JPH0337002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、タービン発電設備とりわけ炉頂圧タ
ービン発電設備のタービン目詰り監視装置に関す
るものである。

背景技術 炉頂圧タービン発電設備は、高炉から排出され
る高炉ガスをタービンへ導き、このタービンによ
り発電機を駆動することにより、高炉ガスの保有
するエネルギを電力として回収し、有効利用を図
るものである。

このような炉頂圧タービン発電設備において
は、高炉ガスに多量に含まれているダストによつ
て、タービンにトラブルが生ずるのを防止するた
め、タービンの上流側に除塵装置を設置し、高炉
ガスを清浄化して使用しているが、それでもター
ビン翼にダストが付着し、目詰りなど種々の問題
を起こしている。

ところで、タービン翼に対するダストの付着の
様子は、除塵装置により著しく異なるものであ
る。すなわち、従来から使用されていた水を利用
した湿式の除塵装置の場合には、ダストの付着は
主に１段静翼に生じていたのに対して、近年、タ
ービンによる回収電力量の増加を図つて導入され
た乾式の除塵装置を採用した場合、さらには、湿
式と乾式を切換えて併用する場合などにおいて
は、１段静翼に限らずすべての段のタービン翼に
おいて同じ条件で、ダストの付着が発生すること
となる。

また、除塵装置を乾式と湿式で切換えて併用す
る場合には、タービンの動作点、特にタービン入
口ガス温度が大幅に変化するため、タービン目詰
り監視装置においてもこの温度変化は、無視でき
ないものとなつている。

このようなタービン翼におけるダストの付着を
検出することを目的としたタービン目詰り監視装
置は、たとえば特開昭61−65001に示されており、
この先行技術では１段静翼の前後の差圧を定量的
に捕捉することにより、１段静翼に付着したダス
トを間接的に検出するものである。

発明が解決すべき問題点 このような先行技術では、単に１段静翼のダス
ト付着量を検出することはできるけれども、前述
のように乾式の除塵装置を採用したときなどで
は、すべてタービン翼におけるダストの付着が検
出でき、かつ除塵装置の切換えによるタービン入
口ガス温度の変化を補正し得るものが必要となつ
てきている。

本発明の目的は、単に１段静翼だけでなくすべ
ての段のタービン翼におけるダストの付着を検知
するとともに、タービン入口ガス温度を併せて検
出することにより、除塵装置の切換えなどに伴う
タービン入口ガス温度の変化にも適合できるター
ビン目詰り監視装置を提供せんとするものであ
る。

問題点を解決するための手段 本発明は、タービン発電設備のタービン目詰り
監視装置において、 発電機により生ずる電力を検出し、その電力の
値Ｗを出力する電力発信器と、 １段静翼の角度を検出し、その翼角の値θを出
力する開度発信器と、 タービンの１段静翼前のガス圧力を検出し、そ
の値Ｐ１を出力する第１の圧力発信器と、 タービンの１段静翼前のガス温度を検出し、そ
の値Ｔ１を出力する温度発信器と、 タービンの出口のガス圧力を検出し、その値Ｐ
２を出力する第２の圧力発信器と、 上記各発信器から出力された電力Ｗ、静翼角度
θ、タービン入口ガス圧力Ｐ１、タービン入口ガ
ス温度Ｔ１、タービン出口ガス圧力Ｐ２の各値を
入力し、このうち静翼角度θ、タービン入口ガス
圧力Ｐ１、タービン入口ガス温度Ｔ１およびター
ビン出口ガス圧力Ｐ２の各値から清浄な状態に相
当する発電機の電力WNを演算するとともに、入
力した電力の値Ｗと、演算によつて求めた電力
WNとの比率η（＝Ｗ／WN）を演算し、この比
率ηの値が予め与えた許容値以下となつたときに
目詰り警報信号を出力する演算器と、 この演算器から出力される目詰り警報信号に応
じて警報を発する警報器とを含むことを特徴とす
るタービン発電設備のタービン目詰り監視装置で
ある。

また本発明は、タービン発電設備のタービン目
詰り監視装置において、 発電機により生ずる電力を検出し、その電力の
値Ｗを出力する電力発信器と、 １段静翼の角度を検出し、その翼角の値θを出
力する開度発信器と、 タービンの１段静翼前のガス圧力を検出し、そ
の値Ｐ１を出力する圧力発信器と、 タービンの１段静翼前のガス温度を検出し、そ
の値Ｔ１を出力する温度発信器と、 上記各発信器から出力された電力Ｗ、静翼角度
θ、タービン入口ガス圧力Ｐ１およびタービン入
口ガス温度Ｔ１、ならびに予め定めたタービン出
口ガス圧力Ｐ２の各値から、清浄な状態に相当す
る発電機の電力WNを演算するとともに、入力し
た電力の値Ｗと、演算によつて求めた電力WNと
の比率η（＝Ｗ／WN）を演算し、この比率ηの
値が予め与えた許容値以下となつたときに目詰り
警報信号を出力する演算器と、 この演算器から出力される目詰り警報信号に応
じて警報を発する警報器とを含むことを特徴とす
るタービン発電設備のタービン目詰り監視装置で
ある。

作 用 本発明に従えば、清浄時の発電機の電力WN
は、静翼角度θ、タービン入口ガス圧力Ｐ１、タ
ービン入口ガス温度Ｐ１およびタービン出口ガス
圧力Ｐ２の検出結果に基づき、タービン発電設備
の特性関数によつて演算して求めることができ
る。この清浄時の電力WNと、実際に検出した電
力の値Ｗとの比率ηを、予め定めた許容値と比較
することによつて、ダスト付着を検出することが
できる。こうして、発電機により生じる電力の変
化に基づいて、タービン翼におけるダスト付着に
伴うタービン効率の低下およびタービン通過ガス
流量の減少を検出することが可能になる。

また本発明では、タービン出口ガス圧力Ｐ２
は、その変動が極めて僅かであり、一定値に保つ
ことができる。したがつて、このタービン出口ガ
ス圧力Ｐ２を実際に測定することなしに、予め定
めた値として用いて、前述の清浄時における発電
機の電力WNを演算することもまた可能である。

実施例 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は、本発明に係る一実施例のタービン目詰り
監視装置を示す系統図である。第１図において、
高炉２４から排出される高炉ガスは、除塵装置２
５にてダストを除去した後、ダクト１を経由して
タービン２に供給される。タービン２は、負荷と
なる発電機３を駆動し、除塵された高炉ガスの保
有するエネルギを電力に変換する。またタービン
２を通過した高炉ガスは、タービン出口ダクト４
を経由して、下流側のプロセス（図示せず）に放
出される。

タービン２の１段静翼は、可動機構を有してお
り、油圧シリンダ５により、外部からその翼角を
調整できるものである。

ここで、タービン入口ガス圧力Ｐ１は、ダクト
１に取付けられた第１の圧力発信器１１により電
気信号に変換され、ラインｌ１１を経由して演算
器２０へ伝送される。同様に、タービン入口ガス
温度Ｔ１は、ダクト１に取付けられた温度発信器
１２により電気信号に変換され、ラインｌ１２を
経由して演算器２０へ、静翼角度θは、油圧シリ
ンダ５に連動して取付けられた開度発信器１３に
より電気信号に変換され、ラインｌ１３を経由し
て演算器２０へ、発電機の電力Ｗは、電力発信器
１４により電気信号に変換され、ラインｌ１４を
経由して演算器２０へ、さらにタービン出口圧力
Ｐ２は、タービン出口ダクト４に取付けられた第
２の圧力発信器１５により電気信号に変換され、
ラインｌ１５を経由して演算器２０へ各々伝送さ
れる。

演算器２０においては、ラインｌ１１，ｌ１
２，ｌ１３，ｌ１４およびｌ１５を経由して伝送
された電気信号を入力し、後述の演算を施した
後、目詰り監視信号をラインｌ２１を経由して警
報器２１へ伝送すると同時に、後述する比率ηを
電気信号としてラインｌ２２を経由して記録器２
２へ伝送する。

次に、演算器２０の内部における演算について
説明する。第２図を併せて参照して、演算器２０
においては、まず最初にステツプn1でタービン
入口ガス圧力Ｐ１、タービン入口ガス温度Ｔ１、
タービン出口ガス圧力Ｐ２および静翼角度θを入
力し、それらの各値から、ステツプn2でそれら
の各動作点におけるダストが付着する前の清浄時
の発電機の電力WNを下記(1)式で計算する。

WN＝Ｆ（Ｐ１，Ｔ１，Ｐ２，θ） ……(1) ここで関数Ｆ（Ｐ１，Ｔ１，Ｐ２，θ）は、当
該タービン発電設備の設計データならびに実測値
により決まる特性関数である。

次に、その時点において入力された発電機の電
力Ｗと、上記計算により求められた清浄時の電力
WNの比率ηを、ステツプn3で下記(2)式で計算す
る。

η＝Ｗ／WN ……(2) かくして、上記計算により求めた比率ηを、ス
テツプn4でラインｌ２２を経由して記録器２２
に出力すると同時に、ステツプn5でこのηの値
を、タービンの特性を考慮のうえタービンの運転
を許容し得る限度として、予め与えた設定値αと
比較し、η＜αとなつたときに、目詰り警報信号
をラインｌ２１を経由してステツプn6で警報器
２１に出力する。

演算器２０においては、上記演算を繰返し行な
う。

以上の演算手順に示すように、演算器２０にお
いては、発電機の電力Ｗを清浄時の同じ動作点に
相当する電力WNと比較して、目詰り警報信号を
出力するため、いかなる段のタービン翼における
ダストの付着に対してもタービン効率の低下およ
びタービン通過ガス流量の減少、すなわち発電機
の電力の低下として検出できる。

また、タービン発電設備の特性に関してもター
ビン入口ガス温度を考慮してあるため、除塵装置
の乾式、湿式間の切換えに充分対処できるもので
ある。

ところで、タービンのタービン出口ガス圧力Ｐ
２は、ダクト４の配管抵抗ならびにタービンの下
流側に位置するプロセスによつて決められるもの
であり、その圧力Ｐ２の変動は、非常に僅かな値
であるのが通例である。

このように、タービン出口ガス圧力の変動が無
視できる場合、もしくはある一定値に制御されて
いる場合においては、前記演算器２０にタービン
出口ガス圧力Ｐ２の信号を実際に検出して入力す
る必要がないことが明らかである。

すなわち、第３図に示す他の実施例において
は、演算器２０へ伝送される信号は、タービン入
口ガスＰ１、タービン入口ガス温度Ｔ１、静翼角
度θおよび発電機の電力Ｗだけでよく、このとき
タービン出口ガス圧力Ｐ２は、演算器２０におい
て予めストアして設定しておく、清浄時の発電機
の電力WNは、前述の(1)式で計算して求めること
ができる。これによつて、第１図に示す実施例と
比較して、より簡単な構成でほぼ同程度の能力を
有するタービン目詰り監視装置が実現できる。

なお以上の説明においては、タービン目詰り監
視装置の演算をすべて演算器で実施したが、本発
明と同等の機能を複数の計装機器を組合わせて実
現してもよい。

効 果 以上に説明したように、本発明に係るタービン
目詰り監視装置によれば、１段静翼に限ることな
く、あらゆる段のタービン翼におけるダスト付着
の状況が監視でき、除塵装置を乾式、湿式の間で
切換えて使用する場合でも、各除塵装置から供給
されるガス温度に適合した監視を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２
図は演算器における演算を示すフローチヤート、
第３図は本発明の他の実施例を示す系統図であ
る。 １……ダクト１、２……タービン、３……発電
機、４……タービン出口ダクト、５……油圧シリ
ンダ、１１……圧力発信器、１２……温度発信
器、１３……開度発信器、１４……電力発信器、
１５……圧力発信器、２０……演算器、２１……
警報器、２２……記録器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タービン発電設備のタービン目詰り監視装置
   において、 発電機により生ずる電力を検出し、その電力の
   値Ｗを出力する電力発信器と、 １段静翼の角度を検出し、その翼角の値θを出
   力する開度発信器と、 タービンの１段静翼前のガス圧力を検出し、そ
   の値Ｐ１を出力する第１の圧力発信器と、 タービンの１段静翼前のガス温度を検出し、そ
   の値Ｔ１を出力する温度発信器と、 タービンの出口のガス圧力を検出し、その値Ｐ
   ２を出力する第２の圧力発信器と、 上記各発信器から出力された電力Ｗ、静翼角度
   θ、タービン入口ガス圧力Ｐ１、タービン入口ガ
   ス温度Ｔ１、タービン出口ガス圧力Ｐ２の各値を
   入力し、このうち静翼角度θ、タービン入口ガス
   圧力Ｐ１、タービン入口ガス温度Ｔ１およびター
   ビン出口ガス圧力Ｐ２の各値から清浄な状態に相
   当する発電機の電力WNを演算するとともに、入
   力した電力の値Ｗと、演算によつて求めた電力
   WNとの比率η（＝Ｗ／WN）を演算し、この比
   率ηの値が予め与えた許容値以下となつたときに
   目詰り警報信号を出力する演算器と、 この演算器から出力される目詰り警報信号に応
   じて警報を発する警報器とを含むことを特徴とす
   るタービン発電設備のタービン目詰り監視装置。 ２ タービン発電設備のタービン目詰り監視装置
   において、 発電機により生ずる電力を検出し、その電力の
   値Ｗを出力する電力発信器と、 １段静翼の角度を検出し、その翼角の値θを出
   力する開度発信器と、 タービンの１段静翼前のガス圧力を検出し、そ
   の値Ｐ１を出力する圧力発信器と、 タービンの１段静翼前のガス温度を検出し、そ
   の値Ｔ１を出力する温度発信器と、 上記各発信器から出力された電力Ｗ、静翼角度
   θ、タービン入口ガス圧力Ｐ１およびタービン入
   口ガス温度Ｔ１、ならびに予め定めたタービン出
   口ガス圧力Ｐ２の各値から、清浄な状態に相当す
   る発電機の電力WNを演算するとともに、入力し
   た電力の値Ｗと、演算によつて求めた電力WNと
   の比率η（＝Ｗ／WN）を演算し、この比率ηの
   値が予め与えた許容値以下となつたときに目詰り
   警報信号を出力する演算器と、 この演算器から出力される目詰り警報信号に応
   じて警報を発する警報器とを含むことを特徴とす
   るタービン発電設備のタービン目詰り監視装置。