JP2007309279A - ガスタービン出力学習回路及びこれを備えたガスタービンの燃焼制御装置 - Google Patents

ガスタービン出力学習回路及びこれを備えたガスタービンの燃焼制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ガスタービン入口燃焼ガス温度を最高燃焼ガス温度まで上昇させずに部分負荷運転する場合にも、学習を開始してガスタービン出力の補正を行うことができるガスタービン出力学習回路及びこれを備えたガスタービンの燃焼制御装置を提供する。
【解決手段】ガスタービン出力学習回路の構成を、ガスタービン入口燃焼ガス温度が１４００℃のときと１５００℃のときの圧力比と排ガス温度との関係を表す２つの特性カーブＡ，Ｂを用いて、直線補間により現在のガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴを算出し、更に、このガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴに対応する理想ＭＷを、１４００℃ＭＷと１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）に基づいて、直線補間により算出した後、この理想ＭＷが、計測したガスタービン出力（発電機出力）に一致するように前記の１４００℃ＭＷ及び１５００℃ＭＷを補正する構成とする。
【選択図】図１９

Description

本発明はガスタービン出力学習回路及びこれを備えたガスタービンの燃焼制御装置に関する。
ガスタービン本体と、燃焼器と、入口案内翼（Inlet Guide Vane：ＩＧＶ）を備えた圧縮機と、前記燃焼器の燃料ノズルへの燃料供給量を調整する燃料流量調節弁とを有してなるガスタービンには、前記燃料流量調節弁の開度を制御することによって前記燃料ノズルへの燃料供給量を制御するガスタービンの燃焼制御装置や、ＩＧＶの開度制御を行うＩＧＶ制御装置などが装備されている。
そして、本発明者は前記スタービンの燃焼制御装置に関し、詳細は後述するが、下記の特許文献１において、ガスタービン入口燃焼ガス温度に比例する燃焼負荷指令値（ＣＬＣＳＯ）を算出することにより、本来の思想どおりガスタービン入口燃焼ガス温度に応じたパイロット比などの燃料の比率や燃焼器バイパス弁開度の制御を行うことができるガスタービンの燃焼制御装置を提案し、更には圧縮機の圧縮性能の劣化などによるガスタービンの性能劣化によりガスタービン出力（発電機出力）が低下する場合を考慮して、ガスタービン出力の学習回路を前記ガスタービンの燃焼制御装置に装備することも提案した。
詳細は後述するが、この特許文献１におけるガスタービン出力学習回路は、ガスタービン本体の排ガス温度と圧縮機の圧力比とに基づいてガスタービン入口燃焼ガス温度が最高燃焼ガス温度（例えば１５００℃）に達したと判断した後、ガスタービン出力算出手段で算出された前記最高燃焼ガス温度に対応するガスタービン出力（発電機出力）と、計測したガスタービン出力（発電機出力）とを比較して、算出した前記ガスタービン出力を、計測した前記ガスタービン出力に一致させるように補正するものである。なお、先行技術文献としては特許文献１の他、下記の特許文献２，３もある。
特願２００５−２６６３５７号 特開２００４−１９０６３２号公報 特開平８−２４６９０３号公報
しかしながら、特許文献１に記載のガスタービン出力学習回路はガスタービン入口燃焼ガス温度が最高燃焼ガス温度に達したと判断した後、即ちガスタービン出力が定格出力（定格負荷）に達したと判断した後に学習を開始するものであるため、中央給電センターからの指令などにより、部分負荷運転を行うことの多いガスタービンに適用した場合には不具合を招く場合がある。
つまり、ガスタービン入口燃焼ガス温度を最高燃焼ガス温度まで上昇させずに最高燃焼ガス温度よりも低い温度に調節した状態（部分負荷）で運転することの多いガスタービンにおける燃焼制御装置に上記のようなガスタービン出力学習回路を適用した場合、いつまでも学習が開始されずに温調ＭＷの補正が行われないおそれがある。そして、この温調ＭＷはＣＬＣＳＯの算出に用いられるため、ガスタービンの性能劣化によってガスタービン出力（発電機出力）が低下したにもかかわらず、温調ＭＷが補正されないと、ＣＬＣＳＯが実際のガスタービン入口燃焼ガス温度からずれたものとなり、このＣＬＣＳＯに基づいた燃焼制御を行った場合には燃焼振動の発生などを招くおそれがあった。
従って本発明は上記の事情に鑑み、ガスタービン入口燃焼ガス温度を最高燃焼ガス温度まで上昇させずに部分負荷運転する場合にも、学習を開始してガスタービン出力の補正を行うことができるガスタービン出力学習回路及びこれを備えたガスタービンの燃焼制御装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決する第１発明のガスタービン出力学習回路は、ガスタービン本体と燃焼器と圧縮機とを備えたガスタービンにおけるガスタービン出力学習回路であって、
ガスタービン入口燃焼ガス温度を第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧縮機の圧力比と前記ガスタービン本体の排ガス温度との関係を表す第１の特性カーブに基づき、計測した前記圧力比に対応する第１の排ガス温度を算出する手段と、
ガスタービン入口燃焼ガス温度を前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度よりも高温の第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧力比と前記排ガス温度との関係を表す第２の特性カーブに基づき、前記計測した前記圧力比に対応する第２の排ガス温度を算出する手段と、
前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第１の排ガス温度と、前記第２の排ガス温度と、計測した前記排ガス温度とに基づき、直線補間により、前記計測した前記圧力比及び前記計測した前記排ガス温度に対応する第３のガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する手段と、
ガスタービン出力算出手段で算出した前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第２のガスタービン出力と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度とに基づき、直線補間により、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第３のガスタービン出力を算出する手段と、
前記第３のガスタービン出力と、計測したガスタービン出力とを比較して、前記第３のガスタービン出力を前記計測したガスタービン出力に一致させるように前記第３のガスタービン出力の算出に用いる前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する手段と、
を有する構成であることを特徴とする。
なお、このガスタービン出力学習回路による学習は、計測したガスタービン出力が前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する前記第１のガスタービン出力の補正値（初期値）以上であると判断する学習開始判断手段、或いは、計測した前記圧縮機の圧力比及び前記ガスタービン本体の排ガス温度と、前記第１の特性カーブとに基づいて、ガスタービン入口燃焼ガス温度が前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に達したと判断する学習開始判断手段を、ガスタービン出力学習回路に備え、これらの学習開始判断手段によって、前記計測したガスタービン出力が前記第１のガスタービン出力の補正値（初期値）以上であると判断した後、或いは、ガスタービン入口燃焼ガス温度が前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に達したと判断した後に開始すればよい。
更には、これらの学習開始判断手段を上記の判断に加えて、ガスタービン出力（発電機出力）の計測値の変化（負荷変化）が、無い状態又は所定の範囲内である状態が一定時間継続したか否かも判断する構成とし、これらの学習開始判断手段で上記の判断をし、且つ、ガスタービン出力の変化（負荷変化）が無い状態又は所定の範囲内である状態が一定時間継続したと判断した後に学習を開始することが望ましい。
また、第２発明のガスタービン出力学習回路は、第１発明のガスタービン出力学習回路において、
前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力の補正する手段は、前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差を、比例・積分演算又は積分演算して補正係数を求め、この補正係数を前記第１のガスタービン出力と前記第２のガスタービン出力とにそれぞれ乗算することによって、前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する構成であることを特徴とする。
また、第３発明のガスタービン出力学習回路は、第４発明のガスタービン出力学習回路において、
前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差に対し、燃焼負荷指令値算出手段で算出されるガスタービン入口燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段、或いは前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段を備えたことを特徴とする。
また、第４発明のガスタービンの燃焼制御装置は、ガスタービン本体と、複数種類の燃料ノズルを有する燃焼器と、入口案内翼を備えた圧縮機と、前記複数種類の燃料ノズルへの燃料供給量をそれぞれ調整する複数の燃料流量調節弁とを備えたガスタービンに装備され、前記燃料流量調節弁の開度を制御することによって前記複数種類の燃料ノズルへの燃料供給量を制御するガスタービンの燃焼制御装置において、
前記圧縮機の吸気温度と、前記入口案内翼の開度とに基づいて、第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第１のガスタービン出力と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度よりも高温の第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第２のガスタービン出力と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度よりも低温の第４のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第４のガスタービン出力とを算出するガスタービン出力算出手段と、
前記第２のガスタービン出力と、前記第４のガスタービン出力と、計測したガスタービン出力とに基づいて、直線補間により、ガスタービン入口燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値を算出する燃焼負荷指令算出手段とを備え、
この燃焼負荷指令算出手段で算出した前記燃焼負荷指令値に基づいて、前記複数種類の燃料ノズルのそれぞれへ供給する燃料の比率を決定し、これらの燃料の比率に基づいて前記燃料流量調節弁の開度を制御することにより前記複数種類の燃料ノズルへの燃料供給量を制御するガスタービンの燃焼制御装置であって、
ガスタービン入口燃焼ガス温度を第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧縮機の圧力比と前記ガスタービン本体の排ガス温度との関係を表す第１の特性カーブに基づき、計測した前記圧力比に対応する第１の排ガス温度を算出する手段と、
ガスタービン入口燃焼ガス温度を前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧力比と前記排ガス温度との関係を表す第２の特性カーブに基づき、前記計測した前記圧力比に対応する第２の排ガス温度を算出する手段と、
前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第１の排ガス温度と、前記第２の排ガス温度と、計測した前記排ガス温度とに基づき、直線補間により、前記計測した前記圧力比及び前記計測した前記排ガス温度に対応する第３のガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する手段と、
ガスタービン出力算出手段で算出した前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第２のガスタービン出力と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度とに基づき、直線補間により、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第３のガスタービン出力を算出する手段と、
前記第３のガスタービン出力と、計測したガスタービン出力とを比較して、前記第３のガスタービン出力を前記計測したガスタービン出力に一致させるように前記第３のガスタービン出力の算出に用いる前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する手段と、
を有する構成のガスタービン出力学習回路を備え、
このガスタービン出力学習回路で補正した前記第２のガスタービン出力を、前記燃焼負荷指令算出手段における前記燃焼負荷指令値の算出に用いる構成としたことを特徴とする。
また、第５発明のガスタービンの燃焼制御装置は、第４発明のガスタービンの燃焼制御装置において、
前記ガスタービン出力学習回路における前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力の補正する手段は、前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差を、比例・積分演算又は積分演算して補正係数を求め、この補正係数を前記第１のガスタービン出力と前記第２のガスタービン出力とにそれぞれ乗算することによって、前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する構成であることを特徴とする。
また、第６発明のガスタービンの燃焼制御装置は、第５発明のガスタービンの燃焼制御装置において、
前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差に対し、燃焼負荷指令値算出手段で算出されるガスタービン入口燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段、或いは前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段を備えたことを特徴とする。
また、第７発明のガスタービンの燃焼制御装置は、第４〜第６発明の何れかのガスタービンの燃焼制御装置において、
前記ガスタービンは前記燃焼器及び前記ガスタービン本体に対して圧縮空気をバイパスするガスタービンバイパス手段を有しており、
前記ガスタービン出力算出手段では、前記圧縮機の吸気温度と、前記入口案内翼の開度と、前記圧縮機の全圧縮空気量と前記ガスタービンバイパス手段によるタービンバイパス流量との比であるタービンバイパス比とに基づいて、前記第１のガスタービン出力と、前記第２のガスタービン出力と、前記第４のガスタービン出力とを算出することを特徴とする。
また、第８発明のガスタービンの燃焼制御装置は、第４〜第７発明の何れかのガスタービンの燃焼制御装置において、
前記ガスタービン出力算出手段では、前記圧縮機の吸気温度と、前記入口案内翼の開度と、前記圧縮機の吸気圧力と標準大気圧との比である大気圧比とに基づいて、又は、前記圧縮機の吸気温度と、前記入口案内翼の開度と、前記タービンバイパス比と、前記大気圧比とに基づいて、前記第１のガスタービン出力と、前記第２のガスタービン出力と、前記第４のガスタービン出力とを算出することを特徴とする。
第１発明のガスタービン出力学習回路によれば、ガスタービン入口燃焼ガス温度を第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの圧縮機の圧力比とガスタービン本体の排ガス温度との関係を表す第１の特性カーブに基づき、計測した前記圧力比に対応する第１の排ガス温度を算出する手段と、ガスタービン入口燃焼ガス温度を前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度よりも高温の第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧力比と前記排ガス温度との関係を表す第２の特性カーブに基づき、前記計測した前記圧力比に対応する第２の排ガス温度を算出する手段と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第１の排ガス温度と、前記第２の排ガス温度と、計測した前記排ガス温度とに基づき、直線補間により、前記計測した前記圧力比及び前記計測した前記排ガス温度に対応する第３のガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する手段と、ガスタービン出力算出手段で算出した前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第２のガスタービン出力と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度とに基づき、直線補間により、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第３のガスタービン出力を算出する手段と、前記第３のガスタービン出力と、計測したガスタービン出力とを比較して、前記第３のガスタービン出力を前記計測したガスタービン出力に一致させるように前記第３のガスタービン出力の算出に用いる前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する手段と、を有する構成であるため、例えば第２のガスタービン入口燃焼ガス温度が最高燃焼ガス温度である場合でも、ガスタービン入口燃焼ガス温度を最高燃焼ガス温度まで上昇させずに部分負荷運転を継続するときにも、学習を開始してガスタービン出力の補正を行うことができる。
また、第２発明のガスタービン出力学習回路によれば、前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力の補正する手段は、前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差を、比例・積分演算又は積分演算して補正係数を求め、この補正係数を前記第１のガスタービン出力と前記第２のガスタービン出力とにそれぞれ乗算することによって、前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する構成であるため、容易且つ確実に前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正することができる。
また、第３発明のガスタービン出力学習回路によれば、前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差に対し、燃焼負荷指令値算出手段で算出されるガスタービン入口燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段、或いは前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段を備えたため、ガスタービン入口燃焼ガス温度（即ちガスタービン出力）に応じた適切なガスタービン出力の補正を行うことができ、第２のガスタービン入口燃焼ガス温度（例えば最高燃焼ガス温度）の近傍では学習時間を短くして、速やかにガスタービン出力を補正することができる。
第４発明のガスタービンの燃焼制御装置によれば、ガスタービン入口燃焼ガス温度を第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの圧縮機の圧力比とガスタービン本体の排ガス温度との関係を表す第１の特性カーブに基づき、計測した前記圧力比に対応する第１の排ガス温度を算出する手段と、ガスタービン入口燃焼ガス温度を前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度よりも高温の第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧力比と前記排ガス温度との関係を表す第２の特性カーブに基づき、前記計測した前記圧力比に対応する第２の排ガス温度を算出する手段と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第１の排ガス温度と、前記第２の排ガス温度と、計測した前記排ガス温度とに基づき、直線補間により、前記計測した前記圧力比及び前記計測した前記排ガス温度に対応する第３のガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する手段と、ガスタービン出力算出手段で算出した前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第２のガスタービン出力と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度とに基づき、直線補間により、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第３のガスタービン出力を算出する手段と、前記第３のガスタービン出力と、計測したガスタービン出力とを比較して、前記第３のガスタービン出力を前記計測したガスタービン出力に一致させるように前記第３のガスタービン出力の算出に用いる前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する手段と、を有する構成のガスタービン出力学習回路を備えたため、例えば第２のガスタービン入口燃焼ガス温度が最高燃焼ガス温度である場合でも、ガスタービン入口燃焼ガス温度を最高燃焼ガス温度まで上昇させずに部分負荷運転を継続するときにも、学習を開始してガスタービン出力の補正を行うことができる。
そして、このガスタービン出力学習回路で補正した前記第２のガスタービン出力を、前記燃焼負荷指令算出手段における前記燃焼負荷指令値の算出に用いるため、ガスタービン入口燃焼ガス温度を最高燃焼ガス温度まで上昇させずに部分負荷運転を継続するときにも、実際のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応した正確な燃焼負荷指令値（ＣＬＣＳＯ）を算出することができる。
また、第５発明のガスタービンの燃焼制御装置によれば、前記ガスタービン出力学習回路における前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力の補正する手段は、前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差を、比例・積分演算又は積分演算して補正係数を求め、この補正係数を前記第１のガスタービン出力と前記第２のガスタービン出力とにそれぞれ乗算することによって、前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する構成であるため、容易且つ確実に前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正することができる。
また、第６発明のガスタービンの燃焼制御装置によれば、前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差に対し、燃焼負荷指令値算出手段で算出されるガスタービン入口燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段、或いは前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段を、前記ガスタービン出力学習回路に備えたため、ガスタービン入口燃焼ガス温度（即ちガスタービン出力）に応じた適切なガスタービン出力の補正を行うことができ、第２のガスタービン入口燃焼ガス温度（例えば最高燃焼ガス温度）の近傍では学習時間を短くして、速やかにガスタービン出力を補正することができる。
また、第７発明のガスタービンの燃焼制御装置によれば、タービンバイパス比も考慮して燃焼負荷指令値を算出するため、ガスタービンバイパス手段を有するガスタービンにおいても、ガスタービン入口燃焼ガス温度に基づく制御が可能となり、適切な燃焼制御を行うことができる。
また、第８発明のガスタービンの燃焼制御装置によれば、大気圧比も考慮して燃焼負荷指令値を算出することができるため、より適切に燃焼負荷指令値（ガスタービン入口燃焼ガス温度）と各燃料ガスの比率との関係を保つことができて、より適切な燃焼制御を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。
＜構成＞
まず、図１〜図３に基づき、ガスタービンの構成について説明する。図１に示すように、ガスタービン１はガスタービン本体２と、複数の燃焼器３と、回転軸がガスタービン本体２の回転軸に結合された圧縮機４とを有してなるものであり、このガスタービン１に発電機５を備えてガスタービン発電設備が構成されている。発電機５の回転軸もガスタービン本体１の回転軸に結合されている。
従って、圧縮機４で吸気されて圧縮された高圧の圧縮空気とともに燃焼器３で燃料が燃焼され、この燃焼ガスによってガスタービン本体２が回転すると、このガスタービン本体２によって発電機５が回転駆動されて発電する。発電機５の発電電力は図示しない送電系統を介して送電される。ガスタービン本体２で仕事をした後にガスタービン本体２から排出された燃焼ガス（排ガス）は、排気ライン３２を介して図示しないスタックから大気中へ放出される。このガスタービン運転の際に圧縮機４の吸気量は、圧縮機４の入口に設けられた入口案内翼（ＩＧＶ）６の開閉によって調整される。ＩＧＶ６の開閉駆動はＩＧＶ６に備えたサーボモータなどのアクチュエータ７によって行われる。ＩＧＶ６の開度制御（アクチュエータ７の駆動制御）は、図示しないＩＧＶ制御装置によって行われる。
また、各燃焼器３には各燃焼器３に対して圧縮機４で圧縮した空気をバイパスするための燃焼器パイパスライン３１が設けられ、この燃焼器パイパスライン３１には圧縮空気のバイパス流量を調整するための燃焼器バイパス弁８が設けられている。低負荷時には燃料ガスの密度を濃くして燃焼を安定させるために燃焼器バイパス弁８の開度を大きくして圧縮空気のバイパス流量を多くする一方、高負荷時にはＮＯｘ低減などを図るために燃焼器バイパス弁８の開度を小さくして圧縮空気のバイパス流量を少なくすることにより燃料ガスと混合する圧縮空気の量を増やす。また、燃焼器３及びガスタービン本体２に対して圧縮機４で圧縮した空気をバイパスするためのタービンバイパスライン９が、圧縮機４の出口側からガスタービン本体２の出口側（排気ライン３２）に亘って設けられており、このタービンバイパスライン９には圧縮空気のタービンバイパス流量を調整するためのタービンバイパス弁１０が設けられている（ガスタービンバイパス手段）。これは圧縮機４の出口圧力（車室圧力）の調整などのために設けられている。
各燃焼器３は図２に示すような構成となっている。図２に示すように燃焼器３は複数種類の燃料ノズル、即ち、第１燃料ノズルとしてのメインノズル２６と、第２燃料ノズルとしてのパイロットノズル２５と、第３燃料ノズルとしてのトップハットノズル２７とを有している。パイロットノズル２５とメインノズル２６は内筒２８内に設けられ、トップハットノズル２７は内筒２８と外筒２９との間に設けられている。
パイロットノズル２５は燃焼の安定性などを図ることを目的とした拡散燃焼用の燃料ノズルであり、内筒２８の中央部に１体設けられている。メインノズル２６はＮＯｘ低減などを目的としてメイン燃料ガスと圧縮空気とを燃焼部よりも上流側で混合した後に燃焼させる予混合燃焼用の燃料ノズルであり、パイロットノズル２５の周囲に複数体設けられている。トップハットノズル２７は更にＮＯｘ低減を図ることなどを目的としてトップハット燃料ガスと圧縮空気とを、メインノズル２６の場合よりも更に上流側で混合した後に燃焼させる予混合燃焼用の燃料ノズルであり、メインノズル２６よりも更に外周側に複数本設けられている。
そして、図１及び図２に示すように、各燃焼器３のメインノズル２６とパイロットノズル２５とトップハットノズル２７には、図示しない燃料タンクやガス田などに接続された燃料ガス供給ライン１１から分岐されたメイン燃料供給ライン１２と、パイロット燃料供給ライン１３と、トップハット燃料供給ライン１４とがそれぞれ接続されている。メイン燃料供給ライン１２には上流側から順にメイン燃料圧力調節弁１６とメイン燃料流量調節弁１７とが設けられ、パイロット燃料供給ライン１３には上流側から順にパイロット燃料圧力調節弁１８とパイロット燃料流量調節弁１９とが設けられ、トップハット燃料供給ライン１４には上流側から順にトップハット燃料圧力調節弁２０とトップハット燃料流量調節弁２１とが設けられている。
メイン燃料供給ライン１２のメインマニホールド２２にはメインマニホールド２２内のメイン燃料ガスの圧力を計測するためのメインマニホールド圧力計ＰＸ１が設けられ、パイロット燃料供給ライン１３のパイロットマニホールド２３にはパイロットマニホールド２３内のパイロット燃料ガスの圧力を計測するためのパイロットマニホールド圧力計ＰＸ２が設けられ、トップハット燃料供給ライン１４のトップハットマニホールド２４にはトップハットマニホールド２４内のトップハット燃料ガスの圧力を計測するためのトップハットマニホールド圧力計ＰＸ３が設けられている。
また、メイン燃料供給ライン１２にはメイン燃料流量調節弁１７の前後のメイン燃料ガス差圧を計測するためのメイン燃料差圧計ＰＤＸ１が設けられ、パイロット燃料供給ライン１３にはパイロット燃料流量調節弁１９の前後のパイロット燃料ガス差圧を計測するためのパイロット燃料差圧計ＰＤＸ２が設けられ、トップハット燃料供給ライン１４にはトップハット燃料流量調節弁２１の前後のトップハット燃料差圧を計測するためのトップハット燃料差圧計ＰＤＸ３が設けられている。
図３に概要を示すように、パイロットマニホールド２３はパイロット燃料供給ライン１３を介して供給されるパイロット燃料ガスを、各燃焼器３のパイロットノズル２５に分配するためのものである。図示は省略するが、メインマニホールド２２も、同様にメイン燃料供給ライン１２を介して供給されるメイン燃料ガスを、各燃焼器３のメインノズル２６に分配するためのものであり、トップハットノズル２４も、同様にトップハット燃料供給ライン１４を介して供給されるトップハット燃料ガスを、各燃焼器３のトップハットノズル２７に分配するためのものである。
また、メイン燃料圧力調節弁１６はメイン燃料差圧計ＰＤＸ１で計測されるメイン燃料流量調節弁１７前後のメイン燃料ガス差圧が一定値となるように調節するためのものであり、パイロット燃料圧力調節弁１８はパイロット燃料差圧計ＰＤＸ２で計測されるパイロット燃料流量調節弁１９前後のパイロット燃料ガス差圧が一定値となるように調節するためのものであり、トップハット燃料圧力調節弁２０はトップハット燃料差圧計ＰＤＸ３で計測されるトップハット燃料流量調節弁２１前後のトップハット燃料差圧が一定値となるように調節するためのものである。
そして、メイン燃料流量調節弁１７はメイン燃料供給ライン１２を介して全燃焼器３のメインノズル２６に供給するメイン燃料ガスの流量を調節するためのものであり、パイロット燃料流量調節弁１９はパイロット燃料供給ライン１３を介して全燃焼器３のパイロットノズル２５に供給するパイロット燃料ガスの流量を調節するためのものであり、トップハット燃料流量調節弁２１はトップハット燃料供給ライン１４を介して全燃焼器３のトップハットノズル２７に供給するトップハット燃料ガスの流量を調節するためのものである。
また、図１に示すように、燃料供給ライン１１には燃料止め弁１５と、燃料ガス温度計Ｔｆとが設けられている。燃料ガス温度計Ｔｆは燃料供給ライン１１を流れる燃料ガスの温度を計測し、この燃料ガス温度の計測信号を、本ガスタービン１に備えたガスタービン燃焼制御装置４１（図４参照）などへ出力する。上記のメインマニホールド圧力計ＰＸ１、パイロットマニホールド圧力計ＰＸ２、トップハットマニホールド圧力計ＰＸ３、メイン燃料差圧計ＰＤＸ１、パイロット燃料差圧計ＰＤＸ２及びトップハット燃料差圧計ＰＤＸ３の計測信号も、ガスタービン燃焼制御装置４１などに出力される。
また、発電機５の送電系統には電力計ＰＷが設けられ、圧縮機４の入口側には吸気温度計Ｔａと、吸気圧力計ＰＸ４と、吸気流量計ＦＸ１とが設けられ、圧縮機４の出口側には車室圧力計ＰＸ５が設けられている。タービンバイパスライン９にはタービンバイパス流量計ＦＸ２が設けられている。排気ライン３２には排ガス温度計Ｔｈが設けられている。
電力計ＰＷは発電機５の発電電力（発電機出力：ガスタービン出力）を計測し、この発電機出力（ガスタービン出力）の計測信号をガスタービン燃焼制御装置４１などに出力する。吸気温度計Ｔａは、圧縮機４の吸気温度（圧縮機４へ流入する大気の温度）を計測し、この吸気温度の計測信号をガスタービン燃焼制御装置４１などへ出力する。吸気圧力計ＰＸ４は、圧縮機４の吸気圧力（圧縮機４へ流入する大気の圧力）を計測し、この吸気圧力の計測信号をガスタービン燃焼制御装置４１などへ出力する。吸気流量計ＦＸ１は、圧縮機４に流入する吸気の流量を計測し、この吸気流量の計測信号を燃焼制御装置４１などへ出力する。車室圧力計ＰＸ５は、圧縮機４から吐出された圧縮空気の圧力である車室圧力を計測し、この車室圧力の計測信号をガスタービン燃焼制御装置４１などへ出力する。タービンバイパス流量計ＦＸ２は、タービンバイパスライン９を介して流れる圧縮空気のタービンバイパス流量を計測し、このタービンバイパス流量の計測信号をガスタービン燃焼制御装置４１などに出力する。排ガス温度計Ｔｈは、ガスタービン本体２から排出される排ガスの温度を計測し、この排ガス温度の計測信号をガスタービン燃焼制御装置４１などに出力する。
次に、図４〜図４３に基づき、ガスタービン燃焼制御装置４１について説明する。なお、ガスタービン燃焼制御装置４１の各処理機能はソフトウェア（コンピュータプログラム）で構成され、コンピュータで実行されるが、これに限定するものではなく、ハードウェアで構成してもよい。
図４に示すように、ガスタービン燃焼制御装置４１では図示しない中央給電センターから送られてくる発電機出力指令値と、図示しないＩＧＶ制御装置から送られてくるＩＧＶ開度指令値とを入力する。なお、発電機出力指令値は中央給電センターから送られてくる場合に限定するものではなく、例えばガスタービン発電設備に設けられた発電機出力設定器によって設定されるものでもあってもよい。また、ここでは燃焼制御の共通パラメータであるＣＬＣＳＯ（燃焼負荷指令）の算出に用いるＩＧＶ開度としてＩＧＶ開度指令値を採用しているが、必ずしもこれに限定するものではなく、例えばＩＧＶ開度を計測している場合にはこの計測値を用いてもよい。
更にガスタービン燃焼制御装置４１では、上記のように実測値として電力計ＰＷで計測される発電機出力と、吸気温度計Ｔａで計測される吸気温度と、燃料ガス温度計Ｔｆで計測される燃料ガス温度と、排ガス温度計Ｔｈで計測される排ガス温度と、吸気流量計ＦＸ１で計測される吸気流量と、タービンバイパス流量計ＦＸ２で計測されるタービンバイパス流量と、メインマニホールド圧力計ＰＸ１で計測されるメインマニホールド圧力と、パイロットマニホールド圧力計ＰＸ２で計測されるパイロットマニホールド圧力と、トップハットマニホールド圧力計ＰＸ３で計測されるトップハットマニホールド圧力と、吸気圧力計ＰＸ４で計測される吸気圧力と、車室圧力計ＰＸ５で計測される車室圧力と、メイン燃料差圧計ＰＤＸ１で計測されるメイン燃料ガス差圧と、パイロット燃料差圧計ＰＤＸ２で計測されるパイロット燃料ガス差圧と、トップハット燃料差圧計ＰＤＸ３で計測されるトップハット燃料ガス差圧とを入力する。
そして、ガスタービン燃焼制御装置４１では、これらの入力信号などに基づいてメイン燃料ガス流量制御を行うためのメイン燃料流量調節弁開度指令値と、パイロット燃料ガスパイロット燃料ガス流量制御を行うためのパイロット燃料流量調節弁開度指令値と、トップハット燃料ガス流量制御を行うためのトップハット燃料流量調節弁開度指令値と、燃焼器バイパス流量制御を行うための燃焼器バイパス弁開度指令値とを求める。
図５に基づいてガスタービン燃焼制御装置４１の処理の流れの概要を説明すると、まず、発電機出力と、ＩＧＶ開度指令値と、吸気温度と、吸気流量とタービンバイパス流量との比であるタービンバイパス比（タービンバイパス流量／吸気流量）と、大気圧と標準大気圧との比（大気圧／標準大気圧）である大気圧比とに基づいて、ＣＬＣＳＯを算出する。このＣＬＣＳＯはガスタービン入口燃焼ガス温度（燃焼器３からガスタービン本体２へ流入するガスタービン本体入口の燃料ガスの温度）を無次元化した値、即ちガスタービン入口燃焼ガス温度に比例した値である。そして、このＣＬＣＳＯに基づいて全燃料ガス流量（重量流量）に対するパイロット燃料ガス流量（重量流量）の比率であるパイロット比と、全燃料ガス流量（重量流量）に対するトップハット燃料ガス流量（重量流量）の比率であるトップハット比と、全燃料ガス流量（重量流量）に対するメイン燃料ガス流量（重量流量）の比率であるメイン比とを求める。
続いて、これらのパイロット比とトップハット比とメイン比とに基づいて各重量流量、即ちパイロット燃料ガス流量ＧfPLと、トップハット燃料ガス流量ＧfTHと、メイン燃料ガス流量ＧfMAとをそれぞれ求める。更に、これらのパイロット燃料ガス流量ＧfPLとトップハット燃料ガス流量ＧfTHとメイン燃料ガス流量ＧfMAとに基づいて、パイロット燃料流量調節弁１９のＣｖ値と、トップハット燃料流量調節弁２１のＣｖ値と、メイン燃料流量調節弁１７のＣｖ値とをそれぞれ求める。そして、これらのパイロット燃料流量調節弁１９のＣｖ値とトップハット燃料流量調節弁２１のＣｖ値とメイン燃料流量調節弁１７のＣｖ値とに基づいて、パイロット燃料流量調節弁開度指令値と、トップハット燃料流量調節弁開度指令値と、メイン燃料流量調節弁開度指令値とをそれぞれ求める。また、燃焼器バイパス弁８に関しても、ＣＬＣＳＯに基づいて燃焼器バイパス弁開度指令値を求める。
次に、ガスタービン燃焼制御装置４１の処理について詳述する。以下では、ガスタービン燃焼制御装置４１の処理に関し、まず、ＣＬＣＳＯを算出するまでの処理について説明し、続いて、このＣＬＣＳＯに基づいて各弁の弁開度指令値を求めるまでの処理について説明する。
（ＣＬＣＳＯの算出）
パイロット比、トップハット比、メイン比及び燃焼器バイパス弁開度を、本来の思想であるガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴの関数とするため、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴを無次元化したＣＬＣＳＯを制御パラメータとする。このためＣＬＣＳＯを算出する。図６に示すようにＣＬＣＳＯはガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴと比例関係にあるとする（ＣＬＣＳＯ∝ＴＩＴ）。なお、図示例ではガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが、第４のガスタービン入口燃焼ガス温度としての７００℃であるときに対応するＣＬＣＳＯを０％、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが、前記第４のガスタービン入口燃焼ガス温度よりも高温の第２のガスタービン入口燃焼ガス温度としての１５００℃であるときに対応するＣＬＣＳＯを１００％としている。なお、ＣＬＣＳＯを算出するための基準となる第４のガスタービン入口燃焼ガス温度と第２のガスタービン入口燃焼ガス温度は、７００℃と１５００℃に限定するものではなく、適宜、設定することができる。
また、図７に例示するようなＣＬＣＳＯとパイロット比との関係（関数）と、図８に例示するようなＣＬＣＳＯとトップハット比との関係（関数）と、図９に例示するようなＣＬＣＳＯと燃焼器バイパス弁開度指令（ＢＹＣＳＯ）との関係（関数）を予め設定しておく。事前の検討（ガスタービン設計）においてガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴと、パイロット比、トップハット比及び燃焼器バイパス弁開度との関係が得られるため、これに基づいて図７〜図９に例示するようなＣＬＣＳＯと、パイロット比、トップハット比及び燃焼器バイパス弁開度指令値（ＢＹＣＳＯ）との関係を設定することができる。そして、算出したＣＬＣＳＯと、図７〜図９に示す関係からパイロット比、トップハット比及び燃焼器バイパス弁開度を求めれば、これらのパイロット比、トップハット比及び燃焼器バイパス弁開度は、ＣＬＣＳＯとガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴとが比例関係（ＣＬＣＳＯ∝ＴＩＴ）にあるため、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴに対して一意に決まることになる。即ち、パイロット比、トップハット比及び燃焼器バイパス弁開度はＣＬＣＳＯ（ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴ）の関数となる。メイン比もパイロット比とトップハット比とに基づいて求めるため（詳細後述）、ＣＬＣＳＯ（ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴ）の関数となる。
ＣＬＣＳＯはガスタービン出力（発電機出力）に基づいて算出する。即ち、図１０に各ＩＧＶ開度におけるガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴとガスタービン出力（発電機出力）との関係を示し、図１１に各ＩＧＶ開度における吸気温度とガスタービン出力（発電機出力）との関係を示すように各吸気温度、各ＩＧＶ開度において、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴはガスタービン出力（発電機出力）に対してリニアとして扱うことができる。そこで、ガスタービン出力（発電機出力）からガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴ、即ちＣＬＣＳＯを算出する。
このため、図１２に例示するようなＩＧＶ開度及び吸気温度を考慮し、更にはタービンバイパス比及び大気圧比（気圧／標準大気圧：標準大気圧としては例えばガスタービン設置場所における平均大気圧を用いる）を考慮した発電機出力（ガスタービン出力）とＣＬＣＳＯとの関係（関数）を設定する。
即ち、まず、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが第４のガスタービン入口燃焼ガス温度として定めた７００℃ときの発電機出力（ガスタービン出力）である７００℃ＭＷと、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが第２のガスタービン入口燃焼ガス温度として定めた１５００℃のときの発電機出力（ガスタービン出力）である１５００℃ＭＷとを設定する。なお、１５００℃はガスタービン設計において燃焼器３やガスタービン本体２の耐熱性などから定めた最高燃焼ガス温度（上限値）であり、この温度を超えないように温度調節されることから、１５００℃ＭＷは温調ＭＷとも称する。これらの７００℃ＭＷ及び１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）は事前の検討（ガスタービン設計）において求めることができる。
そして、図１２に示すように７００℃ＭＷに対するＣＬＣＳＯを０％とし、１５００℃ＭＷに対するＣＬＣＳＯを１００％とする。但し、これらの７００℃ＭＷ及び１５００℃ＭＷは何れも、ＩＧＶ開度、吸気温度、タービンバイパス比及び大気圧比を考慮した値、即ち、あるＩＧＶ開度、吸気温度、タービンバイパス比及び気圧比において、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが７００℃のときの発電機出力（ガスタービン出力）と、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが１５００℃のときの発電機出力（ガスタービン出力）である。
つまり、図１３に例示するようにＩＧＶ開度（例えば０％（吸気流路が完全に閉じられてはいない）、５０％、１００％）によって発電機出力（ガスタービン出力）とＣＬＣＳＯとの関係は異なり、図１４に例示するように吸気温度（例えば−１０℃、４０℃）によっても発電機出力（ガスタービン出力）とＣＬＣＳＯとの関係は異なり、図１５に例示するようにタービンバイパス比によっても発電機出力（ガスタービン出力）とＣＬＣＳＯとの関係は異なる。また、図示は省略するが、大気圧比（例えば１．０、１．１）によっても発電機出力（ガスタービン出力）とＣＬＣＳＯとの関係は異なる。
このため、ＩＧＶ開度、吸気温度、タービンバイパス比及び大気圧比に応じた１５００℃ＭＷの値を予め設定しておく。下記の表１にはＩＧＶ開度、吸気温度、タービンバイパス比及び大気圧比に応じた１５００℃ＭＷの設定値を例示する。表１の例ではＩＧＶ開度が０％、５０％、１００％の場合、吸気温度が−１０℃、４０℃の場合、及び、タービンバイパス比が１０％の場合の１５００℃ＭＷの値を設定している。これらは事前の検討（ガスタービン設計）において得られる。なお、タービンバイパス比が０％の場合の１５００℃ＭＷは、勿論、ＩＧＶ開度と吸気温度によって決まる値となる。例えばＩＧＶ開度（ＩＧＶ開度指令）が１００％、吸気温度が−１０℃、タービンバイパス比が０％とのときの１５００℃ＭＷは１４０ＭＷであり、ＩＧＶ開度が１００％、吸気温度が−１０℃、タービンバイパス比が１０％とのときの１５００℃ＭＷは１１０ＭＷである。
Figure 2007309279
なお、ＩＧＶ開度、吸気温度及びタービンバイパス比が表１に示されている値以外の値のとき（例えばＩＧＶ開度が６０％、吸気温度が１０℃、タービンバイパス比が５％とき）には、当該ＩＧＶ開度、吸気温度及びタービンバイパス比に対応する１５００℃ＭＷの値を、表１に示されている１５００℃ＭＷの値から、直線補間（内挿計算）によって算出することができる。
また、このＩＧＶ開度、吸気温度及びタービンバイパス比を考慮した１５００℃ＭＷの値に大気圧比を乗算すれば、大気圧比をも考慮した１５００℃ＭＷの値を算出することができる。
具体的な説明は省略するが、７００℃ＭＷについても、この１５００℃ＭＷの場合と同様にしてＩＧＶ開度、吸気温度、タービンバイパス比及び大気圧比を考慮した値を求めることができる。下記の表２にはＩＧＶ開度、吸気温度、タービンバイパス比及び大気圧比に応じた７００℃ＭＷの設定値を例示する。
Figure 2007309279
そして、ＩＧＶ開度、吸気温度、タービンバイパス比及び大気圧比を考慮した７００℃ＭＷ及び１５００℃ＭＷの値が決まれば、これらの７００℃ＭＷ及び１５００℃ＭＷの値と、実測値のガスタービン出力（発電機出力）とに基づき、直線補間（内挿計算）の式である下記の（１）式から、ＣＬＣＳＯを算出する。
Figure 2007309279
図１６に示すＣＬＣＳＯの算出ロジック（燃焼負荷指令算出手段）に基づいて説明すると、まず、ガスタービン出力算出手段としての関数発生器５１では、実測値の吸気温度と、ＩＧＶ開度指令値と、除算器５３で実測値の吸気流量（全体の圧縮空気量に相当）と実測値のタービンバイパス流量とを除算して求めたタービンバイパス比（タービンバイパス流量／吸気流量）とに基づいて、第２のガスタービン出力としての１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）の値を算出する。即ち、ＩＧＶ開度、吸気温度及びタービンバイパス比を考慮した１５００℃ＭＷの値を求める。この１５００℃ＭＷの値の算出方法は上記のとおりである。
また、ガスタービン出力算出手段としての関数発生器５２では、前記吸気温度と、前記ＩＧＶ開度指令値と、前記タービンバイパス比とに基づいて、第４のガスタービン出力としての７００℃ＭＷの値を算出する。即ち、ＩＧＶ開度、吸気温度及びタービンバイパス比を考慮した７００℃ＭＷの値を求める。この７００℃ＭＷの値の算出方法も上記のとおり１５００℃ＭＷの場合と同様である。
除算器５４では、実測値の吸気圧力（大気圧）と、シグナルジェネレータ６１で設定された標準大気圧とを除算して、大気圧比（吸気圧力／標準大気圧）を求める。乗算器５５では、関数発生器５１で求めた１５００℃ＭＷの値と、除算器５４で求めた大気圧比とを乗算することにより、大気圧比をも考慮した１５００℃ＭＷの値を求める。乗算器５５で求めた１５００℃ＭＷの値はガスタービン出力学習回路２０１を介して減算器５７へ出力される。学習回路２０１の詳細については後述する。乗算器５６では、関数発生器５２で求めた７００℃ＭＷの値と、除算器５４で求めた大気圧比とを乗算することにより、大気圧比をも考慮した７００℃ＭＷの値を求める。
減算器５７では、乗算器５５で求めた（又はガスタービン出力学習回路２０１で補正された）１５００℃ＭＷの値から乗算器５６で求めた７００℃ＭＷの値を減算する（１５００℃ＭＷ−７００℃ＭＷ：上記（１）式参照）。減算器５８では、実測値の発電機出力（ガスタービン出力）から乗算器５６で求めた７００℃ＭＷの値を減算する（実測値の発電機出力（ガスタービン出力）−７００℃ＭＷ：上記（１）式参照）。
そして、除算器５９では、減算器５８の減算結果と減算器５７の減算結果とを除算する（上記（１）式参照）。かくして、ＣＬＣＳＯを算出することができる。なお、ＣＬＣＳＯをパーセントで表すには、除算器５９の出力値に１００を掛ければよい。レート設定器６０では、ガスタービン出力（発電機出力）の微小変動などによってＣＬＣＳＯが微小変動することにより、メイン燃料流量調節弁１７などが頻繁に開閉動作を繰り返すことがないようにするため、除算器５９からの入力値を直ぐにＣＬＣＳＯとして出力するのではなく、所定の増減レートに制限して出力する。
ところで、ガスタービン１を長期間運転すると、圧縮機４の圧縮性能の劣化などによるガスタービン１の性能劣化を生じることがあり、これにともなって発電機出力（ガスタービン出力）が低下してくる。即ち、このときにはガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが１５００℃になっても、発電機出力（ガスタービン出力）は図１０に例示するような所定（例えば定格）の発電機出力（ガスタービン出力）にはならない。その結果、ＣＬＣＳＯも低下してＣＬＣＳＯとガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴとの関係がずれてしまい、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴとパイロット比、トップハット比、メイン比及び燃焼器バイパス弁開度との関係もずれてしまう。従って、このときにはＣＬＣＳＯを算出するための１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）の値も低下させる必要がある。
そこで、ガスタービン燃焼制御装置４１では、ＣＬＣＳＯの算出ロジックに更に１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）の学習回路２０１も備えている。
ここで、はじめに図１７に基づき、前述の特許文献１で提案したガスタービン出力（発電機出力）の学習回路６２について説明する。このガスタービン出力学習回路６２では、まず、１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）の学習を開始する前に発電機出力（ガスタービン出力）の低下がガスタービン１の特性劣化によるものか否かの判断するため、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが最高燃焼ガス温度（１５００℃）に達したか否かを判断する。即ち、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが最高燃焼ガス温度（１５００℃）のとき、圧縮機４の圧力比（圧縮機４の入口側圧力と出口側圧力との比）とガスタービン本体２の排ガス温度（ガスタービン本体２から排出される排ガスの温度）との間には図１８に示すような関係がある。従って、学習回路６２では、実測値の吸気圧力と実測値の車室圧力とから得られる圧縮機４の圧力比（車室圧力／吸気圧力）と、実測値の排ガス温度とを監視して、これらの圧力比と排ガス温度が図１８に示す関係になったときにガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが最高燃焼ガス温度（１５００℃）に達したと判断して、学習を開始する。
このとき学習回路６２では、減算器（偏差演算器）６３において、図１６のＣＬＣＳＯ算出ロジックにおける乗算器５５から入力する大気圧比補正後の１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）と、実測値のガスタービン出力（発電機出力）との偏差（発電機出力−１５００℃ＭＷ）を求める。ＰＩ（比例・積分）制御器６４では、減算器（偏差演算器）６３で求めた偏差を比例・積分演算することにより、補正係数を求める。ＬＯＷリミッタ６５では、ＰＩ制御器６４で演算される補正係数（０〜１）を０．９５〜１の範囲に制限する。このような補正係数の制限範囲を設けているのは、通常のガスタービン１の性能劣化によって考えられる発電機出力（ガスタービン出力）の低下量を考慮したものであり、ガスタービン１の異常な出力低下によって過剰な補正をするのを防ぐためである。乗算器６６では、前記補正係数と乗算器５５から入力した１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）とを乗算し、この乗算結果を減算器（偏差演算器）６３へ出力する。
このような処理が行われることにより、１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）の値が実測値のガスタービン出力（発電機出力）の値に一致するように補正される。そして、この補正後の１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）の値を、ＣＬＣＳＯの計算に使用するために図１６のＣＬＣＳＯ算出ロジックにおける減算器５７へ出力する。なお、低値選択器６７では、補正後の１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）と、シグナルジェネレータ６８に設定されている定格の発電機出力（ガスタービン出力）の何れか低値を選択して、各種の制御やモニタ表示などのために出力する。
ところが、先にも述べたとおり、このガスタービン出力学習回路６２では、ガスタービン１が部分負荷で運転することの多い場合、即ちガスタービン入口燃焼ガス温度を最高燃焼ガス温度まで上昇させずに最高燃焼ガス温度よりも低い温度に調節した状態でガスタービン１の運転を継続することが多い場合には、ガスタービン１の性能劣化によってガスタービン出力（発電機出力）が低下したにもかかわらず、いつまでも学習が開始されずに温調時のガスタービン出力（温調ＭＷ）が補正されないという不具合を招くおそれがある。
そこで、本実施の形態例では図１９に示すようなガスタービン出力学習回路２０１を、ガスタービン燃焼制御装置４１に備えている。以下、図１９〜図２３に基づき、このガスタービン出力学習回路２０１の構成について説明する。
このガスタービン出力学習回路２０１には図２０に例示するような２つの特性カーブＡ，Ｂが予め設定されている。図２０において横軸は圧縮機４の圧力比、縦軸はガスタービン本体２の排ガス温度である。特性カーブＡ，Ｂは例えば数式の形で設定されていてもよく、テーブルデータのような形式で設定（記憶）されていてもよい。
第１の特性カーブとしての特性カーブＡは、ガスタービン入口燃焼ガス温度を第１のガスタービン入口燃焼ガス温度としての１４００℃（部分負荷）に調節するときの前記圧力比と前記排ガス温度との関係を表す特性カーブである。第２の特性カーブとしての特性カーブＢは、ガスタービン入口燃焼ガス温度を第２のガスタービン入口燃焼ガス温度としての１５００℃（最高燃焼ガス温度）に調節するときの前記圧力比と前記排ガス温度との関係を表す特性カーブである。これらの特性カーブＡ，Ｂは事前の検討（ガスタービン設計）で得られる。
ガスタービン出力学習回路２０１では、まず、図示しない学習開始判断手段により、学習を開始する条件を判断する。即ち、電力計ＰＷによる実測値のガスタービン出力（発電機出力）が、乗算器２０７から出力される１４００℃ＭＷの補正値（初期値）以上であると判断したときに学習を開始する。例えばガスタービン１を起動して出力を上昇させるときには、実測値のガスタービン出力（発電機出力）が、この補正１４００℃ＭＷの初期値以上になったと判断したときに学習を開始する。なお、今回の補正１４００℃ＭＷの初期値は、その前の回のガスタービン運転時に得られた補正係数に応じて決まるものである。また、ガスタービン出力を補正１４００℃ＭＷよりも低い出力に一旦下げてから、再びガスタービン出力を上昇させるような場合にも、実測値のガスタービン出力（発電機出力）が、補正１４００℃ＭＷの初期値以上になったと判断したときに学習を開始する。この場合も、今回のガスタービン出力上昇時の補正１４００℃ＭＷの初期値は、ガスタービン出力を一旦下げる前に得られた補正係数に応じて決まるものである。
なお、学習開始条件の判定は、特性カーブＡに基づいて行ってもよい。即ち、吸気圧力計ＰＸ４による実測値の吸気圧力と、車室圧力計ＰＸ５による実測値の車室圧力とから圧縮機４の圧力比（車室圧力／吸気圧力）を求め、この圧力比と、排ガス温度計Ｔｈによる実測値の排ガス温度とを監視して、前記圧力比と前記排ガス温度が特性カーブＡの関係になったと判断した後（例えば図２０に例示するように圧力比と排ガス温度とが特性カーブＡ上のａ点に達した判断した後）、即ちガスタービン入口燃焼ガス温度が上昇して１４００℃に達したと判断した後に学習を開始するように学習開始判断手段を構成してもよい。
但し、本実施の形態例では、単にガスタービン出力（発電機出力）が補正１４００℃ＭＷ以上であると判断したときや特性カーブＡに基づいてガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが１４００℃に達したと判断したときだけでなく、更にガスタービン出力（発電機出力）の変化がなくなって（負荷変化がなくなって）、一定時間が経過してから、学習を開始する。即ち、電力計ＰＷによるガスタービン出力（発電機出力）の計測値の変化が、舞い状態又は所定の範囲内である状態が一定時間（例えば３０分間）継続したか否かも判断する学習開始判断手段の構成とし、この学習開始判断手段で上記の判断をし、且つ、ガスタービン出力の変化（負荷変化）が無い状態又は所定の範囲内である状態が一定時間継続したと判断した後に学習を開始する。
学習を開始すると、図１９に示すガスタービン出力学習回路２０１のロジックが機能し始め、まず、ＴＩＴ算出部２０２で現在のガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴを算出する。ＴＩＴ算出部２０２では、吸気圧力計ＰＸ４による実測値の吸気圧力と、車室圧力計ＰＸ５による実測値の車室圧力とから現在の圧縮機４の圧力比（車室圧力／吸気圧力）を求め、当該圧力比に対応するガスタービン本体２の排ガス温度であるＥＸＴ１４００と温調ＥＸＴとを、次の（２）式と（３）式とから算出する。
ＥＸＴ１４００＝ＦＸ１４００（圧力比） ・・・（２）
温調ＥＸＴ＝ＦＸ１５００（圧力比） ・・・（３）
（２）式はガスタービン本体２の排ガス温度を圧縮機４の圧力比の関数として表した特性カーブＡの式である。（３）式はガスタービン本体２の排ガス温度を圧縮機４の圧力比の関数として表した特性カーブＢの式である。従って、（２）式では特性カーブＡに基づき、吸気圧力計ＰＸ４と車室圧力計ＰＸ５とによって計測した現在の圧力比に対応する第１の排ガス温度としてのＥＸＴ１４００が算出され（第１の排ガス温度を算出する手段）、（３）式では特性カーブＢに基づき、前記現在の圧力比に対応する第２の排ガス温度としての温調ＥＸＴが算出される（第２の排ガス温度を算出する手段）。例えば図２０に例示するように計測した現在の圧力比をＰＲ１とすると、（２）式では現在の圧力比ＰＲ１に対応するＥＸＴ１４００として、排ガス温度ＥＸＴ１が算出され、（３）式では現在の圧力比ＰＲ１に対応する温調ＥＸＴとして、排ガス温度ＥＸＴ２が算出される。なお、上記のような数式に限らず、例えば特性カーブＡ，Ｂに関する圧力比と排ガス温度のテーブルデータから、直線補間（内挿計算）などによって現在の圧力比に対応する第１の排ガス温度と第２の排ガス温度を算出してもよい。
続いて、第３のガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する手段としてのＴＩＴ算出部２０２では、上記の算出した温調ＥＸＴ及びＥＸＴ１４００と、第１及び第２のガスタービン入口燃焼ガス温度としての１４００℃及び１５００℃と、排ガス温度計Ｔｈによる実測値の排ガス温度ＥＸＴ（例えば図２０の排ガス温度ＥＸＴ３）とに基づいて、直線補間（内挿計算）の式である下記の（４）式により、この実測値（現在）の排ガス温度ＥＸＴに対応する第３のガスタービン入口燃焼ガス温度としての現在のガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴを算出する。なお、（４）式と実質的に等しい下記の（５）式の直線補間（内挿計算）によって、前記実測値（現在）の排ガス温度ＥＸＴに対応するガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴを算出してもよい。
Figure 2007309279
次に、第３のガスタービン出力を算出する手段としての理想ＭＷ算出部２０３では、ＴＩＴ算出部２０２で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴに対応する第３のガスタービン出力（発電機出力）としての理想ＭＷを、ＴＩＴ算出部２０２で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴと、第１及び第２のガスタービン入口燃焼ガス温度としての１４００℃及び１５００℃と、第１のガスタービン出力としての１４００℃ＭＷと、第２のガスタービン出力としての１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）とに基づいて、直線補間（内挿計算の式である下記の（６）式により、算出する。なお、（６）式と実質的に等しい下記の（７）式の直線補間（内挿計算）によって、前記理想ＭＷを算出してもよい。理想ＭＷ算出部２０３では、何らかの不具合によって理想ＭＷが温調ＭＷを超えることがないようにリミットを付けている。
Figure 2007309279
１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）は図１６の乗算器５５から出力される値であり、前述のとおり、ある吸気温度、ＩＧＶ開度指令値、タービンバイパス比及び大気圧比における値である。１４００℃ＭＷは図２１の乗算器３０１から出力される値であり、１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）と同様の算出方法により、次の（８）式から算出される値である。即ち、ある吸気温度、ＩＧＶ開度指令値、タービンバイパス比及び大気圧比における値である。
１４００℃MW＝FX(吸気温度，ＩＧＶ開度，タービンバイパス比，大気圧比) （８）
図２１の算出ロジックに基づいて説明すると、まず、ガスタービン出力算出手段としての関数発生器３０２では、吸気温度計Ｔａによる実測値の吸気温度と、ＩＧＶ開度指令値と、除算器５３で吸気流量計ＦＸ１による実測値の吸気流量（全体の圧縮空気量に相当）とタービンバイパス流量計ＦＸ２による実測値のタービンバイパス流量とを除算して求めたタービンバイパス比（タービンバイパス流量／吸気流量）とに基づいて、１４００℃の第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第１のガスタービン出力としての１４００℃ＭＷの値を算出する。即ち、ＩＧＶ開度、吸気温度及びタービンバイパス比を考慮した１４００℃ＭＷの値を求める。この１４００℃ＭＷの値の算出方法は、上記のとおり１５００℃ＭＷの場合と同様である。除算器３０４では、吸気圧力計ＰＸ４による実測値の吸気圧力（大気圧）と、シグナルジェネレータ３０５で設定された標準大気圧とを除算して、大気圧比（吸気圧力／標準大気圧）を求める。乗算器３０１では、関数発生器３０２で求めた１４００℃ＭＷの値と、除算器３０４で求めた大気圧比とを乗算することにより、大気圧比をも考慮した１４００℃ＭＷの値を求める。
そして、図１９に示すように、減算器（偏差演算器）６３では、理想ＭＷ算出部２０３で算出された理想ＭＷと、電力計ＰＷによる実測値のガスタービン出力（発電機出力）との偏差（発電機出力−理想ＭＷ）を求める。関数発生器２１１では、図２２に例示するような予め設定されたＣＬＣＳＯと重み係数との関数に基づき、ＣＬＣＳＯ算出ロジックで求めたＣＬＣＳＯに対応する重み係数を求めて、乗算器２１２へ出力する。図２２の例ではＣＬＣＳＯが０（％）から８０（％）までは重み係数を０とし、ＣＬＣＳＯが８０（％）から１００（％）に増加するのに応じて重み係数も０から１に増加するように設定されているが、これに限定するものではなく、例えば重み係数が増加し始めるＣＬＣＳＯの値や重み係数の最大値などは適宜変更してもよい。
乗算器２１２では、減算器（偏差演算器）２０４から出力される偏差に関数発生器２１２から出力される重み係数を乗算することによって重み付けを行い、この重み付けした偏差をＰＩ（比例・積分）制御器２０５へ出力する（重み付けを行う手段）。なお、前記偏差の重み付けはＣＬＣＳＯに基づく場合に限定するものではなく、ＴＩＴ算出部２０２で算出するガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴに基づいて行ってもよい。この場合には、ＣＬＣＳＯの場合と同様、関数発生器２１１において前記ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴの増加に応じて増加する重み係数を求め、この重み係数と前記偏差を乗算器２１２で乗算する。
ＰＩ（比例・積分）制御器２０５では、減算器（偏差演算器）２０４で求め且つ乗算器２１２で重み付けした偏差を比例・積分演算することにより、補正係数（０〜１）を求める。ＰＩ制御器２０５では、初期値（即ち補正係数の初期値）が１に設定されており、ガスタービン１の性能劣化でガスタービン出力（発電機出力）が温調ＭＷよりも低下してくると、このときのガスタービン出力（発電機出力）と温調ＭＷとの偏差を比例・積分演算することによってＰＩ制御器２０５の出力（即ち補正係数）が１から徐々に低下してくる。ガスタービン出力学習回路２０１ではＰＩ制御器２０５によって得られた（学習した）補正係数を記憶する。ガスタービン１を停止するときにはガスタービン出力学習回路２０１による学習も停止するが、ガスタービン１を再起動してガスタービン出力学習回路２０１の学習を再開するときには、前回のガスタービン運転時にガスタービン出力学習回路２０１で学習した補正係数（即ち学習を停止する直前に得られた補正係数）が、今回のＰＩ制御器２０５の初期値（即ち補正係数の初期値）となる。なお、ＰＩ制御器２０５における比例ゲインや積分時間は試験などにより適宜の値に設定すればよく、比例ゲインは０にしてもよい（この場合にはＰＩ制御器２０５において積分演算だけが行われることになる）。
ＬＯＷリミッタ２０６では、ＰＩ制御器２０５で演算される補正係数（０〜１）の下限を０．９５に制限する。即ち、学習範囲（補正係数の範囲）は０．９５〜１とする。このように学習範囲（補正係数の範囲）を制限しているのは、前述のとおり、通常のガスタービン１の性能劣化によって考えられる発電機出力（ガスタービン出力）の低下量を考慮したものであり、ガスタービン１の異常な出力低下によって過剰な補正をするのを防ぐためである。
乗算器２０７では、前記補正係数と図１６の乗算器５５から入力した１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）とを乗算することより、前記１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）を補正して理想ＭＷ算出部２０３へ出力する。乗算器２０８では、前記補正係数と図２１の乗算器３０１から入力した１４００℃ＭＷとを乗算することにより、前記１４００℃ＭＷを補正して理想ＭＷ算出部２０３へ出力する。即ち、減算器（偏差演算器）２０４、ＰＩ制御器２０５、乗算器２０７，２０８などは第１のガスタービン出力及び第２のガスタービン出力を補正する手段を構成している。そして、理想ＭＷ算出部２０３では、これらの補正された１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）及び１４００℃ＭＷに基づいて、上記の（６）式又は（７）式から、理想ＭＷを算出する。
このような処理が繰り返されることにより、理想ＭＷ算出部２０３で算出される理想ＭＷの値が、ついには実測値のガスタービン出力（発電機出力）の値に一致する。そして、このときに乗算器２０７で前記補正係数により補正した１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）の値を、ＣＬＣＳＯの計算に使用するために図１６のＣＬＣＳＯ算出ロジックにおける減算器５７へ出力される。なお、低値選択器２０９では、乗算器２０７で補正後の１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）の値と、シグナルジェネレータ２１０に設定されている定格の発電機出力（ガスタービン出力）の何れか低値を選択して、例えば負荷制御の最大出力、ＬＲＣＳＯ（ＣＳＯのレート制限）、温調などの制御や、運転室のモニタ表示などに使用するために出力する。
乗算器２０８から出力される補正後の１４００℃ＭＷの値は、前述のように学習開始条件の判定のために用いられる。なお、この補正１４００℃ＭＷも、何らかの制御やモニタ表示などに使用してもよい。
なお、上記ではガスタービン入口燃焼ガス温度が１４００℃と１５００℃のときの２つの特性カーブＡ，Ｂを用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、１４００℃の特性カーブＡ又は１５００℃の特性カーブＢの代わりに他のガスタービン入口燃焼ガス温度のときの特性カーブを用いたり、１４００℃及び１５００℃のときの特性カーブＡ，Ｂに更に他のガスタービン入口燃焼ガス温度のときの特性カーブを加えてもよい。
例えば図２３に例示するように１４００℃及び１５００℃のときの特性カーブＡ，Ｂに更にガスタービン入口燃焼ガス温度を１３００℃に調整するときの圧力比と排ガス温度との関係を表す特性カーブＣと、スタービン入口燃焼ガス温度を１２００℃に調整するときの圧力比と排ガス温度との関係を表す特性カーブＤとを追加してもよい。この場合には、上記のような特性カーブＢと特性カーブＡとの間で直線補間（内挿計算）によりガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴや理想ＭＷを求めるのと同様の方法により、特性カーブＡと特性カーブＣの間や特性カーブＣと特性カーブＤの間などで直線補間（内挿計算）によりガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴや理想ＭＷを求めることより、更に低いガスタービン入口燃焼ガス温度でも、ガスタービン出力の自動補正を行うことができる。なお、例えば特性カーブＣと特性カーブＤの間で直線補間する場合には、特性カーブＤが第１の特性カーブ、特性カーブＣが第２の特性カーブとなり、且つ、１２００℃が第１のガスタービン入口燃焼ガス温度、１３００℃が第２のガスタービン入口燃焼ガス温度となる。また、この場合には、１２００℃に対応するガスタービン出力（発電機出力）の１２００℃ＭＷが第１のガスタービン出力、１３００℃に対応するガスタービン出力（発電機出力）の１３００℃ＭＷが第２のガスタービン出力となる。１２００℃ＭＷや１３００℃ＭＷも、１５００℃ＭＷの場合と同様の方法により、ある吸気温度、ＩＧＶ開度指令値、タービンバイパス比及び大気圧比における値として求めることができる。
（ＣＬＣＳＯに基づく各弁の弁開度指令値の算出）
続いて、上記のＣＬＣＳＯに基づいて各弁の開度指令値を求めるまでの処理について説明する。
まず、図２４に基づき、燃焼器バイパス弁開度指令値（ＢＹＣＳＯ）の算出ロジックについて説明する。関数発生器７１では、図９に例示すような予め設定されたＣＬＣＳＯと燃焼器バイパス弁開度指令値（ＢＹＣＳＯ）との関数に基づき、ＣＬＣＳＯ算出ロジックで求めたＣＬＣＳＯに対応するＢＹＣＳＯを求める。
また、本算出ロジックでは、この燃焼器バイパス弁開度指令値に対してＣＬＣＳＯに基づく補正と吸気温度に基づく補正とを行う。即ち、関数発生器７２では、事前の検討（ガスタービン設計）により設定した図２５に例示するようなＣＬＣＳＯと補正の重み付けとの関数に基づき、ＣＬＣＳＯ算出ロジックで求めたＣＬＣＳＯに対応する補正の重み付けの値を求める。関数発生器７３では、事前の検討（ガスタービン設計）により設定した図２６に例示するような吸気温度と補正係数との関数に基づき、実測値の吸気温度に対応する補正係数を求める。乗算器７４では、関数発生器７２で求めたＣＬＣＳＯに基づく補正の重み付けの値と、関数発生器７３で求めた吸気温度に基づく補正係数とを乗算することより、吸気温度補正量を求める。減算器７５では、関数発生器７１で求めたＢＹＣＳＯから、乗算器７４で求めた吸気温度補正量を減算することにより、ＢＹＣＳＯの吸気温度補正を行う。即ち、関数発生器７２，７３、乗算器７４及び減算器７５は吸気温度補正手段を構成している。
このような吸気温度によるＢＹＣＳＯの補正を行うのは、ＣＬＣＳＯ（ガスタービン入口燃焼ガス温度）だけでＢＹＣＳＯを決定する場合に比べて、吸気温度の変化に対する燃焼制御をより適切に行うためである。但し、低負荷（低ガスタービン出力）のときにはＢＹＣＳＯに対する吸気温度補正量を比較的大きくしても問題はないが、高負荷（高ガスタービン出力）のときには僅かなＢＹＣＳＯの変化でも燃焼状態が大きく変化してしまうため、ＢＹＣＳＯに対する吸気温度補正量を僅かにする必要がある。このため、上記のようにＣＬＣＳＯ（即ちガスタービン出力）に応じて補正の重み付けを決定し、この重み付けの値に吸気温度から求めた補正係数を掛けることによって、ＣＬＣＳＯに応じた適切なＢＹＣＳＯの吸気温度補正量を決定している。
そして、ガスタービン燃焼制御装置４１では、本算出ロジックで求めたＣＬＣＳＯに基づいて、燃焼器バイパス弁８の開度を制御することにより燃焼器３に対する圧縮空気のバイパス流量を制御する。
次に、図２７に基づき、パイロット燃料流量指令値（ＰＬＣＳＯ）の算出ロジック（燃料流量指令設定手段）について説明する。関数発生器８１では、図７に例示すような予め設定されたＣＬＣＳＯとパイロット比との関数に基づき、ＣＬＣＳＯ算出ロジックで求めたＣＬＣＳＯに対応するパイロット比を求める。
また、本算出ロジックでも、このパイロット比に対してＣＬＣＳＯに基づく補正と吸気温度に基づく補正とを行う。即ち、関数発生器８２では、事前の検討（ガスタービン設計）により設定した図２５に例示するようなＣＬＣＳＯと補正の重み付けとの関数に基づき、ＣＬＣＳＯ算出ロジックで求めたＣＬＣＳＯに対応する補正の重み付けの値を求める。関数発生器８３では、事前の検討（ガスタービン設計）により設定した図２６に例示するような吸気温度と補正係数との関数に基づき、実測値の吸気温度に対応する補正係数を求める。乗算器８４では、関数発生器８２で求めたＣＬＣＳＯに基づく補正の重み付けの値と、関数発生器８３で求めた吸気温度に基づく補正係数とを乗算することより、吸気温度補正量を求める。減算器８５では、関数発生器８１で求めたパイロット比から、乗算器８４で求めた吸気温度補正量を減算することにより、パイロット比の吸気温度補正を行う。即ち、関数発生器８２，８３、乗算器８４及び減算器８５は吸気温度補正手段を構成している。
このような吸気温度によるパイロット比の補正を行うのは、ＣＬＣＳＯ（ガスタービン入口燃焼ガス温度）だけでパイロット比を決定する場合に比べて、吸気温度の変化に対する燃焼制御をより適切に行うためである。但し、低負荷（低ガスタービン出力）のときにはパイロット比に対する吸気温度補正量を比較的大きくしても問題はないが、高負荷（高ガスタービン出力）のときには僅かなパイロット比の変化でも燃焼状態が大きく変化してしまうため、パイロット比に対する吸気温度補正量を僅かにする必要がある。このため、上記のようにＣＬＣＳＯ（即ちガスタービン出力）に応じて補正の重み付けを決定し、この重み付けの値に吸気温度から求めた補正係数を掛けることによって、ＣＬＣＳＯに応じた適切なパイロット比の吸気温度補正量を決定している。
そして、乗算器８６では、全燃料流量指令値（ＣＳＯ）と、減算器８５で求めたパイロット比とを乗算して、ＰＬＣＳＯを算出する。全燃料流量指令値（ＣＳＯ）は燃焼器３へ供給する全燃料ガス流量（重量流量）Ｇfに比例した値である（ＣＳＯ∝Ｇf）。従って、ＰＬＣＳＯはパイロット燃料ガス流量ＧfPLに比例した値である。
なお、全燃料流量指令値（ＣＳＯ）は、事前の検討（ガスタービン設計）により予め設定されている発電機出力指令値とＣＳＯ（即ち全燃料ガス流量Ｇｆ）との関係に基づいて設定される。即ち、ガスタービン燃焼制御装置４１では、全燃料流量指令値（ＣＳＯ）を、中央給電センターなどで設定された発電機出力指令値から、予め設定した発電機出力指令値とＣＳＯとの関係（関数）に基づいて設定する。但し、ガスタービン燃焼制御装置４１では、図示しない制御部において実測値の発電機出力が発電機出力指令値に一致するように全燃料流量指令値（ＣＳＯ）を調整する。例えば、実測値の発電機出力と発電機出力指令値との偏差をＰＩ制御器で比例・積分演算をすることにより、実測値の発電機出力が発電機出力指令値に一致するように全燃料流量指令値（ＣＳＯ）を調整する。
次に、図２８に基づき、トップハット燃料流量指令値（ＴＨＣＳＯ）の算出ロジック（燃料流量指令設定手段）について説明する。関数発生器９１では、図８に例示すような予め設定されたＣＬＣＳＯとトップハット比との関数に基づき、ＣＬＣＳＯ算出ロジックで求めたＣＬＣＳＯに対応するトップハット比を求める。
また、本算出ロジックでも、このトップハット比に対してＣＬＣＳＯに基づく補正と吸気温度に基づく補正とを行う。即ち、関数発生器９２では、事前の検討（ガスタービン設計）により設定した図２５に例示するようなＣＬＣＳＯと補正の重み付けとの関数に基づき、ＣＬＣＳＯ算出ロジックで求めたＣＬＣＳＯに対応する補正の重み付けの値を求める。関数発生器９３では、事前の検討（ガスタービン設計）により設定した図２６に例示するような吸気温度と補正係数との関数に基づき、実測値の吸気温度に対応する補正係数を求める。乗算器９４では、関数発生器９２で求めたＣＬＣＳＯに基づく補正の重み付けの値と、関数発生器９３で求めた吸気温度に基づく補正係数とを乗算することにより、吸気温度補正量を求める。減算器９５では、関数発生器９１で求めたトップハット比から、乗算器９４で求めた吸気温度補正量を減算することにより、トップハット比の吸気温度補正を行う。即ち、関数発生器９２，９３、乗算器９４及び減算器９５は吸気温度補正手段を構成している。
このような吸気温度によるトップハット比の補正を行うのは、ＣＬＣＳＯ（ガスタービン入口燃焼ガス温度）だけでトップハット比を決定する場合に比べて、吸気温度の変化に対する燃焼制御をより適切に行うためである。但し、低負荷（低ガスタービン出力）のときにはトップハット比に対する吸気温度補正量を比較的大きくしても問題はないが、高負荷（高ガスタービン出力）のときには僅かなトップハット比の変化でも燃焼状態が大きく変化してしまうため、トップハット比に対する吸気温度補正量を僅かにする必要がある。このため、上記のようにＣＬＣＳＯ（即ちガスタービン出力）に応じて補正の重み付けを決定し、この重み付けの値に吸気温度から求めた補正係数を掛けることによって、ＣＬＣＳＯに応じた適切なトップハット比の吸気温度補正量を決定している。なお、この場合、詳細は後述するが、メイン比も、パイロット比とトップハット比に基づいて算出するため、吸気温度補正されることになる。
乗算器９６では、ＣＳＯと、減算器９５で求めたトップハット比とを乗算して、ＴＨＣＳＯを算出する。ＴＨＣＳＯはトップハット燃料ガス流量（重量流量）ＧfTHに比例している。
次に、図２９に基づき、各流量調節弁開度指令値の算出ロジックについて説明する。
まず、パイロット燃料流量調節弁開度指令値の算出ロジックについて説明すると、関数発生器１０１では、図３０に例示するようなＰＬＣＳＯとパイロット燃料ガス流量ＧfPLとの関数に基づき、前述のようにＰＬＣＳＯ算出ロジックの乗算器８６で求めたＰＬＣＳＯに対応するパイロット燃料ガス流量ＧfPLの値を算出する（燃流流量設定手段）。即ち、ＰＬＣＳＯを重量流量Ｑに変換する。ＰＬＣＳＯとパイロット燃料ガス流量ＧfPLとの関数（比例関係）は事前の検討（ガスタービン設計）により予め設定しておく。
続いて、次のＣｖ値計算式である下記の（９）式に基づいてパイロット燃料流量調節弁１９のＣｖ値を算出する。
Figure 2007309279
（９）式において、ｔはパイロット燃料流量調節弁１９を流れるパイロット燃料ガスの温度であり、このパイロット燃料ガス温度として燃料ガス温度計Ｔｆの計測値を用いる。γは空気に対するガス密度比であり、予め設定しておく。Ｇはパイロット燃料流量調節弁１９を流れるパイロット燃料ガス流量（重量流量）であり、このパイロット燃料ガス流量として関数発生器１０１で求めたパイロット燃料ガス流量ＧfPLを用いる。ａはパイロット燃料ガス流量Ｇを１５．６℃、１ａｔａにおける体積流量（ｍ3／ｈ）に換算するための係数であり、予め設定しておく。なお、γNは標準状態のガス密度である。
また、（９）式において、Ｐ2はパイロット燃料流量調節弁１９の後圧（下流側圧力）であり、この後圧としてパイロットマニホールド圧力計ＰＸ２の計測値又は補正値（詳細後述）を用いる。Ｐ1はパイロット燃料流量調節弁１９の前圧（上流側圧力）であり、この前圧としてパイロットマニホールド圧力計ＰＸ２の計測値にパイロット燃料流量調節弁１８の前後差圧（例えば４ｋｇ／ｃｍ2）を加えた値を用いる。この前後差圧はパイロット燃料圧力調節弁１８によって一定値になるように調節されている。なお、これに限定するものではなく、前後差圧としてパイロット燃料差圧計ＰＤＸ２の計測値を用いてもよく、また、パイロット燃料流量調節弁１８の前圧を圧力計で計測している場合には当該計測値をＰ1の値として用いてもよい。
算出ロジックに基づいて説明すると、関数発生器１０２では、実測値又は圧力補正手段としてのマニホールド圧力補正ロジック１３０（詳細後述）による補正値のパイロットマニホールド圧力（後圧Ｐ2として用いる）に基づいて、下記の（１０）式の計算を行う。
Figure 2007309279
関数発生器１０３では、燃料温度補正手段としての燃料ガス温度補正ロジック１２０（詳細後述）を介して入力した実測値又は一定値の燃料ガス温度（パイロット燃料ガス温度ｔとして用いる）に基づいて下記の（１１）式の計算を行う。
Figure 2007309279
乗算器１０４では、関数発生器１０１で求めたパイロット燃料ガス流量ＧfPL（パイロット燃料ガス流量Ｇとして用いる）と、関数発生器１０２の計算結果と、関数発生器１０３の計算結果とを乗算する。かくして、上記（９）式の計算を行ったことになり、パイロット燃料流量調節弁１９のＣｖ値が得られる（Ｃｖ値設定手段）。関数発生器１０５では、事前の検討（調節弁の仕様）により予め設定した図３１に例示するようなパイロット燃料流量調節弁開度とＣｖ値との関数に基づき、乗算器１０４で求めたパイロット燃料流量調節弁１９のＣｖ値に対応するパイロット燃料流量調節弁開度を求め、これをパイロット燃料流量調節弁開度指令値として出力する（燃料流量調整弁開度指令設定手段）。
そして、ガスタービン燃焼制御装置４１では、本算出ロジックで求めたパイロット燃料流量調節弁開度指令値に基づいて、パイロット燃料流量調節弁１９の開度を制御することにより、パイロット燃料ガス流量を制御する。
トップハット燃料流量調節弁開度指令値の算出ロジックについて説明すると、関数発生器１０６では、図３２に例示するようなＴＨＣＳＯとトップハット燃料ガス流量ＧfTHとの関数に基づき、前述のようにＴＨＣＳＯ算出ロジックの乗算器９６で求めたＴＨＣＳＯに対応するトップハット燃料ガス流量ＧfTHの値を算出する（燃料流量設定手段）。即ち、ＴＨＣＳＯを流量Ｑに変換する。ＴＨＣＳＯとトップハット燃料ガス流量ＧfTHとの関数（比例関係）は事前の検討（ガスタービン設計）により予め設定しておく。
続いて、上記（９）式（Ｃｖ値計算式）に基づいてトップハット燃料流量調節弁２１のＣｖ値を算出する。但し、この場合には上記（９）式において、ｔはトップハット燃料流量調節弁２１を流れるトップハット燃料ガスの温度であり、このトップハット燃料ガス温度として燃料ガス温度計Ｔｆの計測値を用いる。Ｇはトップハット燃料流量調節弁２１を流れるトップハット燃料ガス流量（重量流量）であり、このトップハット燃料ガス流量として関数発生器１０６で求めたトップハット燃料ガス流量ＧfTHを用いる。ａはトップハット燃料ガス流量Ｇを１５．６℃、１ａｔａにおける体積流量（ｍ3／ｈ）に換算するための係数である。
また、上記（９）式において、Ｐ2はトップハット燃料流量調節弁２１の後圧（下流側圧力）であり、この後圧としてトップハットマニホールド圧力計ＰＸ３の計測値又は補正値（詳細後述）を用いる。Ｐ1はトップハット燃料流量調節弁２１の前圧（上流側圧力）であり、この前圧としてトップハットマニホールド圧力計ＰＸ３の計測値にトップハット燃料流量調節弁２１の前後差圧（例えば４ｋｇ／ｃｍ2）を加えた値を用いる。この前後差圧はトップハット燃料圧力調節弁２０によって一定値になるように調節されている。なお、これに限定するものではなく、前後差圧としてトップハット燃料差圧計ＰＤＸ３の計測値を用いてもよく、また、トップハット燃料流量調節弁２１の前圧を圧力計で計測している場合には当該計測値をＰ1の値として用いてもよい。
算出ロジックに基づいて説明すると、関数発生器１０７では、実測値又は圧力補正手段としてのマニホールド圧力補正ロジック１４０（詳細後述）による補正値のトップハットマニホールド圧力（後圧Ｐ2として用いる）に基づいて下記の上記（１０）式の計算を行う。関数発生器１０３では、実測値の燃料ガス温度（トップハット燃料ガス温度ｔとして用いる）に基づいて上記（１１）式の計算を行う（パイロット燃料流量調節弁１９のＣｖ値算出の場合と共通）。
乗算器１０９では、関数発生器１０６で求めたトップハット燃料ガス流量ＧfTH（トップハット燃料ガス流量Ｇとして用いる）と、関数発生器１０７の計算結果と、関数発生器１０３の計算結果とを乗算する。かくして、上記（９）式の計算を行ったことになり、トップハット燃料流量調節弁２１のＣｖ値が得られる（Ｃｖ値算出手段）。関数発生器１１０では、事前の検討（調節弁の仕様）により予め設定した図３１に例示するようなトップハット燃料流量調節弁開度とＣｖ値との関数に基づき、乗算器１０９で求めたトップハット燃料流量調節弁２１のＣｖ値に対応するトップハット燃料流量調節弁開度を求め、これをトップハット燃料流量調節弁開度指令値として出力する（燃料流量調整弁開度指令設定手段）。
そして、ガスタービン燃焼制御装置４１では、本算出ロジックで求めたトップハット燃料流量調節弁開度指令値に基づいて、トップハット燃料流量調節弁２１の開度を制御することにより、トップハット燃料ガス流量を制御する。
メイン燃料流量調節弁開度指令値の算出ロジックについて説明すると、加算器１１１では、ＰＬＣＳＯ算出ロジックの乗算器８６で求めたＰＬＣＳＯとＴＨＣＳＯ算出ロジックの乗算器９６で求めたＴＨＣＳＯとを加算（ＰＬＣＳＯ＋ＴＨＣＳＯ）する。減算器１１２では、ＣＳＯから加算器１１１の加算結果を減算（ＭＡＣＳＯ＝ＣＳＯ−ＰＬＣＳＯ−ＴＨＣＳＯ）することより、メイン燃料流量指令値（ＭＡＣＳＯ）を算出する（燃料流量指令設定手段）。ＭＡＣＳＯはメイン燃料ガス流量ＧfMAに比例している。
関数発生器１１３では、図３３に例示するようなＭＡＣＳＯとメイン燃料ガス流量ＧfMAとの関数に基づき、減算器１１２で求めたＭＡＣＳＯに対応するメイン燃料ガス流量ＧfMAの値を算出する（燃料流量設定手段）。即ち、ＭＡＣＳＯを流量Ｑに変換する。ＭＡＣＳＯとメイン燃料ガス流量ＧfMAとの関数（比例関係）は事前の検討（ガスタービン設計）により予め設定しておく。
続いて、上記（９）式（Ｃｖ値計算式）に基づいてメイン燃料流量調節弁１７のＣｖ値を算出する。但し、この場合には上記（９）式において、ｔはメイン燃料流量調節弁１７を流れるメイン燃料ガスの温度であり、このメイン燃料ガス温度として燃料ガス温度計Ｔｆの計測値を用いる。Ｇはメイン燃料流量調節弁１７を流れるメイン燃料ガス流量（重量流量）であり、このメイン燃料ガス流量として関数発生器１１３で求めたメイン燃料ガス流量ＧfMAを用いる。ａはメイン燃料ガス流量Ｇを１５．６℃、１ａｔａにおける体積流量（ｍ3／ｈ）に換算するための係数である。
また、上記（９）式において、Ｐ2はメイン燃料流量調節弁１７の後圧（下流側圧力）であり、この後圧としてメインマニホールド圧力計ＰＸ１の計測値又は補正値（詳細後述）を用いる。Ｐ1はメイン燃料流量調節弁１７の前圧（上流側圧力）であり、この前圧としてメインマニホールド圧力計ＰＸ１の計測値にメイン燃料流量調節弁１７の前後差圧（例えば４ｋｇ／ｃｍ2）を加えた値を用いる。この前後差圧はメイン燃料圧力調節弁１６によって一定値になるように調節されている。なお、これに限定するものではなく、前後差圧としてメイン燃料差圧計ＰＤＸ１の計測値を用いてもよく、また、メイン燃料流量調節弁１７の前圧を圧力計で計測している場合には当該計測値をＰ1の値として用いてもよい。
算出ロジックに基づいて説明すると、関数発生器１１４では、実測値又は圧力補正手段としてのマニホールド圧力補正ロジック１５０（詳細後述）による補正値のメインマニホールド圧力（後圧Ｐ2として用いる）に基づいて下記の上記（１０）式の計算を行う。関数発生器１０３では、実測値の燃料ガス温度（メイン燃料ガス温度ｔとして用いる）に基づいて上記（１１）式の計算を行う（パイロット燃料流量調節弁１９のＣｖ値算出の場合と共通）。
乗算器１１５では、関数発生器１１３で求めたメイン燃料ガス流量ＧfMA（メイン燃料ガス流量Ｇとして用いる）と、関数発生器１１４の計算結果と、関数発生器１０３の計算結果とを乗算する。かくして、上記（９）式の計算を行ったことになり、メイン燃料流量調節弁１７のＣｖ値が得られる（Ｃｖ値算出手段）。関数発生器１１６では、事前の検討（調節弁の仕様）により予め設定した図３１に例示するようなメイン燃料流量調節弁開度とＣｖ値との関数に基づき、乗算器１１５で求めたメイン燃料流量調節弁１７のＣｖ値に対応するメイン燃料流量調節弁開度を求め、これをメイン燃料流量調節弁開度指令値として出力する（燃料流量調整弁開度指令設定手段）。
そして、ガスタービン燃焼制御装置４１では、本算出ロジックで求めたメイン燃料流量調節弁開度指令値に基づいて、メイン燃料流量調節弁１７の開度を制御することにより、メイン燃料ガス流量を制御する。
次に、計器異常時の補正ロジックである燃料ガス温度補正ロジックと、マニホールド圧力補正ロジックとについて説明する。
まず、図３４に基づき、燃料ガス温度補正ロジックについて説明する。実測値の燃料ガス温度を、むだ時間設定器１２２と、切替器１２３とにそれぞれ入力する。但し、燃料ガス温度計Ｔｆが複数台設置（多重化）されている場合には、低値選択器１２１を介して実測値の燃料ガス温度を入力する。低値選択器１２１では、複数（図示例では２台）の燃料ガス温度計Ｔｆの計測値うちの何れか低いほうの値を選択して出力する。
むだ時間設定器１２２では、燃料ガス温度計Ｔｆから入力した実測値の燃料ガス温度を、当該実測値を入力してから所定のむだ時間Ｌが経過した後に出力する。切替器１２３では、通常、断線などによる燃料ガス温度計Ｔｆの異常を検知する計器異常検知装置（図示せず）から計器異常信号を入力しないときには、燃料ガス温度計Ｔｆから入力する（むだ時間設定器１２２を介さずに直接入力する）実測値の燃料ガス温度を出力する。一方、切替器１２３では、前記計器異常信号を入力したときには、むだ時間設定器１２２側に切り替えて、このむだ時間設定器１２２から入力する値を出力する。なお、前記計器異常信号による切り替え以後も、むだ時間設定器１２２の出力値は入力値に応じて変化し得るが、切替器１２３では、前記計器異常信号による切り替え時点において、むだ時間設定器１２２から入力した燃料ガス温度の値をホールドして出力しつづけるようにする。即ち、前記計器異常信号による切り替え以後は、一定値の燃料ガス温度が切替器１２３から出力される。
切替器１２３の出力は第１の一次遅れ演算手段としての一次遅れ演算器１２４と、第２の一次遅れ演算手段としての一次遅れ演算器１２５とにそれぞれ入力される。減レート用の一次遅れ時定数１２５に設定した一次遅れ時定数は、増レート用の一次遅れ演算器１２４に設定した一次遅れ時定数よりも小さい。一次遅れ演算器１２４では切替器１２３から入力する燃料ガス温度を一次遅れ演算し、一次遅れ演算器１２５でも切替器１２３から入力する燃料ガス温度を一次遅れ演算する。そして、低値選択器１２６では、一次遅れ演算器１２４の演算結果と一次遅れ演算器１２５の演算結果の何れか小さいほうの値を選択して出力する。
レート付き切替器１２７では、図示しないガスタービン回転数検出装置から定格速度（定格回転数）到達信号を入力しないとき（即ちガスタービン１が昇速中のとき）にはシグナルジェネレータ１２８に設定されている一定値の燃料ガス温度を選択して、図２９の流量調節弁開度指令値算出ロジックの関数発生器１０３へ出力する一方、前記定格速度到達信号を入力したときには低値選択器１２６の出力を選択して同算出ロジックの関数発生器１０３へ出力する。なお、燃料ガス温度の急激な変動を防止するため、レート付き切替器１２７では選択信号をシグナルジェネレータ１２８の出力から低値選択器１２６の出力に切り替えるとき又はその逆のときに所定のレートで出力を増減させる。
次に、マニホールド圧力補正ロジックについて説明する。このマニホールド圧力の補正は前述のようにパイロットマニホールド圧力、トップハットマニホールド圧力及びメインマニホールド圧力のそれぞれに対して行う（図２９のマニホールド圧力補正ロジック１３０，１４０，１５０参照）が、これらのマニホールド圧力補正ロジック１３０，１４０，１５０は同様のものであるため、ここでは個別の図示及び説明は省略し、図３５〜図３８に基づいてこれらのマニホールド圧力補正ロジック１３０，１４０，１５０の処理内容をまとめて説明する。
図３５に示すように、切替器１６１では、通常、断線などによるパイロットマニホールド圧力計ＰＸ２（或いはトップハットマニホールド圧力計ＰＸ３又はメイン燃料差圧計ＰＤＸ１）の異常を検知する計器異常検知装置（図示せず）から計器異常信号を入力しないときには、パイロットマニホールド圧力計ＰＸ２（或いはトップハットマニホールド圧力計ＰＸ３又はメイン燃料差圧計ＰＤＸ１）から入力する実測値のパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）を変化レート設定器１６２へ出力する。一方、切替器１６１では、前記計器異常信号を入力したときには、圧力算出手段としてのマニホールド圧力算出ロジック１６３側に切り替えて、このマニホールド圧力算出ロジック１６３から入力するパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）の計算値を変化レート設定器１６２へ出力する。
変化レート設定器１６２では、事前の検討（ガスタービン設計）により予め設定された図３６に例示するよう発電機出力（なガスタービン出力）と変化レートの関数と、発電機出力（ガスタービン出力）の実測値又は指令値とに基づいて変化レートを設定し、当該変化レートに基づき、切替器１６１から入力して図２９の流量調節弁開度指令値算出ロジックの関数発生器１０２（或いは関数発生器１０７又は関数発生器１１４）へ出力する実測値又は計算値のパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）の増減率を制限する。
マニホールド圧力算出ロジック１６３ではパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）を、非チョークの場合には非チョーク用のＣｖ値計算式である下記の（１２）式を変形して得られる下記の（１３）式に基づいて算出し、チョークの場合にはチョーク用のＣｖ値計算式である下記の（１４）式を変形して得られる下記の（１５）式に基づいて算出する。
Figure 2007309279
（１２）式及び（１３）式において、Ｃｖはパイロットノズル２５（或いはトップハットノズル２７又はメインノズル２６）のＣｖ値であり、このＣｖ値として予め設定した一定値又は学習回路（詳細後述）で補正した補正値を用いる。ｔはパイロットノズル２５（或いはトップハットノズル２７又はメインノズル２６）から噴射するパイロット燃料ガス（或いはトップハット燃料ガス又はメイン燃料ガス）の温度であり、これらの燃料ガス温度として燃料ガス温度計Ｔｆの計測値を用いる。γは空気に対するガス密度比であり、予め設定しておく。
Ｇはパイロットノズル２５（或いはトップハットノズル２７又はメインノズル２６）から噴射されるパイロット燃料ガスの流量（重量流量）（或いはトップハット燃料ガスの流量（重量流量）又はメイン燃料ガスの流量（重量流量））であり、これらの燃料ガス流量として図２９の流量調節弁開度指令値算出ロジックにおける関数発生器１０１で求めたパイロット燃料ガス流量ＧfPL（或いは関数発生器１０６で求めたトップハット燃料ガス流量ＧfTH又は関数発生器１１３で求めたメイン燃料ガス流量ＧfMA）を用いる。
但し、パイロット燃料ガス流量ＧfPL（或いはトップハット燃料ガス流量ＧfTH又はメイン燃料ガス流量ＧfMA）は全体的なパイロット燃料ガス流量（或いは全体的なトップハット燃料ガス流量又は全体的なメイン燃料ガス流量）であり、これを各パイロットノズル２５（或いは各トップハットノズル２７又は各メインノズル２６）に分配したものが各パイロットノズル２５（或いは各トップハットノズル２７又は各メインノズル２６）における燃料ガス流量である。従って、パイロット燃料ガス流量ＧfPL（或いはトップハット燃料ガス流量ＧfTH又はメイン燃料ガス流量ＧfMA）をパイロットノズル２５（或いはトップハットノズル２７又はメインノズル２６）の数で割った値を、各パイロットノズル２５（或いは各トップハットノズル２７又は各メインノズル２６）におけるパイロット燃料ガス流量（或いはトップハット燃料ガス流量又はメイン燃料ガス流量）Ｇとして用いる。ａはこれらの燃料ガス流量Ｇを１５．６℃、１ａｔａにおける体積流量（ｍ3／ｈ）に換算するための係数であり、予め設定しておく。なお、γHは標準状態のガス密度である。
また、（１２）式及び（１３）式において、Ｐ3はパイロットノズル２５（或いはトップハットノズル２７又はメインノズル２６）の後圧（下流側圧力）であり、この後圧として車室圧力計ＰＸ５の計測値を用いる（図３参照）。Ｐ2はパイロットノズル２５（或いはトップハットノズル２７又はメインノズル２６）の前圧（上流側圧力）、即ちパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）である。
図３７の算出ロジックに基づいて説明すると、乗算器１６４では、シグナルジェネレータ１６５に予め設定されているパイロットノズル２５（或いはトップハットノズル２７又はメインノズル２６）のＣｖ値（一定値）に学習手段としての学習回路１６６で算出した補正係数（詳細後述）を乗算する。関数発生器１６７では、実測値の燃料ガス温度（パイロット燃料ガス温度ｔ、或いはトップハット燃料ガス温度ｔ又はメイン燃料ガス温度ｔとして用いる）に基づき、下記の（１６）式の計算を行う。乗算器１６８では、上記のように図２９の流量調節弁開度指令値算出ロジックにおける関数発生器１０１で求めたパイロット燃料ガス流量ＧfPL（或いは関数発生器１０６で求めたトップハット燃料ガス流量ＧfTH又は関数発生器１１３で求めたメイン燃料ガス流量ＧfMA）に基づいて得られるパイロット燃料ガス流量Ｇ（あるいはトップハット燃料ガス流量Ｇ又はメイン燃料ガス流量Ｇ）と、関数発生器１６７の計算結果とを乗算する。除算器１６９では、乗算器１６９の乗算結果に対して乗算器１６４の乗算結果を除算する。
Figure 2007309279
乗算器１７１では、除算器１６９の除算結果と、シグナルジェネレータ１７０に設定されている下記の（１７）式の値との乗算を行う。
Figure 2007309279
乗算器１７２では、乗算器１７１における乗算結果同士を乗算する（即ち乗算器１７１の乗算結果の２乗を求める）。加算器１７３では、実測値の車室圧力（パイロットノズル、トップハットノズル又はメインノズルの後圧Ｐ2として用いる）にシグナルジェネレータ１７４で設定した値（１．０３３２）を加算して、車室圧力計ＰＸ５の計測値である車室圧力を絶対圧にする。乗算器１７５では加算器１７３の加算結果同士を乗算する（即ち車室圧力Ｐ2の２乗を求める）。加算器１７６では、乗算器１７２の乗算結果と乗算器１７５の乗算結果とを加算する。即ち、この加算器１７６までの処理で下記の（１８）式の計算をしたことになる。そして、ルーター１７７では、加算器１７６の加算結果の平方根を計算する。即ち、このルーター１７７までの処理で上記（１３）式の計算をしたことになり、非チョークの場合のパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）の計算値Ｐ2が求められる。
Figure 2007309279
一方、乗算器１７９では、前述の除算器１６９の除算結果と、シグナルジェネレータ１７８に設定されている下記の（１９）式の値とを乗算する。即ち、この乗算器１７９までの処理で上記（１５）式の計算をしたことになり、チョークの場合のパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）の計算値Ｐ2が求められる。
Figure 2007309279
チョーク判定器１８０では、ルーター１７７の出力であるパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）Ｐ2と、加算器１７３の出力である車室圧力（パイロットノズル、トップハットノズル又はメインノズルの後圧）Ｐ3とを比較し、下記の（２０）式の条件が成立したときにチョークであると判定する。
Figure 2007309279
切替器１８１では、チョーク判定器１８０においてチョークと判定したときには乗算器１７９の出力値を選択し、これを計算パイロットマニホールド圧力（或いは計算トップハットマニホールド圧力又は計算メインマニホールド圧力）Ｐ2として図３５の切替器１６１へ出力する一方、チョーク判定器１８０においてチョークと判定しないとき（非チョークのとき）にはルーター１７７の出力値を選択し、これを計算パイロットマニホールド圧力（或いは計算トップハットマニホールド圧力又は計算メインマニホールド圧力）Ｐ2として図３５の切替器１６１へ出力する。
次に、図３８に基づき、学習回路１６６について説明する。学習回路１６６では、まず、上記学習回路６２の場合と同様、ノズルＣｖ値の学習を開始する前に燃焼ガス温度ＴＩＴが最高燃焼ガス温度（１５００℃）に達したか否かを判断する。即ち、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが最高燃焼ガス温度（例えば１５００℃）のとき、圧縮機４の圧力比（圧縮機４の入口側圧力と出口側圧力との比）と排ガス温度との間には図１８に示すような関係がある。従って、学習回路１６６では、実測値の吸気圧力と実測値の車室圧力とから得られる圧縮機４の圧力比（車室圧力／吸気圧力）と、実測値の排ガス温度とを監視して、これらの圧力比と排ガス温度が図１８に示す関係になったときにガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが最高燃焼ガス温度（１５００℃）に達したと判断して、学習を開始する。なお、これに限定するものではなく、ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴが最高燃焼ガス温度（１５００℃）に達する前から学習を開始するようにしてもよい。
学習回路１６６では、学習を開始すると、まず、減算器（偏差演算器）１８２において、マニホールド圧力補正ロジック１６３で計算したパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）Ｐ2と、パイロットマニホールド圧力計ＰＸ２（或いはトップハットマニホールド圧力計ＰＸ３又はメインマニホールド圧力計ＰＸ１）で計測したパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）との偏差を求める。
そして、この偏差に基づき、ＰＩ制御器１８３において比例・積分演算をすることにより、０〜１の範囲の補正係数を求め、この補正係数が図３７のマニホールド圧力補正ロジック１６３の乗算器１６４へ出力されて、シグナルジェネレータ１６５のノズルＣｖ値（固定値）に乗算される。このように計算値のパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）Ｐ2と、実測値のパイロットマニホールド圧力（或いはトップハットマニホールド圧力又はメインマニホールド圧力）との偏差がなくなるようにノズルＣｖ値を補正することにより、より正確なノズルＣｖ値が得られる。
＜作用効果＞
以上のように、本実施の形態例のガスタービン燃焼制御装置４１によれば、ＩＧＶ開度と吸気温度と大気圧比とに基づいて７００℃ＭＷと１５００℃ＭＷを算出し、これと実測値の発電機出力（ガスタービン）とに基づいて、直線補間により、ガスタービン入口燃焼ガス温度を無次元化したＣＬＣＳＯを算出し、このＣＬＣＳＯに基づいて決定する各燃料ガスの比率（パイロット比、トップハット比、メイン比）に基づいてパイロット燃料流量調節弁１９、トップハット燃料流量調節弁２１及びメイン燃料流量調節弁１７の開度を制御することにより各燃料ノズル（パイロットノズル２５、トップハットノズル２７、メインノズル２６）への燃料供給量を制御するため、本来の思想どおりガスタービン入口燃焼ガス温度に基づく制御が可能となり、吸気温度、燃料ガス温度及び燃焼ガス性状が変化しても、また、ガスタービン１の性能が劣化しても、ＣＬＣＳＯと各燃料ガスの比率（パイロット比、トップハット比、メイン比）との関係、即ち、燃料ガス温度と各燃料ガスの比率（パイロット比、トップハット比、メイン比）との関係を保つことができる。このため、適切な燃焼制御を行うことができる。また、算出したＣＬＣＳＯに基づいて、燃焼器バイパス弁開度を制御することにより圧縮空気のバイパス量を制御するため、燃焼器バイパス弁８に関しても本来の思想どおりガスタービン入口燃焼ガス温度に基づく制御が可能となり、ＣＬＣＳＯと燃焼器バイパス弁開度との関係、即ち、ガスタービン入口燃焼ガス温度と燃焼器バイパス弁開度との関係を保つことができる。このため、圧縮空気のバイパス流量制御の観点からも、適切な燃焼制御を行うことができる。例えば図３９〜図４１に示すガスタービン運転結果から、発電機出力（ガスタービン出力）一定でＩＧＶ開動作をさせた場合、ＩＧＶ開動作にともなうガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴの低下に対して、パイロット比や燃焼器バイパス弁開度が追従することが分かる。また、図４２及び図４３のガスタービン運転結果から、燃料ガス温度が変化しても、パイロット比や燃焼器バイパス弁開度は変化しないことが分かる。
そして、本実施の形態例のガスタービンの燃焼制御装置では、ガスタービン入口燃焼ガス温度を第１のガスタービン入口燃焼ガス温度（１４００℃）に調節するときの圧縮機４の圧力比とガスタービン本体２の排ガス温度との関係を表す第１の特性カーブ（特性カーブＡ）に基づき、計測した前記圧力比に対応する第１の排ガス温度（ＥＸＴ１４００）を算出する手段と、ガスタービン入口燃焼ガス温度を前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度（１４００℃）よりも高温の第２のガスタービン入口燃焼ガス温度（１５００℃）に調節するときの前記圧力比と前記排ガス温度との関係を表す第２の特性カーブ（特性カーブＢ）に基づき、前記計測した前記圧力比に対応する第２の排ガス温度（温調ＥＸＴ）を算出する手段と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度（１４００℃）と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度（１５００℃）と、前記第１の排ガス温度（ＥＸＴ１４００）と、前記第２の排ガス温度（温調ＥＸＴ）と、計測した排ガス温度（ＥＸＴ）とに基づき、直線補間により、前記計測した前記圧力比及び前記計測した排ガス温度に対応する第３のガスタービン入口燃焼ガス温度（ＴＩＴ）を算出する手段と、ガスタービン出力算出手段で算出した前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度（１４００℃）に対応する第１のガスタービン出力（１４００℃ＭＷ）及び前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度（１５００℃）に対応する第２のガスタービン出力（１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ））と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度（１４００℃）と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度（１５００℃）と、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度（ＴＩＴ）とに基づき、直線補間により、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度（ＴＩＴ）に対応する第３のガスタービン出力（温調ＭＷ）を算出する手段と、前記第３のガスタービン出力（温調ＭＷ）と、計測したガスタービン出力（発電機出力）とを比較して、前記第３のガスタービン出力（温調ＭＷ）を前記計測したガスタービン出力（発電機出力）に一致させるように前記第３のガスタービン出力（温調ＭＷ）の算出に用いる前記第１のガスタービン出力（１４００℃ＭＷ）及び前記第２のガスタービン出力（１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）を補正する手段と、を有する構成のガスタービン出力学習回路２０１を備えたため、ガスタービン入口燃焼ガス温度を最高燃焼ガス温度（１５００℃）まで上昇させずに部分負荷運転を継続するときにも、学習を開始してガスタービン出力の補正を行うことができる。
そして、このガスタービン出力学習回路２０１で補正した前記第２のガスタービン出力（補正１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ））を、燃焼負荷指令算出手段におけるＣＬＣＳＯの算出に用いるため、ガスタービン入口燃焼ガス温度を最高燃焼ガス温度（１５００℃）まで上昇させずに部分負荷運転を継続するときにも、実際のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応した正確なＣＬＣＳＯを算出することができる。
また、本実施の形態例のガスタービンの燃焼制御装置によれば、前記ガスタービン出力学習回路２０１における前記第１のガスタービン出力（１４００℃ＭＷ）及び前記第２のガスタービン出力（１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）の補正する手段は、前記第３のガスタービン出力（理想ＭＷ）と、前記計測したガスタービン出力（発電機出力）との偏差を、比例・積分演算又は積分演算して補正係数を求め、この補正係数を前記第１のガスタービン出力（１４００℃ＭＷ）と前記第２のガスタービン出力（１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ））とにそれぞれ乗算することによって、前記第１のガスタービン出力（１４００℃ＭＷ）及び前記第２のガスタービン出力（１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ））を補正する構成であるため、容易且つ確実に前記第１のガスタービン出力（１４００℃ＭＷ）及び前記第２のガスタービン出力（１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ）を補正することができる。
また、本実施の形態例のガスタービンの燃焼制御装置によれば、前記第３のガスタービン出力（理想ＭＷ）と、前記計測したガスタービン出力（発電機出力）との偏差に対し、燃焼負荷指令値算出手段で算出されるＣＬＣＳＯの増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段、或いは前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度（ＴＩＴ）の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段を、ガスタービン出力学習回路２０１に備えたため、ガスタービン入口燃焼ガス温度（即ちガスタービン出力）に応じた適切なガスタービン出力の補正を行うことができ、第２のガスタービン入口燃焼ガス温度（最高燃焼ガス温度の１５００℃）の近傍では学習時間を短くして、速やかにガスタービン出力を補正することができる。
なお、本発明のガスタービン出力学習回路は、上記のような燃焼負荷指令算出手段でＣＬＣＳＯの算出に用いるためのガスタービン出力（１５００℃ＭＷ（温調ＭＷ））を補正する場合に限定するものでなく、その他の用途に用いるためのガスタービン出力を補正する場合にも適用することができる。即ち、本発明のガスタービン出力学習回路は各種のガスタービン出力算出手段で算出されて各種の用途に用いられるガスタービン出力に対して、ガスタービンの性能劣化を考慮した自動補正を行う場合に広く適用することができる。
また、上記では３種類の燃料ノズルである第１燃料ノズル（図示例ではメインノズル）、第２燃料ノズル（図示例ではパイロットノズル）及び第３燃料ノズル（図示例ではトップハットノズル）を有する燃焼器を備えたガスタービンを例に挙げて説明したが、これに限定するものではく、本発明は例えば２種類の燃料ノズル（第１燃料ノズル、第２燃料ガス）を有する燃焼器や、４種類の燃料ノズル（第１燃料ノズル、第２燃料ノズル、第３燃料ノズル及び第４燃料ノズル）を有する燃焼器を備えたガスタービンにも適用することができる。
また、上記では最高燃焼ガス温度を１５００℃としているが、勿論、これに限定するものではなく、最高燃焼ガス温度は、それぞれのガスタービン設計において高効率化、機器の耐熱性、ＮＯｘ低減などの観点から、例えば１４００℃、１６００℃など適宜に設定される。
また、上記のように燃料の比率（パイロット比、トップハット比、メイン比）に基づいて燃料流量調節弁の開度を制御する場合、必ずしも上記のような燃料の比率（パイロット比、トップハット比、メイン比）に基づいて各燃料流量調節弁の開度指令値を設定する手段に限定するものではなく、その他の任意の制御手段によって制御することもできる。
本発明はガスタービン出力学習回路及びこれを備えたガスタービンの燃焼制御装置に関するものであり、特に部分負荷で運転されることの多いガスタービンにおいて、ガスタービン出力算出手段で算出されるガスタービン出力を、ガスタービンの性能劣化を考慮して自動補正する場合に適用して有用なものである。
本発明の実施の形態例に係るガスタービンの燃焼制御装置を備えたガスタービンの概略構成を示す図である。 前記ガスタービンにおける燃焼器の構成図である。 前記ガスタービンにおけるパイロット燃料供給ラインのパイロットマニホールド部分の概要図である。 本発明の実施の形態例に係るガスタービンの燃焼制御装置に全体概要図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置における処理の流れの概要を示すブロック図である。 ガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴとＣＬＣＳＯとの関係を示す図である。 ＣＬＣＳＯとパイロット比の関係を示す図である。 ＣＬＣＳＯとトップハット比の関係を示す図である。 ＣＬＣＳＯと燃焼器バイパス弁開度指令値の関係を示す図である。 各ＩＧＶ開度におけるガスタービン入口燃焼ガス温度ＴＩＴとガスタービン出力（発電機出力）との関係を示す図である。 各ＩＧＶ開度における吸気温度とガスタービン出力（発電機出力）との関係を示す図である。 あるＩＧＶ開度、吸気温度、タービンバイパス比及び大気圧比における発電機出力（ガスタービン出力）とＣＬＣＳＯの関係を示す図である。 ＩＧＶ開度の変化に対する発電機出力（ガスタービン出力）とＣＬＣＳＯの関係を示す図である。 吸気温度の変化に対する発電機出力（ガスタービン出力）とＣＬＣＳＯの関係を示す図である。 タービンバイパス比の変化に対する発電機出力（ガスタービン出力）とＣＬＣＳＯの関係を示す図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置におけるＣＬＣＳＯの算出ロジックの構成を示すブロック図である。 特許文献１におけるガスタービン出力学習回路の構成を示すブロック図である。 圧力比と排ガス温度の関係を示す特性カーブの図である。 本発明の実施の形態例に係るガスタービン出力学習回路の構成を示すブロック図である。 圧力比と排ガス温度の関係を示す特性カーブＡ，Ｂを示す図である。 １４００℃ＭＷの算出ロジックを示すブロック図である。 ＣＬＣＳＯと重み係数の関係を示す図である。 圧力比と排ガス温度の関係を示す特性カーブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを示す図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置における燃焼器バイパス弁開度指令値の算出ロジックの構成を示すブロック図である。 ＣＬＣＳＯと吸気温度補正の重みとの関係を示す図である。 吸気温度と補正係数の関係を示す図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置におけるＰＬＣＳＯの算出ロジックの構成を示すブロック図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置におけるＴＨＣＳＯの算出ロジックの構成を示すブロック図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置における各燃料流量調節弁開度指令値の算出ロジックの構成を示すブロック図である。 ＰＬＣＳＯとパイロット燃料ガス流量ＧfPLとの関係（比例関係）を示す図である。 弁開度とＣｖ値の関係を示す図である。 ＴＨＣＳＯとトップハット燃料ガス流量ＧfTHとの関係（比例関係）を示す図である。 ＭＡＣＳＯとメイン燃料ガス流量ＧfMAとの関係（比例関係）を示す図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置における燃料ガス温度補正ロジックの構成を示すブロック図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置におけるマニホールド圧力補正ロジックの構成を示すブロック図である。 発電機出力（ガスタービン出力）と変化レートとの関係を示す図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置におけるマニホールド圧力算出ロジックの構成を示すブロック図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置におけるノズルＣｖ値の学習回路の構成を示すロジック図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置を備えたガスタービンの運転結果を示す図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置を備えたガスタービンの運転結果を示す図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置を備えたガスタービンの運転結果を示す図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置を備えたガスタービンの運転結果を示す図である。 前記ガスタービンの燃焼制御装置を備えたガスタービンの運転結果を示す図である。
符号の説明
１ ガスタービン
２ ガスタービン本体
３ 燃焼器
４ 圧縮機
５ 発電機
６ ＩＧＶ
７ アクチュエータ
８ 燃焼器バイパス弁
９ タービンバイパスライン
１０ タービンバイパス弁
１１ 燃料供給ライン
１２ メイン燃料供給ライン
１３ パイロット燃料供給ライン
１４ トップハット燃料供給ライン
１５ 燃料止め弁
１６ メイン燃料圧力調節弁
１７ メイン燃料流量調節弁
１８ パイロット燃料圧力調節弁
１９ パイロット燃料流量調節弁
２０ トップハット燃料圧力調節弁
２１ トップハット燃料流量調節弁
２２ メインマニホールド
２３ パイロットマニホールド
２４ トップハットマニホールド
２５ パイロットノズル
２６ メインノズル
２７ トップハットノズル
２８ 内筒
２９ 外筒
３１ 燃焼器パイパスライン
３２ タービンバイパスライン
４１ ガスタービン燃焼制御装置
５１，５２ 関数発生器
５３，５４ 除算器
５５，５６ 乗算器
５７，５８ 減算器
５９ 除算器
６０ レート設定器
６１ シグナルジェネレータ
６２ ガスタービン出力学習回路
６３ 減算器（偏差演算器）
６４ ＰＩ制御器
６５ ＬＯＷリミッタ
６６ 乗算器
６７ 低値選択器
６８ シグナルジェネレータ
７１，７２，７３ 関数発生器
７４ 乗算器
７５ 除算器
８１，８２，８３ 関数発生器
８４ 除算器
８５ 減算器
８６ 乗算器
９１，９２，９３ 関数発生器
９４ 乗算器
９５ 除算器
９６ 乗算器
１０１，１０２，１０３ 関数発生器
１０４ 乗算器
１０５，１０６，１０７ 関数発生器
１０９ 乗算器
１１０ 関数発生器
１１１ 加算器
１１２ 減算器
１１３，１１４ 関数発生器
１１５ 乗算器
１１６ 関数発生器
１２０ 燃料ガス温度補正ロジック
１２１ 低値選択器
１２２ むだ時間設定器
１２３ 切替器
１２４，１２５ 一次遅れ演算器
１２６ 低値選択器
１２７ レート付き切替器
１２８ シグナルジェネレータ
１３０，１４０，１５０ マニホールド圧力補正ロジック
１６１ 切替器
１６２ 変化レート設定器
１６３ マニホールド圧力算出ロジック
１６４ 乗算器
１６５ シグナルジェネレータ
１６６ 学習回路
１６７ 関数発生器
１６８ 乗算器
１６９ 除算器
１７０ シグナルジェネレータ
１７１，１７２ 乗算器
１７３ 加算器
１７４ シグナルジェネレータ
１７５ 乗算器
１７６ 加算器
１７７ ルーター
１７８ シグナルジェネレータ
１７９ 乗算器
１８０ チョーク判定器
１８１ 切替器
１８２ 減算器（偏差演算器）
１８３ ＰＩ制御器
２０１ ガスタービン出力学習回路
２０２ ＴＩＴ算出部
２０３ 理想ＭＷ算出部
２０４ 減算器（偏差演算器）
２０５ ＰＩ制御器
２０６ ＬＯＷリミッタ
２０７，２０８ 乗算器
２０９ 低値選択器
２１０ シグナルジェネレータ
２１１ 関数発生器
２１２ 乗算器
３０１ 乗算器
３０２ 関数発生器
３０３，３０４ 除算器
３０５ シグナルジェネレータ
ＰＷ 電力計
Ｔａ 吸気温度計
Ｔｆ 燃料ガス温度計
Ｔｈ 排ガス温度計
ＦＸ１ 吸気流量計
ＦＸ２ タービンバイパス流量計
ＰＸ１ メインマニホールド圧力計
ＰＸ２ パイロットマニホールド圧力計
ＰＸ３ トップハットマニホールド圧力計
ＰＸ４ 吸気圧力計
ＰＸ５ 車室圧力計
ＰＤＸ１ メイン燃料差圧計
ＰＤＸ２ パイロット燃料差圧計
ＰＤＸ３ トップハット燃料差圧計

Claims (8)

  1. ガスタービン本体と燃焼器と圧縮機とを備えたガスタービンにおけるガスタービン出力学習回路であって、
    ガスタービン入口燃焼ガス温度を第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧縮機の圧力比と前記ガスタービン本体の排ガス温度との関係を表す第１の特性カーブに基づき、計測した前記圧力比に対応する第１の排ガス温度を算出する手段と、
    ガスタービン入口燃焼ガス温度を前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度よりも高温の第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧力比と前記排ガス温度との関係を表す第２の特性カーブに基づき、前記計測した前記圧力比に対応する第２の排ガス温度を算出する手段と、
    前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第１の排ガス温度と、前記第２の排ガス温度と、計測した前記排ガス温度とに基づき、直線補間により、前記計測した前記圧力比及び前記計測した前記排ガス温度に対応する第３のガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する手段と、
    ガスタービン出力算出手段で算出した前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第２のガスタービン出力と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度とに基づき、直線補間により、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第３のガスタービン出力を算出する手段と、
    前記第３のガスタービン出力と、計測したガスタービン出力とを比較して、前記第３のガスタービン出力を前記計測したガスタービン出力に一致させるように前記第３のガスタービン出力の算出に用いる前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する手段と、
    を有する構成であることを特徴とするガスタービン出力学習回路。
  2. 請求項１に記載のガスタービン出力学習回路において、
    前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力の補正する手段は、前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差を、比例・積分演算又は積分演算して補正係数を求め、この補正係数を前記第１のガスタービン出力と前記第２のガスタービン出力とにそれぞれ乗算することによって、前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する構成であることを特徴とするガスタービン出力学習回路。
  3. 請求項４に記載のガスタービン出力学習回路において、
    前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差に対し、燃焼負荷指令値算出手段で算出されるガスタービン入口燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段、或いは前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段を備えたことを特徴とするガスタービン出力学習回路。
  4. ガスタービン本体と、複数種類の燃料ノズルを有する燃焼器と、入口案内翼を備えた圧縮機と、前記複数種類の燃料ノズルへの燃料供給量をそれぞれ調整する複数の燃料流量調節弁とを備えたガスタービンに装備され、前記燃料流量調節弁の開度を制御することによって前記複数種類の燃料ノズルへの燃料供給量を制御するガスタービンの燃焼制御装置において、
    前記圧縮機の吸気温度と、前記入口案内翼の開度とに基づいて、第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第１のガスタービン出力と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度よりも高温の第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第２のガスタービン出力と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度よりも低温の第４のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第４のガスタービン出力とを算出するガスタービン出力算出手段と、
    前記第２のガスタービン出力と、前記第４のガスタービン出力と、計測したガスタービン出力とに基づいて、直線補間により、ガスタービン入口燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値を算出する燃焼負荷指令算出手段とを備え、
    この燃焼負荷指令算出手段で算出した前記燃焼負荷指令値に基づいて、前記複数種類の燃料ノズルのそれぞれへ供給する燃料の比率を決定し、これらの燃料の比率に基づいて前記燃料流量調節弁の開度を制御することにより前記複数種類の燃料ノズルへの燃料供給量を制御するガスタービンの燃焼制御装置であって、
    ガスタービン入口燃焼ガス温度を第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧縮機の圧力比と前記ガスタービン本体の排ガス温度との関係を表す第１の特性カーブに基づき、計測した前記圧力比に対応する第１の排ガス温度を算出する手段と、
    ガスタービン入口燃焼ガス温度を前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に調節するときの前記圧力比と前記排ガス温度との関係を表す第２の特性カーブに基づき、前記計測した前記圧力比に対応する第２の排ガス温度を算出する手段と、
    前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第１の排ガス温度と、前記第２の排ガス温度と、計測した前記排ガス温度とに基づき、直線補間により、前記計測した前記圧力比及び前記計測した前記排ガス温度に対応する第３のガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する手段と、
    ガスタービン出力算出手段で算出した前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第２のガスタービン出力と、前記第１のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第２のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度とに基づき、直線補間により、前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度に対応する第３のガスタービン出力を算出する手段と、
    前記第３のガスタービン出力と、計測したガスタービン出力とを比較して、前記第３のガスタービン出力を前記計測したガスタービン出力に一致させるように前記第３のガスタービン出力の算出に用いる前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する手段と、
    を有する構成のガスタービン出力学習回路を備え、
    このガスタービン出力学習回路で補正した前記第２のガスタービン出力を、前記燃焼負荷指令算出手段における前記燃焼負荷指令値の算出に用いる構成としたことを特徴とするガスタービンの燃焼制御装置。
  5. 請求項４に記載のガスタービンの燃焼制御装置において、
    前記ガスタービン出力学習回路における前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力の補正する手段は、前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差を、比例・積分演算又は積分演算して補正係数を求め、この補正係数を前記第１のガスタービン出力と前記第２のガスタービン出力とにそれぞれ乗算することによって、前記第１のガスタービン出力及び前記第２のガスタービン出力を補正する構成であることを特徴とするガスタービンの燃焼制御装置。
  6. 請求項５に記載のガスタービンの燃焼制御装置において、
    前記ガスタービン出力学習回路は、前記第３のガスタービン出力と、前記計測したガスタービン出力との偏差に対し、燃焼負荷指令値算出手段で算出されるガスタービン入口燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段、或いは前記第３のガスタービン入口燃焼ガス温度の増加に応じて前記偏差に乗算する重み係数を増加させるように重み付けを行う手段を備えたことを特徴とするガスタービンの燃焼制御装置。
  7. 請求項４〜６の何れか１項に記載のガスタービンの燃焼制御装置において、
    前記ガスタービンは前記燃焼器及び前記ガスタービン本体に対して圧縮空気をバイパスするガスタービンバイパス手段を有しており、
    前記ガスタービン出力算出手段では、前記圧縮機の吸気温度と、前記入口案内翼の開度と、前記圧縮機の全圧縮空気量と前記ガスタービンバイパス手段によるタービンバイパス流量との比であるタービンバイパス比とに基づいて、前記第１のガスタービン出力と、前記第２のガスタービン出力と、前記第４のガスタービン出力とを算出することを特徴とするガスタービンの燃焼制御装置。
  8. 請求項４〜７の何れか１項に記載のガスタービンの燃焼制御装置において、
    前記ガスタービン出力算出手段では、前記圧縮機の吸気温度と、前記入口案内翼の開度と、前記圧縮機の吸気圧力と標準大気圧との比である大気圧比とに基づいて、又は、前記圧縮機の吸気温度と、前記入口案内翼の開度と、前記タービンバイパス比と、前記大気圧比とに基づいて、前記第１のガスタービン出力と、前記第２のガスタービン出力と、前記第４のガスタービン出力とを算出することを特徴とするガスタービンの燃焼制御装置。
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