JPH0445652B2 - - Google Patents

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JPH0445652B2
JPH0445652B2 JP8774783A JP8774783A JPH0445652B2 JP H0445652 B2 JPH0445652 B2 JP H0445652B2 JP 8774783 A JP8774783 A JP 8774783A JP 8774783 A JP8774783 A JP 8774783A JP H0445652 B2 JPH0445652 B2 JP H0445652B2
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JP
Japan
Prior art keywords
combustor
combustion
pressure
gas turbine
monitoring device
Prior art date
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Application number
JP8774783A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS59213927A (en
Inventor
Fumyuki Hirose
Nobuyuki Iizuka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS59213927A publication Critical patent/JPS59213927A/en
Publication of JPH0445652B2 publication Critical patent/JPH0445652B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/14Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to other specific conditions

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ガスタービンの燃焼器の監視装置に
関する。特に、多筒燃焼方式のガスタービンにつ
いても有効に適用でき、その他各種の方式の燃焼
器についても適用可能であるガスタービンの燃焼
器の監視装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a monitoring device for a combustor of a gas turbine. In particular, the present invention relates to a gas turbine combustor monitoring device that can be effectively applied to multi-tube combustion type gas turbines, and can also be applied to combustors of various other types.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

ガスタービンの燃焼器の燃焼状態を知ること、
すなわち燃焼器の監視を行う為には、燃焼器内の
燃焼ガス温度を把握する必要がある。しかし、燃
焼ガスの温度は1000℃以上と非常に高温である
為、燃焼器内での直接測定は極めて困難である。
たとえ測定できたとしても、長時間継続して測定
することは不可能である。そのような高温状態に
長時間耐えられる温度センサを設置することは無
理だからである。かつ、燃焼器内に温度センサを
設けると、万一これが剥れたり破損したりしてタ
ービン部に流入して事故を起こす虞れもあり、こ
のことからも、燃焼器内の温度センサ設置は避け
るべきである。その為、現状では一般的に、ガス
タービンにおいて燃焼器よりもつと下流で仕事を
してしまつた温度の低い(500℃前後)排気ガス
の温度を測定することにより、燃焼器の正常、あ
るいは異常(燃焼器の損傷、失火時)の診断を行
つている。この場合、燃焼器が正常であれば排気
ガス温度はほぼ同一の分布を示し、燃焼器に異常
があれば排気ガス温度が局部的に低くなることに
より、異常を感知できる。しかし、この方法で
は、燃焼器の異常判別を、燃焼器よりずつと下流
の位置における温度の測定により行う為、燃焼器
の損傷がが大きくないと顕著に温度分布が変化せ
ず、よつて大きな損傷に至らない限り異常を感知
できないという問題がある。又、多筒燃焼方式の
ガスタービンにおいては、各筒の燃焼器からの燃
焼ガスが全部ターン部に流入するので、ここでタ
ービン羽根の回転及び静翼によりこの燃焼ガスが
撹乱される結果、各燃焼器の異常は言わば薄めら
れることになる。従つて実際上、かなりの本数の
燃焼器が広範囲に損傷又は失火しないと、異常の
判別は不可能である。しかも感知の応答も遅いと
いう欠点がある。
Knowing the combustion state of the gas turbine combustor,
In other words, in order to monitor the combustor, it is necessary to know the combustion gas temperature within the combustor. However, since the temperature of combustion gas is extremely high at over 1000°C, direct measurement inside the combustor is extremely difficult.
Even if it were possible to measure it, it would be impossible to measure it continuously for a long time. This is because it is impossible to install a temperature sensor that can withstand such high temperature conditions for a long time. Additionally, if a temperature sensor is installed inside the combustor, there is a risk that it may peel off or break and flow into the turbine, causing an accident. Should be avoided. Therefore, at present, it is common practice to determine whether the combustor is normal or abnormal by measuring the temperature of the low-temperature (around 500℃) exhaust gas that has done work downstream of the combustor in the gas turbine. (combustor damage, misfire). In this case, if the combustor is normal, the exhaust gas temperature shows almost the same distribution, and if there is an abnormality in the combustor, the abnormality can be detected because the exhaust gas temperature becomes locally low. However, in this method, abnormalities in the combustor are determined by measuring the temperature at positions downstream of the combustor, so the temperature distribution does not change significantly unless the combustor is severely damaged. The problem is that abnormalities cannot be detected unless they cause damage. In addition, in a multi-tube combustion type gas turbine, all the combustion gas from the combustor of each cylinder flows into the turn section, and as a result of the combustion gas being disturbed by the rotation of the turbine blades and stator blades, each The abnormality of the combustor will be diluted, so to speak. Therefore, in practice, it is impossible to determine an abnormality unless a significant number of combustors are extensively damaged or misfired. Moreover, it has the disadvantage that the sensing response is slow.

第1図は、多筒燃焼方式のガスタービンの説明
図である。この図に基づいて、従来例につき更に
詳しく述べる。本図において、同一形状・同一寸
法の燃焼器4aが、ロータ11の円周上に複数本
設置されている。ガスタービンのコンプレツサー
部1で圧縮された空気2は、タービンケーシング
3内を通り、燃焼器外筒4内へ流れて燃焼器内筒
5内に流入する。ここで燃料ノズル6より噴霧さ
れた燃料と混合拡散されて点火プラグ7により点
火され、燃焼する。燃焼ガス8は、燃焼器内筒5
内及びトランジシヨンピース9を通りタービン部
10へ流入しロータ11を回す。その後燃焼ガス
8は排ガス12となつて大気へ放出される。前述
した一般的な燃焼器監視の為の温度測定は、排ガ
ス12が大気へ放出される直前の位置においてな
される。従つて燃焼器4aにおけるガス状態とは
相当に隔つた状態しか把握することができず、こ
の為に以上述べたように燃焼器監視に関し、種々
の欠点・問題が生じている。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a multi-tube combustion type gas turbine. Based on this figure, the conventional example will be described in more detail. In this figure, a plurality of combustors 4a having the same shape and size are installed on the circumference of the rotor 11. Air 2 compressed by the compressor section 1 of the gas turbine passes through the turbine casing 3, flows into the combustor outer cylinder 4, and then flows into the combustor inner cylinder 5. Here, it is mixed and diffused with the fuel sprayed from the fuel nozzle 6, ignited by the spark plug 7, and combusted. The combustion gas 8 is transferred to the combustor inner cylinder 5
It flows into the turbine section 10 through the interior and transition piece 9 and rotates the rotor 11. Thereafter, the combustion gas 8 becomes exhaust gas 12 and is released into the atmosphere. The temperature measurements for general combustor monitoring described above are made at a location just before the exhaust gas 12 is released to the atmosphere. Therefore, it is only possible to grasp a state that is quite different from the gas state in the combustor 4a, and for this reason, various drawbacks and problems arise regarding combustor monitoring as described above.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上述した従来の欠点をなく
し、燃焼器内筒の状態を適確に感知することによ
り正確で詳細な燃焼器の監視を行なうことがで
き、従つて監視装置として信頼性が高く、しかも
この結果ガスタービンの運転保守に対する信頼性
も向上できる燃焼器の監視装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, to enable accurate and detailed monitoring of the combustor by accurately sensing the state of the combustor inner cylinder, and to provide a reliable monitoring device. It is an object of the present invention to provide a combustor monitoring device that is highly efficient and can also improve the reliability of operation and maintenance of a gas turbine.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の燃焼器監視装置は、一般的に行われて
いる温度測定による監視ではなく、個々の燃焼器
について、燃焼器の内外の圧力差と、燃焼中に生
じる燃焼振動圧力の変化とを測定することによ
り、燃焼器の監視を行うようにしたことを特徴と
するものである。
The combustor monitoring device of the present invention measures the pressure difference between the inside and outside of the combustor and the change in combustion oscillation pressure that occurs during combustion for each combustor, instead of monitoring by temperature measurement, which is commonly performed. This feature is characterized in that the combustor is monitored by doing so.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例の内のいくつかについて
図面を参照して説明する。
Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は、その内の一実施例を示した図であ
る。このガスタービンの燃焼器監視装置は、燃焼
器内外の圧力差PC−PBと、燃焼器内の燃焼振動
圧力の変化とを測定して、これらの測定値に基づ
いて燃焼器の状態を監視する構成としたものであ
る。
FIG. 2 is a diagram showing one embodiment of this. This gas turbine combustor monitoring device measures the pressure difference P C - P B inside and outside the combustor and changes in combustion oscillation pressure within the combustor, and determines the state of the combustor based on these measured values. This is a configuration for monitoring.

従つて、従来の如き排ガスの温度ではなく、燃
焼内の圧力のデータにより直接その状態を知るこ
とができるので、正確な監視を達成できる。しか
も、個々の燃焼器についてのデータを直接得られ
るので、異常が生じても速やかな診断を行うこと
ができる。
Therefore, the condition can be directly known from the data of the pressure within the combustion, rather than the temperature of the exhaust gas as in the conventional case, so that accurate monitoring can be achieved. Moreover, since data on each combustor can be directly obtained, even if an abnormality occurs, it can be diagnosed quickly.

更に詳しくは、本実施例の具体的な構成は次の
ようになつている。第2図において、コンプレツ
サー部で圧縮された圧縮空気は、燃焼器外筒20
内へ導かれる。次いでその燃焼器外筒20内にほ
ぼ同芯で設置されている燃焼器内筒21の軸方向
及び周方向に設けられている多数の空気穴22を
通つて、該燃焼器内筒21内に流入する。流入し
た空気はここで燃料ノズル23より噴射された燃
料と混合拡散し、何らかの手段により着火され燃
焼し、燃焼ガスを生成する。燃焼器外筒20の外
周にはフランジ25が溶接(または相当する手
段)により取付けられて、これにより直径10mm以
下程度のチユーブ24が燃焼器外筒20内に突出
して保持されている。該フランジ25には、チユ
ーブ24の燃焼器外筒20内における位置決めの
固定の為のフイツチングコネクター26が、ネジ
込み固定されている。チユーブ24は、その位置
が、燃焼器外筒20内側20aと燃焼器内筒21
外側21aとによつて形成される空間28の片側
において、半径方向にほぼ1/2の位置となるよう
に設定されて固定されている。このチユーブ24
は、その一端24aがこのように燃焼器外筒20
内に挿入固定されているが、その他端は、圧力セ
ンサー27へと導かれている。このことにより、
チユーブ24内の圧力は燃焼器外筒20内の空間
28の圧力と同等になる。同時に、この空間28
の圧力を、圧力センサー27により測定するよう
になつている。この圧力PCは、コンプレツサー
部で圧縮された圧縮空気19の圧力にほぼ等し
い。尚この圧力PCは、多筒燃焼方式の燃焼器に
あつては、その燃焼器の個々において測定するも
のとする。(これについては第3図を参照しての
次の実施例において詳述する)。
More specifically, the specific configuration of this embodiment is as follows. In FIG. 2, the compressed air compressed by the compressor section is transferred to the combustor outer cylinder 20.
guided inward. Next, air flows into the combustor inner cylinder 21 through a large number of air holes 22 provided in the axial and circumferential directions of the combustor inner cylinder 21, which is installed approximately concentrically within the combustor outer cylinder 20. Inflow. The air that has flowed in is mixed with the fuel injected from the fuel nozzle 23, diffused, and ignited by some means to burn, producing combustion gas. A flange 25 is attached to the outer periphery of the combustor outer cylinder 20 by welding (or equivalent means), and thereby a tube 24 having a diameter of about 10 mm or less is held so as to protrude into the combustor outer cylinder 20. A fitting connector 26 for positioning and fixing the tube 24 within the combustor outer cylinder 20 is screwed and fixed to the flange 25. The tube 24 is located between the inner side 20a of the combustor outer cylinder 20 and the combustor inner cylinder 21.
On one side of the space 28 formed by the outer side 21a, it is set and fixed at approximately 1/2 the position in the radial direction. This tube 24
, one end 24a is connected to the combustor outer cylinder 20 in this way.
The other end is guided to the pressure sensor 27. Due to this,
The pressure within the tube 24 becomes equal to the pressure in the space 28 within the combustor sheath 20. At the same time, this space 28
The pressure is measured by a pressure sensor 27. This pressure P C is approximately equal to the pressure of compressed air 19 compressed in the compressor section. In addition, this pressure P C shall be measured in each combustor in the case of a multi-tube combustion type combustor. (This will be discussed in detail in the next example with reference to FIG. 3).

また、燃焼器外筒20の外周には、前述したと
同様の手段にてチユーブ29が設けられている。
このチユーブ29の一端29aは、前述した場合
とは異なり、燃焼器内筒21内に至るまで挿入さ
れている。この場合、燃焼器内筒21に設けられ
ている多数の空気穴22を利用するか、あるい
は、挿入の為の専用の穴を追加することにより、
チユーブ29の一端29aを燃焼器内筒21内に
挿入する。尚、一般的には、挿入の為の専用の穴
を設けることは、燃焼器の燃焼特性を変えること
になりかねない為、現有の空気穴22の利用の方
が好ましい。運転中における燃焼器外筒20と燃
焼器内筒21との熱膨張による伸び量に差がある
為、チユーブ29が挿入される空気穴22は、チ
ユーブ29の外径より熱伸び量の差分を考慮して
もチユーブ29が燃焼器内筒21と接触すること
がない程度の直径を有する空気穴22とする。こ
のチユーブ29の他端は、ブロツク32により2
つに分岐され、その各々に圧力センサ30及び3
1が取付けられる。圧力センサ30,31に至る
までのチユーブ29内の圧力は燃焼器内筒内の圧
力と同等となるようにしておく。
Further, a tube 29 is provided on the outer periphery of the combustor outer cylinder 20 by the same means as described above.
One end 29a of this tube 29 is inserted all the way into the combustor inner cylinder 21, unlike the case described above. In this case, by using a large number of air holes 22 provided in the combustor inner cylinder 21, or by adding a dedicated hole for insertion,
One end 29a of the tube 29 is inserted into the combustor inner cylinder 21. Generally, it is preferable to use the existing air holes 22 because providing a dedicated hole for insertion may change the combustion characteristics of the combustor. Since there is a difference in the amount of elongation due to thermal expansion between the combustor outer cylinder 20 and the combustor inner cylinder 21 during operation, the air hole 22 into which the tube 29 is inserted is designed to accommodate the difference in thermal elongation from the outer diameter of the tube 29. The air hole 22 has a diameter such that the tube 29 will not come into contact with the combustor inner cylinder 21 even if this is taken into consideration. The other end of this tube 29 is connected to the
pressure sensors 30 and 3, respectively.
1 is installed. The pressure within the tube 29 up to the pressure sensors 30 and 31 is made equal to the pressure within the combustor inner cylinder.

通常、空気は、流路が急に変化した場合、流路
の摩擦損失等により圧力降下を生じることが知ら
れている。ガスタービンの燃焼器においても同様
の現象により、燃焼器外筒20内の空間28に流
入した圧縮空気19の圧力は、燃焼器内筒21内
に空気穴22を通つて流入する際、圧力降下を生
じる。この結果燃焼器内筒21内の圧力は、圧縮
空気19より低い圧力となる。この圧力降下は、
通常、燃焼器の設計上、3〜4%となつている。
このことから、上記のようにして燃焼器外筒20
内の空間28の圧力PCと燃焼器内筒21内の圧
力PBとを測定し、その圧力差PC−SBを算出すれ
ば、燃焼器の状態を把握することができる。(尚、
燃焼器内筒21内の圧力を測定する為のチユーブ
29の挿入量は、あまり深すぎると燃焼ガスの火
炎に触れチユーブが焼損又は、溶融する為、燃焼
器内筒21の内壁より約5mm程度挿入するように
する。) 又、燃焼器は、特有の現象として、燃焼振動を
生じることが知られている。これは、可燃物が空
気と混合されてある限られた空間内(この場合燃
焼器内筒内)で燃焼する場合、場所の違いにより
可燃物と空気の混合状態が異なる為、燃焼反応の
生じる時間にばらつきが生じ、このことにより空
間内の空気を振動させ、この為気柱の振動がもた
らされて圧力の変動となり、感知されるものであ
る。これは燃焼してない場合はその変動レベル
(燃焼振動値)は非常に低く、燃焼していても、
正常燃焼時は、該燃焼振動値は比較的低いものと
して感知される。しかし異常燃焼時は、極度に燃
焼振動値は高くなつてくる。よつて、燃焼器内筒
21内に挿入されたチユーブ29の他端を分岐し
たその一方は、燃焼器内筒21内圧PBを測定し、
燃焼器の圧力降下を算出する為に用いるが、他方
により燃焼振動値PAを測定するようにすれば、
燃焼状態を把握できることになる。
It is known that normally, when the flow path of air suddenly changes, a pressure drop occurs due to friction loss in the flow path and the like. Due to a similar phenomenon in the combustor of a gas turbine, the pressure of the compressed air 19 that has flowed into the space 28 in the combustor outer cylinder 20 decreases in pressure when it flows into the combustor inner cylinder 21 through the air hole 22. occurs. As a result, the pressure within the combustor inner cylinder 21 becomes lower than that of the compressed air 19. This pressure drop is
Usually, it is 3 to 4% due to the design of the combustor.
From this, the combustor outer cylinder 20 is
By measuring the pressure P C in the inner space 28 and the pressure P B in the combustor inner cylinder 21 and calculating the pressure difference P C −S B , the state of the combustor can be grasped. (still,
The amount of insertion of the tube 29 for measuring the pressure inside the combustor inner cylinder 21 should be about 5 mm from the inner wall of the combustor inner cylinder 21, as if it is too deep, the tube will come into contact with the flame of combustion gas and burn out or melt. Insert it. ) It is also known that combustors produce combustion oscillations as a unique phenomenon. This is because when combustibles are mixed with air and combusted in a limited space (in this case, inside the combustor cylinder), a combustion reaction occurs because the mixing state of the combustibles and air differs depending on the location. Variations in time occur, which cause the air in the space to vibrate, resulting in vibrations in the air column that result in pressure fluctuations that can be sensed. This means that when there is no combustion, the fluctuation level (combustion oscillation value) is very low, and even when there is combustion,
During normal combustion, the combustion oscillation value is perceived as relatively low. However, during abnormal combustion, the combustion oscillation value becomes extremely high. Therefore, one branched end of the tube 29 inserted into the combustor inner cylinder 21 measures the internal pressure P B of the combustor inner cylinder 21,
It is used to calculate the pressure drop of the combustor, but if the combustion oscillation value P A is measured using the other method,
This will allow you to understand the combustion status.

従つて本実施例では、上記のように燃焼器内外
の圧力差PC−PBを、チユーブ24と圧力センサ
27とによる燃焼器内筒21の外側の圧力PC
検出と、チユーブ27と圧力センサ30とによる
燃焼器内筒21aの圧力PBの検出により測定し、
このデータにより燃焼器の燃焼状態を知るように
した。かつチユーブ24と圧力センサ31とによ
り、燃焼器内の燃焼振動値を測定し、このデータ
により燃焼状態を知るようにしたものである。
Therefore, in this embodiment, as described above, the pressure difference P C -P B between the inside and outside of the combustor is determined by the detection of the pressure P C outside the combustor inner cylinder 21 by the tube 24 and the pressure sensor 27, and the detection of the pressure P C outside the combustor inner cylinder 21 by the tube 24 and the pressure sensor 27. Measured by detecting the pressure P B of the combustor inner cylinder 21a with the pressure sensor 30,
This data was used to determine the combustion status of the combustor. Furthermore, the combustion vibration value within the combustor is measured by the tube 24 and the pressure sensor 31, and the combustion state can be determined from this data.

この双方のデータにより、燃焼器個々について
の、直接的な、きわめて正確な燃焼状態の把握が
可能ならしめられる。
Both types of data make it possible to directly and accurately grasp the combustion state of each combustor.

第3図は本発明の別の実施例を示し、これは多
筒燃焼方式の燃焼器に本発明を適用した場合の例
を系統図で示したものである。本図において、個
個の燃焼器より得られた燃焼器外筒内圧PC、燃
焼器内筒内圧PB、燃焼振動値PAの出力信号は、
各々燃焼器毎に燃焼状態判別装置33へと導かれ
る。ここで信号は判別され、必要に応じてタービ
ントリツプ装置33aによりタービンをトリツプ
(異常停止)する動作が行なわれたり、また各表
示器33bに各燃焼器の現状態を表示するように
なつている。各々について燃焼状態が異常である
か否かの判断は、前記の実施例で説明したのと同
様にして行われる。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, which is a system diagram showing an example in which the present invention is applied to a multi-tube combustion type combustor. In this figure, the output signals of combustor external cylinder internal pressure P C , combustor internal cylinder internal pressure P B , and combustion oscillation value PA obtained from each combustor are as follows:
Each combustor is guided to a combustion state determination device 33. Here, the signals are discriminated, and if necessary, the turbine trip device 33a performs an operation to trip (abnormally stop) the turbine, and each display 33b displays the current status of each combustor. There is. Judgment as to whether or not the combustion state is abnormal in each case is made in the same manner as explained in the previous embodiment.

第4図は、燃焼状態異常判別装置33の内部を
説明するための系統図である。各燃焼器より測定
された圧力の出力信号PA,PB,PCは、判別器3
4,35へと導かれる。この判別器34,35に
は、運転初期及び設計許容値が、種々のガスター
ビン負荷において記憶されている。記憶されてい
るデータは、即座に測定データと比較が行われる
ようになつている。燃焼振動値PAについては、
燃焼器が正常であつた運転初期のデータと設計許
容値とより判別基準値Pd nio〜Pd naxをその時の
負荷に応じ算出するようになつていて、この値と
入力信号値PAとを比較するようになつている。
又、燃焼器外筒内圧PC、内筒内圧PBについても
同様にしてPa nio〜Pa naxを定めるようになつて
いる。外筒内圧PCと内筒内圧PBとの判別器35
内での比較は、圧力降下すなわちPC−PBの値で
行う。
FIG. 4 is a system diagram for explaining the inside of the combustion state abnormality determination device 33. The pressure output signals P A , P B , P C measured from each combustor are outputted to the discriminator 3
It leads me to 4,35. The discriminators 34 and 35 store initial operating values and design tolerances at various gas turbine loads. The stored data can be immediately compared with measured data. Regarding the combustion oscillation value P A ,
The discrimination reference value P d nio ~ P d nax is calculated based on the data from the initial operation when the combustor was normal and the design allowable value, depending on the load at that time, and this value and the input signal value P A We are starting to compare the
Furthermore, P a nio to P a nax are similarly determined for the combustor outer cylinder internal pressure P C and the inner cylinder internal pressure P B . Discriminator 35 between outer cylinder internal pressure P C and inner cylinder internal pressure P B
Comparisons within are made using the pressure drop, that is, the value of P C −P B .

判別器により得られた結果は、その値が基準値
を下まわるか、基準値の範囲内にあるか、基準値
を超えるかによつて判別され、第4図に示す〜
の場合で出力される。は、燃焼振動圧力PA
が基準値を下まわり、は同じく基準値以内であ
り、は基準値を超える場合である。は燃焼器
圧力内外差PC−PBが基準値を下まわる場合で、
は同じく基準値以内、は同じく基準値を超え
る場合である。これら〜の結果を基に、〜
までと〜までの両者の成立する必要十分条
件をもつてして、各表示を行うようになつてい
る。すなわち両者が正常である場合(許容値内)
は、正常燃焼と表示し、燃焼振動が非常に低くか
つ圧力降下が正常である場合(でありである
時)は、燃焼してないことが考えられ失火と表示
する。同様にして燃焼振動が大きくかつ圧力降下
が正常である場合(でありである時)は、異
常燃焼と表示する。
The results obtained by the discriminator are determined depending on whether the value is below the reference value, within the range of the reference value, or exceeds the reference value, as shown in Figure 4.
Output in the case of is the combustion oscillation pressure P A
is below the standard value, is also within the standard value, and is above the standard value. is the case where the combustor pressure difference P C − P B is below the standard value,
is also within the standard value, and is also above the standard value. Based on these results, ~
Each display is made with the necessary and sufficient conditions that both up to and through hold true. In other words, if both are normal (within tolerance)
If the combustion vibration is very low and the pressure drop is normal (and is), it is assumed that combustion is not occurring and a misfire is displayed. Similarly, if the combustion vibration is large and the pressure drop is normal (and is), abnormal combustion is displayed.

燃焼振動値について具体的に数値を用い示す
と、燃焼していない場合は、燃焼振動値はゼロと
なり、正常燃焼時は、0.02〜0.35Kg/cm2の範囲内
となつている。また、異常燃焼時は、燃焼が不安
定である為、燃焼振動値は0.035Kg/cm2より大きく
なる。よつて以上のことから燃焼状態を把握する
ことが可能である。
To specifically express the combustion oscillation value using numerical values, the combustion oscillation value is zero when there is no combustion, and is within the range of 0.02 to 0.35 Kg/cm 2 during normal combustion. Furthermore, during abnormal combustion, the combustion oscillation value becomes larger than 0.035Kg/cm 2 because the combustion is unstable. Therefore, it is possible to understand the combustion state from the above.

圧力降下が変化した場合、たとえば圧力降下が
少なくなつた場合つまりの場合は、圧縮空気の
流入量が流路面積の増大により増えたことを意味
し、燃焼器内筒のクラツクの発生、あるいは欠損
が考えられる。よつてクラツク発生、欠損と表示
する。クラツクの発生と欠損の違いは、燃焼振動
の変化に注目すればより細かく把握することも可
能である。すなわち、クラツク発生程度では、空
気の流入量の増大はたいして多くなく燃焼状態に
大きな変化がない為、燃焼振動値はほとんど変化
しない。ところが、欠損まで至ると空気流入量の
急激な増大により燃焼状態が不安定となり燃焼振
動は増大することになる。このことから燃焼振動
の判別結果の、と圧力降下の低下を組み合
わせればクラツク発生と欠損の両者をさらに区別
し感知することも可能である。
If the pressure drop changes, for example if the pressure drop decreases or becomes clogged, it means that the amount of compressed air flowing in has increased due to an increase in the flow path area, which may cause cracks or defects in the combustor inner cylinder. is possible. Therefore, a crack occurs and it is displayed as defective. The difference between crack occurrence and defects can be understood in more detail by paying attention to changes in combustion vibration. That is, when a crack occurs, the increase in the amount of air flowing in is not very large and there is no significant change in the combustion state, so the combustion oscillation value hardly changes. However, when a defect occurs, the combustion state becomes unstable due to a sudden increase in the amount of air inflow, and combustion vibration increases. From this, it is possible to further distinguish and detect both crack occurrence and defects by combining the combustion vibration discrimination result with the decrease in pressure drop.

さらに、圧力降下が大きくなつた場合つまり
の場合は、流路面積の減少による流路抵抗の増大
が考えられ、空気中の異物あるいは、燃料油中に
含まれる不純物の燃焼器内筒空気穴部への付着が
考えられることから空気穴目詰りの表示をするよ
うになつている。種々の表示に基づき、状況によ
つてタービントリツプ指示を表示してタービンを
停止させるようにする。
Furthermore, if the pressure drop becomes large and the blockage occurs, the flow path resistance may increase due to a decrease in the flow path area, and foreign matter in the air or impurities contained in the fuel oil may be present in the combustor inner cylinder air hole. Since there is a possibility that the air hole is clogged, it is now indicated that the air hole is clogged. Based on various displays, a turbine trip instruction is displayed to stop the turbine depending on the situation.

尚、判別基準値は、随時、燃焼器点検結果後の
運転時のデータなどにより経年変化を考慮して変
えていけば、より正確なる監視がが可能となり得
る。
It should be noted that more accurate monitoring may be possible if the discrimination reference value is changed from time to time, taking into account changes over time based on data during operation after the combustor inspection results.

以上のことから、本実施例では燃焼器の監視を
測定値の必要十分条件をもつてして行うようにし
た為、燃焼器の状態をきわめて詳細に、かつ正確
に把握できるものである。このように詳細・正確
な把握は、従来技術では到底なし得ない所であ
る。
In view of the above, in this embodiment, the combustor is monitored with necessary and sufficient conditions for measured values, so that the state of the combustor can be grasped in extremely detailed and accurate manner. Such detailed and accurate understanding is completely impossible with conventional technology.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の如く本発明によれば、燃焼器の状態を直
接燃焼器で測定できる為、ガスタービン燃焼器の
状態を正確かつ的確に、しかも詳細に把握できる
ものである。従つて燃焼器監視装置としての信頼
性が向上し、さらに的確なる診断が可能となつた
為、ガスタービンの運転保守に対する信頼性も向
上するという効果がある。
As described above, according to the present invention, since the state of the combustor can be directly measured at the combustor, the state of the gas turbine combustor can be accurately and accurately grasped in detail. Therefore, the reliability of the combustor monitoring device is improved, and more accurate diagnosis becomes possible, which has the effect of improving the reliability of gas turbine operation and maintenance.

尚当然のことではあるが、本発明は図示の実施
例にのみ限られるものではない。
It goes without saying that the present invention is not limited to the illustrated embodiments.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、従来例を説明するための図面で、一
般の燃焼器まわりの構成を示す図である。第2図
は、本発明の第1の実施例を示す要部断面図であ
る。第3図は本発明の第2の実施例の監視装置の
系統を示す系統図である。第4図は当該監視装置
の部分詳細系統図である。
FIG. 1 is a drawing for explaining a conventional example, and is a diagram showing the configuration around a general combustor. FIG. 2 is a sectional view of essential parts showing the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a system diagram showing a system of a monitoring device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial detailed system diagram of the monitoring device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ガスタービンの燃焼器を監視する装置におい
て、燃焼器内外の圧力差と燃焼器内の燃焼振動圧
力の変化とを測定し、これらの測定値に基づいて
燃焼器の状態を監視する構成としたことを特徴と
するガスタービンの燃焼器監視装置。 2 圧力差と、燃焼振動圧力変動値との両者の基
準値を設定し、前記圧力差と燃焼振動圧力の変化
の測定値の、該基準値との偏差に基づいて燃焼器
の状態を監視するようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載のガスタービンの燃焼
器監視装置。 3 圧力差と、燃焼振動圧力変動値との両者の基
準値を設定し、前記圧力差と燃焼振動圧力の変化
の測定値の、該基準値に対する必要十分条件にて
燃焼器の状態を監視するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載のガスタービン
の燃焼器監視装置。 4 複数の燃焼器を有するガスタービンにおい
て、各々の燃焼器に前記監視装置を設けたことを
特徴とする、特許請求の範囲第1項乃至第3項の
いずれかに記載のガスタービンの燃焼器監視装
置。
[Claims] 1. A device for monitoring the combustor of a gas turbine, which measures the pressure difference between the inside and outside of the combustor and the change in combustion oscillation pressure within the combustor, and determines the state of the combustor based on these measured values. A combustor monitoring device for a gas turbine, characterized in that it is configured to monitor. 2. Setting reference values for both the pressure difference and the combustion oscillation pressure fluctuation value, and monitoring the state of the combustor based on the deviation from the reference value of the measured value of the change in the pressure difference and combustion oscillation pressure. A combustor monitoring device for a gas turbine according to claim 1, characterized in that the combustor monitoring device is configured as follows. 3 Setting reference values for both the pressure difference and the combustion oscillation pressure fluctuation value, and monitoring the state of the combustor under necessary and sufficient conditions for the reference value of the measured value of the pressure difference and the change in the combustion oscillation pressure. A combustor monitoring device for a gas turbine according to claim 1, characterized in that the combustor monitoring device is configured as follows. 4. A gas turbine combustor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in a gas turbine having a plurality of combustors, each combustor is provided with the monitoring device. Monitoring equipment.
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US5581995A (en) * 1995-03-14 1996-12-10 United Technologies Corporation Method and apparatus for detecting burner blowout
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