JPH1037716A - 排気再燃型コンバインドサイクルプラントの空気流量制御方法及び装置 - Google Patents
排気再燃型コンバインドサイクルプラントの空気流量制御方法及び装置Info
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- JPH1037716A JPH1037716A JP19760696A JP19760696A JPH1037716A JP H1037716 A JPH1037716 A JP H1037716A JP 19760696 A JP19760696 A JP 19760696A JP 19760696 A JP19760696 A JP 19760696A JP H1037716 A JPH1037716 A JP H1037716A
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- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
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- F01K23/103—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with afterburner in exhaust boiler
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
- F22B1/1861—Waste heat boilers with supplementary firing
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービン負荷が定格負荷に達した後に蒸
気タービン負荷を上昇させるため、燃料の過剰投入を行
う場合にも、燃料を燃焼させるための燃焼用ガスに酸素
不足が生じないようにする。 【解決手段】 ガスタービン３からのタービン排ガスを
燃焼用ガスＧ１としてボイラ本体１の火炉１ａへ送給
し、バーナ２から噴射される燃料Ｆの燃焼に供するに際
し、ガスタービン負荷が定格負荷に達した後に蒸気ター
ビン負荷ＰSを上昇させるため火炉１ａ内に燃料Ｆの過
剰投入を行う場合には、燃焼用ガスＧ１に空気Ａを混合
して火炉１ａへ導入する。
気タービン負荷を上昇させるため、燃料の過剰投入を行
う場合にも、燃料を燃焼させるための燃焼用ガスに酸素
不足が生じないようにする。 【解決手段】 ガスタービン３からのタービン排ガスを
燃焼用ガスＧ１としてボイラ本体１の火炉１ａへ送給
し、バーナ２から噴射される燃料Ｆの燃焼に供するに際
し、ガスタービン負荷が定格負荷に達した後に蒸気ター
ビン負荷ＰSを上昇させるため火炉１ａ内に燃料Ｆの過
剰投入を行う場合には、燃焼用ガスＧ１に空気Ａを混合
して火炉１ａへ導入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気再燃型コンバ
インドサイクルプラントの空気流量制御方法及び装置に
関し、詳しくは、ガスタービン負荷が定格負荷に達して
から蒸気タービン負荷を上昇させるために火炉へ噴射す
る燃料を過剰にするに際し、火炉へ供給する空気の流量
を制御し得るようにした排気再燃型コンバインドサイク
ルプラントの空気流量制御方法及びその装置に関するも
のである。
インドサイクルプラントの空気流量制御方法及び装置に
関し、詳しくは、ガスタービン負荷が定格負荷に達して
から蒸気タービン負荷を上昇させるために火炉へ噴射す
る燃料を過剰にするに際し、火炉へ供給する空気の流量
を制御し得るようにした排気再燃型コンバインドサイク
ルプラントの空気流量制御方法及びその装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、熱効率の向上を図るため、発電機
及び圧縮機を駆動した後のタービン排ガスを燃焼用ガス
としてボイラへ送給し、ボイラにおける燃料の燃焼に供
するようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラン
トが実用化されつつあり、斯かるプラントの一例は図４
に示されている。
及び圧縮機を駆動した後のタービン排ガスを燃焼用ガス
としてボイラへ送給し、ボイラにおける燃料の燃焼に供
するようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラン
トが実用化されつつあり、斯かるプラントの一例は図４
に示されている。
【０００３】図４中、１は火炉１ａ及び副側壁１ｂ並に
後部伝熱部１ｃを備えたボイラ本体、２はボイラ本体１
の火炉１ａ下部に設置したバーナであり、火炉１ａにお
いては、バーナ２から噴射された燃料Ｆの燃焼により燃
焼ガスＧ２が生成されるようになっている。
後部伝熱部１ｃを備えたボイラ本体、２はボイラ本体１
の火炉１ａ下部に設置したバーナであり、火炉１ａにお
いては、バーナ２から噴射された燃料Ｆの燃焼により燃
焼ガスＧ２が生成されるようになっている。
【０００４】３は燃焼器４から送給された燃焼ガスによ
り駆動され、発電機５及び圧縮機６を駆動し得るように
したガスタービンであり、燃焼器４では、噴射された燃
料が圧縮機６から送給された圧縮空気と混合して燃焼し
得るようになっている。
り駆動され、発電機５及び圧縮機６を駆動し得るように
したガスタービンであり、燃焼器４では、噴射された燃
料が圧縮機６から送給された圧縮空気と混合して燃焼し
得るようになっている。
【０００５】７はガスタービン３から排出されたタービ
ン排ガスを燃焼用ガスＧ１として風箱８を介し火炉１ａ
内へ送給するためのダクト、９はボイラ本体１の後部伝
熱部１ｃ下部に接続されてボイラ排ガスＧ３を後工程へ
送給するための排ガスダクトである。
ン排ガスを燃焼用ガスＧ１として風箱８を介し火炉１ａ
内へ送給するためのダクト、９はボイラ本体１の後部伝
熱部１ｃ下部に接続されてボイラ排ガスＧ３を後工程へ
送給するための排ガスダクトである。
【０００６】１０はボイラ本体１の副側壁１ｂ内に位置
する過熱器、１１は過熱器１０で生成された過熱蒸気Ｖ
Hを蒸気タービン１２へ送給するための過熱蒸気管、１
３は蒸気タービン１２により駆動される発電機である。
する過熱器、１１は過熱器１０で生成された過熱蒸気Ｖ
Hを蒸気タービン１２へ送給するための過熱蒸気管、１
３は蒸気タービン１２により駆動される発電機である。
【０００７】上述の排気再燃型コンバインドサイクルプ
ラントにおいて、コンバインドサイクル運転を行う場合
には、燃焼器４で生成された燃焼ガスは、ガスタービン
３へ導入されてガスタービン３が駆動され、ガスタービ
ン３により発電機５及び圧縮機６が駆動され、圧縮機６
から吐出された圧縮空気は燃焼用空気として燃焼器４へ
送給され、燃焼器４での燃料の燃焼に供され、ガスター
ビン３から排出されたタービン排ガスは、燃焼用ガスＧ
１としてダクト７を通り風箱８からボイラ本体１の火炉
１ａ内に導入される。
ラントにおいて、コンバインドサイクル運転を行う場合
には、燃焼器４で生成された燃焼ガスは、ガスタービン
３へ導入されてガスタービン３が駆動され、ガスタービ
ン３により発電機５及び圧縮機６が駆動され、圧縮機６
から吐出された圧縮空気は燃焼用空気として燃焼器４へ
送給され、燃焼器４での燃料の燃焼に供され、ガスター
ビン３から排出されたタービン排ガスは、燃焼用ガスＧ
１としてダクト７を通り風箱８からボイラ本体１の火炉
１ａ内に導入される。
【０００８】一方、バーナ２から火炉１ａ内へ噴射され
た燃料Ｆは、火炉１ａ内に導入された燃焼用ガスＧ１と
混合して燃焼することにより燃焼ガスＧ２が生成され、
生成された燃焼ガスＧ２は火炉１ａ内を上昇しつつボイ
ラ本体１の伝熱管を流れる水、蒸気を加熱すると共に、
過熱器１０を流れる主蒸気を過熱し、後部伝熱部１ｃの
下端からボイラ排ガスＧ３として排ガスダクト９へ排出
される。
た燃料Ｆは、火炉１ａ内に導入された燃焼用ガスＧ１と
混合して燃焼することにより燃焼ガスＧ２が生成され、
生成された燃焼ガスＧ２は火炉１ａ内を上昇しつつボイ
ラ本体１の伝熱管を流れる水、蒸気を加熱すると共に、
過熱器１０を流れる主蒸気を過熱し、後部伝熱部１ｃの
下端からボイラ排ガスＧ３として排ガスダクト９へ排出
される。
【０００９】ボイラ本体１の伝熱部で生成した蒸気は過
熱器１０で過熱され、過熱蒸気管１１から蒸気タービン
１２へ送給され、蒸気タービン１２を駆動して抽気され
る。又、蒸気タービン１２の駆動により発電機１３が駆
動される。
熱器１０で過熱され、過熱蒸気管１１から蒸気タービン
１２へ送給され、蒸気タービン１２を駆動して抽気され
る。又、蒸気タービン１２の駆動により発電機１３が駆
動される。
【００１０】上述の排気再燃型コンバインドサイクルプ
ラントにおいて、コンバインドサイクル運転を行う場合
には、一般的に、図５の傾斜線Ｉに示すごとく、ガスタ
ービン負荷ＰGと蒸気タービン負荷ＰSを徐々に上昇させ
て行くが、ガスタービン負荷ＰGが定格負荷（１００％
負荷）になっても、蒸気タービン負荷ＰSは定格負荷
（１００％負荷）の７５％程度である（図５の点Ｘ参
照）。
ラントにおいて、コンバインドサイクル運転を行う場合
には、一般的に、図５の傾斜線Ｉに示すごとく、ガスタ
ービン負荷ＰGと蒸気タービン負荷ＰSを徐々に上昇させ
て行くが、ガスタービン負荷ＰGが定格負荷（１００％
負荷）になっても、蒸気タービン負荷ＰSは定格負荷
（１００％負荷）の７５％程度である（図５の点Ｘ参
照）。
【００１１】而して、上述のごとく、ガスタービン負荷
ＰGが定格負荷になっても、蒸気タービン負荷ＰSは定格
負荷の７５％程度であるため、この場合には、図５の水
平線ＩＩに示すごとく、ガスタービン負荷ＰGを定格負
荷に保持した状態で蒸気タービン負荷ＰSを定格負荷に
到達するまで徐々に上げて行くことになる。
ＰGが定格負荷になっても、蒸気タービン負荷ＰSは定格
負荷の７５％程度であるため、この場合には、図５の水
平線ＩＩに示すごとく、ガスタービン負荷ＰGを定格負
荷に保持した状態で蒸気タービン負荷ＰSを定格負荷に
到達するまで徐々に上げて行くことになる。
【００１２】なお、図５の傾斜線Ｉ及び水平線ＩＩに示
すごとき蒸気タービン負荷ＰSとガスタービン負荷ＰGと
の関係は、ボイラ本体１の蒸発器等の伝熱管内、或いは
ボイラ本体１外のガス給水加熱器でスチーミング（沸湯
状態）を起こさず、且つ最大の効率を得ることのできる
負荷配分となるように決定される。
すごとき蒸気タービン負荷ＰSとガスタービン負荷ＰGと
の関係は、ボイラ本体１の蒸発器等の伝熱管内、或いは
ボイラ本体１外のガス給水加熱器でスチーミング（沸湯
状態）を起こさず、且つ最大の効率を得ることのできる
負荷配分となるように決定される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、ガスタ
ービン負荷ＰGを定格負荷に保持した状態で蒸気タービ
ン負荷ＰSを上昇させる場合には、蒸気タービン１２の
負荷上昇に時間遅れが生じないよう、バーナ２から火炉
１ａ内へ噴射させる燃料Ｆの流量を、蒸気タービン負荷
ＰSに対応した流量よりも若干多くする、いわゆる過剰
投入を行う必要がある。
ービン負荷ＰGを定格負荷に保持した状態で蒸気タービ
ン負荷ＰSを上昇させる場合には、蒸気タービン１２の
負荷上昇に時間遅れが生じないよう、バーナ２から火炉
１ａ内へ噴射させる燃料Ｆの流量を、蒸気タービン負荷
ＰSに対応した流量よりも若干多くする、いわゆる過剰
投入を行う必要がある。
【００１４】しかし、蒸気タービン負荷ＰSの上昇時に
燃料Ｆの過剰投入を行うと、ガスタービン３からの燃焼
用ガスＧ１中に含まれる酸素量では一時的に酸素不足が
生じ、燃料Ｆを安定燃焼させることができない。
燃料Ｆの過剰投入を行うと、ガスタービン３からの燃焼
用ガスＧ１中に含まれる酸素量では一時的に酸素不足が
生じ、燃料Ｆを安定燃焼させることができない。
【００１５】本発明は上述の実情に鑑み、ガスタービン
負荷が定格負荷に到達した後に蒸気タービン負荷を上昇
させるため、燃料の過剰投入を行う場合にも、酸素不足
が生じないようにした排気再燃型コンバインドサイクル
プラントの空気流量制御方法及び装置を提供することを
目的としてなしたものである。
負荷が定格負荷に到達した後に蒸気タービン負荷を上昇
させるため、燃料の過剰投入を行う場合にも、酸素不足
が生じないようにした排気再燃型コンバインドサイクル
プラントの空気流量制御方法及び装置を提供することを
目的としてなしたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、ガスタ
ービンからのガスタービン排ガスを燃焼用ガスとしてボ
イラ本体の火炉へ送給し、バーナから火炉へ噴射される
燃料を燃焼させる排気再燃型コンバインドサイクルプラ
ントにおいて、ガスタービン負荷が定格負荷に達しても
定格負荷に達していない蒸気タービン負荷を上昇させる
ため火炉内に燃料の過剰投入を行うに際し、前記燃焼用
ガス以外に、蒸気タービン負荷に対応した流量の空気を
前記火炉内へ導入するものである。
ービンからのガスタービン排ガスを燃焼用ガスとしてボ
イラ本体の火炉へ送給し、バーナから火炉へ噴射される
燃料を燃焼させる排気再燃型コンバインドサイクルプラ
ントにおいて、ガスタービン負荷が定格負荷に達しても
定格負荷に達していない蒸気タービン負荷を上昇させる
ため火炉内に燃料の過剰投入を行うに際し、前記燃焼用
ガス以外に、蒸気タービン負荷に対応した流量の空気を
前記火炉内へ導入するものである。
【００１７】本発明の装置は、ガスタービンからのガス
タービン排ガスを燃焼用ガスとしてボイラ本体の火炉へ
送給し、バーナから火炉へ噴射される燃料を燃焼させる
排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、ガ
スタービン負荷が定格負荷に到達して後蒸気タービン負
荷が上昇する際に蒸気タービン負荷に対応した空気流量
を指令信号として出力する第１の関数発生器と、蒸気タ
ービン負荷が定格負荷に到達したら蒸気タービン負荷に
対応した空気流量を指令信号として出力する第２の関数
発生器と、ガスタービン負荷が定格負荷で蒸気タービン
負荷の増加中は第１の関数発生器からの空気流量を、又
蒸気タービン負荷が定格負荷に到達した後は第２の関数
発生器からの空気流量を、火炉へ空気を供給するための
補助ファンに指令信号として与え、補助ファンから吐出
される空気の流量を制御し得るようにした切換器とを備
えたものである。
タービン排ガスを燃焼用ガスとしてボイラ本体の火炉へ
送給し、バーナから火炉へ噴射される燃料を燃焼させる
排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、ガ
スタービン負荷が定格負荷に到達して後蒸気タービン負
荷が上昇する際に蒸気タービン負荷に対応した空気流量
を指令信号として出力する第１の関数発生器と、蒸気タ
ービン負荷が定格負荷に到達したら蒸気タービン負荷に
対応した空気流量を指令信号として出力する第２の関数
発生器と、ガスタービン負荷が定格負荷で蒸気タービン
負荷の増加中は第１の関数発生器からの空気流量を、又
蒸気タービン負荷が定格負荷に到達した後は第２の関数
発生器からの空気流量を、火炉へ空気を供給するための
補助ファンに指令信号として与え、補助ファンから吐出
される空気の流量を制御し得るようにした切換器とを備
えたものである。
【００１８】本発明の装置では、切換器から補助ファン
に空気流量を指令信号として送るラインに変化率制限器
を設けるようにするのが好ましい。
に空気流量を指令信号として送るラインに変化率制限器
を設けるようにするのが好ましい。
【００１９】本発明においては、ガスタービン負荷が定
格負荷に到達した後に蒸気タービン負荷を上昇させるた
め、燃料の過剰投入を行うに際し、ボイラ本体の火炉内
へ導入される燃焼用ガスに酸素不足が生じることがな
く、燃料の安定燃焼を良好に行うことができる。
格負荷に到達した後に蒸気タービン負荷を上昇させるた
め、燃料の過剰投入を行うに際し、ボイラ本体の火炉内
へ導入される燃焼用ガスに酸素不足が生じることがな
く、燃料の安定燃焼を良好に行うことができる。
【００２０】又蒸気タービン負荷が定格負荷の場合は補
助ファンは使用しないため、消費効力の低減によりプラ
ントの効率を向上させることができ、負荷上昇時の空気
流量不足も回避することができる。
助ファンは使用しないため、消費効力の低減によりプラ
ントの効率を向上させることができ、負荷上昇時の空気
流量不足も回避することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。
図面を参照しつつ説明する。
【００２２】図１〜図３は本発明の実施の形態の一例を
示し、排気再燃型コンバインドサイクルプラント自体は
図４に示すものと同じであるため、同一のものには同一
の符号を付して説明を省略する。
示し、排気再燃型コンバインドサイクルプラント自体は
図４に示すものと同じであるため、同一のものには同一
の符号を付して説明を省略する。
【００２３】而して、本実施の形態例においては、ダク
ト７の中途部に空気ダクト１４が接続されており、空気
ダクト１４の空気流れ方向上流側には、空気Ａを空気ダ
クト１４からダクト７へ送給するための補助ファン１５
が接続されている。
ト７の中途部に空気ダクト１４が接続されており、空気
ダクト１４の空気流れ方向上流側には、空気Ａを空気ダ
クト１４からダクト７へ送給するための補助ファン１５
が接続されている。
【００２４】空気流量制御装置１６は、図１に示すごと
く互に並列接続された関数発生器１７，１８を備えてお
り、両関数発生器１７，１８は、蒸気タービン負荷ＰS
が信号として入力されると共に蒸気タービン負荷ＰSに
対応した空気流量Ｑ１，Ｑ２を指令信号として切換器１
９へ与え得るようになっている。
く互に並列接続された関数発生器１７，１８を備えてお
り、両関数発生器１７，１８は、蒸気タービン負荷ＰS
が信号として入力されると共に蒸気タービン負荷ＰSに
対応した空気流量Ｑ１，Ｑ２を指令信号として切換器１
９へ与え得るようになっている。
【００２５】切換器１９は、タイマ２０を介して与えら
れる切換指令αにより切換わり、関数発生器１７からの
空気流量Ｑ１又は関数発生器１８からの空気流量Ｑ２を
出力して変化率制限器２１へ与え得るようになってい
る。
れる切換指令αにより切換わり、関数発生器１７からの
空気流量Ｑ１又は関数発生器１８からの空気流量Ｑ２を
出力して変化率制限器２１へ与え得るようになってい
る。
【００２６】又、変化率制限器２１を通って出力された
空気流量Ｑ１又はＱ２は補助ファン１５に与えられ、補
助ファン１５の回転数又はダンパ開度を調整することに
より、補助ファン１５から吐出される空気Ａの流量を制
御し得るようになっている。
空気流量Ｑ１又はＱ２は補助ファン１５に与えられ、補
助ファン１５の回転数又はダンパ開度を調整することに
より、補助ファン１５から吐出される空気Ａの流量を制
御し得るようになっている。
【００２７】関数発生器１７には、図２に示すごとき関
数Ｆ１（ｘ）が入力してあり、関数発生器１８には図３
に示すごとき関数Ｆ２（ｘ）が入力してある。
数Ｆ１（ｘ）が入力してあり、関数発生器１８には図３
に示すごとき関数Ｆ２（ｘ）が入力してある。
【００２８】而して、関数発生器１７の関数Ｆ１（ｘ）
は、例えば蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷の０〜７５
％の範囲にある間は、空気流量Ｑ１＝０であるが、７５
％を越えたら補助ファン１５からの空気流量Ｑ１を徐々
に増加し、例えば蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷にな
ったら補助ファン１５からの空気流量Ｑ１を一定にする
ことを表わしている。
は、例えば蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷の０〜７５
％の範囲にある間は、空気流量Ｑ１＝０であるが、７５
％を越えたら補助ファン１５からの空気流量Ｑ１を徐々
に増加し、例えば蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷にな
ったら補助ファン１５からの空気流量Ｑ１を一定にする
ことを表わしている。
【００２９】関数発生器１８の関数Ｆ２（ｘ）は、例え
ば蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷９０〜１００％の範
囲を越えたら補助ファン１５からの空気流量Ｑ２を徐々
に増加し、例えば蒸気タービン負荷ＰSが１０５％にな
ったら、補助ファン１５からの空気流量Ｑ２を一定にす
ることを表わしている。
ば蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷９０〜１００％の範
囲を越えたら補助ファン１５からの空気流量Ｑ２を徐々
に増加し、例えば蒸気タービン負荷ＰSが１０５％にな
ったら、補助ファン１５からの空気流量Ｑ２を一定にす
ることを表わしている。
【００３０】関数発生器１８の関数Ｆ２（ｘ）のように
蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷を越えた場合に空気流
量Ｑ２を増加させるようにしているのは、何等かの原因
で火炉１ａへ噴射される燃料Ｆが増加し、蒸気タービン
１２に過負荷が生じることがあり得るからである。
蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷を越えた場合に空気流
量Ｑ２を増加させるようにしているのは、何等かの原因
で火炉１ａへ噴射される燃料Ｆが増加し、蒸気タービン
１２に過負荷が生じることがあり得るからである。
【００３１】又、切換器１９は、ガスタービン負荷ＰG
及び蒸気タービン負荷ＰSが共に上昇しており、蒸気タ
ービン負荷ＰSが７５％よりも低い場合（図５の傾斜線
Ｉ参照）には切換指令αによりｂ側に切換るようになっ
ており、ガスタービン負荷ＰGが定格負荷に到達すると
共に蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷の７５％に到達し
て更に負荷が上昇する場合（図５の水平線ＩＩ参照）に
は、切換指令αによりａ側に切換るようになっており、
蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷に到達したら、タイマ
２０で調整された一定の時間間隔を置いて切換指令αに
よりｂ側に切換るようになっている。
及び蒸気タービン負荷ＰSが共に上昇しており、蒸気タ
ービン負荷ＰSが７５％よりも低い場合（図５の傾斜線
Ｉ参照）には切換指令αによりｂ側に切換るようになっ
ており、ガスタービン負荷ＰGが定格負荷に到達すると
共に蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷の７５％に到達し
て更に負荷が上昇する場合（図５の水平線ＩＩ参照）に
は、切換指令αによりａ側に切換るようになっており、
蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷に到達したら、タイマ
２０で調整された一定の時間間隔を置いて切換指令αに
よりｂ側に切換るようになっている。
【００３２】切換器１９に切換指令αを送る系統にタイ
マ２０を設けるのは、蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷
になった直後は、火炉１ａ内の燃料Ｆはまだ過剰となっ
ており、従って蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷になっ
た直後に切換器１９をｂ側に切換えると補助ファン１５
からの空気Ａの流量が直ちに減少し始め、燃料Ｆを安定
燃焼させることができない虞れがあるためである。
マ２０を設けるのは、蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷
になった直後は、火炉１ａ内の燃料Ｆはまだ過剰となっ
ており、従って蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷になっ
た直後に切換器１９をｂ側に切換えると補助ファン１５
からの空気Ａの流量が直ちに減少し始め、燃料Ｆを安定
燃焼させることができない虞れがあるためである。
【００３３】次に本発明の実施の形態の作動について説
明する。
明する。
【００３４】図１に示す排気再燃型コンバインドサイク
ルプラントは、図４に示すプラントと同様にして運転が
行われる。
ルプラントは、図４に示すプラントと同様にして運転が
行われる。
【００３５】而して、例えば図５の傾斜線Ｉに示すよう
にガスタービン負荷ＰGと蒸気タービン負荷ＰSの両者が
増加している場合には、切換器１９は切換指令αにより
ｂ側に切換わっている。このため、関数発生器１８から
の空気流量Ｑ２は零であり、補助ファン１５は回転を停
止しているか、或いはダンパが全閉となっており、従っ
て補助ファン１５から空気Ａが空気ダクト１４へ吐出さ
れることはない。従って、この場合には、バーナ２から
火炉１ａへ噴射される燃料Ｆは、ガスタービン３からの
燃焼用ガスＧ１と協働して燃焼する。
にガスタービン負荷ＰGと蒸気タービン負荷ＰSの両者が
増加している場合には、切換器１９は切換指令αにより
ｂ側に切換わっている。このため、関数発生器１８から
の空気流量Ｑ２は零であり、補助ファン１５は回転を停
止しているか、或いはダンパが全閉となっており、従っ
て補助ファン１５から空気Ａが空気ダクト１４へ吐出さ
れることはない。従って、この場合には、バーナ２から
火炉１ａへ噴射される燃料Ｆは、ガスタービン３からの
燃焼用ガスＧ１と協働して燃焼する。
【００３６】図５の点Ｘに示すようにガスタービン負荷
ＰGが定格負荷に到達すると共に、蒸気タービン負荷ＰS
が定格負荷の７５％に到達し図５の水平線ＩＩに示すよ
うに更に上昇するような場合には、切換器１９は切換指
令αによりａ側に切換る。このため、関数発生器１７か
らは空気流量Ｑ１が指令信号として出力され、変化率制
限器２１を経たうえ、補助ファン１５に与えられる。
ＰGが定格負荷に到達すると共に、蒸気タービン負荷ＰS
が定格負荷の７５％に到達し図５の水平線ＩＩに示すよ
うに更に上昇するような場合には、切換器１９は切換指
令αによりａ側に切換る。このため、関数発生器１７か
らは空気流量Ｑ１が指令信号として出力され、変化率制
限器２１を経たうえ、補助ファン１５に与えられる。
【００３７】従って、補助ファン１５は回転数が増加す
るか、或いはダンパ開度が大きくなり、このため補助フ
ァン１５からは、空気流量Ｑ１の指令信号に対応した空
気Ａが吐出され、空気ダクト１４を通ってダクト７へ導
入され、ガスタービン３からの燃焼用ガスＧ１と混合
し、而して燃焼用ガスＧ１は酸素リッチとなる。
るか、或いはダンパ開度が大きくなり、このため補助フ
ァン１５からは、空気流量Ｑ１の指令信号に対応した空
気Ａが吐出され、空気ダクト１４を通ってダクト７へ導
入され、ガスタービン３からの燃焼用ガスＧ１と混合
し、而して燃焼用ガスＧ１は酸素リッチとなる。
【００３８】酸素リッチとなった燃焼用ガスＧ１は、ダ
クト７から風箱８を経て火炉１ａ内へ導入され、蒸気タ
ービン負荷ＰSの上昇に伴いバーナ２から先行して過剰
に火炉１ａ内へ噴射される燃料Ｆの燃焼に供される。
クト７から風箱８を経て火炉１ａ内へ導入され、蒸気タ
ービン負荷ＰSの上昇に伴いバーナ２から先行して過剰
に火炉１ａ内へ噴射される燃料Ｆの燃焼に供される。
【００３９】燃焼用ガスＧ１は酸素リッチであるため、
蒸気タービン負荷ＰSを定格負荷の７５％から更に上昇
させていく場合にボイラ本体１の火炉１ａ内へ先行投入
される燃料Ｆの燃焼を良好に安定して行うことができ
る。
蒸気タービン負荷ＰSを定格負荷の７５％から更に上昇
させていく場合にボイラ本体１の火炉１ａ内へ先行投入
される燃料Ｆの燃焼を良好に安定して行うことができ
る。
【００４０】蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷に到達す
ると、タイマ２０に設定された時間遅れをもって切換指
令αにより切換器１９がｂ側に切換る。
ると、タイマ２０に設定された時間遅れをもって切換指
令αにより切換器１９がｂ側に切換る。
【００４１】そうすると、関数発生器１８から出力され
る空気流量Ｑ２は零となるが変化率制限器２１があるた
め、補助ファン１５へ与えられる空気流量Ｑ２の指令は
直ちには零とならず、徐々に下降して行く。従って、補
助ファン１５の回転数或いはダンパ開度は徐々に小さく
なり、補助ファン１５から吐出されてダクト７へ送給さ
れる空気Ａの流量も零になるまで徐々に減少し、火炉１
ａへ噴射された燃料Ｆの安定燃焼が行われる。
る空気流量Ｑ２は零となるが変化率制限器２１があるた
め、補助ファン１５へ与えられる空気流量Ｑ２の指令は
直ちには零とならず、徐々に下降して行く。従って、補
助ファン１５の回転数或いはダンパ開度は徐々に小さく
なり、補助ファン１５から吐出されてダクト７へ送給さ
れる空気Ａの流量も零になるまで徐々に減少し、火炉１
ａへ噴射された燃料Ｆの安定燃焼が行われる。
【００４２】ガスタービン負荷ＰG及び蒸気タービン負
荷ＰSの両方が定格負荷になれば、火炉１ａへの燃料Ｆ
の過剰投入はなくなるため、ガスタービン３からの燃焼
用ガスＧ１だけで、燃料Ｆの良好な安定燃焼を行わせる
ことができる。
荷ＰSの両方が定格負荷になれば、火炉１ａへの燃料Ｆ
の過剰投入はなくなるため、ガスタービン３からの燃焼
用ガスＧ１だけで、燃料Ｆの良好な安定燃焼を行わせる
ことができる。
【００４３】何等かの原因で、ボイラ負荷延いては蒸気
タービン負荷ＰSが定格負荷より上昇した場合には、バ
ーナ２から噴射される燃料Ｆの量が増加し、ガスタービ
ン３からの燃焼用ガスＧ１だけでは酸素が不足する。そ
こで、この場合には、関数発生器１８からの空気流量Ｑ
２が指令信号として補助ファン１５に与えられるため、
補助ファン１５からは空気流量Ｑ２の指令信号に対応し
た空気Ａが吐出され、ガスタービン３からの燃焼用ガス
Ｇ１と混合し、ボイラ本体１の火炉１ａ内へ導入され、
その結果、燃料Ｆの良好で安定した燃焼が保持される。
タービン負荷ＰSが定格負荷より上昇した場合には、バ
ーナ２から噴射される燃料Ｆの量が増加し、ガスタービ
ン３からの燃焼用ガスＧ１だけでは酸素が不足する。そ
こで、この場合には、関数発生器１８からの空気流量Ｑ
２が指令信号として補助ファン１５に与えられるため、
補助ファン１５からは空気流量Ｑ２の指令信号に対応し
た空気Ａが吐出され、ガスタービン３からの燃焼用ガス
Ｇ１と混合し、ボイラ本体１の火炉１ａ内へ導入され、
その結果、燃料Ｆの良好で安定した燃焼が保持される。
【００４４】以上述べたように、本発明の実施の形態に
よれば、ガスタービン負荷ＰGが定格負荷に到達した後
に蒸気タービン負荷ＰSを上昇させるため、燃料Ｆの過
剰投入を行うような場合にも、ボイラ本体１の火炉１ａ
内へ導入される燃焼用ガスＧ１に酸素不足が生じること
がなく、燃料Ｆの安定燃焼を良好に行うことができる。
よれば、ガスタービン負荷ＰGが定格負荷に到達した後
に蒸気タービン負荷ＰSを上昇させるため、燃料Ｆの過
剰投入を行うような場合にも、ボイラ本体１の火炉１ａ
内へ導入される燃焼用ガスＧ１に酸素不足が生じること
がなく、燃料Ｆの安定燃焼を良好に行うことができる。
【００４５】又蒸気タービン負荷ＰSが定格負荷の場合
は、補助ファン１５は使用しないため、消費動力の低減
によりプラントの効率を向上させることができ、負荷上
昇時の空気流量不足も回避することができる。
は、補助ファン１５は使用しないため、消費動力の低減
によりプラントの効率を向上させることができ、負荷上
昇時の空気流量不足も回避することができる。
【００４６】なお、本発明の実施の形態は上述の例限定
されるものではなく、例えば補助ファンからの空気をガ
スタービンからの燃焼用ガスに混合せず、直接ボイラ本
体の火炉へ供給するようにしても実施できること、その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え
得ること、等は勿論である。
されるものではなく、例えば補助ファンからの空気をガ
スタービンからの燃焼用ガスに混合せず、直接ボイラ本
体の火炉へ供給するようにしても実施できること、その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え
得ること、等は勿論である。
【００４７】
【発明の効果】本発明の排気再燃型コンバインドサイク
ルプラントの空気流量制御方法及び装置によれば、請求
項１、２の何れの場合においても、ガスタービン負荷が
定格負荷に到達した後に蒸気タービン負荷を上昇させる
ため、燃料の過剰投入を行うに際し、ボイラ本体の火炉
内へ導入される燃焼用ガスに酸素不足が生じることがな
く、従って燃料の良好な安定燃焼を行うことができ、又
請求項２では蒸気タービン負荷が定格負荷の場合は、補
助ファンを使用しないため、消費動力の低減によりプラ
ントの効率を向上させることができ、負荷上昇時の空気
流量不足をも回避することができ、請求項３の場合に
は、補助ファンに与える空気流量の指令を徐々に変化さ
せることができるため、蒸気タービン負荷が定格負荷に
なった場合に補助ファンから吐出される空気は徐々に減
少することとなり、より一層良好な安定燃焼を行うこと
ができる、等種々の優れた効果を奏し得る。
ルプラントの空気流量制御方法及び装置によれば、請求
項１、２の何れの場合においても、ガスタービン負荷が
定格負荷に到達した後に蒸気タービン負荷を上昇させる
ため、燃料の過剰投入を行うに際し、ボイラ本体の火炉
内へ導入される燃焼用ガスに酸素不足が生じることがな
く、従って燃料の良好な安定燃焼を行うことができ、又
請求項２では蒸気タービン負荷が定格負荷の場合は、補
助ファンを使用しないため、消費動力の低減によりプラ
ントの効率を向上させることができ、負荷上昇時の空気
流量不足をも回避することができ、請求項３の場合に
は、補助ファンに与える空気流量の指令を徐々に変化さ
せることができるため、蒸気タービン負荷が定格負荷に
なった場合に補助ファンから吐出される空気は徐々に減
少することとなり、より一層良好な安定燃焼を行うこと
ができる、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明の排気再燃型コンバインドサイクルプラ
ントの空気流量制御方法及び装置の概要図である。
ントの空気流量制御方法及び装置の概要図である。
【図２】図１に示す関数発生器のひとつに入力する関数
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】図１に示す他の関数発生器に入力する関数を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】排気再燃型コンバインドサイクルプラントの一
例を示す概要図である。
例を示す概要図である。
【図５】排気再燃型コンバインドサイクルプラントにお
ける蒸気タービン負荷とガスタービン負荷との関係を示
すグラフである。
ける蒸気タービン負荷とガスタービン負荷との関係を示
すグラフである。
１ ボイラ本体 １ａ 火炉 ２ バーナ ３ ガスタービン １５ 補助ファン １６ 空気流量制御装置 １７，１８ 関数発生器 １９ 切換器 ２１ 変化率制限器 Ｇ１ 燃焼用ガス Ｆ 燃料 ＰG ガスタービン負荷 ＰS 蒸気タービン負荷 Ｑ１，Ｑ２ 空気流量
Claims (3)
- 【請求項１】 ガスタービンからのガスタービン排ガス
を燃焼用ガスとしてボイラ本体の火炉へ送給し、バーナ
から火炉へ噴射される燃料を燃焼させる排気再燃型コン
バインドサイクルプラントにおいて、 ガスタービン負荷が定格負荷に達しても定格負荷に達し
ていない蒸気タービン負荷を上昇させるため火炉内に燃
料の過剰投入を行うに際し、 前記燃焼用ガス以外に、蒸気タービン負荷に対応した流
量の空気を前記火炉内へ導入することを特徴とする排気
再燃型コンバインドサイクルプラントの空気流量制御方
法。 - 【請求項２】 ガスタービンからのガスタービン排ガス
を燃焼用ガスとしてボイラ本体の火炉へ送給し、バーナ
から火炉へ噴射される燃料を燃焼させる排気再燃型コン
バインドサイクルプラントにおいて、 ガスタービン負荷が定格負荷に到達して後蒸気タービン
負荷が上昇する際に蒸気タービン負荷に対応した空気流
量を指令信号として出力する第１の関数発生器と、 蒸気タービン負荷が定格負荷に到達したら蒸気タービン
負荷に対応した空気流量を指令信号として出力する第２
の関数発生器と、 ガスタービン負荷が定格負荷で蒸気タービン負荷の増加
中は第１の関数発生器からの空気流量を、又蒸気タービ
ン負荷が定格負荷に到達した後は第２の関数発生器から
の空気流量を、火炉へ空気を供給するための補助ファン
に指令信号として与え、補助ファンから吐出される空気
の流量を制御し得るようにした切換器とを備えたことを
特徴とする排気再燃型コンバインドサイクルプラントの
空気流量制御装置。 - 【請求項３】 切換器から補助ファンに空気流量を指令
信号として送るラインに変化率制限器を設けた請求項２
に記載の排気再燃型コンバインドサイクルプラントの空
気流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19760696A JP3758240B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 排気再燃型コンバインドサイクルプラントの空気流量制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19760696A JP3758240B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 排気再燃型コンバインドサイクルプラントの空気流量制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1037716A true JPH1037716A (ja) | 1998-02-10 |
| JP3758240B2 JP3758240B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=16377276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19760696A Expired - Fee Related JP3758240B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 排気再燃型コンバインドサイクルプラントの空気流量制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3758240B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000012871A3 (en) * | 1998-08-31 | 2000-11-09 | William Scott Rollins Iii | High power density combined cycle power plant system and method |
| WO2012165601A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 株式会社 東芝 | 排熱回収ボイラおよび発電プラント |
| JP2014152754A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-25 | Hitachi Ltd | コンバインドサイクル発電プラント |
-
1996
- 1996-07-26 JP JP19760696A patent/JP3758240B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000012871A3 (en) * | 1998-08-31 | 2000-11-09 | William Scott Rollins Iii | High power density combined cycle power plant system and method |
| US6230480B1 (en) | 1998-08-31 | 2001-05-15 | Rollins, Iii William Scott | High power density combined cycle power plant |
| US6494045B2 (en) | 1998-08-31 | 2002-12-17 | Rollins, Iii William S. | High density combined cycle power plant process |
| US6606848B1 (en) | 1998-08-31 | 2003-08-19 | Rollins, Iii William S. | High power density combined cycle power plant system |
| US6792759B2 (en) | 1998-08-31 | 2004-09-21 | William S. Rollins | High density combined cycle power plant process |
| US7131259B2 (en) | 1998-08-31 | 2006-11-07 | Rollins Iii William S | High density combined cycle power plant process |
| WO2012165601A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 株式会社 東芝 | 排熱回収ボイラおよび発電プラント |
| JP2012251671A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Toshiba Corp | 排熱回収ボイラおよび発電プラント |
| KR101530807B1 (ko) * | 2011-05-31 | 2015-06-22 | 가부시끼가이샤 도시바 | 배열 회수 보일러 및 발전 플랜트 |
| US9416686B2 (en) | 2011-05-31 | 2016-08-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Heat recovery steam generator and power plant |
| JP2014152754A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-25 | Hitachi Ltd | コンバインドサイクル発電プラント |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3758240B2 (ja) | 2006-03-22 |
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