CN103946516B - 阀控制装置、燃气涡轮机以及阀控制方法 - Google Patents

Abstract

阀控制装置(50)设置于燃气涡轮机(12)，对压力调整阀(44)的开度进行控制，该燃气涡轮机(12)具备：燃烧器(22)，其使燃料燃烧来生成燃烧气体；涡轮机(24)，其通过由燃烧器(22)生成的燃烧气体进行驱动；流量调整阀(42)，其对向燃烧器(22)供应的燃料流量进行调整；以及压力调整阀(44)，其在向燃烧器(22)供应燃料的燃料流路(40)上配置于流量调整阀(42)的上游侧，对燃料压力进行调整。而且，阀控制装置(50)具备：负载降低探测部(52)，其探测燃气涡轮机(12)的负载的降低；以及压力控制部(56)，其在由负载降低探测部(52)探测到负载降低的情况下，根据负载降低后的燃气涡轮机(12)的输出，来控制压力调整阀(44)的开度。由此，即使负载急剧地下降，阀控制装置(50)也将抑制燃气涡轮机的输出变得不稳定。

Description

阀控制装置、燃气涡轮机以及阀控制方法

技术领域

本发明涉及阀控制装置、燃气涡轮机、以及阀控制方法。

背景技术

若在执行燃气涡轮机的运行的期间，燃气涡轮机的负载降低，则有时燃气涡轮机的转速会急剧地上升。

例如，在包含通过燃气涡轮机来驱动发电机且与商用电力系统系统互连的发电设备以及对电力进行消耗的负载设备在内的工厂设备中，在发电设备从商用电力系统切断、且转移至发电设备仅对工厂设备内的负载设备送电的单独运行等情况下，燃气涡轮机的转速会上升。在此情况下，燃气涡轮机的输出请求急剧地降低(负载降低)相当于由发电设备向商用电力系统送电了的量的丧失量。故而，向燃气涡轮机所具有的燃烧器进行供应的燃料必须不被急剧地缩减。

但是，由于负载降低的探测延迟、燃料流路上残余的燃料向燃烧器的供应、对燃料流量进行调整的流量调整阀或对燃料压力进行调整的压力调整阀的动作延迟等，实际上存在燃气涡轮机的机械输出的下降会延迟、工厂设备内的电力系统的频率的上升会发生的情况。

故而，在转移至单独运行的情况下，需要在抑制频率的上升的同时确保燃烧稳定性。

为此，在专利文献1中记载了一种燃气涡轮机燃料控制装置，在负载切断或者来自送电系统的切断发生时，以第1有效时间将多个预混合燃烧用燃料系统当中预定的预混合燃烧用燃料系统的燃料流量设定为预定的可保持火焰的第1最小燃料流量，以第2有效时间将扩散燃烧用燃料系统的燃料流量设定为预定的可保持火焰的第2最小燃料流量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3828738号公报

如专利文献1所记载，若单独运行后的燃气涡轮机的请求输出始终是确定的值，则在负载切断或者来自送电系统的切断发生时，将燃料流量设定为预定的值是有效的。

然而，在单独运行前后的燃气涡轮机的请求输出不变为确定的值的情况下，每次所需的燃料量也不同，因此若不根据单独运行后的请求输出来设定适当的燃料控制阀的开度，则有可能导致频率的变动或燃烧不稳定。

发明内容

本发明鉴于这样的事实而提出，其目的在于，提供即使负载急剧地下降也能抑制燃气涡轮机的输出变得不稳定的阀控制装置、燃气涡轮机、以及阀控制方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的阀控制装置、燃气涡轮机、以及阀控制方法采用以下的手段。

本发明的第一形态所涉及的阀控制装置设置于燃气涡轮机，至少对压力调整阀的开度进行控制，所述燃气涡轮机具备：燃烧器，其使燃料燃烧来生成燃烧气体；涡轮机，其通过由所述燃烧器生成的燃烧气体进行驱动；流量调整阀，其对向所述燃烧器供应的燃料流量进行调整；以及所述压力调整阀，其在向所述燃烧器供应燃料的燃料流路上配置于所述流量调整阀的上游侧，对燃料压力进行调整，所述阀控制装置具备：探测单元，其探测所述燃气涡轮机的负载的降低；以及压力控制单元，其在由所述探测单元探测到所述负载的降低的情况下，根据所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的输出，来控制所述压力调整阀的开度。

根据本构成，阀控制装置设置于燃气涡轮机，至少对压力调整阀的开度进行控制。该燃气涡轮机具备：使燃料燃烧来生成燃烧气体的燃烧器，通过由燃烧器生成的燃烧气体来进行驱动的涡轮机、对向燃烧器供应的燃料流量进行调整的流量调整阀、以及在向燃烧器供应燃料的燃料流路上配置于流量调整阀的上游侧来对燃料压力进行调整的压力调整阀。

而且，由探测单元来探测燃气涡轮机的负载的降低。若燃气涡轮机的负载降低，则存在赶不上与负载相应的燃料量的降低从而燃气涡轮机的输出变得不稳定的可能性。

在此，例如基于燃气涡轮机的输出来反馈控制流量调整阀的开度，从而进行燃料流量的调整。但是，即使基于负载降低后的气体来对流量调整阀进行了反馈控制，若配置于比流量调整阀更上游侧的压力调整阀不成为适当的开度，则也不能抑制频率的上升或燃烧不稳定。

为此，在探测单元探测出负载的降低的情况下，由压力控制单元根据负载的降低后的燃气涡轮机的输出，来控制压力调整阀的开度。与负载的降低后的燃气涡轮机的输出相应的控制，亦即前馈控制。由此，若燃气涡轮机的负载降低，则由压力调整阀进行控制使得燃料压力成为与负载相应的适当值。故而，配置于比压力调整阀更下游侧的流量调整阀所执行的燃料流量的控制能被控制为成为与负载相应的适当值。

因此，基于本构成，即使负载急剧地下降，也能抑制燃气涡轮机的输出变得不稳定。

在上述第一形态下，优选地，所述压力控制单元根据所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的输出请求值来求取表示向所述燃烧器供应的燃料量的燃料请求值，并基于该燃料请求值来决定所述压力调整阀的开度。

根据本构成，根据负载降低后的燃气涡轮机的输出请求值来求取表示向燃烧器供应的燃料量的燃料请求值，并基于该燃料请求值来决定压力调整阀的开度，因此能精度良好地控制负载降低后的压力调整阀的开度。

在上述第一形态下，优选地，具备：空气流量计算单元，其基于所述输出请求值来计算向压缩机流入的空气流量，该压缩机向所述燃烧器导入压缩空气，所述压力控制单元使用表示构成所述燃气涡轮机的各设备的入口出口的状态量的热平衡数据，来导出与由所述空气流量计算单元计算出的所述空气流量、大气温度、以及所述输出请求值相应的所述燃料请求值。

根据本构成，由空气流量计算单元基于燃气涡轮机的输出请求值来计算向压缩机流入的空气流量，该压缩机向燃烧器导入压缩空气。而且，燃料请求值是作为与由空气流量计算单元计算出的空气流量、大气温度、以及燃气涡轮机的输出请求值相应的值，从表示构成燃气涡轮机的各设备的入口出口的状态量的热平衡数据导出的。

因此，基于本构成，从燃气涡轮机的热平衡求取与负载降低后的燃气涡轮机的输出请求值相应的燃料请求值，决定压力调整阀的开度，因此能精度良好地决定负载降低后的压力调整阀的开度。

在上述第一形态下，优选地，所述压力控制单元使用表示所述输出请求值与所述燃料请求值的关系的第1信息，来导出与所述输出请求值相应的所述燃料请求值。

根据本构成，从表示负载降低后的燃气涡轮机的输出请求值与燃料请求值的关系的第1信息导出燃料请求值，决定压力调整阀的开度，因此直到压力调整阀的开度被决定为止所进行的运算量会降低，故能以简易的构成来决定负载降低后的压力调整阀的开度。

在上述第一形态下，优选地，所述压力控制单元使用表示所述燃气涡轮机的输出请求值与所述压力调整阀的开度的关系的第2信息，来导出与所述输出请求值相应的所述开度。

根据本构成，从表示燃气涡轮机的输出请求值与压力调整阀的开度的关系的第2信息导出压力调整阀的开度，因此直到压力调整阀的开度被决定为止所进行的运算量会降低，故能以简易的构成来决定负载降低后的压力调整阀的开度。

在上述第一形态下，优选地，所述压力控制单元基于对所述燃烧器的燃烧状态造成影响的参数，来校正已导出的所述开度。

根据本构成，使用第2信息所导出的压力调整阀的开度是基于对燃烧器的燃烧状态造成影响的参数来进行校正的，因此能精度良好地决定负载降低后的压力调整阀的开度。上述参数例如是大气温度、燃料热量(卡路里)、燃料温度、以及燃料供应压力等。

在上述第一形态下，优选地，所述压力控制单元使用表示基于所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的转速所计算的燃料流量的指令值，基于从第3信息导出的所述燃料请求值来决定所述压力调整阀的开度，所述第3信息表示该指令值与表示向所述燃烧器供应的燃料量的燃料请求值的关系。

根据本构成，使用表示基于负载的降低后的燃气涡轮机的转速所计算的燃料流量的指令值来计算燃料请求值，因此能精度更良好地决定负载降低后的压力调整阀的开度。此外，关于上述指令值，由于流量调整阀的开度与燃料流量对应，因此还包含流量调整阀的开度。

在上述第一形态下，优选地，在所述负载的降低量超过预定的阈值的情况下，所述压力控制单元根据所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的输出来控制所述压力调整阀的开度。

根据本构成，在负载的降低量小的情况下，没有进行与针对压力调整阀的负载的降低相应的控制，因此能抑制因对应于负载的降低来控制压力调整阀所带来的失火等的危险性。

本发明的第二形态所涉及的燃气涡轮机具备：燃烧器，其使燃料燃烧来生成燃烧气体；涡轮机，其通过由所述燃烧器生成的燃烧气体进行驱动；流量调整阀，其对向所述燃烧器供应的燃料流量进行调整；压力调整阀，其相对于所述流量调整阀配置于上游侧，对燃料压力进行调整；以及上述记载的阀控制装置，其对所述压力调整阀的开度进行控制。

本发明的第三形态所涉及的阀控制方法设置用于燃气涡轮机，至少对压力调整阀的开度进行控制，所述燃气涡轮机具备：燃烧器，其使燃料燃烧来生成燃烧气体；涡轮机，其通过由所述燃烧器生成的燃烧气体进行驱动；流量调整阀，其对向所述燃烧器供应的燃料流量进行调整；以及所述压力调整阀，其在向所述燃烧器供应燃料的燃料流路上配置于所述流量调整阀的上游侧，对燃料压力进行调整，所述阀控制方法包含：第1工序，探测所述燃气涡轮机的负载的降低；以及第2工序，在探测到所述负载的降低的情况下，根据所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的输出，来控制所述压力调整阀的开度。

发明效果

根据本发明，具有即使负载急剧地下降也能抑制燃气涡轮机的输出变得不稳定这样的卓越效果。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的工厂设备的构成图。

图2是表示在负载降低发生了的情况下的燃气涡轮机的输出的变化的例子的图表。

图3是表示在负载降低发生了的情况下，压力调整阀的缩减规定开度小的情况下的工厂设备内的电力系统的频率的变化的例子的图表。

图4是表示在负载降低发生了的情况下，压力调整阀的缩减规定开度大的情况下的工厂设备内的电力系统的频率的变化的例子的图表。

图5是表示用于进行本发明的第1实施方式所涉及的负载降低开度控制的压力控制部的功能的功能框图。

图6是表示本发明的第1实施方式所涉及的负载降低探测部所执行的处理的流程的流程图。

图7是表示在进行了本发明的第1实施方式所涉及的负载降低开度控制的情况下的、压力调整阀的开度的时间变化和工厂设备内的电力系统的频率的时间变化的图表。

图8是表示用于进行本发明的第2实施方式所涉及的负载降低开度控制的压力控制部的功能的功能框图。

图9是表示用于进行本发明的第3实施方式所涉及的负载降低开度控制的压力控制部的功能的功能框图。

图10是表示用于进行本发明的第4实施方式所涉及的负载降低开度控制的压力控制部的功能的功能框图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明所涉及的阀控制装置、燃气涡轮机、以及阀控制方法的一实施方式。

〔第1实施方式〕

图1是第1实施方式所涉及的工厂设备10的整体构成图。工厂设备10具备：由燃气涡轮机12以及发电机14构成的发电设备16；以及对电力进行消耗的负载设备18。

燃气涡轮机12具备：压缩机20、燃烧器22、以及涡轮机24。

压缩机20通过被旋转轴26进行驱动，从而对从空气取入口取入的空气进行压缩来生成压缩空气。燃烧器22对从压缩机20导入了车室28的压缩空气喷射燃料来产生高温／高压的燃烧气体。涡轮机24通过在燃烧器22产生的燃烧气体来进行旋转驱动。此外，压缩机20的空气的吸气量通过设置于压缩机20的入口处的入口引导翼(InletGuideVane，以下，称为“IGV”。)的开闭来进行调整。

在车室28与燃烧器22之间设置有旁通管30，在因涡轮机24的负载变动而成为了燃烧器22内的空气变得不足的状态的情况下，旁通管30成为在打开燃烧器旁通阀32时将车室28内的空气导入至燃烧器22内的流路。另外，在压缩机20与涡轮机24之间，设置有用于将冷却用的空气从压缩机20向涡轮机24导入的抽气管34。

此外，涡轮机24、压缩机20、以及发电机14由旋转轴26进行连结，涡轮机24中生成的旋转驱动力由旋转轴26传递至压缩机20以及发电机14。然后，发电机14通过涡轮机24的旋转驱动力进行发电。发电机14与负载设备18连接，将已发电的电力向工厂设备10内的负载设备18进行供应。另外，发电机14与商用电力系统系统互连，将已发电的电力向工厂设备10外的送电网即商用电力系统进行供应。

此外，在发电设备16与负载设备18之间的送电线上设置有断路器36A，在发电设备16与商用电力系统之间的送电线上设置有断路器36B。

另外，在燃烧器22设置喷嘴38，并使用压缩空气来使从喷嘴38供应的燃料燃烧。

在向燃烧器22供应燃料的燃料流路40上，具备：对向燃烧器22供应的燃料流量进行调整的流量调整阀42、以及在燃料流路40上配置于流量调整阀42的上游侧来对燃料压力进行调整的压力调整阀44。向燃烧器22供应的燃料量是通过对流量调整阀42以及压力调整阀44的开度进行控制而被控制的。

阀控制装置50具备：负载降低探测部52、流量控制部54、以及压力控制部56。

负载降低探测部52探测燃气涡轮机12的负载的降低(以下，称为“负载降低”。)。

流量控制部54通过对流量调整阀42的开度进行控制，来对向燃烧器22供应的燃料流量进行控制。具体而言，流量控制部54基于燃气涡轮机12的输出来反馈控制流量调整阀42的开度，从而进行燃料流量的控制。

压力控制部56通过对压力调整阀44的开度进行控制，来对向燃烧器22供应的燃料压力进行控制。具体而言，压力控制部56对压力调整阀44的开度进行控制，使得在燃料流路40上流动的燃料压力成为给定值。

此外，燃气涡轮机12的负载降低的情况是指，例如发电设备16与商用电力系统之间的送电线断线或断路器36B的开闸等，从发电设备16向商用电力系统的电力供应被切断等情况。在这样的情况下，燃气涡轮机12的负载会急剧地下降。

参照图2，以切断了对商用电力系统的电力供应的情况为例，来说明在负载降低发生了的情况下的燃气涡轮机12的输出的变化。

若对商用电力系统的电力供应被切断，则转移至发电设备16仅对工厂设备10内的负载设备18进行送电的单独运行。故而，如图2所示，燃气涡轮机12的输出将急减相当于向商用电力系统送电了的量的丧失量(丧失负载)。即，燃气涡轮机12的输出请求成为负载设备18所具有的负载(系统内负载)相当量。

另外，流量调整阀42以及压力调整阀44的开度也对应于负载降低而缩减，向燃烧器22供应的燃料会降低。然而，存在如下情况：由于负载降低的探测延迟、燃料流路40上残余的燃料向燃烧器22的供应、流量调整阀42或压力调整阀44的动作延迟等，实际上燃气涡轮机12的机械输出的下降会延迟，工厂设备10内的电力系统的频率的上升会发生。

另外，即使缩减流量调整阀42的开度，若配置于比流量调整阀42更上游侧的压力调整阀44的缩减延迟，则对燃烧器22的燃料的供应会因燃料压力上升而比设想的更多，进一步的频率上升会发生。另一方面，若对燃料缩减过度，则燃烧稳定性会下降，存在失火的风险。

图3是表示在负载降低发生了的情况下，压力调整阀44的缩减规定开度小的情况下的工厂设备10内的电力系统的频率的变化的例子的图表。如图3所示，若负载降低后的压力调整阀44的开度小，则向燃烧器22供应的燃料压力会下降，随之针对负载的燃料量变得过少，存在导致伴随负载降低的频率上升后的频率的大幅度的下降的可能性。

图4是表示在负载降低发生了的情况下，压力调整阀44的缩减规定开度大的情况下的工厂设备10内的电力系统的频率的变化的例子的图表。如图4所示，若负载降低后的压力调整阀44的开度大，则向燃烧器22供应的燃料压力的下降不充分，随之针对负载的燃料量变得过剩，存在随着负载降低的频率的上升进一步变大的可能性。

如图3、4所示，若配置于比流量调整阀42更上游侧的压力调整阀44未成为适当的开度，则即使基于负载降低后的燃气涡轮机12的输出来反馈控制流量调整阀42，也不能抑制频率的上升或燃烧不稳定。

为此，在由负载降低探测部52探测出燃气涡轮机12的负载降低的情况下，本第1实施方式所涉及的压力控制部56根据负载降低后的燃气涡轮机12的输出来进行对压力调整阀44的开度进行控制的负载降低开度控制。本第1实施方式所涉及的负载降低开度控制根据负载降低后的燃气涡轮机12的输出请求值(以下，称为“GT输出请求值”。)来求取表示向燃烧器22供应的燃料量的燃料请求值，并基于该燃料请求值来决定压力调整阀44的开度。

图5是表示用于进行本第1实施方式所涉及的负载降低开度控制的压力控制部56的功能的功能框图。

压力控制部56具备：IGV开度计算部60、燃料请求值导出部62、阀流量计算部64、以及开度决定部66。

IGV开度计算部60将GT输出请求值以及大气温度的计测结果即大气温度计测值进行输入。然后，IGV开度计算部60基于GT输出请求值以及大气温度计测值来计算使得向压缩机20流入的空气流量，并计算与计算出的空气流量相应的IGV的开度。

燃料请求值导出部62使用表示构成燃气涡轮机12的各设备的入口出口的状态量(温度、压力、焓、流量等)的GT热平衡数据，来导出与由IGV开度计算部60计算出的空气流量、大气温度计测值、以及GT输出请求值相应的燃料请求值。此外，GT热平衡数据作为燃气涡轮机12的设计值而被预先创建，并存储在燃料请求值导出部62中。

然后，压力控制部56为了决定与燃料请求值相应的压力调整阀44的开度，以阀流量计算部64来计算Cv值。

阀流量计算部64基于由燃料请求值导出部62导出的燃料请求值、压力调整阀44的入口压力(针对压力调整阀44的燃料的供应压力)、压力调整阀44的出口压力的设定值、燃料温度的计测值，来计算压力调整阀44的Cv值。

此外，在将燃料请求值设为W，压力调整阀44的入口压力与出口压力之差设为ΔP，燃料温度设为了T的情况下，Cv值例如通过数式1所示的一般的式子来计算。

[数式1]

$W=\mathrm{Cv}\sqrt{\frac{\mathrm{\ΔP}}{T}}...\left(1\right)$

开度决定部66预先存储有表示Cv值与压力调整阀44的开度的关系的表信息A(表函数)。然后，开度决定部66将与由阀流量计算部64计算出的Cv值相应的开度决定为压力调整阀44的开度，并将表示已决定的开度的阀开度设定值向压力调整阀44进行发送。

另外，在负载降低量超过预定的阈值的情况下，负载降低探测部52将负载降低开度控制的执行指示发送至压力控制部56。由此，本第1实施方式所涉及的阀控制装置50在负载降低量小的情况下，不对压力调整阀44进行负载降低开度控制，因此能抑制因对应于负载降低来控制压力调整阀44所致的失火等的危险性。

图6是表示本第1实施方式所涉及的负载降低探测部52所执行的处理的流程的流程图。

首先，在步骤100中，进行燃气涡轮机12的负载的测量。负载的测量例如通过对发电机14的输出(以下，称为“发电机输出”。)进行探测来执行，并对探测出的发电机输出的值逐次存储。

在下一步骤102中，将探测出的当前的发电机输出与给定时间(例如1秒)前的过去的发电机输出的差分作为负载降低量进行计算。

在下一步骤104中，判定计算出的负载降低量是否为预定的阈值以上，在肯定判定的情况下，转移至步骤106，在否定判定的情况下，返回至步骤100。此外，阈值例如设为因发电设备16从商用电力系统中切断所致的所预测的负载的丧失量。

在步骤106中，对压力控制部56发送负载降低开度控制的执行指示。

压力控制部56若接收到负载降低开度控制的执行指示，则根据负载降低后的燃气涡轮机12的输出，来控制压力调整阀44的开度。

本第1实施方式所涉及的压力控制部56如上所述，基于GT输出请求值以及大气温度计测值来计算向压缩机20流入的空气流量，并使用GT热平衡数据，将燃料请求值作为与计算出的空气流量、大气温度计测值、以及GT输出请求值相应的值导出。然后，压力控制部56决定与燃料请求值相应的压力调整阀44的开度，并将表示该开度的阀开度设定值向压力调整阀44进行发送。

压力调整阀44若接收到阀开度设定值，则成为由阀开度设定值示出的开度。

即，负载降低开度控制是针对压力调整阀44的前馈控制。由此，若燃气涡轮机12的负载降低，则由压力调整阀44进行控制，使得燃料压力成为与负载相应的适当值。故而，配置于比压力调整阀44更下游侧的流量调整阀42所执行的燃料流量的控制能被控制为与负载相应的适当值。

图7是在进行本第1实施方式所涉及的负载降低开度控制的情况下的、表示压力调整阀44的开度的时间变化与工厂设备10内的电力系统的频率的时间变化的图表。

如图7所示，压力调整阀44的开度在稳定状态的开度(稳定开度)的附近变动，由于该开度成为适当的值，因此燃料流量也变得适当，其结果，频率变动变小。

如以上说明所述，本第1实施方式所涉及的阀控制装置50，在由负载降低探测部52探测出负载降低的情况下，通过压力控制部56而根据负载降低后的燃气涡轮机12的输出，来控制压力调整阀44的开度。

此外，本第1实施方式所涉及的压力控制部56根据GT输出请求值来求取燃料请求值，并基于该燃料请求值来决定压力调整阀44的开度。故而，压力控制部56基于GT输出请求值来计算向压缩机20流入的空气流量，并使用GT热平衡数据来导出与计算出的空气流量、大气温度、以及GT输出请求值相应的燃料请求值。

因此，本第1实施方式所涉及的阀控制装置50能精度良好地决定负载降低后的压力调整阀44的开度，即使负载急剧地下降，也能抑制燃气涡轮机12的输出变得不稳定。

此外，在本第1实施方式所涉及的阀控制装置50中，在利用了GT热平衡数据的燃料请求值的导出中可以不使用大气温度。具体而言，将大气温度设为固定值，使用GT热平衡数据来导出与空气流量以及输出请求值相应的燃料请求值。此外，可以使作为固定值的大气温度根据季节而变化。

〔第2实施方式〕

以下，说明本发明的第2实施方式。

此外，本第2实施方式所涉及的工厂设备10的构成与图1所示的第1实施方式所涉及的工厂设备10的构成相同，故省略说明。

图8是表示用于本第2实施方式所涉及的负载降低开度控制的压力控制部56的功能的功能框图。此外，针对图8中与图5相同的构成部分赋予与图5相同的符号，并省略其说明。

本第2实施方式所涉及的燃料请求值导出部70存储有表示GT输出请求值与燃料请求值的关系的表信息B(表函数)。此外，预先创建有该表信息B。燃料请求值导出部70由压力控制部56接收负载降低开度控制的执行指示，若负载降低后的GT输出请求值被输入，则使用表信息B来导出与所输入的GT输出请求值相应的燃料请求值，并将燃料请求值向阀流量计算部64进行输出。

然后，本第2实施方式所涉及的压力控制部56基于由燃料请求值导出部70导出的燃料请求值，来由阀流量计算部64以及开度决定部66决定压力调整阀44的开度。

如以上说明所述，本第2实施方式所涉及的压力控制部56使用表示GT输出请求值与燃料请求值的关系的表信息B来导出与负载降低后的GT输出请求值相应的燃料请求值。因此，直到压力调整阀44的开度被决定为止所进行的运算量会降低，故本第2实施方式所涉及的压力控制部56能以简易的构成来决定负载降低后的压力调整阀44的开度。

〔第3实施方式〕

以下，说明本发明的第3实施方式。

此外，本第3实施方式所涉及的工厂设备10的构成与图1所示的第1实施方式所涉及的工厂设备10的构成相同，故省略说明。

图9是表示用于进行本第3实施方式所涉及的负载降低开度控制的压力控制部56的功能的功能框图。

本第3实施方式所涉及的压力控制部56具备开度决定部80以及校正部82。

开度决定部80存储有表示GT输出请求值与压力调整阀44的开度的关系的表信息C(表函数)。此外，该表信息C被预先创建。开度决定部80由压力控制部56接收负载降低开度控制的执行指示，若负载降低后的GT输出请求值被输入，则使用表信息C来导出与所输入的GT输出请求值相应的压力调整阀44的开度，并将表示该开度的阀开度设定值向校正部82进行输出。

校正部82基于对燃烧器22的燃烧状态造成影响的参数来校正所输入的阀开度设定值。上述参数例如是大气温度、燃料热量、燃料温度、以及燃料供应压力等，各个值作为校正信号被输入至校正部82。

例如，大气温度越高则空气的密度变得越低，因此燃气涡轮机12的输出将下降。故而，在大气温度高的情况下，校正部82对阀开度设定值进行校正，使得向燃烧器22供应的燃料量变多。

另外，若燃料热量高，燃气涡轮机12的输出将上升。故而，在燃料热量高的情况下，校正部82对阀开度设定值进行校正，使得向燃烧器22供应的燃料量变少。

另外，若燃料温度高，则燃料的密度变低，因此燃气涡轮机12的输出将下降。故而，在燃料温度高的情况下，校正部82对阀开度设定值进行校正，使得向燃烧器22供应的燃料量变多。

另外，若燃料供应压力高，则燃料的密度变高，因此燃气涡轮机12的输出将上升。故而，在燃料供应压力高的情况下，校正部82对阀开度设定值进行校正，使得向燃烧器22供应的燃料量变少。

然后，将由校正部82校正后的阀开度设定值向压力调整阀44进行发送。

如以上说明所述，本第3实施方式所涉及的压力控制部56使用表示GT输出请求值与压力调整阀44的开度的关系的表信息C来导出与负载降低后的GT输出请求值相应的压力调整阀44的开度。因此，直至压力调整阀44的开度被决定为止所进行的运算量会降低，故本第3实施方式所涉及的压力控制部56能以简易的构成来决定负载降低后的压力调整阀44的开度。

另外，本第3实施方式所涉及的压力控制部56基于对燃烧器22的燃烧状态造成影响的参数来校正使用表信息C而导出的压力调整阀44的开度，因此能精度良好地决定负载降低后的压力调整阀44的开度。

〔第4实施方式〕

以下，说明本发明的第4实施方式。

此外，本第4实施方式所涉及的工厂设备10的构成与图1所示的第1实施方式所涉及的工厂设备10的构成相同，故省略说明。

表示燃料流量的指令值即燃料流量指令值，在单独运行移行后立刻被执行基于了燃气涡轮机12的转速的控制即转速控制。故而，燃料流量指令值，在单独运行移行后立刻通过转速控制而成为与在燃气涡轮机12处于稳定状态的情况下的流量不同的值。特别是在负载的丧失量大的情况下，燃料流量指令被抑制为比稳定状态的流量更低的流量。

为此，本第4实施方式所涉及的压力控制部56使用燃料流量指令值作为与负载降低后的燃气涡轮机12的输出相应的值，来计算燃料请求值。

图10是表示用于进行本第4实施方式所涉及的负载降低开度控制的压力控制部56的功能的功能框图。此外，针对图10中的与图5相同的构成部分赋予与图5相同的符号，并省略其说明。

本第4实施方式所涉及的燃料请求值导出部90存储有表示燃料流量指令值与燃料请求值的关系的表信息D(表函数)。此外，该表信息D被预先创建。燃料请求值导出部90由压力控制部56接收负载降低开度控制的执行指示，若负载降低后的燃料流量指令值被输入，则使用表信息D来导出与所输入的燃料流量指令值相应的燃料请求值，并将燃料请求值向阀流量计算部64进行输出。

然后，本第4实施方式所涉及的压力控制部56基于由燃料请求值导出部90导出的燃料请求值，通过阀流量计算部64以及开度决定部66决定压力调整阀44的开度。

如以上说明所述，本第4实施方式所涉及的压力控制部56使用燃料流量指令值来导出与负载降低后的燃料流量指令值相应的燃料请求值，因此能精度更良好地决定负载降低后的压力调整阀44的开度。此外，由于流量调整阀42的开度与燃料流量对应，因此本第4实施方式所涉及的压力控制部56可以取代上述燃料流量指令值而使用流量调整阀42的开度指令值。

尽管以上使用上述各实施方式来说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。能在不脱离发明的主旨的范围内对上述各实施方式施加多种变更或改良，施加了该变更或改良后的形态也包含在本发明的技术范围内。

符号说明

10工厂设备

20压缩机

22燃烧器

24涡轮机

42流量调整阀

44压力调整阀

50阀控制装置

52负载降低探测部

56压力控制部

60IGV开度计算部

Claims (10)

1.一种阀控制装置，设置于燃气涡轮机，至少对压力调整阀的开度进行控制，所述燃气涡轮机具备：燃烧器，其使燃料燃烧来生成燃烧气体；涡轮机，其通过由所述燃烧器生成的燃烧气体进行驱动；流量调整阀，其对向所述燃烧器供应的燃料流量进行调整；以及所述压力调整阀，其在向所述燃烧器供应燃料的燃料流路上配置于所述流量调整阀的上游侧，对燃料压力进行调整，

所述阀控制装置具备：

探测单元，其探测所述燃气涡轮机的负载的降低；以及

压力控制单元，其在由所述探测单元探测到所述负载的降低的情况下，将所述压力调整阀的开度缩减为与所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的输出相应的开度即没有关闭的开度。

2.根据权利要求1所述的阀控制装置，其中，

所述压力控制单元根据所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的输出请求值来求取表示向所述燃烧器供应的燃料量的燃料请求值，并基于该燃料请求值来决定所述压力调整阀的开度。

3.根据权利要求2所述的阀控制装置，其中，

具备：空气流量计算单元，其基于所述输出请求值来计算向压缩机流入的空气流量，该压缩机向所述燃烧器导入压缩空气，

所述压力控制单元使用表示构成所述燃气涡轮机的各设备的入口出口的状态量的热平衡数据，来导出与由所述空气流量计算单元计算出的所述空气流量、大气温度、以及所述输出请求值相应的所述燃料请求值。

4.根据权利要求2所述的阀控制装置，其中，

所述压力控制单元使用表示所述输出请求值与所述燃料请求值的关系的第1信息，来导出与所述输出请求值相应的所述燃料请求值。

5.根据权利要求1所述的阀控制装置，其中，

所述压力控制单元使用表示所述燃气涡轮机的输出请求值与所述压力调整阀的开度的关系的第2信息，来导出与所述输出请求值相应的所述开度。

6.根据权利要求5所述的阀控制装置，其中，

所述压力控制单元基于对所述燃烧器的燃烧状态造成影响的参数，来校正已导出的所述开度。

7.根据权利要求1所述的阀控制装置，其中，

所述压力控制单元使用表示基于所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的转速所计算的燃料流量的指令值，基于从第3信息导出的所述燃料请求值来决定所述压力调整阀的开度，所述第3信息表示该指令值与表示向所述燃烧器供应的燃料量的燃料请求值的关系。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的阀控制装置，其中，

在所述负载的降低量超过预定的阈值的情况下，所述压力控制单元根据所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的输出来控制所述压力调整阀的开度。

9.一种燃气涡轮机，具备：

燃烧器，其使燃料燃烧来生成燃烧气体；

涡轮机，其通过由所述燃烧器生成的燃烧气体进行驱动；

流量调整阀，其对向所述燃烧器供应的燃料流量进行调整；

压力调整阀，其相对于所述流量调整阀配置于上游侧，对燃料压力进行调整；以及

权利要求1～7中任一项所述的阀控制装置，其对所述压力调整阀的开度进行控制。

10.一种阀控制方法，设置用于燃气涡轮机，至少对压力调整阀的开度进行控制，所述燃气涡轮机具备：燃烧器，其使燃料燃烧来生成燃烧气体；涡轮机，其通过由所述燃烧器生成的燃烧气体进行驱动；流量调整阀，其对向所述燃烧器供应的燃料流量进行调整；以及所述压力调整阀，其在向所述燃烧器供应燃料的燃料流路上配置于所述流量调整阀的上游侧，对燃料压力进行调整，

所述阀控制方法包括：

第1工序，探测所述燃气涡轮机的负载的降低；以及

第2工序，在探测到所述负载的降低的情况下，将所述压力调整阀的开度缩减为与所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的输出相应的开度即没有关闭的开度。