JPH06213404A - バイパス系統の起動時制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開放流路に設けられる流量調整弁の損傷を防
止する。 【構成】 制御装置が各圧力検出器２３〜２５からの圧
力検出信号を入力して、バイパス流路８の起動停止され
る機器１５入側の圧力が主流体流路１６の圧力と開放流
路１０の流量調整弁２２出側の圧力との中間の圧力とな
るよう、バイパス流路８入側の流量調整弁２０、及び、
開放流路１０の流量調整弁２２に開度を調整する指令を
送ることにより、開放流路１０に設けられた流量調整弁
２２の入出側の差圧が小さく保たれ、該流量調整弁２２
のエロージョンによる損傷が防止されるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バイパス系統の起動時
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は現在検討中の複合発電設備の概略
を示すものである。

【０００３】図中、１はボイラ、２はボイラ１の給水系
統、３はボイラ１に並設されたガスタービン発電設備、
４はガスタービン発電設備３で発生した排ガス５を排出
するための排ガスダクト、６は排ガスダクト４に接続さ
れた煙突、７は前記排ガスダクト４の途中に設けられた
排熱回収熱交換器７である。

【０００４】又、８はボイラ１の給水系統２に対して分
岐合流され、ボイラ１で発生した蒸気９を排熱回収熱交
換器７へ導くためのバイパス流路、１０はバイパス流路
８の排熱回収熱交換器７出側に接続された、蒸気９を系
外へ排出させるための開放流路、１１はバイパス流路８
の排熱回収熱交換器７入側に設けられた開閉弁、１２は
バイパス流路８の開放流路１０との接続部に設けられた
切換弁、１３は開放流路１０の途中に設けられた流量調
整弁である。

【０００５】そして、上記複合発電設備は、ボイラ１を
連続的に運転させることによって一定の電力を確保し、
必要に応じてガスタービン発電設備３を起動停止させる
ことにより、前記一定量を越える電力を発生させること
ができるようになっている。

【０００６】そして、ボイラ１で発生された蒸気９の一
部をバイパス流路８を介して排熱回収熱交換器７へ導
き、ガスタービン発電設備３で発生した排ガス５を利用
して過熱させることにより、設備全体としての熱効率の
向上を図っている。

【０００７】尚、上記排熱回収熱交換器７は、ガスター
ビン発電設備３が起動している時にのみ排ガス５の熱を
回収することができるので、ガスタービン発電設備３の
起動停止に伴って起動停止される。

【０００８】このように、ボイラ１などの連続的に運転
される機器に、バイパス流路８を介して接続された、排
熱回収熱交換器７などの起動停止される機器を起動させ
る場合、従来は以下のようにして行われていた。

【０００９】以下、図４を模式化した図５を用いて説明
する。

【００１０】尚、図５中、１４はボイラ１などの連続的
に運転される機器、１５は排熱回収熱交換器７などの起
動停止される機器、１６は連続的に運転される機器１４
が設けられた給水系統２などの主流体流路、１７は主流
体流路１６の連続的に運転される機器１４の出側に設け
られた温度検出器、１８はバイパス流路８の起動停止さ
れる機器１５の出側の設けられた温度検出器、１９は主
流体流路１６やバイパス流路８や開放流路１０を流れる
流体であり、それ以外は図４のものと同一の符号が付し
てある。

【００１１】先ず、連続的に運転される機器１４が運転
状態にあり、起動停止される機器１５が停止状態にある
時には、開閉弁１１が閉、切換弁１２が開放流路１０
側、流量調整弁１３が閉となっており、この状態で起動
停止される機器１５を起動する場合には、開閉弁１１を
開にし、流量調整弁１３の開度を調整して、主流体流路
１６の流体１９がバイパス流路８を介して起動停止され
る機器１５へ導かれ、その後、開放流路１０から系外へ
排出されるようにする。

【００１２】この際、温度検出器１８によりバイパス流
路８の起動停止される機器１５出側の温度を検出し、検
出温度の上昇になど応じて流量調整弁１３の開度を調節
する。

【００１３】そして、バイパス流路８の起動停止される
機器１５出側の温度が、主流体流路１６の連続的に運転
される機器１４出側の温度と等しくなるか、又は、所定
の温度に達するかしたら、切換弁１２を切替えて起動停
止される機器１５から出された流体を主流体流路１６へ
合流させることにより、定常運転に移行させる。

【００１４】尚、上記したような、起動停止される機器
１５としては、上記複合発電設備における排熱回収熱交
換器７の他に、ボイラ水をガスタービン発電設備３で発
生した排ガス５によって加熱するようにしたガス給水過
熱器などがある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバイパス系統の起動時制御装置には、以下のような
問題があった。

【００１６】即ち、起動停止される機器１５を起動する
場合に、開閉弁１１を開にすると共に、流量調整弁１３
の開度を調整することにより、主流体流路１６の流体１
９をバイパス流路８を介して起動停止される機器１５へ
導き、その後、流体１９が所定の温度に達するまで、開
放流路１０から系外へ排出するようにしていたので、流
量調整弁１３は入側が主流体流路１６と同じ圧力、出側
が外部（通常は大気又は復水器）と同じ圧力となって、
流量調整弁１３に非常に大きな差圧（以下、高差圧とい
う）が作用するため、流量調整弁１３がエロージョンに
よって損傷し易かった。

【００１７】本発明は、上述の実情に鑑み、開放流路に
設けられる流量調整弁の損傷を防止し得るようにしたバ
イパス系統の起動時制御装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続して運転
される機器が設けられた主流体流路と、起動停止される
機器が設けられ、且つ、その両端を前記主流体流路にお
ける起動停止される機器の入出側に接続されたバイパス
流路と、該バイパス流路の起動停止される機器の出側か
ら分岐された開放流路と、前記バイパス流路における起
動停止される機器の入側と開放流路接続部の出側にそれ
ぞれ設けられた流量調整弁、並びに、開放流路に設けら
れた流量調整弁と、前記主流体流路に設けられた圧力検
出器、及び、バイパス流路における起動停止される機器
とその入側の流量調整弁との間に設けられた圧力検出
器、並びに、開放流路の流量調整弁出側に設けられた圧
力検出器と、前記各圧力検出器からの圧力検出信号を入
力して、バイパス流路の起動停止される機器入側の圧力
が主流体流路の圧力と開放流路の流量調整弁出側の圧力
との中間の圧力となるよう、バイパス流路入側の流量調
整弁、及び、開放流路の流量調整弁に開度を調整する指
令を送る制御装置とを備えたことを特徴とするバイパス
系統の起動時制御装置にかかるものである。

【００１９】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００２０】制御装置が各圧力検出器からの圧力検出信
号を入力して、バイパス流路の起動停止される機器入側
の圧力が主流体流路の圧力と開放流路の流量調整弁出側
の圧力との中間の圧力となるよう、バイパス流路入側の
流量調整弁、及び、開放流路の流量調整弁に開度を調整
する指令を送ることにより、開放流路に設けられた流量
調整弁の入出側の差圧が小さく保たれるので、該流量調
整弁のエロージョンによる損傷が防止される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２２】図１〜図３は、本発明の一実施例である。

【００２３】尚、図１中、１４はボイラなどの連続的に
運転される機器、１５は排熱回収熱交換器などの起動停
止される機器、１６は連続的に運転される機器１４が設
けられた給水系統２などの主流体流路、１７は主流体流
路１６の連続的に運転される機器１４の出側に設けられ
た温度検出器、１８はバイパス流路８の起動停止される
機器１５の出側に設けられた温度検出器、１９は主流体
流路１６やバイパス流路８や開放流路１０を流れる流体
である。

【００２４】そして、前記バイパス流路８における起動
停止される機器１５の入側と、バイパス流路８における
開放流路１０接続部の下流側と、開放流路１０に、それ
ぞれ流量調整弁２０，２１，２２を設ける。

【００２５】又、前記主流体流路１６における連続的に
運転される機器１４の入側と、バイパス流路８における
起動停止される機器１５及び入側の流量調整弁２０の間
と、開放流路１０の流量調整弁２２出側に、それぞれ圧
力検出器２３，２４，２５を設ける。

【００２６】そして、図２に示すように、前記各圧力検
出器２３〜２５からの圧力検出信号２６〜２８を入力し
て、起動時に、バイパス流路８の起動停止される機器１
５入側の圧力が主流体流路１６の圧力と開放流路１０の
流量調整弁２２出側の圧力との中間の圧力となるよう、
バイパス流路８入側の流量調整弁２０、及び、開放流路
１０の流量調整弁２２に開度を調整する指令２９，３
０，３１を送ると共に、バイパス流路８に設けられた温
度検出器１８で検出した温度検出信号３２が所定の温度
に達したら、バイパス流路８に設けられた各流量調整弁
２０，２１を開にし、開放流路１０に設けられた流量調
整弁２２を閉にする指令２９〜３１を送る制御装置３３
を設ける。

【００２７】尚、３４は主流体流路１６に設けられた温
度検出器１７から制御装置３３へ送られる温度検出信号
である。

【００２８】次に、作動について図３のタイムチャート
を参照しつつ説明する。

【００２９】連続的に運転される機器１４が運転状態に
あり、起動停止される機器１５が停止状態にある時（点
Ａ以前の状態）には、各流量調整弁２０〜２２が全て閉
となっている。

【００３０】この時、図３に示すように、主流体流路１
６では、圧力検出器２３で検出した圧力（Ｐ₁）が高圧
で且つ一定の状態、温度検出器１７で検出した流体１９
の温度（Ｔ₁）が高温で且つ一定の状態となっており、
バイパス流路８では、流体１９が流されていないので、
圧力検出器２４で検出した圧力（Ｐ₂）が低圧状態（或
いは０、以下、同じ）、温度検出器１８で検出した温度
（Ｔ₂）が低温状態、開放流路１０では、圧力検出器２
５で検出した圧力（Ｐ₃）が低圧状態となっている。

【００３１】この状態で、図示しないガスタービン発電
設備等を起動させ、これに伴って起動停止される機器１
５が起動される場合には、制御装置３３が流量調整弁２
０，２２に指令２９，３１を送って、先ず、流量調整弁
２０と流量調整弁２２を半開状態（点Ｂ）とする。

【００３２】すると、主流体流路１６の流体１９がバイ
パス流路８を介して起動停止される機器１５へ導かれ、
その後、開放流路１０から系外へ排出されるようにな
る。

【００３３】この時、バイパス流路８の流量調整弁２０
出側に流体１９による圧力が作用するので、バイパス流
路８の流量調整弁２０出側の圧力（Ｐ₂）が前記低圧状
態から上昇し、しかも、主流体流路１６の圧力（Ｐ₁）
よりは低い値となる。

【００３４】一方、開放流路１０では、流量調整弁２２
の出側が外部へ開放されているので、圧力検出器２５で
検出した圧力（Ｐ₃）は、そのまま低圧状態を保つ。

【００３５】その結果、開放流路１０の流量調整弁２２
の入出側の差圧が、

【００３６】Ｐ₂−Ｐ₃ となって、図５の場合の対応する流量調整弁１３の入出
側の差圧

【００３７】Ｐ₁−Ｐ₃ よりも低い値となるので、流量調整弁２２のエロージョ
ンによる損傷が防止される。

【００３８】このように、バイパス流路８の圧力
（Ｐ₂）を主流体流路１６の圧力（Ｐ₁）と開放流路１０
の圧力（Ｐ₃）との中間圧力にすることにより、開放流
路１０の流量調整弁２２の入出側の差圧が小さくなるの
で、以後、制御装置３３により流量調整弁２０，２２に
指令２９，３１を送って、主流体流路１６の圧力
（Ｐ₁）と、バイパス流路８の圧力（Ｐ₂）と、開放流路
１０の圧力（Ｐ₃）との間に、

【００３９】Ｐ₁＞Ｐ₂＞Ｐ₃ の関係が保たれるよう、流量調整弁２０と流量調整弁２
２開度を調節させ、流量調整弁２２の入出側の差圧を小
さい状態に保持させて、流量調整弁２２のエロージョン
による損傷防止を図るようにする（点Ｂから点Ｃの間の
区間）。

【００４０】尚、図３では、便宜上、点Ｂから点Ｃまで
の区間における流量調整弁２０と流量調整弁２２の開度
が一定（従って、バイパス流路８の圧力（Ｐ₂）も一
定）に描かれているが、実際にはこのようなことはな
く、上記制御によって、当該開度及び圧力が随時変動さ
れることとなる。

【００４１】この間に、図示しないガスタービン発電設
備等の負荷が上昇されて行き、これに伴って、起動停止
される機器１５の温度も上昇するので、バイパス流路８
を流れる流体１９の温度（Ｔ₂）が所定の温度（図３で
は、主流体流路１６の温度（Ｔ₁）と同じ温度）に達し
たら（点Ｃ）、バイパス流路８入側の流量調整弁２０を
全開にすると共に、流量調整弁２２を全閉にし、更に、
バイパス流路８出側の流量調整弁２１を全開にして、起
動停止される機器１５から出された流体１９を主流体流
路１６へ合流させることにより定常運転に移行させる。

【００４２】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、起動停止される機器としては、複合
発電設備における排熱回収熱交換器の他に、ボイラ水を
ガスタービン発電設備で発生した排ガスで加熱するよう
にしたガス給水過熱器などが考えられること、その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加
え得ることは勿論である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のバイパス
系統の起動時制御装置によれば、開放流路に設けられる
流量調整弁の損傷を防止し得るという優れた効果を奏し
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略系統図である。

【図２】図１の制御系統図である。

【図３】圧力と温度と弁開度との関係を表わすタイムチ
ャートである。

【図４】バイパス系統を備えた複合発電設備の概略系統
図である。

【図５】バイパス系統を説明する概略系統図である。

【符号の説明】

８ バイパス流路 １０ 開放流路 １４ 連続して運転される機器 １５ 起動停止される機器 １６ 主流体流路 ２０〜２２ 流量調整弁 ２３〜２５ 圧力検出器 ２９〜３１ 指令 ３３ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続して運転される機器が設けられた主
   流体流路と、起動停止される機器が設けられ、且つ、そ
   の両端を前記主流体流路における起動停止される機器の
   入出側に接続されたバイパス流路と、該バイパス流路の
   起動停止される機器の出側から分岐された開放流路と、
   前記バイパス流路における起動停止される機器の入側と
   開放流路接続部の出側にそれぞれ設けられた流量調整
   弁、並びに、開放流路に設けられた流量調整弁と、前記
   主流体流路に設けられた圧力検出器、及び、バイパス流
   路における起動停止される機器とその入側の流量調整弁
   との間に設けられた圧力検出器、並びに、開放流路の流
   量調整弁出側に設けられた圧力検出器と、前記各圧力検
   出器からの圧力検出信号を入力して、バイパス流路の起
   動停止される機器入側の圧力が主流体流路の圧力と開放
   流路の流量調整弁出側の圧力との中間の圧力となるよ
   う、バイパス流路入側の流量調整弁、及び、開放流路の
   流量調整弁に開度を調整する指令を送る制御装置とを備
   えたことを特徴とするバイパス系統の起動時制御装置。