CN102953837A - 燃气轮机装置、其控制装置以及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明在将低卡路里燃料气体和高卡路里燃料气体向燃烧器导入的燃气轮机装置中，即便减少高卡路里燃料气体的使用量也能够稳定地运行。向燃烧器输送压缩空气的空气压缩机具有对外部空气的吸入量进行调节的吸气量调节器。控制装置具有：设定卡路里识别部，其识别与向燃烧器导入的燃料气体的每单位重量的卡路里相关的设定卡路里的值；燃气轮机输出接受部，其接受燃气轮机的输出；开度运算部，其使用每个设定卡路里的值的、吸气量调节器的开度与燃气轮机输出的预先确定的关系，来求出与设定卡路里识别部识别出的设定卡路里的值和燃气轮机输出接受部接受到的燃气轮机的输出对应的吸气量调节器的开度；输出部，其将该开度向吸气量调节器输出。

Description

燃气轮机装置、其控制装置以及其控制方法

技术领域

本发明涉及使由低卡路里燃料气体和高卡路里燃料气体混合而成的气体燃烧来进行驱动的燃气轮机装置、其控制装置以及其控制方法。

背景技术

在燃气轮机装置中，例如以下的专利文献1所记载那样，将由以来自炼铁厂的高炉的高炉气体(以下，称之为“BFG(Blast Furnace Gas：高炉煤气))为代表的低卡路里燃料气体和以来自焦炭炉的焦炭炉气体(以下，称之为“COG(Coke Oven Gas：焦炉煤气)”)为代表的高卡路里燃料气体混合而成的气体设为燃料。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】：日本特开2004-190633号公报

在以上那样的燃气轮机装置中，从经济性方面考虑，期望存在一种即便减少成本高的高卡路里燃料气体的使用量也能够稳定运行的设备。

发明内容

对此，本发明提供即便减少高卡路里燃料气体的使用量也能够稳定地运行的燃气轮机装置、其控制装置以及其控制方法。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制装置的第一方式提供一种燃气轮机装置的控制装置，所述燃气轮机装置具有：对外部空气进行压缩而生成压缩空气的空气压缩机；向该压缩空气中混合燃料气体并使其燃烧而燃烧气体的燃烧器；由该燃烧气体驱动的涡轮，其中，所述空气压缩机具有基于开度变化而对所述外部空气的吸入量进行调节的吸气量调节器，所述燃气轮机装置将低卡路里燃料气体和与该低卡路里燃料气体相比每单位重量的卡路里值高的高卡路里燃料气体混合而成的气体作为所述燃料气体向所述燃烧器导入，

所述燃气轮机装置的控制装置具有：对与所述燃料气体的每单位重量的卡路里相关的设定卡路里的值进行识别的设定卡路里识别部；接受作为燃气轮机的输出的燃气轮机输出的燃气轮机输出接受部；利用每个所述设定卡路里的值中的、所述吸气量调节器的开度和所述燃气轮机输出的预先确定的关系，来求出与所述设定卡路里识别部识别出的所述设定卡路里的值和所述燃气轮机输出接受部接受到的所述燃气轮机的输出对应的所述吸气量调节器的开度的开度运算部；将所述开度运算部所求出的所述开度向所述吸气量调节器输出的输出部。

在该控制装置中，能够根据操作员等的想法，来变更与燃料气体的每单位重量的卡路里(以下，简称为“单位卡路里”)相关的设定卡路里。由此，在该控制装置中，从经济性的观点出发，能够根据操作员等的想法来减少高卡路里燃料气体的使用量。

另外，在该控制装置中，即便变更设定卡路里，也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制装置的第二方式在所述第一方的基础上，优选的是，所述关系是所述设定卡路里的值越低而将与所述燃气轮机输出相对的所述吸气量调节器的开度设定得越大的关系。

空气压缩机伴随着燃料气体的单位卡路里变低而喘振的可能性升高，吸气量调节器的容许最小开度变大。由此，如果每个设定卡路里的值中的、吸气量调节器的开度和燃气轮机输出的预先确定的关系是设定卡路里的值越低而将与燃气轮机输出相对的吸气量调节器的开度设定得越大的关系的话，即便燃料气体的单位卡路里变低，也能够抑制空气压缩机的喘振产生。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制装置的第三方式在所述第一方式或者第二方式的基础上，也可以是，所述设定卡路里识别部当接受到表示作为所述高卡路里燃料气体的供给源的高卡路里燃料供给源的异常的异常信号时，将该高卡路里燃料气体的比率小或者不包含该高卡路里燃料气体的气体设为所述燃料气体，相对于该异常信号而将预先确定的与该燃料气体相关的卡路里的值作为所述设定卡路里的值来进行识别。

在该控制装置中，即便在高卡路里燃料供给源中产生异常而使燃料气体中的高卡路里燃料气体的比率变小或者使燃料气体中不包含高卡路里气体，由于设定卡路里的值被自动变更为与异常时对应的值，故也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制装置的第四方式在所述第一方至第三方式中的任一方式的基础上，也可以是，所述燃气轮机装置具有对向所述燃烧器流入的所述燃料气体的流量进行调节的燃料流量调节器，该控制装置还具有：接受所述燃气轮机的目标输出的目标输出接受部；求出与所述目标输出接受部接受到的所述目标输出和所述燃气轮机输出接受部接受到的所述输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的控制量的控制量运算部；将作为所述高卡路里燃料气体的供给源的高卡路里燃料供给源的异常时的、所述燃料流量调节器的控制量输出的异常时控制量输出部；在未接受到表示所述高卡路里燃料供给源的异常的异常信号时，输出所述控制量运算部所求出的所述控制量，而在接受到所述异常信号时，输出来自所述异常时控制量输出部的所述控制量的切换部；将从所述切换部输出的控制量向所述燃料流量调节器输出的输出部。

在该控制装置中，在接受到异常信号时，进行与该异常对应的燃气轮机输出的控制，因此，能够在由于高卡路里燃料供给源的异常而使向燃烧器流入的燃烧气体的单位卡路里降低之前，对燃气轮机输出进行先行控制。因在，在该控制装置中，即便在高卡路里燃料供给源中产生异常，也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制装置的第五方式在所述第四方的基础上，也可以是，所述异常时控制量输出部将与作为所述高卡路里燃料供给源的异常时的所述燃气轮机的预先确定的目标输出的异常时目标输出和所述燃气轮机输出接受部接受到的所述输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的所述控制量输出。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制装置的第六方式在所述第一方式至第五方式中的任一方式的基础上，也可以是，所述燃气轮机装置具有燃料流量调节器，该燃料流量调节器调节向所述燃烧器流入的所述燃料气体的流量，所述燃气轮机装置的控制装置具有：容许输出运算部，其使用所述设定卡路里的值与所述燃气轮机的容许最大输出的预先确定的关系，来求出与所述设定卡路里识别部识别出的所述设定卡路里的值相对的该燃气轮机的容许最大输出；目标输出接受部，其接受所述燃气轮机的目标输出；比较部，其将所述目标输出接受部接受到的所述目标输出与所述容许输出运算部求出的所述容许最大输出进行比较，在该目标输出小于该容许最大输出时，输出该目标输出，而在该目标输出为该容许最大输出以上时，输出该容许最大输出作为目标输出；控制量运算部，其求出与所述燃气轮机输出接受部接受到的所述燃气轮机输出和所述比较部输出的所述目标输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的控制量；输出部，其将所述控制量运算部求出的所述控制量向所述燃料流量调节器输出。

在该控制装置中，即便变更设定卡路里，由于能够增大燃气轮机的容许最大输出来避免超负载的运行，因此也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制装置的第七方式在所述第一方式至第六方式中的任一方式的基础上，也可以是，所述燃气轮机装置具有：仅流动有所述高卡路里燃料气体的高卡路里燃料线路；并列配置在该高卡路里燃料线路上的多个高卡路里燃料流量调节阀，所述燃气轮机装置的控制装置具有：控制量运算部，其求出对于所述多个高卡路里燃料流量调节阀的控制量；阀开度设定部，其根据所述控制量，设定所述多个高卡路里燃料流量调节阀中的各高卡路里燃料流量调节阀的阀开度；输出部，其对于所述多个高卡路里燃料流量调节阀分别输出所述阀开度设定部设定的所述阀开度。

在该控制装置中，能够以高精度对在高卡路里燃料线路中流动的高卡路里燃料气体的流量进行控制。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制装置的第八方式在所述第七方的基础上，也可以是，所述阀开度设定部如下设定所述多个高卡路里燃料流量调节阀中的各高卡路里燃料流量调节阀的阀开度：在对于所述多个高卡路里燃料流量调节阀的所述控制量为规定值以下时，仅使一台所述高卡路里燃料流量调节阀运转，而在该控制量比规定值大时，使所述多个高卡路里燃料流量调节阀运转。

本发明所涉及的燃气轮机装置的第九方式的特征在于，具备所述第一方式至第八方式中的任一方式中的控制装置。

由于该燃气轮机装置也具备以上任一方式的控制装置，因此，即便减少高卡路里燃料气体的使用量，也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制方法的第十方式提供一种燃气轮机装置的控制方法，所述燃气轮机装置具有：对外部空气进行压缩而生成压缩空气的空气压缩机；向该压缩空气混合燃料气体并使其燃烧而生成燃烧气体的燃烧器；由该燃烧气体驱动的涡轮，所述空气压缩机具有吸气量调节器，该吸气量调节器使开度变化来调节所述外部空气的吸入量，所述燃气轮机装置将低卡路里燃料气体和与该低卡路里燃料气体相比每单位重量的卡路里值高的高卡路里燃料气体混合而成的气体作为所述燃料气体向所述燃烧器导入，所述燃气轮机装置的控制方法的特征在于，执行如下工序：

设定卡路里识别工序，在该工序中，识别与所述燃料气体的每单位重量的卡路里相关的设定卡路里的值；燃气轮机输出接受工序，在该工序中，接受燃气轮机的输出即燃气轮机输出；开度运算工序，在该工序中，使用每个所述设定卡路里的值的、所述吸气量调节器的开度与所述燃气轮机输出的预先确定的关系，来求出与所述设定卡路里识别工序识别出的所述设定卡路里的值和所述燃气轮机输出接受工序接受到的所述燃气轮机的输出对应的所述吸气量调节器的开度；输出工序，在该工序中，将所述开度运算工序求出的所述开度向所述吸气量调节器输出。

在该控制方法中，能够根据操作员等的想法，来变更与燃料气体的每单位重量的卡路里(以下，简称为“单位卡路里”)相关的设定卡路里。由此，在该控制装置中，从经济性的观点出发，能够根据操作员等的想法来减少高卡路里燃料气体的使用量。进而，在该控制方法中，即便变更设定卡路里，也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制方法的第十一方式在所述第十方的基础上，优选的是，所述关系是所述设定卡路里的值越低而将与所述燃气轮机输出相对的所述吸气量调节器的开度设定得越大的关系。

如前所述，空气压缩机伴随着燃料气体的单位卡路里变低而吸气量调节器的容许最小开度变大。由此，如果每个设定卡路里的值中的、吸气量调节器的开度和燃气轮机输出的预先确定的关系是设定卡路里的值越低而将与燃气轮机输出相对的吸气量调节器的开度设定得越大的关系的话，即便燃料气体的单位卡路里变低，也能够抑制空气压缩机的喘振产生。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制方法的第十二方式在所述第十方式或者第十一方式的基础上，也可以是，在所述设定卡路里识别工序中，当接受到表示所述高卡路里燃料气体的供给源即高卡路里燃料供给源的异常的异常信号时，将该高卡路里燃料气体的比率小或者不包含该高卡路里燃料气体的气体作为所述燃料气体，相对于该异常信号而将预先确定的与该燃料气体相关的卡路里的值作为所述设定卡路里的值来进行识别。

在该控制方法中，即便在高卡路里燃料供给源中产生异常而使燃料气体中的高卡路里燃料气体的比率变小或者使燃料气体中不包含高卡路里气体，由于设定卡路里的值被自动变更为与异常时对应的值，故也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制方法的第十三方式在所述第十方式至第十二方式中的任一方式的基础上，也可以是，所述燃气轮机装置具有燃料流量调节器，该燃料流量调节器调节向所述燃烧器流入的所述燃料气体的流量，所述燃气轮机装置的控制方法执行如下工序：目标输出接受工序，在该工序中，接受所述燃气轮机的目标输出；控制量运算工序，在该工序中，求出与所述目标输出接受工序接受到的所述目标输出和所述燃气轮机输出接受工序接受到的所述燃气轮机输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的控制量；控制量切换工序，在该工序中，在未接受到表示所述高卡路里燃料供给源的异常的异常信号时，输出所述控制量运算工序求出的所述控制量，而在接受到所述异常信号时，输出所述高卡路里燃料气体的供给源即高卡路里燃料供给源的异常时的所述燃料流量调节器的控制量；输出工序，在该工序中，将所述控制量切换工序输出的控制量向所述燃料流量调节器输出。

在该控制方法中，在接受到异常信号时，进行与该异常对应的燃气轮机输出的控制，因此，能够在由于高卡路里燃料供给源的异常而使向燃烧器流入的燃烧气体的单位卡路里降低之前，对燃气轮机输出进行先行控制。因在，在该控制方法中，即便在高卡路里燃料供给源中产生异常，也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制方法的第十四方式在所述第十三方的基础上，也可以是，执行异常控制量运算工序，在该工序中，求出与所述高卡路里燃料供给源的异常时的所述燃气轮机的预先确定的目标输出即异常时目标输出和所述燃气轮机输出接受工序接受到的所述输出的偏差对应的异常时控制量，在所述控制量切换工序中，在接受到所述异常信号时，输出所述异常控制量运算工序求出的所述异常时控制量作为所述控制量。

本发明所涉及的燃气轮机装置的控制方法的第十五方式在所述第十方式至第十四方式中的任一方式的基础上，也可以是，所述燃气轮机装置具有燃料流量调节器，该燃料流量调节器调节向所述燃烧器流入的所述燃料气体的流量，所述燃气轮机装置的控制方法执行如下工序：容许输出运算工序，在该工序中，使用所述设定卡路里的值与所述燃气轮机的容许最大输出的预先确定的关系，来求出与所述设定卡路里识别工序识别出的所述设定卡路里的值相对的该燃气轮机的容许最大输出；目标输出接受工序，在该工序中，接受所述燃气轮机的目标输出；比较工序，在该工序中，将所述目标输出接受工序接受到的所述目标输出与所述容许输出运算工序求出的所述容许最大输出进行比较，在该目标输出小于该容许最大输出时，输出该目标输出，而在该目标输出为该容许最大输出以上时，输出该容许最大输出作为目标输出；控制量运算工序，在该工序中，求出与所述燃气轮机输出接受工序接受到的所述燃气轮机输出和所述比较工序输出的所述目标输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的控制量；输出工序，在该工序中，将所述控制量运算工序求出的所述控制量向所述燃料流量调节器输出。

在该控制方法中，即便变更设定卡路里，由于能够增大燃气轮机的容许最大输出来避免超负载的运行，因此也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

发明效果

在本发明中，即便减少高卡路里燃料气体的使用量，也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

附图说明

图1是本发明所涉及的一实施方式中的燃气轮机装置的系统图。

图2是本发明所涉及的一实施方式中的燃气轮机的主要部分切开整体侧视图。

图3是本发明所涉及的一实施方式中的控制装置的功能框图。

图4是表示燃料气体的单位卡路里的值和燃气轮机的容许最大输出的关系及燃料气体的单位卡路里的值和空气压缩机的入口引导叶片的容许最小开度的关系的曲线图。

图5是表示本发明所涉及的一实施方式中的相对于控制量的、回流流量调节阀的阀开度和吸气燃料调节器的入口引导叶片的开度的关系的曲线图。

图6是表示本发明所涉及的一实施方式中的每个设定卡路里的值中的、燃气轮机输出和空气压缩机的入口引导叶片的开度的关系的曲线图。

图7是表示本发明所涉及的一实施方式中的由在焦炭厂设备产生异常之际的焦炭厂设备中输出的COG流量的时间变化、燃料气体的单位卡路里的时间变化及燃气轮机输出的时间变化的曲线图。

图8是表示本发明所涉及的一实施方式中的与多个COG流量调节阀相对的控制量和各COG流量调节阀的阀开度的关系的曲线图。

具体实施方式

以下，关于本发明所涉及的燃气轮机装置的实施方式，一边参考附图一边进行详细地说明。

如图1所示，本实施方式的燃气轮机装置具备：燃气轮机10；对该燃气轮机10的输出等进行控制的控制装置100。

如图2所示，燃气轮机10具备：对外部空气进行压缩而生成压缩空气的空气压缩机11；向燃料气体混合压缩空气并使其燃烧而生成高温的燃烧气体的燃烧器14；通过燃烧气体来驱动的涡轮21。

空气压缩机11具有：压缩机转子12；覆盖能够旋转的该压缩机转子12的压缩机壳体13；为了对外部空气的吸气量进行调节而能够改变开度的入口引导叶片16；改变该入口引导叶片16的开度的引导叶片驱动装置17。需要说明的是，在本实施方式中，由入口引导叶片16和引导叶片驱动装置17来构成吸气量调节器15。

燃烧器14具有：收容燃料气体及来自空气压缩机11的压缩空气并将这些气体喷出的燃料供给器18；被从燃料供给器18向内部喷射燃料气体及压缩空气而形成燃料气体的燃烧区域的燃烧筒19。在燃料供给器18中例如日本特开平09-221686号公报等中所记载那样地，在燃料气体的喷出口及压缩空气的喷出口分别设有旋流器。设于燃料气体的喷出口的燃料用旋流器和设于压缩空气的喷出口的空气用旋流器以互不相同的角度设置。由此，从燃料喷出口喷出的燃料气体的回旋流和从空气喷出口喷出的压缩空气的回旋流的角度不同，而促进了燃料气体与压缩空气的混合。由此，该燃烧器14即便是燃料气体的单位卡路里存在比较大的变动，也能够使该燃料气体稳定地燃烧。

涡轮21具有：通过燃烧气体而旋转的涡轮转子22；覆盖能够旋转的该涡轮转子22的涡轮壳体23。空气压缩机11的压缩机转子12与涡轮转子22连接，且与该涡轮转子22一体旋转。

如图1所示，燃气轮机装置具备：发电机25；废热回收锅炉26；蒸汽涡轮27；发电机28；冷凝器29；燃料气体压缩机31；主燃料气体线路65；BFG线路45；COG线路55；燃料回流线路67。

发电机25由燃气轮机10的旋转来发电。废热回收锅炉26利用从燃气轮机10排出的燃烧气体的热量来产生蒸汽。蒸汽涡轮27通过由废热回收锅炉26产生的蒸汽来驱动。发电机28由蒸汽涡轮27的驱动来发电。冷凝器29使从蒸汽涡轮27排出的蒸汽返回为水。燃料气体压缩机31对燃料气体进行压缩并将其向燃烧器14输送。燃料气体通过主燃料气体线路65而向燃烧器14供给。来自炼铁厂40的高炉41的BFG通过BFG线路45而向主燃料气体线路65输送。来自焦炭厂设备50的焦炭炉51的COG通过COG线路55而向主燃料气体线路65输送。在主燃料气体线路65中通过燃料气体压缩机31被加压的燃料气体通过燃料回流线路67而向主燃料气体线路65中的上游侧部分返回。

需要说明的是，在以下之中，无论是在主燃料气体线路65及燃料回流线路67中流动的气体为COG与BFG的混合气体，还是为BFG单一成分，均将在主燃料气体线路65中流动的气体仅称之为“燃料气体”。

BFG的每单位重量的卡路里(以下，简称为“单位卡路里”)因场合不同而为COG的单位卡路里的1/10左右。由此，作为低卡路里燃料气体的BFG为比作为高卡路里燃料气体的COG低的成本。

在与燃气轮机10连接的发电机25上安装有对作为燃气轮机10的输出的发电量进行检测的输出计24。在蒸汽涡轮27如前所述那样，连接有通过蒸汽涡轮27的驱动来发电的发电机28。需要说明的是，在此，燃气轮机10及蒸汽涡轮27分别对不同的发电机25、28驱动，但也可以通过燃气轮机10及蒸汽涡轮27来驱动共同的发电机。在这种情况下，基于该共同的发电机的发电量作为燃气轮机10的输出来对待。

与空气压缩机11同样地，燃料气体压缩机31具有：压缩机转子；覆盖能够旋转的该压缩机转子的压缩机壳体；用于对燃料气体的吸气量进行调节的吸气燃料量调节器35。吸气燃料量调节器35设置在压缩机壳体的入口，其具有能够改变开度的入口引导叶片36和改变该入口引导叶片36的开度的引导叶片驱动装置37。另外，在本实施方式中，燃料气体压缩机31经由未图示的减速装置并通过空气压缩机11来驱动。

在主燃料气体线路65设有对通过该主燃料气体线路65的燃料气体的单位卡路里进行检测的卡路里计66。在燃料回流线路67设有对在该燃料回流线路67中流动的燃料气体的流量进行调节的回流流量调节阀68。需要说明的是，在本实施方式中，由燃料气体压缩机31的吸气燃料量调节器35和回流流量调节阀68来构成燃料流量调节器39。另外，COG线路55在中途被分支为两条线路55a、55b，且在各线路55a、55b上设有对在该各线路55a、55b中流动的COG的流量进行调节的COG流量调节阀56(56a、56b)。

焦炭厂设备50具有：生成焦炭及COG的焦炭炉51；用于向燃气轮机装置输送来自焦炭炉51的COG的COG鼓风风扇52；对这些构件进行控制的控制装置53。焦炭厂设备50的控制装置53在焦炭炉51或COG鼓风风扇52成为异常状态时，将异常信号向燃气轮机装置的控制装置100输送。

如图3所示，燃气轮机装置的控制装置100具有：目标输出接受部101；设定卡路里接受部102；燃气轮机输出接受部103；检测卡路里接受部104；异常时卡路里输出部105；卡路里切换部106；第一控制量算出部110；第二控制量算出部120；第三控制量算出部130。

目标输出接受部101从外部接受燃气轮机10的目标输出。设定卡路里接受部102从外部接受作为向燃烧器14供给的燃料气体的单位卡路里的设定值的设定卡路里的值。燃气轮机输出接受部103接受来自输出计24的燃气轮机输出。检测卡路里接受部104接受来自卡路里计66的燃料气体的单位卡路里。异常时卡路里输出部105输出焦炭厂设备50的异常时中的燃料气体的预先确定的卡路里的值。卡路里切换部106基于是否从焦炭厂设备50接受到了异常信号，而输出设定卡路里接受部102所接受到的设定卡路里的值和来自异常时卡路里输出部105的卡路里的值中的一方。第一控制量算出部110算出燃料流量调节器39的控制量。第二控制量算出部120算出空气压缩机11的吸气量调节器15的控制量。第三控制量算出部130算出各COG流量调节阀56的控制量。

设定卡路里接受部102具有对从外部接受到的设定卡路里的值进行存储的存储部102a。另外，目标输出接受部101也具有对从外部接受到的目标输出进行存储的存储部101a。需要说明的是，如前所述，在通过燃气轮机10及蒸汽涡轮27来驱动共同的发电机的情况下，目标输出以将基于该共同的发电机的发电量的目标值作为燃气轮机10的目标输出来对待。

卡路里切换部106在未从焦炭厂设备50接受到异常信号时，输出设定卡路里接受部102所接受到的设定卡路里的值，在接受到异常信号时，将来自异常时卡路里输出部105的卡路里的值作为设定卡路里的值而输出。

第一控制量算出部110具有：容许输出运算部111；比较部112；控制量运算部113；异常时控制量输出部116；控制量切换部117；第一输出部118。

容许输出运算部111求出与设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值对应的燃气轮机10的容许最大输出。比较部112将目标输出接受部101接受到的目标输出和容许输出运算部111所求出的容许最大输出进行比较，在目标输出小于容许最大输出时输出目标输出，而在目标输出在容许最大输出以上时将容许最大输出作为目标输出而输出。控制量运算部113求出与燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出和比较部112所输出的目标输出的偏差对应的燃料流量调节器39的控制量。异常时控制量输出部116输出焦炭厂设备50的异常时的燃料流量调节器39的预先确定的控制量。控制量切换部117基于是否从焦炭厂设备50接受到了异常信号，而输出控制量运算部113所求出的控制量和来自异常时控制量输出部116的控制量中的一方。第一输出部118将表示从控制量切换部117输出的控制量的控制信号向燃料流量调节器39输出。

容许输出运算部111存储有设定卡路里的值和燃气轮机10的容许最大输出的关系，并利用该关系，来求出与设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值对应的燃气轮机10的容许最大输出。

如图4所示，容许输出运算部111所利用的关系为伴随着设定卡路里的值变高而燃气轮机10的容许最大输出变大的关系，换而言之，为伴随着设定卡路里的值变低而容许最大输出变小的关系。

当燃料气体的单位卡路里变低时，为了将燃气轮机10的输出保持为恒定，则向燃烧器14输送的燃料气体的流量变多，燃烧器14内的压力及涡轮21的入口压力变高。由此，空气压缩机11向高压的燃烧器14内输送空气，导致喘振的可能性升高。即，伴随着燃料气体的单位卡路里变低，空气压缩机11的喘振的可能性升高，燃气轮机10的容许最大输出变小。由此，在本实施方式中，作为容许输出运算部111所利用的关系，如前所述采用的是，伴随着设定卡路里的值变低而容许最大输出变小的关系。

控制量运算部113具有：求出燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出和比较部112所输出的目标输出的偏差的减法器114；求出与该偏差相对的比例及积分控制量的PI控制量运算器115。需要说明的是，此处控制量运算部113输出与偏差相对的比例及积分控制量，但代替于此，也可以输出与偏差相对的比例、积分及微分控制量。

在焦炭厂设备50的COG鼓风风扇52停止等的、焦炭厂设备50产生异常的情况下，不从焦炭厂设备50输送来COG，燃料气体的单位卡路里变低。另外，如前所述，伴随着燃料气体的单位卡路里变低，而燃气轮机10的容许最大输出变小。由此，从异常时控制量输出部116输出的燃料流量调节器39的控制量为，与焦炭厂设备50处于正常状况下且在燃料气体中含有COG而燃料气体的单位卡路里较高时相比，使向燃烧器14输送的燃料气体的流量变少的控制量。

该异常时控制量输出部116将这样的控制量作为预先确定的值存储并将其输出。其中，异常时控制量输出部116所输出的控制量也可以不是所预先确定的值。在这种情况下，具体而言，如图3所示，异常时控制量输出部116也可以构成为具有：将作为焦炭厂设备50的异常时的燃气轮机10的预先确定的目标输出的异常时目标输出输出的异常时目标输出部116a；求出该异常时目标输出和燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出的偏差的减法器116b。需要说明的是，在这种情况下，该异常时控制量输出部116也可以与前述的控制量运算部113同样地，具有求出与减法器116b求出的偏差相对的比例及积分控制量的PI控制量运算器。

控制量切换部117在未从焦炭厂设备50接受到异常信号时，输出控制量运算部113所求出的控制量，而在接受到异常信号时，输出来自异常时控制量输出部116的控制量。

如前所述，第一输出部118将表示来自控制量切换部117的控制量的控制信号向燃料流量调节器39输出。如前所述，该燃料流量调节器39由燃料气体压缩机31的吸气燃料量调节器35和回流流量调节阀68来构成。如图5所示，燃料气体压缩机31的吸气燃料量调节器35中将该控制信号所表示的控制量解释为该控制量越大则越使吸气燃料量调节器35的入口引导叶片36的开度变大。另外，回流流量调节阀68中将该控制信号所表示的控制量解释为该控制量越大则越使自身的开度变小。由此，在来自第一输出部118的控制量较大的情况下，燃料气体压缩机31的入口引导叶片36的开度变大，回流流量调节阀68的阀开度变小，向燃烧器14输送的燃料气体的流量变多。相反低，在来自第一输出部118的控制量较小的情况下，燃料气体压缩机31的入口引导叶片36的开度变小，回流流量调节阀68的阀开度变大，向燃烧器14输送的燃料气体的流量变少。

这样，使燃料气体压缩机31的入口引导叶片36的开度以及回流流量调节阀68的阀开度变化而对向燃烧器14输送的燃料气体的流量进行调节的原因在于，相对于来自第一输出部118的控制量的变化，而使向燃烧器14输送的燃料气体的流量变化的响应性提高。

第二控制量算出部120具有控制量运算部125和第二输出部128。控制量运算部125求出与燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出和来自卡路里切换部106的设定卡路里的值对应的空气压缩机11的入口引导叶片16(IGV)的控制量即开度。第二输出部128将表示控制量运算部125所求出的入口引导叶片16的开度的控制信号向空气压缩机11的引导叶片驱动装置17输出。

如图6所示，第二控制量算出部120的控制量运算部125对每个燃料气体的设定卡路里的值中的、燃气轮机输出和空气压缩机11的入口引导叶片16(IGV)的开度的关系进行存储。控制量运算部125利用该关系，求出与来自卡路里切换部106的设定卡路里的值和燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出对应的空气压缩机11的入口引导叶片16的开度。

燃气轮机输出和入口引导叶片16的开度的关系为，在设定卡路里的值为任一个的情况下，在燃气轮机输出处于在每个设定卡路里的值的第一值以上且小于第二值(＞第一值)之间，伴随着燃气轮机输出变大而使入口引导叶片16的开度变大的关系。另外，在设定卡路里的值为任一个的情况下，在燃气轮机输出小于第一值时，入口引导叶片16的开度为0，在燃气轮机输出为第二值以上时，入口引导叶片16的开度为其设定卡路里的值中的最大开度。

另外，燃气轮机输出和入口引导叶片16的开度的关系被设定为，伴随着设定卡路里的值变低，而与燃气轮机输出相对的入口引导叶片16的开度变大。具体而言，入口引导叶片16开始打开的燃气轮机输出、也就是说燃气轮机输出的第一值伴随着设定卡路里的值变低而变小。另外，伴随着燃气轮机输出在第一值以上且小于第二值下的燃气轮机输出的增大的入口引导叶片16的开度的增大的比例伴随着设定卡路里的值变低而变大。进而，燃气轮机输出在第二值以上的入口引导叶片16的开度、也就是说其设定卡路里的值中的最大开度也伴随着设定卡路里的值变低而变大。

如前所述，当燃料气体的单位卡路里变低时，为了将燃气轮机输出保持为恒定，则向燃烧器14输送的燃料气体的流量变多，燃烧器14内的压力及涡轮21的入口压力变高。由此，空气压缩机11向高压的燃烧器14内输送空气，导致喘振的可能性升高。即，伴随着燃料气体的单位卡路里变低，而空气压缩机11的喘振的可能性升高。另外，空气压缩机11伴随着入口引导叶片16的开度变小，而喘振的可能性升高，且容许最小开度变大。因而，如图4所示，伴随着燃料气体的单位卡路里变低，空气压缩机11的入口引导叶片16(IGV)的容许最小开度变大。由此，在本实施方式中，作为控制量运算部125所利用的关系，采用的是，伴随着设定卡路里的值变低而空气压缩机11中的入口引导叶片16的容许最小开度变大的关系。

第三控制量算出部130具有控制量运算部131、阀开度设定部135及第三输出部138。控制量运算部131求出与检测卡路里接受部104接受到的燃料气体的单位卡路里和来自卡路里切换部106的设定卡路里的值对应的COG流量调节阀56的控制量。阀开度设定部135设定与控制量运算部131求出的COG流量调节阀56的控制量相对的2台COG流量调节阀56a、56b的每个阀开度。第三输出部138将阀开度设定部135所设定的2台COG流量调节阀56a、56b的每个阀开度向所对应的COG流量调节阀56a、56b输出。

第三控制量算出部130的控制量运算部131具有减法器132和PI控制量运算器133。减法器132求出检测卡路里接受部104接受到的燃料气体的单位卡路里和来自卡路里切换部106的设定卡路里的值的偏差。PI控制量运算器133求出与该偏差相对的比例及积分控制量。需要说明的是，在此PI控制量运算器133输出与偏差相对的比例及积分控制量，但代替于此，也可以输出与偏差相对的比例、积分及微分控制量。

如图8所示，阀开度设定部135对COG流量调节阀56的控制量和与该控制量相对的2台COG流量调节阀56(56a、56b)各自的阀开度的关系进行设定。具体而言，在该阀开度设定部135中，例如在来自控制量运算部131的控制量处于规定值(例如40％)C之前，作为2台COG流量调节阀56a、56b之中的第一COG流量调节阀56a的阀开度Va，设定有与该控制量成比例的阀开度。另外，在阀开度设定部135中，在控制量处于前述的规定值C之前，作为2台COG流量调节阀56a、56b之中的第二COG流量调节阀56b的阀开度Vb，设定有0、也就是说全闭。另外，在阀开度设定部135中，在控制量成为规定值C时，作为第一COG流量调节阀56a的阀开度Va，设定有以规定的比率变小的阀开度，而作为第二COG流量调节阀56b的阀开度Vb，设定有以规定的比率变大的阀开度。并且，在第一及第二COG流量调节阀56a、56b的阀开度成为相同的阀开度时，作为这些调节阀的阀开度Va、Vb，设定有对于两流量调节阀56a、56b而言为相同的、且伴随着控制量的增加而变大的阀开度。

即，在本实施方式中，在COG的流量比较小的情况下(控制量比较小的情况下)，仅以第一COG流量调节阀56a的一台作为运转对象，而在COG的流量比较大的情况下(控制量比较大的情况下)，以第一及第二COG流量调节阀56a、56b这两方作为运转对象。

需要说明的是，在图8中，为了容易理解阀开度的变化，示出了在切换COG流量调节阀56的运转台数时，阀开度发生急激变化。但是，实际而言，如前所述，各COG流量调节阀56的阀开度在切换运转台数时，由于以规定的比率变化，故COG流量不会急激变化。

在此，在本实施方式中，对设定卡路里的值加以识别的设定卡路里识别部构成为具有：设定卡路里接受部102；异常时卡路里输出部105；卡路里切换部106。

另外，以上所说明的本实施方式的控制装置100由计算机来构成，且控制装置100的各部分的处理部分的结构均具有：硬盘驱动装置等的外部存储装置或存储器等的存储装置；执行被存储于该存储装置中的程序的CPU。

接着，关于以上所说明的燃气轮机装置的动作进行说明。

首先，对于以从焦炭炉51供给规定流量以上的COG作为前提，操作员作为燃气轮机10的目标输出而将比较高的目标输出向目标输出接受部101输入，作为设定卡路里的值而将比较高的值向设定卡路里接受部102输入的情况进行说明。

目标输出接受部101当从外部暂时接受燃气轮机10的目标输出时，将该目标输出存储于存储部101a中，只要未新接受目标输出，则继续输入存储于该存储部101a中的目标输出。另外，设定卡路里接受部102当从外部暂时接受设定卡路里的值时，也将该值存储于存储部102a中，只要未新接受设定卡路里的值，则继续输出存储于该存储部102a中的值。

第一控制量算出部110的容许输出运算部111求出与设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值对应的燃气轮机10的容许最大输出。比较部112将目标输出接受部101接受到的目标输出和容许输出运算部111所求出的容许最大输出进行比较，在目标输出小于容许最大输出时输出该目标输出，而在目标输出在容许最大输出以上时将容许最大输出作为目标输出而输出。

在这种情况下，由于设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值如前所述为比较高的值，故容许输出运算部111输出比较高的容许最大输出。由此，相对于从容许输出运算部111输出的容许最大输出而言，目标输出接受部101接受到的目标输出一方为基本小的值。因而，比较部112将目标输出接受部101接受到的目标输出直接作为目标输出而输出。

减法器114求出从比较部112输出的目标输出和燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出的偏差。PI控制量运算器115求出与该偏差相对的比例及积分控制量。如果控制量切换部117未从焦炭厂设备50接受到异常信号，则输出该PI控制量运算器115所求出的控制量。第一输出部118将表示该控制量的控制信号向燃料流量调节器39输出。

在这种情况下，在目标输出大的关系下，PI控制量运算器115所求出的控制量为表示向燃烧器14输送的燃料气体的流量比较多的控制量。由此，接受到表示该控制量的控制信号的燃料流量调节器39之中的、燃料气体压缩机31的吸气燃料量调节器35中的入口引导叶片16的开度成为比较大的开度，回流流量调节阀68的阀开度成为0或者接近0的阀开度。

第二控制量算出部120的控制量运算部125求出与燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出和来自卡路里切换部106的设定卡路里的值对应的空气压缩机11的入口引导叶片16的开度。在此，如果卡路里切换部106未从焦炭厂设备50接受到异常信号，则将设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值向控制量运算部125输出。

控制量运算部125从图6所示的每个设定卡路里的值中的、燃气轮机输出和空气压缩机11的入口引导叶片16(IGV)的开度的关系a、b、c之中提取从卡路里切换部106输出的设定卡路里的值、也就是说，与设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值对应的关系a。在这种情况下，设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值为比较高的值，因此，控制量运算部125提取以与燃气轮机输出相对的入口引导叶片16的开度变得比较小的方式来设定的关系a。

控制量运算部125利用该关系，来求出与燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出对应的空气压缩机11的入口引导叶片16的开度。

第二输出部128将表示控制量运算部125所求出的空气压缩机11的入口引导叶片16的开度的控制信号向空气压缩机11的吸气量调节器15输出。其结果是，吸气量调节器15的入口引导叶片16成为控制量运算部125所求出的入口引导叶片16的开度。

第三控制量算出部130中的控制量运算部131的减法器132求出检测卡路里接受部104接受到的燃料气体的单位卡路里、也就是说由卡路里计66检测到的燃料气体的单位卡路里和来自卡路里切换部106的设定卡路里的值的偏差。在这种情况下，如前所述，如果卡路里切换部106未从焦炭厂设备50接受到异常信号，则输出设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值，因此，减法器132求出由卡路里计66检测到的燃料气体的单位卡路里和设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值的偏差。控制量运算部131的IP控制量运算器133求出与该偏差相对的比例及积分控制量、也就是说求出COG流量调节阀56的控制量。即，控制量运算部131以将燃料气体的卡路里的值维持为设定卡路里的值的方式来进行反馈控制。

第三控制量算出部130的阀开度设定部135利用控制量和2台COG流量调节阀56(56a、56b)各自的阀开度的关系，求出与控制量运算部131求出的控制量相对的2台COG流量调节阀56的每个阀开度。如前所述，在控制量运算部131所求出的控制量处于规定值之前，仅仅将2台COG流量调节阀56之中的第一COG流量调节阀56a作为运转对象，而第二COG流量调节阀56b不成为运转对象，也就是说，该第二COG流量调节阀56b仍旧保持全闭的状态。另一方面，如果控制量运算部131所求出的控制量比规定值大，则2台COG流量调节阀56a、56b均成为运转对象。在此，由于设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值为以规定流量以上的COG供给作为前提的比较高的值，故控制量运算部131所求出的控制量构成为成为比较大的值的COG流量的控制量。由此，该控制量成为规定值以上，且2台COG流量调节阀56a、56b均成为运转对象的可能性高。

第三输出部138将表示阀开度设定部135所求出的阀开度的控制信号向2台COG流量调节阀56a、56b输出。其结果是，各COG流量调节阀56a、56b成为阀开度设定部135所求出的阀开度。

接着，关于操作员作为燃气轮机10的目标输出与前述的情况同样地，将比较高的目标输出向目标输出接受部101输入，而作为设定卡路里的值与前述的情况不同地，将比较低的值向设定卡路里接受部102输入的情况进行说明。也就是说，对于既可确保与前述的情况同样的燃气轮机输出又可抑制COG的消耗量的情况进行说明。

第一控制量算出部110的容许输出运算部111由于设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值为比较低的值，故输出比较低的容许最大输出。如前所述，比较部112将目标输出接受部101接受到的目标输出和容许输出运算部111所求出的容许最大输出进行比较，在目标输出小于容许最大输出时输出目标输出，而在目标输出为容许最大输出以上时将容许最大输出作为目标输出而输出。在这种情况下，比较高的目标输出为比较低的容许最大输出以上的可能性升高，比较部112作为目标输出，不仅仅是目标输出接受部101接受到的目标输出，而将容许输出运算部111所求出的容许最大输出作为目标输出来输出的可能性也高。即，随着设定卡路里接受部102所接受的设定卡路里的值成为低的值，比较部112作为目标输出，不仅仅是目标输出接受部101接受到的目标输出，而将容许输出运算部111所求出的容许最大输出作为目标输出来输出的可能性也变高。于是，在此认为比较部112将容许最大输出作为目标输出而输出。

以下，第一控制量算出部110与前述的情况同样地，减法器114求出从比较部112输出的目标输出和燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出的偏差，PI控制量运算器115求出与该偏差相对的比例及积分控制量。如果控制量切换部117未从焦炭厂设备50接受到异常信号，则输出该PI控制量运算器115所求出的控制量。第一输出部118将表示该控制量的控制信号向燃料流量调节器39输出。

采用图4如前所述那样，如果设定卡路里的值变低的话，燃气轮机10的容许最大输出降低，且通过比该容许最大输出高的输出欲使燃气轮机10运行时，空气压缩机11发生喘振的可能性变得极高。与其相对，在本实施方式中，如果设定卡路里的值变低的话，将容许最大输出作为目标输出来进行反馈控制，故能够抑制空气压缩机11的喘振产生。并且，在本实施方式中，燃气轮机输出成为比目标输出接受部101接受到的目标输出低的输出，但能够确保与该目标输出接近的输出。

第二控制量算出部120的控制量运算部125与前述的情况同样地，求出与燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出和来自卡路里切换部106的设定卡路里的值对应的空气压缩机11的入口引导叶片16的开度。此时，控制量运算部125从图6所示的每个设定卡路里的值中的、燃气轮机输出和空气压缩机11的入口引导叶片16(IGV)的开度的关系a、b、c之中提取从卡路里切换部106输出的设定卡路里的值、也就是说，与设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值对应的关系。在这种情况下，设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值为比较低的值，因此，控制量运算部125提取以与燃气轮机输出相对的入口引导叶片16的开度变得比较大的方式来设定的关系b或者c。然后，控制量运算部125利用该关系b或者c，来求出与燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出对应的空气压缩机11的入口引导叶片16的开度。

然后，第二输出部128将表示控制量运算部125所求出的空气压缩机11的入口引导叶片16的开度的控制信号向空气压缩机11的吸气量调节器15输出。

采用图4如前所述那样，如果设定卡路里的值变低的话，空气压缩机11中的入口引导叶片16的容许最小开度变大，且通过比该容许最小开度小的开度欲使空气压缩机11运行时，该空气压缩机11发生喘振的可能性变得极高。与其相对，在本实施方式中，如果设定卡路里的值变小的话，利用以与燃气轮机输出相对的入口引导叶片16的开度变得比较大的方式来设定的关系，求出入口引导叶片16的开度，则由于使与燃气轮机输出相对的入口引导叶片16的开度形成得比较大，故能够抑制空气压缩机11的喘振产生。

第三控制量算出部130的控制量运算部131利用设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值和由卡路里计66检测到的燃料气体的单位卡路里的偏差，而求出消除了该偏差的COG流量调节阀56的控制量。在这种情况下，由于设定卡路里接受部102接受到的设定卡路里的值为比较低的值，故控制量运算部131作为COG流量调节阀56的控制量而求出成为比较小的值的COG流量的控制量。

如前所述，第三控制量算出部130的阀开度设定部135求出与控制量运算部131求出的控制量相对的2台COG流量调节阀56各自的阀开度。如前所述，在控制量运算部131所求出的控制量为成为比较小的值的COG流量的控制量的情况下，仅将第一COG流量调节阀56a的一台作为运转对象，在该控制量为成为比较大的值的COG流量的控制量的情况下，将第一以及第二COG流量调节阀56a、56b的2台作为运转对象。在此，由于控制量运算部131求出成为比较小的值的COG流量的控制量，故仅将第一COG流量调节阀56a的一台作为运转对象的可能性高。

第三输出部138将表示阀开度设定部135所求出的阀开度的控制信号向2台COG流量调节阀56a、56b输出。其结果是，各COG流量调节阀56a、56b成为阀开度设定部135所求出的阀开度。

流量调节阀基本上存在相对于在阀开度大时在阀中流动的流体的流量精度而言，在阀开度小时在阀中流动的流体的流量精度差的倾向。在本实施方式中，在COG的流量较小时，仅仅运转2台COG流量调节阀56a、56b之中的第一COG流量调节阀56a，使剩余的一台即第二COG流量调节阀56b形成全闭，因此，在一台COG流量调节阀56a中流动的COG的流量变得比较大，从而能够高精度地控制COG流量。

需要说明的是，对于采用2台COG流量调节阀56a、56b的情况进行了说明，但并不限定于此，也可以采用3台以上的COG流量调节阀。在这种情况下，作为与COG流量调节阀的控制量相关的规定值，设定从COG流量调节阀的台数n中减去1而得的值(n-1)量的规定值。具体而言，例如，在COG流量调节阀的台数为4台的情况下，设定3个规定值。并且，在控制量处于最小的第一规定值之前的情况下，将一台COG流量调节阀作为运转对象，在控制量处于从第一规定值其次小的第二规定值之前的情况下，将2台COG流量调节阀作为运转对象。进而，在控制量处于从第二规定值其次小的第三规定值之前的情况下，将3台COG流量调节阀作为运转对象，在控制量比第三规定值多的情况下，将全部4台COG流量调节阀作为运转对象。

如上所述，在本实施方式中，即便设定卡路里的值成为比较低的值，也能够以高精度来控制COG流量。因而，在本实施方式中，即便设定卡路里的值成为比较低的值，也能够以高精度来控制燃料气体的单位卡路里。

另外，在本实施方式中，即便设定卡路里的值成为比较低的值，也能够抑制空气压缩机11的喘振产生。因而，在本实施方式中，即便减少作为成本高的高卡路里燃料气体的COG的使用量，也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

接着，关于操作员作为燃气轮机10的目标输出与最初的情况同样地，将比较高的目标输出向目标输出接受部101输入，而作为设定卡路里的值，将比较高的值向设定卡路里接受部102输入，且在此时从焦炭厂设备50输出有异常信号的情况进行说明。

在存在焦炭厂设备50的COG鼓风风扇52停止等的异常的情况下，如图7所示，从焦炭厂设备50输出的COG流量瞬时变少、或者瞬时成为0。另外，来自焦炭厂设备50的COG在到达燃气轮机装置的燃烧器14之前，由于在比较长的配管中流动，故向燃烧器14流入的COG流量在焦炭厂设备50产生异常之后，会具有延迟性而比较急激地变少。由此，向燃烧器14流入的燃料气体的单位卡路里也在焦炭厂设备50产生异常之后，会具有延迟性而比较急激地降低。

第一控制量算出部110的控制量切换部117当从焦炭厂设备50接受到异常信号时，输出来自异常时控制量输出部116的控制量。然后，第一输出部118将表示该控制量的控制信号向燃料流量调节器39输出。

不过，当在焦炭厂设备50中产生异常时，采用图7如前所述那样，向燃烧器14流入的燃料气体的单位卡路里从异常产生起，会具有延迟性而比较急激地降低。另外，当燃料气体的单位卡路里降低时，燃气轮机10的容许最大输出也降低。由此，被存储于异常时控制量输出部116中的异常时的控制量为，以将与在焦炭厂设备50的异常下所假定的燃料气体低的单位卡路里对应的燃气轮机10的容许最大输出作为目标的控制量。

在本实施方式中，当从焦炭厂设备50输出异常信号时，根据燃气轮机输出和目标输出的偏差，从反馈控制切换为如前所述那样，异常时控制量输出部116所预先存储的异常时的控制量、也就是说将与低单位卡路里对应的小容许最大输出作为目标的控制量的输出控制。由此，当从焦炭厂设备50输出异常信号时，如图7所示，伴随着焦炭厂设备50的异常，在向燃烧器14流入的燃料气体的单位卡路里降低之前，燃气轮机输出急速降低。

需要说明的是，在异常时控制量输出部116具有异常时目标输出部116a和减法器116b而构成的情况下，异常时目标输出部116a将与在焦炭厂设备50的异常下所假定的燃料气体的低单位卡路里对应的燃气轮机10的容许最大输出作为异常时目标输出而输出。减法器116b求出该异常时目标输出和燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出的偏差，并将该偏差作为燃料流量调节器39的控制量而输出。异常时目标输出如前所述，为与在焦炭厂设备50的异常下所假定的燃料气体的低单位卡路里对应的燃气轮机10的容许最大输出，因此，即便在异常时控制量输出部116具有异常时目标输出部116a和减法器116b而构成的情况下，与前述的情况同样地，当从焦炭厂设备50输出异常信号时，在向燃烧器14流入的燃料气体的单位卡路里降低之前，燃气轮机输出急速降低。

如上所述，在本实施方式中，伴随着焦炭厂设备50的异常，在向燃烧器14流入的燃料气体的单位卡路里降低之前，使燃气轮机输出急速降低，因此，向燃烧器14流入的燃料气体的单位卡路里降低的结果是，与燃气轮机输出降低的情况相比，能够使燃气轮机装置稳定地运行。并且，在本实施方式中，由于输出将焦炭厂设备50的异常时所假定的燃气轮机10的容许最大输出作为目标的控制量，因此能够将焦炭厂设备的异常时中的燃气轮机输出的降低抑制在最小限度。

卡路里切换部106在接受来自焦炭厂设备50的异常信号时，将来自异常时卡路里输出部105的设定卡路里的值向第二控制量算出部120输出。被存储于异常时卡路里输出部105中的异常时的设定卡路里的值为，在焦炭厂设备50的异常时所假定的燃料气体的低单位卡路里的值。

由此，第二控制量算出部120的控制量运算部125从图6所示的每个设定卡路里的值中的、燃气轮机输出和空气压缩机11的入口引导叶片16(IGV)的开度的关系a、b、c之中提取从卡路里切换部106输出的设定卡路里的值、也就是说，设定卡路里的值比较低的值的关系c。然后，控制量运算部125利用该关系c，来求出与燃气轮机输出接受部103接受到的燃气轮机输出对应的空气压缩机11的入口引导叶片16的开度。

第二输出部128将表示控制量运算部125所求出的空气压缩机11的入口引导叶片16的开度的控制信号向空气压缩机11的吸气量调节器15输出。

采用图4如前所述那样，如果燃料气体的单位卡路里变低的话，空气压缩机11中的入口引导叶片16的容许最小开度变大，且通过比该容许最小开度小的开度欲使空气压缩机11运行时，该空气压缩机11发生喘振的可能性变得极高。与其相对，在本实施方式中，伴随着焦炭厂设备50的异常，在向燃烧器14流入的燃料气体的单位卡路里降低之前，利用以与燃气轮机输出相对的入口引导叶片16的开度变得比较大的方式来设定的关系，求出入口引导叶片16的开度，则由于使与燃气轮机输出相对的入口引导叶片16的开度形成得比较大，则能够抑制空气压缩机11的喘振产生。

第三控制量算出部130的控制量运算部131利用来自卡路里切换部106的设定卡路里的值和由卡路里计66检测到的燃料气体的单位卡路里的偏差，而求出消除了该偏差的COG流量调节阀56的控制量。从卡路里切换部106输出的设定卡路里的值在从焦炭厂设备50输出异常信号的情况下，如前所述，为从异常时卡路里输出部105输出的设定卡路里的值，也就是说，为在焦炭厂设备50的异常时所假定的燃料气体的低单位卡路里的值。在这种情况下，由于从异常时卡路里输出部105输出的设定卡路里的值为比较低的值，因此，控制量运算部131作为COG流量调节阀56的控制量而求出成为比较小的值的COG流量的控制量。

如前所述，第三控制量算出部130的阀开度设定部135求出与控制量运算部131求出的控制量相对的2台COG流量调节阀56a、56b的每个阀开度。第三输出部138将表示阀开度设定部135所求出的阀开度的控制信号向2台COG流量调节阀56a、56b输出。其结果是，各COG流量调节阀56a、56b成为阀开度设定部135所求出的阀开度。在这种情况下，由于控制量运算部131求出成为比较小的值的COG流量的控制量，故今将第一COG流量调节阀56a的一台作为运转对象，而第二COG流量调节阀56b的阀开度为0，也就是说，使第二COG流量调节阀56b形成为全闭状态。

以上，在本实施方式中，从经济性的观点出发，能够根据操作员等的想法来使作为高卡路里燃料气体的COG气体的使用量减少。并且，在本实施方式中，即便减少高卡路里燃料气体的使用量，也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

进而，在本实施方式中，即便在作为高卡路里燃料气体的产生源的焦炭厂设备50中产生异常，也能够使燃气轮机装置稳定地运行。

需要说明的是，异常时卡路里输出部105或异常时控制量输出部116所存储的异常时的值可以仅仅是与高卡路里燃料气体的产生源的一个异常形态对应的值，但也可以是与高卡路里燃料气体的产生源的多个异常形态分别对应的值。在这种情况下，异常时卡路里输出部105或异常时控制量输出部116将与来自高卡路里燃料气体的产生源的异常信号所表示的异常形态对应的异常时的值输出。

另外，以上所说明的实施方式为作为高卡路里燃料气体而采用COG、作为低卡路里燃料气体而采用BFG的例子，但本发明并不限定于此，作为高卡路里燃料气体或低卡路里燃料气体也可以采用其他的气体。

附图标号说明：

10：燃气轮机、

11：空气压缩机、

14：燃烧器、

15：吸气量调节器、

16：入口引导叶片、

21：涡轮、

24：输出计、

25：发电机、

31：燃料气体压缩机、

35：吸气燃料量调节器、

39：燃料流量调节器、

40：炼铁厂、

41：高炉、

45：BFG线路、

50：焦炭厂设备、

51：焦炭炉、

52：COG鼓风风扇、

55：COG线路、

56：COG流量调节阀、

65：主燃料气体线路、

66：卡路里计、

100：控制装置、

101：目标输出接受部、

102：设定卡路里接受部、

103：燃气轮机输出接受部、

104：检测卡路里接受部、

105：异常时卡路里输出部、

106：卡路里切换部、

110：第一控制量算出部、

111：容许输出运算部、

112：比较部、

113：(第一控制量算出部的)控制量运算部、

116：异常时控制量输出部、

116a：异常时目标输出部、

116b：减法器、

117：控制量切换部、

118：第一输出部、

120：第二控制量算出部、

125：(第二控制量算出部的)控制量运算部、

128：第二输出部、

130：第三控制量算出部、

131：(第三控制量算出部的)控制量运算部、

132：减法器、

133：PI控制量运算器、

135：阀开度设定部、

138：第三输出部

Claims (15)

1.一种燃气轮机装置的控制装置，其中，

所述燃气轮机装置具有：对外部空气进行压缩而生成压缩空气的空气压缩机；向该压缩空气混合燃料气体并使其燃烧而生成燃烧气体的燃烧器；由该燃烧气体驱动的涡轮，

所述空气压缩机具有吸气量调节器，该吸气量调节器使开度变化来调节所述外部空气的吸入量，

所述燃气轮机装置将低卡路里燃料气体和与该低卡路里燃料气体相比每单位重量的卡路里值高的高卡路里燃料气体混合而成的气体作为所述燃料气体向所述燃烧器导入，

所述燃气轮机装置的控制装置的特征在于，具有：

设定卡路里识别部，其识别与所述燃料气体的每单位重量的卡路里相关的设定卡路里的值；

燃气轮机输出接受部，其接受燃气轮机的输出即燃气轮机输出；

开度运算部，其使用每个所述设定卡路里的值的、所述吸气量调节器的开度与所述燃气轮机输出的预先确定的关系，来求出与所述设定卡路里识别部识别出的所述设定卡路里的值和所述燃气轮机输出接受部接受到的所述燃气轮机的输出对应的所述吸气量调节器的开度；

输出部，其将所述开度运算部求出的所述开度向所述吸气量调节器输出。

2.如权利要求1所述的燃气轮机装置的控制装置，其特征在于，

所述关系是所述设定卡路里的值越低而将与所述燃气轮机输出相对的所述吸气量调节器的开度设定得越大的关系。

3.如权利要求1所述的燃气轮机装置的控制装置，其特征在于，

所述设定卡路里识别部当接受到表示所述高卡路里燃料气体的供给源即高卡路里燃料供给源的异常的异常信号时，将该高卡路里燃料气体的比率小或者不包含该高卡路里燃料气体的气体作为所述燃料气体，相对于该异常信号而将预先确定的与该燃料气体相关的卡路里的值作为所述设定卡路里的值来进行识别。

4.如权利要求1所述的燃气轮机装置的控制装置，其特征在于，

所述燃气轮机装置具有燃料流量调节器，该燃料流量调节器调节向所述燃烧器流入的所述燃料气体的流量，

所述燃气轮机装置的控制装置具有：

目标输出接受部，其接受所述燃气轮机的目标输出；

控制量运算部，其求出与所述目标输出接受部接受到的所述目标输出和所述燃气轮机输出接受部接受到的所述输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的控制量；

异常时控制量输出部，其输出所述高卡路里燃料气体的供给源即高卡路里燃料供给源的异常时的、所述燃料流量调节器的控制量；

切换部，其在未接受到表示所述高卡路里燃料供给源的异常的异常信号时，输出所述控制量运算部求出的所述控制量，而在接受到所述异常信号时，输出来自所述异常时控制量输出部的所述控制量；

输出部，其将从所述切换部输出的控制量向所述燃料流量调节器输出。

5.如权利要求4所述的燃气轮机装置的控制装置，其特征在于，

所述异常时控制量输出部输出与异常时目标输出和所述燃气轮机输出接受部接受到的所述输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的所述控制量，该异常时目标输出是所述高卡路里燃料供给源的异常时的所述燃气轮机的预先确定的目标输出。

6.如权利要求1所述的燃气轮机装置的控制装置，其特征在于，

所述燃气轮机装置具有燃料流量调节器，该燃料流量调节器调节向所述燃烧器流入的所述燃料气体的流量，

所述燃气轮机装置的控制装置具有：

容许输出运算部，其使用所述设定卡路里的值与所述燃气轮机的容许最大输出的预先确定的关系，来求出与所述设定卡路里识别部识别出的所述设定卡路里的值相对的该燃气轮机的容许最大输出；

目标输出接受部，其接受所述燃气轮机的目标输出；

比较部，其将所述目标输出接受部接受到的所述目标输出与所述容许输出运算部求出的所述容许最大输出进行比较，在该目标输出小于该容许最大输出时，输出该目标输出，而在该目标输出为该容许最大输出以上时，输出该容许最大输出作为目标输出；

控制量运算部，其求出与所述燃气轮机输出接受部接受到的所述燃气轮机输出和所述比较部输出的所述目标输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的控制量；

输出部，其将所述控制量运算部求出的所述控制量向所述燃料流量调节器输出。

7.如权利要求1所述的燃气轮机装置的控制装置，其特征在于，

所述燃气轮机装置具有：仅流动有所述高卡路里燃料气体的高卡路里燃料线路；并列配置在该高卡路里燃料线路上的多个高卡路里燃料流量调节阀，

所述燃气轮机装置的控制装置具有：

控制量运算部，其求出对于所述多个高卡路里燃料流量调节阀的控制量；

阀开度设定部，其根据所述控制量，设定所述多个高卡路里燃料流量调节阀中的各高卡路里燃料流量调节阀的阀开度；

输出部，其对于所述多个高卡路里燃料流量调节阀分别输出所述阀开度设定部设定的所述阀开度。

8.如权利要求7所述的燃气轮机装置的控制装置，其特征在于，

所述阀开度设定部如下设定所述多个高卡路里燃料流量调节阀中的各高卡路里燃料流量调节阀的阀开度：在对于所述多个高卡路里燃料流量调节阀的所述控制量为规定值以下时，仅使一台所述高卡路里燃料流量调节阀运转，而在该控制量比规定值大时，使所述多个高卡路里燃料流量调节阀运转。

9.一种燃气轮机装置，其特征在于，具有权利要求1～8中任一项所述的控制装置。

10.一种燃气轮机装置的控制方法，

所述燃气轮机装置具有：对外部空气进行压缩而生成压缩空气的空气压缩机；向该压缩空气混合燃料气体并使其燃烧而生成燃烧气体的燃烧器；由该燃烧气体驱动的涡轮，

所述空气压缩机具有吸气量调节器，该吸气量调节器使开度变化来调节所述外部空气的吸入量，

所述燃气轮机装置将低卡路里燃料气体和与该低卡路里燃料气体相比每单位重量的卡路里值高的高卡路里燃料气体混合而成的气体作为所述燃料气体向所述燃烧器导入，

所述燃气轮机装置的控制方法的特征在于，执行如下工序：

设定卡路里识别工序，在该工序中，识别与所述燃料气体的每单位重量的卡路里相关的设定卡路里的值；

燃气轮机输出接受工序，在该工序中，接受燃气轮机的输出即燃气轮机输出；

开度运算工序，在该工序中，使用每个所述设定卡路里的值的、所述吸气量调节器的开度与所述燃气轮机输出的预先确定的关系，来求出与所述设定卡路里识别工序识别出的所述设定卡路里的值和所述燃气轮机输出接受工序接受到的所述燃气轮机的输出对应的所述吸气量调节器的开度；

输出工序，在该工序中，将所述开度运算工序求出的所述开度向所述吸气量调节器输出。

11.如权利要求10所述的燃气轮机装置的控制方法，其特征在于，

所述关系是所述设定卡路里的值越低而将与所述燃气轮机输出相对的所述吸气量调节器的开度设定得越大的关系。

12.如权利要求10所述的燃气轮机装置的控制方法，其特征在于，

在所述设定卡路里识别工序中，当接受到表示所述高卡路里燃料气体的供给源即高卡路里燃料供给源的异常的异常信号时，将该高卡路里燃料气体的比率小或者不包含该高卡路里燃料气体的气体作为所述燃料气体，相对于该异常信号而将预先确定的与该燃料气体相关的卡路里的值作为所述设定卡路里的值来进行识别。

13.如权利要求10所述的燃气轮机装置的控制方法，其特征在于，

所述燃气轮机装置具有燃料流量调节器，该燃料流量调节器调节向所述燃烧器流入的所述燃料气体的流量，

所述燃气轮机装置的控制方法执行如下工序：

目标输出接受工序，在该工序中，接受所述燃气轮机的目标输出；

控制量运算工序，在该工序中，求出与所述目标输出接受工序接受到的所述目标输出和所述燃气轮机输出接受工序接受到的所述燃气轮机输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的控制量；

控制量切换工序，在该工序中，在未接受到表示所述高卡路里燃料供给源的异常的异常信号时，输出所述控制量运算工序求出的所述控制量，而在接受到所述异常信号时，输出所述高卡路里燃料气体的供给源即高卡路里燃料供给源的异常时的所述燃料流量调节器的控制量；

输出工序，在该工序中，将所述控制量切换工序输出的控制量向所述燃料流量调节器输出。

14.如权利要求13所述的燃气轮机装置的控制方法，其特征在于，

执行异常控制量运算工序，在该工序中，求出与异常时目标输出和所述燃气轮机输出接受工序接受到的所述输出的偏差对应的异常时控制量，该异常时目标输出是所述高卡路里燃料供给源的异常时的所述燃气轮机的预先确定的目标输出，

在所述控制量切换工序中，在接受到所述异常信号时，输出所述异常控制量运算工序求出的所述异常时控制量作为所述控制量。

15.如权利要求10所述的燃气轮机装置的控制方法，其特征在于，

所述燃气轮机装置具有燃料流量调节器，该燃料流量调节器调节向所述燃烧器流入的所述燃料气体的流量，

所述燃气轮机装置的控制方法执行如下工序：

容许输出运算工序，在该工序中，使用所述设定卡路里的值与所述燃气轮机的容许最大输出的预先确定的关系，来求出与所述设定卡路里识别工序识别出的所述设定卡路里的值相对的该燃气轮机的容许最大输出；

目标输出接受工序，在该工序中，接受所述燃气轮机的目标输出；

比较工序，在该工序中，将所述目标输出接受工序接受到的所述目标输出与所述容许输出运算工序求出的所述容许最大输出进行比较，在该目标输出小于该容许最大输出时，输出该目标输出，而在该目标输出为该容许最大输出以上时，输出该容许最大输出作为目标输出；

控制量运算工序，在该工序中，求出与所述燃气轮机输出接受工序接受到的所述燃气轮机输出和所述比较工序输出的所述目标输出的偏差对应的所述燃料流量调节器的控制量；

输出工序，在该工序中，将所述控制量运算工序求出的所述控制量向所述燃料流量调节器输出。

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