JP2926060B2 - 二軸ガスタービン用制御システム - Google Patents

二軸ガスタービン用制御システム

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二軸ガスタービンに高いサイクル圧縮比を達
成せしめ得るようにする制御システムに関する。このよ
うにすることにより、周囲温度に関係なく高効率を維持
せしめながら出力制御範囲を広くすることができる。
従来から、二軸ガスタービンの制御についてはいくつ
かの型式のシステムが知られている。そのうちのひとつ
は、燃料注入と出力タービンの可動ノズルの向きとを、
コンプレッサが正常に作動する最低の回転速度が得られ
るまで制御し、次いでこのガスタービンの出力をさらに
減少させるために１列の可動ステータブレードのみを姿
勢制御して前記圧縮機の毎分の回転数すなわち回転速度
を一定に保つことである。
上述の制御は、ガスタービンの大きな出力変化範囲に
おいてガスタービン効率を実質的に一定に維持すること
を可能にする。
しかしながらこの既知システムは、中程度の圧縮比、
すなわち７ないし８程度の値の圧縮比を有するガスター
ビンに適用された場合にのみ有効である。このようなガ
スタービンは可変負荷（出力）における効率の維持の観
点から本来弾力性に冨んでいる。これと逆に、14ないし
15程度の高圧縮比であってサイクル効率が高い場合に
は、高効率が達成できる出力可変範囲に固有の制限があ
るのである。これは設計上最大であるようにした効率
は、この設計条件から外れるにつれて、低圧縮比ガスタ
ービンの場合よりも大きく減少してゆくからである。
本発明の目的は上述の従来の欠点をなくすことにあ
り、本発明によれば高圧縮比装置により高い効率を得る
ことができ、同時に効率のロスを広い出力可変範囲内で
最小にすることができ、さらには周囲温度とは無関係と
する二軸ガスタービン用の制御システムを提供すること
ができる。
上述の本発明の目的はコンプレッサの可動のステータ
ブレードの姿勢を、燃料注入と出力タービンの可変ノズ
ルの姿勢と共に、周囲温度を基礎として連続的に補正し
た前記コンプレッの毎分当りの回転数の線形関数として
変化せしめることによって実質的に達成される。上述の
温度補正は更に詳しくはコンプレッサの回転速度を測定
し、周囲温度に対して周知の次式に従って補償すること
である。
ここで、Ncは絶対周囲温度によって集成された、コン
プレッサの回転速度、Ｎはコンプレッサの測定された回
転速度、Ｔは絶対周囲温度、Trは設計温度または絶対基
準である。
以下、本発明を図面に例示したその好適な実施例につ
いて詳述する。
図面においては、本発明による高圧縮比二軸ガスター
ビン用の制御システムの略図が示されている。
符号１は二軸ガスタービンのコンプレッサを示す。こ
のガスタービンのふたつの軸はそれぞれ符号２、３で示
してある。このコンプレッサはフィルタ４を介して取り
入れた空気を圧縮し、これを燃焼室５へ供給する。この
燃焼室５にはまた制御用電気弁６を介して燃料が入って
来る。燃焼ガスはまずタービン７の内部で膨張し、軸２
を介してコンプレッサ１を駆動する。次いで出力タービ
ン８の中に入り、この出力タービンで機械または発電機
９を駆動する。それからこの燃焼ガスは排気口10を介し
て大気に放出される。
センサ11で検出された出力タービンの軸３の回転速度
すなわち毎分当りの回転数は比較器ユニット12の中で基
準すなわち設定値13と比較され、この比較器ユニット12
からの出力12′は燃料用電気弁６を駆動するために用い
られる。これと同時に、センサ14で検出された、コンプ
レッサ１の軸２の毎分当りの回転数Ｎまたはセンサ15で
検知された排気口10におけるガス温度は比較器ユニット
16内で設定値と比較される。これはその出力17により出
力タービン８の可動ノズル18を制御する。
最後に、前述のセンサ14で検出した毎分当りの回転数
Ｎはまた、センサ19により検出した周囲温度Ｔの値とと
もにユニット20への入力となる。このユニット20は前記
毎分当りの回転数Ｎを前記周囲温度で補償して、修正し
た毎分当りの回転数 に等しい信号を得る。この信号でコンプレッサ１の可動
のステータブレード21を制御するのである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の好適な実施例のブロック図である。 １……コンプレッサ、2,3……軸、４……フィルタ、５
……燃焼室、６……電気弁、７……タービン、８……出
力タービン、９……機械または発電機、10……排気口、
11……センサ、12……比較器ユニット、12′……出力、
13……設定値、14,15……センサ、16……比較器ユニッ
ト、17……出力、18……可動ノズル、19……センサ、20
……ユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−10742（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−53426（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02C 7/00 - 7/36 F02C 9/00 - 9/58

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数列の可動ステータブレードをそなえた
    高圧縮比コンプレッサと、可動ノズルをそなえた出力タ
    ービンと、制御用電気弁を介し燃料を供給される燃焼室
    とを包含する二軸ガスタービン用の高効率を維持するた
    めの制御システムにおいて、 ａ）前記出力タービンの毎分当りの回転数を検出し、こ
    の出力タービンの毎分当りの回転数を表す第１信号を発
    生するセンサ、 ｂ）前記第１信号を受け、この第１信号を第１基準値と
    比較して前記制御用電気弁を制御するための第１出力信
    号を発生する比較器ユニット、 ｃ）前記高圧縮比コンプレッサの毎分当りの回転数を検
    出し、この高圧縮比コンプレッサの毎分当りの回転数を
    表す第２信号を発生するセンサ、 ｄ）前記出力タービンの排気ガス温度を検出し、この出
    力タービンの排気ガス温度を表す第３信号を発生するセ
    ンサ、 ｅ）前記第２信号又は前記第３信号を受け、この第２又
    は第３信号を第２基準値と比較して前記出力タービンの
    前記可動ノズルを制御するための第２出力信号を発生す
    る比較器ユニット、及び ｆ）前記第２信号を受け、この第２信号を周囲温度に対
    して補償して前記高圧縮比コンプレッサの前記可動ステ
    ータブレードを制御するための第３出力信号を発生する
    補償ユニット を包含することを特徴とする二軸ガスタービン用制御シ
    ステム。
  2. 【請求項２】請求項１記載の制御システムにおいて、前
    記第３出力信号が、設計周囲温度に対する前記周囲温度
    の比の平方根で除した前記第２信号であることを特徴と
    する制御システム。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68928159T2 (de) * 1988-09-20 1997-10-30 United Technologies Corp Steuervorrichtung für Gasturbinenanlagen
DE3940248A1 (de) * 1989-04-17 1990-10-18 Gen Electric Verfahren und einrichtung zum regeln eines gasturbinentriebwerkes
EP0427952A1 (en) * 1989-11-16 1991-05-22 Westinghouse Electric Corporation Apparatus and method for combustion turbine generator overfuel limiting
JPH03172540A (ja) * 1989-12-01 1991-07-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 航空機用推力式ガスタービン
JP2008064117A (ja) * 2007-11-26 2008-03-21 Hitachi Ltd ２軸式ガスタービンの運転制御方法と２軸式ガスタービン、及び２軸式ガスタービンの運転制御装置
JP4726930B2 (ja) 2008-07-10 2011-07-20 株式会社日立製作所 ２軸式ガスタービン
US9512784B2 (en) 2010-01-29 2016-12-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Free gas turbine with constant temperature-corrected gas generator speed
IT1399723B1 (it) * 2010-04-30 2013-05-03 Nuovo Pignone Spa Metodo e sistema per la rivelazione di ugello bloccato ed il rimedio
JP5635948B2 (ja) * 2010-07-23 2014-12-03 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器の制御方法及び制御装置
JP5452420B2 (ja) * 2010-08-26 2014-03-26 株式会社日立製作所 多軸式ガスタービンエンジンの制御装置
JP5039827B2 (ja) * 2010-11-22 2012-10-03 株式会社日立製作所 ２軸式ガスタービン並びにその制御装置及び制御方法
EP2489859B1 (en) * 2011-02-18 2020-11-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Free gas turbine with constant temperature-corrected gas generator speed
JP5639568B2 (ja) * 2011-11-15 2014-12-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ２軸式ガスタービン
JP6186656B2 (ja) * 2013-06-27 2017-08-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 圧縮機の制御方法、圧縮機の劣化判定方法、及びこれらの方法を実行する装置
WO2015038768A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-19 Florida Turbine Technologies, Inc. High pressure ratio twin spool industrial gas turbine engine
EP3044430B1 (en) * 2013-09-12 2020-03-25 Florida Turbine Technologies, Inc. Industrial gas turbine engine
JP6366259B2 (ja) 2013-11-18 2018-08-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ２軸ガスタービンの制御装置及び制御方法
JP6364363B2 (ja) * 2015-02-23 2018-07-25 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ２軸式ガスタービン及びその制御装置と制御方法
EP3225812B1 (en) * 2016-03-29 2019-02-27 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. A two-shaft gas turbine, and the control method of opening degree of inlet guide vane of the gas turbine
CN107288758B (zh) * 2016-03-30 2019-10-01 中国科学院工程热物理研究所 一种分轴的组合式燃气动力装置和转换方法
CN110173357A (zh) * 2019-05-28 2019-08-27 中国科学院工程热物理研究所 一种冷热电联供系统及方法
US11525409B2 (en) 2020-09-28 2022-12-13 General Electric Company Temperature based gas turbine control and method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3255586A (en) * 1962-09-12 1966-06-14 Dresser Ind Gas turbine capable of rapidly accepting or rejecting a load with minimum speed deviation
US3686860A (en) * 1970-09-25 1972-08-29 Chandler Evans Inc Nozzle control
DE2241363B2 (de) * 1972-08-23 1975-01-09 Motoren- Und Turbinen-Union Muenchen Gmbh, 8000 Muenchen Regeleinrichtung für ein Gasturbinentriebwerk, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
US3899886A (en) * 1973-11-19 1975-08-19 Gen Motors Corp Gas turbine engine control
US3981140A (en) * 1975-06-23 1976-09-21 General Motors Corporation Gas turbine engine geometry control
US4266401A (en) * 1977-12-22 1981-05-12 The Garrett Corporation Gas turbine engine fuel control
US4299088A (en) * 1979-10-26 1981-11-10 General Electric Company Cyclic load duty control for gas turbine
JPS5910742A (ja) * 1982-07-08 1984-01-20 Toyota Motor Corp ガスタ−ビン機関の制御装置
JPS6153426A (ja) * 1984-08-20 1986-03-17 Nissan Motor Co Ltd ガスタ−ビンエンジンの制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
IT8719432A0 (it) 1987-02-20
EP0279487A3 (en) 1990-01-10
NO880713L (no) 1988-08-22
NO170951B (no) 1992-09-21
CA1284888C (en) 1991-06-18
JPS63212725A (ja) 1988-09-05
US4864816A (en) 1989-09-12
EP0279487A2 (en) 1988-08-24
DE3867650D1 (de) 1992-02-27
EP0279487B1 (en) 1992-01-15
IT1202572B (it) 1989-02-09
NO880713D0 (no) 1988-02-18
NO170951C (no) 1992-12-30

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