JP2010216441A - Rotation control device for gas turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧ガスタービン及び低圧ガスタービンを有する2軸型ガスタービンの回転制御装置に関するものである。 The present invention relates to a rotation control device for a two-shaft gas turbine having a high-pressure gas turbine and a low-pressure gas turbine.
2軸型ガスタービンは、熱エネルギを発生させる高圧ガスタービン(HPT)と、発生させた熱エネルギを回収する低圧ガスタービン(LPT)と、を有し、各々の独立した2つの回転軸を有している。 The two-shaft gas turbine has a high-pressure gas turbine (HPT) that generates heat energy and a low-pressure gas turbine (LPT) that recovers the generated heat energy, each having two independent rotating shafts. is doing.
高圧ガスタービンは、外部への機械的な接続を持たないフリータービンであり、低圧ガスタービンへ熱エネルギを供給する役割を担っている。 The high-pressure gas turbine is a free turbine having no mechanical connection to the outside, and plays a role of supplying heat energy to the low-pressure gas turbine.
一方、低圧ガスタービンは、自分自身でエネルギを発生させる機能を持たないエネルギ回収タービンであり、発電機と連携する際は、電力系統に併入するため、外部からの要求にて回転速度を調整する必要がある。 On the other hand, the low-pressure gas turbine is an energy recovery turbine that does not have the function of generating energy by itself, and when it is linked with the generator, it is incorporated into the power system, so the rotational speed is adjusted according to external demands. There is a need to.
さらに、低圧ガスタービンは、自身を直接的に制御する機器およびシステムを持たないため、負荷遮断時などの緊急の出力減少操作時においては、低圧ガスタービンの加速を抑制させる何らかの方法が必要である。 Furthermore, since the low-pressure gas turbine does not have a device and a system that directly control itself, some method for suppressing acceleration of the low-pressure gas turbine is necessary during an emergency power reduction operation such as when the load is interrupted. .
この改善策として、入口案内翼(Inlet Guide Vane:IGV)の開閉動作により、圧縮機に流入する空気の量を調整する方法が、特許文献1に開示されている。 As an improvement measure, Patent Document 1 discloses a method of adjusting the amount of air flowing into the compressor by opening and closing an inlet guide vane (IGV).
また、燃焼器へ供給する燃料量を絞る方法が考えられる。 Further, a method of reducing the amount of fuel supplied to the combustor is conceivable.
従来のガスタービンの負荷遮断時の回転制御では、燃焼器へ供給する燃料を絞ることや、IGVの閉動動作により、圧縮機に流入する空気の量を減少することで、ガスタービンの回転速度の上昇を抑制している。 In conventional rotation control when the load of a gas turbine is interrupted, the rotation speed of the gas turbine is reduced by reducing the amount of air flowing into the compressor by reducing the fuel supplied to the combustor or by closing the IGV. The rise of is suppressed.
そして、燃焼器へ供給する燃料を調整する燃料調節弁やIGVの閉速度を速くする等により、負荷遮断時に回転速度の上昇をある程度、抑制することは可能である。 Then, it is possible to suppress the increase in the rotational speed to some extent when the load is interrupted, for example, by increasing the closing speed of the fuel control valve for adjusting the fuel supplied to the combustor or the IGV.
しかし、2軸型ガスタービンの低圧ガスタービンには、燃料調節弁やIGVなどの自身を直接的に制御する機器やシステムが備わっていない。 However, the low pressure gas turbine of the two-shaft gas turbine is not equipped with a device or system that directly controls itself, such as a fuel control valve or an IGV.
また、2軸型ガスタービンの高圧ガスタービンは、従来と同様に、負荷遮断と同時にIGVを全開に移行すると、圧縮機に流入する空気の量が増大することになり、圧縮機の負荷が増大し、回転速度が減少してしまう可能性があった。 Also, in the high-pressure gas turbine of the two-shaft gas turbine, when the IGV is fully opened simultaneously with the load interruption, the amount of air flowing into the compressor increases and the load on the compressor increases. However, there was a possibility that the rotation speed would decrease.
そこで、本発明は、2軸型ガスタービンの低圧ガスタービンの負荷遮断時であっても、圧縮機の負荷を増大させることなく、回転速度の減少を抑制することができるガスタービンの回転制御装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a rotation control device for a gas turbine that can suppress a decrease in the rotation speed without increasing the load on the compressor even when the load of the low-pressure gas turbine of the two-shaft gas turbine is interrupted. Is to provide.
本発明の一実施態様であるガスタービンの回転制御装置は、圧縮機,燃焼器,高圧ガスタービン、及び低圧ガスタービンを有する2軸型ガスタービンの負荷が遮断された際に、燃焼器へ供給される燃料を絞り、ガスタービンの回転状態を制御するものである。 A rotation control device for a gas turbine according to an embodiment of the present invention supplies a combustor when a load of a compressor, a combustor, a high-pressure gas turbine, and a two-shaft gas turbine having a low-pressure gas turbine is interrupted. The fuel to be squeezed is controlled to control the rotation state of the gas turbine.
そして、この回転制御装置は、低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、圧縮機において圧縮された圧縮空気を抽気する抽気弁及び圧縮機に空気を導入する入口案内翼を開閉制御する信号を、それぞれ、抽気弁及び入口案内翼を駆動するアクチュエータに送信することを特徴とする。 The rotation control device outputs a signal for controlling opening / closing of an extraction valve for extracting compressed air compressed by the compressor and an inlet guide blade for introducing air to the compressor when the load of the low-pressure gas turbine is interrupted. , Respectively, are transmitted to an actuator for driving the extraction valve and the inlet guide vane.
また、低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、ハード回路にて瞬時に、抽気弁を全閉制御することが好ましい。 Further, it is preferable that when the load of the low-pressure gas turbine is cut off, the extraction valve is instantaneously fully closed by the hardware circuit.
また、低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、高圧ガスタービンの回転数を抑制するために、入口案内翼を瞬時に中間開度へ閉制御することが好ましい。 Further, when the load of the low-pressure gas turbine is interrupted, it is preferable to instantaneously close the inlet guide vanes to the intermediate opening in order to suppress the rotation speed of the high-pressure gas turbine.
また、高圧ガスタービンの回転状態に応じて、入口案内翼を開閉制御することが好ましい。 Moreover, it is preferable to control the opening and closing of the inlet guide vanes according to the rotation state of the high-pressure gas turbine.
また、低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、燃焼器に供給する燃料制御指令値を、最小燃料制御指令値にするように、バイアスを負荷することが好ましい。 Further, it is preferable to apply a bias so that the fuel control command value supplied to the combustor becomes the minimum fuel control command value when the load of the low-pressure gas turbine is cut off.
本発明により、2軸型ガスタービンの低圧ガスタービンの負荷遮断時であっても、圧縮機の負荷を増大させることなく、回転速度の減少を抑制することができるガスタービンの回転制御装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a rotation control device for a gas turbine capable of suppressing a decrease in rotation speed without increasing a load on a compressor even when the load of a low-pressure gas turbine of a two-shaft gas turbine is interrupted. can do.
本発明の実施形態を、以下、説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本実施形態で説明する2軸型ガスタービンの回転制御装置は、低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、車室の抽気弁を開閉制御する制御手段を備え、負荷が遮断された際に車室から空気を放出することで低圧ガスタービンの動力を減少させて、回転速度の上昇を抑制する機能が備えられている。 The rotation control device for a two-shaft gas turbine described in this embodiment includes a control unit that controls opening / closing of a bleed valve in a passenger compartment when the load of the low-pressure gas turbine is shut off, and when the load is shut off A function of reducing the power of the low-pressure gas turbine by releasing air from the passenger compartment and suppressing an increase in rotational speed is provided.
つまり、2軸型ガスタービンの運転中に負荷が遮断された場合であっても、回転速度の上昇を積極的に抑制し、停止(トリップ)動作へ至らずに運転継続を可能とするものである。 In other words, even when the load is cut off during the operation of the two-shaft gas turbine, the increase in the rotational speed is positively suppressed, and the operation can be continued without reaching the stop (trip) operation. is there.
また、本実施形態で説明する2軸型ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機,圧縮空気と燃料と燃焼させ高圧ガスを発生させる燃焼器,高圧ガスによって駆動する高圧ガスタービン、及び低圧ガスタービンを有するものである。 The two-shaft gas turbine described in the present embodiment includes a compressor that compresses air, a combustor that burns compressed air and fuel to generate high-pressure gas, a high-pressure gas turbine that is driven by high-pressure gas, and a low-pressure gas turbine. It is what has.
そして、2軸型ガスタービンの回転制御装置は、低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、燃焼器へ供給される燃料が絞られて、ガスタービンの回転状態を制御し、低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、圧縮機からの圧縮空気を外部に流出させる抽気弁を全開制御する。 The rotation control device for the two-shaft gas turbine controls the rotation state of the gas turbine by reducing the fuel supplied to the combustor when the load of the low-pressure gas turbine is interrupted. When the load is interrupted, the bleed valve that allows the compressed air from the compressor to flow out is controlled to be fully opened.
こうした回転制御装置を用いることにより、負荷が遮断された際に、低圧ガスタービンに流入する空気を急激に減少させた状態で、圧縮機の負荷を減少させずに、回転速度の上昇を抑制することができる。 By using such a rotation control device, when the load is shut off, the air flowing into the low-pressure gas turbine is rapidly reduced, and the increase in the rotation speed is suppressed without reducing the load on the compressor. be able to.
この結果、自身を直接的に制御する機器およびシステムを持たない低圧ガスタービンであっても、負荷遮断時に回転速度の上昇を積極的に抑制することが可能になる。 As a result, even in a low-pressure gas turbine that does not have equipment and a system that directly controls itself, it is possible to positively suppress an increase in rotational speed when the load is interrupted.
また、こうした回転制御装置は、低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、燃焼器に供給される燃料の絞込み動作を行う。つまり、高圧ガスタービンの回転速度の降下量分を、入口案内翼を開閉制御することによって調整する。 Such a rotation control device performs a narrowing operation of fuel supplied to the combustor when the load of the low-pressure gas turbine is interrupted. That is, the amount of decrease in the rotational speed of the high-pressure gas turbine is adjusted by controlling the opening and closing of the inlet guide vanes.
この結果、負荷が遮断された際に、圧縮機へ導入される空気量を急激に減少させないので、高圧ガスタービンの回転速度の降下を抑制することができる。 As a result, when the load is interrupted, the amount of air introduced into the compressor is not rapidly reduced, so that a decrease in the rotational speed of the high-pressure gas turbine can be suppressed.
そして、負荷が遮断された後、高圧ガスタービンの回転速度に応じて入口案内翼を開閉制御するため、適切な空気量を導入して、圧縮機の負荷を調整して、高圧ガスタービンの回転速度を保持することができる。 Then, after the load is cut off, in order to control the opening and closing of the inlet guide vanes according to the rotation speed of the high pressure gas turbine, an appropriate amount of air is introduced, the load of the compressor is adjusted, and the rotation of the high pressure gas turbine The speed can be kept.
また、回転制御装置には、燃焼器において火炎を維持するための最小燃料制御指令が設定されている。 In addition, a minimum fuel control command for maintaining a flame in the combustor is set in the rotation control device.
そして、負荷が遮断された直後において、過渡的な高圧ガスタービンの状態変化により、燃焼器の火炎が喪失する可能性があるが、燃焼器の火炎が喪失することを防止するバイアスを負荷させることにより、燃焼器の失火を防ぐことができる。 Immediately after the load is cut off, a combustor flame may be lost due to a transient change in the state of the high-pressure gas turbine, but a bias is applied to prevent the combustor flame from being lost. Thus, misfire of the combustor can be prevented.
以下、図面を用いて、説明する。 This will be described below with reference to the drawings.
図1には、本発明の一実施形態に係る回転制御装置7を備えた2軸型ガスタービンの全体を表す概略構成が示されている。 FIG. 1 shows a schematic configuration representing the whole of a two-shaft gas turbine including a rotation control device 7 according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、2軸型ガスタービンには、高圧ガスタービン1(HPT)及び低圧ガスタービン2(LPT)、並びに圧縮機3及び燃焼器4が備えられている。 As shown in FIG. 1, the two-shaft gas turbine includes a high-pressure gas turbine 1 (HPT) and a low-pressure gas turbine 2 (LPT), and a compressor 3 and a combustor 4.
圧縮機3で圧縮された空気が、燃焼器4で燃料と共に燃焼され、高温の燃焼ガスとなり、高圧ガスタービン1で膨張する。 The air compressed by the compressor 3 is combusted together with fuel by the combustor 4, becomes high-temperature combustion gas, and expands by the high-pressure gas turbine 1.
高圧ガスタービン1は、圧縮機3を駆動するとともに、低圧ガスタービン2へ熱エネルギを供給する。
The high pressure gas turbine 1 drives the compressor 3 and supplies thermal energy to the low
低圧ガスタービン2は、高圧ガスタービン1より供給されたエネルギで発電機等の負荷8を駆動する。
The low
圧縮機3の上流側には、入口案内翼(Inlet Guide Vane:IGV)6が備えられている。空気はIGV6により圧縮機3に導入され、導入された空気は圧縮機3にて圧縮され、圧力が上昇する。一方、圧縮機3の下流側には抽気弁5が備えられている。
An inlet guide vane (IGV) 6 is provided on the upstream side of the compressor 3. Air is introduced into the compressor 3 by the
IGV6や抽気弁5は、アクチュエータ(ACT)により駆動され、アクチュエータには回転制御装置7から駆動指令が出力される。
The
回転制御装置7には、ガスタービンの回転速度,排ガス温度,排ガス圧力,負荷遮断情報等のプロセス情報が入力される。 Process information such as the rotational speed of the gas turbine, the exhaust gas temperature, the exhaust gas pressure, and the load cutoff information is input to the rotation control device 7.
IGV6の開度は、ガスタービンの運転状況に応じて適宜制御され、開度を増減することにより、圧縮機3に導入される空気の流入量を増減するようになっている。
The opening degree of the
即ち、IGV6を駆動するアクチュエータは、回転制御装置7の駆動指令に基づいて駆動され、ガスタービンの運転状況に応じて、所定の開度に開閉駆動される。
In other words, the actuator that drives the
また、燃焼器4へ供給する燃料の燃料供給手段(燃料調節弁等)の駆動指令も同様に回転制御装置7からアクチュエータへ出力されるようになっている。 Similarly, a drive command for fuel supply means (fuel control valve or the like) for fuel supplied to the combustor 4 is also output from the rotation control device 7 to the actuator.
ここで、抽気弁5を駆動するアクチュエータへの回転制御装置7からの指令はハード回路にてなされる。
Here, a command from the rotation control device 7 to the actuator that drives the
図2には、負荷遮断時の回転制御装置7の動作が示されている。図2に基づいて、負荷遮断時の回転制御装置7の動作を説明する。 FIG. 2 shows the operation of the rotation control device 7 when the load is interrupted. Based on FIG. 2, operation | movement of the rotation control apparatus 7 at the time of load interruption is demonstrated.
図1に示すような2軸型ガスタービンにおいて、負荷遮断時には、回転制御装置7からの駆動指令により、瞬時に圧縮機3の下流側に設置される抽気弁5を全開動作させて、低圧ガスタービン2の回転速度の上昇を抑制する。
In the two-shaft gas turbine as shown in FIG. 1, when the load is interrupted, the
それと同時に、回転制御装置7からの駆動指令により、燃焼器4へ供給する燃料の燃料流量を絞ることで、システム全体のベース動力の低減をはかり、回転速度の上昇を抑制する。 At the same time, by reducing the fuel flow rate of the fuel supplied to the combustor 4 according to the drive command from the rotation control device 7, the base power of the entire system is reduced and the increase in the rotation speed is suppressed.
さらに、回転制御装置7からの駆動指令により、圧縮機3の上流側に設置されるIGV6を開閉制御して中間開度とし、高圧ガスタービン1の回転速度の降下を抑制する。
Further, in accordance with a drive command from the rotation control device 7, the
その後、無負荷定格速度状態となる高圧ガスタービン1と低圧ガスタービン2とのバランスを保持・調整するため、圧縮機3の動力を変化させないよう、IGV6を最小開度制御して、IGV6の開度を極力小さく抑え、高圧ガスタービン1の速度を高めに維持させることで、自立運転を継続させることが可能になる。
Thereafter, in order to maintain and adjust the balance between the high-pressure gas turbine 1 and the low-
図3には、抽気弁5の全開制御の具体例が示されている。図3に基づいて、抽気弁5の全開制御の具体例を説明する。
FIG. 3 shows a specific example of full opening control of the
図3は、抽気弁5の基本回路を示している。
FIG. 3 shows a basic circuit of the
この回路はハード回路とソフト回路とによって構成されている。 This circuit is composed of a hardware circuit and a software circuit.
通常時の開閉動作においては、例えば、低圧ガスタービンの回転数と抽気弁の開閉速度設定とを比較して信号を出力するような、ソフト処理されたソフト回路を用いて、回転制御装置7からの指令にて動作させている。 In the normal opening / closing operation, for example, the rotation control device 7 uses a software-processed software circuit that outputs a signal by comparing the rotation speed of the low-pressure gas turbine with the opening / closing speed setting of the extraction valve. It is operated by the command.
一方、負荷遮断時には、ハード回路にて全開動作させる回路構成としており、ワンショットにて瞬時に抽気弁5を全開動作させる回路となっている。
On the other hand, when the load is interrupted, the circuit configuration is such that the hardware circuit is fully opened, and the
図4には、IGV6の開閉制御の具体例が示されている。図4に基づいて、IGV6の開閉制御の具体例を説明する。
FIG. 4 shows a specific example of the opening / closing control of the
図4(a)は、回転制御装置7に入力される高圧ガスタービン1の回転数情報および圧縮機3の入口温度情報により、あらかじめ設定されたIGV6の開度に制御する基本回路である。
FIG. 4A is a basic circuit that controls the opening degree of the
図4(a)に示される基本回路は、回転制御装置7に入力される高圧ガスタービン1の回転数情報および圧縮機3の入口温度情報を用いて修正速度演算を行い、IGV6の速度制御信号を出力する回路と、負荷遮断時にIGV6の急速閉指令として中間開度まで瞬時に絞込み動作を行うための信号を出力する回路と、IGV6の最大開度制御を行うための信号を出力する回路と、を有し、これら回路から出力された信号の低値を選択して、IGV6の開度設定を、つまり、開度指令を出力するものである。
The basic circuit shown in FIG. 4A performs a correction speed calculation using the rotation speed information of the high-pressure gas turbine 1 and the inlet temperature information of the compressor 3 input to the rotation control device 7, and the speed control signal of the IGV 6 A circuit for outputting a signal for instantaneously narrowing down to an intermediate opening as an IGV6 rapid closing command when the load is interrupted, and a circuit for outputting a signal for controlling the maximum opening of the IGV6 The low value of the signal output from these circuits is selected, and the opening setting of the
こうした基本回路を用い、負荷遮断時には、IGV6の急速閉指令として中間開度まで瞬時に絞込み動作を行うための設定値へ切り替えることが可能となる。 Using such a basic circuit, at the time of load interruption, it is possible to switch to a set value for instantaneously narrowing down to an intermediate opening as a quick closing command of IGV6.
負荷遮断時に、瞬時に、IGV6の開度を中間開度まで制御して、高圧ガスタービン1の回転数を運転速度の下限値まで減少させずに運転を継続する。そして、回転速度が低下しはじめた段階で、IGV6を徐々に閉側に動作させる。これにより、回転速度の降下が確実に抑制され、速度低トリップに至ることがない。
When the load is shut off, the opening of the
その後、無負荷定格速度状態となる高圧ガスタービン1と低圧ガスタービン2とのバランスを保持するため、圧縮機3の動力を変化させないよう、IGV6を最小開度制御し、IGV6の開度を極力小さく抑え、高圧ガスタービン1の回転速度を高めに維持させることで、自立運転を継続させることが可能になる。
After that, in order to maintain the balance between the high-pressure gas turbine 1 and the low-
こうした瞬時の動作を実現すべく、図4(b)に示すようなマスタコントローラ及びサブコントローラを用いて、機能分担を実施し、負荷遮断時には中間開度まで瞬時に絞込み動作を行っている。 In order to realize such an instantaneous operation, function sharing is performed using a master controller and a sub-controller as shown in FIG. 4B, and when the load is interrupted, the operation is instantaneously narrowed down to an intermediate opening.
図4(b)は、回転制御装置7に設置されるマスタコントローラ及びサブコントローラの機能分担を示す図である。 FIG. 4B is a diagram showing the function sharing between the master controller and the sub-controller installed in the rotation control device 7.
すなわち、回転制御装置7には、通常演算処理を行うマスタコントローラとマスタコントローラよりも高速で演算可能な高速演算処理を行うサブコントローラとが搭載される。 That is, the rotation control device 7 is equipped with a master controller that performs normal calculation processing and a sub-controller that performs high-speed calculation processing that can be calculated at a higher speed than the master controller.
つまり、高圧ガスタービン1の回転数情報および圧縮機3の入口温度情報は、マスタコントローラに入力され、IGV6の開度が設定される。通常状態であれば、こうした開度でIGV6は制御される。
That is, the rotational speed information of the high-pressure gas turbine 1 and the inlet temperature information of the compressor 3 are input to the master controller, and the opening degree of the
しかし、負荷遮断情報が、サブコントローラに入力されると、マスタコントローラにて演算されたIGV6の開度設定指令と共にサブコントローラにて演算されたIGV6の開度設定指令が比較され、最終的なIGV6の開度設定指令がサブコントローラから出力される。 However, when the load cutoff information is input to the sub-controller, the opening setting command for the IGV6 calculated by the sub-controller is compared with the opening setting command for the IGV6 calculated by the master controller, and the final IGV6 Is output from the sub-controller.
図5には、燃料流量指令の絞込み動作の具体例が示されている。図5に基づいて、燃料流量指令の絞込み動作の具体例を説明する。 FIG. 5 shows a specific example of the operation for narrowing the fuel flow rate command. Based on FIG. 5, a specific example of the fuel flow rate command narrowing operation will be described.
図5は、燃焼器4にて火炎を維持するための最小燃料制御指令を算出する回路を示すものである。 FIG. 5 shows a circuit for calculating a minimum fuel control command for maintaining a flame in the combustor 4.
図5に示される回路は、通常、圧縮機3の入口側温度信号と高圧ガスタービン1の修正された回転速度信号とを乗算し、最小燃料流量指令を作成する。なお、圧縮機3の入口側温度信号は、圧縮器3の吸込空気量補正がなされる。 The circuit shown in FIG. 5 normally multiplies the inlet side temperature signal of the compressor 3 and the corrected rotational speed signal of the high pressure gas turbine 1 to create a minimum fuel flow rate command. The inlet side temperature signal of the compressor 3 is corrected for the intake air amount of the compressor 3.
ここで、こうした回路に負荷遮断情報が入力される場合を説明する。 Here, a case where load cutoff information is input to such a circuit will be described.
負荷遮断情報が入力されると、IGV6の開度設定値信号と補正バイアス信号とを加算する。これは、負荷遮断情報の入力をトリガーにして、加算選択指令が入力されるためである。
When the load cutoff information is input, the opening setting value signal of the
この加算信号と高圧ガスタービン1の修正された回転速度信号とを更に加算する。 This addition signal and the corrected rotation speed signal of the high-pressure gas turbine 1 are further added.
ここで、高圧ガスタービン1の修正された回転速度信号と更なる加算信号とを選択回路にて信号選択する。この選択指令も負荷遮断情報の入力をトリガーにして入力される。 Here, the corrected rotational speed signal of the high-pressure gas turbine 1 and a further addition signal are selected by a selection circuit. This selection command is also input with the input of load cutoff information as a trigger.
最後に、選択された信号と圧縮機3の入口側温度信号とを乗算し、最小燃料流量指令を作成する。 Finally, the selected signal is multiplied by the inlet-side temperature signal of the compressor 3 to create a minimum fuel flow rate command.
こうした基本回路により、高圧ガスタービン1の修正された回転速度,IGV6の開度設定値,圧縮機3の入口側温度の補正により、あらかじめ設定された最小燃料流量を算出することが可能となる。
With such a basic circuit, it is possible to calculate a preset minimum fuel flow rate by correcting the corrected rotational speed of the high-pressure gas turbine 1, the opening setting value of the
負荷遮断時の急激な燃料の減少およびNOx低減操作(水,蒸気投入)の影響により、火炎を喪失することを防ぐために、バイアスを負荷させることが有益であることがわかる。 It can be seen that it is beneficial to load a bias in order to prevent the loss of flame due to the effects of rapid fuel reduction and NOx reduction operations (water, steam input) at load shedding.
図6に、バイアス補正をする場合のタイムチャートを示す。 FIG. 6 shows a time chart for bias correction.
すなわち、図6は、燃料量(FFD:実際は燃料を供給する弁の開度%で表示)と時間との関係を示したものであり、負荷遮断信号が入力された際に、燃焼器4にて火炎を維持するための最小燃料(FFDMIN)制御指令を算出するまでの時間経過を示したものである。 That is, FIG. 6 shows the relationship between the amount of fuel (FFD: actually indicated by the opening degree% of the valve supplying the fuel) and time, and when the load cutoff signal is inputted, The time elapsed until the minimum fuel (FFDMIN) control command for maintaining the flame is calculated.
燃焼器4に対する燃料流量指令(FFD)に、負荷遮断情報が入力された場合、先ずは、燃焼器4に供給される燃料を、所定量減少させるため、開度を急速に小さくする。 When load cutoff information is input to the fuel flow rate command (FFD) for the combustor 4, first, the degree of opening is rapidly reduced to reduce the fuel supplied to the combustor 4 by a predetermined amount.
この場合、IGV6の開度設定値信号に補正バイアス信号が加味されることで、圧縮器3から燃焼器4に導入される圧縮空気量についても調整される。
In this case, the amount of compressed air introduced from the compressor 3 to the combustor 4 is also adjusted by adding a correction bias signal to the opening setting value signal of the
その後、所定時間(β秒)の間、バイアス補正がなされ、燃料量を減少させるため、開度を徐々に小さくする。また、所定時間(β秒)後、燃焼器4に供給される燃料を、所定量減少させるため、開度を急速に絞る。その後、所定時間は開度調整をせず一定を保ち(バイアス2)、その後、徐々に最小燃料(FFDMIN)まで、開度を小さくする。 Thereafter, the bias is corrected for a predetermined time (β seconds), and the opening is gradually reduced in order to reduce the fuel amount. In addition, after a predetermined time (β seconds), the opening degree is rapidly reduced in order to reduce the fuel supplied to the combustor 4 by a predetermined amount. Thereafter, the opening degree is not adjusted for a predetermined time and kept constant (bias 2), and then the opening degree is gradually reduced to the minimum fuel (FFDMIN).
こうした制御を行うことにより、あらかじめ設定された最小燃料流量を算出することが可能となる。 By performing such control, it is possible to calculate a preset minimum fuel flow rate.
本発明は、高圧ガスタービン及び低圧ガスタービンを有する2軸型ガスタービンの回転制御装置に利用可能である。 The present invention is applicable to a rotation control device for a two-shaft gas turbine having a high-pressure gas turbine and a low-pressure gas turbine.
1 高圧ガスタービン
2 低圧ガスタービン
3 圧縮機
4 燃焼器
5 抽気弁
6 IGV
7 回転制御装置
8 負荷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High
7
Claims (5)
前記低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、前記圧縮機からの圧縮空気を抽気する抽気弁及び前記圧縮機に空気を導入する入口案内翼を開閉制御する信号を送信することを特徴とするガスタービンの回転制御装置。 A gas turbine that throttles fuel to the combustor and controls the rotation state of the gas turbine when a load of a two-shaft gas turbine having a compressor, a combustor, a high-pressure gas turbine, and a low-pressure gas turbine is interrupted In the rotation control device of
When the load of the low-pressure gas turbine is cut off, a signal for opening / closing control of an extraction valve for extracting compressed air from the compressor and an inlet guide vane for introducing air into the compressor is transmitted. Gas turbine rotation control device.
前記低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、ハード回路にて前記抽気弁を全閉制御することを特徴とするガスタービンの回転制御装置。 In claim 1,
A rotation control device for a gas turbine, wherein when the load on the low-pressure gas turbine is cut off, the extraction valve is fully closed by a hard circuit.
前記低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、前記高圧ガスタービンの回転数を抑制するために、前記入口案内翼を中間開度へ閉制御することを特徴とするガスタービンの回転制御装置。 In claim 2,
A rotation control device for a gas turbine, wherein when the load of the low-pressure gas turbine is interrupted, the inlet guide blade is closed to an intermediate opening degree in order to suppress the rotation speed of the high-pressure gas turbine.
前記高圧ガスタービンの回転状態に応じて、前記入口案内翼を開閉制御することを特徴とするガスタービンの回転制御装置。 In claim 2,
A rotation control device for a gas turbine, wherein opening and closing control of the inlet guide vanes is performed according to a rotation state of the high-pressure gas turbine.
前記低圧ガスタービンの負荷が遮断された際に、前記燃焼器に供給する燃料制御指令値を、最小燃料制御指令値にするように、バイアスを負荷することを特徴とするガスタービンの回転制御装置。
In claim 4,
A rotation control device for a gas turbine, wherein a bias is applied so that a fuel control command value supplied to the combustor becomes a minimum fuel control command value when a load of the low-pressure gas turbine is cut off. .
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