JP2005201102A - Combined power generation plant and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃熱ボイラなど蒸気発生装置から発生した蒸気をガスタービンの排ガスで過熱しこの過熱蒸気を用いて蒸気タービンを駆動する複合発電プラントおよびその制御方法に関する。 The present invention relates to a combined power plant and a control method therefor, in which steam generated from a steam generator such as a waste heat boiler is heated with exhaust gas from a gas turbine and the steam turbine is driven using the superheated steam.
一般的にごみ焼却炉などに適用される複合発電プラントは、ガスタービン式発電装置と、ごみ焼却炉からの廃熱を回収して蒸気を発生させる廃熱ボイラと、ガスタービンの廃熱を利用して廃熱ボイラで発生した蒸気を過熱する過熱器と、過熱器において過熱された過熱蒸気により駆動される蒸気タービン式発電装置とを備える。この構成により、発電量の増大を図ると共に総合熱効率の増大を図っている。 In general, combined power plants that are applied to waste incinerators, etc. use gas turbine power generators, waste heat boilers that recover waste heat from waste incinerators and generate steam, and waste heat from gas turbines. And a superheater that superheats the steam generated in the waste heat boiler, and a steam turbine generator that is driven by the superheated steam that is superheated in the superheater. With this configuration, the power generation amount is increased and the overall thermal efficiency is increased.
しかし、この複合発電プラントにおいては、ガスタービン式発電装置がトリップして蒸気タービンに供給される蒸気の過熱温度(蒸気タービンの入口蒸気温度)が急激に変化すると、蒸気タービンの羽根に熱応力が生じて羽根の寿命に影響を与える場合がある。そのため、ガスタービン式発電装置がトリップしたときには蒸気タービン式発電装置もトリップさせている。 However, in this combined power plant, when the gas turbine power generator trips and the superheat temperature of the steam supplied to the steam turbine (the steam temperature at the inlet of the steam turbine) changes abruptly, thermal stress is applied to the blades of the steam turbine. May occur and affect the life of the blades. Therefore, when the gas turbine power generator trips, the steam turbine power generator also trips.
これに対処するために、例えば特許文献1に開示される複合発電プラントでは、ガスタービン式発電装置のトリップを検知したときに、廃熱ボイラの出口蒸気温度を高めることにより、蒸気タービンの入口蒸気温度の変化を許容可能な温度差の範囲内に抑えるように制御している。 In order to cope with this, in the combined power plant disclosed in Patent Document 1, for example, when a trip of the gas turbine power generation device is detected, the steam temperature at the inlet of the steam turbine is increased by increasing the steam temperature at the outlet of the waste heat boiler. Control is performed so as to suppress the change in temperature within an allowable temperature difference range.
しかしこの制御方法では、廃熱ボイラの出口蒸気温度を高めているので、廃熱ボイラの管壁温度が高温腐食領域に達する可能性がある。また廃熱ボイラの出口蒸気温度を高めるときの温度上昇速度、および、ガスタービン式発電装置のトリップによる蒸気タービンの出口蒸気温度の低下速度の差が大きい場合に、蒸気タービンの入口蒸気温度が急激に変化して温度差が許容可能な範囲を超える可能性がある。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、蒸気タービンの入口蒸気温度の急変を防ぎ、蒸気タービン式発電装置の運転を継続することができる複合発電プラントおよびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a combined power generation plant capable of preventing a sudden change in the inlet steam temperature of a steam turbine and continuing the operation of the steam turbine power generator and a control method thereof. For the purpose.
本発明に係る複合発電プラントは、複数のガスタービン式発電装置と、蒸気を発生させる蒸気発生装置と、各ガスタービンの排気側にそれぞれ設けられた、各ガスタービンから排出される排ガスによって蒸気発生装置において発生する蒸気を過熱する過熱器と、各過熱器において過熱された過熱蒸気によって駆動される蒸気タービン式発電装置と、各過熱器にそれぞれ流入する蒸気を遮断する遮断手段と、各ガスタービン式発電装置にそれぞれ設けられた、各ガスタービン式発電装置のトリップをそれぞれ検出するトリップ検出手段と、複合発電プラントの運転を制御する制御装置とを備えており、該制御装置は、トリップ検出手段から複数のガスタービン式発電装置のうちの一部のガスタービン式発電装置のトリップに関する情報を得たときに、この情報に基づいてトリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に対応する遮断手段を遮断するように構成されている。 A combined power plant according to the present invention generates steam by using a plurality of gas turbine power generators, a steam generator for generating steam, and exhaust gas discharged from each gas turbine provided on the exhaust side of each gas turbine. A superheater that superheats steam generated in the apparatus, a steam turbine generator that is driven by superheated steam that is superheated in each superheater, shut-off means that shuts off the steam that flows into each superheater, and each gas turbine Provided with a trip detection means for detecting a trip of each gas turbine type power generation device, and a control device for controlling the operation of the combined power plant. The control device comprises a trip detection means. Obtained information on trips to some of the gas turbine generators from the gas turbine generators To, and is configured to block the blocking means corresponding to the trip gas turbine power generation apparatus of the superheater on the basis of this information.
この構成によれば、トリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に流入する蒸気を遮断手段によって遮断することにより、過熱されない蒸気が蒸気タービンに供給されることを回避することができる。これにより、蒸気タービンの入口温度の急激な変化を回避することが可能となる。その結果、蒸気タービン式発電装置の運転を継続することができる。 According to this configuration, it is possible to avoid supply of steam that is not overheated to the steam turbine by shutting off the steam flowing into the superheater on the gas turbine power generation device side that has tripped by the shut-off means. This makes it possible to avoid a rapid change in the inlet temperature of the steam turbine. As a result, the operation of the steam turbine power generator can be continued.
また複数のガスタービン式発電装置を備えているので、ガスタービン式発電装置の一部がトリップした場合に、遮断した蒸気を、運転継続しているガスタービン式発電装置側の過熱器に分配して所定温度まで過熱し、蒸気タービンに供給することが可能である。これにより、蒸気タービンの入口蒸気流量を、ガスタービン式発電装置がトリップする前の蒸気流量に近づけることが可能となる。その結果、複合発電プラントの発電量の大幅な低下を抑えることができる。 In addition, since a plurality of gas turbine power generators are provided, when a part of the gas turbine power generator trips, the blocked steam is distributed to the superheater on the side of the gas turbine power generator that is in operation. Then, it can be heated to a predetermined temperature and supplied to the steam turbine. As a result, the steam flow rate at the inlet of the steam turbine can be brought close to the steam flow rate before the gas turbine power generator trips. As a result, a significant decrease in the amount of power generated by the combined power plant can be suppressed.
また本発明に係る複合発電プラントは、蒸気発生装置の出口側通路と蒸気タービンの出口側通路とを連通することによってガスタービン式発電装置と蒸気タービン式発電装置とをバイパスするタービンバイパス通路と、該タービンバイパス通路の途中に介在して該タービンバイパス通路内の蒸気流量を調整する第1流量調整手段とをさらに備えており、制御装置が、遮断手段を遮断するとともに第1流量調整手段の開度を制御することにより、遮断手段によって遮断した蒸気の一部または全部をタービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出するように構成されることが好ましい。 Moreover, the combined power plant according to the present invention includes a turbine bypass passage that bypasses the gas turbine power generator and the steam turbine power generator by communicating the outlet side passage of the steam generator and the outlet side passage of the steam turbine; And a first flow rate adjusting means for adjusting the steam flow rate in the turbine bypass passage interposed in the middle of the turbine bypass passage, wherein the control device shuts off the shut-off means and opens the first flow-rate adjusting means. By controlling the degree, it is preferable that part or all of the steam blocked by the blocking means is discharged to the outlet side passage of the steam turbine through the turbine bypass passage.
この構成によれば、第1流量調整手段の開度を制御して、遮断した蒸気の一部または全部をタービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出することにより、運転継続しているガスタービン式発電装置側の過熱器に過剰な蒸気が流入することを抑制することができる。これにより、過熱器の出口蒸気温度、すなわち蒸気タービンの入口蒸気温度が急激に変化することを抑制することができ、蒸気タービン式発電装置の運転を継続することができる。 According to this configuration, by controlling the opening degree of the first flow rate adjusting means and discharging part or all of the blocked steam to the outlet side passage of the steam turbine through the turbine bypass passage, the gas that is continuously operated It is possible to suppress excessive steam from flowing into the superheater on the turbine power generator side. Thereby, it is possible to suppress a rapid change in the outlet steam temperature of the superheater, that is, the inlet steam temperature of the steam turbine, and the operation of the steam turbine power generator can be continued.
また本発明に係る複合発電プラントは、各過熱器に流入する蒸気流量を計測する流量計測手段をさらに備えており、制御装置が、該流量計測手段から得た蒸気流量に関する流量情報に基づいてタービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出すべき蒸気の流量を算出し、この算出流量に基づいて第1流量調整手段の開度を制御するように構成されることが好ましい。 The combined power plant according to the present invention further includes a flow rate measuring unit that measures a flow rate of the steam flowing into each superheater, and the control device is a turbine based on flow rate information regarding the steam flow rate obtained from the flow rate measuring unit. It is preferable that the flow rate of the steam to be discharged to the outlet side passage of the steam turbine is calculated through the bypass passage, and the opening degree of the first flow rate adjusting means is controlled based on the calculated flow rate.
この構成によれば、タービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出すべき蒸気の流量を精度良く算出することができる。より具体的には、タービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出すべき蒸気の流量は、ガスタービン式発電装置がトリップする直前の各過熱器に流れる蒸気流量の総和と、運転継続しているガスタービン式発電装置側の各過熱器に流すことができる蒸気流量の総和との差から算出される。そしてこの流量に基づいて第1流量調整手段の開度が制御される。これにより、運転継続しているガスタービン式発電装置側の過熱器に過剰な蒸気が流入することが抑制される。その結果、蒸気タービンの入口蒸気温度が急激に変化することを抑制することができ、蒸気タービン式発電装置の運転を継続することができる。 According to this configuration, the flow rate of steam to be discharged to the outlet side passage of the steam turbine through the turbine bypass passage can be accurately calculated. More specifically, the flow rate of steam to be discharged to the outlet side passage of the steam turbine through the turbine bypass passage is the sum of the steam flow rates flowing to each superheater immediately before the gas turbine power generator trips, and the operation is continued. It is calculated from the difference with the sum total of the steam flow rate which can be made to flow through each superheater by the side of the gas turbine type power generating device which is. Based on this flow rate, the opening degree of the first flow rate adjusting means is controlled. Thereby, it is suppressed that excessive steam flows into the superheater on the side of the gas turbine power generator that is continuously operated. As a result, it is possible to suppress a rapid change in the inlet steam temperature of the steam turbine, and it is possible to continue the operation of the steam turbine power generator.
また本発明に係る複合発電プラントは、蒸気発生装置の出口側通路と過熱器の出口側通路とを連通することによって該過熱器をバイパスする過熱器バイパス通路と、過熱器バイパス通路の途中に介在して該過熱器バイパス通路内の蒸気流量を調整する第2流量調整手段とをさらに備えており、制御装置が、タービンバイパス通路へ蒸気を移行したときから所定時間経過後に、第1流量調整手段の開度を徐々に減少させるとともに第2流量調整手段の開度を徐々に増加させることにより、タービンバイパス通路の蒸気を過熱器バイパス通路に移行して蒸気タービンに供給するように構成されることが好ましい。 The combined power plant according to the present invention includes a superheater bypass passage that bypasses the superheater by communicating the outlet side passage of the steam generator and the outlet side passage of the superheater, and is interposed in the middle of the superheater bypass passage. And a second flow rate adjusting means for adjusting the steam flow rate in the superheater bypass passage, and a first flow rate adjusting means after a predetermined time has elapsed from when the control device has transferred the steam to the turbine bypass passage. The steam of the turbine bypass passage is transferred to the superheater bypass passage and supplied to the steam turbine by gradually decreasing the opening of the second flow rate and gradually increasing the opening of the second flow rate adjusting means. Is preferred.
この構成によれば、タービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出している蒸気を、過熱器バイパス通路を通して蒸気タービンに供給するので、蒸気タービンの入口蒸気流量を、ガスタービン式発電装置がトリップする前の蒸気流量に復帰させることができる。これにより、タービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出していた蒸気の熱エネルギを、蒸気タービンを用いて電気エネルギとして回収することができる。その結果、複合発電プラントの発電量の大幅な低下を抑えることができる。 According to this configuration, the steam discharged to the outlet side passage of the steam turbine through the turbine bypass passage is supplied to the steam turbine through the superheater bypass passage. The steam flow before tripping can be restored. Thereby, the thermal energy of the steam discharged to the outlet side passage of the steam turbine through the turbine bypass passage can be recovered as electric energy using the steam turbine. As a result, a significant decrease in the amount of power generated by the combined power plant can be suppressed.
このとき、運転継続しているガスタービン式発電装置側の過熱器から蒸気タービンに供給されている過熱蒸気に過熱されない蒸気を混ぜることになるので、蒸気タービンの入口蒸気温度は低下する。しかし、上記の通り、タービンバイパス通路へ蒸気を移行したときから所定時間経過後に、すなわち複合発電プラントの運転状態(圧力、温度、流量など)が安定した後に、過熱されない蒸気を急激に増やすのではなく徐々に増やしているので、蒸気タービンの入口蒸気温度が急激に変化することはない。その結果、蒸気タービンの運転を継続することができる。 At this time, steam that is not superheated is mixed with superheated steam that is supplied to the steam turbine from the superheater on the side of the gas turbine power generation device that is operating continuously, so the steam temperature at the inlet of the steam turbine decreases. However, as described above, after a predetermined time has elapsed since the steam was transferred to the turbine bypass passage, that is, after the operating state (pressure, temperature, flow rate, etc.) of the combined power plant has stabilized, the steam that is not overheated is rapidly increased. However, the steam temperature at the inlet of the steam turbine does not change rapidly. As a result, the operation of the steam turbine can be continued.
またこの発明に係る複合発電プラントは、第1流量調整手段の上流側の蒸気の圧力を計測する圧力計測手段をさらに備えており、制御装置は、タービンバイパス通路の蒸気を過熱器バイパス通路に移行させるときに、第1流量調整手段の開度を徐々に減少させるととともに圧力計測手段から得た蒸気の圧力に関する情報に基づいてこの圧力が予め設定された目標値になるように第2流量調整手段の開度を制御すべく構成されることが好ましい。 The combined power plant according to the present invention further includes pressure measuring means for measuring the pressure of the steam upstream of the first flow rate adjusting means, and the control device transfers the steam in the turbine bypass passage to the superheater bypass passage. The second flow rate adjustment so that the opening of the first flow rate adjusting means is gradually decreased and the pressure becomes a preset target value based on the information on the steam pressure obtained from the pressure measuring means. It is preferably configured to control the opening of the means.
この構成によれば、第1流量調整手段の開度を減少させるだけで、タービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出している蒸気を、過熱器バイパス通路を移行して蒸気タービンに供給することができる。すなわち、第1流量調整手段の開度を徐々に減少させる、すなわちタービンバイパス通路の蒸気流量を徐々に減少させると、第1流量調整手段の上流側の蒸気の圧力が上昇する。この圧力が予め設定された目標値を超えたときに、この圧力を目標値に一致させるように第2流量調整手段の開度が増加する。これにより、タービンバイパス通路の蒸気を過熱器バイパス通路に移行することができる。 According to this configuration, the steam discharged to the outlet side passage of the steam turbine through the turbine bypass passage is supplied to the steam turbine through the superheater bypass passage only by reducing the opening of the first flow rate adjusting means. can do. That is, when the opening degree of the first flow rate adjusting means is gradually reduced, that is, when the steam flow rate in the turbine bypass passage is gradually reduced, the steam pressure upstream of the first flow rate adjusting means increases. When this pressure exceeds a preset target value, the opening degree of the second flow rate adjusting means increases so that this pressure matches the target value. Thereby, the steam of the turbine bypass passage can be transferred to the superheater bypass passage.
またこの構成では、タービンバイパス通路の蒸気流量を減少させる速度を適宜設定することにより、過熱器バイパス通路を通して蒸気タービンに供給される蒸気流量を調整することができる。これにより、蒸気タービンの入口蒸気温度が急激に変化することを回避することが可能となる。 In this configuration, the steam flow rate supplied to the steam turbine through the superheater bypass passage can be adjusted by appropriately setting the speed at which the steam flow rate in the turbine bypass passage is reduced. Thereby, it is possible to avoid a rapid change in the inlet steam temperature of the steam turbine.
本発明に係る複合発電プラントの制御方法は、複数のガスタービン式発電装置と、蒸気を発生させる蒸気発生装置と、各ガスタービンの排気側にそれぞれ設けられた、各ガスタービンから排出される排ガスによって蒸気発生装置において発生する蒸気を過熱する過熱器と、各過熱器で過熱された過熱蒸気によって駆動される蒸気タービン式発電装置と、各過熱器にそれぞれ流入する蒸気を遮断する遮断手段と、各ガスタービン式発電装置のトリップをそれぞれ検出するトリップ検出手段とを備える複合発電プラントに適用される制御方法であって、トリップ検出手段が複数のガスタービン式発電装置のうちの一部のガスタービン式発電装置がトリップしたことを検出したときに、遮断手段がトリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に流入する蒸気を遮断する遮断工程を有する。 A control method for a combined power plant according to the present invention includes a plurality of gas turbine power generators, a steam generator for generating steam, and exhaust gas discharged from each gas turbine provided on the exhaust side of each gas turbine. A superheater that superheats the steam generated in the steam generator, a steam turbine generator that is driven by the superheated steam superheated by each superheater, and a shut-off means that shuts off the steam that flows into each superheater, and A control method applied to a combined power plant including trip detection means for detecting trips of each gas turbine power generator, wherein the trip detection means is part of a plurality of gas turbine power generators. When it is detected that the power generator has tripped, the shut-off means has tripped to the superheater on the gas turbine power generator side. Having a blocking step of blocking the steam inlet.
この制御方法によれば、トリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に流入する蒸気を遮断手段によって遮断することにより、過熱されない蒸気が蒸気タービンに供給されることを回避することができる。これにより、蒸気タービンの入口蒸気温度の急激な変化を回避することが可能となる。その結果、蒸気タービン式発電装置の運転を継続することができる。 According to this control method, it is possible to avoid supply of steam that is not overheated to the steam turbine by shutting off the steam that flows into the superheater on the gas turbine power generation device side that has tripped by the shutoff means. This makes it possible to avoid a rapid change in the steam temperature at the inlet of the steam turbine. As a result, the operation of the steam turbine power generator can be continued.
本発明に係る別の複合発電プラントの制御方法は、複数のガスタービン式発電装置と、蒸気を発生させる蒸気発生装置と、各ガスタービンの排気側にそれぞれ設けられた、各ガスタービンから排出される排ガスによって蒸気発生装置において発生する蒸気を過熱する過熱器と、各過熱器で過熱された過熱蒸気によって駆動される蒸気タービン式発電装置と、各過熱器にそれぞれ流入する蒸気を遮断する遮断手段と、各ガスタービン式発電装置のトリップをそれぞれ検出するトリップ検出手段と、蒸気発生装置の出口側通路と蒸気タービンの出口側通路とを連通するタービンバイパス通路とを備える複合発電プラントに適用される制御方法であって、トリップ検出手段が複数のガスタービン式発電装置のうちの一部のガスタービン式発電装置がトリップしたことを検出したときに、遮断手段がトリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に流入する蒸気を遮断する遮断工程と、遮断手段によって遮断した蒸気を、タービンバイパス通路および運転継続しているガスタービン式発電装置側の過熱器へ移行する第1移行工程とを有する。 Another combined power plant control method according to the present invention includes a plurality of gas turbine power generators, a steam generator for generating steam, and exhausts from each gas turbine provided on the exhaust side of each gas turbine. A superheater that superheats the steam generated in the steam generator by the exhaust gas, a steam turbine power generator driven by the superheated steam superheated by each superheater, and a shut-off means that shuts off the steam flowing into each superheater. And a trip detection means for detecting a trip of each gas turbine power generator, and a turbine bypass passage communicating the outlet side passage of the steam generator and the outlet side passage of the steam turbine. A control method, wherein the trip detection means includes a part of the plurality of gas turbine generators. When detecting the rip, the shut-off process for shutting off the steam flowing into the superheater on the gas turbine power generator side where the shut-off means has tripped, and the steam shut off by the shut-off means are continued in the turbine bypass passage and the operation. And a first transition step of transitioning to the superheater on the gas turbine power generator side.
この制御方法によれば、遮断した蒸気の一部または全部をタービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出することにより、運転継続しているガスタービン式発電装置側の過熱器に過剰な蒸気が流入することを抑制することができる。これにより、過熱器の出口蒸気温度、すなわち蒸気タービンの入口蒸気温度が急激に変化することを抑制することができ、蒸気タービン式発電装置の運転を継続することができる。 According to this control method, a part or all of the shut-off steam is discharged to the outlet side passage of the steam turbine through the turbine bypass passage, so that excessive steam is supplied to the superheater on the side of the gas turbine generator that is continuously operated. Can be prevented from flowing in. Thereby, it is possible to suppress a rapid change in the outlet steam temperature of the superheater, that is, the inlet steam temperature of the steam turbine, and the operation of the steam turbine power generator can be continued.
本発明に係る別の複合発電プラントの制御方法は、複数のガスタービン式発電装置と、蒸気を発生させる蒸気発生装置と、各ガスタービンの排気側にそれぞれ設けられた、各ガスタービンから排出される排ガスによって蒸気発生装置において発生する蒸気を過熱する過熱器と、各過熱器で過熱された過熱蒸気によって駆動される蒸気タービン式発電装置と、各過熱器にそれぞれ流入する蒸気を遮断する遮断手段と、各ガスタービン式発電装置のトリップをそれぞれ検出するトリップ検出手段と、蒸気発生装置の出口側通路と蒸気タービンの出口側通路とを連通するタービンバイパス通路と、蒸気発生装置の出口側通路と過熱器の出口側通路とを連通する過熱器バイパス通路とを備える複合発電プラントに適用される制御方法であって、トリップ検出手段が複数のガスタービン式発電装置のうちの一部のガスタービン式発電装置がトリップしたことを検出したときに、遮断手段がトリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に流入する蒸気を遮断する遮断工程と、遮断手段によって遮断した蒸気を、タービンバイパス通路および運転継続しているガスタービン式発電装置側の過熱器へ移行する第1移行工程と、タービンバイパス通路へ蒸気を移行したときから所定時間経過後に、タービンバイパス通路に移行された蒸気を徐々に過熱器バイパス通路へ移行する第2移行工程とを有する。 Another combined power plant control method according to the present invention includes a plurality of gas turbine power generators, a steam generator for generating steam, and exhausts from each gas turbine provided on the exhaust side of each gas turbine. A superheater that superheats the steam generated in the steam generator by the exhaust gas, a steam turbine generator that is driven by the superheated steam that is superheated by each superheater, and a shut-off means that shuts off the steam that flows into each superheater. A trip detection means for detecting a trip of each gas turbine power generator, a turbine bypass passage communicating the outlet side passage of the steam generator and the outlet side passage of the steam turbine, and an outlet side passage of the steam generator, A control method applied to a combined power plant including a superheater bypass passage communicating with an outlet-side passage of a superheater. When the detecting means detects that some of the gas turbine power generators have tripped, the steam flowing into the superheater on the gas turbine power generator side where the shut-off means has tripped is detected. A shut-off process for shutting off, a first transition process for transferring the steam shut off by the shut-off means to the turbine bypass passage and the superheater on the side of the gas turbine power generator that is in operation, and when steam is transferred to the turbine bypass passage And a second transition step of gradually transitioning the steam transferred to the turbine bypass passage to the superheater bypass passage after a predetermined time has elapsed.
この制御方法によれば、タービンバイパス通路に移行された蒸気を過熱器バイパス通路に徐々に移行することにより蒸気タービンの入口蒸気温度の変化が許容可能な範囲内に抑制されるので、蒸気タービン式発電装置の運転を継続することができる。さらにタービンバイパス通路に移行された蒸気を徐々に過熱器バイパス通路へ移行することにより、蒸気タービンの入口蒸気流量をガスタービン式発電装置のトリップ前の蒸気流量に復帰させることもできる。その結果、複合発電プラントの発電量の大幅な低下を抑えることができる。 According to this control method, since the steam that has been transferred to the turbine bypass passage is gradually transferred to the superheater bypass passage, the change in the steam temperature at the inlet of the steam turbine is suppressed within an allowable range. The operation of the power generation device can be continued. Further, the steam transferred to the turbine bypass passage is gradually transferred to the superheater bypass passage, so that the steam flow rate at the inlet of the steam turbine can be returned to the steam flow rate before the trip of the gas turbine power generator. As a result, a significant decrease in the amount of power generated by the combined power plant can be suppressed.
本発明によれば、蒸気タービンの入口蒸気温度の急変を防ぎ、蒸気タービン式発電装置の運転を継続することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rapid change of the inlet steam temperature of a steam turbine can be prevented, and the driving | operation of a steam turbine type electric power generating apparatus can be continued.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る複合発電プラントの構成を示すフローチャートである。なお、ここでは、複合発電プラントを公知のごみ焼却炉に適用した場合を一例として説明する。 FIG. 1 is a flowchart showing a configuration of a combined power plant according to an embodiment of the present invention. Here, a case where the combined power plant is applied to a known waste incinerator will be described as an example.
図1に示すように、複合発電プラントは都市ごみを焼却する公知のごみ焼却炉100と、ごみ焼却炉100の廃熱を利用する蒸気タービン式発電装置200と、ガスタービン式発電装置300と、これらの装置を制御する制御装置400とを備える。
As shown in FIG. 1, the combined power plant includes a publicly known
ごみ燃焼炉100は、図示されていないが、ごみ焼却炉出口ガス管路が煙道を介して煙突に連通している。この煙道の途中にはごみ焼却炉100から排出される排ガス中の熱エネルギを回収して蒸気を発生させる廃熱ボイラ101が設置されている。
Although the
廃熱ボイラ101は廃熱ボイラ101において発生した蒸気を蒸気タービン式発電装置200に供給するために蒸気供給管路102を通して蒸気タービン式発電装置200に連通している。蒸気供給通路102には廃熱ボイラ101側から順に蒸気を溜める蒸気だめタンク103と、後述の1号過熱器104aおよび2号過熱器104bとが設置されている。
The
蒸気タービン式発電装置200は蒸気タービン201と発電機202とを直列に連結したものである。蒸気タービン201の給気口に蒸気供給管路102が連通しており、蒸気タービン201の排気口に復水管路203を通して蒸気復水器204が連通している。この蒸気供給管路102の蒸気タービン201の給気口の上流側に第1調整弁205が設置されている。また蒸気タービン式発電装置200を迂回して蒸気供給管路102の第1調整弁205の上流側と復水管路203とを連通する蒸気タービンバイパス管路206が設けられている。蒸気タービンバイパス管路206にはバイパス弁207が設置されている。これにより、蒸気タービン式発電装置200が故障したときなどに、蒸気タービン201に供給する蒸気を遮断するとともにこの遮断した蒸気を蒸気復水器204に戻すことができる。
The steam
ガスタービン式発電装置300は1号ガスタービン式発電装置300aおよび2号ガスタービン式発電装置300bから構成される。1号ガスタービン式発電装置300aは1号ガスタービン301aと1号圧縮機302aと1号発電機303aとを直列に連結したものである。1号ガスタービン301aの排気口は1号排ガス管路304aを通して煙突(図示せず)に連通している。1号排ガス管路304aには、1号ガスタービン301aから排出される排ガス中の熱エネルギを回収して廃熱ボイラ101から供給される蒸気を所定温度まで過熱する1号過熱器104aが設置されている。なお、2号ガスタービン式発電装置300bも同様の構成を有する。
The gas turbine
なお1号ガスタービン式装置300aおよび2号ガスタービン式発電装置300bは略同一の能力を有するように設定されることが望ましい。これにより1号過熱器104aおよび2号過熱器104bなどの付帯設備をほぼ同じ能力および形状にすることができ、設備全体が簡素化されるとともにコスト低減にもつながる。もちろん1号ガスタービン式発電装置300aおよび2号ガスタービン式発電装置300bが互いに異なる能力を有しても構わない。その場合には1号過熱器104aおよび2号過熱器104bなどの付帯設備は、1号ガスタービン式発電装置300aおよび2号ガスタービン式発電装置300bの各能力に応じてそれぞれ設定される。また、ここでは、2つのガスタービン式発電装置が設けられているが、2つ以上であれば何台設置しても構わない。
It is desirable that the No. 1 gas
また各過熱器104a、104bの過熱能力は、これらの過熱器104a、104bの運転条件の変動を考慮し、通常運転時の過熱能力に対して余裕(例えば、20%)をもって設定されている。従って各過熱器104a、104bには、この余裕分に相当する蒸気流量まで蒸気を流すことができる。この蒸気流量が後述する各過熱器104a、104bに流入させることができる蒸気流量の最大値G4に対応する。これにより、後述するように2つのガスタービン式発電装置300a、300bのうち1つがトリップしてこれに対応する後述の1号過熱器用遮断弁106aまたは2号過熱器用遮断弁106bを遮断したときに、遮断した蒸気の一部を、運転継続しているガスタービン式発電装置に対応する過熱器に流すことが可能となる。
Further, the superheat capacity of each superheater 104a, 104b is set with a margin (for example, 20%) with respect to the superheat capacity during normal operation in consideration of fluctuations in the operating conditions of these superheaters 104a, 104b. Therefore, it is possible to flow steam to each superheater 104a, 104b up to a steam flow rate corresponding to this margin. This steam flow rate corresponds to the maximum value G4 of the steam flow rate that can be introduced into each superheater 104a, 104b described later. As a result, when one of the two gas
上記蒸気供給管路102は上述の蒸気だめタンク103の下流側において2つの分岐管路105a、105bに分岐され、これらの分岐管路105a、105bは1号過熱器104aおよび2号過熱器104bにそれぞれ連通している。蒸気供給管路102の1号過熱器104a側の分岐管路105aには、1号過熱器104aに流入する蒸気を遮断する1号過熱器用遮断弁106aが設置されている。同様に蒸気供給管路102の2号過熱器104b側の分岐管路105bには、2号過熱器104bに流入する蒸気を遮断する2号過熱器用遮断弁106bが設置されている。1号過熱器104aおよび2号過熱器104bのそれぞれの排気側には、蒸気出口管路105c、105dがそれぞれ連通されている。これらの蒸気出口管路105c、105dは蒸気タービン201側で合流して第1調整弁205の入口に連通するようになっている。これらの排気管路105c、105dは蒸気供給管路102の一部を構成する。
The
また蒸気供給管路102には、1号過熱器104aおよび2号過熱器104b並びに蒸気タービン201を迂回するタービンバイパス管路107が設けられている。このタービンバイパス管路107は蒸気供給管路102の蒸気だめタンク103から分岐管路105a、105bまでの間の部分から分岐され、復水管路203に連通している。なお、ここでは、タービンバイパス管路107が蒸気供給管路102の蒸気だめタンク103から分岐管路105a、105bまでの間の部分から分岐されているが、これに限定するものではない。例えば、タービンバイパス管路107を、分岐管路105a、105bの1号過熱器用遮断弁106aおよび2号過熱器用遮断弁106bの上流側の部分から分岐しても構わない。
The
このタービンバイパス管路107には、蒸気だめタンク103側から順にタービンバイパス遮断弁108とタービンバイパス管路107内を流れる蒸気流量を調整する第2調整弁109とが設置されている。このタービンバイパス遮断弁108および第2調整弁109が第1流量調整手段を構成する。またこのタービンバイパス管路107の第2調整弁109から復水管路203までの間の部分に、上述した蒸気タービンバイパス管路206の排気側が連通している。これにより、タービンバイパス管路107が蒸気タービンバイパス管路206の一部を構成する。もちろん、蒸気タービンバイパス管路206をタービンバイパス管路107と別個独立に設けて直接復水管路203に連通しても構わない。
The
また蒸気供給管路102には、1号過熱器104aと2号過熱器104bとを迂回する過熱器バイパス管路110が設けられている。この過熱器バイパス管路110は、タービンバイパス管路107のタービンバイパス遮断弁108の上流側の部分から分岐され、蒸気出口管路105c、105dの合流点から蒸気タービンバイパス管路206の入口までの間の部分に連通している。この過熱器バイパス管路110にはこの中を流れる蒸気流量を調整する第3調整弁(第2流量調整手段)111が設置されている。これにより、タービンバイパス管路107が過熱器バイパス管路110の一部を構成する。もちろん、過熱器バイパス管路110をタービンバイパス管路107と別個独立に設けても構わない。すなわち、過熱器バイパス管路110を、蒸気供給管路102から直接分岐してもよい。
The
また蒸気だめタンク103にはその中の蒸気圧力を計測する圧力計測器112が設けられている。1号ガスタービン式発電装置300aには1号ガスタービン式発電装置300aがトリップしたことを検出するための1号ガスタービン用トリップ検出器113aが設けられている。同様に2号ガスタービン式発電装置300bにも2号ガスタービン式発電装置300bがトリップしたことを検出するための2号ガスタービン用トリップ検出器113bが設けられている。1号過熱器104a側の分岐管路105aの、1号過熱器104aと1号過熱器用遮断弁106aとの間の部分には、1号過熱器104aに流入する蒸気流量を計測する1号過熱器用流量計測器114aが設けられている。同様に2号過熱器104b側の分岐管路105bの、2号過熱器104bと2号過熱器用遮断弁106bとの間の部分には、2号過熱器104bに流入する蒸気流量を計測する2号過熱器用流量計測器114bが設けられている。
Further, the
制御装置400は、図示していないが、制御演算部、記憶部および入出力部を備えており、本実施形態に係る複合発電プラントの監視および制御を行う。この制御装置400は、上記圧力計測器112と通信可能に接続されている。また制御装置400は1号ガスタービン用トリップ検出器113aおよび2号ガスタービン用トリップ検出器113bとそれぞれ通信可能に接続されている。また制御装置400は1号過熱器用流量計測器114aおよび2号過熱器用流量計測器114bとそれぞれ通信可能に接続されている。また制御装置400は第2調整弁109および第3調整弁111の各開度を計測する開度計測器109a、111aとそれぞれ通信可能に接続されている。そしてこの制御装置400は、圧力計測器112から蒸気圧力の情報を受け取り、各トリップ検出器113a、113bから各ガスタービン式発電装置300a、300bのトリップに関する情報を受け取り、各流量計測器114a、114bから各過熱器104a、104bに流入する蒸気流量の情報を受け取り、各開度計測器109a、111aから第2調整弁109および第3調整弁111の各開度の情報を受け取る。
Although not shown, the
また制御装置400は、1号過熱器用遮断弁106a、2号過熱器用遮断弁106b、タービンバイパス遮断弁108、第2調整弁109、および第3調整弁111とそれぞれ通信可能に接続されている。制御装置400が、各遮断弁106a、106b、108へ開閉操作信号をそれぞれ出力し、各調整弁109、111へ開度操作信号をそれぞれ出力する。
The
次に、ほぼ同じ能力を有する2つのガスタービン式発電装置300a、300bのうちの1つがトリップした場合における蒸気タービン式発電装置200の運転を継続するための制御方法について説明する。
Next, a control method for continuing the operation of the steam
まず、通常運転時、すなわち1号ガスタービン式発電装置300aおよび2号ガスタービン式発電装置300bがそれぞれ運転されているとき、1号過熱器用遮断弁106aおよび2号過熱器用遮断弁106bは、1号過熱器104aおよび2号過熱器104bに蒸気をそれぞれ流入させるため開状態にされている。このとき、タービンバイパス遮断弁108は、タービンバイパス管路107に蒸気を流出させないため閉状態にされている。第3調整弁111は過熱されない蒸気が過熱器バイパス管路110を通って蒸気タービン201に供給されないように閉状態にされている。第2調整弁109は、2つのガスタービン式発電装置300a、300bのうち1つがトリップしてタービンバイパス遮断弁108を開けたときに、タービンバイパス管路107に蒸気が後述の所定流量G1流入するように所定開度に調整されている。
First, during normal operation, that is, when the No. 1 gas
より具体的に説明すると、この場合、1号過熱器104aおよび2号過熱器104bにそれぞれ流すことができる蒸気流量の最大値がほぼ同一であるので、制御装置400は、式(1)を用いてタービンバイパス管路107に流すべき蒸気流量G1を算出する。
More specifically, in this case, since the maximum value of the steam flow rate that can be passed through each of the No. 1
G1=(G2+G3)−G4 (1)
ここで、G2はガスタービン式発電装置がトリップする直前の、1号過熱器104aに流入している蒸気流量の計測値、G3はガスタービン式発電装置がトリップする直前の、2号過熱器104bに流入している蒸気流量の計測値、G4は各過熱器104a、104bに流入させることができる蒸気流量の最大値である。
G1 = (G2 + G3) -G4 (1)
Here, G2 is a measured value of the steam flow rate flowing into the No. 1
その後、制御装置400は蒸気流量G1に基づいて第2調整弁109の開度を算出し、この開度になるように第2調整弁109の開度を調整する。この調整は1号過熱器104aおよび2号過熱器104bにそれぞれ流入する蒸気流量の変化に対応してリアルタイムに行われている。もちろん、後述するようにガスタービン式発電装置がトリップしたと同時に蒸気流量G1を算出して、この蒸気流量に基づいて第2調整弁109の開度を算出し、この開度になるように第2調整弁109の開度を調整しても構わない。
Thereafter, the
なお、ここでは2つのガスタービン式発電装置の能力が略同一であるが、これに限定するものではない。例えば、2つのガスタービン式発電装置の能力が同一でない場合、または、3つ以上のガスタービン式発電装置を設置する場合には、どのガスタービン式発電装置が何台トリップするかわからないので、式(2)を用いてタービンバイパス管路107に流すべき蒸気流量G5を算出することができる。
Here, the capacities of the two gas turbine power generators are substantially the same, but the present invention is not limited to this. For example, if the capacities of two gas turbine generators are not the same, or if three or more gas turbine generators are installed, it is not possible to know how many gas turbine generators will trip. (2) can be used to calculate the steam flow rate G5 that should flow through the
G5=(G6+G7+G8…)−(G9+G10+…) (2)
ここで、G6、G7、G8…はガスタービン式発電装置がトリップする直前の、各過熱器に流入している蒸気流量の計測値、G9、G10…は運転継続しているガスタービン式発電装置側の各過熱器に流入させることができる蒸気流量の最大値である。
G5 = (G6 + G7 + G8 ...)-(G9 + G10 + ...) (2)
Here, G6, G7, G8... Are measured values of the flow rate of the steam flowing into each superheater immediately before the gas turbine power generator trips, and G9, G10. It is the maximum value of the steam flow rate that can flow into each superheater on the side.
その後、上記と同様に、制御装置400は蒸気流量G5に基づいて第2調整弁109の開度を算出し、この開度になるように第2調整弁109の開度を調整する。ところで、この場合、ガスタービン式発電装置がトリップする前に第2調整弁109の開度を制御することはないので、タービンバイパス遮断弁108を省略することができる。これにより設備が簡素化される。
Thereafter, similarly to the above, the
このような状態から1号ガスタービン式発電装置300aまたは2号ガスタービン式発電装置300bのいずれかがトリップしたとき、例えば1号ガスタービン式発電装置300aがトリップしたとき、1号ガスタービン用トリップ検出器113aがこのトリップを検知する。制御装置400は1号ガスタービン用トリップ検出器113aからトリップ情報を受け取る。このトリップ情報に基づいて制御装置400は1号過熱器用遮断弁106aを閉じる。同時にタービンバイパス遮断弁108を開ける。このとき第2調整弁109は1号ガスタービン式発電装置300aトリップ時の開度を保持している。この開度は上記式(1)で算出された蒸気流量G1に対応する開度である。
When either No. 1 gas turbine
この操作により、トリップした1号ガスタービン式発電装置300a側の1号過熱器104aに流入していた蒸気は遮断される(遮断工程)。同時に遮断した蒸気はタービンバイパス管路107および運転継続している2号ガスタービン式発電装置300b側の2号過熱器104bにそれぞれ移行される(第1移行工程)。このとき、タービンバイパス管路107に流量G1の蒸気が流入する。その結果、2号過熱器104bに過熱可能な流量の蒸気が流れるので、2号加熱器104bの出口蒸気温度、すなわち蒸気タービン201の入口蒸気温度が急激に低下することはない。これにより、蒸気タービン201の入口蒸気温度の変化を許容可能な範囲内に抑えることができ、蒸気タービン式発電装置200の運転を継続することができる。
By this operation, the steam that has flowed into the No. 1
上記操作を行ったあと所定時間経過後に、第2調整弁109を徐々に閉じて全閉とする。同時に第3調整弁111を徐々に開けることにより、タービンバイパス管路107の蒸気を徐々に過熱器バイパス管路110に移行する(第2移行工程)。
After a predetermined time has elapsed after performing the above operation, the
このとき第3調整弁111を徐々に開ける方法として、例えば蒸気だめタンク103の蒸気圧力を予め設定された目標値に略一致するように第3調整弁111を操作するフィードバック制御を採用しても良い。より具体的には、第2調整弁109を徐々に閉じると、蒸気だめタンク103から流出する蒸気流量が減少するため蒸気だめタンク103内の蒸気圧力が上昇する。そして、この蒸気圧力が目標値を超えた場合、この蒸気圧力を目標値に略一致させるため、第3調整弁111を開けて蒸気だめタンク103から流出する蒸気の流量を増加させる操作を行う。
At this time, as a method of gradually opening the
また、第2調整弁109を徐々に閉じる速度は、蒸気タービン201の入口蒸気温度の変化が許容可能な範囲になるように設定される。より具体的には、例えば蒸気供給管路102に蒸気タービン201の入口蒸気温度を計測する温度計測器(図示せず)を設けて制御装置400と通信可能に接続する。そしてこの温度計測器から得た温度情報に基づいて蒸気タービン201の入口蒸気温度の変化を演算し、この変化が許容可能な範囲内になるように第2調整弁109を閉じる。
Further, the speed at which the
以上のようにタービンバイパス管路107を通して蒸気復水器204に排出していた蒸気を、過熱器バイパス管路110に移行することにより、蒸気タービン201の入口蒸気流量を1号ガスタービン式発電装置300aがトリップする前の蒸気流量に復帰させることができる。ところで、過熱器バイパス管路110を通過する蒸気は過熱器で過熱されないので過熱器で過熱された蒸気より低温であるが、過熱器バイパス管路110を通過する蒸気流量を徐々に増加しているため、蒸気タービン201の入口蒸気温度の変化を許容可能な範囲内に制御することができる。その結果、蒸気タービン式発電装置200の運転を継続することができる。
As described above, the steam discharged to the
以下、実施例に基づいて詳述する。
〔実施例〕
図1に示すように、実施例に係る複合発電プラントは、ごみ焼却炉100と、蒸気タービン式発電装置200と、1号ガスタービン式発電装置300aと、2号ガスタービン式発電装置300bと、これらの装置を制御する制御装置400とを備える。1号ガスタービン式発電装置300aと2号ガスタービン式発電装置300bとは略同一の能力を有し、また各ガスタービン式発電装置300a、300bにそれぞれ対応する過熱器104a、104bなど付帯設備もほぼ同一の能力を有する。
〔運転結果および評価〕
図2は、1号ガスタービン式発電装置が時間300秒でトリップした場合の複合発電プラントの運転状態を示すグラフであり、(a)は1号過熱器の蒸気流量の経時変化を示し、(b)は2号過熱器の蒸気流量の経時変化を示し、(c)はタービンバイパス管路内の蒸気流量の経時変化を示し、(d)は過熱器バイパス管路内の蒸気流量の経時変化を示し、(e)は蒸気タービンの入口蒸気温度の経時変化を示し、(f)は蒸気タービンの入口蒸気流量の経時変化を示している。
Hereinafter, it explains in full detail based on an Example.
〔Example〕
As shown in FIG. 1, the combined power plant according to the embodiment includes a
[Operation results and evaluation]
FIG. 2 is a graph showing the operating state of the combined power plant when the No. 1 gas turbine type power generator trips in 300 seconds, (a) shows the change over time in the steam flow rate of the No. 1 superheater, b) shows the change over time of the steam flow rate of the No. 2 superheater, (c) shows the change over time of the steam flow rate in the turbine bypass line, and (d) shows the change over time of the steam flow rate in the superheater bypass line. (E) shows the change with time of the steam temperature at the inlet of the steam turbine, and (f) shows the change with time of the steam flow rate at the inlet of the steam turbine.
図2(a)、(b)に示すように、時間300秒前は、1号過熱器104aに約30thの蒸気が流れ、2号過熱器104bにも約30t/hの蒸気が流れている。これらが前記式(1)のG2およびG3にそれぞれ対応する。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), approximately 30th of steam flows through the No. 1
時間300秒の時に1号ガスタービン式発電装置300aがトリップすると、1号過熱器用遮断弁106aを閉じることにより、図2(a)に示すように、1号過熱器104aの蒸気流量が30t/hから0t/hになる。同時にタービンバイパス遮断弁108を開けることにより、図2(c)に示すように、タービンバイパス管路107に遮断した蒸気(30t/h)のうち約20t/hの蒸気が流れる。この流量が前記式(1)から算出した蒸気流量G1に対応する。そしてこの流量になるように第2調整弁109の開度が制御されている。一方、遮断した蒸気(30t/h)のうち残り蒸気(約10t/h)は2号過熱器104bに流れている蒸気(30t/h)に加算される。その結果、図2(b)に示すように、2号過熱器104bには約40t/hの蒸気が流れる。この蒸気流量が前記式(1)のG4に対応する。
When the No. 1 gas
その後、時間550秒から第3調整弁111を徐々に開けることにより、図2(d)に示すように、過熱器バイパス管路110を通過する蒸気流量は徐々に増加して時間700秒付近で遮断した蒸気流量と同じ約30t/hになる。同時に第2調整弁109を徐々に閉じることにより、図2(c)に示すように、タービンバイパス管路107内を通過する蒸気流量は徐々に減少して時間700秒付近でほぼ0t/hになる。
Thereafter, by gradually opening the
以上の操作により、図2(e)に示すように、蒸気タービン201の入口蒸気温度は、時間300〜550秒の間ほとんど変化せず、時間550〜700秒の間に430℃から380℃まで徐々に降下している。このように蒸気タービン201の入口蒸気温度の変化は許容可能な範囲内に抑えられている。また図2(f)に示すように、蒸気タービン201の入口蒸気流量は、1号ガスタービン式発電装置300aがトリップした直後は減少するが、時間550〜700秒の間で、1号ガスタービン式発電装置300aがトリップする前の蒸気流量(約30t/h)に徐々に復帰している。
By the above operation, as shown in FIG. 2 (e), the inlet steam temperature of the
以上より、本実施例によれば、蒸気タービンの入口蒸気温度の急変を防ぎ、蒸気タービン式発電装置200の運転を継続することができる。同時に、蒸気タービン201の入口蒸気流量をガスタービン式発電装置がトリップする前の流量に復帰させることができ、発電量の大幅な低下を抑制することができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to prevent the steam temperature at the inlet of the steam turbine from changing suddenly and to continue the operation of the steam
なお、上述した実施形態は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。 The above-described embodiment is an example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.
100…ごみ焼却炉
101…廃熱ボイラ
102…蒸気供給管路
103…蒸気だめタンク
104a、104b…1号過熱器、2号過熱器
105a、105b…1号過熱器用分岐管路、2号過熱器用分岐管路
106a、106b…1号過熱器用遮断弁、2号過熱器用遮断弁
107…タービンバイパス管路
108…タービンバイパス遮断弁
109…第2調整弁
110…過熱器バイパス管路
111…第3調整弁
113a…1号ガスタービン用トリップ検出器(トリップ検出手段)
113b…2号ガスタービン用トリップ検出器(トリップ検出手段)
200…蒸気タービン式発電装置
201…蒸気タービン
300…ガスタービン式発電装置
301a、301b…1号ガスタービン、2号ガスタービン
400…制御装置
100 ... Waste incinerator
101 ... Waste heat boiler
102 ... Steam supply line
103 ... Steam reservoir tank
104a, 104b ... No. 1 superheater, No. 2 superheater
105a, 105b ... No.1 superheater branch pipe, No.2 superheater branch pipe
106a, 106b ... No.1 superheater shutoff valve, No.2 superheater shutoff valve
107: Turbine bypass pipeline
108: Turbine bypass shut-off valve
109 ... Second adjustment valve
110 ... Superheater bypass line
111 ... Third adjustment valve
113a ... Trip detector for No. 1 gas turbine (trip detection means)
113b ... No. 2 gas turbine trip detector (trip detection means)
200 ... Steam turbine power generator
201 ... steam turbine
300 ... Gas turbine type power generator
301a, 301b ... No. 1 gas turbine, No. 2 gas turbine
400 ... Control device
Claims (8)
蒸気を発生させる蒸気発生装置と、
各ガスタービンの排気側にそれぞれ設けられた、各ガスタービンから排出される排ガスによって上記蒸気発生装置において発生する蒸気を過熱する過熱器と、
各過熱器において過熱された過熱蒸気によって駆動される蒸気タービン式発電装置と、
各過熱器にそれぞれ流入する蒸気を遮断する遮断手段と、
各ガスタービン式発電装置にそれぞれ設けられた、各ガスタービン式発電装置のトリップをそれぞれ検出するトリップ検出手段と、
複合発電プラントの運転を制御する制御装置とを備えており、
該制御装置は、上記トリップ検出手段から上記複数のガスタービン式発電装置のうちの一部のガスタービン式発電装置のトリップに関する情報を得たときに、この情報に基づいてトリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に対応する遮断手段を遮断するように構成されている、複合発電プラント。 A plurality of gas turbine power generators;
A steam generator for generating steam;
A superheater that is provided on the exhaust side of each gas turbine and superheats the steam generated in the steam generator by the exhaust gas discharged from each gas turbine;
A steam turbine power generator driven by superheated steam superheated in each superheater;
Shut-off means for shutting off the steam flowing into each superheater;
Trip detection means provided for each gas turbine power generator, respectively, for detecting a trip of each gas turbine power generator;
A control device for controlling the operation of the combined power plant,
When the control device obtains information on a trip of a part of the plurality of gas turbine power generators from the trip detection means, the gas turbine power generator that has tripped based on this information is obtained. A combined power plant configured to shut off a shut-off means corresponding to an apparatus-side superheater.
該タービンバイパス通路の途中に介在して該タービンバイパス通路内の蒸気流量を調整する第1流量調整手段とをさらに備えており、
上記制御装置は、上記遮断手段を遮断するとともに上記第1流量調整手段の開度を制御することにより、遮断手段によって遮断した蒸気の一部または全部を上記タービンバイパス通路を通して蒸気タービンの出口側通路に排出するように構成されている、請求項1記載の複合発電プラント。 A turbine bypass passage that bypasses the gas turbine power generator and the steam turbine power generator by communicating the outlet side passage of the steam generator and the outlet side passage of the steam turbine;
A first flow rate adjusting means for adjusting a steam flow rate in the turbine bypass passage interposed in the middle of the turbine bypass passage;
The control device shuts off the shut-off means and controls the opening of the first flow rate adjusting means, whereby a part or all of the steam shut off by the shut-off means passes through the turbine bypass passage and is connected to the outlet side passage of the steam turbine. The combined power plant according to claim 1, wherein the combined power plant is configured to discharge to the outside.
上記制御装置は、該流量計測手段から得た蒸気流量に関する流量情報に基づいて上記タービンバイパス通路を通して上記蒸気タービンの出口側通路に排出すべき蒸気の流量を算出し、この算出流量に基づいて上記第1流量調整手段の開度を制御するように構成されている、請求項2記載の複合発電プラント。 It further comprises a flow rate measuring means for measuring the flow rate of steam flowing into each superheater,
The control device calculates the flow rate of steam to be discharged to the outlet side passage of the steam turbine through the turbine bypass passage based on the flow rate information related to the steam flow rate obtained from the flow rate measuring means, and based on the calculated flow rate, The combined power plant according to claim 2, wherein the combined power plant is configured to control an opening degree of the first flow rate adjusting means.
上記過熱器バイパス通路の途中に介在して該過熱器バイパス通路内の蒸気流量を調整する第2流量調整手段とをさらに備えており、
上記制御装置は、上記タービンバイパス通路へ蒸気を移行したときから所定時間経過後に、上記第1流量調整手段の開度を徐々に減少させるとともに上記第2流量調整手段の開度を徐々に増加させることにより、タービンバイパス通路の蒸気を上記過熱器バイパス通路に移行して上記蒸気タービンに供給するように構成されている、請求項2または3記載の複合発電プラント。 A superheater bypass passage that bypasses the superheater by communicating the outlet side passage of the steam generator and the outlet side passage of the superheater;
And a second flow rate adjusting means for adjusting the steam flow rate in the superheater bypass passage interposed in the middle of the superheater bypass passage,
The control device gradually decreases the opening degree of the first flow rate adjusting means and gradually increases the opening degree of the second flow rate adjusting means after a predetermined time has elapsed from when the steam is transferred to the turbine bypass passage. The combined power plant according to claim 2 or 3, wherein the steam in the turbine bypass passage is transferred to the superheater bypass passage and supplied to the steam turbine.
上記制御装置は、タービンバイパス通路の蒸気を上記過熱器バイパス通路に移行させるときに、上記第1流量調整手段の開度を徐々に減少させるととともに、上記圧力計測手段から得た蒸気の圧力に関する情報に基づいてこの圧力が予め設定された目標値になるように上記第2流量調整手段の開度を制御すべくなしてある、請求項4記載の複合発電プラント。 Pressure measuring means for measuring the pressure of the steam upstream of the first flow rate adjusting means,
When the steam of the turbine bypass passage is transferred to the superheater bypass passage, the control device gradually decreases the opening of the first flow rate adjusting means and relates to the pressure of the steam obtained from the pressure measuring means. The combined power plant according to claim 4, wherein the opening degree of the second flow rate adjusting means is controlled so that the pressure becomes a preset target value based on the information.
上記トリップ検出手段が上記複数のガスタービン式発電装置のうちの一部のガスタービン式発電装置がトリップしたことを検出したときに、上記遮断手段がトリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に流入する蒸気を遮断する遮断工程を有する、複合発電プラントの制御方法。 A plurality of gas turbine generators, a steam generator for generating steam, and an exhaust gas discharged from each gas turbine provided on the exhaust side of each gas turbine are used to superheat the steam generated in the steam generator. Superheater, steam turbine power generator driven by superheated steam superheated by each superheater, shut-off means for shutting off steam flowing into each superheater, and trip detection of each gas turbine power generator A control method applied to a combined power plant comprising trip detecting means for
When the trip detection means detects that a part of the gas turbine type power generators of the plurality of gas turbine type power generators have tripped, the tripping means trips to the superheater on the gas turbine type power generator side where the trip means has tripped. A control method for a combined power plant, comprising a shut-off process for shutting off inflowing steam.
上記トリップ検出手段が上記複数のガスタービン式発電装置のうちの一部のガスタービン式発電装置がトリップしたことを検出したときに、上記遮断手段がトリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に流入する蒸気を遮断する遮断工程と、
上記遮断手段によって遮断した蒸気を、上記タービンバイパス通路および運転継続しているガスタービン式発電装置側の過熱器へ移行する第1移行工程とを有する、複合発電プラントの制御方法。 A plurality of gas turbine power generators, a steam generator for generating steam, and an overheat that superheats steam generated in the steam generator by exhaust gas discharged from each gas turbine provided on the exhaust side of each gas turbine. , Steam turbine power generator driven by superheated steam superheated by each superheater, shut-off means for shutting off the steam flowing into each superheater, and detecting trip of each gas turbine power generator A control method applied to a combined power plant comprising trip detection means and a turbine bypass passage communicating the outlet side passage of the steam generator and the outlet side passage of the steam turbine,
When the trip detection means detects that a part of the gas turbine type power generators of the plurality of gas turbine type power generators have tripped, the tripping means trips to the superheater on the gas turbine type power generator side where the trip means has tripped. A shut-off process for shutting off the inflowing steam;
A control method for a combined power plant, comprising: a first transition step in which the steam blocked by the blocking means is transferred to the turbine bypass passage and the superheater on the side of the gas turbine power generator that is operating continuously.
上記トリップ検出手段が上記複数のガスタービン式発電装置のうちの一部のガスタービン式発電装置がトリップしたことを検出したときに、上記遮断手段がトリップしたガスタービン式発電装置側の過熱器に流入する蒸気を遮断する遮断工程と、
上記遮断手段によって遮断した蒸気を、上記タービンバイパス通路および運転継続しているガスタービン式発電装置側の過熱器へ移行する第1移行工程と、
上記タービンバイパス通路へ蒸気を移行したときから所定時間経過後に、タービンバイパス通路に移行された蒸気を徐々に過熱器バイパス通路へ移行する第2移行工程とを有する、複合発電プラントの制御方法。 A plurality of gas turbine power generators, a steam generator for generating steam, and an overheat that superheats steam generated in the steam generator by exhaust gas discharged from each gas turbine provided on the exhaust side of each gas turbine. , Steam turbine power generator driven by superheated steam superheated by each superheater, shut-off means for shutting off the steam flowing into each superheater, and detecting trip of each gas turbine power generator Trip detection means, turbine bypass passage communicating the outlet side passage of the steam generator and the outlet side passage of the steam turbine, superheater bypass passage communicating the outlet side passage of the steam generator and the outlet side passage of the superheater A control method applied to a combined power plant comprising:
When the trip detection means detects that a part of the gas turbine type power generators of the plurality of gas turbine type power generators have tripped, the tripping means trips to the superheater on the gas turbine type power generator side where the trip means has tripped. A shut-off process for shutting off the inflowing steam;
A first transition step of transitioning the steam blocked by the blocking means to the turbine bypass passage and the superheater on the side of the gas turbine power generator that is operating;
And a second transition step of gradually transitioning the steam transferred to the turbine bypass passage to the superheater bypass passage after elapse of a predetermined time from when the steam is transferred to the turbine bypass passage.
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