JP5832080B2 - Power generation system control device, power generation system, and power generation system control method - Google Patents
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Description
本発明は、発電システムの制御装置、発電システム、及び発電システムの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a power generation system control device, a power generation system, and a power generation system control method.
火力発電所等において、火炉(ボイラ)と蒸気タービンとを主な構成要素として備える発電システムが多く採用されている。この発電システムとして、火炉で発生させた蒸気を、さらに過熱器で過熱させ、この過熱された蒸気の流量がタービンガバナによって調整されて蒸気タービンに供給され、該蒸気を用いて蒸気タービンにより発電するものがある。 In a thermal power plant or the like, many power generation systems including a furnace and a steam turbine as main components are employed. As this power generation system, the steam generated in the furnace is further heated by a superheater, and the flow rate of this superheated steam is adjusted by a turbine governor and supplied to the steam turbine, and the steam is used to generate power. There is something.
このような発電システムに対して、特許文献1には、火炉と過熱器とを接続する第一蒸気配管、過熱器と蒸気タービンとを接続する第二蒸気配管と、第一蒸気配管に設けられた第一の弁と、第二蒸気配管に設けられたタービンガバナ、及び蒸気タービンの負荷に応じて第一の弁の開度を調節する制御手段、を備えた発電システムが記載されている。
特許文献1に記載の発電システムによれば、過熱器の上流側にて蒸気の圧力が蒸気タービンの負荷に応じた値に調整されるので、過熱器の下流側に設置されたタービンガバナの動作幅を小さくすることができ、タービンガバナを動作させた際に、タービンガバナの下流側にて発生する断熱膨張により、蒸気の温度が低下することを防止することができる。この結果、蒸気タービンの効率を向上させることが可能となる。さらに、タービンガバナの動作幅の制約がなくなり、蒸気タービンに流入する蒸気の流量を自由に調節できるので、蒸気タービンの要求発電量に対する追従性の向上を図ることが可能となる。
For such a power generation system,
According to the power generation system described in
また、発電システムが、火炉へ給水する給水ポンプを複数備えている場合がある。このような発電システムは、蒸気タービンの負荷の増減に伴い、火炉へ給水させる給水ポンプの数を増減させることによって火炉への給水量を増減させている。
しかしながら、特許文献1に記載のコンベンショナル(定圧貫流)発電システムにおいて給水ポンプを複数備える発電システムでは、新たな給水ポンプを回転させて火炉へ給水させる場合には、給水量を整定状態とするまでの待ち時間を必要とし、負荷の増減に伴う給水ポンプの切り替えを短時間で連続的に行うことが困難であった。
In addition, the power generation system may include a plurality of water supply pumps that supply water to the furnace. In such a power generation system, the amount of water supplied to the furnace is increased or decreased by increasing or decreasing the number of water supply pumps that supply water to the furnace as the load on the steam turbine increases or decreases.
However, in a power generation system including a plurality of feed water pumps in the conventional (constant-pressure once-through) power generation system described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、負荷の増減に伴い火炉へ給水する給水ポンプの数を増減させる場合であっても、低い負荷から高い負荷の間を短時間で連続的に変化させることができる発電システムの制御装置、発電システム、及び発電システムの制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even when the number of water supply pumps for supplying water to the furnace is increased or decreased as the load increases or decreases, a short time between a low load and a high load is achieved. It is an object of the present invention to provide a power generation system control device, a power generation system, and a power generation system control method that can be continuously changed.
上記課題を解決するために、本発明の発電システムの制御装置、発電システム、及び発電システムの制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る発電システムの制御装置は、燃料を燃焼させ、該燃焼の熱によって蒸気を発生させる火炉と、前記火炉によって発生された蒸気によって回転する蒸気タービンと、前記火炉へ給水する複数の給水ポンプと、を備える発電システムの制御装置であって、複数の前記給水ポンプのうち、所定の給水ポンプを用いて前記火炉への給水を行っている状態で、前記蒸気タービンの出力目標値が予め設定された第1の設定値を超え、かつ前記蒸気タービンの負荷が予め設定された第1の値に達した場合に、他の給水ポンプを前記火炉へ給水可能となる回転数に回転させ、前記出力目標値が予め設定された第2の設定値を超え、かつ前記負荷が前記第1の値よりも高い予め設定された第2の値に達した場合に、該他の給水ポンプも用いた前記火炉への給水を開始させる第1制御を行う。
In order to solve the above-described problems, a power generation system control device, a power generation system, and a power generation system control method of the present invention employ the following means.
That is, the control device of the power generation system according to the present invention includes a furnace that combusts fuel and generates steam by the heat of the combustion, a steam turbine that rotates by the steam generated by the furnace, and a plurality of water supplies to the furnace A feed water pump, and a steam turbine output target value in a state where water is supplied to the furnace using a predetermined water pump among the plurality of water pumps. Exceeds the first preset value, and when the load of the steam turbine reaches the preset first value, the other feed water pump is rotated to a rotational speed at which water can be supplied to the furnace. And when the output target value exceeds a preset second set value and the load reaches a preset second value higher than the first value, the other feed pump Also for And performing first control for starting the water supply to the furnace.
本発明によれば、発電システムは、燃料を燃焼させ、該燃焼の熱によって蒸気を発生させる火炉と、火炉によって発生された蒸気によって回転する蒸気タービンと、火炉へ給水する複数の給水ポンプと、を備えている。
なお、上記給水ポンプは、蒸気タービンの負荷の増加と共に、駆動させる台数が増加される。
そして、所定の給水ポンプを用いて火炉への給水を行っている状態で、蒸気タービンの出力目標値が予め設定された第1の設定値を超え、かつ蒸気タービンの負荷が予め設定された第1の値に達した場合に、他の給水ポンプが火炉へ給水可能となる回転数に回転され、出力目標値が予め設定された第2の設定値を超え、かつ負荷が第1の値よりも高い予め設定された第2の値に達した場合に、該他の給水ポンプが火炉への給水を開始する。
なお、従来は、オペレータの手動により、上記他の給水ポンプの回転が開始され、火炉への給水の開始は、負荷の増加が完了し、給水量が整定状態となってから手動により行われていた。すなわち、発電システムは、より高い負荷が必要とされても、上記他の給水ポンプによる給水量が整定状態となるまで、負荷を増加することができなかった。
一方、本発明では、上記第1の値及び第2の値が予め設定されており、蒸気タービンの負荷が第1の値に達すると給水ポンプの回転が開始され、蒸気タービンの負荷が第2の値に達すると、該給水ポンプによる火炉への給水が開始されるので、整定状態の待ち時間を必要とすることなく、蒸気タービンの負荷が増加する。このため、本発明は、負荷の増減に伴い火炉へ給水する給水ポンプの数を増減させる場合であっても、低い負荷から高い負荷の間を短時間で連続的に変化させることができる。
According to the present invention, a power generation system includes a furnace that combusts fuel and generates steam by the heat of the combustion, a steam turbine that rotates by steam generated by the furnace, a plurality of feed pumps that supply water to the furnace, It has.
Note that the number of the feed water pumps to be driven increases as the load of the steam turbine increases.
Then, in a state where water is supplied to the furnace using a predetermined feed water pump, the output target value of the steam turbine exceeds a preset first set value, and the load of the steam turbine is preset. When the value of 1 is reached, the other feed water pump is rotated to a rotation speed at which water can be supplied to the furnace, the output target value exceeds the preset second set value, and the load is greater than the first value. When the second preset higher value is reached, the other water supply pump starts water supply to the furnace.
Conventionally, the rotation of the other water supply pump is started manually by the operator, and the water supply to the furnace is started manually after the increase of the load is completed and the water supply amount is in a settling state. It was. That is, even if a higher load is required, the power generation system cannot increase the load until the amount of water supplied by the other water supply pump is in a steady state.
On the other hand, in the present invention, the first value and the second value are set in advance, and when the load of the steam turbine reaches the first value, the rotation of the feed water pump is started, and the load of the steam turbine is set to the second value. When this value is reached, water supply to the furnace is started by the water supply pump, so that the load of the steam turbine increases without requiring a waiting time for the settling state. For this reason, this invention can change continuously between a low load and a high load for a short time, even when it is a case where the number of water supply pumps which supply water to a furnace is increased / decreased with increase / decrease in load.
また、本発明の発電システムの制御装置は、複数の前記給水ポンプを用いて前記火炉への給水を行っている状態で、前記負荷が予め設定された第3の値に低下した場合に、予め設定された前記給水ポンプによる前記火炉への給水を減少及び停止させ、前記負荷が前記第3の値よりも低い予め設定された第4の値に達した場合に、該給水ポンプの回転を低下させる第2制御を行ってもよい。
本発明によれば、複数の給水ポンプを用いて火炉への給水を行っている状態で、蒸気タービンの負荷が予め設定された第3の値に低下した場合に、予め設定された給水ポンプによる火炉への給水が停止され、負荷が第3の値よりも低い予め設定された第4の値に達した場合に、該給水ポンプの回転が低下される。
このように、本発明は、上記第3の値及び第4の値が予め設定され、負荷が第3の値に達すると、予め設定された給水ポンプによる火炉への給水が停止され、負荷が第4の値に達すると、該給水ポンプの回転が低下されるので、短時間で連続的に負荷を減少させることができる。
Further, the control device of the power generation system of the present invention is configured in advance when the load is reduced to a preset third value in a state where water is supplied to the furnace using the plurality of water supply pumps. Decreasing and stopping the water supply to the furnace by the set water pump, and reducing the rotation of the water pump when the load reaches a preset fourth value lower than the third value The second control may be performed.
According to the present invention, when water is supplied to the furnace using a plurality of feed water pumps, when the load of the steam turbine is reduced to a preset third value, the preset feed water pump When the water supply to the furnace is stopped and the load reaches a preset fourth value lower than the third value, the rotation of the water supply pump is reduced.
Thus, according to the present invention, when the third value and the fourth value are set in advance and the load reaches the third value, the water supply to the furnace by the preset water pump is stopped, and the load is reduced. When the fourth value is reached, the rotation of the water supply pump is reduced, so that the load can be continuously reduced in a short time.
また、本発明の発電システムの制御装置は、前記発電システムが、前記給水ポンプに供給される水を脱気する脱気器と、前記給水ポンプ毎に設けられ、前記給水ポンプから送圧される給水を前記脱気器へ導く配管と、前記配管毎に設けられ、前記給水ポンプによって送圧される給水の量が前記負荷に比べて多い場合に、開状態となる弁と、を更に備え、前記弁が、前記第1制御が行われる場合に給水量制御の観点から閉状態としておくことが望まれる。
本発明によれば、給水ポンプの切り替えの制御を行っている状態において上記弁が閉状態を保つことによって、給水ポンプから火炉への給水量が不安定となることを防ぐことができる。
In the power generation system control device according to the present invention, the power generation system is provided for each deaerator for degassing the water supplied to the feed water pump and the feed water pump, and is supplied with pressure from the feed water pump. A pipe that leads the feed water to the deaerator, and a valve that is provided for each pipe and that is opened when the amount of feed water pumped by the feed pump is larger than the load; and It is desirable that the valve be closed from the viewpoint of water supply control when the first control is performed.
According to the present invention, it is possible to prevent the amount of water supplied from the water supply pump to the furnace from becoming unstable by keeping the valve closed while the control of switching of the water supply pump is being performed.
また、本発明の発電システムの制御装置は、前記他の給水ポンプの前記第1制御が行われる前の回転軸の軸受油温度が、前記第1制御が行われ、前記蒸気タービンの負荷が前記第1の値から前記第2の値に達するまでの間に、前記火炉への給水を可能とする所定温度に達する必要がある。
本発明によれば、第1制御が行われる前の他の給水ポンプの回転軸の軸受油温度を、より高く設定することが可能になるので、より早く、他の給水ポンプを火炉へ給水可能とさせることができる。
Further, in the control device for the power generation system of the present invention, the bearing oil temperature of the rotating shaft before the first control of the other feed pump is performed, the first control is performed, and the load of the steam turbine is the Between reaching the second value from the first value, it is necessary to reach a predetermined temperature that enables water supply to the furnace.
According to the present invention, it becomes possible to set the bearing oil temperature of the rotating shaft of the other feed water pump before the first control to be higher, so that the other feed water pump can be fed to the furnace earlier. It can be made.
また、本発明に係る発電システムは、燃料を燃焼させ、該燃焼の熱によって蒸気を発生させる火炉と、前記火炉によって発生された蒸気を用いてタービンを回転させることにより発電する蒸気タービンと、前記火炉へ給水する複数の給水ポンプと、上記記載の制御装置と、を備える。
本発明によれば、上記記載の制御装置を備えるため、負荷の増減に伴い火炉へ給水する給水ポンプの数を増減させる場合であっても、低い負荷から高い負荷の間を短時間で連続的に変化させることができる。
The power generation system according to the present invention includes a furnace that combusts fuel and generates steam by the heat of the combustion, a steam turbine that generates power by rotating a turbine using the steam generated by the furnace, and A plurality of water supply pumps for supplying water to the furnace and the control device described above are provided.
According to the present invention, since the above-described control device is provided, even when the number of water supply pumps for supplying water to the furnace is increased or decreased as the load increases or decreases, the load between the low load and the high load is continuously reduced in a short time. Can be changed.
また、本発明の発電システムは、前記火炉と前記蒸気タービンとの間に設けられ、蒸気を過熱する過熱器と、前記火炉と前記過熱器とを接続する第一蒸気配管と、前記過熱器と前記蒸気タービンとを接続する第二蒸気配管と、前記第一蒸気配管に設けられた第一の弁と、前記第二蒸気配管に設けられたタービンガバナと、前記蒸気タービンの負荷に応じて前記第一の弁の開度を調節する制御手段と、を更に備えてもよい。
本発明によれば、過熱器の上流側にて蒸気の圧力が蒸気タービンの負荷に応じた値に調整されるので、過熱器の下流側に設置されたタービンガバナの動作幅を小さくすることができ、タービンガバナを動作させた際に、タービンガバナの下流側にて発生する断熱膨張により、蒸気の温度が低下することを防止することができる。この結果、蒸気タービンの効率を向上させることが可能となる。さらに、タービンガバナの動作幅の制約がなくなり、蒸気タービンに流入する蒸気の流量を自由に調節できるので、蒸気タービンの要求発電量に対する追従性を向上させることができる。
Further, the power generation system of the present invention is provided between the furnace and the steam turbine, and a superheater that superheats steam, a first steam pipe that connects the furnace and the superheater, and the superheater, The second steam pipe connecting the steam turbine, the first valve provided in the first steam pipe, the turbine governor provided in the second steam pipe, and the load according to the load of the steam turbine And a control means for adjusting the opening degree of the first valve.
According to the present invention, since the steam pressure is adjusted to a value corresponding to the load of the steam turbine on the upstream side of the superheater, the operating width of the turbine governor installed on the downstream side of the superheater can be reduced. In addition, when the turbine governor is operated, it is possible to prevent the steam temperature from being lowered due to the adiabatic expansion that occurs on the downstream side of the turbine governor. As a result, the efficiency of the steam turbine can be improved. Furthermore, since there is no restriction on the operating width of the turbine governor and the flow rate of the steam flowing into the steam turbine can be freely adjusted, the followability to the required power generation amount of the steam turbine can be improved.
また、本発明に係る発電システムの制御方法は、燃料を燃焼させ、該燃焼の熱によって蒸気を発生させる火炉と、前記火炉によって発生された蒸気によって回転する蒸気タービンと、前記火炉へ給水する複数の給水ポンプと、を備える発電システムの制御方法であって、複数の前記給水ポンプのうち、所定の給水ポンプを用いて前記火炉への給水を行っている状態で、前記蒸気タービンの出力目標値が予め設定された第1の設定値を超え、かつ前記蒸気タービンの負荷が予め設定された第1の値に達した場合に、他の給水ポンプを前記火炉へ給水可能となる回転数に回転させ、前記出力目標値が予め設定された第2の設定値を超え、かつ前記負荷が前記第1の値よりも高い予め設定された第2の値に達した場合に、該他の給水ポンプも用いた前記火炉への給水を開始させる。
本発明によれば、蒸気タービンの負荷が第1の値に達すると給水ポンプの回転が開始され、蒸気タービンの負荷が第2の値に達すると、該給水ポンプによる火炉への給水が開始されるので、整定状態の待ち時間を必要とすることなく、蒸気タービンの負荷が増加する。このため、本発明は、負荷の増減に伴い火炉へ給水する給水ポンプの数を増減させる場合であっても、低い負荷から高い負荷の間を短時間で連続的に変化させることができる。
The power generation system control method according to the present invention includes a furnace that burns fuel and generates steam by the heat of the combustion, a steam turbine that rotates by the steam generated by the furnace, and a plurality of water supplies to the furnace A feed water pump, and a steam turbine output target value in a state where water is supplied to the furnace using a predetermined water pump among the plurality of water pumps. Exceeds the first preset value, and when the load of the steam turbine reaches the preset first value , the other feed water pump is rotated to a rotational speed at which water can be supplied to the furnace. And when the output target value exceeds a preset second set value and the load reaches a preset second value higher than the first value , the other feed pump Also used Serial to start the water supply to the furnace.
According to the present invention, when the load of the steam turbine reaches the first value, the rotation of the feed water pump is started, and when the load of the steam turbine reaches the second value, water supply to the furnace by the feed water pump is started. Therefore, the load on the steam turbine increases without requiring a waiting time for the settling state. For this reason, this invention can change continuously between a low load and a high load for a short time, even when it is a case where the number of water supply pumps which supply water to a furnace is increased / decreased with increase / decrease in load.
本発明によれば、負荷の増減に伴い火炉へ給水する給水ポンプの数を増減させる場合であっても、低い負荷から高い負荷の間を短時間で連続的に変化させることができる、という優れた効果を有する。 According to the present invention, even when the number of feed pumps for supplying water to the furnace is increased or decreased as the load increases or decreases, it is possible to continuously change the load between a low load and a high load in a short time. It has the effect.
以下に、本発明に係る発電システムの制御装置、発電システム、及び発電システムの制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a power generation system control device, a power generation system, and a power generation system control method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
以下、本発明の実施形態について、図1を用いて説明する。
図1において、発電システム1は、液体燃料(例えば、LNG(liquefied natural gas))を燃焼させ、該燃焼の熱によって蒸気を発生させる火炉2と、火炉2内に設けられた水管(不図示)に水を流通させるボイラ循環ポンプ3と、火炉2によって発生された蒸気を用いてタービンを回転させることにより不図示の発電機を駆動させて発電する蒸気タービン4と、火炉2と蒸気タービン4との間に設けられ、蒸気を過熱する過熱器7とを備える。
さらに、発電システム1は、火炉2と過熱器7とを接続する第一蒸気配管11と、過熱器7と蒸気タービン4とを接続する第二蒸気配管12と、第一蒸気配管11に設けられたボイラ絞り弁15と、第二蒸気配管12に設けられたタービンガバナ17と、第一蒸気配管11に接続され、ボイラ絞り弁15をバイパスする第三蒸気配管13と、第三蒸気配管13に設けられたボイラ絞りバイパス弁16と、蒸気タービン4の負荷に応じてボイラ絞り弁15及びボイラ絞りバイパス弁16の開度を調節する制御部(不図示)とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, a
Furthermore, the
本実施形態において、蒸気タービン4は、高圧蒸気タービン4a及び低中圧蒸気タービン4bを備えており、高圧蒸気タービン4aから排出された蒸気が、再熱器20を介して、低中圧蒸気タービン4bへ供給されるようになっている。
また、過熱器7は、上流側に設けられる第一過熱器7aと下流側に設けられる第二過熱器7bとを備え、第一過熱器7aと第二過熱器7bとの間に流通する蒸気の温度を低下させる減温器9が設けられている。
In the present embodiment, the steam turbine 4 includes a high-
Moreover, the superheater 7 is provided with the
上記構成を有する発電システムにおける水の過熱サイクルについて以下に説明する。
火炉2では、液体燃料を燃焼させると共に、ボイラ循環ポンプ3を起動させて火炉2の内部に設けられた水管に水を流通させることにより蒸気を発生させる。火炉2にて発生した蒸気は、第一過熱器7aへ導かれる。第一過熱器7aでは蒸気の過熱が行われ、第一過熱器7aにて過熱された蒸気は、減温器9へ導かれる。減温器9では水を注入することにより蒸気の温度を低下させる。減温器9にて減温された蒸気は、第二過熱器7bへ導かれ、第二過熱器7bにて再過熱される。第二過熱器7bにて再過熱された蒸気は、タービンガバナ17によって流量が調整されて高圧蒸気タービン4aへ導入され、高圧蒸気タービン4aを駆動するために用いられる。
The water overheating cycle in the power generation system having the above configuration will be described below.
In the furnace 2, liquid fuel is combusted, and steam is generated by starting the boiler circulation pump 3 and circulating water through a water pipe provided in the furnace 2. The steam generated in the furnace 2 is guided to the
高圧蒸気タービン4aを駆動した後の蒸気は、再熱器20へ導かれ、再熱器20で再度過熱される。再熱器20にて再度過熱された蒸気は、低中圧蒸気タービン4bへ導入され、低中圧蒸気タービン4bを駆動するために用いられる。
The steam after driving the high-
低中圧蒸気タービン4bを駆動した後の蒸気は、復水器21へ導かれ、復水器21により水(液体)に戻される。復水器21にて発生した水は、復水ポンプ22によって低圧給水過熱器23、脱気器24の順にて圧送される。脱気器24にて脱気された水は、ボイラ給水ポンプ25によって高圧給水過熱器26へ圧送され、減温器9及び節炭器28へ圧送される。
なお、減温器9では、蒸気に水を注入することによって蒸気の温度制御を行うが、水を注入するためには給水圧力を蒸気圧力より高くする必要がある。そのため、可動ノズル27の開閉により、減温器9に供給される水の圧力は、蒸気圧力よりも高く維持される。
そして、過熱器スプレイ圧力調整弁29及び過熱器スプレイ調整弁30を介して減温器9に圧送された水は、蒸気の温度を下げるために用いられる。また、節炭器28へ圧送された水は、ボイラ循環ポンプ3によって火炉2へ導かれ、再び蒸気として利用される。
The steam after driving the low intermediate
In the
The water pressure-fed to the
なお、本実施形態に係る発電システム1では、発電システム1の起動時に、ボイラ絞りバイパス弁16を開き、火炉2にて発生した蒸気を第三蒸気配管13に流通させる。この際、ボイラ絞りバイパス弁16は全開とはせず、タービンガバナ17入口部における蒸気圧力PTが急激に上昇しない程度の開度(例えば50%)とする。なお、この際には、火炉2出口部における蒸気圧力PWWOとタービンガバナ17入口部における蒸気圧力PTとの差圧が、ボイラ絞り弁15の許容差圧以内となるように、ボイラ絞りバイパス弁16の開度を調節する。
In the
次に、定格負荷に対する割合が第一の閾値(例えば40%)以上となった場合には、ボイラ絞りバイパス弁16で蒸気圧力PTを変動の無い様に制御しながら、ボイラ絞り弁15を一定の開度(例えば10%)まで開き、火炉2にて発生した蒸気を第一蒸気配管11に流通させる。
次に、定格負荷に対する割合が第二の閾値(例えば75%)未満までは、負荷に応じてボイラ絞り弁15及びボイラ絞りバイパス弁16の開度を調整する。この際、タービンガバナ17入口部における蒸気圧力PTが、火炉2の仕様により決定される最大圧力(例えば24MPa)に緩やかに達するように、かつ、ボイラ絞り弁15の前後差圧が許容差圧を超えないように、ボイラ絞り弁15及びボイラ絞りバイパス弁16の開度を調節する。
Next, when the ratio to the rated load is equal to or higher than the first threshold (for example, 40%), the
Next, the opening degree of the
上記のように、ボイラ絞り弁15及びボイラ絞りバイパス弁16の開度を調節することにより、タービンガバナ17における蒸気圧力をタービン負荷に応じた圧力とすることが可能となるので、タービンガバナ17による蒸気流量の調節量を少なくすることができる。すなわち、高圧蒸気タービン4aの負荷変動に対するタービンガバナ17の開度を緩やかに変化させることができる。
As described above, by adjusting the opening degree of the
このように、本実施形態に係る発電システム1では、タービンガバナ17の上流側にて、蒸気の圧力を高圧蒸気タービン4aの負荷に応じた圧力に調節するので、タービンガバナ17の動作幅を小さくすることができる。これにより、タービンガバナ17を動作させた際に、タービンガバナ17の下流側にて発生する圧力損失を低減することができる。この結果、高圧蒸気タービン4aの効率を向上させることが可能となる。
また、タービンガバナ17の動作幅を小さくすることにより、高圧蒸気タービン4aに流入する蒸気の温度変化を低減することができるため、高圧蒸気タービン4aの寿命を延長することが可能となる。さらに、タービンガバナ17の動作幅の制約が少なくなり、高圧蒸気タービン4aに流入する蒸気の流量を自由に調節できるので、高圧蒸気タービン4aの要求発電量に対する追従性を向上させることができる。
As described above, in the
Moreover, since the temperature change of the steam flowing into the high-
また、火炉2とボイラ絞り弁15及びボイラ絞りバイパス弁16とを接続する蒸気配管は、分岐されている。分岐された蒸気配管は、汽水分離器33を介して復水器21に接続されている。なお、蒸気配管には、ボイラ起動抽気弁34が設けられ、さらにボイラ起動抽気弁34をバイパスすると共にボイラ起動抽気バイパス弁35が設けられた蒸気配管が備えられている。また、汽水分離器33と復水器21を接続する蒸気配管には、起動用セパレータドレン調整弁36が設けられている。
Further, the steam pipe connecting the furnace 2 with the
さらに、本実施形態に係る発電システム1は、ボイラ給水ポンプ25として、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2、及び電動駆動型給水ポンプ25Mを有している。
タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2は、各々ボイラ給水ポンプ駆動用蒸気タービン37が回転駆動することによって駆動する。なお、ボイラ給水ポンプ駆動用蒸気タービン37は、第2過熱器7bから排気された蒸気及び低中圧蒸気タービン4bから抽気された蒸気がガバナ38によって流量調整された後に、供給されることによって駆動する。一方、電動駆動型給水ポンプ25Mは、不図示のモータが回転駆動することによって駆動する。
また、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2及び電動駆動型給水ポンプ25Mと高圧給水過熱器26とを接続する給水管は、各々分岐され、再循環弁39を介して脱気器24へ接続されている。このため、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2が吐出する流量が蒸気タービン4の負荷に比べて多い場合は、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2からの給水が脱気器24へ戻すことが可能とされている。
Furthermore, the
The turbine-driven feed water pumps 25T1 and 25T2 are driven by the boiler feed water pump driving
Further, the water supply pipes connecting the turbine-driven feed water pumps 25T1 and 25T2 and the electric drive-type
そして、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2及び電動駆動型給水ポンプ25M、並びに各再循環弁39は、ボイラ給水ポンプ制御装置40a及びAPC(Automatic Plant Control)制御装置40bによって制御される。ボイラ給水ポンプ制御装置40a及びAPC制御装置40bは、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2及び電動駆動型給水ポンプ25Mの起動及び停止、並びに再循環弁39の開度を制御する。
より具体的に説明すると、ボイラ給水ポンプ制御装置40a及びAPC制御装置40bは、発電システム1による発電の開始時、すなわち蒸気タービン4の負荷が小さい場合(例えば、定格負荷の0〜15%)において、電動駆動型給水ポンプ25Mを駆動させ、電動駆動型給水ポンプ25Mのみによる火炉2への給水を行う。なお、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2は、蒸気タービン4に供給される蒸気又は蒸気タービン4から供給される蒸気を用いて駆動するため、発電システム1の発電開始時には、その駆動を自らのボイラ発生蒸気では開始できない。
そして、蒸気タービン4の負荷が大きくなると(例えば、定格負荷の15%以上)、ボイラ給水ポンプ制御装置40a及びAPC制御装置40bは、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2の何れか一方を駆動させ、火炉2への給水を行う。このとき、電動駆動型給水ポンプ25Mは、停止される。また、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2の何れを駆動させるかは、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2の総運転時間等によって予め決定される。
さらに蒸気タービン4の負荷が大きくなると、ボイラ給水ポンプ制御装置40a及びAPC制御装置40bは、駆動させていないタービン駆動型給水ポンプも更に駆動させ、すなわち、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2を共に駆動させ、火炉2への給水を行う。
一方、蒸気タービン4の負荷が小さくなると、ボイラ給水ポンプ制御装置40a及びAPC制御装置40bは、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2の何れか一方の駆動を停止させ、さらに発電システム1の発電が停止される場合は、駆動させているタービン駆動型給水ポンプの駆動を停止させる一方、電動駆動型給水ポンプ25Mを駆動させ、さらに停止過程で、電動駆動型給水ポンプ25Mの駆動も停止させる。
なお、以下の説明において、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2の何れか一方を用いて火炉2へ給水を開始するときの負荷(一例として、定格負荷の15%)を最低負荷という。
The turbine-driven feed water pumps 25T1 and 25T2, the electrically-driven
More specifically, the boiler feed
And when the load of the steam turbine 4 becomes large (for example, 15% or more of the rated load), the boiler feed
When the load of the steam turbine 4 is further increased, the boiler feed
On the other hand, when the load of the steam turbine 4 is reduced, the boiler feed
In the following description, a load (for example, 15% of the rated load) when water supply to the furnace 2 is started using any one of the turbine-driven feed water pumps 25T1 and 25T2 is referred to as a minimum load.
ここで、図2を参照して、従来の特許文献1に記載のコンベンショナル(定圧貫流)発電システムにおけるタービン駆動型給水ポンプの切り替え(切替制御)について説明する。
図2は、一例として、負荷が90MW〜300MW(定格負荷の50%)までは、一台のタービン駆動型給水ポンプを駆動させ、負荷が300MW〜600MW(定格負荷の100%)まではタービン駆動型給水ポンプを2台駆動させる従来の蒸気タービンの負荷の変化を示している。
そして、従来の発電システムは、タービン駆動型給水ポンプを駆動させる最低負荷である90MWから定格負荷である600MWまで一気に負荷を上昇させる際には、負荷が300MWを超える前に、オペレータの手動により、2台目のタービン駆動型給水ポンプの昇速を開始させ、300MWで給水量が整定状態となった後に該タービン駆動型給水ポンプによる火炉への給水を開始していた。そのため、従来の発電システムでは、2台目のタービン駆動型給水ポンプが整定するまでの所定時間(例えば、20分間)の間、負荷を300MWとして維持させる必要があり、短時間で連続的に負荷を上昇させることができなかった。
Here, with reference to FIG. 2, switching (switching control) of the turbine-driven feed water pump in the conventional (constant pressure once-through) power generation system described in
As an example, FIG. 2 shows that one turbine-driven feed water pump is driven when the load is 90 MW to 300 MW (50% of the rated load), and the turbine is driven when the load is 300 MW to 600 MW (100% of the rated load). The change of the load of the conventional steam turbine which drives 2 type | mold water pumps is shown.
When the conventional power generation system increases the load at a stroke from 90 MW, which is the minimum load for driving the turbine-driven feed water pump, to 600 MW, which is the rated load, before the load exceeds 300 MW, The second turbine-driven feed water pump was started to accelerate, and after the water supply amount reached a steady state at 300 MW, water supply to the furnace was started by the turbine-driven feed water pump. Therefore, in the conventional power generation system, it is necessary to maintain the load as 300 MW for a predetermined time (for example, 20 minutes) until the second turbine-driven feed water pump is settled. Could not be raised.
なお、タービン駆動型給水ポンプの昇速とは、タービン駆動型給水ポンプが有する回転体を、給水が可能となる回転数(以下、「給水待機回転数」という。)にまで回転させることであり、昇速の状態では、火炉への給水は行われない。
一方、タービン駆動型給水ポンプが有する回転体の回転数を、給水待機回転数以下の所定回転数とすることを降速という。
また、以下の説明において、昇速されたタービン駆動型給水ポンプによって火炉への給水を開始させることをインサービスといい、タービン駆動型給水ポンプによる火炉への給水の減少及び停止をアウトサービスという。
In addition, the ascending speed of the turbine-driven feed water pump is to rotate the rotating body of the turbine-driven feed water pump to a rotational speed at which water can be supplied (hereinafter referred to as “water supply standby rotational speed”). In the ascending state, no water is supplied to the furnace.
On the other hand, setting the rotational speed of the rotating body of the turbine-driven water supply pump to a predetermined rotational speed that is equal to or lower than the water supply standby rotational speed is referred to as speed reduction.
Further, in the following description, starting water supply to the furnace with the accelerated turbine-driven feed water pump is referred to as in-service, and reducing and stopping water supply to the furnace with the turbine-driven feed water pump is referred to as out-service.
次に、本実施形態に係る発電システム1におけるタービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2の切替制御について説明する。
Next, switching control of the turbine-driven feed water pumps 25T1 and 25T2 in the
以下、本実施形態に係る発電システム1において、タービン駆動型給水ポンプ25T1を駆動させている状態で、タービン駆動型給水ポンプ25T2をインサービスさせる場合について説明する。
図3は、駆動していないタービン駆動型給水ポンプ25T2をインサービスさせるために、タービン駆動型給水ポンプT2を昇速させるための、ボイラ給水ポンプ制御装置40aにおける切替制御の処理の流れを示す機能ブロック図である。
図3に示されるように、ボイラ給水ポンプ制御装置40aは、出力目標値入力部50、発電機総合電力入力部51、及び条件判断部52を備えている。
Hereinafter, in the
FIG. 3 is a function showing the flow of switching control processing in the boiler feed
As shown in FIG. 3, the boiler feed
出力目標値入力部50には、中央給電指令所から送信される蒸気タービン4の出力(負荷)の目標値が入力される。発電機総合電力入力部51には、発電システム1が備える発電機が発電している発電量の合計値が入力される。そして、出力目標値入力部50、発電機総合電力入力部51に入力された合計値は、各々比較部53A,53Bに入力された設定値と比較される。
比較部53Aには、設定値として例えば175MWが入力される。そして、比較部53Aは、出力目標値入力部50へ入力された目標値が設定値を超えた場合に、ANDゲート54へオン信号を出力する一方、出力目標値入力部50へ入力された目標値が設定値以下の場合に、ANDゲート54へオフ信号を出力する。
比較部53Bには、設定値として例えば150MWが入力される。そして、比較部53Bは、発電機総合電力入力部51へ入力された合計値が設定値を超えた場合に、ANDゲート54へオン信号を出力する一方、発電機総合電力入力部51へ入力された合計値が設定値以下の場合に、ANDゲート54へオフ信号を出力する。
The output target
For example, 175 MW is input as a setting value to the comparison unit 53A. The comparison unit 53A outputs an ON signal to the AND
For example, 150 MW is input as a setting value to the
条件判断部52には、タービン駆動型給水ポンプ25T2を昇速させるための予め定められた各種条件を、発電システム1が満たしているか否かを判断し、該各種条件を満たしていると判断した場合は、ANDゲート54へオン信号を出力する一方、各種条件を満たしていないと判断した場合は、ANDゲート54へオフ信号を出力する。
なお、上記各種条件とは、例えば、タービン駆動型給水ポンプ25T2各部の温度差やメタル温度が所定温度となっているという条件等である。
The
The various conditions include, for example, a condition that the temperature difference between each part of the turbine-driven feed water pump 25T2 and the metal temperature are a predetermined temperature.
ANDゲート54は、入力された信号が全てオン信号である場合に、昇速指令出力部55へオン信号を出力する。昇速指令出力部55は、ANDゲート54から出力されたオン信号が入力されると、報知処理部56へオン信号を出力した後(例えば10秒後)に、タービン駆動型給水ポンプ25T2に昇速指令値を出力する。
The AND
報知処理部56は、オン信号が入力されると、操作部57に設けられたスピーカからタービン駆動型給水ポンプ25T2が昇速を開始することを音声によってオペレータに報知する。なお、報知処理部56は、操作部57が有するモニタに、タービン駆動型給水ポンプ25T2が昇速を開始することを示す画像を表示させる等してもよい。
When the ON signal is input, the
一方、タービン駆動型給水ポンプ25T2は、昇速指令出力部55から出力された昇速指令値が入力されると、昇速を開始し、回転体の回転数が給水待機回転数に達すると、回転体を該回転数で維持させる。すなわち、本実施形態に係る発電システム1では、蒸気タービン4の負荷150MWを超えた場合に、タービン駆動型給水ポンプ25T2の昇速を開始する。なお、以下の説明において、昇速を開始させる負荷、すなわち比較部53Bに入力される設定値を昇速開始負荷という。
On the other hand, when the speed increase command value output from the speed increase
一方、図4は、昇速させたタービン駆動型給水ポンプ25T2をインサービスさせるための切替制御の処理の流れを示すブロック図である。
図4に示されるように、APC制御装置40bは、出力目標値入力部60、出力指令値入力部61、BFP連動値入力部62、及び条件判断部63を備えている。
なお、出力目標値入力部60には、中央給電指令所から送信される蒸気タービン4の負荷の目標値が入力される。出力指令値入力部61には、蒸気タービン4の負荷の変化率が入力される。
On the other hand, FIG. 4 is a block diagram showing a flow of processing of switching control for in-service the increased turbine-driven feed water pump 25T2.
As shown in FIG. 4, the
In addition, the target value of the load of the steam turbine 4 transmitted from the central power supply command station is input to the output target
ここで、出力目標値と出力指令値とを図5を参照して説明する。
出力目標値は、上述のように、中央給電指令所から送信される蒸気タービン4の負荷の目標値であり、図5の実線で示されるように一定である。一方、出力指令値は、蒸気タービン4の負荷を徐々に増加させるための、出力目標値を最大値として時間と共に変化する指令値であり、図5の一点鎖線で示されるように、所定の変化率(傾き)を有する。
そして、発電システム1は、中央給電指令所から送信される出力目標値を受信すると、該出力目標値に応じた出力指令値を生成し、該出力指令値に応じた負荷で運転するように蒸気タービン4を駆動させる。
Here, the output target value and the output command value will be described with reference to FIG.
As described above, the output target value is the target value of the load of the steam turbine 4 transmitted from the central power supply command station, and is constant as shown by the solid line in FIG. On the other hand, the output command value is a command value that changes with time with the output target value as a maximum value for gradually increasing the load of the steam turbine 4, and has a predetermined change as shown by a one-dot chain line in FIG. 5. It has a rate (slope).
Then, when the
そして、出力目標値入力部60、出力指令値入力部61に入力された指令値は、各々比較部64A,64Bに入力された設定値と比較される。
比較部64Aには、設定値として例えば245MWが入力される。そして、比較部64Aは、出力目標値入力部60へ入力された目標値が設定値を超えた場合に、ANDゲート65へオン信号を出力する一方、出力目標値入力部60へ入力された目標値が設定値未満の場合に、ANDゲート65へオフ信号を出力する。
比較部64Bには、設定値として例えば215MWが入力される。そして、比較部64Bは、出力指令値入力部61へ入力された指令値が設定値を超えた場合に、ANDゲート65へオン信号を出力する一方、出力指令値入力部61へ入力された指令値が設定値未満の場合に、ANDゲート65へオフ信号を出力する。
なお、比較部64A,64Bに入力される設定値は、昇速開始負荷よりも高く設定されている。
Then, the command values input to the output target
For example, 245 MW is input as a setting value to the comparison unit 64A. The comparison unit 64A outputs an ON signal to the AND
For example, 215 MW is input as a setting value to the
Note that the set value input to the
一方、BFP連動値入力部62には、タービン駆動型給水ポンプ25T2の昇速が完了した場合に、昇速が完了したことを示す信号、タービン駆動型給水ポンプ25T2の回転体の回転軸の軸受油温度が後述する所定温度(例えば、38℃)となっている場合に、所定温度となっていることを示す信号等の入力を受け付け、これらの信号が全て入力された場合に、タービン駆動型給水ポンプ25T2がインサービス可能な状態であることを示すオン信号をANDゲート65へ出力する一方、上記信号の何れか一つでも入力されていない場合には、オフ信号をANDゲート65へ出力する。
On the other hand, in the BFP interlocking
条件判断部63には、タービン駆動型給水ポンプ25T2をインサービスさせるための予め定められた各種条件を、発電システム1が満たしているか否かを判断し、該各種条件を満たしていると判断した場合は、ANDゲート65へオン信号を出力する一方、各種条件を満たしていないと判断した場合は、ANDゲート65へオフ信号を出力する。
なお、上記各種条件とは、例えば、各再循環弁39が手動制御モードではないこと、およびユニット運転モードが協調制御モードであるという条件等である。
The
The various conditions include, for example, conditions that each
ANDゲート65は、入力された信号が全てオン信号である場合に、インサービス指令出力部66へオン信号を出力する。インサービス指令出力部66は、ANDゲート65から出力されたオン信号が入力されると、報知処理部56へオン信号を出力した後(例えば10秒後)に、タービン駆動型給水ポンプ25T2にインサービス指令値を出力する。
The AND
報知処理部56は、オン信号が入力されると、操作部57に設けられたスピーカからタービン駆動型給水ポンプ25T2がインサービスを開始することを音声によってオペレータに報知する。なお、報知処理部56は、操作部57が有するモニタに、タービン駆動型給水ポンプ25T2がインサービスを開始することを示す画像を表示させる等してもよい。
When the ON signal is input, the
一方、タービン駆動型給水ポンプ25T2は、インサービス指令出力部66から出力されたインサービス指令値が入力されると、火炉2への給水を開始する。すなわち、本実施形態に係る発電システム1では、蒸気タービン4の負荷が215MWを超えた場合に、タービン駆動型給水ポンプ25T2のインサービスを開始する。なお、以下の説明において、インサービスを開始させる負荷、すなわち比較部64Bに入力される設定値をインサービス開始負荷という。
On the other hand, when the in-service command value output from the in-service
また、本実施形態に係る発電システム1では、タービン駆動型給水ポンプ25T1,T2の切替制御を行っている場合、再循環弁39を閉状態とする。
具体的には、本実施形態に係る再循環弁39の開度は、タービン駆動型給水ポンプ25T1,T2の吸込流量に応じて設定されているが、図6の一例に示すように、再循環弁39が開状態となる吸込流量の値を、タービン駆動型給水ポンプ25T1,T2が許容する範囲で低くする方向で設定変更する場合も有りうる。なお、図6の例では、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2について、吸込流量が375ton/hour以下となった場合に、再循環弁39が開き始めていたのを、吸込流量が320ton/hour以下となった場合に、再循環弁39が開き始めるように再循環弁39の開度が設定され、再循環弁39が開きにくくなる。
これにより、本実施形態に係る発電システム1では、再循環弁39の開度が変化することによって、切替制御を行っている状態において、タービン駆動型給水ポンプ25T1,T2から火炉2への給水量が不安定となることを防ぐことができる。なお、再循環弁39の開度の設定は、APC制御装置40bで行われる。
Moreover, in the electric
Specifically, the opening degree of the
Thereby, in the
さらに、本実施形態に係る発電システム1では、切替制御が行われる前におけるタービン駆動型給水ポンプ25T2の回転軸の軸受油温度が、切替制御が行われ、蒸気タービン4の負荷が昇速開始負荷からインサービス開始負荷に達するまでの間に、火炉2への給水を可能とする所定温度に達するように設定されている。なお、火炉2への給水を可能とする所定温度とは、例えば、38℃である。
すなわち、従来の発電システムでは、降速時におけるタービン駆動型給水ポンプの回転軸の軸受油温度は、例えば32℃に設定されており、上記所定温度(38℃)に達するまでに時間を要していた。しかし、本実施形態に係る発電システム1では、降速時におけるタービン駆動型給水ポンプ25T2の回転軸の軸受油温度を、例えば35℃に設定する。これにより、蒸気タービン4の負荷が昇速開始負荷からインサービス開始負荷に達するまでの間に、回転軸の軸受油温度が、より確実に上記所定温度(38℃)に達するので、より早く、タービン駆動型給水ポンプ25T2を火炉2へ給水可能とさせることができる。
Further, in the
That is, in the conventional power generation system, the bearing oil temperature of the rotating shaft of the turbine-driven feed water pump at the time of falling is set at, for example, 32 ° C., and it takes time to reach the predetermined temperature (38 ° C.). It was. However, in the
図7は、本実施形態に係る発電システム1における運用負荷の増加変化を示すグラフである。
本実施形態に係る発電システム1では、昇速開始負荷及びインサービス開始負荷が予め設定されており、蒸気タービン4の運転負荷が昇速開始負荷に達するとタービン駆動型給水ポンプ25T2の回転が開始され、蒸気タービン4の運転負荷がインサービス開始負荷に達すると、タービン駆動型給水ポンプ25T2による火炉2への給水が開始されるので、整定状態の待ち時間を必要とすることなく、負荷が増加する。このため、本実施形態に係る発電システム1では、図7に示すように、運用負荷を最低負荷から定格負荷に増加させる場合であっても、従来の発電システムのように、負荷が300MWとなった場合に一定となることなく、連続して増加する。
FIG. 7 is a graph showing an increasing change in the operational load in the
In the
以上説明したように、本実施形態に係る発電システム1のボイラ給水ポンプ制御装置40a及びAPC制御装置40bは、タービン駆動型給水ポンプ25T1を駆動させている状態で、蒸気タービン4の負荷が予め設定された昇速開始負荷に達した場合に、タービン駆動型給水ポンプ25T2を火炉2へ給水可能となる回転数に回転させ、負荷が昇速開始負荷よりも高い予め設定されたインサービス開始負荷に達した場合に、タービン駆動型給水ポンプ25T2も用いた火炉2への給水を開始させる。
このため、発電システム1は、最低負荷から定格負荷の間を短時間で連続的に増加させることができる。
As described above, the boiler feedwater
For this reason, the electric
次に、本実施形態に係る発電システム1において、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2を駆動させている状態で、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2の何れかをアウトサービスさせる場合について説明する。
図8は、タービン駆動型給水ポンプT2をアウトサービスさせるための、ボイラ給水ポンプ制御装置40a及びAPC制御装置40bにおける切替制御の処理の流れを示す機能ブロック図である。
Next, in the
FIG. 8 is a functional block diagram showing a flow of processing for switching control in the boiler feed
図8に示されるように、APC制御装置40bは、出力目標値入力部70、出力指令値入力部71、BFP連動値入力部72、BFPアウトサービス選択入力部73、及び条件判断部74を備えている。
As shown in FIG. 8, the
出力目標値入力部70、出力指令値入力部71に入力された指令値は、各々比較部75A,75Bに入力された設定値と比較される。
比較部75Aには、設定値として例えば185MWが入力される。そして、比較部75Aは、出力目標値入力部70へ入力された目標値が設定値未満の場合に、ANDゲート76へオン信号を出力する一方、出力目標値入力部70へ入力された目標値が設定値以上の場合に、ANDゲート76へオフ信号を出力する。
比較部75Bには、設定値として例えば245MWが入力される。そして、比較部75Bは、出力指令値入力部71へ入力された指令値が設定値未満の場合に、ANDゲート76へオン信号を出力する一方、出力指令値入力部71へ入力された指令値が設定値以上の場合に、ANDゲート76へオフ信号を出力する。
The command values input to the output target
For example, 185 MW is input as a setting value to the comparison unit 75A. When the target value input to the output target
For example, 245 MW is input as a setting value to the
また、BFP連動値入力部72は、タービン駆動型給水ポンプ25T2がインサービス可能な状態である場合にオン信号をANDゲート76へ出力する。
さらに、BFPアウトサービス選択入力部73は、アウトサービスさせるタービン駆動型給水ポンプを示す情報の入力を受け付ける。そして、該情報が入力された場合に、BFPアウトサービス選択入力部73は、ANDゲート76へオン信号を出力する。なお、本実施形態では、タービン駆動型給水ポンプ25T2をアウトサービスさせる場合について説明するが、アウトサービスさせるタービン駆動型給水ポンプは、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2の総運転時間等によって予め決定されている。
Further, the BFP interlocking
Further, the BFP out service
条件判断部74には、タービン駆動型給水ポンプ25T2をアウトサービスさせるための予め定められた各種条件を、発電システム1が満たしているか否かを判断し、該各種条件を満たしていると判断した場合は、ANDゲート76へオン信号を出力する一方、各種条件を満たしていないと判断した場合は、ANDゲート76へオフ信号を出力する。
なお、上記各種条件とは、例えば、各再循環弁39が手動制御モードではないこと、およびユニット運転モードが協調制御モードであるという条件等である。
The
The various conditions include, for example, conditions that each
ANDゲート76は、入力された信号が全てオン信号である場合に、アウトサービス指令出力部77へオン信号を出力する。アウトサービス指令出力部77は、ANDゲート76から出力されたオン信号が入力されると、報知処理部56へオン信号を出力した後(例えば10秒後)に、選択されているタービン駆動型給水ポンプ25T2にアウトサービス指令値を出力する。
報知処理部56は、オン信号が入力されると、操作部57に設けられたスピーカからタービン駆動型給水ポンプ25T2がアウトサービスを開始することを音声によって音声によってオペレータに報知する。なお、報知処理部56は、操作部57が有するモニタに、タービン駆動型給水ポンプ25T2がアウトサービスを開始することを示す画像を表示させる等してもよい。
The AND
When the ON signal is input, the
一方、タービン駆動型給水ポンプ25T2は、アウトサービス指令出力部77からアウトサービス指令値が入力されると、火炉2への給水を減少及び停止する。すなわち、本実施形態に係る発電システム1では、蒸気タービン4の負荷が245MW未満となった場合に、タービン駆動型給水ポンプ25T2のアウトサービスを開始する。なお、以下の説明において、アウトサービスを開始させる負荷、すなわち比較部75Bに入力される設定値をアウトサービス開始負荷という。
On the other hand, when the out-service command value is input from the out-service
図9は、アウトサービスさせたタービン駆動型給水ポンプT2を降速させるための、ボイラ給水ポンプ制御装置40aにおける切替制御の処理の流れを示す機能ブロック図である。
図9に示されるように、ボイラ給水ポンプ制御装置40aは、出力目標値入力部80、発電機総合電力入力部81、アウトサービス完了信号入力部82、及び条件判断部83を備えている。
FIG. 9 is a functional block diagram showing a flow of processing of switching control in the boiler feed
As shown in FIG. 9, the boiler feed
出力目標値入力部80、発電機総合電力入力部81に入力された合計値は、各々比較部84A,84Bに入力された設定値と比較される。
比較部84Aには、設定値として例えば155MWが入力される。そして、比較部84Aは、出力目標値入力部80へ入力された目標値が設定値未満の場合に、ANDゲート85へオン信号を出力する一方、出力目標値入力部80へ入力された目標値が設定値以上の場合に、ANDゲート85へオフ信号を出力する。
比較部84Bには、設定値として例えば179MWが入力される。そして、比較部84Bは、発電機総合電力入力部81へ入力された合計値が設定値未満の場合に、ANDゲート85へオン信号を出力する一方、発電機総合電力入力部81へ入力された合計値が設定値以上の場合に、ANDゲート85へオフ信号を出力する。
The total values input to the output target
For example, 155 MW is input as a setting value to the
For example, 179 MW is input as a setting value to the
また、アウトサービス完了信号入力部82は、タービン駆動型給水ポンプ25T2からアウトサービスを完了したことを示す信号が入力された場合に、オン信号をANDゲート85へ出力する一方、上記信号が入力されていない場合に、ANDゲート85へオフ信号を出力する。
The out service completion
条件判断部83には、タービン駆動型給水ポンプ25T2を降速させるための予め定められた各種条件を、発電システム1が満たしているか否かを判断し、該各種条件を満たしていると判断した場合は、ANDゲート85へオン信号を出力する一方、各種条件を満たしていないと判断した場合は、ANDゲート85へオフ信号を出力する。
なお、上記各種条件とは、例えば、残存し給水量制御実行中のタービン駆動型給水ポンプ25T1のインサービスが完了しているという条件等である。
The
The various conditions are, for example, conditions that the in-service of the turbine-driven feed water pump 25T1 that is executing the remaining feed water amount control is completed.
ANDゲート85は、入力された信号が全てオン信号である場合に、降速指令出力部86へオン信号を出力する。降速指令出力部86は、ANDゲート85から出力されたオン信号が入力されると、報知処理部56へオン信号を出力した後(例えば10秒後)に、タービン駆動型給水ポンプ25T2に降速指令値を出力する。
報知処理部56は、オン信号が入力されると、操作部57に設けられたスピーカからタービン駆動型給水ポンプ25T2が降速を開始することを音声によってオペレータに報知する。なお、報知処理部56は、操作部57が有するモニタに、タービン駆動型給水ポンプ25T2が降速を開始することを示す画像を表示させる等してもよい。
The AND
When the ON signal is input, the
一方、タービン駆動型給水ポンプ25T2は、降速指令出力部86から降速指令値が入力されると、降速を開始する。すなわち、本実施形態に係る発電システム1では、蒸気タービン4の負荷が179MW未満となった場合に、タービン駆動型給水ポンプ25T2の降速を開始する。
なお、比較部84A,84Bに入力される設定値は、アウトサービス開始負荷よりも低く設定されている。
On the other hand, when the speed-decreasing command value is input from the speed-decreasing
Note that the setting value input to the
このように、本実施形態に係る発電システム1のボイラ給水ポンプ制御装置40a及びAPC制御装置40bは、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2を用いて火炉2への給水を行っている状態で、蒸気タービン4の負荷が予め設定されたアウトサービス開始負荷に低下した場合に、タービン駆動型給水ポンプ25T2による火炉2への給水を停止させ、蒸気タービン4の負荷がアウトサービス開始負荷よりも低い予め設定された降速開始負荷に達した場合に、タービン駆動型給水ポンプ25T2の回転を低下させる。
As described above, the boiler feedwater
そして、図10に示すように、本実施形態に係る発電システム1では、定格負荷から負荷を最低負荷に減少させる場合であっても、短時間で連続的に負荷を減少させることができる。
As shown in FIG. 10, in the
以上、本発明を、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using the said embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention, and embodiments to which the changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、タービン駆動型給水ポンプ25T1,25T2を駆動させるためのボイラ給水ポンプ駆動用蒸気タービン37は、第2過熱器7bから排気される蒸気及び低中圧蒸気タービン4bから抽気される蒸気によって駆動される形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ボイラ給水ポンプ駆動用蒸気タービン37は、第1過熱器7a、第2過熱器7b、高圧蒸気タービン4a、低中圧蒸気タービン4bの少なくとも一つから蒸気が供給される形態としてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、ボイラ給水ポンプ25として、タービン駆動型給水ポンプを2台、電動駆動型給水ポンプを1台備える形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ボイラ給水ポンプ25として、タービン駆動型給水ポンプを3台以上及び電動駆動型給水ポンプを2台以上備える形態としてもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the form provided with two turbine drive type water supply pumps and one electric drive type water supply pump as the boiler
また、上記実施形態では、蒸気タービン4が高圧蒸気タービン4a及び低中圧蒸気タービン4bを備える形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、蒸気タービン4が一つの蒸気タービンを備える形態や蒸気タービン4が高圧蒸気タービン、中圧蒸気タービン、及び低圧蒸気タービンの3つのタービンを備える形態としてもよい。
Moreover, although the steam turbine 4 demonstrated the form provided with the high
また、上記実施形態では、火炉2が液体燃料を燃焼させる形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、火炉2が石炭等の固体燃料を燃焼させる形態としてもよい。 Moreover, although the form which the furnace 2 burns liquid fuel was demonstrated in the said embodiment, this invention is not limited to this, The furnace 2 is good also as a form which burns solid fuels, such as coal.
1 発電システム
2 火炉
7 過熱器
11 第一蒸気配管
12 第二蒸気配管
13 第三蒸気配管
15 ボイラ絞り弁
16 ボイラ絞りバイパス弁
17 タービンガバナ
24 脱気器
25 ボイラ給水ポンプ
40a ボイラ給水ポンプ制御装置
40b APC制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
複数の前記給水ポンプのうち、所定の給水ポンプを用いて前記火炉への給水を行っている状態で、前記蒸気タービンの出力目標値が予め設定された第1の設定値を超え、かつ前記蒸気タービンの負荷が予め設定された第1の値に達した場合に、他の給水ポンプを前記火炉へ給水可能となる回転数に回転させ、前記出力目標値が予め設定された第2の設定値を超え、かつ前記負荷が前記第1の値よりも高い予め設定された第2の値に達した場合に、該他の給水ポンプも用いた前記火炉への給水を開始させる第1制御を行う発電システムの制御装置。 A power generation system control device comprising: a furnace that combusts fuel and generates steam by heat of combustion; a steam turbine that rotates by steam generated by the furnace; and a plurality of feed water pumps that supply water to the furnace There,
In a state where water is supplied to the furnace using a predetermined water pump among the plurality of water pumps, an output target value of the steam turbine exceeds a preset first set value, and the steam When the load on the turbine reaches a preset first value, the other feed water pump is rotated to a rotational speed at which water can be supplied to the furnace, and the output target value is a preset second set value. And when the load reaches a preset second value higher than the first value, the first control is performed to start the water supply to the furnace using the other water supply pump. Control device for power generation system.
前記給水ポンプに供給される水を脱気する脱気器と、
前記給水ポンプ毎に設けられ、前記給水ポンプから送圧される給水を前記脱気器へ導く配管と、
前記配管毎に設けられ、前記給水ポンプによって送圧される給水の量が前記負荷に比べて多い場合に、開状態となる弁と、
を備え、
前記弁は、前記第1制御が行われる場合に閉状態とされる請求項1又は請求項2記載の発電システムの制御装置。 The power generation system includes:
A deaerator for degassing water supplied to the water supply pump;
A pipe that is provided for each of the feed water pumps and that feeds the feed water fed from the feed water pump to the deaerator;
A valve that is provided for each pipe and is opened when the amount of water supplied by the water supply pump is larger than the load; and
With
The power generation system control device according to claim 1 or 2, wherein the valve is closed when the first control is performed.
前記火炉によって発生された蒸気を用いてタービンを回転させることにより発電する蒸気タービンと、
前記火炉へ給水する複数の給水ポンプと、
請求項1から請求項4の何れか1項記載の制御装置と、
を備えた発電システム。 A furnace for burning fuel and generating steam by the heat of the combustion;
A steam turbine that generates electricity by rotating the turbine using steam generated by the furnace;
A plurality of water supply pumps for supplying water to the furnace;
A control device according to any one of claims 1 to 4,
Power generation system with
前記火炉と前記過熱器とを接続する第一蒸気配管と、
前記過熱器と前記蒸気タービンとを接続する第二蒸気配管と、
前記第一蒸気配管に設けられた第一の弁と、
前記第二蒸気配管に設けられたタービンガバナと、
前記蒸気タービンの負荷に応じて前記第一の弁の開度を調節する制御手段と、
を備えた請求項5記載の発電システム。 A superheater that is provided between the furnace and the steam turbine and superheats steam;
A first steam pipe connecting the furnace and the superheater;
A second steam pipe connecting the superheater and the steam turbine;
A first valve provided in the first steam pipe;
A turbine governor provided in the second steam pipe;
Control means for adjusting the opening of the first valve in accordance with the load of the steam turbine;
The power generation system according to claim 5, further comprising:
複数の前記給水ポンプのうち、所定の給水ポンプを用いて前記火炉への給水を行っている状態で、前記蒸気タービンの出力目標値が予め設定された第1の設定値を超え、かつ前記蒸気タービンの負荷が予め設定された第1の値に達した場合に、他の給水ポンプを前記火炉へ給水可能となる回転数に回転させ、前記出力目標値が予め設定された第2の設定値を超え、かつ前記負荷が前記第1の値よりも高い予め設定された第2の値に達した場合に、該他の給水ポンプも用いた前記火炉への給水を開始させる発電システムの制御方法。 A power generation system control method comprising: a furnace that burns fuel and generates steam by the heat of combustion; a steam turbine that rotates by steam generated by the furnace; and a plurality of feed water pumps that supply water to the furnace There,
In a state where water is supplied to the furnace using a predetermined water pump among the plurality of water pumps, an output target value of the steam turbine exceeds a preset first set value, and the steam When the load on the turbine reaches a preset first value , the other feed water pump is rotated to a rotational speed at which water can be supplied to the furnace, and the output target value is a preset second set value. And when the load reaches a preset second value that is higher than the first value , the method of controlling the power generation system starts water supply to the furnace using the other water supply pump. .
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