[发明专利]控制装置及控制方法有效
申请号: | 201480073683.1 | 申请日: | 2014-10-07 |
公开(公告)号: | CN105917084B | 公开(公告)日: | 2017-10-27 |
发明(设计)人: | 村山雅人;堤孝则;小山智规;田村宪;藤井贵 | 申请(专利权)人: | 三菱日立电力系统株式会社 |
主分类号: | F01K23/10 | 分类号: | F01K23/10;F02C9/28 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司11021 | 代理人: | 雒运朴 |
地址: | 日本国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 控制 装置 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种煤气化复合发电系统的控制装置及控制方法。
本申请主张基于2014年2月14日于日本申请的日本专利申请2014-026662号优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
煤气化复合发电系统(IGCC:Integrated coal Gasification Combined Cycle)是将煤炭、生物质、石油残余油等碳氢起源燃料气化而得到的可燃性气体作为燃料的发电装置。
IGCC具备将该些可燃性气体作为燃料的燃气涡轮、及通过回收燃气涡轮的废热而得到的蒸汽运行的蒸汽涡轮。IGCC还具备与燃气涡轮及蒸汽涡轮以同轴或多轴构成的发电机,并通过燃气涡轮及蒸汽涡轮来驱动发电机来发电。
以下、利用图1对IGCC的结构进行说明。图1为IGCC的结构图的一例。煤炭供给设备1将原煤粉碎并将微粉煤供给至气化炉2。空气分离装置10吸入大气,并分离氮气和氧气来讲该些供给至气化炉2。并且,空气升压机11吸入空气,并进行压缩而供给至气化炉2。从空气分离装置10所供给的氮气用于煤炭、煤焦的搬送中。并且,从空气分离装置10所供给的氧气、从空气升压机11所供给的压缩空气用于煤炭的气化。气化炉2燃烧煤炭而产生燃料气体。燃料气体被输送至高温过滤器3。高温过滤器3回收煤焦。燃料气体进一步被输送至气体净化设备4,且被除去硫化合物、氮化合物等等。被净化的燃料气体通过燃气涡轮调速器14控制流量的同时被供给至燃气涡轮的燃烧器5。燃气涡轮燃烧从燃气涡轮压缩机7吸入的大气和燃料气体而运行燃气涡轮6。HRSG12回收燃气涡轮的废热而生成蒸汽,并将该蒸汽供给至蒸汽涡轮8。蒸汽涡轮8通过被供给的蒸汽而运行。蒸汽生成时的废气从烟囱13被废弃。燃气涡轮6与蒸汽涡轮8的轴与发电机9连结,并驱动发电机9来进行发电。
控制装置50控制煤气化复合发电装置的输出。以下,利用图6来对以往的输出控制进行说明。图6为表示以往的IGCC的输出控制系统的一例的图。控制装置50根据所需负载来确定发电机输出指令(MWD)(S100)。接着,控制装置50计算以规定方法进行测定的发电机9的输出值(S101)与发电机输出指令的偏差(S102)。控制装置50进行校正该偏差的GT控制(S103),并调整燃气涡轮调速器(“GT GOV”)14的开度(S104)。
并且,控制装置50同时进行上述処理(S100~S104),并且基于发电机输出指令来计算基底气化炉输入指令(GID0)(S108)和系统气体压力的设定值。根据发电机输出指令计算系统气体压力的设定值时利用函数FX(S109)。
并且,控制装置50获取压力计15所测定出的系统气体压力的实测值(S110),并计算与系统气体压力的设定值的偏差(S111)。控制装置50根据已计算出的压力偏差来计算表示投放于气化炉2的煤炭、空气、及氧气的流量的气化炉输入指令校正(S112)。控制装置50将该些基底气化炉输入指令与气化炉输入指令校正相加(S113)来求出气化炉输入指令(GID)(S114)。控制装置50根据该气化炉输入指令计算煤炭流量指令(S115),计算空气流量指令(S116),并计算氧气流量指令(S117),控制投放于气化炉2的煤炭、氧气、空气。如此,控制装置50通过使用如校正在S111中计算出的压力偏差的气化炉输入指令校正来进行基于PI(Proportional Integral)控制等的反馈控制。
该输出控制中,在负载恒定且发电量稳定的情况下,除了用于补偿大气温度等的外部干扰的变动之外,气化炉输入指令校正值大致为零。另一方面,在负载变化时,控制装置50调整燃气涡轮调速器14的开度,以便与发电机输出指令的时间变化一致,并控制发电机9的输出。这种情况下,气化炉输入指令校正成为抑制基于输出的变化的压力变动的值。此时,气化炉输入指令(GID)作为根据发电机输出指令确定的基底气化炉输入指令(GID0)与校正因负载变化而产生的压力偏差的气化炉输入指令校正之和而被赋予。
并且,专利文献1中公开有将气化炉输入加速指令“GIR”与气化炉输入指令相加而进行输出控制的技术,该气化炉输入加速指令“GIR”为用于为了顺利地进行负载变化而促进气化炉2的运行状态的值。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4745940号公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
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