JP2023102929A - gas turbine system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ガスタービンシステムに関する。 Embodiments of the present invention relate to gas turbine systems.
図５は、関連技術に係るガスタービンシステム１００を模式的に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a
図５に示すように、ガスタービンシステム１００は、燃料コンプレッサー１０と空気圧縮機２０と燃焼器３０とガスタービン４０と発電機５０と燃料弁制御部８０とを備える。
As shown in FIG. 5, the
ガスタービンシステム１００においては、燃料弁Ｖ１０が設置された燃料配管Ｐ１０を介して、燃料が燃料コンプレッサー１０から燃焼器３０へ供給される。また、空気圧縮機２０の入口案内翼２１を通過し、圧縮された空気が、空気配管Ｐ２０を介して、燃焼器３０へ供給される。燃焼器３０においては、空気圧縮機２０から供給される空気を用いて、燃料コンプレッサー１０から供給される燃料を燃焼させることによって、燃焼ガスが生成される。燃焼器３０で生成された燃焼ガスは、作動媒体としてガスタービン４０に供給され、ガスタービン４０を駆動させる。そして、ガスタービン４０の駆動に伴って、ガスタービン４０と連結された空気圧縮機２０および発電機５０が駆動する。
In the
燃料弁Ｖ１０は、燃料圧力制御弁Ｖ１１および燃料流量調整弁Ｖ１２を含み、燃料弁制御部８０によって動作が制御される。
The fuel valve V10 includes a fuel pressure control valve V11 and a fuel flow rate control valve V12, and the operation thereof is controlled by the fuel
［Ａ］燃料系統の構成
図６は、関連技術に係るガスタービンシステム１００において、燃料弁Ｖ１０を含む燃料系統の詳細を模式的に示す図である。
[A] Configuration of Fuel System FIG. 6 is a diagram schematically showing the details of the fuel system including the fuel valve V10 in the
ここでは、図６に示すように、燃料弁Ｖ１０の一例として、１つの燃料圧力制御弁Ｖ１１に対して、複数の燃料流量調整弁Ｖ１２（Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂ）が設置されている場合を示している。 Here, as shown in FIG. 6, as an example of the fuel valve V10, a case is shown in which a plurality of fuel flow control valves V12 (V12a, V12b) are installed for one fuel pressure control valve V11.
図６において、主配管部Ｐ１０１、第１分岐配管部Ｐ１０２ａ、および、第２分岐配管部Ｐ１０２ｂは、図５中の燃料配管Ｐ１０に相当する。主配管部Ｐ１０１は、燃料コンプレッサー１０から燃料が流入する配管である。第１分岐配管部Ｐ１０２ａおよび第２分岐配管部Ｐ１０２ｂの両者は、主配管部Ｐ１０１から燃料が分岐して流れる配管である。
In FIG. 6, the main pipe portion P101, the first branch pipe portion P102a, and the second branch pipe portion P102b correspond to the fuel pipe P10 in FIG. The main pipe portion P101 is a pipe into which fuel flows from the
燃料圧力制御弁Ｖ１１は、主配管部Ｐ１０１に設置されており、燃料圧力制御弁アクチュエーターＡ１１によって開度が変わり、燃料圧力制御弁開度検出器Ｄ１１によって開度が検出されるように構成されている。 The fuel pressure control valve V11 is installed in the main pipe portion P101, and is configured such that the opening is changed by the fuel pressure control valve actuator A11 and the opening is detected by the fuel pressure control valve opening detector D11.
燃料流量調整弁Ｖ１２ａ（第１の燃料流量調整弁）は、第１分岐配管部Ｐ１０２ａに設置されており、燃料流量調整弁アクチュエーターＡ１２ａによって開度が変わり、燃料流量調整弁開度検出器Ｄ１２ａによって開度が検出されるように構成されている。同様に、燃料流量調整弁Ｖ１２ｂ（第２の燃料流量調整弁）は、第２分岐配管部Ｐ１０２ｂに設置されており、燃料流量調整弁アクチュエーターＡ１２ｂによって開度が変わり、燃料流量調整弁開度検出器Ｄ１２ｂによって開度が検出されるように構成されている。 The fuel flow rate adjustment valve V12a (first fuel flow rate adjustment valve) is installed in the first branch pipe portion P102a, and is configured such that the opening degree is changed by the fuel flow rate adjustment valve actuator A12a and the opening degree is detected by the fuel flow rate adjustment valve opening degree detector D12a. Similarly, the fuel flow rate adjustment valve V12b (second fuel flow rate adjustment valve) is installed in the second branch pipe section P102b, and is configured such that the opening degree is changed by the fuel flow rate adjustment valve actuator A12b and the opening degree is detected by the fuel flow rate adjustment valve opening degree detector D12b.
また、主配管部Ｐ１０１において燃料圧力制御弁Ｖ１１の下流側には、圧力伝送器１５１が設置されており、燃料圧力制御弁Ｖ１１から燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の圧力（一次圧力）が圧力伝送器１５１によって計測される。
Further, a
［Ｂ］燃料弁制御部８０の構成
図７は、関連技術に係るガスタービンシステム１００において、燃料弁制御部８０の詳細を示す図である。
[B] Configuration of Fuel
図７に示すように、燃料弁制御部８０は、燃料圧力制御弁制御部１１０と燃料流量調整弁制御部１２０ａとを有する。燃料弁制御部８０は、演算器（コンピュータ）と記憶装置とを含み、記憶装置が記憶するプログラムを用いて演算器が各部として機能するよう構成されている。
As shown in FIG. 7, the fuel
［Ｂ－１］燃料圧力制御弁制御部１１０
燃料弁制御部８０のうち、燃料圧力制御弁制御部１１０は、燃料流量調整弁一次圧力演算部１１１と偏差演算部１１２と偏差演算部１１３とを含み、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度を制御する。
[B-1] Fuel pressure control
The fuel pressure control
［Ｂ－１－１］燃料流量調整弁一次圧力演算部１１１
燃料流量調整弁一次圧力演算部１１１は、ガスタービン４０の回転数について検出されたタービン回転数Ｓ４０のデータが入力される。そして、燃料流量調整弁一次圧力演算部１１１は、その入力されたタービン回転数Ｓ４０に基づいて、燃料流量調整弁Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂに流入する燃料の圧力（一次圧力）の設定に関する燃料流量調整弁一次圧力設定値Ｓ１１１を算出する。燃料流量調整弁一次圧力演算部１１１は、両者の関係を示す関数Ｋ１１１を用いて、燃料流量調整弁一次圧力設定値Ｓ１１１の算出を行う。
[B-1-1] Fuel flow rate adjustment valve primary pressure calculator 111
The data of the turbine rotation speed S40 detected for the rotation speed of the
［Ｂ－１－２］偏差演算部１１２
偏差演算部１１２（圧力偏差演算部）は、燃料流量調整弁一次圧力演算部１１１から燃料流量調整弁一次圧力設定値Ｓ１１１が入力される。また、偏差演算部１１２は、燃料流量調整弁Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂに流入する燃料の圧力（一次圧力）について圧力伝送器１５１が検出することで得た燃料流量調整弁一次圧力検出値Ｓ１５１が入力される。そして、偏差演算部１１２は、燃料流量調整弁一次圧力設定値Ｓ１１１から燃料流量調整弁一次圧力検出値Ｓ１５１を差分する差分処理を実施することによって、圧力偏差値Ｓ１１２を算出する。
[B-1-2]
The fuel flow rate adjustment valve primary pressure set value S111 is input from the fuel flow rate adjustment valve primary pressure calculation section 111 to the deviation calculation section 112 (pressure deviation calculation section). Further, the
［Ｂ－２－３］燃料圧力制御弁開度演算部１１２ａ
燃料圧力制御弁開度演算部１１２ａは、偏差演算部１１２から入力された圧力偏差値Ｓ１１２に基づいて、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度の設定に関する燃料圧力制御弁開度設定値Ｓ１１２ａを算出する。燃料圧力制御弁開度演算部１１２ａは、両者の関係を示す関数Ｋ１１２ａを用いて、燃料圧力制御弁開度設定値Ｓ１１２ａの算出を行う。
[B-2-3] Fuel pressure control
Based on the pressure deviation value S112 input from the
［Ｂ－１－４］偏差演算部１１３
偏差演算部１１３（燃料圧力制御弁開度偏差演算部）は、燃料圧力制御弁開度演算部１１２ａから燃料圧力制御弁開度設定値Ｓ１１２ａが入力される。また、偏差演算部１１３は、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度について燃料圧力制御弁開度検出器Ｄ１１が検出することによって得た燃料圧力制御弁開度検出値ＳＤ１１が入力される。そして、偏差演算部１１３は、燃料圧力制御弁開度設定値Ｓ１１２ａから燃料圧力制御弁開度検出値ＳＤ１１を差分する差分処理を実施することによって、燃料圧力制御弁開度指令値Ｓ１１３を算出する。偏差演算部１１３で算出された燃料圧力制御弁開度指令値Ｓ１１３は、燃料圧力制御弁アクチュエーターＡ１１に出力される。これにより、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度が燃料圧力制御弁開度指令値Ｓ１１３になるように制御される。
[B-1-4]
The deviation calculation unit 113 (fuel pressure control valve opening degree deviation calculation unit) receives the fuel pressure control valve opening degree set value S112a from the fuel pressure control valve opening
［Ｂ－２］燃料流量調整弁制御部１２０ａ
燃料弁制御部８０のうち、燃料流量調整弁制御部１２０ａは、積算部１２１と燃料流量調整弁開度演算部１２２と偏差演算部１２３とを含み、燃料流量調整弁Ｖ１２ａの開度を制御する。
[B-2] Fuel flow rate adjustment
Of the fuel
［Ｂ－２－１］積算部１２１
積算部１２１は、燃料流量指令値Ｓ１と分配比設定値Ｓ２とが入力され、両者を積算することによって、燃料流量調整弁Ｖ１２ａを流れる燃料の流量に関する燃料流量調整弁流量指令値Ｓ１２１を算出する。ここで、燃料流量指令値Ｓ１は、燃焼器３０へ供給される燃料の流量に関する指令値であり、分配比設定値Ｓ２は、複数の燃料流量調整弁Ｖ１２（Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂ）のうち一の燃料流量調整弁Ｖ１２ａに燃料を分配する割合である。
[B-2-1]
The
［Ｂ－２－２］燃料流量調整弁開度演算部１２２
燃料流量調整弁開度演算部１２２は、積算部１２１から入力された燃料流量調整弁流量指令値Ｓ１２１に基づいて、燃料流量調整弁Ｖ１２ａの開度の設定に関する燃料流量調整弁開度設定値Ｓ１２２を算出する。燃料流量調整弁開度演算部１２２は、両者の関係を示す関数Ｋ１２２を用いて、燃料流量調整弁開度設定値Ｓ１２２の算出を行う。
[B-2-2] Fuel flow rate adjustment
Based on the fuel flow rate adjustment valve flow rate command value S121 input from the
［Ｂ－２－３］偏差演算部１２３
偏差演算部１２３（燃料流量調整弁開度偏差演算部）は、燃料流量調整弁開度演算部１２２から燃料流量調整弁開度設定値Ｓ１２２が入力される。また、偏差演算部１２３は、燃料流量調整弁Ｖ１２ａの開度について燃料流量調整弁開度検出器Ｄ１２ａが検出することによって得た燃料流量調整弁開度検出値ＳＤ１２ａが入力される。そして、偏差演算部１２３は、燃料流量調整弁開度設定値Ｓ１２２から燃料流量調整弁開度検出値ＳＤ１２ａを差分する差分処理を実施することによって、燃料流量調整弁開度指令値Ｓ１２３を算出する。偏差演算部１２３で算出された燃料流量調整弁開度指令値Ｓ１２３は、燃料流量調整弁アクチュエーターＡ１２ａに出力される。これにより、燃料流量調整弁Ｖ１２ａの開度が燃料流量調整弁開度指令値Ｓ１２３になるように制御される。
[B-2-3]
The fuel flow rate adjustment valve opening degree set value S122 is input from the fuel flow rate adjustment valve opening
なお、燃料流量調整弁Ｖ１２ｂの開度を調整するための燃料流量調整弁制御部（図示省略）は、燃料流量調整弁Ｖ１２ａの開度を調整するための燃料流量調整弁制御部１２０ａと同様である。つまり、燃料流量調整弁Ｖ１２ｂの開度を調整するための燃料流量調整弁制御部（図示省略）は、燃料流量指令値Ｓ１、分配比設定値Ｓ２、および、燃料流量調整弁Ｖ１２ｂの開度について燃料流量調整弁開度検出器Ｄ１２ｂが検出することによって得た燃料流量調整弁開度検出値（図示省略）に基づいて、燃料流量調整弁Ｖ１２ｂの動作を制御する。
A fuel flow rate adjustment valve control section (not shown) for adjusting the opening degree of the fuel flow rate adjustment valve V12b is the same as the fuel flow rate adjustment
［Ｂ－３］各弁の機能
燃料弁Ｖ１０において、燃料圧力制御弁Ｖ１１は、燃料コンプレッサー１０から供給される燃料の圧力を制御するために設けられている。また、燃料圧力制御弁Ｖ１１は、危急時には、遮断弁として機能する。これに対して、燃料流量調整弁Ｖ１２（Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂ）は、燃料コンプレッサー１０から燃料圧力制御弁Ｖ１１を介して供給される燃料の流量を調整するために設けられている。
[B-3] Functions of Each Valve In the fuel valve V10, a fuel pressure control valve V11 is provided to control the pressure of the fuel supplied from the
一般に、ガスタービン４０を起動する時に投入する燃料の流量は、定格負荷時の流量よりも非常に少ないため、燃料流量調整弁Ｖ１２で高精度に流量を制御することは、困難である。しかし、上記したように、燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の圧力（一次圧力）は、燃料圧力制御弁Ｖ１１によってガスタービン回転数Ｓ１０に応じた圧力に制御される。つまり、燃料の流量が低いときには、燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の圧力（一次圧力）が、燃料圧力制御弁Ｖ１１によって下げられる。その結果、燃料流量調整弁Ｖ１２においては、燃料の流量の制御を的確に実施することができる。
In general, the flow rate of the fuel injected when starting the
燃料流量調整弁Ｖ１２は、燃料流量調整弁Ｖ１２から流出する燃料の圧力（二次圧力）の影響を避けるために、すべての運転点においてチョーク状態で作動するチョーク制御で制御される。このため、燃料流量調整弁Ｖ１２を流れる燃料の流量は、燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の圧力（一次圧力）と、燃料流量調整弁Ｖ１２の開度によって決定される。チョーク制御の実施によって、燃料流量調整弁Ｖ１２よりも上流側の圧力は、燃料の臨界圧力比の逆数に比例して上昇する。 The fuel flow control valve V12 is controlled by choke control that operates in a choked state at all operating points in order to avoid the influence of the pressure (secondary pressure) of the fuel flowing out from the fuel flow control valve V12. Therefore, the flow rate of fuel flowing through the fuel flow rate adjusting valve V12 is determined by the pressure (primary pressure) of the fuel flowing into the fuel flow rate adjusting valve V12 and the degree of opening of the fuel flow rate adjusting valve V12. By performing choke control, the pressure on the upstream side of the fuel flow control valve V12 increases in proportion to the reciprocal of the critical pressure ratio of fuel.
［Ｄ］課題
近年、環境問題の影響に伴い、化石燃料からの脱却脱（炭素化）の流れが加速しており、火力発電（石炭火力発電、コンバインドサイクル発電等）に代わって、温室効果ガスを発生させない新規の発電方式（超臨界ＣＯ２タービン、水素酸素燃焼タービン等）が注目されている。これらの新規の発電方式を含むガスタービンシステムにおいては、主流の圧力レンジが従来よりも大きくなってきている。また、バックファイア防止のために、燃料系統の圧力は、一般に、主流の圧力よりも高く設定されている。
[D] Issues In recent years, due to the influence of environmental problems, the trend of moving away from fossil fuels (carbonization) is accelerating, and new power generation methods that do not generate greenhouse gases (supercritical CO2 turbine, hydrogen oxygen combustion turbine, etc.) are attracting attention as an alternative to thermal power generation (coal-fired power generation, combined cycle power generation, etc.). In gas turbine systems including these new power generation methods, the mainstream pressure range is becoming larger than before. Also, to prevent backfiring, the fuel system pressure is generally set higher than the main stream pressure.
上記のように、燃料圧力制御弁Ｖ１１によって燃料流量調整弁Ｖ１２の前圧（一次圧力）を制御する前圧制御を実施し、かつ、燃料流量調整弁Ｖ１２についてチョーク制御を実施する場合に、燃料系統の圧力が高いときには、燃料系統を構成する各部（燃料弁Ｖ１０，各配管等）の耐圧許容値を逸脱し、破損が生ずる可能性がある。また、燃料圧力制御弁Ｖ１１の入口側の圧力（一次圧力）を制御する燃料コンプレッサー１０の作動レンジが拡がる可能性がある。
As described above, when the front pressure control for controlling the front pressure (primary pressure) of the fuel flow rate adjustment valve V12 is performed by the fuel pressure control valve V11, and the choke control is performed for the fuel flow rate adjustment valve V12, when the pressure of the fuel system is high, there is a possibility that each part (fuel valve V10, each pipe, etc.) of the fuel system will deviate from the permissible withstand pressure value and damage will occur. Also, the operating range of the
したがって、本発明が解決しようとする課題は、燃料系統が耐圧許容値を逸脱することを防止し、かつ、燃料コンプレッサーの作動レンジが拡がることを防止可能なガスタービンシステムを提供することである。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a gas turbine system that can prevent the fuel system from deviating from the permissible withstand pressure and also prevent the operating range of the fuel compressor from expanding.
実施形態のガスタービンシステムは、燃料コンプレッサーと、燃料弁が設置された燃料配管と、燃料コンプレッサーから燃料配管を介して供給される燃料を燃焼させることによって燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼器から燃焼ガスが作動媒体として供給されるガスタービンと、燃料弁の動作を制御するための燃料弁制御部とを備える。燃料弁は、燃料コンプレッサーから供給される燃料の圧力を制御するための燃料圧力制御弁と、燃料コンプレッサーから燃料圧力制御弁を介して供給される燃料の流量を調整するための燃料流量調整弁とを有する。燃料弁制御部は、燃焼器へ供給される燃料の流量に関する燃料流量指令値に基づいて、燃料流量調整弁の開度を調整すると共に、燃料圧力制御弁から燃料流量調整弁に流入する燃料の圧力と燃料流量調整弁から流出する燃料の圧力との間の差圧が予め定めた設定値になるように、燃料流量指令値、および、燃料圧力制御弁から燃料流量調整弁に流入する燃料の一次圧力検出値に基づいて、燃料圧力制御弁の開度を調整する。 A gas turbine system according to an embodiment includes a fuel compressor, a fuel pipe provided with a fuel valve, a combustor for generating combustion gas by combusting fuel supplied from the fuel compressor through the fuel pipe, a gas turbine for supplying the combustion gas from the combustor as a working medium, and a fuel valve control unit for controlling the operation of the fuel valve. The fuel valve has a fuel pressure control valve for controlling the pressure of fuel supplied from the fuel compressor, and a fuel flow control valve for adjusting the flow rate of fuel supplied from the fuel compressor via the fuel pressure control valve. The fuel valve control unit adjusts the opening of the fuel pressure control valve based on a fuel flow rate command value relating to the flow rate of fuel supplied to the combustor, and adjusts the opening of the fuel pressure control valve based on the fuel flow rate command value and the primary pressure detection value of the fuel flowing from the fuel pressure control valve to the fuel flow rate control valve so that the differential pressure between the pressure of fuel flowing into the fuel flow rate control valve from the fuel pressure control valve and the pressure of fuel flowing out of the fuel flow rate control valve becomes a predetermined set value.
［Ａ］燃料弁制御部８０Ａの構成
図１は、実施形態に係るガスタービンシステムにおいて、燃料弁制御部８０Ａの詳細を示す図である。
[A] Configuration of Fuel
図１に示すように、燃料弁制御部８０Ａは、関連技術の場合（図７）と同様に、燃料圧力制御弁制御部１１０と燃料流量調整弁制御部１２０ａとを有する。燃料弁制御部８０Ａは、演算器（コンピュータ）と記憶装置とを含み、記憶装置が記憶するプログラムを用いて演算器が各部として機能するよう構成されている。しかしながら、本実施形態の燃料弁制御部８０Ａは、燃料圧力制御弁制御部１１０の構成が、関連技術の場合（図７）と異なる。この点、および、関連する点を除き、本実施形態は、関連技術の場合と同様である。このため、重複する事項に関しては、適宜、説明を省略する。
As shown in FIG. 1, the fuel
［Ａ－１］燃料流量調整弁制御部１２０
本実施形態の燃料弁制御部８０Ａにおいて、燃料流量調整弁制御部１２０ａは、図１に示すように、関連技術の場合（図７）と同様に、積算部１２１と燃料流量調整弁開度演算部１２２と偏差演算部１２３とを含み、燃料流量指令値Ｓ１に基づいて燃料流量調整弁Ｖ１２（Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂ）の開度を調整するように構成されている。
[A-1] Fuel flow rate adjustment valve control unit 120
In the fuel
［Ａ－２］燃料圧力制御弁制御部１１０
これに対して、本実施形態の燃料弁制御部８０Ａにおいて、燃料圧力制御弁制御部１１０は、図１に示すように、関連技術の場合（図７）と異なり、燃料流量調整弁一次圧力演算部２０１と偏差演算部２０２と流量変換演算部２０３と加算部２０４と燃料圧力制御弁開度演算部２０５と偏差演算部２０６とを含み、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度を制御する。
[A-2] Fuel pressure control
On the other hand, in the fuel
詳細については後述するが、燃料圧力制御弁制御部１１０は、燃料圧力制御弁Ｖ１１から燃料流量調整弁Ｖ１２（Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂ）に流入する燃料の圧力と燃料流量調整弁Ｖ１２から流出する燃料の圧力との間の差圧が予め定めた設定値になるように、燃料流量指令値Ｓ１、燃料流量調整弁一次圧力検出値Ｓ１５１、および、燃料圧力制御弁開度検出値ＳＤ１１に基づいて、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度を調整する。つまり、燃料流量調整弁Ｖ１２の差圧制御が実行される。
Although the details will be described later, the fuel pressure control
［Ａ－２－１］燃料流量調整弁一次圧力演算部２０１
燃料圧力制御弁制御部１１０において、燃料流量調整弁一次圧力演算部２０１は、燃料流量指令値Ｓ１が入力される。ここでは、燃料流量指令値Ｓ１は、燃料流量調整弁制御部１２０ａの積算部１２１と共に、燃料流量調整弁一次圧力演算部２０１に入力される。そして、燃料流量調整弁一次圧力演算部２０１は、その入力された燃料流量指令値Ｓ１に基づいて、燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の圧力（一次圧力）の設定に関する燃料流量調整弁一次圧力設定値Ｓ２０１を算出する。燃料流量調整弁一次圧力演算部２０１は、両者の関係を示す関数Ｋ２０１を用いて、燃料流量調整弁一次圧力設定値Ｓ２０１の算出を行う。
[A-2-1] Fuel flow control valve
In the fuel pressure control
［Ａ－２－２］偏差演算部２０２
燃料圧力制御弁制御部１１０において、偏差演算部２０２（圧力偏差演算部）は、燃料流量調整弁一次圧力演算部２０１から燃料流量調整弁一次圧力設定値Ｓ２０１が入力される。また、偏差演算部２０２は、燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の圧力（一次圧力）について圧力伝送器１５１が検出することで得た燃料流量調整弁一次圧力検出値Ｓ１５１が入力される。そして、偏差演算部２０２は、燃料流量調整弁一次圧力設定値Ｓ２０１から燃料流量調整弁一次圧力検出値Ｓ１５１を差分する差分処理を実施することによって、圧力偏差値Ｓ２０２を算出する。
[A-2-2]
In the fuel pressure control
［Ａ－２－３］流量変換演算部２０３
燃料圧力制御弁制御部１１０において、流量変換演算部２０３は、偏差演算部２０２から入力された圧力偏差値Ｓ２０２に基づいて、燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の偏差に関する流量偏差値Ｓ２０３を算出する。流量変換演算部２０３は、両者の関係を示す関数Ｋ２０３を用いて、流量偏差値Ｓ２０３の算出を行う。
[A-2-3] Flow
In the fuel pressure control
［Ａ－２－４］加算部２０４
燃料圧力制御弁制御部１１０において、加算部２０４（流量加算部）は、流量変換演算部２０３から流量偏差値Ｓ２０３が入力されると共に、燃料流量指令値Ｓ１が入力される。ここでは、燃料流量指令値Ｓ１は、燃料流量調整弁制御部１２０ａの積算部１２１および燃料流量調整弁一次圧力演算部２０１と共に、加算部２０４に入力される。そして、加算部２０４は、流量偏差値Ｓ２０３と燃料流量指令値Ｓ１との間を加算する加算処理を実施することによって、流量指令補正値Ｓ２０４を算出する。
[A-2-4]
In the fuel pressure control
［Ａ－２－５］燃料圧力制御弁開度演算部２０５
燃料圧力制御弁制御部１１０において、燃料圧力制御弁開度演算部２０５は、偏差演算部２０４から入力された流量指令補正値Ｓ２０４に基づいて、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度の設定に関する燃料圧力制御弁開度設定値Ｓ２０５を算出する。燃料圧力制御弁開度演算部２０５は、両者の関係を示す関数Ｋ２０５を用いて、燃料圧力制御弁開度設定値Ｓ２０５の算出を行う。燃料圧力制御弁開度設定値Ｓ２０５は、燃料圧力制御弁Ｖ１１から燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の圧力と燃料流量調整弁Ｖ１２から流出する燃料の圧力との間の差圧が予め定めた設定値になるように、関数Ｋ２０５を用いて設定される。
[A-2-5] Fuel pressure control
In the fuel pressure control
［Ａ－２－６］偏差演算部２０６
燃料圧力制御弁制御部１１０において、偏差演算部２０６（燃料圧力制御弁開度偏差演算部）は、燃料圧力制御弁開度演算部２０５から燃料圧力制御弁開度設定値Ｓ２０５が入力される。また、偏差演算部２０６は、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度について燃料圧力制御弁開度検出器Ｄ１１が検出することによって得た燃料圧力制御弁開度検出値ＳＤ１１が入力される。そして、偏差演算部２０６は、燃料圧力制御弁開度設定値Ｓ２０５から燃料圧力制御弁開度検出値ＳＤ１１を差分する差分処理を実施することによって、燃料圧力制御弁開度指令値Ｓ２０６を算出する。偏差演算部２０６で算出された燃料圧力制御弁開度指令値Ｓ２０６は、燃料圧力制御弁アクチュエーターＡ１１に出力される。これにより、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度が燃料圧力制御弁開度指令値Ｓ２０６になるように制御される。
[A-2-6]
In the fuel pressure control
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態において、燃料弁制御部８０Ａは、燃焼器３０へ供給される燃料の流量に関する燃料流量指令値Ｓ１に基づいて、燃料流量調整弁Ｖ１２の開度を調整する。これと共に、燃料弁制御部８０Ａは、燃料圧力制御弁Ｖ１１から燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の圧力と燃料流量調整弁Ｖ１２から流出する燃料の圧力との間の差圧が予め定めた設定値になるように、燃料流量指令値Ｓ１、および、燃料圧力制御弁Ｖ１１から燃料流量調整弁Ｖ１２に流入する燃料の一次圧力検出値Ｓ１５１に基づいて、燃料圧力制御弁Ｖ１１の開度を調整する。
[B] Summary As described above, in the present embodiment, the fuel
このように、本実施形態では、燃料流量調整弁Ｖ１２の差圧制御が実行されるため、全ての運転点（着火点から定格点までの間の運転点）において、燃料流量調整弁Ｖ１２の差圧が、予め定めた設定値になる。ここでは、燃料流量調整弁Ｖ１２の差圧は、一定の値になる。このため、燃料系統が耐圧許容値を逸脱することを防止し、かつ、燃料コンプレッサー１０の作動レンジが拡がることを防止可能である。
Thus, in the present embodiment, since the differential pressure control of the fuel flow rate adjustment valve V12 is executed, the differential pressure of the fuel flow rate adjustment valve V12 becomes a predetermined set value at all operating points (operating points between the ignition point and the rated point). Here, the differential pressure of the fuel flow control valve V12 becomes a constant value. Therefore, it is possible to prevent the fuel system from deviating from the permissible pressure resistance and to prevent the operating range of the
［Ｃ］変形例
上記の実施形態の変形例について、順次、説明する。
[C] Modifications Modifications of the above embodiment will be described in sequence.
［Ｃ－１］変形例１
図２は、実施形態の変形例１に係るガスタービンシステムにおいて、燃料弁Ｖ１０を含む燃料系統の詳細を模式的に示す図である。
[C-1]
FIG. 2 is a diagram schematically showing the details of the fuel system including the fuel valve V10 in the gas turbine system according to
図２に示すように、変形例１において、燃料弁Ｖ１０は、燃料圧力制御弁Ｖ１１として、燃料圧力制御弁Ｖ１１ａと燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂとを含み、燃料圧力制御弁Ｖ１１ａおよび燃料流量調整弁Ｖ１２ａが、第１分岐配管部Ｐ１０２ａに設置され、燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂおよび燃料流量調整弁Ｖ１２ｂが、第２分岐配管部Ｐ１０２ｂに設置されている。
As shown in FIG. 2, in
燃料圧力制御弁Ｖ１１ａは、燃料圧力制御弁アクチュエーターＡ１１ａによって開度が変わり、燃料圧力制御弁開度検出器Ｄ１１ａによって開度が検出されるように構成されている。燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂは、燃料圧力制御弁アクチュエーターＡ１１ｂによって開度が変わり、燃料圧力制御弁開度検出器Ｄ１１ｂによって開度が検出されるように構成されている。 The opening of the fuel pressure control valve V11a is changed by the fuel pressure control valve actuator A11a, and the opening is detected by the fuel pressure control valve opening detector D11a. The opening of the fuel pressure control valve V11b is changed by the fuel pressure control valve actuator A11b, and the opening is detected by the fuel pressure control valve opening detector D11b.
また、第１分岐配管部Ｐ１０２ａにおいて燃料圧力制御弁Ｖ１１ａの下流側には、圧力伝送器１５１ａが設置されており、燃料圧力制御弁Ｖ１１ａから燃料流量調整弁Ｖ１２ａに流入する燃料の圧力（一次圧力）が圧力伝送器１５１ａによって計測される。同様に、第２分岐配管部Ｐ１０２ｂにおいて燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂの下流側には、圧力伝送器１５１ｂが設置されており、燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂから燃料流量調整弁Ｖ１２ｂに流入する燃料の圧力（一次圧力）が圧力伝送器１５１ｂによって計測される。
Further, a
本変形例においても、上記の実施形態の場合と同様に、全ての運転点（着火点から定格点までの間の運転点）において燃料流量調整弁Ｖ１２（Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂ）の差圧が設定値になるように、燃料圧力制御弁Ｖ１１（Ｖ１１ａ，Ｖ１１ｂ）の開度が調整される。 In this modification, as in the above embodiment, the opening of the fuel pressure control valve V11 (V11a, V11b) is adjusted so that the differential pressure of the fuel flow control valve V12 (V12a, V12b) reaches the set value at all operating points (operating points between the ignition point and the rated point).
つまり、燃料圧力制御弁Ｖ１１ａの開度は、燃料圧力制御弁Ｖ１１ａから燃料流量調整弁Ｖ１２ａに流入する燃料の圧力と燃料流量調整弁Ｖ１２ａから流出する燃料の圧力との間の差圧が予め定めた設定値になるように、燃料流量指令値Ｓ１、燃料流量調整弁一次圧力検出値（図示省略）、および、燃料圧力制御弁開度検出値（図示省略）に基づいて調整される。ここでは、燃料流量調整弁一次圧力検出値（図示省略）は、燃料圧力制御弁Ｖ１１ａから燃料流量調整弁Ｖ１２ａに流入する燃料の圧力について圧力伝送器１５１ａが検出した値である。燃料圧力制御弁開度検出値（図示省略）は、燃料圧力制御弁Ｖ１１ａの開度について燃料圧力制御弁開度検出器Ｄ１１ａが検出することによって得た値である。
That is, the opening of the fuel pressure control valve V11a is adjusted based on the fuel flow rate command value S1, the fuel flow rate adjustment valve primary pressure detection value (not shown), and the fuel pressure control valve opening detection value (not shown) so that the differential pressure between the pressure of the fuel flowing into the fuel flow rate adjustment valve V12a from the fuel pressure control valve V11a and the pressure of the fuel flowing out of the fuel flow rate adjustment valve V12a becomes a predetermined set value. Here, the fuel flow control valve primary pressure detection value (not shown) is a value detected by the
また、燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂの開度は、燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂから燃料流量調整弁Ｖ１２ｂに流入する燃料の圧力と燃料流量調整弁Ｖ１２ｂから流出する燃料の圧力との間の差圧が予め定めた設定値になるように、燃料流量指令値Ｓ１、燃料流量調整弁一次圧力検出値（図示省略）、および、燃料圧力制御弁開度検出値（図示省略）に基づいて調整される。ここでは、燃料流量調整弁一次圧力検出値（図示省略）は、燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂから燃料流量調整弁Ｖ１２ｂに流入する燃料の圧力について圧力伝送器１５１ｂが検出した値である。燃料圧力制御弁開度検出値（図示省略）は、燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂの開度について燃料圧力制御弁開度検出器Ｄ１１ｂが検出することによって得た値である。
Further, the opening of the fuel pressure control valve V11b is adjusted based on the fuel flow rate command value S1, the fuel flow rate adjustment valve primary pressure detection value (not shown), and the fuel pressure control valve opening detection value (not shown) so that the differential pressure between the pressure of the fuel flowing into the fuel flow rate adjustment valve V12b from the fuel pressure control valve V11b and the pressure of the fuel flowing out of the fuel flow rate adjustment valve V12b becomes a predetermined set value. Here, the fuel flow control valve primary pressure detection value (not shown) is a value detected by the
このため、本変形例においても、上記の実施形態の場合と同様な効果を奏することができる。 Therefore, in this modified example as well, the same effects as in the case of the above-described embodiment can be obtained.
また、本変形例では、複数の燃料流量調整弁Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂのそれぞれについて弁特性が異なるものを選定可能であるため、燃焼器３０へ供給する燃料の圧力および流量の調整範囲を広げることができる。その結果、本変形例では、制御性を向上することができる。
In addition, in this modification, valve characteristics different from each other can be selected for each of the plurality of fuel flow control valves V12a and V12b, so the adjustment range of the pressure and flow rate of the fuel supplied to the
［Ｃ－２］変形例２
図３は、実施形態の変形例２に係るガスタービンシステムにおいて、燃料弁Ｖ１０を含む燃料系統の詳細を模式的に示す図である。
[C-2]
FIG. 3 is a diagram schematically showing the details of the fuel system including the fuel valve V10 in the gas turbine system according to
図３に示すように、変形例２では、変形例１の場合（図２参照）と異なり、燃料配管Ｐ１０（図５参照）が一次側バイパス配管Ｐ２１ａ，Ｐ２１ｂを含むと共に、燃料弁Ｖ１０が一次側バイパス弁ＢＶ２１ａ，ＢＶ２１ｂを含む。
As shown in FIG. 3, in
一次側バイパス配管Ｐ２１ａは、燃料コンプレッサー１０から供給される燃料が燃料圧力制御弁Ｖ１１ａを迂回して燃料流量調整弁Ｖ１２ａへ流れるように設けられている。一次側バイパス配管Ｐ２１ｂは、燃料コンプレッサー１０から供給される燃料が燃料圧力制御弁Ｖ１１ｂを迂回して燃料流量調整弁Ｖ１２ｂへ流れるように設けられている。
The primary side bypass pipe P21a is provided so that the fuel supplied from the
一次側バイパス弁ＢＶ２１ａは、一次側バイパス配管Ｐ２１ａに設置されており、一次側バイパス弁アクチュエーターＡ２１ａによって開度が変わり、一次側バイパス弁開度検出器Ｄ２１ａによって開度が検出されるように構成されている。一次側バイパス弁ＢＶ２１ｂは、一次側バイパス配管Ｐ２１ｂに設置されており、一次側バイパス弁アクチュエーターＡ２１ｂによって開度が変わり、一次側バイパス弁開度検出器Ｄ２１ｂによって開度が検出されるように構成されている。 The primary side bypass valve BV21a is installed in the primary side bypass pipe P21a, and is configured such that the degree of opening is changed by the primary side bypass valve actuator A21a and the degree of opening is detected by the primary side bypass valve opening degree detector D21a. The primary side bypass valve BV21b is installed in the primary side bypass pipe P21b, and is configured such that the degree of opening is changed by the primary side bypass valve actuator A21b and detected by the primary side bypass valve opening degree detector D21b.
一次側バイパス弁ＢＶ２１ａ，ＢＶ２１ｂのそれぞれは、低い流量レンジにおける流量制御を燃料圧力制御弁Ｖ１１ａ，Ｖ１１ｂのそれぞれよりも高精度に実施可能な弁である。 Each of the primary side bypass valves BV21a and BV21b is a valve capable of performing flow rate control in a low flow rate range with higher precision than each of the fuel pressure control valves V11a and V11b.
本変形例では、変形例１の場合と異なり、燃料流量指令値Ｓ１（図１参照）が予め定めた値（起動時等の極めて低い流量）以下であるときに、燃料圧力制御弁Ｖ１１ａ，Ｖ１１ｂを全閉自状態にし、一次側バイパス弁ＢＶ２１ａ，ＢＶ２１ｂの開度を燃料流量指令値Ｓ１に応じて調整する。これにより、一次側バイパス配管Ｐ２１ａ，Ｐ２１ｂを介して、燃料が燃料流量調整弁Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂに流れる。その結果、本変形例では、感度が高い流量制御が行えるため、制御性の向上が可能となる。 In this modified example, unlike the modified example 1, when the fuel flow rate command value S1 (see FIG. 1) is equal to or less than a predetermined value (extremely low flow rate such as at startup), the fuel pressure control valves V11a and V11b are fully closed, and the opening degrees of the primary side bypass valves BV21a and BV21b are adjusted according to the fuel flow rate command value S1. As a result, the fuel flows to the fuel flow control valves V12a and V12b through the primary side bypass pipes P21a and P21b. As a result, in this modified example, high-sensitivity flow rate control can be performed, so controllability can be improved.
［Ｃ－３］変形例３
図４は、実施形態の変形例３に係るガスタービンシステムにおいて、燃料弁Ｖ１０を含む燃料系統の詳細を模式的に示す図である。
[C-3] Modification 3
FIG. 4 is a diagram schematically showing details of a fuel system including a fuel valve V10 in a gas turbine system according to Modification 3 of the embodiment.
図４に示すように、本変形例では、燃料配管Ｐ１０（図５参照）は、二次側バイパス配管Ｐ２２を含む。二次側バイパス配管Ｐ２２は、第１分岐配管部Ｐ１０２ａにおいて燃料流量調整弁Ｖ１２ａよりも燃焼器３０の側に位置する部分と、第２分岐配管部Ｐ１０２ｂにおいて燃料流量調整弁Ｖ１２ｂよりも燃焼器３０の側に位置する部分との間を連通するように構成されている。
As shown in FIG. 4, in this modification, the fuel pipe P10 (see FIG. 5) includes a secondary bypass pipe P22. The secondary bypass pipe P22 is configured to communicate between a portion of the first branch pipe portion P102a located closer to the
また、燃料弁Ｖ１０は、二次側バイパス弁ＢＶ２２を含む。二次側バイパス弁ＢＶ２２は、二次側バイパス配管Ｐ２２に設置されており、二次側バイパス弁アクチュエーターＡ２２によって開度が変わり、二次側バイパス弁開度検出器Ｄ２２によって開度が検出されるように構成されている。 The fuel valve V10 also includes a secondary bypass valve BV22. The secondary side bypass valve BV22 is installed in the secondary side bypass pipe P22, and is configured such that the degree of opening is changed by the secondary side bypass valve actuator A22 and the degree of opening is detected by the secondary side bypass valve opening degree detector D22.
本変形例では、二次側バイパス弁ＢＶ２２が設置された二次側バイパス配管Ｐ２２を介して、第１分岐配管部Ｐ１０２ａと第２分岐配管部Ｐ１０２ｂとの間で燃料を補うことができる。このため、燃料弁Ｖ１０の制御性を向上可能である。 In this modification, fuel can be supplemented between the first branch pipe portion P102a and the second branch pipe portion P102b via the secondary side bypass pipe P22 in which the secondary side bypass valve BV22 is installed. Therefore, it is possible to improve the controllability of the fuel valve V10.
具体的には、本変形例では、変形例１の場合と異なり、燃料流量指令値Ｓ１（図１参照）が予め定めた値（起動時等の極めて低い流量）以下であるときに、二次側バイパス弁ＢＶ２２を開ける。このとき、例えば、複数の燃料流量調整弁Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂのうち燃料流量調整弁Ｖ１２ｂを全閉状態にし、他の燃料流量調整弁Ｖ１２ａの開度を燃料流量指令値Ｓ１に応じて調整する。ここでは、第１分岐配管部Ｐ１０２ａと第２分岐配管部Ｐ１０２ｂとのそれぞれにおいて要求される燃料の流量を、一つの燃料流量調整弁Ｖ１２ａで制御する。つまり、燃料流量調整弁Ｖ１２ａは、第１分岐配管部Ｐ１０２ａを流れる燃料の流量に対応する開度に、第２分岐配管部Ｐ１０２ｂを流れる燃料の流量に対応する開度を加えた広い開度になる。これに対して、燃料流量指令値Ｓ１が予め定めた値を超えた場合には、流量の変動が生じないように二次側バイパス弁ＢＶ２２を閉めながら、徐々に、全閉状態の燃料流量調整弁Ｖ１２ｂを開け、燃料流量調整弁Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂのそれぞれを燃料流量指令値Ｓ１に対応する開度に調整する。 Specifically, in this modified example, unlike the modified example 1, when the fuel flow rate command value S1 (see FIG. 1) is equal to or less than a predetermined value (very low flow rate such as at start-up), the secondary side bypass valve BV22 is opened. At this time, for example, the fuel flow rate adjusting valve V12b of the plurality of fuel flow rate adjusting valves V12a and V12b is fully closed, and the opening degrees of the other fuel flow rate adjusting valves V12a are adjusted according to the fuel flow rate command value S1. Here, the flow rate of fuel requested in each of the first branch pipe portion P102a and the second branch pipe portion P102b is controlled by one fuel flow control valve V12a. That is, the fuel flow control valve V12a has a wide opening degree obtained by adding an opening degree corresponding to the flow rate of fuel flowing through the first branch pipe portion P102a to the opening degree corresponding to the flow rate of fuel flowing through the second branch pipe portion P102b. On the other hand, when the fuel flow rate command value S1 exceeds a predetermined value, the fully closed fuel flow rate adjustment valve V12b is gradually opened while the secondary side bypass valve BV22 is closed so that the flow rate does not fluctuate.
したがって、本変形例では、燃料流量調整弁Ｖ１２ａ，Ｖ１２ｂのそれぞれを微開にする必要がなくなるため、流量の制御をより的確に実行可能である。 Therefore, in this modification, it is not necessary to slightly open the fuel flow control valves V12a and V12b, so the flow rate can be controlled more accurately.
［Ｃ－４］その他
上記の実施形態では、燃料流量調整弁Ｖ１２の差圧制御について、ガスタービンシステム１００の全ての運転点（例えば、着火点から定格点までの間の運転点）で燃料流量調整弁Ｖ１２の差圧が、予め定めた一定の設定値である場合について説明したが、これに限らない。燃料流量調整弁Ｖ１２の差圧は、運転点において一定の設定値でなく、運転点に応じて任意に変動する設定値であってもよい。これにより、弁の作動範囲が拡がり、制御性の向上を実現することができる。
[C-4] Others In the above embodiment, regarding the differential pressure control of the fuel flow rate adjustment valve V12, at all operating points of the gas turbine system 100 (for example, operating points between the ignition point and the rated point), the differential pressure of the fuel flow rate adjustment valve V12 is a predetermined constant set value. However, it is not limited to this. The differential pressure of the fuel flow control valve V12 may be a set value that arbitrarily varies according to the operating point instead of being a constant set value at the operating point. As a result, the operating range of the valve can be expanded, and improved controllability can be achieved.
なお、この場合には、燃料流量調整弁一次圧力演算部２０１、および、燃料流量調整弁開度演算部１２２に、任意の設定値へと調整可能となる演算部の機能を追加することで、本変形例の構成を実現することができる。
In this case, the configuration of this modification can be realized by adding a function of a calculation unit that enables adjustment to an arbitrary set value to the fuel flow rate adjustment valve primary
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
１０：燃料コンプレッサー、２０：空気圧縮機、２１：入口案内翼、３０：燃焼器、４０：ガスタービン、５０：発電機、８０：燃料弁制御部、８０Ａ：燃料弁制御部、１００：ガスタービンシステム、１１０：燃料圧力制御弁制御部、１１１：燃料流量調整弁一次圧力演算部、１１２：偏差演算部、１１２ａ：燃料圧力制御弁開度演算部、１１３：偏差演算部、１２０ａ：燃料流量調整弁制御部、１２１：積算部、１２２：燃料流量調整弁開度演算部、１２３：偏差演算部、１５１：圧力伝送器、１５１ａ：圧力伝送器、１５１ｂ：圧力伝送器、２０１：燃料流量調整弁一次圧力演算部、２０２：偏差演算部、２０３：流量変換演算部、２０４：加算部、２０４：偏差演算部、２０５：燃料圧力制御弁開度演算部、２０６：偏差演算部、Ａ１１：燃料圧力制御弁アクチュエーター、Ａ１１ａ：燃料圧力制御弁アクチュエーター、Ａ１１ｂ：燃料圧力制御弁アクチュエーター、Ａ１２ａ：燃料流量調整弁アクチュエーター、Ａ１２ｂ：燃料流量調整弁アクチュエーター、Ａ２１ａ：一次側バイパス弁アクチュエーター、Ａ２１ｂ：一次側バイパス弁アクチュエーター、Ａ２２：二次側バイパス弁アクチュエーター、ＢＶ２１：一次側バイパス弁、ＢＶ２１ａ：一次側バイパス弁、ＢＶ２１ｂ：一次側バイパス弁、ＢＶ２２：二次側バイパス弁、Ｄ１１：燃料圧力制御弁開度検出器、Ｄ１１ａ：燃料圧力制御弁開度検出器、Ｄ１１ｂ：燃料圧力制御弁開度検出器、Ｄ１２ａ：燃料流量調整弁開度検出器、Ｄ１２ｂ：燃料流量調整弁開度検出器、Ｄ２１ａ：一次側バイパス弁開度検出器、Ｄ２１ｂ：一次側バイパス弁開度検出器、Ｄ２２：二次側バイパス弁開度検出器、Ｐ１０：燃料配管、Ｐ１０１：主配管部、Ｐ１０２ａ：第１の分岐配管部、Ｐ１０２ｂ：第２の分岐配管部、Ｐ２０：空気配管、Ｐ２１：一次側バイパス配管、Ｐ２１ａ：一次側バイパス配管、Ｐ２１ｂ：一次側バイパス配管、Ｐ２２：二次側バイパス配管、Ｓ１：燃料流量指令値、Ｓ１０：ガスタービン回転数、Ｓ１１１：燃料流量調整弁一次圧力設定値、Ｓ１１２：圧力偏差値、Ｓ１１２ａ：燃料圧力制御弁開度設定値、Ｓ１１３：燃料圧力制御弁開度指令値、Ｓ１２１：燃料流量調整弁流量指令値、Ｓ１２２：燃料流量調整弁開度設定値、Ｓ１２３：燃料流量調整弁開度指令値、Ｓ１５１：燃料流量調整弁一次圧力検出値、Ｓ２：分配比設定値、Ｓ２０１：燃料流量調整弁一次圧力設定値、Ｓ２０３：流量偏差値、Ｓ２０４：流量指令補正値、Ｓ２０５：燃料圧力制御弁開度設定値、Ｓ２０６：燃料圧力制御弁開度指令値、Ｓ４０：タービン回転数、ＳＤ１１：燃料圧力制御弁開度検出値、ＳＤ１２ａ：燃料流量調整弁開度検出値、Ｖ１０：燃料弁、Ｖ１１：燃料圧力制御弁、Ｖ１１ａ：燃料圧力制御弁（第１の燃料圧力制御弁）、Ｖ１１ｂ：燃料圧力制御弁（第２の燃料圧力制御弁）、Ｖ１２：燃料流量調整弁、Ｖ１２ａ：燃料流量調整弁（第１の燃料流量調整弁）、Ｖ１２ｂ：燃料流量調整弁（第２の燃料流量調整弁） 10: fuel compressor, 20: air compressor, 21: inlet guide vane, 30: combustor, 40: gas turbine, 50: generator, 80: fuel valve control unit, 80A: fuel valve control unit, 100: gas turbine system, 110: fuel pressure control valve control unit, 111: fuel flow rate adjustment valve primary pressure calculation unit, 112: deviation calculation unit, 112a: fuel pressure control valve opening calculation unit, 113: deviation calculation unit, 120 123: Deviation calculator 151: Pressure transmitter 151a: Pressure transmitter 151b: Pressure transmitter 201: Fuel flow regulating valve primary pressure calculator 202: Deviation calculator 203: Flow conversion calculator 204: Adder 204: Deviation calculator 205: Fuel pressure control valve opening calculator 2 06: deviation calculation unit, A11: fuel pressure control valve actuator, A11a: fuel pressure control valve actuator, A11b: fuel pressure control valve actuator, A12a: fuel flow rate adjustment valve actuator, A12b: fuel flow rate adjustment valve actuator, A21a: primary side bypass valve actuator, A21b: primary side bypass valve actuator, A22: secondary side bypass valve actuator, BV21: primary side bypass valve, BV21a: primary side Bypass valve, BV21b: primary bypass valve, BV22: secondary bypass valve, D11: fuel pressure control valve opening detector, D11a: fuel pressure control valve opening detector, D11b: fuel pressure control valve opening detector, D12a: fuel flow adjustment valve opening detector, D12b: fuel flow adjustment valve opening detector, D21a: primary bypass valve opening detector, D21b: primary bypass valve opening detector , D22: Secondary bypass valve opening detector, P10: Fuel pipe, P101: Main pipe, P102a: First branch pipe, P102b: Second branch pipe, P20: Air pipe, P21: Primary bypass pipe, P21a: Primary bypass pipe, P21b: Primary bypass pipe, P22: Secondary bypass pipe, S1: Fuel flow rate command value, S10: Gas turbine speed, S1 S112: Fuel pressure control valve opening setting value S113: Fuel pressure control valve opening command value S121: Fuel flow control valve flow command value S122: Fuel flow control valve opening setting value S123: Fuel flow control valve opening command value S151: Fuel flow control valve primary pressure detection value S2: Distribution ratio setting value S201: Fuel flow rate adjustment S205: Fuel pressure control valve opening setting value S206: Fuel pressure control valve opening command value S40: Turbine speed SD11: Fuel pressure control valve opening detection value SD12a: Fuel flow control valve opening detection value V10: Fuel valve V11: Fuel pressure control valve V11a: Fuel pressure control valve (first fuel pressure control valve) , V11b: fuel pressure control valve (second fuel pressure control valve), V12: fuel flow control valve, V12a: fuel flow control valve (first fuel flow control valve), V12b: fuel flow control valve (second fuel flow control valve)
Claims (5)
燃料弁が設置された燃料配管と、
前記燃料コンプレッサーから前記燃料配管を介して供給される燃料を燃焼させることによって燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼器から前記燃焼ガスが作動媒体として供給されるガスタービンと、
前記燃料弁の動作を制御するための燃料弁制御部と
を備えるガスタービンシステムであって、
前記燃料弁は、
前記燃料コンプレッサーから供給される燃料の圧力を制御するための燃料圧力制御弁と、
前記燃料コンプレッサーから前記燃料圧力制御弁を介して供給される燃料の流量を調整するための燃料流量調整弁と
を有し、
前記燃料弁制御部は、
前記燃焼器へ供給される燃料の流量に関する燃料流量指令値に基づいて、前記燃料流量調整弁の開度を調整すると共に、
前記燃料圧力制御弁から前記燃料流量調整弁に流入する燃料の圧力と前記燃料流量調整弁から流出する燃料の圧力との間の差圧が予め定めた設定値になるように、前記燃料流量指令値、および、前記燃料圧力制御弁から前記燃料流量調整弁に流入する燃料の一次圧力検出値に基づいて、前記燃料圧力制御弁の開度を調整する、
ガスタービンシステム。 a fuel compressor;
a fuel line having a fuel valve;
a combustor that generates combustion gas by burning fuel supplied from the fuel compressor through the fuel pipe;
a gas turbine to which the combustion gas is supplied as a working medium from the combustor;
A gas turbine system comprising: a fuel valve control unit for controlling the operation of the fuel valve,
The fuel valve is
a fuel pressure control valve for controlling the pressure of fuel supplied from the fuel compressor;
a fuel flow control valve for adjusting the flow rate of fuel supplied from the fuel compressor through the fuel pressure control valve,
The fuel valve control unit is
Adjusting the opening degree of the fuel flow control valve based on a fuel flow rate command value relating to the flow rate of fuel supplied to the combustor,
Adjusting the opening of the fuel pressure control valve based on the fuel flow rate command value and the primary pressure detection value of fuel flowing from the fuel pressure control valve to the fuel flow rate adjustment valve so that the differential pressure between the pressure of the fuel flowing into the fuel flow rate adjustment valve from the fuel pressure control valve and the pressure of the fuel flowing out from the fuel flow rate adjustment valve becomes a predetermined set value.
gas turbine system.
前記燃料コンプレッサーから燃料が流入する主配管部と、
前記主配管部から燃料が分岐して流れる、第１分岐配管部および第２分岐配管部
を少なくとも有し、
前記燃料流量調整弁として、
第１の燃料流量調整弁と、
第２の燃料流量調整弁と
を少なくとも含み、
前記燃料圧力制御弁は、前記主配管部に設置され、
前記第１の燃料流量調整弁は、前記第１分岐配管部に設置され、
前記第２の燃料流量調整弁は、前記第２分岐配管部に設置されている、
請求項１に記載のガスタービンシステム。 The fuel pipe is
a main pipe portion into which fuel flows from the fuel compressor;
having at least a first branch pipe portion and a second branch pipe portion through which fuel branches and flows from the main pipe portion;
As the fuel flow control valve,
a first fuel flow control valve;
and at least a second fuel flow control valve;
The fuel pressure control valve is installed in the main pipe,
The first fuel flow control valve is installed in the first branch pipe section,
The second fuel flow control valve is installed in the second branch pipe section,
The gas turbine system of claim 1.
前記燃料コンプレッサーから燃料が流入する主配管部と、
前記主配管部から燃料が分岐して流れる、第１分岐配管部および第２分岐配管部
を少なくとも有し、
前記燃料圧力制御弁として、
第１の燃料圧力制御弁と、
第２の燃料圧力制御弁と
を少なくとも含み、
前記燃料流量調整弁として、
第１の燃料流量調整弁と、
第２の燃料流量調整弁と
を少なくとも含み、
前記第１の燃料圧力制御弁および前記第１の燃料流量調整弁は、前記第１分岐配管部に設置され、
前記第２の燃料圧力制御弁および前記第２の燃料流量調整弁は、前記第２分岐配管部に設置されている、
請求項１に記載のガスタービンシステム。 The fuel pipe is
a main pipe portion into which fuel flows from the fuel compressor;
having at least a first branch pipe portion and a second branch pipe portion through which fuel branches and flows from the main pipe portion;
As the fuel pressure control valve,
a first fuel pressure control valve;
a second fuel pressure control valve;
As the fuel flow control valve,
a first fuel flow control valve;
and at least a second fuel flow control valve;
The first fuel pressure control valve and the first fuel flow rate control valve are installed in the first branch pipe section,
The second fuel pressure control valve and the second fuel flow rate control valve are installed in the second branch pipe section,
The gas turbine system of claim 1.
前記燃料コンプレッサーから供給される燃料が前記燃料圧力制御弁を迂回して前記燃料流量調整弁へ流れる一次側バイパス配管
を含み、
前記燃料弁は、
前記一次側バイパス配管に設置された一次側バイパス弁
を含む、
請求項１から３のいずれかに記載のガスタービンシステム。 The fuel pipe is
a primary side bypass pipe in which the fuel supplied from the fuel compressor bypasses the fuel pressure control valve and flows to the fuel flow rate adjustment valve;
The fuel valve is
a primary bypass valve installed in the primary bypass piping;
A gas turbine system according to any one of claims 1 to 3.
前記第１分岐配管部において前記第１の燃料流量調整弁よりも前記燃焼器の側に位置する部分と、前記第２分岐配管部において前記第２の燃料流量調整弁よりも前記燃焼器の側に位置する部分との間を連通するための二次側バイパス配管と、
を含み、
前記燃料弁は、
前記二次側バイパス配管に設置された二次側バイパス弁
を含む、
請求項２または３に記載のガスタービンシステム。 The fuel pipe is
A secondary side bypass pipe for communicating between a portion of the first branch pipe portion positioned closer to the combustor than the first fuel flow rate control valve and a portion of the second branch pipe portion positioned closer to the combustor than the second fuel flow rate control valve;
including
The fuel valve is
a secondary bypass valve installed in the secondary bypass piping;
A gas turbine system according to claim 2 or 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022003685A JP2023102929A (en) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | gas turbine system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022003685A JP2023102929A (en) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | gas turbine system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023102929A true JP2023102929A (en) | 2023-07-26 |
Family
ID=87377600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022003685A Pending JP2023102929A (en) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | gas turbine system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023102929A (en) |
-
2022
- 2022-01-13 JP JP2022003685A patent/JP2023102929A/en active Pending
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