JPS6211167B2 - - Google Patents
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- JPS6211167B2 JPS6211167B2 JP2085479A JP2085479A JPS6211167B2 JP S6211167 B2 JPS6211167 B2 JP S6211167B2 JP 2085479 A JP2085479 A JP 2085479A JP 2085479 A JP2085479 A JP 2085479A JP S6211167 B2 JPS6211167 B2 JP S6211167B2
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Classifications
-
- 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]
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガスタービン装置と該ガスタービン
排ガスの熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収
ボイラと該ボイラから出た蒸気で駆動される蒸気
タービン装置とで構成される複合サイクルプラン
トにおける排熱回収ボイラのタービンバイパス制
御に係るものである。
排ガスの熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収
ボイラと該ボイラから出た蒸気で駆動される蒸気
タービン装置とで構成される複合サイクルプラン
トにおける排熱回収ボイラのタービンバイパス制
御に係るものである。
まず複合サイクルプラントの一般的な構成を第
１図にて説明する。
１図にて説明する。
複合サイクルプラントは一般に１台あるいは複
数台のガスタービン装置１と、このガスタービン
装置と同数の排熱回収ボイラ１１と、１台の蒸気
タービン装置４０とにより構成されている。ガス
タービン装置１は、コンプレツサ２と該コンプレ
ツサ２で加圧された空気により燃料配管４から送
られて来る燃料を燃焼して高温高圧の燃焼ガスを
発生する燃焼器３と、燃焼ガスにて駆動されガス
タービン発電機６を回転させるガスタービン５と
から構成されている。このガスタービン装置１か
ら排出される燃焼ガスは排ガスダクト７を通じて
排熱回収ボイラ１１に導かれる。またこの排ガス
ダクト７には排熱回収ボイラ１１をバイパスする
バイパスダクト１０が設けられており、排ガスダ
クト７及びバイパスダクト１０にはそれぞれ排ガ
スの流通を調節するボイラ入口ダンパ８及びボイ
ラバイパスダンパ９が設けられている。排熱回収
ボイラ１１は、ドラム式ボイラであつて、給水配
管１４を通して導入される給水を加熱するエコノ
マイザ１５と、蒸気発生用のドラム１６及び蒸発
器１７と、過熱器１８とから構成され、過熱器１
８から出る蒸気は、蒸気管１９、ボイラ弁出口２
０を通つて蒸気ヘツド２１へ集められ、該蒸気ヘ
ツド２１から加減弁２２を通じて蒸気タービン２
３内に送給されて発電機２４を駆動し、復水器３
２で復水される。復水された給水は給水ポンプ１
２により、給水調整弁１３を備えた給水配管１４
を通じて排熱回収ボイラ１１に戻される。また、
蒸気管１９にはボイラ出口弁２０の上流側にター
ビンバイパス弁２５を備えたバイパス蒸気管２６
が分岐して設けられており、減温器２７を介して
復水器３２に連通しているが、排熱回収ボイラ起
動時などに蒸気ヘツド２１内の蒸気圧力と排熱回
収ボイラ１１の発生蒸気圧力とのマツチングを図
る場合に蒸気を復水器３２に導入するものであ
り、通常運転時には使用されない。２８は前記給
水ポンプ１２の下流の給水配管より分岐し、前記
減温器２７に接続して設けられたスプレー配管、
２９はスプレー調整弁である。なお、第１図の蒸
気圧力発信器５１とバイパス弁制御回路３０は本
発明により付加されたもので、詳細については後
述する。
数台のガスタービン装置１と、このガスタービン
装置と同数の排熱回収ボイラ１１と、１台の蒸気
タービン装置４０とにより構成されている。ガス
タービン装置１は、コンプレツサ２と該コンプレ
ツサ２で加圧された空気により燃料配管４から送
られて来る燃料を燃焼して高温高圧の燃焼ガスを
発生する燃焼器３と、燃焼ガスにて駆動されガス
タービン発電機６を回転させるガスタービン５と
から構成されている。このガスタービン装置１か
ら排出される燃焼ガスは排ガスダクト７を通じて
排熱回収ボイラ１１に導かれる。またこの排ガス
ダクト７には排熱回収ボイラ１１をバイパスする
バイパスダクト１０が設けられており、排ガスダ
クト７及びバイパスダクト１０にはそれぞれ排ガ
スの流通を調節するボイラ入口ダンパ８及びボイ
ラバイパスダンパ９が設けられている。排熱回収
ボイラ１１は、ドラム式ボイラであつて、給水配
管１４を通して導入される給水を加熱するエコノ
マイザ１５と、蒸気発生用のドラム１６及び蒸発
器１７と、過熱器１８とから構成され、過熱器１
８から出る蒸気は、蒸気管１９、ボイラ弁出口２
０を通つて蒸気ヘツド２１へ集められ、該蒸気ヘ
ツド２１から加減弁２２を通じて蒸気タービン２
３内に送給されて発電機２４を駆動し、復水器３
２で復水される。復水された給水は給水ポンプ１
２により、給水調整弁１３を備えた給水配管１４
を通じて排熱回収ボイラ１１に戻される。また、
蒸気管１９にはボイラ出口弁２０の上流側にター
ビンバイパス弁２５を備えたバイパス蒸気管２６
が分岐して設けられており、減温器２７を介して
復水器３２に連通しているが、排熱回収ボイラ起
動時などに蒸気ヘツド２１内の蒸気圧力と排熱回
収ボイラ１１の発生蒸気圧力とのマツチングを図
る場合に蒸気を復水器３２に導入するものであ
り、通常運転時には使用されない。２８は前記給
水ポンプ１２の下流の給水配管より分岐し、前記
減温器２７に接続して設けられたスプレー配管、
２９はスプレー調整弁である。なお、第１図の蒸
気圧力発信器５１とバイパス弁制御回路３０は本
発明により付加されたもので、詳細については後
述する。
この複合サイクルプラントはまずガスタービン
装置１を起動してその排ガスを排熱回収ボイラ１
１に導き、ドラム１６にて発生する蒸気条件が規
定値になるまでは、ボイラ出口弁２０を閉し、タ
ービンバイパス弁２５を制御して蒸気圧力の上昇
を図る。このタービンバイパス弁２５では蒸気圧
力が排熱回収ボイラ１１によつて許容される温度
変化率に見合つた飽和蒸気圧力の変化率となるよ
うに制御設定値をランプ状に変化させ蒸気圧力の
上昇を行う。排熱回収ボイラ１１の圧力上昇がこ
の設定値より早いとタービンバイパス弁２５が蒸
気圧力を規定値に保つべく開く。しかしタービン
バイパス弁２５が開くことにより排熱回収ボイラ
１１のドラム１６の圧力が急激に低下しドラム１
６内の飽和水が自己蒸発を起こしこの発生蒸気泡
によりドラム水位が過渡的に盛り上がる、いわゆ
る逆応答特性を示す。このようにしてドラム水位
が異常に上昇すると、発生蒸気中に水滴が混入し
て排熱回収ボイラ１１内の過熱器１８や蒸気ター
ビン４０などにエロージヨンを引きおこす原因と
なる。この現象を第２図により説明する。第図２
に於て７１は排熱回収ボイラ１１の圧力上昇特
性、７２は排熱回収ボイラ１１により許容される
蒸気温度変化率に見合つた飽和蒸気圧力特性を示
す。７２をタービンバイパス弁２５の圧力設定と
するとＣ点に於て制御設定以上に蒸気圧力が上昇
することにより、タービンバイパス弁２５が開き
蒸気圧力を７２の特性になるよう制御する。ター
ビンバイパス弁２５が開くことにより蒸気圧力は
Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄの経過をたどり変化するがＣ点以
降で強制的に７２の特性となるように制御される
ため蒸気圧力変化率が急激に減方向となる。蒸気
圧力変化率がマイナス側へ急変することによりド
ラム１６内の飽和蒸気圧力が低下し飽和水が自己
蒸発を起こすためにドラム水位が逆応答現象を起
こすものである。
装置１を起動してその排ガスを排熱回収ボイラ１
１に導き、ドラム１６にて発生する蒸気条件が規
定値になるまでは、ボイラ出口弁２０を閉し、タ
ービンバイパス弁２５を制御して蒸気圧力の上昇
を図る。このタービンバイパス弁２５では蒸気圧
力が排熱回収ボイラ１１によつて許容される温度
変化率に見合つた飽和蒸気圧力の変化率となるよ
うに制御設定値をランプ状に変化させ蒸気圧力の
上昇を行う。排熱回収ボイラ１１の圧力上昇がこ
の設定値より早いとタービンバイパス弁２５が蒸
気圧力を規定値に保つべく開く。しかしタービン
バイパス弁２５が開くことにより排熱回収ボイラ
１１のドラム１６の圧力が急激に低下しドラム１
６内の飽和水が自己蒸発を起こしこの発生蒸気泡
によりドラム水位が過渡的に盛り上がる、いわゆ
る逆応答特性を示す。このようにしてドラム水位
が異常に上昇すると、発生蒸気中に水滴が混入し
て排熱回収ボイラ１１内の過熱器１８や蒸気ター
ビン４０などにエロージヨンを引きおこす原因と
なる。この現象を第２図により説明する。第図２
に於て７１は排熱回収ボイラ１１の圧力上昇特
性、７２は排熱回収ボイラ１１により許容される
蒸気温度変化率に見合つた飽和蒸気圧力特性を示
す。７２をタービンバイパス弁２５の圧力設定と
するとＣ点に於て制御設定以上に蒸気圧力が上昇
することにより、タービンバイパス弁２５が開き
蒸気圧力を７２の特性になるよう制御する。ター
ビンバイパス弁２５が開くことにより蒸気圧力は
Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄの経過をたどり変化するがＣ点以
降で強制的に７２の特性となるように制御される
ため蒸気圧力変化率が急激に減方向となる。蒸気
圧力変化率がマイナス側へ急変することによりド
ラム１６内の飽和蒸気圧力が低下し飽和水が自己
蒸発を起こすためにドラム水位が逆応答現象を起
こすものである。
本発明の目的は、上記したドラム水位の異常上
昇を先行的に防止できる安定したタービンバイパ
ス制御装置を提供するにある。
昇を先行的に防止できる安定したタービンバイパ
ス制御装置を提供するにある。
本発明の特徴とするところは、蒸気圧力変化率
が許容蒸気温度変化率に相当する蒸気圧力変化率
以上になつた時点を検出しタービンバイパス弁２
５の制御を自動にして蒸気圧力変化率が変化する
ことなく蒸気圧力を上昇させることによりドラム
１６の圧力急変をなくしドラム水位の異常な上昇
を防止することにある。
が許容蒸気温度変化率に相当する蒸気圧力変化率
以上になつた時点を検出しタービンバイパス弁２
５の制御を自動にして蒸気圧力変化率が変化する
ことなく蒸気圧力を上昇させることによりドラム
１６の圧力急変をなくしドラム水位の異常な上昇
を防止することにある。
以下本発明の一実施例を第３図により説明す
る。第３図は本発明により付加したバイパス弁制
御回路３０の詳細構成図で、部品５２〜６２によ
り構成される。タービンバイパス弁２５の制御設
定値はガスタービン出力発信器５７と関数発生器
５８により第図４に示すカーブ７４の様に作成し
切換器５９を通して減算器５２に与える。この特
性は排熱回収ボイラ１１の許容温度変化率に相当
する飽和蒸気圧力の変化率とする。一方蒸気圧力
は蒸気圧力発信器５１で検出しフイードバツク信
号として減算器５２に与えられ、設定値との偏差
を演算し比例・積分動作コントローラ５３にてタ
ービンバイパス弁２５の開度制御を行う。蒸気圧
力発信器５１の出力を関数発生器５４により蒸気
圧力に相当する飽和蒸気温度に変換する。その特
性は第５図に示す如くとなる。この値を微分演算
器５５の入力とし飽和蒸気温度変化率を演算しそ
の出力と信号発生器６２で与えられる排熱回収ボ
イラ１１により制限される許容温度変化率とを比
較警報器５６で比較しフイードバツク値が許容温
度変化率以内であるときは切替器６１をＤ側にし
て信号発生器６０の信号をタービンバイパス弁２
５へ伝え、タービンバイパス弁２５を全閉に保持
する。一方比例・積分コントローラ５３の設定信
号は切替器５９によりＡ側に切替えフイードバツ
ク値と同じ値を設定値とし制御偏差をゼロの状態
にしておく。ガスタービン装置１の起動とともに
排出ガスの温度、流量が増加し蒸気圧力は第図４
のカーブ７３に沿つて上昇を開始する。微分演算
器５５で演算された蒸気温度変化率が信号発生器
６２で設定される許容温度変化率以上になると比
較警報器５６の接点がメイクして切換器５９をＢ
側へまた切換器６１をＣ側へ切替えタービンバイ
パス弁２５の制御を開始する。タービンバイパス
弁の設定値は第４図のＡ点に於て７３のカーブか
ら７４のカーブに移り、第２図に於て説明したよ
うに蒸気圧力変化率が設定値の上昇率よりも大き
くなつた時点で切替えるのではないのでドラム１
６の圧力変化率がマイナイ側に転ずることなく、
ドラム水位の逆応答現象を防止することができ
る。
る。第３図は本発明により付加したバイパス弁制
御回路３０の詳細構成図で、部品５２〜６２によ
り構成される。タービンバイパス弁２５の制御設
定値はガスタービン出力発信器５７と関数発生器
５８により第図４に示すカーブ７４の様に作成し
切換器５９を通して減算器５２に与える。この特
性は排熱回収ボイラ１１の許容温度変化率に相当
する飽和蒸気圧力の変化率とする。一方蒸気圧力
は蒸気圧力発信器５１で検出しフイードバツク信
号として減算器５２に与えられ、設定値との偏差
を演算し比例・積分動作コントローラ５３にてタ
ービンバイパス弁２５の開度制御を行う。蒸気圧
力発信器５１の出力を関数発生器５４により蒸気
圧力に相当する飽和蒸気温度に変換する。その特
性は第５図に示す如くとなる。この値を微分演算
器５５の入力とし飽和蒸気温度変化率を演算しそ
の出力と信号発生器６２で与えられる排熱回収ボ
イラ１１により制限される許容温度変化率とを比
較警報器５６で比較しフイードバツク値が許容温
度変化率以内であるときは切替器６１をＤ側にし
て信号発生器６０の信号をタービンバイパス弁２
５へ伝え、タービンバイパス弁２５を全閉に保持
する。一方比例・積分コントローラ５３の設定信
号は切替器５９によりＡ側に切替えフイードバツ
ク値と同じ値を設定値とし制御偏差をゼロの状態
にしておく。ガスタービン装置１の起動とともに
排出ガスの温度、流量が増加し蒸気圧力は第図４
のカーブ７３に沿つて上昇を開始する。微分演算
器５５で演算された蒸気温度変化率が信号発生器
６２で設定される許容温度変化率以上になると比
較警報器５６の接点がメイクして切換器５９をＢ
側へまた切換器６１をＣ側へ切替えタービンバイ
パス弁２５の制御を開始する。タービンバイパス
弁の設定値は第４図のＡ点に於て７３のカーブか
ら７４のカーブに移り、第２図に於て説明したよ
うに蒸気圧力変化率が設定値の上昇率よりも大き
くなつた時点で切替えるのではないのでドラム１
６の圧力変化率がマイナイ側に転ずることなく、
ドラム水位の逆応答現象を防止することができ
る。
上記実施例では蒸気圧力から蒸気温度変化率を
演算する例について説明したが温度変化率に相当
する圧力変化率を設定値として信号発生器６２に
与えることによつて圧力／温度変換用の関数発生
器５４が不要となり効果としては同じ効果が期待
できる。また圧力変化率を監視せず当初より比
例・積分コントローラ５３の設定値を関数発生器
５８によつて第４図のA′→Ａ→Ｂのカーブとな
るように設定して与えても同じ効果は期待でき
る。いずれにしても第４図のＡ点に於て圧力変化
率が急変するのを防ぐべくタービンバイパス弁２
５を制御することによつてドラム水位の逆応答現
象を防止することができる。
演算する例について説明したが温度変化率に相当
する圧力変化率を設定値として信号発生器６２に
与えることによつて圧力／温度変換用の関数発生
器５４が不要となり効果としては同じ効果が期待
できる。また圧力変化率を監視せず当初より比
例・積分コントローラ５３の設定値を関数発生器
５８によつて第４図のA′→Ａ→Ｂのカーブとな
るように設定して与えても同じ効果は期待でき
る。いずれにしても第４図のＡ点に於て圧力変化
率が急変するのを防ぐべくタービンバイパス弁２
５を制御することによつてドラム水位の逆応答現
象を防止することができる。
以上のように本発明によれば、タービンバイパ
ス弁が開くときにドラム水位が異常上昇すること
がなく、過熱器や蒸気タービンなどにエロージヨ
ンを引きおこす恐れのないタービンバイパス制御
が可能となる。
ス弁が開くときにドラム水位が異常上昇すること
がなく、過熱器や蒸気タービンなどにエロージヨ
ンを引きおこす恐れのないタービンバイパス制御
が可能となる。
第１図は複合サイクルプラントの系統図、第２
図は従来の蒸気圧力上昇特性図、第３図は本発明
の１実施例のタービンバイパス制御装置、第４図
は本発明による蒸気圧力上昇特性、第５図は第３
図のブロツク５４の入出力特性を示す図面であ
る。 １……ガスタービン装置、１１……排熱回収ボ
イラ、２３……蒸気タービン、２５……タービン
バイパス弁、２６……バイパス蒸気管、５１……
蒸気圧力発信器、５２……減算器、５３……比
例・積分動作コントローラ、５４……関数発生
器、５５……微分演算器、５６……比較警報器、
５７……ガスタービン出力発信器、５８……関数
発生器、５９……切替器、６０……信号発生器、
６１……切替器、６２……信号発生器、７１……
ボイラ蒸気圧力上昇特性、７２……ボイラ蒸気圧
力設定値、７３……ボイラ蒸気圧力上昇特性、７
４……ボイラ蒸気圧力設定値。
図は従来の蒸気圧力上昇特性図、第３図は本発明
の１実施例のタービンバイパス制御装置、第４図
は本発明による蒸気圧力上昇特性、第５図は第３
図のブロツク５４の入出力特性を示す図面であ
る。 １……ガスタービン装置、１１……排熱回収ボ
イラ、２３……蒸気タービン、２５……タービン
バイパス弁、２６……バイパス蒸気管、５１……
蒸気圧力発信器、５２……減算器、５３……比
例・積分動作コントローラ、５４……関数発生
器、５５……微分演算器、５６……比較警報器、
５７……ガスタービン出力発信器、５８……関数
発生器、５９……切替器、６０……信号発生器、
６１……切替器、６２……信号発生器、７１……
ボイラ蒸気圧力上昇特性、７２……ボイラ蒸気圧
力設定値、７３……ボイラ蒸気圧力上昇特性、７
４……ボイラ蒸気圧力設定値。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １台あるいは複数台のガスタービン装置と、
該ガスタービン装置の排ガスを熱源として蒸気を
発生する排熱回収ボイラ装置と、該排熱回収ボイ
ラで発生した蒸気により仕事を行なう蒸気タービ
ン装置との組み合せでなる複合サイクルプラント
において、前記蒸気タービン装置をバイパスする
蒸気配管中に設けられたタービンバイパス弁の開
度を所定の時間関数であたえられる蒸気圧力の設
定値と検出値の偏差により制御するとともに、蒸
気圧力信号もしくはこれと等価な信号の変化率が
所定の値に達するまでは前記偏差をゼロにし、か
つ前記バイパス弁を全閉に保持することを特徴と
する複合サイクルプラントのタービンバイパス制
御装置。 ２ １台あるいは複数台のガスタービン装置と、
該ガスタービン装置の排ガスを熱源として蒸気を
発生する排熱回収ボイラ装置と、該排熱回収ボイ
ラで発生した蒸気により仕事を行なう蒸気タービ
ン装置との組み合せでなる複合サイクルプラント
において、前記蒸気タービン装置をバイパスする
蒸気配管中に設けられたタービンバイパス弁の開
度を蒸気圧力信号もしくはこれと等価の信号の変
化率が所定の値を越えないように制御することを
特徴とする複合サイクルプラントのタービンバイ
パス制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2085479A JPS55114821A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Turbine by-pass controller in combined-cycle plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2085479A JPS55114821A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Turbine by-pass controller in combined-cycle plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55114821A JPS55114821A (en) | 1980-09-04 |
| JPS6211167B2 true JPS6211167B2 (ja) | 1987-03-11 |
Family
ID=12038680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2085479A Granted JPS55114821A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Turbine by-pass controller in combined-cycle plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55114821A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58154830U (ja) * | 1982-04-09 | 1983-10-17 | マツダ株式会社 | 過給機付エンジンの排気還流装置 |
-
1979
- 1979-02-26 JP JP2085479A patent/JPS55114821A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55114821A (en) | 1980-09-04 |
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