JP5751982B2 - Power plant and its remodeling method - Google Patents
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Description
本発明は、ガスタービン及びガスタービンの排熱で駆動される蒸気タービンを備えたコンバインド発電プラント及びその改造方法に関する。 The present invention relates to a combined power generation plant including a gas turbine and a steam turbine driven by exhaust heat of the gas turbine, and a method for remodeling the combined power plant.
ガスタービン及び蒸気タービンを備えた複合サイクル型発電プラントでは、排熱回収ボイラを用いてガスタービンの排気熱を利用し、蒸気タービンを駆動している。かかる方式の発電プラントでは、始動運転時には、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを構成する部材がガスタービンの排気によって急速に温度上昇する。例えば、排熱回収ボイラ内では、常温付近の温度(40℃付近)から、ガスタービンの始動によって600℃付近まで急激に上昇する。そのため、これらの構成部材が急激に熱歪を生じ、熱損傷を受けるおそれがある。これを防止するため、ガスタービンの急激な出力上昇を抑えている。 In a combined cycle power plant equipped with a gas turbine and a steam turbine, a steam turbine is driven using exhaust heat of the gas turbine using an exhaust heat recovery boiler. In such a power plant, during the start-up operation, the temperature of the members constituting the exhaust heat recovery boiler and the steam turbine rises rapidly due to the exhaust of the gas turbine. For example, in the exhaust heat recovery boiler, the temperature rapidly rises from a temperature near normal temperature (around 40 ° C.) to around 600 ° C. by starting the gas turbine. For this reason, these constituent members may suddenly undergo thermal distortion and be damaged by heat. In order to prevent this, the rapid output increase of the gas turbine is suppressed.
特許文献1には、排熱回収ボイラ内の急激な温度上昇を抑制して、複合サイクル型発電プラントの始動運転を促進する手段が開示されている。以下、この手段を図9より説明する。図9おいて、排熱回収ボイラ200の内部にガスタービンの排気通路が形成されている。該排気通路にヒートパイプ204が配置され、該ヒートパイプ204は、排熱回収ボイラ200の隔壁及び該隔壁に設けられた内側フランジ202を貫通して外部に延設されている。排熱回収ボイラ100の外部にファン206が設けられ、ファン206でヒートパイプ202に冷風を送るように構成されている。
Patent Document 1 discloses means for suppressing the rapid temperature rise in the exhaust heat recovery boiler and promoting the start-up operation of the combined cycle power plant. Hereinafter, this means will be described with reference to FIG. In FIG. 9, an exhaust passage of the gas turbine is formed inside the exhaust
ヒートパイプ204の端部に設けられた外側フランジ208に、ヒンジ210を介してゲート212が回動可能に設けられ、該ゲート212によって冷風の流路面積を変更可能にしている。排熱回収ボイラ200の内側及び外側に、ガスタービン排気及びヒートパイプ204の温度を検出する熱伝対214が配設されている。熱伝対214の温度検出値はコントローラ216に送られる。ヒートパイプ204には、内部に作動流体又は冷却液が密封されている。
A
該作動流体又は冷却液は、排熱回収ボイラ200の内部でガスタービン排気の熱を吸収し蒸発すると共に、排熱回収ボイラ200の外部で冷却され、凝縮する。コントローラ216は、ガスタービン排気及びヒートパイプ204の温度に応じて、ファン206の回転速度及びゲート112の角度θを制御し、ヒートパイプ204の冷却効果を調節している。
The working fluid or coolant absorbs and evaporates the heat of the gas turbine exhaust inside the exhaust
ガスタービンの燃焼器は、拡散燃焼方式のものと予混合燃焼方式のものとがある。予混合燃焼方式のものは、拡散燃焼方式のものと比べてNOX排出量を低減できる。ガスタービンの負荷が定格負荷より減少する場合、燃焼温度も同時に低下する。予混合燃焼方式の燃焼器を用いると、NOX排出量は低下するが、ある燃焼温度以下ではCOが許容レベルを超えるおそれがある。そのため、低負荷運転時は、拡散燃焼方式のものを用いることになるが、予混合燃焼方式と比べて、NOX排出量が多くなる。従って、予混合燃焼方式を使用できる低負荷運転領域を拡大できることが望ましい。 Gas turbine combustors include a diffusion combustion type and a premixed combustion type. Those premixed combustion scheme can reduce NO X emissions as compared to that of the diffusion combustion system. When the load on the gas turbine decreases from the rated load, the combustion temperature also decreases at the same time. With combustor premixing combustion system, although NO X emissions decrease, in some combustion temperature below which may CO exceeds the allowable level. Therefore, during low load operation is made to be used as a diffusion combustion system, compared with the premixed combustion system, comprising a number NO X emissions. Therefore, it is desirable to be able to expand the low load operation region where the premixed combustion method can be used.
ガスタービンのターンダウン運転(部分負荷運転又は低負荷運転)は、排気の排出要件や排気温度、圧力脈動による振動騒音の発生、その他幾つかの作動限界があるため、下限負荷制限がある。電力需要の観点から、ガスタービンは大きな負荷変動を受けることが多く、そのため、広い負荷変動を許容できる柔軟な運転を可能にすることが望まれている。そうでないと、頻繁な運転停止と再始動を必要とし、その結果、ガスタービンのハードウェアの寿命を短くする。 The gas turbine turn-down operation (partial load operation or low load operation) has a lower load limit because there are exhaust emission requirements, exhaust temperature, generation of vibration noise due to pressure pulsation, and several other operation limits. From the viewpoint of power demand, gas turbines are often subject to large load fluctuations, and therefore it is desired to enable flexible operation that can tolerate wide load fluctuations. Otherwise, frequent shutdowns and restarts are required, thereby shortening the life of the gas turbine hardware.
特許文献2には、予混合燃焼方式を用いたガスタービンの低負荷運転範囲を拡大できる手段が開示されている。この手段は、ガスタービンの排気通路に排気流量を制限する仕切板を設け、コントローラによって、この仕切板を動作させて排気通路の断面積を減少させ、排気温度が低負荷運転時の所望温度を維持し、かつ排気圧力を閾値以下に低下しつつ、目標とする低負荷運転に移行するようにしている。 Patent Document 2 discloses means that can expand the low-load operation range of a gas turbine that uses a premixed combustion system. This means is provided with a partition plate that restricts the exhaust flow rate in the exhaust passage of the gas turbine, and the controller operates the partition plate to reduce the cross-sectional area of the exhaust passage so that the exhaust temperature can be set to a desired temperature during low-load operation. The engine is shifted to the target low-load operation while maintaining the exhaust pressure below the threshold value.
特許文献1に開示された排気温度上昇抑制手段は、ヒートパイプ及びファンの設置を必要とするため、設備費が高価となる。また、排熱回収ボイラの外側に配置されるヒートパイプやファン用のスペースを確保する必要があり、排熱回収ボイラの設置スペースを大きく取る必要がある。さらに、ファンやゲートを設けるため、設備が大掛かりになると共に、ファンを常時駆動する必要があるため、ファン動力が増加し、運転費が高コストとなる問題がある。 Since the exhaust temperature rise suppression means disclosed in Patent Document 1 requires the installation of a heat pipe and a fan, the equipment cost becomes expensive. In addition, it is necessary to secure a space for a heat pipe and a fan disposed outside the exhaust heat recovery boiler, and it is necessary to make a large installation space for the exhaust heat recovery boiler. Furthermore, since a fan and a gate are provided, the facility becomes large and it is necessary to drive the fan at all times. Therefore, there is a problem that the fan power increases and the operation cost becomes high.
低負荷運転に移行するため、ガスタービンの排気流量を制御すると、排気温度は上昇する。そのため、ガスタービンの高温部位の温度が上昇し、熱歪により熱損傷を受けるおそれがある。特許文献2に開示された低負荷運転領域拡大手段は、ガスタービンを構成する部位及び機器が蒙る熱損傷に対する対策を講じていない。 If the exhaust flow rate of the gas turbine is controlled to shift to a low load operation, the exhaust temperature rises. Therefore, the temperature of the high temperature part of the gas turbine rises and there is a risk of thermal damage due to thermal strain. The low-load operation region expanding means disclosed in Patent Document 2 does not take measures against thermal damage that is caused to the parts and equipment that constitute the gas turbine.
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、設備が大掛かりとならず、既存の設備に設ける場合でも、改造が容易な排気温度上昇抑制手段を実現することを第1の目的とする。第2の目的は、部分負荷運転又は低負荷運転時に、ガスタービン高温部位の熱損傷のおそれをなくすことにある。 In view of the problems of the prior art, a first object of the present invention is to realize an exhaust temperature rise suppression means that can be easily modified even when the equipment is not large and is provided in existing equipment. The second object is to eliminate the risk of thermal damage of the gas turbine hot part during partial load operation or low load operation.
かかる目的を達成するため、本発明の発電プラントは、ガスタービンと、該ガスタービンの排気と熱交換して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、ガスタービン及び蒸気タービンによって駆動される発電機とを備えた発電プラントにおいて、排熱回収ボイラ内の入口側排気通路に設けられた流入熱量低減装置、流入熱量低減装置の下流側排気通路に設けられた温度センサ、及び温度センサで検出された排気温度の上昇速度が閾値を超えないように、流入熱量低減装置を作動させる第1のコントローラからなる温度上昇抑制機構と、ガスタービンの排気通路に設けられ、排気通路の開度を可変とする開度可変装置、ガスタービン出力、ガスタービン排気の圧力及び温度の検出値、及びガスタービンの高温部位の温度検出値を入力し、これら入力値のうち最も閾値に近い入力値を選択するミニマムセレクタ、及びミニマムセレクタで選択された入力値が閾値を超えないように開度可変装置を動作させる第2のコントローラからなる負荷制御機構とを備えているものである。 In order to achieve this object, the power plant of the present invention is driven by a gas turbine, an exhaust heat recovery boiler that generates heat by exchanging heat with the exhaust of the gas turbine, and steam generated by the exhaust heat recovery boiler. In a power plant including a steam turbine and a gas turbine and a generator driven by the steam turbine, an inflow heat amount reducing device provided in an inlet side exhaust passage in the exhaust heat recovery boiler, and an exhaust gas downstream of the inflow heat amount reducing device A temperature sensor provided in the passage, and a temperature rise suppression mechanism comprising a first controller that operates the inflow heat quantity reduction device so that the rate of rise of the exhaust gas temperature detected by the temperature sensor does not exceed a threshold value; A variable opening device that is provided in the exhaust passage and makes the opening of the exhaust passage variable, gas turbine output, gas turbine exhaust pressure and temperature detection values, and Inputs the temperature detection value of the high temperature part of the gas turbine, and selects the input value closest to the threshold value among these input values, and the opening variable device so that the input value selected by the minimum selector does not exceed the threshold value And a load control mechanism including a second controller that operates the controller.
本発明プラントの温度上昇抑制機構は、排熱回収ボイラ内の入口側排気通路に流入熱量低減装置を設けることで、排熱回収ボイラに流入する排気保有熱量を制限する。これによって、排熱回収ボイラの急激な温度上昇を抑え、排熱回収ボイラや蒸気タービンの構成部位の熱損傷を防止できる。また、排熱回収ボイラの外側に機器類を配置する必要がないので、排熱回収ボイラの設置スペースを拡大することなく、既存設備に付設するときでも、既存設備の大幅な改造を要しない。また、流入熱量低減装置の下流側排気温度の上昇速度に閾値を設定し、該上昇速度に応じて流入熱量低減装置を作動させるようにしているので、排熱回収ボイラ及びその下流側に設けられた蒸気タービンの構成機器の温度上昇を安定制御できる。 The temperature rise suppression mechanism of the plant of the present invention limits the amount of heat retained in the exhaust flowing into the exhaust heat recovery boiler by providing an inflow heat amount reducing device in the inlet side exhaust passage in the exhaust heat recovery boiler. Thereby, the rapid temperature rise of the exhaust heat recovery boiler can be suppressed, and the heat damage of the constituent parts of the exhaust heat recovery boiler and the steam turbine can be prevented. Moreover, since it is not necessary to arrange equipment outside the exhaust heat recovery boiler, it does not require extensive modification of the existing equipment even when it is attached to the existing equipment without expanding the installation space of the exhaust heat recovery boiler. In addition, since a threshold is set for the rising speed of the downstream exhaust temperature of the inflow heat quantity reducing device and the inflow heat quantity reducing device is operated according to the rising speed, the exhaust heat recovery boiler and the downstream side thereof are provided. It is possible to stably control the temperature rise of the components of the steam turbine.
本発明プラントの負荷制御機構は、ガスタービン出力、ガスタービン排気の圧力及び温度以外に、ガスタービンの高温部位の温度を制御パラメータに加え、該高温部位の温度が閾値を超えないように負荷制御を行なう。そのため、排気通路の開度を可変とする開度可変装置を設けて、運転可能な低負荷領域を拡大可能にしたことに加えて、低負荷運転時に、該高温部位の温度上昇を回避でき、該構成部位の熱損傷を防止できる。 The load control mechanism of the plant of the present invention adds the temperature of the hot part of the gas turbine to the control parameters in addition to the gas turbine output and the pressure and temperature of the gas turbine exhaust, and controls the load so that the temperature of the hot part does not exceed the threshold value. To do. Therefore, in addition to providing an opening degree variable device that makes the opening degree of the exhaust passage variable so that the operable low load region can be expanded, the temperature rise of the high temperature part can be avoided during low load operation, Thermal damage of the constituent parts can be prevented.
バイパススタック(バイパス煙突)は、主として、排熱回収ボイラ又は蒸気タービンの保守点検時等において、ガスタービンを単独運転させるときに用いられる。かかる構成では、排気の一部をバイパススタックから外部へ放出することで、排熱回収ボイラに導入される排気の熱量を低減できる。本発明プラントにおいて、ガスタービンの排気通路に接続されたバイパススタックと、バイパススタックの手前で、排気通路から分岐して排熱回収ボイラに排気を送る排気分岐通路と、排気通路と排気分岐通路との分岐部に設けられ、バイパススタック又は排熱回収ボイラに送る排気の流量を調節するダンパー装置とを備え、流入熱量低減装置は、排熱回収ボイラ内の入口側排気通路の開度を調節し、排熱回収ボイラ内に導入される排気熱量を調節可能にするものであるとよい。 The bypass stack (bypass chimney) is mainly used when the gas turbine is operated independently during maintenance inspection of the exhaust heat recovery boiler or the steam turbine. In such a configuration, a part of the exhaust gas is discharged from the bypass stack to the outside, so that the heat amount of the exhaust gas introduced into the exhaust heat recovery boiler can be reduced. In the present invention plant, a bypass stack connected to an exhaust passage of a gas turbine, an exhaust branch passage that branches from the exhaust passage and sends exhaust gas to an exhaust heat recovery boiler before the bypass stack, an exhaust passage and an exhaust branch passage, And a damper device that adjusts the flow rate of the exhaust gas sent to the bypass stack or the exhaust heat recovery boiler, and the inflow heat quantity reduction device adjusts the opening of the inlet side exhaust passage in the exhaust heat recovery boiler. The exhaust heat quantity introduced into the exhaust heat recovery boiler may be adjustable.
これによって、ダンパー装置と流入熱量低減装置の2段階で排熱回収ボイラに流入する排気の流量を制御でき、流入する排気の保有熱量を制御できる。ダンパー装置には、排気流量の制御ができない角度領域があり、この領域の流量制御を流入熱量低減装置で補うことで、導入排気熱量を正確に制御できる。また、ガスタービンのバイパススタックを備えた既存設備からの改造が容易にでき、改造費を節減できる。また、常時ファンを作動させる特許文献1と比べて、流入熱量低減装置の作動動力を低減できる。 Accordingly, the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust heat recovery boiler can be controlled in two stages, that is, the damper device and the inflow heat amount reducing device, and the retained heat amount of the inflowing exhaust gas can be controlled. The damper device has an angular region in which the exhaust flow rate cannot be controlled. By supplementing the flow rate control in this region with the inflow heat amount reducing device, the introduced exhaust heat amount can be accurately controlled. In addition, it is possible to easily remodel existing equipment equipped with a gas turbine bypass stack, thereby reducing the cost of remodeling. Moreover, the operating power of the inflow heat amount reducing device can be reduced as compared with Patent Document 1 in which the fan is always operated.
本発明プラントにおいて、流入熱量低減装置は、多数の帯状板が長手軸を中心に回動可能に並設されてなり、該帯状板を回動させ、各帯状板間の隙間を調節することで、排熱回収ボイラの入口側排気通路の開度を調節するものであるとよい。これによって、排熱回収ボイラに流入する排気流量及びその保有熱量を、簡素かつ低コストな手段で制御できる。また、帯状板の角度によって、排気の流れ方向を排熱回収ボイラの内壁側へ向けることができる。これによって、排気流路を曲折させ、排気通路の下流側に設けられた熱交換器に到達するまでの時間を長くできるので、排気の冷却効果を増すことができる。 In the plant of the present invention, the inflow heat quantity reducing device is formed by arranging a large number of strip-shaped plates so as to be rotatable about the longitudinal axis, and rotating the strip-shaped plates to adjust the gaps between the strip-shaped plates. The opening of the inlet side exhaust passage of the exhaust heat recovery boiler may be adjusted. As a result, the flow rate of exhaust gas flowing into the exhaust heat recovery boiler and the amount of retained heat can be controlled by simple and low-cost means. Further, the flow direction of the exhaust gas can be directed to the inner wall side of the exhaust heat recovery boiler depending on the angle of the belt-like plate. This makes it possible to increase the time required for the exhaust flow path to bend and reach the heat exchanger provided on the downstream side of the exhaust passage, thereby increasing the exhaust cooling effect.
本発明プラントにおいて、流入熱量低減装置を、排熱回収ボイラの入口側排気通路に冷却水を噴射するノズルで構成し、第1のコントローラによって、温度センサで検出された排気温度の上昇速度に応じて冷却水噴射量が調節されるように構成されているとよい。これによって、駆動部及び駆動部に要する動力を低減した簡素かつ低コストな構成とすることができる。また、冷却水の蒸気潜熱を利用して排気を冷却するので、冷却効果を増大できる。 In the plant according to the present invention, the inflow heat amount reducing device is configured by a nozzle that injects cooling water into the exhaust passage on the inlet side of the exhaust heat recovery boiler, and the first controller responds to the rising speed of the exhaust temperature detected by the temperature sensor. It is preferable that the cooling water injection amount be adjusted. As a result, a simple and low-cost configuration in which the drive unit and the power required for the drive unit are reduced can be achieved. In addition, since the exhaust is cooled using the latent heat of the cooling water, the cooling effect can be increased.
本発明プラントにおいて、温度監視部位とするガスタービンの高温部位として、燃焼ガスが流入するガスタービンの入口部位及び静翼、動翼等のタービン翼を選択し、タービン翼の温度は、タービン翼に穿設された冷却孔に導入された冷却空気の温度を検出することで、タービン翼の温度の目安とするとよい。これによって、構成部位を含めたガスタービン全般の構成部位の熱損傷を防止できる。 In the plant of the present invention, a gas turbine inlet part into which combustion gas flows and a turbine blade such as a stationary blade and a moving blade are selected as a high temperature part of the gas turbine as a temperature monitoring part. By detecting the temperature of the cooling air introduced into the drilled cooling holes, it may be used as a measure of the temperature of the turbine blades. Thereby, the thermal damage of the component part of the gas turbine whole including a component part can be prevented.
本発明の発電プラントの改造方法は、ガスタービンと、ガスタービンの排気通路に接続されたバイパススタックと、排気通路から分岐した排気分岐通路を介して送られた排気と熱交換して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、ガスタービン及び蒸気タービンで駆動される発電機と、排気通路と分岐排気通路との分岐部に設けられ、バイパススタック又は排熱回収ボイラに送る排気の流量を調節するダンパー装置とを備えた発電プラントの改造方法において、排熱回収ボイラ内の入口側排気通路に流入熱量低減装置を設けるステップ、流入熱量低減装置の下流側排気通路に温度センサを設けるステップ、及び温度センサで検出された排気温度の上昇速度が閾値を超えないように、流入熱量低減装置を作動させる第1のコントローラを設けるステップからなる温度上昇抑制機構設置工程と、ガスタービンの排気通路に排気通路の開度を可変とする開度可変装置を設けるステップ、ガスタービン出力、ガスタービン排気の圧力及び温度の検出値、及びガスタービンの高温部位の温度検出値を入力し、これら入力値のうち最も閾値に近い入力値を選択するミニマムセレクタを設けるステップ、及びミニマムセレクタで選択された入力値が閾値を超えないように開度可変装置を動作させる第2のコントローラを設けるステップからなる負荷制御機構設置工程とからなるものである。 The power plant remodeling method according to the present invention generates steam by exchanging heat with a gas turbine, a bypass stack connected to an exhaust passage of the gas turbine, and an exhaust sent through an exhaust branch passage branched from the exhaust passage. An exhaust heat recovery boiler, a steam turbine driven by steam generated in the exhaust heat recovery boiler, a gas turbine and a generator driven by the steam turbine, and a branch portion between the exhaust passage and the branch exhaust passage, In a power plant remodeling method comprising a damper device for adjusting a flow rate of exhaust gas sent to a bypass stack or an exhaust heat recovery boiler, a step of providing an inflow heat amount reducing device in an inlet side exhaust passage in the exhaust heat recovery boiler, inflow heat amount reduction A step of providing a temperature sensor in the exhaust passage on the downstream side of the device, and a flow rate so that the rate of rise of the exhaust temperature detected by the temperature sensor does not exceed the threshold value A temperature rise suppression mechanism installation step comprising a step of providing a first controller for operating the heat quantity reduction device, a step of providing an opening variable device for varying the opening of the exhaust passage in the exhaust passage of the gas turbine, a gas turbine output, Input the detected pressure and temperature values of the gas turbine exhaust and the detected temperature value of the high temperature part of the gas turbine, and provide a minimum selector that selects the input value closest to the threshold value among these input values, and select with the minimum selector And a load control mechanism installation step including a step of providing a second controller for operating the opening degree varying device so that the input value does not exceed the threshold value.
これによって、バイパススタック及びガスタービン排気をバイパススタック又は排熱回収ボイラに送るダンパー装置を備えた既設の発電プラントに対して、流入熱量低減装置及び開度可変装置、及びこれらの制御機器を付設するだけで、大幅な改造を要することなく、本発明の発電プラントに改造できる。そのため、改造に要するコスト及び手間を節減できる。 As a result, an inflow heat amount reducing device, a variable opening device, and these control devices are attached to an existing power plant equipped with a damper device that sends the bypass stack and gas turbine exhaust to the bypass stack or the exhaust heat recovery boiler. Thus, the power plant of the present invention can be remodeled without requiring significant remodeling. Therefore, the cost and labor required for remodeling can be saved.
本発明の発電プラントによれば、ガスタービンと、該ガスタービンの排気と熱交換して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、ガスタービン及び蒸気タービンによって駆動される発電機とを備えた発電プラントにおいて、排熱回収ボイラ内の入口側排気通路に設けられた流入熱量低減装置、流入熱量低減装置の下流側排気通路に設けられた温度センサ、及び温度センサで検出された排気温度の上昇速度が閾値を超えないように、流入熱量低減装置を作動させる第1のコントローラからなる温度上昇抑制機構と、ガスタービンの排気通路に設けられ、排気通路の開度を可変とする開度可変装置、ガスタービン出力、ガスタービン排気の圧力及び温度の検出値、及びガスタービンの高温部位の温度検出値を入力し、これら入力値のうち最も閾値に近い入力値を選択するミニマムセレクタ、及びミニマムセレクタで選択された入力値が閾値を超えないように開度可変装置を動作させる第2のコントローラからなる負荷制御機構とを備えているので、排熱回収ボイラや蒸気タービンを構成する部位の熱損傷を回避しながら、複合サイクル型発電プラントにおけるガスタービンの出力制限を緩和できると共に、ガスタービン構成部位の熱損傷を蒙ることなく、低負荷運転領域を拡大できる。そして、かかる機能を低コストな手段で実現でき、かつ既存設備に対して大幅な改造を要することなく実現できる。 According to the power plant of the present invention, a gas turbine, an exhaust heat recovery boiler that exchanges heat with the exhaust of the gas turbine to generate steam, a steam turbine that is driven by the steam generated in the exhaust heat recovery boiler, and a gas In a power plant including a turbine and a generator driven by a steam turbine, an inflow heat amount reducing device provided in an inlet side exhaust passage in an exhaust heat recovery boiler, and provided in a downstream exhaust passage of the inflow heat amount reducing device A temperature rise suppression mechanism comprising a temperature controller and a first controller for operating the inflow heat quantity reduction device is provided in the exhaust passage of the gas turbine so that the rise rate of the exhaust temperature detected by the temperature sensor does not exceed a threshold value. , Variable opening device for variable exhaust passage opening, gas turbine output, gas turbine exhaust pressure and temperature detection values, and gas turbine high temperature A minimum selector that selects an input value that is closest to the threshold value among these input values, and a variable opening device that operates the opening degree varying device so that the input value selected by the minimum selector does not exceed the threshold value. Since the load control mechanism consisting of two controllers is provided, the output restriction of the gas turbine in the combined cycle power plant can be relaxed while avoiding the thermal damage of the parts constituting the exhaust heat recovery boiler and the steam turbine, The low-load operation area can be expanded without suffering thermal damage to the gas turbine components. Such a function can be realized by a low-cost means, and can be realized without requiring significant modification to the existing equipment.
本発明の発電プラントの改造方法は、ガスタービンと、ガスタービンの排気通路に接続されたバイパススタックと、排気通路から分岐した排気分岐通路を介して送られた排気と熱交換して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、ガスタービン及び蒸気タービンで駆動される発電機と、前記排気通路と分岐排気通路との分岐部に設けられ、バイパススタック又は排熱回収ボイラに送る排気の流量を調節するダンパー装置とを備えた発電プラントの改造方法において、排熱回収ボイラ内の入口側排気通路に流入熱量低減装置を設けるステップ、流入熱量低減装置の下流側排気通路に温度センサを設けるステップ、及び温度センサで検出された排気温度の上昇速度が閾値を超えないように、流入熱量低減装置を作動させる第1のコントローラを設けるステップからなる温度上昇抑制機構設置工程と、ガスタービンの排気通路に排気通路の開度を可変とする開度可変装置を設けるステップ、ガスタービン出力、ガスタービン排気の圧力及び温度の検出値、及びガスタービンの高温部位の温度検出値を入力し、これら入力値のうち最も閾値に近い入力値を選択するミニマムセレクタを設けるステップ、及びミニマムセレクタで選択された入力値が閾値を超えないように開度可変装置を動作させる第2のコントローラを設けるステップからなる負荷制御機構設置工程とからなるので、バイパススタック及びダンパー装置を備えた既設の発電プラントに対し、簡単かつ低コストな改造で、本発明プラントを実現できる。 The power plant remodeling method according to the present invention generates steam by exchanging heat with a gas turbine, a bypass stack connected to an exhaust passage of the gas turbine, and an exhaust sent through an exhaust branch passage branched from the exhaust passage. An exhaust heat recovery boiler, a steam turbine driven by steam generated in the exhaust heat recovery boiler, a gas turbine and a generator driven by the steam turbine, and a branch portion between the exhaust passage and the branch exhaust passage A step of providing an inflow heat quantity reducing device in an inlet side exhaust passage in the exhaust heat recovery boiler, in a power plant remodeling method comprising a damper device for adjusting a flow rate of exhaust gas sent to the bypass stack or the exhaust heat recovery boiler, The step of providing a temperature sensor in the downstream exhaust passage of the reduction device, and the rising speed of the exhaust temperature detected by the temperature sensor does not exceed the threshold A temperature rise suppression mechanism installation step comprising a step of providing a first controller for operating the inflow heat quantity reduction device, a step of providing an opening variable device for varying the opening of the exhaust passage in the exhaust passage of the gas turbine, a gas turbine output A gas turbine exhaust pressure and temperature detection value, and a temperature detection value of a high temperature portion of the gas turbine, and a minimum selector for selecting an input value closest to the threshold among the input values, and a minimum selector An existing power plant including a bypass stack and a damper device, since the load control mechanism is provided with a step of providing a second controller for operating the opening degree varying device so that the selected input value does not exceed the threshold value. On the other hand, the plant of the present invention can be realized by simple and low-cost modification.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.
(実施形態1)
本発明を複合サイクル型発電プラントに適用した第1実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。図1において、本実施形態に係る複合サイクル型発電プラント10は、単一の回転軸12を共有するガスタービン14、コンプレッサ16及び発電機16を備えている。また、発電機16には発電出力を検出する出力検出器20が取り付けられている。給気aはコンプレッサ16に取り込まれ、圧縮されて燃焼器22に送られる。燃焼器22に燃料ガス供給管24が接続され、燃料ガス供給管24から燃料ガスfが供給される。燃焼器22で、給気aと燃料ガスfとを混合し、この混合ガスを着火して高温の燃焼ガスを生成し、ガスタービン14に導入する。
(Embodiment 1)
A first embodiment in which the present invention is applied to a combined cycle power plant will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, the combined
燃焼ガスが導入されるガスタービン14の入口部位14aには、温度センサ26が装着されている。燃焼ガスはガスタービン14を駆動し、回転軸12を高速回転させ、発電機18で電力を発生させる。なお、コンプレッサ16に吸入された給気aの一部は、分岐路28に分岐されて空気冷却器30に導入され、ここで冷却水wと熱交換して冷却される。冷却された給気aは、枝管28aからガスタービン14のロータ(図示省略)に導入されて、該ロータを冷却する。他の冷却空気は、枝管28bから静翼や動翼等のタービン翼32に穿設された冷却用孔(図示省略)に導入され、タービン翼32を冷却する。
A
タービン翼32から冷却空気を回収する回収管34に温度センサ36が装着されている。
温度センサ36で回収冷却空気の温度を検出することで、タービン翼32の温度を検出することができる。このように、ガスタービンのうち、特に高温となるガスタービン入口部位14a及びタービン翼32に温度センサ26及び36を設け、これら高温部位の温度を検出している。
A temperature sensor 36 is attached to a recovery pipe 34 that recovers cooling air from the
By detecting the temperature of the recovered cooling air with the temperature sensor 36, the temperature of the
ガスタービン14の排気通路38には、途中に排気分岐通路40が分岐している。排気通路38はバイパススタック42に接続され、排気分岐通路40は排熱回収ボイラ44の内部に形成された排気通路44aの入口側に接続されている。排気通路38と排気分岐通路40との分岐部には、回動可能なダンパからなり、排気eをバイパススタック42又は排熱回収ボイラ44に分配するダンパ装置46が設けられている。ダンパ装置46の傾斜角θ1は、駆動装置48で変更され、これによって、バイパススタック42又は排熱回収ボイラ44への分配量が調節される。駆動装置48はコントローラ50によって制御される。
An
排熱回収ボイラ44の内部には、入口側排気通路44aの下流側に熱交換管群44bが配置されている。熱交換管群44bには、復水器52で凝縮した復水が管路51から流れ込み、排気と熱交換して蒸発する。蒸発した蒸気は、管路54を通って蒸気タービン56に供給され、蒸気タービン56を駆動する。蒸気タービン56と発電機58とは、回転軸60を共有しており、蒸気タービン56が駆動することで、発電機58で電力を発生させる。蒸気タービン56を駆動した後の蒸気は、復水器52で凝縮した後、再び熱交換管44bに導入される。
Inside the exhaust
排熱回収ボイラ44内の排気通路44aの入口側には、排気導入量制御装置62が設けられている。排気導入量制御装置62は、排熱回収ボイラ44の隔壁44cを貫通して矢印方向に往復動可能に配置され、排気通路44aの入口側流路面積を可変とする仕切板64と、仕切板64を往復動させる駆動装置66とで構成されている。駆動装置66はコントローラ50によって制御される。
An exhaust introduction
ダンパ装置46より上流側の排気通路38には、仕切板68が設けられている。仕切板68は、排気通路38の隔壁を貫通して配置され、その駆動装置70によって移動し、排気通路38の断面積を変えることができる。仕切板68及び駆動装置70で負荷制御機構71を構成している。駆動装置70は、コントローラ50によって制御される。また、仕切板68の上流側排気通路38に、排気eの圧力を検出する圧力センサ72、及び排気eの温度を検出する温度センサ74が設けられている。また、排熱回収ボイラ44内で、仕切板64より下流側の排気通路44aの排気温度を検出する温度センサ76が設けられている。出力センサ20、温度センサ26,36、74,76及び圧力センサ72の検出値は、コントローラ50に入力される。
A
かかる構成において、排気通路38から排熱回収ボイラ44に流入する排気量は、ダンパ装置46の角度θ1と、仕切板64によって二重に調節される。ダンパ装置46の角度θ1が10°以下又は90°以上のとき、ダンパ装置46の流量調節能力は低下する。この流量調節能力の低下を仕切板64の作動で補うことができる。温度センサ76で排気温度を検出し、コントローラ50によって、この検出値から演算した排気温度上昇速度(排気温度に時間に対する微分値)に応じて、仕切板64による排気通路44aの開度を調節する。そして、温度センサ76で検出する排気温度の上昇速度が設定された閾値を超えないように仕切板64を通過する排気流入量、即ち、流入排気の保有熱量を制御する。
In such a configuration, the amount of exhaust gas flowing into the exhaust
図2は、温度センサ74で検出された排気温度の排気温度変化量(dT/dt)に対するダンパ装置46による排気通路38の開度制御の一例を示す。図において、領域Aでは、ダンパ装置46のシール機構の損傷を防ぐため、微小開度制御をしない。領域Bでは、排気温度変化量(dT/dt)よりダンパ開度の減少速度を大とすることで、排気通路44aへ導入される排気熱量を低減させる。ダンパ開度が50%以下となった領域Cでは、バイパススタック42へ流入する排気流量が急激に減少する。そのため、ダンパ開度のオーバシュートを防ぐため、ダンパ開度の減少速度を排気温度変化量(dT/dt)より小さくする。領域Dでは、ダンパ装置46のシール機構の損傷を防ぐため、微小開度制御をしない。
FIG. 2 shows an example of opening degree control of the
このようなダンパ装置46の開度制御を行ないながら、仕切板64を駆動させて排気通路44aの開度を制御し、温度センサ76で検出する排気温度の排気温度変化量(dT/dt)を閾値以下に保持することで、排熱回収ボイラ44及び排熱回収ボイラ44の下流側に配置された蒸気タービン56の構成部位の温度上昇を抑制し、熱損傷を防止する。
While controlling the opening degree of the
次に、本実施形態の負荷制御機構71の制御回路を図3及び図4により説明する。図3に、駆動装置70を制御する制御回路80を示す。制御回路80はコントローラ50に内蔵されている。ガスタービン14の負荷が減少し、ガスタービン出力をそれに追従させる必要が生じたとき、フィードバック回路82から、駆動装置70に制御信号が発信される。該制御信号は、仕切板68を排気通路38に深く挿入し、排気通路38の断面積を減少させるものであり、この制御信号が、ミニマムセレクタ92を経由して駆動装置70に発信される。
Next, the control circuit of the load control mechanism 71 of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a
仕切板68の挿入により、排気圧力は上昇する。排気圧力が上昇し、排気圧力の制御に適した圧力に近づくと、フィードバック回路84から排気圧力の制御信号が駆動装置70に発信され、排気圧力を目標とする負荷に適した圧力とする。排気通路38の断面積が減少すると、排気圧力の上昇と共に、排気温度も上昇する。そのため、ガスタービンの高温部位の温度が上昇するため、高温部位を保護しなければならない。
By inserting the
そこで、本実施形態では、高温部位として、ガスタービン入口部位14a及びタービン翼32を選択し、これら高温部位の温度を監視し、設定値に近づくと、設定値を超えないように制御している。図3中、ガスタービン出力は出力センサ20で検出され、排気圧力は圧力センサ72で検出され、ガスタービン入口温度は温度センサ26で検出され、ディスクキャビティ温度(タービン翼温度)は温度センサ36で検出され、排気温度は温度センサ74で検出されるものである。
Therefore, in the present embodiment, the gas
以下、フィードバック回路82の構成を図4により説明する。図4において、出力センサ20で検出されたガスタービン出力と、ガスタービン出力の目標値とが、比較器94に入力される。比較器94はこれらの差分をPI演算器96に送り、PI演算器96では、該差分をPI(比例+積分)演算し、得られた制御信号をミニマムセレクタ92を介し駆動装置70に発信する。
Hereinafter, the configuration of the
図3に示すパラメータ毎に、フィードバック回路82と同様の構成をもつフィードバック回路84〜90を備えている。ミニマムセレクタ92では、各フィードバック回路から発信される制御信号を選択し、駆動装置70に選択された制御信号を発信する。ミニマムセレクタ92は、各フィードバック回路が算出する制御信号のうち、最小のものを選択する。即ち、検出値が設定値に最も近づき、最も設定値に到達するおそれのあるパラメータの制御信号を選択し、駆動装置70に発信する。
For each parameter shown in FIG. 3,
本実施形態によれば、排熱回収ボイラ44に排気導入量制御装置62を設け、ダンパ装置46及び排気導入量制御装置62で排熱回収ボイラ44に流入する排気流量を制御し、温度センサ76で検出する仕切板64より下流側排気温度の上昇速度を閾値以下に抑えることができるので、排熱回収ボイラ44及び排熱回収ボイラ44の下流側にある蒸気タービン56の構成部位の急激な温度上昇を抑えることができる。そのため、排熱回収ボイラ44及び蒸気タービン56の構成部位の熱損傷を防止できると共に、ガスタービンの出力上昇制限を緩和させることができる。
According to the present embodiment, the exhaust
また、排気導入量制御装置62の取付けに際して、排熱回収ボイラ44の設置スペースを拡大する必要がなく、排気導入量制御装置自体もコンパクトであるので、設備費を節減できる。また、仕切板64を動作させるのに大きな動力を必要としない。
Further, when installing the exhaust gas introduction
また、負荷制御機構71を備えたことで、低負荷運転領域を拡大でき、そのため、頻繁な運転停止を要しないため、安定運転が可能になり、ガスタービン14の寿命を延ばすことができる。さらに、ガスタービン14の構成部位である入口部位14a及びタービン翼32の温度を常に設定値以下に保持できるので、ガスタービン構成部位の熱損傷を防止できる。
In addition, since the load control mechanism 71 is provided, the low load operation region can be expanded, and thus frequent operation stop is not required, so that stable operation is possible and the life of the
(実施形態2)
次に、本発明方法の一実施形態を図1を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態に係る複合サイクル型発電プラント10を既設の複合サイクル型発電プラントから改造する例である。既設の複合サイクル型発電プラントは、ガスタービン14、排熱回収ボイラ44、蒸気タービン56及び発電機16、58等、主要設備以外に、バイパススタック42と排気通路38、排気分岐通路40及びダンパ装置46を予め備えている。
(Embodiment 2)
Next, an embodiment of the method of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example in which the combined
本実施形態の改造工程は、排熱回収ボイラ44の入口側排気通路44aに、仕切板64及び駆動装置66からなる排気流量制御装置62を設ける。次に、仕切板68及び駆動装置70からなる負荷制御機構71を設ける。次に、排気流量制御装置62及び負荷制御機構71に付随したセンサ類や、排気流量制御装置62及び負荷制御機構71を制御するための制御回路80を含む制御機能をコントローラ50に付加する。
In the remodeling process of the present embodiment, an exhaust flow
本実施形態によれば、既設の複合サイクル型発電プラントに対して、大幅な改造を要せず、本発明の発電プラントを製造できる。そのため、改造に要するコスト及び手間を節減できる。 According to this embodiment, a power plant according to the present invention can be manufactured without requiring significant modification to an existing combined cycle power plant. Therefore, the cost and labor required for remodeling can be saved.
(実施形態3)
本発明装置の第2実施形態を図5及び図6により説明する。本実施形態の排気導入量制御装置100は、多数の帯状板102が上下方向に並列に配置されているものである。帯状板102の中心に円形断面の軸104が形成されている。軸104は、排熱回収ボイラ44のハウジングの上面及び底面に設けられた基部106及び108に回動可能に支持されている。基部108の内部に、一対の駆動バー110a及び110bが水平方向に配置されている。駆動バー110a、110bは互いに平行に配置され、各帯状板102の軸104に接続されている。
(Embodiment 3)
A second embodiment of the apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. The exhaust gas introduction
駆動バー110a、110bの一端は、排熱回収ボイラ44のハウジングより外部に延設されている。排熱回収ボイラ44のハウジング外にはモータ112が取り付けられている。駆動バー110a、110bの端部は、夫々モータ112の回動軸112aの両側に接続されている。これによって、回動軸112aが回転すると、駆動バー110a、110bが、矢印で示すように、互いに逆方向に動き、軸104を回動させる。これによって、帯状板102間の隙間を調節でき、排熱回収ボイラ44の排気通路44aに導入する排気量を調節できる。排気導入量制御装置100以外の構成は、第1実施形態と同一である。モータ112の駆動は、コントローラ50によって制御される。
One end of each of the drive bars 110a and 110b extends outside the housing of the exhaust
本実施形態によれば、簡素で低コストな排気流量低減装置を実現できる。また、帯状板102を排気流入方向に対して傾斜させることで、排気を排熱回収ボイラ44のハウジングの壁側に曲折させ、熱交換管群44bに至る排気流路を長くできる。そのため、排気が交換管群44bに達するまでに、排気の放散熱量を増加させ、排気eの冷却効果を増すことができる。
According to the present embodiment, a simple and low-cost exhaust flow rate reducing device can be realized. Further, by inclining the belt-
(実施形態4)
次に、本発明装置の第3実施形態を図7及び図8により説明する。本実施形態の流入熱量低減装置120は、排熱回収ボイラ44のハウジング内に、冷却水導入管122を配設したものである。冷却水導入管122には、多数のノズル124が装着されている。ノズル124の開口は排気eの流れ方向下流側に向けられている。冷却水導入管122には冷却水供給ポンプ126が介設されている。流入熱量低減装置120以外の構成は、第1実施形態と同一である。コントローラ50によって、冷却水供給ポンプ126の駆動装置128を制御し、コントローラ50によって、ノズル124から噴霧される冷却水量を制御する。
(Embodiment 4)
Next, a third embodiment of the device of the present invention will be described with reference to FIGS. The inflow heat
かかる構成において、冷却水導入管122に冷却水wを供給し、ノズル124から噴霧することで、排気eを冷却できる。これによって、駆動部及び駆動部に要する動力を低減した簡素かつ低コストな流入熱量低減装置を実現できる。また、冷却水の蒸気潜熱を利用して排気を冷却するので、冷却効果を増大できる。さらに、ノズル124の開口を排気eの流れ方向下流側に向けたことで、ノズル開口の詰まりを防止できる。
In such a configuration, the exhaust water e can be cooled by supplying the cooling water w to the cooling
図8は、温度センサ76で検出した排気eの温度変化量(dT/dt)に対する冷却水噴霧量の制御方法を示す。温度変化量(dT/dt)が微小の領域Eでは、アンダーシュートを避けるため、冷却水の噴霧をしない。領域Fでは、温度変化量(dT/dt)に対して、正の相関を持たせる。温度変化量(dT/dt)が大きい領域Gでは、蒸気の凝縮などによる排熱回収ボイラ44の構成部位の損傷防止の観点から、噴霧量に上限を設けている。
FIG. 8 shows a control method of the cooling water spray amount with respect to the temperature change amount (dT / dt) of the exhaust e detected by the
かかる噴霧量制御を行ないながら、排気温度変化量(dT/dt)を閾値以下に保持することで、排熱回収ボイラ44及び排熱回収ボイラ44の下流側に配置された蒸気タービン56の構成部位の温度上昇を抑制し、熱損傷を防止する。
While performing the spray amount control, the exhaust heat temperature change amount (dT / dt) is kept below the threshold value, so that the exhaust
本発明によれば、複合サイクル型発電プラントにおいて、簡素かつ低コストな手段で、ガスタービンの始動時に出力制限を緩和でき、低負荷運転領域を拡大できる。また、ガスタービンの構成部位の熱損傷を防止できる。 According to the present invention, in the combined cycle type power plant, the output restriction can be relaxed at the start of the gas turbine by a simple and low-cost means, and the low load operation region can be expanded. Moreover, the thermal damage of the component part of a gas turbine can be prevented.
10 複合サイクル型発電プラント
12,60、112a 回動軸
14 ガスタービン
14a 入口部位
16 コンプレッサ
18,58 発電機
20 出力センサ
22 燃焼器
24 燃料ガス供給管
26,36,74,76 温度センサ
28 分岐路
28a、28b 枝路
30 空気冷却器
32 タービン翼
34 回収管
38、44a 排気通路
40 排気分岐通路
42 バイパススタック
44 排熱回収ボイラ
44b 熱交換管群
46 ダンパ装置
48,66,70,128 駆動装置
50 コントローラ
52 復水器
56 蒸気タービン
62,100 排気導入量制御装置(排気熱量低減装置)
64、68 仕切板
71 負荷制御機構
72 圧力センサ
80 制御回路
82、84,86,88,90 フィードバック回路
92 ミニマムセレクタ
100 排気導入量制御装置
102 帯状板
104 軸
110a、110b 駆動バー
112 モータ
120 流入熱量低減装置
122 冷却水導入管
124 ノズル
a 給気
e 排気
f 燃料ガス
w 冷却水
DESCRIPTION OF
64, 68 Partition plate 71
Claims (6)
前記排熱回収ボイラ内の入口側排気通路に設けられた流入熱量低減装置、該流入熱量低減装置の下流側排気通路に設けられた温度センサ、及び前記温度センサで検出された排気温度の上昇速度が閾値を超えないように、前記流入熱量低減装置を作動させる第1のコントローラからなる温度上昇抑制機構と、
ガスタービンの排気通路に設けられ、該排気通路の開度を可変とする開度可変装置、ガスタービン出力、ガスタービン排気の圧力及び温度の検出値、及びガスタービンの高温部位の温度検出値を入力し、これら入力値のうち最も閾値に近い入力値を選択するミニマムセレクタ、及び該ミニマムセレクタで選択された入力値が閾値を超えないように前記開度可変装置を動作させる第2のコントローラからなる負荷制御機構と、を備えていることを特徴とする発電プラント。 A gas turbine, an exhaust heat recovery boiler that generates heat by exchanging heat with the exhaust of the gas turbine, a steam turbine that is driven by steam generated in the exhaust heat recovery boiler, and that is driven by the gas turbine and the steam turbine In a power plant with a generator,
An inflow heat amount reducing device provided in an inlet side exhaust passage in the exhaust heat recovery boiler, a temperature sensor provided in a downstream exhaust passage of the inflow heat amount reducing device, and an exhaust temperature rising speed detected by the temperature sensor A temperature rise suppression mechanism comprising a first controller that operates the inflow heat amount reducing device so that the threshold does not exceed a threshold value;
A variable opening device that is provided in the exhaust passage of the gas turbine and makes the opening of the exhaust passage variable, a gas turbine output, a detected value of the pressure and temperature of the gas turbine exhaust, and a detected temperature value of a high temperature portion of the gas turbine. A minimum selector that inputs and selects an input value closest to the threshold value among these input values, and a second controller that operates the opening degree varying device so that the input value selected by the minimum selector does not exceed the threshold value And a load control mechanism.
前記流入熱量低減装置は、排熱回収ボイラ内の入口側排気通路の開度を調節し、排熱回収ボイラ内に導入される排気熱量を調節可能にするものであることを特徴とする請求項1に記載の発電プラント。 A bypass stack connected to an exhaust passage of the gas turbine, an exhaust branch passage that branches from the exhaust passage and sends exhaust gas to the exhaust heat recovery boiler, and a branch portion between the exhaust passage and the exhaust branch passage, A damper device for adjusting the flow rate of exhaust gas sent to the bypass stack or the exhaust heat recovery boiler,
The inflow heat quantity reducing device is configured to adjust an opening degree of an inlet side exhaust passage in the exhaust heat recovery boiler and to adjust an exhaust heat quantity introduced into the exhaust heat recovery boiler. The power plant according to 1.
前記排熱回収ボイラ内の入口側排気通路に流入熱量低減装置を設けるステップ、該流入熱量低減装置の下流側排気通路に温度センサを設けるステップ、及び前記温度センサで検出された排気温度の上昇速度が閾値を超えないように、前記流入熱量低減装置を作動させる第1のコントローラを設けるステップからなる温度上昇抑制機構設置工程と、
ガスタービンの排気通路に該排気通路の開度を可変とする開度可変装置を設けるステップ、ガスタービン出力、ガスタービン排気の圧力及び温度の検出値、及びガスタービンの高温部位の温度検出値を入力し、これら入力値のうち最も閾値に近い入力値を選択するミニマムセレクタを設けるステップ、及び該ミニマムセレクタで選択された入力値が閾値を超えないように前記開度可変装置を動作させる第2のコントローラを設けるステップからなる負荷制御機構設置工程と、からなることを特徴とする発電プラントの改造方法。 A gas turbine, a bypass stack connected to the exhaust passage of the gas turbine, an exhaust heat recovery boiler that generates steam by exchanging heat with the exhaust sent through the exhaust branch passage branched from the exhaust passage, A steam turbine driven by steam generated in the exhaust heat recovery boiler; a generator driven by the gas turbine and the steam turbine; and the bypass stack or exhaust heat provided at a branch portion of the exhaust passage and the branch exhaust passage. In a power plant remodeling method comprising a damper device for adjusting the flow rate of exhaust gas sent to a recovery boiler,
A step of providing an inflow heat amount reducing device in an inlet side exhaust passage in the exhaust heat recovery boiler, a step of providing a temperature sensor in a downstream exhaust passage of the inflow heat amount reducing device, and a rate of increase in exhaust temperature detected by the temperature sensor Temperature rise suppression mechanism installation process comprising the step of providing a first controller that operates the inflow heat quantity reduction device so that the threshold value does not exceed a threshold value;
A step of providing an opening degree variable device for changing an opening degree of the exhaust passage in the exhaust passage of the gas turbine, a detected value of the gas turbine output, pressure and temperature of the gas turbine exhaust, and a detected temperature value of a high temperature portion of the gas turbine; A step of providing a minimum selector for inputting and selecting an input value closest to the threshold value among these input values; and a second operation for operating the opening degree varying device so that the input value selected by the minimum selector does not exceed the threshold value. And a load control mechanism installation step comprising the step of providing a controller.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101842773B1 (en) * | 2016-06-30 | 2018-03-27 | 두산중공업 주식회사 | NOx removal apparatus for a gas turbine |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013211376B4 (en) | 2013-06-18 | 2015-07-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for controlling the injection of water into the flue gas duct of a gas and steam turbine plant |
CN103885433B (en) * | 2014-04-03 | 2016-06-01 | 北京京桥热电有限责任公司 | Power plant produces and management control system |
KR101933819B1 (en) | 2015-01-30 | 2018-12-28 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | Cooling system of a gas turbine, a gas turbine plant having the same, and a method of cooling parts of a gas turbine |
CN108804794B (en) * | 2018-05-31 | 2019-03-05 | 北京航空航天大学 | A kind of turbine disk fatigue life and Failure risk evaluation method based on subregion |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5233724B2 (en) * | 1974-05-13 | 1977-08-30 | ||
US4437313A (en) * | 1981-11-09 | 1984-03-20 | General Electric Company | HRSG Damper control |
JPH03206325A (en) * | 1990-01-08 | 1991-09-09 | Hitachi Ltd | Exhaust gas damper for gas turbine |
US8127557B2 (en) * | 2008-04-07 | 2012-03-06 | General Electric Company | Control systems and method for controlling a load point of a gas turbine engine |
US8015790B2 (en) * | 2008-07-29 | 2011-09-13 | General Electric Company | Apparatus and method employing heat pipe for start-up of power plant |
-
2011
- 2011-08-11 JP JP2011176260A patent/JP5751982B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101842773B1 (en) * | 2016-06-30 | 2018-03-27 | 두산중공업 주식회사 | NOx removal apparatus for a gas turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013040567A (en) | 2013-02-28 |
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