JPS5985404A - 複合型発電設備の燃料流量制御装置 - Google Patents
複合型発電設備の燃料流量制御装置Info
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- JPS5985404A JPS5985404A JP19243082A JP19243082A JPS5985404A JP S5985404 A JPS5985404 A JP S5985404A JP 19243082 A JP19243082 A JP 19243082A JP 19243082 A JP19243082 A JP 19243082A JP S5985404 A JPS5985404 A JP S5985404A
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- Pending
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/101—Regulating means specially adapted therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- 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】
本発明は、有用な燃料流量制御装置に関し、特に蒸気−
ガスタービン複合型発電設備のボイラの補助燃焼用の燃
料流量を制御する型式の燃料流量制御装置に関するもの
である。
ガスタービン複合型発電設備のボイラの補助燃焼用の燃
料流量を制御する型式の燃料流量制御装置に関するもの
である。
ガスタービンからの排気をボイラに導き発生蒸気により
蒸気タービンを駆動し、ガスタービン及び蒸気タービン
双方にて電力を発生する場合を蒸気−ガスタービン複合
型発電と呼ぶが、ガスタービンからの排気に加え、ボイ
ラを助燃しこれによって蒸気の発生を一層効果的にする
ことがある。
蒸気タービンを駆動し、ガスタービン及び蒸気タービン
双方にて電力を発生する場合を蒸気−ガスタービン複合
型発電と呼ぶが、ガスタービンからの排気に加え、ボイ
ラを助燃しこれによって蒸気の発生を一層効果的にする
ことがある。
助燃燃料流量の制御は手動又は半自動の場合が多いが、
いずれも運転員の経験による制御となるため、ボイラ及
び蒸気タービンに対し不適切な現象を発生させることが
ある。例えば、蒸気タービンの場合、急激に負荷を増加
すると厳しい機械的応力、熱応力、振動等を受けること
が知られている。さらに比較的運転操作が煩雑となシ、
発電所の自動化推進に遂行するという一点も指摘できる
。
いずれも運転員の経験による制御となるため、ボイラ及
び蒸気タービンに対し不適切な現象を発生させることが
ある。例えば、蒸気タービンの場合、急激に負荷を増加
すると厳しい機械的応力、熱応力、振動等を受けること
が知られている。さらに比較的運転操作が煩雑となシ、
発電所の自動化推進に遂行するという一点も指摘できる
。
以上から、助燃燃料流量を自動的に制御し、タービン応
力を最小にし動作性能を高めタービンの寿命を長くする
ことができる装置を提供することが望ましい。
力を最小にし動作性能を高めタービンの寿命を長くする
ことができる装置を提供することが望ましい。
コノタメの公知技術としてガスタービン出力電力と蒸気
タービン出力電力の和と出力電力の設定値を比較し、そ
の偏差に応じて助燃燃料流量を制御するという方式があ
る。上記公知技術の主要な問題点は下記と考えられる。
タービン出力電力の和と出力電力の設定値を比較し、そ
の偏差に応じて助燃燃料流量を制御するという方式があ
る。上記公知技術の主要な問題点は下記と考えられる。
すなわち、ボイラ以降の帰還量はガスタービン出力電力
及び蒸気タービン出力電力のみであシ蒸気圧カ、蒸気流
量、蒸気温度などのプロセス量の監視及び助燃燃料制御
への組み込みを実施していないことである。この結果、
助燃燃料制御ループとしての応答性が悪くなるとともに
、プロセス量の変化を電力として監視してｂるため種々
の変換誤差′を含むことになシ、適切な応力制御ができ
ない。
及び蒸気タービン出力電力のみであシ蒸気圧カ、蒸気流
量、蒸気温度などのプロセス量の監視及び助燃燃料制御
への組み込みを実施していないことである。この結果、
助燃燃料制御ループとしての応答性が悪くなるとともに
、プロセス量の変化を電力として監視してｂるため種々
の変換誤差′を含むことになシ、適切な応力制御ができ
ない。
本発明の目的は前述の問題点を克服した、応答性が高く
かつ最も適切な応力制御が可能な燃料流量制御装置を提
供することにある。
かつ最も適切な応力制御が可能な燃料流量制御装置を提
供することにある。
以下添付図面によって説明する。第１図は、本発明によ
る蒸気−ガスタービン複合型発電設備を主なブロック図
で示したものである。ガスタービンは圧縮機１及びター
ビン２及び燃焼器３から構成されておシ、タービンに発
電機４が軸直結あるいは適切なギアを介して接続されて
いる。ガスタービンからの排気は廃熱ボイラに導かれる
。ガスタービンの燃焼器への船料は例えば重油などで、
機械的あるいは電気的に駆動される弁１２を経由して行
われる。燃料は又、弁１１を経由して廃熱ボイラの助燃
バーナに供給され、ガスタービンの排気を更に加熱し、
蒸発器６にて蒸気を発生させる。発生蒸気は弁１３２！
ｉｌ−経由して蒸気タービン９に供給される。蒸気ター
ビンには、発電機１ｏが軸直結あるいはギアを介して接
続されている。
る蒸気−ガスタービン複合型発電設備を主なブロック図
で示したものである。ガスタービンは圧縮機１及びター
ビン２及び燃焼器３から構成されておシ、タービンに発
電機４が軸直結あるいは適切なギアを介して接続されて
いる。ガスタービンからの排気は廃熱ボイラに導かれる
。ガスタービンの燃焼器への船料は例えば重油などで、
機械的あるいは電気的に駆動される弁１２を経由して行
われる。燃料は又、弁１１を経由して廃熱ボイラの助燃
バーナに供給され、ガスタービンの排気を更に加熱し、
蒸発器６にて蒸気を発生させる。発生蒸気は弁１３２！
ｉｌ−経由して蒸気タービン９に供給される。蒸気ター
ビンには、発電機１ｏが軸直結あるいはギアを介して接
続されている。
蒸気タービンからの排気は復水器８、給水ポングアを経
由して蒸発器６にもどる。
由して蒸発器６にもどる。
弁１４は、蒸気タービンを５０％以下の部分負荷で運転
又は停止させる場合に開となるもので、高温の蒸気は減
温されて復水器へ導かれる。ガスタービンの出力は変換
器１６を、蒸気タービンの出力は変換器１５′ｆ！：介
してそれぞれ負荷制御装置１９へ導かれる。又負荷制御
装置には出力の設定値も入力される。負荷制御装置の出
力及びガスタービン、蒸気タービンの種々の制御量（例
えば、速度、圧力、流量、温度）が主制御装置１７に導
かれる。主制御装置はこれらを演算し、弁駆動信号２１
，２２．２３を弁１１，１２．１３に供給し、蒸気ター
ビン、ガスタービンそれぞれの出力を制御する。負荷制
御装置の出力は蒸気圧力検出器２０からの蒸気圧力とと
もに助燃燃料制御装置１８にも送られる。本制御装置で
最適な燃料流量を決定し弁駆動信号２４として弁１１に
与える。
又は停止させる場合に開となるもので、高温の蒸気は減
温されて復水器へ導かれる。ガスタービンの出力は変換
器１６を、蒸気タービンの出力は変換器１５′ｆ！：介
してそれぞれ負荷制御装置１９へ導かれる。又負荷制御
装置には出力の設定値も入力される。負荷制御装置の出
力及びガスタービン、蒸気タービンの種々の制御量（例
えば、速度、圧力、流量、温度）が主制御装置１７に導
かれる。主制御装置はこれらを演算し、弁駆動信号２１
，２２．２３を弁１１，１２．１３に供給し、蒸気ター
ビン、ガスタービンそれぞれの出力を制御する。負荷制
御装置の出力は蒸気圧力検出器２０からの蒸気圧力とと
もに助燃燃料制御装置１８にも送られる。本制御装置で
最適な燃料流量を決定し弁駆動信号２４として弁１１に
与える。
さて、最適な助燃燃料流量を決める方法を第２図によっ
て説明する。まず、加算器１９０において、カスタービ
ン出力電力と蒸気タービン出力電力の和をとり、この値
と出力設定値の比較を比較器１９１で行ない、その偏差
を相当する主蒸気圧力信号に変換器１８１で変換する。
て説明する。まず、加算器１９０において、カスタービ
ン出力電力と蒸気タービン出力電力の和をとり、この値
と出力設定値の比較を比較器１９１で行ない、その偏差
を相当する主蒸気圧力信号に変換器１８１で変換する。
次にこの値と実測した蒸気圧力を加算器１９２で加算し
制御目標値Ａ１９６を作る。制御目標値Ａ１９６を低値
優先回路１８６に送る。一方、蒸気圧力を微分器１８３
で微分し比較器１９４に送る。負荷変化率選択器１８７
〜１８９で任意の負荷変化率を選択し、変換器１８５で
蒸気圧力の変化率に変換し前記微分器１８３の信号と比
較器１９４で比較する。
制御目標値Ａ１９６を作る。制御目標値Ａ１９６を低値
優先回路１８６に送る。一方、蒸気圧力を微分器１８３
で微分し比較器１９４に送る。負荷変化率選択器１８７
〜１８９で任意の負荷変化率を選択し、変換器１８５で
蒸気圧力の変化率に変換し前記微分器１８３の信号と比
較器１９４で比較する。
この出力をＰＩ演算器（Ｐ＝比例、ニー積分）を経由し
て低値優先回路１８６に送る。この信号を制御目標値Ｂ
とする。助燃制御除外装置１９５の出力Ｃも同様に低値
優先回路に送る。ここからの出力が弁駆動信号２４とな
る。低値優先回路は最小値のみを通す。したがって、助
燃制御除外装置が有効である場合、弁開度信号２４は零
となる。
て低値優先回路１８６に送る。この信号を制御目標値Ｂ
とする。助燃制御除外装置１９５の出力Ｃも同様に低値
優先回路に送る。ここからの出力が弁駆動信号２４とな
る。低値優先回路は最小値のみを通す。したがって、助
燃制御除外装置が有効である場合、弁開度信号２４は零
となる。
これは、助燃燃料制御弁が閉であることを示、す。
さて、助燃制御除外装置を無効にした場合には、次のよ
うな動作となる。出力設定値がガスタービン及び蒸気タ
ービン両方の出力の総和より大きい場合、制御目標値Ａ
はＰｓ十ΔＰ （Ｐｓ ：実測蒸気圧力、ΔＰ：出力出
力補償色なる。これに対し、制御目標値Ｂは 気圧力変化の絶対値） Ｐｓ十ΔＰ＞Ｐｓであると制御目標値Ｂの方がＡよシも
小さく、弁駆動信号は、制御目標値Ｂと等しくなる。助
燃により蒸気圧力がＵ Ｐ Ｌ、出力設定値と実負荷の
間に差がなくなると、制御目標値Ｂは、 となって、制御目標値Ａよりも大きくなるから、弁駆動
信号は制御目標値Ａと等しくなる。
うな動作となる。出力設定値がガスタービン及び蒸気タ
ービン両方の出力の総和より大きい場合、制御目標値Ａ
はＰｓ十ΔＰ （Ｐｓ ：実測蒸気圧力、ΔＰ：出力出
力補償色なる。これに対し、制御目標値Ｂは 気圧力変化の絶対値） Ｐｓ十ΔＰ＞Ｐｓであると制御目標値Ｂの方がＡよシも
小さく、弁駆動信号は、制御目標値Ｂと等しくなる。助
燃により蒸気圧力がＵ Ｐ Ｌ、出力設定値と実負荷の
間に差がなくなると、制御目標値Ｂは、 となって、制御目標値Ａよりも大きくなるから、弁駆動
信号は制御目標値Ａと等しくなる。
上記の意味は、出力設定値と実際の出力に偏差がある場
合、最初は圧力の変化率制御を実施し、偏差が零近辺に
なったところで圧力そのものの制御に移行することであ
る。
合、最初は圧力の変化率制御を実施し、偏差が零近辺に
なったところで圧力そのものの制御に移行することであ
る。
出力を下げる場合、出力設定値がガスタービン及び蒸気
タービンの出力総和よ）小さくなるが、前記説明と同様
に偏差が大きい場合は変化率制御となｐ１偏差が零近辺
になって圧力そのものの制御へ移行する。
タービンの出力総和よ）小さくなるが、前記説明と同様
に偏差が大きい場合は変化率制御となｐ１偏差が零近辺
になって圧力そのものの制御へ移行する。
ところで、蒸気圧力の増減により、蒸気タービンの出力
を制御できる理由は下記である。まず、変圧運転を実施
している場合、前記主制御装置は弁１３の開度を一定に
制御しているから、蒸気圧力を制御すれば蒸気タービン
の出力を調節できることになる。次に弁１３の開度を制
御している場合、主制御装置は出力設定値の増減に応じ
、弁１３の開度を増減する。助燃がない場合は、ガスタ
ービンの排気温度に応じた出力側ａＩ］が可能で、ある
一定値をこえると、弁の開度を増加させても出力が増加
しなくなる。助燃がなされている場合は、出力制御可能
領域が増加することになる。
を制御できる理由は下記である。まず、変圧運転を実施
している場合、前記主制御装置は弁１３の開度を一定に
制御しているから、蒸気圧力を制御すれば蒸気タービン
の出力を調節できることになる。次に弁１３の開度を制
御している場合、主制御装置は出力設定値の増減に応じ
、弁１３の開度を増減する。助燃がない場合は、ガスタ
ービンの排気温度に応じた出力側ａＩ］が可能で、ある
一定値をこえると、弁の開度を増加させても出力が増加
しなくなる。助燃がなされている場合は、出力制御可能
領域が増加することになる。
本発明はＬ記のように構成され、蒸気圧力によシ、助燃
燃料流量を制御するため、応答性の速い制御を実施でき
る。また、実測した蒸気圧力の変化率を演算しているの
で、ボイラ、蒸気タービンに対する最適な応力制御がで
きるなどの効果を有するものである。
燃料流量を制御するため、応答性の速い制御を実施でき
る。また、実測した蒸気圧力の変化率を演算しているの
で、ボイラ、蒸気タービンに対する最適な応力制御がで
きるなどの効果を有するものである。
第１図は本発明の蒸気−ガスタービン複合型発電設備の
燃料流量制御装置の実施例の発電所ブロック図、第２図
は第１図の装置の助燃流量制御ブロック図、第３図（イ
）は出力電力のｐｅｅｄ ｂａｃｋのみ、（ロ）は蒸気
圧力によるマイナーループをくんだ場合のそれぞれ第１
図の装置の応答性説明図である。 ５・・・補助燃焼手段、１２・・・計量された燃料流量
全供給する手段、１９・・・負荷制御手段、１８１゜１
９２・・・圧力制御手段、１８３，１８４，１８５゜１
９４・・・圧力変化率制御手段、１８６・・・制御信号
発生手段。
燃料流量制御装置の実施例の発電所ブロック図、第２図
は第１図の装置の助燃流量制御ブロック図、第３図（イ
）は出力電力のｐｅｅｄ ｂａｃｋのみ、（ロ）は蒸気
圧力によるマイナーループをくんだ場合のそれぞれ第１
図の装置の応答性説明図である。 ５・・・補助燃焼手段、１２・・・計量された燃料流量
全供給する手段、１９・・・負荷制御手段、１８１゜１
９２・・・圧力制御手段、１８３，１８４，１８５゜１
９４・・・圧力変化率制御手段、１８６・・・制御信号
発生手段。
Claims (1)
- １、補助燃焼用の燃料流量を制御する装置を含む複合型
ガスタービン発電設備に於て、該燃料流量制御装置が、
定められた割合で可燃性の燃料を受けとって該発電設備
のボイラを加熱する補助燃焼手段と、指令された計量信
号に応じて上記補助燃焼手段に計量された燃料流量を供
給する手段と、負荷に供給すべき電力の量を設定する手
段を含み、該負荷からの計測された電力信号を受けとっ
て上記電力設定値との差を発生する負荷制御手段と、該
負荷制御手段からの信号を相当する蒸気圧力信号に変換
する手段を含み、該蒸気圧力信号と計測された蒸気圧力
信号を加算する圧力制御手段と、前記計測された蒸気圧
力信号を微分する手段を含み、該微分信号と所望の圧力
変化率この差をとシこれを積分演算する圧力変化率制御
手段と、前記圧力制御手段と圧力変化率制御手段からの
信号を受けとって小さい値の信号を選択し、これ全前記
計量信号とする制御信号発生手段とを有することを特徴
とする複合型発電設備の燃料流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19243082A JPS5985404A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | 複合型発電設備の燃料流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19243082A JPS5985404A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | 複合型発電設備の燃料流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5985404A true JPS5985404A (ja) | 1984-05-17 |
Family
ID=16291176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19243082A Pending JPS5985404A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | 複合型発電設備の燃料流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5985404A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150067185A (ko) * | 2012-10-11 | 2015-06-17 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 발전소의 유연한 작동 방법 |
| JP2017180350A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 一般財団法人電力中央研究所 | 複合発電設備 |
| JP2021528590A (ja) * | 2018-06-22 | 2021-10-21 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 発電プラントを運転するための方法 |
-
1982
- 1982-11-04 JP JP19243082A patent/JPS5985404A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150067185A (ko) * | 2012-10-11 | 2015-06-17 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 발전소의 유연한 작동 방법 |
| US10487696B2 (en) | 2012-10-11 | 2019-11-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the flexible operation of a power plant |
| JP2017180350A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 一般財団法人電力中央研究所 | 複合発電設備 |
| JP2021528590A (ja) * | 2018-06-22 | 2021-10-21 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 発電プラントを運転するための方法 |
| US11591955B2 (en) | 2018-06-22 | 2023-02-28 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Method for operating a power plant |
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