[发明专利]燃气轮机发电系统及其热量异常检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机发电系统及其热量异常检测方法。

背景技术

目前，煤气化炉及燃气轮机设备和蒸汽轮机设备组合成的整体煤气化联 合循环(IGCC；Integrated Gasification Combined Cycle)已众所周知的(例如， 参照专利文件1)。

在这种IGCC中，煤气化炉和燃气轮机通过燃气精炼设备直接连接在一 起。因而，因为从煤气化炉产生的生成气体直接成为燃气轮机的燃料，所以 当煤气化炉生成的燃烧气体发生热量变化时，直接表现为燃气轮机的输出变 化。

专利文件1：(日本)特开平6-288262号公报

另外，当伴生气体作为燃气轮机的燃料投入时，预先设置热量计，基于 该热量计的检测值求出热量的变化幅度，由此可以检测出热量的异常。

但是，热量计等计量器具因为价格高而阻碍低成本化。

发明内容

本发明是为解决上述问题而作出的，其目的是提供一种煤气化复合发电 系统及其热量异常检测方法，不使用热量计等计量器具而能运用已设的计量 值来检测热量的变化。

为了解决上述问题，本发明采用了以下手段。

本发明的第一实施方式是一种燃气轮机发电系统的热量异常检测方法。 其特征在于，包括：燃烧气体的目标热量中，由向燃气轮机的燃烧装置的燃 料投入量和燃气轮机的发电输出之间的关系，即、燃料投入特性，设定相对 于所述燃料投入量的燃气轮机的发电输出的容许变化范围，或，设定相对于 所述燃气轮机的发电输出的所述燃料投入量的容许变化范围的过程；实际的 燃料投入量或实际的燃气轮机的发电输出偏离所述容许变化范围时，检测热 量异常的过程。

在燃气轮机发电系统中，当燃烧气体热量为一定时，燃气轮机的发电输 出和向燃气轮机的燃烧装置中投入的燃料流量之间具有规定的关系。因此， 运用该关系，设定相对于燃气轮机的发电输出的燃料流量的容许变化范围， 或，相对于燃料流量的燃气轮机的发电输出的容许变化范围，通过判断实际 的燃料投入量或实际的燃气轮机的发电输出是否偏离该容许变化范围，使检 测热量异常成为可能。

通过这种方法，因为使用用于已设的系统上的计量值等检测热量异常， 所以不必使用热量计等计量器具，使通过简单的结构检测热量的异常成为可 能。

在上述燃气轮机发电系统的热量异常检测方法中，可以为：在检测所述 热量异常的过程中，在实际的所述燃料投入量不足所述容许变化范围的下限 值时，或在实际的所述燃气轮机的发电输出超出所述容许变化范围的上限值 时，检测为高热量异常；在实际的所述燃料投入量超出所述容许变化范围的 上限值时，或在实际的所述燃汽轮机的发电输出不足所述容许变化范围的下 限值时，检测为低热量异常。

这样，根据实际的燃料投入量或燃气轮机的发电输出是否低于容许变化 范围的下限值或超出上限值来检测低热量异常、高热量异常。因此，能把握 热量异常的详细情况。

在上述燃气轮机发电系统的热量异常检测方法中，可以具有当检测出热 量异常时，告知这一情况的过程。

本发明的第二实施方式是一种煤气化复合发电系统的热量异常检测方 法。其特征在于，包括，由向煤气化炉中投入的炭、空气、煤及氧气中的至 少任一种的投入量和燃气轮机的发电输出的之间关系，设定相对于所述投入 量的燃气轮机的发电输出的容许变化范围，或设定相对于所述燃气轮机的发 电输出的所述投入量的容许变化范围的过程；实际的投入量或实际的燃气轮 机的发电输出偏离所述容许变化范围时，检测为热量异常的过程。

在IGCC的煤气化炉中，为了使燃烧气体的热量成为目标热量，向燃气 化炉中投入的炭、空气、煤及氧气的流量分别被反馈控制。这样，假设生成 的燃烧气体的热量是目标热量，向煤气化炉中投入的炭、空气、煤及氧气的 流量和燃气轮机的发电输出之间具有规定的关系。因此，通过检测至少一种 成分的流量和燃气轮机的发电输出的之间关系(平衡)破坏的情况，使容易 地检测出燃烧气体的热量的异常成为可能。而且，这样，因为运用在已有的 IGCC上使用的计量值等检测热量的异常，所以不必使用热量计等计量器具 而通过运算使容易地检测出燃烧气体的热量的异常成为可能。