JPH01167418A - ガスタービンの燃焼監視方法、及び同監視装置 - Google Patents
ガスタービンの燃焼監視方法、及び同監視装置Info
- Publication number
- JPH01167418A JPH01167418A JP32289087A JP32289087A JPH01167418A JP H01167418 A JPH01167418 A JP H01167418A JP 32289087 A JP32289087 A JP 32289087A JP 32289087 A JP32289087 A JP 32289087A JP H01167418 A JPH01167418 A JP H01167418A
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- Japan
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- fuel flow
- combustion
- combustor
- flow rate
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガスタービンの燃焼器の状態を監視する方法、
及び同監視装置に関するものである。
及び同監視装置に関するものである。
ガスタービンの燃焼装置は缶型の複数の燃焼ライナを使
うのが普通であり、その中で燃料を燃焼させて、大体環
状の熱ガス流をタービンを駆動するために発生する。
うのが普通であり、その中で燃料を燃焼させて、大体環
状の熱ガス流をタービンを駆動するために発生する。
ガスタービン燃焼装置は圧力並びに温度が極めて高い状
態にあるため、燃焼装置の比較的小さな問題でも、気付
かずに見過ごすと、ガスタービンの重大な損傷にまで発
展することがある。
態にあるため、燃焼装置の比較的小さな問題でも、気付
かずに見過ごすと、ガスタービンの重大な損傷にまで発
展することがある。
このため、ガスタービンの稼働に関しては、その燃焼状
態を監視する自動装置の役割が重要である。この種の監
視技術については特公昭５９−１２８５１号公報が公知
である。
態を監視する自動装置の役割が重要である。この種の監
視技術については特公昭５９−１２８５１号公報が公知
である。
前記公知技術は、燃焼装置の異常を判定するのに、排気
温度が、ある許容温度幅を超えるか否かによって行なっ
ており、上記の許容温度幅は圧縮機吐出温度と排気温度
との関数として計算している。
温度が、ある許容温度幅を超えるか否かによって行なっ
ており、上記の許容温度幅は圧縮機吐出温度と排気温度
との関数として計算している。
従って空気圧縮機の吐出温度を測定する必要があるが、
これには一般に熱電対が用いられている。
これには一般に熱電対が用いられている。
高温で使用する熱電対は断線故障を惹き起こすことがあ
り、従来技術においても、空気圧縮機吐出温度が異常な
値を示す場合には、故障と判断している。その場合は許
容温度幅を、（一定の圧縮機吐出温度を設定することに
より）排気温度のみの関数として計算している。
り、従来技術においても、空気圧縮機吐出温度が異常な
値を示す場合には、故障と判断している。その場合は許
容温度幅を、（一定の圧縮機吐出温度を設定することに
より）排気温度のみの関数として計算している。
即ち、排気温度検出器の故障した状態を予測して、近似
的な監視を行う訳である。このような監視では、その信
頼性に問題がある。
的な監視を行う訳である。このような監視では、その信
頼性に問題がある。
また前記公知技術は、許容温度幅を計算するのに、排気
温度を使っているが、この温度は故障の前後では変化す
る値である。
温度を使っているが、この温度は故障の前後では変化す
る値である。
例えば、−燃焼器のライナに穴明きが生じた場合には、
それの下流の排気温度が降下するが、他の部分の排気温
度は上昇する。排気温度は複数の熱電対の中央値を使っ
ているが、これが上昇する。
それの下流の排気温度が降下するが、他の部分の排気温
度は上昇する。排気温度は複数の熱電対の中央値を使っ
ているが、これが上昇する。
したがって、故障判定の基準となる許容温度幅が、故障
の前後で変化するので、安定した判定がだしにくいとい
う問題がある。
の前後で変化するので、安定した判定がだしにくいとい
う問題がある。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、信頼性の
低い吐出空気温度検出器に頼らない、信頼性の高い安定
した判定が出せる燃焼状態監視方法を提供すること、及
び、上記の方法を実施するに好適な監視装置を提供する
ことを目的とする。
低い吐出空気温度検出器に頼らない、信頼性の高い安定
した判定が出せる燃焼状態監視方法を提供すること、及
び、上記の方法を実施するに好適な監視装置を提供する
ことを目的とする。
上記の目的を達成する為に創作した本発明の監視方法は
、排ガスの許容温度の算出に空気圧縮機吐出空気温度を
用いず、燃料流量指示信号に基づいて排ガス温度許容幅
ＴＯを算出して監視を行う。
、排ガスの許容温度の算出に空気圧縮機吐出空気温度を
用いず、燃料流量指示信号に基づいて排ガス温度許容幅
ＴＯを算出して監視を行う。
上記の燃料流量指示信号は単位時間中にガスタービンに
加えるエネルギの量を表わすものである。
加えるエネルギの量を表わすものである。
このエネルギによって燃焼ガス温度は上昇し、タービン
の翼で仕事をするわけである。
の翼で仕事をするわけである。
ところで燃焼装置の故障には、燃焼ライナの穴あき、ヒ
ビ割れ、及びトランジションピースの穴あきヒビ割れ、
並びに燃料ノズルの変形等がある。
ビ割れ、及びトランジションピースの穴あきヒビ割れ、
並びに燃料ノズルの変形等がある。
これらの故障が発生すると、その燃焼器の燃料流量また
は空気の流量が変化するので、結局燃空比が変化するこ
とになる。
は空気の流量が変化するので、結局燃空比が変化するこ
とになる。
上記空燃比の変化（故障による変化）Δ−は、Δ−＝Ｋ
ｔ ｆ で表わされる。
ｔ ｆ で表わされる。
ここに
に１：定数
ｆ ：燃料流量 である。
第２図に、燃空比と燃焼温度、排気温度との関係の１例
を示す。この３つは比例している。
を示す。この３つは比例している。
従って燃焼器の故障によって惹きおこされる排気温度の
変化量は燃空比の変化量に比例し、それは燃料流量に比
例するのである。
変化量は燃空比の変化量に比例し、それは燃料流量に比
例するのである。
式で表わすと
ΔＴＸ＝ ＫｚΔ−＝ Ｋ ｘ Ｋ ｔ ｆａ
である。
ここに
ΔＴＸ：排気温度の変化量
に２：定数
以上を纏めると、燃料流量は燃焼器故障における排気温
度の変化量（温度差）に比例するので、燃焼器の故障を
判定する排気温度許容幅は、燃料流量指示信号に比例し
て設定する。そうすれば、温度検出器が不要となり、温
度検出器故障による監視装置の性能低下を惹き起こすこ
とがない。
度の変化量（温度差）に比例するので、燃焼器の故障を
判定する排気温度許容幅は、燃料流量指示信号に比例し
て設定する。そうすれば、温度検出器が不要となり、温
度検出器故障による監視装置の性能低下を惹き起こすこ
とがない。
上記の構成によれば、信頼性に問題のある圧縮空気温度
（空気圧縮機吐出空気温度）検出手段に頼らず、燃料流
量指示信号に基づいて排気ガス許容温度範囲を算出する
ので信頼性の高い監視を行うことが出来る。
（空気圧縮機吐出空気温度）検出手段に頼らず、燃料流
量指示信号に基づいて排気ガス許容温度範囲を算出する
ので信頼性の高い監視を行うことが出来る。
第１図は、本発明に係る監視装置の１実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
次に、この実施例の装置の構成、並びに、本実施例の装
置によって本発明の監視方法を実施した１例について説
明する。
置によって本発明の監視方法を実施した１例について説
明する。
ガスタービンは空気圧縮機１．燃焼器２．タービン３よ
り構成される。燃料流量指示信号Ｆにもとづき流量調整
弁４で調節された燃料は複数の燃焼器２に流入する。燃
焼ガスはタービン３で仕事をし、排気ダクト５を通って
大気に放出される。
り構成される。燃料流量指示信号Ｆにもとづき流量調整
弁４で調節された燃料は複数の燃焼器２に流入する。燃
焼ガスはタービン３で仕事をし、排気ダクト５を通って
大気に放出される。
排気ダクト５には複数の排気温度検出量６が環状に取り
つけられている０本実施例においては、上記検出器６の
個数は１０個であり、温検出値をＴｘｚ＝Ｔｘｚｏで表
わす。
つけられている０本実施例においては、上記検出器６の
個数は１０個であり、温検出値をＴｘｚ＝Ｔｘｚｏで表
わす。
ＴＸＭはＴＸＩ〜Ｔ ＸＩＧの平均排気温度である。燃
料流量指示信号Ｆから関数発生器７により排気温度許容
幅ＴＤを一作成する。ＴＤ＝ＫａＸＦ＋に番であるにこ
にに８．に４は定数である。
料流量指示信号Ｆから関数発生器７により排気温度許容
幅ＴＤを一作成する。ＴＤ＝ＫａＸＦ＋に番であるにこ
にに８．に４は定数である。
それぞれの排気温検出値が許容幅を超えているか否かを
判断する判定器８ではＴＸＩ〜Ｔｘｚｏの１つずつにつ
いてＴＸＭ＋ＴＤよりも大であるか否かを比較し、大で
ある時には警報９を発生する。
判断する判定器８ではＴＸＩ〜Ｔｘｚｏの１つずつにつ
いてＴＸＭ＋ＴＤよりも大であるか否かを比較し、大で
ある時には警報９を発生する。
以上説明したのは、燃焼器ノズルが変形し燃料流量が増
加して排気゛温度が上昇したというような故障を検出す
る方法である。これ以外に燃焼器ライナに穴があき、空
気流量が増えることによって排気温度が下がることもあ
る。その場合はＴＸＭ十ＴＤの代りにＴｘＭ−ＴＤを判
定基準温度にする。
加して排気゛温度が上昇したというような故障を検出す
る方法である。これ以外に燃焼器ライナに穴があき、空
気流量が増えることによって排気温度が下がることもあ
る。その場合はＴＸＭ十ＴＤの代りにＴｘＭ−ＴＤを判
定基準温度にする。
判定基準がいかなる運転条件でも精度よく計算できるよ
うにするためには下記の式でＴＤ′ を補正する。
うにするためには下記の式でＴＤ′ を補正する。
ＴＤ’ ＝ｆ （Ｆｓ ’ｒＡ、 ＶＭ、 Ｇｓ工ｔ
Ｎ＋ Ｐｃｏ）ただし、Ｔ＾：大気温度 ｖＭ：空気圧縮機入口案内翼開度 Ｇｓｔ：燃焼器内へＮｏや低減の為に噴射される水蒸気
の噴射量 Ｎ：回転数 Ｐｃｏ：空気圧縮機吐出圧力 本実施例によれば燃料流量指示信号により排気温度の許
容幅を設定するので、検出器の故障による燃焼監視装置
の機能低下を惹き起こすことがない。
Ｎ＋ Ｐｃｏ）ただし、Ｔ＾：大気温度 ｖＭ：空気圧縮機入口案内翼開度 Ｇｓｔ：燃焼器内へＮｏや低減の為に噴射される水蒸気
の噴射量 Ｎ：回転数 Ｐｃｏ：空気圧縮機吐出圧力 本実施例によれば燃料流量指示信号により排気温度の許
容幅を設定するので、検出器の故障による燃焼監視装置
の機能低下を惹き起こすことがない。
本発明の方法及び装置によれば燃料流量指示信号から排
気温度許容幅を計算するので、空気圧縮機吐出温度の検
出器を使わずに済む。従って検出器故障による監視装置
の機能低下を惹き起こさないため、燃焼監視装置の信頼
性を向上するという効果がある。
気温度許容幅を計算するので、空気圧縮機吐出温度の検
出器を使わずに済む。従って検出器故障による監視装置
の機能低下を惹き起こさないため、燃焼監視装置の信頼
性を向上するという効果がある。
第１図は本発明に係る監視装置の１実施例を示すブロッ
ク図、第２図は本発明に係る方法の原理を説明するため
の図表である。 １・・・空気圧縮機、２・・・燃焼器、３・・・タービ
ン、４・・・燃料流量調整弁、５・・・排気ダクト、６
・・・排気温度検出器、７・・・関数発生器、８・・・
判定器。
ク図、第２図は本発明に係る方法の原理を説明するため
の図表である。 １・・・空気圧縮機、２・・・燃焼器、３・・・タービ
ン、４・・・燃料流量調整弁、５・・・排気ダクト、６
・・・排気温度検出器、７・・・関数発生器、８・・・
判定器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、燃料流量指示信号によつて制御される燃料流量調整
弁と、上記燃料流量調整弁を介して燃料を供給される燃
焼器と、上記の燃焼器に燃焼用空気を供給する空気圧縮
機と、上記の燃焼器で発生した燃焼ガスによつて駆動さ
れるタービンとを備えたガスタービンの燃焼状態を監視
する方法において、 （ａ）複数の排気ガス温度検出器を設けて複数の検出値
を求めるとともに、これら複数の検出値の平均値Ｔ＿Ｘ
＿Ｍを算出し、 （ｂ）前記燃料流量指示信号の関数として、排気ガス温
度許容幅Ｔ＿Ｄを求め、 （ｃ）前記の平均値Ｔ＿Ｘ＿Ｍに前記の許容温度幅Ｔ＿
Ｄを加算し、 （ｄ）前記複数の排気ガス温度検出値のそれぞれについ
て、Ｔ＿Ｘ＿Ｍ＋ＴＤの範囲内にあるか否かを監視する
ことを特徴とする、ガスタービンの燃焼監視方法。 ２、燃料流量指示信号によつて制御される燃料流量調整
弁と、上記燃料流量調整弁を介して燃料を供給される燃
焼器と、上記の燃焼器に燃焼用空気を供給する空気圧縮
機と、上記の燃焼器で発生した燃焼ガスによつて駆動さ
れるタービンとを備えたガスタービンの燃焼状態を監視
するにおいて、 （ａ）複数の排気ガス温度検出器を設けるとともに、上
記複数の検出器によつて得られた複数の温度検出値の平
均値Ｔ＿Ｘ＿Ｍを算出する演算器を設け、 （ｂ）前記燃料流量指示信号に基づいて、排気ガス温度
の許容幅Ｔ＿Ｄを算出する関数発生器を設け、 （ｃ）前記の平均値Ｔ＿Ｘ＿Ｍに前記の許容幅Ｔ＿Ｄを
加算する加算器を設け、 （ｄ）上計の加算器の出力信号であるＴ＿Ｘ＿Ｍ＋Ｔ＿
Ｄの値と、前記複数の温度検出値のそれぞれとを比較す
る判定器を設けたこと、 を特徴とする、ガスタービンの燃焼監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62322890A JP2543549B2 (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | ガスタ―ビンの燃焼監視方法、及び同監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62322890A JP2543549B2 (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | ガスタ―ビンの燃焼監視方法、及び同監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01167418A true JPH01167418A (ja) | 1989-07-03 |
| JP2543549B2 JP2543549B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=18148761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62322890A Expired - Lifetime JP2543549B2 (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | ガスタ―ビンの燃焼監視方法、及び同監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543549B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002309963A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンプラント |
| WO2015142612A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | General Electric Company | Method of monitoring for combustion anomalies in a gas turbomachine and a gas turbomachine including a combustion anomaly detection system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5335809A (en) * | 1976-09-15 | 1978-04-03 | United Technologies Corp | Method and means for calculating turbine inlet temperature of gas turbine engine |
| JPS5438427A (en) * | 1977-09-02 | 1979-03-23 | Hitachi Ltd | Gas turbine combustion temperatue controller |
-
1987
- 1987-12-22 JP JP62322890A patent/JP2543549B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5335809A (en) * | 1976-09-15 | 1978-04-03 | United Technologies Corp | Method and means for calculating turbine inlet temperature of gas turbine engine |
| JPS5438427A (en) * | 1977-09-02 | 1979-03-23 | Hitachi Ltd | Gas turbine combustion temperatue controller |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6782691B2 (en) * | 2001-04-17 | 2004-08-31 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine plant with high detection sensitivity of extraordinary state |
| US6868663B2 (en) | 2001-04-17 | 2005-03-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine plant with high detection sensitivity of extraordinary state |
| WO2015142612A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | General Electric Company | Method of monitoring for combustion anomalies in a gas turbomachine and a gas turbomachine including a combustion anomaly detection system |
| CN106068366A (zh) * | 2014-03-20 | 2016-11-02 | 通用电气公司 | 监测燃气涡轮机中的燃烧异常的方法及包括燃烧异常探测系统的燃气涡轮机 |
| JP2017519142A (ja) * | 2014-03-20 | 2017-07-13 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスターボマシンにおける燃焼異常を監視する方法及び燃焼異常検出システムを含むガスターボマシン |
| US9790834B2 (en) | 2014-03-20 | 2017-10-17 | General Electric Company | Method of monitoring for combustion anomalies in a gas turbomachine and a gas turbomachine including a combustion anomaly detection system |
| CN106068366B (zh) * | 2014-03-20 | 2019-04-30 | 通用电气公司 | 监测燃气涡轮机中的燃烧异常的方法及包括燃烧异常探测系统的燃气涡轮机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2543549B2 (ja) | 1996-10-16 |
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