JPS62279209A - ガスタ−ビンコンバインドサイクルプラントを含む蒸気系の総括制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスタービンコンバインドサイクルプラント
を含む蒸気系の総括制御方法に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、従来のガスタービンコンバインドサイ／フル
プラントのｍ票膓虐か云十ブロー・ンートである。ガス
タービンコンバインドサイクルプラントは、ガスタービ
ン６と蒸気タービン２と発電機３とを一軸に結合した発
電システムであって、ガスタービン６はその燃焼器５に
供給する燃料ガス圧縮４ｉ！■と空気圧縮機４とを備え
、ガスタービン６の排ガスによって蒸気を発生する排熱
回収ボイラ７を備え、この蒸気が蒸気タービン２を駆動
し、ガスタービン６と蒸気タービン２の合計出力の発電
を行う。

このようなガスタービンコンバインドサイクルプラント
では、ガスタービン６と、その高温の排ガスを排熱回収
ボイラ７に送って蒸気を発生させ、この蒸気により駆動
される蒸気タービン２を組み合わせることによって、燃
料ガスエネルギーを効率よく電力に変換する高効率の発
電プラントである。

しかしながら、このようなガスタービンコンバインドサ
イクルプラントは、起動時には燃料ガス圧ｍ機１やボイ
ラ７が稼動していないので、ボイラ、タービン配管の暖
機を必要とし、立上げまでに長時間を要すると共に、自
ら起動することができず、トルクコンバータ９を介して
大型の起動用電動モータ１０を備え、これを用いて正常
運転に至るまで始動運転をしなければならなかった。ま
た１時停止する場合においても排熱ボイラ７の蒸気圧が
急低下し、再起動にも長時間を要した。

そのため特開昭５５−１１４８２８には、ガスタービン
で駆動される圧縮機４の高圧高温化した空気を蒸気ター
ビン２へ導入してウオーミングアツプを行い、早期起動
を可能にする技術が提案されている・ しかしこのようなウオーミングアツプ法では以下のよう
な問題がある。

１）ガスタービン圧縮機を実際の定格運転状態まで連続
運転しないと空気の温度が昇らない、即ち空気をウオー
ミングアツプに必要な約４００℃の温度にするには空気
圧力を１３ｋｇ／ｃｒＩＴ′Ｇまで昇圧しなければなら
ず、長時間を要する。

２）空気と蒸気系の異種の気体を接続することは例えば
圧力の高い蒸気系からガスターンビンへ蒸気が逆流する
おそれがあるのでリーク対策が必要であり、設備費がか
さむ。

３）もし万一蒸気がガスタービンへ逆流した時、ガスタ
ービンの失火や爆発を生じ操業上危険な状態になる。

またガスタービンコンバインドサイクルプラントの起動
用に、排熱ボイラからの蒸気系以外の補助蒸気系から蒸
気タービンに蒸気を供給して駆動し、起動後に補助蒸気
系から排熱ボイラの蒸気系へ切換えるガスタービンコン
バインドサイクルプラントの起動方法も提案されている
（特開昭５８−１６０５０２）。

この方法は蒸気による暖気ができるので、前記の問題は
解消されるが、ガスタービンコンバインドサイクルプラ
ントと他の蒸気系とを合わせた総合的な蒸気利用効率の
向上に寄与するものではなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような従来技術をさらに改善してガスター
ビンコンバインドサイクルプラントの暖機、起動に他の
蒸気系の蒸気を利用すると共に、ガスタービンコンバイ
ンドサイクルプラントと他の蒸気系との総合的な利用効
率の向上を図るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、ガスタービンコンバ
インドサイクルプラントの主蒸気管と、前記プラント以
外の他の蒸気系を接続し、他の蒸気系からの蒸気により
ガスタービンコンバインドサイクルプラントの暖機、起
動を行うと共に、ガスタービンコンバインドサイクルプ
ラントの蒸気系と他の蒸気系とを合わせた全体の蒸気需
給を調整することを特徴とするガスタービンコンバイン
ドサイクルプラントを含む蒸気系の総括制御方法を技術
手段とする。

〔作用〕

以下図面を参照して本発明の構成を作用と共に詳細に説
明する。

第１図は本発明に係る全体機器構成を示すフローシート
で、ガスタービンコンバインドサイクルプラントの主蒸
気管１１に他の蒸気系１７を連絡制御弁１９と蒸気連絡
管１３を介して他の蒸気系１７と連結して総括制御装置
２０を設けている。

第１図では、他の蒸気系１７として、例えば廃熱ボイラ
１６１発電蒸気タービン１４、高炉送風タービン１５の
系統を用い、これをガスタービンコンバインドサイクル
プラントの蒸気タービン入口配管１１に結合した。

総括制御装置２０は、ガスタービンコンバインドサイク
ルプラントの起動時にはガスタービンコンバインドサイ
クルプラントの蒸気系の温度、圧力を検出し、ウオーミ
ングアツプ、起動操作のスケジュールに従って連絡制御
系１９の開度のシーケンス制御を行う、また定常運転時
には、ガスタービンコンバインドサイクルプラントの蒸
気系と他の蒸気系１７の蒸気需要を比較し、連絡制御弁
１９を操作して両系統の総括制御を行う。

本発明は以上のような構成としたので、起動用電動モー
タ１０を廃止し、設備費が安価となると共に、蒸気ター
ビン２を用いてプラントの起動をすることができ、また
ガスタービンコンバインドサイクルプラントのウオーミ
ングアツプを別の系統の蒸気を用いて行うことができる
ので、プラントの起動時間を著しく短縮することができ
ると共に、総括的蒸気系の総合効率化を図ることができ
る。

〔実施例〕

次に本発明の実施例の起動操作および総括制御について
説明する。

まず従来の起動手順を第１図及び第２図によって説明す
ると次のようである。

蒸気タービン２の蒸気入口制御弁１２、出口弁１２ａを
閉の状態にしておき、電動の起動用モータ１０を回し、
トルクコンバータ９を介して同一軸につながっている燃
料ガス圧縮機１、蒸気タービン２、発電機３、空気圧縮
機４、ガスタービン６を駆動し、約３．００Ｏｒｐｍま
で昇速する。

昇速と同時に燃料ガス圧縮機１および空気圧縮機４を約
１５ｋｇ／ｃｍ″まで昇圧し、その燃料および空気を燃
焼器５に送り、ここで燃料を燃焼させてガスタービン６
に供給し、運転に入っていく。

一方、ガスタービン６から出た排ガスの温度は５００〜
５５０℃であり、この排ガスから排熱回収ボイラ７で熱
回収して蒸気を発生させる。しかし、起動時は所定の圧
力、温度の蒸気（約７０ｋｇ／ｃｒｎ’、５２４℃）に
ならないため、最初は配管ブロー弁１８ａを開としてお
き、しばらく起動時は所定の圧力温度蒸気の放出を行っ
た後、ボイラ７が順調に稼動したら蒸気タービン２の蒸
気入口制御弁１２、出口弁１２ａを開き、放出弁１７を
閉にして蒸気を蒸気タービン２に送って増速回転させ、
発電機３の出力を増大させる。

ガスタービン６のガス燃料の燃焼が安定し規定の回転数
、例えば３．００Ｏｒｐｍが得られるようになったら起
動用モータ１０を停止する。この間の所要時間は約１２
０分であった。

本発明方法ではガスタービンを起動する場合、蒸気ター
ビン２の入口制御弁１２は全閉とし、総括制御装置２０
の起動シーケンスに従って連絡制御弁１９を徐々に開放
し、ブロー弁１８．１８ａを開放して配管１３からブロ
ー弁１８ａまでの間の配管および空の状態のボイラ７内
をウオーミングアツプする０次にブロー弁１８ａを閉め
、ボイラ７内に給水し、しばらくはボイラドレンブロー
弁１８からドレン水として排出する。

配管１１からボイラ７間のウオーミングが終了すると、
ブロー弁１８を閉じ、タービン入口制御弁１２を徐々に
開放して、連絡蒸気管１３の他のプロセス蒸気を蒸気タ
ービン２に導入し、タービン２内をウオーミングアツプ
し、さらにタービンを回転させて所定の回転数まで上昇
させる。

以上のシーケンスは総括制御装置２０に各所のデータを
入力し、その処理によって判断し操作されるのでタービ
ン２、配管１１、ボイラ７を急速にウオーミングアツプ
することが可能であり、プラントの起動は起動モータ方
式よりもすばやい立上げが可能となる。

ガスタービン系が立上り、順調に運転開始されれば総括
制御装置２０はＭ線制御弁１９を総括制御プログラムに
よって制御する０例えば高炉体風などにより、燃料ガス
不足で、ガスタービン６を停止した時は、配管１１から
ボイラ７間を再起動時まで、所定の蒸気圧と温度に保持
しておき、次の即起動ができるように保持する。

他の蒸気系の蒸気が不足する時は、配管１３から弁１９
を介してボイラ７からの蒸気を補給する。この場合、当
然発電４ｉ１３の出力は低下するが、エネルギー需給の
トータルバランスにおいて支障のない範囲で蒸気量が適
切に配分され、総合効率が向上する。

〔発明の効果〕

本発明は次の優れた効果を奏する。

１）起動用電動モータ、トルクコンバータの省略、建屋
の縮小、基礎工事の省略ができ、設備費用を削減するこ
とができる。

２）ガスタービンコンバインドサイクルプラントの蒸気
発生系の早期ウオーミングアツプが可能となり、プラン
トの立上げ時間を大幅に短縮することができる。

３）連絡蒸気管を利用することにより油気や混気が自在
となりガスタービンコンバインドサイクルプラントの蒸
気を他の蒸気プラントに送ったり、他のプラントから供
給してもらい出力を増加させたりすることができ、総合
的な合理化が可能となり、諸種の事態に対応できる裕度
が大となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のガスタービンコンバインドサイクルプ
ラントの全体機器構成図、第２図は従来のガスタービン
コンバインドサイクルプラントの機器構成図である。 １・・・ガス圧縮機 ２・・・蒸気タービン ３・・・発電機 ４・・・空気圧縮機 ５・・・燃焼器 ６・・・ガスタービン ７・・・排熱回収ボイラ ９・・・トルクコンバータ １０・・・起動用モータ １１・・・主蒸気管 １２・・・入口制御弁 １３・・・連絡蒸気管 １４・・・発電蒸気タービン １５・・・送風蒸気タービン １６・・・廃熱ボイラ １７・・・他の蒸気系 １８・・・ボイラドレンブロー弁 １８ａ・・・配管ブロー弁 １９・・・連絡制御弁 ２０・・・総括制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ガスタービンコンバインドサイクルプラントの主蒸
   気管と、前記プラント以外の他の蒸気系を接続し、該他
   の蒸気系からの蒸気によりガスタービンコンバインドサ
   イクルプラントの暖機、起動を行うと共に、蒸気系全体
   の蒸気需給を調整することを特徴とするガス タービンコンバインドサイクルプラントを含む蒸気系の
   総括制御方法。