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JP4515330B2 - High humidity gas turbine equipment, control device and control method thereof - Google Patents

High humidity gas turbine equipment, control device and control method thereof Download PDF

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JP4515330B2 JP2005157385A JP2005157385A JP4515330B2 JP 4515330 B2 JP4515330 B2 JP 4515330B2 JP 2005157385 A JP2005157385 A JP 2005157385A JP 2005157385 A JP2005157385 A JP 2005157385A JP 4515330 B2 JP4515330 B2 JP 4515330B2
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Description

本発明はガスタービン燃焼器で燃焼する圧縮空気を加湿する高湿分ガスタービン設備、その制御装置及び制御方法に関する。   The present invention relates to a high-humidity gas turbine facility that humidifies compressed air combusted in a gas turbine combustor, a control device and a control method therefor.

近年、ガスタービン燃焼器で燃焼する圧縮空気を加湿して出力及び効率の向上を図る高湿分ガスタービン設備が提唱され、工場向け小規模発電や熱電併給(コジェネレーション)への利用が期待されている。この高湿分ガスタービン設備は、加湿することで燃焼用空気の体積流量が増加するので従来型のガスタービン設備に比して高効率である。また燃焼用空気の湿分増加により燃焼温度が低下するのでタービン各部の高温化や窒素酸化物等の排出を抑制することもできる。   In recent years, high-humidity gas turbine equipment that improves the output and efficiency by humidifying compressed air combusted in a gas turbine combustor has been proposed, and is expected to be used for small-scale power generation for plants and cogeneration. ing. This high-humidity gas turbine equipment is more efficient than conventional gas turbine equipment because the volume flow of combustion air increases when humidified. In addition, since the combustion temperature decreases due to an increase in the humidity of the combustion air, it is possible to suppress an increase in the temperature of each part of the turbine and emission of nitrogen oxides.

この種の高湿分ガスタービン設備では、一般に増湿器で加湿した圧縮機からの圧縮空気を再生熱交換器に導き、ここでタービンから排出される排気ガスにより加熱した燃焼用空気を燃料とともに燃焼器で燃焼する。圧縮空気に添加される供給水は、空気冷却器にて圧縮機からの圧縮空気で予熱したものと給水加熱器にてタービンからの排気ガスで予熱したものとをタンクに一旦貯留し、このタンク内の貯留水を増湿器に供給することが知られている(特許文献1等参照)。   In this type of high-humidity gas turbine equipment, generally, compressed air from a compressor humidified by a humidifier is led to a regenerative heat exchanger, where combustion air heated by exhaust gas discharged from the turbine is combined with fuel. Burn in the combustor. Supply water to be added to the compressed air is temporarily stored in a tank that has been preheated with compressed air from a compressor in an air cooler and that preheated with exhaust gas from a turbine in a feed water heater. It is known that the stored water inside is supplied to the humidifier (see Patent Document 1).

特開平11−257096号公報JP-A-11-257096

高湿分ガスタービン設備では、燃焼用の圧縮空気を加湿し始めると燃焼温度が低下し、再生熱交換器11及び給水加熱器12における排気ガスの熱回収量が変動する。その結果、給水加熱器12を通過した供給水の温度が低下して一定時間後には増湿器における加湿量が減少し、排気ガス温度が上昇し始める。圧縮空気の加湿開始時や加湿停止時にはこうしたサイクルが繰り返され、ガスタービンを含むシステム全体の温度・圧力・流量・湿度等が周期的に変動し発電量や生産した電気の周波数が長時間不安定となる。そのため、プラントの起動停止に長時間を要し、負荷変化時の負荷追従性を十分に確保することも難しい。小規模設備やコジェネレーションでは日々の電力需要や蒸気需要の変動に応じてプラントを逐次起動停止・負荷変化する必要があることから、負荷変化率の向上や起動停止時間の短縮などの運用効率の向上が求められる。   In the high-humidity gas turbine equipment, when the compressed air for combustion starts to be humidified, the combustion temperature decreases, and the heat recovery amount of the exhaust gas in the regeneration heat exchanger 11 and the feed water heater 12 varies. As a result, the temperature of the feed water that has passed through the feed water heater 12 decreases, and after a certain period of time, the amount of humidification in the humidifier decreases and the exhaust gas temperature begins to rise. These cycles are repeated at the start and stop of humidification of compressed air, and the temperature, pressure, flow rate, and humidity of the entire system including the gas turbine fluctuate periodically, and the amount of power generation and the frequency of produced electricity are unstable for a long time. It becomes. For this reason, it takes a long time to start and stop the plant, and it is difficult to ensure sufficient load followability when the load changes. In small-scale facilities and cogeneration, it is necessary to start / stop / load the plant sequentially in response to fluctuations in daily power demand and steam demand, which improves operational efficiency such as improving load change rate and shortening start / stop time. Improvement is required.

本発明の目的は、起動停止時の運転状態を短時間で安定させ負荷変化への追従性を向上させることができる高湿分ガスタービン設備、その制御装置及び制御方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a high-humidity gas turbine equipment that can stabilize the operation state at the time of starting and stopping in a short time and improve the followability to a load change, a control device and a control method therefor.

上記目的を達成するために、本発明は、ガスタービンの燃焼器で燃焼する圧縮空気を増湿器で加湿する高湿分ガスタービン設備において、空気冷却器からの供給水を増湿器に供給するか排水するかの割合を変更可能な第1制御弁と、給水加熱器からの供給水を増湿器に供給するか排水するかの割合を変更可能な第2制御弁と、これら第1及び第2制御弁を制御して増湿器での圧縮空気の加湿量を調整する制御装置とを備える。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention supplies a humidifier with water supplied from an air cooler in a high-humidity gas turbine facility that humidifies compressed air combusted in a gas turbine combustor with a humidifier. A first control valve that can change the ratio of whether to drain or drain, a second control valve that can change the ratio of whether the feed water from the feed water heater is supplied to the humidifier or drain, and the first And a control device that controls the second control valve to adjust the humidification amount of the compressed air in the humidifier.

本発明によれば、増湿器で圧縮空気に添加される供給水の温度を調整し圧縮空気の加湿量を段階的に調整することが混合器でできるので、起動停止時の運転状態を短時間で安定させ負荷変化への追従性を向上させることができる。   According to the present invention, since the mixer can adjust the temperature of the supply water added to the compressed air by the humidifier and adjust the humidification amount of the compressed air in stages, the operating state at the time of starting and stopping can be shortened. It is possible to stabilize with time and improve the follow-up to the load change.

以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る高湿分ガスタービンシステムの概略構成を表す回路図である。
本システムは、空気を圧縮する圧縮機2と、この圧縮機2で圧縮された空気(圧縮空気)の少なくとも一部を加湿する増湿器8と、この増湿器8で加湿された圧縮空気を燃料とともに燃焼する燃焼器3と、この燃焼器3で生成した燃焼ガスにより駆動されるタービン1と、このタービン1から排出された排気ガスと増湿器8から燃焼器3に供給される加湿空気との間で熱交換させる再生熱交換器11と、増湿器8で圧縮空気を加湿する供給水をタービン1からの排気ガスで予熱する給水加熱器12と、増湿器8で圧縮空気を加湿する供給水を圧縮機2からの圧縮空気で予熱する空気冷却器32と、給水加熱器12で予熱した供給水と空気冷却器32で予熱した供給水とを混合する混合器29と、給水加熱器12を通過した排気ガスの湿分を回収する水回収装置15と、空気冷却器32からの供給水が混合器29と水回収装置15とに導かれる割合を変更可能な空気冷却器出口三方弁18と、給水加熱器12からの供給水が混合器29と水回収装置15とに導かれる割合を変更可能な給水加熱器出口三方弁17と、これら三方弁17,18の開度を制御することで増湿器8での圧縮空気の加湿量(湿度)を調整する増湿器制御手段とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a high-humidity gas turbine system according to an embodiment of the present invention.
This system includes a compressor 2 that compresses air, a humidifier 8 that humidifies at least a part of the air (compressed air) compressed by the compressor 2, and compressed air humidified by the humidifier 8. , The turbine 1 driven by the combustion gas generated by the combustor 3, the exhaust gas discharged from the turbine 1 and the humidifier supplied from the humidifier 8 to the combustor 3. A regenerative heat exchanger 11 that exchanges heat with air, a feed water heater 12 that preheats supply water that humidifies compressed air with a humidifier 8 with exhaust gas from the turbine 1, and compressed air with a humidifier 8. An air cooler 32 that preheats the feed water that humidifies the air with compressed air from the compressor 2, a mixer 29 that mixes the feed water preheated with the feed water heater 12 and the feed water preheated with the air cooler 32, The moisture of the exhaust gas that has passed through the feed water heater 12 is rotated. The water recovery device 15 to be used, the air cooler outlet three-way valve 18 capable of changing the ratio of the water supplied from the air cooler 32 to the mixer 29 and the water recovery device 15, and the water supplied from the feed water heater 12 The feed water heater outlet three-way valve 17 that can change the ratio of the gas introduced to the mixer 29 and the water recovery device 15 and the opening degree of these three-way valves 17 and 18 are controlled to control the compressed air in the humidifier 8. And a humidifier control means for adjusting the humidification amount (humidity).

空気冷却器32は、圧縮機2で得られた圧縮空気から熱を回収する装置である。空気冷却器32にて圧縮空気から回収した熱量は増湿器8で噴霧する供給水の予熱に用いられる。またこの空気冷却器32は、圧縮器2で昇温・昇圧された圧縮空気がそのまま増湿器8の内部に流入した場合に気液接触によって増湿器8の内を流下する供給水が沸騰・蒸発するのを防止するものである。つまり空気冷却器32によって増湿器8に流入する前に圧縮空気を減温しておくことで増湿器8での圧縮空気の急激な湿度増加を防止する役割を果たす。   The air cooler 32 is a device that recovers heat from the compressed air obtained by the compressor 2. The amount of heat recovered from the compressed air by the air cooler 32 is used for preheating the feed water sprayed by the humidifier 8. Further, the air cooler 32 boils the supply water flowing down in the humidifier 8 by gas-liquid contact when the compressed air whose temperature is increased and increased in pressure by the compressor 2 flows into the humidifier 8 as it is.・ It prevents evaporation. That is, by reducing the temperature of the compressed air before it flows into the humidifier 8 by the air cooler 32, it serves to prevent a sudden increase in humidity of the compressed air in the humidifier 8.

給水加熱器12は、再生熱交換器11を通過したタービン1からの排気ガスの熱を回収する装置である。給水加熱器12で回収した排気ガスの熱量は、増湿器8で噴霧する供給水の予熱に用いられる。   The feed water heater 12 is a device that recovers the heat of the exhaust gas from the turbine 1 that has passed through the regenerative heat exchanger 11. The amount of heat of the exhaust gas recovered by the feed water heater 12 is used for preheating the feed water sprayed by the humidifier 8.

給水加熱器12で加熱された供給水や空気冷却器32で加熱された供給水は、増湿器8の内部を流下して増湿器8の底部に一旦貯留され、その後ポンプ24によって増湿器8の下部から空気冷却器32及び給水加熱器12へと供給される。空気冷却器32側に導かれた供給水は空気冷却器出口三方弁18を介して混合器29に供給される。給水加熱器12側に導かれた供給水は給水加熱器出口三方弁17を介して混合器29に供給される。これら三方弁17,18は、給水加熱器17又は空気冷却器18を通過してきた供給水の混合器29とブロー配管26とへの送水割合を調整することができる。三方弁17,18の開度は増湿器制御装置101からの指令により制御される。また、ブロー配管26に送水された供給水は水回収装置15に排水される。例えば、増湿器8の停止中は三方弁17,18をそれぞれブロー配管26側に切り換えて供給水を水回収装置15に排水し、増湿器8の運転中(圧縮空気の加湿時)には三方弁17,18をそれぞれ増湿器8側に切り換えて混合器29に供給する。   The feed water heated by the feed water heater 12 and the feed water heated by the air cooler 32 flow down inside the humidifier 8 and are temporarily stored at the bottom of the humidifier 8, and then humidified by the pump 24. It is supplied from the lower part of the vessel 8 to the air cooler 32 and the feed water heater 12. The supply water guided to the air cooler 32 side is supplied to the mixer 29 via the air cooler outlet three-way valve 18. The feed water guided to the feed water heater 12 side is fed to the mixer 29 via the feed water heater outlet three-way valve 17. These three-way valves 17 and 18 can adjust the ratio of water supply to the mixer 29 and the blow pipe 26 that have passed through the feed water heater 17 or the air cooler 18. The opening degree of the three-way valves 17 and 18 is controlled by a command from the humidifier controller 101. In addition, the supply water sent to the blow pipe 26 is drained to the water recovery device 15. For example, while the humidifier 8 is stopped, the three-way valves 17 and 18 are respectively switched to the blow pipe 26 side to drain the supplied water to the water recovery device 15 and during operation of the humidifier 8 (when humidifying compressed air). Switches the three-way valves 17 and 18 to the humidifier 8 side and supplies them to the mixer 29.

混合器29は空気冷却器32及び給水加熱器12からの供給水を混合するもので、空気冷却器32からの給水管路と給水加熱器12からの給水管路の単なる流路の合流部である。混合器29で合流した供給水は、この混合器29に貯留されることなく増湿器8に供給される。増湿器8は、内部に封入された充填物を介して圧縮空気に湿分を添加する装置である。増湿器8内の上部から噴霧した供給水は充填物表面上を流下しながら気液接触の作用により圧縮空気を飽和点まで加湿する。加湿された圧縮空気をここでは加湿空気と呼ぶ。増湿器8の底部の供給水が不足した場合等にはポンプ22を駆動して水回収装置15の貯留水から補給する。   The mixer 29 mixes the supply water from the air cooler 32 and the feed water heater 12, and is a mere junction of the feed water line from the air cooler 32 and the feed water line from the feed water heater 12. is there. The supply water merged in the mixer 29 is supplied to the humidifier 8 without being stored in the mixer 29. The humidifier 8 is a device that adds moisture to the compressed air through a filling enclosed inside. The feed water sprayed from the upper part in the humidifier 8 humidifies the compressed air to the saturation point by the action of gas-liquid contact while flowing down on the surface of the filling. Humidified compressed air is referred to herein as humidified air. When the supply water at the bottom of the humidifier 8 is insufficient, the pump 22 is driven to replenish from the stored water in the water recovery device 15.

増湿器8を出た加湿空気は配管9を介して再生熱交換器11に導かれ、ここでタービン1からの排気ガスと熱交換することで昇温する。これにより加湿空気はタービン1からの排気ガスの温度程度まで昇温し、再生熱交換器11を通過することで加湿空気の湿分は完全に蒸発する。そして、再生熱交換器11を通過した加湿空気(燃焼用空気という)は配管13を介して燃焼器3に導かれる。   The humidified air that has exited the humidifier 8 is guided to the regenerative heat exchanger 11 via the pipe 9, where the temperature is raised by exchanging heat with the exhaust gas from the turbine 1. As a result, the humidified air rises to about the temperature of the exhaust gas from the turbine 1 and passes through the regenerative heat exchanger 11 so that the moisture in the humidified air is completely evaporated. The humidified air (referred to as combustion air) that has passed through the regenerative heat exchanger 11 is guided to the combustor 3 via the pipe 13.

燃焼器3では、再生熱交換器11で得られた燃焼用空気が燃料ポンプ5で加圧した燃料と混合され燃焼される。燃料流量は燃料流量調整弁制御装置102からの指令により燃料流量調整弁6の開度が制御されることで調整される。燃焼ガスの膨張仕事によって得られたタービン1の軸動力はシャフト20を介して圧縮機2及び発電機4に伝達される。タービン1の軸動力の一部は圧縮機2において空気の加圧に用いられ、その他は発電機4において電力に変換される。そして、タービン1を駆動しタービン1を通過した燃焼ガス(つまり排気ガス)は煙道14に導かれる。煙道14に導かれた燃焼ガスの熱エネルギーの一部は前述したように再生熱交換器11及び給水加熱器12で回収され、加湿空気の加熱や供給水の予熱に用いられる。再生熱交換器11及び給水加熱器12で熱を回収された排気ガスは煙道28を介して水回収装置15に導かれる。   In the combustor 3, the combustion air obtained by the regenerative heat exchanger 11 is mixed with the fuel pressurized by the fuel pump 5 and burned. The fuel flow rate is adjusted by controlling the opening degree of the fuel flow rate adjustment valve 6 according to a command from the fuel flow rate adjustment valve control device 102. The shaft power of the turbine 1 obtained by the expansion work of the combustion gas is transmitted to the compressor 2 and the generator 4 through the shaft 20. A part of the shaft power of the turbine 1 is used for pressurization of air in the compressor 2, and the rest is converted into electric power in the generator 4. The combustion gas (that is, exhaust gas) that has driven the turbine 1 and passed through the turbine 1 is guided to the flue 14. A part of the thermal energy of the combustion gas led to the flue 14 is recovered by the regenerative heat exchanger 11 and the feed water heater 12 as described above, and used for heating the humidified air and preheating the feed water. The exhaust gas whose heat has been recovered by the regenerative heat exchanger 11 and the feed water heater 12 is guided to the water recovery device 15 via the flue 28.

タービン1からの排気ガス中の水分は水回収装置15にて回収される。この水回収装置15は煙道に水を噴霧して排気ガス中の水分を凝集・落下させて回収する方式である。凝集させた水は水回収装置15の底部の液溜まりに貯留され、前述したように必要に応じてポンプ22によって増湿器8に供給される他、ポンプ21によって汲み上げられて水回収装置15内にて上方から噴霧される。その際、効果的に排気ガス中の水分を捕集するために、水回収装置15内で噴霧する水はポンプ21により汲み上げられる途中で冷却用熱交換器25により冷却しておく。水回収装置15で水分を回収された排気ガスは煙突27を介して大気に放風される。また、水回収装置15には貯留水が不足しているようであれば図示しない貯水タンク等の水がポンプ23によって補給される。   Water in the exhaust gas from the turbine 1 is recovered by the water recovery device 15. This water recovery device 15 is a system in which water is sprayed onto the flue to collect and collect water in the exhaust gas by agglomerating and dropping. The agglomerated water is stored in a liquid pool at the bottom of the water recovery device 15 and supplied to the humidifier 8 by the pump 22 as necessary, as well as being pumped up by the pump 21 and stored in the water recovery device 15 as described above. Sprayed from above. At that time, in order to effectively collect moisture in the exhaust gas, water sprayed in the water recovery device 15 is cooled by the cooling heat exchanger 25 while being pumped up by the pump 21. The exhaust gas whose water has been recovered by the water recovery device 15 is discharged to the atmosphere via the chimney 27. Further, if the stored water is insufficient in the water recovery device 15, water such as a water storage tank (not shown) is replenished by the pump 23.

ここで、混合器29の出口には増湿器8に供給する供給水の温度を計測する給水温度検出器30が設けられている。また、タービン1の出口にはタービン1から排出される排気ガスの温度を計測する排気温度検出器31が設けられている。排気温度検出器31の検出結果はガスタービン制御装置100に出力される。   Here, the outlet of the mixer 29 is provided with a feed water temperature detector 30 that measures the temperature of the feed water supplied to the humidifier 8. An exhaust temperature detector 31 that measures the temperature of exhaust gas discharged from the turbine 1 is provided at the outlet of the turbine 1. The detection result of the exhaust gas temperature detector 31 is output to the gas turbine control device 100.

ガスタービン制御装置100は中央給電指令所(図示せず)からの負荷要求指令(Unit Demand)UDを受け、負荷要求指令UDにプラント発電出力が追従するように燃料流量指令(Fuel Demand)FDを出力する。この燃料流量指令FDは前述した増湿器制御装置101と燃料流量調整弁制御装置102とに出力される。その際、本実施形態では、安全保護の目的で前述した排気温度検出器31により検出されたタービン出口排気温度Tx(計測値)が設定値を上回った場合、燃料流量指令FDを抑えて温度上昇によるガスタービンの損傷を防止する。また、タービン出口排気温度Txはガスタービンの性能あるいは運転状態を把握するための指標としても用いられることから本実施形態ではプラントの静定を判定するための基準としても用いられる。   The gas turbine control device 100 receives a load request command (Unit Demand) UD from a central power supply command station (not shown), and outputs a fuel flow command (Fuel Demand) FD so that the plant power generation output follows the load request command UD. Output. The fuel flow command FD is output to the humidifier control device 101 and the fuel flow control valve control device 102 described above. At this time, in this embodiment, when the turbine outlet exhaust temperature Tx (measured value) detected by the exhaust temperature detector 31 described above for the purpose of safety protection exceeds the set value, the fuel flow rate command FD is suppressed and the temperature rises. Prevents damage to the gas turbine. Further, since the turbine outlet exhaust temperature Tx is also used as an index for grasping the performance or operating state of the gas turbine, in this embodiment, it is also used as a reference for determining the plant stabilization.

そして、燃料流量調整弁制御装置102は燃料流量指令FDに応じた燃料調整弁開度信号110を出力し、燃料流量調整弁6の開度を制御する。一方増湿器制御装置101はガスタービン制御装置100からの燃料流量指令FDと給水温度検出器30からの混合器出口温度Twとを入力し、これら入力信号に応じて空気冷却器出口三方弁18に対する空気冷却器出口三方弁開度指令Cva及び給水加熱器出口三方弁17に対する給水加熱器出口三方弁開度指令Cvbを演算し出力する。   Then, the fuel flow rate adjustment valve control device 102 outputs a fuel adjustment valve opening signal 110 corresponding to the fuel flow rate command FD, and controls the opening degree of the fuel flow rate adjustment valve 6. On the other hand, the humidifier control device 101 inputs the fuel flow rate command FD from the gas turbine control device 100 and the mixer outlet temperature Tw from the feed water temperature detector 30, and the air cooler outlet three-way valve 18 according to these input signals. The air cooler outlet three-way valve opening command Cva and the feed water heater outlet three-way valve opening command Cvb for the feed water heater outlet three-way valve 17 are calculated and output.

上記のように構成した本実施形態の高湿分ガスタービンプラントを起動するとき、まずポンプ23を駆動して水回収装置15の底部に供給水を貯留した後、ポンプ22を駆動して増湿器8の底部に供給水を導く。次にポンプ24を駆動し、空気冷却器32→空気冷却器出口三方弁18→ブロー配管26→ポンプ22→増湿器8の経路又は給水加熱器12→給水加熱器出口三方弁17→ブロー配管26→ポンプ22→増湿器8の経路で供給水を循環させる。このように供給水を循環させることによって、タービン起動時・負荷運転時の空気冷却器32及び給水加熱器12の空焚きを回避するとともに、空気冷却器32及び給水加熱器12内の供給水の沸騰(スチーミング現象)を防止する。   When the high-humidity gas turbine plant of the present embodiment configured as described above is started, first, the pump 23 is driven to store the supply water at the bottom of the water recovery device 15, and then the pump 22 is driven to increase the humidity. Feed water is led to the bottom of the vessel 8. Next, the pump 24 is driven and the air cooler 32 → the air cooler outlet three-way valve 18 → the blow pipe 26 → the pump 22 → the path of the humidifier 8 or the feed water heater 12 → the feed water heater outlet three-way valve 17 → the blow pipe. The supply water is circulated through a route of 26 → pump 22 → humidifier 8. By circulating the supply water in this way, air supply of the air cooler 32 and the feed water heater 12 at the time of turbine start-up and load operation is avoided, and the feed water in the air cooler 32 and the feed water heater 12 is avoided. Prevent boiling (steaming phenomenon).

次にガスタービンを起動し、圧縮機2→配管7→空気冷却器32→増湿器8→配管9→再生熱交換器11→配管13→燃焼器3の経路で圧縮空気を燃焼器3へと導く。燃焼器3の安定性を考慮し、起動時には空気冷却器32及び給水加熱器12への供給水はブロー配管26から排出し、増湿器8での圧縮空気の加湿はまだ行わない。燃焼器3で発生した燃焼ガスはタービン1を駆動した後、煙道14→再生熱交換器11→給水加熱器12→煙道28→水回収装置15を経て煙突27を介して排出される。   Next, the gas turbine is started, and the compressed air is supplied to the combustor 3 through the path of the compressor 2 → the pipe 7 → the air cooler 32 → the humidifier 8 → the pipe 9 → the regenerative heat exchanger 11 → the pipe 13 → the combustor 3. Lead. In consideration of the stability of the combustor 3, the supply water to the air cooler 32 and the feed water heater 12 is discharged from the blow pipe 26 at the start-up, and the humidifier 8 does not yet humidify the compressed air. The combustion gas generated in the combustor 3 is driven through the chimney 27 after driving the turbine 1 and then passing through the flue 14 → the regenerative heat exchanger 11 → the feed water heater 12 → the flue 28 → the water recovery device 15.

ガスタービンが起動したら、次に増湿器8を起動する。増湿器8の起動時には空気冷却器出口三方弁18及び給水加熱器出口三方弁17を適宜混合器29側に切り換え、混合器29を介して供給される供給水によって圧縮機2からの圧縮空気を次の手順で加湿し始める。   When the gas turbine starts, the humidifier 8 is started next. When the humidifier 8 is started, the air cooler outlet three-way valve 18 and the feed water heater outlet three-way valve 17 are appropriately switched to the mixer 29 side, and the compressed air from the compressor 2 is supplied by the supply water supplied through the mixer 29. Start humidifying with the following procedure.

図2は増湿器制御装置101による増湿器8の起動・停止手順の一例を表すフローチャートである。
ステップ201では、燃料流量指令FDから増湿器8の起動・停止操作の可否を判定する。つまり、増湿器8の起動・停止の可否を燃焼器3への燃料流量の状態から判定する。例えば、燃料流量指令FDが低い状態で増湿器8を起動した場合、加湿量の増加により燃焼が不安定となる。反対に燃料流量指令FDが高い状態で増湿器8を停止した場合、タービン出口排気温度がトリップ温度まで上昇する。そのためステップ201では、こうした不具合が発生しないように、燃料流量指令FDの値が設定値Aを超えたら増湿器8が駆動状態に、燃料流量指令FDの値が設定値B(<A)を下回ったら増湿器8が停止状態になるように、増湿器8の起動・停止操作の可否を判定する(図2中のステップ201の図示も参照)。続くステップ202ではステップ201の判定結果から増湿器8の運転モード(起動又は停止)を判定し、判定の結果、増湿器8を起動する場合はステップ203に、増湿器8を停止する場合はステップ207に移る。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a start / stop procedure of the humidifier 8 by the humidifier controller 101.
In step 201, it is determined whether or not the humidifier 8 can be started / stopped from the fuel flow rate command FD. That is, whether the humidifier 8 can be started or stopped is determined from the state of the fuel flow rate to the combustor 3. For example, when the humidifier 8 is started in a state where the fuel flow rate command FD is low, the combustion becomes unstable due to an increase in the humidification amount. Conversely, when the humidifier 8 is stopped with the fuel flow rate command FD being high, the turbine outlet exhaust temperature rises to the trip temperature. Therefore, in step 201, in order not to cause such a problem, when the value of the fuel flow command FD exceeds the set value A, the humidifier 8 is in a driving state, and the value of the fuel flow command FD is set to the set value B (<A). If it falls below, it is determined whether or not the humidifier 8 can be started / stopped so that the humidifier 8 is stopped (see also step 201 in FIG. 2). In the subsequent step 202, the operation mode (start or stop) of the humidifier 8 is determined from the determination result in step 201. If the humidifier 8 is started as a result of the determination, the humidifier 8 is stopped in step 203. If so, go to Step 207.

ステップ203では、空気冷却器32で予熱された供給水の混合器29への供給割合(この時点では0%とする)が100%となるように、空気冷却器出口三方弁18への開度指令Cvaを演算し出力する。これにより増湿器8から燃焼器3に供給される加湿空気の湿分が増加する。このとき、加湿量の増加に伴って燃焼温度が低下しプラントの熱バランスが変動するが、空気冷却器側からの供給水の切り換えによるバランスの変動は一時的なものでありタービン排気温度が低下した後に安定する特性となる。   In step 203, the opening degree to the air cooler outlet three-way valve 18 is set so that the supply ratio of feed water preheated by the air cooler 32 to the mixer 29 (0% at this time) becomes 100%. Command Cva is calculated and output. As a result, the humidity of the humidified air supplied from the humidifier 8 to the combustor 3 increases. At this time, as the humidification amount increases, the combustion temperature decreases and the heat balance of the plant fluctuates, but the balance fluctuation due to the switching of the supply water from the air cooler side is temporary and the turbine exhaust temperature decreases. It becomes the characteristic that becomes stable after.

続くステップ204では、排気温度検出器31で検出されたタービン排気温度Tx及びガスタービン制御装置100から伝えられた燃料流量指令FDの変動を一定時間監視し、その変動幅からガスタービンが静定し以降のステップに手順を移せる状態となったかどうかを判定する。静定判定の方法は種々考えられるが、ここでは下記(式1)〜(式3)のように、一定区間内におけるタービン出口排気温度Tx及び燃料流量指令FDの時系列信号から、タービン出口排気温度Tx及び燃料流量指令FDのそれぞれの平均値と、タービン出口排気温度Tx及び燃料流量指令FDの正規化後の分散和とを演算し、これらの演算結果を用いて静定を判定する方法を用いた。   In the next step 204, fluctuations in the turbine exhaust temperature Tx detected by the exhaust temperature detector 31 and the fuel flow rate command FD transmitted from the gas turbine control device 100 are monitored for a certain period of time, and the gas turbine is stabilized from the fluctuation range. It is determined whether the procedure can be transferred to the subsequent steps. There are various methods for determining the stabilization. Here, as shown in the following (formula 1) to (formula 3), the turbine exit exhaust gas is calculated from the turbine exit exhaust temperature Tx and the time series signal of the fuel flow rate command FD in a certain section. A method of calculating an average value of each of the temperature Tx and the fuel flow rate command FD and a dispersion sum after normalization of the turbine outlet exhaust temperature Tx and the fuel flow rate command FD, and determining a static value using these calculation results. Using.

Figure 0004515330
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ここで、Tは現在時刻、Δtは計測値Tx及びFDのサンプリング周期、NはTx及びFDのデータサンプル数である。Jはガスタービンが静定したと判定するための指標であり、しきい値以下となった場合にガスタービンが静定したと判定される。しきい値はプラントの出力と増湿器8の容量から求める。   Here, T is the current time, Δt is the sampling period of the measurement values Tx and FD, and N is the number of data samples of Tx and FD. J is an index for determining that the gas turbine has settled, and it is determined that the gas turbine has settled when the gas turbine is below a threshold value. The threshold value is obtained from the output of the plant and the capacity of the humidifier 8.

状態が安定してステップ204でガスタービンの静定が確認されたら、ステップ205に移り、給水加熱器12で予熱された供給水の混合器29への供給割合(この時点では0%とする)が100%となるように、給水加熱器出口三方弁17への開度指令Cvbを演算し出力する。これにより増湿器8から燃焼器3に供給される加湿空気の湿分がさらに増加し、圧縮空気の湿度が定格付近まで上昇する。このとき、湿度の上昇によりタービン排気温度、再生熱交換器出口排気温度が変動し、さらに給水温度が変動することにより増湿器8からの加湿空気の湿分量が変動する。したがって、続くステップ206に手順を移し、ガスタービンの静定を確認した上で増湿器8の運転状態の切り替えを終了する。ステップ206の静定判定はステップ204と同様である。   When the state is stabilized and the gas turbine is settled in step 204, the process proceeds to step 205, where the supply ratio of feed water preheated by the feed water heater 12 to the mixer 29 is set to 0% at this time. Is calculated and output so that the opening degree command Cvb to the feed water heater outlet three-way valve 17 is 100%. As a result, the humidity of the humidified air supplied from the humidifier 8 to the combustor 3 further increases, and the humidity of the compressed air rises to near the rating. At this time, the turbine exhaust temperature and the regeneration heat exchanger outlet exhaust temperature fluctuate due to an increase in humidity, and the humidity of the humidified air from the humidifier 8 fluctuates as the feed water temperature fluctuates. Therefore, the procedure is shifted to the subsequent step 206, and the switching of the operation state of the humidifier 8 is completed after confirming the stabilization of the gas turbine. The static determination in step 206 is the same as in step 204.

一方、増湿器8の停止手順も起動手順と同じ要領で実施される。すなわち、ステップ202で増湿器8の停止が判定されてステップ207に手順が移ると、空気冷却器32からの供給水の混合器29への供給割合(この時点では100%)が0%となるように、空気冷却器出口三方弁18への開度指令Cvaを演算し出力する。これにより増湿器8から燃焼器3に供給される加湿空気の湿分が減少する。続くステップ208でガスタービンの静定が確認されたら、ステップ209に移り、給水加熱器12からの供給水の混合器29への供給割合(この時点では100%とする)が0%となるように、給水加熱器出口三方弁17への開度指令Cvbを演算し出力する。これにより増湿器8から燃焼器3に供給される加湿空気の湿分がさらに減少する。そしてステップ210でガスタービンの静定が確認されたら増湿器8の運転状態の切り替えを終了する。ステップ208,210の静定判定もステップ204と同様である。   On the other hand, the stop procedure of the humidifier 8 is also performed in the same manner as the startup procedure. That is, when it is determined in step 202 that the humidifier 8 is stopped and the procedure proceeds to step 207, the supply ratio of the supply water from the air cooler 32 to the mixer 29 (at this time, 100%) is 0%. Thus, an opening degree command Cva to the air cooler outlet three-way valve 18 is calculated and output. As a result, the humidity of the humidified air supplied from the humidifier 8 to the combustor 3 is reduced. When the gas turbine is confirmed to be stationary in the following step 208, the process proceeds to step 209, and the supply ratio of the feed water from the feed water heater 12 to the mixer 29 (100% at this time) is set to 0%. Then, the opening degree command Cvb to the feed water heater outlet three-way valve 17 is calculated and output. Thereby, the humidity of the humidified air supplied from the humidifier 8 to the combustor 3 is further reduced. When the stationary state of the gas turbine is confirmed in step 210, the switching of the operation state of the humidifier 8 is finished. The static determination in steps 208 and 210 is the same as in step 204.

図3は図2の手順による増湿器8の起動時のタービン出口排気温度Txの変動を表すグラフである。
空気冷却器出口三方弁18の開度を0→100%(ブロー配管から混合器)に切り換える(図2のステップ203)と、圧縮空気の加湿量の増加に応じてタービン出口排気温度Txが低下する。その後、給水加熱器出口三方弁17の開度Cvbを0→100%(ブロー配管から混合器)に切り換える(ステップ205)ことでタービン出口排気温度Txはさらに低下しようとするが、タービン出口排気温度Txの低下に伴って給水加熱器12から混合器29に導かれる供給水の温度が低下するので、増湿器8で噴霧される供給水の混合器出口温度Twも低下する。そのため圧縮空気の加湿量が低下してタービン出口排気温度Txが上昇し、Txは緩やかに変動した後に静定する。
FIG. 3 is a graph showing fluctuations in the turbine outlet exhaust temperature Tx when the humidifier 8 is started according to the procedure of FIG.
When the opening degree of the air cooler outlet three-way valve 18 is switched from 0 to 100% (from the blow pipe to the mixer) (step 203 in FIG. 2), the turbine outlet exhaust temperature Tx decreases as the amount of humidification of the compressed air increases. To do. Thereafter, the opening Cvb of the feed water heater outlet three-way valve 17 is switched from 0 to 100% (from the blow pipe to the mixer) (step 205). As the temperature Tx decreases, the temperature of the feed water led from the feed water heater 12 to the mixer 29 decreases, so the mixer outlet temperature Tw of the feed water sprayed by the humidifier 8 also decreases. For this reason, the humidification amount of the compressed air decreases, the turbine outlet exhaust temperature Tx increases, and Tx stabilizes after gradually changing.

ここで、本実施形態では予熱した供給水を増湿器8へ供給する系統として、空気冷却器32で予熱する系統と給水加熱器12で予熱する系統の2系統を用いている。このとき、空気冷却器32からの熱回収量は圧縮機2からの圧縮空気の温度に依存するが、圧縮空気の温度はタービン1の回転数及び圧縮機2の吐出圧力によってほぼ一意的に定まる。そのため、ガスタービン回転数を制御する負荷運転時では空気冷却器32からの熱回収量に大きな変動は生じない。よって、空気冷却器32で加熱した供給水を増湿器8に投入した場合(ステップ203)のタービン出口排気温度Txやタービン入口ガス温度は圧縮空気の加湿開始や加湿停止により変動はするものの比較的短時間で安定する。   Here, in this embodiment, two systems of a system preheated by the air cooler 32 and a system preheated by the feed water heater 12 are used as systems for supplying the preheated supply water to the humidifier 8. At this time, the amount of heat recovered from the air cooler 32 depends on the temperature of the compressed air from the compressor 2, but the temperature of the compressed air is almost uniquely determined by the rotational speed of the turbine 1 and the discharge pressure of the compressor 2. . Therefore, during the load operation for controlling the gas turbine rotation speed, the heat recovery amount from the air cooler 32 does not vary greatly. Therefore, when the supply water heated by the air cooler 32 is input to the humidifier 8 (step 203), the turbine outlet exhaust temperature Tx and the turbine inlet gas temperature vary depending on the start or stop of humidification of the compressed air. Stable in a short time.

これに対して給水加熱器12からの熱回収量は、再生熱交換器11の出口における排気ガスの温度に依存する。再生熱交換器11の出口の排気温度は、再生熱交換器11における排気ガスから加湿空気への熱移動量、燃焼器3に流入する燃焼用空気の温度及び湿度、燃焼器3への燃料流量、タービン1に流入する燃焼ガス温度、タービン排気温度Tx等、各部の熱や物質のバランス値によって変化する。そのため、負荷運転時においては、再生熱交換器11、燃焼器2、タービン1のそれぞれの状態によって給水加熱器12からの熱回収量が変化し、それに伴って増湿器8に投入する供給水の温度が変化する。増湿器8の出口における圧縮空気の加湿量は給水温度によって変動することから、タービン1、燃焼器3、再生熱交換器11、給水加熱器12及び増湿器8の各部における温度、圧力及び流量が長時間周期的に変動し、プラントの運転状態が安定するまでに長時間を要する。   On the other hand, the amount of heat recovered from the feed water heater 12 depends on the temperature of the exhaust gas at the outlet of the regenerative heat exchanger 11. The exhaust temperature at the outlet of the regenerative heat exchanger 11 includes the amount of heat transferred from the exhaust gas to the humidified air in the regenerative heat exchanger 11, the temperature and humidity of the combustion air flowing into the combustor 3, and the fuel flow rate to the combustor 3. The temperature changes depending on the heat and substance balance values of each part, such as the temperature of the combustion gas flowing into the turbine 1 and the turbine exhaust temperature Tx. Therefore, during load operation, the amount of heat recovered from the feed water heater 12 varies depending on the state of the regenerative heat exchanger 11, the combustor 2, and the turbine 1, and accordingly, the supply water that is supplied to the humidifier 8. Temperature changes. Since the humidification amount of the compressed air at the outlet of the humidifier 8 varies depending on the feed water temperature, the temperature, pressure, and pressure in each part of the turbine 1, the combustor 3, the regenerative heat exchanger 11, the feed water heater 12, and the humidifier 8 are changed. The flow rate fluctuates periodically for a long time, and it takes a long time for the plant operating state to stabilize.

したがって、仮に図2のステップ203,205の順番を入れ替えたり同時に実行したりする場合には、運転状態が長時間に亘り不安定となる。例として、図2のステップ203,205を入れ替えて増湿器8の起動時に空気冷却器18よりも先に給水加熱器17を操作する場合のタービン出口排気温度Txの変動を表すグラフを図4に示した。   Therefore, if the order of steps 203 and 205 in FIG. 2 is changed or executed at the same time, the operation state becomes unstable for a long time. As an example, FIG. 4 is a graph showing fluctuations in the turbine outlet exhaust temperature Tx when the steps 203 and 205 in FIG. 2 are switched and the feed water heater 17 is operated before the air cooler 18 when the humidifier 8 is started. It was shown to.

図4に示すように、給水加熱器出口三方弁17を先に操作する場合、タービン出口排気温度Txは圧縮空気の加湿開始に伴って一旦低下するが、その後、供給水の混合器出口温度Twが低下するため上昇に転じる。こうして上昇と低下を繰り返しつつタービン出口排気温度Txはいずれ安定に向かうが、空気冷却器32での過熱と異なり給水加熱器12での加熱にはタービン出口排気温度Txが影響するので図2の手順におけるステップ203の場合に比べて運転状態が安定するまでに長時間を要する。   As shown in FIG. 4, when the feed water heater outlet three-way valve 17 is operated first, the turbine outlet exhaust temperature Tx once decreases with the start of humidification of the compressed air, but thereafter, the feed water mixer outlet temperature Tw. Will begin to rise. The turbine outlet exhaust temperature Tx eventually becomes stable while repeating the increase and decrease in this way, but unlike the overheating in the air cooler 32, the turbine outlet exhaust temperature Tx affects the heating in the feed water heater 12, so the procedure of FIG. Compared with the case of step 203, a long time is required until the operating state is stabilized.

給水加熱器出口三方弁17の操作後に運転状態が安定したら、空気冷却器出口三方弁18が操作されるが、既に給水加熱器12からの供給水が混合器29に導かれるようになっているので、給水加熱器12での熱回収量に再度変動が生じる。つまり空気冷却器32からの供給水が増湿器8に供給されることで、燃焼用空気の湿分上昇→タービン出口排気温度Txの低下→給水加熱器12による熱回収量減少→増湿器8への供給水の温度低下→燃焼用空気の湿分減少→タービン出口排気温度Txの上昇・・・というサイクルをその後も繰り返し、ガスタービンが静定状態になるまでに長時間を要する。圧縮空気の加湿停止時も同様である。   When the operation state is stabilized after the operation of the feed water heater outlet three-way valve 17, the air cooler outlet three-way valve 18 is operated, but the feed water from the feed water heater 12 has already been led to the mixer 29. Therefore, the heat recovery amount in the feed water heater 12 is changed again. That is, the supply water from the air cooler 32 is supplied to the humidifier 8, so that the humidity of the combustion air increases → the turbine outlet exhaust temperature Tx decreases → the heat recovery by the feed water heater 12 decreases → the humidifier It takes a long time for the gas turbine to reach a steady state by repeating the cycle of the temperature drop of the feed water to 8 → the reduction of the moisture content of the combustion air → the increase of the turbine outlet exhaust temperature Tx. The same applies when the humidification of compressed air is stopped.

また、図5は図2の手順と異なり増湿器8の起動時に空気冷却器18と給水加熱器17とを同時操作する場合のタービン出口排気温度Txの変動を表すグラフである。
図5に示したように、三方弁17,18を同時に操作した場合、給水加熱器12が操作されることで、給水加熱器12を操作することによる供給水の増加分と空気冷却器32を操作することによる供給水の増加分が同時にタービン出口排気温度Txの影響を受けることになる。その結果、圧縮空気の加湿量が急激に増減しタービン出口排気温度Txの周期変動が大きくなり、運転状態が安定するまでにより長時間を要する。加えて、圧縮空気の加湿量の変動幅が必要以上に大きくなるため、タービン排気温度が定格を超えてトリップ温度に達したり、燃焼器3にて失火したりする等といった不具合も起こり易い。圧縮空気の加湿停止時も同様である。
FIG. 5 is a graph showing the fluctuation of the turbine outlet exhaust temperature Tx when the air cooler 18 and the feed water heater 17 are operated simultaneously when the humidifier 8 is started, unlike the procedure of FIG.
As shown in FIG. 5, when the three-way valves 17 and 18 are operated at the same time, when the feed water heater 12 is operated, an increase in the amount of water supplied by operating the feed water heater 12 and the air cooler 32 are controlled. The increase in the supply water due to the operation is simultaneously affected by the turbine outlet exhaust temperature Tx. As a result, the amount of humidification of the compressed air rapidly increases and decreases, the cycle fluctuation of the turbine outlet exhaust temperature Tx increases, and a longer time is required until the operating state is stabilized. In addition, since the fluctuation range of the humidification amount of the compressed air becomes larger than necessary, problems such as the turbine exhaust temperature exceeding the rating and reaching the trip temperature or misfiring in the combustor 3 are likely to occur. The same applies when the humidification of compressed air is stopped.

それに対し、本実施形態では、図2に示した通り、まず、タービン出口排気温度Txに影響されない空気冷却器32で予熱した供給水を増湿器8に供給することにより、圧縮空気の加湿開始時における運転状態の不安定化が最小限に抑えられる。そして、その後に給水加熱器12で予熱した供給水の供給を開始しても、空気冷却器32で過熱した供給水の添加によりタービン出口排気温度が低下した状態にあるため、給水加熱器12で予熱した供給水の加熱開始に伴う運転状態の不安定化も最小限に止まる。しかも、空気冷却器32で予熱した供給水と給水加熱器12で予熱した供給水は事前に混合器29で合流しているので、両者の温度の違いによる増湿器8内の噴霧水の温度ムラも生じず、良好な圧縮空気の加湿状態を実現することができる。このように、運転状態の不安定化が最小限となるように順を追って圧縮空気に添加される供給水を増湿器8に供給することにより、圧縮空気の加湿量を段階的に調整することができ、起動停止時の運転状態を短時間で安定させ負荷変化への追従性を向上させることができる。   On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, first, humidification of compressed air is started by supplying the humidifier 8 with feed water preheated by the air cooler 32 that is not affected by the turbine outlet exhaust temperature Tx. The instability of the operating state at the time is minimized. And even if it starts supply of the feed water preheated with the feed water heater 12 after that, since it is in the state where the turbine exit exhaust temperature fell by addition of the feed water overheated with the air cooler 32, the feed water heater 12 The instability of the operation state accompanying the start of heating of the preheated feed water is also minimized. Moreover, since the feed water preheated by the air cooler 32 and the feed water preheated by the feed water heater 12 are joined together in the mixer 29 in advance, the temperature of the spray water in the humidifier 8 due to the temperature difference between the two. Unevenness does not occur, and a good humidified state of compressed air can be realized. In this way, the humidification amount of the compressed air is adjusted stepwise by supplying the humidifier 8 with the supply water added to the compressed air step by step so that the instability of the operating state is minimized. It is possible to stabilize the operation state at the time of starting and stopping in a short time and improve the followability to the load change.

また、空気冷却器32で予熱された供給水と給水加熱器12で予熱された供給水とを増湿器8に供給する前に合流させるに際し、両者を共用のタンクに一旦貯水することも考えられるが、タンク設置のためのスペース及びコストが増加する。それに対し、本実施形態では水回収装置15の貯水部を有効活用し、空気冷却器32で予熱した供給水と給水加熱器12で予熱した供給水とを必要時に混合器29を介して増湿器8に供給し、供給する必要のないときには水回収装置15に排水する構成とした。これによりタンク設置のスペース及びコストを節減することができ、供給水の循環による空気冷却器32と給水加熱器12の空焚き防止の効果も得られる。   Further, when the supply water preheated by the air cooler 32 and the supply water preheated by the feed water heater 12 are merged before being supplied to the humidifier 8, it is possible to temporarily store both in a common tank. However, the space and cost for installing the tank are increased. On the other hand, in this embodiment, the water storage unit 15 of the water recovery device 15 is effectively used, and the feed water preheated by the air cooler 32 and the feed water preheated by the feed water heater 12 are humidified via the mixer 29 when necessary. It was set as the structure which drains to the water collection | recovery apparatus 15 when it supplies to the container 8 and it is not necessary to supply. As a result, the space and cost for installing the tank can be reduced, and the effect of preventing air-cooling of the air cooler 32 and the feed water heater 12 by circulating the feed water can be obtained.

また、増湿器8への供給水の水温制御をする限りにおいては、例えば空気冷却器32に圧縮空気を流通する配管に流量調整弁を設け、圧縮空気流量を制御することにより空気冷却器32による供給水の加熱量を調整することも考えられる。しかしこの場合には、流量調整弁を設けることによる圧力損失が加わるため、燃焼器3に供給される燃焼用空気の圧力損失増大につながる。それに対し、本実施形態では、増湿器8への給水温度のみで圧縮空気の加湿量を制御するので、燃焼用空気の圧力損失を最小限に止め、全体として高効率のシステムを構築することが可能となる。   In addition, as long as the temperature of the water supplied to the humidifier 8 is controlled, for example, a flow rate adjusting valve is provided in a pipe through which the compressed air flows in the air cooler 32, and the air cooler 32 is controlled by controlling the compressed air flow rate. It is also conceivable to adjust the heating amount of the feed water. However, in this case, a pressure loss due to the provision of the flow rate adjusting valve is added, leading to an increase in the pressure loss of the combustion air supplied to the combustor 3. On the other hand, in this embodiment, since the humidification amount of the compressed air is controlled only by the temperature of the water supply to the humidifier 8, the pressure loss of the combustion air is minimized, and a highly efficient system as a whole is constructed. Is possible.

図6は増湿器制御装置101による増湿器8の起動・停止手順の他の例を表すフローチャートである。
先の図2の手順では三方弁17,18を切換制御する場合を説明したが、三方弁17,18は開度調整可能であり、それぞれ混合器29への給水と水回収装置15への排水の割合を開度によって調整することができる。図6に示した例はこうした三方弁17,18の開度調整機能を活かした手順である。
FIG. 6 is a flowchart showing another example of the start / stop procedure of the humidifier 8 by the humidifier controller 101.
In the procedure of FIG. 2, the case where the three-way valves 17 and 18 are switched and controlled has been described. However, the opening degrees of the three-way valves 17 and 18 can be adjusted, and the water supply to the mixer 29 and the water discharge to the water recovery device 15, respectively. The ratio can be adjusted by the opening. The example shown in FIG. 6 is a procedure utilizing such an opening adjustment function of the three-way valves 17 and 18.

図6において、ステップ301,302は図2のステップ201,202と同様である。ステップ302で起動モードが判定されたらステップ303に移り、まず空気冷却器出口三方弁18の開度Cvaを増湿器8側に中間開度x%とし(つまり空気冷却器32からの供給水のx%が混合器29に流入するようにし)、空気冷却器32の供給水の一部(x%)を増湿器8に供給する。続くステップ304は図2のステップ204と同様であり、このステップでガスタービンが静定したことを確認した後、ステップ305に手順を移す。   In FIG. 6, steps 301 and 302 are the same as steps 201 and 202 in FIG. When the start mode is determined in step 302, the process proceeds to step 303, and first, the opening Cva of the air cooler outlet three-way valve 18 is set to the intermediate opening x% on the humidifier 8 side (that is, the supply water from the air cooler 32). x% is allowed to flow into the mixer 29), and a part (x%) of the water supplied from the air cooler 32 is supplied to the humidifier 8. Subsequent step 304 is the same as step 204 in FIG. 2, and after confirming that the gas turbine has settled in this step, the procedure proceeds to step 305.

ステップ305は図2のステップ205と同様であり、給水加熱器出口三方弁17の開度Cvbを増湿器側に全開とし(つまり給水加熱器12からの供給水の100%が混合器29に流入するようにし)、給水加熱器12の供給水を全量増湿器9に供給してステップ306に移る。   Step 305 is the same as step 205 in FIG. 2, and the opening degree Cvb of the feed water heater outlet three-way valve 17 is fully opened to the humidifier side (that is, 100% of the feed water from the feed water heater 12 is fed to the mixer 29. Then, the entire amount of water supplied from the feed water heater 12 is supplied to the humidifier 9, and the process proceeds to Step 306.

ステップ306では、混合器出口給水温度Twが目標値に一致するよう空気冷却器出口三方弁18の開度Cvaをx%からx’%に補正する。空気冷却器三方弁18の開度Cvaを補正したら、ステップ304と同様の続くステップ307でガスタービンの静定を確認する。ガスタービンの静定が確認されたら、ステップ308に移って空気冷却器出口三方弁18の開度Cvaを増湿器側に全開とし(つまり空気冷却器32からの供給水の100%が混合器29に流入するようにし)、増湿器8による加湿開始の手順を終了する。   In step 306, the opening degree Cva of the air cooler outlet three-way valve 18 is corrected from x% to x '% so that the mixer outlet feed water temperature Tw matches the target value. When the opening degree Cva of the air cooler three-way valve 18 is corrected, in step 307, which is the same as step 304, the stabilization of the gas turbine is confirmed. When the stabilization of the gas turbine is confirmed, the routine proceeds to step 308 where the opening degree Cva of the air cooler outlet three-way valve 18 is fully opened to the humidifier side (that is, 100% of the water supplied from the air cooler 32 is mixed into the mixer). 29) and the humidification start procedure by the humidifier 8 is completed.

一方、ステップ302で停止モードが判定されたらステップ309に移り、空気冷却器出口三方弁18の開度Cvaを増湿器側100%から中間開度x%とし(つまり空気冷却器32からの供給水のx%が混合器29に流入するようにし)、空気冷却器32の供給水の一部(x%)をブロー配管26へと排水する。ステップ304と同様の続くステップ310でガスタービンが静定したことを確認したら続くステップ311に移行する。ステップ311は図2のステップ209と同様の手順であり、給水加熱器出口三方弁17の開度Cvbを増湿器側に全閉とし(つまり給水加熱器12からの供給水の100%がブロー配管26に流入するようにし)、給水加熱器12の供給水の全量を水回収装置15へと排水する。   On the other hand, when the stop mode is determined in step 302, the routine proceeds to step 309, where the opening degree Cva of the air cooler outlet three-way valve 18 is changed from 100% of the humidifier side to the intermediate opening degree x% (that is, supplied from the air cooler 32). X% of the water flows into the mixer 29), and a part (x%) of the water supplied from the air cooler 32 is discharged to the blow pipe 26. If it is confirmed in step 310 that is the same as step 304 that the gas turbine has settled, the process proceeds to step 311. Step 311 is the same procedure as Step 209 in FIG. 2, and the opening degree Cvb of the feed water heater outlet three-way valve 17 is fully closed to the humidifier side (that is, 100% of the feed water from the feed water heater 12 is blown). The entire amount of water supplied from the feed water heater 12 is drained to the water recovery device 15.

続くステップ312では、混合器出口給水温度Twが目標値に一致するよう空気冷却器出口三方弁18の開度Cvaをx%からx’%に補正し、続くステップ313でステップ304と同様にしてガスタービンの静定を確認する。ガスタービンの静定が確認されたら、ステップ314に移って空気冷却器出口三方弁18の開度Cvaを増湿器側に全閉として(つまり空気冷却器32からの供給水の100%が水回収装置15に排水されるようにして)圧縮空気の加湿停止の手順を終了する。   In the subsequent step 312, the opening degree Cva of the air cooler outlet three-way valve 18 is corrected from x% to x '% so that the mixer outlet feed water temperature Tw matches the target value, and in the subsequent step 313, the same as step 304 is performed. Check gas turbine stabilization. When the gas turbine is settled, the routine proceeds to step 314, where the opening degree Cva of the air cooler outlet three-way valve 18 is fully closed to the humidifier side (that is, 100% of the water supplied from the air cooler 32 is water). The procedure for stopping the humidification of the compressed air is completed (so that it is drained to the recovery device 15).

図2の制御手順では、給水加熱器12からの供給水の全量を増湿器8に注水した際、増湿器8の出口での加湿空気の湿分の増加に伴ってタービン出口排気温度Txが変動し、さらに給水加熱器12の給水温度が変動して増湿器8の出口での湿分が変動する。これに対して図6の制御手順では、混合器出口給水温度Twの変動を監視して空気冷却器出口三方弁18を開度調整することで混合器出口給水温度Twを制御し、増湿器8の出口における圧縮空気の湿分変動を抑制する。これにより、図2の制御手順と同様の効果に加え、燃焼器3に供給する圧縮空気の湿分変動がより抑制され、増湿器8の起動・停止をより短時間で完了させることができる。   In the control procedure of FIG. 2, when the entire amount of supply water from the feed water heater 12 is poured into the humidifier 8, the turbine outlet exhaust temperature Tx increases with the increase in the humidity of the humidified air at the outlet of the humidifier 8. Fluctuates, and the feed water temperature of the feed water heater 12 fluctuates and the moisture at the outlet of the humidifier 8 fluctuates. On the other hand, in the control procedure of FIG. 6, the mixer outlet water supply temperature Tw is controlled by monitoring the fluctuation of the mixer outlet water supply temperature Tw and adjusting the opening degree of the air cooler outlet three-way valve 18. The moisture fluctuation of the compressed air at the outlet of 8 is suppressed. Thereby, in addition to the effect similar to the control procedure of FIG. 2, the fluctuation | variation of the humidity of the compressed air supplied to the combustor 3 is suppressed more, and starting and stopping of the humidifier 8 can be completed in a shorter time. .

図7は図6の制御手順による増湿器8の挙動を示している。この図では、図6の制御手順により圧縮空気の加湿を開始した際のタービン出口排気温度Tx、混合器出口給水温度Tw、増湿器8の出口における絶対湿度を示してある。
ステップ303(図6)の時点では、空気冷却器出口三方弁18を中間開度x%とした場合、混合器出口給水温度Twは空気冷却器32の出口における給水温度に一致する。また、増湿器8での加湿が開始されるので増湿器8の出口湿度が上昇しそれに応じてタービン出口排気温度Txが低下する。
FIG. 7 shows the behavior of the humidifier 8 according to the control procedure of FIG. In this figure, the turbine outlet exhaust temperature Tx, the mixer outlet feed water temperature Tw, and the absolute humidity at the outlet of the humidifier 8 when humidification of compressed air is started by the control procedure of FIG. 6 are shown.
At the time of step 303 (FIG. 6), when the air cooler outlet three-way valve 18 is set to the intermediate opening x%, the mixer outlet feed water temperature Tw matches the feed water temperature at the outlet of the air cooler 32. Further, since humidification in the humidifier 8 is started, the outlet humidity of the humidifier 8 rises and the turbine outlet exhaust temperature Tx falls accordingly.

次に給水加熱器出口三方弁17をブロー配管26側から混合器29側へと切り換え(ステップ305)、空気冷却器出口三方弁18の開度調整によって混合器出口給水温度Twを制御する(ステップ306)。これにより増湿器8の出口湿度は上昇し湿度変化に応じてタービン出口排気温度Txも変動するが、混合器出口給水温度Twをほぼ一定に制御した結果、増湿器8の出口における湿度の過渡的な変動は最小限に抑制されガスタービンがより短時間に静定する。そして最後に空気冷却器出口三方弁18を混合器29側へと完全に切り替え(ステップ308)増湿器8の起動が完了する。   Next, the feed water heater outlet three-way valve 17 is switched from the blow pipe 26 side to the mixer 29 side (step 305), and the mixer outlet feed water temperature Tw is controlled by adjusting the opening degree of the air cooler outlet three-way valve 18 (step 305). 306). As a result, the outlet humidity of the humidifier 8 rises and the turbine outlet exhaust temperature Tx also fluctuates in accordance with the humidity change. However, as a result of controlling the mixer outlet feed water temperature Tw substantially constant, the humidity at the outlet of the humidifier 8 is controlled. Transient fluctuations are minimized and the gas turbine settles in a shorter time. Finally, the air cooler outlet three-way valve 18 is completely switched to the mixer 29 side (step 308), and the activation of the humidifier 8 is completed.

このように、図6の制御手順を実施することにより、混合器出口給水温度Twの変動を最小限に抑えることができ、増湿器8の起動時における運転状態をより短時間に安定させることができる。増湿器停止時も同様である。   Thus, by performing the control procedure of FIG. 6, the fluctuation | variation of the mixer exit water supply temperature Tw can be suppressed to the minimum, and the operation state at the time of starting of the humidifier 8 can be stabilized in a short time. Can do. The same applies when the humidifier is stopped.

なお、以上においては、ガスタービンの静定判定や三方弁17,18・燃料流量調整弁6の制御をタービン排気温度Txと燃料流量指令FDに基づいて実行したが、これらの他にも例えば発電出力・燃焼機の入口温度・再生熱交換器11の出口における圧縮空気温度・再生熱交換器11の出口における排気ガス温度等を用いることも考えられる。   In the above description, the determination of the gas turbine stabilization and the control of the three-way valves 17 and 18 and the fuel flow rate adjustment valve 6 are executed based on the turbine exhaust temperature Tx and the fuel flow rate command FD. It is also conceivable to use the output, the inlet temperature of the combustor, the compressed air temperature at the outlet of the regeneration heat exchanger 11, the exhaust gas temperature at the outlet of the regeneration heat exchanger 11, and the like.

また、図6の制御手順では増湿器起動停止時における混合器出口給水温度Twを一定に制御するよう空気冷却器出口三方弁18の開度Cvaを制御したが、混合器出口給水温度Twの目標温度TwRを燃料流量指令FD又は負荷要求指令UDの関数として、TwがTwRに追従するよう制御しても良い。この場合、負荷変化時における増湿器8の特性を任意に制御することによりさらに安定した負荷運用が可能となる。   Further, in the control procedure of FIG. 6, the opening degree Cva of the air cooler outlet three-way valve 18 is controlled so that the mixer outlet feed water temperature Tw at the start and stop of the humidifier is kept constant. The target temperature TwR may be controlled so that Tw follows TwR as a function of the fuel flow rate command FD or the load request command UD. In this case, a more stable load operation can be achieved by arbitrarily controlling the characteristics of the humidifier 8 when the load changes.

また、図1に示した回路図では、空気冷却器32や給水加熱器12で加熱された供給水の混合器29と水回収装置15への供給割合を調整するのに三方弁17,18を用いたが、例えば空気冷却器32(又は給水加熱器12)から混合器29と水回収装置15とに接続する各配管にそれぞれ流量調整弁を設け、これら流量調整弁の開度調整によって同様の制御を行うようにしても良い。この場合も同様の効果が得られる。   In the circuit diagram shown in FIG. 1, the three-way valves 17 and 18 are used to adjust the supply ratio to the mixer 29 and the water recovery apparatus 15 heated by the air cooler 32 or the feed water heater 12. Although used, for example, each pipe connected to the mixer 29 and the water recovery device 15 from the air cooler 32 (or the feed water heater 12) is provided with a flow rate adjusting valve, and the same adjustment is made by adjusting the opening of these flow rate adjusting valves. Control may be performed. In this case, the same effect can be obtained.

本発明の一実施形態に係る高湿分ガスタービンシステムの概略構成を表す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of a high-humidity gas turbine system according to an embodiment of the present invention. 増湿器制御装置による増湿器の起動・停止手順の一例を表すフローチャートである。It is a flowchart showing an example of the starting / stopping procedure of the humidifier by the humidifier controller. 図2の手順による増湿器の起動時のタービン出口排気温度の変動を表すグラフである。It is a graph showing the fluctuation | variation of the turbine exit exhaust temperature at the time of starting of the humidifier by the procedure of FIG. 増湿器の起動時に空気冷却器よりも先に給水加熱器を操作した場合のタービン出口排気温度の変動を表すグラフである。It is a graph showing the fluctuation | variation of the turbine exit exhaust temperature at the time of operating a feed water heater before an air cooler at the time of starting of a humidifier. 増湿器の起動時に空気冷却器と給水加熱器とを同時操作する場合のタービン出口排気温度の変動を表すグラフである。It is a graph showing the fluctuation | variation of the turbine exit exhaust temperature at the time of operating an air cooler and a feed water heater simultaneously at the time of starting of a humidifier. 増湿器制御装置による増湿器の起動・停止手順の他の例を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the other example of the starting / stopping procedure of the humidifier by the humidifier controller. 図6の制御手順による増湿器の挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of the humidifier by the control procedure of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 タービン
2 圧縮機
8 増湿器
3 燃焼器
6 燃料流量調整弁
11 再生熱交換器
12 給水加熱器
15 水回収装置
17 給水加熱器出口三方弁
18 空気冷却器出口三方弁
29 混合器
30 給水温度検出器
31 排気温度検出器
32 空気冷却器
100 ガスタービン制御装置
101 増湿器制御装置
102 燃料流量調整弁制御装置
Tw 混合器出口給水温度
Tx タービン出口排気温度
UD 負荷要求指令値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine 2 Compressor 8 Humidifier 3 Combustor 6 Fuel flow control valve 11 Regenerative heat exchanger 12 Feed water heater 15 Water recovery device 17 Feed water heater outlet three-way valve 18 Air cooler outlet three-way valve 29 Mixer 30 Feed water temperature Detector 31 Exhaust temperature detector 32 Air cooler 100 Gas turbine controller 101 Humidifier controller 102 Fuel flow control valve controller Tw Mixer outlet feed water temperature Tx Turbine outlet exhaust temperature UD Load request command value

Claims (10)

空気を圧縮する圧縮機と、
この圧縮機で圧縮された圧縮空気を加湿する増湿器と、
この増湿器で加湿された圧縮空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、
この燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるタービンと、
このタービンから排出された排気ガスと前記増湿器から前記燃焼器に供給される圧縮空気との間で熱交換させる再生熱交換器と、
この再生熱交換器を通過した排気ガスによって前記増湿器で圧縮空気に添加される供給水を予熱する給水加熱器と、
前記圧縮機からの圧縮空気によって前記増湿器で圧縮空気に添加される供給水を予熱する空気冷却器と、
前記給水加熱器で予熱した供給水と前記空気冷却器で予熱した供給水とを合流させる混合器と、
前記給水加熱器を通過した排気ガスの湿分を回収する水回収装置と、
前記空気冷却器からの供給水が前記混合器と前記水回収装置とに導かれる割合を変更可能な第1制御弁と、
前記給水加熱器からの供給水が前記混合器と前記水回収装置とに導かれる割合を変更可能な第2制御弁と、
前記第1及び第2制御弁を制御して前記増湿器での圧縮空気の加湿量を調整する制御装置と
を備えたことを特徴とする高湿分ガスタービン設備。
A compressor for compressing air;
A humidifier for humidifying the compressed air compressed by the compressor;
A combustor for burning the compressed air and fuel humidified by the humidifier;
A turbine driven by combustion gas from the combustor;
A regenerative heat exchanger that exchanges heat between the exhaust gas discharged from the turbine and the compressed air supplied from the humidifier to the combustor;
A feed water heater for preheating the feed water added to the compressed air in the humidifier by the exhaust gas that has passed through the regenerative heat exchanger;
An air cooler that preheats the feed water added to the compressed air by the humidifier with the compressed air from the compressor;
A mixer for combining the feed water preheated by the feed water heater and the feed water preheated by the air cooler;
A water recovery device for recovering moisture of exhaust gas that has passed through the feed water heater;
A first control valve capable of changing a rate at which water supplied from the air cooler is led to the mixer and the water recovery device;
A second control valve capable of changing a rate at which feed water from the feed water heater is led to the mixer and the water recovery device;
A high-humidity gas turbine equipment, comprising: a control device that controls the first and second control valves to adjust a humidification amount of the compressed air in the humidifier.
請求項1の高湿分ガスタービン設備において、前記制御装置は、
前記増湿器での加湿開始時には、前記第1制御弁を制御して前記空気冷却器からの供給水を前記混合器に供給した後、前記第2制御弁を制御して前記給水加熱器からの供給水を前記混合器に供給し、
前記増湿器での加湿停止時には、前記第1制御弁を制御して前記空気冷却器からの供給水を前記水回収装置に排水した後、前記第2制御弁を制御して前記給水加熱器からの供給水を前記水回収装置に排水する
ことを特徴とする高湿分ガスタービン設備。
The high-humidity gas turbine equipment according to claim 1, wherein the control device includes:
At the start of humidification in the humidifier, the first control valve is controlled to supply water supplied from the air cooler to the mixer, and then the second control valve is controlled to supply water from the feed water heater. Supply water to the mixer,
When humidification is stopped in the humidifier, the first control valve is controlled to drain water supplied from the air cooler to the water recovery device, and then the second control valve is controlled to control the feed water heater. The high-humidity gas turbine equipment is characterized by draining water supplied from the water to the water recovery device.
請求項1の高湿分ガスタービン設備において、前記タービンから排出される排気ガスの温度を検出する排気温度検出器を備え、前記制御装置は、この排気温度検出器からの検出信号と入力された負荷要求指令値とを基に前記第1及び第2制御弁を制御することを特徴とする高湿分ガスタービン設備。   2. The high-humidity gas turbine facility according to claim 1, further comprising an exhaust temperature detector that detects a temperature of exhaust gas discharged from the turbine, wherein the control device receives a detection signal from the exhaust temperature detector. A high-humidity gas turbine facility that controls the first and second control valves based on a load request command value. 請求項3の高湿分ガスタービン設備において、前記制御装置は、前記第1制御弁の制御後と前記第2制御弁の制御後に前記排気温度検出器の検出信号を監視することで運転状態の静定判定をし、静定が確認された後に手順を移行又は終了することを特徴とする高湿分ガスタービン設備。   The high-humidity gas turbine equipment according to claim 3, wherein the control device monitors the detection signal of the exhaust temperature detector after controlling the first control valve and after controlling the second control valve. A high-humidity gas turbine facility characterized in that a stationary determination is made and the procedure is shifted or terminated after the stabilization is confirmed. 請求項1の高湿分ガスタービン設備において、前記制御装置は、
前記増湿器での加湿開始時には、前記第1制御弁を制御して前記空気冷却器からの供給水の一部を前記混合器に供給した後、前記第2制御弁を制御して前記給水加熱器からの供給水の全量を前記混合器に供給し、さらに前記第1制御弁を制御して前記空気冷却器からの供給水の全量を前記混合器に供給し、
前記増湿器での加湿停止時には、前記第1制御弁を制御して前記空気冷却器からの供給水の一部を前記水回収装置に排水した後、前記第2制御弁を制御して前記給水加熱器からの供給水の全量を前記水回収装置に排水し、さらに前記第1制御弁を制御して前記空気冷却器からの供給水の全量を前記水回収装置に排水する
ことを特徴とする高湿分ガスタービン設備。
The high-humidity gas turbine equipment according to claim 1, wherein the control device includes:
At the start of humidification in the humidifier, the first control valve is controlled to supply a part of water supplied from the air cooler to the mixer, and then the second control valve is controlled to supply the water supply. Supplying the total amount of water supplied from the heater to the mixer, and further controlling the first control valve to supply the total amount of water supplied from the air cooler to the mixer;
When humidification is stopped in the humidifier, the first control valve is controlled to drain part of the water supplied from the air cooler to the water recovery device, and then the second control valve is controlled to The total amount of water supplied from the feed water heater is drained to the water recovery device, and further, the first control valve is controlled to drain the total amount of water supplied from the air cooler to the water recovery device. High humidity gas turbine equipment.
請求項5の高湿分ガスタービン設備において、前記混合器から前記増湿器に供給される供給水の温度を検出する給水温度検出器をさらに備え、前記制御装置は、前記給水温度検出器の検出結果が目標値と一致するような前記第1制御弁への指令信号を演算することを特徴とする高湿分ガスタービン設備。   6. The high-humidity gas turbine equipment according to claim 5, further comprising a feed water temperature detector that detects a temperature of feed water supplied from the mixer to the humidifier, and the control device includes a feed water temperature detector. A high-humidity gas turbine facility characterized by calculating a command signal to the first control valve such that a detection result coincides with a target value. 請求項1の高湿分ガスタービン設備において、前記混合器は、前記空気冷却器からの給水管路と前記給水加熱器からの給水管路の合流部であることを特徴とする高湿分ガスタービン設備。   2. The high-humidity gas turbine equipment according to claim 1, wherein the mixer is a junction of a feed water line from the air cooler and a feed water line from the feed water heater. Turbine equipment. 請求項1の高湿分ガスタービン設備において、
前記燃焼器に供給される燃料の流量を調整する燃料流量調整弁と、
前記タービンから排出される排気ガスの温度を検出する排気温度検出器と、
前記混合器から前記増湿器に供給される供給水の温度を検出する給水温度検出器と、
前記排気温度検出器からの検出信号と入力された負荷要求指令値とを基に燃料流量指令値を演算するガスタービン制御装置と、
このガスタービン制御装置からの燃料流量指令値に応じて前記燃料流量調整弁を制御する燃料流量調整弁制御装置とを有し、
前記加湿量を調整する制御装置は、前記ガスタービン制御装置からの燃料流量指令値と前記給水温度検出器からの検出信号に応じて前記第1及び第2制御弁を制御して前記増湿器での圧縮空気の加湿量を調整する増湿器制御装置である
ことを特徴とする高湿分ガスタービン設備。
The high-humidity gas turbine equipment according to claim 1,
A fuel flow rate adjustment valve for adjusting the flow rate of fuel supplied to the combustor;
An exhaust temperature detector for detecting the temperature of the exhaust gas discharged from the turbine;
A feed water temperature detector for detecting the temperature of the feed water supplied from the mixer to the humidifier;
A gas turbine control device that calculates a fuel flow rate command value based on a detection signal from the exhaust temperature detector and an input load request command value;
A fuel flow control valve control device that controls the fuel flow control valve in accordance with a fuel flow command value from the gas turbine control device,
The control device that adjusts the humidification amount controls the first and second control valves according to a fuel flow rate command value from the gas turbine control device and a detection signal from the feed water temperature detector, and the humidifier. A high-humidity gas turbine facility, characterized by being a humidifier control device that adjusts the humidification amount of compressed air at the plant.
空気を圧縮する圧縮機と、この圧縮機で圧縮された圧縮空気を加湿する増湿器と、この増湿器で加湿された圧縮空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、この燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるタービンと、このタービンから排出された排気ガスと前記増湿器から前記燃焼器に供給される圧縮空気との間で熱交換させる再生熱交換器と、この再生熱交換器を通過した排気ガスによって前記増湿器で圧縮空気に添加される供給水を予熱する給水加熱器と、前記圧縮機からの圧縮空気によって前記増湿器で圧縮空気に添加される供給水を予熱する空気冷却器と、前記給水加熱器で予熱した供給水と前記空気冷却器で予熱した供給水とを合流させる混合器と、前記給水加熱器を通過した排気ガスの湿分を回収する水回収装置と、前記空気冷却器からの供給水が前記混合器と前記水回収装置とに導かれる割合を変更可能な第1制御弁と、前記給水加熱器からの供給水が前記混合器と前記水回収装置とに導かれる割合を変更可能な第2制御弁と、前記タービンから排出される排気ガスの温度を検出する排気温度検出器とを備えた高湿分ガスタービン設備に用いられ、前記第1及び第2制御弁を制御して前記増湿器での圧縮空気の加湿量を調整することを特徴とする制御装置。   A compressor that compresses air; a humidifier that humidifies compressed air compressed by the compressor; a combustor that combusts compressed air and fuel humidified by the humidifier; and A turbine driven by combustion gas, a regenerative heat exchanger that exchanges heat between exhaust gas discharged from the turbine and compressed air supplied from the humidifier to the combustor, and the regenerative heat exchanger The feed water heater that preheats the feed water added to the compressed air by the humidifier by the exhaust gas that has passed through, and the feed water that is added to the compressed air by the humidifier by the compressed air from the compressor An air cooler, a mixer for combining the feed water preheated by the feed water heater and the feed water preheated by the air cooler, and water recovery for collecting the moisture content of the exhaust gas that has passed through the feed water heater From the device and the air cooler A first control valve capable of changing a rate at which feed water is led to the mixer and the water recovery device, and a rate at which feed water from the feed water heater is led to the mixer and the water recovery device can be changed. Used in a high-humidity gas turbine facility having a second control valve and an exhaust temperature detector for detecting the temperature of the exhaust gas discharged from the turbine, and controlling the first and second control valves. A control device for adjusting a humidification amount of compressed air in the humidifier. ガスタービンの燃焼器で燃焼する圧縮空気を増湿器で加湿する高湿分ガスタービン設備の制御方法において、
前記増湿器での圧縮空気の加湿開始時には、圧縮機からの圧縮空気によって予熱された供給水を前記増湿器に供給した後、タービンから排出される排気ガスによって予熱された供給水を前記圧縮空気によって予熱された供給水に合流させて前記増湿器に供給し、
前記増湿器での圧縮空気の加湿停止時には、圧縮機からの圧縮空気によって予熱された供給水の前記増湿器への供給を停止した後、タービンから排出される排気ガスによって予熱された供給水の前記増湿器への供給を停止し、
これにより前記増湿器で圧縮空気に添加される供給水の温度を調整し圧縮空気の加湿量を段階的に調整する
ことを特徴とする高湿分ガスタービン設備の制御方法。
In a control method for a high-humidity gas turbine facility in which compressed air combusted in a gas turbine combustor is humidified by a humidifier,
At the start of humidification of the compressed air in the humidifier, the supply water preheated by the compressed air from the compressor is supplied to the humidifier, and then the supply water preheated by the exhaust gas discharged from the turbine is Join the feed water preheated with compressed air and supply it to the humidifier,
When the humidification of the compressed air is stopped in the humidifier, the supply of water preheated by the compressed air from the compressor is stopped to the humidifier, and then the preheated supply by the exhaust gas discharged from the turbine Stop supplying water to the humidifier,
Thereby, the temperature of the supply water added to compressed air with the said humidifier is adjusted, and the humidification amount of compressed air is adjusted in steps, The control method of the high-humidity gas turbine equipment characterized by the above-mentioned.
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