JP3491967B2 - Gas turbine exhaust gas temperature control device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、コンバインドサイクル
発電プラントにおけるガスタービンの排ガス温度を制御
するガスタービン排ガス温度制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine exhaust gas temperature control device for controlling the exhaust gas temperature of a gas turbine in a combined cycle power plant.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、コンバインドサイクル発電プラ
ントは、ガスタービンと蒸気タービンとを一軸で結合
し、この軸に発電機を結合して構成される。2. Description of the Related Art Generally, a combined cycle power plant is constructed by connecting a gas turbine and a steam turbine with one shaft and connecting a generator with this shaft.
【０００３】すなわち、空気圧縮器で圧縮された空気を
燃料と共に燃焼器に供給して燃焼させ、この燃焼器から
の燃焼ガスでガスタービンを駆動する。ガスタービンで
仕事を終えた排ガスは排熱回収ボイラに導かれ、この排
熱回収ボイラ熱交換されて蒸気を発生する。そして、そ
の蒸気で蒸気タービンを駆動するものである。That is, the air compressed by the air compressor is supplied to the combustor together with the fuel for combustion, and the combustion gas from the combustor drives the gas turbine. The exhaust gas that has finished its work in the gas turbine is guided to the exhaust heat recovery boiler, and is heat-exchanged with the exhaust heat recovery boiler to generate steam. Then, the steam drives the steam turbine.
【０００４】このようなコンバインドサイクル発電プラ
ントでは、ガスタービンの排ガスで蒸気タービンに供給
する蒸気を発生させているので、ガスタービンの排ガス
の温度を一定に制御する必要がある。In such a combined cycle power generation plant, since the steam supplied to the steam turbine is generated by the exhaust gas of the gas turbine, it is necessary to control the temperature of the exhaust gas of the gas turbine to be constant.
【０００５】図６に、従来のガスタービン排ガス温度制
御装置の構成図を示す。ガスタービン排ガス温度制御装
置は、設定値発生手段と燃料流量制御手段と空気流量制
御手段とを有している。まず、設定値発生手段は、排ガ
ス温度設定値を得るものであり、排ガス温度制御設定値
関数発生器２１からなる。すなわち、空気圧縮機の吐出
空気圧力センサ１０から入力した吐出空気圧力ａを排ガ
ス温度制御設定値関数発生器２１に入力して、排ガス温
度設定値ｂを得る。ここで、排ガス温度制御設定値関数
２１はガスタービン入口温度がガスタービンの材料的に
許容される温度域で運転されるように決定された関数
で、空気圧縮機の吐出空気圧力ａとガスタービン排ガス
温度とガスタービン入口温度との関係から決められる。FIG. 6 shows a block diagram of a conventional gas turbine exhaust gas temperature control device. The gas turbine exhaust gas temperature control device has set value generation means, fuel flow rate control means, and air flow rate control means. First, the set value generating means is for obtaining an exhaust gas temperature set value, and comprises an exhaust gas temperature control set value function generator 21. That is, the discharge air pressure a input from the discharge air pressure sensor 10 of the air compressor is input to the exhaust gas temperature control set value function generator 21 to obtain the exhaust gas temperature set value b. Here, the exhaust gas temperature control set value function 21 is a function determined so that the gas turbine inlet temperature is operated in a temperature range in which the material of the gas turbine is allowed, and is the discharge air pressure a of the air compressor and the gas turbine. It is determined from the relationship between the exhaust gas temperature and the gas turbine inlet temperature.
【０００６】次に、燃料流量制御手段は、排ガス温度セ
ンサ１１で検出された排ガス温度ｊが排ガス温度設定値
ｂになるように燃料流量制御弁（ＧＣＶ）１を制御する
ものである。すなわち、燃料流量制御弁１の制御は次の
ようにして行われる。排ガス温度センサ１１から入力し
た排ガス温度ｊを排ガス温度設定値ｂから減算し、得ら
れた排ガス温度制御偏差ｄをＰＩコントローラ２３を介
してバルブコントローラ２５に送る。バルブコントロー
ラ２５は偏差に対応した燃料流量制御弁１の開度指令ｅ
を出力し、燃料流量制御弁１を排ガス温度が排ガス温度
設定値ｂになるように制御する。この場合、燃料流量が
絞られると排ガス温度は下がり、燃料流量が増えると排
ガス温度は上昇する。Next, the fuel flow rate control means controls the fuel flow rate control valve (GCV) 1 so that the exhaust gas temperature j detected by the exhaust gas temperature sensor 11 becomes the exhaust gas temperature set value b. That is, the control of the fuel flow rate control valve 1 is performed as follows. The exhaust gas temperature j input from the exhaust gas temperature sensor 11 is subtracted from the exhaust gas temperature set value b, and the obtained exhaust gas temperature control deviation d is sent to the valve controller 25 via the PI controller 23. The valve controller 25 uses the opening command e of the fuel flow control valve 1 corresponding to the deviation.
Is output to control the fuel flow control valve 1 so that the exhaust gas temperature becomes the exhaust gas temperature set value b. In this case, the exhaust gas temperature decreases when the fuel flow rate is reduced, and the exhaust gas temperature increases when the fuel flow rate increases.
【０００７】一方、空気流量制御手段は、排ガス温度セ
ンサ１１で検出された排ガス温度ｊが排ガス温度設定値
ｂにバイアス値を加味した値ｇになるように、空気圧縮
機の入口案内翼２を制御するものである。すなわち、空
気圧縮機の入口案内翼（ＩＧＶ）２は次のように制御さ
れる。排ガス温度設定値ｂからバイアス発生回路２２よ
り出力されたバイアス値ｆを差し引いた値を設定値ｇと
する。そして、これから排ガス温度センサ１１から入力
した排ガス温度ｊを減算して得た偏差ｈをＰＩコントロ
ーラ２４を介してバルブコントローラ２６に入力し、バ
ルブコントローラ２６は偏差に対応した開度指令ｉを出
力し、空気圧縮機の入口案内翼（ＩＧＶ）２を制御す
る。入口案内翼（ＩＧＶ）２が開くとガスタービンへの
流入空気量が増加するため、排ガス温度は下がり、入口
案内翼（ＩＧＶ）２が閉まると逆に排ガス温度は上が
る。On the other hand, the air flow rate control means controls the inlet guide vanes 2 of the air compressor so that the exhaust gas temperature j detected by the exhaust gas temperature sensor 11 becomes a value g obtained by adding a bias value to the exhaust gas temperature set value b. To control. That is, the inlet guide vane (IGV) 2 of the air compressor is controlled as follows. A value obtained by subtracting the bias value f output from the bias generation circuit 22 from the exhaust gas temperature set value b is set as the set value g. Then, the deviation h obtained by subtracting the exhaust gas temperature j input from the exhaust gas temperature sensor 11 is input to the valve controller 26 via the PI controller 24, and the valve controller 26 outputs an opening command i corresponding to the deviation. , Control the inlet guide vanes (IGV) 2 of the air compressor. When the inlet guide vane (IGV) 2 opens, the amount of air flowing into the gas turbine increases, so the exhaust gas temperature decreases, and when the inlet guide vane (IGV) 2 closes, the exhaust gas temperature rises.
【０００８】ここで、空気流量制御手段は、最初は入口
案内翼（ＩＧＶ）２が開くことで排ガス温度の上昇を抑
えつつ、入口案内翼（ＩＧＶ）２が全開した後は燃料流
量制御弁１により排ガス温度の制御が行われることにな
る。Here, the air flow rate control means suppresses the rise of the exhaust gas temperature by opening the inlet guide vane (IGV) 2 at first, and the fuel flow rate control valve 1 after the inlet guide vane (IGV) 2 is fully opened. Thus, the exhaust gas temperature is controlled.
【０００９】なお、ガスタービン下流の機器について
は、ガスタービンからの排熱量をベースとした熱バラン
スにより決定されている。すなわち、主蒸気温度、主蒸
気圧力、脱硝触媒入口ガス温度、排熱回収ボイラの出口
ガス温度はガスタービンの排熱量から決まり、個別に制
御は行われていない。The equipment downstream of the gas turbine is determined by the heat balance based on the amount of heat exhausted from the gas turbine. That is, the main steam temperature, the main steam pressure, the denitration catalyst inlet gas temperature, and the exhaust gas recovery boiler outlet gas temperature are determined by the exhaust heat amount of the gas turbine and are not individually controlled.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
コンバインドサイクル発電プラントのガスタービン排ガ
ス温度制御装置では、ガスタービンの排ガス温度制御は
ガスタービン入口温度が許容値を越えないように制御し
ているだけであるので、下流側の機器で設計値を越えた
高温になる箇所が生じることがある。すなわち、排熱回
収ボイラ内の熱交換性能の経年劣化により熱バランスが
変化した場合、ガスタービン排ガス温度は変化しない
が、下流側の機器で設計値を越えた高温になる箇所が生
じることがあり、そのような場合、下流側の機器の寿命
消費を速めてしまうことがある。However, in the gas turbine exhaust gas temperature control device for such a combined cycle power plant, the exhaust gas temperature control of the gas turbine is controlled so that the gas turbine inlet temperature does not exceed the allowable value. However, there is a possibility that a part of the equipment on the downstream side may reach a high temperature exceeding the design value. That is, if the heat balance changes due to the deterioration of the heat exchange performance in the exhaust heat recovery boiler over time, the temperature of the gas turbine exhaust gas does not change, but there may be places in the downstream equipment where the temperature exceeds the design value. In such a case, the service life of downstream equipment may be accelerated.
【００１１】つまり、熱交換性能が劣化により排熱回収
ボイラで発生する蒸気量は低下するが、ガスタービン排
ガス温度は変わらないため、蒸気タービンに供給される
主蒸気温度は高くなり、蒸気タービンの許容する温度を
越えてしまう。また、熱交換器の性能が劣化すると、排
ガスの温度が下がらないため、脱硝装置に入る排ガス温
度が脱硝触媒の設計点を越えてしまい、脱硝触媒の寿命
を消費する。That is, although the amount of steam generated in the exhaust heat recovery boiler is reduced due to the deterioration of the heat exchange performance, the temperature of the gas turbine exhaust gas does not change, so the temperature of the main steam supplied to the steam turbine becomes high and the steam turbine The allowable temperature is exceeded. Further, when the performance of the heat exchanger deteriorates, the temperature of the exhaust gas does not decrease, so the temperature of the exhaust gas entering the denitration device exceeds the design point of the denitration catalyst, and the life of the denitration catalyst is consumed.
【００１２】一方、脱硝触媒は温度により脱硝性能が変
化するため、設計点を越えた温度では脱硝性能が低下す
る。更に、排熱回収ボイラ出口のガス温度も高くなるた
め、煙突の設計点をこえてしまい、煙突の寿命を消費す
る。On the other hand, since the denitration performance of the denitration catalyst changes depending on the temperature, the denitration performance is lowered at a temperature exceeding the design point. Further, the gas temperature at the exhaust heat recovery boiler outlet also rises, which exceeds the design point of the chimney and consumes the life of the chimney.
【００１３】本発明の目的は、こうしたガスタービン下
流側の機器の寿命消費を伴わないガスタービン排ガス温
度制御装置を提供するものである。An object of the present invention is to provide a gas turbine exhaust gas temperature control device which does not consume the life of such equipment downstream of the gas turbine.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、空気
圧縮器で圧縮された空気を燃料と共に燃焼器に供給して
燃焼させ、この燃焼器からの燃焼ガスでガスタービンを
駆動し、前記ガスタービンで仕事を終えた排ガスを排熱
回収ボイラに導き、この排熱回収ボイラで発生した蒸気
で蒸気タービンを駆動するようにしたコンバインドサイ
クル発電プラントの前記ガスタービンの排ガス温度を制
御するガスタービン排ガス温度制御装置において、前記
空気圧縮機の吐出圧力に基づいて前記ガスタービンの第
１の排ガス温度設定値を発生する設定値発生手段と、前
記ガスタービンの下流におけるプロセス量が規定値を超
えないように該機器にて計測された当該プロセス量に基
づいて前記設定値発生手段からの第１の排ガス温度設定
値を補正した第２の排ガス温度設定値を出力する設定値
補正手段と、前記ガスタービンの排ガス温度と前記第２
の排ガス温度設定値との偏差に基づいて前記燃焼機に供
給する燃料流量を制御する燃料流量制御手段と、前記ガ
スタービンの排ガス温度と前記第２の排ガス温度設定値
にバイアス値を加味した第３の排ガス温度設定値との偏
差に基づいて前記燃焼器に供給する空気流量を制御する
空気流量制御手段とを備えたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, air compressed by an air compressor is supplied to a combustor together with a fuel for combustion, and a combustion gas from the combustor drives a gas turbine. Gas that controls the exhaust gas temperature of the gas turbine of the combined cycle power generation plant that guides the exhaust gas that has finished work in the gas turbine to the exhaust heat recovery boiler and drives the steam turbine with the steam generated in the exhaust heat recovery boiler In a turbine exhaust gas temperature control device, a set value generating means for generating a first exhaust gas temperature set value of the gas turbine based on a discharge pressure of the air compressor, and a process amount downstream of the gas turbine exceeds a specified value. The second exhaust gas temperature set value from the set value generating means is corrected based on the process amount measured by the device so as not to A setting value correcting means for outputting a flue gas temperature setting value, the exhaust gas temperature and the second of said gas turbine
Fuel flow rate control means for controlling the flow rate of fuel to be supplied to the combustor based on the deviation from the exhaust gas temperature set value, and the exhaust gas temperature of the gas turbine and the second exhaust gas temperature set value including a bias value. The air flow rate control means for controlling the flow rate of the air supplied to the combustor based on the deviation from the exhaust gas temperature set value of No. 3 is provided.
【００１５】請求項２の発明は、ガスタービンの下流に
おけるプロセス量として、排熱回収ボイラで発生する蒸
気温度を用いるようにしたことを特徴とする。The invention of claim 2 is characterized in that the steam temperature generated in the exhaust heat recovery boiler is used as the process amount downstream of the gas turbine.
【００１６】請求項３の発明は、ガスタービンの下流に
おけるプロセス量として、排熱回収ボイラにおける脱硝
装置の入口ガス温度を用いるようにしたことを特徴とす
る。The invention of claim 3 is characterized in that the inlet gas temperature of the denitration device in the exhaust heat recovery boiler is used as the process amount downstream of the gas turbine.
【００１７】請求項４の発明は、ガスタービンの下流に
おけるプロセス量として、排熱回収ボイラの出口ガス温
度を用いるようにしたことを特徴とする。The invention of claim 4 is characterized in that the outlet gas temperature of the exhaust heat recovery boiler is used as the process amount downstream of the gas turbine.
【００１８】請求項５の発明は、ガスタービンの下流に
おけるプロセス量として、排熱回収ボイラで発生する蒸
気圧力を用いるようにしたことを特徴とする。The invention of claim 5 is characterized in that the steam pressure generated in the exhaust heat recovery boiler is used as the process amount in the downstream of the gas turbine.
【００１９】請求項６の発明は、ガスタービンの下流に
おけるプロセス量として、排熱回収ボイラで発生する蒸
気温度、排熱回収ボイラで発生する蒸気圧力、排熱回収
ボイラにおける脱硝装置の入口ガス温度、排熱回収ボイ
ラの出口ガス温度のうちのいずれか２以上のプロセス量
を検出し、その検出したいずれのプロセス量も規定値を
越えないように設定値発生手段からの排ガス温度設定値
に補正値を加味するようにしたことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, as the process amount in the downstream of the gas turbine, the steam temperature generated in the exhaust heat recovery boiler, the steam pressure generated in the exhaust heat recovery boiler, and the inlet gas temperature of the denitration device in the exhaust heat recovery boiler are used. Detecting a process amount of any two or more of the exhaust gas temperatures of the exhaust heat recovery boiler, and correcting the exhaust gas temperature set value from the set value generation means so that any detected process amount does not exceed the specified value. The feature is that the value is added.
【００２０】[0020]
【作用】本発明では、ガスタービンの下流の機器の温度
制限がある部分のプロセス量である温度や圧力を計測
し、これが制限値を越えないように、設定値発生手段か
らの排ガス温度設定値に補正値を加味してガスタービン
排ガス温度制御を行う。これにより、ガスタービンの下
流の機器に過剰な寿命消費を与えずに運転を行うことが
可能となる。According to the present invention, the temperature and pressure, which are the process quantities of the temperature-limited part of the equipment downstream of the gas turbine, are measured, and the exhaust gas temperature set value from the set value generation means is set so as not to exceed the limit value. The gas turbine exhaust gas temperature control is performed by adding the correction value to. As a result, it becomes possible to operate the equipment downstream of the gas turbine without consuming excessive life.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。まず、図
５に本発明が適用されるコンバインドサイクル発電プラ
ントの系統構成図を示す。空気は空気圧縮機３３の入口
に設けられた入口案内翼（ＩＧＶ）２を経て、空気圧縮
機３３に取り込まれる。空気圧縮機３３で圧縮された空
気は、燃焼器３４に送り込まれる。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. First, FIG. 5 shows a system configuration diagram of a combined cycle power generation plant to which the present invention is applied. The air is taken into the air compressor 33 via an inlet guide vane (IGV) 2 provided at the inlet of the air compressor 33. The air compressed by the air compressor 33 is sent to the combustor 34.
【００２２】一方、燃料は燃料流量制御弁（ＧＣＶ）１
を経て、燃焼器３４に取り込まれる。そして、燃焼機３
４で燃料と空気が混合されて燃焼し、その燃焼ガスはガ
スタービン３５に送り込まれ、この燃焼ガスでガスター
ビン３５を駆動する。ガスタービン３５で仕事を終えた
燃焼ガスは、高温の排ガスとなって排熱回収ボイラ（Ｈ
ＲＢ）３６に導かれ、給水と熱交換した後、脱硝装置の
脱硝触媒３７を経て煙突３８から大気に放出される。On the other hand, the fuel is a fuel flow control valve (GCV) 1
And is taken into the combustor 34. And the combustor 3
At 4, the fuel and air are mixed and burned, and the combustion gas is sent to the gas turbine 35, and the combustion gas drives the gas turbine 35. The combustion gas that has finished its work in the gas turbine 35 becomes high-temperature exhaust gas, and the exhaust heat recovery boiler (H
After being guided to the RB) 36 and exchanging heat with the feed water, it is discharged to the atmosphere from the chimney 38 through the denitration catalyst 37 of the denitration device.
【００２３】また、給水ポンプ４３で復水器４１から排
熱回収ボイラ３６に送り込まれた給水は、節炭器５２で
加温された後ドラム４２に入り、蒸発器５１で蒸気とな
った後ドラム４２に戻る。さらにドラム４２の蒸気は過
熱器５０で過熱蒸気となり蒸気タービン４０に導かれ、
蒸気タービン４０を駆動して仕事をした後、復水器４１
で水に戻る。The feed water sent from the condenser 41 to the exhaust heat recovery boiler 36 by the feed water pump 43 enters the drum 42 after being heated by the economizer 52 and becomes steam in the evaporator 51. Return to drum 42. Further, the steam of the drum 42 becomes superheated steam in the superheater 50 and is guided to the steam turbine 40,
After driving the steam turbine 40 to perform work, the condenser 41
Then go back to the water.
【００２４】ここで、ガスタービン３５の下流のプロセ
ス量を検出するために、主蒸気温度センサ１２、脱硝装
置入口ガス温度センサ１３、排熱回収ボイラ出口ガス温
度センサ１４、主蒸気圧力センサ１５が設けられてい
る。Here, in order to detect the process amount downstream of the gas turbine 35, the main steam temperature sensor 12, the denitration device inlet gas temperature sensor 13, the exhaust heat recovery boiler outlet gas temperature sensor 14, and the main steam pressure sensor 15 are provided. It is provided.
【００２５】図１は本発明の第１の実施例を示すブロッ
ク構成図である。この第１の実施例は、図６に示した従
来のものに対し、設定値発生手段からの排ガス温度設定
値ｂに補正値ｏを加味する設定値補正手段を設けたもの
である。FIG. 1 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention. The first embodiment is different from the conventional one shown in FIG. 6 in that a set value correction means for adding a correction value o to the exhaust gas temperature set value b from the set value generation means is provided.
【００２６】設定値補正手段は、主蒸気温度センサ１２
からの主蒸気温度ｋと信号発生器２０からの主蒸気温度
規定値ｌとの偏差ｍをリミッタ回路２７を介してＰＩコ
ントローラ２８に入力し、補正値ｏを得るようにしたも
のである。すなわち、ガスタービン３５の下流における
プロセス量としての主蒸気温度が規定値を越えないよう
に設定値発生手段からの排ガス温度設定値ｂに補正値ｏ
を加味するものである。The set value correction means is the main steam temperature sensor 12
The deviation m between the main steam temperature k from the main steam temperature k and the main steam temperature specified value 1 from the signal generator 20 is input to the PI controller 28 via the limiter circuit 27 to obtain the correction value o. That is, the correction value o is set to the exhaust gas temperature set value b from the set value generation means so that the main steam temperature as the process amount downstream of the gas turbine 35 does not exceed the specified value.
Is added.
【００２７】以下、これを詳細に説明する。主蒸気温度
センサ１２から入力された主蒸気温度ｋは、信号発生器
２０により与えられる主蒸気温度規定値ｌを減算され、
偏差ｍを得る。リミッタ回路２７は零以下の入力値をカ
ットするよう設定されており、偏差ｍが正のとき、すな
わち主蒸気温度ｋが主蒸気温度規定値ｌを越えたときに
主蒸気温度偏差ｎを出力する。ＰＩコントローラ２８は
信号ｎを入力し、排ガス温度制御バイアス値である補正
値ｏを出力する。This will be described in detail below. The main steam temperature k input from the main steam temperature sensor 12 is subtracted from the main steam temperature specified value l given by the signal generator 20,
Get the deviation m. The limiter circuit 27 is set to cut off an input value of 0 or less, and outputs the main steam temperature deviation n when the deviation m is positive, that is, when the main steam temperature k exceeds the main steam temperature specified value l. . The PI controller 28 receives the signal n and outputs the correction value o which is the exhaust gas temperature control bias value.
【００２８】一方、設定値発生手段の排ガス温度制御設
定値関数２１から出力された排ガス温度制御設定値ｂか
ら、この補正値ｏを減算した排ガス温度制御設定値ｐを
用い、燃料流量制御弁１及び空気圧縮機の入口案内翼
（ＩＧＶ）２を制御する。On the other hand, using the exhaust gas temperature control set value p obtained by subtracting the correction value o from the exhaust gas temperature control set value b output from the exhaust gas temperature control set value function 21 of the set value generating means, the fuel flow control valve 1 And the inlet guide vanes (IGV) 2 of the air compressor.
【００２９】なお、この第１の実施例ではガスタービン
３５の下流におけるプロセス量として排熱回収ボイラ３
６で発生する主蒸気の温度を用いたが、排熱回収ボイラ
３６で発生する主蒸気の圧力を用いるようにしても同様
である。In the first embodiment, the exhaust heat recovery boiler 3 is used as a process amount downstream of the gas turbine 35.
Although the temperature of the main steam generated in 6 is used, the same applies when the pressure of the main steam generated in the exhaust heat recovery boiler 36 is used.
【００３０】これにより、主蒸気温度ｋが主蒸気温度規
定値ｌを越えると、排ガス温度制御設定値ｐにマイナス
のバイアスがかかり、排ガス温度が下がり、主蒸気温度
ｋが規定値ｌを越えないように運転される。As a result, when the main steam temperature k exceeds the main steam temperature specified value l, a negative bias is applied to the exhaust gas temperature control set value p, the exhaust gas temperature drops, and the main steam temperature k does not exceed the specified value l. To be driven.
【００３１】したがって、主蒸気温度ｋが規定値ｌを越
えないように制御されるので、蒸気タービン４０を設計
許容範囲内で運転し、過度の寿命消費を抑えることが可
能となる。Therefore, since the main steam temperature k is controlled so as not to exceed the specified value l, it becomes possible to operate the steam turbine 40 within a design allowable range and suppress excessive life consumption.
【００３２】次に、図２に本発明の第２の実施例を示
す。この第２の実施例は、図１に示した第１の実施例に
おけるリミッタ回路２７とＰＩコントローラ２８の代わ
りに、排ガス温度制御バイアス関数発生器２９を設けた
ものである。Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, an exhaust gas temperature control bias function generator 29 is provided instead of the limiter circuit 27 and the PI controller 28 in the first embodiment shown in FIG.
【００３３】排ガス温度制御バイアス関数発生器２９
は、主蒸気温度偏差ｍから、その偏差を零とするのに必
要なガスタービンの排ガス温度の減少幅を算出するもの
で、この実施例ではその値を排ガス温度制御バイアス値
ｏとして排ガス温度制御設定値ｂから減算するように構
成してある。これにより、図１に示した第１の実施例と
同様の効果を得ることができる。Exhaust gas temperature control bias function generator 29
Is to calculate the amount of decrease in the exhaust gas temperature of the gas turbine required to make the deviation zero from the main steam temperature deviation m. In this embodiment, the exhaust gas temperature control bias value o is used as the exhaust gas temperature control value. It is configured to subtract from the set value b. As a result, the same effect as that of the first embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.
【００３４】図３に本発明の第３の実施例を示す。この
第３の実施例は、ガスタービン３５の下流におけるプロ
セス量として、排熱回収ボイラ３６における脱硝装置の
入口ガス温度を用いるようにしたものである。すなわ
ち、図２に示した第２の実施例に対し、主蒸気温度セン
サ１２の代わりに脱硝触媒入口ガス温度センサ１３が設
けられている。これにより、脱硝触媒３７の入口ガス温
度ｑが規定値ｌを越えないように排ガス温度を制御する
ことが可能となり、脱硝触媒３７の過度の寿命消費を避
けることができる。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the inlet gas temperature of the denitration device in the exhaust heat recovery boiler 36 is used as the process amount downstream of the gas turbine 35. That is, the denitration catalyst inlet gas temperature sensor 13 is provided in place of the main steam temperature sensor 12 in the second embodiment shown in FIG. As a result, the exhaust gas temperature can be controlled so that the inlet gas temperature q of the denitration catalyst 37 does not exceed the specified value l, and excessive life consumption of the denitration catalyst 37 can be avoided.
【００３５】また、図４に本発明の第４の実施例を示
す。この第４の実施例は、ガスタービン３５の下流にお
けるプロセス量として、排熱回収ボイラ３６の出口ガス
温度を用いるようにしたものである。すなわち、この第
４の実施例は、図２の第２の実施例に対し、主蒸気温度
センサ１２の代わりに排熱回収ボイラ出口ガス温度セン
サ１４が設けられている。これにより、排熱回収ボイラ
３６の出口ガス温度ｔが規定値ｌを越えないように排ガ
ス温度を制御することが可能となり、煙突の過度の寿命
消費をさけることができる。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the outlet gas temperature of the exhaust heat recovery boiler 36 is used as the process amount downstream of the gas turbine 35. That is, in the fourth embodiment, the exhaust gas heat recovery boiler outlet gas temperature sensor 14 is provided in place of the main steam temperature sensor 12 in the second embodiment of FIG. As a result, the exhaust gas temperature can be controlled so that the outlet gas temperature t of the exhaust heat recovery boiler 36 does not exceed the specified value l, and excessive life consumption of the chimney can be avoided.
【００３６】さらに、ガスタービン３５の下流における
プロセス量として、排熱回収ボイラ３６で発生する蒸気
温度、排熱回収ボイラ３６で発生する蒸気圧力、排熱回
収ボイラ３６における脱硝装置の入口ガス温度、排熱回
収ボイラ３６の出口ガス温度のうちのいずれか２以上の
プロセス量を検出し、その検出したいずれのプロセス量
も規定値を越えないように設定値発生手段からの排ガス
温度設定値に補正値を加味するようにしても良い。この
場合には、ガスタービン３５の下流におけるいずれの機
器に対しても過度の寿命消費をさけることができる。Further, as the process amount in the downstream of the gas turbine 35, the steam temperature generated in the exhaust heat recovery boiler 36, the steam pressure generated in the exhaust heat recovery boiler 36, the inlet gas temperature of the denitration device in the exhaust heat recovery boiler 36, A process amount of any two or more of the outlet gas temperatures of the exhaust heat recovery boiler 36 is detected, and the exhaust gas temperature set value from the set value generation means is corrected so that any detected process amount does not exceed the specified value. You may make it consider a value. In this case, excessive life consumption can be avoided for any equipment downstream of the gas turbine 35.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ガ
スタービンの下流の機器の温度制限がある場合に、その
制限値を越えないようにガスタービンを運転することが
できるガスタービン排ガス温度制御装置を提供すること
が可能となり、ガスタービンの下流の機器の過度の寿命
消費をさけることができる。As described above, according to the present invention, when the temperature of the equipment downstream of the gas turbine is limited, the gas turbine exhaust gas can be operated so as not to exceed the limit value. It is possible to provide a temperature control device and avoid excessive lifetime consumption of equipment downstream of the gas turbine.
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック構成図。FIG. 1 is a block configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例を示すブロック構成図。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施例を示すブロック構成図。FIG. 3 is a block configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施例を示すブロック構成図。FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明が適用されるコンバインドサイクル発電
プラントの系統構成図。FIG. 5 is a system configuration diagram of a combined cycle power generation plant to which the present invention is applied.
【図６】従来例を示すブロック構成図。FIG. 6 is a block diagram showing a conventional example.
１ 燃料流量制御弁 ２ 空気圧縮機入口案内翼 １０ 空気圧縮機吐出空気圧力センサ １１ ガスタービン排ガス温度センサ １２ 主蒸気温度センサ １３ 脱硝触媒入口温度センサ １４ 排熱回収ボイラ出口ガス温度センサ １５ 主蒸気圧力センサ ３３ 空気圧縮機 ３４ 燃焼機 ３５ ガスタービン ３６ 排熱回収ボイラ ３７ 脱硝触媒 ３８ 煙突 ３９ 発電機 ４０ 蒸気タービン ４１ 復水器 ４２ ドラム ４３ 給水ポンプ 1 Fuel flow control valve 2 Air compressor inlet guide vanes 10 Air compressor discharge air pressure sensor 11 Gas turbine exhaust gas temperature sensor 12 Main steam temperature sensor 13 DeNOx catalyst inlet temperature sensor 14 Exhaust heat recovery boiler outlet gas temperature sensor 15 Main steam pressure sensor 33 air compressor 34 Combustor 35 gas turbine 36 Exhaust heat recovery boiler 37 DeNOx catalyst 38 chimney 39 generator 40 steam turbine 41 condenser 42 drums 43 Water pump
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−285608（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−70804（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−66405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−124010（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−107805（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 1/00 - 21/20 F01K 1/00 - 27/02 F02C 1/00 - 9/58 F23R 3/00 - 7/00 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-1-285608 (JP, A) JP-A-3-70804 (JP, A) JP-A-64-66405 (JP, A) JP-A-58-124010 (JP , A) JP 58-107805 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F01D 1/00-21/20 F01K 1/00-27/02 F02C 1/00 -9/58 F23R 3/00-7/00
Claims (6)
に燃焼器に供給して燃焼させ、この燃焼器からの燃焼ガ
スでガスタービンを駆動し、前記ガスタービンで仕事を
終えた排ガスを排熱回収ボイラに導き、この排熱回収ボ
イラで発生した蒸気で蒸気タービンを駆動するようにし
たコンバインドサイクル発電プラントの前記ガスタービ
ンの排ガス温度を制御するガスタービン排ガス温度制御
装置において、 前記空気圧縮機の吐出圧力に基づいて前記ガスタービン
の第１の排ガス温度設定値を発生する設定値発生手段
と、前記ガスタービンの下流におけるプロセス量が規定値を
超えないように該機器にて計測された当該プロセス量に
基づいて前記設定値発生手段からの第１の排ガス温度設
定値を補正した第２の排ガス温度設定値を出力する設定
値補正手段と、 前記ガスタービンの排ガス温度と前記第２の排ガス温度
設定値との偏差に基づいて前記燃焼機に供給する燃料流
量を制御する燃料流量制御手段と、 前記ガスタービンの排ガス温度と、前記第２の排ガス温
度設定値にバイアス値を加味した第３の排ガス温度設定
値との偏差に基づいて前記燃焼器に供給する空気流量を
制御する空気流量制御手段と、 を 備えたことを特徴とするガスタービン排ガス温度制御
装置。1. The air compressed by an air compressor is supplied to a combustor together with a fuel for combustion, the combustion gas from the combustor drives a gas turbine, and exhaust gas exhausted from the gas turbine is exhausted. In a gas turbine exhaust gas temperature control device for controlling the exhaust gas temperature of the gas turbine of a combined cycle power plant, which guides to a heat recovery boiler, and drives a steam turbine with steam generated in the exhaust heat recovery boiler, the air compressor Set value generating means for generating the first exhaust gas temperature set value of the gas turbine based on the discharge pressure of the gas turbine, and the process amount in the downstream of the gas turbine has a specified value.
To the process amount measured by the equipment so as not to exceed
On the basis of the first exhaust gas temperature setting from the set value generating means.
Setting to output the second set value of exhaust gas temperature with the fixed value corrected
Value correction means, fuel flow rate control means for controlling the flow rate of fuel supplied to the combustor based on the deviation between the exhaust gas temperature of the gas turbine and the second exhaust gas temperature set value, and the exhaust gas temperature of the gas turbine the third exhaust gas temperature setting in consideration a bias value to the second exhaust gas temperature setting value
A gas turbine exhaust gas temperature control device , comprising: an air flow rate control unit that controls an air flow rate to be supplied to the combustor based on a deviation from a value .
の下流におけるプロセス量として、前記排熱回収ボイラ
で発生する蒸気温度を用いるようにしたことを特徴とす
る請求項１に記載のガスタービン排ガス温度制御装置。2. The gas turbine according to claim 1, wherein the set value correcting means uses a steam temperature generated in the exhaust heat recovery boiler as a process amount downstream of the gas turbine. Exhaust gas temperature control device.
の下流におけるプロセス量として、前記排熱回収ボイラ
における脱硝装置の入口ガス温度を用いるようにしたこ
とを特徴とする請求項１に記載のガスタービン排ガス温
度制御装置。3. The set value correction means uses the inlet gas temperature of a denitration device in the exhaust heat recovery boiler as the process amount downstream of the gas turbine. Gas turbine exhaust gas temperature control device.
の下流におけるプロセス量として、前記排熱回収ボイラ
の出口ガス温度を用いるようにしたことを特徴とする請
求項１に記載のガスタービン排ガス温度制御装置。4. The gas turbine exhaust gas according to claim 1, wherein the set value correction means uses the outlet gas temperature of the exhaust heat recovery boiler as a process amount downstream of the gas turbine. Temperature control device.
の下流におけるプロセス量として、前記排熱回収ボイラ
で発生する蒸気圧力を用いるようにしたことを特徴とす
る請求項１に記載のガスタービン排ガス温度制御装置。5. The gas turbine according to claim 1, wherein the set value correction means uses the steam pressure generated in the exhaust heat recovery boiler as a process amount downstream of the gas turbine. Exhaust gas temperature control device.
の下流におけるプロセス量として、前記排熱回収ボイラ
で発生する蒸気温度、前記排熱回収ボイラで発生する蒸
気圧力、前記排熱回収ボイラにおける脱硝装置の入口ガ
ス温度、前記排熱回収ボイラの出口ガス温度のうちいず
れか２以上のプロセス量を検出し、その検出したいずれ
のプロセス量も規定値を越えないように前記設定値発生
手段からの排ガス温度設定値に補正値を加味するように
したことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン排
ガス温度制御装置。6. The set value correction means, as a process amount in the downstream of the gas turbine, a steam temperature generated in the exhaust heat recovery boiler, a steam pressure generated in the exhaust heat recovery boiler, and an exhaust heat recovery boiler in the exhaust heat recovery boiler. Any two or more process amounts of the inlet gas temperature of the denitration device and the outlet gas temperature of the exhaust heat recovery boiler are detected, and the set value generating means is used to prevent any detected process amount from exceeding a specified value. 2. The gas turbine exhaust gas temperature control device according to claim 1, wherein a correction value is added to the exhaust gas temperature set value of.
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