JP2016056803A - 推測燃料組成を用いたガスタービンの燃料配合システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】推測燃料組成を用いたガスタービンの燃料配合システム及び方法を提供すること。【解決手段】ガスタービン（１０２）において使用する燃料を配合するためのシステム、方法、及びコンピュータ可読媒体が開示される。プロセスガス（２０２）の発熱量の測定値とプロセスガス（２０２）の分子量の測定値が得られる。発熱量の取得した測定値と分子量の取得した測定値とを用いて、プロセスガス（２０２）の組成の推定が得られる。プロセスガス（２０２）の組成の推定に基づいて、プロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）の配合比が選択される。次いで、選択した配合比に従ってプロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）とを配合して、ガスタービン（１０２）において使用するための燃料混合気を得る。【選択図】 図１
Description
本発明は、ガスタービンにおいて使用する燃料配合に関し、より具体的には、ガスタービンにおいて使用する燃料混合気の決定に関する。
ガスタービンの燃料供給システムは、天然ガスと流動するプロセスガスと配合して、ガスタービンに供給することができる燃料混合気を得る。プロセスガスは、一般に、種々の未知の量の様々なガス成分を含む。プロセスガスと天然ガスを選択した比率で配合することにより、ガスタービンでの使用に好適であるように燃料混合気の組成が制御される。しかしながら、燃料混合気の組成を制御するためには、プロセスガスの組成を決定する必要がある。プロセスガスの組成を決定する１つの方法は、ガスクロマトグラフィーである。しかしながら、ガスクロマトグラフィーは、実施するのに数分を要する。加えて、ガスクロマトグラフィーの測定値に基づいて進める前に、測定値に矛盾のないことを検証するために、ガスクロマトグラフィーの複数回の測定を行うことが多い。従って、ガスクロマトグラフィーを用いたプロセスガスの組成の決定は、プロセスガスを浪費し、選択された又は所望の燃料混合気をガスタービンに提供することができるタイミングが遅くなる。
本発明の１つの実施形態によれば、ガスタービンにおいて使用する燃料を配合する方法は、プロセスガスの発熱量の測定値とプロセスガスの分子量の測定値を得るステップと、発熱量の取得した測定値と分子量の取得した測定値とを用いてプロセスガスの組成の推定を得るステップと、プロセスガスの組成の推定に基づいて、プロセスガスと天然ガスの配合比を選択するステップと、選択した配合比に従ってプロセスガスと天然ガスとを配合して、ガスタービンにおいて使用するための燃料混合気を得るステップと、を含む。
本発明の別の実施形態によれば、ガスタービンにおいて使用する燃料を配合するシステムは、プロセスガスの発熱量の測定値とプロセスガスの分子量の測定値を得るように構成された装置と、プロセッサと、を備え、プロセッサが、発熱量の取得した測定値と分子量の取得した測定値とを用いてプロセスガスの組成の推定を得て、プロセスガスの組成の推定に基づいて、プロセスガスと天然ガスの配合比を選択し、選択した配合比に従ってプロセスガスと天然ガスとを配合して、ガスタービンにおいて使用するための燃料混合気を得る、ように構成されている。
本発明の別の実施形態によれば、非一時的コンピュータ可読媒体が、プロセッサによってアクセスされたときに、該プロセッサがガスタービンにおいて使用する燃料を配合する方法を実行する命令セットが格納されており、本方法が、プロセスガスの発熱量の測定値とプロセスガスの分子量の測定値を測定装置から得るステップと、発熱量の取得した測定値と分子量の取得した測定値とを用いてプロセスガスの組成の推定を得るステップと、プロセスガスの組成の推定に基づいて、プロセスガスと天然ガスの配合比を選択するステップと、配合比に従ってプロセスガスと天然ガスとを配合して、ガスタービンにおいて使用するための燃料混合気を得るステップと、
を含む。
を含む。
追加の特徴及び利点は、本発明の手法によって実現される。本発明の他の実施形態及び態様は、本明細書において詳細に説明され、請求項に記載された本発明の一部とみなされる。本発明をその利点及び特徴と共に一層よく理解するために、本明細書及び図面を参照されたい。
本発明とみなされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲に具体的に指摘し且つ明確に特許請求している。本発明の上記及び他の特徴及び利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明から明らかである。
図１は、ガスタービン１０２を用いて出力及び／又は電力を発生させるシステムの概略図１００を示している。本図１００は、圧縮機１０４、燃焼器１０６、及びタービン段１０８を含むガスタービン１０２を示している。周囲空気１１２は、圧縮機１０４にて受け入れられ、選択空気圧に圧縮される。燃焼器１０６は、圧縮機１０４から圧縮空気を受け取って、燃料供給システム１１０によって燃焼器１０６に供給される燃料混合気と圧縮空気を混合する。燃焼器１０６は、空気−燃料混合気を点火して作動ガスを生成する。作動ガスは、タービン段１０８を通じて排気されて、タービン段１０８のロータ１１４の回転を生じさせる。ロータ１１４は、発電機１１６に結合され、ロータ１１４の回転により発電機１１６において電力が発生する。
図２は、図１のガスタービン１０２に燃料を提供する燃料供給システム１１０の詳細図を示す。燃料供給システム１１０は、プロセスガス管路２０３からプロセスガス２０２を受け取り、天然ガス管路２０５から天然ガス２０４を受け取る。燃料供給システム１１０は更に、天然ガスとプロセスガスの配合混合気をガスタービン１０２の１又はそれ以上の燃料回路（２０６，２０８）に出力する。例示の目的で、燃料供給システム１１０は、第１の燃料回路２０６及び第２の燃料回路２０８を備えて図示されている。しかしながら、燃料供給システム１１０は、種々の実施形態においてあらゆる数の燃料回路を含むことができる。天然ガス２０４は、ガス制御バルブ２１０を介して第１の燃料回路２０６に結合される。天然ガス２０４は、ガス制御バルブ２１２を介して第２の燃料回路２０８に結合される。プロセスガス２０２は、ガス制御バルブ２１４を介して第１の燃料回路２０６に結合される。プロセスガス２０２は、ガス制御バルブ２１６を介して第２の燃料回路２０８に結合される。ガス制御バルブ２１０,２１２,２１４及び２１６は、該ガス制御バルブ２１０,２１２,２１４及び２１６の状態を制御する制御ユニット２２０に結合される。種々の実施形態において、制御ユニット２２０は、互いに独立してガス制御バルブ２１０,２１２,２１４及び２１６の状態を制御する。従って、ガス制御バルブ２１０,２１２,２１４及び２１６は、第１の燃料回路２０６及び／又は第２の燃料回路２０８において、燃料混合気中のプロセスガス２０２及び天然ガス２０４の配合を制御するよう動作することができる。
制御ユニット２２０は、プロセッサ２２２とメモリ記憶デバイス２２４とを含む。メモリ記憶デバイス２２４は、半導体メモリデバイス、リードオンリーメモリデバイス、その他のような好適な非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができる。メモリ記憶デバイス２２４は、プロセッサ２２２によりアクセスされて、本明細書で開示される種々の方法を実施することができるプログラム２２６を含むことができる。加えて、プロセッサ２２２は、種々のパラメータ及び／又は計算値をメモリ記憶デバイス２２４に格納させることができる。
天然ガス管路２０５は、天然ガス２０４の品質を評価する天然ガスウォッベ計器２３０を含む。天然ガスウォッベ計器２３０は、天然ガス管路２０５における天然ガス２０４の発熱量及び分子量を測定する。天然ガスウォッベ計器２３０は、約３０秒以内などの比較的短い時間量で測定値を得ることができる。
プロセスガス管路２０３は、プロセスガスウォッベ計器２３２、プロセスガス分析器２３４、及びガスクロマトグラフ２３６を含む。プロセスガスウォッベ計器２３２は、プロセスガス２０２の発熱量及び分子量の測定値を得る。プロセスガス分析器２３４もまた、プロセスガス２０２の発熱量及び分子量の測定値を得る。ガスクロマトグラフ２３６は、プロセスガス２０２の組成を決定する。プロセスガスウォッベ計器２３２は、比較的短い時間量（約３０秒）でその測定値を取得する。プロセスガス分析器２３４は、中間の時間量（約２分）でその測定値を取得し、ガスクロマトグラフ２３６は、比較的長い時間量（約５分）で組成を取得する。プロセスガスウォッベ計器２３２は、プロセスガス分析器２３４又はガスクロマトグラフ２３６よりも前に測定値を取得することができるが、このような測定値は、プロセスガス２０２の組成を完全に決定するのに好適ではない可能性がある。それでも尚、プロセスガスウォッベ計器２３２は、本明細書で開示される方法を用いて、プロセスガス２０２の組成の第１の推定を得るのに用いることができる。
天然ガスウォッベ計器２３０、プロセスガスウォッベ計器２３２、プロセスガス分析器２３４、及びガスクロマトグラフ２３６は、制御ユニット２２０に結合され、処理のために制御ユニット２２０に測定値を提供する。制御ユニット２２０は、少なくともプロセスガス２０２の発熱量及び分子量の測定値に基づいた推定組成を有する燃料混合気を得るように、天然ガス２０４とプロセスガス２０２の好適な配合比を決定する本明細書で開示される方法を実施する。制御ユニット２２０は更に、第１の燃料回路２０６及び第２の燃料回路２０８の何れにおいて推定した燃料混合気の組成を得るために、プロセスガス２０２と天然ガス２０４の適切な配合比を達成するようガス制御バルブ２１０,２１２,２１４及び２１６を制御する。燃料混合気の好適な配合比を決定する方法について以下で説明する。
図３は、本発明による燃焼工程を実施する方法を例示したフローチャート３００を示す。ブロック３０２において、第１の燃料混合気がガスタービンに供給される。第１の燃料混合気は、プロセスガス２０２及び天然ガス２０４を配合することにより得られる。第１の燃料混合気の組成は、プロセスガス２０２の組成の第１の推定に基づいて決定される。プロセスガス２０２の組成の第１の推定は、プロセスガスウォッベ計器２３２からの発熱量及び分子量の測定値を用いて得られる。第１の燃料混合気を決定する方法の詳細については、以下の式（１）〜（５）に関して考察される。ブロック３０４において、第２の燃料混合気がガスタービンに供給される。第２の燃料混合気は、プロセスガスの組成の第２の推定に基づいてプロセスガス２０２と天然ガス２０４を配合することによって得られる。プロセスガス２０２の組成の第２の推定は、プロセスガス分析器２３４を用いて得られたプロセスガス２０２の発熱量及び分子量の測定値に基づいている。第２の燃料混合気を得る方法の詳細については、以下の式（６）〜（１０）に関して考察される。ブロック３０６において、第３の（作動）燃料混合気がガスタービン１０２に供給される。第３の燃料混合気は、ガスクロマトグラフ２３６を用いて得られたプロセスガス２０２の組成に基づいている。
図４は、１つの実施形態による、第１の燃料混合気を得る方法を例示したフローチャート４００を示す。例示的な実施形態において、本方法は、ガスタービン１０２の始動時に用いることができる。ブロック４０２において、プロセスガス２０２についての発熱量及び分子量の測定値が、プロセスガスウォッベ計器２３２を用いて得られる。この測定は、矛盾のない測定の値を確実にするために複数回行うことができる。ブロック４０４において、プロセスガス２０２の組成の第１の推定は、プロセスガス２０２の発熱量及び分子量の取得した測定値を用いて決定される。組成の第１の推定を取得する方法については、式（１）〜（５）に関して以下で考察される。ブロック４０６において、プロセスガス２０２と天然ガス２０４の配合比は、プロセスガスの組成の第１の推定を用いて決定される。ブロック４０８において、選択した配合比に従って（ガス制御バルブ２１０,２１２,２１４及び２１６により）プロセスガスと天然ガスが配合されて、第１の燃料混合気を得る。ブロック４１０において、第１の燃料混合気がガスタービンに供給される。
プロセスガス２０２は、複数のガス（例えば、水素、エタン、エチレン、プロパン、窒素、その他）の組成を含む。プロセスガス２０２中のこれらの組成ガスのモル分率は未知数であり、Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３及びＸ４として表され、以下の式（１）〜（５）により制約される。
Ｘ０＋Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４＝１ 式（１）
Ｘ０・ＭＷ０＋Ｘ１・ＭＷ１＋Ｘ２・ＭＷ２＋Ｘ３・ＭＷ３＋Ｘ４・ＭＷ４＝ＭＷｍｉｘ 式（２）
Ｘ０・ＭＷ０・ＬＨＶ０＋Ｘ１・ＭＷ１・ＬＨＶ１＋Ｘ２・ＭＷ２・ＬＨＶ２＋Ｘ３・ＭＷ３・ＬＨＶ３＋Ｘ４・ＭＷ４・ＬＨＶ４
＝ＭＷｍｉｘ・ＬＨＶｍｉｘ 式（３）
α＝ｘ２／ｘ１ 式（４）
β＝ｘ３／ｘ１ 式（５）
ここで、ＭＷ０，ＭＷ１，ＭＷ２，ＭＷ３及びＭＷ４は、プロセスガス２０２のガス成分の分子量、ＬＨＶ０，ＬＨＶ１，ＬＨＶ２，ＬＨＶ３及びＬＨＶ４は、プロセスガス２０２のガス成分の発熱量である。分子量（ＭＷ０，ＭＷ１，ＭＷ２，ＭＷ３，ＭＷ４）及び発熱量（ＬＨＶ０，ＬＨＶ１，ＬＨＶ２，ＬＨＶ３，ＬＨＶ４）は、既知の値である。パラメータα及びβは、プロセスガス２０２の混合パラメータであり、オペレータにより調整することができる。プロセスガスウォッベ計器２３２は、プロセスガス２０２のＭＷｍｉｘ及びＬＨＶｍｉｘ（すなわち、分子量と発熱量）それぞれの測定値を得る。式（１）〜（５）は、５元（すなわちモル分率）の５つの線形方程式のセットである。分数量Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３及びＸ４及び従ってプロセスガス２０２の組成は、式（１）〜（５）を解くことにより決定することができる。プロセスガス２０２は、式（１）〜（５）に含まれる５つのガス以外の追加のガスを含むことができることは理解される。従って、式（１）〜（５）を用いて決定されるプロセスガス２０２の組成は、プロセスガス２０２の組成の第１の推定を与える。プロセスガス２０２の組成の第１の推定が決定すると、選択された配合比に従ってプロセスガス２０２と天然ガス２０４を配合し、第１の燃料回路２０６及び第２の燃料回路２０８のうちの１又はそれ以上において選択された組成を有する第１の燃料混合気を得ることができる。式（１）〜（５）はまた、天然ガスの分子量及び発熱量の測定値に関して用いて、天然ガス２０４の組成の推定を決定することもできる。第１の燃料混合気の配合比は、プロセスガス２０２の推定組成と天然ガス２０４の推定組成とを用いて決定することができる。また、プロセスガスウォッベ計器２３２及び／又は天然ガスウォッベ計器２３０を用いて得られる追加の測定値を用いて、第１の燃料混合気の配合比を調整することができる。
Ｘ０＋Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４＝１ 式（１）
Ｘ０・ＭＷ０＋Ｘ１・ＭＷ１＋Ｘ２・ＭＷ２＋Ｘ３・ＭＷ３＋Ｘ４・ＭＷ４＝ＭＷｍｉｘ 式（２）
Ｘ０・ＭＷ０・ＬＨＶ０＋Ｘ１・ＭＷ１・ＬＨＶ１＋Ｘ２・ＭＷ２・ＬＨＶ２＋Ｘ３・ＭＷ３・ＬＨＶ３＋Ｘ４・ＭＷ４・ＬＨＶ４
＝ＭＷｍｉｘ・ＬＨＶｍｉｘ 式（３）
α＝ｘ２／ｘ１ 式（４）
β＝ｘ３／ｘ１ 式（５）
ここで、ＭＷ０，ＭＷ１，ＭＷ２，ＭＷ３及びＭＷ４は、プロセスガス２０２のガス成分の分子量、ＬＨＶ０，ＬＨＶ１，ＬＨＶ２，ＬＨＶ３及びＬＨＶ４は、プロセスガス２０２のガス成分の発熱量である。分子量（ＭＷ０，ＭＷ１，ＭＷ２，ＭＷ３，ＭＷ４）及び発熱量（ＬＨＶ０，ＬＨＶ１，ＬＨＶ２，ＬＨＶ３，ＬＨＶ４）は、既知の値である。パラメータα及びβは、プロセスガス２０２の混合パラメータであり、オペレータにより調整することができる。プロセスガスウォッベ計器２３２は、プロセスガス２０２のＭＷｍｉｘ及びＬＨＶｍｉｘ（すなわち、分子量と発熱量）それぞれの測定値を得る。式（１）〜（５）は、５元（すなわちモル分率）の５つの線形方程式のセットである。分数量Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３及びＸ４及び従ってプロセスガス２０２の組成は、式（１）〜（５）を解くことにより決定することができる。プロセスガス２０２は、式（１）〜（５）に含まれる５つのガス以外の追加のガスを含むことができることは理解される。従って、式（１）〜（５）を用いて決定されるプロセスガス２０２の組成は、プロセスガス２０２の組成の第１の推定を与える。プロセスガス２０２の組成の第１の推定が決定すると、選択された配合比に従ってプロセスガス２０２と天然ガス２０４を配合し、第１の燃料回路２０６及び第２の燃料回路２０８のうちの１又はそれ以上において選択された組成を有する第１の燃料混合気を得ることができる。式（１）〜（５）はまた、天然ガスの分子量及び発熱量の測定値に関して用いて、天然ガス２０４の組成の推定を決定することもできる。第１の燃料混合気の配合比は、プロセスガス２０２の推定組成と天然ガス２０４の推定組成とを用いて決定することができる。また、プロセスガスウォッベ計器２３２及び／又は天然ガスウォッベ計器２３０を用いて得られる追加の測定値を用いて、第１の燃料混合気の配合比を調整することができる。
選択された時間量の後、プロセスガス分析器２３４からの測定値は、制御ユニット２２０が利用可能となる。すなわち、プロセスガス分析器２３４からの測定値は、プロセスガスウォッベ計器２３２からの測定値の代わりに使用することができる。プロセスガス分析器２３４は、プロセスガス２０２の発熱量及び分子量の測定値を提供する。このような測定は、矛盾のない測定の値を確実にするために複数回行うことができる。測定された値は、プロセスガス２０２の組成の第２の推定が得られる線形方程式の別のセット（式（６）〜（１０））と共に用いることができる。式（６）〜（１０）は、プロセスガスの追加の成分のモル分率ＸＡ及びＸＢを含む。モル分率ＸＡ及びＸＢ、並びにその分子量（ＭＷＡ，ＭＷＢ）及び発熱量（ＬＨＶＡ，ＬＨＶＢ）は既知の物理量である。従って、式（６）〜（１０）は、５つの未知の変数に関する５つの方程式であり、これらを解くことで、プロセスガス２０２の組成の第２の推定を得ることができる。
Ｘ０＋Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４＋ＸＡ＋ＸＢ＝１ 式（６）
Ｘ０・ＭＷ０＋Ｘ１・ＭＷ１＋Ｘ２・ＭＷ２＋Ｘ３・ＭＷ３＋Ｘ４・ＭＷ４＋ＸＡ・ＭＷＡ＋ＸＢ・ＭＷＢ＝ＭＷｍｉｘ 式（７）
Ｘ０・ＭＷ０・ＬＨＶ０＋Ｘ１・ＭＷ１・ＬＨＶ１＋Ｘ２・ＭＷ２・ＬＨＶ２＋Ｘ３・ＭＷ３・ＬＨＶ３＋Ｘ４・ＭＷ４・ＬＨＶ４
＋ＸＡ・ＭＷＡ・ＬＨＶＡ＋ＸＢ・ＭＷＢ・ＬＨＶＢ＝ＭＷｍｉｘ・ＬＨＶｍｉｘ 式（８）
α＝ｘ２／ｘ１ 式（９）
β＝ｘ３／ｘ１ 式（１０）
式（６）〜（１０）を用いて得られるプロセスガスの組成の第２の推定は、式（１）〜（５）を用いて得られた第１の推定に比べ、プロセスガスの組成のより近い近似値が得られる。プロセスガス２０２の組成の第２の推定は、制御ユニット２２０において用いてプロセスガス２０２と天然ガス２０４の配合比を制御して、第１の燃料回路２０６及び第２の燃料回路２０８の一方又は両方における第２の燃料混合気を得ることができる。式（６）〜（１０）は２つの追加のモル分率ＸＡ及びＸＢを示しているが、あらゆる数の既知の追加のモル分率を式（６）〜（１０）で用いることができる。
Ｘ０＋Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４＋ＸＡ＋ＸＢ＝１ 式（６）
Ｘ０・ＭＷ０＋Ｘ１・ＭＷ１＋Ｘ２・ＭＷ２＋Ｘ３・ＭＷ３＋Ｘ４・ＭＷ４＋ＸＡ・ＭＷＡ＋ＸＢ・ＭＷＢ＝ＭＷｍｉｘ 式（７）
Ｘ０・ＭＷ０・ＬＨＶ０＋Ｘ１・ＭＷ１・ＬＨＶ１＋Ｘ２・ＭＷ２・ＬＨＶ２＋Ｘ３・ＭＷ３・ＬＨＶ３＋Ｘ４・ＭＷ４・ＬＨＶ４
＋ＸＡ・ＭＷＡ・ＬＨＶＡ＋ＸＢ・ＭＷＢ・ＬＨＶＢ＝ＭＷｍｉｘ・ＬＨＶｍｉｘ 式（８）
α＝ｘ２／ｘ１ 式（９）
β＝ｘ３／ｘ１ 式（１０）
式（６）〜（１０）を用いて得られるプロセスガスの組成の第２の推定は、式（１）〜（５）を用いて得られた第１の推定に比べ、プロセスガスの組成のより近い近似値が得られる。プロセスガス２０２の組成の第２の推定は、制御ユニット２２０において用いてプロセスガス２０２と天然ガス２０４の配合比を制御して、第１の燃料回路２０６及び第２の燃料回路２０８の一方又は両方における第２の燃料混合気を得ることができる。式（６）〜（１０）は２つの追加のモル分率ＸＡ及びＸＢを示しているが、あらゆる数の既知の追加のモル分率を式（６）〜（１０）で用いることができる。
最後に、ガスクロマトグラフ２３６を用いてプロセスガス２０２の組成が決定されると、この組成を用いてプロセスガス２０２と天然ガス２０４を配合し、第１の燃料回路２０６及び第２の燃料回路２０８の一方又は両方における第３の（作動）燃料混合気を得ることができる。ガスクロマトグラフ２３６からの測定は、矛盾のない測定の値を確実にするために複数回行うことができる。
プロセスガス２０２の組成の決定に関して本発明を考察したが、本明細書で開示される方法を用いて天然ガス２０４の組成を決定することも可能である。例えば、天然ガスウォッベ計器２３０からの測定値を式（１）〜（５）と共に用いて、天然ガス２０４の組成を得ることができる。天然ガス２０４の組成及びプロセスガス２０２の組成に関する知見を用いて、第１の燃料混合気及び第２の燃料混合気についての配合比を決定することができる。
限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に説明してきたが、本発明はこのような開示された実施形態に限定されないことは理解されたい。むしろ、本発明は、上記で説明されていない多くの変形、改造、置換、又は均等な構成を組み込むように修正することができるが、これらは、本発明の技術的思想及び範囲に相応する。加えて、本発明の種々の実施形態について説明してきたが、本発明の態様は記載された実施形態の一部のみを含むことができる点を理解されたい。従って、本発明は、上述の説明によって限定されるとみなすべきではなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定される。
１００ 概略図
１０２ ガスタービン
１０４ 圧縮機
１０６ 燃焼器
１０８ タービン段
１１０ 燃料供給システム
１１２ 周囲空気
１１４ ロータ
１１６ 発電機
２０２ プロセスガス
２０３ プロセスガス管路
２０４ 天然ガス
２０５ 天然ガス管路
２０６ 第１の燃料回路
２０８ 第２の燃料回路
２１０ ガス制御バルブ
２１２ ガス制御バルブ
２１４ ガス制御バルブ
２１６ ガス制御バルブ
２２０ 制御ユニット
２２２ プロセッサ
２２４ メモリ記憶デバイス
２２６ プログラム
２３０ ウォッベ計器（天然ガスの）
２３２ ウォッベ計器（プロセスガスの）
２３４ プロセスガス分析器
２３６ ガスクロマトグラフ
３００ フローチャート
３０２ ブロック
３０４ ブロック
３０６ ブロック
４００ フローチャート
４０２ ブロック
４０４ ブロック
４０６ ブロック
４０８ ブロック
４１０ ブロック
１０２ ガスタービン
１０４ 圧縮機
１０６ 燃焼器
１０８ タービン段
１１０ 燃料供給システム
１１２ 周囲空気
１１４ ロータ
１１６ 発電機
２０２ プロセスガス
２０３ プロセスガス管路
２０４ 天然ガス
２０５ 天然ガス管路
２０６ 第１の燃料回路
２０８ 第２の燃料回路
２１０ ガス制御バルブ
２１２ ガス制御バルブ
２１４ ガス制御バルブ
２１６ ガス制御バルブ
２２０ 制御ユニット
２２２ プロセッサ
２２４ メモリ記憶デバイス
２２６ プログラム
２３０ ウォッベ計器（天然ガスの）
２３２ ウォッベ計器（プロセスガスの）
２３４ プロセスガス分析器
２３６ ガスクロマトグラフ
３００ フローチャート
３０２ ブロック
３０４ ブロック
３０６ ブロック
４００ フローチャート
４０２ ブロック
４０４ ブロック
４０６ ブロック
４０８ ブロック
４１０ ブロック
Claims (20)
- ガスタービン（１０２）において使用する燃料を配合する方法であって、
プロセスガス（２０２）の発熱量の測定値とプロセスガス（２０２）の分子量の測定値を得るステップと、
前記発熱量の取得した測定値と前記分子量の取得した測定値とを用いて前記プロセスガス（２０２）の組成の推定を得るステップと、
前記プロセスガス（２０２）の組成の推定に基づいて、前記プロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）の配合比を選択するステップと、
前記選択した配合比に従って前記プロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）とを配合して、前記ガスタービン（１０２）において使用するための燃料混合気を得るステップと、
を含む、方法。 - 前記プロセスガス（２０２）の組成を前記プロセスガス（２０２）の発熱量の測定値及び前記プロセスガス（２０２）の分子量の測定値に関連付ける線形方程式のセットを用いて、前記プロセスガス（２０２）の組成の推定を得るステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
- 前記線形方程式のセットが、前記プロセスガス（２０２）の成分ガスを表す５つの未知のモル分率に関する５つの線形方程式のセットを含む、請求項２に記載の方法。
- 前記線形方程式のセットが更に、前記プロセスガス（２０２）の追加の成分ガスを表す少なくとも１つの追加のモル分率を含み、前記少なくとも１つの追加のモル分率が既知の物理量である、請求項３に記載の方法。
- （ｉ）ウォッベ計器（２３２）及び（ｉｉ）プロセスガス分析器（２３４）のうちの少なくとも１つを用いて前記プロセスガス（２０２）の発熱量の測定値と前記プロセスガス（２０２）の分子量の測定値を得るステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
- 前記プロセスガス（２０２）の発熱量及び分子量の追加の測定値に基づいて前記プロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）の配合比を制御するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
- 前記天然ガス（２０４）の組成を前記天然ガス（２０４）の発熱量の測定値及び前記天然ガス（２０４）の分子量の測定値に関連付ける線形方程式のセットを用いて、前記天然ガス（２０４）の組成を決定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
- ガスタービン（１０２）において使用する燃料を配合するシステム（１１０）であって、
プロセスガス（２０２）の発熱量の測定値とプロセスガス（２０２）の分子量の測定値を得るように構成された装置と、
プロセッサ（２２２）と、
を備え、前記プロセッサ（２２２）が、
前記発熱量の取得した測定値と前記分子量の取得した測定値とを用いて前記プロセスガス（２０２）の組成の推定を得て、
前記プロセスガス（２０２）の組成の推定に基づいて、前記プロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）の配合比を選択し、
前記選択した配合比に従って前記プロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）とを配合して、前記ガスタービン（１０２）において使用するための燃料混合気を得る、
ように構成されている、システム（１１０）。 - 前記プロセッサ（２２２）が更に、前記プロセスガス（２０２）の組成を発熱量の測定値及び分子量の測定値に関連付ける線形方程式のセットを用いて、前記プロセスガス（２０２）の組成の推定を得るように構成されている、請求項８に記載のシステム。
- 前記線形方程式のセットが、前記プロセスガス（２０２）の成分ガスを表す５つの未知のモル分率に関する５つの線形方程式のセットを含む、請求項９に記載のシステム。
- 前記線形方程式のセットが更に、前記プロセスガス（２０２）の追加の成分ガスを表す少なくとも１つの追加のモル分率を含み、前記追加のモル分率が既知の物理量である、請求項１０に記載のシステム。
- 前記装置が更に、（ｉ）ウォッベ計器（２３２）及び（ｉｉ）プロセスガス分析器（２３４）のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載のシステム。
- 前記プロセッサ（２２２）が更に、前記プロセスガス（２０２）の発熱量及び分子量の追加の測定値に基づいて前記プロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）の配合比を制御するよう構成されている、請求項８に記載のシステム。
- 前記プロセッサ（２２２）が更に、前記天然ガス（２０４）の組成を前記天然ガス（２０４）の発熱量の測定値及び前記天然ガス（２０４）の分子量の測定値に関連付ける線形方程式のセットを用いて、前記天然ガス（２０４）の組成を決定するよう構成されている、請求項８に記載のシステム。
- プロセッサ（２２２）によってアクセスされたときに、該プロセッサ（２２２）が、ガスタービン（１０２）において使用する燃料を配合する方法を実行する命令セットが格納された非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記方法が、
プロセスガス（２０２）の発熱量の測定値とプロセスガス（２０２）の分子量の測定値を測定装置から得るステップと、
前記発熱量の取得した測定値と前記分子量の取得した測定値とを用いて前記プロセスガス（２０２）の組成の推定を得るステップと、
前記プロセスガス（２０２）の組成の推定に基づいて、前記プロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）の配合比を選択するステップと、
前記配合比に従って前記プロセスガス（２０２）と天然ガス（２０４）とを配合して、前記ガスタービン（１０２）において使用するための燃料混合気を得るステップと、
を含む、非一時的。 - 前記方法が更に、前記プロセスガス（２０２）の組成を発熱量の測定値及び分子量の測定値に関連付ける線形方程式のセットを用いて、前記プロセスガス（２０２）の組成の推定を得るステップを含む、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記線形方程式のセットが、前記プロセスガス（２０２）の成分ガスを表す５つの未知のモル分率に関する５つの線形方程式のセットを含む、請求項１６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記線形方程式のセットが更に、前記プロセスガス（２０２）の追加の成分ガスを表す少なくとも１つの追加のモル分率を含み、前記少なくとも１つの追加のモル分率が既知の物理量である、請求項１７に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- （ｉ）ウォッベ計器（２３２）及び（ｉｉ）プロセスガス分析器（２３４）のうちの少なくとも１つから前記プロセスガス（２０２）の発熱量の測定値と前記プロセスガス（２０２）の分子量の測定値を得るステップを更に含む、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記方法が更に、前記天然ガス（２０４）の組成を前記天然ガス（２０４）の発熱量の測定値及び前記天然ガス（２０４）の分子量の測定値に関連付ける線形方程式のセットを用いて、前記天然ガス（２０４）の組成を決定するステップを含む、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
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| JP2015168399A Active JP6621618B2 (ja) | 2014-09-05 | 2015-08-28 | 推測燃料組成を用いたガスタービンの燃料配合システム及び方法 |
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