JPH02119639A - ガスタービンコンバインドサイクルプラントの運転制御方法 - Google Patents
ガスタービンコンバインドサイクルプラントの運転制御方法Info
- Publication number
- JPH02119639A JPH02119639A JP27103288A JP27103288A JPH02119639A JP H02119639 A JPH02119639 A JP H02119639A JP 27103288 A JP27103288 A JP 27103288A JP 27103288 A JP27103288 A JP 27103288A JP H02119639 A JPH02119639 A JP H02119639A
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- Japan
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- gas
- flow rate
- control
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- Pending
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- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 17
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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。
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〕
本発明は製鉄所において、高炉発生ガス（以下Ｂガスと
記す）、コークス炉発生ガス（以下Ｃガスと記す）、転
炉発生ガス（以下ＬＤガスと記す）のような工場内で発
生する副生ガスの混合ガスを燃料として用いたガスター
ビンコンバインドサイクルプラントの運転制御に関し、
詳しくは混合ガスのうち、転炉ガスを有効に利用してガ
スタービンを運転制御する方法に関する。
記す）、コークス炉発生ガス（以下Ｃガスと記す）、転
炉発生ガス（以下ＬＤガスと記す）のような工場内で発
生する副生ガスの混合ガスを燃料として用いたガスター
ビンコンバインドサイクルプラントの運転制御に関し、
詳しくは混合ガスのうち、転炉ガスを有効に利用してガ
スタービンを運転制御する方法に関する。
近年、製鉄所においてはＢガス、Ｃガス、ＬＤガスのよ
うな工場内で発生する副生ガスの混合ガスを用いた発電
用のガスタービンコンバインドサイクルプラントが設置
されるようになってきた。
うな工場内で発生する副生ガスの混合ガスを用いた発電
用のガスタービンコンバインドサイクルプラントが設置
されるようになってきた。
第２図はその１例を示すもので、ガス圧縮機１１、蒸気
ター上２１２１発電機１３、ガスタービン１４を同軸上
に配置し、エネルギーセンターに設置されたガスタービ
ンの運転制御に必要な各種制御因子、例えば負荷制御、
速度制御、加速度制御、徘ガス温度制御、ブレードバス
温度制御などの制御因子について、タービンの運転に必
要な最小値を選択し、これを燃料制御信号に反映させて
副生ガスのうち、Ｃガスの流量を主体に制御してガスカ
ロリーを一定に制御している。
ター上２１２１発電機１３、ガスタービン１４を同軸上
に配置し、エネルギーセンターに設置されたガスタービ
ンの運転制御に必要な各種制御因子、例えば負荷制御、
速度制御、加速度制御、徘ガス温度制御、ブレードバス
温度制御などの制御因子について、タービンの運転に必
要な最小値を選択し、これを燃料制御信号に反映させて
副生ガスのうち、Ｃガスの流量を主体に制御してガスカ
ロリーを一定に制御している。
この場合のカロリー一定制御は、燃料ガスがＢガスとＣ
ガスの混合ガスとした場合、カロリーを一定に保ち、燃
焼安定性を確保する必要があり、カロリー計の応答が１
分〜２分とガスタービンの制御にくらべ、非常に遅いた
め、次の方式にて先行制御を実施している。
ガスの混合ガスとした場合、カロリーを一定に保ち、燃
焼安定性を確保する必要があり、カロリー計の応答が１
分〜２分とガスタービンの制御にくらべ、非常に遅いた
め、次の方式にて先行制御を実施している。
■ Ｃ３Ｏ（コントロール・シグナル・アウトプット）
に基づき、Ｃガス流量調整弁の開度を定め、ＢガスとＣ
ガスとの混合の初期設定を行う。
に基づき、Ｃガス流量調整弁の開度を定め、ＢガスとＣ
ガスとの混合の初期設定を行う。
■ 燃料ガスの流量とＣガス流量を計測して、両者の比
率が一定になるようにＣガス流量調整弁の開度信号およ
びＣガスのＣ８Ｏへの乗算の値を比例積分側１ｌｌ（Ｐ
＋Ｉ）にて調整する。
率が一定になるようにＣガス流量調整弁の開度信号およ
びＣガスのＣ８Ｏへの乗算の値を比例積分側１ｌｌ（Ｐ
＋Ｉ）にて調整する。
以上、２種類の先行制御により、発電機負荷遮断のよう
に１〜２秒にて燃料を１／３まで絞り込む場合にでも追
従し得るようにしている６また、カロリー計により、混
合ガスのカロリーを計測し、その信号と設定値との偏差
をもとに、サンプリング方式の比例積分制御（Ｐ＋Ｉ）
をし、Ｃガスの混合比率を変えることにより、はぼ安定
した負荷運転条件下でのカロリー制御の微調整を行って
いる。
に１〜２秒にて燃料を１／３まで絞り込む場合にでも追
従し得るようにしている６また、カロリー計により、混
合ガスのカロリーを計測し、その信号と設定値との偏差
をもとに、サンプリング方式の比例積分制御（Ｐ＋Ｉ）
をし、Ｃガスの混合比率を変えることにより、はぼ安定
した負荷運転条件下でのカロリー制御の微調整を行って
いる。
［発明が解決しようとする課題］
製鉄所の副生ガスの１つであるＬＤガスは、Ｂガス、Ｃ
ガスなどと混合してコークス炉へ送給したり、ボイラ燃
料として使用したりしているが、ＬＤガスは発生量変動
が大きく、転炉の操業形態、バッファ設備であるホルダ
の能力不足によりＬＤガスの放散を招くケースがあり、
エネルギーロスも無視できない状態である。
ガスなどと混合してコークス炉へ送給したり、ボイラ燃
料として使用したりしているが、ＬＤガスは発生量変動
が大きく、転炉の操業形態、バッファ設備であるホルダ
の能力不足によりＬＤガスの放散を招くケースがあり、
エネルギーロスも無視できない状態である。
そこで、ガスタービンコンバインドサイクルプラントへ
Ｂガス、ＣガスおよびＬＤガスを混合して燃料ガスとし
て使用する場合、以下の問題点がある。
Ｂガス、ＣガスおよびＬＤガスを混合して燃料ガスとし
て使用する場合、以下の問題点がある。
（１）ＬＤガス量（１８００〜２０００ｋｃａｌ／Ｎｒ
ｒ？）の投入方法によっては、これがＢガス（７２０〜
８００ ｋ ｃ ａ ｌ ／Ｎｒｎ’）とＣガス（４３
００ｋ ｃ ａ ｌ ／ Ｎ ｒｎ’ ）の混合ガスの
カワり一制御の外乱となり、混合ガスのカロリー変動が
大となる。これにより発電出力が一定に保たれなくなる
。
ｒ？）の投入方法によっては、これがＢガス（７２０〜
８００ ｋ ｃ ａ ｌ ／Ｎｒｎ’）とＣガス（４３
００ｋ ｃ ａ ｌ ／ Ｎ ｒｎ’ ）の混合ガスの
カワり一制御の外乱となり、混合ガスのカロリー変動が
大となる。これにより発電出力が一定に保たれなくなる
。
（２１Ｃガスで増熱したＢガスを燃料としているので、
ガスタービンの燃焼性を安定させるため、Ｃガス流量調
整弁は下限のリミッタにより、最低必要量をキープしな
ければならない。
ガスタービンの燃焼性を安定させるため、Ｃガス流量調
整弁は下限のリミッタにより、最低必要量をキープしな
ければならない。
これより、カロリーの高いＬＤガスをやたらに多（投入
することができない形になっている。
することができない形になっている。
本発明は、これらの問題点を解決し、ＬＤガスをガスタ
ービンコンバインドサイクルプラントの燃料ガスの一つ
として有効に使用し、大気への放散を防止し、有効利用
を推進するものである。
ービンコンバインドサイクルプラントの燃料ガスの一つ
として有効に使用し、大気への放散を防止し、有効利用
を推進するものである。
（１）ガスタービンの制御機能の一つである燃料量制御
の出力信号、燃料Ｃ３Ｏに基づき、Ｃガスと同様にＬＤ
ガス流量を制御する。
の出力信号、燃料Ｃ３Ｏに基づき、Ｃガスと同様にＬＤ
ガス流量を制御する。
（２）ＢガスとＬＤガスを混合した時のカロリ値は最大
９００ｋｃａｌ／Ｎｒｎ’以下に抑え、Ｃガスによるカ
ロリー制御が十分行えるようにする。
９００ｋｃａｌ／Ｎｒｎ’以下に抑え、Ｃガスによるカ
ロリー制御が十分行えるようにする。
（３）Ｃガス流量調整弁は、燃焼安定性を維持するため
に、最小流量キープ回路を設けているので、この設定以
上でＣガス流量調整弁が動作できるようにする。
に、最小流量キープ回路を設けているので、この設定以
上でＣガス流量調整弁が動作できるようにする。
（４）負荷遮断時、ＬＤガスをガスタービンコンバイン
ドサイクルプラントへ送給し続けると、タービンの回転
数が上昇し、オーバースピードとなるので、負荷遮断の
タイミングでＬＤガス送給を停止する回路を設ける。
ドサイクルプラントへ送給し続けると、タービンの回転
数が上昇し、オーバースピードとなるので、負荷遮断の
タイミングでＬＤガス送給を停止する回路を設ける。
（５）ＬＤガス投入量をＣガス流量調整弁の応答性より
短い時間で変更すると、カロリー制御上好ましくないの
で、変化率制限を設ける。
短い時間で変更すると、カロリー制御上好ましくないの
で、変化率制限を設ける。
〔作用］
第２図において、燃料制御信号は、以下４つの制御信号
の最小値を選択した値である。
の最小値を選択した値である。
（１）速度制御・・・定格速度域における速度制御■
負荷制御・−・負荷運転中の最大出力リミット制御（出
カ一定運転） ■ 温度制御−・−起動時および負荷運転時の燃料ガス
温度リミット制御 （４）燃料リミット制御・・−起動時および負荷運転時
の最大燃料量リミット制御 これらの制御はガスタービンを保護し、起動時および負
荷運転時を通して、許容温度、許容加速率内で運転し得
るように構成されている。
負荷制御・−・負荷運転中の最大出力リミット制御（出
カ一定運転） ■ 温度制御−・−起動時および負荷運転時の燃料ガス
温度リミット制御 （４）燃料リミット制御・・−起動時および負荷運転時
の最大燃料量リミット制御 これらの制御はガスタービンを保護し、起動時および負
荷運転時を通して、許容温度、許容加速率内で運転し得
るように構成されている。
第１図において、燃料Ｃ８Ｏに対するＬＤガス流量設定
２は、Ｂガス＋ＬＤガスの混合ガスカロリーを仮に８０
０ｋｃａｌ／Ｎｒｒ？と定めた時のＬＤガス投入量を示
す。図中のαは７２０ｋｃａｌ／Ｎｍ’ 〜９００ｋｃ
ａｌ／Ｎｒｎ’に混合ガスカロリーを変えるための比率
を意味している。これより、Ｂガス＋Ｃガスの混合ガス
カロリー変動に対し、単味のガスカロリー変動を無視す
れば、ＬＤガスを投入することによる外乱を無視するこ
とができる。
２は、Ｂガス＋ＬＤガスの混合ガスカロリーを仮に８０
０ｋｃａｌ／Ｎｒｒ？と定めた時のＬＤガス投入量を示
す。図中のαは７２０ｋｃａｌ／Ｎｍ’ 〜９００ｋｃ
ａｌ／Ｎｒｎ’に混合ガスカロリーを変えるための比率
を意味している。これより、Ｂガス＋Ｃガスの混合ガス
カロリー変動に対し、単味のガスカロリー変動を無視す
れば、ＬＤガスを投入することによる外乱を無視するこ
とができる。
また、燃料Ｃ８Ｏに対するＣガス最小流量キープ制限３
は、ＬＤガスを投入することにより、Ｃガス流量調整弁
の下限設定以下、つまり力ロＪ−制御不能とならないよ
うにＬＤガス流量を設定している。
は、ＬＤガスを投入することにより、Ｃガス流量調整弁
の下限設定以下、つまり力ロＪ−制御不能とならないよ
うにＬＤガス流量を設定している。
以上、２つの線により求められたＬＤガス流量設定の小
さい値４を選択し、さらに変化率制限５を加えることに
より、ＬＤガスのガスタービンコンバインドサイクルプ
ラント向けの送給を可能にすることができる。ブロワ８
はＬＤガスブロワであり、その流量は制御弁９によって
制御される。
さい値４を選択し、さらに変化率制限５を加えることに
より、ＬＤガスのガスタービンコンバインドサイクルプ
ラント向けの送給を可能にすることができる。ブロワ８
はＬＤガスブロワであり、その流量は制御弁９によって
制御される。
〔実施例１
第３図に本発明によるガスタービンコンバインドサイク
ルプラントの運転結果を示す６負荷設定の変更に対し、
燃料Ｃ８Ｏ信号が追従し、Ｂガス、Ｃガス、ＬＤガス量
も同期して変化している。この時の混合ガスカロリーも
大きな変化が見られず制御性はよい。
ルプラントの運転結果を示す６負荷設定の変更に対し、
燃料Ｃ８Ｏ信号が追従し、Ｂガス、Ｃガス、ＬＤガス量
も同期して変化している。この時の混合ガスカロリーも
大きな変化が見られず制御性はよい。
ＬＤガスのＢガスに対する混合比率を変化させても、Ｃ
ガス最小流量キープ値より上の値で制御されている。
ガス最小流量キープ値より上の値で制御されている。
〔発明の効果Ｊ
本発明により、転炉からバッチ的に発生するＬＤガスの
放散を防止し、ガスタービンコンバインドサイクルプラ
ントの燃料ガスとして発電出力アップが図られる。
放散を防止し、ガスタービンコンバインドサイクルプラ
ントの燃料ガスとして発電出力アップが図られる。
第１図は本発明の実施例のガスタービンコンパイドサイ
クルプラント向けＬＤガス制御フローシート、第２図は
ガスタービン・蒸気タービン制御系統図、第３図はガス
タービンコンバインドサイクルプラント運転結果を示す
グラフである。 ｌ−・・燃料量制御 ２・・・燃料Ｃ８ＯとＬＤガス流量設定との関係３・・
・燃料Ｃ３ＯとＣガス最小流量キープ制限との関係。 ４・・・最小値 ８・・−ＬＤブロワ ９・−制御弁 １１・−ガス圧縮機 １２−蒸気タービン １３・・−発電機 １４・−ガスタービン ５・・・空気圧縮機 ６・・・排ガスボイラ ト・−Ｃガス流量調整弁 ２・・・燃料ガス流量調整弁 ３・・・燃料ガス放風弁
クルプラント向けＬＤガス制御フローシート、第２図は
ガスタービン・蒸気タービン制御系統図、第３図はガス
タービンコンバインドサイクルプラント運転結果を示す
グラフである。 ｌ−・・燃料量制御 ２・・・燃料Ｃ８ＯとＬＤガス流量設定との関係３・・
・燃料Ｃ３ＯとＣガス最小流量キープ制限との関係。 ４・・・最小値 ８・・−ＬＤブロワ ９・−制御弁 １１・−ガス圧縮機 １２−蒸気タービン １３・・−発電機 １４・−ガスタービン ５・・・空気圧縮機 ６・・・排ガスボイラ ト・−Ｃガス流量調整弁 ２・・・燃料ガス流量調整弁 ３・・・燃料ガス放風弁
Claims (1)
- １ 高炉発生ガス、コークス炉発生ガスおよび転炉発生
ガスの混合ガスを用いたガスタービンコンバインドサイ
クルプラントの運転制御方法において、ガスタービンの
運転に必要なコークス炉発生ガスの最小流量を保持しつ
つ転炉発生ガス流量を調整して、前記混合ガスの目標カ
ロリーを一定に制御しながら運転することを特徴とする
ガスタービンコンバインドサイクルプラントの運転制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27103288A JPH02119639A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | ガスタービンコンバインドサイクルプラントの運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27103288A JPH02119639A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | ガスタービンコンバインドサイクルプラントの運転制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119639A true JPH02119639A (ja) | 1990-05-07 |
Family
ID=17494452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27103288A Pending JPH02119639A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | ガスタービンコンバインドサイクルプラントの運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02119639A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006299869A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料ガスカロリ制御方法及び装置 |
| JP2008232148A (ja) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | General Electric Co <Ge> | 複合ガスタービンプラントの出力差異及び保守の容易化のための方法及びシステム |
| JP2013217251A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンプラント、及びその運転方法 |
| JP2014040783A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法並びに発電システム |
| JP2020045772A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 一般財団法人電力中央研究所 | ガスタービン複合発電システム、ガスタービン複合発電方法 |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP27103288A patent/JPH02119639A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006299869A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料ガスカロリ制御方法及び装置 |
| JP2008232148A (ja) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | General Electric Co <Ge> | 複合ガスタービンプラントの出力差異及び保守の容易化のための方法及びシステム |
| JP2013217251A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンプラント、及びその運転方法 |
| JP2014040783A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法並びに発電システム |
| JP2020045772A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 一般財団法人電力中央研究所 | ガスタービン複合発電システム、ガスタービン複合発電方法 |
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