JP2009156113A - Gas turbine system and operation method of gas turbine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ガスタービンを運転するガスタービンシステムおよびガスタービンの運転方法に関する。 The present invention relates to a gas turbine system for operating a gas turbine and a method for operating the gas turbine.
ガスタービンは発電所等に設置されて、発電機の回転駆動に用いられる。ガスタービンは、燃焼器で燃料を燃焼し、高温・高圧の燃焼ガスをタービンに当て、回転を発電機に伝える。ガスタービンでは、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)が高い程、ガスタービンの熱効率が向上する。しかし、ガスタービン入口燃焼ガス温度が高くなると、ガスタービンに使用されている部品の寿命が短くなり、ガスタービンを維持するための設備費が向上する。このために、ガスタービンを運転するに際して、部品の耐熱温度と熱効率とを考慮して、ガスタービンの運転目標温度Tiを前もって決定しておく。そして、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)がこの運転目標温度Tiになるように、燃料の流量等を制御する(例えば、特許文献1参照。)。 The gas turbine is installed in a power plant or the like and is used to drive the generator. A gas turbine burns fuel in a combustor, applies high-temperature and high-pressure combustion gas to the turbine, and transmits rotation to a generator. In the gas turbine, the higher the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT), the higher the thermal efficiency of the gas turbine. However, when the gas turbine inlet combustion gas temperature becomes high, the life of parts used in the gas turbine is shortened, and the equipment cost for maintaining the gas turbine is improved. For this, when operating a gas turbine, in consideration of the heat resistance temperature and thermal efficiency of the components, previously already determined operating target temperature T i of the gas turbine. As the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) is the operating target temperature T i, to control the flow rate of the fuel (e.g., see Patent Document 1.).
ところで、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)は非常に高温であるために、センサを用いた直接の温度計測が困難である。そこで、高温・高圧の燃焼ガスがガスタービン内で膨張した後で、ガスタービンから排出される排気ガスの状態量(圧力・温度等)と、燃焼ガスの膨張過程を表す関係式から得られるガスの膨張比との関係から、ガスタービン入口燃焼ガス温度を算出し、この値をガスタービンの制御に使用する。ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)を算出する際に利用される膨張過程は、ガスタービンの設計時の計算や、ガスタービンの試験で得た結果から数式化していた。また、この膨張行程は一定のものとして扱っていた。例えば図11に示すように、ガスタービンにおける膨張過程を数式化し、直接計測されたガスタービン入口ガス圧力(PIT)、ガスタービン出口ガス圧力(POT)およびガスタービン出口ガス温度(TOT)から、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)を算出する。つまり、
TIT=E(TOT,POT,PIT)
となる。ここで、
E:ガスタービンのシミュレーションや試験で得られた関係式
である。さらに、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)を算出する場合に、環境、燃料、運転条件等の諸条件により、算出したガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)を補正する場合もある。
Incidentally, since the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) is very high, direct temperature measurement using a sensor is difficult. Therefore, after the high-temperature and high-pressure combustion gas expands in the gas turbine, the exhaust gas state quantity (pressure, temperature, etc.) exhausted from the gas turbine and the gas obtained from the relational expression representing the combustion gas expansion process From the relationship with the expansion ratio, the gas turbine inlet combustion gas temperature is calculated, and this value is used for control of the gas turbine. The expansion process used when calculating the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) has been formulated from the calculation at the time of designing the gas turbine and the results obtained from the test of the gas turbine. Further, this expansion stroke was treated as a constant one. For example, as shown in FIG. 11, the expansion process in the gas turbine is represented by a numerical formula, and the gas turbine inlet gas pressure (PIT), gas turbine outlet gas pressure (POT), and gas turbine outlet gas temperature (TOT) measured directly are The turbine inlet combustion gas temperature (TIT) is calculated. That means
TIT = E (TOT, POT, PIT)
It becomes. here,
E: Relational expression obtained by simulation and test of gas turbine. Furthermore, when calculating the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT), the calculated gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) may be corrected according to various conditions such as environment, fuel, and operating conditions.
先に述べたように、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)は、部品の耐熱温度と熱効率とを考慮して決められた運転目標温度Tiで運転される。そこで、先の関係式Eを用いて、
TIT=Ti
となるように、ガスタービン出口ガス温度(TOT)、ガスタービン出口ガス圧力(POT)、ガスタービン入口ガス圧力(PIT)の関係を制御することになる。つまり、先の関係式Eを用いると、
(TOT,POT,PIT)=E−1(Ti)
となるように、ガスタービンを運転する。
As mentioned earlier, the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) is driven at a driving target temperature T i which is determined in consideration of the heat resistance temperature and thermal efficiency of the component. Therefore, using the above relational expression E,
TIT = T i
Thus, the relationship between the gas turbine outlet gas temperature (TOT), the gas turbine outlet gas pressure (POT), and the gas turbine inlet gas pressure (PIT) is controlled. In other words, using the previous relational expression E,
(TOT, POT, PIT) = E −1 (T i )
The gas turbine is operated so that
一般的には、ガスタービン出口ガス温度(TOT)を管理項目として、間接的にガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)を制御している。例えば図12(a)に示すように、ガスタービン入口ガス圧力(PIT)およびガスタービン出口ガス圧力(POT)と運転目標温度Tiとを用い、シミュレーションや試験による一定の関係、例えば図12(b)に示すような関係式を表すグラフを用いて、ガスタービン出口ガス温度(TOT)を算出する。なお、図12(b)の曲線は、
TIT=Ti
である場合のガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)、ガスタービン入口ガス圧力(PIT)、ガスタービン出口ガス温度(TOT)、ガスタービン出口ガス圧力(POT)の関係式を表すグラフである。そして、ガスタービン出口ガス温度(TOT)と圧力比r(=PIT/POT)との関係が曲線(関係式E)を満足するように、ガスタービン出口ガス温度(TOT)を算出する。こうした関係式を用いて算出したガスタービン出口ガス温度(TOT)に対して、さらに、環境、燃料、運転条件等の諸条件により補正を行い(図12(a))、ガスタービン出口ガス温度(TOT)を制御するための制御値としている。
TIT = T i
Is a graph showing a relational expression of gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT), gas turbine inlet gas pressure (PIT), gas turbine outlet gas temperature (TOT), and gas turbine outlet gas pressure (POT). Then, the gas turbine outlet gas temperature (TOT) is calculated so that the relationship between the gas turbine outlet gas temperature (TOT) and the pressure ratio r (= PIT / POT) satisfies the curve (relational expression E). The gas turbine outlet gas temperature (TOT) calculated using such a relational expression is further corrected according to various conditions such as environment, fuel, and operating conditions (FIG. 12 (a)), and the gas turbine outlet gas temperature ( This is a control value for controlling (TOT).
ところで、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)を算出する際に使用する膨張行程は、ガスタービンの経時的変化や部品交換により、設計時や試験時に得たものと異なることがある。例えば、ガスタービンの性能が低下した場合、膨張過程において断熱効率が低下する。つまり、エントロピーが増加するために、本来、発電機用の動力に転換されるエネルギーがガスの熱(温度)として保存される。このために、図13に示すように、高温・高圧の燃焼ガスの膨張前後の圧力がそれぞれ同じであっても、温度差ΔTが減少することになる。
ΔT=TIT−TOT
しかし、ガスタービン出口ガス温度(TOT)は、通常と同様に、
(TOT,POT,PIT)=E−1(Ti)
の関係を保つように制御されているため、ガスタービン入口ガス圧力(PIT)とガスタービン出口ガス圧力(POT)とが同じ条件であれば、ガスタービン出口ガス温度(TOT)の制御値も変化しない。このために、先に述べた、
ΔT=TIT−TOT
の関係から、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)が低下した状態で、ガスタービンが運転されることになる。逆に、部品交換によるクリアランス変化等によって、ガスタービン性能が向上した場合は、断熱効率が増加し、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)が上昇することとなる。
By the way, the expansion stroke used when calculating the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) may be different from that obtained at the time of design or testing due to a change with time of the gas turbine or replacement of parts. For example, when the performance of the gas turbine is lowered, the heat insulation efficiency is lowered during the expansion process. That is, since entropy increases, the energy converted into power for the generator is originally stored as the heat (temperature) of the gas. For this reason, as shown in FIG. 13, even if the pressures before and after the expansion of the high-temperature and high-pressure combustion gas are the same, the temperature difference ΔT decreases.
ΔT = TIT-TOT
However, the gas turbine outlet gas temperature (TOT) is, as usual,
(TOT, POT, PIT) = E −1 (T i )
Therefore, if the gas turbine inlet gas pressure (PIT) and the gas turbine outlet gas pressure (POT) are the same, the control value of the gas turbine outlet gas temperature (TOT) also changes. do not do. For this, I mentioned earlier,
ΔT = TIT-TOT
Therefore, the gas turbine is operated in a state where the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) is lowered. On the contrary, when the gas turbine performance is improved due to a clearance change or the like due to component replacement, the heat insulation efficiency is increased, and the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) is increased.
このように、ガスタービンの性能が変化すると、実際のガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)と、計算結果から得たガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)とが異なってしまう。この結果、ガスタービンの性能が劣化すると、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)が低下した状態で、ガスタービンが運転されることになる。このために、ガスタービンが熱効率の低い運転となる。逆に、部品交換などによって、ガスタービンの性能が向上すると、ガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)が高い状態で、ガスタービンが運転されることになる。このために、ガスタービンの部品の劣化が激しくなる。つまり、部品寿命の消費が増加することになる。 As described above, when the performance of the gas turbine changes, the actual gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) differs from the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) obtained from the calculation result. As a result, when the performance of the gas turbine deteriorates, the gas turbine is operated in a state where the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) is lowered. For this reason, the gas turbine is operated with low thermal efficiency. Conversely, when the performance of the gas turbine is improved by component replacement or the like, the gas turbine is operated with the gas turbine inlet combustion gas temperature (TIT) being high. For this reason, the deterioration of the components of the gas turbine becomes severe. That is, the consumption of component life is increased.
この発明の目的は、前記の課題を解決し、効率的かつ経済的なガスタービンの運転を可能にするガスタービンシステムおよびガスタービンの運転方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a gas turbine system and a gas turbine operating method that solves the above-described problems and enables efficient and economical operation of the gas turbine.
前記の課題を解決するために、請求項1の発明は、ガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する第1の演算処理と、ガスタービンに対する入熱であるガスタービン入熱を基にして算出した第2のガスタービン入口燃焼ガス温度、ガスタービンからの出熱であるガスタービン出熱を基にして算出した第3のガスタービン入口燃焼ガス温度およびガスタービンの排出ガス組成を基にして算出した第4のガスタービン入口燃焼ガス温度の少なくとも2つを算出する第2の演算処理と、前記第1の演算処理で算出した第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第2の演算で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度とを基にして、あらかじめ設定した運転目標温度で前記ガスタービンが運転されているかどうかを判定することを特徴とするガスタービンの運転方法である。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is the first calculation process based on the first calculation process for calculating the gas turbine inlet combustion gas temperature and the gas turbine heat input which is the heat input to the gas turbine. The second gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the gas turbine heat output from the gas turbine, the third gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the gas turbine heat output, and the gas turbine exhaust gas composition. 4 is calculated by the second calculation process, the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated by the first calculation process, and the second calculation. It is determined whether or not the gas turbine is operated at a preset operation target temperature based on the gas turbine inlet combustion gas temperature. It is a method of operation.
請求項2の発明は、請求項1に記載のガスタービンの運転方法において、前記第1の演算処理で算出した第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第2の演算処理で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度との差をそれぞれ算出し、各差の値の符号が不一致のときに、あらかじめ設定された運転目標温度で前記ガスタービンが運転されていると判断することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the gas turbine operating method according to the first aspect, the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the first arithmetic processing and the gas calculated in the second arithmetic processing. A difference from the turbine inlet combustion gas temperature is calculated, and it is determined that the gas turbine is operated at a preset operation target temperature when the signs of the differences do not match.
請求項3の発明は、請求項2に記載のガスタービンの運転方法において、前記第1の演算処理で算出した第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第2の演算処理で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度との差と、あらかじめ設定したしきい値とを比較し、それぞれの差が各しきい値の範囲にすべて入るとき、あらかじめ設定された運転目標温度で前記ガスタービンが運転されていると判断することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the gas turbine operating method according to the second aspect, the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the first arithmetic processing and the gas calculated in the second arithmetic processing. The difference between the turbine inlet combustion gas temperature and a preset threshold value are compared, and when each difference falls within the range of each threshold value, the gas turbine is operated at a preset operation target temperature. It is judged that it is.
請求項4の発明は、燃焼ガスの膨張後の圧力を含む状態量と燃焼ガスの膨張行程とを基にして第1のガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する第1の演算処理と、ガスタービンに対する入熱であるガスタービン入熱を基にして算出した第2のガスタービン入口燃焼ガス温度、ガスタービンからの出熱であるガスタービン出熱を基にして算出した第3のガスタービン入口燃焼ガス温度およびガスタービンの排出ガス組成を基にして算出した第4のガスタービン入口燃焼ガス温度の1つを算出する第2の演算処理と、前記第1の演算処理で算出した第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第2の演算で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度とを基にして、あらかじめ設定された運転目標温度で前記ガスタービンが運転されているかどうかを判定することを特徴とするガスタービンの運転方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first arithmetic processing for calculating a first gas turbine inlet combustion gas temperature based on a state quantity including a pressure after expansion of the combustion gas and an expansion stroke of the combustion gas; Gas turbine inlet combustion gas calculated based on the gas turbine input heat, which is the heat input to the gas turbine, and third gas turbine inlet combustion calculated based on the gas turbine output heat, which is the heat output from the gas turbine A second calculation process for calculating one of the fourth gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the gas temperature and the exhaust gas composition of the gas turbine, and the first gas calculated by the first calculation process. Whether the gas turbine is operated at a preset operation target temperature based on the turbine inlet combustion gas temperature and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the second calculation A method of operating a gas turbine and judging.
請求項5の発明は、請求項4に記載のガスタービンの運転方法において、前記第1の演算処理で算出した第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第2の演算処理で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度との差を算出し、この差とあらかじめ設定したしきい値とを比較し、この差がしきい値の範囲に入るとき、あらかじめ設定された運転目標温度で前記ガスタービンが運転されていると判断することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the gas turbine operating method according to the fourth aspect, the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the first arithmetic processing and the gas calculated in the second arithmetic processing. The difference from the turbine inlet combustion gas temperature is calculated, and this difference is compared with a preset threshold value. When this difference falls within the threshold range, the gas turbine is operated at a preset operation target temperature. It is characterized by judging that it is driving.
請求項6の発明は、燃焼ガスの膨張後の圧力を含む状態量と燃焼ガスの膨張行程とを基にして第1のガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する第1の演算手段と、ガスタービンに対する入熱であるガスタービン入熱を基にして算出した第2のガスタービン入口燃焼ガス温度、ガスタービンからの出熱であるガスタービン出熱を基にして算出した第3のガスタービン入口燃焼ガス温度およびガスタービンの排出ガス組成を基にして算出した第4のガスタービン入口燃焼ガス温度の少なくとも2つを算出する第2の演算手段と、前記第1の演算手段で算出された第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第2の演算手段で算出されたガスタービン入口燃焼ガス温度とを基にして、あらかじめ設定された運転目標温度で前記ガスタービンが運転されているかどうかを判定する判定手段とを備えることを特徴とするガスタービンシステムである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a first calculation means for calculating a first gas turbine inlet combustion gas temperature based on a state quantity including a pressure after expansion of the combustion gas and an expansion stroke of the combustion gas; Gas turbine inlet combustion gas calculated based on the gas turbine input heat, which is the heat input to the gas turbine, and third gas turbine inlet combustion calculated based on the gas turbine output heat, which is the heat output from the gas turbine A second calculating means for calculating at least two of the fourth gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the gas temperature and the exhaust gas composition of the gas turbine; and the first calculating means calculated by the first calculating means. The gas turbine operates at a preset operation target temperature based on the gas turbine inlet combustion gas temperature of the gas turbine and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated by the second calculating means. A gas turbine system characterized by being provided with a determination means for determining whether that.
請求項6の発明では、燃焼ガスの膨張後の圧力を含む状態量と燃焼ガスの膨張行程とを基にして第1のガスタービン入口燃焼ガス温度を第1の演算手段が算出する。これは、従来用いられている手法である。また、ガスタービンに対する入熱であるガスタービン入熱を基にして算出した第2のガスタービン入口燃焼ガス温度、ガスタービンからの出熱であるガスタービン出熱を基にして算出した第3のガスタービン入口燃焼ガス温度およびガスタービンの排出ガス組成を基にして算出した第4のガスタービン入口燃焼ガス温度の少なくとも2つを第2の演算手段が算出する。この後、判定手段は、第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、第2の演算で算出されたガスタービン入口燃焼ガス温度とを基にして、あらかじめ設定された運転目標温度でガスタービンが運転されているかどうかを判定する。 In the invention of claim 6, the first calculating means calculates the first gas turbine inlet combustion gas temperature based on the state quantity including the pressure after the expansion of the combustion gas and the expansion stroke of the combustion gas. This is a conventionally used technique. The second gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the gas turbine input heat that is the heat input to the gas turbine and the third gas turbine calculated based on the gas turbine output heat that is the heat output from the gas turbine. The second computing means calculates at least two of the fourth gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the gas turbine inlet combustion gas temperature and the exhaust gas composition of the gas turbine. Thereafter, the determination means operates the gas turbine at a preset operation target temperature based on the first gas turbine inlet combustion gas temperature and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the second calculation. Determine whether it has been.
請求項1および請求項6の発明によれば、第2の演算処理または第2の演算手段で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度を用いて第1のガスタービン入口燃焼ガス温度を補正することにより、ガスタービンの性能変化の影響を受け易い第1のガスタービン入口燃焼ガス温度を、性能変化の影響を受けにくい、第2の演算処理または第2の演算手段で算出した各ガスタービン入口燃焼ガス温度を用いて修正することができる。この結果、実際のガスタービン入口燃焼ガス温度と運転目標温度との差を小さくすることができ、ガスタービンの部品の寿命が短くなることを防ぐと共に、ガスタービンを効率的に運転することを可能にする。 According to the first and sixth aspects of the invention, the first gas turbine inlet combustion gas temperature is corrected by using the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated by the second calculation process or the second calculation means. Each gas turbine inlet combustion gas calculated by the second arithmetic processing or the second arithmetic means, which is less susceptible to the performance change, the first gas turbine inlet combustion gas temperature that is easily affected by the performance change of the gas turbine It can be corrected using the temperature. As a result, the difference between the actual gas turbine inlet combustion gas temperature and the operation target temperature can be reduced, the life of the gas turbine parts can be prevented from being shortened, and the gas turbine can be operated efficiently. To.
請求項2の発明によれば、第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、第2の演算処理で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度との差により、ガスタービンの運転状態を判定するので、ガスタービンが運転目標温度で運転されているかどうかを、複雑な処理を不要にして簡易的に行うことが可能である。 According to the second aspect of the present invention, since the operation state of the gas turbine is determined based on the difference between the first gas turbine inlet combustion gas temperature and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the second arithmetic processing, Whether or not the turbine is operated at the operation target temperature can be easily performed without complicated processing.
請求項3および請求項5の発明によれば、ガスタービンの運転状態を判定する際にしきい値を用いるので、ガスタービンが運転目標温度で運転されているかどうかの判定を、高い精度で行うことが可能である。 According to the third and fifth aspects of the present invention, since the threshold value is used when determining the operating state of the gas turbine, it is possible to determine whether or not the gas turbine is operating at the operation target temperature with high accuracy. Is possible.
請求項4の発明によれば、第2の演算処理で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度を用いて第1のガスタービン入口燃焼ガス温度を補正することにより、ガスタービンの性能変化の影響を受け易い第1のガスタービン入口燃焼ガス温度を、性能変化の影響を受けにくい、第2の演算処理で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度を用いて修正することができる。この結果、実際のガスタービン入口燃焼ガス温度と運転目標温度との差を小さくすることができ、ガスタービンの部品の寿命が短くなることを防ぐと共に、ガスタービンを効率的に運転することを可能にする。さらに、第2の演算処理には1つのガスタービン入口燃焼ガス温度だけを必要とするので、この温度を検出する検出器の数を最小にすることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the first gas turbine inlet combustion gas temperature is corrected by using the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the second calculation process, thereby being affected by the performance change of the gas turbine. The easy first gas turbine inlet combustion gas temperature can be corrected by using the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated by the second calculation process, which is not easily affected by the performance change. As a result, the difference between the actual gas turbine inlet combustion gas temperature and the operation target temperature can be reduced, the life of the gas turbine parts can be prevented from being shortened, and the gas turbine can be operated efficiently. To. Furthermore, since only one gas turbine inlet combustion gas temperature is required for the second calculation process, the number of detectors for detecting this temperature can be minimized.
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。以下の実施の形態では、発電機の回転駆動にガスタービンを用いる場合を例としている。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiment, the case where a gas turbine is used for the rotational drive of a generator is taken as an example.
(実施の形態1)
この実施の形態によるガスタービンシステムを図1に示す。図1のガスタービンシステムは、空気圧縮機1、ガスタービン燃焼器2、ガスタービン3、発電機4、計測装置5A〜5D、データベース6、演算装置7および燃料供給系8を備えている。そして、空気圧縮機1とガスタービン燃焼器2とガスタービン3とにより、ガスタービン装置を構成する。
(Embodiment 1)
A gas turbine system according to this embodiment is shown in FIG. The gas turbine system of FIG. 1 includes an air compressor 1, a
ガスタービンシステムの空気圧縮機1は吸引した空気を加圧して圧縮し、圧縮した加圧空気(以下、「加圧・圧縮空気」という)をガスタービン燃焼器2に供給する。ガスタービン燃焼器2は、空気圧縮機1からの加圧・圧縮空気を用いて燃料供給系8から供給される燃料を燃やし、高温・高圧の燃焼ガスを生成する。ガスタービン3は、高温・高圧の燃焼ガスにより、動翼(図示を省略)を回転する。また、ガスタービン3は、高温・高圧の燃焼ガスで動翼を回転した後、低温・低圧の排気ガスを出す。発電機4は、ガスタービン3の回転駆動力により、発電を行って電力を出力する。こうしたガスタービンシステムでは、ガスタービン3のガスタービン入口燃焼ガス温度(TIT)を上げることにより、ガスタービン出力つまり発電機4による発電出力が増加する。
The air compressor 1 of the gas turbine system compresses the sucked air by compressing it, and supplies the compressed air (hereinafter referred to as “pressurized / compressed air”) to the
計測装置5A〜5Dはガスタービンシステムの各所に設置されて用いられる。計測装置5Aはガスタービン燃焼器2の入力側に設置されている。計測装置5Aは、空気圧縮機1から送られる加圧・圧縮空気の圧力を検出する圧力検出器を備え、この圧力検出器により、図2に示すように、ガスタービン燃焼器入力空気圧力を計測する。また、計測装置5Aは、空気圧縮機1から送られる加圧・圧縮空気の温度を検出する温度検出器を備え、この温度検出器によりガスタービン燃焼器入力空気温度を計測する。さらに、計測装置5Aは、空気圧縮機1から送られる加圧・圧縮空気の流量を検出する流量計を備え、この流量計によりガスタービン燃焼器入力空気流量を計測する。なお、ガスタービン燃焼器入口空気組成については後述するが、ガスタービン燃焼器入口空気組成はガスタービン燃焼器2に供給される加圧・圧縮空気の組成を表す。
The measuring
計測装置5Bはガスタービン燃焼器2の燃料供給側に設置されている。計測装置5Bは、燃料供給系8から供給される燃料の圧力を検出する圧力検出器を備え、この圧力検出器により燃料供給圧力を計測する。また、計測装置5Bは、燃料供給系8から供給される燃料の温度を検出する温度検出器を備え、この温度検出器により燃料温度を計測する。さらに、計測装置5Bは、燃料供給系8から供給される燃料の流量を検出する流量計を備え、この流量計により燃料流量を計測する。なお、燃料組成については後述するが、燃料組成は燃料供給系8からガスタービン燃焼器2に供給される燃料の組成を表す。
The measuring device 5 </ b> B is installed on the fuel supply side of the
計測装置5Cはガスタービン3の出口側に設置されている。計測装置5Cは、ガスタービン3から排気される排気ガスの圧力を検出する圧力検出器を備え、この圧力検出器によりガスタービン出口ガス圧力を計測する。また、計測装置5Cは、ガスタービン3から排気される排気ガスの温度を検出する温度検出器を備え、この温度検出器によりガスタービン出口ガス温度を計測する。さらに、計測装置5Cは、ガスタービン3から排気されるガスタービン出口ガスの流量を検出する流量計を備え、この流量計によりガスタービン出口ガス流量を計測する。なお、ガスタービン出口ガス組成については後述するが、ガスタービン出口ガス組成はガスタービン3からの排気ガスの組成を表す。
The measuring device 5 </ b> C is installed on the outlet side of the
計測装置5Dは発電機4の出力側に設置されている。計測装置5Dは、発電機4の出力を計測する発電出力検出器を備え、この発電出力検出器により、発電機4の出力、つまりガスタービン3のガスタービン出力を計測する。
The measuring device 5 </ b> D is installed on the output side of the
データベース6は各種のデータを記憶する記憶装置である。データベース6が記憶するデータには、ガスタービン燃焼器2に供給する加圧・圧縮空気の組成を表す入力空気組成データがある。入力空気組成データは担当者による定期的な計測で得られたガスタービン燃焼器入口空気組成を時系列で蓄積して形成したものである。データベース6は、演算装置7からの入力空気組成データ読み出しの指示を受け取ると、入力空気組成データの中から最新のガスタービン燃焼器入口空気組成を読み出して演算装置7に送る。
The database 6 is a storage device that stores various data. The data stored in the database 6 includes input air composition data representing the composition of pressurized / compressed air supplied to the
また、データベース6が記憶するデータには、ガスタービン3から排気される排気ガスの組成を表す出口ガス組成データがある。出口ガス組成データは担当者による定期的な計測で得られたガスタービン出口ガス組成を時系列で蓄積して形成したものである。データベース6は、演算装置7からの出口ガス組成データ読み出しの指示を受け取ると、出口ガス組成データの中から最新のガスタービン出口ガス組成を読み出して演算装置7に送る。
The data stored in the database 6 includes outlet gas composition data representing the composition of exhaust gas exhausted from the
また、データベース6が記憶するデータには、ガスタービン燃焼器2に供給する燃料の組成を表す燃料組成データがある。燃料組成データは担当者による定期的な計測で得られた燃料組成を時系列で蓄積して形成したものである。データベース6は、演算装置7からの燃料組成データ読み出しの指示を受け取ると、燃料組成データの中から最新の燃料組成を読み出して演算装置7に送る。
The data stored in the database 6 includes fuel composition data representing the composition of fuel supplied to the
さらに、データベース6は、空気圧縮機1、ガスタービン燃焼器2や発電機4の機関損失等の値をその他のデータとして記憶している。
Further, the database 6 stores values such as engine loss of the air compressor 1, the
演算装置7は、計測装置5A〜5Dとデータベース6から得られる各種データと運転目標温度Tiとを用いて、ガスタービン入口燃焼ガス温度を制御するための制御値を算出する。なお、運転目標温度Tiは、先に述べたように、ガスタービン3に使用されている部品の耐熱温度と、ガスタービン3の熱効率とを考慮して、あらかじめ決定した値である。演算装置7で算出された制御値は、従来と同様に、ガスタービン装置の制御に用いられる。
Arithmetic unit 7, by using the various data obtained from the measuring
次に、この実施の形態のガスタービンシステムによるガスタービンの運転方法について説明する。ガスタービン燃焼器2は、空気圧縮機1からの加圧・圧縮空気を用いて、燃料供給系8から供給される燃料を燃やし、高温・高圧の燃焼ガスを生成する。ガスタービン3は、ガスタービン燃焼器2からの高温・高圧の燃焼ガスにより、発電機4を回転駆動する。これにより、発電機4は発電を行って電力を出力する。また、ガスタービン3は、高温・高圧の燃焼ガスを利用した後、低温・低圧の排気ガスを出す。計測装置5A〜5Dは、燃料供給系8、ガスタービン燃焼器2、ガスタービン3および発電機4に関連する各種のデータを計測して演算装置7に送る。
Next, the operation method of the gas turbine by the gas turbine system of this embodiment will be described. The
こうした状態のときに、演算装置7は、ガスタービン入口燃焼ガス温度を図3に示すような流れで算出する。まず、演算装置7はガスタービン入熱計算処理CA1を行う。この処理により、演算装置7は、計測装置5Bから受け取った燃料流量、燃料温度および燃料圧力と、データベース6から読み出した燃料組成と、計測装置5Aから受け取ったガスタービン燃焼器入口空気圧力、ガスタービン燃焼器入口空気温度およびガスタービン燃焼器入口空気流量と、データベース6から読み出したガスタービン燃焼器入口空気組成とを用いて、ガスタービン3に入力されるガスタービン入熱を計算する。また、演算装置7はガスタービン出熱計算処理CA2を行う。この処理により、演算装置7は、計測装置5Cから受け取ったガスタービン出口ガス圧力、ガスタービン出口ガス温度およびガスタービン出口ガス流量と、データベース6から読み出したガスタービン出口ガス組成とを用いて、ガスタービン3から排出されるガスタービン出熱を計算する。そして、演算装置7は、熱勘定計算処理CA3により、ガスタービン入熱計算処理CA1で計算したガスタービン入熱と、ガスタービン出熱計算処理CA2で計算したガスタービン出熱と、計測装置5Dから受け取ったガスタービン出力と、データベース6から読み出した機関損失などを用いて、ガスタービン入熱およびガスタービン出熱の熱勘定を行い、この熱勘定を活用してガスタービン入口燃焼ガス温度をそれぞれ計算する。
In such a state, the arithmetic unit 7 calculates the gas turbine inlet combustion gas temperature according to the flow shown in FIG. First, the arithmetic unit 7 performs a gas turbine heat input calculation process CA1. By this processing, the arithmetic unit 7 causes the fuel flow rate, fuel temperature and fuel pressure received from the measuring
一方、演算装置7はガスタービン入口物質量計算処理CA4を行う。この処理により、演算装置7は、計測装置5Aから受け取ったガスタービン燃焼器入口空気流量と、データベース6から読み出したガスタービン燃焼器入口空気組成とを用いて、ガスタービン3に入力されるガスタービン入口物質量を計算する。また、演算装置7はガスタービン出口物質量計算処理CA5を行う。この処理により、演算装置7は、計測装置5Cから受け取ったガスタービン出口ガス流量と、データベース6から読み出したガスタービン出口ガス組成とを用いて、ガスタービン3から出力されるガスタービン出口物質量を計算する。そして、演算装置7は物質勘定計算処理CA6を行う。この処理により、演算装置7は、ガスタービン入口物質量計算処理CA4で計算したガスタービン入口物質量や、ガスタービン出口物質量計算処理CA5で計算したガスタービン出口物質量から、ガスタービン3の排気ガスについて物質勘定を行い、この物質勘定を活用してガスタービン入口燃焼ガス温度をそれぞれ計算する。
On the other hand, the arithmetic unit 7 performs a gas turbine inlet substance amount calculation process CA4. By this processing, the arithmetic device 7 uses the gas turbine combustor inlet air flow rate received from the measuring
この後、演算装置7はバランスの収束計算処理CA7を行う。この処理により、演算装置7は、熱勘定計算処理CA3計算した各ガスタービン入口燃焼ガス温度と、物質勘定計算処理CA7で計算した各ガスタービン入口燃焼ガス温度とのバランスの収束計算を行い、最終的なガスタービン入口燃焼ガス温度を算出する。なお、バランスの収束計算処理CA7では、バランスの収束計算が完了するまで補正を行う。また、計測装置5A〜5Dの精度や、計算式に応じて収束計算を行う。
Thereafter, the arithmetic unit 7 performs a balance convergence calculation process CA7. By this process, the arithmetic unit 7 performs a convergence calculation of the balance between each gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the heat account calculation process CA3 and each gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the material account calculation process CA7, and finally The gas turbine inlet combustion gas temperature is calculated. In the balance convergence calculation process CA7, correction is performed until the balance convergence calculation is completed. Further, the convergence calculation is performed according to the accuracy of the
こうして、この実施の形態により、ガスタービン3の性能変化が発生しても、性能変化の影響を受けにくいガスタービン入熱およびガスタービン出熱と、同じく性能変化の影響を受けにくいガスタービン入口物質量またはガスタービン出口物質量とを基にして、ガスタービン入口燃焼ガス温度を算出するので、運転目標温度Tiに近い温度でガスタービン3を運転することができる。つまり、この実施の形態により、効率的かつ経済的なガスタービン3の運転を可能にする。また、この実施の形態により、ガスタービン3の各プロセスにおける熱力学的なバランスや物質のバランスを考慮することにより、高い精度でガスタービン入口燃焼ガス温度を制御することができる。さらに、運転目標温度Tiとの偏差が認められた場合には、ガスタービン3の断熱効率の変化を把握することが可能である。
Thus, according to this embodiment, even if the performance change of the
(実施の形態2)
この実施の形態では、実施の形態1の演算装置7を具体化している。なお、この実施の形態では、実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, the arithmetic device 7 of the first embodiment is embodied. In this embodiment, components that are the same as or the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
演算装置7は、燃料供給系8、ガスタービン燃焼器2、ガスタービン3および発電機4に関連する各種のデータを計測装置5A〜5Dから受け取ると、図4に示すような流れで、4通りのガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1〜Ti4を計算し、これらのデータを用いて制御値TCOTを補正する。
When the arithmetic device 7 receives various data related to the
まず、演算装置7はTi1計算処理CA11を行う。この処理では図5の実線で示すように、演算装置7は、計測装置5Aからガスタービン燃焼器入力空気圧力を受け取り、計測装置5Cからガスタービン出口ガス圧力およびガスタービン出口ガス温度を受け取る。そして、演算装置7は受け取った各データを用いてガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1を算出する。熱力学的に求める場合、ガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1は次の式から算出される。
Ti1=Te〔1−η{1−(Pe/Pi)(κ−1)/κ}〕
この式では、
Pi:ガスタービン入口ガス圧力
Pe:ガスタービン出口ガス圧力
η:ガスタービン断熱効率
である。なお、ガスタービン入口ガス圧力Piはガスタービン燃焼器入力空気圧力を基にして算出される。実際には、次の簡略化した式を用いる。
Ti1=K1×Te+K2×Pi
この式では、
K1、K2:係数
であり、係数K1、K2は、理論上の値ではなく、経験・実績から決定した値である。
First, the arithmetic unit 7 performs a T i1 calculation process CA11. In this process, as shown by the solid line in FIG. 5, the arithmetic device 7 receives the gas turbine combustor input air pressure from the measuring
T i1 = T e [1-η {1- (P e / P i ) (κ−1) / κ }]
In this formula:
P i : Gas turbine inlet gas pressure P e : Gas turbine outlet gas pressure η: Gas turbine insulation efficiency. The gas turbine inlet gas pressure Pi is calculated based on the gas turbine combustor input air pressure. In practice, the following simplified formula is used.
T i1 = K 1 × T e + K 2 × P i
In this formula:
K 1 , K 2 : Coefficients, and the coefficients K 1 , K 2 are not theoretical values, but values determined from experience and results.
こうした式を用いることにより、ガスタービン3の排気温度および圧力と、空気圧縮機1の圧力とからガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1を算出する。これは従来と同様の算出方法である。この算出方法により、ガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1の算出が容易であり、運転変化が生じた場合の応答性が良好である。また、計測器の耐久性が高くなる。これらの理由から、先の式を用いて計算されたガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1は運転制御に用いられる。しかし、この算出方法は、計算式の係数中に、経年劣化で変化するガスタービン3の断熱効率を含み、この断熱効率を定数として扱っているために、性能変化に適応することができない。つまり、ガスタービン3の経時的変化の影響を受け易い。
By using such an equation, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i1 is calculated from the exhaust temperature and pressure of the
演算装置7は、計測装置5A〜5Dから各種のデータを受け取ると、Ti2計算処理CA12を行う。この処理では図6の実線で示すように、演算装置7は、計測装置5Aからガスタービン燃焼器入力空気圧力、ガスタービン燃焼器入力空気温度およびガスタービン燃焼器入力空気流量を受け取り、データベース6からガスタービン燃焼器入力空気組成を読み出す。また、演算装置7は、計測装置5Bから燃料供給圧力、燃料温度および燃料流量を受け取り、データベース6から燃料組成を読み出す。そして、演算装置7はこれらのデータを用いてガスタービン入口燃焼ガス温度Ti2を算出する。ガスタービン入口燃焼ガス温度Ti2は次の式から算出される。
Ti2=(Qa+Qf)/Cp
この式では、
Qa:燃焼用空気の熱量
Qf:燃料の熱量
Cp:燃焼ガスの比熱(標準的なガス比熱)
である。なお、燃焼用空気の熱量Qaは、ガスタービン燃焼器入力空気圧力、ガスタービン燃焼器入力空気温度、ガスタービン燃焼器入力空気流量およびガスタービン燃焼器入力空気組成を基にして算出され、燃料の熱量Qfは、燃料供給圧力、燃料温度、燃料流量および燃料組成を基にして算出される。
When the arithmetic device 7 receives various data from the measuring
T i2 = (Q a + Q f ) / C p
In this formula:
Q a : calorific value of combustion air Q f : calorific value of fuel C p : specific heat of combustion gas (standard gas specific heat)
It is. Incidentally, the amount of heat Q a of the combustion air, the gas turbine combustor input air pressure is calculated based on the gas turbine combustor input air temperature, a gas turbine combustor input air flow and gas turbine combustor input air composition, fuel heat Q f of the fuel supply pressure, fuel temperature, is calculated fuel flow rate and fuel composition based on.
こうした式を用いることにより、ガスタービン入熱(燃料+燃焼用空気)からガスタービン入口燃焼ガス温度Ti2を算出する。この算出方法で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度Ti2の精度は高く、経時的変化の影響を受けにくい。これらの理由から、先の式を用いて計算されたガスタービン入口燃焼ガス温度Ti2は性能管理に適する。 By using such an equation, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i2 is calculated from the gas turbine heat input (fuel + combustion air). The accuracy of the gas turbine inlet combustion gas temperature T i2 calculated by this calculation method is high and is not easily affected by changes over time. For these reasons, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i2 calculated using the above equation is suitable for performance management.
演算装置7は、計測装置5A〜5Dから各種のデータを受け取ると、Ti3計算処理CA13を行う。この処理では図7の実線で示すように、演算装置7は、計測装置5Cからガスタービン出口ガス温度およびガスタービン出口ガス流量を受け取り、計測装置5Dからガスタービン出口を受け取る。そして、演算装置7は受け取った各データを用いてガスタービン入口燃焼ガス温度Ti3を算出する。ガスタービン入口燃焼ガス温度Ti3は次の式から算出される。
Ti3=(Qe+Qo+QL)/Cp
この式では、
Qe:排気ガスの熱量(気体の持つ熱)
Qo:ガスタービン出力(仕事)
QL:損失(熱)
Cp:燃焼ガスの比熱(標準的なガス比熱)
である。なお、排気ガスの熱量Qeは、ガスタービン出口ガス温度およびガスタービン出口ガス流量を基にして算出される。
Arithmetic unit 7 receives various types of data from the measuring device 5A-5D, perform T i3 computing CA13. In this process, as indicated by the solid line in FIG. 7, the arithmetic device 7 receives the gas turbine outlet gas temperature and the gas turbine outlet gas flow rate from the measuring
T i3 = (Q e + Q o + Q L ) / C p
In this formula:
Q e : Exhaust gas calorie (heat of gas)
Q o : Gas turbine output (work)
Q L : Loss (heat)
C p : specific heat of combustion gas (standard gas specific heat)
It is. The heat quantity Q e of the exhaust gas is calculated based on the gas turbine outlet gas temperature and the gas turbine outlet gas flow rate.
こうした式を用いることにより、ガスタービン出熱(排熱+出力−損出)からガスタービン入口燃焼ガス温度Ti3を算出する。この算出方法で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度Ti3の精度は経時的変化の影響を受けにくい。この理由から、先の式を用いて計算されたガスタービン入口燃焼ガス温度Ti3は性能管理に適する。 By using such an equation, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i3 is calculated from the gas turbine heat output (exhaust heat + output−loss). The accuracy of the gas turbine inlet combustion gas temperature T i3 calculated by this calculation method is not easily affected by changes over time. For this reason, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i3 calculated using the previous equation is suitable for performance management.
演算装置7は、計測装置5A〜5Dから各種のデータを受け取ると、Ti4計算処理CA14を行う。この処理では図8の実線で示すように、演算装置7は、計測装置5Aからガスタービン燃焼器入力空気温度を受け取り、データベース6からガスタービン出口ガス組成を読み出す。そして、演算装置7はこれらのデータを用いてガスタービン入口燃焼ガス温度Ti4を算出する。ガスタービン入口燃焼ガス温度Ti4は次の式の一方を用いて算出される。
Ti4=F(O2)−t+Tc
Ti4=F(CO2)−t+Tc
この式では、
F:あらかじめ燃料計算により得られた標準的燃料における、燃焼によるガスの温度上昇と、排気ガス中の酸素O2または二酸化炭素CO2の濃度の関係を表す関数
t:損失による温度低下
Tc:ガスタービン燃焼器入力空気温度
である。なお、排気ガス中の酸素O2および二酸化炭素CO2はガスタービン出口ガス組成を基にして算出される。
Arithmetic device 7 will perform Ti4 calculation processing CA14, if various data are received from measuring
T i4 = F (O 2 ) −t + T c
T i4 = F (CO 2 ) −t + T c
In this formula:
F: Function representing the relationship between the temperature rise of the gas due to combustion and the concentration of oxygen O 2 or carbon dioxide CO 2 in the exhaust gas in a standard fuel obtained beforehand by fuel calculation t: Temperature drop due to loss T c : The gas turbine combustor input air temperature. The oxygen O 2 and carbon dioxide CO 2 in the exhaust gas are calculated based on the gas turbine outlet gas composition.
こうした式を用いることにより、排気ガス組成(酸素O2または二酸化炭素CO2濃度等)からガスタービン入口燃焼ガス温度Ti4を算出する。この算出方法は簡易であり、この算出方法で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度Ti4は経時的変化の影響を受けにくい。これらの理由から、先の式を用いて計算されたガスタービン入口燃焼ガス温度Ti4は性能管理に適する。 By using such an equation, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i4 is calculated from the exhaust gas composition (oxygen O 2 or carbon dioxide CO 2 concentration or the like). This calculation method is simple, and the gas turbine inlet combustion gas temperature T i4 calculated by this calculation method is not easily affected by changes over time. For these reasons, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i4 calculated using the above equation is suitable for performance management.
なお、Ti1計算処理CA11〜Ti4計算処理CA14で算出されるTi1〜Ti4は、あらかじめ次のように調整されている。ガスタービン装置の経時的変化が発生していない状況(以下、「機関の初期」という)や、点検修理後の性能回復時、詳細な検査等によりTi1〜Ti4の各値の差が把握され、補正値が得られている状況、などのときには、Ti2〜Ti4がTi1にすべて一致するように、つまり、
Ti1=Ti2=Ti3=Ti4
となるように、計算式のパラメータを調整する。
Incidentally, T i1 through T i4 calculated by T i1 computing CA11~T i4 computing CA14 is adjusted in advance as follows. Understand the differences in the values of T i1 to T i4 through detailed inspections, etc., when the gas turbine equipment has not changed over time (hereinafter referred to as the “initial stage of the engine”), or when performance is restored after inspection and repair. When the correction value is obtained, etc., such that T i2 to T i4 all match T i1 , that is,
T i1 = T i2 = T i3 = T i4
The parameters of the calculation formula are adjusted so that
具体的には、Ti2の計算式の場合に、
Ti2=(Qa+Qf)/Cp
の中で、パラメータQa(燃焼用空気の熱量)を調整する。
Specifically, in the case of the formula of T i2 ,
T i2 = (Q a + Q f ) / C p
The parameter Q a (the amount of heat of combustion air) is adjusted.
Ti3の計算式の場合に、
Ti3=(Qe+Qo+QL)/Cp
の中で、パラメータQL(損失熱量)を調整する。
In the case of the formula of Ti3 ,
T i3 = (Q e + Q o + Q L ) / C p
The parameter Q L (the amount of heat loss) is adjusted.
Ti4の計算式の場合に、
Ti4=F(O2)−t+Tc
Ti4=F(CO2)−t+Tc
の中で、パラメータt(損失による温度低下)を調整する。
In the case of the formula of Ti4 ,
T i4 = F (O 2 ) −t + T c
T i4 = F (CO 2 ) −t + T c
The parameter t (temperature drop due to loss) is adjusted.
こうしたTi1計算処理CA11〜Ti4計算処理CA14が終了すると、演算装置7はΔTa計算処理CA15を行う。この処理で、変化量ΔTaは次の式から算出される。
ΔTa=Ti2−Ti1
また、演算装置7はΔTb計算処理CA16を行う。この処理で、変化量ΔTbは次の式から算出される。
ΔTb=Ti3−Ti1
さらに、演算装置7はΔTc計算処理CA17を行う。この処理で、変化量ΔTcは次の式から算出される。
ΔTc=Ti4−Ti1
こうしたΔTa計算処理CA15〜ΔTc計算処理CA17が終了すると、演算装置7は、ΔTa修正処理CA18を行う。この処理では、あらかじめ精度に応じて設定されたしきい値Tha(>0)により、次の修正を行い、得られた値を修正値ΔTamとする。
ΔTa>Tha → ΔTa−Tha(=ΔTam)
ΔTa<−Tha → ΔTa+Tha(=ΔTam)
−Tha≦ΔTa≦Tha → 0(ゼロ=ΔTam)
また、演算装置7は、ΔTb修正処理CA19を行う。この処理では、あらかじめ精度に応じて設定されたしきい値Thb(>0)により、次の修正を行い、得られた値を修正値ΔTbmとする。
ΔTb>Thb → ΔTb−Thb(=ΔTbm)
ΔTb<−Thb → ΔTb+Thb(=ΔTbm)
−Thb≦ΔTb≦Thb → 0(ゼロ=ΔTbm)
さらに、演算装置7は、ΔTc修正処理CA20を行う。この処理では、あらかじめ精度に応じて設定されたしきい値Thc(>0)により、次の修正を行い、得られた値を修正値ΔTcmとする。
ΔTc>Thc → ΔTc−Thc(=ΔTcm)
ΔTc<−Thc → ΔTc+Thc(=ΔTcm)
−Thc≦ΔTc≦Thc → 0(ゼロ=ΔTcm)
こうしたΔTa修正処理CA18〜ΔTc修正処理CA20が終了すると、演算装置7は判定処理CA21を行う。この処理で演算装置7は、先のΔTa修正処理CA18〜ΔTc修正処理CA20で算出した修正値ΔTam、ΔTbmおよびΔTcmの符号がすべてプラスであるとき、または、すべてマイナスであるとき、制御値に対する補正が必要であると判断し、次の式から平均値TAVを算出する。
TAV=(ΔTam+ΔTbm+ΔTcm)/3
一方、修正値ΔTam、ΔTbmおよびΔTcmの符号が不一致であるとき、演算装置7は、制御値に対する補正が不要であると判断し、平均値TAVをゼロとする。
TAV=0
判定処理CA21が終了すると、演算装置7は算出処理CA22を行う。まず、演算装置7は、ガスタービン3の部品の耐熱温度とガスタービン3の熱効率とを考慮して、あらかじめ決定した運転目標温度Tiと、Ti1計算処理CA11で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1とを用い、次の式から制御値TCOTを算出する。
TCOT=Ti−Ti1
この後、演算装置7は、判定処理CA21で算出した平均値TAVを加え、
TCOT+TAV
を新たな制御値TCOTとする。このとき、先に述べたように、修正値ΔTam、ΔTbmおよびΔTcmの符号が不一致であるとき、演算装置7は制御値TCOTを補正しない。
When such T i1 calculation processing CA11 to T i4 calculation processing CA14 is completed, the arithmetic unit 7 performs ΔT a calculation processing CA15. In this process, the change amount ΔT a is calculated from the following equation.
ΔT a = T i2 −T i1
The arithmetic unit 7 performs the [Delta] T b computing CA16. In this process, the amount of change [Delta] T b is calculated from the following equation.
ΔT b = T i3 −T i1
Further, the arithmetic unit 7 performs the [Delta] T c computing CA17. In this process, the change amount ΔT c is calculated from the following equation.
ΔT c = T i4 −T i1
When such [Delta] T a computing CA15~derutaT c computing CA17 is completed, the arithmetic unit 7 performs [Delta] T a correction process CA18. In this process, the next correction is performed using a threshold value Th a (> 0) set in advance according to accuracy, and the obtained value is set as a correction value ΔT am .
ΔT a > Th a → ΔT a −Th a (= ΔT am )
ΔT a <−Th a → ΔT a + Th a (= ΔT am )
-Th a ≦ ΔT a ≦ Th a → 0 (zero = ΔT am )
The arithmetic unit 7 performs [Delta] T b modification process CA19. In this process, the next correction is performed with a threshold Th b (> 0) set in advance according to accuracy, and the obtained value is set as a correction value ΔT bm .
ΔT b > Th b → ΔT b −Th b (= ΔT bm )
ΔT b <−Th b → ΔT b + Th b (= ΔT bm )
−Th b ≦ ΔT b ≦ Th b → 0 (zero = ΔT bm )
Further, the arithmetic unit 7 performs [Delta] T c correction processing CA20. In this process, the next correction is performed with a threshold value Th c (> 0) set in advance according to accuracy, and the obtained value is set as a correction value ΔT cm .
ΔT c > Th c → ΔT c −Th c (= ΔT cm )
ΔT c <−Th c → ΔT c + Th c (= ΔT cm )
−Th c ≦ ΔT c ≦ Th c → 0 (zero = ΔT cm )
When such [Delta] T a correction process CA18~derutaT c correction process CA20 is completed, the arithmetic unit 7 performs the determination process CA21. Arithmetic unit 7 In this process, when the correction value calculated in the previous [Delta] T a correction process CA18~derutaT c correction process CA20 [Delta] T am, the sign of [Delta] T bm and [Delta] T cm all is positive, or, when all are negative Then, it is determined that the control value needs to be corrected, and the average value T AV is calculated from the following equation.
T AV = (ΔT am + ΔT bm + ΔT cm ) / 3
On the other hand, when the signs of the correction values ΔT am , ΔT bm, and ΔT cm do not match, the arithmetic unit 7 determines that correction for the control value is unnecessary, and sets the average value T AV to zero.
T AV = 0
When the determination process CA21 ends, the arithmetic device 7 performs a calculation process CA22. First, the arithmetic unit 7 considers the heat-resistant temperature of the components of the
T COT = T i −T i1
Thereafter, the arithmetic unit 7 adds the average value T AV calculated in the determination process CA21,
T COT + T AV
Is a new control value TCOT . At this time, as described above, when the signs of the correction values ΔT am , ΔT bm, and ΔT cm do not match, the arithmetic unit 7 does not correct the control value TCOT .
この後、ガスタービン装置を制御する制御装置(図示を省略)が制御値TCOTにより、例えば燃料供給系8からの燃料供給を制御して、ガスタービン入口燃焼ガス温度が運転目標温度Tiになるようにする。
Thereafter, a control device (not shown) for controlling the gas turbine device controls the fuel supply from the
こうして、この実施の形態により、ガスタービン3の性能変化の影響を受け易いガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1を、ガスタービン3の性能変化の影響を受けにくいガスタービン入口燃焼ガス温度Ti2〜Ti4を基にして得た修正値ΔTam〜ΔTcmの平均値TAVで、制御値TCOTを補正するので、例えばガスタービン3の経年劣化による影響を修正することができる。つまり、ガスタービン3に性能変化が発生しても、実際のガスタービン入口燃焼ガス温度を運転目標温度Tiに近づけて、ガスタービン3を運転することを可能にする。これにより、効率的かつ経済的なガスタービン3の運転を可能にする。
Thus, according to this embodiment, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i1 that is easily influenced by the performance change of the
(実施の形態3)
この実施の形態では、実施の形態2の演算装置7による計算処理が異なる。なお、この実施の形態では、実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, the calculation process by the arithmetic unit 7 of the second embodiment is different. In this embodiment, components that are the same as or the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
演算装置7は、燃料供給系8、ガスタービン燃焼器2、ガスタービン3および発電機4に関連する各種のデータを計測装置5A〜5Dから受け取ると、図9に示すような流れで、3通りのガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1〜Ti3を計算し、これらのデータを用いて制御値TCOTを補正する。
When the arithmetic device 7 receives various data related to the
演算装置7は、実施の形態2と同様にしてTi1計算処理CA11〜Ti1計算処理CA13を行い、続いて、ΔTa計算処理CA15とΔTb計算処理CA16を行う。この後、実施の形態2と同様にしてΔTam修正処理CA18とΔTb修正処理CA19を行い、修正値ΔTamと修正値ΔTbmとを算出する。 Arithmetic unit 7 performs T i1 computing CA11~T i1 calculation processing CA13 in the same manner as in the second embodiment, subsequently, performs the [Delta] T a computing CA15 and [Delta] T b computing CA16. Thereafter, perform [Delta] T am correcting process CA18 and [Delta] T b correcting process CA19 in the same manner as in the second embodiment, to calculate the a correction value [Delta] T am and correction value [Delta] T bm.
これらのΔTa修正処理CA18とΔTb修正処理CA19が終了すると、演算装置7は判定処理CA21を行う。この処理で演算装置7は、先のΔTa修正処理CA18とΔTb修正処理CA19で算出した修正値ΔTamとΔTbmの符号がすべてプラスであるとき、または、すべてマイナスであるとき、制御値に対する補正が必要であると判断し、次の式から平均値TAVを算出する。
TAV=(ΔTam+ΔTbm)/2
一方、修正値ΔTamとΔTbmの符号が不一致であるとき、演算装置7は、制御値に対する補正が不要であると判断し、平均値TAVをゼロとする。
TAV=0
判定処理CA21が終了すると、演算装置7は算出処理CA22を行う。まず、演算装置7は、あらかじめ決定した運転目標温度Tiと、Ti1計算処理CA11で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1とを用い、次の式から制御値TCOTを算出する。
TCOT=Ti−Ti1
この後、演算装置7は、判定処理CA21で算出した平均値TAVを加え、
TCOT+TAV
を新たな制御値TCOTとする。このとき、先に述べたように、修正値ΔTamとΔTbmの符号が不一致であるとき、演算装置7は制御値TCOTを補正しない。
When these [Delta] T a correction process CA18 and [Delta] T b modification processing CA19 is completed, the arithmetic unit 7 performs the determination process CA21. Computing device In this process 7, when the sign of the correction value [Delta] T am and [Delta] T bm calculated in the previous [Delta] T a correction process CA18 and [Delta] T b modification process CA19 are all positive, or, when all are negative, the control value Is determined to be necessary, and an average value T AV is calculated from the following equation.
T AV = (ΔT am + ΔT bm ) / 2
On the other hand, when the signs of the correction values ΔT am and ΔT bm do not match, the arithmetic unit 7 determines that correction for the control value is unnecessary, and sets the average value T AV to zero.
T AV = 0
When the determination process CA21 ends, the arithmetic device 7 performs a calculation process CA22. First, the arithmetic unit 7 calculates the control value T COT from the following equation using the operation target temperature T i determined in advance and the gas turbine inlet combustion gas temperature T i1 calculated in the T i1 calculation process CA11.
T COT = T i −T i1
Thereafter, the arithmetic unit 7 adds the average value T AV calculated in the determination process CA21,
T COT + T AV
Is a new control value TCOT . At this time, as described above, when the signs of the correction values ΔT am and ΔT bm do not match, the arithmetic unit 7 does not correct the control value TCOT .
この後、実施の形態2と同様に、ガスタービン装置を制御する制御装置(図示を省略)が制御値TCOTにより、例えば燃料供給系8からの燃料供給を制御して、ガスタービン入口燃焼ガス温度が運転目標温度Tiになるようにする。
Thereafter, as in the second embodiment, a control device (not shown) for controlling the gas turbine device controls the fuel supply from the
この実施の形態により、実施の形態2と同様に、ガスタービン3の性能変化の影響を受け易いガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1を、ガスタービン3の性能変化の影響を受けにくいガスタービン入口燃焼ガス温度Ti2、Ti3を基にして得た修正値ΔTamとΔTbmの平均値TAVで、制御値TCOTを補正するので、例えばガスタービン3の経年劣化による影響を修正することができる。つまり、ガスタービン3に性能変化が発生しても、実際のガスタービン入口燃焼ガス温度を運転目標温度Tiに近づけて、ガスタービン3を運転することを可能にする。これにより、効率的かつ経済的なガスタービン3の運転を可能にする。しかも、実施の形態2のTi4計算処理CA14、ΔTc計算処理CA17およびΔTc修正処理CA20を不要としているので、実施の形態2に比べて演算装置7が行う処理を軽くすることができる。
According to this embodiment, as in the second embodiment, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i1 that is easily affected by the performance change of the
なお、この実施の形態では、3通りのガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1〜Ti3を計算し、これらのデータを用いて制御値TCOTを補正したが、これ以外にも、次のデータを用いて同様に補正が可能である。
ガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1、Ti2、Ti4を用いた補正
ガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1、Ti3、Ti4を用いた補正
In this embodiment, three types of gas turbine inlet combustion gas temperatures T i1 to T i3 are calculated, and the control value T COT is corrected using these data. It can be corrected in the same way.
Correction using gas turbine inlet combustion gas temperatures T i1 , T i2 , T i4 Correction using gas turbine inlet combustion gas temperatures T i1 , T i3 , T i4
(実施の形態4)
この実施の形態では、実施の形態2の演算装置7による計算処理が異なる。なお、この実施の形態では、実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, the calculation process by the arithmetic unit 7 of the second embodiment is different. In this embodiment, components that are the same as or the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
演算装置7は、燃料供給系8、ガスタービン燃焼器2、ガスタービン3および発電機4に関連する各種のデータを計測装置5A〜5Dから受け取ると、図10に示すような流れで、2通りのガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1、Ti2を計算し、これらのデータを用いて制御値TCOTを補正する。
When the arithmetic device 7 receives various data related to the
演算装置7は、実施の形態2と同様にしてTi1計算処理CA11とTi2計算処理CA12を行い、続いて、ΔTa計算処理CA15を行う。この後、実施の形態2と同様にしてΔTam修正処理CA18を行い、修正値ΔTamを算出する。 The arithmetic unit 7 performs a T i1 calculation process CA11 and a T i2 calculation process CA12 in the same manner as in the second embodiment, and then performs a ΔTa calculation process CA15. Thereafter, the ΔT am correction process CA18 is performed in the same manner as in the second embodiment to calculate the correction value ΔT am .
このΔTa修正処理CA18が終了すると、演算装置7は算出処理CA22を行う。まず、演算装置7は、あらかじめ決定した運転目標温度Tiと、Ti1計算処理CA11で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1とを用い、次の式から制御値TCOTを算出する。
TCOT=Ti−Ti1
この後、演算装置7は、ΔTa修正処理CA18で算出した修正値ΔTamを加え、
TCOT+修正値ΔTam
を新たな制御値TCOTとする。このとき、
−Tha<ΔTa<Tha → 0(ゼロ=ΔTam)
である場合、演算装置7は制御値TCOTを補正しない。
When the [Delta] T a correction process CA18 is completed, the arithmetic unit 7 performs the calculation processing CA22. First, the arithmetic unit 7 calculates the control value T COT from the following equation using the operation target temperature T i determined in advance and the gas turbine inlet combustion gas temperature T i1 calculated in the T i1 calculation process CA11.
T COT = T i −T i1
Thereafter, the arithmetic unit 7 adds the correction value ΔT am calculated in the ΔT a correction process CA18,
T COT + correction value ΔT am
Is a new control value TCOT . At this time,
-Th a <ΔT a <Th a → 0 (zero = ΔT am )
, The arithmetic unit 7 does not correct the control value TCOT .
この後、実施の形態2と同様に、ガスタービン装置を制御する制御装置(図示を省略)が制御値TCOTにより、例えば燃料供給系8からの燃料供給を制御して、ガスタービン入口燃焼ガス温度が運転目標温度Tiになるようにする。
Thereafter, as in the second embodiment, a control device (not shown) for controlling the gas turbine device controls the fuel supply from the
この実施の形態により、実施の形態2と同様に、ガスタービン3の性能変化の影響を受け易いガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1を、ガスタービン3の性能変化の影響を受けにくいガスタービン入口燃焼ガス温度Ti2を基にして得た修正値ΔTamで、制御値TCOTを補正するので、例えばガスタービン3の経時的変化による影響分を修正することができる。つまり、ガスタービン3に性能変化が発生しても、実際のガスタービン入口燃焼ガス温度を運転目標温度Tiに近づけて、ガスタービン3を運転することを可能にする。これにより、効率的かつ経済的なガスタービン3の運転を可能にする。しかも、実施の形態3のTi3計算処理CA13、ΔTb計算処理CA16、ΔTb修正処理CA19および判定処理CA21を不要としているので、実施の形態3に比べて演算装置7が行う処理を一層軽くすることができる。
According to this embodiment, as in the second embodiment, the gas turbine inlet combustion gas temperature T i1 that is easily affected by the performance change of the
なお、この実施の形態では、2通りのガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1、Ti2を計算し、これらのデータを用いて制御値TCOTを補正したが、これ以外にも、次のデータを用いて同様に補正が可能である。
ガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1、Ti3を用いた補正
ガスタービン入口燃焼ガス温度Ti1、Ti4を用いた補正
In this embodiment, two types of gas turbine inlet combustion gas temperatures T i1 and T i2 are calculated, and the control value T COT is corrected using these data. It can be corrected in the same way.
Correction using gas turbine inlet combustion gas temperature T i1 , T i3 Correction using gas turbine inlet combustion gas temperature T i1 , T i4
(実施の形態5)
この実施の形態では、実施の形態2の演算装置7による計算処理が異なる。なお、この実施の形態では、実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, the calculation process by the arithmetic unit 7 of the second embodiment is different. In this embodiment, components that are the same as or the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
この実施の形態では、実施の形態2および実施の形態3の判定処理CA21の段階で、ガスタービン3が運転目標温度Tiで運転されているか、どうかを判断するようにしてもよい。つまり、
修正値TAV=0
であれば、ガスタービン3が運転目標温度Tiで運転されている、と判断し、それ以外はガスタービン3が運転目標温度Tiで運転されていない、と判断するようにしてもよい。
In this embodiment, at the stage of the determination
Correction value T AV = 0
If the
これにより、演算装置7はガスタービン3が運転目標温度Tiで運転されているかどうかを判断し、ガスタービン装置の制御を行わないので、演算装置7の代わりに、パーソナルコンピュータをチェック用として使用することも可能である。この場合には、演算装置7の算出処理CA22を省略することができる。
Thereby, the arithmetic unit 7 determines whether or not the
一方、実施の形態4のΔTa修正処理CA18の段階で、
−Tha≦ΔTa≦Tha
であれば、ガスタービン3が運転目標温度Tiで運転されている、と判断し、それ以外はガスタービン3が運転目標温度Tiで運転されていない、と判断するようにしてもよい。
On the other hand, at the stage of [Delta] T a correction process CA18 of the fourth embodiment,
−Th a ≦ ΔT a ≦ Th a
If the
これにより、演算装置7はガスタービン3が運転目標温度Tiで運転されているかどうかを判断し、ガスタービン装置の制御を行わないので、演算装置7の代わりに、パーソナルコンピュータをチェック用として使用することも可能である。この場合には、演算装置7の算出処理CA22を省略することができる。
Thereby, the arithmetic unit 7 determines whether or not the
(実施の形態6)
この実施の形態では、実施の形態2の演算装置7による計算処理が異なる。なお、この実施の形態では、実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
(Embodiment 6)
In this embodiment, the calculation process by the arithmetic unit 7 of the second embodiment is different. In this embodiment, components that are the same as or the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
この実施の形態では、実施の形態2、3で、しきい値を用いたΔTa修正処理CA18〜ΔTc修正処理CA20を省略する。そして、判定処理CA21では、ΔTa〜ΔTc(実施の形態2)またはΔTa、ΔTb(実施の形態3)の各値の符号がすべて一致したときに、平均値TAVを算出し、それ以外は平均値TAVをゼロとする。 In this embodiment, in the second and third embodiments is omitted [Delta] T a correction process CA18~derutaT c correction process CA20 using the threshold. Then, in the determination process CA21, when ΔT a ~ΔT c (Embodiment 2) or [Delta] T a, the sign of each value of [Delta] T b (Embodiment 3) were all consistent, calculates an average value T AV, Otherwise, the average value T AV is set to zero.
この実施の形態により、ガスタービン3の簡易的な制御を可能にする。また、この実施の形態に対して、先の実施の形態5の技術を適用すれば、演算装置7による処理をさらに軽くすることができる。
This embodiment enables simple control of the
以上、この発明の各実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は各実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、この発明は、発電施設に限らず、ガスタービンを使用するすべての施設に対して適用可能である。 As mentioned above, although each embodiment of this invention has been described in detail, the specific configuration is not limited to each embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of this invention, It is included in this invention. For example, the present invention is not limited to a power generation facility, but can be applied to all facilities using a gas turbine.
1 空気圧縮機
2 ガスタービン燃焼器
3 ガスタービン
4 発電機
5A〜5D 計測装置
6 データベース
7 演算装置(第1および第2の演算手段、判定手段)
8 燃料供給系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
8 Fuel supply system
Claims (6)
ガスタービンに対する入熱であるガスタービン入熱を基にして算出した第2のガスタービン入口燃焼ガス温度、ガスタービンからの出熱であるガスタービン出熱を基にして算出した第3のガスタービン入口燃焼ガス温度およびガスタービンの排出ガス組成を基にして算出した第4のガスタービン入口燃焼ガス温度の少なくとも2つを算出する第2の演算処理と、
前記第1の演算処理で算出した第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第2の演算で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度とを基にして、あらかじめ設定した運転目標温度で前記ガスタービンが運転されているかどうかを判定する、
ことを特徴とするガスタービンの運転方法。 A first arithmetic processing for calculating a first gas turbine inlet combustion gas temperature based on a state quantity including a pressure after expansion of the combustion gas and an expansion stroke of the combustion gas;
The third gas turbine calculated based on the second gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the gas turbine input heat, which is the heat input to the gas turbine, and the gas turbine output heat, which is the heat output from the gas turbine A second calculation process for calculating at least two of the fourth gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the inlet combustion gas temperature and the exhaust gas composition of the gas turbine;
Based on the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the first calculation process and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the second calculation, the gas turbine is operated at a preset operation target temperature. To determine if is driving,
A gas turbine operating method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1に記載のガスタービンの運転方法。 The difference between the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the first calculation process and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the second calculation process is calculated, and the sign of each difference value is When it does not match, it is determined that the gas turbine is operated at a preset operation target temperature.
The method of operating a gas turbine according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のガスタービンの運転方法。 The difference between the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the first calculation process and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the second calculation process is compared with a preset threshold value. When the respective differences all fall within the respective threshold ranges, it is determined that the gas turbine is operated at a preset operation target temperature.
The method for operating a gas turbine according to claim 2, wherein:
ガスタービンに対する入熱であるガスタービン入熱を基にして算出した第2のガスタービン入口燃焼ガス温度、ガスタービンからの出熱であるガスタービン出熱を基にして算出した第3のガスタービン入口燃焼ガス温度およびガスタービンの排出ガス組成を基にして算出した第4のガスタービン入口燃焼ガス温度の1つを算出する第2の演算処理と、
前記第1の演算処理で算出した第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第2の演算で算出したガスタービン入口燃焼ガス温度とを基にして、あらかじめ設定された運転目標温度で前記ガスタービンが運転されているかどうかを判定する、
ことを特徴とするガスタービンの運転方法。 A first arithmetic processing for calculating a first gas turbine inlet combustion gas temperature based on a state quantity including a pressure after expansion of the combustion gas and an expansion stroke of the combustion gas;
The third gas turbine calculated based on the second gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the gas turbine input heat, which is the heat input to the gas turbine, and the gas turbine output heat, which is the heat output from the gas turbine A second calculation process for calculating one of the fourth gas turbine inlet combustion gas temperatures calculated based on the inlet combustion gas temperature and the exhaust gas composition of the gas turbine;
Based on the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the first calculation process and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the second calculation, the gas is set at a preset operation target temperature. Determine if the turbine is operating,
A gas turbine operating method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項4に記載のガスタービンの運転方法。 The difference between the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the first calculation process and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated in the second calculation process is calculated, and this difference is set to a preset threshold. When the difference falls within the threshold range, it is determined that the gas turbine is operating at a preset operation target temperature.
The method of operating a gas turbine according to claim 4.
ガスタービンに対する入熱であるガスタービン入熱を基にして算出した第2のガスタービン入口燃焼ガス温度、ガスタービンからの出熱であるガスタービン出熱を基にして算出した第3のガスタービン入口燃焼ガス温度およびガスタービンの排出ガス組成を基にして算出した第4のガスタービン入口燃焼ガス温度の少なくとも2つを算出する第2の演算手段と、
前記第1の演算手段で算出された第1のガスタービン入口燃焼ガス温度と、前記第2の演算手段で算出されたガスタービン入口燃焼ガス温度とを基にして、あらかじめ設定された運転目標温度で前記ガスタービンが運転されているかどうかを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするガスタービンシステム。 First calculating means for calculating a first gas turbine inlet combustion gas temperature based on a state quantity including a pressure after expansion of the combustion gas and an expansion stroke of the combustion gas;
The third gas turbine calculated based on the second gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the gas turbine input heat, which is the heat input to the gas turbine, and the gas turbine output heat, which is the heat output from the gas turbine Second computing means for calculating at least two of the fourth gas turbine inlet combustion gas temperature calculated based on the inlet combustion gas temperature and the exhaust gas composition of the gas turbine;
Based on the first gas turbine inlet combustion gas temperature calculated by the first calculation means and the gas turbine inlet combustion gas temperature calculated by the second calculation means, a preset operation target temperature is set. Determining means for determining whether or not the gas turbine is in operation;
A gas turbine system comprising:
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