JPH0674723B2 - 発電プラントの制御装置 - Google Patents
発電プラントの制御装置Info
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- JPH0674723B2 JPH0674723B2 JP23077085A JP23077085A JPH0674723B2 JP H0674723 B2 JPH0674723 B2 JP H0674723B2 JP 23077085 A JP23077085 A JP 23077085A JP 23077085 A JP23077085 A JP 23077085A JP H0674723 B2 JPH0674723 B2 JP H0674723B2
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- pressure
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、発電プラントの制御装置に係り、特に石炭ガ
ス化コンバインドサイクルプラントにおいて燃料ガスの
ガス流速が一定になるようにガス圧力を変圧制御する発
電プラントの制御装置に関する。
ス化コンバインドサイクルプラントにおいて燃料ガスの
ガス流速が一定になるようにガス圧力を変圧制御する発
電プラントの制御装置に関する。
近年、石炭の有効利用、脱硫の簡易性および環境対策の
優位性などの点から、石炭をガス化しこのガスを燃料ガ
スとしてガスタービンを駆動して発電機を運転すると共
に上記ガスタービンの排ガスを熱回収しこの熱によって
発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電機を運転す
る石炭ガス化コンバインドサイクルプラントが発電プラ
ントとして注目されている。
優位性などの点から、石炭をガス化しこのガスを燃料ガ
スとしてガスタービンを駆動して発電機を運転すると共
に上記ガスタービンの排ガスを熱回収しこの熱によって
発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電機を運転す
る石炭ガス化コンバインドサイクルプラントが発電プラ
ントとして注目されている。
第５図は上記石炭コンバインドサイクルプラントの概略
を示すもので、燃料の石炭流は石炭流量調整弁１を介し
てガス化炉４に流入し、空気流量調整弁２を介して上記
ガス化炉４に流入する空気と蒸気流量調整弁３を介して
ガス化炉４に流入する蒸気とにより炉内でガス化反応を
起こし粗ガスを発生する。上記ガス化炉４を出た粗ガス
は、ガスクーラ５で脱硫可能な温度まで温度を下げられ
た後脱硫装置６に流入し精製される。この精製されたガ
スは、ガスヒータ７で昇温されてから燃料流量調節弁８
を介して燃焼器９内に噴射され、圧縮機10より送給され
る圧縮空気と混合して燃焼する。そしてこの燃焼ガスは
ガスタービン11を駆動し発電機12を運転する。
を示すもので、燃料の石炭流は石炭流量調整弁１を介し
てガス化炉４に流入し、空気流量調整弁２を介して上記
ガス化炉４に流入する空気と蒸気流量調整弁３を介して
ガス化炉４に流入する蒸気とにより炉内でガス化反応を
起こし粗ガスを発生する。上記ガス化炉４を出た粗ガス
は、ガスクーラ５で脱硫可能な温度まで温度を下げられ
た後脱硫装置６に流入し精製される。この精製されたガ
スは、ガスヒータ７で昇温されてから燃料流量調節弁８
を介して燃焼器９内に噴射され、圧縮機10より送給され
る圧縮空気と混合して燃焼する。そしてこの燃焼ガスは
ガスタービン11を駆動し発電機12を運転する。
上記ガスクーラ５にはガスクーラドラム13が設けられ、
このガスクーラドラム13より流出する冷却水はガスクー
ラ５内で高温の粗ガスと熱交換して蒸気となり、この蒸
気は上記ガスヒータ７を通ってガスクーラドラム13内に
貯えられる。
このガスクーラドラム13より流出する冷却水はガスクー
ラ５内で高温の粗ガスと熱交換して蒸気となり、この蒸
気は上記ガスヒータ７を通ってガスクーラドラム13内に
貯えられる。
また上記圧縮機10から抽気された空気は、モータで駆動
する昇圧空気圧縮機14で更に圧縮され上記空気流量調整
弁２を介して上記ガス化炉４に流入する。なお上記空気
のかわりに酸化剤として酸素を使用してもよく、この場
合酸素発生装置（図示せず）よりガス化炉に酸素が供給
される。
する昇圧空気圧縮機14で更に圧縮され上記空気流量調整
弁２を介して上記ガス化炉４に流入する。なお上記空気
のかわりに酸化剤として酸素を使用してもよく、この場
合酸素発生装置（図示せず）よりガス化炉に酸素が供給
される。
一方、上記ガスタービン11から排出される排ガスは排熱
回収ボイラ15へ導かれ、排熱回収ボイラ内のスーパヒー
タ16、エバポレータ17およびエコノマイザ18と順次熱交
換をして大気中に放出される。上記排熱回収ボイラ15に
は上記エバポレータ17と接続する蒸気ドラム19が設けら
れ、エバポレータ17で発生した蒸気は蒸気ドラム19内に
貯えられる。
回収ボイラ15へ導かれ、排熱回収ボイラ内のスーパヒー
タ16、エバポレータ17およびエコノマイザ18と順次熱交
換をして大気中に放出される。上記排熱回収ボイラ15に
は上記エバポレータ17と接続する蒸気ドラム19が設けら
れ、エバポレータ17で発生した蒸気は蒸気ドラム19内に
貯えられる。
また上記蒸気ドラム19は上記ガスクーラドラム13と接続
しており、ガスクーラドラム13および蒸気ドラム19内に
貯えられた蒸気は上記スーパヒータ16で過熱された後蒸
気加減弁20を介して蒸気タービン21に流入し、蒸気ター
ビン21を駆動し発電機22を運転する。そして蒸気タービ
ン21で仕事をした蒸気は復水器23で復水され、給水加熱
器24、脱気器25を通って上記エコノマイザ18で加熱され
た後上記ガスクーラドラム13と蒸気ドラム19に還流す
る。
しており、ガスクーラドラム13および蒸気ドラム19内に
貯えられた蒸気は上記スーパヒータ16で過熱された後蒸
気加減弁20を介して蒸気タービン21に流入し、蒸気ター
ビン21を駆動し発電機22を運転する。そして蒸気タービ
ン21で仕事をした蒸気は復水器23で復水され、給水加熱
器24、脱気器25を通って上記エコノマイザ18で加熱され
た後上記ガスクーラドラム13と蒸気ドラム19に還流す
る。
このように構成された石炭ガス化コンバインドサイクル
プラントの負荷運転は、上記発電機12および22からの出
力信号、燃料流量調整弁８直前のガス圧力信号等を制御
装置26に入力し、これらの信号に基づいて上記制御装置
26から出力される信号により石炭流量調整弁１、空気流
量調整弁２および蒸気流量調整弁３の開度を制御して上
記ガス化炉４に流入する石炭流量、空気流量および蒸気
流量を調整すると共に上記燃焼流量調整弁８を制御して
燃焼器９内に噴射される燃料ガス流量を調整して行なわ
れる。
プラントの負荷運転は、上記発電機12および22からの出
力信号、燃料流量調整弁８直前のガス圧力信号等を制御
装置26に入力し、これらの信号に基づいて上記制御装置
26から出力される信号により石炭流量調整弁１、空気流
量調整弁２および蒸気流量調整弁３の開度を制御して上
記ガス化炉４に流入する石炭流量、空気流量および蒸気
流量を調整すると共に上記燃焼流量調整弁８を制御して
燃焼器９内に噴射される燃料ガス流量を調整して行なわ
れる。
ところで、上記石炭ガス化コンバインドサイクルプラン
トにおいて蒸気タービン21の出力はガスタービン11から
排出される排ガスエネルギによって決まるので、この発
電プラント全体の負荷量はガスタービン11に流入する燃
料流量によって左右される。
トにおいて蒸気タービン21の出力はガスタービン11から
排出される排ガスエネルギによって決まるので、この発
電プラント全体の負荷量はガスタービン11に流入する燃
料流量によって左右される。
このため、従来上記発電プラントの負荷運転を制御する
には、上記ガス化炉４の内圧または燃料流量調整弁８直
前のガス圧力を一定に保持した状態で上記制御装置26か
らの出力信号により上記燃料流量調整弁８を開閉制御す
ることにより行なわれていた。そして、高負荷時には燃
料流量調整弁８の開度を大きく保ち、逆に低負荷時には
開度を小さくしてガスタービンに流入する燃料流量を調
整していた（特開昭57-97023号公報参照）。
には、上記ガス化炉４の内圧または燃料流量調整弁８直
前のガス圧力を一定に保持した状態で上記制御装置26か
らの出力信号により上記燃料流量調整弁８を開閉制御す
ることにより行なわれていた。そして、高負荷時には燃
料流量調整弁８の開度を大きく保ち、逆に低負荷時には
開度を小さくしてガスタービンに流入する燃料流量を調
整していた（特開昭57-97023号公報参照）。
しかしながら、上述のようにガス圧力を負荷にかかわら
ず一定に保持すると、低負荷時には燃料流量が減少する
ため上記ガス化炉４から燃焼器９に向けて流れる燃料ガ
スのガス流速が遅くなり、ガス化炉４内のガス化反応お
よび脱硫装置６内の脱硫反応の効率が低下するという問
題があった。また、上記ガス化炉４に流入する空気は圧
縮機10から抽気されるものなので、タービン負荷が低下
すると圧縮機から吐出する空気圧力も低下する。このた
め低負荷時におけるガス圧力（特にガス化炉４の内圧）
を高負荷時と同等に保持するには、上記空気圧力を昇圧
させる昇圧空気圧縮機14の仕事量を増大させなければな
らず、余分な動力が必要となる問題があった。さらに低
負荷運転するために燃料流量調整弁８の開度を小さくす
ると弁における絞り損失が増大する等種々の問題があっ
た。
ず一定に保持すると、低負荷時には燃料流量が減少する
ため上記ガス化炉４から燃焼器９に向けて流れる燃料ガ
スのガス流速が遅くなり、ガス化炉４内のガス化反応お
よび脱硫装置６内の脱硫反応の効率が低下するという問
題があった。また、上記ガス化炉４に流入する空気は圧
縮機10から抽気されるものなので、タービン負荷が低下
すると圧縮機から吐出する空気圧力も低下する。このた
め低負荷時におけるガス圧力（特にガス化炉４の内圧）
を高負荷時と同等に保持するには、上記空気圧力を昇圧
させる昇圧空気圧縮機14の仕事量を増大させなければな
らず、余分な動力が必要となる問題があった。さらに低
負荷運転するために燃料流量調整弁８の開度を小さくす
ると弁における絞り損失が増大する等種々の問題があっ
た。
本発明の目的は、上記従来技術が有する問題点を解消
し、石炭ガス化コンバインドサイクルプラントにおいて
燃料ガスのガス流速が一定になるようにガス圧力を変圧
化してガス化反応および脱硫反応の効率を上げると共に
低負荷時における昇圧空気圧縮機の仕事量を減少して高
効率運転をするようにした発電プラントの制御装置を提
供するものである。
し、石炭ガス化コンバインドサイクルプラントにおいて
燃料ガスのガス流速が一定になるようにガス圧力を変圧
化してガス化反応および脱硫反応の効率を上げると共に
低負荷時における昇圧空気圧縮機の仕事量を減少して高
効率運転をするようにした発電プラントの制御装置を提
供するものである。
上記目的を達成するために本発明は、石炭ガス化コンバ
インドサイクルプラントにおけるガスタービンおよび蒸
気タービンの出力信号を基づいて上記ガスタービンへ流
入する燃料ガスの流量を調整する発電プラントの制御装
置において、プラント内のガス流速が一定となるように
ガス圧力を設定するガス圧力設定部と、この圧力設定に
基づいて石炭流量、空気流量および蒸気流量を調整する
ガス化炉制御部と、プラント内の実際のガス圧力を検出
するガス圧力検出器とを備えてなることを特徴とするも
ので、石炭のガス化反応および脱硫反応の効率を上げる
と共に石炭コンバインドサイクルプラント全体の効率を
上げるようにしたものである。
インドサイクルプラントにおけるガスタービンおよび蒸
気タービンの出力信号を基づいて上記ガスタービンへ流
入する燃料ガスの流量を調整する発電プラントの制御装
置において、プラント内のガス流速が一定となるように
ガス圧力を設定するガス圧力設定部と、この圧力設定に
基づいて石炭流量、空気流量および蒸気流量を調整する
ガス化炉制御部と、プラント内の実際のガス圧力を検出
するガス圧力検出器とを備えてなることを特徴とするも
ので、石炭のガス化反応および脱硫反応の効率を上げる
と共に石炭コンバインドサイクルプラント全体の効率を
上げるようにしたものである。
以下、本発明による発電プラントの制御装置の実施例を
第１図乃至第４図を参照して説明する。なお従来と同一
部分には同一符号を用いその説明を省略する。
第１図乃至第４図を参照して説明する。なお従来と同一
部分には同一符号を用いその説明を省略する。
第１図は発電プラントの制御装置の第１の実施例を示す
もので、ガスタービンの出力を制御するガスタービン出
力ラインＡ、蒸気タービンの出力を制御する蒸気タービ
ン出力ラインＢおよびガス化炉のガス化反応を制御する
ガス化炉入力ラインＣから成っている。
もので、ガスタービンの出力を制御するガスタービン出
力ラインＡ、蒸気タービンの出力を制御する蒸気タービ
ン出力ラインＢおよびガス化炉のガス化反応を制御する
ガス化炉入力ラインＣから成っている。
上記各ラインの動作は次のように行なわれる。
ガスタービン出力ラインＡ……中給指令31が負荷指令設
定部32に入力すると、この負荷指令設定部32が作動して
発電プラントが許容する負荷変化率および負荷の上下限
内に修正された負荷指令が設定され、この負荷指令にガ
バナフリー補償バイアスが加算されて負荷指令33が出力
される。この負荷指令33は、負荷制御部34においてガス
タービン発電機12と蒸気タービン発電機22の出力が上記
負荷指令33に追従するように比例・積分制御され、負荷
指令35として出力される。この負荷指令35はガスタービ
ン制御部36に入力され、ガスタービン11に設けた速度セ
ンサ37からの信号によりガバナフリーの調定率制御がさ
れた後燃料流量調整弁８に与えられ、この燃料流量調整
弁８の開度が制御される。
定部32に入力すると、この負荷指令設定部32が作動して
発電プラントが許容する負荷変化率および負荷の上下限
内に修正された負荷指令が設定され、この負荷指令にガ
バナフリー補償バイアスが加算されて負荷指令33が出力
される。この負荷指令33は、負荷制御部34においてガス
タービン発電機12と蒸気タービン発電機22の出力が上記
負荷指令33に追従するように比例・積分制御され、負荷
指令35として出力される。この負荷指令35はガスタービ
ン制御部36に入力され、ガスタービン11に設けた速度セ
ンサ37からの信号によりガバナフリーの調定率制御がさ
れた後燃料流量調整弁８に与えられ、この燃料流量調整
弁８の開度が制御される。
蒸気タービン出力ラインＢ……蒸気圧力設定指令41は蒸
気タービン制御部42に入力され、蒸気圧力検出機43およ
び蒸気タービン21に設けた速度センサ44からの信号を受
けて調定率制御がされた後蒸気加減弁20に与えられ、こ
の蒸気加減弁20の開度が制御される。
気タービン制御部42に入力され、蒸気圧力検出機43およ
び蒸気タービン21に設けた速度センサ44からの信号を受
けて調定率制御がされた後蒸気加減弁20に与えられ、こ
の蒸気加減弁20の開度が制御される。
ガス化炉入力ラインＣ……上記燃料調整弁８により流量
が変化する燃料ガスは脱硫装置６の出口に設けられたガ
ス流量検出器54およびガス温度検出器55によりその流量
および温度が検出され、これらの信号がガス圧力設定部
51に入力されるとガス流速が一定になるような圧力設定
指令52が出力される。この圧力設定指令52は、脱硫装置
６出口に設けられたガス圧力検出器56からのガス圧力が
追従するようにガス化炉制御部53において制御された後
石炭流量調整弁１、空気流量調整弁２および蒸気流量調
整弁３に与えられ、これらの弁の開度が制御される。こ
れにより、ガス化炉４から燃焼器９に向けて流れる燃料
ガスのガス流速は一定になる。
が変化する燃料ガスは脱硫装置６の出口に設けられたガ
ス流量検出器54およびガス温度検出器55によりその流量
および温度が検出され、これらの信号がガス圧力設定部
51に入力されるとガス流速が一定になるような圧力設定
指令52が出力される。この圧力設定指令52は、脱硫装置
６出口に設けられたガス圧力検出器56からのガス圧力が
追従するようにガス化炉制御部53において制御された後
石炭流量調整弁１、空気流量調整弁２および蒸気流量調
整弁３に与えられ、これらの弁の開度が制御される。こ
れにより、ガス化炉４から燃焼器９に向けて流れる燃料
ガスのガス流速は一定になる。
ここで、上記ガス圧力設定器51における圧力設定の原理
を説明する。
を説明する。
発電プラントの燃料ガスを生成するガス化炉４において
は、ガスの状態方程式 PQ＝GRT ……（１） が成立する。ここでＰはガス圧力、Ｑはガス体積流量、
Ｇはガス重量流量、Ｒはガス定数、Ｔはガス温度であ
る。
は、ガスの状態方程式 PQ＝GRT ……（１） が成立する。ここでＰはガス圧力、Ｑはガス体積流量、
Ｇはガス重量流量、Ｒはガス定数、Ｔはガス温度であ
る。
ところで、上記ガス体積流量Ｑ（m3/sec）は、ガス流速
をＶ（m/sec）、炉内流路断面積A0（m2）とするとＱ＝
Ｖ×A0と表わされる。ここで、ガス流速Ｖが一定V0であ
るとすると、ガス体積流速はＱ＝V0×A0となり、Ｑは一
定となる。すなわち、ガス流速が一定の場合には、Ｑも
一定Q0となり、上記（１）式は次のように表わされる。
をＶ（m/sec）、炉内流路断面積A0（m2）とするとＱ＝
Ｖ×A0と表わされる。ここで、ガス流速Ｖが一定V0であ
るとすると、ガス体積流速はＱ＝V0×A0となり、Ｑは一
定となる。すなわち、ガス流速が一定の場合には、Ｑも
一定Q0となり、上記（１）式は次のように表わされる。
ここで、カス成分が変化しない場合は、上記ガス定数Ｒ
も一定なので、上記（２）式はＫ＝R/Q0とおきかえて、 Ｐ＝KGT （３） と表わされる。ここでＫは定数である。
も一定なので、上記（２）式はＫ＝R/Q0とおきかえて、 Ｐ＝KGT （３） と表わされる。ここでＫは定数である。
この（３）式はガス流速Ｖを一定とするためのガス圧力
Ｐとガス重量流量Ｇの関係を表わすもので、言い換えれ
ば、ガス重量流量Ｇとガス温度Ｔ、ガス圧力Ｐが（３）
式を満足していれば、ガス流速Ｖが一定に保たれること
を意味する。
Ｐとガス重量流量Ｇの関係を表わすもので、言い換えれ
ば、ガス重量流量Ｇとガス温度Ｔ、ガス圧力Ｐが（３）
式を満足していれば、ガス流速Ｖが一定に保たれること
を意味する。
したがって、負荷により変化するガス重量流量Ｇを圧力
温度Ｔをもとに（３）式によって得られるガス圧力Ｐを
圧力設定値として、ガス圧力制御を行なえば結果的にガ
ス流速が一定となるような変圧運転を行なうことができ
る。
温度Ｔをもとに（３）式によって得られるガス圧力Ｐを
圧力設定値として、ガス圧力制御を行なえば結果的にガ
ス流速が一定となるような変圧運転を行なうことができ
る。
第２図は上記ガス圧力設定部51とガス化炉制御部53の動
作をより詳しく示したものである。
作をより詳しく示したものである。
ガス流量検出器54およびガス温度検出器55からの信号は
それぞれ遅れ要素61を介して掛算器62に入力され、定数
設定器63から出力される定数Ｋと乗算されて圧力設定指
令52が算出される。ここで上記遅れ要素61は、ガス流量
およびガス温度の変動、急変等により圧力設定値が変動
するのを防止するためのものである。
それぞれ遅れ要素61を介して掛算器62に入力され、定数
設定器63から出力される定数Ｋと乗算されて圧力設定指
令52が算出される。ここで上記遅れ要素61は、ガス流量
およびガス温度の変動、急変等により圧力設定値が変動
するのを防止するためのものである。
上記ガス圧力設定部51から出力される圧力設定指令52は
ガス圧力検出器56から遅れ要素61を介して入力される実
際のガス圧力とガス化炉制御部53の加算器64で比較さ
れ、その偏差信号が不感帯回路65の不感帯域を越えた場
合その出力は石炭流量制御器66へ入力され、上記偏差信
号（圧力偏差）を解消するように石炭流量調整弁１が制
御される。ここで上記不感帯回路65は、ガスタービン側
のガバナフリーによる燃料流量の変動でガス化炉入力が
変動するのを防止するためのものである。
ガス圧力検出器56から遅れ要素61を介して入力される実
際のガス圧力とガス化炉制御部53の加算器64で比較さ
れ、その偏差信号が不感帯回路65の不感帯域を越えた場
合その出力は石炭流量制御器66へ入力され、上記偏差信
号（圧力偏差）を解消するように石炭流量調整弁１が制
御される。ここで上記不感帯回路65は、ガスタービン側
のガバナフリーによる燃料流量の変動でガス化炉入力が
変動するのを防止するためのものである。
また、上記石炭流量制御器66から出力される石炭流量指
令により比率設定器67では石炭流量に見合う空気流量指
令が指定され、空気流量検出器68から遅れ要素61を介し
て入力される実際の空気量と加算器64で比較され、その
偏差信号は空気流量制御器69へ入力され、空気流量調整
弁２が制御される。同様に比率設定器70では蒸気流量指
令が設定され、蒸気流量検出器71で検出される実際の蒸
気量と比較され蒸気流量制御器を介して蒸気流量調整弁
３が制御される。
令により比率設定器67では石炭流量に見合う空気流量指
令が指定され、空気流量検出器68から遅れ要素61を介し
て入力される実際の空気量と加算器64で比較され、その
偏差信号は空気流量制御器69へ入力され、空気流量調整
弁２が制御される。同様に比率設定器70では蒸気流量指
令が設定され、蒸気流量検出器71で検出される実際の蒸
気量と比較され蒸気流量制御器を介して蒸気流量調整弁
３が制御される。
このように、負荷出力変化により燃料ガスの流量が変化
してもガス流速が一定になるようにガス圧力が設定さ
れ、この圧力設定に実際の圧力が追従するようにガス化
炉入力である石炭流量、空気流量および蒸気流量が制御
されるので、ガス流速一定の安定した変圧制御運転が可
能となる。また、不感帯65によりガスタービンのガバナ
フリーに影響されない安定したガス化炉の運転が可能と
なり、ガス流速を一定とした発電プラントの高効率な負
荷制御運転が可能となる。
してもガス流速が一定になるようにガス圧力が設定さ
れ、この圧力設定に実際の圧力が追従するようにガス化
炉入力である石炭流量、空気流量および蒸気流量が制御
されるので、ガス流速一定の安定した変圧制御運転が可
能となる。また、不感帯65によりガスタービンのガバナ
フリーに影響されない安定したガス化炉の運転が可能と
なり、ガス流速を一定とした発電プラントの高効率な負
荷制御運転が可能となる。
なお、上記実施例においてはガス流量、温度および圧力
の検出場所は脱硫装置６の出口部分としたが、その検出
場所はどこの圧力を制御するかにより異なり、ガス化炉
４出口から燃料流量調整弁８の間ならどこでもよい。
の検出場所は脱硫装置６の出口部分としたが、その検出
場所はどこの圧力を制御するかにより異なり、ガス化炉
４出口から燃料流量調整弁８の間ならどこでもよい。
次に第３図および第４図により発電プラントの制御装置
の第２の実施例を説明する。本実施例は、前述の第１の
実施例がガス圧力設定部51において入力信号として使用
したガス流量のかわりに負荷量を使用するものである。
すなわち、発電プラントの負荷出力（MW）とガス流量
（Ｇ）の関係が予め、 MW＝ｆ（Ｇ） ……（４） と表わされれば、この（４）式より Ｇ＝Ｆ（MW） ……（５） と表わされるガス流量Ｇと負荷量MWとの関係が得られ、
この関係は例えば第４図に示すようなものとなり、この
負荷量から得られるガス流量信号を第２図に示すガス流
量検出器54より得られるガス流量信号のかわりに使用す
る。
の第２の実施例を説明する。本実施例は、前述の第１の
実施例がガス圧力設定部51において入力信号として使用
したガス流量のかわりに負荷量を使用するものである。
すなわち、発電プラントの負荷出力（MW）とガス流量
（Ｇ）の関係が予め、 MW＝ｆ（Ｇ） ……（４） と表わされれば、この（４）式より Ｇ＝Ｆ（MW） ……（５） と表わされるガス流量Ｇと負荷量MWとの関係が得られ、
この関係は例えば第４図に示すようなものとなり、この
負荷量から得られるガス流量信号を第２図に示すガス流
量検出器54より得られるガス流量信号のかわりに使用す
る。
また、第２の実施例としてガス温度が一定になるように
ガス化炉に入力する空気流量および蒸気流量を制御する
ものである。ガス温度が、一定に制御されていれば、第
２図におけるガス温度検出器55からの信号は、一定とな
るはずであるので、第２図のガス圧力設定部51の温度入
力は、定数設定で良いことになる。また、上記のよう
に、ガス流量は、負荷出力MWの関数となるので、第３図
のような構成が考えられる。これが、第３の実施例であ
る。
ガス化炉に入力する空気流量および蒸気流量を制御する
ものである。ガス温度が、一定に制御されていれば、第
２図におけるガス温度検出器55からの信号は、一定とな
るはずであるので、第２図のガス圧力設定部51の温度入
力は、定数設定で良いことになる。また、上記のよう
に、ガス流量は、負荷出力MWの関数となるので、第３図
のような構成が考えられる。これが、第３の実施例であ
る。
以下、第３図により第３の実施例を詳細に説明する。
ガスタービン出力ラインＡの負荷指令設定部32に入力さ
れる中給指令31は、加算器64、負荷変化率設定器81、積
分器82および上下限設定器83を経て発電プラントが許容
する負荷指令に設定され、この負荷指令は加算器64にお
いて周波数バイアスが加算されて負荷指令33として負荷
制御部34に出力される。また、上記負荷指令33の一部は
ガス化炉入力ラインＣのガス圧力設定部51に入力され、
上記（５）式による関数発生器84によりガス流量に相当
する信号になおされた後掛算器62において定数設定器63
から出力される定数と乗算され圧力設定指令52として出
力される。さらにこの圧力設定指令52は、ガス化炉制御
部53に与えられ、ガス圧力検出器56から遅れ要素61を介
して入力されるガス圧力信号と加算器64で比較された後
石炭流量制御器66を介して石炭流量調整弁１に与えら
れ、この弁１の開度が制御される。また、ガス温度設定
器85とガス化炉出口ガス温度検出器86から出力される信
号が加算器64で比較され、この偏差信号が制御器87を介
して空気流量調整弁２および蒸気流量調整弁３に入力さ
れることによりそれぞれの弁の開度が制御されることに
より空気流量および蒸気流量の制御が行なわれる。な
お、上記第２の実施例において負荷指令設定部32から出
力される負荷指令33は安定した信号でガバナフリー等の
外乱を受けないため、上記第１の実施例で使用される不
感帯回路65は不要である。
れる中給指令31は、加算器64、負荷変化率設定器81、積
分器82および上下限設定器83を経て発電プラントが許容
する負荷指令に設定され、この負荷指令は加算器64にお
いて周波数バイアスが加算されて負荷指令33として負荷
制御部34に出力される。また、上記負荷指令33の一部は
ガス化炉入力ラインＣのガス圧力設定部51に入力され、
上記（５）式による関数発生器84によりガス流量に相当
する信号になおされた後掛算器62において定数設定器63
から出力される定数と乗算され圧力設定指令52として出
力される。さらにこの圧力設定指令52は、ガス化炉制御
部53に与えられ、ガス圧力検出器56から遅れ要素61を介
して入力されるガス圧力信号と加算器64で比較された後
石炭流量制御器66を介して石炭流量調整弁１に与えら
れ、この弁１の開度が制御される。また、ガス温度設定
器85とガス化炉出口ガス温度検出器86から出力される信
号が加算器64で比較され、この偏差信号が制御器87を介
して空気流量調整弁２および蒸気流量調整弁３に入力さ
れることによりそれぞれの弁の開度が制御されることに
より空気流量および蒸気流量の制御が行なわれる。な
お、上記第２の実施例において負荷指令設定部32から出
力される負荷指令33は安定した信号でガバナフリー等の
外乱を受けないため、上記第１の実施例で使用される不
感帯回路65は不要である。
以上の説明から明らかなように、本発明に係る発電プラ
ントの制御装置はガス化炉からガスタービンへ流れる燃
料ガスのガス流速が一定になるようにガス圧力設定部に
おいてガス圧力を設定し、ガス流量または負荷量により
上記ガス圧力を変圧制御するようにしたので、ガス化炉
におけるガス化反応および脱硫装置における脱硫反応の
効率を上げることができ、また低負荷時における昇圧空
気圧縮機の仕事量を減少して発電プラント全体の高効率
運転を行なうことができる。
ントの制御装置はガス化炉からガスタービンへ流れる燃
料ガスのガス流速が一定になるようにガス圧力設定部に
おいてガス圧力を設定し、ガス流量または負荷量により
上記ガス圧力を変圧制御するようにしたので、ガス化炉
におけるガス化反応および脱硫装置における脱硫反応の
効率を上げることができ、また低負荷時における昇圧空
気圧縮機の仕事量を減少して発電プラント全体の高効率
運転を行なうことができる。
第１図は本発明による発電プラントの制御装置の一実施
例を示すブロック線図、第２図は第１図に示した発電プ
ラントの制御装置の一部をより詳しく示したブロック線
図、第３図は本発明に係る発電プラントの制御装置の他
の実施例を示すブロック線図、第４図は負荷とガス流量
との関係を示す図、第５図は一般的な石炭コンバインド
サイクルプラントの概略を示すブロック線図である。 １……石炭流量調整弁、２……空気流量調整弁、３……
蒸気流量調整弁、４……ガス化炉、５……ガスクーラ、
６……脱硫装置、７……ガスヒータ、８……燃料流量調
整弁、９……燃焼器、10……圧縮機、11……ガスタービ
ン、12……発電機、13……ガスクーラドラム、14……昇
圧空気圧縮機、15……排熱回収ボイラ、16……スーパヒ
ータ、17……エバポレータ、18……エコノマイザ、19…
…蒸気ドラム、20……蒸気加減弁、21……蒸気タービ
ン、22……発電機、23……復水器、24……給水加熱器、
25……脱気器、26……制御装置、32……負荷指令設定
部、34……負荷制御部、36……ガスタービン制御部、3
7,44……速度センサ、42……蒸気タービン制御部、43…
…蒸気圧力検出器、51……ガス圧力設定部、53……ガス
化炉制御部、54……ガス流量検出器、55……ガス温度検
出器、56……ガス圧力検出器、61……遅れ要素、62……
掛算器、63……定数設定器、64……加算器、65……不感
帯回路、66……石炭流量制御器、67,70……比率設定
器、68……空気流量検出器、69……空気流量制御器、71
……蒸気流量検出器、72……蒸気流量制御器、81……負
荷変化率設定器、82……積分器、83……上下限設定器、
84……関数発生器、85……ガス温度設定器、86……ガス
化炉出口ガス温度検出器。
例を示すブロック線図、第２図は第１図に示した発電プ
ラントの制御装置の一部をより詳しく示したブロック線
図、第３図は本発明に係る発電プラントの制御装置の他
の実施例を示すブロック線図、第４図は負荷とガス流量
との関係を示す図、第５図は一般的な石炭コンバインド
サイクルプラントの概略を示すブロック線図である。 １……石炭流量調整弁、２……空気流量調整弁、３……
蒸気流量調整弁、４……ガス化炉、５……ガスクーラ、
６……脱硫装置、７……ガスヒータ、８……燃料流量調
整弁、９……燃焼器、10……圧縮機、11……ガスタービ
ン、12……発電機、13……ガスクーラドラム、14……昇
圧空気圧縮機、15……排熱回収ボイラ、16……スーパヒ
ータ、17……エバポレータ、18……エコノマイザ、19…
…蒸気ドラム、20……蒸気加減弁、21……蒸気タービ
ン、22……発電機、23……復水器、24……給水加熱器、
25……脱気器、26……制御装置、32……負荷指令設定
部、34……負荷制御部、36……ガスタービン制御部、3
7,44……速度センサ、42……蒸気タービン制御部、43…
…蒸気圧力検出器、51……ガス圧力設定部、53……ガス
化炉制御部、54……ガス流量検出器、55……ガス温度検
出器、56……ガス圧力検出器、61……遅れ要素、62……
掛算器、63……定数設定器、64……加算器、65……不感
帯回路、66……石炭流量制御器、67,70……比率設定
器、68……空気流量検出器、69……空気流量制御器、71
……蒸気流量検出器、72……蒸気流量制御器、81……負
荷変化率設定器、82……積分器、83……上下限設定器、
84……関数発生器、85……ガス温度設定器、86……ガス
化炉出口ガス温度検出器。
Claims (6)
- 【請求項１】石炭ガス化コンバインドサイクルプラント
におけるガスタービンおよび蒸気タービンの出力信号を
負荷指令に合わせるべく上記ガスタービンへ流入する燃
料ガスの流量を調整する発電プラントの制御装置におい
て、プラント内のガス流速が一定となるようにガス圧力
を設定するガス圧力設定部と、この圧力設定に基づいて
石炭流量、空気流量および蒸気流量を調整するガス化炉
制御部と、プラント内の実際のガス圧力を検出するガス
圧力検出器とを備えてなることを特徴とする発電プラン
トの制御装置。 - 【請求項２】ガス圧力設定部は、ガス流量検出器および
ガス温度検出器からの信号に基づいてプラント内のガス
流速が一定になるような圧力設定が出力されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の発電プラントの
制御装置。 - 【請求項３】ガス圧力設定部は、ガスタービンへの負荷
指令に基づいてプラント内のガス流速が一定になるよう
な圧力設定が出力されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の発電プラントの制御装置。 - 【請求項４】ガス流量検出器から得られるガス流量の代
りに予じめ得られているガス流速を負荷にかかわらず一
定となるような負荷とガス流量との関係を利用して負荷
指令よりガス流量を設定することを特徴とする特許請求
の範囲第２項に記載の発電プラントの制御装置。 - 【請求項５】上記ガス化炉制御部は、ガス圧力検出器か
らの実際の圧力がガス圧力設定部から出力される圧力設
定に追従するように石炭流量、空気流量および蒸気流量
を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の発電プラントの制御装置。 - 【請求項６】ガス化炉制御部がガス圧力検出器からの実
際の圧力がガス圧力検出設定部からの圧力設定に追従す
るように石炭流量を制御する一方、空気流量及び蒸気流
量が、ガス化炉出口ガス温度一定とするように制御する
ことを特徴とする特徴とする特許請求の範囲第４項に記
載の発電プラントの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23077085A JPH0674723B2 (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 発電プラントの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23077085A JPH0674723B2 (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 発電プラントの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6291608A JPS6291608A (ja) | 1987-04-27 |
| JPH0674723B2 true JPH0674723B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=16912989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23077085A Expired - Lifetime JPH0674723B2 (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 発電プラントの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674723B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010054365A3 (en) * | 2008-11-10 | 2010-07-29 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | System and methods for magnetic induction power generation for powering elements in high temperature rotating systems |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5091712B2 (ja) * | 2008-02-20 | 2012-12-05 | 一般財団法人電力中央研究所 | ガバナフリー制御装置およびガバナフリー制御方法 |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP23077085A patent/JPH0674723B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010054365A3 (en) * | 2008-11-10 | 2010-07-29 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | System and methods for magnetic induction power generation for powering elements in high temperature rotating systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6291608A (ja) | 1987-04-27 |
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