JPS5847125A - ガスタ−ビン燃料制御装置 - Google Patents

ガスタ−ビン燃料制御装置

Info

Publication number
JPS5847125A
JPS5847125A JP14376081A JP14376081A JPS5847125A JP S5847125 A JPS5847125 A JP S5847125A JP 14376081 A JP14376081 A JP 14376081A JP 14376081 A JP14376081 A JP 14376081A JP S5847125 A JPS5847125 A JP S5847125A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control system
fuel
control
acceleration
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP14376081A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6214697B2 (ja
Inventor
Shigeki Adachi
足立 茂樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP14376081A priority Critical patent/JPS5847125A/ja
Priority to EP82104480A priority patent/EP0066223A1/en
Priority to US06/380,774 priority patent/US4517797A/en
Publication of JPS5847125A publication Critical patent/JPS5847125A/ja
Publication of JPS6214697B2 publication Critical patent/JPS6214697B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F02C9/32—Control of fuel supply characterised by throttling of fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/02—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/04—Purpose of the control system to control acceleration (u)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/11—Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05D2270/112—Purpose of the control system to prolong engine life by limiting temperatures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

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】 本発明は、フィードバック量でるるタービン加速度およ
び排気温度の何れかが設定値よりも大であることを検出
し丸場合には、直ちに抑制制御にφ行し得るように構成
されたガスタービン燃料制御装置にv14fるもので娶
る。
ガスj−ピン発電においでは燃msに流入する燃料の量
を制御することが行なわれているが、従来にあっては加
速jI!制御や温度制御へO移行に際しては制御に遍れ
が生じ、これがために温度中加速度の急上昇を抑え得な
いという欠点がある。
即ち、禽1図に示す如くガスタービン発電においては、
圧縮機1からの圧#空気は燃焼1iI2で加熱されるこ
とによって高温のガスとなp、これがタービン3に作用
することによって発電機4が回@IIIK#され1発電
44で発生された1カはし中断aSを介し系統に送電さ
れるようになっているものである。これよりも判るよう
にタービン3に供#1k−5れるガスの温度は燃塙器2
での加熱温度に左右されるわけであるが、その温*0f
itl#はタービン3の起動−始痛初よp定常運転状虐
に至つ先後においても必要なもので弗る。これは、ター
ビンを急激なa度上昇より保−シfI−夛、負荷変動に
対逃する必要があるからでめる。温度の制御は具体的に
は燃*!2に流入する燃料の量を制御することによって
行なわれる0図示の即く燃m器2には燃料供給f9が接
続されてお〕、燃料供給管9途中に設けられている燃料
調整弁7を燃料制#装置8が制御することによって、j
ll適な燃料の量が燃fi!2に流入するようになして
いるものである。
第2図は燃料制#装置8のブロック構成を示す。
仁れによるとガスタービンの燃料−御系は起動制御系1
G、速度/負荷制御系11.加速度制御系12、温Fi
t制御系13に大別される。このうち起#制御系lOは
ガスタービン起動時に予め定められた起動プログラム信
号によって燃料式量を制御し、ガスタービンを定格速度
に迄立上げるべく機餌する。tた。速度/負荷制御系1
1はガスタービンが定格速度に達し九後の速度および負
荷を制御するためのものである。これら2つの制御系は
いわば生える制御に関してのものである。これに対しf
iりの加速度制御系12およびa度制御系13はオーバ
ライド制御″kgするものであり、主たる制御を抑えタ
ービンを保護すべく機能する。
このうち加速制御系12は起動時でのタービン加速度が
設定値を越えないように制御する丸めのものであp、ま
た、温度制御系13はタービンにおける高直部分の寿命
を管理する丸めのもので、ガスタービン起動時にはその
部分における温度変化率が設定値を越えないように、負
荷4@中にあってはflA焼a*が設定値を越えないよ
うに制御する大めのものでbる。骨制御系からの燃料制
御信号はタービン1転状−に応じ切換ゲート14よp選
択的に出力されて燃料g!1弁7を制御するようになっ
ているわけでるる。
ところで従来にあっては切換ゲート14に低値優先回路
を使用することによって、auto燃料制御信号のうち
から最小のものを燃料−壷弁7に対、し選択的に出力し
てい九が、低i[優先回路を使用したことによる欠点は
加速度制御、@度制御への切換えめ頗時閾遍れが存する
ということである。
というのは、加速度制御および1直制御下における比ガ
積分器の出力はフィードバック量が設定値よ〕も小さい
場合は飽和してお〕、このような場合に例えばタービン
通速度が急上昇したとしても加速度制御に切換わる丸め
には積分器の出力が飽和値よp篩下する必要がるシ、下
降する迄に積分時間を要することから、直ちにはタービ
ン加i!i度の上昇を抑え4ないというものである。
よって本発明の目的は、フィード/(ツク量であるター
ビンカl速度、排気温度の何れかが設定値よりも大とな
った場合には直ちにオーバライド制御に移行し得るガス
タービン制御装置tt供するにある。
仁の目的のため本発明は、オー/(ライド制御系に速度
形比例槓分器を使用し、フィートノ(ツク量であるター
ビン加速度、 #fi温度の何れかが設定値よルも大と
なつ九場合には直ちにその旨を検出して低1に優先1g
l路、積分−を介しオーバライド制御系からの燃料制御
信号を燃料−贅弁制御用として出力するようになし九も
ので6る。tた、本発明においてはオーバ2イド1tl
llll系から生える制御系への切換は上ml積分器の
出力と王たる制御系からの燃料制御信号を比較し、燃料
制御信号が積分器出力より小となつ九時点で行なうよう
にしている。このようにして切換を行なう場合は燃料#
ui弁に対する燃料制御信号は不連続状−で切換される
ことはなく、シたがって切換に伴うシ日ツクは何等存し
なくなるからである。
以下1本発明を嬉3図から第5図により説明する。
先ず第3図−)〜(至)によ)起動制−系よp出力され
る燃料制御信号゛としての起動プログツム信号および残
pの3つの制御系の構成を説明すれば以下のようである
。なお、従来技術に係るtのと実質的に異なるとζろは
、オー/(クイドー御系には新たに設定値とフィードバ
ック量とを比較する;ンパレータが要件として加わhし
かも比例積分器が速lIL形比fl積分器に置換されて
いることである。
先ず1iAtIJプログラム信号であるが、これは第3
図(旬に示すが即くに4生される。即ち1点火信号2T
VXによる点火の時点で初めて起動プログツム信号CF
F (8B?)を点火に必lI表一定値に立上がらせ、
その儀点火確−信号211FDXが得られた時点で一定
時間暖機燃料量へと一旦減少させるもので委る。暖績終
了に伴いタイマ出力で参るlII機終了信号2WXが得
られた時点からは指歇関歇的に起動プログラム信号0F
F(8R,T)を徐々に増大せしめることによってター
ビンt一定格回転速度状悪に移行せしめるわけでるる。
次に速度/負荷制御系、加速度制御系、温度制御系の構
成について説明すれば、その構成はそれぞれ183図(
6)〜(d)に示すところで6る。速度/負荷制御系は
図示の如(ガバナ設定置とフィードバック量としてのタ
ービン速度との偏fIiを比例演算要素15によって比
例演算し、これに無負荷時での燃料値が加算されること
によって、定格速度状趨時における燃料制御信号CFF
(GOV)を得んとするものである。また、゛加速度制
御系と1!1FIt市ttm系はほぼ同様なnI成とな
っておシ、設定値とフィードバック量としてOタービン
速度、排気温度との偏差を速度形比例積分O1算妥索1
6゜18によって演算し、この演算出力を燃料制御信号
ACC(PIV)、TEMP (PIT)としたもので
委る。速度形比伺積分演算要素16.18における入出
力関係は第5図−)に示す如く入力をX1出力をYとす
る場合人力Xと出力Yとの関には以下の関係が成立する
。
Y=K (X−X−、)+X’l’ s /T *但し
、TmはサンプリングJ4期、TIは積分ゲイン%には
比例ゲイン、X−1は前61ノブリング1直である。
こnら加速度制御系、1度制御系が従来技術にするもの
と異なるところは既述した如くボンパレータ17.19
が新たに設けられていることである。設定値よりもフィ
ードバック量が大である場合にはその閾に@〕それぞれ
ハイレベル伏線の信号ACC,TIMFが出力されるよ
うに’&りているものでるる、これら信号ムCC,TR
MFが後述する即くオーパライド制御要求信号として横
1するようになっているわけでるる。
さて本発明をjl14 d(a)、 (11によって説
明する・先ず本発明による制御装置の一般的動作は以下
のようになる。
即ち、タービンの動作条件が成立していない間はマスタ
信号MgTRは得られず、したがってアナ四グマルチプ
レクtとしてのアナ付グスイッチ35は電圧直重の信号
く0〉を燃料、ill!弁に燃料−両信号CPFとして
出力するようになっている。
よってマータ信号MaTRが得られない間は燃焼器には
何等燃料は供給されないもので委る。なお、アナログス
イッチ35は第5図(11に示す如(A択入力8wO*
fiレベルがいわゆるローレベル状態で弗る場合には入
力X、を、ま九、/1イレペル状態で6る場合は入力X
1をそれぞれ出力Yとして選択出力するもQでhシ、こ
の事情は後出するアナログスイッチについても同様であ
る。
さてタービンの動作条件が成立してタービンが起動され
ている閾はタニビンが定格速度に適し九旨を示すi1号
100%Nは得られず、し九がって+1t−1t100
%INをタイマ24に□よプi4延することによって得
られる信号GOVERNING%また得られていないこ
とから、タービンが71ii!−中にある間は原則とし
て起!IJ&御系からの燃料−両信号0FF(8RT)
がアナログスイッチ29,34゜35を介して燃料調鐵
弁に燃料制御i1号OFFとして与え゛られるわけであ
る。起−制御によってり−ピン速度が定格状趨にやがて
達すると、171号100%Nが以降継続的に得られ、
し九がって信号GOVERNINGもまた遅延され九伏
線で継続的に得られることになるが、信号GOVIRN
INGが得られ九時点からは速度/負#制#系からの燃
料制御信号OFF (GOV)が゛アナ目グスイッチ2
9.34.35を介し燃料−葺弁への燃料制御1H号O
FFとなるわけでるる。
ところで上記制御が行なわれている間にオーバライド制
御の必要が生じ九場合にはその旨はアンドゲート22お
よびオアーゲート23よ)なる7リツプ70ツブに記憶
保持される1厘逮R制御系、1R−鍔系の何れかにおい
て設定値よpもフィードバック量が大きくなった場合は
その旨はツノパレータ17.19によって検出されるも
ので6る。
したがって、−機終了信号2WXが得られた時点以降コ
ンパレータ17,19の何れかよ〕その旨の18号Ac
e、 Tibi−pが得られた場合にはオアーゲート2
0.アンドゲート21を介し上記ツリツブ70ツブがセ
ット状態にお浄れ、 1tlll#は主たる制御よジオ
−パライト制御に移行するわけである。7リツプ70ツ
グのセット出力信号TEMPて入力されていることから
、アナログスイッチ34からはオーバライド制御系から
の燃料制御信号が出力されるものである。オーバライド
制御系から04料制#信号ACC(PIV)、TEMP
(PIV)05ら1に小540#低1[f先IQ114
I31 。
゛積分器33.アナログスイッチ34.35を介し燃料
−葺弁に燃料制御信号OFFとして与えられるわけであ
るが、この場合積分a33への入力信号は信号TgMP
+人CCによって−、#される。
figs図(C)に示す如く積分aaaは)ii式人力
8wがローレベル状態である場合は入力X、を、ハイレ
ベル伏線である場合には^力X、をそれぞれ積分するよ
うになってやる。したがって、信号TEMP+ムCCが
得られていない間は積分aaaは加算オフセラ)tJE
信号0FFf9]1i:Tが加えられ丸ものを積分して
お)、7オp−7ツプモードにある。
このような状態で信号TEMP+人CGが4bれると、
411I分器33は加算−32からの出力ではなく低1
直優先回路31からのオニパライド−御系燃料制−信号
をそれ迄の積分値をvJ期値として積分するようになる
わけである。
オーバライド制御への移行は以上のようで6るが、オー
バライドrlIl#よ)王たる制御への移行はコンパレ
ータ30によっている。’:5yAv−タ30はタービ
ン起動時にイニシャル替セット信号LaBT)を発生し
て既述のツリップツロッグを強制的にリセットする他、
積分a33からの出力がアナログスイッチ29からの生
えるm御系燃料制#備号よりも大龜iことを検出し九場
倉には生える制御への移行条件が粛り九として111i
ll切換信号(GOV)を発生することによって1、セ
ット状jllK6る7リツプフロツtをリセットする。
即ち。
コンパレータ30かもの信号8BT+GOVによって7
リツプツロツグはリセットされるわけであ〕、真にこの
′7リツプ70ツブの状態によって主たる制御かオーバ
ライド制御かが1tIII14されているものである。
もしもオアーゲート20の出力によって主たる制御かオ
ーパライード−御かを制御するとすれば、制−〇切換が
4鯖に生じるばかシか、場合によりてはハンチング現象
が生じるが、上述した如くにiIImする場合嬬そのよ
うな不入食は回避され得るもので番る。上記の如くにし
て生える制御系に移行するに癲して重要なことは、制御
切換に伴うショックが存しなく円滑に制御切換が行ない
得ることである。これはコンパレータ30の比較原理よ
シしC明らかである。tた、加速度制御と温度制御との
関ot1g換もショックなしに行ない得る。これは、速
PR形比例積分演算出力をコノパン−夕を^備、した低
値優先回路31で切換しているからで娶る。
なお、符号27.2L 4G、41はそれでれ水用、加
速度制#モード表示用、11度制御モード表示用o’t
ta示−を示す、燃焼器で燃料が実際に燃焼しでやる旨
を示す信号FIRINGが得られ。
、しかも償4TEMP+ムCC,GOVERNINGが
得られていないことをアンドグー)25で検出し、その
検出出力をして起動制御層−ド貞示用の表示器27を駆
j#真示するもので桑ろ、遮*/負荷制御モード表示用
の表示器28についではアンドグー)26が11号GO
VIi:RNING カ得られ、しかも信号TIMF+
人CCが得られていないことを検出することによって駆
動表示されるよ、5になっている。一方、加速度制御篭
−ド真示用、温直制御モード真示用の表示1)40.4
10JI#真示は。
モニタリレー36.3’lが低値優先回路31よp出力
されて^る燃料制御信号が加速度制御に係るものかaf
t制御に係るものかを検出し、これら検出出力と信号T
l!MP十五〇〇とを論理項するアンドゲート38,3
9の出力によって行われるようになってい為。
以上d明しえように本発明は、オーパライド制御系に遭
IILf#比例積分演算要素を使用し、主える制御よシ
オーパツイド制御への切換はその必要を検出し九時点で
、まえ、オーパライド制御よ〕主える制御゛への切換は
オーバライド制−に係る燃料制御信号が王たる制御に係
るそれよりも大となった時点でそれぞれ行なわれるぺ(
構成し九もので6る。したがって本発明による場合はラ
イ−ドパツク量でらるタービン加速度、排気1度の何れ
かが設定値よりも大となった時点で従来の場合とは異な
って、直ちにオーパライド制御に移行し得るという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
jl1図t!、カスタービン発電システムの一般的なシ
ステム構成を示す図、#12図は、そのシステム構成に
おける燃料制御装置の従来技#に係る概要構成を示す図
、第3図−)〜(d)は何れも本発11に係汎同図(畠
)は起動制御系よ〕得られる燃料制御信号ツバターンを
、同gI(iI〜φ)はそれぞれ逮直/速度負荷制御系
、加速を制御系、a度制御系の構成を示す図%44図(
al)、(−は1本発明によるガスタービン燃料制御装
置の一例でO#l成を示すtSII。 第8図−]〜(C)は、第3図(C)、に)および#I
4図(6)中における要部回路部品の機能を説明するた
めの因である。 Is−比例演算要素、16.18−速*形比例積分演算
11:lth I L 19e 30・”:xyパレー
タ。 24−/(−1m 29,34.36−1tH/Xイツ
チ、lx−・低値優先回路、3g−4分−0代塩入 弁
塩士 秋本正夾 第1図 第2図 @J1L−1 第3図 第4図 (a−)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、タービン起一時の燃料制御信号をプログラム的に発
    生する起fIk−制御系、ガバナ一定−とタービン速度
    の偏差にもとづき比例演算を行なiタービン定格速度時
    の燃料制御信号を発生する速度/負荷制御系、設定値と
    ター−ビン加速に、排気温度との1差を各々速度形比例
    積分〆算要素によ)yL稗しそれぞれタービン加速度、
    排気ttutmso九めの燃料d#(1号を発生する加
    速度制御系および温度制御系を含み、上記各−御系・蛤
    応O燃料制御信号よnn択され九何れか1つをして燃m
    eに流入する燃料の量を制御するガスタービン燃料制御
    装置にして、加速度制御系、1度制御系にそれぞれ設定
    値よりもタービン加速tL、排気1度が大となつ要旨を
    検出する第1.a12のコンパレータを設ける一方、起
    動制御系および速度/負荷制御系よシ得られる燃料11
    Il#11f#を@1のマルチプレクサを介し第2のi
    ルチプ・レクサの1入力とし、該第2のマルチプレクサ
    の出力および低1i[優先回路を介された加速度制御系
    および11iLk11tIl−系の燃料制御1411i
    I号を積分器を介し嬉2のマルチプレクサの他入力とす
    るとともに、上記積分器お出力が41のマルチプレクサ
    の出力よりも大となる旨をコンパレータで検出するよう
    になし、lll11 、 #12のコンパレータ出力の
    diI塩和および第3のコンパレータ出力によって反転
    制御されるクリップツロツプによ2ズ上記積分器におけ
    る4積分入力、第2の!ルチプレクサ出力を選択制御す
    ることによシ、第2のマルチプレク?出力を燃焼器に流
    入する燃料の量を制御する燃料@m(11号として得る
    構成を特徴とするガスタービン6%制御装置、  ′
JP14376081A 1981-05-25 1981-09-14 ガスタ−ビン燃料制御装置 Granted JPS5847125A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14376081A JPS5847125A (ja) 1981-09-14 1981-09-14 ガスタ−ビン燃料制御装置
EP82104480A EP0066223A1 (en) 1981-05-25 1982-05-21 Fuel control method for gas turbine
US06/380,774 US4517797A (en) 1981-05-25 1982-05-21 Fuel control method for gas turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14376081A JPS5847125A (ja) 1981-09-14 1981-09-14 ガスタ−ビン燃料制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5847125A true JPS5847125A (ja) 1983-03-18
JPS6214697B2 JPS6214697B2 (ja) 1987-04-03

Family

ID=15346379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14376081A Granted JPS5847125A (ja) 1981-05-25 1981-09-14 ガスタ−ビン燃料制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5847125A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4650785B2 (ja) * 2004-11-18 2011-03-16 株式会社Ihi ガスタービンエンジンの燃料制御方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6214697B2 (ja) 1987-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6018818B2 (ja) 燃料制御装置
JPH0715653B2 (ja) 燃料電池出力制御装置
JPS6214697B2 (ja)
JPH05272361A (ja) 複合サイクル発電プラントの負荷制御装置
JPS60107268A (ja) 燃料電池発電プラントの制御装置
JP2517804Y2 (ja) 水車発電機の応水制御装置
JP2612023B2 (ja) ガスタービン制御装置
JPS62157219A (ja) 廃熱タ−ビン前圧制御装置
JPH01224413A (ja) ガスタービン燃料制御装置
JP2642999B2 (ja) コンバインドサイクルプラントの負荷制御装置
JPS62245046A (ja) 給湯器の制御装置
JPS5831201Y2 (ja) 制御装置
JPS62225724A (ja) ガスタ−ビン制御装置
JPS63150403A (ja) タ−ビン制御装置
JPH0446336B2 (ja)
JPS6214696B2 (ja)
JPH076413B2 (ja) ガスタ−ビン制御装置
JP2511908B2 (ja) タ−ビン制御装置
JPH041175B2 (ja)
JPS62291402A (ja) 系統周波数急減時の負荷バツクアツプ方法
JPS60209694A (ja) 風量制御装置
JPS63183272A (ja) 水車発電機の起動装置
JPS6357802A (ja) 膨張タ−ビンの制御装置
JPH0331611A (ja) 多燃料系燃焼装置のカスケード制御装置
JPS59221511A (ja) ごみ焼却炉の燃焼制御方法