DE112018006836T5 - Treibstoffversorgungssystem, Gasturbine, Stromerzeugungsanlage, Steuerungsverfahren und -programm - Google Patents

Abstract

Ein Gasturbinen-Treibstoffversorgungssystem umfasst einen Treibstoffzufuhr-Strömungskanal, der einen Brenngasheizer umfasst, der Treibstoff erhitzt und den durch den Brenngasheizer erhitzten Treibstoff einer ersten Düse und einer zweiten Düse zuführt, einen Bypass-Strömungskanal, der den Treibstoff der ersten Düse zuführt, ohne den Treibstoffzufuhr-Strömungskanal zu durchlaufen, und ein Bypass-Treibstoff- Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das eine Durchflussrate des in dem Bypass-Strömungskanal strömenden Treibstoffs einstellt.

Description

• [Technisches Gebiet]
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Treibstoffversorgungssystem, eine Gasturbine, eine Stromerzeugungsanlage, ein Steuerungsverfahren und ein Programm.
• Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-003422 , die am 12. Januar 2018 eingereicht wurde, beansprucht und deren Inhalt wird hier durch Verweis aufgenommen.
• [STAND DER TECHNIK]
• Ein Gasturbinen-Kombikraftwerk (GTCC), das elektrischen Strom durch den Betrieb einer Gasturbine und den Betrieb einer Dampfturbine unter Verwendung von Dampf erzeugt, der mit der von der Gasturbine abgegebenen Abwärme erzeugt wird, wurde bereitgestellt. Wenn während des Betriebs eines solchen Kraftwerks ein Notfall eintritt, kann ein als Lastzurückweisung bezeichneter Vorgang durchgeführt werden, bei dem eine Last abgeschaltet und der Betrieb fortgesetzt wird. Wenn eine Last abgeschaltet wird, erhöht sich die Drehgeschwindigkeit der Gasturbine. Um einen übermäßigen Anstieg der Drehgeschwindigkeit zu verhindern, kann zu diesem Zeitpunkt eine Steuerung zur schnellen Verringerung der Treibstoffmenge, die einer Brennkammer zugeführt wird, und zur Drosselung der Drehgeschwindigkeit auf einen vorgegebenen Schwellenwert oder weniger durchgeführt werden. Die Gasturbine kann mehrere Treibstoffzufuhrsysteme mit unterschiedlichen Funktionen umfassen. In einer solchen Gasturbine mit mehreren Treibstoffzufuhrsystemen kann selbst dann, wenn eine zugeführte Treibstoffmenge zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung schnell verringert wird, eine Steuerung zur Erhöhung einer Treibstoffmenge durchgeführt werden, die einem Pilotsystem zugeführt wird, das Flammen liefert, die als Pilotflammen dienen, um eine Fehlzündung in der Brennkammer zu verhindern.
• Im Stand der Technik beschreibt Patentliteratur 1 ein Steuerungsverfahren zur Erhöhung der einem Pilotsystem zugeführten Treibstoffmenge durch Bereitstellung eines Treibstoffspeichers stromaufwärts eines Ventils, das die einem Pilotsystem zugeführte Treibstoffmenge einstellt, zur Speicherung von Brenngas im Treibstoffspeicher im Voraus und zur Zufuhr von Treibstoff aus dem Treibstoffspeicher zum Zeitpunkt des Startens einer Gasturbine oder zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung.
• [Zitierliste]
• [Patentliteratur]
• [Patentliteratur 1]
• Veröffentlichte japanische Übersetzung Nr. 2013-545022 der internationalen PCT-Veröffentlichung
• [Zusammenfassung der Erfindung]
• [Technisches Problem]
• Kürzlich wurde ein Versorgungsdruck des Treibstoffs, der einer Brennkammer zugeführt wird, auf einen niedrigen Druck begrenzt, um die Kosten zu senken oder ähnliches. Wenn es in solchen Anlagen zu einer Lastzurückweisung kommt, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass eine für die Aufrechterhaltung der Flammen ausreichende Treibstoffmenge nicht geliefert wird, weil der ursprüngliche Treibstoffversorgungsdruck nicht ausreicht, selbst wenn die Absicht besteht, die einem Pilotsystem zugeführte Treibstoffmenge zu erhöhen.
• Die Erfindung bietet ein Treibstoffversorgungssystem, eine Gasturbine, eine Stromerzeugungsanlage, ein Steuerungsverfahren und ein Programm, das das oben genannte Problem lösen kann.
• [Lösung des Problems]
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Treibstoffversorgungssystem vorgesehen, das Folgendes umfasst: einen Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr, der einen Treibstoff-Gasheizer enthält, der den Treibstoff einer Gasturbine erhitzt und den durch den Treibstoff-Gasheizer erhitzten Treibstoff einer ersten Düse und einer zweiten Düse zuführt, einen Bypass-Strömungskanal, der den Treibstoff der ersten Düse zuführt, ohne durch den Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr zu gehen, und ein Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil das eine Flussrate des im Bypass-Strömungskanal fließenden Treibstoffs einstellt.
• In dem erfindungsgemäßen Treibstoffversorgungssystem kann eine Dichte des Treibstoffs, der der ersten Düse über den Bypass-Strömungskanal zugeführt wird, höher sein als eine Dichte des Treibstoffs, der der ersten Düse über den Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr zugeführt wird.
• Im Treibstoffversorgungssystem kann nach dem erfindungsgemäßen Aspekt ein Druckverlust im Bypass-Strömungskanal geringer sein als ein Druckverlust im Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr.
• Das dem Aspekt der Erfindung entsprechende Treibstoffversorgungssystem kann darüber hinaus einen Entlade-Strömungskanal für die Treibstoffabfuhr, der den Bypass-Strömungskanal und den Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr verbindet, enthalten.
• Im Treibstoffversorgungssystem kann das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zwischen einer Anschlussposition des Strömungskanals für die Treibstoffzufuhr im Bypass-Strömungskanal und einem Verteiler vorgesehen sein, an den die erste Düse angeschlossen ist.
• Im Treibstoffversorgungssystem kann das Bypass-Ventil zur Einstellung der Treibstoffflussrate erfindungsgemäß an einer Position vorgesehen werden, die näher am Verteiler liegt als die Anschlussposition des Auslassdurchflusses.
• Wenn ein Leitungsabstand zwischen dem Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil und einem Verteiler, mit dem die erste Düse verbunden ist, als ein erster Abstand festgelegt ist und ein Leitungsabstand zwischen einem ersten Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das in dem Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr angeordnet ist, und einen Durchfluss des der ersten Düse zugeführten Treibstoffs einstellt, und dem Verteiler als ein zweiter Abstand festgelegt ist, das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil an einer Position vorgesehen ist, an der der erste Abstand gleich oder kleiner als der zweite Abstand ist..
• Das erfindungsgemäße Treibstoffversorgungssystem kann ferner eine Steuervorrichtung zur Einstellung der Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil enthalten.
• Im Treibstoffversorgungssystem kann nach dem erfindungsgemäßen Aspekt ein erstes Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das eine Durchflussmenge des der ersten Düse zugeführten Treibstoffs einstellt, im Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr vorgesehen sein, und die Steuervorrichtung kann das erste Treibstoffflussrateneinstellungsventil und das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zum Zeitpunkt der Abnahme der Last mit einer Öffnung öffnen, die größer ist als die vor der Abnahme der Last der Gasturbine.
• In dem Treibstoffversorgungssystem kann die Steuervorrichtung nach dem erfindungsgemäßen Gesichtspunkt der Erfindung eine Steuerung zum vollständigen Öffnen des ersten Treibstoffflussrateneinstellungsventils für eine vorbestimmte Zeit zum Zeitpunkt des Lastabfalls und zum Öffnen des Bypass- Treibstoffflussrateneinstellungsventils, das sich vor dem Lastabfall in einem geschlossenen Zustand befindet, mit einer vorbestimmten Öffnung zum Zeitpunkt des Lastabfalls durchführen.
• In dem erfindungsgemäßen Treibstoffversorgungssystem kann die Steuervorrichtung die Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil nach der Abnahme der Last auf der Grundlage eines Änderungsindex einer Treibstoffflussrate steuern, der gemäß einer verstrichenen Zeit nach der Abnahme der Last bestimmt wird.
• In dem erfindungsgemäßen Treibstoffversorgungssystem kann die Steuervorrichtung einen Koeffizienten zum Einstellen der Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventils auf der Grundlage eines Treibstoff-Luft-Verhältnisses der ersten Düse und eines Treibstoff-Luft-Verhältnisses der zweiten Düse zum Zeitpunkt der Abnahme der Last und einer Information lernen, die eine Beziehung zwischen dem Treibstoff-Luft-Verhältnis der ersten Düse und dem Treibstoff-Luft-Verhältnis der zweiten Düse anzeigt, bei der eine Fehlzündung auftritt.
• Im Treibstoffversorgungssystem kann erfindungsgemäß die Steuervorrichtung die Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil auf der Grundlage einer Umgebungsbedingung korrigieren, die einen Zustand von Luft anzeigt, die in die Gasturbine gesaugt wird.
• In dem erfindungsgemäßen Treibstoffversorgungssystem kann die Vorrichtung die Steuervorrichtung die Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventils auf der Grundlage eines Treibstoffzustands korrigieren, der ein Merkmal des Treibstoffs anzeigt.
• Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Treibstoffversorgungssystem vorgesehen, einschließlich einen Treibstoffzufuhr-Strömungskanal, der zum Zeitpunkt eines normalen Lastbetriebs einer Gasturbine einer ersten Düse und einer zweiten Düse Treibstoff zuführt; einen Bypass-Strömungskanal, der den Treibstoff der ersten Düse zuführt, ohne den Treibstoffzufuhr-Strömungskanal zu durchlaufen; und ein Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das einen Durchsatz des in dem Bypass-Strömungskanal strömenden Treibstoffs einstellt, wobei das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zum Zeitpunkt des normalen Lastbetriebs geschlossen ist und das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil offen ist, wenn die Last geringer ist als zum Zeitpunkt des normalen Lastbetriebs.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Gasturbine vorgesehen, die Folgendes umfasst: einen Kompressor, eine Brennkammer, eine Turbine und das oben erwähnte Treibstoffversorgungssystem.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Stromerzeugungsanlage bereitgestellt, die Folgendes umfasst: die oben erwähnte Gasturbine, eine Dampfturbine und einen Stromgenerator.
• Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Steuerverfahren vorgesehen, für ein Treibstoffversorgungssystem mit einem Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr, der einen Treibstoff-Gasheizer enthält, der Treibstoff einer Gasturbine erhitzt und den durch den Treibstoff-Gasheizer erhitzten Treibstoff einer ersten Düse und einer zweiten Düse zuführt, einem Bypass-Strömungskanal, der den Treibstoff der ersten Düse zuführt, ohne durch den Strömungskanal für die Treibstoffversorgung zu gehen, und einem Bypass- Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das eine Durchflussmenge des in dem Bypass-Strömungskanal strömenden Treibstoffs einstellt, wobei das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zum Zeitpunkt einer Abnahme der Last der Gasturbine von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand gesteuert wird.
• Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Programm zur Verfügung gestellt, das einen Computer einer Steuervorrichtung eines Treibstoffversorgungssystems veranlasst, das einen Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr, der einen Treibstoff-Gasheizer enthält, der den Treibstoff einer Gasturbine erhitzt und den vom Treibstoff-Gasheizer erhitzten Treibstoff einer ersten Düse und einer zweiten Düse zuführt, einen Strömungskanal für den Bypass, der den Treibstoff der ersten Düse zuführt, ohne den Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr zu durchlaufen, und ein Bypass- Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das eine Flussrate des im Strömungskanal für den Bypass fließenden Treibstoffs einstellt, mit einem Mittel, das das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zum Zeitpunkt eines Lastabfalls der Gasturbine von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand steuert.
• [Vorteilhafte Auswirkungen einer Erfindung]
• Mit dem Treibstoffversorgungssystem, der Gasturbine, der Stromerzeugungsanlage, de Steuerverfahren und dem Programm, die oben beschrieben sind, ist es möglich, eine notwendige Treibstoffzufuhrrate zu sichern und eine Fehlzündung zu verhindern, selbst wenn die Menge des zugeführten Treibstoffs durch schnelles Absenken der Last der Gasturbine verringert wird.
• Figurenliste
• 1 ist ein Systemschema eines Kombikraftwerks (combined cycle power plant) nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
• 2 ist ein erstes Diagramm, das eine normales Steuerverfahren der Treibstoffzufuhr zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung veranschaulicht.
• 3 ist ein zweites Diagramm, das eine normale normales Steuerverfahren der Treibstoffzufuhr zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung veranschaulicht.
• 4 ist ein drittes Diagramm, das eine normale Steuerverfahren der Treibstoffzufuhr zum Zeitpunkt der Lastunterdrückung zeigt.
• 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• 6 ist ein Diagramm, das eine Methode zur Steuerung der Treibstoffzufuhr veranschaulicht, die einem Vormischungs-Pilotsystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zugeführt wird.
• 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• 8 ist ein erstes Diagramm, das ein Beispiel für die Steuerung der Öffnung eines Treibstoffregelventils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• 9 ist ein zweites Diagramm, das ein Beispiel für die Steuerung der Öffnung eines Treibstoffregelventils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• 10 ist ein Diagramm, das die vorteilhaften Auswirkungen der Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• 12 ist ein Diagramm, das Verfahren zur Steuerung von Treibstoff veranschaulicht, der einem Vormischungs-Pilotsystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zugeführt wird.
• 13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• 14 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Steuerung von Treibstoff veranschaulicht, der einem Vormischungs-Pilotsystem gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zugeführt wird.
• 15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Erlernen eines Ventilöffnungs-Einstellkoeffizienten gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• 16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration einer Steuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• [Beschreibung der Ausführungsformen]
• <Erste Ausführungsform>
• Im Folgenden wird ein Steuerverfahren zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschrieben.
• 1 ist ein Systemdiagramm, das ein Kombikraftwerk gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• Wie in 1 dargestellt, umfasst das Gas- und Dampfturbinen-Kombikraftwerk 1 (im Folgenden als Stromerzeugungsanlage 1 bezeichnet) gemäß dieser Ausführungsform eine Gasturbine 10, eine Dampfturbine 20, einen Stromgenerator 40, der zur Verbindung mit einem Rotor 16 der Gasturbine 10 und der Dampfturbine 20 vorgesehen ist, und eine Steuervorrichtung 100, die die Stromerzeugungsanlage 1 steuert.
• Die Gasturbine 10 umfasst eine Einlassleitschaufel (IGV) 15, die eine Luftmenge einstellt, die aus einem Lufteinlasssystem 18 strömt, einen Kompressor 11, der Luft komprimiert, um Druckluft zu erzeugen, ein Abteil 12, in das die Druckluft strömt, einen Brenner 13, der Brenngas bzw. treibstoffgas in die Druckluft mischt und das gemischte Gas verbrennt, um Verbrennungsgas mit hoher Temperatur zu erzeugen, eine Turbine 14, die mit dem Verbrennungsgas einen Rotor 16 rotierend antreibt, einen Treibstofftank P3, mehrere Treibstoffsysteme F1 bis F5, eine Treibstoffleitung L1, die die Treibstoffsysteme F1 bis F5 mit Treibstoff versorgt, und eine Treibstoffleitung L0, die das Treibstoffsystem F1 mit Treibstoff versorgt. In der Treibstoffleitung L1 befinden sich ein Absperrventil V6, ein Filter FL1, ein Abflusseinlass P1, ein Absperrventilauslass P2, ein Brenngasheizgerät (FGH) 23, ein Druckregelventil V7 und ein Druckregelventil V8 zum Steuern eines Treibstoffversorgungsdruck, der von einem Druckversorgungssystem 17 geliefert wird, ein Sicherheitsventil V9 und ein Sicherheitsventil V10.
• Die Vielzahl von Treibstoffsystemen F1 bis F5 umfasst ein Vormischungs-Pilotsystem F1, ein Diffusions-Pilotsystem F2, ein Haupt-A-System F3, ein Haupt-B-System F4 und ein Top-Hat-System F5. Das Vormischungs-Pilotsystem F1 umfasst ein Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1, das eine vom Treibstofftank P3 zugeführte Treibstoffmenge einstellt, einen Vormischungs-Pilotverteiler PP und eine Treibstoffdüse N1, die mit dem Vormischungs-Pilotverteiler PP verbunden ist. Das Diffusions-Pilotsystem F2 umfasst ein Treibstoffflussrateneinstellungsventil V2, das eine vom Treibstofftank P3 zugeführte Treibstoffmenge einstellt, einen Diffusionspilot-Verteiler DP und eine Treibstoffdüse N2, die an den Diffusionspilot-Verteiler DP angeschlossen ist. Das A-Hauptsystem F3 umfasst ein Treibstoffflussrateneinstellungsventil V3, das eine vom Treibstofftank P3 zugeführte Treibstoffmenge einstellt, einen MA Haupt A Verteiler MA und eine Treibstoffdüse N3, die an den MA Haupt A Verteiler MA angeschlossen ist. Das Hauptsystem B F4 enthält ein Treibstoffflussrateneinstellungsventil V4, das eine vom Treibstofftank P3 gelieferte Treibstoffmenge einstellt, einen Verteiler MB und eine Treibstoffdüse N4, die an den Verteiler MB angeschlossen ist. Das Top-Hat-System F5 enthält ein Treibstoffflussrateneinstellungsventil V5, das eine vom Treibstofftank P3 zugeführte Treibstoffmenge einstellt, einen Verteiler THA und eine Treibstoffdüse N5, die an den Verteiler THA angeschlossen ist.
• Das Vormischungs-Pilotsystem F1 führt eine Vormischungsverbrennung durch, um eine Verringerung der NOx-Emissionen der Brennkammer 13 zu erreichen. Das Diffusions-Pilotsystem F2 führt eine diffundierende Verbrennung durch, um eine Flammenstabilisierung zu erreichen. Das A-Hauptsystem F3 und das B-Hauptsystem F4 sind Haupt-Treibstoffsysteme, die vorgemischtes Gas auf der Grundlage der Größe der Last der Gasturbine 10 liefern. Das Top-Hat-System F5 versprüht Brenngas von einer stromaufwärts gelegenen Seite der Brennkammer 13 (der Seite der Abteilung 12), um eine Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrades oder eine Flammenstabilisierung zu erreichen. Die Steuervorrichtung 100 steuert die Treibstoffmengen, die von den mehreren Treibstoffsystemen F1 bis F5 zugeführt werden, auf der Grundlage der Last oder des Betriebszustands der Gasturbine 10.
• In der Treibstoffleitung L0 befinden sich ein Filter FL0, ein Abflussauslass P0 und Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0, mit dem die dem Vormischungs-Pilotverteilern PP zugeführte Treibstoffratemenge eingestellt wird. Die Treibstoffleitung L0 ist eine typische Konfiguration der Gasturbine 10 gemäß dieser Ausführungsform, und da die Treibstoffleitung L0 das Brenngasheizgerät 23, die Ventile u.a. umgeht, hat der durch die Treibstoffleitung L0 fließende Treibstoff einen geringeren Druckverlust als der durch die Treibstoffleitung L1 fließende Treibstoff. Der durch die Treibstoffleitung L0 geführte Treibstoff wird durch das Brenngasheizgerät 23 nicht erwärmt und hat daher eine niedrigere Temperatur und eine höhere Dichte als der über die Treibstoffleitung L1 zugeführte Treibstoff. Das heißt, dem Vormischungs-Pilotverteilern PP wird Treibstoff von zwei Systemen zugeführt, d.h. der Treibstoff, der durch die Treibstoffleitung L0 fließt und dessen Flussrate durch das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 eingestellt wird, und der Treibstoff, der durch die Treibstoffleitung L1 fließt und dessen Flussrate durch das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 eingestellt wird, und der Treibstoff, der von der Seite der Treibstoffleitung L0 zugeführt wird, hat eine niedrigere Temperatur, eine höhere Dichte und einen höheren Druck als der Treibstoff, der von der Seite der Treibstoffleitung L1 zugeführt wird. Da der von der Seite der Treibstoffleitung L0 zugeführte Treibstoff eine höhere Dichte und einen höheren Druck hat, kann von der Seite der Treibstoffleitung L0 eine größere Menge Treibstoff zugeführt werden als von der Seite der Treibstoffleitung L1.
• Eine Leitung L3, die den Abflussauslass P0 und den Abflussauslass P1 verbindet, dient dazu, den Abfluss in die Treibstoffleitung L1 abzuführen, um zu verhindern, dass sich Treibstoff in der Treibstoffleitung L0 ansammelt. Eine Flussrate des über die Leitung L3 in die Treibstoffleitung L1 zugeführten Treibstoffs ist auf eine geringe Menge begrenzt.
• Das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 ist an einer Stelle zwischen dem Abflussauslass P0 und dem Vormischungs-Pilotverteiler PP vorgesehen und wird vorzugsweise an einer Stelle angebracht, die so nahe wie möglich am Vormischungs-Pilotverteiler PP liegt. Das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 kann z.B. an einer Position vorgesehen werden, die näher an dem Vormischungs-Pilotverteiler PP als am Abflussauslass P0 liegt. Wenn ein Rohrleitungsabstand zwischen dem Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 und dem Vormischungs-Pilotverteiler PP als ein erster Abstand und ein Rohrleitungsabstand zwischen dem Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 und dem Vormischungs-Pilotverteiler PP als ein zweiter Abstand definiert ist, kann das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 an einer Position vorgesehen sein, an der der erste Abstand und der zweite Abstand gleich sind, oder an einer Position, an der der erste Abstand kleiner als der zweite Abstand ist. Der Grund dafür, dass das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 vorzugsweise an einer Position in der Nähe des Vormischungs-Pilotverteilers PP vorgesehen ist, liegt darin, dass der Treibstoff schnell zugeführt werden kann, nachdem das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 geöffnet wurde.
• Ein Abgaskanal der Turbine 14 ist mit einem Wärmerückgewinnungs-Dampferzeuger 21 der Dampfturbine 20 verbunden.
• Die Dampfturbine 20 erzeugt Dampf aus dem Wärmerückgewinnungs-Dampferzeuger 21 unter Verwendung der von der Turbine 14 abgegebenen Abwärme und treibt mit dem Dampf die Turbine 22 rotierend an.
• Der Wärmerückgewinnungs-Dampferzeuger 21 und der Brenngasheizgerät 23 sind über eine Heizwasser-Zufuhrleitung L2 miteinander verbunden. Der Brenngasheizgerät 23 erhöht die Temperatur des Treibstoffs, die gleich oder niedriger als 100 Grad ist, auf mehrere hundert Grad, um den Wärmewirkungsgrad in der Brennkammer 13 zu erhöhen. Der Brenngasheizgerät 23 wird über die Heizwasserzuleitung L2 mit erwärmtem Wasser aus dem Wärmerückgewinnungs-Dampferzeuger 21 versorgt. Im Brenngasheizgerät 23 tauschen das erwärmte Wasser und der in der Treibstoffleitung L1 fließende Treibstoff Wärme miteinander aus. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Wärme vom erwärmten Wasser zum Treibstoff und die Temperatur des Treibstoffs steigt. Nach dem Brenngasheizgerät 23 (stromabwärts in Strömungsrichtung des Treibstoffs) ist ein Temperaturfühler vorgesehen, der nicht abgebildet ist, und die Steuervorrichtung 100 steuert die vom Temperaturfühler gemessene Treibstofftemperatur so, dass sie eine gewünschte Temperatur erreicht. Der Temperatursensor ist stromabwärts vom Abflussauslass P1 vorgesehen, und die Temperatur des Treibstoffs einschließlich des Treibstoffstroms, der aus der Treibstoffleitung L3 fließt, wird gesteuert.
• Im Brenngasheizgerät 23 sind ein Wärmetauscher (nicht abgebildet), in dem das erwärmte Wasser und der Treibstoff Wärme austauschen, und ein Bypass-Strömungskanal für den Treibstoff vorgesehen, der den Wärmetauscher umgeht. Die Steuervorrichtung 100 steuert die Temperatur des Treibstoffs so, dass sie sich in einem vorgegebenen Bereich befindet, indem sie einen Strömungskanal des Treibstoffs zwischen dem Bypass-Strömungskanal und der Seite des Wärmetauschers umschaltet. Die für diese Ausführung spezifische Treibstoffleitung L0 ist ein Strömungskanal, der die gesamte Treibstoffleitung L1 (das Brenngasheizgerät 23 und verschiedene Ventile) umgeht und im Gegensatz zum Bypass-Strömungskanal des Wärmetauschers, der im Brenngasheizgerät 23 vorgesehen ist, an den Vormischungs-Pilotverteiler PP angeschlossen ist. Der in der Treibstoffleitung L0 fließende Treibstoff wird von der Temperaturregelung durch das Brenngasheizgerät 23 nicht beeinflusst und nicht auf eine hohe Temperatur erwärmt. Dementsprechend ist die Dichte des in der Treibstoffleitung L0 strömenden Treibstoffs höher als die Dichte des in der Treibstoffleitung L1 strömenden Brenngases.
• Ein Beispiel für ein normales Steuerverfahren der Treibstoffzufuhr zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 2 bis 4 zusammen mit 1 beschrieben. Eine übliche Gasturbine umfasst nicht die Treibstoffleitung L0.
• 2 ist ein erstes Diagramm, das ein normales Steuerverfahren zur Treibstoffzufuhr zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung veranschaulicht.
• 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Änderung eines Gesamt-Treibstoffflussraten-Steuerbefehlswerts (ein Steuersignalausgang (CSO)) mit dem Zeitablauf nach der Lastzurückweisung zeigt. Wenn die Lastzurückweisung zum Zeitpunkt T0 auftritt, wie in der Zeichnung dargestellt, verringert die Steuervorrichtung 100 sofort den Wert des CSO, um einen Anstieg der Drehgeschwindigkeit der Gasturbine 10 zu dämpfen. Danach passt die Steuervorrichtung 100 den CSO-Wert so an, dass die Drehgeschwindigkeit einen vorgegebenen Zielwert erreicht (z.B. die gleiche Drehgeschwindigkeit wie zum Zeitpunkt des Nennbetriebs).
• 3 ist ein zweites Diagramm, das ein normales Steuerverfahren der Treibstoffzufuhr zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung veranschaulicht.
• Ein Beispiel für Details der in 2 dargestellten CSO ist in 3 dargestellt. Ein Diagramm MA zeigt einen Anteil des Treibstoffs an, der dem Hauptsystem A F3 zugeführt wird. Ein Diagramm MB zeigt einen Anteil des Treibstoffs an, der dem Hauptsystem B F4 zugeführt wird. Ein Diagramm PP zeigt einen Anteil des Treibstoffs an, der dem Vormischungs-Pilotsystem F1 zugeführt wird. Ein Diagramm THA zeigt einen Anteil des Treibstoffs an, der dem Top-Hat-System F5 zugeführt wird. Das Diffusions-Pilotsystem F2 wird zum Zeitpunkt des Starts o.ä. verwendet und wird während des Betriebs nicht mit Treibstoff versorgt. Wenn, wie in der Zeichnung dargestellt, zum Zeitpunkt T0 eine Lastzurückweisung erfolgt, schließt die Steuervorrichtung 100 das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V4 des Haupt B-Systems F4 und das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V5 des Top-Hat-Systems F5 vollständig. Die Steuervorrichtung 100 verringert die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V3 des Haupt A-Systems F3 (die Kurve MA) und öffnet das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 des Vormischungs-Pilotsystems F1 vollständig (die Kurve PP). Dementsprechend wird eine der Brennkammer 13 zugeführte Treibstoffmenge verringert, um deren Drehgeschwindigkeit zu drosseln, eine dem Vormischungs-Pilotsystem F1 zugeführte Treibstoffmenge wird erhöht und die Pilotflammen der Brennkammer 13 werden aufrechterhalten.
• Die Beziehungen zwischen einem Treibstoff-Luft-Verhältnis des Haupt-A-Systems F3, einem Treibstoff-Luft-Verhältnis des Vormischungs-Pilotsystems F1 und einer Fehlzündung werden im Folgenden beschrieben.
• 4 ist ein drittes Diagramm, das ein normales Steuerverfahren zur Treibstoffzufuhr zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung veranschaulicht.
• Ein Diagramm C1 und ein Diagramm C2 in 4 zeigen eine Beziehung zwischen einem Treibstoff-Luft-Verhältnis von Brenngas, das aus der Treibstoffdüse N1 des Vormischungs-Pilotsystems F1 (ein Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis) gesprüht wird, und einem Treibstoff-Luft-Verhältnis von Brenngas, das aus der Treibstoffdüse N3 des Haupt-A-Systems F3 (ein Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis) nach der Lastunterdrückung gesprüht wird.
• Ein Diagramm Cri zeigt einen Wert an, der als Schwellenwert für die Bestimmung dient, ob die Flammen im Vormischungs-Pilotsystem F1 fehlzünden werden (ein Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium). Wenn das Vormischungspilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis an mindestens einem Punkt gleich oder größer als das Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium wird, ist es möglich, eine Fehlzündung in der Treibstoffdüse N1 zu verhindern.
• Wenn die Lastzurückweisung wie oben beschrieben erfolgt, erfolgt die Steuerung der Drosselung der Leistung der Gasturbine 10 und das Erreichen der Flammenstabilisierung der Brennkammer 13, indem eine vom Hauptsystem B F4, dem Diffusions-Pilotsystem F2 und dem Top-Hat-System F5 zugeführte Treibstoffmenge auf Null gesetzt wird, eine vom Hauptsystem A F3 zugeführte Treibstoffmenge verringert und eine vom Vormischungs-Pilotsystem F1 zugeführte Treibstoffmenge erhöht wird.
• Das Diagramm C1 zeigt einen Zustand an, in dem das Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis zunimmt und das Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium nach der Lastzurückweisung erreicht. Wenn das durch das Diagramm C1 angezeigte Treibstoff-Luft-Verhältnis in zwei Systemen realisiert werden kann, durch die die Treibstoffzufuhr nach der Lastzurückweisung fortgesetzt wird, ist es möglich, eine Fehlzündung zu verhindern. Wenn andererseits eine Treibstoffmenge, die von der Treibstoffdüse N1 des Vormischungs-Pilotsystems F1 zugeführt wird, nicht ausreicht und das Verhältnis zwischen den Treibstoff-Luft-Verhältnissen in den beiden Treibstoffsystemen nach der Lastzurückweisung das durch die Kurve C2 angezeigte Verhältnis erreicht, wird der Wert des Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnisses der Kurve C2 gleich oder kleiner als das Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium (die Kurve Cri) und damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Fehlzündung in der Treibstoffdüse N1 auftritt. Wenn eine Fehlzündung auftritt, kann der Betrieb nach der Lastzurückweisung nicht realisiert werden. Ob eine Fehlzündung während des Betriebs auftritt, lässt sich z.B. anhand eines Flammenwächters, einer Abgastemperatur, einer Schaufelwegtemperatur o.ä. feststellen, und die Ventilöffnungen des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 und des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V3 werden aus dem Verhältnis zwischen dem Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis und dem Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis berechnet, bei dem das in 4 dargestellte Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium in der Vorprüfung erfüllt ist. Die Steuervorrichtung 100 steuert das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 und das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V3 auf der Grundlage der Ventilöffnungen, die wie oben beschrieben berechnet werden.
• Beispielsweise besteht in Anlagen, in denen der Treibstoffversorgungsdruck des Druckversorgungssystems 17 nicht ausreicht, selbst wenn die Öffnungen des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 und des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V3 nach der Lastzurückweisung auf der Grundlage der wie oben beschrieben berechneten Ventilöffnungen gesteuert werden, die Wahrscheinlichkeit, dass eine Treibstoffmenge, die von der Treibstoffdüse N1 zugeführt wird, nicht ausreicht und das Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis das Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium nicht erreicht.
• Andererseits ist in dieser Ausführungsform die Treibstoffleitung L0 für die Zufuhr einer ausreichenden Menge Treibstoff zum Vormischungs-Pilotsystem F1 nach der Lastzurückweisung unabhängig von der Treibstoffleitung L1 vorgesehen. Die Steuervorrichtung 100 schließt das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 zum Zeitpunkt des normalen Lastbetriebs (z.B. wenn die Last im Bereich von 40% bis 100% liegt) und führt keinen Treibstoff über die Treibstoffleitung L0 zu. Andererseits wird bei einer Lastzurückweisung das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 der Treibstoffleitung L0 zusätzlich zur Steuerung zum vollständigen Öffnen des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 der Treibstoffleitung L1 geöffnet.
• Dann wird dem Vormischungs-Pilotsystem F1 über die Treibstoffleitung L0 Treibstoff mit hoher Dichte mit einem relativ hohen Versorgungsdruck zugeführt, in dem ein geringerer Druckverlust als in der Treibstoffleitung L1 auftritt. Dementsprechend ist es auch in Anlagen, in denen der Treibstoffversorgungsdruck des Druckversorgungssystems 17 niedrig ist, möglich, eine Treibstoffmenge zu sichern, die dem Vormischungs-Pilotsystem F1 zugeführt wird, und eine Fehlzündung zu vermeiden.
• Die Steuervorrichtung 100 stellt die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 auch nach der Lastzurückweisung ein, um die Treibstoffmenge zu realisieren, bei der das Verhältnis zwischen dem Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis und dem Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis das durch das Diagramm C1 in 4 angezeigte Verhältnis erreicht.
• 4 zeigt das Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Index des Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnisses und einem Index des Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnisses anzeigt. Das in 4 dargestellte Diagramm kann auf ähnliche Weise als Beziehung zwischen einem berechneten Wert einer Flammentemperatur des Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnisses F1 und einem berechneten Wert einer Flammentemperatur des Haupt-A-Systems F3 ausgedrückt werden.
• Im Folgenden wird die Steuerung der Lastzurückweisung der Steuervorrichtung 100 beschrieben.
• 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für die Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Wie in der Zeichnung dargestellt, umfasst die Steuervorrichtung 100 eine Lastzurückweisungserfassungseinheit 101, eine Treibstoffsteuereinheit 102, eine Steuereinheit für das Vormischungs-Bypassventil 103, einen Zeitgeber 104 und eine Speichereinheit 105.
• Die Lastzurückweisungserfassungseinheit 101 erkennt die Lastzurückweisung. Beispielsweise erfasst die Lastzurückweisungserfassungseinheit 101 ein Lastzurückweisungssignal, das anzeigt, dass eine Last während des Betriebs der Gasturbine 10 abgeschaltet wurde.
• Die Treibstoffsteuereinheit 102 steuert eine zugeführte Treibstoffmenge, die von den Treibstoffdüsen N1 bis N5 über die Treibstoffleitung L1 versprüht wird. Wenn z.B. die Lastzurückweisungserfassungseinheit 101 eine Lastzurückweisung feststellt, führt die Treibstoffsteuereinheit 102 die Steuerung so durch, dass die Drehgeschwindigkeit der Gasturbine 10 gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert wird und die Menge des zugeführten Treibstoffs, der aus den Treibstoffdüsen N1 bis N5 gesprüht wird, gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Menge des zugeführten Treibstoffs wird. Wenn beispielsweise eine Lastzurückweisung auftritt, führt die Treibstoffsteuereinheit 102 eine Steuerung zum vollständigen Schließen der Treibstoffflussrateneinstellungsventile V2, V4 und V5, zum Verringern der Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V3 im Vergleich zu der zum Zeitpunkt des normalen Lastbetriebs und zum vollständigen Öffnen des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 für eine vorbestimmte Zeit durch.
• Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 steuert das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 der Treibstoffleitung L0. Insbesondere schließt die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 zum Zeitpunkt eines normalen Lastbetriebs vollständig. Wenn die Lastzurückweisungserfassungseinheit 101 eine Lastzurückweisung feststellt, steuert die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand und stellt die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 so ein, dass das Treibstoff-Luft-Verhältnis des vorgemischten Brenngases aus der Treibstoffdüse N1 in der Brennkammer 13 gleich oder größer als ein vorbestimmtes Treibstoff-Luft-Verhältnis (ein Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium) wird, bei dem das Auftreten einer Fehlzündung vermieden werden kann.
• Der Zeitgeber 104 misst die Zeit.
• Die Speichereinheit 105 speichert verschiedene Arten von Informationen wie z.B. Funktionen, die zur Berechnung der Öffnungen der Treibstoffflussrateneinstellungsventile V0 bis V5 nach der Lastzurückweisung erforderlich sind.
• Die Ausführungsform 100 verfügt über verschiedene Funktionen, die mit der Steuerung der Gasturbine 10 und der Dampfturbine 20 verbunden sind, und die Beschreibung von Funktionen, die nicht mit dieser Ausführungsform verbunden sind, wird weggelassen.
• 6 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Steuerung des Treibstoffs veranschaulicht, der dem Vormischungs-Pilotsystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zugeführt wird.
• Der Zeitgeber 104 misst eine verstrichene Zeit nach der Lastzurückweisung und gibt die gemessene verstrichene Zeit an die Treibstoffsteuereinheit 102 und die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 aus. Die Treibstoffsteuereinheit 102 berechnet die CSO auf der Grundlage einer Ziellast o.ä. nach der Lastzurückweisung.
• Die Treibstoffsteuereinheit 102 hat z.B. eine Funktion Fx102 zur Bestimmung der Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 auf der Grundlage der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung und berechnet die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 auf der Grundlage der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung, die vom Zeitgeber 104 und der Funktion Fx102 erfasst wurde. Die Treibstoffsteuereinheit 102 gibt einen Ventilöffnungsbefehlswert aus, der der berechneten Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 entspricht. Beispielsweise gibt die Funktion Fx102 eine Öffnung aus, die anzeigt, dass das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 für einen vorbestimmten Wert (z.B. 0,5 Sekunden) zwischen 0 Sekunden und 1 Sekunde nach der Lastzurückweisung vollständig geöffnet und dann vollständig geschlossen ist. Das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 wird für eine vorbestimmte Zeit nach der Lastzurückweisung vollständig geöffnet, um eine Verzögerung auszugleichen, bis das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 geöffnet und eine erforderliche Treibstoffflussrate realisiert ist, da es notwendig ist, der Treibstoffdüse N1 des Vormischungs-Pilotsystems F1 eine ausreichende Treibstoffmenge zuzuführen, um die Flammen der Brennkammer 13 zu stabilisieren. Die Treibstoffsteuereinheit 102 öffnet das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 vollständig, so dass eine zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung von der Treibstoffdüse N1 zugeführte Treibstoffmenge gesichert werden kann.
• Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 hat z.B. eine Funktion Fx103 zur Berechnung eines Änderungsindexes, der eine Änderung einer notwendigen Menge an zugeführtem Treibstoff auf der Grundlage der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung anzeigt, und berechnet einen Änderungsindex der Treibstoff-Flussrate, der der verstrichenen Zeit entspricht, auf der Grundlage der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung, die vom Zeitgeber 104 erfasst wurde, und der Funktion Fx103. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 berechnet einen Treibstoffflusszielwert durch Multiplikation des CSO, der eine nach der Lastzurückweisung erforderliche und von der Treibstoffsteuereinheit 102 berechnete Gesamt-Treibstoffflussrate angibt, mit einem Vormischungs-Pilotverhältnis.
• Hier ist das Vormischungs-Pilotverhältnis ein Wert, der angibt, welcher Anteil der Gesamt-Treibstoffflussrate nach der Lastzurückweisung dem Vormischungs-Pilotsystem F1 zuzuordnen ist. Analog dazu wird ein Hauptverhältnis bestimmt, das angibt, welcher Anteil des Gesamt-Treibstoffflussrate nach der Lastzurückweisung dem Haupt-A-System F3 zuzuordnen ist. Diese Werte werden auf der Grundlage des in 4 dargestellten Kriteriums des Treibstoff-Luft-Verhältnisses bestimmt.
• Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 berechnet einen Treibstoffflussratenzielwert, der einer über das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 zugeführten Treibstoffmenge entspricht, entsprechend der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung, indem der Änderungsindex, der eine zeitliche Änderung des Treibstoffdurchflusses anzeigt, mit dem Treibstoffflussratenzielwert multipliziert wird. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 gibt einen Ventilöffnungs-Zielwert aus, der dem berechneten Sollwert oder Zielwert für die Treibstoffflussrate entspricht.
• Die Treibstoffsteuereinheit 102 berechnet auf der Grundlage der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung, der Funktion Fx103, der CSO und des Hauptverhältnisses eine vom Haupt-A-System F3 nach der Lastzurückweisung zugeführte Treibstoffmenge.
• Auf diese Weise sind das Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis und das Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis, wenn die berechnete Menge des vom Vormischungs-Pilotsystem F1 zugeführten Treibstoffs und die berechnete Menge des vom Haupt-A-System F3 zugeführten Treibstoffs realisiert werden, so ausgelegt, dass sie das in 4 dargestellte Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium erfüllen.
• 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Steuerung bei der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Ein Steuerablauf der Treibstoffzufuhr für das Vormischungs-Pilotsystem F1 zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung gemäß dieser Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in 7 dargestellte Flussdiagramm beschrieben.
• Zunächst schließt die Treibstoffsteuereinheit 102 zum Zeitpunkt eines normalen Lastbetriebs das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 und das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V2 (ein DiffusionsPilot) und steuert die Treibstoffflussrateneinstellungsventile V1 (ein Vormischungs-Pilot), V3 (ein Haupt-A), V4 (ein Haupt-B) und V5 (ein Top-hat) auf der Grundlage der CSO- und Verteilungsverhältnisse des Treibstoffs zu den Treibstoffsystemen (z.B. Zeit vor T0 in 3) zu den gewünschten Öffnungen. Hier wird angenommen, dass die Lastzurückweisung in der Stromerzeugungsanlage 1 erfolgt. Dann erfasst die Lastzurückweisungserfassungseinheit 101 ein Lastzurückweisungssignal und erkennt die Lastzurückweisung (Schritt S11). Die Lastzurückweisungserfassungseinheit 101 benachrichtigt die Treibstoffsteuereinheit 102 und die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 über das Auftreten der Lastzurückweisung und weist sie an, die Steuerung der Treibstoffzufuhr zur Lastzurückweisung durchzuführen. Dann berechnet die Treibstoffsteuereinheit 102 eine anfängliche Öffnung nach der Lastzurückweisung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 berechnet eine anfängliche Öffnung nach der Lastzurückweisung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 (Schritt S12). Beispielsweise berechnet die Treibstoffsteuereinheit 102 die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 auf 100%. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 berechnet die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 auf der Grundlage der CSO, eines Verteilungsverhältnisses zum Vormischungs-Pilotsystem F1, der Funktion Fx102 und der verstrichenen Zeit wie oben mit Bezug auf 6 beschrieben.
• Dann gibt die Treibstoffsteuereinheit 102 den in Schritt S12 berechneten Ventilöffnungs-Zielwert (die Anfangsöffnung) an das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 aus. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 gibt den berechneten Ventilöffnungs-Sollwert (die Anfangsöffnung) an das Treibstoffstrom-Einstellventil V0 (Schritt S13) aus. Dementsprechend wird Treibstoff mit einer gewünschten Flussrate mit einer relativ hohen Dichte über das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 zugeführt. Es gibt eine Verzögerung, bis das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 bei einer vorbestimmten Öffnung aus einem vollständig geschlossenen Zustand geöffnet wird und Treibstoff durch es hindurch zugeführt wird, und die zwischenzeitliche Zufuhr von Treibstoff an das Vormischungs-Pilotsystem F1 wird durch vollständiges Öffnen des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 ergänzt. Es ist möglich, eine Fehlzündung des Vormischungs-Pilotsystems F1 durch eine solche Steuerung zu verhindern.
• Bei anderen Treibstoffsystemen als dem Vormischungs-Pilotsystem F1 öffnet die Treibstoffsteuereinheit 102 das Einstellventil V3 für die Treibstoffflussrate auf eine Öffnung, die auf einem Wert basiert, der durch Multiplikation des CSO mit dem Verteilungsverhältnis zum Haupt-A-System F3 erhalten wird, und steuert die Öffnungen der Einstellventile V2, V4 und V5 für die Treibstoffflussrate auf 0%.
• Danach wartet die Treibstoffsteuereinheit 102 für eine vorbestimmte Zeit (z.B. 0,5 Sekunden) ab der Lastzurückweisung auf der Grundlage der vom Zeitgeber 104 gemessenen Zeit (Schritt S14) und schließt dann das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 vollständig (Schritt S15).
• Andererseits steuert die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 so, dass das Treibstoff-Luft-Verhältnis des vom Vormischungs-Pilotsystem F1 versprühten Treibstoffs gleich oder größer wird als das Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium, bei dem das Auftreten einer Fehlzündung auf der Grundlage der vom Zeitgeber 104 (Schritt S16) gemessenen Zeit nach der Lastzurückweisung vermieden werden kann. Das Verfahren zur Berechnung der Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 ist das gleiche wie oben unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 führt beispielsweise die Steuerung von Schritt S16 weiter aus, bis eine vorbestimmte Zeit nach der Lastzurückweisung verstrichen ist.
• In ähnlicher Weise stellt die Treibstoffsteuereinheit 102 die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V3 so ein, dass das Verhältnis zwischen dem Treibstoff-Luft-Verhältnis des aus dem Haupt-A-System F3 versprühten Treibstoffs und dem Treibstoff-Luft-Verhältnis des aus dem Vormischungs-Pilotsystem F1 versprühten Treibstoffs zu einem Verhältnis wird, bei dem das Auftreten einer Fehlzündung vermieden werden kann. Die Treibstoffsteuereinheit 102 steuert weiterhin z.B. die Öffnung des Einstellventils für die Treibstoffflussrate V3, bis eine vorbestimmte Zeit nach der Lastzurückweisung verstrichen ist.
• 8 ist ein erstes Diagramm, das ein Beispiel für die Öffnungssteuerung eines Treibstoffregelventils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Änderung der Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 entsprechend den Vorgängen der Schritte S12, S13 und S16 ist in 8 dargestellt. Wenn zur Zeit T0 eine Lastzurückweisung auftritt, wird die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 wie oben mit Bezug auf 6 beschrieben gesteuert, um eine Fehlzündung aufgrund einer schnellen Abnahme der zugeführten Treibstoffmenge zu verhindern. Da Treibstoff mit hoher Dichte vom Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 mit einem geringen Druckverlust zugeführt wird, kann über das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 eine größere Treibstoffmenge zugeführt werden als die Treibstoffmenge, die nach dem Aufheizen über das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 zugeführt wird. Da der Treibstoff der Treibstoffdüse N1 so früh wie möglich nach der Lastzurückweisung zugeführt werden muss, wird das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 vorzugsweise an einer Position in der Nähe des Vormischungs-Pilotverteilers PP vorgesehen, wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben.
• 9 ist ein zweites Diagramm, das ein Beispiel für die Steuerung der Öffnung des Treibstoffregelventils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Änderung der Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V1 entsprechend den Vorgängen der Schritte S12 bis S15 ist in 9 dargestellt. Wie oben beschrieben, ist das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1, bis sich die Treibstoffzufuhr über das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 stabilisiert hat, vollständig geöffnet, um die vom Vormischungs-Pilotsystem F1 gelieferte Treibstoffflussrate zu ergänzen.
• 10 ist ein Diagramm, das die vorteilhaften Auswirkungen der Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• Die Änderung der Treibstoffflussrate, die vom Vormischungs-Pilotsystem F1 vor und nach der Anwendung der Steuerung gemäß dieser Ausführung geliefert wird, ist in 10 dargestellt.
• In den in 10 dargestellten Diagrammen stellt die vertikale Achse eine Treibstoffflussrate und die horizontale Achse die Zeit dar. Ein Diagramm PP1 stellt eine Treibstoffflussrate dar, wenn die Zufuhr von Treibstoff zum Vormischungs-Pilotsystem F1 über die Treibstoffleitung L0 gemäß dieser Ausführungsform hinzugefügt wird. Ein Diagramm PP2 stellt eine Treibstoffflussrate unter der Steuerung gemäß der entsprechenden Ausführungsform dar, bei der die Zufuhr von Treibstoff zum Vormischungs-Pilotsystem F1 über die Treibstoffleitung L0 nicht erfolgt. Wie in 10 dargestellt, ist nach einer Lastzurückweisung zum Zeitpunkt T0 zu sehen, dass die durch das Diagramm PP1 gemäß dieser Darstellung dargestellte Treibstoffflussrate größer ist als die Treibstoffflussrate, die durch das Diagramm PP2 unter der Steuerung gemäß der entsprechenden Darstellung dargestellt wird.
• Mit der Treibstoffleitung L0 nach dieser Ausführungsform kann (1) zuvor erwärmter Treibstoff mit niedriger Temperatur dem Vormischungs-Pilotsystem F1 (2) mit einem verringerten Druckverlust zugeführt werden. Das heißt, (1) Treibstoff mit hoher Dichte kann (2) mit einem hohen Versorgungsdruck über die Treibstoffleitung L0 zugeführt werden. Dementsprechend kann über die Treibstoffleitung L0 eine größere Menge Treibstoff zugeführt werden als über die Treibstoffleitung L1. Dementsprechend ist es mit dem Steuerverfahren nach dieser Ausführungsform möglich, durch Zufuhr von Treibstoff über die Treibstoffleitung L0 in das Vormischungs-Pilotsystem F1 unmittelbar nach der Lastzurückweisung eine Abnahme der Treibstoffflussrate nach der Lastzurückweisung zu verhindern und eine notwendige Treibstoffmenge zu sichern. Es ist auch möglich, die Flammen des Vormischungs-Pilotsystems F1, die als Pilotflammen dienen, zu stabilisieren und eine Fehlzündung zu verhindern. Dementsprechend ist es z.B. auch bei niedrigem Treibstoffversorgungsdruck des Druckversorgungssystems 17 möglich, eine Fehlzündung zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung einzudämmen und den Betrieb nach der Lastzurückweisung erfolgreich durchzuführen.
• <Zweite Ausführungsform>
• Ein Steuerverfahren zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 11 bis 12 beschrieben.
• 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Auf die gleichen Bestandteile in der zweiten Ausführungsform der Erfindung wie in der Stromerzeugungsanlage 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird mit den gleichen Bezugszeichen Bezug genommen, und die Beschreibung derselben wird weggelassen. Eine Steuervorrichtung 100A gemäß der zweiten Ausführungsform enthält zusätzlich zu der Konfiguration gemäß der ersten Ausführungsform eine Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106. Die Ausführungsform 100A enthält eine Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A anstelle der Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103.
• Die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 berechnet einen Korrekturkoeffizienten zur Korrektur der Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0, die von der Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 auf der Grundlage von Umgebungsbedingungen berechnet wird, die Zustände der in die Gasturbine angesaugten Luft anzeigen, wie z.B. eine atmosphärische Temperatur, einen atmosphärischen Druck und eine relative Feuchtigkeit. Die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 korrigiert die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 auf der Grundlage von Treibstoffbedingungen, die Merkmale des Treibstoffs wie Treibstoffbrennwert und eine Treibstoffdichte anzeigen. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A berechnet die korrigierte Öffnung, indem sie die Öffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0, die nach dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform berechnet wird, mit dem Korrekturkoeffizienten multipliziert. Die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 enthält Tabellen, in denen der Korrekturkoeffizient in Abhängigkeit von den Umgebungs- oder Treibstoffbedingungen festgelegt ist (z.B. Fx1061 bis Fx1064, die später beschrieben werden).
• 12 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Steuerung des Treibstoffs veranschaulicht, der dem Vormischungs-Pilotsystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zugeführt wird.
• Im Folgenden wird zunächst die Berechnung des Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage der atmosphärischen Temperatur beschrieben, die von den Umgebungsbedingungen einen besonders großen Einfluss hat. Ein Luftmassendurchsatz, der in den Kompressor 11 einströmt, ändert sich in Abhängigkeit von der Atmosphärentemperatur. Steigt z.B. die atmosphärische Temperatur, nimmt die Dichte der Luft ab und der Massenstrom der Luft, die in den Kompressor 11 einströmt, nimmt ab. Selbst wenn Luft mit dem gleichen Volumen wie der verringerte Luftmassenstrom einströmt, verringert sich eine Luftmenge, die der Brennkammer 13 zugeführt wird, und das Treibstoff-Luft-Verhältnis sowie die Flammentemperatur werden beeinflusst. Wenn andererseits die atmosphärische Temperatur sinkt, steigt die Dichte der Luft und der Massenstrom der in den Kompressor 11 eingesaugten Luft nimmt zu. Wenn der Luftmassenstrom zunimmt, nimmt das Treibstoff-Luft-Verhältnis (Treibstoff/Luft) ab und die Flammentemperatur sinkt. Um dies auszugleichen, wird daher die Ventilöffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 auf der Grundlage der atmosphärischen Temperatur korrigiert, um in dieser Ausführung ein angemessenes Treibstoff-Luft-Verhältnis zu realisieren.
• Beispielsweise erfasst die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 die atmosphärische Temperatur in der Nähe des Lufteinlasssystems 18 von einem Temperatursensor (nicht abgebildet), der sich auf der Einlassseite des Kompressors 11 befindet. Die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 berechnet einen Korrekturkoeffizienten K1 der Ventilöffnung, der der aus der Korrekturkoeffizienten-Tabelle Fx1061 ermittelten atmosphärischen Temperatur entspricht. Die horizontale Achse der Korrekturkoeffizienten-Tabelle Fx1061 stellt die atmosphärische Temperatur und die vertikale Achse den Korrekturkoeffizienten der Ventilöffnung dar. Wenn die atmosphärische Temperatur hoch ist, nimmt die Dichte der in den Kompressor 11 einströmenden Luft ab, und daher ist es auch notwendig, einen Treibstoffdurchsatz damit zu verringern. Dementsprechend wird in der Korrekturkoeffiziententabelle Fx1061 der Korrekturkoeffizient K1 so eingestellt, dass er mit steigender Atmosphärentemperatur kleiner wird. Die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 gibt den der Atmosphärentemperatur entsprechenden Korrekturkoeffizienten K1 an die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A aus.
• Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A erfasst die verstrichene Zeit nach der Lastzurückweisung vom Zeitgeber 104 und berechnet den zeitlichen Änderungsindex der Treibstoffflussrate auf der Grundlage der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung mit der Funktion Fx103. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103 berechnet den Änderungsindex 1 durch Multiplikation des Änderungsindex mit dem Korrekturkoeffizienten K1.
• In ähnlicher Weise kann die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 den Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage des atmosphärischen Drucks, der Treibstoffdichte und dem Treibstoffbrennwerte berechnen. Was beispielsweise den atmosphärischen Druck betrifft, so ist der Korrekturkoeffizient (die vertikale Achse) so eingestellt, dass er eine positive Korrelation mit dem atmosphärischen Druck (die horizontale Achse) hat, wie in der Korrekturkoeffiziententabelle Fx1062 dargestellt. Die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 berechnet einen Korrekturkoeffizienten K2 der Ventilöffnung entsprechend dem atmosphärischen Druck aus der Korrekturkoeffiziententabelle Fx1062. Die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 gibt den Korrekturkoeffizienten K2 an die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A aus. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A berechnet den Änderungsindex 2, indem sie den Änderungsindex 1 mit dem Korrekturkoeffizienten K2 multipliziert.
• Hinsichtlich dem Treibstoffbrennwert, wie er in der Tabelle der Korrekturkoeffizienten Fx1063 dargestellt sind, ist der Korrekturkoeffizient (die vertikale Achse) so eingestellt, dass er eine negative Korrelation mit dem Treibstoffbrennwerte (die horizontale Achse) aufweist. Die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 berechnet den Korrekturkoeffizienten K3 der Ventilöffnung entsprechend dem Treibstoffbrennwerte aus der Korrekturkoeffizienten-Tabelle Fx1063. Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A berechnet den Änderungsindex 3 durch Multiplikation des Änderungsindex 2 mit dem Korrekturkoeffizienten K3.
• Hinsichtlich der Treibstoffdichte, wie sie in der Tabelle der Korrekturkoeffizienten Fx1064 dargestellt ist, ist der Korrekturkoeffizient (die vertikale Achse) so eingestellt, dass er eine negative Korrelation mit der Treibstoffdichte (die horizontale Achse) hat. Die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 berechnet den Korrekturkoeffizienten K4 der Ventilöffnung entsprechend der Treibstoffdichte aus der Korrekturkoeffiziententabelle Fxl064. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A berechnet den Änderungsindex 4 durch Multiplikation des Änderungsindex 3 mit dem Korrekturkoeffizienten K4.
• Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A berechnet einen Treibstoffflussratenzielwert γ' entsprechend der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung, indem sie den Änderungsindex α₄ mit dem Treibstoffflussratenzielwert β multipliziert. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A gibt einen Ventilöffnungszielwert für das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 aus, der dem berechneten Treibstoffflussratenzielwert γ' entspricht.
• In 12 sind Beispiele dargestellt, in denen der Korrekturkoeffizient für das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 auf der Grundlage der vier Parameter berechnet wird, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 den Korrekturkoeffizienten zusätzlich auf der Grundlage der Luftfeuchtigkeit berechnen. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt, in der der Korrekturkoeffizient auf der Grundlage aller Parameter berechnet wird, aber die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 kann so konfiguriert werden, dass sie den Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage eines oder mehrerer beliebiger Parameter innerhalb der atmosphärischen Temperatur, des atmosphärischen Drucks, der atmosphärischen Feuchtigkeit, der Treibstoffdichte und dem Treibstoffbrennwerte berechnet, und die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103A kann so konfiguriert werden, dass sie den Ventilöffnungs-Befehlswert des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 durch Multiplikation des Korrekturkoeffizienten mit dem Änderungsindex berechnet. Die Treibstoffsteuereinheit 102 kann die Ventilöffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V3 des Haupt-A-Systems F3 durch Multiplikation mit dem Korrekturkoeffizienten berechnen, der von der Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 berechnet wird.
• Eine Steuerung des Treibstoffflusses für das Vormischungs-Pilotsystem F1 zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung gemäß der zweiten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird bei den Vorgängen der Schritte S12 und S16 der Ventilöffnungszielwert des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 auf der Grundlage der atmosphärischen Temperatur o.ä. wie oben mit Bezug auf 12 beschrieben korrigiert. Der Gesamtprozessablauf oder die Prozesse der anderen Schritte sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform.
• Nach dieser Ausführungsform ist es möglich, die Ventilöffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 auf der Grundlage der atmosphärischen Temperatur, des atmosphärischen Drucks, des Treibstoffbrennwertes und ähnlichem zu berechnen. Dementsprechend ist es möglich, mit verschiedenen Umgebungs- oder Treibstoffbedingungen zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung angemessen umzugehen und eine Fehlzündung zufriedenstellender zu verhindern.
• <Dritte Ausführungsform>
• Eine Steuervorrichtung der Verbrennung einer Gasturbine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 13 bis 15 beschrieben. Die dritte Ausführungsform kann mit jeder der ersten und zweiten Ausführungsform kombiniert werden, und eine Kombination davon mit der ersten Ausführungsform wird im Folgenden beispielhaft dargestellt.
• 13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Auf die gleichen Bestandteile gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wie die Bestandteile der Stromerzeugungsanlage 1 gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform wird mit den gleichen Bezugszeichen Bezug genommen, und eine Beschreibung derselben wird weggelassen. Die Steuervorrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform enthält zusätzlich zur Konfiguration gemäß der ersten Ausführungsform eine Lerneinheit 107. Die Ausführungsform 100B enthält eine Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B anstelle der Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103..
• Die Lerneinheit 107 hat die Funktion, die Ventilöffnung des Einstellventils V0 für die Treibstoffflussrate, die von der Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B berechnet wurde, so einzustellen, dass sie einem tatsächlichen Betrieb der Gasturbine 10 entspricht. Beispielsweise lernt die Lerneinheit 107 einen Anpassungskoeffizienten k(t) auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen dem tatsächlichen Treibstoff-Luft-Verhältnis des Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnisses und dem Treibstoff-Luft-Hauptverhältnis A und einer Differenz zu dem in 4 dargestellten Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium, wenn eine Lastzurückweisung auftritt (eine Lernfunktion 107b). Die Lerneinheit 107 gibt den Anpassungskoeffizienten k(t), der gelernt wurde, wenn die Lastzurückweisung beim nächsten Mal auftritt, an die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B (eine Einstellfunktion 107a) aus.
• Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B berechnet eine angepasste Ventilöffnung, indem sie die nach dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform berechnete Ventilöffnung mit dem Anpassungskoeffizienten k(t) multipliziert.
• 14 ist ein Diagramm, das ein Steuerverfahren des Treibstoffs veranschaulicht, der dem Vormischungs-Pilotsystem gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zugeführt wird.
• (Lernfunktion)
• Im Folgenden wird die Lernfunktion 107b der Lerneinheit 107 beschrieben. Die Lerneinheit 107 berechnet das Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis und das Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis, wann immer eine Lastzurückweisung auftritt. Beispielsweise berechnet die Lerneinheit 107 einen Treibstoffflussrate zur Treibstoffdüse N1 aus Messwerten eines Drucksensors stromaufwärts und eines Drucksensors stromabwärts in Bezug auf die Treibstoffdüse N1 zur Treibstoffdüse N1. Beispielsweise berechnet die Lerneinheit 107 einen Luftdurchsatz zur Treibstoffdüse N1 auf der Grundlage der Öffnung des IGV 15, der atmosphärischen Temperatur, des atmosphärischen Drucks und Ähnlichem. Die Lerneinheit 107 berechnet das der Treibstoffdüse N1 entsprechende Treibstoff-Luft-Verhältnis (das Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis), indem sie den Treibstoffflussrate zur Treibstoffdüse N1 durch den Luftdurchsatz zur Treibstoffdüse N1 dividiert.
• In ähnlicher Weise berechnet die Lerneinheit 107 aus Messwerten der Drucksensoren stromaufwärts und stromabwärts bezüglich der Treibstoffdüse N3 eine Treibstoffflussrate zur Treibstoffdüse N3 und berechnet einen Luftdurchsatz zur Treibstoffdüse N3 auf der Grundlage der Öffnung des IGV 15 oder ähnlichem. Die Lerneinheit 107 berechnet das der Treibstoffdüse N3 entsprechende Treibstoff-Luft-Verhältnis (das Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis), indem sie die Treibstoffflussrate zur Treibstoffdüse N3 durch den Luftdurchsatz zur Treibstoffdüse N3 dividiert. Die Lerneinheit 107 zeichnet das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis und dem Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis in der Speichereinheit 105 auf (ein Diagramm C3 in 14).
• Dann vergleicht die Lerneinheit 107 das Diagramm C3 mit einem im Voraus vorbereiteten Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium Cri und berechnet eine Differenz zwischen beiden, wenn das Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis das Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium Cri nicht erreicht. Die Lerneinheit1 107 berechnet die Differenz C jede verstrichene Zeit nach der Lastzurückweisung und zeichnet die berechnete Differenz C in der Speichereinheit 105 in Korrelation mit der verstrichenen Zeit auf.
• Die Lerneinheit 107 lernt zu jedem Zeitpunkt den Anpassungskoeffizienten, z.B. mit Hilfe von Ausdruck (1). $$\begin{array}{l}\text{k}\left(\text{t}\right)\text{neu}=\text{k}\left(\text{t}\right)\text{jetzt}+\text{K}(\text{Ist}-\text{Vormischungs}-\text{Pilot}-\\ \text{Treibstoff}-\text{Luft}-\text{Verh}\ddot{\text{a}}\text{ltnis}\left(\text{t}\right)-\text{Ziel}-\text{Vormischungs}-\text{Pilot}-\\ \text{Treibstoff}-\text{Luft}-\text{Verh}\ddot{\text{a}}\text{ltni}\text{s}\left(\text{t}\right))\end{array}$$

  
• Hier bezeichnet t die verstrichene Zeit nach der Lastzurückweisung, k(t)new bezeichnet einen neuen Anpassungskoeffizienten zur verstrichenen Zeit t nach dem Lernen, k(t)now bezeichnet einen neuesten Anpassungskoeffizienten zur verstrichenen Zeit t vor dem Lernen, K bezeichnet eine vorbestimmte Konstante zur Definition eines Lerneffekts, das tatsächliche Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis (t) bezeichnet das Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis, das durch die obige Routine zur Zeit t berechnet wird, und das Ziel-Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis (t) einen Wert des Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnisses des Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriteriums Cri bezeichnet, der dem tatsächlichen Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis (t) und dem tatsächlichen Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis(t) entspricht (ein Wert auf der Y-Achse des Diagramms Cri an einer Position mit demselben Wert auf der X-Achse wie das tatsächliche Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis (t)).
• Auf diese Weise ist es durch Lernen des Anpassungskoeffizienten k(t) möglich, den Anpassungskoeffizienten zur Aufrechterhaltung des Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnisses zu erhalten, das das Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium erreicht. Wenn eine Lastzurückweisung auftritt, aktualisiert die Lerneinheit 107 den Wert von k(t).
• (Einstellfunktion)
• Im Folgenden wird die Einstellfunktion 107a der Lerneinheit 107 beschrieben. Wenn beim nächsten Mal eine Lastzurückweisung auftritt, liest die Lerneinheit 107 den neuesten Anpassungskoeffizienten k(t), der als Ergebnis des Lernens auf der Grundlage der vom Zeitgeber 104 gemessenen verstrichenen Zeit in Bezug auf die Speichereinheit 105 ermittelt wurde, und erhält ihn. Der von der Lerneinheit 107 erfasste Anpassungskoeffizient k(t) wird an die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B ausgegeben.
• Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B erfasst die verstrichene Zeit nach der Lastzurückweisung und berechnet den Änderungsindex der Treibstoff-Flussrate auf der Grundlage der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung unter Verwendung der Funktion Fx103. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B berechnet einen Änderungsindex α'', indem sie den Änderungsindex β mit dem Anpassungskoeffizienten k(t) für jede verstrichene Zeit multipliziert. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B berechnet einen Treibstoff-Durchfluss-Sollwert γ'' entsprechend der verstrichenen Zeit nach der Lastzurückweisung, indem sie den Änderungsindexα''' mit dem Treibstoffflussratenzielwert β multipliziert. Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B gibt den Ventilöffnungs-Sollwert für das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 aus, der dem berechneten Treibstoffflussratenzielwert γ'' v0 entspricht.
• Die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B kann den Ventilöffnungs-Sollwert für das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen oder den Treibstoffbedingungen durch zusätzliche Multiplikation mit dem Korrekturkoeffizienten korrigieren, der auf der atmosphärischen Temperatur, dem atmosphärischen Druck, der atmosphärischen Feuchtigkeit, der Treibstoffdichte und dem Treibstoffbrennwert basiert, die von der Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 gemäß der zweiten Ausführungsform berechnet werden.
• Eine Steuerung des Treibstoffzufuhrstroms des Vormischungs-Pilotsystems F1 zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung gemäß der dritten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird in den Prozessen der Schritte S12 und S16 der Ventilöffnungs-Befehlswert des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 auf der Grundlage des Einstellkoeffizienten wie oben mit Bezug auf 14 beschrieben korrigiert. Der Gesamtprozessablauf oder die Abläufe der anderen Schritte sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird ein Prozessablauf der Lernfunktion 107b beschrieben.
• 15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Prozess des Erlernens eines Ventilöffnungs-Einstellkoeffizienten gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Zunächst wird angenommen, dass die Lastzurückweisung im Kraftwerk 1 erfolgt. Dann stellt Lastzurückweisungserfassungseinheit 101 die Lastzurückweisung fest (Schritt S21). Dann beginnt die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit 103B mit der Steuerung des oben unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0. Dann berechnet die Lerneinheit 107 jedes Mal das Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis und das Haupt-A-Treibstoff-Luft-Verhältnis und zeichnet die berechneten Treibstoff-Luft-Verhältnisse in der Speichereinheit 105 auf (Schritt S22). Der Vorgang von Schritt S22 wird parallel zu den Vorgängen der Schritte S12 und S16 durchgeführt. Die Prozesse der nachfolgenden Schritte werden parallel zu den Prozessen der Schritte S12 und S16 oder nach dem Betrieb zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung durchgeführt.
• Dann berechnet die Lerneinheit 107 in jeder verstrichenen Zeit nach der in Schritt S22 (Schritt S23) aufgezeichneten Lastzurückweisung eine Differenz C zwischen einem Zielwert des Vormischungs-Pilotverhältnisses, der durch das in der Speichereinheit 105 aufgezeichnete Treibstoff-Luft-Verhältnis-Kriterium angegeben wird, und dem Vormischungs-Pilotverhältnis. Dann aktualisiert die Lerneinheit 107 den Anpassungskoeffizienten k(t) unter Verwendung des Ausdrucks (1) (Schritt S24).
• In Ausdruck (1) kann die Differenz C zwischen dem tatsächlichen Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis und dem Ziel-Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis eine Differenz zwischen einem berechneten Wert der tatsächlichen Vormischungs-Pilotflammentemperatur und einem berechneten Wert der Ziel-Vormischungs-Pilotflammentemperatur sein. Alternativ kann die Differenz auch eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis und dem auf der tatsächlichen Temperatur der Kammer 12 basierenden Wert (z.B. ein Ausgangswert einer Funktion mit dem Vormischungs-Pilot-Treibstoff-Luft-Verhältnis und der Temperatur der Kammer 12 als Eingangswerte) und einem Zielwert davon sein.
• Nach dieser Ausführungsform ist es möglich, immer dann, wenn eine Lastzurückweisung auftritt, den Einstellkoeffizienten zu lernen, um die optimalere Ventilöffnung des Treibstoffflussrateneinstellungsventils V0 zu realisieren und die Wahrscheinlichkeit einer Fehlzündung zu verringern. Durch das Erlernen des Anpassungskoeffizienten, in dem sich Anlagenmerkmale wie zeitliche Veränderungen, Betriebsumgebungen und Lastbedingungen der Stromerzeugungsanlage 1 widerspiegeln, ist es z.B. möglich, den Betrieb nach der Lastzurückweisung besser zu steuern und gleichzeitig eine Fehlzündung zu vermeiden.
• In der ersten bis dritten Ausführungsform erfolgt die Zufuhr von Treibstoff zum Vormischungs-Pilotsystem F1 über die Treibstoffleitung L0 und die Treibstoffleitung L1 zum Zeitpunkt der Lastzurückweisung, aber die Anwendbarkeit der Ausführungsformen ist nicht auf die Lastzurückweisung beschränkt. Beispielsweise können in einem Betrieb mit schnell abnehmender Last alle Ausführungsformen in Kombination mit einer Steuerung zur Verringerung der zugeführten Treibstoffmenge verwendet werden. Die schnelle Abnahme der Last ist z.B. ein Fall, in dem die Lastabnahmerate der Gasturbine 10 höher als 100% ist.
• 16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration der Steuervorrichtung gemäß den Ausführungsformen der Erfindung zeigt.
• Ein Computer 900 ist z.B. ein Personalcomputer (PC) oder ein Serverterminal mit einer CPU 901, einer Hauptspeichervorrichtung 902, einer Hilfsspeichervorrichtung 903, einer Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 904 und einer Kommunikationsschnittstelle 905. Die oben genannten Vorrichtungen 100, 100A und 100B sind in den Computer 900 eingebaut. Der Betrieb der oben beschriebenen Verarbeitungseinheiten werden in Form eines Programms in der Hilfsspeichervorrichtung 903 gespeichert. Die CPU 901 liest das Programm aus dem Hilfsspeichergerät 903, lädt das Programm in das Hauptspeichergerät 902 und führt die oben beschriebenen Vorgänge in Übereinstimmung mit dem Programm aus. Die CPU 901 reserviert in Übereinstimmung mit dem Programm einen Speicherbereich entsprechend der Speichereinheit 105 im Hauptspeichergerät 902. Die CPU 901 reserviert einen Speicherbereich, der in Verarbeitung befindlichen Daten in Übereinstimmung mit dem Programm in der Hilfsspeichervorrichtung 903 speichert.
• In mindestens einer Ausführungsform ist die Hilfsspeichervorrichtung 903 ein Beispiel für ein nicht vorübergehendes physisches Medium. Andere Beispiele für ein nicht vorübergehendes materielles Medium sind eine Magnetplatte, eine magnetooptische Platte, eine CD-ROM, eine DVD-ROM und ein Halbleiterspeicher, die über die Ein-/Ausgabeschnittstelle 904 damit verbunden sind. Wenn das Programm über eine Kommunikationsleitung an den Computer 900 übertragen wird, kann der Computer 900, der das Programm empfangen hat, das Programm auf die Hauptspeichervorrichtung 902 laden und die oben genannten Vorgänge ausführen. Das Programm kann zur Realisierung einiger der oben genannten Funktionen bereitgestellt werden. Bei dem Programm kann es sich um ein Programm handeln, das die oben genannten Funktionen in Kombination mit einem anderen Programm realisieren kann, das vorab in der Hilfsspeichervorrichtung 903 gespeichert wird, d.h. einer sogenannten Differentialdatei (einem Differentialprogramm).
• Die Lastzurückweisungserfassungseinheit 101, die Treibstoffsteuereinheit 102, die Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheiten 103, 103A und 103B, der Zeitgeber 104, die Speichereinheit 105, die Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 106 und die Lerneinheit 107 können ganz oder teilweise in Hardware realisiert werden, wie z.B. in einer Large Scale Integration (LSI), einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einer programmierbaren logischen Vorrichtung (PLD) oder einem FPGA (Field-Programmable Gate Array).
• Die Bestandteile der oben genannten Ausführungsformen können in geeigneter Weise durch bekannte Bestandteile ersetzt werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Der technische Umfang der Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedenen Änderungen unterzogen werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
• Die Treibstoffdüse N1 ist ein Beispiel für eine erste Düse, die Treibstoffdüse N3 ist ein Beispiel für eine zweite Düse, die Treibstoffleitung L1 ist ein Beispiel für einen Treibstoffzufuhr-Strömungskanal, die Treibstoffleitung L0 ist ein Beispiel für einen Bypass-Strömungskanal, das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V0 ist ein Beispiel für ein Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das Treibstoffflussrateneinstellungsventil V1 ist ein Beispiel für ein erstes Treibstoffflussrateneinstellungsventil, und das Kriterium des Treibstoff-Luft-Verhältnisses ist ein Beispiel für Informationen, die eine Beziehung zwischen einem Treibstoff-Luft-Verhältnis der ersten Düse und einem Treibstoff-Luft-Verhältnis der zweiten Düse anzeigen, bei der eine Fehlzündung auftritt. Die Leitung L3 ist ein Beispiel für einen Auslass-Strömungskanal des Ablaufs. Das Treibstoffversorgungssystem umfasst die Ausführungsform 100, die Treibstoffleitung L0, die Treibstoffleitung L1 und die Treibstoffsysteme F1 bis F5.
• [Gewerbliche Anwendbarkeit].
• Mit dem Treibstoffversorgungssystem, der Gasturbine, der Stromerzeugungsanlage, dem Steuerverfahren und dem Programm, die oben beschrieben sind, ist es möglich, eine notwendige Menge an zugeführtem Treibstoff zu sichern und eine Fehlzündung zu verhindern, selbst wenn die Menge des zugeführten Treibstoffs durch schnelles Absenken der Last der Gasturbine verringert wird.
• Bezugszeichenliste

1

Gasturbinen-Kombikraftwerk

100, 100A, 100B

Steuervorrichtung

101

Lastzurückweisungserfassungseinheit (Load rejection)

102

Treibstoffsteuereinheit

103, 103A, 103B

Vormischungs-Bypassventil-Steuereinheit

104

Zeitgeber

105

Speichereinheit

106

Berechnungseinheit des Korrekturkoeffizienten

107

Lerneinheit

10

Gasturbine

11

Verdichter

12

Abteil

13

Brenner

14

Turbine

15

IGV

16

Rotor

17

Druckversorgungssystem

18

Lufteinlass-System

20

Dampfturbine

21

Wärmerückgewinnungs-Dampferzeuger

22

Turbine

23

Brenngasheizgerät

40

Stromerzeuger

P3

Treibstofftank

L0, L1

Treibstoffleitung

L3

Zeile

V6

Absperrventil

P0

Abflussauslass

P1

Abflussauslass

P2

Absperrventil-Ausgang

V7

Druckregelventil

V8

Druckregelventil

V9

Sicherheitsventil

V10

Sicherheitsventil

FL0, FL1

Filter

F1

Vormischungs-Pilotsystem

F2

Diffusions-Pilotsystem

F3

Haupt-A-System

F4

Haupt B-System

F5

Top-Hat-System

PP

Vormischung von Pilotverteilern

DP

Diffundierender Pilot-Verteiler

MA

Haupt A Verteiler

MB

Haupt B Verteiler

THA

Verteiler

V0, V1, V2, V3, V4, V5

Treibstoffflussrateneinstellungsventil

N1, N2, N3, N4, N5

Treibstoffdüse

900

Computer

901

CPU

902

Hauptspeichergerät

903

Hilfsspeichergerät

904

Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 905 Kommunikationsschnittstelle

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2018003422 [0002]

Claims (19)

1. Ein Treibstoffversorgungssystem, umfassend: einen Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr, der einen Treibstoff-Gasheizer enthält, der den Treibstoff einer Gasturbine erhitzt und den durch den Treibstoff-Gasheizer erhitzten Treibstoff einer ersten Düse und einer zweiten Düse zuführt; einen Bypass-Strömungskanal, der den Treibstoff der ersten Düse zuführt, ohne durch den Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr zu gehen; und ein Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil das eine Durchflussmenge des im Bypass-Strömungskanal fließenden Treibstoffs einstellt.
2. Treibstoffversorgungssystem nach Anspruch 1, wobei eine Dichte des Treibstoffs, der der ersten Düse über den Bypass-Strömungskanal zugeführt wird, höher ist als eine Dichte des Treibstoffs, der der ersten Düse über den Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr zugeführt wird.
3. Das Treibstoffversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Druckverlust im Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr geringer ist als ein Druckverlust im Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr.
4. Das Treibstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Entlade-Strömungskanal für die Treibstoffabfuhr, der den Bypass-Strömungskanal und den Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr verbindet.
5. Treibstoffversorgungssystem nach Anspruch 4, bei dem das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zwischen einer Anschlussposition des Strömungskanals für die Treibstoffzufuhr im Bypass-Strömungskanal und einem Verteiler vorgesehen ist, an den die erste Düse angeschlossen ist.
6. Treibstoffversorgungssystem nach Anspruch 5, bei dem das Bypass- Treibstoffflussrateneinstellungsventil an einer Position vorgesehen ist, die näher am Verteiler liegt als die Anschlussposition des Strömungskanals für die Treibstoffzufuhr.
7. Treibstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn ein Leitungsabstand zwischen dem Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil und einem Verteiler, mit dem die erste Düse verbunden ist, als ein erster Abstand festgelegt ist und ein Leitungsabstand zwischen einem ersten Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das in dem Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr angeordnet ist, und einen Durchfluss des der ersten Düse zugeführten Treibstoffs einstellt, und dem Verteiler als ein zweiter Abstand festgelegt ist, das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil an einer Position vorgesehen ist, an der der erste Abstand gleich oder kleiner als der zweite Abstand ist.
8. Treibstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einer Steuervorrichtung zur Einstellung der Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil.
9. Das Treibstoffversorgungssystem nach Anspruch 8, wobei ein erstes Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das eine Durchflussmenge des der ersten Düse zugeführten Treibstoffs einstellt, im Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr vorgesehen ist, und wobei die Steuervorrichtung das erste Treibstoffflussrateneinstellungsventil und das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zum Zeitpunkt der Abnahme der Last mit einer Öffnung öffnet, die größer ist als die vor der Abnahme der Last der Gasturbine.
10. Treibstoffversorgungssystem nach Anspruch 9, bei dem die Steuervorrichtung zum vollständigen Öffnen des ersten Treibstoffflussrateneinstellungsventils für eine vorbestimmte Zeit zum Zeitpunkt des Lastabfalls und zum Öffnen des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventils, das sich vor dem Lastabfall in einem geschlossenen Zustand befindet, mit einer vorbestimmten Öffnung zum Zeitpunkt des Lastabfalls durchführt.
11. Treibstoffversorgungssystem nach Anspruch 10, bei dem die Steuervorrichtung die Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil nach der Abnahme der Last auf der Grundlage eines Änderungsindex einer Treibstoffflussrate steuert, der gemäß einer verstrichenen Zeit nach der Abnahme der Last bestimmt wird.
12. Treibstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die Steuervorrichtung einen Koeffizienten zum Einstellen der Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventils auf der Grundlage eines Treibstoff-Luft-Verhältnisses der ersten Düse und eines Treibstoff-Luft-Verhältnisses der zweiten Düse zum Zeitpunkt der Abnahme der Last und einer Information lernt, die eine Beziehung zwischen dem Treibstoff-Luft-Verhältnis der ersten Düse und dem Treibstoff-Luft-Verhältnis der zweiten Düse anzeigt, bei der eine Fehlzündung auftritt.
13. Treibstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem die Steuervorrichtung die Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil auf der Grundlage einer Umgebungsbedingung korrigiert, die einen Zustand von Luft anzeigt, die in die Gasturbine gesaugt wird.
14. Treibstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem die Steuervorrichtung die Öffnung des Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventils auf der Grundlage eines Treibstoffzustands korrigiert, der ein Merkmal des Treibstoffs anzeigt.
15. Ein Treibstoffversorgungssystem, umfassend: einen Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr, der zum Zeitpunkt eines normalen Lastbetriebs einer Gasturbine einer ersten Düse und einer zweiten Düse Treibstoff zuführt; einen Bypass-Strömungskanal, der den Treibstoff der ersten Düse zuführt, ohne den Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr zu passieren; und ein Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das eine Durchflussmenge des im Bypass-Strömungskanal fließenden Treibstoffs einstellt, wobei das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zum Zeitpunkt des normalen Lastbetriebs geschlossen ist und das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil offen ist, wenn die Last geringer ist als die zum Zeitpunkt des normalen Lastbetriebs.
16. Eine Gasturbine umfassend: einem Verdichter; eine Brennkammer; eine Turbine; und das Treibstoffversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
17. Eine Stromerzeugungsanlage umfassend: die Gasturbine nach Anspruch 16; eine Dampfturbine; und einen Stromgenerator.
18. Steuerverfahren für ein Treibstoffversorgungssystem mit einem Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr, der einen Treibstoff-Gasheizer enthält, der Treibstoff einer Gasturbine erhitzt und den durch den Treibstoff-Gasheizer erhitzten Treibstoff einer ersten Düse und einer zweiten Düse zuführt, einem Bypass-Strömungskanal, der den Treibstoff der ersten Düse zuführt, ohne durch den Strömungskanal für die Treibstoffversorgung zu gehen, und einem Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das eine Durchflussmenge des in dem Bypass-Strömungskanal strömenden Treibstoffs einstellt, wobei das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zum Zeitpunkt einer Abnahme der Last der Gasturbine von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand gesteuert wird.
19. Programm, das einen Computer einer Steuervorrichtung eines Treibstoffversorgungssystems veranlasst, das einen Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr, der einen Treibstoff-Gasheizer enthält, der den Treibstoff einer Gasturbine erhitzt und den vom Treibstoff-Gasheizer erhitzten Treibstoff einer ersten Düse und einer zweiten Düse zuführt, einen Strömungskanal für den Bypass, der den Treibstoff der ersten Düse zuführt, ohne den Strömungskanal für die Treibstoffzufuhr zu durchlaufen, und ein Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil, das eine Flussrate des im Strömungskanal für den Bypass fließenden Treibstoffs einstellt, umfasst: ein Mittel, das das Bypass-Treibstoffflussrateneinstellungsventil zum Zeitpunkt eines Lastabfalls der Gasturbine von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand steuert.

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