JP6753803B2 - 2軸式ガスタービン及びその入口案内翼開度制御方法 - Google Patents
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Description
なお、第2制御部27としては、特許文献1と同様、本実施例で示した修正回転数基準の制御とするのが望ましいが、他の方式にすることも可能である。
上述した制御における回転数とIGV開度の関係をまとめると図4(a)及び図4(b)のようになる。
式(3)は、回転数を実回転数N´に補正した後の運転状態から算出される修正回転数が、補正前の実回転数Nより大きいことを意味しており、少なくとも高負荷運転状態で修正回転数基準制御を行った場合よりも、共振回避領域を小さくすることが可能となる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
Claims (15)
- 空気取込み側に入口案内翼を有し流入空気を圧縮する圧縮機、該圧縮機によって圧縮された空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動される高圧タービンからなるガスジェネレータと、前記高圧タービンから排出されたガスで駆動される低圧タービンとを備え、前記圧縮機と高圧タービンを接続する高圧タービン軸と、前記低圧タービンと負荷を接続する低圧タービン軸とが別軸であり、かつ、前記入口案内翼の開度を制御して前記圧縮機への流入空気量が調整される2軸式ガスタービンであって、
前記入口案内翼の開度を制御する手段として、前記高圧タービン軸の高速回転時に該高圧タービン軸の実回転数を一定に保つように前記入口案内翼の開度を調整する第1制御部と、該第1制御部で一定に保つ実回転数と前記入口案内翼の開度を確認する制御状態確認部と、該制御状態確認部に入力された前記第1制御部で一定に保つ実回転数が予め設定した閾値N0以上で、かつ、前記入口案内翼の開度が予め設定した閾値ξ0以上になっており、しかも、大気温度が予め設定した閾値Ta0以下の場合に、前記第1制御部で一定に保つ実回転数を減少させるように前記入口案内翼の開度を制御する低大気温度補正部とを少なくとも備えていることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項1に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記2軸式ガスタービンは、前記入口案内翼の開度が変更可能な入口案内翼制御装置と、前記燃焼器への燃料供給源からの燃料供給量を制御する燃料制御弁と、前記低圧タービン軸に設置された回転数検出器によって検出された回転数と負荷から得られた運転負荷データを用いて前記燃料制御弁を制御する燃料制御部及び前記入口案内翼制御装置と接続されて前記入口案内翼の開度を制御する入口案内翼開度制御部から成り、前記2軸式ガスタービンの運転状態を制御するガスジュネレータ制御装置とを備えていることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項2に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記入口案内翼開度制御部は、前記第1制御部と、前記制御状態確認部と、前記低大気温度補正部と、前記高圧タービン軸に設置された回転数検出器によって得られた前記ガスジェネレータの回転数及び大気温度を用いて修正回転数を算出し、大気温度によらず修正回転数と前記入口案内翼の開度の関係が一意に定まるように前記入口案内翼の開度を調整する第2制御部と、前記ガスジェネレータの運転状態を起動、停止状態と低負荷運転状態からなる第2の運転状態及び該第2の運転状態以外の高負荷運転状態からなる第1の運転状態を判定する運転状態判定部と、該運転状態判定部の判定結果から前記第1制御部及び第2制御部のいずれを用いるかを選択する制御選択部とを備え、
前記運転状態判定部による運転状態の判定と前記制御選択部による制御選択が完了した後、前記制御状態確認部及び前記低大気温度補正部を通過して前記入口案内翼の開度を制御することを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記第1制御部で一定に保つ実回転数の予め設定した閾値N0が、設計時に規定した定格運転時の回転数Ndesであり、かつ、前記入口案内翼の開度の予め設定した閾値ξ0が、設計時に規定した定格運転時の開度ξdesであることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項2に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記制御状態確認部によって運転状態が補正要と判断された場合、前記低大気温度補正部では、前記ガスジェネレータの実回転数Nに補正係数αを乗じ、回転数がN´に減少するように前記入口案内翼制御装置に信号を送って前記入口案内翼の開度を制御することを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記第1制御部で一定に保つ実回転数の予め設定した閾値N0及び前記入口案内翼の開度の予め設定した閾値ξ0を、設計時に規定した定格運転時の回転数Ndes、定格運転時の開度ξdesより小さくすることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項3に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記第2制御部での制御から前記第1制御部での制御への移行に際し、前記高圧タービン軸の回転数によらずに前記入口案内翼の開度を一定に保つように調整する第3制御部を備えていることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項3に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記入口案内翼開度制御部は、前記大気温度が予め設定した閾値Ta0以下の場合に、前記入口案内翼の開度を増加させる低大気温度追加補正部を備えていることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 空気取込み側に入口案内翼を有し流入空気を圧縮する圧縮機、該圧縮機によって圧縮された空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動される高圧タービンからなるガスジェネレータと、前記高圧タービンから排出されたガスで駆動される低圧タービンとを備え、前記圧縮機と高圧タービンを接続する高圧タービン軸と、前記低圧タービンと負荷を接続する低圧タービン軸とが別軸であり、かつ、前記入口案内翼の開度を制御して前記圧縮機への流入空気量が調整される2軸式ガスタービンの前記入口案内翼の開度を制御するに当たって、
前記入口案内翼の開度を制御する手段として、第1制御部と制御状態確認部及び低大気温度補正部を備え、
前記第1制御部では、前記高圧タービン軸の高速回転時に該高圧タービン軸の実回転数を一定に保つように前記入口案内翼の開度を調整し、前記制御状態確認部では、前記第1制御部で一定に保つ実回転数と前記入口案内翼の開度を確認し、更に、前記低大気温度補正部では、前記制御状態確認部に入力された前記第1制御部で一定に保つ実回転数が予め設定した閾値N0以上で、かつ、前記入口案内翼の開度が予め設定した閾値ξ0以上になっており、しかも、大気温度が予め設定した閾値Ta0以下の場合に、前記第1制御部で一定に保つ実回転数を減少させるように前記入口案内翼の開度を制御することを特徴とする2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法。 - 請求項9に記載の2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法において、
前記入口案内翼の開度が入口案内翼制御装置で変更されると共に、前記燃焼器への燃料供給源からの燃料供給量が燃料制御弁で制御され、かつ、前記低圧タービン軸に設置された回転数検出器によって検出された回転数と負荷から得られた運転負荷データを用いて前記燃料制御弁を制御する燃料制御部、及び前記入口案内翼制御装置と接続されて前記入口案内翼の開度を制御する入口案内翼開度制御部から成るガスジュネレータ制御装置で2軸式ガスタービンの運転状態が制御され、前記高圧タービン軸に設置された回転数検出器によって得られた前記ガスジェネレータの回転数及び大気温度を用いて修正回転数を算出し、大気温度によらず修正回転数と前記入口案内翼の開度の関係が一意に定まるように第2制御部で前記入口案内翼の開度を調整し、前記ガスジェネレータの運転状態を起動、停止状態と低負荷運転状態からなる第2の運転状態及び該第2の運転状態以外の高負荷運転状態からなる第1の運転状態を運転状態判定部で判定し、前記運転状態判定部の判定結果から前記第1制御部及び第2制御部のいずれを用いるかを制御選択部で選択し、
前記運転状態判定部による運転状態の判定と前記制御選択部による制御選択が完了した後、前記制御状態確認部及び前記低大気温度補正部を通過して前記入口案内翼の開度を制御することを特徴とする2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法。 - 請求項9又は10に記載の2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法において、
前記第1制御部で一定に保つ実回転数の予め設定した閾値N0が、設計時に規定した定格運転時の回転数Ndesであり、かつ、前記入口案内翼の開度の予め設定した閾値ξ0が、設計時に規定した定格運転時の開度ξdesであることを特徴とする2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法。 - 請求項10に記載の2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法において、
前記制御状態確認部によって運転状態が補正要と判断された場合、前記低大気温度補正部では、前記ガスジェネレータの実回転数Nに補正係数αを乗じ、回転数がN´に減少するように前記入口案内翼制御装置に信号を送って前記入口案内翼の開度を制御することを特徴とする2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法。 - 請求項9又は10に記載の2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法において、
前記第1制御部で一定に保つ実回転数の予め設定した閾値N0及び前記入口案内翼の開度の予め設定した閾値ξ0を、設計時に規定した定格運転時の回転数Ndes、定格運転時の開度ξdesより小さくすることを特徴とする2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法。 - 請求項10に記載の2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法において、
前記第2制御部での制御から前記第1制御部での制御への移行に際し、前記高圧タービン軸の回転数によらずに前記入口案内翼の開度を、第3制御部で一定に保つように調整することを特徴とする2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法。 - 請求項10に記載の2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法において、
前記大気温度が予め設定した閾値Ta0以下の場合に、低大気温度追加補正部で前記入口案内翼の開度を増加させることを特徴とする2軸式ガスタービンの入口案内翼開度制御方法。
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