JP5738166B2 - Control system and control method for coal-fired thermal power plant with CO2 recovery device - Google Patents
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Description
本発明は、蒸気を利用して排ガスに含まれるCO2を回収するCO2回収装置を備える石炭焚き火力発電プラントに適用される制御装置及び制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method applied to a coal-fired thermal power plant including a CO 2 recovery device that recovers CO 2 contained in exhaust gas using steam.
石炭焚き火力発電プラントにおいては、発電機及びボイラの協調制御が行われている。
具体的には、協調制御によれば、特許文献1に記載されているように、電力需要、則ち負荷に基づいて設定される発電出力指令(MWD)に基づいて、タービンマスタ指令(TM)、則ち、ガバナ弁の開度の設定値が決定される。ガバナ弁の開度が、その設定値に近付けられることによって、ガバナ弁を通じて蒸気が供給されるタービンの回転数が適切に調整される。一方、発電出力指令に基づいて、ボイラマスタ指令(BID)が演算され、ボイラマスタ指令に基づいて、ボイラに供給される石炭、水及び空気の流量の設定値が決定される。つまり、ボイラマスタ指令に基づいて、ボイラで発生する蒸気の量が決定される。
In a coal fired thermal power plant, cooperative control of a generator and a boiler is performed.
Specifically, according to the cooperative control, as described in Patent Document 1, based on the power generation output command (MWD) set based on the power demand, that is, the load, the turbine master command (TM) That is, the set value of the opening degree of the governor valve is determined. When the opening degree of the governor valve is brought close to the set value, the rotational speed of the turbine to which steam is supplied through the governor valve is appropriately adjusted. On the other hand, a boiler master command (BID) is calculated based on the power generation output command, and set values for the flow rates of coal, water, and air supplied to the boiler are determined based on the boiler master command. That is, the amount of steam generated in the boiler is determined based on the boiler master command.
ところで近年、地球温暖化対策のために、燃焼設備から排出される排ガス中のCO2を回収するCO2回収装置(CCS)の研究開発が行われている。
具体的には、特許文献2及び特許文献3が開示しているように、CO2回収装置は、化学吸収法を採用しており、CO2を吸収液に一旦吸収させてから、該吸収液を加熱してCO2を分離・回収する。
By the way, in recent years, research and development of a CO 2 recovery device (CCS) that recovers CO 2 in exhaust gas discharged from a combustion facility has been conducted as a countermeasure against global warming.
Specifically, as disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, the CO 2 recovery device employs a chemical absorption method, and once the CO 2 is absorbed by the absorption liquid, the absorption liquid Is heated to separate and collect CO 2 .
石炭焚き火力発電プラントにも、CO2回収装置の適用が検討されている。例えば、特許文献4は、複数の発電プラントを運用するための情報処理装置を開示しており、発電プラントには、CO2回収装置を備える火力発電プラントが含まれている。
該情報処理装置は、発電機の運転に伴う燃料費の最小化を行いつつ、CO2の排出量を最小化することを課題として発明されている。このため、該情報処理装置は、CO2回収装置を備える火力発電プラントにおけるCO2回収比率(β)及びCCS稼働電力量比率(αi)を考慮して、複数の発電プラントの運転スケジュールを作成する。
なお、CO2回収装置は、特許文献4の図3に記載されているように、ボイラから供給される蒸気を利用してCO2を回収している。
Application of a CO 2 recovery device is also being considered for a coal-fired thermal power plant. For example, Patent Document 4 discloses an information processing apparatus for operating a plurality of power plants, and the power plant includes a thermal power plant including a CO 2 recovery device.
The information processing apparatus has been invented with the object of minimizing CO 2 emissions while minimizing fuel costs associated with the operation of the generator. For this reason, the information processing apparatus creates operation schedules for a plurality of power plants in consideration of the CO 2 recovery ratio (β) and the CCS operating power amount ratio (αi) in a thermal power plant including the CO 2 recovery device. .
Incidentally, CO 2 recovery apparatus, as described in FIG. 3 of Patent Document 4, and recovering CO 2 using the steam supplied from the boiler.
一方、特許文献5及び特許文献6は、CO2を回収及び圧縮する発電プラントを開示しており、該発電プラントでは、CO2回収システムの消費電力が、発電プラントの正味電力出力の制御パラメータとして使用される。例えば、特許文献5の発電プラントでは不足周波数事象時に、特許文献6の発電プラントでは電力需要が高いときに、CO2回収システムがそれぞれオフにされる。 On the other hand, Patent Document 5 and Patent Document 6 discloses a power plant for recovering and compress CO 2, in the power plant, the power consumption of the CO 2 recovery system, as a control parameter for the net power output of a power plant used. For example, the CO 2 recovery system is turned off at the time of an underfrequency event in the power plant of Patent Document 5 and when the power demand is high at the power plant of Patent Document 6.
CO2回収装置を備える石炭焚き火力発電プラントでは、負荷が変化して排ガスの排出量が変化した場合に、CO2の回収率を一定に保ち、CO2回収量を変化させることが考えられる。この場合、CO2回収量の変化に伴い、CO2回収装置への蒸気供給量も変化させることになる。具体的には、負荷が増大した場合には、CO2回収装置への蒸気供給量を増大させることになる。 The coal-fired power plant with a CO 2 recovery apparatus, when the discharge amount of the exhaust gas load is changed is changed, maintaining the recovery of CO 2 at a constant, it is conceivable to change the CO 2 recovery amount. In this case, with the change in the CO 2 recovery amount, steam supply to the CO 2 recovering apparatus also it becomes possible to change. Specifically, when the load increases, the amount of steam supplied to the CO 2 recovery device is increased.
しかしながら、CO2回収装置への蒸気供給量の増加は、その反動としてタービンへの蒸気供給量の減少を招き、発電機の出力低下を招く。このため、従来の協調制御では、発電機から出力される電力が、負荷に対し不足してしまう。つまり、CO2回収装置への蒸気供給量の変化が、発電機の出力の制御に対して外乱となってしまう。
このためCO2回収装置を備える石炭焚き火力発電プラントでは、負荷が変化した場合に、如何にして発電機の出力を適切に制御するかが問題となっている。
However, an increase in the amount of steam supplied to the CO 2 recovery device causes a decrease in the amount of steam supplied to the turbine as a reaction to this, leading to a decrease in the output of the generator. For this reason, in the conventional cooperative control, the power output from the generator is insufficient with respect to the load. That is, the change in the amount of steam supplied to the CO 2 recovery device becomes a disturbance to the control of the generator output.
For this reason, in a coal fired thermal power plant equipped with a CO 2 recovery device, there is a problem of how to properly control the output of the generator when the load changes.
なお、特許文献4は、複数の発電プラントを運転する情報処理装置を開示するのみであって、CO2回収装置を備える石炭焚き火力発電プラントにおいて負荷が変化した場合に、如何にして発電機の出力を適切に制御するかについては開示していない。
また、負荷が増大した場合に、特許文献5及び特許文献6に開示されているように、CO2回収装置を停止すれば、発電機の出力低下は防止されるが、CO2回収装置の運転に負の影響を与えることは好ましくない。
Note that Patent Document 4 only discloses an information processing apparatus that operates a plurality of power plants, and how the generator is changed when the load changes in a coal-fired thermal power plant including a CO 2 recovery device. It does not disclose how to properly control the output.
Further, when the load increases, as disclosed in Patent Document 5 and Patent Document 6, if the CO 2 recovery device is stopped, the output reduction of the generator is prevented, but the operation of the CO 2 recovery device is prevented. It is not preferable to have a negative effect on.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、負荷が変化した場合に、CO2回収装置への蒸気供給量が変化しても、発電機の出力を適切に制御する、CO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御システム及び制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to appropriately control the output of the generator even when the amount of steam supplied to the CO 2 recovery device changes when the load changes. to provide a control system and control method for CO 2 recovery apparatus with a coal-fired power plant.
上記の課題を解決するために、本発明によれば、石炭、水及び空気が供給され、石炭の燃焼によって排ガスを発生させながら蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラから蒸気が供給され、蒸気を用いて発電機を駆動するタービンと、前記タービンから流出した蒸気を液相の水に戻す復水装置と、前記タービンから抽気された蒸気が供給され、供給された蒸気を熱源として前記ボイラで発生した排ガスに含まれるCO2を回収するCO2回収装置と、前記タービンから前記CO2回収装置へ供給される蒸気の流量を調整するCO2回収用蒸気流量制御弁と、を備えるCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントに適用されるCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御システムにおいて、前記タービンから前記CO2回収装置に供給される蒸気の流量に対応する指標に基づいて、負荷に基づいて設定される発電出力指令を補正する、発電出力指令補正手段を有し、前記発電出力指令補正手段によって補正された発電出力指令に基づいて、前記ボイラに供給される石炭、水及び空気の供給量を調整する、ことを特徴とするCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御システムが提供される。 In order to solve the above problems, according to the present invention, coal, water, and air are supplied, and a boiler that generates steam while generating exhaust gas by combustion of coal, steam is supplied from the boiler, A turbine for driving a generator, a condensing device for returning steam flowing out from the turbine to liquid phase water, steam extracted from the turbine is supplied, and generated steam is generated in the boiler using the supplied steam as a heat source CO 2 recovery apparatus comprising the a CO 2 recovery apparatus for recovering the CO 2 contained in the exhaust gas, and CO 2 recovery steam flow control valve for adjusting the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovering apparatus from the turbine, the In a control system for a coal-fired thermal power plant with a CO 2 recovery device applied to a coal-fired thermal power plant with a heater, from the turbine to the CO 2 recovery device Based on an index corresponding to the flow rate of the supplied steam, the power generation output command is corrected by the power generation output command correction unit, the power generation output command correction unit correcting the power generation output command set based on the load. A control system for a coal-fired thermal power plant with a CO 2 recovery device is provided that adjusts the supply amount of coal, water, and air supplied to the boiler based on the above.
この制御システムでは、負荷が変化した場合に、負荷に基づいて発電出力指令が設定されるのに加えて、CO2回収装置に供給される蒸気の流量が変化した場合に、発電出力指令が補正される。そして、補正された発電出力指令に基づいて、ボイラに供給される石炭、水及び空気の流量が調整される。ボイラに供給される石炭、水及び空気の流量を調整するということは、ボイラで発生する蒸気の量を調整するということであり、この調整により、発電及びCO2の回収のために充分な量の蒸気が確保される。この結果として、CO2回収装置に供給される蒸気の流量が変化したとしても、発電機の出力が負荷に応じて適切に制御される。 In this control system, when the load changes, in addition to setting the power generation output command based on the load, the power generation output command is corrected when the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device changes. Is done. Based on the corrected power generation output command, the flow rates of coal, water, and air supplied to the boiler are adjusted. Adjusting the flow rate of coal, water and air supplied to the boiler means adjusting the amount of steam generated in the boiler, and this adjustment is sufficient for power generation and CO 2 recovery. Of steam is secured. As a result, even if the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device changes, the output of the generator is appropriately controlled according to the load.
好ましくは、前記発電出力指令補正手段による前記発電出力指令の補正は、前記CO2回収装置に供給される蒸気の流量が増大する場合に、前記ボイラに供給される石炭、水及び空気の流量を増大するように行われる。
この構成によれば、CO2回収装置に供給される蒸気の流量が増大した場合に、ボイラに供給される石炭、水及び空気の流量が増大し、ボイラで発生する蒸気の量が増大する。このため、CO2回収装置に供給される蒸気の流量が増大したとしても、充分な量の蒸気が確保され、確実に、発電機の出力が負荷に応じて適切に制御される。
Preferably, the correction of the power generation output command by the power generation output command correction means is performed by changing the flow rates of coal, water and air supplied to the boiler when the flow rate of steam supplied to the CO 2 recovery device increases. Done to increase.
According to this configuration, when the flow rate of steam supplied to the CO 2 recovery device increases, the flow rates of coal, water, and air supplied to the boiler increase, and the amount of steam generated in the boiler increases. For this reason, even if the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device increases, a sufficient amount of steam is secured, and the output of the generator is reliably controlled according to the load.
好ましくは、前記発電出力指令補正手段は、前記指標として、前記CO2回収装置に供給される蒸気の流量の測定値に基づいて、前記発電出力指令を補正する。
この構成によれば、CO2回収装置に供給される蒸気の流量自体に基づいて発電出力指令が補正されるので、確実に、発電機の出力が負荷に応じて適切に制御される。
Preferably, the power generation output command correction means corrects the power generation output command based on a measured value of a flow rate of steam supplied to the CO 2 recovery device as the index.
According to this configuration, since the power generation output command is corrected based on the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device, the output of the generator is reliably controlled according to the load.
好ましくは、前記発電出力指令補正手段は、前記指標として、前記CO2回収装置に供給されるべき蒸気の流量の設定値に基づいて、前記発電出力指令を補正する。
この構成によれば、CO2回収装置に供給されるべき蒸気の流量の設定値に基づいて発電出力指令が補正されるので、簡単な構成にて、発電機の出力が負荷に応じて適切に制御される。
Preferably, the power generation output command correction means corrects the power generation output command based on a set value of a flow rate of steam to be supplied to the CO 2 recovery device as the index.
According to this configuration, since the power generation output command is corrected based on the set value of the flow rate of the steam to be supplied to the CO 2 recovery device, the output of the generator is appropriately set according to the load with a simple configuration. Be controlled.
好ましくは、前記発電出力指令補正手段は、前記指標として、前記CO2回収装置に供給される蒸気の圧力の測定値に基づいて、前記発電出力指令を補正する。
CO2回収装置に供給される蒸気の圧力は、CO2回収装置に供給される蒸気の流量と相関があるので、この構成によれば、簡単な構成にて、発電機の出力が負荷に応じて適切に制御される。
Preferably, the power generation output command correction means corrects the power generation output command based on a measured value of the pressure of steam supplied to the CO 2 recovery device as the index.
The pressure of the steam supplied to the CO 2 recovery apparatus, since the flow rate and the correlation of the steam supplied to the CO 2 recovery apparatus, according to this configuration, with a simple configuration, the output of the generator according to the load Are controlled appropriately.
好ましくは、前記発電出力指令補正手段は、前記指標として、前記ボイラで発生した排ガスのうち、前記CO2回収装置において処理されるべき排ガスの割合を示す排ガス処理率の設定値、前記CO2回収装置によって処理される排ガスに含まれるCO2のうち、前記CO2回収装置において回収されるべきCO2の割合を示すCO2回収率の設定値、及び、負荷に基づいて設定される前記発電機の出力の設定値に基づいて、前記発電出力指令を補正する。 Preferably, the power generation output command correction means uses, as the index, a set value of an exhaust gas treatment rate indicating a ratio of exhaust gas to be processed in the CO 2 recovery device among exhaust gases generated in the boiler, the CO 2 recovery The CO 2 recovery rate set value indicating the proportion of CO 2 to be recovered in the CO 2 recovery device out of CO 2 contained in the exhaust gas processed by the device, and the generator set based on the load The power generation output command is corrected based on the set value of the output.
排ガス処理率の設定値、CO2回収率の設定値、及び、発電機の出力の設定値は、CO2回収装置に供給される蒸気の流量と相関があるので、この構成によれば、簡単な構成にて、発電機の出力が負荷に応じて適切に制御される。 The setting value of the exhaust gas treatment rate, the setting value of the CO 2 recovery rate, and the setting value of the output of the generator are correlated with the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device. With this configuration, the output of the generator is appropriately controlled according to the load.
好ましくは、前記発電出力指令補正手段は、前記指標に基づいて得られる補正量に、前記ボイラに供給される石炭、水及び空気の流量の変化率を抑制する遅れ要素を作用させ、前記遅れ要素を作用させた補正量を用いて、前記発電出力指令を補正する。 Preferably, the power generation output command correction means causes a delay element that suppresses a rate of change in the flow rate of coal, water, and air supplied to the boiler to a correction amount obtained based on the index, and the delay element The power generation output command is corrected using the correction amount obtained by applying.
ボイラで発生する蒸気の量は、ボイラに供給する石炭、水及び空気の流量の増大開始から、ある程度遅れて増加する。このため、指標に直接基づいて、ボイラに供給する石炭、水及び空気の流量を増大すると、蒸気を過剰に発生させる虞がある。また、指標に直接基づいてボイラに供給する石炭、水及び空気の流量を増大すると、増大量が急激に大きくなる場合がある。このような調整は、ボイラに負担をかけることになり望ましくない。
そこで、この構成では、補正量に遅れ要素を作用させることで、蒸気の過剰な発生が防止されるとともに、ボイラに急激な負担が加わることが防止される。
The amount of steam generated in the boiler increases after a certain delay from the start of increases in the flow rates of coal, water and air supplied to the boiler. For this reason, if the flow rates of coal, water, and air supplied to the boiler are increased directly based on the index, there is a risk of excessive generation of steam. Further, when the flow rates of coal, water, and air supplied to the boiler are increased directly based on the index, the amount of increase may increase rapidly. Such adjustment places a burden on the boiler and is undesirable.
Therefore, in this configuration, by causing a delay element to act on the correction amount, it is possible to prevent excessive generation of steam and to prevent a sudden burden on the boiler.
上記の課題を解決するために、本発明によれば、石炭、水及び空気が供給され、石炭の燃焼によって排ガスを発生させながら蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラから蒸気が供給され、蒸気を用いて発電機を駆動するタービンと、前記タービンから流出した蒸気を液相の水に戻す復水装置と、前記タービンから抽気された蒸気が供給され、供給された蒸気を熱源として前記ボイラで発生した排ガスに含まれるCO2を回収するCO2回収装置と、前記タービンから前記CO2回収装置へ供給される蒸気の流量を調整するためのCO2回収用蒸気流量制御弁と、を備えるCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントに適用されるCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御方法において、前記タービンから前記CO2回収装置に供給される蒸気の流量に対応する指標に基づいて、負荷に基づいて設定される発電出力指令を補正し、前記補正された発電出力指令に基づいて、前記ボイラに供給される石炭、水及び空気の供給量を調整する、ことを特徴とするCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to the present invention, coal, water, and air are supplied, and a boiler that generates steam while generating exhaust gas by combustion of coal, steam is supplied from the boiler, A turbine for driving a generator, a condensing device for returning steam flowing out from the turbine to liquid phase water, steam extracted from the turbine is supplied, and generated steam is generated in the boiler using the supplied steam as a heat source CO 2 comprising to a CO 2 recovery apparatus for recovering the CO 2 contained in the exhaust gas was, and a CO 2 recovery steam flow control valve for adjusting the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovering apparatus from the turbine In a control method of a coal-fired thermal power plant with a CO 2 recovery device applied to a coal-fired thermal power plant with a recovery device, the CO 2 recovery device from the turbine Based on an index corresponding to the flow rate of steam supplied to the engine, the power generation output command set based on the load is corrected, and the coal, water supplied to the boiler based on the corrected power generation output command, and There is provided a control method for a coal-fired thermal power plant with a CO 2 recovery device, characterized by adjusting an air supply amount.
この制御方法では、負荷が変化した場合に、負荷に基づいて発電出力指令が設定されるのに加えて、CO2回収装置に供給される蒸気の流量が変化した場合に、発電出力指令が補正される。そして、補正された発電出力指令に基づいて、ボイラに供給される石炭、水及び空気の流量が調整される。ボイラに供給される石炭、水及び空気の流量を調整するということは、ボイラで発生する蒸気の量を調整するということであり、この調整により、発電及びCO2の回収のために充分な量の蒸気が確保される。この結果として、CO2回収装置に供給される蒸気の流量が変化したとしても、発電機の出力が負荷に応じて適切に制御される。 In this control method, when the load changes, in addition to setting the power generation output command based on the load, the power generation output command is corrected when the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device changes. Is done. Based on the corrected power generation output command, the flow rates of coal, water, and air supplied to the boiler are adjusted. Adjusting the flow rate of coal, water and air supplied to the boiler means adjusting the amount of steam generated in the boiler, and this adjustment is sufficient for power generation and CO 2 recovery. Of steam is secured. As a result, even if the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device changes, the output of the generator is appropriately controlled according to the load.
本発明によれば、負荷が変化した場合に、CO2回収装置への蒸気供給量が変化しても、発電機の出力を適切に制御する、CO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御システム及び制御方法が提供される。 According to the present invention, when the load changes, even if the steam supply amount to the CO 2 recovery device changes, the control of the coal-fired thermal power plant with the CO 2 recovery device that appropriately controls the output of the generator. A system and control method are provided.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態に係るCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラント(以下、単に発電プラントともいう)10の概略的な構成を示している。発電プラント10は、大別して、蒸気系統、復水系統、石炭・空気供給系統、排ガス処理系統、及び、これらの動作を制御する制御系統からなる。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a coal-fired thermal power plant (hereinafter simply referred to as a power plant) 10 with a CO 2 recovery device according to the first embodiment. The
〔蒸気系統〕
蒸気系統は、ボイラ12、ガバナ弁14、高圧タービン(HPT)16、中圧タービン(IPT)18及び低圧タービン(LPT)20を有している。ボイラ12は、節炭器22、蒸発管24、過熱器26及び再熱器28を有し、水の循環路30には、節炭器22、蒸発管24、過熱器26、ガバナ弁14、高圧タービン16、再熱器28、中圧タービン18及び低圧タービン20がこの順序で配置されている。
ボイラ12には、石炭、水及び空気が供給され、ボイラ12は、石炭の燃焼によって排ガスを発生させながら蒸気を発生させる。
[Steam system]
The steam system includes a
The
そして、高圧タービン16、中圧タービン18及び低圧タービン20は、ボイラ12から供給された蒸気を用いて発電機31を駆動する。具体的には、高圧タービン16、中圧タービン18及び低圧タービン20の出力軸は、発電機31に接続され、高圧タービン16、中圧タービン18及び低圧タービン20は、ボイラ12から供給される蒸気のエネルギーを回転力にそれぞれ変換し、発電機31は、回転力を電力に変換して出力する。
Then, the high-
〔復水系統〕
復水系統は、水の循環路30に順次配置される、復水器32、復水ポンプ34、脱気器レベル調整弁36、低圧給水加熱器(LPH)38、脱気器40、ボイラ給水ポンプ42、高圧給水加熱器(HPH)44を有する。復水器32は、低圧タービン20から流出した蒸気を液相の水に戻し、得られた液相の水が、再びボイラ12に供給される。
なお、高圧タービン16の抽気点は、抽気路46を通じて高圧給水加熱器44に接続され、中圧タービン18の出口は、抽気路48を通じて脱気器40に接続され、そして、低圧タービン20の抽気点は、抽気路50を通じて低圧給水加熱器38に接続されている。従って、ボイラ12に供給される水の温度は、抽気された蒸気を利用して上昇させられている。
[Condensate system]
The condensate system is sequentially arranged in a
The extraction point of the high-
〔石炭・空気供給系統〕
更に、発電プラント10は、ボイラ12のバーナ52に石炭及び空気を供給するための石炭・空気供給系統として、石炭供給装置54、押し込み送風機56、及び、空気予熱器58を有する。
石炭供給装置54は、図示しないホッパ、コンベヤ及び石炭粉砕機を有する。ホッパからベルトコンベヤによって石炭粉砕機に供給された石炭は、石炭粉砕機によって粉砕されて微粉炭になる。微粉炭は、キャリアガスとしての窒素ガスによって、ボイラ12のバーナ52に搬送される。
なお、ボイラ12における燃焼方式は、噴流床燃焼方式が好ましいが、流動床燃焼方式や固定床燃焼方式であってもよい。
[Coal and air supply system]
Further, the
The
The combustion system in the
〔排ガス処理系統〕
また更に、発電プラント10は、ボイラ12で発生した排ガスを処理する排ガス処理系統として、排ガス流路60に順次配置される、脱硝装置62、電気集塵機64、脱硫装置66、及び、ダンパ68を有する。ダンパ68で分岐された排ガス流路60の一方には、煙突70が設けられ、他方にはCO2回収装置72が設けられている。なお、空気予熱器58は、脱硝装置62と電気集塵機64の間に配置され、排ガスの熱を利用して空気を予備的に加熱する。
[Exhaust gas treatment system]
Furthermore, the
〔CO2回収装置〕
CO2回収装置72は、化学吸着法により排ガスに含まれるCO2を回収する。CO2回収装置72は、吸収液の循環路74を有し、循環路74には、吸収塔76、送出ポンプ78、熱交換器80の低温部、再生塔82、返戻ポンプ84、及び、熱交換器80の高温部が、吸収液の循環方向にてこの順序で配置されている。
[CO 2 recovery equipment]
CO 2 recovery unit 72 recovers the CO 2 contained in the exhaust gas by a chemical adsorption method. The CO 2 recovery device 72 has an absorption
また、CO2回収装置72は、リボイラ86を有し、リボイラ86は、再生塔82内の吸収液を加熱する。リボイラ86は、中圧タービン18の出口と脱気器40を繋ぐリボイラ用抽気路88に配置され、熱源として蒸気を用いて吸収液を加熱する。なお、リボイラ用抽気路88には、リボイラ86に供給される蒸気の流量を調整するCO2回収用蒸気流量調整弁90が配置されている。
The CO 2 recovery device 72 has a
回収装置72においては、吸収塔76において、相対的に低温の吸収液が排ガス中のCO2を吸収する。そして、再生塔82において、CO2を吸収した吸収液の温度が上昇させられて吸収液からCO2が放出され、放出された気相のCO2が回収される。
In the
〔制御系統〕
図2は、制御系統(制御システム)の全体的な構成を概略的に示すブロック図である。制御システムは、統合的な制御を行う中央制御装置92を有する。中央制御装置92は、例えば、演算装置、記憶装置及び入出力装置からなるコンピュータによって構成される。中央制御装置92は、主蒸気圧力調節器94、発電出力調節器96、排ガス流量調節器98、及び、CO2流量調節器100に電気的に接続されている。主蒸気圧力調節器94、発電出力調節器96、排ガス流量調節器98、及び、CO2流量調節器100も、それぞれコンピュータによって構成される。
[Control system]
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the control system (control system). The control system includes a
〔主蒸気圧力調節器〕
主蒸気圧力調節器94は、中央制御装置92と協働して、ボイラ12の過熱器26から供給される蒸気(主蒸気)の圧力を制御する。
具体的には、主蒸気圧力調節器94は、ボイラ12に供給される石炭、水及び空気の流量を制御することによって、主蒸気の圧力を制御する。そのために、主蒸気圧力調節器94は、ボイラ給水ポンプ42を制御することによって、ボイラ12に供給される水の流量を調整可能である。
また、主蒸気圧力調節器94は、石炭供給装置54を制御することによって、ボイラ12に供給される石炭の流量を調整可能である。更に、主蒸気圧力調節器94は、押し込み送風機56を制御することによって、ボイラ12に供給される空気の流量を調整可能である。
[Main steam pressure regulator]
The main
Specifically, the main
Further, the main
なお、主蒸気圧力調節器94には、主蒸気の圧力を測定する主蒸気用圧力計102が電気的に接続され、主蒸気の圧力の測定値が設定値に近付くように、主蒸気圧力調節器94は主蒸気の圧力を制御する。主蒸気用圧力計102は、過熱器26とガバナ弁14との間に配置される。
The main
〔発電出力調節器〕
発電出力調節器96は、中央制御装置92と協働して、発電機31から出力される電力を制御する。そのために、発電出力調節器96は、ガバナ弁14の弁開度を調整することによって、高圧タービン16に供給される主蒸気の流量を調整する。
なお、発電出力調節器96には、発電機31が出力する電力及びその周波数を測定する電力/周波数計104が電気的に接続され、発電出力調節器96は、電力及び周波数の測定値が設定値に近付くように、ガバナ弁14の弁開度を調整する。
[Generation output controller]
The power
The
〔排ガス流量調節器〕
排ガス流量調節器98は、中央制御装置92と協働して、ボイラ12からCO2回収装置72に供給される排ガスの流量を制御する。そのために、排ガス流量調節器98は、ダンパ68、送出ポンプ78及び返戻ポンプ84を制御する。
なお、排ガス流量調節器98には、排ガスの流量を測定する排ガス流量計106が電気的に接続され、排ガス流量調節器98は、排ガスの流量の測定値が設定値に近付くように、ダンパ68、送出ポンプ78及び返戻ポンプ84を制御する。排ガス流量計106は、ダンパ68と吸収塔76との間に配置される。
[Exhaust gas flow controller]
The exhaust
An exhaust
〔CO2流量調節器〕
CO2流量調節器100は、中央制御装置92と協働して、CO2回収装置によって回収されるCO2の流量を制御する。そのため、CO2流量調節器100は、CO2回収用蒸気流量調整弁90の弁開度を調整する。
なお、CO2流量調節器100にはCO2流量計108及びCO2回収用蒸気流量計110が電気的に接続されている。CO2流量計108は、再生塔82の出口に配置され、再生塔82から流出するCO2の流量、則ち、CO2回収装置によって回収されたCO2の流量を測定する。CO2回収用蒸気流量計110は、リボイラ用抽気路88に配置され、リボイラ86に供給されるCO2回収用の蒸気の流量を測定する。CO2流量調節器100は、回収されたCO2の流量及びCO2回収用の蒸気の流量の測定値が設定値にそれぞれ近付くように、CO2回収用蒸気流量調整弁90の弁開度を調整する。
[CO 2 flow controller]
CO 2 flow controller 100, in cooperation with the
Note that the CO 2 flow controller 100 CO 2 flow meter 108 and the CO 2 recovery
以下、上述した発電プラント10の制御システムが実行する制御方法について、図3を参照して説明する。
図3は、制御システムの機能的な構成を概略的に示す図である。制御システムの中央制御装置92には、電力需要、則ち負荷が入力され、入力された負荷にそれぞれ対応する発電出力設定値及び発電出力変化率設定値が、出力変化率制御器112に入力される。出力変化率制御器112は、発電出力設定値の単位時間あたりの変化率が、発電出力変化率設定値の範囲内に収まるように、発電出力設定値を調整して出力する。
Hereinafter, the control method which the control system of the
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of the control system. The
一方、中央制御装置92には、電力/周波数計104によって測定された周波数の測定値が入力され、周波数の測定値と設定値の偏差(Δf)が関数器114に入力される。関数器114は、予め設定された関数に偏差を代入して、発電出力設定値を補正するための周波数変動補正量を演算する。
出力変化率制御器112で調整された発電出力設定値、及び、関数器114で演算された周波数変動補正量は、加算器116に入力されて加算される。これにより発電出力設定値が補正される。
On the other hand, a frequency measurement value measured by the power /
The power generation output set value adjusted by the output
加算器116で補正された発電出力設定値は、上下限制限器118に入力される。上下限制限器118は、発電出力設定値が、予め設定された下限と上限で規定される範囲内に収まるように、発電出力設定値を更に補正する。この補正された発電出力設定値が、発電出力指令(MWD)として、上下限制限器118から出力される。発電出力指令の単位は、例えばMW(メガワット)である。
The power generation output set value corrected by the
上下限制限器118から出力された発電出力指令は、発電出力調節器96の減算器120に入力される。また、減算器120には、電力/周波数計104によって測定された、発電機31から出力される電力の測定値(MW)が入力されている。減算器120は、発電出力指令と電力の測定値の偏差を演算し、得られた偏差は、発電出力調節器96の制御器122に入力される。
The power generation output command output from the upper /
制御器122は比例積分(PI)制御を行う。具体的には、制御器122は、入力された偏差が縮小するように、タービンマスタ指令(TM)を演算により求める。そして、発電出力調節器96は、演算により求めたタービンマスタ指令に基づいて、ガバナ弁14の弁開度を調整し、これにより発電機31の出力を調整する。
The
一方、中央制御装置92には、CO2回収用蒸気流量計110によって測定された、CO2回収用蒸気の流量の測定値が入力されている。CO2回収用蒸気の流量の測定値は、中央制御装置92の関数器124に入力され、関数器124は、予め設定された関数にCO2回収用蒸気の流量の測定値を代入し、CO2回収用蒸気流量変動補正量を求める。求められたCO2回収用蒸気流量変動補正量は、中央制御装置92の加算器126に入力される。
On the other hand, the
また、加算器126には、発電出力指令が入力されており、加算器126は、発電出力指令にCO2回収用蒸気流量変動補正量を加算することによって、発電出力指令を補正する。つまり関数器124及び加算器126は、発電出力指令補正手段127を構成している。
Further, the power generation output command is input to the
加算器126によって補正された発電出力指令は関数器128に入力される。関数器128は、予め設定された関数に補正された発電出力指令を代入して、ボイラマスタ指令(BID)を求める。関数器128によって求められたボイラマスタ指令は、図示しないけれども、複数の関数器に入力され、これらの関数器によって、ボイラに供給される石炭、水及び空気の流量の設定値がそれぞれ演算される。
The power generation output command corrected by the
そして、演算された石炭、水及び空気の流量の設定値は、主蒸気圧力調節器94に入力され、主蒸気圧力調節器94は、ボイラ12に供給される石炭、水及び空気の流量が設定値にそれぞれ近付くように、石炭供給装置54、ボイラ給水ポンプ42、及び、押し込み送風機56を制御する。なお、主蒸気圧力調節器94は、主蒸気用圧力計102によって測定される主蒸気の圧力の測定値に基づいて、ボイラ12に供給される石炭、水及び空気の流量の設定値を補正してもよい。
The set values of the calculated flow rates of coal, water, and air are input to the main
他方、中央制御装置92には、CO2の回収量又は回収率の設定値が入力され、中央制御装置92は、CO2の回収量又は回収率が設定値に近付くように、排ガス流量調節器98及びCO2流量調節器100と協働する。例えば、発電プラント10の管理者が、CO2の回収量又は回収率の設定値の入力を行うことができ、CO2の回収量又は回収率の設定値は、負荷に基づいて設定されてもよく、或いは、負荷とは独立に設定されてもよい。
On the other hand, the
以下、上述した発電プラント10の動作を、CO2の回収率が一定であるときに負荷が増大した場合について説明する。
負荷が増大すると、発電出力指令が増大し、タービンマスタ指令も増大する。このため、ガバナ弁14の弁開度が増大される。
一方、CO2の回収率が一定であるときに負荷が増大すると、排ガスの排出量が増えるため、CO2回収装置72の能力を増大させる必要がある。このため、CO2回収用蒸気流量調整弁90の弁開度が増大され、中圧タービン18の出口からリボイラ86に供給されるCO2回収用蒸気の流量が増大する。
Hereinafter, the operation of the
When the load increases, the power generation output command increases and the turbine master command also increases. For this reason, the valve opening degree of the
On the other hand, if the load increases when the CO 2 recovery rate is constant, the amount of exhaust gas discharged increases, so the capacity of the CO 2 recovery device 72 needs to be increased. For this reason, the valve opening degree of the CO 2 recovery steam flow
CO2回収用蒸気の流量は、CO2回収用蒸気流量計110によって測定されており、CO2回収用蒸気流量計110によって測定されたCO2回収用蒸気の流量の測定値は、中央制御装置92に入力される。中央制御装置92の関数器124は、入力されたCO2回収用蒸気の流量の測定値を関数に代入してCO2回収用蒸気流量変動補正量を求め、求められたCO2回収用蒸気流量変動補正量は、加算器126にて、発電出力指令に加算される。
The flow rate of the CO 2 recovery steam is CO 2 are measured by collecting the
かくして、加算器126によって補正された発電出力指令に基づいて、ボイラマスタ指令が求められ、更に、ボイラ12に供給される石炭、水及び蒸気の流量の設定値が設定される。この結果として、CO2回収用蒸気の流量の変動をあたかも外乱であるかのように考慮して、ボイラ12で蒸気が生成される。
Thus, a boiler master command is obtained based on the power generation output command corrected by the
上述した第1実施形態の発電プラント10の制御システム及び制御方法によれば、負荷が変化した場合に、負荷に基づいて発電出力指令が設定されるのに加えて、CO2回収装置72に供給される蒸気の流量が変化した場合に、発電出力指令が補正される。そして、補正された発電出力指令に基づいて、ボイラ12に供給される石炭、水及び空気の流量が調整される。
According to the control system and the control method of the
ボイラ12に供給される石炭、水及び空気の流量を調整するということは、ボイラ12で発生する主蒸気の量を調整するということであり、この調整により、発電及びCO2の回収のために充分な量の主蒸気が確保される。この結果として、CO2回収装置72に供給される蒸気の流量が変化したとしても、発電機31の出力が負荷に応じて適切に制御される。
Adjusting the flow rates of coal, water, and air supplied to the
そして、第1実施形態の発電プラント10の制御システムにおいては、CO2回収用蒸気の流量に対応する指標として、流量自体に基づいて発電出力指令が補正されるので、確実に、発電機31の出力が負荷に応じて適切に制御される。
And in the control system of the
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態の発電プラント10の制御システムについて説明する。
なお、第2実施形態以下の説明においては、先行する実施形態と同一又は類似の構成要素についての説明を簡略化又は省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the control system of the
In the following description of the second embodiment, description of the same or similar components as those of the preceding embodiment is simplified or omitted.
図4は、第2実施形態の制御システムの機能的な構成を概略的に示す図である。第2実施形態の制御システムは、関数器124が、CO2回収用蒸気の流量の設定値に基づいてCO2回収用蒸気流量変動補正量を演算する点においてのみ、第1実施形態の制御システムと異なる。CO2回収用蒸気の流量の設定値は、中央制御装置92によって、CO2の回収量又は回収率に基づいて設定される。CO2流量調節器100は、CO2回収用蒸気流量計110によって測定される蒸気の流量の測定値が、CO2回収用蒸気の流量の設定値に近付くように、CO2回収用蒸気流量調整弁90の弁開度を調整する。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of a control system according to the second embodiment. Control system of the second embodiment, the
上述した第2実施形態の発電プラント10の制御システムでは、CO2回収装置72に供給される蒸気の流量に対応する指標として、CO2回収装置72に供給される蒸気の流量の設定値に基づいて、発電出力指令が補正される。かかる第2実施形態の制御システムによれば、簡単な構成にて、発電機31の出力が負荷に応じて適切に制御される。
In the control system of the
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態の発電プラント10の制御システムについて説明する。
図5は、第3実施形態の制御システムの機能的な構成を概略的に示す図である。第3実施形態の制御システムは、関数器130が、CO2回収用蒸気の抽気点における圧力の測定値に基づいてCO2回収用蒸気流量変動補正量を演算する点においてのみ、第1実施形態の制御システムと異なる。
そのために、第3実施形態では、図示しないけれども、リボイラ用抽気路88に圧力計が配置され、この圧力計によって測定された蒸気の圧力の測定値が、CO2回収用蒸気の抽気点における圧力の測定値として、関数器130に入力される。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the control system of the
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of a control system according to the third embodiment. The control system according to the third embodiment is different from the first embodiment only in that the
Therefore, in the third embodiment, although not shown, a pressure gauge is disposed in the reboiler extraction passage 88, and the measured value of the steam pressure measured by this pressure gauge is the pressure at the extraction point of the CO 2 recovery steam. The measured value is input to the
上述した第3実施形態の発電プラント10の制御システムでは、CO2回収装置72に供給される蒸気の流量に対応する指標として、CO2回収用蒸気の抽気点における圧力の測定値に基づいて、発電出力指令が補正される。かかる第3実施形態の制御システムによれば、簡単な構成にて、発電機31の出力が負荷に応じて適切に制御される。
In the control system of the
〔第4実施形態〕
以下、第4実施形態の発電プラント10の制御システムについて説明する。
図6は、第4実施形態の制御システムの機能的な構成を概略的に示す図である。第4実施形態の制御システムでは、CO2回収装置72に供給される蒸気の流量に対応する指標として、排ガス処理率の設定値、発電出力設定値、及び、CO2回収率の設定値を用いて、CO2回収用蒸気流量変動補正量が演算される。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, the control system of the
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of a control system according to the fourth embodiment. In the control system of the fourth embodiment, as the index corresponding to the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device 72, the set value of the exhaust gas treatment rate, the set value of power generation output, and the set value of the CO 2 recovery rate are used. Thus, the CO 2 recovery steam flow rate fluctuation correction amount is calculated.
排ガス処理率は、ボイラ12から排出された排ガスのうち、CO2回収装置72に供給される排ガスの割合であり、ダンパ68の開度によって決定される値である。そして、排ガス処理率の設定値は、例えば、発電プラント10の管理者によって、中央制御装置92に予め入力され、排ガス流量調節器98は、排ガス処理率の設定値に基づいてダンパ68の位置を制御する。排ガス処理率の設定値は可変であってもよい。
なお、CO2回収装置72に供給されなかった排ガスは、煙突70から放出される。
The exhaust gas treatment rate is the ratio of the exhaust gas supplied to the CO 2 recovery device 72 in the exhaust gas discharged from the
The exhaust gas that has not been supplied to the CO 2 recovery device 72 is discharged from the
発電出力設定値は、前述したように、負荷に基づいて設定される発電機31の出力の設定値である。
CO2回収率は、CO2回収装置72に供給される排ガスに含まれるCO2のうち、CO2回収装置72によって回収されるCO2の割合である。そして、CO2回収率の設定値は、例えば、発電プラント10の管理者によって、中央制御装置92に予め入力され、排ガス流量調節器98は、CO2回収率の設定値に基づいて、CO2回収用蒸気流量調整弁90の弁開度を調整する。なお、CO2回収率の設定値は可変であってもよい。
なお、CO2回収装置72に供給されながらも、回収されなかったCO2は、吸収塔76から排ガスとして放出される。
As described above, the power generation output set value is a set value of the output of the
CO 2 recovery rate of the CO 2 contained in the exhaust gas supplied to the CO 2 recovering apparatus 72 is the ratio of CO 2 to be recovered by the CO 2 recovery unit 72. Then, the set value of the CO 2 recovery rate, for example, by an administrator of the
Even while being supplied to the CO 2 recovering apparatus 72, CO 2 that has not been recovered, is released as an exhaust gas from the
排ガス処理率設定値、発電出力設定値及びCO2回収率設定値は、関数器132、関数器134及び関数器136にそれぞれ入力され、関数器132、関数器134及び関数器136は、それぞれ、入力された設定値を所定の関数に代入して、CO2回収用蒸気流量変動補正量を出力する。
関数器132、関数器134及び関数器136が出力したCO2回収用蒸気流量変動補正量は、加算器138に入力されて加算される。そして、加算器138によって加算されたCO2回収用蒸気流量変動補正量が、加算器126に入力される。
The exhaust gas treatment rate set value, the power generation output set value, and the CO 2 recovery rate set value are input to the
The CO 2 recovery steam flow rate fluctuation correction amounts output from the
上述した第4実施形態の発電プラント10の制御システムでは、CO2回収装置72に供給される蒸気の流量に対応する指標として、排ガス処理率設定値、発電出力設定値及びCO2回収率設定値に基づいて、発電出力指令が補正される。
排ガス処理率、発電出力設定値及びCO2回収率は、CO2回収用蒸気の流量の設定値を決定するのに用いられるパラメータでもあり、CO2回収用蒸気の流量と相関を有する。かかる第4実施形態の制御システムによれば、簡単な構成にて、発電機31の出力が負荷に応じて適切に制御される。
In the control system for the
Exhaust gas treatment rate, power output set value and the CO 2 recovery is also a parameter used to determine the flow rate of the set value of the CO 2 recovery steam has a flow rate and the correlation of the CO 2 recovery steam. According to the control system of the fourth embodiment, the output of the
〔第5実施形態〕
以下、第5実施形態の発電プラント10の制御システムについて説明する。
図7は、第5実施形態の制御システムの機能的な構成を概略的に示す図である。第5実施形態の制御システムでは、関数器124と加算器126の間に遅れ設定器140が設けられている点においてのみ、第1実施形態の制御システムと異なる。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, the control system of the
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of a control system according to the fifth embodiment. The control system of the fifth embodiment is different from the control system of the first embodiment only in that a
遅れ設定器140は、関数器124によって演算されたCO2回収用蒸気流量変動補正量に、遅れ要素を例えば乗算によって作用させ、遅れ要素を作用させたCO2回収用蒸気流量変動補正量が加算器126に入力される。遅れ要素は、例えば1次の遅れ要素であり、ボイラ12に供給される石炭、水及び空気の流量の変化率を抑制するように、CO2回収用蒸気流量変動補正量に作用する。
The
ボイラ12で発生する蒸気の量は、ボイラ12に供給する石炭、水及び空気の流量の増大開始から、ある程度遅れて増加する。このため、指標に直接基づいて、ボイラ12に供給する石炭、水及び空気の流量を増大すると、蒸気を過剰に発生させる虞がある。また、指標に直接基づいてボイラ12に供給する石炭、水及び空気の流量を増大すると、増大量が急激に大きくなる場合がある。このような調整は、ボイラ12に負担をかけることになり望ましくない。
そこで、第5実施形態の制御システムでは、CO2回収用蒸気流量変動補正量に遅れ要素を作用させることで、蒸気の過剰な発生が防止されるとともに、ボイラ12に急激な負担が加わることが防止される。
The amount of steam generated in the
Therefore, in the control system of the fifth embodiment, by causing a delay element to act on the CO 2 recovery steam flow rate fluctuation correction amount, excessive generation of steam is prevented, and an abrupt load is applied to the
本発明は、上述した第1乃至第5実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、CO2回収用蒸気流量変動補正量を求めるために使用される、CO2回収装置72に供給される蒸気の流量に対応する指標としては、第1乃至第5実施形態に例示された指標以外を用いても良い。指標の数は1つに限定されることはなく、また指標は、測定値であってもよく、設定値であってもよい。
また、指標に基づいてCO2回収用蒸気流量変動補正量を求めるために使用される関数は、指標に応じて適宜選択可能であり、マップデータであってもよい。
The present invention is not limited to the first to fifth embodiments described above, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, as an index corresponding to the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device 72 used for obtaining the CO 2 recovery steam flow rate fluctuation correction amount, the index exemplified in the first to fifth embodiments. Other than these may be used. The number of indices is not limited to one, and the indices may be measured values or set values.
Further, the function used for obtaining the CO 2 recovery steam flow rate fluctuation correction amount based on the index can be appropriately selected according to the index, and may be map data.
そして、発電プラント10の制御システムは、中央制御装置92、主蒸気圧力調節器94、発電出力調節器96、排ガス流量調節器98、及び、CO2流量調節器100によって構成されているが、制御システムのハードウェアの構成は、これに限定されることはない。
The control system of the
更に、発電プラント10は、高圧タービン16、中圧タービン18及び低圧タービン20の3つのタービンを備えていたが、タービンの数は限定されることはない。そして、タービンが3つの場合、中圧タービン18の出口をCO2回収用蒸気の抽気点に設定するのが好ましいが、抽気点の位置はこれに限定されることはない。
Furthermore, although the
また更に、上述した第1乃至第5実施形態では、CO2回収装置に供給される蒸気の流量に対応する指標に基づいて、発電出力指令を補正し、ボイラ12に供給される石炭、水及び空気の流量を調整したが、当該指標に基づいて、タービンマスタ指令も補正してもよい。すなわち、CO2回収装置に供給される蒸気の流量に対応する指標に基づいて、ガバナ弁14の弁開度も調整しても良い。
ボイラ12に供給される石炭、水及び空気の流量を調整することによって、ボイラ12で発生する蒸気の量を調整すれば、CO2回収装置に供給される蒸気の流量の変動幅が広くても、発電機の出力が適切に制御される。これにガバナ弁14の調整を加えれば、発電機31の出力の追従性が更に向上し、より一層、発電機31の出力が適切に制御される。
Furthermore, in the above-described first to fifth embodiments, the power generation output command is corrected based on the index corresponding to the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovery device, and the coal, water supplied to the
If the amount of steam generated in the
10 CO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラント
12 ボイラ
14 ガバナ弁
16 高圧タービン
18 中圧タービン
20 低圧タービン
31 発電機
32 復水器
34 復水ポンプ
36 脱気器水位調整弁
38 低圧給水加熱器
40 脱気器
42 ボイラ給水ポンプ
44 高圧給水加熱器
72 CO2回収装置
86 リボイラ
88 リボイラ用抽気路
90 CO2回収用蒸気流量調整弁
92 中央制御装置
94 主蒸気圧力調節器
96 発電出力調節器
98 排ガス流量調節器
100 CO2流量調節器
127 発電出力指令補正手段
MWD 発電出力指令
MW 発電機が出力する電力の測定値
BID ボイラマスタ指令
TM タービンマスタ指令
10 Coal-fired thermal power plant with CO 2 recovery device 12
Claims (4)
前記ボイラから蒸気が供給され、蒸気を用いて発電機を駆動するタービンと、
前記タービンから流出した蒸気を液相の水に戻す復水装置と、
前記タービンから抽気された蒸気が供給され、供給された蒸気を熱源として前記ボイラで発生した排ガスに含まれるCO2を回収するCO2回収装置と、
前記タービンから前記CO2回収装置へ供給される蒸気の流量を調整するCO2回収用蒸気流量制御弁と、を備えるCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントに適用されるCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御システムにおいて、
前記タービンから前記CO2回収装置に供給される蒸気の流量に対応する指標に基づいて、負荷に基づいて設定される発電出力指令を補正する、発電出力指令補正手段を有し、
前記発電出力指令補正手段によって補正された発電出力指令に基づいて、前記ボイラに供給される石炭、水及び空気の供給量を調整し、
前記発電出力指令補正手段は、前記指標として、前記ボイラで発生した排ガスのうち、前記CO 2 回収装置において処理されるべき排ガスの割合を示す排ガス処理率の設定値、前記CO 2 回収装置によって処理される排ガスに含まれるCO 2 のうち、前記CO 2 回収装置において回収されるべきCO 2 の割合を示すCO 2 回収率の設定値、及び、負荷に基づいて設定される前記発電機の出力の設定値に基づいて、前記発電出力指令を補正する、
ことを特徴とするCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御システム。 A boiler which is supplied with coal, water and air and generates steam while generating exhaust gas by burning coal;
A turbine which is supplied with steam from the boiler and drives the generator using the steam;
A condensing device for returning steam flowing out of the turbine to liquid phase water;
A steam extracted from the turbine, and a CO 2 recovery device that recovers CO 2 contained in the exhaust gas generated in the boiler using the supplied steam as a heat source;
CO 2 recovery system with coal that is applied to the CO 2 recovering apparatus with a coal-fired power plant and a CO 2 recovery steam flow control valve for adjusting the flow rate of the steam supplied to the CO 2 recovering apparatus from the turbine In the control system of a fired thermal power plant,
Based on an index corresponding to the flow rate of steam supplied from the turbine to the CO 2 recovery device, the power generation output command correction means for correcting the power generation output command set based on the load,
On the basis of the power generation output command generation output command corrected by the correcting means, the coal supplied to the boiler to adjust the supply amount of water and air,
The power generation output command correcting means uses, as the index, a set value of an exhaust gas treatment rate indicating a ratio of exhaust gas to be processed in the CO 2 recovery device among exhaust gases generated in the boiler, and is processed by the CO 2 recovery device. Of CO 2 contained in the exhaust gas to be collected, the set value of the CO 2 recovery rate indicating the proportion of CO 2 to be recovered in the CO 2 recovery device , and the output of the generator set based on the load Correcting the power generation output command based on a set value;
A control system for a coal-fired thermal power plant with a CO 2 recovery device.
ことを特徴とする請求項1に記載のCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御システム。 The correction of the power generation output command by the power generation output command correction means is to increase the flow rates of coal, water and air supplied to the boiler when the flow rate of steam supplied to the CO 2 recovery device increases. Done,
The control system for a coal-fired thermal power plant with a CO 2 recovery device according to claim 1.
前記遅れ要素を作用させた補正量を用いて、前記発電出力指令を補正する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御システム。 The power generation output command correction means act on a correction amount obtained based on the index, a delay element that suppresses the rate of change of the flow rate of coal, water and air supplied to the boiler,
Using the correction amount that caused the delay element to act, correct the power generation output command,
The control system for a coal-fired thermal power plant with a CO 2 recovery device according to claim 1 or 2 .
前記ボイラから蒸気が供給され、蒸気を用いて発電機を駆動するタービンと、
前記タービンから流出した蒸気を液相の水に戻す復水装置と、
前記タービンから抽気された蒸気が供給され、供給された蒸気を熱源として前記ボイラで発生した排ガスに含まれるCO2を回収するCO2回収装置と、
前記タービンから前記CO2回収装置へ供給される蒸気の流量を調整するためのCO2回収用蒸気流量制御弁と、を備えるCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントに適用されるCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御方法において、
前記タービンから前記CO2回収装置に供給される蒸気の流量に対応する指標に基づいて、負荷に基づいて設定される発電出力指令を補正し、
前記補正された発電出力指令に基づいて、前記ボイラに供給される石炭、水及び空気の供給量を調整し、
前記発電出力指令を補正する際、前記指標として、前記ボイラで発生した排ガスのうち、前記CO 2 回収装置において処理されるべき排ガスの割合を示す排ガス処理率の設定値、前記CO 2 回収装置によって処理される排ガスに含まれるCO 2 のうち、前記CO 2 回収装置において回収されるべきCO 2 の割合を示すCO 2 回収率の設定値、及び、負荷に基づいて設定される前記発電機の出力の設定値に基づいて、前記発電出力指令を補正する、
ことを特徴とするCO2回収装置付き石炭焚き火力発電プラントの制御方法。 A boiler which is supplied with coal, water and air and generates steam while generating exhaust gas by burning coal;
A turbine which is supplied with steam from the boiler and drives the generator using the steam;
A condensing device for returning steam flowing out of the turbine to liquid phase water;
A steam extracted from the turbine, and a CO 2 recovery device that recovers CO 2 contained in the exhaust gas generated in the boiler using the supplied steam as a heat source;
A CO 2 recovery device applied to a coal-fired thermal power plant with a CO 2 recovery device, comprising: a CO 2 recovery steam flow rate control valve for adjusting a flow rate of steam supplied from the turbine to the CO 2 recovery device In the control method of the coal fired thermal power plant with
Based on an index corresponding to the flow rate of steam supplied from the turbine to the CO 2 recovery device, the power generation output command set based on the load is corrected,
Based on the corrected power output command, the coal supplied to the boiler to adjust the supply amount of water and air,
When correcting the power generation output command, as an indicator, a set value of an exhaust gas treatment rate indicating a ratio of exhaust gas to be processed in the CO 2 recovery device among exhaust gases generated in the boiler, by the CO 2 recovery device The set value of the CO 2 recovery rate indicating the proportion of CO 2 to be recovered in the CO 2 recovery device out of the CO 2 contained in the exhaust gas to be processed , and the output of the generator set based on the load Correcting the power generation output command based on the set value of
A control method for a coal-fired thermal power plant with a CO 2 recovery device.
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