JP2020079564A - コンバインドサイクルプラント、その制御装置、及びその運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このコンバインドサイクルプラントは、第一ガスタービンユニットと、蒸気タービンと、助燃装置と、第二ガスタービンユニットと、を備える。前記第一ガスタービンユニットは、第一ガスタービン、及びその排気ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第一排熱回収蒸気発生器を有する。前記蒸気タービンは、前記第一排熱回収蒸気発生器から発生した蒸気で駆動される。前記助燃装置は、前記第一排熱回収蒸気発生器の蒸気発生器枠内で燃料を燃焼させて発生蒸気量を増加させることで前記蒸気タービンの出力を増加させる。前記第二ガスタービンユニットは、第二ガスタービン、及びその排気ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第二排熱回収蒸気発生器を有する。
このコンバインドサイクルプラントの運転方法では、前記助燃装置を駆動せずに前記第一ガスタービンユニットを駆動する、叉は前記助燃装置を駆動せずに前記第一ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する第一運転区間と、前記第一運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合は、前記第一ガスタービンユニット、前記助燃装置及び前記蒸気タービンを駆動する第二運転区間と、前記第二運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合は、前記助燃装置を駆動せずに、前記第一ガスタービンユニット、第二ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する第三運転区間と、を実行する。
このコンバインドサイクルプラントは、一基のガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスの熱を利用して蒸気を発生する一基の排熱回収蒸気発生器とを有する、複数のガスタービンユニットと、複数の前記ガスタービンユニット毎の前記排熱回収蒸気発生器からの蒸気で駆動可能な一基以上の蒸気タービンと、を備える。前記ガスタービンは、燃料を燃焼する燃焼器と、前記燃焼器に供給する燃料の流量を調節する主燃料弁と、を有する。前記排熱回収蒸気発生器は、前記排気ガスが内部を通る枠と、前記枠内に燃料を噴射して、前記枠内で燃料を燃焼させる助燃バーナと、前記助燃バーナに供給する燃料の流量を調節する助燃燃料弁と、を有する。
このコンバインドサイクルプラントの運転方法は、外部から前記コンバインドサイクルプラントに対する要求出力を受け付ける要求出力受付工程と、前記コンバインドサイクルプラントの運転形態を定める運転形態設定工程と、前記運転形態と前記要求出力に応じて、複数の前記ガスタービンユニット毎の前記主燃料弁の開度及び前記助燃燃料弁の開度を定めて、複数の前記ガスタービンユニット毎の前記主燃料弁に開度を指示すると共に前記助燃燃料弁の開度を指示する弁制御工程と、を実行する。前記運転形態設定工程では、複数の前記ガスタービンユニットのうち、複数の前記ガスタービンユニットのいずれかの前記燃焼器に燃料を送り、複数の前記ガスタービンユニットのいずれの前記助燃バーナにも燃料を送らない標準運転形態と、複数の前記ガスタービンユニットのいずれかの前記燃焼器に燃料を送り、前記燃焼器に燃料を送る前記ガスタービンユニットの前記助燃バーナに燃料を送る助燃運転形態と、のうちのいずれかの運転形態を定める。前記運転形態設定工程では、複数の前記ガスタービンユニットのうち、(M−1)(Mは2以上の自然数)基の前記ガスタービンユニットにおける前記助燃バーナに燃料を送る助燃運転形態であって、プラント出力が、M基の前記ガスタービンユニットにおける前記燃焼器に燃料を送る前記標準運転形態ときのプラント出力と同じになる代替助燃運転形態が実施可能な場合に、前記運転形態として、前記代替助燃運転形態を定めることがある。
このコンバインドサイクルプラントは、第一ガスタービンユニットと、蒸気タービンと、助燃装置と、第二ガスタービンユニットと、を備える。前記第一ガスタービンユニットは、第一ガスタービン、及びその排気ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第一排熱回収蒸気発生器を有する。前記蒸気タービンは、前記第一排熱回収蒸気発生器から発生した蒸気で駆動される。前記助燃装置は、前記第一排熱回収蒸気発生器の蒸気発生器枠内で燃料を燃焼させて発生蒸気量を増加させることで前記蒸気タービンの出力を増加させる。前記第二ガスタービンユニットは、第二ガスタービン、及びその排気ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第二排熱回収蒸気発生器を有する。
このコンバインドサイクルプラントの制御装置は、前記助燃装置を駆動せずに前記第一ガスタービンユニットを駆動する、叉は前記助燃装置を駆動せずに前記第一ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する第一運転区間と、前記第一運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合は、前記第一ガスタービンユニット、前記助燃装置及び前記蒸気タービンを駆動する第二運転区間と、前記第二運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合は、前記助燃装置を駆動せずに、前記第一ガスタービンユニット、第二ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する第三運転区間と、を実行可能に、前記第一ガスタービンユニット、前記蒸気タービン、前記助燃装置、及び前記第二ガスタービンユニットを制御する制御部を備える。
以上のいずれかの前記態様の制御装置と、前記第一ガスタービンユニットと、前記蒸気タービンと、前記助燃装置と、前記第二ガスタービンユニットと、を備える。
このコンバインドサイクルプラントは、一基のガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスの熱を利用して蒸気を発生する一基の排熱回収蒸気発生器とを有する、複数のガスタービンユニットと、複数の前記ガスタービンユニット毎の前記排熱回収蒸気発生器からの蒸気で駆動可能な一基以上の蒸気タービンと、を備える。前記ガスタービンは、燃料を燃焼する燃焼器と、前記燃焼器に供給する燃料の流量を調節する主燃料弁と、を有する。前記排熱回収蒸気発生器は、前記排気ガスが内部を通る枠と、前記枠内に燃料を噴射して、前記枠内で燃料を燃焼させる助燃バーナと、前記助燃バーナに供給する燃料の流量を調節する助燃燃料弁と、を有する。
このコンバインドサイクルプラントの制御装置は、外部から前記コンバインドサイクルプラントに対する要求出力を受け付ける要求出力受付部と、前記コンバインドサイクルプラントの運転形態を定める運転形態設定部と、前記運転形態と前記要求出力に応じて、複数の前記ガスタービンユニット毎の前記主燃料弁の開度及び前記助燃燃料弁の開度を定めて、複数の前記ガスタービンユニット毎の前記主燃料弁に開度を指示すると共に前記助燃燃料弁の開度を指示する弁制御部と、を備える。前記運転形態設定部は、複数の前記ガスタービンユニットのうち、複数の前記ガスタービンユニットのいずれかの前記燃焼器に燃料を送り、複数の前記ガスタービンユニットのいずれの前記助燃バーナにも燃料を送らない標準運転形態と、複数の前記ガスタービンユニットのいずれかの前記燃焼器に燃料を送り、前記燃焼器に燃料を送る前記ガスタービンユニットの前記助燃バーナに燃料を送る助燃運転形態と、のうちのいずれかの運転形態を定める。前記運転形態設定部は、複数の前記ガスタービンユニットのうち、(M−1)(Mは2以上の自然数)基の前記ガスタービンユニットにおける前記助燃バーナに燃料を送る助燃運転形態であって、プラント出力が、M基の前記ガスタービンユニットにおける前記燃焼器に燃料を送る前記標準運転形態ときのプラント出力と同じになる代替助燃運転形態が実施可能な場合に、前記運転形態として、前記代替助燃運転形態を定め得る。
前記他の態様の制御装置と、複数の前記ガスタービンユニットと、一基以上の前記蒸気タービンと、を備える。
まず、図1〜図5を参照して、本発明に係るコンバインドサイクルプラントの第一実施形態について説明する。
次に、図6及び図7を参照して、本発明に係るコンバインドサイクルプラントの第二実施形態について説明する。
次に、図8を参照して、本発明に係るコンバインドサイクルプラントの第三実施形態について説明する。
Ua:第一ガスタービンユニット
Ub:第二ガスタービンユニット
Uc:第三ガスタービンユニット
10:ガスタービン
10a:第一ガスタービン
10b:第二ガスタービン
10c:第三ガスタービン
11:圧縮機
12:圧縮機ロータ
13:圧縮機ケーシング
14:燃焼器
15:タービン
16:タービンロータ
17:タービンケーシング
17o:排気口
18:ガスタービンロータ
20:主燃料ライン
21:主燃料弁
25:ガスタービン発電機
25x:発電機
30:HRSG(排熱回収蒸気発生器)
30a:第一HRSG(第一排熱回収蒸気発生器)
30b:第二HRSG(第二排熱回収蒸気発生器)
30c:第三HRSG(第三排熱回収蒸気発生器)
31:蒸気発生器枠
31i:排気ガス入口
31o:排気ガス出口
32:伝熱管
32i:水入口
32o:蒸気出口
33:助燃バーナ
35:助燃燃料ライン
36:助燃燃料弁
39:煙突
40:蒸気タービン
41:蒸気タービンロータ
42:蒸気タービンケーシング
42i:蒸気入口
42o:蒸気排気口
44:復水器
45:蒸気タービン発電機
50:主給水ライン
51:第一給水ライン
52:第二給水ライン
53:第三給水ライン
55:主蒸気ライン
56:第一蒸気ライン
57:第二蒸気ライン
58:第三蒸気ライン
59:給水ライン
61:第一給水弁
62:第二給水弁
63:第三給水弁
65:主蒸気弁
66:第一蒸気弁
67:第二蒸気弁
68:第三蒸気弁
100:制御装置
101:要求出力受付部
102:運転形態設定部
102a:表示部
102b:運転形態受付部
102c:運転形態決定部
103:弁制御部
104:制御部
Claims (9)
- 第一ガスタービン、及びその排気ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第一排熱回収蒸気発生器を有する第一ガスタービンユニットと、
前記第一排熱回収蒸気発生器から発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、
前記第一排熱回収蒸気発生器の蒸気発生器枠内で燃料を燃焼させて発生蒸気量を増加させることで前記蒸気タービンの出力を増加させる助燃装置と、
第二ガスタービン、及びその排気ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第二排熱回収蒸気発生器を有する第二ガスタービンユニットと、
を備えるコンバインドサイクルプラントの運転方法であって、
前記助燃装置を駆動せずに前記第一ガスタービンユニットを駆動する、叉は前記助燃装置を駆動せずに前記第一ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する第一運転区間と、
前記第一運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合は、前記第一ガスタービンユニット、前記助燃装置及び前記蒸気タービンを駆動する第二運転区間と、
前記第二運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合は、前記助燃装置を駆動せずに、前記第一ガスタービンユニット、第二ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する第三運転区間と、
を実行するコンバインドサイクルプラントの運転方法。 - 請求項1に記載のコンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記第一運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合、前記助燃装置を駆動せずに、前記第一ガスタービンユニット、第二ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する代替第二運転区間の実行と、前記第二運転区間の実行とのうち、いずれか一方を選択可能とする、
コンバインドサイクルプラントの運転方法。 - 請求項2に記載のコンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記第一運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合、前記代替第二運転区間と、前記第二運転区間とのうち、いずれか一方を実行可能である旨を表示する、
コンバインドサイクルプラントの運転方法。 - 請求項3に記載のコンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記代替第二運転区間の実行時におけるプラント効率と、前記第二運転区間の実行時におけるプラント効率と、を表示する、
コンバインドサイクルプラントの運転方法。 - 第一ガスタービン、及びその排気ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第一排熱回収蒸気発生器を有する第一ガスタービンユニットと、
前記第一排熱回収蒸気発生器から発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、
前記第一排熱回収蒸気発生器の蒸気発生器枠内で燃料を燃焼させて発生蒸気量を増加させることで前記蒸気タービンの出力を増加させる助燃装置と、
第二ガスタービン、及びその排気ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第二排熱回収蒸気発生器を有する第二ガスタービンユニットと、
を備えるコンバインドサイクルプラントの制御装置であって、
前記助燃装置を駆動せずに前記第一ガスタービンユニットを駆動する、叉は前記助燃装置を駆動せずに前記第一ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する第一運転区間と、
前記第一運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合は、前記第一ガスタービンユニット、前記助燃装置及び前記蒸気タービンを駆動する第二運転区間と、
前記第二運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合は、前記助燃装置を駆動せずに、前記第一ガスタービンユニット、第二ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する第三運転区間と、
を実行可能に、前記第一ガスタービンユニット、前記蒸気タービン、前記助燃装置、及び前記第二ガスタービンユニットを制御する制御部を備える、
コンバインドサイクルプラントの制御装置。 - 請求項5に記載のコンバインドサイクルプラントの制御装置において、
前記第一運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合、前記助燃装置を駆動せずに、前記第一ガスタービンユニット、第二ガスタービンユニット及び前記蒸気タービンを駆動する代替第二運転区間と、前記第二運転区間とのうち、いずれか一方の選択を受け付けて、受け付けた運転区間を前記制御部により実行させる受付部を有する、
コンバインドサイクルプラントの制御装置。 - 請求項6に記載のコンバインドサイクルプラントの制御装置において、
前記第一運転区間での最大出力以上の要求出力を受けた場合、前記代替第二運転区間と、前記第二運転区間とのうち、いずれか一方を実行可能である旨を表示する表示部を有する、
コンバインドサイクルプラントの制御装置。 - 請求項7に記載のコンバインドサイクルプラントの制御装置において、
前記表示部は、前記代替第二運転区間の実行時におけるプラント効率と、前記第二運転区間の実行時におけるプラント効率と、を表示する、
コンバインドサイクルプラントの制御装置。 - 請求項5から8のいずれか一項に記載のコンバインドサイクルプラントの制御装置と、
前記第一ガスタービンユニットと、
前記蒸気タービンと、
前記助燃装置と、
前記第二ガスタービンユニットと、
を備えるコンバインドサイクルプラント。
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