JP4909853B2 - 発電プラントおよびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、発電プラントおよびその制御方法に関し、とりわけガスタービンおよび排熱回収ボイラを備えたガスタービン発電設備と、前記排熱回収ボイラから供給される蒸気を使用する蒸気タービン発電設備とを有する複合発電設備と、蒸気タービンまたは排熱回収ボイラから供給される蒸気を使用する付帯設備とから構成された発電プラントおよびその制御方法に関する。
従来から、複数台のガスタービンおよび排熱回収ボイラを備えたガスタービン発電設備と、複数台の蒸気タービン発電設備と、造水設備に代表されるような付帯設備とを備えたいわゆる多軸型コンバインドサイクルの複合発電プラントが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような発電プラントの構成について図1を用いて説明する。
図1に示すように、発電プラントは、複数台のガスタービンおよび排熱回収ボイラを備えたガスタービン発電設備101a〜101mと、このガスタービン発電設備101a〜101mから送られた蒸気を用いて発電を行う複数の蒸気タービン発電設備201a〜201nと、複数の付帯設備401a〜401pと、複数の復水器設備501a〜501qと、上記各設備の制御を行うプラント制御装置800とを備えている。
図1においては、上記各設備について1番目の設備(参照符号末尾にaが付いている設備)のみを図示しているが、他の設備についても1番目の設備と同様の構成となっている。また、図1に示すように、複数のガスタービン発電設備101a〜101mおよび複数の蒸気タービン発電設備201a〜201nにより複合発電設備100が構成されている。
図1において、複合発電設備100において発生する蒸気は通常時は付帯設備401a〜401pに送られ、この蒸気は付帯設備401a〜401pにおいて熱交換が行われることにより復水とされ再び発電設備100のガスタービン発電設備101a〜101mに戻されるようになっているが、複合発電設備100において発生する蒸気の量が付帯設備401a〜401pにおいて使用される蒸気の量よりも多い場合には、復水器設備501a〜501qに余剰分の蒸気が送られるようになっている。
図1に示すように、前述したガスタービン発電設備101aは、燃料弁104aを介して燃料が外部から送られこの燃料を燃焼して燃焼ガスを発生させる燃焼器103aと、燃焼器103aから燃焼ガスが送られこの燃焼ガスによって駆動するガスタービン102aと、ガスタービン102aに同軸で接続され一次発電を行うガスタービン発電機105aと、このガスタービン発電機105aの負荷を検出するガスタービン負荷検出手段106aとを有している。また、ガスタービン102aには、このガスタービン102aから燃焼ガスが送られる排熱回収ボイラ111aが接続されている。
排熱回収ボイラ111aは、ガスタービン102aからの燃焼ガスを用いて、後述する付帯設備401a〜401pまたは復水器設備501a〜501qから送られる復水を加熱して蒸気を発生させるものである。図1に示すように、排熱回収ボイラ111aは、ガスタービン102aからの燃焼ガスを用いて蒸気を発生させる蒸発器113a、117aと、蒸発器113aから送られる蒸気を用いて復水の脱気を行う脱気器112aと、脱気器112aにより脱気された復水の昇圧を行う給水ポンプ114aとを有している。また、この排熱回収ボイラ111aは、ガスタービン102aからの燃焼ガスを用いて給水ポンプ114aから送られる復水の昇温を行う節炭器115aと、蒸発器117aから送られる蒸気を用いて節炭器115aにより昇温された復水を蒸発させる蒸気ドラム116aと、ガスタービン102aからの燃焼ガスを用いて蒸気ドラム116aから送られる蒸気の過熱を行う過熱器118aとを有している。
さらに、排熱回収ボイラ111aは、補助燃料弁120aを介して補助燃料が外部から送られ、この補助燃料を燃焼して補助燃焼ガスを発生させるダクトバーナ119aを有している。ダクトバーナ119aにより生成された補助燃焼ガスは、蒸発器113a、117a、節炭器115aおよび過熱器118aに送られる。
過熱器118aの下流側には、この過熱器118aから送られる蒸気の圧力を検出する排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aおよび蒸気の流量を検出する流量検出手段122aが順に接続されている。また、排熱回収ボイラ111aから蒸気タービン発電設備201a〜201nを迂回して付帯設備401a〜401pまたは復水器設備501a〜501qに直接蒸気を送るバイパスライン124aが設けられており、このバイパスライン124a上にはタービンバイパス弁123aが設置されている。
上述したガスタービン発電設備101a〜101mから送られる蒸気は一旦合流するようになっており、この合流した蒸気の圧力を検出する蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段301が設けられている。また、合流した蒸気は再び分岐して各蒸気タービン発電設備201a〜201nに送られるようになっている。
図1に示すように、蒸気タービン発電設備201aは、蒸気の流量を調整する蒸気加減弁203aを介してガスタービン発電設備101a〜101mから蒸気が送られ、この蒸気によって駆動する蒸気タービン202aと、蒸気タービン202aに同軸で接続され発電を行う蒸気タービン発電機204aと、この蒸気タービン発電機204aの負荷を検出する蒸気タービン負荷検出手段205aとを有している。また、蒸気タービン202aの下流側には、この蒸気タービン202aから送られる蒸気の圧力を検出する蒸気タービン排気圧力検出手段206aが設けられている。
上述した蒸気タービン発電設備201a〜201nから送られる蒸気およびバイパスライン124aを介してガスタービン発電設備101a〜101mから送られる蒸気は一旦合流するようになっており、この合流した蒸気の圧力を検出する蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段302が設けられている。また、合流した蒸気は再び分岐して付帯設備401a〜401pおよび復水器設備501a〜501qにそれぞれ送られるようになっている。
付帯設備401aは、上述した分岐して送られる蒸気の流量を検出する流量検出手段404aと、流量検出手段404aの下流側に設けられ、送られた蒸気の熱により海水を蒸発させ真水(生産水)を生成させるとともに、蒸気を復水にする熱交換器402aと、熱交換器402aから送られる復水をガスタービン発電設備101a〜101mの排熱回収ボイラ111a〜111mに送る復水ポンプ403aとを有している。また、熱交換器402aの入口側には海水供給系統411が、出口側には海水戻り系統412および生産水系統413がそれぞれ接続されている。そして、前述した生産水を生産水系統413に送るとともに、海水供給系統411から送られる海水の余剰分を海水戻り系統412に送るようになっている。
復水器設備501aは、上述した分岐して送られる蒸気の流量を検出する流量検出手段505aと、流量検出手段505aの下流側に設けられ、蒸気の流量を調節する調節弁503aを介して送られた蒸気を熱交換により冷却して復水を発生させる復水器502aと、復水器502aから送られる復水をガスタービン発電設備101a〜101mの排熱回収ボイラ111a〜111mに送る復水ポンプ504aとを有している。また、復水器502aの入口側には海水供給系統411が、出口側には海水戻り系統412がそれぞれ接続されており、この復水器502aは、蒸気を海水で冷却する際、蒸気によって暖められた海水を海水戻り系統412に送るようになっている。
なお、図1においては復水器設備501a〜501qが設けられている発電プラントについて説明したが、復水器設備501a〜501qを設置する代わりに蒸気タービン発電設備101a〜101mの入口側および/または出口側に蒸気逃がし弁を設置し、余剰分の蒸気を大気に放出するようになっていてもよい。
以上においてはガスタービン発電設備101a、蒸気タービン発電設備201a、付帯設備401aおよび復水器設備501aの構成について説明したが、ガスタービン発電設備101b〜101m、蒸気タービン発電設備201b〜201n、付帯設備401b〜401pおよび復水器設備501b〜501qについても上述のものと同様の構成となっている。また、ガスタービン発電設備、蒸気タービン発電設備、付帯設備および復水器設備の設置数は、発電プラントの規模によって決められるようになっている。
次に、このような構成からなる発電プラントの作用について図1を用いて説明する。
まず、ガスタービン発電設備101aにおいて、燃焼器103aに燃料弁104aを介して外部の燃料系統から燃料が投入され、この燃焼器103aにより燃料が燃焼されて燃焼ガスが発生する。このときのガスタービン102aに送られる燃料の流量は燃料弁104aの弁開度によって調整される。燃焼ガスはガスタービン102aに送られ、この燃焼ガスによってガスタービン102aが駆動し、このことによりガスタービン102aに同軸で接続されたガスタービン発電機105aが発電を行う。この際に、ガスタービン発電機105aの負荷がガスタービン負荷検出手段106aにより検出される。
また、排熱回収ボイラ111aに要求される蒸気量が、ガスタービン102aからの燃焼ガスにより生成される蒸気量よりも多い場合には、これを補うためにダクトバーナ119aに補助燃料弁120aを介して外部から補助燃料を投入し、このダクトバーナ119aにより補助燃料を燃焼させて補助燃焼ガスを発生させ、排熱回収ボイラ111aへの入熱を増加させる。このときのダクトバーナ119aに送られる補助燃料の流量は補助燃料弁120aの弁開度によって調整される。ガスタービン102aから排出された燃焼ガスおよびダクトバーナ119aから排出された補助燃料ガスは排熱回収ボイラ111aの蒸発器113a、117a、節炭器115aおよび過熱器118aに送られる。蒸発器113a、117aは、送られる燃焼ガスを用いて蒸気を発生させる。
一方、付帯設備401a〜401pおよび復水器設備501a〜501qから排熱回収ボイラ111aの脱気器112aに復水が送られ、脱気器112aにおいて蒸発器113aから送られた蒸気によりこの復水の脱気が行われる。脱気された復水は給水ポンプ114aにより昇圧されて節炭器115aに送られ、節炭器115aにおいて燃焼ガスおよび補助燃焼ガスによりこの復水の昇温が行われる。さらに、昇温された復水は蒸気ドラム116aに送られ、蒸気ドラム116aにおいて蒸発器117aから送られた蒸気によりこの復水を蒸発して蒸気を発生させる。蒸気ドラム116aにより生成された蒸気は過熱器118aに送られ、この過熱器118aにおいて燃焼ガスおよび補助燃焼ガスにより蒸気の過熱が行われる。
排熱回収ボイラ111aから排出された蒸気は排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aによりその圧力が検出されるとともに、流量検出手段122aによりその流量が検出される。その後、タービンバイパス弁123aが開状態となっている場合には、この蒸気はその一部が分岐してバイパスライン124aに送られて蒸気タービン発電設備201a〜201nを経由せずに直接付帯設備401a〜401pまたは復水器設備501a〜501qに送られる。
一方、図1に示すように、各ガスタービン発電設備101a〜101mから送られた蒸気は例えば蒸気ヘッダーにより一旦合流して、この合流した蒸気の圧力が蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段301により検出される。合流した蒸気は再び分岐して各蒸気タービン発電設備201a〜201nに送られる。
蒸気タービン発電設備201aに送られる蒸気は、その流量が加減弁203aにより調整され、蒸気タービン202aに送られる。蒸気タービン202aは送られた蒸気により駆動し、このことにより蒸気タービン202aに同軸で接続された蒸気タービン発電機204aが二次発電を行う。この際に、蒸気タービン発電機204aの負荷が蒸気タービン負荷検出手段205aにより検出される。そして、蒸気タービン202aから蒸気が排出され、この蒸気の圧力が蒸気タービン排気圧力検出手段206aにより検出される。
蒸気タービン発電設備201a〜201nから送られる蒸気およびバイパスライン124aを介してガスタービン発電設備101a〜101mから送られる蒸気は一旦蒸気ヘッダーにより合流し、この合流した蒸気の圧力が蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段302により検出される。また、合流した蒸気は再び分岐して付帯設備401a〜401pおよび復水器設備501a〜501qに送られる。
付帯設備401aにおいて、上述した分岐して送られる蒸気は、まずその流量が流量検出手段404aにより検出され、次に熱交換器402aに送られる。一方、熱交換器402aには海水供給系統411から海水が送られる。熱交換器402aにおいて、蒸気と海水とが熱交換を行い、蒸気が冷却されて復水が生成されるとともに海水が加熱されて蒸発することにより生産水が生成される。熱交換器402aにより生成された復水は復水ポンプ403aにより付帯設備401aから排出される。一方、熱交換器402aにより生成された生産水は生産水系統413に送られて発電プラントの外部に排出されるとともに、熱交換器402aにおいて生成水とならずに残った海水は海水戻り系統412に送られて発電プラントの外部に排出される。
また、復水器設備501aにおいて、上述した分岐して送られる蒸気は、まずその流量が流量検出手段505aにより検出され、調整弁503aによりその流量が調整された後、復水器502aに送られる。一方、復水器502aには海水供給系統411から海水が送られる。復水器502aにおいて、蒸気と海水とが熱交換を行い、蒸気が冷却されて復水が生成されるとともに海水が加熱される。復水器502aにより生成された復水は復水ポンプ504aにより復水器設備501aから排出される。一方、復水器502aにより加熱された海水は海水戻り系統412に送られて発電プラントの外部に排出される。
付帯設備401a〜401pから排出された復水および復水器設備501a〜501qから排出された復水は一旦合流し、再び分岐して各ガスタービン発電設備101a〜101mの排熱回収ボイラ111a〜111mの脱気器112a〜脱気器112mにそれぞれ送られる。
次に、ガスタービン発電設備101a〜101m、蒸気タービン発電設備201a〜201n、付帯設備401a〜401pおよび復水器設備501a〜501qの制御を行う従来のプラント制御装置800について図13乃至図17を用いて説明する。
ここで、図13は、ガスタービン発電設備101a〜101mのガスタービン102a〜102mの燃料系統に設置された燃料弁104a〜104mの制御を示すブロック説明図であり、図14は、蒸気タービン発電設備201aの蒸気タービン202aの主蒸気系統に設置された蒸気加減弁203aの制御を示すブロック説明図であり、図15は、ガスタービン発電設備101a〜101mのダクトバーナ119a〜119mの燃料系統に設置された補助燃料弁120a〜120mの制御を示すブロック説明図である。また、図16は、ガスタービン発電設備101aに接続されたバイパスライン124a上のタービンバイパス弁123aの制御を示すブロック説明図であり、図17は、復水器設備501a〜501qの復水器502a〜502qの上流側にある調整弁503a〜503qの制御を示すブロック説明図である。
〔ガスタービン発電設備の燃料弁の制御〕
図13を用いてガスタービン発電設備101a〜101mのガスタービン102a〜102mの燃料系統の上流側に設けられている燃料弁104a〜104mの制御について説明する。
まず、ガスタービン負荷検出手段106a〜106mによりそれぞれ検出されたガスタービン発電機105a〜105mの負荷が加算器1に送られ、この加算器1において各負荷の合計値が求められる。同様に、蒸気タービン負荷検出手段205a〜205nによりそれぞれ検出された蒸気タービン発電機204a〜204nの負荷が加算器2に送られ、この加算器2において各負荷の合計値が求められる。次に、加算器3において、加算器1で求められた負荷の合計値と加算器2で求められた負荷の合計値とが加算され、この加算された値が減算器5に送られる。
一方、設定器4には中央給電指令所から送られた発電設備全体負荷指令値または運転員により入力された発電設備全体負荷指令値が設定されており、この発電設備全体負荷指令値が減算器5に送られる。減算器5においては、加算器3から送られた検出負荷の合計値と設定器4から送られた発電設備全体負荷指令値との偏差が計算され、この偏差がPID制御器6に送られる。PID制御器6では、減算器5から送られる偏差を小さくするよう、燃料弁負荷制御指令値の調整をPID制御により行い、調整された燃料弁負荷制御指令値を按分器9に送る。ここで、PID制御とは、比例制御(P制御)、積分制御(I制御)および微分制御(D制御)を組み合わせた制御のことをいう。
按分器9では、ガスタービン102a〜102mのうち稼働しているものの台数に基づいて、PID制御器6から送られた燃料弁負荷制御指令値の、各ガスタービン制御装置10a〜10mに対する按分計算を行う。そして、各ガスタービン制御装置10a〜10mのうち稼働しているものに按分器9から按分された燃料弁負荷制御指令値が送られる。
各ガスタービン制御装置10a〜10mは、按分器9から送られた燃料弁負荷制御指令値に基づいて、ガスタービン102a〜102mの上流側にある燃料弁104a〜104mを制御してその弁開度を調整する。具体的には、各ガスタービン制御装置10a〜10mにより、各ガスタービン負荷検出手段106a〜106mから送られるガスタービン発電機105a〜105mの負荷が、按分器9から送られる燃料弁負荷制御指令値とそれぞれ略同一となるよう、燃料弁104a〜104mの弁開度が各々調整される。
〔蒸気タービン発電設備の蒸気加減弁の制御〕
図14を用いて蒸気タービン発電設備201aの蒸気タービン202aの上流側に設けられている蒸気加減弁203aの制御について説明する。なお、図14では蒸気加減弁203aの制御について説明しているが、蒸気加減弁203b〜203nについても同様の制御が行われる。
まず、蒸気タービン排気圧力検出手段206aにより検出された蒸気タービン202aの下流側の排気圧力が減算器29aに送られる。一方、設定器28aには、中央給電指令所から送られた蒸気タービン排気圧力設定値または運転員により入力された蒸気タービン排気圧力設定値が設定されており、この蒸気タービン排気圧力設定値が減算器29aに送られる。減算器29aでは、蒸気タービン排気圧力検出手段206aから送られた検出排気圧力値と設定器28aから送られた蒸気タービン排気圧力設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器98aに送られる。
PID制御器98aでは、減算器29aから送られる偏差を小さくするよう、加減弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整された加減弁制御指令値を蒸気加減弁203aに送る。
上述した制御が行われることにより、蒸気タービン排気圧力検出手段206aにより検出された蒸気タービン202aの下流側の蒸気の排気圧力値が、設定器28aに設定された蒸気タービン排気圧力設定値と略同一となるよう、蒸気加減弁203aの弁開度が調整される。
〔ガスタービン発電設備のダクトバーナ用補助燃料弁の制御〕
図15を用いてガスタービン発電設備101a〜101mのダクトバーナ119a〜119mの上流側に設けられている補助燃料弁120a〜120mの制御について説明する。
まず、蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段301により検出された蒸気の圧力が減算器21に送られる。一方、設定器99には、中央給電指令所から送られた蒸気タービン入口側圧力設定値または運転員により入力された蒸気タービン入口側圧力設定値が設定されており、この蒸気タービン入口側圧力設定値が減算器21に送られる。減算器21では、蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段301から送られた検出圧力値と設定器99から送られた蒸気タービン入口側圧力設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器22に送られる。PID制御器22では、減算器21から送られる偏差を小さくするよう、補助燃料弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整された補助燃料弁制御指令値を按分器23に送る。
按分器23では、ダクトバーナ119a〜119mのうち稼働しているものの台数に基づいてPID制御器22から送られた補助燃料弁制御指令値の各ダクトバーナ制御装置24a〜24mに対する按分計算を行う。そして、各ダクトバーナ制御装置24a〜24mのうち稼働しているものに按分器23から按分された補助燃料弁制御指令値が送られる。
各ダクトバーナ制御装置24a〜24mは、按分器23から送られた補助燃料弁制御指令値に基づいて、ダクトバーナ119a〜119mの上流側にある補助燃料弁120a〜120mを制御してその弁開度を調整する。具体的には、各ダクトバーナ制御装置24a〜24mにより、蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段301から送られる蒸気の検出圧力が、設定器99に設定された蒸気タービン入口側圧力設定値と略同一となるよう、補助燃料弁120a〜120mの弁開度が各々調整される。
〔ガスタービン発電設備に接続されたバイパスライン上のタービンバイパス弁の制御〕
図16を用いてガスタービン発電設備101aに接続されたバイパスライン124a上のタービンバイパス弁123aの制御について説明する。なお、図16ではタービンバイパス弁123aの制御について説明しているが、タービンバイパス弁123b〜123mについても同様の制御が行われる。
まず、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aにより検出された排熱回収ボイラ111aの下流側の排気圧力が変化率制限器38a、減算器41aおよび減算器44aにそれぞれ送られる。変化率制限器38aには、排熱回収ボイラ111aにおける各機器の構成に基づいて圧力変化率が設定されており、この変化率制限器38aにより排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aから送られた排気圧力は、その変化率が設定された圧力変化率以下となるよう調整され、平滑化された排気圧力は低値選択器40aに送られる。一方、設定器39aには、排熱回収ボイラ111aにおける各機器の構成に基づいて最大圧力設定値が設定されており、この最大圧力設定値が低値選択器40aに送られる。低値選択器40aは、変化率制限器38aから送られた平滑化された排気圧力または設定器39aから送られた最大圧力設定値のうち低い値を選択し、選択された制御設定値を減算器41aに送る。
減算器41aでは、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aから送られた排気圧力と低値選択器40aから送られた制御設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器42aに送られる。PID制御器42aでは、減算器41aから送られる偏差を小さくするよう、タービンバイパス弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整されたタービンバイパス弁制御指令値を高値選択器48aに送る。具体的には、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aにより検出された排熱回収ボイラ111aの下流側の蒸気の排気圧力が、低値選択器40aにより選択された制御設定値と略同一となるよう、タービンバイパス弁制御指令値が調整される。
また、設定器43aには、排熱回収ボイラ起動停止時の圧力設定値が設定されており、この圧力設定値が減算器44aに送られる。減算器44aでは、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aから送られた排気圧力と設定器43aから送られた制御設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器45aに送られる。PID制御器45aでは、減算器44aから送られる偏差を小さくするよう、タービンバイパス弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整されたタービンバイパス弁制御指令値をスイッチ88aに送る。具体的には、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aにより検出された排熱回収ボイラ111aの下流側の排気圧力が、設定器43aにより設定された圧力設定値と略同一となるよう、タービンバイパス弁制御指令値が調整される。
スイッチ88aは、排熱回収ボイラ起動停止モード47aがオンである場合に、PID制御器45aにより調整されたタービンバイパス弁制御指令値を高値選択器48aに送るようになっている。一方、排熱回収ボイラ起動停止モード47aがオフである場合には、スイッチ88aはPID制御器45aから高値選択器48aへのタービンバイパス弁制御指令値の伝達を遮断する。ここで、排熱回収ボイラ起動停止モード47aとは、排熱回収ボイラ111aが起動過程または停止過程にある場合にオンとなり、排熱回収ボイラ111aが安定運転中または停止中にある場合にオフとなる信号のことをいう。
高値選択器48aは、PID制御器42aから送られたタービンバイパス弁制御指令値またはPID制御器45aから送られたタービンバイパス弁制御指令値のうちいずれか高い値を選択し、選択されたタービンバイパス弁制御指令値をタービンバイパス弁123aに送ってその弁開度を調整する。
このことにより、排熱回収ボイラ111aが起動過程または停止過程にある場合には、排熱回収ボイラ111aの下流側の排気圧力が設定器43aに設定された圧力設定値と略同一となるようタービンバイパス弁123aが制御されその弁開度が調整される。一方、排熱回収ボイラ111aが安定運転中または停止中にある場合には、タービンバイパス弁123aは原則的に全閉状態とされる。
ここで、排熱回収ボイラ111aの安定運転中に、この排熱回収ボイラ111aの下流側の排気圧力が変化率制限器38aに設定された設定変化率よりも大きい変化率で変化した場合、またはこの排気圧力が設定器39aに設定された最大圧力設定値よりも大きくなった場合には、タービンバイパス弁123aが開かれて、排熱回収ボイラ111aの下流側の蒸気の逃がし制御を行う。
〔復水器設備に設けられた蒸気タービン排気側圧力調整弁の制御〕
図17を用いて復水器設備501a〜501qの復水器502a〜502qの上流側に設けられた排気圧力調整弁503a〜503qの制御について説明する。
まず、蒸気タービン発電設備下流側に設けられた圧力検出手段302により検出された蒸気の圧力が減算器53に送られる。一方、設定器49には、中央給電指令所から送られた蒸気タービン出口側圧力設定値または運転員により入力された蒸気タービン出口側の圧力設定値が設定されており、この蒸気タービン出口側圧力設定値が減算器53に送られる。減算器53では、蒸気タービン発電設備下流側の圧力検出手段302から送られた検出圧力と設定器49から送られた蒸気タービン出口側圧力設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器54に送られる。PID制御器54では、減算器53から送られる偏差を小さくするよう、調整弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整された調整弁制御指令値を按分器55に送る。
按分器55では、復水器502a〜502qのうち稼働しているものの台数に基づいてPID制御器54から送られた調整弁制御指令値の各調整弁503a〜503qに対する按分計算を行う。そして、各調整弁503a〜503qのうち稼働しているものに按分器55から按分された調整弁制御指令値が送られる。
各調整弁503a〜503qは、按分器55から送られた調整弁制御指令値に基づいて、その弁開度が調整される。具体的には、蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段302から送られる検出圧力が、設定器49に設定された蒸気タービン出口側圧力設定値と略同一となるよう、調整弁503a〜503qの弁開度が各々調整される。
ここで、設定器49に設定された蒸気タービン出口側圧力設定値は、設定器28aに設定された蒸気タービン排気圧力設定値よりも大きな値となっている。このことにより、蒸気タービン202a〜202nの排気圧力で蒸気タービン201a〜201nの上流側にある加減弁203a〜203nを制御することができる場合には調整弁503a〜503qは全閉となり、復水器502a〜502qは運転せずに停止状態となる。一方、蒸気タービン202a〜202nの排気圧力で加減弁203a〜203nを制御することができない場合には、調整弁503a〜503qが開いて復水器502a〜502qが運転し、蒸気タービン202a〜202nから送られる蒸気の逃がし制御が行われる。
特開昭61−49111号公報
上述したように、図1の発電プラントの場合、複合発電設備100で生成され発電に使用された蒸気を付帯設備401a〜401mで使用するが、複合発電設備100に対する発電負荷指令と付帯設備401a〜401mに対する負荷指令とが、その蒸気量においてバランスしている場合は問題が無いが、一般的には2つの指令値は個別に設定される。
例えば、付帯設備401a〜401mが造水設備である場合、電気の消費量が低下する冬場は蒸気量で比較した場合に発電負荷指令は造水負荷指令より低いものとなり、蒸気量のバランスが崩れてしまう。この場合は、運転員により排熱回収ボイラに設置されたダクトバーナ119aの負荷を増加させることにより複合発電設備100の発生蒸気量を増加させて、発電プラント全体を今までとは異なるバランス点に移行する必要がある。
複合発電設備全体としての負荷制御を活かしたままでダクトバーナ119aの負荷を増加させると、蒸気タービン201a〜201mの負荷が増加しガスタービン102a〜102mの負荷を低下させてしまい、結果としてガスタービン102a〜102mにより発生する蒸気量が低下してしまう。
従って、発電全体負荷制御を手動とし負荷制御を行わない状態で、ダクトバーナ109aの負荷を適当な負荷まで増加させ、タービンバイパス弁123aを開弁し、その後、発電設備全体負荷制御を自動とし、発電負荷指令が満足できない場合は、同じ手順を繰り返し行うことになる。
また、ダクトバーナ119aにより排熱回収ボイラに対する入熱を変化させ、蒸気量を変化させるために排熱回収ボイラの遅れが存在することにより前記操作は困難を極め、発電負荷指令と付帯設備で使用する蒸気量をバランスさせるためには、運転員の経験が必要であり、操作に時間がかかるという問題があった。
しかも、この操作を行っている間は、負荷制御は行っておらず、長時間発電負荷指令を満足できないという問題があった。また、不必要にタービンバイパス弁123aを開弁して蒸気を付帯設備側に供給する可能性があり、発電設備側の効率を低下させる恐れがあるという問題があった。
また、従来のプラント制御装置800では、発電設備全体の負荷制御範囲は、(全ガスタービンの最低負荷)+(その時の出たなりの全蒸気タービンの負荷)から、(全ガスタービンの最大負荷)+(その時の出たなりの全蒸気タービンの負荷)までの範囲であり、それを超えた負荷範囲での運転ができないという問題があった。また、系統周波数の変動に対する周波数補正は、ガスタービンでしか行うことができないため、発電設備全体として、その応答性に問題があった。
更に、ガスタービン、排熱回収ボイラの単機当たりの容量は大きくなる傾向にあり、これに合わせて蒸気タービンの容量も大きくなる傾向にあるため、中央給電指令所から送られた負荷指令値は、発電設備全体に対して行われる場合に加え各発電機個別に行われる場合があり、従来のプラント制御装置800ではこれに対応できないという問題があった。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、プラント制御装置の制御モードを切り替えることにより、ガスタービン発電設備の排熱回収ボイラから排出される蒸気の流量および蒸気タービン発電設備の蒸気タービンに送られる蒸気の流量を複合発電設備の運転状況に応じて所望の量とすることができ、このことにより、全体の発電効率を向上させることが発電プラントおよびその制御方法を提供することを目的とする。
本発明は、燃料弁を介して送られる燃料を燃焼する燃焼器、燃焼器から送られる燃焼ガスによって駆動されるガスタービン、ガスタービンに接続され発電を行うガスタービン発電機、ガスタービンから排気された燃焼ガスの排熱により蒸気を発生させる排熱回収ボイラおよびガスタービン発電機の負荷を検出するガスタービン負荷検出手段を有するガスタービン発電設備と、前記排熱回収ボイラから蒸気加減弁を介して送られる蒸気によって駆動される蒸気タービン、蒸気タービンに接続され発電を行う蒸気タービン発電機、蒸気タービン発電機の負荷を検出する蒸気タービン負荷検出手段および蒸気タービンから送られる蒸気の圧力を検出する蒸気タービン排気圧力検出手段を有する蒸気タービン発電設備と、前記蒸気タービンの排気または排熱回収ボイラから送られる蒸気を使用する付帯設備と、ガスタービン負荷制御モードおよび蒸気タービン負荷制御モードの切り替え可能な2つの制御モードを有し、前記ガスタービン発電設備の前記燃料弁および蒸気タービン発電設備の前記蒸気加減弁の制御を行いそれぞれの弁開度を調整するプラント制御装置と、を備えた発電プラントであって、前記プラント制御装置は、ガスタービン負荷制御モードおよび蒸気タービン負荷制御モードのうちどちらの制御モードを用いるかを発電プラントの運転状況に応じて判定する制御モード判定ロジック器を有し、制御モード判定ロジック器からの判定結果に基づいて、ガスタービン負荷制御モードにより制御を行う場合には、前記燃料弁はガスタービン負荷検出手段により検出されたガスタービン発電機の負荷と蒸気タービン負荷検出手段により検出された蒸気タービン発電機の負荷との和に基づいて制御されるとともに、前記蒸気加減弁は蒸気タービン排気圧力検出手段により検出された蒸気の圧力に基づいて制御され、蒸気タービン負荷制御モードにより制御を行う場合には、前記燃料弁はその弁開度が一定となるよう制御されるとともに、前記蒸気加減弁は予め設定された発電設備全体負荷指令値とガスタービン負荷検出手段により検出されたガスタービン発電機の負荷との偏差に基づいて制御されることを特徴とする発電プラントである。
このような発電プラントによれば、プラント制御装置は、通常時にはガスタービン発電設備の燃料弁を複合発電設備全体の負荷に基づいて制御するとともに蒸気タービン発電設備の加減弁を蒸気タービンの排出蒸気の圧力に基づいて制御するガスタービン負荷制御モードを行い、発電プラントの運転状況に応じて、ガスタービン発電設備の燃料弁の弁開度を一定とするとともに蒸気タービン発電設備の加減弁を複合発電設備全体の負荷に基づいて制御する蒸気タービン負荷制御モードを行う。このように、プラント制御装置の制御モードを切り替えることにより、ガスタービン発電設備の排熱回収ボイラから排出される蒸気の流量および蒸気タービン発電設備の蒸気タービンに送られる蒸気の流量を複合発電設備の運転状況に応じて所望の量とすることができる。このことにより、発電プラントの全体の発電効率を向上させることができる。
本発明は、燃料弁を介して送られる燃料を燃焼する燃焼器、燃焼器から送られる燃焼ガスによって駆動されるガスタービン、ガスタービンに接続され発電を行うガスタービン発電機、ガスタービンから排気された燃焼ガスの排熱により蒸気を発生させる排熱回収ボイラおよびガスタービン発電機の負荷を検出するガスタービン負荷検出手段を有するガスタービン発電設備と、前記排熱回収ボイラから蒸気加減弁を介して送られる蒸気によって駆動される蒸気タービン、蒸気タービンに接続され発電を行う蒸気タービン発電機、蒸気タービン発電機の負荷を検出する蒸気タービン負荷検出手段および蒸気タービンから送られる蒸気の圧力を検出する蒸気タービン排気圧力検出手段を有する蒸気タービン発電設備と、前記蒸気タービンの排気または排熱回収ボイラから送られる蒸気を使用する付帯設備と、ガスタービン負荷制御モードおよび蒸気タービン負荷制御モードの切り替え可能な2つの制御モードを有し、前記ガスタービン発電設備の前記燃料弁および蒸気タービン発電設備の前記蒸気加減弁の制御を行いそれぞれの弁開度を調整するプラント制御装置と、を備えた発電プラントの制御方法であって、プラント制御装置の制御モード判定ロジック器により、ガスタービン負荷制御モードおよび蒸気タービン負荷制御モードのうちどちらの制御モードを用いるかを発電プラントの運転状況に応じて判定する工程と、制御モード判定ロジック器からの判定結果に基づいて、ガスタービン負荷制御モードにより制御を行う場合には、前記燃焼器の燃料弁をガスタービン負荷検出手段により検出されたガスタービン発電機の負荷と蒸気タービン負荷検出手段により検出された蒸気タービン発電機の負荷との和に基づいて制御するとともに、前記蒸気加減弁を蒸気タービン排気圧力検出手段により検出された蒸気の圧力に基づいて制御し、蒸気タービン負荷制御モードにより制御を行う場合には、前記燃焼器の燃料弁をその弁開度が一定となるよう制御するとともに、前記蒸気加減弁を予め設定された発電設備全体負荷指令値とガスタービン負荷検出手段により検出されたガスタービン発電機の負荷との偏差に基づいて制御する工程と、を備えたことを特徴とする発電プラントの制御方法である。
このような発電プラントの制御方法によれば、通常時にはガスタービン発電設備の燃料弁を複合発電設備全体の負荷に基づいて制御するとともに蒸気タービン発電設備の加減弁を蒸気タービンの排出蒸気の圧力に基づいて制御するガスタービン負荷制御モードを行い、発電プラントの運転状況に応じて、ガスタービン発電設備の燃料弁の弁開度を一定とするとともに蒸気タービン発電設備の加減弁を複合発電設備全体の負荷に基づいて制御する蒸気タービン負荷制御モードを行う。このように、プラント制御装置の制御モードを切り替えることにより、ガスタービン発電設備の排熱回収ボイラから排出される蒸気の流量および蒸気タービン発電設備の蒸気タービンに送られる蒸気の流量を複合発電設備の運転状況に応じて所望の量とすることができる。このことにより、発電プラントの全体の発電効率を向上させることができる。
本発明の発電プラントおよびその制御方法によれば、プラント制御装置は、通常時にはガスタービン発電設備の燃料弁を発電設備全体の負荷に基づいて制御するとともに蒸気タービン発電設備の加減弁を蒸気タービンの排出蒸気の圧力に基づいて制御するガスタービン負荷制御モードを行い、発電プラントの運転状況に応じて、ガスタービン発電設備の燃料弁の弁開度を一定とするとともに蒸気タービン発電設備の加減弁を発電設備全体の負荷に基づいて制御する蒸気タービン負荷制御モードを行う。このように、プラント制御装置の制御モードを切り替えることにより、ガスタービン発電設備の排熱回収ボイラから排出される蒸気の流量および蒸気タービン発電設備の蒸気タービンに送られる蒸気の流量を複合発電設備の運転状況に応じて所望の量とすることができる。このことにより、発電プラントの全体の発電効率を向上させることができる。
第1の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の第1の実施の形態について説明する。
図1は、発電プラントの構成を示す構成図である。本実施の形態の発電プラントは、複数台のガスタービンおよび排熱回収ボイラを備えたガスタービン発電設備101a〜101mと、このガスタービン発電設備101a〜101mから送られた蒸気を用いて発電を行う複数の蒸気タービン発電設備201a〜201nと、複数の付帯設備401a〜401pと、複数の復水器設備501a〜501qと、上記各設備の制御を行うプラント制御装置600とを備えたいわゆる多軸型コンバインドサイクルの発電プラントである。
本発明の発電プラントは、プラント制御装置600の構成が異なることを除いては背景技術において説明した従来の発電プラントと略同一のものとなっており、その詳細な説明は省略する。
ガスタービン発電設備101a〜101m、蒸気タービン発電設備201a〜201n、付帯設備401a〜401pおよび復水器設備501a〜501qの制御を行う本実施の形態のプラント制御装置600について図2乃至図7を用いて説明する。
図2は、ガスタービン発電設備101a〜101mにおけるガスタービン102a〜102mの燃料弁104a〜104m、ダクトバーナ119a〜119mの補助燃料弁120a〜120mおよび蒸気タービン発電設備201a〜201nにおける蒸気タービン202a〜202nの蒸気加減弁203a〜203nの制御システム構成を示すブロック説明図であり、図3は、図2の蒸気タービン制御装置15aによる詳細な制御システム構成を示すブロック説明図である。
また、図4は、図2の関数発生器16a〜16nにおける入力される蒸気タービン負荷指令値と出力するダクトバーナ設定値との関係を示すグラフであり、図5は、図2の関数発生器19a〜19nにおける入力される蒸気タービン検出負荷値と出力するダクトバーナ設定値との関係を示すグラフであり、図6は、ガスタービン発電設備101aに接続されたバイパスライン124a上のタービンバイパス弁123aおよび復水器設備501a〜501qの復水器502a〜502qの上流側にある調整弁503a〜503qの制御システム構成を示すブロック説明図である。
さらに、図7は、本実施の形態で採用した制御モード判定ロジック器601による判定方法を示す説明図である。
本実施の形態のプラント制御装置600は、ガスタービン負荷制御モード7aおよび蒸気タービン負荷制御モード7bのうちどちらの制御モードを用いるかを発電プラントの運転状況に応じて択一的に判定する制御モード判定ロジック器601を有している。プラント制御装置600は、発電プラントの通常運転時はガスタービン負荷制御モード7aにより制御を行うとともに、制御モード判定ロジック器601により蒸気タービン負荷制御モード7bを用いると判定されたときには蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御を行うようになっている。制御モード判定ロジック器601による判定方法の詳細については後に詳述する。
〔ガスタービン発電設備におけるガスタービン燃料弁の制御〕
図2を用いてガスタービン発電設備101a〜101mのガスタービン102a〜102mの燃料供給系統に設けられている燃料弁104a〜104mの制御について説明する。
まず、ガスタービン負荷検出手段106a〜106mによりそれぞれ検出されたガスタービン発電機105a〜105mの負荷が加算器1に送られ、この加算器1において各負荷の合計値が求められる。同様に、蒸気タービン負荷検出手段205a〜205nによりそれぞれ検出された蒸気タービン発電機204a〜204nの負荷が加算器2に送られ、この加算器2において各負荷の合計値が求められる。次に、加算器3において、加算器1で求められた負荷の合計値と加算器2で求められた負荷の合計値とが加算され、この加算された値が減算器5に送られる。
一方、設定器4には中央給電指令所から送られた発電設備全体負荷指令値または運転員により入力された発電設備全体負荷指令値が設定されており、この発電設備全体負荷指令値が減算器5に送られる。減算器5においては、加算器3から送られた検出負荷の合計値と設定器4から送られた発電設備全体負荷指令値との偏差が計算され、この偏差がPID制御器6に送られる。PID制御器6では、減算器5から送られる偏差を小さくするよう、燃料弁負荷制御指令値の調整をPID制御により行い、調整された燃料弁負荷制御指令値を信号保持器8に送る。ここで、PID制御とは、比例制御(P制御)、積分制御(I制御)および微分制御(D制御)を組み合わせた制御のことをいう。
信号保持器8は、通常時の制御モードであるガスタービン負荷制御モード7aにより制御が行われる場合には、PID制御器6から送られた燃料弁負荷制御指令値をそのまま按分器9に送る。
按分器9では、ガスタービン102a〜102mのうち稼働しているものの台数に基づいて信号保持器8から送られた燃料弁負荷制御指令値の、各ガスタービン制御装置10a〜10mに対する按分計算を行う。そして、各ガスタービン制御装置10a〜10mのうち稼働しているものに按分器9から按分された燃料弁負荷制御指令値が送られる。
各ガスタービン制御装置10a〜10mは、按分器9から送られた燃料弁負荷制御指令値に基づいて、ガスタービン102a〜102mの燃料弁104a〜104mの弁開度を調整する。具体的には、各ガスタービン制御装置10a〜10mにより、各ガスタービン負荷検出手段106a〜106mから送られるガスタービン発電機105a〜105mの負荷が、それぞれ按分器9から送られる燃料弁負荷制御指令値と略同一となるよう、燃料弁104a〜104mの弁開度が各々調整される。
図2では上述した制御が行われることにより、ガスタービン負荷制御モード7aにより制御が行われる場合には、ガスタービン発電機105a〜105mの各負荷および蒸気タービン発電機204a〜204nの各負荷の合計値が、設定器4により設定された発電設備全体負荷指令値と略同一となるよう、燃料弁104a〜104mの弁開度が調整される。
一方、蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御が行われる場合には、信号保持器8によりガスタービン制御装置10a〜10mに送られるべき燃料弁負荷制御指令値が保持されるので、燃料弁104a〜104mの弁開度は一定に維持される。
〔蒸気タービン発電設備における蒸気加減弁の制御〕
図2および図3を用いて蒸気タービン発電設備201a〜201nの蒸気タービン202a〜202nの上流側にある蒸気加減弁203a〜203nの制御について説明する。
図2に示すように、まず、減算器12に、加算器1において算出された各ガスタービン発電機105a〜105mの負荷の合計値が送られるとともに、設定器4から発電設備全体負荷指令値が送られる。減算器12においては、加算器1から送られた検出負荷の合計値と設定器4から送られた発電設備全体負荷指令値との偏差が計算され、この偏差がスイッチ11に送られる。スイッチ11は、蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御が行われている場合には、減算器12から送られた偏差を按分器13に送る。一方、ガスタービン負荷制御モード7aにより制御が行われている場合には、スイッチ11は減算器12から按分器13への偏差の伝達を遮断する。
按分器13では、蒸気タービン202a〜202nのうち稼働しているものの台数に基づいてスイッチ11から送られた偏差の、各蒸気タービン制御装置15a〜15nに対する按分計算を行って各負荷指令値14a〜14nを算出する。そして、各蒸気タービン制御装置15a〜15nのうち稼働しているものに按分器13から按分された負荷指令値14a〜14nがそれぞれ送られる。
次に、図3を用いて蒸気タービン制御装置15aにおける制御の詳細を説明する。なお、図3では蒸気タービン制御装置15aによる加減弁203aの制御について説明しているが、加減弁203b〜203nについても同様の制御が行われる。
図3に示すように、按分器13からの負荷指令値14aは変化率制限器25aに送られる。変化率制限器25aには、蒸気タービン202aの構成に応じた負荷変化率が設定されており、この変化率制限器25aにより負荷指令値14aは、その変化率が設定された負荷変化率以下となるよう調整され、平滑化された負荷指令値は減算器26aに送られる。一方、蒸気タービン負荷検出手段205aにより検出された蒸気タービン発電機204aの負荷が減算器26aに送られる。減算器26aでは、変化率制限器25aから送られた負荷指令値と蒸気タービン負荷検出手段205aから送られた検出負荷値との偏差が算出され、この偏差がP制御器27aに送られる。P制御器27aでは、減算器26aから送られる偏差を小さくするよう、加減弁制御指令値の調整をP制御(比例制御)により行い、調整された加減弁制御指令値を切替器31aに送る。
一方、図3に示すように、蒸気タービン圧力検出手段206aにより検出された蒸気タービン202aの排気圧力が減算器29aに送られる。また、設定器28aには、中央給電指令所から送られた蒸気タービン排気圧力設定値または運転員により入力された蒸気タービン排気圧力設定値が設定されており、この蒸気タービン排気圧力設定値が減算器29aに送られる。減算器29aでは、蒸気タービン排気圧力検出手段206aから送られた排気圧力と設定器28aから送られた蒸気タービン排気圧力設定値との偏差が算出され、この偏差がP制御器30aに送られる。
P制御器30aでは、減算器29aから送られる偏差を小さくするよう、加減弁制御指令値の調整をP制御(比例制御)により行い、調整された加減弁制御指令値を切替器31aに送る。
切替器31aは、蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御が行われている場合に、P制御器27aから送られる加減弁制御指令値を積分器32aに送る。一方、ガスタービン負荷制御モード7aにより制御が行われている場合には、切替器31aはP制御器30aから送られる加減弁制御指令値を積分器32aに送る。
積分器32aは、切替器31aから送られる加減弁制御指令値の積分演算を行い、この積分器32aによって積分された加減弁制御指令値を蒸気加減弁203aに送る。そして、蒸気加減弁203aは、その弁開度が積分器32aから送られる加減弁制御指令値に基づいて調整される。
図2、図3では上述した制御が行われることにより、ガスタービン負荷制御モード7aにより制御が行われる場合には、蒸気タービン排気圧力検出手段206aにより検出された蒸気タービン202aの排気圧力が、設定器28aに設定された蒸気タービン排気圧力設定値と略同一となるよう、加減弁203aの弁開度が調整される。
一方、蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御が行われる場合には、ガスタービン発電機105a〜105mの各負荷および蒸気タービン発電機204a〜204nの各負荷の合計値が、設定器4により設定された発電設備全体負荷指令値と略同一となるよう、加減弁203aの弁開度が調整される。
〔ガスタービン発電設備におけるダクトバーナの補助燃料弁の制御〕
図2乃至図4を用いてガスタービン発電設備101a〜101mのダクトバーナ119a〜119mの上流側にある補助燃料弁120a〜120mの制御について説明する。
まず、図2において、前述の按分器13により按分された負荷指令値14a〜14nがそれぞれ関数発生器16a〜16nに送られる。各関数発生器16a〜16nは、入力された各負荷指令値14a〜14nに基づいてダクトバーナ設定値をそれぞれ算出し、このダクトバーナ設定値を高値選択器17に送る。関数発生器16a〜16nにおける入力される負荷指令値14a〜14nと出力するダクトバーナ設定値との関係を示すグラフを図4に示す。高値選択器17では、関数発生器16a〜16nからそれぞれ送られる各ダクトバーナ設定値のうち最も高い値を選択し、この選択された値を切替器18に送る。
一方、各蒸気タービン負荷検出手段205a〜205nから各蒸気タービン発電機205a〜205nの負荷が関数発生器19a〜19nにそれぞれ送られる。各関数発生器19a〜19nは、入力された検出負荷に基づいてダクトバーナ設定値をそれぞれ算出し、このダクトバーナ設定値を高値選択器20に送る。関数発生器19a〜19nにおける入力される検出負荷値と出力するダクトバーナ設定値との関係を示すグラフを図5の実線部分に示す。
図5において、点線部分は図4における入力される負荷指令値14a〜14nと出力するダクトバーナ設定値との関係を示している。すなわち、図5において各蒸気タービン負荷検出手段205a〜205nから送られる検出負荷値が一定の範囲内にあるときには、関数発生器19a〜19nにより出力されるダクトバーナ設定値は、同一の負荷値において関数発生器16a〜16nにより出力されるダクトバーナ設定値に図5に示す予め設定されたバイアス値を加算した値となる。
高値選択器20では、関数発生器19a〜19nからそれぞれ送られる各ダクトバーナ設定値のうち最も高い値を選択し、この選択された値を切替器18に送る。
切替器18は、蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御が行われる場合に、高値選択器17から送られるダクトバーナ設定値を減算器21に送る。一方、ガスタービン負荷制御モード7aにより制御が行われる場合には、切替器18は高値選択器20から送られるダクトバーナ設定値を減算器21に送る。減算器21では、蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段301から送られた圧力値と切替器18から送られたダクトバーナ設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器22に送られる。PID制御器22では、減算器21から送られる偏差を小さくするよう、補助燃料弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整された補助燃料弁制御指令値を按分器23に送る。
按分器23では、ダクトバーナ119a〜119mのうち稼働しているものの台数に基づいてPID制御器22から送られた補助燃料弁制御指令値の各ダクトバーナ制御装置24a〜24mに対する按分計算を行う。そして、各ダクトバーナ制御装置24a〜24mのうち稼働しているものに按分器23から按分された補助燃料弁制御指令値が送られる。
各ダクトバーナ制御装置24a〜24mは、按分器23から送られた補助燃料弁制御指令値に基づいて、ダクトバーナ119a〜119mの上流側にある補助燃料弁120a〜120mを制御してその弁開度を調整する。
上述した制御が行われることにより、蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御が行われる場合には、蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段301から送られる検出圧力値が、高値選択器17により算出されたダクトバーナ設定値と略同一となるよう、補助燃料弁120a〜120mの弁開度が各々調整される。
一方、ガスタービン負荷制御モード7aにより制御が行われる場合には、蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段301から送られる検出圧力値が、高値選択器20により算出されたダクトバーナ設定値と略同一となるよう、補助燃料弁120a〜120mの弁開度が各々調整される。この高値選択器20により算出されたダクトバーナ設定値は、同一の負荷値において高値選択器17により算出されるべきダクトバーナ設定値よりもバイアス値分だけ大きくなっている。
〔ガスタービン発電設備に接続されたバイパスライン上のタービンバイパス弁の制御〕
図6を用いてガスタービン発電設備101a〜101mに接続されたバイパスライン124a〜124m上のタービンバイパス弁123a〜123mの制御について説明する。
まず、蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段302により検出された蒸気タービン発電設備201a〜201nの下流側の蒸気の圧力が減算器35に送られる。一方、設定器34には、設定器28aに設定された蒸気タービン排気圧力設定値よりも小さな値である圧力設定値が設定されており、この圧力設定値が設定器34から減算器35に送られる。減算器35では、蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段302から送られた検出圧力値と設定器34から送られた圧力設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器36に送られる。PID制御器36では、減算器35から送られる偏差を小さくするよう、タービンバイパス弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整されたタービンバイパス弁制御指令値を按分器37に送る。
按分器37では、タービンバイパス制御装置33a〜33mのうち稼働しているものの台数に基づいて、PID制御器36から送られたタービンバイパス弁制御指令値の、各タービンバイパス制御装置33a〜33mに対する按分計算を行う。そして、稼働しているタービンバイパス制御装置33a〜33mの切替器46aに按分器37から按分されたタービンバイパス弁制御指令値がそれぞれ送られる。
次に、タービンバイパス制御装置33aによるタービンバイパス弁123aの制御について図6を用いて説明する。なお、図6ではタービンバイパス弁123aの制御について説明しているが、タービンバイパス弁123b〜123mについても同様の制御が行われる。
まず、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aにより検出された排気圧力が変化率制限器38a、減算器41aおよび減算器44aにそれぞれ送られる。変化率制限器38aには、排熱回収ボイラ111aにおける各機器の構成に応じて圧力変化率が設定されており、この変化率制限器38aにより排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aから送られた排気圧力は、その変化率が設定された圧力変化率以下となるよう調整され、平滑化された排気圧力は低値選択器40aに送られる。一方、設定器39aには、排熱回収ボイラ111aにおける各機器の構成に応じて最大圧力設定値が設定されており、この最大圧力設定値が低値選択器40aに送られる。低値選択器40aは、変化率制限器38aから送られた平滑化された排気圧力または設定器39aから送られた最大圧力設定値のうち低い値を選択し、選択された制御設定値を減算器41aに送る。
減算器41aでは、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aから送られた排気圧力値と低値選択器40aから送られた制御設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器42aに送られる。PID制御器42aでは、減算器41aから送られる偏差を小さくするよう、タービンバイパス弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整されたタービンバイパス弁制御指令値を高値選択器48aに送る。具体的には、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aにより検出された排気圧力が、低値選択器40aにより選択された制御設定値と略同一となるよう、タービンバイパス弁制御指令値が調整される。
また、設定器43aには、排熱回収ボイラ起動停止時の圧力設定値が設定されており、この圧力設定値が減算器44aに送られる。減算器44aでは、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aから送られた排気圧力と設定器43aから送られた制御設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器45aに送られる。PID制御器45aでは、減算器44aから送られた偏差を小さくするよう、タービンバイパス弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整されたタービンバイパス弁制御指令値を切替器46aに送る。具体的には、排熱回収ボイラ排気圧力検出手段121aにより検出された排熱回収ボイラ111aの下流側の排気圧力が、設定器43aにより設定された圧力設定値と略同一となるよう、タービンバイパス弁制御指令値が調整される。
切替器46aは、排熱回収ボイラ起動停止モード47aがオンである場合に、PID制御器45aにより調整されたタービンバイパス弁制御指令値を高値選択器48aに送るようになっている。一方、排熱回収ボイラ起動停止モード47aがオフである場合には、切替器46aは前述の按分器37により按分されたタービンバイパス弁制御指令値を高値選択器48aに送る。ここで、排熱回収ボイラ起動停止モード47aとは、排熱回収ボイラ111aが起動過程または停止過程にある場合にオンとなり、排熱回収ボイラ111aが安定運転中または停止中にある場合にオフとなる信号のことをいう。
高値選択器48aは、PID制御器42aから送られたタービンバイパス弁制御指令値または切替器46aから送られたタービンバイパス弁制御指令値のうち高い値を選択し、選択されたタービンバイパス弁制御指令値をタービンバイパス弁123aに送ってその弁開度を調整する。
上述した制御が行われることにより、排熱回収ボイラ111aが起動過程または停止過程にある場合には、排熱回収ボイラ111aの下流側の排気圧力が設定器43aに設定された圧力設定値と略同一となるようタービンバイパス弁123aが制御されその弁開度が調整される。一方、排熱回収ボイラ111aが安定運転中または停止中にある場合には、蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段302により検出された蒸気タービン発電設備201a〜201nの下流側の蒸気の圧力が設定器34に設定された圧力設定値と略同一となるようタービンバイパス弁123aが制御されその弁開度が調整される。
ここで、排熱回収ボイラ111aの安定運転中に、この排熱回収ボイラ111aの下流側の蒸気の排気圧力が変化率制限器38aに設定された設定変化率よりも大きい変化率で変化した場合、またはこの排気圧力が設定器39aに設定された最大圧力設定値よりも大きくなった場合には、タービンバイパス弁123aが開かれて、排熱回収ボイラ111aの下流側の蒸気の逃がし制御を行う。
〔復水器設備の復水器の上流側にある調整弁の制御〕
図6を用いて復水器設備501a〜501qの復水器502a〜502qの上流側にある調整弁503a〜503qの制御について説明する。
まず、設定器49に予め復水器圧力設定値が設定されており、この復水器圧力設定値が切替器52および加算器51に送られる。一方、設定器50には設定器49で設定された復水器圧力設定値に対するバイアス値が予め設定されている。このバイアス値は、蒸気タービン制御装置15aで行われる排気圧力の制御および干渉に基づいて定められる。そして、設定器50からバイアス値が加算器51に送られる。加算器51では、設定器49から送られた復水器圧力設定値と設定器50から送られたバイアス値との加算が行われ、この加算された値が切替器52に送られる。
切替器52は、蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御が行われる場合に、設定器49から送られる復水器圧力設定値を減算器53に送る。一方、ガスタービン負荷制御モード7aにより制御が行われる場合には、切替器52は、設定器49に設定された復水器圧力設定値と設定器50に設定されたバイアス値とを加算した値を減算器53に送る。
減算器53では、蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段302から送られた検出圧力値と切替器52から送られた圧力設定値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器54に送られる。PID制御器54では、減算器53から送られる偏差を小さくするよう、調整弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整された調整弁制御指令値を按分器55に送る。
按分器55では、復水器502a〜502qのうち稼働しているものの台数に基づいてPID制御器54から送られた調整弁制御指令値の各調整弁503a〜503qに対する按分計算を行う。そして、各調整弁503a〜503qのうち稼働しているものに按分器55から按分された調整弁制御指令値が送られる。
各調整弁503a〜503qは、按分器55から送られた調整弁制御指令値に基づいてその弁開度が調整される。具体的には、蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段302から送られる蒸気タービン発電設備201a〜201nの出口側の蒸気の圧力が、ガスタービン負荷制御モード7aにより制御が行われている場合には設定器49に設定された復水器圧力設定値と設定器50に設定されたバイアス値とを加算した値と略同一となるよう、一方、蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御が行われている場合には設定器49に設定された復水器圧力設定値と略同一となるよう、調整弁503a〜503qの弁開度が各々調整される。
〔制御モード判定ロジック器による判定方法〕
図7を用いて制御モード判定ロジック器601による判定方法について説明する。
図7に示すように、制御モード判定ロジック器601には、稼働中全ガスタービン最小負荷到達61、発電設備全体負荷降下中62、発電設備全体負荷上昇中63、稼働中全蒸気タービン最大負荷到達64、稼働中全ダクトバーナ最大負荷到達65、稼働中全タービンバイパス弁全閉66、蒸気タービン排気側圧力が高圧力以上67、稼働中全ガスタービン最大負荷到達68、稼働中全蒸気タービン最小負荷到達69、稼働中全ダクトバーナ最小負荷到達70、稼働中全復水器調整弁全閉71、蒸気タービン排気側圧力が低圧力以下72の各信号が入力される。
ここで、例えば稼働中全ガスタービン最小負荷到達61の入力信号について説明すると、稼働中の全ガスタービン発電機105a〜105mの負荷の合計値が低下して予め設定された最小負荷値に達している場合にはオン信号、最小負荷値まで低下していない場合にはオフ信号が制御モード判定ロジック器601に入力されるようになっている。同様に、発電設備全体負荷降下中62〜蒸気タービン排気側圧力が低圧力以下72の各信号についても、オン信号またはオフ信号が制御モード判定ロジック器601に入力されるようになっている。なお、発電設備全体負荷降下中62および発電設備全体負荷上昇中63の入力信号は、中央給電指令所から送られた発電設備全体負荷指令値または運転員により入力された発電設備全体負荷指令値に対する実際の発電設備100全体の負荷の合計値の減少または増加により算出してもよい。
また、図7に示す制御モード判定ロジック器601は、ANDロジック73、ORロジック74およびフリップフロップロジック75を有している。ここで、ANDロジック73とは、このANDロジック73に送られる2以上の信号全てがオン信号である場合にオン信号を次のロジックに送り、それ以外の場合にはオフ信号を次のロジックに送るものである。また、ORロジック74とは、このORロジック74に送られる2以上の信号のうち1以上の信号がオン信号である場合にオン信号を次のロジックに送り、それ以外の場合にはオフ信号を次のロジックに送るものである。
また、フリップフロップロジック75とは、S入力(セット入力)にオン信号、R入力(リセット入力)にオフ信号が入力された場合にオン信号を次のロジックに送るとともにフリップフロップロジック75内部のフリップフロップ回路をオン状態に保持し、S入力にオフ信号、R入力にオン信号が入力された場合にオフ信号を次のロジックに送るとともにフリップフロップ回路をオフ状態に保持するものである。また、S入力にオン信号、R入力にオン信号が入力された場合にはフリップフロップが不安定状態となり設定された状態の保持が失われ、S入力にオフ信号、R入力にオフ信号が入力された場合にはフリップフロップの状態がそのまま保持されるようになっている。
図7に示す制御モード判定ロジック器601から出力される信号がオン信号である場合には、制御モード判定ロジック器601は蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御を行うことを判定する。一方、制御モード判定ロジック器601から出力される信号がオフ信号である場合には、制御モード判定ロジック器601はガスタービン負荷制御モード7aにより制御を行うことを判定する。
ここで、図7の制御モード判定ロジック器601において、稼働中全ガスタービン最小負荷到達61または稼働中全ガスタービン最大負荷到達68の信号がオン信号となっている場合には原則的には蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御を行うことが判定される。一方、稼働中全タービンバイパス弁全閉66または稼働中全復水器調節弁全閉71の信号がオン信号となっている場合には、原則的にはガスタービン負荷制御モード7aにより制御を行うことが判定される。
上述した本実施の形態の発電プラントによれば、プラント制御装置は、通常時にはガスタービン発電設備101a〜101mの燃料弁104a〜104mを発電設備100全体の負荷に基づいて制御するとともに蒸気タービン発電設備201a〜201nの加減弁203a〜203nを蒸気タービン202a〜202nの排出蒸気の圧力に基づいて制御するガスタービン負荷制御モード7aを行い、発電プラントの運転状況に応じて、ガスタービン発電設備101a〜101mの燃料弁104a〜104mの弁開度を一定とするとともに蒸気タービン発電設備201a〜201nの加減弁203a〜203nを発電設備100全体の負荷に基づいて制御する蒸気タービン負荷制御モード7bを行う。
このように、プラント制御装置600の制御モードを切り替えることにより、ガスタービン発電設備101a〜101mの排熱回収ボイラ111a〜111mから排出される蒸気の流量および蒸気タービン発電設備201a〜201nの蒸気タービン202a〜202nに送られる蒸気の流量を複合発電設備100の運転状況に応じて所望の量とすることができる。このことにより、発電プラントの全体の発電効率を向上させることができる。
また、プラント制御装置600の制御モード判定ロジック器601は、ガスタービン負荷検出手段106a〜106mにより検出されるガスタービン発電機105a〜105mの負荷が設定最大値または設定最小値に達したときに、蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御を行うことを判定するようになっている。
このため、発電プラントの運転状況において、ガスタービン発電機105a〜105mの負荷が通常運転時の範囲内にあるときにはガスタービン負荷制御モード7aにより制御を行い、ガスタービン発電機105a〜105mの負荷が通常運転時の範囲から外れたときには蒸気タービン負荷制御モード7bにより制御を行うので、ガスタービン発電設備101a〜101mの排熱回収ボイラ111a〜111mから排出される蒸気の流量および蒸気タービン発電設備201a〜201nの蒸気タービン202a〜202nに送られる蒸気の流量をより的確に制御することができる。
また、プラント制御装置600は、蒸気タービン負荷制御モード7bでは発電設備全体負荷指令値とガスタービン発電機105a〜105mの負荷に基づいて算出されたダクトバーナ設定値との偏差に応じて補助燃料弁120a〜120mを制御し、ガスタービン負荷制御モード7aでは蒸気タービン発電機204a〜204nの負荷に基づいて算出されるダクトバーナ設定値に予め設定されたバイアス値を加算した設定値に応じて補助燃料弁120a〜120mを制御する。
このことにより、発電プラントの運転状況に応じてダクトバーナ119a〜119mに送られる補助燃料の量が所望の量に調整され、排熱回収ボイラ111a〜111mで用いられる補助燃焼ガスの量が調整される。このため、ガスタービン発電設備101a〜101mの排熱回収ボイラ111a〜111mから排出される蒸気の流量を発電プラントの運転状況に応じてより的確に制御することができる。
また、プラント制御装置600は、排熱回収ボイラ起動停止モード47aのオン/オフによりバイパスライン124a〜124m上のタービンバイパス弁123a〜123mを制御するようになっている。
このため、バイパスライン124a〜124mによりガスタービン発電設備101a〜101mの排気回収ボイラ111a〜111mから付帯設備401a〜401pに直接送られる蒸気の量が排熱回収ボイラ111a〜111mの運転状況に応じて調整される。このことにより、発電設備100において発生する蒸気の量と、付帯設備401a〜401pにおいて使用される蒸気の量との平衡状態を保つことができる。
また、発電設備100において発生する蒸気の量が付帯設備401a〜401pにおいて使用される蒸気の量よりも多い場合には、復水器設備501a〜501qにおいて余剰分の蒸気が使用され、プラント制御装置600がガスタービン負荷制御モード7aおよび蒸気タービン負荷制御モード7bの2つの制御モードにより復水器502a〜502qの上流側にある調整弁503a〜503qを各モードに応じて制御する。
このことにより、復水器502a〜502qに送られる蒸気の量が発電プラントの運転状況に応じて調整される。このため、発電設備100において発生する蒸気の量と、付帯設備401a〜401pおよび復水器設備501a〜501qにおいて使用される蒸気の量との平衡状態を保つことができる。
第2の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は、ガスタービン発電設備101a〜101mにおけるガスタービン102a〜102mの燃料弁104a〜104m、ダクトバーナ119a〜119mの補助燃料弁120a〜120mおよび蒸気タービン発電設備201a〜201nにおける蒸気タービン202a〜202nの蒸気加減弁203a〜203nの制御を示すブロック説明図であり、図9は、図8の蒸気タービン制御装置15aによる詳細な制御システム構成を示すブロック説明図である。である。
図8および図9に示す第2の実施の形態おいて、図1乃至図7に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施の形態のプラント制御装置600は、蒸気タービン発電設備201a〜201nにおける蒸気加減弁203a〜203nの制御方法およびガスタービン発電設備101a〜101mにおけるダクトバーナ119a〜119mの補助燃料弁120a〜120mの制御方法が第1の実施の形態における制御方法と異なるのみであり、他は実質的に図1乃至図7に示す第1の実施の形態と同様のものとなっている。
〔蒸気タービン発電設備の蒸気タービンの上流側にある加減弁の制御〕
図9を用いて蒸気タービン発電設備201a〜201nの蒸気タービン202a〜202nの上流側にある加減弁203a〜203nの制御について説明する。
図9に示す蒸気タービン制御装置15aは、第1の実施の形態の蒸気タービン制御装置15aに対して破線枠で示すように、積分器32aの下流側に加算器56aおよびこの加算器56aに後述する調整弁制御指令値を入力する手段を新たに設けた点が異なるのみであり、他は実質的に第1の実施の形態と同様のものとなっている。
まず、回転数検出手段207aにより検出された蒸気タービン202aの回転数が減算器58aに送られる。一方、設定器57aには蒸気タービン202aの回転数設定値が設定されており、この回転数設定値が減算器58aに送られる。減算器58aでは、回転数検出手段207aから送られる検出回転数と設定器57aから送られる回転数設定値との偏差が算出され、この偏差がP制御器59aに送られる。P制御器59aでは、減算器58aから送られる偏差を小さくするよう、調整弁制御指令値の調整をP制御(比例制御)により行い、調整された調整弁制御指令値をスイッチ60aに送る。
スイッチ60aは、バイアス設定モード80aがオンである場合に、P制御器59aにより調整された調整弁制御指令値を加算器56aに送るようになっている。一方、バイアス設定モード80aがオフである場合には、スイッチ60aはP制御器59aから加算器56aへの調整弁制御指令値の伝達を遮断する。ここで、バイアス設定モード80aは、発電設備100の運転状態や運転員の設定によりオン/オフが切り替えられるものであり、蒸気タービン202aにおいて周波数変動の補正を行う場合にオンとされるようになっている。
加算器56aは、積分器32aから送られる加減弁制御指令値と、スイッチ60aから送られる調整弁制御指令値とを加算し、この加算された値を加減弁203aに送る。加減弁203aは、この加算された調整弁制御指令値に基づいてその弁開度が調整される。
上述した制御が行われることにより、バイアス設定モード80aがオンとなっている場合には、第1の実施の形態による積分器32aから送られる調整弁制御指令値に、蒸気タービン202aの回転数に基づいて算出されるバイアス値が加算された値に基づいて加減弁203aの弁開度が調整される。一方、バイアス設定モード80aがオフとなっている場合には、第1の実施の形態による積分器32aから送られる調整弁制御指令値と同一の値に基づいて加減弁203aの弁開度が調整される。
本実施の形態の発電プラントにおいては、上述のように、プラント制御装置600による蒸気タービン202a〜202nの上流側にある蒸気加減弁203a〜203nの制御において、回転数検出手段207a〜207nにより検出された蒸気タービン202a〜202nの回転数により算出されるバイアス値が更に参酌されるようになっている。
このため、蒸気タービン202a〜202nの上流側にある蒸気加減弁203a〜203nの制御において蒸気タービン202a〜202nの回転数も考慮されるので、蒸気タービン発電設備201a〜201nの蒸気タービン202a〜202nに送られる蒸気の流量を、蒸気タービン202a〜202nの運転状況に応じてより的確に制御することができる。
〔ガスタービン発電設備のダクトバーナの上流側にある補助燃料弁の制御〕
図8を用いてガスタービン発電設備101a〜101mのダクトバーナ119a〜119mの上流側にある補助燃焼弁120a〜120mの制御について説明する。
図8に示すプラント制御装置600は、第1の実施の形態のプラント制御装置に対して高値選択器17および高値選択器20の下流側にそれぞれ破線枠で示すように、加算器76、78および設定器77、79をそれぞれ新たに設けた点が異なるのみであり、他は実質的に第1の実施の形態と同様のものとなっている。
ダクトバーナ119a〜119mの上流側にある補助燃料弁120a〜120mの制御において、まず、高値選択器17により選択されたダクトバーナ設定値が加算器76に送られる。一方、設定器77にはバイアス値が設定されており、このバイアス値が加算器76に送られる。加算器76では、高値選択器17から送られたダクトバーナ設定値と設定器77から送られたバイアス値とが加算され、この加算された値が切替器18に送られる。
また、図8において、高値選択器20により選択されたダクトバーナ設定値が加算器78に送られるとともに、設定器79にはバイアス値が設定されており、このバイアス値が加算器78に送られる。加算器78では、高値選択器20から送られたダクトバーナ設定値と設定器79から送られたバイアス値とが加算され、この加算された値が切替器18に送られる。
なお、設定器77、79で設定されるバイアス値は、蒸気タービン202a〜202nの回転数に基づいて定められている。
上述した制御が行われることにより、第1の実施の形態によるダクトバーナ設定値にバイアス値が加算された値に基づいて、補助燃料弁120a〜120mの弁開度を調整することができる。
このため、本実施の形態の発電プラントにおいては、補助燃料弁120a〜120mの制御において蒸気タービン202a〜202nの回転数に基づいて定められたバイアス値が考慮されているので、蒸気タービン202a〜202nにおける周波数変動の補正を参照してダクトバーナ119a〜119mに送られる補助燃料の量を所望の量に調整することができる。このため、排熱回収ボイラ111a〜111mで用いられる補助燃焼ガスの量を的確に調整することができる。
第3の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の第3の実施の形態について説明する。図10は、ガスタービン発電設備101a〜101mにおけるガスタービン102a〜102mの燃料弁104a〜104m、ダクトバーナ119a〜119mの補助燃料弁120a〜120mおよび蒸気タービン発電設備201a〜201nにおける蒸気タービン202a〜202nの蒸気加減弁203a〜203nの制御を示すブロック説明図である。
図10に示す第3の実施の形態おいて、図8に示す第2の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施の形態のプラント制御装置600は、ガスタービン発電設備101a〜101mのダクトバーナ119a〜119mの上流側にある補助燃料弁120a〜120mの制御方法が第1および第2の実施の形態における制御方法と異なるのみであり、他は実質的に図8に示す第2の実施の形態と同様のものとなっている。
〔ガスタービン発電設備のダクトバーナの上流側にある補助燃料弁の制御〕
図10を用いてガスタービン発電設備101a〜101mのダクトバーナ119a〜119mの上流側にある補助燃焼弁120a〜120mの制御について説明する。
図10に示すプラント制御装置600は、第2の実施の形態のプラント制御装置に対して破線枠で示すように、PID制御器22の下流側に加算器81、この加算器81に後述する燃料弁制御指令値を入力する手段を新たに設けた点が異なるのみであり、他は実質的に第2の実施の形態と同様のものとなっている。
図10において、まず、各流量検出手段122a〜122mにより検出された排熱回収ボイラ111a〜111mの下流側の蒸気の流量がそれぞれ加算器82に送られ、加算器82ではこれらの送られた流量が加算される。また、各流量検出手段404a〜404pにより検出された熱交換器402a〜402pの上流側の蒸気の流量がそれぞれ加算器83に送られ、加算器83ではこれらの送られた流量が加算される。さらに、各流量検出手段505a〜505qにより検出された復水器502a〜502qの上流側の蒸気の流量がそれぞれ加算器84に送られ、加算器84ではこれらの送られた流量が加算される。
加算器83で加算された熱交換器402a〜402pの上流側の蒸気流量の合計値および加算器84で加算された復水器502a〜502qの上流側の蒸気流量の合計値はそれぞれ加算器85に送られる。加算器85では加算器83から送られる蒸気流量の合計値および加算器84から送られる蒸気流量の合計値が加算され、この加算された値が減算器86に送られる。一方、加算器82で加算された排熱回収ボイラ111a〜111mの下流側の蒸気流量の合計値が減算器86に送られる。減算器86では、加算器82から送られる値と加算器85から送られる値との偏差が算出され、この偏差がPID制御器87に送られる。
PID制御器87では、減算器86から送られる偏差を小さくするよう、燃料弁制御指令値の調整をPID制御により行い、調整された燃料弁制御指令値を加算器81に送る。なお、PID制御器87は、PID制御ではなくP(比例)制御によって燃料弁制御指令値の調整を行ってもよい。加算器81では、PID制御器22から送られる燃料弁制御指令値とPID制御器87から送られる燃料弁制御指令値とが加算され、この加算された値が按分器23に送られる。
上述した制御が行われることにより、第2の実施の形態による燃料弁制御指令値に、蒸気タービン発電設備201a〜201nにおける上流側の蒸気量と下流側の蒸気量との偏差に基づいて算出されたバイアス値を加算した値に基づいて、補助燃料弁120a〜120mの弁開度を調整することができる。
本実施の形態の発電プラントによれば、ダクトバーナ119a〜119mの上流側にある補助燃料弁120a〜120mの制御において、発電設備100において発生する蒸気の量と、付帯設備401a〜401pにおいて使用される蒸気および復水器設備501a〜501qにおいて使用される蒸気の合計量との偏差が考慮される。このことにより、発電プラントの運転状況に応じてダクトバーナ119a〜119mに送られる燃料の量が所望の量に調整され、排熱回収ボイラ111a〜111mで用いられる燃焼ガスの量が調整される。このため、ガスタービン発電設備101a〜101mの排熱回収ボイラ111a〜111mから排出される蒸気の流量を発電プラントの運転状況に応じてより的確に制御することができる。
なお、第3の実施の形態におけるプラント制御装置600の他の制御方法としては、上述の制御方法の代わりに、図10においてスイッチ11の出力である蒸気タービン202a〜202nの合計負荷指令値と、加算器2の出力である蒸気タービン202a〜202nの合計負荷値とをそれぞれ減算器86に送り、減算器86においてスイッチ11から送られる値と加算器2から送られる値との偏差を算出し、この偏差をPID制御器87に送る制御方法を用いることもできる。
さらに他の制御方法としては、図3において設定器28a〜28nの出力である蒸気タービン202a〜202nの排気側の蒸気圧力制御設定値の合計値と、蒸気タービン排気圧力検出手段206a〜206nの出力である蒸気タービン排気圧力の合計値とをそれぞれ減算器86に送り、減算器86において設定器28a〜28nから送られる合計値と蒸気タービン排気圧力検出手段206a〜206nから送られる合計値との偏差を算出し、この偏差をPID制御器87に送る制御方法を用いることもできる。
さらに他の制御方法としては、予め設定された付帯設備401a〜401pの合計負荷指令値と付帯設備401a〜401pの実際に検出された合計負荷検出量とをそれぞれ減算器86に送り、減算器86においてこれらの値の偏差を算出し、この偏差をPID制御器87に送る制御方法を用いることもできる。
第4の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の第4の実施の形態について説明する。図11は、ガスタービン発電設備101a〜101mにおけるガスタービン102a〜102mの燃料弁104a〜104m、ダクトバーナ119a〜119mの補助燃料弁120a〜120mおよび蒸気タービン発電設備201a〜201nにおける蒸気タービン202a〜202nの蒸気加減弁203a〜203nの制御を示すブロック説明図であり、図12は、本実施の形態で採用した制御モード判定ロジック器601による判定方法を示す説明図である。
図11および図12に示す第4の実施の形態おいて、図7に示す第1の実施の形態および図10に示す第3の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施の形態のプラント制御装置600は、発電機個別負荷制御モード93を有するとともに、制御モード判定ロジック器601による判定方法をこの発電機個別負荷制御モード93に基づいて変更した点が第1乃至第3の実施の形態のプラント制御装置による制御方法と異なるのみであり、他は実質的に図7に示す第1の実施の形態および図10に示す第3の実施の形態と同様のものとなっている。
図12に示す本実施の形態のプラント制御装置600の制御方法は、第3の実施の形態における制御方法に対して、按分器9および按分器13の下流側に、発電機個別負荷制御モード93のオン/オフによる切り替えを行う切替器91a〜91mおよび切替器94a〜94nをそれぞれ設けた点が異なっている。以下、本実施の形態のプラント制御装置600の制御方法について説明する。
発電機個別負荷制御モード93とは、中央給電指令所から送られる信号や運転員による設定によりオン/オフが切り替えられるものである。
まず、設定器92a〜92mにはガスタービン発電機105a〜105mの構成に対応する個別負荷設定値がそれぞれ設定されており、この個別負荷設定値が切替器91a〜91mに送られる。この個別負荷設定値は、中央給電指令所から送られた値または運転員により入力された値である。切替器91a〜91mは、発電機個別負荷制御モード93がオンである場合にはそれぞれ設定器92a〜92mから送られる個別負荷設定値を各ガスタービン制御装置10a〜10mに送る。一方、発電機個別負荷制御モード93がオフである場合には切替器91a〜91mは按分器9から送られた燃料弁負荷制御指令値を各ガスタービン制御装置10a〜10mに送る。
また、設定器95a〜95nには蒸気タービン発電機204a〜204nの構成に対応する個別負荷設定値がそれぞれ設定されており、この個別負荷設定値が切替器94a〜94nに送られる。この個別負荷設定値は、中央給電指令所から送られた値または運転員により入力された値である。切替器94a〜94nは、発電機個別負荷制御モード93がオンである場合にはそれぞれ設定器95a〜95nから送られる個別負荷設定値を各蒸気タービン負荷制御装置15a〜15nに送る。一方、発電機個別負荷制御モード93がオフである場合には切替器94n〜94nは按分器13から送られた負荷指令値を各蒸気タービン負荷制御装置15a〜15mに送る。
次に、図12を用いて本実施の形態の制御モード判定ロジック器601による判定方法を説明する。
図12に示す制御モード判定ロジック器601による判定方法は、入力信号として発電機個別負荷制御モード93の信号を新たに追加した点が異なるのみであり、他は図7に示す第1の実施の形態の制御モード判定ロジック器による判定方法と同様のものとなっている。
図12の制御モード判定ロジック器601による判定方法について具体的に説明すると、稼働中全ガスタービン最小負荷到達61の信号および発電設備全体負荷降下中62の信号が送られるANDロジック73の下流側に、このANDロジック73からの信号と発電機個別負荷制御モード93の信号とが送られるORロジック74が新たに設けられている。また、発電機個別負荷制御モード93の信号が送られるNOTロジック96が新たに設けられており、このNOTロジック96の下流側には更にワンショットタイマー97が設けられている。なお、NOTロジック96とは、発電機個別負荷制御モード93の信号がオン信号である場合はオフ信号を出力し、発電機個別負荷制御モード93の信号がオフ信号である場合はオン信号を出力するものである。また、ワンショットタイマー97とは、オン信号が入力されるとこのワンショットタイマー97内に設定された設定時間分だけオン信号を出力するものである。
このように、上述した制御が行われることによって、中央給電指令所から送られる信号や運転員による設定により発電機個別負荷制御モード93がオンとなっている場合には、各ガスタービン発電機105a〜105mの構成または各蒸気タービン発電機204a〜204nの構成に対応する、中央給電指令所から送られた個別負荷設定値または運転員により入力された個別負荷設定値に基づいて、ガスタービン発電設備101a〜101mまたは蒸気タービン発電設備201a〜201nの負荷制御を個別に行うことができる。
また、図12に示す判定を行う制御モード判定ロジック器601により、発電機個別負荷制御モード93がオンとなっている場合には、ダクトバーナ119a〜119mの上流側の補助燃料弁120a〜120mおよび復水器502a〜502qの上流側にある調整弁503a〜503qの制御をそれぞれ第1乃至第3の実施の形態で説明した蒸気タービン負荷制御モード7bによる制御とすることができる。
本実施の形態の発電プラントによれば、発電機個別負荷制御モード93をオンにして制御を行うことにより、燃焼器103a〜103mの上流側にある燃料弁104a〜104mおよび蒸気タービン202a〜202nの上流側にある加減弁203a〜203nをそれぞれガスタービン発電機105a〜105mの構成や蒸気タービン発電機204a〜204nの構成に応じて予め設定された個別負荷設定値に基づいて個別に制御することができる。このため、ガスタービン発電設備101a〜101mの排熱回収ボイラ111a〜111mから排出される蒸気の流量および蒸気タービン発電設備201a〜201nの蒸気タービン202a〜202nに送られる蒸気の流量をより的確に調整することができる。
発電プラントの構成を示す構成図である。 第1の実施の形態における、ガスタービン発電設備におけるガスタービンの燃料弁、ダクトバーナの補助燃料弁および蒸気タービン発電設備における蒸気タービンの蒸気加減弁の制御を示すブロック説明図である。 図2の蒸気タービン制御装置による詳細な制御システム構成を示すブロック説明図である。 図2の関数発生器(16a〜16n)における入力される蒸気タービン負荷指令値と出力するダクトバーナ設定値との関係を示すグラフである。 図2の関数発生器(19a〜19n)における入力される蒸気タービン検出負荷値と出力するダクトバーナ設定値との関係を示すグラフである。 第1の実施の形態におけるガスタービン発電設備に接続されたバイパスライン上のタービンバイパス弁および復水器設備の復水器の上流側にある調整弁の制御システム構成を示すブロック説明図である。 第1の実施の形態で採用した制御モード判定ロジック器による判定方法を示す説明図である。 第2の実施の形態における、ガスタービン発電設備におけるガスタービンの燃料弁、ダクトバーナの補助燃料弁および蒸気タービン発電設備における蒸気タービンの蒸気加減弁の制御を示すブロック説明図である。 図8の蒸気タービン制御装置による詳細な制御システム構成を示すブロック説明図である。 第3の実施の形態における、ガスタービン発電設備におけるガスタービンの燃料弁、ダクトバーナの補助燃料弁および蒸気タービン発電設備における蒸気タービンの蒸気加減弁の制御を示すブロック説明図である。 第4の実施の形態における、ガスタービン発電設備におけるガスタービンの燃料弁、ダクトバーナの補助燃料弁および蒸気タービン発電設備における蒸気タービンの蒸気加減弁の制御を示すブロック説明図である。 第4の実施の形態で採用した制御モード判定ロジック器による判定方法を示す説明図である。 従来例におけるガスタービン発電設備のガスタービンの上流側にある燃料弁の制御を示すブロック説明図である。 従来例における蒸気タービン発電設備の蒸気タービンの上流側にある加減弁の制御を示すブロック説明図である。 従来例におけるガスタービン発電設備のダクトバーナの上流側にある補助燃料弁の制御を示すブロック説明図である。 従来例におけるガスタービン発電設備に接続されたバイパスライン上のタービンバイパス弁の制御を示すブロック説明図である。 従来例における復水器設備の復水器の上流側にある調整弁の制御を示すブロック説明図である。
符号の説明
1 加算器
2 加算器
3 加算器
4 設定器
5 減算器
6 PID制御器
7a ガスタービン負荷制御モード
7b 蒸気タービン負荷制御モード
8 信号保持器
9 按分器
10a〜10m ガスタービン制御装置
11 スイッチ
12 減算器
13 按分器
14a〜14n 負荷指令値
15a〜15n 蒸気タービン制御装置
16a〜16n 関数発生器
17 高値選択器
18 切替器
19a〜19n 関数発生器
20 高値選択器
21 減算器
22 PID制御器
23 按分器
24a〜24m ダクトバーナ制御装置
25a 変化率制限器
26a 減算器
27a P制御器
28a 設定器
29a 減算器
30a P制御器
31a 切替器
32a 積分器
33a〜33m タービンバイパス制御装置
34 設定器
35 減算器
36 PID制御器
37 按分器
38a 変化率制限器
39a 設定器
40a 低値選択器
41a 減算器
42a PID制御器
43a 設定器
44a 減算器
45a PID制御器
46a 切替器
47a 排熱回収ボイラ起動停止モード
48a 高値選択器
49 設定器
50 設定器
51 加算器
52 切替器
53 減算器
54 PID制御器
55 按分器
56a 加算器
57a 設定器
58a 減算器
59a P制御器
60a スイッチ
61 稼働中全ガスタービン最小負荷到達
62 発電設備全体負荷降下中
63 発電設備全体負荷上昇中
64 稼働中全蒸気タービン最大負荷到達
65 稼働中全ダクトバーナ最大負荷到達
66 稼働中全タービンバイパス弁全閉
67 蒸気タービン排気側圧力が高圧力以上
68 稼働中全ガスタービン最大負荷到達
69 稼働中全蒸気タービン最小負荷到達
70 稼働中全ダクトバーナ最小負荷到達
71 稼働中全復水器調整弁全閉
72 蒸気タービン排気側圧力が低圧力以下
73 ANDロジック
74 ORロジック
75 フリップフロップロジック
76 加算器
77 設定器
78 加算器
79 設定器
80a バイアス設定モード
81 加算器
82 加算器
83 加算器
84 加算器
85 加算器
86 減算器
87 PID制御器
88a スイッチ
91a〜91m 切替器
92a〜92m 設定器
93 発電機個別負荷制御モード
94a〜94n 切替器
95a〜95n 設定器
96 NOTロジック
97 ワンショットタイマー
98a PID制御器
99 設定器
100 複合発電設備
101a〜101m ガスタービン発電設備
102a ガスタービン
103a 燃焼器
104a 燃料弁
105a ガスタービン発電機
106a ガスタービン負荷検出手段
111a 排熱回収ボイラ
112a 脱気器
113a 蒸発器
114a 給水ポンプ
115a 節炭器
116a 蒸気ドラム
117a 蒸発器
118a 過熱器
119a ダクトバーナ
120a 補助燃料弁
121a 排熱回収ボイラ排気圧力検出手段
122a 流量検出手段
123a タービンバイパス弁
124a バイパスライン
201a〜201n 蒸気タービン発電設備
202a 蒸気タービン
203a 蒸気加減弁
204a 蒸気タービン発電機
205a 蒸気タービン負荷検出手段
206a 蒸気タービン排気圧力検出手段
207a 回転数検出手段
301 蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段
302 蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段
401a〜401p 付帯設備
402a 熱交換器
403a 復水ポンプ
404a 流量検出手段
411 海水供給系統
412 海水戻り系統
413 生産水系統
501a〜501q 復水器設備
502a 復水器
503a 調整弁
504a 復水ポンプ
505a 流量検出手段
600 プラント制御装置
601 制御モード判定ロジック器
800 従来のプラント制御装置

Claims (10)

  1. 燃料弁を介して送られる燃料を燃焼する燃焼器、燃焼器から送られる燃焼ガスによって駆動されるガスタービン、ガスタービンに接続され発電を行うガスタービン発電機、ガスタービンから排気された燃焼ガスの排熱により蒸気を発生させる排熱回収ボイラおよびガスタービン発電機の負荷を検出するガスタービン負荷検出手段を有するガスタービン発電設備と、
    前記排熱回収ボイラから蒸気加減弁を介して送られる蒸気によって駆動される蒸気タービン、蒸気タービンに接続され発電を行う蒸気タービン発電機、蒸気タービン発電機の負荷を検出する蒸気タービン負荷検出手段および蒸気タービンから送られる蒸気の圧力を検出する蒸気タービン排気圧力検出手段を有する蒸気タービン発電設備と、
    前記蒸気タービンの排気または排熱回収ボイラから送られる蒸気を使用する付帯設備と、
    ガスタービン負荷制御モードおよび蒸気タービン負荷制御モードの切り替え可能な2つの制御モードを有し、前記ガスタービン発電設備の前記燃料弁および蒸気タービン発電設備の前記蒸気加減弁の制御を行いそれぞれの弁開度を調整するプラント制御装置と、を備えた発電プラントであって、
    前記プラント制御装置は、ガスタービン負荷制御モードおよび蒸気タービン負荷制御モードのうちどちらの制御モードを用いるかを発電プラントの運転状況に応じて判定する制御モード判定ロジック器を有し、
    制御モード判定ロジック器からの判定結果に基づいて、ガスタービン負荷制御モードにより制御を行う場合には、前記燃料弁はガスタービン負荷検出手段により検出されたガスタービン発電機の負荷と蒸気タービン負荷検出手段により検出された蒸気タービン発電機の負荷との和に基づいて制御されるとともに、前記蒸気加減弁は蒸気タービン排気圧力検出手段により検出された蒸気の圧力に基づいて制御され、蒸気タービン負荷制御モードにより制御を行う場合には、前記燃料弁はその弁開度が一定となるよう制御されるとともに、前記蒸気加減弁は予め設定された発電設備全体負荷指令値とガスタービン負荷検出手段により検出されたガスタービン発電機の負荷との偏差に基づいて制御されることを特徴とする発電プラント。
  2. プラント制御装置の前記制御モード判定ロジック器は、前記ガスタービン負荷検出手段により検出されるガスタービン発電機の負荷が設定最大値または設定最小値に達したときに、蒸気タービン負荷制御モードにより制御を行うことを判定することを特徴とする請求項1記載の発電プラント。
  3. 蒸気タービン発電設備は蒸気タービンの回転数を検出する回転数検出手段を更に有し、
    プラント制御装置は、前記蒸気加減弁を制御する際、前記回転数検出手段により検出された蒸気タービンの回転数により算出されるバイアス値を更に参酌して制御することを特徴とする請求項1または2に記載の発電プラント。
  4. ガスタービン発電設備の前記排熱回収ボイラは、補助燃料弁を介して送られる補助燃料を燃焼するダクトバーナを有し、この排熱回収ボイラは、ガスタービンから送られる燃焼ガスに加えてダクトバーナにより生成される補助燃焼ガスを用いて、導入される復水を熱交換により加熱するようになっており、
    ガスタービン発電設備と蒸気タービン発電設備との間には、ガスタービン発電設備から蒸気タービン発電設備へ送られる蒸気の圧力を検出する蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段が設けられており、
    プラント制御装置は、更にダクトバーナの上流側にある補助燃料弁の制御を行いその弁開度を調整し、
    このプラント制御装置は、ガスタービン負荷制御モードにより制御を行う際、ダクトバーナの上流側にある前記補助燃料弁を、蒸気タービン発電機の負荷に基づいて算出されるダクトバーナ設定値に予め設定されたバイアス値を加算した設定値と、前記蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段により検出された蒸気の圧力との偏差に基づいて制御し、蒸気タービン負荷制御モードにより制御を行う際、ダクトバーナの上流側にある前記補助燃料弁を、発電設備全体負荷指令値とガスタービン発電機の負荷との偏差に基づいて算出されたダクトバーナ設定値と、蒸気タービン発電設備上流側圧力検出手段により検出された蒸気の圧力との偏差に基づいて制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の発電プラント。
  5. ガスタービン発電設備は、前記排熱回収ボイラから送られる蒸気の圧力を検出する排熱回収ボイラ排気圧力検出手段を更に有し、
    ガスタービン発電設備の排気回収ボイラの下流側に、この排気回収ボイラから排出された蒸気を付帯設備に直接送るとともにタービンバイパス弁を有するバイパスラインが設けられ、
    蒸気タービン発電設備と付帯設備との間には、蒸気タービン発電設備から付帯設備へ送られる蒸気の圧力を検出する蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段が設けられており、
    プラント制御装置は、バイパスライン上のタービンバイパス弁の制御を行いその弁開度を調整するため、排熱回収ボイラの運転状況に応じてオン/オフの切り替えが行われる排熱回収ボイラ起動停止モードを更に有し、
    このプラント制御装置は、排熱回収ボイラ起動停止モードがオンとなっている際、前記タービンバイパス弁を前記排熱回収ボイラ排気圧力検出手段により検出された蒸気の圧力に基づいて制御し、排熱回収ボイラ起動停止モードがオフとなっている際、タービンバイパス弁を蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段により検出された蒸気の圧力に基づいて制御することを特徴とする請求項4記載の発電プラント。
  6. ガスタービン発電設備は、前記排熱回収ボイラから送られる蒸気の流量を測定する流量検出手段を更に有し、
    前記付帯設備は、蒸気タービンから送られる蒸気を復水する熱交換器およびこの熱交換器に送る蒸気の流量を測定する流量検出手段を更に有し、
    プラント制御装置は、ダクトバーナの上流側にある補助燃料弁を制御する際、ガスタービン発電設備の流量検出手段により検出された蒸気の流量と、付帯設備の流量検出手段により検出された蒸気の流量との偏差を更に参酌して制御することを特徴とする請求項5記載の発電プラント。
  7. 蒸気タービンから送られる蒸気のうち付帯設備の熱交換器に送られる蒸気以外の蒸気が調整弁を介して送られ、この蒸気から熱交換により復水を生成する復水器および復水器から排出された復水を排熱回収ボイラに送る復水ポンプを有する復水器設備を更に備え、
    プラント制御装置は、更に復水器の上流側にある調整弁の制御を行いその弁開度を調整し、
    このプラント制御装置は、ガスタービン負荷制御モードにより制御を行う際、復水器の上流側にある調整弁を、復水器圧力設定値に予め設定されたバイアス値を加算した設定値と、蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段により検出された蒸気の圧力との偏差に基づいて制御し、蒸気タービン負荷制御モードにより制御を行う際、復水器の上流側にある調整弁を、前記復水器圧力設定値と、蒸気タービン発電設備下流側圧力検出手段により検出された蒸気の圧力との偏差に基づいて制御することを特徴とする請求項5記載の発電プラント。
  8. ガスタービン発電設備は、排熱回収ボイラから送られる蒸気の流量を測定する流量検出手段を更に有し、
    前記付帯設備は、熱交換器に送る蒸気の流量を測定する流量検出手段を更に有するとともに、復水器設備は、復水器に送る蒸気の流量を測定する流量検出手段を更に有し、
    プラント制御装置は、ダクトバーナの上流側にある補助燃料弁を制御する際、ガスタービン発電設備の流量検出手段により検出された蒸気の流量と、付帯設備の流量検出手段により検出された蒸気の流量および復水器設備の流量検出手段により検出された蒸気の流量の合計量との偏差を更に参酌して制御することを特徴とする請求項7記載の発電プラント。
  9. プラント制御装置は、オン/オフの切り替えが行われる発電機個別負荷制御モードを更に有し、
    このプラント制御装置は、発電機個別負荷制御モードがオンとなっている場合、燃焼器の上流側にある燃料弁を、ガスタービン発電機の構成に応じて予め設定された個別負荷設定値に基づいて制御するとともに、蒸気タービンの上流側にある加減弁を、蒸気タービン発電機の構成に応じて予め設定された個別負荷設定値に基づいて制御することを特徴とする請求項1乃至8に記載の発電プラント。
  10. 燃料弁を介して送られる燃料を燃焼する燃焼器、燃焼器から送られる燃焼ガスによって駆動されるガスタービン、ガスタービンに接続され発電を行うガスタービン発電機、ガスタービンから排気された燃焼ガスの排熱により蒸気を発生させる排熱回収ボイラおよびガスタービン発電機の負荷を検出するガスタービン負荷検出手段を有するガスタービン発電設備と、
    前記排熱回収ボイラから蒸気加減弁を介して送られる蒸気によって駆動される蒸気タービン、蒸気タービンに接続され発電を行う蒸気タービン発電機、蒸気タービン発電機の負荷を検出する蒸気タービン負荷検出手段および蒸気タービンから送られる蒸気の圧力を検出する蒸気タービン排気圧力検出手段を有する蒸気タービン発電設備と、
    前記蒸気タービンの排気または排熱回収ボイラから送られる蒸気を使用する付帯設備と、
    ガスタービン負荷制御モードおよび蒸気タービン負荷制御モードの切り替え可能な2つの制御モードを有し、前記ガスタービン発電設備の前記燃料弁および蒸気タービン発電設備の前記蒸気加減弁の制御を行いそれぞれの弁開度を調整するプラント制御装置と、を備えた発電プラントの制御方法であって、
    プラント制御装置の制御モード判定ロジック器により、ガスタービン負荷制御モードおよび蒸気タービン負荷制御モードのうちどちらの制御モードを用いるかを発電プラントの運転状況に応じて判定する工程と、
    制御モード判定ロジック器からの判定結果に基づいて、ガスタービン負荷制御モードにより制御を行う場合には、前記燃焼器の燃料弁をガスタービン負荷検出手段により検出されたガスタービン発電機の負荷と蒸気タービン負荷検出手段により検出された蒸気タービン発電機の負荷との和に基づいて制御するとともに、前記蒸気加減弁を蒸気タービン排気圧力検出手段により検出された蒸気の圧力に基づいて制御し、蒸気タービン負荷制御モードにより制御を行う場合には、前記燃焼器の燃料弁をその弁開度が一定となるよう制御するとともに、前記蒸気加減弁を予め設定された発電設備全体負荷指令値とガスタービン負荷検出手段により検出されたガスタービン発電機の負荷との偏差に基づいて制御する工程と、
    を備えたことを特徴とする発電プラントの制御方法。
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