JPH01182510A - 蒸気タービンの起動方法及び一軸コンバインドプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスタービンと、上記ガスタービンの排熱を
回収して蒸気を発生させるボイラと、上記ボイラで発生
した蒸気によって駆動される蒸気タービンとを組合せた
コンバインドプラントの蒸気タービンを起動する方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来フンバインドプラント蒸気タービンでは、蒸気ター
ビン通気時、蒸気温度とタービンメタル温度との温度差
、即ちミスマツチ温度により一義的に蒸気加減弁開速度
を決定していた。尚、この様なミスマツチにより蒸気タ
ービンの起動制御を行なう方法としては、特開昭５８−
４７１０５号に記載の技術が公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、プラントの運転条件により同じ停止
時間でも起動時のミスマツチは異なり、その為蒸気加減
弁開速度に偏差が生じることに配慮がなされておらず、
安定した蒸気タービン起動ができないという問題があっ
た。従来、蒸気タービン加減弁開速度は例えば下記の（
１）式で決定していた。

ｙ＝ａ／ｘ＋ｂ　　　　　　　　　　　・・・（１）た
だし、ｙ：蒸気加減弁開速度〔％／分〕Ｘ：蒸気タービ
ン通気時ミスマツチ温 度（’Ｃ） ａ：定数 ｂ：定数 上記従来技術においては、蒸気タービンの通気条件が成
立しても、プラント側の何らかの原因で直ちに通気でき
なかった場合、蒸気温度が上昇する為、ミスマツチが大
きくなる。その結果同じ停止時間でも、ミスマツチが大
きくなっている為。

弁の開速度が低くなり、起動に長時間がかかるという様
に、安定した起動を行なうことができなかった。

本発明の目的は、プラントの運転状態の如何に拘らず、
停止時間に応じて常に安定した起動を行なえる、蒸気タ
ービンの起動操作の方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、蒸気加減弁の開速度を停止時間に関連づけ
て決定することにより達成される。この場合、停止時間
に関連づけられる代表的なパラメータは蒸気タービンメ
タル温度である。従って、蒸気タービンのメタル温度に
より蒸気加減弁開速度を規定することにより、上記目的
は達成される。

〔作用〕

蒸気タービンメタル温度は、停止パターンが同じであれ
ば、はぼ一義的な特性により温度降下する。従って、蒸
気タービンメタル温度は、停止時間により一義的に決定
される変数たり得る。

このメタル温度に基づいて蒸気加減弁開速度を制御すれ
ば、プラントの運転状態に拘らず、蒸気タービンの安定
した起動が可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図により説明する。

本実施例は第１図に示す如く、通気時の蒸気タービンメ
タル温度（Ｔ１）により一義的に蒸気加減弁開速度（ｙ
ｌ）を決定する。

これを式で表わすと次の如くである。

ｙ＝ａ’　ｘ＋ｂ　　　　　　　　　　　　・・・（２
）又は、 ｙ　＝　ａ　’　ｘ”＋　ｂ　　　　　　　　　　　　
　・・・（３）これは、メタル温度の降下状態が第２図
に示されているように、時間により略−義的に規定され
る特性を利用したものである。

蒸気加減弁の開速度は、元来、起動過程でタービンロー
タに発生する熱応力、即ちロータ寿命消費により制限さ
れるものである。従って、停止時間が短く、メタル温度
が高い暖機起動時は、ロータ熱応力の発生が低い為、速
い速度で蒸気加減弁を開く事が可能である。その反対に
、メタル温度が低い冷機起動では加減弁を除々に開く事
が要求される。

従って、基本的に通気時のミスマツチよりも、蒸気ター
ビンの通気時メタル温度、即ち通気開始から全負荷まで
のメタル温度変化幅が、起動待熱応力を規定する大きな
要因となる。本実施例ではこの点に着目し、メタル温度
を変数として、蒸気加減弁開速度を一義的に規定するこ
とにより、起動待熱応力を最適制御することを可能なら
しめている。尚、本起動方法を採用することにより、安
定した起動が可能となる。即ち、蒸気タービンが通気可
能となっても何らかのプラント側の原因により、通気が
遅延した場合、ミスマツチによって蒸気加減弁開速度を
制御していると、上記の通気遅延の間に蒸気温度が上昇
する為ミスマツチが大きくなり、弁開速度が遅くなって
、しまう。暖機起動の様に起動時間の短い起動タイミン
グの場合に、この様な弁開速度の低下を招くことは、即
起動時間の延長となる為、プラントの安定な運用に大き
な制約となる。一方、本実施例によれば、通気タイミン
グが多少ずれても、メタル温度は大きく変化しない為、
弁開速度も大きく変わることはなく、起動条件、即ち停
止時間に応じて安定した起動特性を得ることができる。

この様な蒸気加減弁開方式は、特に第３図に示す様な一
軸コンバインドプラントに好適である。

次に、本実施例の適用対象である一軸コンバインドプラ
ントについて、その構成の概要を述べる一軸コンバイン
ドプラントは、コンプレッサ１゜燃焼器２．ガスタービ
ン３から成るガスタービン装置と、排熱回収ボイラ４．
蒸気タービン５２発電機６から成り、ガスタービン３．
蒸気タービン５、発電機６は一軸に直結されている。蒸
気タービン５へは排熱回収ボイラ４で、ガスタービン排
気との熱交換によって過熱された蒸気が供給されるが、
一般に、この過熱蒸気は高圧系統及び低圧系統に分離さ
れる。高圧蒸気は高気蒸気止め弁７゜高圧蒸気加減弁８
を介して蒸気タービン５へ供給され、一方、低圧蒸気は
低圧蒸気止め弁９．低圧蒸気加減弁１０を介して蒸気タ
ービン５へ供給される。これらの蒸気は何れも蒸気ター
ビン５内の各段落により仕事を行なった後、復水器１１
で復水され、ポンプ１２により排熱回収ボイラ４へ送ら
れて再び過熱され、過熱蒸気となる。この様な一軸コン
バインドプラントでは、一般に速度・負荷制御機能はガ
スタービン側に設置されている為、蒸気タービン側の蒸
気加減弁は、起動・停止時の蒸気投入・停止制御のみ行
ない、通常運転中は全開に保たれている。従って、この
様なプラントでは蒸気加減弁の制御対象は−に蒸気加減
弁の開速度となる。

〔実施例〕

第４図は前記と異なる実施例を説明するための図表で、
前例における第１図に対応する。

本第４図に示すように、蒸気弁開速度に上限。

下限の設定を加えると、制御機能をより安定せしめるこ
とも可能である。

第５図は更に異なる実施例を示す。本例においては、通
気時のメタル温度Ｔ１について、成る程度の区分を行う
。

即ち、ＴＩ）ａ’ ａｔ≧Ｔｌ≧ｂ′ ｂ′≧Ｔｓ≧Ｃ Ｃ≧ＴＩ の区分に従って判定（ステップ５１）を行い、上記区分
のそれぞれについて、ミスマツチを考慮に入れて蒸気弁
開速度を規定する。

本実施例（第５図）が従来技術と異なる点は次の如くで
ある。

従来例においては、ミスマツチが同じであれば暖機起動
でも冷機起動でも同じ弁開速度を用いたのに比し、本例
においては、ミスマツチが同じなら暖機起動も冷機起動
も同じ速度となる従来例と異なり、各メタル温度幅、即
ち起動モード毎にミスマツチと蒸気加減弁開速度とを限
定できるので、モード毎に安定した起動が可能となる。

第６図は更に異なる実施例を示す。本例においては、メ
タル温度による起動とミスマツチによる起動とを組合せ
、低値優先により低い蒸気加減弁開速度を規定する。こ
れはロータ寿命消費を第１に考えた起動方法であり、常
に安全側、即ちロータ寿命消費が少なくなる様に起動す
る方法である。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、コンバインドプラントの運転状
態の如何に拘らず、その蒸気タービンを常に安定に起動
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるメタル温度と蒸気加
減弁の関係を示す図表、第２図は停止時間とメタル温度
との関係を示す図表、第３図は一軸コンバインドプラン
トの系統図、第４図は前記と異なる実施例における、上
下限制限を設けた開速度制御図表、第５図はメタル温度
によるモード判別とミスマツチによる加減弁開速度とを
組合せた実施例のフロー図、第６図はメタル温度とミス
マツチとの両者による弁開速度の内、低値優先とした実
施例を示すフロー図である。 １・・・コンプレッサ、２・・・燃焼器、３・・・ター
ビン、４・・・排熱回収ボイラ、５・・・蒸気タービン
、６・・・発電機、７・・・高圧蒸気止め弁、８・・・
高圧蒸気加減弁、９・・・低圧蒸気止め弁、１０・・・
低圧蒸気加減弁、１１・・・復水器、１２・・・ポンプ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガスタービンと、上記ガスタービンの排熱を回収し
   て蒸気を発生させるボイラと、上記ボイラで発生した蒸
   気によつて駆動される蒸気タービンとを組合せたコンバ
   インドプラントの蒸気タービンを起動する方法において
   、該蒸気タービンの通気を開始する際の蒸気タービンメ
   タル温度に基づいて、一義的に蒸気加減弁の開速度を規
   定することを特徴とする、蒸気タービンの起動方法。 ２、前記蒸気加減弁の開速度の規定は、上限設定速度、
   及び、下限設定速度の少なくとも何れか一方の制限を設
   けることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載し
   た蒸気タービンの起動方法。 ３、前記の蒸気加減弁の開速度の規定は、通気を開始す
   る際の蒸気タービンメタル温度に基づいて蒸気加減弁の
   弁開速度特性を複数のグループに区分し、区分したグル
   ープのそれぞれについて、蒸気温度とメタル温度とのミ
   スマッチによる弁開速度制限を加えるものであることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項又は同第２項に記載
   した蒸気タービンの起動方法。 ４、前記の蒸気加減弁の開速度の規定は、メタル温度に
   基づく弁開速度と、ミスマッチに基づく弁開速度との低
   値を選択することを特徴とする、特許請求の範囲第３項
   に記載した蒸気タービンの起動方法。