CN111386390B - 用于燃气轮机的控制装置和方法、燃气轮机以及存储介质 - Google Patents

Abstract

控制装置，选择通常控制与负荷下降控制中的任一个来执行，其中通常控制通过基于燃气轮机的目标输出与实际的输出的偏差的反馈控制输出燃料流量指令值，负荷下降控制为输出不进行反馈控制而使燃气轮机的输出在规定的第一时间降低到规定的目标输出为止的燃料流量指令值；和在选择了负荷下降控制的情况下，负荷下降控制的执行并行地，进行使流入到燃气轮机的压缩机的空气流量降低的控制以使燃料空气比收敛到规定范围。

Description

用于燃气轮机的控制装置和方法、燃气轮机以及存储介质

技术领域

本发明涉及控制装置、燃气轮机、控制方法以及程序。

本申请基于2017年12月28日在日本申请的JP特愿2017-253217号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

在燃气轮机发电设备发生了异常的情况下，有时会进行负荷断开来应对。如果进行负荷断开，则燃气轮机停止。为了从发电设备重新供电，需要重新运行燃气轮机。因此，发电经营者在从断开负荷到重新运行而能再次供电期间，会丧失发电所带来的获益机会。与此相对，还有对以下运转的需求，即即使在异常发生了的情况下，不停止燃气轮机而在降低了负荷的状态下继续运转，对异常的应对结束了之后恢复到额定输出这样的运转。如果能有上述那样的运转，则发电经营者能够避免发电机会的丧失。

在专利文献1中，记载有对断开负荷时的多个燃料系统的燃料分配的控制方法。根据专利文献1的控制方法，能够防止断开负荷时燃烧器的失火。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-159786号公报

发明内容

发明要解决的课题

为了代替断开负荷而实现上述的运转，必须为了确保安全和保护机器而迅速地、例如以每分800％以上的速度使负荷降低，并继续燃气轮机的运转。为了实现该运转，存在1)避免压缩机的喘振并使压缩机的空气吸入量降低，2)防止燃烧器的失火这样的技术课题。到目前为止，并没有提供解决这些技术课题的技术。

本发明提供一种能够解决上述课题的控制装置、燃气轮机、控制方法以及程序。

用于解决课题的手段

根据本发明的一方式，控制装置具备：燃料流量指令计算部，选择通常控制与负荷下降控制中的任一个来执行，其中通常控制通过基于燃气轮机的目标输出与实际的输出的偏差的反馈控制计算燃料流量指令值，负荷下降控制为计算不进行反馈控制而使所述燃气轮机的输出在规定的第一时间降低到规定的目标输出为止那样的所述燃料流量指令值；和空气吸入流量控制部，与所述燃料流量指令计算部所进行的所述负荷下降控制的执行并行地，执行使流入到所述燃气轮机的压缩机的空气流量降低的控制以使燃料空气比收敛到规定范围。

根据本发明的一方式，在选择了所述负荷下降控制的情况下，燃料流量指令计算部按照大气温度变更使所述燃料流量指令值降低到相当于所述目标输出的值为止的降低速度。

根据本发明的一方式，在选择了所述负荷下降控制的情况下，使所述燃料流量指令值降低到相当于所述目标输出的值为止的第一时间和使流入到所述压缩机的空气流量降低到规定的目标流量为止的第二时间之差为规定的值以下。

根据本发明的一方式，所述第一时间以及第二时间为2秒以上且5秒以下的范围。

根据本发明的一方式，选择了所述负荷下降控制的情况下的所述燃气轮机的输出的降低速度比每分100％高。

根据本发明的一方式，选择了所述负荷下降控制的情况下的所述燃气轮机的输出的降低速度为每分800％以上且每分2000％以下。

根据本发明的一方式，选择了所述负荷下降控制的情况下的所述燃气轮机的所述目标输出为所述燃气轮机的额定输出的30％以上且40％以下。

根据本发明的一方式，所述控制装置还具备燃料分配控制部，该燃料分配控制部在所述负荷下降控制时由所述燃气轮机的燃烧器发生了异常燃烧的情况下，执行在所述燃料流量指令值达到相当于所述目标输出的值的时机停止来自设置于所述燃烧器的多个喷嘴中设于最上游侧的第一喷嘴的燃料供给的停止控制、和将除了所述第一喷嘴之外其他的所述喷嘴之间的燃料供给分配比切换为所述停止控制后的分配比的分配切换控制。

根据本发明的一方式，所述燃料分配控制部针对除了所述第一喷嘴之外其他的所述喷嘴中，用于形成对由所述燃烧器形成的预混合火焰进行保持火焰的预混火焰的所述喷嘴的所述燃料供给分配比，进行对来自所述第一喷嘴的燃料供给的停止所引起的暂时的燃料供给量的减少进行补充的校正。

根据本发明的一方式，所述控制装置还具备第二燃料分配控制部，该第二燃料分配控制部针对对设置于所述燃气轮机的燃烧器的多个喷嘴中、与燃烧振动相关的第二喷嘴的燃料分配比，对所述第二喷嘴的所述燃料分配比进行避免所述负荷下降控制时的与一个时刻下的负荷相对应的燃烧负荷指令值与所述一个时刻下的所述第二喷嘴的所述燃料分配比的关系成为产生燃烧振动的可能性高的关系那样的校正。

根据本发明的一方式，燃气轮机具备压缩机、燃烧器、涡轮和上述任一项所记载的控制装置。

根据本发明的一方式，控制方法具备以下步骤：选择通常控制与负荷下降控制中的任一个来执行，其中通常控制通过基于燃气轮机的目标输出与实际的输出的偏差的反馈控制计算燃料流量指令值，负荷下降控制为计算不进行反馈控制而使所述燃气轮机的输出在规定的第一时间降低到规定的目标输出为止那样的所述燃料流量指令值；和与所述燃料流量指令计算部所进行的所述负荷下降控制的执行并行地，执行使流入到所述燃气轮机的压缩机的空气流量降低的控制以使燃料空气比收敛到规定范围。

根据本发明的一方式，程序用于使计算机作为以下单元发挥功能，即选择通常控制与负荷下降控制中的任一个来执行，其中通常控制通过基于燃气轮机的目标输出与实际的输出的偏差的反馈控制计算燃料流量指令值，负荷下降控制为计算不进行反馈控制而使所述燃气轮机的输出在规定的第一时间降低到规定的目标输出为止那样的所述燃料流量指令值；和与所述燃料流量指令计算部所进行的所述负荷下降控制的执行并行地，执行使流入到所述燃气轮机的压缩机的空气流量降低的控制以使燃料空气比收敛到规定范围。

发明效果

根据上述的控制装置、燃气轮机、控制方法以及程序，能够防止压缩机的喘振和燃烧器中的失火并使负荷迅速地降低，继续燃气轮机的运转。

附图说明

图1为本发明所涉及的一实施方式中的燃气轮机设备的系统图。

图2为本发明所涉及的一实施方式中的燃烧器的第一剖视图。

图3为本发明所涉及的一实施方式中的燃烧器的主要部位剖视图。

图4为本发明所涉及的一实施方式中的燃烧器的第二剖视图。

图5为本发明所涉及的一实施方式中的控制装置的模块图。

图6为对本发明所涉及的一实施方式中的控制方法进行说明的图。

图7为表示本发明所涉及的一实施方式中的燃料流量指令值的控制例的图。

图8为表示本发明所涉及的一实施方式中的IGV开度的控制例的图。

图9为表示本发明所涉及的一实施方式中的燃料喷嘴的控制例的第一图。

图10为表示本发明所涉及的一实施方式中的燃料喷嘴的控制例的第二图。

图11为表示负荷变化时的燃料供给分配比与CLCSO的关系的一例的图。

图12为表示本发明所涉及的一实施方式中的控制的一例的流程图。

图13为执行了本发明所涉及的一实施方式中的控制时的控制值以及状态量的时序图。

图14为说明本发明所涉及的一实施方式中的控制所产生的效果的图。

图15为表示本发明的一实施方式中的控制装置的硬件构成的一例的图。

具体实施方式

＜实施方式＞

以下，参照图1～图15对本发明的一实施方式的燃气轮机的瞬时负荷降低控制进行说明。

图1为本发明所涉及的一实施方式中的燃气轮机设备的系统图。

图2为本发明所涉及的一实施方式中的燃烧器的第一剖视图。

图3为本发明所涉及的一实施方式中的燃烧器的主要部位剖视图。

如图1所示，本实施方式的燃气轮机设备具备燃气轮机10和由燃气轮机10的驱动进行发电的发电机29。燃气轮机10具备对空气进行压缩的压缩机11、在被压缩机11压缩的空气中使燃料F燃烧而生成燃烧气体的燃烧器31和通过高温高压的燃烧气体进行驱动的涡轮21。

压缩机11具有以轴线作为中心进行旋转的压缩机转子13、能旋转地覆盖该压缩机转子13的压缩机外壳12和设置于该压缩机外壳12的吸入口的IGV(inlet guide vane，进口导叶)14。IGV14具有多个导叶15和驱动多个导叶15的驱动器16，对吸入到压缩机外壳12内的空气的流量进行调节。

涡轮21具有通过来自燃烧器31的燃烧气体以轴线为中心进行旋转的涡轮转子23和能旋转地覆盖该涡轮转子23的涡轮外壳22。涡轮转子23与压缩机转子13以相同的轴线为中心进行旋转，并相互地连结而构成燃气轮机转子28。发电机29的转子与该燃气轮机转子28连接。

如图2所示，燃烧器31具备固定于涡轮外壳22的外筒32、配置于涡轮外壳22内并将燃烧气体送到涡轮21的燃烧气体流路中的燃烧筒(或者尾筒)33和将燃料以及空气供给到该燃烧筒33内的燃料供给器41。

如图2所示，燃料供给器41具有内筒42、配置于内筒42的中心轴线上的引燃器43、以该引燃器43为中心在周方向上等间隔地被配置的多个主燃烧器53和在外筒32的内周侧配置于内筒42的外周侧的顶帽式喷嘴51。以下，设在内筒42的中心轴线延伸的方向上在燃烧筒33内燃烧气体G流动的一侧为下游侧，其相反侧为上游侧。

引燃器43具有配置于内筒42的中心轴线上的导向喷嘴44和包围导向喷嘴44的外周并与导向喷嘴44同轴地设置的筒状的先导指示器(pilot guide)45。在导向喷嘴44的外周形成用于使由先导指示器45形成的先导空气Ap流通的先导空气流路48。在导向喷嘴44的外周例如在圆周方向上等间隔地设置多个先导旋流器(pilot swirler)43a。该先导旋流器43a为使在先导空气流路48流通的先导空气Ap中产生旋涡(涡流)，并促进与从导向喷嘴44喷出的先导燃料Fp的混合的部件。

从导向喷嘴44被喷射的先导燃料Fp在从该先导空气流路48喷出的先导空气Ap中进行燃烧，而形成预混火焰49。

主燃烧器53具有：包围先导空气用筒45的外周的筒状的主空气用内筒55；包围主空气用内筒55的外周的筒状的主空气用外筒56；将主空气用内筒55的外周侧和主空气用外筒56的内周侧之间的环状的空间在周方向上分割为多个的分隔板57和在多个分隔板57的相互之间配置的主喷嘴54。由主空气用内筒55、主空气用外筒56和多个分隔板57划分的多个空间构成来自压缩机11的压缩空气Ac作为主空气Am流动的主空气流路58。在流动主空气流路58的主空气Am中，从配置于主空气流路58内的主喷嘴54喷射主燃料Fm。因此，在主空气流路58内比主喷嘴54的前端(下游端)更靠近下游一侧，主空气Am与主燃料Fm混合的预混合气体流动。如果该预混合气体从主空气流路58流出则进行燃烧(预混合燃烧)而形成预混合火焰59。上述的预混火焰49担负着对该预混合火焰59进行保持火焰的作用。

外筒32的内周侧与内筒42的外周侧的空间形成将来自压缩机11的压缩空气Ac导入内筒42内的压缩空气流路52。顶帽式喷嘴51将顶帽燃料Ft喷射到该压缩空气流路52。因此，如果顶帽燃料Ft被喷射到压缩空气流路52，则顶帽燃料Ft混入到主空气Am以及先导空气Ap中。

本实施方式的燃气轮机设备还如图1以及图2所示，具备：将先导燃料Fp发送到导向喷嘴44的引导燃料管线61；将主燃料Fm发送到主喷嘴54的主燃料管线62；将顶帽燃料Ft发送到顶帽式喷嘴51的顶帽燃料管线63；对先导燃料Fp的流量进行调节的引导流量调节阀65；对主燃料Fm的流量进行调节的主流量调节阀66；对顶帽燃料Ft的流量进行调节的顶帽流量调节阀67；和控制这些流量调节阀65、66、67的动作等的控制装置100。

引导燃料管线61、主燃料管线62以及顶帽燃料管线63均为从燃料管线60分支出来的管线。引导流量调节阀65设置于引导燃料管线61，主流量调节阀66设置于主燃料管线62，顶帽流量调节阀67设置于顶帽燃料管线63。

本实施方式的燃气轮机设备如图1所示，还具备：对燃气轮机转子28的转数N进行计测的转数计71；对发电机29的输出进行计测的输出计72；对压缩机11吸入的空气A的温度即大气温度进行计测的温度计73；对压缩机11吸入的空气的压力即大气压Pi进行计测的压力计74；对紧接着涡轮21的最终段的燃烧气体的温度即叶片孔型温度Tb进行计测的温度计75；和对比涡轮21的最终段更靠下游侧的排气管内的排气气体的温度Te进行计测的温度计76。

图4为本发明所涉及的一实施方式中的燃烧器的第二剖视图。

图4为示意性地表示燃烧器31的与燃烧气体G的流动方向垂直的断面的图。如图4所示，燃烧器31在中心设置有导向喷嘴44，在该导向喷嘴44的外周侧沿着圆周方向排列设置3个主喷嘴54(第一主喷嘴54a)。而且，燃烧器31在导向喷嘴44的外周侧沿着圆周方向排列设置5个主喷嘴54(第二主喷嘴54b)。各喷嘴的配置和数目能够适当设定。

图5为本发明所涉及的一实施方式中的控制装置的模块图。

如图示那样控制装置100具备输入受理部101、传感器信息取得部102、异常探测部103、燃料流量指令计算部104、燃料流量分配计算部105、流量调节阀控制部106、IGV开度控制部107和存储部108。控制装置100由计算机构成。

输入受理部101受理来自用户的指示操作的输入、来自其他装置的各种信号的输入。输入受理部101受理例如表示瞬时负荷下降控制的执行的信号(瞬时负荷下降控制中信号)的输入。

传感器信息取得部102取得燃气轮机设备所具备的各传感器计测得到的值。例如，传感器信息取得部102取得输出计72计测得到的发电机29的输出和温度计73计测得到的大气温度。

异常探测部103例如基于传感器信息取得部102所取得的温度计75所得到的计测值(叶片孔型温度Tb)，探测产生了异常燃烧。例如，在叶片孔型温度Tb每单位时间变动规定的值以上的情况下，异常探测部103判断为发生了异常燃烧。

燃料流量指令计算部104选择通常控制与瞬时负荷下降控制中的任一个来进行燃料流量指令值的计算，其中通常控制通过基于燃气轮机10的目标输出与实际的输出的偏差的反馈控制来计算燃料流量指令值，瞬时负荷下降控制计算不进行反馈控制而使燃气轮机10的输出花费规定的时间降低到规定的目标输出那样的燃料流量指令值。所谓规定的时间例如为2～5秒。该时间为适于避免燃烧器31中的失火和异常燃烧的时间。所谓规定的目标输出例如为相当于将额定输出设为100％时的30～40％的输出。在本说明书中，将在2～5秒间使输出降低到30～40％程度的控制称作瞬时负荷下降控制。

在瞬时负荷下降控制中，使来自发电机29的输出以800～2000％/分、13～33％/秒程度的速度降低。燃料流量指令计算部104在执行瞬时负荷下降控制的情况下，按照大气温度切换使燃气轮机10的输出向目标输出降低为止的降低速度。

在一例中，35％程度的对负荷的下降能够避免异常燃烧，并且为能稳定燃烧的负荷，可知如果负荷下降所需要的时间为2秒以下则压缩机喘振风险提高，如果为5秒以上则异常燃烧所引起的机器烧损风险变高。在此作为一例设为30％～40％程度的负荷，但如果为能够避免异常燃烧，且能稳定燃烧的负荷，则也可将本实施方式的瞬时负荷下降控制适用于在规定的时间降低到例如50％以上的负荷的控制。

燃料流量分配计算部105根据规定例如基于涡轮入口温度(向涡轮21流入的燃烧气体的温度)存储部108所存储的涡轮入口温度和向导向喷嘴44供给的燃料的分配比(PLB比率)的关系的函数，计算对导向喷嘴44的分配比。同样地燃料流量分配计算部105根据规定涡轮入口温度和向顶帽式喷嘴51供给的燃料的分配比(TH比率)的关系的函数计算向顶帽式喷嘴51供给的燃料的分配比。而且，燃料流量分配计算部105将对导向喷嘴44以及顶帽式喷嘴51的分配比之和从100％减去，计算向剩余的主喷嘴54(第一主喷嘴54a以及第二主喷嘴54b)供给的燃料的分配比。燃料流量分配计算部105将对各燃料系统(引导燃料管线61，主燃料管线62，顶帽燃料管线63)的分配比乘以燃料流量指令计算部104所计算得到的燃料流量指令值，按每个燃料系统计算燃料流量指令值。如果计算对各燃料系统的燃料流量指令值，则燃料流量分配计算部105将这些值向流量调节阀控制部106输出。

流量调节阀控制部106基于按燃料系统的燃料流量指令值，计算设置于各燃料系统的流量调节阀(引导流量调节阀65，顶帽流量调节阀67，主流量调节阀66)的阀开度。具体地说，流量调节阀控制部106基于按每个流量调节阀准备的燃料流量指令值、流量调节阀的入口压力以及出口压力、燃料密度和燃料温度，使用计算与这些参数相对应的阀开度的存储部108所存储的函数等，计算各流量调节阀的阀开度。而且流量调节阀控制部106基于所计算得到的阀开度控制引导流量调节阀65、顶帽流量调节阀67、主流量调节阀66。

在燃料流量指令计算部104执行通常控制时，IGV开度控制部107按照燃气轮机10的输出控制IGV的开度。在燃料流量指令计算部104执行瞬时负荷下降控制时，IGV开度控制部107控制IGV14的开度以使燃烧器31中的燃料空气比收束于适当的规定范围(不产生失火和异常燃烧的范围)。具体地说，燃料流量指令计算部104花费与使负荷降低的时间(2～5秒)相同程度的时间，使IGV14的开度从瞬时负荷下降控制开始时的开度变化到与负荷下降时的输出相对应的开度(例如，全闭)。

存储部108存储各种数据。

图6为说明本发明所涉及的一实施方式中的控制方法的图。

图6中表示采用本实施方式的瞬时负荷下降控制使负荷在2～5秒间从控制开始前的100％下降到35％时的燃料流量指令值CSO与IGV14的开度的关系。

图6的上图表示瞬时负荷下降控制时燃料流量指令计算部104进行计算的燃料流量指令值CSO(control signal output)的推移。上图的横轴表示时间，纵轴表示CSO的大小。燃料流量指令值CSO的大小与燃气轮机10的输出具有正的相关关系，CSO变得越大燃气轮机10的输出也越增加。此外，关于某输出值，大气温度越为高温CSO的值越小，大气温度越为低温CSO的值越大。换句话说，即使在从燃气轮机10进行相同的输出的情况下CSO的值也随着大气温度而不同。图6上图的图形L1表示大气温度为10℃的情况下的CSO，图形L2表示大气温度为20℃的情况下的CSO。燃料流量指令计算部104基于瞬时负荷下降控制后的输出和规定CSO与燃气轮机10的输出的关系的函数计算与瞬时负荷下降控制后的输出相对应的CSO。燃料流量指令计算部104基于瞬时负荷下降控制前后的CSO和使输出降低的时间(2～5秒的范围中的规定时间)，计算燃料流量指令值CSO的降低计划信息。降低计划信息中包括例如使输出降低的时间中的每规定时间的CSO的值。燃料流量指令计算部104计算例如，如图6上图所示以恒定的降低速度使CSO降低那样的降低计划信息。作为其他的例子，燃料流量指令计算部104计算例如降低速度与自瞬时负荷下降控制开始的经过时间CSO相应地变化那样的降低计划信息。

在此，在图形L1′中示出燃料流量指令计算部104以不依赖于大气温度的规定的降低速度使CSO降低的情况的例子。图形L1′表示以与大气温度20℃的情况相同的速度使CSO降低时的CSO的推移。该情况下，CSO降低到相当于输出35％的值时为时刻t3。如果到达相当于输出35％的值的时机延迟，则由于燃料投入量相对地增加因而存在火焰温度超过之虞。与此相反如果在大气温度20℃的情况下，以与大气温度10℃的情况同样的速度使CSO降低，则CSO到达相当于输出35％的值的时机提早，存在燃料投入量相对地减少而失火的可能性。如上那样如果将CSO的降低速度与大气温度无关地固定，则燃烧器31对火焰的控制性降低，不能在瞬时负荷下降前后继续燃气轮机10的运转。因而，燃料流量指令计算部104按照大气温度变更CSO的降低速度。由此，燃烧器31中的火焰温度举动变得鲁棒，能够提高失火耐受性。

图6的下图表示在瞬时负荷下降控制时IGV开度控制部107计算的IGV14的开度的推移。下图的横轴表示时间，纵轴表示IGV14的开度。IGV14的开度与流入到压缩机11的空气流量具有正的相关关系，IGV14的开度越大空气流量越增加。关于燃气轮机10的输出与IGV14的开度的关系也具有正的相关关系，在输出较大时增大开度，在输出较小时减小开度。图6下图的图形L3为IGV开度控制部107进行计算的IGV14的开度。IGV开度控制部107基于瞬时负荷下降控制后的输出(相当于35％)和规定IGV14的开度与燃气轮机10的输出的关系的函数计算与瞬时负荷下降控制后的输出相对应的IGV14的开度。IGV开度控制部107基于瞬时负荷下降控制前后的IGV14的开度和使CSO降低的时间(2～5秒)计算使IGV14的开度从现在的开度降低到规定的目标开度(例如全闭)的降低计划信息。IGV开度控制部107计算例如如图6下图所示使开度以恒定的比例降低那样的降低计划信息。降低计划信息中例如包括使开度降低的时间中的每规定时间的IGV开度的值。除此之外，例如，IGV开度控制部107也可以计算开度的降低速度与自瞬时负荷下降控制开始起的经过时间相应地变化那样的降低计划信息。

如果燃料流量指令计算部104开始CSO的降低(时刻t1)，则IGV开度控制部107在相同的时刻(时刻t1′)开始IGV14的开度的降低控制。或者，考虑从CSO的输出到进行实际的燃料控制为止的延迟，时刻t1′也可比时刻t1稍微延迟一些。而且，IGV开度控制部107以能吸入维持燃烧器31的火焰稳定的燃料空气比的空气流量那样的变化速度关闭IGV14。为了燃烧器31的火焰的稳定，期望IGV14的开度的降低所需要的时间与CSO的降低所需要的时间一致，或者两个时间之差为规定的允许范围内。换言之，IGV开度控制部107，以能够在燃料流量指令计算部104使CSO降低到了目标值为止的时刻t2与IGV14的开度成为目标值的时刻t2′之差(使时刻t1′延迟的情况也可为该迟延份量的延迟)处于允许范围的时间内达到IGV目标开度那样的变化速度，使IGV14的开度降低。换句话说，IGV开度控制部107使IGV14的开度降低，以使燃料流量指令计算部104将CSO降低完成到目标值为止的时间与流入到压缩机11的空气流量降低到规定的目标流量为止的时间之差处于规定的允许范围内。

通过采用图6进行了说明的控制，能够将燃烧器31的火焰保持为正常的状态，并使燃气轮机10的输出瞬时(2～5秒间)下降到35％程度。此外，使输出降低之后也能继续该输出下的运转。

接下来参照图7、图8，对图6中所说明的控制所涉及的控制装置的构成例进行说明。

图7为表示本发明所涉及的一实施方式中的燃料流量指令值的控制例的图。

图7中表示燃料流量指令计算部104所进行的通常控制以及瞬时负荷下降控制的控制方法。燃料流量指令计算部104具备带控制指令值覆盖功能的PI控制器104a和带CSO的降低速度计算功能的切换器104b。

(通常控制)

通常控制时，燃料流量指令计算部104计算燃气轮机10的目标输出与实际的输出的偏差。PI控制器104a计算使该偏差为0的控制指令值LDCSO(load limit control signaloutput)。燃料流量指令计算部104除了计算作为基于负荷的控制指令值的LDCSO以外，还计算基于燃气轮机的旋转速度的控制指令值、基于排出气体温度的控制指令值、基于燃烧气体温度的控制指令值等，选择这些值中的最小值，将该值设定为燃料流量指令值CSO。而且，如上述那样，燃料流量分配计算部105计算各燃料系统的燃料分配比，流量调节阀控制部106根据燃料流量指令值CSO和分配比控制引导流量调节阀65、顶帽流量调节阀67、主流量调节阀66的开度。由此控制向燃烧器31的燃料供给量。

(瞬时负荷下降控制)

瞬时负荷下降控制时，如果以PI控制进行动作则由于在负荷的急剧的下降中没有追加控制因而采用切换器104b，从相当于100％负荷的CSO切换到相当于35％负荷的CSO。此外，通过使来自PI控制器104a的输出追踪到相当于35％负荷的CSO，从而使跟随着急剧的变化。换句话说，切换器104b生成用于以2～5秒使输出降低的LDCSO，以该LDCSO覆盖基于PI控制的LDCSO。

首先，如果输入受理部101取得瞬时负荷下降控制中信号，则燃料流量指令计算部104将瞬时负荷下降控制中信号输入到切换器104b。于是，切换器104b基于温度计73所计测得到的大气温度、瞬时负荷下降控制前的CSO、与相当于35％负荷的大气温度相对应的CSO和使CSO降低的时间(2～5秒间的规定时间)，计算CSO的降低速度。使CSO降低的时间和负荷的降低率(35％)被预先决定。

切换器104b将基于所计算得到的降低速度的每个规定时间的CSO和瞬时负荷下降控制中信号输出到PI控制器104a。如果取得瞬时负荷下降控制中信号，则PI控制器104a以追踪与瞬时负荷下降控制中信号一起取得的负荷下降的CSO，覆盖由PI控制计算得到的LDCSO，将覆盖后的值作为LDCSO输出。关于此后的控制与通常控制同样。

通过采用图7进行了说明的控制，燃料流量指令计算部104能够切换地执行通常控制和瞬时负荷下降控制。在瞬时负荷下降控制中，燃料流量指令计算部104计算负荷下降中急剧地变化的输出的、与其每时每刻的输出相应的燃料流量指令值CSO。由此，能够在规定时间内(2～5秒以内)使燃气轮机10的输出降低到额定负荷的35％程度为止。

图7中，说明了通过LDCSO以与大气温度相对应的降低速度降低CSO的控制例，但并不限于此。例如，对于采用与通常控制同样的方法计算得到的CSO，也可计算用于实现与大气温度相应的降低速度的每规定时间的燃料流量指令值CSO。

图8为表示本发明所涉及的一实施方式中的IGV开度的控制例的图。

图8中表示基于IGV开度控制部107的通常控制以及瞬时负荷下降控制的IGV控制。IGV开度控制部107具备切换器107a、对燃气轮机10的输出与IGV14的开度的关系进行了规定的函数107b、切换器107c和控制IGV14的开度的变化速度的控制器107d。

(通常控制)

通常控制时，没有瞬时负荷下降控制中信号的输入，在该情况下，切换器107a中被输入现在的燃气轮机10的输出，切换器107c中被输入通常的IGV14的开度变化速度。所谓通常的开度变化速度例如为400％/分程度。函数107b计算与现在的燃气轮机10的输出相对应的目标IGV开度，并输出到控制器107d。控制器107d取得目标IGV开度和通常的开度变化速度，采用所取得的这些值和现在的IGV14的开度，计算从现在的开度到目标IGV开度为止，用于以通常的开度变化速度使IGV14的开度变化的IGV开度指令值。

(瞬时负荷下降控制)

瞬时负荷下降控制时，瞬时负荷下降控制中信号被输入到切换器107a和切换器107c。于是，在切换器107a中被输入负荷下降时的燃气轮机10的输出(例如相当于35％)，在切换器107c中被输入瞬时负荷下降用的IGV14的开度变化速度。所谓瞬时负荷下降用的开度变化速度为从全开到全闭的切换时间处于2～5秒的速度(750％/分～2000％/分程度)，但预先设定位于该范围的速度中，能花费与CSO几乎相同的时间使IGV14的开度降低到目标开度为止的速度，并输入该值。函数107b计算与负荷下降时的燃气轮机10的输出(相当于35％)相对应的目标IGV开度，并输出到控制器107d。控制器107d取得目标IGV开度与瞬时负荷下降用的开度变化速度，采用所取得的这些值和现在的IGV14的开度，计算从现在的开度到目标IGV开度为止，能以瞬时负荷下降用的开度变化速度使IGV14的开度变化的IGV开度指令值。

通过采用图8进行了说明的控制，IGV开度控制部107能够切换地执行通常控制和瞬时负荷下降控制。瞬时负荷下降控制中，IGV开度控制部107使IGV开度降低以使与基于燃料流量指令计算部104的CSO的降低同步。由此，即使在迅速地使负荷下降的状况下也能将燃料空气比维持于适当的范围，能够防止燃烧器31中的失火等。IGV开度控制部107也可按照大气温度变更IGV14的开度变化速度。

接下来对瞬时负荷下降控制中的引导流量调节阀65与顶帽流量调节阀67的控制进行说明。

如后述那样，关于引导流量调节阀65与顶帽流量调节阀67的控制，除了通常控制、瞬时负荷下降控制之外，还添加有伴随着异常燃烧的情况的瞬时负荷下降控制。以往，在发生异常燃烧时从机器保护的观点出发进行切断负荷的断开负荷的情况较多。但是，如果进行断开负荷则会产生发电机会的丧失。因而，在本实施方式中，提供一种代替断开负荷而通过瞬时负荷下降控制谋求机器保护的控制方法。这种情况是伴随异常燃烧的情况的瞬时负荷下降控制。在产生了异常燃烧的情况下，如果异常燃烧长时间地继续则产生喷嘴烧损等的机器破损，因而从异常燃烧的探测起以4秒程度使负荷下降35％程度，并且在负荷下降结束了的时机进行对来自顶帽式喷嘴51的燃料的供给进行遮挡的控制。为了避免不能保持先导火焰而吹灭这样的失火现象，与来自顶帽式喷嘴51的燃料供给遮挡同时地进行暂时使供给到导向喷嘴44的燃料增大的控制。

图9为表示本发明所涉及的一实施方式中的燃料喷嘴的控制例的第一图。

图9中表示燃料流量分配计算部105、流量调节阀控制部106所进行的通常控制以及瞬时负荷下降控制中的来自顶帽式喷嘴51的燃料供给量的计算处理。

燃料流量分配计算部105具备对燃烧负荷指令值CLCSO与向顶帽式喷嘴51的燃料的分配比(TH比率)的关系进行规定的函数105a、和切换器105b。流量调节阀控制部106具备计算顶帽流量调节阀67的开度的阀开度运算部106a。

(通常控制)

首先，燃料流量分配计算部105基于涡轮21的涡轮输出、IGV开度、大气温度，计算燃烧负荷指令值CLCSO。所谓燃烧负荷指令值CLCSO为与涡轮21的涡轮入口温度具有正的相关性的参数。接下来函数105a计算相对燃烧负荷指令值CLCSO的TH比率。接下来燃料流量分配计算部105将TH比率与燃料流量指令值CSO相乘来计算对顶帽系统的燃料流量指令值。

流量调节阀控制部106中，阀开度运算部106a基于对顶帽系统的燃料流量指令值、顶帽流量调节阀67的入口压力以及出口压力和燃料密度及燃料温度，计算对顶帽流量调节阀67的阀开度指令值。

(瞬时负荷下降控制)

在瞬时负荷下降控制时，将阀开度调整用的偏置量h1与函数105a计算得到的TH比率相加。偏置量h1为为了应对在急剧的负荷变动中容易产生的燃烧振动所需的规定的校正量。关于用于应对燃烧振动的校正量(偏置量h1)，以后与引导流量调节阀65的控制一起进行说明。以下的处理与通常控制同样。

(伴随异常燃烧的情况的瞬时负荷下降控制)

瞬时负荷下降控制时产生了异常燃烧的情况下，进行上述的“瞬时负荷下降控制”的控制直到CSO降低到规定的目标值(例如，与相当于输出35％相对应的CSO)。如果CSO达到规定的目标值，则燃料流量指令计算部104生成表示CSO达到了规定的目标值的信号，并输出到燃料流量分配计算部105。燃料流量分配计算部105中，表示CSO达到了规定的目标值的信号(图中“CSO达到相当于35负荷”)被输入到切换器105b。于是，切换器105b输出TH比率0％。燃料流量分配计算部105将对顶帽系统的燃料流量指令值0输出到流量调节阀控制部106。于是，流量调节阀控制部106计算的对顶帽流量调节阀67的阀开度指令值成为0％，顶帽流量调节阀67关闭。由此，来自顶帽式喷嘴51的燃料的供给被遮挡。如上那样如果在产生了异常燃烧时通过瞬时负荷下降控制CSO降低到规定的目标值为止，则为了防止喷嘴烧损等，燃料流量分配计算部105将TH比率设定为0％。于是，燃料流量分配计算部105进行将对燃料流量指令值CSO的分配比重新分配到剩余的先导系统和主系统的处理。接下来对引导流量调节阀65的控制进行说明。

图10为表示本发明所涉及的一实施方式中的燃料喷嘴的控制例的第二图。

图10中表示基于燃料流量分配计算部105、流量调节阀控制部106的通常控制以及瞬时负荷下降控制中的来自导向喷嘴44的燃料供给量的计算处理。

燃料流量分配计算部105具备规定燃烧负荷指令值CLCSO与对导向喷嘴44的燃料的分配比(PLB比率)的关系的函数105c以及函数105e和切换器105d。函数105c为通常时，换句话说TH比率不为0％时的函数，函数105e为用于在产生了异常燃烧时将TH比率设为0％之后计算剩余的对先导系统以及主系统的分配比的函数。流量调节阀控制部106具备对引导流量调节阀65的开度进行计算的阀开度运算部106b。

(通常控制)

首先，燃料流量分配计算部105基于涡轮输出、IGV开度、大气温度计算燃烧负荷指令值CLCSO。接下来函数105c计算对燃烧负荷指令值CLCSO的PLB比率。切换器105d输出该PLB比率。接下来燃料流量分配计算部105将燃料流量指令值CSO与PLB比率相乘来计算对先导系统的燃料流量指令值。

流量调节阀控制部106中，阀开度运算部106b基于对先导系统的燃料流量指令值、导流量调节阀65的入口压力以及出口压力、燃料密度和燃料温度，计算对引导流量调节阀65的阀开度指令值。

(瞬时负荷下降控制)

在瞬时负荷下降控制时，与通常控制同样地作为对燃烧振动的应对在函数105c所计算得到的PLB比率中加上阀开度调整用的偏置量值h2。以下的处理与通常控制同样。

(伴随异常燃烧的情况下的瞬时负荷下降控制)

在瞬时负荷下降控制时产生了异常燃烧的情况下，进行上述的“瞬时负荷下降控制”的控制直到CSO降低到规定的目标值(例如，与输出相当于35％对应的CSO)为止。如果CSO达到规定的目标值，则表示CSO达到了规定的目标值的信号(图中“CSO达到相当于35％负荷”)，被输入到燃料流量分配计算部105。于是，燃料流量分配计算部105将用于PLB比率的计算的函数从函数105c切换到函数105e。函数105e计算对CLCSO的PLB比率。接下来燃料流量分配计算部105在PLB比率相加用于与顶帽系统遮挡相对应的阀开度调整用的偏置量h3来计算PLB比率。切换器105d输出相加偏置量h3后的PLB比率。接下来燃料流量分配计算部105将燃料流量指令值CSO与PLB比率相乘来计算对先导系统的燃料流量指令值。

流量调节阀控制部106与通常控制同样地计算对引导流量调节阀65的阀开度指令值。

在此，对与先导系统相关的阀开度调整用的偏置量h2以及偏置量h3进行说明。

(对燃烧振动的校正)

图11为表示负荷变化时的燃料供给分配比与CLCSO的关系的一例的图。

图11的纵轴表示PLB比率，横轴表示CLCSO。图11中表示PLB比率、CLCSO与燃烧振动的关系。区域A4、区域A5为燃烧振动发生的区域。图形A1表示没有发生燃烧振动的PLB比率与CLCSO的关系的运转线。图形A2为提高了负荷时(CLCSO上升)的运转线的一例，运转线A3为降低了负荷时的运转线的一例。在任一种情况下都有发生燃烧振动的可能性。燃料流量分配计算部105需要计算如图形A1所示的能够避免燃烧振动发生区域的PLB比率，但在瞬时负荷下降控制中，容易成为图形A3那样的运转线。

如果燃气轮机10的输出产生变动，则与此相伴涡轮21的入口温度、换句话说CLCSO的值也变化。燃料流量分配计算部105基于燃气轮机10的输出计算涡轮21的入口温度，但负荷变动急剧的情况下，即使在某时间点CLCSO(涡轮入口温度)与PLB比率的关系为不产生燃烧振动的关系(例如图形A1上的点)，实际上有时也会成为包括于燃烧振动发生区域那样的关系。例如，从燃料流量分配计算部105基于CLCSO开始计算PLB比率等的分配比起，到实际上使各燃料系统的阀开度运行，从各燃料系统供给的燃料流量成为所计算得到的分配比那样为止，通过阀动作延迟、各燃料系统的流量调整阀(顶帽流量调节阀67)与到喷嘴为止的配管系统的容量的影响等引起的压力应答延迟、燃料流量的变动所引起的燃烧延迟等而花费时间。另一方面，CLCSO(涡轮入口温度)基于燃气轮机10的输出被计算，但是瞬时负荷控制中的燃气轮机10的输出通过燃料流量指令计算部104所进行的上述控制而急剧地下降。于是与此相伴，CLCSO也降低。于是，基于在某时刻CLCSO的值为“CLCSO1”而计算得到的PLB比率“PLB1”与实际上实现基于该比率的燃料流量供给的时刻下的CLCSO的值“CLCSO2”的关系成为包括在燃烧振动发生区域中的关系。因而，在瞬时负荷控制中，相加偏置量h2进行校正，以使避免PLB比率与CLCSO(涡轮入口温度)的关系成为产生燃烧振动的可能性高的关系。如采用图9进行了说明那样燃料流量分配计算部105针对TH比率，也相加偏置量h1来进行校正，以使避免TH比率与CLCSO的关系成为产生燃烧振动的可能性高的关系。

(对顶帽遮挡的校正)

在伴随着异常燃烧的情况下的瞬时负荷下降控制中，在CSO达到了目标值时，遮挡来自顶帽式喷嘴51的燃料的供给。如上述那样，与顶帽遮挡同时地进行在先导系统与主系统之间重新设定分配比的处理，但实际上到成为重新定后的分配比之前，由于阀动作延迟、压力应答延迟、燃烧延迟等的影响花费时间，到此为止的期间由顶帽系统遮挡的影响而暂时地提供到先导系统的燃料减少。于是，存在不能保持先导系统的火焰而失火之虞。因而，为了避免失火，进行将使对导向喷嘴44供给的燃料暂时地增大的阀开度调整用的偏置量h3相加的校正。

接下来对本实施方式的瞬时负荷下降控制的处理的流程进行说明。

图12为表示本发明所涉及的一实施方式中的控制的一例的流程图。

首先，燃料流量指令计算部104以及IGV开度控制部107判断是否执行瞬时负荷下降控制(步骤S11)。例如，如果输入受理部101取得瞬时负荷下降控制中信号，且异常探测部103探测到异常燃烧，则燃料流量指令计算部104等判断为执行瞬时负荷下降控制。除此以外的情况下，燃料流量指令计算部104进行基于通常控制的CSO计算(步骤S11；否)。具体地说，如采用图7所说明的那样燃料流量指令计算部104进行基于燃气轮机10的目标输出与实际输出的反馈控制并通过计算LDCSO等的控制来计算燃料流量指令值CSO(步骤S12)。接下来燃料流量分配计算部105基于CSO计算对顶帽系统、先导系统、主系统的燃料分配比，流量调节阀控制部106基于各个分配比进行引导流量调节阀65、主流量调节阀66、顶帽流量调节阀67的阀开度控制(步骤S13)。IGV开度控制部107与步骤S12、13并行地进行基于通常控制的IGV开度的计算(步骤S14)，进行使IGV14的开度以通常的变化速度变化的控制(步骤S15)。关于步骤S14、步骤S15的处理如采用图8进行了说明那样。

另一方面，在判断为执行瞬时负荷下降控制情况的情况下(步骤S11；是)，燃料流量指令计算部104进行基于瞬时负荷下降控制的CSO计算(步骤S16)。具体地说，如采用图6，图7所说明的那样，燃料流量指令计算部104计算大气平衡的CSO降低速度，输出与该降低速度相对应的CSO。接下来燃料流量分配计算部105以及流量调节阀控制部106进行基于瞬时负荷下降控制的阀开度控制(步骤S17)。具体地说，与通常控制同样地燃料流量分配计算部105计算对顶帽系统、先导系统、主系统的燃料分配比。此时，如采用图9、图10所说明的那样燃料流量分配计算部105将偏置量h1与TH比率相加，将偏置量h2与PLB比率相加。流量调节阀控制部106进行引导流量调节阀65、主流量调节阀66、顶帽流量调节阀67的阀开度控制。

IGV开度控制部107与步骤S16、步骤S17并行地进行基于瞬时负荷下降控制的IGV开度的计算(步骤S18)，进行使IGV14的开度以瞬时负荷下降控制时的变化速度变化的控制(步骤S19)。关于步骤S18、步骤S19的处理如采用图8所说明的那样。IGV开度控制部107在与燃料流量指令计算部104所进行的瞬时负荷下降控制用CSO的输出几乎同时刻开始IGV开度控制。IGV开度控制部107花费与CSO降低到目标值为止的时间相同程度的时间(2～5秒)将IGV14的开度关闭到目标开度为止。

如果通过步骤S16以及步骤S17的处理，CSO降低到规定的目标值，则燃料流量指令计算部104将表示CSO达到了规定的目标值的信号输出到燃料流量分配计算部105。燃料流量分配计算部105取得表示CSO降低到了规定的目标值为止的信号。

于是，燃料流量分配计算部105判断在瞬时负荷下降控制开始时或者现在，由异常探测部103是否检测到异常燃烧的发生(步骤S20)。在产生了异常燃烧的情况下(步骤S20；是)，燃料流量分配计算部105将TH比率设定为0％，并更新PLB比率。燃料流量分配计算部105将偏置量h3与PLB比率相加。流量调节阀控制部106遮挡来自顶帽式喷嘴51的燃料供给(步骤S21)，基于新的分配比调整来自导向喷嘴44以及主喷嘴54的燃料供给量。在没有发送异常燃烧的情况下(步骤S20；否)，不执行步骤S21的处理。

图13中表示本实施方式的瞬时负荷下降控制中的控制值与燃气轮机10的状态量的经时的变化。图13为执行了本发明所涉及的一实施方式中的控制时的控制值以及状态量的时序图。

从图13的左侧的上方开始依次表示针对瞬时负荷下降控制中信号的有无、CSO、IGV14的开度、引导流量调节阀65的开度、顶帽流量调节阀67的开度的各控制值的时序图。如到此为止所说明的那样，控制装置100在自瞬时负荷下降控制的开始起2～5秒期间的规定时间中使CSO和IGV开度降低到与瞬时负荷下降后的输出相对应的目标值和目标开度。在负荷降低后将顶帽流量调节阀67的开度设为0，另一方面，使引导流量调节阀65的开度增加10秒程度。通过这些控制，得到右侧的各时序图所示的状态量。

从图13的右侧的上方依次表示针对燃气轮机输出、车室压力、先导火焰温度的各状态量的时序图。伴随着CSO以及IGV开度的降低而燃气轮机输出降低，车室压力也逐渐地降低。其结果是，先导火焰温度达到阈值SH1而免于失火。在图13的右侧的最下方表示IGV开度与车室压力之比。IGV开度与车室压力之比(图形PS)能够不与喘振区域SH2相抵触地避免压缩机11的喘振。

如上述那样，如果燃料空气比偏离规定范围则环境性能恶化或失火的风险提高。因而，在瞬时负荷下降控制中，使CSO以及IGV开度的降低时间大体一致。如果降低时间过长则异常燃烧的时间长时间化而牵涉到喷嘴烧损等的机器破损。另一方面，如果降低时间过短则在压缩机11中发生喘振而牵涉到机器破损。为了比较，表示使CSO以及IGV开度进一步高速地降低的情况下的IGV开度与车室压力之比(图形PL)。该情况下，相对于IGV开度急剧地降低，车室压力的降低需要时间。其结果是，IGV开度与车室压力之比成为图形PL那样的推移，并与喘振区域SH2相抵触。其结果是，压缩机11的喘振发生的可能性增大。根据这些控制值与状态量的关系，CSO以及IGV开度的降低也可以2～5秒程度进行，关于负荷下降时的程度，确认了额定负荷的35％程度适于最异常燃烧的避免和稳定燃烧。

接下来说明本实施方式的瞬时负荷下降控制所带来的效果。

图14为说明本发明所涉及的一实施方式中的控制所引起的效果的图。如果是以往，则在探测到异常燃烧的情况下，为了机器保护而进行断开负荷(虚线的图形)。如果进行断开负荷，则发电经营者在从时刻ta到tb为止的期间丧失发电机会。与此相对，代替断开负荷来进行瞬时负荷下降控制。于是，使燃气轮机10的负荷瞬时地下降并能稳定地继续运转。由此，能够避免燃气轮机10的运转停止(实线的图形)，提高设备运转率并避免发电机会的丧失。

图15为表示本发明的一实施方式中的控制装置的硬件结构的一例的图。

计算机900为具备CPU901、主存储装置902、辅助存储装置903、输入输出接口904、通信接口905的例如PC(Personal Computer)和服务器终端装置。上述的控制装置100被安装于计算机900。而且，上述的各处理部的动作以程序的形式被存储于辅助存储装置903。CPU901从辅助存储装置903读出程序并在主存储装置902中展开，按照该程序执行上述处理。CPU901按照程序在主存储装置902中确保与存储部108相对应的存储区域。CPU901按照程序在辅助存储装置903中确保处理中的数据。

在至少一个的实施方式中，辅助存储装置903为非暂时的有形的介质的一例。作为非暂时的有形的介质的其他的例子，举出经由输入输出接口904连接的磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。在该程序通过通信线路被分发到计算机900的情况下，接收到分发的计算机900在主存储装置902中展开该程序，也可执行上述处理。该程序也可为用于实现上述的一部分功能的程序。进而，该程序也可为采用与已经存储于辅助存储装置903的其他程序的组合来实现上述的功能、所谓差分文件(差分程序)。

输入受理部101、传感器信息取得部102、异常探测部103、燃料流量指令计算部104、燃料流量分配计算部105、流量调节阀控制部106、IGV开度控制部107的全部或者一部也可采用微型计算机、LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)，PLD(Programmable LogicDevice，可编程逻辑器件)，FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等硬件来实现。

除此之外，在没有脱离本发明的主旨的范围中，能适当地将上述的实施方式中的构成要素置换为公知的构成要素。该发明的技术范围并不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围中能添加各种变更。

燃料流量分配计算部105为燃料分配控制部、第二燃料分配控制部的一例。IGV开度控制部107为空气吸入流量控制部的一例。2～5秒的范围中的规定时间为第一时间以及第二时间的一例。顶帽式喷嘴51为第一喷嘴的一例，导向喷嘴44为第二喷嘴的一例。

产业上的可利用性

通过上述的控制装置、燃气轮机、控制方法以及程序，防止压缩机的喘振和燃烧器中的失火并使负荷迅速地降低，能够继续燃气轮机的运转。

-符号说明-

10 燃气轮机，11 压缩机，14 IGV，21 涡轮，31 燃烧器，33 燃烧筒(或者尾筒)，43引燃器，43a 先导旋流器，44 导向喷嘴，51 顶帽式喷嘴，53 主燃烧器，54 主喷嘴，60 燃料管线，61 引导燃料管线，62 主燃料管线，63 顶帽燃料管线，65 引导流量调节阀，66 主流量调节阀，67 顶帽流量调节阀，71 转数计，72 输出计，73 温度计，74 压力计，75 温度计，76 温度计，100 控制装置，101 输入受理部，102 传感器信息取得部，103 异常探测部，104燃料流量指令计算部，104a PI控制器，104b 切换器，105 燃料流量分配计算部，105b，105d切换器，105a，105c，105e 函数，106 流量调节阀控制部，107IGV 开度控制部，107a，107c切换器，107b 函数，107d 控制器，108 存储部，900 计算机，901CPU，902 主存储装置，903辅助存储装置，904 输入输出接口，905 通信接口。

Claims (13)

1.一种用于燃气轮机的控制装置，其特征在于，具备：

燃料流量指令计算部，选择通常控制与负荷下降控制中的任一个来执行，其中通常控制通过基于燃气轮机的目标输出与实际的输出的偏差的反馈控制来计算燃料流量指令值，负荷下降控制不进行反馈控制而制作使燃料流量指令值以规定的速度降低的燃料降低计划信息，并基于所述燃料降低计划信息来计算所述燃料流量指令值，以使所述燃气轮机的输出花费规定的第一时间降低到避免所述燃气轮机中的燃烧器中的异常燃烧并能够稳定燃烧的规定的目标输出为止，所述规定的第一时间被设定为比在所述燃气轮机的压缩机发生喘振的可能性变高的时间长并且比发生由所述燃气轮机的燃烧器中的异常燃烧导致的机器损伤的可能性变高的时间短；和

空气吸入流量控制部，与所述燃料流量指令计算部所进行的所述负荷下降控制的执行并行地，制作使流入到所述燃气轮机的压缩机的空气流量以规定的速度降低到规定的目标流量为止的空气吸入流量降低计划信息，并基于所述空气吸入流量降低计划信息执行所述空气流量的控制以使燃料空气比收敛到规定范围。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，

在选择了所述负荷下降控制的情况下，燃料流量指令计算部按照大气温度变更使所述燃料流量指令值降低到对应于所述目标输出的值为止的降低速度。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，

在选择了所述负荷下降控制的情况下，使所述燃料流量指令值降低到对应于所述目标输出的值为止的所述第一时间和使流入到所述压缩机的空气流量降低到规定的目标流量为止的第二时间之差为规定的值以下。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其中，

所述第一时间以及第二时间为2秒以上且5秒以下的范围。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的控制装置，其中，

选择了所述负荷下降控制的情况下的所述燃气轮机的输出的降低速度比每分100％高。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的控制装置，其中，

选择了所述负荷下降控制的情况下的所述燃气轮机的输出的降低速度为每分800％以上且每分2000％以下。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的控制装置，其中，

选择了所述负荷下降控制的情况下的所述燃气轮机的所述目标输出为所述燃气轮机的额定输出的30％以上且40％以下。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的控制装置，其中，

还具备：

异常探测部，检测所述燃烧器中的异常燃烧的发生；和

燃料分配控制部，该燃料分配控制部当由所述异常探测部检测出在所述负荷下降控制时所述燃烧器中发生了异常燃烧的情况下，执行在所述燃料流量指令值达到对应于所述目标输出的值的时机停止来自设置于所述燃烧器的多个喷嘴中设于最上游侧的第一喷嘴的燃料供给的停止控制、和将除了所述第一喷嘴之外其他的所述喷嘴之间的燃料供给分配比切换为所述停止控制后的分配比的分配切换控制。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其中，

所述燃料分配控制部针对除了所述第一喷嘴之外其他的所述喷嘴中，用于形成对由所述燃烧器形成的预混合火焰进行保持火焰的预混火焰的所述喷嘴的所述燃料供给分配比，进行对来自所述第一喷嘴的燃料供给的停止所引起的暂时的燃料供给量的减少进行补充的校正。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的控制装置，其中，

还具备第二燃料分配控制部，该第二燃料分配控制部针对设置于所述燃烧器的多个喷嘴中、与燃烧振动相关的第二喷嘴的燃料分配比，对所述第二喷嘴的所述燃料分配比进行避免所述负荷下降控制时的与一个时刻下的负荷相对应的燃烧负荷指令值与所述一个时刻下的所述第二喷嘴的所述燃料分配比的关系成为产生燃烧振动的可能性高的关系那样的校正。

11.一种燃气轮机，具备：

压缩机；

燃烧器；

涡轮；和

权利要求1～权利要求3中任一项所述的控制装置。

12.一种用于燃气轮机的控制方法，具备以下步骤：

选择通常控制与负荷下降控制中的任一个来执行，其中通常控制通过基于燃气轮机的目标输出与实际的输出的偏差的反馈控制来计算燃料流量指令值，负荷下降控制不进行反馈控制而制作使燃料流量指令值以规定的速度降低的燃料降低计划信息，并基于所述燃料降低计划信息来计算所述燃料流量指令值，以使所述燃气轮机的输出花费规定的第一时间降低到避免所述燃气轮机中的燃烧器中的异常燃烧并能够稳定燃烧的规定的目标输出为止，所述规定的第一时间被设定为比在所述燃气轮机的压缩机发生喘振的可能性变高的时间长并且比发生由所述燃气轮机的燃烧器中的异常燃烧导致的机器损伤的可能性变高的时间短；和

与所述负荷下降控制的执行并行地，制作使流入到所述燃气轮机的压缩机的空气流量以规定的速度降低到规定的目标流量为止的空气吸入流量降低计划信息，并基于所述空气吸入流量降低计划信息执行所述空气流量的控制以使燃料空气比收敛到规定范围。

13.一种存储有程序的计算机可读存储介质，所述程序用于使计算机执行以下操作：

选择通常控制与负荷下降控制中的任一个来执行，其中通常控制通过基于燃气轮机的目标输出与实际的输出的偏差的反馈控制来计算燃料流量指令值，负荷下降控制不进行反馈控制而制作使燃料流量指令值以规定的速度降低的燃料降低计划信息，并基于所述燃料降低计划信息来计算所述燃料流量指令值，以使所述燃气轮机的输出花费规定的第一时间降低到避免所述燃气轮机中的燃烧器中的异常燃烧并能够稳定燃烧的规定的目标输出为止，所述规定的第一时间被设定为比在所述燃气轮机的压缩机发生喘振的可能性变高的时间长并且比发生由所述燃气轮机的燃烧器中的异常燃烧导致的机器损伤的可能性变高的时间短；和

与所述负荷下降控制的执行并行地，制作使流入到所述燃气轮机的压缩机的空气流量以规定的速度降低到规定的目标流量为止的空气吸入流量降低计划信息，并基于所述空气吸入流量降低计划信息执行所述空气流量的控制以使燃料空气比收敛到规定范围。

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