JP7253403B2 - 発電システム - Google Patents
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Description
以下に、冷却部6の構成の一例について説明する。
配管31には、排ガスを冷却するための冷却水が通流する。配管31は、噴射ノズル33に接続されており、冷却水を噴射ノズル33に供給する。
制御装置8は、流量調節弁32の開度を制御することにより冷却水の噴射量Wを制御する。制御装置8は、流量調節弁32の開度を制御して排ガスに冷却水を噴射させることで、ガスタービン3の起動時において急速に温度上昇する排ガスを冷却する。したがって、制御装置8は、ガスタービン3が起動している状態において、流量調節弁32の開度を制御して排ガスに冷却水を噴射させてもよい。ここで、本実施形態の制御装置8は、冷却水の最適な噴射量Wを求めるために、フィードフォワード制御を用いる。
第1の噴射量演算部412は、算出した第1のフィードフォワード指令値を第2の演算部42に出力する。
排ガス状態算出部421は、排ガス温度推定値Ts2及び排ガス流量推定値Fs2を求めるにあたって、ガスタービン3の出力の計測値を運転情報として用いなくてもよい。これは、ガスタービン3の出力の計測値は、フィードフォワード制御に用いるには遅いためである。したがって、例えば、排ガス状態算出部421は、排ガス温度推定値Ts2及び排ガス流量推定値Fs2を求めるにあたって、IGV開度、ブリード弁開度、吸気温度Ti及び補機(吸気冷却器,吸気加熱器)の運転状態を運転情報として用いてもよい。
例えば、第2の噴射量演算部424は、差分値ΔTs及び差分値ΔFsがなくなるように第1のフィードフォワード指令値を補正することで、その補正後の第1のフィードフォワード指令値、すなわち第2のフィードフォワード指令値を求める。
制御装置8は、目標起動レート(発電システムAの運転条件)が設定された段階で、当該目標起動レートからエンジンモデル411よりボイラ入口排ガスの第1の状態を推定し、ボイラ入口排ガスの温度がボイラ入口排ガス目標温度に見合うように噴射量W1を算出する。
本実施形態では、制御装置8は、フィードフォワード制御及びフィードバック制御を組み合わせて冷却部6の冷却水の噴射量を制御したが、本実施形態ではこれに限定されない。例えば、変形例1の制御装置8Bは、フィードフォワード制御のみを用いて冷却部6の冷却水の噴射量を制御してもよい。図3は、変形例1の制御装置8Bの機能ブロック図である。なお、変形例1の発電システムでは、制御装置8B以外の構成は、上述の実施形態と同様である。
フィードフォワード制御部40Bは、ガスタービン3の起動速度の目標値を含む情報に基づいて、ボイラ入口排ガスの熱量(入熱量)及び当該入熱量の変化量を第1の状態として推定する。そして、フィードフォワード制御部40Bは、推定した第1の状態に基づいて排ガスの温度を目標値に制御するための噴射量をフィードフォワード指令値として求める。
第1の噴射量演算部412Bは、目標昇圧レート、排ガス温度推定値Ts1及び排ガス流量推定値Fs1に基づいて、排熱回収ボイラ5に供給される排ガスがボイラ入口排ガス目標温度になるような噴射量W1を第1のフィードフォワード指令値として算出する。
なお、制御装置8Bは、冷却水の噴射を、例えば、ガスタービン3が起動している状態のときだけ行ってもよいし、発電量を急速に増加させるためにガスタービン3の起動速度を速くするときに行ってもよい。例えば、ガスタービン3の起動速度を速くするときとは、例えば、ガスタービン3の起動速度又は発電量の増加量が所定値を超える場合等が考えられる。
本実施形態では、制御装置8は、フィードフォワード制御及びフィードバック制御を組み合わせて冷却部6の冷却水の噴射量を制御したが、本実施形態ではこれに限定されない。例えば、変形例2の制御装置8Cは、フィードフォワード制御のみを用いて冷却部6の冷却水の噴射量を制御してもよい。図4は、変形例2の制御装置8Cの機能ブロック図である。なお、変形例2の発電システムでは、制御装置8C以外の構成は、上述の実施形態と同様である。
フィードフォワード制御部40Cは、ガスタービン3の運転情報を含む情報に基づいて、ボイラ入口排ガスの熱量(入熱量)及び当該入熱量の変化量を第2の状態として推定する。そして、フィードフォワード制御部40Cは、推定した第2の状態に基づいて排ガスの温度を目標値に制御するための噴射量をフィードフォワード指令値として求める。
なお、制御装置8Cは、冷却水の噴射を、例えば、ガスタービン3が起動している状態のときだけ行ってもよいし、発電量を急速に増加させるためにガスタービン3の起動速度を速くするときに行ってもよい。例えば、ガスタービン3の起動速度を速くするときとは、例えば、ガスタービン3の起動速度又は発電量の増加量が所定値を超える場合等が考えられる。
本実施形態の制御装置8は、図5示す構成を備えてもよい。図5は、変形例3の制御装置8Dの機能ブロック図である。例えば、変形例3の制御装置8Dは、フィードフォワード制御部40D、フィードバック制御部50D、加算器70及び駆動制御部60Dを備える。なお、変形例3の発電システムでは、制御装置8D以外の構成は、上述の実施形態と同様である。
3 ガスタービン
5 排熱回収ボイラ
6 冷却部
8 制御装置
40 フィードフォワード制御部
50 フィードバック制御部
60 駆動制御部
Claims (3)
- ガスタービンと、前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、を備える発電システムであって、
前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラに供給される前記排ガスを冷却する冷却部と、
を備え、
前記冷却部は、前記排熱回収ボイラで熱が回収される前の前記排ガスに冷却水を噴射することで前記排ガスを冷却し、
前記冷却水の噴射量を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記ガスタービンの起動速度の目標値に基づいて前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラに供給される前記排ガスの状態を推定し、推定した前記排ガスの状態に基づいて前記冷却水の噴射量をフィードフォワード制御にする
ことを特徴とする、発電システム。 - 前記制御装置は、
前記ガスタービンの起動速度の目標値に基づいて、前記排熱回収ボイラに供給される前記排ガスの熱量及び当該熱量の変化量を第1の状態として推定し、前記ガスタービンの運転状態に基づいて前記排熱回収ボイラに供給される前記排ガスの熱量及び当該熱量の変化量を第2の状態として推定し、推定した前記第1の状態と前記第2の状態とに基づいて前記排ガスの温度を目標値に制御するための前記噴射量をフィードフォワード指令値として求めるフィードフォワード制御部と、
前記フィードフォワード指令値に基づいて前記冷却部から噴射される前記噴射量を制御する駆動制御部と、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の発電システム。 - 前記冷却部で冷却された後の前記排ガスの温度を計測する温度計測部と、
前記フィードフォワード制御部により算出された前記噴射量が前記排ガスに噴射された後の当該排ガスの温度の予測値と、前記温度計測部の計測値との偏差に基づいてフィードバック指令値を算出するフィードバック制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記フィードフォワード指令値及び前記フィードバック指令値に基づいて、前記冷却部から噴射される前記噴射量を制御することを特徴とする、請求項2に記載の発電システム。
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JP2014202151A (ja) | 2013-04-08 | 2014-10-27 | 株式会社日立製作所 | コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法 |
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JP2013108493A (ja) | 2011-11-23 | 2013-06-06 | General Electric Co <Ge> | 柔軟な負荷のもとでタービンシステムの運転を最適化する方法および装置 |
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