JPH04179835A - 燃料ガス圧力制御方式 - 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〕 本発明は燃料制御に係り、特に燃料ガス供給設備と直結
したコンバインド発電設備に好適な燃料ガス圧力制御方
式に関する。

〔従来の技術〕

従来のコンバインド発電設備の燃料ガス圧力制御方式に
おいて、特開昭６２−５８０２２号公報に記載のように
燃料ガス供給設備側の供給能力が不足し、燃料ガス圧力
が低下した場合は、コンバインド発電設備側のガスター
ビンを順次停止することによって燃料ガス圧力を整定す
るようにしている。また逆に、燃料ガス圧力が上昇した
場合は、ベントスタックを開して大気放出としていた。

〔発明が解決しようとする課題〕 従来の燃料ガス圧力制御方式にあっては、燃料ガス圧力
が低下した場合は燃料ガス圧力整定のため、ガスタービ
ンを順次停止させており５燃料ガス圧力が回復しても一
旦停止させたガスタービンを再度起動して発電となり、
元の出力に回復させるまで時間がかかる問題点があった
６また。燃料ガス圧力が上昇した場合は大気放出せねば
ならない問題点があった。

本発明の目的は、燃料ガス圧力の偏差信号によって直接
コンバインド発電設備の燃料消費量を制御しガスタービ
ンを停止させることなく、また、ベントスタックから大
気放出をさせることなく燃料ガス圧力を正常値に回復さ
せることのできる燃料ガス圧力制御方式を提供すること
にある６〔１１１題を解決するための手段〕 前記の目的を達成するため、本発明に係る燃料ガス圧力
制御方式は、燃料ガス供給設備と、複数のガスタービン
／蒸気タービン発電設備からなるコンバインド発電設備
とを直結した火力発電設備に負荷制御装置を備え、それ
ぞれの負荷制御装置により燃料ガス供給設備の燃料ガス
圧力を制御する燃料ガス圧力制御方式において、燃料ガ
ス圧力と基準ガス圧力との間の偏差による燃料ガス圧力
偏差信号をそれぞれの負荷制御装置に均等分配し、偏差
がなくなるまでそれぞれのガスタービンの燃料消費量を
増減して燃料ガス圧力を整定させるように構成されてい
る。

そして負荷制御装置は、燃料ガス圧力偏差信号を自動負
荷制御又は手動負荷制御のいずれの運転モードでも負荷
運転中のそれぞれのコンバインド発電設備に均等分配し
、それぞれのガスタービンの燃料消費量を同時に増減す
ることにより燃料ガス圧力を整定させる構成とする。

また負荷制御装置は、燃料ガス圧力偏差信号の検出によ
り自動負荷制御又は手動負荷制御による負荷制御を抑止
し、燃料ガス圧力偏差信号を負荷運転中の複数のフンバ
インド発電設備に均等分配し、負荷制御を燃料ガス圧力
制御に切替えて燃料ガス圧力を整定させる構成でも良い
。

さらに燃料ガス圧力偏差信号を、燃料増加側のプラス偏
差信号で検出した際、コンバインド発電設備の停止過程
のガスタービンの停止進行を抑止し、燃料ガス圧力制御
により複数のガスタービンを制御する構成とする。

そして燃料ガス供給設備に、燃料ガス圧力が圧力調整範
囲を逸脱する圧力変動を生じ圧力変動の圧力偏差を検出
した際、コンバインド発電設備の燃料消費量を増減して
燃料ガス圧力を整定し、燃料ガス供給設備の圧力制御に
故障を生じ燃料ガス圧力が整定されない際、コンバイド
発電設備の燃料消費量を増減りで基準ガス圧力に保持す
る構成である。

〔作用〕

本発明の燃料ガス圧力制御方式によれば、燃料ガス供給
能力が不足し燃料ガス圧力が低下した場合、並列運転中
のガスタービンの全てが同時に燃料消費量の抑制がなさ
れるため、負荷運転中のガスタービンを順次停止しなく
ても燃料ガス圧力が回復される。従って燃料ガス供給設
備側が正常な燃料ガス圧力に戻ることによりコンバンン
ド発電設備側の呂力も短時間に回復される。又、逆に燃
料ガス供給能力が過剰になり燃料ガス圧力が上昇した場
合、並列運転中の全てのガスタービンの燃料が増加され
燃料消費量の増大によって、ベントスタック開放による
大気放出をすることなく燃料ガス供給圧力が正常に戻さ
れる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図を参照しながら説明する。

第１図に示すように、コンバインド発電設備は１号系列
６ユニツト及び２号系列６ユニツトの計１２ユニットか
らなり、これらの負荷制御装置は。

＆１からＮａ　６の個々のコンバインド発電設備の負荷
を制御するユニット負荷制御装置１７とこれらユニット
発電設備群の負荷を総括制御する系列負荷制御装Ｍ１と
からなっている。系列負荷制御装Ｍ１の構成は、給電指
令２が信号切替ｌ！！３に接続され、信号切替器３には
系列負荷手動設定器４の信号がアナログメモリ５を介し
て接続されている。

信号切替器３の８力側は、系列ＭＷトラッキングモード
切替器７を経由し系列負荷制御減算器９に接続されてい
る。系列負荷制御減算器９にＮＱ　１からＮα６までの
コンバインド発電設備の全出力°を加算した系列実ＭＷ
８の信号も接続され、系列負荷制御の目標値と減算演算
がなされる。この減算後の偏差信号はゲイン補正器１０
を介してＮａ　ｌからＮＱ６のコンバインド発電設備の
自動モード選択されているそれぞれのユニット負荷制御
装！１７にそれぞれの配線を経由して均等分配される。

ユニット負荷制御装置１７は系列負荷制御装置１からの
負荷指令１１がユニット切替器１８に接続され。

ユニット切替器１８にユニット負荷手動設定器１９の信
号がアナログメモリ２０を介して接続されている。ユニ
ット切替器１８の出力側は、ユニットＭＷトラッキング
モード切替器２２及びユニット負荷変化率制限器２３及
びユニット負荷制御上限・下限ｌ＃２４を経由してユニ
ット負荷制御減算器２６に接続されている。ユニット負
荷制御減算器２６にユニット出力の実ＭＷ２５も接続さ
れ、ユニット負荷制御の目標値と減算演算がなされる。

この減算後の偏差信号は低値選択器２７及び高値選択器
２８を介して減信号用コンパレータ２９及び増信号用コ
ンパレータ３０に接続される。増及び減信号用コンパレ
ータからの出力信号は、ガスタービン燃料制御回路のガ
バナ回路３１に接続されている。一方、コンバインド発
電設備の燃料ガス供給設備側の燃料ガス圧力信号３２は
、燃料ガス圧力制御基準信号発生器３４とともに燃料ガ
ス圧力制御減算器３３に接続されている。この２つの信
号の減算結果は燃料ガス圧力偏差信号３６として、燃料
ガス圧力制御不感帯３５を経由して発電所の１号系列６
ユニツト及び２号系列６ユニツトの合計１２ユニツトに
それぞれの配線を経由して均等分配される。゛ユニット
側で受けた燃料ガス圧力偏差信号３６は、零レベル信号
発生器３８とともに燃料ガス圧力制御使用除外切替器３
７に接続される。この切替器からの切替信号は、燃料ガ
ス圧力制御プラスバイアス加算器３９と燃料ガス圧力制
御マイナスバイアス加算器４０とに接続される。燃料ガ
ス圧力制御プラスバイアス加算器３９に、もう一方の信
号の燃料ガス圧力制御プラスバイアス信号４１又は零レ
ベル信号発生器４２のいずれかが、燃料ガス圧力制御プ
ラスバイアス切替器４３を経由して接続される。そして
この２つの信号の加算信号は低値選択器２７に接続され
る。

また、燃料ガス圧力制御マイナスバイアス加算器４０の
もう一方の信号として、燃料ガス圧力制御マイナスバイ
アス信号４４又は零レベル信号発生器４５のいずれかが
燃料ガス圧力制御マイナスバイアス切替器４６を経由し
て接続される。この燃料ガス圧力制御マイナスバイアス
加算器４０から加算信号は高値選択器２８に接続される
。以上がフンバインドサイクル発電設備の負荷制御系統
の全体構成である。

次に、コンバインド発電設備の負荷制御系における燃料
ガス圧力制御の動作について説明する。

燃料ガス供給設備側の燃料ガス圧力が正常状態における
系列負荷制御は、給電指令２又は系列負荷手動設定器４
からの負荷指令のいずれかの信号を信号切替器３によっ
て任意に選択でき１選択された信号が系列負荷制御の目
標値６となる。この目標値６は、コンバインド発電設備
群として負荷運転中の全出力を加算した信号の系列実Ｍ
Ｗ８と減算され、系列実ＭＷよりも目標値が大きい場合
はプラス偏差としてそれぞれのユニット（コンバインド
発電設備）に均等配分される。この系列負荷制御装置か
らの分配信号はユニット側の信号切替器１８が自動負荷
制御の運転モード位置にあるとき受は入れてユニット負
荷制御の目標値２１となる。信号切替器１８が手動負荷
制御の運転モード位置にあるときは、ユニット負荷手動
設定器１９からの信号がユニッ負荷制御の目標値２１と
なる。自動モード（自動負荷制御の運転モード）にある
ユニットは、系列負荷制御装置１からのユニット負荷制
御の目標値信号を受け、ユニット出力の実ＭＷ２５と減
算され、その結果ユニット負荷制御減算器２６からプラ
ス偏差が出力される。このとき燃料ガス圧力は正常であ
るため、ユニットに接続される燃料ガス圧力偏差信号３
６は±Ｏであり、この信号にそれぞれ燃料ガス圧力制御
プラスバイアス信号発生器４１からの信号とマイナスバ
イアス信号発生器４４からの信号が加算され、燃料ガス
圧力制御プラスバイアス加算信号は低値選択器２７へ、
燃料ガス圧力制御マイナスバイアス加算信号は高値選択
器２８に接続されている。

ここで先のユニット負荷制御減算器２６からのプラス偏
差信号と燃料ガス圧力制御プラスバイアス加算信号とは
、低値選択器２７によって負荷側＃側からのプラス偏差
信号が通過し、次のゲートではこの通過した負荷制御側
のプラス偏差信号と燃料ガス圧力制御マイナスバイアス
加算信号とが比較され、高値選択器２８によって負荷制
御側のプラス偏差信号が通過し、増信号用コンパレータ
３０によってガスタービン燃料制御回路のガバナ３１を
増方向に動かし燃料（燃料消費量）を増加させる。この
燃料の増加は系列負荷制御の目標値と系列実ＭＷ８との
偏差がなくなるまで続けられる。

次に、これとは逆に系列実ＭＷよりも系列負荷制御の目
標値の方が小さい場合は、マイナス偏差としてそれぞれ
のユニットに均等分配され、プラス偏差で説明した場合
とは逆の動作となる。すなわち、ユニット負荷制御減算
器２６からマイナス偏差信号が出力し、燃料ガス圧力制
御プラスバイアス加算信号と比較され、低値選択器２７
によって負荷制御側のマイナス偏差信号が通過する。次
のゲートではこの信号と燃料ガス圧力制御マイナスバイ
アス加算信号とが比較され、高値選択器２８によって負
荷制御側のマイナス偏差信号が通過し、減信号用コンパ
レータによってガスタービン燃料制御回路のガバナ３１
を減方向に動かし燃料を減少させる。

次に燃料ガス供給設備側において、燃料ガス供給設備側
の燃料ガス圧力が圧力調整範囲を逸脱する圧力変動が生
じた場合について説明する。

ユニットの負荷制御が前記の通り自動モードにある時、
上位の系列負荷制御装置１からのユニット負荷制御の目
標値に追従し、手動モード（手動負荷制御の運転モード
）にある時は、ユニット負荷手動設定器１９による設定
値を目標とする負荷制御な行っているが、燃料ガス圧力
が圧力調整範囲を逸脱する変動が生じた場合、燃料ガス
圧力信号３２と燃料ガス圧力制御基準信号発生器３４と
の間に燃料ガス圧力偏差信号３６が生じる。燃料ガス圧
力が基準値（基準ガス圧力）以上よりも上昇した場合は
プラス偏差、逆に基準値以下に低下した場合はマイナス
偏差を生じる。この偏差値が燃料ガス圧力制御不感帯器
３５で設定される規定値以上の値になると、その偏差信
号は１２台のユニット負荷制御装置１７に均等分配され
る。この均等分配は発電所内の１号系列又は２号系列の
別に関係なく、また系列内の自動モード又は手動モード
の負荷制御形態に関係なく並列運転中の全てのユニット
に均等分配される。この分配された燃料ガス圧力制御の
偏差信号が、ユニット負荷制御装置内の燃料ガス圧力制
御開始を定める燃料ガス圧力制御プラスバイアス信号発
生器４１又は燃料ガス圧力制御マイナスバイアス信号発
生器４４の値を越えると、ユニット実ＭＷ）−ラッキン
グ切替器２２によってユニット負荷制御はユニット出力
による実ＭＷトラッキングに移行し、ユニット負荷制御
減算器２６の出力が偏差零になる。このような状況下に
おいて、燃料ガス圧力偏差信号がプラス偏差として取込
まれると、この信号にそれぞれ燃料ガス圧力制御プラス
バイアス信号発生器４１からの信号及び燃料ガス圧力制
御マイナスバイナス信号発生器４４からの信号が加算さ
れて、負荷制御側からの偏差信号零値と比較される。低
値選択器２７では燃料ガス圧力のプラス偏差信号にプラ
スバイアスが加算された信号と負荷制御側の偏差信号零
値との比較により低値の負荷制御側の偏差信号零値が通
過するが、次のゲートでは燃料ガス圧力のプラス偏差か
ら燃料ガス圧力開始点のマイナスバイアス信号を差し引
いた分以上のプラス偏差量以上になると、負荷制御側の
偏差信号零値を越えて高値選択器２８により燃料ガス圧
力制御側のプラス偏差信号が通過し、増信号コンパレー
タ３０によりガスタービン燃料制御回路のガバナ３１を
増方向に動かし燃料な増加させる。この挙動は負荷運転
中の全ユニット同時に行なわれ、燃料ガス圧力制御開始
ポイントの圧力値以下になるまで続けられる。燃料ガス
圧力が規定値内に整定すると実ＭＷトラッキングは除外
となり、低値選択器２７と高値選択器２８とを通過する
信号は負荷制御側の偏差となり１元のユニット負荷制御
に戻る。逆に燃料ガス圧力偏差信号がマイナス偏差とし
て入力されるとプラス偏差で説明したときとは逆の動作
で、このマイナス偏差信号にそれぞれ燃料ガス圧力制御
プラスバイアス信号発生器４１からの信号及び燃料ガス
圧力制御マイナスバイアス信号発生器４４からの信号が
加算されて、負荷制御側からの偏差信号零値と比較され
る。低値選択器２７では燃料ガス圧力のマイナス偏差信
号にプラスバイアスを加算した分以上のマイナス偏差量
以上になると、負荷制御側の偏差信号零値を越えた時点
より、燃料ガス圧力制御のマイナス偏差信号が通過する
。次のゲートの高値選択器２８では、燃料ガス圧力制御
のマイナス偏差信号にマイナスバイアスがさらに加算さ
れた信号との比較になり、前段の低値選択器２７を通過
してきた燃料ガス圧力制御のマイナス偏差信号が高値選
択で通過し、減信号用コンパレータによりガスタービン
燃料制御のガバナ３１を減方向に動かし、燃料を減じる
ことによって発電所全体の燃料消費量を抑制する。この
抑制は燃料ガス圧力が整定されるまでなされる。

次に、燃料ガス供給設備側のガス圧力調整装置等の不調
で燃料ガス圧力を定値に制御できない事態が発生した場
合は、そのトラブル発生の信号を受けてコンバインド発
電設備側の燃料消費量の増減を行うことによって、燃料
ガス圧力の定植制御を行う機能について説明する。

燃料ガス供給設備側のガス圧力調整装置等にトラブルが
発生すると、コンバインド発電設備のそれぞれのユニッ
トは、このトラブル信号を受けてユニットＭＷトラッキ
ング切替器２２によって。

ユニット出力による実ＭＷトラッキングモードに切替え
、燃料ガス圧力制御モードに移行させる。

同時に燃料ガス圧力制御プラスバイアス信号切替器４３
、及び燃料ガス圧力制御マイナスバイアス信号切替器４
６によって、燃料ガス圧力制御のバイアスはプラス側及
びマイナス側ともに零値バイアスに切替えられる。燃料
ガス圧力が基準値以上で、かつ燃料ガス圧力制御不感帯
器３５以上のプラス偏差になると、そのプラス偏差量は
ストレートに低値選択器２７と高値選択器２８に入り、
負荷制御側の偏差信号零値と比較され、高値選択器２８
によって燃料ガス圧力制御側のプラス偏差信号が通過し
燃料の増加がなされる。逆にマイナス偏差のときは低値
選択器２７によって燃料ガス圧力制御側のマイナス偏差
信号が通過し燃料の減操作がなされる。このように燃料
ガス圧力制御のバイアスを零とすることによって、コン
バインド発電設備側の燃料消費量の増減を制御し、燃料
ガス圧力を一定に制御することができる。これら燃料ガ
ス圧力制御及び燃料ガス圧力定値制御を行なわしめるか
否かの選択は、燃料ガス圧力制御使用・除外切替器３７
によってなされ、ガスタービンの起動過程中、負荷上昇
過程中又は停止過程中のものはこの切替器３７によって
零レベル信号側に切替え、燃料ガス圧力制御の対象ユニ
ットから除外することができる。この使用・除外におい
て、燃料ガス圧力偏差信号がプラス偏差で燃料増加側に
作用させる必要があるときは停止過程の進行を抑止し、
停止過程の負荷降下を中断するとともに燃料ガス圧力制
御使用・除外切替器３７によって燃料ガス偏差信号を受
は入れる側に切替え、停止過程のユニットも燃料ガス圧
力制御対象ユニットに組込まれるようになっている。

以上説明した実施例によれば、燃料ガス供給設備側の圧
力制御範囲から逸脱する圧力変動分の調整や燃料ガス供
給設備側の圧力調整不調時のガス圧力調整は、ガスター
ビンの停止や、ベントスタックの開による燃料放出の手
段を講じることなく、ガスタービン側の燃料消費量の増
減を複数台同時に調整制御とすることによって整定する
ことができる。これによって燃料ガス圧力の変動が整定
したのちのコンバインド発電設備の出力回復が早く行な
えることと、燃料ガスの大気放出の問題が解消できる効
果がある。

〔発明の効果〕

本発明の燃料ガス圧力制御方式によれば、ガスタービン
を停止させることなく燃料ガス圧力制御を行なえる効果
がある２また。ガスタービンシ停止しないため、燃料ガ
ス圧力が回復したのちのコンバインド発電設備の元の出
力に回復させるまでの時間を大幅に短縮することができ
る効果もある。

さらに燃料ガス圧力調整のためのベントスタック開によ
る燃料ガスの大気放出をなくすことができ、大気放出相
当分の燃料は電気圧力の形で取り出しできる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すコンバインド発電設備
の負荷制御のブロック図である。 １・・・系列負荷制御装置、２・・・給電指令、３・・
・信号切替器、４・・・系列負荷手動設定器、５・・・
アナログメモリ、６・・・系列負荷制御の目標値、７内
系列ＭＷトラッキングモード切替器、８・・・系列実Ｍ
Ｗ。 ９・・・系列負荷制御減算器、１０・・・ゲイン補正器
、１１・・・系列からの負荷指令、１７・・・ユニット
負荷制御装置、１８・・信号切替器、１９・・・ユニッ
ト負荷手動設定器、２０・・・アナログメモリ、２１・
・・ユニット負荷制御の目標値、２２・・・ユニットＭ
Ｗトラッキング切替器、２３・・・ユニット負荷変化率
制限器、２４・・・ユニット負荷制御上限・下限器、２
５・・・ユニット実ＭＷ、２６・・・ユニット負荷制御
減算器、２７・・・低値選択器、２８・・・高値選択器
、２４・・・減信号用コンパレータ、３０・・・増信号
用コンパレータ、３１・・・ガスタービン燃料制御回路
のガバナ、３２・・・燃料ガス供給圧力信号、３３・・
・燃料ガス圧力制御減算器、３４・・・燃料ガス圧力制
御基準信号発生器、３５・・・燃料ガス圧力制御不感帯
器、３６・・・燃料ガス圧力偏差信号、３７・・・燃料
ガス圧力制御使用・除外切替器、３８・・・零レベル信
号発生器、３９・・・燃料ガス圧力制御プラスバイアス
信号加算器、４０・・・燃料ガス圧力制御マイナスバイ
アス信号加算器、４１・・・燃料ガス圧力制御プラスバ
イアス信号発生器、４２・・・零レベル信号発生器、４
３・・・燃料ガス圧力制御プラスバイアス信号切替器、
４４・・・燃料ガス圧力制御マイナスバイアス信号発生
器、４５・・・零レベル信号発生器、４６・・・燃料ガ
ス制御マイナスバイアス信号切替器。 代理人　　鵜　　沼　　辰　　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料ガス供給設備と、複数のガスタービン／蒸気タ
   ービン発電設備からなるコンバインド発電設備とを直結
   した火力発電設備に負荷制御装置を備え、それぞれの負
   荷制御装置により前記燃料ガス供給設備の燃料ガス圧力
   を制御する燃料ガス圧力制御方式において、前記燃料ガ
   ス圧力と基準ガス圧力との間の偏差による燃料ガス圧力
   偏差信号をそれぞれの負荷制御装置に均等分配し、前記
   偏差がなくなるまでそれぞれのガスタービンの燃料消費
   量を増減して前記燃料ガス圧力を整定させることを特徴
   とする燃料ガス圧力制御方式。 ２、負荷制御装置は、燃料ガス圧力偏差信号を自動負荷
   制御又は手動負荷制御のいずれの運転モードでも負荷運
   転中のそれぞれのコンバインド発電設備に均等分配し、
   それぞれのガスタービンの燃料消費量を同時に増減する
   ことにより燃料ガス圧力を整定させることを特徴とする
   請求項１記載の燃料ガス圧力制御方式。 ３、負荷制御装置は、燃料ガス圧力偏差信号の検出によ
   り自動負荷制御又は手動負荷制御による負荷制御を抑止
   し、燃料ガス圧力偏差信号を負荷運転中の複数のコンバ
   インド発電設備に均等分配し、負荷制御を燃料ガス圧力
   制御に切替えて燃料ガス圧力を整定させることを特徴と
   する請求項１記載の燃料ガス圧力制御方式。 ４、燃料ガス圧力偏差信号を、燃料増加側のプラス偏差
   信号で検出した際、コンバインド発電設備の停止過程の
   ガスタービンの停止進行を抑止し、燃料ガス圧力制御に
   より複数のガスタービンを制御することを特徴とする請
   求項１記載の燃料ガス圧力制御方式。 ５、燃料ガス供給設備に、燃料ガス圧力が圧力調整範囲
   を逸脱する圧力変動を生じ該圧力変動の圧力偏差を検出
   した際、コンバインド発電設備の燃料消費量を増減して
   前記燃料ガス圧力を整定し、前記燃料ガス供給設備の圧
   力制御に故障を生じ前記燃料ガス圧力が整定されない際
   、前記コンバイド発電設備の燃料消費量を増減して基準
   ガス圧力に保持することを特徴とする燃料ガス圧力制御
   方式。