JP3188140B2 - ガスタービン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法 - Google Patents
ガスタービン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン用のノズ
ル形燃焼器に関し、特にパイロットノズルの近傍に複数
のメインノズルをそなえるようにしたマルチノズル形燃
焼器およびその制御方法に関する。
ル形燃焼器に関し、特にパイロットノズルの近傍に複数
のメインノズルをそなえるようにしたマルチノズル形燃
焼器およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ガスタービン用のマルチノズル
形燃焼器では、図５に示すように、燃焼器内筒３の内部
でパイロットノズル１を取り囲む複数のメインノズル２
Ａ，２Ｂが設けられて、燃焼域を共用しており、これら
のメインノズルは第１メインノズルグループ２Ａと第２
メインノズルグループ２Ｂとに分かれている。なお、図
５における符号４は燃料と空気との予混合気を旋回流と
するためのスワーラーを示す。
形燃焼器では、図５に示すように、燃焼器内筒３の内部
でパイロットノズル１を取り囲む複数のメインノズル２
Ａ，２Ｂが設けられて、燃焼域を共用しており、これら
のメインノズルは第１メインノズルグループ２Ａと第２
メインノズルグループ２Ｂとに分かれている。なお、図
５における符号４は燃料と空気との予混合気を旋回流と
するためのスワーラーを示す。
【０００３】従来のこの種の燃焼器では、その燃料系が
パイロット燃料系，第１メインノズルグループ用燃料系
および第２メインノズルグループ用燃料系の３系統を有
しており、着火から約30％負荷までをパイロット燃料と
第１メインノズルグループ用燃料で賄い、それ以上にな
ると第２メインノズルグループ用燃料が供給される。
パイロット燃料系，第１メインノズルグループ用燃料系
および第２メインノズルグループ用燃料系の３系統を有
しており、着火から約30％負荷までをパイロット燃料と
第１メインノズルグループ用燃料で賄い、それ以上にな
ると第２メインノズルグループ用燃料が供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来のガスタービン用マルチノズル形燃焼器では、下
記の問題点がある。 (1) ガスタービンの燃料制御は制御出力信号（ＣＳＯ；
Control Signal Output）によってすべて行なわれる
が、ＣＳＯとガスタービン負荷とは必ずしも完全には一
致しない。このため燃料切替の際の第２メインノズルグ
ループにおける燃料弁の開閉前後によどみが発生して、
その切替が円滑に行なわれず、甚だしいときには切替時
に負荷が変動して制御特性が不安定となる場合がある。 (2) パイロットノズル用燃料制御弁、第１メインノズル
グループ用燃料制御弁および第２メインノズルグループ
用燃料制御弁は、それぞれ異なった弁特性を持ち、しか
も各弁を流れる燃料ガスの総和がガスタービン負荷に関
与する。したがって弁特性とりわけ弁ＣＶ値（バルブ容
量係数）にバラツキがあるとき、その調整に長時間を要
し、特にコンバインドプラントのように複数台のガスタ
ービンを有するプラントでは困難な弁調整を必要として
いる。
な従来のガスタービン用マルチノズル形燃焼器では、下
記の問題点がある。 (1) ガスタービンの燃料制御は制御出力信号（ＣＳＯ；
Control Signal Output）によってすべて行なわれる
が、ＣＳＯとガスタービン負荷とは必ずしも完全には一
致しない。このため燃料切替の際の第２メインノズルグ
ループにおける燃料弁の開閉前後によどみが発生して、
その切替が円滑に行なわれず、甚だしいときには切替時
に負荷が変動して制御特性が不安定となる場合がある。 (2) パイロットノズル用燃料制御弁、第１メインノズル
グループ用燃料制御弁および第２メインノズルグループ
用燃料制御弁は、それぞれ異なった弁特性を持ち、しか
も各弁を流れる燃料ガスの総和がガスタービン負荷に関
与する。したがって弁特性とりわけ弁ＣＶ値（バルブ容
量係数）にバラツキがあるとき、その調整に長時間を要
し、特にコンバインドプラントのように複数台のガスタ
ービンを有するプラントでは困難な弁調整を必要として
いる。
【０００５】本発明は、上述のような問題点の解消をは
かろうとするもので、パイロットノズルを取り囲むメイ
ンノズルグループの燃料切替後における燃料分配スケジ
ュールへの移行を円滑に行なえるようにしたガスタービ
ン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法を提供す
ることを目的とする。
かろうとするもので、パイロットノズルを取り囲むメイ
ンノズルグループの燃料切替後における燃料分配スケジ
ュールへの移行を円滑に行なえるようにしたガスタービ
ン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明のガスタービン用マルチノズル形燃焼器は、
パイロットノズルと、同パイロットノズルの近傍にそれ
ぞれ設置された複数のメインノズルからなる第１メイン
ノズルグループおよび第２メインノズルグループとをそ
なえたガスタービン用マルチノズル形燃焼器において、
上記のパイロットノズル，第１メインノズルグループお
よび第２メインノズルグループへの各燃料供給量を制御
出力信号に応じて分配するように制御する燃料供給制御
系が設けられ、同制御系が、上記燃焼器の作動初期から
所定の第１中間出力までは上記第１メインノズルグルー
プへの燃料供給量を漸増させ、上記第１中間出力への到
達時に上記第２メインノズルグループへの燃料供給を開
始するとともに同第２メインノズルグループへの燃料供
給分に見合うだけ上記第１メインノズルグループへの燃
料供給量を減少させ、その後最大出力までは上記第１お
よび第２メインノズルグループへの各燃料供給量を漸増
させる増負荷制御特性をそなえ、かつ、高負荷状態から
の減負荷時には上記第１中間出力よりもやや低い所定の
第２中間出力までは上記第１および第２メインノズルグ
ループへの各燃料供給量を漸減させ、上記第２中間出力
への到達時に上記第２メインノズルグループへの燃料供
給量を停止するとともに同第２メインノズルグループへ
の燃料供給停止時の燃料減少分に見合うだけ上記第１メ
インノズルグループへの燃料供給量を増加させ、その後
出力ゼロまでは上記第１メインノズルグループへの燃料
供給量を漸減させる減負荷制御特性をそなえたことを特
徴としている。
め、本発明のガスタービン用マルチノズル形燃焼器は、
パイロットノズルと、同パイロットノズルの近傍にそれ
ぞれ設置された複数のメインノズルからなる第１メイン
ノズルグループおよび第２メインノズルグループとをそ
なえたガスタービン用マルチノズル形燃焼器において、
上記のパイロットノズル，第１メインノズルグループお
よび第２メインノズルグループへの各燃料供給量を制御
出力信号に応じて分配するように制御する燃料供給制御
系が設けられ、同制御系が、上記燃焼器の作動初期から
所定の第１中間出力までは上記第１メインノズルグルー
プへの燃料供給量を漸増させ、上記第１中間出力への到
達時に上記第２メインノズルグループへの燃料供給を開
始するとともに同第２メインノズルグループへの燃料供
給分に見合うだけ上記第１メインノズルグループへの燃
料供給量を減少させ、その後最大出力までは上記第１お
よび第２メインノズルグループへの各燃料供給量を漸増
させる増負荷制御特性をそなえ、かつ、高負荷状態から
の減負荷時には上記第１中間出力よりもやや低い所定の
第２中間出力までは上記第１および第２メインノズルグ
ループへの各燃料供給量を漸減させ、上記第２中間出力
への到達時に上記第２メインノズルグループへの燃料供
給量を停止するとともに同第２メインノズルグループへ
の燃料供給停止時の燃料減少分に見合うだけ上記第１メ
インノズルグループへの燃料供給量を増加させ、その後
出力ゼロまでは上記第１メインノズルグループへの燃料
供給量を漸減させる減負荷制御特性をそなえたことを特
徴としている。
【０００７】また、本発明のガスタービン用マルチノズ
ル形燃焼器は、上記燃料供給制御系が、上記制御出力信
号を受ける燃料分配制御回路に、上記のパイロットノズ
ル，第１メインノズルグループおよび第２メインノズル
グループへの各燃料供給路における流量調節弁のための
各制御回路を接続されるとともに、同燃料供給制御回路
に弁開度補正関数回路を接続されるようにして構成され
たことを特徴としている。
ル形燃焼器は、上記燃料供給制御系が、上記制御出力信
号を受ける燃料分配制御回路に、上記のパイロットノズ
ル，第１メインノズルグループおよび第２メインノズル
グループへの各燃料供給路における流量調節弁のための
各制御回路を接続されるとともに、同燃料供給制御回路
に弁開度補正関数回路を接続されるようにして構成され
たことを特徴としている。
【０００８】さらに、本発明のガスタービン用マルチノ
ズル形燃焼器の制御方法は、パイロットノズルと、同パ
イロットノズルの近傍にそれぞれ設置された複数のメイ
ンノ ズルからなる第１メインノズルグループおよび第２
メインノズルグループとをそなえたガスタービン用マル
チノズル形燃焼器を用いて、上記のパイロットノズル，
第１メインノズルグループおよび第２メインノズルグル
ープへの各燃料供給量を制御出力信号に応じて分配する
ように制御するに際し、上記燃焼器の作動初期から所定
の第１中間出力までは上記第１メインノズルグループへ
の燃料供給量を漸増させ、上記第１中間出力への到達時
に上記第２メインノズルグループへの燃料供給を開始す
るとともに同第２メインノズルグループへの燃料供給分
に見合うだけ上記第１メインノズルグループへの燃料供
給量を減少させ、その後最大出力までは上記第１および
第２メインノズルグループへの各燃料供給量を漸増させ
る増負荷制御を行ない、かつ、高負荷状態からの減負荷
時には上記第１中間出力よりもやや低い所定の第２中間
出力までは上記第１および第２メインノズルグループへ
の各燃料供給量を漸減させ、上記第２中間出力への到達
時に上記第２メインノズルグループへの燃料供給量を停
止するとともに同第２メインノズルグループへの燃料供
給停止時の燃料減少分に見合うだけ上記第１メインノズ
ルグループへの燃料供給量を増加させ、その後出力ゼロ
までは上記第１メインノズルグループへの燃料供給量を
漸減させる減負荷制御を行なうことを特徴としている。
ズル形燃焼器の制御方法は、パイロットノズルと、同パ
イロットノズルの近傍にそれぞれ設置された複数のメイ
ンノ ズルからなる第１メインノズルグループおよび第２
メインノズルグループとをそなえたガスタービン用マル
チノズル形燃焼器を用いて、上記のパイロットノズル，
第１メインノズルグループおよび第２メインノズルグル
ープへの各燃料供給量を制御出力信号に応じて分配する
ように制御するに際し、上記燃焼器の作動初期から所定
の第１中間出力までは上記第１メインノズルグループへ
の燃料供給量を漸増させ、上記第１中間出力への到達時
に上記第２メインノズルグループへの燃料供給を開始す
るとともに同第２メインノズルグループへの燃料供給分
に見合うだけ上記第１メインノズルグループへの燃料供
給量を減少させ、その後最大出力までは上記第１および
第２メインノズルグループへの各燃料供給量を漸増させ
る増負荷制御を行ない、かつ、高負荷状態からの減負荷
時には上記第１中間出力よりもやや低い所定の第２中間
出力までは上記第１および第２メインノズルグループへ
の各燃料供給量を漸減させ、上記第２中間出力への到達
時に上記第２メインノズルグループへの燃料供給量を停
止するとともに同第２メインノズルグループへの燃料供
給停止時の燃料減少分に見合うだけ上記第１メインノズ
ルグループへの燃料供給量を増加させ、その後出力ゼロ
までは上記第１メインノズルグループへの燃料供給量を
漸減させる減負荷制御を行なうことを特徴としている。
【０００９】
【作用】上述の本発明のガスタービン用マルチノズル形
燃焼器およびその制御方法では、パイロットノズル，第
１メインノズルグループおよび第２メインノズルグルー
プへの各燃料供給量を制御出力信号に応じて分配するよ
うに制御する燃料供給制御系が、パイロットノズルおよ
び第１メインノズルによる所定の第１中間出力での作動
状態から増負荷を行なう際に、第２メインノズルグルー
プへの燃料供給開始と同時にその増加分に見合うだけ第
１メインノズルグループへの燃料供給量を減少させるこ
とにより、その切替制御が安定よく行なわれるようにな
る。
燃焼器およびその制御方法では、パイロットノズル，第
１メインノズルグループおよび第２メインノズルグルー
プへの各燃料供給量を制御出力信号に応じて分配するよ
うに制御する燃料供給制御系が、パイロットノズルおよ
び第１メインノズルによる所定の第１中間出力での作動
状態から増負荷を行なう際に、第２メインノズルグルー
プへの燃料供給開始と同時にその増加分に見合うだけ第
１メインノズルグループへの燃料供給量を減少させるこ
とにより、その切替制御が安定よく行なわれるようにな
る。
【００１０】また、高負荷状態から負荷を順次減少させ
る場合には、所定の第２中間出力での作動状態からさら
に減負荷させる際に、第２メインノズルグループへの燃
料供給停止と同時にその減少量に見合うだけ第１メイン
ノズルグループへの燃料供給量を増加させることによ
り、その切替制御も安定よく行なわれるようになる。そ
して、上記所定の第１中間出力と比べて第２の中間出力
が低いレベルに設定されることにより、上述の燃料切替
の特性にヒステリシスが形成されるので、上記の第１お
よび第２の中間出力の近傍で負荷変動が生じても、上述
の燃料切替の作動が頻繁に行なわれるようなハンチング
を防止することができる。
る場合には、所定の第２中間出力での作動状態からさら
に減負荷させる際に、第２メインノズルグループへの燃
料供給停止と同時にその減少量に見合うだけ第１メイン
ノズルグループへの燃料供給量を増加させることによ
り、その切替制御も安定よく行なわれるようになる。そ
して、上記所定の第１中間出力と比べて第２の中間出力
が低いレベルに設定されることにより、上述の燃料切替
の特性にヒステリシスが形成されるので、上記の第１お
よび第２の中間出力の近傍で負荷変動が生じても、上述
の燃料切替の作動が頻繁に行なわれるようなハンチング
を防止することができる。
【００１１】さらに上記燃料供給制御系が、上記のパイ
ロットノズル，第１メインノズルグループおよび第２メ
インノズルグループへの各燃料供給路における流量調節
弁のための各制御回路に、弁開度補正関数回路をそなえ
ている場合には、上記の各流量調節弁の弁特性に応じて
適切な制御信号が出力されるようになり、これにより上
記のパイロットノズル，第１メインノズルグループおよ
び第２メインノズルグループへの燃料供給が的確に行な
われるようになる。
ロットノズル，第１メインノズルグループおよび第２メ
インノズルグループへの各燃料供給路における流量調節
弁のための各制御回路に、弁開度補正関数回路をそなえ
ている場合には、上記の各流量調節弁の弁特性に応じて
適切な制御信号が出力されるようになり、これにより上
記のパイロットノズル，第１メインノズルグループおよ
び第２メインノズルグループへの燃料供給が的確に行な
われるようになる。
【００１２】
【実施例】以下図面により、本発明の一実施例としての
ガスタービン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方
法について説明すると、図１はその制御系の概略構成を
示すブロック線図、図２はその燃料分配についての制御
特性を示すグラフ、図３はそのパイロットノズルの燃料
供給についての制御特性を示すグラフ、図４はそのパイ
ロットノズル用流量調節弁の弁開度補正についての特性
を示すグラフである。
ガスタービン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方
法について説明すると、図１はその制御系の概略構成を
示すブロック線図、図２はその燃料分配についての制御
特性を示すグラフ、図３はそのパイロットノズルの燃料
供給についての制御特性を示すグラフ、図４はそのパイ
ロットノズル用流量調節弁の弁開度補正についての特性
を示すグラフである。
【００１３】本実施例のガスタービン用マルチノズル形
燃焼器の場合も、従来の場合と同様に、図５に示すごと
く燃焼器内筒３の内部でパイロットノズル１を取り囲む
複数のメインノズル２Ａ，２Ｂが設けられて、燃焼域を
共用しており、これらのメインノズルは第１メインノズ
ルグループ２Ａと第２メインノズルグループ２Ｂとに分
かれている。
燃焼器の場合も、従来の場合と同様に、図５に示すごと
く燃焼器内筒３の内部でパイロットノズル１を取り囲む
複数のメインノズル２Ａ，２Ｂが設けられて、燃焼域を
共用しており、これらのメインノズルは第１メインノズ
ルグループ２Ａと第２メインノズルグループ２Ｂとに分
かれている。
【００１４】本実施例のガスタービン用マルチノズル形
燃焼器では特に、図１に示すように、ミニマムセレクタ
回路５から制御出力信号（以下ＣＳＯという。）を受け
る燃料分配制御回路６を含む燃料供給制御系が設けられ
ている。なお、ミニマムセレクタ回路５は、ガスタービ
ンの速度制御や最大出力リミット制御、燃焼ガス温度リ
ミット制御、最大燃料量リミット制御の各制御回路の出
力信号のうち、最小信号をＣＳＯとして選択するもので
ある。
燃焼器では特に、図１に示すように、ミニマムセレクタ
回路５から制御出力信号（以下ＣＳＯという。）を受け
る燃料分配制御回路６を含む燃料供給制御系が設けられ
ている。なお、ミニマムセレクタ回路５は、ガスタービ
ンの速度制御や最大出力リミット制御、燃焼ガス温度リ
ミット制御、最大燃料量リミット制御の各制御回路の出
力信号のうち、最小信号をＣＳＯとして選択するもので
ある。
【００１５】燃料分配制御回路６には、同回路６からそ
れぞれパイロットノズルＣＳＯ（PLCSO)，第１メインノ
ズルグループＣＳＯ（MACSO）および第２メインノズル
グループＣＳＯ（MBCSO）を受けるパイロットノズル燃
料供給制御回路７Ｐ，第１メインノズルグループ燃料供
給制御回路７Ａおよび第２メインノズルグループ燃料制
御回路７Ｂが接続されている。そして、これらの回路７
Ｐ，７Ａ，７Ｂは、それぞれパイロットノズル用弁開度
補正関数回路８Ｐ，第１メインノズルグループ用弁開度
補正関数回路８Ａおよび第２メインノズルグループ用弁
開度補正関数回路８Ｂを介して、パイロットノズル１，
第１メインノズルグループ２Ａおよび第２メインノズル
グループ２Ｂへの各燃料供給路における流量調節弁９
Ｐ，９Ａ，９Ｂの制御を行なうようになっている。
れぞれパイロットノズルＣＳＯ（PLCSO)，第１メインノ
ズルグループＣＳＯ（MACSO）および第２メインノズル
グループＣＳＯ（MBCSO）を受けるパイロットノズル燃
料供給制御回路７Ｐ，第１メインノズルグループ燃料供
給制御回路７Ａおよび第２メインノズルグループ燃料制
御回路７Ｂが接続されている。そして、これらの回路７
Ｐ，７Ａ，７Ｂは、それぞれパイロットノズル用弁開度
補正関数回路８Ｐ，第１メインノズルグループ用弁開度
補正関数回路８Ａおよび第２メインノズルグループ用弁
開度補正関数回路８Ｂを介して、パイロットノズル１，
第１メインノズルグループ２Ａおよび第２メインノズル
グループ２Ｂへの各燃料供給路における流量調節弁９
Ｐ，９Ａ，９Ｂの制御を行なうようになっている。
【００１６】上述の燃料分配制御回路６は、図２に示す
ように、上記ガスタービン用マルチノズル形燃焼器の作
動初期から所定の第１中間出力Ｑ１までは第１メインノ
ズルグループ２Ａへの燃料供給量を漸増させ、第１中間
出力Ｑ１への到達時に第２メインノズルグループ２Ｂへ
の燃料供給を開始するとともに同第２メインノズルグル
ープ２Ｂへの燃料供給分に見合うだけ第１メインノズル
グループ２Ａへの燃料供給量を減少させ、その後最大出
力までは第１および第２メインノズルグループ２Ａ，２
Ｂへの各燃料供給量を漸増させる増負荷制御特性をそな
え、かつ、高負荷状態からの減負荷時には第１中間出力
Ｑ１よりもやや低い所定の第２中間出力Ｑ２までは第１
および第２メインノズルグループ２Ａ，２Ｂへの各燃料
供給量を漸減させ、第２中間出力Ｑ２への到達時に第２
メインノズルグループ２Ｂへの燃料供給量を停止すると
ともに同第２メインノズルグループ２Ｂへの燃料供給停
止時の燃料減少分に見合うだけ第１メインノズルグルー
プ２Ａへの燃料供給量を増加させ、その後出力ゼロまで
は第１メインノズルグループ２Ａへの燃料供給量を漸減
させる減負荷制御特性をそなえている。なお、各ノズル
２Ｐ，２Ａ，２Ｂへの燃料分配比率は、ガスタービンの
回転数や負荷により燃焼状態およびＮＯｘ値が最適にな
るように計算される。
ように、上記ガスタービン用マルチノズル形燃焼器の作
動初期から所定の第１中間出力Ｑ１までは第１メインノ
ズルグループ２Ａへの燃料供給量を漸増させ、第１中間
出力Ｑ１への到達時に第２メインノズルグループ２Ｂへ
の燃料供給を開始するとともに同第２メインノズルグル
ープ２Ｂへの燃料供給分に見合うだけ第１メインノズル
グループ２Ａへの燃料供給量を減少させ、その後最大出
力までは第１および第２メインノズルグループ２Ａ，２
Ｂへの各燃料供給量を漸増させる増負荷制御特性をそな
え、かつ、高負荷状態からの減負荷時には第１中間出力
Ｑ１よりもやや低い所定の第２中間出力Ｑ２までは第１
および第２メインノズルグループ２Ａ，２Ｂへの各燃料
供給量を漸減させ、第２中間出力Ｑ２への到達時に第２
メインノズルグループ２Ｂへの燃料供給量を停止すると
ともに同第２メインノズルグループ２Ｂへの燃料供給停
止時の燃料減少分に見合うだけ第１メインノズルグルー
プ２Ａへの燃料供給量を増加させ、その後出力ゼロまで
は第１メインノズルグループ２Ａへの燃料供給量を漸減
させる減負荷制御特性をそなえている。なお、各ノズル
２Ｐ，２Ａ，２Ｂへの燃料分配比率は、ガスタービンの
回転数や負荷により燃焼状態およびＮＯｘ値が最適にな
るように計算される。
【００１７】パイロットノズル燃料供給回路７Ｐは、PL
CSOを受けると、図３に示すPLCSOとパイロットノズル用
流量調節弁ＣＶ値との関係に基づき、そのＣＶ値を設定
して、同ＣＶ値に対応する制御信号をパイロットノズル
用弁開度補正関数回路８Ｐへ出力するようになってい
る。なお、図３に示すPLCSOとパイロットノズル用流量
調節弁ＣＶ値との関係は、パイロットノズルへの燃料供
給路の配管や同ノズル自体の圧力損失量を計算し、各状
態に応じたＣＶ値となるように決定されたものである。
CSOを受けると、図３に示すPLCSOとパイロットノズル用
流量調節弁ＣＶ値との関係に基づき、そのＣＶ値を設定
して、同ＣＶ値に対応する制御信号をパイロットノズル
用弁開度補正関数回路８Ｐへ出力するようになってい
る。なお、図３に示すPLCSOとパイロットノズル用流量
調節弁ＣＶ値との関係は、パイロットノズルへの燃料供
給路の配管や同ノズル自体の圧力損失量を計算し、各状
態に応じたＣＶ値となるように決定されたものである。
【００１８】パイロットノズル用弁開度補正関数回路８
Ｐは、パイロットノズル燃料供給回路７Ｐからパイロッ
トノズル用流量調節弁ＣＶ値に対応した信号を受ける
と、同ＣＶ値を図４に示す弁開度特性の補正関数に従っ
て補正された弁開度制御信号をパイロットノズル用流量
調節弁９Ｐへ出力するようになっている。なお、図４に
示すパイロットノズル用の弁開度特性の補正関数は、あ
らかじめ計測された流調弁９Ｐの製作誤差に応じて微調
整を施されるものである。
Ｐは、パイロットノズル燃料供給回路７Ｐからパイロッ
トノズル用流量調節弁ＣＶ値に対応した信号を受ける
と、同ＣＶ値を図４に示す弁開度特性の補正関数に従っ
て補正された弁開度制御信号をパイロットノズル用流量
調節弁９Ｐへ出力するようになっている。なお、図４に
示すパイロットノズル用の弁開度特性の補正関数は、あ
らかじめ計測された流調弁９Ｐの製作誤差に応じて微調
整を施されるものである。
【００１９】本実施例のガスタービン用マルチノズル形
燃焼器では、さらに、パイロットノズル１に到る燃料流
路にパイロットノズル用圧力調節弁10Ｐを介装されてお
り、同弁10Ｐにもパイロットノズル燃料供給制御回路７
Ｐから制御信号が送られるようになっていて、この圧力
調節弁10Ｐでは流量調節弁９Ｐの差圧が目標値となるよ
うに制御される。
燃焼器では、さらに、パイロットノズル１に到る燃料流
路にパイロットノズル用圧力調節弁10Ｐを介装されてお
り、同弁10Ｐにもパイロットノズル燃料供給制御回路７
Ｐから制御信号が送られるようになっていて、この圧力
調節弁10Ｐでは流量調節弁９Ｐの差圧が目標値となるよ
うに制御される。
【００２０】そして、第１メインノズルグループおよび
第２メインノズルグループについても、各燃料供給制御
回路７Ａ，７Ｂ、各弁開度補正関数回路８Ａ，８Ｂ、各
流量調節弁９Ａ，９Ｂおよび各圧力調節弁10Ａ，10Ｂに
より、前述したパイロットノズルについての各回路７
Ｐ，８Ｐおよび各弁９Ｐ，10Ｐによる制御と同様の制御
が行なわれる。
第２メインノズルグループについても、各燃料供給制御
回路７Ａ，７Ｂ、各弁開度補正関数回路８Ａ，８Ｂ、各
流量調節弁９Ａ，９Ｂおよび各圧力調節弁10Ａ，10Ｂに
より、前述したパイロットノズルについての各回路７
Ｐ，８Ｐおよび各弁９Ｐ，10Ｐによる制御と同様の制御
が行なわれる。
【００２１】このようにして、本実施例のガスタービン
用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法では、パイ
ロットノズル１，第１メインノズルグループ２Ａおよび
第２メインノズルグループ２Ｂへの各燃料供給量を制御
出力信号に応じて分配するように制御する燃料供給制御
系が、パイロットノズル１および第１メインノズル２Ａ
による所定の第１中間出力Ｑ１の作動状態から増負荷を
行なう際に、第２メインノズルグループ２Ｂへの燃料供
給開始と同時に第１メインノズルグループ２Ａへの燃料
供給量を減少させることにより、その切替制御が安定よ
く行なわれるようになる。
用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法では、パイ
ロットノズル１，第１メインノズルグループ２Ａおよび
第２メインノズルグループ２Ｂへの各燃料供給量を制御
出力信号に応じて分配するように制御する燃料供給制御
系が、パイロットノズル１および第１メインノズル２Ａ
による所定の第１中間出力Ｑ１の作動状態から増負荷を
行なう際に、第２メインノズルグループ２Ｂへの燃料供
給開始と同時に第１メインノズルグループ２Ａへの燃料
供給量を減少させることにより、その切替制御が安定よ
く行なわれるようになる。
【００２２】また、高負荷状態から負荷を順次減少させ
る場合には、所定の第２中間出力Ｑ２の作動状態からさ
らに減負荷させる際に、第２メインノズルグループ２Ｂ
への燃料供給停止と同時に第１メインノズルグループ２
Ａへの燃料供給量を増加させることにより、その切替制
御も安定よく行なわれるようになる。そして、第１中間
出力Ｑ１と比べて第２の中間出力Ｑ２が低いレベルに設
定されることにより、上述の燃料切替の特性にヒステリ
シスが形成されるので、第１および第２の中間出力Ｑ
１，Ｑ２の近傍で負荷変動が生じても、上述の燃料切替
の作動が頻繁に行なわれるハンチングを防止することが
できる。
る場合には、所定の第２中間出力Ｑ２の作動状態からさ
らに減負荷させる際に、第２メインノズルグループ２Ｂ
への燃料供給停止と同時に第１メインノズルグループ２
Ａへの燃料供給量を増加させることにより、その切替制
御も安定よく行なわれるようになる。そして、第１中間
出力Ｑ１と比べて第２の中間出力Ｑ２が低いレベルに設
定されることにより、上述の燃料切替の特性にヒステリ
シスが形成されるので、第１および第２の中間出力Ｑ
１，Ｑ２の近傍で負荷変動が生じても、上述の燃料切替
の作動が頻繁に行なわれるハンチングを防止することが
できる。
【００２３】さらに上記燃料供給制御系が、パイロット
ノズル１，第１メインノズルグループ２Ａおよび第２メ
インノズルグループ２Ｂへの各燃料供給路における流量
調節弁９Ｐ，９Ａ，９Ｂのための各制御回路に、弁開度
補正関数回路８Ｐ，８Ａ，８Ｂをそなえているので、各
流量調節弁９Ｐ，９Ａ，９Ｂの弁特性に応じて適切な制
御信号が出力されるようになり、これによりパイロット
ノズル１，第１メインノズルグループ２Ａおよび第２メ
インノズルグループ２Ｂへの燃料供給が的確に行なわれ
るようになる。
ノズル１，第１メインノズルグループ２Ａおよび第２メ
インノズルグループ２Ｂへの各燃料供給路における流量
調節弁９Ｐ，９Ａ，９Ｂのための各制御回路に、弁開度
補正関数回路８Ｐ，８Ａ，８Ｂをそなえているので、各
流量調節弁９Ｐ，９Ａ，９Ｂの弁特性に応じて適切な制
御信号が出力されるようになり、これによりパイロット
ノズル１，第１メインノズルグループ２Ａおよび第２メ
インノズルグループ２Ｂへの燃料供給が的確に行なわれ
るようになる。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のガスター
ビン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法によれ
ば、以下のような効果が得られる。 (1) パイロットノズル，第１メインノズルグループおよ
び第２メインノズルグループへの各燃料供給量を制御出
力信号に応じて分配するように制御する燃料供給制御系
が、パイロットノズルおよび第１メインノズルによる所
定の第１中間出力の作動状態から増負荷を行なう際に、
第２メインノズルグループへの燃料供給開始と同時に、
その供給開始に伴う燃料増加分に見合うだけ第１メイン
ノズルグループへの燃料供給量を減少させることによ
り、その切替制御が安定よく行なわれるようになる。 (2) 高負荷状態から負荷を順次減少させる場合には、所
定の第２中間出力の作動状態からさらに減負荷させる際
に、第２メインノズルグループへの燃料供給停止と同時
に、その供給停止に伴う燃料減少分に見合うだけ第１メ
インノズルグループへの燃料供給量を増加させることに
より、その切替制御も安定よく行なわれるようになる。 (3) 上記所定の第１中間出力と比べて第２の中間出力が
低いレベルに設定されることにより、上述の燃料切替の
特性にヒステリシスが形成されるので、上記の第１およ
び第２の中間出力の近傍で負荷変動が生じても、上述の
燃料切替の作動が頻繁に行なわれるハンチングを防止す
ることができる。 (4) 上記燃料供給制御系が、上記のパイロットノズル，
第１メインノズルグループおよび第２メインノズルグル
ープへの各燃料供給路における流量調節弁のための各制
御回路に、弁開度補正関数回路をそなえている場合に
は、上記の各流量調節弁の弁特性に応じて適切な制御信
号が出力されるようになり、これにより上記のパイロッ
トノズル，第１メインノズルグループおよび第２メイン
ノズルグループへの燃料供給が的確に行なわれるように
なる。 (5) 上記(1)〜(4)項により、複数台のガスタービンを有
するコンバインドプラントの制御特性が大幅に向上する
ようになる。
ビン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法によれ
ば、以下のような効果が得られる。 (1) パイロットノズル，第１メインノズルグループおよ
び第２メインノズルグループへの各燃料供給量を制御出
力信号に応じて分配するように制御する燃料供給制御系
が、パイロットノズルおよび第１メインノズルによる所
定の第１中間出力の作動状態から増負荷を行なう際に、
第２メインノズルグループへの燃料供給開始と同時に、
その供給開始に伴う燃料増加分に見合うだけ第１メイン
ノズルグループへの燃料供給量を減少させることによ
り、その切替制御が安定よく行なわれるようになる。 (2) 高負荷状態から負荷を順次減少させる場合には、所
定の第２中間出力の作動状態からさらに減負荷させる際
に、第２メインノズルグループへの燃料供給停止と同時
に、その供給停止に伴う燃料減少分に見合うだけ第１メ
インノズルグループへの燃料供給量を増加させることに
より、その切替制御も安定よく行なわれるようになる。 (3) 上記所定の第１中間出力と比べて第２の中間出力が
低いレベルに設定されることにより、上述の燃料切替の
特性にヒステリシスが形成されるので、上記の第１およ
び第２の中間出力の近傍で負荷変動が生じても、上述の
燃料切替の作動が頻繁に行なわれるハンチングを防止す
ることができる。 (4) 上記燃料供給制御系が、上記のパイロットノズル，
第１メインノズルグループおよび第２メインノズルグル
ープへの各燃料供給路における流量調節弁のための各制
御回路に、弁開度補正関数回路をそなえている場合に
は、上記の各流量調節弁の弁特性に応じて適切な制御信
号が出力されるようになり、これにより上記のパイロッ
トノズル，第１メインノズルグループおよび第２メイン
ノズルグループへの燃料供給が的確に行なわれるように
なる。 (5) 上記(1)〜(4)項により、複数台のガスタービンを有
するコンバインドプラントの制御特性が大幅に向上する
ようになる。
【図１】本発明の一実施例としてのガスタービン用マル
チノズル形燃焼器の制御系の概略構成を示すブロック線
図である。
チノズル形燃焼器の制御系の概略構成を示すブロック線
図である。
【図２】図１の燃焼器における燃料分配についての制御
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
【図３】図１の燃焼器におけるパイロットノズルの燃料
供給についての制御特性を示すグラフである。
供給についての制御特性を示すグラフである。
【図４】図１の燃焼器におけるパイロットノズル用流量
調節弁の弁開度補正についての特性を示すグラフであ
る。
調節弁の弁開度補正についての特性を示すグラフであ
る。
【図５】ガスタービン用マルチノズル形燃焼器の正面図
である。
である。
１ パイロットノズル ２Ａ 第１メインノズルグループ ２Ｂ 第２メインノズルグループ ３ 燃焼器内筒 ４ スワーラー ５ ミニマムセレクタ回路 ６ 燃料分配制御回路 ７Ａ 第１メインノズルグループ燃料供給制御回路 ７Ｂ 第２メインノズルグループ燃料供給制御回路 ７Ｐ パイロットノズル燃料供給制御回路 ８Ａ 第１メインノズル用弁開度補正関数回路 ８Ｂ 第２メインノズル用弁開度補正関数回路 ８Ｐ パイロットノズル用弁開度補正関数回路 ９Ａ 第１メインノズル用流量調節弁 ９Ｂ 第２メインノズル用流量調節弁 ９Ｐ パイロットノズル用流量調節弁 10Ａ 第１メインノズル用圧力調節弁 10Ｂ 第２メインノズル用圧力調節弁 10Ｐ パイロットノズル用圧力調節弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−322169（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−149544（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−307259（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23R 3/28 F02C 9/28 F02C 9/34 F23R 3/34
Claims (3)
- 【請求項１】 パイロットノズルと、同パイロットノズ
ルの近傍にそれぞれ設置された複数のメインノズルから
なる第１メインノズルグループおよび第２メインノズル
グループとをそなえたガスタービン用マルチノズル形燃
焼器において、上記のパイロットノズル，第１メインノ
ズルグループおよび第２メインノズルグループへの各燃
料供給量を制御出力信号に応じて分配するように制御す
る燃料供給制御系が設けられ、同制御系が、上記燃焼器
の作動初期から所定の第１中間出力までは上記第１メイ
ンノズルグループへの燃料供給量を漸増させ、上記第１
中間出力への到達時に上記第２メインノズルグループへ
の燃料供給を開始するとともに同第２メインノズルグル
ープへの燃料供給分に見合うだけ上記第１メインノズル
グループへの燃料供給量を減少させ、その後最大出力ま
では上記第１および第２メインノズルグループへの各燃
料供給量を漸増させる増負荷制御特性をそなえ、かつ、
高負荷状態からの減負荷時には上記第１中間出力よりも
やや低い所定の第２中間出力までは上記第１および第２
メインノズルグループへの各燃料供給量を漸減させ、上
記第２中間出力への到達時に上記第２メインノズルグル
ープへの燃料供給量を停止するとともに同第２メインノ
ズルグループへの燃料供給停止時の燃料減少分に見合う
だけ上記第１メインノズルグループへの燃料供給量を増
加させ、その後出力ゼロまでは上記第１メインノズルグ
ループへの燃料供給量を漸減させる減負荷制御特性をそ
なえたことを特徴とする、ガスタービン用マルチノズル
形燃焼器。 - 【請求項２】 請求項１に記載のガスタービン用マルチ
ノズル形燃焼器において、上記燃料供給制御系が、上記
制御出力信号を受ける燃料分配制御回路に、上記のパイ
ロットノズル，第１メインノズルグループおよび第２メ
インノズルグループへの各燃料供給路における流量調節
弁のための各燃料供給制御回路を接続されるとともに、
同燃料供給制御回路に弁開度補正関数回路を接続される
ようにして構成されたことを特徴とする、ガスタービン
用マルチノズル形燃焼器。 - 【請求項３】 パイロットノズルと、同パイロットノズ
ルの近傍にそれぞれ 設置された複数のメインノズルから
なる第１メインノズルグループおよび第２メインノズル
グループとをそなえたガスタービン用マルチノズル形燃
焼器を用いて、上記のパイロットノズル，第１メインノ
ズルグループおよび第２メインノズルグループへの各燃
料供給量を制御出力信号に応じて分配するように制御す
るに際し、上記燃焼器の作動初期から所定の第１中間出
力までは上記第１メインノズルグループへの燃料供給量
を漸増させ、上記第１中間出力への到達時に上記第２メ
インノズルグループへの燃料供給を開始するとともに同
第２メインノズルグループへの燃料供給分に見合うだけ
上記第１メインノズルグループへの燃料供給量を減少さ
せ、その後最大出力までは上記第１および第２メインノ
ズルグループへの各燃料供給量を漸増させる増負荷制御
を行ない、かつ、高負荷状態からの減負荷時には上記第
１中間出力よりもやや低い所定の第２中間出力までは上
記第１および第２メインノズルグループへの各燃料供給
量を漸減させ、上記第２中間出力への到達時に上記第２
メインノズルグループへの燃料供給量を停止するととも
に同第２メインノズルグループへの燃料供給停止時の燃
料減少分に見合うだけ上記第１メインノズルグループへ
の燃料供給量を増加させ、その後出力ゼロまでは上記第
１メインノズルグループへの燃料供給量を漸減させる減
負荷制御を行なうことを特徴とする、ガスタービン用マ
ルチノズル形燃焼器の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13851395A JP3188140B2 (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | ガスタービン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13851395A JP3188140B2 (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | ガスタービン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08312377A JPH08312377A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3188140B2 true JP3188140B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=15223911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13851395A Expired - Lifetime JP3188140B2 (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | ガスタービン用マルチノズル形燃焼器およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188140B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4015656B2 (ja) * | 2004-11-17 | 2007-11-28 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
| JP4656295B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2011-03-23 | 株式会社Ｉｈｉ | ガスタービンの燃料制御方法及び装置 |
| JP4119908B2 (ja) | 2005-09-14 | 2008-07-16 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンの燃焼制御装置 |
| JP4972533B2 (ja) * | 2007-12-12 | 2012-07-11 | 株式会社日立製作所 | 再生型ガスタービン及び再生型ガスタービンの燃料制御方法 |
| JP4831836B2 (ja) * | 2007-12-13 | 2011-12-07 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンの制御方法およびガスタービン発電装置 |
| JP4979615B2 (ja) | 2008-03-05 | 2012-07-18 | 株式会社日立製作所 | 燃焼器及び燃焼器の燃料供給方法 |
| US8613197B2 (en) * | 2010-08-05 | 2013-12-24 | General Electric Company | Turbine combustor with fuel nozzles having inner and outer fuel circuits |
| JP5781915B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2015-09-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | コンバインドプラントとその制御方法 |
| JP2014114794A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン制御装置および制御方法 |
-
1995
- 1995-05-12 JP JP13851395A patent/JP3188140B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08312377A (ja) | 1996-11-26 |
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