JPH0341644B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスタービンコンバインドサイクル
プラントを含む蒸気系の総括制御方法に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、従来のガスタービンコンバインドサ
イクルプラントの機器構成を示すフローシートで
ある。ガスタービンコンバインドサイクルプラン
トは、ガスタービン６と蒸気タービン２と発電機
３とを一軸に結合した発電システムであつて、ガ
スタービン６はその燃焼器５に供給する燃料ガス
圧縮機１と空気圧縮機４とを備え、ガスタービン
６の排ガスによつて蒸気を発生する排熱回収ボイ
ラ７を備え、この蒸気が蒸気タービン２を駆動
し、ガスタービン６と蒸気タービン２の合計出力
の発電を行う。

このようなガスタービンコンバインドサイクル
プラントでは、ガスタービン６と、その高温の排
ガスを排熱回収ボイラ７に送つて蒸気を発生さ
せ、この蒸気により駆動される蒸気タービン２を
組み合わせることによつて、燃料ガスエネルギー
を効率よく電力に変換する高効率の発電プラント
である。

しかしながら、このようなガスタービンコンバ
インドサイクルプラントは、起動時には燃料ガス
圧縮機１やボイラ７が稼動していないので、ボイ
ラ、タービン配管の暖機を必要とし、立上げまで
に長時間を要すると共に、自ら起動することがで
きず、トルクコンバータ９を介して大型の起動用
電動モータ１０を備え、これを用いて正常運転に
至るまで始動運転をしなければならなかつた。ま
た１時停止する場合においても排熱ボイラ７の蒸
気圧が急低下し、再起動にも長時間を要した。

そのため特開昭55−114828には、ガスタービン
で駆動される圧縮機４の高圧高温化した空気を蒸
気タービン２へ導入してウオーミングアツプを行
い、早期起動を可能にする技術が提案されてい
る。

しかしこのようなウオーミングアツプ法では以
下のような問題がある。

(1) ガスタービン圧縮機を実際の定格運転状態ま
で連続運転しないと空気の温度が昇らない。即
ち空気をウオーミングアツプに必要な約400℃
の温度にするには空気圧力を13Kg／cm²Ｇまで昇
圧しなければならず、長時間を要する。

(2) 空気と蒸気系の異種の気体を接続することは
例えば圧力の高い蒸気系からガスタービンへ蒸
気が逆流するおそれがあるのでリーク対策が必
要であり、設備費がかさむ。

(3) もし万一蒸気がガスタービンへ逆流した時、
ガスタービンの失火や爆発を生じ操業上危険な
状態になる。

またガスタービンコンバインドサイクルプラン
トの起動用に、排熱ボイラからの蒸気系以外の補
助蒸気系から蒸気タービンに蒸気を供給して駆動
し、起動後に補助蒸気系から排熱ボイラの蒸気系
へ切換えるガスタービンコンバインドサイクルプ
ラントの起動方法も提案されている（特開昭58−
160502）。

この方法は蒸気による暖気ができるので、前記
の問題は解消されるが、ガスタービンコンバイン
ドサイクルプラントの他の蒸気系とを合わせた総
合的な蒸気利用効率の向上に寄与するものではな
かつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような従来技術をさらに改善して
ガスタービンコンバインドサイクルプラントの暖
機、起動に他の蒸気系の蒸気を利用すると共に、
ガスタービンコンバインドサイクルプラントと他
の蒸気系との総合的な利用効率の向上を図るもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、ガスタービ
ンコンバインドサイクルプラントの主蒸気管と、
前記プラント以外の他の蒸気系を接続し、他の蒸
気系からの蒸気によりガスタービンコンバインド
サイクルプラントの暖機、起動を行うと共に、ガ
スタービンコンバインドサイクルプラントの蒸気
系と他の蒸気系とを合わせた全体の蒸気需給を調
整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を含む蒸気系の総括制御方法
を技術手段とする。

〔作用〕

以下図面を参照して本発明の構成を作用と共に
詳細に説明する。

第１図は本発明に係る全体機器構成を示すフロ
ーシートで、ガスタービンコンバインドサイクル
プラントの主蒸気管１１に他の蒸気系１７を連絡
制御弁１９と蒸気連絡管１３を介して他の蒸気系
１７と連結して総括制御装置２０を設けている。

第１図では、他の蒸気系１７として、例えば廃
熱ボイラ１６、発電蒸気タービン１４、高炉送風
タービン１５の系統を用い、これをガスタービン
コンバインドサイクルプラントの蒸気タービン入
口配管１１に結合した。

総括制御装置２０は、ガスタービンコンバイン
ドサイクルプラントの起動時にはガスタービンコ
ンバインドサイクルプラントの蒸気系の温度、圧
力を検出し、ウオーミングアツプ、起動操作のス
ケジユールに従つて連絡制御系１９の開度のシー
ケンス制御を行う。また定常運転時には、ガスタ
ービンコンバインドサイクルプラントの蒸気系の
他の蒸気系１７の蒸気需要を比較し、連絡制御弁
１９を操作して両系統の総括制御を行う。

本発明は以上のような構成としたので、起動用
電動モータ１０を廃止し、設備費が安価となると
共に、蒸気タービン２を用いてプラントの起動を
することができ、またガスタービンコンバインド
サイクルプラントのウオーミングアツプを別の系
統の蒸気を用いて行うことができるので、プラン
トの起動時間を著しく短縮することができると共
に、総括的蒸気系の総合効率化を図ることができ
る。

〔実施例〕

次に本発明の実施例の起動操作および総括制御
について説明する。

まず従来の起動手順を第１図及び第２図によつ
て説明すると次のようである。

蒸気タービン２の蒸気入口制御弁１２、出口弁
１２ａを閉の状態にしておき、電動の起動用モー
タ１０を回し、トルクコンバータ９を介して同一
軸につながつている燃料ガス圧縮機１、蒸気ター
ビン２、発電機３、空気圧縮機４、ガスタービン
を駆動し、約3000rpmまで昇速する。昇速と同時
に燃料ガス圧縮機１および空気圧縮機４を約15
Kg／cm²まで昇圧し、その燃料および空気を燃焼器
５に送り、ここで燃料を燃焼させてガスタービン
６に供給し、運転に入つていく。

一方、ガスタービン６から出た排ガスの温度は
500〜550℃であり、この排ガスから排熱回収ボイ
ラ７で熱回収して蒸気を発生させる。しかし、起
動時は所定の圧力、温度の蒸気（約70Kg／cm²、
524℃）にならないため、最初は配管ブロー弁１
８ａを開としておき、しばらく起動時は所定の圧
力温度蒸気の放出を行つた後、ボイラ７が順調に
稼動したら蒸気タービン２の蒸気入口制御弁１
２、出口弁１２ａを開き、放出弁１７を閉にして
蒸気を蒸気タービン２に送つて増速回転させ、発
電機３の出力を増大させる。

ガスタービン６のガス燃料の燃焼が安定し規定
の回転数、例えば3000rpmが得られるようになつ
たら起動用モータ１０を停止する。この間の所要
時間は約120分であつた。

本発明方法ではガスタービンを起動する場合、
蒸気タービン２の入口制御弁１２は全閉とし、総
括制御装置２０の起動シーケンスに従つて連絡制
御弁１９を徐々に開放し、ブロー弁１８，１８ａ
を開放して配管１３からブロー弁１８ａまでの間
の配管および空の状態のボイラ７内をウオーミン
グアツプする。次にブロー弁１８ａを閉め、ボイ
ラ７内に給水し、しばらくはボイラドレンブロー
弁１８からドレン水として排出する。

配管１１からボイラ７間のウオーミングが終了
すると、ブロー弁１８を閉じ、タービン入口制御
弁１２を徐々に開放して、連絡蒸気管１３の他の
プロセス蒸気を蒸気タービン２に導入し、タービ
ン２内をウオーミングアツプし、さらにタービン
を回転させて所定の回転数まで上昇させる。

以上のシーケンスは総括制御装置２０に各所の
データを入力し、その処理によつて判断し操作さ
れるのでタービン２、配管１１、ボイラ７を急速
にウオーミングアツプすることが可能であり、プ
ラントの起動は起動モータ方式よりもすばやい立
上げが可能となる。

ガスタービン系が立上り、順調に運転開始され
れば総括制御装置２０は連絡制御弁１９を総括制
御プログラムによつて制御する。例えば高炉休風
などにより、燃料ガス不足で、ガスタービン６を
停止した時は、配管１１からボイラ７間を再起動
時まで、所定の蒸気圧と温度に保持しておき、次
の即起動ができるように保持する。

他の蒸気系の蒸気が不足する時は、配管１３か
ら弁１９を介してボイラ７からの蒸気を補給す
る。この場合、当然発電機３の出力は低下する
が、エネルギー需給のトータルバランスにおいて
支障のない範囲で蒸気量が適切に配分され、総合
効率が向上する。

〔発明の効果〕

本発明は次の優れた効果を奏する。

(1) 起動用電動モータ、トルクコンバータの省
略、建屋の縮小、基礎工事の省略ができ、設備
費用を削減することができる。

(2) ガスタービンコンバインドサイクルプラント
の蒸気発生系の早期ウオーミングアツプが可能
となり、プラントの立上げ時間を大幅に短縮す
ることができる。

(3) 連絡蒸気管を利用することにより抽気や混気
が自在となりガスタービンコンバインドサイク
ルプラントの蒸気を他の蒸気プラントに送つた
り、他のプラントから供給してもらい出力を増
加させたりすることができ、総合的な合理化が
可能となり、諸種の事態に対応できる裕度が大
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のガスタービンコンバインドサ
イクルプラントの全体機器構成図、第２図は従来
のガスタービンコンバインドサイクルプラントの
機器構成図である。 １……ガス圧縮機、２……蒸気タービン、３…
…発電機、４……空気圧縮機、５……燃焼器、６
……ガスタービン、７……排熱回収ボイラ、９…
…トルクコンバータ、１０……起動用モータ、１
１……主蒸気管、１２……入口制御弁、１３……
連絡蒸気管、１４……発電蒸気タービン、１５…
…送風蒸気タービン、１６……廃熱ボイラ、１７
……他の蒸気系、１８……ボイラドレンブロー
弁、１８ａ……配管ブロー弁、１９……連絡制御
弁、２０……総括制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガスタービンコンバインドサイクルプラント
   の主蒸気管と、前記プラント以外の他の蒸気系を
   接続し、該他の蒸気系からの蒸気によりガスター
   ビンコンバインドサイクルプラントの暖機、起動
   を行うと共に、蒸気系全体の蒸気需給を調整する
   ことを特徴とするガスタービンコンバインドサイ
   クルプラントを含む蒸気系の総括制御方法。