JPH0584823B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0584823B2 JPH0584823B2 JP10865887A JP10865887A JPH0584823B2 JP H0584823 B2 JPH0584823 B2 JP H0584823B2 JP 10865887 A JP10865887 A JP 10865887A JP 10865887 A JP10865887 A JP 10865887A JP H0584823 B2 JPH0584823 B2 JP H0584823B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- air
- flow rate
- output
- compressor
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、大気温度に応じて出力変化が大きい
ガスタービン設備の出力制御に係り、特に短期的
な気温変化に対応して出力の制御を容易にし、か
つ、経済的なガスタービンの出力制御方法に関す
る。
ガスタービン設備の出力制御に係り、特に短期的
な気温変化に対応して出力の制御を容易にし、か
つ、経済的なガスタービンの出力制御方法に関す
る。
従来は、大気中の空気を圧縮機の低圧部で圧縮
して中間冷却器および圧縮機の高圧部を経由して
高圧ガスとし、この高圧ガスを燃焼器で加熱して
その高温高圧ガスでタービンを回転し、タービン
が同軸に連結する圧縮機を回転するとともに他の
機関動力を出力し、大気温度に影響されるその出
力が空気の吸込温度の設定値に応じた流量で制御
されるガスタービンの出力制御方法において、ガ
スタービンの出力を決定する状態量の一つは系内
に吸込まれる空気流量（作動流体）である。空気
は大気温度の変化に応じて（絶対温度に比例し
て）密度が異なるため、容積流量が一定で制御さ
れるガスタービンでは吸込空気量（質量流量）が
変化し大気温度が上昇すると吸込空気量が減少し
て出力低下となる。
して中間冷却器および圧縮機の高圧部を経由して
高圧ガスとし、この高圧ガスを燃焼器で加熱して
その高温高圧ガスでタービンを回転し、タービン
が同軸に連結する圧縮機を回転するとともに他の
機関動力を出力し、大気温度に影響されるその出
力が空気の吸込温度の設定値に応じた流量で制御
されるガスタービンの出力制御方法において、ガ
スタービンの出力を決定する状態量の一つは系内
に吸込まれる空気流量（作動流体）である。空気
は大気温度の変化に応じて（絶対温度に比例し
て）密度が異なるため、容積流量が一定で制御さ
れるガスタービンでは吸込空気量（質量流量）が
変化し大気温度が上昇すると吸込空気量が減少し
て出力低下となる。
従つて、砂漠地など昼夜の短期的な気温変化の
著しい所では出力の余裕を大きく取るなどして過
大なガスタービン設備を必要とし建設コストを圧
迫している。一般には、大気温度変化１℃につき
出力で約１％変化すると云われ、特に、発電用ガ
スタービンでは急変する負荷需要にも追従して出
力を制御し安定させる機構が必要であるとともに
経済性も無視できない。
著しい所では出力の余裕を大きく取るなどして過
大なガスタービン設備を必要とし建設コストを圧
迫している。一般には、大気温度変化１℃につき
出力で約１％変化すると云われ、特に、発電用ガ
スタービンでは急変する負荷需要にも追従して出
力を制御し安定させる機構が必要であるとともに
経済性も無視できない。
大気温度の上昇によるガスタービンの出力低下
を防ぐため、圧縮機の空気吸込側に冷凍機を備え
た冷却器による空気温度制御、あるいは大気温度
の変動幅を考慮して出力の余裕を大きくとる、さ
らには出力をバツクアツプするためのモーターを
付加するなどの対策が講じられて来たがいずれも
不経済性は否めなかつた。
を防ぐため、圧縮機の空気吸込側に冷凍機を備え
た冷却器による空気温度制御、あるいは大気温度
の変動幅を考慮して出力の余裕を大きくとる、さ
らには出力をバツクアツプするためのモーターを
付加するなどの対策が講じられて来たがいずれも
不経済性は否めなかつた。
本発明の目的は、大気温度が上昇しても出力の
低下を防ぐために、吸込空気の流量を所定の質量
流量に、かつ、温度を一定に保持でき、負荷の急
変に対しても出力制御を容易にする経済的なガス
タービンの出力制御方法を提供することにある。
低下を防ぐために、吸込空気の流量を所定の質量
流量に、かつ、温度を一定に保持でき、負荷の急
変に対しても出力制御を容易にする経済的なガス
タービンの出力制御方法を提供することにある。
前記の目的を達成するため、本発明は大気温度
の空気を圧縮機、中間冷却器および燃焼器を経由
して高温高圧ガスとし、この高温高圧ガスでター
ビンと同軸の圧縮機を回転して他の機関動力を出
力し、大気温度に影響されるこの出力が空気の吸
込温度の設定値に応じた流量で制御されるガスタ
ービンの出力制御方法において、空気の流量は圧
縮機の低圧部入口に設けたインレツトガイドベー
ンで大気温度に応じて所定の質量流量を保持し、
圧縮されたその空気の温度は中間冷却器に設けた
冷却水流量制御弁でその冷却水量を調節して中間
冷却器出口の空気の温度を設定値に保持するよう
に構成されている。
の空気を圧縮機、中間冷却器および燃焼器を経由
して高温高圧ガスとし、この高温高圧ガスでター
ビンと同軸の圧縮機を回転して他の機関動力を出
力し、大気温度に影響されるこの出力が空気の吸
込温度の設定値に応じた流量で制御されるガスタ
ービンの出力制御方法において、空気の流量は圧
縮機の低圧部入口に設けたインレツトガイドベー
ンで大気温度に応じて所定の質量流量を保持し、
圧縮されたその空気の温度は中間冷却器に設けた
冷却水流量制御弁でその冷却水量を調節して中間
冷却器出口の空気の温度を設定値に保持するよう
に構成されている。
本発明によれば、ガスタービン設備の圧縮機の
低圧部入口に設けたインレツトガイドベーンが吸
込空気の温度に応じてその開度が調節されて流入
する空気の質量流量を保持し、圧縮した空気を冷
却する中間冷却器に設けた冷却水流量制御弁が中
間冷却器出口の空気の温度に応じてその開度が制
御されて冷却水量が変化し、空気の温度を設定値
に保持するので、ガスタービンは大気温度に関係
なく所定の空気流量および温度で駆動される。そ
して負荷需要の急変に対する出力の制御は燃焼室
の燃料量のみで制御すれば良い。
低圧部入口に設けたインレツトガイドベーンが吸
込空気の温度に応じてその開度が調節されて流入
する空気の質量流量を保持し、圧縮した空気を冷
却する中間冷却器に設けた冷却水流量制御弁が中
間冷却器出口の空気の温度に応じてその開度が制
御されて冷却水量が変化し、空気の温度を設定値
に保持するので、ガスタービンは大気温度に関係
なく所定の空気流量および温度で駆動される。そ
して負荷需要の急変に対する出力の制御は燃焼室
の燃料量のみで制御すれば良い。
本発明の一実施例を第１図および第２図を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
第１図に示されるように、大気中の空気１を圧
縮機の低圧部２で圧縮して中間冷却器９および圧
縮機の高圧部３を経由して高圧ガスとし、この高
圧ガスを燃焼器４で燃料６を燃焼し加熱してその
高温高圧ガスでタービン５を回転し、このタービ
ンが同軸に連結する圧縮機２，３を回転するとと
もに他の機関動力を出力し、例えば発電機７で発
電し、大気温度に影響されるこの出力が空気の吸
込温度の設定値に応じた流量で制御されるガスタ
ービンの出力制御方法において、空気１の流量は
圧縮機の低圧部２の入口に設けたインレツトガイ
ドベーン８が大気温度に応じてその開度が調節さ
れて所定の質量流量を保持し、圧縮されたその空
気１の温度は圧縮機の低圧部２と高圧部３の中間
に位置して空気を冷却する中間冷却器９に設けた
冷却水流量制御弁１０が中間冷却器９出口の空気
１の温度に応じてその開度が制御されて冷却水量
を調節し、中間冷却器９出口の空気１の温度を設
定値に保持する構成である。
縮機の低圧部２で圧縮して中間冷却器９および圧
縮機の高圧部３を経由して高圧ガスとし、この高
圧ガスを燃焼器４で燃料６を燃焼し加熱してその
高温高圧ガスでタービン５を回転し、このタービ
ンが同軸に連結する圧縮機２，３を回転するとと
もに他の機関動力を出力し、例えば発電機７で発
電し、大気温度に影響されるこの出力が空気の吸
込温度の設定値に応じた流量で制御されるガスタ
ービンの出力制御方法において、空気１の流量は
圧縮機の低圧部２の入口に設けたインレツトガイ
ドベーン８が大気温度に応じてその開度が調節さ
れて所定の質量流量を保持し、圧縮されたその空
気１の温度は圧縮機の低圧部２と高圧部３の中間
に位置して空気を冷却する中間冷却器９に設けた
冷却水流量制御弁１０が中間冷却器９出口の空気
１の温度に応じてその開度が制御されて冷却水量
を調節し、中間冷却器９出口の空気１の温度を設
定値に保持する構成である。
一般には、大気温度変化１℃につき出力で約１
％変化すると言われ、その影響は大きい。
％変化すると言われ、その影響は大きい。
空気１の流量および温度の設定値は、本ガスタ
ービンの定格出力を維持する空気量をベースとし
た高圧部３の吸込空気温度とし、それぞれの計測
値に対して設定値との差でインレツトガイドベー
ン８の開度、または冷却水は流量制御弁１０の開
度が調節されるように予めそれぞれコントローラ
ーにプログラムされていて作動するようになつて
いる。そして常時、大気温度条件に関係なく一定
空気量（質量流量）をガスタービンに供給するこ
とができる。
ービンの定格出力を維持する空気量をベースとし
た高圧部３の吸込空気温度とし、それぞれの計測
値に対して設定値との差でインレツトガイドベー
ン８の開度、または冷却水は流量制御弁１０の開
度が調節されるように予めそれぞれコントローラ
ーにプログラムされていて作動するようになつて
いる。そして常時、大気温度条件に関係なく一定
空気量（質量流量）をガスタービンに供給するこ
とができる。
なお、ガスタービンの負荷需要の急変に対する
出力の変化は燃料量を制御することによつて対応
し、部分出力でも本発明とは無関係に行なわれ
る。つまり、本発明によつて、特定の出力におい
て昼夜の気温の変化にかかわらずその出力を一定
に保つことができる。
出力の変化は燃料量を制御することによつて対応
し、部分出力でも本発明とは無関係に行なわれ
る。つまり、本発明によつて、特定の出力におい
て昼夜の気温の変化にかかわらずその出力を一定
に保つことができる。
つぎに、制御系統ブロツクフローを説明する。
第２図に示されるように、圧縮機低圧部の吸込
側の大気温度と大気温度設定値（定格出力時のベ
ースとなる大気温度）との温度差ΔTを検出し
て、関数発生器１１がこのΔTに見合つたインレ
ツトガイドベーン８の開度の制御量を算出して必
要な調節量信号をインレツトガイドベーン８のア
クチユエーター１２に与える。また、設定する吸
込空気量が変つても高圧部３の入口空気温度が設
定値になるように温度コントローラー１３を設け
て中間冷却器９の冷却水に設けた冷却水流量制御
弁１０を制御し冷却水量を調節する。
側の大気温度と大気温度設定値（定格出力時のベ
ースとなる大気温度）との温度差ΔTを検出し
て、関数発生器１１がこのΔTに見合つたインレ
ツトガイドベーン８の開度の制御量を算出して必
要な調節量信号をインレツトガイドベーン８のア
クチユエーター１２に与える。また、設定する吸
込空気量が変つても高圧部３の入口空気温度が設
定値になるように温度コントローラー１３を設け
て中間冷却器９の冷却水に設けた冷却水流量制御
弁１０を制御し冷却水量を調節する。
本発明によれば、ガスタービンの作動流体であ
る空気の流量と温度が、大気温度と無関係に設定
値に保持されるので、昼夜の大気温度が激しい地
域でも容易に出力が制御できて、冷凍装置や出力
の余裕またはバツクアツプモーターなどが不要に
なつて極めて経済的となる。
る空気の流量と温度が、大気温度と無関係に設定
値に保持されるので、昼夜の大気温度が激しい地
域でも容易に出力が制御できて、冷凍装置や出力
の余裕またはバツクアツプモーターなどが不要に
なつて極めて経済的となる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２
図は本発明の制御系統ブロツクのフローチヤート
である。 １……空気、２……圧縮機の低圧部、３……圧
縮機の高圧部、４……燃焼器、５……タービン、
８……インレツトガイドベーン、９……中間冷却
器、１０……冷却水流量制御弁。
図は本発明の制御系統ブロツクのフローチヤート
である。 １……空気、２……圧縮機の低圧部、３……圧
縮機の高圧部、４……燃焼器、５……タービン、
８……インレツトガイドベーン、９……中間冷却
器、１０……冷却水流量制御弁。
Claims (1)
- １ 大気中の空気を圧縮機、中間冷却器および燃
焼器を経由して高温高圧ガスとし、該高温高圧ガ
スでタービンと同軸の圧縮機を回転して他の機関
動力を出力し、大気温度に影響される該出力が前
記空気の吸込温度の設定値に応じた流量で制御さ
れるガスタービンの出力制御方法において、前記
空気の流量は前記圧縮機の低圧部入口に設けたイ
ンレツトガイドベーンで前記大気温度に応じて所
定の質量流量を保持し、圧縮されたその空気の温
度は前記中間冷却器に設けた冷却水流量制御弁で
その冷却水量を調節して該中間冷却器出口の空気
の温度を設定値に保持することを特徴とするガス
タービンの出力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10865887A JPS63272923A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | ガスタ−ビンの出力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10865887A JPS63272923A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | ガスタ−ビンの出力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63272923A JPS63272923A (ja) | 1988-11-10 |
| JPH0584823B2 true JPH0584823B2 (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=14490390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10865887A Granted JPS63272923A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | ガスタ−ビンの出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63272923A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004108379A (ja) * | 1999-04-05 | 2004-04-08 | Yoshihide Nakamura | ガスタービンプラント |
| US8475117B2 (en) * | 2009-11-10 | 2013-07-02 | General Electric Company | Gas turbine compressor and method of operation |
-
1987
- 1987-05-01 JP JP10865887A patent/JPS63272923A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63272923A (ja) | 1988-11-10 |
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