JPH05296401A - 排熱回収ボイラ系統およびその主蒸気温度制御装置 - Google Patents
排熱回収ボイラ系統およびその主蒸気温度制御装置Info
- Publication number
- JPH05296401A JPH05296401A JP10269492A JP10269492A JPH05296401A JP H05296401 A JPH05296401 A JP H05296401A JP 10269492 A JP10269492 A JP 10269492A JP 10269492 A JP10269492 A JP 10269492A JP H05296401 A JPH05296401 A JP H05296401A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- temperature
- pressure
- superheater
- main steam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G5/00—Controlling superheat temperature
- F22G5/18—Controlling superheat temperature by by-passing steam around superheater sections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、ガスタ―ビンの負荷上昇率
（燃料投入量）は変更しないで主蒸気温度の上昇率をタ
―ビンの許容範囲内に治め、プラントの起動時間を長く
することなく蒸気タ―ビンの寿命消費を最小限にするこ
とである。 【構成】 高圧過熱器18，19の分割を高圧第二過熱器19
の伝熱面積と高圧第一過熱器18の伝熱面積との関係を最
適配分となるようにし、分割した伝熱面の蒸気連絡管の
途中に設けた減温器23と高圧蒸気連絡管17からの分岐も
しくは高圧蒸気ドラム15から直接取り出して高圧主蒸気
管20に高圧蒸気ドラム15の飽和蒸気を主蒸気温度調節弁
31で調節して混合して高圧主蒸気の温度制御を行う。
（燃料投入量）は変更しないで主蒸気温度の上昇率をタ
―ビンの許容範囲内に治め、プラントの起動時間を長く
することなく蒸気タ―ビンの寿命消費を最小限にするこ
とである。 【構成】 高圧過熱器18，19の分割を高圧第二過熱器19
の伝熱面積と高圧第一過熱器18の伝熱面積との関係を最
適配分となるようにし、分割した伝熱面の蒸気連絡管の
途中に設けた減温器23と高圧蒸気連絡管17からの分岐も
しくは高圧蒸気ドラム15から直接取り出して高圧主蒸気
管20に高圧蒸気ドラム15の飽和蒸気を主蒸気温度調節弁
31で調節して混合して高圧主蒸気の温度制御を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンバインドサイクル
火力発電プラントの排熱回収ボイラの主蒸気温度制御装
置に関する。
火力発電プラントの排熱回収ボイラの主蒸気温度制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のコンバインドサイクルプラント
は、高効率化および大容量化等への対応から、ガスタ―
ビン入口ガス温度が高温化され、これによって排気温度
も高温化してきている。ガスタ―ビン排気の高温化によ
り、排熱回収ボイラの出口蒸気温度（高圧主蒸気温度）
も高くなる傾向にある。しかし、蒸気タ―ビンは、高圧
蒸気を使用するためケ―シングが厚肉であること、ロ―
タも高温蒸気に曝されることなどの条件から出力に応じ
て最適な蒸気条件が存在する。現状での蒸気タ―ビン入
口主蒸気温度の最高値は、５３８〜５６６℃程度であ
る。したがって、主蒸気温度がこの値を越える様な運転
状態が発生する場合には、負荷に関係なく排熱回収ボイ
ラの発生蒸気温度の上限値を設定して、これに蒸気温度
を制御しているのが一般的である。図４は、排熱回収ボ
イラの構成要素と、水，蒸気，ガスの流れを示した図で
あり、図５は、制御装置の一例を示したブロック図であ
る。
は、高効率化および大容量化等への対応から、ガスタ―
ビン入口ガス温度が高温化され、これによって排気温度
も高温化してきている。ガスタ―ビン排気の高温化によ
り、排熱回収ボイラの出口蒸気温度（高圧主蒸気温度）
も高くなる傾向にある。しかし、蒸気タ―ビンは、高圧
蒸気を使用するためケ―シングが厚肉であること、ロ―
タも高温蒸気に曝されることなどの条件から出力に応じ
て最適な蒸気条件が存在する。現状での蒸気タ―ビン入
口主蒸気温度の最高値は、５３８〜５６６℃程度であ
る。したがって、主蒸気温度がこの値を越える様な運転
状態が発生する場合には、負荷に関係なく排熱回収ボイ
ラの発生蒸気温度の上限値を設定して、これに蒸気温度
を制御しているのが一般的である。図４は、排熱回収ボ
イラの構成要素と、水，蒸気，ガスの流れを示した図で
あり、図５は、制御装置の一例を示したブロック図であ
る。
【０００３】図４で、蒸気タ―ビンで仕事をした蒸気
は、復水器で冷却されて復水となり復水器ホットウエル
に貯められる。ホットウエルに貯まった復水は、復水ポ
ンプで抽出され低圧給水管１を介して、低圧節炭器２に
供給される。低圧節炭器２では、既にガスタ―ビンの排
気ガスと他の熱交換器部分での熱交換で低温になった排
気ガスとの熱交換で全給水を加熱する。低圧節炭器２で
加熱された給水は、低圧連絡管４を介し、低圧給水調節
弁５で低圧蒸気ドラム８の水位を一定に保つように低圧
給水量を調節して低圧ドラム８へ供給される。
は、復水器で冷却されて復水となり復水器ホットウエル
に貯められる。ホットウエルに貯まった復水は、復水ポ
ンプで抽出され低圧給水管１を介して、低圧節炭器２に
供給される。低圧節炭器２では、既にガスタ―ビンの排
気ガスと他の熱交換器部分での熱交換で低温になった排
気ガスとの熱交換で全給水を加熱する。低圧節炭器２で
加熱された給水は、低圧連絡管４を介し、低圧給水調節
弁５で低圧蒸気ドラム８の水位を一定に保つように低圧
給水量を調節して低圧ドラム８へ供給される。
【０００４】一方、低圧連絡管４から分岐した高圧給水
ポンプ吸込管３を介して、高圧給水ポンプ６に供給し、
高圧給水ポンプ６で昇圧する。昇圧された給水は、高圧
給水管７を介して、高圧節炭器12へ高圧給水を供給す
る。高圧節炭器12で、排気ガスと熱交換し昇温した高圧
給水は、高圧連絡管13を介し高圧給水調節弁14で、高圧
蒸気ドラム15の水位を一定に保つように高圧給水量を調
節して、高圧蒸気ドラムに供給する。
ポンプ吸込管３を介して、高圧給水ポンプ６に供給し、
高圧給水ポンプ６で昇圧する。昇圧された給水は、高圧
給水管７を介して、高圧節炭器12へ高圧給水を供給す
る。高圧節炭器12で、排気ガスと熱交換し昇温した高圧
給水は、高圧連絡管13を介し高圧給水調節弁14で、高圧
蒸気ドラム15の水位を一定に保つように高圧給水量を調
節して、高圧蒸気ドラムに供給する。
【０００５】先に、低圧蒸気ドラム８に供給された給水
は、低圧蒸発器９で、排気ガスとの熱交換を行い蒸気を
発生させながら蒸気ドラム８に戻る。つまり、低圧蒸気
ドラム８と低圧蒸発器９との間の熱交換をしながら循環
し蒸気を発生させる。低圧蒸気ドラム８で分離された蒸
気は、低圧蒸気連絡管10を介して低圧過熱器11に供給さ
れ、排気ガスと熱交換して過熱蒸気として、蒸気タ―ビ
ンの低圧段落へ供給される。
は、低圧蒸発器９で、排気ガスとの熱交換を行い蒸気を
発生させながら蒸気ドラム８に戻る。つまり、低圧蒸気
ドラム８と低圧蒸発器９との間の熱交換をしながら循環
し蒸気を発生させる。低圧蒸気ドラム８で分離された蒸
気は、低圧蒸気連絡管10を介して低圧過熱器11に供給さ
れ、排気ガスと熱交換して過熱蒸気として、蒸気タ―ビ
ンの低圧段落へ供給される。
【０００６】一方、高圧節炭器12で加熱され高圧ドラム
15に供給された給水は、高圧蒸発器16で、排気ガスとの
熱交換を行い蒸気を発生させながら高圧蒸気ドラム15に
戻る。つまり、高圧蒸気ドラム15と高圧蒸発器16の間を
熱交換をしながら循環し、蒸気を発生させる。高圧蒸気
ドラム15で分離された蒸気は、高圧蒸気連絡管17を介し
て高圧第一過熱器18に供給され、排気ガスと熱交換して
過熱蒸気となり、主蒸気温度を所定の温度にするために
スプレ―水を蒸気タ―ビンの高圧段落へ供給される。
15に供給された給水は、高圧蒸発器16で、排気ガスとの
熱交換を行い蒸気を発生させながら高圧蒸気ドラム15に
戻る。つまり、高圧蒸気ドラム15と高圧蒸発器16の間を
熱交換をしながら循環し、蒸気を発生させる。高圧蒸気
ドラム15で分離された蒸気は、高圧蒸気連絡管17を介し
て高圧第一過熱器18に供給され、排気ガスと熱交換して
過熱蒸気となり、主蒸気温度を所定の温度にするために
スプレ―水を蒸気タ―ビンの高圧段落へ供給される。
【０００７】一方、蒸気タ―ビンの高圧段落で仕事をし
た蒸気は、再熱器21，22で排気ガスとの熱交換で加熱さ
れ再び高温蒸気とした後、蒸気タ―ビンの中圧段落に供
給される。この再熱蒸気についても、蒸気タ―ビンの材
料等により定まる最高許容温度が設定され、運転状態の
変化にかかわらず再熱蒸気温度を許容温度以下に制御す
る。この温度制御は、再熱器の伝熱面を分割し、分割さ
れた伝熱面の連絡管に減温器26を設け、再熱蒸気の温度
に応じて減温器26へのスプレ―水量を再熱蒸気調節弁27
で調節して供給するものが一般的である。ただし、この
再熱器は、プラントの規模等によって設置されない場合
もある。
た蒸気は、再熱器21，22で排気ガスとの熱交換で加熱さ
れ再び高温蒸気とした後、蒸気タ―ビンの中圧段落に供
給される。この再熱蒸気についても、蒸気タ―ビンの材
料等により定まる最高許容温度が設定され、運転状態の
変化にかかわらず再熱蒸気温度を許容温度以下に制御す
る。この温度制御は、再熱器の伝熱面を分割し、分割さ
れた伝熱面の連絡管に減温器26を設け、再熱蒸気の温度
に応じて減温器26へのスプレ―水量を再熱蒸気調節弁27
で調節して供給するものが一般的である。ただし、この
再熱器は、プラントの規模等によって設置されない場合
もある。
【０００８】更に、高圧給水ポンプ６の吐出側の高圧給
水管７から分岐して低圧節炭器２の入口に循環する低圧
節炭器入口給水温度調節管28および低圧給水温度調節弁
29を設置し低圧節炭器２の入口温度を一定に調節する。
水管７から分岐して低圧節炭器２の入口に循環する低圧
節炭器入口給水温度調節管28および低圧給水温度調節弁
29を設置し低圧節炭器２の入口温度を一定に調節する。
【０００９】一般に、排熱回収ボイラの主蒸気温度は、
排気ガス入口温度、排気ガス量，蒸気量，伝熱面積等の
特性決定要素に支配されて定まる。一般に蒸気タ―ビン
の主蒸気温度には、上限値があり、この上限値を越えな
いように過熱器を分割し、分割された過熱器の伝熱面を
接続する連絡管の途中に減温器23を設け、主蒸気温度に
応じて減温器23に供給するスプレ―水量を主蒸気温度調
節弁25で調節する方式が一般に採用されている。スプレ
―水の水源は、蒸気圧力より高い圧力を有し、水量の変
化に十分に対応できなければならない。図４の例では高
圧給水管７から分岐する方法で示してある。
排気ガス入口温度、排気ガス量，蒸気量，伝熱面積等の
特性決定要素に支配されて定まる。一般に蒸気タ―ビン
の主蒸気温度には、上限値があり、この上限値を越えな
いように過熱器を分割し、分割された過熱器の伝熱面を
接続する連絡管の途中に減温器23を設け、主蒸気温度に
応じて減温器23に供給するスプレ―水量を主蒸気温度調
節弁25で調節する方式が一般に採用されている。スプレ
―水の水源は、蒸気圧力より高い圧力を有し、水量の変
化に十分に対応できなければならない。図４の例では高
圧給水管７から分岐する方法で示してある。
【００１０】ここで、図５に従来の主蒸気温度制御の一
例を示す。高圧蒸気ドラム15の圧力は、高圧第二過熱器
19の入口蒸気温度の下限値を演算する関数発生器35に入
力され、高圧蒸気ドラム15の圧力に応じた高圧第二過熱
器19の入口蒸気温度の下限値が演算される。この演算値
は、高圧蒸気管20の蒸気流量および減温水供給管24のス
プレ―水温度と共に高圧主蒸気温度調節スプレ―弁25の
開度演算器36に入力され、高圧主蒸気温度調節スプレ―
弁25の開度が演算される。
例を示す。高圧蒸気ドラム15の圧力は、高圧第二過熱器
19の入口蒸気温度の下限値を演算する関数発生器35に入
力され、高圧蒸気ドラム15の圧力に応じた高圧第二過熱
器19の入口蒸気温度の下限値が演算される。この演算値
は、高圧蒸気管20の蒸気流量および減温水供給管24のス
プレ―水温度と共に高圧主蒸気温度調節スプレ―弁25の
開度演算器36に入力され、高圧主蒸気温度調節スプレ―
弁25の開度が演算される。
【００１１】一方、高圧蒸気管20の高圧蒸気温度とその
設定値との偏差に基づいてその偏差が零となるような高
圧主蒸気温度調節スプレ―弁25の開度が主蒸気温度調節
器37で演算される。そして、この演算値と開度演算器36
の演算値とのうち小さい方を選択して高圧主蒸気温度調
節スプレ―弁25に開度指令を出力する低値優先回路38を
備えている。
設定値との偏差に基づいてその偏差が零となるような高
圧主蒸気温度調節スプレ―弁25の開度が主蒸気温度調節
器37で演算される。そして、この演算値と開度演算器36
の演算値とのうち小さい方を選択して高圧主蒸気温度調
節スプレ―弁25に開度指令を出力する低値優先回路38を
備えている。
【００１２】従来例による主蒸気温度制御は、負荷に関
係なく設定温度を一定にしておく一定値制御を採用して
いる。しかし、ガスタ―ビンの大容量化および環境対策
を考慮した運転方法の採用により、ガスタ―ビンの排気
ガス温度が高くなると共に温度上昇率も高くなる傾向に
ある。特に、助燃装置を設置していない排熱回収ボイラ
にあっては、排気ガス入口温度，排気ガス量，蒸気量，
伝熱面積等の決定要素に支配されて高圧第二過熱器19の
出口蒸気温度が定まる。蒸気発生量の少ないガスタ―ビ
ンの出力が低い運転状態においては、排気ガスの温度上
昇率と同等の温度変化となる。蒸気温度一定値制御の場
合は、従来技術でも蒸気温度制御は可能である。しか
し、排気ガスの温度上昇率と同等の率で蒸気温度が上昇
すると蒸気タ―ビンの許容温度上昇率を上回り、蒸気タ
―ビンの熱応力が異常に大きくなり寿命消費が大きくな
るような不都合が生じる。
係なく設定温度を一定にしておく一定値制御を採用して
いる。しかし、ガスタ―ビンの大容量化および環境対策
を考慮した運転方法の採用により、ガスタ―ビンの排気
ガス温度が高くなると共に温度上昇率も高くなる傾向に
ある。特に、助燃装置を設置していない排熱回収ボイラ
にあっては、排気ガス入口温度，排気ガス量，蒸気量，
伝熱面積等の決定要素に支配されて高圧第二過熱器19の
出口蒸気温度が定まる。蒸気発生量の少ないガスタ―ビ
ンの出力が低い運転状態においては、排気ガスの温度上
昇率と同等の温度変化となる。蒸気温度一定値制御の場
合は、従来技術でも蒸気温度制御は可能である。しか
し、排気ガスの温度上昇率と同等の率で蒸気温度が上昇
すると蒸気タ―ビンの許容温度上昇率を上回り、蒸気タ
―ビンの熱応力が異常に大きくなり寿命消費が大きくな
るような不都合が生じる。
【００１３】一方、このような不都合を解消するには、
ある定められた温度上昇率で設定温度を変化させ、蒸気
温度を制御する必要が生じる。この温度制御をスプレ―
水量調節のみで実施する場合、スプレ―水が水滴の状態
で過熱器内に流入しないように、水分が過飽和状態にな
らないようにスプレ―水の注入量を制限するのが一般的
である。このスプレ―水量の制限値は、一般的にスプレ
―注入部分の蒸気圧力に対する飽和温度に３０〜５０℃
の余裕を加えた温度以下に減温しないような水量とする
ことにある。また、スプレ―水での主蒸気温度の制御に
は、大きな遅れが生じる。このため、主蒸気温度が設定
値に制御できない状態が発生し、結果として温度上昇率
も初期の目標より高くなってしまうことになる。
ある定められた温度上昇率で設定温度を変化させ、蒸気
温度を制御する必要が生じる。この温度制御をスプレ―
水量調節のみで実施する場合、スプレ―水が水滴の状態
で過熱器内に流入しないように、水分が過飽和状態にな
らないようにスプレ―水の注入量を制限するのが一般的
である。このスプレ―水量の制限値は、一般的にスプレ
―注入部分の蒸気圧力に対する飽和温度に３０〜５０℃
の余裕を加えた温度以下に減温しないような水量とする
ことにある。また、スプレ―水での主蒸気温度の制御に
は、大きな遅れが生じる。このため、主蒸気温度が設定
値に制御できない状態が発生し、結果として温度上昇率
も初期の目標より高くなってしまうことになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、蒸気発生量
の少ないガスタ―ビンの出力が低い運転状態において
は、排気ガスの温度上昇率と同等の温度変化となる。
の少ないガスタ―ビンの出力が低い運転状態において
は、排気ガスの温度上昇率と同等の温度変化となる。
【００１５】蒸気温度一定値制御の場合は、従来技術で
も蒸気温度制御は可能である。しかし、排気ガスの温度
上昇率と同等の率で蒸気温度が上昇すると蒸気タ―ビン
の許容温度上昇率を上回り、蒸気タ―ビンの熱応力が異
常に大きくなり寿命消費が大きくなるような不都合が生
じる。
も蒸気温度制御は可能である。しかし、排気ガスの温度
上昇率と同等の率で蒸気温度が上昇すると蒸気タ―ビン
の許容温度上昇率を上回り、蒸気タ―ビンの熱応力が異
常に大きくなり寿命消費が大きくなるような不都合が生
じる。
【００１６】本発明の目的は、ガスタ―ビンの負荷上昇
率（燃料投入量）は変更しないで主蒸気温度の上昇率を
蒸気タ―ビンの許容範囲内に治め、プラントの起動時間
を長くすることなく蒸気タ―ビンの寿命消費を最小限に
することである。
率（燃料投入量）は変更しないで主蒸気温度の上昇率を
蒸気タ―ビンの許容範囲内に治め、プラントの起動時間
を長くすることなく蒸気タ―ビンの寿命消費を最小限に
することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】高圧過熱器18，19の分割
を高圧第二過熱器19の伝熱面積と高圧第一過熱器18の伝
熱面積との関係を最適配分となるようにし、分割した伝
熱面の蒸気連絡管の途中に設けた減温器23と高圧蒸気連
絡管17からの分岐もしくは高圧蒸気ドラム15から直接取
り出して高圧主蒸気管20に高圧蒸気ドラム15の飽和蒸気
を主蒸気温度調節弁31で調節して混合して高圧主蒸気の
温度制御を行う。
を高圧第二過熱器19の伝熱面積と高圧第一過熱器18の伝
熱面積との関係を最適配分となるようにし、分割した伝
熱面の蒸気連絡管の途中に設けた減温器23と高圧蒸気連
絡管17からの分岐もしくは高圧蒸気ドラム15から直接取
り出して高圧主蒸気管20に高圧蒸気ドラム15の飽和蒸気
を主蒸気温度調節弁31で調節して混合して高圧主蒸気の
温度制御を行う。
【００１８】
【作用】スプレ―と蒸気混合の二方式を併用した高圧蒸
気温度制御によれば、分割された高圧過熱器の伝熱面を
連絡する蒸気管の途中に設けた減温器にスプレ―水を注
入すると同時に、飽和蒸気の混合制御を先行的に行う。
したがって、スプレ―水の過飽和状態が発生するような
運転状態においても、高圧主蒸気温度は、温度上昇率の
許容範囲内での温度設定に対しても十分な制御性を発揮
できる。
気温度制御によれば、分割された高圧過熱器の伝熱面を
連絡する蒸気管の途中に設けた減温器にスプレ―水を注
入すると同時に、飽和蒸気の混合制御を先行的に行う。
したがって、スプレ―水の過飽和状態が発生するような
運転状態においても、高圧主蒸気温度は、温度上昇率の
許容範囲内での温度設定に対しても十分な制御性を発揮
できる。
【００１９】
【実施例】図１に本発明の実施例の機器構成および系統
を示す。
を示す。
【００２０】図１に示す機器構成および系統は、図３に
示した従来技術の機器構成と系統に、高圧蒸気連絡管17
から分岐して高圧主蒸気管20に合流する過熱器バイパス
蒸気管30、および過熱器バイパス蒸気管30の途中に、混
合する飽和蒸気流量を調節する主蒸気温度調節弁31とを
設ける。主蒸気温度調節弁31は、主蒸気温度調節装置32
の制御信号に基づいてその開度を調節する。
示した従来技術の機器構成と系統に、高圧蒸気連絡管17
から分岐して高圧主蒸気管20に合流する過熱器バイパス
蒸気管30、および過熱器バイパス蒸気管30の途中に、混
合する飽和蒸気流量を調節する主蒸気温度調節弁31とを
設ける。主蒸気温度調節弁31は、主蒸気温度調節装置32
の制御信号に基づいてその開度を調節する。
【００２１】図２に示す主蒸気温度調節装置32の内部構
成は、高圧蒸気ドラム15の圧力を入力として分割した過
熱器の高温側伝熱面入口温度、すなわち図１の高圧第二
過熱器19の入口温度に相当の許容最低温度を算出する関
数発生器35と、関数発生器35によって計算された過熱器
の高圧側伝熱面入口温度の許容最低温度，スプレ―水温
度，蒸気流量およびその他演算に必要なデ―タを入力と
して高圧主蒸気温度調節スプレ―弁開度を計算する演算
器36と、蒸気設定温度と高圧主蒸気温度との偏差を減少
させるように高圧主蒸気温度調節スプレ―弁開度を計算
する主蒸気温度調節器と前記の両者の高圧主蒸気温度調
節スプレ―弁開度の低値を優先して出力する低値優先回
路38と、蒸気温度設定値と高圧主蒸気温度との偏差を微
分する微分器39と、微分器39によって微分された偏差を
減少させるように主蒸気温度調節弁31の弁開度を出力す
るもう一つの主蒸気温度調節器を設けた構成である。
成は、高圧蒸気ドラム15の圧力を入力として分割した過
熱器の高温側伝熱面入口温度、すなわち図１の高圧第二
過熱器19の入口温度に相当の許容最低温度を算出する関
数発生器35と、関数発生器35によって計算された過熱器
の高圧側伝熱面入口温度の許容最低温度，スプレ―水温
度，蒸気流量およびその他演算に必要なデ―タを入力と
して高圧主蒸気温度調節スプレ―弁開度を計算する演算
器36と、蒸気設定温度と高圧主蒸気温度との偏差を減少
させるように高圧主蒸気温度調節スプレ―弁開度を計算
する主蒸気温度調節器と前記の両者の高圧主蒸気温度調
節スプレ―弁開度の低値を優先して出力する低値優先回
路38と、蒸気温度設定値と高圧主蒸気温度との偏差を微
分する微分器39と、微分器39によって微分された偏差を
減少させるように主蒸気温度調節弁31の弁開度を出力す
るもう一つの主蒸気温度調節器を設けた構成である。
【００２２】高圧主蒸気温度が急激に上昇した場合は、
主蒸気温度調節器37によりスプレ―水が注入されるが、
同時にもう一つの主蒸気温度調節器40は微分器39によっ
て微分された温度偏差も急激に上昇するため、飽和蒸気
の混合量を増加させる。
主蒸気温度調節器37によりスプレ―水が注入されるが、
同時にもう一つの主蒸気温度調節器40は微分器39によっ
て微分された温度偏差も急激に上昇するため、飽和蒸気
の混合量を増加させる。
【００２３】この時、スプレ―水注入による高圧蒸気温
度上昇の抑制の降下は、かなりの遅れを生じるが、飽和
蒸気の混合による効果はすぐに現れ、高圧主蒸気温度を
蒸気温度設定値にするように作用する。
度上昇の抑制の降下は、かなりの遅れを生じるが、飽和
蒸気の混合による効果はすぐに現れ、高圧主蒸気温度を
蒸気温度設定値にするように作用する。
【００２４】主蒸気温度上昇率などの蒸気温度変化率に
制約を受けた場合、スプレ―水制御のみでは、変化率制
限を満足することが不可能なケ―スも発生するるが、実
施例のように飽和蒸気を混合する蒸気温度制御方法を採
用し、飽和蒸気の混合量を温度偏差の微分値により求め
ることにより、蒸気温度の上昇を抑制することができ、
変化率制限を必要とする場合でも、目的の温度制御が可
能である。
制約を受けた場合、スプレ―水制御のみでは、変化率制
限を満足することが不可能なケ―スも発生するるが、実
施例のように飽和蒸気を混合する蒸気温度制御方法を採
用し、飽和蒸気の混合量を温度偏差の微分値により求め
ることにより、蒸気温度の上昇を抑制することができ、
変化率制限を必要とする場合でも、目的の温度制御が可
能である。
【００２５】次に、図３に他の一実施例を示す。主蒸気
温度調節装置32の内部構成は、高圧蒸気ドラム15の圧力
を入力として分割した過熱器の高温側伝熱面入口温度、
すなわち、図１の高圧第二過熱器19の入口温度の許容最
低限温度を算出する関数発生器35，主蒸気温度設定値，
蒸気流量，排熱回収ボイラ入口ガス温度およびその他演
算に必要なデ―タを入力として分割した過熱器の高温側
伝熱面入口温度、すなわち図１の高圧第二過熱器19の入
口温度の推定値を計算する演算器36および前記の両者の
出力の高値を優先して出力する高値優先回路37から構成
された高圧第二過熱器入口温度設定値の計算部分と、こ
の設定値と第二過熱器入口温度の測定値の偏差を入力と
して高圧主蒸気温度調節弁25の駆動信号を出力する減温
スプレ―水量調節器38，更に飽和蒸気の混合量を調節す
るための主蒸気温度調節器39である。
温度調節装置32の内部構成は、高圧蒸気ドラム15の圧力
を入力として分割した過熱器の高温側伝熱面入口温度、
すなわち、図１の高圧第二過熱器19の入口温度の許容最
低限温度を算出する関数発生器35，主蒸気温度設定値，
蒸気流量，排熱回収ボイラ入口ガス温度およびその他演
算に必要なデ―タを入力として分割した過熱器の高温側
伝熱面入口温度、すなわち図１の高圧第二過熱器19の入
口温度の推定値を計算する演算器36および前記の両者の
出力の高値を優先して出力する高値優先回路37から構成
された高圧第二過熱器入口温度設定値の計算部分と、こ
の設定値と第二過熱器入口温度の測定値の偏差を入力と
して高圧主蒸気温度調節弁25の駆動信号を出力する減温
スプレ―水量調節器38，更に飽和蒸気の混合量を調節す
るための主蒸気温度調節器39である。
【００２６】図３に示す実施例の場合は、関連デ―タを
使用して計算した推定値と許容最低限の値を比較し、高
い方の値を第二過熱器入口蒸気温度の設定値とし、実測
値との比較によりスプレ―水量を調節する。したがっ
て、第二過熱器入口温度の設定値が許容最低温度より高
い場合は、このスプレ―水量制御のみで高圧主蒸気温度
の制御が可能である。一方、この逆の現象の場合は、高
圧主蒸気温度が設定値に制御できないが、実施例の場合
は、更に飽和蒸気の混合による高圧主蒸気温度制御を組
み合わせてあるため、高圧主蒸気温度を設定値に制御す
ることが可能である。
使用して計算した推定値と許容最低限の値を比較し、高
い方の値を第二過熱器入口蒸気温度の設定値とし、実測
値との比較によりスプレ―水量を調節する。したがっ
て、第二過熱器入口温度の設定値が許容最低温度より高
い場合は、このスプレ―水量制御のみで高圧主蒸気温度
の制御が可能である。一方、この逆の現象の場合は、高
圧主蒸気温度が設定値に制御できないが、実施例の場合
は、更に飽和蒸気の混合による高圧主蒸気温度制御を組
み合わせてあるため、高圧主蒸気温度を設定値に制御す
ることが可能である。
【００２７】主蒸気温度上昇率などの蒸気温度変化率に
制約を受けた場合、スプレ―水制御のみでは、変化率制
限を満足することが不可能なケ―スも発生するが、実施
例のように飽和蒸気を混合する蒸気温度制御方法を採用
することにより、これらの制約は解除できる。つまり、
変化率制限を必要とする場合でも、目的の温度制御が可
能である。
制約を受けた場合、スプレ―水制御のみでは、変化率制
限を満足することが不可能なケ―スも発生するが、実施
例のように飽和蒸気を混合する蒸気温度制御方法を採用
することにより、これらの制約は解除できる。つまり、
変化率制限を必要とする場合でも、目的の温度制御が可
能である。
【００２８】また、スプレ―水量制御について、高圧第
二過熱器19の入口温度の設定値については、上述の実施
例と同様に、高圧第二過熱器入口温度下限値関数発生器
35および高圧第二過熱器入口蒸気温度演算器36の出力の
高値とするが、スプレ―水量をこの設定値とスプレ―水
温度および蒸気流量等を入力として演算し、この結果に
したがって、減温スプレ―水調節弁の開度を設定して水
量調節を行う。蒸気の混合制御は、図３に示した実施例
と同様である。
二過熱器19の入口温度の設定値については、上述の実施
例と同様に、高圧第二過熱器入口温度下限値関数発生器
35および高圧第二過熱器入口蒸気温度演算器36の出力の
高値とするが、スプレ―水量をこの設定値とスプレ―水
温度および蒸気流量等を入力として演算し、この結果に
したがって、減温スプレ―水調節弁の開度を設定して水
量調節を行う。蒸気の混合制御は、図３に示した実施例
と同様である。
【００２９】
【発明の効果】コンバインドサイクル発電設備等で、ガ
スタ―ビン側と蒸気タ―ビン側との起動特性の相違等に
より、蒸気タ―ビン側で温度上昇率の制限を加えた蒸気
温度制御が必要な場合、従来技術である過熱器の伝熱面
を分割し、両者を連絡する連絡管の途中に減温器を設置
し、この減温器にスプレ―水を供給して蒸気温度を制御
する方法では、主蒸気温度の設定値にまで蒸気温度を下
げるような制御ができない場合がある。しかし、本発明
では、このような制限もなく蒸気温度の制御が可能であ
る。したがって、ガスタ―ビンの速い起動特性を活かし
たプラントの起動ができる効果がある。
スタ―ビン側と蒸気タ―ビン側との起動特性の相違等に
より、蒸気タ―ビン側で温度上昇率の制限を加えた蒸気
温度制御が必要な場合、従来技術である過熱器の伝熱面
を分割し、両者を連絡する連絡管の途中に減温器を設置
し、この減温器にスプレ―水を供給して蒸気温度を制御
する方法では、主蒸気温度の設定値にまで蒸気温度を下
げるような制御ができない場合がある。しかし、本発明
では、このような制限もなく蒸気温度の制御が可能であ
る。したがって、ガスタ―ビンの速い起動特性を活かし
たプラントの起動ができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す系統図
【図２】本発明の一実施例を示す主蒸気温度制御ブロッ
ク図
ク図
【図３】本発明の他の一実施例を示す主蒸気温度制御ブ
ロック図
ロック図
【図４】従来例の系統図
【図５】従来例の主蒸気温度制御ブロック図
１…低圧給水管 ２…低圧節炭器 ３…高圧給水ポンプ吸込管 ４…低圧連絡管 ５…低圧給水調節弁 ６…高圧給水ホンプ ７…高圧給水管 ８…低圧蒸気ドラム ９…低圧蒸発器 １０…低圧蒸気連絡管 １１…低圧過熱器 １２…高圧節炭器 １３…高圧連絡管 １４…高圧給水調節弁 １５…高圧蒸気ドラム １６…高圧蒸発器 １７…高圧蒸気連絡管 １８…高圧第一過熱器 １９…高圧第二過熱器 ２０…高圧主蒸気管 ２１…第一再熱器 ２２…第二再熱器 ２３…高圧主蒸気減温器 ２４…減温水供給管 ２５…高圧主蒸気温度調節スプレ―弁 ２６…再熱蒸気減温器 ２７…再熱蒸気温度調
節弁 ２８…低圧節炭器入口給水温度調節管 ２９…低圧給水温度調節弁 ３０…過熱器バイパス
蒸気管 ３１…主蒸気温度調節弁 ３２…主蒸気温度調節
装置 ３５…第二過熱器入口蒸気下限値関数発生器 ３６…高圧主蒸気温度調節スプレ―弁開度演算器 ３７…主蒸気温度調節器 ３８…低値優先回路 ３９…微分器 ４０…主蒸気温度調節
器 ４１…第二過熱器入口温度演算器 ４２…高値優先回路 ４３…減温スプレ―水
量調節器 ４４…主蒸気温度調節器
節弁 ２８…低圧節炭器入口給水温度調節管 ２９…低圧給水温度調節弁 ３０…過熱器バイパス
蒸気管 ３１…主蒸気温度調節弁 ３２…主蒸気温度調節
装置 ３５…第二過熱器入口蒸気下限値関数発生器 ３６…高圧主蒸気温度調節スプレ―弁開度演算器 ３７…主蒸気温度調節器 ３８…低値優先回路 ３９…微分器 ４０…主蒸気温度調節
器 ４１…第二過熱器入口温度演算器 ４２…高値優先回路 ４３…減温スプレ―水
量調節器 ４４…主蒸気温度調節器
Claims (4)
- 【請求項１】 給水を一種以上の圧力で動作する蒸気ド
ラムと、この蒸気ドラムへの給水を加熱する節炭器およ
び缶水を循環し加熱蒸発する蒸発器と、蒸気ドラムで発
生した蒸気を過熱する過熱器とを有し、主蒸気温度を蒸
気の使用目的に応じた温度に制御して供給する排熱回収
ボイラ系統において、前記過熱器の伝熱面を複数に分割
してその分割した伝熱面を接続する連絡管と減温器とを
設け、高圧給水ポンプ吐出等の適当な条件を有するスプ
レ―水を調節して供給する系統設備と、高圧蒸気ドラム
と分割した過熱器の低温側過熱器の蒸気入口との連絡管
から分岐もしくは蒸気ドラムから独立して、分割した過
熱器の高温側過熱器の出口管（主蒸気管）に蒸気ドラム
内の飽和蒸気を調節して過熱器を通過した蒸気と混合
し、主蒸気温度を減温器スプレ―水量とドラム内蒸気の
混合量の調節により、主蒸気温度を調節できるように構
成した排熱回収ボイラ系統。 - 【請求項２】 請求項１の排熱回収ボイラ系統を使用し
スプレ―水量調節と飽和蒸気混合量の調節による主蒸気
温度制御装置において、スプレ―水量は主蒸気温度設定
値と主蒸気温度の偏差を減少するように調節され、飽和
蒸気混合量は、主蒸気温度設定値と主蒸気温度との偏差
の微分値を減少するように調節されることを特徴とする
主蒸気温度制御装置。 - 【請求項３】 請求項１の排熱回収ボイラ系統を使用し
スプレ―水量調節と飽和蒸気混合量の調節による主蒸気
温度制御装置において、分割した過熱器の高温側過熱器
入口温度を、スプレ―水を混合した後においてスプレ―
水が完全に蒸気の状態になるよう同部蒸気もしくはその
上流の蒸気ドラム内蒸気圧力の飽和温度に余裕を加えた
温度以上に保つようにし、高温側過熱器出口蒸気と蒸気
ドラム内蒸気の混合によって最終的に主蒸気温度を制御
するように構成したことを特徴とする主蒸気温度制御装
置。 - 【請求項４】 請求項３の主蒸気温度制御装置におい
て、高圧蒸気ドラム圧力および分割した過熱器の低温側
過熱器出口もしくは高温側過熱器入口圧力に対する飽和
温度を計算する関数発生器の出力と主蒸気温度設定値と
蒸気流量および伝熱特性を使用して高温側過熱器入口蒸
気温度を演算する演算器の出力の高値を蒸気温度設定値
として採用し、高温側過熱器入口蒸気温度の測定値と比
較してスプレ―水量を調節することを特徴とする主蒸気
温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10269492A JPH05296401A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 排熱回収ボイラ系統およびその主蒸気温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10269492A JPH05296401A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 排熱回収ボイラ系統およびその主蒸気温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296401A true JPH05296401A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14334368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10269492A Pending JPH05296401A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 排熱回収ボイラ系統およびその主蒸気温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296401A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0736669A3 (en) * | 1995-04-05 | 1997-09-17 | Gen Electric | Steam-cooled gas turbine |
| WO2012039225A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 株式会社 豊田自動織機 | ランキンサイクル装置 |
| CN110186022A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-30 | 上海国际化建工程咨询有限公司 | 一种适用于副产过热蒸汽的高温立式盘管废热锅炉 |
| CN112082147A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 东方菱日锅炉有限公司 | 余热锅炉的低压过热器系统 |
| WO2025089041A1 (ja) * | 2023-10-27 | 2025-05-01 | 三菱重工業株式会社 | 蒸気供給システム |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP10269492A patent/JPH05296401A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0736669A3 (en) * | 1995-04-05 | 1997-09-17 | Gen Electric | Steam-cooled gas turbine |
| WO2012039225A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 株式会社 豊田自動織機 | ランキンサイクル装置 |
| CN110186022A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-30 | 上海国际化建工程咨询有限公司 | 一种适用于副产过热蒸汽的高温立式盘管废热锅炉 |
| CN112082147A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 东方菱日锅炉有限公司 | 余热锅炉的低压过热器系统 |
| WO2025089041A1 (ja) * | 2023-10-27 | 2025-05-01 | 三菱重工業株式会社 | 蒸気供給システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2718367C (en) | Direct heating organic ranking cycle | |
| US4207842A (en) | Mixed-flow feedwater heater having a regulating device | |
| EP0290220A1 (en) | Reheat type waste heat recovery boiler and power generation plant using the same | |
| JP3032005B2 (ja) | ガス・蒸気タービン複合設備 | |
| JPS6249443B2 (ja) | ||
| CA2017989A1 (en) | System and method for heat recovery in a combined cycle power plant | |
| RU2062332C1 (ru) | Комбинированная газопаротурбинная устанвока | |
| JPS6239648B2 (ja) | ||
| US3411300A (en) | Method and apparatus for sliding pressure operation of a vapor generator at subcritical and supercritical pressure | |
| JPS6214047B2 (ja) | ||
| JPH10292902A (ja) | 主蒸気温度制御装置 | |
| JP2001329806A (ja) | 複合サイクルプラント | |
| WO2016047400A1 (ja) | ボイラ、コンバインドサイクルプラント並びにボイラの蒸気冷却方法 | |
| JP5276973B2 (ja) | 貫流式排熱回収ボイラ | |
| JPH05296401A (ja) | 排熱回収ボイラ系統およびその主蒸気温度制御装置 | |
| JPH09195718A (ja) | 主蒸気温度制御装置 | |
| US3361117A (en) | Start-up system for forced flow vapor generator and method of operating the vapor generator | |
| JP2531801B2 (ja) | 排熱回収熱交換器の制御装置 | |
| JPH03282102A (ja) | 排熱回収ボイラおよびそれに使用する減温器制御装置 | |
| JP2001317704A (ja) | 複合プラント、及び、排熱回収ボイラの水張り方法 | |
| JPH0842802A (ja) | 排ガスボイラ中／低圧蒸発量制御装置 | |
| JPH11159305A (ja) | 加圧流動床複合発電プラント | |
| JP2908085B2 (ja) | 排熱回収ボイラ | |
| JPH09196301A (ja) | 排熱回収ボイラとその運転方法 | |
| JPS63682B2 (ja) |