JPH04124412A - 複合サイクル発電プラントの補助蒸気供給方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ガスタービン、排熱回収ボイラ。

蒸気タービン、発電機を組み合わせたユニットが、複数
台設置された複合サイクル発電プラントの補助蒸気供給
方法に関する。

（従来の技術） 一般に、排熱回収ボイラ等のボイラ設備では。

給水に含まれる溶存酸素（以下、ＤＯ□という）は、ボ
イラチューブ等に悪影響を与えるため、その量を厳しく
制限する必要がある。

そこで、プラント起動時では、脱気蒸気と給水を接触さ
せることにより、また、プラント運転中では、蒸気ター
ビン排気蒸気（もしくは蒸気タービン油気蒸気）と給水
を接触させることにより給水中のＤ０２を排出し、Ｄ０
２の少ない給水にした後（脱気後）、ボイラに通水する
ことが一般的である。

次に、複合サイクル発電プラントにおける脱気方法と、
脱気に使用される補助蒸気の供給方法の一例について、
第３図を参照して説明する。

ユニット１の起動時、脱気を行うための脱気蒸気は、補
助蒸気母管２から脱気蒸気止弁３を通して供給される。

そして、給水ポンプ４の出口から給水再循還弁５を通じ
て復水器６の上部に流入する再循還水と脱気蒸気が接触
することによりＤＯ２が排出され、脱気が行われる。

その後、ガスタービン７を起動し、その排ガスが供給さ
れた排熱回収ボイラ８は蒸気を発生し、この蒸気が蒸気
タービン９を駆動し、発電機１０にて発電を行う。

このようにして蒸気タービン９が運転されると、蒸気タ
ービン排気蒸気が脱気蒸気の替わりに脱気を行い、復水
器６にて復水となり、ホットウェル１１に溜まり、Ｄ０
２量の少ない給水として給水ポンプ４を介して排熱回収
ボイラ８に通水され、ユニット１の系内で循還が行われ
る。

ユニット１の起動が更に進み、定格出力付近に達すると
、排熱回収ボイラ８から発生する蒸気が充分な量となる
ので、抽気弁１２を開いて蒸気タービン９の抽気部から
調節弁１３を通じて補助蒸気母管２へ蒸気（以下、流出
補助蒸気という）を供給する。

一方、制御装置１４は、圧力センサ１５から補助蒸気母
管圧力が入力され、補助蒸気母管圧力が所定の圧力にな
るように調節弁１３を開閉し、流出補助蒸気を補助蒸気
母管２へ供給する。この流出補助蒸気量が多くなると、
蒸気タービン排気蒸気量が減少して復水器６への復水量
が減少し、ホットウェル１１のレベルが低下するので、
補給水タンク１６より補給水ポンプ１７と補給水止弁１
８を通じて補給水の供給を受け、ホットウェル１１の保
有水量を維持する。この補給水は、ユニット１の系外に
流出する量を補う分量が入るので、その流量は略流出補
助蒸気量に等しい。

次に、他のユニット（ユニット１と同様の構成）１９、
２０を起動する場合、ユニット１から供給される流出補
助蒸気を用いて同様な起動が行われ、やがて、ユニット
１９．２０も定格出力付近での運転状態となると、ユニ
ット１と同様補助蒸気母管２へ流出補助蒸気を供給でき
るようになる。

以上のようにして、各ユニット間で相互に補助蒸気の融
通がなされ、起動中もしくは停止中のユニットには、定
格出力付近で運動中のユニットより、補助蒸気の供給さ
れることが特徴である。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように補給水中には大量のＤＯ□が含まれてお
り、これを除くために蒸気タビーン排気蒸気と補給水を
接触させることで脱気を行っている。

この脱気性能は、排気蒸気量と補給水量の相対関係で決
まり、多量の補給水量に対して、排気蒸気量が少ないと
脱気性能が悪化し、ＤＯ□を除去しきれなくなる。

上記した従来例では、先発のユニットが後発のユニット
に対して補助蒸気を供給するが、後発のユニットが複数
台同時に起動して脱気蒸気を多量に消費すると、先発の
ユニットから多量の蒸気が流出し、これを補なうために
多量の補給水が流入する一方で排気蒸気量が少なくなり
、これにつれて脱気性能が著しく悪化して給水中のＤ０
２　が増加し、排熱回収ボイラの運転に支障を来たす。

このような状態になる一因としては、定格出力付近で運
転中のユニットが流出補助蒸気を供給している場合、後
発で起動したユニットが調節弁１３を制御して、補助蒸
気を供給しようとする時点で、補助蒸気母管２には、既
に運転中のユニットから供給されている流出補助蒸気に
よって圧力が確立しており、調節弁１３は全閉となるた
め、後発で起動したユニットからは補助蒸気の供給がな
されず、特定のユニットのみに補助蒸気の供給が集中す
ることにもある。これらの要因により、プラントの運転
は著しく安定性を欠くという不都合がある。

そこで、本発明の目的は、補助蒸気供給のため流出補助
蒸気が過剰となり、これに対応して補給されるＤＯ２を
多量に含んだ補給水によるＤ０２量の増加を防止すると
共に、特定ユニットに集中していだ補助蒸気の供給を、
各ユニットで分配するようにした複合サイクル発電プラ
ントの補助蒸気供給方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、ガスタービン、排熱回収ボイラ。

蒸気タービン及び発電機を主構成要素とするユニットが
複数設置され、排熱回収ボイラで発生した蒸気の一部を
、補助蒸気として供給する配管系が調節弁を介して補助
蒸気母管に接続され、制御装置はこの補助蒸気母管の圧
力が一定になるようにｌ１節弁を制御し、この補助蒸気
母管を介してユニット間相互に、補助蒸気を供給するよ
うにした複合サイクル発電プラントの補助蒸気供給方法
において、予め定めた脱気性能特性に基づいて蒸気ター
ビンの排気蒸気量から所定の溶存酸素量を維持するため
の上限補給水量を演算し、復水器への補給水量と演算し
た上限補給水量とを比較して過剰の補給水量を算出し、
給水中の溶存酸素が所定値を越えたとき過剰の補給水量
の分だけ供給している補助蒸気量が減少するように調節
弁の開度を調節するようにしたものである。

（作用） 制御装置は、排気蒸気量と補給水量の関係から溶存酸素
量を求める脱気性能特性を記憶しているので、排気蒸気
量が分かれば所定値に溶存酸素量を維持するために許容
される上限補給水量を求めることができる。この上限補
給水量と現実の補給水量の差が過剰な補給水量となるか
ら、脱気性能が悪化して給水中の溶存酸素量が所定値を
越えたときにこの過剰な補給水量に見合う分だけ調節弁
を閉じる。これにより、排気蒸気量も減り、脱気性能が
向上するので、給水中の溶存酸素量も減らすことができ
る。一方、このようにｍ節弁を閉じると、補助蒸気母管
の圧力が一時的に低下するが、これを検出した他のユニ
ットの調節弁が開いて、補助蒸気としての排気蒸気を供
給するようになるので、特定のユニットのみに補助蒸気
としての排気蒸気の供給が集中することなく、過剰な排
気蒸気量が他のユニットに分配される。

（実施例） 以下１本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は１本発明の一実施例を示す構成図である。

同図に示すようにユニット２１には、上記した従来のユ
ニット１に対し、蒸気タービン９に流入する蒸気タービ
ン主蒸気流量を検出するセンサ２２と、補給水量を検出
するセンサ２３と、抽気蒸気量を検出するセンサ２４と
、給水中のＤＯ□量を検出するセンサ２５が設けられ、
制御装Ｗ２６にはこれら各センサからの信号が入力され
る。

この制御装置２６は、蒸気タービン排気量と補給水量の
関係から、脱気性能の悪化と実際のＤ０２量を判断して
調節弁１３の開度を減らす制御回路を備えている。

以下、この制御回路の構成を第２図を参照して説明する
。同図において、２７は設定器で、この設定器２７に設
定された設定値からセンサ１５より入力される補助蒸気
母管圧力を減算し、圧力偏差信号ａを出力する減算器２
８と、この圧力偏差信号ａからＰＩＤ演算をして開度信
号すを出力するＰＩＤ演算器２９を備えている。なお、
これらは、上記した従来の補助蒸気母管圧力制御用と同
じものである。

また、これらに加えて、センサ２２より入力される主蒸
気流量から、センサ２４より入力される抽気蒸気流量を
減算し、蒸気タービンの排気蒸気量Ｃを算出する減算器
３０と、排気蒸気量と補給水量の関係から求まる脱気性
能特性を記憶し、排気蒸気量を入力して給水中のＤＯ□
量を通常運転目標値である例えば８　ＰＰｂに維持する
ための上限補給水量ｄを求める演算器３１と、センサ２
３より入力される補給水量から上限補給水量ｄを減算し
て過剰補給水量ｅを出力する減算器３２と、′８．定器
３３に設定されたＤＯ□量８　ＰＰｂとセンサ２５から
の給水中のＤ０２量を比較し、Ｄ０２量が８　ＰＰｂ以
上となったことを判断して接点出力ｆを出力する比較器
３４と、接点出力ｆが成立しているときは過剰補給水量
ｅを出力し。

成立していないときは零を出力する切替器３５と、この
過剰補給水量ｅを調節弁開度に変換してバイアス値ｇを
演算する変換器３６と、上記した開度信号すからバイア
ス値を減算する減算器３７を備えている。

なお、第１図の符号３８．３９は、ユニット２１と同じ
構成の他のユニットを示す。

次に、以上の構成された実施例の作用を説明する。調節
弁１３は、従来例では上記したように圧力偏差信号ａか
らＰＩＤ演算によって、補助蒸気母管圧力を一定に保つ
ように開度信号すで制御されていたが１本実施例では給
水中のＤ０２量を所定量に保つために、過剰な流出補助
蒸気量をこの開度信号すから差し引いて制御する。

なお、以下の説明をするために、給水中のＤ０２量の制
限値を次のようにする。

給水ポンプ出口ＤＯ２量・・・１ｏｐｐｂ以下この制限
値は、上記した設定器３３の設定値８ＰＰｂに対し、２
　ＰＰｂの裕度を与えるようにしたものである。

演算器３１は、上記したように排気蒸気量と補給水量か
ら求まる脱気性能特性を記憶しており、減算器３０で求
まるＭト気蒸気量Ｃで脱気しているときに、８　ＰＰｂ
のＤＯ□量を維持するための上限補給水量ｄを演算する
。そこで、減算器３２により実際の補給水量からこの上
限補給水量ｄを減算すると、脱気性能を悪化させてＤ０
２量を増加させる原因となる過剰補給水量ｅが求まる。

いま、脱気性能の悪化でＤ０２量が増加し、８ＰＰｂ以
上となったときに比較器３４により接点出力ｆが成立し
て、切替器３５は過剰補給水量ｅを出力し、変換器３６
はこの過剰補給水量ｅと等量の流出補助蒸気量に見合う
調節弁開度を算出して、バイアス値ｇを出力する。

そこで、減算器３７によりこのバイアス値ｇを上記の開
度信号すから差し引けば、流出補助蒸気量が過剰補給水
量に相等する量だけ減り、したがって、補給水量は上限
補給水量ｄと等しくなり脱気性能が改善され、Ｄ０２量
はｓ　ｐｐｂに維持される。

以上のように本実施例の制御回路により、ＤＯ□量の制
限値１０ＰＰｂとしたとき、８　ＰＰｂを維持すること
ができるので、排熱回収ボイラ８は支障なく、運転する
ことができる。

このように調節弁１３の開度を減らすと、補助蒸気母管
２の圧力は一時的に低下するが、これを検知した他のユ
ニットの調節弁１３が開き、補助蒸気母管２の圧力は所
定の圧力を維持する。

つまり、１つのユニットに集中していた過剰な流出補助
蒸気を他のユニットに分配したことを意味し、補助蒸気
供給の均等分配を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、脱気性能特性を記
憶した演算器を設けて所定のＤＯ２量を維持するための
上限補給水量を求め、補給水量とこの上限補給水量を比
較して、過剰な補給水量を算出するようにしているので
、給水中の過剰のＤ０２量が制限値を越えたときは、こ
の過剰な補給水量の分だけ流出補助蒸気を減らすことが
できる。

これによって、補給水が減って給水中のＤ０２量が制限
値以下となり、排熱回収ボイラへの悪影響を防止出来る
。

また、流出補助蒸気が減った分だけ他のユニットの流出
補助蒸気が増加し、特定のユニットの補助蒸気供給が集
中する不具合もなくなる。すなわち、補助蒸気供給の分
配により、ユニット運転の負担軽減と排熱回収ボイラの
支障のない運転を図ることができ、ひいてはプラントの
安定運転に寄与する複合サイクル発電プラントの補助蒸
気供給方法を提供することができる。

第３図は従来の複合サイクル発電プラントの補助蒸気供
給方法を示す構成図である。

２・・・補助蒸気母管、　　４・・・給水ポンプ５・・
・給水再循還弁、　　６・・・復水器７・・・ガスター
ビン、　　８・・排熱回収ボイラ９・・・蒸気タービン
、１０・・・発電機１１・・・ホットウェル、　　１３
・・・調節弁１５・・・圧力センサ、　　　１６・・・
補給水タンク１７・・補給水ポンプ。

２１゜ ３８゜ ３９・・ユニット ２２゜ ２３゜ ２４゜ ２５・・・センサ、 ２６・・制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスタービン、排熱回収ボイラ、蒸気タービン及び発電
   機を主構成要素とするユニットが複数設置され、前記排
   熱回収ボイラで発生した蒸気の一部を、補助蒸気として
   供給する配管系が調節弁を介して補助蒸気母管に接続さ
   れ、この補助蒸気母管の圧力が一定になるように前記調
   節弁を制御し、前記補助蒸気母管を介して前記ユニット
   間相互に、前記補助蒸気を供給するようにした複合サイ
   クル発電プラントの補助蒸気供給方法において、予め定
   めた脱気性能特性に基づいて、前記蒸気タービンの排気
   蒸気量から所定の溶存酸素量を維持するための上限補給
   水量を演算し、復水器への補給水量と前記演算した上限
   補給水量とを比較して過剰の補給水量を算出し、前記給
   水中の溶存酸素が所定値を越えたとき過剰の前記補給水
   量の分だけ供給している前記補助蒸気量が減少するよう
   に前記調節弁の開度を調節するようにしたことを特徴と
   する複合サイクル発電プラントの補助蒸気供給方法。