联合循环成套设备、其控制装置及启动方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种联合循环成套设备、其控制装置及启动方法。在联合循环成套设备、联合循环成套设备的控制装置及联合循环成套设备的启动方法中，通过设置：燃气轮机(11)，具有压缩机(21)、燃烧器(22)及涡轮机(23)；废热回收锅炉(12)，通过来自燃气轮机(11)的排气气体的排热而生成蒸汽；蒸汽涡轮(13)，通过由废热回收锅炉(12)生成的蒸汽来驱动；及控制装置(50)，根据蒸汽涡轮(13)的金属温度的变化以连续变化的方式设定启动燃气轮机(11)时的待机负荷，而能够缩短联合循环成套设备的启动时间。

Combined cycle complete set of equipment, its control device and starting method

The invention provides a combined cycle complete set of equipment, a control device and a starting method. The starting method of complete sets of equipment, combined cycle combined cycle equipment control device and combined cycle equipment, by setting the gas turbine (11), (21), has a compressor and turbine burner (22) (23); waste heat recovery boiler (12), pass from the gas turbine (11) heat the exhaust gas to generate steam; steam turbine (13), by a heat recovery boiler (12) to generate steam to drive; and a control device (50), according to the steam turbine (13) changes the metal temperature of continuous changes in the way to set the starting gas turbine (11) standby load. But, can shorten the startup time of the combined cycle equipment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】联合循环成套设备、其控制装置及启动方法
本专利技术涉及一种具备燃气轮机、废热回收锅炉及蒸汽涡轮的联合循环成套设备、联合循环成套设备的控制装置及该联合循环成套设备的启动方法。
技术介绍
联合循环发电首先以天然气等为燃料而驱动燃气轮机，进行第1次的发电，接着，废热回收锅炉回收燃气轮机的排气气体而生成蒸汽，并通过该蒸汽来驱动蒸汽涡轮，进行第2次的发电，联合循环成套设备为用于执行该联合循环发电的发电成套设备。联合循环成套设备中，启动时，根据蒸汽涡轮的金属温度而设定有燃气轮机的待机负荷。例如，若蒸汽涡轮的金属温度为200℃以下，则会成为冷启动，而将燃气轮机的待机负荷设定成10％启动。另一方面，若蒸汽涡轮的金属温度为400℃以上，则会成为热启动，而将燃气轮机的待机负荷设定成30％启动。并且，若蒸汽涡轮的金属温度在200℃～400℃的范围，则会将燃气轮机的待机负荷设定成20％启动。而且，在启动燃气轮机，并保持为所设定的待机负荷之后，若由排气气体生成的蒸汽达到规定的温度及压力，则会向蒸汽涡轮供给蒸汽，并且使燃气轮机的负荷上升。更具体而言，若从废热回收锅炉的出口侧的蒸汽的温度及压力导出的蒸汽涡轮入口的蒸汽温度与蒸汽涡轮的金属温度的不匹配变小，并且达到充分确保有过热度的条件，则会开始向蒸汽涡轮供给蒸汽。另外，作为这种联合循环成套设备，例如，在下述专利文献中有记载。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开平08-260911号公报专利文献2：日本专利公开2005-106738号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题存在欲提早启动停止的联合循环成套设备，供给电力的要求。在此，燃气轮机单独能够以比较高的负荷上升率使负荷上升，但与燃气轮机相比，蒸汽涡轮由热应力的限制，需要以低的负荷上升率使负荷上升。即，在联合循环成套设备中，能够比较迅速地使负荷上升至燃气轮机的待机负荷，但在开始向蒸汽涡轮供给蒸汽之后，需要燃气轮机与蒸汽涡轮一起以缓慢的速度使负荷上升，这与燃气轮机单独时相比，耗费负荷上升时间。因此，燃气轮机的待机负荷越小，则使燃气轮机与蒸汽涡轮同时负荷上升的负荷带越增加，使联合成套设备整体的负荷上升时间变得更长。另一方面，上述的现有的联合循环成套设备中，启动时，在各启动模式，固定有相对于蒸汽涡轮的金属温度范围的燃气轮机的待机负荷。因此，以蒸汽涡轮的金属温度范围为边界，燃气轮机的待机负荷变化。例如，蒸汽涡轮的金属温度为195℃时成为冷启动，燃气轮机的待机负荷被设定为10％，蒸汽涡轮的金属温度为205℃时成为暖启动，燃气轮机的待机负荷被设定为20％。此时，虽然蒸汽涡轮的金属温度差仅仅为10℃，若蒸汽涡轮的金属温度为195℃，则燃气轮机的待机负荷被设定为10％。因此，存在燃气轮机的待机负荷由于微小的蒸汽涡轮的金属温度差而较大地变化，使联合循环成套设备的启动时间变长的问题。并且，上述的现有的联合循环成套设备中，启动时，在各启动模式，固定有启动蒸汽涡轮时的升负荷速率。因此，以蒸汽涡轮的金属温度范围为边界，蒸汽涡轮的升负荷速率变化。例如，蒸汽涡轮的金属温度为195℃时成为冷启动，升负荷速率被相对地较低设定，蒸汽涡轮的金属温度为205℃时成为暖启动，升负荷速率被相对地较高设定。此时，虽然蒸汽涡轮的金属温度差仅仅为10℃，若蒸汽涡轮的金属温度为195℃，则被设定于蒸汽涡轮的升负荷速率较低的一侧。因此，存在蒸汽涡轮的升负荷速率由于微小的蒸汽涡轮的金属温度差而较大地变化，使联合循环成套设备的启动时间变长而需要时间的问题。本专利技术解决上述的课题，其目的在于，提供一种能够缩短联合循环成套设备的启动时间的联合循环成套设备、联合循环成套设备的控制装置及联合循环成套设备的启动方法。用于解决技术课题的手段用于实现上述目的的本专利技术的联合循环成套设备的特征在于，具备：燃气轮机，具有压缩机、燃烧器及涡轮机；废热回收锅炉，通过来自所述燃气轮机的排气气体的排热而生成蒸汽；蒸汽涡轮，通过由所述废热回收锅炉生成的蒸汽来驱动；及控制装置，根据所述蒸汽涡轮的金属温度的变化以连续变化的方式设定启动所述燃气轮机时的待机负荷。因此，启动燃气轮机时的待机负荷会相对于蒸汽涡轮的金属温度而被设定为最佳值，燃气轮机通过适当负荷来运行，由此能够尽可能地使燃气轮机与蒸汽涡轮同时负荷上升的负荷带减少，而能够缩短联合循环成套设备整体的启动时间。本专利技术的联合循环成套设备中，其特征在于，所述待机负荷为所述金属温度的函数，并随着所述金属温度的上升而增加。因此，待机负荷为随着金属温度的上升而增加的函数，因此蒸汽涡轮的温度越高，则燃气轮机的待机负荷变得越高，而能够以适当负荷来启动燃气轮机，使燃气轮机与蒸汽涡轮同时负荷上升的负荷带减少。本专利技术的联合循环成套设备中，其特征在于，所述待机负荷为包括相对于所述金属温度的低温区域与高温区域的函数，并将相对于所述低温区域和所述高温区域中的所述金属温度的所述待机负荷的变化率设为不同。因此，低温区域中的待机负荷的变化率与高温区域中的待机负荷的变化率会不同，而能够进行与成套设备性能相应的设计。本专利技术的联合循环成套设备中，其特征在于，与所述低温区域中的所述待机负荷的变化率相比，所述高温区域中的所述待机负荷的变化率被较大地设定。因此，高温区域中的待机负荷的变化率大于低温区域中的待机负荷的变化率，因此在高温区域会相对于蒸汽涡轮的金属温度的变化而较大地变更待机负荷，而能够进一步减少使燃气轮机与蒸汽涡轮同时负荷上升的负荷带。本专利技术的联合循环成套设备中，其特征在于，所述待机负荷在预先设定有所述金属温度的下限温度以下的区域被设定为一定值。因此，金属温度在下限温度以下的区域将待机负荷设定成一定值，由此能够简化燃气轮机的启动控制。本专利技术的联合循环成套设备中，其特征在于，所述待机负荷在预先设定有所述金属温度的上限温度以上的区域被设定为一定值。因此，金属温度在上限温度以上的区域将待机负荷设定成一定值，由此能够抑制燃气轮机中的热应力的产生。并且，本专利技术的联合循环成套设备的特征在于，具备：燃气轮机，具有压缩机、燃烧器及涡轮机；废热回收锅炉，通过来自所述燃气轮机的排气气体的排热而生成蒸汽；蒸汽涡轮，通过由所述废热回收锅炉生成的蒸汽来驱动；及控制装置，根据所述蒸汽涡轮的金属温度的变化以连续变化的方式设定启动所述蒸汽涡轮时的升负荷速率。因此，启动蒸汽涡轮时的升负荷速率会相对于蒸汽涡轮的金属温度而被设定为最佳值，在开始基于蒸汽涡轮的发电之后，该蒸汽涡轮能够提早增加发电量，而能够缩短联合循环成套设备的启动时间。本专利技术的联合循环成套设备中，其特征在于，所述升负荷速率为所述金属温度的函数，并随着所述金属温度的上升而增加。因此，由于升负荷速率为随着金属温度的上升而增加的函数，蒸汽涡轮的温度越高，则蒸汽涡轮的升负荷速率变得越高，而能够提早增加基于蒸汽涡轮的发电量。本专利技术的联合循环成套设备中，其特征在于，所述升负荷速率为包括相对于所述金属温度的低温区域与高温区域的函数，并将相对于所述低温区域和所述高温区域中的所述金属温度的所述升负荷速率的变化率设为不同。因此，低温区域中的升负荷速率的变化率与高温区域中的升负荷速率的变化率会不同，而能够进行与成套设备性能相应的设计。本专利技术的联合循环成套设备中，其特征在于，与所述低温区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合循环成套设备，其特征在于，具备：燃气轮机，具有压缩机、燃烧器及涡轮机；废热回收锅炉，通过来自所述燃气轮机的排气气体的排热而生成蒸汽；蒸汽涡轮，通过由所述废热回收锅炉生成的蒸汽来驱动；及控制装置，根据所述蒸汽涡轮的金属温度的变化以连续变化的方式设定启动所述燃气轮机时的待机负荷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 JP 2015-1106281.一种联合循环成套设备，其特征在于，具备：燃气轮机，具有压缩机、燃烧器及涡轮机；废热回收锅炉，通过来自所述燃气轮机的排气气体的排热而生成蒸汽；蒸汽涡轮，通过由所述废热回收锅炉生成的蒸汽来驱动；及控制装置，根据所述蒸汽涡轮的金属温度的变化以连续变化的方式设定启动所述燃气轮机时的待机负荷。2.根据权利要求1所述的联合循环成套设备，其特征在于，所述待机负荷为所述金属温度的函数，并随着所述金属温度的上升而增加。3.根据权利要求2所述的联合循环成套设备，其特征在于，所述待机负荷为包括相对于所述金属温度的低温区域与高温区域的函数，并将相对于所述低温区域和所述高温区域中的所述金属温度的所述待机负荷的变化率设为不同。4.根据权利要求3所述的联合循环成套设备，其特征在于，与所述低温区域中的所述待机负荷的变化率相比，所述高温区域中的所述待机负荷的变化率被较大地设定。5.根据权利要求1至4中任一项所述的联合循环成套设备，其特征在于，所述待机负荷在预先设定有所述金属温度的下限温度以下的区域被设定为一定值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的联合循环成套设备，其特征在于，所述待机负荷在预先设定有所述金属温度的上限温度以上的区域被设定为一定值。7.一种联合循环成套设备，其特征在于，具备：燃气轮机，具有压缩机、燃烧器及涡轮机；废热回收锅炉，通过来自所述燃气轮机的排气气体的排热而生成蒸汽；蒸汽涡轮，通过由所述废热回收锅炉生成的蒸汽来驱动；及控制装置，根据所述蒸汽涡轮的金属温度的变化以连续变化的方式设定启动所述蒸汽涡轮时的升负荷速率。8.根据权利要求7所述的联合循环成套设备，其特征在于，所述升...

【专利技术属性】
技术研发人员：栢原正行，埃尔维奥·卢比奥，巴勃罗·拉蒂亚，丹尼尔·卡洛斯·莫拉，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP