JP2017180619A

JP2017180619A - 燃料供給装置

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Publication number: JP2017180619A
Application number: JP2016067111A
Authority: JP
Inventors: 加藤　壮一郎; Soichiro Kato; 壮一郎加藤; 慎太朗伊藤; Shintaro Ito; 司斎藤; Tsukasa Saito; 藤森　俊郎; Toshiro Fujimori; 俊郎藤森
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP6648603B2

Abstract

【課題】気体燃料の供給における当該気体燃料の再液化を防止する。【解決手段】気体燃料を流量調節弁を介して所定箇所に供給する燃料供給装置であって、外部から入力される要求流量に応じて、気体燃料が流量調節弁の下流側で液化しないように流量調節弁の上流側圧力及び／または上流側温度を調整した上で流量調節弁の開度を設定する供給制御手段を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料供給装置に関する。

例えば下記特許文献１には、内燃機関の燃焼室に気体燃料を供給する燃料供給制御装置が開示されている。この燃料供給制御装置は、ＣＮＧ（Compressed Natural Gas）つまり加圧された天然ガスを気体燃料として燃焼室に供給するものである。

特開２０１５−１０１９５６号公報

ところで、上記天然ガスは、周知のように常圧における沸点が約−１６０℃であり、燃焼室に供給するために加圧した場合であっても容易に再液化することはない。しかしながら、沸点が常温に近い物質を成分とする気体燃料では、再液化が懸念され、燃焼室への安定した供給ができない場合があり得る。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、気体燃料の供給における当該気体燃料の再液化を防止することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、燃料供給装置に係る第１の解決手段として、気体燃料を流量調節弁を介して所定箇所に供給する燃料供給装置であって、外部から入力される要求流量に応じて、前記気体燃料が前記流量調節弁の下流側で液化しないように前記流量調節弁の上流側圧力及び／または上流側温度を調整した上で、前記流量調節弁の開度を設定する供給制御手段を備える、という手段を採用する。

本発明では、燃料供給装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記供給制御手段は、前記流量調節弁の上流側圧力を検出する第１の圧力計と、前記流量調節弁の上流側温度を検出する第１の温度計と、前記流量調節弁の下流側圧力を検出する第２の圧力計と、前記上流側圧力、前記上流側温度、前記下流側圧力、前記流量調節弁の流量係数及び前記気体燃料の飽和蒸気圧曲線に基づいて前記上流側圧力の変更値を設定する制御装置とを備える、という手段を採用する。

本発明では、燃料供給装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記供給制御手段は、前記上流側圧力に設定された所定の許容範囲内で前記気体燃料が前記流量調節弁の下流側で液化しないように前記上流側圧力の変更値を設定し、その上で前記変更値によって前記気体燃料の液化を阻止できない場合に、前記上流側温度を調整する、という手段を採用する。

本発明では、燃料供給装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記気体燃料はアンモニアであり、かつ前記所定箇所はガスタービンの燃焼室である、という手段を採用する。

本発明によれば、外部から入力される要求流量に応じて、気体燃料が流量調節弁の下流側で液化しないように流量調節弁の上流側圧力及び／または上流側温度を調整した上で、流量調節弁の開度を設定する供給制御手段を備えるので、気体燃料の供給における当該気体燃料の再液化を防止することが可能である。

本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の機能構成を示すシステム構成図である。本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の動作を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の動作を示す特性図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る燃料供給装置Ａは、図１に示すようにガスタービンＥにアンモニアＮを供給するアンモニア供給装置である。この燃料供給装置Ａは、アンモニア供給源１、昇圧ポンプ２、加熱装置３、流量調節弁４、第１の圧力計５、第１の温度計６、第２の圧力計７及び制御装置８を構成要素として備えている。このような構成要素のうち、第１の圧力計５、第１の温度計６、第２の圧力計７及び制御装置８は本発明における供給制御手段を構成している。

なお、ガスタービンＥは、周知のように空気を圧縮して燃焼用空気（圧縮空気）を生成する圧縮機、燃料供給装置Ａから供給されたアンモニアＮを燃焼用空気を用いて燃焼させて燃焼ガスを発生させる燃焼器、また上記燃焼器の燃焼ガスを用いて動力を発生させるタービンを備えている。本実施形態に係る燃料供給装置Ａは、上記燃焼器の燃焼室にアンモニアＮを気体燃料として供給する。

アンモニア供給源１は、アンモニアＮを昇圧ポンプ２に供給する。このアンモニア供給源１は、例えば所定容量の液体アンモニアを加圧状態で貯留するアンモニアタンク、当該アンモニアタンクから液体アンモニアを払い出すことにより減圧気化させ、アンモニアＮ（気体燃料）として昇圧ポンプ２に供給する払出装置を備えている。

昇圧ポンプ２は、アンモニア供給源１から供給されるアンモニアＮをガスタービンＥの要求圧力まで昇圧する。気体燃料としてアンモニアＮが供給されるガスタービンＥの燃焼室内は高温高圧環境であり、アンモニアＮを燃焼室内に良好に供給するためには、燃料供給装置Ａから燃焼室に供給するアンモニアＮの圧力（供給圧力）を燃焼室内の圧力よりも高圧にする必要がある。昇圧ポンプ２は、このようなガスタービンＥの事情から、上記供給圧力が予め設定された所定の許容範囲（下限値Ｐmin以上かつ上限値Ｐmax以下）内でアンモニアＮを昇圧して流量調節弁４に供給する。

加熱装置３は、昇圧ポンプ２と流量調節弁４とを結ぶ配管の途中部位、つまり流量調節弁４の上流側に設けられており、制御装置８から入力される加熱指示に基づいて昇圧ポンプ２から流量調節弁４に供給されるアンモニアＮを加熱する。この加熱装置３としては、上記加熱指示に対して応答性良くアンモニアＮを加熱できるもの、つまり加熱応答性に優れたものが好ましく、例えば電気ヒータである。

流量調節弁４は、制御装置８から入力される開度指示に基づいて開度を調節すると共に、自らの開度の計測値（開度計測値）を制御装置８にフィードバックする制御弁である。この流量調節弁４は、アンモニアＮ（通過流体）に対する通過性能を示す量として所定の流量係数を有する。このような流量調節弁４は、例えばＤＣモータによって弁体が駆動されることによって開度が所定範囲で変化する電磁弁である。

ここで、流量調節弁４のような弁の通過性能は、一般に流量係数によって示される。上記流量係数には、有効断面積、Ｃｖ値あるいはＫｖ値等、いくつかの種類が存在するが、本実施形態では、流量調節弁４の性能をＣｖ値によって示す。このＣｖ値は、本来的には液体である水に対して定義されるものであるが、アンモニアＮのような気体については例えば下式（１）によって定義される。

なお、この式（１）において、「Ｑ」は流量調節弁４を通過するアンモニアＮの基準温度、当該基準温度における体積流量（ｍ^３/ｈ）、「ｋ」は係数、「ｄ」はアンモニアＮの比重、「Ｔ_１」は流量調節弁４の上流側（一次側）におけるアンモニアＮの温度（℃）、「Ｐ_１」は上記上流側（一次側）にけるアンモニアＮの圧力（ＭＰａ）、「Ｐ_２」は流量調節弁４の下流側（二次側）におけるアンモニアＮの圧力（ＭＰａ）である。すなわち、流量調節弁４は、通過するアンモニアＮについて式（１）によって体積流量Ｑ、上流側圧力Ｐ_１、上流側温度Ｔ_１、下流側圧力Ｐ_２との関係が規定される。

また、このような流量調節弁４は、開度が一定範囲で変化することによってアンモニアＮの通過流量を可変する。すなわち、流量調節弁４のＣｖ値は、開度に応じて所定範囲で変化する。このような流量調節弁４における通過流量と開度とＣｖ値との関係（開度特性）及び上記式（１）は、流量調節弁４の特性情報として制御装置８に予め記憶されている。なお、上記式（１）における係数ｋは、Ｐ_２＞Ｐ_１／２の差圧条件下では「４１４０」である。

第１の圧力計５は、流量調節弁４の上流側（一次側）におけるアンモニアＮの圧力（ＭＰａ）つまり式（１）における上流側圧力Ｐ_１を検出して制御装置８に出力する。第１の温度計６は、上記上流側（一次側）におけるアンモニアＮの温度（℃）つまり式（１）における上流側温度Ｐ_１を検出して制御装置８に出力する。第２の圧力計７は、流量調節弁４の下流側（二次側）におけるアンモニアＮの圧力（ＭＰａ）つまり式（１）における下流側圧力Ｐ_２を検出して制御装置８に出力する。

ここで、本実施形態の気体燃料であるアンモニアＮは、沸点が約−３３℃であり、常温常圧で気体の無機化合物である。このような物性を有するアンモニアＮは、常温（２０℃）において約０．８５７ＭＰａ（８．４６気圧）の加圧で液化するため輸送や貯留のコストが低く、また構成元素に炭素（Ｃ）を含まないので燃焼によって二酸化炭素（ＣＯ_２）を排出しない燃料として注目されている。

このようなアンモニアＮは、一般的なガスタービンＥの燃料に比べて蒸発潜熱が高いために、液体（液体燃料）として燃焼室に供給した場合には燃え難いので、気体（気体燃料）として燃焼室に供給することが好ましい。しかしながら、アンモニアＮは、上述した物性を有しているが故に、気体燃料としてガスタービンＥに供給する場合には、供給経路において圧力損失が局所的に発生する流量調節弁４の下流側（二次側）において再液化する可能性がある。

制御装置８は、燃料供給装置Ａの全体動作を制御するものであり、内部メモリに予め記憶された制御プログラムに基づいて昇圧ポンプ２、加熱装置３及び流量調節弁４を自動制御するソフトウエア制御装置である。より詳細には、制御装置８は、上述した第１の圧力計５、第１の温度計６及び第２の圧力計７から入力された上流側圧力Ｐ_１、上流側温度Ｔ_１及び下流側圧力Ｐ_２を制御量として受け入れ、内部メモリに予め記憶された流量調節弁４の特性情報及びアンモニアＮの特性情報並びに外部から入力される要求流量に基づいて上記制御量を所定のアルゴリズムで処理することにより、昇圧ポンプ２、加熱装置３及び流量調節弁４の各操作量を演算する。

なお、この制御装置８は、上述した流量調節弁４の特性情報に加え、アンモニアＮの特性情報をも予め記憶している。このアンモニアＮの特性情報は、物質としてのアンモニアの飽和蒸気圧曲線、つまり温度と圧力とに応じたアンモニアの相状態（気相あるいは液相）を示すものである。

また、上記要求流量は燃料供給装置Ａの外部から入力されるものであり、この外部とは例えばガスタービンＥの動作を統括的に制御するエンジン制御装置である。燃料供給装置Ａにおける制御装置８は、上位制御系であるエンジン制御装置から指示される要求流量に基づいてガスタービンＥに供給するアンモニアＮ（気体燃料）の供給量を制御する。

なお、このような制御装置８と第１の圧力計５、第１の温度計６及び第２の圧力計７とは、外部から入力される要求流量に応じて、アンモニアＮ（気体燃料）が流量調節弁４の下流側で液化しないように流量調節弁４の上流側圧力、また必要に応じて上流側温度を調整した上で流量調節弁４の開度を設定する供給制御手段を構成している。すなわち、この用に構成された燃料供給装置Ａは、アンモニアＮ（気体燃料）を流量調節弁４を介してガスタービンＥ（所定箇所）に供給する装置である。

次に、このような燃料供給装置Ａの動作について、図２及び図３をも参照して詳しく説明する。なお、図２は、制御装置８が行うアンモニアＮの供給制御処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る燃料供給装置Ａは、このフローチャートの処理手順に従って昇圧ポンプ２、加熱装置３及び流量調節弁４を自動制御する。

この燃料供給装置Ａは、アンモニアＮを気体燃料としてガスタービンＥに供給するものであり、よってアンモニアＮが液化しないようにアンモニアＮの状態（圧力Ｐ及び温度Ｔ）に十分な余裕（圧力マージン及び温度マージン）が確保された状態でアンモニアＮをガスタービンＥに供給しなければならない。

そこで、制御装置８は、ガスタービンＥに供給するアンモニアＮの供給量（流量）について、現行の要求流量Ｑ_ｎに対して次の要求流量Ｑ_ｎ＋１が入力されると（ステップＳ１）、当該要求流量に対応する流量調節弁４の開度つまり現行開度Ｋ_ｎに代えて設定すべき次の開度Ｋ_ｎ＋１と当該開度Ｋ_ｎ＋１における下流側圧力Ｐ_２及び下流側温度Ｔ_２を推定する（ステップＳ２）。なお、上記「ｎ」は時刻を示す添え字である。

すなわち、制御装置８は、流量調節弁４の特性情報として予め記憶された開度特性に基づいて次の要求流量Ｑ_ｎ＋１に対応する流量調節弁４の次の開度Ｋ_ｎ＋１とＣｖ値Ｍ_ｎ＋１とを特定する。また、制御装置８は、上記次のＣｖ値Ｍ_ｎ＋１及び要求流量Ｑ_ｎ＋１並びに第１の圧力計５及び第１の温度計６から入力される上流側圧力Ｐ_１及び上流側温度Ｔ_１を式（１）に代入することにより、次の要求流量Ｑ_ｎ＋１に対応する下流側圧力Ｐ_２を特定する。さらに、制御装置８は、下流側圧力Ｐ_２を制御情報として予め記憶している気体の圧力変化に伴う温度変化式に代入することにより、次の要求流量Ｑ_ｎ＋１に対応する下流側温度Ｔ_２を特定する。

そして、制御装置８は、ステップＳ２の処理で特定した次の開度Ｋ_ｎ＋１が現行開度Ｋ_ｎよりも小さいか否か、つまり流量調節弁４を閉じる方向に操作するか否かを判断する（ステップＳ３）。制御装置８は、このステップＳ３の判断が「Ｙｅｓ」の場合、流量調節弁４を次の開度Ｋ_ｎ＋１に操作した場合において流量調節弁４の下流側におけるアンモニアＮの状態点とアンモニアＮの飽和蒸気圧曲線Ｌとの距離Ｒを演算する（ステップＳ４）。すなわち、制御装置８は、図３に示すように、圧力Ｐと温度ＴとからなるアンモニアＮの状態空間において、次の開度Ｋ_ｎ＋１に対応する下流側圧力Ｐ_２及び下流側温度Ｔ_２によって決定される状態点Ｃ_ｎ＋１と飽和蒸気圧曲線Ｌとの最短距離を距離Ｒとして演算する。

そして、制御装置８は、上記距離Ｒに基づいて状態点Ｃ_ｎ＋１においてアンモニアＮが液化する可能性があるか否かを判断する（ステップＳ５）。すなわち、制御装置８は、図３に示すように、状態点Ｃ_ｎ＋１が飽和蒸気圧曲線Ｌを境界線とするアンモニアＮの「液体領域」あるいは「気体領域」の何れに位置するのかを上記距離Ｒに基づいて判断し、「液体領域」に位置する場合あるいは「気体領域」に位置するものの圧力マージンあるいは／及び温度マージンが十分ではない場合はアンモニアＮが液化する可能性があると判断し、十分な圧力マージンあるいは／及び温度マージンを持った状態で「気体領域」に位置する場合にはアンモニアＮが液化する可能性がないと判断する。

このステップＳ５の判断が「Ｙｅｓ」の場合、つまり状態点Ｃ_ｎ＋１でアンモニアＮが液化する可能性がある場合、当該可能性を解消するためには昇圧ポンプ２の吐出圧つまり上流側圧力Ｐ_１を減圧する必要がある。すなわち、図３に示すように、状態点Ｃ_ｎ＋１が「液体領域」に位置する場合は、一手法として上流側圧力Ｐ_１を下げることにより下流側圧力Ｐ_２を下げることによって、状態点Ｃ_ｎ＋１を現行の状態点Ｃ_ｎと同様に「気体領域」に位置させることが可能となる。このような観点から、制御装置８は、現行の状態点Ｃ_ｎを飽和蒸気圧曲線Ｌから遠ざけるための上流側圧力Ｐ_１の変更値（圧力変更値Ｐ_１ａ）を演算する（ステップＳ６）。

一方、上記ステップＳ３の判断が「Ｎｏ」の場合、つまり次の要求流量Ｑ_ｎ＋１が流量調節弁４を開ける方向の要求であった場合、制御装置８は、現行の上流側圧力Ｐ_１が十分な圧力に設定されているか否かを判断する（ステップＳ７）。そして、制御装置８は、この判断が「Ｙｅｓ」の場合は、次の要求流量Ｑ_ｎ＋１に対応した開度_ｎ＋１に流量調節弁４を操作する（ステップＳ１４）。一方、制御装置８は、上記ステップＳ７の判断が「Ｎｏ」の場合は、上記ステップＳ６の処理を行うことにより、十分な圧力マージンあるいは／及び温度マージンを持った状態で「気体領域」に位置する状態点Ｃ_ｎ＋１に対応する上流側圧力Ｐ_１の変更値（圧力変更値Ｐ_１ａ）を演算する。

ここで、式（１）が示しているように、上流側圧力Ｐ_１の変更（低下）は流量Ｑの変更（低下）を伴うので、上流側圧力Ｐ_１を変更（低下）を補うように流量調節弁４の性能範囲内でＣｖ値Ｍ_ｎ＋１を増加させる必要がある（第１の制約条件）。また、上述したように上流側圧力Ｐ_１には下限値Ｐmin及び上限値Ｐmaxが設定されており、上流側圧力Ｐ_１は、当該下限値Ｐmin及び上限値Ｐmaxによって規定される制限範囲を維持する必要がある（第２の制約条件）。

上流側圧力Ｐ_１の圧力変更値Ｐ_１ａは、このような第１、第２の制約条件の下で決定する必要がある。例えば図３に示すように、上流側圧力Ｐ_１を変更することによって下流側における現在の状態点Ｃ_ｎが状態点Ｃ_ｎ’に変化した場合、下流側における状態点Ｃ_ｎ＋１は状態点Ｃ_ｎ＋１’となる。この図３では、状態点Ｃ_ｎ＋１’が「液体領域」に位置するように記載されているが、飽和蒸気圧曲線Ｌに対する状態点Ｃ_ｎの位置によっては状態点Ｃ_ｎ＋１’を「気体領域」に位置させることが可能である。

また、上流側圧力Ｐ_１を圧力変更値Ｐ_１ａに変更しても、状態点Ｃ_ｎ＋１’が「液体領域」に位置する場合、アンモニアＮの液化を回避するためにさらなる対応が必要になる。すなわち、上流側温度Ｔ_１を上昇（昇温）させることにより下流側温度Ｔ_２を上昇（昇温）させ、以って現在の状態点Ｃ_ｎを飽和蒸気圧曲線Ｌから遠ざける必要がある。すなわち、図３に示すように、上流側圧力Ｐ_１の降圧に加えて上流側温度Ｔ_１を上昇させることにより、「液体領域」に位置する状態点Ｃ_ｎ+１’を「気体領域」に位置する状態点Ｃ_ｎ+１”に設定することが可能となる。

なお、上流側温度Ｔ_１の上昇については、これに伴う流量Ｑの変更（低下）を補うように流量調節弁４の性能範囲内でＣｖ値Ｍ_ｎ＋１を増加させる必要がある（第３の制約条件）。また、図１に示す各種機器の耐熱温度（機器耐熱温度）を越えない必要がある（第４の制約条件）。

さて、制御装置８は、上記ステップＳ６において、第１の制約条件を考慮して上流側圧力Ｐ_１の圧力変更値Ｐ_１ａを演算する。そして、制御装置８は、圧力変更値Ｐ_１ａが第２の制約条件である制限範囲を満足するか否かを判断する（ステップＳ８）。そして、制御装置８は、このステップＳ７の判断が「Ｙｅｓ」の場合は、上記圧力変更値Ｐ_１ａを次の圧力設定値として確定させ（ステップＳ９）、一方、ステップＳ７の判断が「Ｎｏ」の場合には、圧力変更値Ｐ_１ａを制限範囲を満足するように修正し（ステップＳ１０）、当該修正後の圧力変更値Ｐ_１ａを次の圧力設定値として確定させる（ステップＳ９）。

そして、制御装置８は、上記ステップＳ８〜Ｓ１０の処理によって最終的に確定された圧力設定値に対応する状態点Ｃ_ｎ＋１’と飽和蒸気圧曲線Ｌとの距離Ｒを演算する（ステップＳ１１）。そして、このステップＳ１１で演算された距離Ｒに基づいて状態点Ｃ_ｎ＋１’においてアンモニアＮが液化する可能性があるか否かを判断する（ステップＳ１２）。そして、制御装置８は、このステップＳ１２の判断が「Ｎｏ」の場合、昇圧ポンプ２を調整することにより上流側圧力Ｐ_１を圧力変更値Ｐ_１ａに設定変更させ（ステップＳ１３）、その上で流量調節弁４を要求流量Ｑ_ｎ＋１に対応する開度に調整させる（ステップＳ１４）。

一方、上記ステップＳ１２の判断が「Ｙｅｓ」であった場合、つまり上流側圧力Ｐ_１を圧力変更値Ｐ_１ａに変更してもアンモニアＮの液化を阻止できない場合、制御装置８は、上流側温度Ｔ_１の変更値（温度変更値Ｔ_１ａ）を演算する（ステップＳ１５）。すなわち、制御装置８は、上述した第３の制約条件を考慮することにより温度変更値Ｔ_１ａを決定する。そして、制御装置８は、上記温度変更値Ｔ_１ａが第４の制約条件である機器耐熱温度を満足するか否かを判断する（ステップＳ１６）。

そして、制御装置８は、このステップＳ１６の判断が「Ｙｅｓ」の場合は、上記温度変更値Ｔ_１ａを次の温度設定値として確定させ（ステップＳ１７）、一方、ステップＳ１６の判断が「Ｎｏ」の場合には、機器耐熱温度を満足するように温度変更値Ｔ_１ａを修正し（ステップＳ１８）、当該修正後の温度変更値Ｔ_１ａを次の温度設定値として確定させる（ステップＳ１７）。そして、制御装置８は、このようなステップＳ１７の処理の後に、アンモニアＮが液化する可能性があるか否かを判断する（ステップＳ２０）。

そして、制御装置８は、このステップＳ２０の判断が「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ６の処理を繰り返すことにより、現在の状態点Ｃ_ｎを飽和蒸気圧曲線Ｌからさらに遠ざける。一方、制御装置８は、このステップＳ２０の判断が「Ｎｏ」の場合には、加熱装置３によるアンモニアＮの加熱温度を上昇させることにより上流側温度Ｔ_１を温度変更値Ｔ_１ａに設定変更させる（ステップＳ１３）。

このような本実施形態によれば、アンモニアＮ（気体燃料）のガスタービンＥへの供給に際して、上流側圧力Ｐ_１あるいは必要に応じて上流側圧力Ｐ_１及び上流側温度Ｔ_１を必要に応じて変更するので、アンモニアＮ（気体燃料）の液化（再液化）を防止することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では気体燃料としてアンモニアＮを用いたが、本発明はこれに限定されない。本発明はアンモニアＮ以外の液体燃料にも適用可能である。

（２）上記実施形態では、アンモニアＮが液化する可能性がある場合には、上流側圧力Ｐ_１を優先的に調節したが、必要に応じて上流側温度Ｔ_１を優先的に調節してもよい。また、上流側圧力Ｐ_１あるいは上流側温度Ｔ_１の何れか一方のみを調節してもよい。

（３）上記実施形態では、流量係数としてＣｖ値を用いたが、本発明はこれに限定されない。必要に応じて有効断面積あるいはＫｖ値等を用いてもよい。

Ａ燃料供給装置
Ｅガスタービン
Ｎアンモニア（気体燃料）
１アンモニア供給源
２昇圧ポンプ
３加熱装置
４流量調節弁
５第１の圧力計
６第１の温度計
７第２の圧力計
８制御装置

Claims

気体燃料を流量調節弁を介して所定箇所に供給する燃料供給装置であって、
外部から入力される要求流量に応じて、前記気体燃料が前記流量調節弁の下流側で液化しないように前記流量調節弁の上流側圧力及び／または上流側温度を調整した上で、前記流量調節弁の開度を設定する供給制御手段を備えることを特徴とする燃料供給装置。
前記供給制御手段は、
前記流量調節弁の上流側圧力を検出する第１の圧力計と、
前記流量調節弁の上流側温度を検出する第１の温度計と、
前記流量調節弁の下流側圧力を検出する第２の圧力計と、
前記上流側圧力、前記上流側温度、前記下流側圧力、前記流量調節弁の流量係数及び前記気体燃料の飽和蒸気圧曲線に基づいて前記上流側圧力の変更値を設定する制御装置と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
前記供給制御手段は、前記上流側圧力に設定された所定の許容範囲内で前記気体燃料が前記流量調節弁の下流側で液化しないように前記上流側圧力の変更値を設定し、その上で前記変更値によって前記気体燃料の液化を阻止できない場合に、前記上流側温度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置。
前記気体燃料はアンモニアであり、かつ前記所定箇所はガスタービンの燃焼室であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。