JPS60247014A - ガスタ−ビン燃焼ガス温度制御方法および装置 - Google Patents
ガスタ−ビン燃焼ガス温度制御方法および装置Info
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- JPS60247014A JPS60247014A JP10250284A JP10250284A JPS60247014A JP S60247014 A JPS60247014 A JP S60247014A JP 10250284 A JP10250284 A JP 10250284A JP 10250284 A JP10250284 A JP 10250284A JP S60247014 A JPS60247014 A JP S60247014A
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- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はガスタービン圧縮機吐出空気圧力とガスタービ
ン排気ガス温度とを測定し、これらの測定値を使ってガ
スタービン燃焼ガス温度を制御するガスタービン燃焼ガ
ス温度制御方法および装置に関する。
ン排気ガス温度とを測定し、これらの測定値を使ってガ
スタービン燃焼ガス温度を制御するガスタービン燃焼ガ
ス温度制御方法および装置に関する。
ガスタービン制御系において、特に−軸型ガスタービン
の運転状態を規定するのは、最終的には燃料の流量であ
る。
の運転状態を規定するのは、最終的には燃料の流量であ
る。
第１図に代表的な一軸型ガスタービンの構成要素を示し
、第２図に代表的なガスタービン制御概念図を示す。
、第２図に代表的なガスタービン制御概念図を示す。
その第１図に示す一軸型ガスタービンは、ガスタービン
圧縮機１と、燃焼器２と、ガスタービン３と、発電機等
の負荷４と、燃料遮断弁５および燃料流量調整弁６を含
む燃料供給系統等を有している。なお、この第１図にお
いて、ＩＡはガスタービン圧縮機入口空気、ＥＧはガス
タービン排気ガス、Ｆは燃料を示す。
圧縮機１と、燃焼器２と、ガスタービン３と、発電機等
の負荷４と、燃料遮断弁５および燃料流量調整弁６を含
む燃料供給系統等を有している。なお、この第１図にお
いて、ＩＡはガスタービン圧縮機入口空気、ＥＧはガス
タービン排気ガス、Ｆは燃料を示す。
また、第２図に示すガスタービン制御系は、低値選択器
７を備えている。表お、第２図中、■ＣＥはガスタービ
ン制御信号を示す。
７を備えている。表お、第２図中、■ＣＥはガスタービ
ン制御信号を示す。
前記燃焼器２に供給する燃料流量を制御する要素として
は、起動状態では燃焼ガスまたは排気ガス温度、および
起動制御信号であわ、また負荷状態では燃焼ガスまたは
排気ガス温度、および速度制御信号である。発電機用ガ
スタービンでは、速度を一定に保つ必要があるため、部
分負荷状態では速度制御によ多燃料流量が制御されてい
る。しかし、速度制御のみでは、負荷が大きくなった時
、必然的に増大する燃焼ガス温度によるガスタービン高
温通路部品の寿命消費を抑制することができない。その
ため、ある一定のガスタービン燃焼ガス温度上限値を設
定し、その値を越えないように制御している。これが温
度制御である。
は、起動状態では燃焼ガスまたは排気ガス温度、および
起動制御信号であわ、また負荷状態では燃焼ガスまたは
排気ガス温度、および速度制御信号である。発電機用ガ
スタービンでは、速度を一定に保つ必要があるため、部
分負荷状態では速度制御によ多燃料流量が制御されてい
る。しかし、速度制御のみでは、負荷が大きくなった時
、必然的に増大する燃焼ガス温度によるガスタービン高
温通路部品の寿命消費を抑制することができない。その
ため、ある一定のガスタービン燃焼ガス温度上限値を設
定し、その値を越えないように制御している。これが温
度制御である。
第３図に代表的なガスタービン状態線図を示す。
この第３図において、Ｓはエントロピ、■はエンタルピ
、Ｗｃは圧縮仕事、Ｆは燃料、ＷＴはガスタービン仕事
を示し、また８はガスタービン圧縮機入口、９はガスタ
ービン圧縮機出口、１０はガスタービン入口、１１はガ
スタービン出口を示す。
、Ｗｃは圧縮仕事、Ｆは燃料、ＷＴはガスタービン仕事
を示し、また８はガスタービン圧縮機入口、９はガスタ
ービン圧縮機出口、１０はガスタービン入口、１１はガ
スタービン出口を示す。
ところで、直接的にガスタービン入口温度（燃焼ガス温
度）を測定することは技術的に不可能ではないが、この
燃焼ガス温度は１００ＯＣを越え、これの真値を正確に
測定することは非常に困難である。また、ガスタービン
入口における燃焼ガス温度分布は一様ではない。したが
って、他の方法で燃焼ガス温度を間接的に測定する必要
がある。
度）を測定することは技術的に不可能ではないが、この
燃焼ガス温度は１００ＯＣを越え、これの真値を正確に
測定することは非常に困難である。また、ガスタービン
入口における燃焼ガス温度分布は一様ではない。したが
って、他の方法で燃焼ガス温度を間接的に測定する必要
がある。
この代表的方法として、ガスタービン圧縮機吐出空気圧
力バイアス法がある。これは、ガスタービン圧縮機吐出
空気圧力とガスタービン排気ガス温度を測定し、燃焼ガ
ス温度を演算する方法である。
力バイアス法がある。これは、ガスタービン圧縮機吐出
空気圧力とガスタービン排気ガス温度を測定し、燃焼ガ
ス温度を演算する方法である。
これを第３図の状態線図をもとにして考えると、ガスタ
ービン圧縮機吐出空気圧力およびガスタービン排気ガス
温度と燃焼ガス温度との間には、ある関係が成立するこ
とが判る。ここで、第３図の縦軸のエンタルピ■はほぼ
温度に比例しているので、縦軸を温度と考えることがで
きる。
ービン圧縮機吐出空気圧力およびガスタービン排気ガス
温度と燃焼ガス温度との間には、ある関係が成立するこ
とが判る。ここで、第３図の縦軸のエンタルピ■はほぼ
温度に比例しているので、縦軸を温度と考えることがで
きる。
第４図にガスタービン状態変化図を示し、第５図にガス
タービン圧縮機吐出空気圧力、ガスタービン排気ガス温
度および燃焼ガス温度の関係を示す。
タービン圧縮機吐出空気圧力、ガスタービン排気ガス温
度および燃焼ガス温度の関係を示す。
なお、第４図中、Ｔは温度、ＴＦは燃・焼ガス温度上限
値を示し、他の諸元は第３図と同様とする。
値を示し、他の諸元は第３図と同様とする。
また、第５図中、Ｔｘはガスタービン排気ガス温度、Ｐ
ｃＤはガスタービン圧縮機吐出空気圧力を示す。
ｃＤはガスタービン圧縮機吐出空気圧力を示す。
第４図において、ガスタービンがある温度上限値で、つ
まシ８→９゛→１０→１１で運転されているとする。次
に１何らかの運転条件変化によシ、ガスタービン圧縮機
吐出空気圧力が上昇し、９′になったとする。この時、
燃料流量が変化しなければ、８→９′→工０“→工１”
となシ、燃焼ガス温度が上限値を越えてしまう。そこで
、燃料流量を絞って、燃焼ガス温度が１０’点になるよ
うにすれば、８→９′→１０′→１１′の形となる。
まシ８→９゛→１０→１１で運転されているとする。次
に１何らかの運転条件変化によシ、ガスタービン圧縮機
吐出空気圧力が上昇し、９′になったとする。この時、
燃料流量が変化しなければ、８→９′→工０“→工１”
となシ、燃焼ガス温度が上限値を越えてしまう。そこで
、燃料流量を絞って、燃焼ガス温度が１０’点になるよ
うにすれば、８→９′→１０′→１１′の形となる。
今、ガスタービンの種々の運転状態（大気温度。
負荷２等々）において、ガスタービン圧縮機吐出空気圧
力ＰＣＤ％ガスタービン排気ガス温度Ｔｘおよび燃焼ガ
ス温度Ｔｙの関係をプロットすると、第５図のようにな
シ、最終的には、 Ｔ ｒ ＝ ｆ （Ｐｅａ 、 Ｔｘ ）で表わされる
式で燃焼ガス温度を算出することができる。この例で、
ガスタービン圧縮機吐出空気圧力Ｐｅａが９′、ガスタ
ービン排気ガス温度Ｔｘが１１’にあれば、計算された
燃焼ガス温度値は、燃焼ガス上限値Ｔｙを越えるので、
燃料流量を絞って、燃焼ガス温度上限値ＴＦに戻るよう
に制御される。
力ＰＣＤ％ガスタービン排気ガス温度Ｔｘおよび燃焼ガ
ス温度Ｔｙの関係をプロットすると、第５図のようにな
シ、最終的には、 Ｔ ｒ ＝ ｆ （Ｐｅａ 、 Ｔｘ ）で表わされる
式で燃焼ガス温度を算出することができる。この例で、
ガスタービン圧縮機吐出空気圧力Ｐｅａが９′、ガスタ
ービン排気ガス温度Ｔｘが１１’にあれば、計算された
燃焼ガス温度値は、燃焼ガス上限値Ｔｙを越えるので、
燃料流量を絞って、燃焼ガス温度上限値ＴＦに戻るよう
に制御される。
第６図に従来技術としての代表者ガスタービン燃焼ガス
温度制御系を示す。
温度制御系を示す。
この制御系では、ガスタービン圧縮機出口に設置された
出力検知器（図示せず）によって測定されたガスタービ
ン圧縮機吐出空気圧力ＰｃＤは、関数器１２によシガス
タービン排気ガス温度である制御排気ガス温度信号Ｔｘ
となる。一方、圧力検知器故障時を想定し、信号発生器
１４によシ制御排気ガス温度上限信号ＴｘＭムＩを出力
し、前記制御排気ガス温度信号Ｔｘと制御排気ガス温度
上限信号ＴｘｙムＸのどちらか低値を低値選択器１３に
よシ選択し、ガスタービン排気ガス温度制御値Ｔ’ＸＬ
を出力する。他方、ガスタービン排気口に設置された複
数個の温度検知器（図示せず）によって測定されたガス
タービン排気ガス源Ｉｆ Ｍ 号Ｔ ｘ ｓ・・・・・
・ＴＸＮは中間値選択器１５に入り、中間値ＴｘＭが出
力される。また、前記温度制御値ＴＸＬと中間値ＴＸＭ
は比較器１７へ入シ、その差分が出力され、比例積分器
１８から中間値Ｔ ｘ ｙｉＥ温度制御値Ｔｘｘ。
出力検知器（図示せず）によって測定されたガスタービ
ン圧縮機吐出空気圧力ＰｃＤは、関数器１２によシガス
タービン排気ガス温度である制御排気ガス温度信号Ｔｘ
となる。一方、圧力検知器故障時を想定し、信号発生器
１４によシ制御排気ガス温度上限信号ＴｘＭムＩを出力
し、前記制御排気ガス温度信号Ｔｘと制御排気ガス温度
上限信号ＴｘｙムＸのどちらか低値を低値選択器１３に
よシ選択し、ガスタービン排気ガス温度制御値Ｔ’ＸＬ
を出力する。他方、ガスタービン排気口に設置された複
数個の温度検知器（図示せず）によって測定されたガス
タービン排気ガス源Ｉｆ Ｍ 号Ｔ ｘ ｓ・・・・・
・ＴＸＮは中間値選択器１５に入り、中間値ＴｘＭが出
力される。また、前記温度制御値ＴＸＬと中間値ＴＸＭ
は比較器１７へ入シ、その差分が出力され、比例積分器
１８から中間値Ｔ ｘ ｙｉＥ温度制御値Ｔｘｘ。
になるようにガスタービン制御信号ＶＣＥが出力される
。その際、温度上昇率制限器１６が出力される温度上昇
率についても比較され、制限値を越えないように制御さ
れる。
。その際、温度上昇率制限器１６が出力される温度上昇
率についても比較され、制限値を越えないように制御さ
れる。
この従来のガスタービン燃焼ガス温度制御系は、制御が
単純化されている点で有利である。
単純化されている点で有利である。
しかしながら、前記従来のガスタービン燃焼ガス温度制
御系は、第４図で説明したごとく、エンタルピがほぼ温
度に比例するものとして近似されているため、実際はガ
スタービン圧縮機入口の相対湿度によシ、エンタルピが
変化する影響が考慮されていない。この相対湿度のエン
タルピに及ぼす効果は、大気中に含まれる水蒸気量の相
異によ多発生するものでちる。
御系は、第４図で説明したごとく、エンタルピがほぼ温
度に比例するものとして近似されているため、実際はガ
スタービン圧縮機入口の相対湿度によシ、エンタルピが
変化する影響が考慮されていない。この相対湿度のエン
タルピに及ぼす効果は、大気中に含まれる水蒸気量の相
異によ多発生するものでちる。
第７図にある一定の燃焼温度における相対湿度の影響を
示す。
示す。
この第７図から判るように、相対湿度を０％としてＴ
Ｆ ＝ ｆ （Ｐｅｎ、 Ｔｘ ）を演算するか、また
は相対湿度を１００％としてＴＦ ＝ ｆ （Ｐｅｎ。
Ｆ ＝ ｆ （Ｐｅｎ、 Ｔｘ ）を演算するか、また
は相対湿度を１００％としてＴＦ ＝ ｆ （Ｐｅｎ。
Ｔｘ ）を演算するかで、燃焼ガス温度が変わってくる
。すなわち、相対湿度θ％で燃焼ガス温度制御演算器を
プログラムすると、相対湿度１００％時はガスタービン
排気ガス温度をΔＴｘだけさらに上昇しないと相対湿度
θ％と同じ燃焼ガス温度にならないにもかかわらず、Δ
Ｔｘだけ低くガスタービン排気ガス温度を制御してしま
うからである。これによシ、熱力学的に算出される出力
および効率よシ低い状態でガスタービンが運転されてし
まう。逆に相対湿度１００％でプログラムすると、相対
湿度０％時には燃焼ガス温度上限値を越えてガスタービ
ンが運転されるため、ガスタービン高温通路部品の寿命
を大きく消費してしまうという問題がある。
。すなわち、相対湿度θ％で燃焼ガス温度制御演算器を
プログラムすると、相対湿度１００％時はガスタービン
排気ガス温度をΔＴｘだけさらに上昇しないと相対湿度
θ％と同じ燃焼ガス温度にならないにもかかわらず、Δ
Ｔｘだけ低くガスタービン排気ガス温度を制御してしま
うからである。これによシ、熱力学的に算出される出力
および効率よシ低い状態でガスタービンが運転されてし
まう。逆に相対湿度１００％でプログラムすると、相対
湿度０％時には燃焼ガス温度上限値を越えてガスタービ
ンが運転されるため、ガスタービン高温通路部品の寿命
を大きく消費してしまうという問題がある。
本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、しかも
制御の単純性を損うことなく、ガスタービン燃焼ガス温
度を最適に制御できるガスタービン燃焼ガス温度制御方
法を提供するにあり、また本発明の他の目的は前記方法
を確実に実施し得るガスタービン燃焼ガス温度制御装置
を提供するにある。
制御の単純性を損うことなく、ガスタービン燃焼ガス温
度を最適に制御できるガスタービン燃焼ガス温度制御方
法を提供するにあり、また本発明の他の目的は前記方法
を確実に実施し得るガスタービン燃焼ガス温度制御装置
を提供するにある。
本発明方法は、ガスタービン圧縮機入口空気相対湿度を
検出し、このガスタービン圧縮機入口空気相対湿度を使
って相対湿度変化分によるガスタービン排気ガス温度変
化分を演算し、この演算値を、ガスタービン圧縮機吐出
空気圧力実測値を使つて演算されたガスタービン排気ガ
ス制御絶対値に加算し、この値をガスタービン排気ガス
制御指令値としてガスタービン排気ガス温度実測値と比
較し、その差分を極小とすることによって、ガスタービ
ン圧縮機入口相対湿度のいかんにかかわらず、ガスター
ビン燃焼ガス温度を設定値に制御するようにしたところ
に特徴を有するもので、この構成によシ制御の単純性を
損うことなく、ガスタービン燃焼ガス温度を最適に制御
することができる。
検出し、このガスタービン圧縮機入口空気相対湿度を使
って相対湿度変化分によるガスタービン排気ガス温度変
化分を演算し、この演算値を、ガスタービン圧縮機吐出
空気圧力実測値を使つて演算されたガスタービン排気ガ
ス制御絶対値に加算し、この値をガスタービン排気ガス
制御指令値としてガスタービン排気ガス温度実測値と比
較し、その差分を極小とすることによって、ガスタービ
ン圧縮機入口相対湿度のいかんにかかわらず、ガスター
ビン燃焼ガス温度を設定値に制御するようにしたところ
に特徴を有するもので、この構成によシ制御の単純性を
損うことなく、ガスタービン燃焼ガス温度を最適に制御
することができる。
また、本発明装置は、ガスタービン圧組機吐出空気圧力
実測値からガスタービン排気ガス制御絶対値を演算して
出力する第１の関数器を設け、ガスタービン圧縮機入口
に相対湿度検出器を設置するとともに、この相対湿度検
出器からガスタービン圧縮機の入口空気相対湿度信号を
取シ込みかつ該入口空気相対湿度から相対湿度変化分に
よるガスタービン排気ガス温度変化分を演算して出力す
る第２の関数器を設け、前記第１の関数器から出力され
るガスタービン排気ガス制御絶対値と第２の関数器から
出力されるガスタービン排気ガス温度変化分とを加算し
かつガスタービン排気ガス温度制御値を出力する加算器
を含むガスタービン排気ガス制御指令系統を設け、この
ガスタービン排気ガス制御指令系統からガスタービン排
気ガス温度制御値を取シ込みかつタービン排気ガス温度
実測値と比較してその差分を出力する比較器を設置した
ところに特徴を有するもので、この構成によシ、前記方
法を確実に実施することができる。
実測値からガスタービン排気ガス制御絶対値を演算して
出力する第１の関数器を設け、ガスタービン圧縮機入口
に相対湿度検出器を設置するとともに、この相対湿度検
出器からガスタービン圧縮機の入口空気相対湿度信号を
取シ込みかつ該入口空気相対湿度から相対湿度変化分に
よるガスタービン排気ガス温度変化分を演算して出力す
る第２の関数器を設け、前記第１の関数器から出力され
るガスタービン排気ガス制御絶対値と第２の関数器から
出力されるガスタービン排気ガス温度変化分とを加算し
かつガスタービン排気ガス温度制御値を出力する加算器
を含むガスタービン排気ガス制御指令系統を設け、この
ガスタービン排気ガス制御指令系統からガスタービン排
気ガス温度制御値を取シ込みかつタービン排気ガス温度
実測値と比較してその差分を出力する比較器を設置した
ところに特徴を有するもので、この構成によシ、前記方
法を確実に実施することができる。
以下、本発明の実施例を図面によシ説明する。
第８図は、本発明方法を実施するだめのガスタービン燃
焼ガス温度制御装置の一例を示すもので、ガスタービン
圧縮機出口に設置された圧力検出器（図示せず）と、ガ
スタービン圧縮機入口に設置された相対湿度検出器（図
示せず）と、ガスタービン出口に設置された複数個の温
度検出器（図示せず）と、前記圧力検出器に接続された
第１の関数器１９と、相対湿度検出器に接続された第２
の関数器２０と、圧力検出器故障時に作動する信号発生
器１４と、前記温度検出器に接続された中間値選択器１
５と、温度上昇率制限器１６と、前記第１．第２の関数
器１９．２０に接続された加算器２１と、前記信号発生
器１４と加算器２１に接続された低値選択器２２と、前
記中間値選択器１５と温度上昇率制限器１６と低値選択
器２２に接続された比較器１７と、この比較器１７に接
続された比例積分器１８とを備えている。
焼ガス温度制御装置の一例を示すもので、ガスタービン
圧縮機出口に設置された圧力検出器（図示せず）と、ガ
スタービン圧縮機入口に設置された相対湿度検出器（図
示せず）と、ガスタービン出口に設置された複数個の温
度検出器（図示せず）と、前記圧力検出器に接続された
第１の関数器１９と、相対湿度検出器に接続された第２
の関数器２０と、圧力検出器故障時に作動する信号発生
器１４と、前記温度検出器に接続された中間値選択器１
５と、温度上昇率制限器１６と、前記第１．第２の関数
器１９．２０に接続された加算器２１と、前記信号発生
器１４と加算器２１に接続された低値選択器２２と、前
記中間値選択器１５と温度上昇率制限器１６と低値選択
器２２に接続された比較器１７と、この比較器１７に接
続された比例積分器１８とを備えている。
前記第１の関数器１９は、圧力検出器からガスタービン
圧縮機吐出空気圧力信号Ｐｅｎを取シ込み、相対湿度０
％時のガスタービン排気ガス製置信号Ｔ ｘ ｏを演算
して出力するようになっている。
圧縮機吐出空気圧力信号Ｐｅｎを取シ込み、相対湿度０
％時のガスタービン排気ガス製置信号Ｔ ｘ ｏを演算
して出力するようになっている。
前記第２の関数器２ｏは、相対湿度検出器からガスター
ビン圧縮機の入口空気相対湿度信号ψを取シ込み、相対
湿度ψ％時のガスタービン排気ガス温度変化制御信号Δ
Ｔｘを演算して出力するようになっている。
ビン圧縮機の入口空気相対湿度信号ψを取シ込み、相対
湿度ψ％時のガスタービン排気ガス温度変化制御信号Δ
Ｔｘを演算して出力するようになっている。
前記加算器２１は、第１の関数器１９からガスタービン
排気ガス温度信号’［’ｘｏを取シ込み、かつ第２の関
数器２０からガスタービン排気ガス温度変化制御信号Δ
Ｔｘを取シ込み、両信号Ｔｘｏ。
排気ガス温度信号’［’ｘｏを取シ込み、かつ第２の関
数器２０からガスタービン排気ガス温度変化制御信号Δ
Ｔｘを取シ込み、両信号Ｔｘｏ。
ΔＴｘを加算して前記相対湿度ψ％時の制御排気ガス温
度信号Ｔｘを出力するようになっている。
度信号Ｔｘを出力するようになっている。
前記加算器２１と低値選択器２２とで、ガスタービン排
気ガス制御指令系統が構成されており、前記低値選択器
２２は加算器２１から相対湿度０％時の制御排気ガス温
度信号Ｔｘを取シ込み、また圧力検出器故障時に信号発
生器１４から制御排気ガス温度上限信号ＴＸＭＡＸを取
シ込み、両信号Ｔｘ 、ＴＸＭＩＸのどちらか低値を選
択し、前記相対湿度ψ％時のガスタービン排気ガス温度
制御値ＴＸＬを比較器１７へ向けて出力するように構成
されている。
気ガス制御指令系統が構成されており、前記低値選択器
２２は加算器２１から相対湿度０％時の制御排気ガス温
度信号Ｔｘを取シ込み、また圧力検出器故障時に信号発
生器１４から制御排気ガス温度上限信号ＴＸＭＡＸを取
シ込み、両信号Ｔｘ 、ＴＸＭＩＸのどちらか低値を選
択し、前記相対湿度ψ％時のガスタービン排気ガス温度
制御値ＴＸＬを比較器１７へ向けて出力するように構成
されている。
次に、前記実施例のガスタービン燃焼ガス温度制御装置
の作用に関連して、本発明方法の一例を説明する。
の作用に関連して、本発明方法の一例を説明する。
ガスタービン圧縮機出口に設置された圧力検知器によっ
て測定されたガスタービン圧縮機吐出空気圧力ＰＯＤは
、第１の関数器１９によシ相対湿度θ％時の制御排気ガ
ス温度信号Ｔｘｏとなる。・また、ガスタービン圧縮機
入口に設置された相対湿度検知器によって測定されたガ
スタービン圧縮機の入口空気相対湿度信号ψは、第２の
関数器２０によシ箱対湿度ψ％時のガスタービン排気ガ
ス温度変化制御信号ΔＴｘとなる。これらの信号Ｔｘｏ
＋ΔＴｘは、加算器２１で加算され、前記相対湿度ψ％
時の制御排気ガス温度信号Ｔｘとなる。一方、圧力検知
器事故時を想定し、信号発生器１４によ多制御排気ガス
温度上限信号ＴＸＭＡＸを出力し、前記制御排気ガス温
度信号Ｔｘと制御排気ガス温度上限信号ＴＸＭＡＸのど
ちらか低値を低値選択器２２で選択し、前記相対湿度ψ
％時のガスタービン排気ガス温度制御値ＴＸＬを出力す
る。他方、ガスタービン排気に設置された複数個の温度
検知器によって測定されたガスタービン排気ガス温度信
号ＴＸ１．・・・・・・ＴＸＮは中間値選択器１５に入
シ、中間値ＴＸＭが出力される。前記ガスタービン排気
ガス温度制御値ＴＸＬとガスタービン排気ガス温度の中
間値ＴＸＭは比較器１７へ入り、その差分が出力され、
ガスタービン排気ガス温度の中間値ＴＸＭがガスタービ
ン排気ガス温度制御値ＴＸＬになるように比例積分器１
８からガスタービン制御信号ＶＣＥが出力され、ガスタ
ービン排気ガス温度が制御される。なお、この際、比較
器１７で温度上昇率制限器１６から出力される温度上昇
率についても比較され、制限値を越えないように制御さ
れる。
て測定されたガスタービン圧縮機吐出空気圧力ＰＯＤは
、第１の関数器１９によシ相対湿度θ％時の制御排気ガ
ス温度信号Ｔｘｏとなる。・また、ガスタービン圧縮機
入口に設置された相対湿度検知器によって測定されたガ
スタービン圧縮機の入口空気相対湿度信号ψは、第２の
関数器２０によシ箱対湿度ψ％時のガスタービン排気ガ
ス温度変化制御信号ΔＴｘとなる。これらの信号Ｔｘｏ
＋ΔＴｘは、加算器２１で加算され、前記相対湿度ψ％
時の制御排気ガス温度信号Ｔｘとなる。一方、圧力検知
器事故時を想定し、信号発生器１４によ多制御排気ガス
温度上限信号ＴＸＭＡＸを出力し、前記制御排気ガス温
度信号Ｔｘと制御排気ガス温度上限信号ＴＸＭＡＸのど
ちらか低値を低値選択器２２で選択し、前記相対湿度ψ
％時のガスタービン排気ガス温度制御値ＴＸＬを出力す
る。他方、ガスタービン排気に設置された複数個の温度
検知器によって測定されたガスタービン排気ガス温度信
号ＴＸ１．・・・・・・ＴＸＮは中間値選択器１５に入
シ、中間値ＴＸＭが出力される。前記ガスタービン排気
ガス温度制御値ＴＸＬとガスタービン排気ガス温度の中
間値ＴＸＭは比較器１７へ入り、その差分が出力され、
ガスタービン排気ガス温度の中間値ＴＸＭがガスタービ
ン排気ガス温度制御値ＴＸＬになるように比例積分器１
８からガスタービン制御信号ＶＣＥが出力され、ガスタ
ービン排気ガス温度が制御される。なお、この際、比較
器１７で温度上昇率制限器１６から出力される温度上昇
率についても比較され、制限値を越えないように制御さ
れる。
したがって、この実施例によれば、ガスタービン圧縮機
入口に設置された相対湿度検出器によシ検出されたガス
タービン圧縮機の入口空気相対湿度を使って、大気相対
湿度のいかんにかかわらず、ガスタービン燃焼ガス温度
を設定値に制御することができる。その結果、必要以上
に燃焼ガス温度を上昇させてガスタービンの高温ガス通
路部品の寿命を消費することを防止でき、またその逆に
必要以上に燃焼ガス温度を低く抑え過ぎてガスタービン
の出力を低下させることや効率を低下させることを防止
することができる。さらに、ガスタービンが発生するＮ
Ｏｘ値も予想値に正確に制御することが可能となる。
入口に設置された相対湿度検出器によシ検出されたガス
タービン圧縮機の入口空気相対湿度を使って、大気相対
湿度のいかんにかかわらず、ガスタービン燃焼ガス温度
を設定値に制御することができる。その結果、必要以上
に燃焼ガス温度を上昇させてガスタービンの高温ガス通
路部品の寿命を消費することを防止でき、またその逆に
必要以上に燃焼ガス温度を低く抑え過ぎてガスタービン
の出力を低下させることや効率を低下させることを防止
することができる。さらに、ガスタービンが発生するＮ
Ｏｘ値も予想値に正確に制御することが可能となる。
以上説明した本発明方法によれば、ガスタービン圧縮機
入口空気相対湿度を検出し、とのガスタービン圧縮機入
口空気相対湿度を使って相対湿度変化分によるガスター
ビン排気ガス温度変化分をガス制御絶対値に加算し、こ
の値をガスタービン排気ガス温度制御値としてガスター
ビン排気ガス温度実測値と比較し、その差分を極小とす
ることによって、ガスタービン圧縮機入口相対湿度のい
かんにかかわらず、ガスタービン燃焼ガス温度を設定値
に制御するようにしているので、制御の単純性を損わず
、しかもガスタービン圧縮機の入口空気相対湿度のいか
んにかかわらず、ガスタービン燃焼ガス温度を最適に制
御し得る効果があり、ひいてはガスタービンを必要とす
る出力および効率に確実に制御できる効果があり、ガス
タービンの高温ガス通路部品の寿命を維持し得る効果が
ち −シ、ガスタービンから発生するＮＯＸ値を予想値
に正確に制御し得る効果がある。
入口空気相対湿度を検出し、とのガスタービン圧縮機入
口空気相対湿度を使って相対湿度変化分によるガスター
ビン排気ガス温度変化分をガス制御絶対値に加算し、こ
の値をガスタービン排気ガス温度制御値としてガスター
ビン排気ガス温度実測値と比較し、その差分を極小とす
ることによって、ガスタービン圧縮機入口相対湿度のい
かんにかかわらず、ガスタービン燃焼ガス温度を設定値
に制御するようにしているので、制御の単純性を損わず
、しかもガスタービン圧縮機の入口空気相対湿度のいか
んにかかわらず、ガスタービン燃焼ガス温度を最適に制
御し得る効果があり、ひいてはガスタービンを必要とす
る出力および効率に確実に制御できる効果があり、ガス
タービンの高温ガス通路部品の寿命を維持し得る効果が
ち −シ、ガスタービンから発生するＮＯＸ値を予想値
に正確に制御し得る効果がある。
また、本発明装置によれば、ガスタービン圧縮機吐出空
気圧力実測値からガスタービン排気ガス制御絶対値を演
算して出力する第１の関数器を設け、ガスタービン圧縮
機入口に相対湿度検出器を設置するとともに、この相対
湿度検出器からガスタービン圧縮機の入口空気相対湿度
信号を取シ込みかつ該入口空気相対湿度から相対湿度変
化分によるガスタービン排気ガス温度変化分を演算して
出力する第２の関数器を設け、前記第１の関数器から出
力されるガスタービン排気ガス制御絶対値と第２の関数
器から出力されるガスタービン排気ガス温度変化分とを
加算しかつガスタービン排気ガス温度制御値を出力する
加算器を含むガスタービン排気ガス制御指令系統を設け
、このガスタービン排気ガス制御指令系統からガスター
ビン排気ガス温度制御値を取シ込みかつタービン排気ガ
ス温度実測値と比較してその差分を出力する比較器を設
置しているので、前記本発明方法を確実に実施し得る効
果がある。
気圧力実測値からガスタービン排気ガス制御絶対値を演
算して出力する第１の関数器を設け、ガスタービン圧縮
機入口に相対湿度検出器を設置するとともに、この相対
湿度検出器からガスタービン圧縮機の入口空気相対湿度
信号を取シ込みかつ該入口空気相対湿度から相対湿度変
化分によるガスタービン排気ガス温度変化分を演算して
出力する第２の関数器を設け、前記第１の関数器から出
力されるガスタービン排気ガス制御絶対値と第２の関数
器から出力されるガスタービン排気ガス温度変化分とを
加算しかつガスタービン排気ガス温度制御値を出力する
加算器を含むガスタービン排気ガス制御指令系統を設け
、このガスタービン排気ガス制御指令系統からガスター
ビン排気ガス温度制御値を取シ込みかつタービン排気ガ
ス温度実測値と比較してその差分を出力する比較器を設
置しているので、前記本発明方法を確実に実施し得る効
果がある。
第１図は代表的な一軸型ガスタービンの構成要素を示す
図、第２図は代表的なガスタービン制御概念図、第３図
は代表的なガスタービン状態線図、第４図はガスタービ
ン状態変化図、第５図はガスタービン圧縮機吐出空気圧
力、ガスタービン排気ガス温度および燃焼ガス温度の関
係を示す図、第６図は従来技術を示すもので、代表的ガ
スタービン燃焼ガス温度制御系を示す図、第７図はある
一定の燃焼温度における相対湿度の影響を示す図、第８
図は本発明方法を実施するガスタービン燃焼ガス温度制
御装置の一例を示す図である。 Ｐｅｎ・・・ガスタービン圧縮機吐出空気圧力信号、Ｔ
ｘｏ・・・相対湿度θ％の時のガスタービン排気ガス温
度信号、ψ・・・ガスタービン圧縮機の入口空気相対湿
度信号、ΔＴｘ・・・相対湿度ψ％の時のガスタービン
排気ガス温度変化制御信号、ＴＩ・・・相対湿度ψ％時
の制御排気ガス温度信号、Ｔｘｔ、・・・ガスタービン
排気ガス温度制御値、ＴｘＭ・・・ガスタービン排気ガ
ス温度の中間値、■ＣＥ・・・ガスタービン制御信号、
１４・・・圧力検出器故障時の信号発生器、１５・・・
ガスタービン排気ガス温度（実測値）の中間値選択器、
１６・・・温度上昇率制限器、１７・・・ガスタービン
排気ガス温度制御値とガスタービン排気ガス温度の中間
値と温度上昇率の比較器、１８・・・比較器の出力の比
例積分器、１９．２０・・・第１゜第２の関数器、２１
・・・第１．第２の関数器の出力の加算器、２２・・・
加算器と信号発生器の出力の低値選択器。 代理人 弁理士 秋本正実 第１０ も７吊 翳３巳 ５ｇ 佑（＋図 第５０ 丁Ｘ 箔６閃 躬ｑ口 Ｘ
図、第２図は代表的なガスタービン制御概念図、第３図
は代表的なガスタービン状態線図、第４図はガスタービ
ン状態変化図、第５図はガスタービン圧縮機吐出空気圧
力、ガスタービン排気ガス温度および燃焼ガス温度の関
係を示す図、第６図は従来技術を示すもので、代表的ガ
スタービン燃焼ガス温度制御系を示す図、第７図はある
一定の燃焼温度における相対湿度の影響を示す図、第８
図は本発明方法を実施するガスタービン燃焼ガス温度制
御装置の一例を示す図である。 Ｐｅｎ・・・ガスタービン圧縮機吐出空気圧力信号、Ｔ
ｘｏ・・・相対湿度θ％の時のガスタービン排気ガス温
度信号、ψ・・・ガスタービン圧縮機の入口空気相対湿
度信号、ΔＴｘ・・・相対湿度ψ％の時のガスタービン
排気ガス温度変化制御信号、ＴＩ・・・相対湿度ψ％時
の制御排気ガス温度信号、Ｔｘｔ、・・・ガスタービン
排気ガス温度制御値、ＴｘＭ・・・ガスタービン排気ガ
ス温度の中間値、■ＣＥ・・・ガスタービン制御信号、
１４・・・圧力検出器故障時の信号発生器、１５・・・
ガスタービン排気ガス温度（実測値）の中間値選択器、
１６・・・温度上昇率制限器、１７・・・ガスタービン
排気ガス温度制御値とガスタービン排気ガス温度の中間
値と温度上昇率の比較器、１８・・・比較器の出力の比
例積分器、１９．２０・・・第１゜第２の関数器、２１
・・・第１．第２の関数器の出力の加算器、２２・・・
加算器と信号発生器の出力の低値選択器。 代理人 弁理士 秋本正実 第１０ も７吊 翳３巳 ５ｇ 佑（＋図 第５０ 丁Ｘ 箔６閃 躬ｑ口 Ｘ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガスタービン圧！Ｉ機吐出空気圧力とガスタービン
排気ガス温度とを測定し、これらの測定値に基づいてガ
スタービン燃焼ガス温度を制御するガスタービン燃焼ガ
ス温度制御方法において、ガスタービン圧縮機入口空気
相対湿度を検出し、このガスタービン圧縮機入口空気相
対湿度を使って相対湿度変化分によるガスタービン排気
ガス温度変化分を演算し、この演算値を、ガスタービン
圧縮機吐出空気圧力実測値を使って演算されたガスター
ビン排気ガス制御絶対値に加算し、この値をガスタービ
ン排気ガス温度制御値としてガスタービン排気ガス温度
実測値と比較し、その差分を極小とすることによって、
ガスタービン圧縮機入口相対湿度のいかんにかかわらず
、ガスタービン燃焼ガス温度を設定値に制御することを
特徴とするガスタービン燃焼ガス温度制御方法。 ２、ガスタービン圧縮機吐出空気圧力とガスタービン排
気ガス温度とを測定し、これらの測定値に基づいてガス
タービン燃焼ガス温度を制御するガスタービン燃焼ガス
温度制御装置において、前記ガスタービン圧縮機吐出空
気圧力実測値からガスタービン排気ガス制御絶対値を演
算して出力する第１の関数器を設け、ガスタービン圧縮
機入口に相対湿度検出器を設置するとともに、この相対
湿度検出器からガスタービン圧縮機の入口空気相対湿度
信号を取ｐ込みかつ該入口空気相対湿度から相対湿度変
化分によるガスタービン排気ガス温度変化分を演算して
出力する第２の関数器を設け、前記第１の関数器から出
力されるガスタービン排気ガス制御絶対値と第２の関数
器から出力されるガスタービン排気ガス温度変化分とを
加算しかつガスタービン排気ガス温度制御値を出力する
加算器を含むガスタービン排気ガス制御指令系統を設け
、このガスタービン排気ガス制御指令系統からガスター
ビン排気ガス温度制御値を取り込みかつタービン排気ガ
ス温度実測値と比較してその差分を出力する比較器を設
置したことを特徴とするガスタービン燃焼ガス温度制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10250284A JPS60247014A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | ガスタ−ビン燃焼ガス温度制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10250284A JPS60247014A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | ガスタ−ビン燃焼ガス温度制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247014A true JPS60247014A (ja) | 1985-12-06 |
| JPH0457852B2 JPH0457852B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=14329179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10250284A Granted JPS60247014A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | ガスタ−ビン燃焼ガス温度制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60247014A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1533573A1 (en) * | 2003-11-20 | 2005-05-25 | General Electric Company | Method for controlling fuel splits to a gas turbine combustor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4464226B2 (ja) * | 2004-08-24 | 2010-05-19 | 株式会社日立製作所 | 高湿分ガスタービン発電プラントの制御装置及び高湿分ガスタービン発電プラント制御方法 |
-
1984
- 1984-05-23 JP JP10250284A patent/JPS60247014A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1533573A1 (en) * | 2003-11-20 | 2005-05-25 | General Electric Company | Method for controlling fuel splits to a gas turbine combustor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0457852B2 (ja) | 1992-09-14 |
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