JPS6125897B2 - - Google Patents
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- JPS6125897B2 JPS6125897B2 JP2085679A JP2085679A JPS6125897B2 JP S6125897 B2 JPS6125897 B2 JP S6125897B2 JP 2085679 A JP2085679 A JP 2085679A JP 2085679 A JP2085679 A JP 2085679A JP S6125897 B2 JPS6125897 B2 JP S6125897B2
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- combustor
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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
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
-
- 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
-
- 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
- F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05D2270/303—Temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガスタービンの制御装置に係り、特
に、タービン入口ガス温度を高精度に推定し、該
温度推定値に基いてガスタービンの運転を制御す
ることにより、高効率運転が可能なガスタービン
制御装置に関する。
に、タービン入口ガス温度を高精度に推定し、該
温度推定値に基いてガスタービンの運転を制御す
ることにより、高効率運転が可能なガスタービン
制御装置に関する。
第１図に、ガスタービン１００とその運転に用
いられるガスタービン制御装置２００の制御系統
図を示す。コンプレツサ１は、運転中には空気取
入口２から空気を取入れて圧縮し、圧縮空気送出
口３を通して燃焼器４内へ送り込む。一方、該燃
焼器４内には燃料供給装置５により送出された燃
料を取り込み、前記圧縮空気とともに燃焼し、発
生した燃焼ガスは燃焼ガス通路６を通つてタービ
ン７に導かれる。該タービン７に導かれた燃焼ガ
スはタービンを回転し、該タービン７に機械的に
接続された前記コンプレツサ１ならびに発電機８
を駆動した後、排ガスとして排気ダクト９から大
気へ放出される。
いられるガスタービン制御装置２００の制御系統
図を示す。コンプレツサ１は、運転中には空気取
入口２から空気を取入れて圧縮し、圧縮空気送出
口３を通して燃焼器４内へ送り込む。一方、該燃
焼器４内には燃料供給装置５により送出された燃
料を取り込み、前記圧縮空気とともに燃焼し、発
生した燃焼ガスは燃焼ガス通路６を通つてタービ
ン７に導かれる。該タービン７に導かれた燃焼ガ
スはタービンを回転し、該タービン７に機械的に
接続された前記コンプレツサ１ならびに発電機８
を駆動した後、排ガスとして排気ダクト９から大
気へ放出される。
以上のガスタービンを運転するためのガスター
ビン制御装置２００からの接作端としては、燃料
供給装置５からの燃料流量を調整するため燃料制
御装置１０が設けられている。また、検出端とし
ては、排ガス温度検出器１１、タービン速度検出
器１２およびコンプレツサ吐出圧力検出器１３が
設けられている。
ビン制御装置２００からの接作端としては、燃料
供給装置５からの燃料流量を調整するため燃料制
御装置１０が設けられている。また、検出端とし
ては、排ガス温度検出器１１、タービン速度検出
器１２およびコンプレツサ吐出圧力検出器１３が
設けられている。
このようなガスタービンの制御は、タービン入
口ガス温度が、温度設定値を超えた場合には、タ
ービンの速度または負荷の制御を抑制し、タービ
ン入口ガス温度を温度設定値以下に制御すること
が必要である。一方、ガスタービンの効率を最大
にするには、タービン入口ガス温度を出来るだけ
高い状態で運転するのが望しいところから、前記
温度設定値は寿命との関係から定められる。
口ガス温度が、温度設定値を超えた場合には、タ
ービンの速度または負荷の制御を抑制し、タービ
ン入口ガス温度を温度設定値以下に制御すること
が必要である。一方、ガスタービンの効率を最大
にするには、タービン入口ガス温度を出来るだけ
高い状態で運転するのが望しいところから、前記
温度設定値は寿命との関係から定められる。
以下、ガスタービン制御装置２００の詳細な構
成とその動作について説明する。
成とその動作について説明する。
まず、速度・負荷制御系はタービン７の回転速
度を電磁ピツクアツプ等の速度検出器１２で検出
し、この検出信号すなわちタービン速度信号Ｎと
速度設定器１４に設定された速度設定信号ＮSと
の速度偏差ΔＮに応じて、速度調定率設定器１５
に予め設定してある速度調定率に基づき負荷要求
信号ＬDが発生され、該信号ＬDは比例制御器１６
により速度・負荷制御用燃料要求信号ＧNLに変換
され低値選択器１７へ出力される。したがつて、
発電機８の出力端が電力系統に併列された状態で
は前記速度設定器１４は負荷設定器となる。
度を電磁ピツクアツプ等の速度検出器１２で検出
し、この検出信号すなわちタービン速度信号Ｎと
速度設定器１４に設定された速度設定信号ＮSと
の速度偏差ΔＮに応じて、速度調定率設定器１５
に予め設定してある速度調定率に基づき負荷要求
信号ＬDが発生され、該信号ＬDは比例制御器１６
により速度・負荷制御用燃料要求信号ＧNLに変換
され低値選択器１７へ出力される。したがつて、
発電機８の出力端が電力系統に併列された状態で
は前記速度設定器１４は負荷設定器となる。
一方、温度制御系は、タービン７の入口ガス温
度は温度分布にむらがあるため、従来は排気ダク
ト９内に設置した熱電対等の温度検出器１１で検
出した排ガス温度信号ＴXと圧縮空気送出口３に
設置した圧力検出器１３で検出したコンプレツサ
吐出圧力信号ＰCDとから、タービン入口ガス温度
推定装置１８を用いてタービン入口ガス温度推定
値ＴFを求め、該タービン入口ガス温度推定値ＴF
と温度設定器１９に設定された温度設定信号ＴFS
との温度偏差ΔＴFを比例積分制御器２０に入力
し、該比例積分器２０より温度制御用燃料要求信
号ＧTFが発生され、低値選択器１７に出力され
る。低値選択器１７では前記の速度・負荷制御用
燃料要求信号ＧNLと前記の温度制御用燃料要求信
号ＧFTとを比較し、これらの内の低値信号が燃料
要信号ＧFLDとして燃料制御装置１０に与えられ
る。
度は温度分布にむらがあるため、従来は排気ダク
ト９内に設置した熱電対等の温度検出器１１で検
出した排ガス温度信号ＴXと圧縮空気送出口３に
設置した圧力検出器１３で検出したコンプレツサ
吐出圧力信号ＰCDとから、タービン入口ガス温度
推定装置１８を用いてタービン入口ガス温度推定
値ＴFを求め、該タービン入口ガス温度推定値ＴF
と温度設定器１９に設定された温度設定信号ＴFS
との温度偏差ΔＴFを比例積分制御器２０に入力
し、該比例積分器２０より温度制御用燃料要求信
号ＧTFが発生され、低値選択器１７に出力され
る。低値選択器１７では前記の速度・負荷制御用
燃料要求信号ＧNLと前記の温度制御用燃料要求信
号ＧFTとを比較し、これらの内の低値信号が燃料
要信号ＧFLDとして燃料制御装置１０に与えられ
る。
次に、タービン入口温度推定装置の機能を第２
図を用いて説明する。第２図はブレイトンサイク
ルのＴ−Ｓ線図を示し、Ｔは絶対温度、Ｓは作動
流体のエントロピを各々示す。コンプレツサ１お
よびタービン７に損失のない理想的な特性は１−
２−３−４であるが、実際には損失を伴なうため
１−2′−３−4′となる。P1は大気圧力、P2はコン
プレツサ吐出圧力を示す。ここで、もし、前記タ
ービン入口ガス温度を排ガス温度T4′のみで推定
し制御すると、コンプレツサ吐出圧力P2がP2′に
ΔP2上昇した場合の特性は１−2″−3′−4′とな
り、タービン入口温度はΔT3だけ高い所でター
ビン７の運転が行なわれることになる。したがつ
て、タービン入口温度をもとのT3で運転するた
めには排ガス温度をT4′よりΔT4だけ低い所で運
転する必要がある。
図を用いて説明する。第２図はブレイトンサイク
ルのＴ−Ｓ線図を示し、Ｔは絶対温度、Ｓは作動
流体のエントロピを各々示す。コンプレツサ１お
よびタービン７に損失のない理想的な特性は１−
２−３−４であるが、実際には損失を伴なうため
１−2′−３−4′となる。P1は大気圧力、P2はコン
プレツサ吐出圧力を示す。ここで、もし、前記タ
ービン入口ガス温度を排ガス温度T4′のみで推定
し制御すると、コンプレツサ吐出圧力P2がP2′に
ΔP2上昇した場合の特性は１−2″−3′−4′とな
り、タービン入口温度はΔT3だけ高い所でター
ビン７の運転が行なわれることになる。したがつ
て、タービン入口温度をもとのT3で運転するた
めには排ガス温度をT4′よりΔT4だけ低い所で運
転する必要がある。
この点に関して、従来方式では次の方法でター
ビン入口ガス温度を推定していた。すなわち、第
２図からも明らかなように、排ガス温度をＴX、
コンブレツサ吐出圧力をＰCDとすると、タービン
入口ガス温度推定値ＴFは次式で与えられる。
ビン入口ガス温度を推定していた。すなわち、第
２図からも明らかなように、排ガス温度をＴX、
コンブレツサ吐出圧力をＰCDとすると、タービン
入口ガス温度推定値ＴFは次式で与えられる。
ＴF＝Ａ・ＴX＋Ｂ・ＰCD ……(1)
ここに、Ａ、Ｂは定数
(1)式で推定したタービン入口温度に基づいて制
御すれば、運転特性は第２図で１−2″−3″−4″と
なり、タービン入口温度をT3に理論上維持する
ことができる。
御すれば、運転特性は第２図で１−2″−3″−4″と
なり、タービン入口温度をT3に理論上維持する
ことができる。
しかし、ガスタービンを長期間運転するに従が
い、コンプレツサ、燃焼器およびタービンの特性
に経年劣化を生じ、とりわけタービンの効率低下
に対しては、前記従来技術によるタービン入口ガ
ス温度推定値に大きな誤差を生じることになる。
すなわち、タービン効率が低下した場合には、タ
ービン内でのガス膨張過程は第３図に示すように
3″−4″から３−4″に移行し、このためタービン
入口ガス温度はΔT3′低下したT3のところで運
転されていた。
い、コンプレツサ、燃焼器およびタービンの特性
に経年劣化を生じ、とりわけタービンの効率低下
に対しては、前記従来技術によるタービン入口ガ
ス温度推定値に大きな誤差を生じることになる。
すなわち、タービン効率が低下した場合には、タ
ービン内でのガス膨張過程は第３図に示すように
3″−4″から３−4″に移行し、このためタービン
入口ガス温度はΔT3′低下したT3のところで運
転されていた。
この点が従来技術によるガスタービン制御装置
の欠点であり、この経年劣化により、ガスタービ
ンの効率は５〜10％低下し、高効率運転を長期間
持続することができなかつた。このことは経済上
ガスタービンの保守頻度が高くなること、長期間
の連続運転ができなかつたことの原因である。
の欠点であり、この経年劣化により、ガスタービ
ンの効率は５〜10％低下し、高効率運転を長期間
持続することができなかつた。このことは経済上
ガスタービンの保守頻度が高くなること、長期間
の連続運転ができなかつたことの原因である。
本発明は上記した従来技術の欠点を解消しター
ビン効率の経年劣化の有無に拘らずガスタービン
効率を極力高い値に制御し維持し得るガスタービ
ン制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
ビン効率の経年劣化の有無に拘らずガスタービン
効率を極力高い値に制御し維持し得るガスタービ
ン制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
すなわち、本発明の制御装置は、タービン入口
ガス温度推定値を、燃焼器前の状態値を用いて熱
力学的な関係式に基き推定することにより、ター
ビンの経年劣化に対しても、タービン入口ガス温
度を設定値に維持し、ガスタービンの高効率運転
を持続し得るように構成される。
ガス温度推定値を、燃焼器前の状態値を用いて熱
力学的な関係式に基き推定することにより、ター
ビンの経年劣化に対しても、タービン入口ガス温
度を設定値に維持し、ガスタービンの高効率運転
を持続し得るように構成される。
第４図に、ガスタービン１００とその運転に用
いられる本発明によるガスタービン装置装置２０
０′の制御系統図を示す。同図において第１図と
同一記号のものは同一物を表わす。以下、第１図
との相違箇所について説明する。本発明の特徴と
なるタービン入口ガス温度推定装置１８′にはコ
ンプレツサ１の空気取込口２に設置されたコンプ
レツサ入口空気圧力検出器２１ならびにコンプレ
ツサ入口空気温度検出器２２で検出したコンプレ
ツサ入口空気圧力信号P1、コンプレツサ入口温度
信号T1、圧縮空気送出口３に設置されたコンプ
レツサ吐出圧力検出器１３、コンプレツサ吐出温
度検出器２３で検出したコンプレツサ吐出圧力信
号P2、コンプレツサ吐出温度信号T2、燃料流量
検出器２４で検出した燃料流量信号ＧFLならびに
タービン速度信号Ｎが入力され、これらの運転状
態値を用いてタービン入口ガス温度推定値ＴFが
求められる。
いられる本発明によるガスタービン装置装置２０
０′の制御系統図を示す。同図において第１図と
同一記号のものは同一物を表わす。以下、第１図
との相違箇所について説明する。本発明の特徴と
なるタービン入口ガス温度推定装置１８′にはコ
ンプレツサ１の空気取込口２に設置されたコンプ
レツサ入口空気圧力検出器２１ならびにコンプレ
ツサ入口空気温度検出器２２で検出したコンプレ
ツサ入口空気圧力信号P1、コンプレツサ入口温度
信号T1、圧縮空気送出口３に設置されたコンプ
レツサ吐出圧力検出器１３、コンプレツサ吐出温
度検出器２３で検出したコンプレツサ吐出圧力信
号P2、コンプレツサ吐出温度信号T2、燃料流量
検出器２４で検出した燃料流量信号ＧFLならびに
タービン速度信号Ｎが入力され、これらの運転状
態値を用いてタービン入口ガス温度推定値ＴFが
求められる。
次に、本発明によるタービン入口ガス温度推定
装置１８′の推定方式について説明する。まず、
コンプレツサ１の吐出流量Ｇは大気条件により著
しく変化するため、基準大気条件における値に変
換した修正値で表わすと修正流量Ｇc、修正速度
Ｎcは各々、 で表わせる。ここに、Ｔ1R、Ｐ1Rは大気温度およ
び圧力の基準値である。また、修正流量Ｇcは圧
縮比Ｒcおよび修正速度Ｎcの関数として、 Ｇc＝ｆ（Ｒc、Ｎc） ……(4) で表わせる。ここに、Ｒc＝P2／P2＋１である。
装置１８′の推定方式について説明する。まず、
コンプレツサ１の吐出流量Ｇは大気条件により著
しく変化するため、基準大気条件における値に変
換した修正値で表わすと修正流量Ｇc、修正速度
Ｎcは各々、 で表わせる。ここに、Ｔ1R、Ｐ1Rは大気温度およ
び圧力の基準値である。また、修正流量Ｇcは圧
縮比Ｒcおよび修正速度Ｎcの関数として、 Ｇc＝ｆ（Ｒc、Ｎc） ……(4) で表わせる。ここに、Ｒc＝P2／P2＋１である。
次にタービン入口における静的なエネルギーバ
ランス式は次式で表わせる。
ランス式は次式で表わせる。
ＨF・｛Ｇ・（１−ｍ）＋ＧFL｝＝ＱF・｛H2
・Ｇ（１−ｍ）＋ＨFL・ＧFL｝ ……(5)
ここに、ｍはコンプレツサ１からの抽気、漏れ
等を考慮したコンプレツサ吐出流量損失係数、
H2はコンプレツサ吐出空気エンタルピでコンプ
レツサ吐出空気温度T2の関数H2＝ｇH（T2）で与
えられる。ＨFLは燃料の発熱量、ＨFはタービン
入口ガスエンタルピ、ＱFは燃焼器効率で燃空比
ＲFCの関数ＱF＝ｈ（ＲFC）で表わされ、また、
燃空比は、ＲFC＝ＧFL／｛Ｇ（１−ｍ）｝で与え
られる。
等を考慮したコンプレツサ吐出流量損失係数、
H2はコンプレツサ吐出空気エンタルピでコンプ
レツサ吐出空気温度T2の関数H2＝ｇH（T2）で与
えられる。ＨFLは燃料の発熱量、ＨFはタービン
入口ガスエンタルピ、ＱFは燃焼器効率で燃空比
ＲFCの関数ＱF＝ｈ（ＲFC）で表わされ、また、
燃空比は、ＲFC＝ＧFL／｛Ｇ（１−ｍ）｝で与え
られる。
したがつて、タービン入口ガス温度推定値ＴF
は(5)式から得られたタービン入口ガスエンタルピ
ＨFの関数ＴF＝ｇT（ＨF）として求めることがで
きる。
は(5)式から得られたタービン入口ガスエンタルピ
ＨFの関数ＴF＝ｇT（ＨF）として求めることがで
きる。
第５図は上記したタービン入口ガス温度推定装
置１８′をデジタル計算機化制御装置に適用した
場合の計算フロー図である。該計算フロー図は一
つの制御プログラムとして計算機のシステムプロ
グラムに管理される。以下の計算に必要な定数を
設定するための定数設定機能５１は初回のみ作動
し、２回目以降はシステムプログラムにより周期
的に発生される周期起動指令に従がい、図示のご
とくタービン入口ガス温度推定値ＴFが計算され
る。第５図において、５２はプロセス入力装置に
より検出信号を取込むための検出信号取込み機能
５３は着火後のタービン入口ガス温度推定値を計
算するための着火判定機能、５４はコンプレツサ
入口空気温度T1およびタービン速度Ｎより修正
速度ＮCを求める修正流量計算機能、５５はコン
プレツサ入口空気圧力P1および吐出圧力P2より圧
縮比ＲCを求めるための圧縮比計算機能、５６は
修正速度ＮCおよび圧縮比ＲCより修正流量ＧCを
求めるための修正流量計算機能で、第６図に示す
ような特性曲線をデータテーブル式あるいは多項
式近似で設定する。５７はコンプレツサ入口空気
圧力P1、同温度T1および修正流量ＧCよりコンプ
レツサ吐出流量Ｇを求めるためのコンプレツサ吐
出流量計算機能、５８はコンプレツサ吐出温度
T2よりコンプレツサ吐出エンタルピを求めるた
めの空気エンタルピ計算機能で、第７図に示すよ
うな特性曲線（ｎ＝∞）をデータテーブル式ある
いは多項式近似で設定する。５９は燃料流量ＧFL
およびコンプレツサ吐出流量Ｇより燃空比ＲFCを
求めるための燃空比計算機能、６０は燃空比ＲFC
から燃焼器効率ＱFを求めるための燃焼器効率計
算機能で、第８図に示すような特性曲線をデータ
テーブル式あるいは多項式近似で設定する。６１
はコンプレツサ吐出流量Ｇ、燃料流量ＧFL、コン
プレツサ吐出エンタルピH2および燃焼器効率ＱF
からタービン入口ガスエンタルピ計算機能、６２
は燃空比ＲFLより空気過剰率ｎを求めるための空
気過剰率計算機能、６３はタービン入口ガスエン
タルピＨFおよび空気過剰率ｎよりタービン入口
ガス温度推定値ＴFを計算するためのタービン入
口ガス温度計算機能で、第７図に示すような特性
曲線をデータテーブル式あるいは多項式近似で設
定する。６４はタービン入口ガス温度推定値ＴF
を出力するため出力機能である。
置１８′をデジタル計算機化制御装置に適用した
場合の計算フロー図である。該計算フロー図は一
つの制御プログラムとして計算機のシステムプロ
グラムに管理される。以下の計算に必要な定数を
設定するための定数設定機能５１は初回のみ作動
し、２回目以降はシステムプログラムにより周期
的に発生される周期起動指令に従がい、図示のご
とくタービン入口ガス温度推定値ＴFが計算され
る。第５図において、５２はプロセス入力装置に
より検出信号を取込むための検出信号取込み機能
５３は着火後のタービン入口ガス温度推定値を計
算するための着火判定機能、５４はコンプレツサ
入口空気温度T1およびタービン速度Ｎより修正
速度ＮCを求める修正流量計算機能、５５はコン
プレツサ入口空気圧力P1および吐出圧力P2より圧
縮比ＲCを求めるための圧縮比計算機能、５６は
修正速度ＮCおよび圧縮比ＲCより修正流量ＧCを
求めるための修正流量計算機能で、第６図に示す
ような特性曲線をデータテーブル式あるいは多項
式近似で設定する。５７はコンプレツサ入口空気
圧力P1、同温度T1および修正流量ＧCよりコンプ
レツサ吐出流量Ｇを求めるためのコンプレツサ吐
出流量計算機能、５８はコンプレツサ吐出温度
T2よりコンプレツサ吐出エンタルピを求めるた
めの空気エンタルピ計算機能で、第７図に示すよ
うな特性曲線（ｎ＝∞）をデータテーブル式ある
いは多項式近似で設定する。５９は燃料流量ＧFL
およびコンプレツサ吐出流量Ｇより燃空比ＲFCを
求めるための燃空比計算機能、６０は燃空比ＲFC
から燃焼器効率ＱFを求めるための燃焼器効率計
算機能で、第８図に示すような特性曲線をデータ
テーブル式あるいは多項式近似で設定する。６１
はコンプレツサ吐出流量Ｇ、燃料流量ＧFL、コン
プレツサ吐出エンタルピH2および燃焼器効率ＱF
からタービン入口ガスエンタルピ計算機能、６２
は燃空比ＲFLより空気過剰率ｎを求めるための空
気過剰率計算機能、６３はタービン入口ガスエン
タルピＨFおよび空気過剰率ｎよりタービン入口
ガス温度推定値ＴFを計算するためのタービン入
口ガス温度計算機能で、第７図に示すような特性
曲線をデータテーブル式あるいは多項式近似で設
定する。６４はタービン入口ガス温度推定値ＴF
を出力するため出力機能である。
上述から明らかなごとく、本発明によれば燃焼
器前の状態値を取込み、タービン入口ガス温度を
正確に推定しているため、経年劣化によるタービ
ン効率の低下に対してもタービン入口ガス温度を
温度設定値に正確に維持できるため、ガスタービ
ンを高効率で運転し得る。このことは経済上ガス
タービンの保守頻度を低くできること、長期間の
連続運転が可能となる等の優れた効果を発揮でき
る。
器前の状態値を取込み、タービン入口ガス温度を
正確に推定しているため、経年劣化によるタービ
ン効率の低下に対してもタービン入口ガス温度を
温度設定値に正確に維持できるため、ガスタービ
ンを高効率で運転し得る。このことは経済上ガス
タービンの保守頻度を低くできること、長期間の
連続運転が可能となる等の優れた効果を発揮でき
る。
第１図は従来技術によるガスタービンとその制
御装置の制御系統図、第２図はブレイトンサイク
ルにおけるコンプレツサ吐出圧力変動時の運転特
性の変動をＴ−Ｓ線図で示す図、第３図はブレイ
トンサイクルにおけるタービン効率変動時の運転
特性の変動をＴ−Ｓ線図で示す図、第４図は本発
明によるガスタービンとその制御装置の制御系統
図、第５図は本発明によるタービン入口ガス温度
推定装置の計算フロー図、第６図はコンプレツサ
の特性曲線、第７図は作動流体の温度とエンタル
ピとの関係特性、第８図は燃空比と燃焼器効率と
の関係特性である。 １００……ガスタービン、２００……ガスター
ビン制御装置、１……コンプレツサ、２……空気
取入口、３……圧縮空気送出口、４……燃焼器、
５……燃料供給装置、６……燃焼ガス通路、７…
…タービン、８……発電機、９……排気ダクト、
１０……燃料制御装置、１１……排ガス温度検出
器、１２……タービン速度検出器、１３……コン
プレツサ吐出圧力検出器、１４……速度設定器、
１５……速度調定率設定器、１６……比例制御
器、１７……低値選択器、１８……タービン入口
ガス温度推定装置、１９……温度設定器、２０…
…比例積分制御器。
御装置の制御系統図、第２図はブレイトンサイク
ルにおけるコンプレツサ吐出圧力変動時の運転特
性の変動をＴ−Ｓ線図で示す図、第３図はブレイ
トンサイクルにおけるタービン効率変動時の運転
特性の変動をＴ−Ｓ線図で示す図、第４図は本発
明によるガスタービンとその制御装置の制御系統
図、第５図は本発明によるタービン入口ガス温度
推定装置の計算フロー図、第６図はコンプレツサ
の特性曲線、第７図は作動流体の温度とエンタル
ピとの関係特性、第８図は燃空比と燃焼器効率と
の関係特性である。 １００……ガスタービン、２００……ガスター
ビン制御装置、１……コンプレツサ、２……空気
取入口、３……圧縮空気送出口、４……燃焼器、
５……燃料供給装置、６……燃焼ガス通路、７…
…タービン、８……発電機、９……排気ダクト、
１０……燃料制御装置、１１……排ガス温度検出
器、１２……タービン速度検出器、１３……コン
プレツサ吐出圧力検出器、１４……速度設定器、
１５……速度調定率設定器、１６……比例制御
器、１７……低値選択器、１８……タービン入口
ガス温度推定装置、１９……温度設定器、２０…
…比例積分制御器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガスタービンの速度又は負荷を所定値に制御
するための速度／負荷制御用燃料要求信号と前記
ガスタービンの入口ガス温度推定値を温度設定値
に制御する温度制御用燃料要求信号とのうちいず
れか低い値の信号にてガスタービンの燃焼器への
燃料供給量を制御する装置において、 前記ガスタービンの入口ガス温度推定値を求め
るためにガスタービンの燃焼器へ燃焼用空気を送
るコンプレツサの入口温度、入口圧力、出口温
度、出口圧力およびタービン速度ならびに燃料流
量を入力とし、 前記ガスタービンの燃焼器へ流入する空気の保
有するエンタルピをコンプレツサの出口温度から
算出する第１の手段と、 前記空気の保有するエンタルピおよび前記燃焼
器に流入する燃料の保有するエンタルピならびに
前記空気流量と燃料流量とから前記燃焼器から吐
出するガスの保有するエンタルピを算出する第２
の手段と、 前記燃焼器から吐出するガスの保有するエンタ
ルピを燃焼器出口のガスの温度に換算してこれを
ガスタービンの入口ガス温度推定値として出力す
る第３の手段 とを備えたことを特徴とするガスタービン制御装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2085679A JPS55114853A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Gas turbine controlling system |
| CH147880A CH649606A5 (en) | 1979-02-26 | 1980-02-25 | Control device for a gas turbine plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2085679A JPS55114853A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Gas turbine controlling system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55114853A JPS55114853A (en) | 1980-09-04 |
| JPS6125897B2 true JPS6125897B2 (ja) | 1986-06-18 |
Family
ID=12038740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2085679A Granted JPS55114853A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Gas turbine controlling system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55114853A (ja) |
| CH (1) | CH649606A5 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587242U (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-26 | 石川島播磨重工業株式会社 | ガスタービンエンジン |
| US5622042A (en) * | 1995-02-27 | 1997-04-22 | Compressor Controls Corporation | Method for predicting and using the exhaust gas temperatures for control of two and three shaft gas turbines |
| JP2001329855A (ja) * | 2000-05-19 | 2001-11-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガスタービンのタービン入口温度予測方法 |
| JP4949977B2 (ja) * | 2007-09-04 | 2012-06-13 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンの吸気加熱制御装置 |
| JP6706936B2 (ja) * | 2016-03-09 | 2020-06-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービンの制御装置及びガスタービンの制御方法 |
| CN109690053B (zh) * | 2016-07-07 | 2021-04-27 | 西门子股份公司 | 用于控制具有多个燃烧区的燃气涡轮发动机中的燃料分配的方法 |
-
1979
- 1979-02-26 JP JP2085679A patent/JPS55114853A/ja active Granted
-
1980
- 1980-02-25 CH CH147880A patent/CH649606A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55114853A (en) | 1980-09-04 |
| CH649606A5 (en) | 1985-05-31 |
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