JPS63208628A

JPS63208628A - ガスタ−ビン廃ガス利用システムの負荷調整方法

Info

Publication number: JPS63208628A
Application number: JP4395587A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Kurokawa; 黒川　直明
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1987-02-26
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1988-08-30
Also published as: JPH0581737B2

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】［産業上の利用分野］本発明はガスタービンの廃ガスを用いてスチームを発生
させる廃熱ボイラの制御方法に関する。

［従来の技術］従来より、発ＴＬ機等を駆動するガスタービンの廃熱を
有効利用すべく、ガスタービンに廃熱ボイラを接続し、
ガスタービンの廃ガスを熱交換して暖房等に用いるスチ
ームを発生させるようにしたシステムが実用化されてい
る。

この種のシステムの一例を示したのが第４図である。

第４図において、空気と重油等の燃料の混合体を燃焼さ
せてタービン軸を回転させるガスタービン１には、負荷
としての発電機２が接続されている。ガスタービン１の
燃料供給系は、タービンｌに対する燃料供給量を調整す
る制御弁３及び該制御弁３よりの燃料に着火し燃焼させ
る燃焼器４より構成されている。ガスタービンｌより排
出される廃ガスは、追焚装置５を介して廃熱ボイラ６へ
供給され、熱交換が行われる。追焚装置５は、廃熱ボイ
ラ６による熱交換量が多く（冬場の暖房等）、ガスター
ビンｌの廃熱エネルギーのみでは不足する場合のために
備えて設けられている。連壁装置５への燃料供給量は、
信号線Ｃを介して制御部８により制御される制御弁７に
よって調整される。なお、ボイラ６の蒸気取出側に設け
られた負荷センサ９によって蒸気負荷が検出され、この
検出信号が信号線すから制御部８に入力される。

以上の構成において、ガスタービンｌには発電機２の発
電量が所定値を維持するように制御弁３を調節しながら
燃料の供給がなされる。ガスタービンｌより排出される
廃ガスは、廃ガスボイラ６より出力されるスチームの要
求量に応じて、連壁装置５で加熱が行われる。連壁装置
５における加熱は、制御弁７の調整によって所望の値に
設定することができる。連壁装置５によって加熱された
廃ガスは、廃熱ボイラ６に供給され、該ボイラ６に供給
された水を廃ガスの熱エネルギーによって加熱し、スチ
ームを発生させる。

なお、制御弁３は発電量の要求に応じて制御され、制御
弁７はスチーム要求に（ボイラ６のスチーム発生間）の
変化に応じＡ　ＣＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｍｂｕｓ
ｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）を用いた制御がなされる。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、従来の負荷調整方法にあっては、ＡＣＣによる
制御を制御弁７のみに適用し、連壁ボイラ６のみに依存
して負荷調整を行っているため、スチーム要求量の変化
がある値より大きくなると、制御ができなくなる不具合
がある。

本発明は、上記従来技術の実情に鑑みてなされてもので
、その目的とするところは、スチーム要求量の大きな変
化に対しても連壁を可能にしたガスタービン廃ガス利用
システムの負荷調整方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明は、第１の制御弁によって供給燃料が調整される
ガスタービンの廃ガスを、第２の制御弁によって供給燃
料が調整される連壁装置によって、加熱し、該連壁装置
より出力されるガスを用いて廃熱ボイラを運転するシス
テムにおいて、連壁用制御弁とガスタービン用制御弁と
を共通のＡＣＣによってスプリットレンジ制御するよう
にしたものである。

［作用］本発明において、ガスタービン用制御弁はＡＣＣによる
制御のもとに、連壁用制御弁で制御しきれない分を分担
するように動作する。それによって、大きなスチーム要
求量の変化にも対応した制御ができる。

［実施例］以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例では、第４図の如く、制御部８からの制御信号
が、信号線ａを介して弁３にも出力されている。

第１図はかかる構成の実施例における負荷調整方法を説
明する特性図であり、出力信号レベル（横軸）に対する
蒸気発生量（縦軸）の関係が示されている。第１図のよ
うに、本実施例では、出力信号レベルが０〜５０％の範
囲にあるときは連壁装２１ｉ５へ供給する燃料量を最も
低い一定値にしく即ち、制御弁７の弁開度を最も絞った
状態に固定）、制御弁３のみを可変にしてガスタービン
ｌに対する燃料を出力信号レベルに応じて供給する。

一方、スチーム要求量が５０〜１００％の範囲にあると
きには、制御弁３の弁開度を最大開度に固定し、制御弁
７のみを可変にして連壁装置５による蒸気発生量を所定
の範囲で可変できるようにする。

この結果、第１図に示すように、ガスタービンｌの廃ガ
ス熱によるスチーム発生量は特性Ｓ、の如くとなり、連
壁装置５の加熱に基づくスチーム発生量は特性Ｓ２の如
くとなり、廃熱ボイラ６より発生する蒸気発生量は特性
Ｓｏ　　（Ｓｏ　＝Ｓ、＋Ｓ２）のようになり、スチー
ム要求値の変化に比例する。

このとき、ＡＣＣ信号は、スプリットレンジ（Ｓｐｒｉ
ｔ　ｒａｎｇｅ）法によッテ、制御弁３に対しては第２
図（＆）に示すように与えられ、制御弁７に対しては第
２図（ｂ）に示すように与えられる。

例えば、ＡＣＣ出力レベルが６０％の状態（即ち、シス
テム最大負荷に対し６０％負荷の状態）のとき、制御弁
３に対しては１２ｍＡのＡＣＣ信号電流が与えられ、制
御弁７に対しては５．５ｍＡのＡＣＣ信号電流が与えら
れている。この結果、ＡＣＣ出力レベルの１０％変化に
相当する熱エネルギーを連壁装置５が分担するように、
制御弁７が調整される。

また、ＡＣＣ出力レベルが、例えば４０％の状態のとき
には、制御弁３に対して１０．４ｍＡのＡＣＣ信号電流
が与えられ、制御弁７に対して４ｍＡが与えられる。即
ち、連壁装置５が分担できる負荷調節範囲は、５０〜１
００％であり、５０％以下に対する燃料調整はできない
。そこで、５０％以下における負荷に対しては、制御弁
３に対するＡＣＣ信号を４ｍＡ〜１２ｍＡの範囲で可変
させることにより、ガスタービンの出力そのものを調節
して、蒸気負荷の変動に対応するのである。

制御弁３は、前述の通り、制御部８に信号線ａによって
接続され、制御弁７と共にＡＣＣによる制御がなされる
のであるが、この制御部８は１本実施例ではマイクロコ
ンピュータを用いて構成されている。

このマイクロコンピュータは、周知の構成のものであり
、処理プログラム等を記憶する不揮発性記憶素子として
のＲＯＭ、諸データを一時的に記憶するための揮発性記
憶素子としてのＲＡＭ、中央処理装置ＣＰＵ、データの
入出力を行う入力ボート、出力ボート、アナログ信号と
デジタル信号との変換を行うためのＡ／Ｄ装置、これら
を接続するデータ／ヘス等を備えて構成されている。

このうち、入力ボートには、ボイラ６のスチーム取出部
に設けられた７Ｎ気の流量計及び圧力計、温度計等から
なる蒸気需要量検出センサ（負荷センサ）９の検出信号
が、信号線すを介して導入される。この入力信号は、デ
ジタル信号に変換された後ＣＰＵにて処理され、この処
理結果に基づく制御信号がアナログ信号に変換されて出
力ボートから信号線ａを介して弁３に出力される。

この処理プログラムは、例えば第３図に示すように構成
される。即ち、ステップ１０にて、センサ９からの負荷
信号を読み込み、ステップ１１にて、この負荷信号（例
えば蒸気流量、圧力、温度）から負荷状態を計算し、こ
れに見合った出力を得るための出力信号を計算する。

次いで、ステップ１２において、それまでの出力信号レ
ベルと、この新たに算出された出力信号レベルとの比較
を行い、算出された出力信号に変化がなければステップ
１３に移り、その出力状態でのシステム稼動を継続する
。出力信号レベルに変化がある場合には、ステップ１４
に移り、出力信号レベルが５０％以上であるか否かを判
断し、５０％未満であればステップ１５に移り、弁３の
開度を出力信号レベルに応じて開度調整を行う。

また、弁７には４ｍＡの出力信号を供給し、連壁装置５
は最低出力状態での燃焼を行う。

出力信号レベルが５０％以上であればステップ１７に移
り、ガスタービン１への燃料供給が最大となるように弁
３への出力信号を１２　ｍ　Ａとすると共に、弁７を出
力レベルに応じて開度制御し、連壁装置５の出力制御を
行う。

なお、ステップ１３．１６．１８のいずれにおいても、
当該ステップでの制御を行った後、ステップｌＯに戻り
、上記と同様の制御を繰り返し行い、法気需要量に応じ
て弁３．７を制御する。

Ｌ記実施例では、信号レベル５０％をもって同レベルを
スプリットしているが、これは他のレベル例えば６０％
に設定しても良い。

［発明の効果］以上より明らかなように、本発明によれば、連壁装置用
の制御弁と共にガスタービン用の制御弁をもＡＣＣによ
って制御するようにしたため、スチーム要求量の変化が
大きい場合でも対処が可能となり、システムの利用度を
高めることができる。また、制御系を複雑化することな
く負荷調整ができるため、システムのコストタウンを図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する蒸気発生量特性図、第
２図（ａ）、（ｂ）は本発明において制御弁３及び７に
供給されるＡＣＣ信号電流特性図、第３図は本発明にお
ける処理の一例を示すフローチャート、第４図はガスタ
ービン廃ガス利用システムの一例を示す概略構成図であ
る。ｌ・・・ガスタービン、　　　　２・・・発電機、３．
７・・・制御弁、　　　　　５・・・連壁装置、６・・
・廃熱ボイラ、　　　　　８・・・制御部。特許出願人　　宇部興産株式会社代理人　　弁理士　　重　野　　剛第１図 □出力信号レベル第２図 □出力信号レベル □出力信号レベル第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の制御弁によって供給燃料が調整されるガス
タービンの廃ガスを、第２の制御弁によって供給燃料が
調整される追焚装置によって加熱し、該追焚装置より出
力されるガスを用いて廃熱ボイラを運転するシステムに
おいて、前記第１及び第２の制御弁の各々を、共通のＡ
ＣＣ信号を用いたスプリットレンジによって制御するこ
とを特徴とするガスタービン廃ガス利用システムの負荷
調整方法。
（２）前記スプリットレンジは、出力信号の０〜５０％
を前記第１の制御弁へ制御信号として印加し、出力信号
の５０〜１００％を前記第２の制御弁へ制御信号として
印加するものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のガスタービン廃ガス利用システムの負荷調
整方法。