JPH0454812B2 - - Google Patents

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JPH0454812B2
JPH0454812B2 JP61011029A JP1102986A JPH0454812B2 JP H0454812 B2 JPH0454812 B2 JP H0454812B2 JP 61011029 A JP61011029 A JP 61011029A JP 1102986 A JP1102986 A JP 1102986A JP H0454812 B2 JPH0454812 B2 JP H0454812B2
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JP
Japan
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value
auxiliary combustion
flow rate
turbine
inlet gas
Prior art date
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Application number
JP61011029A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS62170730A (en
Inventor
Masashi Fujitsuka
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS62170730A publication Critical patent/JPS62170730A/en
Publication of JPH0454812B2 publication Critical patent/JPH0454812B2/ja
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ターボコンプレツサ系の制御方法
に関するものであり、とりわけ、燃料電池発電シ
ステムのような、ターボコンプレツサを組み込ん
だシステムにおいて、特に起動時(昇温、昇圧
中)にタービン入口ガス温度および圧力の双方を
適正値に保持、制御するためのターボコンプレツ
サ系の制御方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control method for a turbo compressor system, and is particularly applicable to a system incorporating a turbo compressor, such as a fuel cell power generation system. The present invention relates to a turbo compressor system control method for maintaining and controlling both turbine inlet gas temperature and pressure at appropriate values during startup (during temperature and pressure increases).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ターボコンプレツサシステムの制御方法
として、本出願人が先に出願(特願昭60−237477
号)したものがあり、これを、第2図を参照して
説明する。図において、圧縮空気を必要とし、排
ガスを排出する負荷部分1からの排ガスを動力源
として空気を負荷部分1に圧送するターボコンプ
レツサ2は、タービン2aおよびコンプレツサ2
bからなつており、タービン2aへのガスの入口
にはガスの通過部分の開度または角度を変更でき
る可変ノズル2cが設けてある。コンプレツサ2
bで圧縮された空気を負荷部分1へ導くシステム
空気供給配管3の途上にはコンプレツサ吐出空気
圧力検出器4が接続されている。負荷部分1から
の排ガスをタービン2aへ導くシステム排ガス配
管5の途上には、ターボコンプレツサ2のタービ
ン2a動力を補うための助燃炉6が設置されてお
り、この助燃炉6からタービン2aの間のシステ
ム排ガス配管5途上にタービン入口ガス圧力検出
器7が接続されている。助燃炉6への助燃用燃料
配管8の途上には助燃用燃料の調節弁9および流
量検出器10が設けられている。システム空気供
給配管3から分岐された助燃炉6への助燃用空気
配管11途上には助燃用空気の調節弁12および
流量検出器13が設けられている。15はコンプ
レツサ吐出空気制御系14に対する圧力設定値、
17はタービン入口ガス圧力制御系16に対する
圧力設定値を示している。圧力制御系16の操作
出力である助燃量指令値18は助燃用燃料流量に
対応する。演算器19は助燃量指令値18を空気
過剰率を考慮して助燃用空気流量に換算する。2
1は助燃用燃料流量制御系20に対する流量設定
値、23は助燃用空気流量制御系22に対する流
量設定値である。リミツタ24は、助燃量指令値
18を助燃用燃料流量制御系20の流量設定値2
1として与える際に、助燃用空気流量検出器13
による流量検出値と、空気過剰率の上下限値等に
より、助燃用燃料流量設定値21の範囲を制限す
る。リミツタ25は、演算器19の演算結果も助
燃用空気流量制御系22の流量設定値23として
与える際に、助燃用燃料流量検出器10による流
量検出値と、空気過剰率の上下限値等により、助
燃用空気流量設定値23の範囲を制限する。な
お、リミツタ24,25および演算器19等の機
能については、燃焼制御を行なう際には当然であ
つたり、一般的に用いられるものである。
Conventionally, the present applicant filed an application for a control method for a turbo compressor system (patent application No. 60-237477).
This will be explained with reference to Fig. 2. In the figure, a turbo compressor 2 that requires compressed air and uses exhaust gas from a load section 1 that discharges exhaust gas as a power source to forcefully feed air to the load section 1 is connected to a turbine 2a and a compressor 2.
A variable nozzle 2c is provided at the gas inlet to the turbine 2a, and the opening degree or angle of the gas passage portion can be changed. Compressa 2
A compressor discharge air pressure detector 4 is connected midway through the system air supply pipe 3 that guides the compressed air to the load section 1. An auxiliary combustion furnace 6 for supplementing the power of the turbine 2a of the turbo compressor 2 is installed in the middle of the system exhaust gas piping 5 that guides the exhaust gas from the load section 1 to the turbine 2a. A turbine inlet gas pressure detector 7 is connected to the system exhaust gas piping 5 . An auxiliary combustion fuel control valve 9 and a flow rate detector 10 are provided on the auxiliary combustion fuel pipe 8 leading to the auxiliary combustion furnace 6 . An auxiliary combustion air control valve 12 and a flow rate detector 13 are provided on the way of the auxiliary combustion air piping 11 branched from the system air supply piping 3 to the auxiliary combustion furnace 6 . 15 is a pressure setting value for the compressor discharge air control system 14;
17 indicates a pressure setting value for the turbine inlet gas pressure control system 16. The auxiliary combustion amount command value 18, which is the operational output of the pressure control system 16, corresponds to the auxiliary combustion fuel flow rate. The calculator 19 converts the auxiliary combustion amount command value 18 into an auxiliary combustion air flow rate in consideration of the excess air ratio. 2
1 is a flow rate setting value for the auxiliary combustion fuel flow rate control system 20, and 23 is a flow rate setting value for the auxiliary combustion air flow rate control system 22. The limiter 24 converts the auxiliary combustion amount command value 18 into a flow rate set value 2 of the auxiliary combustion fuel flow rate control system 20.
1, the auxiliary combustion air flow rate detector 13
The range of the auxiliary combustion fuel flow rate setting value 21 is limited by the flow rate detection value by , the upper and lower limits of the excess air ratio, and the like. When the limiter 25 also provides the calculation result of the calculator 19 as the flow rate setting value 23 of the auxiliary combustion air flow rate control system 22, the limiter 25 uses the flow rate detected by the auxiliary combustion fuel flow rate detector 10, the upper and lower limits of the excess air ratio, etc. , limits the range of the auxiliary combustion air flow rate set value 23. It should be noted that the functions of the limiters 24, 25, the computing unit 19, etc. are natural and commonly used when performing combustion control.

次に制御方法について説明する。助燃用燃料流
量検出器10による流量検出値と助燃用燃料流量
設定値21とに応じて、助燃用燃料流量制御系2
0は助燃用燃料調節弁9の開度を操作して助燃用
燃料配管8中を流れる助燃用燃料流量と流量設定
値21とが等しくなるようにフイードバツク制御
する。同様に、助燃用空気流量制御系22は、助
燃用空気流量検出器13による流量検出値と助燃
用空気流量設定値23とに応じて助燃用空気調節
弁12の開度を操作して助燃用空気配管11中を
流れる助燃用空気流量と流量設定値23とが等し
くなるようにフイードバツク制御する。コンプレ
ツサ吐出空気圧力制御系14はそれに対する圧力
設定値15とコンプレツサ吐出空気圧力検出器4
による検出値とに応じて可変ノズル2cの角度ま
たは開度を操作してコンプレツサ吐出空気圧力が
圧力設定値15に等しくなるようにフイードバツ
ク制御する。これは、例えばタービン入口ガス圧
力および温度が変動しなければ、可変ノズル2c
の開度または角度を増加すればタービン2a動力
が増加し、コンプレツサ2b吐出空気流量が増加
してコンプレツサ吐出空気圧力を増加させようと
するということに基く。また、タービン入口ガス
圧力制御系16はそれに対する圧力設定値17と
タービン入口ガス圧力検出器7の圧力検出値とに
応じて、助燃量指令値18を操作してタービン入
口ガス圧力と圧力設定値17とが等しくなるよう
にフイードバツク制御する。これは、例えば助燃
量指令値18が増加されれば、リミツタ24,2
5および演算器19を介して助燃用燃料および助
燃用空気流量制御系20,22の流量設定値2
1,23が増加し、助燃用燃料および助燃用空気
配管8,11中を流れる助燃用燃料及び助燃用空
気流量が増加され助燃炉6での燃焼により、シス
テム排ガス配管5中のガスに加えられる燃焼排ガ
スの熱エネルギおよび流量が増大し、タービン入
口ガスの温度並びに圧力が増加するという理由に
基く。
Next, the control method will be explained. In accordance with the flow rate detected by the auxiliary combustion fuel flow rate detector 10 and the auxiliary combustion fuel flow rate set value 21, the auxiliary combustion fuel flow rate control system 2
0 performs feedback control by manipulating the opening degree of the auxiliary combustion fuel control valve 9 so that the flow rate of the auxiliary combustion fuel flowing through the auxiliary combustion fuel pipe 8 and the flow rate set value 21 are equal. Similarly, the auxiliary combustion air flow rate control system 22 operates the opening degree of the auxiliary combustion air control valve 12 according to the flow rate detected by the auxiliary combustion air flow rate detector 13 and the auxiliary combustion air flow rate set value 23, Feedback control is performed so that the flow rate of auxiliary combustion air flowing through the air pipe 11 and the flow rate setting value 23 are equal. The compressor discharge air pressure control system 14 has a pressure setting value 15 therefor and a compressor discharge air pressure detector 4.
The angle or opening degree of the variable nozzle 2c is operated in accordance with the detected value by the compressor, and feedback control is performed so that the compressor discharge air pressure becomes equal to the pressure setting value 15. For example, if the turbine inlet gas pressure and temperature do not fluctuate, the variable nozzle 2c
This is based on the fact that if the opening degree or angle of the turbine 2a is increased, the power of the turbine 2a increases, the flow rate of air discharged from the compressor 2b increases, and the compressor discharge air pressure is increased. Further, the turbine inlet gas pressure control system 16 operates the auxiliary combustion amount command value 18 according to the pressure setting value 17 and the pressure detection value of the turbine inlet gas pressure detector 7, thereby adjusting the turbine inlet gas pressure and the pressure setting value. Feedback control is performed so that 17 becomes equal. For example, if the auxiliary combustion amount command value 18 is increased, the limiter 24, 2
5 and the arithmetic unit 19 to set the flow rate setting value 2 of the auxiliary combustion fuel and auxiliary combustion air flow rate control systems 20 and 22.
1 and 23 increase, the flow rates of the auxiliary combustion fuel and auxiliary combustion air flowing through the auxiliary combustion fuel and auxiliary combustion air pipes 8 and 11 are increased, and by combustion in the auxiliary combustion furnace 6, they are added to the gas in the system exhaust gas pipe 5. The reason is that the thermal energy and flow rate of the flue gas increases, which increases the temperature and pressure of the turbine inlet gas.

以上により、システム排ガス配管5を通つて負
荷部分1から助燃炉6へ導かれるシステム排ガス
や、システム空気供給配管3を通つて負荷部分1
に導かれるシステム供給空気の流量や温度が変動
しても、常にタービン入口ガス圧力およびコンプ
レツサ吐出空気圧力は所定値または所定値付近に
保つことができるというものである。
As described above, the system exhaust gas is guided from the load section 1 to the auxiliary combustion furnace 6 through the system exhaust gas piping 5, and the system exhaust gas is guided to the load section 1 through the system air supply piping 3.
Even if the flow rate and temperature of the system supply air introduced to the compressor fluctuates, the turbine inlet gas pressure and compressor discharge air pressure can always be maintained at or near a predetermined value.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上のような従来のターボコンプレツサ系の制
御方法では、助燃用燃料および助燃用空気流量は
タービン入口ガス圧力制御系16による制御にの
み依存するため、例えば助燃炉6での燃焼量が増
加すると、タービン入口ガス温度が上がり、それ
に伴つてシステム排ガス配管5やタービン2a等
の温度が、特に過渡的に、耐熱限界温度を超える
可能性があるという問題点があつた。
In the conventional turbo compressor system control method as described above, the auxiliary combustion fuel and auxiliary combustion air flow rates depend only on the control by the turbine inlet gas pressure control system 16. Therefore, for example, when the combustion amount in the auxiliary furnace 6 increases, However, as the turbine inlet gas temperature increases, there is a problem that the temperature of the system exhaust gas pipe 5, the turbine 2a, etc. may exceed the heat-resistant limit temperature, especially transiently.

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、タービン入口ガス温度を所定
値以下に抑えると同時にタービン入口ガス圧力を
所定値以下に抑えることのできるターボコンプレ
ツサ系の制御方法を得ることを目的とする。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it provides a turbo compressor system control that can suppress the turbine inlet gas temperature to below a predetermined value and at the same time suppress the turbine inlet gas pressure to below a predetermined value. The purpose is to obtain a method.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係るターボコンプレツサ系の制御方
法は、タービン入口ガス圧力制御系の操作出力で
ある助燃量指令値に対してある比率を乗算する演
算器を設け、その演算結果を必要とあらば換算し
て助燃用燃料および助燃用空気流量制御系の流量
設定値として与えるとともに、上記助燃量指令値
に対して乗算される比率はタービン入口ガス温度
を所定値にフイードバツク制御するタービン入口
ガス温度制御系によつて操作されるものとした。
The control method for a turbo compressor system according to the present invention is provided with a calculator that multiplies the auxiliary combustion amount command value, which is the operational output of the turbine inlet gas pressure control system, by a certain ratio, and converts the calculation result if necessary. The ratio by which the auxiliary combustion amount command value is multiplied is determined by the turbine inlet gas temperature control system that feedback-controls the turbine inlet gas temperature to a predetermined value. The system was assumed to be operated by

〔作用〕[Effect]

この発明におけるターボコンプレツサ系の制御
方法はタービン入口ガス温度が、タービン入口ガ
ス温度制御系への温度設定値よりも高(低)けれ
ば、タービン入口ガス温度制御系により、助燃量
指令値に乗算される比率を減少(増加)せしめ
る。一方、タービン入口ガス圧力が、タービン入
口ガス圧力制御系への圧力設定値よりも高(低)
ければタービン入口ガス圧力制御系により、助燃
量指令値を減少(増加)する。
In the control method of the turbo compressor system in this invention, if the turbine inlet gas temperature is higher (lower) than the temperature setting value for the turbine inlet gas temperature control system, the turbine inlet gas temperature control system adjusts the auxiliary combustion amount command value. Decrease (increase) the multiplied ratio. On the other hand, the turbine inlet gas pressure is higher (lower) than the pressure setting value for the turbine inlet gas pressure control system.
If so, the auxiliary combustion amount command value is decreased (increased) by the turbine inlet gas pressure control system.

上記操作により、助燃量指令値と比率とを乗算
する演算器の演算結果は増減され、この演算結果
が増加(減少)されれば、助燃用燃料及び助燃用
空気流量制御系への流量設定値は増加(減少)
し、助燃炉での燃焼量が増加(減少)すること
で、タービン入口ガス温度並びにタービン入口ガ
ス圧力は上昇(低下)する。
By the above operation, the calculation result of the calculator that multiplies the auxiliary combustion amount command value and the ratio is increased or decreased, and if this calculation result is increased (decreased), the flow rate setting value for the auxiliary combustion fuel and auxiliary combustion air flow rate control system is increased or decreased. increases (decreases)
However, as the amount of combustion in the auxiliary combustion furnace increases (decreases), the turbine inlet gas temperature and turbine inlet gas pressure increase (decrease).

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を第1図を参照して
説明する。なお、第2図におけると同一または相
当する部分には同一符号を付して説明を省略す
る。第1図において、助燃炉6とタービン2aの
間のシステム排ガス配管5途上にタービン入口ガ
ス温度検出器26を接続する。28はタービン入
口ガス温度制御系27に対する温度設定値であ
り、その値はタービン2a、助燃炉6等の耐熱限
界温度より低く、ターボコンプレツサ系の定常動
作時に達するタービン入口ガス温度の最高温度よ
りも高い。29はタービン入口ガス温度制御系2
7の操作対象であり、助燃量指令値18に乗算さ
れる比率である。この比率29と助燃量指令値1
8とは演算器30により乗算される。第1のリミ
ツタ31は助燃量指令値18に対するリミツタと
して機能し、第2のリミツタ32は助燃量指令値
18に乗算される比率29に対するリミツタとし
て機能し、第3のリミツタ33は演算器30の演
算結果に対するリミツタとして機能する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. It should be noted that the same or corresponding parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals and their explanation will be omitted. In FIG. 1, a turbine inlet gas temperature detector 26 is connected midway through the system exhaust gas piping 5 between the auxiliary combustion furnace 6 and the turbine 2a. 28 is a temperature setting value for the turbine inlet gas temperature control system 27, and the value is lower than the heat resistance limit temperature of the turbine 2a, auxiliary combustion furnace 6, etc., and lower than the maximum temperature of the turbine inlet gas temperature reached during steady operation of the turbo compressor system. It's also expensive. 29 is the turbine inlet gas temperature control system 2
7, and is the ratio by which the auxiliary combustion amount command value 18 is multiplied. This ratio 29 and auxiliary combustion amount command value 1
8 is multiplied by the arithmetic unit 30. The first limiter 31 functions as a limiter for the auxiliary combustion amount command value 18, the second limiter 32 functions as a limiter for the ratio 29 multiplied by the auxiliary combustion amount command value 18, and the third limiter 33 functions as a limiter for the ratio 29 multiplied by the auxiliary combustion amount command value 18. Functions as a limiter for calculation results.

次に制御方法について説明する。タービン入口
ガス圧力制御系16は、圧力設定値17とタービ
ン入口ガス圧力検出器7による圧力検出値とに応
じて、助燃量指令値18を第1のリミツタ31を
介して操作する。例えば、圧力設定値17が圧力
検出値よりも高(低)ければ助燃量指令値18を
減少(増加)する。第1のリミツタ31は助燃量
指令値18の操作範囲を制限するもので助燃量指
令値18が第1のリミツタ31における上限また
は下限に達したとき、タービン入口ガス圧力制御
系16は実際上機能しない。タービン入口ガス温
度制御系27は、温度設定値28とタービン入口
ガス温度検出器26による温度検出値とに応じ
て、演算器30にて、助燃量指令値18に乗算さ
れる比率29を第2のリミツタ32を介して操作
する。例えば温度設定値28が温度検出値よりも
高(低)ければ、比率29を減少(増加)する。
第2のリミツタ32は比率29の操作範囲を制限
するもので、比率29が第2のリミツタ32にお
ける上限または下限に達したとき、タービン入口
ガス温度制御系27は実際上機能しない。
Next, the control method will be explained. The turbine inlet gas pressure control system 16 operates the auxiliary combustion amount command value 18 via the first limiter 31 in accordance with the pressure setting value 17 and the pressure detection value by the turbine inlet gas pressure detector 7 . For example, if the pressure set value 17 is higher (lower) than the detected pressure value, the auxiliary combustion amount command value 18 is decreased (increased). The first limiter 31 limits the operation range of the auxiliary combustion amount command value 18, and when the auxiliary combustion amount command value 18 reaches the upper or lower limit of the first limiter 31, the turbine inlet gas pressure control system 16 actually functions. do not. The turbine inlet gas temperature control system 27 uses an arithmetic unit 30 to set a ratio 29 by which the auxiliary combustion amount command value 18 is multiplied to a second value in accordance with the temperature setting value 28 and the temperature detection value by the turbine inlet gas temperature detector 26. is operated via the limiter 32. For example, if the temperature set value 28 is higher (lower) than the detected temperature value, the ratio 29 is decreased (increased).
The second limiter 32 limits the operating range of the ratio 29, and when the ratio 29 reaches the upper or lower limit of the second limiter 32, the turbine inlet gas temperature control system 27 does not actually function.

また、第3のリミツタ33は演算器30によつ
て助燃量指令値18と比率29とを乗算した結果
に対して範囲を制限するものであり、演算器30
の演算結果が第3のリミツタ機能33における上
限または下限に達したとき、タービン入口ガス温
度制御系27並びにタービン入口ガス圧力制御系
16は実際上機能しない。演算器30の演算結果
は、リミツタ33,24,25または演算器19
を介して助燃用燃料および助燃用空気の流量設定
値21,23として助燃用燃料および助燃用空気
の流量制御系20,22に与えられ、例えば、第
3のリミツタ33を介した演算器30の演算結果
が増加(減少)すれば助燃用燃料および助燃用空
気の配管8,11中を流れる燃料及び空気流量が
増加(減少)して助燃炉6での燃焼によつてシス
テム排ガス配管5中のシステム排ガスに付加され
る熱エネルギー等が増加(減少)してタービン入
口ガス温度およびタービン入口ガス圧力は上昇
(低下)する。
Further, the third limiter 33 limits the range of the result of multiplying the auxiliary combustion amount command value 18 and the ratio 29 by the calculator 30.
When the calculation result reaches the upper limit or lower limit of the third limiter function 33, the turbine inlet gas temperature control system 27 and the turbine inlet gas pressure control system 16 do not actually function. The calculation result of the calculation unit 30 is sent to the limiters 33, 24, 25 or the calculation unit 19.
The flow rate setting values 21 and 23 for the auxiliary combustion fuel and the auxiliary combustion air are supplied to the flow control systems 20 and 22 for the auxiliary combustion fuel and the auxiliary combustion air. If the calculation result increases (decreases), the flow rate of fuel and air flowing through the auxiliary combustion fuel and auxiliary combustion air pipes 8 and 11 increases (decreases), and the amount of fuel and air flowing through the auxiliary combustion fuel and auxiliary combustion air piping 8 and 11 increases (decreases). The thermal energy etc. added to the system exhaust gas increases (decreases), and the turbine inlet gas temperature and turbine inlet gas pressure increase (decrease).

タービン入口ガス温度検出器26による温度検
出値がタービン入口ガス温度設定値28よりも低
い状態(定常運転時はこの状態が長い)が長けれ
ば、助燃量指令値18に乗算される比率29はタ
ービン入口ガス温度制御系27によつて増加さ
れ、第2のリミツタ32における上限値に保持さ
れるため、流量設定値21,23は助燃量指令値
18にのみ影響されることとなる。その結果、タ
ービン入口ガス圧力制御系16は従来例で説明し
たと同様に働き、タービン入口ガス圧力を圧力設
定値17付近にフイードバツク制御する。
If the temperature detected by the turbine inlet gas temperature detector 26 remains lower than the turbine inlet gas temperature setting value 28 for a long time (this state is long during steady operation), the ratio 29 multiplied by the auxiliary combustion amount command value 18 will be Since it is increased by the inlet gas temperature control system 27 and held at the upper limit value in the second limiter 32, the flow rate set values 21 and 23 are influenced only by the auxiliary combustion amount command value 18. As a result, the turbine inlet gas pressure control system 16 operates in the same manner as described in the conventional example, and feedback controls the turbine inlet gas pressure to around the pressure set value 17.

一方、タービン入口ガス圧力検出器7による圧
力検出値がタービン入口ガス圧力設定値17より
も低い状態(昇圧中等)が長ければ助燃量指令値
18はタービン入口ガス圧力制御系16によつて
増加され、第1のリミツタ31における上限値に
保持されるため流量設定値21,23は助燃量指
令値18に乗算される比率29のみに影響される
ことになる。その結果、タービン入口ガス温度制
御系27はその温度設定値28とタービン入口ガ
ス温度検出器26による温度検出値に応じて比率
29を操作し、すなわち、助燃用燃料および助燃
用空気の流量設定値21,23を操作してタービ
ン入口ガス温度を温度設定値28付近にフイード
バツク制御する。
On the other hand, if the pressure detected by the turbine inlet gas pressure detector 7 remains lower than the turbine inlet gas pressure set value 17 (pressure increase, etc.) for a long time, the auxiliary combustion amount command value 18 is increased by the turbine inlet gas pressure control system 16. , are held at the upper limit value in the first limiter 31, so the flow rate set values 21, 23 are influenced only by the ratio 29 multiplied by the auxiliary combustion amount command value 18. As a result, the turbine inlet gas temperature control system 27 operates the ratio 29 according to the temperature setting value 28 and the temperature detected by the turbine inlet gas temperature detector 26, that is, the flow rate setting values of the auxiliary combustion fuel and the auxiliary combustion air. 21 and 23 to feedback control the turbine inlet gas temperature to around the temperature set value 28.

なお、コンプレツサ吐出空気圧力制御系14は
従来例に示した通り、可変ノズル2cの開度また
は角度を操作してコンプレツサ吐出空気圧力を圧
力設定値15付近にフイードバツク制御する。
As shown in the conventional example, the compressor discharge air pressure control system 14 controls the compressor discharge air pressure in the vicinity of the pressure setting value 15 by controlling the opening degree or angle of the variable nozzle 2c.

なお、上記実施例ではコンプレツサ吐出空気圧
力を所定値に制御する手段として、コンプレツサ
吐出空気圧力制御系14による可変ノズル2cの
開度操作を示したが、システム空気供給配管3か
ら分岐された大気開放配管を設け、この大気開放
配管途上に大気開放調節弁を設けてこの大気開放
調節弁の開度操作によつてもよい。また、可変ノ
ズル2cの開度操作は、コンプレツサ吐出空気圧
力制御系14によるコンプレツサ吐出空気圧力の
フイードバツク制御としているが負荷に応じたフ
イードフオワード制御であつてもよい、さらにタ
ービン2aの入口が可変ノズル2bでないターボ
コンプレツサ2であつてもよい、さらには、コン
プレツサ吐出空気圧力を所定値に制御する手段を
持たないターボコンプレツサ系であつてもよい。
In the above embodiment, the opening degree of the variable nozzle 2c is controlled by the compressor discharge air pressure control system 14 as a means for controlling the compressor discharge air pressure to a predetermined value. A pipe may be provided, and an atmospheric release control valve may be provided in the middle of the atmospheric release pipe, and the opening degree of the atmospheric release control valve may be controlled. Furthermore, although the opening degree of the variable nozzle 2c is controlled by feedback control of the compressor discharge air pressure by the compressor discharge air pressure control system 14, it may also be controlled by feedback control according to the load. It may be a turbo compressor 2 other than the variable nozzle 2b, or it may be a turbo compressor system that does not have means for controlling the compressor discharge air pressure to a predetermined value.

また、上記実施例におけるタービン入口ガス圧
力制御系16を第1のタービン入口ガス圧力制御
系とし、システム排ガス配管5から分岐されたタ
ービンバイパス配管を設け、このタービンバイパ
ス配管途上にタービンバイパス調節弁を設けてそ
の開度を操作することによつてタービン入口ガス
圧力を所定値付近にフイードバツク制御する第2
のタービン入口ガス圧力制御系をもつていてもよ
い。この場合タービン入口ガス圧力をより早急に
所定値付近に近づけることができる。また、第2
のタービン入口ガス圧力制御系の圧力設定値は第
1のタービン入口ガス圧力制御系の圧力設定値よ
りも大とすることが望ましい。
Further, the turbine inlet gas pressure control system 16 in the above embodiment is made into a first turbine inlet gas pressure control system, and a turbine bypass pipe is provided which is branched from the system exhaust gas pipe 5, and a turbine bypass control valve is installed in the middle of this turbine bypass pipe. A second valve is provided to provide feedback control of the turbine inlet gas pressure to around a predetermined value by manipulating its opening degree.
It may also have a turbine inlet gas pressure control system. In this case, the turbine inlet gas pressure can be brought closer to the predetermined value more quickly. Also, the second
It is desirable that the pressure setting value of the first turbine inlet gas pressure control system is greater than the pressure setting value of the first turbine inlet gas pressure control system.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、以上の説明から明らかなように、
タービン入口ガス圧力制御系により助燃量指令値
を操作し、タービン入口ガス温度制御系により助
燃量指令値に乗算する比率を操作し、助燃量指令
値と比率を乗算した結果を、必要とあれば換算し
て助燃用燃料および助燃用空気流量制御系への流
量設定値として与えるようにしたので、タービン
入口ガス圧力およびタービン入口ガス温度を共
に、常に、所定値または所定範囲内もしくは所定
値以下に積極的に抑制することができる。
As is clear from the above description, this invention
The auxiliary combustion amount command value is operated by the turbine inlet gas pressure control system, the ratio by which the auxiliary combustion amount command value is multiplied is operated by the turbine inlet gas temperature control system, and the result of multiplying the auxiliary combustion amount command value by the ratio is calculated, if necessary. Since the converted value is given as the flow rate setting value to the auxiliary combustion fuel and auxiliary combustion air flow rate control system, both the turbine inlet gas pressure and the turbine inlet gas temperature are always at the predetermined value, within the predetermined range, or below the predetermined value. Can be actively suppressed.

また、助燃量指令値または比率もしくはそれら
を乗算した結果をリミツタ手段を用いて制限すれ
ば、助燃用燃料および助燃用空気流量制御系への
流量設定値が過大、過小になることを防ぐことが
できる。
Furthermore, by limiting the auxiliary combustion amount command value, the ratio, or the result of multiplying them using a limiter means, it is possible to prevent the flow rate setting values to the auxiliary combustion fuel and auxiliary air flow rate control system from becoming too large or too small. can.

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

第1図はこの発明の一実施例を説明するための
回路図、第2図は従来のターボコンプレツサ系の
制御方法を説明するための回路図である。 1……負荷部分、2……ターボコンプレツサ、
2a……タービン、2b……コンプレツサ、5…
…システム排ガス配管、6……助燃炉、7……タ
ービン入口ガス圧力検出器、8……助燃用燃料配
管、9,12……調節弁、10,13……流量検
出器、11……助燃用空気配管、16……タービ
ン入口ガス圧力制御系、17……圧力設定値、1
8……助燃量指令値、20……助燃用燃料流量制
御系、21,23……流量設定値、22……助燃
用空気流量制御系、26……タービン入口温度検
出器、27……タービン入口ガス温度制御系、2
8……温度設定値、29……比率、30……演算
器。なお、各図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a conventional control method for a turbo compressor system. 1...Load part, 2...Turbo compressor,
2a...Turbine, 2b...Compressor, 5...
... System exhaust gas piping, 6... Assist combustion furnace, 7... Turbine inlet gas pressure detector, 8... Fuel piping for assist combustion, 9, 12... Control valve, 10, 13... Flow rate detector, 11... Assist combustion Air piping for use, 16...Turbine inlet gas pressure control system, 17...Pressure setting value, 1
8... Assisting combustion amount command value, 20... Fuel flow rate control system for assisting combustion, 21, 23... Flow rate set value, 22... Air flow rate control system for assisting combustion, 26... Turbine inlet temperature detector, 27... Turbine Inlet gas temperature control system, 2
8... Temperature set value, 29... Ratio, 30... Arithmetic unit. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 空気を必要とする負荷部分からの排ガスによ
つて駆動されるタービンおよびこのタービンに直
結され上記負荷部分に必要な空気を圧縮供給する
コンプレツサとからなるターボコンプレツサと、
上記負荷部分から上記タービンに排ガスを導くシ
ステム排ガス配管途上に設けられ上記タービンの
動力を補う助燃炉と、この助燃炉と上記タービン
との間の上記システム排ガス配管途上に設けたタ
ービン入口ガス圧力検出器およびタービン入口ガ
ス温度検出器と、上記助燃炉での燃焼に必要な燃
料および空気を上記助燃炉に供給する助燃用燃料
配管および助燃用空気配管を備え、この助燃用燃
料配管および助燃用空気配管途上にそれぞれ調節
弁および流量検出器を備えたターボコンプレツサ
系の制御方法において、上記流量検出器の流量検
出値と流量設定値とに応じて上記調節弁の開度を
操作して上記流量検出値と上記流量設定値が等し
くなるようにフイードバツク制御する助燃用燃料
流量制御系と助燃用空気流量制御系とを備え、タ
ービン入口ガス圧力制御系により、上記タービン
入口ガス圧力検出器の圧力検出値とタービン入口
ガス圧力設定値とに応じて助燃量指令値を操作し
て上記圧力検出値と上記圧力設定値とが等しくな
るようにフイードバツク制御するとともに、ター
ビン入口ガス温度制御系により、上記助燃量指令
値に対してある比率を乗算した演算結果を換算し
て上記助燃用燃料流量制御系並びに上記助燃用空
気流量制御系に対する流量設定値とし、上記ター
ビン入口ガス温度検出器の温度検出値と温度設定
値とに応じて上記比率を操作して上記温度検出値
と上記温度設定値とが等しくなるようにフイード
バツク制御することを特徴とするターボコンプレ
ツサ系の制御方法。 2 タービン入口ガス圧力制御系及びタービン入
口ガス温度制御系における操作出力である助燃量
指令値およびこの助燃量指令値に乗算される比
率、さらには上記助燃量指令値に対して比率を乗
算した演算結果のいずれかに対して上限値および
下限値を設け、リミツタ手段により操作範囲を制
限する特許請求の範囲第1項記載のターボコンプ
レツサ系の制御方法。 3 システム排ガス配管から分岐されたタービン
バイパス配管の途上にタービンバイパス調節弁を
備え、第1のタービン入口ガス圧力制御系により
助燃量指令値を操作して圧力検出値と圧力設定値
が等しくなるようにフイードバツク制御するとと
もに、第2のタービン入口ガス圧力制御系により
上記圧力検出値と上記圧力設定値とに応じて上記
タービンバイパス調節弁の開度を操作して上記圧
力設定値と上記圧力検出値とが等しくなるように
フイードバツク制御する特許請求の範囲第1項記
載のターボコンプレツサ系の制御方法。 4 第2のタービン入口ガス圧力制御系の圧力設
定値を第1のタービン入口ガス圧力制御系の圧力
設定値よりも大きくした特許請求の範囲第3項記
載のターボコンプレツサ系の制御方法。 5 助燃用燃料流量制御系における流量設定値に
対して上限値並びに下限値を設定し、この上,下
限値により上記流量設定値の範囲を制限する燃料
リミツタ手段を備え、上記流量設定値はこの燃料
リミツタ手段を経た値であり、上記上限値並びに
下限値は助燃用空気配管途上の流量検出器による
空気流量の検出値と空気過剰率の上,下限値によ
つて演算される特許請求の範囲第1項記載のター
ボコンプレツサ系の制御方法。 6 助燃用空気流量制御系における流量設定値に
対して上限値並びに下限値を設定し、この上,下
限値により上記流量設定値の範囲を制限する空気
リミツタ手段を備え、上記流量設定値はこの空気
リミツタ手段を経た値であり、上記上限値並びに
下限値は助燃用燃料配管途上の流量検出器による
燃料流量の検出値と、空気過剰率の上下限値によ
つて演算される特許請求の範囲第1項記載のター
ボコンプレツサ系の制御方法。 7 タービン入口ガス温度制御系の温度設定値
は、タービン,助燃炉,助燃炉からタービンまで
のシステム排ガス配管等の耐熱限界温度より低
く、ターボコンプレツサ系を組み込んだシステム
が定常運転時に達するタービン入口ガス温度の最
高温度よりは高くした特許請求の範囲第1項記載
のターボコンプレツサ系の制御方法。
[Scope of Claims] 1. A turbo compressor consisting of a turbine driven by exhaust gas from a load section that requires air, and a compressor that is directly connected to the turbine and compresses and supplies the necessary air to the load section;
A system for guiding exhaust gas from the load section to the turbine; an auxiliary combustion furnace installed in the exhaust gas piping to supplement the power of the turbine; and a turbine inlet gas pressure detection system installed in the system exhaust gas piping between the auxiliary combustion furnace and the turbine. and a turbine inlet gas temperature detector, and auxiliary combustion fuel piping and auxiliary combustion air piping for supplying the fuel and air necessary for combustion in the auxiliary combustion furnace to the auxiliary combustion furnace, and the auxiliary combustion fuel piping and the auxiliary combustion air In a control method for a turbo compressor system that is equipped with a control valve and a flow rate detector in the middle of each piping, the opening degree of the control valve is controlled according to the flow rate detection value and the flow rate set value of the flow rate detector to control the above-mentioned flow rate. It is equipped with an auxiliary combustion fuel flow rate control system and an auxiliary combustion air flow rate control system that perform feedback control so that the detected value and the above-mentioned flow rate set value are equal, and the turbine inlet gas pressure control system detects the pressure of the turbine inlet gas pressure detector. The auxiliary combustion amount command value is operated according to the above pressure detection value and the turbine inlet gas pressure setting value, and feedback control is performed so that the above pressure detection value and the above pressure setting value are equal. The calculation result obtained by multiplying the quantity command value by a certain ratio is converted into a flow rate setting value for the auxiliary combustion fuel flow rate control system and the auxiliary combustion air flow rate control system, and is used as the temperature detection value of the turbine inlet gas temperature sensor. 1. A control method for a turbo compressor system, characterized in that feedback control is performed so that the detected temperature value and the temperature set value become equal by manipulating the ratio according to the temperature set value. 2. An auxiliary combustion amount command value which is the operational output in the turbine inlet gas pressure control system and a turbine inlet gas temperature control system, a ratio by which this auxiliary combustion amount command value is multiplied, and further a calculation in which the ratio is multiplied by the auxiliary combustion amount command value. 2. A turbo compressor system control method according to claim 1, wherein an upper limit value and a lower limit value are set for any of the results, and the operating range is limited by a limiter means. 3. A turbine bypass control valve is provided in the middle of the turbine bypass piping branched from the system exhaust gas piping, and the first turbine inlet gas pressure control system manipulates the auxiliary combustion amount command value so that the detected pressure value and the pressure set value become equal. At the same time, a second turbine inlet gas pressure control system operates the opening degree of the turbine bypass control valve according to the detected pressure value and the pressure set value to control the pressure set value and the detected pressure value. 2. A turbo compressor system control method according to claim 1, wherein feedback control is performed so that 4. The turbo compressor system control method according to claim 3, wherein the pressure setting value of the second turbine inlet gas pressure control system is larger than the pressure setting value of the first turbine inlet gas pressure control system. 5 A fuel limiter means is provided for setting an upper limit value and a lower limit value for the flow rate set value in the auxiliary combustion fuel flow rate control system, and for limiting the range of the above flow rate set value by the upper and lower limit values, and the above flow rate set value is The above-mentioned upper limit value and lower limit value are the values that have passed through a fuel limiter means, and the above-mentioned upper limit value and lower limit value are calculated based on the detected value of the air flow rate by a flow rate detector in the middle of the auxiliary air piping and the upper and lower limit values of the excess air ratio. 2. A method for controlling a turbo compressor system according to item 1. 6. Air limiter means is provided for setting an upper limit value and a lower limit value for the flow rate set value in the auxiliary combustion air flow rate control system, and for limiting the range of the above flow rate set value by the upper and lower limit values, and the above flow rate set value is The above-mentioned upper limit value and lower limit value are the values that have passed through the air limiter means, and the above-mentioned upper limit value and lower limit value are calculated based on the detected value of the fuel flow rate by a flow rate detector in the middle of the fuel piping for auxiliary combustion, and the upper and lower limit values of the excess air ratio. 2. A method for controlling a turbo compressor system according to item 1. 7 The temperature setting value of the turbine inlet gas temperature control system is lower than the heat-resistant limit temperature of the turbine, the auxiliary combustion furnace, the system exhaust gas piping from the auxiliary combustion furnace to the turbine, etc., and the temperature setting value of the turbine inlet gas temperature control system is lower than the heat resistance limit temperature of the turbine, the auxiliary combustion furnace, and the system exhaust gas piping from the auxiliary combustion furnace to the turbine, and the temperature setting value of the turbine inlet gas temperature control system is A method for controlling a turbo compressor system according to claim 1, wherein the temperature is higher than the maximum gas temperature.
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