorgenannten Gruppen zu steuern.
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Die Stromerzeugungsanlage der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen gleich der herkömmlichen Stromerzeugungsanlage, die im Abschnitt „Stand der Technik“ beschrieben wurde, mit Ausnahme der Struktur der Anlagensteuereinrichtung 600, und somit wird eine detaillierte Beschreibung davon ausgelassen.
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Mit Bezug auf die 2 bis 7 wird die Anlagensteuereinrichtung 600 in dieser Ausführungsform beschrieben, welche die Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m, die Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n, die zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p und die Kondensatorgruppen 501a bis 501q steuert.
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2 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuersystemstruktur von Kraftstoffventilen 104a bis 104m von Gasturbinen 102a bis 102m und Hilfskraftstoffventilen 120a bis 120m von Kanalbrennern 119a bis 119m in den Gasturbinengeneratorgruppen 101 bis 101m und Dampfregulierungsventilen 203a bis 203n von Dampfturbinen 202a bis 202n in den Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n zeigt. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine detaillierte Steuersystemstruktur von einer Dampfturbinensteuereinrichtung 15a in 2 zeigt.
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4 ist eine Graphik, die eine Beziehung zwischen Dampfturbinenlastbefehlswerten, die an Funktionsgeneratoren 16a bis 16n in 2 eingegeben werden, und dem Kanalbrennergruppenwert, der von diesen ausgegeben wird, zeigt. 5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Dampfturbinenlastbefehlswerten, die an Funktionsgeneratoren 19a bis 19n in 2 eingegeben werden, und dem Kanalbrennergruppenwert, der von diesen ausgegeben wird, zeigt. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuersystemstruktur eines Turbinenumgehungsventils 123a an einer Umgehungsleitung 124a, die mit der Gasturbinengeneratorgruppe 101a verbunden ist, und Einstellventilen 503a bis 503q auf Stromaufwärtsseiten der Kondensatoren 502a bis 502q der Kondensatorgruppen 501a bis 501q zeigt.
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7 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Beurteilungsverfahrens einer logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601, die in der ersten Ausführungsform angewendet wird.
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Die Anlagensteuereinrichtung 600 in dieser Ausführungsform enthält die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601, die aufgebaut ist, um selektiv zu beurteilen, welche aus einer Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a und einer Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b verwendet wird, in Abhängigkeit einer Betriebssituation der Stromerzeugungsanlage. Die Anlagensteuereinrichtung 600 führt eine Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a aus, wenn die Stromerzeugungsanlage normal betrieben wird. Wenn von der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 beurteilt wird, dass die Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b verwendet wird, führt die Steuereinrichtung 600 eine Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b aus. Details des Beurteilungsverfahrens der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 werden im Folgenden beschrieben.
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[Steuerung von Gasturbinenkraftstoffventilen in Gasturbinengeneratorgruppen]
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Mit Bezug auf 2 wird die Steuerung der Kraftstoffventile 104a bis 104m, die an Kraftstoffzufuhrsystemen der Gasturbinen 102a bis 102m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m angeordnet sind, beschrieben.
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Zunächst werden Lasten der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m, die entsprechend von Gasturbinenlastdetektionseinheiten 106a bis 106m detektiert werden, an einen Addierer 1 geschickt. In dem Addierer 1 wird ein Summenwert der entsprechenden Lasten berechnet. Gleichermaßen werden Lasten der Dampfturbinengeneratoren 204a bis 204n, die entsprechend von Dampfturbinenlastdetektionseinheiten 205a bis 205n detektiert werden, an einen Addierer 2 geschickt. In dem Addierer 2 wird ein Summenwert der entsprechenden Lasten berechnet. Anschließend werden in einem Addierer 3 der Summenwert der Lasten, der von dem Addierer 1 berechnet wurde, und der Summenwert der Lasten, der von dem Addierer 2 berechnet wurde, addiert. Anschließend wird der addierte Wert an einen Subtrahierer 5 geschickt.
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Auf der anderen Seite wird in einer Festlegungseinrichtung 4 ein Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert, der von einem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert wird, oder ein Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert, der von einem Benutzer eingegeben wird, festgelegt. Der Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert wird an den Subtrahierer 5 geschickt. In dem Subtrahierer 5 wird eine Differenz zwischen dem Summenwert der detektieren Lasten, der von dem Addierer 3 geliefert wird, und dem Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert, der von der Festlegungseinrichtung 4 geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 6 geschickt. In der PID-Steuereinheit 6 wird ein Kraftstoffventillaststeuerbefehlswert von einer PID-Steuereinheit so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 5 geliefert wird, kleiner gemacht wird. Anschließend wird der Kraftstoffventillaststeuerbefehlswert an einen Signalhalter 8 geliefert. Hierin bedeutet die PID-Steuereinheit eine Steuereinheit, in der eine proportionale Steuerung (P-Steuerung), eine integrale Steuerung (I-Steuerung) und eine Differentialsteuerung (D-Steuerung) miteinander kombiniert werden.
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Wenn die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird, die eine normale Steuerbetriebsart ist, schickt der Signalhalter 8 den Kraftstoffventillaststeuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 6, wie er ist, geliefert wird, an eine Proportionaleinheit.
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In der Proportionaleinheit wird basierend auf der Anzahl der aktivierten Gasturbinen 102a bis 102m der Kraftstoffventillaststeuerbefehlswert, der von dem Signalhalter 8 geliefert wird, bezüglich der Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m proportional verteilt. Anschließend werden die Kraftstoffventillaststeuerbefehlswerte, die proportional verteilt sind, von der Proportionaleinheit 9 entsprechend an die aktivierten Gasturbinesteuereinrichtungen 10a bis 10m geschickt.
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Basierend auf den Kraftstoffventillaststeuerbefehlswerten, die von der Proportionaleinheit 9 geliefert werden, stellen die entsprechenden Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m Ventilöffnungsgrade der Kraftstoffventile 104a bis 104m der Gasturbinen 102a bis 102m ein. Genauer gesagt, werden die Ventilöffnungsgrade der Kraftstoffventile 104a bis 104m entsprechend von den jeweiligen Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m so eingestellt, dass die Lasten der Turbinengeneratoren 105a bis 105m, die von den entsprechenden Gasturbinenlastdetektionseinheiten 106a bis 106m geliefert werden, im Wesentlichen gleich den Kraftstoffventillaststeuerbefehlswerten werden, die von der Proportionaleinheit 9 geliefert werden.
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In 2 werden aufgrund der oben beschriebenen Steuerung, wenn die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird, die Ventilöffnungsgrade der Kraftstoffventile 104a bis 104m so eingestellt, dass der Summenwert der entsprechenden Lasten der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m und der entsprechenden Lasten der Dampfturbinengeneratoren 204a bis 204n im Wesentlichen gleich dem Kraftstoffgeneratorgruppenlastbefehlswert wird.
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Auf der anderen Seite, wenn die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird, da der Kraftstoffventillaststeuerbefehlswert, der an die Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m zu schicken ist, von dem Signalhalter 8 gehalten wird, werden die Ventilöffnungsgrade der Kraftstoffventile 104a bis 104m konstant beibehalten.
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[Steuerung von Dampfregulierungsventilen in Dampfturbinengeneratorgruppen]
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Mit Bezug auf die 2 und 3 wird die Steuerung der Dampfregulierungsventile 203a bis 203n, die auf Stromaufwärtsseiten der Dampfturbinen 202a bis 202n der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n angeordnet sind, beschrieben.
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Wie es in 2 gezeigt ist, wird der Summenwert der Lasten der entsprechenden Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m, der in dem Addierer 1 berechnet wird, zunächst zu einem Subtrahierer 12 geschickt. Gleichzeitig wird der Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert zum Subtrahierer 12 von der Festlegungseinrichtung 4 geschickt. In dem Subtrahierer 12 wird eine Differenz zwischen dem Summenwert der detektierten Lasten, der von dem Addierer 1 geliefert wird, und dem Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert, der von der Festlegungseinrichtung 4 geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an einen Schalter 11 geschickt. Wenn die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird, schickt der Schalter 11 die Differenz, die von dem Subtrahierer 12 geliefert wurde, an eine Proportionaleinheit 13. Auf der anderen Seite, wenn die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird, blockiert der Schalter 11 die Übertragung der Differenz von dem Subtrahierer 12 zur Proportionaleinheit 13.
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In der Proportionaleinheit 13 wird basierend auf den aktivierten Dampfturbinen 202a bis 202n die Differenz, die von dem Schalter 11 geliefert wird, an entsprechende Dampfturbinensteuereinrichtungen 15a bis 15n proportional verteilt, um entsprechende Lastbefehlswerte 14a bis 14n zu berechnen. Anschließend werden die Lastbefehlswerte 14a bis 14n, die von der Proportionaleinheit 13 proportional verteilt werden, entsprechend an die aktivierten der jeweiligen Dampfturbinensteuereinrichtungen 15a bis 15n geschickt.
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Als nächstes werden mit Bezug auf 3 Details der Steuerung der Dampfturbinensteuereinrichtung 15a beschrieben. In 3, obwohl die Steuerung des Regulierungsventils 203a von der Dampfturbinensteuereinrichtung 15a beschrieben wird, werden die Ventile 203b bis 203n auf die gleiche Weise gesteuert.
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Wie es in 3 gezeigt ist, wird der Lastbefehlswert 14a von der Proportionaleinheit 13 an einen Änderungsratenbegrenzer 25a geschickt. In dem Änderungsratenbegrenzer 25a wird eine Laständerungsrate festgelegt, in Abhängigkeit der Struktur der Dampfturbine 202a. Der Lastbefehlswert 14a wird von dem Änderungsratenbegrenzer 25a so eingestellt, dass eine Änderungsrate des Lastbefehlswerts 14a die festgelegte Laständerungsrate oder kleiner wird. Der geglättete Lastbefehlswert wird an einen Subtrahierer 26a geschickt. Auf der anderen Seite wird eine Last des Dampfturbinengenerators 204a, die von der Dampfturbinenlastdetektionseinheit 205a detektiert wird, an den Subtrahierer 26a geschickt. In dem Subtrahierer 26a wird eine Differenz zwischen dem Lastbefehlswert, der von dem Änderungsratenbegrenzer 25a geliefert wird, und dem detektierten Lastwert, der von der Dampfturbinenlastdetektionseinheit 205a geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine P-Steuereinheit 27a geschickt. In der P-Steuereinheit 27a wird ein Regulierungsventilsteuerbefehlswert von der P-Steuerung (Proportionalsteuerung) so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 26a geliefert wird, kleiner gemacht wird. Der eingestellte Regulierungsventilsteuerbefehlswert wird an eine Schalteinrichtung 31a geschickt.
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Auf der anderen Seite, wie es in 3 gezeigt ist, wird ein Auslassdruck der Dampfturbine 202a, der von der Dampfturbinendruckdetektionseinheit 206a detektiert wird, an einen Subtrahierer 29a geschickt. In einer Festlegungseinrichtung 28a wird ein Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert, der von dem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert wird, oder ein Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert, der von einem Benutzer eingegeben wird, festgelegt. Der Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert wird an den Subtrahierer 29a geschickt. In dem Subtrahierer 29a wird eine Differenz zwischen dem Auslassdruck, der von der Dampfturbinendruckdetektionseinheit 206a geliefert wird und dem Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert berechnet, der von der Festlegungseinrichtung 28a geliefert wird. Anschließend wird die Differenz an eine P-Steuereinheit 30a geschickt.
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In der P-Steuereinheit 30a wird ein Regulierungsventilsteuerbefehlswert von der P-Steuerung (Proportionalsteuerung) so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 29a geliefert wird, kleiner gemacht wird. Der eingestellte Regulierungsventilsteuerbefehlswert wird an die Schalteinrichtung 31a geschickt.
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Wenn die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird, schickt die Schalteinrichtung 31a den Regulierungsventilsteuerbefehlswert, der von der P-Steuereinheit 27a geliefert wird, an einen Integrator 32a. Auf der anderen Seite, wenn die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird, schickt die Schalteinrichtung 31a den Regulierungsventilsteuerbefehlswert, der von der P-Steuereinheit 30a geliefert wird, an den Integrator 32a.
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Der Integrator 32a integriert den Regulierungsventilsteuerbefehlswert, der von der Schalteinrichtung 31a geliefert wird, und sendet den integrierten Regulierungsventilsteuerbefehlswert, der von dem Integrator 32a integriert wird, zum Dampfregulierungsventil 203a. Anschließend wird ein Ventilöffnungsgrad des Dampfregulierungsventils 203a basierend auf dem Regulierungsventilsteuerbefehlswert, der von dem Integrator 32a geliefert wird, eingestellt.
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In den 2 und 3 wird aufgrund der oben beschriebenen Steuerung, wenn die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird, der Ventilöffnungsgrad des Regulierungsventils 203a so eingestellt, dass der Auslassdruck der Dampfturbine 202a, der von der Dampfturbinenauslassdruck-Detektionseinheit 206a detektiert wird, im Wesentlichen gleich dem Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 28a festgelegt wird.
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Auf der anderen Seite, wenn die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird, wird der Ventilöffnungsgrad der Regulierungseinrichtung 203a so eingestellt, dass der Summenwert der entsprechenden Lasten der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m und der entsprechenden Lasten der Dampfturbinengeneratoren 204a bis 204n im Wesentlichen gleich dem Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 4 festgelegt wird.
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[Steuerung von Hilfskraftstoffventilen von Kanalbrennern in Gasturbinengeneratorgruppen]
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Mit Bezug auf die 2 bis 4 wird die Steuerung der Hilfskraftstoffventile 220a bis 220m, die auf Stromaufwärtsseiten der Kanalbrenner 119a bis 119m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m angeordnet sind, beschrieben.
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In 2 werden die Lastbefehlswerte 14a bis 14n, die von der obigen Proportionaleinheit 13 entsprechend verteilt werden, an die Funktionsgeneratoren 16a bis 16n geschickt. Basierend auf den entsprechenden eingegebenen Lastbefehlswerten 14a bis 14n berechnen die entsprechenden Funktionsgeneratoren 16a bis 16n Kanalbrennergruppenwerte und schicken die Kanalbrennergruppenwerte an einen Hochwertwähler 17. 4 ist eine Grafik, welche eine Beziehung zwischen den Lastbefehlswerten 14a bis 14n, die an die Funktionsgeneratoren 16a bis 16n eingegeben werden, und den Kanalbrennergruppenwerten, die davon ausgegeben werden, zeigt. Der Hochwertwähler 17 wählt den höchsten Wert aus den Kanalbrennergruppenwerten aus, die entsprechend von den Funktionsgeneratoren 16a bis 16n geliefert wurden, und schickt den ausgewählten Wert an eine Schalteinrichtung 18.
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Auf der anderen Seite werden die Lasten der entsprechenden Dampfturbinengeneratoren 205a bis 205n von den entsprechenden Dampfturbinenlastdetektionseinheiten 205a bis 205n an Funktionsgeneratoren 19a bis 19n geschickt. Die entsprechenden Funktionsgeneratoren 19a bis 19n berechnen Kanalbrennergruppenwerte basierend auf den eingegebenen detektierten Lasten und schicken die Kanalbrennergruppenwerte an eine Hochwertauswahleinheit 20. In der Grafik von 5 zeigt die durchgezogene Linie eine Beziehung zwischen den Lastbefehlswerten 14a bis 14n, die an die Funktionsgeneratoren 19a bis 19n eingegeben werden, und den Kanalbrennergruppenwerten, die von diesen ausgegeben werden.
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In 5 zeigen die gepunkteten Linien eine Beziehung zwischen den Lastbefehlswerten 14a bis 14n, die einzugeben sind, und den Kanalbrennergruppenwerten, die in 4 auszugeben sind. D. h., in 5, wenn die detektierten Lastwerte, die von den entsprechenden Dampfturbinenlastdetektionseinheiten 205a bis 205n geliefert werden, sich in einem bestimmten Bereich befinden, werden die Kanalbrennergruppenwerte, die von den Funktionsgeneratoren 19a bis 19n ausgegeben werden, Werte, in denen voreingestellte Vorwerte, die in 5 gezeigt sind, zu den Kanalbrennergruppenwerten hinzu addiert werden, die von den Funktionsgeneratoren 16a bis 16n ausgegeben werden, wenn die Lastwerte gleich sind.
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Die Hochwertauswahleinheit 20 wählt den höchsten Wert unter den Kanalbrennergruppenwerten aus, die entsprechend von den Funktionsgeneratoren 19a bis 19n geliefert werden, und schickt den ausgewählten Wert an die Schalteinrichtung 18a.
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Wenn die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird, schickt die Schalteinrichtung 18 den Kanalbrennergruppenwert, der von der Hochwertauswahleinheit 17 geliefert wird, an einen Subtrahierer 21. Auf der anderen Seite, wenn die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird, schickt die Schalteinrichtung 18 den Kanalbrennergruppenwert, der von der Hochwertauswahleinheit 20 geliefert wird, an den Subtrahierer 21. In dem Subtrahierer 21 wird eine Differenz zwischen einem Druckwert, der von einer Druckdetektionseinheit 301 auf der Stromaufwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, und dem Kanalbrennergruppenwert, der von der Schalteinrichtung 18 geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 22 geschickt. In der PID-Steuereinheit 22 wird ein Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswert durch die PID-Steuerung so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 21 geliefert wird, klein gemacht wird. Der eingestellte Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswert wird an eine Proportionaleinheit 23 geschickt.
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In der Proportionaleinheit 23 wird basierend auf der Anzahl der aktivierten Kanalbrenner 119a bis 119m der Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 22 geliefert wird, an entsprechende Kanalbrennersteuereinrichtungen 24a bis 24m proportional verteilt. Anschließend werden die Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswerte, die von der Proportionaleinheit 23 proportional verteilt werden, an die jeweiligen aktivierten Kanalbrennersteuereinrichtungen 24a bis 24m geschickt.
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Basierend auf den Hilfskraftstoffventilsteuerbefehlswerten, die von der Proportionaleinheit 23 geliefert werden, steuern die entsprechenden Kanalbrennersteuereinrichtungen 24a bis 24m die Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m, die auf Stromaufwärtsseiten der Kanalbrenner 119a bis 119m so angeordnet sind, um Ventilöffnungsgrade der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m einzustellen.
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Aufgrund der oben beschriebenen Steuerung, wenn die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird, werden die Ventilöffnungsgrade der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m entsprechend so eingestellt, dass der detektierte Druckwert, der von der Druckdetektionseinheit 301 auf der Stromaufwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, im Wesentlichen gleich dem Kanalbrennergruppenwert wird, der von der Hochwertauswahleinheit 17 berechnet wird.
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Auf der anderen Seite, wenn die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird, werden die Ventilöffnungsgrade der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m entsprechend so eingestellt, dass der detektierte Druckwert, der von der Druckdetektionseinheit 301 auf der Stromaufwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, im Wesentlichen gleich dem Kanalbrennergruppenwert wird, der von der Hochwertauswahleinheit 20 berechnet wird. Der Kanalbrennergruppenwert, der von der Hochwertauswahleinheit 20 berechnet wird, ist größer als der Kanalbrennergruppenwert, der von der Hochwertauswahleinheit 17 mittels des Vorwerts zu berechnen ist, wenn die Lastwerte gleich sind.
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[Steuerung von Turbinenumgehungsventilen an Umgehungsleitungen, die mit Gasturbinengeneratorgruppen verbunden sind]
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Mit Bezug auf 6 wird die Steuerung der Turbinenumgehungsventile 123a bis 123m an den Umgehungsleitungen 124a bis 124m, die mit den Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m verbunden sind, beschrieben.
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Zunächst wird ein Druck eines Dampfs auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n, der von einer Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe detektiert wird, an einen Subtrahierer 35 geschickt. Auf der anderen Seite wird in einer Festlegungseinrichtung 34 ein festgelegter Druckwert bzw. Druckfestlegungswert, der ein Wert ist, der kleiner als der Dampfturbinenauslassdruck-Festlegungswert ist, der von der Festlegungseinrichtung 28a festgelegt wird, festgelegt. Der Druckfestlegungswert wird von der Festlegungseinrichtung 34 an den Subtrahierer 35 geschickt. In dem Subtrahierer 35 wird eine Differenz zwischen dem detektierten Druckwert, der von der Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, und dem Druckfestlegungswert, der von der Festlegungseinrichtung 34 geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 36 geschickt. In der PID-Steuereinheit 36 wird ein Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert durch die PID-Steuerung so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 35 geliefert wird, kleiner gemacht wird. Der eingestellte Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert wird an eine Proportionaleinheit 37 geschickt.
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In der Proportionaleinheit 37 wird basierend auf der Anzahl der aktivierten Turbinenumgehungssteuereinrichtung 33a bis 33m der Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 36 geliefert wird, auf die Turbinenumgehungssteuereinrichtungen 33a bis 33m proportional verteilt. Anschließend werden die Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswerte, die von der Proportionaleinheit 37 proportional verteilt werden, entsprechend an Schalteinrichtungen 46a der aktivierten Turbinenumgehungssteuereinrichtungen 33a bis 33m geschickt.
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Als nächstes wird mit Bezug auf 6 die Steuerung des Turbinenumgehungsventils 123a von der Turbinenumgehungssteuereinrichtung 33a beschrieben. In 6, obwohl die Steuerung des Turbinenumgehungsventils 123a beschrieben wird, werden die Turbinenumgehungsventile 123b bis 123m auf die gleiche Weise gesteuert.
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Zunächst wird ein Auslassdruck, der von einer Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a detektiert wird, entsprechend an einen Änderungsratenbegrenzer 38a, einen Subtrahierer 41a und einen Subtrahierer 44a geschickt. In dem Änderungsratenbegrenzer 38 wird eine Druckänderungsrate in Abhängigkeit der Strukturen der entsprechenden Instrumente in dem Abwärmedampfgenerator 111a festgelegt. Der Auslassdruck, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a geliefert wird, wird von dem Änderungsratenbegrenzer 38a so eingestellt, dass eine Änderungsrate des Auslasswerts die festgelegte Druckänderungsrate oder kleiner wird. Der geglättete Auslassdruck wird an eine Niedrigwertauswahleinheit 40a geschickt. Auf der anderen Seite wird in einer Festlegungseinrichtung 39a ein Maximaldruckfestlegungswert in Abhängigkeit der Strukturen der entsprechenden Instrumente in dem Abwärmedampfgenerator 111a festgelegt. Der Maximaldruckfestlegungswert wird an die Niedrigwertauswahleinheit 40a geschickt. Die Niedrigwertauswahleinheit 40a wählt einen niedrigeren des geglätteten Auslassdrucks, der von dem Änderungsratenbegrenzer 38a geliefert wird, und dem Maximaldruckfestlegungswert, der von der Festlegungseinrichtung 39a geliefert wird, aus und sendet den ausgewählten Steuerfestlegungswert an einen Subtrahierer 41a.
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In dem Subtrahierer 41a wird eine Differenz zwischen dem Auslassdruckwert, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a geliefert wird, und dem Steuerfestlegungswert, der von der Niedrigwertauswahleinheit 40a geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 42a geschickt. In der PID-Steuereinheit 42a wird ein Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert von der PID-Steuerung so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 41a geliefert wird, kleiner gemacht wird. Der eingestellte Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert wird an eine Hochwertauswahleinheit 48a geschickt. Genauer gesagt, wird der Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert so eingestellt, dass der Auslassdruck, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a detektiert wird, im Wesentlichen gleich dem Steuerfestlegungswert wird, der von der Niedrigwertauswahleinheit 40a ausgewählt ist.
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In einer Festlegungseinrichtung 43a wird ein Druckfestlegungswert festgelegt, wenn eine Aktivierung des Abwärmedampfgenerators gestoppt ist. Der Druckfestlegungswert bzw. festgelegte Druckwert an einen Subtrahierer 44a geschickt. In dem Subtrahierer 44a wird eine Differenz zwischen dem Auslassdruck, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a geliefert wird, und dem Steuerfestlegungswert bzw. festgelegten Steuerwert, der von der Festlegungseinrichtung 43a geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 45a geschickt. In der PID-Steuereinheit 45a wird ein Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert von der PID-Steuerung so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 44a geliefert wird, kleiner gemacht wird. Der eingestellte Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert wird an eine Schalteinrichtung 46a geliefert.
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Genauer gesagt, wird der Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert so eingestellt, dass der Auslassdruck auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a, der von der Abwärmedampfgeneratorauslassdruck-Detektionseinheit 121a detektiert wird, im Wesentlichen gleich dem eingestellten Druckwert wird, der von der Festlegungseinrichtung 43a festgelegt ist.
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Wenn eine Abwärmedampfgenerator-Aktivierungsstoppbetriebsart 47a auf AN steht, ist die Schalteinrichtung 46a vorgesehen, um den Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 45a eingestellt wird, an die Hochwertauswahleinheit 48a zu schicken. Auf der anderen Seite, wenn die Abwärmedampfgenerator-Aktivierungsstoppbetriebsart 47a auf AUS steht, ist die Schalteinrichtung 46a vorgesehen, um den Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert, der von der obigen Proportionaleinheit 37 proportional verteilt wird, an die Hochwertauswahleinheit 48a geschickt. Hierin ist die Abwärmedampfgenerator-Aktivierungsstoppbetriebsart 47a ein Signal, das eingeschaltet ist, wenn der Abwärmedampfgenerator 111a sich im Verlauf der Aktivierung oder des Stoppens befindet, und ausgeschaltet ist, wenn der Abwärmedampfgenerator 111a stabil betrieben wird oder gestoppt ist.
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Die Hochwertauswahleinheit 48a wählt einen höheren aus dem Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 42a geliefert wird, und dem Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert, der von der Schalteinrichtung 46a geliefert wird, aus und schickt den ausgewählten Turbinenumgehungsventilsteuerbefehlswert an das Turbinenumgehungsventil 123a, um einen Ventilöffnungsgrad davon einzustellen.
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Aufgrund der obigen Steuerung, wenn der Abwärmedampfgenerator 111a sich im Verlauf der Aktivierung oder Stoppens befindet, wird das Turbinenumgehungsventil 123a gesteuert, und der Ventilöffnungsgrad davon wird so eingestellt, dass der Auslassdruck auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a im Wesentlichen gleich dem Druckfestlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 43a festgelegt ist. Auf der anderen Seite, wenn der Abwärmedampfgenerator 111a stabil betrieben wird oder gestoppt ist, wird das Turbinenumgehungsventil 123a gesteuert, und der Ventilöffnungsgrad davon wird so eingestellt, dass der Druck des Dampfs auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n, der von der Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe detektiert wird, im Wesentlichen gleich dem Druckfestlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 34 festgelegt ist.
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Es sei angenommen, dass während eines stabilen Betriebs des Abwärmedampfgenerators 111a der Auslassdruck des Dampfs auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a sich mit einer Änderungsrate ändert, die größer als die festgelegte Änderungsrate ist, die von dem Änderungsratenbegrenzer 38a festgelegt ist, oder dass der Auslassdruck größer als der Maximaldruckfestlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 39a festgelegt ist. In diesem Fall ist das Turbinenumgehungsventil 123a geöffnet, so dass eine Abgabesteuerung ausgeführt wird, in welcher der Dampf auf der Stromabwärtsseite des Abwärmedampfgenerators 111a abgegeben wird.
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[Steuerung von Einstellventilen auf Stromaufwärtsseiten von Kondensatoren von Kondensatorgruppen]
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Mit Bezug auf 6 wird die Steuerung von Einstellventilen 503a bis 503q, die auf Stromaufwärtsseiten von Kondensatoren 502a bis 502q von Kondensatorgruppen 501a bis 501q angeordnet sind, beschrieben.
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Zunächst wird ein Kondensatordruckfestlegungswert im Voraus in einer Festlegungseinrichtung 49 festgelegt, und der Kondensatordruckfestlegungswert wird an eine Schalteinrichtung 52 und einen Addierer 51 geschickt. Auf der anderen Seite wird in einer Festlegungseinrichtung 50 ein Vorwert relativ zum Kondensatordruckfestlegungswert, der von der Festlegungseinrichtung 49 festgelegt wird, festgelegt. Der Vorwert wird basierend auf der Steuerung des Auslassdrucks bestimmt, die von der Dampfturbinensteuereinrichtung 15a und einer Schnittstelle davon ausgeführt wird. Der Vorwert wird von der Festlegungseinrichtung 50 an den Addierer 51 geschickt. In dem Addierer 51 werden der Kondensatordruckfestlegungswert, der von der Festlegungseinrichtung 49 geliefert wird, und der Vorwert, der von der Festlegungseinrichtung 50 geliefert wird, addiert. Der addierte Wert wird an die Schalteinrichtung 52 geschickt.
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Wenn die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird, schickt die Schalteinrichtung 52 den Kondensatordruckfestlegungswert, der von der Festlegungseinrichtung 49 geliefert wird, an einen Subtrahierer 53. Auf der anderen Seite, wenn die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird, sendet die Schalteinrichtung einen Wert, der durch Addieren des Kondensatordruckfestlegungswerts, der von der Festlegungseinrichtung 49 festgelegt wird, und des Vorwärts, der von der Festlegungseinrichtung 50 festgelegt wird, erhalten wird, zum Subtrahierer 53.
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In dem Subtrahierer 53 wird eine Differenz zwischen dem detektierten Druckwert, der von der Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, und dem Druckfestlegungswert, der von der Schalteinrichtung 52 geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 54 geschickt. In der PID-Steuereinheit 54 wird ein Einstellventilsteuerbefehlswert von der PID-Steuerung so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 53 geliefert wird, kleiner gemacht wird. Der eingestellte Einstellventilsteuerbefehlswert wird an eine Proportionaleinheit 55 geschickt.
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In der Proportionaleinheit wird basierend auf der Anzahl der aktivierten Kondensatoren 502a bis 502q der Einstellventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 54 geliefert wird, auf die entsprechenden Einstellventile 503a bis 503q proportional verteilt. Anschließend werden die Einstellventilsteuerbefehlswerte, die von der Proportionaleinheit 55 proportional verteilt werden, an die aktivierten jeweiligen Einstellventile 503a bis 503q geschickt.
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Basierend auf Einstellventilsteuerbefehlswerten, die von der Proportionaleinheit 55 geliefert werden, werden Ventilöffnungsgrade der entsprechenden Einstellventile 503a bis 503q eingestellt. Genauer gesagt, wenn die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird, werden die Ventilöffnungsgrade der Einstellventile 503a bis 503q entsprechend so eingestellt, dass der Druck des Dampfs auf der Auslassseite der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n, der von der Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, im Wesentlichen gleich dem Wert wird, der durch Addieren des Kondensatordruckfestlegungswerts, der von der Festlegungseinrichtung 49 geliefert wird, und des Vorwerts, der von der Festlegungseinrichtung 50 geliefert wird, erhalten wird. Inzwischen, wenn die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird, werden die Ventilöffnungsgrade der Einstellungsventile 503a bis 503q entsprechend so eingestellt, dass der Druck des Dampfs auf der Auslassseite der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n, der von der Druckdetektionseinheit 302 auf der Stromabwärtsseite der Dampfturbinengeneratorgruppe geliefert wird, im Wesentlichen gleich dem Kondensatordruckfestlegungswert wird, der von der Festlegungseinrichtung 49 festgelegt wird.
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[Beurteilungsverfahren durch eine logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung]
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Mit Bezug auf 7 wird das Beurteilungsverfahren von der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 beschrieben.
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Wie es in 7 gezeigt ist, werden in die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 Signale eingegeben, wie beispielsweise ein Signal 61, das anzeigt, dass alle aktivierten Gasturbinen eine Minimallast erreichen, ein Signal 62, das anzeigt, dass eine Gesamtgeneratorgruppenlast sich verringert, ein Signal 63, das anzeigt, dass eine Gesamtgeneratorgruppenlast ansteigt, ein Signal 64, das anzeigt, dass die aktivierten Dampfturbinen eine Maximallast erreichen, ein Signal 65, das anzeigt, dass alle der aktivierten Kanalbrenner eine Maximallast erreichen, ein Signal 66, das anzeigt, dass alle aktivierten Turbinenumgehungsventile vollständig geschlossen sind, ein Signal 67, das anzeigt, dass der Dampfturbinendruck auf der Auslassseite ein hoher Druck oder größer ist, ein Signal 68, das anzeigt, dass alle aktivierten Gasturbinen eine Maximallast erreichen, ein Signal 69, das anzeigt, dass alle aktivierten Dampfturbinen eine Minimallast erreichen, ein Signal 70, das anzeigt, dass alle aktivierten Kanalbrenner eine Minimallast erreichen, ein Signal 71, das anzeigt, dass alle aktivierten Kondensatoreinstellventile vollständig geschlossen sind und ein Signal 72, das anzeigt, dass der Dampfturbinendruck auf der Auslassseite ein niedriger Druck oder kleiner ist.
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Beispielhaft wird das Eingabesignal 61 beschreiben, das anzeigt, dass alle aktivierten Gasturbinen eine Minimallast erreichen. Wenn ein Summenwert der Lasten aller aktivierten Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m sich verringert, um einen voreingestellten Minimallastwert zu erreichen, wird ein AN-Signal in die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 eingegeben. Inzwischen, wenn der Summenwert nicht auf den Minimallastwert verringert ist, wird ein AUS-Signal an die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 eingegeben. Gleichermaßen wird mit Bezug auf die entsprechenden Signale 62 bis 72 ein AN-Signal oder ein AUS-Signal in die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 eingegeben. Das Signal 62, das anzeigt, dass eine Gesamtgeneratorgruppenlast sich verringert, und das Signal 63, das anzeigt, dass eine Gesamtgeneratorgruppenlast ansteigt, können durch eine Verringerung oder eine Erhöhung eines tatsächlichen Summenwerts der Lasten des Gesamtgenerators 100 bezüglich eines Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert, der von dem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert wird, oder einem Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert, der von einem Benutzer eingegeben wird, berechnet werden.
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Die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601, die in 7 gezeigt ist, enthält eine UND-Logik 73 (AND), eine ODER-Logik 74 (OR) und eine Flip-Flop-Logik 75. Die UND-Logik 73 ist angepasst, um ein AN-Signal an eine nachfolgende Logik zu schicken, wenn alle der zwei oder mehr Signale, die zur UND-Logik 73 geliefert werden, AN-Signale sind. Anderenfalls ist die UND-Logik 73 angepasst, um ein AUS-Signal an die nachfolgende Logik zu senden.
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Die Flip-Flop-Logik 75 ist angepasst, um ein AN-Signal an eine nachfolgende Logik zu schicken und einen AN-Zustand eines Flip-Flop-Schaltkreises in der Flip-Flop-Logik 75 zu halten, wenn ein AN-Signal an eine S-Eingabe (Festlegungseingabe bzw. festgelegte Eingabe) und ein AUS-Signal an eine R-Eingabe (Reseteingabe) eingegeben wird. Wenn ein AUS-Signal an die S-Eingabe eingegeben wird und ein AN-Signal an die R-Eingabe eingegeben wird, ist die Flip-Flop-Logik 75 angepasst, um ein AUS-Signal an die nachfolgende Logik zu senden und einen AUS-Zustand des Flip-Flop-Schaltkreises zu halten. Ferner, wenn ein AN-Signal an die S-Eingabe eingegeben wird und ein AN-Signal an die R-Eingabe eingegeben wird, wird der Flip-Flop instabil, so dass das Halten des festgelegten Zustands verloren geht. Wenn ein AUS-Signal an die S-Eingabe eingegeben wird und ein AUS-Signal an die R-Eingabe eingegeben wird, wird der Zustand des FlipFlops so wie er ist gehalten.
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Wenn ein Signal, das von der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601, die in 7 gezeigt ist, ein AN-Signal ist, beurteilt die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601, dass die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird. Auf der anderen Seite, wenn ein Signal, das von der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 ein AUS-Signal ist, beurteilt die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601, dass die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird.
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In der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 in 7, wenn das Signal, das anzeigt, dass alle aktivierten Gasturbinen eine Minimallast erreichen, oder das Signal 68, das anzeigt, dass alle aktivierten Gasturbinen eine Maximallast erreichen, ein AN-Signal ist, wird im Prinzip beurteilt, dass die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird. Auf der anderen Seite, wenn das Signal 66, das anzeigt, dass alle aktivierten Turbinenumgehungsventile vollständig geschlossen sind, oder das Signal 71, das anzeigt, dass alle aktivierten Kondensatoreinstellventile vollständig geschlossen sind, ein AN-Signal ist, wird im Prinzip beurteilt, dass die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt wird.
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Gemäß der Stromerzeugungsanlage in der vorgenannten Ausführungsform führt die Anlagesteuereinrichtung normalerweise die Steuerung in der Gasturbinensteuerbetriebsart 7a aus, in der die Kraftstoffventile 104a bis 104m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m basierend auf einer Last der Gesamtgeneratorgruppe 100 gesteuert werden und die Regulierungsventile 203a bis 203n der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n basierend auf Drücken der Auslassdämpfe der Dampfturbinen 202a bis 202n gesteuert werden. In Abhängigkeit einer Betriebssituation der Stromerzeugungsanlage führt die Anlagesteuereinrichtung die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b aus, in der die Ventilöffnungsgrade der Kraftstoffventile 104a bis 104m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m konstant beibehalten werden und die Regulierungsventile 203a bis 203n der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n basierend auf einer Last der Gesamtgeneratorgruppe 100 gesteuert werden.
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Wie es oben beschrieben ist, können durch Umschalten der Steuerbetriebsart der Anlagensteuereinrichtung 600 Strömungsraten der Dämpfe, die von den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m abgegeben werden, und Strömungsraten der Dämpfe, die an die Dampfturbinen 202a bis 202n der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n zu schicken sind, auf gewünschte Strömungsraten geändert werden, in Abhängigkeit einer Betriebssituation der kombinierten Generatorgruppe 100. Somit kann eine Gesamtstromerzeugungseffizienz der Stromerzeugungsanlage verbessert werden.
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Ferner beurteilt die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 der Anlagensteuereinrichtung 600, dass die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt wird, wenn die Lasten der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m, die von den Gasturbinenlastdetektionseinheiten 106a bis 106m detektiert werden, den voreingestellten Maximalwert oder den voreingestellten Minimalwert erreichen.
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Somit, wenn die Stromerzeugungsanlage mit Lasten der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m betrieben wird, die sich in einem Normabetriebsbereich befinden, wird die Steuerung in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a ausgeführt. Inzwischen, wenn die Lasten der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m von dem Normalbetriebsbereich abweichen, wird die Steuerung in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b ausgeführt. Folglich können Strömungsraten, die von den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m abgegeben werden, und Strömungsraten, die an die Dampfturbinen 202a bis 202n der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n zu liefern sind, genauer gesteuert werden.
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Ferner steuert die Anlagensteuereinrichtung 600 in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b die Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m gemäß der Differenz zwischen dem Gesamtgeneratorgruppenlastbefehlswert und dem Kanalbrennergruppenwert, die basierend auf den Lasten der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m berechnet wird. Inzwischen steuert die Anlagensteuereinrichtung 600 in der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a die Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m gemäß dem eingestellten Wert, der durch Addieren des voreingestellten Vorwerts auf den Kanalbrennergruppenwert, der basierend auf den Lasten der Dampfturbinengeneratoren 204a bis 204n berechnet wird, erhalten wird.
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Somit wird ein Betrag des Hilfskraftstoffs, der an die Kanalbrenner 119a bis 119m zu schicken ist, auf einen gewünschten Betrag in Abhängigkeit einer Betriebssituation der Stromerzeugungsanlage so eingestellt, dass ein Betrag des Hilfsverbrennungsgases, das in den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m verwendet wird, eingestellt wird. Folglich können die Strömungsraten der Dämpfe, die von den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m abgegeben werden, genauer gesteuert werden, in Abhängigkeit einer Betriebssituation der Stromerzeugungseinlage.
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Ferner steuert die Anlagensteuereinrichtung 600 die Turbinenumgehungsventile 123a bis 123m an den Umgehungsleitungen 124a bis 124m durch Einschalten/Ausschalten der Abwärmedampfgenerator-Aktivierungsstoppbetriebsart 47a.
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Somit kann ein Betrag des Dampfs, der von den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m direkt durch die Umgehungsleitungen 124a bis 124m geliefert wird, in Abhängigkeit der Betriebssituationen der Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m eingestellt werden. Folglich können ein Betrag des Dampfs, der in der Generatorgruppe 100 erzeugt wird, und ein Betrag des Dampfs, der in den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p verwendet wird, konstant ausgeglichen werden.
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Ferner, wenn ein Betrag des Dampfs, der in der Generatorgruppe 100 erzeugt wird, größer als ein Betrag des Dampfs ist, der in den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p verwendet wird, wird überschüssiger Dampf in den Kondensatorgruppen 501a bis 501q verwendet, und die Anlagensteuereinrichtung 600 steuert die Einstellventile 503a bis 503q, die auf den Stromaufwärtsseiten der Kondensatoren 502a bis 502q angeordnet sind, in Abhängigkeit von einer der zwei Betriebsarten, d. h. der Gasturbinenlaststeuerbetriebsart 7a und der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b.
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Somit kann ein Betrag des Dampfs, der an die Kondensatoren 502a bis 502q zu schicken ist, in Abhängigkeit einer Betriebssituation der Stromerzeugungsanlage eingestellt werden. Folglich können ein Betrag des Dampfs, der in der Stromerzeugungsanlage 100 erzeugt wird, und ein Betrag des Dampfs, der in den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p und den Kondensatorgruppen 501a bis 501q verwendet wird, konstant gut ausgeglichen werden.
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Zweite Ausführungsform
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung von Kraftstoffventilen 104a bis 104m von Gasturbinen 102a bis 102m von Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m, Hilfskraftstoffventilen 120a bis 120m von Kanalbrennern 119a bis 119m und Dampfregulierungsventilen 203a bis 203n von Dampfturbinen 202a bis 202n von Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n zeigt. 9 ist ein Blockdiagramm, das eine detaillierte Steuersystemstruktur von einer Dampfturbinensteuereinrichtung 15a in 8 zeigt.
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In der zweiten Ausführungsform, die in den 8 und 9 gezeigt ist, sind die gleichen Teile wie die der ersten Ausführungsform, die in 1 bis 7 gezeigt ist, mit den gleichen Referenzzeichen gezeigt und eine detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen.
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Eine Anlagensteuereinrichtung 600 unterscheidet sich in dieser Ausführungsform von der der ersten Ausführungsform darin, dass sich ein Verfahren zur Steuerung der Dampfregulierungsventile 203a bis 203n der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n und ein Verfahren zur Steuerung der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m der Kanalbrenner 119a bis 119m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m von den Steuerverfahren in der ersten Ausführungsform unterscheiden. Andere Teile der Anlagensteuereinrichtung 600 in dieser Ausführungsform sind im Wesentlichen gleich denen der ersten Ausführungsform, die in den 1 bis 7 gezeigt ist.
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[Steuerung von Regulierungsventilen auf Stromaufwärtsseiten von Dampfturbinen von Dampfturbinengeneratorgruppen]
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Mit Bezug auf 9 wird die Steuerung der Regulierungsventile 203a bis 203n beschrieben, die auf Stromaufwärtsseiten der Dampfturbinen 202a bis 202n der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n angeordnet sind.
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Die Dampfturbinensteuereinrichtung 15a, die in 9 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Dampfturbinensteuereinrichtung 15a in der ersten Ausführungsform darin, dass , wie es durch den Rahmen der gepunkteten Linie gezeigt ist, die Dampfturbinensteuereinrichtung 15a in der zweiten Ausführungsform einen Addierer 56a, der auf einer Stromabwärtsseite eines Integrators 32a angeordnet ist, und eine Einheit zum Eingaben eines Einstellventilsteuerbefehlswerts an den Addierer 56a, die im Folgenden beschrieben wird, enthält. Andere Teile der Dampfturbinensteuereinrichtung 15a in der zweiten Ausführungsform sind im Wesentlichen gleich denen der ersten Ausführungsform.
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Zunächst wird eine Drehgeschwindigkeit der Dampfturbine 202a, die von einer Drehgeschwindigkeitsdetektionseinheit 207a detektiert wird, an einen Subtrahierer 58a geschickt. Auf der anderen Seite wird in einer Festlegungseinrichtung 57a ein Drehgeschwindigkeitsfestlegungswert der Dampfturbine 202a festgelegt. Der Drehgeschwindigkeitsfestlegungswert wird an den Subtrahierer 58a geschickt. In dem Subtrahierer 58a wird eine Differenz zwischen der detektierten Drehgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeitsdetektionseinheit 207a geliefert wird, und dem Drehgeschwindigkeitsfestlegungswert, der von der Festlegungseinrichtung 57a geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine P-Steuereinheit 59a geschickt. In der P-Steuereinheit 59a wird ein Einstellventilsteuerbefehlswert von der P-Steuerung (Proportionalsteuerung) so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 58a geliefert wird, kleiner gemacht wird. Der eingestellte Einstellventilsteuerbefehlswert wird an einen Schalter 60a geschickt.
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Wenn eine voreingestellte Betriebsart 80a auf AN steht, ist der Schalter 60a vorgesehen, um einen Einstellventilsteuerbefehlswert, der von der P-Steuereinheit 59a eingestellt wird, an den Addierer 56a zu schicken. Auf der anderen Seite, wenn die voreingestellte Betriebsart 80a auf AUS steht, ist der Schalter 60a vorgesehen, um die Übertragung des Einstellventilsteuerbefehlswerts von der P-Steuereinheit 50a zum Addierer 56a zu blockieren. Hierin kann das Einschalten und Ausschalten der voreingestellten Betriebsart 80a umgeschaltet werden, in Abhängigkeit einer Betriebssituation einer Generatorgruppe 100 und einer Festlegung von einem Benutzer. Wenn eine Änderung einer Frequenzvariation in der Dampfturbine 202a ausgeführt wird, wird die voreingestellte Betriebsart 80a eingeschaltet.
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Der Addierer 56a addiert einen Regulierungsventilsteuerbefehlswert, der von dem Integrator 32a geliefert wird, und den Einstellventilsteuerbefehlswert, der von dem Schalter 60a geliefert wird, und schickt den addierten Wert zum Regulierungsventil 203a. Basierend auf dem addierten Regulierungsventilsteuerbefehlswert wird ein Ventilöffnungsgrad des Regulierungsventils 203a eingestellt.
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Aufgrund der obigen Steuerung, wenn die voreingestellte Betriebsart 80a auf AN steht, wird der Ventilöffnungsgrad des Regulierungsventils 203a basierend auf einem Wert eingestellt, der durch Addieren des Vorwerts, der basierend auf der Drehgeschwindigkeit der Dampfturbine 202a berechnet wird, zum Einstellventilsteuerbefehlswert, der von dem Integrator 32a in der ersten Ausführungsform geliefert wird, erhalten wird. Auf der anderen Seite, wenn die voreingestellte Betriebsart 80a auf AUS steht, wird der Ventilöffnungsgrad des Regulierungsventils 203a basierend auf einem Wert eingestellt, der identisch mit dem Einstellventilsteuerbefehlswert ist, der von dem Integrator 32a in der ersten Ausführungsform geliefert wird.
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In der Stromerzeugungsanlage in dieser Ausführungsform, wie es oben beschrieben ist, wenn die Dampfregulierungsventile 203a bis 203n, die auf den Stromaufwärtsseiten der Dampfturbinen 202a bis 202n angeordnet sind, von der Anlagensteuereinrichtung 600 gesteuert werden, werden die Vorwerte, die basierend auf den Drehgeschwindigkeiten der Dampfturbinen 202a bis 202n berechnet werden, die von den Drehgeschwindigkeitsdetektionseinheiten 207a bis 207n detektiert werden, ferner berücksichtigt.
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Somit, wenn die Dampfregulierungsventile 203a bis 203n, die auf Stromaufwärtsseiten der Dampfturbinen 202a bis 202n angeordnet sind, gesteuert werden, werden auch die Drehgeschwindigkeiten der Dampfturbinen 202a bis 202n berücksichtigt. Folglich können die Strömungsraten der Dämpfe, die an die Dampfturbinen 202a bis 202n der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n zu schicken sind, genauer gesteuert werden, in Abhängigkeit der Betriebssituationen der Dampfturbinen 202a bis 202n.
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[Steuerung von Hilfskraftstoffventilen auf Stromaufwärtsseiten von Kanalbrennern von Gasturbinengeneratorgruppen]
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Mit Bezug auf 8 wird die Steuerung der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m, die auf den Stromaufwärtsseiten der Kanalbrenner 119a bis 119m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m angeordnet sind, beschrieben.
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Die Anlagensteuereinrichtung 600, die in 8 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Anlagensteuereinrichtung in der ersten Ausführungsform darin, dass, wie es durch die Rahmen der gepunkteten Linie gezeigt ist, die Anlagensteuereinrichtung 600, die in 8 gezeigt ist, Addierer 76 und 78 und Festlegungseinrichtungen 77 und 79 enthält, die auf Stromabwärtsseiten eines Hochwertwählers 17 und eines Hochwertwählers 20 angeordnet sind. Andere Teile der Anlagensteuereinrichtung 600 sind im Wesentlichen gleich denen der ersten Ausführungsform.
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In der Steuerung der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m, die auf den Stromaufwärtsseiten der Kanalbrenner 119a bis 119m angeordnet sind, wird zunächst ein Kanalbrennergruppenwert, der von dem Hochwertwähler 17 ausgewählt wird, an den Addierer 76 geschickt. Auf der anderen Seite wird ein Vorwert in der Festlegungseinrichtung 77 festgelegt und der Vorwert wird an den Addierer 76 geschickt. Der Addierer 76 addiert den Kanalbrennergruppenwert, der von dem Hochwertwähler 17 geliefert wird, und den Vorwert, der von der Festlegungseinrichtung 77 festgelegt wird, und schickt den addierten Wert zur Schalteinrichtung 18.
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In 8 wird ein Kanalbrennergruppenwert, der von dem Hochwertwähler 20 ausgewählt wird, an den Addierer 78 geschickt. Ein Vorwert wird in der Festlegungseinrichtung 79 festgelegt und der Vorwert wird zum Addierer 78 geschickt. Der Addierer 78 addiert den Kanalbrennergruppenwert, der von dem Hochwertwähler 20 geliefert wird, und den Vorwert, der von der Festlegungseinrichtung 79 geliefert wird, und schickt den addierten Wert zur Schalteinrichtung 18.
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Die Vorwerte, die von den Festlegungseinrichtungen 77 und 79 festgelegt werden, werden basierend auf den Drehgeschwindigkeiten der Dampfturbinen 202a bis 202n bestimmt.
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Aufgrund der obigen Steuerung können die Ventilöffnungsgrade der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m basierend auf dem Wert eingestellt werden, der durch Addieren des Vorwerts und des Kanalbrennergruppenwerts in der ersten Ausführungsform erhalten wird.
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Somit werden in der Stromerzeugungsanlage in dieser Ausführungsform in der Steuerung der Hilfskraftstoffsteuerventile 120a bis 120m die Vorwerte, die basierend auf den Drehgeschwindigkeiten der Dampfturbinen 202a bis 202n bestimmt werden, berücksichtigt. Folglich kann ein Betrag des Hilfskraftstoffs, der an die Kanalbrenner 119a bis 119m zu schicken ist, auf einen gewünschten Betrag eingestellt werden, mit Bezug auf Änderungen der Frequenzvariationen in den Dampfturbinen 202a bis 202n.
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Folglich kann ein Betrag des Kraftstoffverbrennungsgases, das in den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m verwendet wird, genau eingestellt werden.
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Dritte Ausführungsform
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Es wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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10 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung von Kraftstoffventilen 104a bis 104m von Gasturbinen 102a bis 102m von Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m, Hilfskraftstoffventilen 120a bis 120m von Kanalbrennern 119a bis 119m und Dampfregulierungsventilen 203a bis 203n von Dampfturbinen 202a bis 202n von Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n zeigt.
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In der dritten Ausführungsform, die in 10 gezeigt ist, sind die gleichen Teile wie die der zweiten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, mit den gleichen Referenzzeichen gezeigt und eine detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen.
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Eine Anlagensteuereinrichtung 600 unterscheidet sich in dieser Ausführungsform von denen der ersten und zweiten Ausführungsform darin, dass ein Verfahren zur Steuerung der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m, die auf Stromaufwärtsseiten des Kanalbrenner 119a bis 119m von den Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m angeordnet sind, sich von denen der ersten und zweiten Ausführungsform unterscheidet. Andere Teile der Anlagensteuereinrichtung 600 sind in dieser Ausführungsform im Wesentlichen gleich denen der zweiten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist.
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[Steuerung von Hilfskraftstoffventilen auf Stromaufwärtsseiten von Kanalbrennern von Gasturbinengeneratorgruppen]
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Mit Bezug auf 10 wird die Steuerung der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m, die auf den Stromaufwärtsseiten der Kanalbrenner 119a bis 119m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m angeordnet sind, beschrieben.
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Die Anlagensteuereinrichtung 600, die in 10 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Anlagensteuereinrichtung in der zweiten Ausführungsform darin, wie es von dem Rahmen der gepunkteten Linie gezeigt ist, dass die Anlagensteuereinrichtung, die in 10 gezeigt ist, einen Addierer 81 enthält, der auf einer Stromabwärtsseite einer PID-Steuereinheit 22 angeordnet ist, und eine Einheit zum Eingeben eines Kraftstoffventilsteuerbefehlswerts zum Addierer 81, die im Folgenden beschrieben wird, enthält. Andere Teile der Anlagensteuereinrichtung, die in 10 gezeigt sind, sind im Wesentlichen gleich denen der zweiten Ausführungsform.
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In 10 werden Strömungsraten von Dämpfen auf Stromabwärtsseiten von Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m, die von entsprechenden Strömungsratendetektionseinheiten 122a bis 122m detektiert werden, entsprechend an einen Addierer 82 geschickt. Der Addierer 82 addiert diese Strömungsraten, die an diesen geliefert werden. Ferner werde Strömungsraten von Dämpfen auf Stromaufwärtsseiten von Wärmetauschern 402a bis 402p, die von entsprechenden Strömungsratendetektionseinheiten 404a bis 404p detektiert werden, entsprechend an einen Addierer 83 geschickt. Der Addierer 83 addiert diese Strömungsraten, die an diesen geliefert werden. Ferner werden Strömungsraten von Dämpfen auf Stromaufwärtsseiten von Kondensatoren 502a bis 502q, die von entsprechenden Strömungsratendetektionseinheiten 505a bis 505q detektiert werden, entsprechend an den Addierer 84 geschickt. Der Addierer 84 addiert diese Strömungsraten, die an diesen geliefert werden.
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Ein Summenwert dieser Dampfströmungsraten auf den Stromaufwärtsseiten des Wärmetauschers 402a bis 402p, die von dem Addierer 83 addiert werden, und ein Summenwert der Strömungsraten auf den Stromaufwärtsseiten der Kondensatoren 502a bis 502q, die von dem Addierer 84 addiert werden, werden entsprechend an den Addierer 85 geschickt. Der Addierer 85 addiert den Summenwert der Dampfströmungsraten, der von dem Addierer 83 geliefert wird, und den Summenwert der Dampfströmungsraten, der von dem Addierer 84 geliefert wird, und schickt den addierten Wert an einen Subtrahierer 86. Auf der anderen Seite wird der Summenwert der Dampfströmungsraten auf den Stromabwärtsseiten der Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m, die von dem Addierer 82 addiert werden, an den Subtrahierer 86 geschickt. In dem Subtrahierer 86 wird eine Differenz zwischen dem Wert, der von dem Addierer 82 geliefert wird, und dem Wert, der von dem Addierer 85 geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an eine PID-Steuereinheit 87 geschickt.
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In der PID-Steuereinheit 87 wird ein Kraftstoffventilsteuerbefehlswert von der PID-Steuerung so eingestellt, dass die Differenz, die von dem Subtrahierer 86 geliefert wird, kleiner gemacht wird. Der eingestellte Kraftstoffventilsteuerbefehlswert wird an den Addierer 81 geschickt. Die PID-Steuereinheit 87 kann den Kraftstoffventilsteuerbefehlswert einstellen, nicht durch die PID-Steuerung, sondern durch die P-(proportional)-Steuerung. Der Addierer 81 addiert einen Kraftstoffventilsteuerbefehlswert, der von einer PID-Steuereinheit 22 geliefert wird, und den Kraftstoffventilsteuerbefehlswert, der von der PID-Steuereinheit 87 geliefert wird, und schickt den addierten Wert an eine Proportionaleinheit 23.
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Aufgrund der obigen Steuerung können Ventilöffnungsgrade der Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m basierend auf einem Wert eingestellt werden, der durch Addieren eines Vorwärts, der basierend auf der Differenz zwischen dem Dampfbetrag auf den Stromaufwärtsseiten der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n und dem Dampfbetrag der Stromabwärtsseiten davon berechnet wird, zum Kraftstoffventilsteuerbefehlswert in der zweiten Ausführungsform erhalten wird.
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Gemäß der Stromerzeugungsanlage in dieser Ausführungsform, wenn die Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m, die auf den Stromaufwärtsseiten der Kanalbrenner 119a bis 119m angeordnet sind, gesteuert werden, werden die Differenz zwischen einem Betrag des Dampfs, der in einer Generatorgruppe 100 erzeugt wird, und ein Summenwert der Beträge der Dämpfe, die in den zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p verwendet werden, und der Beträge der Dämpfe, die in den Kondensatorgruppen 501a bis 501q verwendet werden, berücksichtigt. Somit kann ein Betrag des Kraftstoffs, der an die Kanalbrenner 119a bis 119m zu schicken ist, auf einen gewünschten Betrag eingestellt werden, in Abhängigkeit einer Betriebssituation der Stromerzeugungsanlage, so dass ein Betrag des Kraftstoffgases, das in den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m zu verwenden ist, eingestellt werden kann. Folglich können Strömungsraten der Dämpfe, die von den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m abgegeben werden, genauer gesteuert werden, in Abhängigkeit einer Betriebssituation der Stromerzeugungsanlage.
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Als ein weiteres Steuerverfahren der Anlagensteuereinrichtung 600 in der dritten Ausführungsform kann das folgende Verfahren anstelle des vorgenannten Verfahrens angewendet werden. D. h., in 10, werden ein Summenlastbefehlswert der Dampfturbinen 202a bis 202n, der eine Ausgabe eines Schalters 11 ist, und ein Summenlastwert der Dampfturbinen 202a bis 202n, der eine Ausgabe eines Addierers 2 ist, entsprechend an den Subtrahierer 86 geschickt. In dem Subtrahierer 86 wird eine Differenz zwischen dem Wert, der von dem Schalter 11 geliefert wird, und dem Wert, der von dem Addierer 2 geliefert wird, berechnet. Anschließend wird die Differenz an die PID-Steuereinheit 87 geschickt.
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Als noch ein weiteres Steuerverfahren kann das folgende Steuerverfahren angewendet werden. D. h., es werden ein Summenwert der eingestellten Dampfdrucksteuerwerte der Auslassseiten der Dampfturbinen 202a bis 202n, die Ausgaben der Festlegungseinrichtungen 28a bis 28n sind, und ein Summenwert der Dampfturbinenauslassdrücke, die Ausgaben der Dampfturbinenauslassdruck-Detektionseinheiten 206a bis 206n sind, entsprechend an den Subtrahierer 86 geschickt. In dem Subtrahierer 86 wird eine Differenz zwischen einer Summe der Werte, die von den Festlegungseinrichtungen 28a bis 28n geliefert werden, und einer Summe der Werte, die von den Dampfturbinenauslassdruck-Detektionseinheiten 206a geliefert werden, berechnet.
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Als noch ein weiteres Steuerverfahren kann das folgende Verfahren angewendet werden. D. h. eine Summe eines voreingestellten Lastbefehlswerts der zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p und eine Summe von tatsächlich detektierten Lastwerten der zusätzlichen Gruppen 401a bis 401p werden an den Subtrahierer 86 geschickt. In dem Subtrahierer 86 wird eine Differenz zwischen den Werten berechnet. Anschließend wird die Differenz an die PID-Steuereinheit 87 geschickt.
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Vierte Ausführungsform
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Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 11 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung von Kraftstoffventilen 104a bis 104m von Gasturbinen 102a bis 102m von Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m, Hilfskraftstoffventilen 120a bis 120m von Kanalbrennern 119a bis 119m und Dampfregulierungsventilen 203a bis 203n von Dampfturbinen 202a bis 202n von Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n zeigt. 12 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Beurteilungsverfahrens einer logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601, die in dieser Ausführungsform angewendet wird.
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In der vierten Ausführungsform, die in den 11 und 12 gezeigt ist, sind die gleichen Teile, wie die in der ersten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, und der zweiten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, mit den gleichen Referenzzeichen gezeigt und eine detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen.
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Eine Anlagensteuereinrichtung 600 in dieser Ausführungsform unterscheidet sich von den Steuereinrichtungen in der ersten bis dritten Ausführungsform darin, dass die Anlagensteuereinrichtung 600 in dieser Ausführungsform eine Generator unabhängige Laststeuerbetriebsart 93 enthält und darin, dass ein Beurteilungsverfahren von einer logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 basierend auf der Generator unabhängigen Laststeuerbetriebsart 93 ausgeführt wird. Andere Teile der Anlagensteuereinrichtung 600 sind in dieser Ausführungsform im Wesentlichen gleich denen der ersten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, und der dritten Ausführungsform, die in 10 gezeigt ist.
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Das Steuerverfahren der Anlagensteuereinrichtung 600 in dieser Ausführungsform, die in 12 gezeigt ist, unterscheidet sich von dem Steuerverfahren in der dritten Ausführungsform darin, dass Schalteinrichtungen 91a bis 91m und Schalteinrichtungen 94a bis 94n zum Einschalten und Ausschalten der Generator unabhängigen Laststeuerbetriebsart 93 entsprechend auf Stromabwärtsseiten einer Proportionaleinheit 9 und einer Proportionaleinheit 13 angeordnet sind. Im Folgenden wird das Steuerverfahren der Anlagensteuereinrichtung 600 in dieser Ausführungsform beschrieben.
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Die Generator unabhängige Laststeuerbetriebsart 93 ist angepasst, um von einem Signal an- und ausgeschaltet zu werden, das von einem zentralen Zufuhrbefehlsteil oder einer Einstellung von einem Benutzer geliefert wird.
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Zunächst werden in den Festlegungseinrichtungen 92a bis 92m unabhängige Lastfestsetzungswerte festgelegt, die den Strukturen der Gasturbinengeneratorgruppen 105a bis 105m entsprechen. Die unabhängigen Lastfestlegungswerte werden an die Schalteinrichtungen 91a bis 91m geschickt. Die unabhängigen Lastfestlegungswerte sind Werte, die von dem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert werden, oder Werte, die von einem Benutzer eingegeben werden. Wenn die Generator unabhängige Laststeuerbetriebsart 93 auf AN steht, schicken die Schalteinrichtungen 91a bis 91m die unabhängigen Lastfestlegungswerte, die entsprechend von den Festlegungseinrichtungen 92a bis 92m geliefert werden, an entsprechende Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m. Auf der anderen Seite, wenn die Generator unabhängige Laststeuerbetriebsart 93 auf AUS steht, schicken die Schalteinrichtungen 91a bis 91m Kraftstoffventillaststeuerbefehlswerte, die von der Proportionaleinheit 9 geliefert werden, an die entsprechenden Gasturbinensteuereinrichtungen 10a bis 10m.
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In den Festlegungseinrichtungen 95a bis 95n werden unabhängige Lastfestlegungswerte festgelegt, die den Strukturen der Dampfturbinengeneratoren 204a bis 204n entsprechen. Die unabhängigen Lastfestlegungswerte werden zu den Festlegungseinrichtungen 94a bis 94n geschickt. Die unabhängigen Lastfestlegungswerte sind Werte, die von dem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert werden oder Werte, die von einem Benutzer eingegeben werden. Wenn die Generator unabhängige Laststeuerbetriebsart 93 auf AN steht, schicken die Schalteinrichtungen 94a bis 94m die unabhängigen Lastfestlegungswerte, die entsprechend von den Festlegungseinrichtungen 95a bis 95m geliefert werden, an entsprechende Dampfturbinenlaststeuereinrichtungen 15a bis 15n. Auf der anderen Seite, wenn die Generator unabhängige Laststeuerbetriebsart 93 auf AUS steht, schicken die Schalteinrichtungen 94a bis 94n Lastbefehlswerte, die von der Proportionaleinheit 13 geliefert werden, an die jeweiligen Dampfturbinenlaststeuereinrichtungen 15a bis 15m.
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Als nächstes wird mit Bezug auf 12 das Beurteilungsverfahren von der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 in dieser Ausführungsform beschrieben.
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Das Beurteilungsverfahren von der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601, die in 12 gezeigt ist, unterscheidet sich von dem Beurteilungsverfahren durch die logische Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 in der ersten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, lediglich darin, dass ein Signal der Generator unabhängigen Laststeuerbetriebsart 93 als ein Eingabesignal hinzugefügt wird. Anderes ist im Wesentlichen gleich wie bei dem Beurteilungsverfahren von der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung in der ersten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist.
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Das Beurteilungsverfahren von der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601 in 12 wird konkret beschrieben. Auf der Stromabwärtsseite einer UND-Logik 73 (AND), an die ein Signal 61, das anzeigt, dass alle der aktivierten Gasturbinen eine Minimallast erreichen, und ein Signal 62, das anzeigt, dass eine Gesamtgeneratorgruppenlast sich verringert, geliefert werden, ist eine ODER-Logik 74 (OR) angeordnet, an die ein Signal von der UND-Logik 73 und ein Signal der Generator unabhängigen Laststeuerbetriebsart 93 geliefert werden. Ferner ist weiterhin eine NEIN-Logik 96 (NOT) angeordnet, an die ein Signal der Generator unabhängigen Laststeuerbetriebsart 93 geliefert wird. Auf der Stromabwärtsseite der NEIN-Logik 96 ist ein Unizeitgeber 97 (one-shot timer) angeordnet. Die NEIN-Logik 96 ist angepasst, um ein AUS-Signal auszugeben, wenn ein Signal der Generator unabhängigen Laststeuerbetriebsart 93 ein AN-Signal ist, und ein AN-Signal auszugeben, wenn ein Signal der Generator unabhängigen Laststeuerbetriebsart 93 ein AUS-Signal ist. Der Unizeitgeber 97 ist angepasst, um, wenn ein AN-Signal eingegeben wird, ein AN-Signal für eine bestimmte Zeitdauer, die in dem Unizeitgeber 97 festgelegt ist, auszugeben.
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Aufgrund der obigen Steuerung, wenn die Generator unabhängige Laststeuerbetriebsart 93 auf AN steht, durch ein Signal, das von dem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert wird oder von einem Benutzer festgelegt wird, können Lasten der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m oder Lasten der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n unabhängig gesteuert werden, basierend auf den unabhängigen Lastfestlegungswerten, die den Strukturen der entsprechenden Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m oder den Strukturen der entsprechenden Dampfturbinengeneratoren 204a bis 204n entsprechen, wobei die unabhängigen Lastfestlegungswerte von dem zentralen Zufuhrbefehlsteil geliefert werden oder von einem Benutzer eingegeben werden.
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Ferner, aufgrund der logischen Steuerbetriebsartbeurteilungseinrichtung 601, die im Stande ist, die Beurteilung auszuführen, die in 12 gezeigt ist, wenn die Generator unabhängige Laststeuerbetriebsart 93 auf AN steht, können die Hilfskraftstoffventile 120a bis 120m auf den Stromaufwärtsseiten der Kanalbrenner 119a bis 119m und die Einstellventile 503a bis 503q auf den Stromaufwärtsseiten der Kondensatoren 502a bis 502q in der Dampfturbinenlaststeuerbetriebsart 7b, die in der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben wurde, gesteuert werden.
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Gemäß der Stromerzeugungsanlage in dieser Ausführungsform können durch Ausführen der Steuerung in der Generator unabhängigen Laststeuerbetriebsart 93, die auf AN ist, die Kraftstoffventile 104a bis 104m, die auf den Stromaufwärtsseiten der Verbrennungsanlage 103a bis 103m angeordnet sind, und die Regulierungsventile 203a bis 203n, die auf den Stromaufwärtsseiten der Dampfturbinen 202a bis 202n angeordnet sind, entsprechend unabhängig gesteuert werden, basierend auf den voreingestellten unabhängigen Lastfestlegungswerten, die entsprechend den Strukturen der Gasturbinengeneratoren 105a bis 105m und den Strukturen der Dampfturbinengeneratoren 204a bis 204n im Voraus festgelegt werden. Somit können Strömungsraten der Dämpfe, die von den Abwärmedampfgeneratoren 111a bis 111m der Gasturbinengeneratorgruppen 101a bis 101m abzugeben sind, und Strömungsraten der Dämpfe, die an die Dampfturbinen 202a bis 202n der Dampfturbinengeneratorgruppen 201a bis 201n zu schicken sind, genauer eingestellt werden.