联合循环机组、联合循环机组的启动方法、以及用于执行该方法的启动控制程序与流程

本公开涉及具备燃气轮机、废热回收锅炉以及蒸汽轮机的联合循环机组、联合循环机组的启动方法、以及用于执行该方法的启动控制程序。本技术基于2020年9月30日在日本提出申请的日本专利申请2020-164685号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术：

1、联合循环机组具备：燃气轮机，通过供给燃料来进行驱动；gt发电

2、机，通过燃气轮机的驱动来发电；废热回收锅炉，利用从燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机，通过来自废热回收锅炉的蒸汽来进行驱

3、动；冷凝器，使从蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；以及st发电机，通过

4、蒸汽轮机的驱动来发电。

5、作为该联合循环机组的启动方法，例如，具有以下的专利文献1中公

6、开的方法。在该启动方法中，首先，启动燃气轮机，在该燃气轮机的转速

7、达到额定转速后，将与燃气轮机连接的gt发电机并入电力系统。接着，在燃气轮机输出(gt发电机的输出)达到初始输出的时间点，调节对燃

8、气轮机供给的燃料量，以使该初始输出维持一定时间。接着，当来自废热

9、回收锅炉的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，将来自该废热回收锅

10、炉的蒸汽缓缓地供给至蒸汽轮机。需要说明的是，此处的预先设定的温度

11、是指设定为适合蒸汽轮机的启动的温度。然后，当蒸汽轮机的转速达到额

12、定转速后，将与该蒸汽轮机连接的st发电机并入电力系统。接着，缓缓

13、地增加对燃气轮机供给的燃料量，使燃气轮机输出为额定输出。在该过程

14、中，来自废热回收锅炉的蒸汽的流量增加，并且该蒸汽的温度也升高，因

15、此蒸汽轮机输出也会成为额定输出。

16、当将燃气轮机输出一气提高至额定输出时，高温的蒸汽流入冷的蒸汽轮机，在该蒸汽轮机中产生较高的热应力。因此，在该启动方法中，从保护蒸汽轮机的观点来看，暂时将燃气轮机输出维持在低于额定输出的初始输出，之后再提高至额定输出。

17、现有技术文献

18、专利文献

19、专利文献1：日本专利特开昭58-197408号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、在发电行业中，存在尽可能缩短从燃气轮机的启动到燃气轮机输出达到额定输出的时间的要求。

3、因此，本公开的目的在于提供一种能抑制在蒸汽轮机中产生的热应力，并且能在短时间内使燃气轮机输出为额定输出的技术。

4、技术方案

5、作为用于实现所述目的的一个方案的联合循环机组的启动方法，适用于以下的联合循环机组。

6、该联合循环机组具备：燃气轮机，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉，能利用从所述燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机，能通过来自所述废热回收锅炉的蒸汽来进行驱动；冷凝器，使从所述蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；以及发电机，通过所述蒸汽轮机的驱动来发电。

7、在该联合循环机组的启动方法中，执行以下工序：燃气轮机启动工序，对所述燃气轮机供给燃料，使所述燃气轮机的输出增加至额定输出；通气工序，当来自所述废热回收锅炉的蒸汽的温度达到预先设定的温度以上时，开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；并入工序，在所述通气工序后，当所述蒸汽轮机的转速达到额定转速时，将所述发电机并入电力系统；st输出控制工序，在并入所述发电机后，对流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，以使所述发电机的输出按照目标输出变化图案增加；以及热应力推定工序，基于流入所述蒸汽轮机的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机中产生的热应力。在所述st输出控制工序中，当在所述热应力推定工序中推定出的热应力达到预先设定的第一热应力以上时，对流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，以使所述发电机的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。

8、向蒸汽轮机的单位时间的蒸汽供给量相对于作为发电机的输出的蒸汽轮机输出具有正的相关性。此外，在从与蒸汽轮机连接的发电机被并入电力系统起规定时间的期间，蒸汽轮机的热应力相对于蒸汽轮机输出具有正的相关性。因此，在本方案中，基于蒸汽轮机输出，对流入蒸汽轮机的蒸汽的流量进行控制，不使在蒸汽轮机中产生的热应力达到预先设定的热应力以上。因此，在本方案中，无需为了不使在蒸汽轮机中产生的热应力升高而将燃气轮机输出维持在低于额定输出的低输出规定时间。

9、因此，在本方案中，能抑制在蒸汽轮机中产生的热应力，并且与将燃气轮机输出维持在低输出规定时间的情况相比，能缩短使燃气轮机输出为额定输出的时间。

10、作为用于实现所述目的的一个方案的联合循环机组，具备：燃气轮机，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉，能利用从所述燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机，能通过来自所述废热回收锅炉的蒸汽来进行驱动；冷凝器，使从所述蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；发电机，能通过所述蒸汽轮机的驱动来发电；断路器，从外部根据指示来将所述发电机与电力系统电连接，从外部根据指示来切断所述发电机与所述电力系统的电连接；燃料调节阀，能调节对所述燃气轮机供给的燃料的流量；主蒸汽管线，将来自所述废热回收锅炉的蒸汽传导至所述蒸汽轮机；蒸汽调节阀，设于所述主蒸汽管线，能调节流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量；温度计，在所述主蒸汽管线中，设于比所述蒸汽调节阀靠所述废热回收锅炉的一侧，能感测在所述主蒸汽管线中流动的蒸汽的温度；转速计，能感测所述蒸汽轮机的转速；输出计，能感测作为由所述发电机产生的发电量的输出；以及控制装置。所述控制装置具有：启动时燃料控制部，对所述燃料调节阀指示开始向所述燃气轮机供给燃料，并且指示对所述燃气轮机供给的燃料的流量，以使所述燃气轮机的输出增加至额定输出；通气指示部，当由所述温度计感测到的温度达到预先设定的温度以上时，对所述蒸汽调节阀指示开阀，以便开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；并入指示部，当由所述转速计感测到的转速达到所述蒸汽轮机的额定转速时，对所述断路器指示将所述发电机与电力系统电连接；st输出控制部，在所述发电机与所述电力系统电连接后，对所述蒸汽调节阀对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出按照目标输出变化图案增加；以及热应力推定部，基于由所述温度计感测到的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机中产生的热应力。当在所述热应力推定部中推定出的热应力达到预先设定的值以上时，所述st输出控制部对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。

11、作为用于实现所述目的的一个方案的联合循环机组的启动控制程序应用于以下的联合循环机组。

12、该联合循环机组具备：燃气轮机，能通过供给燃料来进行驱动；废热回收锅炉，能利用从所述燃气轮机排出的废气的热来生成蒸汽；蒸汽轮机，能通过来自所述废热回收锅炉的蒸汽来进行驱动；冷凝器，使从所述蒸汽轮机排出的蒸汽恢复成水；发电机，能通过所述蒸汽轮机的驱动来发电；断路器，从外部根据指示来将所述发电机与电力系统电连接，从外部根据指示来切断所述发电机与所述电力系统的电连接；燃料调节阀，能调节对所述燃气轮机供给的燃料的流量；主蒸汽管线，将来自所述废热回收锅炉的蒸汽传导至所述蒸汽轮机；蒸汽调节阀，设于所述主蒸汽管线，能调节流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量；温度计，在所述主蒸汽管线中，设于比所述蒸汽调节阀靠所述废热回收锅炉的一侧，能感测在所述主蒸汽管线中流动的蒸汽的温度；转速计，能感测所述蒸汽轮机的转速；以及输出计，能感测作为由所述发电机产生的发电量的输出。

13、该联合循环机组的启动控制程序使计算机执行以下工序：燃气轮机启动工序，对所述燃料调节阀指示开始向所述燃气轮机供给燃料，并且指示对所述燃气轮机供给的燃料的流量，以使所述燃气轮机的输出增加至额定输出；通气指示工序，当由所述温度计感测到的温度达到预先设定的温度以上时，对所述蒸汽调节阀指示开阀，以便开始向所述蒸汽轮机供给蒸汽；并入工序，当由所述转速计感测到的转速达到所述蒸汽轮机的额定转速时，对所述断路器指示将所述发电机与电力系统电连接；st输出控制工序，在所述发电机与所述电力系统电连接后，对所述蒸汽调节阀对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出按照目标输出变化图案升高；以及热应力推定工序，基于由所述温度计感测到的蒸汽的温度来推定在所述蒸汽轮机中产生的热应力。在所述st输出控制工序中，当在所述热应力推定工序中推定出的热应力达到预先设定的值以上时，对所述蒸汽调节阀指示流入所述蒸汽轮机的蒸汽的流量，以使由所述输出计感测到的输出的变化小于所述目标输出变化图案所示的变化。

14、发明效果

15、在本公开的一个方案中，能抑制在蒸汽轮机中产生的热应力，并且能在短时间内使燃气轮机输出为额定输出。