JPS6060208A - 複合発電プラントの起動・停止装置 - Google Patents
複合発電プラントの起動・停止装置Info
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- JPS6060208A JPS6060208A JP58168315A JP16831583A JPS6060208A JP S6060208 A JPS6060208 A JP S6060208A JP 58168315 A JP58168315 A JP 58168315A JP 16831583 A JP16831583 A JP 16831583A JP S6060208 A JPS6060208 A JP S6060208A
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- Japan
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- steam
- turbine
- steam turbine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- 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
- F01K23/10—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
- F01K23/101—Regulating means specially adapted therefor
-
- 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
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- 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]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は複合発電プラントの起動・停止装置に係り、特
に蒸気タービンロータなどと蒸気温度の最適マツチング
を得るに好適な複合発電プラントの起動・停止装置に関
する。
に蒸気タービンロータなどと蒸気温度の最適マツチング
を得るに好適な複合発電プラントの起動・停止装置に関
する。
従来の複合発電プラントの起動・停止装置において、起
動・停止時の蒸気タービンロータなどのメタル温度と蒸
気温度の最適マツチングを得るのに、ガスタービン出力
を与えて蒸気温度を推定する方式がある。しかしこのガ
スタービン出力による従来方式では、ガスタービン出方
と排ガス温度の関係が大気温度に大きく影響されるため
適切なマツチングが得られないばがシか、−軸形の複合
発電プラントの場合には蒸気タービン加減弁を開は始め
た時点から後の発電機出力がガスタービン出力と相違す
るためガスタービン出力の耐曲］が不可能となるなどの
欠点があった。
動・停止時の蒸気タービンロータなどのメタル温度と蒸
気温度の最適マツチングを得るのに、ガスタービン出力
を与えて蒸気温度を推定する方式がある。しかしこのガ
スタービン出力による従来方式では、ガスタービン出方
と排ガス温度の関係が大気温度に大きく影響されるため
適切なマツチングが得られないばがシか、−軸形の複合
発電プラントの場合には蒸気タービン加減弁を開は始め
た時点から後の発電機出力がガスタービン出力と相違す
るためガスタービン出力の耐曲］が不可能となるなどの
欠点があった。
本発明は上記した従来技術の欠点をなくし、大気温度な
どに影響されずに常に蒸気タービンロータなどと蒸気温
度の最適マツチングを確保して起動時間の短縮をはかれ
る複合発電プラントの起動・停止装置を提供するにある
。
どに影響されずに常に蒸気タービンロータなどと蒸気温
度の最適マツチングを確保して起動時間の短縮をはかれ
る複合発電プラントの起動・停止装置を提供するにある
。
本発明はガスタービン排ガス温度を制御することによシ
蒸気タービンメタル温度と蒸気温度の最適マツチングを
得るようにしたことを特徴とする複合発電プラントの起
動・停止装置である。
蒸気タービンメタル温度と蒸気温度の最適マツチングを
得るようにしたことを特徴とする複合発電プラントの起
動・停止装置である。
以下に本発明の実施例を第１図ないし第７図により説明
する。
する。
まず第１図は一軸形複合発電プラントを例示する系統図
である。第１図において、コンプレッサ１と（ガス）タ
ービン２と燃焼器３を主要構成要素とするいわゆるガス
タービンと、その排熱を利用した排熱回収ボイラ１０と
、とのボイラ発生蒸気により駆動される蒸気タービン６
と、それぞれのタービンと一軸で結合された発電機５と
、補機としての復水器８と復水ポンプ９などにより一軸
形複合発電プラントが構成される。ほかに４は燃料制御
弁、７は蒸気タービン加減弁、１１は発電機出力検出器
、】２は回転数検出器、１３は排ガス温度検出器、１４
は主蒸気温度検出器、１５は主蒸気圧力検出器、１６は
第１段後メタル温度検出器でちる。
である。第１図において、コンプレッサ１と（ガス）タ
ービン２と燃焼器３を主要構成要素とするいわゆるガス
タービンと、その排熱を利用した排熱回収ボイラ１０と
、とのボイラ発生蒸気により駆動される蒸気タービン６
と、それぞれのタービンと一軸で結合された発電機５と
、補機としての復水器８と復水ポンプ９などにより一軸
形複合発電プラントが構成される。ほかに４は燃料制御
弁、７は蒸気タービン加減弁、１１は発電機出力検出器
、】２は回転数検出器、１３は排ガス温度検出器、１４
は主蒸気温度検出器、１５は主蒸気圧力検出器、１６は
第１段後メタル温度検出器でちる。
この構成で、燃料制御弁４を介した燃料流量に対応した
ガスタービン出力が得られ、このときの排ガス温度はガ
スタービン出力に対応するが大気温度などに大きく影響
される。さらにこの排ガス温度に対応した排熱回収ボイ
ラ１０の発生蒸気量が得られ、蒸気タービン６はこのと
きの発生蒸気量に対応した゛出力が得られるから同時に
ガスタービン出力に対応した出力となる。ただし本実施
例の一軸形の複合発電プラントの場合には、タービン出
力はガスタービン出力と蒸気タービン出力の合計出力で
ある発′亀機出力としてしか発電機出力検出器１１で計
測できない。このため本発明では蒸気タービンロータな
どのメタル温度と蒸気温度の最適マツチングをとろさい
、ガスタービン出力ではなく排ガス温度検出器１３で計
測される排ガス温度を与えて蒸気温度を推定するもので
ある。
ガスタービン出力が得られ、このときの排ガス温度はガ
スタービン出力に対応するが大気温度などに大きく影響
される。さらにこの排ガス温度に対応した排熱回収ボイ
ラ１０の発生蒸気量が得られ、蒸気タービン６はこのと
きの発生蒸気量に対応した゛出力が得られるから同時に
ガスタービン出力に対応した出力となる。ただし本実施
例の一軸形の複合発電プラントの場合には、タービン出
力はガスタービン出力と蒸気タービン出力の合計出力で
ある発′亀機出力としてしか発電機出力検出器１１で計
測できない。このため本発明では蒸気タービンロータな
どのメタル温度と蒸気温度の最適マツチングをとろさい
、ガスタービン出力ではなく排ガス温度検出器１３で計
測される排ガス温度を与えて蒸気温度を推定するもので
ある。
なお以下各図面を通じて同一符号または記号は同一また
は相当部分を示すものとする。
は相当部分を示すものとする。
ついで第２図は第１図の一軸形複合発電プラントの起動
曲線を例示する特性図である。第２図において、ｌｌａ
は発電機出力検出器１１で検出される発電機出力（信号
）、１２ａは回転数（信号）、１３ａは排ガス温度（信
号）１１４ａは主蒸気温度（信号）、ｔｓａは主蒸気圧
力（信号）、１６ａは第１段後メタン温度（信号）のほ
か、１７ａはガスタービン出力（推定）、１８ａは蒸気
タービン出力（推定）、１９ａは第１段後蒸気温度（推
定）を示す。また時刻ｔｏは起動開始、ｔｌは発電機の
並列、ｔ２は排ガス温度目標値（Ｔａｇ）到達、ｔ３は
蒸気タービン通気開始（加減弁開き始め）、ｔ４は加減
弁全開、ｔ、はガスタービン出力再上昇開始、ｔ６はガ
スタービン出力上昇完了時刻をそれぞれ示す。
曲線を例示する特性図である。第２図において、ｌｌａ
は発電機出力検出器１１で検出される発電機出力（信号
）、１２ａは回転数（信号）、１３ａは排ガス温度（信
号）１１４ａは主蒸気温度（信号）、ｔｓａは主蒸気圧
力（信号）、１６ａは第１段後メタン温度（信号）のほ
か、１７ａはガスタービン出力（推定）、１８ａは蒸気
タービン出力（推定）、１９ａは第１段後蒸気温度（推
定）を示す。また時刻ｔｏは起動開始、ｔｌは発電機の
並列、ｔ２は排ガス温度目標値（Ｔａｇ）到達、ｔ３は
蒸気タービン通気開始（加減弁開き始め）、ｔ４は加減
弁全開、ｔ、はガスタービン出力再上昇開始、ｔ６はガ
スタービン出力上昇完了時刻をそれぞれ示す。
第２図において、プラントの起動時間を制約する主要素
は蒸気タービンロータなどの熱応力制限であって、その
制限内となるようにたとえば蒸気タービン第１段後メタ
ル温度１６ａの通気時などの上昇率を制限する必要があ
る一方、通気時の蒸気温度の最適マツチング条件として
通気時（時刻１３ ）の第１段後メタル温度ＴＭＩ＋と
等しいか若干高めの第１没後蒸気温度Ｔ１ｇを与えるこ
とが好ましく、この条件はこの第１没後蒸気温度Ｔｌ１
Ｉに対応する主蒸気温度ＴＩＩＢさらには排ガス温度目
標値Ｔｏｓをめて与える仁とによシ実現できる。したが
ってこの排ガス温度目標値ＴＧ８を与えるガスタービン
出力Ｌｏｌ＋まで出力上昇させて蒸気タービン６への通
気を行なえばよいが、しかしこのガスタービン出力Ｌａ
ｓと排ガス温度目標値ＴＧ［＋の関係は大気温度などに
より大きく影響されるため、排ガス温度１３ａが通気時
の蒸気温度の最適マツチング条件に合致する排ガス温度
目標値Ｔ ａ ｓ ’Ｊで上昇した時点（時刻ｔ２）で
ガスタービン出力を保持する方式をとるのが有利である
。
は蒸気タービンロータなどの熱応力制限であって、その
制限内となるようにたとえば蒸気タービン第１段後メタ
ル温度１６ａの通気時などの上昇率を制限する必要があ
る一方、通気時の蒸気温度の最適マツチング条件として
通気時（時刻１３ ）の第１段後メタル温度ＴＭＩ＋と
等しいか若干高めの第１没後蒸気温度Ｔ１ｇを与えるこ
とが好ましく、この条件はこの第１没後蒸気温度Ｔｌ１
Ｉに対応する主蒸気温度ＴＩＩＢさらには排ガス温度目
標値Ｔｏｓをめて与える仁とによシ実現できる。したが
ってこの排ガス温度目標値ＴＧ８を与えるガスタービン
出力Ｌｏｌ＋まで出力上昇させて蒸気タービン６への通
気を行なえばよいが、しかしこのガスタービン出力Ｌａ
ｓと排ガス温度目標値ＴＧ［＋の関係は大気温度などに
より大きく影響されるため、排ガス温度１３ａが通気時
の蒸気温度の最適マツチング条件に合致する排ガス温度
目標値Ｔ ａ ｓ ’Ｊで上昇した時点（時刻ｔ２）で
ガスタービン出力を保持する方式をとるのが有利である
。
つぎに第３図は第１図の負荷制御方式を例示する制御系
統図である。第３図において、本制御系統部分は従来方
式のもので後述の本実施例で切替え使用する部分であシ
、２０は目標負荷信号源、２１Ａ、２１Ｂは減算器、２
２Ａは比例積分器、２３は比例演算器、２４はアクチュ
エータである。
統図である。第３図において、本制御系統部分は従来方
式のもので後述の本実施例で切替え使用する部分であシ
、２０は目標負荷信号源、２１Ａ、２１Ｂは減算器、２
２Ａは比例積分器、２３は比例演算器、２４はアクチュ
エータである。
この構成で、目標負荷信号源２０からの目標負荷信号２
０ａと発電機出力検出器１１からの発電機出力信号１１
１の偏差を減算器２１ａでめ、その偏差信号を比例積分
器２２Ａで比例積分した結果をガバナの速度設定信号と
して与え、この速度設定信号と回転数検出器１２からの
回転数（速度）信号１２ａの偏差を減算器２１Ｂでめ、
その偏差信号を比例演算器２３で比例演算した結果をア
クチュエータ２４に与えて燃料制御弁４を開度制御する
ようにしている。しかしこの従来方式による制御系仇部
分では、ガスタービン出力と排ガス温度の関係に与える
大気ｕ１度の影響が考慮されていないほか、第２図の通
気開始時刻ｔ３以降は蒸気タービン出力１８ａが一軸発
電機出力１１ａに加わるために真のガスタービン出力を
規定出力Ｌｏｇに保持することおよびその仮ガスタービ
ン出力を規定上ｌｉ率で上ｌ？させることが不可能とな
り、したがって上記通気時の蒸気温度の最適マツチング
条件を与えるＪノＦガス温度目標値ＴＧ［＋を確保する
ことも不可能となる。このため本実施例では以下のよう
にしてガスタービンの排ガス温度１３ａを与えて通気時
のに１１段没後タル温ＷＴｙｇと同蒸気温度ＴＢとのマ
ツチングを確保するようにしている。
０ａと発電機出力検出器１１からの発電機出力信号１１
１の偏差を減算器２１ａでめ、その偏差信号を比例積分
器２２Ａで比例積分した結果をガバナの速度設定信号と
して与え、この速度設定信号と回転数検出器１２からの
回転数（速度）信号１２ａの偏差を減算器２１Ｂでめ、
その偏差信号を比例演算器２３で比例演算した結果をア
クチュエータ２４に与えて燃料制御弁４を開度制御する
ようにしている。しかしこの従来方式による制御系仇部
分では、ガスタービン出力と排ガス温度の関係に与える
大気ｕ１度の影響が考慮されていないほか、第２図の通
気開始時刻ｔ３以降は蒸気タービン出力１８ａが一軸発
電機出力１１ａに加わるために真のガスタービン出力を
規定出力Ｌｏｇに保持することおよびその仮ガスタービ
ン出力を規定上ｌｉ率で上ｌ？させることが不可能とな
り、したがって上記通気時の蒸気温度の最適マツチング
条件を与えるＪノＦガス温度目標値ＴＧ［＋を確保する
ことも不可能となる。このため本実施例では以下のよう
にしてガスタービンの排ガス温度１３ａを与えて通気時
のに１１段没後タル温ＷＴｙｇと同蒸気温度ＴＢとのマ
ツチングを確保するようにしている。
まず第４図（ａ）、（ｂ）は蒸気タービン一般に用いら
れる主蒸気温度ＴｓＩ＋と主蒸気圧力ｐＨと通気時の第
１没後蒸気温度Ｔ１ｇ（もしくは第１段後メタル温度Ｔ
ＭＩ＋）の関係を例示する特性図で、第４図（ａ）は主
蒸気温度Ｔｌ１Ｉ＋と主蒸気圧力Ｐｓを知って通気時の
蒸気タービン第１没後蒸気温度ＴＢ（もしくは第１段後
メタル温度ＴＭ１１ ）をめる図であシ、第４図（ｂ）
はその関係を逆にみて第１段後メタル温度ＴＭｓと主蒸
気圧力Ｐ８から通気時に第１段後メタル温度ＴＭＰに一
致またはほぼ一致する第１没後蒸気温度Ｔ １ ｇをう
るための主蒸気温度Ｔｓｓをめる図である。一方で主蒸
気温度Ｔ ｓ ｓとガスタービン排ガス温度Ｔｏ＠の関
係はほぼ次式、ＴＧＩｌ−ＴＩＩＩ＋＋ΔＴ ・・・・
・・・・・（１）で表わされ、温度差ΔＴはガスタービ
ン出力および負荷の変化時の動特性としては変化するが
通常はほぼ一定値とみなしてよい。以上のことから起動
時の第１段後メタル温度Ｔｏｍにマツチした通気時の第
１段後熟気温Ｋ Ｔ ｔ ｓをうる最適マツチング条件
を与えるべきガスタービン排気温度目標値Ｔｏ＠を決定
することができ、この排気温度目標値Ｔｏｓを与えて上
記最適マツチング条件を実現することが可能である。
れる主蒸気温度ＴｓＩ＋と主蒸気圧力ｐＨと通気時の第
１没後蒸気温度Ｔ１ｇ（もしくは第１段後メタル温度Ｔ
ＭＩ＋）の関係を例示する特性図で、第４図（ａ）は主
蒸気温度Ｔｌ１Ｉ＋と主蒸気圧力Ｐｓを知って通気時の
蒸気タービン第１没後蒸気温度ＴＢ（もしくは第１段後
メタル温度ＴＭ１１ ）をめる図であシ、第４図（ｂ）
はその関係を逆にみて第１段後メタル温度ＴＭｓと主蒸
気圧力Ｐ８から通気時に第１段後メタル温度ＴＭＰに一
致またはほぼ一致する第１没後蒸気温度Ｔ １ ｇをう
るための主蒸気温度Ｔｓｓをめる図である。一方で主蒸
気温度Ｔ ｓ ｓとガスタービン排ガス温度Ｔｏ＠の関
係はほぼ次式、ＴＧＩｌ−ＴＩＩＩ＋＋ΔＴ ・・・・
・・・・・（１）で表わされ、温度差ΔＴはガスタービ
ン出力および負荷の変化時の動特性としては変化するが
通常はほぼ一定値とみなしてよい。以上のことから起動
時の第１段後メタル温度Ｔｏｍにマツチした通気時の第
１段後熟気温Ｋ Ｔ ｔ ｓをうる最適マツチング条件
を与えるべきガスタービン排気温度目標値Ｔｏ＠を決定
することができ、この排気温度目標値Ｔｏｓを与えて上
記最適マツチング条件を実現することが可能である。
第５図は上記によりガスタービン排ガス温度を制御して
蒸気タービンメタル温度と蒸気温度の最適マツチングを
得るようにした本発明による第１図の一軸形複合発電プ
ラントの起動・停止装置の一実施例を示す制御系統図で
ある。第５図において、２１Ｃは減算器、２２Ｂは比例
積分器、２５は１８号切替器、２６は目標排ガス温度発
生器、２７は便化率制限器である。なお負荷制御系は第
３図と同じである。
蒸気タービンメタル温度と蒸気温度の最適マツチングを
得るようにした本発明による第１図の一軸形複合発電プ
ラントの起動・停止装置の一実施例を示す制御系統図で
ある。第５図において、２１Ｃは減算器、２２Ｂは比例
積分器、２５は１８号切替器、２６は目標排ガス温度発
生器、２７は便化率制限器である。なお負荷制御系は第
３図と同じである。
この構成で、排ガス温度制御系は第２図の起動曲線の時
刻ｔ１からｔｓ （もしくはｔｓ ）つまシ並列後から
ガスタービン出力再上昇開始すなわち再負荷上昇開始（
もしくはガスタービン出力再上昇完了すなわち再負荷上
昇完了）まで使用し、第１段後メタル温度検出器１６か
らの第１段後メタル温度信号１６ａと主蒸気圧力検出器
１５からの主蒸気圧力信号１５ａから目標排ガス温度発
生器２６で第４図（ｂ）の関係を用いて対応の主蒸気温
度をめかつこれに（１）式の関係を用いて一定値ΔＴを
加算することによ目標排ガス温度信号２６ａを作成し、
この信号を変化率制限器２７を介して目標排ガス温度上
昇率を制限するように設定し、この設定信号と排ガス温
度検出器１３からの排ガス温度信号１３ａとの偏差を減
算器２１Ｃでめ、この偏差信号を比例積分器２２Ｂで比
例積分した結果を信号切替器２５を介して負荷制御系と
共通の制御系のガバナの速度設定信号として与え、この
速度設定信号と回転数検出器１２からの回転数（速度）
信号１２ａの偏差を減算器２１Ｂでめ、その偏差信号を
比例演算器２３で比例演算した結果をアクチュエータ２
４に与えて燃料制御弁４を開閉制御する。その後の時刻
ｔｓ （もしくはｔｓ）の再負荷上昇開始（もしくは再
負荷上昇完了）後は上述した第３図と同じく目標負荷信
号源２０をもち同様の動作機能を有する負荷制御系に信
号切替器２５で切９替える。本実施例では上記目標排ガ
ス温度発生器２６で目標排ガス温度信号２６ａを作成す
るさい、第２図の起動曲線の排ガス温度１３ａに示すよ
うに排ガス温度目標値Ｔａｓに達するまでの排ガス温度
を規定上昇率で上昇させ、その後は排ガス温度目標値Ｔ
Ｇａに保持するように（もしくはその後さらに規定上昇
率で肖上昇させるように）設定して、これにょシ起動曲
線のガスタービン出力１７ａに示ずような特性かえられ
る。
刻ｔ１からｔｓ （もしくはｔｓ ）つまシ並列後から
ガスタービン出力再上昇開始すなわち再負荷上昇開始（
もしくはガスタービン出力再上昇完了すなわち再負荷上
昇完了）まで使用し、第１段後メタル温度検出器１６か
らの第１段後メタル温度信号１６ａと主蒸気圧力検出器
１５からの主蒸気圧力信号１５ａから目標排ガス温度発
生器２６で第４図（ｂ）の関係を用いて対応の主蒸気温
度をめかつこれに（１）式の関係を用いて一定値ΔＴを
加算することによ目標排ガス温度信号２６ａを作成し、
この信号を変化率制限器２７を介して目標排ガス温度上
昇率を制限するように設定し、この設定信号と排ガス温
度検出器１３からの排ガス温度信号１３ａとの偏差を減
算器２１Ｃでめ、この偏差信号を比例積分器２２Ｂで比
例積分した結果を信号切替器２５を介して負荷制御系と
共通の制御系のガバナの速度設定信号として与え、この
速度設定信号と回転数検出器１２からの回転数（速度）
信号１２ａの偏差を減算器２１Ｂでめ、その偏差信号を
比例演算器２３で比例演算した結果をアクチュエータ２
４に与えて燃料制御弁４を開閉制御する。その後の時刻
ｔｓ （もしくはｔｓ）の再負荷上昇開始（もしくは再
負荷上昇完了）後は上述した第３図と同じく目標負荷信
号源２０をもち同様の動作機能を有する負荷制御系に信
号切替器２５で切９替える。本実施例では上記目標排ガ
ス温度発生器２６で目標排ガス温度信号２６ａを作成す
るさい、第２図の起動曲線の排ガス温度１３ａに示すよ
うに排ガス温度目標値Ｔａｓに達するまでの排ガス温度
を規定上昇率で上昇させ、その後は排ガス温度目標値Ｔ
Ｇａに保持するように（もしくはその後さらに規定上昇
率で肖上昇させるように）設定して、これにょシ起動曲
線のガスタービン出力１７ａに示ずような特性かえられ
る。
以上のように本実施例の起動制御方式によれば、通気時
の蒸気タニビン第１没後メタル温度と等しいかそれに近
い蒸気温度をうるように、該蒸気温度をほぼ決定づける
ガスタービン排ガス温度を適切な値にするべくガスター
ビンを制御することによシ、通気時の蒸気タービンメタ
ル温度と蒸気温度の最適なマツチングを確保して蒸気タ
ービンの熱応力緩和をはかシ起動時間を短縮することが
できる。
の蒸気タニビン第１没後メタル温度と等しいかそれに近
い蒸気温度をうるように、該蒸気温度をほぼ決定づける
ガスタービン排ガス温度を適切な値にするべくガスター
ビンを制御することによシ、通気時の蒸気タービンメタ
ル温度と蒸気温度の最適なマツチングを確保して蒸気タ
ービンの熱応力緩和をはかシ起動時間を短縮することが
できる。
さらに第６図は第１図の一軸形複合発電プラントの停止
曲線を例示する特性図である。第６図において、時刻ｔ
７は停止開始、ｔｓは排ガス温度目標値（Ｔａｎ）到達
、ｔ９は蒸気タービン停止（加減弁全閉）、ｊｉｏは並
列解除時刻をそれぞれ示す。第６図において、プラント
停止時においても停止後の再起１ｋｌ１１などを考慮す
ると蒸気タービン第１段後メタル温度１６ａを第１段後
メタル温度設定値ＴＭＤにして停止するのが好ましい。
曲線を例示する特性図である。第６図において、時刻ｔ
７は停止開始、ｔｓは排ガス温度目標値（Ｔａｎ）到達
、ｔ９は蒸気タービン停止（加減弁全閉）、ｊｉｏは並
列解除時刻をそれぞれ示す。第６図において、プラント
停止時においても停止後の再起１ｋｌ１１などを考慮す
ると蒸気タービン第１段後メタル温度１６ａを第１段後
メタル温度設定値ＴＭＤにして停止するのが好ましい。
したがって停止時にも起動時と全く同様にして、第１段
後メタル温度設定値ＴＭＤとそれにマツチした第１没後
蒸気温度Ｔ１ｔ＋は主蒸気温度ＴｌＩＤと主蒸気圧力Ｐ
Ｄしたがって排ガス温度Ｔ ｏ Ｄど主蒸気圧力ＰＤに
よシ与えられるから、第５図において停止開始時刻ｔｖ
（もしくは１８）から以後は排ガス温度制御系を使用
し、第１段後メタル温度検出器１６からの第１段後メタ
ル温度信号１６ａと主蒸気圧力検出器１５からの主蒸気
圧力信号１５ａから目標排ガス温度発生器２６で目標排
ガス温度信号２６ａを作成するさい、排ガス温度１３ａ
を規定低下率で低下させたのち時刻ｔ８から第１段後メ
タル温度設定値ＴＭＤに対応する排ガス温度目標値ＴＧ
Ｄに保持するように設定し、これによりガスタービン出
力１７ａを低下させたのち排ガス温度目標値ＴＧＤを与
えるガスタービン出力ＬａＤに保持すると同時に、この
状態で時刻ｔ８から蒸気タービン加減弁７を閉じ始めて
蒸気タービン出力１８ａを低下させて時刻ｔ９で蒸気タ
ービン加減弁７を全閉にし、その後は再び排ガス温度１
３ａを規定低下率で低下させるようにガスタービン出力
１７ａを低下させて時刻ｔｌｏで並列解除するようにし
て、第１段後メタル温度１６ ａを第１段後メタル温度
設定値ＴＭＤに保持してプラントを停止させることがで
きる。
後メタル温度設定値ＴＭＤとそれにマツチした第１没後
蒸気温度Ｔ１ｔ＋は主蒸気温度ＴｌＩＤと主蒸気圧力Ｐ
Ｄしたがって排ガス温度Ｔ ｏ Ｄど主蒸気圧力ＰＤに
よシ与えられるから、第５図において停止開始時刻ｔｖ
（もしくは１８）から以後は排ガス温度制御系を使用
し、第１段後メタル温度検出器１６からの第１段後メタ
ル温度信号１６ａと主蒸気圧力検出器１５からの主蒸気
圧力信号１５ａから目標排ガス温度発生器２６で目標排
ガス温度信号２６ａを作成するさい、排ガス温度１３ａ
を規定低下率で低下させたのち時刻ｔ８から第１段後メ
タル温度設定値ＴＭＤに対応する排ガス温度目標値ＴＧ
Ｄに保持するように設定し、これによりガスタービン出
力１７ａを低下させたのち排ガス温度目標値ＴＧＤを与
えるガスタービン出力ＬａＤに保持すると同時に、この
状態で時刻ｔ８から蒸気タービン加減弁７を閉じ始めて
蒸気タービン出力１８ａを低下させて時刻ｔ９で蒸気タ
ービン加減弁７を全閉にし、その後は再び排ガス温度１
３ａを規定低下率で低下させるようにガスタービン出力
１７ａを低下させて時刻ｔｌｏで並列解除するようにし
て、第１段後メタル温度１６ ａを第１段後メタル温度
設定値ＴＭＤに保持してプラントを停止させることがで
きる。
以上のように本実施例の停止制御方式によれば、停止後
の再起動などを考慮して蒸気タービン第１段後メタル温
度を設定値に保持して停止させるように、規定の第１没
後蒸気温度を生じさせるガスタービン排ガス温度を与え
るべくガスタービンを制御することができる。
の再起動などを考慮して蒸気タービン第１段後メタル温
度を設定値に保持して停止させるように、規定の第１没
後蒸気温度を生じさせるガスタービン排ガス温度を与え
るべくガスタービンを制御することができる。
つぎに第７図は本発明による第１図の一軸形複合発電プ
ラントの起動・停止装置の他の実施例を示す制御系統図
である。第７図に蕎いて、２２Ｃは比例積分器、２５Ａ
は信号切替器、２７Ａは変化率制限器、２８Ａ、２８Ｂ
、２８Ｃは各ガスタービン出力変化率設定器である。
ラントの起動・停止装置の他の実施例を示す制御系統図
である。第７図に蕎いて、２２Ｃは比例積分器、２５Ａ
は信号切替器、２７Ａは変化率制限器、２８Ａ、２８Ｂ
、２８Ｃは各ガスタービン出力変化率設定器である。
この構成で、排ガス温度制御系において第１段後メタル
温度検出器１６からの第１段後メタル温度信号１６ａと
主蒸気圧力検出器１５からの主蒸気圧力信号１５ａから
目標排ガス温度発生器２６で目標排ガス温度信号２６ａ
を作成するのは第５図と同様であるが、本実施例ではこ
の目標排ガス温度信号２６ａと排ガス温度検出器１３か
らの排ガス温度信号１３ａの偏差を減算器２１Ｃでめて
該偏差信号を信号切替器２５を介し負荷制御系と共通の
制御系に入力し、その偏差がなくなって排ガス温度目標
値ＴＧＤに到達するまで（時刻ｔ１からｔ２まで）の期
間に蒸気タービンメタル温度変化率が過大とならないよ
うにガスタービン出力変化率を抑える目的から、ガスタ
ービン出力変化率設定器２８Ａ〜２８Ｃからのガスター
ビン出力変化率設定信号２８８〜２８ｃを信号切替器２
５Ａで適切に切替え選択しかつ変化率制限器２７Ａを介
して、そのガスタービン出力変化率設定信号を比例積分
器２２Ｃで比例積分した結果をガノ（すの速度設定信号
として与えることによシ、燃料制御弁７を一定増加率で
増加させてガスタービン出力を規定上昇率で上昇させる
ようにしている。その他の起動時の動作は第５図と同様
である。なお上記操作は時刻ｔ５から１６までのガスタ
ービン出力再上昇開始から完了までの制御に使用しても
よい。
温度検出器１６からの第１段後メタル温度信号１６ａと
主蒸気圧力検出器１５からの主蒸気圧力信号１５ａから
目標排ガス温度発生器２６で目標排ガス温度信号２６ａ
を作成するのは第５図と同様であるが、本実施例ではこ
の目標排ガス温度信号２６ａと排ガス温度検出器１３か
らの排ガス温度信号１３ａの偏差を減算器２１Ｃでめて
該偏差信号を信号切替器２５を介し負荷制御系と共通の
制御系に入力し、その偏差がなくなって排ガス温度目標
値ＴＧＤに到達するまで（時刻ｔ１からｔ２まで）の期
間に蒸気タービンメタル温度変化率が過大とならないよ
うにガスタービン出力変化率を抑える目的から、ガスタ
ービン出力変化率設定器２８Ａ〜２８Ｃからのガスター
ビン出力変化率設定信号２８８〜２８ｃを信号切替器２
５Ａで適切に切替え選択しかつ変化率制限器２７Ａを介
して、そのガスタービン出力変化率設定信号を比例積分
器２２Ｃで比例積分した結果をガノ（すの速度設定信号
として与えることによシ、燃料制御弁７を一定増加率で
増加させてガスタービン出力を規定上昇率で上昇させる
ようにしている。その他の起動時の動作は第５図と同様
である。なお上記操作は時刻ｔ５から１６までのガスタ
ービン出力再上昇開始から完了までの制御に使用しても
よい。
以上のように本実施例の起動制御方式によれば、通気時
の蒸気タービン第１段後メタル温度と第１没後蒸気温度
の最適マツチングを確保すべき排ガス温度目標値に到達
するまでのガスタービン出力変化率を適切な値に選択し
てガスタービン出力を規定上昇率で増加させるようにし
て、蒸気タービンメタル温度変化率を適切な値に抑える
ことができる。
の蒸気タービン第１段後メタル温度と第１没後蒸気温度
の最適マツチングを確保すべき排ガス温度目標値に到達
するまでのガスタービン出力変化率を適切な値に選択し
てガスタービン出力を規定上昇率で増加させるようにし
て、蒸気タービンメタル温度変化率を適切な値に抑える
ことができる。
また停止時にも、排ガス温度制御系の目標排ガス温度発
生器２６で第１段後メタル温度設定値ＴＭＤに対応する
排ガス温度目標値ＴＧＤを設定して、排ガス温度が排ガ
ス温度目標値Ｔ Ｇ Ｄに低下するまでガスタービン出
力変化率設定器２８Ａ〜２８Ｃからの同信号２８８〜２
８ｃを選択してガスタービン出力を規定低下率で低下さ
せることができる。
生器２６で第１段後メタル温度設定値ＴＭＤに対応する
排ガス温度目標値ＴＧＤを設定して、排ガス温度が排ガ
ス温度目標値Ｔ Ｇ Ｄに低下するまでガスタービン出
力変化率設定器２８Ａ〜２８Ｃからの同信号２８８〜２
８ｃを選択してガスタービン出力を規定低下率で低下さ
せることができる。
その他の動作は第５図と同様である。なお上記操作は時
刻ｔ９からｔｌＧの期間にも使用してよく、もしくは負
荷制御系を使用してもよい。
刻ｔ９からｔｌＧの期間にも使用してよく、もしくは負
荷制御系を使用してもよい。
以上のように本実施例の停止制御方式によれば、ガスタ
ービン排ガス温度を目標値まで低下させて蒸気タービン
第１段後メタル温度を設定値に保持して停止させるさい
、排ガス温度目標値低下までの期間に適切なガスタービ
ン出力変化率でガスタービン出力を低下させることがで
きる。
ービン排ガス温度を目標値まで低下させて蒸気タービン
第１段後メタル温度を設定値に保持して停止させるさい
、排ガス温度目標値低下までの期間に適切なガスタービ
ン出力変化率でガスタービン出力を低下させることがで
きる。
なお上記実施例は一軸形複合発電プラントについて説明
したが、ガスタービンと蒸気タービンのそれぞれに独立
に結合された２台または複数台の発電機を有する多軸形
複合発電プラントにも同様に適用できる。
したが、ガスタービンと蒸気タービンのそれぞれに独立
に結合された２台または複数台の発電機を有する多軸形
複合発電プラントにも同様に適用できる。
また上記実施例は蒸気タービン第１段後メタル温度と蒸
気添置の最適マツチングについて説明したが、一般に蒸
気タービンケーシングの所定位置でのメタル部分の温度
の最適マツチングを確保するにも同様に適用できる。同
じく蒸気タービンロータの熱応力緩オ日について説明し
たが、ロータに限らず蒸気タービンの他部分の熱応力緩
和に同様に利用できる。
気添置の最適マツチングについて説明したが、一般に蒸
気タービンケーシングの所定位置でのメタル部分の温度
の最適マツチングを確保するにも同様に適用できる。同
じく蒸気タービンロータの熱応力緩オ日について説明し
たが、ロータに限らず蒸気タービンの他部分の熱応力緩
和に同様に利用できる。
さらに上記実施例における排ガス温度制御系と負荷制御
系の切替え使用は、上記起動曲線および停止曲線につい
て説明した時刻および期間に限定されるものではない。
系の切替え使用は、上記起動曲線および停止曲線につい
て説明した時刻および期間に限定されるものではない。
同じく上記実施例は起動制御方式と停止制御方式につい
て説明したが、少なくとも起動時または停止時の起動ま
たは停止制御方式に適用するようにしてもよい。
て説明したが、少なくとも起動時または停止時の起動ま
たは停止制御方式に適用するようにしてもよい。
以上の説明のように本発明の複合発電プラントの起動・
停止装置によれば、蒸気タービンへの通気蒸気温度を大
気温度などの影響なく推定して制御できるので、蒸気タ
ービンメタル温度との最適マツチングを確保して熱応力
緩和をはかシ起動時間を短縮できる効果がある。
停止装置によれば、蒸気タービンへの通気蒸気温度を大
気温度などの影響なく推定して制御できるので、蒸気タ
ービンメタル温度との最適マツチングを確保して熱応力
緩和をはかシ起動時間を短縮できる効果がある。
第１図は複合発電プラントを例示する系統図、第２図は
第１図の起動曲線別図、第３図は第１図の負荷制御系統
図、第４図（ａ）、（ｂ）は第１図の主蒸気温度・主蒸
気圧力・蒸気タービンメタル温度（もしくは同蒸気温度
）の関係特性側口、第５図は本発明による複合発電プラ
ントの起動・停止装置の一実施例を示す制御系統図、第
６図は第１図の停止曲線側図、第７図は本発明による複
合発電プラントの起動・停止装置の他の実施例を示す制
御系統図である。 １・・・コンプレッサ、２・・・（ガス）タービン、３
・・・燃焼器、４・・・燃料制御弁、５・・・発電機、
６・・・蒸気タービン、７・・・蒸気タービン加減弁、
８・・・復水器、９・・・復水ポンプ、１０・・・排熱
回収ボイラ、１１・・・発電機出力検出器、１２・・・
回転数検出器、１３・・・排ガス温度検出器、１４・・
・主蒸気温度検出器、１５・・・主蒸気圧力検出器、１
６・・・第１段後メタル温度検出器、２０・・・目標負
荷信号線、２１Ａ〜２１Ｃ・・・′ｅ、算器、２２Ａ〜
２２Ｃ・・・比例積分器、２３・・・比例演算器、２４
・・・アクチュエータ、２５゜２５Ａ・・・信号切替器
、２６・・・目標排ガス温度発生・器、２７．２７Ａ・
・・変化率制限器、２８Ａ〜２８Ｃ・・・ガスタービン
出力変化率設定器。 代理人 弁理士 秋本正実 第 ／ 囚 第 ２ 目 第 ３ 恥 僅） 第 ５ 口 ／ｊ 茅 ６ 口 ■
第１図の起動曲線別図、第３図は第１図の負荷制御系統
図、第４図（ａ）、（ｂ）は第１図の主蒸気温度・主蒸
気圧力・蒸気タービンメタル温度（もしくは同蒸気温度
）の関係特性側口、第５図は本発明による複合発電プラ
ントの起動・停止装置の一実施例を示す制御系統図、第
６図は第１図の停止曲線側図、第７図は本発明による複
合発電プラントの起動・停止装置の他の実施例を示す制
御系統図である。 １・・・コンプレッサ、２・・・（ガス）タービン、３
・・・燃焼器、４・・・燃料制御弁、５・・・発電機、
６・・・蒸気タービン、７・・・蒸気タービン加減弁、
８・・・復水器、９・・・復水ポンプ、１０・・・排熱
回収ボイラ、１１・・・発電機出力検出器、１２・・・
回転数検出器、１３・・・排ガス温度検出器、１４・・
・主蒸気温度検出器、１５・・・主蒸気圧力検出器、１
６・・・第１段後メタル温度検出器、２０・・・目標負
荷信号線、２１Ａ〜２１Ｃ・・・′ｅ、算器、２２Ａ〜
２２Ｃ・・・比例積分器、２３・・・比例演算器、２４
・・・アクチュエータ、２５゜２５Ａ・・・信号切替器
、２６・・・目標排ガス温度発生・器、２７．２７Ａ・
・・変化率制限器、２８Ａ〜２８Ｃ・・・ガスタービン
出力変化率設定器。 代理人 弁理士 秋本正実 第 ／ 囚 第 ２ 目 第 ３ 恥 僅） 第 ５ 口 ／ｊ 茅 ６ 口 ■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガスタービンと、その排ガスを利用した排熱回収ボ
イ２と、該ボイラの発生蒸気によｐ駆動される蒸気ター
ビンと、それぞれのタービンに独立結合される２台の発
電機または一軸で結合される１台の発電機とから構成さ
れる多軸形または一軸形の複合発電プラントの起動・停
止装置において、少なくともプラントの起動時または停
止時にガスタービン排ガス温度を目標値として与えてガ
スタービンを制御することによシ蒸気タービンメタル温
度に対応した蒸気タービン通気蒸気温匿を調節する制御
手段を設けたことを特徴とする複合発電プラントの起動
・停止装置。 ２、上記ガスタービン排ガス温度が目標値に達するまで
の所定期間のガスタービン出力変化率を設定して蒸気タ
ービンメタル温度変化率を制限する制御手段を設けたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複合発電プ
ラントの起動・停止装置。 ３、上記ガスタービンの制御を該ガスタービンへの燃料
流量を調節する燃料制御弁の開度制御によシ行なう制御
手段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の複合発電プラントの起動・停止装置。 ４、上記蒸気タービンメタル温度および蒸気タービン通
気蒸気温度は蒸気タービン第１段後メタル温度および蒸
気タービン第１段後通気蒸気温度とすることを特徴とす
る特許績′求の範囲第１項記載の複合発電プラントの起
動・停止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168315A JPS6060208A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 複合発電プラントの起動・停止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168315A JPS6060208A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 複合発電プラントの起動・停止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060208A true JPS6060208A (ja) | 1985-04-06 |
Family
ID=15865751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58168315A Pending JPS6060208A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 複合発電プラントの起動・停止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060208A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61101607A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 蒸気タービンに蒸気を供給するための適応性温度制御装置 |
| JPH0370804A (ja) * | 1989-08-09 | 1991-03-26 | Toshiba Corp | 複合サイクルプラントの蒸気サイクル起動方法 |
| JP2010121598A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン運転制御装置及び方法 |
| JP2013057314A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Alstom Technology Ltd | コンバインドサイクル発電プラントを稼働させる方法 |
| JP2015143517A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-08-06 | 株式会社東芝 | 制御装置、及び起動方法 |
| JP2018035687A (ja) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | 株式会社東芝 | プラント制御装置、プラント制御方法、および発電プラント |
| JP2019011721A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | コンバインドサイクルプラントの制御装置及びコンバインドサイクルプラントの停止方法 |
-
1983
- 1983-09-14 JP JP58168315A patent/JPS6060208A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61101607A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 蒸気タービンに蒸気を供給するための適応性温度制御装置 |
| JPH0370804A (ja) * | 1989-08-09 | 1991-03-26 | Toshiba Corp | 複合サイクルプラントの蒸気サイクル起動方法 |
| JP2010121598A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン運転制御装置及び方法 |
| JP2013057314A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Alstom Technology Ltd | コンバインドサイクル発電プラントを稼働させる方法 |
| JP2015143517A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-08-06 | 株式会社東芝 | 制御装置、及び起動方法 |
| JP2018035687A (ja) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | 株式会社東芝 | プラント制御装置、プラント制御方法、および発電プラント |
| JP2019011721A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | コンバインドサイクルプラントの制御装置及びコンバインドサイクルプラントの停止方法 |
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