JP5394526B2 - カロリー測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、発電所においてガスタービンの制御に用いる、燃料ガスのカロリーを測定するカロリー測定装置に関する。

従来、発電所におけるガスタービン制御には、カロリーメータが使用されている。カロリーメータは、燃料ガスのカロリーを計測するものであり、計測結果は、ガスタービン設備の燃焼機に供給する空気量の調節に使用される。つまり、ガスタービンの制御装置がカロリーメータの計測値を取得し、燃料ガスのカロリーの変化に応じて、燃焼機に供給する空気量を補正する。

また、従来のこの種の技術としては、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１には、熱量測定器が、ボイルオフガスを混入した燃料ガスの熱量計測を行い、熱量測定器の測定値に基づき、流量調整弁を所用時間・必要な開度だけ開き、熱量調整用ガスである増熱用ガスまたは減熱用ガスを熱量調整装置に供給する。熱量調整装置は、熱量変動が生じた際に、配管中を流通する燃料ガスに熱量調整用ガスを供給し、所要の燃料ガス熱量・組成に調節する、という技術が開示されている。

ところで、カロリーメータは、通常、３台設置されており、これら３台のカロリーメータにおける中間値をガスタービン制御に使用している。そして、３台のカロリーメータを通過したガスは、共通の１本の集合管を介して大気放出される。

また、３台のカロリーメータに対してそれぞれ校正ガスを供給する設備が設けられており、定例点検において、カロリーメータに一台ずつ校正ガスを供給することによって、カロリーメータの校正が行われる。

特開２００２−１８８４６０号公報

しかしながら、従来、定例点検において、カロリーメータに対して一台ごとに校正ガスを供給するが、この時、カロリーメータを通った校正ガスの排圧が、燃料ガスの排圧よりも若干高いため、集合管の排圧が上がってしまう。この排圧の変化により、校正を行っていない他のカロリーメータの指示値が微妙に変化する。カロリーメータの指示値が変更すると、燃焼機に供給する空気量が変わってしまい、ガスタービン制御に影響を与えるおそれがある。

本発明は、このようの問題点を解決し、排圧の変化によりカロリーメータの指示値が微妙に変化することを防止したカロリー測定装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するため、次に記載する構成を備えている。

（１） 燃料ガスのカロリーを測定する複数台のカロリーメータと、当該複数台のカロリーメータそれぞれに燃料ガスの一部を供給する複数の供給ラインと、当該複数台のカロリーメータそれぞれに接続される複数の排気ラインと、を備えるカロリー測定装置において、前記複数の排気ラインの排気口を独立して開放させることを特徴とするカロリー測定装置。

（１）によれば、複数の排気ラインの排気口を独立して開放させたので、複数のカロリーメータで測定される数値が他のカロリーメータを流通する燃料ガスの流量に影響されず、正確なカロリーを測定できる。

（２） （１）において、前記複数の排気ラインの排気口は、互いに離間した位置にあり、かつ全て同じ方向を向いていることを特徴とするカロリー測定装置。

（２）によれば、複数の排気ラインにおける排気口の向きは、全て同じであるため、１本の排気ラインからのガスが、他排気ラインに入り込むことがない。これにより、排気ラインの排ガスが他の排気ラインの排圧に影響を与えることがなくなる。

本発明によれば、排圧の変化によりカロリーメータの指示値が微妙に変化することを防止したカロリー測定装置を提供することが可能になる。

本発明の一実施形態におけるカロリー測定装置１の構成を示す説明図である。 本発明の従来のカロリー測定装置１の構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態におけるカロリー測定装置１の構成を示す説明図である。カロリー測定装置１は、カロリーメータ１０と、主配管２０と、手動弁２２と、主減圧弁２４と、供給ラインに相当する燃料ガス供給配管３０と、第１コック弁３１と、減圧弁３２と、第２コック弁３３と、流量調整用バルブ３４と、流量計３５と、校正ガス供給部４０と、排気ラインに相当する排ガス配管５０とを備えている。

カロリーメータ１０は、燃料ガスのカロリーを測定するものであり、カロリー測定装置１には、３台のカロリーメータ１０が設置されている。これら３台のカロリーメータ１０における中間値がガスタービン制御に使用される。

主配管２０は、燃料ガスの母管１００に接続されており、母管１００を流れる燃料ガスの一部を導入する。また、主配管２０には、手動弁２２が設けられており、その下流側に主減圧弁２４が設けられている。

手動弁２２は、主配管２０を手動で開閉する弁である。主減圧弁２４は、母管１００からの燃料ガスの流圧を低下させ、その低圧を一定に保った状態で燃料ガスを下流に送り出す自動弁である。

燃料ガス供給配管３０は、主配管２０とカロリーメータ１０との間に接続される配管であり、主配管２０には、３本の燃料ガス供給配管３０が接続されている。また、燃料ガス供給配管３０には、主配管２０側からカロリーメータ１０側に向かって、第１コック弁３１、減圧弁３２、第２コック弁３３、流量調整用バルブ３４及び流量計３５が順に設けられている。

第１コック弁３１及び第２コック弁３３は、燃料ガス供給配管３０を開閉する弁である。減圧弁３２は、主配管２０からの燃料ガスの流圧を低下させ、その低圧を一定に保った状態で燃料ガスを下流に送り出す自動弁である。流量調整用バルブ３４は、カロリーメータ１０に流す流体（燃料ガス、校正ガス）の流量を調節するものである。流量計３５は、カロリーメータ１０に流す流体（燃料ガス、校正ガス）の流量を計測するものである。

校正ガス供給部４０は、燃料ガス供給配管３０に校正ガスを供給するものであり、ゼロガス供給配管４１と、ゼロガス用ニードル弁４２と、ゼロガスを充填した校正用ガスボンベ４３と、スパンガス供給配管４４と、スパンガス用ニードル弁４５と、スパンガスを充填した校正用ガスボンベ４６とを備えている。ここで、ゼロガスとは、基準として設定したカロリー値の燃料ガスであり、スパンガスとは、ゼロガスよりも高いカロリー値の燃料ガスである。

ゼロガス供給配管４１は、校正用ガスボンベ４３と燃料ガス供給配管３０とを接続する配管である。ゼロガス供給配管４１には、ゼロガス用ニードル弁４２が設けられている。校正用ガスボンベ４３のゼロガスは、ゼロガス用ニードル弁４２の開閉によって燃料ガス供給配管３０への供給、非供給が決定される。

スパンガス供給配管４４は、校正用ガスボンベ４６と燃料ガス供給配管３０とを接続する配管である。スパンガス供給配管４４には、スパンガス用ニードル弁４５が設けられている。校正用ガスボンベ４６のスパンガスは、スパンガス用ニードル弁４５の開閉によって燃料ガス供給配管３０への供給、非供給が決定される。ゼロガス供給配管４１及びスパンガス供給配管４４は、燃料ガス供給配管３０における第２コック弁３３と流量調整用バルブ３４との間に接続される。

排ガス配管５０は、カロリーメータ１０においてカロリー測定に用いたガスを排出する配管であり、カロリー測定に用いたガスは排ガス配管５０の先端の排気口５２から大気放出される。３台のカロリーメータ１０には、それぞれ排ガス配管５０が接続されており、３台のカロリーメータ１０に対応する排気口５２がそれぞれ独立している。また、３本の排ガス配管５０における排気口５２は互いに離間した位置にあり、かつ排気口５２の向きは、全て同じである。

カロリーメータ１０に燃料ガスのカロリー計測を実行させる際には、手動弁２２、第１コック弁３１、第２コック弁３３を開放し、ゼロガス用ニードル弁４２及びスパンガス用ニードル弁４５を閉鎖して、母管１００に流れる燃料ガスの一部を３台のカロリーメータ１０に供給する。この時、作業員は、３台のカロリーメータ１０における流量が規定の流量になるように、流量計３５を見ながら流量調整用バルブ３４を調整する。そして、３台のカロリーメータ１０は、測定結果をガスタービンの制御を行う制御装置に送信する。

定期点検時に、カロリーメータ１０の校正を行う際には、３台のカロリーメータ１０に母管１００に流れる燃料ガスの一部を供給している状態から、測定対象のカロリーメータ１０の燃料ガス供給配管３０に設けられている第１コック弁３１及び第２コック弁３３を閉鎖する。そして、ゼロガス用ニードル弁４２を開放することによって、ゼロガスをカロリーメータ１０に供給する。この時、ゼロガスが規定の流量になるように、流量計３５を見ながら流量調整用バルブ３４を調整する。そして、カロリーメータ１０の指示値が、ゼロガスに対応する指示値になるように調整する。次に、ゼロガス用ニードル弁４２を閉鎖し、スパンガス用ニードル弁４５を開放することによって、スパンガスをカロリーメータ１０に供給する。この時、スパンガスが規定の流量になるように、流量計３５を見ながら流量調整用バルブ３４を調整する。そして、カロリーメータ１０の指示値が、スパンガスに対応する指示値になるように調整する。カロリーメータ１０は、調整された２つの値に基づく比例計算によって指示値を校正する。

測定対象のカロリーメータ１０の校正が終了した場合、作業員は、スパンガス用ニードル弁４５を閉鎖し、第１コック弁３１及び第２コック弁３３を開放して、カロリーメータ１０に燃料ガスのカロリー計測を再開させる。そして、次のカロリーメータ１０の校正を行う。

ここで、参考として、従来のカロリー測定装置の構成について、図２を参照しながら説明する。
図２に示す従来のカロリー測定装置１と、図１に示す本実施形態のカロリー測定装置１とを比較すると、図２に示す従来のカロリー測定装置１は、１本の集合管６０を備えている点で、図１に示す本実施形態のカロリー測定装置１と異なっている。

集合管６０には、３台のカロリーメータ１０から延びる排ガス配管５０が接続されており、３台のカロリーメータ１０からの排ガスは、集合管６０によってまとめられて、一つの排出口６２から大気放出される。

これにより、前述したように、定例点検において、カロリーメータ１０に対して一台ごとに校正ガスを供給するが、この時、燃料ガスを供給した場合の排圧よりも校正ガス（ゼロガス及びスパンガス）を供給した場合の排圧が、若干高いため、集合管６０の排圧が上がってしまう。この排圧の変化により、校正を行っていない他のカロリーメータ１０の指示値が微妙に変化するおそれがある。

一方、本実施形態によれば、複数の排ガス配管５０の排気口５２を独立して開放させたので、校正中のカロリーメータ１０から排出されたガスが、他のカロリーメータ１０の排圧に影響を与えることがなくなる。このため、校正を行っていない他のカロリーメータ１０の指示値が微妙に変化することはなくなる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、複数の排ガス配管５０の排気口５２を独立して開放させたので、３台のカロリーメータ１０で測定される数値が、他のカロリーメータ１０を流通するガスの流量に影響されないため、正確なカロリーを測定することが可能になる。

また、３本の排ガス配管５０における排気口５２は、互いに離間した位置にあり、かつ全て同じ方向を向いているため、１本の排ガス配管５０からのガスが、他の排ガス配管５０に入り込むことがないため、他の排ガス配管５０の排圧に影響を与えることがなくなる。

１ カロリー測定装置
１０ カロリーメータ
２０ 主配管
２２ 手動弁
２４ 主減圧弁
３０ 燃料ガス供給配管
３１ 第１コック弁
３２ 減圧弁
３３ 第２コック弁
３４ 流量調整用バルブ
３５ 流量計
４０ 校正ガス供給部
４１ ゼロガス供給配管
４２ ゼロガス用ニードル弁
４３、４６ 校正用ガスボンベ
４４ スパンガス供給配管
４５ スパンガス用ニードル弁
５０ 排ガス配管
５２ 排気口
６０ 集合管
６２ 排出口
１００ 母管

Claims (2)

1. 燃料ガスのカロリーを測定する複数台のカロリーメータと、
   当該複数台のカロリーメータそれぞれに燃料ガスの一部を供給する複数の燃料ガス供給配管と、
   複数台のカロリーメータそれぞれに接続される複数の排気ラインと、を備えるカロリー測定装置において、
   前記複数の排気ラインの排気口を独立して開放させることを特徴とするカロリー測定装置。
2. 前記複数の排気ラインの排気口は、互いに離間した位置にあり、かつ全て同じ方向を向いていることを特徴とする請求項１記載のカロリー測定装置。

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