JPH076413B2 - Gas turbine control device - Google Patents

Gas turbine control device

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JPH076413B2
JPH076413B2 JP7314987A JP7314987A JPH076413B2 JP H076413 B2 JPH076413 B2 JP H076413B2 JP 7314987 A JP7314987 A JP 7314987A JP 7314987 A JP7314987 A JP 7314987A JP H076413 B2 JPH076413 B2 JP H076413B2
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JP
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flow rate
ignition
fuel flow
gas turbine
output
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JP7314987A
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仁志 唐澤
明男 若尾
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Toshiba Corp
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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はガスタービン制御装置に係り、特にガスタービ
ン燃焼器へと実燃料流量の検出値をフィードバックさ
せ、この検出値と設定燃料流量との差を積分要素により
積分して実燃料流量を制御するガスタービン制御装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of use) The present invention relates to a gas turbine control device, and more particularly to feeding back a detected value of an actual fuel flow rate to a gas turbine combustor, The present invention relates to a gas turbine controller that controls an actual fuel flow rate by integrating a difference with a set fuel flow rate with an integration element.

(従来の技術) 一般にガスタービンプラントには、大気中から吸入した
空気を圧縮する圧縮機と、この圧縮機から圧縮空気に混
合された燃料を燃焼させる燃焼器と、この燃焼器で発生
した燃焼ガスにより回転駆動されるガスタービンと、こ
のガスタービンから伝達される回転力により発電を行な
う発電機とが備えられる。
(Prior Art) Generally, in a gas turbine plant, a compressor that compresses air taken in from the atmosphere, a combustor that combusts fuel mixed with compressed air from the compressor, and a combustion that occurs in the combustor. A gas turbine that is rotationally driven by gas and a generator that generates electric power by the rotational force transmitted from the gas turbine are provided.

そして、このように構成されるガスタービンプラントを
制御するガスタービン制御装置は、各構成要素の制御の
集約となっているが、ガスタービンプラントは制御技術
的に見て難しい制御対象である。
The gas turbine control device for controlling the gas turbine plant configured as described above is an integrated control of each component, but the gas turbine plant is a difficult control target in terms of control technology.

例えば、ガスタービンに流入する燃焼ガスの温度は、タ
ービン翼金属が許容しうる使用限界温度に非常に近い温
度となるため、その燃焼ガスの温度の上昇をある値で制
限し、かつ正確に温度を制限する必要がある。また、回
転速度の制御も昇速時とか負荷運転時にも厳密に行う必
要がある。さらに、着火動作時においては、燃焼器への
流入空気量と投入する燃料量の比(空燃比)を最適値と
すべく燃料量の制御を行なわなければならない。
For example, the temperature of the combustion gas flowing into the gas turbine is very close to the service limit temperature that the turbine blade metal can tolerate, so the temperature rise of the combustion gas is limited to a certain value, and the temperature is accurately controlled. Need to be restricted. Further, it is necessary to strictly control the rotation speed even during acceleration or load operation. Further, during the ignition operation, it is necessary to control the fuel amount so that the ratio of the amount of air flowing into the combustor and the amount of fuel to be injected (air-fuel ratio) becomes an optimum value.

ガスタービン制御装置においては、このようなガスター
ビンプラント側の種々の要求を満足するために、複数の
制御系が下限制限制御系として備えられる一方、これら
各制御系を機能的に分別するための選択回路が備えら
れ、これらの制御系および選択回路により燃焼器への燃
料供給流量が制御されるようになっている。
In the gas turbine control device, in order to satisfy various requirements on the gas turbine plant side, a plurality of control systems are provided as a lower limit control system, while a functional separation for each control system is provided. A selection circuit is provided, and the fuel supply flow rate to the combustor is controlled by these control system and selection circuit.

さらに、ガスタービンプラントおよびそのガスタービン
プラントに組み込まれるガスタービン制御装置につい
て、図面を参照して説明する。
Further, a gas turbine plant and a gas turbine control device incorporated in the gas turbine plant will be described with reference to the drawings.

第3図は一般的なガスタービンプラントの構成図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram of a general gas turbine plant.

ガスタービンプラントには圧縮機1が備えられ、大気中
からこの圧縮機1に流入した空気は、この圧縮機1によ
り圧縮された後、燃焼器2に送り込まれる。燃焼器2に
送り込まれた圧縮空気は燃料と混合されて混合気とな
り、この混合気が燃焼して高温の燃焼ガスとなる。この
燃焼ガスはガスタービン3に送り込まれてガスタービン
3を回転駆動させ、その回転力がタービン軸4を介して
発電機5へ伝達されて発電が行なわれる。
A compressor 1 is provided in the gas turbine plant, and the air that has flowed into the compressor 1 from the atmosphere is sent to the combustor 2 after being compressed by the compressor 1. The compressed air sent to the combustor 2 is mixed with fuel to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is combusted to form high-temperature combustion gas. This combustion gas is sent to the gas turbine 3 and rotationally drives the gas turbine 3, and the rotational force is transmitted to the generator 5 via the turbine shaft 4 to generate electric power.

また、上記タービン軸4の回転力は歯車装置6を介して
燃料ポンプ7に伝達され、この燃料ポンプ7が駆動され
ることにより、前記燃焼器2へ液体燃料が供給されるよ
うになっている。そして、この燃料供給流量の制御は、
ガスタービン制御装置8からのフィードバック弁開度指
令aによりフィードバック制御弁9の開度を調節し、燃
料ポンプ7の吐出側の燃料の一部を燃料ポンプ7の入口
側へ戻すことによって行なわれる。制御された燃料供給
流量は、燃料流量検出器10により検出され、その燃料流
量検出信号bが前記ガスタービン制御装置8へフィード
バックされるようになっている。
Further, the rotational force of the turbine shaft 4 is transmitted to the fuel pump 7 via the gear device 6, and the fuel pump 7 is driven to supply the liquid fuel to the combustor 2. . And the control of this fuel supply flow rate is
This is performed by adjusting the opening of the feedback control valve 9 according to the feedback valve opening command a from the gas turbine control device 8 and returning a part of the fuel on the discharge side of the fuel pump 7 to the inlet side of the fuel pump 7. The controlled fuel supply flow rate is detected by the fuel flow rate detector 10, and the fuel flow rate detection signal b is fed back to the gas turbine control device 8.

第4図は上記ガスタービンプラントに組み込まれるガス
タービン制御装置8を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a gas turbine control device 8 incorporated in the gas turbine plant.

ガスタービン制御装置8は、各種指令制御系13、低値優
先回路14、減算器15、積分要素16、加算器17、比例要素
18から構成される。
The gas turbine control device 8 includes various command control systems 13, a low value priority circuit 14, a subtractor 15, an integration element 16, an adder 17, and a proportional element.
Composed of 18.

前記下限制限制御系としての指令制御系13には、目標と
する発電機出力および回転数となるように負荷・調速制
御信号cを出力する負荷・調速制御系20と、燃焼ガスの
ガスタービン入口温度を設定値以下に抑える燃焼ガス温
度制限信号dを出力する燃焼ガス温度制御系21と、着火
後に回転数を定格回転数まで昇速させる起動制御信号e
を出力する起動制御系22と、着火時に着火に適した燃料
を供給すべく着火時燃料設定信号fを出力する着火制御
系23とが備えられる。
The command control system 13 as the lower limit control system includes a load / speed control system 20 for outputting a load / speed control signal c so as to obtain a target generator output and rotation speed, and a gas of combustion gas. A combustion gas temperature control system 21 that outputs a combustion gas temperature limit signal d that keeps the turbine inlet temperature below a set value, and a start control signal e that accelerates the rotation speed to a rated rotation speed after ignition.
A start-up control system 22 for outputting the ignition control system 22 and an ignition control system 23 for outputting a fuel setting signal f during ignition so as to supply a fuel suitable for ignition during ignition.

上記各信号c,d,e,fは、各指令制御系20,21,22,23の特性
により、ガスタービンの運転状態に応じて出力され、選
択回路としての低値優先回路14に入力される。この低値
優先回路14では複数の信号の中の最小値が選択され、そ
の最小値の信号が燃料流量指令信号gとして出力され
る。
Each of the signals c, d, e, f is output according to the operating state of the gas turbine due to the characteristics of each command control system 20, 21, 22, 23, and is input to the low value priority circuit 14 as a selection circuit. It The low value priority circuit 14 selects the minimum value of the plurality of signals and outputs the minimum value signal as the fuel flow rate command signal g.

この燃料流量指令信号gは減算器15で前記燃料流量検出
器10からフィードバックされた燃料流量検出信号bと減
算され、その偏差が偏差信号hとして出力される。この
偏差信号hは積分要素16と加算器17とに入力され、積分
要素16では偏差信号hが予め設定された積分時定数のも
とに積分されてから積分要素出力iとして出力される。
この積分要素出力iは前記加算器17で偏差信号hと加算
された後、その加算信号jが比例要素18で予め設定され
た比例定数と掛け合わされ、その後この比例要素18から
前記フィードバック制御弁9へフィードバック弁開度指
令aが出力されるようになっている。
The fuel flow rate command signal g is subtracted by the subtractor 15 from the fuel flow rate detection signal b fed back from the fuel flow rate detector 10, and the deviation thereof is output as a deviation signal h. The deviation signal h is input to the integration element 16 and the adder 17, and the integration element 16 integrates the deviation signal h under a preset integration time constant and then outputs it as an integration element output i.
This integral element output i is added to the deviation signal h by the adder 17, and then the addition signal j is multiplied by a preset proportional constant in the proportional element 18, and then the proportional element 18 outputs the feedback control valve 9 The feedback valve opening command a is output to.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記の制御回路のうち着火制御系23に着
目した場合、次のような不具合が生ずる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when attention is paid to the ignition control system 23 in the above control circuit, the following problems occur.

すなわち、着火制御系23から出力される着火時燃料設定
信号fはステップ関数的にその燃料流量指令を行うのに
対し、積分要素16、比例要素18等から構成される比例・
積分制御系から出力されるフィードバック弁開度指令a
は制御理論上からステップ関数的に変化しない。例え
ば、比例・積分制御系の入力がステップ的に増加する
と、出力側で同等の出力を得るように比例定数、積分時
定数が調整されている場合、すなわち入力に対して出力
に遅れを生じさせないようにした場合には、出力として
のフィードバック弁開度指令aがオーバーシュート動作
を示す現象が生じる。
That is, the ignition-time fuel setting signal f output from the ignition control system 23 performs the fuel flow rate command in a step function, while the proportional element including the integral element 16 and the proportional element 18 is used.
Feedback valve opening command a output from the integral control system
Does not change stepwise from control theory. For example, if the proportional constant and integral time constant are adjusted so that an equivalent output is obtained on the output side when the input of the proportional / integral control system increases stepwise, that is, there is no delay in the output with respect to the input. In such a case, a phenomenon occurs in which the feedback valve opening command a as an output indicates an overshoot operation.

上記ついて、さらに図面を参照して説明する。The above will be further described with reference to the drawings.

第5図は、時間軸上の設定燃料流量、実燃料流量、実回
転数の変化を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing changes in the set fuel flow rate, the actual fuel flow rate, and the actual rotational speed on the time axis.

第5図において時間軸上のA点において、回転数が値x
の着火速度到達により値yの燃料流量指令信号gを出力
しても、フィードバック弁開度指令aはステップ的に変
化しない。そして燃料が液体燃料であるからフィードバ
ック制御弁9の開度に対して一義的に燃料流量が決定さ
れ、結局実燃料流量はB→C→Dのようになだらかに上
昇する。
In FIG. 5, at the point A on the time axis, the rotation speed is the value x
Even if the fuel flow rate command signal g having the value y is output when the ignition speed reaches, the feedback valve opening command a does not change stepwise. Since the fuel is liquid fuel, the fuel flow rate is uniquely determined with respect to the opening degree of the feedback control valve 9, and the actual fuel flow rate gradually increases as B → C → D.

また、着火後は空燃比を小さくし、吹消限界(それ以上
絞ったら失火する限界)近くで、タービンケーシング、
タービン動静翼等の暖機運転を行うために、時間軸E点
において値zの燃料流量指令信号gを出力すると、実燃
料量の軌跡は時間軸上のF点までD→G→Hのようにな
だらかに下降する。
Also, after ignition, reduce the air-fuel ratio to near the blow-off limit (the limit at which misfiring will occur if throttled further), and the turbine casing,
When the fuel flow rate command signal g having the value z is output at the time axis E point in order to perform warm-up operation of the turbine dynamic vanes, the trajectory of the actual fuel amount is as D → G → H up to the point F on the time axis. It descends gently.

実燃料流量は、このようになだらかに上昇または下降
し、燃料流量指令信号gに対してオーバシュート(値y
より上側部分)およびアンダシュート(値zより下側部
分)動作を示す。
The actual fuel flow rate gradually increases or decreases in this way, and the actual fuel flow rate overshoots (value y
Upper part) and undershoot (lower part than the value z) operation is shown.

これらのオーバシュートおよびアンダシュート動作は、
本体側において次のような不具合を発生させる。
These overshoot and undershoot operations are
The following problems occur on the main unit side.

すなわち、着火動作は空気と燃料と比率により決定され
る着火点があり、この着火点以外の空燃比での着火動作
は着火失敗の原因となる。また着火後のアンダシュート
動作は、吹消限界以下迄の絞り込みのおそれがあり、失
火の原因となる。
That is, the ignition operation has an ignition point determined by the ratio of air and fuel, and the ignition operation at an air-fuel ratio other than this ignition point causes ignition failure. In addition, the undershoot operation after ignition may narrow down to below the blowout limit, causing a misfire.

上記の着火失敗を防止するために、着火要求燃料量に到
達する。Δt間を考慮して、予めA点よりもΔt秒前の
I点において着火開始動作を行った場合においても、前
記オーバシュート、アンダシュート動作の解決にはなら
ず、着火動作時の実燃料流量の設定燃料流量に対する追
従性が悪いという不具合を解消することはできない。
In order to prevent the above ignition failure, the ignition request fuel amount is reached. Even if the ignition start operation is performed at the point I, which is Δt seconds before the point A, in consideration of the interval Δt, the overshoot and undershoot operations cannot be solved, and the actual fuel flow rate during the ignition operation is not solved. It is not possible to solve the problem of poor followability with respect to the set fuel flow rate.

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、着火時
および着火後における設定燃料流量の変化に対する実燃
料流量の追従性を向上させ、着火失敗、着火後の失火を
防止してガスタービンプラントを安定的に運転すること
が可能なガスタービン制御装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and improves the followability of the actual fuel flow rate with respect to the change in the set fuel flow rate during and after ignition, and prevents ignition failure and misfire after ignition to prevent gas turbines. An object of the present invention is to provide a gas turbine control device capable of stably operating a plant.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明はガスタービン燃焼器への実燃料流量の検出値を
フィードバックさせ、この検出値と設定燃料流量との差
を積分要素により積分して実燃料流量を制御するガスタ
ービン制御装置において、着火時および着火後、設定燃
料流量を得るべく前記積分要素の出力の値を強制的に設
定するとともに、設定燃料流量に達した後はその積分要
素の出力の値を制限する積分要素出力制御装置が備えら
れたものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention feeds back the detected value of the actual fuel flow rate to the gas turbine combustor and integrates the difference between the detected value and the set fuel flow rate by an integral element to obtain the actual fuel flow rate. In the gas turbine control device to control, the value of the output of the integral element is forcibly set to obtain the set fuel flow rate at the time of ignition and after ignition, and the value of the output of the integral element after reaching the set fuel flow rate. Is provided with an integral element output control device for limiting.

(作用) まず、着火時に積分要素出力制御装置により積分要素出
力が着火時設定燃料流量を得るべく強制的に設定され
る。実燃料流量が着火時設定燃料流量に達した後は、積
分要素出力制御装置により積分要素出力が制限され、実
燃料流量が着火時設定燃料流量以下に制限される。
(Operation) First, at the time of ignition, the integral element output controller forcibly sets the integral element output to obtain the set fuel flow rate at ignition. After the actual fuel flow rate reaches the ignition set fuel flow rate, the integral element output control device limits the integral element output, and the actual fuel flow rate is limited to the ignition set fuel flow rate or less.

その後着火動作が行なわれ、着火確認後は積分要素出力
制御装置により積分要素出力が着火後設定燃料流量を得
るべ強制的にに設定される。
After that, the ignition operation is performed, and after the ignition is confirmed, the integral element output control unit forcibly sets the integral element output to obtain the set fuel flow rate after ignition.

実燃料流量が着火後設定燃料流量に達した後は、積分要
素出力制御装置により積分要素出力が制限され、実燃料
流量が着火後設定燃料流量以上に制限される。
After the actual fuel flow rate reaches the set fuel flow rate after ignition, the integral element output control device limits the integral element output, and the actual fuel flow rate is limited to the post-ignition set fuel flow rate or more.

このように、積分要素出力制御装置により実燃料流量が
設定燃料流量に追従せしめられるから、実燃料流量にオ
ーバシュート、アンダシュート動作が生じることはな
く、着火失敗、着火後の失火が防止される。
In this way, since the actual fuel flow rate is made to follow the set fuel flow rate by the integral element output control device, overshoot and undershoot operations do not occur in the actual fuel flow rate, and ignition failure and misfire after ignition are prevented. .

(実施例) 本発明に係るガスタービン制御装置の一実施例を図面を
参照して説明する。
(Embodiment) An embodiment of a gas turbine control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

従来のガスタービン制御装置8と同一の部分については
同一の符号を付して説明を省略する。
The same parts as those of the conventional gas turbine control device 8 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

ガスタービン制御装置29には、第1図に示すように積分
要素出力iを制御する積分要素出力制御装置30が備えら
れ、この積分要素出力制御装置30には着火後制御系31、
片持性要素32,33および減算器34,35が備えられる。そし
て、着火制御系31には着火時流量設定器36、着火後流量
設定器37、切替器38〜42、過飽和防止用設定器43、過減
算防止用設定器44および減算器45,46が備えられる。
The gas turbine control device 29 is provided with an integral element output control device 30 for controlling the integral element output i as shown in FIG. 1, and the integral element output control device 30 has a post-ignition control system 31,
Cantilevered elements 32,33 and subtractors 34,35 are provided. The ignition control system 31 includes an ignition flow rate setter 36, a post-ignition flow rate setter 37, switching devices 38 to 42, an oversaturation prevention setting device 43, an oversubtraction prevention setting device 44, and subtractors 45, 46. To be

上記着火時流量設定器36は着火を行なう際に着火時流量
設定信号lを出力し、また、着火後流量設定器37は着火
確認後に着火後流量設定信号mを出力するようになって
いる。
The ignition flow rate setting unit 36 outputs an ignition flow rate setting signal 1 when performing ignition, and the post-ignition flow rate setting unit 37 outputs a post-ignition flow rate setting signal m after confirmation of ignition.

また、前記切替器38〜42は予め設定された順序で各接点
50〜64の切替動作を行なうようになっている。
In addition, the switching devices 38 to 42 are connected to each contact in a preset order.
It is designed to switch between 50 and 64.

すなわち、ガスタービン起動前においては切替器38は接
点50と接点51、切替器39は接点53と接点54、切替器40は
接点57と接点58、切替器41は接点60と接点61、切替器42
は接点62と接点63がそれぞれ導通状態となっている。
That is, before the gas turbine is started, the switch 38 has the contacts 50 and 51, the switch 39 has the contacts 53 and 54, the switch 40 has the contacts 57 and 58, the switch 41 has the contacts 60 and 61, and the switch 61. 42
The contact 62 and the contact 63 are in a conductive state.

そして、まずガスタービン回転数が所定の回転数に達し
たときに、切替器40が動作して接点57と接点56が導通状
態となり、着火時流量設定器36から出力された着火時流
量設定信号lが各接点50,51,53,54,56,57を通って流
れ、前記減算器45に入力される。
Then, first, when the number of revolutions of the gas turbine reaches a predetermined number of revolutions, the switching device 40 operates to bring the contacts 57 and 56 into conduction, and the ignition flow rate setting signal output from the ignition flow rate setter 36. l flows through each contact 50, 51, 53, 54, 56, 57 and is input to the subtractor 45.

次に、実燃料流量が着火時設定流量に達したときに、切
替器38が動作して、接点50と接点52が導通状態となり、
着火時流量設定器36から出力された着火時流量設定信号
lが各接点50,52,61,60,62,63を通って流れ、前記減算
器46に入力される。
Next, when the actual fuel flow rate reaches the set flow rate at ignition, the switching device 38 operates and the contact 50 and the contact 52 become conductive,
The ignition flow rate setting signal 1 output from the ignition flow rate setter 36 flows through the contacts 50, 52, 61, 60, 62, 63 and is input to the subtractor 46.

その後、着火が確認されたときに、切替器41が動作し
て、接点59と接点60が導通状態となり、着火後流量設定
器37から出力された着火後流量設定信号mが各接点59,6
0,62,63を通って流れ、減算器46に入力される。
After that, when ignition is confirmed, the switch 41 operates to bring the contacts 59 and 60 into a conductive state, and the post-ignition flow rate setting signal m output from the post-ignition flow rate setter 37 outputs the contact points 59, 6 respectively.
It flows through 0, 62, 63 and is input to the subtractor 46.

さらに、実燃料流量が着火後設定流量に達したときに、
切替器39および切替器42が動作して、接点54と接点55、
接点63と接点64がそれぞれ導通状態となり、着火後流量
設定器37から出力された着火後流量設定信号mが各接点
55,54,56,57を通って流れ、前記減算器45に入力される
ようになっている。
Furthermore, when the actual fuel flow rate reaches the set flow rate after ignition,
The switching device 39 and the switching device 42 operate, and the contact 54 and the contact 55,
The contact 63 and the contact 64 are respectively in a conductive state, and the post-ignition flow rate setting signal m output from the post-ignition flow rate setting device 37 is each contact point.
It flows through 55, 54, 56, 57 and is input to the subtractor 45.

前記減算器45は、着火時流量設定信号lまたは着火後流
量設定信号mを入力し、前記積分要素出力iとの間で減
算を行ない、減算後の偏差信号nを片持性要素32へ出力
する。また減算器46も同様に着火時流量設定信号lまた
は着火後流量設定信号mを入力し、積分要素出力iとの
間で減算を行なった後に、減算後の偏差信号oを片持性
要素を33へ出力するようになっている。
The subtractor 45 receives the ignition flow rate setting signal 1 or the post-ignition flow rate setting signal m, performs subtraction with the integral element output i, and outputs a deviation signal n after subtraction to the cantilever element 32. To do. Similarly, the subtractor 46 also inputs the flow rate setting signal 1 at ignition or the flow rate setting signal m after ignition, performs subtraction with the integral element output i, and then outputs the deviation signal o after subtraction to the cantilever element. It is designed to output to 33.

片持性要素32は入力した偏差信号nが負の値である場合
にのみ一次関数で入力と同等の出力を行う。また、片持
性要素33は入力した偏差信号oが正の値である場合にの
み一時関数で入力と同等の出力を行うようになってい
る。
The cantilever element 32 outputs an output equivalent to the input with a linear function only when the input deviation signal n has a negative value. Further, the cantilever element 33 is adapted to perform the same output as the input with the temporary function only when the input deviation signal o has a positive value.

そして、前記減算器34は上記片持性要素32からの偏差信
号nと、前記減算器15から減算器35を介して入力した偏
差信号hとの減算を行ない、減算後の偏差信号pを積分
要素16へ出力する。また、減算器35は片持性要素33から
の偏差信号oと、前記減算器15からの偏差信号hとの減
算を行ない、減算後の偏差信号gを減算器34を介して積
分要素16へ出力するようになっている。
The subtractor 34 subtracts the deviation signal n from the cantilever element 32 and the deviation signal h input from the subtractor 15 through the subtractor 35, and integrates the deviation signal p after the subtraction. Output to element 16. Further, the subtractor 35 subtracts the deviation signal o from the cantilever element 33 and the deviation signal h from the subtractor 15, and the deviation signal g after subtraction is sent to the integration element 16 via the subtractor 34. It is designed to output.

さらに前記過減算防止用設定器45は接点58と接点57とが
導通状態であるときに積分要素出力iの過減算を防止す
るようになっており、前記過飽和防止用設定器43は接点
63と接点64とが導通状態であるときに積分要素出力iの
過飽和を防止するようになっている。
Further, the over-subtraction prevention setting device 45 is configured to prevent over-subtraction of the integral element output i when the contact 58 and the contact 57 are in a conductive state.
Oversaturation of the integral element output i is prevented when the 63 and the contact point 64 are in a conductive state.

次に上記実施例の作用いついて第2図を参照しながら説
明する。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to FIG.

まず、起動用の電動機等によりタービン軸4が回転さ
せ、所定の回転数xに達したときに、すなわち時間軸上
のA点において、着火時流量設定器36から着火時流量設
定信号lが出力されるとともに、切替器40が動作して接
点57と接点56とが導通状態になる。そして、上記着火時
流量設定信号lが各接点50,51,53,54,56,57を通って流
れ、減算器45に入力される。
First, when the turbine shaft 4 is rotated by a starting electric motor or the like to reach a predetermined rotation speed x, that is, at point A on the time axis, the ignition flow rate setting device 36 outputs the ignition flow rate setting signal l. At the same time, the switching device 40 operates to bring the contacts 57 and 56 into conduction. Then, the ignition flow rate setting signal 1 flows through the contacts 50, 51, 53, 54, 56, 57 and is input to the subtractor 45.

この減算器45には積分要素出力iも入力されるが、この
場合、積分要素出力iの値は0であるから、着火時流量
設定信号lはそのまま負の値となって片持性要素32を通
り、減算器34に入力されて減算後、積分要素16に入力さ
れる。そのため、積分要素16は積分要素出力iが着火時
流量設定信号lと同じ値になるまで積分動作を行なう。
このように、積分要素出力iが着火時流量設定信号lの
値に強制的に設定されるため、実燃料流量は急激に上昇
して着火時設定流量に達する。
Although the integral element output i is also input to the subtractor 45, in this case, since the value of the integral element output i is 0, the ignition flow rate setting signal l becomes a negative value as it is and the cantilever element 32. After being input, it is input to the subtractor 34, subtracted, and then input to the integration element 16. Therefore, the integral element 16 performs the integral operation until the integral element output i has the same value as the ignition flow rate setting signal l.
In this way, since the integral element output i is forcibly set to the value of the ignition flow rate setting signal l, the actual fuel flow rate rapidly rises and reaches the ignition time set flow rate.

実燃料流量が着火設定流量に達したとき、すなわち時間
軸上のK点において、切替器38が動作して接点50と接点
52が導通状態となり、着火時流量設定器36から出力され
た着火時流量設定信号lは各接点50,52,61,60,62,63を
通って減算器46に入力される。この減算器46で着火時流
量設定信号lと積分要素出力iとの減算がされ、積分要
素出力iが着火時流量設定信号lよりも大きくなる場合
にのみ、その偏差信号oが正の信号として片持性要素33
を通って減算器35に出力される。
When the actual fuel flow rate reaches the ignition set flow rate, that is, at the point K on the time axis, the switch 38 operates and the contact point 50 and the contact point
52 becomes conductive, and the ignition flow rate setting signal 1 output from the ignition flow rate setter 36 is input to the subtractor 46 through the respective contacts 50, 52, 61, 60, 62, 63. The subtractor 46 subtracts the ignition flow rate setting signal 1 from the integral element output i, and only when the integration element output i becomes larger than the ignition flow rate setting signal l, the deviation signal o becomes a positive signal. Cantilever element 33
And is output to the subtractor 35.

この減算器35に入力された偏差信号oは、この減算器35
で偏差信号hと減算された後、減算器34を介して積分要
素16に入力される。そのため、積分要素16は着火時流量
設定信号lを超える積分要素出力iを出力することがで
きず、積分要素出力iは着火時流量設定信号l以下に制
限される。その結果、実燃料流量は着火時設定流量以下
に抑えられ、オーバシュート動作が防止される。
The deviation signal o input to the subtractor 35 is
After being subtracted from the deviation signal h at, it is input to the integration element 16 via the subtractor 34. Therefore, the integral element 16 cannot output the integral element output i exceeding the ignition flow rate setting signal l, and the integral element output i is limited to the ignition flow rate setting signal 1 or less. As a result, the actual fuel flow rate is suppressed below the set flow rate during ignition, and the overshoot operation is prevented.

その後着火動作が行なわれ、着火が確認されたときに、
すなわち時間軸上のL点において、着火後流量設定器37
から着火後流量設定信号mが出力されるとともに、切替
器41が動作して接点59と接点60が導通状態となって、着
火後流量設定信号mが各接点59,60,62,63を通って流
れ、減算器46に入力される。
After that, an ignition operation is performed, and when ignition is confirmed,
That is, at the point L on the time axis, the post-ignition flow rate setter 37
The post-ignition flow rate setting signal m is output from the switch, and the switch 41 operates to bring the contacts 59 and 60 into conduction, so that the post-ignition flow rate setting signal m passes through the respective contacts 59, 60, 62, 63. And is input to the subtractor 46.

この場合着火後流量設定信号mよりも積分要素出力iが
大きいから、その偏差信号oは正の信号として片持性要
素を通り、減算器35,34を介して積分要素16に入力され
る。そのため積分要素16は積分要素出力iが着火後流量
設定信号mと同じ値になるまで積分動作を行なう。この
ように、積分要素出力iが着火流量設定信号mの値に強
制的に設定されるため、実燃料流量は急激に下降して着
火後設定流量に達する。
In this case, since the integral element output i is larger than the post-ignition flow rate setting signal m, the deviation signal o passes through the cantilever element as a positive signal and is input to the integral element 16 via the subtracters 35 and 34. Therefore, the integral element 16 performs the integral operation until the integral element output i becomes the same value as the flow rate setting signal m after ignition. In this way, since the integral element output i is forcibly set to the value of the ignition flow rate setting signal m, the actual fuel flow rate drops sharply and reaches the set flow rate after ignition.

実燃料流量が着火後設定流量に達したとき、すなわち時
間軸上のM点において、切替器39と切替器42が動作して
接点55と接点54、接点63と接点64がそれぞれ導通状態と
なり、着火後設定流量信号mは各接点55,54,56,57を通
って流れて減算器45に入力される。そして、減算器45で
着火後設定流量信号mと積分要素出力iとの減算がなさ
れ、積分要素出力iが小さくなる場合にのみ、その偏差
信号nが負の信号として減算器34に入力される。偏差し
号nはこの減算器34で減算された後、積分要素16に入力
される。
When the actual fuel flow rate reaches the set flow rate after ignition, that is, at the point M on the time axis, the switching unit 39 and the switching unit 42 operate to bring the contacts 55 and 54, and the contacts 63 and 64 into conduction, respectively. After ignition, the set flow rate signal m flows through the contacts 55, 54, 56, 57 and is input to the subtractor 45. Then, the subtractor 45 subtracts the post-ignition set flow rate signal m from the integral element output i, and only when the integral element output i becomes small, the deviation signal n is input to the subtractor 34 as a negative signal. . The deviated sign n is subtracted by the subtractor 34 and then input to the integration element 16.

そのため、積分要素16は着火後流量設定信号mよりも小
さい積分要素出力iを出力することができず、積分要素
出力iは着火後流量設定信号m以上に制限される。その
結果、実燃料流量は着火後設定流量以上に制限され、ア
ンダシュート動作が防止される。
Therefore, the integral element 16 cannot output the integral element output i smaller than the post-ignition flow rate setting signal m, and the integral element output i is limited to the post-ignition flow rate setting signal m or more. As a result, the actual fuel flow rate is limited to the set flow rate after ignition and the undershoot operation is prevented.

そうして、着火後設定流量の状態で暖機運転がなされ、
暖機終了後(N点以後)は起動制御系22からの起動信号
eにより設定燃料流量が序々に増加され、それに伴って
実燃料流量も上昇していく。
Then, after ignition, warm-up operation is performed at the set flow rate,
After the warm-up is completed (after the point N), the set fuel flow rate is gradually increased by the start signal e from the start control system 22, and the actual fuel flow rate is also increased accordingly.

上記実施例においては、積分要素出力制御装置30により
積分要素出力iが制御されることにより、設定燃料流量
がステップ的に変化する場合でも、実燃料流量もほぼス
テップ的に追従させることが可能となる。そのため、実
燃料流量にオーバシュート、アンダシュート動作が生じ
ることはなく、着火失敗、着火後の失火が防止され、ガ
スタービンプラントを極めて安定的に運転することが可
能になる。
In the above embodiment, the integral element output controller 30 controls the integral element output i, so that even if the set fuel flow rate changes stepwise, the actual fuel flow rate can be made to follow stepwise. Become. Therefore, overshoot and undershoot operations do not occur in the actual fuel flow rate, ignition failure and misfire after ignition are prevented, and it becomes possible to operate the gas turbine plant extremely stably.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明に係るガスタービン制御装置は、着火時および着
火後に設定燃料流量を得るべく積分要素の出力の値を強
制的に設定するととともに、設定燃料流量に達した後は
その積分要素の出力の値を制限する積分要素出力制御装
置が備えられたから、実燃料流量を設定燃料流量の変化
にほぼ追従させることが可能になる。
The gas turbine control device according to the present invention forcibly sets the value of the output of the integral element in order to obtain the set fuel flow rate during and after ignition, and after the set fuel flow rate is reached, the value of the output of the integral element Since the integral element output control device for limiting the above is provided, it is possible to make the actual fuel flow rate substantially follow the change in the set fuel flow rate.

したがって、実燃料流量にオーバシュート、アンダシュ
ート動作が生じることはなく、着火失敗、着火後の失火
が防止され、ガスタービンプラントを極めて安定的に運
転することが可能になる。
Therefore, overshooting and undershooting operations do not occur in the actual fuel flow rate, ignition failure and misfire after ignition are prevented, and the gas turbine plant can be operated extremely stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係るガスタービン制御装置の一実施例
を示す図、第2図は上記実施例による時間軸上の設定燃
料流量、実燃料流量、実回転数の変化を示す図、第3図
は一般的なガスタービンプラントの構成図、第4図は一
般的なガスタービンプラントに組み込まれる従来のガス
タービン制御装置を示す図、第5図は従来のガスタービ
ン制御装置による時間軸上の設定燃料流量、実燃料流
量、実回転数の変化を示す図である。 13……指令制御系、14……低値優先回路、16……積分要
素、18……比例要素、29……ガスタービン制御装置、30
……積分要素出力制御装置、31……着火制御系、32,33
……片持性要素、36……着火時流量設定器、37……着火
後流量設定器、38,39,40,41,42……切替器、a……フィ
ードバック弁開度指令、b……燃料流量検出信号、i…
…積分要素出力。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a gas turbine control device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing changes in a set fuel flow rate, an actual fuel flow rate, and an actual rotational speed on a time axis according to the above embodiment, FIG. 3 is a configuration diagram of a general gas turbine plant, FIG. 4 is a diagram showing a conventional gas turbine control device incorporated in a general gas turbine plant, and FIG. 5 is a time axis by a conventional gas turbine control device. 5 is a diagram showing changes in the set fuel flow rate, the actual fuel flow rate, and the actual rotation speed of FIG. 13 ... Command control system, 14 ... Low value priority circuit, 16 ... Integral element, 18 ... Proportional element, 29 ... Gas turbine control device, 30
...... Integral element output controller, 31 …… Ignition control system, 32,33
...... Cantilever element, 36 ...... Flow rate set at ignition, 37 ...... Flow rate set after ignition, 38,39,40,41,42 ...... Switch, a ...... Feedback valve opening command, b ... ... Fuel flow rate detection signal, i ...
… Integral element output.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガスタービン燃焼器への実燃料流量の検出
値をフィードバックさせ、この検出値と設定燃料流量と
の差を積分要素により積分して実燃料流量を制御するガ
スタービン制御装置において、着火時および着火後に、
設定燃料流量を得るべく前記積分要素の出力の値を強制
的に設定するとともに、設定燃料流量に達した後はその
積分要素の出力の値を制限する積分要素出力制御装置が
備えられたことを特徴とするガスタービン制御装置。
1. A gas turbine control device for feeding back a detected value of an actual fuel flow rate to a gas turbine combustor, and integrating the difference between the detected value and a set fuel flow rate by an integral element to control the actual fuel flow rate, During and after ignition,
An integral element output control device is provided for forcibly setting the output value of the integral element to obtain the set fuel flow rate and for limiting the output value of the integral element after reaching the set fuel flow rate. A characteristic gas turbine control device.
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