(57)【要約】【課題】常に蒸気温度を規定値に保持して最大蒸発量を確保することを実現してボイラ効率を低下させない貫流型排熱回収ボイラの制御方法を提供すること。【解決手段】過熱器８出口の蒸気温度がその目標値よりも大または小である場合には蒸発器６出口蒸気の過熱度の設定値をそれぞれ減少または増加させ、過熱器減温器９の加減弁２２の開度が設定値より大である場合には蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値を減少させ、また蒸発器６出口の蒸気過熱度が目標値よりも大または小である場合に、それぞれ節炭器５への給水量を増加または減少させる。  減温器９の加減弁２２の開度の代わりに、減温器９の前後の蒸気温度の差または減温器９への注水流量を用いても同様の効果を得ることができる。【選択図】図１
2008032367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置の排ガスを導入して、排ガスの熱を熱交換する交換器として排ガス流れ下流側から上流側に順次給水を加熱する節炭器、該節炭器で加熱された給水を蒸気に換える蒸発器、該蒸発器で得られた蒸気を過熱する過熱器を少なくとも備え、さらに前記節炭器への給水の一部を用いて過熱器内の過熱蒸気を減温するための給水加減弁を有する過熱器減温器を備えた貫流ボイラ型排熱回収ボイラの制御方法において、
過熱器出口の蒸気温度と過熱器減温器の加減弁の開度に基づき、節炭器への給水量を操作することを特徴とする貫流型排熱回収ボイラの制御方法。
【請求項２】
（ａ）過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも小である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、
（ｂ）過熱器減温器の加減弁開度が設定値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、
（ｃ）蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも大である場合には、節炭器への給水量を増加させて過熱器減温器の加減弁開度を小さくし、蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも小である場合には、節炭器への給水量を減少させて過熱器減温器の加減弁開度を大きくする
ことを特徴とする請求項１の貫流型排熱回収ボイラの制御方法。
【請求項３】
燃焼装置の排ガスを導入して、排ガスの熱を熱交換する交換器として排ガス流れ下流側から上流側に順次給水を加熱する節炭器、該節炭器で加熱された給水を蒸気に換える蒸発器、該蒸発器で得られた蒸気を過熱する過熱器を少なくとも備え、さらに前記節炭器への給水の一部を用いて過熱器内の過熱蒸気を減温するための給水加減弁を有する過熱器減温器を備えた貫流ボイラ型排熱回収ボイラの制御方法において、
過熱器出口の蒸気温度と過熱器減温器の前後の蒸気温度の差に基づき、節炭器への給水量を操作することを特徴とする貫流型排熱回収ボイラの制御方法。
【請求項４】
（ａ）過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも小である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、
（ｂ）過熱器減温器の前後の蒸気温度の差が設定値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、過熱器減温器の前後の蒸気温度の差が設定値よりも小である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、
（ｃ）蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも大である場合には、節炭器への給水量を増加させて過熱器減温器の加減弁開度を小さくし、蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも小である場合には、節炭器への給水量を減少させて過熱器減温器の加減弁開度を大きくする
ことを特徴とする請求項３記載の貫流型排熱回収ボイラの制御方法。
【請求項５】
燃焼装置の排ガスを導入して、排ガスの熱を熱交換する交換器として排ガス流れ下流側から上流側に順次給水を加熱する節炭器、該節炭器で加熱された給水を蒸気に換える蒸発器、該蒸発器で得られた蒸気を過熱する過熱器を少なくとも備え、前記節炭器への給水の一部を過熱器内の過熱蒸気を減温するための給水加減弁を有する過熱器減温器を備えた貫流ボイラ型排熱回収ボイラの制御方法において、
過熱器出口の蒸気温度と過熱器減温器の注水量に基づき、節炭器への給水量を操作することを特徴とする貫流型排熱回収ボイラの制御方法。
【請求項６】
（ａ）過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも小である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、
（ｂ）過熱器減温器の注水量が設定値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、過熱器減温器の注水量が設定値よりも小さい場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、
（ｃ）蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも大である場合には、節炭器への給水量を増加させて過熱器減温器の注水量を減少させ、蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも小である場合には、節炭器への給水量を減少させて過熱器減温器の注水量を増加させる、
ことを特徴とする請求項５記載の貫流型排熱回収ボイラの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合発電プラント等の高温ガスの熱エネルギーを回収して蒸気を発生する貫流型排熱回収ボイラに係わり、特に部分負荷の蒸発量を最大化する給水量制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電用ガスタービン等の排気は、例えば６００℃程度の温度を有している。排熱回収ボイラは、このような高温排ガスからの熱回収により蒸気を発生する装置である。特に発電分野においては、ガスタービン、蒸気タービン、発電機と共に構成する複合発電設備（コンバインドサイクルプラント）が普及している。複合発電設備は高い発電効率と高負荷変化率、高速起動停止等の特徴を有している。
【０００３】
特に天然ガスを燃料とする複合発電設備は、燃料中の炭素分が少ない事と高効率からＣＯ2排出量が少なく、また排ガスに硫黄酸化物を含まない事などから更なる普及が期待されている。
【０００４】
従来は、水・蒸気系統において節炭器と過熱器との間にドラムと蒸発器を設けたドラム型排熱回収ボイラが大多数を占めていたが、近年、貫流型排熱回収ボイラが普及しつつある。貫流型排熱回収ボイラは蒸発器内で水の蒸発を完了させるため、大径、厚肉構造の熱容量が大きくなる蒸気ドラムが不要となり、急速な起動、負荷変化に対応可能という特徴から今後普及が期待されている。
【０００５】
図２に貫流型排熱回収ボイラの概要を示す。以下の説明では、貫流型排熱回収ボイラを従来のドラム型排熱回収ボイラと区別する必要のないときは、単に排熱回収ボイラと称して説明するものとする。
【０００６】
排熱回収ボイラはケーシング１で囲まれたガスダクト２の中に１以上の熱交換器が配置された構造である。前記熱交換器は内部流体の状態により、節炭器５、蒸発器６、過熱器８があり、内部流体と排ガス温度の相対関係から、排ガス流れ上流側に過熱器８、下流側に節炭器５、中間に蒸発器６が配置される。なお、図２には示していないが、蒸気タービンで使用した蒸気を再熱する再熱器を配置することもある。
【０００７】
前記各熱交換器は、長手方向を排ガス流れに直交する方向に向けて配置された伝熱管群から構成されており、所望の熱交換量（収熱量）と内部流体流量を確保するため、ガス流れに直交する方向及びガス流れに沿う複数列の伝熱管を配置することが一般的である。
【０００８】
排熱回収ボイラに使用する伝熱管としては、小型化と有効伝熱面積の拡大を両立するため、フィン付伝熱管が一般に採用されている。フィン付管は伝熱管の周囲にフィンを一定間隔で取り付け、フィン無し伝熱管である裸管に比較して有効伝熱面積を拡大したものである。
【０００９】
図示されないガスタービンから排出された燃焼排ガスＧ１は排熱回収ボイラケーシング１内のガスダクト２へと導かれ、その中に配置された過熱器８、蒸発器６、節炭器５の順に熱交換が行なわれ、低温ガスＧ２として煙突３へと排出される。
【００１０】
水・蒸気系では、給水ポンプ４により供給された給水は節炭器５で飽和温度近傍まで予熱された後に蒸発器６に導かれる。蒸発器６では燃焼排ガスＧより受けた熱で管内の水が蒸発し始め、蒸発器６出口までには蒸発が完結し、若干過熱した後に気水分離器７を介して過熱器８に導かれる。
【００１１】
過熱器８でさらに高温の燃焼排ガスＧ１との熱交換により、図示しない蒸気タービン等の需要先で要求され、伝熱管の材質、肉厚等の設計仕様により裏付けされた設計許容温度範囲内の所定の温度まで過熱され、図示しない蒸気タービン等の需要先に供給される。
【００１２】
図２に示す排熱回収ボイラの構成では過熱器８が２分割され、その間に過熱器減温器９を備えている。過熱器減温器９は低温の給水の一部を加減弁２２を介して蒸気に注入することにより過熱器８出口の蒸気温度を調節する機能を備えている。
【００１３】
また、ガスダクト２の入口部または中間部に助燃装置４０を備える場合もある。助燃装置４０はガスタービンの排ガスＧ１中に残存する酸素を利用してガス、油などを燃焼させて、排ガスＧ１の温度を上昇させるもので、プラント出力の増加のために用いられる。
【００１４】
図６は貫流型排熱回収ボイラの制御方式の一例を示したものである。  
給水ポンプ４からの給水量が給水管１００（図２）に設けられた給水流量計３０で測定され、最終の過熱器８からの蒸気量が蒸気管１０１に設けられた過熱蒸気流量計３４で測定される。制御器５４では、前記最終の過熱器８からの蒸気量（過熱蒸気流量計３４で測定）に対応する量になるように給水ポンプ４の下流側の給水管１００に設けられた給水加減弁２０を調整する。具体的には両者を減算器５３で比較し、流量計３４で測定される蒸気量が過多であれば給水加減弁２０を閉じる方向に調整し、流量計３０で測定される給水量が過少であれば給水加減弁２０を開く方向に調整する。
【００１５】
最低給水量を設定する最小値設定器５１と高値選択器５２は蒸発器８の保護のための最小給水量を確保するために減算器５３に入力するものである。
【００１６】
加算器５０は、流量計３４で測定される蒸気量に給水補正信号Ａを加える。この給水補正信号Ａにより蒸発器６の出口蒸気の過熱度（蒸気温度と飽和蒸気温度の差）を変更することができる。
【００１７】
すなわち、負のバイアス信号を与えることにより、節炭器５及び蒸発器６を通過する水蒸気量が減じられ、蒸発器６の出口蒸気の過熱度が大きくなる。正のバイアス信号を与えることにより逆の効果をもたらす。
【００１８】
蒸発器６の出口蒸気の過熱度はプラントの安定な運転と材料保護のため適正な範囲に保つ必要があり、上記性質を利用し、蒸発器６の出口蒸気温度の過熱度を次のように制御する。
【００１９】
すなわち、蒸発器６と気水分離器７との間を結ぶ蒸気管１０２と気水分離器７と過熱器８との間を結ぶ蒸気管１０３が設けられているが、気水分離器７の出口側の蒸気管１０３に設けられた温度計３２で蒸発器６の出口温度が得られ、蒸発器６の出口圧力が同じく蒸気管１０３に設けられた圧力計３１で得られ、該蒸発器出口温度と蒸発器出口圧力とで得られる飽和温度６０を減算器６２で減じて求めた過熱度を、減算器６３で目標値である過熱度設定値６８と比較し、過熱度が過大の場合に給水補正信号Ａを増加し、過熱度が過小の場合に給水補正信号Ａを減少させるように制御器６４を構成する。
【００２０】
ただし、制御器６４の出力は、過度の外乱を避けるための上下限制限器６５を介して、加算器５０に加えられる。本操作により、例えば、蒸発器６の出口蒸気の過熱度が過大の場合に節炭器５への給水量を増加させ、適正な過熱度に戻すことが実現される。
【００２１】
蒸発器６の過熱度設定値６８の設定は図６に示す圧力計３１で測定される蒸発器出口蒸気圧力の関数として求められ、また図６に示す例で採用した蒸発器圧力のほか、プラント負荷指令、ガスタービン出力指令など、プラントの負荷の指標となる信号から作ることができる。
【００２２】
一方、過熱器８の出口蒸気温度は前記蒸気管１０１に設けられた温度計３３で測定され、該過熱器８の出口蒸気温度を設定値７０に保つため、過熱器８の出口蒸気温度とその設定値７０が減算器７１で比較された後、減温器加減弁２２が制御器７２で調節される。具体的には目標値に対する偏差が減算器７１で算出され、温度計３３で測定される過熱器８の出口蒸気温度が過大の場合は加減弁２２が開方向に、過熱器８の出口蒸気温度が過小の場合は加減弁２２が閉方向に操作される。
【００２３】
貫流型排熱回収ボイラでは節炭器５への給水量を加減することにより、蒸発器６の出口蒸気の過熱度を増減することができる。
【００２４】
図７は、燃焼排ガスＧ１の温度と流量、過熱器８の出口の蒸気温度、圧力を一定とした場合の、蒸発器６の出口蒸気過熱度（横軸）に対する蒸発器６の出口の蒸気流量および過熱器８の出口の蒸気流量（縦軸）の関係を示したものである。蒸発器６出口と過熱器８出口の蒸気流量の差が減温器９の注水量に相当する。図７において蒸発器６出口蒸気の過熱度が大きくなるほど蒸発器６の蒸気流量が減少し、それを補うように減温器９の注水量が増加するが、両者の合計である過熱器８出口蒸気流量はわずかに低下していることが分かる。これは次のような理由と考えられる。
【００２５】
減温器９は過熱器８出口の蒸気温度を低減する役割を持つが、減温器９への給水は節炭器５の上流側にある給水管１００より行っていることから、節炭器５と蒸発器６をバイパスして過熱器８へ給水する給水系としての側面を持つ。このため、減温器９の注水量の増加により節炭器５への給水量が減少し、節炭器５出口水温が上昇する。節炭器５の水温上昇により排ガスＧ１との温度差が縮小し、熱吸収量の低下をもたらす。
【００２６】
以上のような性質を考慮し、排熱回収ボイラは定格点（ガスタービンが１００％負荷時）において減温器９から蒸気管１０４に注水する減温器注水量が０となるよう伝熱面積を設計する。しかし、部分負荷ではガス流れ方向の前流側に位置する過熱器８に熱吸収が偏り、過熱器８の出口蒸気温度が過大となるため、減温器９の注水により調整せざるを得ない。なお、夜間運転などでは、例えばガスタービンが４０％負荷での運転が行われる。
【００２７】
ところで、排熱回収ボイラ１に排ガスＧ１を供給するガスタービンは、外気温により最大出力が変化する。具体的には、外気温が高くなると最大出力が低下するため、部分負荷での運用を強いられる。従って、コンバインドサイクルプラントでは、外気が高温となる夏季にはガスタービンの出力が低下するとともに、排熱回収ボイラの蒸発量が低下し、発電効率低下を招いていた。
【００２８】
図７から、蒸発量を最大化し、プラントの効率を確保するためには、蒸発器６出口蒸気の過熱度を最小に保つ事が望ましい。従って従来技術では、プラント効率を確保するのにプラント負荷に対する関数として蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値を設定し、蒸発器６出口蒸気の過熱度を最小に保つ事が行われていた。
【特許文献１】特開２００４−１９９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
前記特許文献１記載の従来技術では、熱交換器の伝熱管群の長期運転時間に伴う伝熱面の汚れやガスタービンの燃料性状、排熱回収ボイラ入口に供給される排ガス条件（温度・流量）の変化に対して、柔軟に対応できないという課題がある。
【００３０】
先に挙げた要因により、過熱器８、蒸発器６、節炭器５などの伝熱管群での熱吸収量及び熱吸収配分が変化する。蒸発器６及び節炭器５の熱吸収量の変化は蒸発器６出口の過熱度の変化として現れるため、従来技術のようにプラント負荷の関数として蒸発器６出口の過熱度の目標値を設定することで対応可能である。しかし、過熱器８の熱吸収量の変化は蒸発器６出口の過熱度には反映されない。このため、過熱器８の熱吸収量が減少して減温器９の注水量が０となった場合は、過熱器８の出口蒸気温度の低下を招き、過熱器８の熱吸収量が増加した場合は減温器９の注水量の増加、すなわちボイラ効率の低下を招いていた。
【００３１】
本発明の課題は、上記問題点を解決し、常に蒸気温度を規定値に保持することと最大蒸発量を確保することを実現してボイラ効率を低下させない貫流型排熱回収ボイラの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
前記本発明の課題は、過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも大または小である場合には蒸発器出口蒸気の過熱度の設定値をそれぞれ減少または増加させ、過熱器減温器の加減弁の開度が設定値よりも大である場合には蒸発器の出口蒸気の過熱度の目標値を減少させ、また蒸発器出口の蒸気過熱度が目標値よりも大または小である場合には節炭器への給水量をそれぞれ増加または減少させることにより達成される。  
減温器の加減弁の開度の代わりに、過熱器減温器の前後の蒸気温度の差または過熱器減温器への注水流量を用いても同様の効果を得ることができる。
【００３３】
請求項１記載の発明は、燃焼装置の排ガスを導入して、排ガスの熱を熱交換する交換器として排ガス流れ下流側から上流側に順次給水を加熱する節炭器、該節炭器で加熱された給水を蒸気に換える蒸発器、該蒸発器で得られた蒸気を過熱する過熱器を少なくとも備え、さらに前記節炭器への給水の一部を用いて過熱器内の過熱蒸気を減温するための給水加減弁を有する過熱器減温器を備えた貫流ボイラ型排熱回収ボイラの制御方法において、
過熱器出口の蒸気温度と過熱器減温器の加減弁の開度に基づき、節炭器への給水量を操作する貫流型排熱回収ボイラの制御方法である。
【００３４】
請求項２記載の発明は、（ａ）過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも小である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、（ｂ）過熱器減温器の加減弁開度が設定値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、（ｃ）蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも大である場合には、節炭器への給水量を増加させて過熱器減温器の加減弁開度を小さくし、蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも小である場合には、節炭器への給水量を減少させて過熱器減温器の加減弁開度を大きくする請求項１の貫流型排熱回収ボイラの制御方法である。
【００３５】
請求項３記載の発明は、燃焼装置の排ガスを導入して、排ガスの熱を熱交換する交換器として排ガス流れ下流側から上流側に順次給水を加熱する節炭器、該節炭器で加熱された給水を蒸気に換える蒸発器、該蒸発器で得られた蒸気を過熱する過熱器を少なくとも備え、さらに前記節炭器への給水の一部を用いて過熱器内の過熱蒸気を減温するための給水加減弁を有する過熱器減温器を備えた貫流ボイラ型排熱回収ボイラの制御方法において、過熱器出口の蒸気温度と過熱器減温器の前後の蒸気温度の差に基づき、節炭器への給水量を操作する貫流型排熱回収ボイラの制御方法である。
【００３６】
請求項４記載の発明は、（ａ）過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも小である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、（ｂ）過熱器減温器の前後の蒸気温度の差が設定値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、過熱器減温器の前後の蒸気温度の差が設定値よりも小である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、（ｃ）蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも大である場合には、節炭器への給水量を増加させて過熱器減温器の加減弁開度を小さくし、蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも小である場合には、節炭器への給水量を減少させて過熱器減温器の加減弁開度を大きくする請求項３記載の貫流型排熱回収ボイラの制御方法である。
【００３７】
請求項５記載の発明は、燃焼装置の排ガスを導入して、排ガスの熱を熱交換する交換器として排ガス流れ下流側から上流側に順次給水を加熱する節炭器、該節炭器で加熱された給水を蒸気に換える蒸発器、該蒸発器で得られた蒸気を過熱する過熱器を少なくとも備え、前記節炭器への給水の一部を過熱器内の過熱蒸気を減温するための給水加減弁を有する過熱器減温器を備えた貫流ボイラ型排熱回収ボイラの制御方法において、過熱器出口の蒸気温度と過熱器減温器の注水量に基づき、節炭器への給水量を操作する貫流型排熱回収ボイラの制御方法である。
【００３８】
請求項６記載の発明は、（ａ）過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、過熱器出口の蒸気温度がその目標値よりも小である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、（ｂ）過熱器減温器の注水量が設定値よりも大である場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を増加させ、過熱器減温器の注水量が設定値よりも小さい場合には、蒸発器出口の蒸気の過熱度の目標値を減少させ、（ｃ）蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも大である場合には、節炭器への給水量を増加させて過熱器減温器の注水量を減少させ、蒸発器出口の蒸気の過熱度がその目標値よりも小である場合には、節炭器への給水量を減少させて過熱器減温器の注水量を増加させる請求項５記載の貫流型排熱回収ボイラの制御方法である。
【００３９】
（作用）
過熱器出口の蒸気温度がその設定値（目標値）よりも小であることは、節炭器への給水が過多、すなわち蒸発器出口の蒸気過熱度が目標値より過小である事を示している。すなわち、蒸発器出口の蒸気の過熱度が低すぎるので、蒸発器出口の蒸気過熱度の目標値を上げる。このとき節炭器への給水量を減少させて蒸発器出口の蒸気過熱度の目標値を上げることができる。
【００４０】
また、過熱器出口の蒸気温度がその設定値よりも大である場合は逆の作用となる。すなわち、過熱器出口の蒸気温度がその設定値（目標値）よりも大であることは、節炭器への給水が過少、すなわち蒸発器出口の蒸気過熱度が目標値より過大である事を示している。このときは、蒸発器出口の蒸気の過熱度が高すぎるので、節炭器への給水量を増加させて蒸発器出口の蒸気過熱度の目標値を下げる。
【００４１】
また、過熱器減温器の加減弁が開いている場合は、過熱器出口蒸気温度を規定値に保つために減温器の注水が必要であること、すなわち、節炭器への給水が過小である事を示している。従って、蒸発器出口蒸気の過熱度の目標値を減少させることにより、節炭器への給水量を増加させて減温器の注水量を減少させる。
【００４２】
ここで、給水量の加減は、上述のように蒸発器出口蒸気の過熱度を介して制御することが重要である。すなわち、蒸発器出口蒸気の過熱度を所定の値（１０〜２０Ｋ）以上に保つことで、流動不安定などの発生を防止する。
【００４３】
このように、本発明により過熱器出口の蒸気温度を規定値に保ちながら、過熱器減温器の注水量を必要最低限に抑制し、蒸発量を最大化することができる。
【発明の効果】
【００４４】
請求項１〜６記載の発明によれば、ガスタービンの燃料性状変化などによる排熱回収ボイラに供給されるガスタービンからの排ガス温度・流量の変化や、熱交換器の伝熱管群の伝熱面の汚れによる熱交換器の熱吸収量の変化に対しても、過熱器出口温度を規定値に保持しつつ、過熱器出口蒸気量を最大化することが実現される。
【００４５】
請求項１、２記載の発明では、過熱器減温器の加減弁開度を制御パラメータの一つとしているので、ガスタービンからの排ガスの変化に迅速に対応できる効果がある。
【００４６】
請求項３、４記載の発明では、過熱器減温器の前後の蒸気温度の差を制御パラメータの一つとしているので、２つの温度計は必要であるが、過熱器減温器の加減弁の弁特性の非線形性の影響を排除できるという効果がある。
【００４７】
請求項５、６記載の発明では、過熱器減温器への注水量を制御パラメータの一つとしているので、流量計を必要とするが、過熱器減温器の加減弁の弁特性の非線形性の影響を排除できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
図１に請求項１、２に対応する本発明の実施例を示す。図６と同一の構成要素には記号を付し説明を省略する。本発明は、図６に示す従来技術の発明に対して、下記の要素を追加したものである。また、図２に本発明の実施例の貫流型排熱回収ボイラの概念図を示す。
【００４９】
新たな制御器８２は、減算器７１から出力される過熱器８の出口蒸気温度偏差と、制御器７２の出力である加減弁２２の開度を入力とする加算器８１の出力に基づいて蒸発器６の出口蒸気の過熱度設定補正信号Ｃを調節する。
【００５０】
具体的には、加算器８１の出力が正の場合には蒸発器６の出口蒸気の過熱度設定補正信号Ｃを減じ、負の場合には増加させる。
【００５１】
過熱度設定補正信号Ｃは加算器６９において蒸気圧力を入力とする蒸発器出口６の過熱度設定値６８の出力に加算される。加算器６９の出力は、高値選択器９１を介して過熱度設定Ｂとなる。この高値選択器９１の他方の入力（最小値設定値９０）には安定な運転に必要な蒸発器出口６の過熱度の最小値が入力されており、過熱度設定Ｂがこの値を下回ることは無い。
【００５２】
加算器８１に入力する加減弁２２の開度信号には正のゲイン８０を挿入し、過熱器８の出口蒸気温度偏差との感度の差を調整する。また、制御器８２の出力に上下限制限器８３を設け、過度の補正による悪影響を防止する。
【００５３】
図４は請求項３、４に対応する本発明の他の実施例を示す。  
本実施例では、減温器９の加減弁２２の開度の代わりに、減算器８５において減温器９の入口温度計３５の測定温度から同出口温度計３６の測定温度を減算して求めた減温器９の蒸気温度低減幅を使用した。本構成は、図３の貫流型排熱回収ボイラの概念図のように２つの温度計３５，３６を必要とするが、図２に示す加減弁２２の弁特性の非線形性の影響を排除できるという効果を有する。
【００５４】
すなわち、過熱器減温器９の前後の蒸気温度の差が設定値より大である場合には、節炭器５への給水量が多すぎ、すなわち蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値が小さすぎるので、蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値を増加させて節炭器５への給水量を減少させ、過熱器減温器９の前後の蒸気温度の差が設定値より小さい場合には、節炭器５への給水量が少なすぎ、すなわち蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値が大きすぎるので、蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値を減少させて節炭器５への給水量を増加させる。
【００５５】
図５は請求項５６に対応する本発明の他の実施例を示す。  
本実施例では、減温器９の加減弁２２の開度の代わりに、図３の貫流型排熱回収ボイラの概念図に示すように流量計３７で測定される減温器９に流入する注水量を使用した。本構成は、図３の流量計３７を必要とするが、図２の貫流型排熱回収ボイラの概念図に示す加減弁２２の弁特性の非線形性の影響を排除できるという効果を有する。
【００５６】
すなわち、過熱器減温器９の注水量が設定値より大である場合には、節炭器５への給水量が多すぎ、すなわち蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値が小さすぎるので、蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値を増加させて節炭器５への給水量を減少させ、過熱器減温器９の注水量が設定値より小さい場合には、節炭器５への給水量が少なすぎ、すなわち蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値が大きすぎるので、蒸発器６の出口蒸気の過熱度の目標値を減少させて節炭器５への給水量を増加させる。
【００５７】
以上のように、各実施例により、ガスタービンの燃料性状の変化などによる排熱回収ボイラの燃焼排ガス温度・流量の変化や、過熱器８などの伝熱管群の伝熱面の汚れによる過熱器８などの熱吸収量の変化に対しても、過熱器８などの出口温度を規定値に保持しつつ、過熱器８の出口蒸気量を最大化することが実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
部分負荷の効率向上は、起動時間短縮とともに貫流型排熱回収ボイラの大きな利点であり、その制御方法を提案する本発明は、将来にわたり産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例の貫流型排熱回収ボイラの制御方法を示す図である。
【図２】本発明の実施例の貫流型排熱回収ボイラの概念図である。
【図３】本発明の実施例の貫流型排熱回収ボイラの概念図である。
【図４】本発明の実施例の貫流型排熱回収ボイラの制御方法を示す図である。
【図５】本発明の実施例の貫流型排熱回収ボイラの制御方法を示す図である。
【図６】従来技術の貫流型排熱回収ボイラの制御方法を示す図である。
【図７】貫流型排熱回収ボイラの蒸発器出口蒸気の過熱過熱度と蒸発器流量および過熱器出口流量の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  排熱回収ボイラケーシング  ２  ガスダクト
３  煙突                      ４  給水ポンプ
５  節炭器                    ６  蒸発器
７  気水分離器                ８  過熱器
９  過熱器減温器              ２０  給水加減弁
２２  過熱器減温器加減弁      ３０、３４  流量計
３１  圧力計                  ３２  蒸気温度計
３３  過熱蒸気温度計          ３５  減温器入口温度計
３６  減温器出口温度計        ３７  減温器流入注水流量計
４０  助燃装置                ５０、６９、８１  加算器
５１、９０  最小値設定値      ５２、９１  高値選択器
５３、６２、６３、７１、８５  減算器
５４、６４、７２、８２  制御器
６５、８３  上下限制限器      ６８  過熱度設定値
７０  過熱器出口蒸気温度設定値
８０  ゲイン                  １００  給水管
１０１、１０２、１０３，１０４  蒸気管
Ａ  給水補正信号
Ｂ  過熱度設定
Ｃ  蒸発器出口蒸気過熱度設定補正信号
Ｇ１  燃焼排ガス              Ｇ２  低温ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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