JP3199893B2 - 加圧流動床燃焼プラント - Google Patents
加圧流動床燃焼プラントInfo
- Publication number
- JP3199893B2 JP3199893B2 JP04902193A JP4902193A JP3199893B2 JP 3199893 B2 JP3199893 B2 JP 3199893B2 JP 04902193 A JP04902193 A JP 04902193A JP 4902193 A JP4902193 A JP 4902193A JP 3199893 B2 JP3199893 B2 JP 3199893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- air
- fluidized bed
- gas
- pressurized fluidized
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧流動床燃焼（以下
「ＰＦＢＣ」と称する）プラントにおける火炉本体ヘの
圧縮空気送風量の流量調整機構に関し、圧縮機のサージ
を防止する弁の制御装置及びその方法に関する。
「ＰＦＢＣ」と称する）プラントにおける火炉本体ヘの
圧縮空気送風量の流量調整機構に関し、圧縮機のサージ
を防止する弁の制御装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にＰＦＢＣプラントは図２に示すよ
うにボイラ本体１，ボイラ圧力容器２，給炭装置３，蒸
気タービン４，蒸気タービン用発電機５，圧縮機６，ガ
スエキスパンダ７，ガスエキスパンダ用モータ発電機
８，排熱回収装置９，燃焼炉１０，燃焼空気ノズル１１
よりなる。又図中使用された符号１４は圧縮機インレッ
トダクト、１５は煙突、１６は復水器、１７〜１９は弁
である。
うにボイラ本体１，ボイラ圧力容器２，給炭装置３，蒸
気タービン４，蒸気タービン用発電機５，圧縮機６，ガ
スエキスパンダ７，ガスエキスパンダ用モータ発電機
８，排熱回収装置９，燃焼炉１０，燃焼空気ノズル１１
よりなる。又図中使用された符号１４は圧縮機インレッ
トダクト、１５は煙突、１６は復水器、１７〜１９は弁
である。
【０００３】圧縮機６より送風される加圧空気がボイラ
圧力容器２に蓄積され、燃焼空気ノズル１１より燃焼炉
１０に流入する空気と、給炭装置３より投入される石炭
は、燃焼炉１０にて燃焼し熱は蒸気を発生する。発生し
た蒸気は蒸気タービン４にて膨張し蒸気タービン用発電
機５により電気を発生する。燃焼した石炭及び加圧空気
は燃焼炉１０にて高温ガスとなりガスエキスパンダ７に
て膨張する。空気を加圧するため圧縮機６にて必要とな
る動力はこの高温ガスのガスエキスパンダ７での膨張出
力により賄われる。この際、余剰した動力分はガスエキ
スパンダ用モータ発電機８により電気を発生する。又圧
縮機６にて必要となる動力を賄う分に不足の場合は、ガ
スエキスパンダ用モータ発電機８はモータとして作用す
る。
圧力容器２に蓄積され、燃焼空気ノズル１１より燃焼炉
１０に流入する空気と、給炭装置３より投入される石炭
は、燃焼炉１０にて燃焼し熱は蒸気を発生する。発生し
た蒸気は蒸気タービン４にて膨張し蒸気タービン用発電
機５により電気を発生する。燃焼した石炭及び加圧空気
は燃焼炉１０にて高温ガスとなりガスエキスパンダ７に
て膨張する。空気を加圧するため圧縮機６にて必要とな
る動力はこの高温ガスのガスエキスパンダ７での膨張出
力により賄われる。この際、余剰した動力分はガスエキ
スパンダ用モータ発電機８により電気を発生する。又圧
縮機６にて必要となる動力を賄う分に不足の場合は、ガ
スエキスパンダ用モータ発電機８はモータとして作用す
る。
【０００４】プラントの起動、負荷上昇、負荷下降、停
止に伴い、圧縮機６よりボイラ本体１への送風を必要量
に応じて調整する必要が生じるので圧縮機には必然的に
流量調整機構が設置される。
止に伴い、圧縮機６よりボイラ本体１への送風を必要量
に応じて調整する必要が生じるので圧縮機には必然的に
流量調整機構が設置される。
【０００５】ボイラ圧力容器２の圧力は供給された空気
流量に応じて変化するが、圧力はガスエキスパンダ７の
入口にあるノズル機構にて決まる。ノズルは通常チョー
クしているので流量と圧力は比例関係にある。このため
プラントの熱出力を決める燃焼空気流量はボイラ圧力容
器２の圧力が低下しない状態にては変化しない。
流量に応じて変化するが、圧力はガスエキスパンダ７の
入口にあるノズル機構にて決まる。ノズルは通常チョー
クしているので流量と圧力は比例関係にある。このため
プラントの熱出力を決める燃焼空気流量はボイラ圧力容
器２の圧力が低下しない状態にては変化しない。
【０００６】ＰＦＢＣプラントにては、燃焼炉１０及び
ボイラの付属機器の設置のためボイラ圧力容器２は通常
のガスタービンの燃焼器に比べてはるかに大きい。した
がって供給される空気の流量変化に対しての圧力は非定
常的には遅れることになる。つまり例えば空気流量をス
テップ的に増加変化させたような場合においてもボイラ
圧力容器２の圧力はステップ的には変化せず、蓄積され
た空気量に応じて暫時圧力は時間変化を伴い上昇変化す
る。この変化は増加する場合においても減少する場合に
おいても同じである。
ボイラの付属機器の設置のためボイラ圧力容器２は通常
のガスタービンの燃焼器に比べてはるかに大きい。した
がって供給される空気の流量変化に対しての圧力は非定
常的には遅れることになる。つまり例えば空気流量をス
テップ的に増加変化させたような場合においてもボイラ
圧力容器２の圧力はステップ的には変化せず、蓄積され
た空気量に応じて暫時圧力は時間変化を伴い上昇変化す
る。この変化は増加する場合においても減少する場合に
おいても同じである。
【０００７】ここで安全上問題となるのは圧縮機のサー
ジングである。圧縮機特に比較的大風量を処理する軸流
圧縮機の場合、機械設計のサージ圧力と運転圧力の関係
をサージマージンと称し、有る程度以下にこのマージン
が低下するのを避けて運転する。サージマージンを含ん
だ運転計画上のラインを越える圧力にての運転を行なう
場合、サージングと言う流体的振動を、強いては機械の
破損を引き起こす問題を引き起こす可能性がある。
ジングである。圧縮機特に比較的大風量を処理する軸流
圧縮機の場合、機械設計のサージ圧力と運転圧力の関係
をサージマージンと称し、有る程度以下にこのマージン
が低下するのを避けて運転する。サージマージンを含ん
だ運転計画上のラインを越える圧力にての運転を行なう
場合、サージングと言う流体的振動を、強いては機械の
破損を引き起こす問題を引き起こす可能性がある。
【０００８】流量を減少させる場合のボイラ圧力容器の
変化の様子を図３に示す。
変化の様子を図３に示す。
【０００９】たとえばインレットガイドベーンを絞る場
合は翼の開度に応じてｇ１〜ｇ２に流量は減少し、又サ
ージング限界圧力はＰs1〜Ｐs2に低下する。他方、圧縮
機の入口に設置した減圧弁にての流量調整の場合入口圧
力の減圧に応じて流量はｇ１〜ｇ２に減少し、サージン
グ限界圧力はＰs1〜Ｐs2に低下する。この時は圧縮機の
制限事項である出口と入口圧力の比、つまり、圧力比の
限界は同一だが、入口圧の低下に伴い限界圧力の絶対値
は低下する。従って、流量を減少するに当たり、機器側
は操作端の変化にしたがい流量は即時変化しこれに伴い
限界も同時に下がるが、機械運転上の結果である圧力は
前述のごとくすぐには応答せず遅れて図３中の線Ａを経
て変化することになる。
合は翼の開度に応じてｇ１〜ｇ２に流量は減少し、又サ
ージング限界圧力はＰs1〜Ｐs2に低下する。他方、圧縮
機の入口に設置した減圧弁にての流量調整の場合入口圧
力の減圧に応じて流量はｇ１〜ｇ２に減少し、サージン
グ限界圧力はＰs1〜Ｐs2に低下する。この時は圧縮機の
制限事項である出口と入口圧力の比、つまり、圧力比の
限界は同一だが、入口圧の低下に伴い限界圧力の絶対値
は低下する。従って、流量を減少するに当たり、機器側
は操作端の変化にしたがい流量は即時変化しこれに伴い
限界も同時に下がるが、機械運転上の結果である圧力は
前述のごとくすぐには応答せず遅れて図３中の線Ａを経
て変化することになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】つまり空気流量を減少
させる制御を実施する場合一時的にではあるが必ずサー
ジ限界線Ｌｓに近づき運転される、もしくは圧縮機の運
転される圧力比を本来設計圧力とすべきを裕度を取るた
めに下げて運転せざるを得ない、つまり圧縮機本来のマ
ージン以上に過大な裕度を取らねばならずサイクル上の
効率的損失をも招く。従って、空気量の減少を実施する
場合、この流量減小速度に関し制限を設けねばならず、
空気流量減少変化つまり、プラント負荷変化の下降速度
の制限を加えることが必要となるか、機器の安全運転を
損なうか、もしくは効率的損失と言う点で好ましくない
問題があった。
させる制御を実施する場合一時的にではあるが必ずサー
ジ限界線Ｌｓに近づき運転される、もしくは圧縮機の運
転される圧力比を本来設計圧力とすべきを裕度を取るた
めに下げて運転せざるを得ない、つまり圧縮機本来のマ
ージン以上に過大な裕度を取らねばならずサイクル上の
効率的損失をも招く。従って、空気量の減少を実施する
場合、この流量減小速度に関し制限を設けねばならず、
空気流量減少変化つまり、プラント負荷変化の下降速度
の制限を加えることが必要となるか、機器の安全運転を
損なうか、もしくは効率的損失と言う点で好ましくない
問題があった。
【００１１】本発明は、プラントの負荷降下時に圧縮機
のサージマージンの低下を抑制し、負荷降下時の負荷変
化速度の制限を緩和することができる加圧流動床燃焼プ
ラント及びその制御方法を提供することを目的とする。
のサージマージンの低下を抑制し、負荷降下時の負荷変
化速度の制限を緩和することができる加圧流動床燃焼プ
ラント及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を解
決するため以下の構成を有する。
決するため以下の構成を有する。
【００１３】本発明の加圧流動床燃焼プラントは、加圧
流動床燃焼ボイラの圧力容器に燃焼用空気を送風する少
なくとも一台の圧縮機と、前記加圧流動床ボイラに送風
する空気流量を調整する圧縮機インレットガイドベーン
と、前記圧力容器内の加圧流動床燃焼ボイラ本体からの
燃焼ガスを膨張させることにより動力回収する少なくと
も一台のガスエキスパンダと、前記圧縮機と前記ガスエ
キスパンダとは少なくとも一つの同一軸系を構成し、前
記圧縮機と前記加圧流動床燃焼ボイラの圧力容器とを結
ぶ導管手段Ａと前記加圧流動床燃焼ボイラ本体とガスエ
キスパンダと結ぶ導管手段Ｂと、前記導管手段Ａにガス
もしくは空気の流動を妨げる弁要素Ａを有し、前記導管
手段Ｂにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要素Ｂを有
し、前記弁要素Ａの圧縮機側と前記弁要素Ｂのガスエキ
スパンダ側との圧縮機の空気吐出部口及びガスエキスパ
ンダのガス吸い込み口を結ぶ導管手段Ｃと、前記導管手
段Ｃにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要素Ｃを有す
る加圧流動床燃焼プラントであって、前記弁要素Ａの下
流側の少なくとも加圧流動床燃焼ボイラ本体の下流では
ない部分と大気もしくは前記ガスエキスパンダの排気側
下流部分とを連通する部分に、少なくとも一個の空気流
量制御弁Ｄを設置し、プラントの負荷降下時に、前記空
気流量制御弁Ｄを開放して圧縮機出口圧力を低下させて
サージマージンを増大させ、これに応じて前記圧縮機イ
ンレットガイドベーンの開度を閉止方向に動作させて圧
縮機送風空気流量を低下させる空気流量制御装置を備え
たことを特徴とする。
流動床燃焼ボイラの圧力容器に燃焼用空気を送風する少
なくとも一台の圧縮機と、前記加圧流動床ボイラに送風
する空気流量を調整する圧縮機インレットガイドベーン
と、前記圧力容器内の加圧流動床燃焼ボイラ本体からの
燃焼ガスを膨張させることにより動力回収する少なくと
も一台のガスエキスパンダと、前記圧縮機と前記ガスエ
キスパンダとは少なくとも一つの同一軸系を構成し、前
記圧縮機と前記加圧流動床燃焼ボイラの圧力容器とを結
ぶ導管手段Ａと前記加圧流動床燃焼ボイラ本体とガスエ
キスパンダと結ぶ導管手段Ｂと、前記導管手段Ａにガス
もしくは空気の流動を妨げる弁要素Ａを有し、前記導管
手段Ｂにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要素Ｂを有
し、前記弁要素Ａの圧縮機側と前記弁要素Ｂのガスエキ
スパンダ側との圧縮機の空気吐出部口及びガスエキスパ
ンダのガス吸い込み口を結ぶ導管手段Ｃと、前記導管手
段Ｃにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要素Ｃを有す
る加圧流動床燃焼プラントであって、前記弁要素Ａの下
流側の少なくとも加圧流動床燃焼ボイラ本体の下流では
ない部分と大気もしくは前記ガスエキスパンダの排気側
下流部分とを連通する部分に、少なくとも一個の空気流
量制御弁Ｄを設置し、プラントの負荷降下時に、前記空
気流量制御弁Ｄを開放して圧縮機出口圧力を低下させて
サージマージンを増大させ、これに応じて前記圧縮機イ
ンレットガイドベーンの開度を閉止方向に動作させて圧
縮機送風空気流量を低下させる空気流量制御装置を備え
たことを特徴とする。
【００１４】
【００１５】又、本発明の加圧流動床燃焼プラントを制
御する方法は、加圧流動床燃焼ボイラの圧力容器に燃焼
用空気を送風する少なくとも一台の圧縮機と、前記加圧
流動床ボイラに送風する空気流量を調整する圧縮機イン
レットガイドベーンと、前記圧力容器内の加圧流動床燃
焼ボイラ本体からの燃焼ガスを膨張させることにより動
力回収する少なくとも一台のガスエキスパンダと、前記
圧縮機と前記ガスエキスパンダとは少なくとも一つの同
一軸系を構成し、前記圧縮機と前記加圧流動床燃焼ボイ
ラの圧力容器とを結ぶ導管手段Ａと前記加圧流動床燃焼
ボイラ本体とガスエキスパンダと結ぶ導管手段Ｂと、前
記導管手段Ａにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要素
Ａを有し、前記導管手段Ｂにガスもしくは空気の流動を
妨げる弁要素Ｂを有し、前記弁要素Ａの圧縮機側と前記
弁要素Ｂのガスエキスパンダ側との圧縮機の空気吐出部
口及びガスエキスパンダのガス吸い込み口を結ぶ導管手
段Ｃと、前記導管手段Ｃにガスもしくは空気の流動を妨
げる弁要素Ｃを有する加圧流動床燃焼プラントの制御方
法であって、前記弁要素Ａの下流側の少なくとも加圧流
動床燃焼ボイラ本体の下流ではない部分と大気もしくは
前記ガスエキスパンダの排気側下流部分とを連通する部
分に、少なくとも一個の空気流量制御弁Ｄを設置し、プ
ラントの負荷降下時に、前記空気流量制御弁Ｄを開放し
て圧縮機出口圧力を低下させてサージマージンを増大さ
せ、これに応じて前記圧縮機インレットガイドベーンの
開度を閉止方向に動作させて圧縮機送風空気流量を低下
させる制御を行なうことを特徴とする。
御する方法は、加圧流動床燃焼ボイラの圧力容器に燃焼
用空気を送風する少なくとも一台の圧縮機と、前記加圧
流動床ボイラに送風する空気流量を調整する圧縮機イン
レットガイドベーンと、前記圧力容器内の加圧流動床燃
焼ボイラ本体からの燃焼ガスを膨張させることにより動
力回収する少なくとも一台のガスエキスパンダと、前記
圧縮機と前記ガスエキスパンダとは少なくとも一つの同
一軸系を構成し、前記圧縮機と前記加圧流動床燃焼ボイ
ラの圧力容器とを結ぶ導管手段Ａと前記加圧流動床燃焼
ボイラ本体とガスエキスパンダと結ぶ導管手段Ｂと、前
記導管手段Ａにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要素
Ａを有し、前記導管手段Ｂにガスもしくは空気の流動を
妨げる弁要素Ｂを有し、前記弁要素Ａの圧縮機側と前記
弁要素Ｂのガスエキスパンダ側との圧縮機の空気吐出部
口及びガスエキスパンダのガス吸い込み口を結ぶ導管手
段Ｃと、前記導管手段Ｃにガスもしくは空気の流動を妨
げる弁要素Ｃを有する加圧流動床燃焼プラントの制御方
法であって、前記弁要素Ａの下流側の少なくとも加圧流
動床燃焼ボイラ本体の下流ではない部分と大気もしくは
前記ガスエキスパンダの排気側下流部分とを連通する部
分に、少なくとも一個の空気流量制御弁Ｄを設置し、プ
ラントの負荷降下時に、前記空気流量制御弁Ｄを開放し
て圧縮機出口圧力を低下させてサージマージンを増大さ
せ、これに応じて前記圧縮機インレットガイドベーンの
開度を閉止方向に動作させて圧縮機送風空気流量を低下
させる制御を行なうことを特徴とする。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【作用】本発明によれば、ＰＦＢＣプラントにおける燃
焼空気流量減少つまりプラントの負荷降下時に圧縮機の
サージマージン低下を防ぐことが可能となり、従って信
頼性の高い運転を実施することが可能である。又他方に
おいては、ＰＦＢＣプラントの負荷降下時の負荷変化速
度の制限を緩和することを可能たらしめた。
焼空気流量減少つまりプラントの負荷降下時に圧縮機の
サージマージン低下を防ぐことが可能となり、従って信
頼性の高い運転を実施することが可能である。又他方に
おいては、ＰＦＢＣプラントの負荷降下時の負荷変化速
度の制限を緩和することを可能たらしめた。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。
る。
【００２１】ＰＦＢＣプラントの主たる構成要素はボイ
ラ本体１，ボイラ圧力容器２，給炭装置３，蒸気タービ
ン４，蒸気タービン用発電機５，圧縮機６，ガスエキス
パンダ７，ガスエキスパンダ用モータ発電機８，排熱回
収装置９，燃焼炉１０，燃焼空気ノズル１１，圧縮機イ
ンレットガイドべーン１２，圧縮機入口減圧弁１３，放
風空気流量調整弁２０、と各種計測機器および変換機
器、プラント負荷制御装置３０，演算器４４，空気流量
制御装置４５より構成される。
ラ本体１，ボイラ圧力容器２，給炭装置３，蒸気タービ
ン４，蒸気タービン用発電機５，圧縮機６，ガスエキス
パンダ７，ガスエキスパンダ用モータ発電機８，排熱回
収装置９，燃焼炉１０，燃焼空気ノズル１１，圧縮機イ
ンレットガイドべーン１２，圧縮機入口減圧弁１３，放
風空気流量調整弁２０、と各種計測機器および変換機
器、プラント負荷制御装置３０，演算器４４，空気流量
制御装置４５より構成される。
【００２２】ＰＦＢＣプラントでは、圧縮機６により加
圧された空気は、ボイラ１の圧力容器２に入り燃焼空気
ノズル１１を経て燃焼炉１０にて給炭装置３より供給さ
れた石炭と燃焼反応し熱を発生する、燃焼炉１０内のボ
イラチュウブにより発生した水蒸気が蒸気タービン４に
て膨張し、発生した動力は蒸気タービン用発電機５にて
電力を発生する。
圧された空気は、ボイラ１の圧力容器２に入り燃焼空気
ノズル１１を経て燃焼炉１０にて給炭装置３より供給さ
れた石炭と燃焼反応し熱を発生する、燃焼炉１０内のボ
イラチュウブにより発生した水蒸気が蒸気タービン４に
て膨張し、発生した動力は蒸気タービン用発電機５にて
電力を発生する。
【００２３】一方空気は燃焼後に加圧高温ガスとなりガ
スエキスパンダ７にて動力を発生し、圧縮機６の動力を
賄う一方、余った動力にてガスエキスパンダ用モータ発
電機８より電力を発生する。ガスエキスパンダ７を経た
ガスは排熱回収装置９にて蒸気系に熱回収した後、煙突
１５を経て大気に放出される。
スエキスパンダ７にて動力を発生し、圧縮機６の動力を
賄う一方、余った動力にてガスエキスパンダ用モータ発
電機８より電力を発生する。ガスエキスパンダ７を経た
ガスは排熱回収装置９にて蒸気系に熱回収した後、煙突
１５を経て大気に放出される。
【００２４】プラントの負荷変化時は、発生する蒸気を
変化させるため燃焼に必要な空気も又変化させるが、プ
ラント負荷制御装置３０より発せられた空気流量要求信
号と流量変換器３２よりの空気流量信号との差分信号を
作製する比較器３３の出力と基づき空気流量制御装置４
５は圧縮機インレットガイドべーン１２，圧縮機入口減
圧弁１３，放風空気流量調整弁２０に開度指令を送る。
変化させるため燃焼に必要な空気も又変化させるが、プ
ラント負荷制御装置３０より発せられた空気流量要求信
号と流量変換器３２よりの空気流量信号との差分信号を
作製する比較器３３の出力と基づき空気流量制御装置４
５は圧縮機インレットガイドべーン１２，圧縮機入口減
圧弁１３，放風空気流量調整弁２０に開度指令を送る。
【００２５】この際、空気流量要求信号が増加側の場合
は、放風空気流量調整弁２０の開度は閉止のままの信号
を作製する。又圧縮機入口減圧弁１３が閉止方向の状態
にある場合はまずこの弁の開度を増加させる、圧縮機入
口減圧弁１３が全開状態の場合は圧縮機インレットガイ
ドべーン１２の開度を増加させる信号を作製しPFBCボイ
ラに送風する空気を調整する。
は、放風空気流量調整弁２０の開度は閉止のままの信号
を作製する。又圧縮機入口減圧弁１３が閉止方向の状態
にある場合はまずこの弁の開度を増加させる、圧縮機入
口減圧弁１３が全開状態の場合は圧縮機インレットガイ
ドべーン１２の開度を増加させる信号を作製しPFBCボイ
ラに送風する空気を調整する。
【００２６】他方、空気流量要求信号が減少側の場合、
圧縮機入口減圧弁１３の開度が閉止方向の状態にある場
合は、圧縮機入口減圧弁１３の開度と放風空気流量調整
弁２０の開度にてＰＦＢＣボイラに送風する空気を調整
する。この際圧縮機入口減圧弁１３の開度は演算器４４
にて演算された圧力比を越えることのない範囲にて調整
される。
圧縮機入口減圧弁１３の開度が閉止方向の状態にある場
合は、圧縮機入口減圧弁１３の開度と放風空気流量調整
弁２０の開度にてＰＦＢＣボイラに送風する空気を調整
する。この際圧縮機入口減圧弁１３の開度は演算器４４
にて演算された圧力比を越えることのない範囲にて調整
される。
【００２７】又圧縮機入口減圧弁１３の開度が全開の状
態にある場合は、圧縮機インレットガイドベーン１２の
開度と放風空気流量調整弁２０の開度にてＰＦＢＣボイ
ラに送風する空気を調整する。この際圧縮機入口減圧弁
１３の開度は演算器４４にて演算された圧力比を越える
ことのない範囲にて調整される。この際圧縮機インレッ
トガイドベーン１２の開度は演算器４４にて演算された
圧力比を越えることのない範囲にて調整される。尚、図
中使用される符号１４は圧縮機インレットダクト、１５
は煙突、１６は復水器、１７〜１９は弁、３１は流量検
出器、３２は流量変換機、３３は比較機、３４は回転数
検出器、３５は回転数変換機、３６は圧縮機入口圧力検
出器、３７は圧縮機入口圧力変換機、３８は角度検出
機、３９は角度変換機、４０は圧縮機出口圧力検出器、
４１は圧縮機出口圧力変換機、４２は大気温度検出器、
４３は大気温度変換機である。
態にある場合は、圧縮機インレットガイドベーン１２の
開度と放風空気流量調整弁２０の開度にてＰＦＢＣボイ
ラに送風する空気を調整する。この際圧縮機入口減圧弁
１３の開度は演算器４４にて演算された圧力比を越える
ことのない範囲にて調整される。この際圧縮機インレッ
トガイドベーン１２の開度は演算器４４にて演算された
圧力比を越えることのない範囲にて調整される。尚、図
中使用される符号１４は圧縮機インレットダクト、１５
は煙突、１６は復水器、１７〜１９は弁、３１は流量検
出器、３２は流量変換機、３３は比較機、３４は回転数
検出器、３５は回転数変換機、３６は圧縮機入口圧力検
出器、３７は圧縮機入口圧力変換機、３８は角度検出
機、３９は角度変換機、４０は圧縮機出口圧力検出器、
４１は圧縮機出口圧力変換機、４２は大気温度検出器、
４３は大気温度変換機である。
【００２８】図１の実施例を使用した場合の運転状態を
図４，図５に示す。
図４，図５に示す。
【００２９】空気流量要求信号が減少側の場合つまり流
量はｇ４〜ｇ５に調整される過程を示している。又この
際の各部の変化を図５に示している。図４，図５は例え
ば前述の圧縮機入口減圧弁１３の開度が全開の状態にあ
る場合とする。まず放風空気流量調整弁２０の放風開始
に伴い圧縮機出口圧力が下がり、制御ラインＡよりも運
転圧力が低下する。つまりサージマージンが増大する。
これに応じて圧縮機インレットガイドベーン１２開度が
その制限である圧力比まで開度が閉止方向に動作する為
圧縮機送風空気流量が低下する、結果として圧縮機イン
レットガイドベーン１２開度のみによる流量変化に対し
放風空気流量調整弁２０の放風の分空気流量調整速度を
早くしかも圧縮機出口圧力の低下分サージの危険性を犯
すことなく流量調整を実施可能となる。
量はｇ４〜ｇ５に調整される過程を示している。又この
際の各部の変化を図５に示している。図４，図５は例え
ば前述の圧縮機入口減圧弁１３の開度が全開の状態にあ
る場合とする。まず放風空気流量調整弁２０の放風開始
に伴い圧縮機出口圧力が下がり、制御ラインＡよりも運
転圧力が低下する。つまりサージマージンが増大する。
これに応じて圧縮機インレットガイドベーン１２開度が
その制限である圧力比まで開度が閉止方向に動作する為
圧縮機送風空気流量が低下する、結果として圧縮機イン
レットガイドベーン１２開度のみによる流量変化に対し
放風空気流量調整弁２０の放風の分空気流量調整速度を
早くしかも圧縮機出口圧力の低下分サージの危険性を犯
すことなく流量調整を実施可能となる。
【００３０】図６の実施例を使用した場合の運転状態を
図７，図８に示す。尚、図６中に示した符号は図１にお
いて使用したものと同一である。
図７，図８に示す。尚、図６中に示した符号は図１にお
いて使用したものと同一である。
【００３１】本実施例は前述の実施例における演算器４
４を省いた場合に相当する。放風空気流量調整弁２０の
放風流量は時間１〜２の間ボイラ送風空気流量を調整す
る、時間２にてボイラの負荷変化は終了する時間２〜３
にて圧縮機の運転状態が調整される。本方法にても圧縮
機のサージの危険性を犯すことなく流量調整を実施可能
となる。
４を省いた場合に相当する。放風空気流量調整弁２０の
放風流量は時間１〜２の間ボイラ送風空気流量を調整す
る、時間２にてボイラの負荷変化は終了する時間２〜３
にて圧縮機の運転状態が調整される。本方法にても圧縮
機のサージの危険性を犯すことなく流量調整を実施可能
となる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば以下
に示すような効果を得る。
に示すような効果を得る。
【００３３】ＰＦＢＣプラントの負荷降下時に圧縮機の
サージマージンの低下を抑制し、負荷降下時の負荷変化
速度の制限を緩和することができる加圧流動床燃焼プラ
ント及びその制御方法を提供することが可能となる。
サージマージンの低下を抑制し、負荷降下時の負荷変化
速度の制限を緩和することができる加圧流動床燃焼プラ
ント及びその制御方法を提供することが可能となる。
【図１】本発明による弁制御装置を組み込んだＰＦＢＣ
発電プラント構成図である。
発電プラント構成図である。
【図２】従来のＰＦＢＣ発電プラント構成図である。
【図３】従来のＰＦＢＣ発電プラントの負荷下降時の空
気量と圧力の変化の状態を示す図である。
気量と圧力の変化の状態を示す図である。
【図４】本発明によるＰＦＢＣ発電プラントの負荷下降
時の空気量と圧力の変化の状態を示す図である。
時の空気量と圧力の変化の状態を示す図である。
【図５】本発明によるＰＦＢＣ発電プラントの負荷下降
時の各部の空気量と圧力変化時間変化の状態を示す図で
ある。
時の各部の空気量と圧力変化時間変化の状態を示す図で
ある。
【図６】本発明による別の実施例によるＰＦＢＣ発電プ
ラント構成図である。
ラント構成図である。
【図７】本発明によるＰＦＢＣ発電プラントの負荷下降
時の空気量と圧力の変化の状態を示す図である。
時の空気量と圧力の変化の状態を示す図である。
【図８】本発明によるＰＦＢＣ発電プラントの負荷下降
時の各部の空気量と圧力変化時間変化の状態を示す図で
ある。
時の各部の空気量と圧力変化時間変化の状態を示す図で
ある。
１…ＰＦＢＣボイラ、２…ボイラ圧力容器、３…給炭装
置、４…蒸気タービン、５…蒸気タービン用発電機、６
…圧縮機、７…ガスエキスパンダ、８…ガスエキスパン
ダ用モータ発電機、９…排熱回収装置、１０…燃焼炉、
１１…燃焼空気ノズル、１２…流量制御圧縮機インレッ
トガイドベーン、１３…流量制御減圧弁、１４…圧縮機
インレットダクト、１５…煙突、１６…復水器、１７〜
１９…弁、２０…放風空気流量制御弁、３０…プラント
負荷制御装置、３１…流量検出器、３２…流量変換機、
３３…比較機、３４…回転数検出器、３５…回転数変換
機、３６…圧縮機入口圧力検出器、３７…圧縮機入口圧
力変換機、３８…角度検出機、３９…角度変換機、４０
…圧縮機出口圧力検出器、４１…圧縮機出口圧力変換
機、４２…大気温度検出器、４３…大気温度変換機、４
４…演算器、４５…流量制御装置。
置、４…蒸気タービン、５…蒸気タービン用発電機、６
…圧縮機、７…ガスエキスパンダ、８…ガスエキスパン
ダ用モータ発電機、９…排熱回収装置、１０…燃焼炉、
１１…燃焼空気ノズル、１２…流量制御圧縮機インレッ
トガイドベーン、１３…流量制御減圧弁、１４…圧縮機
インレットダクト、１５…煙突、１６…復水器、１７〜
１９…弁、２０…放風空気流量制御弁、３０…プラント
負荷制御装置、３１…流量検出器、３２…流量変換機、
３３…比較機、３４…回転数検出器、３５…回転数変換
機、３６…圧縮機入口圧力検出器、３７…圧縮機入口圧
力変換機、３８…角度検出機、３９…角度変換機、４０
…圧縮機出口圧力検出器、４１…圧縮機出口圧力変換
機、４２…大気温度検出器、４３…大気温度変換機、４
４…演算器、４５…流量制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 純志 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 久下沼 修一 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式 会社 日立エンジニアリングサービス内 (56)参考文献 特開 平５−26057（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−179337（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02C 9/18 F02C 3/26 F02C 7/057 F02C 9/28
Claims (4)
- 【請求項１】加圧流動床燃焼ボイラの圧力容器に燃焼用
空気を送風する少なくとも一台の圧縮機と、前記加圧流
動床ボイラに送風する空気流量を調整する圧縮機インレ
ットガイドベーンと、前記圧力容器内の加圧流動床燃焼
ボイラ本体からの燃焼ガスを膨張させることにより動力
回収する少なくとも一台のガスエキスパンダと、 前記圧縮機と前記ガスエキスパンダとは少なくとも一つ
の同一軸系を構成し、前記圧縮機と前記加圧流動床燃焼
ボイラの圧力容器とを結ぶ導管手段Ａと前記加圧流動床
燃焼ボイラ本体とガスエキスパンダと結ぶ導管手段Ｂ
と、 前記導管手段Ａにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ａを有し、 前記導管手段Ｂにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ｂを有し、 前記弁要素Ａの圧縮機側と前記弁要素Ｂのガスエキスパ
ンダ側との圧縮機の空気吐出部口及びガスエキスパンダ
のガス吸い込み口を結ぶ導管手段Ｃと、 前記導管手段Ｃにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ｃを有する加圧流動床燃焼プラントであって、 前記弁要素Ａの下流側の少なくとも加圧流動床燃焼ボイ
ラ本体の下流ではない部分と大気もしくは前記ガスエキ
スパンダの排気側下流部分とを連通する部分に、少なく
とも一個の空気流量制御弁Ｄを設置し、 プラントの負荷降下時に、前記空気流量制御弁Ｄを開放
して圧縮機出口圧力を低下させてサージマージンを増大
させ、これに応じて前記圧縮機インレットガイドベーン
の開度を閉止方向に動作させて圧縮機送風空気流量を低
下させる空気流量制御装置を備えたことを特徴 とする加
圧流動床燃焼プラント。 - 【請求項２】加圧流動床燃焼ボイラの圧力容器に燃焼用
空気を送風する少なくとも一台の圧縮機と、前記加圧流
動床ボイラに送風する空気流量を調整する圧縮機インレ
ットガイドベーンと、前記圧力容器内の加圧流動床燃焼
ボイラ本体からの燃焼ガスを膨張させることにより動力
回収する少なくとも一台のガスエキスパンダと、 前記圧縮機と前記ガスエキスパンダとは少なくとも一つ
の同一軸系を構成し、前記圧縮機と前記加圧流動床燃焼
ボイラの圧力容器とを結ぶ導管手段Ａと前記加圧流動床
燃焼ボイラ本体とガスエキスパンダと結ぶ導管手段Ｂ
と、 前記導管手段Ａにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ａを有し、 前記導管手段Ｂにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ｂを有し、 前記弁要素Ａの圧縮機側と前記弁要素Ｂのガスエキスパ
ンダ側との圧縮機の空気吐出部口及びガスエキスパンダ
のガス吸い込み口を結ぶ導管手段Ｃと、 前記導管手段Ｃにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ｃを有する加圧流動床燃焼プラントであって、 前記弁要素Ａの下流側の少なくとも加圧流動床燃焼ボイ
ラ本体の下流ではない部分と大気もしくは前記ガスエキ
スパンダの排気側下流部分とを連通する部分に、少なく
とも一個の空気流量制御弁Ｄを設置し、 プラントの負荷降下時に、前記圧縮機から送風する空気
流量を一定にした状態で前記空気流量制御弁Ｄを開放し
て前記加圧流動床ボイラに送風される空気流量を低下さ
せると共に、圧縮機出口圧力を低下させてサージマージ
ンを増大させる第１の期間と、 前記圧縮機インレットガイドベーンの開度を閉止方向に
動作させて圧縮機送風空気流量を低下させると共に、前
記第１の期間で開放された空気流量制御弁Ｄを閉止させ
て、ボイラの負荷変化を終了させる第２の期間とに制御
する空気流量制御装置を備えたことを特徴とする加圧流
動床燃焼プラント。 - 【請求項３】加圧流動床燃焼ボイラの圧力容器に燃焼用
空気を送風する少なくとも一台の圧縮機と、前記加圧流
動床ボイラに送風する空気流量を調整する圧縮機インレ
ットガイドベーンと、前記圧力容器内の加圧流動床燃焼
ボイラ本体からの燃焼ガスを膨張させることにより動力
回収する少なくとも一台のガスエキスパンダと、 前記圧縮機と前記ガスエキスパンダとは少なくとも一つ
の同一軸系を構成し、前記圧縮機と前記加圧流動床燃焼
ボイラの圧力容器とを結ぶ導管手段Ａと前記加圧流動床
燃焼ボイラ本体とガスエキスパンダと結ぶ導管手段Ｂ
と、 前記導管手段Ａにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ａを有し、 前記導管手段Ｂにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ｂを有し、 前記弁要素Ａの圧縮機側と前記弁要素Ｂのガスエキスパ
ンダ側との圧縮機の空気吐出部口及びガスエキスパンダ
のガス吸い込み口を結ぶ導管手段Ｃと、 前記導管手段Ｃにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ｃを有する加圧流動床燃焼プラントの制御方法であっ
て、 前記弁要素Ａの下流側の少なくとも加圧流動床燃焼ボイ
ラ本体の下流ではない部分と大気もしくは前記ガスエキ
スパンダの排気側下流部分とを連通する部分に、少なく
とも一個の空気流量制御弁Ｄを設置し、 プラントの負荷降下時に、前記空気流量制御弁Ｄを開放
して圧縮機出口圧力を低下させてサージマージンを増大
させ、これに応じて前記圧縮機インレットガイドベーン
の開度を閉止方向に動作させて圧縮機送風空気流量を低
下させる制御を行なうことを特徴とする加圧流動床燃焼
プラントの制御方法。 - 【請求項４】加圧流動床燃焼ボイラの圧力容器に燃焼用
空気を送風する少なくとも一台の圧縮機と、前記加圧流
動床ボイラに送風する空気流量を調整する圧縮機インレ
ットガイドベーンと、前記圧力容器内の加圧流動床燃焼
ボイラ本体からの燃焼ガスを膨張させることにより動力
回収する少なくとも一台のガスエキスパンダと、 前記圧縮機と前記ガスエキスパンダとは少なくとも一つ
の同一軸系を構成し、前記圧縮機と前記加圧流動床燃焼
ボイラの圧力容器とを結ぶ導管手段Ａと前記加圧流動床
燃焼ボイラ本体とガスエキスパンダと結ぶ導管手段Ｂ
と、 前記導管手段Ａにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ａを有し、 前記導管手段Ｂにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ｂを有し、 前記弁要素Ａの圧縮機側と前記弁要素Ｂのガスエキスパ
ンダ側との圧縮機の空気吐出部口及びガスエキスパンダ
のガス吸い込み口を結ぶ導管手段Ｃと、 前記導管手段Ｃにガスもしくは空気の流動を妨げる弁要
素Ｃを有する加圧流動床燃焼プラントの制御方法であっ
て、 前記弁要素Ａの下流側の少なくとも加圧流動床燃焼ボイ
ラ本体の下流ではない部分と大気もしくは前記ガスエキ
スパンダの排気側下流部分とを連通する部分に、少なく
とも一個の空気流量制御弁Ｄを設置し、 プラントの負荷降下時に、前記圧縮機から送風する空気
流量を一定にした状態で前記空気流量制御弁Ｄを開放し
て前記加圧流動床ボイラに送風される空気流量を低下さ
せると共に、圧縮機出口圧力を低下させてサージマージ
ンを増大させる第１の期間と、 前記圧縮機インレットガイドベーンの開度を閉止方向に
動作させて圧縮機送風空気流量を低下させると共に、前
記第１の期間で開放された空気流量制御弁Ｄを閉止させ
て、ボイラの負荷変化を終了させる第２の期間とに制御
することを特徴とする加圧流動床燃焼プラントの制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04902193A JP3199893B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 加圧流動床燃焼プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04902193A JP3199893B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 加圧流動床燃焼プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06257466A JPH06257466A (ja) | 1994-09-13 |
| JP3199893B2 true JP3199893B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=12819473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04902193A Expired - Lifetime JP3199893B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 加圧流動床燃焼プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199893B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP04902193A patent/JP3199893B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06257466A (ja) | 1994-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000161014A (ja) | コンバインド発電設備 | |
| JPS61107004A (ja) | 複合サイクル発電ブラントのための熱回収蒸気発生器出口温度制御装置 | |
| EP0908603B1 (en) | Single shaft combined cycle plant | |
| JP7168300B2 (ja) | 焼却炉に付設された過給機のサージ回避方法及びその装置 | |
| JP2954754B2 (ja) | ガスタービンシステムの運転制御装置及び加圧流動床ボイラ発電プラント | |
| JP2000130108A (ja) | 複合サイクル発電プラントの起動方法 | |
| JP3199893B2 (ja) | 加圧流動床燃焼プラント | |
| JP3716014B2 (ja) | ガス化プラントの圧力制御装置 | |
| JP3530344B2 (ja) | 加圧流動層複合発電システムの圧縮機サージング防止装置 | |
| JP4287940B2 (ja) | 加圧流動層ボイラ装置およびその制御方法 | |
| JPH08210601A (ja) | 加圧流動床ボイラを備える発電プラントの制御装置 | |
| JP2000297610A (ja) | 石炭ガス化複合プラント及びその運転制御方法 | |
| JP3065773B2 (ja) | 加圧流動床ボイラ複合発電プラント | |
| JPH08158890A (ja) | 石炭ガス化複合発電プラントの運転方法 | |
| JPH0932508A (ja) | コンバインドサイクルプラント | |
| JPH0835435A (ja) | 燃料加熱ガスタービンプラント | |
| JPH0331895B2 (ja) | ||
| JPH0216039Y2 (ja) | ||
| JP3585544B2 (ja) | 石炭ガス化複合発電プラントの運転方法 | |
| JP2928678B2 (ja) | 加圧流動床プラントとその運転方法 | |
| JP2554099B2 (ja) | 複合発電プラントの制御装置 | |
| JPS61145322A (ja) | 石炭ガス化コンバインドサイクルプラントの制御装置 | |
| JPH073178B2 (ja) | 石炭ガス化複合発電プラント | |
| JPH05296407A (ja) | 排気再燃形コンバインドサイクル発電設備 | |
| JPS6361484B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080615 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080615 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090615 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100615 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100615 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130615 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |