JPS63162907A - コンバインド発電プラントの制御方法 - Google Patents
コンバインド発電プラントの制御方法Info
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- JPS63162907A JPS63162907A JP30883286A JP30883286A JPS63162907A JP S63162907 A JPS63162907 A JP S63162907A JP 30883286 A JP30883286 A JP 30883286A JP 30883286 A JP30883286 A JP 30883286A JP S63162907 A JPS63162907 A JP S63162907A
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims description 11
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、コンバインド発電プラント（ガスタービンと
、該ガスタービンの排気を熱源とするボイラと、該ボイ
ラで発生した蒸気を駆動源とする蒸気タービンとを備え
た発電プラント）の制御方法に係り、特に、ガスタービ
ンと蒸気タービンと発電機とを１軸に連結した１＃コン
バインド発電プラントにおいて熱応力を軽減するのに好
適な制御方法に関するも′のである。
、該ガスタービンの排気を熱源とするボイラと、該ボイ
ラで発生した蒸気を駆動源とする蒸気タービンとを備え
た発電プラント）の制御方法に係り、特に、ガスタービ
ンと蒸気タービンと発電機とを１軸に連結した１＃コン
バインド発電プラントにおいて熱応力を軽減するのに好
適な制御方法に関するも′のである。
コンバインドプラントの運転制御方法に関しては特公昭
６１−２４５２３号に記載の技術が公知である。
６１−２４５２３号に記載の技術が公知である。
この公知技術は、プラントの要求負荷と実負荷との負荷
変化に応じて蒸気タービンの許容負荷変化率を算出し、
この負荷変化に基づいてガスタービン負荷を制御するよ
うにしたことを特徴とするものである。この公知技術に
おいては、負荷とガスタービン排気温度とがリニアに時
間遅れなく追従するとされているが、実際には時間遅れ
があり、また周囲条件、例えばコンプレッサ入口空気温
度により、排ガス温度特性、即ち蒸気温度特性も影響を
受けるという点に配慮されていなかった。
変化に応じて蒸気タービンの許容負荷変化率を算出し、
この負荷変化に基づいてガスタービン負荷を制御するよ
うにしたことを特徴とするものである。この公知技術に
おいては、負荷とガスタービン排気温度とがリニアに時
間遅れなく追従するとされているが、実際には時間遅れ
があり、また周囲条件、例えばコンプレッサ入口空気温
度により、排ガス温度特性、即ち蒸気温度特性も影響を
受けるという点に配慮されていなかった。
上記公知の従来技術は、ガスタービン本体及び周囲条件
の変化に伴う排ガス温度特性の変化について配慮されて
おらず、その結果負荷変化と排ガス温度変化との関係が
変わる点に配慮がなされていなかった。このため、蒸気
温度変化も負荷との対応性がずれ、ロータ熱応力が過大
となり、寿命消費が大きくなるという問題があった。
の変化に伴う排ガス温度特性の変化について配慮されて
おらず、その結果負荷変化と排ガス温度変化との関係が
変わる点に配慮がなされていなかった。このため、蒸気
温度変化も負荷との対応性がずれ、ロータ熱応力が過大
となり、寿命消費が大きくなるという問題があった。
本発明の目的は、このようなガスタービン本体や環境条
件の変動に影響されない条件を用いてロータ熱応力を精
度良く制御する方法を提供することにある。
件の変動に影響されない条件を用いてロータ熱応力を精
度良く制御する方法を提供することにある。
上記目的は、ガスタービンの排気ガスの温度を検出し、
これに基づいて発生する蒸気温度を予測して、蒸気ター
ビンのメタル温度蒸気温度との温度差を規定値以下なら
しめて熱応力を制限するように、ガスタービンの排気ガ
スの熱量を制御することにより達成される。
これに基づいて発生する蒸気温度を予測して、蒸気ター
ビンのメタル温度蒸気温度との温度差を規定値以下なら
しめて熱応力を制限するように、ガスタービンの排気ガ
スの熱量を制御することにより達成される。
排気ガスの熱量を検出する具体的方法として、排気ガス
温度を使用する場合と、排気ガス温度と燃焼器への空気
量とを使用する場合との、二つの方法がある。
温度を使用する場合と、排気ガス温度と燃焼器への空気
量とを使用する場合との、二つの方法がある。
蒸気タービンの熱応力を軽減するという目的を達成する
には、蒸気タービンのメタル温度と蒸気温度との温度差
を少なくすることが要点である。
には、蒸気タービンのメタル温度と蒸気温度との温度差
を少なくすることが要点である。
すなわち、蒸気タービンの熱応力は、蒸気温度とメタル
温度との温度差、及びメタル温度変化率で決まる。コン
バインド発電プラントでは、蒸気温度は、ガスタービン
の排気温度によって変化する為、従来の様に蒸気流量を
制御する蒸気弁で、該蒸気温度を調整することは困難で
ある。一方、蒸気タービンのメタル温度は、蒸気の供給
を停止すると次第に低下する。即ち、蒸気タービンの熱
応力を制限する為には、メタル温度に対応して蒸気温度
を制御することが必要である。この蒸気温度はガスター
ビンの排気熱量に依存するので、ガスタービンの排気熱
量を制御することにより、蒸気タービンのメタル温度と
流入蒸気温度との温度差、あるいは温度変化率を規定値
内に保つことが可能となり、熱応力も制限することが可
能となる。
温度との温度差、及びメタル温度変化率で決まる。コン
バインド発電プラントでは、蒸気温度は、ガスタービン
の排気温度によって変化する為、従来の様に蒸気流量を
制御する蒸気弁で、該蒸気温度を調整することは困難で
ある。一方、蒸気タービンのメタル温度は、蒸気の供給
を停止すると次第に低下する。即ち、蒸気タービンの熱
応力を制限する為には、メタル温度に対応して蒸気温度
を制御することが必要である。この蒸気温度はガスター
ビンの排気熱量に依存するので、ガスタービンの排気熱
量を制御することにより、蒸気タービンのメタル温度と
流入蒸気温度との温度差、あるいは温度変化率を規定値
内に保つことが可能となり、熱応力も制限することが可
能となる。
次に、本発明に係る制御方法の１実施例について、第１
図を参照しつつ説明する。
図を参照しつつ説明する。
この第１図は１軸コンバインド発電プラントの１例を示
す蒸気・制御系統図である。
す蒸気・制御系統図である。
ガスタービン１と発電機２と蒸気タービン３とは１軸で
連結され、ガスタービン１の排気ガスはボイラ６に入っ
て蒸気を発生させる。この発生した蒸気は、主蒸気止め
弁７．蒸気加減弁８を経て蒸気タービン３へ入り、復水
器４にて復水となり復水ポンプ５にてボイラ６に循環さ
れる。ガスタービン排気ガス温度検出器９の信号と蒸気
タービンメタル温度検出器１０の信号及び速度検出器１
４の信号が制御装置！１１へ入る。制御装置１１から蒸
気加減弁８及び燃料制御弁１２．空気量制御弁１３へ制
御信号が出される。
連結され、ガスタービン１の排気ガスはボイラ６に入っ
て蒸気を発生させる。この発生した蒸気は、主蒸気止め
弁７．蒸気加減弁８を経て蒸気タービン３へ入り、復水
器４にて復水となり復水ポンプ５にてボイラ６に循環さ
れる。ガスタービン排気ガス温度検出器９の信号と蒸気
タービンメタル温度検出器１０の信号及び速度検出器１
４の信号が制御装置！１１へ入る。制御装置１１から蒸
気加減弁８及び燃料制御弁１２．空気量制御弁１３へ制
御信号が出される。
起動時の速度上昇時はガスタービン１により速度制御を
行なう、すなわち、空気制御弁１３を開き、煙流制御弁
１２を開閉制御する事により行なう、この時、ボイラ６
から蒸気が発生してないので、蒸気加減弁８は全閉のま
まとする。ガスタービン１の燃料制御弁１２を開いて行
く事により排気ガス温度も上昇し、ボイラ６にて蒸気が
発生してくる。ここでボイラ６の発生蒸気温度は排気ガ
ス温度検出器９で推定出来る。
行なう、すなわち、空気制御弁１３を開き、煙流制御弁
１２を開閉制御する事により行なう、この時、ボイラ６
から蒸気が発生してないので、蒸気加減弁８は全閉のま
まとする。ガスタービン１の燃料制御弁１２を開いて行
く事により排気ガス温度も上昇し、ボイラ６にて蒸気が
発生してくる。ここでボイラ６の発生蒸気温度は排気ガ
ス温度検出器９で推定出来る。
第２図にガスタービン燃料量とガスタービン排気ガス温
度との関係を示す、大気温度の変化に伴って燃料量に対
するガス温度は変化する。これは空気量を燃料量に対し
て一定とした場合（第３図参照）の例である。
度との関係を示す、大気温度の変化に伴って燃料量に対
するガス温度は変化する。これは空気量を燃料量に対し
て一定とした場合（第３図参照）の例である。
発生する蒸気の温度と、排ガス温度との関係は。
第４図に示す如く一義的な関数で定まる関係となる。即
ち、排気ガス温度が上昇すればボイラ６で発生する蒸気
温度も上昇する。以下、タービンに蒸気を流入させると
きのロジックを、第５図について説明する。
ち、排気ガス温度が上昇すればボイラ６で発生する蒸気
温度も上昇する。以下、タービンに蒸気を流入させると
きのロジックを、第５図について説明する。
メタル温度検出器１０（第１図）で検出されたメタル温
度ＴＭ （第５図）から、これに許容温度へＴＭを加減
することによって許容ボイラ蒸気温度Ｔｓを算出する。
度ＴＭ （第５図）から、これに許容温度へＴＭを加減
することによって許容ボイラ蒸気温度Ｔｓを算出する。
上記の温度Ｔｓから、第４図の関係を用いて通気可能排
ガス温度Ｔ ｏ ’ を求める。このＴ ｏ ’
と排ガス検出器９の検出値とにより、検出された排ガス
温度Ｔｏとの温度差ΔＴが規定値ΔＴａｌｌｏｗより小
さくなると、通気時の温度条件は成立する。
ガス温度Ｔ ｏ ’ を求める。このＴ ｏ ’
と排ガス検出器９の検出値とにより、検出された排ガス
温度Ｔｏとの温度差ΔＴが規定値ΔＴａｌｌｏｗより小
さくなると、通気時の温度条件は成立する。
ここで、速度検出器１４からのタービンの実回転数が定
格回路数と一致していれば、蒸気加減弁８を開き、蒸気
を流入させる。
格回路数と一致していれば、蒸気加減弁８を開き、蒸気
を流入させる。
発電機２の出力増加又は下降は、燃料制御弁１２を制御
する事により可能であるが、この時。
する事により可能であるが、この時。
加減弁８は全開のままで発生する蒸気量をすべて蒸気タ
ービンへ導入している。従って、発電機２の出力は、ガ
スタービン１と蒸気タービン３との出力の合計となって
いる。
ービンへ導入している。従って、発電機２の出力は、ガ
スタービン１と蒸気タービン３との出力の合計となって
いる。
次に、蒸気タービン３の熱応力を制限する方法について
、第６図を参照して説明する。
、第６図を参照して説明する。
メタル温度検出器１０からのメタル温度ＴＭから許容温
度差ΔＴＭを加減して蒸気温度Ｔｇを求める。排ガス温
度検出器９によって排ガス温度Ｔ。
度差ΔＴＭを加減して蒸気温度Ｔｇを求める。排ガス温
度検出器９によって排ガス温度Ｔ。
を検出し、このＴｏとＴｓとから、第４図の関係から得
られる許容排ガス温度Ｔ ｏＩ の温度差ΔＴを得る
。このΔＴが０以上の場合は、燃料制御弁１２を開き、
０以下の場合は閉じて、最終的にこのΔＴが許容温度差
ΔＴ′以下となるように、燃料制御弁１２を制御する。
られる許容排ガス温度Ｔ ｏＩ の温度差ΔＴを得る
。このΔＴが０以上の場合は、燃料制御弁１２を開き、
０以下の場合は閉じて、最終的にこのΔＴが許容温度差
ΔＴ′以下となるように、燃料制御弁１２を制御する。
負荷遮断時は、軸の過速を防止する為、燃料制御弁１２
．蒸気加減弁８を急速に閉じる６回転数が下降して来る
と燃料制御弁１２を開いて制御する。
．蒸気加減弁８を急速に閉じる６回転数が下降して来る
と燃料制御弁１２を開いて制御する。
このとき、蒸気タービンのメタル温度（第１図の検出器
１０によって検知される）は高温状態である。このため
、温度の低い発生蒸気をすぐに導入することき甚だ危険
である。
１０によって検知される）は高温状態である。このため
、温度の低い発生蒸気をすぐに導入することき甚だ危険
である。
蒸気温度を早期にメタル温度に近からしめる為の方法の
一つとして、ガスタービン燃焼器の空気量を少なくする
事により排気ガス温度を高くする事も可能である。
一つとして、ガスタービン燃焼器の空気量を少なくする
事により排気ガス温度を高くする事も可能である。
以上の様に、ガスタービンの排気ガス温度を制御する事
によって、蒸気温度を制御し、蒸気タービンのメタル温
度との温度差を制限値内として、熱応力を制限値内とす
る事が可能となる。
によって、蒸気温度を制御し、蒸気タービンのメタル温
度との温度差を制限値内として、熱応力を制限値内とす
る事が可能となる。
本発明によれば、蒸気タービンの熱応力を管理しつつ、
蒸気温度に直接作用する排ガス温度に基づいて蒸気温度
を制御する為、最も時間を短縮した。効率的な起動・停
止・負荷変化が可能となる。
蒸気温度に直接作用する排ガス温度に基づいて蒸気温度
を制御する為、最も時間を短縮した。効率的な起動・停
止・負荷変化が可能となる。
第１図は、本発明方法の適用対象であるコンバインド発
電プラントの蒸気・制御系統図である。 第２図はガスタービンの燃料量と排気ガス温度との関係
を示す図表、第３図はガスタービン燃料量とガスタービ
ン空気量との関係を示す図表、第４図はガスタービン排
ガス温度とボイラ発生蒸気温度との関係を示す図表であ
る。 第５図はコンバインドプラン起動時の制御ブロック図、
第６図は負荷変化時のブロック図である。 １・・・ガスタービン、２・・・発電機、３・・・蒸気
タービン、４・・・復水器、５・・・復水ポンプ、６・
・・ボイラ、９・・・排ガス温度検出器、１０・・・メ
タル温度検出器。 １２・・・燃料制御弁、１３・・・空気量制御弁、１４
・・・速度検出器。
電プラントの蒸気・制御系統図である。 第２図はガスタービンの燃料量と排気ガス温度との関係
を示す図表、第３図はガスタービン燃料量とガスタービ
ン空気量との関係を示す図表、第４図はガスタービン排
ガス温度とボイラ発生蒸気温度との関係を示す図表であ
る。 第５図はコンバインドプラン起動時の制御ブロック図、
第６図は負荷変化時のブロック図である。 １・・・ガスタービン、２・・・発電機、３・・・蒸気
タービン、４・・・復水器、５・・・復水ポンプ、６・
・・ボイラ、９・・・排ガス温度検出器、１０・・・メ
タル温度検出器。 １２・・・燃料制御弁、１３・・・空気量制御弁、１４
・・・速度検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガスタービンと、上記ガスタービンの排気を熱源と
する蒸気発生手段と、上記蒸気発生手段によって発生し
た蒸気を動力源とする蒸気タービンとを設けたコンバイ
ンド発電プラントを制御する方法において、ガスタービ
ンの排ガス温度を検出し、上記の排ガス温度に基づいて
蒸気温度を制御することを特徴とする、コンバインド発
電プラントの制御方法。 ２、前記の排ガス温度に基づく蒸気温度の制御は、蒸気
タービンの熱応力を規定値以内とするように制御するも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のコンバインド発電プラントの制御方法。 ３、前記の排ガス温度に基づく蒸気温度制御は、排ガス
温度に基づいて排ガス熱量を算定して蒸気温度を制御す
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のコンバインド発電プラントの制御方法。 ４、前記の排ガス温度に基づく排ガス熱量の算定は、排
ガス温度に空気流量を乗じて行うものであることを特徴
とする特許請求の範囲第３項に記載のコンバインド発電
プラントの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30883286A JPS63162907A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | コンバインド発電プラントの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30883286A JPS63162907A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | コンバインド発電プラントの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63162907A true JPS63162907A (ja) | 1988-07-06 |
Family
ID=17985833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30883286A Pending JPS63162907A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | コンバインド発電プラントの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63162907A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07119414A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Kubota Corp | ごみ焼却炉の廃熱利用複合プラントの運転制御方法 |
| US20140260254A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Hitachi, Ltd. | Steam Turbine Power Plant |
| TWI655358B (zh) * | 2016-07-08 | 2019-04-01 | 日商東芝股份有限公司 | 工廠控制裝置、工廠控制方法、及發電廠 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55131136A (en) * | 1979-03-31 | 1980-10-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Burning control method of heating furnace |
| JPS58107805A (ja) * | 1981-12-22 | 1983-06-27 | Toshiba Corp | コンバインドサイクル発電用タ−ビンの制御方法 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP30883286A patent/JPS63162907A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55131136A (en) * | 1979-03-31 | 1980-10-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Burning control method of heating furnace |
| JPS58107805A (ja) * | 1981-12-22 | 1983-06-27 | Toshiba Corp | コンバインドサイクル発電用タ−ビンの制御方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07119414A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Kubota Corp | ごみ焼却炉の廃熱利用複合プラントの運転制御方法 |
| US20140260254A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Hitachi, Ltd. | Steam Turbine Power Plant |
| TWI655358B (zh) * | 2016-07-08 | 2019-04-01 | 日商東芝股份有限公司 | 工廠控制裝置、工廠控制方法、及發電廠 |
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