(57)【要約】【課題】安定運転を維持し、プラント全体の発電効率を向上させることのできる発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラントを提供することを目的とする。【解決手段】給水加熱器３において加熱された給水が節炭器４を介してボイラ５へ供給され、発電プラント１の制御装置２０であって、節炭器４の出口側の熱水状態に基づいて、節炭器４においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、限度温度に基づいて、節炭器４へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定部と、節炭器４へ供給される給水の温度が、上限温度へ近づくように、蒸気タービン１３から給水加熱器３へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う供給制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御装置であって、
前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定部と、
前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う供給制御部と、
を備える発電プラントの制御装置。
【請求項２】
前記供給制御部は、前記給水加熱器が複数設けられた多段構成となっている場合、前記給水の流れに対して最も下流側の前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う請求項１に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項３】
前記供給制御部は、前記節炭器へ供給される前記給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、抽気蒸気の流量を制御する請求項１または２に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項４】
前記供給制御部は、前記節炭器へ供給される前記給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、前記蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する制御を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項５】
前記供給制御部は、前記蒸気タービンの負荷に応じて、前記蒸気タービンから抽気した高圧側抽気蒸気または低圧側抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する制御を行う請求項４に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項６】
発電プラントの負荷に応じて、前記節炭器において熱交換後に排出され脱硝装置に供給される排ガスの温度が基準温度へ近づくように、前記節炭器の出口側の前記排ガスに対してバイパス供給される前記節炭器の入口側の前記ボイラで生成された燃焼ガスの流量を制御する排ガス温度調整部を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項７】
前記排ガス温度調整部は、発電プラントの全負荷時において、前記節炭器の出口側の前記排ガスに対して前記節炭器の入口側の前記燃焼ガスの流量をバイパス供給されるよう制御する請求項６に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項８】
ボイラと、
蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気が供給される給水加熱器と、
節炭器と、
請求項１から７のいずれか１項に記載の発電プラントの制御装置と、
を備えた発電プラント。
【請求項９】
給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御方法であって、
前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定工程と、
前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う供給制御工程と、
を有する発電プラントの制御方法。
【請求項１０】
給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御プログラムであって、
前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定処理と、
前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う供給制御処理と、
をコンピュータに実行させるための発電プラントの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントにおける給水加熱器は、蒸気タービンから抽気した蒸気を利用して給水を加熱し、ボイラへ供給している。一般的に、ボイラに供給される給水の温度が高いほどボイラで燃焼する燃料流量は少なくても良くなり、給水加熱のための熱量を除いた見た目のプラントの発電効率は向上する。
【０００３】
特許文献１では、蒸気タービンから抽気した蒸気を給水加熱器へ供給するために、高圧抽気管と低圧抽気管を設け、定格運転時と部分負荷運転時とで高圧抽気管及び低圧抽気管の開閉状態を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５５３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、発電プラントは、全負荷において最も発電効率が高くなるように設計されている。このため、部分負荷では、給水加熱器へ供給する蒸気タービンから抽気した蒸気の条件が低下することにより給水温度が低下し、発電効率が低下する傾向にある。しかしながら、発電プラントにおいては部分負荷で運転する場合があり、部分負荷での発電効率向上が望まれている。
【０００６】
特許文献１に記載された発電プラントは、蒸気タービンから抽気した高圧蒸気と低圧蒸気とを用いて部分負荷運転時に給水温度を上昇させ、効率向上を図るものである。しかしながら、給水温度を上昇させすぎると、節炭器の設計温度を超えたり、節炭器の後流に位置する火炉の設計で想定された条件を逸脱する原因となる。そのため、発電プラントの安定運転を維持することが困難となる可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発電プラントの安定運転を維持し、プラント全体の発電効率を向上させることのできる発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様は、給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御装置であって、前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定部と、前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う供給制御部と、を備える発電プラントの制御装置である。
【０００９】
上記のような構成によれば、節炭器において給水の一部に蒸発が始まるスチーミング現象が発生しない限界温度において、蒸気タービンから給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給を制御して給水の温度を高めることができるため、安定運転を維持し、プラント全体の発電効率を向上させることができる。このため、全負荷時であっても部分負荷時であっても、効果的に発電効率を向上させることができ、発電プラントの年間効率を向上させることも可能となる。
【００１０】
上記制御装置において、前記供給制御部は、前記給水加熱器が複数設けられた多段構成となっている場合、前記給水の流れに対して最も下流側の前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行うこととしてもよい。
【００１１】
上記のような構成によれば、複数の給水加熱器のうち給水の流れに対して最も下流側の給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給を制御するため、節炭器へ供給する給水の温度を制御性を向上し、より効率的に上昇させることが可能となる。これにより、全負荷時であっても部分負荷時であっても、より効果的に発電効率を向上させることができる。
【００１２】
上記制御装置において、前記供給制御部は、前記節炭器へ供給される前記給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、抽気蒸気の流量を制御することとしてもよい。
【００１３】
上記のような構成によれば、抽気蒸気の流量を制御することで、節炭器へ供給される給水の温度を効果的に調整することができる。
【００１４】
上記制御装置において、前記供給制御部は、前記節炭器へ供給される前記給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、前記蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する制御を行うこととしてもよい。
【００１５】
上記のような構成によれば、抽気蒸気として、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の蒸気を切り替えることで、抽気蒸気を有効に利用して節炭器へ供給される給水の温度を効果的に調整することができる。これにより、全負荷時であっても部分負荷時であっても、より効果的に発電効率を向上させることができる。
【００１６】
上記制御装置において、前記供給制御部は、前記蒸気タービンの負荷に応じて、前記蒸気タービンから抽気した高圧側抽気蒸気または低圧側抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する制御を行うこととしてもよい。
【００１７】
上記のような構成によれば、蒸気タービンの負荷（蒸気タービンへの供給蒸気流量）に応じて、蒸気タービンから抽気した高圧側抽気蒸気または低圧側抽気蒸気を切り替えて給水加熱器へ供給することで、節炭器へ供給される給水の温度を効果的に調整することができる。これにより、全負荷時であっても部分負荷時であっても、より効果的に発電効率を向上させることができる。
【００１８】
上記制御装置において、発電プラントの負荷に応じて、前記節炭器において熱交換後に排出され脱硝装置に供給される排ガスの温度が基準温度へ近づくように、前記節炭器の出口側の前記排ガスに対してバイパス供給される前記節炭器の入口側の前記ボイラで生成された燃焼ガスの流量を制御する排ガス温度調整部を備えることとしてもよい。
【００１９】
上記のような構成によれば、発電プラントの負荷に応じて、節炭器から排出され脱硝装置に供給される排ガスの温度を所定範囲内としてボイラ効率を向上することができる。また、全負荷時であっても部分負荷時であっても、より効果的に発電効率を向上させることができる。
【００２０】
上記制御装置において、前記排ガス温度調整部は、発電プラントの全負荷時において、前記節炭器の出口側の前記排ガスに対して前記節炭器の入口側の前記燃焼ガスの流量をバイパス供給されるよう制御することとしてもよい。
【００２１】
上記のような構成によれば、発電プラントの全負荷時であっても、節炭器から排出され脱硝装置に供給される排ガスの温度をより確実に所定範囲内とすることができる。
【００２２】
本発明の第２態様は、ボイラと、蒸気タービンと、前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気が供給される給水加熱器と、節炭器と、上記の発電プラントの制御装置と、を備えた発電プラントである。
【００２３】
本発明の第３態様は、給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御方法であって、前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定工程と、前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う供給制御工程と、を有する発電プラントの制御方法である。
【００２４】
本発明の第４態様は、給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御プログラムであって、前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定処理と、前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う供給制御処理と、をコンピュータに実行させるための発電プラントの制御プログラムである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、安定運転を維持し、プラント全体の発電効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電プラントの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る高圧タービンの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る制御装置が備える機能を示した機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る制御装置における供給制御のフローチャートを示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る制御装置における供給制御による給水温度の例を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る発電プラントの概略構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る高圧タービンの概略構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る制御装置における供給制御のフローチャートを示した図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る制御装置における供給制御による給水温度の例を示した図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る排ガスの流路の概略構成を示す図である。
【図１１】参考例における排ガス流路の状態を例示した図である。
【図１２】参考例における排ガス流路の状態を例示した図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る排ガス流路の状態の一例を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る制御装置が備える機能を示した機能ブロック図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る排ガス流路の状態を例示した図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る排ガス流路の状態を例示した図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る制御装置におけるバイパス弁制御のフローチャートを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔第１実施形態〕
以下に、本発明に係る発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラントの第１実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る制御装置２０を備えた発電プラント１の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る発電プラント１は、給水ポンプ２と、給水加熱器３と、節炭器４と、ボイラ５と、蒸気タービン１３を構成する高圧タービン６、中圧タービン７、低圧タービン８と、制御装置２０とを主な構成として備えている。なお、発電プラント１は、蒸気タービン１３及び蒸気タービン１３から抽気した蒸気を用いて給水を加熱する給水加熱器３を備える構成であれば、図１のような構成に限定されない。
【００２８】
給水ポンプ２は、ボイラ５へ供給される給水を圧送して給水加熱器３へ供給する。具体的には、給水ポンプ２は、例えば、低圧タービン８において仕事をし終えた蒸気が図示しない復水器にて復水され、図示しない復水処理装置や脱気器によって処理が行われた後の水を圧送する。
【００２９】
給水加熱器３は、給水ポンプ２によって圧送された給水を加熱し、ボイラ５へ供給する。本実施形態では、給水加熱器３は複数設けられ３段構成で構成されている場合について説明するが、１段構成または多段構成とすることが可能である。給水加熱器３において、給水の流れ方向に対して最も下流側に配置された給水加熱器、すなわち、給水流路においてボイラ５及び節炭器４に最も近い給水加熱器（以下、「トップヒータ３ａ」という。）では、昇圧昇温条件化で給水を加熱し、ボイラ５及び節炭器４へ供給する給水の温度を調整している。具体的には、トップヒータ３ａには、抽気蒸気流路１０を介して高圧タービン６から抽気した抽気蒸気（高圧タービン６において流通する蒸気の一部を抽気した蒸気）が供給され、該抽気蒸気を用いて給水を加熱する。
【００３０】
本実施形態において、抽気蒸気流路１０は、一端が高圧タービン６の抽気ポートに接続されており、他端がトップヒータ３ａに接続されている抽気蒸気管１１を有する。そして、抽気蒸気管１１には、流量調整弁１２が設けられており、後述する制御装置２０によって流量調整弁１２が制御されることで、トップヒータ３ａへ供給される抽気蒸気の流量が調整される。抽気蒸気管１１は、流量調整弁１２による流量調整範囲をより広くするために、抽気蒸気の流量を調整しないものに比べると、配管径を大きくするなど大容量化することが好ましい。これに伴って、高圧タービン６の抽気ポート及びトップヒータ３ａも大容量化することが好ましい。
【００３１】
本実施形態では、高圧タービン６から抽気された抽気蒸気をトップヒータ３ａに供給することとしているが、給水加熱器３の構成（１段構成や多段構成等）に応じて適宜変更可能である。
【００３２】
節炭器４は、給水加熱器３において加熱された給水が供給され、ボイラ５の燃焼排ガスを用いて給水を予熱する（排熱回収）。節炭器４において、内部の給水の一部に蒸発が始まり蒸気になる現象（スチーミング現象）が発生すると、給水が計画温度以上に高温となり、節炭器４及び節炭器４後段において設計温度などの条件を逸脱して損傷する可能性がある。このため、本実施形態では、抽気蒸気流路１０における流量調整弁１２の制御によって、節炭器４においてスチーミング現象が発生しない限界温度で高温に加熱された給水を節炭器４へ供給する。このため、発電プラント１では、安定運転を維持することができる。ここで、スチーミング現象が発生しない限界温度とは、節炭器４においてスチーミング現象が発生開始する温度よりも数℃から数十℃、さらに好ましくは１℃から３０℃の温度余裕がある範囲を示している。
【００３３】
ボイラ５は、図示しない燃焼バーナで燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを生成し、熱交換器で熱交換を行うことで、節炭器４において給水が予熱された熱水を蒸気（過熱蒸気）にして高圧タービン６へ供給する。具体的には、ボイラ５は、たとえば蒸発器、過熱器等の熱交換器を備えて構成されている。熱水は、蒸発器で加熱されて飽和蒸気となり、過熱器でさらに過熱されることによって過熱蒸気となる。なお、ボイラ５は、上記に限られず様々な構成を採用可能である。
【００３４】
高圧タービン６は、ボイラ５にて生成された過熱蒸気が供給され、過熱蒸気が膨張して、タービン翼を回転駆動させている。すなわち、高圧タービン６では、過熱蒸気のエネルギーを回転のエネルギーへ変換している。本実施形態では、高圧タービン６、後述する中圧タービン７及び低圧タービン８の回転軸は共通であり、該回転軸は発電機１４と接続され、発電機を回転駆動させて発電を行う。高圧タービン６を流通する蒸気の一部は、抽気蒸気として抽気ポートから抽気され、抽気蒸気流路１０を介してトップヒータ３ａへ供給される。図２は、蒸気タービン１３の構成例を示しており、高圧タービン６はＰ０から過熱蒸気が供給され、抽気ポートは、Ｐ１（例えば４段目）に設けられる。なお、抽気ポートの配置位置は適宜設計可能である。また、抽気ポートは、中圧タービン７や低圧タービン８に対して設けることとしてもよい。
【００３５】
中圧タービン７は、高圧タービン６から排出され、再熱された過熱蒸気が供給され、タービン翼を回転駆動させている。中圧タービン７の回転軸は発電機１４と共通に接続され、発電機を回転駆動させて発電を行う。
【００３６】
低圧タービン８は、中圧タービン７から排出された蒸気が供給され、タービン翼を回転駆動させている。低圧タービン８の回転軸は発電機１４と共通に接続され、発電機を回転駆動させて発電を行う。なお、本実施形態では、高圧タービン６、中圧タービン７及び低圧タービン８の回転軸は共通であり、該回転軸は発電機１４と接続され、発電機を回転駆動させて発電を行う。また、高圧タービン６の回転軸、中圧タービン７及び低圧タービン８の回転軸は別であり、各回転軸の回転動力を発電機１４へ接続してもよく上記に限られず様々な構成を採用可能である。
【００３７】
制御装置２０は、給水加熱器３において、蒸気タービン１３から抽気した抽気蒸気を用いて給水を加熱する発電プラント１において、給水加熱器３へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う。本実施形態における抽気蒸気の供給制御の一例は、抽気蒸気の流量制御である。抽気蒸気の流量を制御することで、節炭器４へ供給される給水の温度を効果的に調整することができる。抽気蒸気の供給制御については、抽気蒸気の供給状態を制御して、給水加熱器３に供給される熱エネルギーを調整する方法であれば上記に限定されない。
【００３８】
制御装置２０は、例えば、図示しないＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００３９】
図３は、制御装置２０が備える機能を示した機能ブロック図である。図３に示されるように、制御装置２０は、上限設定部２１と、供給制御部２２と、を備えている。なお、本実施形態における発電プラント１には、制御装置２０における各種処理を行うために計測器が設けられている。具体的には、図１に示すように、節炭器４の入口側に給水の温度Ｔｉを計測する計測器が設けられており、節炭器４の出口側（ボイラ５の入口側）に節炭器４から排出された熱水の温度Ｔｏを計測する計測器及び圧力Ｐｏを計測する計測器が設けられている。各計測器の計測結果を用いて抽気蒸気の供給制御が行われる。
【００４０】
上限設定部２１は、節炭器４の出口側の熱水状態に基づいて、節炭器４においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、限界温度に基づいて、節炭器４へ供給される給水の上限温度を設定する。具体的には、上限設定部２１は、節炭器４の出口側の熱水状態である温度Ｔｏと圧力Ｐｏに基づいて熱水の飽和温度を算出する。節炭器４においてスチーミング現象が発生しない限界温度は、この熱水の飽和温度として算出し、限界温度に基づいて節炭器４へ供給される給水の上限温度が設定される。具体的には、上限設定部２１は、熱水状態として、計測器より熱水の温度Ｔｏ及び圧力Ｐｏを取得し、温度Ｔｏ及び圧力Ｐｏに基づいて、現在の発電プラント１の運転状態における熱水の飽和温度を算出する。そして、この飽和温度を限界温度として算出し、節炭器４においてスチーミング現象が発生しないように、節炭器４へ供給される給水の上限温度を設定する。給水の温度は、発電効率向上のためにはなるべく高温とすることが好ましいが、給水の温度が高すぎると節炭器４においてスチーミング現象が発生してしまう。このため、給水の温度に対して上限値を適切に設定する必要がある。そこで、上限設定部２１では、飽和温度から所定の設定余裕温度（マージン）を減算した値を節炭器４へ供給される給水の上限温度として設定する。設定余裕温度は、節炭器４での熱交換量（温度上昇量）を加味して、例えば数℃から数十℃程度、さらに好ましくは１℃から３０℃に設定される。
【００４１】
このように、上限設定部２１では、熱水の飽和温度に基づいて、節炭器４においてスチーミング現象が生じない限度で適切に給水の上限温度を設定する。これにより安定運転を維持し、全負荷時であっても部分負荷時であっても、より効果的に発電プラント１の発電効率を向上させることができる。
【００４２】
供給制御部２２は、節炭器４へ供給される給水の温度が、上限温度へ近づくように、蒸気タービン１３から給水加熱器３へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う。具体的には、供給制御は、節炭器４へ供給される給水の温度が、上限温度へ近づくように、抽気蒸気流路１０（抽気蒸気管１１）に設けられた流量調整弁１２の開度を調整することで、抽気蒸気の流量を制御する。
【００４３】
給水加熱器３へ供給される抽気蒸気の流量を制御することで、給水加熱器３において用いる熱源（抽気蒸気）の熱エネルギー量を増減することができる。このため、流量調整弁１２の開度を開き、抽気蒸気流量を増加させることによって、給水加熱器３において加熱する給水の温度を上昇させることができる。例えば、部分負荷状態では、高圧タービン６へ供給される蒸気条件が低下するため、給水加熱器３へ供給される抽気蒸気の条件（圧力及び／または温度）も低下するが、低下分を補い、抽気蒸気の流量を増加させることで、給水の温度を上限温度まで上昇させることが可能である。
【００４４】
供給制御部２２では、節炭器４の入口側に設けた温度計にて、現在節炭器４に供給される給水の温度Ｔｉを取得する。そして、温度Ｔｉに基づいて、流量調整弁１２の開度を調整して抽気蒸気の流量を制御し、給水の温度を上限温度に近づける。すなわち、供給制御部２２では、温度Ｔｉに対してフィードバック制御を行い、供給される給水の温度Ｔｉがより確実に上限温度となるように流量調整弁１２の制御を行う。
【００４５】
次に、上述の制御装置２０による蒸気の供給制御について図４を参照して説明する。図４に示すフローは、発電プラント１が稼働している場合に、所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００４６】
まず、節炭器４の出口側の熱水の温度Ｔｏ及び圧力Ｐｏを取得して現在の運転状態における熱水の飽和温度（節炭器４の限界温度）を算出する（Ｓ１０１）。
【００４７】
次に、算出した飽和温度（節炭器４の限界温度）に基づいて、節炭器４へ供給する給水の上限温度を設定する（Ｓ１０２）。
【００４８】
次に、節炭器４へ供給される給水の現在の温度Ｔｉを取得し、温度Ｔｉを上限温度へ近づけるように、抽気蒸気流路１０の流量調整弁１２を制御する（Ｓ１０３）。なお、Ｓ１０３では、温度Ｔｉの計測値に基づいてフィードバック制御が行われ、温度Ｔｉと上限温度とが一致するように制御される。
【００４９】
次に、上述の供給制御による給水温度について図５を参照して説明する。図５には、横軸をボイラ５（または蒸気タービン１３）の負荷状態として、抽気蒸気の圧力と、給水温度（節炭器４へ供給される給水の温度）との特性が示されている。給水温度については、本実施形態における給水温度の特性をＴＬ１として示し、単に一定流量の抽気蒸気を給水加熱器３へ供給する場合を参考例として、参考例における給水温度の特性をＴＬ２として示している。また、負荷状態については、全負荷を１００％として示している。
【００５０】
本実施形態では、抽気蒸気の圧力は、負荷状態に依存して変化する。すなわち、抽気蒸気の圧力は、全負荷の場合に圧力が最も高く、負荷状態が低くなるほど低くなる（部分負荷）。このため、参考例（ＴＬ２）のように、抽気蒸気の流量を一定とした場合には、部分負荷となると給水加熱器３において高い熱エネルギーの熱源を確保できなくなり、給水を十分に加熱できなくなる。このため、参考例（ＴＬ２）では、負荷状態が低くなるとともに、給水温度は飽和温度（または図示していない設定余裕温度を考慮した限界温度）との差が大きくなり、発電効率の低下を招いてしまう。
【００５１】
これに対して、本実施形態（ＴＬ１）では、抽気蒸気流路１０における流量調整弁１２を用いて抽気蒸気流量を調整し、節炭器４へ供給する給水の温度を制御する。このため、部分負荷状態であっても、抽気蒸気の圧力低下を補って流量を増加させ、給水温度を効果的に向上させている。すなわち、本実施形態（ＴＬ１）では、全負荷及び部分負荷の広い負荷状態範囲において発電プラント１の効率を向上させることができる。また、節炭器４においてスチーミング現象が生じないように給水温度に対して上限温度を設けているため、発電プラント１の安定運転をより確実に維持することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態に係る発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラントによれば、節炭器４においてスチーミング現象が発生しない限界温度において、蒸気タービン１３から給水加熱器３へ供給される抽気蒸気の供給を制御して給水の温度を高めることができるため、安定運転の維持と共にプラント全体の発電効率を向上させることができる。このため、全負荷時であっても部分負荷時であっても、効果的に発電効率を向上させることができ、発電プラント１の年間効率を向上させることも可能となる。
【００５３】
また、給水の流れに対して最も下流側の給水加熱器（トップヒータ）３ａへ供給される抽気蒸気の供給を制御するため、節炭器４へ供給する給水の温度の制御性を向上し、より効率的に上昇させることが可能となる。
【００５４】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラントについて説明する。
上述した第１実施形態では、抽気蒸気の供給制御として流量を制御する場合について説明したが、本実施形態では、抽気蒸気の供給制御として蒸気タービン１３から抽気した圧力の異なる複数の蒸気を切り替えて制御を行う場合について説明する。以下、本実施形態に係る発電プラント１について、第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００５５】
本実施形態における抽気蒸気流路１０は、抽気蒸気として、蒸気タービン１３から抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気へと切り替え可能で、例えば図６に示すように、低圧側抽気蒸気管６１と高圧側抽気蒸気管６２とを有している。低圧側抽気蒸気管６１は、一端が高圧タービン６の低圧側抽気ポートに接続されており、他端がトップヒータ３ａに接続されている抽気蒸気管である。高圧側抽気蒸気管６２は、一端が高圧タービン６の高圧側抽気ポートに接続されており、他端がトップヒータ３ａに接続されている抽気蒸気管である。高圧側抽気ポートは、例えば図７に示すように、高圧タービン６において、低圧側抽気ポートに対して蒸気状態が高圧側（蒸気流れの上流側）に設けられている。なお、高圧側抽気ポート及び低圧側抽気ポートの配置位置については、図７に限定されない。低圧側抽気蒸気管６１と高圧側抽気蒸気管６２は、それぞれが独立して給水加熱器３（トップヒータ３ａ）へ接続されてもよいし、図６に示すようにそれぞれの管が遮断弁６３，６４の下流側で合流後、給水加熱器３（トップヒータ３ａ）へ接続されてもよい。
【００５６】
図６に示すように、低圧側抽気蒸気管６１及び高圧側抽気蒸気管６２には、それぞれ遮断弁（開閉弁）６３、６４が設けられており、制御装置２０によって開閉状態が制御されて、低圧側抽気蒸気管６１または高圧側抽気蒸気管６２からの抽気蒸気の流通を選択する。なお、本実施形態では、供給制御において、低圧側抽気蒸気管６１を流れる低圧蒸気と高圧側抽気蒸気管６２を流れる高圧蒸気とを用いる場合について説明するが、蒸気タービン１３から抽気した圧力の異なる蒸気の種類を増加させること（例えば中圧側抽気蒸気管を追加する等）も可能である。
【００５７】
供給制御部２２は、節炭器４へ供給される給水の温度が、上限温度へ近づくように、抽気蒸気流路１０（低圧側抽気蒸気管６１と高圧側抽気蒸気管６２）に設けられた遮断弁６３、６４の開閉状態を制御することで、給水加熱器３へ供給する圧力の異なる抽気蒸気（低圧蒸気または高圧蒸気）を切り替える。各遮断弁６３、６４は、片方が開の場合には他方は閉となる。これは、各遮断弁６３、６４が両方開となると、低圧蒸気と高圧蒸気が混合され、低圧側抽気蒸気管６１において蒸気が逆流する可能性があるからである。
【００５８】
給水加熱器３へ供給される圧力の異なる抽気蒸気（低圧蒸気または高圧蒸気）を切り替えることで、給水加熱器３において用いる熱源（抽気蒸気）の熱エネルギー量を増減することができる。例えば、低圧蒸気が給水加熱器３へ供給されている状態（遮断弁６３は開、遮断弁６４は閉）から、高圧蒸気が給水加熱器３へ供給される状態（遮断弁６３は閉、遮断弁６４は開）へ切り替えることで、給水加熱器３において加熱する給水の温度を容易に上昇させることができる。例えば、部分負荷状態では、高圧タービン６へ供給される蒸気条件が低下するため、給水加熱器３へ供給される抽気蒸気の条件（圧力及び温度）も低下するが、低下分を補い、低圧蒸気から高圧蒸気へ切り替えることで、給水の温度を上限温度まで上昇させることが可能である。
【００５９】
供給制御部２２は、全負荷状態において、低圧側抽気蒸気管６１の遮断弁６３を開とし、高圧側抽気蒸気管６２の遮断弁６４を閉とし、給水加熱器３に対して低圧蒸気を供給する。また、供給制御部２２は、部分負荷状態（例えば５０％負荷以下）において、低圧蒸気と高圧蒸気からの抽気蒸気の圧力と温度を推定し、該圧力と温度に基づいて給水の温度増加（昇温）分を推定する。そして、供給制御部２２は、増加後の給水温度が上限温度以下となる場合に、低圧側抽気蒸気管６１の遮断弁６３を閉とし、高圧側抽気蒸気管６２の遮断弁６４を開とし、給水加熱器３に対する抽気蒸気として高圧蒸気を供給する。
【００６０】
このように、供給制御部２２では、部分負荷状態時において、加熱後の給水温度が上限温度に至らない場合に、抽気蒸気を低圧側抽気蒸気管６１から高圧側抽気蒸気管６２へ切り替え、給水を効率的に加熱する。なお、発電プラント１においては、高圧タービン６の入口側に過熱蒸気の圧力Ｐｉを計測する計測器が設けられている。このため、供給制御部２２では、過熱蒸気の圧力Ｐｉに基づいて、低圧側抽気ポートにおける低圧蒸気の圧力と、高圧側抽気ポートにおける高圧蒸気の圧力とを推定し、低圧側抽気蒸気管６１と高圧側抽気蒸気の圧力と温度を推定する。なお、低圧側抽気蒸気管６１と高圧側抽気蒸気の圧力を推定して、該圧力差に基づいて給水の温度増加分を推定しても良い。なお、低圧側抽気蒸気と高圧側抽気蒸気の圧力と温度を推定することができれば、例えば低圧側抽気蒸気と高圧側抽気蒸気を直接計測する等の他の方法を用いることとしてもよい。
【００６１】
また、供給制御部２２は、低圧側抽気蒸気と高圧側抽気蒸気の圧力と温度と、該圧力と温度に伴う給水の温度増加（昇温）分との対応関係をあらかじめ設定しておき、これに基づいて、低圧蒸気と高圧蒸気の圧力差から給水の温度増加分を推定してもよい。なお、圧力差から推定する場合は、供給制御部２２は、低圧側抽気蒸気と高圧側抽気蒸気の圧力差と、該圧力差に伴う給水の温度増加分との対応関係をあらかじめ設定しておき、これに基づいて、低圧蒸気と高圧蒸気の圧力差から給水の温度増加分を推定してもよい。対応関係とはテーブルとして有しておいてもよいし、式として有しておいてもよい。
【００６２】
このように、供給制御部２２は、低圧側抽気蒸気から高圧側抽気蒸気へ切り替えに伴う給水温度の増加分を考慮して、給水温度が上限温度を超えないように切り替え制御を行う。
【００６３】
次に、上述の制御装置２０による蒸気の供給制御について図８を参照して説明する。図８に示すフローは、発電プラント１が稼働している場合に、所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、図４に記載のフローと異なる点について主に説明する。なお、低圧側抽気蒸気管６１の遮断弁６３は開、高圧側抽気蒸気管６２の遮断弁６４は閉となっているものとする。
【００６４】
Ｓ１０２の後、高圧タービン６の入口側の過熱蒸気の圧力に基づいて、低圧側抽気蒸気と高圧側抽気蒸気の圧力と温度を推定する（Ｓ２０３）。なお、低圧側抽気蒸気と高圧側抽気蒸気の圧力差を推定してもよい。
【００６５】
次に、該圧力と温度、もしくは該圧力差に基づいて、低圧側抽気蒸気から高圧側抽気蒸気へ切り替えた場合における給水の温度増加（昇温）分を推定する（Ｓ２０４）。
【００６６】
次に、節炭器４へ供給される給水の温度と該温度増加分を加算した給水温度（増加後推定温度）が、上限温度以下であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。節炭器４へ供給される給水の温度と該温度増加分を加算した給水温度が、上限温度以下でない場合（Ｓ２０５のＮＯ判定）には、低圧蒸気を高圧蒸気へ切り替えると給水の温度が上昇しすぎてしまうため、処理を終了する。低圧側抽気蒸気管６１の遮断弁６３は開、高圧側抽気蒸気管６２の遮断弁６４は閉が維持される。
【００６７】
節炭器４へ供給される給水の温度と該温度増加分を加算した給水温度（増加後推定温度）が、上限温度以下である場合（Ｓ２０５のＹＥＳ判定）には、低圧側抽気蒸気を高圧側抽気蒸気へ切り替えても節炭器４へ供給される給水の温度が上限温度に達しないと推定されるため、低圧側抽気蒸気管６１の遮断弁６３（低圧側遮断弁）を閉とし、高圧側抽気蒸気管６２の遮断弁６４（高圧側遮断弁）を開とする（Ｓ２０６）。
【００６８】
このように、低圧側抽気蒸気から高圧側抽気蒸気への切り替えが行われることで、節炭器４においてスチーミング現象を発生させることなく、給水の温度を効果的に上昇させることができる。なお、節炭器４へ供給される給水温度（増加後推定温度）として、低圧側抽気蒸気から高圧側抽気蒸気への切り替えた後の温度が事前に把握できていて、上限温度以下であることが確認できている、および／または部分負荷状態の指定負荷（例えば５０％負荷）が判明しているものは、この指定負荷で低圧側抽気蒸気から高圧側抽気蒸気への切り替えを行ってもよい。
【００６９】
次に、上述の供給制御による給水温度について図９を参照して説明する。図９には、横軸をボイラ５（または蒸気タービン１３）の負荷状態として、抽気蒸気の圧力と、給水温度（節炭器４へ供給される給水の温度）との特性が示されている。給水温度については、本実施形態における給水温度の特性をＴＬ３として示している。また、図５と同様に、単に一定流量の抽気蒸気を給水加熱器３へ供給する場合を参考例として、参考例における給水温度の特性をＴＬ２として示している。
【００７０】
本実施形態では、抽気蒸気流路１０における各遮断弁６３、６４を制御して、給水加熱器３へ供給する蒸気（低圧側抽気蒸気または高圧側抽気蒸気）を切り替える。図９では、例えば負荷状態が５０％の状態で、低圧側抽気蒸気から高圧側抽気蒸気へ切り替えた場合を示している。切り替えを行うことで、給水加熱器３へ供給される抽気蒸気の圧力がＰａからＰｂへ増加し、抽気蒸気の温度も上昇し、これに伴って、給水の温度をＴａからＴｂへ上昇することができる。このため、部分負荷状態であっても、抽気蒸気の圧力低下を補って給水温度を効果的に向上させている。また、節炭器４においてスチーミング現象が生じないように給水温度に対して上限温度を設けているため、発電プラント１の安定運転をより確実に維持することができ、全負荷時であっても部分負荷時であっても、より効果的に発電プラント１の発電効率を向上させることができる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態に係る発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラントによれば、蒸気タービン１３から抽気した圧力の異なる複数の蒸気を切り替えることで、節炭器４へ供給される給水の温度を効果的に調整することができる。
【００７２】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラントについて説明する。
本実施形態では、ボイラ５の燃焼ガスが節炭器４を通過して排出されて、排ガス通路９により脱硝装置１０１に供給される排ガスの温度を制御する。以下、本実施形態に係る発電プラント１について、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点について主に説明する。
【００７３】
図１０は、節炭器４から排出された排ガスの排ガス通路９を通る流路に係る概略構成を示した図である。ボイラ５の燃焼ガスは、節炭器４において給水と熱交換することで冷却されて排ガスとなり排ガス通路９により、脱硝装置１０１へ流入する。脱硝装置１０１へ流入した排ガスは、脱硝処理によって酸化窒素が除去され、空気予熱器１０２を介して排出される。脱硝装置１０１では、脱硝触媒による脱硝効率の条件から、供給される排ガスの最適温度（例えば、３５０℃から３８０℃の範囲、更に好ましくは３６０℃から３７０℃の範囲）が設定されている。また、節炭器４の入口側と出口側とをバイパスするバイパス管１０３のバイパス弁１０４（調整弁）の制御によって、節炭器４で熱交換される前の温度の高い状態の燃焼ガスを節炭器４の出口側にバイパスして排ガス通路９で混合することができる。
【００７４】
図１１及び１２に、単に一定流量の抽気蒸気を給水加熱器３へ供給し、全負荷時において脱硝装置１０１へ流入する排ガスの温度が最適温度となるように節炭器４が設計されている場合を参考例として、各部における燃焼ガスと排ガスの温度の例を示している。図１１から図１６に示す燃焼ガス温度と排ガス温度の値は、ガス温度の変化を理解するための参考用の例であり限定するものではない。なお、図１１は、全負荷時に対応しており、図１２は、部分負荷時に対応している。
【００７５】
全負荷時では、図１１に示すように、例えば５００℃の燃焼ガスが節炭器４へ流入し、３６５℃まで冷却されて排ガスとして排出される。そして、排ガスは、３６５℃（最適温度３５０℃から３８０℃での例値）で脱硝装置１０１へ流入する。なお、全負荷時では、脱硝装置１０１へ流入する排ガスの温度が最適温度となるように節炭器４の熱交換量が設計されているため、節炭器４の入口側と出口側とをバイパスするバイパス管１０３のバイパス弁１０４は閉とされ、バイパスは行われない。部分負荷時では、図１２に示すように、例えば４５０℃の燃焼ガスが節炭器４へ流入し、３２０℃まで冷却されて排ガスとして排出される。節炭器４から排出された排ガスの温度は、最適温度よりも低いため、節炭器４の入口側と出口側とをバイパスするバイパス管１０３のバイパス弁１０４を制御して、温度の高い燃焼ガスを出口側にバイパスし、排ガスの温度を３６５℃（最適温度の例値）として脱硝装置１０１へ供給する。
【００７６】
これに対して、上記の第１実施形態及び第２実施形態のように、節炭器４へ供給する給水の温度を上限温度まで上昇させる制御を行った場合、節炭器４での燃焼ガスとの熱交換量が減少することで、全負荷時であっても、節炭器４から排出される排ガスの温度が最適温度（３５０℃から３８０℃）を超す可能性がある。例えば、図１３のように、全負荷時において、例えば５００℃の燃焼ガスが節炭器４へ流入した場合、３８５℃の温度で節炭器４から排ガスが排出される場合がある。このような場合には、脱硝装置１０１には、最適温度を超す３８５℃の排ガスが流入する。
【００７７】
そこで、本実施形態における制御装置２０は、図１４に示すように、排ガス温度調整部２３を備える。また、節炭器４は、全負荷時において排ガス通路９へ排出される排ガスの温度が最適温度（３５０℃から３８０℃）以下となるように設計されている。すなわち、節炭器４は、上記参考例における節炭器４と比較して伝熱面積が増加するように増段分が追加されている。
【００７８】
排ガス温度調整部２３は、節炭器４から排出され脱硝装置１０１に供給される排ガスの温度が基準温度（脱硝装置１０１の最適温度）へ近づくように、節炭器４の出口側の排ガスに対してバイパス供給される節炭器４の入口側の燃焼ガスの流量を制御する。排ガス温度調整部２３は、特に全負荷時においても、バイパス弁１０４を制御してバイパス流量が存在することで、より確実に排ガスの温度が基準温度（脱硝装置１０１の最適温度）へ近づける。
【００７９】
本実施形態では、全負荷時において、図１５に示すように、例えば５００℃の燃焼ガスが節炭器４へ流入し、節炭器４は増段分が設置されているため、その分の熱交換量が増加することにより３４５℃まで冷却されて排ガスとして排出される。節炭器４から排出された排ガスの温度は、最適温度（３５０℃から３８０℃）よりも低いため、節炭器４の入口側と出口側とをバイパスするバイパス管１０３のバイパス弁１０４を制御して、高温の排ガスを出口側にバイパスし排ガス通路９で混合して、排ガスの温度を３６５℃（最適温度の例値）として脱硝装置１０１へ供給する。すなわち、節炭器４への給水温度が上限温度まで増加したとしても、排ガスは、３６５℃（最適温度）で脱硝装置１０１へ流入する。部分負荷時では、図１６に示すように、例えば４５０℃の燃焼ガスが節炭器４へ流入し、節炭器４は増段分が設置されているため、３１５℃まで冷却されて排ガスとして排出される。節炭器４から排出された排ガスの温度は、最適温度よりも低いため、節炭器４の入口側と出口側とをバイパスするバイパス管１０３のバイパス弁１０４を制御して、温度の高い燃焼ガスを出口側にバイパスし排ガス通路９で混合して、排ガスの温度を３６５℃（最適温度）として脱硝装置１０１へ供給する。
【００８０】
なお、排ガス温度調整部２３は、脱硝装置１０１の入口側における排ガスの温度Ｔｇの計測値を取得し、排ガスの温度が最適温度未満である場合にバイパス管１０３のバイパス弁１０４を所定量開き、排ガスの温度が最適温度を超える場合にバイパス管１０３のバイパス弁１０４を所定量閉じる。すなわち、排ガス温度調整部２３は、脱硝装置１０１の入口側における排ガスの温度Ｔｇに対してフィードバック制御を行い、脱硝装置１０１の入口側における排ガスの温度を最適温度へ近づけるようにしてもよい。
【００８１】
このように、給水温度を上限温度まで上昇させる制御を行ったとしても、全負荷時及び部分負荷時の両方においてバイパス管１０３のバイパス弁１０４を制御し、より確実に脱硝装置１０１へ流入する排ガスの温度を最適温度とすることができる。
【００８２】
次に、上述の排ガス温度調整部２３によるバイパス弁１０４の制御について図１７を参照して説明する。図１７に示すフローは、発電プラント１が稼働している場合に、所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００８３】
まず、脱硝装置１０１の入口側における排ガスの温度（排ガス入口温度Ｔｇ）を取得する（Ｓ３０１）。
【００８４】
次に、排ガス入口温度Ｔｇが所定範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。所定範囲内とは、脱硝装置１０１における最適温度（３５０℃から３８０℃）から選定した最適設定温度近傍に設定された温度範囲であって、例えば、最適設定温度に対して所定の余裕度を加減算した範囲に設定される（例えば、最適温度±１％）。排ガス入口温度が所定範囲内である場合（Ｓ３０２のＹＥＳ判定）には、処理を終了する。
【００８５】
排ガス入口温度Ｔｇが所定範囲内でない場合（Ｓ３０２のＮＯ判定）には、排ガス入口温度が最適温度未満であるか否かを判定する（Ｓ３０３）。
【００８６】
排ガス入口温度が最適温度未満である場合（Ｓ３０３のＹＥＳ判定）には、バイパス弁１０４を所定量開く（Ｓ３０４）。そして、Ｓ３０２へ移行する。すなわち、排ガス入口温度が最適温度未満である場合には、排ガス入口温度が所定範囲内となるまで、上記の処理が繰り返し実行される。
【００８７】
排ガス入口温度が最適温度未満でない場合（Ｓ３０３のＮＯ判定）には、バイパス弁１０４を所定量閉じる（Ｓ３０５）。そして、Ｓ３０２へ移行する。すなわち、排ガス入口温度が最適温度未満でない場合には、排ガス入口温度が所定範囲内となるまで、上記の処理が繰り返し実行される。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態に係る発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラントによれば、全負荷時であっても、節炭器４から排出され脱硝装置１０１に供給される排ガスの温度をより確実に所定範囲内とすることができる。また、節炭器４への給水の温度上昇に合わせて節炭器４に増段分が設置されて伝熱面積を増加させて熱交換量を増加することができるため、ボイラ効率（熱回収率）を向上させることができる。また、全負荷時であっても部分負荷時であっても、より効果的に発電プラント１の発電効率を向上させることができ、発電プラント１の年間効率を向上させることも可能となる。
【００８９】
本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。なお、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００９０】
例えば、第１実施形態と第２実施形態を組み合わせることも可能である。この場合には、低圧側抽気蒸気管６１において遮断弁６３とともに流量調整弁１２を設け、高圧側抽気蒸気管６２において遮断弁６４とともに流量調整弁１２を設け、第１実施形態及び第２実施形態の供給制御を組み合わせて総合的に供給制御を行えばよい。なお、低圧側抽気蒸気管６１及び高圧側抽気蒸気管６２のいずれか一方に流量調整弁１２を設けることも可能である。
【００９１】
また、第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態をすべて組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１      ：発電プラント
２      ：給水ポンプ
３      ：給水加熱器
３ａ    ：トップヒータ
４      ：節炭器
５      ：ボイラ
６      ：高圧タービン
７      ：中圧タービン
８      ：低圧タービン
９      ：排ガス通路
１０    ：抽気蒸気流路
１１    ：抽気蒸気管
１２    ：流量調整弁
１３    ：蒸気タービン
１４    ：発電機
２０    ：制御装置
２１    ：上限設定部
２２    ：供給制御部
２３    ：排ガス温度調整部
６１    ：低圧側抽気蒸気管
６２    ：高圧側抽気蒸気管
６３、６４：遮断弁
１０１  ：脱硝装置
１０２  ：空気予熱器
１０３  ：バイパス管
１０４  ：バイパス弁
【図１】
2020063677.tif 000003
【図２】
2020063677.tif 000004
【図３】
2020063677.tif 000005
【図４】
2020063677.tif 000006
【図５】
2020063677.tif 000007
【図６】
2020063677.tif 000008
【図７】
2020063677.tif 000009
【図８】
2020063677.tif 000010
【図９】
2020063677.tif 000011
【図１０】
2020063677.tif 000012
【図１１】
2020063677.tif 000013
【図１２】
2020063677.tif 000014
【図１３】
2020063677.tif 000015
【図１４】
2020063677.tif 000016
【図１５】
2020063677.tif 000017
【図１６】
2020063677.tif 000018
【図１７】
2020063677.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月15日(2019.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給される発電プラントの制御装置であって、
前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定部と、
前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行う供給制御部と、
を備え、
前記供給制御部は、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う発電プラントの制御装置。
【請求項２】
前記供給制御部は、前記給水加熱器が複数設けられた多段構成となっている場合、前記給水の流れに対して最も下流側の前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う請求項１に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項３】
前記供給制御部は、前記節炭器へ供給される前記給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、抽気蒸気の流量を制御する請求項１または２に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項４】
前記供給制御部は、前記蒸気タービンから抽気した高圧側抽気蒸気または低圧側抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する制御を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項５】
発電プラントの負荷に応じて、前記節炭器において熱交換後に排出され脱硝装置に供給される排ガスの温度が基準温度へ近づくように、前記節炭器の出口側の前記排ガスに対してバイパス供給される前記節炭器の入口側の前記ボイラで生成された燃焼ガスの流量を制御する排ガス温度調整部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項６】
前記排ガス温度調整部は、発電プラントの全負荷時において、前記節炭器の出口側の前記排ガスに対して前記節炭器の入口側の前記燃焼ガスの流量をバイパス供給されるよう制御する請求項５に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項７】
ボイラと、
蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気が供給される給水加熱器と、
節炭器と、
請求項１から６のいずれか１項に記載の発電プラントの制御装置と、
を備えた発電プラント。
【請求項８】
給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御方法であって、
前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定工程と、
前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行い、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う供給制御工程と、
を有する発電プラントの制御方法。
【請求項９】
給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御プログラムであって、
前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定処理と、
前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行い、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う供給制御を行う供給制御処理と、
をコンピュータに実行させるための発電プラントの制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の第１態様は、給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給される発電プラントの制御装置であって、前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定部と、前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行う供給制御部と、を備え、前記供給制御部は、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う発電プラントの制御装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の第３態様は、給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御方法であって、前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定工程と、前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行い、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う供給制御工程と、を有する発電プラントの制御方法である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の第４態様は、給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給され、発電プラントの制御プログラムであって、前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定処理と、前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行い、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う供給制御を行う供給制御処理と、をコンピュータに実行させるための発電プラントの制御プログラムである。
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月19日(2019.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給される発電プラントの制御装置であって、
前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定部と、
前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行う供給制御部と、
を備え、
前記供給制御部は、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う発電プラントの制御装置。
【請求項２】
前記供給制御部は、前記給水加熱器が複数設けられた多段構成となっている場合、前記給水の流れに対して最も下流側の前記給水加熱器へ供給される抽気蒸気の供給制御を行う請求項１に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項３】
前記供給制御部は、前記節炭器へ供給される前記給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、抽気蒸気の流量を制御する請求項１または２に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項４】
前記供給制御部は、前記蒸気タービンから抽気した高圧側抽気蒸気または低圧側抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する制御を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項５】
発電プラントの負荷に応じて、前記節炭器において熱交換後に排出され脱硝装置に供給される排ガスの温度が基準温度へ近づくように、前記節炭器の出口側の前記排ガスに対してバイパス供給される前記節炭器の入口側の前記ボイラで生成された燃焼ガスの流量を制御する排ガス温度調整部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項６】
前記排ガス温度調整部は、発電プラントの全負荷時において、前記節炭器の出口側の前記排ガスに対して前記節炭器の入口側の前記燃焼ガスの流量をバイパス供給されるよう制御する請求項５に記載の発電プラントの制御装置。
【請求項７】
ボイラと、
蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気が供給される給水加熱器と、
節炭器と、
請求項１から６のいずれか１項に記載の発電プラントの制御装置と、
を備えた発電プラント。
【請求項８】
給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給される発電プラントの制御方法であって、
前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定工程と、
前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行い、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う供給制御工程と、
を有する発電プラントの制御方法。
【請求項９】
給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給される発電プラントの制御プログラムであって、
前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定処理と、
前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行い、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う供給制御を行う供給制御処理と、
をコンピュータに実行させるための発電プラントの制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の第３態様は、給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給される発電プラントの制御方法であって、前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定工程と、前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行い、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う供給制御工程と、を有する発電プラントの制御方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の第４態様は、給水加熱器において加熱された給水が節炭器を介してボイラへ供給される発電プラントの制御プログラムであって、前記節炭器の出口側の熱水状態に基づいて、前記節炭器においてスチーミング現象が発生しない限界温度を算出し、前記限界温度に基づいて、前記節炭器へ供給される給水の上限温度を設定する上限設定処理と、前記節炭器へ供給される給水の温度が、前記上限温度へ近づくように、蒸気タービンから抽気した圧力の異なる複数の抽気蒸気を切り替えて前記給水加熱器へ供給する供給制御を行い、切り替え制御後における給水温度を推定し、推定した前記給水温度が前記上限温度以下となる場合に前記切り替え制御を行う供給制御を行う供給制御処理と、をコンピュータに実行させるための発電プラントの制御プログラムである。