JPH0648093B2 - ガスタ−ビン燃焼器バイパス弁制御方法 - Google Patents
ガスタ−ビン燃焼器バイパス弁制御方法Info
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- JPH0648093B2 JPH0648093B2 JP21888584A JP21888584A JPH0648093B2 JP H0648093 B2 JPH0648093 B2 JP H0648093B2 JP 21888584 A JP21888584 A JP 21888584A JP 21888584 A JP21888584 A JP 21888584A JP H0648093 B2 JPH0648093 B2 JP H0648093B2
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- Japan
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- bypass valve
- gas turbine
- turbine combustor
- control method
- combustor
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 10
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/26—Controlling the air flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、バイパス弁を有するガスタービン燃焼器のバ
イパス空気量の制御方法、特に精度の高いタービン入口
温度演算値をともにバイパス弁を制御する方法に関す
る。
イパス空気量の制御方法、特に精度の高いタービン入口
温度演算値をともにバイパス弁を制御する方法に関す
る。
従来の技術 ガスタービン燃焼器において、ガスタービンの排ガス中
のNOx（酸化窒素）濃度を低減させるため、超希薄燃
焼、予混合燃焼、予蒸気燃焼などの方法が考えられてい
る。
のNOx（酸化窒素）濃度を低減させるため、超希薄燃
焼、予混合燃焼、予蒸気燃焼などの方法が考えられてい
る。
しかし、これらの方法によると、安定して燃焼できる燃
空比（燃料と空気との重量比）の範囲が極めて狭くな
る。また一方では、ガスタービン燃焼器は起動から全負
荷まで広い範囲の燃空比で運転されねばならないという
要求がある。
空比（燃料と空気との重量比）の範囲が極めて狭くな
る。また一方では、ガスタービン燃焼器は起動から全負
荷まで広い範囲の燃空比で運転されねばならないという
要求がある。
この互いに相反する要求を共に満たすために、圧縮空気
の全量を燃焼器内に導入せず、バイパス弁を設けておい
てこれに圧縮空気の一部をバイパスさせる方式が採用さ
れている。第２図はバイパス弁を有するタービン燃焼器
の例を示すもので、特に環状かん形（外筒は環状、内筒
はかん形）パイロツト燃焼式バイパス弁付燃焼器の例で
ある。この図において、符号１はパイロツト燃料入口、
２はパイロツト燃料噴射ノズル、３はパイロツト燃焼
筒、４は主燃焼筒、５は燃焼器車室、６は尾筒、７はタ
ービン静翼、８はバイパス空気エルボ、９はバイパス弁
（図ではバタフライ弁）、１０はバイパス弁作動機構、
１１はデフユーザ、１２は圧縮空気、１３はバイパス空
気を示している。圧縮空気１２はデフューザ１１を通つ
て燃焼器に入り、その一部のバイパス空気１３がバイパ
ス弁９に入る。
の全量を燃焼器内に導入せず、バイパス弁を設けておい
てこれに圧縮空気の一部をバイパスさせる方式が採用さ
れている。第２図はバイパス弁を有するタービン燃焼器
の例を示すもので、特に環状かん形（外筒は環状、内筒
はかん形）パイロツト燃焼式バイパス弁付燃焼器の例で
ある。この図において、符号１はパイロツト燃料入口、
２はパイロツト燃料噴射ノズル、３はパイロツト燃焼
筒、４は主燃焼筒、５は燃焼器車室、６は尾筒、７はタ
ービン静翼、８はバイパス空気エルボ、９はバイパス弁
（図ではバタフライ弁）、１０はバイパス弁作動機構、
１１はデフユーザ、１２は圧縮空気、１３はバイパス空
気を示している。圧縮空気１２はデフューザ１１を通つ
て燃焼器に入り、その一部のバイパス空気１３がバイパ
ス弁９に入る。
従来のバイパス弁制御方法としては、 ａ．タービン入口ガス温度を計測し、その信号によつて
バイパス弁９を制御する、 ｂ．排ガス中のNOx、CO、UHC（未燃炭化水素）等の濃度
を計測し、その濃度に応じてバイパス弁９を制御する、 ｃ．燃料と空気との流量を計測して燃空比を求め、その
信号によつてバイパス弁９を制御する、 などの方式が考案されている。
バイパス弁９を制御する、 ｂ．排ガス中のNOx、CO、UHC（未燃炭化水素）等の濃度
を計測し、その濃度に応じてバイパス弁９を制御する、 ｃ．燃料と空気との流量を計測して燃空比を求め、その
信号によつてバイパス弁９を制御する、 などの方式が考案されている。
発明が解決しようとする問題点 しかし、これらのバイパス弁制御方法においては、ま
ず、ａ方式ではタービン入口ガスは高温であり、しかも
温度が一様でないので、そのような高温に耐える信頼性
のある温度計は入手し難く、また入口ガスの平均温度も
求め難い。ｂ方式では応答速度が遅く、急激な負荷変動
に対し充分に追随することができない。また、ｃ方式で
は空気流量の計測精度が悪く、適正な制御ができないの
である。
ず、ａ方式ではタービン入口ガスは高温であり、しかも
温度が一様でないので、そのような高温に耐える信頼性
のある温度計は入手し難く、また入口ガスの平均温度も
求め難い。ｂ方式では応答速度が遅く、急激な負荷変動
に対し充分に追随することができない。また、ｃ方式で
は空気流量の計測精度が悪く、適正な制御ができないの
である。
したがつて、本発明は、負荷、吸込温度等の運転条件が
変化しても、燃焼器内の燃空比を精度よく一定に保ち、
安定燃焼が可能であるように、かつ急激な負荷変動にも
追随できるようなバイパス弁制御方法を提供することを
目的とする。
変化しても、燃焼器内の燃空比を精度よく一定に保ち、
安定燃焼が可能であるように、かつ急激な負荷変動にも
追随できるようなバイパス弁制御方法を提供することを
目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明によれば、燃焼器車室内空気圧力とタービン排ガ
ス温度とを計測し、空気圧力の関数と排ガス温度との比
を演算をし、この演算値をもとにしてバイパス弁の制御
を行なうようにしている。これは、燃焼器車室内空気圧
力が計測精度、信頼性および応答性においてよく、排ガ
ス温度計測も500℃レベルであるので直接タービン入口
温度の計測に比較して精度、信頼性および応答性におい
て良好であることによつている。
ス温度とを計測し、空気圧力の関数と排ガス温度との比
を演算をし、この演算値をもとにしてバイパス弁の制御
を行なうようにしている。これは、燃焼器車室内空気圧
力が計測精度、信頼性および応答性においてよく、排ガ
ス温度計測も500℃レベルであるので直接タービン入口
温度の計測に比較して精度、信頼性および応答性におい
て良好であることによつている。
実施例 以下第１図に例示した本発明の好適な実施例について詳
述する。
述する。
第１図は、バイパス弁角度設定信号を出力するまでの流
れ図である。第１図において、符号１４はガスタービン
排ガス温度T4を信号として入力する装置、１５は燃焼器
車室内の空気圧力P2を信号として入力する装置、１６は
空気圧力P2からある関数F(P2)を発生する装置、１７は
排ガス温度T4と関数F(P2)とから両者の商α＝T4／F(P2)
を演算して出力する装置、１８は商αに対してバイパス
弁角度信号CSOをある関数で設定する装置、１９はバイ
パス弁角度設定信号CSOを受けてバイパス弁を制御する
サーボモータである。
れ図である。第１図において、符号１４はガスタービン
排ガス温度T4を信号として入力する装置、１５は燃焼器
車室内の空気圧力P2を信号として入力する装置、１６は
空気圧力P2からある関数F(P2)を発生する装置、１７は
排ガス温度T4と関数F(P2)とから両者の商α＝T4／F(P2)
を演算して出力する装置、１８は商αに対してバイパス
弁角度信号CSOをある関数で設定する装置、１９はバイ
パス弁角度設定信号CSOを受けてバイパス弁を制御する
サーボモータである。
作用 まず、ガスタービン燃焼器車室内の空気圧力P2および排
ガス温度T4を計測する。
ガス温度T4を計測する。
空気圧力P2より関数F(P2)を演算する。関数F(P2)は簡易
解析結果によれば、 となる。但し、 ηt：タービン効率 Ｋ：比熱比（Cp／Cv） Cp：定圧比熱 Cv：定積比熱 しかし、実用上は詳細解析結果を ａ×P2＋ｂ （ａ，ｂは常数） 等の簡易関数で近似するのが望ましい。
解析結果によれば、 となる。但し、 ηt：タービン効率 Ｋ：比熱比（Cp／Cv） Cp：定圧比熱 Cv：定積比熱 しかし、実用上は詳細解析結果を ａ×P2＋ｂ （ａ，ｂは常数） 等の簡易関数で近似するのが望ましい。
次いで、演算装置１７においては、関数F(P2)および排
ガス温度T4から α＝T4／F(P2) を演算する。
ガス温度T4から α＝T4／F(P2) を演算する。
演算装置１７にて計算したαに対して、関数設定装置１
８において、バイパス弁開度設定信号CSOを設定する。
この設定信号CSOによりサーボモータ１９を操作してバ
イパス弁開度制御を行なう。
８において、バイパス弁開度設定信号CSOを設定する。
この設定信号CSOによりサーボモータ１９を操作してバ
イパス弁開度制御を行なう。
効果 本発明によれば、燃焼器車室内空気圧力と排ガス温度と
を計測して演算してタービン燃焼器のバイパス弁開度を
制御することにより、精度面、応答性における問題が解
決され、各負荷を通じて安定した低NOx運転を行なうこ
とができ、また急激な負荷変動に際しても、充分に追随
することができるようになつた。
を計測して演算してタービン燃焼器のバイパス弁開度を
制御することにより、精度面、応答性における問題が解
決され、各負荷を通じて安定した低NOx運転を行なうこ
とができ、また急激な負荷変動に際しても、充分に追随
することができるようになつた。
第１図は本発明によるバイパス弁制御方法を示す流れ
図、第２図は本発明方法の対象となるバイパス弁をそな
えたガスタービン燃焼器の例を示す断面図である。 １……パイロツト燃料入口、２……パイロツト燃料噴射
ノズル、３……パイロツト燃焼筒、４……主燃焼筒、５
……燃焼器車室、６……尾筒、７……タービン静翼、８
……バイパス空気エルボ、９……バイパス弁、１０……
バイパス弁作動機構、１１……デフユーザ、１２……圧
縮空気、１３……バイパス空気、１４……ガスタービン
排ガス温度の入力装置、１５……燃焼器車室内空気圧力
の入力装置、１６……関数発生装置、１７……演算装
置、１８……関数設定装置、１９……サーボモータ。
図、第２図は本発明方法の対象となるバイパス弁をそな
えたガスタービン燃焼器の例を示す断面図である。 １……パイロツト燃料入口、２……パイロツト燃料噴射
ノズル、３……パイロツト燃焼筒、４……主燃焼筒、５
……燃焼器車室、６……尾筒、７……タービン静翼、８
……バイパス空気エルボ、９……バイパス弁、１０……
バイパス弁作動機構、１１……デフユーザ、１２……圧
縮空気、１３……バイパス空気、１４……ガスタービン
排ガス温度の入力装置、１５……燃焼器車室内空気圧力
の入力装置、１６……関数発生装置、１７……演算装
置、１８……関数設定装置、１９……サーボモータ。
Claims (1)
- 【請求項１】ガスタービン燃焼器の車室内空気圧力P2と
ガスタービン排ガス温度T4とを計測し、前記空気圧力P2
をもとに関数F(P2)を発生させ、この関数F(P2)と前記排
ガス温度T4との比α＝T4／F(P2)を演算し、その比に対
応したバイパス弁開度を設定し、この設定弁開度でバイ
パス弁の開度を制御する、ガスタービン燃焼器バイパス
弁制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21888584A JPH0648093B2 (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | ガスタ−ビン燃焼器バイパス弁制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21888584A JPH0648093B2 (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | ガスタ−ビン燃焼器バイパス弁制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6196332A JPS6196332A (ja) | 1986-05-15 |
| JPH0648093B2 true JPH0648093B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=16726832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21888584A Expired - Lifetime JPH0648093B2 (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | ガスタ−ビン燃焼器バイパス弁制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648093B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07113329B2 (ja) * | 1986-12-15 | 1995-12-06 | 三井造船株式会社 | ガスタ−ビン |
| JPH02149836U (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-21 | ||
| JP2004132255A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器制御装置 |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP21888584A patent/JPH0648093B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6196332A (ja) | 1986-05-15 |
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