JP6236727B2 - Turbine output estimation method for single-shaft combined cycle plant - Google Patents

Turbine output estimation method for single-shaft combined cycle plant Download PDF

Info

Publication number
JP6236727B2
JP6236727B2 JP2014068303A JP2014068303A JP6236727B2 JP 6236727 B2 JP6236727 B2 JP 6236727B2 JP 2014068303 A JP2014068303 A JP 2014068303A JP 2014068303 A JP2014068303 A JP 2014068303A JP 6236727 B2 JP6236727 B2 JP 6236727B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
turbine
output
bypass
steam turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014068303A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015190384A (en
Inventor
直樹 久田
直樹 久田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to JP2014068303A priority Critical patent/JP6236727B2/en
Publication of JP2015190384A publication Critical patent/JP2015190384A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6236727B2 publication Critical patent/JP6236727B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

本発明は、一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法に関する。   The present invention relates to a turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant.

コンバインドサイクルプラントは、ガスタービンと、ガスタービンからの排気ガスの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、排熱回収ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、ガスタービン及び蒸気タービンの駆動で発電する発電機と、を備えている。   The combined cycle plant includes a gas turbine, an exhaust heat recovery boiler that generates steam by the heat of exhaust gas from the gas turbine, a steam turbine that is driven by steam from the exhaust heat recovery boiler, and a drive of the gas turbine and the steam turbine. And a generator for generating electricity.

このコンバインドサイクルプラントには、ガスタービンのガスタービンロータと蒸気タービンの蒸気タービンロータと発電機の発電機ロータとが同一軸線上に位置して互いに連結されている一軸型コンバインドサイクルプラントと呼ばれるものがある。   This combined cycle plant is a so-called single-shaft combined cycle plant in which a gas turbine rotor of a gas turbine, a steam turbine rotor of a steam turbine, and a generator rotor of a generator are connected to each other on the same axis. is there.

この一軸型コンバインドサイクルプラントでは、ガスタービン出力と蒸気タービン出力とを合わせたプラント出力を発電機の出力を測定することで得ることができる。しかしながら、一軸型コンバインドサイクルプラントでは、ガスタービン出力、蒸気タービン出力のそれぞれを個別に測定することができない。そこで、以下の特許文献1では、蒸気タービンの環境条件、例えば、蒸気タービンの入口蒸気温度、入口蒸気圧力、蒸気タービンへ流入する蒸気流量等から蒸気タービン出力を推定している。   In this single-shaft combined cycle plant, a plant output combining the gas turbine output and the steam turbine output can be obtained by measuring the output of the generator. However, in a single-shaft combined cycle plant, it is impossible to individually measure the gas turbine output and the steam turbine output. Therefore, in Patent Document 1 below, the steam turbine output is estimated from the environmental conditions of the steam turbine, such as the steam temperature at the inlet of the steam turbine, the inlet steam pressure, the flow rate of steam flowing into the steam turbine, and the like.

特許第3702266号公報Japanese Patent No. 3702266

コンバインドサイクルプラントの運転では、できる限り効率の高い運転等を実現するために、ガスタービンや蒸気タービンの出力値として、高精度の出力値を得ることが求められる。   In the operation of a combined cycle plant, it is required to obtain a highly accurate output value as an output value of a gas turbine or a steam turbine in order to realize an operation as high as possible.

そこで、本発明は、タービン出力値として、高精度の出力値を得ることができる一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the turbine output estimation method of the single shaft type combined cycle plant which can obtain a highly accurate output value as a turbine output value.

上記目的を達成するための発明に係る一態様としての一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法は、
ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの駆動で発電する発電機と、を備え、前記ガスタービンのガスタービンロータと前記蒸気タービンの蒸気タービンロータと前記発電機の発電機ロータとが同一軸線上に位置して互いに連結されている一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記ガスタービンに燃料を供給して前記ガスタービンを運転すると共に、前記蒸気タービンに供給される蒸気を、前記蒸気タービンに対してバイパスさせるバイパス運転工程と、前記バイパス運転工程中の発電機出力を測定するバイパス時測定工程と、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力を用いて、ガスタービン出力を推定するバイパス時出力推定工程と、を実行する。
A turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant as one aspect according to the invention for achieving the above-described object is as follows.
A gas turbine, an exhaust heat recovery boiler that generates steam by heat of exhaust gas from the gas turbine, a steam turbine that is driven by steam from the exhaust heat recovery boiler, and power generation by driving the gas turbine and the steam turbine A single-shaft combined cycle plant in which the gas turbine rotor of the gas turbine, the steam turbine rotor of the steam turbine, and the generator rotor of the generator are connected to each other on the same axis. In the turbine output estimation method, a bypass operation step of supplying fuel to the gas turbine to operate the gas turbine and bypassing the steam supplied to the steam turbine to the steam turbine, and the bypass operation Bypass measurement process to measure the generator output during the process, and the bypass measurement Using the generator output obtained in extent, to execute a bypass on output estimating step of estimating the gas turbine output, the.

当該タービン出力推定方法では、蒸気タービンに供給される蒸気を蒸気タービンに対してバイパスさせている状態で、発電機出力を得ている。このため、当該タービン出力推定方法では、この発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分と蒸気タービンの駆動で発電される蒸気タービン出力分とのうち、蒸気タービン出力分に関しては、不確かなパラメータを用いて計算する要素が少なくなるので、蒸気タービン出力分を高精度に推定することができる。よって、当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分を高精度に推定することができる。   In the turbine output estimation method, the generator output is obtained in a state where the steam supplied to the steam turbine is bypassed with respect to the steam turbine. For this reason, in the turbine output estimation method, of the generator output, the steam turbine output component of the gas turbine output component generated by driving the gas turbine and the steam turbine output component generated by driving the steam turbine. With respect to, since there are fewer elements to calculate using uncertain parameters, the steam turbine output can be estimated with high accuracy. Therefore, in the turbine output estimation method, the amount of gas turbine output generated by driving the gas turbine out of the generator output can be estimated with high accuracy.

ここで、前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記蒸気タービンは、一以上の蒸気タービン部を有し、前記バイパス運転工程では、一以上の前記蒸気タービン部のうち、排気した蒸気を水に戻す復水器に接続されている低圧蒸気タービン部を除く全ての前記蒸気タービン部に供給される蒸気をバイパスさせ、前記低圧蒸気タービン部の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を前記低圧蒸気タービン部に供給しつつ、残りの蒸気を前記低圧蒸気タービン部に対してバイパスさせ、前記バイパス時出力推定工程では、前記風損防止用蒸気が供給されている前記低圧蒸気タービン部の駆動で発電される蒸気タービン出力分を推定し、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力から前記蒸気タービン出力分を減算して、前記ガスタービン出力を推定してもよい。   Here, in the turbine output estimation method of the single shaft combined cycle plant, the steam turbine includes one or more steam turbine units, and in the bypass operation step, the exhausted steam among the one or more steam turbine units. The steam supplied to all the steam turbine parts except the low pressure steam turbine part connected to the condenser for returning the water to the water is bypassed, and the outlet temperature of the low pressure steam turbine part is set to a predetermined upper limit value. While supplying the low-pressure steam turbine section with a flow rate not exceeding the wind-loss prevention steam, the remaining steam is bypassed to the low-pressure steam turbine section, and in the bypass output estimation step, the wind-loss prevention steam is The generator obtained by estimating the steam turbine output generated by driving the low-pressure steam turbine section being supplied and obtained in the bypass measurement step By subtracting the steam turbine output component from the force may be estimated the gas turbine output.

当該タービン出力推定方法では、バイパス運転工程で、各蒸気タービン部に供給される蒸気を各蒸気タービン部に対してバイパスさせるものの、低圧蒸気タービン部には風損防止用蒸気を供給するので、低圧蒸気タービン部の出口部の温度をその上限値以下に抑えることができる。   In the turbine output estimation method, although the steam supplied to each steam turbine part is bypassed to each steam turbine part in the bypass operation step, the low pressure steam turbine part is supplied with windage prevention steam. The temperature of the outlet part of the steam turbine part can be suppressed to the upper limit value or less.

また、以上のいずれかの前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記バイパス時出力推定工程では、前記蒸気タービン出力分として前記蒸気タービンの機械損失分の補正を行った値を用いてもよい。   Further, in any one of the above-described single shaft combined cycle plant turbine output estimation method, in the bypass output estimation step, a value obtained by correcting the mechanical loss of the steam turbine as the steam turbine output is used. Also good.

当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、蒸気タービンの駆動で発電される蒸気タービン出力分をより高精度に推定することができるので、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分もより高精度に推定することができる。   In the turbine output estimation method, the steam turbine output generated by driving the steam turbine out of the generator output can be estimated with higher accuracy. Therefore, the gas turbine output generated by driving the gas turbine is also calculated. It can be estimated with higher accuracy.

また、前記一態様としての前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記蒸気タービンは、一以上の蒸気タービン部を有し、前記バイパス運転工程では、一以上の前記蒸気タービン部のうち、排気した蒸気を水に戻す復水器に接続されている低圧蒸気タービン部を除く全ての前記蒸気タービン部に供給される蒸気をバイパスさせ、前記低圧蒸気タービン部の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を前記低圧蒸気タービン部に供給しつつ、残りの蒸気を前記低圧蒸気タービン部に対してバイパスさせ、前記発電機出力が安定した後、前記低圧蒸気タービン部に供給される全ての蒸気もバイパスさせてもよい。   Moreover, in the turbine output estimation method of the single shaft combined cycle plant as the one aspect, the steam turbine has one or more steam turbine units, and in the bypass operation step, The steam supplied to all the steam turbine parts except the low pressure steam turbine part connected to the condenser for returning the exhausted steam to water is bypassed, and the outlet temperature of the low pressure steam turbine part is determined in advance. While supplying the low-pressure steam turbine section with wind-flow prevention steam at a flow rate not exceeding the upper limit value, the remaining steam is bypassed to the low-pressure steam turbine section, and the generator output is stabilized. All the steam supplied to the steam turbine section may be bypassed.

当該タービン出力推定方法では、各蒸気タービンに供給される蒸気を各蒸気タービンに対して全てバイパスさせている状態で、発電機出力を得ている。このため、当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分と蒸気タービンの駆動で発電される蒸気タービン出力分とのうち、蒸気タービン出力分に関しては、不確かなパラメータを用いて計算する要素がより少なくなるので、蒸気タービン出力分を高精度に推定することができる。よって、当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分をより高精度に推定することができる。   In the turbine output estimation method, the generator output is obtained in a state where all the steam supplied to each steam turbine is bypassed to each steam turbine. Therefore, in the turbine output estimation method, of the generator output, the steam turbine output component of the gas turbine output component generated by the driving of the gas turbine and the steam turbine output component generated by the driving of the steam turbine. Since there are fewer elements to be calculated using uncertain parameters, the steam turbine output can be estimated with high accuracy. Therefore, in the turbine output estimation method, the amount of gas turbine output generated by driving the gas turbine out of the generator output can be estimated with higher accuracy.

さらに、当該タービン出力推定方法では、低圧蒸気タービン部に蒸気を供給しない状態での安定した発電機出力を得つつも、低圧蒸気タービン部に蒸気を供給しない期間を短くすることができる。   Furthermore, in the turbine output estimation method, it is possible to shorten a period during which steam is not supplied to the low-pressure steam turbine unit while obtaining a stable generator output in a state where steam is not supplied to the low-pressure steam turbine unit.

また、以上のいずれかの前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記バイパス時出力推定工程では、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力に前記発電機の機械損失分を加算した値を用いて、前記ガスタービン出力を推定してもよい。   Further, in any one of the above-described single shaft combined cycle plant turbine output estimation method, in the bypass output estimation step, a mechanical loss of the generator is added to the generator output obtained in the bypass measurement step. The gas turbine output may be estimated using the obtained value.

当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分をより高精度に推定することができる。   In the turbine output estimation method, the amount of gas turbine output generated by driving the gas turbine out of the generator output can be estimated with higher accuracy.

また、以上のいずれかの前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記ガスタービンに燃料を供給して前記ガスタービンを運転すると共に、前記蒸気タービンに蒸気を供給して前記蒸気タービンを運転する通常運転工程と、前記通常運転工程中の発電機出力を測定する通常時測定工程と、前記バイパス時出力推定工程で推定した前記ガスタービン出力と、前記通常時測定工程で得た前記発電機出力とを用いて、蒸気タービン出力を推定する通常時出力推定工程と、を実行してもよい。   In any one of the above-described turbine output estimation methods for the single-shaft combined cycle plant, fuel is supplied to the gas turbine to operate the gas turbine, and steam is supplied to the steam turbine so that the steam turbine is A normal operation step of operating, a normal measurement step of measuring a generator output during the normal operation step, the gas turbine output estimated in the bypass output estimation step, and the power generation obtained in the normal measurement step A normal output estimation step of estimating the steam turbine output using the engine output may be executed.

当該タービン出力推定方法では、バイパス時出力推定工程で推定した高精度なガスタービン出力分と、通常時測定工程で得た発電機出力とを用いることで、通常運転状態での蒸気タービン出力分も高精度に推定することができる。   In the turbine output estimation method, by using the highly accurate gas turbine output estimated in the bypass output estimation process and the generator output obtained in the normal measurement process, the steam turbine output in the normal operation state is also obtained. It can be estimated with high accuracy.

前記通常時出力推定工程を実行する前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記バイパス時測定工程の実行時及び前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件を取得し、前記通常時出力推定工程では、前記バイパス時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件と前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件と用いて、前記バイパス時出力推定工程で推定した前記ガスタービン出力を前記通常時測定工程の実行時の値に換算し、換算で得られた前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービン出力を用いて、前記通常時測定工程の実行時における前記蒸気タービン出力を推定してもよい。   In the turbine output estimation method for the single-shaft combined cycle plant that executes the normal power estimation process, obtains environmental conditions of the gas turbine at the time of the bypass measurement process and at the time of the normal measurement process, In the normal-time output estimation step, the bypass-time output estimation step is performed using the gas turbine environmental condition during execution of the bypass-time measurement step and the gas turbine environmental condition during execution of the normal-time measurement step. The estimated gas turbine output is converted into a value at the time of execution of the normal time measurement step, and the execution of the normal time measurement step is performed using the gas turbine output at the time of execution of the normal time measurement step obtained by the conversion. The steam turbine output at the time may be estimated.

当該タービン出力推定方法では、通常運転状態での蒸気タービン出力分をより高精度に推定することができる。   In the turbine output estimation method, the steam turbine output in the normal operation state can be estimated with higher accuracy.

前記通常時出力推定工程を実行する、いずれかの前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記通常時出力推定工程では、前記バイパス時推定工程で得た前記発電機出力に前記発電機の機械損失分を加算した値を用いて、前記蒸気タービン出力を推定してもよい。   In the turbine output estimation method of any one of the single-shaft combined cycle plants for executing the normal output estimation step, the normal output estimation step includes the generator output obtained in the bypass estimation step in the generator output. The steam turbine output may be estimated using a value obtained by adding the mechanical loss of the above.

当該タービン出力推定方法では、通常運転状態での蒸気タービン出力分をより高精度に推定することができる。   In the turbine output estimation method, the steam turbine output in the normal operation state can be estimated with higher accuracy.

本発明では、一軸型コンバインドサイクルプラントにおけるタービン出力値として、高精度の出力値を得ることができる。   In the present invention, a highly accurate output value can be obtained as a turbine output value in a single-shaft combined cycle plant.

本発明に係る一実施形態における一軸型コンバインドサイクルプラントの系統図である。It is a systematic diagram of the uniaxial combined cycle plant in one embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第一実施形態における一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the turbine output estimation method of the single shaft type combined cycle plant in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態におけるタービン出力推定方法の実施過程でのタイミングチャートである。It is a timing chart in the implementation process of the turbine output estimation method in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における通常時測定工程での一軸型コンバインドサイクルプラントのエネルギーバランスを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the energy balance of the uniaxial type combined cycle plant in the normal time measurement process in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態におけるバイパス時測定工程での一軸型コンバインドサイクルプラントのエネルギーバランスを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the energy balance of the uniaxial type combined cycle plant in the measurement process at the time of bypass in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における大気温度とガスタービン出力に関する温度補正係数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature in 1st embodiment which concerns on this invention, and the temperature correction coefficient regarding a gas turbine output. 本発明に係る第一実施形態における大気圧とガスタービン出力に関する圧力補正係数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric pressure in 1st embodiment which concerns on this invention, and the pressure correction coefficient regarding a gas turbine output. 本発明に係る第二実施形態におけるタービン出力推定方法の実施過程でのタイミングチャートである。It is a timing chart in the implementation process of the turbine output estimation method in 2nd embodiment which concerns on this invention.

以下、本発明に係る一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法の実施形態について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment of a turbine output estimating method for a single shaft combined cycle plant according to the present invention will be described with reference to the drawings.

「一軸型コンバインドサイクルプラントの実施形態」
まず、一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法の説明に先立ち、このプラントの実施形態について、図1を用いて説明する。
“Embodiment of single-shaft combined cycle plant”
First, prior to the description of the turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant, an embodiment of this plant will be described with reference to FIG.

本実施形態の一軸型コンバインドサイクルプラントは、ガスタービン10と、ガスタービン10からの排気ガスEGの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラー40と、排熱回収ボイラー40からの蒸気で駆動する蒸気タービン20と、蒸気タービン20から排気された蒸気を水に戻す復水器51と、復水器51内の水を排熱回収ボイラー40に送る給水ポンプ53と、ガスタービン10及び蒸気タービン20の駆動で発電する発電機30と、を備えている。   The single-shaft combined cycle plant of this embodiment includes a gas turbine 10, an exhaust heat recovery boiler 40 that generates steam by the heat of exhaust gas EG from the gas turbine 10, and steam that is driven by steam from the exhaust heat recovery boiler 40. A turbine 20, a condenser 51 that returns steam exhausted from the steam turbine 20 to water, a feed water pump 53 that sends water in the condenser 51 to the exhaust heat recovery boiler 40, and the gas turbine 10 and the steam turbine 20. And a generator 30 that generates electric power by driving.

ガスタービン10は、空気Aを圧縮する圧縮機11と、圧縮機11で圧縮された空気中で燃料Fを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器14と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン15と、を備えている。圧縮機11は、軸線を中心として回転する圧縮機ロータ11rと、圧縮機ロータ11rを回転可能に覆う圧縮機ケーシング11cと、を有する。タービン15は、軸線を中心として回転するタービンロータ15rと、タービンロータ15rを回転可能に覆うタービンケーシング15cと、を有する。圧縮機ロータ11rとタービンロータ15rとは、同一軸線上に位置し、互いに連結されてガスタービンロータ19を成す。   The gas turbine 10 includes a compressor 11 that compresses air A, a combustor 14 that generates fuel gas by burning fuel F in the air compressed by the compressor 11, and a turbine that is driven by high-temperature and high-pressure combustion gas. 15. The compressor 11 includes a compressor rotor 11r that rotates about an axis, and a compressor casing 11c that rotatably covers the compressor rotor 11r. The turbine 15 includes a turbine rotor 15r that rotates about an axis, and a turbine casing 15c that rotatably covers the turbine rotor 15r. The compressor rotor 11r and the turbine rotor 15r are located on the same axis, and are connected to each other to form the gas turbine rotor 19.

蒸気タービン20は、低圧蒸気タービン部21と、中圧蒸気タービン部22と、高圧蒸気タービン部23と、を有する。低圧蒸気タービン部21、中圧蒸気タービン部22、及び高圧蒸気タービン部23は、いずれも、軸線を中心として回転するタービンロータ21r,22r,23rと、タービンロータ21r,22r,23rを回転可能に覆うケーシング21c,22c,23cと、を有する。各蒸気タービン部21,22,23のタービンロータ21r,22r,23rは、同一軸線上に位置し、互いに連結されて蒸気タービンロータ29を成す。   The steam turbine 20 includes a low-pressure steam turbine unit 21, an intermediate-pressure steam turbine unit 22, and a high-pressure steam turbine unit 23. The low-pressure steam turbine unit 21, the intermediate-pressure steam turbine unit 22, and the high-pressure steam turbine unit 23 can rotate the turbine rotors 21r, 22r, and 23r that rotate about the axis, and the turbine rotors 21r, 22r, and 23r, respectively. And covering casings 21c, 22c, and 23c. The turbine rotors 21 r, 22 r, and 23 r of the steam turbine units 21, 22, and 23 are located on the same axis and are connected to each other to form a steam turbine rotor 29.

発電機30は、軸線を中心として回転する発電機ロータ31rと、発電機ロータ31rを回転可能に覆う発電機ケーシング31cと、を有する。この発電機ケーシング31cは、発電機ロータ31rの外周側に対向配置されているステータを備えている。この発電機30には、電力ケーブル35が接続されている。この電力ケーブル35が外部の電力系統38に接続されている。この電力ケーブル35には、遮断器36及び変圧器37が設けられている。さらに、この電力ケーブル35には、発電機30による発電量、つまり発電機30の出力を測定する出力計88が設けられている。   The generator 30 includes a generator rotor 31r that rotates about an axis, and a generator casing 31c that rotatably covers the generator rotor 31r. The generator casing 31c includes a stator that is disposed opposite to the outer peripheral side of the generator rotor 31r. A power cable 35 is connected to the generator 30. This power cable 35 is connected to an external power system 38. The power cable 35 is provided with a circuit breaker 36 and a transformer 37. Further, the power cable 35 is provided with an output meter 88 for measuring the amount of power generated by the generator 30, that is, the output of the generator 30.

ガスタービンロータ19と蒸気タービンロータ29と発電機ロータ31rとは、同一軸線上に位置し、互いに連結されて、GTCCロータ39を成している。このGTCCロータ39には、このGTCCロータ39の回転数を測定する回転数計87が設けられている。   The gas turbine rotor 19, the steam turbine rotor 29, and the generator rotor 31 r are located on the same axis and are connected to each other to form a GTCC rotor 39. The GTCC rotor 39 is provided with a rotational speed meter 87 for measuring the rotational speed of the GTCC rotor 39.

復水器51は、低圧蒸気タービン部21の蒸気出口に接続されている。この復水器51と排熱回収ボイラー40とは、給水ライン52で接続されている。この給水ライン52には、前述の給水ポンプ53が設けられている。   The condenser 51 is connected to the steam outlet of the low-pressure steam turbine unit 21. The condenser 51 and the exhaust heat recovery boiler 40 are connected by a water supply line 52. The water supply line 52 is provided with the above-described water supply pump 53.

排熱回収ボイラー40は、低圧蒸気を発生する低圧蒸気発生部41と、低圧蒸気よりも高い圧力の中圧蒸気を発生する中圧蒸気発生部42と、中圧蒸気よりも高い圧力の高圧蒸気を発生する高圧蒸気発生部43と、高圧蒸気タービン部23から排気された蒸気を加熱する再熱部44と、を有する。   The exhaust heat recovery boiler 40 includes a low-pressure steam generating unit 41 that generates low-pressure steam, an intermediate-pressure steam generating unit 42 that generates medium-pressure steam having a pressure higher than that of the low-pressure steam, and a high-pressure steam having a pressure higher than that of the intermediate-pressure steam. A high-pressure steam generation unit 43 that generates steam, and a reheating unit 44 that heats the steam exhausted from the high-pressure steam turbine unit 23.

低圧蒸気発生部41は、給水ライン52からの水の一部と排気ガスEGとを熱交換させて、この水を加熱し、低圧蒸気を発生する。中圧蒸気発生部42は、給水ライン52からの水の一部を昇圧する中圧ポンプ(不図示)を有する。中圧蒸気発生部42は、中圧ポンプで昇圧された水と排気ガスEGとを熱交換させて、この水を加熱し、中圧蒸気を発生する。高圧蒸気発生部43は、給水ライン52からの水の一部を昇圧する高圧ポンプ(不図示)を有する。高圧蒸気発生部43は、高圧ポンプで昇圧された水と排気ガスEGとを熱交換させて、この水を加熱し、高圧蒸気を発生する。   The low-pressure steam generating unit 41 heat-exchanges a part of the water from the water supply line 52 and the exhaust gas EG, and heats the water to generate low-pressure steam. The intermediate pressure steam generating unit 42 includes an intermediate pressure pump (not shown) that increases the pressure of a part of water from the water supply line 52. The intermediate pressure steam generating unit 42 heat-exchanges the water pressurized by the intermediate pressure pump and the exhaust gas EG, and heats the water to generate intermediate pressure steam. The high-pressure steam generator 43 has a high-pressure pump (not shown) that boosts a part of water from the water supply line 52. The high-pressure steam generator 43 heat-exchanges the water pressurized by the high-pressure pump and the exhaust gas EG, and heats the water to generate high-pressure steam.

排熱回収ボイラー40の低圧蒸気発生部41と低圧蒸気タービン部21の蒸気入口とは、低圧蒸気ライン61で接続されている。排熱回収ボイラー40の中圧蒸気発生部42には、中圧蒸気ライン62が接続されている。排熱回収ボイラー40の高圧蒸気発生部43と高圧蒸気タービン部23の蒸気入口とは、高圧蒸気ライン63で接続されている。高圧蒸気タービン部23の蒸気出口と再熱部44の蒸気入口とは、高圧蒸気回収ライン64で接続されている。この高圧蒸気回収ライン64には、前述の中圧蒸気ライン62が接続されている。よって、高圧蒸気タービン部23から排気された高圧蒸気及び中圧蒸気発生部42からの中圧蒸気とは、合流して、再熱部44に流入する。再熱部44の蒸気出口と中圧蒸気タービン部22の蒸気入口とは、再熱蒸気ライン65で接続されている。中圧蒸気タービン部22の蒸気出口と低圧蒸気ライン61とは、中圧蒸気回収ライン66で接続されている。   The low pressure steam generation part 41 of the exhaust heat recovery boiler 40 and the steam inlet of the low pressure steam turbine part 21 are connected by a low pressure steam line 61. An intermediate pressure steam line 62 is connected to the intermediate pressure steam generator 42 of the exhaust heat recovery boiler 40. The high-pressure steam generation part 43 of the exhaust heat recovery boiler 40 and the steam inlet of the high-pressure steam turbine part 23 are connected by a high-pressure steam line 63. The steam outlet of the high-pressure steam turbine unit 23 and the steam inlet of the reheating unit 44 are connected by a high-pressure steam recovery line 64. The medium pressure steam line 62 is connected to the high pressure steam recovery line 64. Therefore, the high-pressure steam exhausted from the high-pressure steam turbine unit 23 and the medium-pressure steam from the intermediate-pressure steam generation unit 42 merge and flow into the reheating unit 44. The steam outlet of the reheat part 44 and the steam inlet of the intermediate pressure steam turbine part 22 are connected by a reheat steam line 65. The steam outlet of the intermediate pressure steam turbine section 22 and the low pressure steam line 61 are connected by an intermediate pressure steam recovery line 66.

低圧蒸気ライン61と復水器51の蒸気入口側とは、低圧蒸気バイパスライン67で接続されている。この低圧蒸気バイパスライン67は、低圧蒸気ライン61中で、中圧蒸気回収ライン66との接続位置よりも低圧蒸気発生部41側に接続されている。再熱蒸気ライン65と復水器51の蒸気入口側とは、再熱蒸気バイパスライン68で接続されている。高圧蒸気ライン63と高圧蒸気回収ライン64とは、高圧蒸気バイパスライン69で接続されている。   The low pressure steam line 61 and the steam inlet side of the condenser 51 are connected by a low pressure steam bypass line 67. The low-pressure steam bypass line 67 is connected to the low-pressure steam generator 41 side in the low-pressure steam line 61 rather than the connection position with the intermediate-pressure steam recovery line 66. The reheat steam line 65 and the steam inlet side of the condenser 51 are connected by a reheat steam bypass line 68. The high-pressure steam line 63 and the high-pressure steam recovery line 64 are connected by a high-pressure steam bypass line 69.

低圧蒸気ライン61中で、低圧蒸気バイパスライン67との接続位置と中圧蒸気回収ライン66との接続位置との間には、低圧蒸気止め弁71a及び低圧蒸気加減弁71bが設けられている。再熱蒸気ライン65中で、再熱蒸気バイパスライン68との接続位置よりも中圧蒸気タービン部22側には、中圧蒸気止め弁72a及び中圧蒸気加減弁72bが設けられている。高圧蒸気ライン63中で、高圧蒸気バイパスライン69との接続位置よりも高圧蒸気タービン部23側には、高圧蒸気止め弁73a及び高圧蒸気加減弁73bが設けられている。高圧蒸気回収ライン64中で、高圧蒸気バイパスライン69との接続位置よりも高圧蒸気タービン部23側には、再熱部44側から高圧蒸気タービン部23への蒸気の流れを規制する逆止弁74が設けられている。   In the low-pressure steam line 61, a low-pressure steam stop valve 71a and a low-pressure steam control valve 71b are provided between a connection position with the low-pressure steam bypass line 67 and a connection position with the intermediate-pressure steam recovery line 66. In the reheat steam line 65, an intermediate pressure steam stop valve 72a and an intermediate pressure steam control valve 72b are provided on the intermediate pressure steam turbine section 22 side of the connection position with the reheat steam bypass line 68. In the high-pressure steam line 63, a high-pressure steam stop valve 73a and a high-pressure steam control valve 73b are provided on the high-pressure steam turbine section 23 side from the connection position with the high-pressure steam bypass line 69. In the high-pressure steam recovery line 64, a check valve that restricts the flow of steam from the reheating unit 44 side to the high-pressure steam turbine unit 23 is located closer to the high-pressure steam turbine unit 23 than the connection position with the high-pressure steam bypass line 69. 74 is provided.

低圧蒸気バイパスライン67には、ここを流れる蒸気の流量を調節する低圧蒸気バイパス弁77が設けられている。再熱蒸気バイパスライン68には、ここを流れる蒸気の流量を調節する再熱蒸気バイパス弁78が設けられている。高圧蒸気バイパスライン69には、ここを流れる蒸気の流量を調節する高圧蒸気バイパス弁79が設けられている。   The low pressure steam bypass line 67 is provided with a low pressure steam bypass valve 77 that adjusts the flow rate of the steam flowing therethrough. The reheat steam bypass line 68 is provided with a reheat steam bypass valve 78 that adjusts the flow rate of the steam flowing therethrough. The high-pressure steam bypass line 69 is provided with a high-pressure steam bypass valve 79 that adjusts the flow rate of the steam flowing therethrough.

本実施形態の一軸型コンバインドサイクルプラントは、さらに、低圧蒸気タービン部21に流入する蒸気の温度を測定する入口温度計81と、この蒸気の圧力を測定する入口圧力計82と、低圧蒸気タービン部21から排気された蒸気の温度を測定する出口温度計83と、この蒸気の圧力を測定する出口圧力計84と、ガスタービン10の圧縮機11が吸い込む空気である大気の温度を測定する大気温度計85と、この空気の圧力である大気圧を測定する大気圧計86と、を備えている。   The single-shaft combined cycle plant of the present embodiment further includes an inlet thermometer 81 that measures the temperature of the steam flowing into the low-pressure steam turbine section 21, an inlet pressure gauge 82 that measures the pressure of the steam, and a low-pressure steam turbine section. 21, an outlet thermometer 83 that measures the temperature of the steam exhausted from 21, an outlet pressure gauge 84 that measures the pressure of this steam, and an atmospheric temperature that measures the temperature of the atmosphere that is the air that the compressor 11 of the gas turbine 10 sucks. And a barometer 86 that measures the atmospheric pressure that is the pressure of the air.

入口温度計81及び入口圧力計82は、低圧蒸気ライン61中で、中圧蒸気回収ライン66との接続位置よりも低圧蒸気タービン部21側に設けられている。なお、低圧蒸気タービン部21の蒸気出口が復水器51に接続されていることから、出口温度計83が測定する温度は、復水器51の蒸気入口における温度でもあり、出口圧力計84が測定する圧力は、復水器51の蒸気入口における圧力でもある。   The inlet thermometer 81 and the inlet pressure gauge 82 are provided on the low-pressure steam turbine section 21 side in the low-pressure steam line 61 from the connection position with the intermediate-pressure steam recovery line 66. Since the steam outlet of the low-pressure steam turbine unit 21 is connected to the condenser 51, the temperature measured by the outlet thermometer 83 is also the temperature at the steam inlet of the condenser 51, and the outlet pressure gauge 84 The pressure to be measured is also the pressure at the steam inlet of the condenser 51.

「タービン出力推定方法の第一実施形態」
以上で説明した一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法に関する第一実施形態について、図2に示すフローチャート及び図3に示すタイミングチャートに従って説明する。
“First Embodiment of Turbine Output Estimation Method”
The first embodiment related to the turbine output estimation method for the single-shaft combined cycle plant described above will be described according to the flowchart shown in FIG. 2 and the timing chart shown in FIG.

まず、ガスタービン10を起動させる(図2でS1、図3でt1)。この際、図示されていない起動装置により、GTCCロータ39を回転させる。GTCCロータ39の一部を構成するガスタービンロータ19が回転すると、圧縮機11からの圧縮空気が燃焼器14に供給され始める。ガスタービンロータ19が例えば予め定められた回転数になると、燃焼器14に燃料Fが供給され始める。燃焼器14内では、燃料Fが圧縮機11から供給された圧縮空気中で燃焼し、燃焼ガスが生成される。燃焼器14で発生した燃焼ガスは、タービン15に流れ込み、ガスタービンロータ19を回転させる。   First, the gas turbine 10 is started (S1 in FIG. 2, t1 in FIG. 3). At this time, the GTCC rotor 39 is rotated by an activation device (not shown). When the gas turbine rotor 19 constituting a part of the GTCC rotor 39 rotates, the compressed air from the compressor 11 starts to be supplied to the combustor 14. For example, when the gas turbine rotor 19 reaches a predetermined rotational speed, the fuel F starts to be supplied to the combustor 14. In the combustor 14, the fuel F burns in the compressed air supplied from the compressor 11, and combustion gas is generated. The combustion gas generated in the combustor 14 flows into the turbine 15 and rotates the gas turbine rotor 19.

ガスタービン10から排気された燃焼ガスは、排気ガスEGとして排熱回収ボイラー40に流入する。排熱回収ボイラー40では、この排気ガスEGと水とを熱交換させて、水を加熱し、蒸気を生成する。   The combustion gas exhausted from the gas turbine 10 flows into the exhaust heat recovery boiler 40 as exhaust gas EG. In the exhaust heat recovery boiler 40, heat is exchanged between the exhaust gas EG and water to heat the water and generate steam.

ガスタービンロータ19(GTCCロータ39)が定格回転数になると(図2でS2、図3でt2)、遮断器36が閉じて、発電機30を外部の電力系統38に併入させる(S3)。この結果、この時点から、発電機出力PWGENが出力計88で測定され始められる。 When the gas turbine rotor 19 (GTCC rotor 39) reaches the rated speed (S2 in FIG. 2, t2 in FIG. 3), the circuit breaker 36 is closed and the generator 30 is inserted into the external power system 38 (S3). . As a result, the generator output PW GEN starts to be measured by the output meter 88 from this point.

排熱回収ボイラー40で発生する蒸気の流量は、次第に増加すると共に、この蒸気の温度が次第に上がる。排熱回収ボイラー40からの蒸気が、蒸気タービン20に供給するための蒸気条件を満たすと(S4)、各蒸気タービン部21,22,23の蒸気止め弁71a,72a,73a及び蒸気加減弁71b,72b,73bが開き、各蒸気タービン部21,22,23に蒸気が供給され始められる(図2でS5、図3でt3)。この結果、この時点から、出力計88で測定される発電機出力PWGENに、蒸気タービン出力PWST分が含まれることになる。 The flow rate of the steam generated in the exhaust heat recovery boiler 40 gradually increases, and the temperature of this steam gradually increases. When the steam from the exhaust heat recovery boiler 40 satisfies the steam condition for supplying to the steam turbine 20 (S4), the steam stop valves 71a, 72a, 73a and the steam control valves 71b of the steam turbine units 21, 22, 23 are provided. , 72b, 73b are opened, and steam is started to be supplied to the steam turbine units 21, 22, 23 (S5 in FIG. 2, t3 in FIG. 3). As a result, from this time point, the generator output PW GEN measured by the output meter 88 includes the steam turbine output PW ST .

その後、ガスタービン10に供給される燃料の流量が次第に増加し、これに伴って排熱回収ボイラー40で発生する蒸気流量も次第に増加する。このため、ガスタービン出力PWGT及び蒸気タービン出力PWSTが次第に増加して、出力計88で測定される発電機出力PWGENも次第に増加する。 Thereafter, the flow rate of the fuel supplied to the gas turbine 10 gradually increases, and accordingly, the flow rate of the steam generated in the exhaust heat recovery boiler 40 also gradually increases. For this reason, the gas turbine output PW GT and the steam turbine output PW ST gradually increase, and the generator output PW GEN measured by the output meter 88 also gradually increases.

発電機出力PWGENが次第に増加し、この発電機出力PWGENがこの一軸型コンバインドサイクルプラントの定格出力になると(図2でS6:通常運転工程、図3でt4)、この定格出力になっている定格運転状態(通常運転状態)で、出力計88から発電機出力PWGEN1を取得する。さらに、この時点での大気温度計85から大気温度Tair、大気圧計86から大気圧Pairを取得し、これらを記録する(図2でS7:通常時測定工程、図3でt5)。 When the generator output PW GEN gradually increases and the generator output PW GEN becomes the rated output of the single-shaft combined cycle plant (S6 in FIG. 2: normal operation process, t4 in FIG. 3), this rated output is reached. The generator output PW GEN1 is acquired from the output meter 88 in the rated operation state (normal operation state). Further, the atmospheric temperature T air is obtained from the atmospheric thermometer 85 at this time, and the atmospheric pressure P air is obtained from the atmospheric pressure meter 86, and these are recorded (S7 in FIG. 2: normal measurement step, t5 in FIG. 3).

次に、蒸気タービン20に供給される蒸気をバイパスさせる(図2でS8:バイパス運転工程、図3でt6)。この際、中圧蒸気止め弁72a及び中圧蒸気加減弁72bを閉じる一方で、再熱蒸気バイパス弁78を開ける。また、高圧蒸気止め弁73a及び高圧蒸気加減弁73bを閉じる一方で、高圧蒸気バイパス弁79を開ける。この結果、再熱部44からの再熱蒸気は、再熱蒸気ライン65、再熱蒸気バイパスライン68を介して、復水器51に流入する。高圧蒸気発生部43からの高圧蒸気は、高圧蒸気ライン63、高圧蒸気バイパスライン69、高圧蒸気回収ライン64を介して、再熱部44に流入し、中圧蒸気発生部42からの蒸気と共に、前述したように、再熱蒸気ライン65、再熱蒸気バイパスライン68を介して、復水器51に流入する。よって、中圧蒸気タービン部22及び高圧蒸気タービン部23には、蒸気が流入しなくなる。   Next, the steam supplied to the steam turbine 20 is bypassed (S8 in FIG. 2: bypass operation step, t6 in FIG. 3). At this time, the reheat steam bypass valve 78 is opened while the intermediate pressure steam stop valve 72a and the intermediate pressure steam control valve 72b are closed. Further, the high pressure steam stop valve 73a and the high pressure steam control valve 73b are closed, while the high pressure steam bypass valve 79 is opened. As a result, the reheat steam from the reheat unit 44 flows into the condenser 51 through the reheat steam line 65 and the reheat steam bypass line 68. The high-pressure steam from the high-pressure steam generator 43 flows into the reheating unit 44 via the high-pressure steam line 63, the high-pressure steam bypass line 69, and the high-pressure steam recovery line 64, and together with the steam from the intermediate-pressure steam generator 42, As described above, the refrigerant flows into the condenser 51 through the reheat steam line 65 and the reheat steam bypass line 68. Therefore, the steam does not flow into the intermediate pressure steam turbine unit 22 and the high pressure steam turbine unit 23.

この際、さらに、低圧蒸気バイパス弁77を開ける。この結果、低圧蒸気発生部41からの低圧蒸気は、低圧蒸気ライン61、低圧蒸気バイパスライン67を介して、復水器51に流入する。但し、低圧蒸気止め弁71aは、開状態のままで、低圧蒸気加減弁71bは、定格運転状態に比べて閉じているものの僅かに開いている。この低圧蒸気加減弁71bの開度は、低圧蒸気タービン部21の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を供給できる開度である。   At this time, the low pressure steam bypass valve 77 is further opened. As a result, the low-pressure steam from the low-pressure steam generator 41 flows into the condenser 51 via the low-pressure steam line 61 and the low-pressure steam bypass line 67. However, the low-pressure steam stop valve 71a remains open, and the low-pressure steam control valve 71b is slightly opened although it is closed compared to the rated operation state. The opening degree of the low-pressure steam control valve 71b is an opening degree at which the flow rate of the wind-loss preventing steam at a flow rate at which the outlet temperature of the low-pressure steam turbine section 21 does not exceed a predetermined upper limit value.

低圧蒸気タービン部21に流入する低圧蒸気の温度は、高圧蒸気や再熱蒸気の温度に比べて低い。しかも、低圧蒸気タービン部21から排気される低圧蒸気は湿り蒸気である。このため、この低圧蒸気タービン部21における出口部の設計上の上限温度は、高圧蒸気タービン部23や中圧蒸気タービン部22の出口部の設計上の上限温度よりも低い。一方、低圧蒸気タービン部21に蒸気が流入していないにも関わらず、この低圧蒸気タービン部21のタービンロータ21rが回転していると、風損により、この低圧蒸気タービン部21の出口部の温度が上昇する。このため、ここでは、低圧蒸気タービン部21には、前述の風損防止用蒸気を供給し、低圧蒸気タービン部21の出口部における温度をこの出口部の上限温度以下に抑える。   The temperature of the low-pressure steam flowing into the low-pressure steam turbine section 21 is lower than the temperatures of the high-pressure steam and reheat steam. Moreover, the low-pressure steam exhausted from the low-pressure steam turbine unit 21 is wet steam. For this reason, the design upper limit temperature of the outlet part in the low pressure steam turbine part 21 is lower than the design upper limit temperature of the outlet part of the high pressure steam turbine part 23 or the intermediate pressure steam turbine part 22. On the other hand, if the turbine rotor 21r of the low-pressure steam turbine unit 21 is rotating even though no steam is flowing into the low-pressure steam turbine unit 21, windage damage causes the outlet of the low-pressure steam turbine unit 21 to The temperature rises. For this reason, here, the above-described wind-loss-preventing steam is supplied to the low-pressure steam turbine section 21 to keep the temperature at the outlet of the low-pressure steam turbine section 21 below the upper limit temperature of the outlet.

蒸気タービン20に供給される蒸気をバイパスさせるバイパス運転状態で、発電機出力PWGENが安定すると(t7)、通常時測定工程(S7)と同様に、出力計88から発電機出力PWGEN2を取得する。さらに、この時点での大気温度計85から大気温度Tair、大気圧計86から大気圧Pairを取得し、これらを記録する(図2でS9:バイパス時測定工程、図3でt8)。さらに、入口温度計81及び入口圧力計82から、低圧蒸気タービン部21に流入する低圧蒸気の入口温度Tin及び入口圧力Pinを取得すると共に、出口温度計83及び出口圧力計84から、低圧蒸気タービン部21から排気された低圧蒸気の出口温度Tout及び出口圧力Poutを取得し、これらを記録する。 When the generator output PW GEN is stabilized in the bypass operation state in which the steam supplied to the steam turbine 20 is bypassed (t7), the generator output PW GEN2 is acquired from the output meter 88 as in the normal measurement step (S7). To do. Further, the atmospheric temperature T air at this time is acquired from the atmospheric temperature meter 85, and the atmospheric pressure P air is acquired from the atmospheric pressure meter 86, and these are recorded (S 9 in FIG. 2: measurement process at bypass, t 8 in FIG. 3). Furthermore, from the inlet temperature gauge 81 and inlet pressure gauge 82 obtains the inlet temperature T in and inlet pressure P in the low pressure steam flowing into the low pressure steam turbine section 21, the outlet temperature gauge 83 and the outlet pressure gauge 84, a low pressure The outlet temperature T out and outlet pressure P out of the low-pressure steam exhausted from the steam turbine unit 21 are acquired and recorded.

バイパス時測定工程(S9)が終了すると、必要に応じて、各蒸気バイパス弁77,78,79を閉じ、各蒸気止め弁71a,72a,73a及び各蒸気加減弁71b,72b,73bを全開にして、前述した定格運転状態に戻す。   When the bypass measurement step (S9) is completed, the steam bypass valves 77, 78, 79 are closed as necessary, and the steam stop valves 71a, 72a, 73a and the steam control valves 71b, 72b, 73b are fully opened. Return to the rated operating condition described above.

また、バイパス時測定工程(S9)が終了すると、このバイパス時測定工程(S9)で取得したデータを用いて、後述する方法で、測定データを得た時点(t8)でのガスタービン出力PWGT2及び蒸気タービン出力PWST2を推定する(S10:バイパス時出力推定工程)。 When the measurement process at bypass (S9) ends, the gas turbine output PW GT2 at the time (t8) when the measurement data is obtained by the method described later using the data acquired at the bypass measurement process (S9). And the steam turbine output PW ST2 is estimated (S10: output estimation step at bypass).

次に、バイパス時出力推定工程(S10)で得たガスタービン出力PWGT2と、通常時測定工程(S7)で取得したデータとを用いて、この測定データを得た時点(t5)でのガスタービン出力PWGT1及び蒸気タービン出力PWST1を推定する(S11:通常時出力推定工程)。 Next, the gas at the time (t5) when the measurement data is obtained using the gas turbine output PW GT2 obtained in the bypass output estimation step (S10) and the data obtained in the normal measurement step (S7). The turbine output PW GT1 and the steam turbine output PW ST1 are estimated (S11: normal time output estimation step).

バイパス時出力推定工程(S10)及び通常時出力推定工程(S11)でのガスタービン出力及び蒸気タービン出力の推定方法について説明する。   A method for estimating the gas turbine output and the steam turbine output in the bypass output estimation step (S10) and the normal output estimation step (S11) will be described.

ガスタービン10に燃料が供給され、蒸気タービン20の各蒸気タービン部21,22,23に対して蒸気が供給されている通常運転状態では、ガスタービン出力PWGT1、蒸気タービン出力PWST1、発電機出力PWGEN1は、以下の(式1)、(式2)、(式3)のように表すことができる。 Fuel is supplied to the gas turbine 10, in the normal operating condition the steam to each steam turbine 21, 22, 23 of the steam turbine 20 is supplied, the gas turbine output PW GT1, steam turbine output PW ST1, the generator The output PW GEN1 can be expressed as the following (Expression 1), (Expression 2), and (Expression 3).

PWGT1=QF1+QAIR1−QGTE1−LSGT ・・・(式1)
PWST1=QHP1+QRH1+QLP1+QRHE1−QHPE1−QRHE1−QLPE1−LSST ・・・(式2)
PWGEN1=PWGT1+PWST1−LSGEN ・・・(式3)
PW GT1 = Q F1 + Q AIR1 -Q GTE1 -LS GT (Formula 1)
PW ST1 = Q HP1 + Q RH1 + Q LP1 + Q RHE1 -Q HPE1 -Q RHE1 -Q LPE1 -LS ST (Formula 2)
PW GEN1 = PW GT1 + PW ST1 -LS GEN (Formula 3)

すなわち、通常運転状態におけるガスタービン出力PWGT1は、(式1)及び図4に示すように、ガスタービン10に供給される燃料Fの発熱量QF1とガスタービン10が吸い込む空気Aの熱量QAIR1との加算値から、ガスタービン10から排気される排気ガスEGの熱量QGTE1及びガスタービン10の機械損失分の熱量LSGTを減算した値になる。 That is, the gas turbine output PW GT1 in the normal operation state is expressed as follows: (Formula 1) and FIG. 4, the calorific value Q F1 of the fuel F supplied to the gas turbine 10 and the calorie Q of the air A sucked by the gas turbine 10 from the sum of the AIR1, it becomes heat Q GTE1 and a value obtained by subtracting the amount of heat LS GT machine loss of the gas turbine 10 of the exhaust gas EG, which is exhausted from the gas turbine 10.

また、通常運転状態における蒸気タービン出力PWST1は、(式2)及び図4に示すように、高圧蒸気タービン部23に流入する高圧蒸気の熱量QHP1と、中圧蒸気タービン部22に流入する再熱蒸気の熱量QRH1と、低圧蒸気タービン部21に流入する低圧蒸気の熱量QLP1及び中圧蒸気タービン部22から排気された再熱蒸気の熱量QRHE1と、の加算値から、高圧蒸気タービン部23から排気される高圧蒸気の熱量QHPE1、中圧蒸気タービン部22から排気される再熱蒸気の熱量QRHE1、低圧蒸気タービン部21から排気される低圧蒸気の熱量QLPE1、及び蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSSTを減算した値になる。 Further, the steam turbine output PW ST1 in the normal operation state flows into the high pressure steam heat quantity Q HP1 flowing into the high pressure steam turbine section 23 and the intermediate pressure steam turbine section 22 as shown in (Equation 2) and FIG. From the sum of the heat quantity Q RH1 of the reheat steam, the heat quantity Q LP1 of the low pressure steam flowing into the low pressure steam turbine section 21 and the heat quantity Q RHE1 of the reheat steam exhausted from the intermediate pressure steam turbine section 22, high pressure steam is obtained. pressure steam quantity Q HPE1 exhausted from the turbine unit 23, heat quantity Q RHE1 the reheat steam exhausted from the intermediate pressure steam turbine 22, heat Q of the low-pressure steam exhausted from the low pressure steam turbine section 21 LPE1, and steam This is a value obtained by subtracting the heat quantity LS ST corresponding to the mechanical loss of the turbine 20.

通常運転状態における発電機出力PWGEN1は、式(3)及び図4に示すように、ガスタービン出力PWGT1と蒸気タービン出力PWST1との加算値から、発電機30の機械損失分の熱量LSGENを減算した値になる。 The generator output PW GEN1 in the normal operation state is calculated from the sum of the gas turbine output PW GT1 and the steam turbine output PW ST1 , as shown in the equation (3) and FIG. The value is obtained by subtracting GEN .

ところで、(式1)からガスタービン出力PWGT1を推定する場合、空気の熱量QAIR1や排気ガスEGの熱量QGTE1を求める必要がある。空気の熱量QAIR1を求める場合には、ガスタービン10が吸い込む空気の質量流量が必要であり、排気ガスEGの熱量QGTE1を求める場合には、ガスタービン10から排気される排気ガスEGの質量流量が必要である。しかしながら、これらの質量流量を直接計測することが困難で、各種パラメータに基づいてこれら質量を推定しなければならない。このため、単に(式1)を用いて、ガスタービン出力PWGT1を推定しても、高精度のガスタービン出力を得ることが難しい。 Meanwhile, it is necessary to obtain the heat quantity Q GTE1 cases, air heat Q AIR1 and exhaust gas EG of estimating the gas turbine output PW GT1 from (Equation 1). When determining the heat quantity Q AIR1 of the air, the mass flow rate of the air sucked by the gas turbine 10 is necessary, and when calculating the heat quantity Q GTE1 of the exhaust gas EG, the mass of the exhaust gas EG exhausted from the gas turbine 10 is required. A flow rate is required. However, it is difficult to directly measure these mass flow rates, and these masses must be estimated based on various parameters. For this reason, even if the gas turbine output PW GT1 is simply estimated using (Equation 1), it is difficult to obtain a highly accurate gas turbine output.

また、(式2)から蒸気タービン出力PWST1を推定する場合、低圧蒸気タービン部21から排気される低圧蒸気の熱量QLPE1を求める必要がある。この排気低圧蒸気の熱量QLPE1を求める場合、この排気低圧蒸気のエンタルピーを得るために、この低圧蒸気の圧力と湿り度とが必要である。しかしながら、排気低圧蒸気の湿り度を直接計測することが困難で、各種パラメータに基づいてこの湿り度を推定しなければならない。このため、(式2)を用いて、蒸気タービン出力PWST1を推定しても、高精度の蒸気タービン出力を得ることが難しい。 Further, when estimating the steam turbine output PW ST1 from (Equation 2), it is necessary to obtain the heat quantity Q LPE1 of the low-pressure steam exhausted from the low-pressure steam turbine section 21. When obtaining the heat quantity Q LPE1 of the exhaust low-pressure steam, the pressure and wetness of the low-pressure steam are required to obtain the enthalpy of the exhaust low-pressure steam. However, it is difficult to directly measure the wetness of the exhaust low-pressure steam, and this wetness must be estimated based on various parameters. For this reason, even if the steam turbine output PW ST1 is estimated using (Equation 2), it is difficult to obtain a highly accurate steam turbine output.

そこで、本実施形態では、バイパス時測定工程(S9)でバイパス運転状態における発電機出力PWGEN2を取得し、この発電機出力PWGEN2に基づいて、バイパス時出力推定工程(S10)で蒸気タービン出力PWST2及びガスタービン出力PWGT2を推定する。 Therefore, in the present embodiment, the generator output PW GEN2 in the bypass operation state is acquired in the bypass measurement step (S9), and the steam turbine output in the bypass output estimation step (S10) based on the generator output PW GEN2. PW ST2 and gas turbine output PW GT2 are estimated.

バイパス運転状態では、ガスタービン出力PWGT2、蒸気タービン出力PWST2、発電機出力PWGEN2は、以下の(式4)、(式5)、(式6)のように表すことができる。 In the bypass operation state, the gas turbine output PW GT2 , the steam turbine output PW ST2 , and the generator output PW GEN2 can be expressed as the following (Expression 4), (Expression 5), and (Expression 6).

PWGT2=QF2+QAIR2−QGTE2−LSGT ・・・(式4)
PWST2=QLP2−QLPE2−LSST ・・・(式5)
PWGEN2=PWGT2+PWST2−LSGEN ・・・(式6)
PW GT2 = Q F2 + Q AIR2 −Q GTE2 −LS GT (Formula 4)
PW ST2 = Q LP2 -Q LPE2 -LS ST (Formula 5)
PW GEN2 = PW GT2 + PW ST2 -LS GEN (Expression 6)

すなわち、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2は、(式4)及び図5に示すように、前述の通常運転状態の際と同様、ガスタービン10に供給される燃料Fの発熱量QF2とガスタービン10が吸い込む空気Aの熱量QAIR2との加算値から、ガスタービン10から排気される排気ガスEGの熱量QGTE2及びガスタービン10の機械損失分の熱量LSGTを減算した値になる。 That is, the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state is equal to the calorific value Q F2 of the fuel F supplied to the gas turbine 10 as in the above-described normal operation state, as shown in (Equation 4) and FIG. from the sum of the amount of heat Q AIR2 of air a gas turbine 10 is sucked, the heat quantity Q GTE2 and a value obtained by subtracting the amount of heat LS GT machine loss of the gas turbine 10 of the exhaust gas EG, which is exhausted from the gas turbine 10.

また、バイパス運転状態における蒸気タービン出力PWST2は、(式5)及び図5に示すように、低圧蒸気タービン部21に流入する低圧蒸気の熱量QLP2から、低圧蒸気タービン部21から排気される低圧蒸気の熱量QLPE2、及び蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSSTを減算した値になる。このように、本実施形態では、バイパス運転状態における蒸気タービン出力PWST2として、蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSSTを補正した値を用いている。 Further, the steam turbine output PW ST2 in the bypass operation state is exhausted from the low-pressure steam turbine unit 21 from the heat quantity Q LP2 of the low-pressure steam flowing into the low-pressure steam turbine unit 21 as shown in (Equation 5) and FIG. This is a value obtained by subtracting the heat quantity Q LPE2 of the low-pressure steam and the heat quantity LS ST corresponding to the mechanical loss of the steam turbine 20. As described above, in the present embodiment, a value obtained by correcting the heat quantity LS ST corresponding to the mechanical loss of the steam turbine 20 is used as the steam turbine output PW ST2 in the bypass operation state.

バイパス運転状態における発電機出力PWGEN2は、前述の通常運転状態の際と同様、式(6)及び図5に示すように、ガスタービン出力PWGT2と蒸気タービン出力PWST2との加算値から、発電機30の機械損失分の熱量LSGENを減算した値になる。 As in the above-described normal operation state, the generator output PW GEN2 in the bypass operation state is obtained from the addition value of the gas turbine output PW GT2 and the steam turbine output PW ST2 , as shown in Expression (6) and FIG. A value obtained by subtracting the heat quantity LS GEN corresponding to the mechanical loss of the generator 30 is obtained.

ところで、(式4)を用いて、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2を高精度に推定することは、通常運転状態の場合と同様に難しい。 By the way, it is difficult to estimate the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state with high accuracy using (Equation 4), as in the normal operation state.

しかしながら、(式5)を用いて、バイパス運転状態における蒸気タービン出力PWST2を高精度に推定することは可能である。(式5)を用いて、バイパス運転状態における蒸気タービン出力PWST2を推定する場合、低圧蒸気タービン部21に流入する低圧蒸気の熱量QLP2と、低圧蒸気タービン部21から排気される低圧蒸気の熱量QLPE2と、蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSSTとを求める必要がある。 However, it is possible to estimate the steam turbine output PW ST2 in the bypass operation state with high accuracy using (Equation 5). When estimating the steam turbine output PW ST2 in the bypass operation state using (Equation 5), the amount of heat Q LP2 of the low-pressure steam flowing into the low-pressure steam turbine unit 21 and the low-pressure steam exhausted from the low-pressure steam turbine unit 21 It is necessary to obtain the heat quantity Q LPE2 and the heat quantity LS ST corresponding to the mechanical loss of the steam turbine 20.

蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSSTは、主として軸受部の発熱量として現れる。軸受部の発熱量QSTBは、以下の(式7)で表すことができる。
STB=μ・P・V ・・・(式7)
The heat quantity LS ST corresponding to the mechanical loss of the steam turbine 20 appears mainly as the heat generation amount of the bearing portion. The heat generation amount Q STB of the bearing portion can be expressed by the following (formula 7).
Q STB = μ · P · V (Formula 7)

ここで、μは軸受部の摩擦係数、Pは軸受部の面圧、Vは軸受部のすべり速度である。これらの値は、いずれも設計段階で定まる値である。このため、これらの値を用いて、蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSSTを予め求めることができる。また、軸受部に供給する潤滑油の流量と、この潤滑油の入口温度と出口温度とを調べておき、これらを用いても、蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSSTを求めることができる。 Here, μ is a friction coefficient of the bearing portion, P is a surface pressure of the bearing portion, and V is a sliding speed of the bearing portion. These values are all determined at the design stage. For this reason, the heat quantity LS ST corresponding to the mechanical loss of the steam turbine 20 can be obtained in advance using these values. Further, by checking the flow rate of the lubricating oil supplied to the bearing portion, the inlet temperature and the outlet temperature of the lubricating oil, and using them, the heat quantity LS ST corresponding to the mechanical loss of the steam turbine 20 can be obtained. .

低圧蒸気タービン部21に流入する低圧蒸気(以下、流入蒸気とする)の熱量QLP2、及び低圧蒸気タービン部21から排気される低圧蒸気(以下、排気蒸気とする)の熱量QLPE2は、いずれも、低圧蒸気の質量流量と低圧蒸気のエンタルピーとの積である。 The amount of heat Q LP2 of low-pressure steam (hereinafter referred to as inflow steam) flowing into the low-pressure steam turbine section 21 and the amount of heat Q LPE2 of low-pressure steam (hereinafter referred to as exhaust steam) discharged from the low-pressure steam turbine section 21 Is the product of the mass flow rate of the low pressure steam and the enthalpy of the low pressure steam.

流入蒸気の質量流量及び排気蒸気の質量流量は、実質的に同じで、既知の方法で得ることができる。例えば、流入蒸気の体積流量を取得し、この流入蒸気の圧力及び温度を用いて、この体積流量を質量流量に換算する方法がある。また、質量流量計を用いて、直接流入蒸気の質量流量を取得する方法もある。なお、体積流量を取得する方法としては、体積流量計を用いて直接取得する方法の他、特許第3702266号公報に記載されているように、蒸気加減弁の開度、及びこの蒸気加減弁の特性で定まる各種係数等を用いて、計算で求める方法等がある。   The mass flow rate of the incoming steam and the mass flow rate of the exhaust steam are substantially the same and can be obtained in a known manner. For example, there is a method of acquiring the volume flow rate of the incoming steam and converting the volume flow rate into a mass flow rate using the pressure and temperature of the incoming steam. There is also a method of acquiring the mass flow rate of the directly entering steam using a mass flow meter. In addition, as a method of acquiring the volume flow rate, in addition to a method of directly acquiring using a volume flow meter, as described in Japanese Patent No. 3702266, the opening of the steam control valve and the steam control valve There is a method of obtaining by calculation using various coefficients determined by characteristics.

流入蒸気は、乾き蒸気であるため、この流入蒸気のエンタルピーは、流入蒸気の圧力Pinと温度Tinとにより求めることができる。本実施形態では、バイパス時測定工程(S9)において、流入蒸気の圧力Pinを入口圧力計82から取得し、流入蒸気の温度Tinを入口温度計81により取得している。よって、バイパス時測定工程(S9)で取得した流入蒸気の圧力Pin及び温度Tinを用いて、流入蒸気のエンタルピーを求めることができる。 Inlet steam are the dry steam, the enthalpy of the inlet steam may be determined by the pressure P in the temperature T in the inlet vapor. In this embodiment, in the bypass measurement step (S9), the pressure P in of the inflowing steam is acquired from the inlet pressure gauge 82, and the temperature T in of the inflowing steam is acquired from the inlet thermometer 81. Thus, by using the pressure P in and the temperature T in the inlet vapor obtained in the bypass when the measurement step (S9), it is possible to determine the enthalpy of the incoming steam.

バイパス運転状態では、低圧蒸気タービン部21に風損防止用蒸気が供給されているものの、この風損防止用蒸気の流量は、通常運転状態の低圧蒸気タービン部21に流入する低圧蒸気の流量に比べて遥に少ない。このため、バイパス運転状態の際、低圧蒸気タービン部21に流入した蒸気は、通常運転状態の際に低圧蒸気タービン部21から排気される場合と異なり、乾き蒸気又はそれに近い蒸気として排気される。よって、排気蒸気のエンタルピーは、排気蒸気の圧力Pout及び温度Toutにより求めることができる。本実施形態では、バイパス時測定工程(S9)において、排気蒸気の圧力Poutを出口圧力計84から取得し、排気蒸気の温度Toutを出口温度計83により取得している。よって、バイパス時測定工程(S9)で取得した流入蒸気の圧力Pout及び温度Toutを用いて、排気蒸気のエンタルピーを求めることができる。 In the bypass operation state, the wind-loss-preventing steam is supplied to the low-pressure steam turbine unit 21, but the flow rate of the wind-loss-preventing steam is equal to the flow rate of the low-pressure steam flowing into the low-pressure steam turbine unit 21 in the normal operation state. Much less. For this reason, the steam that has flowed into the low-pressure steam turbine section 21 in the bypass operation state is exhausted as dry steam or steam close thereto, unlike the case of being exhausted from the low-pressure steam turbine section 21 in the normal operation state. Therefore, the enthalpy of the exhaust steam can be obtained from the pressure P out and the temperature T out of the exhaust steam. In the present embodiment, in the bypass measurement step (S 9), the exhaust steam pressure P out is acquired from the outlet pressure gauge 84, and the exhaust steam temperature T out is acquired by the outlet thermometer 83. Therefore, the enthalpy of the exhaust steam can be obtained using the pressure P out and the temperature T out of the inflow steam acquired in the measurement step (S9) during bypass.

本実施形態では、以上のようにして、流入蒸気及び排気蒸気の質量流量を取得すると共に、流入蒸気及び排気蒸気のエンタルピーを求めて、これらから流入蒸気の熱量QLP2及び排気蒸気の熱量QLPE2を求める。 In the present embodiment, the mass flow rates of the inflow steam and the exhaust steam are acquired as described above, and the enthalpies of the inflow steam and the exhaust steam are obtained, and the heat quantity Q LP2 of the inflow steam and the heat quantity Q LPE2 of the exhaust steam are obtained from these. Ask for.

そして、本実施形態では、(式5)を用いて前述したように、流入蒸気の熱量QLP2(G,Pin,Tin)から、排気蒸気の熱量QLPE2(G,Pout,Tout)、及び蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSST(≒QSTB)を減算して、バイパス運転状態における蒸気タービン出力PWST2を高精度に推定する。なお、Gは、蒸気の質量流量[kg/h]である。 In the present embodiment, as described above using (Equation 5), the calorific value Q LPE2 (G, P out , T out ) of the exhaust steam is derived from the calorific value Q LP2 (G, P in , T in ) of the inflowing steam. ) And the heat quantity LS ST (≈Q STB ) corresponding to the mechanical loss of the steam turbine 20, the steam turbine output PW ST2 in the bypass operation state is estimated with high accuracy. Note that G is the mass flow rate [kg / h] of steam.

バイパス運転状態における蒸気タービン出力PWST2を高精度に推定することができれば、(式6)を用いて、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2を高精度に推定することができる。 If the steam turbine output PW ST2 in the bypass operation state can be estimated with high accuracy, the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state can be estimated with high accuracy using (Equation 6).

ここで、(式6)を、ガスタービン出力PWGT2で整理すると、以下の(式8)のように表すことができる。
PWGT2=PWGEN2−PWST2+LSGEN ・・・(式8)
Here, when (Formula 6) is arranged by the gas turbine output PW GT2 , it can be expressed as the following (Formula 8).
PW GT2 = PW GEN2 -PW ST2 + LS GEN (Expression 8)

本実施形態のバイパス時出力推定工程(S10)では、この(式8)で示されるように、バイパス時測定工程(S9)で取得した発電機出力PWGEN2から、先に推定した蒸気タービン出力PWST2を減算し、これに発電機30の機械損失分の熱量LSGENを加算して、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2を高精度に推定する。なお、発電機30の機械損失分の熱量LSGENは、前述した蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSSTと同様の手法で予め求めておく。 In the bypass output estimation step (S10) of the present embodiment, as shown in (Equation 8), the steam turbine output PW estimated earlier from the generator output PW GEN2 acquired in the bypass measurement step (S9). ST2 is subtracted, and the heat quantity LS GEN corresponding to the mechanical loss of the generator 30 is added to this to estimate the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state with high accuracy. The heat quantity LS GEN for the mechanical loss of the generator 30 is obtained in advance by the same method as the heat quantity LS ST for the mechanical loss of the steam turbine 20 described above.

通常運転状態とバイパス運転状態とで、ガスタービン10に供給する燃料流量が同じであれば、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2を用いて、(式3)に従って、通常運転状態における蒸気タービン出力PWST1を推定することができる。 If the fuel flow rate supplied to the gas turbine 10 is the same in the normal operation state and the bypass operation state, the steam turbine output in the normal operation state according to (Equation 3) using the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state. PW ST1 can be estimated.

ここで、(式3)を、蒸気タービン出力PWST1で整理すると、以下の(式9)のように表すことができる。
PWST1=PWGEN1−PWGT1+LSGEN ・・・(式9)
Here, when (Equation 3) is arranged by the steam turbine output PW ST1 , it can be expressed as the following (Equation 9).
PW ST1 = PW GEN1 -PW GT1 + LS GEN (Equation 9)

また、通常運転状態におけるガスタービン出力PWGT1は、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2とほぼ同じである。そこで、通常時出力推定工程(S11)において、(式9)に示すように、通常時測定工程(S7)で取得した発電機出力PWGEN1から、先に推定したバイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2を減算し、これに発電機30の機械損失分の熱量LSGENを加算して、通常運転状態における蒸気タービン出力PWST1を推定することができる。 Further, the gas turbine output PW GT1 in the normal operation state is substantially the same as the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state. Therefore, in the normal time output estimation step (S11), as shown in (Equation 9), the gas turbine output PW in the bypass operation state estimated earlier from the generator output PW GEN1 acquired in the normal time measurement step (S7). GT2 is subtracted, and the heat quantity LS GEN corresponding to the mechanical loss of the generator 30 is added thereto to estimate the steam turbine output PW ST1 in the normal operation state.

通常運転状態とバイパス運転状態とでガスタービン10に供給する燃料流量が同じであれば、前述したように、通常運転状態におけるガスタービン出力PWGT1とバイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2とはほぼ同じである。しかしながら、ガスタービン出力PWGTは、そのときの環境条件に応じて微妙に変化する。そこで、本実施形態の通常時出力推定工程(S11)では、バイパス時測定工程(S9)で発電機出力PWGEN2を取得したタイミング(t8)におけるガスタービン10の環境条件と、通常時測定工程(S7)で発電機出力PWGEN1を取得したタイミング(t5)におけるガスタービン10の環境条件とを用いて、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2を通常運転状態のガスタービン出力PWGT1に換算してから、(式9)を用いて、通常運転状態における蒸気タービン出力PWST1を推定する。 If the fuel flow rate supplied to the gas turbine 10 is the same between the normal operation state and the bypass operation state, as described above, the gas turbine output PW GT1 in the normal operation state and the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state are almost the same. The same. However, the gas turbine output PW GT slightly changes according to the environmental conditions at that time. Therefore, in the normal output estimation process (S11) of the present embodiment, the environmental conditions of the gas turbine 10 at the timing (t8) when the generator output PW GEN2 is acquired in the bypass measurement process (S9), and the normal measurement process ( Using the environmental conditions of the gas turbine 10 at the timing (t5) at which the generator output PW GEN1 is acquired in S7), the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state is converted into the gas turbine output PW GT1 in the normal operation state. From (Equation 9), the steam turbine output PW ST1 in the normal operation state is estimated.

ガスタービン出力PWGTに影響するガスタービン10の環境条件としては、例えば、ガスタービン10が吸い込む空気の温度、圧力、湿度等がある。ガスタービン出力PWGTは、吸い込む空気の温度が高くなるほど減少する傾向がある。また、ガスタービン出力PWGTは、吸い込む空気の圧力が高くなるほど増加する傾向がある。 Examples of the environmental conditions of the gas turbine 10 that affect the gas turbine output PW GT include the temperature, pressure, and humidity of the air that the gas turbine 10 sucks. The gas turbine output PW GT tends to decrease as the temperature of the intake air increases. Further, the gas turbine output PW GT tends to increase as the pressure of the sucked air increases.

そこで、本実施形態では、このようなガスタービン出力特性に基づき、図6に示すように、吸い込む空気の温度(大気温度)Tairと温度補正係数Kとの関係を示す温度補正係数特性を予め準備しておく。また、図7に示すように、吸い込む空気の圧力(大気圧)Pairと圧力補正係数Kとの関係を示す圧力補正係数特性を予め準備しておく。同様に、吸い込む空気の湿度等のパラメータとその補正係数K,K,…との関係を示す補正係数特性を予め準備しておく。 Therefore, in the present embodiment, based on such gas turbine output characteristics, as shown in FIG. 6, the temperature correction coefficient characteristic indicating the relationship between the temperature (air temperature) T air of the sucked air and the temperature correction coefficient K T is obtained. Prepare in advance. Further, as shown in FIG. 7, a pressure correction coefficient characteristic indicating the relationship between the pressure (atmospheric pressure) P air of the air to be sucked and the pressure correction coefficient K P is prepared in advance. Similarly, correction coefficient characteristics indicating the relationship between parameters such as humidity of the air to be sucked and correction coefficients K X , K Y ,... Are prepared in advance.

そして、バイパス時測定工程(S9)で発電機出力PWGEN2を取得したタイミング(t8)における大気温度T、通常時測定工程(S7)で発電機出力PWGEN1を取得したタイミング(t5)における大気温度Tを取得し、温度補正係数特性を用いて、それぞれの大気温度に応じた温度補正係数KT2,KT1を求める。また、バイパス時測定工程(S9)で発電機出力PWGEN2を取得したタイミング(t8)における大気圧P、通常時測定工程(S7)で発電機出力PWGEN1を取得したタイミング(t5)における大気圧Pを取得し、圧力補正係数特性を用いて、それぞれの大気圧に応じた圧力補正係数KP2,KP1を求める。同様に、バイパス時測定工程(S9)で発電機出力PWGEN2を取得したタイミング(t8)における湿度等のパラメータ値、通常時測定工程(S7)で発電機出力PWGEN1を取得したタイミング(t5)における湿度等のパラメータ値を取得し、その補正係数特性を用いて、それぞれのパラメータ値に応じた補正係数を求める。 Then, the atmospheric temperature T 2 at the timing (t8) at which the generator output PW GEN2 is acquired in the bypass measurement step (S9), and the atmosphere at the timing (t5) at which the generator output PW GEN1 is acquired in the normal measurement step (S7). get the temperature T 1, by using the temperature correction coefficient characteristics, determine the temperature correction coefficient K T2, K T1 corresponding to the respective ambient temperature. Further, the atmospheric pressure P 2 at the timing (t8) at which the generator output PW GEN2 is acquired in the bypass measurement step (S9), and the timing at the timing (t5) at which the generator output PW GEN1 is acquired in the normal measurement step (S7). get the pressure P 1, using the pressure correction coefficient characteristics, determine the pressure correction coefficient K P2, K P1 in accordance with the respective atmospheric pressure. Similarly, parameter values such as humidity at the timing (t8) when the generator output PW GEN2 is acquired in the bypass measurement step (S9), and the timing (t5) when the generator output PW GEN1 is acquired in the normal measurement step (S7). Parameter values such as humidity are obtained, and correction coefficients corresponding to the respective parameter values are obtained using the correction coefficient characteristics.

次に、バイパス時測定工程(S9)で発電機出力PWGEN2を取得したタイミング(t8)における大気温度補正係数KT2と、通常時測定工程(S7)で発電機出力PWGEN1を取得したタイミング(t5)における大気温度補正係数KT1との比(KT1/KT2)を求める。同様に、他のパラメータに関しても、バイパス時測定工程(S9)で発電機出力PWGEN2を取得したタイミング(t8)における補正係数Kと、通常時測定工程(S7)で発電機出力PWGEN1を取得したタイミング(t5)における補正係数Kとの比(K/K)を求める。 Next, the atmospheric temperature correction coefficient K T2 at the timing (t8) at which the generator output PW GEN2 is acquired in the bypass measurement step (S9), and the timing at which the generator output PW GEN1 is acquired at the normal measurement step (S7) ( A ratio (K T1 / K T2 ) with the atmospheric temperature correction coefficient K T1 at t5) is obtained. Similarly, for the other parameters, the correction coefficient K 2 at a timing obtained generator output PW GEN2 (t8) in the bypass when the measurement step (S9), the generator output PW GEN1 in normal measuring step (S7) A ratio (K 1 / K 2 ) with the correction coefficient K 1 at the acquired timing (t5) is obtained.

以上のように、各パラメータに関する補正係数(K/K)の比を求めると、以下の(式10)に示すように、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2に、各パラメータに関する補正係数の比(K/K)を乗算して、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2を通常運転状態のガスタービン出力PWGT1に換算する。
PWGT1=PWGT2×(KT1/KT2)×(KP1/KP2)×(KX1/KX2)×(KY1/KY2)×… ・・・(式10)
As described above, when the ratio of the correction coefficient (K 1 / K 2 ) relating to each parameter is obtained, the correction coefficient relating to each parameter is obtained in the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state as shown in the following (Equation 10). The gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state is converted into the gas turbine output PW GT1 in the normal operation state by multiplying the ratio (K 1 / K 2 ).
PW GT1 = PW GT2 × (K T1 / K T2) × (K P1 / K P2) × (K X1 / K X2) × (K Y1 / K Y2) × ... ··· ( Equation 10)

バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT2を通常運転状態のガスタービン出力PWGT1に換算すると、前述したように、換算で得られた通常運転状態におけるガスタービン出力PWGT1を用いて、(式9)に従い、通常運転状態における蒸気タービン出力PWST1を推定する。 When the gas turbine output PW GT2 in the bypass operation state is converted into the gas turbine output PW GT1 in the normal operation state, as described above, the gas turbine output PW GT1 in the normal operation state obtained by the conversion is used (Formula 9). Accordingly, the steam turbine output PW ST1 in the normal operation state is estimated.

以上のように、本実施形態では、一軸型コンバインドサイクルプラントのガスタービン出力及び蒸気タービン出力として、高精度の出力を得ることができる。   As described above, in this embodiment, a highly accurate output can be obtained as the gas turbine output and the steam turbine output of the single-shaft combined cycle plant.

「タービン出力推定方法の第二実施形態」
一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法の第二実施形態について、図8に示すタイミングチャートに従って説明する。
“Second Embodiment of Turbine Output Estimation Method”
A second embodiment of the turbine output estimation method for the single-shaft combined cycle plant will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

第一実施形態のバイパス運転工程(S8)では、低圧蒸気タービン部21に風損防止用蒸気を供給する。一方、本実施形態のバイパス運転工程では、低圧蒸気タービン部21に蒸気を供給しない。すなわち、本実施形態のバイパス運転工程では、全ての蒸気タービン部21,22,23に供給される蒸気の全てをバイパスさせる。   In the bypass operation step (S8) of the first embodiment, wind-loss preventing steam is supplied to the low-pressure steam turbine unit 21. On the other hand, in the bypass operation process of the present embodiment, no steam is supplied to the low-pressure steam turbine unit 21. That is, in the bypass operation process of this embodiment, all the steam supplied to all the steam turbine units 21, 22 and 23 is bypassed.

本実施形態でも、第一実施形態と同様、通常運転状態での通常時測定工程を経た後、バイパス運転工程を実行し、このバイパス運転状態でのバイパス時測定工程を実行する。   In the present embodiment, as in the first embodiment, after the normal measurement process in the normal operation state, the bypass operation process is executed, and the bypass measurement process in the bypass operation state is executed.

通常運転状態からバイパス運転状態への移行時には、第一実施形態と同様に、中圧蒸気止め弁72a及び中圧蒸気加減弁72bを閉じる一方で、再熱蒸気バイパス弁78を開ける。また、高圧蒸気止め弁73a及び高圧蒸気加減弁73bを閉じる一方で、高圧蒸気バイパス弁79を開ける。さらに、低圧蒸気バイパス弁77を開ける一方で、風損防止用蒸気を低圧蒸気タービン部21に供給できる開度にまで低圧蒸気加減弁71bを絞り込む(t6)。すなわち、以上までは、第一実施形態において、通常運転状態からバイパス運転状態への移行時の操作と同じである。   At the time of transition from the normal operation state to the bypass operation state, the reheat steam bypass valve 78 is opened while the intermediate pressure steam stop valve 72a and the intermediate pressure steam control valve 72b are closed as in the first embodiment. Further, the high pressure steam stop valve 73a and the high pressure steam control valve 73b are closed, while the high pressure steam bypass valve 79 is opened. Furthermore, while the low pressure steam bypass valve 77 is opened, the low pressure steam control valve 71b is narrowed down to an opening degree at which the windage prevention steam can be supplied to the low pressure steam turbine section 21 (t6). That is, the operations up to the above are the same as the operations at the time of transition from the normal operation state to the bypass operation state in the first embodiment.

本実施形態では、以上の操作を行ってから発電機出力PWGENが安定した後(t7)、低圧蒸気止め弁71a及び低圧蒸気加減弁71bを閉じる(t8a:バイパス運転工程)。この結果、全ての蒸気タービン部21,22,23に供給される蒸気は、全てバイパスされることになる。本実施形態では、この状態がバイパス運転状態である。 In this embodiment, after the generator operation PW GEN is stabilized after performing the above operation (t7), the low pressure steam stop valve 71a and the low pressure steam control valve 71b are closed (t8a: bypass operation step). As a result, all the steam supplied to all the steam turbine units 21, 22, and 23 is bypassed. In this embodiment, this state is a bypass operation state.

一軸型コンバインドサイクルプラントがバイパス運転状態になり、発電機出力PWGENが安定した後(t9)、出力計88から発電機出力PWGEN3を取得し、これらを記録する(t10:バイパス時測定工程)。 After the single-shaft combined cycle plant enters the bypass operation state and the generator output PW GEN is stabilized (t9), the generator output PW GEN3 is obtained from the output meter 88 and recorded (t10: measurement process at bypass). .

バイパス時測定工程が終了すると、直ちに、各蒸気バイパス弁77,78,79を閉じ、各蒸気止め弁71a,72a,73a及び各蒸気加減弁71b,72b,73bを全開にして、前述した定格運転状態に戻す。   Immediately after the bypass measurement process is completed, the steam bypass valves 77, 78, and 79 are closed, the steam stop valves 71a, 72a, and 73a and the steam control valves 71b, 72b, and 73b are fully opened, and the above-described rated operation is performed. Return to the state.

本実施形態でも、バイパス時測定工程で取得したデータを用いて、測定データを得た時点でのガスタービン出力PWGT3を推定する(バイパス時出力推定工程)。 Also in the present embodiment, the gas turbine output PW GT3 at the time when the measurement data is obtained is estimated using the data acquired in the bypass measurement process (bypass output estimation process).

本実施形態のバイパス運転状態では、ガスタービン出力PWGT3、蒸気タービン出力PWST3、及び発電機出力PWGEN3は、以下の(式11)、(式12)、(式13)のように表すことができる。 In the bypass operation state of the present embodiment, the gas turbine output PW GT3 , the steam turbine output PW ST3 , and the generator output PW GEN3 are expressed as the following (Expression 11), (Expression 12), and (Expression 13). Can do.

PWGT3=QF3+QAIR3−QGTE3−LSGT ・・・(式11)
PWST3=−LSST ・・・(式12)
PWGEN3=PWGT3+PWST3−LSGEN
=PWGT3−LSST−LSGEN ・・・(式13)
PW GT3 = Q F3 + Q AIR3 -Q GTE3 -LS GT ··· ( Equation 11)
PW ST3 = −LS ST (Formula 12)
PW GEN3 = PW GT3 + PW ST3 -LS GEN
= PW GT3 -LS ST -LS GEN (Formula 13)

すなわち、本実施形態のバイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT3は、(式11)に示すように、第一実施形態のバイパス運転状態の際と同様、ガスタービン10に供給される燃料の発熱量QF3とガスタービン10が吸い込む空気の熱量QAIR3との加算値から、ガスタービン10から排気される排気ガスEGの熱量QGTE3及びガスタービン10の機械損失分の熱量LSGTを減算した値になる。 That is, the gas turbine output PW GT3 in the bypass operation state of the present embodiment is the amount of heat generated by the fuel supplied to the gas turbine 10 as in the bypass operation state of the first embodiment, as shown in (Equation 11). from the sum of the amount of heat Q AIR3 of air Q F3 and a gas turbine 10 is sucked, the heat quantity Q GTE3 and a value obtained by subtracting the amount of heat LS GT machine loss of the gas turbine 10 of the exhaust gas EG, which is exhausted from the gas turbine 10 Become.

また、バイパス運転状態における蒸気タービン出力PWST3は、いずれの蒸気タービン部21,22,23にも蒸気が供給されない関係上、(式12)に示すように、発電機30の駆動に寄与する熱量分がなく、蒸気タービン20の機械損失分の熱量(−LSST)のみになる。 Further, the steam turbine output PW ST3 in the bypass operation state is the amount of heat that contributes to driving the generator 30 as shown in (Equation 12) because steam is not supplied to any of the steam turbine units 21, 22, and 23. There is no minute, and only the amount of heat (-LS ST ) corresponding to the mechanical loss of the steam turbine 20 is obtained.

バイパス運転状態における発電機出力PWGEN3は、第一実施形態のバイパス運転状態の際と同様、(式13)に示すように、ガスタービン出力PWGT3と蒸気タービン出力PWST3との加算値から、発電機30の機械損失分の熱量LSGENを減算した値になる。但し、本実施形態では、前述したように、バイパス運転状態における蒸気タービン出力PWST3が蒸気タービン20の機械損失分の熱量(−LSST)のみであるから、バイパス運転状態における発電機出力PWGEN3は、ガスタービン出力PWGT3から、蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSST及び発電機30の機械損失分の熱量LSGENを減算した値になる。 As in the case of the bypass operation state of the first embodiment, the generator output PW GEN3 in the bypass operation state is obtained by adding the gas turbine output PW GT3 and the steam turbine output PW ST3 as shown in (Equation 13): A value obtained by subtracting the heat quantity LS GEN corresponding to the mechanical loss of the generator 30 is obtained. However, in the present embodiment, as described above, since the steam turbine output PW ST3 in the bypass operation state is only the heat amount (−LS ST ) corresponding to the mechanical loss of the steam turbine 20, the generator output PW GEN3 in the bypass operation state. Is a value obtained by subtracting the heat quantity LS ST for the mechanical loss of the steam turbine 20 and the heat quantity LS GEN for the mechanical loss of the generator 30 from the gas turbine output PW GT3 .

ここで、(式13)を、ガスタービン出力PWGT3で整理すると、以下の(式14)のように、表すことができる。
PWGT3=PWGEN3+LSST+LSGEN ・・・(式14)
Here, when (Equation 13) is arranged by the gas turbine output PW GT3 , it can be expressed as the following (Equation 14).
PW GT3 = PW GEN3 + LS ST + LS GEN (Formula 14)

よって、本実施形態のバイパス時出力推定工程では、バイパス時測定工程で取得した発電機出力PWGEN3に、予め求めてある蒸気タービン20の機械損失分の熱量LSST及び発電機30の機械損失分の熱量LSGENを加算して、ガスタービン出力PWGT3を推定する。 Therefore, in the bypass output estimation step of the present embodiment, the heat output LS ST for the mechanical loss of the steam turbine 20 and the mechanical loss of the generator 30 that are obtained in advance in the generator output PW GEN3 acquired in the bypass measurement step. Is added to estimate the gas turbine output PW GT3 .

その後は、第一実施形態と同様に、バイパス時測定工程で発電機出力PWGEN3を取得したタイミング(t10)におけるガスタービン10の環境条件と、通常時測定工程で発電機出力PWGEN1を取得したタイミング(t5)におけるガスタービン10の環境条件とを用いて、バイパス運転状態におけるガスタービン出力PWGT3を通常運転状態のガスタービン出力PWGT1に換算してから、換算で得られたガスタービン出力PWGT1を用いて、通常運転状態における蒸気タービン出力PWST1を推定する。 Then, like the first embodiment, the environmental conditions of the gas turbine 10 at the timing obtained generator output PW GEN3 bypass time measuring step (t10), and obtains the generator output PW GEN1 in normal measuring process Using the environmental conditions of the gas turbine 10 at the timing (t5), the gas turbine output PW GT3 in the bypass operation state is converted into the gas turbine output PW GT1 in the normal operation state, and then the gas turbine output PW obtained by conversion is converted. Using GT1 , steam turbine output PW ST1 in a normal operation state is estimated.

以上、本実施形態では、バイパス時出力推定工程でガスタービン出力PWGT3を推定するにあたり、第一実施形態よりも、計算で推定する要素が少なくなるので、第一実施形態よりもガスタービン出力PWGT3の精度を高めることができる。この結果、通常時出力推定工程で推定するガスタービン出力PWGT1及び蒸気タービン出力PWST1の精度も高めることができる。 As described above, in the present embodiment, in estimating the gas turbine output PW GT3 in the bypass output estimating step, the number of elements to be estimated by calculation is smaller than that in the first embodiment, and therefore, the gas turbine output PW than in the first embodiment. The accuracy of GT3 can be increased. As a result, it is possible to improve the accuracy of the gas turbine output PW GT1 and the steam turbine output PW ST1 estimated in the normal output estimation process.

但し、本実施形態では、バイパス時測定工程で発電機出力PWGEN3を取得する際、低圧蒸気タービン部21に蒸気を供給していない。このため、バイパス時測定工程の実行時に、低圧蒸気タービン部21の出口部の温度が風損によりその上限温度を超えるおそれがある。よって、低圧蒸気タービン部21に蒸気を供給していない状態をできる限り短くすることが好ましい。一方で、バイパス時測定工程で発電機出力PWGEN3を取得する際には、発電機出力PWGENが安定している必要があり、通常運転状態からバイパス運転状態への移行過程で、低圧蒸気バイパス弁77を開け且つ低圧蒸気加減弁71bを閉じ始めてから、発電機出力PWGENが安定するまでにある程度の時間を要する。 However, in this embodiment, when acquiring the generator output PW GEN3 in the measurement process at the time of bypass, the steam is not supplied to the low-pressure steam turbine unit 21. For this reason, at the time of performing the measurement process at the time of bypass, there is a possibility that the temperature of the outlet part of the low-pressure steam turbine part 21 may exceed the upper limit temperature due to windage. Therefore, it is preferable to make the state where steam is not supplied to the low-pressure steam turbine unit 21 as short as possible. On the other hand, when the generator output PW GEN3 is acquired in the measurement process at the time of bypass, the generator output PW GEN needs to be stable, and the low-pressure steam bypass is required during the transition from the normal operation state to the bypass operation state. A certain amount of time is required until the generator output PW GEN is stabilized after the valve 77 is opened and the low-pressure steam control valve 71b is started to close.

そこで、本実施形態では、低圧蒸気タービン部21に蒸気を供給しない状態での安定した発電機出力PWGENを得つつも、低圧蒸気タービン部21に蒸気を供給しない期間をできるかぎり短くするため、通常運転状態からバイパス運転状態への移行過程で、先に説明した操作を実行している。すなわち、本実施形態では、通常運転状態からバイパス運転状態への移行過程で、低圧蒸気タービン部21に風損防止用蒸気を供給し、この状態で発電機出力PWGENが安定した後(t7)、低圧蒸気止め弁71a及び低圧蒸気加減弁71bを閉じている(t8a)。 Therefore, in this embodiment, in order to shorten the period during which steam is not supplied to the low-pressure steam turbine unit 21 as much as possible, while obtaining a stable generator output PW GEN without supplying steam to the low-pressure steam turbine unit 21, The operation described above is executed in the transition process from the normal operation state to the bypass operation state. That is, in the present embodiment, after the steam for preventing windage loss is supplied to the low-pressure steam turbine unit 21 in the transition process from the normal operation state to the bypass operation state, the generator output PW GEN is stabilized in this state (t7). The low pressure steam stop valve 71a and the low pressure steam control valve 71b are closed (t8a).

「各種変形例」
以上の各実施形態では、通常時測定工程(S7)を実行してからバイパス時測定工程(S9)を実行している。しかしながら、バイパス時測定工程(S9)を実行してから、通常時測定工程(S7)を実行してもよい。
`` Various modifications ''
In each of the above embodiments, the normal time measurement step (S7) is executed, and then the bypass time measurement step (S9) is executed. However, the normal measurement step (S7) may be executed after the bypass measurement step (S9).

また、以上の実施形態では、バイパス時出力推定工程(S10)及び通常時出力推定工程(S11)を実行しているが、バイパス時出力推定工程(S10)のみ実行してもよい。   In the above embodiment, the bypass output estimation step (S10) and the normal output estimation step (S11) are executed, but only the bypass output estimation step (S10) may be executed.

以上の実施形態の蒸気タービン20は、互いに異なる圧力の蒸気が流入する3つの蒸気タービン部21,22,23を有する。しかしながら、この蒸気タービン部21,22,23の数量は、4つ以上、2つ又は1つでもよい。これらの場合でも、通常運転状態からバイパス運転状態への移行過程では、復水器51に接続されている蒸気タービン部に対して風損防止用蒸気を供給することが好ましい。   The steam turbine 20 of the above embodiment has the three steam turbine parts 21, 22, and 23 into which steams having different pressures flow. However, the number of the steam turbine units 21, 22, 23 may be four or more, two, or one. Even in these cases, in the transition process from the normal operation state to the bypass operation state, it is preferable to supply the wind-loss-preventing steam to the steam turbine unit connected to the condenser 51.

また、以上では、一軸型コンバインドサイクルプラントの定格運転状態を通常運転状態の一形態として示している。しなしながら、この通常運転状態には、GTCCロータ39が定格回転数で回転しており、ガスタービン10に燃料が供給され、蒸気タービン20の各蒸気タービン部21,22,23に対して蒸気が供給され、いずれの蒸気タービン部21,22,23に対する蒸気もバイパスされていない状態も含まれる。さらに、この通常運転状態には、GTCCロータ39が定格回転数で回転しており、ガスタービン10に燃料が供給され、蒸気タービン20の各蒸気タービン部21,22,23の蒸気加減弁71b,72b,73bが全開で各蒸気タービン部21,22,23に蒸気が供給されている状態も含まれる。   In the above, the rated operation state of the single-shaft combined cycle plant is shown as one form of the normal operation state. However, in this normal operation state, the GTCC rotor 39 rotates at the rated speed, fuel is supplied to the gas turbine 10, and steam is supplied to the steam turbine units 21, 22, and 23 of the steam turbine 20. Is supplied and the steam for any of the steam turbine units 21, 22, 23 is not bypassed. Further, in this normal operation state, the GTCC rotor 39 rotates at the rated rotational speed, the fuel is supplied to the gas turbine 10, and the steam control valves 71 b of the steam turbine units 21, 22, 23 of the steam turbine 20, The state where 72b and 73b are fully opened and the steam is supplied to each steam turbine part 21,22,23 is also included.

10:ガスタービン、11:圧縮機、14:燃焼器、19:ガスタービンロータ、20:蒸気タービン、21:低圧蒸気タービン部、22:中圧蒸気タービン部、23:高圧蒸気タービン部、29:蒸気タービンロータ、30:発電機、31r:発電機ロータ、38:電力系統、39:GTCCロータ、40:排熱回収ボイラー、41:低圧蒸気発生部、42:中圧蒸気発生部、43:高圧蒸気発生部、44:再熱部、51:復水器、52:給水ライン、53:給水ポンプ、61:低圧蒸気ライン、62:中圧蒸気ライン、63:高圧蒸気ライン、64:高圧蒸気回収ライン、65:再熱蒸気ライン、66:中圧蒸気回収ライン、67:低圧蒸気バイパスライン、68:再熱蒸気バイパスライン、69:高圧蒸気バイパスライン、71b:低圧蒸気加減弁、72b:中圧蒸気加減弁、73b:高圧蒸気加減弁、77:低圧蒸気バイパス弁、78:再熱蒸気バイパス弁、79:高圧蒸気バイパス弁、81:入口温度計、82:入口圧力計、83:出口温度計、84:出口圧力計、85:大気温度計、86:大気圧計、87:回転数計、88:出力計   10: Gas turbine, 11: Compressor, 14: Combustor, 19: Gas turbine rotor, 20: Steam turbine, 21: Low pressure steam turbine section, 22: Medium pressure steam turbine section, 23: High pressure steam turbine section, 29: Steam turbine rotor, 30: generator, 31r: generator rotor, 38: power system, 39: GTCC rotor, 40: exhaust heat recovery boiler, 41: low pressure steam generator, 42: medium pressure steam generator, 43: high pressure Steam generating part, 44: Reheating part, 51: Condenser, 52: Feed water line, 53: Feed water pump, 61: Low pressure steam line, 62: Medium pressure steam line, 63: High pressure steam line, 64: High pressure steam recovery 65: Reheat steam line, 66: Medium pressure steam recovery line, 67: Low pressure steam bypass line, 68: Reheat steam bypass line, 69: High pressure steam bypass line, 71b: Low Steam control valve, 72b: Medium pressure steam control valve, 73b: High pressure steam control valve, 77: Low pressure steam bypass valve, 78: Reheat steam bypass valve, 79: High pressure steam bypass valve, 81: Inlet thermometer, 82: Inlet Pressure gauge, 83: Outlet thermometer, 84: Outlet pressure gauge, 85: Atmospheric thermometer, 86: Atmospheric pressure gauge, 87: Revolution meter, 88: Output meter

Claims (8)

ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの駆動で発電する発電機と、を備え、前記ガスタービンのガスタービンロータと前記蒸気タービンの蒸気タービンロータと前記発電機の発電機ロータとが同一軸線上に位置して互いに連結されている一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
前記ガスタービンに燃料を供給して前記ガスタービンを運転すると共に、前記蒸気タービンに供給される蒸気を、前記蒸気タービンに対してバイパスさせるバイパス運転工程と、
前記バイパス運転工程中の発電機出力を測定するバイパス時測定工程と、
前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力を用いて、ガスタービン出力を推定するバイパス時出力推定工程と、
を実行する一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
A gas turbine, an exhaust heat recovery boiler that generates steam by heat of exhaust gas from the gas turbine, a steam turbine that is driven by steam from the exhaust heat recovery boiler, and power generation by driving the gas turbine and the steam turbine A single-shaft combined cycle plant in which the gas turbine rotor of the gas turbine, the steam turbine rotor of the steam turbine, and the generator rotor of the generator are connected to each other on the same axis. In the turbine output estimation method of
A bypass operation step of supplying fuel to the gas turbine to operate the gas turbine and bypassing the steam supplied to the steam turbine to the steam turbine;
A bypass measurement process for measuring the generator output during the bypass operation process;
Using the generator output obtained in the bypass measurement step, the bypass output estimation step for estimating the gas turbine output;
A turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant that executes
請求項1に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
前記蒸気タービンは、一以上の蒸気タービン部を有し、
前記バイパス運転工程では、一以上の前記蒸気タービン部のうち、排気した蒸気を水に戻す復水器に接続されている低圧蒸気タービン部を除く全ての前記蒸気タービン部に供給される蒸気をバイパスさせ、前記低圧蒸気タービン部の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を前記低圧蒸気タービン部に供給しつつ、残りの蒸気を前記低圧蒸気タービン部に対してバイパスさせ、
前記バイパス時出力推定工程では、前記風損防止用蒸気が供給されている前記低圧蒸気タービン部の駆動で発電される蒸気タービン出力分を推定し、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力から前記蒸気タービン出力分を減算して、前記ガスタービン出力を推定する、
一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
In the turbine output estimation method of the single shaft type combined cycle plant according to claim 1,
The steam turbine has one or more steam turbine parts,
In the bypass operation step, the steam supplied to all the steam turbine units except for the low-pressure steam turbine unit connected to the condenser for returning the exhausted steam to water among the one or more steam turbine units is bypassed. And supplying the steam for preventing windage loss at a flow rate at which the outlet temperature of the low-pressure steam turbine section does not exceed a predetermined upper limit value to the low-pressure steam turbine section, while supplying the remaining steam to the low-pressure steam turbine section. Bypass
In the bypass output estimation step, a steam turbine output generated by driving the low-pressure steam turbine section supplied with the windage-preventing steam is estimated, and the generator output obtained in the bypass measurement step is estimated. Subtracting the steam turbine output from to estimate the gas turbine output,
Turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant.
請求項1又は2に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
前記バイパス時出力推定工程では、前記蒸気タービン出力分として前記蒸気タービンの機械損失分の補正を行った値を用いる、
一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
In the turbine output estimation method of the single shaft type combined cycle plant according to claim 1 or 2,
In the bypass power estimation step, a value obtained by correcting the steam turbine mechanical loss is used as the steam turbine output.
Turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant.
請求項1に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
前記蒸気タービンは、一以上の蒸気タービン部を有し、
前記バイパス運転工程では、一以上の前記蒸気タービン部のうち、排気した蒸気を水に戻す復水器に接続されている低圧蒸気タービン部を除く全ての前記蒸気タービン部に供給される蒸気をバイパスさせ、前記低圧蒸気タービン部の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を前記低圧蒸気タービン部に供給しつつ、残りの蒸気を前記低圧蒸気タービン部に対してバイパスさせ、前記発電機出力が安定した後、前記低圧蒸気タービン部に供給される全ての蒸気もバイパスさせる、
一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
In the turbine output estimation method of the single shaft type combined cycle plant according to claim 1,
The steam turbine has one or more steam turbine parts,
In the bypass operation step, the steam supplied to all the steam turbine units except for the low-pressure steam turbine unit connected to the condenser for returning the exhausted steam to water among the one or more steam turbine units is bypassed. And supplying the steam for preventing windage loss at a flow rate at which the outlet temperature of the low-pressure steam turbine section does not exceed a predetermined upper limit value to the low-pressure steam turbine section, while supplying the remaining steam to the low-pressure steam turbine section. Bypassing all the steam supplied to the low-pressure steam turbine section after the generator output is stabilized,
Turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant.
請求項1から4のいずれか一項に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
前記バイパス時出力推定工程では、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力に前記発電機の機械損失分を加算した値を用いて、前記ガスタービン出力を推定する、
一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
In the turbine output estimation method of the single shaft type combined cycle plant according to any one of claims 1 to 4,
In the bypass output estimation step, the gas turbine output is estimated using a value obtained by adding a mechanical loss of the generator to the generator output obtained in the bypass measurement step.
Turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant.
請求項1から5のいずれか一項に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
前記ガスタービンに燃料を供給して前記ガスタービンを運転すると共に、前記蒸気タービンに蒸気を供給して前記蒸気タービンを運転する通常運転工程と、
前記通常運転工程中の発電機出力を測定する通常時測定工程と、
前記バイパス時出力推定工程で推定した前記ガスタービン出力と、前記通常時測定工程で得た前記発電機出力とを用いて、蒸気タービン出力を推定する通常時出力推定工程と、
を実行する、
一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
In the turbine output estimation method of the single shaft type combined cycle plant according to any one of claims 1 to 5,
A normal operation step of supplying fuel to the gas turbine to operate the gas turbine, and supplying steam to the steam turbine to operate the steam turbine;
A normal measurement step of measuring the generator output during the normal operation step;
A normal output estimation step for estimating a steam turbine output using the gas turbine output estimated in the bypass output estimation step and the generator output obtained in the normal measurement step;
Run the
Turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant.
請求項6に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
前記バイパス時測定工程の実行時及び前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件を取得し、
前記通常時出力推定工程では、前記バイパス時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件と前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件と用いて、前記バイパス時出力推定工程で推定した前記ガスタービン出力を前記通常時測定工程の実行時の値に換算し、換算で得られた前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービン出力を用いて、前記通常時測定工程の実行時における前記蒸気タービン出力を推定する、
一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
In the turbine output estimation method of the single shaft type combined cycle plant according to claim 6,
Obtaining environmental conditions of the gas turbine at the time of execution of the measurement process at the time of bypass and at the time of execution of the normal time measurement process
In the normal-time output estimation step, the bypass-time output estimation step is performed using the gas turbine environmental condition during execution of the bypass-time measurement step and the gas turbine environmental condition during execution of the normal-time measurement step. The estimated gas turbine output is converted into a value at the time of execution of the normal time measurement step, and the execution of the normal time measurement step is performed using the gas turbine output at the time of execution of the normal time measurement step obtained by the conversion. Estimating the steam turbine power at the time,
Turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant.
請求項6又は7に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
前記通常時出力推定工程では、前記バイパス時推定工程で得た前記発電機出力に前記発電機の機械損失分を加算した値を用いて、前記蒸気タービン出力を推定する、
一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
In the turbine output estimation method of the single shaft type combined cycle plant according to claim 6 or 7,
In the normal time output estimating step, the steam turbine output is estimated using a value obtained by adding a mechanical loss of the generator to the generator output obtained in the bypass time estimating step.
Turbine output estimation method for a single-shaft combined cycle plant.
JP2014068303A 2014-03-28 2014-03-28 Turbine output estimation method for single-shaft combined cycle plant Active JP6236727B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014068303A JP6236727B2 (en) 2014-03-28 2014-03-28 Turbine output estimation method for single-shaft combined cycle plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014068303A JP6236727B2 (en) 2014-03-28 2014-03-28 Turbine output estimation method for single-shaft combined cycle plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015190384A JP2015190384A (en) 2015-11-02
JP6236727B2 true JP6236727B2 (en) 2017-11-29

Family

ID=54425094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014068303A Active JP6236727B2 (en) 2014-03-28 2014-03-28 Turbine output estimation method for single-shaft combined cycle plant

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6236727B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106844893B (en) * 2016-12-30 2020-05-12 华电电力科学研究院有限公司 Method for calculating low pressure cylinder efficiency of steam turbine of single-shaft gas-steam combined cycle unit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05195720A (en) * 1992-01-21 1993-08-03 Toshiba Corp Managing method for degradation in performance of plant
JPH06159012A (en) * 1992-11-20 1994-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Uniaxial combined plant and its operating method
US5555719A (en) * 1994-02-15 1996-09-17 General Electric Co. Method of operating a combined cycle steam and gas turbine power generating system with constant settable droop
JP3702266B2 (en) * 2002-11-13 2005-10-05 三菱重工業株式会社 Steam turbine output estimation device in dual fuel type single shaft combined plant
JP2012167571A (en) * 2011-02-10 2012-09-06 Toshiba Corp Uniaxial combined cycle power generation plant, and method of operating the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015190384A (en) 2015-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106844893B (en) Method for calculating low pressure cylinder efficiency of steam turbine of single-shaft gas-steam combined cycle unit
Lee et al. Development of a gas turbine performance analysis program and its application
US8191410B2 (en) Mechanical drive train for testing full scale compressor rigs and gas turbines
US7634385B2 (en) Methods of measuring steam turbine efficiency
US8419344B2 (en) System and method for measuring efficiency and leakage in a steam turbine
JP2012197750A (en) Power plant and power plant operating method
JP2010276026A (en) Control for improved thermal performance of steam turbine at partial load
US9587522B2 (en) Model-based partial letdown thrust balancing
JP6574370B2 (en) Gas turbine operation control method, gas turbine operation control device, and gas turbine
JP6236727B2 (en) Turbine output estimation method for single-shaft combined cycle plant
US20040243350A1 (en) Methods of measuring steam turbine efficiency
Aghaali et al. Turbocharged si-engine simulation with cold and hot-measured turbocharger performance maps
US8186935B2 (en) Steam turbine having exhaust enthalpic condition control and related method
JP5461970B2 (en) Combined cycle power plant
JP5653786B2 (en) Anomaly detection device
CN103954380B (en) A kind of assay method of Turbo-generator Set exhaust enthalpy
JP4650425B2 (en) Process quantity measuring method and apparatus
US10704427B2 (en) Method to diagnose power plant degradation using efficiency models
JP5215815B2 (en) Turbine cooling system control device, turbine cooling system, and turbine cooling system control method
JP2018189020A (en) Turbine monitoring system, turbine monitoring method, and turbine system
KR20170051300A (en) Steam turbine inlet temperature control system, computer program product and related methods
EP3578762A1 (en) Method for determining an outlet temperature of an upstream combustion stage in a gas turbine engine having at least two serially arranged combustion stages
US9234442B2 (en) Steam turbine system and control system therefor
JP2009014319A (en) Water supply control device and water supply control method
Jeong et al. Evaluation of component characteristics of a reheat cycle gas turbine using measured performance data

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20161118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170816

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171013

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6236727

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350