JPH0481527A

JPH0481527A - ガスタービン制御装置

Info

Publication number: JPH0481527A
Application number: JP19046590A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mizuno; 隆水野; Kaiichiro Hirayama; 開一郎平山; Norihiro Uchida; 典弘内田; Kazuteru Ono; 和輝小野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-16
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JP3086695B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はコンバインドサイクル発電プラント等の発電プ
ラントにおけるガスタービンプラントの監視制御を行う
ガスタービン制御装置に関する。

（従来の技術）従来のガスタービンプラントにおけるシステム構成図を
第１８図にに示す。第１８図において、入口空気案内翼
１を介して取入れた空気は空気圧縮機２にて高圧空気に
圧縮される。この高圧の空気圧縮機吐出空気は図示しな
い空気流路を通って燃焼器空気孔３から燃焼機４に入り
燃料の燃焼用空気として使用される。燃焼器４は複数台
あるが。

便宜上、第１８図では２台の図にしである。

ガスタービン制御装置５の指令で燃料制御弁６が制御さ
れ、燃料制御弁６を通過した燃料が各燃焼器４の燃料バ
ーナ７から燃焼器４に送られ燃焼する。燃焼火炎は火炎
検知器８により着火状態にあるか、失火状態にあるか検
出される。燃焼器４の燃焼ガスは図示しないガス流路を
通ってガスタービン９に送られる。この高圧高温ガスが
ガスタービン９にてガスタービン軸１０を回転させるの
で、同軸上の空気圧縮機２と発電機１１が回転を得る。

ガスタービン９で仕事をしたガスはガスタービン排気部
１２から図示しない排熱回収ボイラへ行く。

ガスタービン排気部１２にはガスタービン排ガス温度検
出器１３が配設されている。便宜上、検出器の個数は３
個だけ示しであるが、通常はもっと多くの検出器が設け
られる。ガスタービン排ガス温度検出器１３の温度信号
はガスタービン制御器［５に送られる。ガスタービン制
御装置５は、ガスタービン軸端歯車１４に近接して取付
けられた速度検出器１５から得た速度信号、空気圧縮機
吐出空気圧力検出器１６から得た吐出空気圧力、火炎検
知器８から得た着火信号、及びガスタービン排ガス温度
検出器１３から得たガスタービン排ガス温度等に基づい
て、空気圧縮機２の入口空気案内翼１の角度を制御して
空気量の調節を行ったり、燃料制御弁６の開度を制御し
て燃料量の調節を行ったりする。

ガスタービン制御装置における従来の制御系統図を第１
９図に示す。第１９図において、ガスタービン起動時は
起動制御部１７の起動制御信号１８が低値選択回路１９
で選択されて燃料弁制御回路２０を介して、第１８図の
燃料制御弁６の開度を制御している。

起動制御部１７は、点火操作時、燃料制御弁６の開度を
所定の点火開度に維持し、図示しない点火プラグにより
点火されると火炎検知器８により火炎が確立したことが
検知されるようになっている。

火炎が確立すると、暖機を行い、徐々に起動制御信号１
８を増加させて、燃料制御弁６を開いて行き、燃料を徐
々に増加して行く。ガスタービン速度検出器１５から得
られたガスタービン速度Ｎが次第に増加する。負荷・速
度設定器２１は、起動時には定格速度設定値が与えられ
ている。加減算器２２にて定格速度設定値とガスタービ
ン速度Ｎの偏差が演算され、その速度偏差に比例制御器
２３が乗じられて負荷・速度制御信号２４が得られる。

ガスタービン速度Ｎが定格速度近辺に達すると低値選択
回路１９において、起動制御信号１８に代って、負荷・
速度制御信号２４が低値となって選択されるに至る。

ガスタービン軸１０が定格速度に維持されてのち、発電
機１１は電力系統に併入される。併入後は、ガスタービ
ン速度は系統周波数と同期し、定格速度が維持される。

発電機出力を増加するために負荷・速度設定器２１の値
が図示しない発電機負荷制御回路により増加され、燃料
制御弁６の開度が増加し、燃料量が徐々に増加する。こ
の時、併行して入口空気案内翼１の角度も、図示しない
回路により増加して行き、やがて最大角度に達すると、
そこで空気量は最大となる。燃料量が増加すると共にガ
スタービン排ガス温度検出器１３の温度ＴＸが増加する
。ガスタービン排ガス温度ＴＸは第２０図により得られ
る。第２０図はガスタービン排ガス温度検出器１３の個
数がｎ個の場合を示しており、各ガス温度ｎ個の平均値
を平均値演算回路２９が選択し、ガスタービン排ガス温
度ＴＸとする。排ガス温度設定器２５の排ガス温度設定
値と排ガス温度ＴＸの偏差が加減算器２６により演算さ
れ、その温度偏差を比例積分制御器２７に通してガスタ
ービン排ガス温度制御信号２８が作られる。空気量が最
大となり、更に燃料量が増加するとやがてガスタービン
排ガス温度制御信号２８が、負荷・速度制御信号２４に
代って、低値選択回路１９において低値選択され、ガス
タービン制御器！５は、ガスタービン排ガス温度ＴＸを
排ガス温度設定器２５の設定値に維持するように燃料制
御弁６を制御する。ガスタービン排ガス温度設定器２５
の与える排ガス温度設定値ＴＴＲＥＦは第２１図に示す
ものが使用される。曲線３０がガスタービン排ガス温度
設定値であり、空気圧縮機吐出空気圧力ＰＣＤの関数と
して得られる。この吐出空気圧力ＰＣＤは第１８図の吐
出空気圧力検出器１６から得られる。曲線３１はガスタ
ービン排ガス温度高警報設定値を示す。第２１図はガス
タービン排ガス温度を曲線３０に沿って運転することに
よりガスタービン入口ガス温度をガスタービン高温部材
料の許容し得る最大温度に維持しようとするもので、曲
線が右下りになっている部分はガスタービン効率が高い
ので、ガスタービン入口ガス温度を一定に維持するため
にはガスタービン排ガス温度を下げなければならないこ
とを意味している。ガスタービン排ガス温度高に対して
は、第２１図の曲線３１により警報を出したり、或いは
ガスタービン咎トリップさせたりして、ガスタービンを
保護していた。また、ガスタービン排ガス温度のばらつ
きを監視し、最大温度と最低温度の偏差が所定値を越え
た時にも、警報を出したり、或いはガスタービンをトリ
ップさせたりしていた。これは、ガスタービン入口ガス
温度に温度のばらつきが大きいと、ガスタービン９の内
部の回転動翼の熱疲労が大きくなったり、ガスタービン
振動の原因にもなるためで、それらからガスタービンを
保護するためにガスタービンをトリップさせていたー。

また温度検出器が所定個数以上故障した場合、上記のよ
うな監視及び正常なガスタービン制御が行えなくなるの
で、ガスタービン保護を目的としてガスタービンをトリ
ップさせていた。ガスタービン入口高温部で約１３００
℃、排気部で約６００℃の高温ガスタービンが実用化さ
れており、高温ゆえに温度検出器も比較的故障し易いの
で、温度検出器が故障しても運転継続が可能な技術が、
電力供給安定化の観点から求められている。

（発明が解決しようとする課題）上記従来技術では、ガスタービン入口高温部のガス温度
を直接測定しないので、ガスタービン排ガス温度だけで
は正確にガスタービン入口ガス温度を推定できない。つ
まり、ガスタービン排ガス温度による監視と制御では、
予想以上にガスタービン入口ガス温度が高くて高温部が
苛酷な状態にさらされていたり、逆に、予想以上にガス
タービン入口ガス温度が低くて、ガスタービン効率の低
い運転点で運転している場合が起る。また、ガスタービ
ン排ガス温度検出器が故障した場合は、その故障検出に
時間遅れがあり、温度のばらつきとなって現れる。その
ような場合、ガスタービン入口ガス温度がばらついてい
るのか、或いはガスタービン排ガス温度検出器の故障な
のか、が直ぐにはわからないので、ガスタービン保護上
から、無駄にガスタービントリップを行わせるようなこ
とが起り得る。このようなことは、電力供給の安定を維
持する観点からは好ましくない。

以上のような従来技術の問題点に鑑み本発明はガスター
ビン排気部に環状、・に配設したガスタービン排ガス温
度検出器に加えて、ガスタービン入口高温部に環状に配
設したガスタービン入口ガス温度検出器を設けることに
より最も効率の高い運転を行うと共に、ガスタービン入
口ガス温度による正確なガスタービンの燃焼監視を行う
ことを目的とする。

また一つの目的は、ガスタービン排ガス温度検出器或い
はガスタービン入口ガス温度検出器の異常を早く検出す
ることである。

また一つの目的は、異常のガスタービン入口ガス温度検
出器、或いは異常のガスタービン排ガス温度検出器に代
って、推定温度を与えることによりガスタービンの運転
継続を図ることである。

また一つの目的は、ガスタービン内部で入口から排気部
に向かってガスが回転して進むガス流路にほぼ合致する
ようにガスタービン入口ガス温度とガスタービン排ガス
温度の関係を示すことである。

また一つの目的は、燃焼器の異常を検出することを付加
的な目的として与えることである。

また一つの目的は、ガスタービンの機械的構造上の理由
からガスタービン入口高温部所定箇所にガスタービン入
口ガス温度検出器を取付けることができない場合にも、
前記所定箇所のガス温度を推定することである。

また一つの目的は、ガスタービンの機械的構造上の理由
からガスタービン排気部所定箇所にガスタービン排ガス
温度検出器を取付けることができない場合にも、前記所
定箇所のガス温度を推定することである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）以上のような目的を達成するために、ガスタービン入口
高温部にガスタービン入口ガス温度検出器を環状に配設
すると共に、ガスタービン排気部にもガスタービン排ガ
ス温度検出器を環状に配設する。そして、ガスタービン
軸を中心にガスタービン入口部からガスタービン排気部
に向かって回転するガス流のほぼ同しガス部分を監視で
きるようにガスタービン入口ガス温度検出器とガスター
ビン排ガス温度検出器を対応づける。対応づけられたガ
スタービン入口ガス温度検出器とガスタービン排ガス温
度検出器の温度を相互に照合比較し、温度検出器の異常
を検出するとともに、異常の温度検出器に代って温度推
定値を与える。ガスタービン入口ガス温度検出器とガス
タービン排ガス温度検出器の各温度に基づいて燃焼器の
異常を検出する。

またガスタービン入口高温部或いはガスタービン排気部
の所定箇所のガス温度をガスタービン入口ガス温度検出
器及びガスタービン排ガス温度検出器の温度に基づいて
推定する０以上のような手段を有する。

（作用）ガスタービン入口ガス温度はガスタービン入口ガス温度
制御に使用され、同時にガスタービン入口ガス温度高警
報制限値を越えないかどうかが監視される。

またガスタービン入口ガス温度の各々のばらつき（偏差
）の大きさが警報制限値を越えていないかが監視される
。ガスタービン入口ガス温度の分布とガスタービン排ガ
ス温度の分布の形状が一致しない場合は一致しない部分
のガスタービン入口ガス温度検出器又はガスタービン排
ガス温度検出器のいずれかが異常と判定される。ガスタ
ービン入口ガス温度検出器の一つが異常と判定された場
合は、それに隣接するガスタービン入口ガス温度検出器
の温度と対応するガスタービン排ガス温度検出器の温度
から異常のガスタービン入口ガス温度検出器の温度を推
定する。ガスタービン排ガス温度検出器の一つが異常と
判定された場合は、それに隣接するガスタービン排ガス
温度検出器と対応するガスタービン入口ガス温度検出器
の温度から異常のガスタービン排ガス温度検出器の温度
を推定する。

ガスタービン入口ガス温度検出器が取付かないガスター
ビン入口高温部所定箇所の温度を、それに隣接するガス
タービン入口ガス温度検出器の温度と、上記所定箇所及
び隣接するガスタービン入口ガス温度検出器に対応する
ガスタービン排ガス温度検出器の温度から推定する。

また、ガスタービン排ガス温度検出器が取付かないガス
タービン排気部所定箇所の温度を、それに隣接するガス
タービン排ガス温度検出器の温度と、上記所定箇所及び
隣接するガスタービン排ガス温度検出器に対応するガス
タービン入口ガス温度検出器の温度から推定する。

ガスタービン排ガス温度は、ガスタービン入口ガス温度
検出器の故障が何箇所か発生してガスタービンの監視と
制御が困難になった場合のことを考えて、運転継続のた
めバックアップ用として従来と同様にガスタービン排ガ
ス温度制御の機能とガスタービン排ガス温度高警報の機
能とガスタービン排ガス温度のばらつき（偏差）の大き
さを監視する機能を残しておくことが可能である。

また、ガスタービン入口ガス温度とガスタービン排ガス
温度の分布の形状がほぼ一致していながら温度のばらつ
き（偏差）が大きい場合には、燃焼器内部の燃料バーナ
の目詰り或いは燃焼器内の図示しない空気調節系の異常
等が生じていると判断できる。

（実施例）本発明の一実施例のシステム構成図を第１図に示す。第
１図において、第１８図と符号の同じものは第１８図に
おける説明と同等のものであることを示す。第１図にお
いて新たに追加したものはガスタービン入口高温部に環
状に配設したガスタービン入口ガス温度検出器３２であ
る。ガスタービン入口ガス温度検出器３２の個数は第１
図においては便宜上３個の例を図示しであるが、もっと
多く設けることが望ましい。

この実施例では、ガスタービン入口ガス温度検出器及び
ガスタービン排ガス温度検出器が各々１２個環状にほぼ
等間隔に配設されているものとし、その構造的な位置関
係を第２図に示す。第２図はガスタービン排気側から軸
方向にガスタービン入口側を見た図で、黒丸ＴＸＩ〜Ｔ
Ｘ１２はガスタービン排ガス温度検出器の取付は位置を
示すとともに各温度の値を示す。また白丸１〜１２は燃
焼器が１２台あって図示のように環状に配設されていて
、各燃焼器から出る燃焼ガスがガスタービンに流入する
入口高温部に同数のガスタービン入口温度検出器が黒丸
ＴＹＩ〜ＴＹ１２のように配設されている。燃焼器■を
出た燃焼ガスはガスタービン入口においてガスタービン
入口ガス温度検出器ＴＹＩによりそのガス温度が測定さ
れ、隣接する燃焼器■及び燃焼器Ｏの燃焼ガスと若干混
じり合いながらガスタービン内部の図示しない動翼を回
転させると共に、このガス自身がガスタービン排気部に
向かっである程度回転しつつ排ガスとしてガスタービン
から排出され、結果的に燃焼器■を出た燃焼ガスはガス
タービン内部で仕事をしたのち、ガスタービン排ガス温
度検出器ＴＸ３の位置に主に排出され、排ガス温度ＴＸ
３の排ガスとなってガスタービンを出て行く。同様に燃
焼器■を出た燃焼ガスはガスタービン入口ガス温度検出
器ＴＹ２によりガスタービン入口ガス温度がＴＹ２であ
ると測定され、隣接する燃焼器の及び燃焼器■の燃焼ガ
スと若干混じり合いながらガスタービン内部で仕事をし
て結果的にガスタービン排ガス温度検出器ＴＸ４の位置
に排出され、排ガス温度ＴＸ４の排ガスとなってガスタ
ービンを出て行く。他の燃焼器の燃焼ガスについても同
様である。

このようなガスタービン入口ガス温度検出器の温度信号
は次のように使用される。第３図は第１９図においてガ
スタービン入口ガス温度制御部を追加したもので第１９
図と同符号のものは第１９図の説明に同等のものである
ことを示す。ガスタービン入口ガス温度設定器３３はガ
スタービン入口ガス温度設定値を与える。ガスタービン
入口ガス温度ＴＹは第４図に示すようにガスタービン入
口ガス温度検出器１２個の各温度信号ＴＹＩ−ＴＹ１２
を平均値演算回路３７を通して得られた平均値である。

各々の正しい温度信号を使用して正しい平均値を求め、
その平均値をガスタービン入口ガス温度ＴＹとして制御
に使用することがガスタービン保護上重要である。第３
図においてガスタービン入口ガス温度設定値とガスター
ビン入口ガス温度ＴＹが加減算器３４を通されて、温度
偏差が求められ、その温度偏差を比例積分制御器３５に
通しガスタービン入ロガス温度制御信号３６が得られる
。ガスタービン入口ガス温度をガスタービン入口高温部
材料の許容し得る最大の温度に維持しておくことが、ガ
スタービン効率を最大にすることに等価であるので、ガ
スタービン入口ガス温度制御信号３６を優先的に通すよ
うにし、ガスタービン排ガス温度制御信号２８をバック
アップのために使用する方がガスタービン効率上望まし
い。それ′は、ガスタービン入口ガス温度検出器ＴＹＩ
〜ＴＹ１２のうち何箇所がが故障した場合にガスタービ
ン入口ガス温度制御信号３６からガスタービン排ガス温
度制御信号２８の方へ制御信号を切換えるようにするこ
とによっても可能であるし、第２１図に示すガスタービ
ン排ガス温度設定値の曲線３０の値を適切に決めること
によっても可能である。ガスタービン入口ガス温度設定
値は第５図の直線３８で示すようにガスタービン入口高
温部材料から決る一定値であってもよい。

その上に警報設定値３９が設けられていて、この値を越
えると警報或いはガスタービントリップが行われる。ま
たガスタービン入口ガス温度ＴＹＩ〜ＴＹ１２は第６図
のように燃焼状態の監視に使用される。第６図において
ガスタービン入口ガス温度ＴＹＩ〜ＴＹ１２は最大値選
択器４０及び最小値選択器４１に通して最大値ＴＹＭＡ
Ｘ及び最小値ＴＹＭ　Ｉ　Ｎを得るようにし、それら両
値は偏差演算器４２に通してガスタービン入口ガス温度
偏差（ばらつき）４３を得る。このガスタービン入口ガ
ス温度偏差４３は入口ガス温度偏差許容値４４と比較器
４５にて比較され、入口ガス温度偏差４３が許容値４４
を越えた場合には警報或いはガスタービントリップ指令
が出力される。

ガスタービン排ガス温度ＴＸＩ〜ＴＸ１２に対しても、
第６図において、ＴＹＩ〜Ｔ、Ｙ１２をＴＸＩ〜ＴＸ１
２に代えるとともに、入口ガス温度偏差許容値４４の代
りに排ガス温度偏差許容値を与えることによりガスター
ビン排ガス温度における温度偏差を監視することができ
る。

次に、ガスタービン入口ガス温度偏差或いはガスタービ
ン排ガス温度偏差が許容値を越えた場合におけるガス温
度検出器の故障による温度偏差大の可能性を排除する方
法について説明する。温度検出器として熱電対が使用さ
れた場合、熱電対が断線すると通常アップ側又はダウン
側にスケールアウトさせることにより故障の熱電対を排
除させるやり方が一般的であるが、強制的にスケールア
ウトさせるために熱電対の断線を検出するまでの間に、
その温度を正常な温度と見なしてしまうという従来の欠
点があった。第７図は本発明の詳細な説明する図で、ガ
スタービン入口ガス温度分布の一部とガスタービン排ガ
ス温度分布の一部が示されている。横軸は燃焼器の配列
を示し、第２図において説明したように燃焼器■、■、
■を出た燃焼ガスの各々がガスタービン入口において各
々入口ガス温度ＴＹＩ、ＴＹ２．ＴＹ３として得られ、
ガスタービン排気部において各々排ガス温度ＴＸ３．Ｔ
Ｘ４．ＴＸ５として得られることを示している。今、ガ
スタービン入口ガス温度偏差が許容値を越えていて、最
小温度がＴＹ２であった場合の例を図示している。直観
的にわかる簡単な例として、ＴＸ３とＴＸ４とＴＸ５が
直線上に並んでいる例を示した。ＴＸ３〜ＴＸ５はガス
タービン排ガス温度偏差が許容値以内の正常温度とする
。この例においては、ガスタービン入口ガス温度の推定
値はＴＹ２Ａであると見なし得る。従って、この場合、
入口ガス温度偏差が許容値を越えていて、かつ入口ガス
温度ＴＹ２が最大値又は最小値であって、更にまたこの
入口ガス温度ＴＹ２が推定温度ＴＹ２Ａの所定範囲内を
越えていることをもって入口ガス温度検出器ＴＹ２が故
障であると見なすことができる。そのロジック図を第８
図に示す。

第７図において、排ガス温度ＴＸ３とＴＸ５の値が一致
した場合は、推定温度ＴＹ２Ａを得るために、その隣り
のガス温度即ちガスタービン排ガス温度ＴＸ６とガスタ
ービン入口ガス温度ＴＹ４或いはガスタービン排ガス温
度ＴＸ２とガスタービン入口ガス温度”ＴＹ１２を使用
して推定温度ＴＹ　２Ａを求めることもできる。

第７図と第８図によりガスタービン入ロガス温度゛検出
器Ｔ　Ｙ、　２が異常と検出され、隣接するガスタービ
ン入口ガス温度ＴＹＩ及びＴＹ３、そしてガスタービン
排ガス温度ＴＸ３．ＴＸ４及びＴＸ５から補間法によっ
て推定温度ＴＹ２Ａが得られた場合ガスタービン入口ガ
ス温度ＴＹは第９図のようにしてより正確に得ることが
できる。第９図は第４図におけるガスタービン入口ガス
温度ＴＹ２を推定温度ＴＹ２Ａに置きかえたものである
。

逆に、ガスタービン排ガス温度偏差が許容値を越えた場
合については、第７図において説明した方法を同様に適
用し、ガスタービン排ガス温度の最大値又は最小値をガ
スタービン入口ガス温度から推定するようにして、その
推定値と比較することによりガスタービン排ガス温度検
出器の故障の有無を第８図と同様の方法により判定する
ことができる。例えば、ガスタービン排ガス温度ＴＸ４
の異常を判定する場合は、ガスタービン入口ガス温度Ｔ
ＹＩ、ＴＹ２及びＴＹ３、そして隣接するガスタービン
排ガス温度ＴＸ３及びＴＸ５から排ガス温度Ｔｘ４の推
定温度ＴＸ４Ａを求め、第１０図のロジック図により判
定することができる。このロジックが成立した場合には
、異常の排ガス温度ＴＸ４の代りに推定温度ＴＸ４Ａを
使用して、第１１図に示すようにより正確にガスタービ
ン排ガス温度Ｔ）ｌ得ることができる。第１１図は第２
０図における排ガス温度ＴＸ４を推定温度ＴＸ４Ａに置
きかえたものである。温度検出器故障時にも推定温度を
与えて運転継続と正常な制御を図ることができる。

次に、本発明のまた一つの実施例を第１２図に示す。第
１２図はガスタービン入口ガス温度ＴＹＩ〜ＴＹ１２及
びガスタービン排ガス温度ＴＸＩ〜ＴＸ１２の各温度を
表示器に表示した図であって、中心から放射方向にガス
温度が高くなるように表示されており、各々の黒丸は各
々のガス温度を示す。

第２図における各ガス温度検出器の配設位置関係を、第
２図において説明したように、ガスタービン内部で回転
しながら排気されるガス流路に対応づけて示している所
に特徴がある。例えば燃焼器■を出た燃焼ガスはガスタ
ービン入口において入口ガス温度ＴＹＩを示し、そのガ
スはガスタービン内部である程度回転し、排気部で排ガ
ス温度Ｔｘ３を示す。このように、ガスタービン軸を中
心にガスタービン入口部からガスタービン排気部に向か
って回転するガス流にほぼ合致するように、ガスタービ
ン入口ガス温度検出器とガスタービン排ガス温度検出器
の配設位置関係をずらして各温度を表示することにより
、入口ガス温度と排ガス温度のガス温度分布の形状が合
致していることを確認することができるので、監視手段
として優れている。第１２図のような環状の表示の代り
に第７図に示すように横軸に沿って並べる表示を採用し
てもよい、その効果は同等である。

次に本発明のまた別の実施例を第１２図を使って説明す
る。第１２図では、入口ガス温度ＴＹ６と排ガス温度Ｔ
Ｘ８がともに最小値で温度分布の形状は合致している。

従って温度検出器はともに正常と見なし得る。この場合
は、燃焼器■の燃料バーナの目詰り或いは燃焼器内空気
調節系の異常により燃焼ガスの温度そのものが低いと見
なすことができる。この場合の燃焼器の異常は第１３図
のロジック図で検出することができる。

次に本発明のまた別の実施例を第１４図を使って説明す
る。第１４図は第２図におけるガスタービン入口ガス温
度検出器ＴＹ２．ＴＹ４．ＴＹ６゜ＴＹ８．ＴＹＩＯ，
ＴＹ１２がガスタービンの機械的構造上の理由から取付
けることができない場合を示している。ガスタービン入
口高温部の構造によっては必ずしも燃焼器の数だけガス
タービン入口ガス温度検出器が取付けられるとは限らな
い。このような場合、燃焼器■から流出したガス流をガ
スタービン入口高温部にて実測することは、入口ガス温
度検出器ＴＹ２がないためにできない。このような場合
には５次のようにその温度を推定することができる。そ
の例を第１５図に示す。推定温度をＴＹＡとする。燃焼
器■のガス流はガスタービン入口高温部で温度ＴＹＩを
示し、排気部でＴＸ３を示す。同様に、燃焼器■のガス
流はＴＹ３及びＴＸ５を示す。燃焼器■については、排
気部の温度ＴＸ４が得られている。この例では推定温度
ＴＹＡは次式で得られる。

このように、ガスタービン入口高温部にガス温度検出器
の取付けの制約があっても排気部に取付ける温度検出器
を適切に増やすことにより、ガスタービン入口高温部の
任意のガス温度を推定することが可能となり入口高温部
の温度監視性能が向上する。この推定温度は第４図、第
６図に示された温度監視に使用される。

次に本発明のまた別の実施例を第１６図を使って説明す
る。第１６図は第２図におけるガスタービン排ガス温度
検出器ＴＸ２．ＴＸ４．ＴＸ６．ＴＸ８、ＴＸＩＯ，Ｔ
ＸＩ２が取付けられていない場合を示している。このよ
うな場合、ガスタービン排気部の温度検出器ＴＸＩとＴ
Ｘ３の間の温度を実測したくてもその位置に排ガス温度
検出器が取付けられていないためにできない。このよう
な場合には、第１４図の場合と同様にして、次のように
その温度を推定することができる。その例を第１７図に
示す。推定温度をＴＸＡとする。燃焼器０のガス流はガ
スタービン入口高温部で温度ＴＹＩＩを示し、排気部で
ＴＸＩを示す。同様に、燃焼器σ）のガス流はＴＹＩ及
びＴＸ３を示す。燃焼器Ｏについては、入口高温部の温
度ＴＹ１２が得られている。この例では推定温度ＴＸＡ
は次式で得られる。

このように、ガスタービン排気部にガス温度検出器の取
付けの制約があっても、ガスタービン排気部の任意のガ
ス温度を推定することが可能となりガスタービン排気部
の温度監視性能が向上する。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成したので、ガスタービン入口
ガス温度を使用することにより最も効率の高い運転を行
いながら、正確なガスタービンの燃焼監視を行うことが
できる。また、ガスタービン排ガス温度検出器或いはガ
スタービン入口ガス温度検出器の異常を早朝に検出する
ことができる。また異常のガス温度検出器に代って推定
温度を与えることができるので、常に正確なガスタービ
ン排ガス温度及び正確なガスタービン入口ガス温度を制
御と監視に使用することができ、正常な制御と運転継続
を実現できる。また、温度表示は、ガスタービン入口ガ
ス温度の分布とガスタービン排ガス温度の分布がガス流
路に対応するように表示したので温度分布形状が合致し
ていることを確認することができる。また、付加効果と
して燃焼器の異常を検出することができる。

更にまた、温度検出器を取付けることのできない箇所に
ついても、その箇所の推定温度を与えることができるの
で、温度監視性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるシステム構成図、第２図は
本発明における燃焼器と温度検出器の位置関係を示す配
設図、第３図は本発明が適用される制御系統図、第４図
は本発明が適用されるガスタービン入口ガス温度演算ロ
ジック図、第５図は本発明のガスタービン入口ガス温度
設定値と警報設定値を示す図、第６図は本発明のガスタ
ービン入口ガス温度偏差を監視するロジック図、第７図
は本発明のガス温度推定値な説明する図、第８図は本発
明のガスタービン入口ガス温度検出器の異常を検出する
ロジック図、第９図は本発明の入口ガス温度推定値を使
用して入口ガス温度を演算するロジック図、第１０図は
本発明のガスタービン排ガス温度検出器の異常を検出す
るロジック図、第１１図は本発明の排ガス温度推定値を
使用して排ガス温度を演算するロジック図、第１２図は
本発明のガスタービン入口ガス温度とガスタービン排ガ
ス温度の分布を表示する図、第１３図は本発明の燃焼器
の異常を検出するロジック図、第１４図は本発明の実施
例における燃焼器と温度検出器の位置関係を示す図、第
１５図は本発明の実施例におけるガス温度推定値を説明
する図、第１６図は本発明の実施例における燃焼器と温
度検出器の位置関係を示す図、第１７図は本発明の実施
例におけるガス温度推定値を説明する図、第１８図は従
来のシステム構成図、第１９図は従来の制御系統図、第
２０図は排ガス温度を演算するロジック図、第２１図は
ガスタービン排ガス温度設定値と警報設定値を与える図
である。ｌ・・・入口空気案内翼２・・・空気圧縮機４・・燃焼器５・・ガスタービン制御装置６・・・燃料制御弁８・・・火炎検知器９・・・ガスタービン１０・・・ガスタービン軸１１・・・発電機１２・・・ガスタービン排気部１３・・・ガスタービン排ガス温度検出器１５・・・速
度検出器１６・・・吐出空気圧力検出器３２・・・ガスタービン入口ガス温度検呂器代理人　弁
理士　則　近　憲　佑Ｘｆ第図第ロー図ＰＣＤ→ 第図第図第図ＴＸイ第図第図ＴＸ第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空気圧縮機と燃焼器とガスタービンから成るガス
タービンプラントの燃焼監視を行うガスタービン制御装
置において、ガスタービン入口高温部に環状に配設した
ガスタービン入口ガス温度検出器とガスタービン排気部
に環状に配設したガスタービン排ガス温度検出器により
燃焼監視を行うようにしたガスタービン制御装置。
（２）特許請求の範囲第１項に記載ののガスタービン制
御装置において、ガスタービン排ガス温度検出器の温度
に基づいてガスタービン入口ガス温度検出器の異常を検
出するようにしたガスタービン制御装置。
（３）特許請求の範囲第１項に記載のガスタービン制御
装置において、ガスタービン入口ガス温度検出器の温度
に基づいてガスタービン排ガス温度検出器の異常を検出
するようにしたガスタービン制御装置。
（４）特許請求の範囲第２項に記載のガスタービン制御
装置において、ガスタービン排ガス温度検出器の温度と
、異常のガスタービン入口ガス温度検出器に隣接するガ
スタービン入口ガス温度検出器の温度に基づいて、異常
のガスタービン入口ガス温度検出器の温度を推定するよ
うにしたガスタービン制御装置。
（５）特許請求の範囲第３項に記載のガスタービン制御
装置において、ガスタービン入口ガス温度検出器の温度
と、異常のガスタービン排ガス温度検出器に隣接するガ
スタービン排ガス温度検出器の温度に基づいて、異常の
ガスタービン排ガス温度検出器の温度を推定するように
したガスタービン制御装置。
（６）特許請求の範囲第１項に記載のガスタービン制御
装置において、ガスタービン軸を中心にガスタービン入
口部からガスタービン排気部に向かって回転するガス流
にほぼ合致するように、ガスタービン入口ガス温度検出
器とガスタービン排ガス温度検出器の配設位置関係をず
らして各温度を表示するようにしたガスタービン制御装
置。
（７）特許請求の範囲第１項に記載のガスタービン制御
装置において、燃焼器の異常を検出するようにしたガス
タービン制御装置。
（８）特許請求の範囲第１項に記載のガスタービン制御
装置において、ガスタービン入口高温部所定箇所のガス
温度を、前記所定箇所に隣接するガスタービン入口ガス
温度検出器の温度とガスタービン排ガス温度検出器の温
度に基づいて推定するようにしたガスタービン制御装置
。
（９）特許請求の範囲第１項に記載のガスタービン制御
装置において、ガスタービン排気部所定箇所のガス温度
を、前記所定箇所に隣接するガスタービン排ガス温度検
出器の温度とガスタービン入口ガス温度検出器の温度に
基づいて推定するようにしたガスタービン制御装置。