JPH06264761A - ガスタービンの制御装置 - Google Patents
ガスタービンの制御装置Info
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- JPH06264761A JPH06264761A JP5383893A JP5383893A JPH06264761A JP H06264761 A JPH06264761 A JP H06264761A JP 5383893 A JP5383893 A JP 5383893A JP 5383893 A JP5383893 A JP 5383893A JP H06264761 A JPH06264761 A JP H06264761A
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、排ガス温度の検出遅れを補償するこ
とができ、排ガス温度の変動を迅速にとらえることがで
きるガスタービンの制御装置を提供する。 【構成】ガスタービン3の出口近傍でブレードパス温度
21を計測し、この計測されたブレードパス温度21を
排ガス温度遅れ補償手段22に与え、インパスラグ23
により定常偏差を除去して発電量の変動に伴う温度変動
のみを通過させるとともに、係数器24の所定のゲイン
により補償信号を定めることにより排ガス温度の検出遅
れを補償する。
とができ、排ガス温度の変動を迅速にとらえることがで
きるガスタービンの制御装置を提供する。 【構成】ガスタービン3の出口近傍でブレードパス温度
21を計測し、この計測されたブレードパス温度21を
排ガス温度遅れ補償手段22に与え、インパスラグ23
により定常偏差を除去して発電量の変動に伴う温度変動
のみを通過させるとともに、係数器24の所定のゲイン
により補償信号を定めることにより排ガス温度の検出遅
れを補償する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの制御装
置に関するものである。
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガスタービン制御装置として図3
に示すように構成したものがある。
に示すように構成したものがある。
【0003】図において、9はガスタービンプラント
で、このガスタービンプラント9は、コンプレッサ1で
空気を圧縮し、それをコンバスタ2に導いて燃焼させ高
温・高圧のガスを発生させる。そして、この高温・高圧
のガスをタービン3で膨脹させる際に得た動力で発電機
4を回転させ電力を得るようになる。
で、このガスタービンプラント9は、コンプレッサ1で
空気を圧縮し、それをコンバスタ2に導いて燃焼させ高
温・高圧のガスを発生させる。そして、この高温・高圧
のガスをタービン3で膨脹させる際に得た動力で発電機
4を回転させ電力を得るようになる。
【0004】一方、18はガスタービンの制御装置で、
このガスタービンの制御装置18は燃料制御系12とI
GU(インレットガイドベーン)制御系15からなって
いる。そして、燃料制御系12は発電量設定値10にガ
スタービンプラント9の発電量5を一致させるようにP
I制御器11を用いてガバナ開度指令値16を出力する
ようにしている。
このガスタービンの制御装置18は燃料制御系12とI
GU(インレットガイドベーン)制御系15からなって
いる。そして、燃料制御系12は発電量設定値10にガ
スタービンプラント9の発電量5を一致させるようにP
I制御器11を用いてガバナ開度指令値16を出力する
ようにしている。
【0005】ガスタービンプラントのガバナ7は、ガバ
ナ開度指令値16に応じて開閉し、燃料流量を加減す
る。例えば、発電量5が発電量設定値10より大きいと
きには、燃料制御系12からはガバナ7を閉じる様にガ
バナ開度指令値16が出力され、燃料流量を減じて発電
量5を減少させる。このようにして、発電量5は燃料制
御系12により制御される。ガスタービンの主たる制御
は上述の発電量5に関するものであるが、発電量5の他
に排ガス温度6による制御も行なわれている。
ナ開度指令値16に応じて開閉し、燃料流量を加減す
る。例えば、発電量5が発電量設定値10より大きいと
きには、燃料制御系12からはガバナ7を閉じる様にガ
バナ開度指令値16が出力され、燃料流量を減じて発電
量5を減少させる。このようにして、発電量5は燃料制
御系12により制御される。ガスタービンの主たる制御
は上述の発電量5に関するものであるが、発電量5の他
に排ガス温度6による制御も行なわれている。
【0006】かかる排ガス温度6による制御は、主にタ
ービン翼の温度を所定の値に保ち、翼の熱的な負荷を軽
減するために行なわれるもので、IGV制御系15によ
り行なわれる。
ービン翼の温度を所定の値に保ち、翼の熱的な負荷を軽
減するために行なわれるもので、IGV制御系15によ
り行なわれる。
【0007】タービン翼の熱的な負荷が最も小さくなる
様な排ガス温度6は、コンバスタ圧力19により異なる
ため、IGV制御系15においては、排ガス温度設定値
14を関数発生器13を用いて、コンバスタ圧力19の
関数として定めている。
様な排ガス温度6は、コンバスタ圧力19により異なる
ため、IGV制御系15においては、排ガス温度設定値
14を関数発生器13を用いて、コンバスタ圧力19の
関数として定めている。
【0008】PI制御器111は、排ガス温度設定値1
4に排ガス温度6が一致する様にIGV開度指令信号1
7を出力してIGV8の開度を変更し、空気流量を加減
するようにしている。
4に排ガス温度6が一致する様にIGV開度指令信号1
7を出力してIGV8の開度を変更し、空気流量を加減
するようにしている。
【0009】また、発電量の急変時には、IGV開度指
令値17によりIGV8を迅速に動かして、排ガス温度
6の変動を抑える様にしている。この場合、IGV開度
指令値17には、発電量5の関数として設定された先行
信号20が加算される。ここでの先行信号20は、関数
発生器131に発電量5を入力することにより定められ
る。
令値17によりIGV8を迅速に動かして、排ガス温度
6の変動を抑える様にしている。この場合、IGV開度
指令値17には、発電量5の関数として設定された先行
信号20が加算される。ここでの先行信号20は、関数
発生器131に発電量5を入力することにより定められ
る。
【0010】このように排ガス温度6が大きく上昇した
場合には、タービン翼を保護するために、発電量4を抑
制しなければならないが、ガスタービンの発電量5を高
い値に維持するには、排ガス温度6の制御性能を向上さ
せ、排ガス温度6を所定の値に保つことが重要である。
場合には、タービン翼を保護するために、発電量4を抑
制しなければならないが、ガスタービンの発電量5を高
い値に維持するには、排ガス温度6の制御性能を向上さ
せ、排ガス温度6を所定の値に保つことが重要である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ガスタービ
ンの制御性能を改善するには、各検出器での遅れ時間を
できるだけ少なくしなければならない。なぜなら、検出
の遅れが大きいと、制御量の微小な変動をとらえること
ができないからである。
ンの制御性能を改善するには、各検出器での遅れ時間を
できるだけ少なくしなければならない。なぜなら、検出
の遅れが大きいと、制御量の微小な変動をとらえること
ができないからである。
【0012】ところが、ガスタービンプラント9の排ガ
ス温度6の計測に利用される検出器は遅れ時間が大き
く、このままでは排ガス温度6の制御性能を改善するこ
とは困難である。
ス温度6の計測に利用される検出器は遅れ時間が大き
く、このままでは排ガス温度6の制御性能を改善するこ
とは困難である。
【0013】そこで、検出器を遅れ時間の少ないものと
交換するという方法も考えられるが、検出器の耐久性等
を考えると現状の検出器を使わざるを得ない。したがっ
て制御系の側で何らかの手段により排ガス温度の計測遅
れ時間を補償することが排ガス温度6の制御性能を改善
するためには必要である。
交換するという方法も考えられるが、検出器の耐久性等
を考えると現状の検出器を使わざるを得ない。したがっ
て制御系の側で何らかの手段により排ガス温度の計測遅
れ時間を補償することが排ガス温度6の制御性能を改善
するためには必要である。
【0014】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、排ガス温度の検出遅れを補償することができ、
排ガス温度の変動を迅速にとらえることができるガスタ
ービンの制御装置を提供することを目的とする。
であり、排ガス温度の検出遅れを補償することができ、
排ガス温度の変動を迅速にとらえることができるガスタ
ービンの制御装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスタービン
の出口近傍でブレードパス温度を計測する手段と、この
手段で計測されたブレードパス温度の定常偏差を除去し
発電量の変動に伴う温度変動のみを通過させる手段と補
償信号を定める所定のゲインを設定する係数器を有する
排ガス温度遅れ補償手段とを具備し、該排ガス温度遅れ
補償手段により前記排ガス温度の検出遅れを補償するよ
うに構成されている。
の出口近傍でブレードパス温度を計測する手段と、この
手段で計測されたブレードパス温度の定常偏差を除去し
発電量の変動に伴う温度変動のみを通過させる手段と補
償信号を定める所定のゲインを設定する係数器を有する
排ガス温度遅れ補償手段とを具備し、該排ガス温度遅れ
補償手段により前記排ガス温度の検出遅れを補償するよ
うに構成されている。
【0016】
【作用】この結果、本発明によればガスタービンの出口
近傍で計測されるブレードパス温度を排ガス温度遅れ補
償手段に与え、ここでインパスラグにより定常偏差を除
去して発電量の変動に伴う温度変動のみを通過させ、係
数器の所定のゲインにより補償信号を定めることにより
排ガス温度の検出遅れを補償するようにしている。これ
により、排ガス温度の変動を迅速にとらえることが可能
となり、排ガス温度の制御性能を改善することができ
る。
近傍で計測されるブレードパス温度を排ガス温度遅れ補
償手段に与え、ここでインパスラグにより定常偏差を除
去して発電量の変動に伴う温度変動のみを通過させ、係
数器の所定のゲインにより補償信号を定めることにより
排ガス温度の検出遅れを補償するようにしている。これ
により、排ガス温度の変動を迅速にとらえることが可能
となり、排ガス温度の制御性能を改善することができ
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従い説明す
る。図1は同実施例の概略構成を示している。図1は図
3と同一部分には同符号を付している。ところで、ガス
タービンプラント9は、タービン3出口近傍でブレード
パス温度21を計測するようにしている。この場合、ブ
レードパス温度21は排ガス温度6の上流側にあるた
め、排ガス温度6に比べると検出の遅れ時間は約1/2
以下となり速応性に優れている。
る。図1は同実施例の概略構成を示している。図1は図
3と同一部分には同符号を付している。ところで、ガス
タービンプラント9は、タービン3出口近傍でブレード
パス温度21を計測するようにしている。この場合、ブ
レードパス温度21は排ガス温度6の上流側にあるた
め、排ガス温度6に比べると検出の遅れ時間は約1/2
以下となり速応性に優れている。
【0018】ところが、ブレードパス温度21を計測し
ているタービン3の出口付近は、排ガスが均一に混合し
ておらず、場所によってばらついている。このため、ブ
レードパス温度21は、このばらつきの影響を受けるこ
とで排ガス温度6に対して定常的に偏差を有し、この偏
差のため、ブレードパス温度21は速応性に優れている
にも拘らずIGU制御系15で利用されることはなかっ
た。そこで、ガスタービンプラント9でのブレードパス
温度21を排ガス温度遅れ補償手段22に与えるように
する。この排ガス温度遅れ補償手段22は、ブレードパ
ス温度21の特徴である速応性を利用して排ガス温度6
の検出の時間遅れを補償するものである。ところで、ブ
レードパス温度21を制御に利用する上で問題となるの
は、上述したタービン3出口における温度のばらつきに
起因する定常偏差である。この定常偏差を取り除くに
は、インパスラグ23が有効である。
ているタービン3の出口付近は、排ガスが均一に混合し
ておらず、場所によってばらついている。このため、ブ
レードパス温度21は、このばらつきの影響を受けるこ
とで排ガス温度6に対して定常的に偏差を有し、この偏
差のため、ブレードパス温度21は速応性に優れている
にも拘らずIGU制御系15で利用されることはなかっ
た。そこで、ガスタービンプラント9でのブレードパス
温度21を排ガス温度遅れ補償手段22に与えるように
する。この排ガス温度遅れ補償手段22は、ブレードパ
ス温度21の特徴である速応性を利用して排ガス温度6
の検出の時間遅れを補償するものである。ところで、ブ
レードパス温度21を制御に利用する上で問題となるの
は、上述したタービン3出口における温度のばらつきに
起因する定常偏差である。この定常偏差を取り除くに
は、インパスラグ23が有効である。
【0019】図2は、インパルスラグ23の周波数特性
を示したもので、周波数1/τ以下の低周波信号を遮断
し、1/τ以上の高周波信号は減衰させずに通過させる
ことを示している。
を示したもので、周波数1/τ以下の低周波信号を遮断
し、1/τ以上の高周波信号は減衰させずに通過させる
ことを示している。
【0020】そして、ブレードパス温度21で問題とな
る定常偏差は、低周波信号であるので、図2に示すイン
パルスラグ23により除去され、発電量5の変動等に伴
う温度変動はインパルスラグ23を通過することにな
る。ここで、インパルスラグ23の時定数は排ガス温度
6の検出遅れと同程度に定めれば良い。また、排ガス温
度遅れ補償手段22の係数器24は、排ガス温度6の検
出遅れを補償する補償信号25の大きさを定めるための
ゲインである。ここで係数器24のゲインの大きさは以
下のようにして定める。
る定常偏差は、低周波信号であるので、図2に示すイン
パルスラグ23により除去され、発電量5の変動等に伴
う温度変動はインパルスラグ23を通過することにな
る。ここで、インパルスラグ23の時定数は排ガス温度
6の検出遅れと同程度に定めれば良い。また、排ガス温
度遅れ補償手段22の係数器24は、排ガス温度6の検
出遅れを補償する補償信号25の大きさを定めるための
ゲインである。ここで係数器24のゲインの大きさは以
下のようにして定める。
【0021】インパルスラグ23の時定数は、排ガス温
度6の検出遅れ時間に合わせて設定してあり、その値を
τ秒とし、一方、ブレードパス温度21の検出遅れをτ
B とすると、一般にτB <τの関係が成立つ。
度6の検出遅れ時間に合わせて設定してあり、その値を
τ秒とし、一方、ブレードパス温度21の検出遅れをτ
B とすると、一般にτB <τの関係が成立つ。
【0022】一例として、排ガス温度6の遅れ時間をτ
からτB に減少させる様なゲインの選定方式を示す。ブ
レードパス温度21の検出器の伝達関数をGBPとおく
と、GBPは次式となる。 GBP=1/1+τB s …(1) ただし、sはラプラス演算子である。一方、排ガス温度
6の検出器の伝達関数GEXは次式で表される。 GEX=1/1+τS …(2)
からτB に減少させる様なゲインの選定方式を示す。ブ
レードパス温度21の検出器の伝達関数をGBPとおく
と、GBPは次式となる。 GBP=1/1+τB s …(1) ただし、sはラプラス演算子である。一方、排ガス温度
6の検出器の伝達関数GEXは次式で表される。 GEX=1/1+τS …(2)
【0023】これにより(1)(2)式から、補償信号
25を加算され検出遅れを補償した補償済信号26の伝
達関数の時定数をτB にするためには、次式が成立すれ
ばよいことになる。 1/(1+τB s)=k・τS /(1+τS )・1/(1+τB s)+ 1/(1+τS ) …(3) 上式を整理すると係数器24のゲインKとして次式が得
られる。。 k=1−τB /τ
25を加算され検出遅れを補償した補償済信号26の伝
達関数の時定数をτB にするためには、次式が成立すれ
ばよいことになる。 1/(1+τB s)=k・τS /(1+τS )・1/(1+τB s)+ 1/(1+τS ) …(3) 上式を整理すると係数器24のゲインKとして次式が得
られる。。 k=1−τB /τ
【0024】この様に排ガス温度遅れ補償手段22のゲ
インKを定めることにより、検出の遅れ時間の大きい排
ガス温度6をブレードパス温度21を用いて補償するこ
とができることになる。
インKを定めることにより、検出の遅れ時間の大きい排
ガス温度6をブレードパス温度21を用いて補償するこ
とができることになる。
【0025】したがって、このようにすれば排ガス温度
遅れ補償手段を用いて、ブレードパス温度を用いて排ガ
ス温度の検出遅れを補償することにより排ガス温度の変
動を迅速にとらえることが可能となり、排ガス温度の制
御性能を改善でき、効率のよいガスタービンの制御装置
を実現できる。なお、本発明は上記実施例にのみ限定さ
れず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。
遅れ補償手段を用いて、ブレードパス温度を用いて排ガ
ス温度の検出遅れを補償することにより排ガス温度の変
動を迅速にとらえることが可能となり、排ガス温度の制
御性能を改善でき、効率のよいガスタービンの制御装置
を実現できる。なお、本発明は上記実施例にのみ限定さ
れず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、ガスタービンの出口近
傍で計測されるブレードパス温度を排ガス温度遅れ補償
手段に与え、ここでのインパスラグにより定常偏差を除
去して発電量の変動に伴う温度変動のみを通過させ、係
数器の所定のゲインにより補償信号を定めることにより
排ガス温度の検出遅れを補償するようにしているので、
排ガス温度の変動を迅速にとらえることが可能となり、
排ガス温度の制御性能を改善することができ、効率のよ
いガスタービンの制御装置を実現できる。
傍で計測されるブレードパス温度を排ガス温度遅れ補償
手段に与え、ここでのインパスラグにより定常偏差を除
去して発電量の変動に伴う温度変動のみを通過させ、係
数器の所定のゲインにより補償信号を定めることにより
排ガス温度の検出遅れを補償するようにしているので、
排ガス温度の変動を迅速にとらえることが可能となり、
排ガス温度の制御性能を改善することができ、効率のよ
いガスタービンの制御装置を実現できる。
【図1】本発明の一実施例の概略構成を示す図。
【図2】一実施例のインパルスラグの周波数特性を示す
図。
図。
【図3】従来のガスタービンの制御装置の一例を示す
図。
図。
1…コンプレッサ、2…コンバスタ、3…ガスをタービ
ン、4…発電機、5…発熱量、6…排ガス温度、7…ガ
バナ、8…IGV、9…ガスタービンプラント、12…
燃料制御系、13、131…関数発生器、111…PI
制御器、21…ブレードパス温度、22…排ガス温度遅
れ補償手段、23…インパスラグ、24…係数器。
ン、4…発電機、5…発熱量、6…排ガス温度、7…ガ
バナ、8…IGV、9…ガスタービンプラント、12…
燃料制御系、13、131…関数発生器、111…PI
制御器、21…ブレードパス温度、22…排ガス温度遅
れ補償手段、23…インパスラグ、24…係数器。
Claims (1)
- 【請求項1】 ガスタービンの出口近傍でブレードパス
温度を計測する手段と、 この手段で計測されたブレードパス温度の定常偏差を除
去し発電量の変動に伴う温度変動のみを通過させる手段
と、補償信号を定める所定のゲインを設定する係数器を
有する排ガス温度遅れ補償手段とを具備し、 該排ガス温度遅れ補償手段により前記排ガス温度の検出
遅れを補償するようにしたことを特徴とするガスタービ
ンの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5383893A JPH06264761A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | ガスタービンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5383893A JPH06264761A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | ガスタービンの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264761A true JPH06264761A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=12953931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5383893A Withdrawn JPH06264761A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | ガスタービンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06264761A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7757474B2 (en) | 2003-12-02 | 2010-07-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine protection device |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5383893A patent/JPH06264761A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7757474B2 (en) | 2003-12-02 | 2010-07-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine protection device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |