JP3820636B2 - 排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置に関し、詳しくは、ボイラ本体へ供給される給水の温度をガス低圧給水加熱器の給水入口側において、所要の温度に保持し得るようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、熱効率の向上を図るため、発電機及び圧縮機を駆動した後のタービン排ガスを燃焼用ガスとしてボイラへ送給し、ボイラにおける燃料の燃焼に供するようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラントが実用化されつつあり、斯かるプラントの一例は、図６に示されている。
【０００３】
図６中、１は火炉１ａ及び副側壁１ｂ並に後部伝熱部１ｃを備えたボイラ本体、２はボイラ本体１の火炉１ａ下部に設置したバーナであり、火炉１ａにおいては、バーナ２から噴射された燃料Ｆの燃焼により燃焼ガスＧ２が生成されるようになっている。
【０００４】
３は燃焼器４から送給された燃焼ガスにより駆動され、発電機５及び圧縮機６を駆動し得るようにしたガスタービンであり、燃焼器４では、噴射された燃料が圧縮機６から送給された圧縮空気と混合して燃焼し得るようになっている。
【０００５】
７は中途部に風道蒸発器２３を備え且つガスタービン３から排出されたタービン排ガスを燃焼用ガスＧ１として火炉１ａ内へ送給するためのダクト、８はボイラ本体１の後部伝熱部１ｃ下部に接続されてボイラ排ガスＧ３を後工程へ送給するための排ガスダクトである。
【０００６】
９は給水管１０を経て送られて来た給水Ｗを加熱し得るよう、後部伝熱部１ｃ内の下部に格納された節炭器、１１は節炭器９で加熱された給水Ｗをボイラ本体１の火炉１ａ壁面を形成する炉壁管下部へ送給するための給水管、１２は炉壁管等で給水が加熱されて生成された蒸気を過熱するよう副側壁１ｂ内に格納された過熱器、１３は過熱器１２で生成された過熱蒸気Ｖを蒸気タービン１４へ送給するための過熱蒸気管、１５は蒸気タービン１４に駆動される発電機であり、蒸気タービン１４から抽気された蒸気は、図示してない復水器で復水された後前述の給水管１０へ給水Ｗとして戻し得るようになっている。
【０００７】
１６は排ガスダクト８と給水管１０との中途部に、ボイラ排ガスＧ３の流れ方向上流側に位置するよう接続され、排ガスダクト８を送給されて来たボイラ排ガスＧ３により、給水管１０を送給されて来た給水Ｗを加熱し得るようにしたガス高圧給水加熱器、１７は排ガスダクト８と給水管１０との中途部に、ガス高圧給水加熱器１６よりもボイラ排ガスＧ３の流れ方向下流側に位置するよう接続され、ガス高圧給水加熱器１６から排ガスダクト８を通り送給されて来たボイラ排ガスＧ３により、給水管１０を送給されて来た給水Ｗを、前記ガス高圧給水加熱器１６よりも給水Ｗの流れ方向上流側で加熱し得るようにしたガス低圧給水加熱器である。
【０００８】
１８は排ガスダクト８の中途部に、ガス低圧給水加熱器１７よりもボイラ排ガスＧ３の流れ方向下流側となるよう接続された強圧通風機、１９は排ガスダクト８のボイラ排ガスＧ３流れ方向下流端に接続された煙突である。
【０００９】
２０は給水管１０の中途部に、ガス低圧給水加熱器１７よりも給水Ｗ流れ方向上流側に位置するよう接続された復水ポンプ、２１は給水管１０の中途部においてガス低圧給水加熱器１７とガス高圧給水加熱器１６との間に位置するよう接続された脱気器、２２は給水管１０の中途部において、脱気器２１とガス高圧給水加熱器１６との間に位置するよう接続された給水ポンプである。
【００１０】
上述の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいては、蒸気タービン１４のみを運転する気力単独運転と蒸気タービン出力が所定の出力まで上昇したら蒸気タービン１４とガスタービン３の両方を運転するコンバインドサイクル運転が行われる。
【００１１】
気力単独運転時には、ガスタービン３を停止させた状態で運転が行われる。すなわち、バーナ２からは燃料Ｆがボイラ本体１の火炉１ａ内へ噴射されると共に図示してないラインから空気が火炉１ａ内へ供給され、而して燃料Ｆは空気と混合して燃焼し、燃焼ガスＧ２が生成される。
【００１２】
燃焼ガスＧ２は、火炉１ａ内を上昇し、副側壁１ｂ、後部伝熱部１ｃを通りボイラ排ガスＧ３として排ガスダクト８へ排出され、排ガスダクト８を通り煙突１９から大気中へ排出される。この際燃焼ガスＧ２は、ボイラ本体１の各炉壁管や過熱器１２、節炭器９内の水、蒸気等の流体を加熱し、又ボイラ排ガスＧ３は排ガスダクト８、ガス高圧給水加熱器１６、ガス低圧給水加熱器１７を通り、ガス高圧給水加熱器１６やガス低圧給水加熱器１７において、給水ポンプ２２や復水ポンプ２０により給水管１０を介して送給された給水Ｗを加熱する。
【００１３】
一方、過熱器１２で過熱されて生成された過熱蒸気Ｖは、過熱蒸気管１３を通り蒸気タービン１４へ導入されて蒸気タービン１４が駆動され、蒸気タービン１４から抽気された蒸気は復水器で復水されたうえ、復水ポンプ２０へ戻る。又蒸気タービン１４により発電機１５が駆動され、発電が行われる。
【００１４】
而して、蒸気タービン出力が所定の出力まで上昇したら、ガスタービン３をも駆動してコンバインドサイクル運転が開始される。すなわち、燃焼器４で燃焼して生成した燃焼ガスは、ガスタービン３へ導入されてガスタービン３を駆動し、ガスタービン３から排出されてダクト７を通り、ダクト７の中途部で風道蒸発器２３に熱を与えて蒸気を生成させ、しかる後燃焼用ガスＧ１としてボイラ本体１の火炉１ａ内へ送給される。このため、バーナ２から火炉１ａ内へ噴射される燃料Ｆはガスタービン３からの燃焼用ガスＧ１中の酸素により燃焼し、燃焼ガスＧ２が生成される。この際、別ラインからの火炉１ａへの空気の供給は予め停止される。
【００１５】
生成した燃焼用ガスＧ１のボイラ本体１での流れ及びボイラ排ガスＧ３の排ガスダクト８中の流れは上述した気力単独運転の場合と同じである。
【００１６】
又、ガスタービン３の駆動により、圧縮機６及び発電機５が駆動され、圧縮機６で生成した圧縮空気は燃焼器４における燃料の燃焼に供される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいては、燃料Ｆとして硫黄分を含まないＬＮＧを使用しているが、コスト等の点から燃料Ｆとして硫黄分の含まれている重油を使用することが検討されている。
【００１８】
しかし、上述の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにあっては、例えばボイラ起動時には、ガス低圧給水加熱器１７の給水入口側における給水Ｗの温度が低くガス低圧給水加熱器１７の給水入口端はＳＯ3結露点である１１５℃よりも低くなっており、このため、燃料Ｆとして重油を使用すると、ガス低圧給水加熱器１７の入口端にＳＯ3酸が付着し、ガス低圧給水加熱器１７の入口側に腐食が発生する虞れがある。
【００１９】
又、排気再燃型コンバインドサイクルプラントの通常運転時においても、ガス低圧給水加熱器１７の給水入口側における給水温度が何等かの原因により低くなると、ボイラ起動時と同様ＳＯ3結露が生じる。
【００２０】
本発明は、上述の実情に鑑み、ガス低圧給水加熱器の給水入口側にＳＯ3結露が生じないようにすることを目的としてなしたものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本方法発明は、ガスタービンの排ガスをボイラ本体において燃料の燃焼用ガスとして使用すると共に給水加熱器でボイラ排ガスによりボイラ本体への給水を加熱するようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、給水加熱器の給水出口側から給水循環管を介し給水加熱器の給水入口側へ循環する循環水の流量が予め設定した所定の流量となるよう、前記給水循環管を流れる循環水の流量を制御し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度まで上昇したら、循環して復水ポンプからの給水と共に給水加熱器へ導入される給水の給水加熱器入口側における温度が予め設定した所定の温度になるよう前記給水循環管を循環する循環水の流量を制御するものである。
【００２２】
又本方法発明は、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、燃料として軽油を使用し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度になったら燃料として重油を使用すると良い。
【００２３】
本装置発明は、ガスタービンの排ガスを燃料の燃焼用ガスとして使用するボイラ本体と、ボイラ本体から排出されたボイラ排ガスによりボイラ本体へ送給する給水を加熱する給水加熱器と、給水加熱器から送出された給水の一部を給水加熱器の給水入口側へ循環させる給水循環管を備えた排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、
前記給水循環管を流れている循環水の流量と前記給水循環管内を流れるよう設定された循環水の流量の差を処理して弁開度調整指令を求める第１の調節器と、前記給水循環管を循環して復水ポンプからの給水と共に前記給水加熱器へ導入される給水の温度と設定された給水の温度の差を処理して弁開度調整指令を求める第２の調節器と、
発電機出力指令から定まるボイラ本体への給水の流量と、発電機出力指令に対応した給水加熱器の給水流れ方向下流側における給水の温度及び給水加熱器の給水流れ方向下流側における検出された給水の温度から定まる給水補正流量とを加算し、給水管の給水加熱器よりも給水流れ方向下流側に設けた第１の流量制御弁へ弁開度調整指令として与える加算器と、
前記給水加熱器の給水流れ方向下流側における給水の温度が所定の温度に達したら切換指令を出力するモニタスイッチと、
該モニタスイッチからの切換指令が与えられない場合には第１の調節器からの弁開度調整指令を出力して給水循環管に設けられている第２の流量制御弁へ与え、前記モニタスイッチからの切換指令が与えられた場合には切換えられて第２の調節器からの弁開度調整指令を出力し、前記第２の流量制御弁へ与える切換器とを設けたものである。
【００２４】
本発明においては、給水加熱器の給水出口側における給水温度が所定の温度よりも低い場合には、所定量の給水を循環水として給水加熱器出口側から入口側へ循環させることにより給水の温度を上昇させ、給水加熱器出口下流側における給水温度が所定の温度よりも高くなったら給水加熱器入口上流側の給水の温度が所定の温度となるよう循環水の流量を制御するため、給水加熱器の給水入口側の温度を高く保持でき、従って燃料として重油を使用した場合でもボイラ排ガス中のＳＯ3酸の結露を防止できる。
【００２５】
給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、燃料として軽油を使用し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度になったら燃料として重油を使用する場合には、プラント起動時においてもＳＯ3の結露を防止できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１〜図５は本発明の実施の形態の一例である。
【００２８】
本実施の形態例における排気再燃型コンバインドサイクルプラント自体は、図４に示すごとく、図６に示す従来の排気再燃型コンバインドサイクルプラントと略同一構成であるため、同一のものには同一の符号を付して説明を省略するものとする。
【００２９】
而して、本発明の実施の形態における排気再燃型コンバインドサイクルプラントでは、一端が給水管１０のガス低圧給水加熱器１７と脱気器２１との間に接続され且つ他端が給水管１０のガス低圧給水加熱器１７と復水ポンプ２０との間に接続された給水循環管２６を備えており、給水循環管２６内は、ガス低圧給水加熱器１７の給水出口側から給水入口側へ向い、循環水ＷＣが循環し得るようになっている。
【００３０】
又、給水循環管２６には、循環水ＷＣの流れ方向上流側から下流側へ向けて順次循環水ポンプ２７、流量検出器２８、流量制御弁２９が接続されている。
【００３１】
給水管１０におけるガス低圧給水加熱器１７の給水入口側には、ガス低圧給水加熱器１７と給水循環管２６の給水管１０に対する上流側接続部Ｘ１との間に位置するよう、温度検出器３０が設けられている。
【００３２】
給水管１０におけるガス低圧給水加熱器１７の給水出口側には、脱気器２１と給水循環管２６の給水管１０に対する下流側接続部Ｘ２との間に位置するよう、給水Ｗ流れ方向上流側から下流側へ向けて順次温度検出器３１と流量制御弁３２とが接続されている。
【００３３】
脱気器２１には、中途部に開閉弁３３を備えた補助蒸気供給管３４が接続され、補助蒸気供給管３４からは脱気器２１へ所定圧（例えば３ａｔａ）の補助蒸気を供給し得るようになっている。このように脱気器２１へ補助蒸気を供給するのは、脱気器２１内を圧力に対応した飽和蒸気温度とするためである。
【００３４】
図４に示す排気再燃型コンバインドサイクルプラントに適用する給水温度制御装置の詳細は図１に示されている。
【００３５】
而して、３５はガス低圧給水加熱器１７の給水入口側で温度検出器３０により検出したガス低圧給水加熱器入口給水検出温度ＴＩと信号発生器３６から与えられたガス低圧給水加熱器入口給水設定温度ＴＳ（例えば１１５℃）の差を取り、ガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差ΔＴＩ（＝ＴＩ−ＴＳ）を求める減算器、３７は減算器３５から与えられたガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差ΔＴＩを比例積分調節して弁開度調整指令ＶＳ１を求める比例積分調節器である。
【００３６】
３８は流量検出器２８により検出した給水循環管２６内を流れる循環水ＷＣの流量（検出循環水流量）ＱＷＣと信号発生器３９から与えられた設定循環水流量ＱＳの差を取り、循環水流量偏差ΔＱ（＝ＱＷＣ−ＱＳ）を求める減算器、４０は減算器３８から与えられた循環水流量偏差ΔＱを比例積分調節して弁開度調整指令ＶＳ２を求める比例積分調節器である。
【００３７】
４１は切換器であり、比例積分調節器３７から与えられた弁開度調整指令ＶＳ１又は比例積分調節器４０から与えられた弁開度調整指令ＶＳ２の何れかを出力して給水循環管２６に設けた流量制御弁２９へ与え、流量制御弁２９の開度を調整し得るようになっている。
【００３８】
４２はガス低圧給水加熱器１７から流出して給水管１０を送られるべき、発電機出力指令ＭＷＤに対応した給水Ｗの流量（ガス低圧給水加熱器出口給水流量）ＱＭを出力する関数発生器、４３はガス低圧給水加熱器１７から流出して給水管１０を送られるべき給水Ｗの、発電機出力指令ＭＷＤに対応した温度（ガス低圧給水加熱器出口給水温度）ＴＭを出力する関数発生器、４４は関数発生器４３からのガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭと温度検出器３１により検出したガス低圧給水加熱器１７出口側の給水管１０内のガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯとの差を取ってガス低圧給水加熱器出口給水温度偏差ΔＴＯ（＝ＴＭ−ＴＯ）を求める減算器、４５は減算器４４からのガス低圧給水加熱器出口給水温度偏差ΔＴＯを比例積分してガス低圧給水加熱器給水補正流量ＱＣを求める比例積分調節器、４６は関数発生器４２からのガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭと比例積分調節器４５からのガス低圧給水加熱器給水補正流量ＱＣを加算し、給水管１０のガス低圧給水加熱器１７よりも給水Ｗ流れ方向下流側に設けられた流量制御弁３２へ弁開度調整指令ＶＳ３（＝ＱＭ＋ＱＣ）として与える加算器である。
【００３９】
４７は温度検出器３１により検出したガス低圧給水加熱器１７出口側の給水管１０内のガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが予め定めた所定の温度（例えば１２７℃）以上になったら切換指令Ｙを出力してセットリセット器４８を介し切換器４１に与えるハイローモニタスイッチであり、切換指令Ｙが切換器４１に与えられると切換器４１はａ側からｂ側へ切換るようになっている。
【００４０】
上述の関数発生器４２，４３には図２、図３に示すごとき関数Ｆ１（ｘ）、Ｆ２（ｘ）が設定されている。何れの関数も発電機出力指令ＭＷＤが３０％以下の場合は、発電機出力指令ＭＷＤが変化してもガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭ、ガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭは最低限の一定値をとり、発電機出力指令ＭＷＤが３０％を越えると、ガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭ、ガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭは、何れも発電機出力指令ＭＷＤの上昇に従って一次関数的に上昇している。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態の作動について説明する。
【００４２】
本発明の実施の形態において排気再燃型コンバインドサイクルプラントを運転する際には、開閉弁３３を開いて補助蒸気供給管３４から補助蒸気を脱気器２１内へ供給し、脱気器２１内を所定の圧力（例えば３ａｔａ（この場合の飽和蒸気温度１３３℃））に保持しておく。
【００４３】
而して、本実施の形態例における排気再燃型コンバインドサイクルプラントの気力単独運転時及びコンバインドサイクル運転時の運転の手順は従来の場合と同様なので説明は省略する。
【００４４】
而して、運転時には、発電機出力指令ＭＷＤが関数発生器４２，４３に与えられ、関数発生器４２からは、発電機出力指令ＭＷＤに対応したガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭが出力されて加算器４６に与えられる。
【００４５】
又、関数発生器４３からは、発電機出力指令ＭＷＤに対応したガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭが出力されて減算器４４に与えられ、同時にガス低圧給水加熱器１７の給水出口側に設けた温度検出器３１によりガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが検出されて減算器４４及びハイローモニタスイッチ４７に与えられる。
【００４６】
而して、減算器４４では、ガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭとガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯの差が取られてガス低圧給水加熱器出口給水温度偏差ΔＴＯが求められ、該ガス低圧給水加熱器出口給水温度偏差ΔＴＯは比例積分調節器４５で比例積分調整され、ガス低圧給水加熱器給水補正流量ＱＣとして加算器４６に与えられる。
【００４７】
加算器４６では、ガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭとガス低圧給水加熱器給水補正流量ＱＣとが加算されて弁開度調整指令ＶＳ３が求められ、求められた弁開度調整指令ＶＳ３は流量制御弁３２に与えられ、流量制御弁３２の開度は、弁開度調整指令ＶＳ３に対応して調整される。このため、ガス低圧給水加熱器１７から流出して給水管１０からボイラ本体１内の節炭器９へ供給される給水Ｗの流量が調整される。
【００４８】
温度検出器３１で検出されたガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭが所定の温度（例えば１２７℃）よりも低い場合には、ハイローモニタスイッチ４７から切換指令Ｙは出力されないため、切換器４１は、図１のａ側に切換っている。
【００４９】
このため流量検出器２８で検出した、給水循環管２６を流れる循環水ＷＣの流量は、検出循環水流量ＱＷＣとして減算器３８に与えられ、減算器３８では、検出循環水流量ＱＷＣと信号発生器３９により予め与えられた設定循環水流量ＱＳとの差が取られて循環水流量偏差ΔＱが求められ、該循環水流量偏差ΔＱは比例積分調節器４０へ与えられる。
【００５０】
比例積分調節器４０では、循環水流量偏差ΔＱが比例積分されて弁開度調整指令ＶＳ２が求められ、求められた弁開度調整指令ＶＳ２は切換器４１を経て流量制御弁２９に与えられ、流量制御弁２９の開度が調整される。このため、循環水ポンプ２７により加圧された循環水ＷＣは、一定の流量となるよう流量制御弁２９により制御され、給水循環管２６、給水管１０、ガス低圧給水加熱器１７、給水管１０、給水循環管２６を循環する。この場合の循環水ＷＣの循環量は、信号発生器３９で設定された設定循環水流量ＱＳとなるよう運転が行われる。
【００５１】
このように給水Ｗの一部が循環している間に、ボイラ排ガスＧ３は、連続的に排ガスダクト８を通り、ガス高圧給水加熱器１６、排ガスダクト８、ガス低圧給水加熱器１７、排ガスダクト８を通り、強圧通風機１８により煙突１９を介して大気中へ排出される。
【００５２】
而して、ボイラ排ガスＧ３はガス低圧給水加熱器１７を通過する際、復水ポンプ２０からの給水と循環水ポンプ２７からの循環水ＷＣが混合した給水Ｗを加熱するが、該給水Ｗの温度は、ガス低圧給水加熱器１７の給水入口側において時間の経過と共に徐々に上昇し、従って、給水管１０を通って給水ポンプ２２により節炭器９側へ送られる給水Ｗの温度も徐々に上昇する。
【００５３】
温度検出器３１により検出されたガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが所定の温度以上になると、ハイローモニタスイッチ４７からは、切換指令Ｙが出力され、セットリセット器４８を介して切換器４１に与えられ、切換器４１はｂ側に切換る。
【００５４】
このため、ガス低圧給水加熱器１７の入口側における給水Ｗの温度は、温度検出器３０により検出されてガス低圧給水加熱器入口給水検出温度ＴＩとして減算器３５に与えられ、減算器３５では、ガス低圧給水加熱器入口給水検出温度ＴＩと信号発生器３６により予め与えられたガス低圧給水加熱器入口給水設定温度ＴＳの差が取られてガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差ΔＴＩが求められ、求められたガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差ΔＴＩは比例積分調節器３７へ与えられ、比例積分調整されて弁開度調整指令ＶＳ１となり、切換器４１を介して流量制御弁２９へ与えられ、ガス低圧給水加熱器１７入口側の給水Ｗの温度が所定の温度（例えば１１５℃）となるよう流量制御弁２９の開度が調整されて給水循環管２６内を流れる循環水ＷＣの流量が制御される。
【００５５】
上述のようにガス低圧給水加熱器１７の給水出口側の給水Ｗの温度が所定の温度よりも低い場合には、循環水ＷＣの流量が一定の流量となるよう制御して循環水ＷＣの温度を上昇させ、ガス低圧給水加熱器１７の給水出口側の給水Ｗの温度が所定の温度よりも高い場合には、ガス低圧給水加熱器１７入口側の給水Ｗの温度が所定の温度となるよう循環水ＷＣの流量を制御することにより、ガス低圧給水加熱器１７の給水入口側における給水Ｗの温度をＳＯ3結露点である１１５℃以上に保持することができ、従ってガス低圧給水加熱器１７の給水入口側（ガス出口側）にＳＯ3酸の付着による腐食が生じるのを防止することができる。
【００５６】
又、ガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが所定の値よりも低く、切換器４１がａ側に切換っている場合は、燃料Ｆとしては軽油を使用し、ガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが所定の値となり切換器４１がｂ側に切換った場合は、燃料Ｆとして重油を使用するとＳＯ3結露の防止をより一層良好に行うことができる。
【００５７】
更に、斯かる運転が行われる場合の一般的な例としてはボイラ起動時があり、その時の時間の経過とボイラ排ガス温度、給水温度、給水流量、蒸気タービン負荷との関係は図５に示されている。点イよりも左側においては図１の切換器４１はａ側に切換っており、点イの時点で切換器４１はｂ側に切換る。
【００５８】
なお、本発明は上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置においては、何れの請求項においても、給水加熱器の給水入口側における給水温度をＳＯ３結露点以上に保持することができるため、給水加熱器のガス出口側にＳＯ３酸の付着による腐食が生じるのを防止することができ、又、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、燃料として軽油を使用し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度になったら燃料として重油を使用する場合には、プラント起動時においてもＳＯ ３ の結露をより一層効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置の制御系のブロック図である。
【図２】図１の関数発生器４２に設定される関数Ｆ１（ｘ）を示すグラフである。
【図３】図１の関数発生器４３に設定される関数Ｆ２（ｘ）を示すグラフである。
【図４】本発明が適用される排気再燃型コンバインドサイクルプラントの概要を示すフロー図である。
【図５】ボイラ起動時において本発明を適用した際の時間の経過とボイラ排ガス温度、給水温度、給水流量、蒸気タービン負荷との関係を示すグラフである。
【図６】従来の排気再燃型コンバインドサイクルプラントの概要を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ ボイラ本体
３ ガスタービン
１０ 給水管
１７ ガス低圧給水加熱器（給水加熱器）
２０ 復水ポンプ
２６ 給水循環管
２９ 流量制御弁（第２の流量制御弁）
３２ 流量制御弁（第１の流量制御弁）
３７ 比例積分調節器（第２の調節器）
４０ 比例積分調節器（第１の調節器）
４１ 切換器
４６ 加算器
４７ ハイローモニタスイッチ（モニタスイッチ）
Ｆ 燃料
Ｇ１ 燃焼用ガス
Ｇ３ ボイラ排ガス
Ｗ 給水
ＷＣ 循環水
ＴＩ ガス低圧給水加熱器入口給水検出温度（温度）
ＴＳ ガス低圧給水加熱器入口給水設定温度（温度）
ΔＴＩ ガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差（差）
ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３ 弁開度調整指令
ＭＷＤ 発電機出力指令
ＴＯ ガス低圧給水加熱器出口給水検出温度（温度）
ＴＭ ガス低圧給水加熱器出口給水温度（温度）
ＱＭ ガス低圧給水加熱器出口給水流量（流量）
ＱＣ ガス低圧給水加熱器給水補正流量（給水補正流量）
ＱＳ 設定循環水流量（流量）
ＱＷＣ 検出循環水流量（流量）
ΔＱ 循環水流量偏差（差）
Ｙ 切換指令
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置に関し、詳しくは、ボイラ本体へ供給される給水の温度をガス低圧給水加熱器の給水入口側において、所要の温度に保持し得るようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、熱効率の向上を図るため、発電機及び圧縮機を駆動した後のタービン排ガスを燃焼用ガスとしてボイラへ送給し、ボイラにおける燃料の燃焼に供するようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラントが実用化されつつあり、斯かるプラントの一例は、図６に示されている。
【０００３】
図６中、１は火炉１ａ及び副側壁１ｂ並に後部伝熱部１ｃを備えたボイラ本体、２はボイラ本体１の火炉１ａ下部に設置したバーナであり、火炉１ａにおいては、バーナ２から噴射された燃料Ｆの燃焼により燃焼ガスＧ２が生成されるようになっている。
【０００４】
３は燃焼器４から送給された燃焼ガスにより駆動され、発電機５及び圧縮機６を駆動し得るようにしたガスタービンであり、燃焼器４では、噴射された燃料が圧縮機６から送給された圧縮空気と混合して燃焼し得るようになっている。
【０００５】
７は中途部に風道蒸発器２３を備え且つガスタービン３から排出されたタービン排ガスを燃焼用ガスＧ１として火炉１ａ内へ送給するためのダクト、８はボイラ本体１の後部伝熱部１ｃ下部に接続されてボイラ排ガスＧ３を後工程へ送給するための排ガスダクトである。
【０００６】
９は給水管１０を経て送られて来た給水Ｗを加熱し得るよう、後部伝熱部１ｃ内の下部に格納された節炭器、１１は節炭器９で加熱された給水Ｗをボイラ本体１の火炉１ａ壁面を形成する炉壁管下部へ送給するための給水管、１２は炉壁管等で給水が加熱されて生成された蒸気を過熱するよう副側壁１ｂ内に格納された過熱器、１３は過熱器１２で生成された過熱蒸気Ｖを蒸気タービン１４へ送給するための過熱蒸気管、１５は蒸気タービン１４に駆動される発電機であり、蒸気タービン１４から抽気された蒸気は、図示してない復水器で復水された後前述の給水管１０へ給水Ｗとして戻し得るようになっている。
【０００７】
１６は排ガスダクト８と給水管１０との中途部に、ボイラ排ガスＧ３の流れ方向上流側に位置するよう接続され、排ガスダクト８を送給されて来たボイラ排ガスＧ３により、給水管１０を送給されて来た給水Ｗを加熱し得るようにしたガス高圧給水加熱器、１７は排ガスダクト８と給水管１０との中途部に、ガス高圧給水加熱器１６よりもボイラ排ガスＧ３の流れ方向下流側に位置するよう接続され、ガス高圧給水加熱器１６から排ガスダクト８を通り送給されて来たボイラ排ガスＧ３により、給水管１０を送給されて来た給水Ｗを、前記ガス高圧給水加熱器１６よりも給水Ｗの流れ方向上流側で加熱し得るようにしたガス低圧給水加熱器である。
【０００８】
１８は排ガスダクト８の中途部に、ガス低圧給水加熱器１７よりもボイラ排ガスＧ３の流れ方向下流側となるよう接続された強圧通風機、１９は排ガスダクト８のボイラ排ガスＧ３流れ方向下流端に接続された煙突である。
【０００９】
２０は給水管１０の中途部に、ガス低圧給水加熱器１７よりも給水Ｗ流れ方向上流側に位置するよう接続された復水ポンプ、２１は給水管１０の中途部においてガス低圧給水加熱器１７とガス高圧給水加熱器１６との間に位置するよう接続された脱気器、２２は給水管１０の中途部において、脱気器２１とガス高圧給水加熱器１６との間に位置するよう接続された給水ポンプである。
【００１０】
上述の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいては、蒸気タービン１４のみを運転する気力単独運転と蒸気タービン出力が所定の出力まで上昇したら蒸気タービン１４とガスタービン３の両方を運転するコンバインドサイクル運転が行われる。
【００１１】
気力単独運転時には、ガスタービン３を停止させた状態で運転が行われる。すなわち、バーナ２からは燃料Ｆがボイラ本体１の火炉１ａ内へ噴射されると共に図示してないラインから空気が火炉１ａ内へ供給され、而して燃料Ｆは空気と混合して燃焼し、燃焼ガスＧ２が生成される。
【００１２】
燃焼ガスＧ２は、火炉１ａ内を上昇し、副側壁１ｂ、後部伝熱部１ｃを通りボイラ排ガスＧ３として排ガスダクト８へ排出され、排ガスダクト８を通り煙突１９から大気中へ排出される。この際燃焼ガスＧ２は、ボイラ本体１の各炉壁管や過熱器１２、節炭器９内の水、蒸気等の流体を加熱し、又ボイラ排ガスＧ３は排ガスダクト８、ガス高圧給水加熱器１６、ガス低圧給水加熱器１７を通り、ガス高圧給水加熱器１６やガス低圧給水加熱器１７において、給水ポンプ２２や復水ポンプ２０により給水管１０を介して送給された給水Ｗを加熱する。
【００１３】
一方、過熱器１２で過熱されて生成された過熱蒸気Ｖは、過熱蒸気管１３を通り蒸気タービン１４へ導入されて蒸気タービン１４が駆動され、蒸気タービン１４から抽気された蒸気は復水器で復水されたうえ、復水ポンプ２０へ戻る。又蒸気タービン１４により発電機１５が駆動され、発電が行われる。
【００１４】
而して、蒸気タービン出力が所定の出力まで上昇したら、ガスタービン３をも駆動してコンバインドサイクル運転が開始される。すなわち、燃焼器４で燃焼して生成した燃焼ガスは、ガスタービン３へ導入されてガスタービン３を駆動し、ガスタービン３から排出されてダクト７を通り、ダクト７の中途部で風道蒸発器２３に熱を与えて蒸気を生成させ、しかる後燃焼用ガスＧ１としてボイラ本体１の火炉１ａ内へ送給される。このため、バーナ２から火炉１ａ内へ噴射される燃料Ｆはガスタービン３からの燃焼用ガスＧ１中の酸素により燃焼し、燃焼ガスＧ２が生成される。この際、別ラインからの火炉１ａへの空気の供給は予め停止される。
【００１５】
生成した燃焼用ガスＧ１のボイラ本体１での流れ及びボイラ排ガスＧ３の排ガスダクト８中の流れは上述した気力単独運転の場合と同じである。
【００１６】
又、ガスタービン３の駆動により、圧縮機６及び発電機５が駆動され、圧縮機６で生成した圧縮空気は燃焼器４における燃料の燃焼に供される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいては、燃料Ｆとして硫黄分を含まないＬＮＧを使用しているが、コスト等の点から燃料Ｆとして硫黄分の含まれている重油を使用することが検討されている。
【００１８】
しかし、上述の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにあっては、例えばボイラ起動時には、ガス低圧給水加熱器１７の給水入口側における給水Ｗの温度が低くガス低圧給水加熱器１７の給水入口端はＳＯ3結露点である１１５℃よりも低くなっており、このため、燃料Ｆとして重油を使用すると、ガス低圧給水加熱器１７の入口端にＳＯ3酸が付着し、ガス低圧給水加熱器１７の入口側に腐食が発生する虞れがある。
【００１９】
又、排気再燃型コンバインドサイクルプラントの通常運転時においても、ガス低圧給水加熱器１７の給水入口側における給水温度が何等かの原因により低くなると、ボイラ起動時と同様ＳＯ3結露が生じる。
【００２０】
本発明は、上述の実情に鑑み、ガス低圧給水加熱器の給水入口側にＳＯ3結露が生じないようにすることを目的としてなしたものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本方法発明は、ガスタービンの排ガスをボイラ本体において燃料の燃焼用ガスとして使用すると共に給水加熱器でボイラ排ガスによりボイラ本体への給水を加熱するようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、給水加熱器の給水出口側から給水循環管を介し給水加熱器の給水入口側へ循環する循環水の流量が予め設定した所定の流量となるよう、前記給水循環管を流れる循環水の流量を制御し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度まで上昇したら、循環して復水ポンプからの給水と共に給水加熱器へ導入される給水の給水加熱器入口側における温度が予め設定した所定の温度になるよう前記給水循環管を循環する循環水の流量を制御するものである。
【００２２】
又本方法発明は、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、燃料として軽油を使用し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度になったら燃料として重油を使用すると良い。
【００２３】
本装置発明は、ガスタービンの排ガスを燃料の燃焼用ガスとして使用するボイラ本体と、ボイラ本体から排出されたボイラ排ガスによりボイラ本体へ送給する給水を加熱する給水加熱器と、給水加熱器から送出された給水の一部を給水加熱器の給水入口側へ循環させる給水循環管を備えた排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、
前記給水循環管を流れている循環水の流量と前記給水循環管内を流れるよう設定された循環水の流量の差を処理して弁開度調整指令を求める第１の調節器と、前記給水循環管を循環して復水ポンプからの給水と共に前記給水加熱器へ導入される給水の温度と設定された給水の温度の差を処理して弁開度調整指令を求める第２の調節器と、
発電機出力指令から定まるボイラ本体への給水の流量と、発電機出力指令に対応した給水加熱器の給水流れ方向下流側における給水の温度及び給水加熱器の給水流れ方向下流側における検出された給水の温度から定まる給水補正流量とを加算し、給水管の給水加熱器よりも給水流れ方向下流側に設けた第１の流量制御弁へ弁開度調整指令として与える加算器と、
前記給水加熱器の給水流れ方向下流側における給水の温度が所定の温度に達したら切換指令を出力するモニタスイッチと、
該モニタスイッチからの切換指令が与えられない場合には第１の調節器からの弁開度調整指令を出力して給水循環管に設けられている第２の流量制御弁へ与え、前記モニタスイッチからの切換指令が与えられた場合には切換えられて第２の調節器からの弁開度調整指令を出力し、前記第２の流量制御弁へ与える切換器とを設けたものである。
【００２４】
本発明においては、給水加熱器の給水出口側における給水温度が所定の温度よりも低い場合には、所定量の給水を循環水として給水加熱器出口側から入口側へ循環させることにより給水の温度を上昇させ、給水加熱器出口下流側における給水温度が所定の温度よりも高くなったら給水加熱器入口上流側の給水の温度が所定の温度となるよう循環水の流量を制御するため、給水加熱器の給水入口側の温度を高く保持でき、従って燃料として重油を使用した場合でもボイラ排ガス中のＳＯ3酸の結露を防止できる。
【００２５】
給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、燃料として軽油を使用し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度になったら燃料として重油を使用する場合には、プラント起動時においてもＳＯ3の結露を防止できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１〜図５は本発明の実施の形態の一例である。
【００２８】
本実施の形態例における排気再燃型コンバインドサイクルプラント自体は、図４に示すごとく、図６に示す従来の排気再燃型コンバインドサイクルプラントと略同一構成であるため、同一のものには同一の符号を付して説明を省略するものとする。
【００２９】
而して、本発明の実施の形態における排気再燃型コンバインドサイクルプラントでは、一端が給水管１０のガス低圧給水加熱器１７と脱気器２１との間に接続され且つ他端が給水管１０のガス低圧給水加熱器１７と復水ポンプ２０との間に接続された給水循環管２６を備えており、給水循環管２６内は、ガス低圧給水加熱器１７の給水出口側から給水入口側へ向い、循環水ＷＣが循環し得るようになっている。
【００３０】
又、給水循環管２６には、循環水ＷＣの流れ方向上流側から下流側へ向けて順次循環水ポンプ２７、流量検出器２８、流量制御弁２９が接続されている。
【００３１】
給水管１０におけるガス低圧給水加熱器１７の給水入口側には、ガス低圧給水加熱器１７と給水循環管２６の給水管１０に対する上流側接続部Ｘ１との間に位置するよう、温度検出器３０が設けられている。
【００３２】
給水管１０におけるガス低圧給水加熱器１７の給水出口側には、脱気器２１と給水循環管２６の給水管１０に対する下流側接続部Ｘ２との間に位置するよう、給水Ｗ流れ方向上流側から下流側へ向けて順次温度検出器３１と流量制御弁３２とが接続されている。
【００３３】
脱気器２１には、中途部に開閉弁３３を備えた補助蒸気供給管３４が接続され、補助蒸気供給管３４からは脱気器２１へ所定圧（例えば３ａｔａ）の補助蒸気を供給し得るようになっている。このように脱気器２１へ補助蒸気を供給するのは、脱気器２１内を圧力に対応した飽和蒸気温度とするためである。
【００３４】
図４に示す排気再燃型コンバインドサイクルプラントに適用する給水温度制御装置の詳細は図１に示されている。
【００３５】
而して、３５はガス低圧給水加熱器１７の給水入口側で温度検出器３０により検出したガス低圧給水加熱器入口給水検出温度ＴＩと信号発生器３６から与えられたガス低圧給水加熱器入口給水設定温度ＴＳ（例えば１１５℃）の差を取り、ガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差ΔＴＩ（＝ＴＩ−ＴＳ）を求める減算器、３７は減算器３５から与えられたガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差ΔＴＩを比例積分調節して弁開度調整指令ＶＳ１を求める比例積分調節器である。
【００３６】
３８は流量検出器２８により検出した給水循環管２６内を流れる循環水ＷＣの流量（検出循環水流量）ＱＷＣと信号発生器３９から与えられた設定循環水流量ＱＳの差を取り、循環水流量偏差ΔＱ（＝ＱＷＣ−ＱＳ）を求める減算器、４０は減算器３８から与えられた循環水流量偏差ΔＱを比例積分調節して弁開度調整指令ＶＳ２を求める比例積分調節器である。
【００３７】
４１は切換器であり、比例積分調節器３７から与えられた弁開度調整指令ＶＳ１又は比例積分調節器４０から与えられた弁開度調整指令ＶＳ２の何れかを出力して給水循環管２６に設けた流量制御弁２９へ与え、流量制御弁２９の開度を調整し得るようになっている。
【００３８】
４２はガス低圧給水加熱器１７から流出して給水管１０を送られるべき、発電機出力指令ＭＷＤに対応した給水Ｗの流量（ガス低圧給水加熱器出口給水流量）ＱＭを出力する関数発生器、４３はガス低圧給水加熱器１７から流出して給水管１０を送られるべき給水Ｗの、発電機出力指令ＭＷＤに対応した温度（ガス低圧給水加熱器出口給水温度）ＴＭを出力する関数発生器、４４は関数発生器４３からのガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭと温度検出器３１により検出したガス低圧給水加熱器１７出口側の給水管１０内のガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯとの差を取ってガス低圧給水加熱器出口給水温度偏差ΔＴＯ（＝ＴＭ−ＴＯ）を求める減算器、４５は減算器４４からのガス低圧給水加熱器出口給水温度偏差ΔＴＯを比例積分してガス低圧給水加熱器給水補正流量ＱＣを求める比例積分調節器、４６は関数発生器４２からのガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭと比例積分調節器４５からのガス低圧給水加熱器給水補正流量ＱＣを加算し、給水管１０のガス低圧給水加熱器１７よりも給水Ｗ流れ方向下流側に設けられた流量制御弁３２へ弁開度調整指令ＶＳ３（＝ＱＭ＋ＱＣ）として与える加算器である。
【００３９】
４７は温度検出器３１により検出したガス低圧給水加熱器１７出口側の給水管１０内のガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが予め定めた所定の温度（例えば１２７℃）以上になったら切換指令Ｙを出力してセットリセット器４８を介し切換器４１に与えるハイローモニタスイッチであり、切換指令Ｙが切換器４１に与えられると切換器４１はａ側からｂ側へ切換るようになっている。
【００４０】
上述の関数発生器４２，４３には図２、図３に示すごとき関数Ｆ１（ｘ）、Ｆ２（ｘ）が設定されている。何れの関数も発電機出力指令ＭＷＤが３０％以下の場合は、発電機出力指令ＭＷＤが変化してもガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭ、ガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭは最低限の一定値をとり、発電機出力指令ＭＷＤが３０％を越えると、ガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭ、ガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭは、何れも発電機出力指令ＭＷＤの上昇に従って一次関数的に上昇している。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態の作動について説明する。
【００４２】
本発明の実施の形態において排気再燃型コンバインドサイクルプラントを運転する際には、開閉弁３３を開いて補助蒸気供給管３４から補助蒸気を脱気器２１内へ供給し、脱気器２１内を所定の圧力（例えば３ａｔａ（この場合の飽和蒸気温度１３３℃））に保持しておく。
【００４３】
而して、本実施の形態例における排気再燃型コンバインドサイクルプラントの気力単独運転時及びコンバインドサイクル運転時の運転の手順は従来の場合と同様なので説明は省略する。
【００４４】
而して、運転時には、発電機出力指令ＭＷＤが関数発生器４２，４３に与えられ、関数発生器４２からは、発電機出力指令ＭＷＤに対応したガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭが出力されて加算器４６に与えられる。
【００４５】
又、関数発生器４３からは、発電機出力指令ＭＷＤに対応したガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭが出力されて減算器４４に与えられ、同時にガス低圧給水加熱器１７の給水出口側に設けた温度検出器３１によりガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが検出されて減算器４４及びハイローモニタスイッチ４７に与えられる。
【００４６】
而して、減算器４４では、ガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭとガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯの差が取られてガス低圧給水加熱器出口給水温度偏差ΔＴＯが求められ、該ガス低圧給水加熱器出口給水温度偏差ΔＴＯは比例積分調節器４５で比例積分調整され、ガス低圧給水加熱器給水補正流量ＱＣとして加算器４６に与えられる。
【００４７】
加算器４６では、ガス低圧給水加熱器出口給水流量ＱＭとガス低圧給水加熱器給水補正流量ＱＣとが加算されて弁開度調整指令ＶＳ３が求められ、求められた弁開度調整指令ＶＳ３は流量制御弁３２に与えられ、流量制御弁３２の開度は、弁開度調整指令ＶＳ３に対応して調整される。このため、ガス低圧給水加熱器１７から流出して給水管１０からボイラ本体１内の節炭器９へ供給される給水Ｗの流量が調整される。
【００４８】
温度検出器３１で検出されたガス低圧給水加熱器出口給水温度ＴＭが所定の温度（例えば１２７℃）よりも低い場合には、ハイローモニタスイッチ４７から切換指令Ｙは出力されないため、切換器４１は、図１のａ側に切換っている。
【００４９】
このため流量検出器２８で検出した、給水循環管２６を流れる循環水ＷＣの流量は、検出循環水流量ＱＷＣとして減算器３８に与えられ、減算器３８では、検出循環水流量ＱＷＣと信号発生器３９により予め与えられた設定循環水流量ＱＳとの差が取られて循環水流量偏差ΔＱが求められ、該循環水流量偏差ΔＱは比例積分調節器４０へ与えられる。
【００５０】
比例積分調節器４０では、循環水流量偏差ΔＱが比例積分されて弁開度調整指令ＶＳ２が求められ、求められた弁開度調整指令ＶＳ２は切換器４１を経て流量制御弁２９に与えられ、流量制御弁２９の開度が調整される。このため、循環水ポンプ２７により加圧された循環水ＷＣは、一定の流量となるよう流量制御弁２９により制御され、給水循環管２６、給水管１０、ガス低圧給水加熱器１７、給水管１０、給水循環管２６を循環する。この場合の循環水ＷＣの循環量は、信号発生器３９で設定された設定循環水流量ＱＳとなるよう運転が行われる。
【００５１】
このように給水Ｗの一部が循環している間に、ボイラ排ガスＧ３は、連続的に排ガスダクト８を通り、ガス高圧給水加熱器１６、排ガスダクト８、ガス低圧給水加熱器１７、排ガスダクト８を通り、強圧通風機１８により煙突１９を介して大気中へ排出される。
【００５２】
而して、ボイラ排ガスＧ３はガス低圧給水加熱器１７を通過する際、復水ポンプ２０からの給水と循環水ポンプ２７からの循環水ＷＣが混合した給水Ｗを加熱するが、該給水Ｗの温度は、ガス低圧給水加熱器１７の給水入口側において時間の経過と共に徐々に上昇し、従って、給水管１０を通って給水ポンプ２２により節炭器９側へ送られる給水Ｗの温度も徐々に上昇する。
【００５３】
温度検出器３１により検出されたガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが所定の温度以上になると、ハイローモニタスイッチ４７からは、切換指令Ｙが出力され、セットリセット器４８を介して切換器４１に与えられ、切換器４１はｂ側に切換る。
【００５４】
このため、ガス低圧給水加熱器１７の入口側における給水Ｗの温度は、温度検出器３０により検出されてガス低圧給水加熱器入口給水検出温度ＴＩとして減算器３５に与えられ、減算器３５では、ガス低圧給水加熱器入口給水検出温度ＴＩと信号発生器３６により予め与えられたガス低圧給水加熱器入口給水設定温度ＴＳの差が取られてガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差ΔＴＩが求められ、求められたガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差ΔＴＩは比例積分調節器３７へ与えられ、比例積分調整されて弁開度調整指令ＶＳ１となり、切換器４１を介して流量制御弁２９へ与えられ、ガス低圧給水加熱器１７入口側の給水Ｗの温度が所定の温度（例えば１１５℃）となるよう流量制御弁２９の開度が調整されて給水循環管２６内を流れる循環水ＷＣの流量が制御される。
【００５５】
上述のようにガス低圧給水加熱器１７の給水出口側の給水Ｗの温度が所定の温度よりも低い場合には、循環水ＷＣの流量が一定の流量となるよう制御して循環水ＷＣの温度を上昇させ、ガス低圧給水加熱器１７の給水出口側の給水Ｗの温度が所定の温度よりも高い場合には、ガス低圧給水加熱器１７入口側の給水Ｗの温度が所定の温度となるよう循環水ＷＣの流量を制御することにより、ガス低圧給水加熱器１７の給水入口側における給水Ｗの温度をＳＯ3結露点である１１５℃以上に保持することができ、従ってガス低圧給水加熱器１７の給水入口側（ガス出口側）にＳＯ3酸の付着による腐食が生じるのを防止することができる。
【００５６】
又、ガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが所定の値よりも低く、切換器４１がａ側に切換っている場合は、燃料Ｆとしては軽油を使用し、ガス低圧給水加熱器出口給水検出温度ＴＯが所定の値となり切換器４１がｂ側に切換った場合は、燃料Ｆとして重油を使用するとＳＯ3結露の防止をより一層良好に行うことができる。
【００５７】
更に、斯かる運転が行われる場合の一般的な例としてはボイラ起動時があり、その時の時間の経過とボイラ排ガス温度、給水温度、給水流量、蒸気タービン負荷との関係は図５に示されている。点イよりも左側においては図１の切換器４１はａ側に切換っており、点イの時点で切換器４１はｂ側に切換る。
【００５８】
なお、本発明は上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置においては、何れの請求項においても、給水加熱器の給水入口側における給水温度をＳＯ３結露点以上に保持することができるため、給水加熱器のガス出口側にＳＯ３酸の付着による腐食が生じるのを防止することができ、又、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、燃料として軽油を使用し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度になったら燃料として重油を使用する場合には、プラント起動時においてもＳＯ ３ の結露をより一層効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置の制御系のブロック図である。
【図２】図１の関数発生器４２に設定される関数Ｆ１（ｘ）を示すグラフである。
【図３】図１の関数発生器４３に設定される関数Ｆ２（ｘ）を示すグラフである。
【図４】本発明が適用される排気再燃型コンバインドサイクルプラントの概要を示すフロー図である。
【図５】ボイラ起動時において本発明を適用した際の時間の経過とボイラ排ガス温度、給水温度、給水流量、蒸気タービン負荷との関係を示すグラフである。
【図６】従来の排気再燃型コンバインドサイクルプラントの概要を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ ボイラ本体
３ ガスタービン
１０ 給水管
１７ ガス低圧給水加熱器（給水加熱器）
２０ 復水ポンプ
２６ 給水循環管
２９ 流量制御弁（第２の流量制御弁）
３２ 流量制御弁（第１の流量制御弁）
３７ 比例積分調節器（第２の調節器）
４０ 比例積分調節器（第１の調節器）
４１ 切換器
４６ 加算器
４７ ハイローモニタスイッチ（モニタスイッチ）
Ｆ 燃料
Ｇ１ 燃焼用ガス
Ｇ３ ボイラ排ガス
Ｗ 給水
ＷＣ 循環水
ＴＩ ガス低圧給水加熱器入口給水検出温度（温度）
ＴＳ ガス低圧給水加熱器入口給水設定温度（温度）
ΔＴＩ ガス低圧給水加熱器入口給水温度偏差（差）
ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３ 弁開度調整指令
ＭＷＤ 発電機出力指令
ＴＯ ガス低圧給水加熱器出口給水検出温度（温度）
ＴＭ ガス低圧給水加熱器出口給水温度（温度）
ＱＭ ガス低圧給水加熱器出口給水流量（流量）
ＱＣ ガス低圧給水加熱器給水補正流量（給水補正流量）
ＱＳ 設定循環水流量（流量）
ＱＷＣ 検出循環水流量（流量）
ΔＱ 循環水流量偏差（差）
Ｙ 切換指令
Claims (3)
- ガスタービンの排ガスをボイラ本体において燃料の燃焼用ガスとして使用すると共に給水加熱器でボイラ排ガスによりボイラ本体への給水を加熱するようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、給水加熱器の給水出口側から給水循環管を介し給水加熱器の給水入口側へ循環する循環水の流量が予め設定した所定の流量となるよう、前記給水循環管を流れる循環水の流量を制御し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度まで上昇したら、循環して復水ポンプからの給水と共に給水加熱器へ導入される給水の給水加熱器入口側における温度が予め設定した所定の温度になるよう前記給水循環管を循環する循環水の流量を制御することを特徴とする排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法。
- 給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度よりも低い場合は、燃料として軽油を使用し、給水加熱器から送出された給水の温度が所定の温度になったら燃料として重油を使用する請求項１に記載の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法。
- ガスタービンの排ガスを燃料の燃焼用ガスとして使用するボイラ本体と、ボイラ本体から排出されたボイラ排ガスによりボイラ本体へ送給する給水を加熱する給水加熱器と、給水加熱器から送出された給水の一部を給水加熱器の給水入口側へ循環させる給水循環管を備えた排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、
前記給水循環管を流れている循環水の流量と前記給水循環管内を流れるよう設定された循環水の流量の差を処理して弁開度調整指令を求める第１の調節器と、前記給水循環管を循環して復水ポンプからの給水と共に前記給水加熱器へ導入される給水の温度と設定された給水の温度の差を処理して弁開度調整指令を求める第２の調節器と、
発電機出力指令から定まるボイラ本体への給水の流量と、発電機出力指令に対応した給水加熱器の給水流れ方向下流側における給水の温度及び給水加熱器の給水流れ方向下流側における検出された給水の温度から定まる給水補正流量とを加算し、給水管の給水加熱器よりも給水流れ方向下流側に設けた第１の流量制御弁へ弁開度調整指令として与える加算器と、
前記給水加熱器の給水流れ方向下流側における給水の温度が所定の温度に達したら切換指令を出力するモニタスイッチと、
該モニタスイッチからの切換指令が与えられない場合には第１の調節器からの弁開度調整指令を出力して給水循環管に設けられている第２の流量制御弁へ与え、前記モニタスイッチからの切換指令が与えられた場合には切換えられて第２の調節器からの弁開度調整指令を出力し、前記第２の流量制御弁へ与える切換器とを設けた
ことを特徴とする排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御装置。
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| JP19902396A JP3820636B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置 |
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| JP19902396A JP3820636B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける給水温度制御方法及び装置 |
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| JPH1047606A JPH1047606A (ja) | 1998-02-20 |
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-
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- 1996-07-29 JP JP19902396A patent/JP3820636B2/ja not_active Expired - Fee Related
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