JPH04342806A - Steam turbine control device for combined power plant - Google Patents

Steam turbine control device for combined power plant

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Publication number
JPH04342806A
JPH04342806A JP14075491A JP14075491A JPH04342806A JP H04342806 A JPH04342806 A JP H04342806A JP 14075491 A JP14075491 A JP 14075491A JP 14075491 A JP14075491 A JP 14075491A JP H04342806 A JPH04342806 A JP H04342806A
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JP
Japan
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steam
pressure
exhaust heat
signal
turbine
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Application number
JP14075491A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihiro Uchida
典弘 内田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To protect turbine blades by detecting an opening degree of an exhaust heat inlet damper and by calculating a limited opening degree for a steam adjusting valve in accordance with the result of the detection so as to rapidly close the steam adjusting valve when the exhaust heat damper is closed. CONSTITUTION:A low value selector 20 receives an output signal which is obtained by adding an output signal from a speed controller 16 to an output signal from a load controller 17, and an output signal from a load limiter 18 and an output signal from a steam controller 19. Further, the selector 10 selects a signal having a lowest value among these signals and delivers the same as a man steam control value opening degree setting signal. In this arrangement, a function generator 21 and a variation rate limiter 22 are further provided. When an opening degree signal from an exhaust heat inlet damper is, for example, decreased, an abrupt decrease command is delivered from the function generator 21 which receives the opening degree signal, to the low value selector 20 by way of the variation rate limiter 22. Accordingly, the main steam control valve is closed to prevent the steam pressure of the inlet port of the steam turbine from abrupt decrease.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[発明の目的][Object of the invention]

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンサイクル
と蒸気タービンサイクルとが排熱回収ボイラを介して結
合されるコンバインド発電プラントの蒸気タービン制御
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steam turbine control system for a combined power plant in which a gas turbine cycle and a steam turbine cycle are coupled via an exhaust heat recovery boiler.

【0002】0002

【従来の技術】図5に、コンバインド発電プラントの一
般的系統を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a general system of a combined power generation plant.

【0003】ガスタービン1は、燃焼ガスで駆動され、
これによりガスタービン発電機2が回転駆動して発電を
する。ガスタービン1から排出される高温高圧の排ガス
は、排熱入口ダンパー3を通過して、排熱回収ボイラ4
に導かれ、排熱回収ボイラ4で熱交換されて低温のガス
となり大気に放出される。
[0003] The gas turbine 1 is driven by combustion gas,
This causes the gas turbine generator 2 to rotate and generate electricity. The high-temperature, high-pressure exhaust gas discharged from the gas turbine 1 passes through the exhaust heat inlet damper 3 and is transferred to the exhaust heat recovery boiler 4.
The gas is guided to the exhaust heat recovery boiler 4 for heat exchange and becomes a low-temperature gas, which is released into the atmosphere.

【0004】排熱回収ボイラ4で高温ガスと熱交換して
高温高圧となった蒸気は、蒸気タービン5に供給され、
蒸気のエネルギーにより蒸気タービン5を回転駆動する
。蒸気タービン発電機6は、蒸気タービン5により駆動
されて発電をする。
[0004] Steam that has become high temperature and high pressure through heat exchange with high temperature gas in the exhaust heat recovery boiler 4 is supplied to a steam turbine 5.
The steam turbine 5 is rotationally driven by the energy of the steam. The steam turbine generator 6 is driven by the steam turbine 5 to generate electricity.

【0005】具体的には、排熱回収ボイラ4内の高圧ド
ラム7および低圧ドラム8で発生した蒸気は、高圧蒸気
加減弁9および低圧蒸気加減弁10をそれぞれ介して蒸
気タービン5に供給される。そして、起動時に高圧蒸気
加減弁9を通過する前の蒸気は、高圧蒸気バイパス弁1
1を介し、また、低圧蒸気加減弁10を通過する前の蒸
気は、低圧蒸気バイパス弁12を介して復水器13にそ
れぞれバイパスされる。
Specifically, steam generated in the high pressure drum 7 and low pressure drum 8 in the exhaust heat recovery boiler 4 is supplied to the steam turbine 5 via a high pressure steam control valve 9 and a low pressure steam control valve 10, respectively. . The steam before passing through the high pressure steam control valve 9 at the time of startup is
The steam before passing through the low pressure steam control valve 10 is bypassed to the condenser 13 through the low pressure steam bypass valve 12, respectively.

【0006】復水器13は、バイパスされた蒸気や蒸気
タービン5で仕事をした蒸気を冷却して水に変換する。 復水器13の水は、高圧給水ポンプ14により高圧ドラ
ム7に供給される一方、低圧給水ポンプ15により低圧
ドラム8にそれぞれ供給される。
[0006] The condenser 13 cools the bypassed steam and the steam that has worked in the steam turbine 5 and converts it into water. Water in the condenser 13 is supplied to the high-pressure drum 7 by a high-pressure water supply pump 14, and is supplied to the low-pressure drum 8 by a low-pressure water supply pump 15, respectively.

【0007】排熱入口ダンパー3は、ガスタービン1か
らの排ガスを直接大気に放出させるか、排熱回収ボイラ
4に入力するかを切替える。この場合、排ガスを直接大
気に放出すれば、ガスタービン単独の運転となる。排ガ
スが排熱回収ボイラ4に入力すれば、コンバインドサイ
クルとしての運転となる。この排熱入口ダンパー3は、
大型のため一般に油圧で駆動され、一定のレートの開閉
または段階的に開閉をする。
[0007] The exhaust heat inlet damper 3 switches whether the exhaust gas from the gas turbine 1 is directly discharged to the atmosphere or inputted into the exhaust heat recovery boiler 4. In this case, if the exhaust gas is released directly into the atmosphere, the gas turbine will operate alone. If the exhaust gas is input to the exhaust heat recovery boiler 4, it will operate as a combined cycle. This exhaust heat inlet damper 3 is
Because of their large size, they are typically hydraulically driven and open and close at a constant rate or in stages.

【0008】図6に、上記したコンバインド発電プラン
トに備える従来の蒸気タービン制御装置の制御ブロック
構成を示す。
FIG. 6 shows a control block configuration of a conventional steam turbine control device provided in the above-described combined power generation plant.

【0009】なお、高圧蒸気用、低圧蒸気用共に同一構
成であるので、その一つを説明するが、実際には、高圧
蒸気用、低圧蒸気用の二系統が設けられている。
[0009] Since the configuration is the same for both high-pressure steam and low-pressure steam, one of them will be explained, but in reality, two systems are provided, one for high-pressure steam and one for low-pressure steam.

【0010】図示する如く、速度制御器16の出力信号
と負荷制御器17の出力信号とが加算された出力信号と
、負荷制限器18の出力信号および蒸気圧力制御器19
の出力信号の各々の出力信号が低値選択器20に入力さ
れる。この低値選択器20では、上記出力信号の内の低
値の信号を選択して蒸気加減弁開度設定信号PBとして
出力する。
As shown in the figure, an output signal obtained by adding the output signal of the speed controller 16 and the output signal of the load controller 17, the output signal of the load limiter 18, and the steam pressure controller 19
The output signals of each of the output signals are input to the low value selector 20. The low value selector 20 selects the low value signal from among the output signals and outputs it as the steam control valve opening setting signal PB.

【0011】ここで、蒸気圧力制御器19は、蒸気圧力
実測信号PAを入力し、この蒸気圧力実測信号PAと積
分器19aの出力信号である蒸気圧力設定信号PSとの
偏差を制限器19bに入力する。この制限器19bから
の出力信号をスイッチ19cを介して積分器19aに入
力するようにしている。また、蒸気圧力設定信号PSと
蒸気圧力実測信号PAとの偏差を関数発生器19dに入
力し、この関数発生器19dからの出力信号をスイッチ
19eを介して蒸気圧力制御信号PMになるようにして
いる。
Here, the steam pressure controller 19 inputs the steam pressure actual measurement signal PA, and outputs the deviation between the steam pressure actual measurement signal PA and the steam pressure setting signal PS, which is the output signal of the integrator 19a, to the limiter 19b. input. The output signal from the limiter 19b is input to the integrator 19a via a switch 19c. Further, the deviation between the steam pressure setting signal PS and the steam pressure actual measurement signal PA is input to the function generator 19d, and the output signal from the function generator 19d is made to become the steam pressure control signal PM via the switch 19e. There is.

【0012】一方、スイッチ19cが動作すると、零が
設定されている設定器19fの値が積分器19aに入力
される。また、スイッチ19eが動作すると、設定器1
9gの100%の設定値が蒸気圧力制御信号PMとなる
ようにしている。
On the other hand, when the switch 19c is operated, the value of the setter 19f, which is set to zero, is input to the integrator 19a. Moreover, when the switch 19e is operated, the setting device 1
The set value of 100% of 9g is set as the steam pressure control signal PM.

【0013】なお、蒸気圧力実測信号PAは、一般に蒸
気タービンヘッダー圧力であり、高圧蒸気加減弁9の制
御には高圧蒸気ヘッダー圧力信号が使われ、低圧蒸気加
減弁10の制御には低圧蒸気ヘッダー圧力信号が使われ
る。
The steam pressure actual measurement signal PA is generally the steam turbine header pressure, and the high pressure steam header pressure signal is used to control the high pressure steam regulating valve 9, and the low pressure steam header pressure signal is used to control the low pressure steam regulating valve 10. A pressure signal is used.

【0014】上記構成で、起動時、ガスタービンの単独
運転またはコンバインド運転のいずれかを選択する。こ
のとき排熱入口ダンパー3の位置を決めてガスタービン
1の起動をする。なお、ガスタービンの単独運転とコン
バインド運転の切替えは、プラント運転中であっても構
わない。
[0014] With the above configuration, at startup, either individual operation or combined operation of the gas turbine is selected. At this time, the position of the exhaust heat inlet damper 3 is determined and the gas turbine 1 is started. Note that the switching between the individual operation and the combined operation of the gas turbine may be performed during plant operation.

【0015】コンバインド運転を選択した場合、ガスタ
ービン1の起動後、ガスタービン1の排ガスが排熱入口
ダンパー3を通って排熱回収ボイラ4に供給される。こ
れにより、排熱回収ボイラ4内の高圧ドラム7および低
圧ドラム8の水が蒸発する。その後、蒸気タービン5を
起動させるまでの間、高圧蒸気バイパス弁11および低
圧蒸気バイパス弁12により、高圧ドラム7および低圧
ドラム8の出口蒸気圧力を所定圧力に維持させる。
When combined operation is selected, after the gas turbine 1 is started, the exhaust gas of the gas turbine 1 is supplied to the exhaust heat recovery boiler 4 through the exhaust heat inlet damper 3. As a result, water in the high pressure drum 7 and the low pressure drum 8 in the exhaust heat recovery boiler 4 evaporates. Thereafter, the outlet steam pressures of the high pressure drum 7 and the low pressure drum 8 are maintained at a predetermined pressure by the high pressure steam bypass valve 11 and the low pressure steam bypass valve 12 until the steam turbine 5 is started.

【0016】高圧蒸気状態が蒸気タービン5を起動させ
る状態になると、低値選択器20で選択された速度制御
器16の出力信号を増加させて高圧蒸気加減弁9を開け
て、蒸気タービン5を起動させる。蒸気タービン5が定
格速度に到達すると、蒸気タービン発電機6を電力系統
に併入し、初負荷を確保するまでの起動をする。この間
、高圧蒸気加減弁9が開くことにより排熱回収ボイラ4
の出口の高圧蒸気圧力が低下する。このため高圧蒸気バ
イパス弁11を閉じることにより排熱回収ボイラ4の出
口の高圧蒸気圧力を所定値に維持する。
When the high pressure steam state reaches a state where the steam turbine 5 is started, the output signal of the speed controller 16 selected by the low value selector 20 is increased, the high pressure steam control valve 9 is opened, and the steam turbine 5 is started. Activate it. When the steam turbine 5 reaches the rated speed, the steam turbine generator 6 is connected to the power system and activated until the initial load is secured. During this time, the high pressure steam control valve 9 opens and the exhaust heat recovery boiler 4
The high pressure steam pressure at the outlet of is reduced. Therefore, by closing the high-pressure steam bypass valve 11, the high-pressure steam pressure at the outlet of the exhaust heat recovery boiler 4 is maintained at a predetermined value.

【0017】その後、負荷制御器17の出力信号を上昇
させて、高圧蒸気加減弁9および低圧蒸気加減弁10を
全開とさせる。これに伴い高圧蒸気バイパス弁11およ
び低圧蒸気バイパス弁12は全閉する。この間、負荷制
限器18は、図示省略した負荷制御器17の出力信号に
正のバイアスを加えた信号に追従しており、通常の運転
では低値選択器20で選択されることはない。
Thereafter, the output signal of the load controller 17 is increased to fully open the high pressure steam control valve 9 and the low pressure steam control valve 10. Accordingly, the high pressure steam bypass valve 11 and the low pressure steam bypass valve 12 are fully closed. During this time, the load limiter 18 follows a signal obtained by adding a positive bias to the output signal of the load controller 17 (not shown), and is not selected by the low value selector 20 in normal operation.

【0018】ところで、蒸気圧力制御器19は、蒸気タ
ービン5が起動完了するまでの間、即ち、高圧蒸気加減
弁9および低圧蒸気加減弁10が全開とするまでの間、
スイッチ19eが動作している。従って、蒸気圧力制御
信号PMが100%になっており、低値選択器20では
選択されないようにしている。この蒸気圧力制御器19
は、蒸気タービン5が起動完了し、スイッチ19eが不
動作になった以降、蒸気圧力実測信号PAが急激に低下
したときのみ低値選択器20でこの蒸気圧力制御信号P
Mが選択されるようにしている。
By the way, the steam pressure controller 19 operates until the steam turbine 5 is completely started, that is, until the high pressure steam control valve 9 and the low pressure steam control valve 10 are fully opened.
Switch 19e is operating. Therefore, the steam pressure control signal PM is 100% and is not selected by the low value selector 20. This steam pressure controller 19
The low value selector 20 selects the steam pressure control signal P only when the steam pressure actual measurement signal PA suddenly decreases after the steam turbine 5 has been started and the switch 19e has become inactive.
M is selected.

【0019】高圧蒸気加減弁9および低圧蒸気加減弁1
0は一旦全開するとこれを保持するようにしている。ま
た、同じくバイパス弁は一旦全閉するとこれを保持する
ようにしている。その理由は、全体の出力に対する発電
機負荷の負荷変化に対しては、まず、ガスタービン1の
出力で応答し、蒸気タービン発電機6の出力については
排熱回収ボイラ4の出口蒸気状態で決定するようにして
いるためである。これは、蒸気タービン5の出力が排熱
回収ボイラ4の出口蒸気温度に依存し、この排熱回収ボ
イラ4の出口蒸気状態はガスタービン1の排気ガス温度
に依存することによる。また、ガスタービン1の排気ガ
ス温度は、ガスタービン1の出力により決定されること
による。従って、コンバインドサイクルの出力は、ガス
タービン1の出力に依存することからガスタービン1の
出力制御により排熱回収ボイラ4の出口蒸気状態も制御
されることになる。
High pressure steam control valve 9 and low pressure steam control valve 1
0 is designed to hold this position once it is fully opened. Similarly, once the bypass valve is fully closed, it is maintained. The reason is that the output of the gas turbine 1 responds to changes in the generator load relative to the overall output, and the output of the steam turbine generator 6 is determined by the steam condition at the exit of the heat recovery boiler 4. This is because I try to do so. This is because the output of the steam turbine 5 depends on the outlet steam temperature of the exhaust heat recovery boiler 4, and the outlet steam state of the exhaust heat recovery boiler 4 depends on the exhaust gas temperature of the gas turbine 1. Further, the exhaust gas temperature of the gas turbine 1 is determined by the output of the gas turbine 1. Therefore, since the output of the combined cycle depends on the output of the gas turbine 1, the output steam state of the exhaust heat recovery boiler 4 is also controlled by controlling the output of the gas turbine 1.

【0020】蒸気タービン5の出力は、排熱回収ボイラ
4の出口蒸気圧力を変えることにより変更する変圧運転
を行っている。
[0020] The output of the steam turbine 5 is operated under variable pressure operation in which the output steam pressure of the exhaust heat recovery boiler 4 is changed.

【0021】上記したコンバインドサイクルの蒸気サイ
クルでは、高圧蒸気加減弁9および低圧蒸気加減弁10
を全開にし、高圧蒸気バイパス弁11および低圧蒸気バ
イパス弁12を全閉にした状態で蒸気タービン5を変圧
運転をしている。この変圧運転時に、高圧ドラム7およ
び低圧ドラム8のレベル制御の不調や、高圧給水ポンプ
14および低圧給水ポンプ15等の補機の故障などが発
生すると、高圧ドラム7および低圧ドラム8の出口蒸気
圧力、即ち、蒸気タービンの入口蒸気圧力が急低下する
ことがある。
In the above-described combined cycle steam cycle, the high pressure steam control valve 9 and the low pressure steam control valve 10
The steam turbine 5 is operated at variable pressure with the high-pressure steam bypass valve 11 and the low-pressure steam bypass valve 12 fully closed. During this variable pressure operation, if a malfunction in the level control of the high-pressure drum 7 and low-pressure drum 8 or a failure of auxiliary equipment such as the high-pressure water supply pump 14 and low-pressure water supply pump 15 occurs, the outlet steam pressure of the high-pressure drum 7 and low-pressure drum 8 That is, the inlet steam pressure of the steam turbine may drop suddenly.

【0022】このような場合、高圧蒸気加減弁9および
低圧蒸気加減弁10を全開の状態にしておくと、ドラム
内の水分が蒸気と混合して蒸気タービン5に入る。これ
を防止するため、蒸気圧力制御器19により蒸気圧力の
急低下を検出し、急低下の程度に応じて高圧蒸気加減弁
9および低圧蒸気加減弁10を急閉させて、蒸気圧力の
低下を抑制するようにしている。
In such a case, if the high-pressure steam control valve 9 and the low-pressure steam control valve 10 are kept fully open, the water in the drum mixes with steam and enters the steam turbine 5. To prevent this, the steam pressure controller 19 detects a sudden drop in steam pressure, and depending on the degree of the sudden drop, quickly closes the high pressure steam control valve 9 and the low pressure steam control valve 10 to prevent the drop in steam pressure. I'm trying to suppress it.

【0023】ここで、蒸気圧力制御器19の動作につい
て具体的に説明する。
The operation of the steam pressure controller 19 will now be explained in detail.

【0024】蒸気圧力実測信号PAが急低下すると、蒸
気圧力設定信号PSは制限器19bおよび積分器19a
の動作により所定の低速レートで降下する。このため蒸
気圧力設定信号PSと蒸気圧力実測信号PAとの蒸気圧
力制御偏差が負の信号となる。そして、関数発生器19
dに設定されている値、即ち、図7に示す如く、D1の
値になると、蒸気圧力開度指令が徐々に低下を開始する
。このD1の値は、誤動作を防ぐため通常の定格蒸気圧
力の10%程度の値を設定している。さらに、蒸気圧力
制御偏差がD2となるまで徐々に蒸気加減弁開度指令が
降下する。この蒸気加減弁開度指令、即ち、蒸気圧力制
御信号PMが低値選択器20で選択される。そして、ス
イッチ19cが動作する。設定器19fは零に設定され
ており、蒸気圧力設定信号PSが保持され、蒸気圧力制
御信号PMの低下を促進させるように働く。即ち、図8
に示す如く、蒸気圧力設定信号PSと蒸気圧力実測信号
PAがt1の時点で徐々に降下し、t2時間で蒸気圧力
制御偏差がD1になると、蒸気圧力制御信号PMが10
0%から急に低下する。
When the steam pressure actual measurement signal PA suddenly decreases, the steam pressure setting signal PS changes to the limiter 19b and the integrator 19a.
The robot descends at a predetermined slow rate. Therefore, the steam pressure control deviation between the steam pressure setting signal PS and the steam pressure actual measurement signal PA becomes a negative signal. And function generator 19
When reaching the value set for d, that is, the value D1 as shown in FIG. 7, the steam pressure opening degree command starts to gradually decrease. The value of D1 is set to about 10% of the normal rated steam pressure in order to prevent malfunction. Furthermore, the steam control valve opening degree command gradually decreases until the steam pressure control deviation reaches D2. This steam control valve opening command, that is, the steam pressure control signal PM is selected by the low value selector 20. Then, the switch 19c is activated. The setting device 19f is set to zero, so that the steam pressure setting signal PS is held and works to promote a decrease in the steam pressure control signal PM. That is, FIG.
As shown in , when the steam pressure setting signal PS and the steam pressure actual measurement signal PA gradually decrease at time t1, and the steam pressure control deviation becomes D1 at time t2, the steam pressure control signal PM decreases to 10.
It suddenly decreases from 0%.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た蒸気タービン制御装置には次の問題がある。
However, the above steam turbine control device has the following problems.

【0026】蒸気タービン5が変圧運転しているときに
、排熱入口ダンパー3を誤操作で閉めた場合、または排
熱入口ダンパー3の故障や制御器の故障で閉まることが
ある。この場合、ガスタービン1の排ガスが大気に直接
排出され、排熱回収ボイラ4の入熱が急低下するため高
圧ドラム7および低圧ドラム8の出口蒸気圧力、即ち、
蒸気タービン入口蒸気圧力が急低下する。このような場
合、上記と同様に蒸気圧力制御器19により高圧蒸気加
減弁9および低圧蒸気加減弁10を締めて蒸気圧力の低
下を抑制しようとする。
When the steam turbine 5 is operating under variable pressure, the exhaust heat inlet damper 3 may be closed due to an erroneous operation, or due to a failure of the exhaust heat inlet damper 3 or a failure of the controller. In this case, the exhaust gas of the gas turbine 1 is directly discharged to the atmosphere, and the heat input to the waste heat recovery boiler 4 suddenly decreases, so that the steam pressure at the exits of the high pressure drum 7 and the low pressure drum 8, that is,
The steam pressure at the steam turbine inlet suddenly drops. In such a case, similarly to the above, the steam pressure controller 19 closes the high pressure steam control valve 9 and the low pressure steam control valve 10 to suppress the drop in steam pressure.

【0027】ところが、排熱回収ボイラ4の入熱低下に
対する高圧ドラム7および低圧ドラム8の出口蒸気圧力
低下の反応が俊敏なことから、蒸気タービン5の入口蒸
気圧力が急激に低下する。このため、蒸気圧力の低下を
検出し、蒸気加減弁を閉めている蒸気圧力制御器19の
動作では、蒸気圧力低下の抑制が遅れて蒸気タービン5
に湿り蒸気が入り蒸気タービン5の翼を損傷するという
問題がある。
However, since the reaction of the reduction in the outlet steam pressure of the high pressure drum 7 and the low pressure drum 8 to the decrease in the heat input of the exhaust heat recovery boiler 4 is quick, the inlet steam pressure of the steam turbine 5 decreases rapidly. Therefore, in the operation of the steam pressure controller 19, which detects a decrease in steam pressure and closes the steam control valve, the steam pressure decrease is delayed and the steam turbine 5
There is a problem in that wet steam enters the steam turbine 5 and damages the blades of the steam turbine 5.

【0028】例えば、図9に示す如く、排熱入口ダンパ
ー3の開度Lが、t1時点に100%から50%にステ
ップで変化したとき、これに応じて蒸気圧力設定信号P
S、蒸気圧力実測信号PAおよび蒸気圧力制御信号PM
は図示するように変化する。このときt2時点で蒸気圧
力設定信号PSと蒸気圧力実測信号PAとの差が蒸気圧
力制御偏差D1を生じるため蒸気圧力制御信号PMはT
時間だけ遅れて動作することになる。
For example, as shown in FIG. 9, when the opening degree L of the exhaust heat inlet damper 3 changes stepwise from 100% to 50% at time t1, the steam pressure setting signal P changes accordingly.
S, steam pressure actual measurement signal PA and steam pressure control signal PM
changes as shown. At this time, at time t2, the difference between the steam pressure setting signal PS and the steam pressure actual measurement signal PA produces a steam pressure control deviation D1, so the steam pressure control signal PM is T.
It will operate with a time delay.

【0029】そこで、本発明は、排熱入口ダンパーが誤
操作等で閉まった場合に、蒸気加減弁を速やかに閉めて
蒸気タービンに湿り蒸気が入るのを防止することのでき
るコンバイン発電プラントの蒸気タービン制御装置を提
供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a steam turbine for a combine power generation plant that can promptly close the steam control valve to prevent wet steam from entering the steam turbine when the exhaust heat inlet damper is closed due to an erroneous operation or the like. The purpose is to provide a control device.

【0030】[発明の構成][Configuration of the invention]

【課題を解決するための手段】本発明は、ガスタービン
と、このガスタビーンから排熱入口ダンパーを介して供
給される排ガスを熱交換する排熱回収ボイラと、この排
熱回収ガスボイラからの蒸気を蒸気タービンに導く蒸気
加減弁と、この蒸気加減弁を開閉制御するために速度制
御信号と負荷制御信号との加算値と蒸気圧力制御信号と
を入力し、これらの制御信号の内で低値の制御信号を選
択し蒸気加減弁開度設定信号とする低値選択器とからな
るコンバインド発電プラントの蒸気タービン制御装置に
おいて、前記排熱入口ダンパーの開度値またはこの相当
値を検出する排熱入口ダンパー開度検出手段と、前記排
熱入口ダンパーが閉動作となったとき前記蒸気タービン
への蒸気圧力を所定値に維持するため前記排熱入口ダン
パー開度検出手段の検出値に応じた前記蒸気加減弁の開
度制限値またはこの相当値を算出し、この算出値を前記
低値選択器へ入力する開度制限値演算手段とを設けるよ
うにしたものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a gas turbine, a waste heat recovery boiler for exchanging heat with exhaust gas supplied from the gas turbine via a waste heat inlet damper, and a Input the steam control valve that leads to the steam turbine, the sum of the speed control signal and the load control signal, and the steam pressure control signal to control the opening and closing of the steam control valve. A steam turbine control device for a combined power generation plant comprising a low value selector that selects a control signal and uses it as a steam control valve opening setting signal, the exhaust heat inlet detecting the opening value of the exhaust heat inlet damper or an equivalent value thereof. a damper opening detection means; and a damper opening detecting means for controlling the steam in accordance with a detected value of the exhaust heat inlet damper opening detection means in order to maintain the steam pressure to the steam turbine at a predetermined value when the exhaust heat inlet damper is in a closing operation. The opening limit value calculating means calculates the opening limit value of the control valve or its equivalent value and inputs this calculated value to the low value selector.

【0031】[0031]

【作用】上記構成により、排熱入口ダンパーの開度値ま
たは相当値を基準に算出した蒸気加減弁の開度制限値ま
たは相当値により、直接蒸気加減弁を制御することがで
きるため、排熱入口ダンパーが誤操作または故障で閉ま
っても時間の遅れがなく、蒸気加減弁を閉めることがで
きる。これにより蒸気圧力の低下が抑制され、湿り蒸気
が蒸気タービンに入ることが防止され、蒸気タービンの
翼を保護する。
[Operation] With the above configuration, the steam control valve can be directly controlled by the opening limit value or equivalent value of the steam control valve calculated based on the opening value or equivalent value of the exhaust heat inlet damper, so the exhaust heat Even if the inlet damper closes due to incorrect operation or failure, the steam control valve can be closed without any time delay. This suppresses the drop in steam pressure, prevents wet steam from entering the steam turbine, and protects the blades of the steam turbine.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0033】図1は、本発明の一実施例を示すコンバイ
ン発電プラントの蒸気タービン制御装置の制御ブロック
構成図である。図6と同一符号は、同一部分または相当
部分を示す。図6と異なる点は、関数発生器21と変化
率制限器22を新たに設けた点である。本実施例は、排
熱入口ダンパー3の開度信号Lを関数発生器21に入力
し、この関数発生器21から出力される信号を変化率制
限器22を介して低値選択器20に入力するようにして
いる。
FIG. 1 is a control block diagram of a steam turbine control device for a combined power generation plant showing one embodiment of the present invention. The same reference numerals as in FIG. 6 indicate the same or equivalent parts. The difference from FIG. 6 is that a function generator 21 and a change rate limiter 22 are newly provided. In this embodiment, the opening signal L of the exhaust heat inlet damper 3 is input to the function generator 21, and the signal output from the function generator 21 is input to the low value selector 20 via the rate of change limiter 22. I try to do that.

【0034】関数発生器21は、排熱入口ダンパー3の
開度信号Lを入力して、この入力信号を図2に示す如く
、設定された関数の信号にして出力する。この関数発生
器21の関数は、排熱入口ダンパー3の流量特性、排熱
回収ボイラ4の熱特性および蒸気加減弁の流量特性等か
ら算出する。
The function generator 21 inputs the opening degree signal L of the exhaust heat inlet damper 3, converts this input signal into a signal of a set function as shown in FIG. 2, and outputs it. The function of the function generator 21 is calculated from the flow rate characteristics of the exhaust heat inlet damper 3, the thermal characteristics of the exhaust heat recovery boiler 4, the flow rate characteristics of the steam control valve, etc.

【0035】変化率制限器22は、関数発生器21の出
力信号を所定の変化率で制限して出力する。この変化率
制限器22に設定される値は、蒸気タービン5の蒸気流
量最大変化率から算出する。
The rate of change limiter 22 limits the output signal of the function generator 21 to a predetermined rate of change and outputs it. The value set in this rate of change limiter 22 is calculated from the maximum rate of change in the steam flow rate of the steam turbine 5.

【0036】次に、蒸気タービン5が変圧運転中に排熱
入口ダンパー3が誤操作または故障により閉まった場合
、次の作用をする。
Next, when the exhaust heat inlet damper 3 is closed due to an erroneous operation or a failure while the steam turbine 5 is in variable pressure operation, the following action occurs.

【0037】排熱入口ダンパー3の開度信号Lが低下す
ると、この排熱入口ダンパー3の開度信号Lを入力した
関数発生器21が、図2に示す如くに関数設定された蒸
気加減弁開度制限値を出力する。即ち、関数発生器21
が蒸気加減弁を急激に閉める指令を変化率制限器22に
出力する。この結果、変化率制限器22を介した信号は
低値選択器20で選択され、蒸気加減弁を閉める。これ
により、蒸気タービン入口蒸気圧力が急低下するのを未
然に防ぐことができる。
When the opening signal L of the exhaust heat inlet damper 3 decreases, the function generator 21 to which the opening signal L of the exhaust heat inlet damper 3 is inputted, controls the steam control valve whose function is set as shown in FIG. Outputs the opening limit value. That is, the function generator 21
outputs a command to the rate of change limiter 22 to abruptly close the steam control valve. As a result, the signal through the rate of change limiter 22 is selected by the low value selector 20, closing the steam control valve. Thereby, it is possible to prevent the steam turbine inlet steam pressure from dropping suddenly.

【0038】例えば、図3に示す如く、排熱入口ダンパ
ー3の開度信号Lがt1時点に100%から50%へス
テップ状に変化したとき、変化率制限器22の出力信号
を蒸気加減弁開度設定信号PBとして直ちに、t1時点
から急降下してt2時点で一定値となる。これに応じて
蒸気圧力実測信号PAも降下するが、速やかに追従して
排熱入口ダンパー3の開度変化前の所定の圧力を維持す
る。このように、排熱入口ダンパー3が閉まったとき、
蒸気加減弁が速やかに閉まり、蒸気圧力の急低下を抑制
することができる。
For example, as shown in FIG. 3, when the opening degree signal L of the exhaust heat inlet damper 3 changes stepwise from 100% to 50% at time t1, the output signal of the rate of change limiter 22 is changed to the steam control valve. Immediately, the opening setting signal PB suddenly drops from time t1 and reaches a constant value at time t2. Accordingly, the steam pressure actual measurement signal PA also drops, but it quickly follows this and maintains the predetermined pressure before the change in the opening degree of the exhaust heat inlet damper 3. In this way, when the exhaust heat inlet damper 3 is closed,
The steam control valve closes quickly, and a sudden drop in steam pressure can be suppressed.

【0039】なお、関数発生器21の設定が予定された
特性と相違し、蒸気加減弁の閉めが不足する場合は、従
来の蒸気圧力制御器19の作用により、さらに蒸気加減
弁を閉める。
If the setting of the function generator 21 differs from the expected characteristics and the steam regulating valve is not sufficiently closed, the steam regulating valve is further closed by the action of the conventional steam pressure controller 19.

【0040】また、蒸気タービン5の起動から停止操作
が行われるまでの間、通常の運転では、排熱入口ダンパ
ー3は全開になっているため、本実施が通常の運転に影
響を与えることはない。
Furthermore, in normal operation, from the start of the steam turbine 5 until the stop operation is performed, the exhaust heat inlet damper 3 is fully open, so this implementation will not affect the normal operation. do not have.

【0041】さらに、従来の動作特性を示す図9と、比
較すれば、明らかなように、本実施例によれば、蒸気圧
力の急低下を抑制するだけでなく、蒸気圧力の変動その
ものを安定にすることができる。
Furthermore, when compared with FIG. 9 showing the conventional operating characteristics, it is clear that according to this embodiment, not only a sudden drop in steam pressure is suppressed, but also fluctuations in steam pressure itself are stabilized. It can be done.

【0042】図4は、本発明の他の実施例を示すコンバ
イン発電プラントの蒸気タービン制御装置の制御ブロッ
ク構成図である。
FIG. 4 is a control block configuration diagram of a steam turbine control device for a combined power generation plant showing another embodiment of the present invention.

【0043】本実施例では、排熱入口ダンパー3の通過
ガス流量とバイパス流量とを入力し、両者の信号を加算
した排ガス総流量に対する通過ガス流量の比率、即ち、
排熱入口ダンパー3の仮想開度を除算器23で算出する
。関数発生器24では、除算器23で算出された信号に
基づいて蒸気タービン5の負荷制限信号を算出する。 この負荷制限信号に基づき負荷制限器18が動作して低
値選択器20で負荷制限器18からの信号が選択され、
蒸気加減弁を制御する。
In this embodiment, the passing gas flow rate and the bypass flow rate of the exhaust heat inlet damper 3 are input, and the ratio of the passing gas flow rate to the total exhaust gas flow rate, which is the sum of both signals, is calculated as follows:
The virtual opening degree of the exhaust heat inlet damper 3 is calculated by the divider 23. The function generator 24 calculates a load limit signal for the steam turbine 5 based on the signal calculated by the divider 23. The load limiter 18 operates based on this load limit signal, and the low value selector 20 selects the signal from the load limiter 18.
Controls the steam control valve.

【0044】なお、排熱入口ダンパー3の通過ガス流量
とは、排熱回収ボイラ4に入力される流量である。また
、バイパス流量とは、大気に放出される流量である。 関数発生器24の設定関数は図2に示す関数の蒸気加減
弁開度制限値を負荷制限値に変えたものであり、同等の
関数になる。この実施例でも図1に示した実施例と同様
に実施できる。
Note that the flow rate of gas passing through the exhaust heat inlet damper 3 is the flow rate input to the exhaust heat recovery boiler 4. Moreover, the bypass flow rate is the flow rate discharged to the atmosphere. The setting function of the function generator 24 is the function shown in FIG. 2 in which the steam control valve opening limit value is changed to a load limit value, and is an equivalent function. This embodiment can also be implemented in the same manner as the embodiment shown in FIG.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、排熱入口
ダンパーが誤操作等により閉まった場合、蒸気タービン
入口蒸気圧力が急低下する前に蒸気加減弁を速やかに閉
めることができるから、蒸気圧力の急低下を抑制する。 これにより、高圧ドラム、低圧ドラムからの蒸気に水分
が含まれることがない。このため湿り蒸気が蒸気タービ
ンに入るということが解消され、蒸気タービンの翼が損
傷されるのを防止することができる。
As described above, according to the present invention, when the exhaust heat inlet damper is closed due to an erroneous operation, the steam control valve can be quickly closed before the steam pressure at the steam turbine inlet suddenly decreases. Suppresses sudden drop in steam pressure. This prevents moisture from being contained in the steam from the high-pressure drum and low-pressure drum. This prevents wet steam from entering the steam turbine and prevents the blades of the steam turbine from being damaged.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すコンバイン発電プラン
トの蒸気タービン制御装置の制御ブロック構成図である
FIG. 1 is a control block configuration diagram of a steam turbine control device for a combined power generation plant showing one embodiment of the present invention.

【図2】同装置の関数発生器の特性例を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of characteristics of a function generator of the device.

【図3】同装置の動作例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the operation of the device.

【図4】本発明の他の実施例を示すコンバイン発電プラ
ントの蒸気タービン制御装置の制御ブロック構成図であ
る。
FIG. 4 is a control block configuration diagram of a steam turbine control device for a combined power generation plant showing another embodiment of the present invention.

【図5】コンバインド発電プラントを示す系統図である
FIG. 5 is a system diagram showing a combined power generation plant.

【図6】従来例を示すコンバイン発電プラントの蒸気タ
ービン制御装置の制御ブロック構成図である。
FIG. 6 is a control block configuration diagram of a steam turbine control device for a combine power generation plant showing a conventional example.

【図7】同装置の関数発生器の特性例を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of characteristics of a function generator of the same device.

【図8】同装置の動作例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the operation of the device.

【図9】同装置の動作例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the operation of the device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    ガスタービン 3    排熱入口ダンパー 4    排熱回収ボイラ 5    蒸気タービン 9    高圧蒸気加減弁 10    低圧蒸気加減弁 16    速度制御器 17    負荷制御器 19    蒸気圧力制御器 20    低値選択器 21    関数発生器 22    変化率制限器 1 Gas turbine 3     Exhaust heat inlet damper 4. Exhaust heat recovery boiler 5 Steam turbine 9 High pressure steam control valve 10 Low pressure steam control valve 16 Speed controller 17 Load controller 19 Steam pressure controller 20 Low value selector 21 Function generator 22 Rate of change limiter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ガスタービンと、このガスタビーンか
ら排熱入口ダンパーを介して供給される排ガスを熱交換
する排熱回収ボイラと、この排熱回収ガスボイラからの
蒸気を蒸気タービンに導く蒸気加減弁と、この蒸気加減
弁を開閉制御するために速度制御信号と負荷制御信号と
の加算値と蒸気圧力制御信号とを入力し、これらの制御
信号の内で低値の制御信号を選択し蒸気加減弁開度設定
信号とする低値選択器とからなるコンバインド発電プラ
ントの蒸気タービン制御装置において、前記排熱入口ダ
ンパーの開度値またはこの相当値を検出する排熱入口ダ
ンパー開度検出手段と、前記排熱入口ダンパーが閉動作
となったとき前記蒸気タービンへの蒸気圧力を所定値に
維持するため前記排熱入口ダンパー開度検出手段の検出
値に応じた前記蒸気加減弁の開度制限値またはこの相当
値を算出し、この算出値を前記低値選択器へ入力する開
度制限値演算手段とを備えたことを特徴とするコンバイ
ンド発電プラントの蒸気タービン制御装置。
Claim 1: A gas turbine, an exhaust heat recovery boiler that exchanges heat with exhaust gas supplied from the gas turbine via an exhaust heat inlet damper, and a steam control valve that guides steam from the exhaust heat recovery gas boiler to a steam turbine. In order to control the opening and closing of this steam regulator, the sum of the speed control signal and the load control signal and the steam pressure control signal are input, and the one with the lowest value among these control signals is selected to open and close the steam regulator. A steam turbine control device for a combined power generation plant comprising a low value selector as an opening setting signal; In order to maintain the steam pressure to the steam turbine at a predetermined value when the exhaust heat inlet damper is in a closing operation, an opening limit value of the steam control valve according to a detected value of the exhaust heat inlet damper opening detection means; A steam turbine control device for a combined power generation plant, comprising an opening limit value calculating means for calculating this equivalent value and inputting this calculated value to the low value selector.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009156033A (en) * 2007-12-25 2009-07-16 Tokyo Electric Power Co Inc:The Combined cycle power generation plant and its operation method
WO2020003708A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Combined power generation facility and operation method thereof

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