JPS60523B2 - ガスタ−ビンと蒸気タ−ビンとを組合せた複合サイクルプラント運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は発電用として使用され「複数台のガスタービン
と蒸気タービンとを組合せた複合サイクルプラントの運
転方法に関するものである。

。〔発明の背景〕第１図乃至第４図により公知のガスタ
ービンと蒸気タービンを粗合せた複合サイクルプラント
の構成、及びこの複合サイクルプラントの運転方法、並
びにその問題点を説明する。

第１図において、ｌａ，ｌｂはコンブレツサ、２ａ，２
ｂは燃焼器、３ａ，３ｂはガスタービンである。

コンブレツサｌａ，ｌｂにより大気中の空気Ａ，，Ａ２
が加圧され、燃焼器２ａ，２ｂ内で燃料Ｆ，，Ｆ２を燃
焼させ、その燃料ガスはガスタービン３ａ，３ｂに入り
ここで動力を発生して発電機４ａ，４ｂで電気出力を得
る。ガスタービン３ａ，３ｂで仕事を終った排ガスはま
だかなりの高温にありＬ該排ガスを排ガスダクト５ａ，
５ｂを通して排熱回収ボィラ６ａ，６ｂに導き、ここで
排ガスの熱量と熱交換して蒸気を発生させる。９Ｅ熱回
収ボィラ６ａ，６ｂを出たガスはスタツグ９ａ，９ｂか
ら大気へ放出される。

緋熱回収ボィラで発生した蒸気は配管１０ａ，１０ｂ、
ボィラ出口弁１３ａ，１３ｂ及び排気へッダ１ １を介
し蒸気配管１０を通じて蒸気タービン１２へ入る。蒸気
タービン１２で発生する動力は発電機１４で電気出力に
変換される。蒸気タービン１２を出た排気蒸気はコンデ
ンサー６で復水となり「給水加熱器１７及び給水ポンプ
１８を備えた給水配管１５及び１５ａ，１５ｂを通じて
排熱回収ボィラ６ａ，６ｂに循環される。ガスターピン
３ａ，３ｂの排ガスは通常運転中は前記の如く緋熱回収
ボィラ６ａ６ｂを通過するが、起動停止、あるいはガス
ターピン単独運転などの場合においては、バイパスダン
パ８ａ，８ｂを通ってスタツグ９ａ，９ｂに直接排出が
可能のようにボィラバイパスダクト７ａ，７ｂが設けら
れている。緋熱回収ボィラには、ここで発生する蒸気の
蒸気条件を向上するため、ボイラ入口において助燃用燃
料ＦＳ，，ＦＳ２が加えられ、不足の熱量を補うように
助燃されるが普通である。助燃用燃料ＦＳ，，ＦＳ２は
ガスタービン排ガス中に多量に残存する酸素により燃焼
される。このようなガスタービンと蒸気タービンとを粗
合せた複合サイクルプラントにおいては、各タービンの
経済的な単独出力、およびそれぞれにおいて利用可能な
エネルギーのバランスに応じて、複数台のガスタービン
およびそれと対になる緋熱回収ボィラと一合の蒸気ター
ビンによって構成されるのが一般である。

第１図では添字ａ，ｂで示したように２組のガスタービ
ン及び緋熱回収ボイラが図示されているが、これが数組
となる事もあり得る。各組の緋熱ボィラ６ａ，６ｂでの
発生蒸気はそれぞれ前記蒸気へッダ１１で集められ１系
統となって蒸気配管１０を通じて蒸気タービン１２へ入
る。複数台のガスターピンの発生電力および蒸気タービ
ンでの発生電力を加算したものが本複合サイクルプラン
トの総出力として送電される。このような構成の複合サ
イクルプラントはその運転方法が多様である事が１つの
特徴となっている。例えばガスタービン台数が４台と、
蒸気タービン１台とが組み合された複合プラントにおい
てト同じ出力を得るにも、ガスタービン４台と蒸気ター
ビン１台が運転される場合、すなわち構成機器のすべて
が運転状態にある場合と、あるガスタービンを休止させ
、ガスタービン３台と蒸気タービン１台あるいはＬガス
タービン２台と蒸気タービン１台の如き組合せで運転が
行なわれる場合がある。これらの場合のプラント総合出
力と発電効率の関係を図示したのが第２図である。図の
横軸は全部のタービンが運転されている場合の複合プラ
ントの最高出力を１００％とし、現実のプラントの実出
力（Ｐ）を百分率で表したもので縦軸は複合サイクルプ
ラントの熱消費率（ＨＲ）すなわち次の式で定義される
ものをとっている。ＨＲ＝投入発工生ネ旨旨ギ− ＨＲはこのプラントにおいてＩＫＷ・日の電力を発生さ
せるのにどれだけのエネルギー（Ｋｃａｌ）を投入した
かを表し、この値が小さい程発電プラントとしての効率
が高いことを示している。

第２図におけるカーブの番号は運転状態にあるガスター
ビンの台数（Ｎ）を示したものである。Ｎ＝４の場合、
出力１００％で最もＨＲが小さく、出力が減少するに従
い、タービン部分負荷効率の低下によりＨＲは上昇する
。Ｎ＝３の場合もほぼ同じ傾向を示すがこの場合には発
生可能な最大出力はこの複合プラントの全出力のほぼ７
５％である。しかし同じ７５％の電力を発生させる場合
でもガスタービンの運転台数が４台の場合よりは、３台
の方がプラント効率は高い。これはガスタービン運転台
が多い程、１台のガスタービンの受持つ出力が低くなり
、ガスタービンの効率が下るからである。。第２図から
わかるように、４台のガスタービンの運転ですべての出
力範囲の電力を発生させようとするとＬ低出力ではＨＲ
は大幅に大となる。従って出力の変化に応じてガスター
ビン台数を順次切替える方がプラントの効率としては望
ましい。第２図中で点線で示した矢印はガスタービン運
転台数切替の位置を示すものである。Ｐ，，…Ｐ３は台
数の切替点の指標となる出力を示している。第３図は、
このような台数切替の方法を説明した、複合サイクルプ
ラントの出力変化の一例である。機軸は時間、縦軸は電
圧出力を示す。

Ｐｏ，Ｐ・，Ｐ２，Ｐ３はガスタービン運転台数４台。
。３台，２台，１台時の最大出力、すなわち台数切替の
指標となる出力である。

この図で点線で示したＰＲはこのプラントに要求される
出力要求特性で、最初Ｐｏ（ガスタービソ運転台数４台
）で運転していた状態から時刻ｔ，より出力を一定率で
下げ、時刻ｔＳでＰｅに達する。その後時刻らまで一定
値Ｐｅを保ちｔ９以後さらに出力を一定率で上昇させ、
ｔ，３でもとの出力Ｐｏにもどる状態を示している。こ
のような複合サイクルプラントの出力要求特性を想定す
るとしてガスタービン台数の切替は出力下げに対し、４
台から３台に、出力上げに対し、３台から再び４台に移
行する形となる。実線で示したＰＡは本プラントの実際
の出力特性「ＰＩは台数を４台から３台に、あるいは３
台から４台に切替える場合停止あるいは再起動するガス
タービンの負担する出力特性、ＰＨは残りの３台が均等
に負担するガスタービン１台当りの出力特性である。ま
たＮＴは停止あるいは再起動するガスタービンの回転速
度を同じ時間軸（横軸）に対し、縦軸に回転数をとり併
記したものである。この第３図は出力要求特性ＰＲに従
うように複合サイクルプラントの出力制御装置が働いて
いるものとして示したものである。

ＰＡがＰｏに等しい時には、ガスタービン４台はフル運
転であり、各ガスタービンはＰＨ，Ｐｉに示すように全
体の１／４に相当する出力Ｐ３を出している。

そして時刻ｔ，より出力要求値の低下に従い、ＰＨ，Ｐ
Ｉは同じように低下し、全体でＰＲに等しい実出力ＰＡ
を出す。時刻ｔｓがガスタービンの運転台数を４台から
３台に切替える切替え時点である。時刻ｔｓより停止さ
せる予定のガスタービンは複合サイクルプラントの出力
の自動制御系から切り離離されるが、これはまず第１図
で示した蒸気配管１０ｂ上のボィラ出口弁１３ｂ（停止
ガスタービンを添字ｂ側とする）を徐々に閉じ、かわり
にタービンバイパス弁１９ｂを開いて緋熱回収ボィラで
発生した蒸気をコンデンサ１６へすてる。前記弁の切替
が終了するのに時刻ｔ２である。。この間出力要求信号
に対する複合サイクルプラント全出力の調整は残り３台
のガスタービンに対して行なわれる。時刻ｔ２において
弁の切替を完了した停止ガスタービンュニットは続いて
助燃料Ｆｓ２を徐々に減少する。この助燃量変化時には
もガスタービンの負荷変動にともなう助燃バーナ周囲の
ガス温度変化、流速変化等による燃焼の不安定化を防ぐ
ため一時的にガスタービンの出力変動を一切停止させ一
定値を保つという特別の配慮が必要である。勤燃料Ｆｓ
２の停止は時刻ｔ３において完了し、続いて停止させる
ガスタービンは無負荷に向って再び燃料Ｆ２を下げ初め
る。。この過程でガスタービン３ｂとボィラ６ｂを完全
に切りはなすため「ガスタービン排ガスはバイパスダン
パ８ｂを開いて、バイパスダクト７ｂよりスタツグ９ｂ
から大気中へ排出させる。残り３台のガスタービンの出
力ＰＨは、出力の自動制御系により、すみやかにＰＡが
ＰＲとなるように調整され、その結果時刻しで実出力Ｐ
Ａ‘ま出力要求ＰＲに到達する。停止させるガスタービ
ンの出力ＰＩが零、すなわち無負荷になった状態で、燃
料Ｆ２をカットし「従ってタービンの回転数はＮＴに示
すように下り停止する。時刻ｔ６において、ガスタービ
ンの運転台数切替動作は完全に終了し、プラントはガス
タービン運転台数３台で総出力Ｐｅを出す状態になる。
出力上昇にともなうガスタービン運転台数３台から４台
への切替は、時刻ｔ７において開始される。

そして時刻ｔ８までにガスタービンの昇速が完了してｔ
８から出力を出しはじめＰＩで示すように出力を上昇さ
せる。この過程でガスタービンの排ガスは、排熱ボィラ
バィパスダクト７ｂ上のバイパスダンパ８ｂを閉める事
によって排ガスダクト５ｂを通じて緋熱ボィラ６ｂへ流
されくそこで蒸気を発生させるが、この蒸気はタービン
バイパス弁１９ｂを経て、コンデンサ１６へすてられる
。助燃料Ｆｓ２の燃焼再開は時刻ｔ，ｏにおいて始めら
れ「時刻ｔ，．で完了する。この間前記の理由でタービ
ンの出力変動は一切停止される。そして助燃料Ｆｓ２の
供給量が定格値になった時亥比，．において「タービン
バイパス弁１９ｂは除々に閉じられ、反対にボィラ出力
弁１３ｂが開かれて、発生蒸気弁は蒸気配管１０ｂを通
じて蒸気タービン１２へ流されるようになる。つまりこ
れらの蒸気弁の切替終了時点でガスタービンの運転台数
の３台から４台への切替は完了する。このような場合サ
イクルプラントにおけるガスタービンの運転台数の切替
は次のような特徴を有す。

ｉ ガスタービン運転台数の切替には、起動、停止の過
程でバイパスダンパ、バイパス弁等により外部へ無為に
捨てるガスタービン排ガスの保有熱量、あるいはガスタ
ービンの効率低下による損失がともなう。

従って台数を切替えるべきか、あるいは否かの判断は、
これらの損失と切替えによる効率向上の利得の両者のか
ね合いで決定される。ｉｉ ガスタービン運転台数の切
替にはガスタービンの出力下降ト降遠あるし、は昇遠、
出力上昇などに一定の時間が必要であり、従って短時間
に出力要求値がもとの値にもどるような急速な出力要求
変化に対してはガスタービン運転台数の切替操作が間に
合わない場合がある。

従って、複合プラントの運転については、常にこれらの
状況を考慮して切替するか、否かの判断を下さなければ
ならず、そのための適当な手段を持たねばならない。〔
発明の目的〕 本発明の目的は、電力系統内の発電プラントであるガス
タービンと蒸気タービンを組合わせた複合サイクルプラ
ントにおいて「ガスターピン運転台数の切替を、前記複
合サイクルプラントの熱効率が高く保持して行なえる様
にした運転方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の要旨とするところは、多数の発電プラントを傘
下にもつ電力系統内の発電プラントとして、複数台のガ
スタービンと、それに対になった該ガスタービンの排ガ
スを熱源とする緋熱回収ボィラと、該ボィラから発生し
た蒸気により駆動される蒸気タービンとから構成される
複合サイクルプラントの運転方法において、ガスタービ
ンの運用台数の功替を前記複合サイクルプラントのガス
タービンの各運転台数による最大可能出力を台数切替の
指標出力とし、該複合サイクルプラントに発電スケジュ
ールとして与えられる指令出力が該指標出力に達する時
点をもって前記ガスターピンの運転台数を切替える判断
点とし「 この判断点に到達する直前の該複合サイクル
プラントでのガスタービン運転台数及び指令出力の増減
変化方向並びに判断点の所定時間後の指令出力の状況に
応じて前記複合サイクルプラントのガスタービン運転台
数を切替えるようにしたところにある。

〔発明の実施例〕

本発明の具体的な実施例を説明する前に、発電プラント
に発電スケジュールとして与えられる指令出力について
説明する。

第４図は多数の発電所からなる電力系統において「最も
経済的な連用を行うシステム（ＥｃｏｎｏｍにＬｏａｄ
Ｄｉｓｐａにｈ略してＥＬＤ）の概略を説明した図であ
る。

多数の発電所をかかえる電力系統において、要求される
出力に対し、最も経済的な運用を行うため、系統下の各
発電所に最適な出力分担量を決定する必要がある。Ｃは
中央の給電指令室であり、ここでは系統下の負荷変動の
予測値と系統下の各発電所の出力（Ｐ）−熱消費率（Ｈ
Ｒ）特性からこの負荷を満たし、総合的に最も発電コス
トが安くなる出力分担を解析し「その結果を出力指令特
性（ＰＤ−１〜ＰＤ−３）とし各発電所（ＰＳ−１〜Ｐ
Ｓ−３）に指令する。各発電所ではこの出力指令特性に
従い、出力の調整、あるいは起動停止を行なう。この場
合中央の出力指令室Ｃでは各発電所の出力−熱消費率特
性をすべて把握しておく必要がある。しかし複合サイク
ルプラントの場合には（第４図のＰＳ−１）その構成要
素であるガスタービンの運転台数によって前記特性が変
り、例えばガスタービンを４台備えていると図示の如き
、４本の特性カーブが存在する。すなわち複合サイクル
プラントの運転モードの違いによって、同一出力でも多
数の熱消費率が存在することになるが、このことは発電
所の特性が把握出来ないので出力指令室Ｃで出力指令特
性を決定する際に極めて不都合な事である。そこで第５
図に示すように、この４本の曲線をまとめて、１本の曲
線で近似して表し「 これを本複合サイクルプラントの
代表特性として表す。

すなわち本プラントは要求出力によってガスタービン台
数を切替える運転を通常の運転法とし、その特性を（Ｈ
Ｒ−１）（またはＨＲ−２，ＨＲ−３）で代表させる。
（ＨＲ−２）はガスタービンの台数切替運転を行った場
合複合サイクルプラントの最も効率の高い点、（ＨＲ−
３）はこの逆の点を結んだものである。すなわち（ＨＲ
−２）で代表させると、実際の運転では平均的な効率が
この特性より多少悪くなり、（ＨＲ−３）で代表させる
とこの逆となる。（ＨＲ−１）はこの中間（平均）の特
性を示したものである。このように複合サイクルのガス
タービン運転台数による複雑な特性を簡単な一本の曲線
により代表させる。このようにすることにより、ＥＬＤ
システムにより、複合サイクルプラントＰＳ−１に第４
図に示すような、最も経済的な出力指令特性ＰＤ−１を
与えることができる。

出力指令特性が与えられると、この特性を満足するため
複合サイクルプラントのガスタービンの運転台数が決定
されるが、その決定方法について説明する。

第６図は第４図に示した系統経済化運用方式の概念図に
本発明の趣旨を加えたものである。

中央の出力指令室Ｃにおける各発電所への出力指令特性
（ＰＤ−１），（ＰＤ−２），（ＰＤ−３）は指令装置
１で演算される。指令装置１には、この電力系統におけ
る負荷の予測値ＬＤが入力され、これと系統内各発電所
（ＰＳ−１），（凶−２），（凶−３）の特性とから、
最も経済的な出力配分が決定され、これが出力指令特性
（一般には一日分の発電スケジュール）（ＰＤ−１），
（ＰＤ−２），（ＰＤ−３）として対応する各発電所へ
指令される。ここで、複合サイクル発電プラント（ここ
ではＰＳ−１とする）の特性としては、第５図で示され
た代表的なプラントの特性カーブが与えられているもの
とする。指令装置１の演算は従来の電力系統のＥＬＤ運
用で用いられているものと同じである。本発明では、こ
の従来の構成に新たにロなる運転モード決定装置を附付
する。

運転モード決定装置ロではこの出力指令特性（ＰＤ−１
）（１日先の発電スケジュール）を受けて、この指令特
性に従う出力運転を行った場合、最も経済的な運転モー
ド（指令出力を出すためのガスタービン運転台数）を決
定する。この運転モード決定装置０では次の判断基準に
よって行なわれる。

ｍ 運転モードすなわちガスタービンの運転台数の決定
は複合サイクルプラントでの出力指令特性の指令出力が
台数切替の指標出力（第５図、Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３）を横
切る時に、現状のガスタービン運転台数維持か或は変更
かを判断すればよい。

例えば第７図に実線で示すような出力指令特性が複合サ
イクルプラントに前もって与えられた時、運転モード切
替えはこの世力指令曲線が台数切替の指標出力（Ｐ，，
Ｐ２，Ｐ３）を横切る各時点Ｍ，〜Ｍ８で判断される。
（２’ 各時点（Ｍ，〜Ｍ８）においての運転モード決
定の判断は各時点直前のガスタービン運転台数及び指令
出力の変化方向、および各時点以降の指令出力変化の状
態を考慮した次のごとき基準により判定する。

すなわち、凶 ガスタービン運転台数切替においてはそ
の切替過程においてプラント外へ無為にすてる熱損失が
ともなう。

また起動停止の回数が増加するとメインテナンスのコス
トも増加する。

従ってこの損失も考慮して台数の切替がよいか、あるい
は不変の状態がよいかの両ケースの経済比較（単位出力
当りの使用燃料量比較）を行い決定する。曲 複合サイ
クルプラントの指令出力が急変する場合にはガスタービ
ン運転台数の切替操作がそれに追従出来るかどうかを考
慮し、追従出来ない場合には切替を行なわない。

‘Ｃ｝ 第７図に示したようにプラントの総出力を指標
出力「Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３で区切り、区切られた各バンド
内Ｂ，，＆，Ｂ３，Ｂ４では、そのバンド内での運転可
能なガスタービンの最低運転台数が決っている。

例えばＢ２では３台が最低運転台数で、３台ないし４台
では運転可能であるが２台では運転出来ない。あるバン
ド内でその最低運転台数でガスタービンを運転し、更に
その上のバンＮこ複合サイクルプラントの出力を増加す
る時には必ずガスタービンの運転台数を増やさねばなら
ない。第７図の例における各バンドＢ，Ｂ２，＆，Ｂ４
のガスタービン運転の最低台数はそれぞれ４，３，２，
１台である。

‘３｝ 第７図において、各切替判定を必要とする点Ｍ
，，Ｍ２……において、モード切替が決定されたとき、
その切替を指令出力がＭ，点を通過する過程のどの時点
で開始するか、その出発点を定めてやる必要がある。

経済性のみを考慮すると負荷を下げる場合には運転台数
が減少するから第２図に示すように熱消費率ＨＲが切替
点で下るから切替開始は出来るだけ早く、上げる場合は
逆に出来るだけ遅い方がよい事がわかる。しかしながら
、切替の過程で第３図に示すごとく、勤燃操作にともな
いガスタービンの出力変化を一切とめるために出力指令
装置１の出力指令から実際の出力変化が大中に遅れる場
合などには、その追従性をも考慮する必要がある。第８
図は一定率で出力指令ＰＲが降下する場合にその運転モ
ード切替開始点をＳ，，Ｓ２，Ｓ３の如く変えた場合で
あり、実際の出力はＰＡ，，Ｐん，Ｐふの如く変化する
。すなわち、第３図で説明したように排ガスボィラ入口
での助燃料の操作の間はガスタービンの変化を一切停止
させ、一定値を保つ必要があるという要求より出力要求
ＰＲの変化に拘らずＰＡは一定値に保たれた後再びＰＲ
と一致するように変化する。このように出力指令への追
従性を考えて、モ−ド切替開始点をどこにとるかを決定
する必要がある。

また第６図におけるモード決定装置ロでは以上のような
考慮および判断基準により、複合サイクルプラントの出
力指令特性から運転モードを切替えるか杏か、切替後の
ガスタービン運転台数Ｎ、開始時刻ＴＳあるいはその出
力ＰＳを決定し、これを複合サイクルプラント（ＰＳ−
１）へ指示する。

複合サイクルプラント（ＰＳ−１）では〜 これら（Ｐ
Ｄ−１），Ｎ．ＴＳ，ＰＳをうけて該プラントを運転す
る。以上に述べた本発明の基本思想を機能別に分類する
と次のようにわけられる。

川 最適配分によって決定される出力指令特性（時間関
数）に沿って、運転モード切替をするか否かの判定を実
施する時期を決定する部分、｛ｏ｝【ィ｝で決定された
時点において、指令出力の変化方向（上げ，下げ）と判
定時点直前のガスタービンの運転台数等により、経済性
の判定を行なうまでもなく、運転モードの決定を判定す
る部分、し一 ｛ィ｝で決定された時点において、この
後の出力指令特性で運転モードを変更した場合と変更し
ない場合の複合サイクルプラント運転コスト等経済性の
比較を行い、どちらをとるべきかを判定する部分、次に
示した第１表はモード決定装置ｍこおける判断の具体的
方法の一例をまとめたものである。

第１表第１表に示した例は、複合サイクルプラントの出
力指令特性により第７図のように決定される各点Ｍｉに
おいて「運転モードの切替を行うかどうかを判定する基
準を示したもので、この判定は上記Ｍｉ点直前の状態に
対する第１判定とＭｉ点後の出力指令特性の状態に対す
る第２判定によるもので、この二つの判定のチェックに
より最終判定が下される。

まず該当するＭｉ点の台数切替の指標出力Ｐ車（Ｐ，，
Ｐ２，Ｐ３）によって第１表を使用する点が分けられ、
次いで１次判定では、Ｍｉ点直前のガスタービン台数Ｎ
ｉ、出力変化の方向（上げ，下げ）により「二次判定を
すべきかどうかが判断される。

二次判定が不用の場合には直ちに最終判定が決り、二次
判定が必要な場合には次のステップとしてＭｉ点以後の
出力指令特性の状態により二次判定がなされ、最終判定
が決る。

最終判定の結果■ガスタービン運転台数切替を行なわな
い、或は■ガスタービン運転台数を何台に切替えるのど
ちらかの指令が与えられる。例えば、Ｍ点の負荷がＰ，
でＮ＝３出力変化方向上げの場合には二次判定は不要で
ある。

これは二次判定の結果をまたずとも、最終判定に示した
ようにガスタービン運転台数を現状３台から４台に切替
える必要がある事がわかる。これは前述の判断基準（２
｝−（Ｃ）に示したように本ケースでは指令出力はＭｉ
点を通過後第７図に示したバンドＢ，に入り、このバン
ドでのガスタービン運転の最低台数は４台であるからで
ある。またＰ：Ｐ，，Ｎ＝４出力変化方向下げ（Ｄｎ）
の場合には一次判定だけでは判定ができなく二次判定が
要となる。

二次判定では点Ｍｊから以降の出力指令特性の状態を見
て、指令出力がＭｉ点を出発してからある定められた時
間ＴＣ内にバンドＢ，へもどってくるか（Ｒ）、あるい
はもどってこないか（服）によって２つのケースにわけ
られる。この場合には前記２つのケースのみを判断すれ
ばよく、他のバンドＢ２，Ｂ３，Ｂ４には全く無関係で
ある。指令出力が時間ＴＣ内にバンドＢ，にもどる（Ｒ
）ならば、ガスタービン運転台数の切替は行なわない。
もし時間ＴＣ内にバンドＢ，にもどらない（脈）ならば
ガスタービン運転台数は４台から３台に切替えるべきで
ある。これが二次判定により得られる最終判定である。
すなわちここでいうＴＣは前述の判断基準の｛２〕−（
Ａ），（Ｂ）により決定されるもので、ＴＣの意味する
ものにはこの時間内に指令出力がバンドＢ，へもどるな
らばガスタービンの運転台数を切替えない方が台数を４
台→３台→４台→のように切替えるよりは、燃料消費量
が低くなるか、あるいは４台→３台→４台のような切替
がこの時間内では時間的に間に合わないという限界値で
ある。云い換えれば（厭）であれば指令出力がＴＣ時間
経過後に再びバンドＢにもどるような事があってもガス
タービンの運転台数は４台→３台→４台のように切替え
た方が経済的であり、従って今Ｍｉ点では該台数を４台
から３台に切替えた方がよいということを意味している
。時間ＴＣはこのようなケースにおける経済比較を別途
行い、あらかじめ定めておくことが出来る値である。功
替点Ｐ２はバンド＆とＢ３の間にありＬバンドＢ２内で
の運転可能なガスタービン台数は４台，３台，２台の３
つの場合がある。

ガスタービンの運転台数が４台（各タービンは非常に小
さい出力で運転されている。）で、指令出力がバンド＆
から＆に変化した場合には、表１でＰ＝Ｐ２，Ｎｉ＝４
，ＵＰで二次判定要となり、功替点通過後Ｔｃ時間内に
指令出力がバンドＢ，に入るなら４台の状態を維持する
。バンドＢに入らなければ、３台に切替える。同じく判
定前運転台数４台で指令出力変化方向Ｄｎの場合、二次
判定が要であり、定められた時間Ｔｃ内に指令出力がバ
ンドＢに入れば、切替を行わず、時間Ｔｃ内にバンドＢ
に入らなければ、更に、時間Ｔｃ内にバンド＆に入るか
否かを判定し、入れば、台数を３台に切替える。

入らなければ２台に切替えることを示している。第９図
は表１に示した判定法を具体化する場合の機能構成を示
したものである。

第９図においてａは指令出力変化方向判定部、ｂは指令
出力があらかじめ指定した台数切替の指標出力Ｐｊにあ
るかどうかをチェックする切替点出力指標部である。こ
の功替点出力指標部ｂにより出力指令特性ＰＤの指令出
力が台数切替指標出力に達したと判定されると、その指
標出力Ｐｉと指令出力変化方向判定部ａによって判定さ
れた、その時点における指令出力の変化方向（下げ，上
げ）ＤＯＵおよび判定直前のガスタービン運転台数Ｎに
よって「一次判定要素ｃにより第一次の判定Ｊ，が行な
われる。一次判定Ｊ，では、これだけで運転モード切替
の判断が下される場合Ｄ，と、さらに二次判定Ｊ２が必
要な場合Ｄ，′にわけられる。Ｄ，は直ちに運転台数指
示要素ｆへ送られる。Ｄ，′の場合は帰還時間演算要素
ｄに送られる。帰還時間演算要素ｄは、指令出力が台数
切替の指標出力を通過した後の指令出力特性ＰＤをチェ
ックし、指令出力があらかじめ定めた出力バンドＢｉに
帰還するまでの時間ＴＢｉを算出する。ｅは帰還時間演
算要素ｄによって演算された時間ＴＢｉとあらかじめ定
めた帰還時間の指標ＴＣと比較し「その大小によって運
転モード変更の有無と台数を判断する帰還、否帰還判定
部である。この結果は、判定Ｄ２として、運転台数指票
要素ｆへ送られる。この運転台数指標要素ｆからは判定
された結果として次のステップのガスタービン運転台数
Ｎが指示される。第９図において点線で囲まれたＪ，，
Ｊ２の部分が第１表における一次，二次判定に相当する
。本発明においては複合サイクルプラントに対するこの
ような判定機構を有する運転モード決定装置□を備えさ
せたので運転モード決定装置０１こおいての第１表に例
示したような判定を容易に行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明により次の効果が得られる。

複雑な性能特性を示すガスタービンと蒸気タービンを組
合せた複合サイクルプラントを電力系統運用に組み込む
事が出来、ガスタ−ビンと蒸気タービンを組合せた複合
サイクルプラントの運転操作のうち、特に困難であった
ガスタービン運転台数の運転モードの切替の判断決定が
自動化され、複合サイクルプラント運用の経済性のみな
らず「安全な運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスタービンと蒸気タービンとを組合せた複合
サイクルプラントの概要を示す系統図、第２図は複合サ
イクルプラントの出力と熱消費率との関係を示す特性図
、第３図は複合サイクルプラントのガスタービン運転台
数切替を行なう運転モード切替操作を示す説明図、第４
図は電力系統の経済的運用方式を示す概念説明図、第５
図は本発明を適用した複合サイクルプラントの特性説明
図、第６図は本発明を適用した複合サイクルプラントを
組込んだ電力系統の経済的運用方式を示す説明図、第７
図乃至第９図は本発明の実施例であの、第１図及び第８
図は複合サイクルプラントのガスタービン運転台数切替
を行なう運転モード切替操作を示す説明図、第９図は複
合サイクルプラントにおけるガスタービン運転台数の切
替判定を行なう装置説明図である。 ３…・・・ガスタービン、６……９Ｅ熱ボィラ、１２…
・・・蒸気タービン、Ｎ…・・・ガスタービン運転台数
、ＰＤ・・・・・・出力指令特性、ＤＯＵ・・…・指令
出力変化方向、Ｐ１・…・・台数切替の指標となる出力
「ＴＣｉ…・・・判定時間「ＴＳ…・・・功替開始点、
ＴＢｉ・・・…帰還時間、ａ・…・・指令出力変化方向
判定部、ｂ・…・・切替点出力指標部、ｃ・・・・・・
一次切替台数判定部、ｄ・・・・・・帰還時間演算要素
、ｅ・・・・・・帰還，否帰還判定部、ｆ・・・…運転
台数指示部。 髪’因 多２図 多３菌 髪４図 努ぶ菌 髪８図 髪５図 多７図 髪ｑ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多数の発電プラントを傘下にもつ電力系統内発電プ
   ラントとして複数台のガスタービンと、該ガスタービン
   の排ガスを熱源とする排熱回収ボイラと、該ボイラで発
   生した蒸気により駆動される蒸気タービンとから構成さ
   れる複合サイクルプラントと、該プラントの複数台のガ
   スタービンの運転台数を決定する運転モード決定装置を
   もつプラントの運転方法において、ガスタービンの運転
   台数の切替を前記複合サイクルプラントのガスタービン
   各運転台数による最大可能出力をガスタービン運転台数
   の切替の指標出力とし、該複合サイクルプラントに与え
   られる出力指令特性の指令出力が前記指標出力に達する
   時点をもって前記ガスタービンの運転台数を切替える判
   断点とし、この判断点に到達する直前の該複合サイクル
   プラントでのガスタービン運転台数及び前記指令出力の
   増減変化方向及び前記指令出力が前記判断点からあらか
   じめ定めた時間内に前記標令出力で区切られる特定の出
   力バンド内に入るか否かにより前記複合サイクルプラン
   トのガスタービン運転台数の切替え、及び台数を決定す
   ることを特徴とするガスタービンと蒸気タービンとを組
   合せた複合サイクルプラントの運転方法。