JP6222633B2 - Control device, combustor, gas turbine, control method and control program - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置、燃焼器、ガスタービン、制御方法及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to a control device, a combustor, a gas turbine, a control method, and a control program.
ガスタービンの出力制御において初期負荷から定格負荷までの幅広い運転負荷に対応するために燃焼器に燃料を供給するノズルの本数を切り替えることで、分散的に燃料を供給し燃焼の効率化と安定を図る方法が知られている(ステージング制御)。
メイン系統は、それぞれ異なる本数のノズルを備えた複数の燃料系統が備えられており、部分負荷での燃焼効率低下によるCO(Carbon Monoxide)、UHC(Unburned Hydro Carbon:未燃炭化物)増加抑制のために、燃料系統を切り替えて燃料流量を制御する必要がある。このため燃料系統ごとに燃料流量調節弁が設けられ、この燃料流量調節弁の弁開度を調節することによって各燃料系統に供給する燃料流量が制御される。例えば、特許文献1及び特許文献2には燃料系統の切替時に燃料流量調節弁を制御し燃料流量を調節することでガスタービン出力や回転数の変動を抑制する手法が提案されている。
By switching the number of nozzles that supply fuel to the combustor in order to respond to a wide range of operating loads from the initial load to the rated load in the output control of the gas turbine, fuel is distributed and the combustion is made more efficient and stable. A method for achieving this is known (staging control).
The main system is equipped with multiple fuel systems with different numbers of nozzles to suppress increases in CO (Carbon Monoxide) and UHC (Unburned Hydro Carbon) due to reduced combustion efficiency at partial loads. In addition, it is necessary to control the fuel flow rate by switching the fuel system. For this reason, a fuel flow rate control valve is provided for each fuel system, and the fuel flow rate supplied to each fuel system is controlled by adjusting the valve opening degree of the fuel flow rate control valve. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 propose a method of controlling fluctuations in the gas turbine output and the rotational speed by controlling the fuel flow rate control valve and adjusting the fuel flow rate when the fuel system is switched.
ところで、上述のように複数の燃料系統ごとに異なる本数のノズルからなるノズル群を設け、これらの複数の燃料系統を同時に用いて燃料を供給する場合、各燃料系統に装備される燃料流量調節弁等の個体差などにより、燃料系統間で所望の燃料流量と相違したばらつきが生じるという問題がある。ばらつきとは、例えばメイン系統に2系統が備えられており、それら2系統から供給される燃料の比率が「3:5」でなければならない場合に、実際に供給される燃料の比がその比率から乖離することをいう。
従来はこの問題に対し、人が確認しながら燃料流量調節弁を調節することで燃料系統に供給される燃料流量の比率を所望の値に近づけるようにしていた。
By the way, in the case where a nozzle group composed of a different number of nozzles is provided for each of a plurality of fuel systems as described above and fuel is supplied using these plurality of fuel systems at the same time, a fuel flow rate control valve provided in each fuel system Due to individual differences such as the above, there is a problem that a variation different from a desired fuel flow rate occurs between fuel systems. For example, when the main system has two systems and the ratio of the fuel supplied from the two systems must be “3: 5”, the ratio of the actually supplied fuel is the ratio. It means to deviate from.
Conventionally, with respect to this problem, the ratio of the fuel flow rate supplied to the fuel system is brought close to a desired value by adjusting the fuel flow rate control valve while being confirmed by a person.
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる制御装置、燃焼器、ガスタービン、制御方法及び制御プログラムを提供することを目的としている。 Then, this invention aims at providing the control apparatus, combustor, gas turbine, control method, and control program which can solve the above-mentioned subject.
本発明の第1の態様は、燃焼器へ燃焼ガスを供給する複数の燃料系統それぞれに備えられた前記燃焼ガスの流量を調節する燃料流量調節弁と前記燃焼器に前記燃焼ガスを噴射するノズルとの間における燃焼ガスの圧力を計測する圧力計測部と、前記複数の燃料系統のうち一つの燃料系統に備えられた燃料流量調節弁に対する弁開度指令値を取得し、前記一つの燃料系統における前記圧力と、前記一つの燃料系統と他の燃料系統とにおける予め定められた燃料流量比に基づく前記他の燃料系統における前記圧力に前記燃料流量比に基づく補正係数を乗じた値と、の偏差に基づいて算出した補正量によって、前記取得した弁開度指令値を補正する弁開度指令値補正部と、を備えることを特徴とする制御装置である。 A first aspect of the present invention is a fuel flow rate adjustment valve for adjusting a flow rate of the combustion gas provided in each of a plurality of fuel systems that supply combustion gas to a combustor, and a nozzle that injects the combustion gas into the combustor. one obtains the valve opening command value for the fuel flow rate control valve provided in the fuel system, before Symbol one fuel of the pressure measuring unit for measuring the pressure of the combustion gases, the plurality of fuel system between the and the pressure in the system, a value obtained by multiplying a correction coefficient based on the fuel flow ratio to the pressure in front SL other fuel system based on the predetermined fuel flow ratio in said one fuel system and other fuel system , depending on the correction amount calculated based on the deviation of a control device, characterized in that it comprises a valve opening command value correcting unit that corrects the acquired valve opening command value.
また、本発明の第2の態様における前記弁開度指令値補正部は、さらに前記一つの燃料系統に備えられた燃料流量調節弁に対する弁開度の補正量に、所定の補正ゲインを乗じて、前記他の燃料系統に設けられた燃料流量調節弁に対する弁開度の補正量を算出することを特徴とする。 The valve opening command value correction unit according to the second aspect of the present invention further multiplies a correction amount of the valve opening for the fuel flow rate adjustment valve provided in the one fuel system by a predetermined correction gain. The correction amount of the valve opening degree with respect to the fuel flow control valve provided in the other fuel system is calculated .
また、本発明の第3の態様における前記弁開度指令値補正部は、記憶指令信号の入力を受け付けると、その時に取得した前記弁開度指令値とその弁開度指令値に対して算出した前記補正量とを対応付けて記憶し、次に前記記憶した弁開度指令値と同じ値の弁開度指令値を取得すると、前記記憶した補正量によって、取得した弁開度指令値を補正することを特徴とする。 The valve opening command value correction unit according to the third aspect of the present invention receives the input of the memory command signal and calculates the valve opening command value and the valve opening command value acquired at that time. When the valve opening command value having the same value as the stored valve opening command value is acquired, the acquired valve opening command value is obtained by the stored correction amount. It is characterized by correcting .
また、本発明の第4の態様における前記弁開度指令値補正部は、前記偏差が許容範囲外であるときに前記補正を行うことを特徴とする。 In the fourth aspect of the present invention, the valve opening command value correction unit performs the correction when the deviation is outside an allowable range.
また、本発明の第5の態様における前記弁開度指令値補正部は、前記補正を行うか否かを切り替える切替手段を有することを特徴とする。 In the fifth aspect of the present invention, the valve opening command value correction unit includes switching means for switching whether to perform the correction.
また本発明の第6の態様は、上述した制御装置を備えることを特徴とする燃焼器である。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a combustor including the control device described above.
また本発明の第7の態様は、上述した燃焼器を備えることを特徴とするガスタービンである。 Moreover, the 7th aspect of this invention is a gas turbine provided with the combustor mentioned above.
また本発明の第8の態様は、燃焼器へ燃焼ガスを供給する複数の燃料系統それぞれに備えられた前記燃焼ガスの流量を制御する燃料流量調節弁と前記燃焼器に前記燃焼ガスを噴射するノズルとの間における燃焼ガスの圧力を計測し、前記複数の燃料系統のうち一つの燃料系統に備えられた燃料流量調節弁に対する弁開度指令値を取得し、前記一つの燃料系統における前記圧力と、前記一つの燃料系統と他の燃料系統とにおける予め定められた燃料流量比に基づく前記他の燃料系統における前記圧力に前記燃料流量比に基づく補正係数を乗じた値と、の偏差に基づいて算出した補正量によって、前記取得した弁開度指令値を補正することを特徴とする制御方法である。 According to an eighth aspect of the present invention, a fuel flow rate control valve that controls the flow rate of the combustion gas provided in each of a plurality of fuel systems that supply the combustion gas to the combustor, and the combustion gas is injected into the combustor. the pressure of the combustion gas between the nozzle and measurement to obtain a valve opening command value for the fuel flow rate control valve provided in a fuel system of the plurality of fuel system, before Symbol wherein in one of the fuel system pressure, and a value obtained by multiplying a correction coefficient based on the fuel flow ratio to the pressure in front SL other fuel system based on the predetermined fuel flow ratio in said one fuel system and other fuel system, the deviation of depending on the correction amount calculated on the basis of a control method characterized by correcting the obtained valve opening command value.
また本発明の第9の態様は、燃焼器へ燃焼ガスを供給する複数の燃料系統それぞれに備えられた前記燃焼ガスの流量を制御する燃料流量調節弁と前記燃焼器に前記燃焼ガスを噴射するノズルとの間における燃焼ガスの圧力を計測する圧力計測部を備えた制御装置のコンピュータを、前記複数の燃料系統のうち一つの燃料系統に備えられた燃料流量調節弁に対する弁開度指令値を取得し、前記一つの燃料系統における前記圧力と、前記一つの燃料系統と他の燃料系統とにおける予め定められた燃料流量比に基づく前記他の燃料系統における前記圧力に前記燃料流量比に基づく補正係数を乗じた値と、の偏差に基づいて算出した補正量によって、前記取得した弁開度指令値を補正する手段、として機能させるための制御プログラムである。 According to a ninth aspect of the present invention, a fuel flow rate control valve that controls the flow rate of the combustion gas provided in each of a plurality of fuel systems that supply combustion gas to the combustor, and the combustion gas is injected into the combustor. A computer of a control device having a pressure measuring unit for measuring the pressure of the combustion gas between the nozzle and the nozzle is provided with a valve opening command value for a fuel flow rate control valve provided in one fuel system of the plurality of fuel systems. acquired, and the pressure before Symbol one fuel system, the fuel flow ratio to the pressure in said one fuel line and front SL other fuel system based on the fuel flow ratio to a predetermined in the other fuel system a value obtained by multiplying a correction coefficient based, depending on the correction amount calculated based on a deviation, which is a control program for causing the means function as, for correcting the acquired valve opening command value.
本発明によれば、ノズル群からなる各燃料系統間で所望の燃料流量に自動で制御できるという効果を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an effect that a desired fuel flow rate can be automatically controlled between the fuel systems including the nozzle group.
<第一実施形態>
以下、本発明の一実施形態による制御装置を図1〜図5を参照して説明する。
図1は、本実施形態における制御装置を備えるガスタービン装置のブロック図の一例である。図1に示すように、ガスタービン10は、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機11と、圧縮空気中で燃料ガスを燃焼させ高温の燃焼ガスを生成する燃焼器12と、燃焼ガスにより駆動するタービン13と、を備えている。ガスタービン10は、発電機17はロータ16で連結されている。
圧縮機11の入り口にはIGV(inlet guide vane)14が備えられており、IGV14は圧縮機11への空気の流入を調整する。
燃焼器12は、燃料ガス供給装置(図示せず)と接続されている。燃焼器12と燃料ガス供給装置との間の燃料供給配管には燃料流量調節弁15が備えられている。燃料を供給する系統は複数系統設けられており、燃料流量調節弁15はその燃料系統ごとに備えられている。本実施形態においては各燃料系統としてメインA、メインB、パイロット、トップハットの4系統が備えられており、それぞれの燃料系統の先端には燃焼器に燃焼ガスを噴射するノズルが備えられている。
燃料流量調節弁15は、弁開度制御部18と接続されている。弁開度制御部18は、各燃料系統ごとに備えられた各燃料流量調節弁15の弁開度を調節して各燃料系統が燃焼器12に供給する燃料流量を制御する。
<First embodiment>
Hereinafter, a control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an example of a block diagram of a gas turbine apparatus including a control device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a
An IGV (inlet guide vane) 14 is provided at the entrance of the
The
The fuel flow
図2は、本実施形態における制御装置の一例を示す第1の図である。
燃料流量指令値決定部100は所定の方法で燃焼器12に供給する燃料流量を示す燃料流量指令値を決定する。
全メイン燃料流量指令値101は、燃料流量指令値決定部100が決定した燃料流量のうちメイン系統(例えばメインA系統及びメインB系統)から燃焼器12に供給される燃料流量を示す値である。
弁開度制御部18は、全メイン燃料流量指令値101を取得し、全メイン燃料流量指令値101とメインA系統及びメインB系統に供給する燃料の比率とから各系統に供給する燃料流量を制御する。弁開度制御部18は、乗算器103、関数発生器104、弁開度指令値補正部19を備えている。
FIG. 2 is a first diagram illustrating an example of a control device according to the present embodiment.
The fuel flow rate command
The total main fuel flow
The valve opening
乗算器103aは、全メイン燃料流量指令値101とメインA系統割合102aとを乗算してメインA系統へ供給する燃料流量を示す燃料流量指令値a1を算出する。乗算器103bは、全メイン燃料流量指令値101とメインB系統割合102bとを乗算してメインB系統へ供給する燃料流量を示す燃料流量指令値b1を算出する。
ここでメインA系統割合102a、メインB系統割合102bは、メインA系統及びメインB系統に全メイン燃料流量指令値101を振り分ける割合を示している。例えばメインA系統にノズルが3本備えられていて、メインB系統にはノズルが5本備えられている場合、メインA系統割合102aは「3/8」、メインB系統割合102bは「5/8」となる。メインA系統割合102a、メインB系統割合102bの値は、弁開度制御部18が備える記憶部(図示せず)に予め設定されているものとする。
The
Here, the main
関数発生器104aは、乗算器103aから燃料流量指令値a1を取得し、燃料流量調節弁15aの弁開度を指定する値(弁開度指令値a2)を算出する。関数発生器104bは、乗算器103bから燃料流量指令値b1を取得し、燃料流量調節弁15bの弁開度指令値b2を算出する。弁開度指令値の算出には関数を用いてもよいし、燃料流量指令値と弁開度指令値とを対応づけて記憶部が保持するテーブルから弁開度指令値を読み込んで決定してもよいし、関数発生器104に弁前後の圧力や弁特性を考慮して弁開度指令値を算出する機能を付加してもよい。
The
弁開度指令値補正部19は、関数発生器104が算出した弁開度指令値を補正する。弁開度指令値補正部19は、制御器105、関数発生器106を備えている。
制御器105は、圧力計21aが計測した圧力値a3及び圧力計21bが計測した圧力値b3を取得する。ここで圧力計21a及び圧力計21bとは、ガスタービン装置の備える圧力計測部であって、燃焼器12へ燃焼ガスを供給する複数の燃料系統それぞれの燃料流量調節弁15の下流に備えられており、燃焼ガスが各ノズルに分散される前(上流)における燃料供給配管内の燃焼ガスの圧力を計測する圧力計である。
制御器105は、これら圧力計21a、圧力計21bが計測した圧力値a3と圧力値b3との偏差に基づいて弁開度指令値に対する補正量を算出する。
The valve opening command
The
The
なお、この例では圧力計21aが備えられた位置における燃料供給配管の径と圧力計21bが備えられた位置における燃料供給配管の径が「3:5」であって、圧力値a3と圧力値b3が等しければ目標とする燃料流量の割合(「3:5」)で燃料が供給されるものとする。
制御器105は、計測した圧力値a3と圧力値b3とが等しくなるように燃料流量調節弁15aの弁開度指令値を補正する値(弁開度補正量a5)を例えばPID(Proportional Integral Derivative)制御などフィードバック制御の手法を用いて算出する。
In this example, the diameter of the fuel supply pipe at the position where the
The
関数発生器106は、制御器105が算出した弁開度補正量a5を弁開度指令値a2に基づいた補正量として記憶部から読み込んでその補正量によって弁開度指令値a2を補正する。具体的には関数発生器106は記憶部を備えており、関数発生器104から弁開度指令値a2を、制御器105から弁開度補正量a5を取得し続け、記憶指令信号109を受け付けるとその時取得した弁開度指令値a2と弁開度補正量a5とを対応付けて記憶部に記録する。そして次に関数発生器104から同じ値の弁開度指令値a2を取得した時には、その弁開度指令値a2に対して記録した弁開度補正量a5を記憶部から取得しこの弁開度補正量a5で関数発生器104aの算出した弁開度指令値a2を補正する。なお、関数発生器106は、最初に弁開度指令値a2に対して弁開度補正量a5を記録した後も、制御器105から最新の弁開度補正量a5を次々と取得する。そして既に記録した弁開度補正量a5よりも最新の弁開度補正量a5が適切である場合には、記憶指令信号109を関数発生器106に与えることで既に記録した弁開度補正量a5を最新の値で置き換えることが可能である。また、関数発生器106は手動でパラメータ(弁開度指令値とそれに対する補正量)の設定を受け付ける機能を有しており、記憶指令信号109を受け付けて記録した弁開度補正量a5の代わりに手動で設定した補正量で弁開度指令値a2を補正することも可能である。すなわち、関数発生器106を一般的な関数発生器に置き換えてもよい。
弁開度制御部18は、関数発生器104aが算出した弁開度指令値a2と、弁開度指令値補正部19が補正した弁開度補正量a5を加算して燃料流量調節弁15aの弁開度を、また、関数発生器104bが算出した弁開度指令値b2に基づいて燃料流量調節弁15bの弁開度を制御する。
燃料流量調節弁15aで流量を制御した燃料ガスは、マニホールド22に備えられたメインA系統の配管に接続された各ノズルから燃焼器12へ供給される。燃料流量調節弁15bで流量を制御した燃料ガスは、マニホールド22に備えられたメインB系統の配管に接続された各ノズルから燃焼器12へ供給される。
The
The valve opening
The fuel gas whose flow rate is controlled by the fuel flow
図3は、本実施形態における制御装置が備える弁開度指令値補正部の一例を示す第1の図である。
図3を用いて図2で説明した弁開度指令値補正部19の動作の一例について説明する。
弁開度指令値補正部19は、制御器105と関数発生器106を備えており、関数発生器106については、上述のとおりである。
制御器105は、減算器107、PID調整器108を備えている。
減算器107は、圧力値a3と圧力値b3との差(偏差)を算出しPID調整器108に出力する。
PID調整器108は、圧力値a3と圧力値b3との偏差を取得し、所定のPID制御による方法で圧力値a3に対する補正量(圧力補正量a4)を算出する。そしてPID調整器108は、圧力補正量a4からその補正量に対応する弁開度補正量a5を算出する。弁開度補正量a5の算出には関数を用いてもよいし、圧力補正量と弁開度補正量とを対応づけて記憶部が保持するテーブルから弁開度補正量を読み込んで決定してもよい。
なお、PID調整器が行う補正の手法は、PID制御に限定するものではない。その他のフィードバック制御である例えばPI(Proportional Integral)制御によって偏差を低減してもよい。
なお、この例は、一つの燃料系統(メインA系統)と他の燃料系統(メインB系統)とにおける予め定められた燃料流量比が「3:5」で、この燃料流量比と配管径に基づいて他の燃料系統における圧力(圧力値b3)を補正係数「1」によって補正する場合の例である。
FIG. 3 is a first diagram illustrating an example of a valve opening command value correction unit provided in the control device according to the present embodiment.
An example of the operation of the valve opening command
The valve opening command
The
The
The
The correction method performed by the PID adjuster is not limited to PID control. The deviation may be reduced by other feedback control such as PI (Proportional Integral) control.
In this example, the predetermined fuel flow ratio in one fuel system (main A system) and the other fuel system (main B system) is “3: 5”. In this example, the pressure (pressure value b3) in the other fuel system is corrected by the correction coefficient “1”.
また、メインA系統とメインB系統とで異なった圧力とすることも可能である。例えば、燃料供給配管の径の比がメインA系統とメインB系統とで「1:1」であって所望の燃料流量比が「3:5」であるとすると、圧力値a3と圧力値b3との比を「3:5」とすることが目標となる。その場合、減算器107の前に乗算器を設け、その乗算器において圧力値b3に3/5を乗じてもよい。そしてその結果と圧力値a3との偏差に基づいて補正量を算出してもよい。
この例は、一つの燃料系統(メインA系統)と他の燃料系統(メインB系統)とにおける予め定められた燃料流量比が「3:5」で、この燃料流量比と配管径に基づいて他の燃料系統における圧力(圧力値b3)を補正係数「3/5」によって補正する場合の例である。
It is also possible to set different pressures for the main A system and the main B system. For example, assuming that the ratio of the diameters of the fuel supply pipes is “1: 1” between the main A system and the main B system and the desired fuel flow ratio is “3: 5”, the pressure value a3 and the pressure value b3. The ratio is set to “3: 5”. In that case, a multiplier may be provided in front of the
In this example, the predetermined fuel flow ratio in one fuel system (main A system) and the other fuel system (main B system) is “3: 5”, and this is based on the fuel flow ratio and the pipe diameter. In this example, the pressure (pressure value b3) in the other fuel system is corrected by the correction coefficient “3/5”.
本実施形態によれば、燃料系統ごとに燃料流量調節弁の下流における圧力を計測し弁開度の補正を加えながら燃料流量を制御することで燃料系統間において所望の比率で燃料を燃焼器12に供給することができる。また、自動で制御を行うので、人が確認を行いながら調節することが不要となるという効果が得られる。
特に本実施形態においては、燃料流量指令値ごとに弁開度の補正量を記憶するので、燃料流量指令値を変更しても過去に学習した補正量を適用して直ちに燃料系統ごとの燃料流量を所望の値に制御することができる。
According to this embodiment, the fuel is combusted at a desired ratio between the fuel systems by measuring the pressure downstream of the fuel flow control valve for each fuel system and controlling the fuel flow while correcting the valve opening. Can be supplied to. Further, since the control is automatically performed, there is an effect that it is not necessary for a person to make an adjustment while confirming.
In particular, in the present embodiment, the correction amount of the valve opening is stored for each fuel flow command value. Therefore, even if the fuel flow command value is changed, the correction amount learned in the past is applied and the fuel flow rate for each fuel system is immediately applied. Can be controlled to a desired value.
<変形例>
図4は、本実施形態における制御装置の一例を示す第2の図である。
図4を用いて本実施形態における燃料流量調節弁15の弁開度の補正方法の変形例を説明する。図2と同じ機能部には同じ符号を付して説明する。先に説明した実施形態と異なりこの変形例では、弁開度指令値補正部19が燃料流量調節弁15aの弁開度指令値に対する弁開度補正量a5だけでなく、燃料流量調節弁15bの弁開度指令値に対する補正量(弁開度補正量b5)も算出する。そして弁開度制御部18は、関数発生器104a、関数発生器104bが算出した弁開度指令値a2及び弁開度指令値b2をそれぞれ弁開度補正量a5及び弁開度補正量b5で補正した値に基づいて燃料流量調節弁15a、燃料流量調節弁15bの弁開度を制御する。
<Modification>
FIG. 4 is a second diagram illustrating an example of the control device according to the present embodiment.
A modification of the method for correcting the valve opening of the fuel
図5は、本実施形態における制御装置が備える弁開度指令値補正部の一例を示す第2の図である。
図5を用いて図4で説明した弁開度指令値補正部19の動作の一例について説明する。
減算器107、PID調整器108、関数発生器106の動作は図3で説明したとおりである。この変形例ではさらに乗算器110を備えている。乗算器110は、関数発生器106の算出した弁開度補正量a5を取得し、弁開度補正量a5と予め定められた補正ゲインとを乗算し、燃料流量調節弁15bの弁開度補正量b5を算出する。例えば弁開度補正量a5が、燃料流量調節弁15aを「a%」開く方向性で補正することを示す値であれば、燃料流量調節弁15bは「b%」閉じる方向で補正することになる。補正ゲインは、このように弁開度補正量a5を弁開度補正量b5に換算する為の係数であって、記憶部に予め保持されているものとする。
弁開度制御部18は、弁開度指令値a2を弁開度補正量a5で補正した弁開度指令値a6を用いて燃料流量調節弁15aの弁開度を制御する。また、弁開度制御部18は、弁開度指令値b2を弁開度補正量b5で補正した弁開度指令値a6を用いて燃料流量調節弁15bの弁開度を制御する。
FIG. 5 is a second diagram illustrating an example of a valve opening command value correction unit provided in the control device according to the present embodiment.
An example of the operation of the valve opening command
The operations of the
The valve
このように本実施形態においては複数の燃料系統のうち一部に備えられた燃料流量調節弁15だけでなく、複数の燃料系統に備えられた全ての燃料流量調節弁15の弁開度を補正することも可能である。
As described above, in this embodiment, not only the fuel flow
<第二実施形態>
以下、本発明の第二実施形態による制御装置を図6を参照して説明する。
図6は、本実施形態における制御装置が備える弁開度指令値補正部の一例を示す図である。
本実施形態による制御器105は、不感帯設定部111を備えている点で第一実施形態と異なる。第二実施形態による弁開度指令値補正部19のその他の構成は、第一実施形態と同様である。
不感帯設定部111は、実際に計測された圧力値a3と圧力値b3との偏差が所定の許容範囲内に収まっている場合にこの偏差に対する不感帯を設けるための機能である。不感帯とする範囲については記憶部に設定値が記憶されているものとする。
本実施形態においては、不感帯を設けることで圧力値a3と圧力値b3との偏差が許容範囲外であるときだけ弁開度の補正を行う。これによって刻々と変化する圧力値a3,圧力値b3の値に対して逐一反応し頻繁に補正を行わなくて済むため、有意な補正量を維持することができる、また、ガスタービンを安定運用することができる。
<Second embodiment>
Hereinafter, a control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a valve opening command value correction unit provided in the control device according to the present embodiment.
The
The dead
In the present embodiment, by providing a dead zone, the valve opening is corrected only when the deviation between the pressure value a3 and the pressure value b3 is outside the allowable range. This makes it possible to react to the pressure values a3 and b3, which change every moment, without having to make frequent corrections, so that a significant correction amount can be maintained, and the gas turbine can be stably operated. be able to.
<第三実施形態>
以下、本発明の第三実施形態による制御装置を図7を参照して説明する。
図7は、本実施形態における制御装置が備える弁開度指令値補正部の一例を示す図である。
本実施形態による制御器105は、スイッチ112を備えている点で第一実施形態と異なる。第三実施形態による弁開度指令値補正部19のその他の構成は、第一実施形態と同様である。
スイッチ112は、弁開度の補正を行うか否かを切り替える切替手段である。スイッチ112は、スイッチの切替に応じて圧力値a3と圧力値b3との偏差、又は値「0」をPID調整器108へ出力する。例えば、スイッチ112が手動により又はガスタービンが過渡的な状態であることを示す信号に基づいて自動で「ON」となった状態においてはスイッチ112は、値「0」をPID調整器108へ出力し、「OFF」となった状態では減算器107が算出した偏差をPID調整器108へ出力してもよい。この場合、スイッチが「ON」となっている間は偏差が「0」となる為、PID調整器108は補正量を算出しない。
本実施形態によれば、負荷遮断、ランバック、負荷変化中などガスタービンが過渡的な状態にあるときはスイッチ112をONにすることで補正動作を停止させることができる。それによって通常運転時に適切に設定された補正量を維持することができる。
<Third embodiment>
Hereinafter, a control device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a valve opening command value correction unit provided in the control device according to the present embodiment.
The
The
According to this embodiment, when the gas turbine is in a transient state such as during load interruption, runback, or load change, the correction operation can be stopped by turning on the
<第四実施形態>
以下、本発明の第四実施形態による制御装置を図8を参照して説明する。
図8は、本実施形態における制御装置が備える弁開度指令値補正部の一例を示す図である。
本実施形態による制御器105は、不感帯設定部111、スイッチ112を備えている点で第一実施形態と異なる。第四実施形態による弁開度指令値補正部19のその他の構成は、第一実施形態と同様である。
本実施形態によれば第一〜三実施形態の効果を併せ持つことが可能である。つまり通常運転時には、複数燃料系統のノズルの上流における圧力を計測し、その計測値に基づき燃料流量調節弁の弁開度を補正することで所望の燃料流量でそれぞれの燃料系統に燃料を供給することができる。また、計測した圧力値と目標とする圧力値との差が所定以下であれば補正量の算出を停止し燃料流量調節弁の不必要な調節を行わないようにすることでガスタービンを安定して運転することができる。また、ガスタービンが過渡的な運転状態にあるときには補正量の算出を停止することで通常の運転状態における補正量を維持することができる。
<Fourth embodiment>
Hereinafter, the control apparatus by 4th embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a valve opening command value correction unit provided in the control device according to the present embodiment.
The
According to this embodiment, it is possible to have the effects of the first to third embodiments. In other words, during normal operation, the pressure upstream of the nozzles of a plurality of fuel systems is measured, and fuel is supplied to each fuel system at a desired fuel flow rate by correcting the valve opening of the fuel flow rate control valve based on the measured value. be able to. In addition, if the difference between the measured pressure value and the target pressure value is less than a predetermined value, the calculation of the correction amount is stopped, and unnecessary adjustment of the fuel flow rate control valve is prevented to stabilize the gas turbine. Can drive. Further, when the gas turbine is in a transient operation state, the correction amount in the normal operation state can be maintained by stopping the calculation of the correction amount.
なお上述の弁開度指令値補正部19は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した弁開度指令値補正部19における各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
The above-described valve opening command
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、また、制御装置の具体的適用先として、燃料等の流量制御に用いる目的の制御装置とした、燃料流量制御装置としての利用も出来、更には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることも可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention. In addition, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as a specific application destination of the control device, a fuel flow control device as a control device intended for flow control of fuel or the like. Furthermore, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
10・・・ガスタービン、11・・・圧縮機、12・・・燃焼器、13・・・タービン、
14・・・IGV、15・・・燃料流量調節弁、16・・・ロータ、17・・・発電機、
18・・・弁開度制御部、19・・・弁開度指令値補正部、21・・・圧力計、
22・・・マニホールド、100・・・燃料流量指令値決定部、
101・・・全メイン燃料流量指令値、102・・・メイン系統割合、
103・・・乗算器、104・・・関数発生器、105・・・制御器、
106・・・(記憶装置付)関数発生器、107・・・減算器、
108・・・PID調整器、109・・・記憶指令信号、110・・・乗算器、
111・・・不感帯設定部、112・・・スイッチ
DESCRIPTION OF
14 ... IGV, 15 ... Fuel flow control valve, 16 ... Rotor, 17 ... Generator,
18 ... Valve opening control unit, 19 ... Valve opening command value correction unit, 21 ... Pressure gauge,
22 ... Manifold, 100 ... Fuel flow rate command value determining unit,
101 ... All main fuel flow rate command values, 102 ... Main system ratio,
103... Multiplier, 104... Function generator, 105.
106 ... (with storage device) function generator, 107 ... subtractor,
108... PID adjuster, 109... Storage command signal, 110.
111 ... dead zone setting unit, 112 ... switch
Claims (9)
前記複数の燃料系統のうち一つの燃料系統に備えられた燃料流量調節弁に対する弁開度指令値を取得し、前記一つの燃料系統における前記圧力と、前記一つの燃料系統と他の燃料系統とにおける予め定められた燃料流量比に基づく前記他の燃料系統における前記圧力に前記燃料流量比に基づく補正係数を乗じた値と、の偏差に基づいて算出した補正量によって、前記取得した弁開度指令値を補正する弁開度指令値補正部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 The pressure of the combustion gas between a fuel flow rate control valve that adjusts the flow rate of the combustion gas provided in each of a plurality of fuel systems that supply the combustion gas to the combustor and a nozzle that injects the combustion gas into the combustor. A pressure measuring unit to measure,
One obtains the valve opening command value for the fuel flow rate control valve provided in the fuel system, before SL and the pressure in one of the fuel system, said one fuel system and other fuel system of the plurality of fuel system advance and a value obtained by multiplying a correction coefficient based on the fuel flow ratio to the pressure in front SL other fuel system based on the fuel flow ratio defined, by the correction amount calculated based on a deviation, the acquisition in the A valve opening command value correction unit for correcting the valve opening command value that has been made,
A control device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The valve opening command value correction unit is further provided in the other fuel system by multiplying a correction amount of the valve opening for the fuel flow rate adjustment valve provided in the one fuel system by a predetermined correction gain. Calculate the correction amount of the valve opening for the fuel flow control valve,
The control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の制御装置。 When the valve opening command value correction unit receives an input of a storage command signal, the valve opening command value correction unit stores the valve opening command value acquired at that time and the correction amount calculated for the valve opening command value in association with each other. Then, when a valve opening command value having the same value as the stored valve opening command value is acquired, the acquired valve opening command value is corrected by the stored correction amount.
The control device according to claim 1 , wherein the control device is a control device.
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve opening command value correction unit performs the correction when the deviation is outside an allowable range.
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve opening command value correction unit includes switching means for switching whether or not to perform the correction.
前記複数の燃料系統のうち一つの燃料系統に備えられた燃料流量調節弁に対する弁開度指令値を取得し、前記一つの燃料系統における前記圧力と、前記一つの燃料系統と他の燃料系統とにおける予め定められた燃料流量比に基づく前記他の燃料系統における前記圧力に前記燃料流量比に基づく補正係数を乗じた値と、の偏差に基づいて算出した補正量によって、前記取得した弁開度指令値を補正する
ことを特徴とする制御方法。 The pressure of the combustion gas between a fuel flow rate control valve that controls the flow rate of the combustion gas provided in each of a plurality of fuel systems that supply the combustion gas to the combustor and a nozzle that injects the combustion gas into the combustor. Measure and
One obtains the valve opening command value for the fuel flow rate control valve provided in the fuel system, before SL and the pressure in one of the fuel system, said one fuel system and other fuel system of the plurality of fuel system advance and a value obtained by multiplying a correction coefficient based on the fuel flow ratio to the pressure in front SL other fuel system based on the fuel flow ratio defined, by the correction amount calculated based on a deviation, the acquisition in the The control method is characterized in that the corrected valve opening command value is corrected.
前記複数の燃料系統のうち一つの燃料系統に備えられた燃料流量調節弁に対する弁開度指令値を取得し、前記一つの燃料系統における前記圧力と、前記一つの燃料系統と他の燃料系統とにおける予め定められた燃料流量比に基づく前記他の燃料系統における前記圧力に前記燃料流量比に基づく補正係数を乗じた値と、の偏差に基づいて算出した補正量によって、前記取得した弁開度指令値を補正する手段、
として機能させるための制御プログラム。 The pressure of the combustion gas between a fuel flow rate control valve that controls the flow rate of the combustion gas provided in each of a plurality of fuel systems that supply the combustion gas to the combustor and a nozzle that injects the combustion gas into the combustor. A computer of a control device having a pressure measuring unit for measuring,
One obtains the valve opening command value for the fuel flow rate control valve provided in the fuel system, before SL and the pressure in one of the fuel system, said one fuel system and other fuel system of the plurality of fuel system advance and a value obtained by multiplying a correction coefficient based on the fuel flow ratio to the pressure in front SL other fuel system based on the fuel flow ratio defined, by the correction amount calculated based on a deviation, the acquisition in the Means for correcting the valve opening command value ,
Control program to function as.
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