JP2509022B2 - ガスタ―ビン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電プラント等に適用
されるガスタービンを２段燃焼により低NOx化制御する
ガスタービン制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガスタービン燃料として軽油、灯
油等の液体燃料が多用されていたが、近年エネルギ資源
の多角的活用等の観点から、気化した液化天然ガス(LN
G) や液化プロパンガス(LPG) 等を燃焼させて運転する
ガス燃料による運用が増大する傾向にある。このような
ガス燃料燃焼式のガスタービンは、ガス輸送技術の進歩
や、ガス燃料比率増大により各種エネルギ比率の均衡を
図ろうとするエネルギ消費計画の対策等を繁栄して、今
後さらに増加するものとみられる。

【０００３】一方、ガスタービンについては、効率的運
用だけでなく、公害対策や環境対策等の社会的な要請も
高まっており、特に窒素酸化物( NOx )の抑制が急務と
なっている。NOx の発生は、ガスタービン燃焼器内での
局所的な燃焼も含めた燃焼温度の高化に起因することが
知られており、これまでは燃焼器内に水噴射や蒸気噴射
を行い、局所的な燃焼温度を低下させて低NOx 化を図る
手段がとられている。

【０００４】ただし、水噴射や蒸気噴射等の方法では、
燃焼器内での平均温度としての燃焼温度が低下するた
め、燃焼効率が悪化し、ガスタービンの熱効率が低下す
る難点がある。

【０００５】そこで近年、水噴射や蒸気噴射に代り、ガ
スタービンの熱効率を維持しつつ低NOx 化が図れる２段
燃焼方式による技術が注目されている。２段燃焼方式
は、ガス燃料を燃焼器の入口のみでなく、後流側からも
吹込むことにより、燃焼器内での燃料分布の均一化を図
り、局所的な高温を防止して低NOx 化を実現するもの
で、水噴射や蒸気噴射等のような燃焼温度の低下をきた
すことなく、燃焼器内全体で可能な限り均一な高温を維
持することができる。

【０００６】図５はこのような２段燃焼方式を適用した
ガスタービン発電システムにおけるガスタービン制御装
置の従来例を示している。

【０００７】圧縮機１、ガスタービン２および発電機３
が同軸上に配置されており、燃焼器４内で噴射される燃
料が圧縮機１で圧縮した空気によって燃焼され、その燃
焼ガスによってガスタービン２が回転駆動されるように
なっている。このものにおいて、図示しないガス燃料供
給源から導かれた１本の燃料供給管５が二手に分岐さ
れ、分岐管の一方が一次側燃料供給管６として燃焼器４
の最上流側に接続されるとともに、分岐管の他方が二次
側燃料供給管７として燃焼器４の最上流側よりも下流側
に接続されている。

【０００８】燃料供給管５にはトータル流量計８および
燃料止め弁９が設けられ、一次側燃料供給管６には一次
側燃料制御弁１０および一次側燃料流量計１１が、また
二次側燃料供給管７には二次側燃料制御弁１２がそれぞ
れ設けられている。そして、制御装置Ａから一次側燃料
制御弁１０および二次側燃料制御弁１２に制御指令信号
が出力され、これにより一次側燃料供給管６および二次
側燃料供給管７からの燃焼器４への供給ガス燃料の分配
比率が設定され、排ガスのNOx量を低減させるよう燃焼
制御が行われる。

【０００９】図６はこのような燃料流量比率制御を行う
ための制御装置Ａの構成を示している。この制御装置Ａ
は、ガスタービン出力Ｐに対応する低NOx 燃焼用の二次
側燃料供給管７での燃料分配比ｍを求める関数発生器２
１と、一次側燃料供給管６での燃料分配比１−ｍを求め
る演算器２２と、全ガス燃料供給量に対応する弁開度を
設定する速度・負荷制御用の弁位置制御信号ｎを各分配
比ｍ，１−ｍに乗算して二次側燃料制御弁１２および一
次側燃料制御弁１０の開度を求める乗算器２３，２４
と、実流量ｍ´，１−ｍ´に基づいて前記分配比ｍ，１
−ｍを補正する補正演算器２５，２６と、その補正値に
基づいて乗算を行う乗算器２７，２８と、最小流量値Ｓ
を受けて一次側燃料制御弁１０の最小開度を設定する低
値優先回路２９とを有している。

【００１０】しかしてタービン運転時には、まず、ガス
タービン２がこれと同軸的に配置されるモータなどの起
動装置（図示せず）によって回動を開始され、圧縮機１
によるガスタービン２内の空気パージが完了した時点
で、燃料止め弁９および一次側燃料制御弁１０が開とな
り、ガス燃料が燃焼器４の最上流部に供給されて着火さ
れる。

【００１１】着火後、一定時間の暖機運転を経てガスタ
ービン２が昇速され、定格回転数に到達後、電力系統と
の併入動作が行われ、負荷上昇を経て定格負荷に到達す
るまで、一次側燃料制御弁１０により燃焼器４に流入す
るガス燃料が制御される。

【００１２】ガスタービン２の着火、昇速、併入、負荷
上昇および中間負荷運転に至るまで、ガス燃料流量の制
御は一次側燃料制御弁１０によって行われる。なお、ガ
スタービン２の各運転に要求される流量制御の範囲は非
常に広く、着火および暖機運転時等のように低回転数、
低流量域では一次側燃料制御弁１０の開度が極めて微小
で制御不安定となり易い。そこで制御不安定性を避ける
ため、燃料止め弁９にはその下流側燃料圧力がタービン
回転数に対して比例するような制御機能を持たせ、これ
によりタービン低回転数時には一次側燃料制御弁１０の
上流側の圧力が低く保持されるように制御する一方で、
一次側燃料制御弁１０の開度を十分大きく設定すること
により運転を可能とし、制御の不安定を避けるようにな
っている。

【００１３】なお、ガスタービン２の着火時および暖機
運転時には、一次側燃料制御弁１０の弁開度が一定値信
号によって制御され、その後の昇速，負荷上昇時には速
度・負荷制御に必要な燃料流量が得られるように、図示
しないガスタービン制御回路からの指令信号によって制
御される。一次側燃料制御弁１０には、着火その他のい
かなる運転状態にあっても燃焼器４での吹き消えが起ら
ないよう、低値優先回路２９から一定値以上の最小開度
信号等が設定される。

【００１４】以上の如く、ガスタービン２の中間負荷ま
では速度・負荷制御が一次側燃料制御弁１０によって行
われるが、それ以後の高負荷運転から定格負荷までは、
一次側および二次側燃料制御弁１０，１２の双方が使用
される。すなわち、中間負荷以降は、ガスタービン２の
速度・負荷制御が一次側燃料供給管６と二次側燃料供給
管７とで燃料流量の比率を制御することにより行われ
る。

【００１５】燃料流量を計測する手段として、一次側燃
料供給管６においては、一次側流量計１１が用いられ、
二次側燃料供給管においては、 （トータル流量計８の計測値）−（一次側流量計１１で
の計測値） により、それぞれの系統の燃料流量が計測される。

【００１６】ここで、ガスタービン２の負荷に対する燃
料投入につき、図７（Ａ）〜（Ｃ）によって説明する。

【００１７】ガスタービンの着火、定格回転数、無負荷
および中間負荷までは、一次側燃料供給管６からの燃料
供給のみで運転される。すなわち、二次側燃料制御弁１
２は全閉である。

【００１８】ガスタービンの負荷上昇とともに図７
（Ｃ）に示すようにNOx濃度も比例して増大してくるた
め、ガスタービン中間負荷の切替え点Ｐ１にて、一次側
燃料制御弁１０を絞り込むとともに二次側燃料弁１２を
開け、図７（Ｂ）に示すように一次側燃料流量比Ｒ１
（１−ｍ）を低減させるとともに、二次側燃料流量比Ｒ
２（ｍ）を増大させ、これにより図７（Ａ）に示すよう
に、一次側燃料流量Ｎ１を低減、二次側燃料流量Ｎ２を
増大させる。

【００１９】この操作により、燃焼器内での２段燃焼が
達成され、図７（Ｃ）に示すように急激にNOx 濃度を低
減させることができる。この切替え点Ｐ１は、燃焼器４
の特性および使用燃料により定まる点であり、NOx の発
生量に応じてガスタービン２の中間負荷のいずれかの点
として設定される。２段燃焼モードは、この各燃料制御
弁１０，１２での燃料流量比を制御することにより、達
成される。

【００２０】なお、NOx 発生量を最も抑制するための二
次側燃料制御弁１２への分配比率ｍは、これまでの運転
データ、試験データ等により、図８に示すように、燃焼
器４での燃焼温度Ｔに対して一義的に定まることが知ら
れている。但し、実際には、千数百度に達するガスター
ビン２の燃焼温度Ｔを計測できるセンサは存在しないた
め、正確な燃焼温度Ｔを知るためには、ガスタービン２
の排ガス温度、圧縮機出口圧力等から算出する必要があ
る。

【００２１】そこで、燃焼温度Ｔがガスタービン２の出
力Ｐに略比例することを用いて、図６に示すように、ガ
スタービン２の出力Ｐに対する二次側燃料制御弁１２の
分配比ｍを関数発生器２１で求める。

【００２２】この分配比率設定信号ｍは、乗算器２３に
てガスタービン２の速度および負荷制御を行うための弁
位置制御信号ｎと乗算され、各燃料制御弁１０，１２で
の分配比が定まる。すなわち、一次側燃料制御弁１０に
あっては、ｎ×（１−ｍ）が、二次側燃料制御弁１２に
あってはｎ×ｍが乗算される。よって、一次側および二
次側燃料制御弁１０，１２のトータルとしては常に本来
の弁位置制御信号ｎにより制御される。

【００２３】次に、各燃料流量計９，１１にて検出され
た流量Ｎ1 ，Ｎ2 により算出した実流量比ｍ´，１−ｍ
´が、流量比のフィードバック信号として補正演算器２
５，２６に入力される。すなわち、ここまでは ｍ´＝Ｎ₂ ／Ｎ＝（Ｎ−Ｎ₁ ）／Ｎ の関係が成り立つ。

【００２４】補正演算器２５，２６の機能は、各燃料制
御弁１０，１２での流量比設定（ｍおよび１−ｍ）と、
実流量比（ｍ´および１−ｍ´）との補正を行うための
もので、補正演算器２５においては、（１−ｍ）／（１
−ｍ´）を演算させ、先の弁位置制御信号ｎ×（１−
ｍ）に乗算器２７にて乗算させることにより、先の弁の
制御信号ｎ×（１−ｍ）に補正を加えるものである。

【００２５】補正演算器２６においても同様にｍ／ｍ´
を演算させ、先の弁位置制御信号ｎ×ｍに乗算器２８に
て乗算させることにより、弁位置制御信号ｎ×ｍに補正
を加えるものである。

【００２６】なお、一次側燃料制御弁１０においては、
負荷遮断時等を含め、いかなる場合でも吹き消えを防止
するための最小信号Ｓが低値優先回路２９より入力され
る。

【００２７】以上のように従来例においては、各燃料制
御弁１０，１２により、ガスタービン２の速度・負荷制
御を行うとともに、燃焼器４の一次側および二次側への
流量比配分制御を行っている。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来技術においては種々の問題がある。すなわち、図６に
おいて、補正演算器２５，２６により実流量比による補
正を実施しているが、実流量は、図５に示したように、
流量計９，１１により計測される。この流量計としては
一般にオリフィス等の絞り機構が用いられるが、流れが
安定するまでに、数秒〜数十秒と、かなりの時間を必要
とする。このため、補正演算器２５，２６への補正信号
１−ｍ´，ｍ´共に主に周期的な変動を繰返すことにな
り、これに起因して各燃料制御弁１０，１２の開度も周
期的に変動してしまう。

【００２９】これにより、ガスタービン２の速度および
負荷も変動を繰返すことになり、結局は、ガスタービン
２の速度および負荷に基づいて決定される燃料制御弁分
配比および燃料制御弁弁位置制御信号も変動してしま
う。すなわち、燃料分配比の設定値およびフィードバッ
ク値双方が変動を繰返すことになり、安定した分配比制
御が行われない。この場合には、燃焼器４に負荷を与
え、燃焼器４の寿命を縮めるのみならず、場合によって
は燃焼器４内での燃焼振動を引起こすことにより、ガス
タービン２の運転の続行が不可能になる等の問題点が生
じ得る。

【００３０】さらに、負荷遮断等の場合には、瞬間的に
燃料を一次側に切替える必要がある。すなわち、一次側
燃料制御弁１０を急開し、二次側燃料制御弁１２を急閉
する。ここで、分配比設定は図７に示すように、ガスタ
ービン出力実（負荷）Ｐにより設定されるが、これも必
ずある程度の時間遅れが生じる。これにより、負荷遮断
直後の発生NOx 量が急増するのみでなく、場合によって
は、一次側流量制御弁１０の急開動作遅れに起因して、
ガスタービン２が吹き消えを起こす可能性を有する。

【００３１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、２段燃焼運転においても、安定な制御を行うこ
とができるとともに、負荷遮断等に対してもよく追従で
き、２段燃焼制御から１段燃焼制御への移行等も円滑か
つ確実に行えるガスタービン制御装置を提供することを
目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、ガス燃料供給源から導かれた１本の燃
料供給管を分岐し、分岐管の一方を一次側燃料供給管と
してガスタービン燃焼器の最上流側に接続するととも
に、分岐管の他方を二次側燃料供給管として前記燃焼器
の最上流側よりも下流側に接続し、これら一次側および
二次側燃料供給管から前記燃焼器に供給するガス燃料を
排ガスのNOx 量を低減させる分配比率に制御するガスタ
ービン制御装置において、前記燃料供給管の分岐点より
も上流側の位置にトータルガス燃料供給量を設定する燃
料制御弁を設けるとともに、前記一次側および二次側燃
料供給管に供給燃料の分配比率を設定する一次側および
二次側燃料分配弁をそれぞれ設け、前記燃料制御弁にガ
スタービンの速度・負荷制御用の弁位置制御信号を出力
しトータルガス燃料供給用の開度を設定する弁位置制御
手段と、この弁位置制御手段から出力される弁位置制御
信号に対応する低NOx関係データ基づいて前記一次側お
よび二次側燃料分配弁に分配比率設定信号を出力しその
各弁開度を設定する分配比制御手段とからなる制御装置
を設け、この制御装置は、ガスタービンの速度・負荷制
御を行うための燃料制御弁弁位置制御信号を入力すると
ともに、二次側燃料分配弁に分配比率ｍの信号を出力す
る関数発生器と、１−ｍの分配比率を演算して一次側燃
料分配弁に分配比率１−ｍの信号を出力する演算器とを
備えたことを特徴とする。

【００３３】

【作用】本発明によると、ガスタービンの速度・負荷制
御機能を有する弁と、燃料を分配する弁とを互いに独立
させ、燃料制御弁にはガスタービンの速度・負荷制御機
能を持たせる一方、一次側および二次側燃料分配弁には
２段燃焼器の燃料分配機能を持たせるようにしたので、
従来生じていたような問題が解決され、安定な２段燃焼
制御が行なわれるようになる。

【００３４】すなわち、各燃料分配弁への分配比設定信
号は、弁位置制御信号のみにより行われるため、従来の
ような燃料流量計からのフィードバックの遅れによる外
乱等が避けられる。

【００３５】しかも分配比設定信号は弁制御信号と略比
例するものであるから、最適な低NOx 燃焼を行なわせる
ことができる。

【００３６】また、負荷遮断等に対しても、急減する弁
位置制御信号に合わせて各燃料分配弁の切替えが行われ
るため、各燃料分配弁の急速な応答が期待でき、ガスタ
ービンの吹き消え等が生じることなく、確実な制御が行
える。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２を
参照して説明する。

【００３８】図１に示すように、圧縮機３１、ガスター
ビン３２および発電機３３が同軸上に配置されており、
燃焼器３４内で噴射される燃料が圧縮機３１で圧縮した
空気によって燃焼され、その燃焼ガスによってガスター
ビン３２が回転駆動されるようになっている。

【００３９】また、ガス燃料供給源から導かれた１本の
燃料供給管３５が二手に分岐され、分岐管の一方が一次
側燃料供給管３６としてガスタービン燃焼器３４の最上
流側に接続されるとともに、分岐管の他方が二次側燃料
供給管３７として燃焼器３４の最上流側よりも下流側に
接続されている。

【００４０】このものにおいて、本実施例では燃料供給
管３５の分岐点よりも上流側の位置に、燃料止め弁３８
と、トータルガス燃料供給量を設定する燃料制御弁３９
が設けられている。また、一次側側燃料供給管３６およ
び二次側燃料供給管３７に、供給燃料の分配比率を設定
する一次側燃料分配弁４０および二次側燃料分配弁４１
がそれぞれ設けられている。なお、従来技術で用いられ
ていた燃料流量計は設けられていない。

【００４１】そして、燃料制御弁３９にガスタービンの
速度・負荷制御用の弁位置制御信号を出力しトータルガ
ス燃料供給用の開度を設定する弁位置制御手段Ｂ1 と、
この弁位置制御手段から出力される弁位置制御信号に対
応する低NOx 関係データに基づいて一次側および二次側
燃料分配弁４０，４１に分配比率設定信号を出力しその
各弁開度を設定する分配比制御手段Ｂ2 とからなる制御
装置Ｂが設けられている。

【００４２】制御装置Ｂは図２に示すように、関数発生
器４２および演算器４３を有する構成となっている。そ
して、この制御装置Ｂにガスタービンの速度・負荷制御
を行うための燃料制御弁弁位置制御信号（以下、単に弁
位置制御信号と呼ぶ）ｎが入力され、燃料制御弁３９
は、この弁位置制御信号ｎによって制御されるようにな
っている。

【００４３】また、弁位置制御信号ｎは関数発生器４２
に入力される。この弁位置制御信号ｎは、ガスタービン
３２の負荷に比例または線形的な関係を有することから
（図８参照）、予め求めた関係データに基づき、弁位置
制御信号ｎから燃料分配比が決定される。

【００４４】そして、関数発生器４２から二次側燃料分
配弁４１に分配比率ｍの信号が出力されるとともに、演
算器４３で１−ｍの分配比率が演算され、一次側燃料分
配弁４０に演算器４３から分配比率１−ｍの信号が出力
される。

【００４５】しかして燃焼器３４での着火、ガスタービ
ン３２の速度制御および併入を経て、負荷制御に至まで
は、ガスタービン３２が燃料制御弁３９への弁位置制御
信号ｎにより制御される。

【００４６】ガスタービン３２の負荷が上昇し始めてか
ら中間負荷に至るまでは、関数発生器４２から弁位置制
御信号ｎに基づく二次側燃料分配弁４１への分配比とし
て「０」が出力されるため、一次側燃料分配弁４０は全
開、二次側燃料分配弁４１は全閉で運転が行われる。

【００４７】予め設定した弁位置制御信号値に到達する
と、関数発生器４２からの出力信号によって二次側燃料
制御弁４１が制御され、２段燃焼となる。この２段燃焼
によって低NOx 運転が実現され、その作用は従来例の場
合と同様であるから、その説明は省略するが、本実施例
では、ガスタービン３２の速度・負荷制御機能を有する
燃料制御弁３９と、ガス燃料を分配する一次側燃料分配
弁４０および二次側燃料分配弁４１弁とを互いに独立さ
せたので、燃料制御弁３９にはガスタービン３２の速度
・負荷制御機能を持たせる一方、一次側および二次側燃
料分配弁４０，４１には燃焼器３４の燃料分配機能を持
たせることにより、従来生じていたような問題が解決さ
れ、安定な２段燃焼制御が行なわれるようになる。

【００４８】すなわち、各燃料分配弁４０，４１への分
配比設定信号は、弁位置制御信号ｎに基づいて行われ、
従来のような燃料流量計を用いないので、フィードバッ
クの遅れ等による外乱等が避けられる。

【００４９】しかも、分配比設定信号は弁制御信号と略
比例するものであるから、最適な低NOx 燃焼を行なわせ
ることができる。

【００５０】なお、負荷遮断等が発生した場合には、弁
位置制御信号ｎが急減するために、一次側燃料分配弁４
０は急開し、二次側燃料分配弁４１は急閉する。すなわ
ち、通常の２段階燃焼運転時および負荷遮断時等含め
て、一次側、二次側燃料分配弁４０，４１のトータル開
度は一定開度になるように保持され、かつ一次側燃料分
配弁４０と二次側燃料分配弁４１との開閉動作が必ず逆
（一方が開動作なら他方が閉動作）となる。

【００５１】以上の実施例によれば、各燃料分配弁４
０，４１への分配比設定信号は弁位置制御信号ｎのみに
より行われるため外乱なく行われ、また弁制御信号ｎと
略比例するため、最適な低NOx 燃焼が行なわれ、しかも
負荷遮断等にあっても、急減する弁位置制御信号に合わ
せて各燃料分配弁の切替えが行われるため、各分配弁４
０，４１の急速な応答が期待でき、ガスタービン３２に
吹き消え等のない確実な制御が行える。

【００５２】図３は他の実施例を示している。

【００５３】本実施例は各燃料分配弁４０，４１の各分
配比における流量係数の補正を行うことを可能とし、か
つ手動設定にても補正を可能としている。

【００５４】すなわち、図２に示すように、制御装置Ｂ
は、関数発生器４２と演算器４３との間に、一次側燃料
分配弁補正用関数発生器４４、二次側燃料分配弁補正用
関数発生器４５、加算器４６、補正係数演算回路４７、
手動設定器４８、切替器４９および乗算器５０を備えて
いる。

【００５５】運転時には、関数発生機４２からの分配比
設定信号ｍが一次側燃料分配弁補正用関数発生器４４お
よび二次側燃料分配弁補正用関数発生器４５に入力さ
れ、その分配比における一次側燃料分配弁４０の流量係
数ｃと、二次側燃料分配弁４１の流量係数ｃ´とが求め
られる。これら両出力値が加算器４６で加算され、これ
により、分配弁４０，４１のトータルの流量係数が求め
られる。

【００５６】次に、補正係数演算回路４７によって実際
の各分配弁４０，４１の流量係数に基づく補正が行われ
る。この補正係数が乗算器５０で乗算され、二次側燃料
分配弁４１の分配比を補正することができる。すなわ
ち、このような回路構成により、各燃料分配弁４０，４
１のストローク比のみによる分配に、実流量係数比での
補正を加えることができ、分配比の精度向上が図れるも
のである。

【００５７】したがって、本実施例によれば、より低NO
x 化を目指した（図６の制御カーブに近づく）制御が可
能となる。

【００５８】また、本実施例では図３に示すように、切
替器４９の操作によって乗算器５０への入力信号を手動
設定器４８側に切替えることができるので、自動的な流
量係数による補正の他に、手動による実際運転に即した
分配比設定が行える。

【００５９】図４はさらに他の実施例を示している。

【００６０】本実施例は、各燃料分配弁４０，４１への
出力信号を個別に補正するようにしたもので、二次側燃
料分配弁４１に対して二次側燃料分配弁補正用関数発生
器５１、二次側補正係数演算回路５２および乗算器５３
が、また一次側燃料分配弁４０に対して一次側燃料分配
弁補正用関数発生器５４、一次側補正係数演算回路５５
および乗算器５６がそれぞれ設けられている。

【００６１】しかして、前記各実施例では２台の燃料分
配弁４０，４１のトータルストロークが常に一定値にな
るように制御されるのに対し、本実施例においては、ト
ータルストロークが、各燃料分配弁４０，４１の流量係
数に応じて補正可能となる。

【００６２】すなわち、本実施例よれば、各燃料分配弁
４０，４１のトータルストロークを抑えずに、必要な弁
ストロークとなるように、補正が行われるので、図３の
実施例以上に精密な制御を行うことができる。

【００６３】なお、以上の実施例においては、ガスター
ビンとして単純型のガスタービンシステムを例として説
明したが、本発明は例えばガスタービンと蒸気タービン
とを組合わせたコンバインドサイクルのガスタービンシ
ステムについても前記同様に適用できるものである。こ
の場合には、ガスタービンの昇速途中の一定回転数にお
いて、排熱回収ボイラの暖機が完了するまで、軸の回転
数を保持する等の操作が加えられる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ガスタ
ービンの速度・負荷制御機能を有する弁と、燃料を分配
する弁とを互いに独立させたので、燃料制御弁にはガス
タービンの速度・負荷制御機能を持たせる一方、一次側
および二次側燃料分配弁には２段燃焼器の燃料分配機能
を持たせることにより、安定な２段燃焼制御が行なえ、
従来のような燃料流量計からのフィードバックの遅れに
よる外乱等が避けられるとともに、分配比設定信号は弁
制御信号と略比例するものであるから、最適な低NOx 燃
焼を行なわせることができ、しかも負荷遮断等に対して
も、急減する弁位置制御信号に合わせて各燃料分配弁の
切替えが行われるため、各燃料分配弁の急速な応答がで
き、ガスタービンの吹き消え等が生じることなく、確実
な制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す系統図。

【図２】同実施例の制御装置を示す回路図。

【図３】本発明の他の実施例を示す回路図。

【図４】本発明のさらに他の実施例を示す回路図。

【図５】従来例を示す系統図。

【図６】図５の制御装置を示す図。

【図７】（Ａ）はガスタービンの燃焼温度に対する各系
統での燃料流量を示す図、（Ｂ）は各系統での燃料流量
比を示す図、（Ｃ）はNOx 発生量を示す図。

【図８】ガスタービン出力に対する燃料流量比を示す
図。

【符号の説明】

３４ 燃焼器 ３５ 燃料供給管 ３６ 一次側燃料供給管 ３７ 二次側燃料供給管 ３９ 燃料制御弁 ４０ 一次側燃料分配弁 ４１ 二次側燃料分配弁 Ｂ（Ｂ1,Ｂ2 ） 制御装置（弁位置制御手段，分配比制
御手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス燃料供給源から導かれた１本の燃料
   供給管を分岐し、分岐管の一方を一次側燃料供給管とし
   てガスタービン燃焼器の最上流側に接続するとともに、
   分岐管の他方を二次側燃料供給管として前記燃焼器の最
   上流側よりも下流側に接続し、これら一次側および二次
   側燃料供給管から前記燃焼器に供給するガス燃料を排ガ
   スのNOx 量を低減させる分配比率に制御するガスタービ
   ン制御装置において、前記燃料供給管の分岐点よりも上
   流側の位置にトータルガス燃料供給量を設定する燃料制
   御弁を設けるとともに、前記一次側および二次側燃料供
   給管に供給燃料の分配比率を設定する一次側および二次
   側燃料分配弁をそれぞれ設け、前記燃料制御弁にガスタ
   ービンの速度・負荷制御用の弁位置制御信号を出力しト
   ータルガス燃料供給用の開度を設定する弁位置制御手段
   と、この弁位置制御手段から出力される弁位置制御信号
   に対応する低NOx 関係データ基づいて前記一次側および
   二次側燃料分配弁に分配比率設定信号を出力しその各弁
   開度を設定する分配比制御手段とからなる制御装置を設
   け、この制御装置は、ガスタービンの速度・負荷制御を
   行うための燃料制御弁弁位置制御信号を入力するととも
   に、二次側燃料分配弁に分配比率ｍの信号を出力する関
   数発生器と、１−ｍの分配比率を演算して一次側燃料分
   配弁に分配比率１−ｍの信号を出力する演算器とを備え
   たことを特徴とするガスタービン制御装置。