JP3446074B2 - ガスタービン燃焼監視装置 - Google Patents
ガスタービン燃焼監視装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン燃焼
監視装置、特に、ガスタービン発電設備の燃焼器の異常
に基づく熱衝撃からプラント全体を保護するガスタービ
ン燃焼監視装置に関する。
監視装置、特に、ガスタービン発電設備の燃焼器の異常
に基づく熱衝撃からプラント全体を保護するガスタービ
ン燃焼監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からガスタービン発電設備における
燃焼不安定、特に、燃焼器の異常時に発生する失火によ
る熱衝撃からプラント全体を保護する方式が求められ
る。この種の方式として、例えば特開平１−１６７４１
８号公報に示すように、排気ガス温度分布を計測し、排
気ガス温度測定値が排気ガス温度許容値以下となるか否
かを判定して燃焼器の失火を検出する方法がある。この
方法では、排気ガス温度の測定に排気ガス温度計測用検
出器を用いるため、この検出器の断線等によって信頼性
が損なわれる恐れがある。これに対し、排気ガス温度計
測用検出器の断線等による信頼性に依存することなく、
燃焼器の失火を検出する方法として、例えば特開平１−
１２３２３９号公報に示すように、上記方法と出力から
算出される燃料流量制御指令信号と実指令信号との偏差
を監視し、この許容偏差以下となるか否かより失火を検
出する方法の二つの方法の論理積により、検出器の信頼
性に依存することのない燃焼器の失火検出方法がある。
燃焼不安定、特に、燃焼器の異常時に発生する失火によ
る熱衝撃からプラント全体を保護する方式が求められ
る。この種の方式として、例えば特開平１−１６７４１
８号公報に示すように、排気ガス温度分布を計測し、排
気ガス温度測定値が排気ガス温度許容値以下となるか否
かを判定して燃焼器の失火を検出する方法がある。この
方法では、排気ガス温度の測定に排気ガス温度計測用検
出器を用いるため、この検出器の断線等によって信頼性
が損なわれる恐れがある。これに対し、排気ガス温度計
測用検出器の断線等による信頼性に依存することなく、
燃焼器の失火を検出する方法として、例えば特開平１−
１２３２３９号公報に示すように、上記方法と出力から
算出される燃料流量制御指令信号と実指令信号との偏差
を監視し、この許容偏差以下となるか否かより失火を検
出する方法の二つの方法の論理積により、検出器の信頼
性に依存することのない燃焼器の失火検出方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ガス
タービン発電設備における燃焼器の失火、保炎リング温
度変動、排気ガス温度変動、燃焼器内圧変動などの異常
が生じた場合、いずれも個々の燃焼器に対して各出力値
を検出しなければならないため、異常検出を速やかに行
うことができず、異常に基づく失火から熱衝撃が発生
し、プラント全体を保護することができない、という問
題があった。本発明の課題は、上記問題点に鑑み、ガス
タービン燃焼器に異常が生じた場合、これを速やかに、
かつ、適切に検出し、この異常に基づく失火から生じる
熱衝撃よりプラント全体を保護することにある。
タービン発電設備における燃焼器の失火、保炎リング温
度変動、排気ガス温度変動、燃焼器内圧変動などの異常
が生じた場合、いずれも個々の燃焼器に対して各出力値
を検出しなければならないため、異常検出を速やかに行
うことができず、異常に基づく失火から熱衝撃が発生
し、プラント全体を保護することができない、という問
題があった。本発明の課題は、上記問題点に鑑み、ガス
タービン燃焼器に異常が生じた場合、これを速やかに、
かつ、適切に検出し、この異常に基づく失火から生じる
熱衝撃よりプラント全体を保護することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、燃焼器の異常を検出する際、燃料流量制御指令を元
に各運転状態における一段燃料と二段燃料の燃料比率を
算出し、これにより、二段燃焼失火時の二段燃焼による
出力、または、一段および二段燃焼失火時の一段および
二段燃焼による出力を取得し、ガスタービン計画出力か
ら二段燃焼による出力、または、一段および二段燃焼に
よる出力を減算してガスタービンの燃焼異常時のガスタ
ービン失火時換算出力を求め、このガスタービン失火時
換算出力に基づいて燃焼不安定発生判定しきい値を設定
する。
に、燃焼器の異常を検出する際、燃料流量制御指令を元
に各運転状態における一段燃料と二段燃料の燃料比率を
算出し、これにより、二段燃焼失火時の二段燃焼による
出力、または、一段および二段燃焼失火時の一段および
二段燃焼による出力を取得し、ガスタービン計画出力か
ら二段燃焼による出力、または、一段および二段燃焼に
よる出力を減算してガスタービンの燃焼異常時のガスタ
ービン失火時換算出力を求め、このガスタービン失火時
換算出力に基づいて燃焼不安定発生判定しきい値を設定
する。
【０００５】二段燃焼、或いは、一段および二段燃焼に
異常が発生した場合、ガスタービン実出力は二段燃焼に
よる出力、或いは、一段および二段燃焼による出力分を
ガスタービン計画出力より喪失することとなり、ガスタ
ービン実出力は急激に低下する。この時、ガスタービン
実出力が燃料流量制御指令信号より各運転状態における
一段／二段燃料比率を考慮し、一段或いは二段燃焼の喪
失による出力低下量を算出して得られる燃焼不安定発生
判定しきい値出力を下回った場合、この出力のアンバラ
ンスより、二段燃焼、或いは、一段および二段燃焼の異
常と判定し、速やかに、かつ、適切に検出することがで
きる。これにより、失火、保炎リング温度変動、排気ガ
ス温度変動、燃焼器内圧変動などの燃焼器の異常を検知
することができ、失火によるガスタービンの後流側への
未燃ガスの流入を防ぐと共に、未燃ガスの過剰流入によ
るタービン後流側の過燃焼より発生する熱衝撃からプラ
ント全体を保護することができる。
異常が発生した場合、ガスタービン実出力は二段燃焼に
よる出力、或いは、一段および二段燃焼による出力分を
ガスタービン計画出力より喪失することとなり、ガスタ
ービン実出力は急激に低下する。この時、ガスタービン
実出力が燃料流量制御指令信号より各運転状態における
一段／二段燃料比率を考慮し、一段或いは二段燃焼の喪
失による出力低下量を算出して得られる燃焼不安定発生
判定しきい値出力を下回った場合、この出力のアンバラ
ンスより、二段燃焼、或いは、一段および二段燃焼の異
常と判定し、速やかに、かつ、適切に検出することがで
きる。これにより、失火、保炎リング温度変動、排気ガ
ス温度変動、燃焼器内圧変動などの燃焼器の異常を検知
することができ、失火によるガスタービンの後流側への
未燃ガスの流入を防ぐと共に、未燃ガスの過剰流入によ
るタービン後流側の過燃焼より発生する熱衝撃からプラ
ント全体を保護することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明を適用するガスタービ
ン単体発電設備（シンプルサイクル発電設備）の系統
と、本発明によるガスタービン燃焼監視装置を示す。ガ
スタービン発電設備は、圧縮機１０１、ガスタービン１
０２、燃焼器１０３および発電機１０４により構成され
る。燃焼器１０３において、頭部燃焼室１０５は環状空
間部であり、後部燃焼室１０６は、頭部燃焼室１０５の
後流に位置し、予混合部１０７からの二段燃料１０８を
燃焼させる空間である。また、後部燃焼室１０６の側閉
端部には、一段燃料１０９を供給するための一段燃料ノ
ズル１１０が設置され、一段燃料流量制御弁１１１によ
り一段燃料１０９が制御される。予混合部１０７の上流
側には、二段燃料ノズル１１２が設置され、二段燃料流
量制御弁１１３により二段燃料１０８が制御される。予
混合ガス１１４は、後部燃焼室１０６に供給され、頭部
燃焼室１０５で形成した一段火炎を着火源とし、火移り
を行い、二段火炎を形成する。一方、圧縮機１０１で圧
縮された圧縮空気１０１ａは燃焼器１０３に導かれる。
燃焼器１０３の監視制御系は、ガスタービン制御装置１
１５、ガスタービン保護装置１２３、一段／二段燃料比
率配分器１１７およびガスタービン燃焼監視装置１２０
から構成する。この監視制御系において、ガスタービン
制御装置１１５から発せられる燃料流量制御指令信号１
１６を一段／二段燃料比率配分器１１７に入力し、一段
／二段燃料比率配分器１１７より一段燃料流量制御指令
信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９として各
々一段燃料流量制御弁１１１、二段燃料流量制御弁１１
３に伝送し、各々一段燃料流量制御弁１１１、二段燃料
流量制御弁１１３の開度を制御する。この開度制御によ
り燃料供給元１２６から供給される一段燃料１０９およ
び二段燃料１０８の量を制御する。この時、燃焼器１０
３の安定燃焼を監視するガスタービン燃焼監視装置１２
０は、発電機１０４より発電機出力検出器１２１から取
得した発電機出力信号（実出力信号）１２２、ガスター
ビン制御装置１１５から燃料流量制御指令信号１１６、
一段／二段燃料比率配分器１１７から一段燃料流量制御
指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９を取
得し、燃焼状態の監視を行い、燃焼不安定発生時には、
ガスタービン制御装置１１５とガスタービン保護装置１
２３に燃焼不安定発生信号１２４をフィードバック出力
する。
用いて説明する。図１は、本発明を適用するガスタービ
ン単体発電設備（シンプルサイクル発電設備）の系統
と、本発明によるガスタービン燃焼監視装置を示す。ガ
スタービン発電設備は、圧縮機１０１、ガスタービン１
０２、燃焼器１０３および発電機１０４により構成され
る。燃焼器１０３において、頭部燃焼室１０５は環状空
間部であり、後部燃焼室１０６は、頭部燃焼室１０５の
後流に位置し、予混合部１０７からの二段燃料１０８を
燃焼させる空間である。また、後部燃焼室１０６の側閉
端部には、一段燃料１０９を供給するための一段燃料ノ
ズル１１０が設置され、一段燃料流量制御弁１１１によ
り一段燃料１０９が制御される。予混合部１０７の上流
側には、二段燃料ノズル１１２が設置され、二段燃料流
量制御弁１１３により二段燃料１０８が制御される。予
混合ガス１１４は、後部燃焼室１０６に供給され、頭部
燃焼室１０５で形成した一段火炎を着火源とし、火移り
を行い、二段火炎を形成する。一方、圧縮機１０１で圧
縮された圧縮空気１０１ａは燃焼器１０３に導かれる。
燃焼器１０３の監視制御系は、ガスタービン制御装置１
１５、ガスタービン保護装置１２３、一段／二段燃料比
率配分器１１７およびガスタービン燃焼監視装置１２０
から構成する。この監視制御系において、ガスタービン
制御装置１１５から発せられる燃料流量制御指令信号１
１６を一段／二段燃料比率配分器１１７に入力し、一段
／二段燃料比率配分器１１７より一段燃料流量制御指令
信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９として各
々一段燃料流量制御弁１１１、二段燃料流量制御弁１１
３に伝送し、各々一段燃料流量制御弁１１１、二段燃料
流量制御弁１１３の開度を制御する。この開度制御によ
り燃料供給元１２６から供給される一段燃料１０９およ
び二段燃料１０８の量を制御する。この時、燃焼器１０
３の安定燃焼を監視するガスタービン燃焼監視装置１２
０は、発電機１０４より発電機出力検出器１２１から取
得した発電機出力信号（実出力信号）１２２、ガスター
ビン制御装置１１５から燃料流量制御指令信号１１６、
一段／二段燃料比率配分器１１７から一段燃料流量制御
指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９を取
得し、燃焼状態の監視を行い、燃焼不安定発生時には、
ガスタービン制御装置１１５とガスタービン保護装置１
２３に燃焼不安定発生信号１２４をフィードバック出力
する。
【０００７】図２に、本発明の一実施形態によるガスタ
ービン燃焼監視装置１２０のブロック構成図を示す。ガ
スタービン燃焼監視装置１２０は、燃焼不安定発生判定
しきい値計算機２０１、比較器２０３およびピックアッ
プタイマ２０４から構成する。燃焼不安定発生判定しき
い値計算機２０１は、発電機出力信号１２２、燃料流量
制御指令信号１１６、一段燃料流量制御指令信号１１
８、二段燃料流量制御指令信号１１９を演算要素として
入力し、燃料流量制御指令信号１１６と出力の関係式、
および一段燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量
制御指令信号１１９により得られる一段／二段燃料比率
を考慮して燃焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、
出力する。ここで、ガスタービン出力は、空気圧縮機１
０１の動力を除くタービン出力より発生する発電機出力
１２２として発電機出力検出器１２１より得ることがで
きる。このとき、燃料流量制御指令信号１１６より求め
られるガスタービン燃焼器失火時のガスタービン計画出
力がガスタービン出力である発電機出力１２２よりも大
きくなることによりガスタービン燃焼器の失火を検出す
る。燃焼不安定発生判定しきい値２０２は、ガスタービ
ン計画出力を元に定める。そこで、燃焼不安定発生判定
しきい値（ｘ１）２０２がガスタービン出力である発電
機出力（ｘ２）１２２よりも大きくなることにより、ガ
スタービン燃焼器１０３の失火を検出する。図２におい
て、燃焼不安定発生判定しきい値（ｘ１）２０２と発電
機出力（ｘ２）１２２の偏差を比較器２０３により求
め、出力偏差がｘ１＞ｘ２のとき、瞬時出力変動による
誤動作防止のため、ピックアップタイマ２０４により監
視し、監視設定時間中、出力偏差が出力され続けた場
合、ガスタービン燃焼監視装置１２０からガスタービン
制御装置１１５とガスタービン保護装置１２３に燃焼不
安定発生信号１２４を出力する。
ービン燃焼監視装置１２０のブロック構成図を示す。ガ
スタービン燃焼監視装置１２０は、燃焼不安定発生判定
しきい値計算機２０１、比較器２０３およびピックアッ
プタイマ２０４から構成する。燃焼不安定発生判定しき
い値計算機２０１は、発電機出力信号１２２、燃料流量
制御指令信号１１６、一段燃料流量制御指令信号１１
８、二段燃料流量制御指令信号１１９を演算要素として
入力し、燃料流量制御指令信号１１６と出力の関係式、
および一段燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量
制御指令信号１１９により得られる一段／二段燃料比率
を考慮して燃焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、
出力する。ここで、ガスタービン出力は、空気圧縮機１
０１の動力を除くタービン出力より発生する発電機出力
１２２として発電機出力検出器１２１より得ることがで
きる。このとき、燃料流量制御指令信号１１６より求め
られるガスタービン燃焼器失火時のガスタービン計画出
力がガスタービン出力である発電機出力１２２よりも大
きくなることによりガスタービン燃焼器の失火を検出す
る。燃焼不安定発生判定しきい値２０２は、ガスタービ
ン計画出力を元に定める。そこで、燃焼不安定発生判定
しきい値（ｘ１）２０２がガスタービン出力である発電
機出力（ｘ２）１２２よりも大きくなることにより、ガ
スタービン燃焼器１０３の失火を検出する。図２におい
て、燃焼不安定発生判定しきい値（ｘ１）２０２と発電
機出力（ｘ２）１２２の偏差を比較器２０３により求
め、出力偏差がｘ１＞ｘ２のとき、瞬時出力変動による
誤動作防止のため、ピックアップタイマ２０４により監
視し、監視設定時間中、出力偏差が出力され続けた場
合、ガスタービン燃焼監視装置１２０からガスタービン
制御装置１１５とガスタービン保護装置１２３に燃焼不
安定発生信号１２４を出力する。
【０００８】以下、燃焼不安定発生判定しきい値計算機
２０１より出力される燃焼不安定発生判定しきい値２０
２の設定方法について説明する。燃焼不安定発生判定し
きい値２０２は、ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼
の失火となる場合と、一段および二段燃焼の失火となる
２つの場合があり、各々の場合の設定値は、以下に示す
方法により設定する。図３に、二段燃焼の失火を検出す
るための燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａの計算方
法について示す。図３において、横軸を燃料流量制御指
令、縦軸を出力で表す。二段燃焼の失火時の燃焼不安定
発生判定しきい値２０２ａは、ガスタービン計画出力３
０１から二段燃焼により得られる出力３０２分が喪失し
たときのガスタービン失火時換算出力３０３ａより設定
する。 （ガスタービン失火時換算出力）＝（ガスタービン計画
出力）−（二段燃焼により得られる出力） ガスタービン計画出力３０１は、燃料流量制御指令信号
１１６と出力の関係より得られ、各運転状態における二
段燃焼により得られる出力３０２分は、ガスタービン計
画出力３０１と空気圧縮機１０１の動力の合計より求め
られるタービン出力３０４に二段燃料比率を乗算するこ
とにより得られる。 （二段燃焼により得られる出力）＝（タービン出力）×
（二段燃料比率） （タービン出力）＝（ガスタービン計画出力）＋（空気
圧縮機動力） また、一段／二段燃料比率は、各々一段燃料流量制御指
令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９より求
める。 一段燃料比率＝（一段燃料流量制御指令信号）／｛（一
段燃料流量制御指令信号）＋（二段燃料流量制御指令信
号）｝ 二段燃料比率＝（二段燃料流量制御指令信号）／｛（一
段燃料流量制御指令信号）＋（二段燃料流量制御指令信
号）｝ 以上より計算されるガスタービン失火時換算出力３０３
ａより、二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生判定しきい
値２０２ａを得る。このとき、二段燃焼の１ケから全て
の失火に対する設定ができるように、失火燃焼器率をα
１とすると、二段燃焼により得られる出力３０２のう
ち、二段燃焼の失火により失われる出力は、 （二段燃焼失火により失われる出力）＝（二段燃焼によ
り得られる出力）×α１ α１＝失火燃焼器数／燃焼器総数 （但し、０＜α１
≦１） となり、任意の二段燃焼失火率を設定できる燃焼不安定
発生判定しきい値２０２ａは、 （燃焼不安定発生判定しきい値）＝（ガスタービン計画
出力）−（二段燃焼により得られる出力）×α１ となる。
２０１より出力される燃焼不安定発生判定しきい値２０
２の設定方法について説明する。燃焼不安定発生判定し
きい値２０２は、ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼
の失火となる場合と、一段および二段燃焼の失火となる
２つの場合があり、各々の場合の設定値は、以下に示す
方法により設定する。図３に、二段燃焼の失火を検出す
るための燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａの計算方
法について示す。図３において、横軸を燃料流量制御指
令、縦軸を出力で表す。二段燃焼の失火時の燃焼不安定
発生判定しきい値２０２ａは、ガスタービン計画出力３
０１から二段燃焼により得られる出力３０２分が喪失し
たときのガスタービン失火時換算出力３０３ａより設定
する。 （ガスタービン失火時換算出力）＝（ガスタービン計画
出力）−（二段燃焼により得られる出力） ガスタービン計画出力３０１は、燃料流量制御指令信号
１１６と出力の関係より得られ、各運転状態における二
段燃焼により得られる出力３０２分は、ガスタービン計
画出力３０１と空気圧縮機１０１の動力の合計より求め
られるタービン出力３０４に二段燃料比率を乗算するこ
とにより得られる。 （二段燃焼により得られる出力）＝（タービン出力）×
（二段燃料比率） （タービン出力）＝（ガスタービン計画出力）＋（空気
圧縮機動力） また、一段／二段燃料比率は、各々一段燃料流量制御指
令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９より求
める。 一段燃料比率＝（一段燃料流量制御指令信号）／｛（一
段燃料流量制御指令信号）＋（二段燃料流量制御指令信
号）｝ 二段燃料比率＝（二段燃料流量制御指令信号）／｛（一
段燃料流量制御指令信号）＋（二段燃料流量制御指令信
号）｝ 以上より計算されるガスタービン失火時換算出力３０３
ａより、二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生判定しきい
値２０２ａを得る。このとき、二段燃焼の１ケから全て
の失火に対する設定ができるように、失火燃焼器率をα
１とすると、二段燃焼により得られる出力３０２のう
ち、二段燃焼の失火により失われる出力は、 （二段燃焼失火により失われる出力）＝（二段燃焼によ
り得られる出力）×α１ α１＝失火燃焼器数／燃焼器総数 （但し、０＜α１
≦１） となり、任意の二段燃焼失火率を設定できる燃焼不安定
発生判定しきい値２０２ａは、 （燃焼不安定発生判定しきい値）＝（ガスタービン計画
出力）−（二段燃焼により得られる出力）×α１ となる。
【０００９】図４に、一段および二段燃焼の失火を検出
するための燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂの計算
方法について示す。図４において、横軸を燃料流量制御
指令、縦軸を出力で表す。一段および二段燃焼の失火時
の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂは、ガスタービ
ン計画出力３０１から一段および二段燃焼により得られ
る出力４０１分が喪失したときのガスタービン失火時換
算出力３０３ｂより設定する。 （ガスタービン失火時換算出力）＝（ガスタービン計画
出力）−（一段および二段燃焼により得られる出力） ガスタービン計画出力３０１は、燃料流量制御指令信号
１１６と出力の関係より得られ、各運転状態における一
段および二段燃焼により得られる出力４０１分は、ガス
タービン計画出力３０１と空気圧縮機１０１の動力の合
計、すなわち、タービン出力３０４より得られる。 （一段および二段燃焼により得られる出力）＝（タービ
ン出力）＝（ガスタービン計画出力）＋（空気圧縮機動
力） 以上よりガスタービン失火時換算出力３０３ｂは、 （ガスタービン失火時換算出力）＝−（空気圧縮機動
力） となり、一段および二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生
判定しきい値２０２ｂを得る。このとき、一段および二
段燃焼の１ケから全ての失火に対する設定ができるよう
に失火燃焼器率をα２とすると、一段および二段燃焼に
より得られる出力４０１のうち、一段および二段燃焼の
失火により失われる出力は、 （一段および二段燃焼失火により失われる出力）＝（空
気圧縮機動力）×α２ α２＝失火燃焼器数／燃焼器総数 （但し、０＜α２
≦１） となり、任意の一段および二段燃焼失火率を設定できる
燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂは、 （燃焼不安定発生判定しきい値）＝−（空気圧縮機動
力）×α２ となる。以上述べたように、本実施形態では、二段燃焼
失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと一段お
よび二段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０
２ｂを燃料流量制御指令信号１１６に基づいて設定する
ことにより、全ての負荷運転状態において燃焼不安定を
速やかに検出することができる。
するための燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂの計算
方法について示す。図４において、横軸を燃料流量制御
指令、縦軸を出力で表す。一段および二段燃焼の失火時
の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂは、ガスタービ
ン計画出力３０１から一段および二段燃焼により得られ
る出力４０１分が喪失したときのガスタービン失火時換
算出力３０３ｂより設定する。 （ガスタービン失火時換算出力）＝（ガスタービン計画
出力）−（一段および二段燃焼により得られる出力） ガスタービン計画出力３０１は、燃料流量制御指令信号
１１６と出力の関係より得られ、各運転状態における一
段および二段燃焼により得られる出力４０１分は、ガス
タービン計画出力３０１と空気圧縮機１０１の動力の合
計、すなわち、タービン出力３０４より得られる。 （一段および二段燃焼により得られる出力）＝（タービ
ン出力）＝（ガスタービン計画出力）＋（空気圧縮機動
力） 以上よりガスタービン失火時換算出力３０３ｂは、 （ガスタービン失火時換算出力）＝−（空気圧縮機動
力） となり、一段および二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生
判定しきい値２０２ｂを得る。このとき、一段および二
段燃焼の１ケから全ての失火に対する設定ができるよう
に失火燃焼器率をα２とすると、一段および二段燃焼に
より得られる出力４０１のうち、一段および二段燃焼の
失火により失われる出力は、 （一段および二段燃焼失火により失われる出力）＝（空
気圧縮機動力）×α２ α２＝失火燃焼器数／燃焼器総数 （但し、０＜α２
≦１） となり、任意の一段および二段燃焼失火率を設定できる
燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂは、 （燃焼不安定発生判定しきい値）＝−（空気圧縮機動
力）×α２ となる。以上述べたように、本実施形態では、二段燃焼
失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと一段お
よび二段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０
２ｂを燃料流量制御指令信号１１６に基づいて設定する
ことにより、全ての負荷運転状態において燃焼不安定を
速やかに検出することができる。
【００１０】次に、図５を用いて、負荷運転状態におけ
る二段燃焼失火時と、一段および二段燃焼失火時のガス
タービンの保護動作を説明する。通常時、ガスタービン
１０２が燃料流量制御指令信号１１６に基づいて運転点
で稼働している。このような状態のとき、燃焼不安定が
発生すると、図１に示すガスタービン燃焼監視装置１２
０よりガスタービン保護装置１２３に燃焼不安定発生信
号１２４が入力され、ガスタービン保護指令信号１２５
をガスタービン制御装置１１５に出力する。ガスタービ
ン制御装置１１５は、ガスタービン保護指令信号１２５
に基づいて燃料流量制御指令信号１１６を出力し、一段
／二段燃料比率配分器１１７を介して一段燃料流量制御
弁１１１と二段燃料流量制御弁１１３の開度を絞り、燃
料１２４から供給される一段燃料１０９および二段燃料
１０８の量を減らすように制御する。すなわち、二段燃
焼失火時は、二段燃焼失火時のガスタービン保護指令信
号１２５ａにより二段燃焼喪失運転領域５０１まで、ま
た、一段および二段燃焼失火時には、一段および二段燃
焼失火時のガスタービン保護指令信号１２５ｂにより一
段燃焼喪失運転領域５０２まで負荷降下させ、失火に伴
う未燃ガスの後流側への流入、または、部分失火による
後流側温度のアンバランスを抑制する。これにより、本
実施形態では、失火に伴う未燃ガスの後流側への流入、
または、部分失火による後流側温度のアンバランスによ
って発生する熱衝撃を防止し、プラントを保護すること
ができる。また、二段燃焼失火時と、一段および二段燃
焼失火時には、各々燃料流量制御指令信号１１６によっ
て算出された二段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しき
い値２０２ａ、一段および二段燃焼失火時の燃焼不安定
発生判定しきい値２０２ｂに基づいてこれを判断するこ
とにより、その設定値の相違から各々の発生の区分を精
度良く検出することができ、この結果、誤判断による不
要な保護動作および負荷降下を防ぐことが可能となり、
プラント運用を効率よく実行することができる。
る二段燃焼失火時と、一段および二段燃焼失火時のガス
タービンの保護動作を説明する。通常時、ガスタービン
１０２が燃料流量制御指令信号１１６に基づいて運転点
で稼働している。このような状態のとき、燃焼不安定が
発生すると、図１に示すガスタービン燃焼監視装置１２
０よりガスタービン保護装置１２３に燃焼不安定発生信
号１２４が入力され、ガスタービン保護指令信号１２５
をガスタービン制御装置１１５に出力する。ガスタービ
ン制御装置１１５は、ガスタービン保護指令信号１２５
に基づいて燃料流量制御指令信号１１６を出力し、一段
／二段燃料比率配分器１１７を介して一段燃料流量制御
弁１１１と二段燃料流量制御弁１１３の開度を絞り、燃
料１２４から供給される一段燃料１０９および二段燃料
１０８の量を減らすように制御する。すなわち、二段燃
焼失火時は、二段燃焼失火時のガスタービン保護指令信
号１２５ａにより二段燃焼喪失運転領域５０１まで、ま
た、一段および二段燃焼失火時には、一段および二段燃
焼失火時のガスタービン保護指令信号１２５ｂにより一
段燃焼喪失運転領域５０２まで負荷降下させ、失火に伴
う未燃ガスの後流側への流入、または、部分失火による
後流側温度のアンバランスを抑制する。これにより、本
実施形態では、失火に伴う未燃ガスの後流側への流入、
または、部分失火による後流側温度のアンバランスによ
って発生する熱衝撃を防止し、プラントを保護すること
ができる。また、二段燃焼失火時と、一段および二段燃
焼失火時には、各々燃料流量制御指令信号１１６によっ
て算出された二段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しき
い値２０２ａ、一段および二段燃焼失火時の燃焼不安定
発生判定しきい値２０２ｂに基づいてこれを判断するこ
とにより、その設定値の相違から各々の発生の区分を精
度良く検出することができ、この結果、誤判断による不
要な保護動作および負荷降下を防ぐことが可能となり、
プラント運用を効率よく実行することができる。
【００１１】図６は、本発明の他の実施形態によるガス
タービン燃焼監視装置１２０のブロック図を示す。本実
施形態は、図２の実施形態に比し、燃料流量制御指令信
号１１６を燃料ガス発熱量１２８により補正した燃料流
量制御指令信号６０３を燃焼不安定発生判定しきい値２
０２の演算要素として用いる点が異なる。ガスタービン
燃焼監視装置１２０は、燃焼不安定発生判定しきい値２
０２、比較器２０３、ピックアップタイマ２０４および
乗算器６０１、６０２から構成する。燃焼不安定発生判
定しきい値２０２は、図１に示した発電機出力信号１２
２、燃料流量制御指令信号１１６、一段燃料流量制御指
令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９、およ
び燃料供給元１２６に設置された発熱量検知器１２７か
らの燃料ガス発熱量信号１２８を演算要素として入力す
る。ここで、燃料流量制御指令信号１１６は、燃料ガス
発熱量により若干ずれるので、その補正のために燃料ガ
ス発熱量信号１２８を使用する。燃料ガス発熱量信号１
２８は、乗算器６０１に入力され、基本燃料ガス発熱量
の逆数との乗算により燃料ガス発熱量による補正信号を
乗算器６０２に出力する。燃料流量制御指令信号１１６
は、燃料ガス発熱量１２８により補正された燃料流量制
御指令信号６０３として乗算器６０２から出力する。補
正された燃料流量制御指令信号６０３により分類された
各運転状態に対して、燃焼不安定発生判定しきい値計算
機２０１は、燃料流量制御指令信号と出力の関係式、お
よび一段燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制
御指令信号１１９により得られる一段／二段燃料比率を
考慮して燃焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、出
力する。燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１より
出力される燃焼不安定発生判定しきい値２０２の設定方
法、および、ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼の失
火となる場合と、一段および二段燃焼の失火となる場合
の燃焼不安定発生判定しきい値２０２の計算方法は、図
２の実施形態において説明したと同様に行われる。本実
施形態は、図２の実施形態と同様に、二段燃焼失火時の
燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと一段および二段
燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂを燃
料流量制御指令信号１１６に基づいて設定することによ
り、全ての負荷運転状態において燃焼不安定を速やかに
検出することができる、と同時に、燃料ガス発熱量信号
１２８の変動に対する燃料流量制御指令信号１１６の補
正を行うことにより、全ての負荷運転状態におけるガス
タービン計画出力信号３０１、空気圧縮機１０１の動力
信号の補正を合わせて実行でき、運転条件の変化に対応
した燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａ、２０２ｂを
適切に設定することができる。
タービン燃焼監視装置１２０のブロック図を示す。本実
施形態は、図２の実施形態に比し、燃料流量制御指令信
号１１６を燃料ガス発熱量１２８により補正した燃料流
量制御指令信号６０３を燃焼不安定発生判定しきい値２
０２の演算要素として用いる点が異なる。ガスタービン
燃焼監視装置１２０は、燃焼不安定発生判定しきい値２
０２、比較器２０３、ピックアップタイマ２０４および
乗算器６０１、６０２から構成する。燃焼不安定発生判
定しきい値２０２は、図１に示した発電機出力信号１２
２、燃料流量制御指令信号１１６、一段燃料流量制御指
令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９、およ
び燃料供給元１２６に設置された発熱量検知器１２７か
らの燃料ガス発熱量信号１２８を演算要素として入力す
る。ここで、燃料流量制御指令信号１１６は、燃料ガス
発熱量により若干ずれるので、その補正のために燃料ガ
ス発熱量信号１２８を使用する。燃料ガス発熱量信号１
２８は、乗算器６０１に入力され、基本燃料ガス発熱量
の逆数との乗算により燃料ガス発熱量による補正信号を
乗算器６０２に出力する。燃料流量制御指令信号１１６
は、燃料ガス発熱量１２８により補正された燃料流量制
御指令信号６０３として乗算器６０２から出力する。補
正された燃料流量制御指令信号６０３により分類された
各運転状態に対して、燃焼不安定発生判定しきい値計算
機２０１は、燃料流量制御指令信号と出力の関係式、お
よび一段燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制
御指令信号１１９により得られる一段／二段燃料比率を
考慮して燃焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、出
力する。燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１より
出力される燃焼不安定発生判定しきい値２０２の設定方
法、および、ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼の失
火となる場合と、一段および二段燃焼の失火となる場合
の燃焼不安定発生判定しきい値２０２の計算方法は、図
２の実施形態において説明したと同様に行われる。本実
施形態は、図２の実施形態と同様に、二段燃焼失火時の
燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと一段および二段
燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂを燃
料流量制御指令信号１１６に基づいて設定することによ
り、全ての負荷運転状態において燃焼不安定を速やかに
検出することができる、と同時に、燃料ガス発熱量信号
１２８の変動に対する燃料流量制御指令信号１１６の補
正を行うことにより、全ての負荷運転状態におけるガス
タービン計画出力信号３０１、空気圧縮機１０１の動力
信号の補正を合わせて実行でき、運転条件の変化に対応
した燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａ、２０２ｂを
適切に設定することができる。
【００１２】図７は、本発明を適用するガスタービン、
蒸気タービンの複合発電設備（コンパインドサイクル発
電設備）の系統と、本発明によるガスタービン燃焼監視
装置を示す。ガスタービン、蒸気タービン複合発電設備
は、圧縮機１０１、ガスタービン１０２、蒸気タービン
７０１、燃焼器１０３および発電機１０４により構成さ
れる。燃焼器１０３およびその監視制御系は、図１のガ
スタービン単体発電設備と同様に構成される。
蒸気タービンの複合発電設備（コンパインドサイクル発
電設備）の系統と、本発明によるガスタービン燃焼監視
装置を示す。ガスタービン、蒸気タービン複合発電設備
は、圧縮機１０１、ガスタービン１０２、蒸気タービン
７０１、燃焼器１０３および発電機１０４により構成さ
れる。燃焼器１０３およびその監視制御系は、図１のガ
スタービン単体発電設備と同様に構成される。
【００１３】図８は、図７に示す複合発電設備に適用す
る本発明の一実施形態によるガスタービン燃焼監視装置
１２０のブロック構成を示す。ガスタービン燃焼監視装
置１２０は、燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０
１、比較器２０３、関数発生器８０２、減算器８０４お
よびピックアップタイマ２０４から構成する。燃焼不安
定発生判定しきい値計算機２０１は、発電機出力信号
（ガスタービン実出力＋蒸気タービン実出力信号）１２
２、燃料流量制御指令信号１１６、一段燃料流量制御指
令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９、蒸気
タービン計画出力信号８０３を演算要素として入力し、
燃料流量制御指令信号１１６と出力の関係式、および一
段燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令
信号１１９により得られる一段／二段燃料比率を考慮し
て燃焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、出力す
る。ここで、ガスタービン出力は、発電機出力検出器１
２１より得られる軸出力である発電機出力１２２から、
燃料流量制御指令信号１１６の関数として関数発生器８
０２に予め与えられた蒸気タービン計画出力８０３を減
算器８０４により除くことでガスタービン換算出力８０
１として得ることができる。図８において、燃焼不安定
発生判定しきい値（ｘ１）２０２が軸出力である発電機
出力１２２より蒸気タービン計画出力８０３を減じたガ
スタービン換算出力（ｘ２）８０１よりも大きくなるこ
とにより、ガスタービン燃焼器１０３の失火を検出す
る。この燃焼不安定発生判定しきい値（ｘ１）２０２と
ガスタービン換算出力（ｘ２）８０１の偏差を比較器２
０３により求め、出力偏差がｘ１＞ｘ２のとき、瞬時出
力変動による誤動作防止のため、ピックアップタイマ２
０４により監視し、監視設定時間中、出力偏差が出力さ
れ続けた場合、ガスタービン燃焼監視装置１２０からガ
スタービン制御装置１１５とガスタービン保護装置１２
３に燃焼不安定発生信号１２４を出力する。
る本発明の一実施形態によるガスタービン燃焼監視装置
１２０のブロック構成を示す。ガスタービン燃焼監視装
置１２０は、燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０
１、比較器２０３、関数発生器８０２、減算器８０４お
よびピックアップタイマ２０４から構成する。燃焼不安
定発生判定しきい値計算機２０１は、発電機出力信号
（ガスタービン実出力＋蒸気タービン実出力信号）１２
２、燃料流量制御指令信号１１６、一段燃料流量制御指
令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９、蒸気
タービン計画出力信号８０３を演算要素として入力し、
燃料流量制御指令信号１１６と出力の関係式、および一
段燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令
信号１１９により得られる一段／二段燃料比率を考慮し
て燃焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、出力す
る。ここで、ガスタービン出力は、発電機出力検出器１
２１より得られる軸出力である発電機出力１２２から、
燃料流量制御指令信号１１６の関数として関数発生器８
０２に予め与えられた蒸気タービン計画出力８０３を減
算器８０４により除くことでガスタービン換算出力８０
１として得ることができる。図８において、燃焼不安定
発生判定しきい値（ｘ１）２０２が軸出力である発電機
出力１２２より蒸気タービン計画出力８０３を減じたガ
スタービン換算出力（ｘ２）８０１よりも大きくなるこ
とにより、ガスタービン燃焼器１０３の失火を検出す
る。この燃焼不安定発生判定しきい値（ｘ１）２０２と
ガスタービン換算出力（ｘ２）８０１の偏差を比較器２
０３により求め、出力偏差がｘ１＞ｘ２のとき、瞬時出
力変動による誤動作防止のため、ピックアップタイマ２
０４により監視し、監視設定時間中、出力偏差が出力さ
れ続けた場合、ガスタービン燃焼監視装置１２０からガ
スタービン制御装置１１５とガスタービン保護装置１２
３に燃焼不安定発生信号１２４を出力する。
【００１４】燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１
より出力される燃焼不安定発生判定しきい値２０２の設
定方法を説明する。燃焼不安定発生判定しきい値２０２
は、ガスタービン燃焼器の二段燃焼の失火となる場合と
一段および二段燃焼の失火となる２つの場合があり、各
々の場合の設定値は、以下に示す方法により設定する。
図９に、二段燃焼の失火を検出するための燃焼不安定発
生判定しきい値２０２ａの計算方法について示す。図９
において、横軸を燃料流量制御指令、縦軸を出力で表
す。二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２
０２ａは、軸出力から蒸気タービン出力８０３を除いた
ガスタービン計画出力３０１から二段燃焼により得られ
る出力３０２分が喪失したときのガスタービン失火時換
算出力３０３ａより設定する。 （ガスタービン失火時換算出力）＝（ガスタービン計画
出力）−（二段燃焼により得られる出力） ガスタービン計画出力３０１は、燃料流量制御指令信号
１１６と出力の関係より得られ、各運転状態における二
段燃焼により得られる出力３０２分は、ガスタービン計
画出力３０１と空気圧縮機１０１の動力の合計より求め
られるタービン出力３０４に二段燃料比率を乗算するこ
とにより得られる。 （二段燃焼により得られる出力）＝（タービン出力）×
（二段燃料比率） （タービン出力）＝（ガスタービン計画出力）＋（空気
圧縮機動力） また、一段／二段燃料比率は、各々、一段燃料流量制御
指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９より
求めることができる。 一段燃料比率＝（一段燃料流量制御指令信号）／｛（一
段燃料流量制御指令信号）＋（二段燃料流量制御指令信
号）｝ 二段燃料比率＝（二段燃料流量制御指令信号）／｛（一
段燃料流量制御指令信号）＋（二段燃料流量制御指令信
号）｝ 以上より計算されるガスタービン失火時換算出力３０３
ａより、二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生判定しきい
値２０２ａが得られる。このとき、二段燃焼の１ケから
全ての失火に対する設定ができるように、失火燃焼器率
をα１とすると、二段燃焼により得られる出力のうち、
二段燃焼の失火により失われる出力は、 （二段燃焼失火により失われる出力）＝（二段燃焼によ
り得られる出力）×α１ α１＝失火燃焼器数／燃焼器総数 （但し、０＜α１
≦１） となり、任意の二段燃焼失火率を設定できる燃焼不安定
発生判定しきい値２０２ａは、 （燃焼不安定発生判定しきい値）＝（ガスタービン計画
出力）−（二段燃焼により得られる出力）×α１ となる。
より出力される燃焼不安定発生判定しきい値２０２の設
定方法を説明する。燃焼不安定発生判定しきい値２０２
は、ガスタービン燃焼器の二段燃焼の失火となる場合と
一段および二段燃焼の失火となる２つの場合があり、各
々の場合の設定値は、以下に示す方法により設定する。
図９に、二段燃焼の失火を検出するための燃焼不安定発
生判定しきい値２０２ａの計算方法について示す。図９
において、横軸を燃料流量制御指令、縦軸を出力で表
す。二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２
０２ａは、軸出力から蒸気タービン出力８０３を除いた
ガスタービン計画出力３０１から二段燃焼により得られ
る出力３０２分が喪失したときのガスタービン失火時換
算出力３０３ａより設定する。 （ガスタービン失火時換算出力）＝（ガスタービン計画
出力）−（二段燃焼により得られる出力） ガスタービン計画出力３０１は、燃料流量制御指令信号
１１６と出力の関係より得られ、各運転状態における二
段燃焼により得られる出力３０２分は、ガスタービン計
画出力３０１と空気圧縮機１０１の動力の合計より求め
られるタービン出力３０４に二段燃料比率を乗算するこ
とにより得られる。 （二段燃焼により得られる出力）＝（タービン出力）×
（二段燃料比率） （タービン出力）＝（ガスタービン計画出力）＋（空気
圧縮機動力） また、一段／二段燃料比率は、各々、一段燃料流量制御
指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９より
求めることができる。 一段燃料比率＝（一段燃料流量制御指令信号）／｛（一
段燃料流量制御指令信号）＋（二段燃料流量制御指令信
号）｝ 二段燃料比率＝（二段燃料流量制御指令信号）／｛（一
段燃料流量制御指令信号）＋（二段燃料流量制御指令信
号）｝ 以上より計算されるガスタービン失火時換算出力３０３
ａより、二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生判定しきい
値２０２ａが得られる。このとき、二段燃焼の１ケから
全ての失火に対する設定ができるように、失火燃焼器率
をα１とすると、二段燃焼により得られる出力のうち、
二段燃焼の失火により失われる出力は、 （二段燃焼失火により失われる出力）＝（二段燃焼によ
り得られる出力）×α１ α１＝失火燃焼器数／燃焼器総数 （但し、０＜α１
≦１） となり、任意の二段燃焼失火率を設定できる燃焼不安定
発生判定しきい値２０２ａは、 （燃焼不安定発生判定しきい値）＝（ガスタービン計画
出力）−（二段燃焼により得られる出力）×α１ となる。
【００１５】図１０に、一段および二段燃焼の失火を検
出するための燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂの計
算方法について示す。図１０において、横軸を燃料流量
制御指令、縦軸を出力で表す。一段および二段燃焼の失
火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂは、ガスタ
ービン計画出力３０１から一段および二段燃焼により得
られる出力４０１分が喪失したときのガスタービン失火
時換算出力３０３ｂより設定することができる。 （ガスタービン失火時換算出力）＝（ガスタービン計画
出力）−（一段および二段燃焼により得られる出力） ガスタービン計画出力３０１は、燃料流量制御指令信号
１１６と出力の関係より得られ、各運転状態における一
段および二段燃焼により得られる出力４０１分は、ガス
タービン計画出力３０１と空気圧縮機１０１の動力の合
計、すなわち、タービン出力３０４より得られる。 （一段および二段燃焼により得られる出力）＝（タービ
ン出力）＝（ガスタービン計画出力）＋（空気圧縮機動
力） 以上よりガスタービン失火時換算出力３０３ｂは、 （ガスタービン失火時換算出力）＝−（空気圧縮機動
力） となり、一段および二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生
判定しきい値２０２ｂを得る。このとき、一段および二
段燃焼の１ケから全ての失火に対する設定ができるよう
に失火燃焼器率をα２とすると、一段および二段燃焼に
より得られる出力４０１のうち、一段および二段燃焼の
失火により失われる出力は、 （一段および二段燃焼失火により失われる出力）＝（空
気圧縮機動力）×α２ α２＝失火燃焼器数／燃焼器総数 （但し、０＜α２
≦１） となり、任意の一段および二段燃焼失火率を設定できる
燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂは、 （燃焼不安定発生判定しきい値）＝−（空気圧縮機動
力）×α２ となる。本実施形態は、ガスタービン、蒸気タービンの
複合発電設備において、二段燃焼失火時の燃焼不安定発
生判定しきい値２０２ａと一段および二段燃焼失火時の
燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂを燃料流量制御指
令信号１１６に基づいて設定することにより、燃焼異常
を速やかに検出することができると共に、発電機出力１
２２を燃料流量制御指令信号１１６の関数とした蒸気タ
ービン計画出力信号８０３により補正することにより、
全ての負荷運転状態において燃焼異常を適切に検出する
ことができる。
出するための燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂの計
算方法について示す。図１０において、横軸を燃料流量
制御指令、縦軸を出力で表す。一段および二段燃焼の失
火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂは、ガスタ
ービン計画出力３０１から一段および二段燃焼により得
られる出力４０１分が喪失したときのガスタービン失火
時換算出力３０３ｂより設定することができる。 （ガスタービン失火時換算出力）＝（ガスタービン計画
出力）−（一段および二段燃焼により得られる出力） ガスタービン計画出力３０１は、燃料流量制御指令信号
１１６と出力の関係より得られ、各運転状態における一
段および二段燃焼により得られる出力４０１分は、ガス
タービン計画出力３０１と空気圧縮機１０１の動力の合
計、すなわち、タービン出力３０４より得られる。 （一段および二段燃焼により得られる出力）＝（タービ
ン出力）＝（ガスタービン計画出力）＋（空気圧縮機動
力） 以上よりガスタービン失火時換算出力３０３ｂは、 （ガスタービン失火時換算出力）＝−（空気圧縮機動
力） となり、一段および二段燃焼の失火時の燃焼不安定発生
判定しきい値２０２ｂを得る。このとき、一段および二
段燃焼の１ケから全ての失火に対する設定ができるよう
に失火燃焼器率をα２とすると、一段および二段燃焼に
より得られる出力４０１のうち、一段および二段燃焼の
失火により失われる出力は、 （一段および二段燃焼失火により失われる出力）＝（空
気圧縮機動力）×α２ α２＝失火燃焼器数／燃焼器総数 （但し、０＜α２
≦１） となり、任意の一段および二段燃焼失火率を設定できる
燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂは、 （燃焼不安定発生判定しきい値）＝−（空気圧縮機動
力）×α２ となる。本実施形態は、ガスタービン、蒸気タービンの
複合発電設備において、二段燃焼失火時の燃焼不安定発
生判定しきい値２０２ａと一段および二段燃焼失火時の
燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂを燃料流量制御指
令信号１１６に基づいて設定することにより、燃焼異常
を速やかに検出することができると共に、発電機出力１
２２を燃料流量制御指令信号１１６の関数とした蒸気タ
ービン計画出力信号８０３により補正することにより、
全ての負荷運転状態において燃焼異常を適切に検出する
ことができる。
【００１６】図１１は、図７に示す複合発電設備に適用
する本発明の他の実施形態によるガスタービン燃焼監視
装置１２０のブロック構成を示す。本実施形態は、図８
の実施形態に比し、図６において説明した燃料流量制御
指令信号１１６を燃料ガス発熱量により補正し、この補
正した燃料流量制御指令信号６０３を燃焼不安定発生判
定しきい値２０２の演算要素として用いる構成を追加し
た点が異なる。ガスタービン燃焼監視装置１２０は、燃
焼不安定発生判定しきい値計算機２０１、比較器２０
３、関数発生器８０２、減算器８０４、乗算器６０１、
６０２およびピックアップタイマ２０４から構成する。
燃焼不安定発生判定しきい値２０２は、図７に示す発電
機出力信号（ガスタービン実出力＋蒸気タービン実出力
信号）１２２、燃料流量制御指令信号１１６、一段燃料
流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１
１９、燃料供給元１２６に設置された発熱量検知器１２
７からの燃料ガス発熱量信号１２８、および蒸気タービ
ン計画出力信号８０３を演算要素として入力し、燃料流
量制御指令信号１１６と出力の関係式、および一段燃料
流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１
１９により得られる一段／二段燃料比率を考慮して燃焼
不安定発生判定しきい値２０２を求め、出力する。燃焼
不安定発生判定しきい値計算機２０１より出力される燃
焼不安定発生判定しきい値２０２の設定方法、および、
ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼の失火となる場合
と、一段および二段燃焼の失火となる場合の燃焼不安定
発生判定しきい値２０２の計算方法は、図８の実施形態
において説明したと同様に行われる。本実施形態は、ガ
スタービン、蒸気タービンの複合発電設備において、二
段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと
一段および二段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい
値２０２ｂを燃料流量制御指令信号１１６に基づいて設
定することにより、燃焼異常を速やかに検出することが
できると共に、発電機出力（ガスタービン出力）１２２
を燃料流量制御指令信号１１６の関数とした蒸気タービ
ン計画出力信号８０３により補正することにより、全て
の負荷運転状態において燃焼異常を適切に検出すること
ができる。また、燃料ガス発熱量信号１２８の変動に対
する燃料流量制御指令信号１１６の補正を行うことによ
り、全ての負荷運転状態におけるガスタービン計画出力
信号３０１、空気圧縮機１０１の動力信号の補正を合わ
せて実行でき、運転条件の変化に対応した燃焼不安定発
生判定しきい値２０２ａ、２０２ｂを適切に設定するこ
とができる。
する本発明の他の実施形態によるガスタービン燃焼監視
装置１２０のブロック構成を示す。本実施形態は、図８
の実施形態に比し、図６において説明した燃料流量制御
指令信号１１６を燃料ガス発熱量により補正し、この補
正した燃料流量制御指令信号６０３を燃焼不安定発生判
定しきい値２０２の演算要素として用いる構成を追加し
た点が異なる。ガスタービン燃焼監視装置１２０は、燃
焼不安定発生判定しきい値計算機２０１、比較器２０
３、関数発生器８０２、減算器８０４、乗算器６０１、
６０２およびピックアップタイマ２０４から構成する。
燃焼不安定発生判定しきい値２０２は、図７に示す発電
機出力信号（ガスタービン実出力＋蒸気タービン実出力
信号）１２２、燃料流量制御指令信号１１６、一段燃料
流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１
１９、燃料供給元１２６に設置された発熱量検知器１２
７からの燃料ガス発熱量信号１２８、および蒸気タービ
ン計画出力信号８０３を演算要素として入力し、燃料流
量制御指令信号１１６と出力の関係式、および一段燃料
流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号１
１９により得られる一段／二段燃料比率を考慮して燃焼
不安定発生判定しきい値２０２を求め、出力する。燃焼
不安定発生判定しきい値計算機２０１より出力される燃
焼不安定発生判定しきい値２０２の設定方法、および、
ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼の失火となる場合
と、一段および二段燃焼の失火となる場合の燃焼不安定
発生判定しきい値２０２の計算方法は、図８の実施形態
において説明したと同様に行われる。本実施形態は、ガ
スタービン、蒸気タービンの複合発電設備において、二
段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと
一段および二段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい
値２０２ｂを燃料流量制御指令信号１１６に基づいて設
定することにより、燃焼異常を速やかに検出することが
できると共に、発電機出力（ガスタービン出力）１２２
を燃料流量制御指令信号１１６の関数とした蒸気タービ
ン計画出力信号８０３により補正することにより、全て
の負荷運転状態において燃焼異常を適切に検出すること
ができる。また、燃料ガス発熱量信号１２８の変動に対
する燃料流量制御指令信号１１６の補正を行うことによ
り、全ての負荷運転状態におけるガスタービン計画出力
信号３０１、空気圧縮機１０１の動力信号の補正を合わ
せて実行でき、運転条件の変化に対応した燃焼不安定発
生判定しきい値２０２ａ、２０２ｂを適切に設定するこ
とができる。
【００１７】図１２は、本発明を適用するガスタービ
ン、蒸気タービンの複合発電設備（コンパインドサイク
ル発電設備）の系統と、本発明によるガスタービン燃焼
監視装置を示す。本実施形態のガスタービン燃焼監視装
置は、図７のガスタービン燃焼監視装置に比し、蒸気タ
ービン７０１に設置した圧力検出器１２０１より取得し
た高圧タービン蒸気圧力１２０２を入力し、燃焼状態を
監視する点が異なる。ガスタービン燃焼監視装置１２０
は、発電機１０４より発電機出力検出器１２１から取得
した発電機出力１２２、ガスタービン制御装置１１５か
ら燃料流量制御指令信号１１６、一段／二段燃料比率配
分器１１７から一段燃料流量制御指令信号１１８、二段
燃料流量制御指令信号１１９、そして、圧力検出器１２
０１より高圧タービン蒸気圧力１２０２を取得し、燃焼
状態の監視を行い、燃焼不安定発生時には、ガスタービ
ン制御装置１１５およびガスタービン保護装置１２３に
燃焼不安定発生信号１２４をフィードバック出力する。
ン、蒸気タービンの複合発電設備（コンパインドサイク
ル発電設備）の系統と、本発明によるガスタービン燃焼
監視装置を示す。本実施形態のガスタービン燃焼監視装
置は、図７のガスタービン燃焼監視装置に比し、蒸気タ
ービン７０１に設置した圧力検出器１２０１より取得し
た高圧タービン蒸気圧力１２０２を入力し、燃焼状態を
監視する点が異なる。ガスタービン燃焼監視装置１２０
は、発電機１０４より発電機出力検出器１２１から取得
した発電機出力１２２、ガスタービン制御装置１１５か
ら燃料流量制御指令信号１１６、一段／二段燃料比率配
分器１１７から一段燃料流量制御指令信号１１８、二段
燃料流量制御指令信号１１９、そして、圧力検出器１２
０１より高圧タービン蒸気圧力１２０２を取得し、燃焼
状態の監視を行い、燃焼不安定発生時には、ガスタービ
ン制御装置１１５およびガスタービン保護装置１２３に
燃焼不安定発生信号１２４をフィードバック出力する。
【００１８】図１３に、図１２に示す複合発電設備に適
用する本発明の一実施形態によるガスタービン燃焼監視
装置１２０のブロック構成図を示す。本実施形態は、図
８の実施形態に示した燃料流量制御指令信号１１６から
蒸気タービン計画出力８０３を求めることに代えて高圧
タービン蒸気圧力１２０２から蒸気タービン換算出力１
３０１を求める点が異なる。ガスタービン燃焼監視装置
１２０は、燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１、
比較器２０３、関数発生器８０２、減算器８０４および
ピックアップタイマ２０４から構成する。燃焼不安定発
生判定しきい値計算機２０１は、発電機出力信号（ガス
タービン実出力＋蒸気タービン実出力信号）１２２、燃
料流量制御指令信号１１６、一段燃料流量制御指令信号
１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９、高圧タービ
ン蒸気圧力信号１２０２を演算要素として入力し、燃料
流量制御指令信号１１６と出力の関係式、および一段燃
料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号
１１９により得られる一段／二段燃料比率を考慮して燃
焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、出力する。ガ
スタービン出力は、発電機出力検出器１２１より得られ
る軸出力である発電機出力信号１２２から、高圧タービ
ン蒸気圧力１２０２の関数として関数発生器８０２によ
り求められる蒸気タービン換算出力１３０１を減算器８
０４によって除くことで得ることができる。図１３にお
いて、燃焼不安定発生判定しきい値（ｘ１）２０２が軸
出力である発電機出力１２２より蒸気タービン換算出力
１３０１を減じたガスタービン換算出力（ｘ２）８０１
よりも大きくなることにより、ガスタービン燃焼器１０
３の失火を検出する。この燃焼不安定発生判定しきい値
（ｘ１）２０２とガスタービン換算出力（ｘ２）８０１
の偏差を比較器２０３により求め、出力偏差がｘ１＞ｘ
２のとき、瞬時出力変動による誤動作防止のため、ピッ
クアップタイマ２０４により監視し、監視設定時間中、
出力偏差が出力され続けた場合、ガスタービン燃焼監視
装置１２０からガスタービン制御装置１１５とガスター
ビン保護装置１２３に燃焼不安定発生信号１２４を出力
R>する。燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１より
出力される燃焼不安定発生判定しきい値２０２の設定方
法、および、ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼の失
火となる場合と、一段および二段燃焼の失火となる場合
の燃焼不安定発生判定しきい値２０２の計算方法は、図
８の実施形態と同様に行われる。本実施形態は、ガスタ
ービン、蒸気タービンの複合発電設備において、二段燃
焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと一段
および二段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２
０２ｂを燃料流量制御指令信号１１６により設定するこ
とにより、燃焼異常を速やかに検出することができると
共に、高圧タービン蒸気圧力１２０２の変動に対して発
電機出力（ガスタービン出力）１２２の補正を合わせて
実施することにより、全ての負荷運転状態において燃焼
異常を適切に検出することができる。
用する本発明の一実施形態によるガスタービン燃焼監視
装置１２０のブロック構成図を示す。本実施形態は、図
８の実施形態に示した燃料流量制御指令信号１１６から
蒸気タービン計画出力８０３を求めることに代えて高圧
タービン蒸気圧力１２０２から蒸気タービン換算出力１
３０１を求める点が異なる。ガスタービン燃焼監視装置
１２０は、燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１、
比較器２０３、関数発生器８０２、減算器８０４および
ピックアップタイマ２０４から構成する。燃焼不安定発
生判定しきい値計算機２０１は、発電機出力信号（ガス
タービン実出力＋蒸気タービン実出力信号）１２２、燃
料流量制御指令信号１１６、一段燃料流量制御指令信号
１１８、二段燃料流量制御指令信号１１９、高圧タービ
ン蒸気圧力信号１２０２を演算要素として入力し、燃料
流量制御指令信号１１６と出力の関係式、および一段燃
料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信号
１１９により得られる一段／二段燃料比率を考慮して燃
焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、出力する。ガ
スタービン出力は、発電機出力検出器１２１より得られ
る軸出力である発電機出力信号１２２から、高圧タービ
ン蒸気圧力１２０２の関数として関数発生器８０２によ
り求められる蒸気タービン換算出力１３０１を減算器８
０４によって除くことで得ることができる。図１３にお
いて、燃焼不安定発生判定しきい値（ｘ１）２０２が軸
出力である発電機出力１２２より蒸気タービン換算出力
１３０１を減じたガスタービン換算出力（ｘ２）８０１
よりも大きくなることにより、ガスタービン燃焼器１０
３の失火を検出する。この燃焼不安定発生判定しきい値
（ｘ１）２０２とガスタービン換算出力（ｘ２）８０１
の偏差を比較器２０３により求め、出力偏差がｘ１＞ｘ
２のとき、瞬時出力変動による誤動作防止のため、ピッ
クアップタイマ２０４により監視し、監視設定時間中、
出力偏差が出力され続けた場合、ガスタービン燃焼監視
装置１２０からガスタービン制御装置１１５とガスター
ビン保護装置１２３に燃焼不安定発生信号１２４を出力
R>する。燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１より
出力される燃焼不安定発生判定しきい値２０２の設定方
法、および、ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼の失
火となる場合と、一段および二段燃焼の失火となる場合
の燃焼不安定発生判定しきい値２０２の計算方法は、図
８の実施形態と同様に行われる。本実施形態は、ガスタ
ービン、蒸気タービンの複合発電設備において、二段燃
焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと一段
および二段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２
０２ｂを燃料流量制御指令信号１１６により設定するこ
とにより、燃焼異常を速やかに検出することができると
共に、高圧タービン蒸気圧力１２０２の変動に対して発
電機出力（ガスタービン出力）１２２の補正を合わせて
実施することにより、全ての負荷運転状態において燃焼
異常を適切に検出することができる。
【００１９】図１４は、図１２に示す複合発電設備に適
用する本発明の他の実施形態によるガスタービン燃焼監
視装置１２０のブロック構成を示す。本実施形態は、図
１３の実施形態に、図６において説明した燃料流量制御
指令信号１１６を燃料ガス発熱量１２８により補正し、
この補正した燃料流量制御指令信号６０３を燃焼不安定
発生判定しきい値２０２の演算要素として用いる構成を
追加した点が異なる。ガスタービン燃焼監視装置１２０
は、燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１、比較器
２０３、関数発生器８０２、減算器８０４、乗算器６０
１、６０２およびピックアップタイマ２０４から構成す
る。燃焼不安定発生判定しきい値２０２は、図１２に示
す発電機出力信号（ガスタービン実出力＋蒸気タービン
実出力信号）１２２、燃料流量制御指令信号１１６、一
段燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令
信号１１９、燃料供給元１２６に設置された発熱量検知
器１２７からの燃料ガス発熱量信号１２８、および蒸気
タービン換算出力１３０１を演算要素として入力し、燃
料流量制御指令信号１１６と出力の関係式、および一段
燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信
号１１９により得られる一段／二段燃料比率を考慮して
燃焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、出力する。
燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１より出力され
る燃焼不安定発生判定しきい値２０２の設定方法、およ
び、ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼の失火となる
場合と、一段および二段燃焼の失火となる場合の燃焼不
安定発生判定しきい値２０２の計算方法は、図８の実施
形態と同様に行われる。本実施形態は、ガスタービン、
蒸気タービンの複合発電設備において、二段燃焼失火時
の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと一段および二
段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂを
燃料流量制御指令信号１１６により設定することによ
り、燃焼異常を速やかに検出することができると共に、
高圧タービン蒸気圧力１２０２の変動に対して発電機出
力（ガスタービン出力）１２２の補正を合わせて実施す
ることにより、全ての負荷運転状態において燃焼異常を
適切に検出することができる。また、燃料ガス発熱量信
号１２８の変動に対する燃料流量制御指令信号１１６の
補正を行うことにより、全ての負荷運転状態におけるガ
スタービン計画出力信号３０１、空気圧縮機１０１の動
力信号の補正を合わせて実行でき、運転条件の変化に対
応した燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａ、２０２ｂ
を適切に設定することができる。
用する本発明の他の実施形態によるガスタービン燃焼監
視装置１２０のブロック構成を示す。本実施形態は、図
１３の実施形態に、図６において説明した燃料流量制御
指令信号１１６を燃料ガス発熱量１２８により補正し、
この補正した燃料流量制御指令信号６０３を燃焼不安定
発生判定しきい値２０２の演算要素として用いる構成を
追加した点が異なる。ガスタービン燃焼監視装置１２０
は、燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１、比較器
２０３、関数発生器８０２、減算器８０４、乗算器６０
１、６０２およびピックアップタイマ２０４から構成す
る。燃焼不安定発生判定しきい値２０２は、図１２に示
す発電機出力信号（ガスタービン実出力＋蒸気タービン
実出力信号）１２２、燃料流量制御指令信号１１６、一
段燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令
信号１１９、燃料供給元１２６に設置された発熱量検知
器１２７からの燃料ガス発熱量信号１２８、および蒸気
タービン換算出力１３０１を演算要素として入力し、燃
料流量制御指令信号１１６と出力の関係式、および一段
燃料流量制御指令信号１１８、二段燃料流量制御指令信
号１１９により得られる一段／二段燃料比率を考慮して
燃焼不安定発生判定しきい値２０２を求め、出力する。
燃焼不安定発生判定しきい値計算機２０１より出力され
る燃焼不安定発生判定しきい値２０２の設定方法、およ
び、ガスタービン燃焼器１０３の二段燃焼の失火となる
場合と、一段および二段燃焼の失火となる場合の燃焼不
安定発生判定しきい値２０２の計算方法は、図８の実施
形態と同様に行われる。本実施形態は、ガスタービン、
蒸気タービンの複合発電設備において、二段燃焼失火時
の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａと一段および二
段燃焼失火時の燃焼不安定発生判定しきい値２０２ｂを
燃料流量制御指令信号１１６により設定することによ
り、燃焼異常を速やかに検出することができると共に、
高圧タービン蒸気圧力１２０２の変動に対して発電機出
力（ガスタービン出力）１２２の補正を合わせて実施す
ることにより、全ての負荷運転状態において燃焼異常を
適切に検出することができる。また、燃料ガス発熱量信
号１２８の変動に対する燃料流量制御指令信号１１６の
補正を行うことにより、全ての負荷運転状態におけるガ
スタービン計画出力信号３０１、空気圧縮機１０１の動
力信号の補正を合わせて実行でき、運転条件の変化に対
応した燃焼不安定発生判定しきい値２０２ａ、２０２ｂ
を適切に設定することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
二段燃焼、或いは、一段および二段燃焼に異常が発生し
た場合、これによって急激に低下するガスタービン実出
力を燃料流量制御指令に基づいて求める燃焼不安定発生
判定しきい値との比較により検出するので、二段燃焼、
或いは、一段および二段燃焼の異常を速やかに検出する
ことができる。また、燃焼不安定発生判定しきい値を燃
料流量制御指令に基づいて求めるので、全ての負荷運転
状態において燃焼異常を検出することができる。また、
燃料ガス発熱量の変動に対応して燃料流量制御指令を補
正するので、燃焼不安定発生判定しきい値を適切に設定
することができ、また、蒸気タービン計画出力ないしは
高圧タービン蒸気圧力の変化に対応してガスタービン出
力の補正を合わせて実施するので、運転条件の変化に対
応して燃焼異常を適切に検出することができる。これら
の結果、本発明は、失火、保炎リング温度変動、排気ガ
ス温度変動、燃焼器内圧変動などの燃焼器の異常時に、
失火によるガスタービンの後流側への未燃ガスの流入を
防ぐと共に、未燃ガスの過剰流入によるタービン後流側
の過燃焼より発生する熱衝撃からプラント全体を保護す
ることができる。
二段燃焼、或いは、一段および二段燃焼に異常が発生し
た場合、これによって急激に低下するガスタービン実出
力を燃料流量制御指令に基づいて求める燃焼不安定発生
判定しきい値との比較により検出するので、二段燃焼、
或いは、一段および二段燃焼の異常を速やかに検出する
ことができる。また、燃焼不安定発生判定しきい値を燃
料流量制御指令に基づいて求めるので、全ての負荷運転
状態において燃焼異常を検出することができる。また、
燃料ガス発熱量の変動に対応して燃料流量制御指令を補
正するので、燃焼不安定発生判定しきい値を適切に設定
することができ、また、蒸気タービン計画出力ないしは
高圧タービン蒸気圧力の変化に対応してガスタービン出
力の補正を合わせて実施するので、運転条件の変化に対
応して燃焼異常を適切に検出することができる。これら
の結果、本発明は、失火、保炎リング温度変動、排気ガ
ス温度変動、燃焼器内圧変動などの燃焼器の異常時に、
失火によるガスタービンの後流側への未燃ガスの流入を
防ぐと共に、未燃ガスの過剰流入によるタービン後流側
の過燃焼より発生する熱衝撃からプラント全体を保護す
ることができる。
【図１】本発明を適用するガスタービン単体発電設備
（シンプルサイクル発電設備）の系統と、本発明による
ガスタービン燃焼監視装置
（シンプルサイクル発電設備）の系統と、本発明による
ガスタービン燃焼監視装置
【図２】本発明の一実施形態によるガスタービン燃焼監
視装置のブロック構成図
視装置のブロック構成図
【図３】二段燃焼の失火を検出するための燃焼不安定発
生判定しきい値の計算方法を示すグラフ
生判定しきい値の計算方法を示すグラフ
【図４】一段および二段燃焼の失火を検出するための燃
焼不安定発生判定しきい値の計算方法について示すグラ
フ
焼不安定発生判定しきい値の計算方法について示すグラ
フ
【図５】負荷運転状態における二段燃焼失火時と、一段
および二段燃焼失火時のガスタービンの保護動作を説明
するグラフ
および二段燃焼失火時のガスタービンの保護動作を説明
するグラフ
【図６】本発明の他の実施形態によるガスタービン燃焼
監視装置のブロック構成図
監視装置のブロック構成図
【図７】本発明を適用するガスタービン、蒸気タービン
の複合発電設備（コンパインドサイクル発電設備）の系
統と、本発明によるガスタービン燃焼監視装置
の複合発電設備（コンパインドサイクル発電設備）の系
統と、本発明によるガスタービン燃焼監視装置
【図８】図７に示す複合発電設備に適用する本発明の一
実施形態によるガスタービン燃焼監視装置のブロック構
成図
実施形態によるガスタービン燃焼監視装置のブロック構
成図
【図９】二段燃焼の失火を検出するための燃焼不安定発
生判定しきい値の計算方法について示すグラフ
生判定しきい値の計算方法について示すグラフ
【図１０】一段および二段燃焼の失火を検出するための
燃焼不安定発生判定しきい値の計算方法について示すグ
ラフ
燃焼不安定発生判定しきい値の計算方法について示すグ
ラフ
【図１１】図７に示す複合発電設備に適用する本発明の
他の実施形態によるガスタービン燃焼監視装置のブロッ
ク構成図
他の実施形態によるガスタービン燃焼監視装置のブロッ
ク構成図
【図１２】本発明を適用するガスタービン、蒸気タービ
ンの複合発電設備（コンパインドサイクル発電設備）の
系統と、本発明によるガスタービン燃焼監視装置
ンの複合発電設備（コンパインドサイクル発電設備）の
系統と、本発明によるガスタービン燃焼監視装置
【図１３】図１２に示す複合発電設備に適用する本発明
の一実施形態によるガスタービン燃焼監視装置のブロッ
ク構成図
の一実施形態によるガスタービン燃焼監視装置のブロッ
ク構成図
【図１４】図１２に示す複合発電設備に適用する本発明
の他の実施形態によるガスタービン燃焼監視装置のブロ
ック構成図
の他の実施形態によるガスタービン燃焼監視装置のブロ
ック構成図
１０１ 圧縮機
１０２ ガスタービン
１０３ 燃焼器
１０４ 発電機
１０５ 頭部燃焼器
１０６ 後部燃焼器
１０７ 予混合部
１１０ 一段燃料ノズル
１１２ 二段燃料ノズル、
１１５ ガスタービン制御装置
１１７ 一段／二段燃料比率配分器
１２０ ガスタービン燃焼監視装置
１２１ 発電機出力検出器
１２３ ガスタービン保護装置
１２６ 燃料供給元
１２７ 発熱量検出器
２０１ 燃料不安定発生判定しきい値計算機
２０３ 比較器
２０４ ピップアップタイマ
６０１、６０２ 乗算器
７０１ 蒸気タービン
８０２ 関数発生器
８０４ 減算器
１２０１ 圧力検出器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02C 6/00 - 9/00
F01K 23/10
Claims (3)
- 【請求項１】 燃焼器の上流に一段燃料用ノズルと拡散
燃焼を行う一段燃焼室を設置し、その下流に二段燃料用
ノズルと予混合燃焼を行う二段燃焼室を備えた燃焼器を
有し、この燃焼器に燃料供給し、ガスタービン出力によ
り発電機出力を得るガスタービン発電設備において、前
記燃料供給を指令する燃料流量制御指令に基づいてガス
タービンの計画出力を求め、このガスタービンの計画出
力に対する実出力の偏差により前記燃焼器の異常を検出
する際、前記燃料流量制御指令を元に各運転状態におけ
る一段燃料と二段燃料の燃料比率を算出し、これによ
り、二段燃焼失火時の二段燃焼による出力、または、一
段および二段燃焼失火時の一段および二段燃焼による出
力を取得し、前記ガスタービン計画出力から前記二段燃
焼による出力、または、前記一段および二段燃焼による
出力を減算してガスタービンの燃焼異常時のガスタービ
ン失火時換算出力を求め、このガスタービン失火時換算
出力に基づいて燃焼不安定発生判定しきい値を設定する
ことを特徴とするガスタービン燃焼監視装置。 - 【請求項２】 燃焼器の上流に一段燃料用ノズルと拡散
燃焼を行う一段燃焼室を設置し、その下流に二段燃料用
ノズルと予混合燃焼を行う二段燃焼室を備えた燃焼器を
有し、この燃焼器に燃料供給し、ガスタービン出力と蒸
気タービン出力を合わせて発電機出力を得るガスタービ
ン、蒸気タービン複合発電設備において、前記燃料供給
を指令する燃料流量制御指令に基づいてガスタービンの
計画出力を求め、一方、ガスタービンの実出力を蒸気タ
ービン出力もしくはその相当値を減算したガスタービン
換算出力として求め、前記ガスタービン計画出力に対す
る前記ガスタービン換算出力の偏差により前記燃焼器の
異常を検出する際、前記燃料流量制御指令を元に各運転
状態における一段燃料と二段燃料の燃料比率を算出し、
これにより、二段燃焼失火時の二段燃焼による出力、ま
たは、一段および二段燃焼失火時の一段および二段燃焼
による出力を取得し、前記ガスタービン計画出力から前
記二段燃焼による出力、または、前記一段および二段燃
焼による出力を減算してガスタービンの燃焼異常時のガ
スタービン失火時換算出力を求め、このガスタービン失
火時換算出力に基づいて燃焼不安定発生判定しきい値を
設定することを特徴とするガスタービン燃焼監視装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、前記
燃料流量制御指令を燃料ガス発熱量の変動に基づいて補
正することを特徴とするガスタービン燃焼監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09616096A JP3446074B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | ガスタービン燃焼監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09616096A JP3446074B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | ガスタービン燃焼監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256871A JPH09256871A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3446074B2 true JP3446074B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=14157606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09616096A Expired - Lifetime JP3446074B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | ガスタービン燃焼監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3446074B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3772633B2 (ja) * | 2000-03-17 | 2006-05-10 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの制御方法 |
| JP5841490B2 (ja) * | 2012-05-21 | 2016-01-13 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン燃焼器及びガスタービン燃焼器の制御装置、ガスタービン燃焼器の異常検知方法 |
-
1996
- 1996-03-26 JP JP09616096A patent/JP3446074B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09256871A (ja) | 1997-09-30 |
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