JPS59122710A - Load control device for complex cycle electric power plant - Google Patents
Load control device for complex cycle electric power plantInfo
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- JPS59122710A JPS59122710A JP57228032A JP22803282A JPS59122710A JP S59122710 A JPS59122710 A JP S59122710A JP 57228032 A JP57228032 A JP 57228032A JP 22803282 A JP22803282 A JP 22803282A JP S59122710 A JPS59122710 A JP S59122710A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野〕
本発明はガスタービンと蒸気タービンの複合サイクル発
電プラント(以下、複合サイクルプラントという。)の
負荷制御装置に関する。特に、尚該複合サイクルプラン
トの負荷変化率をそのプラントが許容できる範囲内に制
限する負荷変化率制限回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a load control device for a combined cycle power plant (hereinafter referred to as a combined cycle plant) using a gas turbine and a steam turbine. In particular, the present invention relates to a load change rate limiting circuit that limits the load change rate of the combined cycle plant within a range that the plant can tolerate.
[発明の技術的背景〕
複合サイクルプラントの概要
複合サイクルプラントとは、ガスタービンにおいて燃料
を燃焼することにょシ発電機を回転駆動するとともに、
その排熱回収ボイラにより回収して蒸気を発生させ、発
生した蒸気により蒸気タービンを駆動し、かつ発′を機
を駆動する方式を用いた発電プラン、トのことである。[Technical Background of the Invention] Overview of Combined Cycle Plant A combined cycle plant is a gas turbine that burns fuel and rotates a generator.
This is a power generation plant that uses a system in which the waste heat is recovered by a steam recovery boiler to generate steam, the generated steam drives a steam turbine, and a generator is driven.
この意味において、結合サイクルあるいは組み合せサイ
クルプラントともいわれる。この複合サイクルプラント
の全体の出力はガスタービンの燃料の供給量に依存し、
したがってこの燃料流量を制御することによりプラント
全体の出力制御を行うことができる。一般に、複合サイ
クルプラントはガスタービンと蒸気タービンとが同一軸
で結合されているか又は複数の軸に分けられているかに
よって一軸型と複数軸型に大別される。In this sense, it is also called a combined cycle or combined cycle plant. The overall output of this combined cycle plant depends on the gas turbine fuel supply,
Therefore, by controlling this fuel flow rate, the output of the entire plant can be controlled. In general, combined cycle plants are broadly classified into single-shaft types and multi-shaft types, depending on whether the gas turbine and steam turbine are connected by the same shaft or separated into multiple shafts.
負荷制御
次に、以上の複合サイクルプラントの負荷制御装置につ
いて説明するが、説明を簡単にするため一軸型の複合サ
イクルプラントの例により説明する(第1図参照)。第
1図において、まず、ガスタービン9の出力制御は次の
通りである。速度設定器lからの速度設定信号は減算器
2に与えられる。一方、コンプレッサ8に設けられた回
転数検出器6からガスタービン9、蒸気タービン13お
よび発電機10の回転数検出信号が減算器2にフィード
バックされる。減算器2は速度設定値とフィードバック
された検出値との偏差を求め、その偏差信号を演算増幅
器3に出力する。演算増幅器3は入力された偏差信号に
基づき「比例」または「比−例積分」演算を行ない、そ
の演算値をサーボ増幅器4を介して燃料調整弁5に送り
、その開度を制御する。この開度調節により、ガスター
ビン9の燃焼器7に供給される燃量流量が制御され、そ
の結果、ガスタービン9の出力が速度設定値に合うよう
に制御される。Load Control Next, the load control device for the above-mentioned combined cycle plant will be explained, but to simplify the explanation, an example of a single-shaft type combined cycle plant will be used (see FIG. 1). In FIG. 1, first, the output control of the gas turbine 9 is as follows. The speed setting signal from the speed setter l is given to the subtracter 2. On the other hand, rotation speed detection signals of the gas turbine 9 , the steam turbine 13 , and the generator 10 are fed back from the rotation speed detector 6 provided in the compressor 8 to the subtractor 2 . The subtracter 2 calculates the deviation between the speed setting value and the fed-back detection value, and outputs the deviation signal to the operational amplifier 3. The operational amplifier 3 performs a "proportional" or "proportional integral" calculation based on the input deviation signal, and sends the calculated value to the fuel regulating valve 5 via the servo amplifier 4 to control its opening degree. This opening adjustment controls the fuel flow rate supplied to the combustor 7 of the gas turbine 9, and as a result, the output of the gas turbine 9 is controlled to match the speed setting value.
次に、蒸気タービン13の出力制御について述べる。排
熱回収ボイラ11から蒸気タービン13に供給サレる蒸
気エンタルピーは、ガスタービン9の排ガスのエンタル
ピーにより決定されるので蒸気加減弁12を全開または
一定の開度にしておくことにより復水器14の真空度と
の関係で一義的にタービン出力が決定されることとなる
。Next, output control of the steam turbine 13 will be described. The steam enthalpy supplied from the exhaust heat recovery boiler 11 to the steam turbine 13 is determined by the enthalpy of the exhaust gas from the gas turbine 9. Therefore, by keeping the steam control valve 12 fully open or at a constant opening, the steam enthalpy supplied to the steam turbine 13 can be adjusted. The turbine output is uniquely determined by the relationship with the degree of vacuum.
以上のことから、複合サイクルプラントにおいて電力系
統への出力はガスタービン9と蒸気タービン13の出力
の和に発電機lOの効率を乗じた値となる。From the above, in the combined cycle plant, the output to the power system is a value obtained by multiplying the sum of the outputs of the gas turbine 9 and the steam turbine 13 by the efficiency of the generator IO.
負荷(発′!vS出力)の制御・は、負荷設定器16か
らの負荷設定信号と負荷検出器15による実負荷検出信
号との偏差を減算器17により求め、求めた偏差信号を
速度設定器1に与えて設定器1を制御することにより行
う。その結果、最終的には偏差を零(すなわち、負荷が
負荷設定値と等しくなる)となるように制御することが
できる。To control the load (output), the deviation between the load setting signal from the load setting device 16 and the actual load detection signal from the load detector 15 is obtained by the subtractor 17, and the obtained deviation signal is applied to the speed setting device. 1 to control the setting device 1. As a result, it is possible to control the deviation so that it ultimately becomes zero (that is, the load becomes equal to the load setting value).
複数軸型複合サイクルプラントの総括負荷制御以上の特
性を有する複合サイクルプラントが複数軸型のものであ
って、当該複合サイクルプラントが電力系統からみてL
すのユニットとして機能するように計画された場合の総
括的な負荷制御装置の例を第2図に示す。Comprehensive load control of a multi-shaft combined cycle plant A combined cycle plant that has characteristics better than that of a multi-shaft type combined cycle plant, and that the combined cycle plant is L from the viewpoint of the power system.
An example of an overall load control device when designed to function as a single unit is shown in FIG.
第2図において、中央給電所18から与えられる複合サ
イクルプラン、トの負荷指令値、または負荷設定器20
から与えられる所内モード負荷指令値のいずれかが切替
器19によシ選択されて加算器21に入力される。一方
、系統周波数偏差を補償するだめの周波数偏差バイアス
発生器22から周波数バイアス信号が加算器21に入力
されて両信号が加算される。その加算信号は減算器23
において加算器24から与えられる複合サイクルプラン
ト全体の出力(第1軸A1〜第n MAnまでの複合サ
イクルプラント出力の総和)と減算されて偏差が求めら
れる。In FIG. 2, the load command value of the composite cycle plan given from the central power supply station 18, or the load setting device 20
One of the local mode load command values given from the above is selected by the switch 19 and input to the adder 21. On the other hand, a frequency bias signal is input from the frequency deviation bias generator 22 for compensating the system frequency deviation to the adder 21, and both signals are added. The addition signal is sent to the subtracter 23
Then, the output of the entire combined cycle plant given from the adder 24 (the sum of the combined cycle plant outputs from the first axis A1 to the n-th MAn) is subtracted to obtain a deviation.
次いで、この偏差は総括負荷コントローラである比例積
分器25に入力され、比例積分器25は入力偏差値に基
づいて各軸に対する負荷目標指令を発する。各軸A1〜
Anには減算器27、発電機出力検出器26および比例
積分演算器28がそれぞれ設けられている。これらは各
軸A1〜Anについて全て同一なので同一の符号で示す
。This deviation is then input to the proportional integrator 25, which is an overall load controller, and the proportional integrator 25 issues a load target command for each axis based on the input deviation value. Each axis A1~
An is provided with a subtracter 27, a generator output detector 26, and a proportional-integral calculator 28, respectively. Since these are all the same for each axis A1 to An, they are indicated by the same reference numerals.
さて、負荷目標指令が各軸A1〜Anの減算器27に支
えられると、各減算器27は各軸の発電機出力検出器2
6からの検出信号との減算を行ない、その偏差を比例積
分演算器28に出力する。比例積分演算器28は入力さ
れた偏差値に基づいて各軸A1〜Anに対する速度設定
信号を出力する。以下の動作は第1図の制御動作と同じ
であり、速度設定信号は負荷設定器16を介して各軸A
1〜Anにそれぞれ与えられて第1図の制御装置によυ
複合サイクルプラントの出力制御が行われる。Now, when the load target command is supported by the subtractor 27 of each axis A1 to An, each subtractor 27 is connected to the generator output detector 2 of each axis.
6 and outputs the deviation to the proportional-integral calculator 28. The proportional-integral calculator 28 outputs speed setting signals for each of the axes A1 to An based on the input deviation value. The following operation is the same as the control operation shown in FIG.
1 to An respectively, and the control device shown in FIG.
Output control of the combined cycle plant is performed.
[背景技術の問題点]
以上のようなl軸型ならびに複数軸型の複合サイクルプ
ラントにおいては、負荷を変化させる場合に当該プラン
トが許容できる範囲内の変化率で負荷指令を与える必要
がある。その理由は次の通シである。ガスタービンの出
力は燃料量に依存することから、急激な負荷指令の変化
は燃料量の急変となり、その結果ガスタービン入口温度
が急変し、さらにはガスタービンの排熱に依存する蒸気
タービンでは蒸気温度の急変となって現われる。[Problems with Background Art] In the above-described l-axis type and multi-axis type combined cycle plants, when changing the load, it is necessary to give a load command at a rate of change within a range that the plant can tolerate. The reason is as follows. Since the output of a gas turbine depends on the amount of fuel, a sudden change in the load command will cause a sudden change in the amount of fuel, resulting in a sudden change in the gas turbine inlet temperature. It appears as a sudden change in temperature.
このような変化は蒸気タービンの熱応力発生につながυ
、タービンの寿命管理上好ましくない。したがって、負
荷指令の変化は当該プラントが許容できる変化率範囲内
に入るように制限しなければならない。このことは、1
軸型のもののみならず複数軸についても全く同様であり
、特に複数軸の場合は各軸A1−An個々についてのみ
ならずプラント全体としての負荷指令も制限する必要が
ある。Such changes lead to the generation of thermal stress in the steam turbine υ
, which is unfavorable in terms of turbine life management. Therefore, changes in the load command must be limited to within a rate of change that can be tolerated by the plant. This means that 1
The same applies not only to the shaft type but also to multiple shafts. In particular, in the case of multiple shafts, it is necessary to limit the load command not only for each shaft A1-An individually but also for the entire plant.
負荷変化率を制限する要因としては、タービン入 −口
温度の急上昇、蒸気湿態の急上昇による蒸気タービンの
寿命、NOX発生防止上の制限などがある。Factors that limit the rate of load change include a sudden rise in turbine inlet temperature, the lifespan of the steam turbine due to a sudden rise in steam humidity, and restrictions on the prevention of NOx generation.
これらの制限および運用上の制限等を考慮した負荷変化
率しMVjnin )を第3図に示す。第3図中、横軸
は実負荷値[MY ]である。Figure 3 shows the load change rate (MVjnin) taking into consideration these limitations and operational limitations. In FIG. 3, the horizontal axis is the actual load value [MY].
本発明は1軸、複数軸の複合サイクルプラントの負荷制
御装置において、現在の実負荷状態に応じて許容される
負荷率を越えないように自動的に制限し、これによって
円滑な制御を可能とする負荷制御装置を提供することを
目的とする。The present invention is a load control device for a single-shaft or multi-shaft combined cycle plant, which automatically limits the load factor so as not to exceed the allowable load factor according to the current actual load state, thereby enabling smooth control. The purpose of the present invention is to provide a load control device that
上記目的を達成するために、本発明による負荷制御装置
は、尚該複合サイクル発電プラントの実際の負荷状態信
号を受けてその負荷時における負荷変化率の限界を示す
信号を出力する関数発生器と、この関数発生器からの負
荷変化率制限信号を負荷゛指令信号に加える負荷変化率
制限器とを儂えたことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the load control device according to the present invention further includes a function generator that receives an actual load state signal of the combined cycle power plant and outputs a signal indicating the limit of the load change rate at the time of the load. The present invention is characterized in that it includes a load change rate limiter that adds the load change rate limit signal from the function generator to the load command signal.
以下、図面を参照して本発明による負荷制御装置の実施
例について説明する。第4図に複数軸型複合ザイクルプ
ラントの場合の負荷制御装置の例を示す。第4図におい
て第2図と重複する部分には同一の符号を付して以下説
明する。Embodiments of the load control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows an example of a load control device for a multi-shaft complex cycle plant. In FIG. 4, parts that overlap with those in FIG. 2 are given the same reference numerals and will be described below.
第4図に示す本発明に係る負荷変化率制限回路において
、複合サイクルプラントとしての現在の実負荷状態を検
出する負荷検出器35から検出信号(MY)が関数発生
器31に与えられる。これらは各軸A1〜Anごとに設
けられている。関数発生器31には予め実負荷値に対応
した負荷変化率が設定されており、人力される実負荷検
出値の関数としてそのときに制限すべき負荷変化率R1
−馬を出力する。In the load change rate limiting circuit according to the present invention shown in FIG. 4, a detection signal (MY) is given to the function generator 31 from a load detector 35 that detects the current actual load state of the combined cycle plant. These are provided for each axis A1 to An. A load change rate corresponding to the actual load value is set in advance in the function generator 31, and the load change rate R1 to be limited at that time is set as a function of the actual load detected value manually input.
- Output horses.
負荷変化率信号R1〜Rnは切替器32を介して加算器
34および各軸A1〜Anにそれぞれ設けられた負荷変
化率制限器30に与えられる。切替器32は手動にて最
小負荷を設定する場合に用いられ、手動操作時に増減信
号を積分器33を介して出力するように切替操作する。The load change rate signals R1 to Rn are applied via a switch 32 to an adder 34 and a load change rate limiter 30 provided on each axis A1 to An, respectively. The switch 32 is used when manually setting the minimum load, and is switched to output an increase/decrease signal via the integrator 33 during manual operation.
加算器34は全軸A1〜Anについての各負荷変化率信
号の総和を求め、その演算値を制限器29により総括負
荷制御系の負荷指令信号(総括負荷設定器20からの出
力)に加える。すなわち、各軸A1〜Anについての総
和負荷率信号が総括負荷制御系の負荷指令に加えられる
と同時に、各軸の負荷指令(総括負荷コントローラ25
の出力)に加えられることとなる。The adder 34 calculates the sum of the load change rate signals for all the axes A1 to An, and the limiter 29 adds the calculated value to the load command signal of the general load control system (output from the general load setter 20). That is, the total load factor signal for each axis A1 to An is added to the load command of the general load control system, and at the same time, the load command of each axis (general load controller 25
output).
以上は複数軸の複合サイクルプラントについて本発明を
適用する例について述べたが、1軸型のものについても
同様に適用できることはいうまでもない。The above has described an example in which the present invention is applied to a multiple-shaft combined cycle plant, but it goes without saying that the present invention can be similarly applied to a single-shaft type plant.
[発明の効果〕
以上の通υ、本発明によれば、複合サイクルプラントの
現在の負荷状態に応じて適正がれ荷の増減率をe定する
ことができるので、円滑な制御が可能となるものである
。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to determine the appropriate rate of increase/decrease in debris according to the current load condition of the combined cycle plant, thereby enabling smooth control. It is something.
第1図は従来の複合サイクルプラント(llFllI型
)の負荷制御装置の構成例を示すブロック図、第2図は
従来の複合サイクルプラント(複数軸型)の総括負荷制
御装置Rの構成例を示すブロック図、
第3図は実負荷に対する負荷変化率を示す説明図、
第4図は本発明による負荷制御装置の実施f0を示すブ
ロック図である。
1・・・速度設定器 ?・・・減算器3・・・演
算増幅器 4・・・サーボ増幅器5・・・燃料調
整弁 6・・・回転数検出器7・・・ガスタービ
ン燃焼器 8・・・コンプレツーv−9・・・ガスタ
ービン 10・・・発雷、機11・・・排熱回収ボ
イラ 12・・・蒸気加減弁13・・・蒸気タービン
14・・・復水器15・・・負荷検出器
16・・・負荷設定器17・・・減算器Figure 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a load control device for a conventional combined cycle plant (IIFllI type), and Figure 2 shows an example of the configuration of a comprehensive load control device R for a conventional combined cycle plant (multi-shaft type). FIG. 3 is an explanatory diagram showing a load change rate with respect to an actual load, and FIG. 4 is a block diagram showing an implementation f0 of the load control device according to the present invention. 1...Speed setting device? ...Subtractor 3...Operation amplifier 4...Servo amplifier 5...Fuel adjustment valve 6...Rotation speed detector 7...Gas turbine combustor 8...Comple Two V-9...・Gas turbine 10...Lightning, Machine 11...Exhaust heat recovery boiler 12...Steam control valve 13...Steam turbine 14...Condenser 15...Load detector
16...Load setter 17...Subtractor
Claims (1)
蒸気タービンを駆動する複合サイクル発電プラントの負
荷制御装置において、 当該複合サイクル発電プラントの実際の負荷状態信号を
受けてその負荷時における負荷変化率の限界を示す信号
を出力する関数発生器と、この関数発生器か、らの負荷
変化率制限信号を負荷指令信号に加える′負荷変化率制
限器とを備えたことを特徴とする複合サイクル発電プラ
ントの負荷制御装置。 2、特許請求の範囲第4項記載の装置において、複合サ
イクル発電プラントはガスタービン、蒸気タービンおよ
び発電機が同一軸で結合されてなる1軸型のものである
ことを特徴とする複合サイクル発電プラントの負荷制御
装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の装置において、複合サ
イクル発電プラントはガスタービンと発電機、蒸気ター
ビンと発電機の各組み合せがそ゛れぞれ異なる軸により
結合されてなる複数軸のものであることを特徴とする複
合サイクル発電プラントの負荷制御装置。 −4,特許請求の範囲第3項記載の装部において、複合
サイクル発電プラントは電力系統からみて1つのユニッ
トとして機能するように゛総括負荷制御装置によって制
御されるものである仁とを特徴とする複合サイクル発電
プラントの負荷制御装置。 5、特許請求の範囲第3項または第4項記載の装置にお
いて、複合ブイクル発電プラントが複数軸の場合に、負
荷変化制御信号は当該プラント全体の総括負荷指令信号
および各軸の負荷指令信号にそれぞれ与えることを特徴
とする交合サイクル発電プラントの負荷制御装置。[Claims] 1. In a load control device for a combined cycle power plant that drives a steam turbine with steam generated using exhaust heat of a gas turbine, a load control device for a combined cycle power plant receives an actual load state signal of the combined cycle power plant. A function generator that outputs a signal indicating the limit of the load change rate at the time of the load, and a load change rate limiter that adds a load change rate limit signal from the function generator to the load command signal. A load control device for a combined cycle power generation plant characterized by: 2. The device according to claim 4, wherein the combined cycle power generation plant is a single-shaft type in which a gas turbine, a steam turbine, and a generator are connected together on the same shaft. Plant load control device. 3. In the device according to claim 1, the combined cycle power plant is a multi-shaft plant in which each combination of a gas turbine and a generator, and a steam turbine and a generator are connected by different shafts. A load control device for a combined cycle power generation plant, characterized in that: -4. The equipment described in claim 3, characterized in that the combined cycle power plant is controlled by a general load control device so that it functions as one unit when viewed from the power system. A load control device for a combined cycle power generation plant. 5. In the device as set forth in claim 3 or 4, when the composite buoy power generation plant has multiple axes, the load change control signal is combined with the overall load command signal of the entire plant and the load command signal of each axis. A load control device for a combined cycle power generation plant characterized by providing the following:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57228032A JPS59122710A (en) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | Load control device for complex cycle electric power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57228032A JPS59122710A (en) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | Load control device for complex cycle electric power plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59122710A true JPS59122710A (en) | 1984-07-16 |
JPS637246B2 JPS637246B2 (en) | 1988-02-16 |
Family
ID=16870122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57228032A Granted JPS59122710A (en) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | Load control device for complex cycle electric power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59122710A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56142201U (en) * | 1980-03-26 | 1981-10-27 |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP57228032A patent/JPS59122710A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56142201U (en) * | 1980-03-26 | 1981-10-27 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS637246B2 (en) | 1988-02-16 |
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