JP2000291449A - ガスタービン起動方法 - Google Patents
ガスタービン起動方法Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/26—Starting; Ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
- F04D27/0223—Control schemes therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービン起動方法に関し、起動時に抽気
弁の開度を全開から絞って設定して運転開始し、途中で
全開とし、回転数９０％で全閉とするように運転し、流
体不安定現象をなくし、モータの動力も少くする。 【解決手段】 ＩＧＶ、可変静翼Ｃ１〜Ｃ５を所定の開
度で回転数０〜定格まで（ａ）のように設定し、（ｂ）
に示すように抽気弁 NO.５を回転数５２％まで、NO.８
を５１％まで、 NO.１１を５１％まで所定の開度で運転
し、その後全開とし、９０％を超えると全閉とし、定格
まで運転する。従来は抽気弁を全開として回転数が９０
％上昇するまで運転し、その後全閉としていたが、本発
明の運転により空気を無駄に大気に放出する量が少くな
り、かつ、その分起動モータの動力も節約できる。
弁の開度を全開から絞って設定して運転開始し、途中で
全開とし、回転数９０％で全閉とするように運転し、流
体不安定現象をなくし、モータの動力も少くする。 【解決手段】 ＩＧＶ、可変静翼Ｃ１〜Ｃ５を所定の開
度で回転数０〜定格まで（ａ）のように設定し、（ｂ）
に示すように抽気弁 NO.５を回転数５２％まで、NO.８
を５１％まで、 NO.１１を５１％まで所定の開度で運転
し、その後全開とし、９０％を超えると全閉とし、定格
まで運転する。従来は抽気弁を全開として回転数が９０
％上昇するまで運転し、その後全閉としていたが、本発
明の運転により空気を無駄に大気に放出する量が少くな
り、かつ、その分起動モータの動力も節約できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンの起動
方法に関し、起動時に大気に放出する空気量を少くする
と共に、圧縮機に発生する流体不安定現象を回避するこ
とのできるようにした方法である。
方法に関し、起動時に大気に放出する空気量を少くする
と共に、圧縮機に発生する流体不安定現象を回避するこ
とのできるようにした方法である。
【０００２】
【従来の技術】図３はガスタービンの圧縮機の一例を示
す一般的な断面図である。図において５０は圧縮機全体
であり、ロータ１０のロータディスク部周囲には動翼Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４〜（図では１０段の例で示す）が
取付けられており、ロータ１０と共に回転する。一方ケ
ーシング側１４には周囲に静翼Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４
〜（図では１０段の例で示す）が取付けられ、軸方向と
は動翼とそれぞれ交互に配置されている。圧縮機５０の
入口には、ロータ１０周囲にＩＧＶ（Inlet Guide Van
e）１１が取付けられており、駆動部１２によりその開
度が調整できるようになっている。
す一般的な断面図である。図において５０は圧縮機全体
であり、ロータ１０のロータディスク部周囲には動翼Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４〜（図では１０段の例で示す）が
取付けられており、ロータ１０と共に回転する。一方ケ
ーシング側１４には周囲に静翼Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４
〜（図では１０段の例で示す）が取付けられ、軸方向と
は動翼とそれぞれ交互に配置されている。圧縮機５０の
入口には、ロータ１０周囲にＩＧＶ（Inlet Guide Van
e）１１が取付けられており、駆動部１２によりその開
度が調整できるようになっている。
【０００３】静翼のうち、図の例では、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４は可変翼となっでおり、その開度がそれぞれ駆
動部１３−１，１３−２，１３−３，１３−４により調
整できるようになっている。空気２０は入口よりＩＧＶ
１１の開度で定められた流量で圧縮機５０に流入し、各
静翼間を流れる過程において回転する動翼間を通り圧縮
され、圧縮空気２１となって流出し、ガスタービンの燃
焼用や、ロータ、翼の冷却用として供給される。なお、
図３の例では、静翼Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の４段が可
変静翼で、翼が全部で１０段からなる圧縮機５０の例で
説明したが、可変静翼がＣ１〜Ｃ５の５段で、翼が全部
で１５段からなる圧縮機も開発されている。
３，Ｃ４は可変翼となっでおり、その開度がそれぞれ駆
動部１３−１，１３−２，１３−３，１３−４により調
整できるようになっている。空気２０は入口よりＩＧＶ
１１の開度で定められた流量で圧縮機５０に流入し、各
静翼間を流れる過程において回転する動翼間を通り圧縮
され、圧縮空気２１となって流出し、ガスタービンの燃
焼用や、ロータ、翼の冷却用として供給される。なお、
図３の例では、静翼Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の４段が可
変静翼で、翼が全部で１０段からなる圧縮機５０の例で
説明したが、可変静翼がＣ１〜Ｃ５の５段で、翼が全部
で１５段からなる圧縮機も開発されている。
【０００４】図４は上記に説明の圧縮機の静翼のみを模
式的に示した図であり、図４の例では可変静翼がＣ１〜
Ｃ５の５段からなる圧縮機の例で説明する。圧縮機５０
入口にはＩＧＶ１１が設けられ、静翼Ｃ１，Ｃ２〜Ｃ１
５が配列しており、静翼は図示省略しているが、Ｃ１５
まで配設されている。静翼の５段目Ｃ５の直後には開口
部１５が設けられ、開口部１５には配管３０が連通し、
配管３０には抽気弁６０が接続されて圧縮空気を抽気す
るようになっており、同様に８段目の静翼Ｃ８の直後に
も開口部１６が設けられ、同様に配管３１により抽気弁
６１が接続され、又、１１段目の静翼Ｃ１１の直後にも
開口部１７が設けられ、配管３２により抽気弁６２が接
続されている。なお、これら抽気弁の各配管３０，３
１，３２はケーシング周囲に４ヶ所設けられ、合流して
各抽気弁に接続する構成となっている。
式的に示した図であり、図４の例では可変静翼がＣ１〜
Ｃ５の５段からなる圧縮機の例で説明する。圧縮機５０
入口にはＩＧＶ１１が設けられ、静翼Ｃ１，Ｃ２〜Ｃ１
５が配列しており、静翼は図示省略しているが、Ｃ１５
まで配設されている。静翼の５段目Ｃ５の直後には開口
部１５が設けられ、開口部１５には配管３０が連通し、
配管３０には抽気弁６０が接続されて圧縮空気を抽気す
るようになっており、同様に８段目の静翼Ｃ８の直後に
も開口部１６が設けられ、同様に配管３１により抽気弁
６１が接続され、又、１１段目の静翼Ｃ１１の直後にも
開口部１７が設けられ、配管３２により抽気弁６２が接
続されている。なお、これら抽気弁の各配管３０，３
１，３２はケーシング周囲に４ヶ所設けられ、合流して
各抽気弁に接続する構成となっている。
【０００５】上記構成のガスタービン圧縮機において
は、ＩＧＶ１１、静翼Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５の
５段はその開度が可変であり、又、抽気弁６０，６１，
６２はＯＮ／ＯＦＦにより全開、全閉する構成となって
いる。起動時においては、ＩＧＶ１１、静翼Ｃ１〜Ｃ５
の開度を所定の開度に設定し、抽気弁６０，６１，６２
は全開として空気２０を圧縮する。起動時においては、
ガスタービンが立上るまでは起動モータを駆動して運転
しており、初期には低回転数であり、空気の流量を低速
運転にマッチングするために回転数が９０％程度に上昇
するまで抽気弁２０，２１，２２を全開とすることによ
り抽気し、大気へ逃すようにし、回転数が定格回転数の
９０％となり運転が立上ると、抽気弁６０，６１，６２
を全閉として定常状態の運転に入るようにしている。従
って、起動開始時の流量の不整合や、回転数の上昇時で
の抽気弁の閉止時等において、流量不安定現象が生じ、
又起動時の起動力を確保するために起動用モータの容量
も、大きなものを装備しなければならなかった。
は、ＩＧＶ１１、静翼Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５の
５段はその開度が可変であり、又、抽気弁６０，６１，
６２はＯＮ／ＯＦＦにより全開、全閉する構成となって
いる。起動時においては、ＩＧＶ１１、静翼Ｃ１〜Ｃ５
の開度を所定の開度に設定し、抽気弁６０，６１，６２
は全開として空気２０を圧縮する。起動時においては、
ガスタービンが立上るまでは起動モータを駆動して運転
しており、初期には低回転数であり、空気の流量を低速
運転にマッチングするために回転数が９０％程度に上昇
するまで抽気弁２０，２１，２２を全開とすることによ
り抽気し、大気へ逃すようにし、回転数が定格回転数の
９０％となり運転が立上ると、抽気弁６０，６１，６２
を全閉として定常状態の運転に入るようにしている。従
って、起動開始時の流量の不整合や、回転数の上昇時で
の抽気弁の閉止時等において、流量不安定現象が生じ、
又起動時の起動力を確保するために起動用モータの容量
も、大きなものを装備しなければならなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来のガ
スタービンの圧縮機においては、起動時には、起動モー
タを駆動して抽気弁を全開と、空気を途中から逃して運
転をして装置との整合を取り、回転数が９０％程度に上
昇した段階で抽気弁を全閉として定常運転に入ってい
る。このような運転方式では起動から回転数が上昇する
までの間は、途中まで圧縮した多量の空気を大気に逃が
しており、空気を無駄に放出している。
スタービンの圧縮機においては、起動時には、起動モー
タを駆動して抽気弁を全開と、空気を途中から逃して運
転をして装置との整合を取り、回転数が９０％程度に上
昇した段階で抽気弁を全閉として定常運転に入ってい
る。このような運転方式では起動から回転数が上昇する
までの間は、途中まで圧縮した多量の空気を大気に逃が
しており、空気を無駄に放出している。
【０００７】又、起動用モータも、起動時に大気に放出
する空気流量の分まで見込んだ容量が必要であり、又、
圧縮機の設計上の定格時における空気流量と起動時の低
速回転時の空気流量とを調整するための抽気弁が開、閉
のみを行うＯＮ／ＯＦＦ操作のみであって抽気弁の流量
調整が開、閉のみであり、起動時には流体の不安定現象
が生じ、昇速をスムーズに行う妨げとなっていた。
する空気流量の分まで見込んだ容量が必要であり、又、
圧縮機の設計上の定格時における空気流量と起動時の低
速回転時の空気流量とを調整するための抽気弁が開、閉
のみを行うＯＮ／ＯＦＦ操作のみであって抽気弁の流量
調整が開、閉のみであり、起動時には流体の不安定現象
が生じ、昇速をスムーズに行う妨げとなっていた。
【０００８】そこで本発明は、圧縮機の抽気弁の開、閉
操作を改良して連続して開度を調整できる抽気弁とし、
起動時には複数の抽気弁の開度を絞り、それぞれの開度
を変化させて運転を開始し、所定の回転数に達すると抽
気弁を全閉として運転し、定格回転数に達するような運
転方法を採用し、従来起動時に抽気弁から無駄に大気に
放出されていた空気量を低減させると共に、起動時にお
ける流体の不安定現象も回避してスムーズな昇速が得ら
れるガスタービン起動方法を提供することを課題として
なされたものである。
操作を改良して連続して開度を調整できる抽気弁とし、
起動時には複数の抽気弁の開度を絞り、それぞれの開度
を変化させて運転を開始し、所定の回転数に達すると抽
気弁を全閉として運転し、定格回転数に達するような運
転方法を採用し、従来起動時に抽気弁から無駄に大気に
放出されていた空気量を低減させると共に、起動時にお
ける流体の不安定現象も回避してスムーズな昇速が得ら
れるガスタービン起動方法を提供することを課題として
なされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１）乃至（６）の手段を提供する。
決するために次の（１）乃至（６）の手段を提供する。
【００１０】（１）圧縮機のＩＧＶ、可変静翼を起動開
始から定格回転数に至る起動中に所定の開度に設定し、
前記起動中に複数の抽気弁を制御するガスタービン起動
方法であって、前記複数の抽気弁の開度を起動中に可変
としたことを特徴とするガスタービン起動方法。
始から定格回転数に至る起動中に所定の開度に設定し、
前記起動中に複数の抽気弁を制御するガスタービン起動
方法であって、前記複数の抽気弁の開度を起動中に可変
としたことを特徴とするガスタービン起動方法。
【００１１】（２）前記複数の抽気弁は、起動開始から
回転数上昇の途中までは所定の開度に絞って設定され；
前記回転数上昇の途中において全開とされ；定格回転数
の直前において全閉に設定されることを特徴とする
（１）記載のガスタービン起動方法。
回転数上昇の途中までは所定の開度に絞って設定され；
前記回転数上昇の途中において全開とされ；定格回転数
の直前において全閉に設定されることを特徴とする
（１）記載のガスタービン起動方法。
【００１２】（３）前記複数の抽気弁の回転数上昇途中
までの開度設定は互に異なる開度に設定されていること
を特徴とする（２）記載のガスタービン起動方法。
までの開度設定は互に異なる開度に設定されていること
を特徴とする（２）記載のガスタービン起動方法。
【００１３】（４）前記複数の抽気弁の回転数上昇途中
までの開度設定は少くとも１つが全閉であることを特徴
とする（３）記載のガスタービン起動方法。
までの開度設定は少くとも１つが全閉であることを特徴
とする（３）記載のガスタービン起動方法。
【００１４】（５）前記複数の抽気弁の開度を全開にす
る回転数は、定格回転数のほぼ５０％を超えた回転数と
し、少くとも１つは異なる回転数とすることを特徴とす
る（２）から（４）のいずれかに記載のガスタービン起
動方法。
る回転数は、定格回転数のほぼ５０％を超えた回転数と
し、少くとも１つは異なる回転数とすることを特徴とす
る（２）から（４）のいずれかに記載のガスタービン起
動方法。
【００１５】（６）前記抽気弁を全閉とする回転数は、
定格回転数の９０％を超えた回転数であることを特徴と
する（２）から（５）のいずれかに記載のガスタービン
起動方法。
定格回転数の９０％を超えた回転数であることを特徴と
する（２）から（５）のいずれかに記載のガスタービン
起動方法。
【００１６】本発明は上記（１）の発明を基本としてお
り、ガスタービンの起動においてはガスタービンが立上
るまでは起動用モータで圧縮機を駆動している。圧縮機
では、ＩＧＶ、可変静翼を所定の開度とし、複数の抽気
弁の開閉を制御して低速回転時での空気流量を調整し、
昇速する。従来の起動時には、抽気弁はＯＮ／ＯＦＦ制
御を行い、開，閉操作を行う弁であり、抽気弁は回転数
が定格の９０％まで全開として運転し、その後全閉とす
る操作で行っていたので、抽気弁から大気へ放出される
空気量が多く、無駄な空気量が多くなり、そのために駆
動モータの容量も大きくしていた。本発明では抽気弁は
起動中に全開〜全閉の範囲で可変とする弁としたので、
起動中の抽気弁から大気中に放出する空気量を制御する
ことが可能となり、そのために無駄に放出される空気を
少くすることができるものであり、又、起動中の流体の
不安定現象を回避するように抽気弁の開度を制御するこ
とができる。
り、ガスタービンの起動においてはガスタービンが立上
るまでは起動用モータで圧縮機を駆動している。圧縮機
では、ＩＧＶ、可変静翼を所定の開度とし、複数の抽気
弁の開閉を制御して低速回転時での空気流量を調整し、
昇速する。従来の起動時には、抽気弁はＯＮ／ＯＦＦ制
御を行い、開，閉操作を行う弁であり、抽気弁は回転数
が定格の９０％まで全開として運転し、その後全閉とす
る操作で行っていたので、抽気弁から大気へ放出される
空気量が多く、無駄な空気量が多くなり、そのために駆
動モータの容量も大きくしていた。本発明では抽気弁は
起動中に全開〜全閉の範囲で可変とする弁としたので、
起動中の抽気弁から大気中に放出する空気量を制御する
ことが可能となり、そのために無駄に放出される空気を
少くすることができるものであり、又、起動中の流体の
不安定現象を回避するように抽気弁の開度を制御するこ
とができる。
【００１７】本発明の（２）においては、抽気弁の開度
を回転上昇の途中までは所定の開度で絞っておき、その
後回転数が上昇した段階で全開とし、定格回転数の直前
までは全開として運転し、直前において全閉として定格
回転数に至るように抽気弁を回転数の上昇に応じて細か
く制御するので、従来の抽気弁全開、その後全閉の単純
な操作と比べると大気に放出される無駄な空気を少くす
ることができ、より細かな抽気弁の開度の制御により流
体の不安定現象も小さくするように制御することができ
る。各回転数における流体の不安定現象を小さくするの
に必要な抽気流量は異なるので、これを各回転数域によ
りきめ細かく制御することによって最適な流量を得るこ
とができる。
を回転上昇の途中までは所定の開度で絞っておき、その
後回転数が上昇した段階で全開とし、定格回転数の直前
までは全開として運転し、直前において全閉として定格
回転数に至るように抽気弁を回転数の上昇に応じて細か
く制御するので、従来の抽気弁全開、その後全閉の単純
な操作と比べると大気に放出される無駄な空気を少くす
ることができ、より細かな抽気弁の開度の制御により流
体の不安定現象も小さくするように制御することができ
る。各回転数における流体の不安定現象を小さくするの
に必要な抽気流量は異なるので、これを各回転数域によ
りきめ細かく制御することによって最適な流量を得るこ
とができる。
【００１８】本発明の（３）では抽気弁の開度の絞りは
複数の抽気弁で互に異なる開度とし、例えば前段は開度
を大きく、後段の抽気弁程開度を小さくして設定し、又
（４）の発明では複数の抽気弁のうち少くとも１つは全
閉、例えば、最後部の抽気弁の開度を全閉に、設定する
ようにしたので、無駄に流出する空気を少くできると共
に、この制御により流体不安定現象の発生も抑えること
ができる。通常圧縮機内部で圧縮された空気を外部に捨
てる時、後方段に行く程空気の持つエネルギーは大きく
なるので、これを捨てると無駄が増えることになる。従
って、エネルギーを有効に活用するには、前方段の抽気
を多くし、後方段の抽気を少なくする方が損失が減る結
果となる。このような理由により、極端には、（４）の
発明のように、後方段の１つを前閉とすることが出来れ
ば、エネルギー損失は最小となる。但し、この時流体の
不安定現象が発生しないのが条件となる。
複数の抽気弁で互に異なる開度とし、例えば前段は開度
を大きく、後段の抽気弁程開度を小さくして設定し、又
（４）の発明では複数の抽気弁のうち少くとも１つは全
閉、例えば、最後部の抽気弁の開度を全閉に、設定する
ようにしたので、無駄に流出する空気を少くできると共
に、この制御により流体不安定現象の発生も抑えること
ができる。通常圧縮機内部で圧縮された空気を外部に捨
てる時、後方段に行く程空気の持つエネルギーは大きく
なるので、これを捨てると無駄が増えることになる。従
って、エネルギーを有効に活用するには、前方段の抽気
を多くし、後方段の抽気を少なくする方が損失が減る結
果となる。このような理由により、極端には、（４）の
発明のように、後方段の１つを前閉とすることが出来れ
ば、エネルギー損失は最小となる。但し、この時流体の
不安定現象が発生しないのが条件となる。
【００１９】本発明の（５）では、回転数を途中で全開
とする時点を回転数が定格の５０％を超えた時点とし、
又少くとも１つは異なる回転数の時点として空気流量の
変動を互にずらすようにする。通常、ガスタービンで
は、５０％スピードで排ガス温度が最も高くなるため、
この回転数域での抽気量を減らようにすれば温度上昇が
低く抑えられる。又、圧縮機の流体不安定現象のピーク
は６０％回転数域となるため、この領域での抽気量を増
やすために、ほぼ５０％を境として抽気弁開度を操作す
る。但し、複数を同じ回転数で制御するか否かは、特に
明確な理由はないのでばらばらの回転数での設定として
も良い。
とする時点を回転数が定格の５０％を超えた時点とし、
又少くとも１つは異なる回転数の時点として空気流量の
変動を互にずらすようにする。通常、ガスタービンで
は、５０％スピードで排ガス温度が最も高くなるため、
この回転数域での抽気量を減らようにすれば温度上昇が
低く抑えられる。又、圧縮機の流体不安定現象のピーク
は６０％回転数域となるため、この領域での抽気量を増
やすために、ほぼ５０％を境として抽気弁開度を操作す
る。但し、複数を同じ回転数で制御するか否かは、特に
明確な理由はないのでばらばらの回転数での設定として
も良い。
【００２０】又（６）の発明では、前閉とする時点を回
転数が定格の９０％を超える点としているので起動から
定格回転数まで立上るまでの昇速をスムーズにすること
ができ、翼への励振力が大きくなるのを防ぎ、流体不安
定現象の発生も抑えることができる。
転数が定格の９０％を超える点としているので起動から
定格回転数まで立上るまでの昇速をスムーズにすること
ができ、翼への励振力が大きくなるのを防ぎ、流体不安
定現象の発生も抑えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基いて具体的に説明する。図１は本発明の実施
の一形態に係るガスタービン起動方法を実施する装置の
構成図である。図において圧縮機の構成は図４に示す従
来の構成と同じであり、本発明の特徴部分は抽気弁１，
２，３及び制御装置４による抽気弁１，２，３の制御方
法にあり、以下に詳しく説明する。
て図面に基いて具体的に説明する。図１は本発明の実施
の一形態に係るガスタービン起動方法を実施する装置の
構成図である。図において圧縮機の構成は図４に示す従
来の構成と同じであり、本発明の特徴部分は抽気弁１，
２，３及び制御装置４による抽気弁１，２，３の制御方
法にあり、以下に詳しく説明する。
【００２２】図１において、抽気弁１，２，３は、その
開度が任意に設定できる弁であり、従来の開，閉のみし
かできないＯＮ／ＯＦＦ弁に代えた構成としている。本
実施の形態においては、ガスタービンの起動時に制御装
置４において、圧縮機４０のこれら抽気弁１，２，３の
開度を、後述するように全開から所定の開度で絞って設
定し、又、それぞれの３個の弁における開度を異なる開
度として運転開始する。その後、回転数が上昇してゆ
き、回転数が途中まで上昇した時点でそれぞれの抽気弁
を多少異なる回転数において全開とし、この状態で運転
して回転数が更に定格回転数の９０％を超えた時点で全
閉とし、その後回転数が１００％で定格運転に入るよう
な運転を行うものである。
開度が任意に設定できる弁であり、従来の開，閉のみし
かできないＯＮ／ＯＦＦ弁に代えた構成としている。本
実施の形態においては、ガスタービンの起動時に制御装
置４において、圧縮機４０のこれら抽気弁１，２，３の
開度を、後述するように全開から所定の開度で絞って設
定し、又、それぞれの３個の弁における開度を異なる開
度として運転開始する。その後、回転数が上昇してゆ
き、回転数が途中まで上昇した時点でそれぞれの抽気弁
を多少異なる回転数において全開とし、この状態で運転
して回転数が更に定格回転数の９０％を超えた時点で全
閉とし、その後回転数が１００％で定格運転に入るよう
な運転を行うものである。
【００２３】図２は上記の圧縮機の運転状態を示す図で
あり、（ａ）はＩＧＶと５個の可変静翼１Ｃ，２Ｃ，３
Ｃ，４Ｃ，５Ｃの回転数の上昇に対する開度設定を示
し、（ｂ）は NO.５， NO.8 ， NO.１１の各抽気弁の回
転数に対する開度設定の状態を示す図である。
あり、（ａ）はＩＧＶと５個の可変静翼１Ｃ，２Ｃ，３
Ｃ，４Ｃ，５Ｃの回転数の上昇に対する開度設定を示
し、（ｂ）は NO.５， NO.8 ， NO.１１の各抽気弁の回
転数に対する開度設定の状態を示す図である。
【００２４】これら図において、起動時のＩＧＶと可変
静翼１Ｃ〜５Ｃの開度は、回転数が８０％になるまで
は、ＩＧＶが５０゜、１Ｃが４０゜、２Ｃが２４゜、３
Ｃが２０゜、４Ｃと５Ｃが１６゜に設定しておく。可変
静翼１Ｃ，２Ｃ，３Ｃ，４Ｃ，５Ｃは回転数が８０％か
ら９５％の間は開度を回転数上昇に比例して開いてゆ
き、９５％で全開とし、ＩＧＶは回転数が８６％まで開
度５０゜を維持し、８６％から９５％までは速度の上昇
に比例して開度を開いてゆき、９５％で４１．５゜に設
定し、以降この開度を維持し、定格回転数では、１Ｃ〜
５Ｃが全開、ＩＧＶが４１．５゜の中間開度で定常運転
を行う。これらの各弁の開度制御は制御装置４に設定さ
れ、所定の回転数になると自動的に設定値になるように
制御される。
静翼１Ｃ〜５Ｃの開度は、回転数が８０％になるまで
は、ＩＧＶが５０゜、１Ｃが４０゜、２Ｃが２４゜、３
Ｃが２０゜、４Ｃと５Ｃが１６゜に設定しておく。可変
静翼１Ｃ，２Ｃ，３Ｃ，４Ｃ，５Ｃは回転数が８０％か
ら９５％の間は開度を回転数上昇に比例して開いてゆ
き、９５％で全開とし、ＩＧＶは回転数が８６％まで開
度５０゜を維持し、８６％から９５％までは速度の上昇
に比例して開度を開いてゆき、９５％で４１．５゜に設
定し、以降この開度を維持し、定格回転数では、１Ｃ〜
５Ｃが全開、ＩＧＶが４１．５゜の中間開度で定常運転
を行う。これらの各弁の開度制御は制御装置４に設定さ
れ、所定の回転数になると自動的に設定値になるように
制御される。
【００２５】一方抽気弁は、（ｂ）図に示すように、 N
O.５， NO.8 ， NO.１１抽気弁共、図示のように開度を
１００％（全開）から除々に減少（閉じる方へ絞る）さ
せる５個の設定値のいずれかを選び、設定して起動す
る。 NO.５抽気弁１は図示の例では、回転数が５２％ま
で上昇した時点で１００％（全開）とし、 NO.８抽気弁
２も上記と同様に開度を設定し、回転数５１％で全開、
NO.１１抽気弁３も回転数５１％で全開として運転を
し、回転数が上昇してゆく。
O.５， NO.8 ， NO.１１抽気弁共、図示のように開度を
１００％（全開）から除々に減少（閉じる方へ絞る）さ
せる５個の設定値のいずれかを選び、設定して起動す
る。 NO.５抽気弁１は図示の例では、回転数が５２％ま
で上昇した時点で１００％（全開）とし、 NO.８抽気弁
２も上記と同様に開度を設定し、回転数５１％で全開、
NO.１１抽気弁３も回転数５１％で全開として運転を
し、回転数が上昇してゆく。
【００２６】その後 NO.５抽気弁１は回転数９１．５％
で開度０（全閉）、 NO.８抽気弁２は回転数９２．５％
で全閉、 NO.１１抽気弁３は回転数９３．５％で全閉と
し、以降すべての抽気弁を全閉状態で定格回転数に達し
て定常運転に入る。これら抽気弁の制御は、あらかじめ
制御装置４に各抽気弁の回転数に対する開度のパターン
を設定しておき、制御装置４により自動的になされる。
で開度０（全閉）、 NO.８抽気弁２は回転数９２．５％
で全閉、 NO.１１抽気弁３は回転数９３．５％で全閉と
し、以降すべての抽気弁を全閉状態で定格回転数に達し
て定常運転に入る。これら抽気弁の制御は、あらかじめ
制御装置４に各抽気弁の回転数に対する開度のパターン
を設定しておき、制御装置４により自動的になされる。
【００２７】上記に説明の実施の形態の起動方法によれ
ば、ＩＧＶを所定の開度とし、可変静翼１Ｃ〜５Ｃの回
転数８０％まで所定の開度に設定し、８０％から９５％
までの間は回転数の上昇に比例して開度を拡大してゆ
き、９５％で全開とするように制御装置４により制御す
る。この間に NO.１抽気弁１、 NO.５抽気弁２、 NO.１
１抽気弁３を回転数上昇の途中まで所定の開度に絞って
運転し、その後全開とし、回転数が９０％を超えた時点
でそれぞれ全閉とするように制御装置４により制御し、
圧縮機を起動するようにしたので、従来起動時には抽気
弁を全開として空気を無駄に大気に放出していた空気の
一部を、圧縮機の吐出空気としてガスタービンで有効利
用することができる。
ば、ＩＧＶを所定の開度とし、可変静翼１Ｃ〜５Ｃの回
転数８０％まで所定の開度に設定し、８０％から９５％
までの間は回転数の上昇に比例して開度を拡大してゆ
き、９５％で全開とするように制御装置４により制御す
る。この間に NO.１抽気弁１、 NO.５抽気弁２、 NO.１
１抽気弁３を回転数上昇の途中まで所定の開度に絞って
運転し、その後全開とし、回転数が９０％を超えた時点
でそれぞれ全閉とするように制御装置４により制御し、
圧縮機を起動するようにしたので、従来起動時には抽気
弁を全開として空気を無駄に大気に放出していた空気の
一部を、圧縮機の吐出空気としてガスタービンで有効利
用することができる。
【００２８】上記の運転方法において、テストでは NO.
５抽気弁を８％開度、 NO.８抽気弁を４８％開度、 NO.
１１抽気弁を全閉として設定し、それぞれ定格回転数の
５２％，５１％，５１％で全開とし、９０％を超えた時
点で全閉としてテストした結果、抽気弁から放出する空
気は、従来は４３％であったものが２５％を放出するだ
けで良くなり、空気を有効活用することができるように
なった。
５抽気弁を８％開度、 NO.８抽気弁を４８％開度、 NO.
１１抽気弁を全閉として設定し、それぞれ定格回転数の
５２％，５１％，５１％で全開とし、９０％を超えた時
点で全閉としてテストした結果、抽気弁から放出する空
気は、従来は４３％であったものが２５％を放出するだ
けで良くなり、空気を有効活用することができるように
なった。
【００２９】又、起動時には抽気弁を絞って運転し、回
転数上昇の途中で全開とするので、従来と比べて起動時
の起動モータの動力が少くて良い。更に、上記のように
抽気弁１，２，３を制御装置４で制御することにより、
従来の全開、全閉のみの制御と比べ、流体不安定現象が
抑えられる。
転数上昇の途中で全開とするので、従来と比べて起動時
の起動モータの動力が少くて良い。更に、上記のように
抽気弁１，２，３を制御装置４で制御することにより、
従来の全開、全閉のみの制御と比べ、流体不安定現象が
抑えられる。
【００３０】
【発明の効果】本発明のガスタービン起動方法は、
（１）圧縮機のＩＧＶ、可変静翼を起動開始から定格回
転数に至る起動中に所定の開度に設定し、前記起動中に
複数の抽気弁を制御するガスタービン起動方法であっ
て、前記複数の抽気弁の開度を起動中に可変としたこと
を基本的な特徴としている。このような起動方法では、
抽気弁は起動中に全開〜全閉の範囲で可変とする弁とし
たので、起動中の抽気弁から大気中に放出する空気量を
制御することが可能となり、そのために無駄に放出され
る空気を少くすることができるものであり、又、起動中
の流体の不安定現象を回避するように抽気弁の開度を制
御することができる。
（１）圧縮機のＩＧＶ、可変静翼を起動開始から定格回
転数に至る起動中に所定の開度に設定し、前記起動中に
複数の抽気弁を制御するガスタービン起動方法であっ
て、前記複数の抽気弁の開度を起動中に可変としたこと
を基本的な特徴としている。このような起動方法では、
抽気弁は起動中に全開〜全閉の範囲で可変とする弁とし
たので、起動中の抽気弁から大気中に放出する空気量を
制御することが可能となり、そのために無駄に放出され
る空気を少くすることができるものであり、又、起動中
の流体の不安定現象を回避するように抽気弁の開度を制
御することができる。
【００３１】本発明の（２）においては、抽気弁の開度
を回転上昇の途中までは所定の開度で絞っておき、その
後回転数が上昇した段階で全開とし、定格回転数の直前
までは全開として運転し、直前において全閉として定格
回転数に至るように抽気弁を回転数の上昇に応じて細か
く制御するので、従来の抽気弁全開、その後全閉の単純
な操作と比べると大気に放出される無駄な空気を少くす
ることができ、より細かな抽気弁の開度の制御により流
体の不安定現象も小さくするように制御することができ
る。
を回転上昇の途中までは所定の開度で絞っておき、その
後回転数が上昇した段階で全開とし、定格回転数の直前
までは全開として運転し、直前において全閉として定格
回転数に至るように抽気弁を回転数の上昇に応じて細か
く制御するので、従来の抽気弁全開、その後全閉の単純
な操作と比べると大気に放出される無駄な空気を少くす
ることができ、より細かな抽気弁の開度の制御により流
体の不安定現象も小さくするように制御することができ
る。
【００３２】本発明の（３）では抽気弁の開度の絞りは
複数の抽気弁で互に異なる開度とし、例えば前段は開度
を大きく、後段の抽気弁程開度を小さくして設定し、又
（４）の発明では複数の抽気弁のうち少くとも１つは全
閉、例えば、最後部の抽気弁の開度を全閉に設定するよ
うにしたので、無駄に流出する空気を少くできると共
に、この制御により流体不安定現象の発生も抑えること
ができる。
複数の抽気弁で互に異なる開度とし、例えば前段は開度
を大きく、後段の抽気弁程開度を小さくして設定し、又
（４）の発明では複数の抽気弁のうち少くとも１つは全
閉、例えば、最後部の抽気弁の開度を全閉に設定するよ
うにしたので、無駄に流出する空気を少くできると共
に、この制御により流体不安定現象の発生も抑えること
ができる。
【００３３】本発明の（５）では、回転数を途中で全開
とする時点を回転数が定格の５０％を超えた時点とし、
又少くとも１つは異なる回転数の時点として空気流量の
変動を互にずらすようにし、又（６）の発明では、全閉
とする時点を回転数が定格の９０％を超える点としてい
るので、起動から定格回転数まで立上るまでの昇速をス
ムーズにすることができ、又、流体不安定現象の発生も
抑えることができる。
とする時点を回転数が定格の５０％を超えた時点とし、
又少くとも１つは異なる回転数の時点として空気流量の
変動を互にずらすようにし、又（６）の発明では、全閉
とする時点を回転数が定格の９０％を超える点としてい
るので、起動から定格回転数まで立上るまでの昇速をス
ムーズにすることができ、又、流体不安定現象の発生も
抑えることができる。
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン起動
方法を実施する圧縮機の構成図である。
方法を実施する圧縮機の構成図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係るガスタービン起動
方法の各弁の開度の状態を示す図である。
方法の各弁の開度の状態を示す図である。
【図３】ガスタービンの圧縮機の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図４】従来のガスタービンのＩＧＶ、静翼、抽気弁の
構成図である。
構成図である。
１，２，３ 抽気弁 １１ ＩＧＶ １２ 駆動部 １３−１〜１３−５ 駆動部 １４ ケーシング １５，１６，１７ 開口部 ２０ 空気 ２１ 圧縮空気 ４０ 圧縮機
Claims (6)
- 【請求項１】 圧縮機のＩＧＶ、可変静翼を起動開始か
ら定格回転数に至る起動中に所定の開度に設定し、前記
起動中に複数の抽気弁を制御するガスタービン起動方法
であって、前記複数の抽気弁の開度を起動中に可変とし
たことを特徴とするガスタービン起動方法。 - 【請求項２】 前記複数の抽気弁は、起動開始から回転
数上昇の途中までは所定の開度に絞って設定され；前記
回転数上昇の途中において全開とされ；定格回転数の直
前において全閉に設定されることを特徴とする請求項１
記載のガスタービン起動方法。 - 【請求項３】 前記複数の抽気弁の回転数上昇途中まで
の開度設定は互に異なる開度に設定されていることを特
徴とする請求項２記載のガスタービン起動方法。 - 【請求項４】 前記複数の抽気弁の回転数上昇途中まで
の開度設定は少くとも１つが全閉であることを特徴とす
る請求項３記載のガスタービン起動方法。 - 【請求項５】 前記複数の抽気弁の開度を全開にする回
転数は、定格回転数のほぼ５０％を超えた回転数とし、
少くとも１つは異なる回転数とすることを特徴とする請
求項２から４のいずれかに記載のガスタービン起動方
法。 - 【請求項６】 前記抽気弁を全閉とする回転数は、定格
回転数の９０％を超えた回転数であることを特徴とする
請求項２から５のいずれかに記載のガスタービン起動方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09637299A JP4115037B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | ガスタービン起動方法 |
| EP00105406A EP1041290B1 (en) | 1999-04-02 | 2000-03-14 | Gas turbine starting method |
| DE60020441T DE60020441T2 (de) | 1999-04-02 | 2000-03-14 | Startprozedur für eine Gasturbine |
| CA002300606A CA2300606C (en) | 1999-04-02 | 2000-03-14 | Gas turbine starting method |
| US09/531,148 US6328526B1 (en) | 1999-04-02 | 2000-03-17 | Gas turbine starting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09637299A JP4115037B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | ガスタービン起動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000291449A true JP2000291449A (ja) | 2000-10-17 |
| JP4115037B2 JP4115037B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=14163149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09637299A Expired - Lifetime JP4115037B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | ガスタービン起動方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6328526B1 (ja) |
| EP (1) | EP1041290B1 (ja) |
| JP (1) | JP4115037B2 (ja) |
| CA (1) | CA2300606C (ja) |
| DE (1) | DE60020441T2 (ja) |
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