JP2009057950A - ガスタービンの吸気加熱制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱交換器30には、自缶蒸気用制御弁41より供給量が制御される自缶蒸気S1と、補助蒸気用制御弁51により供給量が制御される補助蒸気S2が供給される。起動時には、補助蒸気S2の蒸気量を一定レートで減少させると共に、自缶蒸気S1の蒸気量をフィードバック制御とフィードフォワード制御をしつつ増加させていく。停止時には、自缶蒸気S1の蒸気量を一定レートで減少させると共に、補助蒸気S2の蒸気量をフィードバック制御とフィードフォワード制御をしつつ増加させていく。
【選択図】図1
Description
更に詳述すると、本発明は、ガスタービンに吸入される空気を蒸気により加熱するガスタービンの吸気加熱装置において、蒸気源を変更しても、吸入空気の温度を一定に保つように工夫したものである。
このように吸入空気を加熱しているのは、極低温(例えば−20°C〜−30°C)になっている密度の高い外気(空気)をそのままガスタービンに吸入すると、着火性能が低下したり燃焼振動が生じたりしてガスタービンの安定燃焼が確保できないからである。また、このような極低温の空気を取り込むと、ガスタービンの入口で空気中の水分が氷結し、氷結した氷がガスタービン内に侵入してタービン翼等を損傷する恐れがあるからである。
蒸気管31には、蒸気管31に流通させる蒸気量、即ち、熱交換器30に供給する蒸気量を制御するための制御弁32が介装されている。
なお、補助ボイラから発生した蒸気を、以下「補助蒸気」と称し、排熱回収ボイラから発生した蒸気を、以下「自缶蒸気」と呼ぶ。
つまり、弁開度指令Pによるフィードバック制御に加えて、吸入空気量の増減に応じた弁開度先行指令による先行制御(フィードフォワード制御)を行うことにより、吸入空気量が急に増減しても、吸入空気の温度を目標温度TOに保持するように制御する制御装置の発明を出願している。
発電機20の出力が規定値未満であるときには、補助蒸気を熱交換器30に供給し、発電機20の出力が規定値以上になったら、自缶蒸気を熱交換器30に供給するように、蒸気源の切り替えをしている。
一方、ガスタービン10を停止する期間では、当初は自缶蒸気が熱交換器30に供給されているが、発電機20の出力が規定値未満になったら、自缶蒸気に代えて補助蒸気を熱交換器30に供給するように切り替えをしている。
前記熱交換器により加熱されて前記ガスタービンに吸入される空気の温度を測定する温度計と、
前記温度計で測定した測定温度が予め設定した目標温度となるようにする自缶蒸気用弁開度指令を前記自缶蒸気用制御弁に送って前記自缶蒸気用制御弁の弁開度を制御する自缶蒸気用制御部と、前記測定温度が前記目標温度となるようにする補助蒸気用弁開度指令を前記補助蒸気用制御弁に送って前記補助蒸気用制御弁の弁開度を制御する補助蒸気用制御部とを含む制御装置とを有し、
前記ガスタービンにより回転駆動される発電機の出力が予め決めた規定値以上の値から減少してきて前記規定値未満になったときには、前記自缶蒸気用制御部は、前記規定値未満になった時点における自缶蒸気用弁開度指令の値を保持し、自缶蒸気用弁開度指令の値を前記保持した値から予め決めた設定時間において次第に減少させて0にする一方、前記補助蒸気用制御部は、前記規定値未満になった時点から予め決めた設定時間において時間の経過に沿い値が0から1に次第に変化する係数を、前記補助蒸気用弁開度指令に対して乗算してなる補助蒸気用調整弁開度指令により前記補助蒸気用制御弁の弁開度を制御し、
前記発電機の出力が予め決めた規定値未満の値から増加してきて前記規定値以上になったときには、前記補助蒸気用制御部は、前記規定値以上になった時点における補助蒸気用弁開度指令の値を保持し、補助蒸気用弁開度指令の値を前記保持した値から予め決めた設定時間において次第に減少させて0にする一方、前記自缶蒸気用制御部は、前記規定値以上になった時点から予め決めた設定時間において時間の経過に沿い値が0から1に次第に変化する係数を、前記自缶蒸気用弁開度指令に対して乗算してなる自缶蒸気用調整弁開度指令により前記自缶蒸気用制御弁の弁開度を制御することを特徴とする。
前記熱交換器により加熱されて前記ガスタービンに吸入される空気の温度を測定する温度計と、
前記ガスタービンにより回転駆動される発電機の出力が予め決めた規定値以上の値から減少してきて前記規定値未満になったときには第1の蒸気源切替信号を出力し、前記発電機の出力が予め決めた規定値未満の値から増加してきて前記規定値以上になったときには第2の蒸気源切替信号を出力する蒸気源切替信号発生部と、
第1の蒸気源切替信号が出力されたときには、予め決めた設定時間において時間の経過に沿い値が1から0に次第に変化し、第2の蒸気源切替信号が出力されたときには、予め決めた設定時間において時間の経過に沿い値が0から1に次第に変化する自缶蒸気使用係数を出力する自缶蒸気使用係数発生部と、
前記温度計で測定した測定温度と予め設定した目標温度との偏差を零とするようにフィードバック制御をする自缶蒸気用弁開度補正指令と、前記測定温度が前記目標温度となるように先行制御する自缶蒸気用弁開度先行指令とを加算してなる自缶蒸気用補正弁開度指令を、前記自缶蒸気用制御弁に送って前記自缶蒸気用制御弁の弁開度を制御する自缶蒸気用制御部と、
前記測定温度と予め設定した目標温度との偏差を零とするようにフィードバック制御をする補助蒸気用弁開度補正指令と、前記測定温度が前記目標温度となるように先行制御する補助蒸気用弁開度先行指令とを加算してなる補助蒸気用補正弁開度指令を、前記補助蒸気用制御弁に送って前記補助蒸気用制御弁の弁開度を制御する補助蒸気用制御部と、
第1の蒸気源切替信号が出力されたときには、前記自缶蒸気用制御部は、第1の蒸気源切替信号が出力された時点における自缶蒸気用補正弁開度指令の値を保持し、自缶蒸気用補正弁開度指令の値を前記保持した値から予め決めた設定時間において次第に減少させて0にする一方、前記補助蒸気用制御部は、1の値から前記自缶蒸気使用係数を引いた差値を前記補助蒸気用補正弁開度指令に対して乗算してなる補助蒸気用調整弁開度指令により前記補助蒸気用制御弁の弁開度を制御し、
第2の蒸気源切替信号が出力された時には、前記補助蒸気用制御部は、第2の蒸気源切替信号が出力された時点における補助蒸気用補正弁開度指令の値を保持し、補助蒸気用補正弁開度指令の値を前記保持した値から予め決めた設定時間において次第に減少させて0にする一方、前記自缶蒸気用制御部は、前記自缶蒸気使用係数を前記自缶蒸気用補正弁開度指令に対して乗算してなる自缶蒸気用調整弁開度指令により前記自缶蒸気用制御弁の弁開度を制御することを特徴とする。
前記自缶蒸気用制御部は、
前記目標温度と前記測定温度との偏差である自缶蒸気用の偏差温度を求める自缶蒸気用の偏差演算部と、
前記自缶蒸気用の偏差温度を比例・積分演算して自缶蒸気用の弁開度補正指令を求める自缶蒸気用の比例・積分演算部と、
前記目標温度と大気温度との温度差を求める第2の自缶蒸気用の偏差演算部と、
前記ガスタービンの回転数が大きくなると値が大きくなる自缶蒸気用の弁開度指令を出力する自缶蒸気用の弁開度指令演算関数部と、
前記ガスタービンの入口案内翼の開度が大きくなると係数値が大きくなる自缶蒸気用の入口案内翼用補正係数を出力する自缶蒸気用の入口案内翼用補正係数演算関数部と、
前記温度差が大きくなると係数値が大きくなる自缶蒸気用の温度差用補正係数を出力する自缶蒸気用の温度差用補正係数演算関数部と、
前記熱交換器に供給される自缶蒸気の圧力が、予め決めた基準圧力と等しいときには係数値が1となり、前記基準圧力よりも大きくなると係数値が1よりも小さくなり、前記基準圧力よりも小さくなると係数値が1よりも大きくなる自缶蒸気用の蒸気圧力用補正係数を出力する自缶蒸気用の蒸気圧力用補正係数演算関数部と、
前記熱交換器に供給される自缶蒸気の温度が、予め決めた基準温度と等しいときには係数値が1となり、前記基準温度よりも大きくなると係数値が1よりも小さくなり、前記基準温度よりも小さくなると係数値が1よりも大きくなる自缶蒸気用の蒸気温度用補正係数を出力する自缶蒸気用の蒸気温度用補正係数演算関数部と、
前記自缶蒸気用の弁開度指令と前記自缶蒸気用の入口案内翼用補正係数と前記自缶蒸気用の温度差用補正係数と前記自缶蒸気用の蒸気圧力用補正係数と前記自缶蒸気用の蒸気温度用補正係数を乗算して自缶蒸気用の弁開度先行指令を出力する自缶蒸気用の乗算部と、
前記自缶蒸気用の弁開度補正指令と前記自缶蒸気用の弁開度先行指令とを加算して自缶蒸気用の補正弁開度指令を出力する自缶蒸気用の加算部とを有し、
前記補助蒸気用制御部は、
前記目標温度と前記測定温度との偏差である補助蒸気用の偏差温度を求める補助蒸気用の偏差演算部と、
前記補助蒸気用の偏差温度を比例・積分演算して補助蒸気用の弁開度補正指令を求める補助蒸気用の比例・積分演算部と、
前記目標温度と大気温度との温度差を求める第2の補助蒸気用の偏差演算部と、
前記ガスタービンの回転数が大きくなると値が大きくなる補助蒸気用の弁開度指令を出力する補助蒸気用の弁開度指令演算関数部と、
前記ガスタービンの入口案内翼の開度が大きくなると係数値が大きくなる補助蒸気用の入口案内翼用補正係数を出力する補助蒸気用の入口案内翼用補正係数演算関数部と、
前記温度差が大きくなると係数値が大きくなる補助蒸気用の温度差用補正係数を出力する補助蒸気用温度差用の補正係数演算関数部と、
前記熱交換器に供給される補助蒸気の圧力が、予め決めた基準圧力と等しいときには係数値が1となり、前記基準圧力よりも大きくなると係数値が1よりも小さくなり、前記基準圧力よりも小さくなると係数値が1よりも大きくなる補助蒸気用の蒸気圧力用補正係数を出力する補助蒸気用の蒸気圧力用補正係数演算関数部と、
前記熱交換器に供給される補助蒸気の温度が、予め決めた基準温度と等しいときには係数値が1となり、前記基準温度よりも大きくなると係数値が1よりも小さくなり、前記基準温度よりも小さくなると係数値が1よりも大きくなる補助蒸気用の蒸気温度用補正係数を出力する補助蒸気用の蒸気温度用補正係数演算関数部と、
前記補助蒸気用の弁開度指令と前記補助蒸気用の入口案内翼用の補正係数と前記補助蒸気用の温度差用補正係数と前記補助蒸気用の蒸気圧力用補正係数と前記補助蒸気用の蒸気温度用の補正係数を乗算して補助蒸気用の弁開度先行指令を出力する補助蒸気用の乗算部と、
前記補助蒸気用の弁開度補正指令と前記補助蒸気用の弁開度先行指令とを加算して補助蒸気用の補正弁開度指令を出力する補助蒸気用の加算部とを有することを特徴とする。
つまり起動時においては、補助蒸気用制御弁を一定レートで絞ると共に、自缶蒸気用制御弁に対しては開度制御をしつつ開けていく。
つまり、停止時においては、自缶蒸気用制御弁を一定レートで絞ると共に、補助蒸気用制御弁に対しては開度制御をしつつ開けていく。
図1は、本発明の実施例に係るガスタービンの吸気加熱制御装置を適用した、ガスタービンプラントを示す。同図に示すように、ガスタービン10は、圧縮機11と燃焼器12とタービン13を主要部材として構成されている。このガスタービン10の圧縮機11には、吸気ダクト15を介して、外部から取り込んだ空気(大気)Aが吸入されるようになっている。
制御装置100は、蒸気源切替信号発生部101と、自缶蒸気使用係数発生部102と、自缶蒸気用制御部200と、補助蒸気用制御部300を有している。
詳細は後述するが、蒸気源切替信号発生部101と自缶蒸気使用係数発生部102は、蒸気源の切替をするときに切替がスムーズに行われるように動作する機能ブロックである。
(1)自缶蒸気使用係数発生部102に、蒸気切替信号TS1が入力されると、自缶蒸気使用係数Jの値は、予め決めた設定時間において、「1」から次第に減少して「0」となり、予め決めた時間が経過した後は「0」を保持する(図4(b)のγ〜δの期間)。
(2)自缶蒸気使用係数発生部102に、蒸気切替信号TS2が入力されると、自缶蒸気使用係数Jの値は、予め決めた設定時間において、「0」から次第に増加して「1」となり、予め決めた時間が経過した後は「1」を保持する(図4(b)のα〜βの期間)。
自缶蒸気用制御部200は、偏差演算部201と比例・積分演算部202と、出力調整部203と、自缶蒸気用先行制御部210を有している。
この自缶蒸気用制御部200には、目標温度TO(例えば+5°C)が予め設定されている。この目標温度TOは、ガスタービン10を安定して燃焼(運転)させることができる吸入空気温度として、各ガスタービン10の特性に応じて予め設定した温度である。
補正係数演算関数部213には、IGV11aの開度を検出するセンサ(図示省略)により測定したIGV開度OPが入力され、弁開度指令関数演算部214には、ガスタービン10の回転数を検出するセンサ(図示省略)により測定したガスタービン回転数Nが入力される。
偏差演算部216には、大気の温度を検出するセンサ(図示省略)により測定した大気温度t2と、目標温度TOが入力される。この偏差演算部216は、大気温度t2と目標温度TOとの偏差演算をして、温度差dt1(=TO−t2)を求める。
この出力調整部203は、詳細は後述するが、蒸気源の切替をするときに切替がスムーズに行われるように動作する機能ブロックである。
補助蒸気用制御部300は、偏差演算部301と比例・積分演算部302と、出力調整部303と、偏差演算部304と、信号発生部305と、補助蒸気用先行制御部310を有している。
この補助蒸気用制御部300には、目標温度TO(例えば+5°C)が予め設定されている。この目標温度TOは、ガスタービン10を安定して燃焼(運転)させることができる吸入空気温度として、各ガスタービン10の特性に応じて予め設定した温度である。
補正係数演算関数部313には、IGV11aの開度を検出するセンサ(図示省略)により測定したIGV開度OPが入力され、弁開度指令関数演算部314には、ガスタービン10の回転数を検出するセンサ(図示省略)により測定したガスタービン回転数Nが入力される。
偏差演算部316には、大気の温度を検出するセンサ(図示省略)により測定した大気温度t2と、目標温度TOが入力される。この偏差演算部316は、大気温度t2と目標温度TOとの偏差演算をして、温度差dt1(=TO−t2)を求める。
出力調整部303は、補正弁開度指令PA2に、差値(1−J)を乗算して、調整弁開度指令PB2を出力する。
この出力調整部303は、詳細は後述するが、蒸気源の切替をするときに切替がスムーズに行われるように動作する機能ブロックである。
ここで、発電機20の出力が規定値(例えば定格出力の50%)未満となって、自缶蒸気使用係数発生部102から出力される自缶蒸気使用係数Jの値が「0」となっているときにおいて、補助蒸気用制御部300により補助蒸気用制御弁51の開度調整をする制御動作を説明する。
また、J=0であるため、偏差演算部304から出力される差値(1−J)=1となり、補正弁開度指令PA2の値と、調整弁開度指令PB2の値とが等しくなっている。
一方、測定温度t1が高くなってくると、弁開度補正指令P2及び補正弁開度指令PA2ひいては調整弁開度指令PB2が小さくなって補助蒸気用制御弁51の弁開度が小さくなり、熱交換器30に供給される蒸気量が減少する。
この制御は従来のフィードバック制御と同様な制御動作である。
また、ガスタービン回転数Nの減少に応じて、先行して補助蒸気用制御弁51の開度を減少して熱交換器30に供給する蒸気量を減少させる先行制御をしているため、ガスタービン10の回転数減少に応じて吸入空気量が減少しても、この吸入する空気A′の温度を安定燃焼可能な温度に維持することができる。
逆に、IGV開度OPが減少してくると、補正係数c2及び弁開度先行指令f2がIGV開度OPの減少に伴って小さくなり、補正弁開度指令PA2ひいては調整弁開度指令PB2もIGV開度OPの減少に伴って小さくなって補助蒸気用制御弁51の弁開度が小さくなり、熱交換器30に供給される蒸気量がIGV開度OPの減少に伴って減少するという先行制御(フィードフォワード制御)が行われる。
また、IGV開度OPの減少に応じて、先行して補助蒸気用制御弁51の開度を小さくして熱交換器30に供給する蒸気量を減少させる先行制御をしているため、IGV11aの開度が小さくなって吸入空気量が急に減少しても、この吸入する空気A′の温度を安定燃焼可能な温度に維持することができる。
逆に、大気温度t2が上昇してくると温度差dt2が小さくなるため、補正係数e2及び弁開度先行指令f2が大気温度t2の上昇に伴って小さくなり、補正弁開度指令PA2ひいては調整弁開度指令PB2も大気温度t2の上昇に伴って小さくなって補助蒸気用制御弁51の弁開度が小さくなり、熱交換器30に供給される蒸気量が大気温度t2の増加に伴って減少するという先行制御(フィードフォワード制御)が行われる。
逆に、蒸気圧力SP2が減少してくると、補正係数a2及び弁開度先行指令f2が蒸気圧力SP2の減少に伴って大きくなり、補正弁開度指令PA2ひいては調整弁開度指令PB2も蒸気圧力SP2の減少に伴って大きくなって補助蒸気用制御弁51の開度が大きくなり、熱交換器30に供給される蒸気量が蒸気圧力SPの減少に伴って増加するという先行制御(フィードフォワード制御)が行われる。
逆に、蒸気温度ST2が減少してくると、補正係数b2及び弁開度先行指令f2が蒸気温度ST2の減少に伴って大きくなり、補正弁開度指令PA2ひいては調整弁開度指令PB2も蒸気温度ST2の減少に伴って大きくなって補助蒸気用制御弁51の開度が大きくなり、熱交換器30に供給される蒸気量が蒸気温度STの減少に伴って増加するという先行制御(フィードフォワード制御)が行われる。
ここで、発電機20の出力が規定値(例えば定格出力の50%)以上となって、自缶蒸気使用係数発生部102から出力される自缶蒸気使用係数Jの値が「1」となっているときにおいて、自缶蒸気用制御部200により自缶蒸気用制御弁41の開度調整をする制御動作を説明する。
また、J=1であるため、補正弁開度指令PA1の値と、調整弁開度指令PB1の値とが等しくなっている。
一方、測定温度t1が高くなってくると、弁開度補正指令P1及び補正弁開度指令PA1ひいては調整弁開度指令PB1が小さくなって自缶蒸気用制御弁41の弁開度が小さくなり、熱交換器30に供給される蒸気量が減少する。
この制御は従来のフィードバック制御と同様な制御動作である。
また、ガスタービン回転数Nの減少に応じて、先行して自缶蒸気用制御弁41の開度を減少して熱交換器30に供給する蒸気量を減少させる先行制御をしているため、ガスタービン10の回転数減少に応じて吸入空気量が減少しても、この吸入する空気A′の温度を安定燃焼可能な温度に維持することができる。
逆に、IGV開度OPが減少してくると、補正係数c1及び弁開度先行指令f1がIGV開度OPの減少に伴って小さくなり、補正弁開度指令PA1ひいては調整弁開度指令PB1もIGV開度OPの減少に伴って小さくなって自缶蒸気用制御弁41の弁開度が小さくなり、熱交換器30に供給される蒸気量がIGV開度OPの減少に伴って減少するという先行制御(フィードフォワード制御)が行われる。
また、IGV開度OPの減少に応じて、先行して自缶蒸気用制御弁41の開度を小さくして熱交換器30に供給する蒸気量を減少させる先行制御をしているため、IGV11aの開度が小さくなって吸入空気量が急に減少しても、この吸入する空気A′の温度を安定燃焼可能な温度に維持することができる。
逆に、大気温度t2が上昇してくると温度差dt1が小さくなるため、補正係数e1及び弁開度先行指令f1が大気温度t2の上昇に伴って小さくなり、補正弁開度指令PA1ひいては調整弁開度指令PB1も大気温度t2の上昇に伴って小さくなって自缶蒸気用制御弁41の弁開度が小さくなり、熱交換器30に供給される蒸気量が大気温度t2の増加に伴って減少するという先行制御(フィードフォワード制御)が行われる。
逆に、蒸気圧力SP1が減少してくると、補正係数a1及び弁開度先行指令f1が蒸気圧力SP1の減少に伴って大きくなり、補正弁開度指令PA1ひいては調整弁開度指令PB1も蒸気圧力SP1の減少に伴って大きくなって自缶蒸気用制御弁41の開度が大きくなり、熱交換器30に供給される蒸気量が蒸気圧力SPの減少に伴って増加するという先行制御(フィードフォワード制御)が行われる。
逆に、蒸気温度ST1が減少してくると、補正係数b1及び弁開度先行指令f1が蒸気温度ST1の減少に伴って大きくなり、補正弁開度指令PA1ひいては調整弁開度指令PB1も蒸気温度ST1の減少に伴って大きくなって自缶蒸気用制御弁41の開度が大きくなり、熱交換器30に供給される蒸気量が蒸気温度STの減少に伴って増加するという先行制御(フィードフォワード制御)が行われる。
次に、熱交換器30に供給する蒸気を、補助蒸気S2から自缶蒸気S1に切り替える際の切替制御動作を、図1及び図4を参照して説明する。
そして、調整弁開度指令PB2(=PA2)は、フィードバック制御をする弁開度補正指令P2のみならず、フィードフォワード制御をする弁開度先行指令f2を含むため、調整弁開度指令PB2により補助蒸気用制御弁51の開度制御を行うことにより、吸入する空気A′の温度を目標温度TOに一致させる制御をより確実に行うことができる。
なお発電機20の出力が規定値(例えば定格出力の50%)以上になる前においても、自缶蒸気用制御部200の演算動作自体は行われているが、自缶蒸気使用係数Jの値が「0」であるため、調整弁開度指令PB1の値が「0」となり、調整弁開度指令PB1による自缶蒸気用制御弁41の実際の開閉制御は行なわれていない。
この結果、熱交換器30に供給される蒸気を、補助蒸気S2から自缶蒸気S1に切り替えていっても、吸入空気A′の温度を目標温度TOに維持する制御を確実に実行することができる。
次に、熱交換器30に供給する蒸気を、自缶蒸気S1から補助蒸気S2に切り替える際の切替制御動作を、図1及び図4を参照して説明する。
そして、調整弁開度指令PB1(=PA1)は、フィードバック制御をする弁開度補正指令P1のみならず、フィードフォワード制御をする弁開度先行指令f1を含むため、調整弁開度指令PB1により自缶蒸気用制御弁41の開度制御を行うことにより、吸入する空気A′の温度を目標温度TOに一致させる制御をより確実に行うことができる。
なお発電機20の出力が規定値(例えば定格出力の50%)未満になる前においても、補助蒸気用制御部300の演算動作自体は行われているが、自缶蒸気使用係数Jの値が「1」となって差値(1−J)の値が「0」であるため、調整弁開度指令PB2の値が「0」となり、調整弁開度指令PB2による補助蒸気用制御弁51の実際の開閉制御は行なわれていない。
この結果、熱交換器30に供給される蒸気を、自缶蒸気S1から補助蒸気S2に切り替えていっても、吸入空気A′の温度を目標温度TOに維持する制御を確実に実行することができる。
11a 入口案内翼
15 吸気ダクト
30 熱交換器
40 自缶蒸気管
41 自缶蒸気用制御弁
50 補助蒸気管
51 補助蒸気用制御弁
100 制御装置
101 蒸気源切替信号発生部
102 自缶蒸気使用係数発生部
200 自缶蒸気用制御部
210 自缶蒸気用先行制御部
300 補助蒸気用制御部
310 補助蒸気用先行制御部
A,A′ 空気
S1 自缶蒸気
S2 補助蒸気
TS1,TS2 蒸気源切替信号
J 自缶蒸気使用係数
Claims (3)
- 自缶蒸気用制御弁の弁開度に応じて供給量が制御される自缶蒸気と、補助蒸気用制御弁の弁開度に応じて供給量が制御される補助蒸気とが供給され、供給された蒸気により、ガスタービンに吸入される空気を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器により加熱されて前記ガスタービンに吸入される空気の温度を測定する温度計と、
前記温度計で測定した測定温度が予め設定した目標温度となるようにする自缶蒸気用弁開度指令を前記自缶蒸気用制御弁に送って前記自缶蒸気用制御弁の弁開度を制御する自缶蒸気用制御部と、前記測定温度が前記目標温度となるようにする補助蒸気用弁開度指令を前記補助蒸気用制御弁に送って前記補助蒸気用制御弁の弁開度を制御する補助蒸気用制御部とを含む制御装置とを有し、
前記ガスタービンにより回転駆動される発電機の出力が予め決めた規定値以上の値から減少してきて前記規定値未満になったときには、前記自缶蒸気用制御部は、前記規定値未満になった時点における自缶蒸気用弁開度指令の値を保持し、自缶蒸気用弁開度指令の値を前記保持した値から予め決めた設定時間において次第に減少させて0にする一方、前記補助蒸気用制御部は、前記規定値未満になった時点から予め決めた設定時間において時間の経過に沿い値が0から1に次第に変化する係数を、前記補助蒸気用弁開度指令に対して乗算してなる補助蒸気用調整弁開度指令により前記補助蒸気用制御弁の弁開度を制御し、
前記発電機の出力が予め決めた規定値未満の値から増加してきて前記規定値以上になったときには、前記補助蒸気用制御部は、前記規定値以上になった時点における補助蒸気用弁開度指令の値を保持し、補助蒸気用弁開度指令の値を前記保持した値から予め決めた設定時間において次第に減少させて0にする一方、前記自缶蒸気用制御部は、前記規定値以上になった時点から予め決めた設定時間において時間の経過に沿い値が0から1に次第に変化する係数を、前記自缶蒸気用弁開度指令に対して乗算してなる自缶蒸気用調整弁開度指令により前記自缶蒸気用制御弁の弁開度を制御することを特徴とするガスタービンの吸気加熱制御装置。 - 自缶蒸気用制御弁の弁開度に応じて供給量が制御される自缶蒸気と、補助蒸気用制御弁の弁開度に応じて供給量が制御される補助蒸気とが供給され、供給された蒸気により、ガスタービンに吸入される空気を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器により加熱されて前記ガスタービンに吸入される空気の温度を測定する温度計と、
前記ガスタービンにより回転駆動される発電機の出力が予め決めた規定値以上の値から減少してきて前記規定値未満になったときには第1の蒸気源切替信号を出力し、前記発電機の出力が予め決めた規定値未満の値から増加してきて前記規定値以上になったときには第2の蒸気源切替信号を出力する蒸気源切替信号発生部と、
第1の蒸気源切替信号が出力されたときには、予め決めた設定時間において時間の経過に沿い値が1から0に次第に変化し、第2の蒸気源切替信号が出力されたときには、予め決めた設定時間において時間の経過に沿い値が0から1に次第に変化する自缶蒸気使用係数を出力する自缶蒸気使用係数発生部と、
前記温度計で測定した測定温度と予め設定した目標温度との偏差を零とするようにフィードバック制御をする自缶蒸気用弁開度補正指令と、前記測定温度が前記目標温度となるように先行制御する自缶蒸気用弁開度先行指令とを加算してなる自缶蒸気用補正弁開度指令を、前記自缶蒸気用制御弁に送って前記自缶蒸気用制御弁の弁開度を制御する自缶蒸気用制御部と、
前記測定温度と予め設定した目標温度との偏差を零とするようにフィードバック制御をする補助蒸気用弁開度補正指令と、前記測定温度が前記目標温度となるように先行制御する補助蒸気用弁開度先行指令とを加算してなる補助蒸気用補正弁開度指令を、前記補助蒸気用制御弁に送って前記補助蒸気用制御弁の弁開度を制御する補助蒸気用制御部と、
第1の蒸気源切替信号が出力されたときには、前記自缶蒸気用制御部は、第1の蒸気源切替信号が出力された時点における自缶蒸気用補正弁開度指令の値を保持し、自缶蒸気用補正弁開度指令の値を前記保持した値から予め決めた設定時間において次第に減少させて0にする一方、前記補助蒸気用制御部は、1の値から前記自缶蒸気使用係数を引いた差値を前記補助蒸気用補正弁開度指令に対して乗算してなる補助蒸気用調整弁開度指令により前記補助蒸気用制御弁の弁開度を制御し、
第2の蒸気源切替信号が出力された時には、前記補助蒸気用制御部は、第2の蒸気源切替信号が出力された時点における補助蒸気用補正弁開度指令の値を保持し、補助蒸気用補正弁開度指令の値を前記保持した値から予め決めた設定時間において次第に減少させて0にする一方、前記自缶蒸気用制御部は、前記自缶蒸気使用係数を前記自缶蒸気用補正弁開度指令に対して乗算してなる自缶蒸気用調整弁開度指令により前記自缶蒸気用制御弁の弁開度を制御することを特徴とするガスタービンの吸気加熱制御装置。 - 請求項2において、
前記自缶蒸気用制御部は、
前記目標温度と前記測定温度との偏差である自缶蒸気用の偏差温度を求める自缶蒸気用の偏差演算部と、
前記自缶蒸気用の偏差温度を比例・積分演算して自缶蒸気用の弁開度補正指令を求める自缶蒸気用の比例・積分演算部と、
前記目標温度と大気温度との温度差を求める第2の自缶蒸気用の偏差演算部と、
前記ガスタービンの回転数が大きくなると値が大きくなる自缶蒸気用の弁開度指令を出力する自缶蒸気用の弁開度指令演算関数部と、
前記ガスタービンの入口案内翼の開度が大きくなると係数値が大きくなる自缶蒸気用の入口案内翼用補正係数を出力する自缶蒸気用の入口案内翼用補正係数演算関数部と、
前記温度差が大きくなると係数値が大きくなる自缶蒸気用の温度差用補正係数を出力する自缶蒸気用の温度差用補正係数演算関数部と、
前記熱交換器に供給される自缶蒸気の圧力が、予め決めた基準圧力と等しいときには係数値が1となり、前記基準圧力よりも大きくなると係数値が1よりも小さくなり、前記基準圧力よりも小さくなると係数値が1よりも大きくなる自缶蒸気用の蒸気圧力用補正係数を出力する自缶蒸気用の蒸気圧力用補正係数演算関数部と、
前記熱交換器に供給される自缶蒸気の温度が、予め決めた基準温度と等しいときには係数値が1となり、前記基準温度よりも大きくなると係数値が1よりも小さくなり、前記基準温度よりも小さくなると係数値が1よりも大きくなる自缶蒸気用の蒸気温度用補正係数を出力する自缶蒸気用の蒸気温度用補正係数演算関数部と、
前記自缶蒸気用の弁開度指令と前記自缶蒸気用の入口案内翼用補正係数と前記自缶蒸気用の温度差用補正係数と前記自缶蒸気用の蒸気圧力用補正係数と前記自缶蒸気用の蒸気温度用補正係数を乗算して自缶蒸気用の弁開度先行指令を出力する自缶蒸気用の乗算部と、
前記自缶蒸気用の弁開度補正指令と前記自缶蒸気用の弁開度先行指令とを加算して自缶蒸気用の補正弁開度指令を出力する自缶蒸気用の加算部とを有し、
前記補助蒸気用制御部は、
前記目標温度と前記測定温度との偏差である補助蒸気用の偏差温度を求める補助蒸気用の偏差演算部と、
前記補助蒸気用の偏差温度を比例・積分演算して補助蒸気用の弁開度補正指令を求める補助蒸気用の比例・積分演算部と、
前記目標温度と大気温度との温度差を求める第2の補助蒸気用の偏差演算部と、
前記ガスタービンの回転数が大きくなると値が大きくなる補助蒸気用の弁開度指令を出力する補助蒸気用の弁開度指令演算関数部と、
前記ガスタービンの入口案内翼の開度が大きくなると係数値が大きくなる補助蒸気用の入口案内翼用補正係数を出力する補助蒸気用の入口案内翼用補正係数演算関数部と、
前記温度差が大きくなると係数値が大きくなる補助蒸気用の温度差用補正係数を出力する補助蒸気用温度差用の補正係数演算関数部と、
前記熱交換器に供給される補助蒸気の圧力が、予め決めた基準圧力と等しいときには係数値が1となり、前記基準圧力よりも大きくなると係数値が1よりも小さくなり、前記基準圧力よりも小さくなると係数値が1よりも大きくなる補助蒸気用の蒸気圧力用補正係数を出力する補助蒸気用の蒸気圧力用補正係数演算関数部と、
前記熱交換器に供給される補助蒸気の温度が、予め決めた基準温度と等しいときには係数値が1となり、前記基準温度よりも大きくなると係数値が1よりも小さくなり、前記基準温度よりも小さくなると係数値が1よりも大きくなる補助蒸気用の蒸気温度用補正係数を出力する補助蒸気用の蒸気温度用補正係数演算関数部と、
前記補助蒸気用の弁開度指令と前記補助蒸気用の入口案内翼用の補正係数と前記補助蒸気用の温度差用補正係数と前記補助蒸気用の蒸気圧力用補正係数と前記補助蒸気用の蒸気温度用の補正係数を乗算して補助蒸気用の弁開度先行指令を出力する補助蒸気用の乗算部と、
前記補助蒸気用の弁開度補正指令と前記補助蒸気用の弁開度先行指令とを加算して補助蒸気用の補正弁開度指令を出力する補助蒸気用の加算部とを有することを特徴とするガスタービンの吸気加熱制御装置。
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