JP2018173004A - Stop method for gas turbine, control device for gas turbine, and gas turbine plant - Google Patents

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JP2018173004A JP2017070469A JP2017070469A JP2018173004A JP 2018173004 A JP2018173004 A JP 2018173004A JP 2017070469 A JP2017070469 A JP 2017070469A JP 2017070469 A JP2017070469 A JP 2017070469A JP 2018173004 A JP2018173004 A JP 2018173004A
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淳二 岩谷
Junji Iwatani
淳二 岩谷
吉岡 真一
Shinichi Yoshioka
真一 吉岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To safely stop a gas turbine while suppressing damage of an apparatus, and to bring the gas turbine into a stop state within a short time.SOLUTION: A stop method for a gas turbine executes a first suction amount decrease step (S4), a suction amount keeping step (S6) and a second suction amount decrease step (S8). In the first suction amount decrease step (S4), when a stop condition for stopping the gas turbine is satisfied (ECs), a suction amount adjuster is driven in such a manner that a suction amount of air sucked by a compressor of the gas turbine is decreased. In the suction amount keeping step (S6), when a suction amount keeping condition is satisfied during the execution of the first suction amount decrease step (S4), the drive of the suction amount adjuster is stopped. In the second suction amount decrease step (S8), when a cancellation condition is satisfied during the execution of the suction amount keeping step (S6), the suction amount adjuster is driven in such a manner that the suction amount is decreased until the suction amount adjuster is brought into a gas turbine stop time state.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、ガスタービンの停止方法、及びガスタービンの制御装置、ガスタービンプラントに関する。   The present invention relates to a gas turbine stop method, a gas turbine control device, and a gas turbine plant.

ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、この圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスで駆動するタービンと、を備える。圧縮機の多くは、圧縮機ロータと、圧縮機ロータの外周を覆う圧縮機ケーシングと、圧縮機ケーシングに流入する空気の流量を調節する入口案内翼(以下、IGV)装置と、を備える。このようなガスタービンのガスタービンロータには、通常、発電機が接続されている。   The gas turbine includes a compressor that compresses air, a combustor that generates a combustion gas by burning fuel in the air compressed by the compressor, and a turbine that is driven by the combustion gas. Many of the compressors include a compressor rotor, a compressor casing that covers the outer periphery of the compressor rotor, and an inlet guide vane (hereinafter referred to as IGV) device that adjusts the flow rate of air flowing into the compressor casing. A generator is usually connected to the gas turbine rotor of such a gas turbine.

以下の特許文献1のガスタービンでは、負荷遮断後、負荷遮断時のIGVの開度を維持する方法が開示されている。   In the gas turbine of the following patent document 1, a method of maintaining the opening degree of the IGV at the time of load interruption after load interruption is disclosed.

特開平08−004555号公報JP-A-08-004555

ガスタービン分野では、ガスタービンを停止させる場合、その運用面からできる限り短時間でガスタービンを停止状態にすることが要求させる。仮に、ガスタービンを停止状態にさせる場合に上記特許文献1に記載の技術を適用すると、ガスタービン内を流れる作動流体の流量として、負荷遮断後も負荷遮断時の流量が維持されるため、ガスタービンが停止するまでの時間が長くなる。   In the gas turbine field, when the gas turbine is stopped, it is required to stop the gas turbine in as short a time as possible from the operational aspect. If the technique described in Patent Document 1 is applied to stop the gas turbine, the flow rate of the working fluid flowing in the gas turbine is maintained even after the load is interrupted. The time until the turbine stops becomes longer.

そこで、本発明は、機器の損傷を抑えてガスタービンを安全に停止させると共に、ガスタービンを短時間に停止状態にすることができるガスタービンの停止方法、を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas turbine stopping method capable of stopping the gas turbine safely while suppressing damage to the equipment and capable of stopping the gas turbine in a short time.

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンの停止方法は、
空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備え、前記圧縮機が、軸線を中心として回転する圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータの外周側を覆う圧縮機ケーシングと、前記圧縮機ケーシング内に流入する空気の吸気量を調節する吸気量調節器と、を有するガスタービンの停止方法において、予め定められた停止条件が成立していないときに、前記吸気量が目的の吸気量になるよう、前記吸気量調節器を駆動させる通常吸気量制御工程と、前記停止条件が成立すると、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第一吸気量減少工程と、前記第一吸気量減少工程の実行中に、予め定めた吸気量保持条件が成立すると、前記吸気量調節器の駆動を停止させる吸気量保持工程と、前記吸気量保持工程の実行中に、予め定められた解除条件が成立すると、前記吸気量調節器がガスタービン停止時状態になるまで、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第二吸気量減少工程と、を実行する。
A method for stopping a gas turbine as one aspect according to the invention for achieving the above object is as follows:
A compressor that compresses air, a combustor that generates combustion gas by burning fuel in the air compressed by the compressor, and a turbine that is driven by the combustion gas, the compressor having an axis A compressor rotor that rotates around the compressor rotor, a compressor casing that covers an outer peripheral side of the compressor rotor, and an intake air amount regulator that adjusts an intake air amount of air flowing into the compressor casing. In the stop method, when a predetermined stop condition is not satisfied, a normal intake air amount control step for driving the intake air amount controller so that the intake air amount becomes a target intake air amount, and the stop condition is satisfied Then, when a predetermined intake air amount holding condition is satisfied during the execution of the first intake air amount reduction step for driving the intake air amount regulator and the first intake air amount reduction step so that the intake air amount decreases, When a predetermined release condition is satisfied during execution of the intake air amount holding step for stopping the drive of the intake air amount adjuster and the intake air amount holding step, until the intake air amount adjuster is in a gas turbine stop state, And a second intake air amount reduction step of driving the intake air amount adjuster so as to reduce the intake air amount.

ガスタービンの停止条件が成立した場合、直ちに、吸気量調節器をガスタービン停止時状態にすると、圧縮機でのサージング発生の可能性が高まる。当該停止方法では、停止条件が成立した場合でも、直ちに、吸気量調節器をガスタービン停止時状態にせず、その途中で、吸気量調節器の駆動を停止させる。このため、当該停止方法では、圧縮機でのサージング発生を抑えることができる。   When the gas turbine stop condition is satisfied, immediately if the intake air regulator is brought into the gas turbine stop state, the possibility of occurrence of surging in the compressor increases. In the stop method, even when the stop condition is satisfied, the intake air amount regulator is not immediately put into the gas turbine stop state, and the drive of the intake air amount controller is stopped halfway. For this reason, in the said stop method, the surging generation | occurrence | production in a compressor can be suppressed.

ところで、停止条件が成立した場合、吸気量調節器をこの停止条件が成立した時点での状態に維持することでも、圧縮機でのサージング発生を抑えることができる。しかしながら、この方法では、ガスタービン内を流れる空気の流量が多くなり、ガスタービンが停止状態になるまでの時間がかかる。当該停止方法では、停止条件が成立すると、まず、吸気量が減少するよう、吸気量調節器を駆動させる第一吸気量減少工程を実行する。このため、当該停止方法では、ガスタービンが停止状態になるまでの時間を短くすることができる。   By the way, when the stop condition is satisfied, the occurrence of surging in the compressor can also be suppressed by maintaining the intake air amount regulator in the state at the time when the stop condition is satisfied. However, in this method, the flow rate of air flowing in the gas turbine increases, and it takes time until the gas turbine is stopped. In the stop method, when the stop condition is satisfied, first, a first intake air amount reduction process for driving the intake air amount regulator is executed so that the intake air amount decreases. For this reason, in the said stop method, time until a gas turbine will be in a stop state can be shortened.

ここで、前記ガスタービンの停止方法において、前記吸気量調節器は、前記ガスタービンに最大負荷がかかっているときの最大負荷運転時状態と、前記ガスタービンに最小負荷がかかっているときの最小負荷運転時状態と、前記ガスタービンに負荷がかかっていないときの無負荷運転時状態と、前記ガスタービン停止時状態と、これらの状態の間の状態と、になり、前記無負荷運転時状態は、前記吸気量を前記ガスタービン停止時状態よりも多くすることができる状態であり、前記最小負荷運転時状態は、前記吸気量を前記無負荷運転時状態よりも多くすることができる状態であり、前記最大負荷運転時状態は、前記吸気量を前記最小負荷運転時状態よりも多くすることができる状態であり、前記吸気量保持条件は、前記吸気量調節器が、前記無負荷運転時状態になること、又は、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の状態になること、であってもよい。   Here, in the method for stopping the gas turbine, the intake air amount regulator is configured to operate at a maximum load when the maximum load is applied to the gas turbine and a minimum when the minimum load is applied to the gas turbine. A state during load operation, a state during no load operation when no load is applied to the gas turbine, a state when the gas turbine is stopped, and a state between these states, the state during the no load operation Is a state in which the intake air amount can be made larger than in the gas turbine stop state, and the minimum load operation state is a state in which the intake air amount can be made larger than the no-load operation state. The maximum load operation state is a state in which the intake air amount can be increased more than the minimum load operation state, and the intake air amount holding condition is determined by the intake air amount controller It is a no-load operation state or the may be a made that state, between the no-load operation state and the minimum load operation state.

また、前記ガスタービンの停止方法において、前記吸気量保持条件は、前記吸気量調節器が、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の状態であって、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の中間状態よりも前記最小負荷運転時状態側の状態になることであってもよい。   In the gas turbine stop method, the intake air amount maintaining condition is that the intake air amount controller is in a state between the no-load operation state and the minimum load operation state, and the no-load operation is performed. It may be the state on the state side of the minimum load operation than the intermediate state between the hour state and the minimum load operation state.

また、以上のいずれかの前記ガスタービンの停止方法において、前記解除条件は、前記圧縮機ロータの回転数が、前記圧縮機の定格回転数よりも、前記定格回転数に対する所定の割合分の回転数分だけ低い回転数になることであってもよい。   Further, in any one of the above gas turbine stopping methods, the release condition is that the rotation speed of the compressor rotor is a rotation corresponding to a predetermined ratio with respect to the rated rotation speed rather than the rated rotation speed of the compressor. It may be that the number of revolutions is lower by several minutes.

また、以上のいずれかの前記ガスタービンの停止方法において、前記解除条件は、前記圧縮機の吐出圧が、予め定めた解除吐出圧にまで低下したことであってもよい。   In any of the above gas turbine stopping methods, the release condition may be that the discharge pressure of the compressor has decreased to a predetermined release discharge pressure.

以上のいずれかの前記ガスタービンの停止方法において、前記圧縮機は、前記軸線を中心として、前記軸線が延びる軸線方向に長い圧縮機ロータ軸と、前記軸線方向に互いの間隔をあけて並んで前記圧縮機ロータ軸に固定されている複数の動翼列と、を有し、前記圧縮機ケーシングには、前記軸線方向の一方側である軸線上流側の端に吸気口が形成され、前記軸線上流側とは反対側である軸線下流側の端に吐出口が形成され、前記吸気量調節器は、入口案内翼装置と、可変静翼装置とのうち、少なくとも前記入口案内翼装置を有し、前記入口案内翼装置は、前記圧縮機ケーシング内の空気流路中であって、複数の動翼段のうち、最も軸線上流側の第一動翼列よりも軸線上流側に配置されて、前記圧縮機ケーシングに取り付けられている入口案内翼と、前記入口案内翼を変位させる翼駆動機構と、を有し、前記可変静翼装置は、前記圧縮機ケーシング内の空気流路中であって、複数の動翼列の間のうちで、いずれかの間に配置されて、前記圧縮機ケーシングに取り付けられている静翼と、前記静翼を変位させる翼駆動機構と、を有してもよい。   In the gas turbine stopping method according to any one of the above, the compressors are arranged with a compressor rotor shaft that is long in an axial direction in which the axial line extends around the axis, and spaced apart from each other in the axial direction. A plurality of rotor blade rows fixed to the compressor rotor shaft, and the compressor casing has an inlet formed at an end upstream of the axis that is one side in the axial direction, and the axis A discharge port is formed at an end on the downstream side of the axis that is opposite to the upstream side, and the intake air amount regulator includes at least the inlet guide blade device among an inlet guide blade device and a variable stator blade device. The inlet guide vane device is disposed in the air flow path in the compressor casing, and is arranged on the upstream side of the first moving blade row on the upstream side of the axis among the plurality of moving blade stages, Inlet plan attached to the compressor casing A blade driving mechanism for displacing the inlet guide blade, and the variable stationary blade device is in an air flow path in the compressor casing and is between a plurality of blade rows. And a stationary blade that is disposed between the stationary blades and attached to the compressor casing, and a blade driving mechanism that displaces the stationary blade.

また、前記ガスタービンの停止方法において、前記吸気量調節器は、前記入口案内翼装置と、前記可変静翼装置と、を有し、前記吸気量保持工程では、前記入口案内翼装置と前記可変静翼装置との駆動状態が異なってもよい。   In the gas turbine stopping method, the intake air amount regulator includes the inlet guide vane device and the variable stationary vane device. In the intake air amount holding step, the inlet guide vane device and the variable air guide are provided. The driving state with the stationary blade device may be different.

また、以上のいずれかの前記ガスタービンの停止方法において、前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気して前記圧縮機ケーシング外に排気する抽気機構を備え、前記吸気量保持工程以降に、前記抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気する抽気工程を実行してもよい。   Further, in any one of the above-described gas turbine stopping methods, the gas turbine is provided with an extraction mechanism that extracts air from the compressor casing and exhausts the air outside the compressor casing, and after the intake amount holding step, the extraction mechanism Accordingly, an extraction process for exhausting air from the compressor casing may be executed.

また、以上のいずれかの前記ガスタービンの停止方法において、前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気して前記圧縮機ケーシング外に排気する複数の抽気機構を備え、複数の前記抽気機構は、前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気する抽気位置が軸線方向で互いに異なり、前記吸気量保持工程以降に、複数の前記抽気機構のうちいずれか一の抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気する抽気工程を実行し、前記抽気工程は、前記吸気量保持工程の実行中に、複数の前記抽気機構のうち、抽気位置が前記軸線方向で最も軸線下流側の後段抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気し、残りの抽気機構では、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気しない第一抽気工程と、前記第二吸気量減少工程の実行後に、複数の前記抽気機構のうち、複数の前記抽気機構のうち、抽気位置が前記軸線方向で最も軸線上流側の前段抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気し、残りの抽気機構では、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気しない第二抽気工程と、を含んでもよい。   Further, in any one of the gas turbine stopping methods described above, a plurality of extraction mechanisms for extracting air from the compressor casing and exhausting it out of the compressor casing are provided, and the plurality of extraction mechanisms include the compression mechanism The extraction positions for extracting air from the inside of the machine casing are different from each other in the axial direction, and after the intake amount holding step, the air is exhausted from the inside of the compressor casing by any one of the plurality of extraction mechanisms. The bleeding step is performed, and the bleeding step is performed by the rear bleed mechanism at the most downstream side in the axial direction among the plurality of bleeder mechanisms during the intake amount holding step. After exhausting the air from the inside and performing the first bleed process in which the remaining bleed mechanism does not evacuate the air from the compressor casing and the second intake amount reducing process Among the plurality of bleed mechanisms, among the plurality of bleed mechanisms, the bleed position is exhausted from the compressor casing by the upstream bleed mechanism on the most upstream side in the axial direction, and the remaining bleed mechanisms are: A second extraction step in which air is not exhausted from the compressor casing.

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンの制御装置は、
空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備え、前記圧縮機が、軸線を中心として回転する圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータの外周側を覆う圧縮機ケーシングと、前記圧縮機ケーシング内に流入する空気の吸気量を調節する吸気量調節器と、を有するガスタービンの制御装置において、予め定められた停止条件が成立していないときに、前記吸気量が目的の吸気量になるよう、前記吸気量調節器を駆動させる通常吸気量制御部と、前記停止条件が成立すると、条件に応じて前記吸気量調節器を駆動させる停止移行制御部と、を有し、前記停止移行制御部は、前記停止条件が成立すると、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第一吸気量減少工程と、前記第一吸気量減少工程の実行中に、予め定めた吸気量保持条件が成立すると、前記吸気量調節器の駆動を停止させる吸気量保持工程と、前記吸気量保持工程の実行中に、予め定められた解除条件が成立すると、前記吸気量調節器がガスタービン停止時状態になるまで、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第二吸気量減少工程と、を実行する。
A control apparatus for a gas turbine as one aspect according to the invention for achieving the above object is as follows:
A compressor that compresses air, a combustor that generates combustion gas by burning fuel in the air compressed by the compressor, and a turbine that is driven by the combustion gas, the compressor having an axis A compressor rotor that rotates around the compressor rotor, a compressor casing that covers an outer peripheral side of the compressor rotor, and an intake air amount regulator that adjusts an intake air amount of air flowing into the compressor casing. In the control device, when a predetermined stop condition is not satisfied, a normal intake air amount control unit that drives the intake air amount controller so that the intake air amount becomes a target intake air amount, and the stop condition is satisfied A stop transition control unit that drives the intake air amount adjuster according to a condition, and the stop transition control unit adjusts the intake air amount so that the intake air amount decreases when the stop condition is satisfied. A first intake air amount reducing step for driving the intake device, and an intake air amount holding step for stopping the drive of the intake air amount adjuster when a predetermined intake air amount holding condition is satisfied during the execution of the first intake air amount reducing step; When the predetermined release condition is satisfied during execution of the intake air amount holding step, the intake air amount adjuster is set so that the intake air amount decreases until the intake air amount adjuster enters a gas turbine stop state. And a second intake air amount reduction step of driving.

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンプラントは、
ガスタービンと、前記ガスタービンを制御する制御装置と、を備え、前記ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備え、前記圧縮機は、軸線を中心として回転する圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータの外周側を覆う圧縮機ケーシングと、前記圧縮機ケーシング内に流入する空気の吸気量を調節する吸気量調節器と、を有し、前記制御装置は、予め定められた停止条件が成立していないときに、前記吸気量が目的の空気吸気量になるよう、前記吸気量調節器を駆動させる通常吸気量制御部と、前記停止条件が成立すると、条件に応じて前記吸気量調節器を駆動させる停止移行制御部と、を有し、前記停止移行制御部は、前記停止条件が成立すると、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第一吸気量減少工程と、前記第一吸気量減少工程の実行中に、予め定めた吸気量保持条件が成立すると、前記吸気量調節器の駆動を停止させる吸気量保持工程と、前記吸気量保持工程の実行中に、予め定められた解除条件が成立すると、前記吸気量調節器がガスタービン停止時状態になるまで、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第二吸気量減少工程と、を実行する。
A gas turbine plant as one aspect according to the invention for achieving the above object is as follows:
A gas turbine; and a control device that controls the gas turbine, wherein the gas turbine generates a combustion gas by combusting fuel in the air compressed by the compressor and the air compressed by the compressor. A compressor that rotates around an axis, a compressor casing that covers an outer peripheral side of the compressor rotor, and the compressor casing. An intake air amount adjuster that adjusts an intake air amount of air flowing into the controller, and the control device sets the intake air amount to a target air intake air amount when a predetermined stop condition is not satisfied. A normal intake air amount control unit that drives the intake air amount adjuster, and a stop transition control unit that drives the intake air amount controller according to the condition when the stop condition is satisfied, and the stop transition control Is a predetermined intake air amount during the execution of the first intake air amount reducing step for driving the intake air amount regulator and the first intake air amount reducing step so that the intake air amount is reduced when the stop condition is satisfied. When the holding condition is satisfied, the intake air amount controller is configured to stop the driving of the intake air amount adjuster, and when a predetermined release condition is satisfied during the execution of the intake air amount holding step, the intake air amount controller And a second intake air amount reduction step of driving the intake air amount adjuster so as to reduce the intake air amount until a stop state is reached.

ここで、前記ガスタービンプラントにおいて、前記吸気量調節器は、前記ガスタービンに最大負荷がかかっているときの最大負荷運転時状態と、前記ガスタービンに最小負荷がかかっているときの最小負荷運転時状態と、前記ガスタービンに負荷がかかっていないときの無負荷運転時状態と、前記ガスタービン停止時状態と、これらの状態の間の状態と、になり、前記無負荷運転時状態は、前記吸気量を前記ガスタービン停止時状態よりも多くすることができる状態であり、前記最小負荷運転時状態は、前記吸気量を前記無負荷運転時状態よりも多くすることができる状態であり、前記最大負荷運転時状態は、前記吸気量を前記最小負荷運転時状態よりも多くすることができる状態であり、前記吸気量保持条件は、前記吸気量調節器が、前記無負荷運転時状態になること、又は、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の状態になることであってもよい。   Here, in the gas turbine plant, the intake air amount regulator includes a maximum load operation state when a maximum load is applied to the gas turbine and a minimum load operation when a minimum load is applied to the gas turbine. And a state during no load operation when the gas turbine is not loaded, a state when the gas turbine is stopped, and a state between these states, and the state during the no load operation is The state in which the intake air amount can be made larger than that in the gas turbine stop state, and the minimum load operation state is a state in which the intake air amount can be made larger than the no-load operation state, The maximum load operation state is a state in which the intake air amount can be made larger than the minimum load operation state, and the intake air amount holding condition is determined by the intake air amount controller, It is a load operation state or the may be to a state between the minimum load operation state and the non-load operation state.

また、前記ガスタービンプラントにおいて、前記吸気量保持条件は、前記吸気量調節器が、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の状態であって、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の中間状態よりも前記最小負荷運転時状態側の状態になることであってもよい。   Further, in the gas turbine plant, the intake air amount holding condition is a state between the no-load operation state and the minimum load operation state when the intake air amount regulator is in the no-load operation state. And an intermediate state between the minimum load operation state and the minimum load operation state side.

また、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記圧縮機ロータの回転数を検知する回転数計を備え、前記解除条件は、前記回転数計で検知された前記圧縮機ロータの回転数が、前記圧縮機の定格回転数よりも、前記定格回転数に対する所定の割合分の回転数分だけ低い回転数になることであってもよい。   In any of the above gas turbine plants, the gas turbine plant further includes a rotation speed meter that detects the rotation speed of the compressor rotor, and the release condition is that the rotation speed of the compressor rotor detected by the rotation speed meter is The rotational speed may be lower than the rated rotational speed of the compressor by a rotational speed corresponding to a predetermined ratio with respect to the rated rotational speed.

また、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記圧縮機の吐出圧を検知する吐出圧計を備え、前記解除条件は、前記吐出圧計で検知された前記吐出圧が、予め定めた解除吐出圧にまで低下したことであってもよい。   In any of the above gas turbine plants, the gas turbine plant includes a discharge pressure gauge that detects a discharge pressure of the compressor, and the release condition is that the discharge pressure detected by the discharge pressure gauge is a predetermined release discharge pressure. It may have fallen to.

以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記圧縮機ロータは、前記軸線を中心として、前記軸線が延びる軸線方向に長い圧縮機ロータ軸と、前記軸線方向に互いの間隔をあけて並んで前記圧縮機ロータ軸に固定されている複数の動翼列と、有し、前記圧縮機ケーシングには、前記軸線方向の一方側である軸線上流側の端に吸気口が形成され、前記軸線上流側とは反対側である軸線下流側の端に吐出口が形成され、前記吸気量調節器は、入口案内翼装置と、可変静翼装置とのうち、少なくとも前記入口案内翼装置を有し、前記入口案内翼装置は、前記圧縮機ケーシング内の空気流路中であって、複数の動翼列のうち、最も軸線上流側の第一動翼列よりも軸線上流側に配置されて、前記圧縮機ケーシングに取り付けられている入口案内翼と、前記入口案内翼を変位させる翼駆動機構と、を有し、前記可変静翼装置は、前記圧縮機ケーシング内の空気流路中であって、複数の動翼列の間のうちで、いずれかの間に配置されて、前記圧縮機ケーシングに取り付けられている静翼と、前記静翼を変位させる翼駆動機構と、を有してもよい。   In any one of the gas turbine plants described above, the compressor rotor is aligned with the compressor rotor shaft that is long in the axial direction in which the axial line extends around the axis, and spaced apart from each other in the axial direction. A plurality of rotor blade rows fixed to a compressor rotor shaft, and the compressor casing has an intake port formed at an end on the upstream side of the axis that is one side in the axial direction, and the upstream side of the axis A discharge port is formed at the end on the downstream side of the axis that is opposite to the inlet, and the intake air amount regulator includes at least the inlet guide blade device among an inlet guide blade device and a variable stator blade device, The inlet guide vane device is arranged in the air flow path in the compressor casing, and is arranged on the upstream side of the first moving blade row on the upstream side of the axial line among the plurality of moving blade rows, and Inlet attached to the machine casing An inner blade and a blade drive mechanism for displacing the inlet guide blade, and the variable stationary blade device is in an air flow path in the compressor casing and is between a plurality of moving blade rows. Thus, it may have a stationary blade disposed between the stator blades and attached to the compressor casing, and a blade driving mechanism for displacing the stationary blades.

前記ガスタービンプラントにおいて、前記吸気量調節器は、前記入口案内翼装置と、前記可変静翼装置と、を有し、前記停止移行制御部は、前記吸気量保持工程で、前記入口案内翼装置と前記可変静翼装置との駆動状態を異ならせてもよい。   In the gas turbine plant, the intake air amount adjuster includes the inlet guide blade device and the variable stationary blade device, and the stop transition control unit is configured to perform the intake guide blade device in the intake air amount holding step. And the variable stationary blade device may be driven differently.

また、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気して前記圧縮機ケーシング外に排気する抽気機構を備え、前記制御装置は、前記吸気量保持工程以降に、前記抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気する抽気工程を実行する抽気制御部を有してもよい。   Further, in any one of the above gas turbine plants, an air extraction mechanism for extracting air from the compressor casing and exhausting it outside the compressor casing, the control device, after the intake air amount holding step, You may have an extraction control part which performs the extraction process which exhausts air from the inside of the said compressor casing by the said extraction mechanism.

また、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気して前記圧縮機ケーシング外に排気する複数の抽気機構を備え、複数の前記抽気機構は、前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気する抽気位置が軸線方向で互いに異なり、前記制御装置は、前記吸気量保持工程以降に、複数の前記抽気機構のうちいずれか一の抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気する抽気工程を実行する抽気制御部を有し、前記抽気工程は、前記吸気量保持工程の実行中に、複数の前記抽気機構のうち、抽気位置が前記軸線方向で最も軸線下流側の後段抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気し、残りの抽気機構では、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気しない第一抽気工程と、前記第二吸気量減少工程の実行後に、複数の前記抽気機構のうち、複数の前記抽気機構のうち、抽気位置が前記軸線方向で最も軸線上流側の前段抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気し、残りの抽気機構では、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気しない第二抽気工程と、を含んでもよい。   Further, in any one of the above gas turbine plants, the gas turbine plant includes a plurality of extraction mechanisms that extract air from the compressor casing and exhaust the air out of the compressor casing, and the plurality of extraction mechanisms include the compressor casing. The extraction positions for extracting the air from the inside are different from each other in the axial direction, and the control device performs air from the inside of the compressor casing by one of the plurality of extraction mechanisms after the intake amount holding step. A bleed control unit that executes a bleed process for evacuating the bleed air, wherein the bleed process has a bleed position at the most downstream side in the axial direction of the plurality of bleed mechanisms during execution of the intake amount holding process. A first extraction step in which air is exhausted from the compressor casing by a subsequent extraction mechanism, and the remaining extraction mechanisms do not exhaust air from the compressor casing; After the second intake amount reduction step, among the plurality of bleed mechanisms, out of the compressor casing, the bleed position of the plurality of bleed mechanisms is the most upstream of the bleed position in the axial direction on the upstream side of the axis. The remaining bleed mechanism may include a second bleed process in which air is not evacuated from the inside of the compressor casing.

本発明の一態様では、機器の損傷を抑えてガスタービンを安全に停止させると共に、ガスタービンを短時間に停止状態にすることができる。   In one embodiment of the present invention, the gas turbine can be stopped safely while suppressing damage to the equipment, and the gas turbine can be stopped in a short time.

本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the gas turbine plant in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における燃料流量とIGV開度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the fuel flow volume and IGV opening degree in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control apparatus in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態で、ガスタービンの運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化するときの、IGV開度の変化を示すグラフである。In 1st embodiment which concerns on this invention, it is a graph which shows the change of IGV opening degree when the driving | running state of a gas turbine changes from a maximum load driving | running state to a no-load driving | running state. 本発明に係る第一実施形態で、ガスタービンの運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化している過程で、停止条件が成立した場合のIGV開度の変化を示すグラフである。In the first embodiment according to the present invention, it is a graph showing a change in the IGV opening when the stop condition is satisfied in the process in which the operation state of the gas turbine is changing from the maximum load operation state to the no load operation state. . 本発明に係る第一実施形態で、ガスタービンの運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化するときの、圧縮機の運転点の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the operating point of a compressor when the operation state of a gas turbine changes from a maximum load operation state to a no-load operation state in a first embodiment according to the present invention. 本発明に係る第一実施形態で、ガスタービンの運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化している過程で、停止条件が成立した場合の圧縮機の運転点の変化を示すグラフである。The graph which shows the change of the operating point of the compressor when the stop condition is satisfied in the process in which the operation state of the gas turbine is changing from the maximum load operation state to the no load operation state in the first embodiment according to the present invention. It is. 一般的な圧縮機の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of a general compressor. 本発明に係る第二実施形態におけるガスタービンプラントの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the gas turbine plant in 2nd embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施形態における制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus in 2nd embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態におけるガスタービンプラントの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the gas turbine plant in 3rd embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態における制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus in 3rd embodiment which concerns on this invention.

以下、本発明に係るガスタービンプラントの各種実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, various embodiments of a gas turbine plant according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

「第一実施形態」
図1〜図9を用いて、第一実施形態としてのガスタービンプラントについて説明する。
"First embodiment"
The gas turbine plant as the first embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態のガスタービンプラントは、図1に示すように、ガスタービン10と、ガスタービン10の駆動で発電する発電機60と、制御装置100と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the gas turbine plant of the present embodiment includes a gas turbine 10, a generator 60 that generates electric power by driving the gas turbine 10, and a control device 100.

ガスタービン10は、空気Aを圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機20と、燃料Fを圧縮空気中で燃焼させ高温の燃焼ガスを生成する燃焼器40と、燃焼ガスにより駆動するタービン50と、を備えている。   The gas turbine 10 includes a compressor 20 that compresses air A to generate compressed air, a combustor 40 that generates high-temperature combustion gas by burning fuel F in the compressed air, and a turbine 50 that is driven by the combustion gas. It is equipped with.

圧縮機20は、軸線Arを中心として回転する圧縮機ロータ21と、圧縮機ロータ21を覆う圧縮機ケーシング24と、複数の静翼列27と、吸気量調節器30と、を有する。タービン50は、軸線Arを中心として回転するタービンロータ51と、タービンロータ51を覆うタービンロータ51と、複数の静翼列57と、を有する。   The compressor 20 includes a compressor rotor 21 that rotates about an axis Ar, a compressor casing 24 that covers the compressor rotor 21, a plurality of stationary blade rows 27, and an intake air amount adjuster 30. The turbine 50 includes a turbine rotor 51 that rotates about an axis Ar, a turbine rotor 51 that covers the turbine rotor 51, and a plurality of stationary blade rows 57.

圧縮機ロータ21とタービンロータ51とは、同一軸線Ar上に位置し、互いに接続されてガスタービンロータ11を成す。このガスタービンロータ11には、発電機60のロータ61が接続されている。ガスタービン10は、さらに、圧縮機ケーシング24とタービンロータ51との間に配置されている中間ケーシング15を備えている。燃焼器40は、この中間ケーシング15に取り付けられている。圧縮機ケーシング24と中間ケーシング15とタービンケーシング54とは、互いに接続されてガスタービンケーシング14を成す。なお、以下では、軸線Arが延びる方向を軸線方向Da、この軸線Arを中心とした周方向を単に周方向Dcとし、軸線Arに対して垂直な方向を径方向Drとする。また、軸線方向Daでタービン50を基準にして圧縮機20側を軸線上流側Dau、その反対側を軸線下流側Dadとする。   The compressor rotor 21 and the turbine rotor 51 are located on the same axis Ar and are connected to each other to form the gas turbine rotor 11. The gas turbine rotor 11 is connected to a rotor 61 of a generator 60. The gas turbine 10 further includes an intermediate casing 15 disposed between the compressor casing 24 and the turbine rotor 51. The combustor 40 is attached to the intermediate casing 15. The compressor casing 24, the intermediate casing 15, and the turbine casing 54 are connected to each other to form the gas turbine casing 14. In the following, the direction in which the axis Ar extends is referred to as an axial direction Da, the circumferential direction around the axis Ar is simply referred to as the circumferential direction Dc, and the direction perpendicular to the axis Ar is referred to as the radial direction Dr. In the axial direction Da, the compressor 20 side is defined as the axial upstream side Dau and the opposite side as the axial downstream side Dad with respect to the turbine 50 as a reference.

圧縮機ロータ21は、軸線Arを中心として軸線方向Daに延びるロータ軸22と、このロータ軸22に取り付けられている複数の動翼列23と、を有する。複数の動翼列23は、軸線方向Daに並んでいる。各動翼列23は、いずれも、周方向Dcに並んでいる複数の動翼で構成されている。複数の動翼列23の各軸線上流側Dauには、静翼列27が配置されている。各静翼列27は、圧縮機ケーシング24の内側に設けられている。各静翼列27は、いずれも、周方向Dcに並んでいる複数の静翼で構成されている。よって、この圧縮機20は、軸流圧縮機である。   The compressor rotor 21 includes a rotor shaft 22 that extends in the axial direction Da around the axis line Ar, and a plurality of blade rows 23 that are attached to the rotor shaft 22. The plurality of rotor blade rows 23 are arranged in the axial direction Da. Each rotor blade row 23 is composed of a plurality of rotor blades arranged in the circumferential direction Dc. A stationary blade row 27 is arranged on each axial upstream side Dau of the plurality of blade rows 23. Each stationary blade row 27 is provided inside the compressor casing 24. Each stationary blade row 27 is configured by a plurality of stationary blades arranged in the circumferential direction Dc. Therefore, this compressor 20 is an axial flow compressor.

圧縮機ケーシング24の軸線上流側Dauの端は、開口している。この開口は、吸気口25を成す。また、圧縮機ケーシング24の軸線下流側Dadの端も、開口している。この開口は、吐出口26を成す。   The end of the compressor casing 24 on the axial upstream side Dau is open. This opening forms an intake port 25. Moreover, the end of the axial downstream side Dad of the compressor casing 24 is also opened. This opening forms a discharge port 26.

吸気量調節器30は、入口案内翼装置31を有する。この入口案内翼装置31は、複数の入口案内翼(以下、IGV:Inlet Guide Vane)32と、複数のIGV32を変位させる翼駆動機構33と、を有する。複数のIGV32は、圧縮機ケーシング24内であって、複数の動翼列23のうち、最も軸線上流側Dauの第一動翼列23aよりも、軸線上流側Dauに配置されている。複数のIGV32は、一の静翼列27を構成する複数の静翼と同様に、周方向Dcに並んでいる。翼駆動機構33は、軸線Arから径方向Drに延びる複数のIGV32毎の翼回転軸を中心として、各IGV32を回転させ、各IGV32の開度を変える。   The intake air amount adjuster 30 has an inlet guide vane device 31. The inlet guide vane device 31 includes a plurality of inlet guide vanes (hereinafter referred to as “IGV”) 32 and a blade driving mechanism 33 that displaces the plurality of IGVs 32. The plurality of IGVs 32 are arranged in the compressor casing 24 and are arranged on the upstream side Dau of the plurality of moving blade rows 23 relative to the first moving blade row 23a on the most upstream side of the axis Dau. The plurality of IGVs 32 are arranged in the circumferential direction Dc similarly to the plurality of stator blades constituting one stator blade row 27. The blade drive mechanism 33 rotates each IGV 32 around the blade rotation axis of each of the plurality of IGVs 32 extending in the radial direction Dr from the axis Ar, and changes the opening degree of each IGV 32.

圧縮機には、圧縮機が吸い込む気体の吸気流量と、この圧縮機20における圧力比(=吐出圧/吸気圧)との間に特徴的な関係がある。このため、図9に示すように、圧縮機の特性を示す手段として、修正吸気量を横軸にとり、圧力比を縦軸にとったグラフで、圧縮機の特性を示すことがある。圧縮機は、回転数が一定の場合、一般的に、吸気量の増加に伴って次第に圧力比が低下する特性を持っている。この特性を示す曲線は、一般的にチョークラインLcと呼ばれる。図9では、便宜上、圧縮機の回転数Nが互いに異なるときの3本のチョークラインLc1,Lc2,Lc3を描いている。チョークラインLc1は、圧縮機の回転数がN1のときのチョークラインである。チョークラインLc2は、圧縮機の回転数がN2(<N1)のときのチョークラインである。チョークラインLc3は、圧縮機の回転数がN3(<N2)のときのチョークラインである。なお、修正吸気量とは、圧縮機が吸い込む吸込気体の現実の質量流量を、この吸込気体の状態(温度や圧力)に応じて修正した流量である。   The compressor has a characteristic relationship between the intake air flow rate of the gas sucked by the compressor and the pressure ratio (= discharge pressure / intake pressure) in the compressor 20. Therefore, as shown in FIG. 9, as a means for indicating the characteristics of the compressor, the characteristics of the compressor may be indicated by a graph in which the corrected intake air amount is taken on the horizontal axis and the pressure ratio is taken on the vertical axis. When the rotational speed is constant, the compressor generally has a characteristic that the pressure ratio gradually decreases as the intake air amount increases. A curve indicating this characteristic is generally called a choke line Lc. In FIG. 9, for the sake of convenience, three choke lines Lc1, Lc2, and Lc3 when the rotation speed N of the compressor is different from each other are illustrated. The choke line Lc1 is a choke line when the rotation speed of the compressor is N1. The choke line Lc2 is a choke line when the rotation speed of the compressor is N2 (<N1). The choke line Lc3 is a choke line when the rotation speed of the compressor is N3 (<N2). The corrected intake air amount is a flow rate obtained by correcting the actual mass flow rate of the suction gas sucked by the compressor in accordance with the state (temperature or pressure) of the suction gas.

圧縮機は、チョークラインLc上の点で運転される。このため、チョークラインLc上の点は、運転点と呼ばれる。チョークラインLc上の点で、最も圧力比が高く且つ最も修正吸気量が少ない点、つまりチョークラインLcの端の点は、圧縮機にサージングが発生し得る運転点である。このため、複数のチョークラインLc1,Lc2,Lc3の端の点を結んだラインは、サージングラインLsと呼ばれる。このサージングラインLsは、右下がりの曲線である。つまり、サージングラインLsは、修正吸気量が少なくなるに連れて圧力比が小さくなる曲線である。チョークラインLcは、圧縮機の回転数が小さくなるに連れて、修正吸気量が少なくなる側にシフトする。このため、圧縮機の回転数が小さくなるに連れて、サージングラインLc上で、回転数に対応したチョークラインLcとの交点の位置も、修正吸気量が少なくなる側にシフトする。   The compressor is operated at a point on the choke line Lc. For this reason, the point on the choke line Lc is called an operating point. A point on the choke line Lc having the highest pressure ratio and the smallest corrected intake air amount, that is, an end point of the choke line Lc is an operating point at which surging can occur in the compressor. Therefore, a line connecting the end points of the plurality of choke lines Lc1, Lc2, and Lc3 is called a surging line Ls. This surging line Ls is a downward-sloping curve. That is, the surging line Ls is a curve in which the pressure ratio decreases as the corrected intake air amount decreases. The choke line Lc shifts to the side where the corrected intake air amount decreases as the rotational speed of the compressor decreases. For this reason, as the rotational speed of the compressor decreases, the position of the intersection with the choke line Lc corresponding to the rotational speed on the surging line Lc also shifts to the side where the corrected intake air amount decreases.

サージングは、圧縮機内での圧力変動や逆流を伴う振動現象である。このサージングが発生すると、圧縮機ロータが破損する場合がある。このため、圧縮機には、図9のグラフ中で、サージングラインLsより、圧力比が小さく且つ吸気量が大きい領域内の運転点での運転が要求される。   Surging is a vibration phenomenon accompanied by pressure fluctuations and backflow in the compressor. When this surging occurs, the compressor rotor may be damaged. For this reason, the compressor is required to operate at an operating point in a region where the pressure ratio is smaller and the intake air amount is larger than the surging line Ls in the graph of FIG.

再び、図1を用いて、ガスタービンプラントの構成について説明する。   Again, the structure of a gas turbine plant is demonstrated using FIG.

タービン50のタービンロータ51は、軸線Arを中心として軸線方向Daに延びるロータ軸52と、このロータ軸52に取り付けられている複数の動翼列53と、を有する。複数の動翼列53は、軸線方向Daに並んでいる。各動翼列53は、いずれも、周方向Dcに並んでいる複数の動翼で構成されている。複数の動翼列53の各軸線上流側Dauには、静翼列57が配置されている。各静翼列57は、タービンケーシング54の内側に設けられている。各静翼列57は、いずれも、周方向Dcに並んでいる複数の静翼で構成されている。   The turbine rotor 51 of the turbine 50 includes a rotor shaft 52 extending in the axial direction Da around the axis line Ar, and a plurality of rotor blade rows 53 attached to the rotor shaft 52. The plurality of blade rows 53 are arranged in the axial direction Da. Each rotor blade row 53 is composed of a plurality of rotor blades arranged in the circumferential direction Dc. A stationary blade row 57 is disposed on each axial upstream side Dau of the plurality of blade rows 53. Each stationary blade row 57 is provided inside the turbine casing 54. Each stationary blade row 57 is composed of a plurality of stationary blades arranged in the circumferential direction Dc.

燃焼器40には、燃料供給源から延びる燃料ライン41が接続されている。この燃料ライン41には、燃料流量調節弁42が設けられている。   A fuel line 41 extending from the fuel supply source is connected to the combustor 40. The fuel line 41 is provided with a fuel flow rate adjustment valve 42.

発電機60は、電源線62により、外部電力系統65と電気的に接続されている。この電源線62中には、遮断器63と、変圧器64とが設けられている。   The generator 60 is electrically connected to the external power system 65 through a power line 62. In the power line 62, a circuit breaker 63 and a transformer 64 are provided.

本実施形態のガスタービンプラントは、さらに、回転数計80と、振動計81と、吐出圧計82と、排気温度計83と、を備えている。回転数計80は、発電機ロータ61及びガスタービンロータ11の回転数を検知する。振動計81は、発電機ロータ61及びガスタービンロータ11の振動の振幅を検知する。吐出圧計82は、圧縮機ケーシング24の吐出口26から流出した圧縮空気の圧力を検知する。この吐出圧計82は、圧縮機ケーシング24の吐出口26からの圧縮空気が流入する中間ケーシング15に設けられている。排気温度計83は、タービンロータ51における複数の動翼列53のうち、最も軸線下流側Dadの最終動翼列53aを通過した燃焼ガスの温度を検知する。   The gas turbine plant of the present embodiment further includes a rotation speed meter 80, a vibration meter 81, a discharge pressure gauge 82, and an exhaust thermometer 83. The rotation speed meter 80 detects the rotation speeds of the generator rotor 61 and the gas turbine rotor 11. The vibrometer 81 detects the amplitude of vibration of the generator rotor 61 and the gas turbine rotor 11. The discharge pressure gauge 82 detects the pressure of the compressed air flowing out from the discharge port 26 of the compressor casing 24. The discharge pressure gauge 82 is provided in the intermediate casing 15 into which compressed air from the discharge port 26 of the compressor casing 24 flows. The exhaust thermometer 83 detects the temperature of the combustion gas that has passed through the last moving blade row 53 a on the most downstream side Dad among the plurality of moving blade rows 53 in the turbine rotor 51.

制御装置100は、図2に示すように、入力部101と、停止条件判断部102と、燃料制御部103と、吸気量制御部104と、を有する。入力部101は、データや指令等を受け付ける。入力部101が受け付けるデータとして、回転数計80が検知した回転数、振動計81が検知した振動の振幅、吐出圧計82が検知した吐出圧、排気温度計83が検知した温度等がある。また、入力部101には、ガスタービンプラントのオペレータが入力した起動指令及び停止指令、ガスタービンプラント外からの負荷指令及び停止指令等が入力する。   As shown in FIG. 2, the control device 100 includes an input unit 101, a stop condition determination unit 102, a fuel control unit 103, and an intake air amount control unit 104. The input unit 101 receives data, instructions, and the like. Data received by the input unit 101 includes the number of revolutions detected by the tachometer 80, the amplitude of vibration detected by the vibration meter 81, the discharge pressure detected by the discharge pressure gauge 82, the temperature detected by the exhaust thermometer 83, and the like. The input unit 101 also receives a start command and a stop command input by an operator of the gas turbine plant, a load command and a stop command from the outside of the gas turbine plant, and the like.

停止条件判断部102は、予め定められた停止条件が成立したか否かを判断する。この停止条件は、ガスタービン10を停止させるための条件である。この停止条件としては、入力部101が停止指令を受け付ける、振動計81が検知した振動の振幅が異常に大きくなった、排気温度計83が検知した温度が急低下した、等である。よって、停止条件判断部102は、入力部101が停止指令を受け付けた場合、振動計81が検知した振動の振幅が異常に大きくなった場合、排気温度計83が検知した温度が急低下した場合には、停止条件が成立したと判断する。なお、排気温度計83が検知した温度が急低下した場合とは、ここでは、燃焼器40で失火した場合を示す。   The stop condition determination unit 102 determines whether or not a predetermined stop condition is satisfied. This stop condition is a condition for stopping the gas turbine 10. As the stop condition, the input unit 101 receives a stop command, the amplitude of vibration detected by the vibration meter 81 is abnormally large, the temperature detected by the exhaust thermometer 83 is suddenly decreased, and the like. Therefore, when the input unit 101 receives a stop command, the stop condition determination unit 102, when the amplitude of vibration detected by the vibrometer 81 becomes abnormally large, or when the temperature detected by the exhaust thermometer 83 suddenly decreases It is determined that the stop condition is satisfied. Here, the case where the temperature detected by the exhaust thermometer 83 rapidly decreases indicates a case where misfire occurs in the combustor 40.

燃料制御部103は、燃料流量調節弁42の開度を制御する。燃料制御部103は、外部からの負荷指令が示す負荷に応じたガスタービン出力が得られるよう、燃料流量を定める。燃料制御部103は、この燃料流量が得られる燃料流量調節弁42の開度を定め、この開度を示す信号を燃料流量調節弁42に送る。   The fuel control unit 103 controls the opening degree of the fuel flow rate adjustment valve 42. The fuel control unit 103 determines the fuel flow rate so that a gas turbine output corresponding to a load indicated by an external load command is obtained. The fuel control unit 103 determines the opening degree of the fuel flow rate adjustment valve 42 at which this fuel flow rate is obtained, and sends a signal indicating this opening degree to the fuel flow rate adjustment valve 42.

吸気量制御部104は、圧縮機20が吸い込む空気の吸気量がガスタービン10の状態に応じた目的の吸気量になるよう、吸気量調節器30を制御する。この吸気量制御部104は、IGV装置31の駆動を制御するIGV制御部105aを有する。このIGV制御部105aは、通常吸気量制御部106aと、停止移行制御部107aと、を有する。通常吸気量制御部106aは、停止条件が成立していないときのIGV装置31の駆動を制御する。この通常吸気量制御部106aは、燃料流量とIGV開度との関係を定めた関数Gを用いて、燃料制御部103が定めた燃料流量に応じたIGV開度を定める。   The intake air amount control unit 104 controls the intake air amount adjuster 30 so that the intake air amount of the air sucked by the compressor 20 becomes a target intake air amount corresponding to the state of the gas turbine 10. The intake air amount control unit 104 includes an IGV control unit 105 a that controls driving of the IGV device 31. The IGV control unit 105a includes a normal intake air amount control unit 106a and a stop transition control unit 107a. The normal intake air amount control unit 106a controls driving of the IGV device 31 when the stop condition is not satisfied. The normal intake air amount control unit 106a determines the IGV opening corresponding to the fuel flow rate determined by the fuel control unit 103, using a function G that defines the relationship between the fuel flow rate and the IGV opening.

ここで、関数Gについて、図3を用いて説明する。   Here, the function G will be described with reference to FIG.

IGV開度θで、特徴的な開度としては、最大負荷運転時開度θ(L)max(最大負荷運転時状態)と、最小負荷運転時開度θ(L)min(最小負荷運転時状態)と、無負荷運転時開度θ(N)と、ガスタービン停止時開度θ(S)(ガスタービン停止時状態)と、がある。最大負荷運転時開度θ(L)maxは、ガスタービン10に最大負荷がかかっているときのIGV開度θである。最小負荷運転時開度θ(L)minは、ガスタービン10に最小負荷がかかっているときのIGV開度θである。無負荷運転時開度θ(N)は、ガスタービン10に負荷がかかっていないときのIGV開度θである。ガスタービン停止時開度θ(S)は、ガスタービン10の停止時のIGV開度θである。なお、ガスタービン10に負荷がかかっているとは、遮断器63が閉じており、発電機60で発電された電力が電源線62を介して外部電力系統65に供給されている状態である。また、無負荷運転とは、遮断器63が開いており、言い換えると負荷遮断されており、発電機60から外部電力系統65に電力が供給されてない状態で、且つガスタービン10が駆動している状態である。以上で説明した特徴的な開度の大小関係は、以下の通りである。
θ(L)max>θ(L)min>θ(N)>θ(S)
IGV opening θ, the characteristic opening is the maximum load operation opening θ (L) max (maximum load operation state) and minimum load operation opening θ (L) min (minimum load operation) State), opening degree θ (N) during no-load operation, and opening degree θ (S) when gas turbine is stopped (state when gas turbine is stopped). The maximum load operation opening degree θ (L) max is the IGV opening degree θ when the maximum load is applied to the gas turbine 10. The minimum load operation opening degree θ (L) min is the IGV opening degree θ when the gas turbine 10 is under the minimum load. The no-load operation opening degree θ (N) is the IGV opening degree θ when the gas turbine 10 is not loaded. The opening degree θ (S) when the gas turbine is stopped is the IGV opening degree θ when the gas turbine 10 is stopped. Note that the load on the gas turbine 10 means that the circuit breaker 63 is closed and the power generated by the generator 60 is supplied to the external power system 65 via the power line 62. Further, the no-load operation means that the circuit breaker 63 is open, in other words, the load is cut off, the power is not supplied from the generator 60 to the external power system 65, and the gas turbine 10 is driven. It is in a state. The characteristic magnitude relationship of the opening degree described above is as follows.
θ (L) max> θ (L) min> θ (N)> θ (S)

よって、無負荷運転時開度θ(N)は、吸気量をガスタービン停止時開度θ(S)よりも多くすることができる開度である。また、最小負荷運転時開度θ(L)minは、吸気量を無負荷運転時開度θ(N)よりも多くすることができる開度である。最大負荷運転時開度θ(L)maxは、吸気量を最小負荷運転時開度θ(L)minよりも多くすることができる開度である。   Therefore, the opening degree θ (N) during no-load operation is an opening degree at which the intake air amount can be made larger than the opening degree θ (S) when the gas turbine is stopped. Further, the minimum load operation opening degree θ (L) min is an opening degree at which the intake air amount can be made larger than the no-load operation opening degree θ (N). The maximum load operation opening degree θ (L) max is an opening degree at which the intake air amount can be made larger than the minimum load operation opening degree θ (L) min.

この関数Gでは、燃料流量Fが0のとき、IGV開度θとして最小IGV開度であるガスタービン停止時開度θ(S)を示す。この関数Gでは、燃料流量Fが無負荷運転時流量F(N)のときに、IGV開度θとして無負荷運転時開度θ(N)を示す。この関数Gでは、燃料流量Fが最小負荷運転時流量F(L)minのときに、IGV開度θとして最小負荷運転時開度θ(L)minを示す。この関数Gでは、燃料流量Fが例えば定格負荷運転時流量F(L)rのとき及び最大負荷運転時流量F(L)maxのときに、最大負荷運転時開度θ(L)maxを示す。なお、以上で説明した各流量の大小関係は、以下の通りである。
0<F(N)<F(L)min<F(L)r<F(L)max
In this function G, when the fuel flow rate F is 0, the gas turbine stop opening degree θ (S), which is the minimum IGV opening degree, is shown as the IGV opening degree θ. In this function G, when the fuel flow rate F is the no-load operation flow rate F (N), the no-load operation opening angle θ (N) is shown as the IGV opening degree θ. In this function G, when the fuel flow rate F is the minimum load operation flow rate F (L) min, the minimum load operation opening θ (L) min is shown as the IGV opening θ. In this function G, when the fuel flow rate F is, for example, a rated load operation flow rate F (L) r and a maximum load operation flow rate F (L) max, the maximum load operation opening degree θ (L) max is indicated. . In addition, the magnitude relationship of each flow volume demonstrated above is as follows.
0 <F (N) <F (L) min <F (L) r <F (L) max

この関数Gでは、燃料流量Fが0より多く無負荷運転時流量F(N)以下の範囲で、IGV開度θが一定の無負荷運転時開度θ(N)になる。この関数では、燃料流量Fが無負荷運転時流量F(N)より大きく定格負荷運転時流量F(L)r以下のときに、燃料流量の増加に伴ってIGV開度θが増加する。この関数では、燃料流量Fが定格負荷運転時流量F(L)rより大きく最大負荷運転時流量F(L)max以下のときに、IGV開度θが一定の最大負荷運転時開度θ(L)maxである。   In this function G, the IGV opening θ is a constant no-load operation opening θ (N) in a range where the fuel flow rate F is greater than 0 and less than or equal to the no-load operation flow rate F (N). In this function, when the fuel flow rate F is greater than the no-load operation flow rate F (N) and less than or equal to the rated load operation flow rate F (L) r, the IGV opening θ increases as the fuel flow rate increases. In this function, when the fuel flow rate F is larger than the rated load operation flow rate F (L) r and less than the maximum load operation flow rate F (L) max, the IGV opening θ is constant and the maximum load operation opening θ ( L) max.

停止移行制御部107aは、停止条件が成立したときのIGV装置31の駆動を制御する。この停止移行制御部107aの動作については、図4に示すフローチャートを用いて後ほど詳細に説明する。   The stop transition control unit 107a controls driving of the IGV device 31 when the stop condition is satisfied. The operation of the stop transition control unit 107a will be described in detail later using the flowchart shown in FIG.

次に、制御装置100の動作について説明する。   Next, the operation of the control device 100 will be described.

制御装置100の燃料制御部103は、前述したように、外部からの負荷指令が示す負荷に応じた燃料流量を定める。そして、この燃料制御部103は、この燃料流量が得られる燃料流量調節弁42の開度を定め、この開度を示す信号を燃料流量調節弁42に送る。この結果、燃料流量調節弁42の開度が、燃料制御部103に指示された開度になり、燃焼器40に供給される燃料流量が負荷指令の示す負荷に応じた燃料流量になる。   As described above, the fuel control unit 103 of the control device 100 determines the fuel flow rate according to the load indicated by the external load command. The fuel control unit 103 determines the opening degree of the fuel flow rate adjustment valve 42 at which the fuel flow rate is obtained, and sends a signal indicating the opening degree to the fuel flow rate adjustment valve 42. As a result, the opening degree of the fuel flow rate adjusting valve 42 becomes the opening degree instructed by the fuel control unit 103, and the fuel flow rate supplied to the combustor 40 becomes the fuel flow rate corresponding to the load indicated by the load command.

燃料制御部103は、停止条件が成立したと停止条件判断部102が判断すると、開度0を示す信号を燃料流量調節弁42に送る。この結果、燃焼流量調節弁の開度が0になり、燃焼器40に供給される燃料流量が0になる。すなわち、入力部101が停止指令を受け付けた場合、振動計81が検知した振動の振幅が異常に大きくなった場合、温度計が検知した温度が急低下した場合等には、燃焼器40に供給される燃料流量が0になる。   When the stop condition determination unit 102 determines that the stop condition is satisfied, the fuel control unit 103 sends a signal indicating the opening degree 0 to the fuel flow rate adjustment valve 42. As a result, the opening of the combustion flow rate control valve becomes zero, and the fuel flow rate supplied to the combustor 40 becomes zero. That is, when the input unit 101 receives a stop command, when the amplitude of vibration detected by the vibrometer 81 becomes abnormally large, or when the temperature detected by the thermometer suddenly decreases, the supply is supplied to the combustor 40. The fuel flow rate becomes zero.

吸気量制御部104の通常吸気量制御部106aは、図4のブローチャートに示すように、ガスタービン10の運転中に、停止条件が成立したと停止条件判断部102が判断しない限り、運転中のガスタービン10の運転状態に応じた目的の吸気量になるよう、吸気量調節器30を制御する(S1:通常吸気量制御工程)。この通常吸気量制御部106aは、燃料制御部103が定めた燃料流量を受け付ける。通常吸気量制御部106aは、図3を参照して説明した関数Gを用いて、燃料制御部103からの燃料流量に応じたIGV開度を定める。そして、通常吸気量制御部106aは、このIGV開度をIGV装置31に送る。この結果、IGV開度が燃料流量に応じた目的の吸気量が得られる開度になる。   The normal intake air amount control unit 106a of the intake air amount control unit 104 is in operation unless the stop condition determining unit 102 determines that the stop condition is satisfied during operation of the gas turbine 10, as shown in the flowchart of FIG. The intake air amount adjuster 30 is controlled so as to achieve a target intake air amount according to the operating state of the gas turbine 10 (S1: normal intake air amount control step). The normal intake air amount control unit 106 a receives the fuel flow rate determined by the fuel control unit 103. The normal intake air amount control unit 106a determines the IGV opening degree according to the fuel flow rate from the fuel control unit 103 using the function G described with reference to FIG. Then, the normal intake air amount control unit 106 a sends the IGV opening to the IGV device 31. As a result, the IGV opening becomes an opening at which a target intake air amount corresponding to the fuel flow rate is obtained.

ガスタービン10が運転状態のときに、停止条件判断部102は、常時、停止条件が成立したか否かを判断する(S2)。停止条件が成立していない場合には、通常吸気量制御工程(S1)が継続される。一方、停止条件が成立した場合、停止移行制御部107aが停止移行制御工程(S3)を実行する。   When the gas turbine 10 is in the operating state, the stop condition determination unit 102 always determines whether or not the stop condition is satisfied (S2). When the stop condition is not satisfied, the normal intake air amount control step (S1) is continued. On the other hand, when the stop condition is satisfied, the stop transition control unit 107a executes the stop transition control step (S3).

停止移行制御工程(S3)では、停止移行制御部107aにより、第一吸気量減少工程(S4)、吸気量保持条件判断工程(S5)、吸気量保持工程(S6)、解除条件判断工程(S7)、第二吸気量減少工程(S8)が実行される。   In the stop transition control step (S3), the stop transition control unit 107a performs a first intake amount reduction step (S4), an intake amount retention condition determination step (S5), an intake amount retention step (S6), and a release condition determination step (S7). ), The second intake air amount decreasing step (S8) is executed.

停止移行制御部107aは、停止条件が成立すると、吸気量が減少するよう、IGV装置31を駆動させる(S4:第一吸気量減少工程)。すなわち、停止移行制御部107aは、IGV開度を小さくすることを示す信号をIGV装置31に送る。この結果、IGV開度は、現状のIGV開度から小さくなり、吸気量が減少する。ガスタービン10が運転状態のとき、IGV開度は無負荷運転時開度θ(N)以上である。このため、停止条件が成立した時点でIGV開度は、無負荷運転時開度θ(N)以上である。   When the stop condition is satisfied, the stop transition control unit 107a drives the IGV device 31 so that the intake air amount decreases (S4: first intake air amount decreasing step). That is, the stop transition control unit 107a sends a signal indicating that the IGV opening degree is decreased to the IGV device 31. As a result, the IGV opening becomes smaller than the current IGV opening, and the intake air amount decreases. When the gas turbine 10 is in an operating state, the IGV opening is equal to or greater than the opening θ (N) during no-load operation. For this reason, when the stop condition is satisfied, the IGV opening is equal to or larger than the no-load operation opening θ (N).

次に、停止移行制御部107aは、第一吸気量減少工程(S4)の実行中に、予め定めた吸気量保持条件が成立したか否かを判断する(S5:吸気量保持条件判断工程)。停止移行制御部107aは、この吸気量保持条件が成立したと判断すると、IGV装置31に対して駆動停止を示す信号を送る。この結果、IGV装置31が停止する(S6:吸気量保持工程)。ここで、吸気量保持条件は、IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)になることである。よって、この吸気量保持工程(S6)中、IGV開度は、無負荷運転時開度θ(N)に維持される。このため、第一吸気量減少工程(S4)では、現状のIGV開度から無負荷運転時開度θ(N)になるまで、IGV開度を小さくすることになる。   Next, the stop transition control unit 107a determines whether or not a predetermined intake air amount holding condition is satisfied during the execution of the first intake air amount decreasing step (S4) (S5: intake air amount holding condition determining step). . When the stop transition control unit 107a determines that the intake amount holding condition is satisfied, the stop transition control unit 107a sends a signal indicating the drive stop to the IGV device 31. As a result, the IGV device 31 stops (S6: intake air amount holding step). Here, the intake amount holding condition is that the IGV opening is the no-load operation opening θ (N). Therefore, during this intake amount holding step (S6), the IGV opening is maintained at the no-load operation opening θ (N). For this reason, in the first intake air amount reduction step (S4), the IGV opening is reduced from the current IGV opening until the opening θ (N) during no-load operation.

次に、停止移行制御部107aは、吸気量保持工程(S6)の実行中に、予め定められた解除条件が成立したか否かを判断する(S7:解除条件判断工程)。停止移行制御部107aは、この解除条件が成立したと判断すると、IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)になるまで、吸気量が減少するよう、IGV装置31を駆動させる(S8:第二流量減少工程)。すなわち、停止移行制御部107aは、解除条件が成立したと判断すると、IGV開度を小さくすることを示す信号をIGV装置31に送り、IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)になると、IGV装置31に対して駆動停止を示す信号を送る。ここで、解除条件は、圧縮機ロータ21の回転数が、圧縮機20の定格回転数Nrよりも、この定格回転数Nrの2%分の回転数(=Nr×0.02)分だけ低い回転数である解除回転数(=Nr−Nr×0.02)である。   Next, the stop transition control unit 107a determines whether or not a predetermined release condition is satisfied during execution of the intake air amount holding step (S6) (S7: release condition determination step). When the stop transition control unit 107a determines that the release condition is satisfied, the stop transition control unit 107a drives the IGV device 31 so that the intake air amount decreases until the IGV opening becomes the gas turbine stop opening θ (S) (S8). : Second flow rate reduction step). That is, when the stop transition control unit 107a determines that the release condition is satisfied, the stop transition control unit 107a sends a signal indicating that the IGV opening is reduced to the IGV device 31, and the IGV opening is set to the gas turbine stop opening θ (S). Then, a signal indicating drive stop is sent to the IGV device 31. Here, the release condition is that the rotational speed of the compressor rotor 21 is lower than the rated rotational speed Nr of the compressor 20 by a rotational speed corresponding to 2% of the rated rotational speed Nr (= Nr × 0.02). Is the release rotational speed (= Nr−Nr × 0.02).

外部電力系統65の電力周波数が例えば60Hzの場合、ガスタービン10が負荷運転中、発電機ロータ61及びガスタービンロータ11の回転数は、3600rpmになる。このため、この場合、発電機60及びガスタービン10の定格回転数は、3600rpmになる。ガスタービンロータ11は、無負荷運転中でも、基本的に、この定格回転数で回転する。外部電力系統65の電力周波数が例えば60Hzの場合、前述の解除回転数は、3528(=3600−3600×0.02)rpmである。なお、ここでの解除回転数は、(Nr−Nr×0.02)である。しかしながら、この解除回転数は、圧縮機20やタービン50の型式等により、(Nr−Nr×(0.015〜0.08))の範囲内で適宜変更することが好ましい。   When the power frequency of the external power system 65 is, for example, 60 Hz, the rotation speed of the generator rotor 61 and the gas turbine rotor 11 is 3600 rpm while the gas turbine 10 is under load operation. For this reason, in this case, the rated rotational speeds of the generator 60 and the gas turbine 10 are 3600 rpm. The gas turbine rotor 11 basically rotates at this rated rotational speed even during no-load operation. When the power frequency of the external power system 65 is 60 Hz, for example, the above-described release rotational speed is 3528 (= 3600-3600 × 0.02) rpm. Here, the release rotation speed is (Nr−Nr × 0.02). However, it is preferable that the release rotational speed is appropriately changed within the range of (Nr−Nr × (0.015 to 0.08)) depending on the model of the compressor 20 and the turbine 50 and the like.

よって、吸気量保持工程(S6)の実行中に、回転数計80で検知された回転数が解除回転数(=Nr−Nr×0.02)になると、IGV開度は、無負荷運転時開度θ(N)からガスタービン停止時開度θ(S)になり、その後、このガスタービン停止時開度θ(S)が維持される。   Therefore, when the rotational speed detected by the rotational speed meter 80 becomes the release rotational speed (= Nr−Nr × 0.02) during the execution of the intake air amount holding step (S6), the IGV opening is the opening during no-load operation. The opening degree θ (S) when the gas turbine is stopped is changed from θ (N), and then the opening degree θ (S) when the gas turbine is stopped is maintained.

以上で停止移行制御工程(S3)が終了する。   The stop transition control step (S3) is thus completed.

次に、ガスタービン10の運転状態の変化に伴う、IGV開度の具体的な変化、修正吸気量及び圧力比とで特定される運転点の具体的な変化について、説明する。   Next, a specific change in the operating point specified by a specific change in the IGV opening, a corrected intake air amount, and a pressure ratio accompanying a change in the operating state of the gas turbine 10 will be described.

まず、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化するときの、IGV開度の変化について、図5を用いて説明する。   First, the change in the IGV opening when the operation state of the gas turbine 10 changes from the maximum load operation state to the no load operation state will be described with reference to FIG.

ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態の場合、図5に示すように、IGV開度は最高負荷運転時開度θ(L)maxである。この状態で、時間t=0のときに、入力部101が無負荷運転の指令を受けた場合、又は、入力部101が無負荷を示す負荷指令を外部から受け付けた場合、燃料流量は、燃料制御部103による燃料流量調節弁42の制御により、最大負荷運転時流量F(L)maxから、最小負荷運転時流量F(L)minを経て、無負荷運転時流量F(N)に至る。また、IGV開度は、通常吸気量制御部106aによるIGV装置31の制御により、最大負荷運転時開度θ(L)maxから、最小負荷運転時開度θ(L)minを経て、無負荷運転時開度θ(N)に至る。この結果、ガスタービン10の運転状態は、無負荷運転状態になる。   When the operation state of the gas turbine 10 is the maximum load operation state, as shown in FIG. 5, the IGV opening is the maximum load operation opening θ (L) max. In this state, when the input unit 101 receives a no-load operation command at time t = 0, or when the input unit 101 receives a load command indicating no load from the outside, the fuel flow rate is By the control of the fuel flow rate control valve 42 by the control unit 103, the flow rate F (L) max during the maximum load operation reaches the flow rate F (N) during the no load operation through the flow rate F (L) min during the minimum load operation. Further, the IGV opening is controlled by the control of the IGV device 31 by the normal intake air amount control unit 106a from the maximum load operation opening θ (L) max to the minimum load operation opening θ (L) min, It reaches the opening degree θ (N) during operation. As a result, the operation state of the gas turbine 10 becomes a no-load operation state.

ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化する過程で、IGV開度が最小負荷運転時開度θ(L)minのとき(=燃料流量が最小負荷運転時流量F(L)minのとき)、負荷遮断LRが実行される。すなわち、この過程で、遮断器63が開き、外部電力系統65と発電機60との電気的な接続が断たれる。   When the operation state of the gas turbine 10 changes from the maximum load operation state to the no load operation state, when the IGV opening is the minimum load operation opening θ (L) min (= the fuel flow is the minimum load operation flow F When (L) min), the load shedding LR is executed. That is, in this process, the circuit breaker 63 is opened, and the electrical connection between the external power system 65 and the generator 60 is broken.

以上の一連の過程で、ガスタービンロータ11の回転数は、ほぼ定格回転数で一定である。但し、負荷遮断LR時には、ガスタービンロータ11の回転数が多少変化する。   In the above series of processes, the rotational speed of the gas turbine rotor 11 is substantially constant at the rated rotational speed. However, at the time of load shedding LR, the rotational speed of the gas turbine rotor 11 slightly changes.

ここで、負荷遮断LR後で、ガスタービン10の運転状態が無負荷運転状態に至る前に、燃焼器40で失火したとする。この場合、排気温度計83で検知される温度が急低下する。このため、停止条件判断部102は、停止条件が成立したと判断する。本実施形態では、停止条件が成立した場合、前述したように、燃料制御部103が燃料流量調節弁42に対して開度0を示す信号を送る。このため、燃焼器40に供給される燃料流量が0になる。また、本実施形態では、停止条件が成立した場合、前述したように、停止移行制御部107aによりIGV開度が制御される。   Here, it is assumed that after the load shedding LR, the combustor 40 misfires before the operation state of the gas turbine 10 reaches the no-load operation state. In this case, the temperature detected by the exhaust thermometer 83 rapidly decreases. For this reason, the stop condition determining unit 102 determines that the stop condition is satisfied. In the present embodiment, when the stop condition is satisfied, the fuel control unit 103 sends a signal indicating the opening degree 0 to the fuel flow rate adjustment valve 42 as described above. For this reason, the fuel flow rate supplied to the combustor 40 becomes zero. In the present embodiment, when the stop condition is satisfied, the IGV opening is controlled by the stop transition control unit 107a as described above.

負荷遮断LR後であって、燃焼器40内で燃料の燃焼が行われなくなった以降、ガスタービンロータ11、及びこれに接続されている発電機ロータ61は、慣性力で回転することになる。ガスタービンロータ11、及びこれに接続されている発電機ロータ61は、空気等の抵抗を受けると共に、軸受から摩擦抵抗を受ける。このため、負荷遮断LR後であって、燃焼器40内で燃料の燃焼が行われなくなった以降、ガスタービンロータ11、及びこれに接続されている発電機ロータ61の回転は、時間経過に伴って低下する。   After the load shedding LR, after the fuel is no longer burned in the combustor 40, the gas turbine rotor 11 and the generator rotor 61 connected thereto rotate with inertial force. The gas turbine rotor 11 and the generator rotor 61 connected thereto receive a resistance such as air and a frictional resistance from the bearing. For this reason, after the load shut-off LR, after the fuel is no longer burned in the combustor 40, the rotation of the gas turbine rotor 11 and the generator rotor 61 connected to the gas turbine rotor 11 with time elapses. Will drop.

仮に、IGV制御部105aが停止移行制御部107aを有しておらず、通常吸気量制御部106aのみを有しているとする。通常吸気量制御部106aは、前述したように、図3を参照して説明した関数Gを用いて、燃料制御部103からの燃料流量に応じたIGV開度を定める。よって、通常吸気量制御部106aは、燃料制御部103が求めた燃料流量が0になると、IGV開度をガスタービン停止時開度θ(S)にする。このため、負荷遮断LR後で、ガスタービン10の運転状態が無負荷運転状態に至る前に、前述したように、停止条件が成立(ECs)した場合、通常吸気量制御部106aは、IGV開度を、停止条件が成立(ECs)した時点のIGV開度から、図5中の二点鎖線で示すように、直ちにガスタービン停止時開度θ(S)にする。IGV開度は、その後、このガスタービン停止時開度θ(S)に維持される。よって、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化する過程で、停止条件が成立(ECs)した場合、IGV開度は、最高負荷運転時開度θ(L)maxから直ちにガスタービン停止時開度θ(S)になる。   Suppose that the IGV control unit 105a does not have the stop transition control unit 107a but has only the normal intake air amount control unit 106a. As described above, the normal intake air amount control unit 106a determines the IGV opening according to the fuel flow rate from the fuel control unit 103, using the function G described with reference to FIG. Therefore, when the fuel flow rate obtained by the fuel control unit 103 becomes 0, the normal intake air amount control unit 106a sets the IGV opening to the gas turbine stop-time opening θ (S). For this reason, when the stop condition is satisfied (ECs) after the load cutoff LR and before the operation state of the gas turbine 10 reaches the no-load operation state, as described above, the normal intake air amount control unit 106a opens the IGV. As shown by the two-dot chain line in FIG. 5, the degree immediately after the stop condition is satisfied (ECs) is immediately set to the opening degree θ (S) when the gas turbine is stopped. Thereafter, the IGV opening is maintained at this gas turbine stop opening θ (S). Therefore, when the stop condition is satisfied (ECs) in the process in which the operation state of the gas turbine 10 is changed from the maximum load operation state to the no load operation state, the IGV opening is the maximum load operation opening θ (L) max. From now on, the opening degree θ (S) is reached when the gas turbine is stopped.

次に、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化するときの、圧縮機20の運転点の変化について、図7を用いて説明する。   Next, changes in the operating point of the compressor 20 when the operating state of the gas turbine 10 changes from the maximum load operating state to the no load operating state will be described with reference to FIG.

ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態の場合、圧縮機20の運転点は、サージングラインLsより、圧力比が小さく且つ吸気量が十分に大きい領域内の運転点P(L)maxである。すなわち、最高負荷運転時の圧縮機20の運転点P(L)maxでは、サージングに至るまでのマージであるサージマージンが大きい。   When the operation state of the gas turbine 10 is the maximum load operation state, the operation point of the compressor 20 is an operation point P (L) max in a region where the pressure ratio is smaller and the intake air amount is sufficiently larger than the surging line Ls. . In other words, at the operating point P (L) max of the compressor 20 during the maximum load operation, a surge margin that is a merge until reaching the surging is large.

この状態で、前述したように、入力部101が無負荷運転の指令を受けた場合、又は、入力部101が無負荷を示す負荷指令を外部から受け付けた場合、IGV開度は、通常吸気量制御部106aによるIGV装置31の制御により、最大負荷運転時開度θ(L)maxから無負荷運転時開度θ(N)に至る。この結果、ガスタービン10は、無負荷運転状態になる。無負荷運転時の圧縮機20の運転点P(N)は、最高負荷運転時の圧縮機20の運転点よりも圧力比が小さく且つ吸気量が小さい運転点になる。無負荷運転時の圧縮機20の運転点P(N)も、サージングラインLsより、圧力比が小さく且つ吸気量が十分に大きい領域内の運転点である。   In this state, as described above, when the input unit 101 receives a no-load operation command, or when the input unit 101 receives a load command indicating no load from the outside, the IGV opening is the normal intake air amount. By the control of the IGV device 31 by the control unit 106a, the opening degree θ (L) max during the maximum load operation reaches the opening degree θ (N) during the no-load operation. As a result, the gas turbine 10 enters a no-load operation state. The operating point P (N) of the compressor 20 during the no-load operation is an operating point having a smaller pressure ratio and a smaller intake amount than the operating point of the compressor 20 during the maximum load operation. The operating point P (N) of the compressor 20 during no-load operation is also an operating point in a region where the pressure ratio is smaller and the intake amount is sufficiently larger than the surging line Ls.

前述したように、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化する過程で、負荷遮断LRが実行される。   As described above, the load cutoff LR is executed in the process in which the operation state of the gas turbine 10 changes from the maximum load operation state to the no load operation state.

ここで、負荷遮断LR後で、ガスタービン10の運転状態が無負荷運転状態に至る前に、燃焼器40で失火したとする。この場合、前述したように、停止条件判断部102は、停止条件が成立したと判断する。   Here, it is assumed that after the load shedding LR, the combustor 40 misfires before the operation state of the gas turbine 10 reaches the no-load operation state. In this case, as described above, the stop condition determination unit 102 determines that the stop condition is satisfied.

仮に、IGV制御部105aが停止移行制御部107aを有しておらず、通常吸気量制御部106aのみを有しているとする。図5を用いて前述したように、負荷遮断LR後で、ガスタービン10の運転状態が無負荷運転状態に至る前に、停止条件が成立(ECs)した場合、通常吸気量制御部106aは、IGV開度を、停止条件が成立(ECs)した時点のIGV開度から、直ちにガスタービン停止時開度θ(S)にする。   Suppose that the IGV control unit 105a does not have the stop transition control unit 107a but has only the normal intake air amount control unit 106a. As described above with reference to FIG. 5, when the stop condition is satisfied (ECs) after the load cutoff LR and before the operation state of the gas turbine 10 reaches the no-load operation state, the normal intake air amount control unit 106 a The IGV opening is immediately changed from the IGV opening when the stop condition is satisfied (ECs) to the gas turbine stop opening θ (S).

IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)になった時点の圧縮機20の運転点P(S)0は、無負荷運転時の圧縮機20の運転点よりも圧力比が小さく且つ吸気量が小さい運転点になる。その後、前述したように、IGV開度はガスタービン停止時開度θ(S)に維持される。IGV開度が維持されている場合でも、中間ケーシング15内の圧縮空気は、燃焼器40及びタービン50を経て、外部に徐々に排気される。このため、IGV開度が維持されている場合でも、圧縮機20の吐出圧は徐々に低下する。しかしながら、IGV開度が維持されている場合、圧縮機20の回転数低下に伴う修正吸気量の減少率よりも、圧縮機20の吐出圧の低下率の方が小さい。よって、圧縮機20の運転点は、IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)に維持されると、IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)になった時点の圧縮機20の運転点P(S)0から、図7中の二点鎖線で示すように、修正吸気量の減少よりも圧力比の低下が大きくなる方向に変化する。   The operating point P (S) 0 of the compressor 20 at the time when the IGV opening becomes the opening degree θ (S) when the gas turbine is stopped has a smaller pressure ratio than the operating point of the compressor 20 during no-load operation. The operating point is a small intake amount. Thereafter, as described above, the IGV opening is maintained at the gas turbine stop opening θ (S). Even when the IGV opening is maintained, the compressed air in the intermediate casing 15 is gradually exhausted to the outside through the combustor 40 and the turbine 50. For this reason, even when the IGV opening is maintained, the discharge pressure of the compressor 20 gradually decreases. However, when the IGV opening is maintained, the rate of decrease in the discharge pressure of the compressor 20 is smaller than the rate of decrease in the corrected intake air amount associated with the decrease in the rotational speed of the compressor 20. Therefore, when the IGV opening is maintained at the gas turbine stop opening θ (S), the operating point of the compressor 20 is the compression when the IGV opening becomes the gas turbine stop opening θ (S). As shown by the two-dot chain line in FIG. 7, the operating point P (S) 0 of the machine 20 changes in a direction in which the pressure ratio decreases more than the corrected intake air amount decreases.

ところで、IGV開度の変化に対する圧縮機20の吐出圧の変化応答性は低い。これは、圧縮機20からの圧縮空気が流入する中間ケーシング15の容量が大きいからである。このため、IGV開度の変化に伴って修正吸気流量が変化しても、圧縮機20の吐出圧は遅れて変化する。よって、IGV開度が小さくなる側に変化している場合、IGV開度の変化に伴う修正吸気量の減少率よりも、圧力比の低下率の方が小さい。このため、最大負荷運転時開度θ(L)maxから無負荷運転時開度θ(N)になる過程の運転点は、次第にサージングラインLsに近づくことになる。この結果、IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)になった時点の圧縮機20の運転点P(S)0は、サージマージンが極めて小さい運転点になる。   By the way, the change responsiveness of the discharge pressure of the compressor 20 to the change of the IGV opening is low. This is because the capacity of the intermediate casing 15 into which the compressed air from the compressor 20 flows is large. For this reason, even if the corrected intake flow rate changes as the IGV opening changes, the discharge pressure of the compressor 20 changes with a delay. Therefore, when the IGV opening is changed to a smaller side, the rate of decrease of the pressure ratio is smaller than the rate of decrease of the corrected intake amount accompanying the change of the IGV opening. For this reason, the operating point in the process from the maximum load operation opening degree θ (L) max to the no-load operation opening degree θ (N) gradually approaches the surging line Ls. As a result, the operating point P (S) 0 of the compressor 20 when the IGV opening becomes the gas turbine stop opening θ (S) is an operating point with a very small surge margin.

従って、IGV開度が最高負荷運転時開度θ(L)maxから直ちにガスタービン停止時開度θ(S)になった場合、IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)になった時点で、サージングが発生する可能性が生じる。   Therefore, when the IGV opening immediately becomes the opening degree θ (S) when the gas turbine is stopped from the opening degree θ (L) max at the maximum load operation, the IGV opening becomes the opening degree θ (S) when the gas turbine is stopped. At this point, surging may occur.

次に、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化している過程で、停止条件が成立した場合の本実施形態におけるIGV開度の変化について、図6を用いて説明する。   Next, a change in the IGV opening degree in the present embodiment when the stop condition is satisfied in the process in which the operation state of the gas turbine 10 is changing from the maximum load operation state to the no load operation state will be described with reference to FIG. explain.

IGV開度は、停止条件が成立するまで、図5を用いた説明したIGV開度の変化と同様に変化する。   The IGV opening changes similarly to the change in the IGV opening described with reference to FIG. 5 until the stop condition is satisfied.

停止条件が成立すると、図4を用いて前述したように、IGV装置31を制御する主体が通常吸気量制御部106aから停止移行制御部107aに換わる。   When the stop condition is satisfied, as described above with reference to FIG. 4, the main body that controls the IGV device 31 is changed from the normal intake air amount control unit 106a to the stop transition control unit 107a.

停止移行制御部107aは、停止条件が成立(ECs)すると、前述したように、吸気量が減少するよう、IGV装置31を駆動させる(S4:第一吸気量減少工程)。すなわち、停止移行制御部107aは、IGV開度を小さくする。停止移行制御部107aは、第一吸気量減少工程(S4)の実行中に、吸気量保持条件が成立(ECr)したか否かを判断する(S5:吸気量保持条件判断工程)。具体的に、停止移行制御部107aは、IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)になった否かを判断する。停止移行制御部107aは、IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)になったと判断すると、IGV装置31に対して駆動停止を示す信号を送る。この結果、IGV装置31が停止する(S6:吸気量保持工程)。   When the stop condition is satisfied (ECs), the stop transition control unit 107a drives the IGV device 31 so that the intake air amount decreases as described above (S4: first intake air amount reduction step). That is, the stop transition control unit 107a decreases the IGV opening. The stop transition control unit 107a determines whether or not the intake air amount holding condition is satisfied (ECr) during the execution of the first intake air amount decreasing step (S4) (S5: intake air amount holding condition determining step). Specifically, the stop transition control unit 107a determines whether or not the IGV opening is the no-load operation opening θ (N). When the stop transition control unit 107a determines that the IGV opening has reached the opening θ (N) during no-load operation, it sends a signal indicating drive stop to the IGV device 31. As a result, the IGV device 31 stops (S6: intake air amount holding step).

よって、図6に示すように、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化している過程で、停止条件が成立(ECs)した場合、IGV開度は、直ちにガスタービン停止時開度θ(S)に至らず、無負荷運転時開度θ(N)に保持される。   Therefore, as shown in FIG. 6, when the operation condition of the gas turbine 10 is changing from the maximum load operation state to the no load operation state, when the stop condition is satisfied (ECs), the IGV opening is immediately The opening degree θ (S) at the time of turbine stop is not reached, and the opening degree θ (N) at the time of no-load operation is maintained.

停止移行制御部107aは、吸気量保持工程(S6)の実行中に、解除条件が成立(ECc)したか否かを判断する(S7:解除条件判断工程)。具体的に、停止移行制御部107aは、圧縮機ロータ21の回転数が、解除回転数(=Nr−Nr×0.02)になったか否かを判断する。停止移行制御部107aは、解除条件が成立(ECc)した、つまり圧縮機ロータ21の回転数が解除回転数になったと判断すると、前述したように、IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)になるまで、吸気量が減少するよう、IGV装置31を駆動させる(S8:第二流量減少工程)。すなわち、停止移行制御部107aは、IGV開度を、無負荷運転時開度θ(N)からガスタービン停止時開度θ(S)に小さくした後、このガスタービン停止時開度θ(S)に維持する。   The stop transition control unit 107a determines whether or not the release condition is satisfied (ECc) during the execution of the intake air amount holding step (S6) (S7: release condition determination step). Specifically, the stop transition control unit 107a determines whether or not the rotation speed of the compressor rotor 21 has reached the release rotation speed (= Nr−Nr × 0.02). When the stop transition control unit 107a determines that the release condition is satisfied (ECc), that is, the rotation speed of the compressor rotor 21 has reached the release rotation speed, the IGV opening is the opening θ when the gas turbine is stopped as described above. Until (S), the IGV device 31 is driven so that the intake air amount decreases (S8: second flow rate reduction step). That is, the stop transition control unit 107a reduces the IGV opening from the no-load operation opening θ (N) to the gas turbine stop opening θ (S), and then the gas turbine stop opening θ (S). ).

次に、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化している過程で、停止条件が成立した場合の本実施形態における圧縮機20の運転点の変化について、図8を用いて説明する。   Next, the change of the operating point of the compressor 20 in the present embodiment when the stop condition is satisfied in the process in which the operation state of the gas turbine 10 is changing from the maximum load operation state to the no load operation state will be described with reference to FIG. Will be described.

停止移行制御部107aは、停止条件が成立(ECs)すると、前述したように、IGV開度を、停止条件が成立(ECs)した時点のIGV開度から無負荷運転時開度θ(N)に小さくする(S4:第一吸気量減少工程)。このため、圧縮機20の運転点は、IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)になるまで、図6を用いた説明した運転点の変化と同様に変化する。   When the stop condition is satisfied (ECs), the stop transition control unit 107a changes the IGV opening from the IGV opening at the time when the stop condition is satisfied (ECs) to the opening degree θ (N) during no load operation as described above. (S4: first intake air amount decreasing step). For this reason, the operating point of the compressor 20 changes in the same manner as the change of the operating point described with reference to FIG. 6 until the IGV opening becomes the no-load operation opening θ (N).

停止移行制御部107aは、IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)になると、IGV開度をこの無負荷運転時開度θ(N)に維持する(S6:吸気量保持工程)。   When the IGV opening becomes the no-load operation opening θ (N), the stop transition control unit 107a maintains the IGV opening at the no-load operation opening θ (N) (S6: intake air amount holding step). .

前述したように、IGV開度が維持されている場合、圧縮機20の運転点は、修正吸気量の減少よりも圧力比の低下が大きくなる方向に変化する。このため、IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)に維持されると、圧縮機20の運転点は、IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)になった時点の運転点P(N)から、修正吸気量の減少よりも圧力比の低下が大きくなる方向に変化する。つまり、吸気量保持工程(S5)の実行により、圧縮機20の運転点は、サージングラインLsから遠ざかる方向に変化する。   As described above, when the IGV opening is maintained, the operating point of the compressor 20 changes in a direction in which the decrease in the pressure ratio becomes larger than the decrease in the corrected intake air amount. Therefore, when the IGV opening is maintained at the no-load operation opening θ (N), the operating point of the compressor 20 is the point at which the IGV opening is the no-load operation opening θ (N). The operating point P (N) changes in a direction in which the pressure ratio decreases more than the corrected intake air amount decreases. That is, the operation point of the compressor 20 changes in a direction away from the surging line Ls by executing the intake air amount holding step (S5).

停止移行制御部107aは、解除条件が成立(ECc)すると、つまり圧縮機ロータ21の回転数が解除回転数になると、IGV開度をガスタービン停止時開度θ(S)になるまで小さくする。(S8:第二流量減少工程)。IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)からガスタービン停止時開度θ(S)に小さくなると、圧縮機20の運転点は、IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)で且つ圧縮機ロータ21の回転数が解除回転数になったときの運転点P(N)1から、前述したIGV開度が小さくなったときと同様に変化する。   When the release condition is satisfied (ECc), that is, when the rotation speed of the compressor rotor 21 reaches the release rotation speed, the stop transition control unit 107a decreases the IGV opening until the gas turbine stop opening θ (S) is reached. . (S8: Second flow rate reduction step). When the IGV opening decreases from the no-load operation opening θ (N) to the gas turbine stop opening θ (S), the operating point of the compressor 20 is the no-load operation opening θ (N ) And the operating point P (N) 1 when the rotational speed of the compressor rotor 21 becomes the release rotational speed, the same as when the IGV opening is reduced.

IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)になり、この無負荷運転時開度θ(N)に維持されると、圧縮機20の運転点は、IGV開度がガスタービン停止時開度θ(S)になった時点の運転点P(S)1から、前述したIGV開度が維持されているときと同様に、サージングラインLsから遠ざかる方向に変化する。   If the IGV opening becomes the opening θ (S) when the gas turbine is stopped and is maintained at the opening θ (N) during no-load operation, the operating point of the compressor 20 is that when the IGV opening is when the gas turbine is stopped. The operating point P (S) 1 at the time when the opening degree θ (S) is reached changes in a direction away from the surging line Ls in the same manner as when the above-described IGV opening degree is maintained.

以上のように、本実施形態では、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化している過程で、停止条件が成立しても、サージングラインLsに対する運転点のマージンが小さくなる前に、IGV開度を無負荷運転時開度θ(N)に一時的に維持するため、運転点をサージングラインLsから遠ざけることができる。よって、本実施形態では、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化している過程で、停止条件が成立しても、サージングの発生を抑えることができる。   As described above, in the present embodiment, the operating point margin for the surging line Ls even when the stop condition is satisfied in the process in which the operating state of the gas turbine 10 is changing from the maximum load operating state to the no load operating state. Since the IGV opening is temporarily maintained at the no-load operation opening θ (N) before becomes small, the operating point can be moved away from the surging line Ls. Therefore, in the present embodiment, the occurrence of surging can be suppressed even if the stop condition is satisfied in the process in which the operation state of the gas turbine 10 is changing from the maximum load operation state to the no load operation state.

ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化している過程で、停止条件が成立したとき、IGV開度を停止条件が成立した時点のIGV開度に維持しても、サージングの発生を抑えることができる。IGV開度を停止条件が成立した時点のIGV開度は、無負荷運転時開度θ(N)より大きい。このため、IGV開度を停止条件が成立した時点で、ガスタービン10を通過する空気の流量は、IGV開度が無負荷運転時開度θ(N)のときに、ガスタービン10を通過する空気の流量より多い。一方、本実施形態では、IGV開度を、停止条件が成立した時点のIGV開度から無負荷運転時開度θ(N)にまで小さくしてから、この無負荷運転時開度θ(N)に維持する。このため、本実施形態の方が、IGV開度を停止条件が成立した時点のIGV開度に維持した場合よりも、ガスタービン10を通過する空気の流量が少ない。言い換えると、本実施形態の方が、IGV開度を停止条件が成立した時点のIGV開度に維持した場合よりも、ガスタービンロータ11の慣性回転でガスタービン10内を流れようとする空気の流れを強制的に抑えていることになる。従って、本実施形態では、停止条件が成立した以降におけるガスタービンロータ11の回転数の低下を促進することができ、短時間のうちにガスタービン10を停止状態にすることができる。   Even if the IGV opening is maintained at the IGV opening at the time when the stop condition is satisfied when the stop condition is satisfied while the operation state of the gas turbine 10 is changing from the maximum load operation state to the no-load operation state. The occurrence of surging can be suppressed. The IGV opening when the stop condition for the IGV opening is satisfied is larger than the opening θ (N) during no-load operation. For this reason, when the condition for stopping the IGV opening is satisfied, the flow rate of the air passing through the gas turbine 10 passes through the gas turbine 10 when the IGV opening is the no-load operation opening θ (N). More than air flow. On the other hand, in the present embodiment, the IGV opening is reduced from the IGV opening at the time when the stop condition is satisfied to the no-load operation opening θ (N), and then the no-load operation opening θ (N ). For this reason, the flow rate of the air which passes the gas turbine 10 is less than the case where the direction of this embodiment maintains the IGV opening at the IGV opening at the time of the stop condition being satisfied. In other words, in this embodiment, the amount of air that tends to flow in the gas turbine 10 due to the inertial rotation of the gas turbine rotor 11 is greater than when the IGV opening is maintained at the IGV opening when the stop condition is satisfied. The flow is forcibly suppressed. Therefore, in the present embodiment, it is possible to promote a decrease in the rotational speed of the gas turbine rotor 11 after the stop condition is satisfied, and the gas turbine 10 can be brought into a stop state in a short time.

以上では、ガスタービン10の運転状態が最高負荷運転状態から無負荷運転状態に変化している過程で、停止条件が成立した場合について詳細に説明した。しかしながら、本実施形態では、図4のフローチャートを用いて説明したように、最高負荷運転中に停止条件が成立しても、最小負荷運転中に停止条件が成立しても、IGV開度を無負荷運転時開度θ(N)にまで小さくしてから、この無負荷運転時開度θ(N)に維持する。このため、本実施形態では、ガスタービン10の運転状態がいかなる状態で停止条件が成立しても、圧縮機20でのサージングの発生を抑えることができると共に、ガスタービン10を短時間のうちに停止状態にすることができる。   The case where the stop condition is satisfied in the process in which the operation state of the gas turbine 10 is changing from the maximum load operation state to the no load operation state has been described in detail above. However, in the present embodiment, as described with reference to the flowchart of FIG. 4, the IGV opening is not set even if the stop condition is satisfied during the maximum load operation or the stop condition is satisfied during the minimum load operation. After the load operation opening degree θ (N) is reduced, the no-load operation opening degree θ (N) is maintained. For this reason, in the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of surging in the compressor 20 regardless of the operation state of the gas turbine 10 and the stop condition, and the gas turbine 10 can be turned on in a short time. Can be stopped.

また、本実施形態では、吸気量保持工程(S6)で、IGV開度を無負荷運転時開度θ(N)に維持する。この無負荷運転時開度θ(N)は、ガスタービン10を意図的に無負荷運転状態するときのIGV開度と同じである。このため、吸気量保持工程(S6)でのガスタービン10における各種状態の一部が、無負荷運転状態のガスタービン10における各種状態の一部と一致することなる。このため、本実施形態では、吸気量保持工程(S6)における制御装置100やオペレータの負担を軽減することができる。   In the present embodiment, the IGV opening is maintained at the no-load operation opening θ (N) in the intake air amount holding step (S6). The opening degree θ (N) during no-load operation is the same as the IGV opening degree when the gas turbine 10 is intentionally placed in the no-load operation state. For this reason, some of the various states in the gas turbine 10 in the intake air amount maintaining step (S6) coincide with some of the various states in the gas turbine 10 in the no-load operation state. For this reason, in this embodiment, the burden on the control device 100 and the operator in the intake air amount holding step (S6) can be reduced.

また、以上では、燃焼器40で失火が起こった場合のガスタービン10の停止方法について説明した。しかしながら、本実施形態の停止条件には、ガスタービン10で生じた以上のような事象が起こった場合のみならず、ガスタービンプラントのオペレータが停止指令を制御装置100に入力した場合や、ガスタービンプラント外からの停止指令を制御装置100が受け付けた場合も含まれる。したがって、本実施形態では、各種事象により、ガスタービン10を停止する場合でも、圧縮機20でのサージングの発生を抑えることができると共に、ガスタービン10を短時間のうちに停止状態にすることができる。   Further, the method for stopping the gas turbine 10 when misfire has occurred in the combustor 40 has been described above. However, the stop condition of this embodiment includes not only the case where the above-described event occurs in the gas turbine 10, but also the case where the operator of the gas turbine plant inputs a stop command to the control device 100, or the gas turbine A case where the control device 100 receives a stop command from outside the plant is also included. Therefore, in this embodiment, even when the gas turbine 10 is stopped due to various events, the occurrence of surging in the compressor 20 can be suppressed and the gas turbine 10 can be stopped in a short time. it can.

「第二実施形態」
図10及び図11を用いて、第一実施形態としてのガスタービンプラントについて説明する。
"Second embodiment"
The gas turbine plant as the first embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

本実施形態のガスタービンプラントも、第一実施形態のガスタービンプラントと同様、図10に示すように、ガスタービン10aと、発電機60と、制御装置100aと、を備えている。また、本実施形態のガスタービン10aも、第一実施形態のガスタービン10と同様、圧縮機20aと、燃焼器40と、タービン50と、を備えている。本実施形態の圧縮機20aの吸気量調節器30aは、第一実施形態の吸気量調節器30と同様、IGV装置31を有する。但し、本実施形態の吸気量調節器30aは、さらに、複数の可変静翼装置35を有する。   Similarly to the gas turbine plant of the first embodiment, the gas turbine plant of the present embodiment also includes a gas turbine 10a, a generator 60, and a control device 100a, as shown in FIG. Moreover, the gas turbine 10a of this embodiment is also provided with the compressor 20a, the combustor 40, and the turbine 50 similarly to the gas turbine 10 of 1st embodiment. The intake air amount adjuster 30a of the compressor 20a of the present embodiment includes an IGV device 31 like the intake air amount adjuster 30 of the first embodiment. However, the intake air amount adjuster 30a of the present embodiment further includes a plurality of variable stationary blade devices 35.

可変静翼装置35は、圧縮機ケーシング24内の空気流路中であって、複数の可変静翼(以下、VV:Variable Vane)と、複数のVV36を変位させる翼駆動機構37と、を有する。複数のVV36は、複数の動翼列23の間のうちで、いずれかの間に配置されている。複数のVV36は、周方向Dcに並んでいる。翼駆動機構37は、軸線Arから径方向Drに延びる複数のVV36毎の翼回転軸を中心として、各VV36を回転させ、各VV36の開度を変える。すなわち、VV装置35は、軸線方向Daにおける翼の位置がIGV装置31の軸線方向Daの翼の位置が異なることを除いて、IGV装置31と基本構造が同じである。   The variable stationary blade device 35 is in an air flow path in the compressor casing 24 and includes a plurality of variable stationary blades (hereinafter referred to as VV: Variable Vane) and a blade driving mechanism 37 that displaces the plurality of VVs 36. . The plurality of VVs 36 are disposed between any of the plurality of blade rows 23. The plurality of VVs 36 are arranged in the circumferential direction Dc. The blade drive mechanism 37 rotates each VV 36 around the blade rotation axis of each of the plurality of VVs 36 extending in the radial direction Dr from the axis Ar, and changes the opening degree of each VV 36. That is, the VV device 35 has the same basic structure as the IGV device 31 except that the position of the blade in the axial direction Da is different from the position of the blade in the axial direction Da of the IGV device 31.

本実施形態では、複数のVV装置35のうち、第一VV装置35aの複数のVV36は、複数の動翼列23のうち、最も軸線上流側Dauに第一動翼列23aと、この第一動翼例23aに対して軸線下流側Dadに隣接する第二動翼列23bとの間に配置されている。また、第二VV装置35bの複数のVV36は、第二動翼列23bと、この第二動翼例23bに対して軸線下流側Dadに隣接する第三動翼列23cとの間に配置されている。   In the present embodiment, among the plurality of VV devices 35, the plurality of VVs 36 of the first VV device 35 a includes the first moving blade row 23 a on the most upstream side of the plurality of moving blade rows 23 and the first moving blade row 23 a. It arrange | positions between the 2nd moving blade row | line | rows 23b adjacent to the axial downstream side Dad with respect to the moving blade example 23a. The plurality of VVs 36 of the second VV device 35b are arranged between the second moving blade row 23b and the third moving blade row 23c adjacent to the axial downstream side Dad with respect to the second moving blade example 23b. ing.

本実施形態の制御装置100aは、第一実施形態の制御装置100と同様、図11に示すように、入力部101と、停止条件判断部102と、燃料制御部103と、吸気量制御部104aと、を有する。本実施形態の吸気量制御部104aは、第一実施形態の吸気量制御部104と同様、IGV制御部105aを有する。本実施形態の吸気量制御部104aは、さらに、VV制御部105bを有する。   Similar to the control device 100 of the first embodiment, the control device 100a of the present embodiment, as shown in FIG. 11, includes an input unit 101, a stop condition determination unit 102, a fuel control unit 103, and an intake air amount control unit 104a. And having. Similar to the intake air amount control unit 104 of the first embodiment, the intake air amount control unit 104a of the present embodiment includes an IGV control unit 105a. The intake air amount control unit 104a of the present embodiment further includes a VV control unit 105b.

IGV制御部105aは、通常吸気量制御部106aと、停止移行制御部107aと、を有する。このIGV制御部105aの通常吸気量制御部106aは、停止条件が成立していないときのIGV装置31の駆動を制御する。このIGV制御部105aの通常吸気量制御部106aも、第一実施形態の通常吸気量制御部106aと同様、燃料流量とIGV開度との関係を定めた関数を用いて、燃料制御部103が定めた燃料流量に応じたIGV開度を定める。但し、このIGV制御部105aの通常吸気量制御部106aが用いる関数は、VV装置35が存在することを前提として、燃料流量とIGV開度との関係を定めた関数である。このため、このIGV制御部105aの通常吸気量制御部106aが用いる関数で定められる、例えば無負荷運転時開度θ(N)と、第一実施形態の通常吸気量制御部106aが用いる関数で定められる無負荷運転時開度θ(N)とは、実際のIGV開度が異なる場合がある。停止移行制御部107aは、停止条件が成立したときのIGV装置31の駆動を制御する。このIGV制御部105aの停止移行制御部107aは、第一実施形態の停止移行制御部107aと同様に動作する。   The IGV control unit 105a includes a normal intake air amount control unit 106a and a stop transition control unit 107a. The normal intake air amount control unit 106a of the IGV control unit 105a controls driving of the IGV device 31 when the stop condition is not satisfied. Similarly to the normal intake air amount control unit 106a of the first embodiment, the normal intake air amount control unit 106a of the IGV control unit 105a also uses the function that defines the relationship between the fuel flow rate and the IGV opening degree. The IGV opening corresponding to the determined fuel flow rate is determined. However, the function used by the normal intake air amount control unit 106a of the IGV control unit 105a is a function that defines the relationship between the fuel flow rate and the IGV opening degree on the assumption that the VV device 35 exists. For this reason, it is determined by a function used by the normal intake air amount control unit 106a of the IGV control unit 105a, for example, a no-load operation opening degree θ (N) and a function used by the normal intake air amount control unit 106a of the first embodiment. The actual opening degree IGV may differ from the determined no-load operation opening degree θ (N). The stop transition control unit 107a controls driving of the IGV device 31 when the stop condition is satisfied. The stop transition control unit 107a of the IGV control unit 105a operates in the same manner as the stop transition control unit 107a of the first embodiment.

VV制御部105bも、IGV制御部105aと同様に、通常吸気量制御部106bと、停止移行制御部107bと、を有する。このVV制御部105bの通常吸気量制御部106bは、停止条件が成立していないときのVV装置35の駆動を制御する。このVV制御部105bの通常吸気量制御部106bも、第一実施形態の通常吸気量制御部106aと同様、燃料流量とVV開度との関係を定めた関数を用いて、燃料制御部103が定めた燃料流量に応じたVV開度を定める。但し、このVV制御部105bの通常吸気量制御部106bが用いる関数は、IGV装置31が存在することを前提として、燃料流量とVV開度との関係を定めた関数である。停止移行制御部107bは、停止条件が成立したときのVV装置35の駆動を制御する。このVV制御部105bの停止移行制御部107bは、第一実施形態の停止移行制御部107aと同様に動作する。   Similarly to the IGV control unit 105a, the VV control unit 105b also includes a normal intake air amount control unit 106b and a stop transition control unit 107b. The normal intake air amount control unit 106b of the VV control unit 105b controls driving of the VV device 35 when the stop condition is not satisfied. Similarly to the normal intake air amount control unit 106a of the first embodiment, the normal intake air amount control unit 106b of the VV control unit 105b also uses a function that defines the relationship between the fuel flow rate and the VV opening degree. A VV opening corresponding to the determined fuel flow rate is determined. However, the function used by the normal intake air amount control unit 106b of the VV control unit 105b is a function that defines the relationship between the fuel flow rate and the VV opening degree on the assumption that the IGV device 31 exists. The stop transition control unit 107b controls driving of the VV device 35 when the stop condition is satisfied. The stop transition control unit 107b of the VV control unit 105b operates in the same manner as the stop transition control unit 107a of the first embodiment.

次に、本実施形態の制御装置100aの動作について説明する。   Next, the operation of the control device 100a of this embodiment will be described.

制御装置100aの燃料制御部103は、第一実施形態の燃料制御部103と同様に動作する。すわわち、この燃料制御部103も、燃焼器40に供給する燃料流量を外部からの負荷指令が示す負荷に応じた燃料流量にする。また、この燃料制御部103も、停止条件が成立すると、燃焼器40に供給する燃料流量を0にする。   The fuel control unit 103 of the control device 100a operates in the same manner as the fuel control unit 103 of the first embodiment. That is, the fuel control unit 103 also sets the fuel flow rate supplied to the combustor 40 to a fuel flow rate corresponding to the load indicated by the load command from the outside. The fuel control unit 103 also sets the flow rate of fuel supplied to the combustor 40 to zero when the stop condition is satisfied.

また、吸気量制御部104aのIGV制御部105a及びVV制御部105bは、第一実施形態のIGV制御部105aと同様に動作する。すなわち、IGV制御部105aの通常吸気量制御部106a及びVV制御部105bの通常吸気量制御部106bは、ガスタービン10aの運転中に、停止条件が成立していない限り、運転中のガスタービン10aの運転状態に応じた目的の吸気量になるよう、吸気量調節器30aを制御する(S1:通常吸気量制御工程)。IGV制御部105aの通常吸気量制御部106aは、燃料制御部103が求めた燃料流量に応じたIGV開度を定め、このIGV開度をIGV装置31に送る。また、VV制御部105bの通常吸気量制御部106bは、燃料制御部103が求めた燃料流量に応じたVV開度を定め、このVV開度をVV装置35に送る。また、IGV制御部105aの停止移行制御部107a及びVV制御部105bの停止移行制御部107bは、停止条件が成立した場合、第一実施形態の停止移行制御部107aと同様に、第一吸気量減少工程(S4)、吸気量保持条件判断工程(S5)、吸気量保持工程(S6)、解除条件判断工程(S7)、第二吸気量減少工程(S8)を実行する。   Further, the IGV control unit 105a and the VV control unit 105b of the intake air amount control unit 104a operate in the same manner as the IGV control unit 105a of the first embodiment. That is, the normal intake air amount control unit 106a of the IGV control unit 105a and the normal intake air amount control unit 106b of the VV control unit 105b are operating in the gas turbine 10a during operation unless the stop condition is satisfied during operation of the gas turbine 10a. The intake air amount adjuster 30a is controlled so as to achieve the target intake air amount according to the operating state (S1: normal intake air amount control step). The normal intake air amount control unit 106 a of the IGV control unit 105 a determines the IGV opening degree corresponding to the fuel flow rate obtained by the fuel control unit 103, and sends this IGV opening degree to the IGV device 31. In addition, the normal intake air amount control unit 106 b of the VV control unit 105 b determines a VV opening degree according to the fuel flow rate obtained by the fuel control unit 103, and sends this VV opening degree to the VV device 35. Further, when the stop condition is satisfied, the stop transition control unit 107a of the IGV control unit 105a and the stop transition control unit 107b of the VV control unit 105b are similar to the stop transition control unit 107a of the first embodiment in the first intake air amount. A decrease step (S4), an intake air amount holding condition determining step (S5), an intake air amount holding step (S6), a release condition determining step (S7), and a second intake air amount decreasing step (S8) are executed.

よって、本実施形態でも、第一実施形態と同様に、ガスタービン10aを停止する場合、圧縮機20aでのサージングの発生を抑えることができると共に、ガスタービン10aを短時間のうちに停止状態にすることができる。   Therefore, also in this embodiment, when the gas turbine 10a is stopped, the occurrence of surging in the compressor 20a can be suppressed and the gas turbine 10a can be stopped in a short time, as in the first embodiment. can do.

なお、VV装置35の駆動タイミング及び駆動量は、IGV装置31の駆動タイミング及び駆動量と対応してもよいが、IGV装置31の駆動タイミング及び駆動量と対応しなくてもよい。すなわち、VV制御部105bの停止移行制御部107bの動作がIGV制御部105aの停止移行制御部107aの動作と結果として連動してもよいが、VV制御部105bの停止移行制御部107bの動作がIGV制御部105aの停止移行制御部107aの動作と連動しなくてもよい。例えば、吸気量保持条件が成立した場合、VV制御部105bの停止移行制御部107bがVV開度を無負荷運転時開度に維持すると共に、IGV制御部105aの停止移行制御部107aがIGV開度を無負荷運転時開度θ(N)に維持する。しかしながら、吸気量保持条件が成立した場合、吸気量調節器30aが全体として無負荷運転時状態になれば、VV開度及びIGV開度を無負荷運転時開度にしなくてもよい。このように、VV制御部105bの停止移行制御部107bとIGV制御部105aの停止移行制御部107aとを統合的に管理することで、VV制御部105bの停止移行制御部107bの動作とIGV制御部105aの停止移行制御部107aの動作とを連動させなくてもよい。VV制御部105bの停止移行制御部107bの動作とIGV制御部105aの停止移行制御部107aの動作とを連動させない場合、維持すべきIGV開度と維持すべきVV開度とを適宜変更し、さらに、IGV開度の維持タイミングやVV開度の維持タイミングを適宜変更することで、サージングの発生可能性をより低くすることや、ガスタービン10aの停止時間をより短くすることができる。   The drive timing and drive amount of the VV device 35 may correspond to the drive timing and drive amount of the IGV device 31, but may not correspond to the drive timing and drive amount of the IGV device 31. That is, the operation of the stop transition control unit 107b of the VV control unit 105b may be interlocked with the operation of the stop transition control unit 107a of the IGV control unit 105a as a result, but the operation of the stop transition control unit 107b of the VV control unit 105b is The operation of the stop transition control unit 107a of the IGV control unit 105a may not be interlocked. For example, when the intake air amount holding condition is satisfied, the stop transition control unit 107b of the VV control unit 105b maintains the VV opening at the no-load operation opening degree, and the stop transition control unit 107a of the IGV control unit 105a The degree is maintained at the opening degree θ (N) during no-load operation. However, when the intake air amount holding condition is satisfied, the VV opening and the IGV opening may not be set to the no-load operation opening when the intake air regulator 30a is in the no-load operation state as a whole. As described above, the stop transition control unit 107b of the VV control unit 105b and the stop transition control unit 107a of the IGV control unit 105a are integratedly managed, so that the operation of the stop transition control unit 107b of the VV control unit 105b and the IGV control are performed. The operation of the stop transition control unit 107a of the unit 105a may not be linked. If the operation of the stop transition control unit 107b of the VV control unit 105b and the operation of the stop transition control unit 107a of the IGV control unit 105a are not linked, the IGV opening to be maintained and the VV opening to be maintained are appropriately changed, Furthermore, by appropriately changing the maintenance timing of the IGV opening and the maintenance timing of the VV opening, it is possible to reduce the possibility of surging and to shorten the stop time of the gas turbine 10a.

「第三実施形態」
図12及び図13を用いて、第一実施形態としてのガスタービンプラントについて説明する。
"Third embodiment"
The gas turbine plant as the first embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13.

本実施形態のガスタービンプラントは、図12に示すように、第二実施形態のガスタービンプラントに、複数の抽気機構70を追加したプラントである。複数の抽気機構70は、いずれも、圧縮機ケーシング24内から空気を抽気して圧縮機ケーシング24外に排気する機構である。本実施形態のガスタービンプラントは、前段抽気機構70aと中間段抽気機構70bと後段抽気機構70cを備える。   As shown in FIG. 12, the gas turbine plant of this embodiment is a plant in which a plurality of extraction mechanisms 70 are added to the gas turbine plant of the second embodiment. Each of the plurality of extraction mechanisms 70 is a mechanism for extracting air from the compressor casing 24 and exhausting it outside the compressor casing 24. The gas turbine plant of this embodiment includes a front stage bleed mechanism 70a, an intermediate stage bleed mechanism 70b, and a rear stage bleed mechanism 70c.

各抽気機構70は、いずれも、抽気ライン71と、この抽気ライン71から分岐している冷却空気ライン73と、抽気ライン71に設けられている抽気弁72及び圧力計75と、冷却空気ライン73に設けられている冷却空気弁74と、を備えている。   Each of the bleed mechanisms 70 has a bleed line 71, a cooling air line 73 branched from the bleed line 71, a bleed valve 72 and a pressure gauge 75 provided in the bleed line 71, and a cooling air line 73. The cooling air valve 74 is provided.

圧縮機ケーシング24で、軸線上流側Dauの段(前方段)に相当する位置には、前段抽気口28aが形成されている。圧縮機ケーシング24で、軸線方向Daにおける中間の段(中間段)に相当する位置には、中間段抽気口28bが形成されている。圧縮機ケーシング24で、軸線下流側Dadの段(後方段)に相当する位置には、後段抽気口28cが形成されている。前段抽気口28aには、前段抽気機構70aの前段抽気ライン71aが接続されている。中間段抽気口28bには、中間段抽気機構70bの中間段抽気ライン71bが接続されている。後段抽気口28cには、後段抽気機構70cの後段抽気ライン71cが接続されている。各抽気ライン71a,71b,71cは、いずれも、タービンケーシング54の抽気排気口58に接続されている。この抽気排気口58は、タービンケーシング54中で、タービン50の最終動翼列53aよりも軸線下流側Dadの位置である。   In the compressor casing 24, a front stage bleed port 28a is formed at a position corresponding to the stage (front stage) on the axial upstream side Dau. In the compressor casing 24, an intermediate stage bleed port 28b is formed at a position corresponding to an intermediate stage (intermediate stage) in the axial direction Da. In the compressor casing 24, a rear stage bleed port 28c is formed at a position corresponding to the stage (rear stage) on the downstream side of the axis Dad. A front bleed line 71a of the front bleed mechanism 70a is connected to the front bleed port 28a. An intermediate stage extraction line 71b of the intermediate stage extraction mechanism 70b is connected to the intermediate stage extraction port 28b. A rear bleed line 71c of the rear bleed mechanism 70c is connected to the rear bleed port 28c. Each of the extraction lines 71a, 71b, 71c is connected to an extraction exhaust port 58 of the turbine casing 54. The bleed air exhaust port 58 is located at the position downstream of the axial line Dad in the turbine casing 54 with respect to the final moving blade row 53 a of the turbine 50.

後段冷却空気ライン73aは、前段抽気ライン71aから分岐している。この後段冷却空気ライン73aは、タービンケーシング54中で、軸線下流側Dauの段(後方段)に相当する位置に接続されている。後段冷却空気弁74aは、この後段冷却空気ライン73aに設けられている。また、前段抽気弁72aは、前段抽気ライン71a中であって、後段冷却空気ライン73aの分岐位置よりも、空気流れの下流側に設けられている。前段抽気ライン71a中であって、後段冷却空気ライン73aの分岐位置よりも、空気流れの上流側には、この前段抽気ライン71a中の圧力を検知する前段圧力計75aが設けられている。中間段冷却空気ライン73bは、中間段抽気ライン71bから分岐している。この中間段冷却空気ライン73bは、タービンケーシング54中で、軸線方向Daにおける中間の段(中間段)に相当する位置に接続されている。中間段冷却空気弁74bは、この中間段冷却空気ライン73bに設けられている。また、中間段抽気弁72bは、中間段抽気ライン71b中であって、中間段冷却空気ライン73bの分岐位置よりも、空気流れの下流側に設けられている。中間段抽気ライン71b中であって、中間段冷却空気ライン73bの分岐位置よりも、空気流れの上流側には、この中間段抽気ライン71b中の圧力を検知する中間段圧力計75bが設けられている。前段冷却空気ライン73cは、後段抽気ライン71cから分岐している。この前段冷却空気ライン73cは、タービンケーシング54中で、軸線上流側Dauの段(前方段)に相当する位置に接続されている。前段冷却空気弁74cは、前段冷却空気ライン73cに設けられている。また、後段抽気弁72cは、後段抽気ライン71c中であって、前段冷却空気ライン73cの分岐位置よりも、空気流れの下流側に設けられている。後段抽気ライン71c中であって、前段冷却空気ライン73cの分岐位置よりも、空気流れの上流側には、この後段抽気ライン71c中の圧力を検知する後段圧力計75cが設けられている。   The rear cooling air line 73a branches off from the front extraction air line 71a. The rear cooling air line 73a is connected to a position corresponding to a stage (rear stage) on the downstream side of the axis Dau in the turbine casing 54. The rear cooling air valve 74a is provided in the rear cooling air line 73a. Further, the front stage bleed valve 72a is provided in the front stage bleed line 71a and on the downstream side of the air flow with respect to the branch position of the rear stage cooling air line 73a. A pre-stage pressure gauge 75a for detecting the pressure in the pre-stage extraction line 71a is provided in the pre-stage extraction line 71a and upstream of the branch position of the post-stage cooling air line 73a. The intermediate stage cooling air line 73b branches from the intermediate stage extraction line 71b. The intermediate stage cooling air line 73b is connected to a position corresponding to an intermediate stage (intermediate stage) in the axial direction Da in the turbine casing 54. The intermediate stage cooling air valve 74b is provided in the intermediate stage cooling air line 73b. The intermediate stage bleed valve 72b is provided in the intermediate stage bleed line 71b and downstream of the branching position of the intermediate stage cooling air line 73b. An intermediate-stage pressure gauge 75b for detecting the pressure in the intermediate-stage extraction line 71b is provided in the intermediate-stage extraction line 71b and upstream of the branch position of the intermediate-stage cooling air line 73b. ing. The front-stage cooling air line 73c branches from the rear-stage extraction line 71c. This front-stage cooling air line 73c is connected to a position corresponding to the stage (front stage) on the axial upstream side Dau in the turbine casing 54. The front cooling air valve 74c is provided in the front cooling air line 73c. Further, the rear stage bleed valve 72c is provided in the rear stage bleed line 71c and on the downstream side of the air flow with respect to the branch position of the front stage cooling air line 73c. A post-stage pressure gauge 75c for detecting the pressure in the post-stage extraction line 71c is provided in the post-stage extraction line 71c and upstream of the branch position of the pre-stage cooling air line 73c.

本実施形態の制御装置100bは、図13に示すように、第二実施形態の制御装置100aと同様、入力部101と、停止条件判断部102と、燃料制御部103と、吸気量制御部104aと、を有する。本実施形態の制御装置100bは、さらに、抽気制御部108を有する。抽気制御部108は、後段冷却空気弁74a、前段抽気弁72a、中間段冷却空気弁74b、中間段抽気弁72b、前段冷却空気弁74c、及び後段抽気弁72cの動作を制御する。この抽気制御部108は、IGV開度、VV開度や、圧縮機20aの回転数等に応じて、これらの弁の動作を制御する。   As shown in FIG. 13, the control device 100b according to the present embodiment is similar to the control device 100a according to the second embodiment. The input unit 101, the stop condition determination unit 102, the fuel control unit 103, and the intake air amount control unit 104a. And having. The control device 100b of the present embodiment further includes an extraction control unit 108. The extraction control unit 108 controls the operations of the rear stage cooling air valve 74a, the front stage extraction valve 72a, the intermediate stage cooling air valve 74b, the intermediate stage extraction valve 72b, the front stage cooling air valve 74c, and the rear stage extraction valve 72c. The extraction control unit 108 controls the operation of these valves according to the IGV opening, the VV opening, the rotation speed of the compressor 20a, and the like.

停止条件が成立して、IGV開度やVV開度が無負荷運転時開度になった以降、つまり、吸気量保持工程(S6)以降でも、圧縮機20aの構成によっては、圧縮機ケーシング24内の一部でサージング発生の可能性が高まる場合がある。本実施形態では、このような場合に、後段冷却空気弁74a、前段抽気弁72a、中間段冷却空気弁74b、中間段抽気弁72b、前段冷却空気弁74c、及び後段抽気弁72cの動作を制御して、サージング発生を抑える。   Even after the stop condition is satisfied and the IGV opening or the VV opening becomes the opening during no-load operation, that is, after the intake air amount holding step (S6), depending on the configuration of the compressor 20a, the compressor casing 24 In some cases, the possibility of occurrence of surging may increase. In this embodiment, in such a case, the operations of the rear-stage cooling air valve 74a, the front-stage extraction valve 72a, the intermediate-stage cooling air valve 74b, the intermediate-stage extraction valve 72b, the front-stage cooling air valve 74c, and the rear-stage extraction valve 72c are controlled. To suppress the occurrence of surging.

例えば、吸気量保持工程(S6)中であって、IGV開度やVV開度が無負荷運転時開度になった時点では、図12に示すように、圧縮機20aの後方段Srや中間段Smでサージング発生の可能性が高まる場合がある。圧縮機20aの後方段Srでサージング発生の可能性が高まる場合、後方段Srを通過する空気の流量を多くするために、後段冷却空気弁74a、前段抽気弁72a、中間段冷却空気弁74b、中間段抽気弁72b、前段冷却空気弁74c、及び後段抽気弁72cの全てを閉にする。また、圧縮機20aの中間段Smでサージング発生の可能性が高まる場合、中間段Smを通過する空気の流量を多くするために、後段冷却空気弁74a、前段抽気弁72a、中間段冷却空気弁74b、中間段抽気弁72b、及び前段冷却空気弁74cを閉にし、後段抽気弁72cを開にする(第一抽気工程)。各抽気ライン71が接続されているタービンケーシング54の抽気排気口58が形成されている位置の圧力は、圧縮機ケーシング24の各位置での圧力、及び中間ケーシング15内の圧力よりも低い。このため、後段抽気弁72cが開くと、圧縮機ケーシング24内の中間段Sm付近に存在する空気が、後段抽気ライン71cを経て、外部に排気される。この結果、圧縮機ケーシング24内の中間段Sm付近での流量が増加し、中間段Smでのサージング発生を抑えることができる。   For example, during the intake air amount holding step (S6), when the IGV opening or the VV opening becomes the no-load operation opening, as shown in FIG. 12, the rear stage Sr or middle of the compressor 20a The possibility of surging may increase at the stage Sm. When the possibility of occurrence of surging increases in the rear stage Sr of the compressor 20a, in order to increase the flow rate of the air passing through the rear stage Sr, the rear stage cooling air valve 74a, the front stage extraction valve 72a, the intermediate stage cooling air valve 74b, All of the intermediate stage extraction valve 72b, the front stage cooling air valve 74c, and the rear stage extraction valve 72c are closed. Further, when the possibility of occurrence of surging increases in the intermediate stage Sm of the compressor 20a, in order to increase the flow rate of air passing through the intermediate stage Sm, the rear stage cooling air valve 74a, the front stage extraction valve 72a, the intermediate stage cooling air valve 74b, the intermediate stage extraction valve 72b, and the front stage cooling air valve 74c are closed, and the rear stage extraction valve 72c is opened (first extraction process). The pressure at the position where the bleed exhaust port 58 of the turbine casing 54 to which each bleed line 71 is connected is lower than the pressure at each position of the compressor casing 24 and the pressure inside the intermediate casing 15. For this reason, when the rear stage bleed valve 72c is opened, the air existing in the vicinity of the intermediate stage Sm in the compressor casing 24 is exhausted to the outside via the rear stage bleed line 71c. As a result, the flow rate in the vicinity of the intermediate stage Sm in the compressor casing 24 increases, and the occurrence of surging in the intermediate stage Sm can be suppressed.

抽気制御部108は、吸気量制御部104aから、停止条件が成立したこと、及び吸気量調節器30aが無負荷運転時状態になったことを受け付けることで、第一抽気工程を実行する。また、抽気制御部108は、解除条件が成立すると、後段抽気弁72cを閉じる。つまり、抽気制御部108は、解除条件が成立すると、後段抽気弁72cを閉じる等で、第一抽気工程を終了する。   The extraction control unit 108 executes the first extraction step by receiving from the intake air amount control unit 104a that the stop condition is satisfied and that the intake air amount controller 30a is in the no-load operation state. In addition, when the release condition is satisfied, the extraction control unit 108 closes the rear extraction valve 72c. That is, when the release condition is satisfied, the extraction control unit 108 ends the first extraction process by closing the subsequent extraction valve 72c or the like.

図3を用いて説明したように、圧縮機の回転数が小さくなるに連れて、サージングラインLs上で、回転数に対応したチョークラインLcとの交点の位置は、修正吸気量が少なくなる側にシフトする。すなわち、圧縮機の回転数が小さくなるに連れて、サージングが発生し得る運転点の圧力比及び吸気量が小さくなる。このため、ガスタービン用の圧縮機では、定格回転数の40%〜60%の回転数のあたりで、サージング発生の可能性が高まる場合がある。この場合のサージング発生は、圧縮機の前方段Sfになる。圧縮機20aの前方段Sfでサージング発生の可能性が高まる場合、前方段Sfを通過する空気の流量を多くするために、後段冷却空気弁74a、中間段冷却空気弁74b、中間段抽気弁72b、前段冷却空気弁74c、及び後段抽気弁72cを閉にし、前段抽気弁72aを開にする(第二抽気工程)。また、必要に応じて、中間段抽気弁72bを開にする。この結果、圧縮機ケーシング24内の前方段Sf付近に存在する空気が、前段抽気ライン71aを経て、外部に排気され、前方段Sfでのサージング発生を抑えることができる。   As described with reference to FIG. 3, as the rotational speed of the compressor decreases, the position of the intersection with the choke line Lc corresponding to the rotational speed on the surging line Ls is the side where the corrected intake air amount decreases. Shift to. That is, as the rotation speed of the compressor decreases, the pressure ratio and intake air amount at the operating point where surging can occur are reduced. For this reason, in a compressor for a gas turbine, the possibility of occurrence of surging may increase around the rotational speed of 40% to 60% of the rated rotational speed. In this case, surging occurs in the front stage Sf of the compressor. When the possibility of surging increases at the front stage Sf of the compressor 20a, in order to increase the flow rate of the air passing through the front stage Sf, the rear stage cooling air valve 74a, the intermediate stage cooling air valve 74b, and the intermediate stage extraction valve 72b. The front-stage cooling air valve 74c and the rear-stage extraction valve 72c are closed, and the front-stage extraction valve 72a is opened (second extraction process). Further, the intermediate stage bleed valve 72b is opened as necessary. As a result, the air existing in the vicinity of the front stage Sf in the compressor casing 24 is exhausted to the outside through the front stage extraction line 71a, and the occurrence of surging in the front stage Sf can be suppressed.

抽気制御部108は、吸気量制御部104aから第二吸気量減少工程(S8)が終了したことを受け付け、且つ、回転数で検知された回転数が定格回転数の例えば60%〜40%になったことで、第二抽気工程を実行する。また、抽気制御部108は、回転数で検知された回転数が定格回転数の例えば30%になると、前段段抽気弁72aを閉じる。つまり、抽気制御部108は、回転数で検知された回転数が定格回転数の例えば30%になると、第二抽気工程を終了する。   The extraction control unit 108 receives the end of the second intake amount reduction step (S8) from the intake amount control unit 104a, and the detected rotation number is, for example, 60% to 40% of the rated rotation number. As a result, the second extraction process is executed. Further, the extraction control unit 108 closes the pre-stage extraction valve 72a when the number of rotations detected by the number of rotations is, for example, 30% of the rated number of rotations. That is, the extraction control unit 108 ends the second extraction process when the number of rotations detected by the number of rotations is, for example, 30% of the rated number of rotations.

以上のように、本実施形態では、吸気量保持工程(S6)以降において、圧縮機ケーシング24内の一部でのサージング発生を抑えることができる。   As described above, in the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of surging in a part of the compressor casing 24 after the intake air amount holding step (S6).

なお、本実施形態では、圧縮機20aの回転数に応じて、抽気弁72の開閉を行うが、対応する抽気ライン71の圧力に応じて、抽気弁72の開閉を行うようにしてもよい。また、本実施形態のガスタービンプラントは、第二実施形態のガスタービンプラントに抽気機構70を追加したプラントである。しかしながら、第一実施形態のガスタービンプラントに抽気機構70を追加し、この抽気機構70を以上と同様に制御してもよい。   In the present embodiment, the bleed valve 72 is opened / closed according to the rotational speed of the compressor 20a. However, the bleed valve 72 may be opened / closed according to the pressure of the corresponding bleed line 71. Moreover, the gas turbine plant of this embodiment is a plant which added the extraction mechanism 70 to the gas turbine plant of 2nd embodiment. However, the extraction mechanism 70 may be added to the gas turbine plant of the first embodiment, and the extraction mechanism 70 may be controlled in the same manner as described above.

「変形例」
以上の実施形態の吸気量保持工程(S6)では、吸気量調節器30,30aを無負荷運転時状態に維持する。しかしながら、吸気量保持工程では、吸気量調節器30,30aを、無負荷運転時状態と最小負荷運転時状態との間の状態に維持してもよい。この場合、圧縮機のサージング発生を抑えることができるものの、ガスタービンロータ11が停止状態になるまでの時間が以上の実施形態よりも長くなる。このため、吸気量保持工程では、吸気量調節器30,30aを、無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の状態に維持する場合でも、無負荷運転時状態と最小負荷運転時状態との間の中間状態よりも最小負荷運転時状態側の状態であることが好ましい。
"Modification"
In the intake air amount holding step (S6) of the above embodiment, the intake air amount adjusters 30 and 30a are maintained in the no-load operation state. However, in the intake air amount maintaining step, the intake air amount adjusters 30 and 30a may be maintained in a state between the no-load operation state and the minimum load operation state. In this case, although the occurrence of surging of the compressor can be suppressed, the time until the gas turbine rotor 11 is stopped is longer than that in the above embodiment. Therefore, in the intake air amount holding step, even when the intake air amount adjusters 30 and 30a are maintained in a state between the no-load operation state and the minimum load operation state, the no-load operation state and the minimum load operation are performed. It is preferable that the state is a state on the minimum load operation state side than an intermediate state between the hour state.

以上の実施形態では、圧縮機の回転数が解除回転数になったことを解除条件にしている。しかしながら、吐出圧計82で検知された吐出圧が解除吐出圧になったことを解除条件にしてもよい。この場合、IGV開度により定まる修正吸気量と圧縮機の回転数とから、サージマージンが大きい運転点を定め、この運転点における圧力比から定まる吐出圧を解除吐出圧とする。   In the above embodiment, the release condition is that the rotation speed of the compressor becomes the release rotation speed. However, the release condition may be that the discharge pressure detected by the discharge pressure gauge 82 becomes the release discharge pressure. In this case, an operating point with a large surge margin is determined from the corrected intake air amount determined by the IGV opening and the rotational speed of the compressor, and the discharge pressure determined from the pressure ratio at this operating point is set as the release discharge pressure.

10,10a:ガスタービン
11:ガスタービンロータ
14:ガスタービンケーシング
15:中間ケーシング
20,20a:圧縮機
21:圧縮機ロータ
22:ロータ軸
23:動翼列
24:圧縮機ケーシング
25:吸気口
26:吐出口
27:静翼列
28a:前段抽気口
28b:中間段抽気口
28c:後段抽気口
30,30a:吸気量調節器
31:入口案内翼装置(IGV装置)
32:入口案内翼(IGV)
33:翼駆動機構
35:可変静翼装置(VV装置)
36:可変静翼(VV)
37:翼駆動機構
40:燃焼器
41:燃料ライン
42:燃料流量調節弁
50:タービン
51:タービンロータ
52:ロータ軸
53:動翼列
54:タービンケーシング
57:静翼列
58:抽気排気口
60:発電機
61:発電機ロータ
62:電源線
63:遮断器
64:変圧器
65:外部電力系統
70:抽気機構
70a:前段抽気機構
70b:中間段抽気機構
70c:後段抽気機構
71:抽気ライン
71a:前段抽気ライン
71b:中間段抽気ライン
71c:後段抽気ライン
72:抽気弁
72a:前段抽気弁
72b:中間段抽気弁
72c:後段抽気弁
73:冷却空気ライン
73a:後段冷却空気ライン
73b:中間段冷却空気ライン
73c:前段冷却空気ライン
74:冷却空気弁
74a:後段冷却空気弁
74b:中間段冷却空気弁
74c:前段冷却空気弁
75:圧力計
75a:前段圧力計
75b:中間段圧力計
75c:後段圧力計
80:回転数計
81:振動計
82:吐出圧計
83:排気温度計
100,100a,100b:制御装置
101:入力部
102:停止条件判断部
103:燃料制御部
104,104a:吸気量制御部
105a:IGV制御部
106a:通常吸気量制御部
107a:停止移行制御部
105b:VV制御部
106b:通常吸気量制御部
107b:停止移行制御部
108:抽気制御部
Ar:軸線
Da:軸線方向
Dau:軸線上流側
Dad:軸線下流側
Dc:周方向
Dr:径方向
10, 10a: Gas turbine 11: Gas turbine rotor 14: Gas turbine casing 15: Intermediate casing 20, 20a: Compressor 21: Compressor rotor 22: Rotor shaft 23: Rotor blade row 24: Compressor casing 25: Inlet 26 : Discharge port 27: Stator blade row 28a: Pre-stage bleed port 28b: Intermediate-stage bleed port 28c: Sub-stage bleed port 30, 30a: Intake air amount adjuster 31: Inlet guide wing device (IGV device)
32: Inlet guide vane (IGV)
33: Blade drive mechanism 35: Variable stationary blade device (VV device)
36: Variable vane (VV)
37: Blade drive mechanism 40: Combustor 41: Fuel line 42: Fuel flow rate adjustment valve 50: Turbine 51: Turbine rotor 52: Rotor shaft 53: Rotor blade row 54: Turbine casing 57: Stator blade row 58: Extraction exhaust port 60 : Generator 61: Generator rotor 62: Power line 63: Circuit breaker 64: Transformer 65: External power system 70: Extraction mechanism 70a: Pre-stage extraction mechanism 70b: Intermediate-stage extraction mechanism 70c: Sub-stage extraction mechanism 71: Extraction line 71a : Pre-stage extraction line 71b: Intermediate-stage extraction line 71c: Sub-stage extraction line 72: Extraction valve 72a: Pre-stage extraction valve 72b: Intermediate-stage extraction valve 72c: Sub-stage extraction valve 73: Cooling air line 73a: Sub-stage cooling air line 73b: Intermediate stage Cooling air line 73c: front stage cooling air line 74: cooling air valve 74a: rear stage cooling air valve 74b: intermediate stage cooling air valve 74c: front stage cooling Gas valve 75: Pressure gauge 75a: Pre-stage pressure gauge 75b: Intermediate-stage pressure gauge 75c: Rear-stage pressure gauge 80: Revolution meter 81: Vibrometer 82: Discharge pressure gauge 83: Exhaust thermometers 100, 100a, 100b: Controller 101: Input unit 102: Stop condition determining unit 103: Fuel control unit 104, 104a: Intake amount control unit 105a: IGV control unit 106a: Normal intake amount control unit 107a: Stop transition control unit 105b: VV control unit 106b: Normal intake amount control Unit 107b: stop transition control unit 108: bleed control unit Ar: axis Da: axial direction Dau: axis upstream Dad: axis downstream Dc: circumferential direction Dr: radial direction

Claims (19)

空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備え、
前記圧縮機が、軸線を中心として回転する圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータの外周側を覆う圧縮機ケーシングと、前記圧縮機ケーシング内に流入する空気の吸気量を調節する吸気量調節器と、を有するガスタービンの停止方法において、
予め定められた停止条件が成立していないときに、前記吸気量が目的の吸気量になるよう、前記吸気量調節器を駆動させる通常吸気量制御工程と、
前記停止条件が成立すると、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第一吸気量減少工程と、
前記第一吸気量減少工程の実行中に、予め定めた吸気量保持条件が成立すると、前記吸気量調節器の駆動を停止させる吸気量保持工程と、
前記吸気量保持工程の実行中に、予め定められた解除条件が成立すると、前記吸気量調節器がガスタービン停止時状態になるまで、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第二吸気量減少工程と、
を実行するガスタービンの停止方法。
A compressor that compresses air; a combustor that generates fuel by burning fuel in the air compressed by the compressor; and a turbine that is driven by the combustion gas,
A compressor rotor in which the compressor rotates about an axis; a compressor casing that covers an outer peripheral side of the compressor rotor; and an intake air amount regulator that adjusts an intake air amount of air flowing into the compressor casing; In a method for stopping a gas turbine,
A normal intake air amount control step of driving the intake air amount regulator so that the intake air amount becomes a target intake air amount when a predetermined stop condition is not satisfied;
A first intake air amount reduction step of driving the intake air amount regulator so that the intake air amount decreases when the stop condition is satisfied;
An intake air amount holding step for stopping driving of the intake air amount regulator when a predetermined intake air amount holding condition is satisfied during execution of the first intake air amount decreasing step;
When a predetermined release condition is satisfied during execution of the intake air amount holding step, the intake air amount controller is driven so that the intake air amount decreases until the intake air amount adjuster enters a gas turbine stop state. A second intake air amount reduction step to be performed;
To stop the gas turbine.
請求項1に記載のガスタービンの停止方法において、
前記吸気量調節器は、前記ガスタービンに最大負荷がかかっているときの最大負荷運転時状態と、前記ガスタービンに最小負荷がかかっているときの最小負荷運転時状態と、前記ガスタービンに負荷がかかっていないときの無負荷運転時状態と、前記ガスタービン停止時状態と、これらの状態の間の状態と、になり、
前記無負荷運転時状態は、前記吸気量を前記ガスタービン停止時状態よりも多くすることができる状態であり、
前記最小負荷運転時状態は、前記吸気量を前記無負荷運転時状態よりも多くすることができる状態であり、
前記最大負荷運転時状態は、前記吸気量を前記最小負荷運転時状態よりも多くすることができる状態であり、
前記吸気量保持条件は、前記吸気量調節器が、前記無負荷運転時状態になること、又は、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の状態になること、である、
ガスタービンの停止方法。
The method for stopping a gas turbine according to claim 1,
The intake air amount adjuster includes a maximum load operation state when a maximum load is applied to the gas turbine, a minimum load operation state when a minimum load is applied to the gas turbine, and a load on the gas turbine. A state at the time of no-load operation when it is not applied, a state when the gas turbine is stopped, and a state between these states,
The no-load operation state is a state in which the intake air amount can be made larger than the gas turbine stop state,
The minimum load operation state is a state in which the intake air amount can be made larger than the no-load operation state,
The maximum load operation state is a state in which the intake air amount can be made larger than the minimum load operation state,
The intake air amount holding condition is that the intake air amount controller is in the no-load operation state or a state between the no-load operation state and the minimum load operation state. ,
How to stop a gas turbine.
請求項2に記載のガスタービンの停止方法において、
前記吸気量保持条件は、前記吸気量調節器が、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の状態であって、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の中間状態よりも前記最小負荷運転時状態側の状態になることである、
ガスタービンの停止方法。
The method for stopping a gas turbine according to claim 2,
The intake air amount holding condition is a state between the no-load operation state and the minimum load operation state when the intake air amount adjuster is in the no-load operation state and the minimum load operation state. It is to become a state on the state side during the minimum load operation than the intermediate state between
How to stop a gas turbine.
請求項1から3のいずれか一項に記載のガスタービンの停止方法において、
前記解除条件は、前記圧縮機ロータの回転数が、前記圧縮機の定格回転数よりも、前記定格回転数に対する所定の割合分の回転数分だけ低い回転数になることである、
ガスタービンの停止方法。
In the gas turbine stop method according to any one of claims 1 to 3,
The release condition is that the rotational speed of the compressor rotor is lower than the rated rotational speed of the compressor by a rotational speed corresponding to a predetermined ratio with respect to the rated rotational speed.
How to stop a gas turbine.
請求項1から3のいずれか一項に記載のガスタービンの停止方法において、
前記解除条件は、前記圧縮機の吐出圧が、予め定めた解除吐出圧にまで低下したことである、
ガスタービンの停止方法。
In the gas turbine stop method according to any one of claims 1 to 3,
The release condition is that the discharge pressure of the compressor is reduced to a predetermined release discharge pressure.
How to stop a gas turbine.
請求項1から5のいずれか一項に記載のガスタービンの停止方法において、
前記圧縮機は、前記軸線を中心として、前記軸線が延びる軸線方向に長い圧縮機ロータ軸と、前記軸線方向に互いの間隔をあけて並んで前記圧縮機ロータ軸に固定されている複数の動翼列と、を有し、
前記圧縮機ケーシングには、前記軸線方向の一方側である軸線上流側の端に吸気口が形成され、前記軸線上流側とは反対側である軸線下流側の端に吐出口が形成され、
前記吸気量調節器は、入口案内翼装置と、可変静翼装置とのうち、少なくとも前記入口案内翼装置を有し、
前記入口案内翼装置は、前記圧縮機ケーシング内の空気流路中であって、複数の動翼段のうち、最も軸線上流側の第一動翼列よりも軸線上流側に配置されて、前記圧縮機ケーシングに取り付けられている入口案内翼と、前記入口案内翼を変位させる翼駆動機構と、を有し、
前記可変静翼装置は、前記圧縮機ケーシング内の空気流路中であって、複数の動翼列の間のうちで、いずれかの間に配置されて、前記圧縮機ケーシングに取り付けられている静翼と、前記静翼を変位させる翼駆動機構と、を有する、
ガスタービンの停止方法。
In the gas turbine stop method according to any one of claims 1 to 5,
The compressor has a compressor rotor shaft that is long in an axial direction in which the axis extends around the axis, and a plurality of motions that are fixed to the compressor rotor shaft side by side in the axial direction. A cascade, and
In the compressor casing, an intake port is formed at an end on the upstream side of the axis that is one side in the axial direction, and a discharge port is formed at an end on the downstream side of the axis that is opposite to the upstream side of the axis,
The intake air amount adjuster has at least the inlet guide blade device among an inlet guide blade device and a variable stationary blade device,
The inlet guide vane device is disposed in the air flow path in the compressor casing, and is arranged on the upstream side of the first moving blade row on the most upstream side of the plurality of moving blade stages, An inlet guide vane attached to the compressor casing, and a blade drive mechanism for displacing the inlet guide vane,
The variable stationary blade device is disposed in any one of a plurality of blade rows in an air flow path in the compressor casing, and is attached to the compressor casing. A stationary blade, and a blade driving mechanism that displaces the stationary blade,
How to stop a gas turbine.
請求項6に記載のガスタービンの停止方法において、
前記吸気量調節器は、前記入口案内翼装置と、前記可変静翼装置と、を有し、
前記吸気量保持工程では、前記入口案内翼装置と前記可変静翼装置との駆動状態が異なる、
ガスタービンの停止方法。
The method for stopping a gas turbine according to claim 6, wherein
The intake air amount regulator has the inlet guide vane device and the variable stator vane device,
In the intake amount holding step, the driving state of the inlet guide vane device and the variable stator vane device is different.
How to stop a gas turbine.
請求項1から7のいずれか一項に記載のガスタービンの停止方法において、
前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気して前記圧縮機ケーシング外に排気する抽気機構を備え、
前記吸気量保持工程以降に、前記抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気する抽気工程を実行する、
ガスタービンの停止方法。
In the gas turbine stop method according to any one of claims 1 to 7,
An extraction mechanism for extracting air from the compressor casing and exhausting the air out of the compressor casing;
After the intake amount holding step, the extraction step of exhausting air from the compressor casing by the extraction mechanism is performed.
How to stop a gas turbine.
請求項1から7のいずれか一項に記載のガスタービンの停止方法において、
前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気して前記圧縮機ケーシング外に排気する複数の抽気機構を備え、
複数の前記抽気機構は、前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気する抽気位置が軸線方向で互いに異なり、
前記吸気量保持工程以降に、複数の前記抽気機構のうちいずれか一の抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気する抽気工程を実行し、
前記抽気工程は、前記吸気量保持工程の実行中に、複数の前記抽気機構のうち、抽気位置が前記軸線方向で最も軸線下流側の後段抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気し、残りの抽気機構では、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気しない第一抽気工程と、前記第二吸気量減少工程の実行後に、複数の前記抽気機構のうち、複数の前記抽気機構のうち、抽気位置が前記軸線方向で最も軸線上流側の前段抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気し、残りの抽気機構では、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気しない第二抽気工程と、を含む、
ガスタービンの停止方法。
In the gas turbine stop method according to any one of claims 1 to 7,
A plurality of extraction mechanisms for extracting air from the compressor casing and exhausting it out of the compressor casing;
The plurality of bleed mechanisms are different from each other in the axial direction in the bleed positions for extracting air from the compressor casing,
After the intake amount holding step, execute a bleed step of exhausting air from the compressor casing by any one of the bleed mechanisms.
In the extraction step, air is exhausted from the compressor casing by a subsequent extraction mechanism whose extraction position is the most downstream in the axial direction among the plurality of extraction mechanisms during the intake amount holding step. In the remaining bleed mechanisms, after performing the first bleed process that does not exhaust air from the compressor casing and the second intake air amount decrease process, among the multiple bleed mechanisms, among the multiple bleed mechanisms, A second extraction step in which air is exhausted from inside the compressor casing by a pre-stage air extraction mechanism whose upstream position is in the axial direction in the axial direction, and in the remaining extraction mechanisms, air is not exhausted from the compressor casing; including,
How to stop a gas turbine.
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、
を備え、
前記圧縮機が、軸線を中心として回転する圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータの外周側を覆う圧縮機ケーシングと、前記圧縮機ケーシング内に流入する空気の吸気量を調節する吸気量調節器と、を有する、
ガスタービンの制御装置において、
予め定められた停止条件が成立していないときに、前記吸気量が目的の吸気量になるよう、前記吸気量調節器を駆動させる通常吸気量制御部と、
前記停止条件が成立すると、条件に応じて前記吸気量調節器を駆動させる停止移行制御部と、
を有し、
前記停止移行制御部は、
前記停止条件が成立すると、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第一吸気量減少工程と、
前記第一吸気量減少工程の実行中に、予め定めた吸気量保持条件が成立すると、前記吸気量調節器の駆動を停止させる吸気量保持工程と、
前記吸気量保持工程の実行中に、予め定められた解除条件が成立すると、前記吸気量調節器がガスタービン停止時状態になるまで、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第二吸気量減少工程と、
を実行する、
ガスタービンの制御装置。
A compressor for compressing air;
A combustor that generates a combustion gas by burning fuel in air compressed by the compressor;
A turbine driven by the combustion gas;
With
A compressor rotor in which the compressor rotates about an axis; a compressor casing that covers an outer peripheral side of the compressor rotor; and an intake air amount regulator that adjusts an intake air amount of air flowing into the compressor casing; Having
In a gas turbine control device,
A normal intake air amount control unit that drives the intake air amount regulator so that the intake air amount becomes a target intake air amount when a predetermined stop condition is not satisfied;
When the stop condition is satisfied, a stop transition control unit that drives the intake air amount controller according to the condition;
Have
The stop transition control unit is
A first intake air amount reduction step of driving the intake air amount regulator so that the intake air amount decreases when the stop condition is satisfied;
An intake air amount holding step for stopping driving of the intake air amount regulator when a predetermined intake air amount holding condition is satisfied during execution of the first intake air amount decreasing step;
When a predetermined release condition is satisfied during execution of the intake air amount holding step, the intake air amount controller is driven so that the intake air amount decreases until the intake air amount adjuster enters a gas turbine stop state. A second intake air amount reduction step to be performed;
Run the
Control device for gas turbine.
ガスタービンと、
前記ガスタービンを制御する制御装置と、
を備え、
前記ガスタービンは、
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、
を備え、
前記圧縮機は、軸線を中心として回転する圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータの外周側を覆う圧縮機ケーシングと、前記圧縮機ケーシング内に流入する空気の吸気量を調節する吸気量調節器と、を有し、
前記制御装置は、
予め定められた停止条件が成立していないときに、前記吸気量が目的の空気吸気量になるよう、前記吸気量調節器を駆動させる通常吸気量制御部と、
前記停止条件が成立すると、条件に応じて前記吸気量調節器を駆動させる停止移行制御部と、
を有し、
前記停止移行制御部は、
前記停止条件が成立すると、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第一吸気量減少工程と、
前記第一吸気量減少工程の実行中に、予め定めた吸気量保持条件が成立すると、前記吸気量調節器の駆動を停止させる吸気量保持工程と、
前記吸気量保持工程の実行中に、予め定められた解除条件が成立すると、前記吸気量調節器がガスタービン停止時状態になるまで、前記吸気量が減少するよう、前記吸気量調節器を駆動させる第二吸気量減少工程と、
を実行する、
ガスタービンプラント。
A gas turbine,
A control device for controlling the gas turbine;
With
The gas turbine is
A compressor for compressing air;
A combustor that generates a combustion gas by burning fuel in air compressed by the compressor;
A turbine driven by the combustion gas;
With
The compressor includes a compressor rotor that rotates about an axis, a compressor casing that covers an outer peripheral side of the compressor rotor, and an intake air amount controller that adjusts an intake air amount of air flowing into the compressor casing; Have
The control device includes:
A normal intake air amount control unit that drives the intake air amount regulator so that the intake air amount becomes a target air intake air amount when a predetermined stop condition is not satisfied;
When the stop condition is satisfied, a stop transition control unit that drives the intake air amount controller according to the condition;
Have
The stop transition control unit is
A first intake air amount reduction step of driving the intake air amount regulator so that the intake air amount decreases when the stop condition is satisfied;
An intake air amount holding step for stopping driving of the intake air amount regulator when a predetermined intake air amount holding condition is satisfied during execution of the first intake air amount decreasing step;
When a predetermined release condition is satisfied during execution of the intake air amount holding step, the intake air amount controller is driven so that the intake air amount decreases until the intake air amount adjuster enters a gas turbine stop state. A second intake air amount reduction step to be performed;
Run the
Gas turbine plant.
請求項11に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記吸気量調節器は、前記ガスタービンに最大負荷がかかっているときの最大負荷運転時状態と、前記ガスタービンに最小負荷がかかっているときの最小負荷運転時状態と、前記ガスタービンに負荷がかかっていないときの無負荷運転時状態と、前記ガスタービン停止時状態と、これらの状態の間の状態と、になり、
前記無負荷運転時状態は、前記吸気量を前記ガスタービン停止時状態よりも多くすることができる状態であり、
前記最小負荷運転時状態は、前記吸気量を前記無負荷運転時状態よりも多くすることができる状態であり、
前記最大負荷運転時状態は、前記吸気量を前記最小負荷運転時状態よりも多くすることができる状態であり、
前記吸気量保持条件は、前記吸気量調節器が、前記無負荷運転時状態になること、又は、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の状態になることである、
ガスタービンプラント。
The gas turbine plant according to claim 11,
The intake air amount adjuster includes a maximum load operation state when a maximum load is applied to the gas turbine, a minimum load operation state when a minimum load is applied to the gas turbine, and a load on the gas turbine. A state at the time of no-load operation when it is not applied, a state when the gas turbine is stopped, and a state between these states,
The no-load operation state is a state in which the intake air amount can be made larger than the gas turbine stop state,
The minimum load operation state is a state in which the intake air amount can be made larger than the no-load operation state,
The maximum load operation state is a state in which the intake air amount can be made larger than the minimum load operation state,
The intake air amount holding condition is that the intake air regulator is in the no-load operation state or a state between the no-load operation state and the minimum load operation state.
Gas turbine plant.
請求項12に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記吸気量保持条件は、前記吸気量調節器が、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の状態であって、前記無負荷運転時状態と前記最小負荷運転時状態との間の中間状態よりも前記最小負荷運転時状態側の状態になることである、
ガスタービンプラント。
The gas turbine plant according to claim 12,
The intake air amount holding condition is a state between the no-load operation state and the minimum load operation state when the intake air amount adjuster is in the no-load operation state and the minimum load operation state. It is to become a state on the state side during the minimum load operation than the intermediate state between
Gas turbine plant.
請求項11から13のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記圧縮機ロータの回転数を検知する回転数計を備え、
前記解除条件は、前記回転数計で検知された前記圧縮機ロータの回転数が、前記圧縮機の定格回転数よりも、前記定格回転数に対する所定の割合分の回転数分だけ低い回転数になることである、
ガスタービンプラント。
In the gas turbine plant according to any one of claims 11 to 13,
Comprising a rotation speed meter for detecting the rotation speed of the compressor rotor;
The release condition is that the rotation speed of the compressor rotor detected by the tachometer is lower than the rated speed of the compressor by a speed corresponding to a predetermined ratio with respect to the rated speed. Is,
Gas turbine plant.
請求項11から13のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記圧縮機の吐出圧を検知する吐出圧計を備え、
前記解除条件は、前記吐出圧計で検知された前記吐出圧が、予め定めた解除吐出圧にまで低下したことである、
ガスタービンプラント。
In the gas turbine plant according to any one of claims 11 to 13,
A discharge pressure gauge for detecting the discharge pressure of the compressor;
The release condition is that the discharge pressure detected by the discharge pressure gauge has decreased to a predetermined release discharge pressure.
Gas turbine plant.
請求項11から15のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記圧縮機ロータは、前記軸線を中心として、前記軸線が延びる軸線方向に長い圧縮機ロータ軸と、前記軸線方向に互いの間隔をあけて並んで前記圧縮機ロータ軸に固定されている複数の動翼列と、有し、
前記圧縮機ケーシングには、前記軸線方向の一方側である軸線上流側の端に吸気口が形成され、前記軸線上流側とは反対側である軸線下流側の端に吐出口が形成され、
前記吸気量調節器は、入口案内翼装置と、可変静翼装置とのうち、少なくとも前記入口案内翼装置を有し、
前記入口案内翼装置は、前記圧縮機ケーシング内の空気流路中であって、複数の動翼列のうち、最も軸線上流側の第一動翼列よりも軸線上流側に配置されて、前記圧縮機ケーシングに取り付けられている入口案内翼と、前記入口案内翼を変位させる翼駆動機構と、を有し、
前記可変静翼装置は、前記圧縮機ケーシング内の空気流路中であって、複数の動翼列の間のうちで、いずれかの間に配置されて、前記圧縮機ケーシングに取り付けられている静翼と、前記静翼を変位させる翼駆動機構と、を有する、
ガスタービンプラント。
In the gas turbine plant according to any one of claims 11 to 15,
The compressor rotor includes a plurality of compressor rotor shafts that are long in the axial direction in which the axis extends around the axis, and a plurality of compressor rotors that are fixed to the compressor rotor shaft side by side in the axial direction. A moving blade row,
In the compressor casing, an intake port is formed at an end on the upstream side of the axis that is one side in the axial direction, and a discharge port is formed at an end on the downstream side of the axis that is opposite to the upstream side of the axis,
The intake air amount adjuster has at least the inlet guide blade device among an inlet guide blade device and a variable stationary blade device,
The inlet guide vane device is disposed in the air flow path in the compressor casing, and is arranged on the upstream side of the first moving blade row on the most upstream side of the plurality of moving blade rows. An inlet guide vane attached to the compressor casing, and a blade drive mechanism for displacing the inlet guide vane,
The variable stationary blade device is disposed in any one of a plurality of blade rows in an air flow path in the compressor casing, and is attached to the compressor casing. A stationary blade, and a blade driving mechanism that displaces the stationary blade,
Gas turbine plant.
請求項16に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記吸気量調節器は、前記入口案内翼装置と、前記可変静翼装置と、を有し、
前記停止移行制御部は、前記吸気量保持工程で、前記入口案内翼装置と前記可変静翼装置との駆動状態を異ならせる、
ガスタービンプラント。
The gas turbine plant according to claim 16,
The intake air amount regulator has the inlet guide vane device and the variable stator vane device,
The stop transition control unit, in the intake air amount holding step, makes the drive state of the inlet guide blade device and the variable stationary blade device different.
Gas turbine plant.
請求項11から17のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気して前記圧縮機ケーシング外に排気する抽気機構を備え、
前記制御装置は、前記吸気量保持工程以降に、前記抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気する抽気工程を実行する抽気制御部を有する、
ガスタービンプラント。
In the gas turbine plant according to any one of claims 11 to 17,
An extraction mechanism for extracting air from the compressor casing and exhausting the air out of the compressor casing;
The control device includes an extraction control unit that executes an extraction process of exhausting air from the compressor casing by the extraction mechanism after the intake amount holding process.
Gas turbine plant.
請求項11から17のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気して前記圧縮機ケーシング外に排気する複数の抽気機構を備え、
複数の前記抽気機構は、前記圧縮機ケーシング内から空気を抽気する抽気位置が軸線方向で互いに異なり、
前記制御装置は、前記吸気量保持工程以降に、複数の前記抽気機構のうちいずれか一の抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気する抽気工程を実行する抽気制御部を有し、
前記抽気工程は、前記吸気量保持工程の実行中に、複数の前記抽気機構のうち、抽気位置が前記軸線方向で最も軸線下流側の後段抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気し、残りの抽気機構では、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気しない第一抽気工程と、前記第二吸気量減少工程の実行後に、複数の前記抽気機構のうち、複数の前記抽気機構のうち、抽気位置が前記軸線方向で最も軸線上流側の前段抽気機構により、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気し、残りの抽気機構では、前記圧縮機ケーシング内から空気を排気しない第二抽気工程と、を含む、
ガスタービンプラント。
In the gas turbine plant according to any one of claims 11 to 17,
A plurality of extraction mechanisms for extracting air from the compressor casing and exhausting it out of the compressor casing;
The plurality of bleed mechanisms are different from each other in the axial direction in the bleed positions for extracting air from the compressor casing,
The control device has an extraction control unit that executes an extraction process of exhausting air from the compressor casing by any one of the plurality of extraction mechanisms after the intake amount holding process,
In the extraction step, air is exhausted from the compressor casing by a subsequent extraction mechanism whose extraction position is the most downstream in the axial direction among the plurality of extraction mechanisms during the intake amount holding step. In the remaining bleed mechanisms, after performing the first bleed process that does not exhaust air from the compressor casing and the second intake air amount decrease process, among the multiple bleed mechanisms, among the multiple bleed mechanisms, A second extraction step in which air is exhausted from inside the compressor casing by a pre-stage air extraction mechanism whose upstream position is in the axial direction in the axial direction, and in the remaining extraction mechanisms, air is not exhausted from the compressor casing; including,
Gas turbine plant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111622843A (en) * 2019-02-28 2020-09-04 三菱日立电力系统株式会社 Method for operating a gas turbine and gas turbine
CN113294246A (en) * 2021-06-30 2021-08-24 中国航发动力股份有限公司 Method for controlling rotatable guide vanes of gas turbine

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