JPS6239655B2 - - Google Patents

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JPS6239655B2
JPS6239655B2 JP6341381A JP6341381A JPS6239655B2 JP S6239655 B2 JPS6239655 B2 JP S6239655B2 JP 6341381 A JP6341381 A JP 6341381A JP 6341381 A JP6341381 A JP 6341381A JP S6239655 B2 JPS6239655 B2 JP S6239655B2
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JP
Japan
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pressure
boiler
pressure setting
setting
turbine
Prior art date
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Expired
Application number
JP6341381A
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English (en)
Other versions
JPS57179310A (en
Inventor
Noritaka Ishibashi
Norio Kichijima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP6341381A priority Critical patent/JPS57179310A/ja
Publication of JPS57179310A publication Critical patent/JPS57179310A/ja
Publication of JPS6239655B2 publication Critical patent/JPS6239655B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • F01K23/06Plants 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
    • F01K23/10Plants 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
    • F01K23/101Regulating means specially adapted therefor
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンバインドプラント用排ガスボイ
ラの追加併入・追加切離し時に於けるボイラ切替
システムに関する。
高効率発電プラントを目指した複数台のガスタ
ービン及びそれらの排ガスを利用した排ガスボイ
ラとそれらの発生蒸気により駆動される1台の蒸
気タービンとの組合せからなるコンバインドプラ
ントにおいては起動及び停止時並びに台数切替時
に排ガスボイラを順次併入或は切離す自動切替装
置が必須であるが、これ等の装置はまだ開発され
ていない。
複数台のガスタービン及び排ガスボイラと1台
の蒸気タービンからなるコンバインドプラントの
起動及び停止並びに台数切替に於いて燃料の損失
を出来るだけ少く、起動及び停止並びに切替時間
を短くかつ各種の制限条件を満しながら起動停止
の切替を行なう必要がある。特に排ガスボイラが
複数台ある為複雑な操作を安全に確実に更に自動
的に行なえる様にしておくことがコンバインドプ
ラント成否の一つのキーポイントである。そこで
此等の目的を達成する排ガスボイラ切替システム
を提供することはコンバインドプラント成功のた
めの必須条件の1つである。
本発明は、このようなコンバインドプラント用
排ガスボイラの切替システムの中でも、特にプラ
ントの運用効率向上のためガスタービンの運転台
数を増減させるようにしたプラント運転時のボイ
ラ追加併入・停止制御システムを目的としてい
る。
本発明は、コンバインドプラントの起動及び停
止並びに切替時の所要圧力を得るために排ガスボ
イラの出口の圧力をプラントの状態に合せ制御
し、蒸気タービンの負荷変化率を予め定められた
変化率にて行なうため排ガスボイラからの送気量
を調節する目的で排ガスボイラ出口止弁の開閉速
度を制御し、排ガスボイラから送られてきた蒸気
を蒸気タービンへ流入させると共に蒸気加減弁入
口の圧力をプラントの状態に合せ制御し且つ前圧
が規定圧力以下とならない様に蒸気タービン加減
弁を制御して排ガスボイラの併入切離しを行なう
ことを基本としている。
以下添付図面に例示した本発明の好適な実施例
について詳述する。
第1図は、コンバインドプラントにおいて、例
えば3台の蒸気発生設備(ボイラ)から1台の蒸
気タービンへ送気する蒸気系統及びそれ等を制御
する制御機器・回路を示す。
蒸気系統においてNo.2排ガスボイラ1において
発生した蒸気はボイラ止弁2及び蒸気タービン加
減弁3を通つて、蒸気タービン4に送られ復水器
5にて復水となる。同じくNo.1及びNo.3ボイラ
(図示せず)にて発生した蒸気はボイラ止弁6及
び7を通つた後、他のボイラの蒸気と合流の上蒸
気タービン4へ送られる。
ボイラ止弁2が閉じているときは、圧力伝送器
8はNo.2ボイラ1のボイラ圧力を検出し、圧力制
御器9はこのボイラ圧力と設定圧力とを比較制御
し、この出力信号は共通圧力制御器13からの制
御信号と高信号選択器10に比較選択された後、
タービンバイパス制御弁11を制御して、復水器
5へ放出す蒸気量を調節する。これによつてNo.2
ボイラ1の蒸気圧力は規定値に保たれる。
ボイラ止弁2が開いているときは、他のボイラ
の蒸気と合流した後の共通圧力を圧力伝送器12
によつて検出し、共通圧力制御器13にて3台の
ボイラの蒸気圧力が共通に制御される。
設定圧力はプラント状態に応じて次のとおり行
なう。
ボイラ止弁2が閉じているとき、ボイラ圧力を
個別に制御したい場合は、圧力設定器14にて任
意に設定し、信号切替器15を個別設定信号側に
切替える。そうでない場合は、共通圧力設定器1
6にて、3台のボイラ共通に圧力設定を行ない、
信号切替器15を共通設定側に切替える。更にボ
イラ圧力をタービン入口圧力に追従させる場合
は、圧力伝送器12の信号を信号平滑器17にて
平滑化した後バイアス加算器18にてバイアスを
加算した後に、或は平滑器17の信号を直接に信
号切替器を介して共通圧力設定器16に与えて設
定圧力を指令する。
ボイラ止弁2が開いているときには、上記の共
通圧力設定器は追従設定の他、タービン入口圧力
を圧力伝送器37にて検出し、この信号(即ちタ
ービン負荷率)を基にプログラム圧力設定器20
の設定圧力によつてボイラ設定圧力をプログラム
設定することが出来る。即ち最終的には、プログ
ラム設定値と追従又は共通設定及び最低圧力設定
(最低圧力設定器21にて設定)のうちの高信号
が高信号選択器22にて選択され、次に、最高圧
力設定(最高圧力設定器23にて設定)と比較さ
れ低信号が低信号選択器24にて選択されて、個
別圧力制御器9或は共通圧力制御器13に設定圧
力を与える。
ボイラ止弁2,6および7は、高速開閉制御器
25或は低速開閉制御器26からの制御信号のう
ち信号切替器27にていずれかの信号を選択し、
この信号によつて開閉される。
このときの保護として、タービン入口圧力の変
化率(即ちタービン負荷変化率)は制限値以内に
保たれる。これにはタービン入口圧力を圧力伝送
器37にて検出し、変化率検出器28にてその変
化率を検知し、その値が制限値を越えると信号制
限器29が作動し、開閉制御器25及び26の開
閉動作を一時保留する。同様にボイラの圧力変化
率を圧力伝送器8、変化率検出器30及び信号制
限器31によつて監視する。この他ボイラ圧力
は、その最低圧力にも制限があるため、信号制限
器32にて最低圧力も監視し同様に作動させる。
タービン入口蒸気圧力は、圧力伝送器12にて
検出した圧力を圧力設定器33にて設定した圧力
になるよう圧力制御器34によつて蒸気タービン
加減弁を制御することにより加減される。圧力設
定器33の圧力設定には、圧力設定器33が直接
圧力を設定する直接圧力設定と、信号切替器35
を作動させて実際の蒸気タービン加減弁3の入口
圧力を圧力伝送器12で検出しこれを信号平滑器
に通したものを設定圧力とするようにして圧力設
定をタービン入口圧力に追従させた追従圧力設定
と、信号切替器35により目標圧力設定器36を
選択させて目標とする設定圧力を予め定めた変化
率にて上昇・降下させるランプ圧力設定とがあ
る。
複数台のガスタービン及び排ガスボイラと1台
の蒸気タービンとからなるコンバインドプラント
に於いては、プラントを部分負荷において運用す
るときはプラントの運用効率向上のためガスター
ビンの運転台数を増減する必要がある。
ガスタービンの追加起動・追加停止曲線の一例
をそれぞれ第2図及び第3図に示す。これはプラ
ント合計出力が追加起動・停止するガスタービン
出力の増減に伴ない増減する例を示す。これに対
応した排ガスボイラ切替システムの作動を以下に
説明する。
第1図に於いて、既にガスタービン2台が運転
中即ちNo.1及びNo.3のボイラ出口止弁6及び7が
全開しているとする。そこにNo.2のガスタービン
を追加起動しNo.2ボイラ1を追加併入する場合に
ついて第1図に従い説明する。
蒸気タービン加減弁3の前圧制御系の圧力設定
器33及び目標圧力設定器36を切替指令により
作動させ現在の圧力から追加起動完了後のタービ
ン負荷に相当するタービン入口圧力まで設定圧力
を序々に変更し、蒸気タービン加減弁3入口の圧
力を上昇させる。
同じく切替指令により切替器19を作動させ、
共通圧力設定器16を追従モードとし、圧力制御
器9への設定圧力を蒸気タービン加減弁3の入口
圧力に追従させる。これによりボイラ止弁2の前
後差圧は(α)Kに保たれる。
昇圧完了した時点で切替器27を作動させ高速
開閉制御器21によつてボイラ止弁2を開く。
ボイラ止弁2が開くと共にバイパス制御弁11
は序々に閉じ、最後には全閉し、No.2ボイラの追
加弁が完了する。
この間蒸気タービン加減弁3はその前圧が設圧
器33にて設定された圧力に保つ様に開くので蒸
気タービンへの流入蒸気はボイラ止弁2が開くと
共に増大する。
バイパス制御弁11が全閉になつたら、蒸気タ
ービン加減弁3を全開とし、通常運転に戻す。ま
た共通圧力設定値も最低圧力まで戻し、プログラ
ム設定器20が実質上圧力設定を行なう様にし、
バイパス制御弁11は先行安全弁の機能に戻す。
ガスタービン1台から2台に追加起動する場合
もボイラ出口止弁2による流量送気制御方式は同
様にして行なう。
次に第3図に例示したボイラを切離す場合につ
いて説明する。ボイラ出口止弁2,6及び7が3
台共開いておりこのうち1台を閉じる場合につい
て第1図に従い説明する。
切離し指令により信号切替器19を作動させ共
通圧力設定器16を追従モードとする。すると圧
力制御器19には、現在の蒸気タービン加減弁3
の入口圧力に+αした圧力が設定される。続いて
信号切替器27を作動させて高速開閉制御器25
を選択してボイラ止弁2を高速にて閉じる。ボイ
ラ止弁2が閉じ、そのボイラ止弁2の前後に差圧
が発生しαKを越えると、圧力伝送器8がこれを
検出し、圧力制御器9が作動して、ボイラ圧力を
タービン入口圧力に追従して制御する。
ボイラ止弁2が全閉したら、信号切替器15を
作動させ個別圧力設定器14を選択させ、個別圧
力制御とする。これによりボイラ切離しは完了と
なる。
以上の如く、プラント合計出力が追加起動・停
止に応じて変化させる制御によればタービンバイ
パス制御系、ボイラ止弁制御系、タービン加減弁
入口圧力制御系を互に協調させることによつて運
転台数の増減が従来のプラントよりも容易に且つ
安全確実に行なうことが出来た。更にボイラを追
加併入するとき、予めタービン加減弁入口圧力を
昇圧することによつて、タービンバイパスシステ
ムを大巾に節減することが出来、若しこの操作を
行なわないと、ボイラ圧力をタービン圧力と同じ
圧力に揃えた状態でボイラからの発生蒸気をター
ビンバイパス系を通じて復水器へダンプさせる必
要がある。即ちボイラ最大蒸発量を最低圧力でバ
イパスさせるバイパスシステムが必要になる。ま
た、本発明では昇圧圧力を適切に選定することに
よりプラントに応じた容量に定めることが出来
る。
第2図及び第3図の例では、プラント合計出力
がガスタービンの起動・停止に伴ない増減する場
合の台数切替について説明したが、プラント合計
出力をガスタービンの台数変更の際も一定とした
ままにしておきたいことがある。
この場合も本発明は有効に作動する。
この場合の起動・停止曲線の一例を第4図及び
第5図に示す。
第2図及び第3図では昇圧完了後直ちにボイラ
止弁2を開いたが、第4図及び第5図の例では、
昇圧目標値は負荷が一定のままであるので、ガス
タービン台数変動に伴なう蒸気量の変動に見合う
低い圧力に設定することは勿論である。
また追加起動するガスタービンを増負荷する前
にプラント合計出力を一定とするため発電所の合
計出力を制御する負荷制御装置(図示せず)を自
動とし、起動又は停止するガスタービン以外のガ
スタービンをその制御下におく。
その後追加するガスタービンを増負荷し追加す
る排ガスボイラからの発生蒸気が蒸気タービンに
混入可能になつたら、前項と同じ手順にてボイラ
を切替える。
この間、追加するガスタービンの増負荷に見合
つた分だけ他のガスタービン出力が減少され、更
にボイラ併入に伴なう蒸気タービンの出力増加に
対しても他のガスタービン出力が調節される。従
つてプラント合計出力は一定のままボイラ切替が
可能となる。
以上本発明をその好適な実施例について詳述し
たが本発明はこれら特定の実施例に限定されるも
のではなく本発明の精神を逸脱しない範囲で幾多
の変化変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による排ガスボイラ切替システ
ムを示す系統図、第2図は追加起動曲線を示す
図、第3図は追加停止曲線を示す図、第4図及び
第5図はプラント合計出力一定のままポイラ切替
を行なつた切替曲線を示す図である。 1…ボイラ、2,6,7…ボイラ止弁、3…蒸
気タービン加減弁、4…蒸気タービン、5…復水
器、8,12,37…圧力伝送器、9,13,3
4…圧力制御器、10,22…高信号選択器、1
1…タービンバイパス制御弁、14,16,3
3,36…圧力設定器、15,19,27,35
…信号切替器、17…信号平滑器、18…バイア
ス加算器、20…プログラム圧力設定器、21…
最低圧力設定器、23…最高圧力設定器、24…
低信号選択器、25…高速開閉制御器、26…低
速開閉制御器、28,30…変化率検出器、2
9,31,32…信号制限器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数台のガスタービン、同ガスタービンから
    の排ガスを利用して蒸気を発生させる複数台の排
    ガスボイラ及び1台の蒸気タービンから成るコン
    バインドプラントにあつて、各排ガスボイラの出
    口に設けたボイラ出口圧力制御用のタービンバイ
    パス制御弁及びボイラ止弁と、これらボイラ止弁
    の出口で合流した後の蒸気を加減して蒸気タービ
    ンへ供給する蒸気タービン加減弁とを備えたもの
    に於いて、各タービンバイパス制御弁を個別に制
    御する個別圧力制御器及びこの制御弁全てを同時
    に制御する共通圧力制御器とを有し個別圧力制御
    器の圧力設定に個別圧力設定を関連させこの個別
    圧力制御器及び共通圧力制御器には最低圧力とす
    る共通圧力設定、蒸気加減弁入口圧力に追従させ
    る追従圧力設定及び蒸気タービン入口圧力に応じ
    て設定するプログラム圧力設定を関連させたター
    ビンバイパス制御弁制御装置と、前記ボイラ止弁
    を高速で開閉させるボイラ止弁制御装置と、蒸気
    タービン加減弁を制御する圧力制御器を有しその
    圧力設定を予め定めた変化率にて上昇、降下、場
    合によつては一定とするランプ圧力設定、最低圧
    力設定及び追従設定とした蒸気タービン加減弁制
    御装置とを備え、プラント運転中のボイラの追加
    併入時に、蒸気タービン加減弁制御装置の圧力設
    定をランプ圧力設定とすると共にタービンバイパ
    ス制御弁制御装置の圧力設定をプログラム圧力設
    定から追従圧力設定とし、蒸気タービン加減弁入
    口圧力が目標に達した時点で追従併入しようとす
    るボイラのボイラ止弁を高速で開け、バイパス制
    御弁が序々に閉じて全閉になると圧力設定を通常
    運転時の設定に戻すようにし、ボイラの追加切離
    し時には、タービンバイパス制御弁制御装置の圧
    力設定をプログラム圧力設定から追従圧力設定と
    し、切離そうとするボイラのボイラ止弁を高速で
    閉じ、切離されたボイラに関する個別圧力制御器
    の圧力設定を個別圧力設定としたことを特徴とす
    るコンバインドプラント追加併入・切離し時のボ
    イラ切替システム。
JP6341381A 1981-04-28 1981-04-28 Boiler change-over system for additional switching-in and disconnection in combined plant Granted JPS57179310A (en)

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US4576124A (en) * 1984-10-25 1986-03-18 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for fluidly connecting a boiler into pressurized steam feed line and combined-cycle steam generator power plant embodying the same
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