JP2004036457A

JP2004036457A - ガスタービンにおける燃料切り替え制御装置

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Publication number: JP2004036457A
Application number: JP2002193639A
Authority: JP
Inventors: Koichi Bandai; 萬代　貢一
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-02
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Abstract

【課題】ガスタービンの運転中に燃料を切り替えるとき、燃焼に与える影響を低減し、ガスタービンの回転数または出力電力の変動を抑制する。
【解決手段】使用中燃料から選択燃料への燃料切り替えに際して、使用中燃料の流量を減少させる比率をあらわす燃料減少比率発生関数３１と、選択燃料の流量を増加させる比率をあらわす燃料増加比率発生関数３２とを備える。燃料切り替え時には、発熱量を基本とした燃料流量目標値に対して、燃料減少比率発生関数３１で決まる比率を乗じて使用中燃料の目標発熱量を求め、燃料増加比率発生関数３２で決まる比率を乗じて選択燃料の目標発熱量を求める。求めた使用中燃料の目標発熱量に基づきその燃料の制御弁の開度指令を発生し、求めた選択燃料の目標発熱量に基づきその燃料の制御弁の開度指令を発生する。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば工業用ガスタービンなど、複数種類の燃料を使用するガスタービンに適用されるガスタービンにおける燃料切り替え制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複数種類の燃料を使用するガスタービンにおいて、運転中に燃料の種類を切り替える場合、従来は、例えば２種類の燃料を切り替えるとすると、一方の燃料の流量を時間に対して変化させるとともに、他方の燃料の流量は、全体の燃料流量から前記一方の燃料の流量を減算することによって決定していた。なお、この場合の燃料流量は、質量流量もしくは体積流量の絶対値である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガスタービンの運転中に燃料の種類を切り替える場合、それまで使用中の燃料に代わって新たに使用する燃料側は、燃料制御弁、燃料遮断弁から燃焼器内の燃料ノズルまでの配管の中に燃料がないため、従来の切り替え方法では、切り替え直後からこれらの配管の中に燃料が充満されるまでの間、燃焼に寄与する燃料はそれまで使用中の燃料側だけから供給されることになり、しかも、新たに使用される燃料側の配管の中に燃料が充満されるまでに要する時間が不明であるため、正しく制御することは不可能である。
【０００４】
そのため、燃料の切り替えにともなって、ガスタービンの回転数または出力電力が大きくしかも予測不能に変動することが避けられず、例えば、使用中の燃料と新たに使用する燃料とが発熱量に大きな差異のあるような場合は、事実上燃料切り替えができないこともあるという問題があった。
【０００５】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、ガスタービンの運転中に燃料を切り替えるとき、その燃料切り替えが燃焼に与える影響を低減することができ、それにより、運転中の燃料切り替えにともなうガスタービンの回転数または出力電力の変動を抑制することのできるガスタービンにおける燃料切り替え制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、ガスタービンの運転中に、使用中の燃料を燃料選択信号により選択された燃料に切り替える燃料切り替え制御装置において、燃料切り替えに際して、使用中の燃料の流量を減少させる時間に対する減少比率をあらわす燃料減少比率発生関数と、選択された燃料の流量を増加させる時間に対する増加比率をあらわす燃料増加比率発生関数とを備え、前記燃料選択信号に基づき燃料を切り替える際は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、前記燃料減少比率発生関数で決まる比率を乗じて使用中の燃料の目標発熱量を求めるとともに、前記燃料増加比率発生関数で決まる比率を乗じて選択された燃料の目標発熱量を求め、求めた使用中の燃料の目標発熱量に基づき当該燃料の制御弁の開度指令を発生するとともに、求めた選択された燃料の目標発熱量に基づき当該燃料の制御弁の開度指令を発生するように構成したガスタービンにおける燃料切り替え制御装置である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、ガスタービンの運転中に燃料選択信号に基づき燃料Ａと燃料Ｂとを切り替える燃料切り替え制御装置において、燃料Ａから燃料Ｂへ切り替える際の、燃料Ａの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第１燃料比率発生関数、および、燃料Ｂの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第２燃料比率発生関数と、燃料Ｂから燃料Ａへ切り替える際の、燃料Ａの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第３燃料比率発生関数、および、燃料Ｂの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第４燃料比率発生関数とを備え、前記燃料選択信号に基づき燃料Ａから燃料Ｂへ切り替える際は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、前記第１燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ａの目標発熱量を求めるとともに、前記第２燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ｂの目標発熱量を求め、一方、燃料Ｂから燃料Ａへ切り替える際は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、前記第３燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ａの目標発熱量を求めるとともに、前記第４燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ｂの目標発熱量を求め、求めた燃料Ａの目標発熱量に基づき燃料Ａの制御弁の開度指令を発生するとともに、求めた燃料Ｂの目標発熱量に基づき燃料Ｂの制御弁の開度指令を発生するように構成したガスタービンにおける燃料切り替え制御装置である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記燃料減少比率発生関数および燃料増加比率発生関数の引数となる時間、または、前記第１〜第４燃料比率発生関数の引数となる時間は、タイマにより任意に設定可能であるガスタービンにおける燃料切り替え制御装置である。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記燃料減少比率発生関数および燃料増加比率発生関数の時間／比率の相関形状、または、前記第１〜第４燃料比率発生関数の時間／比率の相関形状は、ガスタービンの特性に合わせて任意に設定可能であるガスタービンにおける燃料切り替え制御装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明によるガスタービンにおける燃料切り替え制御装置の一実施の形態を示すブロック図であり、このガスタービンにおける燃料切り替え制御装置１０は、図示しないガスタービンの運転中に、使用中の燃料を、燃料選択信号により選択された燃料に切り替えるものである。
【００１１】
そのため、このガスタービンにおける燃料切り替え制御装置１０は、燃料切り替えに際して、使用中の燃料（以下、「使用中燃料」という。）の流量を減少させる時間に対する減少比率をあらわす燃料減少比率発生関数３１と、選択された燃料（以下、「選択燃料」という。）の流量を増加させる時間に対する増加比率をあらわす燃料増加比率発生関数３２とを備えている。これらの燃料減少比率発生関数３１および燃料増加比率発生関数３２は、いずれも、横軸に時間を、縦軸に該当する燃料の減少または増加の比率をとった２次元テーブルデータを備え、時間の値を基に、該当する燃料の減少比率または増加比率を求めるようになっている。
【００１２】
そして、図中３１のブロック内に、燃料減少比率発生関数３１の時間／比率の相関形状を概略的に図示してあり、また、図中３２のブロック内に、燃料増加比率発生関数３２の時間／比率の相関形状を概略的に図示してあるが、これらの時間／比率の相関形状は、ガスタービンの特性に合わせて任意に設定できるものであり、一旦設定後も運転してみて任意に変更できるものである。
【００１３】
また、このガスタービンにおける燃料切り替え制御装置１０は、燃料選択信号の立ち上がりまたは立ち下がりを検出して切り替え開始のトリガとする微分器１１と、微分器１１による切り替え開始から時間を積算していき、燃料減少比率発生関数３１および燃料増加比率発生関数３２の引数とするタイマ２１とを備えている。
【００１４】
また、このガスタービンにおける燃料切り替え制御装置１０は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、燃料減少比率発生関数３１から出力される燃料減少比率を乗じて使用中燃料の目標発熱量を求める使用中燃料比率掛算器５１と、求めた使用中燃料の目標発熱量に基づいて、使用中燃料の制御弁の流量特性に応じた開度指令を発生する使用中燃料制御弁開度指令発生器６１とを備えている。また、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、燃料増加比率発生関数３２から出力される燃料増加比率を乗じて選択燃料の目標発熱量を求める選択燃料比率掛算器５２と、求めた選択燃料の目標発熱量に基づいて、選択燃料の制御弁の流量特性に応じた開度指令を発生する選択燃料制御弁開度指令発生器６２とを備えている。これらの使用中燃料制御弁開度指令発生器６１および選択燃料制御弁開度指令発生器６２は、いずれも、横軸に発熱量を、縦軸に該当する燃料制御弁の開度をとった２次元テーブルデータを備え、発熱量の値を基に、該当する燃料制御弁の開度を求めるようになっている。
【００１５】
次に、上記の実施の形態の作用について説明する。
燃料選択信号に基づいて燃料を切り替える際は、使用中燃料比率掛算器５１が、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、燃料減少比率発生関数３１で決まる比率を乗じて使用中燃料の目標発熱量を求めるとともに、選択燃料比率掛算器５２が、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、燃料増加比率発生関数３２で決まる比率を乗じて選択燃料の目標発熱量を求める。
【００１６】
そして、使用中燃料比率掛算器５１で求めた使用中燃料の目標発熱量に基づいて、使用中燃料制御弁開度指令発生器６１が使用中燃料の制御弁の開度指令を発生するとともに、選択燃料比率掛算器５２で求めた選択燃料の目標発熱量に基づいて、選択燃料制御弁開度指令発生器６２が選択燃料の制御弁の開度指令を発生する。
【００１７】
これにより、燃料減少比率発生関数３１で決まる比率および燃料増加比率発生関数３２で決まる比率を好適に設定しておくことで、ガスタービンの運転中に燃料を切り替えるとき、その燃料切り替えが燃焼に与える影響を低減することができ、運転中の燃料切り替えにともなうガスタービンの回転数または出力電力の変動を抑制することができる。
【００１８】
しかも、発熱量を基本とし目標発熱量に基づいて、使用中燃料の制御弁開度および選択燃料の制御弁開度を調整できるため、使用中燃料と選択燃料とが発熱量に大きな差異のある場合でも、支障なく燃料切り替えを実現することができる。
【００１９】
また、燃料減少比率発生関数３１および燃料増加比率発生関数３２の引数となる時間は、タイマ２１により任意に設定可能であるため、燃料切り替えに要する時間をガスタービンに合わせることができる。
【００２０】
図２は、この発明によるガスタービンにおける燃料切り替え制御装置の他の実施の形態を示すブロック図であり、このガスタービンにおける燃料切り替え制御装置１００は、図示しないガスタービンの運転中に、燃料選択信号に基づき、燃料Ａと燃料Ｂとを切り替えるものである。
【００２１】
そのため、このガスタービンにおける燃料切り替え制御装置１００は、燃料Ａから燃料Ｂへ切り替える際の、燃料Ａの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第１燃料比率発生関数１３１、および、燃料Ｂの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第２燃料比率発生関数１３２と、燃料Ｂから燃料Ａへ切り替える際の、燃料Ａの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第３燃料比率発生関数１３３、および、燃料Ｂの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第４燃料比率発生関数１３４とを備えている。これらの第１〜第４燃料比率発生関数１３１〜１３４は、いずれも、横軸に時間を、縦軸に該当する燃料の比率をとった２次元テーブルデータを備え、時間の値を基に、該当する燃料の比率を求めるようになっている。
【００２２】
そして、図中１３１のブロック内に、第１燃料比率発生関数１３１の時間／比率の相関形状を概略的に図示してあり、また、図中１３２のブロック内に、第２燃料比率発生関数１３２の時間／比率の相関形状を概略的に図示してあり、また、図中１３３のブロック内に、第３燃料比率発生関数１３３の時間／比率の相関形状を概略的に図示してあり、さらに、図中１３４のブロック内に、第４燃料比率発生関数１３４の時間／比率の相関形状を概略的に図示してあるが、これらの時間／比率の相関形状は、ガスタービンの特性に合わせて任意に設定できるものであり、一旦設定後も運転してみて任意に変更できるものである。
【００２３】
また、このガスタービンにおける燃料切り替え制御装置１００は、燃料選択信号の立ち上がり（すなわち、使用中の燃料Ａから切り替える燃料Ｂを選択する信号）を検出して切り替え開始のトリガとする第１微分器１１１と、第１微分器１１１による切り替え開始から時間を積算していき、第１燃料比率発生関数１３１および第２燃料比率発生関数１３２の引数とする第１タイマ１２１とを備えている。また、燃料選択信号の立ち下がり（すなわち、使用中の燃料Ｂから切り替える燃料Ａを選択する信号）を検出して切り替え開始のトリガとする第２微分器１１２と、第２微分器１１２による切り替え開始から時間を積算していき、第３燃料比率発生関数１３３および第４燃料比率発生関数１３４の引数とする第２タイマ１２２とを備えている。
【００２４】
また、このガスタービンにおける燃料切り替え制御装置１００は、第１燃料比率発生関数１３１の出力または第３燃料比率発生関数１３３の出力のいずれかを選択する第１選択スイッチ１４１と、第２燃料比率発生関数１３２の出力または第４燃料比率発生関数１３４の出力のいずれかを選択する第２選択スイッチ１４２とを備えている。これらの第１、第２選択スイッチ１４１、１４２は、燃料切り替え方向が燃料Ａから燃料Ｂへのときは、第１微分器１１１による切り替え開始をスイッチ切り替え信号として、第１燃料比率発生関数１３１から出力される燃料Ａの比率、および、第２燃料比率発生関数１３２から出力される燃料Ｂの比率を選択する一方、燃料切り替え方向が燃料Ｂから燃料Ａへのときは、第２微分器１１２による切り替え開始をスイッチ切り替え信号として、第３燃料比率発生関数１３３から出力される燃料Ａの比率、および、第４燃料比率発生関数１３４から出力される燃料Ｂの比率を選択するようになっている。
【００２５】
また、このガスタービンにおける燃料切り替え制御装置１００は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、第１選択スイッチ１４１で選択された第１燃料比率発生関数１３１または第３燃料比率発生関数１３３から出力される燃料Ａの比率を乗じて燃料Ａの目標発熱量を求める第１燃料比率掛算器１５１と、求めた燃料Ａの目標発熱量に基づいて、燃料Ａの制御弁の流量特性に応じた開度指令を発生する第１燃料制御弁開度指令発生器１６１とを備えている。また、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、第２選択スイッチ１４２で選択された第２燃料比率発生関数１３２または第４燃料比率発生関数１３４から出力される燃料Ｂの比率を乗じて燃料Ｂの目標発熱量を求める第２燃料比率掛算器１５２と、求めた燃料Ｂの目標発熱量に基づいて、燃料Ｂの制御弁の流量特性に応じた開度指令を発生する第２燃料制御弁開度指令発生器１６２とを備えている。これらの第１、第２燃料制御弁開度指令発生器１６１、１６２は、いずれも、横軸に発熱量を、縦軸に該当する燃料制御弁の開度をとった２次元テーブルデータを備え、発熱量の値を基に、該当する燃料制御弁の開度を求めるようになっている。
【００２６】
次に、上記の実施の形態の作用について説明する。
燃料選択信号に基づき燃料Ａから燃料Ｂへ切り替える際は、第１燃料比率掛算器１５１が、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、第１燃料比率発生関数１３１で決まる比率を乗じて燃料Ａの目標発熱量を求めるとともに、第２燃料比率掛算器１５２が、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、第２燃料比率発生関数１３２で決まる比率を乗じて燃料Ｂの目標発熱量を求める。
【００２７】
そして、第１燃料比率掛算器１５１で求めた燃料Ａの目標発熱量に基づいて、第１燃料制御弁開度指令発生器１６１が燃料Ａの制御弁の開度指令を発生するとともに、第２燃料比率掛算器１５２で求めた燃料Ｂの目標発熱量に基づいて、第２燃料制御弁開度指令発生器１６２が燃料Ｂの制御弁の開度指令を発生する。
【００２８】
一方、燃料選択信号に基づき燃料Ｂから燃料Ａへ切り替える際は、第１燃料比率掛算器１５１が、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、第３燃料比率発生関数１３３で決まる比率を乗じて燃料Ａの目標発熱量を求めるとともに、第２燃料比率掛算器１５２が、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、第４燃料比率発生関数１３４で決まる比率を乗じて燃料Ｂの目標発熱量を求める。
【００２９】
そして、第１燃料比率掛算器１５１で求めた燃料Ａの目標発熱量に基づいて、第１燃料制御弁開度指令発生器１６１が燃料Ａの制御弁の開度指令を発生するとともに、第２燃料比率掛算器１５２で求めた燃料Ｂの目標発熱量に基づいて、第２燃料制御弁開度指令発生器１６２が燃料Ｂの制御弁の開度指令を発生する。
【００３０】
これにより、第１燃料比率発生関数１３１で決まる比率および第２燃料比率発生関数１３２で決まる比率を好適に設定しておくことで、または、第３燃料比率発生関数１３３で決まる比率および第４燃料比率発生関数１３４で決まる比率を好適に設定しておくことで、ガスタービンの運転中に燃料を切り替えるとき、その燃料切り替えが燃焼に与える影響を低減することができ、運転中の燃料切り替えにともなうガスタービンの回転数または出力電力の変動を抑制することができる。
【００３１】
しかも、発熱量を基本とし目標発熱量に基づいて、燃料Ａの制御弁開度および燃料Ｂの制御弁開度を調整できるため、燃料Ａと燃料Ｂとが発熱量に大きな差異のある場合でも、支障なく燃料切り替えを実現することができる。
【００３２】
また、第１燃料比率発生関数１３１および第２燃料比率発生関数１３２の引数となる時間、または、第３燃料比率発生関数１３３および第４燃料比率発生関数１３４の引数となる時間は、第１タイマ１２１または第２タイマ１２２により任意に設定可能であるため、燃料切り替えに要する時間をガスタービンに合わせることができる。
【００３３】
図３は、ガスタービンの運転中に液体燃料から気体燃料へ切り替えた場合の時間（横軸）と燃料制御弁開度およびガスタービンの回転数（縦軸）との関係を示す図である。
【００３４】
図３に示すように、まず気体燃料の制御弁を開き始め、続いて液体燃料の制御弁を絞り始め、気体燃料の制御弁開度と液体燃料の制御弁開度とが逆転したのち、切り替え開始（気体燃料の制御弁開指令）から約６秒後に液体燃料の制御弁を絞り切り、気体燃料の制御弁はその後所定の開度に安定する。これにより、回転数は切り替え途中でわずかに上昇するが、許容範囲内に抑えることができる。
【００３５】
図４は、ガスタービンの運転中に気体燃料から液体燃料へ切り替えた場合の時間（横軸）と燃料制御弁開度およびガスタービンの回転数（縦軸）との関係を示す図である。
【００３６】
図４に示すように、まず液体燃料の制御弁を開き始め、その後しばらくしてから気体燃料の制御弁を絞り始め、液体燃料の制御弁開度と気体燃料の制御弁開度とが逆転したのち、切り替え開始（液体燃料の制御弁開指令）から約１５秒後に気体燃料の制御弁を絞り切り、これとほぼ同時に液体燃料の制御弁が所定の開度に安定する。これにより、回転数は切り替え途中でわずかに下降するが、許容範囲内に抑えることができる。
【００３７】
実際に試運転してみたところ、定格回転数１４５５０回／分に対して、切り替え時の回転数の変動は１００回／分程度であり、実用上まったく問題ない範囲に変動を抑えることができた。
【００３８】
なお、上記の実施の形態では、使用中燃料から選択燃料への燃料切り替え、および、燃料Ａと燃料Ｂとの燃料切り替えについて説明したが、これに限定するものでなく、例えば、３種類またはそれ以上の種類の燃料切り替えについても適用することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
この発明は以上のように、ガスタービンの運転中に、使用中の燃料を燃料選択信号により選択された燃料に切り替える燃料切り替え制御装置において、燃料切り替えに際して、使用中の燃料の流量を減少させる時間に対する減少比率をあらわす燃料減少比率発生関数と、選択された燃料の流量を増加させる時間に対する増加比率をあらわす燃料増加比率発生関数とを備え、前記燃料選択信号に基づき燃料を切り替える際は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、前記燃料減少比率発生関数で決まる比率を乗じて使用中の燃料の目標発熱量を求めるとともに、前記燃料増加比率発生関数で決まる比率を乗じて選択された燃料の目標発熱量を求め、求めた使用中の燃料の目標発熱量に基づき当該燃料の制御弁の開度指令を発生するとともに、求めた選択された燃料の目標発熱量に基づき当該燃料の制御弁の開度指令を発生するように構成したので、燃料減少比率発生関数で決まる比率および燃料増加比率発生関数で決まる比率を好適に設定することで、ガスタービンの運転中に燃料を切り替えるとき、その燃料切り替えが燃焼に与える影響を低減することができ、それにより、運転中の燃料切り替えにともなうガスタービンの回転数または出力電力の変動を抑制することができる効果がある。
【００４０】
また、この発明は、ガスタービンの運転中に燃料選択信号に基づき燃料Ａと燃料Ｂとを切り替える燃料切り替え制御装置において、燃料Ａから燃料Ｂへ切り替える際の、燃料Ａの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第１燃料比率発生関数、および、燃料Ｂの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第２燃料比率発生関数と、燃料Ｂから燃料Ａへ切り替える際の、燃料Ａの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第３燃料比率発生関数、および、燃料Ｂの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第４燃料比率発生関数とを備え、前記燃料選択信号に基づき燃料Ａから燃料Ｂへ切り替える際は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、前記第１燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ａの目標発熱量を求めるとともに、前記第２燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ｂの目標発熱量を求め、一方、燃料Ｂから燃料Ａへ切り替える際は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、前記第３燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ａの目標発熱量を求めるとともに、前記第４燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ｂの目標発熱量を求め、求めた燃料Ａの目標発熱量に基づき燃料Ａの制御弁の開度指令を発生するとともに、求めた燃料Ｂの目標発熱量に基づき燃料Ｂの制御弁の開度指令を発生するように構成したので、第１燃料比率発生関数で決まる比率および第２燃料比率発生関数で決まる比率を好適に設定することで、または、第３燃料比率発生関数で決まる比率および第４燃料比率発生関数で決まる比率を好適に設定することで、ガスタービンの運転中に燃料を切り替えるとき、その燃料切り替えが燃焼に与える影響を低減することができ、それにより、運転中の燃料切り替えにともなうガスタービンの回転数または出力電力の変動を抑制することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるガスタービンにおける燃料切り替え制御装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】この発明によるガスタービンにおける燃料切り替え制御装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】ガスタービンの運転中に液体燃料から気体燃料へ切り替えた場合の時間（横軸）と燃料制御弁開度およびガスタービンの回転数（縦軸）との関係を示す図である。
【図４】ガスタービンの運転中に気体燃料から液体燃料へ切り替えた場合の時間（横軸）と燃料制御弁開度およびガスタービンの回転数（縦軸）との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０　ガスタービンにおける燃料切り替え制御装置
１１　微分器
２１　タイマ
３１　燃料減少比率発生関数
３２　燃料増加比率発生関数
５１　使用中燃料比率掛算器
５２　選択燃料比率掛算器
６１　使用中燃料制御弁開度指令発生器
６２　選択燃料制御弁開度指令発生器
１００　ガスタービンにおける燃料切り替え制御装置
１１１，１１２　微分器
１２１，１２２　タイマ
１３１，１３２，１３３，１３４　燃料比率発生関数
１４１，１４２　選択スイッチ
１５１，１５２　燃料比率掛算器
１６１，１６２　燃料制御弁開度指令発生器

Claims

ガスタービンの運転中に、使用中の燃料を燃料選択信号により選択された燃料に切り替える燃料切り替え制御装置において、
燃料切り替えに際して、使用中の燃料の流量を減少させる時間に対する減少比率をあらわす燃料減少比率発生関数と、選択された燃料の流量を増加させる時間に対する増加比率をあらわす燃料増加比率発生関数とを備え、
前記燃料選択信号に基づき燃料を切り替える際は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、前記燃料減少比率発生関数で決まる比率を乗じて使用中の燃料の目標発熱量を求めるとともに、前記燃料増加比率発生関数で決まる比率を乗じて選択された燃料の目標発熱量を求め、
求めた使用中の燃料の目標発熱量に基づき当該燃料の制御弁の開度指令を発生するとともに、求めた選択された燃料の目標発熱量に基づき当該燃料の制御弁の開度指令を発生するように構成したことを特徴とするガスタービンにおける燃料切り替え制御装置。
ガスタービンの運転中に燃料選択信号に基づき燃料Ａと燃料Ｂとを切り替える燃料切り替え制御装置において、
燃料Ａから燃料Ｂへ切り替える際の、燃料Ａの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第１燃料比率発生関数、および、燃料Ｂの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第２燃料比率発生関数と、
燃料Ｂから燃料Ａへ切り替える際の、燃料Ａの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第３燃料比率発生関数、および、燃料Ｂの流量の時間に対する変化の比率をあらわす第４燃料比率発生関数とを備え、
前記燃料選択信号に基づき燃料Ａから燃料Ｂへ切り替える際は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、前記第１燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ａの目標発熱量を求めるとともに、前記第２燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ｂの目標発熱量を求め、一方、燃料Ｂから燃料Ａへ切り替える際は、発熱量を基本とした所定の燃料流量目標値に対して、前記第３燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ａの目標発熱量を求めるとともに、前記第４燃料比率発生関数で決まる比率を乗じて燃料Ｂの目標発熱量を求め、
求めた燃料Ａの目標発熱量に基づき燃料Ａの制御弁の開度指令を発生するとともに、求めた燃料Ｂの目標発熱量に基づき燃料Ｂの制御弁の開度指令を発生するように構成したことを特徴とするガスタービンにおける燃料切り替え制御装置。
前記燃料減少比率発生関数および燃料増加比率発生関数の引数となる時間、または、前記第１〜第４燃料比率発生関数の引数となる時間は、タイマにより任意に設定可能であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のガスタービンにおける燃料切り替え制御装置。
前記燃料減少比率発生関数および燃料増加比率発生関数の時間／比率の相関形状、または、前記第１〜第４燃料比率発生関数の時間／比率の相関形状は、ガスタービンの特性に合わせて任意に設定可能であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のガスタービンにおける燃料切り替え制御装置。