JP5984558B2 - ガスタービンプラント、その制御装置、及びその制御方法 - Google Patents
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外気を圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機と、該圧縮空気に燃料ガスを混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する燃焼器と、該燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備え、前記空気圧縮機は、開度が変化して前記外気の吸込量を調節する吸気量調節器を有し、低カロリー燃料ガスと、該低カロリー燃料ガスよりも単位重量当たりのカロリー値の高い高カロリー燃料ガスとが混合したガスを前記燃料ガスとして前記燃焼器に導入するガスタービンプラントの制御装置において、
前記燃料ガスの単位重量当たりのカロリーに関する設定カロリーの値を認識する設定カロリー認識部と、ガスタービンの出力であるガスタービン出力を受け付けるガスタービン出力受付部と、前記設定カロリーの値毎の、前記吸気量調節器の開度と前記ガスタービン出力との予め定めた関係を用いて、前記設定カロリー認識部が認識した前記設定カロリーの値と前記ガスタービン出力受付部が受け付けた前記ガスタービン出力とに応じた前記吸気量調節器の開度を求める開度演算部と、前記開度演算部が求めた前記開度を前記吸気量調節器に出力する出力部と、を有することを特徴とする。
以上のいずれかの制御装置を備えていることを特徴とする。
外気を圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機と、該圧縮空気に燃料ガスを混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する燃焼器と、該燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備え、前記空気圧縮機は、開度が変化して前記外気の吸込量を調節する吸気量調節器を有し、低カロリー燃料ガスと、該低カロリー燃料ガスよりも単位重量当たりのカロリー値の高い高カロリー燃料ガスとが混合したガスを前記燃料ガスとして前記燃焼器に導入するガスタービンプラントの制御方法において、
前記燃料ガスの単位重量当たりのカロリーに関する設定カロリーの値を認識する設定カロリー認識工程と、ガスタービンの出力であるガスタービン出力を受け付けるガスタービン出力受付工程と、前記設定カロリーの値毎の、前記吸気量調節器の開度と前記ガスタービン出力との予め定めた関係を用いて、前記設定カロリー認識工程で認識された前記設定カロリーの値と前記ガスタービン出力受付工程で受け付けられた前記ガスタービン出力とに応じた前記吸気量調節器の開度を求める開度演算工程と、前記開度演算工程で求められた前記開度を前記吸気量調節器に出力する出力工程と、を実行することを特徴とする。
Claims (15)
- 外気を圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機と、該圧縮空気に燃料ガスを混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する燃焼器と、該燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備え、
前記空気圧縮機は、開度が変化して前記外気の吸込量を調節する吸気量調節器を有し、
低カロリー燃料ガスと、該低カロリー燃料ガスよりも単位重量当たりのカロリー値の高い高カロリー燃料ガスとが混合したガスを前記燃料ガスとして前記燃焼器に導入するガスタービンプラントの制御装置において、
前記燃料ガスの単位重量当たりのカロリーに関する設定カロリーの値を認識する設定カロリー認識部と、
ガスタービンの出力であるガスタービン出力を受け付けるガスタービン出力受付部と、
前記設定カロリーの値毎の、前記吸気量調節器の開度と前記ガスタービン出力との予め定めた関係を用いて、前記設定カロリー認識部が認識した前記設定カロリーの値と前記ガスタービン出力受付部が受け付けた前記ガスタービンの出力とに応じた前記吸気量調節器の開度を求める開度演算部と、
前記開度演算部が求めた前記開度を前記吸気量調節器に出力する出力部と、
を有することを特徴とするガスタービンプラントの制御装置。 - 請求項1に記載のガスタービンプラントの制御装置において、
前記関係は、前記設定カロリーの値が低いほど、前記ガスタービン出力に対する前記吸気量調節器の開度が大きく設定された関係である、
ことを特徴とするガスタービンプラントの制御装置。 - 請求項1又は2に記載のガスタービンプラントの制御装置において、
前記設定カロリー認識部は、前記高カロリー燃料ガスの供給元である高カロリー燃料供給元の異常を示す異常信号を受け付けると、該高カロリー燃料ガスの比率が小さい又は該高カロリー燃料ガスを含まないガスを前記燃料ガスとし、該異常信号に対して、予め定められている該燃料ガスに関するカロリーの値を前記設定カロリーの値として認識する、
ことを特徴とするガスタービンプラントの制御装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のガスタービンプラントの制御装置において、
前記ガスタービンプラントは、前記燃焼器に流入する前記燃料ガスの流量を調節する燃料流量調節器を備えており、
前記ガスタービンの目標出力を受け付ける目標出力受付部と、
前記目標出力受付部が受け付けた前記目標出力と、前記ガスタービン出力受付部が受け付けた前記出力との偏差に応じた前記燃料流量調節器の制御量を求める制御量演算部と、
前記高カロリー燃料ガスの供給元である高カロリー燃料供給元の異常時における、前記燃料流量調節器の制御量を出力する異常時制御量出力部と、
前記高カロリー燃料供給元の異常を示す異常信号を受け付けていないときには、前記制御量演算部が求めた前記制御量を出力し、前記異常信号を受け付けたときには、前記異常時制御量出力部からの前記制御量を出力する切替部と、
前記切替部から出力された制御量を前記燃料流量調節器に出力する出力部と、
を有することを特徴とするガスタービンプラントの制御装置。 - 請求項4に記載のガスタービンプラントの制御装置において、
前記異常時制御量出力部は、前記高カロリー燃料供給元の異常時における前記ガスタービンの予め定められている目標出力である異常時目標出力と、前記ガスタービン出力受付部が受け付けた前記出力との偏差に応じた前記燃料流量調節器の前記制御量を出力する、
ことを特徴とするガスタービンの制御装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のガスタービンプラントの制御装置において、
前記ガスタービンプラントは、前記燃焼器に流入する前記燃料ガスの流量を調節する燃料流量調節器を備えており、
前記設定カロリーの値とガスタービンの許容最大出力との予め定めた関係を用いて、前記設定カロリー認識部が認識した前記設定カロリーの値に対する該ガスタービンの許容最大出力を求める許容出力演算部と、
前記ガスタービンの目標出力を受け付ける目標出力受付部と、
前記目標出力受付部が受け付けた前記目標出力と前記許容出力演算部が求めた前記許容最大出力とを比較し、該目標出力が該許容最大出力未満のときには該目標出力を出力し、該目標出力が該許容最大出力以上のときには該許容最大出力を目標出力として出力する比較部と、
前記ガスタービン出力受付部が受け付けた前記ガスタービン出力と前記比較部が出力した前記目標出力との偏差に応じた前記燃料流量調節器の制御量を求める制御量演算部と、
前記制御量演算部が求めた前記制御量を前記燃料流量調節器に出力する出力部と、
を有することを特徴とするガスタービンプラントの制御装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載のガスタービンプラントの制御装置において、
前記ガスタービンプラントは、前記高カロリー燃料ガスのみが流れる高カロリー燃料ラインと、該高カロリー燃料ラインに並列配置された複数の高カロリー燃料流量調節弁と、を備え、
前記複数の高カロリー燃料流量調節弁に対する制御量を求める制御量演算部と、
前記制御量に応じて、前記複数の高カロリー燃料流量調節弁毎の弁開度を定める弁開度設定部と、
前記複数の高カロリー燃料流量調節弁のそれぞれに対して、前記弁開度設定部が定めた前記弁開度を出力する出力部と、
を有することを特徴とするガスタービンプラントの制御装置。 - 請求項7に記載のガスタービンプラントの制御装置において、
前記弁開度設定部は、前記複数の高カロリー燃料流量調節弁に対する前記制御量が所定値以下では、1台の前記高カロリー燃料流量調節弁のみを稼働させ、該制御量が所定値より大きければ、前記複数の高カロリー燃料流量調節弁を稼働させるよう、該複数の高カロリー燃料流量調節弁毎の弁開度を定める、
ことを特徴とするガスタービンプラントの制御装置。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の制御装置を備えていることを特徴とするガスタービンプラント。
- 外気を圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機と、該圧縮空気に燃料ガスを混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する燃焼器と、該燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備え、
前記空気圧縮機は、開度が変化して前記外気の吸込量を調節する吸気量調節器を有し、
低カロリー燃料ガスと、該低カロリー燃料ガスよりも単位重量当たりのカロリー値の高い高カロリー燃料ガスとが混合したガスを前記燃料ガスとして前記燃焼器に導入するガスタービンプラントの制御方法において、
前記燃料ガスの単位重量当たりのカロリーに関する設定カロリーの値を認識する設定カロリー認識工程と、
ガスタービンの出力であるガスタービン出力を受け付けるガスタービン出力受付工程と、
前記設定カロリーの値毎の、前記吸気量調節器の開度と前記ガスタービン出力との予め定めた関係を用いて、前記設定カロリー認識工程で認識された前記設定カロリーの値と前記ガスタービン出力受付工程で受け付けられた前記ガスタービン出力とに応じた前記吸気量調節器の開度を求める開度演算工程と、
前記開度演算工程で求められた前記開度を前記吸気量調節器に出力する出力工程と、
を実行することを特徴とするガスタービンプラントの制御方法。 - 請求項10に記載のガスタービンプラントの制御方法において、
前記関係は、前記設定カロリーの値が低いほど、前記ガスタービン出力に対する前記吸気量調節器の開度が大きく設定された関係である、
ことを特徴とするガスタービンプラントの制御方法。 - 請求項10又は11に記載のガスタービンプラントの制御方法において、
前記設定カロリー認識工程では、前記高カロリー燃料ガスの供給元である高カロリー燃料供給元の異常を示す異常信号を受け付けると、該高カロリー燃料ガスの比率が小さい又は該高カロリー燃料ガスを含まないガスを前記燃料ガスとし、該異常信号に対して、予め定められている該燃料ガスに関するカロリーの値を前記設定カロリーの値として認識する、
ことを特徴とするガスタービンプラントの制御方法。 - 請求項10から12のいずれか一項に記載のガスタービンプラントの制御方法において、
前記ガスタービンプラントは、前記燃焼器に流入する前記燃料ガスの流量を調節する燃料流量調節器を備えており、
前記ガスタービンの目標出力を受け付ける目標出力受付工程と、
前記目標出力受付工程で受け付けられた前記目標出力と、前記ガスタービン出力受付工程で受け付けた前記ガスタービン出力との偏差に応じた前記燃料流量調節器の制御量を求める制御量演算工程と、
前記高カロリー燃料供給元の異常を示す異常信号を受け付けていないときには、前記制御量演算工程で求められた前記制御量を出力し、前記異常信号を受け付けたときには、前記高カロリー燃料ガスの供給元である高カロリー燃料供給元の異常時における、前記燃料流量調節器の制御量を出力する制御量切替工程と、
前記制御量切替工程で出力された制御量を前記燃料流量調節器に出力する出力工程と、
を実行することを特徴とするガスタービンプラントの制御方法。 - 請求項13に記載のガスタービンプラントの制御方法において、
前記高カロリー燃料供給元の異常時における前記ガスタービンの予め定められている目標出力である異常時目標出力と、前記ガスタービン出力受付工程で受け付けられた前記出力との偏差に応じた異常時制御量を求める異常制御量演算工程を実行し、
前記制御量切替工程では、前記異常信号を受け付けたときには、前記異常制御量演算工程で求められた前記異常時制御量を前記制御量として出力する、
ことを特徴とするガスタービンの制御方法。 - 請求項10から14のいずれか一項に記載のガスタービンプラントの制御方法において、
前記ガスタービンプラントは、前記燃焼器に流入する前記燃料ガスの流量を調節する燃料流量調節器を備えており、
前記設定カロリーの値と前記ガスタービンの許容最大出力との予め定めた関係を用いて、前記設定カロリー認識工程で認識された前記設定カロリーの値に対する該ガスタービンの許容最大出力を求める許容出力演算工程と、
前記ガスタービンの目標出力を受け付ける目標出力受付工程と、
前記目標出力受付工程で受け付けられた前記目標出力と前記許容出力演算工程で求められた前記許容最大出力とを比較し、該目標出力が該許容最大出力未満のときには該目標出力を出力し、該目標出力が該許容最大出力以上のときには該許容最大出力を目標出力として出力する比較工程と、
前記ガスタービン出力受付工程で受け付けられた前記ガスタービン出力と前記比較工程で出力された前記目標出力との偏差に応じた前記燃料流量調節器の制御量を求める制御量演算工程と、
前記制御量演算工程で求められた前記制御量を前記燃料流量調節器に出力する出力工程と、
を実行することを特徴とするガスタービンプラントの制御方法。
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