JPH0633705A - 蒸気タービン制御装置 - Google Patents

蒸気タービン制御装置

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JPH0633705A
JPH0633705A JP19191492A JP19191492A JPH0633705A JP H0633705 A JPH0633705 A JP H0633705A JP 19191492 A JP19191492 A JP 19191492A JP 19191492 A JP19191492 A JP 19191492A JP H0633705 A JPH0633705 A JP H0633705A
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JP
Japan
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valve
turbine
steam
main
main steam
Prior art date
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Pending
Application number
JP19191492A
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English (en)
Inventor
Takeshi Fukui
剛 福井
Toshiaki Nishiyama
俊昭 西山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0633705A publication Critical patent/JPH0633705A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ボイラーが通常運転を継続し、ター
ビンが停止状態から起動する場合においても、ボイラー
は特に発生蒸気の圧力,温度を低減させることなく、よ
り効率的に起動できる蒸気タービン制御装置を提供する
ことにある。 【構成】本発明は、ボイラーで発生した蒸気を主蒸気管
より主蒸気元弁、主蒸気止め弁及び蒸気加減弁を経てタ
ービンへ導入し、タービンからの排気の一部は排気仕切
弁、排気管を経て工場プロセス蒸気として用いるととも
にタービンバイパス回路を設けた蒸気タービン発電設備
において、前記主蒸気元弁をバイパスするマッチング弁
を設けると共にタービンメタル温度を検出する温度計の
検出値によって少なくとも前記マッチング弁及び前記排
気仕切弁とを制御する制御装置を設けているので、ボイ
ラーの起動特性に影響されず蒸気タービンを起動するこ
とができ、起動が簡便になる。また、ボイラーが通常運
転を継続し、蒸気タービンだけが停止した状態から再起
動する時に、ボイラーの発生蒸気圧力温度を低下させる
必要もなく、また、ボイラーを停止させる必要もない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自家発電設備、特にター
ビンバイパス回路を有する蒸気タービン制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】主に工場動力をまかなう自家発電設備に
用いられる蒸気タービン発電設備を図3の系統図を参照
して説明する。同図において、ボイラー1で発生した蒸
気は主蒸気管2より主蒸気元弁3、主蒸気止め弁4及び
蒸気加減弁5を経てタービン6へ導入される。タービン
6に導入された蒸気は仕事をし、発電機7を回転させて
電気エネルギーに変換される。一方、タービン6からの
排気の一部は排気仕切弁8、排気管9を経て工場プロセ
ス蒸気として工場へ送られる。工場で使用された蒸気の
残りは、ドレンとして補給水タンク10へ回収される。
工場プロセス蒸気量に見合った補給水が補給ポンプ11
によって加圧され、ボイラー給水として脱気器12へ送
られる。脱気器12を出たボイラー給水はボイラー給水
ポンプ13で更に加圧され、ボイラー1へ送られる。
【0003】一般に、自家発電設備の場合は、ボイラー
1で発生した蒸気を電気エネルギーに変換すると共に、
残りの蒸気を工場プロセス蒸気として使っている。従っ
て、蒸気タービンが緊急停止したときでも、ボイラーを
停止せず工場へプロセス蒸気を送り続けられるように、
タービンバイパス回路を設けている。このタービンバイ
パス回路は主蒸気管2より分岐したタービンバイパス管
14とタービンバイパス弁15とから構成されている。
このとき、プロセス蒸気が蒸気タービン6へ逆流しない
ように、排気仕切弁8は閉となっている。また、ボイラ
ー給水ポンプ13の中間段から抽水し、これを冷却水と
して冷却水管16を経てタービンバイパス弁15に供給
している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図4はタービンの起動
特性曲線である。同図において、定格状態の主蒸気圧
力,温度をそれぞれP1,T1とする。タービンを起動
する際にはタービンケーシングの暖機操作が必要となる
が、タービンケーシングの暖機は、排気側プロセス蒸気
等によりタービンケーシングに背圧をかけることができ
る場合は背圧による暖機を、背圧をかけることができな
い場合は蒸気加減弁蒸気室までの主蒸気による暖機を行
う。背圧によるタービンケーシングの暖機を行うと、主
蒸気による加減弁蒸気室のみの暖機に比べ、暖機時間が
短くできるという利点がある。
【0005】タービンケーシングの暖機が終了すると通
気へと移るが、その際、蒸気の温度は起動時のタービン
メタル温度によって、ケーシングに過大な熱応力を発生
させないように細かく制約をつけて規定している。した
がって、ボイラーの発生蒸気の昇温特性により、タービ
ンの起動特性は大きく影響される。起動特性曲線からみ
ると、タービンケーシング暖機開始時の主蒸気圧力,温
度はP3,T3でなければならないが、この値はその時
のタービンメタル温度により数ケースのパターンに分け
て規定されている。また、通気開始時の主蒸気圧力,温
度はP2,T2でなければならないが、この値も、その
時のタービンメタル温度により数ケースのパターンに分
けて規定されている。これらの制約によりタービンの起
動が複雑になっている。
【0006】更に、通常運転中に何らかのトラブルによ
りタービンが緊急停止した場合を仮定すると、工場プロ
セス蒸気は、プロセス側の要求により停止することがで
きないため、ボイラーは通常運転したままタービンバイ
パス弁を経て工場プロセス蒸気を送り続けることにな
る。この時、主蒸気の圧力,温度は定格状態P1,T1
を維持している。一方、タービンは冷却していき、トラ
ブルを復旧し再起動する時には、タービンメタル温度は
室温程度までに下がることも有り得る。この場合、ター
ビン暖機時に必要な主蒸気入口温度T3は、定格温度T
1に対して200℃程度低い場合もある。従来技術で
は、ボイラー出口温度を、その時のタービンメタル温度
に応じてT3まで下げる必要があり、そうすると、ボイ
ラーは失火し、停止する可能性が大である。この場合、
ボイラーも再起動していく必要があり、多大なロスが発
生してしまうという問題があった。
【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ボイラーが通常運転を継続し、タービ
ンが停止状態(完全に冷えた状態)から起動する場合に
おいても、ボイラーは特に発生蒸気の圧力,温度を低減
させることなく、更に背圧暖機を行うことにより、より
効率的に起動できる蒸気タービン制御装置を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1は、ボイラーで発生した蒸気を主
蒸気管より主蒸気元弁、主蒸気止め弁及び蒸気加減弁を
経てタービンへ導入し、タービンからの排気の一部は排
気仕切弁、排気管を経て工場プロセス蒸気として用いる
とともにタービンバイパス回路を設けた蒸気タービン発
電設備において、前記主蒸気元弁をバイパスするマッチ
ング弁を設けると共にタービンメタル温度を検出する温
度計の検出値によって少なくとも前記マッチング弁及び
前記排気仕切弁とを制御する制御装置を設けたことを特
徴とする。また、本発明の請求項2は、ボイラーで発生
した蒸気を主蒸気管より主蒸気元弁、主蒸気止め弁及び
蒸気加減弁を経てタービンへ導入し、タービンからの排
気の一部は排気管を経て工場プロセス蒸気として用いる
とともにタービンバイパス回路を設けた蒸気タービン発
電設備において、前記主蒸気元弁をバイパスするマッチ
ング弁を設けると共にタービンメタル温度を検出する温
度計の検出値によって少なくとも前記マッチング弁を制
御する制御装置を設けたことを特徴とする。
【0009】
【作用】ボイラーは通常運転状態、蒸気タービンは冷機
状態で蒸気タービンを起動する際に、その時のタービン
メタル温度を検出して、タービンケーシング暖機時に背
圧をかける必要な温度であれば、排気仕切弁を徐々に開
けてタービンケーシングに背圧をかけ、更に、その時の
タービンメタル温度に応じた起動蒸気条件をマッチング
弁によって創出することによって、ボイラーは通常運転
状態のままでもタービン入口蒸気状態を予め設定されて
いる状態に制御することができる。また、暖機が完了し
通気に移っても、マッチング弁の制御により予め設定さ
れた通気の圧力,温度に再設定され通気を開始する。し
たがって、従来のようなボイラーの出口蒸気条件を蒸気
タービンに合せて下げる必要がないため、ボイラーの失
火を防止できるとともに、背圧暖機を行うことによっ
て、より効率的な起動が可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例である自家発電設備の蒸気
タービン発電設備の系統図である。本実施例は既に説明
した従来の自家発電設備の蒸気タービン発電設備の系統
図において、以下の点が追加されたものである。すなわ
ち、主蒸気元弁3をバイパスする形で前後弁18,19
を付属させたマッチング弁17を設置する。ボイラー給
水ポンプ13の吐出からマッチング弁冷却水管20によ
り冷却水調整弁21を経て冷却水をマッチング弁17に
導入する。マッチング弁17及び冷却水調整弁21はタ
ービンメタル温度計22の指示値により制御装置23で
演算され、規定の圧力・温度の蒸気条件となるように制
御される。その他の点は従来例と同一であるので、同一
符号を付してその説明は省略する。
【0011】次に、本実施例の作用について説明する。
起動時のタービンの状態を、通常その時のタービンメタ
ル温度に応じて、温度の低い順にコールド、ウォーム、
ホット、ベリーホットの4つに区分している。制御装置
23には予めタービンメタル温度に応じたタービン入口
蒸気圧力,温度を設定しておく。マッチング弁17の容
量はタービンが外部系統に併入し初負荷を取る(通常定
格負荷の10%程度)のに必要な蒸気量を流せるものと
する。タービン6の起動手順は、ボイラー1の発生蒸気
の状態に無関係に設定することができる。
【0012】まず、タービンメタル温度計22によりタ
ービンメタル温度を検出し、規定温度であれば排気仕切
弁8を徐々に開けていき、タービンケーシングに規定時
間背圧をかける。そして主蒸気元弁3は閉めたままで主
蒸気止め弁4を全開し、後弁19を開き、次いで前弁1
8を開き蒸気加減弁室の暖機を開始する。
【0013】マッチング弁17の制御は、制御装置23
によってその時のタービンメタル温度に応じた圧力,温
度に設定される。暖機が完了すると通気になるが、マッ
チング弁17の制御はタービンメタル温度により予め設
定された圧力,温度に再設定され通気を開始する。ター
ビン6が回転上昇し、定格速度に達した後、外部電源系
統への併入及び初負荷取りとなるが、その時点で主蒸気
元弁3を開き前弁18を、次いで後弁19を閉じ、起動
完了となる。それ以降は通常の動作で所定負荷まで上げ
ていく。
【0014】図2は本発明の他の実施例である自家発電
設備の蒸気タービン発電設備の系統図である。本実施例
が図1の実施例と相違する点は、図1の給水タンク10
の補給水を補給ポンプ11によって加圧してボイラー給
水として脱気器12へ送る系統の代りに、タービン6で
仕事をした蒸気を復水器24により復水とし、復水ポン
プ25により脱気器12に送る系統を設けた点と、ター
ビン6の中間段より工場プロセス蒸気として工場へ送る
排気管26を設けた点である。その他の点は同一である
ので、同一符号を付してその説明は省略する。
【0015】本実施例の作用は図1の実施例と同様であ
るので、以下、簡単にその作用を説明する。まず、主蒸
気元弁3は閉めたままで主蒸気止め弁4を全開し、後弁
19を開き、次いで前弁18を開き蒸気加減弁室の暖機
を開始する。マッチング弁17の制御は、制御装置23
によってその時のタービンメタル温度に応じた圧力,温
度に設定される。暖機が完了すると通気になるが、マッ
チング弁17の制御はタービンメタル温度により予め設
定された圧力,温度に再設定され通気を開始する。ター
ビン6が回転上昇し定格速度に達した後、外部電源系統
への併入及び初負荷取りとなるが、その時点で主蒸気元
弁3を開き、前弁18を次いで後弁19を閉じ、起動完
了となる。それ以降は通常の動作で所定負荷まで上げて
いく。
【0016】なお、本発明は上記実施例で示したタービ
ンだけではなく、プロセス蒸気を有し、タービンバイパ
ス設備を有するプラントであれば上記実施例と同様の効
果が得られる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ボイラーの起動特性に影響されず蒸気タービンを起動す
ることができ、起動が簡便になる。また、ボイラーが通
常運転を継続し、蒸気タービンだけが停止した状態から
再起動する時に、ボイラーの発生蒸気圧力温度を低下さ
せる必要もなく、また、ボイラーを停止させる必要もな
くなる。更に、背圧暖機を行うことによって効率的な起
動が可能となるため、発電設備の運用特性が格段に改善
される、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の系統図。
【図2】本発明の他の実施例の系統図。
【図3】従来の蒸気タービン発電設備の系統図。
【図4】一般的なタービンの起動曲線を示す図。
【符号の説明】
1…ボイラー、2…主蒸気管、3…主蒸気元弁、4…主
蒸気止め弁、5…蒸気加減弁、6…タービン、7…発電
機、8…排気仕切弁、9,26…排気管、10…補給水
タンク、11…補給ポンプ、12…脱気器、13…ボイ
ラー給水ポンプ、14…タービンバイパス管、15…タ
ービンバイパス弁、16…冷却水管、17…マッチング
弁、18…前弁、19…後弁、20…マッチング弁冷却
水管、21…冷却水調整弁、22…タービンメタル温度
計、23…制御装置、24…復水器、25…復水ポン
プ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボイラーで発生した蒸気を主蒸気管より主
    蒸気元弁、主蒸気止め弁及び蒸気加減弁を経てタービン
    へ導入し、タービンからの排気の一部は排気仕切弁、排
    気管を経て工場プロセス蒸気として用いるとともにター
    ビンバイパス回路を設けた蒸気タービン発電設備におい
    て、前記主蒸気元弁をバイパスするマッチング弁を設け
    ると共にタービンメタル温度を検出する温度計の検出値
    によって少なくとも前記マッチング弁及び前記排気仕切
    弁とを制御する制御装置を設けたことを特徴とする蒸気
    タービン制御装置。
  2. 【請求項2】ボイラーで発生した蒸気を主蒸気管より主
    蒸気元弁、主蒸気止め弁及び蒸気加減弁を経てタービン
    へ導入し、タービンからの排気の一部は排気管を経て工
    場プロセス蒸気として用いるとともにタービンバイパス
    回路を設けた蒸気タービン発電設備において、前記主蒸
    気元弁をバイパスするマッチング弁を設けると共にター
    ビンメタル温度を検出する温度計の検出値によって少な
    くとも前記マッチング弁を制御する制御装置を設けたこ
    とを特徴とする蒸気タービン制御装置。
JP19191492A 1992-07-20 1992-07-20 蒸気タービン制御装置 Pending JPH0633705A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4885299B1 (ja) * 2010-10-14 2012-02-29 川崎重工業株式会社 蒸気タービン発電システムの起動方法、蒸気タービン発電システム
CN114251138A (zh) * 2020-09-23 2022-03-29 上海电气电站设备有限公司 汽轮机机组的补汽式启动方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4885299B1 (ja) * 2010-10-14 2012-02-29 川崎重工業株式会社 蒸気タービン発電システムの起動方法、蒸気タービン発電システム
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