JPH02233806A - 石炭ガス化コンバインドサイクルの制御装置 - Google Patents
石炭ガス化コンバインドサイクルの制御装置Info
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- JPH02233806A JPH02233806A JP5302789A JP5302789A JPH02233806A JP H02233806 A JPH02233806 A JP H02233806A JP 5302789 A JP5302789 A JP 5302789A JP 5302789 A JP5302789 A JP 5302789A JP H02233806 A JPH02233806 A JP H02233806A
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- Japan
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (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】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
この発明は、低負荷運転中、負荷増加指令があった場合
,ガスタービンの出力は最低出力が保証できるようにす
る石炭ガス化コンバインドサイクルの制御装置に関する
。
,ガスタービンの出力は最低出力が保証できるようにす
る石炭ガス化コンバインドサイクルの制御装置に関する
。
(従来の技術)
近年、エネルギ資源の一つである石炭の再活用が見直さ
れ、その一環として石炭ガス化コンバインドサイクルが
ある。石炭ガス化コンバインドサイクルは,石炭をガス
燃料化し、その燃料ガスを作動流体源としてガスタービ
ンならびに発電機を回転駆動させるとともに、ガスター
ビンから出た排ガスを蒸気発生源として活用し、その蒸
気をもって蒸気タービンならびに発電機を回転駆動する
ものであって、エネルギの有効活用、公害問題の優位性
などの点で注目をあびている. 第4図は、この種発電プラントの概略系統図であって、
図中、符号4はガス化炉である。ガス化炉4は粗ガスを
作り出すものであって、ここには空気流量調整弁2を経
て空気が送られており、また蒸気流量調整弁3を経て蒸
気が、さらに石炭流量調整弁1を経て石炭がそれぞれ送
り込まれている.ガス化炉4で作り出された粗ガスは、
ガスクーラ5を経てガス精製設備6に送り込まれ、ここ
で燃料ガスが精製される。その燃料ガスは,燃料圧力調
整弁7を経て燃焼器8に送られ,ここでガスタービン1
0の作動ガスが作り出されている.ガスタービン設備は
、圧縮機9、燃焼器8、ガスタービン10、発電機11
からなり、大気を採り入れた圧縮機9はその大気を昇圧
し、その昇圧空気を燃焼器8に送って作動流体を作り出
し、その作動流体をガスタービン10に送って発電機1
1を回し,電力を作り出す。
れ、その一環として石炭ガス化コンバインドサイクルが
ある。石炭ガス化コンバインドサイクルは,石炭をガス
燃料化し、その燃料ガスを作動流体源としてガスタービ
ンならびに発電機を回転駆動させるとともに、ガスター
ビンから出た排ガスを蒸気発生源として活用し、その蒸
気をもって蒸気タービンならびに発電機を回転駆動する
ものであって、エネルギの有効活用、公害問題の優位性
などの点で注目をあびている. 第4図は、この種発電プラントの概略系統図であって、
図中、符号4はガス化炉である。ガス化炉4は粗ガスを
作り出すものであって、ここには空気流量調整弁2を経
て空気が送られており、また蒸気流量調整弁3を経て蒸
気が、さらに石炭流量調整弁1を経て石炭がそれぞれ送
り込まれている.ガス化炉4で作り出された粗ガスは、
ガスクーラ5を経てガス精製設備6に送り込まれ、ここ
で燃料ガスが精製される。その燃料ガスは,燃料圧力調
整弁7を経て燃焼器8に送られ,ここでガスタービン1
0の作動ガスが作り出されている.ガスタービン設備は
、圧縮機9、燃焼器8、ガスタービン10、発電機11
からなり、大気を採り入れた圧縮機9はその大気を昇圧
し、その昇圧空気を燃焼器8に送って作動流体を作り出
し、その作動流体をガスタービン10に送って発電機1
1を回し,電力を作り出す。
ガスタービン10の作動後、生成される排ガスは,排熱
回収ボイラ13に送り出され、ここで排ガスのエネルギ
回収がなされている.すなわち、排熱回収ボイラ13は
その胴体下部から順に、スーパーヒータ14,エバポレ
ータ15、エコノマイザ−16を有しており,これら熱
交換器によって蒸気が発生せしめられる.まず、エコノ
マイザ−16によって加熱化された給水は,一部をガス
クーラドラム12に送られ、ここで気水分離がなされ、
この間、発生する蒸気をガスクーラドラム12からスー
パーヒータ14に送るようにしている。また、エコノマ
イザ−16の給水の残りは、蒸気ドラム17に送られ、
エバポレータ15を経て再び蒸気ドラム17に戻され、
この間発生する蒸気はスーパーヒータ14に送るように
してある. かくして、スーパーヒータ14によって生成された乾き
蒸気は、蒸気加減弁l8を経て蒸気タービン19に送ら
れ、ここで蒸気のエネルギを動力に代えて発電機20を
回し,電力を作り出す.エネルギを失った蒸気は蒸気タ
ービン19から復水器21に送られ、ここで冷却水と間
接熱交換がなされ、ほぼ常温化される。常温化された復
水は、給水加熱器22、脱気器23を経て上述エコノマ
イザーl6に送られ、再度蒸気イヒがなされている. 上記構成にかかる主要弁の制御モードには、ガスタービ
ンリード形と称してガスタービンの出力信号を基に、ガ
スタービン入口の燃料圧力調整弁に開閉制御信号を与え
るタイプと、ガス化炉リード形と称してガスタービンの
出力信号を基に、ガス化炉入口の石炭流量調整弁、空気
流量調整弁等に開閉制御信号を与えるタイプとがある.
これらのタイプは、一長一短があるものの、構成機器の
時定数の大小を考えると、ガス化炉リード形が選ばれる
ことがある。
回収ボイラ13に送り出され、ここで排ガスのエネルギ
回収がなされている.すなわち、排熱回収ボイラ13は
その胴体下部から順に、スーパーヒータ14,エバポレ
ータ15、エコノマイザ−16を有しており,これら熱
交換器によって蒸気が発生せしめられる.まず、エコノ
マイザ−16によって加熱化された給水は,一部をガス
クーラドラム12に送られ、ここで気水分離がなされ、
この間、発生する蒸気をガスクーラドラム12からスー
パーヒータ14に送るようにしている。また、エコノマ
イザ−16の給水の残りは、蒸気ドラム17に送られ、
エバポレータ15を経て再び蒸気ドラム17に戻され、
この間発生する蒸気はスーパーヒータ14に送るように
してある. かくして、スーパーヒータ14によって生成された乾き
蒸気は、蒸気加減弁l8を経て蒸気タービン19に送ら
れ、ここで蒸気のエネルギを動力に代えて発電機20を
回し,電力を作り出す.エネルギを失った蒸気は蒸気タ
ービン19から復水器21に送られ、ここで冷却水と間
接熱交換がなされ、ほぼ常温化される。常温化された復
水は、給水加熱器22、脱気器23を経て上述エコノマ
イザーl6に送られ、再度蒸気イヒがなされている. 上記構成にかかる主要弁の制御モードには、ガスタービ
ンリード形と称してガスタービンの出力信号を基に、ガ
スタービン入口の燃料圧力調整弁に開閉制御信号を与え
るタイプと、ガス化炉リード形と称してガスタービンの
出力信号を基に、ガス化炉入口の石炭流量調整弁、空気
流量調整弁等に開閉制御信号を与えるタイプとがある.
これらのタイプは、一長一短があるものの、構成機器の
時定数の大小を考えると、ガス化炉リード形が選ばれる
ことがある。
第3図はガス化炉リード形を代表する制御ブロック図で
、ガス化炉4の入口に設置する石炭流量調整弁1、空気
流量調整弁2を、ガス化炉4のガス生成の安定化の観点
からコントロールしている.すなわち、ガスタービン1
0の発電機11からの電気出力は、図示破線のとおり常
時検出されており、その検出信号は加減演算器30にフ
ィードバックされ、負荷指令31と突合わされ、その偏
差は負荷コントローラ32を経てガス化炉制御部33に
与えられ、これによって石炭流量調整弁1、空気流量調
整弁2に開閉制御信号を与えている.こうしてガス化炉
4は、負荷指令31の要求に応じて燃料ガスを作り出し
ている. 負荷指令31のもう一つの信号は,圧力設定部34にも
送り出され、ここで変圧運転に備える圧力設定信号を作
り出し、加減演算器35に送り出される。
、ガス化炉4の入口に設置する石炭流量調整弁1、空気
流量調整弁2を、ガス化炉4のガス生成の安定化の観点
からコントロールしている.すなわち、ガスタービン1
0の発電機11からの電気出力は、図示破線のとおり常
時検出されており、その検出信号は加減演算器30にフ
ィードバックされ、負荷指令31と突合わされ、その偏
差は負荷コントローラ32を経てガス化炉制御部33に
与えられ、これによって石炭流量調整弁1、空気流量調
整弁2に開閉制御信号を与えている.こうしてガス化炉
4は、負荷指令31の要求に応じて燃料ガスを作り出し
ている. 負荷指令31のもう一つの信号は,圧力設定部34にも
送り出され、ここで変圧運転に備える圧力設定信号を作
り出し、加減演算器35に送り出される。
圧力設定部34は,部分負荷時,変圧運転を行った方が
熱負荷効率上好ましいので,そのことを考慮して設けた
もので、負荷指令31の増減に応じて圧力設定信号を自
動的に増減させる関数的機能を果す. 加減演算器35では,圧力設定部34からの信号のほか
に、ガス精製設備6からのフィードバック信号を受けて
おり、ここで突合わされて偏差があらわれると、その偏
差分を圧力コントローラ36を経て,ガスタービン制御
部37に送り出す。ガスタービン制御部37は燃料圧力
調整弁7の開閉制御信号を作り出すもので、開閉制御信
号が与えられた燃料圧力調整弁7は、ガス精製設何6か
らの燃料ガスの圧力をコントロールし、こうしてガスタ
ービン10に与えられる燃料ガスを一定にしてガスター
ビン圧力制御が行なわれる。
熱負荷効率上好ましいので,そのことを考慮して設けた
もので、負荷指令31の増減に応じて圧力設定信号を自
動的に増減させる関数的機能を果す. 加減演算器35では,圧力設定部34からの信号のほか
に、ガス精製設備6からのフィードバック信号を受けて
おり、ここで突合わされて偏差があらわれると、その偏
差分を圧力コントローラ36を経て,ガスタービン制御
部37に送り出す。ガスタービン制御部37は燃料圧力
調整弁7の開閉制御信号を作り出すもので、開閉制御信
号が与えられた燃料圧力調整弁7は、ガス精製設何6か
らの燃料ガスの圧力をコントロールし、こうしてガスタ
ービン10に与えられる燃料ガスを一定にしてガスター
ビン圧力制御が行なわれる。
(発明が解決しようとする課題)
ところで,この種ガス化炉リード形の制御モードでは、
変圧運転中、とりわけ低負荷時での変圧運転において、
負荷指令増の要求が急激にあると、その要求に見合うよ
う石炭流量調整弁1、空気流量調整弁2は開度増になる
ものの、その割合にはガス化炉4から出る燃料ガスは高
まらない。これは、ガス化炉4があまりに時定数が高い
ために発生すると考えられている.このため、過渡的に
は,燃料圧力調整弁7はガスタービン10に送り出す燃
料ガスの圧力を一定にするあまり、開度増から一開度小
へと進み、その結果,ガスタービン10は所望の燃料ガ
スが得られなくなり、停止せざるを得なくなる不具合、
不都合がある。
変圧運転中、とりわけ低負荷時での変圧運転において、
負荷指令増の要求が急激にあると、その要求に見合うよ
う石炭流量調整弁1、空気流量調整弁2は開度増になる
ものの、その割合にはガス化炉4から出る燃料ガスは高
まらない。これは、ガス化炉4があまりに時定数が高い
ために発生すると考えられている.このため、過渡的に
は,燃料圧力調整弁7はガスタービン10に送り出す燃
料ガスの圧力を一定にするあまり、開度増から一開度小
へと進み、その結果,ガスタービン10は所望の燃料ガ
スが得られなくなり、停止せざるを得なくなる不具合、
不都合がある。
この発明は、上記事情にもとずいてなされたもので、変
圧運転中、燃料圧力調整弁に過渡変動が起っても,ガス
タービンが最低出力だけは出せるように保証する石炭ガ
ス化コンバインドサイクルの制御装置を開示することを
目的とする。
圧運転中、燃料圧力調整弁に過渡変動が起っても,ガス
タービンが最低出力だけは出せるように保証する石炭ガ
ス化コンバインドサイクルの制御装置を開示することを
目的とする。
(課題を解決するための手段)
この発明は、ガスタービンの出力信号と負荷指令とを突
合わせて演算し,その演算信号を基に、ガス化炉入口側
に設置する石炭流量調整弁および空気流量調整弁の開閉
制御信号を作り出すガス化炉制御部を備えるとともに、
ガス精製設備の出力信号と負荷指令とを突合わせて演算
し、その演算信号を基に、燃料圧力調整弁の開閉制御信
号を作り出すガスタービン制御部を備える石炭ガス化コ
ンバインドサイクルの制御装置において、上記ガスター
ビン制御部に高値選択器を備え、ガス精製設備の出力信
号と負荷指令とを,突合わせて演算し、その演算信号を
最低負荷信号とのいずれか高値信号を選択して燃料圧力
調整弁に開閉制御信号を与える構成にしたものである. (作 用) この発明にかかる構成では、変圧運転中、例えば急激に
負荷指令増があった場合、ガスタービンの最低負荷信号
が選択できるよう高値選択器を設けている。したがって
、ガスタービン制御部から燃料圧力調整弁に送られる開
閉制御信号は、ガスタービンが出力する最低限の燃料ガ
スを保証する.こうした保証された燃料ガスがガスター
ビンに与えられるので、その運転中、過渡変動があって
もガスタービンを不必要に停止させることがなくなる。
合わせて演算し,その演算信号を基に、ガス化炉入口側
に設置する石炭流量調整弁および空気流量調整弁の開閉
制御信号を作り出すガス化炉制御部を備えるとともに、
ガス精製設備の出力信号と負荷指令とを突合わせて演算
し、その演算信号を基に、燃料圧力調整弁の開閉制御信
号を作り出すガスタービン制御部を備える石炭ガス化コ
ンバインドサイクルの制御装置において、上記ガスター
ビン制御部に高値選択器を備え、ガス精製設備の出力信
号と負荷指令とを,突合わせて演算し、その演算信号を
最低負荷信号とのいずれか高値信号を選択して燃料圧力
調整弁に開閉制御信号を与える構成にしたものである. (作 用) この発明にかかる構成では、変圧運転中、例えば急激に
負荷指令増があった場合、ガスタービンの最低負荷信号
が選択できるよう高値選択器を設けている。したがって
、ガスタービン制御部から燃料圧力調整弁に送られる開
閉制御信号は、ガスタービンが出力する最低限の燃料ガ
スを保証する.こうした保証された燃料ガスがガスター
ビンに与えられるので、その運転中、過渡変動があって
もガスタービンを不必要に停止させることがなくなる。
(実施例)
第1図および第2図を用いてこの発明の一実施例を具体
的に説明する。なお、第3図の構成部品と同一構成部品
には同一符号を付す。
的に説明する。なお、第3図の構成部品と同一構成部品
には同一符号を付す。
ガスタービン10の発電機11からの電気出力は,加減
演算器30にフィードバックされ、負荷指令31と演算
され、負荷コントローラ32、ガス化炉制御部33を経
て、石炭流量調整弁1及び空気流量調整弁2に与えられ
ガス化炉4は負荷指令に見合った制御が行なわれる. また負荷指令31は,圧力設定部34に与えられ、変圧
運転に見合った圧力設定値となり、加減演算器35に与
えられる。加減演算機35では、ガス精製演算され、そ
の演算信号は圧力コントローラ36を経てこの発明にか
かる高値選択器38に与えられる.他方発電器11から
の他の電気出力は加減演算器40にも常時フィードバッ
クされ,ここで最低負荷設定部41からの信号と突合わ
さね、最低負荷コントローラ39を経て高値選択器38
に入る。高値選択器38は最低負荷コントローラ39か
らの信号を選び出し、ガスタービン制御部37に送り出
す.ガスタービン制御部37はガスタービン10の出力
が最低限保証されるだけの弁開閉制御信号を作り出し、
その信号を燃料圧力調整弁7に与え、ガスタービン10
を制御する. 第2図は、負荷特性をあらわすグラフで、この図からも
理解されるように、変圧運転中、急激に負荷指令増があ
った場合、従来は燃料圧力調整弁が閉じる方向に働くた
め、破線で示す如く、負荷が下っていた。しかし、この
発明では、高値選択器38を設けて,過渡変動時、最低
負荷設定部41からの信号を優先的に通すようにしてい
るので、負荷は実線の如く移動し、最低負荷設定値以下
には下らない。こうしてガスタービンの最低負荷は保証
される。
演算器30にフィードバックされ、負荷指令31と演算
され、負荷コントローラ32、ガス化炉制御部33を経
て、石炭流量調整弁1及び空気流量調整弁2に与えられ
ガス化炉4は負荷指令に見合った制御が行なわれる. また負荷指令31は,圧力設定部34に与えられ、変圧
運転に見合った圧力設定値となり、加減演算器35に与
えられる。加減演算機35では、ガス精製演算され、そ
の演算信号は圧力コントローラ36を経てこの発明にか
かる高値選択器38に与えられる.他方発電器11から
の他の電気出力は加減演算器40にも常時フィードバッ
クされ,ここで最低負荷設定部41からの信号と突合わ
さね、最低負荷コントローラ39を経て高値選択器38
に入る。高値選択器38は最低負荷コントローラ39か
らの信号を選び出し、ガスタービン制御部37に送り出
す.ガスタービン制御部37はガスタービン10の出力
が最低限保証されるだけの弁開閉制御信号を作り出し、
その信号を燃料圧力調整弁7に与え、ガスタービン10
を制御する. 第2図は、負荷特性をあらわすグラフで、この図からも
理解されるように、変圧運転中、急激に負荷指令増があ
った場合、従来は燃料圧力調整弁が閉じる方向に働くた
め、破線で示す如く、負荷が下っていた。しかし、この
発明では、高値選択器38を設けて,過渡変動時、最低
負荷設定部41からの信号を優先的に通すようにしてい
るので、負荷は実線の如く移動し、最低負荷設定値以下
には下らない。こうしてガスタービンの最低負荷は保証
される。
以上の通り、この発明にかかる石炭ガス化コンバインド
サイクルの制御装置では、負荷変動時、ガスタービンの
最低負荷を保証するため、最低負荷設定部からの信号を
優先的に通す高値選択器を備えたもので、これによって
ガスタービンは不必要に停止させることがなく,ひいて
は安全な運転が続行できる効果がある。
サイクルの制御装置では、負荷変動時、ガスタービンの
最低負荷を保証するため、最低負荷設定部からの信号を
優先的に通す高値選択器を備えたもので、これによって
ガスタービンは不必要に停止させることがなく,ひいて
は安全な運転が続行できる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例を示す概略制御系統図、第
2図は負荷特性を示すグラフ、第3図は従来の制御系統
を示す概略図、第4図は石炭ガス化コンパインドサイク
ルのプラント概略系統図である。 1・・・石炭流量調整弁 2・・・空気流量調整弁4
・・・ガス化炉 6・・・ガス精製設備7・・
・燃料圧力調整弁 10・・・ガスタービン31・・
・負荷指令 33・・・ガス化炉制御部37・
・・ガスタービン制御部 38・・・高値選択器41
・・・最低負荷設定部 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 弟子丸 健 第2図 第1図
2図は負荷特性を示すグラフ、第3図は従来の制御系統
を示す概略図、第4図は石炭ガス化コンパインドサイク
ルのプラント概略系統図である。 1・・・石炭流量調整弁 2・・・空気流量調整弁4
・・・ガス化炉 6・・・ガス精製設備7・・
・燃料圧力調整弁 10・・・ガスタービン31・・
・負荷指令 33・・・ガス化炉制御部37・
・・ガスタービン制御部 38・・・高値選択器41
・・・最低負荷設定部 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 弟子丸 健 第2図 第1図
Claims (2)
- (1)ガスタービンの出力信号と負荷指令とを突合わせ
て演算し、その演算信号を基に、ガス化炉入口側に設置
する石炭流量調整弁および空気流量調整弁の開閉制御信
号を作り出すガス化炉制御部を備えるとともに、ガス精
製設備の出力信号と負荷指令とを突合わせて演算し、そ
の演算信号を基に、燃料圧力調整弁の開閉制御信号を作
り出すガスタービン制御部を備える石炭ガス化コンバイ
ンドサイクルの制御装置において、上記ガスタービン制
御部に高値選択器を備え、ガス精製設備の出力信号と負
荷指令とを突合わせて演算し、その演算信号と最低負荷
信号とのいずれか高値信号を選択して燃料圧力調整弁に
開閉制御信号を与えることを特徴とする石炭ガス化コン
バインドサイクルの制御装置。 - (2)最低負荷信号は、ガスタービンの出力信号と最低
負荷設定器からの出力信号とを突合わせて演算する最低
負荷コントローラによって作り出されることを特徴とす
る請求項1記載の石炭ガス化コンバインドサイクルの制
御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5302789A JPH02233806A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 石炭ガス化コンバインドサイクルの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5302789A JPH02233806A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 石炭ガス化コンバインドサイクルの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02233806A true JPH02233806A (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=12931409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5302789A Pending JPH02233806A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 石炭ガス化コンバインドサイクルの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02233806A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5797023A (en) * | 1980-10-17 | 1982-06-16 | Gen Electric | Power plant, operation and control method thereof and control system thereof |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP5302789A patent/JPH02233806A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5797023A (en) * | 1980-10-17 | 1982-06-16 | Gen Electric | Power plant, operation and control method thereof and control system thereof |
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