JP2000240404A - 火力発電プラント - Google Patents
火力発電プラントInfo
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- JP2000240404A JP2000240404A JP11043131A JP4313199A JP2000240404A JP 2000240404 A JP2000240404 A JP 2000240404A JP 11043131 A JP11043131 A JP 11043131A JP 4313199 A JP4313199 A JP 4313199A JP 2000240404 A JP2000240404 A JP 2000240404A
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- power generating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速な負荷変化に対応して、発電量偏差を小
さく保ち、ボイラ制御性を高めること。 【解決手段】 ボイラで発生した蒸気を高圧タービン１
０５に供給し、高圧タービンの抽気の一部を給水過熱器
１０２に供給するとともに、抽気の残量をボイラ１０３
に戻し、再熱器により再度過熱する再熱サイクル発電プ
ラントであって、高圧タービンの抽気を給水加熱器に供
給する配管の途中に、抽気流量制御バルブ１を設け、発
電プラントへの発電指令に相当する信号を抽気流量制御
バルブに入力して再熱蒸気流量を制御する火力発電プラ
ント。発電指令の負荷変化開始直後に抽気流量制御バル
ブの開度を徐々に閉とし負荷変化終了直前に徐々に開と
するように制御すること。発電指令における負荷変化率
が大である場合に、前記発電指令の負荷変化開始直前に
前記抽気流量制御バルブの開度を徐々に閉とし、負荷変
化終了前に徐々に開とすること。
さく保ち、ボイラ制御性を高めること。 【解決手段】 ボイラで発生した蒸気を高圧タービン１
０５に供給し、高圧タービンの抽気の一部を給水過熱器
１０２に供給するとともに、抽気の残量をボイラ１０３
に戻し、再熱器により再度過熱する再熱サイクル発電プ
ラントであって、高圧タービンの抽気を給水加熱器に供
給する配管の途中に、抽気流量制御バルブ１を設け、発
電プラントへの発電指令に相当する信号を抽気流量制御
バルブに入力して再熱蒸気流量を制御する火力発電プラ
ント。発電指令の負荷変化開始直後に抽気流量制御バル
ブの開度を徐々に閉とし負荷変化終了直前に徐々に開と
するように制御すること。発電指令における負荷変化率
が大である場合に、前記発電指令の負荷変化開始直前に
前記抽気流量制御バルブの開度を徐々に閉とし、負荷変
化終了前に徐々に開とすること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高速な負荷変化に好
適なボイラの制御装置に関する。
適なボイラの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電力需要の特徴は、日中の時刻に
よる電力消費量の変動が拡大していることであり、発電
設備には従来に増して高効率な運用が要求されている。
このためボイラプラントには、負荷変化をより高速に行
うことが要求されている。本発明に近似する公知例とし
て、特公昭６２−１０２００３号公報がある。以下、公
知例を中心に従来技術を示す。
よる電力消費量の変動が拡大していることであり、発電
設備には従来に増して高効率な運用が要求されている。
このためボイラプラントには、負荷変化をより高速に行
うことが要求されている。本発明に近似する公知例とし
て、特公昭６２−１０２００３号公報がある。以下、公
知例を中心に従来技術を示す。
【０００３】図４に従来技術に係る標準的なボイラの系
統を示す。高圧給水ポンプ１０１で昇圧された給水は、
高圧給水加熱器１０２で加熱され、ボイラ１０３の主蒸
気系配管１０４で加熱された後高圧タービン１０５に入
り、発電する。高圧タービン１０５で仕事をし、エンタ
ルピが低下した蒸気は、その一部を高圧給水の加熱のた
めに抽気として高圧給水加熱器１０２に供給し、残りは
低温再熱蒸気として、ボイラ１０３の再熱蒸気系配管１
０６で加熱された後、中圧タービン１０７に供給され
る。中圧タービン１０７を出た蒸気は、図示されない低
圧タービンや、低圧給水加熱器に供給され、最終的に復
水器に戻される。
統を示す。高圧給水ポンプ１０１で昇圧された給水は、
高圧給水加熱器１０２で加熱され、ボイラ１０３の主蒸
気系配管１０４で加熱された後高圧タービン１０５に入
り、発電する。高圧タービン１０５で仕事をし、エンタ
ルピが低下した蒸気は、その一部を高圧給水の加熱のた
めに抽気として高圧給水加熱器１０２に供給し、残りは
低温再熱蒸気として、ボイラ１０３の再熱蒸気系配管１
０６で加熱された後、中圧タービン１０７に供給され
る。中圧タービン１０７を出た蒸気は、図示されない低
圧タービンや、低圧給水加熱器に供給され、最終的に復
水器に戻される。
【０００４】ここで、図４に示す高圧タービンから高圧
給水加熱器への配管に設置された手動のバルブは適宜の
一定開度に保持されているものである。
給水加熱器への配管に設置された手動のバルブは適宜の
一定開度に保持されているものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５は従来公知のプラ
ントにおいて、負荷変化率３％／ｍｉｎで負荷上昇を行
ったときの制御偏差の拳動であり、横軸は時刻である。
発電指令は、時刻Ａ（０分）において、負荷を５０％か
ら上昇させ、時刻Ｂ（１６，７分後）で１００％負荷に
なるように出されている。このとき各偏差の最大は、発
電量が＋１．５％、−３％、主蒸気温度が＋４°Ｃ、−
５°Ｃ、再熱蒸気温度が＋３°Ｃ、−５°Ｃであった。
ントにおいて、負荷変化率３％／ｍｉｎで負荷上昇を行
ったときの制御偏差の拳動であり、横軸は時刻である。
発電指令は、時刻Ａ（０分）において、負荷を５０％か
ら上昇させ、時刻Ｂ（１６，７分後）で１００％負荷に
なるように出されている。このとき各偏差の最大は、発
電量が＋１．５％、−３％、主蒸気温度が＋４°Ｃ、−
５°Ｃ、再熱蒸気温度が＋３°Ｃ、−５°Ｃであった。
【０００６】図６は同じ負荷上昇を負荷変化率５％／ｍ
ｉｎで行ったものである。発電指令は、時刻Ａ（０分）
において、負荷を５０％から上昇させ、時刻Ｃ（１０分
後）で１００％負荷になるように出されている。このと
き偏差は、主蒸気温度が＋４°Ｃ、−５°Ｃ、再熱蒸気
温度が＋３°Ｃ、−５．５°Ｃで、ほぼ図５と同じであ
ったが、発電量偏差は、＋２％、−６％に拡大した。
ｉｎで行ったものである。発電指令は、時刻Ａ（０分）
において、負荷を５０％から上昇させ、時刻Ｃ（１０分
後）で１００％負荷になるように出されている。このと
き偏差は、主蒸気温度が＋４°Ｃ、−５°Ｃ、再熱蒸気
温度が＋３°Ｃ、−５．５°Ｃで、ほぼ図５と同じであ
ったが、発電量偏差は、＋２％、−６％に拡大した。
【０００７】発電指令は電力需要に応じて、中央給電室
から適宜出されるが、各発電設備においては、極力指令
に忠実に対応することが望ましい。このため負荷変化率
は早いほうが良く、かつ負荷変化中の発電量偏差は、出
来るだけ小さい方が望ましい。この指標として最も高度
なものは、負荷変化率５％／ｍｉｎにて、発電量偏差を
±３％以内とするものである。
から適宜出されるが、各発電設備においては、極力指令
に忠実に対応することが望ましい。このため負荷変化率
は早いほうが良く、かつ負荷変化中の発電量偏差は、出
来るだけ小さい方が望ましい。この指標として最も高度
なものは、負荷変化率５％／ｍｉｎにて、発電量偏差を
±３％以内とするものである。
【０００８】従って、従来の方式ではこの高度な要求を
満たすことが出来なかった。
満たすことが出来なかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。
に、本発明は主として次のような構成を採用する。
【００１０】ボイラで発生した蒸気を高圧タービンに供
給し、前記高圧タービンの抽気の一部を給水過熱器に供
給するとともに、抽気の残量をボイラに戻し、再熱器に
より再度過熱する再熱サイクル発電プラントであって、
高圧タービンの抽気を給水加熱器に供給する配管の途中
に、抽気流量制御バルブを設け、前記発電プラントへの
発電指令に相当する信号を前記抽気流量制御バルブに入
力して再熱蒸気流量を制御する火力発電プラント。
給し、前記高圧タービンの抽気の一部を給水過熱器に供
給するとともに、抽気の残量をボイラに戻し、再熱器に
より再度過熱する再熱サイクル発電プラントであって、
高圧タービンの抽気を給水加熱器に供給する配管の途中
に、抽気流量制御バルブを設け、前記発電プラントへの
発電指令に相当する信号を前記抽気流量制御バルブに入
力して再熱蒸気流量を制御する火力発電プラント。
【００１１】また、前記火力発電プラントにおいて、前
記発電指令の負荷変化開始直後に前記抽気流量制御バル
ブの開度を徐々に閉とし、負荷変化終了直前に徐々に開
とするように制御する火力発電プラント。
記発電指令の負荷変化開始直後に前記抽気流量制御バル
ブの開度を徐々に閉とし、負荷変化終了直前に徐々に開
とするように制御する火力発電プラント。
【００１２】また、前記火力発電プラントにおいて、前
記発電指令における負荷変化率が大である場合に、前記
発電指令の負荷変化開始直前に前記抽気流量制御バルブ
の開度を徐々に閉とし、負荷変化終了前に徐々に開とす
るように制御する火力発電プラント。
記発電指令における負荷変化率が大である場合に、前記
発電指令の負荷変化開始直前に前記抽気流量制御バルブ
の開度を徐々に閉とし、負荷変化終了前に徐々に開とす
るように制御する火力発電プラント。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る火力発電
プラントの構成について、図１乃至図３を用いて以下説
明する。図１は本発明の実施形態に係るボイラの構成系
統図である。図４と同じ構成要素には同一番号を付し
た。基本的な系統は従来技術の図４と同じであるが、高
圧タービン１０５から高圧給水加熱器１０２にいたる配
管の途中に、抽気流量制御バルブ１があり、発電指令に
基づく制御信号により開度調整される。
プラントの構成について、図１乃至図３を用いて以下説
明する。図１は本発明の実施形態に係るボイラの構成系
統図である。図４と同じ構成要素には同一番号を付し
た。基本的な系統は従来技術の図４と同じであるが、高
圧タービン１０５から高圧給水加熱器１０２にいたる配
管の途中に、抽気流量制御バルブ１があり、発電指令に
基づく制御信号により開度調整される。
【００１４】図２はこのプラントにおいて、負荷変化率
５％／ｍｉｎで負荷上昇を行ったときの制御偏差及び抽
気流量制御バルブ１の開度のデータであり、横軸は時刻
である。ここで、破線は従来技術の図６のデータであ
る。発電指令は、時刻Ａ（０分）において、負荷を５０
％から上昇させ、時刻Ｃ（１０分後）で１００％負荷に
なるように出されている。このとき発電量偏差の最大
は、＋１．５％、−４％となり、従来技術よりも著しく
−側の偏差を低減することができた。
５％／ｍｉｎで負荷上昇を行ったときの制御偏差及び抽
気流量制御バルブ１の開度のデータであり、横軸は時刻
である。ここで、破線は従来技術の図６のデータであ
る。発電指令は、時刻Ａ（０分）において、負荷を５０
％から上昇させ、時刻Ｃ（１０分後）で１００％負荷に
なるように出されている。このとき発電量偏差の最大
は、＋１．５％、−４％となり、従来技術よりも著しく
−側の偏差を低減することができた。
【００１５】また、他の偏差は、主蒸気温度が＋４°
Ｃ、−５°Ｃ、再熱蒸気温度が＋３°Ｃ、−５．５°Ｃ
で、従来技術に比べ遜色はなかった。この例では，抽気
流量制御バルブ１の開度は、発電量偏差が最も大きくな
る７５％負荷の手前の、負荷指令が６０％から６５％に
至る過程で徐閉してゆき、負荷９０％から徐開し９５％
で全開となるように操作した。
Ｃ、−５°Ｃ、再熱蒸気温度が＋３°Ｃ、−５．５°Ｃ
で、従来技術に比べ遜色はなかった。この例では，抽気
流量制御バルブ１の開度は、発電量偏差が最も大きくな
る７５％負荷の手前の、負荷指令が６０％から６５％に
至る過程で徐閉してゆき、負荷９０％から徐開し９５％
で全開となるように操作した。
【００１６】ここにおいて、発電量の−側偏差が大きく
なる負荷に到達する前に抽気流量制御バルブを閉方向に
作動させると、抽気流量が低下しただけ再熱蒸気流量が
増加し、中圧タービンでの発電量が増加するために、発
電量偏差を低減させることができるのである。
なる負荷に到達する前に抽気流量制御バルブを閉方向に
作動させると、抽気流量が低下しただけ再熱蒸気流量が
増加し、中圧タービンでの発電量が増加するために、発
電量偏差を低減させることができるのである。
【００１７】公知の実施例として、ボイラが沸騰水型原
子炉である原子力プラントを対象とした特開昭６３−９
０６０５号公報がある。これも本発明と同様に抽気流量
を制御弁を用いて制御しようとするものであるが、制御
弁を発電器の回転数をもとに制御しているところが本発
明と大きく異なる点である。発電器の回転数を元に制御
を行うと、制御弁が動作して再熱蒸気系の流量が増加し
た後、発電器出力が増加するまでの時間遅れが大きく、
火力発電プラントのように高速な負荷変化が要求される
プラントには適さない。本発明では発電指令を用いるこ
とにより、時間遅れのない制御を可能としている。
子炉である原子力プラントを対象とした特開昭６３−９
０６０５号公報がある。これも本発明と同様に抽気流量
を制御弁を用いて制御しようとするものであるが、制御
弁を発電器の回転数をもとに制御しているところが本発
明と大きく異なる点である。発電器の回転数を元に制御
を行うと、制御弁が動作して再熱蒸気系の流量が増加し
た後、発電器出力が増加するまでの時間遅れが大きく、
火力発電プラントのように高速な負荷変化が要求される
プラントには適さない。本発明では発電指令を用いるこ
とにより、時間遅れのない制御を可能としている。
【００１８】本発明の実施形態では、プラントへの発電
指令をもとに、抽気流量制御バルブ１の開度を制御した
が、更に負荷変化率が高いときなどは、負荷変化開始前
に操作することにより、同じ効果を発揮させることがで
きる。
指令をもとに、抽気流量制御バルブ１の開度を制御した
が、更に負荷変化率が高いときなどは、負荷変化開始前
に操作することにより、同じ効果を発揮させることがで
きる。
【００１９】図３は前述のプラントにおいて、負荷変化
率７％／ｍｉｎで負荷上昇を行ったときの制御偏差及び
抽気流量制御バルブ１の開度のデータであり、横軸は時
刻である。破線は発電指令、時刻Ａ（０分）において、
負荷を５０％から上昇させ、時刻Ｄ（７．１分後）で１
００％負荷になるように出されている。
率７％／ｍｉｎで負荷上昇を行ったときの制御偏差及び
抽気流量制御バルブ１の開度のデータであり、横軸は時
刻である。破線は発電指令、時刻Ａ（０分）において、
負荷を５０％から上昇させ、時刻Ｄ（７．１分後）で１
００％負荷になるように出されている。
【００２０】破線は発電指令に基づいて抽気流量制御バ
ルブを制御した場合で、発電量偏差が最も大きくなる発
電指令６０％での偏差縮小を考慮して、発電指令が５１
％になった時点から抽気流量制御バルブ１を即時に全閉
にし、発電指令が６０％から６５％の間に徐開したもの
である。この場合の偏差は、主蒸気温度が＋４°Ｃ、−
５°Ｃ、再熱蒸気温度が＋３°Ｃ、−５°Ｃであった
が、発電量偏差は、＋２％、−６．５％となり、目標未
達であった。
ルブを制御した場合で、発電量偏差が最も大きくなる発
電指令６０％での偏差縮小を考慮して、発電指令が５１
％になった時点から抽気流量制御バルブ１を即時に全閉
にし、発電指令が６０％から６５％の間に徐開したもの
である。この場合の偏差は、主蒸気温度が＋４°Ｃ、−
５°Ｃ、再熱蒸気温度が＋３°Ｃ、−５°Ｃであった
が、発電量偏差は、＋２％、−６．５％となり、目標未
達であった。
【００２１】図３の実線はこの対応策として、負荷変化
開始の２分前から抽気流量制御バルブ１を徐閉し、負荷
変化開始後、発電指令が６０％から６５％の間に徐閉し
たものである。こうすることにより負荷変化開始直前か
ら発電量は増加を始め、負荷６０％近辺における発電量
偏差を低減することができた。このときの制御偏差は、
主蒸気温度が＋５°Ｃ、−５°Ｃ、再熱蒸気温度が＋３
°Ｃ、−５．５°Ｃ、発電量偏差は、＋１．５％、−４
％になり、発電量偏差を著しく改善することができた。
開始の２分前から抽気流量制御バルブ１を徐閉し、負荷
変化開始後、発電指令が６０％から６５％の間に徐閉し
たものである。こうすることにより負荷変化開始直前か
ら発電量は増加を始め、負荷６０％近辺における発電量
偏差を低減することができた。このときの制御偏差は、
主蒸気温度が＋５°Ｃ、−５°Ｃ、再熱蒸気温度が＋３
°Ｃ、−５．５°Ｃ、発電量偏差は、＋１．５％、−４
％になり、発電量偏差を著しく改善することができた。
【００２２】この場合、負荷変化開始の２分前から抽気
流量制御バルブ１の徐閉を開始したが、抽気流量制御バ
ルブの徐閉開始時刻は、負荷変化開始時点の負荷やプラ
ントの規模等により異なる。またあまり早くに抽気流量
制御バルブの閉操作をすると、負荷変化開始前の静定時
の発電量が増加してしまう。しかし負荷変化の開始時点
で、既に抽気流量制御バルブが閉状態にあるようにする
ことで、こうした効果を発揮できる条件を規定すること
ができる。
流量制御バルブ１の徐閉を開始したが、抽気流量制御バ
ルブの徐閉開始時刻は、負荷変化開始時点の負荷やプラ
ントの規模等により異なる。またあまり早くに抽気流量
制御バルブの閉操作をすると、負荷変化開始前の静定時
の発電量が増加してしまう。しかし負荷変化の開始時点
で、既に抽気流量制御バルブが閉状態にあるようにする
ことで、こうした効果を発揮できる条件を規定すること
ができる。
【００２３】以上説明したように、本発明の実施形態
は、次のような構成例と機能乃至作用を奏するものを含
むものである。高圧タービンから高圧給水加熱器に至る
抽気配管に、抽気流量調節弁を設け、かつこの抽気流量
調節弁を発電指令をもとに調節するものであり、発電量
の−側偏差が大きくなる負荷に到達する前に抽気流量調
節弁を閉方向に作動させると、抽気流量が低下しただけ
再熱蒸気流量が増加し、中圧タービンでの発電量が増加
するために、発電量偏差を低減させることができるので
ある。
は、次のような構成例と機能乃至作用を奏するものを含
むものである。高圧タービンから高圧給水加熱器に至る
抽気配管に、抽気流量調節弁を設け、かつこの抽気流量
調節弁を発電指令をもとに調節するものであり、発電量
の−側偏差が大きくなる負荷に到達する前に抽気流量調
節弁を閉方向に作動させると、抽気流量が低下しただけ
再熱蒸気流量が増加し、中圧タービンでの発電量が増加
するために、発電量偏差を低減させることができるので
ある。
【００２４】
【発明の効果】本発明により、簡単な設備の追加だけ
で、発電量偏差を小さく保つことができ、ボイラ制御性
を高めることが可能となる。
で、発電量偏差を小さく保つことができ、ボイラ制御性
を高めることが可能となる。
【図１】本発明の実施形態に係るボイラの構成系統図で
ある。
ある。
【図２】本発明による負荷変化率５％／ｍｉｎでの負荷
上昇の特性を示す図である。
上昇の特性を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態による負荷変化率７％／
ｍｉｎでの負荷上昇の特性を示す図である。
ｍｉｎでの負荷上昇の特性を示す図である。
【図４】従来技術のボイラの構成系統図である。
【図５】従来技術の負荷変化率３％／ｍｉｎでの負荷上
昇時の特性を示す図である。
昇時の特性を示す図である。
【図６】従来技術の負荷変化率５％／ｍｉｎでの負荷上
昇時の特性を示す図である。
昇時の特性を示す図である。
１ 抽気流量制御バルブ １０１ 高圧給水ポンプ １０２ 高圧給水加熱器 １０３ ボイラ １０４ 主蒸気系配管 １０５ 高圧タービン １０６ 再熱蒸気系配管 １０７ 中圧タービン
Claims (3)
- 【請求項１】 ボイラで発生した蒸気を高圧タービンに
供給し、前記高圧タービンの抽気の一部を給水過熱器に
供給するとともに、抽気の残量をボイラに戻し、再熱器
により再度過熱する再熱サイクル発電プラントであっ
て、 高圧タービンの抽気を給水加熱器に供給する配管の途中
に、抽気流量制御バルブを設け、 前記発電プラントへの発電指令に相当する信号を前記抽
気流量制御バルブに入力して再熱蒸気流量を制御するこ
とを特徴とする火力発電プラント。 - 【請求項２】 請求項１に記載の火力発電プラントにお
いて、 前記発電指令の負荷変化開始直後に前記抽気流量制御バ
ルブの開度を徐々に閉とし、負荷変化終了直前に徐々に
開とするように制御することを特徴とする火力発電プラ
ント。 - 【請求項３】 請求項１に記載の火力発電プラントにお
いて、 前記発電指令における負荷変化率が大である場合に、前
記発電指令の負荷変化開始直前に前記抽気流量制御バル
ブの開度を徐々に閉とし、負荷変化終了前に徐々に開と
するように制御することを特徴とする火力発電プラン
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043131A JP2000240404A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 火力発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043131A JP2000240404A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 火力発電プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000240404A true JP2000240404A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=12655304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11043131A Pending JP2000240404A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 火力発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000240404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106871102A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-06-20 | 神华集团有限责任公司 | 全负荷的脱硝工艺 |
-
1999
- 1999-02-22 JP JP11043131A patent/JP2000240404A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106871102A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-06-20 | 神华集团有限责任公司 | 全负荷的脱硝工艺 |
| CN106871102B (zh) * | 2016-12-28 | 2019-05-24 | 神华集团有限责任公司 | 全负荷的脱硝工艺 |
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