JP2014202136A - 抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法および装置 - Google Patents
抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014202136A JP2014202136A JP2013079430A JP2013079430A JP2014202136A JP 2014202136 A JP2014202136 A JP 2014202136A JP 2013079430 A JP2013079430 A JP 2013079430A JP 2013079430 A JP2013079430 A JP 2013079430A JP 2014202136 A JP2014202136 A JP 2014202136A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- low
- steam
- extraction
- casing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 319
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 109
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 19
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 10
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 244000145845 chattering Species 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/02—Arrangement of sensing elements
- F01D17/08—Arrangement of sensing elements responsive to condition of working-fluid, e.g. pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
- F01D17/145—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/14—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to other specific conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
- F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/02—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of multiple-expansion type
- F01K7/04—Control means specially adapted therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
- F01K7/18—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbine being of multiple-inlet-pressure type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05D2270/301—Pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
図12において、1はボイラ、2はそれぞれ翼段落を有する高圧部3と低圧部4とを備える抽気蒸気タービン、5は抽気蒸気タービン2からの排気蒸気を復水する復水器、6はタービン2に直結して駆動される発電機、7は復水器5からの復水を加熱して脱気する脱気器である。なお、抽気蒸気タービン2には高圧部3に流入する主蒸気の流量を制御する主蒸気加減弁8と、高圧部3から低圧部4に流入する蒸気流量を制御して抽気蒸気の圧力を制御する抽気加減弁9とが設けられている。
図12に示す構成では、抽気蒸気の一部は抽気管19から分岐した高圧給水加熱器用抽気配管21を経て高圧給水加熱器15に供給される。
高圧部3の抽気配管19により抽気された残りの排気蒸気は抽気加減弁9を通して低圧部4に供給される。
発電機6は、蒸気が抽気蒸気タービン2の高圧部3、低圧部4を流れてタービンロータを回転させて仕事をする仕事量に対応する電力を発生する。
それぞれ翼段落を有する高圧部3と低圧部4とを備えた抽気蒸気タービン2においては、主蒸気加減弁8により高圧部3に流入する蒸気流量を制御し、抽気加減弁9により高圧部3から低圧部4に流入する蒸気流量を制御することにより、高圧部3の排気蒸気から抽気してプロセス16へ供給する抽気蒸気の圧力を制御するように構成されている。そして、高圧部3の高圧車室の蒸気圧力を検出する高圧車室圧力検出器40と、低圧部4の低圧車室の蒸気圧力を検出する低圧車室圧力検出器41からの検出信号を受けて、主蒸気加減弁8を制御する主蒸気加減弁制御器44および抽気蒸気加減弁9を制御する抽気蒸気制御器46に開度指令OP8およびOP9を与える演算制御装置42を備える。
すなわち、図2に示す相関線Pは、抽気蒸気タービン2が抽気圧力制御運転をしているときに、スラスト力が或る一定値となる場合の高圧部3と低圧部4のそれぞれの通過蒸気流量の関係を表している。そして、低圧車室圧力Lpが、この高圧車室圧力に対応する低圧車室基準圧力Lppより高くなって図2の相関線Pより上の斜線の範囲になったとき、演算制御装置42は、抽気蒸気制御器46に自動制御解除指令CSを送って、抽気圧力制御を解除させ、低圧車室検出圧力Lpが前記相関圧力関係による高圧車室圧力に対応する低圧車室基準圧力Lppより小さくなり、抽気蒸気タービン2の負荷が現在の負荷より小さい負荷になるように主蒸気加減弁8に弁開度を減じる弁開度指令OP8を出力する。
なお、この場合には相関線Pを、スラスト力がスラスト軸受の許容面圧に相当する値に等しいときの低圧車室圧力と高圧車室圧力との関係を表すものとすることができる。
一般的に負荷の低下があまりに大きくなると、抽気蒸気タービン発電設備で発電した電力のうち工場で使用する分を差し引いた余剰電力を地域の電力系統に送電している場合、電力を使用する生産プロセスへの影響が大きくなるばかりでなく、送電の供給量が急変して地域の電力系統に重大な影響が出ることがある。
したがって、特許文献1による技術においては、負荷が大きく低下した場合には発電設備の運転に支障をきたすことがある。
また、前記の方法において前記抽気蒸気タービン発電設備の起動時には、前記蒸気タービンへ供給される主蒸気流量が、定常的な抽気圧力制御運転を継続させることができる主蒸気流量として予め設定された蒸気流量となるまでは、前記の低圧車室限界圧力を求める圧力相関線とは異なる、抽気圧力制御運転切換え用に設定された初期圧力相関線に基づいて求められた低圧車室初期限界圧力に設定するのがよい。
また、前記の保安運転装置は、前記抽気蒸気タービン発電設備の起動時に前記抽気蒸気タービンへ供給される主蒸気流量が、定常的な抽気圧力制御運転を継続させることができる主蒸気流量として予め設定された蒸気流量となるまでは、前記の低圧車室限界圧力を求める圧力相関線とは異なる、抽気圧力制御運転切換え用に設定された初期圧力相関線に基づいて求められた低圧車室初期限界圧力に設定を変更する手段を備えるようにしてもよい。
図1において、2は、高圧部3と低圧部4で構成された抽気蒸気タービン(以下、「抽気タービン」と略す。)である。高圧部3に図示しないボイラから供給される主蒸気の流量は、主蒸気加減弁8によって制御される。高圧部3から排出された排気蒸気の一部は抽気配管19を介してプロセス16に供給されるとともに残りの排気蒸気が抽気加減弁9を介して低圧部4へ供給される。低圧部4から排出された排気蒸気は、復水器5で復水にしてボイラへ戻される。抽気タービン2は、抽気配管19からプロセス16へ抽気蒸気を供給するとともに、これに結合されたここには図示しない発電機を駆動して発電を行う。
なお、主蒸気流量が変化しても抽気蒸気量が予め設定された蒸気流量を維持するよう、主蒸気加減弁8の開度信号OP8と抽気加減弁9への開度信号OP9は一定の関係を持って同時に制御される。主蒸気加減弁の開度信号OP8と抽気加減弁9の開度信号OP9との関係は、後で説明する。
図4は、抽気タービン2の翼段落部断面を模式化して示すものである。
F = F2 + F3 + F4 − F1 (1)
図5は、横軸に主蒸気流量Qをとり、縦軸にスラスト力Fをとって、主蒸気流量Qとタービンロータに作用するスラスト力Fの関係を示すものである。
なお、高圧排出蒸気3cの圧力がプロセス16の圧力Ppに到達するまでの間は、高圧排出蒸気3cは依然として全量が抽気加減弁9を通して低圧翼段落4bに供給される。
この間、プロセス16の圧力Ppは高圧排出蒸気3cの圧力Hpより高いが抽気配管19に設けられた抽気逆止弁17がプロセス16から抽気タービン2への蒸気の逆流を防止する。
しかし、抽気流量が多くなると低圧翼段落4bの蒸気流量が減少するため+F4が小さくなり高圧車室圧力Hpの増加によるラビリンスボス21aのスラスト力−F1の増大が支配的となる。そして、抽気流量が最大になると、タービンロータ全体のスラスト力Fは、主蒸気流量の増加に伴い、図5の10−11線を辿ってマイナス方向に大きく変化する。
スラスト力Fによるロータの軸方向の移動はスラスト軸受が制限しているが、スラスト軸受が受けるスラスト力Fが過大となり許容値を超えるとスラスト軸受が損傷する危険がある。そして、スラスト軸受が損傷した場合には、保安装置が作動して抽気タービンが非常停止されるので、発電設備の運用に大きな損失を与える。
この場合にはプロセス抽気蒸気流量ゼロから最小(以下、これを「最小抽気流量」と呼ぶ)の間での運転では、スラスト力Fが使用限度を超えてしまうので、抽気圧力制御運転をする場合にはプロセス16への抽気蒸気流量が最小抽気流量以下とならないよう、抽気タービン発電設備の運転員は運転状態を常時監視することが必要となる。
しかし、抽気タービンが抽気圧力制御運転をしている場合、何らかの原因、例えば、プロセスの蒸気需要が急に低下することによって、プロセス抽気蒸気流量が減少して最小抽気流量以下となったとき、運転員が常に適切な措置をとるとは限らないので、スラスト軸受の損傷を完全に防止することはできない。
図7は、この発明の実施例1の抽気タービンにおける保安運転の保安動作フローを示すものである。
この工程中に、マニュアル、すなわち運転員により主蒸気流量Qの監視が実行される(ステップS2)。この主蒸気流量監視工程においては主蒸気流量Qが予め設定された抽気開始蒸気流量Q1に到達するまで、ステップS1の負荷上昇操作を行う(N分岐)。
主蒸気流量QがQ1に到達したと運転員が判断したところで、Y分岐からステップS3へ進んで抽気圧力制御運転への切換えが行われる。これは、通常、操作盤上の押しボタンの指押しで行われる。ここから図1におけるPLC42による保安運転が開始され、抽気蒸気圧力を予め設定した圧力に一致するよう制御する、抽気圧力制御運転が実行される。
低圧車室限界圧力Lppは、予めPLC42に記憶させた、図3に示す高圧車室圧力Hpに対応する低圧車室の限界圧力Lppを決める圧力相関線Pから、読み取ったその都度の高圧車室検出圧力Hpに対応する低圧車室の限界圧力Lppとして演算により求められるものである。
すなわち、低圧車室圧力Lpが低く、Lp<Lppである場合は、低圧車室圧力Lpが、図3に示す圧力相関線P(図2に示した低圧車室の基準圧力を示す相関線Pと同じ)より下方にあり、抽気タービンのスラスト軸受に加わるスラスト力Fが運転の支障にならない範囲にあることになる。また、低圧車室圧力Lpが高くなり、Lp≧Lppとなった場合は、低圧車室圧力Lpが図3の相関線Pより上方にあり、抽気タービンのスラスト軸受に加わるスラスト力Fが運転に支障となる範囲にあることになる。
このように、低圧車室圧力Lpを監視することにより、抽気タービンのスラスト軸受に発生したスラスト力Fが運転の支障となる範囲にあるか否かを監視することができる。
なお、図3のA点は図5のインターロック作動線(スラスト力の限界を示す線)L1線上のa点のスラスト力に相当する。
この動作によって、抽気タービン内のスラスト力が運転に支障を生じない安全な範囲まで低下したどうかをステップS8で判定する。すなわち、ステップS8では、低圧車室圧力検出器41で検出された低圧車室圧力Lpを、図3における相関線Pより僅かに低い圧力、例えば0.025MPaだけ低くした高圧車室圧力Hpと低圧車室退避圧力Lpqとの特定の関係を表す第2の圧力相関線Qに基づいて求められた低圧車室退避圧力Lpqと比較して、Lp≦Lpqになったかどうかの判定処理が行われる。この判定処理で、低圧車室圧力Lpが、低圧車室退避圧力Lpq以下(Lp≦Lpq)に低下し、相関線Qより下方の値となったと判定されたときは、Y分岐からスッテプS9に進んで主蒸気加減弁8の強制絞込み動作を停止し、抽気異常警報の解除処理を行って通常負荷運転の監視ループに入る。
このステップS10では、主蒸気加減弁8の強制絞込みによって減少した主蒸気流量Qと抽気開始蒸気流量Q1とを比較して主蒸気流量Qが抽気開始蒸気流量Q1以上の流量あるか否かの判定を行う。ここで、Q≧Q1となり、主蒸気流量Qが抽気開始蒸気流量Q1以下に減少していないと判定された場合は、Y分岐から、ステップS7へ戻り、低圧車室圧力Lp≦低圧車室退避圧力Lpqとなるまで、主蒸気加減弁8の強制絞込み動作を繰り返す。
なお、元の負荷に復帰させたい場合は、通常負荷運転に移行後に、運転員が、プロセス抽気蒸気流量が最小抽気流量以上となることを確認の上負荷上昇操作を行う。
なお、ステップS4の判定で、低圧車室圧力Lp>低圧車室限界圧力Lppとなるのは、その時の負荷における抽気流量が十分でないこと、すなわち、最小抽気流量に相当する抽気流量以上の蒸気が高圧部排気3c(図4)からプロセス16に供給されていないことが原因である。
このように、この発明では、主蒸気加減弁の強制絞り動作が行われている最中でも、運転員が抽気流量を増やす操作を行うことにより、当該動作を停止させて通常負荷運転に復帰させることができる。これは従来技術にはなかった点のひとつである。
或るプロセスの蒸気需要に対して、主蒸気加減弁8と抽気加減弁9の弁開度は、図6の互いに並行な特性線V8とV9の線上にあり、負荷が変化してもこの関係はプロセスの蒸気需要が変化しない限り変わらない。そして、負荷が変動して主蒸気加減弁8に対する弁開度指令OPが変化するとき、抽気加減弁9に対しても共通の弁開度指令OPが発せられる。したがって、主蒸気加減弁8を通過する蒸気流量と抽気加減弁9を通過する蒸気流量との差、すなわち抽気流量は一定に保たれる。
同様に、主蒸気加減弁9が図7のステップS7における強制絞込みのループにあって弁開度指令OPが変化しても、抽気流量は変化せずに一定に保たれる。
これによりこの間のプロセス16への抽気蒸気流量は、次に説明するように一定に保たれる。
一方、上述の低圧車室圧力Lp判定により弁開度指令OPがOP2からOP1に減じられることにより、主蒸気加減弁8の通過蒸気流量がQ3に減少するが、抽気加減弁8への弁開度指令も同時に同じ割合で減じられてOP1となり、抽気加減弁8の通過蒸気流量もQ1に減少する。したがって、プロセスへの抽気蒸気流量Qe1は、主蒸気加減弁8の通過蒸気流量Q3と抽気加減弁8の通過蒸気流量Q1との差(Qe1=Q3−Q1)となるが、これは、弁開度指令OP2のときのプロセスへの抽気蒸気流量Qe2と等しい。
そして、上記動作によってスラスト力が運転に支障を生じない安全な範囲まで低下したかどうかを自動で判断し、安全な範囲である場合には主蒸気加減弁の強制絞込みを中止し、その負荷において、主蒸気加減弁8により主蒸気流量を制御する通常の負荷運転を再開することができる。
これにより、プラントへの抽気蒸気の供給および系統への電力の供給への影響を少なくすることができるとともに、抽気タービンのスラスト軸受が過大なスラスト力によって損傷されるのを未然に防止することができるので、抽気タービンを安全に運転することができる。
抽気圧力制御運転への切換え直前は、高圧排気部3cから排気される高圧排気蒸気の圧力はプロセスの蒸気圧力Ppより低いが、抽気圧力制御運転に切換えると抽気加減弁9が絞られるので高圧排気蒸気の圧力が高くなってゆき、高圧排気蒸気の圧力がプロセスの蒸気圧力以上に上昇すると抽気が行われる。しかし、切換え直後、一定量の抽気が行われるまでの間は、高圧排気部3cから排気される高圧排気蒸気の全量又はそのほとんどが低圧翼部4bに流れるため、低圧車室圧力Lpが高くなっている。そして、低圧車室圧力Lpが図3の圧力相関線Pに基づいて決められた低圧車室限界圧力Lpp以上の値になっていると、主蒸気加減弁8の強制絞込み操作が実行される可能性がある。このときのスラスト力は図5の点2の大きさになる。これは一時的なものであるため、許容できるのであるが、運転モードを抽気圧力制御運転に切換える度に主蒸気加減弁8の強制絞込み動作が実行されると、これを解除する操作を行わなければならないので運転操作が煩わしくなる。
この実施例2は、実施例1における図7に示す保安動作フローの一部を変更するだけでよいので、実施例2により変更した保安動作フローを図10および図11に示す。
この実施例2の保安動作フローにおいて、実施例1の保安動作フローにおけるステップ記号と同じ記号で示すステップはこれと同じ処理または操作を示す。
図10におけるマニュアル操作によりステップS1の負荷上昇操作からステップS3の抽気圧力制御運転切換えまでの起動操作は、実施例1(図7)と同じである。
そして、初期圧力相関線Pi、Qiは次のようにして定める。
図9の点2で示される、抽気圧力制御運転切換え直後の突出したスラスト力(以下、これを「突出スラスト」と呼ぶ)を生じさせる低圧車室圧力Lpを計算によって求める。突出スラストは主蒸気流量が抽気開始蒸気流量Q1のときに主蒸気流量の全量が低圧翼段落4bに流入することにより生じる(段落0042参照)ので、Q1からLpが計算される(この値をLptとする)。
そして、Q1と抽気圧力との関係から高圧車室圧力Hpも計算で求めることができるので(この値をHptとする)、図8上に抽気圧力制御運転開始直後の高圧車室圧力に対する低圧車室圧力の座標点が決まる。そこで、図8上でこの座標点(Hpt,Lpt)からP線上に適当に線分を延ばしたものがPi線となる。Qi線はPi線を僅か下方に並行移動した線に相当する直線である。
P線とPi線との交点座標である高圧車室圧力を「通常運転設定圧力」Hpoと呼ぶ。Hpoは、突出スラストの大きさを考慮して決められる。
ステップS22では、低圧車室圧力Lpが低圧車室初期限界圧力Lpi以上か否かの判定を行い、Lp<Lpiであれば、N分岐から負荷増加操作(主蒸気流量増加操作)を行うステップS24を実行してステップS21に戻り、高圧車室圧力Hpが通常運転設定圧力Hpoに達するまでこの操作を繰り返す。
このステップ28において、Hp≧Hpsと判定された場合は、Y分岐からステップS26へ戻り主蒸気加減弁強制絞込み操作を、ステップS27でLp≦Lqiと判定されるまで繰り返し行う。
元の負荷に戻す場合、運転員は最小抽気量以上のプロセスの蒸気需要があることを確認して、抽気圧力制御運転切り替え操作を最初からやり直すことになる。
ステップ32は、スッテプ21(図10)と同じ判定処理を行い、N分岐は図10の保安動作フローのB点とつながる。
主蒸気加減弁の強制絞込みによって高圧車室圧Hpが低下し、Hp<Hpoになった場合はステップS32のN分岐から図10のB点に戻って、負荷を増加させる操作を行う。
ステップS11の後は保安動作フローのA点に戻って通常負荷運転の監視ループとなるが、負荷は、S7,S8,S32のループで低下した状態であるので、負荷を元に戻す場合には、運転員はプロセス抽気蒸気流量が最小抽気流量以上となったことを確認して、主蒸気加減弁の開度を大きくする操作をする。
図11の保安動作フローのその外の動作は、図7の実施例1の保安動作フローの動作と同じであるので、詳細な動作の説明は省略する。
また、前記の方法において前記抽気蒸気タービン発電設備の起動時には、前記蒸気タービンへ供給される主蒸気流量が予め設定された定常的な抽気運転が可能な流量となるまでは、前記低圧車室限界圧力に代えて、当該低圧車室限界圧力を求める圧力相関線とは異なる圧力相関線であって、抽気圧力制御運転切換え用に設定された初期圧力相関線に基づいて求められた基準圧力である低圧車室初期限界圧力に設定するのがよい。
また、前記抽気蒸気タービン発電設備の起動時に、前記抽気蒸気タービンへ供給される主蒸気流量が、定常的な抽気圧力制御運転を継続させることができる主蒸気流量として予め設定された蒸気流量となるまでは、前記低圧車室限界圧力に代えて、当該低圧車室限界圧力を求める圧力相関線とは異なる圧力相関線であって、抽気圧力制御運転切換え用に設定された初期圧力相関線に基づいて求められた基準圧力である低圧車室初期限界圧力に設定する手段を備えるようにしてもよい。
なお、元の負荷に復帰させたい場合は、通常負荷運転に移行後に、運転員が、プロセス抽気蒸気流量が最小抽気流量以上となることを確認の上負荷上昇操作を行う。
Claims (6)
- それぞれ翼段落を有する高圧部と低圧部とで構成された抽気蒸気タービンを備え、この抽気蒸気タービンで発電機を駆動し、前記抽気蒸気タービンの高圧部に流入する蒸気流量を主蒸気加減弁により制御し、前記高圧部の排気蒸気から低圧部へ供給する蒸気流量を抽気加減弁で調整することにより前記高圧部の排気蒸気から一部を抽気してプロセスへ供給する抽気蒸気の圧力を制御する抽気蒸気タービン発電設備において、前記高圧部の高圧車室内の蒸気圧力および前記低圧部の低圧車室内の蒸気圧力を検出し、予め設定された前記抽気蒸気タービンの高圧車室圧力と低圧車室圧力との特定の関係を表す圧力相関線に基づいて、その都度の前記高圧車室の検出圧力に対応する基準となる低圧車室限界圧力を求め、この低圧車室限界圧力と前記低圧車室の検出圧力とを比較し、前記低圧車室の検出圧力が前記低圧車室限界圧力より大きくなったことが検知されたとき、前記抽気加減弁による抽気蒸気圧力制御はそのまま維持した状態で、前記主蒸気加減弁の開度を強制的に絞って前記高圧部に流入する主蒸気流量を減らすようにしたことを特徴とする抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法。
- 低圧車室圧力が前記低圧車室限界圧力より大きくなったときに、前記主蒸気加減弁の開度に絞る動作を、当該動作によって前記高圧部に流入する蒸気流量が減少し、前記低圧車室の検出圧力が前記低圧車室限界圧力より低く設定された基準圧力である低圧車室退避圧力以下に低下したときには前記動作を停止して自動的に通常負荷運転に復帰させることを特徴とする請求項1に記載の抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法。
- 前記抽気蒸気タービン発電設備の起動時には、前記蒸気タービンへ供給される主蒸気流量が予め設定された、定常的な抽気運転が可能な流量となるまでは、前記の低圧車室限界圧力を求める圧力相関線とは異なる抽気圧力制御運転切換え用に設定された初期圧力相関線に基づいて求められた基準圧力である低圧車室初期限界圧力に設定することを特徴とする請求項1または2に記載の抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法。
- それぞれ翼段落を有する高圧部と低圧部とで構成された抽気蒸気タービンを備え、この抽気蒸気タービンで発電機を駆動し、前記抽気蒸気タービンの高圧部に流入する蒸気流量を主蒸気加減弁により制御し、前記高圧部の排気蒸気から低圧部へ供給する蒸気流量を抽気加減弁により調整することで前記高圧部の排気蒸気から一部を抽気してプロセスへ供給する抽気蒸気の圧力を一定値に制御するようにした抽気蒸気タービン発電設備において、前記高圧部の高圧車室内の蒸気圧力および前記低圧部の低圧車室内の蒸気圧力を検出する圧力検出手段と、予め設定された前記抽気蒸気タービンの高圧車室圧力と低圧車室圧力との特定の関係を表す圧力相関線に基づいて、その都度の前記高圧車室の検出圧力に対応する基準となる低圧車室圧力である低圧車室限界圧力を求める手段と、前記低圧車室の検出圧力と前記低圧車室限界圧力とを比較する手段と、前記低圧車室の検出圧力が前記低圧車室限界圧力より大きくなったときに、前記抽気加減弁の圧力制御機能はそのまま維持した状態で前記主蒸気加減弁の開度を絞って前記高圧部に流入する蒸気流量を減らす制御手段とを備えたことを特徴とする抽気蒸気タービン発電設備の保安運転装置。
- 前記低圧車室の検出圧力が前記低圧車室限界圧力より大きくなったときに、前記主蒸気加減弁の開度を絞る弁制御指令は、前記低圧車室の圧力が前記低圧車室限界圧力より所定値だけ小さく設定された基準圧力である低圧車室退避圧力以下になったときに自動的に解除することを特徴とする請求項4に記載の抽気蒸気タービン発電設備の保安運転装置。
- 前記抽気蒸気タービン発電設備の起動時に、前記抽気蒸気タービンへ供給される主蒸気流量が、定常的な抽気圧力制御運転を継続させることができる主蒸気流量として予め設定された蒸気流量となるまでは、前記の低圧車室限界圧力を求める圧力相関線とは異なる抽気圧力制御運転切換え用に設定された初期圧力相関線に基づいて求められた基準圧力である低圧車室初期限界圧力に設定を変更する手段を備えることを特徴とする請求項4または5に記載の抽気蒸気タービン発電設備の保安運転装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013079430A JP5397560B1 (ja) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | 抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法および装置 |
PCT/JP2013/081425 WO2014162632A1 (ja) | 2013-04-05 | 2013-11-21 | 抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法および装置 |
DE112013001671.0T DE112013001671B4 (de) | 2013-04-05 | 2013-11-21 | Verfahren und Vorrichtung zum Sicherheitsbetrieb einer Entnahmedampfturbine, die für eine Stromerzeugungsanlage genutzt ist |
US14/478,648 US9404382B2 (en) | 2013-04-05 | 2014-09-05 | Method and apparatus for safety operation of extraction steam turbine utilized for power generation plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013079430A JP5397560B1 (ja) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | 抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5397560B1 JP5397560B1 (ja) | 2014-01-22 |
JP2014202136A true JP2014202136A (ja) | 2014-10-27 |
Family
ID=50112349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013079430A Active JP5397560B1 (ja) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | 抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法および装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9404382B2 (ja) |
JP (1) | JP5397560B1 (ja) |
DE (1) | DE112013001671B4 (ja) |
WO (1) | WO2014162632A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190137926A (ko) * | 2017-05-01 | 2019-12-11 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 증기 터빈 로터 추력의 동적 평형을 위한 시스템 및 방법 |
CN112922682A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-08 | 暨南大学 | 一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法 |
WO2023100457A1 (ja) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 三菱重工業株式会社 | 制御装置、制御方法およびシステム |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104074561B (zh) * | 2014-06-03 | 2015-07-15 | 国家电网公司 | 一种热电联产汽轮机组节流调整系统及其以热定电的方法 |
CN106246245A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-12-21 | 华能国际电力开发公司铜川照金电厂 | 一种缩短机组启动时间及节能启动的方法 |
JP7026520B2 (ja) * | 2018-01-30 | 2022-02-28 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | タービン用の弁装置、タービン、およびそれらの製造方法 |
CN109488394A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-03-19 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 百万核电汽轮机控制系统机堆协调的控制方法 |
CN109404075A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-01 | 上海电气电站设备有限公司 | 小汽轮机背压控制热力系统及其控制方法 |
CN110083938B (zh) * | 2019-04-27 | 2022-09-30 | 吉林省电力科学研究院有限公司 | 一种确定汽轮机低压缸最小安全流量的方法 |
CN110374694B (zh) * | 2019-06-05 | 2022-06-14 | 陕西渭河发电有限公司 | 一种高背压供热机组安全控制方法 |
CN111441831A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-07-24 | 大唐东北电力试验研究院有限公司 | 汽轮机最小安全流量试验方法 |
CN112697195B (zh) * | 2020-11-12 | 2024-06-04 | 珠海一多智能科技有限公司 | 高压套管负荷气压温度在线监测诊断方法 |
CN112377275B (zh) * | 2020-11-18 | 2023-03-24 | 润电能源科学技术有限公司 | 一种节流配汽汽轮机运行控制方法、装置及设备 |
CN112412548B (zh) * | 2020-11-23 | 2021-12-31 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种汽轮机变工况下轴向推力的调整系统及其使用方法 |
CN114934828B (zh) * | 2022-05-13 | 2023-08-22 | 华电电力科学研究院有限公司 | 基于超临界再热型双抽供热背压机组系统的投入运行方法 |
CN114961890B (zh) * | 2022-06-02 | 2024-02-13 | 国网河北能源技术服务有限公司 | 一种供热期汽轮机组滑压运行优化方法 |
CN115749985A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-03-07 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种抽背式汽轮机季节性变参数运行方法 |
Family Cites Families (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2540691A (en) * | 1948-08-19 | 1951-02-06 | Westinghouse Electric Corp | Valve control of reheat turbine installation |
US3242678A (en) * | 1963-09-20 | 1966-03-29 | Combustion Eng | Apparatus and method for obtaining high temperature low pressure vapor from a high temperature high pressure vapor source |
US3322153A (en) * | 1964-06-09 | 1967-05-30 | Gen Electric | Multiple pressure control valve |
US4320625A (en) * | 1980-04-30 | 1982-03-23 | General Electric Company | Method and apparatus for thermal stress controlled loading of steam turbines |
JPH0678724B2 (ja) * | 1986-04-25 | 1994-10-05 | 株式会社日立製作所 | 1軸コンバインドプラントにおける蒸気タービンのクーリング方法及びクーリング装置 |
JPS63100203A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-02 | Hitachi Ltd | 蒸気タ−ビンの蒸気流量制御方法 |
US5042246A (en) * | 1989-11-06 | 1991-08-27 | General Electric Company | Control system for single shaft combined cycle gas and steam turbine unit |
ATE117407T1 (de) * | 1991-04-16 | 1995-02-15 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zur überwachung des betriebszustandes einer dampfturbine. |
DE4129518A1 (de) * | 1991-09-06 | 1993-03-11 | Siemens Ag | Kuehlung einer niederbruck-dampfturbine im ventilationsbetrieb |
US5361585A (en) * | 1993-06-25 | 1994-11-08 | General Electric Company | Steam turbine split forward flow |
JP3279740B2 (ja) * | 1993-07-23 | 2002-04-30 | 株式会社日立製作所 | 発電プラントの給水装置 |
JPH07119408A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タービンの緊急用制御装置 |
JPH07243304A (ja) * | 1994-03-01 | 1995-09-19 | Fuji Electric Co Ltd | 抽気タービンの抽気圧力制御方法 |
JP3186468B2 (ja) * | 1994-10-06 | 2001-07-11 | 富士電機株式会社 | 抽気蒸気タービンの保安装置 |
JP3716062B2 (ja) * | 1996-11-14 | 2005-11-16 | 三菱重工業株式会社 | 余剰蒸気の回収装置 |
JP2001317305A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-16 | Babcock Hitachi Kk | タービン・発電機の制御方法と装置 |
DE50110456D1 (de) * | 2000-05-31 | 2006-08-24 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer dampfturbine mit mehreren stufen im leerlauf oder schwachlastbetrieb |
DE10042317A1 (de) * | 2000-08-29 | 2002-03-14 | Alstom Power Nv | Dampfturbine und Verfahren zur Einleitung von Beipassdampf |
DE50213199D1 (de) * | 2002-05-22 | 2009-02-26 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Dampfkraftanlage, insbesondere im Teillastbereich |
US8448437B2 (en) * | 2003-07-25 | 2013-05-28 | Baker Hughes Incorporated | System and method of cooling turbines |
US7614233B2 (en) * | 2005-01-28 | 2009-11-10 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Operation method of nuclear power plant |
JP4158120B2 (ja) * | 2006-05-18 | 2008-10-01 | 株式会社日立製作所 | 蒸気タービンプラント |
JP4616847B2 (ja) * | 2007-02-16 | 2011-01-19 | 三菱重工業株式会社 | 蒸気システムとその制御システム及び制御方法 |
JP4901782B2 (ja) * | 2008-02-19 | 2012-03-21 | 株式会社東芝 | 発電複合プラント及びプラント制御方法 |
DE102008033402A1 (de) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfturbinenanlage sowie Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine |
US8499561B2 (en) * | 2009-09-08 | 2013-08-06 | General Electric Company | Method and apparatus for controlling moisture separator reheaters |
US8528314B2 (en) * | 2010-02-02 | 2013-09-10 | General Electric Company | Method and apparatus for combined cycle power plant startup |
US8568084B2 (en) * | 2010-06-23 | 2013-10-29 | General Electric Company | System for controlling thrust in steam turbine |
US8505299B2 (en) * | 2010-07-14 | 2013-08-13 | General Electric Company | Steam turbine flow adjustment system |
JP5637808B2 (ja) * | 2010-10-21 | 2014-12-10 | 株式会社東芝 | 二酸化炭素回収方法及び二酸化炭素回収型汽力発電システム |
JP5643691B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2014-12-17 | 株式会社東芝 | 二酸化炭素回収型汽力発電システム及びその運転方法 |
EP2666978B1 (en) * | 2012-05-25 | 2016-08-24 | General Electric Technology GmbH | Steam Rankine plant |
-
2013
- 2013-04-05 JP JP2013079430A patent/JP5397560B1/ja active Active
- 2013-11-21 DE DE112013001671.0T patent/DE112013001671B4/de active Active
- 2013-11-21 WO PCT/JP2013/081425 patent/WO2014162632A1/ja active Application Filing
-
2014
- 2014-09-05 US US14/478,648 patent/US9404382B2/en active Active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190137926A (ko) * | 2017-05-01 | 2019-12-11 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 증기 터빈 로터 추력의 동적 평형을 위한 시스템 및 방법 |
JP2020518759A (ja) * | 2017-05-01 | 2020-06-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 蒸気タービンロータ推力の動的バランスのためのシステムおよび方法 |
JP7159205B2 (ja) | 2017-05-01 | 2022-10-24 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 蒸気タービンロータ推力の動的バランスのためのシステムおよび方法 |
KR102489693B1 (ko) * | 2017-05-01 | 2023-01-17 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 증기 터빈 로터 추력의 동적 평형을 위한 시스템 및 방법 |
CN112922682A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-08 | 暨南大学 | 一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法 |
WO2023100457A1 (ja) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 三菱重工業株式会社 | 制御装置、制御方法およびシステム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112013001671B4 (de) | 2016-09-29 |
DE112013001671T5 (de) | 2015-02-19 |
WO2014162632A1 (ja) | 2014-10-09 |
US20140373541A1 (en) | 2014-12-25 |
JP5397560B1 (ja) | 2014-01-22 |
US9404382B2 (en) | 2016-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5397560B1 (ja) | 抽気蒸気タービン発電設備の保安運転方法および装置 | |
EP2390565B1 (en) | Heat Recovery Steam Generation System and Method for Controlling a Water Level of a Drum in a Heat Recovery Steam Generation System for a Combined Cycle Power Plant | |
RU2562340C2 (ru) | Система регулирования паровой турбины и способ эксплуатации паровой турбины при повышенном неустановившемся давлении на выхлопе | |
JP2012167571A (ja) | 一軸型複合サイクル発電プラントおよびその運転方法 | |
JP4982507B2 (ja) | タービングランドシール蒸気減温制御装置および蒸気タービン発電設備におけるプラント制御方法 | |
JP2017532503A (ja) | 主制御装置として熱応力制御装置を備えるタービン制御ユニット | |
JP4158120B2 (ja) | 蒸気タービンプラント | |
JP4794254B2 (ja) | 蒸気タービンプラントおよびその運転方法 | |
JP4528693B2 (ja) | 蒸気タービン発電プラントとその制御方法 | |
JP2007046577A (ja) | 再熱型蒸気タービンプラント | |
JP2015124710A (ja) | 制御装置、及び起動方法 | |
JP4734184B2 (ja) | 蒸気タービン制御装置および蒸気タービン制御方法 | |
JP5524923B2 (ja) | 低圧タービンバイパス制御装置及び発電プラント | |
JP2008101494A (ja) | 低圧蒸気タービンシステム及び制御方法 | |
JP2008267688A (ja) | 復水器真空度制御システム及び該システムを備えた発電プラント | |
JPH0148366B2 (ja) | ||
JP2000257405A (ja) | 蒸気タービンプラントの運転方法 | |
JP4901335B2 (ja) | ボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法 | |
JP4905941B2 (ja) | 排熱回収ボイラとその蒸気圧力制御方法 | |
EP3146163B1 (en) | Device for expanding steam and method to control such a device | |
JP3186468B2 (ja) | 抽気蒸気タービンの保安装置 | |
JP2004169621A (ja) | 抽気復水タービンの制御装置 | |
JP4949712B2 (ja) | 発電プラントの給水装置 | |
JP2001323805A (ja) | 蒸気タービンシステム、及びボイラー給水ポンプタービンの真空上昇方法 | |
JP2023032523A (ja) | コンバインドサイクル発電プラントの起動制御装置及び起動制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131007 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5397560 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |