JPS59110833A - ガスタ−ビンを利用した熱併給発電システム - Google Patents
ガスタ−ビンを利用した熱併給発電システムInfo
- Publication number
- JPS59110833A JPS59110833A JP21922782A JP21922782A JPS59110833A JP S59110833 A JPS59110833 A JP S59110833A JP 21922782 A JP21922782 A JP 21922782A JP 21922782 A JP21922782 A JP 21922782A JP S59110833 A JPS59110833 A JP S59110833A
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- Japan
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- power
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１一
本発明はエネルギーの有効利用を図った最適稼動のガス
タービン利用熱併給発電システムに関する。
タービン利用熱併給発電システムに関する。
従来、ビルや病院あるいは工場などでガスタービンを利
用した自家発電設備が設置され、電力事業者の市、カネ
ットワークと並列にまたは独立に運転されている。並列
運転の場合は自家発電の負荷は一定に設定され、独立運
転の場合は負荷変動が大きいので、通常自家発電設備の
電気負荷は設備の能力以下に選定されており、エネルギ
ー効率は低い。
用した自家発電設備が設置され、電力事業者の市、カネ
ットワークと並列にまたは独立に運転されている。並列
運転の場合は自家発電の負荷は一定に設定され、独立運
転の場合は負荷変動が大きいので、通常自家発電設備の
電気負荷は設備の能力以下に選定されており、エネルギ
ー効率は低い。
一方、最近省エネルギーの観点から発電時に自家発電設
備から出力される熱を給湯や冷暖房に利用するいわゆる
熱併給発電システムが実用化されつつあるが、通常電気
負荷と熱負荷はバランスせずしかも無関係に変動するの
で、自家発電設備の発電出力を電気負荷に合わせて調整
すると熱出力の過剰または不足が生じやはりエネルギー
の有効利用という点で問題がある。
備から出力される熱を給湯や冷暖房に利用するいわゆる
熱併給発電システムが実用化されつつあるが、通常電気
負荷と熱負荷はバランスせずしかも無関係に変動するの
で、自家発電設備の発電出力を電気負荷に合わせて調整
すると熱出力の過剰または不足が生じやはりエネルギー
の有効利用という点で問題がある。
ところで、このようなガスタービンを利用した自家発電
設備または熱併給発電システムにおいては、ガスタービ
ンの特性上発電出力が吸気温の影響を受は吸気温が増す
につれて発電出力が低下する傾向がある。従って従来で
は吸気温か高いときの発電出力に合わせて電気負荷を低
目に設定するとかあるいは吸気温すなわち外気温が変化
する夜と昼または四季ごとに発電出力を切り換えるなど
の方法が考えらねているが、ガスタービン発電設備を定
格出力より低い出力で運転すると、設備の効率は第１図
（出力ｉｏｏ。
設備または熱併給発電システムにおいては、ガスタービ
ンの特性上発電出力が吸気温の影響を受は吸気温が増す
につれて発電出力が低下する傾向がある。従って従来で
は吸気温か高いときの発電出力に合わせて電気負荷を低
目に設定するとかあるいは吸気温すなわち外気温が変化
する夜と昼または四季ごとに発電出力を切り換えるなど
の方法が考えらねているが、ガスタービン発電設備を定
格出力より低い出力で運転すると、設備の効率は第１図
（出力ｉｏｏ。
ＫＷのガスタービン発電機の例）に示すように著るしく
低下してしまい高効率運転はできない。
低下してしまい高効率運転はできない。
またこの方法では短時間内での吸気温変化には追従でき
ずきめ細かな出力制御、従って最適稼動ができないとい
う問題がある。
ずきめ細かな出力制御、従って最適稼動ができないとい
う問題がある。
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、ガスタ
ービン利用の熱併給発電システムの最適稼動を実現する
ために、電気負荷の少なくとも一部を複倣の調整負荷に
分割し、ガスタービンの吸気温に基づいて発電機の出力
および調整負荷の給電状態から熱併給発電システムによ
る最適給電状態を演算し、この演算結果に基づいて調整
負荷への給電を熱併給発電システムと他の電源との間で
切換え制御するようにしたものである。
ービン利用の熱併給発電システムの最適稼動を実現する
ために、電気負荷の少なくとも一部を複倣の調整負荷に
分割し、ガスタービンの吸気温に基づいて発電機の出力
および調整負荷の給電状態から熱併給発電システムによ
る最適給電状態を演算し、この演算結果に基づいて調整
負荷への給電を熱併給発電システムと他の電源との間で
切換え制御するようにしたものである。
以下本発明を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明による熱併給発電システムの一例の概略
線図を示しており、１はガスタービン、２はガスタービ
ン１により運転される発電機で、こわらで自家発電設備
を構成しており、発電出力は母線Ｂ工に接続されている
。一方、商用等信電源ラインＰＳＬからの給電はトラン
ス３を介して母線Ｂ２ に接続されている。４および
５は自家発電側出力ラインおよび買電側給電ラインに接
続された遮断器、６は自家発電出力と買電電力との位相
差を検出する位相検出器、双投遮断器ＳＷ３□ 〜５Ｗ
３ｎにより買電電力または自家発電電力により給電され
る調整負荷であり、これらの負荷は通常複数個の負荷か
ら構成さねている。
線図を示しており、１はガスタービン、２はガスタービ
ン１により運転される発電機で、こわらで自家発電設備
を構成しており、発電出力は母線Ｂ工に接続されている
。一方、商用等信電源ラインＰＳＬからの給電はトラン
ス３を介して母線Ｂ２ に接続されている。４および
５は自家発電側出力ラインおよび買電側給電ラインに接
続された遮断器、６は自家発電出力と買電電力との位相
差を検出する位相検出器、双投遮断器ＳＷ３□ 〜５Ｗ
３ｎにより買電電力または自家発電電力により給電され
る調整負荷であり、これらの負荷は通常複数個の負荷か
ら構成さねている。
制御部１０は演算回路１０ａと制御回路１０ｂとから成
り、演算回路１０ａには、ガスタービン１の吸入空気の
流路に設けられた吸気温センサ１１からの出力である吸
気温データと、変成器１２で検出した自家発電出力デー
タと変成器１３で検出した買電電力データと、位相検出
器６により検出した位相差データと、双投遮断器ＳＷ３
．〜５Ｗ３ｎの接続位置データと、調整負荷電力データ
とが入力されている。
り、演算回路１０ａには、ガスタービン１の吸入空気の
流路に設けられた吸気温センサ１１からの出力である吸
気温データと、変成器１２で検出した自家発電出力デー
タと変成器１３で検出した買電電力データと、位相検出
器６により検出した位相差データと、双投遮断器ＳＷ３
．〜５Ｗ３ｎの接続位置データと、調整負荷電力データ
とが入力されている。
一方、ガスタービン１から排出される廃ガスは廃熱ボイ
ラ１４において外部から供給される給水Ｗを加熱して蒸
気または温水に変え、アキュムレータまたは温水槽１５
に一部蓄えながら供給する。また蒸気または温水は吸収
式冷温水機１６により冷水に変えられ一部冷水槽１７に
蓄えられながら冷房用として供給される。
ラ１４において外部から供給される給水Ｗを加熱して蒸
気または温水に変え、アキュムレータまたは温水槽１５
に一部蓄えながら供給する。また蒸気または温水は吸収
式冷温水機１６により冷水に変えられ一部冷水槽１７に
蓄えられながら冷房用として供給される。
次に本発明による熱併給発電システムの運転について説
明する。
明する。
いま自家発電、設備を運転してその発電電力で自家発電
専用負荷７に給電するとともに、買電。
専用負荷７に給電するとともに、買電。
電力で買電専用負荷８に給電しているものとする。また
、調整負荷９の一部が自家発′亀電力により給電され残
部が買電電力により給電さねているものとする。
、調整負荷９の一部が自家発′亀電力により給電され残
部が買電電力により給電さねているものとする。
この状態において、吸気温か上昇したとすると、自家発
電設備の発′亀機２の出力は第３図のように低下する（
図示した例は、定格出力１０００溜の発電、機の１例で
ある）。このときの吸気温は吸気温センサ１１により検
出されて制御部１０の演算回路１０ａに入力されるとと
もに、発電機出力、買電出力、両出力の位相差、調整負
荷切換用双投遮断器ＳＷ３□〜５Ｗ３ｎ の接続位置、
調整負荷への供給電力のデータも演算回路１’Ｏａに入
力されている。そこで、演算回路１０ａにおいては、第
４図に示すフローチャートに従って演算が行なわイする
。すなわち、自家発電設備運転時間内ならば上記各デー
タを読み込み、特に吸気温データに基づいて所定の演算
式に従かいガスタービン最大出力を算出し、第２図に示
すような発電機出力を演算する。発電機出力が低下する
ので、その出力低下分を算出し、現在自家発１ｌｆｉｌ
ｉ力で給電している調整負荷９のうち、予め定めた優先
順位と負荷容量とを考慮して演算回路１０ａで定めた調
整負荷を買電側に切り換えるために制御回路１０ｂは切
換え指令を出力する。その結果双投遮断器ＳＷ 〜ＳＷ
３゜１ のうち該当するものが自家発側母線Ｂ工から買電側母線
Ｂ２ に切換えられ、る。この遮断器の切換えは、位相
検出器６を用いた並列切換えもしくは遅延リレーを用い
た瞬時停電切換えによって負荷を停止することなく行な
うことができる。
電設備の発′亀機２の出力は第３図のように低下する（
図示した例は、定格出力１０００溜の発電、機の１例で
ある）。このときの吸気温は吸気温センサ１１により検
出されて制御部１０の演算回路１０ａに入力されるとと
もに、発電機出力、買電出力、両出力の位相差、調整負
荷切換用双投遮断器ＳＷ３□〜５Ｗ３ｎ の接続位置、
調整負荷への供給電力のデータも演算回路１’Ｏａに入
力されている。そこで、演算回路１０ａにおいては、第
４図に示すフローチャートに従って演算が行なわイする
。すなわち、自家発電設備運転時間内ならば上記各デー
タを読み込み、特に吸気温データに基づいて所定の演算
式に従かいガスタービン最大出力を算出し、第２図に示
すような発電機出力を演算する。発電機出力が低下する
ので、その出力低下分を算出し、現在自家発１ｌｆｉｌ
ｉ力で給電している調整負荷９のうち、予め定めた優先
順位と負荷容量とを考慮して演算回路１０ａで定めた調
整負荷を買電側に切り換えるために制御回路１０ｂは切
換え指令を出力する。その結果双投遮断器ＳＷ 〜ＳＷ
３゜１ のうち該当するものが自家発側母線Ｂ工から買電側母線
Ｂ２ に切換えられ、る。この遮断器の切換えは、位相
検出器６を用いた並列切換えもしくは遅延リレーを用い
た瞬時停電切換えによって負荷を停止することなく行な
うことができる。
逆に、外気温すなわちガスタービンの吸気温か下降した
とすると、自家発電設備の発電電力は増加するので、制
御部１０はそわまで買電電力で給電していた調整負荷９
の一部を自家発電側に切換えるように制御動作をする。
とすると、自家発電設備の発電電力は増加するので、制
御部１０はそわまで買電電力で給電していた調整負荷９
の一部を自家発電側に切換えるように制御動作をする。
すなわち、演算回路１０ａは各データを読み込み、余裕
発電電力を演算し、調整負荷９のうち切換えるべき負荷
・を決定し、制御回路１０ｂから切換え指令を出力する
。その結果双投遮断器ＳＷ３□〜ＳＷ のうち該当する
ものが切り換えられる。
発電電力を演算し、調整負荷９のうち切換えるべき負荷
・を決定し、制御回路１０ｂから切換え指令を出力する
。その結果双投遮断器ＳＷ３□〜ＳＷ のうち該当する
ものが切り換えられる。
ｎ
このように、ガスタービンの吸気温の変化に応じて自家
発電出力が変化したとき調整負荷を自家発電側と買電側
とで切り換えるようにすることにより、自家発電設備を
常に高効率で運転することができ最も高いエネルギー効
果が得られる。
発電出力が変化したとき調整負荷を自家発電側と買電側
とで切り換えるようにすることにより、自家発電設備を
常に高効率で運転することができ最も高いエネルギー効
果が得られる。
なお、吸気温に対する発電機出力は第３図に示したもの
に限らず任意の特性に制御することができる。本発明は
基本的には調整負荷の制御範囲を変動させる場合でも適
用することができる。その場合には通常デマンド制御と
して知られている制御方式を採用してもよい。さらに、
調整負荷の切換えに当っては、複数の負荷を切り換える
順序は予め設定しておく方法のほかにその時々の状態に
応じて決める方法もある。
に限らず任意の特性に制御することができる。本発明は
基本的には調整負荷の制御範囲を変動させる場合でも適
用することができる。その場合には通常デマンド制御と
して知られている制御方式を採用してもよい。さらに、
調整負荷の切換えに当っては、複数の負荷を切り換える
順序は予め設定しておく方法のほかにその時々の状態に
応じて決める方法もある。
本実施例においては、ガスタービン１から排出される廃
ガスが廃熱ボイラ１４を介して蒸気または温水に変換さ
れ、一旦濡水槽１５または吸収式冷温水器１６で冷水に
変換された後一旦冷水槽１７に蓄えられながら冷暖房設
備または給湯設備に供給されるので、電気負荷と熱負荷
とのバランスがとれなくても、またこれら両負荷の変動
が一致しなくても蒸気や温水を廃棄するという無駄をす
ることなく利用が図ねる。このことはエネルギーの有効
利用−ヒ極めて好ましい０ 以上説明したように、本発明においては、複Ｖの負荷か
ら成る調整負荷を設け、ガスタービンの吸気温に応じて
発電機出力を予じめ定めておき、吸気温が変ったときは
調整負荷を制御することによって自家発電設備を常に最
大効率で運転することができる。またガスタービンから
排出される廃ガスを蒸気温水または冷水に変換した後蓄
熱槽に蓄えるようにしたので電気負荷と熱負荷とのアン
バランスおよび変動の不一致にもかかわらずエネルギー
の有効利用を図ることができ、設備能力の縮小化あるい
はトータルコストの低減が可能になる。
ガスが廃熱ボイラ１４を介して蒸気または温水に変換さ
れ、一旦濡水槽１５または吸収式冷温水器１６で冷水に
変換された後一旦冷水槽１７に蓄えられながら冷暖房設
備または給湯設備に供給されるので、電気負荷と熱負荷
とのバランスがとれなくても、またこれら両負荷の変動
が一致しなくても蒸気や温水を廃棄するという無駄をす
ることなく利用が図ねる。このことはエネルギーの有効
利用−ヒ極めて好ましい０ 以上説明したように、本発明においては、複Ｖの負荷か
ら成る調整負荷を設け、ガスタービンの吸気温に応じて
発電機出力を予じめ定めておき、吸気温が変ったときは
調整負荷を制御することによって自家発電設備を常に最
大効率で運転することができる。またガスタービンから
排出される廃ガスを蒸気温水または冷水に変換した後蓄
熱槽に蓄えるようにしたので電気負荷と熱負荷とのアン
バランスおよび変動の不一致にもかかわらずエネルギー
の有効利用を図ることができ、設備能力の縮小化あるい
はトータルコストの低減が可能になる。
第１図はガスタービン発電設備の発電出力と効率との関
係を示す特性図、第２図は本発明による熱併給発電シス
テムの概略構成図、第３図はガスタービン発電設備の吸
気温と発電機出力との関係を示す図、第４図は本発明に
よる熱併給発電システムの運転のフローチャートである
。 １・・・ガスタービン ２・・・発電機３・・・トラ
ンス ４，５・・・遮断器６・・・位相検出器
７・・・自家＝ｍ用負荷８・・・買電専用負荷 ９
・・・調整負荷１０・・・制御部 １０ａ・・・演
算回路１０ｂ・・・制御回路 １１・・・センサ１２．
１３・・・変成器 １４・・・廃熱ボイラ１５・・・ア
キュムレータまたは温水槽１６・・・吸収式冷温水機
１７・・・冷水槽特許出願人 東京瓦斯株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 弘 男 第３図 Ｉ］１５−九私鷹（０Ｃ） 第４図 １８５
係を示す特性図、第２図は本発明による熱併給発電シス
テムの概略構成図、第３図はガスタービン発電設備の吸
気温と発電機出力との関係を示す図、第４図は本発明に
よる熱併給発電システムの運転のフローチャートである
。 １・・・ガスタービン ２・・・発電機３・・・トラ
ンス ４，５・・・遮断器６・・・位相検出器
７・・・自家＝ｍ用負荷８・・・買電専用負荷 ９
・・・調整負荷１０・・・制御部 １０ａ・・・演
算回路１０ｂ・・・制御回路 １１・・・センサ１２．
１３・・・変成器 １４・・・廃熱ボイラ１５・・・ア
キュムレータまたは温水槽１６・・・吸収式冷温水機
１７・・・冷水槽特許出願人 東京瓦斯株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 弘 男 第３図 Ｉ］１５−九私鷹（０Ｃ） 第４図 １８５
Claims (1)
- ガスタービンにより発電される発電機により電気負荷に
給電するとともに前記ガスタービンの排・熱を熱負荷に
給熱する熱併給発電システムにおいて、前記電気負荷の
少なくとも一部を複数の調整負荷に分割し、前記各調整
負荷への給電を熱併給発電システムと他の電源吉の間で
切り換えるスイッチ群と、前記ガスタービンの吸気温を
検出する吸気温センサと、前記吸気温センサの出力に基
づいて前記発電機の出力および前記スイッチ群の切換え
状態から熱併給発電システムによる最適給電状態を演算
し前記スイッチ群を切換え制御する給電制御回路とを設
けたことを特徴とする熱併給発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21922782A JPS59110833A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | ガスタ−ビンを利用した熱併給発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21922782A JPS59110833A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | ガスタ−ビンを利用した熱併給発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110833A true JPS59110833A (ja) | 1984-06-26 |
| JPS6227253B2 JPS6227253B2 (ja) | 1987-06-13 |
Family
ID=16732188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21922782A Granted JPS59110833A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | ガスタ−ビンを利用した熱併給発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59110833A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000080928A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-21 | Toyota Motor Corp | ガスタービン出力制御装置 |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP21922782A patent/JPS59110833A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000080928A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-21 | Toyota Motor Corp | ガスタービン出力制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6227253B2 (ja) | 1987-06-13 |
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