JPS6154123B2 - - Google Patents

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JPS6154123B2
JPS6154123B2 JP53137955A JP13795578A JPS6154123B2 JP S6154123 B2 JPS6154123 B2 JP S6154123B2 JP 53137955 A JP53137955 A JP 53137955A JP 13795578 A JP13795578 A JP 13795578A JP S6154123 B2 JPS6154123 B2 JP S6154123B2
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JP
Japan
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water
drum
water level
steam
waste heat
Prior art date
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JP53137955A
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English (en)
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JPS5564108A (en
Inventor
Shozo Nakamura
Yoshihiro Uchama
Taiji Inui
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS5564108A publication Critical patent/JPS5564108A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービン装置と該ガスタービン
排ガスの熱を利用して蒸気を発生させる廃熱回収
ボイラと該ボイラから出た蒸気で駆動される蒸気
タービン装置とで構成される複合サイクルプラン
トにおける廃熱回収ボイラのドラム水位制御方式
に関する。
まず複合サイクルプラントの一般的な構成につ
き、その従来例を示す第3図を参照して説明す
る。
複合サイクルプラントは、一般に1台あるいは
複数台のガスタービン装置1と、このガスタービ
ン装置と同数の廃熱回収ボイラ11と、1台の蒸
気タービン装置40とにより構成されている。ガ
スタービン装置1は、コンプレツサ2と、該コン
プレツサ2で加圧された空気により燃料配管4か
ら送られて来る燃料を燃焼して高温高圧の燃焼ガ
スを発生する燃焼器3と、燃焼ガスにて駆動され
ガスタービン発電機6を回転させるガスタービン
5とから構成されている。このガスタービン装置
から排出される燃焼ガスは排ガスダクト7を通じ
て廃熱回収ボイラ11に導かれる。またこの排ガ
スダクト7には廃熱回収ボイラ11をバイパスす
るバイパスダクト10が設けられており、該ガス
ダクト7及びバイパスダクト10にはそれぞれ排
ガスの流通を調節するボイラ入口ダンパ8及びボ
イラバイパスダンパ9が設けられている。廃熱回
収ボイラ11は、ドラム式ボイラであつて、給水
配管14通して導入される給水を加熱するエコノ
マイザ15と、蒸気発生用のドラム16及び蒸発
器17と、過熱器18とから構成され、過熱器1
8から出る蒸気は、蒸気管19、ボイラ弁20を
通つて蒸気ヘツダ21へ集められ、該蒸気ヘツダ
21から加減弁22を通じて蒸気タービン23内
に送給されて発電機24を駆動し、復水器32で
復水される。復水された給水は給水ポンプ12に
より、給水調節弁13を備えた給水配管14を通
じて廃熱回収ボイラ11に戻される。また蒸気管
19にはボイラ出口弁20の上流側にバイパス弁
25を備えたバイパス蒸気管26が分岐して設け
られており、減温器27を介して復水器32に連
通しているが、廃熱回収ボイラ起動時などに蒸気
ヘツダ21内の蒸気圧力と廃熱回収ボイラ11の
発生蒸気圧力とのマツチングを図る場合に蒸気を
復水器32に導入するものであり、通常運転時に
は使用されない。28は前記給水ポンプ12の下
流の給水配管より分岐し、前記減温器27に接続
して設けられたスプレー配管、29はスプレー調
整弁である。
従来の給水系の制御装置は、廃熱回収ボイラ1
1に備えたドラム16の水位を一定に保持するよ
うにドラム水位の信号を検出し伝送するドラム水
位検出器51と、ドラム発生蒸気量の信号を伝送
する蒸気流量計52と、給水流量の信号を伝送す
る給水流量計53の3つの測定器からの信号に従
つてドラム水位を一定に制御するために給水調整
弁13を調節する、いわゆる3要素制御による給
水制御装置54が設置されている。
この給水制御装置54により、廃熱回収ボイラ
への熱供給量の変化などにもとづく水位の変動に
対して十分安定した制御を実現できる。
しかしながら、この復水サイクルプラントを過
渡的な微少負荷変化に追従させる場合、ガスター
ビンの負荷変化のみならず、加減弁22の操作に
よるボイラ保有熱の利用により蒸気タービン23
の負荷を先行的に変化させる負荷制御方法があ
り、この制御方法において、特に加減弁22を先
行的に開く場合、ボイラ11内の圧力が急に下が
り、ドラム16内の飽和水が自己蒸発を起し、こ
の発生蒸気泡によりドラム水位が過渡的に盛り上
がる、いわゆる逆応答特性を示す。このようにし
てドラム水位が異常に上昇すると、発生蒸気中に
水滴が混入して廃熱回収ボイラ11内の過熱器1
8や蒸気タービン23などにエロージヨンを引き
起す原因となる。なお、ボイラ圧力が急に低下す
る原因としては、前記のような加減弁22の開操
作以外に、ボイラ出口弁20あるいはバイパス弁
25などの急開操作がある。
本発明の目的は、上記したドラム水位の異常高
を先行的に防止しうる安定したドラム水位制御方
式を提供することにあり、特に、起動操作時のみ
でなく、通常運転中においても負荷変動などによ
る過渡的な蒸気圧力変動に自動的に対応してドラ
ム水位の上昇を防止し得る制御装置を提供するも
のである。
上記の目的を達成するため、本発明に係るドラ
ム水位制御装置は、廃熱回収ボイラから流出する
蒸気流量、流入給水流量及びドラム水位にもとづ
いて給水流量を制御する3要素制御手段を備えた
複合サイクルプラントにおいて、 A 前記廃熱回収ボイラのドラムに缶水ブロー系
統を設けるとともに、該缶水ブロー系統に缶水
低減弁を設け、 B (イ)ドラム水位が前記缶水低減弁作動のための
設定値を越え、かつ、(ロ)廃熱回収ボイラ内圧力
を表わす信号の変化率が設定値を越えたとき、
前記缶水位低減弁を開弁せしめる缶水位低減弁
制御装置を設けて、 前記3要素制御手段の作動と独立に、ドラム水
を缶水ブロー系統によつて逃がす構造とし、前記
(イ),(ロ)の条件が両立したときは前記3要素制御手
段の作動に先行してドラム水位を低下せしめ得べ
く為したることを特徴とする。
以下本発明の一実施例を図面により説明する。
この実施例は、第3図に示した従来例に本発明を
適用して改良したものである。従来例に比して異
なるところは、仮想線で囲んで示したE部の構成
を付設した点である。32はブロータンク、30
はドラム16とブロータンク32とを連結する缶
水ブローダウン管、55は廃熱回収ボイラ11の
発生蒸気圧力を測定するために設置された圧力
計、56は該圧力計の出力である圧力信号の変化
率を算出する変化率演算器、54はドラム水位検
出器51の出力である水位信号と前記変化率演算
器の出力である圧力変化率信号を入力し、両信号
が共に設定値以上である時に前記缶水低減弁31
を開とする缶水低減弁制御装置であつて、例えば
加減弁22を急開することによつて発生蒸気圧力
が急に低下した時に、ドラム水位が設定レベル以
上であれば制御装置57によつて缶水低減弁31
が開放し、ドラム16内の缶水をブロータンク3
2に排出することによつてドラム16の水位の上
昇を防止するものである。
第2図にこの缶水低減弁制御装置57をより詳
細に示す。58は前記変化率演算器56の出力信
号が変化率設定器59による設定値以上となつた
時に、信号X1を出力するコンパレータ、60は
水位検出器51からの水位信号がドラム水位設定
器61による設定値以上となつた際に信号X2
出力するコンパレータ、62は前記信号X1,X2
が共に入力された時に缶水低減弁31を開く弁開
度制御装置である。前記ドラム水位の設定値は、
標準水位と等しいかあるいはわずかに高い水位に
設定される。
第2図の構成において、水位検出器51によつ
て検出されるレベルが設定値以下であれば、コン
パレータ60の出力信号X2は出力されないか
ら、仮に圧力計55、変化率演算器56によつて
求められる圧力変化率が大であつても制御装置6
2は缶水低減弁31を開とすることはない。ま
た、水位が設定値を越えている場合であつても、
圧力変化率が設定値以下であれば同様に制御装置
62は缶水低減弁31を開くことはない。これら
の場合には、ドラム水位が異常高となるおそれが
ないからである。
一方、過渡的に標準水位と等しいかわずかに高
く設定された缶水低減弁作動用ドラム水位よりも
実際のドラム水位が上昇している状態において、
廃熱回収ボイラ11の器内圧力が変化率設定器5
9で設定された値を越えるような急激な低下をし
た場合、そのままの状態にしておくと、ドラム水
の自己蒸発にもとづく蒸気泡によりドラム水位が
異常高になるので、これを防ぐために、信号
X1,X2が発生した時には缶水低減弁31を開
き、ドラム水をブローダウン管30を通してブロ
ータンク32に逃がすのである。このようにして
ドラム水を逃がすことによつてドラム水位が低下
し、設定された缶水低減弁作動用ドラム水位より
も低くなるとコンパレータ58の出力信号X1
なくなり、缶水低減弁31は閉となる。
上記実施例では、廃熱回収ボイラ11の器内圧
力を直接変化率演算器56に入力する例について
示したが、上例の作用、効果から容易に理解し得
るように、ボイラ11の器内圧力信号に代えて、
ボイラ器内圧力と共に変化する量を表わす信号、
すなわち第1図の加減弁11の急開、あるいはボ
イラ出口弁20、バイパス弁25の急開信号を圧
力変化信号に換算してコンパレータ58に入力す
るようにすることによつてもドラム水位の異常上
昇を防ぐことができる。また、ブローダウン管3
0によつて排出するドラム水の排出先は、復水器
32かあるいは脱気器(図示せず)の熱源側とし
てもよい。
以上述べたように、本発明は、ドラム水位の制
御として、従来の3要素制御に加え、圧力変化率
が大きくかつ水位が高いときに缶水低減弁を開い
てドラムから缶水を流出させる先行制御を行なう
制御方式であるから、ボイラ内圧力が急に低下し
た場合であつてもドラム水位が異常高となること
を防止することができる。従つて、ボイラ発生蒸
気中への水滴のキヤリオーバを防止することがで
き、ボイラ伝熱管や主蒸気管、蒸気タービンのエ
ロージヨンを防止することができる。このため、
複合サイクルプラントにおいて、急激な微少負荷
変動に対し、ガスタービンの負荷を追従させると
共に、蒸気タービン入口の加減弁を先行的に操作
することにより、ボイラ保有熱の過渡的な有効利
用が可能となり、蒸気タービンの応答性を高める
ことができる。また、これに伴ない、複合サイク
ルプラントの応答性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す複合サイクル
プラントの系統図、第2図は第1図における本発
明に係る部分の詳細を示す系統図である。第3図
は従来の3要素制御手段を備えたドラム水位制御
装置の説明図である。 1……ガスタービン装置、11……廃熱回収ボ
イラ、16……ドラム、21……蒸気ヘツダ、2
2……加減弁、23……蒸気タービン、30……
ブローダウン管、31……缶水低減弁、32……
ブロータンク、51……ドラム水位検出器、52
……蒸気流量計、53……給水流量計、54……
給水制御装置、55……圧力計、56……変化率
演算器、57……缶水低減弁制御装置、58……
コンパレータ、60……コンパレータ、59……
変化率設定器、61……缶水低減弁作動用ドラム
水位設定器、62……弁開度制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1台あるいは複数台のガスタービン装置と、
    該ガスタービン装置の排ガスを熱源として蒸気を
    発生する廃熱回収ボイラ装置と、該廃熱回収ボイ
    ラで発生した蒸気により仕事を行なう蒸気タービ
    ン装置との組み合わせより成り、かつ、廃熱回収
    ボイラから流出する蒸気流量、流入給水流量及び
    ドラム水位にもとづいて給水流量を制御する3要
    素制御手段を備えた複合サイクルプラントにおい
    て、 A 前記廃熱回収ボイラのドラムに缶水ブロー系
    統を設けるとともに、該缶水ブロー系統に缶水
    低減弁を設け、 B (イ)ドラム水位が前記缶水低減弁作動のための
    設定値を越え、かつ、(ロ)廃熱回収ボイラ内圧力
    を表わす信号の変化率が設定値を越えたとき、
    前記缶水位低減弁を開弁せしめる缶水位低減弁
    制御装置を設けて、 前記3要素制御手段の作動と独立に、ドラム水
    を缶水ブロー系統によつて逃がす構造とし、前記
    (イ),(ロ)の条件が両立したときは前記3要素制御手
    段の作動に先行してドラム水位を低下せしめ得べ
    く為したることを特徴とする、複合サイクルプラ
    ントのドラム水位制御装置。
JP13795578A 1978-11-10 1978-11-10 Control system for water level in drum of composite cycle plant Granted JPS5564108A (en)

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JP13795578A JPS5564108A (en) 1978-11-10 1978-11-10 Control system for water level in drum of composite cycle plant

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JP13795578A JPS5564108A (en) 1978-11-10 1978-11-10 Control system for water level in drum of composite cycle plant

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JPS5564108A JPS5564108A (en) 1980-05-14
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JP13795578A Granted JPS5564108A (en) 1978-11-10 1978-11-10 Control system for water level in drum of composite cycle plant

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58137212U (ja) * 1982-03-10 1983-09-14 バブコツク日立株式会社 汽胴型ボイラの汽胴水位制御装置
US8539750B2 (en) * 2010-04-30 2013-09-24 Siemens Energy, Inc. Energy recovery and steam supply for power augmentation in a combined cycle power generation system

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JPS5564108A (en) 1980-05-14

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