JP2004162620A - 一軸形コンバインドサイクルプラント - Google Patents
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Abstract
【課題】ダクトバーナを使用してガスタービンの排ガスの温度を上昇する一軸形コンバインドサイクルプラントであって，ダクトバーナに供給される燃料の流量の急減によるガスタービンの燃焼器の損傷を回避する機能を備えた一軸形コンバインドサイクルプラントを提供する。
【解決手段】本発明による一軸形コンバインドサイクルプラントは，ガスタービン１と，ダクトバーナ９によってガスタービン１からの排ガスを加熱し，加熱された排ガスによって給水６を加熱して蒸気７を発生するボイラ５と，ダクトバーナ９に燃料を供給するダクトバーナ燃料制御弁１０とを備えている。ダクトバーナ制御装置１３は，ダクトバーナ燃料制御弁１０の開度の減少方向の変化率が一定の範囲内に制限されるようにダクトバーナ燃料制御弁１０の開度を制御する。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明による一軸形コンバインドサイクルプラントは，ガスタービン１と，ダクトバーナ９によってガスタービン１からの排ガスを加熱し，加熱された排ガスによって給水６を加熱して蒸気７を発生するボイラ５と，ダクトバーナ９に燃料を供給するダクトバーナ燃料制御弁１０とを備えている。ダクトバーナ制御装置１３は，ダクトバーナ燃料制御弁１０の開度の減少方向の変化率が一定の範囲内に制限されるようにダクトバーナ燃料制御弁１０の開度を制御する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，１軸形コンバインドサイクルプラントに関し，特に，出力を向上するために，ダクトバーナを用いてガスタービンの排ガスの温度を上昇させる１軸形コンバインドサイクルプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高効率で電力を発生する発電プラントとして，コンバインドサイクルプラントが知られている。コンバインドサイクルプラントは，ガスタービンから排出される高温の排ガスを利用して蒸気を発生し，該蒸気によって蒸気タービンを駆動する。発電機は，ガスタービンと蒸気タービンとによって駆動される。コンバインドサイクルプラントは，ガスタービンの排ガスが有する熱エネルギーを有効に利用して高い効率を達成することができる。
【０００３】
コンバインドサイクルプラントとして，一軸形コンバインドサイクルプラントが知られている。一軸形コンバインドサイクルプラントでは，ガスタービンのタービン軸，蒸気タービンのタービン軸及び発電機の回転子が同軸に一体に連結される。ガスタービン，蒸気タービン，及び発電機の組は，一般には，一の発電プラントに複数設けられる。一軸形コンバインドサイクルプラントは，部分負荷の効率が高く，且つ，短時間で起動可能であり，運用性に優れている。かかる一軸形コンバインドサイクルプラントの制御方法は，例えば，特許文献１に開示されている。
【０００４】
コンバインドサイクルプラントの出力を増大するために，ダクトバーナが使用されることがある。ダクトバーナは，ガスタービンの排ガスに燃料を噴霧して該燃料を燃焼し，排ガスの温度を上昇させる。排ガスの温度の上昇により，蒸気の発生量が増大され，蒸気タービンの出力が増大され，これにより，コンバインドサイクルプラントの出力が増大する。
【０００５】
一軸形コンバインドサイクルプラントでは，ダクトバーナの使用は，ガスタービンの燃焼器に大きな影響を与える。一軸形コンバインドサイクルプラントでは，ダクトバーナに供給される燃料の流量に応じて，蒸気タービンの出力が増減し，したがって，発電機の出力が増減する。ガスタービンは，接続されている発電機の出力に応答して制御されるため，ダクトバーナに供給される燃料の流量が直接的にガスタービンに影響を与えることになる。
【０００６】
特に，ダクトバーナに供給される燃料の流量の急減は，ガスタービンに深刻な影響を与える。ダクトバーナに供給される燃料の流量が急減すると，発電機の出力が急減し，急減した出力を補うためにガスタービンに供給される燃料の流量が急増する。ガスタービンに供給される燃料の流量の急増は，ガスタービンの燃焼器の損傷の原因となり得る。ダクトバーナに多くの燃料が供給されているときにダクトバーナが何らかの異常によって緊急停止されると，それがガスタービンに与える影響は一層に深刻である。
【０００７】
ダクトバーナを備えた一軸形コンバインドサイクルプラントは，ダクトバーナに供給される燃料の流量の急減によるガスタービンの燃焼器の損傷を回避する機能を備えていることが望まれる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３３２１１０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は，ダクトバーナに供給される燃料の流量の急減によるガスタービンの燃焼器の損傷を回避する機能を備えた一軸形コンバインドサイクルプラントを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下に，［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて，課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は，［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されている。但し，付加された番号・符号は，［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明による一軸形コンバインドサイクルプラントは，ガスタービン（１）と，ダクトバーナ（９）によってガスタービン（１）からの排ガスを加熱し，加熱された排ガスによって給水（６）を加熱して蒸気（７）を発生するボイラ（５）と，蒸気（７）によって駆動される蒸気タービン（３）と，発電機（２）と，ガスタービン（１）に燃料を供給するガスタービン燃料制御弁（４）と，ダクトバーナ（９）に燃料を供給するダクトバーナ燃料制御弁（１０）と，発電機（２）の出力（ＬＤ）に応答してガスタービン燃料制御弁（４）の開度を制御するガスタービン制御装置（１２）と，ダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度を制御するダクトバーナ制御装置（１３）とを備えている。ガスタービン（１）のタービン軸，蒸気タービン（３）のタービン軸，及び発電機（２）の回転子は，同軸に連結されて一体に回転する。ダクトバーナ制御装置（１３）は，ダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度の減少方向の変化率が一定の範囲内に制限されるようにダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度を制御するダクトバーナ燃料制御弁開度制御器（２２）を含む。ダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度の減少方向の変化率が一定の範囲内に制限されることにより，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の流量の急減が防止され，発電機（２）の出力（ＬＤ）の急減が防止される。発電機（２）の出力（ＬＤ）の急減が防止されることにより，発電機（２）の出力（ＬＤ）に応答して制御されるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の急増が防止され，これにより，ガスタービン（１）の燃焼器（１ｂ）が保護される。
【００１２】
ダクトバーナ制御装置（１３）は，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の流量の指令値である燃料流量指令（ｆＤＢ ＊）を生成する燃料流量指令生成器（２１）を含む場合がある。この場合，燃料流量指令生成器（２１）は，燃料流量指令（ｆＤＢ ＊）の変化率を所定の範囲内に制限する変化率制限器（２１ａ）を備え，ダクトバーナ燃料制御弁開度制御器（２２）は，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の流量が，燃料流量指令（ｆＤＢ ＊）に一致するようにダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度を制御する。燃料流量指令（ｆＤＢ ＊）の変化率が制限されていることにより，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の流量の急減が防止され，ガスタービン燃料制御弁（４）の開度の急増が防止され，これにより，ガスタービン（１）の燃焼器（１ｂ）が保護される。
【００１３】
ガスタービン制御装置（１２）は，ダクトバーナ（９）が点火されている点火期間中の第１時刻におけるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率が，ダクトバーナ（９）が点火されていない非点火期間中の第２時刻におけるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率よりも小さくなるように前記ガスタービン燃料制御弁（４）の開度を制御することが好適である。より好適には，ガスタービン制御装置（１２）は，ダクトバーナ（９）が点火されている点火期間及び該点火期間に続く所定期間におけるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率が，前記点火期間及び前記所定期間以外の期間における，前記ガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率よりも小さくなるように前記ガスタービン燃料制御弁（４）の開度を制御することが好適である。ダクトバーナ（９）が点火されている点火期間及び該点火期間に続く所定期間におけるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率が，これらの期間以外の期間における，ガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率よりも小さくされることにより，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の急減に起因するガスタービン燃料制御弁（４）の開度の急増が防止され，これにより，ガスタービン（１）の燃焼器（１ｂ）が保護される。
【００１４】
ガスタービン制御装置（１２）が，ガスタービン回転数設定値（ｎ＊）を生成する回転数設定値生成器（３４）と，ガスタービン（１）の回転数（ｎ）がガスタービン回転数設定値（ｎ＊）に制御されるように，ガバナ制御開度指令（ＣＳＯＧＶ）を決定するガバナ制御器（３５，３６）と，発電機出力設定値（ＬＤ＊）を生成する出力設定値生成器（３７）と，発電機（２）の出力（ＬＤ）が前記発電機出力設定値（ＬＤ＊）に制御されるように，ロードリミット制御開度指令値（ＣＳＯＬＤ）を決定するロードリミット制御器（３８，３９）と，ガバナ制御開度指令（ＣＳＯＧＶ）と前記ロードリミット制御開度指令（ＣＳＯＬＤ）とに応答して，前記ガスタービン燃料制御弁（４）の開度の指令値（ＣＳＯ）を決定するガスタービン燃料制御弁開度決定器（３３）とを含む場合，回転数設定値生成器（３４）は，異常によりダクトバーナ（９）への燃料の供給が停止されたとき，ガスタービン回転数設定値（ｎ＊）を第１所定値に設定し，出力設定値生成器（３７）は，異常によりダクトバーナ（９）への燃料の供給が停止されたとき，発電機出力設定値（ＬＤ＊）を第２所定値に設定することが好ましい。ガスタービン回転数設定値（ｎ＊）の第１所定値への設定は，ランバックによって漸次にガスタービン回転数設定値（ｎ＊）を減少することによって行われることが好ましく，発電機出力設定値（ＬＤ＊）の第２所定値への設定は，ランバックによって漸次に発電機出力設定値（ＬＤ＊）を減少することによって行われることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照しながら，本発明による一軸形ガスタービン発電プラントの実施の一形態を説明する。
【００１６】
本発明による一軸形ガスタービン発電プラントの実施の一形態では，図１に示されているように，ガスタービン１が，発電機２及び蒸気タービン３とともに設けられている。ガスタービン１のタービン軸，発電機２の回転子，及び蒸気タービン３のタービン軸は，同軸に連結され，一体になって回転する。発電機２は，ガスタービン１及び蒸気タービン３によって駆動されて電力を発生する。
【００１７】
ガスタービン１は，圧縮機１ａ，燃焼器１ｂ，及びタービン１ｃを含む。燃焼器１ｂには，圧縮機１ａから圧縮空気が供給され，更に，燃料制御弁４を介して燃料が供給される。燃焼器１ｂは，供給された燃料と圧縮空気とを燃焼して燃焼ガスを生成しタービン１ｃに供給する。タービン１ｃは，供給された燃焼ガスから回転動力を取り出して発電機２を駆動する。
【００１８】
タービン１ｃが排出する排ガスは，排ガス助燃ボイラ５に供給される。排ガス助燃ボイラ５は，該排ガスによって給水６を加熱し，蒸気７を発生する。蒸気７は，蒸気制御弁８を介して蒸気タービン３に供給される。蒸気タービン３は，蒸気７から回転動力を取り出して発電機２を駆動する。
【００１９】
発電機２の出力を増加するために，排ガス助燃ボイラ５には，ダクトバーナ９が設けられる。ダクトバーナ９には，燃料供給弁１０を介して燃料が供給される。ダクトバーナ９は，供給された燃料をタービン１ｃが排出する排ガスに噴霧する。燃料が排ガスに噴霧されると，該燃料が燃焼されて排ガスの温度は上昇する。排ガスの温度が上昇すると，蒸気８の発生量が増加し，蒸気８によって駆動される蒸気タービン３の出力が増大する。したがって，蒸気タービン３によって駆動される発電機２の出力が増加する。
【００２０】
ガスタービン１及びダクトバーナ９を制御するために，当該一軸形ガスタービン発電プラントには，制御盤１１が設けられる。制御盤１１は，ガスタービン制御装置１２とダクトバーナ制御装置１３とを含む。ガスタービン制御装置１２は，ガスタービン１の回転数ｎと，発電機２の出力である発電機出力ＬＤとに応答して，ガスタービン１に燃料を供給する燃料制御弁４の開度の指令値（開度指令ＣＳＯ）を決定する。燃料制御弁４は，開度指令ＣＳＯに指定された開度に設定される。ダクトバーナ制御装置１３は，ダクトバーナ９に燃料を供給する燃料制御弁１０の開度の指令値（開度指令ＣＳＯＤＢ）を決定する。燃料制御弁１０は，開度指令ＣＳＯＤＢに指定された開度に設定される。
【００２１】
図２は，ダクトバーナ制御装置１３の動作を示すファンクションダイアグラムである。ダクトバーナ制御装置１３は，手動設定信号ＳＭＡＮにより，手動開度決定モードと自動開度決定モードとのいずれかに設定される。ダクトバーナ制御装置１３は，手動設定信号ＳＭＡＮが“ｈｉｇｈ”状態であるとき手動モードで動作し，手動設定信号ＳＭＡＮが“ｌｏｗ”状態であるとき自動モードで動作する。
【００２２】
手動モードで動作するとき，ダクトバーナ制御装置１３は，プラントの運転員によって入力される手動開度指令ＣＳＯＭＡＮに応答して燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを決定する。
【００２３】
一方，自動モードで動作するとき，ダクトバーナ制御装置１３は，プラントの運転員によって入力されるダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎに基づいて燃料流量指令ｆＤＢ ＊を決定し，ダクトバーナ９に供給される燃料の流量が燃料流量指令ｆＤＢ ＊になるように燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを生成する。
【００２４】
より詳細には，ダクトバーナ制御装置１３は，燃料流量指令生成器２１と開度決定器２２とを含む。燃料流量指令生成器２１は，プラントの運転員によって入力されるダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎから，燃料流量指令ｆＤＢ ＊を生成する。燃料流量指令ｆＤＢ ＊は，基本的には，プラントの運転員によって入力されるダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎに一致するように生成される。
【００２５】
ただし，燃料流量指令生成器２１が生成する燃料流量指令ｆＤＢ ＊は，流量上限値ｆＭＡＸを超えないように生成される。燃料流量指令ｆＤＢ ＊が過大であると，ダクトバーナ９に過剰な燃料が供給され，排熱助燃ボイラ５とダクトバーナ９との温度が過剰に高くなって排熱助燃ボイラ５とダクトバーナ９とが損傷し得る。そこで，燃料流量指令ｆＤＢ ＊が流量上限値ｆＭＡＸを超えないように生成され，排熱助燃ボイラ５とダクトバーナ９とが保護されている。
【００２６】
更に，燃料流量指令ｆＤＢ ＊は，その変化率が所定の範囲内になるように生成される。燃料流量指令ｆＤＢ ＊が急変すると，ダクトバーナ９に供給される燃料の流量が急変し，従って発電機２の発電機出力ＬＤが急変する。既述のように，ガスタービン１の供給される燃料の流量は，発電機出力ＬＤに応答して制御されるから，発電機出力ＬＤの急変は，ガスタービン１に供給される燃料の流量の急変を招く。ガスタービン１に供給される燃料の流量の急変は，ガスタービン１の燃焼器１ａの損傷の原因となり得るため好ましくない。そのため，燃料流量指令ｆＤＢ ＊の変化率が所定の範囲内に制限され，これにより，ガスタービン１の燃焼器１ａが保護されている。
【００２７】
このような動作を行うために，燃料流量指令生成器２１は，低値選択器２１ａと変化率制限器２１ｂとで構成される。低値選択器２１ａは，ダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎがｆＭＡＸ以下であるとき，ダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎをそのまま出力し，ダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎがｆＭＡＸを超えるとき，ｆＭＡＸを出力する。変化率制限器２１ｂは，変化率を所定の範囲に制限しながら低値選択器２１ａの出力を追随して燃料流量指令ｆＤＢ ＊を生成する。低値選択器２１ａと変化率制限器２１ｂとの動作は，燃料流量指令ｆＤＢ ＊がｆＭＡＸを超えないように，且つ，燃料流量指令ｆＤＢ ＊の変化率が所定の範囲に制限されるように燃料流量指令ｆＤＢ ＊を生成することを可能にする。
【００２８】
開度決定器２２は，燃料流量指令ｆＤＢ ＊と手動開度指令ＣＳＯＭＡＮのうち，手動設定信号ＳＭＡＮによって選択される一方に応答して，燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを決定する。ダクトバーナ制御装置１３が自動モードで動作するとき（手動設定信号ＳＭＡＮが“ｌｏｗ”状態であるとき），開度決定器２２は，燃料流量指令ｆＤＢ ＊に基づいて燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを決定する。一方，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードで動作するとき（手動設定信号ＳＭＡＮが“ｈｉｇｈ”状態であるとき），開度決定器２２は，手動開度指令ＣＳＯＭＡＮに応答して燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを決定する。
【００２９】
より詳細には，開度決定器２２は，減算器２２ａとＰＩ制御器２２ｂと選択出力器２２ｃと変化率制限器２２ｄとを含む。減算器２２ａは，燃料流量指令ｆＤ Ｂ ＊からダクトバーナ９に供給される燃料の流量の実測値ｆＤＢを減じて偏差ΔｆＤＢを算出する。
【００３０】
ＰＩ制御器２２ｂは，開度指令ＣＳＯＰＩを決定する。ＰＩ制御器２２ｂの動作は，ダクトバーナ制御装置１３が自動モードで動作するときと手動モードで動作するときとで異なる。ダクトバーナ制御装置１３が自動モードで動作するとき，ＰＩ制御器２２ｂは，偏差ΔｆＤＢに基づいたＰＩ制御（比例積分制御）を行って開度指令ＣＳＯＰＩを決定する。一方，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードで動作するとき，ＰＩ制御器２２ｂは，開度決定器２２が決定する開度ＣＳＯＤＢを取り込んで開度指令ＣＳＯＰＩとして出力する。すなわち，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードで動作するとき，開度指令ＣＳＯＰＩは，燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢに追随するように生成される。ダクトバーナ制御装置１３が手動モードで動作するときに，開度指令ＣＳＯＰＩが開度指令ＣＳＯＤＢに追随することにより，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードから自動モードに切り替わるときの開度指令ＣＳＯＰＩの急変が防止されている。
【００３１】
選択出力器２２ｃは，手動設定信号ＳＭＡＮが“ｌｏｗ”状態であるとき，ＰＩ制御器２２ｂによって決定される開度ＣＳＯＰＩを出力し，手動設定信号ＳＭＡＮが“ｈｉｇｈ”状態であるとき，手動開度指令ＣＳＯＭＡＮを出力する。すなわち，選択出力器２２ｃは，ダクトバーナ制御装置１３が自動モードに設定されているとき，ＰＩ制御によって決定された開度指令ＣＳＯＰＩを出力し，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードに設定されているとき，手動開度指令ＣＳＯＭＡＮを出力する。
【００３２】
変化率制限器２２ｄは，変化率を所定の範囲に制限しながら選択出力器２２ｃの出力を追随することにより，燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢを生成する。燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢの変化率が所定の範囲に制限されることは，ガスタービン１の燃焼器１ａを保護するために重要である。燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢが急減すると，ダクトバーナ９に供給される燃料が急減し，従って発電機２の発電機出力ＬＤが急減する。既述のように，発電機出力ＬＤの急減は，ガスタービン１に供給される燃料の急増を招き，ガスタービン１の燃焼器１ａの損傷の原因となり得る。そのため，燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢの変化率が所定の範囲内に制限され，これにより，ガスタービン１の燃焼器１ａが保護されている。
【００３３】
燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢの変化率は，減少方向のみが制限され，増加方向は制限されないことも可能である。しかし，ガスタービン１の燃焼器１ａの安定性の向上の観点から，燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢの変化率は，減少方向及び増加方向の両方とも制限されることが好適である。
【００３４】
上述のダクトバーナ制御装置１３は，現実には，コンピュータプログラムと該コンピュータプログラムを実行するＣＰＵとによって実現される。即ち，該コンピュータプログラムには，上述の燃料流量指令生成器２１及び開度決定器２２の動作を実現する手順が記述され，該コンピュータプログラムが該ＣＰＵによって実行されることにより，燃料流量指令生成器２１及び開度決定器２２の動作が実現される。
【００３５】
図３は，ガスタービン制御装置１２の動作を示すファンクションダイヤグラムである。ガスタービン制御装置１２は，ガバナ制御を行うガバナ制御系３１と，ロードリミット制御を行うロードリミット制御系３２と低値選択器３３とを備えている。ガバナ制御系３１は，回転数計測器（図示されない）によって測定されたガスタービン１の回転数ｎに応答して，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶを生成する。ロードリミット制御系３２は，発電機出力ＬＤに応答して，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤを生成する。低値選択器３３は，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶとロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤとのうちの小さいほうを開度指令ＣＳＯとして選択し，開度指令ＣＳＯを燃料制御弁４に供給する。燃料制御弁４は，開度指令ＣＳＯによって指定された開度に設定される。
【００３６】
より詳細には，ガバナ制御系３１は，回転数指令生成部３４と，減算器３５と，比例制御器３６とを含む。回転数指令生成部３４は，運転員によって設定される目標負荷設定値ＬＤｉｎと発電機出力ＬＤとに基づいて，回転数指令ｎ＊を生成する。減算器３５は，回転数指令ｎ＊からガスタービン回転数ｎを減じて偏差Δｎを生成する。比例制御器３６は，偏差Δｎに基づく比例制御を行い，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶを生成する。比例制御器３６による比例制御により，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶは，ガスタービン回転数ｎが回転数指令ｎ＊に制御されるように生成される。
【００３７】
回転数指令生成部３４は，目標負荷設定値ＬＤｉｎと発電機出力ＬＤとに基づいて回転数指令ｎ＊を増減する。目標負荷設定値ＬＤｉｎが発電機出力ＬＤよりも大きくなると，回転数指令ｎ＊は増加され，目標負荷設定値ＬＤｉｎが，発電機出力ＬＤよりも小さくなると，回転数指令ｎ＊は減少される。
【００３８】
目標負荷設定値ＬＤｉｎが発電機出力ＬＤよりも大きいときの回転数指令ｎ＊の増加率は，ダクトバーナ９の点火の有無（即ち，ダクトバーナ９への燃料の供給の有無）に応じて変更される。ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間の回転数指令ｎ＊の増加率は，それ以外の期間におけるダクトバーナ９が点火されていないときの回転数指令ｎ＊の増加率よりも小さく抑えられる。ダクトバーナ９が点火されているときには，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因して発電機出力ＬＤの急減が発生し得る。発電機出力ＬＤの急減は，回転数指令ｎ＊を急増させ，したがって，ガスタービン１に供給される燃料の流量を急増させ得る。そこで，ダクトバーナ９が点火されているときの回転数指令ｎ＊の増加率は，相対的に小さく設定され，ガスタービン１に供給される燃料の流量の急増が防止される。
【００３９】
点火期間に加え，ダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間においても回転数指令ｎ＊の増加率が抑制されるのは，ダクトバーナ９の燃料の変化が発生してからガスタービン１に供給される燃料の流量の変化が発生するまでには，遅延時間が存在するためである。この遅延時間の存在に起因して，ダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間においても，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因するガスタービン１に供給される燃料の流量の急増が発生しうる。このため，ダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間においても回転数指令ｎ＊の増加率が抑制される。
【００４０】
一方，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間以外の期間では，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減の問題は発生しない。そこで，回転数指令ｎ＊の増加率は，相対的に大きく設定され，ガスタービン１の制御の応答性が高められている。
【００４１】
このような動作を実現するために，回転数指令生成部３４には，ダクトバーナ９の点火の有無を通知するダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮが供給される。ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮは，ダクトバーナ９が点火されているときに”ｈｉｇｈ“状態にされ，点火されていないときに”ｌｏｗ”状態にされる。回転数指令生成部３４は，ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮに応答して，上記の動作を実行する。
【００４２】
回転数指令生成部３４が生成する回転数指令ｎ＊は，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたとき，発電機出力ＬＤに無関係に，相対的に低い所定値に強制的にランバックされる。即ち，回転数指令ｎ＊は，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたとき，所定値になるまで漸次に減少される。ダクトバーナ９が緊急停止されると，発電機出力ＬＤは急減する。このとき，発電機出力ＬＤに応答して回転数指令ｎ＊を増加し続けることは，回転数指令ｎ＊の急増を招き得る。ダクトバーナ９が緊急停止されたときに，回転数指令ｎ＊が発電機出力ＬＤに無関係に相対的に低い値に強制的にランバックされることにより，ガスタービン１の燃焼器１ａの安全が確保される。回転数指令ｎ＊が相対的に低い値に設定されるときに，ランバックが行われるのは，ガスタービン１に供給される燃料の急減を防止し，ガスタービン１の燃焼器１ａの失火や損傷を防止するためである。
【００４３】
強制的なランバックを実現するために，回転数指令生成部３４には，ダクトバーナ９の緊急停止を通知するダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが供給される。ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋは，通常の状態では”ｌｏｗ”状態に設定され，ダクトバーナ９が緊急停止されると，”ｈｉｇｈ”状態にされる。回転数指令生成部３４は，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋに応答して，上記の動作を実行する。
【００４４】
回転数指令生成部３４のこのような機能は，アナログメモリ（ＡＭ）３４ａ，変化率制限器３４ｂ，減算器３４ｃ，高値検出器３４ｄ，低値検出器３４ｅ，ＮＯＴゲート３４ｆ，ＡＮＤゲート３４ｇ，ＯＲゲート３４ｈ，オフディレイ３４ｉ，及び選択出力器３４ｊによって実現される。
【００４５】
アナログメモリ３４ａは，回転数指令ｎ＊を記憶する。記憶されている回転数指令ｎ＊は，既述の減算器３５に供給され，ガバナ制御に使用される。
【００４６】
変化率制限器３４ｂ，減算器３４ｃ，高値検出器３４ｄ，低値検出器３４ｅ，ＮＯＴゲート３４ｆ，ＡＮＤゲート３４ｇ，及びＯＲゲート３４ｈは，アナログメモリ３４ａに回転数指令ｎ＊の増減を指示する役割を果たす。
【００４７】
より詳細には，変化率制限器３４ｂは，変化率を所定の範囲に制限しながら目標負荷設定値ＬＤｉｎを追随して変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍを生成する。後述のように，回転数指令ｎ＊は，変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍに応答して決定される。変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍの変化率が制限されることにより，回転数指令ｎ＊の急変が防止され，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護される。
【００４８】
減算器３４ｃは，変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍから発電器出力ＬＤを減じて偏差ΔＬＤ１ ＊を生成する。
【００４９】
高値検出器３４ｄは，減算器３４ｃが生成する偏差ΔＬＤ１ ＊が所定の値以上であるとき（即ち，発電器出力ＬＤが変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと比較して小さいとき），その出力を”ｈｉｇｈ”状態にする。高値検出器３４ｄの出力は，ＡＮＤゲート３４ｇの一の入力端子に入力される。ＡＮＤゲート３４ｇの他の入力端子には，ＮＯＴゲート３４ｆを介して，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが入力される。ＡＮＤゲート３４ｇの出力は，回転数指定ｎ＊の増加をアナログメモリ３４ａに指示する増加指令として使用される。即ち，ダクトバーナ９が正常に運転され，且つ，偏差ΔＬＤ１ ＊が所定の値以上であるとき，アナログメモリ３４ａは，回転数指定ｎ＊を増加するように指示される。ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態であるときには，（即ち，ダクトバーナ９が緊急停止されたときには），回転数指令ｎ＊は強制的にランバックされるため，アナログメモリ３４ａには増加指令は出力されない。
【００５０】
一方，低値検出器３４ｅは，減算器３４ｃが生成する偏差ΔＬＤ１ ＊が所定の値以下であるとき（即ち，発電器出力ＬＤが変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと比較して大きいとき），その出力を”ｈｉｇｈ”状態にする。低値検出器３４ｅの出力は，ＯＲゲート３４ｈの一の入力端子に入力される。ＯＲゲート３４ｈの他の入力端子には，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが入力される。ＯＲゲート３４ｈの出力は，回転数指定ｎ＊の減少をアナログメモリ３４ａに指示する減少指令として使用される。即ち，偏差ΔＬＤ１ ＊が所定の値以下であるとき，アナログメモリ３４ａは，回転数指定ｎ＊を減少するように指示される。更に，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態であるときには，（即ち，ダクトバーナ９が緊急停止されたときには），ＯＲゲート３４ｈの出力は偏差ΔＬＤ１ ＊に無関係に”ｈｉｇｈ”状態にされ，アナログメモリ３４ａは，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態である限り，回転数指令ｎ＊を減少する指示が与えられる。アナログメモリ３４ａは，回転数指令ｎ＊が所定の値になるまで，回転数指令ｎ＊を段階的に減少しつづける。
【００５１】
アナログメモリ３４ａが回転数指令ｎ＊を減少するときの回転数指令ｎ＊の変化率（減少率）ｒｄｏｗｎは，ダクトバーナ９の点火の有無に関わらず標準変化率ｒｓｔｄで一定である。アナログメモリ３４ａは，ＯＲゲート３４ｈから回転数指令ｎ＊を減少する指示が与えられている間，ガスタービン制御装置１２の一のクロックサイクル毎にｒｄｏｗｎずつ回転数指令ｎ＊を減少しつづける。
【００５２】
一方，アナログメモリ３４ａが回転数指令ｎ＊を増加するときの回転数指令ｎ＊の変化率（増加率）ｒｕｐは，オフディレイ３４ｉ，及び選択出力器３４ｊにより生成されてアナログメモリ３４ａに与えられる。オフディレイ３４ｉの出力は，ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮに応答して”ｌｏｗ”状態と”ｈｉｇｈ”状態とのいずれかになる。オフディレイ３４ｉの出力の立ち上がり（即ち，”ｌｏｗ”状態から”ｈｉｇｈ”状態への遷移）は，ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮの立ち上がりと実質的に同時である一方，オフディレイ３４ｉの出力の立ち下がり（即ち，”ｈｉｇｈ”状態から”ｌｏｗ”状態への遷移）は，ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮの立ち下がりから所定の期間だけ遅延される。これにより，オフディレイ３４ｉの出力は，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において”ｈｉｇｈ”状態になり，その他の期間において，”ｌｏｗ”状態になる。選択出力器３４ｊは，オフディレイ３４ｉの出力が”ｌｏｗ”状態であるときに標準変化率ｒｓｔｄを出力し，オフディレイ３４ｉの出力が”ｈｉｇｈ”状態であるとき，標準変化率ｒｓｔｄより小さいｒｏｎを出力する。選択出力器３４ｊの出力が，回転数指令ｎ＊を増加する増加率ｒｕｐとして使用される。アナログメモリ３４ａは，ＡＮＤゲート３４ｇから供給される増加指令によって回転数指令ｎ＊を増加する指示が与えられている間，ガスタービン制御装置１２の一のクロックサイクル毎にｒｕｐずつ回転数指令ｎ＊を増加しつづける。
【００５３】
オフディレイ３４ｉ，及び選択出力器３４ｊがこのような動作を行うことにより， 回転数指令ｎ＊を増加する増加率ｒｕｐは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において相対的に小さいｒｏ ｎに設定され，それ以外の期間では，相対的に大きいｒｓｔｄに設定される。これにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因する，ガスタービン１に供給される燃料の急増が防止され，したがって，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護される。
【００５４】
一方，ロードリミット制御系３２は，発電機出力指令ＬＤ＊を生成する発電機指令生成部３７と，減算器３８と，ＰＩ制御器３９とを含む。発電機指令生成部３７は，発電機出力指令ＬＤ＊を生成する。減算器３８は，発電機出力指令ＬＤ＊から発電機出力ＬＤを減じて偏差ΔＬＤを生成する。比例制御器３９は，偏差ΔＬＤに基づくＰＩ制御（比例積分制御）を行い，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤを生成する。ＰＩ制御器３９によるＰＩ制御により，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤは，発電器出力ＬＤが発電器出力指令ＬＤ＊に制御されるように生成される。但し，ＰＩ制御器３９が生成するロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤは，開度最大値生成器４０によって与えられる許容最大値ＣＳＯＭＡＸ以下に制限される。ＰＩ制御によって算出されたロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤが許容最大値ＣＳＯＭＡＸを超えるときには，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤは，許容最大値ＣＳＯＭＡＸに定められる。
【００５５】
発電機出力指令生成部３７は，回転数指令生成部３４の変化率制限器３４ｂが出力する変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと発電機出力指令ＬＤ＊との差に応答して，発電機出力指令ＬＤ＊を増減する。発電機出力指令ＬＤ＊が目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍよりも小さくなると，発電機出力指令ＬＤ＊は増加され，発電機出力指令ＬＤ＊が目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍよりも大きくなると，発電機出力指令ＬＤ＊は減少される。
【００５６】
但し，発電機出力指令生成部３７が生成する発電機出力指令ＬＤ＊は，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたとき，強制的に，相対的に低い所定値にランバックされる。ダクトバーナ９が緊急停止されると，発電機出力ＬＤは急減する。このとき，発電機出力指令ＬＤ＊がそのままに維持されると，発電機出力指令ＬＤ＊と発電機出力ＬＤとの偏差ΔＬＤが増大し，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増を招き得る。ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増は，ガスタービン１に供給される燃料の急増を招き，ガスタービン１の燃焼器１ａの焼損を招き得る。ダクトバーナ９が緊急停止されたときに，発電機出力指令ＬＤ＊が強制的に相対的に低い値にランバックされることにより，ガスタービン１の燃焼器１ａの安全が確保される。このような動作を行うために，発電機出力指令生成部３７には，ダクトバーナ９の緊急停止を通知するダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが供給される。発電機出力指令ＬＤ＊が相対的に低い所定値に設定されるときにランバックが行われるのは，ガスタービン１に供給される燃料の急減を防止し，ガスタービン１の燃焼器１ａの失火や損傷を防止するためである。
【００５７】
発電機出力指令生成部３７のこのような機能は，アナログメモリ（ＡＭ）３７ａ，減算器３７ｂ，高値検出器３７ｃ，低値検出器３７ｄ，ＮＯＴゲート３７ｅ，ＡＮＤゲート３７ｆ及びＯＲゲート３７ｇによって実現される。
【００５８】
アナログメモリ３７ａは，発電機出力指令ＬＤ＊を記憶する。記憶されている発電機出力指令ＬＤ＊は，既述の減算器３８に供給され，ロードリミット制御に使用される。
【００５９】
減算器３７ｂは，変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍから発電機出力指令ＬＤ＊を減じて偏差ΔＬＤ１ ＊を生成する。
【００６０】
高値検出器３７ｃは，偏差ΔＬＤ２ ＊が所定の値以上であるとき（即ち，発電機出力指令ＬＤ＊が変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと比較して小さいとき），その出力を”ｈｉｇｈ”状態にする。高値検出器３７ｃの出力は，ＡＮＤゲート３７ｆの一の入力端子に入力される。ＡＮＤゲート３７ｆの他の入力端子には，ＮＯＴゲート３７ｅを介して，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが入力される。ＡＮＤゲート３７ｆの出力は，発電機出力指令ＬＤ＊の増加をアナログメモリ３７ａに指示する増加指令として使用される。即ち，ダクトバーナ９が正常に運転され，且つ，偏差ΔＬＤ２ ＊が所定の値以上であるとき，アナログメモリ３７ａは，発電機出力指令ＬＤ＊を増加するように指示される。ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態であるときには，（即ち，ダクトバーナ９が緊急停止されたときには），発電機出力指令ＬＤ＊は強制的にランバックされるため，アナログメモリ３４ａに増加指令は出力されない。
【００６１】
一方，低値検出器３７ｄは，偏差ΔＬＤ２ ＊が所定の値以下であるとき（即ち，発電機出力指令ＬＤ＊が変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと比較して大きいとき），その出力を”ｈｉｇｈ”状態にする。低値検出器３７ｄの出力は，ＯＲゲート３７ｇの一の入力端子に入力される。ＯＲゲート３７ｇの他の入力端子には，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが入力される。ＯＲゲート３７ｇの出力は，発電機出力指令ＬＤ＊の減少をアナログメモリ３７ａに指示する減少指令として使用される。即ち，偏差ΔＬＤ２ ＊が所定の値以下であるとき，アナログメモリ３７ａは，発電機出力指令ＬＤ＊を減少するように指示される。更に，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態であるときには，（即ち，ダクトバーナ９が緊急停止されたときには），ＯＲゲート３７ｇの出力は偏差ΔＬＤ２ ＊に無関係に”ｈｉｇｈ”状態にされ，アナログメモリ３７ｄは，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態である限り，発電機出力指令ＬＤ＊を減少する指示が与えられる。アナログメモリ３７ｄは，発電機出力指令ＬＤ＊が所定の値になるまで，発電機出力指令ＬＤ＊を段階的に減少しつづける。
【００６２】
このように，高値検出器３７ｃ，低値検出器３７ｄ，ＮＯＴゲート３７ｅ，ＡＮＤゲート３７ｆ及びＯＲゲート３７ｇの動作により，発電機出力指令ＬＤ＊は，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたときに，強制的に低い値にランバックされる。
【００６３】
開度最大値生成器４０は，燃料制御弁４に与えられる開度指令ＣＳＯに，開度増加許容値Δを加えて許容最大値ＣＳＯＭＡＸを生成する。即ち，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤは，燃料制御弁４に現に与えられる開度指令ＣＳＯと開度増加許容値Δとの和よりも大きな値にはならず，これにより，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増が防がれている。
【００６４】
開度増加許容値Δは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において相対的に小さく，且つ，その他の期間において相対的に大きく定められ，これにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因するガスタービン１に供給される燃料の急増が防がれている。
【００６５】
このような動作を実現するために，開度最大値生成器４０は，オフディレイ４０ａ，選択出力機４０ｂ，及び加算器４０ｃを含む。オフディレイ４０ａの動作は，回転数指令生成部３４のオフディレイ３４ｉと同様である。オフディレイ４０ａの出力は，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において”ｈｉｇｈ”状態になり，その他の期間において，”ｌｏｗ”状態になる。選択出力器４０ｂは，オフディレイ４０ａの出力が”ｌｏｗ”状態であるときに標準開度増加許容値Δｓｔｄを出力し，オフディレイ３４ｉの出力が”ｈｉｇｈ”状態であるとき，開度増加許容値Δｓｔｄより小さいΔｏｎを出力する。加算器４０ｃは，燃料制御弁４に与えられる開度指令ＣＳＯを取り込み，開度指令ＣＳＯと選択出力器４０ｂの出力とを加算して許容最大値ＣＳＯＭＡＸを生成する。許容最大値ＣＳＯＭＡＸは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間においてＣＳＯ＋Δｏｎになり，それ以外の期間において，ＣＳＯ＋Δｓｔｄになる。Δｏｎは，Δｓｔｄよりも小さいため，ＰＩ制御器３９に与えられる許容最大値ＣＳＯＭＡＸは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において，相対的に小さくなる。このように許容最大値ＣＳＯＭＡＸが決定されることにより，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増が防がれている。
【００６６】
上述のガスタービン制御装置１２は，現実には，コンピュータプログラムと該コンピュータプログラムを実行するＣＰＵとによって実現される。即ち，該コンピュータプログラムには，上述のガバナ制御系３１及びロードリミット制御系３２の動作を実現する手順が記述され，該コンピュータプログラムが該ＣＰＵによって実行されることにより，ガバナ制御系３１及びロードリミット制御系３２の動作が実現される。
【００６７】
以上に説明されているように，本実施の形態の一軸形コンバインドサイクルプラントでは，図２に示されているように，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減が発生しにくいように燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢが決定され，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護されている。即ち，燃料制御弁１０の開度開度ＣＳＯＤＢの変化率は，変化率制限器２２ｄによって制限されている。更に，燃料流量指令ｆＤＢ ＊の変化率は，変化率制限器２１ｂによって制限されている。燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢと燃料流量指令ｆＤＢ ＊の変化率が制限されていることにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減が防止され，ガスタービン１に供給される燃料の急増が防止されている。これにより，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護されている。
【００６８】
更に，本実施の形態の一軸形コンバインドサイクルプラントでは，図３に示されているように，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間における，燃料供給弁４の開度指令ＣＳＯの許容最大増加率が，これら以外の期間における開度指令ＣＳＯの許容最大増加率よりも小さくされている。これにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因するガスタービン１に供給される燃料の急増が防止され，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護されている。
【００６９】
即ち，図３に示されているように，ガスタービン制御装置１２のガバナ制御系３１では，オフディレイ３４ｉ及び選択出力器３４ｊの動作により，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間における回転数指令ｎ＊の増加率ｒｕｐが，それら以外の期間における回転数指令ｎ＊の増加率ｒｕｐよりも小さく定められる。これにより，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶの急増が防がれている。
【００７０】
更に，ロードリミット制御系３２では，開度最大値生成器４０の動作により，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間におけるロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増が防止されている。開度最大値生成器４０は，燃料制御弁４の開度指令ＣＳＯに開度増加許容値Δを加えて許容最大値ＣＳＯＭＡＸを算出する。開度増加許容値Δは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間において相対的に小さく，これら以外の期間において，相対的に大きく定められる。これにより，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間におけるロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの最大許容増加率が相対的に小さく抑制され，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増が防がれている。
【００７１】
ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶとロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤとの急増が防止されていることにより，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間における開度指令ＣＳＯの最大許容増加率が相対的に小さく抑制されている。これにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因するガスタービン１に供給される燃料の急増が防止されている。
【００７２】
更に本実施の形態の一軸形コンバインドサイクルプラントでは，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたときに回転数指令ｎ＊と発電機出力指令ＬＤ＊とが，相対的に低い値にランバックされる。これにより，ダクトバーナ９が緊急停止されたときにガスタービン１に供給される燃料の急増が防止されている。
【発明の効果】
本発明により，ダクトバーナに供給される燃料の流量の急減によるガスタービンの燃焼器の損傷を回避する機能を備えた一軸形コンバインドサイクルプラントが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，本発明による一軸形コンバインドサイクルプラントの実施の一形態である。
【図２】図２は，ダクトバーナ制御装置１３の動作を示すファンクションダイアグラムである。
【図３】図３は，ガスタービン制御装置１２の動作を示すファンクションダイアグラムである。
【符号の説明】
１：ガスタービン
１ａ：圧縮機
１ｂ：燃焼器
１ｃ：タービン
２：発電機
３：蒸気タービン
４：燃料制御弁
５：排熱助燃ボイラ
６：給水
７：蒸気
８：蒸気制御弁
９：ダクトバーナ
１０：燃料制御弁
１１：制御盤
１２：ガスタービン制御装置
１３：ダクトバーナ制御装置
２１：燃料流量指令生成器
２１ａ：低値選択器
２１ｂ：変化率制限器
２２：開度決定器
２２ａ：減算器
２２ｂ：ＰＩ制御器
２２ｃ：選択出力器
２２ｄ：変化率制限器
３１：ガバナ制御系
３２：ロードリミット制御系
３３：低値選択器
３４：回転数指令生成部
３４ａ：アナログメモリ
３４ｂ：変化率制限器
３４ｃ：減算器
３４ｄ：高値検出器
３４ｅ：低値検出器
３４ｆ：ＮＯＴゲート
３４ｇ：ＡＮＤゲート
３４ｈ：ＯＲゲート
３４ｉ：オフディレイ
３４ｊ：選択出力器
３５：減算器
３６：比例制御器
３７：発電器出力指令生成部
３７ａ：アナログメモリ
３７ｂ：減算器
３７ｃ：高値検出器
３７ｄ：低値検出器
３７ｅ：ＮＯＴゲート
３７ｆ：ＡＮＤゲート
３７ｇ：ＯＲゲート
３８：減算器
３９：ＰＩ制御器
４０：開度最大値生成器
４０ａ：オフディレイ
４０ｂ：選択出力器
４０ｃ：加算器
【発明の属する技術分野】
本発明は，１軸形コンバインドサイクルプラントに関し，特に，出力を向上するために，ダクトバーナを用いてガスタービンの排ガスの温度を上昇させる１軸形コンバインドサイクルプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高効率で電力を発生する発電プラントとして，コンバインドサイクルプラントが知られている。コンバインドサイクルプラントは，ガスタービンから排出される高温の排ガスを利用して蒸気を発生し，該蒸気によって蒸気タービンを駆動する。発電機は，ガスタービンと蒸気タービンとによって駆動される。コンバインドサイクルプラントは，ガスタービンの排ガスが有する熱エネルギーを有効に利用して高い効率を達成することができる。
【０００３】
コンバインドサイクルプラントとして，一軸形コンバインドサイクルプラントが知られている。一軸形コンバインドサイクルプラントでは，ガスタービンのタービン軸，蒸気タービンのタービン軸及び発電機の回転子が同軸に一体に連結される。ガスタービン，蒸気タービン，及び発電機の組は，一般には，一の発電プラントに複数設けられる。一軸形コンバインドサイクルプラントは，部分負荷の効率が高く，且つ，短時間で起動可能であり，運用性に優れている。かかる一軸形コンバインドサイクルプラントの制御方法は，例えば，特許文献１に開示されている。
【０００４】
コンバインドサイクルプラントの出力を増大するために，ダクトバーナが使用されることがある。ダクトバーナは，ガスタービンの排ガスに燃料を噴霧して該燃料を燃焼し，排ガスの温度を上昇させる。排ガスの温度の上昇により，蒸気の発生量が増大され，蒸気タービンの出力が増大され，これにより，コンバインドサイクルプラントの出力が増大する。
【０００５】
一軸形コンバインドサイクルプラントでは，ダクトバーナの使用は，ガスタービンの燃焼器に大きな影響を与える。一軸形コンバインドサイクルプラントでは，ダクトバーナに供給される燃料の流量に応じて，蒸気タービンの出力が増減し，したがって，発電機の出力が増減する。ガスタービンは，接続されている発電機の出力に応答して制御されるため，ダクトバーナに供給される燃料の流量が直接的にガスタービンに影響を与えることになる。
【０００６】
特に，ダクトバーナに供給される燃料の流量の急減は，ガスタービンに深刻な影響を与える。ダクトバーナに供給される燃料の流量が急減すると，発電機の出力が急減し，急減した出力を補うためにガスタービンに供給される燃料の流量が急増する。ガスタービンに供給される燃料の流量の急増は，ガスタービンの燃焼器の損傷の原因となり得る。ダクトバーナに多くの燃料が供給されているときにダクトバーナが何らかの異常によって緊急停止されると，それがガスタービンに与える影響は一層に深刻である。
【０００７】
ダクトバーナを備えた一軸形コンバインドサイクルプラントは，ダクトバーナに供給される燃料の流量の急減によるガスタービンの燃焼器の損傷を回避する機能を備えていることが望まれる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３３２１１０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は，ダクトバーナに供給される燃料の流量の急減によるガスタービンの燃焼器の損傷を回避する機能を備えた一軸形コンバインドサイクルプラントを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下に，［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて，課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は，［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されている。但し，付加された番号・符号は，［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明による一軸形コンバインドサイクルプラントは，ガスタービン（１）と，ダクトバーナ（９）によってガスタービン（１）からの排ガスを加熱し，加熱された排ガスによって給水（６）を加熱して蒸気（７）を発生するボイラ（５）と，蒸気（７）によって駆動される蒸気タービン（３）と，発電機（２）と，ガスタービン（１）に燃料を供給するガスタービン燃料制御弁（４）と，ダクトバーナ（９）に燃料を供給するダクトバーナ燃料制御弁（１０）と，発電機（２）の出力（ＬＤ）に応答してガスタービン燃料制御弁（４）の開度を制御するガスタービン制御装置（１２）と，ダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度を制御するダクトバーナ制御装置（１３）とを備えている。ガスタービン（１）のタービン軸，蒸気タービン（３）のタービン軸，及び発電機（２）の回転子は，同軸に連結されて一体に回転する。ダクトバーナ制御装置（１３）は，ダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度の減少方向の変化率が一定の範囲内に制限されるようにダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度を制御するダクトバーナ燃料制御弁開度制御器（２２）を含む。ダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度の減少方向の変化率が一定の範囲内に制限されることにより，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の流量の急減が防止され，発電機（２）の出力（ＬＤ）の急減が防止される。発電機（２）の出力（ＬＤ）の急減が防止されることにより，発電機（２）の出力（ＬＤ）に応答して制御されるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の急増が防止され，これにより，ガスタービン（１）の燃焼器（１ｂ）が保護される。
【００１２】
ダクトバーナ制御装置（１３）は，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の流量の指令値である燃料流量指令（ｆＤＢ ＊）を生成する燃料流量指令生成器（２１）を含む場合がある。この場合，燃料流量指令生成器（２１）は，燃料流量指令（ｆＤＢ ＊）の変化率を所定の範囲内に制限する変化率制限器（２１ａ）を備え，ダクトバーナ燃料制御弁開度制御器（２２）は，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の流量が，燃料流量指令（ｆＤＢ ＊）に一致するようにダクトバーナ燃料制御弁（１０）の開度を制御する。燃料流量指令（ｆＤＢ ＊）の変化率が制限されていることにより，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の流量の急減が防止され，ガスタービン燃料制御弁（４）の開度の急増が防止され，これにより，ガスタービン（１）の燃焼器（１ｂ）が保護される。
【００１３】
ガスタービン制御装置（１２）は，ダクトバーナ（９）が点火されている点火期間中の第１時刻におけるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率が，ダクトバーナ（９）が点火されていない非点火期間中の第２時刻におけるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率よりも小さくなるように前記ガスタービン燃料制御弁（４）の開度を制御することが好適である。より好適には，ガスタービン制御装置（１２）は，ダクトバーナ（９）が点火されている点火期間及び該点火期間に続く所定期間におけるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率が，前記点火期間及び前記所定期間以外の期間における，前記ガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率よりも小さくなるように前記ガスタービン燃料制御弁（４）の開度を制御することが好適である。ダクトバーナ（９）が点火されている点火期間及び該点火期間に続く所定期間におけるガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率が，これらの期間以外の期間における，ガスタービン燃料制御弁（４）の開度の許容最大増加率よりも小さくされることにより，ダクトバーナ（９）に供給される燃料の急減に起因するガスタービン燃料制御弁（４）の開度の急増が防止され，これにより，ガスタービン（１）の燃焼器（１ｂ）が保護される。
【００１４】
ガスタービン制御装置（１２）が，ガスタービン回転数設定値（ｎ＊）を生成する回転数設定値生成器（３４）と，ガスタービン（１）の回転数（ｎ）がガスタービン回転数設定値（ｎ＊）に制御されるように，ガバナ制御開度指令（ＣＳＯＧＶ）を決定するガバナ制御器（３５，３６）と，発電機出力設定値（ＬＤ＊）を生成する出力設定値生成器（３７）と，発電機（２）の出力（ＬＤ）が前記発電機出力設定値（ＬＤ＊）に制御されるように，ロードリミット制御開度指令値（ＣＳＯＬＤ）を決定するロードリミット制御器（３８，３９）と，ガバナ制御開度指令（ＣＳＯＧＶ）と前記ロードリミット制御開度指令（ＣＳＯＬＤ）とに応答して，前記ガスタービン燃料制御弁（４）の開度の指令値（ＣＳＯ）を決定するガスタービン燃料制御弁開度決定器（３３）とを含む場合，回転数設定値生成器（３４）は，異常によりダクトバーナ（９）への燃料の供給が停止されたとき，ガスタービン回転数設定値（ｎ＊）を第１所定値に設定し，出力設定値生成器（３７）は，異常によりダクトバーナ（９）への燃料の供給が停止されたとき，発電機出力設定値（ＬＤ＊）を第２所定値に設定することが好ましい。ガスタービン回転数設定値（ｎ＊）の第１所定値への設定は，ランバックによって漸次にガスタービン回転数設定値（ｎ＊）を減少することによって行われることが好ましく，発電機出力設定値（ＬＤ＊）の第２所定値への設定は，ランバックによって漸次に発電機出力設定値（ＬＤ＊）を減少することによって行われることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照しながら，本発明による一軸形ガスタービン発電プラントの実施の一形態を説明する。
【００１６】
本発明による一軸形ガスタービン発電プラントの実施の一形態では，図１に示されているように，ガスタービン１が，発電機２及び蒸気タービン３とともに設けられている。ガスタービン１のタービン軸，発電機２の回転子，及び蒸気タービン３のタービン軸は，同軸に連結され，一体になって回転する。発電機２は，ガスタービン１及び蒸気タービン３によって駆動されて電力を発生する。
【００１７】
ガスタービン１は，圧縮機１ａ，燃焼器１ｂ，及びタービン１ｃを含む。燃焼器１ｂには，圧縮機１ａから圧縮空気が供給され，更に，燃料制御弁４を介して燃料が供給される。燃焼器１ｂは，供給された燃料と圧縮空気とを燃焼して燃焼ガスを生成しタービン１ｃに供給する。タービン１ｃは，供給された燃焼ガスから回転動力を取り出して発電機２を駆動する。
【００１８】
タービン１ｃが排出する排ガスは，排ガス助燃ボイラ５に供給される。排ガス助燃ボイラ５は，該排ガスによって給水６を加熱し，蒸気７を発生する。蒸気７は，蒸気制御弁８を介して蒸気タービン３に供給される。蒸気タービン３は，蒸気７から回転動力を取り出して発電機２を駆動する。
【００１９】
発電機２の出力を増加するために，排ガス助燃ボイラ５には，ダクトバーナ９が設けられる。ダクトバーナ９には，燃料供給弁１０を介して燃料が供給される。ダクトバーナ９は，供給された燃料をタービン１ｃが排出する排ガスに噴霧する。燃料が排ガスに噴霧されると，該燃料が燃焼されて排ガスの温度は上昇する。排ガスの温度が上昇すると，蒸気８の発生量が増加し，蒸気８によって駆動される蒸気タービン３の出力が増大する。したがって，蒸気タービン３によって駆動される発電機２の出力が増加する。
【００２０】
ガスタービン１及びダクトバーナ９を制御するために，当該一軸形ガスタービン発電プラントには，制御盤１１が設けられる。制御盤１１は，ガスタービン制御装置１２とダクトバーナ制御装置１３とを含む。ガスタービン制御装置１２は，ガスタービン１の回転数ｎと，発電機２の出力である発電機出力ＬＤとに応答して，ガスタービン１に燃料を供給する燃料制御弁４の開度の指令値（開度指令ＣＳＯ）を決定する。燃料制御弁４は，開度指令ＣＳＯに指定された開度に設定される。ダクトバーナ制御装置１３は，ダクトバーナ９に燃料を供給する燃料制御弁１０の開度の指令値（開度指令ＣＳＯＤＢ）を決定する。燃料制御弁１０は，開度指令ＣＳＯＤＢに指定された開度に設定される。
【００２１】
図２は，ダクトバーナ制御装置１３の動作を示すファンクションダイアグラムである。ダクトバーナ制御装置１３は，手動設定信号ＳＭＡＮにより，手動開度決定モードと自動開度決定モードとのいずれかに設定される。ダクトバーナ制御装置１３は，手動設定信号ＳＭＡＮが“ｈｉｇｈ”状態であるとき手動モードで動作し，手動設定信号ＳＭＡＮが“ｌｏｗ”状態であるとき自動モードで動作する。
【００２２】
手動モードで動作するとき，ダクトバーナ制御装置１３は，プラントの運転員によって入力される手動開度指令ＣＳＯＭＡＮに応答して燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを決定する。
【００２３】
一方，自動モードで動作するとき，ダクトバーナ制御装置１３は，プラントの運転員によって入力されるダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎに基づいて燃料流量指令ｆＤＢ ＊を決定し，ダクトバーナ９に供給される燃料の流量が燃料流量指令ｆＤＢ ＊になるように燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを生成する。
【００２４】
より詳細には，ダクトバーナ制御装置１３は，燃料流量指令生成器２１と開度決定器２２とを含む。燃料流量指令生成器２１は，プラントの運転員によって入力されるダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎから，燃料流量指令ｆＤＢ ＊を生成する。燃料流量指令ｆＤＢ ＊は，基本的には，プラントの運転員によって入力されるダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎに一致するように生成される。
【００２５】
ただし，燃料流量指令生成器２１が生成する燃料流量指令ｆＤＢ ＊は，流量上限値ｆＭＡＸを超えないように生成される。燃料流量指令ｆＤＢ ＊が過大であると，ダクトバーナ９に過剰な燃料が供給され，排熱助燃ボイラ５とダクトバーナ９との温度が過剰に高くなって排熱助燃ボイラ５とダクトバーナ９とが損傷し得る。そこで，燃料流量指令ｆＤＢ ＊が流量上限値ｆＭＡＸを超えないように生成され，排熱助燃ボイラ５とダクトバーナ９とが保護されている。
【００２６】
更に，燃料流量指令ｆＤＢ ＊は，その変化率が所定の範囲内になるように生成される。燃料流量指令ｆＤＢ ＊が急変すると，ダクトバーナ９に供給される燃料の流量が急変し，従って発電機２の発電機出力ＬＤが急変する。既述のように，ガスタービン１の供給される燃料の流量は，発電機出力ＬＤに応答して制御されるから，発電機出力ＬＤの急変は，ガスタービン１に供給される燃料の流量の急変を招く。ガスタービン１に供給される燃料の流量の急変は，ガスタービン１の燃焼器１ａの損傷の原因となり得るため好ましくない。そのため，燃料流量指令ｆＤＢ ＊の変化率が所定の範囲内に制限され，これにより，ガスタービン１の燃焼器１ａが保護されている。
【００２７】
このような動作を行うために，燃料流量指令生成器２１は，低値選択器２１ａと変化率制限器２１ｂとで構成される。低値選択器２１ａは，ダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎがｆＭＡＸ以下であるとき，ダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎをそのまま出力し，ダクトバーナ燃料流量設定値ｆＤＢ ｉｎがｆＭＡＸを超えるとき，ｆＭＡＸを出力する。変化率制限器２１ｂは，変化率を所定の範囲に制限しながら低値選択器２１ａの出力を追随して燃料流量指令ｆＤＢ ＊を生成する。低値選択器２１ａと変化率制限器２１ｂとの動作は，燃料流量指令ｆＤＢ ＊がｆＭＡＸを超えないように，且つ，燃料流量指令ｆＤＢ ＊の変化率が所定の範囲に制限されるように燃料流量指令ｆＤＢ ＊を生成することを可能にする。
【００２８】
開度決定器２２は，燃料流量指令ｆＤＢ ＊と手動開度指令ＣＳＯＭＡＮのうち，手動設定信号ＳＭＡＮによって選択される一方に応答して，燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを決定する。ダクトバーナ制御装置１３が自動モードで動作するとき（手動設定信号ＳＭＡＮが“ｌｏｗ”状態であるとき），開度決定器２２は，燃料流量指令ｆＤＢ ＊に基づいて燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを決定する。一方，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードで動作するとき（手動設定信号ＳＭＡＮが“ｈｉｇｈ”状態であるとき），開度決定器２２は，手動開度指令ＣＳＯＭＡＮに応答して燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢを決定する。
【００２９】
より詳細には，開度決定器２２は，減算器２２ａとＰＩ制御器２２ｂと選択出力器２２ｃと変化率制限器２２ｄとを含む。減算器２２ａは，燃料流量指令ｆＤ Ｂ ＊からダクトバーナ９に供給される燃料の流量の実測値ｆＤＢを減じて偏差ΔｆＤＢを算出する。
【００３０】
ＰＩ制御器２２ｂは，開度指令ＣＳＯＰＩを決定する。ＰＩ制御器２２ｂの動作は，ダクトバーナ制御装置１３が自動モードで動作するときと手動モードで動作するときとで異なる。ダクトバーナ制御装置１３が自動モードで動作するとき，ＰＩ制御器２２ｂは，偏差ΔｆＤＢに基づいたＰＩ制御（比例積分制御）を行って開度指令ＣＳＯＰＩを決定する。一方，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードで動作するとき，ＰＩ制御器２２ｂは，開度決定器２２が決定する開度ＣＳＯＤＢを取り込んで開度指令ＣＳＯＰＩとして出力する。すなわち，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードで動作するとき，開度指令ＣＳＯＰＩは，燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢに追随するように生成される。ダクトバーナ制御装置１３が手動モードで動作するときに，開度指令ＣＳＯＰＩが開度指令ＣＳＯＤＢに追随することにより，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードから自動モードに切り替わるときの開度指令ＣＳＯＰＩの急変が防止されている。
【００３１】
選択出力器２２ｃは，手動設定信号ＳＭＡＮが“ｌｏｗ”状態であるとき，ＰＩ制御器２２ｂによって決定される開度ＣＳＯＰＩを出力し，手動設定信号ＳＭＡＮが“ｈｉｇｈ”状態であるとき，手動開度指令ＣＳＯＭＡＮを出力する。すなわち，選択出力器２２ｃは，ダクトバーナ制御装置１３が自動モードに設定されているとき，ＰＩ制御によって決定された開度指令ＣＳＯＰＩを出力し，ダクトバーナ制御装置１３が手動モードに設定されているとき，手動開度指令ＣＳＯＭＡＮを出力する。
【００３２】
変化率制限器２２ｄは，変化率を所定の範囲に制限しながら選択出力器２２ｃの出力を追随することにより，燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢを生成する。燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢの変化率が所定の範囲に制限されることは，ガスタービン１の燃焼器１ａを保護するために重要である。燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢが急減すると，ダクトバーナ９に供給される燃料が急減し，従って発電機２の発電機出力ＬＤが急減する。既述のように，発電機出力ＬＤの急減は，ガスタービン１に供給される燃料の急増を招き，ガスタービン１の燃焼器１ａの損傷の原因となり得る。そのため，燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢの変化率が所定の範囲内に制限され，これにより，ガスタービン１の燃焼器１ａが保護されている。
【００３３】
燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢの変化率は，減少方向のみが制限され，増加方向は制限されないことも可能である。しかし，ガスタービン１の燃焼器１ａの安定性の向上の観点から，燃料制御弁１０の開度ＣＳＯＤＢの変化率は，減少方向及び増加方向の両方とも制限されることが好適である。
【００３４】
上述のダクトバーナ制御装置１３は，現実には，コンピュータプログラムと該コンピュータプログラムを実行するＣＰＵとによって実現される。即ち，該コンピュータプログラムには，上述の燃料流量指令生成器２１及び開度決定器２２の動作を実現する手順が記述され，該コンピュータプログラムが該ＣＰＵによって実行されることにより，燃料流量指令生成器２１及び開度決定器２２の動作が実現される。
【００３５】
図３は，ガスタービン制御装置１２の動作を示すファンクションダイヤグラムである。ガスタービン制御装置１２は，ガバナ制御を行うガバナ制御系３１と，ロードリミット制御を行うロードリミット制御系３２と低値選択器３３とを備えている。ガバナ制御系３１は，回転数計測器（図示されない）によって測定されたガスタービン１の回転数ｎに応答して，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶを生成する。ロードリミット制御系３２は，発電機出力ＬＤに応答して，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤを生成する。低値選択器３３は，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶとロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤとのうちの小さいほうを開度指令ＣＳＯとして選択し，開度指令ＣＳＯを燃料制御弁４に供給する。燃料制御弁４は，開度指令ＣＳＯによって指定された開度に設定される。
【００３６】
より詳細には，ガバナ制御系３１は，回転数指令生成部３４と，減算器３５と，比例制御器３６とを含む。回転数指令生成部３４は，運転員によって設定される目標負荷設定値ＬＤｉｎと発電機出力ＬＤとに基づいて，回転数指令ｎ＊を生成する。減算器３５は，回転数指令ｎ＊からガスタービン回転数ｎを減じて偏差Δｎを生成する。比例制御器３６は，偏差Δｎに基づく比例制御を行い，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶを生成する。比例制御器３６による比例制御により，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶは，ガスタービン回転数ｎが回転数指令ｎ＊に制御されるように生成される。
【００３７】
回転数指令生成部３４は，目標負荷設定値ＬＤｉｎと発電機出力ＬＤとに基づいて回転数指令ｎ＊を増減する。目標負荷設定値ＬＤｉｎが発電機出力ＬＤよりも大きくなると，回転数指令ｎ＊は増加され，目標負荷設定値ＬＤｉｎが，発電機出力ＬＤよりも小さくなると，回転数指令ｎ＊は減少される。
【００３８】
目標負荷設定値ＬＤｉｎが発電機出力ＬＤよりも大きいときの回転数指令ｎ＊の増加率は，ダクトバーナ９の点火の有無（即ち，ダクトバーナ９への燃料の供給の有無）に応じて変更される。ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間の回転数指令ｎ＊の増加率は，それ以外の期間におけるダクトバーナ９が点火されていないときの回転数指令ｎ＊の増加率よりも小さく抑えられる。ダクトバーナ９が点火されているときには，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因して発電機出力ＬＤの急減が発生し得る。発電機出力ＬＤの急減は，回転数指令ｎ＊を急増させ，したがって，ガスタービン１に供給される燃料の流量を急増させ得る。そこで，ダクトバーナ９が点火されているときの回転数指令ｎ＊の増加率は，相対的に小さく設定され，ガスタービン１に供給される燃料の流量の急増が防止される。
【００３９】
点火期間に加え，ダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間においても回転数指令ｎ＊の増加率が抑制されるのは，ダクトバーナ９の燃料の変化が発生してからガスタービン１に供給される燃料の流量の変化が発生するまでには，遅延時間が存在するためである。この遅延時間の存在に起因して，ダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間においても，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因するガスタービン１に供給される燃料の流量の急増が発生しうる。このため，ダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間においても回転数指令ｎ＊の増加率が抑制される。
【００４０】
一方，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間以外の期間では，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減の問題は発生しない。そこで，回転数指令ｎ＊の増加率は，相対的に大きく設定され，ガスタービン１の制御の応答性が高められている。
【００４１】
このような動作を実現するために，回転数指令生成部３４には，ダクトバーナ９の点火の有無を通知するダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮが供給される。ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮは，ダクトバーナ９が点火されているときに”ｈｉｇｈ“状態にされ，点火されていないときに”ｌｏｗ”状態にされる。回転数指令生成部３４は，ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮに応答して，上記の動作を実行する。
【００４２】
回転数指令生成部３４が生成する回転数指令ｎ＊は，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたとき，発電機出力ＬＤに無関係に，相対的に低い所定値に強制的にランバックされる。即ち，回転数指令ｎ＊は，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたとき，所定値になるまで漸次に減少される。ダクトバーナ９が緊急停止されると，発電機出力ＬＤは急減する。このとき，発電機出力ＬＤに応答して回転数指令ｎ＊を増加し続けることは，回転数指令ｎ＊の急増を招き得る。ダクトバーナ９が緊急停止されたときに，回転数指令ｎ＊が発電機出力ＬＤに無関係に相対的に低い値に強制的にランバックされることにより，ガスタービン１の燃焼器１ａの安全が確保される。回転数指令ｎ＊が相対的に低い値に設定されるときに，ランバックが行われるのは，ガスタービン１に供給される燃料の急減を防止し，ガスタービン１の燃焼器１ａの失火や損傷を防止するためである。
【００４３】
強制的なランバックを実現するために，回転数指令生成部３４には，ダクトバーナ９の緊急停止を通知するダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが供給される。ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋは，通常の状態では”ｌｏｗ”状態に設定され，ダクトバーナ９が緊急停止されると，”ｈｉｇｈ”状態にされる。回転数指令生成部３４は，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋに応答して，上記の動作を実行する。
【００４４】
回転数指令生成部３４のこのような機能は，アナログメモリ（ＡＭ）３４ａ，変化率制限器３４ｂ，減算器３４ｃ，高値検出器３４ｄ，低値検出器３４ｅ，ＮＯＴゲート３４ｆ，ＡＮＤゲート３４ｇ，ＯＲゲート３４ｈ，オフディレイ３４ｉ，及び選択出力器３４ｊによって実現される。
【００４５】
アナログメモリ３４ａは，回転数指令ｎ＊を記憶する。記憶されている回転数指令ｎ＊は，既述の減算器３５に供給され，ガバナ制御に使用される。
【００４６】
変化率制限器３４ｂ，減算器３４ｃ，高値検出器３４ｄ，低値検出器３４ｅ，ＮＯＴゲート３４ｆ，ＡＮＤゲート３４ｇ，及びＯＲゲート３４ｈは，アナログメモリ３４ａに回転数指令ｎ＊の増減を指示する役割を果たす。
【００４７】
より詳細には，変化率制限器３４ｂは，変化率を所定の範囲に制限しながら目標負荷設定値ＬＤｉｎを追随して変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍを生成する。後述のように，回転数指令ｎ＊は，変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍに応答して決定される。変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍの変化率が制限されることにより，回転数指令ｎ＊の急変が防止され，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護される。
【００４８】
減算器３４ｃは，変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍから発電器出力ＬＤを減じて偏差ΔＬＤ１ ＊を生成する。
【００４９】
高値検出器３４ｄは，減算器３４ｃが生成する偏差ΔＬＤ１ ＊が所定の値以上であるとき（即ち，発電器出力ＬＤが変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと比較して小さいとき），その出力を”ｈｉｇｈ”状態にする。高値検出器３４ｄの出力は，ＡＮＤゲート３４ｇの一の入力端子に入力される。ＡＮＤゲート３４ｇの他の入力端子には，ＮＯＴゲート３４ｆを介して，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが入力される。ＡＮＤゲート３４ｇの出力は，回転数指定ｎ＊の増加をアナログメモリ３４ａに指示する増加指令として使用される。即ち，ダクトバーナ９が正常に運転され，且つ，偏差ΔＬＤ１ ＊が所定の値以上であるとき，アナログメモリ３４ａは，回転数指定ｎ＊を増加するように指示される。ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態であるときには，（即ち，ダクトバーナ９が緊急停止されたときには），回転数指令ｎ＊は強制的にランバックされるため，アナログメモリ３４ａには増加指令は出力されない。
【００５０】
一方，低値検出器３４ｅは，減算器３４ｃが生成する偏差ΔＬＤ１ ＊が所定の値以下であるとき（即ち，発電器出力ＬＤが変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと比較して大きいとき），その出力を”ｈｉｇｈ”状態にする。低値検出器３４ｅの出力は，ＯＲゲート３４ｈの一の入力端子に入力される。ＯＲゲート３４ｈの他の入力端子には，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが入力される。ＯＲゲート３４ｈの出力は，回転数指定ｎ＊の減少をアナログメモリ３４ａに指示する減少指令として使用される。即ち，偏差ΔＬＤ１ ＊が所定の値以下であるとき，アナログメモリ３４ａは，回転数指定ｎ＊を減少するように指示される。更に，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態であるときには，（即ち，ダクトバーナ９が緊急停止されたときには），ＯＲゲート３４ｈの出力は偏差ΔＬＤ１ ＊に無関係に”ｈｉｇｈ”状態にされ，アナログメモリ３４ａは，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態である限り，回転数指令ｎ＊を減少する指示が与えられる。アナログメモリ３４ａは，回転数指令ｎ＊が所定の値になるまで，回転数指令ｎ＊を段階的に減少しつづける。
【００５１】
アナログメモリ３４ａが回転数指令ｎ＊を減少するときの回転数指令ｎ＊の変化率（減少率）ｒｄｏｗｎは，ダクトバーナ９の点火の有無に関わらず標準変化率ｒｓｔｄで一定である。アナログメモリ３４ａは，ＯＲゲート３４ｈから回転数指令ｎ＊を減少する指示が与えられている間，ガスタービン制御装置１２の一のクロックサイクル毎にｒｄｏｗｎずつ回転数指令ｎ＊を減少しつづける。
【００５２】
一方，アナログメモリ３４ａが回転数指令ｎ＊を増加するときの回転数指令ｎ＊の変化率（増加率）ｒｕｐは，オフディレイ３４ｉ，及び選択出力器３４ｊにより生成されてアナログメモリ３４ａに与えられる。オフディレイ３４ｉの出力は，ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮに応答して”ｌｏｗ”状態と”ｈｉｇｈ”状態とのいずれかになる。オフディレイ３４ｉの出力の立ち上がり（即ち，”ｌｏｗ”状態から”ｈｉｇｈ”状態への遷移）は，ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮの立ち上がりと実質的に同時である一方，オフディレイ３４ｉの出力の立ち下がり（即ち，”ｈｉｇｈ”状態から”ｌｏｗ”状態への遷移）は，ダクトバーナ状態通知信号ＤＢＯＮの立ち下がりから所定の期間だけ遅延される。これにより，オフディレイ３４ｉの出力は，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において”ｈｉｇｈ”状態になり，その他の期間において，”ｌｏｗ”状態になる。選択出力器３４ｊは，オフディレイ３４ｉの出力が”ｌｏｗ”状態であるときに標準変化率ｒｓｔｄを出力し，オフディレイ３４ｉの出力が”ｈｉｇｈ”状態であるとき，標準変化率ｒｓｔｄより小さいｒｏｎを出力する。選択出力器３４ｊの出力が，回転数指令ｎ＊を増加する増加率ｒｕｐとして使用される。アナログメモリ３４ａは，ＡＮＤゲート３４ｇから供給される増加指令によって回転数指令ｎ＊を増加する指示が与えられている間，ガスタービン制御装置１２の一のクロックサイクル毎にｒｕｐずつ回転数指令ｎ＊を増加しつづける。
【００５３】
オフディレイ３４ｉ，及び選択出力器３４ｊがこのような動作を行うことにより， 回転数指令ｎ＊を増加する増加率ｒｕｐは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において相対的に小さいｒｏ ｎに設定され，それ以外の期間では，相対的に大きいｒｓｔｄに設定される。これにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因する，ガスタービン１に供給される燃料の急増が防止され，したがって，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護される。
【００５４】
一方，ロードリミット制御系３２は，発電機出力指令ＬＤ＊を生成する発電機指令生成部３７と，減算器３８と，ＰＩ制御器３９とを含む。発電機指令生成部３７は，発電機出力指令ＬＤ＊を生成する。減算器３８は，発電機出力指令ＬＤ＊から発電機出力ＬＤを減じて偏差ΔＬＤを生成する。比例制御器３９は，偏差ΔＬＤに基づくＰＩ制御（比例積分制御）を行い，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤを生成する。ＰＩ制御器３９によるＰＩ制御により，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤは，発電器出力ＬＤが発電器出力指令ＬＤ＊に制御されるように生成される。但し，ＰＩ制御器３９が生成するロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤは，開度最大値生成器４０によって与えられる許容最大値ＣＳＯＭＡＸ以下に制限される。ＰＩ制御によって算出されたロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤが許容最大値ＣＳＯＭＡＸを超えるときには，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤは，許容最大値ＣＳＯＭＡＸに定められる。
【００５５】
発電機出力指令生成部３７は，回転数指令生成部３４の変化率制限器３４ｂが出力する変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと発電機出力指令ＬＤ＊との差に応答して，発電機出力指令ＬＤ＊を増減する。発電機出力指令ＬＤ＊が目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍよりも小さくなると，発電機出力指令ＬＤ＊は増加され，発電機出力指令ＬＤ＊が目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍよりも大きくなると，発電機出力指令ＬＤ＊は減少される。
【００５６】
但し，発電機出力指令生成部３７が生成する発電機出力指令ＬＤ＊は，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたとき，強制的に，相対的に低い所定値にランバックされる。ダクトバーナ９が緊急停止されると，発電機出力ＬＤは急減する。このとき，発電機出力指令ＬＤ＊がそのままに維持されると，発電機出力指令ＬＤ＊と発電機出力ＬＤとの偏差ΔＬＤが増大し，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増を招き得る。ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増は，ガスタービン１に供給される燃料の急増を招き，ガスタービン１の燃焼器１ａの焼損を招き得る。ダクトバーナ９が緊急停止されたときに，発電機出力指令ＬＤ＊が強制的に相対的に低い値にランバックされることにより，ガスタービン１の燃焼器１ａの安全が確保される。このような動作を行うために，発電機出力指令生成部３７には，ダクトバーナ９の緊急停止を通知するダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが供給される。発電機出力指令ＬＤ＊が相対的に低い所定値に設定されるときにランバックが行われるのは，ガスタービン１に供給される燃料の急減を防止し，ガスタービン１の燃焼器１ａの失火や損傷を防止するためである。
【００５７】
発電機出力指令生成部３７のこのような機能は，アナログメモリ（ＡＭ）３７ａ，減算器３７ｂ，高値検出器３７ｃ，低値検出器３７ｄ，ＮＯＴゲート３７ｅ，ＡＮＤゲート３７ｆ及びＯＲゲート３７ｇによって実現される。
【００５８】
アナログメモリ３７ａは，発電機出力指令ＬＤ＊を記憶する。記憶されている発電機出力指令ＬＤ＊は，既述の減算器３８に供給され，ロードリミット制御に使用される。
【００５９】
減算器３７ｂは，変化率制限目標負荷設定値ＬＤｉｎ ｌｉｍから発電機出力指令ＬＤ＊を減じて偏差ΔＬＤ１ ＊を生成する。
【００６０】
高値検出器３７ｃは，偏差ΔＬＤ２ ＊が所定の値以上であるとき（即ち，発電機出力指令ＬＤ＊が変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと比較して小さいとき），その出力を”ｈｉｇｈ”状態にする。高値検出器３７ｃの出力は，ＡＮＤゲート３７ｆの一の入力端子に入力される。ＡＮＤゲート３７ｆの他の入力端子には，ＮＯＴゲート３７ｅを介して，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが入力される。ＡＮＤゲート３７ｆの出力は，発電機出力指令ＬＤ＊の増加をアナログメモリ３７ａに指示する増加指令として使用される。即ち，ダクトバーナ９が正常に運転され，且つ，偏差ΔＬＤ２ ＊が所定の値以上であるとき，アナログメモリ３７ａは，発電機出力指令ＬＤ＊を増加するように指示される。ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態であるときには，（即ち，ダクトバーナ９が緊急停止されたときには），発電機出力指令ＬＤ＊は強制的にランバックされるため，アナログメモリ３４ａに増加指令は出力されない。
【００６１】
一方，低値検出器３７ｄは，偏差ΔＬＤ２ ＊が所定の値以下であるとき（即ち，発電機出力指令ＬＤ＊が変化率制限目標負荷設定ＬＤｉｎ ｌｉｍと比較して大きいとき），その出力を”ｈｉｇｈ”状態にする。低値検出器３７ｄの出力は，ＯＲゲート３７ｇの一の入力端子に入力される。ＯＲゲート３７ｇの他の入力端子には，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが入力される。ＯＲゲート３７ｇの出力は，発電機出力指令ＬＤ＊の減少をアナログメモリ３７ａに指示する減少指令として使用される。即ち，偏差ΔＬＤ２ ＊が所定の値以下であるとき，アナログメモリ３７ａは，発電機出力指令ＬＤ＊を減少するように指示される。更に，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態であるときには，（即ち，ダクトバーナ９が緊急停止されたときには），ＯＲゲート３７ｇの出力は偏差ΔＬＤ２ ＊に無関係に”ｈｉｇｈ”状態にされ，アナログメモリ３７ｄは，ダクトバーナ異常通知信号ＤＢｒｎｂｋが”ｈｉｇｈ”状態である限り，発電機出力指令ＬＤ＊を減少する指示が与えられる。アナログメモリ３７ｄは，発電機出力指令ＬＤ＊が所定の値になるまで，発電機出力指令ＬＤ＊を段階的に減少しつづける。
【００６２】
このように，高値検出器３７ｃ，低値検出器３７ｄ，ＮＯＴゲート３７ｅ，ＡＮＤゲート３７ｆ及びＯＲゲート３７ｇの動作により，発電機出力指令ＬＤ＊は，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたときに，強制的に低い値にランバックされる。
【００６３】
開度最大値生成器４０は，燃料制御弁４に与えられる開度指令ＣＳＯに，開度増加許容値Δを加えて許容最大値ＣＳＯＭＡＸを生成する。即ち，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤは，燃料制御弁４に現に与えられる開度指令ＣＳＯと開度増加許容値Δとの和よりも大きな値にはならず，これにより，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増が防がれている。
【００６４】
開度増加許容値Δは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において相対的に小さく，且つ，その他の期間において相対的に大きく定められ，これにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因するガスタービン１に供給される燃料の急増が防がれている。
【００６５】
このような動作を実現するために，開度最大値生成器４０は，オフディレイ４０ａ，選択出力機４０ｂ，及び加算器４０ｃを含む。オフディレイ４０ａの動作は，回転数指令生成部３４のオフディレイ３４ｉと同様である。オフディレイ４０ａの出力は，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において”ｈｉｇｈ”状態になり，その他の期間において，”ｌｏｗ”状態になる。選択出力器４０ｂは，オフディレイ４０ａの出力が”ｌｏｗ”状態であるときに標準開度増加許容値Δｓｔｄを出力し，オフディレイ３４ｉの出力が”ｈｉｇｈ”状態であるとき，開度増加許容値Δｓｔｄより小さいΔｏｎを出力する。加算器４０ｃは，燃料制御弁４に与えられる開度指令ＣＳＯを取り込み，開度指令ＣＳＯと選択出力器４０ｂの出力とを加算して許容最大値ＣＳＯＭＡＸを生成する。許容最大値ＣＳＯＭＡＸは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間においてＣＳＯ＋Δｏｎになり，それ以外の期間において，ＣＳＯ＋Δｓｔｄになる。Δｏｎは，Δｓｔｄよりも小さいため，ＰＩ制御器３９に与えられる許容最大値ＣＳＯＭＡＸは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間において，相対的に小さくなる。このように許容最大値ＣＳＯＭＡＸが決定されることにより，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増が防がれている。
【００６６】
上述のガスタービン制御装置１２は，現実には，コンピュータプログラムと該コンピュータプログラムを実行するＣＰＵとによって実現される。即ち，該コンピュータプログラムには，上述のガバナ制御系３１及びロードリミット制御系３２の動作を実現する手順が記述され，該コンピュータプログラムが該ＣＰＵによって実行されることにより，ガバナ制御系３１及びロードリミット制御系３２の動作が実現される。
【００６７】
以上に説明されているように，本実施の形態の一軸形コンバインドサイクルプラントでは，図２に示されているように，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減が発生しにくいように燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢが決定され，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護されている。即ち，燃料制御弁１０の開度開度ＣＳＯＤＢの変化率は，変化率制限器２２ｄによって制限されている。更に，燃料流量指令ｆＤＢ ＊の変化率は，変化率制限器２１ｂによって制限されている。燃料制御弁１０の開度指令ＣＳＯＤＢと燃料流量指令ｆＤＢ ＊の変化率が制限されていることにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減が防止され，ガスタービン１に供給される燃料の急増が防止されている。これにより，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護されている。
【００６８】
更に，本実施の形態の一軸形コンバインドサイクルプラントでは，図３に示されているように，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間における，燃料供給弁４の開度指令ＣＳＯの許容最大増加率が，これら以外の期間における開度指令ＣＳＯの許容最大増加率よりも小さくされている。これにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因するガスタービン１に供給される燃料の急増が防止され，ガスタービン１の燃焼器１ｂが保護されている。
【００６９】
即ち，図３に示されているように，ガスタービン制御装置１２のガバナ制御系３１では，オフディレイ３４ｉ及び選択出力器３４ｊの動作により，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間における回転数指令ｎ＊の増加率ｒｕｐが，それら以外の期間における回転数指令ｎ＊の増加率ｒｕｐよりも小さく定められる。これにより，ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶの急増が防がれている。
【００７０】
更に，ロードリミット制御系３２では，開度最大値生成器４０の動作により，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間におけるロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増が防止されている。開度最大値生成器４０は，燃料制御弁４の開度指令ＣＳＯに開度増加許容値Δを加えて許容最大値ＣＳＯＭＡＸを算出する。開度増加許容値Δは，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間において相対的に小さく，これら以外の期間において，相対的に大きく定められる。これにより，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及び，該点火期間に続く所定の期間におけるロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの最大許容増加率が相対的に小さく抑制され，ロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤの急増が防がれている。
【００７１】
ガバナ制御開度指令ＣＳＯＧＶとロードリミット制御開度指令ＣＳＯＬＤとの急増が防止されていることにより，ダクトバーナ９が点火されている点火期間，及びダクトバーナ９の点火が停止された後に続く所定の期間における開度指令ＣＳＯの最大許容増加率が相対的に小さく抑制されている。これにより，ダクトバーナ９に供給される燃料の急減に起因するガスタービン１に供給される燃料の急増が防止されている。
【００７２】
更に本実施の形態の一軸形コンバインドサイクルプラントでは，ダクトバーナ９が異常により緊急停止されたときに回転数指令ｎ＊と発電機出力指令ＬＤ＊とが，相対的に低い値にランバックされる。これにより，ダクトバーナ９が緊急停止されたときにガスタービン１に供給される燃料の急増が防止されている。
【発明の効果】
本発明により，ダクトバーナに供給される燃料の流量の急減によるガスタービンの燃焼器の損傷を回避する機能を備えた一軸形コンバインドサイクルプラントが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，本発明による一軸形コンバインドサイクルプラントの実施の一形態である。
【図２】図２は，ダクトバーナ制御装置１３の動作を示すファンクションダイアグラムである。
【図３】図３は，ガスタービン制御装置１２の動作を示すファンクションダイアグラムである。
【符号の説明】
１：ガスタービン
１ａ：圧縮機
１ｂ：燃焼器
１ｃ：タービン
２：発電機
３：蒸気タービン
４：燃料制御弁
５：排熱助燃ボイラ
６：給水
７：蒸気
８：蒸気制御弁
９：ダクトバーナ
１０：燃料制御弁
１１：制御盤
１２：ガスタービン制御装置
１３：ダクトバーナ制御装置
２１：燃料流量指令生成器
２１ａ：低値選択器
２１ｂ：変化率制限器
２２：開度決定器
２２ａ：減算器
２２ｂ：ＰＩ制御器
２２ｃ：選択出力器
２２ｄ：変化率制限器
３１：ガバナ制御系
３２：ロードリミット制御系
３３：低値選択器
３４：回転数指令生成部
３４ａ：アナログメモリ
３４ｂ：変化率制限器
３４ｃ：減算器
３４ｄ：高値検出器
３４ｅ：低値検出器
３４ｆ：ＮＯＴゲート
３４ｇ：ＡＮＤゲート
３４ｈ：ＯＲゲート
３４ｉ：オフディレイ
３４ｊ：選択出力器
３５：減算器
３６：比例制御器
３７：発電器出力指令生成部
３７ａ：アナログメモリ
３７ｂ：減算器
３７ｃ：高値検出器
３７ｄ：低値検出器
３７ｅ：ＮＯＴゲート
３７ｆ：ＡＮＤゲート
３７ｇ：ＯＲゲート
３８：減算器
３９：ＰＩ制御器
４０：開度最大値生成器
４０ａ：オフディレイ
４０ｂ：選択出力器
４０ｃ：加算器
Claims (10)
- ガスタービンと，
ダクトバーナによって前記ガスタービンからの排ガスを加熱し，加熱された前記排ガスによって給水を加熱して蒸気を発生するボイラと，
前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと，
発電機と，
前記ガスタービンに燃料を供給するガスタービン燃料制御弁と，
前記ダクトバーナに燃料を供給するダクトバーナ燃料制御弁と，
前記発電機の出力に応答して前記ガスタービン燃料制御弁の開度を制御するガスタービン制御装置と，
前記ダクトバーナ燃料制御弁の開度を制御するダクトバーナ制御装置
とを備え，
前記ガスタービンのタービン軸，前記蒸気タービンのタービン軸，及び前記発電機の回転子は，同軸に連結されて一体に回転し，
前記ダクトバーナ制御装置は，前記ダクトバーナ燃料制御弁の開度の減少方向の変化率が一定の範囲内に制限されるように前記ダクトバーナ燃料制御弁の開度を制御するダクトバーナ燃料制御弁開度制御器を含む，
一軸形コンバインドサイクルプラント。 - 請求項１に記載の一軸形コンバインドサイクルプラントにおいて
前記ダクトバーナ制御装置は，前記ダクトバーナに供給される燃料の流量の指令値である燃料流量指令を生成する燃料流量指令生成器を含み，
前記燃料流量指令生成器は，前記燃料流量指令の変化率を所定の範囲内に制限する変化率制限器を備え，
前記ダクトバーナ燃料制御弁開度制御器は，前記ダクトバーナに供給される燃料の流量が，前記燃料流量指令に一致するように前記ダクトバーナ燃料制御弁の開度を制御する
一軸形コンバインドサイクルプラント。 - 請求項１に記載の一軸形コンバインドサイクルプラントにおいて，
前記ガスタービン制御装置は，前記ダクトバーナが点火されている点火期間中の第１時刻における前記ガスタービン燃料制御弁の開度の許容最大増加率が，前記ダクトバーナが点火されていない非点火期間中の第２時刻における前記ガスタービン燃料制御弁の開度の許容最大増加率よりも小さくなるように前記ガスタービン燃料制御弁の開度を制御する
一軸形コンバインドサイクルプラント。 - 請求項１に記載の一軸形コンバインドサイクルプラントにおいて，
前記ガスタービン制御装置は，前記ダクトバーナが点火されている点火期間及び前記点火期間に続く所定期間における前記ガスタービン燃料制御弁の開度の許容最大増加率が，前記点火期間及び前記所定期間以外の期間における，前記ガスタービン燃料制御弁の開度の許容最大増加率よりも小さくなるように前記ガスタービン燃料制御弁の開度を制御する
一軸形コンバインドサイクルプラント。 - 請求項１に記載の一軸形コンバインドサイクルプラントにおいて，
前記ガスタービン制御装置は，
ガスタービン回転数設定値を生成する回転数設定値生成器と，
前記ガスタービンの回転数が前記ガスタービン回転数設定値に制御されるように，ガバナ制御開度指令を決定するガバナ制御器と，
発電機出力設定値を生成する出力設定値生成器と，
前記発電機の出力が前記発電機出力設定値に制御されるように，ロードリミット制御開度指令値を決定するロードリミット制御器と，
前記ガバナ制御開度指令と前記ロードリミット制御開度指令とに応答して，前記ガスタービン燃料制御弁の開度の指令値を決定するガスタービン燃料制御弁開度決定器
とを含み，
前記回転数設定値生成器は，異常により前記ダクトバーナへの燃料の供給が停止されたとき，前記ガスタービン回転数設定値を第１所定値に設定し，
前記出力設定値生成器は，前記異常により前記ダクトバーナへの燃料の供給が停止されたとき，前記発電機出力設定値を第２所定値に設定する
一軸形コンバインドサイクルプラント。 - 請求項５に記載の一軸形コンバインドサイクルプラントにおいて，
前記回転数設定値生成器は，前記異常により前記ダクトバーナへの燃料の供給が停止されたとき，前記ガスタービン回転数設定値を前記第１所定値になるまで逐次に減少することにより前記ガスタービン回転数設定値を前記第１所定値に設定する
一軸形コンバインドサイクルプラント。 - 請求項５に記載の一軸形コンバインドサイクルプラントにおいて，
前記出力設定値生成器は，前記異常により前記ダクトバーナへの燃料の供給が停止されたとき，前記発電機出力設定値を前記第２所定値になるまで逐次に減少することにより，前記発電機出力設定値を前記第２所定値に設定する
一軸形コンバインドサイクルプラント。 - ガスタービンと，
ダクトバーナによって前記ガスタービンからの排ガスを加熱し，加熱された前記排ガスによって給水を加熱して蒸気を発生するボイラと，
前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと，
発電機と，
前記ガスタービンに燃料を供給するガスタービン燃料制御弁と，
前記ダクトバーナに燃料を供給するダクトバーナ燃料制御弁と，
前記発電機の出力に応答して前記ガスタービン燃料制御弁の開度を制御するガスタービン制御装置と，
前記ダクトバーナ燃料制御弁の開度を制御するダクトバーナ制御装置
とを備え，
前記ガスタービンのタービン軸，前記蒸気タービンのタービン軸，及び前記発電機の回転子は，同軸に連結されて一体に回転し，
前記ガスタービン制御装置は，前記ダクトバーナが点火されている点火期間中の第１時刻における前記ガスタービン燃料制御弁の開度の許容最大増加率が，前記ダクトバーナが点火されていないダクトバーナ非点火期間中の第２時刻における前記ガスタービン燃料制御弁の開度の許容最大増加率よりも小さくなるように前記ガスタービン燃料制御弁の開度を制御する
一軸形コンバインドサイクルプラント。 - ガスタービンと，
ダクトバーナによって前記ガスタービンからの排ガスを加熱し，加熱された前記排ガスによって給水を加熱して蒸気を発生するボイラと，
前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと，
発電機と，
前記ガスタービンに燃料を供給するガスタービン燃料制御弁と，
前記ダクトバーナに燃料を供給するダクトバーナ燃料制御弁と，
前記発電機の出力に応答して前記ガスタービン燃料制御弁の開度を制御するガスタービン制御装置と，
前記ダクトバーナ燃料制御弁の開度を制御するダクトバーナ制御装置
とを備え，
前記ガスタービンのタービン軸，前記蒸気タービンのタービン軸，及び前記発電機の回転子は，同軸に連結されて一体に回転し，
前記ガスタービン制御装置は，前記ダクトバーナが点火されている点火期間及び前記点火期間に続く所定期間における前記ガスタービン燃料制御弁の開度の許容最大増加率が，前記点火期間及び前記所定期間以外の期間における，前記ガスタービン燃料制御弁の開度の許容最大増加率よりも小さくなるように前記ガスタービン燃料制御弁の開度を制御する
一軸形コンバインドサイクルプラント。 - ガスタービンと，
ダクトバーナによって前記ガスタービンからの排ガスを加熱し，加熱された前記排ガスによって給水を加熱して蒸気を発生するボイラと，
前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと，
発電機と，
前記ガスタービンに燃料を供給するガスタービン燃料制御弁と，
前記ダクトバーナに燃料を供給するダクトバーナ燃料制御弁と，
前記発電機の出力に応答して前記ガスタービン燃料制御弁の開度を制御するガスタービン制御装置と，
前記ダクトバーナ燃料制御弁の開度を制御するダクトバーナ制御装置
とを備え，
前記ガスタービンのタービン軸，前記蒸気タービンのタービン軸，及び前記発電機の回転子は，同軸に連結されて一体に回転し，
前記ガスタービン制御装置は，
ガスタービン回転数設定値を生成する回転数設定値生成器と，
前記ガスタービンの回転数が前記ガスタービン回転数設定値に制御されるように，ガバナ制御開度指令を決定するガバナ制御器と，
発電機出力設定値を生成する出力設定値生成器と，
前記発電機の出力が前記発電機出力設定値に制御されるように，ロードリミット制御開度指令値を決定するロードリミット制御器と，
前記ガバナ制御開度指令と前記ロードリミット制御開度指令とに応答して，前記ガスタービン燃料制御弁の開度の指令値を決定するガスタービン燃料制御弁開度決定器
とを含み，
前記回転数設定値生成器は，異常により前記ダクトバーナへの燃料の供給が停止されたとき，前記ガスタービン回転数設定値を第１所定値に設定し，
前記出力設定値生成器は，前記異常により前記ダクトバーナへの燃料の供給が停止されたとき，前記発電機出力設定値を第２所定値に設定する
一軸形コンバインドサイクルプラント。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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