JPS63100237A - 石炭ガス化発電プラントの負荷制御方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭と酸素の燃焼反応で製造された燃料ガス
が、ガスタービンへ流入し、該燃料ガス量を調節する燃
料流量調節弁に係り、特にガスタービン負荷の追従に好
適な石炭ガス化発電プラントに関する。

〔従来の技術〕

従来の技術は、特開昭５２−７４７４１号公報に記載の
ように、石炭供給量に見合って酸素／石炭比設定が一定
となる様に酸素量を制御しているが、酸素の原料となる
空気量の調節を酸素発生装置の後圧を一定とする制御で
行なっている為、必要とする酸素量が確保できなくなっ
た時点で空気取り入に−を増加することになり、ガス使
用先からの要求ガス量が急増した場合には、酸素の製造
が間に合わず、ひいては、酸素／石炭比を冷ガス効率を
最大とする点に維持できない欠点を有していた。

［発明が解決しようとする問題点〕 石炭は石炭ガス化炉において、酸素との燃焼反応により
燃料ガスとなり、燃料調節弁を通してガスタービンへ供
給される。目標負荷が増加すれば燃料ガスを増加させる
為に、ガス化炉への石炭供給量が増え、それに見合って
酸素量も増加させる。

これは、ガス化炉における冷ガス効率即ち、供給する石
炭の保有発熱量に対する発生燃料ガス発熱量の割合を大
きくする為である。冷ガス効率が大きければ同量の石炭
で発生する二太ルギが大きくなることである。冷ガス効
率は供給酸素量の石炭量に対する割合と相関関係にあり
第３図に示す。

冷ガス効率が最大となる点は図中のＡ点であり、燃料ガ
ス発熱量が最大となる。

従来技術は、石炭供給量に見合って冷ガス効率が最大と
なる様に、酸素量を制御しているが、ガスタービン負荷
が急増した場合、酸素の製造が追従しない為冷ガス効率
が最大に維持できず、発熱量の低下した燃料ガスがガス
タービンに供給されるという点について配慮されておら
ず、要求分のエネルギが得られない為、ガスタービン負
荷が追従出来ない問題があった。

本発明の目的は、ガスタービン実負荷と目標負荷の偏差
に見合って、酸素量と石炭量の比によって発熱量が変化
する燃料ガス流量を適切に制御し、良好に負荷が追従す
ることを可能ならしめる制御方式を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ガスタービン入口の燃料流量調節弁を、目
標負荷増加時に、燃料ガスの発熱量の減少に見合って燃
料ガスを増加させるように制御することにより、達成さ
れる。

〔作用〕

ガスタービンからの実負荷と目標負荷の偏差から石炭流
量調節弁を制御する。石炭流量と酸素流量の比から石炭
の発熱量を求め、石炭保有の最大発熱量との差から燃料
調節弁開度を算出し、上述、した燃料肩部弁開度に加え
る。

これによって、ガスタービンに投入される燃料ガスの発
熱量は最大となる様に制御されるので、ガスタービン負
荷が目標負荷に追従できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第２
図は、従来の制御方式を示したものである。ガスタービ
ンからの実負荷信号１と目標負荷信号２から、減算器３
により偏差をとりこれを関数発生器４で石炭流量に換算
し、実石炭量５と減算器６により偏差をとりＰＩ演算器
７を介して、ガス化炉９へ流入する石炭流量を調節弁８
により調節する。１９は酸素／石炭比の設定値であり、
実酸素量１１と実石炭量５を除算器７により除算した値
との偏差を減算器１８により演算し、ＰＩ演算器２０を
介し酸素流量を調節弁１０にて調節する。

一方、ガスタービンへの燃料流量を調節する燃料流量調
節弁１５は、減算器３で求めた偏差を関数発生器１３で
燃料流量に換算し、ＰＩ演算器１４を介した燃料調節弁
関度信号１５Ａで調節する。前述の如く、従来方式にお
いては、急激な燃料ガスの要求量増加時、即ち酸素要求
量増加時には酸素発生が遅れ、酸素／石炭比を一定に維
持することが不可能となり、燃料ガスの発熱量が低下す
る。この為ガスタービンの実負荷が目標負荷になる為に
は、燃料ガスの発熱量が最大値に比べて、時間を要す。

第１図は前述の従来技術における欠点を排除する為の制
御方式を示したものである。本発明の特徴とするところ
は、燃料ガスの発熱量の減少分の弁開度信号２４Ａを先
行的ば燃料流量調節弁１５の開閉信号１５Ａに付加した
ことであり、これにより、ガスタービン負荷が遅れるこ
となく追従することが可能となる。即ち、酸素量と石炭
量の比から発熱量を関数発生器２１で求め、発熱量の設
定値２２と減少器２３で演算し発熱量から燃料流量調節
弁開度相当に換算するところの関数発生器２４により、
先行制御信号２４Ａを作成し、第２図で述べたところの
燃料流量による関度信号に加算器２５を用いて付加する
ものである。

〔発明の効果〕

本発明によ九ば、酸素量と石炭量の比によって発熱量が
変化する燃料ガス流量を適切に制御することにより、ガ
スタービン負荷が目標負荷に対する追従の応答性が良い
ので運転しやすい。又それによって応答時間が短かくな
るので、無駄な燃料を投入しなくて済むので省資源にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のガスタービン出力制御方
式の系統構成図、第２図は従来のガスタービン出力制御
方式の系統構成図、第３図は酸素／石炭化に対する冷ガ
ス効率の関係線図である。 １・・・ガスタービン実負荷信号、２・・・目標負荷信
号、９・・・ガス化炉、１２・・・酸素発生装置、１６
・・・ガスタービン、１９・・・酸素／石炭沈設定値、
２２・・・発熱量設定値、４，１３，２１，２４・・・
関数発生器、８・・・石炭流量調節弁、１０・・・酸素
流量調節弁、１５・・・燃料流量調節弁０、と） 代理人　□よ　４１，１１□゛・、１じ：：ｌ＄１１デ ｇ、、、２１Ｉｔ攻を話訃岬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、酸素発生装置により、空気から酸素を製造し、該酸
   素をガス化剤として使用し、燃焼反応により石炭をガス
   化させ燃料ガスとし、ガスタービンで燃焼させて同軸に
   連結された発電機で発電を行なう石炭ガス化発電プラン
   トにおいて、目標負荷とガスタービンからの実負荷の偏
   差に見合つて燃料ガス量を制御するだけでなく、燃焼反
   応によるガス製造時に、酸素量の変化による燃料ガスの
   発熱量の変化分を加味して、燃料ガス量を先行的に制御
   することにより、ガスタービンの実負荷が目標負荷にな
   る為に必要なエネルギに見合つた燃料ガスを、供給する
   ことを可能ならしめることを特徴とする石炭ガス化発電
   プラントの負荷制御方式。