[發明專利]蒸汽輪機成套設備的啟動控制裝置

有效

• 申請號: 201410286517.1
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104251143B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 金恩敬;吉田泰浩;吉田卓彌;矢敷達朗;穗刈信幸;野村健一郎;山中和典;鈴木文之;富澤雅昭;高橋佑一
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: F01D19/02
• 分類號: F01D19/02
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 曾賢偉,曹鑫

技術領域

本發明涉及蒸汽輪機成套設備的啟動控制裝置。

背景技術

近幾年，為了保護化石資源，不斷增加使用風力或太陽能等可再生能源的發電設備。然而，來自這些可再生能源的發電量根據天氣或季節進行較大變動。為了迅速補充這種電力量的變動，使電力系統穩定，要求在短時間內啟動聯合循環發電成套設備或燃煤發電成套設備等發電設備。作為在短時間內啟動發電成套設備的方法，有提前啟動作為發電成套設備的構成要素的蒸汽輪機的方法(以下稱為高速啟動)。

蒸汽輪機具有旋轉體即轉子、包圍該轉子的機室作為構成要素。當啟動蒸汽輪機時，供給高溫蒸汽，通過該高溫蒸汽的熱加熱機室和轉子，分別產生由于熱膨脹引起的伸長(以下稱為熱伸長)。在此，由于一般機室的熱容量大于轉子，機室經由保溫材料向大氣放熱等原因，啟動時具有熱膨脹比轉子慢的傾向。其結果，當熱膨脹差過大時，作為靜止部的機室與作為旋轉部的轉子有可能接觸，成為導致機器的可靠性或性能降低的原因。

作為其對策，以往提出了預測在蒸汽輪機中產生的機室與轉子的熱膨脹差，控制蒸汽流量以便將其值抑制到規定值以下，由此降低機室與轉子的熱膨脹差的方法等(例如，專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2009-281248號公報

發明內容

本發明提供一種不需要進行熱膨脹差預測等復雜的計算，而通過簡便的方法將熱膨脹差抑制在規定值以內的蒸汽輪機成套設備的啟動控制裝置。

為了達成上述目的，本發明的蒸汽輪機成套設備的啟動控制裝置，將向所述蒸汽輪機供給的蒸汽的溫度的測量值、所述蒸汽輪機的轉子溫度的測量值或推定值、所述蒸汽輪機的機室溫度的測量值設為輸入，當所述蒸汽溫度與所述轉子溫度的差小于第一規定值，并且所述轉子溫度與機室溫度的差在第二規定值以上時，進行控制以便增加向所述蒸汽輪機供給的蒸汽的流量。

并且，本發明的蒸汽輪機成套設備的啟動控制裝置，將向所述蒸汽輪機供給的蒸汽的溫度的測量值、所述蒸汽輪機的轉子溫度的測量值或推定值、所述蒸汽輪機的機室溫度的測量值設為輸入，當所述蒸汽溫度與所述轉子溫度的差在第一規定值以上，并且所述轉子溫度與機室溫度的差在第二規定值以上時，進行控制以便將所述蒸汽溫度以及蒸汽流量保持在預定范圍內，之后，當所述蒸汽溫度與所述轉子溫度的差小于第一規定值，并且所述轉子溫度與機室溫度的差達到第二規定值以上時，進行控制以便在將所述蒸汽溫度保持在預定范圍以內的同時增加所述蒸汽流量。

并且，本發明提供一種聯合循環發電成套設備，其具備：燃氣輪機、使用該燃氣輪機的廢熱來產生蒸汽的廢熱回收鍋爐以及通過該廢熱回收鍋爐產生的蒸汽驅動的蒸汽輪機，所述燃氣輪機具有調整向該燃氣輪機供給的燃料的流量的燃料流量加減閥，所述蒸汽輪機具有調整從所述廢熱回收鍋爐供給的蒸汽的流量的蒸汽流量加減閥，并具備啟動控制裝置，其將向所述蒸汽輪機供給的蒸汽的溫度的測量值、所述蒸汽輪機的轉子溫度的測量值或推定值、以及所述蒸汽輪機的機室溫度的測量值設為輸入，輸出所述燃料流量加減閥以及所述蒸汽流量加減閥的指令值，該聯合循環發電成套設備中，當所述蒸汽溫度與所述轉子溫度的差在第一規定值以上，并且所述轉子溫度與機室溫度的差在第二規定值以上時，所述啟動控制裝置控制所述燃料流量加減閥以及所述蒸汽流量加減閥，以便將所述蒸汽溫度以及蒸汽流量保持在預定范圍以內，之后，當所述蒸汽溫度與所述轉子溫度的差小于第一規定值，并且所述轉子溫度與機室溫度的差達到第二規定值以上時，所述啟動控制裝置控制所述燃料加減閥以便將所述蒸汽溫度保持在預定范圍以內，同時控制所述蒸汽流量加減閥以便增加所述蒸汽流量

并且，本發明提供一種聯合循環發電成套設備的啟動控制方法，該聯合循環發電成套設備具備燃氣輪機、使用該燃氣輪機的廢熱來產生蒸汽的廢熱回收鍋爐、以及通過該廢熱回收鍋爐產生的蒸汽驅動的蒸汽輪機，具有用于調整向所述燃氣輪機供給的燃料的流量的燃料流量加減閥、用于調整從所述廢熱回收鍋爐向所述蒸汽輪機供給的蒸汽的流量的蒸汽流量加減閥，該聯合循環發電成套設備的啟動控制方法包括：當向所述蒸汽輪機供給的蒸汽的溫度與所述蒸汽輪機的轉子溫度的差在第一規定值以上，并且所述轉子溫度與所述蒸汽輪機的機室溫度的差在第二規定值以上時，輸出所述燃料流量加減閥以及所述蒸汽流量加減閥的指令值，以便將所述蒸汽溫度以及蒸汽流量保持在預定范圍內的工序；以及當所述蒸汽溫度與所述轉子溫度的差小于第一規定值，并且所述轉子溫度與機室溫度的差達到第二規定值以上時，輸出所述燃料加減閥的指令值以便將所述蒸汽溫度保持在預定范圍內，同時輸出所述蒸汽流量加減閥的指令值以便增加所述蒸汽流量。