JP2002147253A - ガスタービン保護装置及び燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気冷却システム異常時に、ガスタービンの
運転を継続しながら、燃焼ガス温度の上昇を防止してガ
スタービンの故障を回避する。 【解決手段】 ガスタービン吸気冷却システムの異常を
異常検知手段２１で検知し、燃料流量瞬時低下手段２２
でガスタービンの燃料流量を瞬時に所定値に低下させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン（Ｇ
Ｔ）の吸気冷却システムの異常を検知してガスタービン
を保護するガスタービン装置、及び、燃料制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンには、大気温度が高くなる
と、吸入空気の密度が低下することから、タービン出力
が低下するという特性がある。そのため、ガスタービン
発電設備では、大気温度が高い高温季節、特に昼間の電
力需要ピーク時に発電出力を増加する対策として、ガス
タービンの吸入空気を水等の冷媒で冷却して空気密度を
高めるシステム（以下、吸気冷却システム）により、大
気温度上昇による発電出力の低下を補うことが考えられ
ている。

【０００３】吸入空気は冷却後に空気圧縮機で圧縮さ
れ、燃焼器に送られる。燃焼器には、燃料圧力調節弁と
燃料流量調節弁を順に通して燃料が供給される。燃焼器
で燃料が燃焼しれできる燃焼ガスがタービンを回転す
る。ガスタービン発電設備では、タービンにより発電機
が駆動される。タービンの排ガスをボイラー等に供給し
て排熱エネルギの回収を図ることも行われる。

【０００４】燃料流量は燃料流量調節弁で制御される。
その際、燃料流量調節弁より上流側の燃料圧力調節弁
が、燃料流量調節弁の出入口間の差圧が設定差圧となる
ように、比例積分（ＰＩ）制御される。

【０００５】燃料流量の制御には、負荷制御、ガバナ制
御、ブレードパス温度制御及び排ガス温度制御がある。

【０００６】負荷制御では、発電機出力等の負荷に応じ
て、比例積分（ＰＩ）制御により燃料流量調節弁の開度
を制御する。

【０００７】ガバナ制御では、発電機等の回転速度を所
定速度に維持するように、比例（Ｐ）制御により燃料流
量調節弁の開度を制御する。

【０００８】ブレードパス温度制御及び排ガス温度制御
は、タービン入口ガス温度が所定の温度（大容量ガスタ
ービンでは例えば１３５０°Ｃ）を越えないようにする
ための温度制御である。

【０００９】ブレードパス温度制御では、タービン最終
段直後の排気ガス温度（ブレードパス温度と呼ばれる）
を計測し、これが設定温度（以下、ブレードパス温度設
定値）となるように、比例積分（ＰＩ）制御により燃料
流量を制御する。

【００１０】排ガス温度制御では、タービン最終段より
も後流の排気ダクトでの排気ガス温度（単に、排ガス温
度と呼ばれる）を計測し、これが設定温度（以下、排ガ
ス温度設定値）となるように、比例積分（ＰＩ）制御に
より燃料流量を制御する。

【００１１】ブレードパス温度設定値は、排ガス温度設
定値に、温度計測位置からくる熱落差を考慮したバイア
ス値（以下、ＢＰＴバイアス）を加えた値として、設定
される。ＢＰＴバイアスは、例えば数°Ｃから数１０°
Ｃ程度とされる。

【００１２】負荷制御、ガバナ制御、ブレードパス温度
制御及び排ガス温度制御における各開度指令のうち、最
も小さい開度指令によって、燃料流量調節弁の開度が制
御される。

【００１３】部分負荷では、タービン入口ガス温度をな
るべく高くして排熱エネルギの利用効率を向上させるよ
うに、空気圧縮機の可変ガイドベーンが閉じ勝手に制御
される。

【００１４】このガイドベーン開度制御では、負荷が所
定負荷（所定の部分負荷）以下の場合は負荷に応じて閉
側から全開へ変化し、且つ、所定負荷以上の場合は常に
全開となるような制御線が用いられる。制御線における
所定負荷は、空気圧縮機入口での吸気温度（吸気冷却シ
ステムの運転中は冷却後の吸気温度）を計測し、その計
測温度が高いほど低負荷側にシフトされる。

【００１５】一方、ガスタービン保護のためのランバッ
クシステムとして、負荷が徐々に降下するように燃料流
量を徐々に減少させるシステムがあり、負荷降下レート
によって、通常負荷ランバック（ガスタービン定格出力
の５％／分レート程度の通常負荷変化レート）と、急速
負荷ランバック（ガスタービン定格出力の１００％／分
レート程度の急速負荷変化レート）が知られている。い
ずれのランバックにおいても、比例積分（ＰＩ）制御に
より燃料流量調節弁の開度が制御される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】吸気冷却システムの運
用中は、発電出力増加等のためガスタービンの負荷を上
げているので、吸気冷却システムに異常が生じると、吸
気温度が上昇して燃焼ガス温度が急上昇するため、ガス
タービンに悪影響を及ぼし、故障する恐れがある。

【００１７】そこで、吸気冷却システムの異常を検知し
て、燃焼ガス温度の急上昇を防止する必要がある。

【００１８】この場合、ガスタービンをトリップ（停
止）させたり、発電機を解列（負荷遮断）することが考
えられる。しかし、これでは発電が行われなくなるか
ら、吸気冷却の主目的が高温季節での発電出力増加対策
であることを考えると得策ではない。

【００１９】従って、本発明の第１の課題は、吸気冷却
システム異常時に、ガスタービンをトリップ（停止）さ
せたり、発電機を解列（負荷遮断）することなく、ガス
タービンの故障を確実に回避することである。これは、
燃料流量を低下させることにより達成でき、発電の継続
が可能である。

【００２０】この場合、冷媒が水の場合は吸気冷却シス
テム異常時の吸気温度の上昇は例えば５°Ｃ程度である
から、通常負荷ランバックや急速負荷ランバック程度の
緩やか負荷降下レートでも良い。

【００２１】しかし、気体を液化したもの等、水よりも
冷却効果が高い冷媒の場合は、吸気冷却システム異常時
に吸気温度の上昇が数１０度Ｃにもなるから、燃焼ガス
温度が瞬時に急上昇する。

【００２２】従って、本発明の第２の課題は、燃焼ガス
温度の瞬時の急上昇を防止するように、急速負荷ランバ
ックよりも更に高い負荷降下レートで、燃料流量を瞬時
に低下させることである。

【００２３】この場合、燃料圧力調節弁のＰＩ制御によ
る制御遅れがあるため、燃焼ガス温度の急上昇を防止す
るには、燃料流量を大幅に低下させる必要がある。しか
し、これでは大きな負荷減少を伴い、発電出力の大幅な
低下につながる。

【００２４】従って、本発明の第３の課題は、燃料流量
低下時の負荷減少を極力少なくすることがある。

【００２５】更に、部分負荷の場合は、吸気冷却システ
ム異常時に燃料流量を低下させると、燃焼ガス温度が一
時的に上昇することがある。

【００２６】これは、燃料流量低下によって負荷が減少
すると同時に空気圧縮機入口での吸気温度が上昇する
が、この吸気温度を計測する温度センサに応答遅れがあ
るため、計測値が真の吸気温度になるまでの間は、ガイ
ドベーンが閉じ勝手の制御により吸気冷却システム異常
時点の開度よりも閉側に操作され、燃焼ガス温度が上昇
してしまうからである。

【００２７】従って、本発明の第４の課題は、燃料流量
低下による負荷減少に伴う、部分負荷における燃焼ガス
温度の上昇を防止することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明はガ
スタービン保護装置であり、ガスタービンの吸気冷却シ
ステムの異常を検知する異常検知手段と、吸気冷却シス
テムの異常検知時に、ガスタービンの燃料流量を瞬時に
所定値に低下させる燃料流量瞬時低下手段を具備するこ
とを特徴とする。

【００２９】請求項２に係る発明は、請求項１におい
て、前記所定値は、大気温度の関数で算出される負荷で
あってタービン入口温度が所定の温度を越えない負荷に
基づく値であることを特徴とする。

【００３０】請求項３に係る発明は、請求項１におい
て、前記燃料流量瞬時低下手段は、ガスタービンの回転
速度を制御するためのガバナ設定値を現状の値からそれ
より低い所定の設定値に瞬時に切り換えるガバナ設定値
瞬時切換手段を含むことを特徴とする。

【００３１】請求項４に係る発明は、請求項３におい
て、前記所定の設定値は、大気温度の関数で算出される
値であることを特徴とする。

【００３２】請求項５に係る発明は、請求項１におい
て、前記燃料流量瞬時低下手段は、吸気冷却システムの
異常検知時に、燃料圧力調節弁の開度を燃料量低下後に
整定される開度に先行して設定する燃料圧力調節弁開度
先行設定手段を含むことを特徴とする。

【００３３】請求項６に係る発明は、請求項１におい
て、前記燃料流量瞬時低下手段は、吸気冷却システムの
異常検知時に、空気圧縮機のガイドベーン開度を異常検
知時の開度に維持あるいはそれより開側に制御するガイ
ドベーン開度制御手段を含むことを特徴とする。

【００３４】請求項７に係る発明は、請求項１におい
て、前記異常検知手段は吸気冷却用冷媒を送る稼働すべ
きポンプが停止したとき、あるいは、冷媒流量の指令値
と実際の冷媒流量との偏差が所定範囲を越えたとき、あ
るいは、実際の冷媒流量が所定値より低下したときに、
吸気冷却システムが異常であると検知することを特徴と
する。

【００３５】請求項８に係る発明は、請求項７におい
て、吸気冷却用冷媒を送る稼働すべきポンプが複数台あ
る場合、そのうち同時に２台のポンプが停止したとき、
吸気冷却システムが異常であると検知することを特徴と
する。

【００３６】請求項９に係る発明はガスタービン燃料制
御装置であり、ガスタービンの回転速度を制御するため
のガバナ設定値を現状の値からそれより低いまたは高い
所定の設定値に瞬時に切り換えるガバナ設定値瞬時切換
手段と、ガバナ設定値の切換時に、燃料圧力調節弁の開
度をガバナ設定値切換後に整定される開度に先行して設
定する燃料圧力調節弁開度先行設定手段を具備すること
を特徴とする。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態例を説明する。

【００３８】図１に、ガスタービン発電設備の概要を示
す。図１中、１はガスタービンの吸気室、２は吸気フィ
ルタ、３は吸気ダクト、４は空気圧縮機、５は燃焼器、
６は燃料圧力調節弁、７は燃料流量調節弁、８はタービ
ン、９は発電機、１０は冷媒補給管、１１はポンプ、１
２は冷媒配管、１３はノズルである。空気圧縮機４、タ
ービン８及び発電機９は互いに連結されている。

【００３９】大気は、吸気室１にその入口の吸気フィル
タ２を通して取り込まれ、空気圧縮機４により圧縮され
た後、燃焼室５に送られて燃料を燃焼する。燃焼器５に
は燃料圧力調節弁６と燃料流量調節弁７を順に通して燃
料が供給される。燃焼器５で生じる燃焼ガスがタービン
８を回転し、タービン８が発電機９を駆動する。

【００４０】水等の冷媒は、冷媒補給管１０を介してポ
ンプ１１に与えられ、ポンプ１１で加圧されて冷媒配管
１２を通し吸気室１に送られる。吸気室１では、冷媒配
管１２に設けたノズル１３から冷媒が噴霧され、吸入空
気を冷却する。

【００４１】冷媒流量（噴霧流量）は、ガスタービン制
御装置（図示省略）から与えられる冷媒流量指令値に応
じて、ポンプ制御装置（図示省略）により調整される。

【００４２】図１において、１４はガスタービン保護装
置であり、ポンプ停止センサ１５、冷媒流量センサ１
６、大気温度センサ１７、差圧センサ１８、及び、吸気
温度センサ１９が接続されている。

【００４３】また、ガスタービン保護装置１４には、燃
料圧力調節弁６、燃料流量調節弁７、及び、空気圧縮機
４の可変ガイドベーンを開閉駆動するアクチュエータ２
０が接続されている。

【００４４】ポンプ停止センサ１５はポンプ１１の停止
を検知するセンサであり、冷媒流量センサ１６はポンプ
１１に流入あるいは流出する実際の冷媒流量（実流量）
を検知するセンサであり、大気温度センサ１７は吸気室
１に取り込まれる空気の温度を検知するセンサであり、
吸気温度センサ１９は空気圧縮機４に取り込まれる空気
（吸気冷却システムの運転中は冷却後の空気）の温度を
検知するセンサであり、差圧センサ１９は燃料流量調節
弁７の出入口の差圧を検知するセンサであ。

【００４５】ガスタービン保護装置１４は、吸気冷却シ
ステム異常検知手段２１、燃料流量瞬時低下手段２２、
燃料圧力調節弁開度先行設定手段２３、及び、ガイドベ
ーン開度制御手段２４を備える。

【００４６】図２に吸気冷却システム異常検知手段２１
の構成例を示す。この例では、ポンプ停止センサ１５の
出力、冷媒流量センサ１６の出力、及び、冷媒流量の指
令値を用い、ポンプ１１が停止したとき、あるいは、冷
媒流量の指令値と実流量との偏差が所定範囲を越えたと
き、あるいは、冷媒の実流量が所定の判定基準値より低
下したときに、ガスタービンの吸気冷却システムが異常
であると判定する。

【００４７】ポンプ停止センサ１５としては、ポンプ１
１の吐出圧低下、回転速度低下、あるいは、ポンプ電源
オフ等に基づいてポンプ１１の停止を検知するものが使
用できる。

【００４８】冷媒流量センサ１６としては、冷媒補給管
１０中の流量、ポンプ１１の吐出流量、あるいは、冷媒
配管１２の流量等に基づいて単位時間当たりの冷媒実流
量を検知するものが使用できる。

【００４９】冷媒流量の指令値と実流量との偏差を基に
吸気冷却システムの異常を検知する場合、本例では、
［冷媒実流量＜冷媒流量指令値−任意の所定値］が成立
する場合に異常であると判定することにしている。もっ
とも、［冷媒実流量＞冷媒流量指令値＋任意の所定値］
の場合も異常であると判定しても良い。

【００５０】図３に示すように、ポンプ１１を複数台備
える吸気冷却システムでは、冷媒は、共通の冷媒補給管
１０を介して各ポンプ１１に与えられ、各ポンプ１１で
加圧されてそれぞれに接続された冷媒配管１２を通して
吸気室１に送られる。吸気室１では、各冷媒配管１２に
設けたノズル１３から冷媒が噴霧される。この場合、冷
媒流量の調整は、冷媒流量指令値に応じて、ポンプ１１
の稼働台数を制御することにより行われることがある。

【００５１】このように吸気冷却システムがポンプ１１
を複数台備える場合は、稼働すべき複数のポンプ１１の
うち、同時に２台以上のポンプが停止したときに、吸気
冷却システムが異常であると判定するようにしても良
い。これにより吸気冷却システムの異常を確実に検知で
きる。

【００５２】また、ポンプ１１が複数台ある場合は、冷
媒流量センサ１６としては、共通の冷媒補給管１０中の
流量、全ポンプ１１の総吐出流量、あるいは、全冷媒配
管１２の総流量等に基づいて単位時間当たりの冷媒実流
量を検知するものを使用できる。

【００５３】吸気冷却システム異常検知手段２１は吸気
冷却システムが異常であると判定した場合に、吸気冷却
システム異常時のランバック要求２１ａ（信号状態は”
１”）を燃料流量瞬時低下手段２２、燃料圧力調節弁開
度先行設定手段２３、及び、ガイドベーン開度制御手段
２４に与える。

【００５４】図４に燃料流量瞬時低下手段２２の一例と
してガバナ制御回路を利用し、ガバナ設定値を瞬時に切
り換えるものを示す。図４中、２５はアンド回路、２６
はセットリセット回路（プリップフロップ回路、以下Ｓ
Ｒ回路）、２７はシングルショットタイマ（以下、ＳＳ
回路）、２８は減算器、２９は下限モニタ、３０はノッ
ト回路、３１は減算器、３２は下限モニタ、３３はアン
ド回路、３４は時限タイマ、３５はオア回路、３６はノ
ット回路、３７は加算器、３８は調整用アナログ信号発
生器、３９はアナログ信号切換器、４０はダミー用アナ
ログ信号発生器、４１はアナログメモリ、４２は加算
器、４３は減算器、４４はガバナゲイン器（比例制御
器）である。

【００５５】アンド回路２５、ＳＲ回路（セットリセッ
ト回路）２６、減算器２８、下限モニタ２９及びノット
回路３０により、吸気冷却システム異常時のランバック
指令２６ａ（信号状態は”１”）が生成される。

【００５６】減算器２８は、実際の負荷である発電機出
力（タービン軸出力に相当）を表す実負荷信号４５と、
予め定めたランバック許可負荷を表すランバック許可負
荷信号４６を入力し、その差（実際の負荷−ランバック
許可負荷）を求めて下限モニタ２９に出力する。下限モ
ニタ２９は［実際の負荷−ランバック許可負荷］が０以
上の場合にその出力を”０”とし、０未満の場合に”
１”として、ノット回路３０に与える。

【００５７】アンド回路２５は、吸気冷却システム異常
時のランバック要求２１ａと、ノット回路３０の出力を
入力し、両者がともに”１”であるときＳＲ回路２６を
セットする。ＳＲ回路２６はセットされることにより、
ランバック指令２６ａを出力する。

【００５８】従って、吸気冷却システムが異常であり、
且つ、実際の負荷がランバック許容負荷以上である場合
に、ランバック指令２６ａが出力される。ランバック指
令２６ａは、後述するように、オア回路３５の出力が”
１”になることにより、リセットされる。

【００５９】ランバック指令２６ａが出力されると、ガ
バナ制御が”入”になり、負荷制御は”切”になる。

【００６０】ランバック指令２６ａにより、ガバナ設定
値が瞬時に切り換えられ、所定期間維持される。

【００６１】これは、ＳＳ回路（シングルショットタイ
マ）２７、加算器３７、調整用アナログ信号発生器３
８、アナログ信号切換器３９、ダミー用アナログ信号発
生器４０及びアナログメモリ４１により、達成される。

【００６２】即ち、ランバック指令２６ａが出力される
と、ＳＳ回路２７がトリガされ、例えば０．２秒間だ
け”１”となるパルス信号２７ａをアナログ信号切換器
３９及びアナログメモリ４１に出力する。

【００６３】加算器３７は、ガバナ設定におけるランバ
ック目標値（本例では可変値）を表すアナログ信号（以
下、ランバック目標信号）４７と、アナログ信号発生器
３８が発生するマイナスの調整値を表す調整用アナログ
信号３８ａを入力し、その和（ランバック目標値＋調整
値（マイナスの値））を表す信号（以下、調整ランバッ
ク目標信号）３７ａをアナログ信号切換器３９に出力す
る。また、アナログ信号発生器４０は値０を表すダミー
用アナログ信号４０ａを発生し、アナログ信号切換器３
９に出力する。

【００６４】アナログ信号切換器３９は調整ランバック
目標信号３７ａとダミー用アナログ信号４０ａのうち、
ランバック指令２６ａが出ていない間、並びに、パルス
信号２７ａが”０”の間は、値が０のダミー用信号４０
ａを出力し、ランバック指令２６ａが出ると、出力信号
を調整ランバック目標信号３７ａ（その値は［ランバッ
ク目標値＋調整値］）に瞬時に切り換え、パルス信号２
７ａが”１”になっている間これを出力する。アナログ
信号切換器３９の出力は、アナログメモリ４１に与えら
れる。

【００６５】アナログ信号切換器３９の出力切り換えに
要する時間は極めて短く、ミリ秒以下である。

【００６６】ここで、調整用アナログ信号３８ａはラン
バック目標値を微調整するために用いられるものであ
り、ガスタービン発電設備等のシステムのチューニング
時にマイナスの適宜な値に調整され、固定される。

【００６７】ダミー用アナログ信号４０ａは、単に、ア
ナログ信号切換器３９が２つの入力を必要とするという
特性を持っているために設けたものである。

【００６８】アナログメモリ４１は負荷制御追従信号４
８と、アナログ信号切換器３９からの入力信号のうち、
ランバック指令２６ａが出ていない間、並びに、パルス
信号２７ａが”０”の間は、負荷制御追従信号４８を出
力し、ランバック指令２６ａが出ると、出力信号をアナ
ログ信号切換器３９からの入力信号（具体的には、調整
ランバック目標信号３７ａのみ）に瞬時に切り換え、パ
ルス信号２７ａが”１”になっている間これを出力す
る。アナログメモリ４１の出力信号はガバナ設定値ＳＰ
ＳＥＴを表す。

【００６９】アナログメモリ４１の出力切り換えに要す
る時間も極めて短く、ミリ秒以下である。

【００７０】負荷制御追従信号４８は、負荷制御時に、
ガバナ制御を負荷制御に自動追従させるために与えられ
る信号であり、例えば負荷制御信号の１０５％程度の信
号とされる。

【００７１】以上により、ランバック指令２６ａが出る
と、アナログメモリ４１の出力が負荷制御追従信号４８
から瞬時に調整ランバック目標信号３７ａに切り換わる
ため、ガバナ設定値ＳＰＳＥＴは〔ランバック目標値＋
調整値〕に瞬時に切り換わり、例えば０．２秒間保持さ
れる。

【００７２】加算器４２、減算器４３及びガバナゲイン
器（比例制御器）４４により、タービンの回転速度が定
格速度となるように、燃料流量が制御される。

【００７３】加算器４２はガバナ設定値ＳＰＳＥＴに定
格速度バイアス信号４９及び初負荷バイアス信号５０を
加算し、その加算結果を減算器４３に出力する。

【００７４】減算器４３は加算器４２の出力信号からタ
ービンの回転速度を表す回転速度信号５１を減算し、そ
の結果をガバナゲイン器（比例制御器）４４に出力す
る。

【００７５】ガバナゲイン器４４は入力信号に係数Ｋを
乗じ、その結果をガバナ制御信号ＧＶＣＳＯとして出力
する。

【００７６】従って、ガバナ制御においては、通常は負
荷制御に自動追従するように燃料流量調節弁７を比例制
御により開閉してタービン回転速度を定格速度に維持す
るが、吸気冷却システムが異常であり、且つ、実際の負
荷がランバック許容負荷以上である場合は、瞬時にガバ
ナ設定値を［ランバック目標値＋調整値］に切り換え
て、例えば０．２秒間、燃料量調節弁７を比例制御によ
り絞り、負荷を低下させる。

【００７７】この場合、ガバナ制御では燃料流量調節弁
７を比例制御すること、並びに、アナログ信号切換器３
９及びアナログメモリ４１の出力切り換え時間がともに
極めて短いことから、燃料流量は瞬時に低下する。

【００７８】例えば、ガスタービン定格出力の50％／５
０ミリ秒（＝６００００％／分レート）という超高速負
荷変化レートで、燃料流量を低下させることが十分可能
である。

【００７９】このように、ガスタービン吸気冷却システ
ムの異常時に、瞬時に燃料流量を低下できるから、燃焼
ガス温度の急上昇を抑えてガスタービン故障を確実に回
避することができ、且つ、発電を継続することができ
る。

【００８０】図５に示すように、ガバナ制御信号ＧＶＣ
ＳＯはローセレクタ５２に入力される。

【００８１】ローセレクタ５２は、ガバナ制御信号ＧＶ
ＣＳＯと、負荷制御信号ＬＤＣＳＯと、ブレードパス温
度制御信号ＢＰＣＳＯと、排ガス温度制御信号ＥＸＣＳ
Ｏとのうち、最も小さい値の信号を選択して、これを燃
料流量調節弁７に対する開度制御信号ＣＳＯとして出力
する。

【００８２】図６に、ガバナ設定におけるランバック目
標値の生成回路例を示す。この例の回路は、減算器５３
と、関数生成器５４と、減算器５５と、ローセレクタ５
６から構成される。

【００８３】減算器５３は実際の運転出力を表す信号５
７と、第１の所定値を表す第１所定値信号５８を入力し
て、その差（実際の運転出力−第１の所定値）を求め、
ローセレクタ５６に出力する。

【００８４】関数生成器５４は大気温度センサ１７で検
出された大気温度を表す大気温度信号１７ａを入力し
て、ガスタービン入口温度が所定の定格温度を越えない
範囲で、大気温度に応じた最大許容負荷を算出し、その
信号５４ａを減算器５５に出力する。

【００８５】減算器４８は大気温度に応じた最大許容負
荷信号５４ａと、第２の所定値を表す第２所定値信号５
９を入力して、その差（大気温度に応じた最大許容負荷
−第２の所定値）を求め、ローセレクタ５６に出力す
る。

【００８６】ローセレクタ５６は２つの入力信号から、
［実際の運転出力−第１の所定値］と、［大気温度に応
じた最大許容負荷−第２の所定値］のうち、小さい値を
選択し、これをガバナ設定のランバック目標値とする。

【００８７】例えば、３００ＭＷクラスのガスタービン
発電設備では、第１の所定値は２５ＭＷとされ、第２の
所定値は［大気温度に応じた最大許容負荷−第２の所定
値］が２１０ＭＷ前後となるような値とされる。

【００８８】従って、この例では、実際の運転出力が例
えば２１０ＭＷ以上と比較的大きい場合は、［大気温度
に応じた最大許容負荷−第２の所定値］がガバナ設定の
ランバック目標値とされ、実際の運転出力が例えば２１
０ＭＷ未満と比較的小さい場合は、［実際の運転出力−
第１の所定値］がガバナ設定におけるランバック目標値
とされる。

【００８９】次に、ランバック指令２６ａのリセットに
ついて一例を説明する。ランバック指令２６ａのリセッ
トは、図4 における減算器３１、下限モニタ３２、アン
ド回路３３、時限タイマ３４、オア回路３５及びノット
回路３６により，達成される。

【００９０】図４において、減算器３１は、アナログメ
モリ４１から出力されるガバナ設定値ＳＰＳＥＴと、ガ
バナ設定におけるランバック目標値を入力し、その差
（ガバナ設定値ＳＰＳＥＴ−ランバック目標値）を求め
て下限モニタ３２に出力する。下限モニタ３２は［ガバ
ナ設定値ＳＰＳＥＴ−ランバック目標値］が０以上の場
合にその出力を”０”とし、０未満の場合に”１”とし
て、アンド回路３３に与える。

【００９１】アンド回路３３には下限モニタ３２の出力
に加えて、冷媒の実流量が規定値以下であることを表す
信号、及び、下限モニタ２９の出力（前述したランバッ
ク指令２６ａのセット参照）が入力される。

【００９２】ここでいう規定値とは、吸気冷却システム
の異常検知後、冷媒の実流量が十分に減少したことを確
認するための値である。

【００９３】下限モニタ２９は先に説明したように、
［実際の負荷−ランバック許可負荷］が０以上の場合に
その出力を”０”とし、０未満の場合に”１”とする。

【００９４】この場合、実際の負荷はランバック指令２
６ａ後直ちに（例えば０．２秒間で）ランバック許可負
荷未満となり、且つ、ガバナ設定値ＳＰＳＥＴもランバ
ック指令２６ａ後直ちにランバック目標値以上となり、
しかも、冷媒の実流量はランバック指令２６ａ後しばら
くすれば規定値以下になるから、アンド回路３３の出力
はしばらくすれば”１”になる。

【００９５】アンド回路３３の出力は例えば３０秒の時
限タイマ３４を通して、オア回路３５に出力される。時
限タイマ３４はランバック指令２６ａのリセットまでに
時間的余裕を持たせるために用いており、アンド回路３
３の出力が”１”になってから例えば３０秒後に時限タ
イマ３４の出力が”１”になる。

【００９６】オア回路３５には、ガスタービンが発電機
に並列されていない場合、言い換えれば、ガスタービン
が発電機から解列された場合に”１”となる信号が与え
れる。この信号は、発電機がガスタービンに並列されて
いる場合に”１”となる発電機並列信号６０をノット回
路３６に通すことにより得られる。

【００９７】オア回路３５の”１”出力がＳＲ回路２６
をリセットする。

【００９８】以上より、発電機がガスタービンに並列さ
れていることを条件に、吸気冷却システムが異常であ
り、且つ、実際の負荷がランバック許容負荷以上である
場合に、ランバック指令２６ａが出力される。

【００９９】また、ランバック指令２６ａが出力された
後、発電機がガスタービンから解列された場合、あるい
は、実際の負荷がランバック許可負荷未満となり、且
つ、ガバナ設定値ＳＰＳＥＴがランバック目標値（調整
ランバック目標値−調整値（マイナスの値））以上とな
り、且つ、冷媒の実流量が規定値以下となった場合に、
ランバック指令２６ａがリセットされる。

【０１００】図７に、燃料圧力調節弁開度先行設定手段
２３の構成例を示す。

【０１０１】図７において、６は燃料圧力調節弁、７は
燃料流量調節弁、１８は差圧センサ、６１は減算器、６
２は比例積分（ＰＩ）制御器、６３はシングルショット
タイマ（以下、ＳＳ回路）、６４はアナログ信号切換
器、６５は関数発生器である。６６〜６８はアナログ信
号発生器であり、それぞれ全閉用アナログ開度信号、停
止時の圧抜き用アナログ開度信号、着火用アナログ開度
信号を発生する。６９〜７０はアナログ信号切換器であ
る。

【０１０２】燃料流量調節弁７は、図５に示したローセ
レクタ５２から出力される制御信号ＣＳＯにより、その
弁開度が制御される。

【０１０３】その際、基本的には、燃料流量調節弁７の
出入口間の差圧を差圧センサ１８で計測し、差圧の計測
値が差圧設定値に一致するように、上流側に設けた燃料
圧力調節弁６の開度をＰＩ制御器６２がＰＩ制御する。
即ち、減算器６１に差圧計測信号１８ａと差圧設定信号
７１が入力され、その差（差圧計測値−差圧設定値）が
０となるように、ＰＩ制御器６２が燃料圧力調節弁６に
開度指令を与えて開度制御を行う。

【０１０４】従って、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）にそれぞ
れ破線で示すように、ガバナ設定値が瞬時に低い値に切
り換わり、燃料流量調整弁７が瞬時に絞られても、燃料
圧力調節弁６がＰＩ制御のために遅れて開かれるため、
燃料流量調整弁７の差圧は遅れて下がり、従って、燃料
流量が遅れて低下することになり、負荷の低下も遅れ
る。

【０１０５】このように燃料圧力調節弁６の開閉に制御
遅れがある場合、燃焼ガス温度の急上昇を防止するに
は、ガバナ設定値が瞬時に大幅に低い値に切り換えて燃
料流量を大幅に低下させる必要がある。しかし、これは
大きな負荷減少７２を伴うから、発電出力の大幅な低下
につながる。

【０１０６】本例では、係る問題点をＰＩ制御器６２、
ＳＳ回路６３、アナログ信号切換器６４及び関数発生器
６５により解決する。

【０１０７】本例で用いるＰＩ制御器６２には、外部か
らアナログ開度信号を入力するための外部信号入力端子
６２ａと、開度指令を外部からのアナログ開度信号に応
じた値に瞬時に切り換えるための制御端子６２ｂが備え
られている。制御端子６２ｂが”１”のときは、ＰＩ制
御器６２は本来のＰＩ動作はせず、開度指令を外部から
のアナログ開度信号に応じた値に瞬時に切り換える。

【０１０８】ＳＳ回路（シングルショットタイマ）６３
は、図４のＳＲ回路２６が出力するランバック指令２６
ａが”１”になったときにトリガされ、例えば３秒以下
の所定期間だけ”１”となるパルス信号６３ａを発生
し、ＰＩ制御器６２の制御端子６２ｂ及びアナログ信号
切換器６４に与える。

【０１０９】アナログ信号切換器６４は、ＳＳ回路６３
からのパルス信号６３ａに応じて、関数発生器６５の出
力とアナログ信号切換器６９の出力を切り換え、ＰＩ制
御器６２の外部信号入力端子６２ａに与える。具体的に
は、パルス信号６３ａが”１”の間は、関数発生器６５
の出力を外部信号入力端子６２ａに与え、”０”の間
は、アナログ信号切換器６９の出力を外部信号入力端子
６２ａに与える。

【０１１０】関数発生器６５は、図５に示したローセレ
クタ５２が出力する燃料流量調節弁７に対する弁開度制
御信号ＣＳＯを入力し、所定の関数に基づき、同制御信
号ＣＳＯに対して整定されるであろう燃料圧力調節弁６
の開度を表すアナログ整定開度信号６５ａを、アナログ
信号切換器６４に出力する。

【０１１１】この関数は、実験等により、予め定められ
る。

【０１１２】吸気冷却システム異常のランバック時に
は、燃料流量調節弁７の弁開度制御信号ＣＳＯはガバナ
設定のランバック目標値に対応する開度（ＧＶＣＳＯ）
になるから、関数発生器６５が発生するアナログ整定開
度信号６５ａは、この燃料流量調節弁開度に対応する燃
料圧力調節弁６の開度を表す。

【０１１３】従って、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）にそれぞ
れ実線で示すように、ランバック指令２６ａが”１”に
なっって、ガバナ設定値が瞬時に低い値に切り換わり、
燃料流量調整弁７が瞬時に絞られると、燃料圧力調節弁
６はＰＩ制御されず、もしＰＩ制御されたらならば燃料
流量低下後に整定されるであろう開度に瞬時に切り換わ
る。つまり、パルス信号６３ａが”１”の間は燃料圧力
調節弁６の開度が燃料流量低下後に整定される開度に先
行して設定され、その後、ＰＩ制御が行われる。結局、
燃料流量調整弁７の差圧は一定のままとなり、燃料流量
は瞬時に低下し、負荷も瞬時に低下する。従って、燃焼
ガス温度の急上昇を小さな負荷減少７３で確実に防止で
き、発電出力低下が軽減する。

【０１１４】なお、図示しない適宜な切換制御信号をア
ナログ切換器６９、７０に与えることにより、全閉時に
は全閉用アナログ開度信号６６を、停止時には圧抜き用
アナログ開度信号６７を、着火時には着火用アナログ開
度信号６８を選択してＰＩ制御器６２の外部信号入力端
子６２ａに与える。

【０１１５】これらの場合は、ランバック指令２６ａ
が”０”であるから、ＰＩ制御器６２は外部信号に基づ
いてＰＩ動作する。

【０１１６】次に、図９に、ガイドベーン開度制御手段
２４の構成例を示す。

【０１１７】図９において、２０は空気圧縮機の可変ガ
イドベーン駆動用アクチュエータ、７４は開度制御器、
７５は関数発生器、７６は加算器、７７は関数発生器、
７８はアナログ信号切換器である。

【０１１８】開度制御器７４は、図１０に示すようなガ
イドベーン開度制御線を用い、実際の負荷と空気圧縮機
入口での吸気温度（吸気冷却システムの運転中は冷却後
の吸気温度）に対応するガイドベーン開度となるよう
に、アクチュエータ２０を制御する。

【０１１９】その基本的な目的は、部分負荷では、空気
圧縮機の可変ガイドベーンを閉じ勝手に制御して、ター
ビン入口ガス温度をそれだけ高くし、排熱エネルギの利
用効率を向上させることである。

【０１２０】このガイドベーン開度制御線は、前述した
ように、負荷が所定負荷（所定の部分負荷）以下の場合
は負荷に応じて全閉から全開へ変化し、且つ、所定負荷
以上の場合は常に全開となるような制御線であり、且
つ、所定負荷は空気圧縮機入口での吸気温度が高いほど
低負荷側にシフトされる。

【０１２１】具体的には、関数発生器７５は吸気温度セ
ンサ１９で計測した空気圧縮機入り口の冷却後の吸気温
度を表す吸気温度信号１９ａを入力し、所定の関数に基
づいて、負荷シフト量（冷却された吸気の温度に対応す
る所定負荷のシフト量）を求め、加算器７６に出力す
る。この関数は実験等により予め定められる。

【０１２２】加算器７６は、実際の負荷を表す実運転出
力信号５７と、関数発生器７５からの負荷シフト量を表
す負荷シフト信号７５ａを入力し、その和（実際の負荷
＋吸気温度に対応する負荷シフト量）を表す信号を関数
発生器７７に出力する。

【０１２３】関数発生器７７は、加算器７６から与えら
れる［実際の負荷＋吸気温度に対応する負荷シフト量］
に対応するガイドベーン開度を表すガイドベーン開度信
号７７ａを、ガイドベーン開度制御線に対応する所定の
関数に基づいて求める。

【０１２４】しかし、ガイドベーン開度信号７７ａをそ
のまま開度制御器７４に与えると、前述したように、吸
気冷却システム異常時の燃料量低下に伴う負荷低下によ
り、燃焼ガス温度が一時的に上昇することがある。

【０１２５】即ち、図１０に示すように、ガイドベーン
が制御線上の或る開度７９に制御されているときに、燃
料流量低下によって負荷が減少すると、同時に空気圧縮
機入口での吸気温度が上昇するが、この吸気温度を計測
する吸気温度センサ１９に応答遅れがあるため、計測値
が真の吸気温度になるまでの間は、ガイドベーンが閉じ
勝手の制御により吸気冷却システム異常時点の開度７９
よりも閉側の開度８０に操作され、燃焼ガス温度が上昇
する。

【０１２６】本例では、係る問題点をアナログ信号切換
器７８を用いて、吸気冷却システム異常時に、ガイドベ
ーン開度をその異常検知時の値に維持することにより、
解決している。

【０１２７】具体的には、関数発生器７７が出力するガ
イドベーン開度信号７７ａ［実際の負荷＋吸気温度に対
応する負荷シフト量］をアナログ信号切換器７８の一方
に入力とするとともに、アナログ信号切換器７８の出力
信号を同アナログ信号切換器７８の他方の入力に戻し、
アナログ信号切換器７８をＳＲ回路２６が出力するラン
バック指令２６ａで制御するようにしている。

【０１２８】そして、開度制御器７４は、アナログ信号
切換器７８からのガイドベーン開度信号７８ａに基づい
てアクチュエータ２０を制御する。

【０１２９】これにより、アナログ信号切換器７８は、
ランバック指令２６ａが”０”の間は関数発生器７７の
ガイドベーン開度信号７７ａをそのまま開度制御器７４
に与えるが、ランバック指令２６ａが”１”になると、
その時点の信号を開度制御器７４に与え続ける。

【０１３０】従って、部分負荷の場合に、ガスタービン
吸気冷却システム異常により燃料流量を低下して負荷が
減少しても、吸気温度センサ１９の応答遅れにかかわら
ず、ガイドベーン開度は図１０に示す異常検知時点の開
度７９に維持されることになり、燃焼ガス温度の上昇が
防止される。図１１に、タービン入口温度上昇の防止効
果を示す。

【０１３１】他の例として、アナログ信号切換器７８の
出力信号７８ａを戻す代わりに、ガイドベーン全開を表
す全開信号８１をアナログ信号切換器７８の他の入力に
与える等により、吸気冷却システム異常時に、ガイドベ
ーン開度を異常検知時の開度７９より大きい開側に制御
するようにしても良い。

【０１３２】上述した実施形態例では、アナログ信号切
換器を利用し、関数発生や各種の制御を全てアナログ信
号処理により行っているように説明したが、各種信号切
換器を始め、信号発生器、関数発生器、各種制御器等、
全てあるいは一部の信号処理器がディジタル機器であっ
ても良い。

【０１３３】また、上述した実施形態例は、ガスタービ
ンの吸気冷却システム異常に燃料流量を瞬時に低下させ
るものであるが、その応用として、種々の目的のため
に、燃料圧力調節弁６のＰＩ制御による制御遅れに影響
されずに、瞬時に燃料流量量を低下あるいは増加させた
い場合に適用することができる。

【０１３４】例えば、図４において、ＳＳ回路２７には
ランバック指令２６ａに代えて、目的に合った燃料低下
または増加の変更指令を与え、アナログメモリ４１には
調整ランバック目標信号３７ａに代えて、燃料の低下ま
たは増加に合ったガバナ設定目標信号を与え、また、図
７において、ＳＳ回路６３にはランバック指令２６ａに
代えて、目的に合った燃料変更指令を与える。

【０１３５】その際、関数発生器６５が発生するアナロ
グ整定開度信号６５ａは、燃料低下時にはガバナ設定値
切換後に整定される開側の開度を表し、燃料増加時には
ガバナ設定値切換後に整定される閉側の開度を表すこと
になる。

【０１３６】従って、種々の目的のために燃料流量を低
下あるいは増加させたい場合は、ガバナ設定値が現状の
値からそれより低いまたは高い所定の設定値に瞬時に切
り換わり、その時、燃料圧力調節弁６の開度がガバナ設
定値切換後に整定される開度に先行して設定されるの
で、ガバナ設定値を所望の燃料流量に対応する設定値に
定めることにより、燃料圧力調節弁６のＰＩ制御による
制御遅れに影響されず、瞬時に燃料流量が低下あるいは
増加する。

【０１３７】

【発明の効果】請求項１に係る発明のガスタービン保護
装置は、ガスタービンの吸気冷却システムの異常を検知
する異常検知手段と、吸気冷却システムの異常検知時
に、ガスタービンの燃料流量を瞬時に所定値に低下させ
る燃料流量瞬時低下手段を具備するので、水等の冷媒を
用いたガスタービン吸気冷却システムに異常が発生して
吸気温度が急上昇しても、燃焼ガス温度の上昇を防止し
てガスタービンの故障を確実に回避することができ、且
つ、ガスタービンの運転を継続するこができる。従っ
て、ガスタービン発電設備の場合は、発電を継続しなが
ら、ガスタービンの故障を回避することができる。

【０１３８】請求項２に係る発明のガスタービン保護装
置は、請求項１における所定値は、大気温度の関数で算
出される負荷であってタービン入口温度が所定の温度を
越えない負荷に基づく値であるので、大気温度が変動し
てもガスタービンの故障を確実に回避することができ
る。

【０１３９】請求項３に係る発明のガスタービン保護装
置は、請求項１における燃料流量瞬時低下手段は、ガス
タービンの回転速度を制御するためのガバナ設定値を現
状の値からそれより低い所定の設定値に瞬時に切り換え
るガバナ設定値瞬時切換手段を含むので、水よりも冷却
効果が高い冷媒を用いたガスタービン吸気冷却システム
に異常が発生して、燃焼ガス温度の瞬時の急上昇を効果
的に防止することができる。

【０１４０】請求項４に係る発明のガスタービン保護装
置は、請求項３における所定の設定値は、大気温度の関
数で算出される値であるので、大気温度が変動してもガ
スタービンの故障を確実に回避することができる。

【０１４１】請求項５に係る発明のガスタービン保護装
置は、請求項１における燃料瞬時低下手段は、吸気冷却
システムの異常検知時に、燃料圧力調節弁の開度を燃料
量低下後に整定される開度に先行して設定する燃料圧力
調節弁開度先行設定手段を含むので、燃料圧力調節弁の
ＰＩ制御による制御遅れに伴う燃焼ガス温度の上昇を防
止することができる。これにより、燃焼ガス温度の上昇
を防止するために燃料流量を大幅に低下する必要がなく
なるから、燃料低下時の負荷減少を少なく抑えることが
できる。

【０１４２】請求項６に係る発明のガスタービン保護装
置は、請求項１における燃料流量瞬時低下手段は、吸気
冷却システムの異常検知時に、空気圧縮機のガイドベー
ン開度を異常検知時の開度に維持あるいはそれより開側
に制御するガイドベーン開度制御手段を含むので、部分
負荷運転時に吸気冷却システムに異常が発生した場合
に、空気圧縮機入口での吸気温度を計測する吸気温度セ
ンサに応答遅れがあっても、燃料流量低下時の負荷減少
に伴う燃焼ガス温度の上昇を防止することができる。こ
れにより、燃料量を大幅に低下する必要がなくなり、燃
料流量低下時の負荷減少を少なく抑えることができる。

【０１４３】請求項７に係る発明のガスタービン保護装
置は、請求項１における異常検知手段は吸気冷却用冷媒
を送る稼働すべきポンプが停止したとき、あるいは、冷
媒流量の指令値と実際の冷媒流量との偏差が所定範囲を
越えたとき、あるいは、実際の冷媒流量が所定値より低
下したときに、吸気冷却システムが異常であると検知す
るので、吸気冷却システムの異常を確実に検知すること
ができる。

【０１４４】請求項８に係る発明のガスタービン保護装
置は、請求項７における吸気冷却用冷媒を送る稼働すべ
きポンプが複数台ある場合、そのうち同時に２台のポン
プが停止したとき、吸気冷却システムが異常であると検
知するので、吸気冷却システムの異常を確実に検知する
ことができる。

【０１４５】請求項９に係る発明のガスタービン燃料制
御装置は、ガスタービンの回転速度を制御するためのガ
バナ設定値を現状の値からそれより低いまたは高い所定
の設定値に瞬時に切り換えるガバナ設定値瞬時切換手段
と、ガバナ設定値の切換時に、燃料圧力調節弁の開度を
ガバナ設定値切換後に整定される開度に先行して設定す
る燃料圧力調節弁開度先行設定手段を具備するので、所
定の設定値を所望の燃料流量に対応する値に定めること
により、燃料圧力調節弁のＰＩ制御による制御遅れに影
響されず、種々の目的のために瞬時に燃料流量を低下あ
るいは増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例に係るガスタービン発電設
備の概要を示す図。

【図２】吸気冷却システム異常検知手段の構成例を示す
図。

【図３】冷媒を送るポンプが複数台用いられる例を示す
図。

【図４】燃料流量瞬時低下手段の構成例を示す図。

【図５】制御信号選択用のローセレクタを示す図。

【図６】ガバナ設定におけるランバック目標値の生成回
路例を示す図。

【図７】燃料圧力調節弁開度先行設定手段の構成例を示
す図。

【図８】燃料圧力調節弁開度先行設定手段の動作を示す
図。

【図９】ガイドベーン開度制御手段の構成例を示す図。

【図１０】ガイドベーン開度制御線の例を示す図。

【図１１】ガイドベーン開度維持によるタービン入口温
度上昇の防止効果を示す図。

【符号の説明】

１ 吸気室 ２ 吸気フィルタ ３ 吸気ダクト ４ 空気圧縮機 ５ 燃焼器 ６ 燃料圧力調節弁 ７ 燃料流量調節弁 ８ タービン ９ 発電機 １０ 冷媒補給管 １１ ポンプ １２ 冷媒配管 １３ ノズル １４ ガスタービン保護装置 １５ ポンプ停止センサ １６ 冷媒流量センサ １７ 大気温度センサ １７ａ 大気温度信号 １８ 差圧センサ １８ａ 差圧計測信号 １９ 吸気温度センサ １９ａ 吸気温度信号 ２０ ガイドベーン駆動用アクチュエータ ２１ 吸気冷却システム異常検知手段 ２１ａ 吸気冷却システム異常時のランバック要求 ２２ 燃料流量瞬時低下手段 ２３ 燃料圧力調節弁開度先行設定手段 ２４ ガイドベーン開度制御手段 ２５ アンド回路 ２６ セットリセット回路（ＳＲ回路） ２６ａ ランバック指令 ２７ シングルショットタイマ（ＳＳ回路） ２７ａ パルス信号（ＳＳ回路２７の出力パルス） ２８ 減算器 ２９ 下限モニタ ３０ ノット回路 ３１ 減算器 ３２ 下限モニタ ３３ アンド回路 ３４ 時限タイマ ３５ オア回路 ３６ ノット回路 ３７ 加算器 ３７ａ 調整ランバック目標信号 ３８ 調整用アナログ信号発生器 ３８ａ 調整用アナログ信号 ３９ アナログ信号切換器 ４０ ダミー用アナログ信号発生器 ４０ａ ダミー用アナログ信号 ４１ アナログメモリ ４２ 加算器 ４３ 減算器 ４４ ガバナゲイン器（比例制御器） ４５ 実負荷信号 ４６ ランバック許可負荷信号 ４７ ランバック目標信号 ４８ 負荷制御追従信号 ４９ 定格速度バイアス信号 ５０ 初負荷バイアス信号 ５１ 回転速度信号 ５２ ローセレクタ ５３ 減算器 ５４ 関数生成器 ５４ａ 大気温度に応じた最大許容負荷信号 ５５ 減算器 ５６ ローセレクタ ５７ 実運転出力信号 ５８ 第１所定値信号 ５９ 第２所定値信号 ６０ 発電機並列信号 ６１ 減算器 ６２ 比例積分（ＰＩ）制御器 ６２ａ 外部信号入力端子 ６２ｂ 制御端子 ６３ シングルショットタイマ（ＳＳ回路） ６３ａ パルス信号（ＳＳ回路６３の出力パルス） ６４ アナログ信号切換器 ６５ 関数発生器 ６５ａ アナログ整定開度信号 ６６ 全閉用アナログ開度信号発生器 ６７ 圧抜き用アナログ開度信号発生器 ６８ 着火用アナログ開度信号発生器 ６９ アナログ信号切換器 ７０ アナログ信号切換器 ７１ 差圧設定信号 ７２ 大きな負荷減少 ７３ 小さな負荷減少 ７４ 開度制御器 ７５ 関数発生器 ７５ａ 負荷シフト信号 ７６ 加算器 ７７ 関数発生器 ７７ａ ガイドベーン開度信号 ７８ アナログ信号切換器 ７８ａ ガイドベーン開度信号 ７９ 吸気冷却システム異常時点のガイドベーン開度 ８０ 閉側のガイドベーン開度開度 ８１ ガイドベーン全開信号 ＳＰＳＥＴ ガバナ設定値 ＣＳＯ 燃料流量調節弁開度制御信号 ＧＶＣＳＯ ガバナ制御信号 ＬＤＣＳＯ 負荷制御信号 ＢＰＣＳＯ ブレードパス温度制御信号 ＥＸＣＳＯ 排ガス温度制御信号

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスタービンの吸気冷却システムの異常
   を検知する異常検知手段と、吸気冷却システムの異常検
   知時に、ガスタービンの燃料流量を瞬時に所定値に低下
   させる燃料流量瞬時低下手段を具備することを特徴とす
   るガスタービン保護装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のガスタービン保護装置
   において、 前記所定値は、大気温度の関数で算出される負荷であっ
   てタービン入口温度が所定の温度を越えない負荷に基づ
   く値であることを特徴とするガスタービン保護装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のガスタービン保護装置
   において、 前記燃料流量瞬時低下手段は、ガスタービンの回転速度
   を制御するためのガバナ設定値を現状の値からそれより
   低い所定の設定値に瞬時に切り換えるガバナ設定値瞬時
   切換手段を含むことを特徴とするガスタービン保護装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のガスタービン保護装置
   において、 前記所定の設定値は、大気温度の関数で算出される値で
   あることを特徴とするガスタービン保護装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のガスタービン保護装置
   において、 前記燃料流量瞬時低下手段は、吸気冷却システムの異常
   検知時に、燃料圧力調節弁の開度を燃料量低下後に整定
   される開度に先行して設定する燃料圧力調節弁開度先行
   設定手段を含むことを特徴とするガスタービン保護装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のガスタービン保護装置
   において、 前記燃料流量瞬時低下手段は、吸気冷却システムの異常
   検知時に、空気圧縮機のガイドベーン開度を異常検知時
   の開度に維持あるいはそれより開側に制御するガイドベ
   ーン開度制御手段を含むことを特徴とするガスタービン
   保護装置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のガスタービン保護装置
   において、 前記異常検知手段は吸気冷却用冷媒を送る稼働すべきポ
   ンプが停止したとき、あるいは、冷媒流量の指令値と実
   際の冷媒流量との偏差が所定範囲を越えたとき、あるい
   は、実際の冷媒流量が所定値より低下したときに、吸気
   冷却システムが異常であると検知することを特徴とする
   ガスタービン保護装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のガスタービン保護装置
   において、 吸気冷却用冷媒を送る稼働すべきポンプが複数台ある場
   合、そのうち同時に２台のポンプが停止したとき、ガス
   タービン吸気冷却システムが異常であると検知すること
   を特徴とするガスタービン保護装置。
9. 【請求項９】 ガスタービンの回転速度を制御するため
   のガバナ設定値を現状の値からそれより低いまたは高い
   所定の設定値に瞬時に切り換えるガバナ設定値瞬時切換
   手段と、ガバナ設定値の切換時に、燃料圧力調節弁の開
   度をガバナ設定値切換後に整定される開度に先行して設
   定する燃料圧力調節弁開度先行設定手段を具備すること
   を特徴とするガスタービン燃料制御装置。