JPS6291609A - 複合発電プラントの系列負荷効率制御装置 - Google Patents
複合発電プラントの系列負荷効率制御装置Info
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- JPS6291609A JPS6291609A JP22983385A JP22983385A JPS6291609A JP S6291609 A JPS6291609 A JP S6291609A JP 22983385 A JP22983385 A JP 22983385A JP 22983385 A JP22983385 A JP 22983385A JP S6291609 A JPS6291609 A JP S6291609A
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- 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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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (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系列制御装置に係り、特
に、系列としての給電指令を中給から受け、各軸に出力
指令を配分して系列の出力制御をする際に、複合発電プ
ラントの性能（出力・効率）に大きく影響を与えるガス
タービンの圧縮機人［−１空気温度を制御すること、又
、中間負荷の運用性に適合するように主機運転台数を制
御することにより、プラントの出力並びに効率を最適値
で運転できるように改良した複合発電プラントの系列負
荷効率制御装置に関するものである。
に、系列としての給電指令を中給から受け、各軸に出力
指令を配分して系列の出力制御をする際に、複合発電プ
ラントの性能（出力・効率）に大きく影響を与えるガス
タービンの圧縮機人［−１空気温度を制御すること、又
、中間負荷の運用性に適合するように主機運転台数を制
御することにより、プラントの出力並びに効率を最適値
で運転できるように改良した複合発電プラントの系列負
荷効率制御装置に関するものである。
従来、大容量の複合発電プラント（−軸型及び多軸型を
含む、りは、中間負荷火力に位置付けされるので全負荷
範囲にわたる高効率・高経済性の実現が重要な課題であ
り、これに対して第２図に示すようにガスタービンの運
転台数の切替で対処していた。しかし、低負荷帯域に於
いては、ガスタービンの運転台数を切り替えても部分負
荷運・耘範囲がかなり広くなり、プラント効率が低下し
ていた。
含む、りは、中間負荷火力に位置付けされるので全負荷
範囲にわたる高効率・高経済性の実現が重要な課題であ
り、これに対して第２図に示すようにガスタービンの運
転台数の切替で対処していた。しかし、低負荷帯域に於
いては、ガスタービンの運転台数を切り替えても部分負
荷運・耘範囲がかなり広くなり、プラント効率が低下し
ていた。
又従来、主機単体構成である複合発電プラント（−軸型
又は多軸型）は、プラント主機であるがガスタービンの
特性により、大気温度（ガスタービンの圧縮機入口空気
温度）に対し、出力、熱効率蒸気蒸発量、主蒸気圧力、
主蒸気温度等が変化し特に、運転・制御面に関し、プラ
ント要求負荷とプラント性能（出力・効率）とは、以下
の条件下で相互に制約を受けていた。
又は多軸型）は、プラント主機であるがガスタービンの
特性により、大気温度（ガスタービンの圧縮機入口空気
温度）に対し、出力、熱効率蒸気蒸発量、主蒸気圧力、
主蒸気温度等が変化し特に、運転・制御面に関し、プラ
ント要求負荷とプラント性能（出力・効率）とは、以下
の条件下で相互に制約を受けていた。
（１）プラント要求負荷〉プラントベース出力である場
合、プラントは要求負荷に対応した出力が出ない。
合、プラントは要求負荷に対応した出力が出ない。
（２）プラント要求負荷〈プラントベース出力である場
合、プラントは部分負荷運転となり、ガスタービン効率
低下、蒸気タービンプラント効率低下等によりプラント
効率は下がる。
合、プラントは部分負荷運転となり、ガスタービン効率
低下、蒸気タービンプラント効率低下等によりプラント
効率は下がる。
このように、従来の複合発電プラントは負荷制御であり
、ガスタービンの圧縮機入口空気温度に支配されること
が大きく、要求負荷に対して最適な性能（出力・効率）
を出しうるフレキシブルな制御を実施していなかった。
、ガスタービンの圧縮機入口空気温度に支配されること
が大きく、要求負荷に対して最適な性能（出力・効率）
を出しうるフレキシブルな制御を実施していなかった。
尚、複合発電プラントのトータル制御については火力原
子力発電ＶＯＬ、 ３５ＮＱ８ （１９８４−８） ニ
記載されている。又、従来の複合発電プラントの特徴は
、日立評論ＶＯＬ、 ６４ＮＱ１ （１９８２−１０）
に詳しい。
子力発電ＶＯＬ、 ３５ＮＱ８ （１９８４−８） ニ
記載されている。又、従来の複合発電プラントの特徴は
、日立評論ＶＯＬ、 ６４ＮＱ１ （１９８２−１０）
に詳しい。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、その目的
とするところは、プラントの出力並びに効率を制御し、
プラントの出力並びに効率を最適値で運転できる複合発
電プラントの系列負荷効率制御装置を提供することにあ
る。
とするところは、プラントの出力並びに効率を制御し、
プラントの出力並びに効率を最適値で運転できる複合発
電プラントの系列負荷効率制御装置を提供することにあ
る。
上記の目的を達成する為に創作した本発明の装置につい
て、先ず、その基本的な原理を略述する。
て、先ず、その基本的な原理を略述する。
複合発電プラントの大気温度特性を従来の系列負荷制御
装置に台数制御と共に組み込みプラントとして経済性並
びに負荷応答性に於いて優れた運用となる様に、系列内
運転台数制御、圧縮機入口空気温度制御、燃料流量制御
を夫々行うことによって、プラントの出力並びに効率を
最適値にすることができる。
装置に台数制御と共に組み込みプラントとして経済性並
びに負荷応答性に於いて優れた運用となる様に、系列内
運転台数制御、圧縮機入口空気温度制御、燃料流量制御
を夫々行うことによって、プラントの出力並びに効率を
最適値にすることができる。
第２図は上述の原理の説明図であって、横軸にプラント
合計負荷（％）をとり、縦軸にプラント総合熱効率をと
った図表である。
合計負荷（％）をとり、縦軸にプラント総合熱効率をと
った図表である。
在来の火力発電所においては、前に述べたようにプラン
ト合計負荷率が低くなると総合熱効率が低下する（ＩＩ
Ｉ線で示す）。
ト合計負荷率が低くなると総合熱効率が低下する（ＩＩ
Ｉ線で示す）。
実線ＧＴＩ台、実１３ＧＴ２台、実線ＧＴａ台の各カー
ブに示すごとく、プラント合計負荷の低いときはガスタ
ービン（Ｇ Ｔ）を１台運転してＧＴ１台のカーブの如
く熱効率を上昇させる。
ブに示すごとく、プラント合計負荷の低いときはガスタ
ービン（Ｇ Ｔ）を１台運転してＧＴ１台のカーブの如
く熱効率を上昇させる。
プラント合計負荷率が５０％前後のどきは実線ＧＴＺ台
カーブのごとくガスタービンを２台運転し、負荷率が７
０％を越えると実ｖＡＧＴａ台カーブの如くガスタービ
ンを３台運転する 前記の実４ｆｌＧＴ１台、ＧＴＺ台、ＧＴＳ台の各カー
ブは、３台のガスタービンを設けたｌｌ１ｉｌＩＩ型複
合プラントの場合を示している。
カーブのごとくガスタービンを２台運転し、負荷率が７
０％を越えると実ｖＡＧＴａ台カーブの如くガスタービ
ンを３台運転する 前記の実４ｆｌＧＴ１台、ＧＴＺ台、ＧＴＳ台の各カー
ブは、３台のガスタービンを設けたｌｌ１ｉｌＩＩ型複
合プラントの場合を示している。
また、ガスタービン３台を設けた多軸形の複合プラント
においては破線カーブの如くになる。
においては破線カーブの如くになる。
上述の原理に基づいて前記の目的（出力、効率を最適値
ならしめること）を達成する為、本発明は、ガスタービ
ン、蒸気タービン、排熱回収ボイラ、発電機、及び補機
量器類を設けた複合発電プランドにおいて、給電指令に
基づいて各軸に出力指令を配分し、ガスタービンの圧縮
機入口空気温度、系列内の運転台数、及び当該発電プラ
ントの出力を制御する機能を有する制御装置を設け、か
つ、上記の制御装置はプラントの出力及び効率を最適値
ならしめるためのプログラムを与えられたものとしたこ
とを特徴とする。
ならしめること）を達成する為、本発明は、ガスタービ
ン、蒸気タービン、排熱回収ボイラ、発電機、及び補機
量器類を設けた複合発電プランドにおいて、給電指令に
基づいて各軸に出力指令を配分し、ガスタービンの圧縮
機入口空気温度、系列内の運転台数、及び当該発電プラ
ントの出力を制御する機能を有する制御装置を設け、か
つ、上記の制御装置はプラントの出力及び効率を最適値
ならしめるためのプログラムを与えられたものとしたこ
とを特徴とする。
第１図は本発明の一実施例を示す複合発電プラントの系
統図である。
統図である。
１はガスタービン設備を示し、２は上記ガスタービンの
排熱で駆動される蒸気タービン設備、３は発電機設備で
ある。
排熱で駆動される蒸気タービン設備、３は発電機設備で
ある。
ガスタービン１の排気は排気回収ボイラ４において蒸気
を発生させ１発生した蒸気は蒸気タービン設備２のエネ
ルギー源として利用し、複水器５で凝縮して複水ポンプ
６で循環せしめられる。
を発生させ１発生した蒸気は蒸気タービン設備２のエネ
ルギー源として利用し、複水器５で凝縮して複水ポンプ
６で循環せしめられる。
７は熱交換器で、ガスタービン設備１の空気圧縮機Ｇｏ
＋ｌｐの吸入空気をガスタービンの排ガスの１部によっ
て加熱する。１１は熱源である排ガスの移送用ファン、
９は排ガス流量調節弁である。
＋ｌｐの吸入空気をガスタービンの排ガスの１部によっ
て加熱する。１１は熱源である排ガスの移送用ファン、
９は排ガス流量調節弁である。
１０はガスタービン用の燃料流量調節弁、８は冷熱媒体
流量調節弁である。
流量調節弁である。
給ｔＪｉ指令矢印Ｏｒを受ける制御装置Ｃａｎを設ける
。この制御装置Ｃｏｎは、３種類の指令信号ｉ。
。この制御装置Ｃｏｎは、３種類の指令信号ｉ。
（ｂ）、■を出力する。
指令信号■は圧縮機入口空気温度設定器ｓｐを制御し、
前記の冷熱媒体流量ｍ節弁８および排ガス流量調節弁９
を開閉制御して空気圧縮機Ｃｏｍｐの入口空気温度を制
御する。
前記の冷熱媒体流量ｍ節弁８および排ガス流量調節弁９
を開閉制御して空気圧縮機Ｃｏｍｐの入口空気温度を制
御する。
指令信号１）は、比較器１３．比例積分器１５を介して
ガスタービンガバナ回路ＧＶを制御して燃料流量調節弁
１０を開閉制御してプラント出力を制御する。
ガスタービンガバナ回路ＧＶを制御して燃料流量調節弁
１０を開閉制御してプラント出力を制御する。
指令信号ｔ’Ｅ）は、系列内運転台数設定器Ｓｎを制御
してガスタービンの運転台数を制御する。
してガスタービンの運転台数を制御する。
第３図には、−軸型複合発電プラントの熱効率の大気温
度特性を、第４図には、−軸型複合発電プラントの出力
の大気温度特性を、第５図には、大気温度と出力割合を
パラメータとする一軸型複合発電プラントの性能（要求
負荷対効ｓ＄）特性を夫々示す。
度特性を、第４図には、−軸型複合発電プラントの出力
の大気温度特性を、第５図には、大気温度と出力割合を
パラメータとする一軸型複合発電プラントの性能（要求
負荷対効ｓ＄）特性を夫々示す。
又、第６図には主機複数台構造である一軸型複合発電プ
ラントのプラント総合負荷対発電端プラント総合熱効率
の関係に於いて、従来の系列負荷制御装置を使用した場
合の上記関係と本発明である系列負荷効率制御装置を使
用した場合の上記関係を示す。
ラントのプラント総合負荷対発電端プラント総合熱効率
の関係に於いて、従来の系列負荷制御装置を使用した場
合の上記関係と本発明である系列負荷効率制御装置を使
用した場合の上記関係を示す。
標負荷を比較し、プラントとして経済性並びに負荷応答
性に於いて優れた運用となる様に、系列内運転台数制御
、圧縮機入口空気温度制御、燃料流量制御を夫々行う制
御系統である。
性に於いて優れた運用となる様に、系列内運転台数制御
、圧縮機入口空気温度制御、燃料流量制御を夫々行う制
御系統である。
又、系列負荷効率制御装置を適用したー軸型複合発電プ
ラントの負荷上昇時及び負荷降下時の運転方法を第７図
及び第８図に示す。
ラントの負荷上昇時及び負荷降下時の運転方法を第７図
及び第８図に示す。
次に、−軸型複合発電プラントに系列負荷効率制御装置
を適用した時の効果を以下に示す。
を適用した時の効果を以下に示す。
第一の効果は、第６図に示すように全負荷帯域に於いて
従来に比べ高効率な運転ができる点である。以下にその
理由を説明する。
従来に比べ高効率な運転ができる点である。以下にその
理由を説明する。
第６図に於いてガスタービン運転台数１台の場合を考え
ると第５図の如くなり次の３ケースについて前記第１の
効果を説明する。
ると第５図の如くなり次の３ケースについて前記第１の
効果を説明する。
プラント要求負荷くプラントベース出力（最小値）の場
合は第５図Ｂ領域内運転となる。
合は第５図Ｂ領域内運転となる。
従来は負荷制御のみのため、大気温度パラメータ線と要
求負荷との交点の効率しか出なかったが、本実施例にお
いては、プラントベース最小出力時′の大気温度にガス
タービンの圧縮機入口空気温度を上げることによって、
部分負荷運転時でも従来に比べて効率は良好となる。
求負荷との交点の効率しか出なかったが、本実施例にお
いては、プラントベース最小出力時′の大気温度にガス
タービンの圧縮機入口空気温度を上げることによって、
部分負荷運転時でも従来に比べて効率は良好となる。
プラント要求負荷〈プラントベース出力の場合は第５図
Ａ′領域内運転となる。
Ａ′領域内運転となる。
従来は部分負荷運転となり熱効率が低下したが本発明に
よれば、本第５図に示す如く要求負荷に対応する様にガ
スタービンの圧縮機入口空気温度を上げることによって
ベース運転が可能となるため熱効率が従来の部分負荷運
転に比べて良好となる。
よれば、本第５図に示す如く要求負荷に対応する様にガ
スタービンの圧縮機入口空気温度を上げることによって
ベース運転が可能となるため熱効率が従来の部分負荷運
転に比べて良好となる。
プラント要求負荷〉プラントベース出力の場合は第５図
Ａ′領域内運転となる。
Ａ′領域内運転となる。
従来は負荷制御のみのため、要求負荷に対応した出力が
出す、台数切替で不足分を賄っていたが、本発明によれ
ば、プラント最大出力の制限以内で要求負荷に対応する
ようにガスタービンの圧縮機入口空気温度を下げること
によって、熱効率が従来の台数切ｇ運転に比べて良好と
なるし、又、要求負荷を満足する性能が出るようになる
。
出す、台数切替で不足分を賄っていたが、本発明によれ
ば、プラント最大出力の制限以内で要求負荷に対応する
ようにガスタービンの圧縮機入口空気温度を下げること
によって、熱効率が従来の台数切ｇ運転に比べて良好と
なるし、又、要求負荷を満足する性能が出るようになる
。
第二の効果は、第６図に示すように従来は主機運転台数
切替負荷が各ガスタービン台数間に於いて一点であった
が、本発明によると主機運転台数切替負荷帯となり、従
来ならば、負荷上昇時主機運転台数切替負荷点に於いて
発生した起動損失が本実施例においては主機運転台数切
替負荷４１Ｆ域内負荷上昇に於いては発生しなくなる。
切替負荷が各ガスタービン台数間に於いて一点であった
が、本発明によると主機運転台数切替負荷帯となり、従
来ならば、負荷上昇時主機運転台数切替負荷点に於いて
発生した起動損失が本実施例においては主機運転台数切
替負荷４１Ｆ域内負荷上昇に於いては発生しなくなる。
第三の効果は、第６図に示すように下記特徴を有する。
従来は負荷制御のみのため、プラント要求負荷に対して
、その時点の大気温度の出力しか出なかったが１本実施
例においては設計最低温度時の出力（プラント最大出力
）迄プラント要求負荷に対応できる。
、その時点の大気温度の出力しか出なかったが１本実施
例においては設計最低温度時の出力（プラント最大出力
）迄プラント要求負荷に対応できる。
以上詳述したように本発明を適用すること、複合発電プ
ラントの出力並びに効率制御が可能となるため経済的で
、且つ、広範な負荷要求に対応できるフレキシブルなプ
ラント運用ができるという優れた実用的効果を秦する。
ラントの出力並びに効率制御が可能となるため経済的で
、且つ、広範な負荷要求に対応できるフレキシブルなプ
ラント運用ができるという優れた実用的効果を秦する。
第１図は本発明の一実施例における制御系統図、第２図
は従来の在来火力、多軸型複合発電プラント、−軸型複
合発電プラントのプラント合計負荷対プラント総合熱効
率の関係を示す図表、第３図は一軸型発電プラントの熱
効率の大気温度特性図表、第４図は一軸型発電プラント
の出力の大気温度特性図表、第５図は大気温度と出力割
合をパラメータとする一軸型複合発電プラントの性能特
性図表、第６図は従来並びに本発明に関する主機複数台
構成である一軸型複発電プラントのプラント総合負荷対
発電端プラント総合熱効率の関係を示す図表、第７図は
系列負荷効率制御装置を適用したー軸型複合発プラント
の負荷上昇時の運転方法を示す図表、第８図は系列負荷
効率制御装置を適用したー軸型複合発電プラントの負荷
降下時の運転方法を示す図表である。 １・・・ガスタービン設備、２・・・蒸気タービン設備
。 ３・・・発電機設備、４・・・排熱回収ボイラ、５・・
・復水器、６・・・復水ポンプ、７・・・熱交換器、８
・・・冷熱媒体流量調節弁、９・・・排ガス流量調節弁
、１０・・・燃料流量調節弁、１１・・・排ガス移送フ
ァン、１２・・・逆止弁、１３・・・比較器、１４・・
・加算器、１５・・・比例積分器。 代理 人弁理士 秋本正美
は従来の在来火力、多軸型複合発電プラント、−軸型複
合発電プラントのプラント合計負荷対プラント総合熱効
率の関係を示す図表、第３図は一軸型発電プラントの熱
効率の大気温度特性図表、第４図は一軸型発電プラント
の出力の大気温度特性図表、第５図は大気温度と出力割
合をパラメータとする一軸型複合発電プラントの性能特
性図表、第６図は従来並びに本発明に関する主機複数台
構成である一軸型複発電プラントのプラント総合負荷対
発電端プラント総合熱効率の関係を示す図表、第７図は
系列負荷効率制御装置を適用したー軸型複合発プラント
の負荷上昇時の運転方法を示す図表、第８図は系列負荷
効率制御装置を適用したー軸型複合発電プラントの負荷
降下時の運転方法を示す図表である。 １・・・ガスタービン設備、２・・・蒸気タービン設備
。 ３・・・発電機設備、４・・・排熱回収ボイラ、５・・
・復水器、６・・・復水ポンプ、７・・・熱交換器、８
・・・冷熱媒体流量調節弁、９・・・排ガス流量調節弁
、１０・・・燃料流量調節弁、１１・・・排ガス移送フ
ァン、１２・・・逆止弁、１３・・・比較器、１４・・
・加算器、１５・・・比例積分器。 代理 人弁理士 秋本正美
Claims (1)
- １、ガスタービン、蒸気タービン、排熱回収ボイラ、発
電機、及び補機器類を設けた複合発電プラントにおいて
、給電指令に基づいて各軸に出力指令を配分し、ガスタ
ービンの圧縮機入口空気温度系列内の運転台数、及び当
該発電プラントの出力制御する機能を有する制御装置を
設け、かつ、上記の制御装置はプラントの出力及び効率
を最適値ならしめるためのプログラムを与えられたもの
であることを特徴とする複合発電プラントの系列負荷効
率制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22983385A JPS6291609A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 複合発電プラントの系列負荷効率制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22983385A JPS6291609A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 複合発電プラントの系列負荷効率制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6291609A true JPS6291609A (ja) | 1987-04-27 |
Family
ID=16898386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22983385A Pending JPS6291609A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 複合発電プラントの系列負荷効率制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6291609A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01117903A (ja) * | 1987-08-24 | 1989-05-10 | Asea Brown Boveri Ag | 組合されたガス‐蒸気タービン‐発電装置の出力調整装置 |
| CN102493851A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-06-13 | 吉林大学 | 整体式天然气压缩机节能技术利用装置 |
-
1985
- 1985-10-17 JP JP22983385A patent/JPS6291609A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01117903A (ja) * | 1987-08-24 | 1989-05-10 | Asea Brown Boveri Ag | 組合されたガス‐蒸気タービン‐発電装置の出力調整装置 |
| CN102493851A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-06-13 | 吉林大学 | 整体式天然气压缩机节能技术利用装置 |
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