JP2002004946A - Thermo-electric ratio control method of gas turbine cogeneration system of small capacity - Google Patents
Thermo-electric ratio control method of gas turbine cogeneration system of small capacityInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電力と蒸気や温水
や冷水を同時に供給するガスタービンコージェネレーシ
ョンシステムに於ける出力の熱電比制御方法に関するも
のであり、主として比較的小規模な各種工場やマーケッ
ト、事務所、温室農場、集合住宅等で単独又は複数台を
組み合せした状態で使用する小容量のガスタービンコー
ジェネレーションシステムに適用されるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a thermoelectric ratio of an output in a gas turbine cogeneration system for simultaneously supplying electric power and steam, hot water or cold water. The present invention is applied to a small-capacity gas turbine cogeneration system used alone or in combination in a market, an office, a greenhouse farm, an apartment house, or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガスタービン発電機と排ガスボイラ等を
組み合わせた熱電併給システム（コージェネレーション
システム）は従前から広く知られており、実用にも供さ
れている。この熱電併給システムは、タービン発電機を
駆動して電力を得ると共に、ガスタービンからの高温排
ガスの熱を排熱ボイラ又は排熱温水ボイラにより回収し
て蒸気又は温水若しくは冷水を得るものであり、電力と
蒸気等を同時に必要とする事業所等に於いては、別個に
電力と蒸気等の供給を受ける場合に比較して総合的なエ
ネルギー効率が向上し、経済性に優れている。2. Description of the Related Art A cogeneration system (cogeneration system) combining a gas turbine generator, an exhaust gas boiler, and the like has been widely known for some time, and has been put to practical use. This combined heat and power system drives a turbine generator to obtain electric power, and recovers heat of high-temperature exhaust gas from a gas turbine by an exhaust heat boiler or an exhaust heat hot water boiler to obtain steam or hot water or cold water, In business establishments and the like that require electric power and steam at the same time, the overall energy efficiency is improved as compared with the case where electric power and steam are separately supplied, and the economy is excellent.
【０００３】ところで、従前のこの種システムは、何れ
も発電容量が５０００ＫＷ前後の比較的大容量のもので
あり、理念的には発電装置が主体であって、その排熱を
排ガスボイラで回収しようとするものである。しかし、
近年省エネルギーの観点から熱電併給システムの見直し
が進められ、これに伴なって容量が１５〜１００ＫＷ程
度の小容量のガスタービンコージェネレーションシステ
ムが広く利用され出している。[0003] By the way, the conventional systems of this type have a relatively large capacity of about 5000 KW, and are mainly composed of a power generator, and the exhaust heat thereof is to be recovered by an exhaust gas boiler. It is assumed that. But,
In recent years, the review of the cogeneration system has been promoted from the viewpoint of energy saving, and accordingly, a small-capacity gas turbine cogeneration system having a capacity of about 15 to 100 kW has been widely used.
【０００４】図６は、従前のこの種小容量ガスタービン
コージェネレーションシステムの一例を示すブロック構
成図であり、ガスタービン１、圧縮機２、再生器３、燃
焼器４、発電機５、排熱回収ボイラ６等からガスタービ
ンコージェネレーションシステムが構成されている。而
して、燃焼用空気Ａは、先ずガスタービン１に直結され
た圧縮機２において圧縮されたあと、再生器３へ導かれ
る。再生器３へ導かれた圧縮空気は、ガスタービン１か
らの約６００℃の高温タービン排ガスＧ1 と熱交換をす
ることにより予熱されたあと、燃焼器４へ供給される。
燃焼器４内では、前記予熱された燃焼用空気Ａと供給さ
れた燃料ガスＦとが混合燃焼をし、約８５０℃の高温燃
焼ガスが発生する。この高温燃焼ガスによりガスタービ
ン１が回転駆動され、これに直結した圧縮機２及び発電
機５を回転駆動させることにより発電をする。FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional small-capacity gas turbine cogeneration system of this kind. A gas turbine 1, a compressor 2, a regenerator 3, a combustor 4, a generator 5, a waste heat A gas turbine cogeneration system is composed of the recovery boiler 6 and the like. Thus, the combustion air A is first compressed in the compressor 2 directly connected to the gas turbine 1 and then guided to the regenerator 3. The compressed air guided to the regenerator 3 is preheated by exchanging heat with the high-temperature turbine exhaust gas G1 of about 600 ° C. from the gas turbine 1, and then supplied to the combustor 4.
In the combustor 4, the preheated combustion air A and the supplied fuel gas F perform mixed combustion to generate a high-temperature combustion gas of about 850 ° C. The high-temperature combustion gas drives the gas turbine 1 to rotate, and the compressor 2 and the generator 5 directly connected to the gas turbine 1 rotate to generate power.
【０００５】燃焼器４で発生した高温燃焼ガスは、断熱
膨張をしてタービン１を回転駆動することにより約６０
０℃の高温タービン排ガスＧ1 となって再生器３へ送ら
れ、ここで圧縮空気Ａと熱交換して約２７０℃のタービ
ン排ガスＧ2 となる。このタービン排ガスＧ2 は引き続
き排熱回収熱交換器６へ導入され、温水（又は蒸気）を
発生させたあと、約１５０℃の排ガスＧ0 となって大気
中へ放出される。The high-temperature combustion gas generated in the combustor 4 undergoes adiabatic expansion to rotate the turbine 1 to about 60 degrees.
High-temperature turbine exhaust gas G 1 at 0 ° C. is sent to the regenerator 3, where it exchanges heat with the compressed air A to become turbine exhaust gas G 2 at about 270 ° C. The turbine exhaust gas G 2 is introduced subsequently into the exhaust heat recovery heat exchanger 6, after that caused the hot water (or steam) is released into the atmosphere is the exhaust gas G 0 to about 0.99 ° C..
【０００６】例えば、燃料Ｆを都市ガス１３Ａ（９．７
Ｎｍ3 ／ｈ、９９３０ｋｃａｌ／Ｎｍ3 、熱入力１１２
ＫＷ）とする小容量のガスタービンコージェネレーショ
ンシステムの場合には、発電機出力が約２８ＫＷ及び熱
回収量が約５６ＫＷとなり、システム全体としての総合
的なエネルギー効率は約７５％となる。For example, the fuel F is supplied to the city gas 13A (9.7).
Nm 3 / h, 9930 kcal / Nm 3 , heat input 112
In the case of a gas turbine cogeneration system having a small capacity (KW), the generator output is about 28 KW and the heat recovery is about 56 KW, and the overall energy efficiency of the entire system is about 75%.
【０００７】ところで、前記ガスタービン１から排出さ
れる高温タービン排ガスＧ1 の流量は、ガスタービン１
の出力と略比例関係にあり、その結果、再生器３から排
出されるタービン排ガスＧ2 の温度も略ガスタービン１
の出力に比例して変化することになる。何故なら再生器
３の伝熱面積が一定であるため、その熱交換量が大きく
変動しないからである。換言すれば、ガスタービン１の
出力が上昇すれば、タービン排ガスＧ2 の流量及び温度
も共に上昇し、また逆に、ガスタービン１の出力が低下
すれば、タービン排ガスＧ2 の流量及び温度が共に低下
する。By the way, the flow rate of the hot turbine exhaust gas G 1 to be discharged from the gas turbine 1, the gas turbine 1
Of is in the output substantially proportional, as a result, the regenerator 3 substantially gas turbine 1 even when the temperature of the turbine exhaust gas G 2 discharged from the
Will change in proportion to the output. This is because the heat transfer area of the regenerator 3 is constant, so that the heat exchange amount does not fluctuate greatly. In other words, if increased output of the gas turbine 1, the flow rate and temperature of the turbine exhaust gas G 2 also rises together, and conversely, if lowering the output of the gas turbine 1, the flow rate and temperature of the turbine exhaust gas G 2 is Both decrease.
【０００８】一方、排熱回収ボイラ６に於ける排熱回収
量はタービン排ガスＧ2 の流量及び温度によって決ま
る。そのため、ガスタービン出力即ち発電機出力と排熱
回収量とは比例関係となり、これによって発電機５の電
気出力Ｐｅと排熱回収ボイラ６の熱出力Ｔｅとの比であ
る熱電比Ｑ＝Ｔｅ／Ｐｅは、タービンコージェネレーシ
ョンシステムの１００〜３０％の出力範囲に亘って、ほ
ぼ一定となる。On the other hand, in the heat recovery amount in the heat recovery steam generator 6 is determined by the flow rate and temperature of the turbine exhaust gas G 2. Therefore, the gas turbine output, that is, the generator output, and the exhaust heat recovery amount are in a proportional relationship, whereby the thermoelectric ratio Q = Te /, which is the ratio between the electric output Pe of the generator 5 and the heat output Te of the exhaust heat recovery boiler 6, is obtained. Pe is nearly constant over the 100-30% power range of the turbine cogeneration system.
【０００９】例えば、上記に例示した小容量のガスター
ビンコージェネレーションシステムに於いては、定格出
力下で発電機出力Ｐｅ＝２８ＫＷ、排熱回収ボイラの熱
出力Ｔｅ＝５６ＫＷとなり、熱電比Ｑは２となる。ま
た、このシステム出力の熱電比Ｑは、システムの出力が
低下しても略一定に保たれることになり、適宜の値に調
整することができない。For example, in the small-capacity gas turbine cogeneration system exemplified above, the generator output Pe = 28 KW at the rated output, the heat output Te of the exhaust heat recovery boiler Te = 56 KW, and the thermoelectric ratio Q is 2 Becomes Further, the thermoelectric ratio Q of the system output is kept substantially constant even if the output of the system is reduced, and cannot be adjusted to an appropriate value.
【００１０】ところで、電力負荷７の電力需要Ｐｅ′と
熱負荷８の熱需要Ｔｅ′との比率Ｑ′（熱電需要比Ｑ′
＝Ｔｅ′／Ｐｅ′）が常に約２である場合には特に問題
が生じないが、熱電需要比Ｑ′＝Ｔｅ′／Ｐｅ′が大き
く変動する場合には、前記システム出力の熱電比Ｑが常
に一定であると、必然的に電気出力Ｐｅ又は熱出力Ｔｅ
の余剰若しくは不足を生ずることとなる。そのため、ク
ーリングタワー等によって余剰な熱を放熱したり、或い
は蓄電設備や電力販売等によって余剰な電力を処理する
必要があり、システム全体としての総合的なエネルギー
効率の低下を招来することになる。By the way, the ratio Q 'between the power demand Pe' of the power load 7 and the heat demand Te 'of the heat load 8 (thermoelectric demand ratio Q')
= Te '/ Pe') is always about 2, but there is no particular problem. However, when the thermoelectric demand ratio Q '= Te' / Pe 'fluctuates greatly, the thermoelectric ratio Q of the system output becomes large. If it is always constant, the electric output Pe or the thermal output Te
Surplus or shortage. Therefore, it is necessary to dissipate excess heat by a cooling tower or the like, or to process excess power by a power storage facility, power sales, or the like, which leads to a reduction in overall energy efficiency of the entire system.
【００１１】なお、小容量のガスタービンコージェネレ
ーションシステムにあっては、前記再生器３を省略し、
圧縮器２で圧縮した圧縮空気を直ちに燃焼器４へ供給す
ると共に、ガスタービン１からの高温タービン排ガスＧ
1 を直に排熱回収ボイラ６へ導入する構成とする場合が
ある。しかし、この場合でも、システム出力の熱電比Ｑ
は常に一定となり、電力需要と熱需要との熱電需要比
Ｑ′が前記システム出力の熱電比Ｑと異なる場合には、
システム出力側の熱電比Ｑを調整することができないた
めに様々な支障が生ずることになる。In the gas turbine cogeneration system having a small capacity, the regenerator 3 is omitted, and
The compressed air compressed by the compressor 2 is immediately supplied to the combustor 4 and the high-temperature turbine exhaust gas G from the gas turbine 1
1 may be directly introduced into the heat recovery steam generator 6. However, even in this case, the thermoelectric ratio Q of the system output is
Is always constant, and when the thermoelectric demand ratio Q ′ between the electric power demand and the heat demand is different from the thermoelectric ratio Q of the system output,
Since the thermoelectric ratio Q on the system output side cannot be adjusted, various problems occur.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前のこの
種小容量のガスタービンコージェネレーションシステム
に於ける上述の如き問題、即ち、システム側の発電機出
力Ｐｅと熱出力Ｔｅの比Ｑ（熱電比Ｑ＝Ｔｅ／Ｐｅ）が
常にほぼ一定であるため、電力負荷７の電力需要Ｐｅ′
と熱負荷８の熱需要Ｔｅ′との比Ｑ′（熱電需要比Ｑ′
＝Ｔｅ′／Ｐｅ′）が前記熱電比Ｑと異なる場合には、
電力又は熱の何れかに余剰が生じてシステム全体の総合
的なエネルギー効率が低下すると云う問題を解決せんと
するものであり、排熱回収ボイラ６からの発生蒸気が余
剰の場合若しくは発電機５の出力増が必要な場合には、
発生蒸気の一部を燃焼器４へ導入してガスタービン１の
出力増を図り、システム出力の熱電比Ｑを現実の熱電需
要比Ｑ′＝Ｔｅ′／Ｐｅ′に近づけることにより、ガス
タービンコージェネレーションシステムを常に高い総合
エネルギー効率でもって運転できるようにした、小容量
のガスタービンコージェネレーションシステムの熱電比
制御方法を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the conventional small-volume gas turbine cogeneration system, that is, the ratio Q () of the generator output Pe to the heat output Te on the system side. Since the thermoelectric ratio Q = Te / Pe) is almost always constant, the power demand Pe ′ of the power load 7
Q ′ of the heat demand Te ′ of the heat load 8 (thermoelectric demand ratio Q ′
= Te ′ / Pe ′) is different from the thermoelectric ratio Q,
The purpose of the present invention is to solve the problem that a surplus occurs in either the electric power or the heat and lowers the overall energy efficiency of the entire system. When the generated steam from the exhaust heat recovery boiler 6 is excessive or when the generator 5 If you need more power,
A part of the generated steam is introduced into the combustor 4 to increase the output of the gas turbine 1, and the thermoelectric ratio Q of the system output is made closer to the actual thermoelectric demand ratio Q ′ = Te ′ / Pe ′, so that the gas turbine It is an object of the present invention to provide a method for controlling a thermoelectric ratio of a small-capacity gas turbine cogeneration system, in which a generation system can always be operated with high overall energy efficiency.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本願発明者等は多数の小
容量のガスタービンコージェネレーションシステムの開
発並びに試験を通して、ガスタービンの燃焼器内へ蒸気
を吹き込むことにより、ガスタービンの出力（即ち発電
機出力）を比較的円滑に増加できることを知得した。本
発明は、発明者等の上記知得に基づいて創作されたもの
であり、請求項１の発明は、ガスタービンと発電機と圧
縮機と燃焼器と排熱回収ボイラとを備え、ガスタービン
からの高温タービン排ガスを排熱回収ボイラへ供給する
構成の小容量のガスタービンコージェネレーションシス
テムに於いて、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気の一
部を燃焼器へ供給する蒸気制御バルブを備えた蒸気供給
通路を設け、排熱回収ボイラの熱負荷に応じて蒸気制御
バルブの開度を調整することにより、システム出力の熱
電比を制御することを発明の基本構成とするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have developed and tested a number of small-capacity gas turbine cogeneration systems to blow steam into the combustor of a gas turbine, thereby producing an output (ie, power generation) of the gas turbine. Machine output) can be increased relatively smoothly. The present invention has been created based on the above knowledge of the inventors, and the invention of claim 1 includes a gas turbine, a generator, a compressor, a combustor, and an exhaust heat recovery boiler. A small-capacity gas turbine cogeneration system configured to supply high-temperature turbine exhaust gas from a waste heat recovery boiler to a waste heat recovery boiler, comprising a steam control valve for supplying a part of steam generated in the waste heat recovery boiler to a combustor. The basic configuration of the present invention is to provide a steam supply passage, and to control the thermoelectric ratio of the system output by adjusting the opening of the steam control valve according to the heat load of the exhaust heat recovery boiler.
【００１４】請求項２の発明は、ガスタービンと発電機
と圧縮機と再生器と燃焼器と排熱回収ボイラとを備え、
ガスタービンからの高温タービン排ガスを再生器を経て
排熱回収ボイラへ供給する構成の小容量のガスタービン
コージェネレーションシステムに於いて、前記排熱回収
ボイラで発生した蒸気の一部を燃焼器へ供給する蒸気制
御バルブを備えた蒸気供給通路を設ける共に、前記再生
器にタービン排ガス制御バルブを備えた高温タービン排
ガスのバイパス通路を設け、排熱回収ボイラの熱負荷に
応じて蒸気制御バルブとタービン排ガス制御バルブの何
れか一方又は両方の開度を調整することにより、システ
ム出力の熱電比を制御することを発明の基本構成とする
ものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a gas turbine, a generator, a compressor, a regenerator, a combustor, and an exhaust heat recovery boiler,
In a small-capacity gas turbine cogeneration system configured to supply high-temperature turbine exhaust gas from a gas turbine to a waste heat recovery boiler via a regenerator, part of the steam generated by the waste heat recovery boiler is supplied to a combustor. A steam supply passage having a steam control valve is provided, and a regenerator is provided with a bypass passage for high-temperature turbine exhaust gas having a turbine exhaust gas control valve. The basic configuration of the present invention is to control the thermoelectric ratio of the system output by adjusting the opening of one or both of the control valves.
【００１５】請求項３の発明は、ガスタービンと発電機
と圧縮機と再生器と燃焼器と排熱回収ボイラとを備え、
圧縮機からの燃焼用空気を再生器を経て燃焼器へ供給す
る構成の小容量のガスタービンコージェネレーションシ
ステムに於いて、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気の
一部を燃焼器へ供給する蒸気制御バルブを備えた蒸気供
給通路を設けると共に、前記再生器に空気制御バルブを
備えた燃焼用空気のバイパス通路を設け、排熱回収ボイ
ラの熱負荷に応じて前記蒸気制御バルブと空気制御バル
ブの何れか一方又は両方の開度を調整することにより、
システム出力の熱電比を制御することを発明の基本構成
とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a gas turbine, a generator, a compressor, a regenerator, a combustor, and an exhaust heat recovery boiler,
In a small-capacity gas turbine cogeneration system configured to supply combustion air from a compressor to a combustor through a regenerator, a portion of steam generated in the exhaust heat recovery boiler is supplied to the combustor. A steam supply passage provided with a control valve is provided, and a bypass passage for combustion air provided with an air control valve is provided in the regenerator, and the steam control valve and the air control valve are provided according to the heat load of the exhaust heat recovery boiler. By adjusting one or both of the openings,
The basic configuration of the present invention is to control the thermoelectric ratio of the system output.
【００１６】請求項４の発明は、ガスタービンと発電機
と圧縮機と再生器と燃焼器と排熱回収ボイラとを備え、
ガスタービンからの高温タービン排ガスを再生器を経て
排熱回収ボイラへ供給すると共に、圧縮機からの燃焼用
空気を再生器を経て燃焼器へ供給する構成の小容量のガ
スタービンコージェネレーションシステムに於いて、前
記排熱回収ボイラで発生した蒸気の一部を燃焼器へ供給
する蒸気制御バルブを備えた蒸気供給通路を設けると共
に、前記再生器にタービン排ガス制御バルブを備えた高
温排ガスのバイパス通路と空気制御バルブを備えた燃焼
用空気のバイパス通路を夫々設け、排熱回収ボイラの熱
負荷に応じて前記各制御バルブの何れか一個又は複数個
の開度を調整することにより、システム出力の熱電比を
制御することを発明の基本構成とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a gas turbine, a generator, a compressor, a regenerator, a combustor, and an exhaust heat recovery boiler,
A small-capacity gas turbine cogeneration system configured to supply high-temperature turbine exhaust gas from a gas turbine to a waste heat recovery boiler via a regenerator and supply combustion air from a compressor to a combustor via a regenerator. A steam supply passage provided with a steam control valve for supplying a part of the steam generated in the exhaust heat recovery boiler to a combustor, and a bypass passage for high-temperature exhaust gas provided with a turbine exhaust gas control valve in the regenerator. By providing combustion air bypass passages each having an air control valve, and adjusting one or more of the control valves according to the heat load of the exhaust heat recovery boiler, a thermoelectric output of the system output can be obtained. The basic configuration of the invention is to control the ratio.
【００１７】請求項５の発明は請求項１、請求項２、請
求項３又は請求項４の発明に於いて、ガスタービンと発
電機と空気圧縮機と再生器と燃焼器とを一体的に組立て
してガスタービン発電機ユニットとするようにしたもの
である。According to a fifth aspect of the present invention, in the first, second, third, or fourth aspect, the gas turbine, the generator, the air compressor, the regenerator, and the combustor are integrated. It is assembled into a gas turbine generator unit.
【００１８】請求項６の発明は請求項１、請求項２、請
求項３又は請求項４の発明に於いて、排熱回収ボイラの
発生蒸気圧を検出することにより熱負荷の変動を検知
し、前記検出した発生蒸気圧に基づいて必要な各制御バ
ルブの開度を調整するようにしたものである。According to a sixth aspect of the present invention, in accordance with the first, second, third or fourth aspect of the present invention, a change in heat load is detected by detecting a steam pressure generated by the exhaust heat recovery boiler. The required opening degree of each control valve is adjusted based on the detected generated vapor pressure.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の各
実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係
る小容量のガスタービンコージェネレーションシステム
のブロック構成図である。尚、図１では、前記図６の場
合と同一の部材についてはこれと同じ参照番号が付され
ている。また、図１に示したガスタービンコージェネレ
ーションシステムの基本的な構成は、前記図６に示した
従前のシステムとほぼ同一であるため、ここではその詳
細説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a small-capacity gas turbine cogeneration system according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same members as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. Further, the basic configuration of the gas turbine cogeneration system shown in FIG. 1 is almost the same as the conventional system shown in FIG. 6, and therefore the detailed description is omitted here.
【００２０】図１を参照して、本実施形態に於いては、
排熱回収ボイラ６の発生蒸気Ｓ1 の取出口６ａから蒸気
供給通路１３を分岐し、蒸気制御バルブ１４を通して発
生蒸気Ｓ1 の一部Ｓ3 を燃焼器４へ供給するようにした
点が、従前のシステム構成と異なっている。尚、１７は
蒸気圧検出センサ、１８は制御装置であり、蒸気検出セ
ンサ１７からの圧力検出信号により制御装置１８を介し
て蒸気制御バルブ１４の開度が自動調整される。Referring to FIG. 1, in the present embodiment,
Branches the steam supply passage 13 from the steam generated S 1 of outlet 6a of the exhaust heat recovery boiler 6, that the portion S 3 of the steam generated S 1 through the vapor control valve 14 were to be supplied to the combustor 4, It is different from the previous system configuration. Reference numeral 17 denotes a steam pressure detection sensor, and reference numeral 18 denotes a control device. The opening of the steam control valve 14 is automatically adjusted via the control device 18 by a pressure detection signal from the steam detection sensor 17.
【００２１】燃焼用空気Ａは圧縮機２により圧縮され、
圧縮された燃焼用空気Ａは再生器３内で高温タービン排
ガスＧ1 により予熱されたあと、燃焼器４へ供給され
る。燃焼器４では、前記予熱された燃焼用空気Ａと供給
された燃料Ｆとが混合燃焼をし、発生した高温燃焼ガス
によりガスタービン１が回転駆動される。また、ガスタ
ービン１内で断熱膨張をした高温のタービン排ガスＧ1
は高温タービン排ガス通路９を経て再生器３側へ送ら
れ、圧縮空気Ａと熱交換をしたあと、タービン排ガス通
路１２を経て排熱回収ボイラ６へ流入し、ここで排熱回
収が行なわれることにより、蒸気Ｓ1 が生成される。The combustion air A is compressed by the compressor 2,
The compressed combustion air A is preheated by the high-temperature turbine exhaust gas G 1 in the regenerator 3 and then supplied to the combustor 4. In the combustor 4, the preheated combustion air A and the supplied fuel F perform mixed combustion, and the generated high-temperature combustion gas drives the gas turbine 1 to rotate. In addition, high-temperature turbine exhaust gas G 1 that has undergone adiabatic expansion in the gas turbine 1.
Is sent to the regenerator 3 through the high-temperature turbine exhaust gas passage 9 and exchanges heat with the compressed air A, and then flows into the exhaust heat recovery boiler 6 through the turbine exhaust gas passage 12 where exhaust heat recovery is performed. As a result, steam S 1 is generated.
【００２２】前記蒸気供給通路１３へ分流される蒸気Ｓ
3 の流量は、熱負荷８の増・減に応じて蒸気制御バルブ
１４の開度を調整することにより連続的に制御されてお
り、これによって発電機５の電気出力Ｐｅと排熱回収ボ
イラ６の熱出力Ｔｅの熱電比Ｑ（Ｔｅ／Ｐｅ＝Ｑ）が調
整され、システム出力の熱電比Ｑが現実の電力需要Ｐ
ｅ′と熱需要Ｔｅ′の比Ｑ′（熱電需要比Ｑ′＝Ｔｅ′
／Ｐｅ′）に近づけられる。The steam S diverted to the steam supply passage 13
3 is continuously controlled by adjusting the opening degree of the steam control valve 14 in accordance with the increase / decrease of the heat load 8, whereby the electric output Pe of the generator 5 and the exhaust heat recovery boiler 6 are controlled. Of the thermal output Te (Te / Pe = Q) of the thermal output Te is adjusted, and the thermoelectric ratio Q of the system output becomes the actual power demand P
e ′ and the heat demand Te ′ Q ′ (thermoelectric demand ratio Q ′ = Te ′)
/ Pe ').
【００２３】即ち、熱負荷８側の蒸気需要が減少する
と、発生蒸気Ｓ1 の蒸気圧力が上昇する。この蒸気圧力
の上昇は蒸気圧検出センサ１７で検出され、制御装置１
８へ入力されると共に、制御装置１８からは蒸気制御バ
ルブ１４へバルブ開方向の制御信号が発信され、蒸気制
御バルブ１４の開度が高められる。これにより、燃焼器
４へ供給される蒸気Ｓ3 の流量が増大し、ガスタービン
１の出力（即ち発電機出力）が増大すると共に、蒸気負
荷８への蒸気Ｓ2 の供給量が減少して、システム出力の
熱電比Ｑが減少方向に調整される。That is, when the demand for steam on the heat load 8 side decreases, the steam pressure of the generated steam S 1 increases. This increase in steam pressure is detected by the steam pressure detection sensor 17 and the control device 1
8, a control signal in the valve opening direction is transmitted from the control device 18 to the steam control valve 14, and the opening degree of the steam control valve 14 is increased. As a result, the flow rate of the steam S 3 supplied to the combustor 4 increases, the output of the gas turbine 1 (ie, the generator output) increases, and the supply amount of the steam S 2 to the steam load 8 decreases. , The thermoelectric ratio Q of the system output is adjusted in the decreasing direction.
【００２４】また、逆に熱負荷８の蒸気需要が増大する
と、発生蒸気Ｓ1 の蒸気圧が減少する。蒸気圧検出セン
サ１７からの蒸気圧信号が低下すると、制御装置１８か
ら蒸気制御バルブ１４へバルブ閉方向の制御信号が発信
され、蒸気圧制御バルブ１４の開度を減少させる。これ
により、熱負荷８への蒸気Ｓ2 の供給量が増大し、シス
テム出力の熱電比Ｑが増大方向に調整される。Conversely, when the demand for steam from the heat load 8 increases, the steam pressure of the generated steam S 1 decreases. When the steam pressure signal from the steam pressure detection sensor 17 decreases, a control signal in the valve closing direction is transmitted from the control device 18 to the steam control valve 14 to decrease the opening of the steam pressure control valve 14. Accordingly, the supply amount of the steam S 2 to the thermal load 8 is increased, the thermoelectric ratio Q of the system output is adjusted in increasing direction.
【００２５】図２は、本発明の第２実施形態を示すもの
であり、前記図１の第１実施形態に於ける蒸気制御バル
ブ１４の開度調整による熱電比Ｑの制御の他に、再生器
３に於ける排熱回収量の調整による熱電比Ｑの制御を設
ける構成としたものである。即ち、第２実施形態に於い
ては、再生器３にガスタービン１から再生器３へ流入す
る高温タービン排ガスＧ1 のバイパス通路１０を設ける
と共に、このバイパス通路１０にタービン排ガス制御弁
１１を介設するようにしており、タービン排ガス制御弁
１１の開度を熱負荷Ｔｅ′の変動に応じて制御すること
により、再生器３での熱回収量を調整してシステム出力
の熱電比Ｑを調整する機能を、前記図１の本発明の第１
実施形態に付加したものである。尚、このタービン排ガ
ス制御弁１１の開度調整による熱電比Ｑの制御は、前記
蒸気制御バルブ１４の開度制御による熱電比Ｑの制御と
同時に並列的に行なってもよく、或いは蒸気制御バルブ
１４の制御とは別個に、タービン排ガス制御弁１１の開
度調整だけを単独で行なうようにしてもよい。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In addition to the control of the thermoelectric ratio Q by adjusting the opening of the steam control valve 14 in the first embodiment of FIG. The control of the thermoelectric ratio Q by adjusting the exhaust heat recovery amount in the vessel 3 is provided. That is, at the second embodiment, through provided with a bypass passage 10 of the high temperature turbine exhaust gas G 1 flowing into the regenerator 3 from the gas turbine 1 to the regenerator 3, the turbine exhaust gas control valve 11 in the bypass passage 10 By controlling the opening of the turbine exhaust gas control valve 11 in accordance with the variation of the heat load Te ', the amount of heat recovered in the regenerator 3 is adjusted to adjust the thermoelectric ratio Q of the system output. Function of the present invention shown in FIG.
This is one added to the embodiment. The control of the thermoelectric ratio Q by adjusting the opening of the turbine exhaust gas control valve 11 may be performed simultaneously and in parallel with the control of the thermoelectric ratio Q by controlling the opening of the steam control valve 14. In addition to the above control, only the opening degree adjustment of the turbine exhaust gas control valve 11 may be performed alone.
【００２６】図２を参照して、ガスタービン１内で断熱
膨張をした高温のタービン排ガスＧ 1 は、高温タービン
排ガス通路９を経て再生器３側へ送られ、その一部Ｇ1b
はバイパス通路１０へ、また残部Ｇ1aは再生器３内へ流
入する。前記再生器３内へ流入した高温タービン排ガス
Ｇ1aは圧縮空気Ａと熱交換をしたあと、タービン排ガス
通路１２を経て排熱回収ボイラ６側へ導出され、バイパ
ス通路１０を通して分流された前記高温タービン排ガス
Ｇ1bと合流して排熱回収ボイラ６へ流入し、ここで排熱
回収が行なわれ、蒸気Ｓ1 が生成される。Referring to FIG. 2, heat insulation in gas turbine 1
Expanded high-temperature turbine exhaust gas G 1Is a high temperature turbine
The gas is sent to the regenerator 3 through the exhaust gas passage 9, and1b
To the bypass passage 10 and the rest G1aFlows into the regenerator 3
Enter. High-temperature turbine exhaust gas flowing into the regenerator 3
G1aAfter exchanging heat with compressed air A,
It is led out to the exhaust heat recovery boiler 6 through the passage 12 and
High-temperature turbine exhaust gas diverted through the passage 10
G1bAnd flows into the waste heat recovery boiler 6, where the waste heat
Recovery takes place and steam S1Is generated.
【００２７】前記バイパス通路１０へ分流される高温タ
ービン排ガスＧ1bの流量は、熱負荷８の増・減に応じて
タービン排ガス制御バルブ１１の開度を調整することに
より制御される。例えば、今熱負荷８の熱需要Ｔｅ′が
少ない場合には、タービン排ガス制御バルブ１１の開度
を下げ（バルブを絞る）、高温ガスタービン排ガスＧ1b
の流量を減少させて排熱回収ボイラ６への熱入力を減少
させることにより、前記システム出力の熱電比Ｑを下降
させる。尚、燃焼空気Ａの温度は再生器３内へ流入する
高温タービン排ガスＧ1aの流量が増すために上昇し、こ
れによって発電機５の発電効率が若干上昇することにな
る。逆に、熱負荷８の熱需要Ｔｅ′が増加した場合に
は、タービン排ガス制御バルブ１１の開度を上げ（バル
ブを開放する）、高温ガスタービン排ガスＧ1bの流量を
増加することにより排熱回収ボイラ６への熱入力を高
め、前記熱電比Ｑ（Ｑ＝Ｔｅ／Ｐｅ）を高める。The flow rate of the high-temperature turbine exhaust gas G 1b diverted to the bypass passage 10 is controlled by adjusting the opening of the turbine exhaust gas control valve 11 in accordance with the increase or decrease of the thermal load 8. For example, when the heat demand Te ′ of the heat load 8 is small, the opening degree of the turbine exhaust gas control valve 11 is reduced (the valve is throttled), and the high-temperature gas turbine exhaust gas G 1b
Is reduced to reduce the heat input to the exhaust heat recovery boiler 6, thereby lowering the thermoelectric ratio Q of the system output. The temperature of the combustion air A is increased in order to increase the flow rate of the hot turbine exhaust gas G 1a to flow into the regenerator 3, the power generation efficiency of the generator 5 is to be raised slightly from this. Conversely, when the heat demand Te ′ of the heat load 8 increases, the opening degree of the turbine exhaust gas control valve 11 is increased (the valve is opened), and the flow rate of the high-temperature gas turbine exhaust gas G 1b is increased to thereby exhaust heat. The heat input to the recovery boiler 6 is increased to increase the thermoelectric ratio Q (Q = Te / Pe).
【００２８】図３は本発明の第３実施形態に係る小容量
のガスタービンコージェネレーションシステムのブロッ
ク構成図である。この第３実施形態に於いては、前記図
１に示した第１実施形態の蒸気制御バルブ１４の開度調
整によるシステム出力の熱電比Ｑの制御の他に、圧縮空
気流Ａによる再生器３での排熱回収量を調整することに
よるシステム出力の熱電比制御を設ける構成としたもの
である。即ち、この第３実施形態に於いては、図３に示
す如く、再生器３に、圧縮機２から流出して再生器３側
へ流入する圧縮空気Ａのバイパス通路１５を設けると共
に、このバイパス通路１５に制御バルブ１６を介設する
構成としており、圧縮機２から流出した燃焼用空気Ａの
一部Ａ2 はバイパス通路Ａ2 を通して直接燃焼器４へ供
給され、また燃焼用空気Ａの残部Ａ1 は、再生器３内で
予熱されたあと、燃焼器４へ供給される。FIG. 3 is a block diagram of a small-capacity gas turbine cogeneration system according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, in addition to controlling the thermoelectric ratio Q of the system output by adjusting the opening of the steam control valve 14 of the first embodiment shown in FIG. The system is configured to provide control of the thermoelectric ratio of the system output by adjusting the amount of exhaust heat recovery in the system. That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 3, the regenerator 3 is provided with a bypass passage 15 for the compressed air A flowing out of the compressor 2 and flowing into the regenerator 3 side. A control valve 16 is interposed in the passage 15, and a part A 2 of the combustion air A flowing out of the compressor 2 is directly supplied to the combustor 4 through a bypass passage A 2 , and the remainder of the combustion air A A 1 is supplied to the combustor 4 after being preheated in the regenerator 3.
【００２９】従って、今、熱負荷８の熱需要Ｔｅ′が増
大したとすると、空気制御バルブ１６の開度を上げてバ
イパス空気流Ａ2 の流量を増す。これにより再生器３へ
流入する燃焼用空気Ａ1 の流量が減少し、再生器３に於
ける高温タービン排ガスＧ1からの熱回収量が低下す
る。その結果、再生器３から排出されるタービン排ガス
Ｇ2 の温度が上昇し、排熱回収ボイラ６の熱出力Ｔｅ′
が増大する。[0029] Therefore, now, when the heat demand Te thermal load 8 'is increased, increasing the flow rate of the bypass air flow A 2 to increase the degree of opening of the air control valve 16. This reduces the flow rate of the combustion air A 1 flowing to the regenerator 3, the heat recovery amount from the in the hot turbine exhaust gas G 1 to the regenerator 3 is lowered. As a result, the temperature of the turbine exhaust gas G 2 discharged from the regenerator 3 rises, heat output Te of exhaust heat recovery boiler 6 '
Increase.
【００３０】一方、燃焼器４へ供給する燃焼用空気Ａの
温度が低下することにより、ガスタービン１の効率は若
干低下することになるものの大きな出力低下を来たすこ
とはない。その結果、システム出力の熱電比Ｑ（Ｔｅ／
Ｐｅ）は増大し、現実の電力負荷Ｐｅ′と熱負荷Ｔｅ′
との熱電需要比Ｑ′（Ｔｅ′／Ｐｅ′）にマッチした熱
電比Ｑでもって、ガスタービンコージェネレーションシ
ステムは高効率で運転されることになる。On the other hand, when the temperature of the combustion air A supplied to the combustor 4 decreases, the efficiency of the gas turbine 1 slightly decreases, but does not cause a large decrease in output. As a result, the thermoelectric ratio Q (Te /
Pe) increases and the actual power load Pe ′ and the thermal load Te ′
With the thermoelectric ratio Q matched to the thermoelectric demand ratio Q ′ (Te ′ / Pe ′), the gas turbine cogeneration system is operated with high efficiency.
【００３１】尚、熱負荷８の熱負荷Ｔｅ′が減少した場
合には、前述とは逆に制御バルブ１６の開度を下げ、再
生器３に於ける燃焼用空気Ａ1 による熱回収量を増加す
る。これにより、前記熱電比Ｑが減少し、実際の電力負
荷Ｐｅ′と熱負荷Ｔｅ′との熱電需要比Ｑ′＝Ｔｅ′／
Ｐｅ′にマッチした最適の熱電比Ｑでもって、システム
の運転を行なうことができる。[0031] In the case where the heat load Te of the heat load 8 'is decreased, lowering the opening degree of the control valve 16 contrary to the above, the heat recovery amount by the in combustion air A 1 to the regenerator 3 To increase. As a result, the thermoelectric ratio Q decreases, and the thermoelectric demand ratio Q ′ = Te ′ / Te ′ between the actual power load Pe ′ and the actual heat load Te ′.
The system can be operated with the optimum thermoelectric ratio Q that matches Pe '.
【００３２】この空気制御バルブ１６の開度調整による
システム熱電比Ｑの制御は、前記蒸気制御バルブ１４の
開度調整による熱電比制御と同時に並列的に行なって
も、或いは蒸気制御バルブ１４の開度調整とは全く別個
に、空気制御バルブ１６の開度調整だけを独立して行な
ってもよい。また、空気制御バルブ１６の開度制御が、
排熱回収ボイラ６の発生蒸気Ｓ1 の蒸気圧検出信号によ
って行なわれることは、前記第１実施態様の場合と同様
である。The control of the system thermoelectric ratio Q by adjusting the opening of the air control valve 16 can be performed simultaneously with the control of the thermoelectric ratio by adjusting the opening of the steam control valve 14 or in parallel with the opening of the steam control valve 14. The adjustment of the opening degree of the air control valve 16 may be performed independently of the adjustment of the degree. Also, the opening control of the air control valve 16 is
Be carried out by steam pressure detection signal generating steam S 1 of the exhaust heat recovery boiler 6 is similar to that of the first embodiment.
【００３３】図４は、本発明の第４実施形態を示すもの
であり、前記第２実施形態と第３実施形態とを合体し、
より高精度なシステム出力の熱電比Ｑの制御を可能とし
たものである。即ち、図４に示す如く、蒸気制御バルブ
１４を備えた蒸気供給通路１３を通して発生蒸気Ｓ1 の
一部Ｓ1 を燃焼器４へ供給すると共に、再生器３に、タ
ービン排ガス制御バルブ１１を備えた高温タービン排ガ
スＧ1 のバイパス通路１０と、空気制御バルブ１６を備
えた燃焼用空気Ａのバイパス流路１５を夫々設け、熱負
荷８の変動に応じて何れか１個の制御バルブ又は何れか
２個の制御バルブ若しくは３個の制御バルブの開度を適
宜に調整することにより、ガスタービンコージェネレー
ションシステムのシステム出力の熱電比Ｑを、現実の電
力負荷７と熱負荷８との熱電需要比Ｑ′により高精度
で、然も円滑に合致させることを可能とするものであ
る。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention, in which the second embodiment and the third embodiment are combined.
This makes it possible to control the thermoelectric ratio Q of the system output with higher accuracy. That is, as shown in FIG. 4, a part S 1 of the generated steam S 1 is supplied to the combustor 4 through a steam supply passage 13 provided with a steam control valve 14, and a turbine exhaust gas control valve 11 is provided in the regenerator 3. and a bypass passage 10 of the high temperature turbine exhaust gas G 1, the bypass flow path 15 of the combustion air a having an air control valve 16 is provided respectively, either one of the control valves or any in accordance with a variation in thermal load 8 By appropriately adjusting the degree of opening of the two control valves or the three control valves, the thermoelectric ratio Q of the system output of the gas turbine cogeneration system is changed to the actual thermoelectric demand ratio between the electric load 7 and the thermal load 8. Q 'makes it possible to achieve a highly accurate and smooth matching.
【００３４】図５は、本発明で使用するガスタービン発
電機ユニットＵの概要説明図であり、ガスタービン１・
空気圧縮機２・再生器３・燃焼器４・発電機５・空気予
熱管（通路）２ａ・高温タービン排ガス管（通路）９・
高温タービン排ガス分岐口９ａ・空気ベアリング１９・
発電機冷却フィン２０・再生器ケーシング２１及びター
ビン排ガス口３ｃ等を一体的に組み付けることにより、
ガスタービン発電機ユニットＵが形成されている。ま
た、当該ガスタービン発電機ユニットＵは、他の各機器
類と共に一つの支持枠体上に乗せられてパッケージケー
シング内に収納されており、コンパクトなガスタービン
コージェネレーション装置として工場内で量産されたあ
と、据付場所へ搬送される。FIG. 5 is a schematic explanatory view of a gas turbine generator unit U used in the present invention.
Air compressor 2, regenerator 3, combustor 4, generator 5, air preheating pipe (passage) 2a, high temperature turbine exhaust gas pipe (passage) 9.
High-temperature turbine exhaust gas branch 9a, air bearing 19,
By integrally assembling the generator cooling fin 20, the regenerator casing 21, the turbine exhaust gas port 3c, and the like,
A gas turbine generator unit U is formed. Further, the gas turbine generator unit U is mounted on one support frame together with other devices and stored in a package casing, and is mass-produced in a factory as a compact gas turbine cogeneration device. Later, they are transported to the installation location.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明の請求項１では、蒸気制御バルブ
を備えた蒸気供給通路を通してガスタービンの燃焼器へ
排熱回収ボイラで発生した蒸気の一部を供給すると共
に、熱負荷の変動に応じて蒸気制御バルブの開度を調整
し、燃焼器への蒸気供給量を制御するようにしている。
これにより、熱負荷への熱出力が調整されると共に燃焼
器への蒸気供給によってガスタービン出力即ち発電機出
力が増加され、システム出力の熱電比Ｑが調整される。According to the first aspect of the present invention, a part of the steam generated in the exhaust heat recovery boiler is supplied to the combustor of the gas turbine through the steam supply passage provided with the steam control valve, and the fluctuation of the heat load is reduced. The opening of the steam control valve is adjusted accordingly to control the amount of steam supplied to the combustor.
Thus, the heat output to the heat load is adjusted, and the gas turbine output, that is, the generator output is increased by the steam supply to the combustor, and the thermoelectric ratio Q of the system output is adjusted.
【００３６】また、本発明の請求項２〜請求項４では、
前記燃焼器への蒸気の供給に加えて、ガスタービンコー
ジェネレーションシステムを構成する再生器に、高温タ
ービン排ガスＧ1 と燃焼用空気Ａの何れか一方又は両方
のバイパス通路を設けると共に、当該バイパス通路に設
けたタービン排ガス制御バルブや空気制御バルブを熱負
荷の変動に応じて適宜に調整するようにしている。その
結果、システム出力の熱電比Ｑを負荷側の実際の熱電需
要比Ｑ′により高精度に、しかも円滑に合致させること
ができる。これにより、従前のこの種ガスタービンコー
ジェネレーションシステムのように、システム出力の熱
電比Ｑと負荷側の熱電需要比Ｑ′との間に差異を生じて
熱の余剰や熱の不足を生ずることが皆無となり、ガスタ
ービンコージェネレーションシステムを常に最適のシス
テム出力の熱電比でもって高効率運転することが可能と
なる。Further, in claims 2 to 4 of the present invention,
In addition to the supply of steam into the combustor, the regenerator constituting the gas turbine cogeneration system, provided with either or both the bypass passage of the hot turbine exhaust gas G 1 and the combustion air A, the bypass passage The turbine exhaust gas control valve and the air control valve provided in the above are appropriately adjusted according to the fluctuation of the heat load. As a result, the thermoelectric ratio Q of the system output can be more accurately and smoothly matched with the actual thermoelectric demand ratio Q 'on the load side. As a result, unlike the conventional gas turbine cogeneration system of this type, a difference is generated between the thermoelectric ratio Q of the system output and the thermoelectric demand ratio Q 'on the load side, resulting in a surplus or insufficient heat. The gas turbine cogeneration system can always be operated with high efficiency with the optimal system output thermoelectric ratio.
【００３７】更に、本発明では燃焼器へ蒸気を供給する
ことにより、大容量のガスタービン発電機の発電効率
（約３５％）に比較して相当に低い小容量ガスタービン
発電機の発電効率（約２５％）を、約３０％にまで向上
させる。本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏する
ものである。Further, in the present invention, by supplying steam to the combustor, the power generation efficiency of the small-capacity gas turbine generator (approximately 35%) is considerably lower than the power generation efficiency of the large-capacity gas turbine generator (about 35%). (About 25%) to about 30%. The present invention has excellent practical utility as described above.
【図１】本発明の第１実施形態に係る小容量のガスター
ビンコージェネレーションシステムのブロック構成図で
ある。FIG. 1 is a block configuration diagram of a small-capacity gas turbine cogeneration system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施形態に係る小容量のガスター
ビンコージェネレーションシステムのブロック構成図で
ある。FIG. 2 is a block diagram of a small-capacity gas turbine cogeneration system according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３実施形態に係る小容量のガスター
ビンコージェネレーションシステムのブロック構成図で
ある。FIG. 3 is a block diagram of a small-capacity gas turbine cogeneration system according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４実施形態に係る小容量のガスター
ビンコージェネレーションシステムのブロック構成図で
ある。FIG. 4 is a block diagram of a small-capacity gas turbine cogeneration system according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明で使用するガスタービン発電機ユニット
の概要説明図である。FIG. 5 is a schematic explanatory view of a gas turbine generator unit used in the present invention.
【図６】従前のガスタービンコージェネレーションシス
テムのブロック構成図である。FIG. 6 is a block diagram of a conventional gas turbine cogeneration system.
１はガスタービン、２は圧縮機、３は再生器、３ａ・３
ｂは熱交換管、３ｃはタービン排ガス出口、４は燃焼
器、５は発電機、６は排熱回収ボイラ、６ａは蒸気取出
口、７は電力負荷、８は熱負荷、９は高温タービン排ガ
ス通路、９ａは高温タービン排ガス分岐口、１０は高温
タービン排ガスＧ1 のバイパス通路、１１はタービン排
ガス制御バルブ、１２はタービン排ガス通路、１３は蒸
気供給通路、１４は蒸気制御バルブ、１５は燃焼用空気
のバイパス通路、１６は空気制御バルブ、１７は蒸気圧
検出センサ、１８は制御装置、１９は空気ベアリング、
２０は発電機冷却フィン、２１は再生器ケーシング、Ｕ
はガスタービン発電機ユニット、Ｆは燃料ガス、Ａは燃
焼用空気、Ｇ1 は高温タービン排ガス、Ｇ2 はタービン
排ガス、Ｇ0 は排ガス、Ｓ1 は発生蒸気、Ｓ2 は熱負荷
への供給蒸気、Ｓ3 は燃焼器への供給蒸気、Ｐｅは発電
機側の電気出力、Ｔｅは排熱回収ボイラの熱出力、Ｔ
ｅ′は熱負荷の熱需要、Ｐｅ′は電力負荷の電力需要、
Ｑは熱電比（Ｔｅ／Ｐｅ）、Ｑ′は熱電需要比（Ｔｅ′
／Ｐｅ′）。1 is a gas turbine, 2 is a compressor, 3 is a regenerator, 3a · 3
b is a heat exchange pipe, 3c is a turbine exhaust gas outlet, 4 is a combustor, 5 is a generator, 6 is a waste heat recovery boiler, 6a is a steam outlet, 7 is a power load, 8 is a heat load, and 9 is a high temperature turbine exhaust gas. passage, 9a a high-temperature turbine exhaust branch port, the bypass passage of the hot turbine exhaust gas G 1 10, 11 is turbine exhaust gas control valve, 12 is the turbine exhaust gas passage, 13 steam supply passage, 14 a steam control valve, 15 for combustion 16 is an air control valve, 17 is a vapor pressure detection sensor, 18 is a control device, 19 is an air bearing,
20 is a generator cooling fin, 21 is a regenerator casing, U
Is a gas turbine generator unit, F is fuel gas, A is combustion air, G 1 is high-temperature turbine exhaust gas, G 2 is turbine exhaust gas, G 0 is exhaust gas, S 1 is generated steam, and S 2 is supply to a heat load. Steam, S 3 is the steam supplied to the combustor, Pe is the electric output on the generator side, Te is the heat output of the exhaust heat recovery boiler, T
e 'is the heat demand of the heat load, Pe' is the power demand of the power load,
Q is the thermoelectric ratio (Te / Pe), and Q 'is the thermoelectric demand ratio (Te').
/ Pe ').
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 梅夫 兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号 株 式会社タクマ内 Ｆターム(参考） 3L021 BA03 CA06 DA31 EA04 FA04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Umeo Inoue 2-3-2 Kinrakujimachi, Amagasaki-shi, Hyogo F-term in Takuma Corporation (reference) 3L021 BA03 CA06 DA31 EA04 FA04
Claims (6)
と排熱回収ボイラとを備え、ガスタービンからの高温タ
ービン排ガスを排熱回収ボイラへ供給する構成の小容量
のガスタービンコージェネレーションシステムに於い
て、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気の一部を燃焼器
へ供給する蒸気制御バルブを備えた蒸気供給通路を設
け、排熱回収ボイラの熱負荷に応じて蒸気制御バルブの
開度を調整することにより、システム出力の熱電比を制
御することを特徴とする小容量のガスタービンコージェ
ネレーションシステムの熱電比制御方法。1. A small-capacity gas turbine cogeneration system comprising a gas turbine, a generator, a compressor, a combustor, and an exhaust heat recovery boiler, and configured to supply high-temperature turbine exhaust gas from the gas turbine to the exhaust heat recovery boiler. A steam supply passage provided with a steam control valve for supplying a part of steam generated in the exhaust heat recovery boiler to a combustor, and an opening of the steam control valve according to a heat load of the exhaust heat recovery boiler. A thermoelectric ratio control method for a small-capacity gas turbine cogeneration system, characterized in that the thermoelectric ratio of the system output is controlled by adjusting the thermoelectric ratio.
と燃焼器と排熱回収ボイラとを備え、ガスタービンから
の高温タービン排ガスを再生器を経て排熱回収ボイラへ
供給する構成の小容量のガスタービンコージェネレーシ
ョンシステムに於いて、前記排熱回収ボイラで発生した
蒸気の一部を燃焼器へ供給する蒸気制御バルブを備えた
蒸気供給通路を設けると共に、前記再生器にタービン排
ガス制御バルブを備えた高温タービン排ガスのバイパス
通路を設け、排熱回収ボイラの熱負荷に応じて蒸気制御
バルブとタービン排ガス制御バルブの何れか一方又は両
方の開度を調整することにより、システム出力の熱電比
を制御することを特徴とする小容量のガスタービンコー
ジェネレーションシステムの熱電比制御方法。2. A small-sized structure comprising a gas turbine, a generator, a compressor, a regenerator, a combustor, and an exhaust heat recovery boiler, and supplying high-temperature turbine exhaust gas from the gas turbine to the exhaust heat recovery boiler via the regenerator. In a gas turbine cogeneration system having a capacity, a steam supply passage having a steam control valve for supplying a part of steam generated in the exhaust heat recovery boiler to a combustor is provided, and a turbine exhaust gas control valve is provided in the regenerator. By providing a bypass passage for high-temperature turbine exhaust gas equipped with a steam exhaust valve and adjusting the opening of one or both of the steam control valve and the turbine exhaust gas control valve according to the heat load of the exhaust heat recovery boiler, the thermoelectric ratio of the system output Control method for a small capacity gas turbine cogeneration system.
と燃焼器と排熱回収ボイラとを備え、圧縮機からの燃焼
用空気を再生器を経て燃焼器へ供給する構成の小容量の
ガスタービンコージェネレーションシステムに於いて、
前記排熱回収ボイラで発生した蒸気の一部を燃焼器へ供
給する蒸気制御バルブを備えた蒸気供給通路を設けると
共に、前記再生器に空気制御バルブを備えた燃焼用空気
のバイパス通路を設け、排熱回収ボイラの熱負荷に応じ
て蒸気制御バルブと空気制御バルブの何れか一方又は両
方の開度を調整することにより、システム出力の熱電比
を制御することを特徴とする小容量のガスタービンコー
ジェネレーションシステムの熱電比制御方法。3. A small-capacity small-sized fuel supply system comprising a gas turbine, a generator, a compressor, a regenerator, a combustor, and an exhaust heat recovery boiler, wherein combustion air from the compressor is supplied to the combustor via the regenerator. In gas turbine cogeneration systems,
A steam supply passage provided with a steam control valve for supplying a part of the steam generated by the exhaust heat recovery boiler to a combustor is provided, and a bypass passage for combustion air provided with an air control valve in the regenerator is provided. A small-capacity gas turbine characterized by controlling a heat output ratio of a system output by adjusting an opening of one or both of a steam control valve and an air control valve according to a heat load of an exhaust heat recovery boiler. Thermoelectric ratio control method for cogeneration system.
と燃焼器と排熱回収ボイラとを備え、ガスタービンから
の高温タービン排ガスを再生器を経て排熱回収ボイラへ
供給すると共に、圧縮機からの燃焼用空気を再生器を経
て燃焼器へ供給する構成の小容量のガスタービンコージ
ェネレーションシステムに於いて、前記排熱回収ボイラ
で発生した蒸気の一部を燃焼器へ供給する蒸気制御バル
ブを備えた蒸気供給通路を設けると共に、前記再生器に
タービン排ガス制御バルブを備えた高温排ガスのバイパ
ス通路と空気制御バルブを備えた燃焼用空気のバイパス
通路を夫々設け、排熱回収ボイラの熱負荷に応じて前記
各制御バルブの何れか一個又は複数個の開度を調整する
ことにより、システム出力の熱電比を制御することを特
徴とする小容量のガスタービンコージェネレーションシ
ステムの熱電比制御方法。4. A gas turbine, a generator, a compressor, a regenerator, a combustor, and an exhaust heat recovery boiler, and high-temperature turbine exhaust gas from the gas turbine is supplied to the exhaust heat recovery boiler via the regenerator and compressed. Control for supplying a part of the steam generated by the exhaust heat recovery boiler to a combustor in a small-capacity gas turbine cogeneration system configured to supply combustion air from a steam generator through a regenerator to the combustor. A steam supply passage having a valve is provided, and a bypass passage for high-temperature exhaust gas having a turbine exhaust gas control valve and a bypass passage for combustion air having an air control valve are provided in the regenerator. The thermoelectric ratio of the system output is controlled by adjusting any one or more of the control valves according to the load. Thermoelectric ratio control method for a sturbine cogeneration system.
生器と燃焼器とを一体的に組立てしてガスタービン発電
機ユニットとするするようにした請求項１、請求項２、
請求項３又は請求項４に記載の小容量のガスタービンコ
ージェネレーションシステムの熱電比制御方法。5. The gas turbine generator unit according to claim 1, wherein the gas turbine, the generator, the air compressor, the regenerator and the combustor are integrally assembled to form a gas turbine generator unit.
The method for controlling a thermoelectric ratio of a gas turbine cogeneration system having a small capacity according to claim 3 or 4.
ことにより熱負荷の変動を検知し、前記検出した発生蒸
気圧に基づいて必要な各制御バルブの開度を調整するよ
うにした請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に
記載の小容量のガスタービンコージェネレーションシス
テムの熱電比制御方法。6. The apparatus according to claim 1, wherein a change in heat load is detected by detecting a generated steam pressure of the exhaust heat recovery boiler, and a necessary opening degree of each control valve is adjusted based on the detected generated steam pressure. The method of controlling a thermoelectric ratio of a small-capacity gas turbine cogeneration system according to claim 1, 2, 3, or 4.
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