JPS597739A - ガスタ−ビンの燃料供給制御方法 - Google Patents

ガスタ−ビンの燃料供給制御方法

Info

Publication number
JPS597739A
JPS597739A JP11685982A JP11685982A JPS597739A JP S597739 A JPS597739 A JP S597739A JP 11685982 A JP11685982 A JP 11685982A JP 11685982 A JP11685982 A JP 11685982A JP S597739 A JPS597739 A JP S597739A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
combustor
fuel supply
deviation
gas 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.)
Pending
Application number
JP11685982A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoji Ishibashi
石橋 洋二
Isao Sato
勲 佐藤
Yoshimitsu Minagawa
義光 皆川
Nobuyuki Iizuka
飯塚 信之
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 JP11685982A priority Critical patent/JPS597739A/ja
Publication of JPS597739A publication Critical patent/JPS597739A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/28Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (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】 本発明はガスタービンの燃料供給の制御方法に係シ、特
に、複数個の燃焼器を備えたガスタービンの燃焼状態を
均一ならしめるに好適な制御方法に関するものである。
ガスタービンの性能を面上させるためには作動ガスの高
温、高JI化を図ることが必要で6勺、作動ガスの高温
、高圧化を可能ならしめるためには耐熱高温材料の開発
や冷却技術の開発とともに高度の燃料制御を特徴とする
特に、複数個の燃焼器を備えたガスタービンにおいて、
各燃焼器の燃焼状態を均一ならしめるように制御するこ
とが必要である。更に具体的には、各燃焼器の燃焼ガス
a度を均一ならしめるように制御することが必要である
第1図に、従来一般に用いられているガスタービンの燃
料供給前制御系統を示す。
燃料は、燃料輸送管11X遮断弁12、燃料ポンプ13
を経て分配器15に供給され、この分配器15から複数
本の燃料供給管16に分流してガスタービンの各燃焼器
4に設けられた燃料ノズル3から噴霧されて燃焼する。
上記の燃料噴霧量を制御するため、燃料ポンプ13と並
列にバイパス形の流量調節弁14が接続されている。そ
して、ガスタービンのタービン軸の回転数信号102を
燃料制御器100に入力させ、該制御器100による制
御信号103によって前記の流!調節弁14が開閉制御
され、これにより燃料は回転速度にはぼ比例したiK制
御でれて供給される。
一方、タービン6の後流の排気ダクト8内に複数本の排
ガス温度センサ10が設けられ、その検出信号104は
排ガス温度制御器101に入力され、排ガス温度が予め
設定された許容値を越え、若しくは各部排ガス温度の偏
差が予め設定された許容値を越えた場合、上記排ガス温
度制御器101は緊急遮断信号105を発して遮断弁1
2を閉弁させる構造である。
以上のように構成された従来形の燃料供給・制御方法に
おいては、各燃焼器4に対する燃料の配分は均等に為さ
れるが、各IpI9A器の燃焼状態は空気圧縮機2の吐
出空気20の流動状態、並びに各燃焼器の製作、取付精
度の影響を受け、和尚の不均一性を示す。
このため、各燃焼器4に燃料を均一に配分しても各燃焼
器4ごとに燃空比は均一とならず、その結果タービン入
口直前の燃焼ガス流21の温度が不均一となる。即ち、
流入空気量の少ない燃焼器4の燃焼ガス温度は高く、流
入空気量の多い燃焼器4の燃焼ガス温度は低くなる。
上述の理由で、従来形の燃料供給制御方法においてはガ
スタービンの円周方向についてガス温度分布が不均一と
なp1タービン効率や信頼性を低下させるとhう不具合
を生じる。その上、排ガス温度センサ1oによって排ガ
ス温度を監視しているため、燃焼器4の異常若しくは燃
焼状態の異常が発生した場合、その検出が鈍感であると
いう欠点がある。
第2図は、燃焼器を8個備えたガスタービンを例として
各燃焼器に対応する排ガス温度分布を極座標の上に模式
的に示したもので、(1)〜(8℃各点はそれぞれ各燃
焼器の排ガス@度を表わしている。
この例ではAI 、A3,45.屓7の排ガス温度が平
均排ガス温よりも高くなっている。この例の状態ではA
I、3,5.7の燃焼器4、燃焼器尾筒5およびタービ
ン靜翼部が高温にさらされてお9、信頼性、耐久性が低
下する。
本発明は以上の事情に鑑みて為され、ガスタービンの各
燃焼器出目部における燃焼ガス温度を均一ならしめ得る
燃料供給制御方法を提供することを目的とする。
本発明の基本的原理は、前述のごとく各燃焼器ごとに流
入空気量が不均一であるという事実に対応して、各燃焼
器ごとに燃空比を一定ならしめるようにタイムラグの少
なり燃料供給制御を行なうものである。
上記の原理に基づいて前記の目的を達成するため、本発
明は各燃焼器の給油管路にそれぞれ独立に作動する流量
調節弁を設け、一方、各燃焼器ごとに燃焼ガス流の温度
若しくは燃焼ガス流路壁の温度を検出する手段、及びそ
の検出信号を入力せしめる演算器を設けて各燃焼器の燃
焼ガス流の温度偏差若しくは燃焼ガス流路壁の温度偏差
を算出し、上記の温度偏差を零ならしめるように前記の
流i調節弁を個々に制御することを特徴とする。
次に、第3図及び第4図を参照しつつ本発明の一実施例
を説明する。
第3図は本発明の方法を適用するために構成した燃料供
給制御装置の系統図の一例である。
従来装f(第1図)と同一の図面参照番号を付した燃料
ノズル3.燃焼器4、燃焼器尾筒5.燃料輸送管11.
遮断弁12.燃料ポンプ13.流量制御弁14.タービ
ン軸回転数信号102.燃料制御器100.および流量
調節信号103は従来装置におけると同様の構成部材で
ある。
30は燃料分岐管で、従来装置における配分器15と類
似の部材である。
上記の燃料分岐管30と各燃料ノズル3(1個のみ図示
す)とを接続する給油管31は従来装置における燃料供
給管16に対応する構成部材であって、本発明方法を適
用するためその途中に個別流m調節弁32をそれぞれ介
装接続しである。
一方、燃焼器4の出口部分における燃焼ガス流の温度を
検出するため、燃焼器尾筒5を貫通して燃焼ガス温度セ
ンサ33を固着し、その先端を燃焼ガス流21中に突出
せしめる。
このようにして、燃焼器4の設置個数と同数の燃焼ガス
温度センサ33を設け、それぞれの検出信号106を燃
料個別制御器107に入力せしめる。
上記の燃料個別制御器107は、各燃焼ガス温度信号1
06を受信して演算を行ない、燃料個別制御信号108
を発して各個別流量調節弁32を開閉(絞り)制御する
機能と、燃料遮断信号105を発して遮断弁12を閉弁
作動せしめる機能とを有している。第4図にその制御機
能のフローチャートである。
このフローチャートによる本発明方法の実施例は、各燃
焼器4の燃焼ガス流温度の偏差について次のように二つ
の基準を設定して行なう。
中 許容値:偏差を減少させるような格別の対処をせず
に運転を継続しても別設の損 耗を誘発する虞れが無い偏差値の上 限。
(10運転持続範囲:偏差が大きいため、緊急停止しな
いと重大な損傷を誘発す る虞れのある偏差値の下限。
第4図に示すごとく、燃焼器の設置個数と同数の燃焼ガ
ス温度信号106を受信し、ステップ201でその平均
値と偏差値とを演算し、ステップ202で上記の偏差値
が運転持続範囲内であるか否かを判定する。
判定結果、運転持続範囲外であれば、ステップ203で
遮断信号105を発信させ、燃料遮断弁(第3図の12
)を閉弁作動せしめて緊急停止する。
判定結果、運転持続範囲内であればステップ204で上
記の偏差値が許容値内であるか否かを判断する。
判断結果、許容値を越えていればステップ205で前記
の温度偏差を零ならしめるような個別流量調節弁の燃料
流量増減量を算出し、燃料個別制御信号108を発して
各個別流量調節弁(第3図の32)の絞p加減を開閉調
節せしめる。
(9) 判断結果、許容値を越えていなければ、各個別流量調節
弁32を個々に調節する必要は無い。このような場合は
第3図に示した流量調節弁14によシ、各給油管31に
燃料を分配している燃料分岐管30の上流側で燃料流量
を一括制御してもよい。この場合、燃料流it調節弁1
4は燃料制御器100によって制御せしめる。
また、前述の判断結果、偏差が許容値を越えていなくて
個別制御の必要が無い場合、第4図に示すステップ20
6のごとく、燃料流量要求信号に基づいて、個別流量調
節弁32をそれぞれ均等に開閉させてタービン負荷要求
に応じるような弁開度を算出してもよい。この場合、該
ステップ206で発せられる複数個の燃料個別制御信号
108は全部同一レベルのものとなる。
上述のように制御すれば、燃焼ガス流の温度偏差が許容
値以上である場合、ステップ204のごとく各個別流量
調節弁32を飼々に絞り制御して偏差を零ならしめるよ
うに、詳しくは、偏差値がプラスの燃焼器4の噴霧量を
減らし偏差値がマイ(10) ナスの燃焼器4の噴霧量を増やすように個別に制御して
、各燃焼器4の燃焼ガス温度を均一ならしめるのでター
ビンの効率や信頼性を向上せしめることができる。その
上、本発明方法によれば、排気ガス温を検出するのでな
く、燃焼器出口部の燃焼ガス流温度を検出して制御する
ので鋭敏な検出が可能であり応答性が速やかである。
前記の実施例のように温度偏差が予め定めた一定の基準
(前例における運転持続範囲)を越えたとき各燃焼器に
対する燃料供給を緊急遮断するように制御を行なうと、
何らかの事情(7+、とえば〜部の燃焼器4の吹き消え
又は異常燃焼)によ多温度偏差が異常に大きくなった場
合、タービンの重大な損傷を誘発しなhうちに緊急停止
せしめて災害を未然に防止することができる。
第3図について上述したように、燃焼ガス温度センサ3
3を燃焼ガス流中に突出せしめて燃焼ガス温度を直接的
に検出し、その結果に基づいて制御を行なうと、特に応
答性の速い制御が可能であるが、高温ガス流中に温度セ
ンサを設置するため(11) Pt−PtIr  なとの高価な温度センサを用いねば
ならず、その上、センサの耐用命数が比較的短かいとい
う欠点がある。
上記の欠点を解消し、かつ、前述の実施例の原理をその
まま適用して同一の目的を達成することのできるもう一
つの制御方法を第5図を参照しつつ説明する。本図は上
記もう一つの制御方法を実施するために構成した制御装
置の燃焼器4付近を示す断面図である。この装置におい
ては燃焼ガス温度センサ33を燃焼ガス流中に突出せし
める代シに、壁温度センサ34を燃焼ガスの流路壁であ
る尾筒5の壁中に埋設する。その他の部分の構成は前例
(第1図)と同様である。
このようにして燃焼ガス流そのものの温度の代用特性と
して燃焼ガス流路壁の温度を検出し、前例と同様に偏差
を算出して前例と同様に個別的に燃料制御を行なうと、
前例の方法に比して若干応答性が遅くなるが、たとえば
銅コンスタンタンなどの比較的安価な温度センサを用込
ても長時間の使用に耐えることができ、その他、前例に
おける(12) と同様の効果がある。この制御方法VCおいても温度偏
差が運転持続範囲を越えたとき緊急停止するように制御
して重大損傷を未然に防止することが可能である。
以上詳述したように、本発明は、ガスタービンに備えた
複数個の燃焼器に対して燃料を供給するための燃料ポン
プ、流量調節弁および迩断升を有するガスタービン燃料
供給装置において、各燃焼器の給油管路にそれぞれ独立
に作動する流量調節弁を設け、一方、各燃焼器の燃焼ガ
ス温度をそれぞれ検出する手段を設けるとともに、その
検出信号を入力せしめる演算器を設けて各燃焼器の燃焼
ガス温i偏差を算出し、上1dの温度偏差を零ならしめ
るように前記の独立に作動する流量調節弁を個々に制御
することにより、ガスタービンの各燃焼器出口部におけ
る燃焼ガス温度を均一ならしめることができ、また各燃
焼器の給油管路にそれぞれ独立に作動する流J11!I
I4節弁を設け、一方、各燃焼器の燃焼ガスの流路壁の
温度をそれぞれ検出する手段を設けるとともに、その検
出信号を入力せ(13) しめる演算器を設けて各燃焼器の燃焼ガス流路壁温度偏
差を算出し、上記の温度偏差を零ならしめるように前記
の独立に作動する流量調節弁を個々に制御することによ
って上記と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はガスタービンの燃料供給制御装置の系統図、第
2図は排ガスの温度分布を模式的に表わした極座標図表
、第3図は本発明に係る制御方法を実施するために構成
したガスタービンの燃料供給制御装置の一例における系
統図、第4図は上記装置を用いて本発明の制御方法を適
用した一実施例のフローチャート、第5図は上記と異な
る制御方法を実施するために構成したガスタービンの燃
料供給制御装置の一例における部分的断面図である。 2・・・空気圧縮機、3川燃料ノズル、4・・・燃焼器
、5・・・燃焼器尾部、6・・・タービン、7・・・排
気デ(7ユーザ、8・・・排気ダクト、9・・・案内羽
根、10・・・排ガス温度センサ、11・・・燃料輸送
管、12・・・遮(14) 断弁、13・・・燃料ポンプ、14・・・流量調節弁、
15・・・配分弁、16・・・燃料供給管、20・・・
吐出空気、21・・・燃焼ガス流、22・・・排ガス、
30・・・燃料分岐管、31・・・給油管、32・・・
個別燃料調節弁、33・・・燃焼ガス温度センサ、34
・・・燃焼ガス流路壁温度センナ、100・・・燃料制
御器、102・・・回転数信号、103・・・流量調節
信号、105・・・燃料遮断信号、106・・・検出温
度信号、107川燃料個別制御器、108・・・燃料個
別制御信号。 代理人 弁理士 秋本疋実 (15) 箒 1  回 10り           104

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ガスタービンに備えた複数個の燃焼器に対して燃料
    を供給するための燃料ポンプ、流量調節弁および遮断弁
    を有するガスタービン燃料供給方法において、各燃焼器
    の給油管路にそれぞれ独立に作動する流量調節弁を設け
    、一方、各燃焼器の燃焼ガス温度をそれぞれ検出する手
    段を設けるとともに、その検出信号を入力せしめる演算
    器を設けて各燃焼器の燃焼ガス温度偏差を算出し、上記
    の温度偏差を零ならしめるように前記の独立に作動する
    流量調節弁を個々に制御することを特徴とするガスター
    ビンの燃料供給制御方法。 2、前記の燃焼ガス温度偏差を算出したとき、上記の温
    度偏差が予め定めた基準値以上である場合は各燃焼器に
    対する燃料供給を遮断することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載のガスタービンの燃料供給制御方法。 3、ガスタービンに備えた複数個の燃焼器に対して燃料
    を供給するための燃料ポンプ、流量調節弁および遮断弁
    を有するガスタービン燃料供給方法において、各燃焼器
    の給油管路にそれぞれ独立に作動する流量調節弁を設け
    、一方、各燃焼器の燃焼ガスの流路壁の温度をそれぞれ
    検出する手段を設けるとともに、その検出信号を入力せ
    しめる演算器を設けて各燃焼器の燃焼ガス流路壁温度偏
    差を算出し、上記の温度偏差を零ならしめるように前記
    の独立に作動する流量調節弁を個々に制御することを特
    徴とするガスタービンの燃料供給制御方法。 4、前記の燃焼ガス流路壁温度偏差を算出したとき、上
    記の温度偏差が予め定めた基準値以上である場合は各燃
    焼器に対する燃料供給を遮断することを特徴とする特許
    請求の範囲第3項に記載のガスタービンの燃料供給制御
    方法。
JP11685982A 1982-07-07 1982-07-07 ガスタ−ビンの燃料供給制御方法 Pending JPS597739A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11685982A JPS597739A (ja) 1982-07-07 1982-07-07 ガスタ−ビンの燃料供給制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11685982A JPS597739A (ja) 1982-07-07 1982-07-07 ガスタ−ビンの燃料供給制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS597739A true JPS597739A (ja) 1984-01-14

Family

ID=14697392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11685982A Pending JPS597739A (ja) 1982-07-07 1982-07-07 ガスタ−ビンの燃料供給制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS597739A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61210233A (ja) * 1985-03-15 1986-09-18 Hitachi Ltd ガスタービンの燃焼温度制御方法
EP0523932A1 (en) * 1991-07-19 1993-01-20 General Electric Company Compressor stall recovery method and apparatus
US5327718A (en) * 1991-08-23 1994-07-12 Hitachi, Ltd. Gas turbine apparatus and method of control thereof
US5423175A (en) * 1992-12-30 1995-06-13 General Electric Co. Fuel trim system for a multiple chamber gas turbine combustion system
EP1288467A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-05 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine combustor system
JP2007120498A (ja) * 2005-10-24 2007-05-17 General Electric Co <Ge> ガスタービンエンジン燃焼器のホットストリーク制御
WO2014133601A1 (en) * 2013-02-26 2014-09-04 Rolls-Royce Corporation Gas turbine engine and method for operating a gas turbine engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5128495U (ja) * 1974-08-23 1976-03-01
JPS5121013B2 (ja) * 1971-11-04 1976-06-29
JPS5669424A (en) * 1979-11-08 1981-06-10 Hitachi Ltd Controller for flow rate of fuel for gas turbine
JPS5692326A (en) * 1979-12-26 1981-07-27 Hitachi Ltd Method of and apparatus for controlling combustion of gas turbine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5121013B2 (ja) * 1971-11-04 1976-06-29
JPS5128495U (ja) * 1974-08-23 1976-03-01
JPS5669424A (en) * 1979-11-08 1981-06-10 Hitachi Ltd Controller for flow rate of fuel for gas turbine
JPS5692326A (en) * 1979-12-26 1981-07-27 Hitachi Ltd Method of and apparatus for controlling combustion of gas turbine

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61210233A (ja) * 1985-03-15 1986-09-18 Hitachi Ltd ガスタービンの燃焼温度制御方法
EP0523932A1 (en) * 1991-07-19 1993-01-20 General Electric Company Compressor stall recovery method and apparatus
US5327718A (en) * 1991-08-23 1994-07-12 Hitachi, Ltd. Gas turbine apparatus and method of control thereof
US5423175A (en) * 1992-12-30 1995-06-13 General Electric Co. Fuel trim system for a multiple chamber gas turbine combustion system
EP1288467A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-05 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine combustor system
JP2007120498A (ja) * 2005-10-24 2007-05-17 General Electric Co <Ge> ガスタービンエンジン燃焼器のホットストリーク制御
WO2014133601A1 (en) * 2013-02-26 2014-09-04 Rolls-Royce Corporation Gas turbine engine and method for operating a gas turbine engine
US10228139B2 (en) 2013-02-26 2019-03-12 Rolls-Royce Corporation Gas turbine engine and method for operating a gas turbine engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6226976B1 (en) Variable fuel heating value adaptive control for gas turbine engines
CA1071434A (en) Stall detector for a gas turbine engine
US3852958A (en) Stall protector system for a gas turbine engine
JP4150961B2 (ja) ロータの過速度及び過ブースト防止のための方法及び装置
RU2614471C2 (ru) Способ и система регулирования для газовой турбины
EP0037786B1 (en) Fuel control apparatus
CA2220172C (en) Control system for a ducted fan gas turbine engine
KR100391743B1 (ko) 가스터빈연료시스템용리던던트형트립솔레노이드밸브의차단
US3104524A (en) Normal and emergency fuel control for a re-expansion gas turbine engine
JPS597739A (ja) ガスタ−ビンの燃料供給制御方法
US4368618A (en) Manually operated metering valve for a fuel control
US5115635A (en) Analytical flow meter backup
KR960003682B1 (ko) 덕트압력 손실보상기능을 갖는 가속제어장치
JP5094092B2 (ja) ガスエンジンにおける燃料供給制御装置
JPS6213498B2 (ja)
CN113167179B (zh) 具有故障管理的控制飞行器涡轮发动机转速的系统和方法
US20150075170A1 (en) Method and system for augmenting the detection reliability of secondary flame detectors in a gas turbine
US20170122222A1 (en) System and Method for Determining Fuel Splits for a Gas Turbine
JP2002147253A (ja) ガスタービン保護装置及び燃料制御装置
US3882672A (en) System arrangement for governing gas turbine engines, especially gas turbine aero-engines
JP2011144806A (ja) ガスタービンエンジンで使用するための燃料制御アセンブリシステム及び装置
US3643428A (en) Fuel control system for a gas turbine engine
JP2013083226A (ja) 排熱ボイラシステムの制御方法および制御装置
JPH063148B2 (ja) 二重気体燃料焚ガスタ−ビンの燃料制御装置
JP2000038929A (ja) ガスタービン燃料ガス減圧加温装置