JP4929029B2 - Gas turbine control method and gas turbine power generator - Google Patents

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Description

本発明は、ガスタービンの制御方法およびガスタービン発電装置に関するものである。   The present invention relates to a gas turbine control method and a gas turbine power generator.

ガスタービンの燃焼器は、パイロットノズルと複数のメインノズルを有している。メインノズルは、図23に示されるように、ノズル群Aとノズル群Bとに区分されている。ノズル群Aを構成するノズルの本数は、ノズル群Bを構成するノズルの本数よりも少なくされている。
このような燃焼器では、ガスタービンの負荷に応じて燃料供給に使用するノズル群を切り替えることが行われている。例えば、特許文献1には、ノズルの切替期間において、各ノズル群に供給する燃料量を制御することにより、ノズル群の切替を円滑に行うことが開示されている。具体的には、図24に示されるように、ノズル群Aからノズル群Bに切り替える場合には、ノズル群Bへの燃料供給量を増加させる一方、その増加量に見合うだけノズル群Aへの燃料供給量を減少させる制御を行っている。つまり、ノズル切替期間においては、ノズル群Aへの燃料供給量とノズル群Bへの燃料供給量との合計が一定となるように、各ノズル群への燃料供給量が調整される。
特開平8−312377号公報
The combustor of the gas turbine has a pilot nozzle and a plurality of main nozzles. The main nozzle is divided into a nozzle group A and a nozzle group B as shown in FIG. The number of nozzles constituting the nozzle group A is smaller than the number of nozzles constituting the nozzle group B.
In such a combustor, the nozzle group used for fuel supply is switched according to the load of the gas turbine. For example, Patent Document 1 discloses that the nozzle group is smoothly switched by controlling the amount of fuel supplied to each nozzle group during the nozzle switching period. Specifically, as shown in FIG. 24, when switching from the nozzle group A to the nozzle group B, the fuel supply amount to the nozzle group B is increased, while the nozzle group A is only supplied to the increase amount. Control to reduce the amount of fuel supply. That is, during the nozzle switching period, the fuel supply amount to each nozzle group is adjusted so that the sum of the fuel supply amount to the nozzle group A and the fuel supply amount to the nozzle group B is constant.
JP-A-8-312377

しかしながら、上記特許文献1に開示された発明では、燃焼効率の変動が考慮されていないため、図25に示すように、ノズル切替期間においてガスタービン出力が変動するという問題があった。   However, the invention disclosed in Patent Document 1 does not take into account fluctuations in combustion efficiency. Therefore, as shown in FIG. 25, there is a problem that the gas turbine output fluctuates during the nozzle switching period.

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、ノズル切替期間におけるガスタービンの出力変動を低減させることのできるガスタービンの制御方法およびガスタービン発電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a gas turbine control method and a gas turbine power generation device capable of reducing the output fluctuation of the gas turbine during the nozzle switching period.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、燃焼器と、互いに異なる本数のメインノズルを有するとともに、前記燃焼器へ燃料ガスを供給する複数のノズル群とを備えるガスタービンにおいて、運転状態に応じて燃料供給に使用する前記ノズル群を切り替えるガスタービンの制御方法であって、今まで使用していた第1ノズル群をこれから使用する第2ノズル群に切り替えるノズル切替期間について、前記第1ノズル群には燃料供給量を徐々に減少させる第1燃料供給分担比率が予め設定されており、前記第2ノズル群には燃料供給量を徐々に増加させる第2燃料供給分担比率が予め設定されており、前記ノズル切替期間において、前記燃焼器へ供給される燃料供給量が燃料供給量指令値よりも多くなるように、前記第1燃料供給分担比率および前記第2燃料供給分担比率の少なくともいずれか一方を補正し、前記燃料供給量の増加分が、前記第2燃料供給分担比率の一次遅れと該第2燃料供給分担比率との偏差または前記第1燃料供給分担比率の一次遅れと該第1燃料供給分担比率との偏差に基づいて決定されるガスタービンの制御方法を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention provides a gas turbine having a combustor and a plurality of nozzles different from each other, and a plurality of nozzle groups for supplying fuel gas to the combustor, wherein the nozzle is used for fuel supply according to an operating state. A gas turbine control method for switching a group , wherein a fuel supply amount is gradually increased in the first nozzle group during a nozzle switching period in which the first nozzle group used so far is switched to a second nozzle group to be used. A first fuel supply sharing ratio to be decreased is set in advance, and a second fuel supply sharing ratio for gradually increasing the fuel supply amount is set in advance in the second nozzle group, and in the nozzle switching period, The first fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio are set so that the fuel supply amount supplied to the combustor is larger than the fuel supply amount command value. At least one of them is corrected, and the increase in the fuel supply amount is a deviation between the primary delay of the second fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio or the primary delay of the first fuel supply share ratio. And a control method of the gas turbine determined based on a deviation between the first fuel supply share ratio and the first fuel supply share ratio .

このような制御方法によれば、ノズル切替期間において、燃焼器への燃料供給量を燃料供給量指令値よりも増加させるので、燃焼器における燃焼効率の低下を抑制することが可能となる。この結果、ガスタービン出力の変動を低減させることができる。
また、第2ノズル群の燃料供給分担比率とその一次遅れとの偏差または第1ノズル群の燃料供給分担比率とその一次遅れとの偏差に基づいて、燃料供給量の増加分を決定するので、燃料供給量を緩やかに増加させることが可能となる。
According to such a control method, since the fuel supply amount to the combustor is increased from the fuel supply amount command value in the nozzle switching period, it is possible to suppress a decrease in combustion efficiency in the combustor. As a result, fluctuations in gas turbine output can be reduced.
Further, the increase in the fuel supply amount is determined based on the deviation between the fuel supply sharing ratio of the second nozzle group and its primary delay or the deviation between the fuel supply sharing ratio of the first nozzle group and its primary delay. The fuel supply amount can be increased gradually.

上記ガスタービンの制御方法において、前記燃料供給量の増加分が、前記第1ノズル群と前記第2ノズル群とに配分されるように前記第1燃料供給分担比率および前記第2燃料供給分担比率が補正されることとしてもよい。
また、上記ガスタービンの制御方法において、前記燃料供給量の増加分は、前記燃料供給分担比率が大きい方のノズル群に多く配分されることとしてもよい。
また、上記ガスタービンの制御方法において、前記燃料供給量の増加分は、前記ノズル切替期間の前半において、前記第1ノズル群に多く配分され、前記ノズル切替期間の後半において、前記第2ノズル群に多く配分されることとしてもよい。
In the gas turbine control method, the first fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio so that an increase in the fuel supply amount is distributed to the first nozzle group and the second nozzle group. May be corrected .
In the gas turbine control method, the increase in the fuel supply amount may be distributed more to the nozzle group having the larger fuel supply share ratio.
In the gas turbine control method, the increase in the fuel supply amount is largely distributed to the first nozzle group in the first half of the nozzle switching period, and the second nozzle group in the second half of the nozzle switching period. It is good also as being distributed to many.

上記ガスタービンの制御方法において、前記燃料供給量の増加分は、発電プラントの運転状態に応じて調整されることとしてもよい。   In the gas turbine control method, the increase in the fuel supply amount may be adjusted according to the operating state of the power plant.

これにより、ガスタービンの運転状況に応じて燃料増加分を調整することが可能となる。   Thereby, it becomes possible to adjust the fuel increase amount according to the operation state of the gas turbine.

上記ガスタービンの制御方法において、前記燃料供給量の増加分は、前記第1ノズル群及び前記第2ノズル群に対して、その燃焼効率を考慮した割合で割り当てられることとしてもよい。   In the gas turbine control method, the increase in the fuel supply amount may be assigned to the first nozzle group and the second nozzle group at a rate in consideration of combustion efficiency.

このように、燃料の増加分を第1ノズル群と第2ノズル群とで分担するとともに、各分担の割合は燃焼効率を考慮して決定されるので、ガスタービンの運転効率を更に向上させることが可能となる。   In this way, the fuel increase is shared between the first nozzle group and the second nozzle group, and the ratio of each share is determined in consideration of the combustion efficiency, so that the operating efficiency of the gas turbine is further improved. Is possible.

上記ガスタービンの制御方法において、前記燃料供給量の増加分は、前記燃焼器における燃焼効率に応じて決定されることとしてもよい。   In the gas turbine control method, the increase in the fuel supply amount may be determined according to combustion efficiency in the combustor.

これにより、燃焼効率の悪化を補う燃料供給を行うことが可能となる。   As a result, it is possible to perform fuel supply that compensates for deterioration in combustion efficiency.

上記ガスタービンの制御方法において、前記燃焼効率は、例えば、前記燃焼器に供給される空気流量と燃料流量とに基づいて算出される。   In the gas turbine control method, the combustion efficiency is calculated based on, for example, an air flow rate and a fuel flow rate supplied to the combustor.

このように、演算によって燃焼効率を求めることにより、燃焼効率を検出するためのセンサ等を不要とすることができる。   Thus, by obtaining the combustion efficiency by calculation, a sensor or the like for detecting the combustion efficiency can be made unnecessary.

上記ガスタービンの制御方法において、前記燃料供給量の増加分は、ガスタービンの出力指令値とガスタービンの出力との偏差に基づいて決定されることとしてもよい。   In the gas turbine control method, the increase in the fuel supply amount may be determined based on a deviation between the output command value of the gas turbine and the output of the gas turbine.

これにより、ガスタービン出力に関する制御性を向上させることが可能となる。また、ガスタービンの出力をフィードバックして用いることから、燃焼効率、プラントの個体差、その他のばらつきに対して、ロバストな制御を行うことが可能となる。更に、異なった負荷変化レートや切替負荷帯にも対応することが可能となる。   Thereby, the controllability regarding the gas turbine output can be improved. In addition, since the output of the gas turbine is fed back and used, robust control can be performed with respect to combustion efficiency, plant individual differences, and other variations. Furthermore, it becomes possible to cope with different load change rates and switching load bands.

本発明は、燃焼器と、互いに異なる本数のメインノズルを有するとともに、前記燃焼器へ燃料ガスを供給する複数のノズル群とを備え、運転状態に応じて燃料供給に使用するノズル群が切り替えられるガスタービン発電装置であって、今まで使用していた第1ノズル群をこれから使用する第2ノズル群に切り替えるノズル切替期間に使用される、燃料供給量を徐々に減少させる第1燃料供給分担比率と燃料供給量を徐々に増加させる第2供給分担比率とを記憶する手段と、前記ノズル切替期間において、前記燃焼器へ供給される燃料供給量が燃料供給量指令値よりも多くなるように、前記第1燃料供給分担比率および前記第2燃料供給分担比率の少なくともいずれか一方を補正する補正部と、前記補正部によって前記第1燃料供給分担比率が補正された場合には補正後の前記第1燃料供給分担比率を用い、前記補正部によって前記第1燃料供給分担比率が補正されていない場合には記憶されている前記第1燃料供給分担比率を用いて、第1ノズル群の燃料供給量を設定する第1制御部と、前記補正部によって前記第2燃料供給分担比率が補正された場合には補正後の前記第2燃料供給分担比率を用い、前記補正部によって前記第2燃料供給分担比率が補正されていない場合には記憶されている前記第2燃料供給分担比率を用いて、第2ノズル群の燃料供給量を設定する第2制御部とを備え、前記燃料供給量の増加分が、前記第2燃料供給分担比率の一次遅れと該第2燃料供給分担比率との偏差または前記第1燃料供給分担比率の一次遅れと該第1燃料供給分担比率との偏差に基づいて決定されるガスタービン発電装置を提供する。 The present invention includes a combustor and a plurality of nozzle groups each having a different number of main nozzles and supplying fuel gas to the combustor, and the nozzle group used for fuel supply is switched according to the operating state. 1st fuel supply share ratio which is a gas turbine electric power generating apparatus, and is used in the nozzle switching period which switches the 1st nozzle group used until now to the 2nd nozzle group to be used from now on gradually reduces the fuel supply amount And a second supply share ratio for gradually increasing the fuel supply amount, and the fuel supply amount supplied to the combustor during the nozzle switching period is larger than the fuel supply amount command value. A correction unit that corrects at least one of the first fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio, and the correction unit sets the first fuel supply share ratio to When corrected, the corrected first fuel supply share ratio is used, and when the first fuel supply share ratio is not corrected by the correction unit, the stored first fuel supply share ratio is used. A first control unit for setting the fuel supply amount of the first nozzle group, and when the second fuel supply share ratio is corrected by the correction unit, the corrected second fuel supply share ratio is used. A second control unit that sets the fuel supply amount of the second nozzle group using the stored second fuel supply sharing ratio when the second fuel supply sharing ratio is not corrected by the correction unit. The increase in the fuel supply amount is a deviation between the first-order lag of the second fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio or the first-order lag of the first fuel supply share ratio and the first fuel. Based on deviation from supply sharing ratio To provide a gas turbine power generation system to be determined.

本発明によれば、ノズル切替期間におけるガスタービンの出力変動を低減させることができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to reduce the output fluctuation of the gas turbine during the nozzle switching period.

以下に、本発明に係るガスタービンの制御方法およびガスタービン発電装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of a gas turbine control method and a gas turbine power generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

〔第1の実施形態〕
図1は、本発明の第1の実施形態に係るガスタービン発電装置の概略構成を示したブロック図である。
図1に示されるように、ガスタービン発電装置1は、ガス化燃料を燃焼する燃焼器2と、燃焼器2から供給された燃焼ガスを膨張させて回転するガスタービン3と、空気を圧縮する圧縮機4と、ガスタービン3に連結された発電機(図示略)とを主な構成として備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a gas turbine power generator according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the gas turbine power generation device 1 compresses a combustor 2 that combusts gasified fuel, a gas turbine 3 that rotates by expanding the combustion gas supplied from the combustor 2, and air. A compressor 4 and a generator (not shown) connected to the gas turbine 3 are provided as main components.

上記燃焼器2には、図23に示されるように、パイロットノズル51と、パイロットノズル51の外周に間隔をおいて配置される複数のメインノズル52とが設けられている。メインノズル52は、ノズル群Aとノズル群Bとに区分されている。ノズル群Aを構成するメインノズル52の本数は、ノズル群Bを構成するメインノズル52の本数よりも少なくされている。本実施形態では、ノズル群Aは3本のメインノズル52を有しており、ノズル群Bは5本のメインノズル52を有している。   As shown in FIG. 23, the combustor 2 is provided with a pilot nozzle 51 and a plurality of main nozzles 52 arranged at intervals on the outer periphery of the pilot nozzle 51. The main nozzle 52 is divided into a nozzle group A and a nozzle group B. The number of main nozzles 52 constituting the nozzle group A is smaller than the number of main nozzles 52 constituting the nozzle group B. In the present embodiment, the nozzle group A has three main nozzles 52, and the nozzle group B has five main nozzles 52.

また、燃焼器2には、ノズル群Aに燃料ガスを供給する第1燃料流路5と、ノズル群Bに燃料ガスを供給する第2燃料流路6とが接続されている。第1燃料流路5および第2燃料流路6には、燃料ガスの流量を調整するための第1流量調節弁7、第2流量調節弁8がそれぞれ設けられている。第1流量調節弁7、第2流量調節弁8の開度は、ガスタービン制御装置10により制御される。なお、パイロットノズル51に燃料ガスを供給する燃料流路も当然設けられているが、ここでは省略している。   The combustor 2 is connected to a first fuel flow path 5 that supplies fuel gas to the nozzle group A and a second fuel flow path 6 that supplies fuel gas to the nozzle group B. The first fuel flow path 5 and the second fuel flow path 6 are respectively provided with a first flow rate adjustment valve 7 and a second flow rate adjustment valve 8 for adjusting the flow rate of the fuel gas. The opening degree of the first flow rate control valve 7 and the second flow rate control valve 8 is controlled by the gas turbine control device 10. Of course, a fuel flow path for supplying fuel gas to the pilot nozzle 51 is also provided, but is omitted here.

ガスタービン制御装置10は、上述した第1流量調節弁7および第2流量調節弁8の開度を制御する外、前記ガスタービンの出力に応じて、燃焼器2への燃料供給に用いるノズル群A,Bを切り替える制御を行う。なお、ガスタービン制御装置10による制御の詳細については後述する。   The gas turbine control device 10 controls the opening degree of the first flow rate control valve 7 and the second flow rate control valve 8 described above, and also uses a nozzle group for supplying fuel to the combustor 2 in accordance with the output of the gas turbine. Control to switch between A and B is performed. Details of the control by the gas turbine control device 10 will be described later.

このようなガスタービン発電装置1においては、燃焼器2に対して上記圧縮機4から圧縮された空気が供給されるとともに、ノズル群A,B等から燃料ガスが供給される。燃焼器2は、供給された圧縮空気と燃料ガスとを混合して燃焼させ、高温高圧の燃焼ガスをガスタービン3に供給する。これにより、ガスタービン3は、燃焼ガスが膨張する際のエネルギーで回転させられ、この動力が発電機(図示略)に伝えられることにより発電が行われる。   In such a gas turbine power generation device 1, air compressed from the compressor 4 is supplied to the combustor 2 and fuel gas is supplied from the nozzle groups A and B and the like. The combustor 2 mixes and supplies the supplied compressed air and fuel gas to burn, and supplies a high-temperature and high-pressure combustion gas to the gas turbine 3. Thereby, the gas turbine 3 is rotated by the energy when the combustion gas expands, and the power is transmitted to a generator (not shown) to generate electric power.

次に、ガスタービン制御装置10による制御のうち、ノズル切替期間における燃料流量制御について図2を参照して説明する。
図2は、ガスタービン制御装置10が有する制御ブロックの一例を示した図である。
図2に示されるように、ガスタービン制御装置10は、ノズル群Aに対する燃料指令である第1燃料供給指令値MACSOを設定する第1制御部11と、ノズル群Bに対する燃料指令である第2燃料供給指令値MBCSOを設定する第2制御部12と、第2制御部12により設定される第2燃料供給指令値MBCSOを燃料供給量が増加する方向に補正する補正部13とを備えている。
Next, fuel flow control in the nozzle switching period in the control by the gas turbine control device 10 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a control block included in the gas turbine control device 10.
As shown in FIG. 2, the gas turbine control device 10 includes a first control unit 11 that sets a first fuel supply command value MACSO, which is a fuel command for the nozzle group A, and a second fuel command for the nozzle group B. The second control unit 12 sets the fuel supply command value MBCSO, and the correction unit 13 corrects the second fuel supply command value MBCSO set by the second control unit 12 in the direction in which the fuel supply amount increases. .

ここで、ガスタービン制御装置10は、ノズル切替期間に使用される燃料供給分担比率(以下「分担比率」という。)を有している。この分担比率は、今まで使用されていたノズル群(以下「第1ノズル群」という。)と、これから使用されるノズル群(以下「第2ノズル群」という)に対してそれぞれ設けられている。ここでは、第1ノズル群に対応する分担比率を第1分担比率MAR、第2ノズル群に対応する分担比率を第2分担比率MBRとする。   Here, the gas turbine control device 10 has a fuel supply sharing ratio (hereinafter referred to as “sharing ratio”) used in the nozzle switching period. This sharing ratio is provided for each of the nozzle groups that have been used so far (hereinafter referred to as “first nozzle group”) and the nozzle group that will be used in the future (hereinafter referred to as “second nozzle group”). . Here, a sharing ratio corresponding to the first nozzle group is a first sharing ratio MAR, and a sharing ratio corresponding to the second nozzle group is a second sharing ratio MBR.

例えば、図1に示したガスタービン発電装置1において、ノズル群Aからノズル群Bへノズル群が切り替えられる場合、ノズル群Aの燃料流量制御については、上述した第1分担比率MARが用いられ、ノズル群Bの燃料流量制御については、上述した第2分担比率MBRが用いられることとなる。逆に、ノズル群Bからノズル群Aへノズルが切り替えられる場合には、ノズル群Bに第1分担比率MARが用いられ、ノズル群Aに第2分担比率MBRが用いられることとなる。   For example, in the gas turbine power generation device 1 shown in FIG. 1, when the nozzle group is switched from the nozzle group A to the nozzle group B, the first sharing ratio MAR described above is used for the fuel flow control of the nozzle group A, For the fuel flow control of the nozzle group B, the above-described second sharing ratio MBR is used. Conversely, when the nozzles are switched from the nozzle group B to the nozzle group A, the first sharing ratio MAR is used for the nozzle group B, and the second sharing ratio MBR is used for the nozzle group A.

図3には、第1分担比率MARの一例が、図4には第2分担比率MBRの一例が示されている。図3に示されるように、例えば、第1分担比率MARは、ノズル切替期間において100%から0%まで一定の割合で減少するように設定されている。また、第2分担比率MBRは、ノズル切替期間において、0%から100%まで一定の割合で増加するように設定されている。また、本実施形態では、各時刻における分担比率の合計が100%で一定となるように、上記第1分担比率MAR,第2分担比率MBRを設定している。   FIG. 3 shows an example of the first sharing ratio MAR, and FIG. 4 shows an example of the second sharing ratio MBR. As shown in FIG. 3, for example, the first sharing ratio MAR is set to decrease at a constant rate from 100% to 0% in the nozzle switching period. Further, the second sharing ratio MBR is set to increase at a constant rate from 0% to 100% during the nozzle switching period. In the present embodiment, the first sharing ratio MAR and the second sharing ratio MBR are set so that the total of the sharing ratio at each time is constant at 100%.

以下、ノズル群Aからノズル群Bにノズルを切り替える場合における燃料流量制御について図2を参照して説明する。
まず、第1制御部11は、ノズル切替期間において、第1分担比率MAR(図3参照)を取得し、この第1分担比率MARを燃料供給指令値CSOに乗算することにより、ノズル群Aの第1燃料供給指令値MACSOを設定する。この第1燃料供給指令値MACSOに応じて第1流量調節弁7(図1参照)が調節されることにより、ノズル群Aによって燃焼器2に供給される燃料量は略一定の割合で減少することとなる。
Hereinafter, fuel flow control when the nozzles are switched from the nozzle group A to the nozzle group B will be described with reference to FIG.
First, in the nozzle switching period, the first control unit 11 acquires the first sharing ratio MAR (see FIG. 3), and multiplies the fuel supply command value CSO by the first sharing ratio MAR, so that the nozzle group A First fuel supply command value MACSO is set. By adjusting the first flow control valve 7 (see FIG. 1) according to the first fuel supply command value MACSO, the amount of fuel supplied to the combustor 2 by the nozzle group A decreases at a substantially constant rate. It will be.

一方、第2制御部12は、ノズル切替期間において、上記第2分担比率MBR(図4参照)を取得し、この第2分担比率MBRを補正部13に与える。補正部13は、この第2分担比率MBRに基づいて、補正量を設定する。   On the other hand, the second control unit 12 acquires the second sharing ratio MBR (see FIG. 4) during the nozzle switching period, and gives the second sharing ratio MBR to the correction unit 13. The correction unit 13 sets a correction amount based on the second sharing ratio MBR.

具体的には、補正部13は、第2分担比率MBRとその一次遅れとの偏差を求める不完全微分部21、不完全微分部21からの出力C1を関数FX2に基づいて処理する第2関数器22、第2分担比率MBRを関数FX3に基づいて処理する第3関数器23、第2関数器22の出力と第3関数器23の出力とを乗算する第1乗算器24、ガスタービンの運転制御に関するパラメータを関数FX1に基づいて処理する第1関数器25、および第1関数器25の出力と第1乗算器24の出力C2とを乗算することにより、補正量C3を生成し、出力する第2乗算器26を備えている。   Specifically, the correction unit 13 calculates the deviation between the second sharing ratio MBR and its first-order lag, and the second function that processes the output C1 from the incomplete differentiation unit 21 based on the function FX2. 22, the third function unit 23 that processes the second sharing ratio MBR based on the function FX 3, the first multiplier 24 that multiplies the output of the second function unit 22 and the output of the third function unit 23, and the gas turbine A correction amount C3 is generated by multiplying the output of the first function unit 25 by the output of the first function unit 25 and the output C2 of the first multiplier 24, and processing the parameter relating to the operation control based on the function FX1. The second multiplier 26 is provided.

上記第2関数器22が備える関数FX2および第3関数器23が備える関数FX3は、いずれも不完全微分部21では成形できない補正量の微調整を行うものである。
また、第1関数器25が備える関数FX1は、図5に示されるように、ガスタービンの出力が低いときは高い調整量が設定され、ガスタービンの出力が高いときは低い調整量が出力されるように設定されている。つまり、ガスタービンの出力が低いときほど、大きな調整量が出力されるように設定されている。
The function FX2 provided in the second function unit 22 and the function FX3 provided in the third function unit 23 both finely adjust the correction amount that cannot be formed by the incomplete differentiation unit 21.
Further, as shown in FIG. 5, the function FX1 included in the first function unit 25 is set to a high adjustment amount when the output of the gas turbine is low, and outputs a low adjustment amount when the output of the gas turbine is high. Is set to That is, it is set so that a larger adjustment amount is output as the output of the gas turbine is lower.

図6には、上述した不完全微分部21の出力C1、第1乗算器24の出力C2、第2乗算器26の出力C3の一例が示されている。
このようにして補正部13によって得られた補正量は、第2制御部12が備える加算器27に出力される。第2制御部12の加算器27は、第2分担比率MBRに補正量を加算して補正第2分担比率MBR´を求める。そして、第2制御部12は、燃料供給指令値CSOに補正第2分担比率MBR´を乗算することにより、ノズル群Bの第2燃料供給指令値MBCSOを設定する。
FIG. 6 shows an example of the output C1 of the incomplete differentiation unit 21, the output C2 of the first multiplier 24, and the output C3 of the second multiplier 26 described above.
The correction amount obtained by the correction unit 13 in this way is output to the adder 27 provided in the second control unit 12. The adder 27 of the second control unit 12 obtains a corrected second sharing ratio MBR ′ by adding the correction amount to the second sharing ratio MBR. Then, the second control unit 12 sets the second fuel supply command value MBCSO of the nozzle group B by multiplying the fuel supply command value CSO by the corrected second sharing ratio MBR ′.

そして、この第2燃料供給指令値MBCSOに応じて第2流量調節弁8(図1参照)の開度が調節されることにより、ノズル群Bによって燃焼器2に供給される燃料量は、単に、燃料供給指令値CSOに第2分担比率MBRを乗じた燃料流量よりも多くなる。この結果、燃焼器2には、燃料供給指令値CSOよりも多くの燃料が供給されることとなり、燃焼器2における燃焼効率の低下を抑制することが可能となる。   The amount of fuel supplied to the combustor 2 by the nozzle group B is simply determined by adjusting the opening of the second flow rate control valve 8 (see FIG. 1) in accordance with the second fuel supply command value MBCSO. The fuel flow rate is greater than the fuel supply command value CSO multiplied by the second sharing ratio MBR. As a result, more fuel than the fuel supply command value CSO is supplied to the combustor 2, and a reduction in combustion efficiency in the combustor 2 can be suppressed.

以上、説明してきたように、本実施形態に係るガスタービンの制御方法およびガスタービン発電装置1によれば、ノズル切替期間においては、燃焼器2への燃料供給量を燃料供給量指令値CSOよりも増加させるので、燃焼器2における燃焼効率の低下を抑制でき、この結果、ガスタービン出力の変動を低減させることができる。
また、燃料供給量の増加分は、これから燃料供給に使用される第2ノズル群(上記実施形態では、ノズル群B)の第2分担比率MBRと、その一次遅れとの偏差に基づいて決定されるので、第2ノズル群(ノズル群B)の燃料供給量を緩やかに増加させることが可能となる。
更に、このように決定された補正量C2をガスタービンの出力等に応じて調整することで、ガスタービンの出力状況に応じて燃料増加分を調整することが可能となる。なお、ガスタービンの出力だけでなく、例えば、上述した関数FX1として、ガスタービンの要求出力指令、燃料供給指令CSO、タービン入口温度T1T等のガスタービンの運転状態に関するパラメータを用いた関数式やマップを予め用意しておき、これらの関数式やマップを用いて調整量を求めることとしてもよい。このようにすることで、ガスタービンの運転状況に応じて燃料増加分を調整することが可能となる。
As described above, according to the gas turbine control method and the gas turbine power generator 1 according to the present embodiment, the fuel supply amount to the combustor 2 is determined from the fuel supply amount command value CSO during the nozzle switching period. Therefore, a decrease in combustion efficiency in the combustor 2 can be suppressed, and as a result, fluctuations in gas turbine output can be reduced.
Further, the increase in the fuel supply amount is determined based on the deviation between the second share ratio MBR of the second nozzle group (nozzle group B in the above embodiment) to be used for fuel supply and the first order lag. Therefore, the fuel supply amount of the second nozzle group (nozzle group B) can be gradually increased.
Furthermore, by adjusting the correction amount C2 determined in this manner according to the output of the gas turbine and the like, it becomes possible to adjust the fuel increase amount according to the output status of the gas turbine. In addition to the output of the gas turbine, for example, as the above-described function FX1, a function expression or map using parameters related to the operating state of the gas turbine such as the required output command of the gas turbine, the fuel supply command CSO, the turbine inlet temperature T1T, etc. May be prepared in advance, and the adjustment amount may be obtained using these function equations and maps. By doing in this way, it becomes possible to adjust the amount of fuel increase according to the operating condition of a gas turbine.

図7から図9は、上記実施形態に係るガスタービン発電装置の効果について示した図である。
図7は、本実施形態におけるガスタービン制御装置10において、第2分担比率MBRに補正量が加算された補正第2分担比率MBR´の一例を示した図、図8は図7に示される補正第2分担比率MBR´が採用されることにより、燃焼器2への燃料が増加したときのガスタービンの出力を示した図、図9は、図7に示される第1分担比率MARおよび補正第2分担比率MBR´で制御された場合のノズル群Aの燃料供給量、ノズル群Bの燃料供給量、および燃焼器2に供給される全体の燃料供給量を示した図である。
7 to 9 are diagrams showing the effects of the gas turbine power generator according to the above embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a corrected second sharing ratio MBR ′ obtained by adding a correction amount to the second sharing ratio MBR in the gas turbine control device 10 according to the present embodiment, and FIG. 8 is a correction illustrated in FIG. 7. FIG. 9 shows the output of the gas turbine when the fuel to the combustor 2 is increased by adopting the second sharing ratio MBR ′, and FIG. 9 shows the first sharing ratio MAR and the correction number shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the fuel supply amount of the nozzle group A, the fuel supply amount of the nozzle group B, and the total fuel supply amount supplied to the combustor 2 when controlled by the 2-sharing ratio MBR ′.

また、図10は第1分担比率MARと第2分担比率MBRとを示した図、図11は図10に示される第1分担比率MARと第2分担比率MBRとが採用された場合のガスタービンの出力を示した図、図12は、図10に示される第1分担比率MARおよび第2分担比率MBRで制御された場合のノズル群Aの燃料供給量、ノズル群Bの燃料供給量、および燃焼器2に供給される全体の燃料供給量を示した図である。   FIG. 10 is a diagram showing the first sharing ratio MAR and the second sharing ratio MBR, and FIG. 11 is a gas turbine when the first sharing ratio MAR and the second sharing ratio MBR shown in FIG. 10 are adopted. FIG. 12 shows the output of the nozzle group A, the fuel supply amount of the nozzle group B, and the fuel supply amount of the nozzle group B when controlled by the first sharing ratio MAR and the second sharing ratio MBR shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the total amount of fuel supplied to the combustor 2.

これらの図、特に、図8と図11とに示されるように、ノズル切替期間において、燃焼器2への燃料供給量を増加させることにより、ガスタービンの出力変動が抑制されたことがわかる。   As shown in these drawings, particularly FIGS. 8 and 11, it is understood that the output fluctuation of the gas turbine is suppressed by increasing the fuel supply amount to the combustor 2 in the nozzle switching period.

なお、上記実施形態においては、ガスタービンの運転状態に関するパラメータPrを第1関数器25が備える関数FX1により処理し、この出力を調整量として用いていたが、この第1関数器25に代えて、図13に示すように、ガスタービン出力とガスタービンの要求出力指令との偏差を算出する減算器31と減算器31の出力をPID制御するPID制御器32とを採用することとしてもよい。このような構成とすることで、ガスタービン出力に関する制御性を向上させることが可能となる。   In the above-described embodiment, the parameter Pr related to the operating state of the gas turbine is processed by the function FX1 included in the first function unit 25, and this output is used as the adjustment amount. As shown in FIG. 13, a subtractor 31 that calculates the deviation between the gas turbine output and the required output command of the gas turbine and a PID controller 32 that performs PID control on the output of the subtractor 31 may be employed. By setting it as such a structure, it becomes possible to improve the controllability regarding a gas turbine output.

また、上記実施形態においては、第2分担比率MBRを用いて補正量を決定していたが、これに代えて、図14に示すように、第1分担比率MARを用いて補正量を決定することとしてもよい。
例えば、ノズル群Aからノズル群Bへ切り替える場合、図15に示されるように、ノズル群Aの分担比率が低下した領域では、燃焼器2においてノズル群Aの燃空比が低下し、図16に示されるように、燃焼効率が低下してしまう。このため、ガスタービンの出力が低下するおそれがある。
In the above embodiment, the correction amount is determined using the second sharing ratio MBR, but instead, the correction amount is determined using the first sharing ratio MAR as shown in FIG. It is good as well.
For example, when switching from the nozzle group A to the nozzle group B, as shown in FIG. 15, in the region where the sharing ratio of the nozzle group A is reduced, the fuel-air ratio of the nozzle group A in the combustor 2 is reduced. As shown, the combustion efficiency is reduced. For this reason, there exists a possibility that the output of a gas turbine may fall.

この場合、相対的に流量の少ないノズル群Aの流量増加を図っても効果は少なく、相対的に流量の多いノズル群Bの流量を補正する方が効果を期待できる。従って、ノズル群Aの第1分担比率MARを用いてノズル群Bの補正量を決定することにより、更に効率的なガスタービンの運転を実現することが可能となる。
なお、上記燃空比は、空燃比の逆数として表され、例えば、以下に示すように、燃料流量を空気流量で除算することで求められる。
燃空比=燃料流量/空気流量
In this case, increasing the flow rate of the nozzle group A having a relatively low flow rate is less effective, and the effect can be expected by correcting the flow rate of the nozzle group B having a relatively high flow rate. Therefore, by determining the correction amount of the nozzle group B using the first sharing ratio MAR of the nozzle group A, it is possible to realize a more efficient operation of the gas turbine.
The fuel-air ratio is expressed as the reciprocal of the air-fuel ratio, and can be obtained by dividing the fuel flow rate by the air flow rate as shown below, for example.
Fuel-air ratio = fuel flow rate / air flow rate

〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態に係るガスタービンの制御方法およびガスタービン発電装置について説明する。
上述した第1の実施形態においては、第1分担比率MARあるいは第2分担比率MBRを用いて補正量を決定していたが、本実施形態においては、図17に示されるように、燃焼効率に基づいて補正量を決定する。具体的には、燃焼効率を第4関数器35が備える関数FX4により処理し、この出力を補正量とする。ここで、関数FX4は、図18に示されるように、燃焼効率が低いときは高い補正量を、燃焼効率が高いときは低い補正量を出力するように設定されている。これにより、燃焼効率の悪化を補う第2燃料供給指令値MBCSOを設定することが可能となる。なお、関数FX4において、最大補正量αは、1以下の値に設定されている。
[Second Embodiment]
Next, a gas turbine control method and a gas turbine power generator according to a second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, the correction amount is determined using the first sharing ratio MAR or the second sharing ratio MBR. However, in this embodiment, as shown in FIG. Based on this, the correction amount is determined. Specifically, the combustion efficiency is processed by the function FX4 provided in the fourth function unit 35, and this output is used as the correction amount. Here, as shown in FIG. 18, the function FX4 is set to output a high correction amount when the combustion efficiency is low and a low correction amount when the combustion efficiency is high. This makes it possible to set the second fuel supply command value MBCSO that compensates for the deterioration in combustion efficiency. In the function FX4, the maximum correction amount α is set to a value of 1 or less.

ここで、上記燃焼効率は、ガスタービン3の排ガスの計測値に基づいて取得してもよいし、或いは、図19に示されるように、演算によって求めることとしてもよい。例えば、圧縮機4に供給する空気量を調整するための空気流量指令信号と、ノズル群Bの第2燃料供給指令値MBCSOとに基づいて燃空比を求め、この燃空比に対応する燃焼効率をマップから取得することで、燃焼効率を取得することとしてもよい。   Here, the combustion efficiency may be obtained based on the measured value of the exhaust gas from the gas turbine 3, or may be obtained by calculation as shown in FIG. For example, the fuel / air ratio is obtained based on the air flow rate command signal for adjusting the amount of air supplied to the compressor 4 and the second fuel supply command value MBCSO of the nozzle group B, and the combustion corresponding to this fuel / air ratio. It is good also as acquiring combustion efficiency by acquiring efficiency from a map.

図20は、燃焼効率を求めるマップの一例を示した図である。図20に示されるように、燃焼効率は、燃空比が大きくなるほど高い値をとり、ある燃空比を超えたところで一定となる。そして、このようにして演算によって求めた燃焼効率を上述した第4関数器35に入力する。このように、演算によって燃焼効率を求めることにより、燃焼効率を検出するためのセンサ等を不要とすることができる。   FIG. 20 is a diagram showing an example of a map for obtaining combustion efficiency. As shown in FIG. 20, the combustion efficiency takes a higher value as the fuel / air ratio increases, and becomes constant when a certain fuel / air ratio is exceeded. And the combustion efficiency calculated | required by calculation in this way is input into the 4th function unit 35 mentioned above. Thus, by obtaining the combustion efficiency by calculation, a sensor or the like for detecting the combustion efficiency can be made unnecessary.

〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態に係るガスタービンの制御方法およびガスタービン発電装置について説明する。
上述した第1の実施形態においては、第1分担比率MAR、第2分担比率MBRを用いて補正量を決定していたが、本実施形態においては、図21に示されるように、ガスタービンの出力とガスタービンの要求出力指令との偏差に基づいて補正量を決定する。
具体的には、図21に示されるように、ガスタービンの出力とガスタービンの要求出力指令との偏差を第7関数器37が備える関数FX7により処理し、この出力を補正量とする。ここで、関数FX7は、図22に示されるように、偏差が大きくなるほど、大きな補正量が出力されるように設定されている。
[Third Embodiment]
Next, a gas turbine control method and a gas turbine power generator according to a third embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, the correction amount is determined using the first sharing ratio MAR and the second sharing ratio MBR. However, in the present embodiment, as shown in FIG. A correction amount is determined based on the deviation between the output and the required output command of the gas turbine.
Specifically, as shown in FIG. 21, the deviation between the output of the gas turbine and the required output command of the gas turbine is processed by a function FX7 included in the seventh function unit 37, and this output is used as a correction amount. Here, as shown in FIG. 22, the function FX7 is set so that a larger correction amount is output as the deviation increases.

このように、ガスタービンの出力をフィードバックして補正量を求めることにより、制御性を向上させることが可能となる。また、フィードバックした値を使用することから、燃焼効率、プラント個体差、その他のばらつきに対してロバストな制御を行うことが可能となる。更に、異なった負荷変化レートや切替負荷帯にも対応することが可能となる。
なお、本実施形態においては、上述した第7関数器37に代えて、図13に示したようなPID制御器32を用いることとしてもよい。
Thus, controllability can be improved by obtaining the correction amount by feeding back the output of the gas turbine. In addition, since the feedback value is used, it is possible to perform robust control with respect to combustion efficiency, plant individual differences, and other variations. Furthermore, it becomes possible to cope with different load change rates and switching load bands.
In the present embodiment, a PID controller 32 as shown in FIG. 13 may be used instead of the seventh function unit 37 described above.

〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4の実施形態に係るガスタービンの制御方法及びガスタービンの発電装置について説明する。
上述した第1の実施形態においては、ノズル群Bの第2分担比率MBRを補正することで、ノズル群Bの燃料供給指令MBCSOを増加させ、燃焼器2に供給する燃料供給量を増加させていたが、これに代えて、ノズル群Aの第1分担比率MARおよびノズル群Bの第2分担比率MBRを補正することによって、燃焼器2への燃料供給量を増加させることとしてもよい。
このように、燃料の増加分をノズル群Aとノズル群Bとで分担することにより、ガスタービンの運転効率を更に向上させることが可能となる。
[Fourth Embodiment]
Next, a gas turbine control method and a gas turbine power generation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, by correcting the second sharing ratio MBR of the nozzle group B, the fuel supply command MBCSO of the nozzle group B is increased, and the amount of fuel supplied to the combustor 2 is increased. However, instead of this, the fuel supply amount to the combustor 2 may be increased by correcting the first sharing ratio MAR of the nozzle group A and the second sharing ratio MBR of the nozzle group B.
As described above, by sharing the fuel increase by the nozzle group A and the nozzle group B, it is possible to further improve the operation efficiency of the gas turbine.

また、上述したように、燃空比が低下すると燃焼効率の低下を招き、ガスタービンの出力が低下することとなる。このような燃焼効率の特性を考慮し、例えば、ノズル群Aの燃料供給量がノズル群Bの燃料供給量よりも多い期間、例えば、ノズル切替期間の前半においては、ノズル群Aの補正量をノズル群Bの補正量よりも多めに設定し、また、ノズル群Bの燃料供給量がノズル群Aの燃料供給量よりも多い期間、例えば、ノズル切替期間の後半においては、ノズル群Bの補正量をノズル群Aの補正量よりも多めに設定することで、燃焼効率のよいノズル群を用いて燃料の増量を図ることとしてもよい。これにより、燃焼効率を向上させることができ、ノズルの切替時におけるガスタービンの出力低下を更に抑制することができる。   Further, as described above, when the fuel-air ratio is lowered, the combustion efficiency is lowered and the output of the gas turbine is lowered. In consideration of such characteristics of combustion efficiency, for example, during the period when the fuel supply amount of the nozzle group A is larger than the fuel supply amount of the nozzle group B, for example, in the first half of the nozzle switching period, the correction amount of the nozzle group A is set. The correction amount of the nozzle group B is set to be larger than the correction amount of the nozzle group B, and during the period when the fuel supply amount of the nozzle group B is larger than the fuel supply amount of the nozzle group A, for example, in the latter half of the nozzle switching period. By setting the amount to be larger than the correction amount of the nozzle group A, it is possible to increase the amount of fuel by using a nozzle group with good combustion efficiency. Thereby, combustion efficiency can be improved and the output fall of the gas turbine at the time of nozzle switching can be further suppressed.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

例えば、上述した各実施形態においては、ノズル群Aとノズル群Bとの2つのノズル群を有し、これらを切り替えることについて説明したが、ノズル群は2以上設けられていてもよい。この場合にも順次ノズル群が切り替えられることとなるので、今まで使用されていたノズル群を第1ノズル群、これから使用されるノズル群を第2ノズル群として定義し、上述した第1分担比率および第2分担比率を用いることとすればよい。
また、第1分担比率MAR、第2分担比率MBRは一例であり、異なる特性で描かれていてもよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the nozzle group A and the nozzle group B have two nozzle groups, and switching between them has been described. However, two or more nozzle groups may be provided. Also in this case, since the nozzle groups are sequentially switched, the previously used nozzle group is defined as the first nozzle group, and the nozzle group to be used in the future is defined as the second nozzle group. The second sharing ratio may be used.
Further, the first sharing ratio MAR and the second sharing ratio MBR are examples, and may be drawn with different characteristics.

本発明の第1の実施形態に係るガスタービン発電装置の概略構成を示したブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a gas turbine power generator according to a first embodiment of the present invention. ガスタービン制御装置が有する制御ブロックの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the control block which a gas turbine control apparatus has. 第1分担比率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a 1st sharing ratio. 第2分担比率MBRの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of 2nd sharing ratio MBR. 第1関数器が備える関数FX1の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the function FX1 with which a 1st function device is provided. 不完全微分部の出力、第1乗算器の出力、第2乗算器の出力の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the output of an incomplete differentiation part, the output of a 1st multiplier, and the output of a 2nd multiplier. 本発明の第1の実施形態におけるガスタービン制御装置において、第2分担比率に補正量が加算された補正第2分担比率の一例を示した図である。In the gas turbine control device according to the first embodiment of the present invention, it is a diagram showing an example of a corrected second sharing ratio in which a correction amount is added to the second sharing ratio. 図7に示される補正第2分担比率が採用されることにより、燃焼器への燃料が増加したときのガスタービンの出力を示した図である。It is the figure which showed the output of the gas turbine when the fuel to a combustor increased by employ | adopting the correction | amendment 2nd sharing ratio shown by FIG. 図7に示される第1分担比率および補正第2分担比率で制御された場合のノズル群Aの燃料供給量、ノズル群Bの燃料供給量、および燃焼器に供給される全体の燃料供給量を示した図である。The fuel supply amount of the nozzle group A, the fuel supply amount of the nozzle group B, and the total fuel supply amount supplied to the combustor when controlled by the first sharing ratio and the corrected second sharing ratio shown in FIG. FIG. 第1分担比率と第2分担比率とを示した図である。It is the figure which showed the 1st sharing ratio and the 2nd sharing ratio. 図10に示される第1分担比率と第2分担比率とが採用された場合のガスタービンの出力を示した図である。It is the figure which showed the output of the gas turbine at the time of employ | adopting the 1st sharing ratio and the 2nd sharing ratio which are shown by FIG. 図10に示される第1分担比率および第2分担比率で制御された場合のノズル群Aの燃料供給量、ノズル群Bの燃料供給量、および燃焼器に供給される全体の燃料供給量を示した図である。FIG. 10 shows the fuel supply amount of the nozzle group A, the fuel supply amount of the nozzle group B, and the total fuel supply amount supplied to the combustor when controlled by the first sharing ratio and the second sharing ratio shown in FIG. It is a figure. 本発明の第1の実施形態に係るガスタービン制御装置が備える補正部の他の構成例を示した図である。It is the figure which showed the other structural example of the correction | amendment part with which the gas turbine control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is provided. 本発明の第1の実施形態に係るガスタービン制御装置が備える補正部において、第1分担比率を用いて補正量を決定することとした他の構成例を示した図である。In the correction part with which the gas turbine control device concerning a 1st embodiment of the present invention is provided, it is a figure showing the example of composition which decided to determine the amount of correction using the 1st share ratio. ノズル群Aの分担比率が低下したときの説明をするための図である。It is a figure for demonstrating when the sharing ratio of the nozzle group A falls. 燃空比と燃料効率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between fuel-air ratio and fuel efficiency. 本発明の第2の実施形態に係るガスタービン制御装置が有する制御ブロックの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the control block which the gas turbine control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention has. 第4関数器が備える関数FX4の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the function FX4 with which a 4th function device is provided. 図17に示した制御ブロックの他の構成例を示した図である。FIG. 18 is a diagram showing another configuration example of the control block shown in FIG. 17. 燃焼効率を求めるマップの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the map which calculates | requires combustion efficiency. 本発明の第3の実施形態に係るガスタービン制御装置が有する制御ブロックの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the control block which the gas turbine control apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention has. 第7関数器が備える関数FX7の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the function FX7 with which a 7th function device is provided. パイロットノズルと複数のメインノズルとについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating a pilot nozzle and several main nozzles. ノズル切替期間における従来の燃料流量制御について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional fuel flow control in a nozzle switching period. 従来の燃料流量制御を行った場合のガスタービンの出力変動を模式化して示した図である。It is the figure which showed typically the output fluctuation of the gas turbine at the time of performing the conventional fuel flow control.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガスタービン発電装置
2 燃焼器
3 ガスタービン
4 圧縮機
5 第1燃料流路
6 第2燃料流路
7 第1流量調節弁
8 第2流量調節弁
10 ガスタービン制御装置
11 第1制御部
12 第2制御部
13 補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine power generator 2 Combustor 3 Gas turbine 4 Compressor 5 1st fuel flow path 6 2nd fuel flow path 7 1st flow control valve 8 2nd flow control valve 10 Gas turbine control apparatus 11 1st control part 12 1st 2 Control unit 13 Correction unit

Claims (10)

燃焼器と、互いに異なる本数のメインノズルを有するとともに、前記燃焼器へ燃料ガスを供給する複数のノズル群とを備えるガスタービンにおいて、運転状態に応じて燃料供給に使用する前記ノズル群を切り替えるガスタービンの制御方法であって、
今まで使用していた第1ノズル群をこれから使用する第2ノズル群に切り替えるノズル切替期間について、前記第1ノズル群には燃料供給量を徐々に減少させる第1燃料供給分担比率が予め設定されており、前記第2ノズル群には燃料供給量を徐々に増加させる第2燃料供給分担比率が予め設定されており、
前記ノズル切替期間において、前記燃焼器へ供給される燃料供給量が燃料供給量指令値よりも多くなるように、前記第1燃料供給分担比率および前記第2燃料供給分担比率の少なくともいずれか一方を補正し、
前記燃料供給量の増加分が、前記第2燃料供給分担比率の一次遅れと該第2燃料供給分担比率との偏差または前記第1燃料供給分担比率の一次遅れと該第1燃料供給分担比率との偏差に基づいて決定されるガスタービンの制御方法。
In a gas turbine having a combustor and a plurality of nozzles each having a different number of main nozzles and supplying fuel gas to the combustor, a gas for switching the nozzle group used for fuel supply according to an operating state A turbine control method comprising:
For the nozzle switching period in which the first nozzle group that has been used so far is switched to the second nozzle group that will be used from now on, a first fuel supply sharing ratio that gradually decreases the fuel supply amount is preset in the first nozzle group. A second fuel supply sharing ratio for gradually increasing the fuel supply amount is set in advance in the second nozzle group,
In the nozzle switching period, at least one of the first fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio is set so that the fuel supply amount supplied to the combustor is larger than the fuel supply amount command value. Correct,
The increase in the fuel supply amount is a deviation between the first-order lag of the second fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio, or the first-order lag of the first fuel supply share ratio and the first fuel supply share ratio. The control method of the gas turbine determined based on the deviation .
前記燃料供給量の増加分が、前記第1ノズル群と前記第2ノズル群とに配分されるように前記第1燃料供給分担比率および前記第2燃料供給分担比率が補正される請求項1に記載のガスタービンの制御方法。 The first fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio are corrected so that an increase in the fuel supply amount is distributed to the first nozzle group and the second nozzle group. The gas turbine control method described. 前記燃料供給量の増加分は、前記燃料供給分担比率が大きい方のノズル群に多く配分される請求項1に記載のガスタービンの制御方法。  2. The gas turbine control method according to claim 1, wherein an increase in the fuel supply amount is distributed more to a nozzle group having a larger fuel supply share ratio. 前記燃料供給量の増加分は、前記ノズル切替期間の前半において、前記第1ノズル群に多く配分され、前記ノズル切替期間の後半において、前記第2ノズル群に多く配分される請求項1に記載のガスタービンの制御方法。  The increase in the fuel supply amount is largely distributed to the first nozzle group in the first half of the nozzle switching period, and is largely distributed to the second nozzle group in the second half of the nozzle switching period. Gas turbine control method. 前記燃料供給量の増加分は、発電プラントの運転状態に応じて調整される請求項1から請求項4のいずれかに記載のガスタービンの制御方法。 The gas turbine control method according to any one of claims 1 to 4, wherein an increase in the fuel supply amount is adjusted according to an operating state of a power plant. 前記燃料供給量の増加分は、前記第1ノズル群及び前記第2ノズル群に対して、その燃焼効率を考慮した割合で割り当てられる請求項1から請求項のいずれかに記載のガスタービンの制御方法。 The increase in fuel supply amount, relative to the first nozzle group and said second nozzle group, of a gas turbine according to any one of claims 1 to 5 which are assigned in a ratio in consideration of its combustion efficiency Control method. 前記燃料供給量の増加分は、前記燃焼器における燃焼効率に応じて決定される請求項1から請求項6のいずれかに記載のガスタービンの制御方法。   The gas turbine control method according to any one of claims 1 to 6, wherein an increase in the fuel supply amount is determined according to combustion efficiency in the combustor. 前記燃焼効率は、前記燃焼器に供給される空気流量と燃料流量とに基づいて算出される請求項7に記載のガスタービンの制御方法。   The gas turbine control method according to claim 7, wherein the combustion efficiency is calculated based on an air flow rate and a fuel flow rate supplied to the combustor. 前記燃料供給量の増加分は、ガスタービンの出力指令値とガスタービンの出力との偏差に基づいて決定される請求項1から請求項8のいずれかに記載のガスタービンの制御方法。   The gas turbine control method according to any one of claims 1 to 8, wherein the increase in the fuel supply amount is determined based on a deviation between an output command value of the gas turbine and an output of the gas turbine. 燃焼器と、互いに異なる本数のメインノズルを有するとともに、前記燃焼器へ燃料ガスを供給する複数のノズル群とを備え、運転状態に応じて燃料供給に使用するノズル群が切り替えられるガスタービン発電装置であって、
今まで使用していた第1ノズル群をこれから使用する第2ノズル群に切り替えるノズル切替期間に使用される、燃料供給量を徐々に減少させる第1燃料供給分担比率と燃料供給量を徐々に増加させる第2供給分担比率とを記憶する手段と、
前記ノズル切替期間において、前記燃焼器へ供給される燃料供給量が燃料供給量指令値よりも多くなるように、前記第1燃料供給分担比率および前記第2燃料供給分担比率の少なくともいずれか一方を補正する補正部と、
前記補正部によって前記第1燃料供給分担比率が補正された場合には補正後の前記第1燃料供給分担比率を用い、前記補正部によって前記第1燃料供給分担比率が補正されていない場合には記憶されている前記第1燃料供給分担比率を用いて、第1ノズル群の燃料供給量を設定する第1制御部と、
前記補正部によって前記第2燃料供給分担比率が補正された場合には補正後の前記第2燃料供給分担比率を用い、前記補正部によって前記第2燃料供給分担比率が補正されていない場合には記憶されている前記第2燃料供給分担比率を用いて、第2ノズル群の燃料供給量を設定する第2制御部と
を備え、
前記燃料供給量の増加分が、前記第2燃料供給分担比率の一次遅れと該第2燃料供給分担比率との偏差または前記第1燃料供給分担比率の一次遅れと該第1燃料供給分担比率との偏差に基づいて決定されるガスタービン発電装置。
A gas turbine power generator having a combustor and a plurality of nozzle groups each having a different number of main nozzles and supplying a fuel gas to the combustor, wherein the nozzle group used for fuel supply is switched according to an operating state Because
Gradually increase the first fuel supply sharing ratio and the fuel supply amount that are used during the nozzle switching period to switch the first nozzle group that has been used up to now to the second nozzle group to be used. Means for storing a second supply share ratio to be made;
In the nozzle switching period, at least one of the first fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio is set so that the fuel supply amount supplied to the combustor is larger than the fuel supply amount command value. A correction unit to correct,
When the correction unit corrects the first fuel supply share ratio, the corrected first fuel supply share ratio is used, and when the correction unit does not correct the first fuel supply share ratio. A first control unit configured to set a fuel supply amount of the first nozzle group using the stored first fuel supply share ratio;
When the second fuel supply share ratio is corrected by the correction unit, the corrected second fuel supply share ratio is used, and when the second fuel supply share ratio is not corrected by the correction unit. A second control unit configured to set a fuel supply amount of the second nozzle group using the stored second fuel supply share ratio;
With
The increase in the fuel supply amount is a deviation between the first-order lag of the second fuel supply share ratio and the second fuel supply share ratio, or the first-order lag of the first fuel supply share ratio and the first fuel supply share ratio. A gas turbine power generator determined based on the deviation .
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