JPH08260911A - 一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起動方法および制御装置 - Google Patents
一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起動方法および制御装置Info
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- JPH08260911A JPH08260911A JP6453695A JP6453695A JPH08260911A JP H08260911 A JPH08260911 A JP H08260911A JP 6453695 A JP6453695 A JP 6453695A JP 6453695 A JP6453695 A JP 6453695A JP H08260911 A JPH08260911 A JP H08260911A
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- 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]
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- Control Of Turbines (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】蒸気タービンロータの熱応力を十分に低減し
て、短時間での再起動を行うことができるようにする。 【構成】ガスタービン軸、蒸気タービン軸および発電機
軸を１本に結合し、ガスタービンの排気ガスのエネルギ
を排熱回収ボイラで蒸気に変換して蒸気タービンに導入
する一軸型コンバインドサイクル発電プラントを、負荷
遮断運転または所内単独運転への移行後に再起動する方
法において、蒸気タービンに供給される主蒸気温度２２
が蒸気タービンロータ温度２３よりも低く、その温度差
が一定の範囲より大きい場合に、蒸気タービンの通気前
にガスタービンの負荷上昇および排気ガス温度２１の上
昇を行うことで、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度
との温度差を一定の範囲に収め、その後、蒸気タービン
に通気許可を与える。
て、短時間での再起動を行うことができるようにする。 【構成】ガスタービン軸、蒸気タービン軸および発電機
軸を１本に結合し、ガスタービンの排気ガスのエネルギ
を排熱回収ボイラで蒸気に変換して蒸気タービンに導入
する一軸型コンバインドサイクル発電プラントを、負荷
遮断運転または所内単独運転への移行後に再起動する方
法において、蒸気タービンに供給される主蒸気温度２２
が蒸気タービンロータ温度２３よりも低く、その温度差
が一定の範囲より大きい場合に、蒸気タービンの通気前
にガスタービンの負荷上昇および排気ガス温度２１の上
昇を行うことで、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度
との温度差を一定の範囲に収め、その後、蒸気タービン
に通気許可を与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は火力発電プラント、特に
一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起動方法
および制御装置に関する。
一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起動方法
および制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４はガスタービン軸、蒸気タービン軸
および発電機軸を１本に結合し、ガスタービンの排気ガ
スのエネルギを排熱回収ボイラで蒸気に変換し、蒸気タ
ービンに導入する火力発電プラント等における一軸型コ
ンバインドサイクル発電プラントの構成を示している。
および発電機軸を１本に結合し、ガスタービンの排気ガ
スのエネルギを排熱回収ボイラで蒸気に変換し、蒸気タ
ービンに導入する火力発電プラント等における一軸型コ
ンバインドサイクル発電プラントの構成を示している。
【０００３】この発電プラントでは、燃料流量調節弁１
から供給される燃料が圧縮機２から供給される圧縮空気
によって燃焼器３で燃焼し、ガスタービン４で熱エネル
ギを回転エネルギに変換して動力を発生する。
から供給される燃料が圧縮機２から供給される圧縮空気
によって燃焼器３で燃焼し、ガスタービン４で熱エネル
ギを回転エネルギに変換して動力を発生する。
【０００４】ガスタービン４の排気ガスは、排熱回収ボ
イラ５により熱回収されて、煙突（図示略）から放出さ
れる。
イラ５により熱回収されて、煙突（図示略）から放出さ
れる。
【０００５】一方、節炭器６により予熱された給水は、
蒸気ドラム７に供給され、蒸発器８で熱吸収して蒸気ド
ラム７により気水分離される。分離された蒸気は、第１
過熱器９および第２過熱器１０で過熱され、減温器スプ
レー調節弁１１より減温器１２に導かれる冷却水で温度
調節された後に、蒸気加減弁１３を経て蒸気タービン１
４に導かれる。蒸気タービン１４は、熱エネルギを回転
エネルギに変換して動力を発生する。
蒸気ドラム７に供給され、蒸発器８で熱吸収して蒸気ド
ラム７により気水分離される。分離された蒸気は、第１
過熱器９および第２過熱器１０で過熱され、減温器スプ
レー調節弁１１より減温器１２に導かれる冷却水で温度
調節された後に、蒸気加減弁１３を経て蒸気タービン１
４に導かれる。蒸気タービン１４は、熱エネルギを回転
エネルギに変換して動力を発生する。
【０００６】蒸気タービン通過後の蒸気は、復水器１５
で復水され、給水ポンプ１６で昇圧され、節炭器６に供
給される。ガスタービン４および蒸気タービン１４で発
生した動力は、発電機１７により電気エネルギに変換さ
れる。
で復水され、給水ポンプ１６で昇圧され、節炭器６に供
給される。ガスタービン４および蒸気タービン１４で発
生した動力は、発電機１７により電気エネルギに変換さ
れる。
【０００７】ところで、何らかの事故発生により、発電
機１７を系統から解列し、負荷遮断運転あるいは所内単
独運転（ＦＣＢ：First Cut Back）に移行した場合は、
蒸気加減弁１３を全閉とし、蒸気をタービンバイパス弁
１８から復水器に導くようにしている。
機１７を系統から解列し、負荷遮断運転あるいは所内単
独運転（ＦＣＢ：First Cut Back）に移行した場合は、
蒸気加減弁１３を全閉とし、蒸気をタービンバイパス弁
１８から復水器に導くようにしている。
【０００８】すなわち、蒸気タービン１４は動力を発生
せず、動力の全てをガスタービン４で発生し、発電プラ
ントは無負荷あるいは低負荷の運転状態に保持される。
せず、動力の全てをガスタービン４で発生し、発電プラ
ントは無負荷あるいは低負荷の運転状態に保持される。
【０００９】事故が復旧した後に、発電機１７を系統に
再併入して再起動する。この場合に、蒸気温度はガスタ
ービンの排気ガスと伝熱管を介した蒸気との熱交換によ
って定まる温度であるのに対して、蒸気タービンの金属
部温度は経過時間や大気温度の影響を受けて千差万別で
ある。
再併入して再起動する。この場合に、蒸気温度はガスタ
ービンの排気ガスと伝熱管を介した蒸気との熱交換によ
って定まる温度であるのに対して、蒸気タービンの金属
部温度は経過時間や大気温度の影響を受けて千差万別で
ある。
【００１０】金属部温度と蒸気温度との温度差は、熱伝
達に影響を及ぼす大きな因子であり、温度差が大きくな
れば発生する熱応力も大きくなる。したがって、発電プ
ラントの起動停止時と同様に、負荷遮断運転および所内
単独運転に移行した後の再起動運転においても、金属部
の肉厚および材料の熱伝導率によって定まる各部の金属
部温度と蒸気温度との温度および蒸気の温度変化率に許
容限界が生じることから、上記運転の繰り返しで発生す
る熱応力のサイクルによる金属疲労の限界を考慮した再
起動方法が必要となる。
達に影響を及ぼす大きな因子であり、温度差が大きくな
れば発生する熱応力も大きくなる。したがって、発電プ
ラントの起動停止時と同様に、負荷遮断運転および所内
単独運転に移行した後の再起動運転においても、金属部
の肉厚および材料の熱伝導率によって定まる各部の金属
部温度と蒸気温度との温度および蒸気の温度変化率に許
容限界が生じることから、上記運転の繰り返しで発生す
る熱応力のサイクルによる金属疲労の限界を考慮した再
起動方法が必要となる。
【００１１】従来の一軸型コンバインドサイクル発電プ
ラントの再起動においては、熱応力の許容限界を考慮し
て、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度とに許容し得
る所定の範囲の温度差を定めている。
ラントの再起動においては、熱応力の許容限界を考慮し
て、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度とに許容し得
る所定の範囲の温度差を定めている。
【００１２】主蒸気温度は温度計１９から、蒸気タービ
ンロータ温度を代表する第１段シェル内面メタル温度は
温度計２０により計測する。そして、主蒸気温度と蒸気
タービンロータ温度との温度差が所定の範囲に収まった
後に、蒸気タービン１４に通気許可を与えて再起動を開
始し、蒸気タービン１４およびガスタービン４の負荷を
上昇して、再起動を完了する。
ンロータ温度を代表する第１段シェル内面メタル温度は
温度計２０により計測する。そして、主蒸気温度と蒸気
タービンロータ温度との温度差が所定の範囲に収まった
後に、蒸気タービン１４に通気許可を与えて再起動を開
始し、蒸気タービン１４およびガスタービン４の負荷を
上昇して、再起動を完了する。
【００１３】図５は、従来の代表的な再起動方法につい
て、排気ガス温度、主蒸気温度および蒸気タービンロー
タ温度の温度経歴を用いて説明している。
て、排気ガス温度、主蒸気温度および蒸気タービンロー
タ温度の温度経歴を用いて説明している。
【００１４】負荷遮断運転および所内単独運転Ａへの移
行に伴ってガスタービン４の排気ガス温度２１は急激に
低下し、蒸気温度２２は急激に冷却される。ただし、蒸
気タービンロータ温度２３は自然放熱によって緩やかに
温度降下する。
行に伴ってガスタービン４の排気ガス温度２１は急激に
低下し、蒸気温度２２は急激に冷却される。ただし、蒸
気タービンロータ温度２３は自然放熱によって緩やかに
温度降下する。
【００１５】このような状態から、短時間で再起動を開
始する場合、従来では主蒸気温度２２が蒸気タービンロ
ータ温度２３よりも低く、温度差が所定の範囲より大き
いために、蒸気タービンに蒸気を通気することができな
かった。
始する場合、従来では主蒸気温度２２が蒸気タービンロ
ータ温度２３よりも低く、温度差が所定の範囲より大き
いために、蒸気タービンに蒸気を通気することができな
かった。
【００１６】したがって、発電プラントの運転状態を保
持することで、主蒸気温度２２と蒸気タービンロータ温
度２３との温度差を所定の範囲に収めた後に、蒸気ター
ビンロータ１４に通気許可Ｂが与えられると共に、ガス
タービン４に負荷上昇許可Ｃが与えられ、ガスタービン
４および蒸気タービン１４の負荷を上昇して再起動を完
了する。
持することで、主蒸気温度２２と蒸気タービンロータ温
度２３との温度差を所定の範囲に収めた後に、蒸気ター
ビンロータ１４に通気許可Ｂが与えられると共に、ガス
タービン４に負荷上昇許可Ｃが与えられ、ガスタービン
４および蒸気タービン１４の負荷を上昇して再起動を完
了する。
【００１７】また、主蒸気温度２２が蒸気タービンロー
タ温度２３よりも高く、温度差が所定の範囲よりも大き
い場合には、減温器スプレー調節弁１１を調節して、主
蒸気温度２２と蒸気タービンロータ温度２３との温度差
を所定の範囲に収めることができる。これにより、蒸気
タービン通気開始以降の熱応力が許容値以下に維持さ
れ、蒸気タービンロータに発生する熱応力が抑制され
る。
タ温度２３よりも高く、温度差が所定の範囲よりも大き
い場合には、減温器スプレー調節弁１１を調節して、主
蒸気温度２２と蒸気タービンロータ温度２３との温度差
を所定の範囲に収めることができる。これにより、蒸気
タービン通気開始以降の熱応力が許容値以下に維持さ
れ、蒸気タービンロータに発生する熱応力が抑制され
る。
【００１８】図６は、上記の方法による再起動を行うた
めの従来におけるガスタービン４の燃料流量調節弁１の
代表的な制御装置を示している。
めの従来におけるガスタービン４の燃料流量調節弁１の
代表的な制御装置を示している。
【００１９】同図に示すように、従来では排気ガス温度
制御系ａの負荷・速度制御系ｂおよび起動制御系ｃの各
制御系によって燃料流量調節弁１の開度調節を行なうよ
うになっている。排気ガス温度制御系ａは、許容し得る
極力高い燃焼温度で運転できるように、排気ガス温度の
設定値を決め、その設定値を目標とする排気ガス温度制
御を行うために燃料流量調節弁１の開度調節を行う系統
であり、圧縮機吐出圧力を入力とした関数発生器２４か
ら排気ガス温度設定値ｄ１ａを出力して、排気ガス温度
設定値と排気ガス温度との偏差を入力とした定数設定器
２５で燃料流量調節弁開度指令値ｄ２ａを出力する。
制御系ａの負荷・速度制御系ｂおよび起動制御系ｃの各
制御系によって燃料流量調節弁１の開度調節を行なうよ
うになっている。排気ガス温度制御系ａは、許容し得る
極力高い燃焼温度で運転できるように、排気ガス温度の
設定値を決め、その設定値を目標とする排気ガス温度制
御を行うために燃料流量調節弁１の開度調節を行う系統
であり、圧縮機吐出圧力を入力とした関数発生器２４か
ら排気ガス温度設定値ｄ１ａを出力して、排気ガス温度
設定値と排気ガス温度との偏差を入力とした定数設定器
２５で燃料流量調節弁開度指令値ｄ２ａを出力する。
【００２０】負荷・速度制御系ｂは、外部からの負荷上
昇あるいは下降要求および速度制御に従って、燃料流量
調節弁開度指令値ｄ２ｂを出力する。
昇あるいは下降要求および速度制御に従って、燃料流量
調節弁開度指令値ｄ２ｂを出力する。
【００２１】起動制御系ｃは、起動時の燃料流量調節弁
開度指令値ｄ２ｃを出力する。
開度指令値ｄ２ｃを出力する。
【００２２】そして、排気ガス温度制御系Ａ、負荷・速
度制御系Ｂおよび起動制御系Ｃの各制御系からの燃料流
量調節弁開度指令値ｄ２ａ〜ｄ２ｃのうち、最も低い燃
料流量調節弁開度指令値ｄ２が低値優先回路２６により
出力され、サーボアンプ２７を介して、燃料流量調節弁
１の開度が調節される。
度制御系Ｂおよび起動制御系Ｃの各制御系からの燃料流
量調節弁開度指令値ｄ２ａ〜ｄ２ｃのうち、最も低い燃
料流量調節弁開度指令値ｄ２が低値優先回路２６により
出力され、サーボアンプ２７を介して、燃料流量調節弁
１の開度が調節される。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起動方
法および制御装置では、主蒸気温度が高い場合について
のみ減温器による制御可能領域があり、主蒸気温度と蒸
気タービンロータ温度との温度差の制御は、蒸気温度が
低い場合には制御できないのが通例である。制御可能な
場合でも、補助蒸気を用いる等の制約が必要である。
の一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起動方
法および制御装置では、主蒸気温度が高い場合について
のみ減温器による制御可能領域があり、主蒸気温度と蒸
気タービンロータ温度との温度差の制御は、蒸気温度が
低い場合には制御できないのが通例である。制御可能な
場合でも、補助蒸気を用いる等の制約が必要である。
【００２４】そのため、例えば何らかの事故発生により
系統から解列し、負荷遮断運転あるいは所内単独運転に
移行した後に、短時間で事故が復旧して再起動する場合
において、主蒸気温度はガスタービンの排気ガスによっ
て急激に冷却され、蒸気タービンロータ温度よりも低く
なり、温度差が所定の範囲に収まらないことがある。
系統から解列し、負荷遮断運転あるいは所内単独運転に
移行した後に、短時間で事故が復旧して再起動する場合
において、主蒸気温度はガスタービンの排気ガスによっ
て急激に冷却され、蒸気タービンロータ温度よりも低く
なり、温度差が所定の範囲に収まらないことがある。
【００２５】このまま蒸気タービンの通気が開始される
と、通気した蒸気によって蒸気タービンロータが急激に
冷却されるため、過大な熱応力が発生し、蒸気タービン
ロータの寿命が短かくなるといった問題がある。熱応力
を低減するために、蒸気温度の条件が整うまで通気を待
機すると、ガスタービンを無負荷あるいは低負荷のまま
運転を保持した状態で、蒸気タービンロータの自然放熱
による冷却を待たなければならないので、負荷遮断運転
あるいは所内単独運転への移行後に短時間で再起動する
ことができず、発電プラントの効率が低下するといった
問題がある。
と、通気した蒸気によって蒸気タービンロータが急激に
冷却されるため、過大な熱応力が発生し、蒸気タービン
ロータの寿命が短かくなるといった問題がある。熱応力
を低減するために、蒸気温度の条件が整うまで通気を待
機すると、ガスタービンを無負荷あるいは低負荷のまま
運転を保持した状態で、蒸気タービンロータの自然放熱
による冷却を待たなければならないので、負荷遮断運転
あるいは所内単独運転への移行後に短時間で再起動する
ことができず、発電プラントの効率が低下するといった
問題がある。
【００２６】このように、従来では、熱応力を低減する
ことと、再起動時間を短縮することの両者を両立するこ
とはできなかった。
ことと、再起動時間を短縮することの両者を両立するこ
とはできなかった。
【００２７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、蒸気温度の条件を考慮してガスタービンの運転
方法を制御することによって、蒸気タービンロータの熱
応力を十分に低減して、短時間での再起動を行うことが
できる一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起
動方法および制御装置を提供することを目的とする。
もので、蒸気温度の条件を考慮してガスタービンの運転
方法を制御することによって、蒸気タービンロータの熱
応力を十分に低減して、短時間での再起動を行うことが
できる一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起
動方法および制御装置を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、ガスタービン軸、蒸気タ
ービン軸および発電機軸を１本に結合し、前記ガスター
ビンの排気ガスのエネルギを排熱回収ボイラで蒸気に変
換して蒸気タービンに導入する一軸型コンバインドサイ
クル発電プラントを、負荷遮断運転または所内単独運転
への移行後に再起動する方法において、蒸気タービンに
供給される主蒸気温度が蒸気タービンロータ温度よりも
低く、その温度差が一定の範囲より大きい場合に、蒸気
タービンの通気前にガスタービンの負荷上昇および排気
ガス温度上昇を行うことで、主蒸気温度と蒸気タービン
ロータ温度との温度差を一定の範囲に収め、その後、蒸
気タービンに通気許可を与えることを特徴とする。
めに、請求項１記載の発明は、ガスタービン軸、蒸気タ
ービン軸および発電機軸を１本に結合し、前記ガスター
ビンの排気ガスのエネルギを排熱回収ボイラで蒸気に変
換して蒸気タービンに導入する一軸型コンバインドサイ
クル発電プラントを、負荷遮断運転または所内単独運転
への移行後に再起動する方法において、蒸気タービンに
供給される主蒸気温度が蒸気タービンロータ温度よりも
低く、その温度差が一定の範囲より大きい場合に、蒸気
タービンの通気前にガスタービンの負荷上昇および排気
ガス温度上昇を行うことで、主蒸気温度と蒸気タービン
ロータ温度との温度差を一定の範囲に収め、その後、蒸
気タービンに通気許可を与えることを特徴とする。
【００２９】請求項２記載の発明は、ガスタービン軸、
蒸気タービン軸および発電機軸を１本に結合し、前記ガ
スタービンの排気ガスのエネルギを排熱回収ボイラで蒸
気に変換して蒸気タービンに導入する一軸型コンバイン
ドサイクル発電プラントを、負荷遮断運転または所内単
独運転への移行後に再起動するために、前記ガスタービ
ンの燃焼器の燃料流量調節弁を制御する制御装置であっ
て、前記ガスタービンの排気ガス温度の設定値を決め、
その設定値を目標とする排気ガス温度制御を行うための
排気ガス温度制御系と、負荷上昇または下降要求および
速度制御に従って燃料流量調節弁開度指令値を出力する
負荷・速度制御系と、起動時の燃料流量調節弁開度指令
値を出力する起動制御系とを備えたものにおいて、前記
排気ガス温度制御系は、主蒸気温度が蒸気タービンロー
タ温度との温度差に準拠して定められる主蒸気温度設定
値になるように、ガスタービンの負荷および排気ガス温
度を制御することを特徴とする。
蒸気タービン軸および発電機軸を１本に結合し、前記ガ
スタービンの排気ガスのエネルギを排熱回収ボイラで蒸
気に変換して蒸気タービンに導入する一軸型コンバイン
ドサイクル発電プラントを、負荷遮断運転または所内単
独運転への移行後に再起動するために、前記ガスタービ
ンの燃焼器の燃料流量調節弁を制御する制御装置であっ
て、前記ガスタービンの排気ガス温度の設定値を決め、
その設定値を目標とする排気ガス温度制御を行うための
排気ガス温度制御系と、負荷上昇または下降要求および
速度制御に従って燃料流量調節弁開度指令値を出力する
負荷・速度制御系と、起動時の燃料流量調節弁開度指令
値を出力する起動制御系とを備えたものにおいて、前記
排気ガス温度制御系は、主蒸気温度が蒸気タービンロー
タ温度との温度差に準拠して定められる主蒸気温度設定
値になるように、ガスタービンの負荷および排気ガス温
度を制御することを特徴とする。
【００３０】請求項３記載の発明は、ガスタービン軸、
蒸気タービン軸および発電機軸を１本に結合し、前記ガ
スタービンの排気ガスのエネルギを排熱回収ボイラで蒸
気に変換して蒸気タービンに導入する一軸型コンバイン
ドサイクル発電プラントを、負荷遮断運転または所内単
独運転への移行後に再起動するために、前記ガスタービ
ンの燃焼器の燃料流量調節弁を制御する制御装置であっ
て、前記ガスタービンの排気ガス温度の設定値を決め、
その設定値を目標とする排気ガス温度制御を行うための
排気ガス温度制御系と、負荷上昇または下降要求および
速度制御に従って燃料流量調節弁開度指令値を出力する
負荷・速度制御系と、起動時の燃料流量調節弁開度指令
値を出力する起動制御系とを備えたものにおいて、前記
排気ガス温度制御系は、蒸気タービンの通気前には主蒸
気温度と蒸気タービンロータ温度から排気ガス温度設定
値を定め、蒸気タービンの通気後には圧縮機吐出圧力か
ら定まる排気ガス温度設定値に移行する切り替え演算器
を有することを特徴とする。
蒸気タービン軸および発電機軸を１本に結合し、前記ガ
スタービンの排気ガスのエネルギを排熱回収ボイラで蒸
気に変換して蒸気タービンに導入する一軸型コンバイン
ドサイクル発電プラントを、負荷遮断運転または所内単
独運転への移行後に再起動するために、前記ガスタービ
ンの燃焼器の燃料流量調節弁を制御する制御装置であっ
て、前記ガスタービンの排気ガス温度の設定値を決め、
その設定値を目標とする排気ガス温度制御を行うための
排気ガス温度制御系と、負荷上昇または下降要求および
速度制御に従って燃料流量調節弁開度指令値を出力する
負荷・速度制御系と、起動時の燃料流量調節弁開度指令
値を出力する起動制御系とを備えたものにおいて、前記
排気ガス温度制御系は、蒸気タービンの通気前には主蒸
気温度と蒸気タービンロータ温度から排気ガス温度設定
値を定め、蒸気タービンの通気後には圧縮機吐出圧力か
ら定まる排気ガス温度設定値に移行する切り替え演算器
を有することを特徴とする。
【００３１】
【作用】請求項１記載の発明によれば、主蒸気温度が蒸
気タービンロータ温度よりも低く、温度差が所定の範囲
より大きい場合に、蒸気タービンの通気前にガスタービ
ンの負荷上昇および排気ガス温度上昇を行うことで、主
蒸気温度と蒸気タービンロータ温度の温度差を所定の範
囲に収め、その後に蒸気タービンに通気許可を与えるこ
とにより、蒸気タービンロータの熱応力を十分に低減し
て、再起動時間を短縮することが可能となる。
気タービンロータ温度よりも低く、温度差が所定の範囲
より大きい場合に、蒸気タービンの通気前にガスタービ
ンの負荷上昇および排気ガス温度上昇を行うことで、主
蒸気温度と蒸気タービンロータ温度の温度差を所定の範
囲に収め、その後に蒸気タービンに通気許可を与えるこ
とにより、蒸気タービンロータの熱応力を十分に低減し
て、再起動時間を短縮することが可能となる。
【００３２】請求項２記載の発明によれば、主蒸気温度
が蒸気タービンロータ温度との温度差に準拠して定めら
れる主蒸気温度設定値になるようにガスタービンの負荷
および排気ガス温度を調節し、主蒸気温度を主蒸気温度
設定値に制御することにより、蒸気温度の条件を考慮し
て、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度の温度差を所
定の範囲に収めることが可能となる。
が蒸気タービンロータ温度との温度差に準拠して定めら
れる主蒸気温度設定値になるようにガスタービンの負荷
および排気ガス温度を調節し、主蒸気温度を主蒸気温度
設定値に制御することにより、蒸気温度の条件を考慮し
て、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度の温度差を所
定の範囲に収めることが可能となる。
【００３３】請求項３記載の発明によれば、蒸気タービ
ンの通気前は、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度か
ら排気ガス温度設定値を定め、蒸気タービンの通気後
は、圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値に移
行する切り替える演算を行うことで、蒸気タービンの通
気後は、圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値
に緩やかに移行することが可能となる。
ンの通気前は、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度か
ら排気ガス温度設定値を定め、蒸気タービンの通気後
は、圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値に移
行する切り替える演算を行うことで、蒸気タービンの通
気後は、圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値
に緩やかに移行することが可能となる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図３を参照し
て説明する。なお、以下の実施例は、図４に示す一軸型
コンバインドサイクル発電プラントについて適用するも
のであり、図４も実施例の説明に使用する。
て説明する。なお、以下の実施例は、図４に示す一軸型
コンバインドサイクル発電プラントについて適用するも
のであり、図４も実施例の説明に使用する。
【００３５】図１は第１実施例を示すもので、請求項１
記載の発明に対応するものである。本実施例の一軸型コ
ンバインドサイクル発電プラントの再起動方法では図１
に示すように、ガスタービン４の排気ガス温度２１、主
蒸気温度２２、蒸気タービンロータ温度２３の温度経歴
を用いる。
記載の発明に対応するものである。本実施例の一軸型コ
ンバインドサイクル発電プラントの再起動方法では図１
に示すように、ガスタービン４の排気ガス温度２１、主
蒸気温度２２、蒸気タービンロータ温度２３の温度経歴
を用いる。
【００３６】即ち、負荷遮断運転あるいは所内単独運転
Ａへの移行に伴い、ガスタービン４の排気ガス温度２１
は急激に低下し、主蒸気温度２２は急激に冷却される。
但し、蒸気タービンロータ温度２３は自然放熱によって
緩やかに温度降下する。
Ａへの移行に伴い、ガスタービン４の排気ガス温度２１
は急激に低下し、主蒸気温度２２は急激に冷却される。
但し、蒸気タービンロータ温度２３は自然放熱によって
緩やかに温度降下する。
【００３７】このような状態から、短時間で事故が復旧
して再起動する場合において、主蒸気温度２２は蒸気タ
ービンロータ温度２３よりも低く、温度差が所定の範囲
よりも大きいために、蒸気タービン１４に蒸気を通気す
ることができない。
して再起動する場合において、主蒸気温度２２は蒸気タ
ービンロータ温度２３よりも低く、温度差が所定の範囲
よりも大きいために、蒸気タービン１４に蒸気を通気す
ることができない。
【００３８】そこで、本実施例では蒸気タービン１４の
通気前に、ガスタービン４の負荷上昇許可Ｃを与え、排
気ガス温度２１を上昇させる。これにより、主蒸気温度
２２と蒸気タービンロータ温度２３との温度差を所定の
範囲に収めた後に、蒸気タービン１４に通気許可Ｂも与
えて、ガスタービン４および蒸気タービン１４の負荷を
上昇し、これにより再起動を完了することができる。
通気前に、ガスタービン４の負荷上昇許可Ｃを与え、排
気ガス温度２１を上昇させる。これにより、主蒸気温度
２２と蒸気タービンロータ温度２３との温度差を所定の
範囲に収めた後に、蒸気タービン１４に通気許可Ｂも与
えて、ガスタービン４および蒸気タービン１４の負荷を
上昇し、これにより再起動を完了することができる。
【００３９】図２は第２実施例を示すもので、請求項２
記載の発明に係る一軸型コンバインドサイクル発電プラ
ントの制御装置として、燃料流量調節弁１の制御系を示
している。
記載の発明に係る一軸型コンバインドサイクル発電プラ
ントの制御装置として、燃料流量調節弁１の制御系を示
している。
【００４０】本実施例は、排気ガス温度制御系ａ、負荷
・速度制御系ｂおよび起動制御系ｃから燃料流量調節弁
１の開度調節を行うものである。
・速度制御系ｂおよび起動制御系ｃから燃料流量調節弁
１の開度調節を行うものである。
【００４１】排気ガス温度制御系ａは、許容し得る極力
高い燃焼温度で運転できるように、排気ガス温度の設定
値を決め、その設定値を目標とする排気ガス温度制御を
行うために燃料流量調節弁１の開度調節を行う系統であ
る。
高い燃焼温度で運転できるように、排気ガス温度の設定
値を決め、その設定値を目標とする排気ガス温度制御を
行うために燃料流量調節弁１の開度調節を行う系統であ
る。
【００４２】この排気ガス温度制御系ａでは、蒸気ター
ビンロータ温度に基づき、主蒸気温度設定値ｄ３を関数
発生器２８で発生させ、排気ガス温度設定値ｄ１ｂを主
蒸気温度設定値ｄ３と、主蒸気温度設定値ｄ３と主蒸気
温度の偏差を入力とする演算器２９で計算して求め、排
気ガス温度設定値ｄ１ｂと排気ガス温度の偏差を入力と
した定数設定器２５で燃料流量調節弁開度指令値ｄ２ａ
を出力する。
ビンロータ温度に基づき、主蒸気温度設定値ｄ３を関数
発生器２８で発生させ、排気ガス温度設定値ｄ１ｂを主
蒸気温度設定値ｄ３と、主蒸気温度設定値ｄ３と主蒸気
温度の偏差を入力とする演算器２９で計算して求め、排
気ガス温度設定値ｄ１ｂと排気ガス温度の偏差を入力と
した定数設定器２５で燃料流量調節弁開度指令値ｄ２ａ
を出力する。
【００４３】負荷・速度制御系ｂは、外部からの負荷上
昇あるいは下降要求および速度制御に従って、燃料流量
調節弁開度指令値ｄ２ｂを出力する。
昇あるいは下降要求および速度制御に従って、燃料流量
調節弁開度指令値ｄ２ｂを出力する。
【００４４】起動制御系ｃは、起動時の燃料流量調節弁
開度指令値ｄ２ｃを出力する。
開度指令値ｄ２ｃを出力する。
【００４５】これらの排気ガス温度制御系ａ、負荷・速
度制御系ｂおよび起動制御系ｃからの燃料流量調節弁開
度指令値ｄ２ａ〜ｄ２ｃのうち、最も低い燃料流量調節
弁開度指令値ｄ２が低値優先回路２６により出力され、
サーボアンプ２７を介して、燃料流量調節弁１の開度が
調節される。
度制御系ｂおよび起動制御系ｃからの燃料流量調節弁開
度指令値ｄ２ａ〜ｄ２ｃのうち、最も低い燃料流量調節
弁開度指令値ｄ２が低値優先回路２６により出力され、
サーボアンプ２７を介して、燃料流量調節弁１の開度が
調節される。
【００４６】本実施例によれば、主蒸気温度が蒸気ター
ビンロータ温度との温度差に準拠して定められる主蒸気
温度設定値になるように、ガスタービン４の負荷および
排気ガス温度を調節し、主蒸気温度を主蒸気温度設定値
に制御することにより、蒸気温度の条件を考慮して、主
蒸気温度と蒸気タービンロータ温度の温度差を所定の範
囲に収めることが可能となる。
ビンロータ温度との温度差に準拠して定められる主蒸気
温度設定値になるように、ガスタービン４の負荷および
排気ガス温度を調節し、主蒸気温度を主蒸気温度設定値
に制御することにより、蒸気温度の条件を考慮して、主
蒸気温度と蒸気タービンロータ温度の温度差を所定の範
囲に収めることが可能となる。
【００４７】図３は第３実施例を示すもので、請求項３
記載の発明に係る一軸型コンバインドサイクル発電プラ
ントの制御装置として、燃料流量調節弁１の制御系を示
している。
記載の発明に係る一軸型コンバインドサイクル発電プラ
ントの制御装置として、燃料流量調節弁１の制御系を示
している。
【００４８】この実施例では前記実施例に加えて、蒸気
タービン通気許可が与えられた後の排気ガス温度設定値
ｄ１を、蒸気タービンロータ温度と主蒸気温度より定ま
る排気ガス温度設定値ｄ１ｂから、圧縮機吐出圧力より
定まる排気ガス排気ガス温度設定値ｄ１ａに、所定の変
化率で緩やかに移行する切り替え演算器３０を有してい
る。
タービン通気許可が与えられた後の排気ガス温度設定値
ｄ１を、蒸気タービンロータ温度と主蒸気温度より定ま
る排気ガス温度設定値ｄ１ｂから、圧縮機吐出圧力より
定まる排気ガス排気ガス温度設定値ｄ１ａに、所定の変
化率で緩やかに移行する切り替え演算器３０を有してい
る。
【００４９】したがって、蒸気タービン１４通気後は、
圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値にガスタ
ービン４の運転を保護して蒸気温度の条件に拘らず、緩
やかに再起動に移行することができる。
圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値にガスタ
ービン４の運転を保護して蒸気温度の条件に拘らず、緩
やかに再起動に移行することができる。
【００５０】このように、本実施例によれば、蒸気ター
ビン１４の通気前にガスタービンの負荷上昇および排気
ガス温度上昇を行い、ガスタービン４の負荷および排気
ガス温度を調節することによって、主蒸気温度と蒸気タ
ービンロータ温度の温度差を所定の範囲に収めてから、
蒸気タービンに通気許可指令を与えることにより、蒸気
タービンロータの熱応力を十分に低減すること、および
再駆動時間を短縮することが可能になる。
ビン１４の通気前にガスタービンの負荷上昇および排気
ガス温度上昇を行い、ガスタービン４の負荷および排気
ガス温度を調節することによって、主蒸気温度と蒸気タ
ービンロータ温度の温度差を所定の範囲に収めてから、
蒸気タービンに通気許可指令を与えることにより、蒸気
タービンロータの熱応力を十分に低減すること、および
再駆動時間を短縮することが可能になる。
【００５１】
【発明の効果】以上で詳述したように、請求項１記載の
発明によれば、主蒸気温度が蒸気タービンロータ温度よ
りも低く、温度差が所定の範囲より大きい場合に、蒸気
タービンの通気前にガスタービンの負荷上昇および排気
ガス温度上昇を行うことで、主蒸気温度と蒸気タービン
ロータ温度の温度差を所定の範囲に収め、その後に蒸気
タービンに通気許可を与えることにより、蒸気タービン
ロータの熱応力を十分に低減して、再起動時間を短縮す
ることができ、発電プラントの効率が向上する。
発明によれば、主蒸気温度が蒸気タービンロータ温度よ
りも低く、温度差が所定の範囲より大きい場合に、蒸気
タービンの通気前にガスタービンの負荷上昇および排気
ガス温度上昇を行うことで、主蒸気温度と蒸気タービン
ロータ温度の温度差を所定の範囲に収め、その後に蒸気
タービンに通気許可を与えることにより、蒸気タービン
ロータの熱応力を十分に低減して、再起動時間を短縮す
ることができ、発電プラントの効率が向上する。
【００５２】請求項２記載の発明によれば、主蒸気温度
が蒸気タービンロータ温度との温度差に準拠して定めら
れる主蒸気温度設定値になるようにガスタービンの負荷
および排気ガス温度を調節し、主蒸気温度を主蒸気温度
設定値に制御することにより、蒸気温度の条件を考慮し
て、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度の温度差を所
定の範囲に収めることができる。
が蒸気タービンロータ温度との温度差に準拠して定めら
れる主蒸気温度設定値になるようにガスタービンの負荷
および排気ガス温度を調節し、主蒸気温度を主蒸気温度
設定値に制御することにより、蒸気温度の条件を考慮し
て、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度の温度差を所
定の範囲に収めることができる。
【００５３】請求項３記載の発明によれば、蒸気タービ
ンの通気前は、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度か
ら排気ガス温度設定値を定め、蒸気タービンの通気後
は、圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値に移
行する切り替える演算を行うことで、蒸気タービンの通
気後は、圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値
に緩やかに移行することができる。
ンの通気前は、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度か
ら排気ガス温度設定値を定め、蒸気タービンの通気後
は、圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値に移
行する切り替える演算を行うことで、蒸気タービンの通
気後は、圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス温度設定値
に緩やかに移行することができる。
【図１】本発明の第１実施例による再起動方法を説明す
るためのタイムチャート。
るためのタイムチャート。
【図２】本発明の第２実施例による制御装置を示す系統
図。
図。
【図３】本発明の第３実施例による制御装置を示す系統
図。
図。
【図４】一軸型コンバインドサイクル発電プラントを示
す構成図。
す構成図。
【図５】従来の再起動方法を説明するためのタイムチャ
ート。
ート。
【図６】従来の制御装置を示す系統図。
１ 燃料流量調節弁 ２ 圧縮機 ３ 燃焼器 ４ ガスタービン ５ 排熱回収ボイラ ６ 節炭器 ７ 蒸気ドラム ８ 蒸発器 ９ 第１過熱器 １０ 第２過熱器 １１ 減温器スプレー調節弁 １２ 減温器 １３ 蒸気加減弁 １４ 蒸気タービン １５ 復水器 １６ 給水ポンプ １７ 発電機 １８ タービンバイパス弁 １９ 主蒸気温度計 ２０ 第１段シェル内面メタル温度計 ２１ 排気ガス温度 ２２ 主蒸気温度 ２３ 蒸気タービンロータ温度 ２４ 排気ガス温度設定値用関数発生器 ２５ 燃料流量調節弁開度指令値用定数設定器 ２６ 低値優先回路 ２７ サーボアンプ ２８ 主蒸気温度設定値用関数発生器 ２９ 排気ガス温度設定値用演算器 ３０ 排気ガス温度設定値用切り替え演算器 ｄ１ 排気ガス温度設置 ｄ１ａ 圧縮機吐出圧力より求まる排気ガス温度設定値 ｄ１ｂ 蒸気温度の条件より求まる排気ガス温度設定値 ｄ２ 燃料流量調節弁開度指令値 ｄ２ａ 排気ガス温度制御系からの燃料流量調節弁開度
指令値 ｄ２ｂ 負荷・制御系からの燃料流量調節弁開度指令値 ｄ２ｃ 起動制御系からの燃料流量調節弁開度指令値 ｄ３ 主蒸気温度設定値 Ａ 負荷遮断運転および所内単独運転 Ｂ 蒸気タービン通気許可 Ｃ ガスタービン負荷上昇許可 ａ 排気ガス温度制御系 ｂ 負荷・速度制御系 ｃ 起動制御系
指令値 ｄ２ｂ 負荷・制御系からの燃料流量調節弁開度指令値 ｄ２ｃ 起動制御系からの燃料流量調節弁開度指令値 ｄ３ 主蒸気温度設定値 Ａ 負荷遮断運転および所内単独運転 Ｂ 蒸気タービン通気許可 Ｃ ガスタービン負荷上昇許可 ａ 排気ガス温度制御系 ｂ 負荷・速度制御系 ｃ 起動制御系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｃ 9/28 Ｆ０２Ｃ 9/28 Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】 ガスタービン軸、蒸気タービン軸および
発電機軸を１本に結合し、前記ガスタービンの排気ガス
のエネルギを排熱回収ボイラで蒸気に変換して蒸気ター
ビンに導入する一軸型コンバインドサイクル発電プラン
トを、負荷遮断運転または所内単独運転への移行後に再
起動する方法において、蒸気タービンに供給される主蒸
気温度が蒸気タービンロータ温度よりも低く、その温度
差が一定の範囲より大きい場合に、蒸気タービンの通気
前にガスタービンの負荷上昇および排気ガス温度上昇を
行うことで、主蒸気温度と蒸気タービンロータ温度との
温度差を一定の範囲に収め、その後、蒸気タービンに通
気許可を与えることを特徴とする一軸型コンバインドサ
イクル発電プラントの再起動方法。 - 【請求項２】 ガスタービン軸、蒸気タービン軸および
発電機軸を１本に結合し、前記ガスタービンの排気ガス
のエネルギを排熱回収ボイラで蒸気に変換して蒸気ター
ビンに導入する一軸型コンバインドサイクル発電プラン
トを、負荷遮断運転または所内単独運転への移行後に再
起動するために、前記ガスタービンの燃焼器の燃料流量
調節弁を制御する制御装置であって、前記ガスタービン
の排気ガス温度の設定値を決め、その設定値を目標とす
る排気ガス温度制御を行うための排気ガス温度制御系
と、負荷上昇または下降要求および速度制御に従って燃
料流量調節弁開度指令値を出力する負荷・速度制御系
と、起動時の燃料流量調節弁開度指令値を出力する起動
制御系とを備えたものにおいて、前記排気ガス温度制御
系は、主蒸気温度が蒸気タービンロータ温度との温度差
に準拠して定められる主蒸気温度設定値になるように、
ガスタービンの負荷および排気ガス温度を制御すること
を特徴とする一軸型コンバインドサイクル発電プラント
の制御装置。 - 【請求項３】 ガスタービン軸、蒸気タービン軸および
発電機軸を１本に結合し、前記ガスタービンの排気ガス
のエネルギを排熱回収ボイラで蒸気に変換して蒸気ター
ビンに導入する一軸型コンバインドサイクル発電プラン
トを、負荷遮断運転または所内単独運転への移行後に再
起動するために、前記ガスタービンの燃焼器の燃料流量
調節弁を制御する制御装置であって、前記ガスタービン
の排気ガス温度の設定値を決め、その設定値を目標とす
る排気ガス温度制御を行うための排気ガス温度制御系
と、負荷上昇または下降要求および速度制御に従って燃
料流量調節弁開度指令値を出力する負荷・速度制御系
と、起動時の燃料流量調節弁開度指令値を出力する起動
制御系とを備えたものにおいて、前記排気ガス温度制御
系は、蒸気タービンの通気前には主蒸気温度と蒸気ター
ビンロータ温度から排気ガス温度設定値を定め、蒸気タ
ービンの通気後には圧縮機吐出圧力から定まる排気ガス
温度設定値に移行する切り替え演算器を有することを特
徴とする一軸型コンバインドサイクル発電プラントの制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6453695A JPH08260911A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起動方法および制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6453695A JPH08260911A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起動方法および制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08260911A true JPH08260911A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13261055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6453695A Pending JPH08260911A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 一軸型コンバインドサイクル発電プラントの再起動方法および制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08260911A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015007380A (ja) * | 2013-06-25 | 2015-01-15 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸気タービンプラントの起動制御装置 |
| JP2016223361A (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | コンバインドサイクルプラント、その制御装置及び起動方法 |
| US10883389B2 (en) | 2016-02-25 | 2021-01-05 | Mitsubishi Power, Ltd. | Combined cycle plant, method for reducing minimum output thereof, and control device therefor |
| CN114251138A (zh) * | 2020-09-23 | 2022-03-29 | 上海电气电站设备有限公司 | 汽轮机机组的补汽式启动方法 |
| CN116736701A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-09-12 | 华能桐乡燃机热电有限责任公司 | 一种燃气-蒸汽联合循环机组智能控制方法及系统 |
-
1995
- 1995-03-23 JP JP6453695A patent/JPH08260911A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015007380A (ja) * | 2013-06-25 | 2015-01-15 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸気タービンプラントの起動制御装置 |
| JP2016223361A (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | コンバインドサイクルプラント、その制御装置及び起動方法 |
| EP3306043A4 (en) * | 2015-05-29 | 2018-11-21 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Combined cycle plant, device for controlling said plant and method for starting up said plant |
| US10428695B2 (en) | 2015-05-29 | 2019-10-01 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Combined cycle plant, device for controlling said plant, and method for starting up said plant |
| US10883389B2 (en) | 2016-02-25 | 2021-01-05 | Mitsubishi Power, Ltd. | Combined cycle plant, method for reducing minimum output thereof, and control device therefor |
| CN114251138A (zh) * | 2020-09-23 | 2022-03-29 | 上海电气电站设备有限公司 | 汽轮机机组的补汽式启动方法 |
| CN114251138B (zh) * | 2020-09-23 | 2024-03-19 | 上海电气电站设备有限公司 | 汽轮机机组的补汽式启动方法 |
| CN116736701A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-09-12 | 华能桐乡燃机热电有限责任公司 | 一种燃气-蒸汽联合循环机组智能控制方法及系统 |
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