JP6730202B2 - 制御システム、ガスタービン、発電プラント及び燃料温度の制御方法 - Google Patents

制御システム、ガスタービン、発電プラント及び燃料温度の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、制御システム、ガスタービン、発電プラント及び燃料温度の制御方法に関する。
発電用ガスタービンコンバインドサイクル（ＧＴＣＣ：Gas Turbine Combined Cycle）プラントでは、ガスタービンに供給する燃料の温度制御のために燃料系統に、燃料加熱装置（ＦＧＨ：Fuel Gas Heater）を設置している。燃料加熱装置では、排熱回収ボイラー（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generators）からの加熱水と熱交換することで、燃料ガスを加熱している。一般的な燃料加熱装置への給水制御について図を用いて説明する。図１４は、従来の燃料加熱装置の系統図である。図１５は、燃料加熱装置における従来の給水制御処理を示すブロック図である。図１４が示すように燃料ガスは、矢印の方向（紙面右から左）に流れ、ガスタービン（ＧＴ）の燃焼器に供給される。一方、排熱回収ボイラーから供給される給水ＨＷ（加熱水）は、矢印の方向（紙面左から右）に流れ、燃料加熱装置７０にて燃料ガスを加熱し、排熱回収ボイラーや復水器へと流れる。
ここで、まず、従来の給水流量調節弁７１の開度制御について説明する。給水流量調節弁７１は、ガスタービンの運転中、燃料の加熱に必要な加熱水の流量を制御し、ＨＲＳＧ側（低圧給水側）に回収するために設置する。図１５を用いて、給水流量調節弁７１の開度制御について説明する。関数器Ｐ１０は、ガスタービンの負荷（ＧＴＭＷ）を入力し、ＧＴＭＷに見合う弁開度を算出する。給水流量調節弁７１の開度は、算出した弁開度となるよう制御される。このように給水流量調節弁７１については、ガスタービンの起動、停止、部分負荷運転、定格運転の各運転モードを通じて、弁特性を考慮しつつ、負荷に応じたフィードフォワード制御が行われる。
次に、従来のダンプ弁７２の開度制御について説明する。ダンプ弁７２は、ガスタービンの起動、停止時の燃料加熱装置７０への加熱水の流量を制御し、復水器にダンプするために設置する。起動停止時には目標流量に対するフィードバック制御によって制御され，高負荷運転時には、給水流量調節弁７１による制御に切り替わり、ダンプ弁７２は全閉とされる。また、負荷が低下し、燃料加熱装置７０を通過する燃料ガスの流量が低下した場合は、上記のフィードバック制御によってダンプ弁を開とする制御が行われる。図１５（ｂ）にダンプ弁７２の開度制御ロジックを示す。関数器Ｄ１０は、ガスタービンの負荷（ＧＴＭＷ）を入力し、ＧＴＭＷに見合う目標流量Ｆ１に変換する。また、減算器Ｄ１１が、流量Ｆ１から流量計１６が計測した流量Ｆ２を減じて、目標流量Ｆ１と実際の給水流量Ｆ２との偏差を算出する。次に制御器Ｄ１２が、ＰＩ制御により、この偏差を０に近づける弁開度を算出し、ダンプ弁７２の開度が算出した弁開度となるよう制御する。
なお、特許文献１には、コンバインドプラントにおける部分負荷運転時の燃料加熱用の給水温度調整について、蒸気タービンの出力低下に伴う給水量の減少に対して、燃料ガスの減量調整が不十分となりがちで、燃料過多のまま運転を行うことにより、給水がスチーミングするという課題に対し、給水を再循環させる再循環系等を設けることによって、不足しがちな給水量を補うことが記載されている。
特開２００２−２５６８１６号公報
ところで、上記のように燃料加熱装置７０では、燃料ガスを排熱回収ボイラーからの加熱水によって加熱しているが、燃料加熱装置７０に供給する加熱水は、ガスタービンの負荷に応じた流量が供給される制御であるため、燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの温度は所望の値に制御できない可能性がある。
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる制御システム、ガスタービン、発電プラント及び燃料温度の制御方法を提供することを目的としている。
本発明の第１の態様によれば、制御システムは、ガスタービンの燃料を加熱する加熱水の供給装置から前記燃料を加熱する燃料加熱装置へ供給される前記加熱水の流量を、前記燃料加熱装置から前記加熱水の供給装置へ回収される前記加熱水の流量を調節する給水流量調節弁の開度と、復水器へダンプされる前記加熱水の流量を調節するダンプ弁の開度と、を調節することにより制御し、当該加熱水の流量の制御により、前記燃料加熱装置を経て前記ガスタービンの燃焼器に供給される前記燃料の温度を制御する制御システムであって、前記ガスタービンの負荷に応じた前記給水流量調節弁の開度である第１弁開度を算出する第１弁開度算出部と、前記ガスタービンの燃焼器に供給する前記燃料の目標温度と前記燃料加熱装置の出口側における前記燃料の温度との偏差に応じた補正量を算出し、算出した前記補正量を前記第１弁開度に加算して第３弁開度を算出する第３弁開度算出部と、前記第３弁開度に基づいて、前記給水流量調節弁の開度を制御する給水流量調節弁制御部と、前記ガスタービンの負荷に応じて予め定められた前記加熱水の目標流量と実際の流量との偏差に応じて、前記ダンプ弁の開度を制御するダンプ弁制御部と、を備える。
また、本発明の第２の態様によれば、前記第３弁開度算出部は、前記燃料の目標温度と前記燃料加熱装置の出口側における前記燃料の温度との偏差に基づく前記補正量の算出を、フィードバック制御によって実行する。
また、本発明の第３の態様によれば、前記第１弁開度に前記燃料加熱装置の入口側での前記燃料の温度に応じた係数を乗じて第２弁開度を算出する第２弁開度算出部、をさらに備え、前記第３弁開度算出部は、前記第１弁開度に代えて、前記第２弁開度に前記補正量を加算して前記第３弁開度を算出する。
また、本発明の第４の態様によれば、前記ダンプ弁制御部は、前記給水流量調節弁を通過する前記加熱水の流量よりも少ない流量を目標流量として、前記ダンプ弁の開度を制御する。
また、本発明の第５の態様によれば、前記ダンプ弁制御部は、前記ガスタービンの負荷が所定の値以上となったときに、前記給水流量調節弁を通過する前記加熱水の流量よりも少ない流量を目標流量とする。
また、本発明の第６の態様によれば、制御システムは、ガスタービンの燃料を加熱する加熱水の供給装置から前記燃料を加熱する燃料加熱装置へ供給する前記加熱水の流量を、前記燃料加熱装置における前記加熱水の経路の上流側に設けられる３方弁であって前記燃料加熱装置に送出する前記加熱水の割合と前記燃料加熱装置をバイパスする経路に送出する前記加熱水の割合とを切り替える前記３方弁の開度と、前記燃料加熱装置から前記加熱水の供給装置へ回収される前記加熱水の流量を調節する給水流量調節弁の開度と、復水器へダンプされる前記加熱水の流量を調整するダンプ弁の開度と、を調節することにより制御し、当該加熱水の流量の制御により、前記燃料加熱装置を経て前記ガスタービンの燃焼器に供給される前記燃料の温度を制御する制御システムであって、前記給水流量調節部は、前記ガスタービンの負荷に応じた前記給水流量調節弁の開度である第１弁開度を算出する第１弁開度算出部と、前記第１弁開度に基づいて、前記給水流量調節弁の開度を制御する給水流量調節弁制御部と、前記ガスタービンの負荷に応じて予め定められた前記加熱水の目標流量と実際の流量との偏差に応じて、前記ダンプ弁の開度を制御するダンプ弁制御部と、前記燃料の目標温度と前記燃料加熱装置の出口側における前記燃料の温度との偏差に応じて前記３方弁の開度を制御する３方弁制御部と、を備える。
また、本発明の第７の態様によれば、制御システムは、ガスタービンの燃料を加熱する加熱水の供給装置から前記燃料を加熱する燃料加熱装置へ供給される前記加熱水の流量を、前記燃料加熱装置から前記加熱水の供給装置へ回収される前記加熱水の流量を調節する給水流量調節弁の開度と、復水器へダンプされる前記加熱水の流量を調整するダンプ弁の開度とを調節することにより制御し、当該加熱水の流量の制御により、前記燃料加熱装置を経て前記ガスタービンの燃焼器に供給される前記燃料の温度を制御する制御システムであって、前記ガスタービンの負荷に応じた前記給水流量調節弁の開度である第１弁開度を算出する第１弁開度算出部と、前記第１弁開度に前記燃料加熱装置の入口側での前記燃料の温度に応じた係数を乗じて第２弁開度を算出する第２弁開度算出部と、前記ガスタービンの負荷に応じて予め定められた前記加熱水の目標流量と実際の流量との偏差に応じて、前記ダンプ弁の開度を制御するダンプ弁制御部と、を備える。
また、本発明の第８の態様によれば、ガスタービンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンと、上記の何れか１つに記載の制御システム、を備える。
また、本発明の第９の態様によれば、発電プラントは、上記のガスタービンと、蒸気タービンと、発電機と、を備える。
また、本発明の第１０の態様は、ガスタービンの燃料を加熱する燃料加熱装置へ供給される加熱水の流量を調節することで、前記燃料加熱装置を経て前記ガスタービンの燃焼器に供給される前記燃料の温度を制御する制御システムが、前記加熱水の供給装置から前記燃料加熱装置へ供給される前記加熱水の流量を、前記燃料加熱装置から前記加熱水の供給装置へ回収される前記加熱水の流量を調節する給水流量調節弁の開度を制御するステップと、復水器へダンプされる前記加熱水の流量を調節するダンプ弁の開度を制御するステップと、によって制御し、当該加熱水の流量の制御により、前記燃料の温度を制御し、前記給水流量調節弁の開度を制御するステップでは、前記ガスタービンの負荷に応じた前記給水流量調節弁の開度である第１弁開度を算出し、前記ガスタービンの燃焼器に供給する前記燃料の目標温度と前記燃料加熱装置の出口側における前記燃料の温度との偏差に応じた補正量を算出し、算出した前記補正量を前記第１弁開度に加算して第３弁開度を算出し、前記第３弁開度に基づいて、前記給水流量調節弁の開度を制御し、前記ダンプ弁の開度を制御するステップでは、前記ガスタービンの負荷に応じて予め定められた前記加熱水の目標流量と実際の流量との偏差に応じて、前記ダンプ弁の開度を制御する、燃料温度の制御方法である。
本発明によれば、燃料加熱装置に供給する給水の流量を、燃料加熱装置の出口側での燃料の温度を監視しながら制御することにより、燃料の温度を所望の温度に制御することができる。
本発明に係る第一、第二実施形態におけるガスタービンコンバインドサイクルプラントの一例を示す系統図である。 本発明に係る第一実施形態における制御装置のブロック図である。 本発明に係る第一実施形態における燃料加熱装置の系統図である。 本発明に係る第一実施形態における燃料加熱装置への給水流量の制御方法を説明する図である。 本発明に係る第一実施形態における給水制御処理の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る第二実施形態における制御装置のブロック図である。 本発明に係る第二実施形態における燃料加熱装置への給水流量の制御方法を説明する図である。 本発明に係る第二実施形態における給水制御処理の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る第三実施形態における制御装置のブロック図である。 本発明に係る第三実施形態における燃料加熱装置の系統図である。 本発明に係る第三実施形態における燃料加熱装置への給水流量の制御方法を説明する図である。 本発明に係る第三実施形態における給水制御処理の一例を示す第１のフローチャートである。 本発明に係る第三実施形態における給水制御処理の一例を示す第２のフローチャートである。 従来の燃料加熱装置の系統図である。 燃料加熱装置における従来の給水制御処理を示すブロック図である。
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態による燃料加熱装置への給水流量の制御方法について図１〜図５を参照して説明する。
図１は、本発明に係る第一、第二実施形態におけるガスタービンコンバインドサイクルプラントの系統図である。
本実施形態のガスタービンコンバインドサイクル（ＧＴＣＣ）プラントは、図１に示すように、ガスタービン１０と、ガスタービン１０から排気される排ガスの熱で蒸気を発生する排熱回収ボイラー２０と、排熱回収ボイラー２０からの蒸気で駆動される蒸気タービン３０（高圧蒸気タービン３１、中圧蒸気タービン３２及び低圧蒸気タービン３３）と、各タービン１０，３１，３２，３３の駆動で発電する発電機３４と、低圧蒸気タービン３３から排気された蒸気を水に戻す復水器３５と、これら各機器を制御する制御装置１００と、を備えている。
ガスタービン１０は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１１と、燃料ガスに圧縮空気を混合して燃焼させ高温の燃焼ガスを生成する燃焼器１２と、燃焼ガスにより駆動されるタービン１３と、を備えている。燃焼器１２には、図示しない燃料供給装置からの燃料を燃焼器１２に供給する燃料ラインＲ１が接続されている。この燃料ラインには、燃料加熱装置７０が設けられている。タービン１３の排気口は排熱回収ボイラー２０と接続されている。
燃料加熱装置７０は、燃焼器１２における熱効率を向上させるために燃料ガスの温度を上昇させるために設けられる。燃料加熱装置７０には、負荷に応じた所望の流量の燃料ガスが図示しない燃料供給装置から供給される。燃料ラインＲ１の燃料加熱装置７０の入口側には温度計１４が設けられ、出口側には温度計１５が設けられている。温度計１４は、入口側での燃料ガスの温度を計測する。温度計１５は、出口側での燃料ガスの温度を計測する。
燃料加熱装置７０は、加熱水供給ラインＬ１を介して排熱回収ボイラー（ＨＲＳＧ）２０と接続されている。排熱回収ボイラー２０からは、加熱水が加熱水供給ラインＬ１を通過して燃料加熱装置７０へ供給される。燃料加熱装置７０では、この加熱水と、燃料ラインＲ１から供給された燃料ガスとが熱交換を行う。このとき、加熱水から燃料ガスへと熱が移動し、燃料ガスの温度が上昇する。所望の高温に制御された燃料ガスは燃焼器１２へと供給される。従来は、燃料加熱装置７０を通過した後の燃料ガスの温度（燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガス温度）が所望の温度からずれている場合があった。本実施形態では、以下に説明する制御方法によって、燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガス温度を所望の温度に制御する。なお、加熱水供給ラインＬ１には、流量計１６が設けられている。流量計１６は、燃料加熱装置７０へ供給される加熱水の流量を計測する。
燃料加熱装置７０の出口側には、加熱水戻りラインＬ２の一方の端が接続されている。加熱水戻りラインＬ２の他方の端は排熱回収ボイラー２０と接続されている。燃料加熱装置７０で熱交換された後の加熱水は、この加熱水戻りラインＬ２を通じて排熱回収ボイラー２０へと回収される。加熱水戻りラインＬ２には、給水流量調節弁７１が設けられている。また、加熱水戻りラインＬ２は、分岐点ＤＣにて復水ラインＬ３へと分岐している。復水ラインＬ３は、復水器３５と接続されておいる。復水ラインＬ３には、ダンプ弁７２が設けられている。ダンプ弁７２の開度に応じて、燃料加熱装置７０から排熱回収ボイラー２０へと回収される加熱水の一部は、復水ラインＬ３を経て、復水器３５へとダンプされる。給水流量調節弁７１やダンプ弁７２の開度は、制御装置１００によって制御される。
排熱回収ボイラー（ＨＲＳＧ）２０は、高圧蒸気タービン３１に供給する高圧蒸気を発生する高圧蒸気発生部２１と、中圧蒸気タービン３２に供給する中圧蒸気を発生する中圧蒸気発生部２２と、低圧蒸気タービン３３に供給する低圧蒸気を発生する低圧蒸気発生部２４と、高圧蒸気タービン３１から排気された蒸気を加熱する再加熱部２３と、を備えている。
排熱回収ボイラー２０の高圧蒸気発生部２１と高圧蒸気タービン３１の蒸気入口とは、高圧蒸気を高圧蒸気タービン３１に導く高圧主蒸気ライン４１で接続され、高圧蒸気タービン３１の蒸気出口と中圧蒸気タービン３２の蒸気入口とは、高圧蒸気タービン３１から排気された蒸気を排熱回収ボイラー２０の再加熱部２３を経て中圧蒸気タービン３２の蒸気入口に導く中圧蒸気ライン４４で接続され、排熱回収ボイラー２０の低圧蒸気発生部２４と低圧蒸気タービン３３の蒸気入口とは、低圧蒸気を低圧蒸気タービン３３に導く低圧主蒸気ライン５１で接続されている。
中圧蒸気タービン３２の蒸気出口と低圧蒸気タービン３３の蒸気入口とは、中圧タービン排気ライン５４で接続されている。低圧蒸気タービン３３の蒸気出口には、復水器３５が接続されている。この復水器３５には、復水を排熱回収ボイラー２０に導く給水ライン５５が接続されている。
排熱回収ボイラー２０の中圧蒸気発生部２２と中圧蒸気ライン４４の再加熱部２３より上流側部分とは、中圧主蒸気ライン６１で接続されている。
高圧主蒸気ライン４１には、高圧蒸気止め弁４２、高圧蒸気タービン３１への蒸気の流入量を調節する高圧主蒸気加減弁４３が設けられている。中圧蒸気ライン４４には、中圧蒸気止め弁４５、中圧蒸気タービン３２への蒸気の流入量を調節する中圧蒸気加減弁４６が設けられている。低圧主蒸気ライン５１には、低圧蒸気止め弁５２、低圧蒸気タービン３３への蒸気の流入量を調節する低圧主蒸気加減弁５３が設けられている。
制御装置１００は、給水流量調節弁７１やダンプ弁７２の開度を調節し、燃料加熱装置７０にて燃料ガスと熱交換を行う加熱水の流量を制御する。これにより、制御装置１００は、燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガス温度を所望の温度に制御する。その他、制御装置１００は、各種の運転データや指示データ等を受け付け、ガスタービン１０の出力の制御、蒸気タービン３０の出力制御等を行って発電機３４による発電を行う。
図２は、本発明に係る第一実施形態における制御装置のブロック図である。
制御装置１００は、排熱回収ボイラー２０から燃料加熱装置７０へ供給される加熱水の流量を、給水流量調節弁７１の開度と、ダンプ弁７２の開度と、を調節することにより制御する。制御装置１００は、加熱水の流量を制御することにより、燃料加熱装置７０を経てガスタービン１０の燃焼器１２に投入される燃料ガスの温度を制御する。制御装置１００は、コンピュータによって構成される。図示するように制御装置１００は、運転データ取得部１０１と、第１弁開度算出部１０２と、第２弁開度算出部１０３と、第３弁開度算出部１０４と、給水流量調節弁制御部１０５と、ダンプ弁制御部１０６と、記憶部１０７と、を備えている。
運転データ取得部１０１は、ＧＴＣＣの各機器（ガスタービン１０、排熱回収ボイラー２０など）の運転データ（状態量、目標制御値など）を取得する。例えば、運転データ取得部１０１は、ガスタービンの負荷（ＧＴＭＷ）、温度計１４、１５の計測値、流量計１６の計測値、燃料ガスの目標温度を取得する。
第１弁開度算出部１０２は、ガスタービン１０の負荷（ＧＴＭＷ）に応じた給水流量調節弁７１の弁開度（第１弁開度）を算出する。
第２弁開度算出部１０３は、第１弁開度に、温度計１４が計測した燃料加熱装置７０の入口側での燃料の温度に応じた係数を乗じて、第２弁開度を算出する。
第３弁開度算出部１０４は、予め定められた燃料ガスの目標温度と、燃料加熱装置７０の出口側における燃料ガスの温度との偏差に応じた補正量を、第２弁開度に加算して第３弁開度を算出する。
給水流量調節弁制御部１０５は、前記第３弁開度に基づいて給水流量調節弁７１の開度を制御する。
ダンプ弁制御部１０６は、ガスタービン１０の負荷（ＧＴＭＷ）応じた目標加熱水流量と実際の加熱水流量との偏差に応じて、フィードバック制御によりダンプ弁７２の開度を制御する。
記憶部１０７は、給水流量調節弁７１、ダンプ弁７２の開度制御に関する種々の情報を記憶する。
なお、制御装置１００は、ＧＴＣＣの制御に関する他の様々な機能を備えているが、本実施形態に関係のない機能についての説明は省略する。
図３は、本発明に係る第一実施形態における燃料加熱装置の系統図である。
図３に示すように燃料加熱装置７０には、燃料ラインＲ１を介して燃料ガスが供給され、加熱水供給ラインＬ１を介して加熱水が供給される。本実施形態の加熱水流量制御においては、燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの目標温度（目標燃料温度）と、実際の燃料ガスの計測値の偏差に応じて、その偏差を０に近づけるよう制御を行って燃料加熱装置７０へ供給する加熱水の流量を調節することを特徴としている。図中、破線で囲んだ部分に本実施形態の特徴的な構成を示す。なお、ダンプ弁７２の制御については、図１５で説明したものと同様である。つまり、ダンプ弁制御部１０６が備える関数器Ｄ１０がダンプ弁７２制御用の目標流量を算出する。関数器Ｄ１０は、大きい負荷に対しては小さな目標流量を算出し、小さな負荷に対しては大きな目標流量を算出する。次にダンプ弁制御部１０６が備える減算器Ｄ１１が、関数器Ｄ１０による目標流量と流量計１６による加熱水の流量計測値との偏差を算出する。そして、ダンプ弁制御部１０６が備える制御器Ｄ１２が、この偏差を０に近づけるように、フィードバック制御によって、ダンプ弁７２の開度を制御する。なお、この制御により、ガスタービン１０の負荷が高負荷のとき、ダンプ弁７２は全閉（０％）となるよう制御される。また、ガスタービン１０の負荷が低い、例えば、起動時、停止時、部分負荷運転時には、加熱水の流用確保のため、上記制御による開度に調節される。
次に図４を用いて、図３の破線部分の制御ロジックについて詳しく説明する。
図４は、本発明に係る第一実施形態における燃料加熱装置への給水流量の制御方法を説明する図である。
第１弁開度算出部１０２は、ガスタービンの負荷を弁開度に変換する関数器Ｐ１０を備えている。関数器Ｐ１０は、給水流量調節弁７１の弁特性を考慮して作成されている。第１弁開度算出部１０２は、運転データ取得部１０１からガスタービン１０の負荷（ＧＴＭＷ）を取得する。関数器Ｐ１０は、ガスタービン１０の負荷を入力し、この負荷に応じた給水流量調節弁７１の開度を算出する。関数器Ｐ１０は、大きい負荷に対しては大きな値の弁開度を算出し、小さな負荷に対しては小さな値の弁開度を算出する。関数器Ｐ１０は、給水流量調節弁７１の弁特性に応じた弁開度（第１弁開度）を算出する。
第２弁開度算出部１０３は、関数器Ｐ１１、乗算器Ｐ１２を備える。第２弁開度算出部１０３は、運転データ取得部１０１から温度計１４が計測した燃料加熱装置７０の入口側での燃料ガスの温度を取得する。関数器Ｐ１１は、入口側での燃料ガスの温度を入力し、この温度に応じた係数を算出する。また、乗算器Ｐ１２は、関数器Ｐ１１が算出した係数と、関数器Ｐ１０が算出した弁開度とを入力し、これら２つの値を乗じる。つまり、乗算器Ｐ１２は、ガスタービン１０の負荷に応じた弁開度に、関数器Ｐ１１による入口側燃料温度に応じた係数（燃料ガスの温度が低い程、係数は大きな値となる）を乗じて、ガスタービン１０の負荷や燃料ガスの温度に応じた給水流量調節弁７１の弁開度（第２弁開度）を算出する。
第３弁開度算出部１０４は、減算器Ｐ１３、加算器Ｐ１４を備える。第３弁開度算出部１０４は、運転データ取得部１０１から温度計１５が計測した燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの温度を取得する。また、第３弁開度算出部１０４は、運転データ取得部１０１から燃料ガスの目標温度を取得する。燃料ガスの目標温度は、記憶部１０７に格納されていてもよいし、制御装置１００が例えば、ガスタービン１０の負荷に応じて算出してもよい。減算器Ｐ１３は、燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの温度と目標燃料温度を入力し、目標燃料温度から燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの温度を減算し、両者の偏差を算出する。第３弁開度算出部１０４は、この偏差を０に近づけるよう、偏差に応じた弁開度の補正量を算出する。例えば、記憶部１０７に偏差を弁開度の補正量に変換する関数が格納されており、第３弁開度算出部１０４は、この関数を用いて弁開度の補正量を算出する。次に加算器Ｐ１４は、乗算器Ｐ１２が算出した第２弁開度と、第３弁開度算出部１０４が算出した弁開度の補正量とを入力し、２つの値を加算する。つまり、ガスタービン１０の負荷や燃料ガスの温度に応じた給水流量調節弁７１の弁開度を、燃料ガスの目標温度と実際の燃料ガスの温度の偏差に応じた補正量で補正する（第３弁開度）。
給水流量調節弁制御部１０５は、給水流量調節弁７１の開度を第３弁開度に合わせる制御を行う。
次に図４で説明した処理内容を踏まえ、給水流量制御処理の流れについて説明する。
図５は本発明に係る第一実施形態における給水流量制御処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ＧＴＣＣの運転中に運転データ取得部１０１が、運転データを取得する（ステップＳ１１）。具体的には、運転データ取得部１０１は、ガスタービン１０の負荷の大きさと、温度計１４の計測値と、温度計１５の計測値と、流量計１６の計測値と、目標燃料温度とを取得する。
次に第１弁開度算出部１０２が、関数器Ｐ１０を用いて、ガスタービン１０の負荷の大きさに応じた第１弁開度を算出する（ステップＳ１２）。第１弁開度算出部１０２は、第１弁開度を第２弁開度算出部１０３に出力する。次に第２弁開度算出部１０３が、関数器Ｐ１１、乗算器Ｐ１２を用いて、第２弁開度を算出する（ステップＳ１３）。第２弁開度算出部１０３は、第１弁開度を第３弁開度算出部１０４に出力する。次に第３弁開度算出部１０４が、減算器Ｐ１３、加算器Ｐ１４を用いて、第３弁開度を算出する（ステップＳ１４）。第３弁開度算出部１０４は、第３弁開度を給水流量調節弁制御部１０５へ出力する。給水流量調節弁制御部１０５は、第３弁開度を指令値として給水流量調節弁７１に出力し、給水流量調節弁７１の開度を制御する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１２〜ステップＳ１５と並行して、ダンプ弁制御部１０６は、以下の処理を行う。まず、ダンプ弁制御部１０６は、目標流量を関数器Ｄ１０により算出し、目標流量と流量計１６が計測した実際の流量との偏差を算出する（ステップＳ１６）。次にダンプ弁制御部１０６は、算出した偏差を０とするようなダンプ弁７２の弁開度を算出し、算出した弁開度でダンプ弁７２の開度を制御する（ステップＳ１７）。ダンプ弁制御部１０６は、フィードバック制御（例えばＰＩ制御）によって、ステップＳ１６〜ステップＳ１７の処理を継続する。
本実施形態によれば、燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの温度を監視し、この温度を目標燃料温度に近づけるように、排熱回収ボイラー２０から燃料加熱装置７０へ供給される加熱水の流量を制御する。つまり、出口側での燃料ガスの温度が高ければ、給水流量調節弁７１の開度を絞り、流量を少なくする。一方、出口側での燃料ガスの温度が低ければ、給水流量調節弁７１を開き、加熱水の流量を増加させ、燃料ガスを加熱するようにする。これにより、燃料ガスの温度を所望の温度とすることができる。
また、第２弁開度算出部１０３が、燃料加熱装置７０の入口側での燃料温度に応じた係数を乗じることにより、より現状に適した開度で給水流量調節弁７１を制御することができる。
なお、本実施形態は上記の構成に限定されない。例えば、以下のような実施形態も考えられる。
＜変形例１＞
例えば、第３弁開度算出部１０４は、燃料ガスの温度計測値と目標燃料温度の偏差に応じた弁開度の補正量を算出し、ＰＩ制御などのフィーバック制御によってこの補正量を調整し、燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの温度を、目標燃料温度に近づけるようにしてもよい。
＜変形例２＞
また、例えば、第２弁開度算出部１０３を備えない構成としてもよい。つまり、第１弁開度算出部１０２は、ガスタービン１０の負荷に応じた給水流量調節弁７１の開度（第１弁開度）を算出する。次に、第３弁開度算出部１０４は、燃料ガスの温度と目標燃料温度の偏差に応じた弁開度の補正量を算出し、第１弁開度にこの補正量を加算し、第３弁開度を算出する。給水流量調節弁制御部１０５は、給水流量調節弁７１の開度を第３弁開度とする制御を行う。
＜変形例３＞
また、例えば、第３弁開度算出部１０４を備えない構成としてもよい。つまり、第１弁開度算出部１０２は、ガスタービン１０の負荷に応じた給水流量調節弁７１の開度（第１弁開度）を算出する。次に、第２弁開度算出部１０３は、燃料加熱装置７０の入口側での燃料ガスの温度に応じた係数を第１弁開度に乗じて、第２弁開度を算出する。給水流量調節弁制御部１０５は、給水流量調節弁７１の開度を第２弁開度とする制御を行う。
＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態による燃料加熱装置への給水流量の制御方法について図６〜図８を参照して説明する。
第二実施形態に係る制御装置１００Ａについて説明を行う。制御装置１００Ａは、第一実施形態と異なる方法でダンプ弁７２の制御を行う。第一実施形態では、ダンプ弁制御部１０６が関数器Ｄ１０によって目標流量を算出した。この第二実施形態では、ダンプ弁制御部１０６Ａが、ガスタービン１０の負荷に応じてダンプ弁７２制御用の目標流量を切り替える。
図６は、本発明に係る第二実施形態における制御装置のブロック図である。
本発明の第二実施形態に係る構成のうち、第一実施形態に係る制御装置１００を構成する機能部と同じものには同じ符号を付し、それぞれの説明を省略する。図示するように制御装置１００Ａは、運転データ取得部１０１と、第１弁開度算出部１０２と、第２弁開度算出部１０３と、第３弁開度算出部１０４と、給水流量調節弁制御部１０５と、ダンプ弁制御部１０６Ａと、記憶部１０７と、を備えている。
ダンプ弁制御部１０６Ａは、ガスタービン１０の負荷が所定の値を上回るときに、給水流量調節弁７１を通過する給水の流量よりも少ない流量を目標流量とし、ガスタービン１０の負荷が所定の値以下の場合には、第一実施形態と同様に関数器Ｄ１０を用いて計算した流量を目標流量とする。目標流量が決定すると、ダンプ弁制御部１０６Ａは、目標流量と実際の給水流量（流量計１６による計測値）との偏差に基づいて、フィードバック制御によりダンプ弁７２の開度を算出する。
次に図７を用いて、図７の破線部分の制御ロジックについて詳しく説明する。
図７は、本発明に係る第二実施形態における燃料加熱装置への給水流量の制御方法を説明する図である。
ダンプ弁制御部１０６Ａは、関数器Ｄ１０、減算器Ｄ１１、制御器Ｄ１２、関数器Ｄ１３、制御器Ｄ１４、乗算器Ｄ１５、スイッチＤ１６を備えている。関数器Ｄ１０は、ガスタービン１０の負荷を入力し、負荷に応じた目標流量を算出する。減算器Ｄ１１は、目標流量から実際の給水流量を減じて両者の偏差を算出する。制御器Ｄ１２は、ＰＩ制御によって、減算器Ｄ１１が算出した偏差を０に近づけるダンプ弁７２の弁開度を算出する。関数器Ｄ１３は、給水流量調節弁７１への弁開度指令値を入力とし、給水流量調節弁７１のＣＶ値を算出する。制御器Ｄ１４は、関数器Ｄ１３が算出したＣＶ値と給水流量調節弁７１の差圧とを入力し、給水流量調節弁７１を流れる加熱水の流量を算出する。算出した流量を流量指令値と記載する。なお、制御器Ｄ１４は、給水流量調節弁７１の上流側に設けられた圧力計１７の計測値と下流側に設けられた圧力計１８の計測値を取得して、給水流量調節弁７１の差圧を算出する（圧力計１７の計測値−圧力計１８の計測値）。乗算器Ｄ１５は、制御器Ｄ１４が算出した給水流量調節弁７１の流量指令値を入力し、０．９５倍（９５％）して高負荷用の目標流量を算出する。スイッチＤ１６は、ガスタービン１０の負荷の大きさに応じて、目標流量を、関数器Ｄ１０による目標流量と、乗算器Ｄ１５による目標流量（高負荷用）とで切り替える。
次にダンプ弁７２に対する目標流量の算出方法について説明する。まず、第一実施形態と同様に関数器Ｄ１０がガスタービン負荷を入力し目標流量を算出する。関数器Ｄ１０は、目標流量をスイッチＤ１６へ出力する。この目標流量は、中低負荷時の目標流量である。
一方、高負荷時の目標流量は次のように算出する。まず、関数器Ｄ１３が、現在の開度での給水流量調節弁７１のＣＶ値を算出する。次に制御器Ｄ１４が、ＣＶ値と給水流量調節弁７１前後の差圧に基づいて、給水流量調節弁７１を流れる流量指令値を算出する。制御器Ｄ１４は算出した流量を乗算器Ｄ１５へ出力する。乗算器Ｄ１５は、流量の９５％にあたる高負荷時の目標流量を算出する。乗算器Ｄ１５は、目標流量をスイッチＤ１６へ出力する。
スイッチＤ１６は、ガスタービン１０の負荷（ＧＴＭＷ）を入力し、負荷が例えば定格負荷の８０％を超えるときには高負荷用の目標流量を減算器Ｄ１１へ出力する。また、負荷が８０％以下のときには中低負荷用の目標流量を減算器Ｄ１１へ出力する。
第一実施形態では、給水流量調節弁７１を燃料温度に基づいて制御し、一方、ダンプ弁７２については給水流量に基づいて制御するため、両者の制御が干渉して給水流量または燃料温度が目標の値に整定しない可能性がある。この問題に対し、第二実施形態では、高負荷運転（例えば負荷８０%以上）では目標流量を、給水流量調節弁７１に対する開度指令から算出した流量指令値に切り替える。さらに、算出した流量指令値の９５％をダンプ弁７２の目標流量とすることで、給水流量調節弁７１の目標流量を超えることがなくなる。このため、給水流量制御と干渉することなく燃料温度を適切に制御することができる。また、負荷が低い起動、停止時などには従来通りガスタービン１０の負荷に応じた目標流量を算出する関数器Ｄ１０を用いてフィードバック制御を行う。
本実施形態の特徴である高負荷時の目標流量を適用した場合の動作について、例を挙げると、給水流量調節弁７１の流量指令値の９５％を目標流量とするため、通常であれば減算器Ｄ１１が算出する値は負の値となり、ダンプ弁７２は全閉（開度０％）となるように制御される。ところが、給水流量調節弁７１の固着などにより、給水流量調節弁７１が指令通りの開度とならない場合（給水流量調節弁７１を流れる流量が指令値より少ない場合）、流量指令値の９５％である目標流量よりも実際の給水流量が少なくなる可能性がある。このような場面では、ダンプ弁７２は、足りない流量を補うような開度（＞０％）で制御される。このようにガスタービン１０の高負荷運転では、給水流量調節弁７１のバックアップ機能を果たす。
次に、第二実施形態におけるダンプ弁７２の制御方法の流れを説明する。
図８は、本発明に係る第二実施形態における給水制御処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ＧＴＣＣの運転中に運転データ取得部１０１が、運転データを取得する（ステップＳ１１）。具体的には、運転データ取得部１０１は、ガスタービン１０の負荷の大きさと、流量計１６の計測値と、給水流量調節弁７１の開度指令値とを取得する。
次にダンプ弁制御部１０６Ａが、ガスタービン１０の負荷の大きさに基づいて、負荷が定格負荷の８０％を上回るか否かを判定する（ステップＳ２２）。具体的には、スイッチＤ１６がガスタービン負荷の値を入力し、上記の判定を行う。８０％以下の場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、ダンプ弁制御部１０６Ａは、負荷に応じた目標流量を算出する（ステップＳ２４）。具体的には、ダンプ弁制御部１０６Ａが備える関数器Ｄ１０が、負荷の値を入力とし、その負荷の大きさに対応する目標流量を算出する。関数器Ｄ１０は、算出した目標流量をスイッチＤ１６へ出力する。スイッチＤ１６は、入力した目標流量を減算器Ｄ１１へ出力する。
８０％を超える場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、ダンプ弁制御部１０６Ａは、給水流量調節弁７１の流量指令値を算出し、流量指令値より少ない流量（例えば９５％）を目標流量に設定する（ステップＳ２３）。具体的には、図７を用いて説明したように、関数器Ｄ１３が給水流量調節弁７１の開度指令値からＣＶ値を算出し、制御器Ｄ１４がＣＶ値と差圧から給水流量調節弁７１の流量指令値を算出し、乗算器Ｄ１５が流量指令値の９５％に相当するダンプ弁７２の目標流量を算出する。乗算器Ｄ１５は、算出した目標流量をスイッチＤ１６へ出力する。スイッチＤ１６は、入力した目標流量を減算器Ｄ１１へ出力する。
次にダンプ弁制御部１０６Ａは、目標流量と実際の流量の偏差に基づきフィードバック制御を行う（ステップＳ２５）。具体的には、減算器Ｄ１１が流量計１６による計測値を運転データ取得部１０１から取得し、目標流量から計測値を減じた値を算出する。制御器Ｄ１２は、目標流量と計測値との偏差を０に近づけるダンプ弁７２の開度を算出する。制御器Ｄ１２は、ＰＩ制御により、ステップＳ２５の処理を繰り返す。
本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加え、高負荷時の目標流量を従来よりも低めに設定することで、燃料温度制御と給水流量制御の干渉を防ぐことができる。また、ダンプ弁７２については、従来通りガスタービン１０の起動、停止、部分負荷運転時においては給水流量の確保機能を発揮し、ガスタービン１０の高負荷運転時にはバックアップ機能を発揮することができる。なお、上記の８０％、９５％といった数値は一例であって、運転条件などに合わせて変更することができる。
＜第三実施形態＞
以下、本発明の第三実施形態による燃料加熱装置への給水流量の制御方法について図９〜図１３を参照して説明する。
以下、第三実施形態に係る制御装置１００Ｂについて説明を行う。制御装置１００Ｂは、第一実施形態、第二実施形態と異なる方法で燃料加熱装置７０へ供給される加熱水の流量制御を行う。この第三実施形態では、燃料加熱装置７０の上流側に３方弁を設け、３方弁から燃料加熱装置７０を通過せずに燃料加熱装置７０の下流側に接続するバイパス経路を設ける。そして、制御装置１００Ｂは、燃料ガスの目標温度と燃料加熱装置７０の出口側における燃料ガス温度の計測値との偏差に応じて、３方弁の燃料加熱装置７０側の開度を調節し、燃料加熱装置７０を通過する加熱水の流量を制御する。
図９は、本発明に係る第三実施形態における制御装置のブロック図である。
本発明の第三実施形態に係る構成のうち、第一実施形態に係る制御装置１００を構成する機能部と同じものには同じ符号を付し、それぞれの説明を省略する。図示するように制御装置１００Ｂは、運転データ取得部１０１と、第１弁開度算出部１０２と、給水流量調節弁制御部１０５と、ダンプ弁制御部１０６と、記憶部１０７と、３方弁制御部１０８と、を備えている。
３方弁制御部１０８は、燃料ガスの目標温度と燃料加熱装置７０の出口側における燃料ガス温度との偏差に応じて、３方弁７３の開度を制御する。
次に第三実施形態における燃料加熱装置７０の給水系統について説明する。
図１０は、本発明に係る第三実施形態における燃料加熱装置の系統図である。
図１０に示すように、燃料加熱装置７０の給水系統の上流側である加熱水供給ラインＬ１には３方弁７３が設けられ、下流側の加熱水戻りラインＬ２には給水流量調節弁７１が設けられている。また、加熱水戻りラインＬ２から分岐した復水ラインＬ３にはダンプ弁７２が設けられている。３方弁７３は、排熱回収ボイラー２０から供給される加熱水が流入する入口と、流入した加熱水が燃料加熱装置７０へと送出される出口と、流入した加熱水が燃料加熱装置７０を迂回して燃料加熱装置７０の下流側に接続されるバイパスラインＬ４へと送出される出口とを備える。３方弁制御部１０８は、燃料加熱装置７０側出口の弁開度を調節し、燃料加熱装置７０側へ送出される加熱水の割合と、バイパスラインＬ４側へ送出される加熱水の割合とを調節する。つまり、第三実施形態では、燃料加熱装置７０側の弁開度制御により、燃料加熱装置７０を流れる加熱水の流量を調節し、燃料ガスの温度を所望の温度に制御する。
なお、燃料ラインＲ１の燃料加熱装置７０の出口側には温度計１５が設けられている。また、加熱水供給ラインＬ１には、流量計１６が設けられている。他の構成については、図１で例示したものと同様である。
次に図１１を用いて、図１０の破線部分の制御ロジックについて詳しく説明する。
図１１は、本発明に係る第三実施形態における燃料加熱装置への給水流量の制御方法を説明する図である。
３方弁制御部１０８は、減算器Ｈ１０と、制御器Ｈ１１とを備えている。３方弁制御部１０８は、運転データ取得部１０１から温度計１５が計測した燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの温度を取得する。また、３方弁制御部１０８は、運転データ取得部１０１から目標燃料温度を取得する。減算器Ｈ１０は、燃料加熱装置７０出口側での燃料ガスの温度と目標燃料温度を入力し、目標燃料温度から燃料加熱装置７０出口側での燃料ガスの温度を減算する。制御器Ｈ１１は、目標燃料温度と燃料加熱装置７０の出口側燃料ガス温度との偏差を０に近づけるよう、３方弁７３の燃料加熱装置７０側の弁開度を算出する。３方弁制御部１０８は、制御器Ｈ１１が算出した弁開度となるよう、３方弁７３の燃料加熱装置７０側の開度を制御する。
次に図１２、図１３を用いて、第三実施形態の給水流量制御処理について説明する。
まず、３方弁７３の制御について説明する。
図１２は、本発明に係る第三実施形態における給水制御処理の一例を示す第１のフローチャートである。
まず、ＧＴＣＣの運転中に運転データ取得部１０１が、運転データを取得する（ステップＳ３１）。具体的には、運転データ取得部１０１は、燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの温度と目標燃料温度とを取得する。運転データ取得部１０１は、これらの値を３方弁制御部１０８へ出力する。次に３方弁制御部１０８は、目標燃料温度と実際の温度の偏差を算出する（ステップＳ３２）。具体的には、図１０を用いて説明したように、減算器Ｈ１０が目標燃料温度と温度計１５による計測値の偏差を算出する。次に３方弁制御部１０８は、３方弁７３の燃料加熱装置７０側の開度を制御する（ステップＳ３３）。具体的には、制御器Ｈ１１が、目標燃料温度と計測値との偏差を０に近づける弁開度を算出する。３方弁制御部１０８は、３方弁７３の燃料加熱装置７０側の開度が、制御器Ｈ１１が算出した弁開度となるように制御する。３方弁制御部１０８は、ＰＩ制御により、ステップＳ３３の処理を繰り返す。
なお、ステップＳ３３にて、３方弁７３の燃料加熱装置７０側の弁開度を制御する例を記載したが、バイパスラインＬ４側の弁開度を制御してもよい。
次に給水流量調節弁７１とダンプ弁７２の制御について説明する。
図１３は、本発明に係る第三実施形態における給水制御処理の第２の一例を示すフローチャートである。
まず、ＧＴＣＣの運転中に運転データ取得部１０１が、運転データを取得する（ステップＳ４１）。具体的には、運転データ取得部１０１は、ガスタービン１０の負荷の大きさと、流量計１６の計測値とを取得する。
次に第１弁開度算出部１０２が、関数器Ｐ１０を用いて、ガスタービン１０の負荷の大きさに応じた第１弁開度を算出する（ステップＳ４２）。第１弁開度算出部１０２は、第１弁開度を給水流量調節弁制御部１０５に出力する。次に給水流量調節弁制御部１０５は、給水流量調節弁７１の開度が第１弁開度となるように、給水流量調節弁７１を制御する（ステップＳ４３）。
ステップＳ４２〜ステップＳ４３と並行して、ダンプ弁制御部１０６は、以下の処理を行う。まず、ダンプ弁制御部１０６は、目標流量を関数器Ｄ１０により算出し、目標流量と流量計１６が計測した実際の流量との偏差を算出する（ステップＳ４４）。次にダンプ弁制御部１０６は、算出した偏差を０とするようなダンプ弁７２の弁開度を算出し、算出した弁開度でダンプ弁７２の開度を制御する（ステップＳ４５）。ダンプ弁制御部１０６は、フィードバック制御（例えばＰＩ制御）によって、ステップＳ４４〜ステップＳ４５の処理を継続する。
本実施形態では、燃料加熱装置７０の出口側での燃料ガスの温度を監視し、３方弁７３の弁開度制御によって、出口側燃料ガス温度を目標燃料温度に近づけるように、排熱回収ボイラー２０から燃料加熱装置７０へ供給される加熱水の流量を制御する。つまり、出口側での燃料ガスの温度が高ければ、３方弁７３の燃料加熱装置７０側の弁開度を絞り、燃料加熱装置７０に流入する加熱水の流量を少なくする。一方、出口側での燃料ガスの温度が低ければ、３方弁７３の燃料加熱装置７０側の弁開度を開き、燃料加熱装置７０に流入する加熱水の流量を増加させ、燃料ガスをさらに加熱するようにする。これにより、燃料ガスの温度を所望の温度とすることができる。
また、本実施形態によれば、３方弁７３を新たに設け、図１０を用いて説明した制御ロジックを追加するだけで、給水流量調節弁７１やダンプ弁７２の制御ロジックは従来通りのままで燃料ガス温度の制御が可能になる。
制御装置１００、１００Ａ、１００Ｂは、制御システムの一例である。運転データ取得部１０１、第１弁開度算出部１０２、第２弁開度算出部１０３、第３弁開度算出部１０４、給水流量調節弁制御部１０５、ダンプ弁制御部１０６、１０６Ａ、３方弁制御部１０８、の少なくとも一部は、制御装置１００等の備えるプロセッサがハードディスクなどの記憶部１０７からプログラムを読み出し実行することで備わる機能である。また、運転データ取得部１０１、第１弁開度算出部１０２、第２弁開度算出部１０３、第３弁開度算出部１０４、給水流量調節弁制御部１０５、ダンプ弁制御部１０６、１０６Ａ、３方弁制御部１０８、の全て又は一部は、マイコン、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
なお、制御装置１００が備える運転データ取得部１０１および第１弁開度算出部１０２および第２弁開度算出部１０３および第３弁開度算出部１０４および給水流量調節弁制御部１０５およびダンプ弁制御部１０６および記憶部１０７は、給水流量調節部の一例である。また、制御装置１００Ａが備える運転データ取得部１０１および第１弁開度算出部１０２および第２弁開度算出部１０３および第３弁開度算出部１０４および給水流量調節弁制御部１０５およびダンプ弁制御部１０６Ａおよび記憶部１０７は、給水流量調節部の一例である。また、制御装置１００Ｂが備える運転データ取得部１０１および第１弁開度算出部１０２および給水流量調節弁制御部１０５およびダンプ弁制御部１０６および記憶部１０７および３方弁制御部１０８は、給水流量調節部の一例である。ＧＴＣＣは発電プラントの一例である。
１０・・・ガスタービン、１１・・・圧縮機、１２・・・燃焼器、１３・・・タービン、
１４、１５・・・温度計、１６・・・流量計、２０・・・排熱回収ボイラー、２１・・・高圧蒸気発生部、２２・・・中圧蒸気発生部、２３・・・再加熱部、２４・・・低圧蒸気発生部、３０・・・蒸気タービン、３１・・・高圧蒸気タービン、３２・・・中圧蒸気タービン、３３・・・低圧蒸気タービン、３４・・・発電機、３５・・・復水器、
４１・・・高圧主蒸気ライン、４２・・・高圧蒸気止め弁、４３・・・高圧主蒸気加減弁、
４４・・・中圧蒸気ライン、４５・・・中圧蒸気止め弁、４６・・・中圧蒸気加減弁、
５１・・・低圧主蒸気ライン、５２・・・低圧蒸気止め弁、５３・・・低圧主蒸気加減弁、
５４・・・中圧タービン排気ライン、５５・・・給水ライン、６１・・・中圧主蒸気ライン、７０・・・燃料加熱装置、７１・・・給水流量調節弁、７２・・・ダンプ弁、
７３・・・３方弁、Ｒ１・・・燃料ライン、Ｌ１・・・加熱水供給ライン、Ｌ２・・・加熱水戻りライン、Ｌ３・・・復水ライン、Ｌ４・・・バイパスライン、ＤＣ・・・分岐点、
１００、１００Ａ、１００Ｂ・・・制御装置、１０１・・・運転データ取得部、１０２・・・第１弁開度算出部、１０３・・・第２弁開度算出部、１０４・・・第３弁開度算出部、１０５・・・給水流量調節弁制御部、１０６、１０６Ａ・・・ダンプ弁制御部、
１０７・・・記憶部、１０８・・・３方弁制御部、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｄ１０、Ｄ１３・・・関数器、Ｐ１２、Ｄ１５・・・乗算器、Ｐ１３、Ｄ１１、Ｈ１０・・・減算器、
Ｐ１４・・・加算器、Ｄ１２、Ｄ１４、Ｈ１１・・・制御器、Ｄ１６・・・スイッチ

Claims (10)

  1. ガスタービンの燃料を加熱する加熱水の供給装置から前記燃料を加熱する燃料加熱装置へ供給される前記加熱水の流量を、前記燃料加熱装置から前記加熱水の供給装置へ回収される前記加熱水の流量を調節する給水流量調節弁の開度と、復水器へダンプされる前記加熱水の流量を調節するダンプ弁の開度と、を調節することにより制御し、当該加熱水の流量の制御により、前記燃料加熱装置を経て前記ガスタービンの燃焼器に供給される前記燃料の温度を制御する制御システムであって、
    前記ガスタービンの負荷に応じた前記給水流量調節弁の開度である第１弁開度を算出する第１弁開度算出部と、
    前記ガスタービンの燃焼器に供給する前記燃料の目標温度と前記燃料加熱装置の出口側における前記燃料の温度との偏差に応じた補正量を算出し、算出した前記補正量を前記第１弁開度に加算して第３弁開度を算出する第３弁開度算出部と、
    前記第３弁開度に基づいて、前記給水流量調節弁の開度を制御する給水流量調節弁制御部と、
    前記ガスタービンの負荷に応じて予め定められた前記加熱水の目標流量と実際の流量との偏差に応じて、前記ダンプ弁の開度を制御するダンプ弁制御部と、
    を備える制御システム。
  2. 前記第３弁開度算出部は、前記燃料の目標温度と前記燃料加熱装置の出口側における前記燃料の温度との偏差に基づく前記補正量の算出を、フィードバック制御によって実行する、
    請求項１に記載の制御システム。
  3. 前記第１弁開度に前記燃料加熱装置の入口側での前記燃料の温度に応じた係数を乗じて第２弁開度を算出する第２弁開度算出部、をさらに備え、
    前記第３弁開度算出部は、前記第１弁開度に代えて、前記第２弁開度に前記補正量を加算して前記第３弁開度を算出する、
    請求項１または請求項２に記載の制御システム。
  4. 前記ダンプ弁制御部は、前記給水流量調節弁を通過する前記加熱水の流量よりも少ない流量を目標流量として、前記ダンプ弁の開度を制御する、
    請求項１から請求項３の何れか１項に記載の制御システム。
  5. 前記ダンプ弁制御部は、前記ガスタービンの負荷が所定の値以上となったときに、前記給水流量調節弁を通過する前記加熱水の流量よりも少ない流量を目標流量とする、
    請求項４に記載の制御システム。
  6. ガスタービンの燃料を加熱する加熱水の供給装置から前記燃料を加熱する燃料加熱装置へ供給する前記加熱水の流量を、前記燃料加熱装置における前記加熱水の経路の上流側に設けられる３方弁であって前記燃料加熱装置に送出する前記加熱水の割合と前記燃料加熱装置をバイパスする経路に送出する前記加熱水の割合とを切り替える前記３方弁の開度と、前記燃料加熱装置から前記加熱水の供給装置へ回収される前記加熱水の流量を調節する給水流量調節弁の開度と、復水器へダンプされる前記加熱水の流量を調整するダンプ弁の開度と、を調節することにより制御し、当該加熱水の流量の制御により、前記燃料加熱装置を経て前記ガスタービンの燃焼器に供給される前記燃料の温度を制御する制御システムであって、
    前記ガスタービンの負荷に応じた前記給水流量調節弁の開度である第１弁開度を算出する第１弁開度算出部と、
    前記第１弁開度に基づいて、前記給水流量調節弁の開度を制御する給水流量調節弁制御部と、
    前記ガスタービンの負荷に応じて予め定められた前記加熱水の目標流量と実際の流量との偏差に応じて、前記ダンプ弁の開度を制御するダンプ弁制御部と、
    前記燃料の目標温度と前記燃料加熱装置の出口側における前記燃料の温度との偏差に応じて前記３方弁の開度を制御する３方弁制御部と、
    を備える制御システム。
  7. ガスタービンの燃料を加熱する加熱水の供給装置から前記燃料を加熱する燃料加熱装置へ供給される前記加熱水の流量を、前記燃料加熱装置から前記加熱水の供給装置へ回収される前記加熱水の流量を調節する給水流量調節弁の開度と、復水器へダンプされる前記加熱水の流量を調整するダンプ弁の開度とを調節することにより制御し、当該加熱水の流量の制御により、前記燃料加熱装置を経て前記ガスタービンの燃焼器に供給される前記燃料の温度を制御する制御システムであって、
    前記ガスタービンの負荷に応じた前記給水流量調節弁の開度である第１弁開度を算出する第１弁開度算出部と、
    前記第１弁開度に前記燃料加熱装置の入口側での前記燃料の温度に応じた係数を乗じて第２弁開度を算出する第２弁開度算出部と、
    前記第２弁開度に基づいて、前記給水流量調節弁の開度を制御する給水流量調節弁制御部と、
    前記ガスタービンの負荷に応じて予め定められた前記加熱水の目標流量と実際の流量との偏差に応じて、前記ダンプ弁の開度を制御するダンプ弁制御部と、
    を備える制御システム。
  8. 圧縮機と、
    燃焼器と、
    タービンと、
    請求項１から請求項７の何れか１項に記載の制御システムと、
    を備えるガスタービン。
  9. 請求項８に記載のガスタービンと、
    蒸気タービンと、
    発電機と、
    を備える発電プラント。
  10. ガスタービンの燃料を加熱する燃料加熱装置へ供給される加熱水の流量を調節することで、前記燃料加熱装置を経て前記ガスタービンの燃焼器に供給される前記燃料の温度を制御する制御システムが、
    前記加熱水の供給装置から前記燃料加熱装置へ供給される前記加熱水の流量を、前記燃料加熱装置から前記加熱水の供給装置へ回収される前記加熱水の流量を調節する給水流量調節弁の開度を制御するステップと、復水器へダンプされる前記加熱水の流量を調節するダンプ弁の開度を制御するステップと、によって制御し、当該加熱水の流量の制御により、前記燃料の温度を制御し、
    前記給水流量調節弁の開度を制御するステップでは、
    前記ガスタービンの負荷に応じた前記給水流量調節弁の開度である第１弁開度を算出し、
    前記ガスタービンの燃焼器に供給する前記燃料の目標温度と前記燃料加熱装置の出口側における前記燃料の温度との偏差に応じた補正量を算出し、算出した前記補正量を前記第１弁開度に加算して第３弁開度を算出し、前記第３弁開度に基づいて、前記給水流量調節弁の開度を制御し、
    前記ダンプ弁の開度を制御するステップでは、
    前記ガスタービンの負荷に応じて予め定められた前記加熱水の目標流量と実際の流量との偏差に応じて、前記ダンプ弁の開度を制御する、
    燃料温度の制御方法。
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