JP2015190384A - 一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法 - Google Patents

一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】一軸型コンバインドサイクルプラントにおけるガスタービン及び蒸気タービンそれぞれの出力値として、高精度の出力値を得る。
【解決手段】ガスタービンに燃料を供給してガスタービンを運転すると共に、蒸気タービンに供給される蒸気を、蒸気タービンに対してバイパスさせるバイパス運転工程Ｓ８と、バイパス運転工程Ｓ８中の発電機出力を測定するバイパス時測定工程Ｓ９と、バイパス時測定工程Ｓ９で得た発電機出力を用いて、ガスタービン出力を推定するバイパス時出力推定工程Ｓ１０と、を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法に関する。
コンバインドサイクルプラントは、ガスタービンと、ガスタービンからの排気ガスの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、排熱回収ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、ガスタービン及び蒸気タービンの駆動で発電する発電機と、を備えている。
このコンバインドサイクルプラントには、ガスタービンのガスタービンロータと蒸気タービンの蒸気タービンロータと発電機の発電機ロータとが同一軸線上に位置して互いに連結されている一軸型コンバインドサイクルプラントと呼ばれるものがある。
この一軸型コンバインドサイクルプラントでは、ガスタービン出力と蒸気タービン出力とを合わせたプラント出力を発電機の出力を測定することで得ることができる。しかしながら、一軸型コンバインドサイクルプラントでは、ガスタービン出力、蒸気タービン出力のそれぞれを個別に測定することができない。そこで、以下の特許文献１では、蒸気タービンの環境条件、例えば、蒸気タービンの入口蒸気温度、入口蒸気圧力、蒸気タービンへ流入する蒸気流量等から蒸気タービン出力を推定している。
特許第３７０２２６６号公報
コンバインドサイクルプラントの運転では、できる限り効率の高い運転等を実現するために、ガスタービンや蒸気タービンの出力値として、高精度の出力値を得ることが求められる。
そこで、本発明は、タービン出力値として、高精度の出力値を得ることができる一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法は、
ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの駆動で発電する発電機と、を備え、前記ガスタービンのガスタービンロータと前記蒸気タービンの蒸気タービンロータと前記発電機の発電機ロータとが同一軸線上に位置して互いに連結されている一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記ガスタービンに燃料を供給して前記ガスタービンを運転すると共に、前記蒸気タービンに供給される蒸気を、前記蒸気タービンに対してバイパスさせるバイパス運転工程と、前記バイパス運転工程中の発電機出力を測定するバイパス時測定工程と、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力を用いて、ガスタービン出力を推定するバイパス時出力推定工程と、を実行する。
当該タービン出力推定方法では、蒸気タービンに供給される蒸気を蒸気タービンに対してバイパスさせている状態で、発電機出力を得ている。このため、当該タービン出力推定方法では、この発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分と蒸気タービンの駆動で発電される蒸気タービン出力分とのうち、蒸気タービン出力分に関しては、不確かなパラメータを用いて計算する要素が少なくなるので、蒸気タービン出力分を高精度に推定することができる。よって、当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分を高精度に推定することができる。
ここで、前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記蒸気タービンは、一以上の蒸気タービン部を有し、前記バイパス運転工程では、一以上の前記蒸気タービン部のうち、排気した蒸気を水に戻す復水器に接続されている低圧蒸気タービン部を除く全ての前記蒸気タービン部に供給される蒸気をバイパスさせ、前記低圧蒸気タービン部の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を前記低圧蒸気タービン部に供給しつつ、残りの蒸気を前記低圧蒸気タービン部に対してバイパスさせ、前記バイパス時出力推定工程では、前記風損防止用蒸気が供給されている前記低圧蒸気タービン部の駆動で発電される蒸気タービン出力分を推定し、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力から前記蒸気タービン出力分を減算して、前記ガスタービン出力を推定してもよい。
当該タービン出力推定方法では、バイパス運転工程で、各蒸気タービン部に供給される蒸気を各蒸気タービン部に対してバイパスさせるものの、低圧蒸気タービン部には風損防止用蒸気を供給するので、低圧蒸気タービン部の出口部の温度をその上限値以下に抑えることができる。
また、以上のいずれかの前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記バイパス時出力推定工程では、前記蒸気タービン出力分として前記蒸気タービンの機械損失分の補正を行った値を用いてもよい。
当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、蒸気タービンの駆動で発電される蒸気タービン出力分をより高精度に推定することができるので、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分もより高精度に推定することができる。
また、前記一態様としての前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記蒸気タービンは、一以上の蒸気タービン部を有し、前記バイパス運転工程では、一以上の前記蒸気タービン部のうち、排気した蒸気を水に戻す復水器に接続されている低圧蒸気タービン部を除く全ての前記蒸気タービン部に供給される蒸気をバイパスさせ、前記低圧蒸気タービン部の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を前記低圧蒸気タービン部に供給しつつ、残りの蒸気を前記低圧蒸気タービン部に対してバイパスさせ、前記発電機出力が安定した後、前記低圧蒸気タービン部に供給される全ての蒸気もバイパスさせてもよい。
当該タービン出力推定方法では、各蒸気タービンに供給される蒸気を各蒸気タービンに対して全てバイパスさせている状態で、発電機出力を得ている。このため、当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分と蒸気タービンの駆動で発電される蒸気タービン出力分とのうち、蒸気タービン出力分に関しては、不確かなパラメータを用いて計算する要素がより少なくなるので、蒸気タービン出力分を高精度に推定することができる。よって、当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分をより高精度に推定することができる。
さらに、当該タービン出力推定方法では、低圧蒸気タービン部に蒸気を供給しない状態での安定した発電機出力を得つつも、低圧蒸気タービン部に蒸気を供給しない期間を短くすることができる。
また、以上のいずれかの前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記バイパス時出力推定工程では、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力に前記発電機の機械損失分を加算した値を用いて、前記ガスタービン出力を推定してもよい。
当該タービン出力推定方法では、発電機出力のうち、ガスタービンの駆動で発電されるガスタービン出力分をより高精度に推定することができる。
また、以上のいずれかの前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記ガスタービンに燃料を供給して前記ガスタービンを運転すると共に、前記蒸気タービンに蒸気を供給して前記蒸気タービンを運転する通常運転工程と、前記通常運転工程中の発電機出力を測定する通常時測定工程と、前記バイパス時出力推定工程で推定した前記ガスタービン出力と、前記通常時測定工程で得た前記発電機出力とを用いて、蒸気タービン出力を推定する通常時出力推定工程と、を実行してもよい。
当該タービン出力推定方法では、バイパス時出力推定工程で推定した高精度なガスタービン出力分と、通常時測定工程で得た発電機出力とを用いることで、通常運転状態での蒸気タービン出力分も高精度に推定することができる。
前記通常時出力推定工程を実行する前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記バイパス時測定工程の実行時及び前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件を取得し、前記通常時出力推定工程では、前記バイパス時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件と前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件と用いて、前記バイパス時出力推定工程で推定した前記ガスタービン出力を前記通常時測定工程の実行時の値に換算し、換算で得られた前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービン出力を用いて、前記通常時測定工程の実行時における前記蒸気タービン出力を推定してもよい。
当該タービン出力推定方法では、通常運転状態での蒸気タービン出力分をより高精度に推定することができる。
前記通常時出力推定工程を実行する、いずれかの前記一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、前記通常時出力推定工程では、前記バイパス時推定工程で得た前記発電機出力に前記発電機の機械損失分を加算した値を用いて、前記蒸気タービン出力を推定してもよい。
当該タービン出力推定方法では、通常運転状態での蒸気タービン出力分をより高精度に推定することができる。
本発明では、一軸型コンバインドサイクルプラントにおけるタービン出力値として、高精度の出力値を得ることができる。
本発明に係る一実施形態における一軸型コンバインドサイクルプラントの系統図である。 本発明に係る第一実施形態における一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法を示すフローチャートである。 本発明に係る第一実施形態におけるタービン出力推定方法の実施過程でのタイミングチャートである。 本発明に係る第一実施形態における通常時測定工程での一軸型コンバインドサイクルプラントのエネルギーバランスを示す説明図である。 本発明に係る第一実施形態におけるバイパス時測定工程での一軸型コンバインドサイクルプラントのエネルギーバランスを示す説明図である。 本発明に係る第一実施形態における大気温度とガスタービン出力に関する温度補正係数との関係を示すグラフである。 本発明に係る第一実施形態における大気圧とガスタービン出力に関する圧力補正係数との関係を示すグラフである。 本発明に係る第二実施形態におけるタービン出力推定方法の実施過程でのタイミングチャートである。
以下、本発明に係る一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法の実施形態について、図面を用いて説明する。
「一軸型コンバインドサイクルプラントの実施形態」
まず、一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法の説明に先立ち、このプラントの実施形態について、図１を用いて説明する。
本実施形態の一軸型コンバインドサイクルプラントは、ガスタービン１０と、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラー４０と、排熱回収ボイラー４０からの蒸気で駆動する蒸気タービン２０と、蒸気タービン２０から排気された蒸気を水に戻す復水器５１と、復水器５１内の水を排熱回収ボイラー４０に送る給水ポンプ５３と、ガスタービン１０及び蒸気タービン２０の駆動で発電する発電機３０と、を備えている。
ガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１で圧縮された空気中で燃料Ｆを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器１４と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン１５と、を備えている。圧縮機１１は、軸線を中心として回転する圧縮機ロータ１１ｒと、圧縮機ロータ１１ｒを回転可能に覆う圧縮機ケーシング１１ｃと、を有する。タービン１５は、軸線を中心として回転するタービンロータ１５ｒと、タービンロータ１５ｒを回転可能に覆うタービンケーシング１５ｃと、を有する。圧縮機ロータ１１ｒとタービンロータ１５ｒとは、同一軸線上に位置し、互いに連結されてガスタービンロータ１９を成す。
蒸気タービン２０は、低圧蒸気タービン部２１と、中圧蒸気タービン部２２と、高圧蒸気タービン部２３と、を有する。低圧蒸気タービン部２１、中圧蒸気タービン部２２、及び高圧蒸気タービン部２３は、いずれも、軸線を中心として回転するタービンロータ２１ｒ，２２ｒ，２３ｒと、タービンロータ２１ｒ，２２ｒ，２３ｒを回転可能に覆うケーシング２１ｃ，２２ｃ，２３ｃと、を有する。各蒸気タービン部２１，２２，２３のタービンロータ２１ｒ，２２ｒ，２３ｒは、同一軸線上に位置し、互いに連結されて蒸気タービンロータ２９を成す。
発電機３０は、軸線を中心として回転する発電機ロータ３１ｒと、発電機ロータ３１ｒを回転可能に覆う発電機ケーシング３１ｃと、を有する。この発電機ケーシング３１ｃは、発電機ロータ３１ｒの外周側に対向配置されているステータを備えている。この発電機３０には、電力ケーブル３５が接続されている。この電力ケーブル３５が外部の電力系統３８に接続されている。この電力ケーブル３５には、遮断器３６及び変圧器３７が設けられている。さらに、この電力ケーブル３５には、発電機３０による発電量、つまり発電機３０の出力を測定する出力計８８が設けられている。
ガスタービンロータ１９と蒸気タービンロータ２９と発電機ロータ３１ｒとは、同一軸線上に位置し、互いに連結されて、ＧＴＣＣロータ３９を成している。このＧＴＣＣロータ３９には、このＧＴＣＣロータ３９の回転数を測定する回転数計８７が設けられている。
復水器５１は、低圧蒸気タービン部２１の蒸気出口に接続されている。この復水器５１と排熱回収ボイラー４０とは、給水ライン５２で接続されている。この給水ライン５２には、前述の給水ポンプ５３が設けられている。
排熱回収ボイラー４０は、低圧蒸気を発生する低圧蒸気発生部４１と、低圧蒸気よりも高い圧力の中圧蒸気を発生する中圧蒸気発生部４２と、中圧蒸気よりも高い圧力の高圧蒸気を発生する高圧蒸気発生部４３と、高圧蒸気タービン部２３から排気された蒸気を加熱する再熱部４４と、を有する。
低圧蒸気発生部４１は、給水ライン５２からの水の一部と排気ガスＥＧとを熱交換させて、この水を加熱し、低圧蒸気を発生する。中圧蒸気発生部４２は、給水ライン５２からの水の一部を昇圧する中圧ポンプ（不図示）を有する。中圧蒸気発生部４２は、中圧ポンプで昇圧された水と排気ガスＥＧとを熱交換させて、この水を加熱し、中圧蒸気を発生する。高圧蒸気発生部４３は、給水ライン５２からの水の一部を昇圧する高圧ポンプ（不図示）を有する。高圧蒸気発生部４３は、高圧ポンプで昇圧された水と排気ガスＥＧとを熱交換させて、この水を加熱し、高圧蒸気を発生する。
排熱回収ボイラー４０の低圧蒸気発生部４１と低圧蒸気タービン部２１の蒸気入口とは、低圧蒸気ライン６１で接続されている。排熱回収ボイラー４０の中圧蒸気発生部４２には、中圧蒸気ライン６２が接続されている。排熱回収ボイラー４０の高圧蒸気発生部４３と高圧蒸気タービン部２３の蒸気入口とは、高圧蒸気ライン６３で接続されている。高圧蒸気タービン部２３の蒸気出口と再熱部４４の蒸気入口とは、高圧蒸気回収ライン６４で接続されている。この高圧蒸気回収ライン６４には、前述の中圧蒸気ライン６２が接続されている。よって、高圧蒸気タービン部２３から排気された高圧蒸気及び中圧蒸気発生部４２からの中圧蒸気とは、合流して、再熱部４４に流入する。再熱部４４の蒸気出口と中圧蒸気タービン部２２の蒸気入口とは、再熱蒸気ライン６５で接続されている。中圧蒸気タービン部２２の蒸気出口と低圧蒸気ライン６１とは、中圧蒸気回収ライン６６で接続されている。
低圧蒸気ライン６１と復水器５１の蒸気入口側とは、低圧蒸気バイパスライン６７で接続されている。この低圧蒸気バイパスライン６７は、低圧蒸気ライン６１中で、中圧蒸気回収ライン６６との接続位置よりも低圧蒸気発生部４１側に接続されている。再熱蒸気ライン６５と復水器５１の蒸気入口側とは、再熱蒸気バイパスライン６８で接続されている。高圧蒸気ライン６３と高圧蒸気回収ライン６４とは、高圧蒸気バイパスライン６９で接続されている。
低圧蒸気ライン６１中で、低圧蒸気バイパスライン６７との接続位置と中圧蒸気回収ライン６６との接続位置との間には、低圧蒸気止め弁７１ａ及び低圧蒸気加減弁７１ｂが設けられている。再熱蒸気ライン６５中で、再熱蒸気バイパスライン６８との接続位置よりも中圧蒸気タービン部２２側には、中圧蒸気止め弁７２ａ及び中圧蒸気加減弁７２ｂが設けられている。高圧蒸気ライン６３中で、高圧蒸気バイパスライン６９との接続位置よりも高圧蒸気タービン部２３側には、高圧蒸気止め弁７３ａ及び高圧蒸気加減弁７３ｂが設けられている。高圧蒸気回収ライン６４中で、高圧蒸気バイパスライン６９との接続位置よりも高圧蒸気タービン部２３側には、再熱部４４側から高圧蒸気タービン部２３への蒸気の流れを規制する逆止弁７４が設けられている。
低圧蒸気バイパスライン６７には、ここを流れる蒸気の流量を調節する低圧蒸気バイパス弁７７が設けられている。再熱蒸気バイパスライン６８には、ここを流れる蒸気の流量を調節する再熱蒸気バイパス弁７８が設けられている。高圧蒸気バイパスライン６９には、ここを流れる蒸気の流量を調節する高圧蒸気バイパス弁７９が設けられている。
本実施形態の一軸型コンバインドサイクルプラントは、さらに、低圧蒸気タービン部２１に流入する蒸気の温度を測定する入口温度計８１と、この蒸気の圧力を測定する入口圧力計８２と、低圧蒸気タービン部２１から排気された蒸気の温度を測定する出口温度計８３と、この蒸気の圧力を測定する出口圧力計８４と、ガスタービン１０の圧縮機１１が吸い込む空気である大気の温度を測定する大気温度計８５と、この空気の圧力である大気圧を測定する大気圧計８６と、を備えている。
入口温度計８１及び入口圧力計８２は、低圧蒸気ライン６１中で、中圧蒸気回収ライン６６との接続位置よりも低圧蒸気タービン部２１側に設けられている。なお、低圧蒸気タービン部２１の蒸気出口が復水器５１に接続されていることから、出口温度計８３が測定する温度は、復水器５１の蒸気入口における温度でもあり、出口圧力計８４が測定する圧力は、復水器５１の蒸気入口における圧力でもある。
「タービン出力推定方法の第一実施形態」
以上で説明した一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法に関する第一実施形態について、図２に示すフローチャート及び図３に示すタイミングチャートに従って説明する。
まず、ガスタービン１０を起動させる（図２でＳ１、図３でｔ１）。この際、図示されていない起動装置により、ＧＴＣＣロータ３９を回転させる。ＧＴＣＣロータ３９の一部を構成するガスタービンロータ１９が回転すると、圧縮機１１からの圧縮空気が燃焼器１４に供給され始める。ガスタービンロータ１９が例えば予め定められた回転数になると、燃焼器１４に燃料Ｆが供給され始める。燃焼器１４内では、燃料Ｆが圧縮機１１から供給された圧縮空気中で燃焼し、燃焼ガスが生成される。燃焼器１４で発生した燃焼ガスは、タービン１５に流れ込み、ガスタービンロータ１９を回転させる。
ガスタービン１０から排気された燃焼ガスは、排気ガスＥＧとして排熱回収ボイラー４０に流入する。排熱回収ボイラー４０では、この排気ガスＥＧと水とを熱交換させて、水を加熱し、蒸気を生成する。
ガスタービンロータ１９（ＧＴＣＣロータ３９）が定格回転数になると（図２でＳ２、図３でｔ２）、遮断器３６が閉じて、発電機３０を外部の電力系統３８に併入させる（Ｓ３）。この結果、この時点から、発電機出力ＰＷＧＥＮが出力計８８で測定され始められる。
排熱回収ボイラー４０で発生する蒸気の流量は、次第に増加すると共に、この蒸気の温度が次第に上がる。排熱回収ボイラー４０からの蒸気が、蒸気タービン２０に供給するための蒸気条件を満たすと（Ｓ４）、各蒸気タービン部２１，２２，２３の蒸気止め弁７１ａ，７２ａ，７３ａ及び蒸気加減弁７１ｂ，７２ｂ，７３ｂが開き、各蒸気タービン部２１，２２，２３に蒸気が供給され始められる（図２でＳ５、図３でｔ３）。この結果、この時点から、出力計８８で測定される発電機出力ＰＷＧＥＮに、蒸気タービン出力ＰＷＳＴ分が含まれることになる。
その後、ガスタービン１０に供給される燃料の流量が次第に増加し、これに伴って排熱回収ボイラー４０で発生する蒸気流量も次第に増加する。このため、ガスタービン出力ＰＷＧＴ及び蒸気タービン出力ＰＷＳＴが次第に増加して、出力計８８で測定される発電機出力ＰＷＧＥＮも次第に増加する。
発電機出力ＰＷＧＥＮが次第に増加し、この発電機出力ＰＷＧＥＮがこの一軸型コンバインドサイクルプラントの定格出力になると（図２でＳ６：通常運転工程、図３でｔ４）、この定格出力になっている定格運転状態（通常運転状態）で、出力計８８から発電機出力ＰＷＧＥＮ１を取得する。さらに、この時点での大気温度計８５から大気温度Ｔａｉｒ、大気圧計８６から大気圧Ｐａｉｒを取得し、これらを記録する（図２でＳ７：通常時測定工程、図３でｔ５）。
次に、蒸気タービン２０に供給される蒸気をバイパスさせる（図２でＳ８：バイパス運転工程、図３でｔ６）。この際、中圧蒸気止め弁７２ａ及び中圧蒸気加減弁７２ｂを閉じる一方で、再熱蒸気バイパス弁７８を開ける。また、高圧蒸気止め弁７３ａ及び高圧蒸気加減弁７３ｂを閉じる一方で、高圧蒸気バイパス弁７９を開ける。この結果、再熱部４４からの再熱蒸気は、再熱蒸気ライン６５、再熱蒸気バイパスライン６８を介して、復水器５１に流入する。高圧蒸気発生部４３からの高圧蒸気は、高圧蒸気ライン６３、高圧蒸気バイパスライン６９、高圧蒸気回収ライン６４を介して、再熱部４４に流入し、中圧蒸気発生部４２からの蒸気と共に、前述したように、再熱蒸気ライン６５、再熱蒸気バイパスライン６８を介して、復水器５１に流入する。よって、中圧蒸気タービン部２２及び高圧蒸気タービン部２３には、蒸気が流入しなくなる。
この際、さらに、低圧蒸気バイパス弁７７を開ける。この結果、低圧蒸気発生部４１からの低圧蒸気は、低圧蒸気ライン６１、低圧蒸気バイパスライン６７を介して、復水器５１に流入する。但し、低圧蒸気止め弁７１ａは、開状態のままで、低圧蒸気加減弁７１ｂは、定格運転状態に比べて閉じているものの僅かに開いている。この低圧蒸気加減弁７１ｂの開度は、低圧蒸気タービン部２１の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を供給できる開度である。
低圧蒸気タービン部２１に流入する低圧蒸気の温度は、高圧蒸気や再熱蒸気の温度に比べて低い。しかも、低圧蒸気タービン部２１から排気される低圧蒸気は湿り蒸気である。このため、この低圧蒸気タービン部２１における出口部の設計上の上限温度は、高圧蒸気タービン部２３や中圧蒸気タービン部２２の出口部の設計上の上限温度よりも低い。一方、低圧蒸気タービン部２１に蒸気が流入していないにも関わらず、この低圧蒸気タービン部２１のタービンロータ２１ｒが回転していると、風損により、この低圧蒸気タービン部２１の出口部の温度が上昇する。このため、ここでは、低圧蒸気タービン部２１には、前述の風損防止用蒸気を供給し、低圧蒸気タービン部２１の出口部における温度をこの出口部の上限温度以下に抑える。
蒸気タービン２０に供給される蒸気をバイパスさせるバイパス運転状態で、発電機出力ＰＷＧＥＮが安定すると（ｔ７）、通常時測定工程（Ｓ７）と同様に、出力計８８から発電機出力ＰＷＧＥＮ２を取得する。さらに、この時点での大気温度計８５から大気温度Ｔａｉｒ、大気圧計８６から大気圧Ｐａｉｒを取得し、これらを記録する（図２でＳ９：バイパス時測定工程、図３でｔ８）。さらに、入口温度計８１及び入口圧力計８２から、低圧蒸気タービン部２１に流入する低圧蒸気の入口温度Ｔｉｎ及び入口圧力Ｐｉｎを取得すると共に、出口温度計８３及び出口圧力計８４から、低圧蒸気タービン部２１から排気された低圧蒸気の出口温度Ｔｏｕｔ及び出口圧力Ｐｏｕｔを取得し、これらを記録する。
バイパス時測定工程（Ｓ９）が終了すると、必要に応じて、各蒸気バイパス弁７７，７８，７９を閉じ、各蒸気止め弁７１ａ，７２ａ，７３ａ及び各蒸気加減弁７１ｂ，７２ｂ，７３ｂを全開にして、前述した定格運転状態に戻す。
また、バイパス時測定工程（Ｓ９）が終了すると、このバイパス時測定工程（Ｓ９）で取得したデータを用いて、後述する方法で、測定データを得た時点（ｔ８）でのガスタービン出力ＰＷＧＴ２及び蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２を推定する（Ｓ１０：バイパス時出力推定工程）。
次に、バイパス時出力推定工程（Ｓ１０）で得たガスタービン出力ＰＷＧＴ２と、通常時測定工程（Ｓ７）で取得したデータとを用いて、この測定データを得た時点（ｔ５）でのガスタービン出力ＰＷＧＴ１及び蒸気タービン出力ＰＷＳＴ１を推定する（Ｓ１１：通常時出力推定工程）。
バイパス時出力推定工程（Ｓ１０）及び通常時出力推定工程（Ｓ１１）でのガスタービン出力及び蒸気タービン出力の推定方法について説明する。
ガスタービン１０に燃料が供給され、蒸気タービン２０の各蒸気タービン部２１，２２，２３に対して蒸気が供給されている通常運転状態では、ガスタービン出力ＰＷＧＴ1、蒸気タービン出力ＰＷＳＴ1、発電機出力ＰＷＧＥＮ1は、以下の（式１）、（式２）、（式３）のように表すことができる。
ＰＷＧＴ1＝ＱＦ1＋ＱＡＩＲ1−ＱＧＴＥ1−ＬＳＧＴ ・・・（式１）
ＰＷＳＴ1＝ＱＨＰ1＋ＱＲＨ1＋ＱＬＰ1＋ＱＲＨＥ1−ＱＨＰＥ1−ＱＲＨＥ1−ＱＬＰＥ1−ＬＳＳＴ ・・・（式２）
ＰＷＧＥＮ1＝ＰＷＧＴ1＋ＰＷＳＴ1−ＬＳＧＥＮ ・・・（式３）
すなわち、通常運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ1は、（式１）及び図４に示すように、ガスタービン１０に供給される燃料Ｆの発熱量ＱＦ1とガスタービン１０が吸い込む空気Ａの熱量ＱＡＩＲ1との加算値から、ガスタービン１０から排気される排気ガスＥＧの熱量ＱＧＴＥ1及びガスタービン１０の機械損失分の熱量ＬＳＧＴを減算した値になる。
また、通常運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ1は、（式２）及び図４に示すように、高圧蒸気タービン部２３に流入する高圧蒸気の熱量ＱＨＰ1と、中圧蒸気タービン部２２に流入する再熱蒸気の熱量ＱＲＨ1と、低圧蒸気タービン部２１に流入する低圧蒸気の熱量ＱＬＰ1及び中圧蒸気タービン部２２から排気された再熱蒸気の熱量ＱＲＨＥ1と、の加算値から、高圧蒸気タービン部２３から排気される高圧蒸気の熱量ＱＨＰＥ1、中圧蒸気タービン部２２から排気される再熱蒸気の熱量ＱＲＨＥ1、低圧蒸気タービン部２１から排気される低圧蒸気の熱量ＱＬＰＥ1、及び蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴを減算した値になる。
通常運転状態における発電機出力ＰＷＧＥＮ1は、式（３）及び図４に示すように、ガスタービン出力ＰＷＧＴ1と蒸気タービン出力ＰＷＳＴ1との加算値から、発電機３０の機械損失分の熱量ＬＳＧＥＮを減算した値になる。
ところで、（式１）からガスタービン出力ＰＷＧＴ1を推定する場合、空気の熱量ＱＡＩＲ１や排気ガスＥＧの熱量ＱＧＴＥ１を求める必要がある。空気の熱量ＱＡＩＲ１を求める場合には、ガスタービン１０が吸い込む空気の質量流量が必要であり、排気ガスＥＧの熱量ＱＧＴＥ１を求める場合には、ガスタービン１０から排気される排気ガスＥＧの質量流量が必要である。しかしながら、これらの質量流量を直接計測することが困難で、各種パラメータに基づいてこれら質量を推定しなければならない。このため、単に（式１）を用いて、ガスタービン出力ＰＷＧＴ1を推定しても、高精度のガスタービン出力を得ることが難しい。
また、（式２）から蒸気タービン出力ＰＷＳＴ1を推定する場合、低圧蒸気タービン部２１から排気される低圧蒸気の熱量ＱＬＰＥ1を求める必要がある。この排気低圧蒸気の熱量ＱＬＰＥ1を求める場合、この排気低圧蒸気のエンタルピーを得るために、この低圧蒸気の圧力と湿り度とが必要である。しかしながら、排気低圧蒸気の湿り度を直接計測することが困難で、各種パラメータに基づいてこの湿り度を推定しなければならない。このため、（式２）を用いて、蒸気タービン出力ＰＷＳＴ1を推定しても、高精度の蒸気タービン出力を得ることが難しい。
そこで、本実施形態では、バイパス時測定工程（Ｓ９）でバイパス運転状態における発電機出力ＰＷＧＥＮ２を取得し、この発電機出力ＰＷＧＥＮ２に基づいて、バイパス時出力推定工程（Ｓ１０）で蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２及びガスタービン出力ＰＷＧＴ２を推定する。
バイパス運転状態では、ガスタービン出力ＰＷＧＴ２、蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２、発電機出力ＰＷＧＥＮ２は、以下の（式４）、（式５）、（式６）のように表すことができる。
ＰＷＧＴ２＝ＱＦ２＋ＱＡＩＲ２−ＱＧＴＥ２−ＬＳＧＴ ・・・（式４）
ＰＷＳＴ２＝ＱＬＰ２−ＱＬＰＥ２−ＬＳＳＴ ・・・（式５）
ＰＷＧＥＮ２＝ＰＷＧＴ２＋ＰＷＳＴ２−ＬＳＧＥＮ ・・・（式６）
すなわち、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２は、（式４）及び図５に示すように、前述の通常運転状態の際と同様、ガスタービン１０に供給される燃料Ｆの発熱量ＱＦ２とガスタービン１０が吸い込む空気Ａの熱量ＱＡＩＲ２との加算値から、ガスタービン１０から排気される排気ガスＥＧの熱量ＱＧＴＥ２及びガスタービン１０の機械損失分の熱量ＬＳＧＴを減算した値になる。
また、バイパス運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２は、（式５）及び図５に示すように、低圧蒸気タービン部２１に流入する低圧蒸気の熱量ＱＬＰ２から、低圧蒸気タービン部２１から排気される低圧蒸気の熱量ＱＬＰＥ２、及び蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴを減算した値になる。このように、本実施形態では、バイパス運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２として、蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴを補正した値を用いている。
バイパス運転状態における発電機出力ＰＷＧＥＮ２は、前述の通常運転状態の際と同様、式（６）及び図５に示すように、ガスタービン出力ＰＷＧＴ２と蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２との加算値から、発電機３０の機械損失分の熱量ＬＳＧＥＮを減算した値になる。
ところで、（式４）を用いて、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２を高精度に推定することは、通常運転状態の場合と同様に難しい。
しかしながら、（式５）を用いて、バイパス運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２を高精度に推定することは可能である。（式５）を用いて、バイパス運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２を推定する場合、低圧蒸気タービン部２１に流入する低圧蒸気の熱量ＱＬＰ２と、低圧蒸気タービン部２１から排気される低圧蒸気の熱量ＱＬＰＥ２と、蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴとを求める必要がある。
蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴは、主として軸受部の発熱量として現れる。軸受部の発熱量ＱＳＴＢは、以下の（式７）で表すことができる。
ＱＳＴＢ＝μ・Ｐ・Ｖ ・・・（式７）
ここで、μは軸受部の摩擦係数、Ｐは軸受部の面圧、Ｖは軸受部のすべり速度である。これらの値は、いずれも設計段階で定まる値である。このため、これらの値を用いて、蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴを予め求めることができる。また、軸受部に供給する潤滑油の流量と、この潤滑油の入口温度と出口温度とを調べておき、これらを用いても、蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴを求めることができる。
低圧蒸気タービン部２１に流入する低圧蒸気（以下、流入蒸気とする）の熱量ＱＬＰ２、及び低圧蒸気タービン部２１から排気される低圧蒸気（以下、排気蒸気とする）の熱量ＱＬＰＥ２は、いずれも、低圧蒸気の質量流量と低圧蒸気のエンタルピーとの積である。
流入蒸気の質量流量及び排気蒸気の質量流量は、実質的に同じで、既知の方法で得ることができる。例えば、流入蒸気の体積流量を取得し、この流入蒸気の圧力及び温度を用いて、この体積流量を質量流量に換算する方法がある。また、質量流量計を用いて、直接流入蒸気の質量流量を取得する方法もある。なお、体積流量を取得する方法としては、体積流量計を用いて直接取得する方法の他、特許第３７０２２６６号公報に記載されているように、蒸気加減弁の開度、及びこの蒸気加減弁の特性で定まる各種係数等を用いて、計算で求める方法等がある。
流入蒸気は、乾き蒸気であるため、この流入蒸気のエンタルピーは、流入蒸気の圧力Ｐｉｎと温度Ｔｉｎとにより求めることができる。本実施形態では、バイパス時測定工程（Ｓ９）において、流入蒸気の圧力Ｐｉｎを入口圧力計８２から取得し、流入蒸気の温度Ｔｉｎを入口温度計８１により取得している。よって、バイパス時測定工程（Ｓ９）で取得した流入蒸気の圧力Ｐｉｎ及び温度Ｔｉｎを用いて、流入蒸気のエンタルピーを求めることができる。
バイパス運転状態では、低圧蒸気タービン部２１に風損防止用蒸気が供給されているものの、この風損防止用蒸気の流量は、通常運転状態の低圧蒸気タービン部２１に流入する低圧蒸気の流量に比べて遥に少ない。このため、バイパス運転状態の際、低圧蒸気タービン部２１に流入した蒸気は、通常運転状態の際に低圧蒸気タービン部２１から排気される場合と異なり、乾き蒸気又はそれに近い蒸気として排気される。よって、排気蒸気のエンタルピーは、排気蒸気の圧力Ｐｏｕｔ及び温度Ｔｏｕｔにより求めることができる。本実施形態では、バイパス時測定工程（Ｓ９）において、排気蒸気の圧力Ｐｏｕｔを出口圧力計８４から取得し、排気蒸気の温度Ｔｏｕｔを出口温度計８３により取得している。よって、バイパス時測定工程（Ｓ９）で取得した流入蒸気の圧力Ｐｏｕｔ及び温度Ｔｏｕｔを用いて、排気蒸気のエンタルピーを求めることができる。
本実施形態では、以上のようにして、流入蒸気及び排気蒸気の質量流量を取得すると共に、流入蒸気及び排気蒸気のエンタルピーを求めて、これらから流入蒸気の熱量ＱＬＰ２及び排気蒸気の熱量ＱＬＰＥ２を求める。
そして、本実施形態では、（式５）を用いて前述したように、流入蒸気の熱量ＱＬＰ２（Ｇ，Ｐｉｎ，Ｔｉｎ）から、排気蒸気の熱量ＱＬＰＥ２（Ｇ，Ｐｏｕｔ，Ｔｏｕｔ）、及び蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴ（≒ＱＳＴＢ）を減算して、バイパス運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２を高精度に推定する。なお、Ｇは、蒸気の質量流量[ｋｇ／ｈ]である。
バイパス運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２を高精度に推定することができれば、（式６）を用いて、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２を高精度に推定することができる。
ここで、（式６）を、ガスタービン出力ＰＷＧＴ２で整理すると、以下の（式８）のように表すことができる。
ＰＷＧＴ２＝ＰＷＧＥＮ２−ＰＷＳＴ２＋ＬＳＧＥＮ ・・・（式８）
本実施形態のバイパス時出力推定工程（Ｓ１０）では、この（式８）で示されるように、バイパス時測定工程（Ｓ９）で取得した発電機出力ＰＷＧＥＮ２から、先に推定した蒸気タービン出力ＰＷＳＴ２を減算し、これに発電機３０の機械損失分の熱量ＬＳＧＥＮを加算して、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２を高精度に推定する。なお、発電機３０の機械損失分の熱量ＬＳＧＥＮは、前述した蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴと同様の手法で予め求めておく。
通常運転状態とバイパス運転状態とで、ガスタービン１０に供給する燃料流量が同じであれば、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２を用いて、（式３）に従って、通常運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ１を推定することができる。
ここで、（式３）を、蒸気タービン出力ＰＷＳＴ１で整理すると、以下の（式９）のように表すことができる。
ＰＷＳＴ1＝ＰＷＧＥＮ1−ＰＷＧＴ1＋ＬＳＧＥＮ ・・・（式９）
また、通常運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ１は、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２とほぼ同じである。そこで、通常時出力推定工程（Ｓ１１）において、（式９）に示すように、通常時測定工程（Ｓ７）で取得した発電機出力ＰＷＧＥＮ1から、先に推定したバイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２を減算し、これに発電機３０の機械損失分の熱量ＬＳＧＥＮを加算して、通常運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ1を推定することができる。
通常運転状態とバイパス運転状態とでガスタービン１０に供給する燃料流量が同じであれば、前述したように、通常運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ1とバイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２とはほぼ同じである。しかしながら、ガスタービン出力ＰＷＧＴは、そのときの環境条件に応じて微妙に変化する。そこで、本実施形態の通常時出力推定工程（Ｓ１１）では、バイパス時測定工程（Ｓ９）で発電機出力ＰＷＧＥＮ２を取得したタイミング（ｔ８）におけるガスタービン１０の環境条件と、通常時測定工程（Ｓ７）で発電機出力ＰＷＧＥＮ1を取得したタイミング（ｔ５）におけるガスタービン１０の環境条件とを用いて、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２を通常運転状態のガスタービン出力ＰＷＧＴ1に換算してから、（式９）を用いて、通常運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ１を推定する。
ガスタービン出力ＰＷＧＴに影響するガスタービン１０の環境条件としては、例えば、ガスタービン１０が吸い込む空気の温度、圧力、湿度等がある。ガスタービン出力ＰＷＧＴは、吸い込む空気の温度が高くなるほど減少する傾向がある。また、ガスタービン出力ＰＷＧＴは、吸い込む空気の圧力が高くなるほど増加する傾向がある。
そこで、本実施形態では、このようなガスタービン出力特性に基づき、図６に示すように、吸い込む空気の温度（大気温度）Ｔａｉｒと温度補正係数ＫＴとの関係を示す温度補正係数特性を予め準備しておく。また、図７に示すように、吸い込む空気の圧力（大気圧）Ｐａｉｒと圧力補正係数ＫＰとの関係を示す圧力補正係数特性を予め準備しておく。同様に、吸い込む空気の湿度等のパラメータとその補正係数ＫＸ，ＫＹ，…との関係を示す補正係数特性を予め準備しておく。
そして、バイパス時測定工程（Ｓ９）で発電機出力ＰＷＧＥＮ２を取得したタイミング（ｔ８）における大気温度Ｔ２、通常時測定工程（Ｓ７）で発電機出力ＰＷＧＥＮ1を取得したタイミング（ｔ５）における大気温度Ｔ１を取得し、温度補正係数特性を用いて、それぞれの大気温度に応じた温度補正係数ＫＴ２，ＫＴ１を求める。また、バイパス時測定工程（Ｓ９）で発電機出力ＰＷＧＥＮ２を取得したタイミング（ｔ８）における大気圧Ｐ２、通常時測定工程（Ｓ７）で発電機出力ＰＷＧＥＮ１を取得したタイミング（ｔ５）における大気圧Ｐ１を取得し、圧力補正係数特性を用いて、それぞれの大気圧に応じた圧力補正係数ＫＰ２，ＫＰ１を求める。同様に、バイパス時測定工程（Ｓ９）で発電機出力ＰＷＧＥＮ２を取得したタイミング（ｔ８）における湿度等のパラメータ値、通常時測定工程（Ｓ７）で発電機出力ＰＷＧＥＮ1を取得したタイミング（ｔ５）における湿度等のパラメータ値を取得し、その補正係数特性を用いて、それぞれのパラメータ値に応じた補正係数を求める。
次に、バイパス時測定工程（Ｓ９）で発電機出力ＰＷＧＥＮ２を取得したタイミング（ｔ８）における大気温度補正係数ＫＴ２と、通常時測定工程（Ｓ７）で発電機出力ＰＷＧＥＮ1を取得したタイミング（ｔ５）における大気温度補正係数ＫＴ１との比（ＫＴ１／ＫＴ２）を求める。同様に、他のパラメータに関しても、バイパス時測定工程（Ｓ９）で発電機出力ＰＷＧＥＮ２を取得したタイミング（ｔ８）における補正係数Ｋ２と、通常時測定工程（Ｓ７）で発電機出力ＰＷＧＥＮ1を取得したタイミング（ｔ５）における補正係数Ｋ１との比（Ｋ１／Ｋ２）を求める。
以上のように、各パラメータに関する補正係数（Ｋ１／Ｋ２）の比を求めると、以下の（式１０）に示すように、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２に、各パラメータに関する補正係数の比（Ｋ１／Ｋ２）を乗算して、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２を通常運転状態のガスタービン出力ＰＷＧＴ１に換算する。
ＰＷＧＴ1＝ＰＷＧＴ２×（ＫＴ１／ＫＴ２）×（ＫＰ１／ＫＰ２）×（ＫＸ１／ＫＸ２）×（ＫＹ１／ＫＹ２）×… ・・・（式１０）
バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ２を通常運転状態のガスタービン出力ＰＷＧＴ１に換算すると、前述したように、換算で得られた通常運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ１を用いて、（式９）に従い、通常運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ１を推定する。
以上のように、本実施形態では、一軸型コンバインドサイクルプラントのガスタービン出力及び蒸気タービン出力として、高精度の出力を得ることができる。
「タービン出力推定方法の第二実施形態」
一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法の第二実施形態について、図８に示すタイミングチャートに従って説明する。
第一実施形態のバイパス運転工程（Ｓ８）では、低圧蒸気タービン部２１に風損防止用蒸気を供給する。一方、本実施形態のバイパス運転工程では、低圧蒸気タービン部２１に蒸気を供給しない。すなわち、本実施形態のバイパス運転工程では、全ての蒸気タービン部２１，２２，２３に供給される蒸気の全てをバイパスさせる。
本実施形態でも、第一実施形態と同様、通常運転状態での通常時測定工程を経た後、バイパス運転工程を実行し、このバイパス運転状態でのバイパス時測定工程を実行する。
通常運転状態からバイパス運転状態への移行時には、第一実施形態と同様に、中圧蒸気止め弁７２ａ及び中圧蒸気加減弁７２ｂを閉じる一方で、再熱蒸気バイパス弁７８を開ける。また、高圧蒸気止め弁７３ａ及び高圧蒸気加減弁７３ｂを閉じる一方で、高圧蒸気バイパス弁７９を開ける。さらに、低圧蒸気バイパス弁７７を開ける一方で、風損防止用蒸気を低圧蒸気タービン部２１に供給できる開度にまで低圧蒸気加減弁７１ｂを絞り込む（ｔ６）。すなわち、以上までは、第一実施形態において、通常運転状態からバイパス運転状態への移行時の操作と同じである。
本実施形態では、以上の操作を行ってから発電機出力ＰＷＧＥＮが安定した後（ｔ７）、低圧蒸気止め弁７１ａ及び低圧蒸気加減弁７１ｂを閉じる（ｔ８ａ：バイパス運転工程）。この結果、全ての蒸気タービン部２１，２２，２３に供給される蒸気は、全てバイパスされることになる。本実施形態では、この状態がバイパス運転状態である。
一軸型コンバインドサイクルプラントがバイパス運転状態になり、発電機出力ＰＷＧＥＮが安定した後（ｔ９）、出力計８８から発電機出力ＰＷＧＥＮ３を取得し、これらを記録する（ｔ１０：バイパス時測定工程）。
バイパス時測定工程が終了すると、直ちに、各蒸気バイパス弁７７，７８，７９を閉じ、各蒸気止め弁７１ａ，７２ａ，７３ａ及び各蒸気加減弁７１ｂ，７２ｂ，７３ｂを全開にして、前述した定格運転状態に戻す。
本実施形態でも、バイパス時測定工程で取得したデータを用いて、測定データを得た時点でのガスタービン出力ＰＷＧＴ３を推定する（バイパス時出力推定工程）。
本実施形態のバイパス運転状態では、ガスタービン出力ＰＷＧＴ３、蒸気タービン出力ＰＷＳＴ３、及び発電機出力ＰＷＧＥＮ３は、以下の（式１１）、（式１２）、（式１３）のように表すことができる。
ＰＷＧＴ３＝ＱＦ３＋ＱＡＩＲ３−ＱＧＴＥ３−ＬＳＧＴ ・・・（式１１）
ＰＷＳＴ３＝−ＬＳＳＴ ・・・（式１２）
ＰＷＧＥＮ３＝ＰＷＧＴ３＋ＰＷＳＴ３−ＬＳＧＥＮ
＝ＰＷＧＴ３−ＬＳＳＴ−ＬＳＧＥＮ ・・・（式１３）
すなわち、本実施形態のバイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ３は、（式１１）に示すように、第一実施形態のバイパス運転状態の際と同様、ガスタービン１０に供給される燃料の発熱量ＱＦ３とガスタービン１０が吸い込む空気の熱量ＱＡＩＲ３との加算値から、ガスタービン１０から排気される排気ガスＥＧの熱量ＱＧＴＥ３及びガスタービン１０の機械損失分の熱量ＬＳＧＴを減算した値になる。
また、バイパス運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ３は、いずれの蒸気タービン部２１，２２，２３にも蒸気が供給されない関係上、（式１２）に示すように、発電機３０の駆動に寄与する熱量分がなく、蒸気タービン２０の機械損失分の熱量（−ＬＳＳＴ）のみになる。
バイパス運転状態における発電機出力ＰＷＧＥＮ３は、第一実施形態のバイパス運転状態の際と同様、（式１３）に示すように、ガスタービン出力ＰＷＧＴ３と蒸気タービン出力ＰＷＳＴ３との加算値から、発電機３０の機械損失分の熱量ＬＳＧＥＮを減算した値になる。但し、本実施形態では、前述したように、バイパス運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ３が蒸気タービン２０の機械損失分の熱量（−ＬＳＳＴ）のみであるから、バイパス運転状態における発電機出力ＰＷＧＥＮ３は、ガスタービン出力ＰＷＧＴ３から、蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴ及び発電機３０の機械損失分の熱量ＬＳＧＥＮを減算した値になる。
ここで、（式１３）を、ガスタービン出力ＰＷＧＴ３で整理すると、以下の（式１４）のように、表すことができる。
ＰＷＧＴ３＝ＰＷＧＥＮ３＋ＬＳＳＴ＋ＬＳＧＥＮ ・・・（式１４）
よって、本実施形態のバイパス時出力推定工程では、バイパス時測定工程で取得した発電機出力ＰＷＧＥＮ３に、予め求めてある蒸気タービン２０の機械損失分の熱量ＬＳＳＴ及び発電機３０の機械損失分の熱量ＬＳＧＥＮを加算して、ガスタービン出力ＰＷＧＴ３を推定する。
その後は、第一実施形態と同様に、バイパス時測定工程で発電機出力ＰＷＧＥＮ３を取得したタイミング（ｔ１０）におけるガスタービン１０の環境条件と、通常時測定工程で発電機出力ＰＷＧＥＮ１を取得したタイミング（ｔ５）におけるガスタービン１０の環境条件とを用いて、バイパス運転状態におけるガスタービン出力ＰＷＧＴ３を通常運転状態のガスタービン出力ＰＷＧＴ１に換算してから、換算で得られたガスタービン出力ＰＷＧＴ１を用いて、通常運転状態における蒸気タービン出力ＰＷＳＴ１を推定する。
以上、本実施形態では、バイパス時出力推定工程でガスタービン出力ＰＷＧＴ３を推定するにあたり、第一実施形態よりも、計算で推定する要素が少なくなるので、第一実施形態よりもガスタービン出力ＰＷＧＴ３の精度を高めることができる。この結果、通常時出力推定工程で推定するガスタービン出力ＰＷＧＴ１及び蒸気タービン出力ＰＷＳＴ１の精度も高めることができる。
但し、本実施形態では、バイパス時測定工程で発電機出力ＰＷＧＥＮ３を取得する際、低圧蒸気タービン部２１に蒸気を供給していない。このため、バイパス時測定工程の実行時に、低圧蒸気タービン部２１の出口部の温度が風損によりその上限温度を超えるおそれがある。よって、低圧蒸気タービン部２１に蒸気を供給していない状態をできる限り短くすることが好ましい。一方で、バイパス時測定工程で発電機出力ＰＷＧＥＮ３を取得する際には、発電機出力ＰＷＧＥＮが安定している必要があり、通常運転状態からバイパス運転状態への移行過程で、低圧蒸気バイパス弁７７を開け且つ低圧蒸気加減弁７１ｂを閉じ始めてから、発電機出力ＰＷＧＥＮが安定するまでにある程度の時間を要する。
そこで、本実施形態では、低圧蒸気タービン部２１に蒸気を供給しない状態での安定した発電機出力ＰＷＧＥＮを得つつも、低圧蒸気タービン部２１に蒸気を供給しない期間をできるかぎり短くするため、通常運転状態からバイパス運転状態への移行過程で、先に説明した操作を実行している。すなわち、本実施形態では、通常運転状態からバイパス運転状態への移行過程で、低圧蒸気タービン部２１に風損防止用蒸気を供給し、この状態で発電機出力ＰＷＧＥＮが安定した後（ｔ７）、低圧蒸気止め弁７１ａ及び低圧蒸気加減弁７１ｂを閉じている（ｔ８ａ）。
「各種変形例」
以上の各実施形態では、通常時測定工程（Ｓ７）を実行してからバイパス時測定工程（Ｓ９）を実行している。しかしながら、バイパス時測定工程（Ｓ９）を実行してから、通常時測定工程（Ｓ７）を実行してもよい。
また、以上の実施形態では、バイパス時出力推定工程（Ｓ１０）及び通常時出力推定工程（Ｓ１１）を実行しているが、バイパス時出力推定工程（Ｓ１０）のみ実行してもよい。
以上の実施形態の蒸気タービン２０は、互いに異なる圧力の蒸気が流入する３つの蒸気タービン部２１，２２，２３を有する。しかしながら、この蒸気タービン部２１，２２，２３の数量は、４つ以上、２つ又は１つでもよい。これらの場合でも、通常運転状態からバイパス運転状態への移行過程では、復水器５１に接続されている蒸気タービン部に対して風損防止用蒸気を供給することが好ましい。
また、以上では、一軸型コンバインドサイクルプラントの定格運転状態を通常運転状態の一形態として示している。しなしながら、この通常運転状態には、ＧＴＣＣロータ３９が定格回転数で回転しており、ガスタービン１０に燃料が供給され、蒸気タービン２０の各蒸気タービン部２１，２２，２３に対して蒸気が供給され、いずれの蒸気タービン部２１，２２，２３に対する蒸気もバイパスされていない状態も含まれる。さらに、この通常運転状態には、ＧＴＣＣロータ３９が定格回転数で回転しており、ガスタービン１０に燃料が供給され、蒸気タービン２０の各蒸気タービン部２１，２２，２３の蒸気加減弁７１ｂ，７２ｂ，７３ｂが全開で各蒸気タービン部２１，２２，２３に蒸気が供給されている状態も含まれる。
１０：ガスタービン、１１：圧縮機、１４：燃焼器、１９：ガスタービンロータ、２０：蒸気タービン、２１：低圧蒸気タービン部、２２：中圧蒸気タービン部、２３：高圧蒸気タービン部、２９：蒸気タービンロータ、３０：発電機、３１ｒ：発電機ロータ、３８：電力系統、３９：ＧＴＣＣロータ、４０：排熱回収ボイラー、４１：低圧蒸気発生部、４２：中圧蒸気発生部、４３：高圧蒸気発生部、４４：再熱部、５１：復水器、５２：給水ライン、５３：給水ポンプ、６１：低圧蒸気ライン、６２：中圧蒸気ライン、６３：高圧蒸気ライン、６４：高圧蒸気回収ライン、６５：再熱蒸気ライン、６６：中圧蒸気回収ライン、６７：低圧蒸気バイパスライン、６８：再熱蒸気バイパスライン、６９：高圧蒸気バイパスライン、７１ｂ：低圧蒸気加減弁、７２ｂ：中圧蒸気加減弁、７３ｂ：高圧蒸気加減弁、７７：低圧蒸気バイパス弁、７８：再熱蒸気バイパス弁、７９：高圧蒸気バイパス弁、８１：入口温度計、８２：入口圧力計、８３：出口温度計、８４：出口圧力計、８５：大気温度計、８６：大気圧計、８７：回転数計、８８：出力計

Claims (8)

  1. ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの駆動で発電する発電機と、を備え、前記ガスタービンのガスタービンロータと前記蒸気タービンの蒸気タービンロータと前記発電機の発電機ロータとが同一軸線上に位置して互いに連結されている一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
    前記ガスタービンに燃料を供給して前記ガスタービンを運転すると共に、前記蒸気タービンに供給される蒸気を、前記蒸気タービンに対してバイパスさせるバイパス運転工程と、
    前記バイパス運転工程中の発電機出力を測定するバイパス時測定工程と、
    前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力を用いて、ガスタービン出力を推定するバイパス時出力推定工程と、
    を実行する一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
  2. 請求項１に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
    前記蒸気タービンは、一以上の蒸気タービン部を有し、
    前記バイパス運転工程では、一以上の前記蒸気タービン部のうち、排気した蒸気を水に戻す復水器に接続されている低圧蒸気タービン部を除く全ての前記蒸気タービン部に供給される蒸気をバイパスさせ、前記低圧蒸気タービン部の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を前記低圧蒸気タービン部に供給しつつ、残りの蒸気を前記低圧蒸気タービン部に対してバイパスさせ、
    前記バイパス時出力推定工程では、前記風損防止用蒸気が供給されている前記低圧蒸気タービン部の駆動で発電される蒸気タービン出力分を推定し、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力から前記蒸気タービン出力分を減算して、前記ガスタービン出力を推定する、
    一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
  3. 請求項１又は２に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
    前記バイパス時出力推定工程では、前記蒸気タービン出力分として前記蒸気タービンの機械損失分の補正を行った値を用いる、
    一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
  4. 請求項１に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
    前記蒸気タービンは、一以上の蒸気タービン部を有し、
    前記バイパス運転工程では、一以上の前記蒸気タービン部のうち、排気した蒸気を水に戻す復水器に接続されている低圧蒸気タービン部を除く全ての前記蒸気タービン部に供給される蒸気をバイパスさせ、前記低圧蒸気タービン部の出口温度が予め定められている上限値を超えない流量の風損防止用蒸気を前記低圧蒸気タービン部に供給しつつ、残りの蒸気を前記低圧蒸気タービン部に対してバイパスさせ、前記発電機出力が安定した後、前記低圧蒸気タービン部に供給される全ての蒸気もバイパスさせる、
    一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
  5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
    前記バイパス時出力推定工程では、前記バイパス時測定工程で得た前記発電機出力に前記発電機の機械損失分を加算した値を用いて、前記ガスタービン出力を推定する、
    一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
  6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
    前記ガスタービンに燃料を供給して前記ガスタービンを運転すると共に、前記蒸気タービンに蒸気を供給して前記蒸気タービンを運転する通常運転工程と、
    前記通常運転工程中の発電機出力を測定する通常時測定工程と、
    前記バイパス時出力推定工程で推定した前記ガスタービン出力と、前記通常時測定工程で得た前記発電機出力とを用いて、蒸気タービン出力を推定する通常時出力推定工程と、
    を実行する、
    一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
  7. 請求項６に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
    前記バイパス時測定工程の実行時及び前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件を取得し、
    前記通常時出力推定工程では、前記バイパス時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件と前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービンの環境条件と用いて、前記バイパス時出力推定工程で推定した前記ガスタービン出力を前記通常時測定工程の実行時の値に換算し、換算で得られた前記通常時測定工程の実行時における前記ガスタービン出力を用いて、前記通常時測定工程の実行時における前記蒸気タービン出力を推定する、
    一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
  8. 請求項６又は７に記載の一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法において、
    前記通常時出力推定工程では、前記バイパス時推定工程で得た前記発電機出力に前記発電機の機械損失分を加算した値を用いて、前記蒸気タービン出力を推定する、
    一軸型コンバインドサイクルプラントのタービン出力推定方法。
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