JP2766375B2 - コンバインドサイクル発電プラントのバイパスダンパー制御方法 - Google Patents
コンバインドサイクル発電プラントのバイパスダンパー制御方法Info
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- JP2766375B2 JP2766375B2 JP2131335A JP13133590A JP2766375B2 JP 2766375 B2 JP2766375 B2 JP 2766375B2 JP 2131335 A JP2131335 A JP 2131335A JP 13133590 A JP13133590 A JP 13133590A JP 2766375 B2 JP2766375 B2 JP 2766375B2
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- damper
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、ガスタービンの排ガスダクトにバイパスダ
ンパーを有するコンバインドサイクル発電プラントのバ
イパスダンパー制御方法に関する。
ンパーを有するコンバインドサイクル発電プラントのバ
イパスダンパー制御方法に関する。
(従来の技術) コンバインドサイクル発電プラントは、第1図に示す
ようにガスタービン1および発電機2と、蒸気タービン
3および発電機4と、排熱回収ボイラ(以下HRSGと称
す)5とを具備し、そのガスタービン1とHRSG5および
バイパススタック6とをバイパスダンパー7を有する排
ガスダクト8で連結して構成されており、ガスタービン
1の排気をHRSG5に導き、そこで発生する蒸気で蒸気タ
ービン3を駆動する方式に構成されている。
ようにガスタービン1および発電機2と、蒸気タービン
3および発電機4と、排熱回収ボイラ(以下HRSGと称
す)5とを具備し、そのガスタービン1とHRSG5および
バイパススタック6とをバイパスダンパー7を有する排
ガスダクト8で連結して構成されており、ガスタービン
1の排気をHRSG5に導き、そこで発生する蒸気で蒸気タ
ービン3を駆動する方式に構成されている。
この種のコンバインドサイクル発電プラントにおい
て、ガスタービン1の単独運転時は、バイパスダンパー
7を第1図および第2図のA側に固定することにより、
ガスタービン1を出た排気ガスは排ガスダクト8を通っ
てバイパススタック6から大気へ放出される。またコン
バインド運転中は、ダンパー7を第1図および第2図の
B側のバイパススタック6側に固定することにより、ガ
スタービン1の排気ガスは排ガスダクト8を通してHRSG
5へ流入し、蒸気を発生させてこの蒸気で蒸気タービン
3を駆動する。
て、ガスタービン1の単独運転時は、バイパスダンパー
7を第1図および第2図のA側に固定することにより、
ガスタービン1を出た排気ガスは排ガスダクト8を通っ
てバイパススタック6から大気へ放出される。またコン
バインド運転中は、ダンパー7を第1図および第2図の
B側のバイパススタック6側に固定することにより、ガ
スタービン1の排気ガスは排ガスダクト8を通してHRSG
5へ流入し、蒸気を発生させてこの蒸気で蒸気タービン
3を駆動する。
しかして、従来のコンバインドサイクル発電プラント
において、ガスタービン1の単独運転状態よりコンバイ
ンドサイクル運転に移行する場合、前記のバイパスダン
パー7のダンパー開度θは、ダイバータ型ダンパーにお
いて、第1図および第2図に示すようにガスタービン単
独運転状態のA側にある0゜とコンバインドサイクル運
転のB側にある90゜との間のある開度、例えば30゜,45
゜,65゜の角度で、第3図に示すようにダンパー7をあ
る時間t1,t2,t3に保持することになる。
において、ガスタービン1の単独運転状態よりコンバイ
ンドサイクル運転に移行する場合、前記のバイパスダン
パー7のダンパー開度θは、ダイバータ型ダンパーにお
いて、第1図および第2図に示すようにガスタービン単
独運転状態のA側にある0゜とコンバインドサイクル運
転のB側にある90゜との間のある開度、例えば30゜,45
゜,65゜の角度で、第3図に示すようにダンパー7をあ
る時間t1,t2,t3に保持することになる。
このダンパー7の開度および時間の保持は、次の理由
から必要なものである。すなわち、 (1)HRSGの厚肉部品(高圧蒸気ドラム,高圧蒸気ヘッ
ダ等)の熱応力緩和 (2)高、中、低圧蒸気ドラム水位の安定化 を期待するものである。
から必要なものである。すなわち、 (1)HRSGの厚肉部品(高圧蒸気ドラム,高圧蒸気ヘッ
ダ等)の熱応力緩和 (2)高、中、低圧蒸気ドラム水位の安定化 を期待するものである。
従来、この保持時間t1,t2,t3は最も厳しい条件、すな
わち第4図に示すガスタービン排ガス温度の最高時でHR
SG5が冷えきっている状態での設定値を用いており、ガ
スタービン1の排ガス温度およびHRSG5の金属温度に対
して変化させていなかった。
わち第4図に示すガスタービン排ガス温度の最高時でHR
SG5が冷えきっている状態での設定値を用いており、ガ
スタービン1の排ガス温度およびHRSG5の金属温度に対
して変化させていなかった。
(発明が解決しようとする課題) このようにコンバインドサイクル発電プラントの従来
のバイパスダンパーの制御方式では、HRSG5に対して緩
やかな条件、すなわちガスタービン1の排ガス温度が低
くかつHRSG5が熱い状態におけるガスタービン単独運転
からコンバインドサイクル運転への移行時(HRSGの起
動)に、ダンパー7の保持時間t1,t2,t3が第4図の最高
温度できまり、必要以上に時間をかけることになり、同
時に必要以上の起動損失を出すことになる。
のバイパスダンパーの制御方式では、HRSG5に対して緩
やかな条件、すなわちガスタービン1の排ガス温度が低
くかつHRSG5が熱い状態におけるガスタービン単独運転
からコンバインドサイクル運転への移行時(HRSGの起
動)に、ダンパー7の保持時間t1,t2,t3が第4図の最高
温度できまり、必要以上に時間をかけることになり、同
時に必要以上の起動損失を出すことになる。
本発明の目的は、HRSGに対して緩やかな状態のときに
対応してバイパスダンパーの開度保持時間を調整するこ
とにより、起動時間の短縮化およびそれに伴う起動損失
の減少を計ったコンバインドサイクル発電プラントのバ
イパスダンパー制御方法を提供するものである。
対応してバイパスダンパーの開度保持時間を調整するこ
とにより、起動時間の短縮化およびそれに伴う起動損失
の減少を計ったコンバインドサイクル発電プラントのバ
イパスダンパー制御方法を提供するものである。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明は、ガスタービン
の排ガスダクトに排熱回収ボイラまたはバイパススタッ
クへ排ガス流の進路を変えるバイパスダンパーを有する
コンバインドサイクル発電プラントのバイパスダンパー
制御方法において、前記バイパスダンパーを開けるとき
の開度を複数種類とし、その各開度での保持時間を、ガ
スタービン排ガス温度および排熱回収ボイラのドラム金
属温度の関数またはガスタービン排ガス温度および排熱
回収ボイラのドラム金属温度と等価であるドラム圧力の
関数により設定し、その各保持時間に対応して前記バイ
パスダンパーの開度制御を行なうことを特徴とするもの
である。
の排ガスダクトに排熱回収ボイラまたはバイパススタッ
クへ排ガス流の進路を変えるバイパスダンパーを有する
コンバインドサイクル発電プラントのバイパスダンパー
制御方法において、前記バイパスダンパーを開けるとき
の開度を複数種類とし、その各開度での保持時間を、ガ
スタービン排ガス温度および排熱回収ボイラのドラム金
属温度の関数またはガスタービン排ガス温度および排熱
回収ボイラのドラム金属温度と等価であるドラム圧力の
関数により設定し、その各保持時間に対応して前記バイ
パスダンパーの開度制御を行なうことを特徴とするもの
である。
(作用) 本発明においては、ガスタービン単独運転からコンバ
インドサイクル運転に移行するとき、バイパスダンパー
をHRSGに対して厳しい条件と緩やかな条件とに対応して
変化する開度保持時間により開度制御を行なう。
インドサイクル運転に移行するとき、バイパスダンパー
をHRSGに対して厳しい条件と緩やかな条件とに対応して
変化する開度保持時間により開度制御を行なう。
よって本発明の制御方法によれば、HRSGに対し緩やか
な状態のとき、従来方式ではできなかった起動時間の短
縮化およびそれにともなう駆動損失の減少を計ることが
できる。
な状態のとき、従来方式ではできなかった起動時間の短
縮化およびそれにともなう駆動損失の減少を計ることが
できる。
(実施例) 以下本発明を図面に示す一実施例を参照して説明す
る。本発明によるバイパスダンパー制御方法が適用され
るコンバインドサイクル発電プラントは、第1図に示す
プラント構成と同一である。
る。本発明によるバイパスダンパー制御方法が適用され
るコンバインドサイクル発電プラントは、第1図に示す
プラント構成と同一である。
すなわち、ガスタービン1の単独運転時はバイパスダ
ンパー7を第1図のA側に固定することにより、ガスタ
ービン1を出た排気ガスは排ガスダクト8を通ってバイ
パススタック6から大気へ放出され、発電機2が電力を
発生させる。
ンパー7を第1図のA側に固定することにより、ガスタ
ービン1を出た排気ガスは排ガスダクト8を通ってバイ
パススタック6から大気へ放出され、発電機2が電力を
発生させる。
またコンバインド運転中は、バイパスダンパー7を第
1図および第2図のB側のバイパススタック6側に固定
することにより、ガスタービン1の排気ガスは排ガスダ
クト8を通してHRSG5へ流入し、蒸気を発生させてその
蒸気で蒸気タービン3を駆動して発電機4に電力を発生
させる。蒸気タービン3で仕事した蒸気は復水器9を経
てHRSG5へ還流する。
1図および第2図のB側のバイパススタック6側に固定
することにより、ガスタービン1の排気ガスは排ガスダ
クト8を通してHRSG5へ流入し、蒸気を発生させてその
蒸気で蒸気タービン3を駆動して発電機4に電力を発生
させる。蒸気タービン3で仕事した蒸気は復水器9を経
てHRSG5へ還流する。
しかして、本発明においては、コンバインドサイクル
発電プラントのガスタービン単独運転からコンバインド
サイクル運転への移行時すなわち第1図におけるバイパ
スダンパー7をA側位置からB側位置に開くときの第2
図および第3図に示すダンパー7のある開度θでの保持
時間t1,t2,t3をガスタービン排ガス温度およびHRSGのド
ラム金属温度又はそれと等価であるドラム圧力との関数
により設定し、そのバイパスダンパー7をその保持時間
に対応して開度制御することを特徴とするものである。
発電プラントのガスタービン単独運転からコンバインド
サイクル運転への移行時すなわち第1図におけるバイパ
スダンパー7をA側位置からB側位置に開くときの第2
図および第3図に示すダンパー7のある開度θでの保持
時間t1,t2,t3をガスタービン排ガス温度およびHRSGのド
ラム金属温度又はそれと等価であるドラム圧力との関数
により設定し、そのバイパスダンパー7をその保持時間
に対応して開度制御することを特徴とするものである。
バイパスダンパー7の第3図に示す開度保持時間t1,t
2,t3の設定に際しては次の(1)式を採用する。すなわ
ち、 保持時間t1,t2,t3はガスタービン排ガス温度(T)およ
びHRSG高圧蒸気ドラム金属温度と等価であるドラム圧力
(P)の関数である。なお、本実施例では、保持時間t2
は一定値としたが、排ガス温度(T)およびドラム圧力
(P)の関数として設定しても何ら問題ない。また本実
施例では、保持時間t1は排ガス温度(T)の3乗,ドラ
ム圧力(P)の1乗の関数としてあるが、これに限るも
のではない。さらに上記(1)式によるダンパー保持時
間(t1,t2,t3)とHRSG高圧ドラム圧力(P)との関係を
第5図に示してある。但し第5図において( )内はガ
スタービン排ガス温度を示してある。
2,t3の設定に際しては次の(1)式を採用する。すなわ
ち、 保持時間t1,t2,t3はガスタービン排ガス温度(T)およ
びHRSG高圧蒸気ドラム金属温度と等価であるドラム圧力
(P)の関数である。なお、本実施例では、保持時間t2
は一定値としたが、排ガス温度(T)およびドラム圧力
(P)の関数として設定しても何ら問題ない。また本実
施例では、保持時間t1は排ガス温度(T)の3乗,ドラ
ム圧力(P)の1乗の関数としてあるが、これに限るも
のではない。さらに上記(1)式によるダンパー保持時
間(t1,t2,t3)とHRSG高圧ドラム圧力(P)との関係を
第5図に示してある。但し第5図において( )内はガ
スタービン排ガス温度を示してある。
第5図において、HRSG5に対して最も厳しい条件と最
も緩やかな条件とについて、起動時間の比較をすると次
の通りとなる。
も緩やかな条件とについて、起動時間の比較をすると次
の通りとなる。
(1)最も厳しい条件 ガスタービン排ガス温度T=568℃ (ガスタービン80%負荷時) HRSG高圧ドラム圧力P=0atg (HRSG cold状態) このとき t1=16.4分 t2=10分 t3=12.6分 t1+t2+t3=39.0分 (2)最も緩やかな条件 ガスタービン排ガス温度T=350℃ (ガスタービン無負荷時) HRSG高圧ドラム圧力P=80atg (HRSG HOT状態) このとき t1=1.5分 t2=10分 t3=3.1分 t1+t2+t3=14.6分 上記計算は実プラント用に計算した値であり、この結
果より最大24分近く、起動を短縮することが可能であ
る。またこれらの時間設定関数は、HRSG5の厚肉部材の
熱応力計算を行ない、全ての運転点において熱応力が一
定になるよう決められるものである。
果より最大24分近く、起動を短縮することが可能であ
る。またこれらの時間設定関数は、HRSG5の厚肉部材の
熱応力計算を行ない、全ての運転点において熱応力が一
定になるよう決められるものである。
次に本発明に使用するバイパスダンパー7の他の実施
例について説明する。第1図および第2図に示すバイパ
スダンパー7は、ダイバータータイプのダンパーを示し
てある。しかし、本発明のダンパー7としては、第6図
に示すように2枚ブレードのルーバータイプのダンパー
7aでもよく、また第7図に示す多枚ブレードのルーバー
タイプのダンパー7bで同様に実施することができる。
例について説明する。第1図および第2図に示すバイパ
スダンパー7は、ダイバータータイプのダンパーを示し
てある。しかし、本発明のダンパー7としては、第6図
に示すように2枚ブレードのルーバータイプのダンパー
7aでもよく、また第7図に示す多枚ブレードのルーバー
タイプのダンパー7bで同様に実施することができる。
また本発明におけるダンパーの開度保持時間は、t1,t
2,t3の3段階のみに限らず、その保持角度および回数は
任意に決めることができる。さらにその保持時間の設定
は上記(1)式で支えたが、これらの関数は自由であ
る。またHRSG5の熱的状態を本実施例では高圧蒸気ドラ
ム圧力で代表したがこれに限らず、ドラム温度,配管温
度および配管蒸気圧力等、HRSG5の熱的状態を支えるパ
ラメータであれば何れも適用できる。
2,t3の3段階のみに限らず、その保持角度および回数は
任意に決めることができる。さらにその保持時間の設定
は上記(1)式で支えたが、これらの関数は自由であ
る。またHRSG5の熱的状態を本実施例では高圧蒸気ドラ
ム圧力で代表したがこれに限らず、ドラム温度,配管温
度および配管蒸気圧力等、HRSG5の熱的状態を支えるパ
ラメータであれば何れも適用できる。
以上のように本発明によれば、バイパスダンパーを開
けるときのある角度での開度保持時間をHRSGの運転状態
に対応して変化させて設定することにより、HRSGに対し
て緩やかな状態のときに、従来方式ではなし得なかった
起動時間の短縮化およびそれに伴う起動損失の減少を計
ることができる。
けるときのある角度での開度保持時間をHRSGの運転状態
に対応して変化させて設定することにより、HRSGに対し
て緩やかな状態のときに、従来方式ではなし得なかった
起動時間の短縮化およびそれに伴う起動損失の減少を計
ることができる。
第1図は本発明のコンバインドサイクル発電プラントの
バイパスダンパー制御方法を実施するコンバインドサイ
クル発電プラントの概略構成図、第2図は本発明を説明
するためのバイパスダンパーの概略構成図、第3図は本
発明に使用するダンパーの保持時間と開度との関係を示
す特性図、第4図は本発明を説明するためのガスタービ
ン負荷とガスタービン排ガス温度との関係を示す特性
図、第5図は本発明を説明するためのガスタービン排ガ
ス温度およびHRSG高圧ドラム圧力とダンパー保持時間と
の関係を示す特性図、第6図および第7図は本発明に使
用するバイパスダンパーの他の実施例を示す概略構成図
である。 1……ガスタービン、2,4……発電機 3……蒸気タービン 5……排熱回収ボイラ(HRSG) 6……バイパススタック、7……バイパスダンパー 8……排ガスダクト、9……復水器
バイパスダンパー制御方法を実施するコンバインドサイ
クル発電プラントの概略構成図、第2図は本発明を説明
するためのバイパスダンパーの概略構成図、第3図は本
発明に使用するダンパーの保持時間と開度との関係を示
す特性図、第4図は本発明を説明するためのガスタービ
ン負荷とガスタービン排ガス温度との関係を示す特性
図、第5図は本発明を説明するためのガスタービン排ガ
ス温度およびHRSG高圧ドラム圧力とダンパー保持時間と
の関係を示す特性図、第6図および第7図は本発明に使
用するバイパスダンパーの他の実施例を示す概略構成図
である。 1……ガスタービン、2,4……発電機 3……蒸気タービン 5……排熱回収ボイラ(HRSG) 6……バイパススタック、7……バイパスダンパー 8……排ガスダクト、9……復水器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−35835(JP,A) 特表 昭58−501866(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01K 23/10
Claims (1)
- 【請求項1】ガスタービンの排ガスダクトに排熱回収ボ
イラまたはバイパススタックへ排ガス流の進路を変える
バイパスダンパーを有するコンバインドサイクル発電プ
ラントのバイパスダンパー制御方法において、前記バイ
パスダンパーを開けるときの開度を複数種類とし、その
各開度の保持時間を、ガスタービン排ガス温度および排
熱回収ボイラのドラム金属温度の関数またはガスタービ
ン排ガス温度および排熱回収ボイラのドラム金属温度と
等価であるドラム圧力の関数により設定し、その各保持
時間に対応して前記バイパスダンパーの開度制御を行な
うことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント
のバイパスダンパー制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131335A JP2766375B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | コンバインドサイクル発電プラントのバイパスダンパー制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131335A JP2766375B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | コンバインドサイクル発電プラントのバイパスダンパー制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0427703A JPH0427703A (ja) | 1992-01-30 |
| JP2766375B2 true JP2766375B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=15055539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2131335A Expired - Lifetime JP2766375B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | コンバインドサイクル発電プラントのバイパスダンパー制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2766375B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130269360A1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-10-17 | General Electric Company | Method and system for controlling a powerplant during low-load operations |
| US10655542B2 (en) | 2014-06-30 | 2020-05-19 | General Electric Company | Method and system for startup of gas turbine system drive trains with exhaust gas recirculation |
| JP7153498B2 (ja) * | 2018-08-08 | 2022-10-14 | 川崎重工業株式会社 | コンバインドサイクル発電プラント |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5135835A (ja) * | 1974-09-24 | 1976-03-26 | Hitachi Ltd | Gasuujokifukugosaikurupuranto no seigyohoho |
| US4437313A (en) * | 1981-11-09 | 1984-03-20 | General Electric Company | HRSG Damper control |
-
1990
- 1990-05-23 JP JP2131335A patent/JP2766375B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0427703A (ja) | 1992-01-30 |
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