DE68918689T2

DE68918689T2 - Regelsystem für einen Brenngasverdichter und eine durch diesen versorgte Gasturbine.

Info

Publication number: DE68918689T2
Application number: DE68918689T
Authority: DE
Inventors: William Irwin Rowen; David Jack Withey
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1989-01-04
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH02291433A; JP3062207B2; EP0377292A1; US4922710A; DE68918689D1; EP0377292B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für eine Gasturbine mit einem Brennstoffgas-Zusatzverdichter, um den Brennstoffgasdruck zu erhöhen, bevor das Brennstoffgas der Turbine zugeführt wird.
Die Entwicklung und Verbesserung der Gasturbine über die Jahre hat zu einer verbesserten Turbinen-Leistungsfähigkeit geführt, wobei erhöhte Massenströmung, Brenntemperatur und Druckverhältnisse verwendet werden. Dies hat zu dem Erfordernis für einen erhöhten Brennstoffgas-Versorgungsdruck geführt, und gegenwärtige Anforderungen liegen typisch in dem Bereich von 19,3 - 22,8 kg/cm² (275 - 325 PSIG bzw. US- Pfund pro Quadratzoll), wobei höhere Drucke bis zu 28,1 - 42,2 kg/cm² (400 bis 600 PSIG) für derzeitige, von Flugzeugen abgeleitete Triebwerke und neue Hochleistungssysteme erforderlich sind, die derzeit in Entwicklung sind. Während die Brennstoffgas-Versorgungsdruckanforderungen angestiegen sind, ist die verfügbarkeit von Brennstoffgasversorgungen bei geeigneten Drucken geringer geworden. Dies liegt zum Teil an der Verwendung von anderem Brennstoffgas als Naturgas, wie beispielsweise Prozeßgase, die an vielen Industrie- und Kogenerationsstellen verfügbar sein können, wo Gasturbinen bei der Erzeugung elektrischer Energie verwendet werden. Diese Brennstoffe sind häufig bei einem sehr kleinen oder in einigen Fällen bei Atmosphärendruck verfügbar. Dies hat zu der Verwendung von Gaszusatzverdichtern geführt, die das verfügbare Brennstoffgas nehmen und dessen Druck soweit erhöhen, wie es vor dem Zuführen zu der Gasturbine erforderlich ist.
Beispielsweise beschreibt die US-A-4 087 961 ein Gasturbinentriebwerk, das mit gasförmigem Brennstoff betrieben wird. Ein Gaszusatzverdichter ist mit einer Brennkammer der Turbine über eine Brennstoffleitung verbunden, die ein Brennstoffmeßventil und einen Druckregler aufweist, der das Gas, das dem Meßventil zuzugeführen ist, auf einen konstanten Druck regelt. Die Drehzahl der Turbine wird durch Öffnen und Schließen des Meßventils gesteuert.
Die erforderliche Verwendung von Brennstoffgas-Zusatzverdichtern hat die Betriebskosten wesentlich erhöht, selbstverständlich zusätzlich zu den Anfangskosten der Einrichtung, die sich auf 10 oder 12 Dollar pro Kilowatt Systemausgangsleistung für einfache Kreislaufeinheiten und 20 - 25 Dollar pro Kilowatt für duale redundante Gaszusatzverdichtereinbauten belaufen können. Ein zweites signifikantes Kostenelement für das System sind jedoch die Betriebskosten der Gaszusatzverdichter, das heißt die Kosten für die Energie, die zum Antreiben des Brennstoffgaszusatzverdichters erforderlich sind. Diese verbrauchte Energie verkleinert die resultierende Ausgangsleistung der Anlage.
Ein Beispiel für die Brennstoffkosten für einen Gaszusatzverdichter kann wie folgt berechnen werden: angenommen seien vier Dollar pro Million BTU (British Thermal Units) (vier Dollar pro 1,055 x 10&sup9;J) und 8.000 Betriebsstunden pro Jahr des Kraftwerkes mit einem normalen Gaszusatzverdichter-Energiebedarf von 1.200 Kilowatt; dann betragen die jährlichen äquivalenten Brennstoffkosten für die Verdichterenergie $ 345.000. Selbst wenn der Brennstoffverbrauch des Gaszusatzverdichters nur 2 - 3 % des Brennstoffgasbedarfes beträgt, könnte eine Regeleinrichtung, die den Brennstoffverbrauch des Zusatzverdichters verkleinert, wesentliche jährliche Einsparungen zur Folge haben. Beispielsweise könnte, über der Lebensdauer des Kraftwerkes, eine Einsparung von Millionen an Dollar aus einer Verkleinerung von beispielsweise 40% des Zusatzverdichterbrennstoffes resultieren.
Die vorliegende Erfindung kann zwar das Erfordernis für einen Brennstoffgas-Zusatzverdichter nicht eliminieren, aber sie versucht, gemäß einem Merkmal, den Energieverbrauch des Brennstoffgas-Zusatzverdichters zu senken.
Gemäß der Erfindung wird eine Regeleinrichtung für eine integrierte zusatzverdichter/Gasturbine mit einem Brennstoffgas-Zusatzverdichter geschaffen, um den Brennstoffgasdruck zu erhöhen, bevor das Brennstoffgas der Turbine zugeführt wird, einem ersten Ventil, um den Druck des der Turbine zugeführten Brennstoffgases zu steuern, einem zweiten Ventil, um das Volumen des der Turbine zugeführten Brennstoffgases zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Einrichtung aufweist, um wenigstens eines der Steuerventile unter normalen Betriebsbedingungen auf eine im wesentlichen vollständig geöffnete Stellung zu steuern, und daß der Brennstoffgas-Zusatzverdichter in der Weise gesteuert ist, daß der Verdichterausgangsdruck auf einen minimalen Wert verkleinert ist, der während normaler Betriebsbedingungen erforderlich ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung versucht eine Regeleinrichtung zu schaffen, um die Kombination von einem Gaszusatzverdichter und einer Turbine in einer Weise zu steuern, um den Lastbedarf mit einer minimalen erforderlichen Energie zu decken, die zum Antrieb des Brennstoffgas-Zusatzverdichters erforderlich ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung versucht den Energiebedarf für den Brennstoffgas-Zusatzverdichter zu verkleinern, während das Brennstoffgas unter einem optimalen Druck an eine Gasturbine geliefert wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine integrierte Regeleinrichtung für einen Brennstoffgas- Zusatzverdichter und eine Gasturbine geschaffen, wobei ein Brennstoffgas-Zusatzverdichter den Brennstoffdruck erhöht, bevor das Brennstoffgas einer Turbine durch ein Stopp/Drehzahlverhältnis- oder Drucksteuerventil und ein Gassteuer- oder Volumenventil zugeführt wird. Druckabfälle durch diese Ventile werden minimiert, wobei Einsparungen in dem Systemleistungsbedarf gewonnen werden, indem diese Ventile in eine vollständig geöffnete Stellung gesteuert werden, nachdem die Gasturbine gestartet ist und während des normalen steuerungsbetriebes. Nach dem Starten wird die Regelung des Systems in einen Betrieb mit minimalem Systemdruckabfall übergeleitet, wobei während normaler Betriebsbedingungen eine Gaszusatzverdichter-Strömungssteuerung verwendet wird.
Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung geht aus der folgenden Beschreibung von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hervor, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
Figur 1 eine schematische Darstellung von einer Brennstoffgas-Regeleinrichtung gemäß der Erfindung ist;
Figur 2 ein Blockdiagramm von einer Regeleinrichtung für eine integrierte Zusatzverdichter-Gasturbine gemäß der Erfindung ist;
Figur 3 ein Kurvenbild der Brennstoffdüsen-Druckabfall- Steuerungscharakteristiken ist, das bei der Erläuterung des Betriebs der vorliegenden Erfindung nützlich ist; und
Figur 4 ein Kurvenbild ist und die Steuerungscharakteristiken für die integrierte Brennstoffgas-Zusatzverdichter/Gasturbine zeigt, die aus der vorliegenden Erfindung resultieren.
In Figur 1 ist schematisch eine Brennstoffgas-Regeleinrichtung (-system) gezeigt, die eine Quelle von Brennstoffgas 1 aufweist, das Naturgas, Prozeßgas oder raffiniertes Endgas sein kann, das durch den Gaszusatzverdichter 2 strömt, der Brennstoffgas an die Brennstoffgasleitung 3 liefert, die sich auf einem Druck von mehr als 19,3 - 22,8 kg/cm² (275 - 325 PSIG) für eine gesteuerte Strömung zu der Gasturbine befindet, die allgemein als Block 10 gezeigt ist. Der Druck des Brennstoffgases 1, das durch den Gaszusatzverdichter 2 geliefert wird, ist ein konstanter Druck. Die Brennstoffgas-Regeleinrichtung gemäß Figur 1 verkleinert diesen Druck auf einen Wert, der eine Funktion der Turbinendrehzahl ist, wie es nachfolgend beschrieben wird. Das Brennstoffgas 1 strömt durch ein Flußmeter 5 und ein Filter 6, ein Stopp/Drehzahlverhältnisventil 7 und ein Gassteuerventil 8, bevor es an den Verteiler 10 der Gasturbine 4 geliefert wird. Das Brennstoffmeter 5 mißt und liefert ein Signal, das proportional zu der Brennstoffströmung durch das Meter ist, während das Filter 6 dazu verwendet wird, irgendwelche feste Verunreinigungen zu beseitigen, die in dem Brennstoffgas 1 verbleiben, bevor das Brennstoffgas den Steuerventilen 7 und 8 zugeführt wird. Die Drucksteuerung des der Gasturbine 4 zugeführten Brennstoffgases 1 erfolgt durch das Stopp/Drehzahlverhältnisventil der Gasturbine, wie es nachfolgend näher beschrieben wird, während die tatsächliche Gasströmung des Gasen bei einem vorbestimmten Druck, das durch das Ventil 7 der Gasturbine zugeführt wird, durch das Gassteuerventil 8 gesteuert wird. Da sich das Brennstoffgas, das dem Gassteuerventil 8 zugeführt wird, auf einem vorbestimmten konstanten Druckwert befindet, besteht eine lineare Beziehung zwischen der Brennstoffgas-Strömungsrate und der Stellung oder dem Hub des Gassteuerventils 8.
Ein Druckwandler 11, der in einer Brennstoffgasleitung 3 am Ausgang des Gaszusatzverstärkers 2 und vor dem Flußmeter 5 angeordnet ist, liefert ein Brennstoffgas-Versorgungsdrucksignal (Po) 9 an den Strömungskalkulator 12 und auch an die integrierte Brennstoffsteuerung 13. Ein Thermoelement 14 ist hinter dem Strömungsmeter 5 in der Brennstoffgasleitung 3 angeordnet, um ein Temperatursignal an den Strömungskalkulator 12 zu liefern, dem auch ein Druckabfallsignal 15 von dem Differenzdruckwandler 16 zugeführt ist, das den Druckabfall über dem Flußmeter 5 darstellt, so daß der Strömungskalkulator 12 ein Ist-Signal 19 der Brennstoffmassenströmung an die integrierte Brennstoffregelung 13 liefert, wobei Änderungen im Druck und/oder der Temperatur in dem Brennstoffgas berücksichtigt werden.
Die Verhältnis- und Stellungssteuerschaltung 20 empfängt ein Signal von dem Stopp/Drehzahlverhältnisventil 7, das die ventilstellung darstellt, ein Drucksignal 25 von einem Druckwandler 21, der in der Brennstoffgasleitung 3 stromabwärts von dem Ventil angeordnet ist, und das Turbinendrehzahlsignal 26. Die Signale sind in Figur 1 als die SRV Stellung, P2 Druck beziehungsweise TNH Drehzahlsignale bezeichnet. Der Druckwandler 21 ist stromabwärts von dem Stopp/Drehzahlverhältnisventil. Die Verhältnis- und Stellungssteuerschaltung 20 liefert ein Befehlssignal 28 für die Stopp/Drehzahlverhältnis-Ventilstellung.
Eine Abzugsöffnung 31 ist durch ein Entlüftungsventil 32 mit der Brennstoffgasleitung 3 verbunden, um eine Entlüftung des Brennstoffgases zu ermöglichen, wenn beide Steuerventile 7 und 8 geschlossen sind.
Die Stellungssteuerschaltung 34 erholt ein Signal 35, das die Stellung des Gassteuerventils 8 darstellt, und ein Referenzsignal, das Brennstoffhubreferenz (FSR) Signal 36 und liefert ein Befehlssignal 39, das proportional zu der Differenz zwischen dem Gassteuerventil-Stellungssignal 35 und dem Brennstoffhub-Referenzsignal 36 ist. Die Erzeugung und Verwendung des SFR Signals wird nachfolgend in Verbindung mit Figur 2 beschrieben.
Ein Druckwandler 40 liefert ein GCV Auslaßdruck - oder P3- Signal 41, das auf den Auslaßdruck des Gassteuerventils 8 zu der integrierten Brennstoffregeleinrichtung 13 anspricht, die im Detail in Figur 2 gezeigt ist. Der Druckwandler 44 liefert ein CDP Signal 46, das auf den Auslaßdruck des Hauptluftverdichters oder Axialströmungsverdichters 45 anspricht, der der Turbine 4 verdichtete Luft zuführt, um die Verbrennung in der Turbine zu unterhalten.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Brennstoffgasströmungs- Regeleinrichtung gemäß Figur 1 die folgenden Signale an die integrierte Brennstoffregeleinrichtung gemäß Figur 2 liefert: den Verdichterausgangsdruck (CDP) 46, den Gassteuerventil-Auslaßdruck (P3) 41, die Gassteuerventilstellung (GSV-Stellung) 35, die Brennstoffströmung 19 und den Brennstoffgas-Versorgungsdruck (Po) 9.
In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Zusatzverdichter/Gasturbinen-Regeleinrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Dort ist allgemein in der unteren Hälfte das Steuer- Untersystem gezeigt um das Brennstoffhubreferenz(FSR)Signal 36 zu entwickeln, das bei der Steuerung des Gassteuerventils 8 erforderlich ist, während allgemein in der oberen Hälfte das Steuer-Untersystem gezeigt ist, um den Zusatzverdichter-Strömungssteuerungs-Sollwert 47 zu entwickeln.
Die Sollwertschaltung 49 empfängt mehrere Eingangssignale, wie beispielsweise Maximallast 50, vorgewählte Last 51, Drehreserve 52, Anheben 53 und Absenken 54, und ist eingestellt zur Erzeugung eines Signals 55, das 100 - 104 Prozent von einem die Turbinendrehzahl darstellenden Referenzsignal ist und das einer Summierschaltung 56 zugeführt wird. Weiterhin wird der Summierschaltung 56 ein Abfallsignal 58 zugeführt, das von dem Sollwertsignal 55 subtrahiert wird. Das Abfallsignal 58 wird dadurch entwickelt, daß das Leistungsausgangssignal (Kilowatt) 60 des Generators 17, der durch die Gasturbine 4 angetrieben ist, an die Schaltungsanordnung angelegt, die ein Filter 61 und einen Multiplizierer 62 aufweist, so daß das Abfallsignal proportional zu der Leistungsausgangseinheit oder Drehzahl des Generators 17, dividiert durch 25, ist, d. h. Kilowatt/25 oder 4% der Ausgangsleistung oder Drehzahl. Als Folge ist die Ausgangsgröße der Summierschaltung 56 unter normalen Bedingungen Null, das heißt, wenn das Sollwertsignal 55 104% und die elektrische Ausgangsleistung des Generators 17 100% dividiert durch 25 oder 4% ist, dann beträgt die Ausgangsgröße 65 der Summierschaltung 56 100%, das an die zweite Summierschaltung 66 zusammen mit dem Turbinendrehzahlsignal 67 angelegt wird. Wenn die Schaltungsanordnungen so eingestellt sind, daß sie 100% vom Signal 65 liefern und die Turbinendrehzahl ebenfalls 100% für Vollast beträgt, dann ist die Ausgangsgröße 68 der Summierschaltung 66 unter normalen Bedingungen Null. Wenn im Betrieb die Einrichtung in einem stationären Zustand arbeitet und wenn das Sollwertsignal 55 auf 103% gesenkt wird, hat der Generator 17 seine Ausgangsleistung noch nicht geändert, so daß die Ausgangsgröße 65 der Summierschaltung 56 nun 103% - 4% oder 99% beträgt. Da die Gasturbine 4 sich noch nicht verlangsamt hat, da die Systemfrequenz fest ist, besteht ein Fehler von -1%, der der Regeleinrichtung "sagt", daß der Gasturblne 4 zu viel Brennstoffgas zugeführt wird. Dies verkleinert das FSR Signal 36, das das Gassteuerventil 8 zu schließen beginnt, um das der Gasturbine 4 zugeführte Brennstoffgas 3 zu verringern. Als eine Folge wird die Brennstoffeingabe verkleinert, und die durch den Generator 17 erzeugte Leistung geht nach unten auf 75%, da 75% von 4% 3% am Ausgang des Multiplizierers 62 ist.
Die 3% Ausgangsgröße des Multiplizierers 62 wird der Summierschaltung 56 zugeführt und wird von dem 103% Signal 55 subtrahiert, wodurch die Regelschleife wieder ins Gleichgewicht gebracht wird. Das heißt, die Ausgangsgröße der Summierschaltung 56 ist 100%, die Turbinendrehzahl ist 100% und das Fehler- oder Drehzahlsignal 67, das von der zweiten Summierschaltung 66 geliefert wird, ist Null, und das integrierte Fehlersignal 74 wrd an das Minimalwertgatter 71 angelegt.
Verschiedene andere Steuerfunktionssignale, wie beispielsweise Anlauf 72, Beschleunigung 73, Temperatur 75 und Handsteuerung 76 werden als Teil der Eingangsgrößen dem Minimalwertgatter 71 zugeführt. Dies sind jedoch konventionelle Steuerfunktionen, um die Brennstoffströmung unter verschiedenen Bedingungen zu steuern, und sie sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Das Minimalwertgatter 71 ermöglicht eine Steuerung durch das jeweilige Signal, das die kleinste Brennstoffgasströmung erfordert, sei dies nun beispielsweise die Drehzahl oder die Temperatur. Somit ist das Minimalwertgatter 71 mit vielen Eingangsgrößen versehen und liefert eine Ausgangsgröße, die die kleinste Brennstoffgasströmung erfordert, um die Anforderungen zu erfüllen.
Das Ausgangssignal 78 des Minimalwertgatters 71 wird an ein Maximalwertgatter 80 angelegt. Der andere Eingang zu dem Maximalwertgatter 80 ist ein Brennstoffsteuersignal 79, das von der Minimalbrennstoff-Steuersohaltung 81 geliefert wird, die auf die Brennstoff-Summierschaltung 82 anspricht, die zwei Eingangssignale empfängt, das Brennstoffströmungssignal 19 und ein Minimumeinstellsignal 84. Das Minimumeinstellsignal 84 stellt sicher, daß die Gasturbine wenigstens den minimalen Brennstoff empfängt, um die Brennkammer gezündet zu halten. Somit ist die Ausgangsgröße des Maximalwertgatters 80 das höhere Signal von dem Minimalbrennstoff- Steuersignal 79 und der Ausgangsgröße 78 des Minimalwertgatters 71.
Eine Erörterung der Aufgaben und begründenden Theorie des Regelsystems wird zu dieser Zeit im Verständnis des Systems und der Gründe für einige der Regelschleifen für nützlich gehalten, die nachfolgend erläutert werden. Eine Hauptaufgabe des vorliegenden Systems besteht darin, den Gaszusatzverdiohter 2 so zu steuern, daß er nur die von der Gasturbine 4 benötigte Strömung pumpt, weil jede überschüssige Strömung im Bypass geleitet oder rezirkuliert werden muß von dem Gaszusatzverdichterausgang zurück zur Saugseite des Verdichters. Während dieses Gas rezirkuliert wird, gibt es verlorene Leistung und zusätzliche Kosten in dieser Strömung, da das gleiche Gas durch den Gaszusatzverdichter wieder verstärkt werden muß Dementsprechend regelt das vorliegende System den Ausgangssdruck 9 des Gaszusatzverdichters (Po) auf den kleinsten erforderlichen Wert, um das erforderliche Brennstoffgas 1 in die Gasturbine 10 zu liefern. Diese Aufgabe ist aus Figur 4 ersichtlich.
Anhand der Figuren 1 und 4 wird die Charakteristik des integrierten Gaszusatzverdichtersystems dargestellt, wobei der Druck auf der Y-Achse und die Drehzahl und die Nennlast (in Prozent) auf der X-Achse angegeben sind; es sei darauf hingewiesen, daß die Drehzahl links von der Linie 90 und die Last rechts von der Linde 90 angegeben ist, wobei die Linie 90 Null Prozent für sowohl die Drehzahl als auch die Last darstellt. Aus dem oberen linken Teil von Figur 4 ist entnehmbar, daß der normale Bereich des Brennstoffgas-Versorgungsdruckes Po oder 9 etwa 19,3 - 22,8 kg/cm² (275 - 325 PSIG) für eine typische Gasturbine beträgt. Dies ist das, was erforderlich ist, um das Brennstoffgas 1 zu der Brennkammer der Gasturbine 4 unter normalen Bedingungen von maximaler Last und minimaler Umgebungstemperatur zu bringen. Der Brennkammerdruck P3 plus der Düsendruckabfall P über der Brennstoffdüse ist gleich der Kurve, die den Druck in dem Gasturbinenverteiler 10 darstellt. Die Konstruktion von einem Gasturbinenverteiler kann 18 Brennstoffdüsen aufweisen, die sich auf kurzen Leitungen oder Ausgleichswindungen (nicht gezeigt) von der Verteilerleitung erstrecken, die die Gasturbine umgibt. Das Gassteuerventil 8 liefert Brennstoffgas 3 an den Verteiler in den notwendigen Mengen, um die erforderliche Drehzahl, Temperatur und Last aufrechtzuerhalten.
Die Brennstoffdüsencharakteristiken sind diejenigen von einer festen Blende, so daß der erforderliche Druckabfall, um für eine Brennstoffströmung durch die Düse zu der Brennkammer zu sorgen, eine quadratische Beziehung ist, d. h.:
PD Düse = C x Strömung²
wobei C eine Konstante ist.
Mit anderen Worten, der Druck in dem Verteiler 10 ist gleich dem Brennkammerdruck plus dem Düsendifferenzdruck. Diese Beziehung ist in dem Abschnitt von Figur 4 nach rechts von der Linie 90 gezeigt. Der Brennstoffdüsen-Verteilerdruck beschreibt den in dem Gasverteiler notwendigen Druck, um die Last auf der X-Achse in die Gasturbine zu geben.
Der erforderliche Druck, um das Brennstoffgas 1 von dem Gaszusatzverdichter 2 zu dem Gasturbinenverteiler 10 zu leiten, ist derjenige, der notwendig ist, um die Druckabfälle über dem Stopp/Drehzahlverhältnisventil 7, dem Gassteuerventil 8, dem Flußmeter 5 und der verbindenden Leitung 3 zu überwinden, und dies würde der erforderliche minimale Druck sein.
Die Druckabfall über dem Gassteuerventil 8 und dem Stopp/Drehzahlverhältnis 7 ist variabel, was notwendig ist, um die Gasströmung zu steuern. Der Druckabfall über dem Drehzahlverhältnisventil 7 und dem Gassteuerventil 8 kann minimiert werden, indem die Ventile soweit geöffnet werden, daß sie die größten hindurchführenden Öffnungen bilden. In diesem Zustand, wenn die Gasströmung des Systems durch die Strömungssteuerung des Zusatzverdichters 2 gesteuert wird, würde die zum Antreiben des Gaszusatzverdichters 2 erforderliohe Energie minimiert sein, und der Zusatzverdichter würde nur das für die Turbine erforderliche Gas pumpen, d. h. der Zusatzverdichterbedarf bildet einen minimalen Ausgangsdruck, wenn die Ventile in der weit geöffneten Stellung sind. Diese Relation wird in dem vorliegenden System verwendet, wobei das Stopp/Drehzahlverhältnisventil 7 in die weit geöffnete Stellung gesteuert wird, wenn es für Steuerfunktionen nicht erforderlich ist, den Druckabfall über dem Ventil zu erhöhen und die Brennstoffgasströmung durch den Gaszusatzverdichter 2 zu steuern, um den Lastbedarf zu erfüllen, indem die Strömung durch den Zusatzverdichter zur Steuerung des Durchsatzes gesteuert wird. Die Zusatzverdichterströmung kann auf wirtschaftliche Weise gesteuert werden, indem die Saugwirkung von einem Radialverdichter gedrosselt wird, das effektive Zylindervolumen von einem sich hin- und herbewegenden Verdichter verändert wird oder die Drehzahl von einem der Verdichtertypen verändert wird.
Dies führt jedoch zu einem praktischen Problem, da die Systemströmungsregelung durch den Gaszusatzverdichter 2 signifikante Volumina von gespeichertem Gas in dem Regelsystem zur Folge haben würde. Das Stopp/Drehzahlverhältnisventil 7 und das Gassteuerventil 8 sind normalerweise so nahe wie möglich an der Gasturbine 4 angeordnet, um gespeicherte Energie in dem System zu vermeiden, die die empfindliche Regelung, die für die Gasturbine erforderlich ist, um eine richtige Synchronisation zu gestatten, und die Verhinderung von einem Überschwingen der Drehzahl bei einem plötzlichen Lastverlust stören würde. Wenn also der Punkt der Brennstoffströmungsregelung von dem Gassteuerventil 8 weg bewegt würde, das nahe an der Turbine 4 angeordnet ist, erhöht der gesamte Weg zurück zu dem Gaszusatzverdichter 2, der in der Größenordnung von 31 m (100 Fuß) von der Turbine liegen könnte, die gespeicherte Energie zwischen dem Punkt der Regelung und der Gasturbine auf drastische Weise.
Dementsprechend schafft das vorliegende System eine Regeleinrichtung, um die Gassteuerventile während der normalen Benutzung aus der Regelschleife zu bewegen, und ihre Regelwirkung unter Regelfunktionen zu benutzen, wie beispielsweise Lastverlust, Synchronisation der Gasturbine und Notzuständen, wie beispielsweise Wellenbruch, wo eine empfindliche Regelwirkung erforderlich ist.
Während des Startbetriebs ist der erforderliche Druck klein und die Zusatzverdichterleistung wird gespart, wie es in Figur 4 gezeigt ist. Indem die Zusatzverdichterströmung gesteuert wird, um einen minimalen Ausgangsdruck zu halten, der gerade so groß ist, daß ein Drosselzustand des Zusatzverdichters vermieden wird, und indem die Systemströmung mit dem Stopp/Drehzahlverhältnisventil 7 und dem Gassteuerventil 8 gesteuert wird, wird die Zusatzverdichterleistung auf einem praktischen Minimum gehalten.
Wenn Zusatzverdichter für Gasturbinenanwendungen vorgesehen werden, wird der Strömungssollwert durch die Systemströmungsrate bestimmt, die für den Leistungsbedarf erforderlich ist, der an der Gasturbine liegt. Dieser Sollwert ist das Signal 47, das die Ausgangsgröße des Maximalwertgatters 91 in Figur 2 ist, das das Minimaldruck-Steuersignal 92, das von der Minimum-Po-Steuerung 93 geliefert wird, mit der Ausgangsgröße 94 des Minimalwertgatters 95 vergleicht. Dies verhindert, daß der Druck des Zusatzverdichters 2 unter transienten Bedingungen einen genügend niedrigen Wert erreicht, um ein Flammenlöschen in der Gasturbine 4 oder einen gedrosselten Betrieb des Zusatzverdichters zu bewirken, das heißt, es liefert den minimalen Brennstoffgas-Versorgungsdruck für das Brennstoffregelsystem der Gasturbine.
Das Minimalwertgatter 95 vergleicht das Druckdifferenzsignal 98 des Gassteuerventils und das Düsendruckdifferenz- Steuersignal 100. Die Eingangsgröße der Minimumversorgungsdrucksteuerung 93 wird von einer Summierschaltung 101 gebildet, die den Gasversorgungsdruck (Po) 9, der der Auslaßdruck des Gaszusatzverdichters 2 ist, mit einer minimalen gewünschten Druckeinstellung 102 vergleicht. Die Eingangsgröße einer Druckdifferenzsteuerung 98 des Gassteuerventils wird von einer Summierschaltung 104 gebildet, die drei Eingangsgrößen vergleicht: das Gasversorgungsdrucksignal (Po) 9, das Auslaßdrucksignal 41 des Gassteuerventils, das die Gassteuerventildifferenz bildet, und das Soll- Druckdifferenz-Einstellsignal 105, das ein Referenzsignal ist, das im Feld eingestellt werden kann, um mit den örtlichen Bedürfnissen übereinzustimmen. Die Gassteuerventil- Druckdifferenzsteuerung 98 ist nicht immer in Betrieb, sie übernimmt vorwiegend bei transienten Zuständen die Steuerung, und das Minimalwertgatter 95 stellt sicher, daß der Sollwert 47 der Zusatzverdichter-Strömungssteuerung nicht so niedrig ist, daß eine Strömungsunterbrechung oder Strömungsumkehr hervorgerufen wird.
Die primäre Steuerschleife wird durch die Summierschaltung 107 gebildet, die den Verdichterauslaßdruck (CDP) 46 und den Auslaßdruck 41 des Gassteuerventils vergleicht, wobei der Auslaßdruck 41 die Düsendruckdifferenz mit dem Ausgang der Summierschaltung 109 bildet. Anhand von Figur 4 wird deutlich, daß die Differenz zwischen dem Brennstoffdüsenverteilerdruck P3, der der Druck 41 des Gassteuerventils ist, und CDP, der der Verdichterauslaßdruck 46, etwa der gleichen Form folgt wie die Düsendruckdifferenz, was das ist, was gesteuert werden soll als eine Anzeige des Verdichterdruckes, der von dem Gaszusatzverdichter 2 gefordert wird. Dies kann dann als ein Rückführungssignal verwendet werden, um sicherzustellen, daß die richtige Gasströmung bei einem minimalen Versorgungsdruck geliefert wird. Diese Näherung ist eine praktische Lösung, denn es ist äußerst schwierig, den Brennkammerdruck direkt zu messen, wegen der sehr hohen Temperaturen, denen ein Drucksensor ausgesetzt sein würde, wenn er in der Brennkammer angeordnet wird. Dementsprechend wird das CDP Signal als das Brennstoffdüsenauslaß-Drucksignal verwendet, das mit 0,945 multipliziert wird. Dieser Koeffizient beruht auf einer Berechnung, die die Geometrie der Auskleidung der Brennstoffkammer beinhaltet. P3 wird andererseits direkt gemessen durch den Wandler 40 an der Rohrleitung stromaufwärts von dem Verteiler, aber nahe genug, so daß er tatsächlich den Verteilerdruck darstellt.
Demzufolge ist es möglich, auf effektive Weise die Systemregelung durch die Zusatzverdichter-Strömungssteuerung zu regeln, indem der Befehl gegeben wird, eine Düsendruckdifferenz, die dem Quadrat der erforderlichen Brennstoffströmung entspricht, um den Leistungsbedarf an der Gasturbine zu erfüllen, durch den Regler aufrechtzuerhalten.
Gemäß Figur 2 vergleicht die Summierschaltung 107 die Differenz zwischen dem P3 Signal 41 und dem CDP Signal 46 mit der Ausgangsgröße der Summierschaltung 109, die ein Eingangssignal liefert, das auf das Sollwertsignal 55 anspricht, das der Summierschaltung 109 über die Funktionsgeneratorschaltung 115 und den Multiplizierer 113 zugeführt wird, der eine Verstärkungssteuerung 114 enthält. Ein Signal, das die Brennstoffströmung zur Gasturbine 4 bestimmt, ist das Ausgangssignal des Sollwertes des Reglers, d. h. die Sollwertschaltung 49. Da dieses proportional zu dem Bedarf oder der Last ist, die sich an der Gasturbine 4 befindet, ist es proportional zu der erforderlichen Brennstoffströmung. Die Funktionsgeneratorschaltung 115 liefert die erforderlichen Konstanten für die Regelung und sorgt auch für Nicht-Linearitäten. Als eine Folge wird das erforderliche Brennstoffgas in Größen der Düsendruckdifferenz geliefert, und dies ist der Sollwert oder die Referenz für die Düsendruckdifferenzregelung 100.
Die Regeleinrichtung soll den Systemdruckabfall minimieren, um den Leistungsabfall des Gaszusatzverdichters 2 zu minimieren, und, wie vorstehend ausgeführt wurde, minimiert das Öffnen des Stopp/Drehzahlverhältnisventils 7 und des Gassteuerventils 8 den systemdruckabfall während des normalen Systembetriebes.
Eine Summierschaltung 122 vergleicht die Stellung 35 des Gassteuerventils 8 mit einer vorbestimmten Öffnungseinstellung 123 (beispielsweise 95% der 98%). Wenn die Stellung 35 des Gasströmungsventils kleiner als die vorbestimmte Einstellung ist, wird ein Signal durch den Integrator in der sekundären Stellungssteuerung 119 durch die Null-Klemme 118 und die Rampenfunktion 112 an die Summierstelle 109 als ein Signal 111 geliefert. Die Null-Klemme verhindert, daß ein negatives Signal die Summierschaltung 109 erreicht, und die Rampenfunktion verhindert, daß das Signal 111 sich zu schnell ändert.
Die Summierschaltung 109 subtrahiert das Signal 111 von dem modifizierten Lastbedarfssignal, das die Ausgangsgröße des Multiplizierers 113 ist. Dies bewirkt, daß das Lastbedarfsignal 47 leicht abfällt, wobei die Brennstoffströmung und die Ausgangsleistung der Gasturbine verkleinert werden, auf die der Gasturbinenregier anspricht, indem die Stellung 35 des Gassteuerventils 8 vergrößert wird. In ähnlicher Weise tastet die Düsendruckdifferenzsteuerung 100 die leichte Verkleinerung der Brennstoffströmung als einen Abfall in der Düsendruckdifferenz ab und bewirkt, daß das Sollwertsignal 47 der Zusatzverdichter-Strömungsregelung bei der neuen Stellung des Gassteuerventils größer wird. Dieser Prozeß setzt sich fort, bis die Stellung 35 des Gassteuerventils 8 an der vorbestimmten Öffnungsstellung 123 ist.
Während des Start- und Abschaltbetriebs der Gasturbine 4 blockiert das System die Effekte der sekundären Stellungssteuerung, damit das Gassteuerventil 8 unter transienten Bedingungen arbeiten kann. Ein Offset-Signal 124 wird an die Summierschaltung 122 geliefert, um die gesamte sekundäre Stellungssteuerung 119 auszuschalten, indem eine Vorspannung hinzugetügt wird, um das Steuersignal in den Bereich der Null-Klemme 118 zu treiben. Wenn der Offset- Schalter 126 geschlossen ist, bringt dies die gesamte sekundäre Stellungssteuerung 119 auf effektive Weise in einen Zustand, wo sie durch die Null-Klemme 118 blockiert ist, so daß sie nicht in die Berechnung des Brennstoffbedarfsignals eingehen kann, das von dem Lastbedarfssignal 55 abgeleitet wird (das durch die Summierschaltung 109 über die Funktionsgeneratorschaltung 115 und den Multiplizierer 113 geliefert wird). Der Offset-Schalter 126 ist immer dann geschlossen, wenn der Hauptgeneratorschalter (nicht gezeigt) offen ist oder wenn die Megawatt-Ausgangsleistung des Generators 17 kleiner als ein vorbestimmter Betrag ist, der üblicherweise als die Drehreserve-Leistungseinstellung bezeichnet wird. Immer wenn die sekundäre Stellungssteuerung 119 blockiert ist, wie es vorstehend beschrieben wurde, arbeitet das Gassteuerventil 8 in einer üblichen Weise.
Als eine kurze Zusammenfassung kann die Arbeitsweise der integrierten Zusatzverdichter/Gasturbinen-Regeleinrichtung gemäß den Figuren 1 bis 4 in einer etwas vereinfachten Form wie folgt beschrieben werden: Während des Anlaufes hält der Sollwert 47 der Zusatzverdichter-Strömungsregelung einen minimalen Sollwert des Brennstoffgas-Zusatzverdichters-Auslaßdruckes, während sowohl das Stopp/Drehzahlverhältnisventil 7 als auch das Gassteuerventil 8 gedrosselt sind, um eine Start-Brennstoffströmung beizubehalten. Dies setzt sich fort, bis der Sollwert des Gassteuerventil-Einlaßdruckes, der eine Funktion der Turbinendrehzahl 67 ist, den Ausgangsdruck 9 (Po) des Gaszusatzverdichters überschreitet. An diesem Punkt integriert das Stopp/Drehzahlverhältnisventil 6 in die weit geöffnete Stellung, und die Brennstoffströmungsregelung erfolgt ausschließlich unter Verwendung des Gassteuerventils 8 als Antwort auf die Drehzahl- und Beschleunigungssteuerung. Wenn der Auslaßdruck 41 (P3) des Gassteuerventils ansteigt, nimmt der Druckabfall über dem Gassteuerventil 8 ab, bis der Druckabfall des Gassteuerventils die Gassteuerventil- Differenzdruckeinstellung 105 des Sollwertgenerators der Gaszusatzverdichter-Strömungsregelung erreicht. An diesem Punkt wird die Strömung aus dem Gaszusatzverdichter 2 reguliert, um den Druckabfall 98 des Gassteuerventils an der Differenzeinstellung 105 zu halten. Die Brennstoffströmungsregelung erfolgt unter der Steuerung oder Führung des Gassteuerventils 8. Diese Betriebsart setzt sich fort, bis das System in den zuvor beschriebenen Betrieb mit einem minimalen Systemdruckabfall übergeht.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Strömungsregelung des Gaszusatzverdichters 2 durch drei unterschiedliche Betriebswerte des Systems erfolgt, die den Signalen entsprechen, die von den Summierschaltungen 101, 104 und 107 geliefert werden. Diese bilden drei grundlegende Druck- oder Druckdifferenz-Regelschleifen. Die Summierschaltung 101 bildet die minimale Einstellung oder den Grundwert für den Auslaßdruck des Gaszusatzverdichters 2, das heißt, während des Anlaufes oder transienter Vorgänge wird ein minimaler Grundwert durch die Summiersohaltung 101 in Verbindung mit dem Po 9 Signal ausgebildet, das als eines der Eingangssignale an die Minimalwert-Po-Steuerung 93 geliefert wird. Die Summierschaltungen 104 und 107 liefern Steuersignale an das Minimalwertgatter 95, die gestatten, daß das Maximalwertgatter 91 die Gasbrennstoffströmung steuert, indem die Referenz für den Strömungsregler des Zusatzverdichters geliefert wird. Wenn eine der Summierschaltungen 107 oder 104 einen erhöhten Zusatzverdichter-Ausgangsdruck anfordert, der größer ist als der, der von dem minimalen Grundwert gefordert wird, gestattet das Maximalwertgatter 91, daß die Steuerung des Sollwertes 47 der Zusatzverdichter-Strömungssteuerung auf das Minimalwertgatter 95 übergeht.
Wenn die Gasturbine 4 belastet wird, beginnt die Druckdifferenzsteuerung 98 des Gassteuerventils bis zu einem Pegel anzusteigen, wo die Funktion der Düsendruckdifferenzsteuerung 100 schneller auftritt, und die Druckdifferenz des Gassteuerventils übernimmt die Steuerfunktion. Schließlich steuert die Düsendruckdifferenzsteuerung die Gasströmung des Zusatzverdichters 2, um den Druck des Gasturbinenverteilers 10 auf einer höheren Strömungsrate zu halten als die Druckdifferenzsteuerung 98 des Gassteuerventils, und sorgt weiterhin für eine Steuerung gemäß dem modifizierten Lastbedarfsignal 53, das ein Signal ist, das proportional zu der Funktion x2 ist, wie es in Figur 3 gezeigt ist. Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß die Referenz f(x) des Düsendruckabfallreglers gleich 4,0 + 0,021 x 1,7 ist und daß sie, wenn sie über dem Prozentsatz des Nennlastbedarfs aufgetragen ist, recht eng dem erforderlichen Druckabfall folgt.
Um für einen minimalen Druckabfall über dem Gassteuerventil 8 zu sorgen, wird das Gassteuerventil zwangsweise geöffnet, wie es zuvor beschrieben wurde, und dies erfolgt, weil es nicht bis zu der Maximalwerteinstellung 123 geöffnet ist, die von der Summierschaltung 122 gefordert wird.
Somit wurde ein Prennstoffregelsystem geschaffen, das ein Steuerventil mit variablem Gewinn enthält, das heißt mit der integrierten Zusatzverdichterregelung gemäß der vorliegenden Erfindung hält sie einen variablen Druck vor dem Gassteuerventil 8, anstatt einem konventionellen konstanten Druck. Das heißt, wie vorstehend ausgeführt wurde, wenn das Stopp/Drehzahlverhältnisventil 7 einen Einlaßdruck des Gassteuerventils hält und keines der Ventile vollständig geöffnet ist, kann eine Regelung erreicht werden, indem der Versorgungsdruck zu dem Gassteuerventil 8 bei einer festen Stellung 35 des Gassteuerventils verändert wird oder indem die Stellung des Gassteuerventils bei einem festen Versorgungsdruck verändert wird. Im Kern wird das System von einer Festdruck-Regelung mit variabler Position während des Startens in eine Feststellungs-Regelung mit variablem Druck während des normalen Betriebs überführt, indem das Gassteuerventil 8 auf effektive Weise als eine Steuerung mit variabler Verstärkung (Gewinn) ausgenutzt wird, um Systemdruckabfälle und deshalb den Zusatzverdichter-Ausgangsdruck und die Leistung zu minimieren.
Das Regelsystem muß auch plötzliche Laständerungen handhaben, obwohl während des normalen Betriebs Laständerungen selten schnell auftreten. Normalerweise bewirkt die Lieferung eines Anhebebefehls an die Sollwertschaltung 49, daß die Stellung 35 des Gassteuerventils 8 von 95 - 98% ansteigt, was für eine leichte Vergrößerung der Brennstoffgasströmung zur Gasturbine 4 sorgt. Zusätzlich steigt das Lastbedarfssignal 55 an, was den Gasdüsen-Zusatzverdichter veranlaßt, die Strömung auf einen neuen, höheren Differenzdruck durch die Steuerung 100 zu vergrößern und dies hat einen schnellen Anstieg in allen Systemdrucken, der Gasströmung und der Turbinenausgangsgröße zur Folge.
Eine Zusammenfassung des Betriebs des Systems bei Lastvergrößerungen ist wie folgt: Anstiege in dem Lastbedarf an dem System werden durch zwei Aktionen herbeigeführt, die gleichzeitig auftreten. Die erste ist die normale Aktion des Drehzahlreglers, der das Gassteuerventil 8 über die im voraus eingestellte maximale Öffnungseinstellung 123 der sekundären Stellungssteuerung 119 öffnet. Die zweite Aktion resultiert aus dem Lastbedarfsignal 55, das einen Anstieg in der Referenzgröße bewirkt, die durch die Summierschaltung 109 an die Düsendifferenzdrucksteuerung 100 geliefert wird.
Verkleinerungen im Lastbedarf resultieren in der entgegengesetzten Abfolge von Ereignissen auf einer gesteuerten Basis.
Wenn die gesamte Last plötzlich in einer ungesteuerten Weise abgeworfen wird, fordert das Steuersignal 74, daß das Gassteuerventil 8 schnell geschlossen wird, das Lastbedarfsignal 55 wird schneller verkleinert als die Antwort der sekundären Stellungssteuerung 119 aufgrund der Rampe 112, die auch durch das Offset-Signal 124 ausgeschaltet ist, wenn der Hauptgeneratorschalter geöffnet ist oder wenn die Generatorausgangsgröße unter die Drehreserve abfällt. Das Regelsystem kehrt zurück zu einem konventionellen System, indem die Stellung 35 des Gassteuerventils 8 fest ist. Dies alles geschieht genügend schnell, um eine Überdrehzahl der Gasturbine 4 zu verhindern. Somit wird die Antwort auf einen plötzlichen Lastabfall zunächst durch die normale Antwort der Drehzahlregelung herbeigeführt, die das Gassteuerventil auf eine Einstellung setzt die der minimalen Strömungseinstellung entspricht, die erforderlich ist, um die Verbrennung in der Gasturbine 4 aufrechtzuerhalten. In dem vorliegenden System ist die Position des Gassteuerventils 8 immer unter der Führung der Drehzahlsteuerung 67 und der Temperatursteuerung 75, um zufriedenstellende Betriebszustände der Gasturbine 4 aufrechtzuerhalten. Dies wird dadurch erreicht, daß die Strömungssteuerung des Zusatzverdichters 2 als ein variabler Verstärkungsveränderer in das normale Brennstoffgasströmungs-Regelsystem implementiert wird.
Die gesamten Systemcharakteristiken und die Steueraktionen des stopp/Drehzahlverhältnisventils 7, des Gassteuerventils und der von dem Brennstoffgas-Zusatzverdichter 2 gelieferten Strömung, wie sie vorstehend erläutert wurden, sind in Figur 4 gezeigt. Die Einsparungen in der Eingangsleistung des Brennstoffgas-Zusatzverdichters sind durch die Fläche zwischen der dicken gepunkteten Kurve und dem normalen Brennstoffgas-Versorgungsdruck Po von 19,3 - 22,8 kg/cm² (275 - 325 PSIG) dargestellt. Wie vorstehend ausgeführt wurde, werden diese Einsparungen im Laufe eines Jahres für eine einzige Installation mit etwa $ 350.000 berechnet.

Claims

1. Regeleinrichtung für eine integrierte Zusatzverdichter/Gasturbine mit einem Brennstoffgas-Zusatzverdichter (2), um den Brennstoffgasdruck zu erhöhen, bevor das Brennstoffgas der Turbine (4) zugeführt wird,

einem ersten Ventil (7), um den Druck des der Turbine zugeführten Brennstoffgases zu steuern,

einem zweiten Ventil, um das Volumen des der Turbine zugeführten Brennstoffgases zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Einrichtung (20, 34) aufweist, um wenigstens eines der Steuerventile (7, 8) unter normalen Betriebsbedingungen auf eine im wesentlichen vollständig geöffnete Stellung zu steuern, und daß der Brennstoffgas-Zusatzverdichter (2) in der Weise gesteuert ist, daß der Verdichterausgangsdruck auf einen minimalen Wert verkleinert ist, der während normaler Betriebsbedingungen erforderlich ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Steuerventil (7) den Druck des Brennstoffgases während des Startens der Gasturbine steuert und das erste Steuerventil (7) während des normalen Turbinenbetriebs vollständig geöffnet ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, wobei das Brennstoffgas der Reihe nach durch das erste (7) und das zweite (8) Steuerventil hindurchströmt.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, wobei das zweite Steuerventil (8) für eine Steuerung der Brennstoffgasströmung während im wesentlichen maximaler Last- und minimaler Umgebungsbedingungen sorgt.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Strömungsmesser (5) vorgesehen ist, um eine minimale Brennstoffgasströmung aufrecht zu erhalten, um ein Ausblasen der Verbrennung der Gasturbine zu verhindern.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 5, wobei:

die Gasturbine (10) verwendet ist, um einen elektrischen Leistungsgenerator (17) anzutreiben,

ein erstes Signal (58) vorgesehen ist, das auf die Leistungsabgabe des Generators anspricht,

ein zweites Signal (55) vorgesehen ist, das auf die Einstellung des Drehzahlreglers der Gasturbine anspricht,

eine Einrichtung (56) die ersten (58) und zweiten (55) Signale vergleicht, um ein drittes Signal (65) zu liefern, um selektiv für eine konstante, aber einstellbare Abfallcharakteristik für den Drehzahlregler zu sorgen, und

das zweite Signal (55) als ein Referenzsignal für die Steuerung des Brennstoffgas-Zusatzverdichters verwendet wird, um die erforderliche Brennstoffströmung zu liefern.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung zur Steuerung des zweiten Steuerventils (8), in eine im wesentlichen vollständig geöffnete Stellung aufweist:

eine sekundäre invertierende Proportional-Integral- Stellungssteuerung (119),

wobei die sekundäre Stellungssteuerung ein Ausgangssignal während des Startens fordert, das den Strömungssteuerungs-Einstellpunkt des Zusatzverdichters nicht beeinflußt,

eine Einrichtung (126) zum Beseitigen einer Offset- Spannung (124), um einen Vergleich (172) der Stellung (35) des zweiten Steuerventils mit einer vorbestimmten maximalen Öffnungseinstellung (123) zu ermöglichen, und

eine auf die Beseitiung der Offset-Spannung ansprechende Einrichtung, um das zweite Steuerventil (8) zu öffnen.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, wobei das Ausgangssignal während des Startens der Turbine daran gehindert wird, den Strömungssteuerungs-Einstellpunkt durch die Wirkung der Offset-Spannung und einer Null-Klemmschaltung (118) zu beeinflussen.

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Ansprechgeschwindigkeit der sekundären Stellungssteuerung durch eine Rampenschaltung (112) während plötzlicher Übergänge in der Last an der Gasturbine verlangsamt wird.

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Ausgangsgröße der sekundären Stellungssteuerung (119) mit einem Lastbedarfssignal als eine Eingangsgröße von einer Schaltungsanordnung verglichen wird (109), die den Strömungssteuerungs-Einstellpunkt für den Zusatzverichter entwickelt.

11. Regeleinrichtung nach Anspruch 10, wobei die sekundäre Stellungssteuerung während des Startens dadurch ausgeschaltet wird, daß eine Vorspannung hinzugefügt wird, um das Steuerungssignal aus dem Weg der Nullklemmung zu drücken.

12. Regeleinrichtung nach Anspruch 11, wobei ein Schalter, wenn er betätigt ist, ein negatives Signal liefert, das durch die Nullklemmung blockiert ist, um die sekundäre Stellungssteuerung (119) zu blockieren.

13. Regeleinrichtung nach Anspruch 12, wobei der Schalter (126) betätigt wird, wenn die Leistungsabgabe von einem durch die Gasturbine angetriebenen Generator kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

14. Regeleinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuerung der Gasströmung zur Turbine durch eine Strömungssteuerung zu dem Brennstoffgas-Zusatzverdichter (2) immer dann gesteuert wird, wenn die sekundäre Stellungssteuerung (119) blockiert ist.

15. Regeleinrichtung nach Anspruch 14, wobei die ersten (7) und zweiten (8) Steuerventile während des Startens der Gasturbine (10) gedrosselt sind, um die für den Start erforderliche Brennstoffgasströmung beizubehalten.

16. Regeleinrichtung nach Anspruch 15, wobei die Drosselung fortgesetzt wird, bis der Einlaßdruck des zweiten steuerventils den Ausgangsdruck des Brennstoffgas- Zusatzverdichters (2) überschreitet.

17. Regeleinrichtung nach Anspruch 16, wobei das zweite Steuerventil (8) beim Fehlen des Einlaßdruckes auf eine im wesentlichen geöffnete Stellung integriert.

18. Regeleinrichtung nach Anspruch 17, wobei das erste Steuerventil (7) auf eine im wesentlichen geöffnete Stellung integriert, nachdem das zweite Steuerventil (8) auf die im wesentlichen geöffnete Stellung integriert hat.

19. Regeleinrichtung nach Anspruch 18, wobei das erste Steuerventil (7) das Stopp/Drehzahlverhältnis-Ventil ist.

20. Regeleinrichtung nach Anspruch 19, wobei das zweite Steuerventil (8) das Gassteuerventil ist.

21 Regeleinrichtung nach Anspruch 20, wobei die Eingangssignale zu der sekundären Stellungssteuerung (119) durch eine Summierschaltung (122) geliefert werden.

22. Regeleinrichtung nach Anspruch 10, wobei der Vergleich durch Verwendung einer zweiten Summierschaltung (109) geliefert wird.

23. Regeleinrichtung nach Anspruch 22, wobei das Lastbedarfssignal an die zweite Summierschaltung (109) durch eine Funktionsschaltung (115) geliefert wird, die notwendige Konstanten an die Steuerung und einen Multiplizierer (113) liefert.

24. Regeleinrichtung nach Anspruch 23, wobei der Multiplizierer (113) eine Verstärkungssteuerung (114) aufweist.

25. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung nach einem Starten von einer Regelung mit festem Druck und variabler Stellung in eine Regelung mit variablem Druck und fester Stellung übergeht.