[发明专利]联合循环成套设备、其控制装置及启动方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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

发明内容

发明要解决的技术课题

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。