JPS60542B2 - 燃料粘度補償ガスタ−ビン燃料制御装置 - Google Patents
燃料粘度補償ガスタ−ビン燃料制御装置Info
- Publication number
- JPS60542B2 JPS60542B2 JP54064109A JP6410979A JPS60542B2 JP S60542 B2 JPS60542 B2 JP S60542B2 JP 54064109 A JP54064109 A JP 54064109A JP 6410979 A JP6410979 A JP 6410979A JP S60542 B2 JPS60542 B2 JP S60542B2
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- ignition
- pressure
- nozzle
- pump discharge
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- 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
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/26—Starting; Ignition
-
- 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
- F02C9/40—Control of fuel supply specially adapted to the use of a special fuel or a plurality of fuels
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、発電装置用ガスタービンの制御装置に関し、
特に、周囲温度の変化によって生ずる燃料の粘度変化が
あっても点火の信頼性が影響されないように改良された
制御装置に関するものである。
特に、周囲温度の変化によって生ずる燃料の粘度変化が
あっても点火の信頼性が影響されないように改良された
制御装置に関するものである。
最近、ガスタービンはますます高負荷用に設計されるよ
うになったが、高負荷用にするためには大流量の燃料を
必要とする。
うになったが、高負荷用にするためには大流量の燃料を
必要とする。
燃料をポンプで圧送する圧力には限界があるので、高負
荷に必要な大燃料流量に適応するために固定オリフィス
ノズルは次第に大きくされてきた。発電に対するガスタ
ービンの有用性は点火信頼性に直接的に依存している。
荷に必要な大燃料流量に適応するために固定オリフィス
ノズルは次第に大きくされてきた。発電に対するガスタ
ービンの有用性は点火信頼性に直接的に依存している。
しかしながら、この点火信頼性が、より大きな燃料ノズ
ルオリフィスを必要とするタービンにおいては燃料粘度
の変化の影響を受けて、最近は悪化している。満足な点
火を得るためには、燃料流量又は燃料圧力を相当に正確
に制御する必要がある。また、大口蓬燃料ノズルにおい
ては燃料流量への燃料粘度の影響が非常に臨界的になっ
ている。更に、ガスタービンの寿命は、点火中に大口径
燃料ノズルから低粘度燃料が過剰に供給されることによ
って生ずる温度上昇によって短かくなってきている。本
発明は、固定オリフィスノズルを有するガスタービンに
おける点火信頼性を改良するための燃料制御装置であっ
て、タービンへの燃料流量を調節するスロットル弁の開
度を制御する装置と、高ポンプ吐出圧力でスロットル弁
に燃料を供給するための燃料ポンプと、スロツトル弁か
ら燃料の進路をそらすためのバイパス弁と、少くとも点
火期間中は実際の燃料ノズル圧力を表わす信号を発生す
る装置と、点火中に燃料ノズル圧力規準値と実際の燃料
ノズル圧力との関数としてポンプ吐出圧力規準値を発生
する装置と、周囲温度が変化してもノズル燃料圧力を所
望の値に維持するために点火中に実際のポンプ吐出圧力
とポンプ吐出圧力規準値とに応答してバイパス弁へ制御
圧力を発生する装置とを有する燃料制御装置を提供する
ものである。
ルオリフィスを必要とするタービンにおいては燃料粘度
の変化の影響を受けて、最近は悪化している。満足な点
火を得るためには、燃料流量又は燃料圧力を相当に正確
に制御する必要がある。また、大口蓬燃料ノズルにおい
ては燃料流量への燃料粘度の影響が非常に臨界的になっ
ている。更に、ガスタービンの寿命は、点火中に大口径
燃料ノズルから低粘度燃料が過剰に供給されることによ
って生ずる温度上昇によって短かくなってきている。本
発明は、固定オリフィスノズルを有するガスタービンに
おける点火信頼性を改良するための燃料制御装置であっ
て、タービンへの燃料流量を調節するスロットル弁の開
度を制御する装置と、高ポンプ吐出圧力でスロットル弁
に燃料を供給するための燃料ポンプと、スロツトル弁か
ら燃料の進路をそらすためのバイパス弁と、少くとも点
火期間中は実際の燃料ノズル圧力を表わす信号を発生す
る装置と、点火中に燃料ノズル圧力規準値と実際の燃料
ノズル圧力との関数としてポンプ吐出圧力規準値を発生
する装置と、周囲温度が変化してもノズル燃料圧力を所
望の値に維持するために点火中に実際のポンプ吐出圧力
とポンプ吐出圧力規準値とに応答してバイパス弁へ制御
圧力を発生する装置とを有する燃料制御装置を提供する
ものである。
以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。
図には発電機１４を駆動するガスタービン１２のための
制御装置１０が示されている。スロツトル弁１６は電気
空気的作動装置（Ｐ／Ｅ）により弁位置を決められ、燃
焼器シェル２０内の燃料ノズル１８（全部は示してない
）へ供給源からポンプ１７によって供給される燃料流量
を制御する。燃料分流装置２２は全燃料流量を各燃料ノ
ズルへの別個の流路に分割する。スロットル弁制御器２
４はスロツトル弁１６を操作し、始動時のタービンの点
火及び加速のために燃料を調節する。
制御装置１０が示されている。スロツトル弁１６は電気
空気的作動装置（Ｐ／Ｅ）により弁位置を決められ、燃
焼器シェル２０内の燃料ノズル１８（全部は示してない
）へ供給源からポンプ１７によって供給される燃料流量
を制御する。燃料分流装置２２は全燃料流量を各燃料ノ
ズルへの別個の流路に分割する。スロットル弁制御器２
４はスロツトル弁１６を操作し、始動時のタービンの点
火及び加速のために燃料を調節する。
同期した後は、温度制限制御器２６は低信号セレクタ２
７を介して作動しタービンを最大負荷において運転させ
る。あるいは、メガワット制御器（図示してない）を設
けて、補助保護制御器として動作する温度制限制御器と
共にタービン負荷を制御させるようにすることもできる
。サージング制限制御器２８は低信号セレクタ２７を介
して動作し、サージング条件を避けるようにタービンの
加速又は負荷を制限する。過速度の際にタービンを停止
するために弁３０が設けられている。チェック弁３２及
び隔離弁３４も燃料供給装置内に設けられている。固定
オリフィスノズルは簡単であるので、点火時から最大負
荷までのように広範囲の燃料流量を使用するガスタービ
ンの運転において用いるのに好ましいものである。しか
しながら「過剰燃料供給を防止してタービンの過熱運転
を避けるように、固定ノズルオリフィスによって燃料供
孫舎を操作することが望ましい。この制御は、点火のた
めに燃料がノズルへの途中の固定開口を通って流れる際
の燃料圧力を制御することによって行なわれる。この開
□は、発電機負荷が急に減少しスロットル弁が最初の位
置にもどり燃料流量が減少したときに、燃焼器の燃焼を
維持するための最少燃料設定をする作用も有している。
燃料ノズルは固定閉口の下流に位置しており「燃料供給
装置は、燃料が燃料ゾズルに達する前に通過しなければ
ならないその他の制限機構を有している。
７を介して作動しタービンを最大負荷において運転させ
る。あるいは、メガワット制御器（図示してない）を設
けて、補助保護制御器として動作する温度制限制御器と
共にタービン負荷を制御させるようにすることもできる
。サージング制限制御器２８は低信号セレクタ２７を介
して動作し、サージング条件を避けるようにタービンの
加速又は負荷を制限する。過速度の際にタービンを停止
するために弁３０が設けられている。チェック弁３２及
び隔離弁３４も燃料供給装置内に設けられている。固定
オリフィスノズルは簡単であるので、点火時から最大負
荷までのように広範囲の燃料流量を使用するガスタービ
ンの運転において用いるのに好ましいものである。しか
しながら「過剰燃料供給を防止してタービンの過熱運転
を避けるように、固定ノズルオリフィスによって燃料供
孫舎を操作することが望ましい。この制御は、点火のた
めに燃料がノズルへの途中の固定開口を通って流れる際
の燃料圧力を制御することによって行なわれる。この開
□は、発電機負荷が急に減少しスロットル弁が最初の位
置にもどり燃料流量が減少したときに、燃焼器の燃焼を
維持するための最少燃料設定をする作用も有している。
燃料ノズルは固定閉口の下流に位置しており「燃料供給
装置は、燃料が燃料ゾズルに達する前に通過しなければ
ならないその他の制限機構を有している。
燃料流量を示す燃料ノズル圧力の低下は燃料粘度の関数
でもある。寒い天候時の運転中には、比較的に低温の燃
料では、燃料ノズル圧力が最適設定値よりも低下する煩
向にある。燃料ノズル圧力の降下は、粘度の高い燃料が
配管系統内の種々の低抗に打ち勝つためにエネルギーを
多く失なうことに帰因している。その結果、各燃料ノズ
ルにおける分配圧力が低下し、流量が減少し、点火しな
い可能性が大きくなる。従釆は、燃料温度が大幅に変化
して粘度が変化した場合には、これを補償するために手
動操作によって関口を再設定する必要があった。
でもある。寒い天候時の運転中には、比較的に低温の燃
料では、燃料ノズル圧力が最適設定値よりも低下する煩
向にある。燃料ノズル圧力の降下は、粘度の高い燃料が
配管系統内の種々の低抗に打ち勝つためにエネルギーを
多く失なうことに帰因している。その結果、各燃料ノズ
ルにおける分配圧力が低下し、流量が減少し、点火しな
い可能性が大きくなる。従釆は、燃料温度が大幅に変化
して粘度が変化した場合には、これを補償するために手
動操作によって関口を再設定する必要があった。
このことは燃焼器において適正な点火燃料流量を維持す
るために必要であった。暖かい天候条件の下で関口が設
定された場合には、通常、寒い天候の下では装置には点
火するのに十分な燃料が供給されない。
るために必要であった。暖かい天候条件の下で関口が設
定された場合には、通常、寒い天候の下では装置には点
火するのに十分な燃料が供給されない。
逆に、寒い天候の下で閉口が設定されると、燃料の粘度
が小さくなる暖かい天候の間はタービンは燃料が過剰に
供給され損傷する。本発明によると、望ましい固定開口
という特徴は保持したまま「燃料の粘度変化による点火
の困難さが、燃料ノズルにおいて所望の圧力を維持する
ことによって解消される。
が小さくなる暖かい天候の間はタービンは燃料が過剰に
供給され損傷する。本発明によると、望ましい固定開口
という特徴は保持したまま「燃料の粘度変化による点火
の困難さが、燃料ノズルにおいて所望の圧力を維持する
ことによって解消される。
一般に、圧力検出器をノズル部に設け、燃料ポンプ吐出
圧力調節器への統合フィードバック信号を使用すること
によって、信頼性のある点火が得られるように、必要な
燃料ノズル圧力の調節が周囲温度の変化に応じて自動的
に行なわれる。図に示すように、燃料ノズルの一つに組
み合わせたノズル圧力検出器３６は点火中にフィードバ
ック圧力信号を発生するが、この信号はタービン使用時
に予想される最低粘度燃料を表わすのが好ましい規準圧
力信号３７と加算器３８において加算される。
圧力調節器への統合フィードバック信号を使用すること
によって、信頼性のある点火が得られるように、必要な
燃料ノズル圧力の調節が周囲温度の変化に応じて自動的
に行なわれる。図に示すように、燃料ノズルの一つに組
み合わせたノズル圧力検出器３６は点火中にフィードバ
ック圧力信号を発生するが、この信号はタービン使用時
に予想される最低粘度燃料を表わすのが好ましい規準圧
力信号３７と加算器３８において加算される。
この規準最低粘度よりも高い粘度を有する燃料の場合に
は燃料ノズル圧力はその分だけ低くなり、逆にフィード
バック信号は規準からの偏差に応じて高くなる。従って
、加算器３８からの出力信号は圧力制御器４０への補償
規準値になる。この制御器４川ま談補償規準値とポンプ
吐出圧力フィードバック信号４３との間の差に応答して
燃料バイパス管路４４のバイパス弁４２を動作させる。
燃料の粘度が高くなり燃料ノズル圧力が低くなると、加
算器３８からの出力信号が増大して、圧力制御器４０は
、バイパス燃料流量を減少させ、ポンプ吐出圧力及びノ
ズル圧力を増大させる。ポンプ吐出圧力の上記閉ループ
制御によって、たとえ周囲条件の変化によって燃料粘度
が変化しても、高い点火可能性が得られる。予想される
最低粘度燃料を使用した場合の圧力よりも高い燃料ノズ
ル圧力はノズルが汚れている場合に生ずる。この場合に
は分流装置が汚れたノズルの影響に打ち勝つように作用
する。粘度制御は規準燃料ノズル圧力以下の圧力にのみ
応答して作動するのが好ましく、規準燃料ノズル圧力以
上の燃料ノズル圧力には応答しない。点火後は、燃料の
粘度変化のタービン運転への影響は一般に減少し、他の
タービン限界制御によって燃料の粘度変化の影響に対す
る補償及び保護が行なわれる。
は燃料ノズル圧力はその分だけ低くなり、逆にフィード
バック信号は規準からの偏差に応じて高くなる。従って
、加算器３８からの出力信号は圧力制御器４０への補償
規準値になる。この制御器４川ま談補償規準値とポンプ
吐出圧力フィードバック信号４３との間の差に応答して
燃料バイパス管路４４のバイパス弁４２を動作させる。
燃料の粘度が高くなり燃料ノズル圧力が低くなると、加
算器３８からの出力信号が増大して、圧力制御器４０は
、バイパス燃料流量を減少させ、ポンプ吐出圧力及びノ
ズル圧力を増大させる。ポンプ吐出圧力の上記閉ループ
制御によって、たとえ周囲条件の変化によって燃料粘度
が変化しても、高い点火可能性が得られる。予想される
最低粘度燃料を使用した場合の圧力よりも高い燃料ノズ
ル圧力はノズルが汚れている場合に生ずる。この場合に
は分流装置が汚れたノズルの影響に打ち勝つように作用
する。粘度制御は規準燃料ノズル圧力以下の圧力にのみ
応答して作動するのが好ましく、規準燃料ノズル圧力以
上の燃料ノズル圧力には応答しない。点火後は、燃料の
粘度変化のタービン運転への影響は一般に減少し、他の
タービン限界制御によって燃料の粘度変化の影響に対す
る補償及び保護が行なわれる。
例えば、加速限界制御によって、低粘度燃料による始動
の際の過加速が防止される。負荷運転の間は、燃料の粘
度変化にともない所望のメガワット負荷に必要な燃料を
供給するように、スロツトル弁の位置をメガワツト制御
器が調節する。
の際の過加速が防止される。負荷運転の間は、燃料の粘
度変化にともない所望のメガワット負荷に必要な燃料を
供給するように、スロツトル弁の位置をメガワツト制御
器が調節する。
【図面の簡単な説明】
図は本発明によるガスタービン燃料制御装置のフロツク
線図である。 １０・・・・・・制御装置、１２…・・・ガスタービン
、１４・・・・・・発電機、１６・・・・・・スロツト
ル弁、１７・・・・・・ポンプ、１８・・・・・・燃料
ノズル、２７・・・・・・低信号セレクタ、３６・…・
・ノズル圧力検出器、３８・・…・加算器、４０．…”
圧力制御器、４２……バイパス弁。 篤ｌ図
線図である。 １０・・・・・・制御装置、１２…・・・ガスタービン
、１４・・・・・・発電機、１６・・・・・・スロツト
ル弁、１７・・・・・・ポンプ、１８・・・・・・燃料
ノズル、２７・・・・・・低信号セレクタ、３６・…・
・ノズル圧力検出器、３８・・…・加算器、４０．…”
圧力制御器、４２……バイパス弁。 篤ｌ図
Claims (1)
- １ 固定オリフイスノズルを有するガスタービンにおけ
る点火信頼性を改良するための燃料制御装置であって、
タービンへの燃料流量を調節するスロツトル弁の開度
を制御する装置と、 高ポンプ吐出圧力でスロツトル弁
に燃料を供給するための燃料ポンプと、 スロツトル弁
への燃料をバイパスさせるためのバイパス弁と、 少く
とも点火期間中、実際の燃料ノズル圧力を表わす信号を
発生する装置と、 点火中に燃料ノズル圧力基準値と実
際の燃料ノズル圧力との関数としてポンプ吐出圧力規準
値を発生する装置と、 点火中に実際のポンプ吐出圧力
とポンプ吐出圧力規準値とに応答してバイパス弁へ制御
出力を発生する装置と、 を有する燃料制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/909,421 US4280323A (en) | 1978-05-25 | 1978-05-25 | Gas turbine fuel control having fuel viscosity compensation to provide improved ignition reliability |
| US909421 | 1978-05-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54158508A JPS54158508A (en) | 1979-12-14 |
| JPS60542B2 true JPS60542B2 (ja) | 1985-01-08 |
Family
ID=25427206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54064109A Expired JPS60542B2 (ja) | 1978-05-25 | 1979-05-25 | 燃料粘度補償ガスタ−ビン燃料制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4280323A (ja) |
| JP (1) | JPS60542B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4984424A (en) * | 1988-02-16 | 1991-01-15 | Sundstrand Corporation | Fuel injection system for a turbine engine |
| US6148601A (en) * | 1998-05-08 | 2000-11-21 | Hamilton Sundstrand Corporation | Engine fuel control system and method |
| RU2171904C2 (ru) * | 1998-10-20 | 2001-08-10 | Вологодский Вадим Борисович | Способ запуска и поддержания оборотов газотурбинного авиационного двигателя со свободной турбиной, работающего по парогазовому циклу |
| EP2267381B1 (en) * | 2003-07-14 | 2015-12-16 | Nordson Corporation | Apparatus for dispensing discrete amounts of viscous material |
| FR2882098B1 (fr) * | 2005-02-17 | 2011-07-15 | Hispano Suiza Sa | Regulation du debit de carburant alimentant un moteur a turbine a gaz |
| FR2882095B1 (fr) * | 2005-02-17 | 2011-05-06 | Hispano Suiza Sa | Alimentation en carburant d'un moteur d'aeronef |
| US20140157785A1 (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | General Electric Company | Fuel supply system for gas turbine |
| CN106321252B (zh) * | 2015-06-19 | 2018-01-09 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 一种航空发动机的起动过程燃油控制方法和系统 |
| US11913380B2 (en) | 2020-01-07 | 2024-02-27 | Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. | Gas source system for supplying combustion gas to a turbine engine by fracturing manifold equipment |
| CN111089003B (zh) | 2020-01-07 | 2024-12-17 | 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 | 一种利用压裂管汇设备给涡轮发动机供气的气源系统 |
| WO2023082481A1 (zh) * | 2021-11-09 | 2023-05-19 | 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 | 燃气供给系统和方法、装载有涡轮发动机的装备和压裂系统 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2733569A (en) * | 1956-02-07 | System for supplying liquid fuel to a | ||
| US2862355A (en) * | 1955-05-26 | 1958-12-02 | Gen Motors Corp | Turbine starting fuel system |
| US3022425A (en) * | 1956-07-11 | 1962-02-20 | Midland Ross Corp | Dual fuel control systems for engines burning diesel-type fuels |
| GB852290A (en) * | 1957-01-28 | 1960-10-26 | Rolls Royce | Engine liquid fuel supply system |
| GB1024961A (en) * | 1963-02-21 | 1966-04-06 | Eastman Kodak Co | Improvements relating to a method of preparing an index file from recorded information and index patterns |
| US3282323A (en) * | 1965-04-14 | 1966-11-01 | Gen Electric | Viscosity responsive devices |
| US3566900A (en) * | 1969-03-03 | 1971-03-02 | Avco Corp | Fuel control system and viscosity sensor used therewith |
| US3688495A (en) * | 1970-04-17 | 1972-09-05 | Adolf Fehler | Control system for metering the fuel flow in gas turbine engines |
| US3686859A (en) * | 1970-09-25 | 1972-08-29 | Chandler Evans Inc | Turbine engine starting circuit |
| US3913314A (en) * | 1972-06-09 | 1975-10-21 | Westinghouse Electric Corp | System and method for operating a gas turbine electric power plant with bypass flow fueling operation to provide improved reliability and extended apparatus life |
-
1978
- 1978-05-25 US US05/909,421 patent/US4280323A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-05-25 JP JP54064109A patent/JPS60542B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54158508A (en) | 1979-12-14 |
| US4280323A (en) | 1981-07-28 |
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