JP2003336503A - Gas turbine device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン装置
に係り、特に、各種被処理対象を計測するセンサーを備
えたガスタービン装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine device, and more particularly to a gas turbine device equipped with sensors for measuring various objects to be processed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ガスタービン装置は、回転軸を
介して回転自在に取り付けられたタービンと、燃料と空
気との混合気を燃焼させて燃焼ガスを発生させる燃焼器
と、燃焼器への燃料供給量を調節する燃料調節弁と、燃
焼器に空気を圧送する空気圧縮機などから基本的に構成
される。このような構成において、燃料調節弁及び空気
圧縮機を介して形成された混合気が燃焼することで高温
・高圧の燃焼ガスが発生し、この燃焼ガスがタービンに
供給されることでタービンが高速で回転駆動される。2. Description of the Related Art Generally, a gas turbine apparatus includes a turbine rotatably mounted through a rotary shaft, a combustor for combusting a mixture of fuel and air to generate combustion gas, and a combustor for combustor. It basically consists of a fuel control valve that controls the fuel supply amount, an air compressor that sends air to the combustor, and the like. In such a configuration, the air-fuel mixture formed through the fuel control valve and the air compressor burns to generate high-temperature, high-pressure combustion gas, and the combustion gas is supplied to the turbine, so that the turbine operates at high speed. It is driven to rotate.
【０００３】このようなガスタービン装置においては、
安全な運転を確保するために、各種被計測対象の物理量
を計測するセンサーが設けられている。例えば、冷却及
び軸受の潤滑のために供給される油の圧力（以下、適宜
油圧という）を計測する油圧センサーや、油の温度を計
測する油温度センサーなどである。そして、これらの各
センサーによる計測値を監視することによって、冷却機
能の低下や軸受の潤滑不良の発生などを判断することが
でき、これにより、ガスタービン装置を安全かつ適切に
運転することが可能となっている。In such a gas turbine device,
In order to ensure safe driving, sensors for measuring physical quantities of various measured objects are provided. For example, an oil pressure sensor that measures the pressure of oil supplied for cooling and lubrication of bearings (hereinafter referred to as hydraulic pressure as appropriate), an oil temperature sensor that measures the temperature of oil, and the like. By monitoring the measured values from each of these sensors, it is possible to determine whether the cooling function has deteriorated or the lubrication failure of the bearing has occurred, which enables safe and appropriate operation of the gas turbine system. Has become.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガスタービン装置においては、センサーの計測値によっ
て何らかの異常の発生が認められた場合、この異常の発
生を知らせるアラームを発するか、若しくは、ガスター
ビン装置の運転を緊急停止させるかの２通りの方法のみ
が採用されている。特に、緊急停止した場合にはガスタ
ービン装置の温度が急速に低下するため、次のような問
題が生じている。この問題について図５を参照して詳述
する。図５は従来のガスタービン装置が緊急停止する際
に負荷及びタービンの回転数が変動する様子について経
時的に示す図である。なお、図５において、ＬＯＡＤは
負荷を示し、ＮＲはタービンの回転数を示す。However, in the conventional gas turbine apparatus, when the occurrence of any abnormality is recognized by the measurement value of the sensor, an alarm is sent to notify the occurrence of the abnormality, or the gas turbine apparatus is inspected. There are only two methods adopted: emergency stop of driving. In particular, in the event of an emergency stop, the temperature of the gas turbine device drops rapidly, causing the following problems. This problem will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing over time how the load and the rotational speed of the turbine fluctuate when the conventional gas turbine device makes an emergency stop. In addition, in FIG. 5, LOAD indicates a load, and NR indicates a rotational speed of the turbine.
【０００５】センサーの計測値に異常が示されて緊急停
止動作が開始されると（ｔ１）、図５に示すように、負
荷（ＬＯＡＤ）を瞬間的に０にするとほぼ同時に、燃料
調節弁を閉じてガスタービン装置の運転が緊急停止され
る（ＮＲ参照）。通常、ガスタービン装置はタービンが
負荷を受けながら運転されるため、緊急停止された時点
（ｔ１）ではガスタービン装置本体が高温となってい
る。そうすると、停止後、ガスタービン装置の温度が急
速に低下することとなり、各構成部材に熱応力が発生し
てガスタービン装置本体がダメージを受けてしまう。し
かも、上述した２通りの方法だけでは、ガスタービン装
置を緊急停止させる程の異常でないにもかかわらず緊急
停止させてしまうことがあり、結果として、運転を緊急
停止させてしまう回数が増えてガスタービン装置の寿命
の短縮化を招いている。When an abnormality is indicated in the measured value of the sensor and the emergency stop operation is started (t 1 ), as shown in FIG. 5, when the load (LOAD) is instantaneously set to 0, the fuel control valve is almost at the same time. Is closed and the operation of the gas turbine device is stopped (see NR). Normally, the gas turbine apparatus operates while receiving a load on the turbine, so that the gas turbine apparatus main body is at a high temperature at the time of the emergency stop (t 1 ). Then, after the stop, the temperature of the gas turbine device is rapidly lowered, and thermal stress is generated in each component member, and the gas turbine device body is damaged. Moreover, the two methods described above may cause an emergency stop of the gas turbine device even though the gas turbine device is not abnormal enough to cause an emergency stop. This leads to shortening the life of the turbine device.
【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、ガスタービン装置の運転中に異常がみられ
た場合でも、その異常の程度によっては運転の緊急停止
を回避することでガスタービン装置の寿命の短縮化を防
止することを可能とし、さらには、運転の信頼性を向上
させることを可能としたガスタービン装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and even when an abnormality is observed during the operation of the gas turbine apparatus, an emergency stop of the operation can be avoided depending on the degree of the abnormality. It is an object of the present invention to provide a gas turbine device capable of preventing the shortening of the life of the gas turbine device and further improving the reliability of operation.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、本発明は、空気と燃料との混合気を燃焼さ
せ、該燃焼により発生した燃焼ガスをタービンに供給す
ることにより前記タービンを回転駆動するガスタービン
装置において、所定の被計測対象の物理量を計測する第
１のセンサーと、アラームを発するアラーム警報器と、
前記タービンが受ける負荷を減少させた後に該減少後の
負荷量を維持させる負荷減少部と、前記ガスタービン装
置を直ちに停止させる緊急停止部と、前記第１のセンサ
ーの計測値に基づいて前記アラーム警報器、前記負荷減
少部、前記緊急停止部のいずれかを作動させる作動指令
部と、を設けたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention burns a mixture of air and fuel and supplies combustion gas generated by the combustion to a turbine. In a gas turbine device that rotationally drives, a first sensor that measures a physical quantity of a predetermined measurement target, and an alarm alarm device that issues an alarm,
A load reducing unit that reduces the load received by the turbine and then maintains the reduced load amount, an emergency stop unit that immediately stops the gas turbine device, and the alarm based on the measurement value of the first sensor. An alarm device, an operation command unit for operating any one of the load reduction unit, and the emergency stop unit are provided.
【０００８】この場合において、前記作動指令部は、前
記第１のセンサーの計測値が所定の第１の設定値を超え
た場合は前記アラーム警報器を作動させ、前記第１のセ
ンサーの計測値が所定の第２の設定値を超えた場合には
前記負荷減少部を作動させ、前記第１のセンサーの計測
値が所定の第３の設定値を超えた場合には前記緊急停止
部を作動させることが好ましい。更に、前記負荷減少部
は、前記第１のセンサーの計測値が前記第２の設定値を
超えた場合に、前記第１のセンサーの計測値が再び前記
第２の設定値を下回るまで負荷を減少させることが好ま
しい。In this case, the operation command section activates the alarm alarm when the measured value of the first sensor exceeds a predetermined first set value, and the measured value of the first sensor is activated. Exceeds the predetermined second set value, the load reduction unit is activated, and when the measured value of the first sensor exceeds the predetermined third set value, the emergency stop unit is activated. Preferably. Furthermore, when the measured value of the first sensor exceeds the second set value, the load reducing unit reduces the load until the measured value of the first sensor falls below the second set value again. It is preferable to decrease.
【０００９】このように構成された本発明によれば、セ
ンサーの計測値が異常値を示した場合でも、ガスタービ
ン装置を緊急停止させる前に、タービンが受ける負荷を
減少させることで異常の改善を図ることができる。その
結果、ガスタービン装置の緊急停止を回避させることが
でき、これにより、ガスタービン装置の寿命の短縮化を
防止することが可能となる。また、運転を停止させずに
そのまま運転を継続させることが可能となるため、ガス
タービン装置の運転に対する信頼性を向上させることが
可能となる。According to the present invention having such a configuration, even if the measured value of the sensor shows an abnormal value, the load on the turbine is reduced before the gas turbine device is stopped in an emergency, thereby improving the abnormality. Can be achieved. As a result, it is possible to avoid an emergency stop of the gas turbine device, which makes it possible to prevent the life of the gas turbine device from being shortened. Further, since it becomes possible to continue the operation without stopping the operation, it is possible to improve the reliability of the operation of the gas turbine device.
【００１０】また、本発明の好ましい他の態様は、所定
の被計測対象の物理量を計測する第２のセンサーと、前
記タービンが受ける負荷が０になるまで前記負荷を所定
の減少率で減少させた後に前記ガスタービン装置を停止
させる運転停止部とを更に設けたことを特徴とする。こ
の場合において、前記運転停止部は、前記第２のセンサ
ーの計測値が所定の第４の設定値を下回ったときに作動
することが好ましい。Another preferred aspect of the present invention is to reduce a second sensor for measuring a predetermined physical quantity of an object to be measured and the load at a predetermined decrease rate until the load received by the turbine becomes zero. Further, an operation stop unit for stopping the gas turbine device after the operation is further provided. In this case, it is preferable that the operation stop unit be activated when the measured value of the second sensor falls below a predetermined fourth set value.
【００１１】本発明によれば、改善が見込めないような
異常がセンサーによって計測された場合には、タービン
が受ける負荷を所定の減少率で緩やかに減少させること
によりガスタービン装置の温度を低下させることができ
る。その結果、ガスタービン装置を熱応力によるダメー
ジから保護しつつ運転を停止させることが可能となる。According to the present invention, when an abnormality that cannot be expected to be improved is measured by the sensor, the temperature of the gas turbine device is lowered by gradually reducing the load on the turbine at a predetermined reduction rate. be able to. As a result, it is possible to stop the operation while protecting the gas turbine device from damage due to thermal stress.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスタービン
装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図
１は本実施形態であるガスタービン装置の全体構成を示
す模式図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a gas turbine device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a gas turbine device according to this embodiment.
【００１３】図１に示すように、本ガスタービン装置
は、タービン１と、燃料と空気との混合気を燃焼させる
燃焼器２と、燃焼器２への燃料の供給量を調節する燃料
調節弁１９と、燃焼器２に空気を圧送する空気圧縮機３
とを備えている。また、本ガスタービン装置は、タービ
ン１に連結された発電機５と、タービン１を制御対象と
するタービン制御部１１とを備えている。As shown in FIG. 1, the present gas turbine system includes a turbine 1, a combustor 2 for combusting a mixture of fuel and air, and a fuel control valve for adjusting the amount of fuel supplied to the combustor 2. 19 and an air compressor 3 for sending air to the combustor 2 under pressure
It has and. Further, the gas turbine device includes a generator 5 connected to the turbine 1 and a turbine control unit 11 that controls the turbine 1.
【００１４】タービン１は、流体を受けて回転するため
の複数の回転翼（図示せず）を有し、回転軸６を介して
ケーシング（図示せず）内に回転自在に支持されてい
る。空気圧縮機３は回転軸６を介してタービン１により
駆動されて空気を圧縮するように構成されている。この
空気圧縮機３は配管７を介して燃焼器２に接続されてお
り、空気圧縮機３により圧縮された空気は配管７を通っ
て燃焼器２に供給されるようになっている。The turbine 1 has a plurality of rotating blades (not shown) for receiving a fluid and rotating, and is rotatably supported in a casing (not shown) via a rotating shaft 6. The air compressor 3 is configured to be driven by the turbine 1 via the rotating shaft 6 to compress air. The air compressor 3 is connected to the combustor 2 via a pipe 7, and the air compressed by the air compressor 3 is supplied to the combustor 2 via the pipe 7.
【００１５】燃料調節弁１９は燃焼器２の上流側に配置
されており、図示しない燃料供給源から供給された燃料
は、この燃料調節弁１９を介して燃焼器２に供給され
る。燃料調節弁１９は弁の開度が可変に構成され、この
開度を操作することにより、燃焼器２への燃料の供給量
が調節されるようになっている。The fuel control valve 19 is arranged on the upstream side of the combustor 2, and the fuel supplied from a fuel supply source (not shown) is supplied to the combustor 2 via the fuel control valve 19. The valve opening of the fuel control valve 19 is variable, and the amount of fuel supplied to the combustor 2 is adjusted by operating this valve opening.
【００１６】燃焼器２に供給された燃料および空気は燃
焼器２において混合気を形成し、燃焼器２にて混合気が
燃焼することで高温・高圧の燃焼ガスが発生する。そし
て、この燃焼ガスがタービン１に供給されることにより
タービン１が高速で回転する。さらに、回転軸６の端部
付近には発電機５が連結されており、回転軸６を介して
タービン１により発電機５が高速で回転駆動されること
で発電が行われる。なお、本実施形態では発電機５とし
てＤＣブラシレス型発電機が使用され、発電機５にて発
生した交流電流は、図示しない直流変換部、昇圧部、イ
ンバータ部などにより商用交流電流として使用可能に整
調された後に出力される。The fuel and air supplied to the combustor 2 form an air-fuel mixture in the combustor 2, and the air-fuel mixture burns in the combustor 2 to generate high-temperature and high-pressure combustion gas. Then, by supplying this combustion gas to the turbine 1, the turbine 1 rotates at high speed. Further, the generator 5 is connected near the end of the rotary shaft 6, and the turbine 1 drives the generator 5 to rotate at high speed through the rotary shaft 6 to generate power. In this embodiment, a DC brushless generator is used as the generator 5, and the AC current generated by the generator 5 can be used as a commercial AC current by a DC converter, a booster, an inverter, etc. (not shown). It is output after being tuned.
【００１７】また、本ガスタービン装置には、混合気が
燃焼することで高温となるガスタービン装置を冷却する
ために、冷却油を循環させるオイルポンプ１５が設けら
れている。なお、このオイルポンプ１５により循環され
る冷却油の一部は、回転軸６を回転自在に支持する軸受
（図示せず）に供給され、軸受の潤滑性能を維持させる
ための潤滑油としても機能している。Further, the present gas turbine apparatus is provided with an oil pump 15 which circulates cooling oil in order to cool the gas turbine apparatus which becomes hot due to combustion of the air-fuel mixture. A part of the cooling oil circulated by the oil pump 15 is supplied to a bearing (not shown) that rotatably supports the rotating shaft 6, and also functions as lubricating oil for maintaining the lubricating performance of the bearing. is doing.
【００１８】タービン制御部１１は、タービン１を制御
対象としたフィードバック制御を行うように構成されて
いる。より具体的には、回転軸６の端部近傍に配置され
た回転数検出部１２や図示しない加速度算出部により得
られたタービン１の現在の回転数や加速度などをフィー
ドバック値とし、このフィードバック値と予め設定され
た目標値との偏差を最小とするための制御信号が演算さ
れる。そして、演算された制御信号の値に応じて燃料調
節弁１９の開度を操作することで燃焼器２に供給される
燃料の流量が調節される。このようにして、燃焼器２へ
の燃料供給量が調節されることにより、タービン１に供
給される燃焼ガスの量が加減され、これにより、タービ
ン１の回転数や加速度の制御が行われる。The turbine controller 11 is configured to perform feedback control with the turbine 1 as a control target. More specifically, the current rotation speed and acceleration of the turbine 1 obtained by the rotation speed detection unit 12 arranged near the end of the rotary shaft 6 and the acceleration calculation unit (not shown) are used as feedback values, and the feedback values are used. And a control signal for minimizing a deviation from a preset target value is calculated. Then, the flow rate of the fuel supplied to the combustor 2 is adjusted by operating the opening degree of the fuel control valve 19 according to the value of the calculated control signal. By adjusting the fuel supply amount to the combustor 2 in this way, the amount of combustion gas supplied to the turbine 1 is adjusted, and thereby the rotational speed and acceleration of the turbine 1 are controlled.
【００１９】また、本実施形態では、所定の被計測対象
の物理量を計測する各種センサー１６，１７を始めとす
るセンサーシステム２０を備えている。このセンサーシ
ステム２０について、図２を参照して説明する。図２は
本実施形態に係るガスタービン装置が備えるセンサーシ
ステムの全体構成を示す模式図である。Further, in this embodiment, a sensor system 20 including various sensors 16 and 17 for measuring a physical quantity of a predetermined object to be measured is provided. The sensor system 20 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing an overall configuration of a sensor system included in the gas turbine device according to this embodiment.
【００２０】図２に示すように、本実施形態が備えるセ
ンサーシステム２０は、オイルポンプ１５により循環さ
れる冷却油の温度を計測する油温度センサー１６と、冷
却油の圧力を計測するための油圧センサー１７とを備え
ている。また、図２に示すように、本実施形態が備える
センサーシステム２０は、異常の発生を知らせるための
アラームを発するアラーム警報器２２と、タービン１が
受ける負荷をある負荷量にまで所定の減少率で減少させ
た後、この減少後の負荷量を維持させる負荷減少部２３
と、ガスタービン装置を直ちに停止させる緊急停止部２
４と、油温度センサー１６の計測値に基づいてアラーム
警報器２２又は負荷減少部２３又は緊急停止部２４のい
ずれかを作動させる作動指令部２１とを備えている。な
お、本ガスタービン装置は、上述したように、タービン
１により発電機５を駆動させることで所望の発電出力が
得られるように構成されており、本実施形態において負
荷とは発電機５による発電出力のことをいう。As shown in FIG. 2, the sensor system 20 provided in this embodiment includes an oil temperature sensor 16 for measuring the temperature of the cooling oil circulated by the oil pump 15, and an oil pressure for measuring the pressure of the cooling oil. And a sensor 17. In addition, as shown in FIG. 2, the sensor system 20 provided in the present embodiment includes an alarm alarm device 22 that issues an alarm for notifying the occurrence of an abnormality, and a predetermined reduction rate of the load received by the turbine 1 to a certain load amount. Load reduction unit 23 for maintaining the load amount after the reduction by
And an emergency stop unit 2 for immediately stopping the gas turbine device
4 and an operation command unit 21 that operates either the alarm / alarm device 22, the load reducing unit 23, or the emergency stop unit 24 based on the measurement value of the oil temperature sensor 16. As described above, the present gas turbine device is configured to obtain a desired power generation output by driving the generator 5 with the turbine 1. In the present embodiment, the load is the power generated by the generator 5. The output.
【００２１】図２に示すように、油温度センサー１６は
作動指令部２１に接続されており、油温度センサー１６
によって計測された計測値は作動指令部２１に常時送ら
れるようになっている。さらに、作動指令部２１は、ア
ラーム警報器２２及び負荷減少部２３及び緊急停止部２
４とに接続されており、作動指令部２１には所定の第１
の設定値、第２の設定値、第３の設定値が予め設定され
ている。そして、この作動指令部２１は、油温度センサ
ー１６の計測値が所定の第１の設定値を超えた場合には
アラーム警報器２２を作動させ、油温度センサー１６の
計測値が第２の設定値を超えた場合には負荷減少部２３
を作動させ、油温度センサー１６の計測値が第３の設定
値を超えた場合には緊急停止部２４を作動させるように
なっている。負荷減少部２３は更に負荷制御部３０に接
続されており、負荷制御部３０を介して負荷（発電出
力）が減少されるようになっている。また、緊急停止部
２４は燃料調節弁１９に接続されており、緊急停止部２
４が作動すると燃料調節弁１９が瞬時に閉じて燃料供給
が停止され、これにより、ガスタービン装置の運転を直
ちに停止させるようになっている。As shown in FIG. 2, the oil temperature sensor 16 is connected to the operation command section 21, and the oil temperature sensor 16 is connected.
The measurement value measured by is always sent to the operation command unit 21. Further, the operation command unit 21 includes an alarm warning device 22, a load reducing unit 23, and an emergency stop unit 2.
4 is connected to the operation command unit 21 and the predetermined first
The preset value, the second preset value, and the third preset value are preset. Then, the operation command unit 21 activates the alarm alarm 22 when the measured value of the oil temperature sensor 16 exceeds the predetermined first set value, and the measured value of the oil temperature sensor 16 is set to the second set value. When the value is exceeded, the load reducing unit 23
When the measured value of the oil temperature sensor 16 exceeds the third set value, the emergency stop unit 24 is operated. The load reduction unit 23 is further connected to the load control unit 30, and the load (power generation output) is reduced via the load control unit 30. Further, the emergency stop unit 24 is connected to the fuel control valve 19, and the emergency stop unit 2 is connected.
When 4 operates, the fuel control valve 19 is instantly closed and the fuel supply is stopped, so that the operation of the gas turbine device is immediately stopped.
【００２２】ここで、図３を参照しながら作動指令部２
１及び負荷減少部２３の動作について説明する。図３は
本実施形態における負荷減少部が油温度センサーの計測
値に応じて負荷を減少させる様子を経時的に示す図であ
る。図３に示すように、作動指令部２１にて予め設定さ
れている３つの設定値は、その値の小さい順から、第１
の設定値（Ｔ１）、第２の設定値（Ｔ２）、第３の設定
値（Ｔ３）の順で設定されている。そして、正常な運転
が行われているときは、油温度センサー１６によって計
測された計測値、即ち、冷却油の温度（Ｔ）は第１の設
定値より下の値で推移することになる。The operation command section 2 will now be described with reference to FIG.
1 and the operation of the load reducing unit 23 will be described. FIG. 3 is a diagram showing over time how the load reducing unit according to the present embodiment reduces the load according to the measurement value of the oil temperature sensor. As shown in FIG. 3, the three set values preset by the operation command unit 21 are, in ascending order of the value, the first set value.
The setting value (T 1 ), the second setting value (T 2 ), and the third setting value (T 3 ) are set in this order. Then, during normal operation, the measurement value measured by the oil temperature sensor 16, that is, the temperature (T) of the cooling oil changes at a value lower than the first set value.
【００２３】ところが、何らかの原因により異常が発生
して冷却油の温度（Ｔ）が上昇し、上昇した冷却油の温
度が第１の設定値（Ｔ１）にまで達すると（ｔ１）、作
動指令部２１からアラーム警報器２２に作動指令が出さ
れ、ガスタービン装置のオペレータに向けてアラームが
発せられる。オペレータは、このアラームを受けて何ら
かの異常が発生したことを認識することができ、適切な
措置を取ることが可能となる。However, if an abnormality occurs for some reason and the temperature (T) of the cooling oil rises, and the temperature of the rising cooling oil reaches the first set value (T 1 ) (t 1 ), the operation is started. An operation command is issued from the command unit 21 to the alarm alarm device 22, and an alarm is issued to the operator of the gas turbine device. Upon receiving this alarm, the operator can recognize that some abnormality has occurred, and can take appropriate measures.
【００２４】さらに冷却油の温度（Ｔ）が上昇して、や
がて、第２の設定値（Ｔ２）に達すると（ｔ２）、今度
は、作動指令部２１から負荷減少部２３に向けて作動指
令が出される。負荷減少部２３が作動すると、上述した
ように、負荷制御部３０を介してタービン１が受ける負
荷（ＬＯＡＤ、発電出力）を所定の減少率で減少させる
ようになっている。すると、上昇する冷却油の温度
（Ｔ）は下降に転じ、下降する冷却油の温度は、やが
て、第２の設定値（Ｔ２）を下回ることになる。このと
き、負荷減少部２３は、冷却油の温度が第２の設定値を
下回ったことを検知して（ｔ３）、この負荷の量を維持
させる。When the temperature (T) of the cooling oil further rises and eventually reaches the second set value (T 2 ) (t 2 ), this time, from the operation command section 21 toward the load reducing section 23. An operation command is issued. When the load reduction unit 23 operates, as described above, the load (LOAD, power generation output) received by the turbine 1 via the load control unit 30 is reduced at a predetermined reduction rate. Then, the rising temperature (T) of the cooling oil starts to fall, and the falling temperature of the cooling oil eventually falls below the second set value (T 2 ). At this time, the load reducing unit 23 detects that the temperature of the cooling oil has dropped below the second set value (t 3 ), and maintains the amount of this load.
【００２５】このようにして、負荷を減少させることで
冷却油の温度上昇を抑えることができ、ガスタービン装
置を停止させることなく運転を継続させることが可能と
なる。なお、オペレータにより異常の原因が解決される
など、再度、定常運転を再開できる状態になれば、図示
しないリセットボタンを操作することによって再度負荷
を増加させることができる（ｔ４）。冷却油の温度が更
に上昇して第３の設定値（Ｔ３）に到達した場合には緊
急停止部２４が作動することになり、燃料調節弁１９が
瞬時に閉じてガスタービン装置の運転が直ちに停止され
る。By thus reducing the load, the temperature rise of the cooling oil can be suppressed, and the operation can be continued without stopping the gas turbine device. If the operator can solve the cause of the abnormality and resume normal operation again, the load can be increased again by operating a reset button (not shown) (t 4 ). When the temperature of the cooling oil further rises and reaches the third set value (T 3 ), the emergency stop unit 24 is activated, the fuel control valve 19 is closed instantaneously, and the operation of the gas turbine device is started. Immediately stopped.
【００２６】また、図２に示すように、本実施形態にお
けるセンサーシステム２０は、更に運転停止部２５を備
えている。この運転停止部２５は油圧センサー１７に接
続されており、油圧センサー１７の計測値が運転停止部
２５に常時送られるようになっている。運転停止部２５
には所定の第４の設定値が設定されており、油圧センサ
ー１７から送られてきた計測値、即ち、油圧が第４の設
定値を下回ったときには、運転停止部２５が作動するよ
うに構成されている。運転停止部２５は更に負荷制御部
３０に接続されており、運転停止部２５が作動すると、
負荷制御部３０を介して負荷、即ち、発電出力を所定の
減少率で減少させて０にするようになっている。さら
に、負荷が０になった時点から所定の時間が経過した後
に燃料調節弁１９（図１参照）が完全に閉じられるよう
になっており、これにより、ガスタービン装置の運転が
停止される。Further, as shown in FIG. 2, the sensor system 20 in the present embodiment further includes an operation stopping unit 25. The operation stop unit 25 is connected to the oil pressure sensor 17, and the measurement value of the oil pressure sensor 17 is constantly sent to the operation stop unit 25. Operation stop part 25
Is set to a predetermined fourth set value, and when the measured value sent from the hydraulic pressure sensor 17, that is, the hydraulic pressure falls below the fourth set value, the operation stop unit 25 is activated. Has been done. The operation stop unit 25 is further connected to the load control unit 30, and when the operation stop unit 25 operates,
Through the load control unit 30, the load, that is, the power generation output is reduced at a predetermined reduction rate to zero. Furthermore, the fuel control valve 19 (see FIG. 1) is completely closed after a lapse of a predetermined time from the time when the load becomes 0, whereby the operation of the gas turbine device is stopped.
【００２７】ここで、本実施形態における運転停止部２
５の動作について図４を参照して説明する。図４は本実
施形態における運転停止部により負荷が減少した後に運
転が停止される様子を示す図である。ガスタービン装置
が正常な状態で運転されている場合には、油圧センサー
１７の計測値、即ち、油圧（Ｐ）は第４の設定値
（Ｔ４）より高い値を示しつつ推移する。ところが、冷
却油の漏洩などの異常が発生すると、図４に示すよう
に、油圧が下がることになる。そして、油圧が第４の設
定値を下回ると運転停止部２５が作動する（ｔ１）。運
転停止部２５が作動すると、負荷（ＬＯＡＤ）が所定の
減少率で減少し、やがて、負荷が０になる（ｔ２）。そ
の後、所定の冷却時間（ｔ３）を経過した後、燃料調節
弁１９の開度が閉じられ、これにより、ガスタービン装
置の運転が停止される（ＮＲ参照）。Here, the operation stop unit 2 in the present embodiment.
The operation of No. 5 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a state where the operation is stopped after the load is reduced by the operation stop unit in the present embodiment. When the gas turbine device is operating in a normal state, the measured value of the oil pressure sensor 17, that is, the oil pressure (P) changes while showing a value higher than the fourth set value (T 4 ). However, if an abnormality such as a leakage of cooling oil occurs, the hydraulic pressure will decrease as shown in FIG. Then, when the hydraulic pressure falls below the fourth set value, the operation stop unit 25 operates (t 1 ). When the operation stop unit 25 operates, the load (LOAD) decreases at a predetermined decrease rate, and eventually the load becomes 0 (t 2 ). After that, after a lapse of a predetermined cooling time (t 3 ), the opening degree of the fuel control valve 19 is closed, whereby the operation of the gas turbine device is stopped (see NR).
【００２８】このように、負荷を徐々に減少させること
によって、ガスタービン装置の温度を緩やかに低下させ
ることが可能となり、ガスタービン装置の各構成部材に
発生する熱応力を緩和させることが可能となる。さら
に、負荷が０になってから運転を停止させるまでの間に
冷却期間を設けたことにより、ガスタービン装置の温度
をより低下させることができる。その結果、運転停止後
の熱応力の発生を更に抑えることができ、これにより、
ガスタービン装置の寿命低下を防止することが可能とな
る。As described above, by gradually reducing the load, the temperature of the gas turbine device can be gently decreased, and the thermal stress generated in each component of the gas turbine device can be relaxed. Become. Furthermore, the temperature of the gas turbine device can be further reduced by providing the cooling period between the time when the load becomes 0 and the time when the operation is stopped. As a result, it is possible to further suppress the occurrence of thermal stress after the stop of operation, which results in
It is possible to prevent the life of the gas turbine device from being shortened.
【００２９】ここで、冷却油の温度は、通常、負荷の量
と連動して変動するので、冷却油の温度が上昇した場合
には負荷を減少させることで冷却油の温度上昇を抑える
ことができる。一方、冷却油が漏洩して油圧が低下した
場合には、負荷を減少させても改善は見込めなく、この
ような場合は運転を一旦停止させることが必要となる。
従って、本実施形態では、上述したように、油温度セン
サー１６は負荷減少部２３に接続され、油圧センサー１
７は運転停止部２５に接続されている。これにより、異
常の原因に応じて上述したような適切な措置を施すこと
が可能となる。Here, since the temperature of the cooling oil normally fluctuates in conjunction with the amount of load, when the temperature of the cooling oil rises, the load can be reduced to suppress the temperature rise of the cooling oil. it can. On the other hand, when the cooling oil leaks and the hydraulic pressure drops, improvement cannot be expected even if the load is reduced. In such a case, it is necessary to stop the operation once.
Therefore, in the present embodiment, as described above, the oil temperature sensor 16 is connected to the load reducing unit 23, and the oil pressure sensor 1
7 is connected to the operation stop unit 25. As a result, it becomes possible to take appropriate measures as described above depending on the cause of the abnormality.
【００３０】なお、本発明のガスタービン装置は、上述
の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。The gas turbine apparatus of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、セ
ンサーの計測値が異常値を示した場合でも、ガスタービ
ン装置を緊急停止させる前に、タービンが受ける負荷を
減少させることで異常の改善を図ることができる。その
結果、ガスタービン装置の緊急停止を回避させることが
でき、これにより、ガスタービン装置の寿命の短縮化を
防止することが可能となる。また、運転を停止させずに
そのまま運転を継続させることが可能となるため、ガス
タービン装置の運転に対する信頼性を向上させることが
可能となる。As described above, according to the present invention, even if the measured value of the sensor shows an abnormal value, the load received by the turbine is reduced before the gas turbine device is stopped in an emergency. Can be improved. As a result, it is possible to avoid an emergency stop of the gas turbine device, which makes it possible to prevent the life of the gas turbine device from being shortened. Further, since it becomes possible to continue the operation without stopping the operation, it is possible to improve the reliability of the operation of the gas turbine device.
【００３２】また、改善が見込めないような異常がセン
サーによって計測された場合には、タービンが受ける負
荷を所定の減少率で緩やかに減少させることによりガス
タービン装置の温度を低下させることができる。その結
果、ガスタービン装置を熱応力によるダメージから保護
しつつ運転を停止させることが可能となる。Further, when an abnormality that cannot be expected to be improved is measured by the sensor, the temperature of the gas turbine device can be lowered by gently reducing the load on the turbine at a predetermined reduction rate. As a result, it is possible to stop the operation while protecting the gas turbine device from damage due to thermal stress.
【図１】本発明の一実施形態であるガスタービン装置の
全体構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a gas turbine device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施形態であるガスタービン装置が
備えるセンサーシステムの全体構成を示す模式図であ
る。FIG. 2 is a schematic diagram showing an overall configuration of a sensor system included in a gas turbine device according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施形態における負荷減少部が油温
度センサーの計測値に応じて負荷を減少させる様子を経
時的に示す図である。FIG. 3 is a diagram showing with time the manner in which the load reducing unit reduces the load according to the measurement value of the oil temperature sensor in the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施形態における運転停止部により
負荷が減少した後に運転が停止されるときの様子を示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing a state where the operation is stopped after the load is reduced by the operation stop unit in the embodiment of the present invention.
【図５】従来のガスタービン装置が緊急停止する際に負
荷及びタービンの回転数が変動する様子について経時的
に示す図である。FIG. 5 is a diagram showing over time how the load and the rotational speed of the turbine fluctuate when the conventional gas turbine device makes an emergency stop.
１ タービン ２ 燃焼器 ３ 空気圧縮機 ５ 発電機 ６ 回転軸 ７ 配管 １１ タービン制御部 １２ 回転数検出部 １５ オイルポンプ １６ 油温度センサー １７ 油圧センサー １９ 燃料調節弁 ２０ センサーシステム ２１ 作動指令部 ２２ アラーム警報器 ２３ 負荷減少部 ２４ 緊急停止部 ２５ 運転停止部 ３０ 負荷制御部 1 turbine 2 Combustor 3 air compressor 5 generator 6 rotation axes 7 piping 11 Turbine controller 12 Rotation speed detector 15 oil pump 16 Oil temperature sensor 17 Oil pressure sensor 19 Fuel control valve 20 sensor system 21 Operation command section 22 Alarm alarm 23 Load reduction section 24 Emergency stop 25 Operation stop 30 load control unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｃ 9/00 Ｆ０２Ｃ 9/00 Ａ (72)発明者 宮本 政博 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 古谷 泰 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 片岡 匡史 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3G071 AB01 BA22 BA24 BA25 BA32 CA03 CA09 FA03 FA06 GA06 HA03 HA05 JA04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02C 9/00 F02C 9/00 A (72) Inventor Masahiro Miyamoto 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo In the EBARA CORPORATION (72) Inventor Yasushi Furuya 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Inside the EBARA CORPORATION (72) Masafumi Kataoka 11-1 Haneda-Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo EBARA CORPORATION F term in 3G071 AB01 BA22 BA24 BA25 BA32 CA03 CA09 FA03 FA06 GA06 HA03 HA05 JA04
Claims (5)
焼により発生した燃焼ガスをタービンに供給することに
より前記タービンを回転駆動するガスタービン装置にお
いて、 所定の被計測対象の物理量を計測する第１のセンサー
と、 アラームを発するアラーム警報器と、 前記タービンが受ける負荷を減少させた後に該減少後の
負荷量を維持させる負荷減少部と、 前記ガスタービン装置を直ちに停止させる緊急停止部
と、 前記第１のセンサーの計測値に基づいて前記アラーム警
報器、前記負荷減少部、前記緊急停止部のいずれかを作
動させる作動指令部と、を設けたことを特徴とするガス
タービン装置。1. A gas turbine apparatus for rotating a turbine by burning a mixture of air and fuel and supplying the combustion gas generated by the combustion to the turbine to measure a physical quantity of a predetermined object to be measured. A first sensor, an alarm alarm that issues an alarm, a load reduction unit that maintains the reduced load after reducing the load received by the turbine, and an emergency stop unit that immediately stops the gas turbine device. And a operation command unit that operates any one of the alarm / alarm unit, the load reduction unit, and the emergency stop unit based on the measurement value of the first sensor.
の計測値が所定の第１の設定値を超えた場合は前記アラ
ーム警報器を作動させ、前記第１のセンサーの計測値が
所定の第２の設定値を超えた場合には前記負荷減少部を
作動させ、前記第１のセンサーの計測値が所定の第３の
設定値を超えた場合には前記緊急停止部を作動させるこ
とを特徴とする請求項１に記載のガスタービン装置。2. The operation command unit activates the alarm alarm when the measurement value of the first sensor exceeds a predetermined first set value, and the measurement value of the first sensor is predetermined. When the measured value of the first sensor exceeds a predetermined third set value, the emergency stop section is operated. The gas turbine device according to claim 1, wherein:
の計測値が前記第２の設定値を超えた場合に、前記第１
のセンサーの計測値が再び前記第２の設定値を下回るま
で負荷を減少させることを特徴とする請求項２に記載の
ガスタービン装置。3. The load reducing unit is configured to control the first load when the measured value of the first sensor exceeds the second set value.
3. The gas turbine apparatus according to claim 2, wherein the load is reduced until the measured value of the sensor of <1> again falls below the second set value.
２のセンサーと、前記タービンが受ける負荷が０になる
まで前記負荷を所定の減少率で減少させた後に前記ガス
タービン装置を停止させる運転停止部とを更に設けたこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
ガスタービン装置。4. A second sensor for measuring a predetermined physical quantity of an object to be measured, and reducing the load at a predetermined decrease rate until the load received by the turbine becomes zero, and then stopping the gas turbine device. The gas turbine device according to any one of claims 1 to 3, further comprising an operation stop unit.
の計測値が所定の第４の設定値を下回ったときに作動す
ることを特徴とする請求項４に記載のガスタービン装
置。5. The gas turbine device according to claim 4, wherein the operation stop unit is activated when a measurement value of the second sensor falls below a predetermined fourth set value.
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