JPS61207831A - 燃料ガス減圧装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数台設置された燃焼装置へ燃料ガスを供給
する系統に係り、特に、燃焼装置の起動。

台数切替及び停止時も、燃料ガスの安定供給及び安全性
に優れた燃料ガス減圧装置に関する。

〔発明の背景〕

ガスタービンの燃料ガス系統は特開昭５５−６９７３１
号公報に示される様なものがある。このガスタービンが
複数台設置される場合の燃料ガス供給系統は第３図に示
すように、ガスギャザリングステーション、ＬＮＧプラ
ント、ＬＰＧプラント等より供給される燃料ガスは、ガ
スパイプライン１を通り、燃料ガス減圧弁３へ送られる
。ここで燃料ガスはガスタービンの要求する圧力に減圧
され、燃料ガス止弁９及び燃料ガス流量調整弁１０でガ
スタービンの負荷に適した流量に制御され、ノズル１１
に送られて燃焼する。

通常、国外にみられるガスバイブライン等で燃料ガスの
遠距離移送を行なう場合、移送途中の圧力損失をカバー
する。配管口径を小さくする等のため高圧に昇圧してか
ら移送されるため、燃料ガスは減圧し消費される。

また１国内にみられるようにＬＮＧプラントから燃料ガ
スが供給される場合にも、高圧ガスを利用する他プラン
トと共通に使用する場合は、独自に燃料ガスを減圧する
必要がある。

この様な系統において、数台のガスタービンが運転して
いる状態で、ガスタービンを一台または複数台同時に停
止した場合、燃料ガス止弁９及び燃料ガス流量調整弁１
０が急閉されるため、停止した台数分の燃料ガスの消費
が瞬時になくなる。

しかし、燃料ガス減圧弁３の開度はガスタービンが停止
する以前、つまり、燃料ガス消費量が減少する以前の開
度となっているため、実際の燃料ガス消費が減少しても
、燃料ガス減圧弁３を通過する燃料ガス流量は減少しな
いため同弁下流側圧力が急激に上昇する。この圧力上昇
を燃料ガス減圧弁３の下流側燃料ガス供給配管８上に設
置した圧力調節計４で検知し、燃料ガス減圧弁３を絞り
始めるが、燃料ガス圧力上昇に追従できないため、ガス
タービン１２の入口燃料ガス圧力が要求運転圧力以−ヒ
となり、異常燃焼を引き起こす恐れがあった。

また、燃料ガス減圧弁３の下流側機器の設計圧を越える
場合は、安全弁７が作動し燃料ガスを大気へ放出するた
め爆発する危険性が伴い、更には、燃料ガス減圧弁３の
下流側燃料ガス供給配管８上に設置した圧力スイッチ６
で燃料ガス遮断弁２を全開とする安全上のインターロッ
クを取る場合。

プラント全体が全停となる問題があった。

ガスタービンが全台停止した状態で、ガスタービンを起
動する際、燃料ガス遮断弁２以後の圧力が点検作業、リ
ーク等により圧力調節計４の設定値以下に低下している
場合は、燃料ガス遮断弁３が開の状態になっているため
、燃料ガス遮断弁２を開くと、ガスパイプライン１内の
高圧の燃料ガスが燃料ガス減圧弁３の下流側燃料ガス供
給配管８に急激に流入し、燃料ガスの圧力上昇に燃料ガ
ス減圧弁３が追従できないため、前述の様に、安全弁７
が作動し燃料ガスを大気へ放出し、再度燃料ガス遮断弁
２が圧力スイッチ６の信号により閉じるなどの問題があ
った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、燃料ガスを焼煙する複数台の燃焼装置
へ燃料ガスを減圧して供給する共通設備において、プラ
ントの起動、燃焼装置の起動及び停止時等においても一
定した圧力の燃料ガス供給を可能とする燃料ガス減圧装
置を提供する事にある。

〔発明の概要〕

ガスタービンが起動停止する際には、あらかじめ、ガス
流量の変動を予測できるため、本発明では燃料ガス減圧
弁の下流の燃料ガス圧力を検知し燃料ガス減圧弁を作動
し、燃料ガス圧力を制御するだけでなく、ガスタービン
の起動停止信号を燃料ガス減圧弁に伝達し先行制御を行
なって、ガスタービンの燃料ガス消費量の変化に対し迅
速な弁開度の変更を可能とした。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

まず、燃料ガスはガスギャザリングステーションよりコ
ンプレッサにて昇圧され、ガスパイプライン１により移
送される。ガスタービンプラントへ供給された燃料ガス
は燃料ガス遮断弁２を通り、燃料ガス減圧弁３でガスタ
ービンの要求する圧力にまで減圧され、燃料ガス供給配
管８を通りガスタービンパッケージ１２へ供給される。

ガスタービンパッケージ１２内には燃料ガス止弁９及び
燃料ガス流量調整弁１０が設けられ、燃料ガスはこの二
個の弁により、ガスタービンの負荷に適した燃料ガス流
量に制御され、ノズル１１へ供給される。

プラント起動時には、まず、ガスタービン起動信号１５
により燃料ガス遮断弁２を開く。この時。

ガスパイプライン１側の燃料ガスが燃料ガス減圧弁３の
下流側に急激に流入するが、圧力調節計４と燃料ガス減
圧弁３を結ぶ制御信号ライン１３上に設けた信号補正器
５にガスタービン起動信号１５を入力し、燃料ガス減圧
弁３を同弁下流側燃料ガス圧力が上昇する以前に先行し
て絞り込む事により、燃料ガス減圧弁３の下流側の急激
な燃料ガス圧力上昇を防止する事ができる。

この時の燃料ガス減圧弁３の動作は、第３図に示す様に
、同弁下流側の燃料ガス圧力が低下している場合、燃料
ガス減圧弁３の開度はａから１００％の間にある。この
様な状態で、ガスタービン起動信号１５を信号補正器５
へ人力し、信号補正器５で圧力調節計４からの信号に負
のバイアス信号りを加えた後で、燃料ガス減圧弁３に送
る事により燃料ガス減圧弁３は絞られる。

ガスタービン起動の際には、燃料ガス止弁／燃料ガス流
量調整弁作動信号１４により燃料ガス止弁９及び燃料ガ
ス流量調整弁１０が開き始め燃料ガスを消費するが１本
発明では、燃料ガス止弁／燃料ガス流量調整弁作動信号
１４により燃料ガス止弁９及び燃料ガス流量調整弁１０
を作動するのと同時に起動されるガスタービン台数に適
した開度に燃料ガス減圧弁３を開くため、燃料ガス供給
配管８内の燃料ガス圧力が低下する事なく運転する事が
できる。

この時の燃料ガス減圧弁３の動作を第３図により説明す
る。燃料ガス止弁／燃料ガス流量調整弁作動信号１４を
信号補正器５へ人力し、ガスタービン起動台数に適した
正のバイアス信号、例えば、ｅ＋ｆ＋ｇを圧力調節計４
からの信号に加え、燃料ガス減圧弁３に伝達する事によ
り、向弁は開度０％からａ、ｂ、Ｑ等の状態に開かれる
。

ガスタービンが停止する際は、燃料ガス止弁／燃料ガス
流量調整弁作動信号１４消磁となり燃料ガス止弁９及び
燃料ガス流量調整弁１０を全閉するため燃料ガスの消費
が瞬時に減少するが、燃料ガス止弁／燃料ガス流産調整
弁作動信号１４の消磁で燃料ガス止弁９及び燃料ガス流
量調整弁１０を全開とするのと同時に、この信号１４消
磁により燃料ガス減圧弁３を一時的に運転台数に適した
開度まで絞り込むため、′ａ転中のガスタービンの数台
を停止し、燃料ガスの消＊量が急激に減少しても、燃料
ガス減圧弁３の下流側の燃料ガス圧力が急激に上昇する
事を防止し、ガスタービンへ安定した圧力の燃料ガスを
供給する事が可能であるにの時の燃料ガス減圧弁３の動
作は第３図及び第４図に示すように１例えば、ガスター
ビンが全台運転している状態では、燃料ガス減圧弁３の
開度は定格状態ａである。ここで、ガスタービンを停止
すると、燃料ガス止弁／燃料ガス流量調整弁作動信号１
４が消磁し、これに伴い、信号補正器５から燃料ガス減
圧弁３へ送られていた正のバイアス信号ｅがｆｏｇ等に
減少するため、燃料ガス減圧弁３の開度がａからす、ｃ
等にガスタービン運転台数に合わせて、燃料ガス減圧弁
３の下流の圧力の変動に先行して変更される。

運転中のガスタービンが全台停止、または、トリップし
た場合にも、第３図及び第４図に示す様に、全てのガス
タービンの燃料ガス止弁／燃料ガス流量調整弁作動信号
１４が消磁するため、信号補正器５から燃料ガス減圧弁
３に送られていた正のバイアス信号ｅ＊ｆ＋ｇ等が消失
し、燃料ガス減圧弁３は全開となる。

なお、この時、負のバイアス信号りまでもが消失してし
まうと燃料ガス減圧弁３の開度は変化しないため、ガス
タービンがトリップしても残っている４ｆｒ＋号、例え
ば、第２図に示すターニング信号２７でも負のバイアス
信号りを確立できるよ−うにしておく必要がある。

ガスタービン起動ブロックを第２図に示す。従来、ガス
タービン起動信号１５により潤滑油ポンプ起動１６とな
り、潤滑油圧力確立１７．マスターコントロール信号確
立２０となっていたが、本発明では、ガスタービン起動
信号１５で、燃料ガス減圧弁作動１８（負のバイアス信
号確立）及び燃料ガス遮断弁作動１９としている。また
、燃料ガス減圧弁３はガスタービン起動４８号１５が消
磁した場合でも、ターニング信号２７により作動できる
。

さらに、マスターコントロール信号確立２０後、ガスタ
ービン起動２１．タービン２０％速度確立２２により、
燃料ガス止弁／燃料ガス流量調整弁作動信号１４を確立
する。従来はこの信号により燃料ガス止弁／燃料ガス流
量調整弁作動２４となり、着火信号２５とともにガスタ
ービン昇速２６としているが、本発明はこれに加え、燃
料ガス止弁／燃料ガス流量調整弁作動信号１４により燃
料ガス減圧弁作動２３（正のバイアス信号確立）として
いる。

本実施例によれば、プラント起動時、ガスタービン起動
信号１５により燃料ガス遮断弁２を開くと同時に一時的
に燃料ガス減圧弁３を絞り込み、その後、圧力調節計４
の信号により向弁を制御するため弁の動作は第６図に示
す様になり、燃料ガス減圧弁３の下流側の燃料ガス圧力
を第５図に示すように従来に比べ徐々に昇圧する事がで
き、下流側機器を損傷する危険性を減少させた。

また、燃料ガス減圧弁３を、同弁下流側に設置した圧力
調節計４の信号により作動し、ガスタービンパッケージ
１２へ供給する燃料ガス圧力を調節するだけでなく、燃
料ガス止弁／燃料ガス流量調整弁作動信号１４を信号補
正器５へ入力し、圧力調節計４から信号補正器５を経由
し、燃料ガス減圧弁３へ伝達される信号に、信号補正器
５で正または負のバイアス信号を加え、燃料ガス減圧弁
：３の先行制御を行なうため、ガスタービンの運転状態
でも安定した燃料ガスの供給が可能である。

（１）数台のガスタービンを同時に起動する場合であっ
ても、燃料ガス減圧弁３の弁開度をガスタービン起動台
数に適した開度へ開き、第８図に示すように、燃料ガス
減圧弁３を作動するため、ガスタービンパッケージ１２
に供給する燃料ガス圧力は第７図に示すようになり、燃
料ガス圧力の低下を防ぐ事ができる。

（２）運転中のガスタービンの内の一台または数台を同
時に停止する場合であっても、第１０図に示すように燃
料ガス減圧弁３を作動する事が可能であり、同弁下流側
燃料ガス圧力変動は第９図に示すようになり、従来みら
れた燃料ガス圧力の異常上昇を防止し、安定した圧力の
燃料ガス供給を可能とした。

（３）ガスターンが全運転台数停止、または、トリップ
した場合にも、第１２図に示すように、燃料ガス減圧弁
３を作動する事が可能であり、同弁下流側燃料ガス圧力
変動は第１１図に示すようになり、従来、見られた燃料
ガス圧力の異常上昇を防止する事ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プラント起動時に燃料ガス減圧弁下流
側の燃料ガス圧力を徐々に上げる事が可能であり、また
、燃焼装置の起動、停止、全運転台数停止、トリップ時
等にも安定した圧力の燃料ガス供給が可能で、制御性、
信頼性及び安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料ガス供給系統図、第２図はガスタ
ービン起動ブロック線図、第３図は信号に対する燃料ガ
ス減圧弁開度特性図、第４図は燃料ガス圧力に対する燃
料ガス減圧弁開度特性図、第５図はプラント起動時にお
ける燃料ガス圧力変動特性図、第６図はプラント起動時
における燃料ガス減圧弁開度変化図、第７図はガスター
ビン起動時における燃料ガス圧力変動図、第８図はガス
タービン起動時における燃料ガス減圧弁開度変化図、第
９図はガスタービン停止時における燃料ガス圧力変動図
、第１０図はガスタービン停止時における燃料ガス減圧
弁開度変化図、第１１図はガスタービン全台トリップ時
における燃料ガス圧力変動図、第１２図はガスタービン
全台トリップ時における燃料ガス減圧弁開度変化図、第
１３図は従来の燃料ガス供給系統図を示す。 １・・・ガスパイプライン、２・・・燃料ガス遮断弁、
３・・・燃料ガス減圧弁、４・・・圧力調節計、５・・
・信号補正器、６・・・圧力スイッチ、７・・・安全弁
、８・・・燃料ガス供給配管、９・・・燃料ガス止弁、
１０・・・燃料ガス流量調整弁、１１・・・ノズル、１
２・・・ガスタービンパッケージ、１３・・・制御信号
ライン、１４・・・燃料ガス止弁／燃料ガス流量ｇａ弁
作動信号、１５・・・ガスタービン起動信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃焼装置へ燃料ガスを供給する系統において、供給
   管上に遮断弁、減圧弁及び圧力調節計を上流側より順次
   設置し、前記圧力調節計より前記減圧弁に信号を伝達す
   るライン上に信号補正器を設けたことを特徴とする燃料
   ガス減圧装置。 ２、プラント起動時に、起動信号により前記遮断弁を開
   き、同時に、前記起動信号により前記減圧弁を一時的に
   絞り込み、その後、前記減圧弁を前記圧力調節計により
   制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   燃料ガス減圧装置。 ３、起動、停止信号等を前記信号補正器へ入力し、前記
   圧力調節計より前記減圧弁に伝達される信号を補正し、
   前記減圧弁を先行制御することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の燃料ガス減圧装置。