專利名稱：排氣再燃燒設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把來自燃氣輪機的排氣氣體作為鍋爐的燃燒空氣來利用的排氣再燃燒式組合循環(huán)發(fā)電設備(以下簡稱“排氣再燃燒設備”)，更確切地說，涉及在燃氣輪機中發(fā)生不適而使其輸出(功率)降低的場合，能有效地降低汽輪機的輸出的排氣再燃燒設備。
由鍋爐和汽輪機構(gòu)成的先有技術(shù)的蒸氣發(fā)電設備，作為鍋爐的燃燒空氣，是由電動機驅(qū)動的鼓風機或吸風機來供給大氣。就是說，空氣量的急劇減少事件只是這些風機停止。在僅有一臺風機的場合，由于風機停止使供給空氣停止，所以設備就停止。另一方面，在設置多臺風機的場合，如果一臺風機停止，則有必要把汽輪機輸出降低到與減少了的空氣量相平衡的輸出。
由于這種空氣量的凈減少使燃燒空氣(氧)不足，所以要把鍋爐的燃料量減少到與給氧量相平衡的量。
因而，根據(jù)風機的停止臺數(shù)所應降低的汽輪機輸出，可以在預先階段決定，而成為簡單的組合。
另一方面，作為組合發(fā)電設備的控制方法，在日本特開平9-70605號公報中公開了在甩負荷時關(guān)小調(diào)速器來控制汽輪機輸出。
先有技術(shù)涉及由鍋爐和汽輪機構(gòu)成的先有技術(shù)的蒸氣發(fā)電設備，或由來自燃氣輪機的排氣氣體回收熱量，由排熱回收鍋爐產(chǎn)生蒸氣的聯(lián)合發(fā)電設備的，沒有涉及把來自燃氣輪機的排氣氣體作為鍋爐的燃燒空氣來利用的所謂排氣再燃燒設備的。
排氣再燃燒設備，作為鍋爐的燃燒空氣，使用在燃燒器中把壓縮空氣與燃料共同燃燒的排氣氣體，燃燒空氣量的急劇減少事件可以考慮是壓縮機、燃燒器或燃氣輪機等的不適引起的燃氣輪機輸出的急劇下降。
燃氣輪機等的不適，可以考慮燃料壓力的下降、排氣氣體溫度的上升、燃燒器的熄火等，燃氣輪機輸出下降的變化率及變化幅度涉及許多方面。
因而，無論在燃氣輪機的什么不適的場合，在像先有技術(shù)的蒸氣發(fā)電設備那樣總是把汽輪機輸出降低到預定的恒定輸出的方法中，存在著闖入汽輪機與燃氣輪機的輸出不平衡區(qū)的問題。
為了避開以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種排氣再燃燒設備，其中即使在燃氣輪機輸出急劇下降時，也不闖入燃氣輪機與汽輪機的輸出不平衡區(qū)地，降低汽輪機輸出。
本發(fā)明的排氣再燃燒設備，包括吸入空氣并壓縮之的壓縮機、使壓縮空氣和燃料燃燒以生成燃燒氣體的燃燒器、由燃燒氣體驅(qū)動的燃氣輪機、使來自所述燃氣輪機的排氣氣體與燃料燃燒以產(chǎn)生蒸氣的鍋爐以及由來自所述鍋爐的蒸氣驅(qū)動的汽輪機。而且，其特征在于包括在所述燃氣輪機的輸出下降之際，在預定的運行極限范圍內(nèi)降低所述汽輪機的輸出的控制裝置。
此外，所述控制裝置，其特征在于具有在所述燃氣輪機的輸出下降之際，按照預定的運行模式降低所述汽輪機的輸出的汽輪機輸出降低線。
此外，所述控制裝置，其特征在于包括得到與燃氣輪機的輸出值相對應的汽輪機的輸出值的第一汽輪機輸出控制線；并有得到與下降的燃氣輪機輸出值相對應而變更的汽輪機的輸出值的第二汽輪機輸出控制線，燃氣輪機的燃料壓力下降、燃氣輪機排氣溫度上升、燃氣輪機燃燒器異常，表示其中至少一種燃氣輪機不適的檢測信號引起燃氣輪機輸出值下降；輸入燃氣輪機的輸出信號，并且在通常運行時，以按照所述第一汽輪機輸出控制線所輸入的燃氣輪機輸出值相對應的汽輪機輸出值為基準進行控制，而在所述燃氣輪機的不適時，以按照所述第二汽輪機輸出控制線所輸入的燃氣輪機輸出值相對應的汽輪機輸出值為基準進行控制。
此外，控制所述汽輪機的輸出的控制裝置，其特征在于包括輸入燃氣輪機的輸出，與該所輸入的燃氣輪機輸出相對應，算出比汽輪機的高輸出中的不穩(wěn)定區(qū)要低的汽輪機的第一輸出的汽輪機輸出上限設定器；輸入燃氣輪機的輸出，與該所輸入的燃氣輪機輸出相對應，算出比汽輪機的低輸出中的不穩(wěn)定區(qū)要高的汽輪機的第二輸出的汽輪機輸出下限設定器；輸入靠所述汽輪機輸出下限設定器所算出的汽輪機的第二輸出和汽輪機的輸出，選擇高值的高值優(yōu)先器；以及輸入靠所述汽輪機輸出上限設定器所算出的汽輪機的第一輸出和靠所述高值優(yōu)先器所選擇的選擇值，選擇低值的低值優(yōu)先器，基本上把靠所述低值優(yōu)先器所選擇的信號作為控制汽輪機輸出的信號輸出。
另外，本發(fā)明涉及降低排氣再燃燒設備的輸出的方法，其特征在于在所述燃氣輪機的輸出急劇下降之際，在所述燃氣輪機和所述氣輪機能運行的預定的運行極限范圍內(nèi)，按照預定的運行模式，降低所述汽輪機的輸出。
設定成針對燃氣輪機輸出的下降，在運行極限范圍內(nèi)降低汽輪機輸出，即使在燃氣輪機輸出急劇下降時，通過在該范圍內(nèi)降低汽輪機輸出，可以避免對不平衡區(qū)的闖入。
圖1是表示排氣再燃燒設備的系統(tǒng)構(gòu)成的圖。
圖2是表示排氣再燃燒設備的汽輪機輸出與燃氣輪機輸出的平衡，同時表示作為實施例的運行極限領(lǐng)域的圖。
圖3是表示本實施例中的控制電路的圖。
圖4是表示本實施例中的控制電路的圖。
用圖1來說明本發(fā)明的一個實施例。
圖1中所示的排氣再燃燒設備，包括吸入空氣并壓縮之的壓縮機1a、把壓縮空氣與燃料混合并燃燒之以生成燃燒氣體的燃燒器1b、以及由燃燒器1b中所生成的燃燒氣體來驅(qū)動的燃氣輪機1c。然后，隨著燃氣輪機1c的驅(qū)動，與燃氣輪機1c相連接的發(fā)電機5驅(qū)動而得到電力輸出。
另一方面，把從燃氣輪機1c排出的排氣氣體作為燃燒空氣供給鍋爐2，與燃料混合并燃燒之。在鍋爐2中產(chǎn)生蒸氣，用該產(chǎn)生蒸氣驅(qū)動汽輪機3。然后，隨著汽輪機3的驅(qū)動，與汽輪機3相連接的發(fā)動機6驅(qū)動而得到電力輸出。
從汽輪機3排出的蒸氣，在冷凝器12中凝結(jié)成冷凝水(給水)，再次供給鍋爐2。從鍋爐2排出的排氣氣體，在氣體給水加熱器4中與冷凝水進行熱交換后向大氣中排放。再者，這時最好施行脫硝、脫硫等處理。
此外，在排氣再燃燒設備中，分別向燃氣輪機和燃氣輪機排氣氣體所供給的鍋爐供給燃料，燃料供給量可以分別控制。因此，可以分別地控制燃氣輪機的輸出和鍋爐的輸出。
圖2中表示這種設備的汽輪機和燃氣輪機的輸出平衡。在圖2中，橫軸表示燃氣輪機輸出，縱軸表示汽輪機輸出。圖2中的單點劃線是表示通常的運行場合里燃氣輪機與汽輪機的行為的通常運行線。因而，在正常的場合汽輪機和燃氣輪機在該線上運行。就是說，在燃氣輪機的輸出小的階段，使汽輪機輸出上升到大約50％，然后，在把汽輪機輸出大體上保持恒定的狀態(tài)下，使燃氣輪機輸出上升到大約80％。然后，在一邊謀求汽輪機和燃氣輪機的協(xié)調(diào)的同時一邊使該輸出上升。在燃氣輪機輸出成為100％的階段，使汽輪機輸出上升到100％。
圖2中上部的斜線部分表示上部不平衡區(qū)。這是燃氣輪機輸出小、汽輪機輸出大的情況。汽輪機輸出為100％附近，而燃氣輪機則存在于從低輸出到高輸出的很寬的范圍。此外，燃氣輪機為0％附近時在汽輪機輸出成為大約80％以上的范圍內(nèi)發(fā)生，隨著燃氣輪機輸出的提高，該范圍發(fā)生的下限的汽輪機輸出也慢慢地上升直到達到100％。
作為該不平衡區(qū)的一例，隨著燃氣輪機輸出的降低，燃氣輪機的排氣氣體量降低，存在著對鍋爐2來說成為燃燒空氣量低下＝燃燒氧量不足的范圍。如果發(fā)生燃燒氧量不足，則由于有可能致使鍋爐熄火，所以必須降低汽輪機輸出節(jié)制供給鍋爐2的燃料。
圖2中右下部的網(wǎng)紋部分表示下部不平衡區(qū)。這是燃氣輪機輸出大，汽輪機輸出小的情況。
發(fā)生于燃氣輪機輸出100％附近而汽輪機輸出為50％-60％以下的場合。如果燃氣輪機的輸出降低則汽輪機在該范圍的上限的輸出也下降，在燃氣輪機的輸出80％左右，汽輪機的輸出降低到0％附近。
作為該不平衡區(qū)的一例，隨著汽輪機輸出的降低，氣體給水加熱器4的通過給水流量減小，存在著在氣體給水加熱器4的內(nèi)部或鍋爐2內(nèi)的省煤器等中發(fā)生汽化(水被蒸氣化)的范圍。
在燃氣輪機中發(fā)生某種不適、燃氣輪機輸出急劇下降的場合，如果汽輪機輸出依舊保持不動，則有可能闖入上部不平衡區(qū)。
在聯(lián)合設備中，汽輪機的輸出一般與燃氣輪機的輸出相對應。但是在排氣再燃燒設備中，如上所述，由于不僅燃氣輪機，而且在鍋爐中也可以調(diào)整燃料供給量，所以不對應的運行是可能的。因此，考慮兩者的不平衡來運行是重要的。
作為燃氣輪機的不適，可以考慮燃料壓力的下降、排氣氣體溫度的上升、燃燒器的熄火等的燃燒異常，燃氣輪機輸出下降的變化率及變化幅度涉及許多方面。
由于燃氣輪機的不適，使燃氣輪機輸出降低到預定值的場合，與燃氣輪機的不適的原因相對應，就要分別降低到必要的輸出。
例如，在帶有包括進行擴散燃燒的第一級燃燒部和進行預混合燃燒的第二級燃燒部的兩級燃燒器的燃氣輪機的場合，在二級燃燒部中發(fā)生熄火等異常時往往過渡到僅第一級燃燒部運行。在該場合，燃氣輪機輸出往往從100％降低到50％。在預混合燃燒部由可控制的多個燃料系統(tǒng)組成的場合，往往降低發(fā)生異常的燃料系統(tǒng)份額就可以了。在預混合燃燒部中有四個燃料系統(tǒng)的場合里，一個系統(tǒng)發(fā)生燃燒異常時就從100％降低一個燃料系統(tǒng)所承擔的份額。再者，由燃燒器異常等燃氣輪機的不適引起的燃氣輪機輸出下降，往往以每秒百分之幾至百分之十幾的輸出變化率急劇地控制。
因此，燃氣輪機的輸出中通常的輸出下降等，可以根據(jù)例如后述的圖2中所記載的通常運行線，與燃氣輪機的輸出相對應地控制汽輪機的輸出。在檢測到表示如上所述基于燃氣輪機的不適的異常的信號等的場合，最好進行與通常運行線不同的下文詳述的控制。
像這樣在排氣再燃燒設備中作為燃氣輪機輸出急劇下降的原因可以考慮種種情況。為了無論在燃氣輪機的任何不適中都能安全地降低汽輪機輸出，在像先有技術(shù)的蒸氣動力發(fā)電設備那樣總是把汽輪機輸出降低到預定的恒定輸出的方法中，有可能闖入汽輪機與燃氣輪機的輸出不平衡區(qū)。
因而，避開所述上部不平衡區(qū)與所述下部不平衡區(qū)，像圖2中的虛線部分間那樣設定運行極限范圍，基本是采取這樣的運行方法，即在任何運行狀態(tài)下都只允許在該范圍內(nèi)運行，在燃氣輪機輸出下降時應在所述運行極限范圍之內(nèi)降低汽輪機輸出。
為了在該范圍內(nèi)進行運行，在此實施例中，如圖1中所示把來自發(fā)電機5和發(fā)電機6的信號輸入控制裝置11。在控制裝置11中，用預定的運行極限范圍，根據(jù)該輸入信號來降低汽輪機輸出。具體地說，關(guān)小控制著供給鍋爐2的燃料量的閥10，減少燃料量?；蛘?，雖然圖1中沒有圖示，但也可以減少供給汽輪機的蒸氣量。
此外，控制裝置11可以設定汽輪機輸出降低線，在燃氣輪機的輸出下降時，按照預定的運行模式來降低汽輪機輸出。
所述輸出降低線被設定在比上部不平衡區(qū)要低、比下部不平衡區(qū)要高的運行極限范圍內(nèi)，可以用來設定與燃氣輪機輸出對應的汽輪機目標輸出。
例如，像圖2中的雙點劃線100所示的汽輪機輸出自動返回線100、101那樣，在預定的運行極限范圍內(nèi)，可以形成從燃氣輪機輸出100％、汽輪機輸出100％的點到燃氣輪機輸出20％、汽輪機輸出50％的點直線地減少的汽輪機輸出降低線。借此，可以簡化控制裝置11內(nèi)的控制電路。
像自動返回線100、101那樣，除了燃氣輪機和汽輪機的輸出從100％的狀態(tài)輸出下降的場合的自動返回線以外，最好分別設定與燃氣輪機的輸出不是100％的場合的各輸出相對應的自動返回線。在燃氣輪機部分輸出狀態(tài)下由燃氣輪機的不適引起輸出下降時，與輸出下降前的燃氣輪機輸出的狀態(tài)相適應的汽輪機輸出下降是可能的。
設定汽輪機輸出自動返回線，沿該線降低汽輪機輸出，針對任意的燃氣輪機輸出把可取的汽輪機輸出設定成僅一點，可以把汽輪機輸出指令作為燃氣輪機輸出的函數(shù)來設定。
另外，把圖2中的雙點劃線101所示的汽輪機輸出自動返回線，置于預定的運行極限范圍內(nèi)，通過設定所述運行極限范圍的上限，可以把燃氣輪機輸出下降時的汽輪機輸出下降量減至最小。所謂所述運行極限范圍的上限，乃是對同一燃氣輪機輸出而言汽輪機輸出最大的點，沿該線降低汽輪機輸出的場合，對于設備總體可以確保最大的輸出。
采用所述自動返回線100、101的場合，在汽輪機不是100％輸出的部分輸出狀態(tài)下，在由于燃氣輪機不適等引起燃氣輪機輸出下降的場合，與下降的燃氣輪機輸出對應的汽輪機的目標輸出，比對應著燃氣輪機輸出的下降而降低之前的汽輪機輸出還高的場合，也可以控制成即使燃氣輪機發(fā)生輸出下降，汽輪機輸出也依舊維持原狀。
借此，對應著燃氣輪機輸出下降，抑制使汽輪機輸出單獨上升的狀態(tài)，可以容易地進行燃氣輪機和汽輪機的控制。
此外，最好把通常運行線和自動返回線設定成具有這樣的范圍，與按照預定的燃氣輪機輸出處的所述通常運行線的汽輪機輸出相比，按照同一燃氣輪機輸出處的所述自動返回線的汽輪機輸出要高。
與由于燃氣輪機不適等的燃氣輪機輸出下降相對應，降低汽輪機輸出之際，在所述運行極限范圍內(nèi)，由于可以使汽輪機輸出高于通常運行線上的汽輪機輸出，所以可以把作為設備總體的輸出下降抑制得少一些。
另外，本發(fā)明的排氣再燃燒設備的輸出降低方法，是在所述燃氣輪機的輸出急劇下降之際，在所述燃氣輪機和所述汽輪機能運行的預定的運行極限范圍內(nèi)，按照預定的運行模式，降低所述汽輪機的輸出。
圖3中表示控制電路的一個實施例。圖2的按照通常運行線來控制汽輪機等的輸出的控制電路省略。如果發(fā)生燃氣輪機自動返回，則燃氣輪機發(fā)電機5的輸出下降。根據(jù)該輸出，按照預定的汽輪機輸出自動返回線來設定汽輪機自動返回目標輸出。發(fā)出降低汽輪機輸出的指令，降低汽輪機輸出，直到達到該輸出。再者，汽輪機輸出自動返回線理應設定在汽輪機與燃氣輪機的輸出不平衡區(qū)以外，但是作為由于某種異常汽輪機輸出過份下降的場合的保護，為了慎重起見，以不進入汽輪機與燃氣輪機的輸出不平衡區(qū)作為輸出降低的條件。
具體地說，例如像以下這樣運行。
在燃氣輪機的實際輸出由于所述那樣的不適而下降的場合，將燃氣輪機實際輸出輸入汽輪機-燃氣輪機輸出不平衡區(qū)判斷器，例如，在不進入圖2中所示的不平衡區(qū)的場合，信號被送到“與”部分。
另一方面，將燃氣輪機實際輸出輸入汽輪機自動返回目標輸出設定器，按照例如圖2中所示的汽輪機輸出自動返回線，算出與燃氣輪機實際輸出相對應的汽輪機輸出，所算出的信號(A)輸入比較器。在比較器中輸入所述所算出的信號(A)和所輸入的汽輪機實際輸出信號(B)，在A＜B的場合，所述所算出的信號(A)被送到“與”部分。
在“與”部分，在輸入了所述在未進入不平衡區(qū)的場合所發(fā)出的信號、所述所算出的信號(A)以及表示發(fā)生了燃氣輪機的自動返回的信號的場合，把所述所算出的信號(A)作為汽輪機輸出降低的汽輪機的目標輸出而輸出。
所述表示發(fā)生了自動返回的信號，例如，可以用表示所述燃氣輪機的不適的信號。
作為用于所述運行極限范圍的設定的燃氣輪機和汽輪機的輸出，可以分別選用輸出指令或?qū)嶋H輸出兩者。
如果使用輸出指令，則不用從控制電路的外部接收實際輸出，電路的構(gòu)成可簡化，此外，如果使用實際輸出，則可以確實地設定所述運行極限范圍。因而，就要根據(jù)構(gòu)成機器的特性分別使用。
在本實施例中，無論在任何不適的場合，也不大幅度地降低汽輪機輸出，是有效的。特別是，在排氣再燃燒設備中，雖然在排氣再燃燒設備所特有的燃氣輪機輸出大而汽輪機輸出小的范圍內(nèi)也有運行限制區(qū)，但是在本實施例中，沒有闖入該區(qū)的可能性，此外也不會招致大幅度的輸出損失。
根據(jù)本實施例，設定與燃氣輪機輸出的下降相對應的汽輪機輸出的運行極限范圍，通過限制僅在該范圍內(nèi)運行，即使在燃氣輪機輸出急劇下降時也能避免闖入不平衡區(qū)。在此場合，運行極限范圍當然要避開不平衡區(qū)來設定。
以運行極限范圍內(nèi)的任意線為汽輪機輸出自動返回線，通過僅在該線上降低汽輪機輸出，可以簡化具體控制電路的構(gòu)成。就是說，這是因為通過針對任意的燃氣輪機輸出把可取的汽輪機輸出設定成僅一點，可以把汽輪機輸出指令作為燃氣輪機輸出的函數(shù)來設定的緣故。另外，通過把汽輪機輸出自動返回線設定成運行極限領(lǐng)域的上限，可以把燃氣輪機輸出下降時的汽輪機輸出下降量減至最小。所謂運行極限范圍的上限，乃是對同一燃氣輪機輸出而言汽輪機輸出最大的點，通過沿該線降低汽輪機輸出，可以確保最大的汽輪機輸出。作為用于運行極限范圍的設定的燃氣輪機和汽輪機的輸出，可以分別選用輸出指令或?qū)嶋H輸出兩者。如果使用輸出指令則控制電路的構(gòu)成可簡化，如果使用實際輸出則可以確實地設定運行極限范圍。
此外，圖4中表示控制電路的另一實施例。
輸入燃氣輪機輸出后，在汽輪機上限設定器中就算出與所輸入的燃氣輪機輸出相對應的汽輪機輸出上限值。此外，與此同時，在汽輪機加減輸出設定器中算出與所輸入的燃氣輪機輸出相對應的汽輪機輸出加減設定值。
這里，在所述輸出上限設定器中，所述汽輪機輸出上限設定值，考慮成與所述上部不平衡區(qū)無關(guān)，用針對燃氣輪機輸出的函數(shù)來表示。因而可以設定與燃氣輪機輸出相對應的上限的汽輪機目標輸出。
此外，在所述輸出下限設定器中，也同樣考慮成與所述下部不平衡區(qū)無關(guān)，所述設定值用針對燃氣輪機輸出的函數(shù)來表示。因而可以設定與燃氣輪機輸出相對應的下限汽輪機目標輸出。
來自所述輸出上限設定器的上限設定信號輸入到變化率限制器(RL)。負荷的變化率限制，可以設定成例如每分鐘百分之一或百分之幾等。這里，輸入表示燃氣輪機的自動返回的信號后，變化率限制就被解除。于是，輸入到低值優(yōu)先器。
所述表示發(fā)生自動返回的信號，可以用所述表示燃氣輪機的不適的信號的某一個。
另一方面，來自所述輸出下限設定器的下限設定信號，輸入到高值優(yōu)先器。再者，如圖所示，來自下限設定器的下限設定信號，也可以經(jīng)變化率限制器(RL)輸入到高值優(yōu)先器。在該變化率限制器中，施加例如如前所述的預定的變化率限制。汽輪機輸出設定信號輸入到高值優(yōu)先器。這例如是現(xiàn)實的汽輪機的輸出設定信號。然后，靠高值優(yōu)先器把所輸入的信號中高值的信號輸入到所述低值優(yōu)先器。
靠低值優(yōu)先器把來自變化率限制器的信號與來自高值優(yōu)先器的信號中的低值作為汽輪機輸出要求信號輸出。
借此，即使在由于發(fā)生燃氣輪機的不適的場合等，燃氣輪機輸出急劇下降之際，也可以在運行極限范圍內(nèi)降低汽輪機輸出，可以抑制燃氣輪機與汽輪機的不平衡。另外，即使在燃氣輪機輸出急劇下降的場合，也可以在運行極限范圍內(nèi)把汽輪機輸出維持在高輸出。
具體地說，例如在帶有二級燃燒器的燃氣輪機中，由于燃燒器的第二級燃燒部的一部分熄火而自動返回到僅第一級燃燒部運行，燃氣輪機輸出從100％急劇下降到50％的場合，就能在通常運行中如前所述解除與汽輪機輸出上限設定的信號有關(guān)的變化率限制，一邊使汽輪機輸出不闖入不平衡區(qū)，一邊維持高汽輪機輸出。
此外，輸入所述高值優(yōu)先器的所述汽輪機的輸出設定信號也可以是從通常汽輪機輸出設定器所輸出的信號。
通常汽輪機輸出設定器，按照所述圖2中所示的通常運行線，輸出與所輸入的燃氣輪機輸出信號相對應的汽輪機輸出。
在通常運行時，一般來說，從有關(guān)通常汽輪機輸出設定器所輸出的信號成為在所述高值優(yōu)先器和所述低值優(yōu)先器中選擇的汽輪機輸出要求信號。
在燃氣輪機不適的場合，在高值優(yōu)先器或低值優(yōu)先器中，不是所述汽輪機輸出設定信號而是其它信號被選擇，成為汽輪機輸出要求信號。
再者，為了進一步簡化系統(tǒng)，也可以做成在限制成不進入所述上部不平衡區(qū)或下部不平衡區(qū)的限制中，僅采用對實際運行而言特別必要的一方的限制的控制裝置。
借此，無論在任何不適的場合，也不大幅度地降低汽輪機輸出，是有效的。特別是，在排氣再燃燒設備中，雖然在排氣再燃燒設備所特有的燃氣輪機輸出大而汽輪機輸出小的范圍內(nèi)也有運行限制區(qū)，但是在本實施例中，沒有闖入該區(qū)的可能性，此外也不會招致大幅度的輸出損失。
特別是，本實施例是與排氣再燃燒設備有關(guān)的，這種設備與不讓來自燃氣輪機的排氣氣體在鍋爐中燃燒的所謂排氣再熱設備，運行極限范圍的考慮方法是不同的。此外，本實施例在燃氣輪機輸出急劇下降時在預定的運行極限范圍內(nèi)降低汽輪機輸出，以通常運行中某種不測事態(tài)引起燃氣輪機輸出急劇下降的場合為對象，還在預定的運行極限范圍內(nèi)設定燃氣輪機和汽輪機的目標輸出。就是說，本實施例為汽輪機的安全運行而介入汽輪機本身，降低汽輪機的輸出本身。
權(quán)利要求
1.一種排氣再燃燒設備，該設備包括吸入空氣并壓縮之的壓縮機、使壓縮空氣和燃料燃燒以生成燃燒氣體的燃燒器、由燃燒氣體驅(qū)動的燃氣輪機、使來自所述燃氣輪機的排氣氣體與燃料燃燒以產(chǎn)生蒸氣的鍋爐以及由來自所述鍋爐的蒸氣驅(qū)動的汽輪機，其特征在于其中包括在所述燃氣輪機的輸出下降之際，在預定的運行極限范圍內(nèi)降低所述汽輪機的輸出的控制裝置。
2.如權(quán)利要求1中所述的排氣再燃燒設備，其特征在于，所述控制裝置包括在所述燃氣輪機的輸出降低之際，按照預定的運行模式降低所述汽輪機的輸出的汽輪機輸出降低線。
3.一種排氣再燃燒設備，該設備包括吸入空氣并壓縮之的壓縮機、使壓縮空氣和燃料燃燒以生成燃燒氣體的燃燒器、由燃燒氣體驅(qū)動的燃氣輪機、使來自所述燃氣輪機的排氣氣體與燃料燃燒以產(chǎn)生蒸氣的鍋爐以及由來自所述鍋爐的蒸氣驅(qū)動的汽輪機，其特征在于其中包括汽輪機的輸出控制裝置，該控制裝置包括第一控制部和第二控制部，該第一控制部輸入燃氣輪機輸出，以與該所輸入的燃氣輪機輸出值相對應的預定的汽輪機輸出值為輸出進行控制，而該第二控制部在發(fā)生燃氣輪機的不適的場合，在預定的運行極限范圍內(nèi)，以與由燃氣輪機的不適引起下降的燃氣輪機輸出相對應而預定的汽輪機輸出值為輸出進行控制。
4.一種排氣再燃燒設備，該設備包括吸入空氣并壓縮之的壓縮機、使壓縮空氣和燃料燃燒以生成燃燒氣體的燃燒器、由燃燒氣體驅(qū)動的燃氣輪機、使來自所述燃氣輪機的排氣氣體與燃料燃燒以產(chǎn)生蒸氣的鍋爐以及由來自所述鍋爐的蒸氣驅(qū)動的汽輪機，其特征在于包括得到與燃氣輪機的輸出值相對應的汽輪機的輸出值的第一汽輪機輸出控制線，并有得到與下降的燃氣輪機輸出值相對應而變更的汽輪機的輸出值的第二汽輪機輸出控制線，它是在燃氣輪機的燃料壓力下降、燃氣輪機排氣溫度上升、燃氣輪機燃燒器異常中，表示其中至少一種燃氣輪機不適的檢測信號引起燃氣輪機輸出值下降，輸入燃氣輪機的輸出信號，并且在通常運行時，以按照所述第一汽輪機輸出控制線所輸入的燃氣輪機輸出值相對應的汽輪機輸出值為基準進行控制，而在所述燃氣輪機的不適時，以按照所述第二汽輪機輸出控制線所輸入的燃氣輪機輸出值相對應的汽輪機輸出值為基準進行控制。
5.如權(quán)利要求4中所述的排氣再燃燒設備，其特征在于，所述第一汽輪機輸出控制線與第二汽輪機輸出控制線有這樣的范圍，與按照預定的燃氣輪機輸出處的第一汽輪機輸出控制線的汽輪機輸出相比，按照同一燃氣輪機輸出處的第二汽輪機輸出控制線的汽輪機輸出要高。
6.一種排氣再燃燒設備，該設備包括吸入空氣并壓縮之的壓縮機、使壓縮空氣和燃料燃燒以生成燃燒氣體的燃燒器、由燃燒氣體驅(qū)動的燃氣輪機、使來自所述燃氣輪機的排氣氣體與燃料燃燒以產(chǎn)生蒸氣的鍋爐以及由來自所述鍋爐的蒸氣驅(qū)動的汽輪機，其特征在于，控制所述汽輪機的輸出的控制裝置包括輸入燃氣輪機的輸出，與該所輸入的燃氣輪機輸出相對應，算出比汽輪機的高輸出中的不穩(wěn)定區(qū)要低的汽輪機的第一輸出的汽輪機輸出上限設定器，輸入燃氣輪機的輸出，與該所輸入的燃氣輪機輸出相對應，算出比汽輪機的低輸出中的不穩(wěn)定區(qū)要高的汽輪機的第二輸出的汽輪機輸出下限設定器，輸入靠所述汽輪機輸出下限設定器所算出的汽輪機的第二輸出和汽輪機的輸出，選擇高值的高值優(yōu)先器，以及輸入靠所述汽輪機輸出上限設定器所算出的汽輪機的第一輸出和靠所述高值優(yōu)先器所選擇的選擇值，選擇低值的低值優(yōu)先器，以靠所述低值優(yōu)先器所選擇的信號為基準發(fā)出控制汽輪機輸出的信號。
7.一種排氣再燃燒設備，該設備包括吸入空氣并壓縮之的壓縮機、使壓縮空氣和燃料燃燒以生成燃燒氣體的燃燒器、由燃燒氣體驅(qū)動的燃氣輪機、使來自所述燃氣輪機的排氣氣體與燃料燃燒以產(chǎn)生蒸氣的鍋爐以及由來自所述鍋爐的蒸氣驅(qū)動的汽輪機，其特征在于，控制所述汽輪機的輸出的控制裝置包括輸入燃氣輪機的輸出，算出與該所輸入的燃氣輪機輸出相對應的汽輪機輸出上限的汽輪機輸出上限設定器，輸入燃氣輪機的輸出，算出與該所輸入的燃氣輪機輸出相對應的汽輪機輸出下限的汽輪機輸出下限設定器，輸入靠所述汽輪機輸出下限設定器所算出的汽輪機輸出的下限值和汽輪機的輸出，選擇高值的高值優(yōu)先器，以及輸入靠所述汽輪機輸出上限設定器所算出的汽輪機輸出的上限值和靠所述高值優(yōu)先器所選擇的選擇值，選擇低值的低值優(yōu)先器，以把靠所述低值優(yōu)先器所選擇的信號以為基準發(fā)出控制汽輪機輸出的信號。
8.一種降低排氣再燃燒設備的輸出的方法，該設備包括吸入空氣并壓縮之的壓縮機、使壓縮空氣和燃料燃燒以生成燃燒氣體的燃燒器、由燃燒氣體驅(qū)動的燃氣輪機、使來自所述燃氣輪機的排氣氣體與燃料燃燒以產(chǎn)生蒸氣的鍋爐以及由來自所述鍋爐的蒸氣驅(qū)動的汽輪機，該方法的特征在于，在所述燃氣輪機的輸出急劇下降之際，在所述燃氣輪機和所述汽輪機能運行的預定的運行極限范圍內(nèi)，按照預定的運行模式，降低所述汽輪機的輸出。
9.一種排氣再燃燒設備的控制方法，該設備包括吸入空氣并壓縮之的壓縮機、使壓縮空氣和燃料燃燒以生成燃燒氣體的燃燒器、由燃燒氣體驅(qū)動的燃氣輪機、使來自所述燃氣輪機的排氣氣體與燃料燃燒以產(chǎn)生蒸氣的鍋爐以及由來自所述鍋爐的蒸氣驅(qū)動的汽輪機，該方法的特征在于其中包括算出與燃氣輪機輸出相對應的汽輪機輸出的上限的汽輪機輸出上限設定過程，算出與燃氣輪機輸出相對應的汽輪機輸出的下限的汽輪機輸出下限設定過程，把在所述汽輪機輸出下限設定過程中所算出的汽輪機輸出的下限值與汽輪機的輸出進行比較選擇高值的高值優(yōu)先過程，以及把在所述汽輪機輸出上限設定過程中所算出的汽輪機輸出的上限值與在所述高值優(yōu)先過程中所選擇的選擇值進行比較選擇低值的低值優(yōu)先過程，以在所述低值優(yōu)先過程中所選擇的信號為基準來控制汽輪機輸出。
全文摘要
一種排氣再燃燒設備,該設備針對燃氣輪機輸出的下降設定汽輪機輸出的運行極限范圍,在燃氣輪機輸出急劇下降時在該范圍內(nèi)降低汽輪機輸出。另外,把運行極限范圍內(nèi)的任意線設定成汽輪機輸出自動返回線,僅在此線上降低汽輪機輸出。采用本發(fā)明,即使在燃氣輪機輸出急劇下降時,也能不闖入不平衡區(qū)地降低汽輪機輸出。
文檔編號F02C6/18GK1174927SQ97111579
公開日1998年3月4日 申請日期1997年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月17日
發(fā)明者池田啟 申請人:株式會社日立制作所