DE112015000664T5

DE112015000664T5 - Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung, Gasturbine, und Gasturbinen-Steuerungsverfahren

Info

Publication number: DE112015000664T5
Application number: DE112015000664.8T
Authority: DE
Inventors: Takashi Sonoda; Kazuya Higashi; Akihiko Saito
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-02-05
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-12-01
Also published as: US10161317B2; JP6223847B2; WO2015119135A1; JP2015148168A; KR20160091416A; CN105849392B; US20170002748A1; KR101819844B1; CN105849392A

Abstract

Eine Gasturbine (100) treibt einen Energiegenerator (150) an, indem eine Turbine (101) unter Verwendung von Verbrennungsgas rotiert wird, das in einer Brennkammer (103) als Ergebnis einer Zufuhr von Brennstoff und komprimierter Luft von einem Kompressor (102) zu der Brennkammer (103) erzeugt wird, welcher mit einer Einlassleitschaufel (104) an einer vorderen Stufe versehen ist. Eine Betriebssteuerungsvorrichtung (110) der Gasturbine (100) aktiviert ein IGV-Prioritätsöffnungsflag, wenn die Einlassleitschaufel (104) nicht vollständig geöffnet ist, und wenn die Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu einem vorbestimmten Schwellenwert α ist, oder eine Anforderung zum Erhöhen der Ausgabe der Gasturbine (100) vorliegt. Wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, stellt die Betriebssteuerungsvorrichtung (110) den Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel (104) ein, sodass er größer ist als vorher. Demgemäß kann die Ausgabe ungeachtet des Betriebszustands der Gasturbine (100) erhöht werden, ohne dass die Turbineneinlasstemperatur erhöht wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gasturbinen-Steuerungsvorrichtungen, Gasturbinen und Gasturbinen-Steuerungsverfahren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine typische Gasturbine, die z. B. in einem Kraftwerk verwendet wird, sprüht Brennstoff in durch einen Kompressor komprimierte Luft, um die Luft zu verbrennen, und führt das resultierende Hochtemperatur-Hochdruck-Verbrennungsgas in eine Turbine ein, um die Ausgabeenergie zu extrahieren. 11 stellt die Grundkonfiguration einer solchen Gasturbine dar. Eine Gasturbine 100 umfasst einen Kompressor 102, eine Brennkammer 103 und eine Turbine 101. Der Brennkammer 103 werden Luft, die durch den Kompressor 102 komprimiert ist, und Verbrennungsgas zugeführt, das durch ein Brennstoffströmungs-Steuerungsventil 105 Verbrennungsgasströmungs-gesteuert ist, dessen Öffnungsgrad gemäß der Last gesteuert wird. Hochtemperatur-Verbrennungsgas, das in der Brennkammer 103 verbrannt ist, wird der Turbine 101 zugeführt und ausgedehnt, um die Turbine 101 anzutreiben. Diese Antriebskraft wird zu einem Energiegenerator 150 übertragen, in welchem Strom erzeugt wird, und sie wird auch zu dem Kompressor 102 übertragen, um den Kompressor anzutreiben.
Für den Fall eines Einwellen-Kombikraftwerks sind Rotationswellen der Gasturbine 100, der Energiegenerator 150 und eine Dampfturbine 160 in einer einzelnen Einheit kombiniert.
Eine Einlassleitschaufel (IGV: ”inlet guide vane”) 104 ist vor der Erststufen-Tragfläche des Kompressors 102 vorgesehen. Indem der Öffnungsgrad einer Leitschaufel an dem Einlass des Kompressors gesteuert wird, ändert die Einlassleitschaufel 104 die zwischen Rotorblättern des Kompressors 102 und in die Brennkammer 103 strömende Luftmenge, um die Abgastemperatur in der Gasturbine 100 auf einen Sollwert zu steuern. Einlassluft wird eine bestimmte Umfangsgeschwindigkeit durch die Einlassleitschaufel 104 auferlegt und in den Kompressor 102 eingeführt. In dem Kompressor 102 bewegt sich darin eingeführte Luft durch eine Vielzahl von Stufen von Rotorschaufeln und Statorschaufeln fort, und ihr Druck wird durch Zugabe von Energie erhöht.
In der Einlassleitschaufel 104 wird eine große Anzahl von bewegbaren Schaufeln, die in der Umfangsrichtung vorgesehen sind, auf eine rotierbare Weise gehalten, und ein Aktor wird gemäß einem Antriebssignal von einer Betriebssteuerungsvorrichtung 110 angetrieben, sodass diese bewegbaren Schaufeln bewegt werden, wodurch die Einlassluftströmung und die Brenntemperatur eingestellt werden.
Insbesondere weist die Betriebssteuerungsvorrichtung 110 die in 12 gezeigte Konfiguration auf, um einen IGV-Öffnungsgradbefehl für den Aktor der Einlassleitschaufel 104 zu erzeugen. Die Betriebssteuerungsvorrichtung 110 weist einen Multiplizierer 11, eine Tabellenfunktionseinheit (FX1) 12, einen Begrenzer 13, eine Korrekturfunktionseinheit (FX2) 14 und eine Begrenzerfunktionseinheit (FX3) 15 auf. Im Grunde wird der Öffnungsgrad der IGV auf Basis der in 13(a) gezeigten Funktion gemäß einer Energiegeneratorausgabe (GT-Ausgabe) eingestellt. Die Korrekturfunktionseinheit (FX2) 14 erzeugt einen GT-Ausgabe-Korrekturkoeffizienten K2 auf Basis einer Beziehung korrespondierend zu der in 13(b) gezeigten Kompressoreinlasstemperatur, und der Multiplizierer 11 multipliziert diesen Korrekturkoeffizienten K2 mit der GT-Ausgabe, sodass ein GT-Ausgabewert mit Bezug auf eine Tabellenfunktion korrigiert wird. Außerdem erzeugt die Begrenzerfunktionseinheit (FX3) 15 einen maximalen IGV-Öffnungsgrad M1 auf Basis einer in 13(c) gezeigten Beziehung korrespondierend zu der Kompressoreinlasstemperatur, und der Begrenzer 13 führt eine Begrenzung durch, sodass der Öffnungsgrad der IGV, der an der Tabellenfunktionseinheit (FX1) 12 erzeugt ist, den maximalen IGV-Öffnungsgrad M1 nicht übersteigt.
Da die Rotationswelle der Turbine 101 und der Energiegenerator 150 in der in 11 gezeigten Konfiguration miteinander verbunden sind, ändert sich die Last in der Energieerzeugungseinheit gemäß einer Änderung der Systemfrequenz. Beispielsweise verringert sich die Rotationsgeschwindigkeit für den Fall, dass sich die Systemfrequenz verringert. Damit eine spezifische Rotationsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, ist es erforderlich, die Brennstoffmenge zu erhöhen, die der Gasturbinen-Energieerzeugungseinheit zuzuführen ist. Beispielsweise offenbart jede der Patentschriften 1 und 2 ein Stand-der-Technik-Merkmal, in welchem eine Betriebssteuerung korrespondierend zu einer solchen Frequenzänderung durchgeführt wird. Patentschrift 1 offenbart ein Merkmal zum Umschalten zu einer Steuerungsbetriebsart, die von einer normalen Steuerungsbetriebsart verschieden ist, und die sich hauptsächlich auf eine Wiederherstellung der Systemfrequenz fokussiert, wenn eine Anomalie in der Systemfrequenz erfasst wird. Patentschrift 2 offenbart ein reglerfreies Steuerungsverfahren, in welchem die Änderungsrate der Systemfrequenz innerhalb eines Begrenzungsbereichs gesteuert wird.
PATENTSCHRIFTEN

PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2004-27848
PTL 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2003-239763

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In den letzten Jahren besteht sowohl im Inland als auch im Ausland ein erhöhter Bedarf nach einer Leistungsverbesserung eines partiellen Lastbetriebs.
Wenn gemäß dem Stand der Technik die Last gemäß der Einstellrate für den Fall ansteigt, dass sich die Frequenz in einer partiellen Last verringert, oder wenn ein Lastanstiegsbefehl vorliegt, erhöht die Gasturbine 100 die Brennstoffmenge. Da allerdings der Temperatursteuerungsbetrieb von dem Standpunkt eines Bewahrens der Vorrichtungen vor einer Beschädigung durchgeführt wird, die durch eine Erhöhung der Brenntemperatur (d. h., die Turbineneinlasstemperatur) bewirkt wird, besteht die Befürchtung, dass eine gewünschte Last nicht erhalten werden kann.
Insbesondere wenn sich eine Brennstoffsteuerung allein mit einer Verringerung der Systemfrequenz, wie in 14(a) gezeigt ist, beschäftigt, ohne den Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 der Gasturbine 100 zu ändern (s. 14(b)), besteht die Möglichkeit, dass die Turbineneinlasstemperatur einen Überschreitungsbegrenzungswert übersteigen kann, und auch die Begrenzungen eines Vorrichtungsschutzes übersteigen kann, wie in 14(e) gezeigt ist, damit ein Netzcode-Anforderungsansprechen mit Bezug auf eine Wellenausgabe erfüllt wird, wie in 14(c) gezeigt ist.
Falls andererseits ein Überschreiten der Turbineneinlasstemperatur von dem Standpunkt eines Vorrichtungsschutzes nicht zugelassen wird, besteht die Möglichkeit, dass das Netzcode-Anforderungsansprechen mit Bezug auf die Wellenausgabe, wie in 14(c) gezeigt ist, nicht erfüllt sein kann. Insbesondere wird für den Fall eines Einwellen-Kombikraftwerks, in welchem die Gasturbine 100 und die Dampfturbine 160 dieselbe Welle teilen, eine Erhöhung der Ausgabe der Dampfturbine 160 (ST-Ausgabe) verzögert, wie in 14(d) gezeigt ist. Deshalb muss, um die basierend auf dem Netzcode definierte Wellenausgabe zu erfüllen, die fehlende Ausgabe von der Dampfturbine 160 durch einen Überlastbetrieb der Gasturbine 100 kompensiert werden.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht dieser Umstände gemacht worden, und eine Aufgabe besteht darin, eine Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung, eine Gasturbine und ein Gasturbinen-Steuerungsverfahren bereitzustellen, welche die Ausgabe ungeachtet des Betriebszustands der Gasturbine ohne Erhöhung der Turbineneinlasstemperatur erhöhen können.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Damit das vorstehend erwähnte Problem gelöst wird, wenden eine Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung, eine Gasturbine und ein Gasturbinen-Steuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Lösungen an.
Eine Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung treibt einen Energiegenerator an, indem eine Turbine unter Verwendung von Verbrennungsgas rotiert wird, das in einer Brennkammer als Ergebnis eines Zuführens von Brennstoff und komprimierter Luft von einem Kompressor zu der Brennkammer erzeugt wird, welcher mit einer Einlassleitschaufel an einer vorderen Stufe versehen ist. Die Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung umfasst eine IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinrichtung und eine Einlassleitschaufel-Öffnungsgrad-Einstelleinrichtung. Die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinrichtung aktiviert ein IGV-Prioritätsöffnungsflag, falls eine Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu einem vorbestimmten Schwellenwert ist, oder falls eine Erhöhung einer Ausgabe der Gasturbine angefordert wird, wenn die Ausgabe der Gasturbine zu erhöhen ist. Die Einlassleitschaufel-Öffnungsgrad-Einstelleinrichtung stellt einen Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel ein, sodass er größer ist als zuvor, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist.
Gemäß dieser Konfiguration aktiviert die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinrichtung das IGV-Prioritätsöffnungsflag für den Fall, dass die Ausgabe der Gasturbine zu erhöhen ist.
Wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, stellt die Einlassleitschaufel-Öffnungsgrad-Einstelleinrichtung den Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel ein, sodass er größer als vorher ist.
Da die Turbineneinlasstemperatur proportional zu dem Brennstoff-Luft-Verhältnis ist (d. h., das Verhältnis der Brennstoffmenge zu der Menge an brennbarer Luft), würde eine Änderung des Öffnungsgrads in der Richtung, die ein Öffnen der Einlassleitschaufel bewirkt, die Einlassluftströmung des Kompressors erhöhen, und somit die Menge an brennbarer Luft erhöhen, wodurch bewirkt wird, dass das Brennstoff-Luft-Verhältnis, d. h., die Turbineneinlasstemperatur, verringert wird.
Außerdem besteht die Beziehung ”Turbinenausgabe = Turbinendurchgangsströmung × Turbinenhitzeabfall × Effizienz”, sodass eine Änderung des Öffnungsgrads in der Richtung, die ein Öffnen der Einlassleitschaufel bewirkt, die Einlassluftströmung des Kompressors erhöht, wodurch auch bewirkt wird, dass sich die Turbinendurchgangsströmung erhöht. Deshalb würde, falls eine Erhöhung der Turbinendurchgangsströmung einen größeren Anteil als einen durch eine Verringerung der Turbineneinlasstemperatur bewirkten Hitzeabfall aufweist, die Ausgabe des Energiegenerators erhöht werden.
Folglich kann die Ausgabe ungeachtet des Betriebszustands der Gasturbine ohne Erhöhung der Turbineneinlasstemperatur erhöht werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinrichtung das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktivieren, wenn eine Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu einem vorbestimmten Schwellenwert ist, oder wenn eine Erhöhung der Ausgabe der Gasturbine angefordert wird.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Ausgabe ungeachtet des Betriebszustands der Gasturbine ohne Erhöhung der Turbineneinlasstemperatur erhöht werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die Einlassleitschaufel-Öffnungsgrad-Einstelleinrichtung eine Änderungsrate des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel derart einstellen, dass eine Erhöhungsrate der Ausgabe der Turbine größer als eine Erhöhungsrate der Energie des Kompressors ist.
Gemäß dieser Konfiguration kann eine zeitweilige Verringerung der Gasturbinenausgabe (Energiegeneratorausgabe), die bei einer Erhöhung der Energie des Kompressors auftritt, die durch Öffnen der Einlassleitschaufel bewirkt wird, unterdrückt werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung ferner eine Temperatursteuerungseinrichtung umfassen, die eine Temperatursteuerungseinstellung gemäß einem Gehäusedruck einstellt. Die Temperatursteuerungseinrichtung kann eine erste Korrektureinrichtung aufweisen, die eine Änderungsrate des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel berechnet, eine Korrekturgröße gemäß der Änderungsrate berechnet, und die Temperatursteuerungseinstellung korrigiert, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist.
Diese Konfiguration kann die Folgbarkeit eines Abgastemperatur-Einstellwerts oder eines Schaufeldurchlauftemperatur-Einstellwerts beschleunigen, um die Relaxation der Temperatureinstellungen vorübergehend zu beschleunigen, wodurch die Lastansprechbarkeit relativ zu einer Änderung der Systemfrequenz verbessert wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung ferner eine Temperatursteuerungseinrichtung umfassen, die eine Temperatursteuerungseinstellung gemäß einem Gehäusedruck einstellt. Die Temperatursteuerungseinrichtung kann eine PI-Steuerungseinrichtung aufweisen, die eine Proportional-Integral-Steuerung auf Basis einer Abweichung zwischen einem Sollwert basierend auf der Temperatursteuerungseinstellung und entweder einer gemessenen Schaufeldurchlauftemperatur oder einer Abgastemperatur durchführt, um einen Schaufeldurchlauftemperatur-Einstellwert oder einen Abgastemperatur-Einstellwert der Turbine zu erzeugen. Wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, kann die Temperatursteuerungseinrichtung einen Steuerungsparameter in der PI-Steuerungseinrichtung auf einen voreingestellten Wert einstellen.
Diese Konfiguration kann die Änderung des Schaufeldurchlauftemperatur-Einstellwerts oder des Abgastemperatur-Einstellwerts beschleunigen, wodurch die Lastansprechbarkeit verbessert wird, wenn sich die Systemfrequenz ändert.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung ferner eine Temperatursteuerungseinrichtung umfassen, die eine Temperatursteuerungseinstellung gemäß einem Gehäusedruck einstellt. Die Temperatursteuerungseinrichtung kann eine zweite Korrektureinrichtung aufweisen, die eine Änderungsrate des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel berechnet, eine Korrekturgröße gemäß der Änderungsrate berechnet, und einen Schaufeldurchlauftemperatur-Einstellwert oder einen Abgastemperatur-Einstellwert der Turbine korrigiert, der auf Basis der Temperatursteuerungseinstellung erzeugt ist.
Diese Konfiguration kann der Änderung des Schaufeldurchlauftemperatur-Einstellwerts oder des Abgastemperatur-Einstellwerts eine Priorität direkt erteilen. Dies beschleunigt die Folgbarkeit, um die Relaxation der Temperatureinstellung vorübergehend zu beschleunigen, wodurch die Lastansprechbarkeit verbessert wird, wenn sich die Systemfrequenz ändert.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinrichtung das IGV-Prioritätsöffnungsflag nach einer bestimmten Verzögerung deaktivieren, wenn sich das IGV-Prioritätsöffnungsflag von einem aktivierten Zustand zu einem deaktivierten Zustand ändert.
Gemäß dieser Konfiguration kann ein häufiger Öffnen-Schließen-Betrieb der Einlassleitschaufel verhindert werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt kann die Brennstoffströmung gemäß dem Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel erhöht werden, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Brennstoffströmung gemäß einer durch Erhöhung des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel bewirkten Erhöhung der Luftströmung erhöht werden, wodurch eine übermäßige Verringerung der Turbineneinlasstemperatur verhindert wird.
Eine Gasturbine gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Kompressor, der mit einer Einlassleitschaufel an einer vorderen Stufe versehen ist, eine Brennkammer, die ein Verbrennungsgas erzeugt, indem ihr Brennstoff und komprimierte Luft von dem Kompressor zugeführt wird, eine Turbine, die durch das in der Brennkammer erzeugte Verbrennungsgas rotiert wird, einen Energiegenerator, der durch die Rotation der Turbine angetrieben wird, und die vorstehend erwähnte Steuerungsvorrichtung.
Ein Gasturbinen-Steuerungsverfahren gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung dient zum Antreiben eines Energiegenerators durch Rotieren einer Turbine unter Verwendung von in einer Brennkammer erzeugtem Verbrennungsgas als Ergebnis einer Zufuhr von Brennstoff und komprimierter Luft von einem Kompressor zu der Brennkammer, welcher mit einer Einlassleitschaufel an einer vorderen Stufe versehen ist. Das Gasturbinen-Steuerungsverfahren umfasst einen IGV-Steuerungsflag-Erzeugungsschritt zum Aktivieren eines IGV-Prioritätsöffnungsflags, wenn eine Ausgabe der Gasturbine zu erhöhen ist, und einen Einlassleitschaufel-Öffnungsgrad-Einstellschritt zum Einstellen eines Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel, sodass er größer als zuvor ist, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass sie die Ausgabe ungeachtet des Betriebszustands der Gasturbine ohne Erhöhung der Turbineneinlasstemperatur erhöhen kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Konfiguration einer Gasturbine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt die Konfiguration einer IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt die Konfiguration einer IGV-Steuerungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein Beispiel von zeitlichen Änderungen der Kompressorenergie, Turbinenausgabe und GT-Ausgabe, wenn sich eine Einlassleitschaufel mit einer steilen Rate öffnet.
5 zeigt die Konfiguration eines Abschnitts, in welchem eine Temperatursteuerungseinstellung in einer Temperatursteuerungseinheit erzeugt ist, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Umschalten von Temperatursteuerungseinstellungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt die Konfiguration einer Schaufeldurchlauftemperatur-Steuerungseinheit in einer Temperatursteuerungseinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt die Konfiguration einer Schaufeldurchlauftemperatur-Steuerungseinheit in einer Temperatursteuerungseinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt die Konfiguration einer IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt die Konfiguration einer Brennstoffsteuerungseinheit gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt die Konfiguration einer Gasturbine gemäß dem Stand der Technik.
12 zeigt die Konfiguration einer IGV-Steuerungseinheit gemäß dem Stand der Technik.
13 zeigt Funktionen, die in verschiedenen Typen von Funktionseinheiten der IGV-Steuerungseinheit enthalten sind, gemäß dem Stand der Technik.
14 ist ein Zeitablaufdiagramm mit Bezug auf verschiedene Pegel, wenn sich die Systemfrequenz verringert, gemäß dem Stand der Technik.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Ausführungsbeispiele einer Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung und eines Gasturbinen-Steuerungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Eine Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung und ein Gasturbinen-Steuerungsverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
1 zeigt die Konfiguration einer Gasturbine 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
In 1 umfasst die Gasturbine 100 einen Kompressor 102, eine Brennkammer 103 und eine Turbine 101. Durch den Kompressor 102 komprimierte Luft und durch ein Brennstoffströmungssteuerungsventil 105 strömungsgesteuerter Brennstoff werden der Brennkammer 103 zugeführt, in welcher die Luft und der Brennstoff gemischt und so verbrannt werden, dass ein Hochdruck-Verbrennungsgas erzeugt wird. Das Hochtemperatur-Verbrennungsgas wird der Turbine 101 zugeführt und ausgedehnt, um die Turbine 101 anzutreiben. Diese Antriebskraft wird zu einem Energiegenerator 150 übertragen, in welchem Strom erzeugt wird, und wird auch zu dem Kompressor 102 übertragen, um den Kompressor 102 anzutreiben.
Das Brennstoffströmungssteuerungsventil 105 wird gemäß einem Steuerungssignal 118 von einer Brennstoffsteuerungseinheit 112 einer Betriebssteuerungsvorrichtung 110 angetrieben. Dieses Brennstoffströmungssteuerungsventil 105 steuert die Brennstoffströmung von Verbrennungsgas, wie vorstehend beschrieben ist, um die Last und auch die Abgastemperatur einzustellen. Für den Fall eines Einwellen-Kombikraftwerks sind die Rotationswellen der Gasturbine 100, der Energiegenerator 150 und eine Dampfturbine 160 in einer einzelnen Einheit kombiniert.
Eine Einlassleitschaufel (IGV) 104 ist vor der Erststufen-Tragfläche des Kompressors 102 vorgesehen. Einlassluft wird eine bestimmte Umfangsgeschwindigkeit durch die Einlassleitschaufel 104 auferlegt und in den Kompressor 102 eingeführt. In dem Kompressor 102 bewegt sich die darin eingeführte Luft durch mehrere Stufen von Rotorschaufeln und Statorschaufeln fort, und ihr Druck wird durch Energiezugabe erhöht. In der Einlassleitschaufel 104 wird eine große Anzahl von in der Umfangsrichtung vorgesehenen bewegbaren Schaufeln auf eine rotierbare Weise gehalten. Ein Aktor für die Einlassleitschaufel 104 wird gemäß einem IGV-Öffnungsgradbefehl von einer IGV-Steuerungseinheit 113 der Betriebssteuerungsvorrichtung 110 angetrieben, sodass diese bewegbaren Schaufeln bewegt werden, wodurch die Einlassluftströmung und die Brenntemperatur eingestellt werden.
Ein Schaufeldurchlauftemperaturdetektor 123, der die Temperatur von Gas erfasst, das Schaufeln einer finalen Stufe durchlaufen hat, ist an der finalen Stufe der Turbine 101 vorgesehen. Außerdem ist ein Abgastemperaturdetektor 124, der die Temperatur von Abgas erfasst, in einem Abgaspfad vorgesehen, der von der Position, an welcher der Schaufeldurchlauftemperaturdetektor 123 angeordnet ist, stromabwärts angeordnet ist. Außerdem ist ein Einlassluftzustandsdetektor 121, der den Zustand von Einlassluft erfasst, vorgesehen, um die Einlasslufttemperatur und den Einlassluftdruck zu erfassen. Der Druck in einem Gehäuse der Brennkammer 103 wird durch einen Gehäuseinnendruckdetektor 122 erfasst. Außerdem ist auch ein Energiegeneratorausgabesensor (nicht gezeigt) zum Erfassen des Lastzustands der Turbine 101 vorgesehen.
Erfassungssignale, die durch den Schaufeldurchlauftemperaturdetektor 123, den Abgastemperaturdetektor 124, den Einlassluftzustandsdetektor 121, den Gehäuseinnendruckdetektor 122 und den Energiegeneratorausgabesensor erhalten sind, werden in die Betriebssteuerungsvorrichtung 110 eingegeben. Die Betriebssteuerungsvorrichtung 110 umfasst die Brennstoffsteuerungseinheit 112, die eine Brennstoffzufuhrsteuerung durchführt, eine Temperatursteuerungseinheit 114, die eine Schaufeldurchlauftemperatursteuerung und eine Abgastemperatursteuerung durchführt, die IGV-Steuerungseinheit 113, die den Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 steuert, und eine IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115, die ein IGV-Prioritätsöffnungsflag (IGV-Prioritätsöffnungssignal) erzeugt.
2 zeigt die Konfiguration der IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115.
Die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115 aktiviert das IGV-Prioritätsöffnungsflag für den Fall, dass die Ausgabe der Gasturbine 100 zu erhöhen ist.
Falls beispielsweise die Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu einem vorbestimmten Schwellenwert α ist, und die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115 ein Niederfrequenzsignal empfängt, oder falls die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115 ein Ausgabeerhöhungsanforderungssignal zum Anfordern einer Erhöhung in der Ausgabe der Gasturbine 100 empfängt, aktiviert und erzeugt die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115 ein IGV-Prioritätsöffnungsflag durch ein ODER-Gatter 3. Falls die Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu dem vorbestimmten Schwellenwert α ist, erhöht die Gasturbine 100 seine Ausgabe, um die Systemfrequenz zu erhöhen.
Die IGV-Steuerungseinheit 113 ist wie in 3 gezeigt konfiguriert.
In 3 weisen ein Multiplizierer 11, eine Tabellenfunktionseinheit (FX1) 12, ein Begrenzer 13, eine Korrekturfunktionseinheit (FX2) 14 und eine Begrenzerfunktionseinheit (FX3) 15 Konfigurationen auf, die ähnlich zu denen gemäß dem Stand der Technik sind (s. 12). Die IGV-Steuerungseinheit 113 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich mit einer Konfiguration zum Addieren einer zusätzlichen Größe basierend auf dem IGV-Prioritätsöffnungsflag zu dem IGV-Öffnungsgradbefehl gemäß dem Stand der Technik sowie einer Konfiguration zum Begrenzen der Änderungsrate des Öffnungsgrades der IGV versehen. In der IGV-Steuerungseinheit 113 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein GT-Ausgabewert in den Multiplizierer 11 über ein Filter 10 eingegeben.
In der Konfiguration zum Addieren der zusätzlichen Größe schaltet eine Signalumschalteinheit 19 zwischen Signalgeneratoren (SG1) 17 und (SG2) 18 gemäß dem IGV-Prioritätsöffnungsflag um, und ein Addierer 16 addiert die zusätzliche Größe zu dem IGV-Öffnungsgradbefehl korrespondierend zu einem normalen Betrieb über einen Ratenbegrenzer 20.
Demgemäß wird der Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 eingestellt, sodass er größer als vorher ist, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist.
Wenn beispielsweise „0” in dem Signalgenerator (SG1) 17 eingestellt ist, wird ein vorbestimmter Wert in dem Signalgenerator (SG2) 18 eingestellt, und das IGV-Prioritätsöffnungsflag wird aktiviert, der vorbestimmte Wert des Signalgenerators (SG2) 18 wird zu dem IGV-Öffnungsgradbefehl korrespondierend zu einem normalen Betrieb addiert, sodass der Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 größer als normal wird.
Gemäß der Konfiguration zum Begrenzen der Änderungsrate des Öffnungsgrades der IGV schaltet eine Signalumschalteinheit 25 zwischen Signalgeneratoren (SG3) 23 und (SG4) 24 gemäß einem Lastblockierungsflag um, und dies wird einem Änderungsratenbegrenzer 21 zugeführt, in welchem ein Änderungsratenbegrenzungswert für den Öffnungsgrad der IGV geändert wird. Ein normaler Änderungsratenbegrenzungswert (z. B. 400 [%/Minute]) wird in dem Signalgenerator (SG3) 23 eingestellt, während ein Lastblockierungsänderungsratenbegrenzungswert (z. B. 3000 [%/Minute]) in dem Signalgenerator (SG4) 24 eingestellt wird.
Im Folgenden wird eine Betriebsteuerung beschrieben, die durch die Betriebssteuerungsvorrichtung 110 der Gasturbine 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
Falls die Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu dem vorbestimmten Wert α ist, in einem Zustand, in welchem die Gasturbine 100 mit einer partiellen Last betrieben wird, oder falls eine Anforderung zum Erhöhen der Ausgabe der Gasturbine 100 in einem Zustand vorliegt, in welchem die Gasturbine 100 mit einer partiellen Last betrieben wird, aktiviert die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115 das IGV-Prioritätsöffnungsflag.
Im Ansprechen darauf stellt die IGV-Steuerungseinheit 113 den Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 ein, sodass er größer als vorher ist, sodass der Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 größer als normal wird.
Da die Turbineneinlasstemperatur normalerweise proportional zu dem Brennstoff-Luft-Verhältnis (d. h., das Verhältnis der Menge an Brennstoff zu der Menge an brennbarer Luft) ist, würde ein Ändern des Öffnungsgrads der IGV in der Richtung, die ein Öffnen der Einlassleitschaufel 104 bewirkt, die Einlassluftströmung des Kompressors 102 erhöhen, und somit die Menge an brennbarer Luft erhöhen, wodurch bewirkt wird, dass sich das Brennstoff-Luft-Verhältnis, d. h., die Turbineneinlasstemperatur, verringert.
Wenn insbesondere das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, wird der Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 eingestellt, sodass er größer als normal ist, sodass sich die Einlassluftströmung des Kompressors 102 von ihrer normal eingestellten Strömung erhöht. Somit kann die Gasturbine 100 mit der Turbineneinlasstemperatur betrieben werden, die geringer als normal ist, sodass die Turbinenausgabe gemäß der erhöhten Luftströmung erhöht werden kann. Beispielsweise wird der Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 um 10% bis 20% erhöht, und die Luftströmung wird um 5% bis 10% relativ zu der Nennströmung erhöht.
Im Detail gilt die Beziehung „Turbinenausgabe = Turbinendurchgangsströmung × Turbinenhitzeabfall × Effizienz”, sodass sich durch Ändern des Öffnungsgrads der IGV in der Richtung, die ein Öffnen der Einlassleitschaufel 104 bewirkt, die Einlassluftströmung des Kompressors 102 erhöht, wodurch auch ein Erhöhen der Turbinendurchgangsströmung bewirkt wird. Deshalb würde die Ausgabe des Energiegenerators 150 erhöht werden, falls eine Erhöhung der Turbinendurchgangsströmung einen größeren Anteil als ein durch eine Verringerung der Turbineneinlasstemperatur bewirkter Hitzeabfall aufweist.
Da sich außerdem die Einlassluftströmung des Kompressors 102 erhöht, um eine Verringerung der Turbineneinlasstemperatur zu bewirken, kann eine größere Brennstoffmenge in die Brennkammer 103 eingespritzt werden, sodass die Turbinenausgabe auch durch Brennstoffeinspritzung erhöht werden kann.
Da ein Öffnen der Einlassleitschaufel 104 eine Erhöhung der Einlassluftströmung des Kompressors 102 bewirken würde, erhöht sich die Energie des Kompressors 102. Deshalb ist, wie in einem Beispiel in 4 gezeigt ist, wenn sich die Einlassleitschaufel 104 mit einer steilen Rate öffnet, die Erhöhungsrate der Energie des Kompressors 102 größer als die Erhöhungsrate der Turbinenausgabe, was möglichweise in einer zeitweiligen Verringerung der GT-Ausgabe (d. h., Energiegeneratorausgabe) resultiert.
Deshalb wird in dem Ratenbegrenzer 20 die Änderungsrate derart eingestellt, dass die Erhöhungsrate der Turbinenausgabe größer als die Erhöhungsrate der Energie des Kompressors 102 ist. Demgemäß kann eine zeitweilige Verringerung der GT-Ausgabe, die mit einer Erhöhung der Energie des Kompressors 102 auftritt, die durch Öffnen der Einlassleitschaufel 104 bewirkt wird, unterdrückt werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, aktiviert die Betriebsteuerungsvorrichtung 110 der Gasturbine 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das IGV-Prioritätsöffnungsflag, falls die Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu dem vorbestimmten Schwellenwert α ist, oder falls eine Anforderung zum Erhöhen der Ausgabe der Gasturbine 100 vorliegt, und stellt den Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 ein, sodass er größer ist als zuvor, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist.
Deshalb kann die Ausgabe ungeachtet des Betriebszustands der Gasturbine 100 ohne Erhöhung der Turbineneinlasstemperatur erhöht werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Die Konfigurationen der Gasturbine 100 und der IGV-Steuerungseinheit 113 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind ähnlich zu denen des ersten Ausführungsbeispiels, und auf eine Beschreibung der Komponenten wird deshalb verzichtet.
Die Gasturbine 100 steuert den Öffnungsgrad des Brennstoffströmungssteuerungsventils 105 gemäß dem Steuerungssignal 118 von der in der Betriebssteuerungsvorrichtung 110 enthaltenen Brennstoffsteuerungseinheit 112, und stellt die Last durch Durchführen einer Brennstoffströmungssteuerung ein. Basierend auf einem Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO in der Schaufeldurchgangstemperatursteuerung, einem Abgastemperatur-Einstellwert EXCSO in der Abgastemperatursteuerung, einem Regler-Einstellwert GVCSO in der Reglersteuerung und einem Lastbegrenzungs-Einstellwert LDCSO in der Lastbegrenzungssteuerung, verwendet die Brennstoffsteuerungseinheit 112 den geringsten Wert unter den vorstehenden Werten als ein letztes Steuerungssignal 118 für das Brennstoffströmungssteuerungsventil 105.
Bei der Schaufeldurchgangstemperatursteuerung misst die Temperatursteuerungseinheit 114 die Schaufeldurchgangstemperatur (d. h., die Abgastemperatur unmittelbar nach der finalen Stufe der Turbine 101), vergleicht die gemessene Schaufeldurchgangstemperatur mit einem Sollwert basierend auf einer Temperatursteuerungseinstellung, und erzeugt einen Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO durch Durchführen einer Proportional-Integral-(PI)Steuerung. Bei der Abgastemperatursteuerung misst die Temperatursteuerungseinheit 114 die Abgastemperatur (d. h., die Abgastemperatur in einem Abgaskanal, der stromabwärts von der finalen Stufe der Turbine 101 angeordnet ist), vergleicht die gemessene Abgastemperatur mit einem Sollwert basierend auf der Temperatursteuerungseinstellung, und erzeugt einen Abgastemperatur-Einstellwert EXCSO durch Durchführen einer Proportional-Integral-(PI)Steuerung.
5 zeigt die Konfiguration eines Abschnitts, in welchem eine Temperatursteuerungseinstellung EXREF in der Temperatursteuerungseinheit 114 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erzeugt wird.
In 5 umfasst der Abschnitt in welchem die Temperatursteuerungseinstellung EXREF in der Temperatursteuerungseinheit 114 erzeugt wird, eine Funktionseinheit (FX11) 31, einen Addierer 210 und einen Prioritätssignalgenerator 200.
In der Funktionseinheit (FX11) 31 ist eine Funktion eingestellt, welche die Beziehung zwischen dem Gehäusedruck und der Temperatursteuerungseinstellung korrespondierend zu einem normalen Betrieb anzeigt. Insbesondere wird während eines normalen Betriebs, in welchem ein IGV-Öffnungsgrad-Befehlswert für die Einlassleitschaufel 104 z. B. 0 [Grad] oder mehr beträgt, eine Temperatursteuerungseinstellung EXREF basierend auf der Funktionseinheit (FX11) 31 erzeugt.
Der Prioritätssignalgenerator 200 umfasst primäre Verzögerungsfilter 202 und 203, einen Subtrahierer 204, eine Funktionseinheit (FX16) 205, eine Funktionseinheit (FX15) 201, einen Multiplizierer 206 und einen Ratenbegrenzer 207. Die primären Verzögerungsfilter 202 und 203 können ein einzelnes primäres Verzögerungsfilter (z. B. 202 allein) sein, oder können drei primäre Verzögerungsfilter sein. Der Subtrahierer 204 und die primären Verzögerungsfilter 202 und 203 berechnen Änderungsraten, aber sind auf diese Konfiguration nicht beschränkt, solange sie konfiguriert sind, um Änderungsraten zu erfassen.
In dem Prioritätssignalgenerator 200 bestimmt der Subtrahierer 204 zunächst eine Abweichung zwischen dem IGV-Öffnungsgrad-Befehlswert und einem durch die primären Verzögerungsfilter 202 und 203 verzögerten Signal und einem nicht verzögerten Signal, und erhält diese Abweichung als Änderungsrate (Pseudodifferenzwert) des IGV-Öffnungsgrad-Befehlswerts. Dann wird in der Funktionseinheit (FX16) 205 eine Korrekturgröße (Prioritätssignal) für die Temperatursteuerungseinstellung EXREF gemäß dem Betrag der Änderungsrate (Pseudodifferenzwert) des IGV-Öffnungsgrad-Befehlswerts eingestellt.
Die Funktionseinheit (FX15) 201 stellt den Betriebsbereich des Prioritätssignalgenerators 200 nur ein, wenn der Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Beispielsweise wird eine Funktion, in welcher der Öffnungsgradbereich für den Öffnungsgrad der IGV auf „1” für eine partielle Last eingestellt ist und auf „0” eingestellt ist, wenn die IGV vollständig geöffnet ist, als eine Funktion (FX15) verwendet, und diese wird in dem Multiplizierer 206 multipliziert, sodass eine durch den Prioritätssignalgenerator 200 durchzuführende Korrektur (Prioritätssignal) nur aktiviert werden kann, wenn die Gasturbine 100 mit einer partiellen Last betrieben wird.
Der Ratenbegrenzer 207 begrenzt die zu erhaltene Korrekturgröße für eine Temperatursteuerungseinstellung EXREF, d. h., die zeitliche Änderungsrate des Prioritätssignals. Die Korrekturgröße über den Ratenbegrenzer 207 wird durch den Addierer 210 addiert, sodass eine Temperatursteuerungseinstellung EXREF erzeugt wird.
Obwohl der zeitliche Übergang der Temperatursteuerungseinstellung EXREF in diesem Fall durch T1 in 6(a) angezeigt ist, ändert sich die tatsächliche Schaufeldurchgangstemperatur oder die Abgastemperatur langsam, wie durch T0 in 6(a) angezeigt ist, da eine Verzögerung in der Messung der Temperatur vorliegt. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Korrekturgröße (Prioritätssignal) gemäß dem Prioritätssignalgenerator 200 addiert, wie in 6(b) gezeigt ist, sodass der zeitliche Übergang der Temperatursteuerungseinstellung EXREF wie durch T2 in 6(a) angezeigt ist, wodurch die Folgbarkeit der tatsächlichen Schaufeldurchgangstemperatur oder der Abgastemperatur beschleunigt wird.
Demgemäß berechnet gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Prioritätsignalgenerator 200 (erste Korrektureinrichtung) die Änderungsrate des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel 104, berechnet eine Korrekturgröße gemäß der Änderungsrate, und korrigiert die Temperatursteuerungseinstellung EXREF. Dies beschleunigt die Folgbarkeit des Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwerts oder des Abgastemperatur-Einstellwerts, um die Relaxation der Temperatureinstellung vorübergehend zu beschleunigen, wodurch die Lastansprechbarkeit relativ zu einer Änderung der Systemfrequenz verbessert wird.
Drittes Ausführungsbeispiel
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
7 zeigt die Konfiguration einer Schaufeldurchgangstemperatur-Steuerungseinheit in der Temperatursteuerungseinheit 114 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Der Abschnitt, in welchem die Temperatursteuerungseinstellung EXREF erzeugt wird, wird nicht gezeigt, da die Konfiguration gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Die Konfigurationen der Gasturbine 100 und der IGV-Steuerungseinheit 113 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind denen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich, und deshalb wird auf eine Beschreibung der Komponenten verzichtet.
Gemäß 7 umfasst die Schaufeldurchgangstemperatur-Steuerungseinheit in der Temperatursteuerungseinheit 114 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel Signalgeneratoren (SG15) 301, (SG16) 303, (SG17) 308, (SG18) 309, (SG19) 311, und (SG20) 312, Signalumschalteinheiten 310 und 313, einen Addierer 302, Subtrahierer 305 und 306, einen Niedrigwertselektor 304, und eine PI-Steuerung 307.
Der kleinere Wert eines Werts, der in dem Addierer 302 durch Addieren eines vorbestimmten Werts SG15 zu der Temperatursteuerungseinstellung EXREF erhalten ist, und eines vorbestimmten Werts SG16 wird durch den Niedrigwertselektor 304 ausgewählt und als ein Sollwert BPREF eingestellt. Der Subtrahierer 305 bestimmt eine Abweichung zwischen dem Sollwert BPREF und einem Schaufeldurchgangstemperatur-Messwert BPT von dem Schaufeldurchgangstemperaturdetektor 123. Die PI-Steuerung 307 führt eine Proportional-Integral-Steuerung auf Basis der Abweichung durch, sodass ein Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO erzeugt wird.
Ein oberer Begrenzungswert in der PI-Steuerung 307 wird eingestellt, um eine Abweichung zwischen der durch den Subtrahierer 305 erhaltenen Abweichung und einem Standby-Wert RCSO zu sein. Die Schaufeldurchgangstemperatur-Steuerungseinheit gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist durch Einstellsteuerungsparameter in der PI-Steuerung 307 auf voreingestellte Werte gekennzeichnet, für den Fall, dass das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist. In diesem Fall werden ein proportionaler Gewinn und eine Zeitkonstante gemäß dem IGV-Prioritätsöffnungsflag geändert.
Insbesondere wird ein proportionaler Gewinn erzeugt, indem die Signalumschalteinheit 310 verwendet wird, um zwischen den Signalgeneratoren (SG17) 308 und (SG18) 309 gemäß dem IGV-Prioritätsöffnungsflag umzuschalten. In dem Signalgenerator (SG17) 308 ist ein proportionaler Gewinn korrespondierend zu einem normalen Zustand eingestellt, während in dem Signalgenerator (SG18) 309 ein proportionaler Gewinn korrespondierend zu einem IGV-Prioritätsöffnungszustand eingestellt ist. Eine Zeitkonstante wird erzeugt, indem die Signalumschalteinheit 313 verwendet wird, um zwischen den Signalgeneratoren (SG19) 311 und (SG20) 312 gemäß dem IGV-Prioritätsöffnungsflag umzuschalten. In dem Signalgenerator (SG19) 311 ist eine Zeitkonstante korrespondierend zu einem normalen Zustand eingestellt, während in dem Signalgenerator (SG20) 312 eine Zeitkonstante korrespondierend zu einem IGV-Prioritätsöffnungszustand eingestellt ist. Aus Sicherheitsgründen ist es vorzuziehen, dass der proportionale Gewinn und die Zeitkonstante auf kleinere Werte eingestellt sind. Falls allerdings die Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu dem vorbestimmten Wert α ist, oder falls eine Anforderung zum Erhöhen der Ausgabe der Gasturbine 100 vorliegt, sollte einer Folgbarkeit eine Priorität gegeben werden, da eine Dringlichkeit vorliegt. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass der proportionale Gewinn und die Zeitkonstante auf Werte eingestellt sind, die größer als normal sind.
Demgemäß führt in der Schaufeldurchgangstemperatur-Steuerungseinheit in der Temperatursteuerungseinheit 114 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel (dasselbe gilt für eine Abgassteuerungseinheit) die PI-Steuerung 307 eine Proportional-Integral-Steuerung auf Basis einer Abweichung zwischen dem Sollwert BPREF basierend auf der Temperatursteuerungseinstellung EXREF und dem gemessenen Schaufeldurchgangstemperatur-Messwert BPT durch, um den Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO der Turbine 101 zu erzeugen. Für den Fall, dass das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, werden die Steuerungsparameter (d. h., der proportionale Gewinn und die Zeitkonstante) in der PI-Steuerung 307 auf voreingestellte Werte eingestellt, um einer Beschleunigung der Änderung des Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwerts BPCSO eine Priorität zu geben, wodurch die Lastansprechbarkeit verbessert wird, wenn sich die Systemfrequenz ändert, oder wenn sich die Last erhöht.
Viertes Ausführungsbeispiel
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Im Folgenden wird die Betriebssteuerungsvorrichtung 110 der Gasturbine 100 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
8 zeigt die Konfiguration der Schaufeldurchgangstemperatur-Steuerungseinheit in der Temperatursteuerungseinheit 114 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Der Abschnitt, in welchem die Temperatursteuerungseinstellung EXREF erzeugt wird, wird nicht gezeigt, da die Konfiguration gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Die Konfigurationen der Gasturbine 100 und der IGV-Steuerungseinheit 113 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel sind denen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich, und auf Beschreibungen der Komponenten wird deshalb verzichtet.
Gemäß 8 umfasst die Schaufeldurchgangstemperatur-Steuerungseinheit in der Temperatursteuerungseinheit 114 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel Signalgeneratoren (SG15) 301 und (SG16) 303, Addierer 302 und 410, Subtrahierer 305 und 306, einen Niedrigwertselektor 304, eine PI-Steuerung 307 und einen Prioritätssignalgenerator 400.
Der kleinere Wert eines Werts, der in dem Addierer 302 durch Addieren eines vorbestimmten Werts SG15 zu der Temperatursteuerungseinstellung EXREF erhalten ist, und eines vorbestimmten Werts SG16 wird durch den Niedrigwertselektor 304 ausgewählt und als ein Sollwert BPREF eingestellt. Der Subtrahierer 305 bestimmt eine Abweichung zwischen dem Sollwert BPREF und einem Schaufeldurchgangstemperatur-Messwert BPT von dem Schaufeldurchgangstemperaturdetektor 123. Die PI-Steuerung 307 führt eine Proportional-Integral-Steuerung auf Basis der Abweichung durch, sodass ein Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO erzeugt wird. Ein oberer Begrenzungswert in der PI-Steuerung 307 wird eingestellt, um eine Abweichung zwischen der Abweichung, die durch den Subtrahierer 305 erhalten ist, und einem Standby-Wert RCSO zu sein.
Die Schaufeldurchgangstemperatur-Steuerungseinheit in der Temperatursteuerungseinheit 114 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich mit einem Prioritätssignalgenerator 400 (zweite Korrektureinrichtung) versehen ist, der die Änderungsrate des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel 104 berechnet, eine Korrekturgröße gemäß der Änderungsrate berechnet, und den Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO korrigiert, der auf Basis der Temperatursteuerungseinstellung EXREF erzeugt ist. Der Prioritätssignalgenerator 400 umfasst primäre Verzögerungsfilter 402 und 403, einen Subtrahierer 404, eine Funktionseinheit (FX18) 405, eine Funktionseinheit (FX17) 401, einen Multiplizierer 406 und einen Ratenbegrenzer 407. Die primären Verzögerungsfilter können ein einzelnes primäres Verzögerungsfilter sein, oder sie können drei primäre Verzögerungsfilter sein. Der Subtrahierer 204 und die primären Verzögerungsfilter 202 und 203 berechnen Änderungsraten, aber sie sind auf diese Konfiguration nicht beschränkt, solange sie konfiguriert sind, um Änderungsraten zu erfassen.
In dem Prioritätssignalgenerator 400 bestimmt der Subtrahierer 404 zunächst eine Abweichung zwischen einem IGV-Öffnungsgrad-Befehlswert und einem durch die primären Verzögerungsfilter 402 und 403 verzögerten Signal und einem nicht verzögerten Signal, und erhält diese Abweichung als die Änderungsrate (Pseudodifferenzwert) des IGV-Öffnungsgrad-Befehlswerts. Dann wird in der Funktionseinheit (FX18) 405 eine Korrekturgröße (Prioritätssignal) für den Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO gemäß dem Betrag der Änderungsrate (Pseudodifferenzwert) des IGV-Öffnungsgrad-Befehlswerts eingestellt.
Die Funktionseinheit (FX17) 401 stellt den Betriebsbereich des Prioritätssignalgenerators 400 nur ein, wenn der Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Beispielsweise wird eine Funktion, in welcher der Öffnungsgradbereich für den Öffnungsgrad der IGV auf „1” für eine partielle Last eingestellt ist, und auf „0” eingestellt ist, wenn die IGV vollständig geöffnet ist, als eine Funktion FX17 verwendet, und diese wird in dem Subtrahierer 306 multipliziert, sodass eine durch den Prioritätssignalgenerator 400 durchzuführende Korrektur (Prioritätssignal) nur aktiviert werden kann, wenn die Gasturbine 100 mit einer partiellen Last betrieben wird.
Der Ratenbegrenzer 407 begrenzt die Korrekturgröße für den Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO, d. h., die zeitliche Änderungsrate des Prioritätssignals. Die Korrekturgröße über den Ratenbegrenzer 407 wird durch den Addierer 410 addiert, sodass der Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO erzeugt wird.
Demgemäß berechnet gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Prioritätssignalgenerator 400 (zweite Korrektureinrichtung) die Änderungsrate des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel 104, berechnet eine Korrekturgröße gemäß der Änderungsrate, und führt eine Korrektur durch Addieren der Korrekturgröße (Prioritätssignal) direkt zu dem Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO durch, wodurch der Änderung des Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwerts BPCSO direkt eine Priorität gegeben wird. Dies beschleunigt die Folgbarkeit, um die Relaxation der Temperatureinstellung vorübergehend zu beschleunigen, wodurch die Lastansprechbarkeit verbessert wird, wenn sich die Systemfrequenz ändert, oder wenn sich die Last erhöht.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird die Betriebssteuerungsvorrichtung 110 der Gasturbine 100 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben.
9 zeigt die Konfiguration der IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel. Die Gesamtkonfiguration der Betriebssteuerungsvorrichtung 110 der Gasturbine 100 ist ähnlich zu der des vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiels, und deshalb wird auf Beschreibungen der Komponenten verzichtet.
Die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass sie das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert, wenn die Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu dem vorbestimmten Schwellenwert α ist, oder wenn eine Anforderung zum Erhöhen der Ausgabe der Gasturbine 100 vorliegt, aber sie ist konfiguriert, um eine AUS-Verzögerung 5 zu der Ausgabe des ODER-Gatters 3, wie in 9 gezeigt ist, zu addieren.
Mit dieser AUS-Verzögerung 5 kann das IGV-Prioritätsöffnungsflag nach einer bestimmten Verzögerung deaktiviert werden, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag von einem aktivierten Zustand zu einem deaktivierten Zustand umschaltet. Die Verzögerungszeit gemäß der AUS-Verzögerung 5 wird ungefähr gleich zu z. B. einer Boilerzeit eingestellt, die konstant zwischen z. B. 5 bis 10 Minuten liegt.
Sogar wenn sich die Systemfrequenz nicht ändert, ist die Lastansprechbarkeit (Folgbarkeit) bei einer hohen Last schlecht, wenn sich die Last in GTCC aufgrund einer Verzögerung der Ausgabe (ST-Ausgabe) der Dampfturbine 160 während einer Lasterhöhung erhöht, und auch aufgrund der oberen Begrenzung gemäß einem Temperatursteuerungsbetrieb für die Ausgabe des Energiegenerators 150. Deshalb wird die Lastfolgbarkeit durch Öffnen der Einlassleitschaufel 104 um eine bestimmte Größe basierend auf dem IGV-Prioritätsöffnungsflag verbessert. Allerdings wird die Einlassleitschaufel 104 unmittelbar geschlossen, wenn Bedingungen erfüllt sind (d. h., wenn eine erwünschte Last erreicht ist). Dies resultiert in einem häufigen Öffnen-Schließen-Betrieb der Einlassleitschaufel 104. Aus Leistungs- und Komponentenhaltbarkeitsgründen ist es erforderlich, einen solchen häufigen Betrieb zu verhindern.
Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel wird die AUS-Verzögerung 5 zu der IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit 115 addiert, sodass, sogar nachdem sich ein Niederfrequenzsignal oder ein Ausgabeerhöhungsanforderungssignal zu einem AUS-Zustand während einer Lasterhöhung geändert hat, das IGV-Prioritätsöffnungsflag in dem aktivierten Zustand für eine feste Zeitdauer aufrechterhalten wird.
Demgemäß kann aus Leistungs- und Komponentenhaltbarkeitsgründen ein häufiger Öffnen-Schließen-Betrieb der Einlassleitschaufel 104 verhindert werden.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird die Betriebssteuerungsvorrichtung 110 der Gasturbine 100 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben.
10 zeigt die Konfiguration der Brennstoffsteuerungseinheit 112 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel. Die Gesamtkonfiguration der Betriebssteuerungsvorrichtung 110 der Gasturbine 100 ist ähnlich zu denen des vorstehend beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsbeispiels, und deshalb wird auf Beschreibungen der Komponenten verzichtet.
Wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, erhöht die Brennstoffsteuerungseinheit 112 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel die Brennstoffströmung gemäß dem Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104.
Die Brennstoffsteuerungseinheit 112 umfasst eine CSO-Korrektureinheit 131, die eine CSO-Ausgabe von einem Niedrigwertselektor 130 korrigiert.
Der Niedrigwertselektor 130 empfängt z. B. einen Regler-Einstellwert GVCSO, einen Lastbegrenzungs-Einstellwert LDCSO, einen Schaufeldurchgangstemperatur-Einstellwert BPCSO, und einen Abgastemperatur-Einstellwert EXCSO, und gibt den kleinsten CSO unter diesen Eingabewerten aus.
Die CSO-Korrektureinheit 131 umfasst einen Signalgenerator (SG1) 17, einen Signalgenerator (SG2) 18, eine Signalumschalteinheit 19, einen Ratenbegrenzer 20, eine Korrekturfunktionseinheit (FX20) 136 und einen Addierer 137.
Der Signalgenerator (SG1) 17 erzeugt ein erstes Signal, das z. B. auf „0” eingestellt ist. Der Signalgenerator (SG2) 18 erzeugt ein zweites Signal, das einen vorbestimmten Wert anzeigt. Die Signalumschalteinheit 19 schaltet zwischen den Signalgeneratoren (SG1) 17 und (SG2) 18 in Abhängigkeit davon um, ob das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert oder deaktiviert ist. Der Ratenbegrenzer 20 begrenzt die zeitliche Änderungsrate des Signals von der Signalumschalteinheit 19. Die Korrekturfunktionseinheit (FX20) 136 berechnet einen Korrekturwert der Brennstoffströmung (CSO) gemäß einer Erhöhung der Luftströmung, die auf Basis des IGV-Prioritätsöffnungsflags eingestellt ist. Der Addierer 137 addiert den Korrekturwert, der von der Korrekturfunktionseinheit (FX20) 136 ausgegeben ist, zu dem CSO, der von dem Niedrigwertselektor 130 ausgegeben ist, und gibt den korrigierten CSO aus.
Gemäß dieser Konfiguration wird das erste Signal des Signalgenerators (SG1) 17 durch die Signalumschalteinheit 19 ausgewählt, falls das IGV-Prioritätsöffnungsflag deaktiviert ist, und der Korrekturwert gemäß dem ersten Signal wird zu dem CSO, der von dem Niedrigwertselektor 130 ausgegeben ist, addiert. Da in diesem Fall das erste Signal auf „0” eingestellt ist, falls das IGV-Prioritätsöffnungsflag deaktiviert ist, wird der durch den Niedrigwertselektor 130 ausgewählte CSO als ein korrigierter CSO direkt ausgegeben.
Falls im Gegensatz dazu das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, wird das zweite Signal des Signalgenerators (SG2) 18 durch die Signalumschalteinheit 19 ausgewählt, und der korrigierte Wert gemäß dem zweiten Signal wird zu dem CSO, der von dem Niedrigwertselektor 130 ausgegeben ist, addiert. Demgemäß weist, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, der durch den Niedrigwertselektor 130 ausgewählte CSO den dazu addierten Korrekturwert auf und wird als ein korrigierter CSO ausgegeben. Folglich wird, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, die der Brennkammer 103 zuzuführende Brennstoffströmung erhöht.
Hinsichtlich eines Standby-Werts RCSO wird ein von einem Signalgenerator (SG32) 138 ausgegebener Wert zu dem von dem Addierer 137 ausgegebenen CSO durch einen Addierer 139 addiert und über einen Ratenbegrenzer 141 gemäß einer Änderungsrate (Verringerungsrate), die von einem Signalgenerator (SG33) 140 ausgegeben wird, berechnet.
Falls der Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel 104 eingestellt ist, sodass er größer als normal ist, um die Lastansprechbarkeit für den Fall zu verbessern, dass die Last zu erhöhen ist, wenn die Einlassleitschaufel 104 nicht vollständig geöffnet ist, besteht die Befürchtung, dass die Turbineneinlasstemperatur übermäßig verringert werden kann. In der Betriebssteuerungsvorrichtung 110 der Gasturbine 100 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel kann die Brennstoffströmung gemäß einer Erhöhung einer Luftströmung erhöht werden, die durch Erhöhen des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel 104 bewirkt wird, wodurch eine übermäßige Verringerung der Turbineneinlasstemperatur verhindert wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben worden ist, ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung auf den Umfang der vorliegenden Ausführungsbeispiele nicht begrenzt. Verschiedene Modifikationen oder Änderungen können zu jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele hinzugefügt werden, solange sie nicht von dem Umfang der Erfindung abweichen. Ausführungsbeispiele mit den dazu hinzugefügten Modifizierungen oder Änderungen sind von dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst. Außerdem können die vorstehenden Ausführungsbeispiele kombiniert werden, wenn dies angemessen ist.
Bezugszeichenliste

100: Gasturbine
101: Turbine
102: Kompressor
103: Brennkammer
104: Einlassleitschaufel
105: Brennstoffströmungssteuerungsventil
110: Betriebssteuerungsvorrichtung
112: Brennstoffsteuerungseinheit
113: IGV-Steuerungseinheit
114: Temperatursteuerungseinheit
115: IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinheit
150: Energiegenerator

Claims

Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung, die einen Energiegenerator antreibt, indem eine Turbine unter Verwendung von Verbrennungsgas rotiert wird, das in einer Brennkammer als Ergebnis einer Zufuhr eines Brennstoffs und komprimierter Luft von einem Kompressor zu der Brennkammer erzeugt wird, welcher mit einer Einlassleitschaufel an einer vorderen Stufe versehen ist, wobei die Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung aufweist: eine IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinrichtung, die ein IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert, wenn eine Ausgabe der Gasturbine zu erhöhen ist, und eine Einlassleitschaufel-Öffnungsgrad-Einstelleinrichtung, die einen Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel einstellt, sodass er größer ist als zuvor, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist.
Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinrichtung das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert, wenn eine Systemfrequenz kleiner als oder gleich zu einem vorbestimmten Schwellenwert ist, oder wenn eine Erhöhung der Ausgabe der Gasturbine angefordert wird.
Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einlassleitschaufel-Öffnungsgrad-Einstelleinrichtung eine Änderungsrate des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel so einstellt, dass eine Erhöhungsrate der Ausgabe der Turbine größer als eine Erhöhungsrate der Energie des Kompressors ist.
Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: eine Temperatursteuerungseinrichtung, die eine Temperatursteuerungseinstellung gemäß einem Gehäusedruck einstellt, wobei die Temperatursteuerungseinrichtung eine erste Korrektureinrichtung aufweist, die eine Änderungsrate des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel berechnet, eine Korrekturgröße gemäß der Änderungsrate berechnet, und die Temperatursteuerungseinstellung korrigiert, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist.
Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: eine Temperatursteuerungseinrichtung, die eine Temperatursteuerungseinstellung gemäß einem Gehäusedruck einstellt, wobei die Temperatursteuerungseinrichtung eine PI-Steuerungseinrichtung aufweist, die eine Proportional-Integral-Steuerung durchführt basierend auf einer Abweichung zwischen einem Sollwert basierend auf der Temperatursteuerungseinstellung und entweder einer gemessenen Schaufeldurchlauftemperatur oder einer Abgastemperatur, um einen Schaufeldurchlauftemperatur-Einstellwert oder einen Abgastemperatur-Einstellwert der Turbine zu erzeugen, und wobei, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, die Temperatursteuerungseinrichtung einen Steuerungsparameter in der PI-Steuerungseinrichtung auf einen voreingestellten Wert einstellt.
Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: eine Temperatursteuerungseinrichtung, die eine Temperatursteuerungseinstellung gemäß einem Gehäusedruck einstellt, wobei die Temperatursteuerungseinrichtung eine zweite Korrektureinrichtung aufweist, die eine Änderungsrate des Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel berechnet, eine Korrekturgröße gemäß der Änderungsrate berechnet, und einen Schaufeldurchlauftemperatur-Einstellwert oder einen Abgastemperatur-Einstellwert der Turbine, der auf Basis der Temperatursteuerungseinstellung erzeugt ist, korrigiert.
Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn sich das IGV-Prioritätsöffnungsflag von einem aktivierten Zustand zu einem deaktivierten Zustand ändert, die IGV-Steuerungsflag-Erzeugungseinrichtung das IGV-Prioritätsöffnungsflag nach einer bestimmten Verzögerung deaktiviert.
Gasturbinen-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist, die Brennstoffströmung gemäß dem Öffnungsgrad der Einlassleitschaufel erhöht wird.
Gasturbine, aufweisend: einen Kompressor, der mit einer Einlassleitschaufel an einer vorderen Stufe versehen ist, eine Brennkammer, die ein Verbrennungsgas erzeugt, indem ihr Brennstoff und komprimierte Luft von dem Kompressor zugeführt wird, eine Turbine, die durch das in der Brennkammer erzeugte Verbrennungsgas rotiert wird, einen Energiegenerator, der durch die Rotation der Turbine angetrieben wird, und die Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Gasturbinen-Steuerungsverfahren zum Antreiben eines Energiegenerators, indem eine Turbine unter Verwendung von Verbrennungsgas rotiert wird, das in einer Brennkammer als Ergebnis einer Zufuhr von Brennstoff und komprimierter Luft von einem Kompressor zu der Brennkammer erzeugt wird, welcher mit einer Einlassleitschaufel an einer vorderen Stufe versehen ist, wobei das Gasturbinen-Steuerungsverfahren aufweist: einen IGV-Steuerungsflag-Erzeugungsschritt zum Aktivieren eines IGV-Prioritätsöffnungsflags, wenn eine Ausgabe der Gasturbine zu erhöhen ist, und einen Einlassleitschaufel-Öffnungsgrad-Einstellschritt zum Einstellen eines Öffnungsgrads der Einlassleitschaufel, sodass er größer ist als zuvor, wenn das IGV-Prioritätsöffnungsflag aktiviert ist.