JP6025451B2 - Gas turbine control device, gas turbine control method, and power generation system - Google Patents
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Description
本発明は、ガスタービンを用いて発電を行う発電システムに係り、特に、ガスカロリーが変動する高炉ガス焚きガスタービンに適用されるガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法に関するものである。 The present invention relates to a power generation system that generates power using a gas turbine, and more particularly to a gas turbine control device and a gas turbine control method applied to a blast furnace gas-fired gas turbine in which gas calories fluctuate.
高炉ガス(BFG:Blast Furnace Gas)焚きガスタービンでは,ガスタービンに投入する燃料として通常の天然ガスではなく、高炉ガスが用いられる。高炉ガスは、製鉄所の副生ガスであり、製鉄所側の母管を介してガスタービンへと供給される。
高炉ガスは、製鉄所内の高炉などの運転状況に応じてガスカロリーが大きく変化することが知られており、ガスタービン本体の挙動にも影響を与えることが懸念されている。
In Blast Furnace Gas (BFG) -fired gas turbines, blast furnace gas is used instead of ordinary natural gas as fuel to be introduced into the gas turbine. The blast furnace gas is a by-product gas of the steelworks, and is supplied to the gas turbine through the mother pipe on the ironworks side.
It is known that the gas calorie of the blast furnace gas changes greatly depending on the operating conditions of the blast furnace in the steelworks, and there is concern that it may affect the behavior of the gas turbine body.
例えば、高炉ガスのカロリーが急増するとガスタービンが過負荷(オーバロード)となり、トリップする可能性がある。また逆に、カロリーが急減した場合は失火の恐れがある。そのため、このような高炉ガスのカロリー変動が発生しても、安定した出力を供給できるようにガスタービンを運転する手法が必要であり、その一つとして、特許文献1に開示される方法が提案されている。
特許文献1には、増熱/減熱ガスを高炉ガスと混合し、ガスタービンへ投入する混合ガスのカロリーが一定となるように制御することが開示されている。
For example, if the calorie of the blast furnace gas increases rapidly, the gas turbine may be overloaded (overloaded) and may trip. Conversely, if calories are reduced rapidly, there is a risk of misfire. Therefore, there is a need for a method of operating the gas turbine so that a stable output can be supplied even if such caloric fluctuation of the blast furnace gas occurs, and as one of them, the method disclosed in
また、従来、ガスタービンの制御方法の一つとして、特許文献2に開示される制御方法が知られている。特許文献2には、発電機出力が目標出力と一致するような負荷制御指令LDCSO、ブレードパス温度を所定の制限値以下とするためのブレードパス制御指令BPCSO等を算出し、これら各種制御指令の中から最も低値のものを燃料流量指令CSOとして選択し、この制御指令CSOに基づいて燃焼器に投入する燃料ガス量を調整することが開示されている。特許文献2では、負荷制御指令LDCSO、ブレードパス制御指令BPCSOの算出に、いずれもPID制御を用いている。
Conventionally, a control method disclosed in
しかしながら、上記特許文献1に開示の方法では、カロリーを計測するカロリーメータの計測遅れからフィードバック制御の応答性が悪い。したがって、混合ガスカロリーの急変を防げずに、トリップしてしまうおそれがあった。
また、特許文献2に開示されたガスタービン制御方法によれば、負荷制御指令LDCSOの算出過程におけるPID制御の制御ゲインを大きな値に変更することで、過負荷時における応答性を高め、過負荷によるトリップを抑制する効果を高めることが可能となる。しかしながら、このような制御ゲインの調整は非常に難しく、適切な制御ゲインの設定に多大な労力を費やすこととなる。
However, in the method disclosed in
Further, according to the gas turbine control method disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高炉ガスのカロリー変動に起因して発生するガスタービンの過負荷や過温度を比較的容易に、かつ、速やかに定格状態へと移行させることのできるガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法並びに発電システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the overload and overtemperature of the gas turbine caused by the calorie fluctuation of the blast furnace gas are relatively easily and quickly brought to the rated state. It is an object of the present invention to provide a gas turbine control device, a gas turbine control method, and a power generation system that can be shifted.
本発明の第1態様は、燃焼器に投入される燃料ガスのカロリーが変動するガスタービンに適用されるガスタービン制御装置であって、発電機出力と第1燃料流量指令とが関連付けられた第1情報を用いて、前記発電機出力の測定値に対応する第1燃料流量指令を決定する過負荷抑制手段と、フィードバック制御により、ガスタービンの出力に関する測定項目の測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような第2燃料流量指令を決定する出力制御手段と、少なくとも前記第1燃料流量指令及び前記第2燃料流量指令を含む複数の燃料流量指令が入力され、入力された複数の燃料流量指令のうち最も小さい燃料流量指令を選択する低値選択手段とを具備し、前記第1情報は、前記発電機出力が過負荷状態とみなす所定の閾値を超える過負荷領域において、前記第1燃料流量指令が前記第2燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されているガスタービン制御装置である。 The first aspect of the present invention provides a gas turbine control device applied to a gas turbine calorie fuel gas is introduced into the combustor varies, a is the the generator output and the first fuel flow rate command associated using 1 information, and the overload suppressing means for determining a first fuel flow rate command corresponding to the measured value of the generator output, the feedback control, the measured value of the constant fields measurement related to the output of the gas turbine, in advance Output control means for determining a second fuel flow rate command to follow a predetermined target value that has been set, and a plurality of fuel flow rate commands including at least the first fuel flow rate command and the second fuel flow rate command are input. and and a low value selection means for selecting the smallest fuel flow rate command of the plurality of fuel flow rate command input, the first information is a predetermined threshold value which the generator output is regarded as an overload condition super That in the overload region, the first fuel flow rate command is a gas turbine control device which is set to take a smaller value than the second fuel flow rate command.
このような構成によれば、過負荷抑制手段は、発電機出力と第1燃料流量指令とが関連付けられた第1情報を用いることにより、発電機出力の測定値から直接的に第1燃料流量指令を決定するので、制御ゲインの調整を行うことなく、比較的簡便な処理により、速やかに第1燃料流量指令を得ることができる。
また、第1情報は、過負荷領域において、第1燃料流量指令が第2燃料流量指令よりも小さい値をとるように設定されている。このことから、過負荷状態となった場合には、過負荷抑制手段によって決定された第1燃料流量指令が、低値選択手段によって速やかに選択され、この第1燃料流量指令に基づく燃料投入量の制御が行われることとなる。
従って、過負荷時における燃焼器への燃料投入量をいち早く効果的に低減させることが可能となり、トリップを防止することが可能となる。
また、上記ガスタービンの出力に関する測定項目としては、例えば、発電機出力、ガスタービンの回転数、回転速度などが挙げられる。
According to such a configuration, the overload suppressing means uses the first information in which the generator output and the first fuel flow rate command are associated with each other, so that the first fuel flow rate directly from the measured value of the generator output. Since the command is determined, the first fuel flow rate command can be quickly obtained by a relatively simple process without adjusting the control gain.
The first information is set so that the first fuel flow command takes a smaller value than the second fuel flow command in the overload region. From this, in the case of an overload state, the first fuel flow rate command determined by the overload suppression unit is quickly selected by the low value selection unit, and the fuel input amount based on the first fuel flow rate command is selected. Is controlled.
Accordingly, the amount of fuel input to the combustor during an overload can be quickly and effectively reduced, and tripping can be prevented.
Moreover, as a measurement item regarding the output of the said gas turbine , a generator output, the rotation speed of a gas turbine, a rotational speed, etc. are mentioned, for example.
上記ガスタービン制御装置において、前記第1情報は、前記発電機出力が前記閾値未満である領域において、前記第1燃料流量指令が、前記低値選択手段に入力される各前記燃料流量指令の最小値よりも大きな値に設定されていてもよい。 In the gas turbine control device, the first information, in the area the generator output is less than the pre Ki閾 value, the first fuel flow rate command is, each said fuel flow rate command to be input to the low value selection means It may be set to a value larger than the minimum value.
このような構成によれば、過負荷領域以外の領域においては、第1燃料流量指令よりも他の燃料流量指令が優先されるので、その時々の運転状態に応じた最適な燃料流量指令に基づいて燃焼器への燃料投入量を調整することが可能となる。 According to such a configuration, in the region other than the overload region, the fuel flow command other than the first fuel flow command is prioritized, and therefore, based on the optimum fuel flow command according to the operation state at that time. This makes it possible to adjust the amount of fuel input to the combustor.
上記ガスタービン制御装置において、前記過負荷抑制手段は、前記第1情報を用いて決定された前記第1燃料流量指令を、大気温度に基づく補正値を用いて補正する補正手段を有し、補正後の第1燃料流量指令を前記低値選択手段に出力することとしてもよい。 In the gas turbine control device, the overload suppression unit includes a correction unit that corrects the first fuel flow rate command determined using the first information using a correction value based on an atmospheric temperature, The subsequent first fuel flow rate command may be output to the low value selection means.
このような構成によれば、第1燃料流量指令が大気温度に基づいて補正されるので、大気温度の影響による制御誤差を低減させることができる。 According to such a configuration, the first fuel flow rate command is corrected based on the atmospheric temperature, so that a control error due to the influence of the atmospheric temperature can be reduced.
上記ガスタービン制御装置は、ガスタービンの温度に関する第1温度測定項目と第3燃料流量指令とが関連付けられた第2情報を用いて、前記第1温度測定項目の測定値に対応する第3燃料流量指令を決定する過温度抑制手段と、フィードバック制御により、ガスタービンの温度に関する第2温度測定項目の測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような第4燃料流量指令を決定する温度制御手段とを有し、前記低値選択手段には、前記第1燃料流量指令及び前記第2燃料流量指令に加えて前記第3燃料流量指令及び前記第4燃料流量指令が入力され、前記第2情報は、前記第1温度測定項目の測定値が予め設定されている所定の温度制限値を超える過温度領域において、前記第3燃料流量指令が前記第4燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されていることとしてもよい。 The gas turbine control device, using the second information 3 and the fuel flow rate command eyes first temperature measuring section on the temperature of the gas turbine is associated, third corresponding to the measured value of the first temperature measurement item and over-temperature suppression means for determining the fuel flow rate command by the feedback control, the fourth fuel flow rate command, such as a measured value of the second temperature measurement item related to the temperature of the gas turbine, to follow the predetermined target value set in advance Temperature control means for determining the third fuel flow rate command and the fourth fuel flow rate command in addition to the first fuel flow rate command and the second fuel flow rate command. is, the second information is the excess temperature region exceeding the predetermined temperature limit value the measured value is set in advance of the first temperature measurement item, the third fuel flow rate command is from the fourth fuel flow command May be is set to take a small value.
ガスカロリーが上昇した場合、出力(負荷)だけでなく温度も上昇するため、過温度状態となった場合には速やかに温度を低下させる必要がある。
上記構成によれば、過温度抑制手段は、ガスタービンの温度に関する第1温度測定項目と第3燃料流量指令とが関連付けられた第2情報を用いることにより、第1温度測定項目の測定値から直接的に第3燃料流量指令を決定するので、制御ゲインの調整を行うことなく、比較的簡便な処理により速やかに第3燃料流量指令を得ることができる。
また、第2情報は、過温度領域において、第3燃料流量指令が第4燃料流量指令よりも小さい値をとるように設定されている。このことから、過温度状態となった場合には、過温度抑制手段によって決定された第3燃料流量指令が、低値選択手段によって速やかに選択され、この第3燃料流量指令に基づく燃料投入量の制御が行われることとなる。
従って、過温度時における燃焼器への燃料投入量をいち早く効果的に低減させることが可能となる。
上記第1温度測定項目としては、例えば、ブレードパス温度、排ガス温度などが挙げられる。また、第1温度測定項目と第2温度測定項目とは異なっていても良いし、同じであってもよく、同じである場合には同じ測定値(例えば、ブレードパス温度)を用いることができる。
When the gas calorie rises, not only the output (load) but also the temperature rises. Therefore, when the gas calorie is over, it is necessary to quickly lower the temperature.
According to the above configuration, the overtemperature suppression means uses the second information in which the first temperature measurement item related to the temperature of the gas turbine and the third fuel flow rate command are associated with each other, so that the measured value of the first temperature measurement item Since the third fuel flow rate command is directly determined, the third fuel flow rate command can be quickly obtained by a relatively simple process without adjusting the control gain.
The second information is set so that the third fuel flow rate command takes a smaller value than the fourth fuel flow rate command in the overtemperature region. From this, in the case of an overtemperature state, the third fuel flow rate command determined by the overtemperature suppression unit is quickly selected by the low value selection unit, and the fuel input amount based on this third fuel flow rate command Is controlled.
Therefore, it is possible to quickly and effectively reduce the amount of fuel input to the combustor during overtemperature.
Examples of the first temperature measurement item include blade path temperature and exhaust gas temperature. In addition, the first temperature measurement item and the second temperature measurement item may be different or the same, and if they are the same, the same measurement value (for example, blade path temperature) can be used. .
上記ガスタービン制御装置において、前記第2情報は、前記第1温度測定項目の測定値が前記温度制限値未満である領域において、前記第3燃料流量指令が、前記低値選択手段に入力される各前記燃料流量指令の最小値よりも大きな値に設定されていてもよい。 In the gas turbine control device, the second information is input to the low value selection means in the region where the measurement value of the first temperature measurement item is less than the temperature limit value. A value larger than the minimum value of each fuel flow command may be set.
このような構成によれば、過温度領域以外の領域においては、第3燃料流量指令よりも他の燃料流量指令が優先されるので、その時々の運転状態に応じた最適な燃料流量指令に基づいて燃焼器への燃料投入量を調整することが可能となる。 According to such a configuration, in a region other than the over-temperature region, the fuel flow command other than the third fuel flow command is prioritized. Therefore, based on the optimum fuel flow command according to the operation state at that time. This makes it possible to adjust the amount of fuel input to the combustor.
上記ガスタービン制御装置において、前記過温度抑制手段は、前記過負荷領域において、前記温度制御手段から出力される第4燃料流量指令よりも小さな値の第3燃料流量指令を出力することとしてもよい。 In the gas turbine control device, the overtemperature suppression unit may output a third fuel flow rate command having a value smaller than a fourth fuel flow rate command output from the temperature control unit in the overload region. .
燃料ガスのカロリーが上昇した場合、負荷に加えて温度も上昇するが、温度制御は温度センサの計測遅れ等の要因により、負荷制御に比べて応答性が悪いことが知られている。ここで、過負荷が検知された場合、温度についても上昇することが予測され、過負荷検知とともに、温度制御についても先行的に行うことで、温度制御の応答性を向上させることができる。
上記構成によれば、過負荷領域であることが検知された場合に、過温度抑制手段が、第4燃料流量指令よりも小さな値を持つ第3燃料流量指令を出力するので、温度制御を先行的に行うことができ、過温度状態になることを未然に防ぐことを期待できる。
When the calorie of the fuel gas rises, the temperature rises in addition to the load, but it is known that the temperature control is less responsive than the load control due to factors such as a measurement delay of the temperature sensor. Here, when an overload is detected, it is predicted that the temperature will also rise. By performing the temperature control in advance together with the overload detection, the responsiveness of the temperature control can be improved.
According to the above configuration, when the overload region is detected, the overtemperature suppression means outputs the third fuel flow rate command having a value smaller than the fourth fuel flow rate command. And can be expected to prevent an overtemperature condition.
本発明の第2態様は、燃焼器に投入される燃料ガスのカロリーが変動するガスタービンに適用されるガスタービン制御装置であって、ガスタービンの温度に関する第1温度測定項目と燃料流量指令とが関連付けられた情報を用いて、前記第1温度測定項目の第1温度測定値に対応する燃料流量指令を決定する過温度抑制手段と、フィードバック制御により、ガスタービンの温度に関する第2温度測定項目の第2温度測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような燃料流量指令を決定する温度制御手段と、少なくとも前記過温度抑制手段によって決定された前記燃料流量指令及び前記温度制御手段によって決定された前記燃料流量指令を含む複数の燃料流量指令が入力され、入力された複数の燃料流量指令のうち最も小さい燃料流量指令を選択する低値選択手段とを具備し、前記情報は、前記第1温度測定値が予め設定されている所定の温度制限値を超える過温度領域において、前記過温度抑制手段によって決定される前記燃料流量指令が前記温度制御手段によって決定される前記燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されているガスタービン制御装置である。 The second aspect of the present invention provides a gas turbine control device applied to a gas turbine calorie fuel gas is introduced into the combustor varies, the first temperature measurement items and fuel flow rate related to the temperature of the gas turbine with instruction and is information associated with the over-temperature suppression means for determining to that fuel flow rate command corresponding to a first temperature measurement of the first temperature measurement item, by feedback control, related to the temperature of the gas turbine the second temperature measurement of the second temperature measurement item, a temperature control means for determining the fuel flow rate command, such as to follow a predetermined target value set in advance, before determined by at least the over-temperature suppression means a plurality of fuel flow rate command comprising Ki燃 charge flow command before determined by Ki燃 charge flow command and the temperature control means is inputted, the smallest fuel out of the fuel flow rate command input ; And a low value selection means for selecting a flow rate command, before Kijo paper, in excess temperature region exceeding a predetermined temperature limit value, wherein the first temperature measurement value is set in advance, by the over-temperature suppression means The gas turbine control device is set such that the determined fuel flow rate command takes a smaller value than the fuel flow rate command determined by the temperature control means .
このような構成によれば、過温度抑制手段は、ガスタービンの温度に関する第1温度測定項目と燃料流量指令とが関連付けられた情報を用いることにより、第1温度測定値から直接的に第3燃料流量指令を決定するので、制御ゲインの調整を行うことなく、比較的簡便な処理により速やかに第3燃料流量指令を得ることができる。
また、上記情報は、過温度領域において、第3燃料流量指令が第4燃料流量指令よりも小さい値をとるように設定されている。このことから、過温度状態となった場合には、過温度抑制手段によって決定された第3燃料流量指令が、低値選択手段によって速やかに選択され、この第3燃料流量指令に基づく燃料投入量の制御が行われることとなる。
従って、過温度時における燃焼器への燃料投入量をいち早く効果的に低減させることが可能となる。
上記第1温度測定項目としては、例えば、ブレードパス温度、排ガス温度などが挙げられる。また、第1温度測定項目と第2温度測定項目とは異なっていても良いし、同じであってもよく、同じである場合には同じ測定値(例えば、ブレードパス温度)を用いることができる。
According to this structure, the over-temperature suppression means, by using the first temperature measurement item and fuel flow rate command and the information associated with related temperature of the gas turbine, directly from the first temperature measurement Since the third fuel flow rate command is determined, the third fuel flow rate command can be quickly obtained by a relatively simple process without adjusting the control gain.
Further, the information, in the over-temperature region, the third fuel flow rate command is set to take a value smaller than the fourth fuel flow rate command. From this, in the case of an overtemperature state, the third fuel flow rate command determined by the overtemperature suppression unit is quickly selected by the low value selection unit, and the fuel input amount based on this third fuel flow rate command Is controlled.
Therefore, it is possible to quickly and effectively reduce the amount of fuel input to the combustor during overtemperature.
Examples of the first temperature measurement item include blade path temperature and exhaust gas temperature. In addition, the first temperature measurement item and the second temperature measurement item may be different or the same, and if they are the same, the same measurement value (for example, blade path temperature) can be used. .
本発明の第3態様は、燃焼器に投入される燃料ガスのカロリーが変動するガスタービンに適用されるガスタービン制御方法であって、発電機出力の測定値を取得する第1取得工程と、前記発電機出力と第1燃料流量指令とが関連付けられた情報を用いて、前記発電機出力の測定値に対応する第1燃料流量指令を決定する過負荷抑制工程と、フィードバック制御により、ガスタービンの出力に関する測定項目の測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような第2燃料流量指令を決定する出力制御工程と、少なくとも前記第1燃料流量指令及び前記第2燃料流量指令を含む複数の燃料流量指令が入力され、入力された複数の燃料流量指令のうち最も小さい燃料流量指令を選択する低値選択工程とを含み、前記情報は、前記発電機出力が過負荷状態とみなす所定の閾値を超える過負荷領域において、前記第1燃料流量指令が前記第2燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されているガスタービン制御方法である。 A third aspect of the present invention is a gas turbine control method applied to a gas turbine in which the calorie of fuel gas input to a combustor varies, and a first acquisition step of acquiring a measurement value of a generator output; the generator output and using the first fuel flow rate command and the information associated with the overload suppressed determining a first fuel flow rate command corresponding to the measured value of the generator output, the feedback control, gas the measured values of the related that measurement items in the output of the turbine, and an output control step of determining a second fuel flow rate command, such as to follow a predetermined target value set in advance, at least the first fuel flow rate command and the a plurality of fuel flow rate command comprising a second fuel flow rate command is input, and a low value selection step of selecting the smallest fuel flow rate command of the plurality of fuel flow rate command input, prior Kijo paper, the generator Machine In the overload region exceeding predetermined threshold values force regarded as an overload condition, said first fuel flow rate command is set to have a gas turbine control method to take a smaller value than the second fuel flow rate command.
本発明の第4態様は、燃焼器に投入される燃料ガスのカロリーが変動するガスタービンに適用されるガスタービン制御方法であって、ガスタービンの温度に関する第1温度測定項目の第1温度測定値を取得する取得工程と、前記第1温度測定項目と燃料流量指令とが関連付けられた情報を用いて、前記第1温度測定値に対応する燃料流量指令を決定する過温度抑制工程と、フィードバック制御により、ガスタービンの温度に関する第2温度測定項目の第2温度測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような燃料流量指令を決定する温度制御工程と、少なくとも前記過温度抑制工程で決定された燃料流量指令及び前記温度制御工程で決定された燃料流量指令を含む複数の燃料流量指令が入力され、入力された複数の燃料流量指令のうち最も小さい燃料流量指令を選択する低値選択工程とを含み、前記情報は、前記第1温度測定値が予め設定されている所定の温度制限値を超える過温度領域において、前記過温度抑制工程で決定される燃料流量指令が前記温度制御工程で決定される燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されているガスタービン制御方法である。 The fourth aspect of the present invention provides a gas turbine control method calorie fuel gas is introduced into the combustor is applied to the gas turbine to change, measuring a first temperature of the first temperature measurement item related to the temperature of the gas turbine an acquisition step of acquiring value, the first with a temperature measurement items and fuel flow rate command and the information associated with, over-temperature suppression of determining the fuel flow rate command that corresponds to the first temperature measurement a step, by feedback control, the second temperature measurement of the second temperature measurement item related to the temperature of the gas turbine, a temperature control step of determining the fuel flow rate command, such as to follow a predetermined target value set in advance , at least the plurality of fuel flow rate command including a fuel flow rate command determined in overtemperature determined in suppressing process fuel flow rate command and the temperature control step is input, a plurality of fuel flow finger input And a low value selection step of selecting the smallest fuel flow rate command of the previous Kijo paper, in excess temperature region exceeding a predetermined temperature limit value, wherein the first temperature measurement value is set in advance, the over In this gas turbine control method, the fuel flow rate command determined in the temperature suppression step is set to be smaller than the fuel flow rate command determined in the temperature control step .
本発明の第5態様は、燃焼器に投入される燃料ガスのカロリーが変動するガスタービンと、上記いずれかのガスタービン制御装置とを具備する発電システムである。 A fifth aspect of the present invention is a power generation system including a gas turbine in which the calorie of fuel gas input to a combustor varies, and any one of the gas turbine control devices described above.
本発明によれば、高炉ガスのカロリー変動に起因するガスタービンのトリップを回避することができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that the trip of the gas turbine resulting from the calorie fluctuation | variation of blast furnace gas can be avoided.
〔第1実施形態〕
以下に、本発明の第1実施形態に係るガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法並びに発電システムについて、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る発電システムの全体概略構成を示すブロック図である。
図1に示すように、発電システムは、ガスタービン1と、ガスタービン制御装置10とを備えている。ガスタービン1は、空気を圧縮して出力する圧縮機2、圧縮機2からの圧縮空気と燃料配管を経て供給される燃料とを混合燃焼し、燃焼ガスを出力する燃焼器3、燃焼器3からの燃焼ガスにより駆動されるタービン4、及びタービン4により駆動される発電機5を備えている。このガスタービン1において、圧縮機2、タービン4、及び発電機5は互いに連結されている。
タービン4を通った排気ガスは、排気ダクトを経て蒸気タービン(図示略)等へ送られ、排気ガスのエネルギーが活用される。
[First Embodiment]
Hereinafter, a gas turbine control device, a gas turbine control method, and a power generation system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an overall schematic configuration of the power generation system according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the power generation system includes a
The exhaust gas that has passed through the
上記燃焼器3の燃料配管には、製鉄所の副生ガスである高炉ガスが供給される。燃料配管には、燃料流量を調整するための燃料流量調整弁6が設けられている。燃料流量調整弁6の開度は、後述のガスタービン制御装置10により制御される。
圧縮機2へ空気を供給する空気配管には、空気流量を調整するための空気流量調節弁(以下「IGV調整弁」という。)7が設けられている。
Blast furnace gas, which is a by-product gas of an ironworks, is supplied to the fuel piping of the combustor 3. The fuel pipe is provided with a fuel flow rate adjusting valve 6 for adjusting the fuel flow rate. The opening degree of the fuel flow control valve 6 is controlled by a gas
An air pipe for supplying air to the
タービン4の最終段付近には、タービン4の最終段直後の排気ガス温度(以下、「ブレードパス温度」という。)を計測するためのBPTセンサ8が設けられている。また、タービン4の最終段の更に後流側には、タービン4の最終段よりも後流の排気ダクトでの排気ガス温度(以下、「排ガス温度」という。)を計測するためのEXTセンサ9が設けられている。上述したセンサには、例えば、熱電対等が用いられる。BPTセンサ8、EXTセンサ9により計測された温度は、ガスタービン制御装置10に与えられる。
A
図2は、本実施形態に係るガスタービン制御装置10が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図2に示すように、ガスタービン制御装置10は、出力制御部11、温度制御部12、過負荷抑制部13、及び低値選択部14を備えている。
出力制御部11は、ガスタービン1の出力に関するパラメータに基づいて燃料流量指令を決定するものである。ここでは、出力制御部11として、負荷制御部21及びガバナ制御部22が設けられている。
負荷制御部21は、発電機出力、買電制御値等を入力信号として取得し、発電機出力を目標値に一致させるような燃料流量指令LDCSOを決定する。例えば、負荷制御部21は、発電機出力と目標出力とを比較し、比例積分(PI)演算を行い、この結果を燃料流量指令LDCSOとして出力する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the functions provided in the gas
The
The
ガバナ制御部22は、タービン4の回転速度又は回転数を入力信号として取得し、タービン4の回転速度又は回転数を目標値に一致させるような燃料流量指令GVCSOを決定する。例えば、ガバナ制御部22は、タービン4の回転速度、言い換えれば発電機5の回転速度を予め設定されているGV設定値と比較し、比例(P)演算を行い、この結果を燃料流量指令GVCSOとして出力する。
The
温度制御部12は、ガスタービンの温度に関するパラメータに基づいて燃料流量指令を決定するものである。ここでは、温度制御部12として、ブレードパス温度制御部23及び排ガス温度制御部24を備えている。
ブレードパス温度制御部23は、タービン4のブレードパス温度BPTを入力信号として取得し、このブレードパス温度BPTがブレードパス温度上限値を超えないような燃料流量指令BPCSOを決定する。例えば、ブレードパス温度制御部23は、ブレードパス温度とブレードパス温度設定値とを比較し、比例積分(PI)演算を行い、この結果を燃料流量指令BPCSOとして出力する。
The
The blade path
排ガス温度制御部24は、排ガス温度EXTを入力信号として取得し、この排ガス温度EXTが排ガス温度上限値を超えないような燃料流量指令EXCSOを決定する。例えば、排ガス温度制御部24は、排ガス温度と排ガス温度設定値とを比較し、比例積分(PI)演算を行い、この結果を燃料流量指令EXCSOとして出力する。
The exhaust gas
過負荷抑制部13は、発電機出力に基づいて、過負荷運転状態から速やかに通常運転に移行させるような燃料流量指令OLCSOを決定する。ここで、発電機出力は、例えば、負荷制御部21で用いられる発電機出力と同じものを用いることが可能である。
過負荷抑制部13は、発電機出力と燃料流量指令とが関連付けられた第1情報を用いて、発電機出力の測定値に対応する燃料流量指令OLCSOを決定する。
The
The
例えば、第1情報は、発電機出力をパラメータとして含む、燃料流量指令OLCSOを得るための関数式であってもよいし、例えば、発電機出力と燃料流量指令OLCSOとを関連付けたテーブルであってもよい。
図3には、発電機出力と燃料流量指令OLCSOとの関係が示されている。図3に示すように、発電機出力が過負荷状態とみなす所定の第1閾値を超える過負荷領域において、燃料流量指令OLCSOが出力制御部11から出力される燃料流量指令であるLDCSO、GVCSOよりも小さな値をとるように設定されている。より具体的には、図3に示すように、過負荷領域において、燃料流量指令OLCSOを急激に減少させるような特性とされており、また、その下限値は、ガスカロリーが取り得る最大値を想定し、このガスカロリーの最大値において失火を防ぎうる最小の燃料流量を取得し、この燃料流量に所定のマージンを加えた値に設定されている。
For example, the first information may be a functional expression for obtaining the fuel flow rate command OLCSO including the generator output as a parameter, or, for example, a table that associates the generator output and the fuel flow rate command OLCSO. Also good.
FIG. 3 shows the relationship between the generator output and the fuel flow rate command OLCSO. As shown in FIG. 3, in the overload region where the generator output exceeds a predetermined first threshold value that is regarded as an overload state, the fuel flow rate command OLCSO is a fuel flow rate command output from the
また、図3では、傾きを2段階に変化させている。このように過負荷領域において、発電機出力が第1閾値に近い第1領域における傾きを大きめに設定し、第1領域よりも更に発電機出力が大きい第2領域においては第1領域に比べて傾きを小さく設定することが好ましい。このようにすることで、過負荷に入った直後の第1領域において燃料流量を急激に減少させることが可能となり、速やかに過負荷から定常運転状態に移行させることが可能となる。 In FIG. 3, the inclination is changed in two stages. Thus, in the overload region, the generator output is set to have a larger slope in the first region close to the first threshold, and in the second region where the generator output is larger than the first region, compared to the first region. It is preferable to set the inclination small. By doing in this way, it becomes possible to reduce a fuel flow rate rapidly in the 1st area | region immediately after entering into an overload, and it becomes possible to transfer to a steady operation state from an overload rapidly.
また、第1情報において、発電機出力が第1閾値よりも小さい領域においては、燃料流量指令OLCSOは他の制御部が取り得る各燃料流量指令の最小値よりも大きな値に設定されている。すなわち、過負荷領域以外の領域においては、過負荷抑制部13による燃料流量指令OLCSOが低値選択部14において選択されないように、燃料流量指令を比較的大きな値に設定することが好ましい。
In the first information, in a region where the generator output is smaller than the first threshold, the fuel flow rate command OLCSO is set to a value larger than the minimum value of each fuel flow rate command that can be taken by other control units. That is, in a region other than the overload region, it is preferable to set the fuel flow rate command to a relatively large value so that the fuel flow rate command OLCSO by the
過負荷抑制部13によって決定された燃料流量指令OLCSO、出力制御部11により決定された燃料流量指令LDCSO、GVCSO、及び温度制御部12により算出された燃料流量指令BPCSO、EXCSOは、低値選択部14に出力される。
低値選択部14は、入力された燃料流量指令のうち、最も低値の燃料流量信号を選択し、これを燃料流量指令CSOとして出力する。これにより、燃料流量指令CSOに基づいて燃料流量調整弁6の弁開度が調整され、適切な流量の高炉ガスが燃焼器3へ供給されることとなる。
The fuel flow rate command OLCSO determined by the
The
このようなガスタービン制御装置10によれば、燃焼器3に供給される高炉ガスのカロリーが高まり、発電機出力が上昇して過負荷状態となると、過負荷抑制部13からは、燃料流量を急激に下げるような燃料流量指令OLCSOが出力される。この燃料流量指令OLCSOは、低値選択部14に入力される燃料流量指令のうち最も小さい値となるので、低値選択部14では、過負荷抑制部13から出力された燃料流量指令OLCSOが選択される。これにより、この燃料流量指令OLCSOに基づいて燃料流量調整弁6の弁開度が調整されることにより、弁開度が速やかに絞られ、燃焼器3に供給される燃料流量が速やかに減少させられる。
According to such a gas
以上説明したように、本実施形態に係るガスタービン及びその制御装置並びにその制御方法によれば、過負荷状態となった場合には、過負荷抑制部13から出力される燃料流量指令OLCSOが低値選択部14において選択されることとなるので、燃焼器3に供給する燃料流量を速やかに絞ることが可能となる。これにより、過負荷状態から通常運転状態(定格運転状態)へと速やかに低減させることが可能となる。すなわち、過負荷抑制部13は、他の制御部のように、PID制御を採用しておらず、発電機出力と燃料流量指令OLCSOとが直接的に関連付けられた第1情報を用いて燃料流量指令OLCSOを決定する。これにより、PID制御を採用して燃料流量指令を決定している他の制御部に比べて、過負荷に対する応答性がよく、速やかに燃料流量を低減させることができる。
As described above, according to the gas turbine, the control device thereof, and the control method thereof according to the present embodiment, the fuel flow rate command OLCSO output from the
図4は、過負荷抑制部13による効果を示した図である。図4(a)はガスカロリーの時間変化を示している。図4(b)は、過負荷抑制部13を有している場合と有していない場合の発電機出力の変化を比較して示した図であり、実線は過負荷抑制部13を有している場合、すなわち本実施形態におけるガスタービン制御装置10による発電機出力変化を示しており、点線は図2に示した構成から過負荷抑制部13を削除した場合の発電機出力変化を示した図である。
図4からわかるように、過負荷抑制部13を有している場合には、ガスカロリーが上昇した場合に、過負荷運転状態から定格運転状態へ速やかに移行させることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating the effect of the
As can be seen from FIG. 4, when the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係るガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法並びに発電システムについて説明する。本実施形態に係るガスタービン制御装置が上述の第1実施形態と異なる点は、図5に示すように、過負荷抑制部13´が大気温度に応じて燃料流量指令を補正する補正部16を備える点である。
以下、本実施形態のガスタービン制御装置について、上記第1実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a gas turbine control device, a gas turbine control method, and a power generation system according to a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 5, the gas turbine control device according to this embodiment differs from the first embodiment described above in that the
Hereinafter, about the gas turbine control apparatus of this embodiment, description is abbreviate | omitted about the point which is common in the said 1st Embodiment, and a different point is mainly demonstrated.
図5に示すように、本実施形態に係る補正部16は、大気温度と補正係数とが関連付けられた補正情報(例えば、テーブル、関数式等)を有しており、この補正情報を用いて大気温度に対応する補正係数を決定し、決定した補正係数を用いて燃料流量指令OLCSOを補正する。具体的には、補正部16は、補正係数を燃料流量指令OLCSOに乗算することにより、燃料流量指令OLCSOを補正する。補正後の燃料流量指令OLCSO´は、低値選択部14に出力される。
補正情報は、図6に示すように、例えば、予め設定された基準温度において補正係数が「1」となるように設定され、大気温度が小さくなるほど補正係数が大きくなるように設定されている。
As shown in FIG. 5, the
As shown in FIG. 6, for example, the correction information is set so that the correction coefficient becomes “1” at a preset reference temperature, and the correction coefficient is set to increase as the atmospheric temperature decreases.
このようなガスタービン制御装置によれば、指令決定部15によって第1情報(図3参照)が参照されることにより発電機出力に応じた燃料流量指令OLCSOが決定され、この燃料流量指令OLCSOが補正部16によって、大気温度に応じた補正係数を用いて補正される。補正後の燃料流量指令OLCSO´は低値選択部14に出力される。
According to such a gas turbine control device, the fuel flow rate command OLCSO corresponding to the generator output is determined by referring to the first information (see FIG. 3) by the
ガスタービンの定格出力は大気温度に応じて変化するため、大気温度に応じて燃料流量指令OLCSOを補正することにより、大気温度による出力への影響を低減させることが可能となる。これにより、大気温度が変動しても安定したガスタービンの運転を実現することが可能となる。 Since the rated output of the gas turbine changes according to the atmospheric temperature, it is possible to reduce the influence of the atmospheric temperature on the output by correcting the fuel flow rate command OLCSO according to the atmospheric temperature. This makes it possible to realize stable gas turbine operation even when the atmospheric temperature varies.
〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態に係るガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法並びに発電システムについて説明する。本実施形態に係るガスタービン制御装置が上述の第1実施形態と異なる点は、図7に示すように、過負荷抑制部13に代えて、過温度抑制部18を備えている点である。
以下、本実施形態のガスタービン制御装置10aについて、上記第1実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a gas turbine control device, a gas turbine control method, and a power generation system according to a third embodiment of the present invention will be described. The difference between the gas turbine control device according to the present embodiment and the first embodiment described above is that an
Hereinafter, regarding the gas
図7に示すように、過温度抑制部18は、ガスタービンの温度に関する測定項目の測定値、例えば、ブレードパス温度に基づいて、過温度状態から速やかに通常状態に移行させるような燃料流量指令OTCSOを決定する。具体的には、過温度抑制部18は、ブレードパス温度と燃料流量指令OTCSOとが関連付けられた第2情報を用いて、ブレードパス温度の測定値に対応する燃料流量指令OTCSOを決定する。
なお、ブレードパス温度に代えて、例えば、排ガス温度等を用いることとしてもよい。
As shown in FIG. 7, the
Instead of the blade path temperature, for example, an exhaust gas temperature or the like may be used.
例えば、第2情報は、ブレードパス温度をパラメータとして含む、燃料流量指令OTCSOを得るための関数式であってもよいし、例えば、ブレードパス温度と燃料流量指令OTCSOとを関連付けたテーブルであってもよい。
図8には、ブレードパス温度と燃料流量指令OTCSOとの関係が示されている。図8に示すように、ブレードパス温度が予め設定されている所定の温度制限値を超える過温度領域において、燃料流量指令OTCSOが温度制御部12から出力される燃料流量指令であるBPCSO、EXCSOよりも小さな値をとるように設定されている。
For example, the second information may be a functional expression for obtaining the fuel flow rate command OTCSO including the blade path temperature as a parameter, for example, a table in which the blade path temperature and the fuel flow rate command OTCSO are associated with each other. Also good.
FIG. 8 shows the relationship between the blade path temperature and the fuel flow rate command OTCSO. As shown in FIG. 8, in the overtemperature region where the blade path temperature exceeds a predetermined temperature limit value set in advance, the fuel flow rate command OTCSO is a fuel flow rate command output from the
図8では、ブレードパス温度が温度制限値を超える領域において、燃料流量指令OTCSOを減少させる傾きを2段階に変化させている。このように、ブレードパス温度が温度制限値に近い第3領域における傾きを大きめに設定し、第3領域よりも更にブレードパス温度が大きい第4領域においては第3領域に比べて傾きを小さく設定することが好ましい。このようにすることで、過温度に入った直後の第3領域において燃料流量を急激に減少させることが可能となり、速やかに過温度状態を脱することが可能となる。 In FIG. 8, in the region where the blade path temperature exceeds the temperature limit value, the slope for reducing the fuel flow rate command OTCSO is changed in two stages. In this way, the gradient in the third region where the blade path temperature is close to the temperature limit value is set to be larger, and the gradient is set to be smaller in the fourth region where the blade path temperature is higher than the third region compared to the third region. It is preferable to do. By doing in this way, it becomes possible to reduce a fuel flow rate rapidly in the 3rd field immediately after entering overtemperature, and it becomes possible to escape from an overtemperature state quickly.
また、第2情報において、ブレードパス温度が温度制限値よりも小さい領域においては、燃料流量指令OTCSOは他の制御部が取り得る各燃料流量指令の最小値よりも大きな値に設定されている。すなわち、ブレードパス温度が温度制限値よりも小さい領域においては、過温度抑制部18による燃料流量指令OTCSOが低値選択部14において選択されないように、燃料流量指令を比較的大きな値に設定しておくことが好ましい。
In the second information, in the region where the blade path temperature is lower than the temperature limit value, the fuel flow rate command OTCSO is set to a value larger than the minimum value of each fuel flow rate command that can be taken by other control units. That is, in a region where the blade path temperature is smaller than the temperature limit value, the fuel flow rate command is set to a relatively large value so that the fuel flow rate command OTCSO by the
過温度抑制部18によって決定された燃料流量指令OTCSOは、出力制御部11からの燃料流量指令LDCSO、GVCSO、及び温度制御部12からの燃料流量指令BPCSO、EXCSOとともに低値選択部14に出力される。低値選択部14では、入力されたこれらの燃料流量指令のうち、最も値の小さい燃料流量信号が選択され、選択された燃料流量指令CSOに基づいて燃料流量調整弁6の弁開度が調整されることとなる。これにより、適切な流量の燃料が燃焼器3へ供給される。
The fuel flow rate command OTCSO determined by the
以上説明したように、本実施形態に係るガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法並びに発電システムによれば、燃焼器3に供給される高炉ガスのカロリーが高まり、ブレードパス温度が上昇して過温度状態となると、過温度抑制部18からは、燃料流量を急激に下げるような燃料流量指令OTCSOが出力される。
この燃料流量指令OTCSOは、低値選択部14に入力される燃料流量指令のうち最も小さい値となるので、低値選択部14では、過温度抑制部18から出力された燃料流量指令OTCSOが選択される。これにより、この燃料流量指令OTCSOに基づいて燃料流量調整弁6の弁開度が調整されることにより、弁開度が速やかに絞られ、燃焼器3に供給される燃料流量が速やかに減少させられる。
As described above, according to the gas turbine control device, the gas turbine control method, and the power generation system according to the present embodiment, the calorie of the blast furnace gas supplied to the combustor 3 is increased, the blade path temperature is increased, and the overtemperature is increased. In this state, the
Since this fuel flow rate command OTCSO is the smallest value among the fuel flow rate commands input to the low
これにより、ブレードパス温度を温度制限値以下に速やかに戻すことが可能となる。すなわち、過温度抑制部18は、他の制御部のように、PID制御を採用しておらず、ブレードパス温度と燃料流量指令OTCSOとが直接的に関連付けられた第2情報を用いて燃料流量指令OTCSOを決定する。これにより、PID制御を採用して燃料流量指令を決定している他の制御部に比べて、過温度への応答性が高く、迅速に燃料流量を低減させることができる。
As a result, the blade path temperature can be quickly returned to the temperature limit value or less. That is, the
図9は、過温度抑制部18による効果を示した図である。図9(a)はガスカロリーの時間変化を示している。図9(b)は、過温度抑制部18を有している場合と有していない場合のブレードパス温度の変化を比較して示した図であり、実線は過温度抑制部18を有している場合、すなわち本実施形態におけるガスタービン制御装置10aによるブレードパス温度変化を示しており、点線は図7に示した構成から過温度抑制部18を削除した場合のブレードパス温度変化を示した図である。
図9からわかるように、過温度抑制部18を有している場合には、ガスカロリーが上昇した場合に、過温度状態にあるブレードパス温度を温度制限値以下に速やかに移行させることができる。
FIG. 9 is a diagram showing the effect of the
As can be seen from FIG. 9, when the
〔第4実施形態〕
次に、本発明の第4実施形態に係るガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法並びに発電システムについて説明する。図10に示すように、本実施形態に係るガスタービン制御装置10bは、上述の第1実施形態に係る過負荷抑制部13と、第3実施形態に係る過温度抑制部18の両方を備え持つ構成とされている。このように、過負荷抑制部13と過温度抑制部18とを有することにより、ガスカロリーが上昇して過負荷状態や過温度状態になった場合には、速やかに燃料流量を低減させることが可能となる。なお、第1実施形態に係る過負荷抑制部13に代えて、第2実施形態に係る過負荷抑制部(図5参照)を採用することとしてもよい。
[Fourth Embodiment]
Next, a gas turbine control device, a gas turbine control method, and a power generation system according to a fourth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 10, the gas
〔第5実施形態〕
次に、本発明の第5実施形態に係るガスタービン制御装置及びガスタービン制御方法並びに発電システムについて説明する。
図11に示すように、本実施形態に係るガスタービン制御装置10cは、図10に示した第4実施形態に係るガスタービン制御装置10bの構成に更に加えて、温度先行抑制部20を備えている。
[Fifth Embodiment]
Next, a gas turbine control device, a gas turbine control method, and a power generation system according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 11, the gas
図12は、温度先行抑制部20の一概略構成を示した図である。図12に示すように、温度先行抑制部20は、指令決定部31、条件判定部32、及び選択部33を主な構成として備えている。
指令決定部31は、ブレードパス温度と燃料流量指令F−OTCSOとが関連付けられた第3情報を有し、該第3情報を用いてブレードパス温度の測定値に対応する燃料流量指令F−OTCSOを決定する。図13に、第3情報の一例を示す。図13に示すように、第3情報は、ブレードパス温度が基準温度よりも小さい値である第2閾値を超えた場合に、燃料流量指令を減少させるような特性とされている。
FIG. 12 is a diagram illustrating a schematic configuration of the temperature
The
条件判定部32は、過負荷状態かつブレードパス温度が温度制限値よりも小さい場合に、オン信号を出力し、いずれか一方の条件を満たさない場合にオフ信号を出力する。
選択部33は、指令決定部31からの燃料流量指令F−OTCSOが入力されるとともに、一定の燃料流量指令(例えば、100%)が入力され、条件判定部32からの信号に基づいて出力する燃料流量指令を選択する。具体的には、条件判定部32からオン信号が入力されている場合に、指令決定部31からの燃料流量指令F−OTCSOを出力し、オフ信号が入力されている場合に、一定の燃料流量指令を出力する。
The condition determination unit 32 outputs an ON signal when the blade is overloaded and the blade path temperature is lower than the temperature limit value, and outputs an OFF signal when any one of the conditions is not satisfied.
The
このような構成によれば、過負荷状態かつブレードパス温度が温度制限値よりも小さい場合には、第3情報を用いて決定された燃料流量指令F−OTCSOが選択部33によって選択され、低値選択部14に出力される。ブレードパス温度が温度制限値よりも小さい場合には、過温度抑制部18から出力される燃料流量指令値は比較的大きな値に設定されている。従って、燃料流量指令F−OTCSOは、少なくとも燃料流量指令値OTCSOよりは優先的に低値選択部14によって選択されることとなる。
このように、本実施形態に係るガスタービン制御装置10cによれば、温度先行抑制部20の作用により、過温度抑制部18よりも更に早期に燃料流量を低減させることが可能となる。
なお、上述したように温度先行抑制部を設ける代わりに、温度先行抑制部が有する第3情報を過温度抑制部18が用いる第2情報に組み合わせることにより、1つのテーブル或いは関数式を用いた温度抑制制御を実現することが可能となる。
According to such a configuration, when the overload state and the blade path temperature are smaller than the temperature limit value, the fuel flow rate command F-OTCSO determined using the third information is selected by the
Thus, according to the gas
In addition, instead of providing the temperature advance suppression unit as described above, the temperature using one table or function formula is obtained by combining the third information of the temperature advance suppression unit with the second information used by the
1 ガスタービン
2 圧縮機
3 燃焼器
4 タービン
5 発電機
6 燃料流量調整弁
7 空気流量調節弁
8 BPTセンサ
9 EXTセンサ
10 ガスタービン制御装置
11 出力制御部
12 温度制御部
13 過負荷抑制部
14 低値選択部
15、31 指令決定部
16 補正部
18 過温度抑制部
20 温度先行抑制部
21 負荷制御部
22 ガバナ制御部
23 ブレードパス温度制御部
24 排ガス温度制御部
32 条件判定部
33 選択部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
発電機出力と第1燃料流量指令とが関連付けられた第1情報を用いて、前記発電機出力の測定値に対応する第1燃料流量指令を決定する過負荷抑制手段と、
フィードバック制御により、ガスタービンの出力に関する測定項目の測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような第2燃料流量指令を決定する出力制御手段と、
少なくとも前記第1燃料流量指令及び前記第2燃料流量指令を含む複数の燃料流量指令が入力され、入力された複数の燃料流量指令のうち最も小さい燃料流量指令を選択する低値選択手段と
を具備し、
前記第1情報は、前記発電機出力が過負荷状態とみなす所定の閾値を超える過負荷領域において、前記第1燃料流量指令が前記第2燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されているガスタービン制御装置。 A gas turbine control device applied to a gas turbine in which calories of fuel gas input to a combustor vary,
Using the first information and the the generator output and the first fuel flow rate command associated, and the overload suppressing means for determining a first fuel flow rate command corresponding to the measured value of the generator output,
By the feedback control, an output control means for determining a second fuel flow rate command, such as a measured value of the constant fields measurement related to the output of the gas turbine, to follow the predetermined target value set in advance,
A plurality of fuel flow commands including at least the first fuel flow command and the second fuel flow command, and low value selection means for selecting the smallest fuel flow command among the plurality of inputted fuel flow commands. And
The first information, the generator output in an overload region exceeding predetermined threshold value regarded as an overload condition, said first fuel flow rate command is set to take a smaller value than the second fuel flow rate command Gas turbine control device.
フィードバック制御により、ガスタービンの温度に関する第2温度測定項目の測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような第4燃料流量指令を決定する温度制御手段と
を有し、
前記低値選択手段には、前記第1燃料流量指令及び前記第2燃料流量指令に加えて前記第3燃料流量指令及び前記第4燃料流量指令が入力され、
前記第2情報は、前記第1温度測定項目の測定値が予め設定されている所定の温度制限値を超える過温度領域において、前記第3燃料流量指令が前記第4燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されている請求項1から請求項3のいずれかに記載のガスタービン制御装置。 Using the second information 3 and the fuel flow rate command eyes first temperature measuring section is associated relating to the temperature of the gas turbine, excessive determines a third fuel flow rate command corresponding to the measured value of the first temperature measurement item Temperature suppression means;
By feedback control, and a temperature control means for determining a fourth fuel flow rate command, such as a measured value of the second temperature measurement item related to the temperature of the gas turbine, to follow the predetermined target value set in advance,
The low value selection means receives the third fuel flow command and the fourth fuel flow command in addition to the first fuel flow command and the second fuel flow command,
The second information is a value in which the third fuel flow rate command is smaller than the fourth fuel flow rate command in an overtemperature region where the measurement value of the first temperature measurement item exceeds a predetermined temperature limit value set in advance. The gas turbine control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas turbine control device is set so as to take.
ガスタービンの温度に関する第1温度測定項目と燃料流量指令とが関連付けられた情報を用いて、前記第1温度測定項目の第1温度測定値に対応する燃料流量指令を決定する過温度抑制手段と、
フィードバック制御により、ガスタービンの温度に関する第2温度測定項目の第2温度測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような燃料流量指令を決定する温度制御手段と、
少なくとも前記過温度抑制手段によって決定された前記燃料流量指令及び前記温度制御手段によって決定された前記燃料流量指令を含む複数の燃料流量指令が入力され、入力された複数の燃料流量指令のうち最も小さい燃料流量指令を選択する低値選択手段と
を具備し、
前記情報は、前記第1温度測定値が予め設定されている所定の温度制限値を超える過温度領域において、前記過温度抑制手段によって決定される前記燃料流量指令が前記温度制御手段によって決定される前記燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されているガスタービン制御装置。 A gas turbine control device applied to a gas turbine in which calories of fuel gas input to a combustor vary,
Using the first temperature measurement items and fuel flow rate command and the information associated with related temperature of the gas turbine, to determine the fuel flow rate command that corresponds to the first temperature measurement of the first temperature measurement item Overtemperature suppression means;
By feedback control, a temperature control means for determining the fuel flow rate command, such as to follow the second temperature measurement of the second temperature measurement item related to the temperature of the gas turbine, to a predetermined target value set in advance,
At least the plurality of fuel flow rate command comprising Ki燃 charge flow command before determined by Ki燃 charge flow command and the temperature control means before determined by the over-temperature suppression means is input, a plurality of fuel flow rate command input Low value selection means for selecting the smallest fuel flow rate command among,
Before Kijo paper is determined in the excess temperature region exceeding a predetermined temperature limit value, wherein the first temperature measurement value is set in advance, by the fuel flow rate command is the temperature control means is determined by the over-temperature suppression means It has been set gas turbine control device to assume a smaller value than the fuel flow rate command to be.
発電機出力の測定値を取得する第1取得工程と、
前記発電機出力と第1燃料流量指令とが関連付けられた情報を用いて、前記発電機出力の測定値に対応する第1燃料流量指令を決定する過負荷抑制工程と、
フィードバック制御により、ガスタービンの出力に関する測定項目の測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような第2燃料流量指令を決定する出力制御工程と、
少なくとも前記第1燃料流量指令及び前記第2燃料流量指令を含む複数の燃料流量指令が入力され、入力された複数の燃料流量指令のうち最も小さい燃料流量指令を選択する低値選択工程と
を含み、
前記情報は、前記発電機出力が過負荷状態とみなす所定の閾値を超える過負荷領域において、前記第1燃料流量指令が前記第2燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されているガスタービン制御方法。 A gas turbine control method applied to a gas turbine in which the calorie of fuel gas input to a combustor varies,
A first acquisition step of acquiring a measured value of the generator output;
Using the generator output and the information in which a first fuel flow rate command associated, and the overload suppressed determining a first fuel flow rate command corresponding to the measured value of the generator output,
By the feedback control, and an output control step of determining a second fuel flow rate command, such as a measured value of the constant fields measurement related to the output of the gas turbine, to follow the predetermined target value set in advance,
A low value selecting step of inputting a plurality of fuel flow rate commands including at least the first fuel flow rate command and the second fuel flow rate command, and selecting the smallest fuel flow rate command among the plurality of inputted fuel flow rate commands. ,
Before Kijo paper, in an overload region exceeding predetermined threshold values the generator output is regarded as an overload condition, said first fuel flow rate command is set to take a smaller value than the second fuel flow rate command Gas turbine control method.
ガスタービンの温度に関する第1温度測定項目の第1温度測定値を取得する取得工程と、
前記第1温度測定項目と燃料流量指令とが関連付けられた情報を用いて、前記第1温度測定値に対応する燃料流量指令を決定する過温度抑制工程と、
フィードバック制御により、ガスタービンの温度に関する第2温度測定項目の第2温度測定値を、予め設定されている所定の目標値に追従させるような燃料流量指令を決定する温度制御工程と、
少なくとも前記過温度抑制工程で決定された燃料流量指令及び前記温度制御工程で決定された燃料流量指令を含む複数の燃料流量指令が入力され、入力された複数の燃料流量指令のうち最も小さい燃料流量指令を選択する低値選択工程と
を含み、
前記情報は、前記第1温度測定値が予め設定されている所定の温度制限値を超える過温度領域において、前記過温度抑制工程で決定される燃料流量指令が前記温度制御工程で決定される燃料流量指令よりも小さな値をとるように設定されているガスタービン制御方法。 A gas turbine control method applied to a gas turbine in which the calorie of fuel gas input to a combustor varies,
An acquisition step of acquiring first temperature measured value of the first temperature measurement item related to the temperature of the gas turbine,
Using the information that the first temperature measurement item and the fuel flow rate command is associated, and over-temperature suppression determining a fuel flow rate command that corresponds to the first temperature measurement,
By feedback control, a temperature control step of determining the fuel flow rate command, such as to follow the second temperature measurement of the second temperature measurement item related to the temperature of the gas turbine, to a predetermined target value set in advance,
A plurality of fuel flow commands including at least the fuel flow command determined in the overtemperature suppression step and the fuel flow command determined in the temperature control step are input, and the smallest fuel flow rate among the plurality of input fuel flow commands Including a low value selection process for selecting a command,
Before Kijo paper, in excess temperature region exceeding a predetermined temperature limit value, wherein the first temperature measurement value is set in advance, the fuel flow rate command is determined by the over-temperature suppression process is determined by the temperature control step fuel flow rate have been set gas turbine control method to take a smaller value than the command that.
請求項1から請求項7のいずれかに記載のガスタービン制御装置と
を具備する発電システム。 A gas turbine in which the calorie of the fuel gas input to the combustor varies;
A power generation system comprising the gas turbine control device according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012182537A JP6025451B2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Gas turbine control device, gas turbine control method, and power generation system |
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