JP6807638B2 - Combustion control system, gas turbine, combustion control method and program - Google Patents

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Description

本発明は、ガスタービンの燃焼制御システム、ガスタービン、燃焼制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a gas turbine combustion control system, a gas turbine, a combustion control method and a program.

発電用ガスタービンプラントでは、負荷運転中に負荷を切り離す「負荷遮断」を実施することがある。この負荷遮断後の運転は、燃焼器における火炎の失火がなく、ガスタービンの回転数がオーバースピードトリップ（OST）規定値の１１０％以下となると、成功とみなされる。負荷遮断後の運転を成功させるためには、燃料を多めに投入し燃空比を高めて失火を防ぐ必要があるが、燃料を多く投入すると回転数が高くなるため、ＯＳＴの可能性が高まる。一方、燃料の投入量を少なくするとＯＳＴを回避することはできるが、失火が発生してガスタービンが停止してしまう。 In a gas turbine plant for power generation, "load shedding" may be implemented to disconnect the load during load operation. This post-load shedding operation is considered successful if there is no flame misfire in the combustor and the gas turbine speed is 110% or less of the overspeed trip (OST) specified value. In order to succeed in operation after the load is cut off, it is necessary to add a large amount of fuel to increase the fuel-air ratio to prevent misfire, but if a large amount of fuel is added, the number of revolutions will increase and the possibility of OST will increase. .. On the other hand, although OST can be avoided by reducing the amount of fuel input, a misfire occurs and the gas turbine stops.

負荷遮断時の制御に関して、例えば特許文献１には、負荷遮断時に入口案内翼（ＩＧＶ：inlet guide vane）の開度と、圧縮機から抽気する抽気弁の開度を制御して、ガスタービンの回転数の低下を抑制する技術について記載がある。 Regarding the control at the time of load shedding, for example, in Patent Document 1, the opening degree of the inlet guide vane (IGV) at the time of load shedding and the opening degree of the bleed valve that draws air from the compressor are controlled to control the gas turbine. There is a description of a technique for suppressing a decrease in the number of revolutions.

特許第５１４７７６６号公報Japanese Patent No. 5147766

負荷遮断時の運転を成功させた実績のあるガスタービンにおいて、ＯＳＴと失火を同時に回避できる燃料投入量のデータが採取できたとする。同様の性能を有する他のガスタービンについては、そのデータに基づいて、負荷遮断時の運転を成功させられる可能性がある。しかし、例えば、他のガスタービンにおける燃料供給圧が、成功実績のあるガスタービンの燃料供給圧よりも低い場合には、成功実績のあるガスタービンと同等の燃料を投入することができない。このようなガスタービンでは、十分な燃料を供給することができないため失火が発生し、負荷遮断時の運転が失敗に終わる可能性が高くなる。 It is assumed that data on the amount of fuel input that can avoid OST and misfire at the same time can be collected in a gas turbine that has a proven track record of successful operation when the load is cut off. For other gas turbines with similar performance, it is possible that the operation at the time of load shedding will be successful based on the data. However, for example, when the fuel supply pressure in another gas turbine is lower than the fuel supply pressure of a successful gas turbine, it is not possible to input the same fuel as the successful gas turbine. In such a gas turbine, a misfire occurs because sufficient fuel cannot be supplied, and there is a high possibility that the operation at the time of load cutoff will end in failure.

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできるガスタービンの燃焼制御システム、ガスタービン、燃焼制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a combustion control system for a gas turbine, a gas turbine, a combustion control method, and a program capable of solving the above-mentioned problems.

本発明の第１の態様によれば、ガスタービンの燃焼制御システムは、入口案内翼を備えた圧縮機と、燃料ノズルを備えた燃焼器と、前記圧縮機によって圧縮された空気が流入する車室と、前記車室から圧縮空気を抽気する抽気配管と、を備えたガスタービンの燃焼制御システムであって、前記ガスタービンの運転中に負荷を切り離す負荷遮断信号を取得する負荷遮断信号取得部と、前記燃料ノズルから噴射する燃料の供給量を制御する燃料制御部と、前記圧縮空気の抽気量を調節するバイパス弁を制御するバイパス弁制御部と、前記バイパス弁を開状態とする時間を示す開時間を記憶する記憶部と、を備え、前記開時間は、前記燃焼器に設けられた燃料と空気とを予め混合した予混燃料ガスを噴射する予混パイロットノズルの燃空比が、前記負荷遮断時に前記予混パイロットノズルが供給し続ける燃料に対して火炎の失火が生じない値を保ちつつ、且つ前記燃空比の過度な増大を回避できるよう定められた時間であり、前記負荷遮断信号取得部が負荷遮断信号を取得すると、前記燃料制御部は、前記燃料の供給量を、ガスタービンの回転数が所定の閾値を超えないように定められた供給量以下に制御し、前記バイパス弁制御部は、前記バイパス弁を閉状態から開状態に制御し、前記開状態を前記開時間だけ維持する。 According to the first aspect of the present invention, the combustion control system of the gas turbine includes a compressor provided with an inlet guide blade, a combustor provided with a fuel nozzle, and a vehicle into which the air compressed by the compressor flows. A gas turbine combustion control system including a chamber and an air extraction pipe that extracts compressed air from the passenger compartment, and is a load cutoff signal acquisition unit that acquires a load cutoff signal that disconnects the load during operation of the gas turbine. The fuel control unit that controls the supply amount of fuel injected from the fuel nozzle, the bypass valve control unit that controls the bypass valve that adjusts the extraction amount of the compressed air, and the time for opening the bypass valve. A storage unit for storing the indicated open time is provided, and the open time is determined by the fuel-air ratio of the premixed pilot nozzle that injects the premixed fuel gas in which the fuel and air provided in the combustor are mixed in advance . It is a time defined so as to avoid an excessive increase in the fuel-air ratio while maintaining a value at which flame misfire does not occur with respect to the fuel continuously supplied by the premixed pilot nozzle when the load is cut off. When the cutoff signal acquisition unit acquires the load cutoff signal, the fuel control unit controls the supply amount of the fuel to be equal to or less than the supply amount determined so that the rotation speed of the gas turbine does not exceed a predetermined threshold value. The bypass valve control unit controls the bypass valve from the closed state to the open state, and maintains the open state for the open time.

また、本発明の第２の態様によれば、前記バイパス弁制御部は、前記バイパス弁を前記開時間だけ全開状態とする。 Further, according to the second aspect of the present invention, the bypass valve control unit keeps the bypass valve fully open for the opening time.

また、本発明の第３の態様によれば、前記バイパス弁制御部は、前記開状態における前記バイパス弁の弁開度を、前記負荷遮断信号を取得する直前の前記ガスタービンの出力値に応じて決定する。 Further, according to the third aspect of the present invention, the bypass valve control unit determines the valve opening degree of the bypass valve in the open state according to the output value of the gas turbine immediately before acquiring the load cutoff signal. To decide.

また、本発明の第４の態様によれば、前記バイパス弁制御部は、前記開状態における前記バイパス弁の弁開度を、前記負荷遮断信号を取得する直前の前記入口案内翼の開度に応じて決定する。 Further, according to the fourth aspect of the present invention, the bypass valve control unit sets the valve opening degree of the bypass valve in the open state to the opening degree of the inlet guide blade immediately before acquiring the load cutoff signal. Decide accordingly.

また、本発明の第５の態様によれば、前記燃焼制御システムは、前記バイパス弁制御部が決定した前記開状態における前記バイパス弁の弁開度を、大気温度に応じて補正する大気温度補正部、をさらに備える。 Further, according to the fifth aspect of the present invention, the combustion control system corrects the valve opening degree of the bypass valve in the open state determined by the bypass valve control unit according to the atmospheric temperature. It also has a part.

また、本発明の第６の態様によれば、ガスタービンは、上述の燃焼制御システム、を備える。 Further, according to the sixth aspect of the present invention, the gas turbine includes the above-mentioned combustion control system.

また、本発明の第７の態様によれば、ガスタービンの燃焼制御方法は、入口案内翼を備えた圧縮機と、燃料ノズルを備えた燃焼器と、前記圧縮機によって圧縮された空気が流入する車室と、前記車室から圧縮空気を抽気する抽気配管と、を備えたガスタービンの燃焼制御方法であって、前記ガスタービンの運転中に負荷を切り離す負荷遮断信号を取得するステップと、前記燃料ノズルから噴射する燃料の供給量を制御するステップと、前記圧縮空気の抽気量を調節するバイパス弁を制御するステップと、前記バイパス弁を開状態とする時間を示す開時間を記憶部から取得するステップと、を備え、前記開時間は、前記燃焼器に設けられた燃料と空気とを予め混合した予混燃料ガスを噴射する予混パイロットノズルの燃空比が、前記負荷遮断時に前記予混パイロットノズルが供給し続ける燃料に対して火炎の失火が生じない値を保ちつつ、且つ前記燃空比の過度な増大を回避できるよう定められた時間であり、前記負荷遮断信号を取得するステップにおいて負荷遮断信号を取得すると、前記燃料の供給量を制御するステップでは、前記燃料の供給量を、ガスタービンの回転数が所定の閾値を超えないように定められた供給量以下に制御し、前記バイパス弁を制御し、前記開状態を前記開時間だけ維持するステップでは、前記バイパス弁を閉状態から開状態に制御する。 Further, according to the seventh aspect of the present invention, in the combustion control method of the gas turbine, a compressor provided with an inlet guide blade, a combustor provided with a fuel nozzle, and air compressed by the compressor flow in. A method for controlling combustion of a gas turbine, comprising: a vehicle compartment to be fueled, an air extraction pipe for extracting compressed air from the passenger compartment, and a step of acquiring a load cutoff signal for disconnecting a load during operation of the gas turbine. A step of controlling the supply amount of fuel injected from the fuel nozzle, a step of controlling the bypass valve for adjusting the extraction amount of the compressed air, and an opening time indicating the time for opening the bypass valve are stored from the storage unit. The opening time includes the step of acquiring, and the fuel-air ratio of the premixed pilot nozzle for injecting the premixed fuel gas in which the fuel and air provided in the combustor are mixed in advance is set when the load is shut off. The load cutoff signal is acquired at a time set so as to avoid an excessive increase in the fuel-air ratio while maintaining a value that does not cause a flame misfire for the fuel continuously supplied by the premixed pilot nozzle. When the load cutoff signal is acquired in the step, in the step of controlling the supply amount of the fuel, the supply amount of the fuel is controlled to be equal to or less than the supply amount determined so that the rotation speed of the gas turbine does not exceed a predetermined threshold. In the step of controlling the bypass valve and maintaining the open state for the open time, the bypass valve is controlled from the closed state to the open state.

また、本発明の第８の態様によれば、プログラムは、入口案内翼を備えた圧縮機と、燃料ノズルを備えた燃焼器と、前記圧縮機によって圧縮された空気が流入する車室と、前記車室から圧縮空気を抽気する抽気配管と、を備えたガスタービンの燃焼制御システムのコンピュータを、前記ガスタービンの運転中に負荷を切り離す負荷遮断信号を取得する手段、前記燃料ノズルから噴射する燃料の供給量を制御する手段、前記圧縮空気の抽気量を調節するバイパス弁を制御する手段、前記バイパス弁を開状態とする時間を示す開時間を記憶部から取得する手段、として機能させるためのプログラムであって、前記開時間は、前記燃焼器に設けられた燃料と空気とを予め混合した予混燃料ガスを噴射する予混パイロットノズルの燃空比が、前記負荷遮断時に前記予混パイロットノズルが供給し続ける燃料に対して火炎の失火が生じない値を保ちつつ、且つ前記燃空比の過度な増大を回避できるよう定められた時間であり、前記負荷遮断信号を取得する手段が負荷遮断信号を取得すると、前記燃料の供給量を制御する手段は、前記燃料の供給量を、ガスタービンの回転数が所定の閾値を超えないように定められた供給量以下に制御し、前記バイパス弁を制御する手段は、前記バイパス弁を閉状態から開状態に制御し、前記開状態を前記開時間だけ維持する。
Further, according to an eighth aspect of the present invention, the program includes a compressor provided with an inlet guide blade, a combustor provided with a fuel nozzle, and a passenger compartment into which air compressed by the compressor flows. A computer of a gas turbine combustion control system including an bleeding pipe for extracting compressed air from the passenger compartment is injected from the fuel nozzle, a means for acquiring a load cutoff signal for disconnecting a load during operation of the gas turbine. To function as a means for controlling the amount of fuel supplied, a means for controlling the bypass valve for adjusting the amount of air extracted from the compressed air, and a means for acquiring an open time indicating the time for opening the bypass valve from the storage unit. In the program, the open time is such that the fuel-air ratio of the premixed pilot nozzle that injects the premixed fuel gas in which the fuel and air provided in the combustor are mixed in advance is the premixed state when the load is cut off. A means for acquiring the load cutoff signal is a time specified so as to avoid an excessive increase in the fuel-air ratio while maintaining a value that does not cause a flame misfire for the fuel continuously supplied by the pilot nozzle. Upon acquiring the load cutoff signal, the means for controlling the supply amount of the fuel controls the supply amount of the fuel to be equal to or less than the supply amount determined so that the rotation speed of the gas turbine does not exceed a predetermined threshold value. The means for controlling the bypass valve controls the bypass valve from the closed state to the open state, and maintains the open state for the open time.

本発明によれば、燃料投入量を増やさずに負荷遮断時の燃空比を確保できるため，ガスタービンの回転数の上昇を抑え、燃焼器の失火を防ぐことができる。 According to the present invention, since the fuel-air ratio at the time of load cutoff can be secured without increasing the fuel input amount, it is possible to suppress an increase in the rotation speed of the gas turbine and prevent a misfire of the combustor.

本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。It is a system diagram of the gas turbine plant in the 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態におけるガスタービン燃焼制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the gas turbine combustion control apparatus in the 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態におけるバイパス弁の制御方法を説明する図である。It is a figure explaining the control method of the bypass valve in 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における燃焼制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the combustion control process in 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における燃焼制御処理の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the combustion control processing in the 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施形態におけるバイパス弁の制御方法を説明する図である。It is a figure explaining the control method of the bypass valve in the 2nd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施形態における燃焼制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the combustion control process in the 2nd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態におけるバイパス弁の制御方法を説明する図である。It is a figure explaining the control method of the bypass valve in the 3rd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態における燃焼制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the combustion control process in 3rd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第四実施形態におけるガスタービン燃焼制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the gas turbine combustion control apparatus in 4th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第四実施形態におけるバイパス弁の制御方法を説明する図である。It is a figure explaining the control method of the bypass valve in 4th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第四実施形態における燃焼制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the combustion control process in 4th Embodiment which concerns on this invention. 従来の従来の燃焼制御方法による問題点を説明する図である。It is a figure explaining the problem by the conventional conventional combustion control method.

＜第一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態によるガスタービン燃焼制御装置を図１〜図５を参照して説明する。
図１は、本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
図示するように本実施形態のガスタービンプラント１は、ガスタービン２と、ガスタービン２によって駆動され発電する発電機３とを含む。ガスタービン２と発電機３はロータ１６で連結されている。
ガスタービン２は、空気入口系統１０から流入する空気量を調整するＩＧＶ（入口案内翼）１１と、流入した空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１２と、圧縮機１２によって圧縮された空気が流入する車室１３と、複数の燃料ノズル２１Ｃ〜２５Ｃが噴射した燃料ガスおよび車室１３から入流した圧縮空気を混合して燃料ガスを燃焼させ、高温の燃焼ガスを生成する燃焼器１４と、燃焼ガスによりロータ１６を回転し発電機３を駆動するタービン１５と、圧縮機１２を冷却する冷却空気を抽気する冷却配管１７と、車室１３から圧縮空気を抽気する抽気配管１８と、燃料タンク２６および複数の燃料系統（２１〜２５）と、圧力系統２７が供給する燃料供給圧を制御する調整弁２８及び調整弁２９と、ガスタービン燃焼制御装置５０とを含んで構成される。抽気配管１８には、抽気空気の抽気量を調節するバイパス弁１９が設けられている。また、空気入口系統１０の付近には、温度センサ３０が設けられている。また、廃棄系統２０は、タービン１５からの排ガスや抽気配管１８からの圧縮空気などを廃棄する。 <First Embodiment>
Hereinafter, the gas turbine combustion control device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
FIG. 1 is a system diagram of a gas turbine plant according to the first embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the gas turbine plant 1 of the present embodiment includes a gas turbine 2 and a generator 3 driven by the gas turbine 2 to generate electricity. The gas turbine 2 and the generator 3 are connected by a rotor 16.
The gas turbine 2 is compressed by an IGV (inlet guide blade) 11 that adjusts the amount of air flowing in from the air inlet system 10, a compressor 12 that compresses the inflowing air to generate compressed air, and a compressor 12. A combustor 14 that produces a high-temperature combustion gas by mixing the passenger compartment 13 into which air flows, the fuel gas injected by a plurality of fuel nozzles 21C to 25C, and the compressed air flowing in from the passenger compartment 13 to burn the fuel gas. A turbine 15 that rotates the rotor 16 with combustion gas to drive the generator 3, a cooling pipe 17 that extracts the cooling air that cools the compressor 12, and an air extraction pipe 18 that extracts compressed air from the passenger compartment 13. It includes a fuel tank 26, a plurality of fuel systems (21 to 25), a regulating valve 28 and a regulating valve 29 for controlling the fuel supply pressure supplied by the pressure system 27, and a gas turbine combustion control device 50. The bleeding pipe 18 is provided with a bypass valve 19 for adjusting the bleeding amount of the bleed air. Further, a temperature sensor 30 is provided in the vicinity of the air inlet system 10. Further, the disposal system 20 disposes of the exhaust gas from the turbine 15 and the compressed air from the bleeding pipe 18.

燃料系統には、拡散パイロット系統２１、予混パイロット系統２２、メインＡ系統２３、メインＢ系統２４、トップハット系統２５が含まれる。拡散パイロット系統２１には、燃料タンク２６からの燃料供給量を調整する調整弁２１Ａ、拡散パイロット用マニホールド２１Ｂに接続された燃料ノズル２１Ｃが含まれている。予混パイロット系統２２には、燃料タンク２６からの燃料供給量を調整する調整弁２２Ａ、予混パイロット用マニホールド２２Ｂに接続された燃料ノズル２２Ｃが含まれている。メインＡ系統２３には、燃料タンク２６からの燃料供給量を調整する調整弁２３Ａ、メインＡ用マニホールド２３Ｂに接続された燃料ノズル２３Ｃが含まれている。メインＢ系統２４には、燃料タンク２６からの燃料供給量を調整する調整弁２４Ａ、メインＢ用マニホールド２４Ｂに接続された燃料ノズル２４Ｃが含まれている。トップハット系統２５には、燃料タンク２６からの燃料供給量を調整する調整弁２５Ａ、トップハット用マニホールド２５Ｂに接続された燃料ノズル２５Ｃが含まれている。燃料ノズル２１Ｃ、燃料ノズル２２Ｃ、燃料ノズル２３Ｃ、燃料ノズル２４Ｃは、燃焼器１４に燃料ガスを噴射する。燃料ノズル２５Ｃは、燃焼器１４のより上流で燃料ガスを噴射する。圧力系統２７は、燃料タンク２６へ燃料の供給圧を与える。調整弁２８および調整弁２９は、燃料タンク２６への燃料の供給圧を調整する弁である。 The fuel system includes a diffusion pilot system 21, a premixed pilot system 22, a main A system 23, a main B system 24, and a top hat system 25. The diffusion pilot system 21 includes a regulating valve 21A for adjusting the amount of fuel supplied from the fuel tank 26, and a fuel nozzle 21C connected to the diffusion pilot manifold 21B. The premix pilot system 22 includes a regulating valve 22A for adjusting the amount of fuel supplied from the fuel tank 26, and a fuel nozzle 22C connected to the premix pilot manifold 22B. The main A system 23 includes a regulating valve 23A for adjusting the amount of fuel supplied from the fuel tank 26, and a fuel nozzle 23C connected to the main A manifold 23B. The main B system 24 includes a regulating valve 24A for adjusting the amount of fuel supplied from the fuel tank 26, and a fuel nozzle 24C connected to the main B manifold 24B. The top hat system 25 includes a regulating valve 25A for adjusting the amount of fuel supplied from the fuel tank 26, and a fuel nozzle 25C connected to the top hat manifold 25B. The fuel nozzle 21C, the fuel nozzle 22C, the fuel nozzle 23C, and the fuel nozzle 24C inject fuel gas into the combustor 14. The fuel nozzle 25C injects fuel gas upstream of the combustor 14. The pressure system 27 applies a fuel supply pressure to the fuel tank 26. The adjusting valve 28 and the adjusting valve 29 are valves that adjust the supply pressure of fuel to the fuel tank 26.

拡散パイロット系統２１は、拡散燃焼を行って火炎の安定化を図る。予混パイロット系統２２は、予混合燃焼を行って燃焼器１４の低ＮＯｘ化を向上する。メインＡ系統２３、メインＢ系統２４は、ガスタービン２の出力に応じた予混ガスを供給する主力の燃料系統である。トップハット系統２５は、燃焼効率の向上や火炎の安定化を図るため、燃焼器１４の上流（車室１３側）から燃料ガスを噴射する。ガスタービン燃焼制御装置５０は、ガスタービン２の出力や運転状態に応じて、これら複数の燃料系統２１〜２５から供給する燃料供給量を制御する。 The diffusion pilot system 21 performs diffusion combustion to stabilize the flame. The premixed pilot system 22 performs premixed combustion to improve the reduction of NOx in the combustor 14. The main A system 23 and the main B system 24 are main fuel systems that supply premixed gas according to the output of the gas turbine 2. The top hat system 25 injects fuel gas from the upstream side (vehicle compartment 13 side) of the combustor 14 in order to improve the combustion efficiency and stabilize the flame. The gas turbine combustion control device 50 controls the amount of fuel supplied from the plurality of fuel systems 21 to 25 according to the output and the operating state of the gas turbine 2.

ここで、負荷遮断時における従来の燃焼制御方法による問題を、図１３を用いて説明する。図１３は、従来の従来の燃焼制御方法による問題点を説明する図である。
図１３（ａ）、（ｂ）は、負荷遮断時に燃料を投入しすぎた場合に生じる問題点を説明する図である。図１３（ａ）のグラフ１２１は、負荷遮断後の時間の経過に伴う、ガスタービンの回転数の変化を示したグラフである。グラフ１２Ｔは、オーバースピードトリップ（ＯＳＰ）の１１０％となる回転数を示している。図示するように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間でグラフ１２１の値は、グラフ１２Ｔの値を超えている。このとき、ガスタービンでは、ＯＳＰが発生している。 Here, the problem caused by the conventional combustion control method when the load is cut off will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram for explaining problems caused by the conventional conventional combustion control method.
13 (a) and 13 (b) are diagrams for explaining problems that occur when too much fuel is charged when the load is shut off. FIG. 121 of FIG. 13A is a graph showing a change in the rotation speed of the gas turbine with the passage of time after the load is cut off. Graph 12T shows the number of revolutions which is 110% of the overspeed trip (OSP). As shown in the figure, the value of the graph 121 exceeds the value of the graph 12T between the time t1 and the time t2. At this time, OSP is generated in the gas turbine.

図１３（ｂ）のグラフ１２２は、負荷遮断後の予混パイロット系統２２の燃料ノズル２２Ｃが噴出した燃料ガスの燃空比（予混パイロット燃空比）と、メインＡ系統およびメインＢ系統の燃料ノズル２３Ｃ、燃料ノズル２４Ｃが噴出した燃料ガスの燃空比（メイン燃空比）との関係を示している。グラフ１２Ｃは、予混パイロット系統２２の燃料ノズル２２Ｃにおける火炎が失火するかどうかの閾値となる値（燃空比クライテリア）を示している。予混パイロット燃空比が少なくともある1点で燃空比クライテリア以上となると燃料ノズル２２Ｃの失火を防ぐことができる。なお、燃空比とは、燃料供給量を空気量で除算した値である。
負荷遮断が生じると、メインＡ系統、メインＢ系統から供給する燃料を減らし、拡散パイロット系統２１および予混パイロット系統２２から供給する燃料を増加させることで、ガスタービン２の出力を抑えつつ燃焼器１４の保炎を図る制御が行われる。グラフ１２２は、負荷遮断直後に予混パイロット燃空比が上昇し（グラフ１２２右端）、やがて、燃空比クライテリアに達する様子を示している。図１３（ｂ）の場合、予混パイロット燃空比は、燃空比クライテリアを上回っているので失火は生じない。
図１３（ａ）、図１３（ｂ）の場合、燃料ノズル２２Ｃから投入する燃料の量が多いため、失火は生じないが、回転数がＯＳＰ規定値の１１０％を超えてしまう。従って、この場合の負荷遮断後の運転は失敗と判定される。 Graph 122 of FIG. 13B shows the fuel-air ratio (premixed pilot fuel-air ratio) of the fuel gas ejected by the fuel nozzle 22C of the premixed pilot system 22 after the load is cut off, and the main A system and the main B system. The relationship with the fuel-air ratio (main fuel-air ratio) of the fuel gas ejected by the fuel nozzle 23C and the fuel nozzle 24C is shown. Graph 12C shows a value (fuel-air ratio criterion) that serves as a threshold value for whether or not the flame in the fuel nozzle 22C of the premixed pilot system 22 misfires. If the fuel-air ratio criteria is equal to or higher than the fuel-air ratio criterion at at least one point of the premixed pilot fuel-air ratio, misfire of the fuel nozzle 22C can be prevented. The fuel-air ratio is a value obtained by dividing the fuel supply amount by the air amount.
When the load is cut off, the fuel supplied from the main A system and the main B system is reduced, and the fuel supplied from the diffusion pilot system 21 and the premixed pilot system 22 is increased, thereby suppressing the output of the gas turbine 2 and the combustor. Control is performed to maintain 14 flames. Graph 122 shows how the premixed pilot fuel-air ratio rises immediately after the load is shut off (far right of Graph 122) and eventually reaches the fuel-air ratio criteria. In the case of FIG. 13B, since the premixed pilot fuel-air ratio exceeds the fuel-air ratio criteria, no misfire occurs.
In the case of FIGS. 13 (a) and 13 (b), since the amount of fuel input from the fuel nozzle 22C is large, misfire does not occur, but the rotation speed exceeds 110% of the OSP specified value. Therefore, the operation after the load is cut off in this case is determined to be a failure.

図１３（ｃ）、（ｄ）は、燃料投入量が足りない場合に生じる問題点を説明する図である。図１３（ｃ）のグラフ１２１は、負荷遮断後の時間の経過に伴う、ガスタービンの回転数の変化を示したグラフである。図示するようにグラフ１２１の値は、グラフ１２Ｔの値以下のまま推移している。つまり、図１３（ｃ）の例では、ＯＳＰが発生していない。 図１３（ｄ）のグラフ１２２は、ガスタービンの回転数が図１３（ｃ）のような挙動を示したときの予混パイロット燃空比とメイン燃空比との関係を示している。図示するようにグラフ１２２の値は、グラフ１２Ｃの値以下である。この場合、予混パイロット燃空比は、燃空比クライテリア以下となるため、燃料ノズル２２Ｃにおいて失火が生じる可能性が高くなる。失火が生じると負荷遮断後の運転は失敗と判定される。 13 (c) and 13 (d) are diagrams for explaining problems that occur when the fuel input amount is insufficient. FIG. 121 of FIG. 13C is a graph showing a change in the rotation speed of the gas turbine with the passage of time after the load is cut off. As shown in the figure, the value of the graph 121 remains below the value of the graph 12T. That is, in the example of FIG. 13C, OSP does not occur. Graph 122 of FIG. 13 (d) shows the relationship between the premixed pilot fuel-air ratio and the main fuel-air ratio when the rotation speed of the gas turbine behaves as shown in FIG. 13 (c). As shown in the figure, the value in graph 122 is equal to or less than the value in graph 12C. In this case, since the premixed pilot fuel-air ratio is equal to or less than the fuel-air ratio criteria, there is a high possibility that a misfire will occur in the fuel nozzle 22C. If a misfire occurs, the operation after the load is cut off is judged to be a failure.

上述のとおり、負荷遮断後は、ガスタービンの回転数を徐々に低下させていくため、メインＡ系統およびメインＢ系統から供給する燃料を少なくしてゆく。このとき、燃焼器１４内の火炎は、拡散パイロット系統２１と予混パイロット系統２２から供給される燃料によって保持する。拡散パイロット系統２１の燃料ノズル２１Ｃからは、燃焼しやすい燃料ガスを噴射する。一方、予混パイロット系統２２の燃料ノズル２２Ｃからは、燃料と空気とを予め混合した予混燃料ガスを噴射する。そのため、燃料ノズル２１Ｃに比べ、燃料ノズル２２Ｃは失火しやすく、負荷遮断後の失火という観点からは、予混パイロット系統２２の燃料ノズル２２Ｃにおける保炎が課題となる場合が多い。つまり、燃料ノズル２２Ｃの燃空比を燃空比クライテリア以上にする必要がある。 As described above, after the load is cut off, the number of revolutions of the gas turbine is gradually reduced, so that the amount of fuel supplied from the main A system and the main B system is reduced. At this time, the flame in the combustor 14 is held by the fuel supplied from the diffusion pilot system 21 and the premix pilot system 22. A fuel gas that is easily combusted is injected from the fuel nozzle 21C of the diffusion pilot system 21. On the other hand, the fuel nozzle 22C of the premixed pilot system 22 injects the premixed fuel gas in which fuel and air are mixed in advance. Therefore, the fuel nozzle 22C is more likely to misfire than the fuel nozzle 21C, and from the viewpoint of misfire after the load is cut off, flame retention in the fuel nozzle 22C of the premix pilot system 22 is often an issue. That is, it is necessary to make the fuel-air ratio of the fuel nozzle 22C equal to or higher than the fuel-air ratio criterion.

ところで、ガスタービン２の回転数は、燃空比ではなく燃焼器１４に供給される燃料の量に依存する。従って、負荷遮断後の燃料供給量を、ＯＳＴが発生しないような燃料供給量に制限すれば、燃空比によらず、ガスタービンの回転数をＯＳＴ規定値の１１０％以下に制御することができる。しかし、ＯＳＴを発生させないような量の燃料を供給したとしても失火を防ぐことができる燃空比を保つことができない可能性がある。そこで、本実施形態のガスタービン燃焼制御装置５０は、負荷遮断信号４０を取得すると、ガスタービンの回転数がＯＳＴ規定値の１１０％を超えないような所定量以下の燃料を各燃料ノズル２１Ｃ〜２５Ｃから供給するよう調整弁２１Ｂ〜２５Ｂの弁開度を制御するとともに、バイパス弁１９を閉状態から開状態に制御する。バイパス弁１９が開状態となると車室１３の圧縮空気を廃棄系統２０へ抽気する。これにより、燃焼器１４に流入する圧縮空気が減少し、燃焼器１４の燃空比を燃空比クライテリア以上に保つことができる。 By the way, the rotation speed of the gas turbine 2 depends not on the fuel-air ratio but on the amount of fuel supplied to the combustor 14. Therefore, if the fuel supply amount after the load is cut off is limited to the fuel supply amount that does not generate OST, the rotation speed of the gas turbine can be controlled to 110% or less of the OST specified value regardless of the fuel-air ratio. it can. However, even if an amount of fuel that does not generate OST is supplied, it may not be possible to maintain a fuel-air ratio that can prevent misfire. Therefore, when the gas turbine combustion control device 50 of the present embodiment acquires the load cutoff signal 40, the fuel nozzles 21C to each fuel nozzle 21C to a predetermined amount or less so that the rotation speed of the gas turbine does not exceed 110% of the OST specified value. The valve opening degree of the adjusting valves 21B to 25B is controlled so as to be supplied from the 25C, and the bypass valve 19 is controlled from the closed state to the open state. When the bypass valve 19 is opened, the compressed air in the vehicle interior 13 is extracted to the disposal system 20. As a result, the compressed air flowing into the combustor 14 is reduced, and the fuel-air ratio of the combustor 14 can be maintained above the fuel-air ratio criteria.

図２は、本発明に係る第一実施形態におけるガスタービン燃焼制御装置のブロック図である。
図示するようにガスタービン燃焼制御装置５０は、負荷遮断信号取得部５１と、燃料制御部５２と、バイパス弁制御部５３と、記憶部５４を備えている。 FIG. 2 is a block diagram of the gas turbine combustion control device according to the first embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the gas turbine combustion control device 50 includes a load cutoff signal acquisition unit 51, a fuel control unit 52, a bypass valve control unit 53, and a storage unit 54.

なお、ガスタービン燃焼制御装置５０は、例えば、サーバ端末装置などのコンピュータによって構成され、負荷遮断信号取得部５１、燃料制御部５２、バイパス弁制御部５３の少なくとも一部はガスタービン燃焼制御装置５０の備えるＣＰＵがハードディスクなどの記憶部５４からプログラムを読み出し実行することで備わる機能である。また、負荷遮断信号取得部５１、燃料制御部５２、バイパス弁制御部５３の全て又は一部は、マイコン、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。ガスタービン燃焼制御装置５０は、ガスタービン燃焼制御システムの一例である。 The gas turbine combustion control device 50 is composed of, for example, a computer such as a server terminal device, and at least a part of the load cutoff signal acquisition unit 51, the fuel control unit 52, and the bypass valve control unit 53 is the gas turbine combustion control device 50. This is a function provided by the CPU provided in the above by reading and executing a program from a storage unit 54 such as a hard disk. Further, all or part of the load cutoff signal acquisition unit 51, the fuel control unit 52, and the bypass valve control unit 53 are a microcomputer, an LSI (Large Scale Integration), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), and the like. It may be realized by using hardware such as FPGA (Field-Programmable Gate Array). The gas turbine combustion control device 50 is an example of a gas turbine combustion control system.

負荷遮断信号取得部５１は、ガスタービンの運転中に負荷を切り離す負荷遮断信号４０を取得する。
燃料制御部５２は、燃料ノズル２１Ｃ〜２５Ｃから噴射する燃料の供給量を制御する。特に本実施形態において燃料制御部５２は、負荷遮断信号取得部５１が負荷遮断信号４０を取得すると、燃料ノズル２１Ｃ〜２５Ｃから噴射する燃料の供給量を、ガスタービンの回転数がＯＳＴ規定値の１１０％を超えないような所定の供給量以下に制御する。 The load cutoff signal acquisition unit 51 acquires a load cutoff signal 40 that disconnects the load during operation of the gas turbine.
The fuel control unit 52 controls the supply amount of fuel injected from the fuel nozzles 21C to 25C. In particular, in the present embodiment, when the load cutoff signal acquisition unit 51 acquires the load cutoff signal 40, the fuel control unit 52 determines the amount of fuel to be injected from the fuel nozzles 21C to 25C, and the rotation speed of the gas turbine is the OST specified value. The supply amount is controlled so as not to exceed 110%.

バイパス弁制御部５３は、抽気配管１８から抽気される圧縮空気の抽気量を調節するバイパス弁１９を制御する。具体的には、バイパス弁制御部５３は、負荷遮断信号取得部５１が負荷遮断信号４０を取得すると、バイパス弁１９を閉状態から開状態に制御し、燃焼器１４における燃料ノズル２２Ｃからの予混燃料ガスの燃空比が、失火が発生しないと定められた所定の燃空比（燃空比クライテリア）以上となるように抽気量を調整する。特に本実施形態においてバイパス弁制御部５３は、バイパス弁１９を所定の時間だけ１００％開状態とする制御を行う。 The bypass valve control unit 53 controls the bypass valve 19 that adjusts the amount of compressed air extracted from the bleeding pipe 18. Specifically, when the load cutoff signal acquisition unit 51 acquires the load cutoff signal 40, the bypass valve control unit 53 controls the bypass valve 19 from the closed state to the open state, and predicts from the fuel nozzle 22C in the combustor 14. The amount of air extracted is adjusted so that the fuel-air ratio of the mixed fuel gas is equal to or higher than the predetermined fuel-air ratio (combustor-air ratio criteria) that does not cause misfire. In particular, in the present embodiment, the bypass valve control unit 53 controls the bypass valve 19 to be 100% open for a predetermined time.

記憶部５４は、負荷遮断時の回転数がＯＳＴ規定値の１１０％を超えないように定められた所定の燃料供給量、バイパス弁１９をどれだけの時間だけ開状態とするか等の種々の情報を記憶する。
なお、ガスタービン燃焼制御装置５０は、これらの他にもさまざまな機能を備えているが、本実施形態に関係のない機能についての説明は省略する。 The storage unit 54 has various things such as a predetermined fuel supply amount determined so that the rotation speed at the time of load interruption does not exceed 110% of the OST specified value, how long the bypass valve 19 is opened, and the like. Memorize information.
Although the gas turbine combustion control device 50 has various functions other than these, the description of the functions not related to the present embodiment will be omitted.

図３は、本発明に係る第一実施形態におけるバイパス弁の制御方法を説明する図である。
圧縮機１２で圧縮された圧縮空気は、車室１３を経由して燃焼器１４に流入する。燃焼器１４では、燃料ガスが流入した圧縮空気と混合し燃焼する。この際、流入する空気流量は圧縮機１２の回転数とＩＧＶ１１の開度で決まるが、圧縮機１２はタービン１５と同軸となっており、ガスタービン２の出力は負荷遮断後の出力制御によって管理されるため、圧縮機１２の回転数（タービン１５の回転数）を変更して空気流量を操作することはできない。一方、ＩＧＶ１１は負荷遮断時に全閉に近い状態に制御されるが、既にＩＧＶ１１を通過して流入した空気は、燃焼器１４に投入されてしまう。そこで、車室１３から抽気した空気を大気に排出する系統（抽気配管１８）を追加する。また、抽気配管１８にはバイパス弁１９を設け、負荷遮断時の必要なときのみバイパス弁１９を開状態とし、車室１３の圧縮空気を廃棄系統２０へ抽気する。これにより、自由に変更することができない圧縮機１２の回転数およびＩＧＶの開度によらず、燃焼器１４に流入する圧縮空気の量を制御することができる。 FIG. 3 is a diagram illustrating a bypass valve control method according to the first embodiment of the present invention.
The compressed air compressed by the compressor 12 flows into the combustor 14 via the vehicle interior 13. In the combustor 14, the fuel gas is mixed with the inflowing compressed air and burned. At this time, the inflowing air flow rate is determined by the rotation speed of the compressor 12 and the opening degree of the IGV 11, but the compressor 12 is coaxial with the turbine 15, and the output of the gas turbine 2 is controlled by the output control after the load is cut off. Therefore, it is not possible to control the air flow rate by changing the rotation speed of the compressor 12 (the rotation speed of the turbine 15). On the other hand, the IGV 11 is controlled to be close to fully closed when the load is shut off, but the air that has already passed through the IGV 11 and has flowed in is charged into the combustor 14. Therefore, a system (extraction pipe 18) for discharging the air extracted from the vehicle interior 13 to the atmosphere is added. Further, a bypass valve 19 is provided in the bleeding pipe 18, the bypass valve 19 is opened only when necessary when the load is shut off, and the compressed air in the vehicle interior 13 is bleeded to the waste system 20. As a result, the amount of compressed air flowing into the combustor 14 can be controlled regardless of the rotation speed of the compressor 12 and the opening degree of the IGV, which cannot be freely changed.

図３のスイッチ５３１は、このバイパス弁１９の弁開度を制御し、負荷遮断時に車室１３の圧縮空気を廃棄系統２０へ抽気する。スイッチ５３１は、弁開度を１００％（全開）とする弁開度指令信号と弁開度を０％（全閉）とする弁開度指令信号を切り替えてバイパス弁１９へ出力する。スイッチ５３１は、負荷遮断信号取得部５１を経由して負荷遮断信号（ＬＲＴ）４０を取得すると、バイパス弁１９を所定の時間だけ全開にし、その後、全閉にする。所定の時間とは、弁開度を全開にして圧縮空気を抽気した場合に、燃料ノズル２２Ｃの燃空比が燃空比クライテリア以上となり、かつ過度に上昇することがないように定められた時間である。なお、スイッチ５３１は、バイパス弁制御部５３の具体的な構成の一例である。 The switch 531 of FIG. 3 controls the valve opening degree of the bypass valve 19 and extracts the compressed air in the vehicle interior 13 to the waste system 20 when the load is shut off. The switch 531 switches between a valve opening command signal with a valve opening of 100% (fully open) and a valve opening command signal with a valve opening of 0% (fully closed) and outputs the signal to the bypass valve 19. When the switch 531 acquires the load cutoff signal (LRT) 40 via the load cutoff signal acquisition unit 51, the bypass valve 19 is fully opened for a predetermined time and then fully closed. The predetermined time is a time defined so that the fuel-air ratio of the fuel nozzle 22C does not exceed the fuel-air ratio criteria and does not rise excessively when the compressed air is extracted with the valve opening fully opened. Is. The switch 531 is an example of a specific configuration of the bypass valve control unit 53.

図４は、本発明に係る第一実施形態における燃焼制御処理のフローチャートである。
図４のフローチャートを用いて本実施形態における負荷遮断時の燃料供給制御およびバイパス弁１９の開閉制御について説明する。
前提としてバイパス弁１９は閉状態であるとする。また、ガスタービン２の運転中に負荷遮断が生じたものとする。すると、負荷遮断信号取得部５１が負荷遮断信号（ＬＲＴ）４０を取得する（ステップＳ１１）。負荷遮断信号取得部５１は、燃料制御部５２およびバイパス弁制御部５３に負荷遮断の発生を通知し、負荷遮断時の燃焼制御を行うよう指示を行う。すると燃料制御部５２は、回転数がＯＳＴ規定値の１１０％以下となる燃料流量を決定する（ステップＳ１２）。例えば、記憶部５４には、ガスタービン２の回転数がＯＳＴ規定値１１０％を超えないような燃料供給量の閾値が記録されている。この閾値は、実機での検証やシミュレーションで算出された値である。そして、燃料制御部５２は、その閾値に基づいて、各燃料系統２１〜２５に配分する燃料の割合を算出する。燃料制御部５２は、予混パイロット系統２２に配分する燃料供給量の最大値を算出する。同様に、燃料制御部５２は、拡散パイロット系統２１、メインＡ系統２３、メインＢ系統２４、トップハット系統２５への燃料供給量を算出する。燃料制御部５２は、各燃料ノズル２１Ｃ〜２５Ｃから算出した燃料が噴出されるように、各燃料ノズルに対応する調整弁２１Ｂ〜２５Ｂそれぞれの弁開度を算出する。燃料制御部５２は、算出した弁開度に応じた弁開度指令値を各調整弁２１Ｂ〜２５Ｂに出力する。これにより、各燃料系統２１〜２５からは、回転数がＯＳＴ規定値１１０％以下となるような量の燃料ガスが噴射される。 FIG. 4 is a flowchart of the combustion control process according to the first embodiment of the present invention.
The fuel supply control and the opening / closing control of the bypass valve 19 at the time of load interruption in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
As a premise, it is assumed that the bypass valve 19 is in the closed state. Further, it is assumed that the load is cut off during the operation of the gas turbine 2. Then, the load cutoff signal acquisition unit 51 acquires the load cutoff signal (LRT) 40 (step S11). The load cutoff signal acquisition unit 51 notifies the fuel control unit 52 and the bypass valve control unit 53 of the occurrence of load cutoff, and instructs the fuel control unit 52 and the bypass valve control unit 53 to perform combustion control at the time of load cutoff. Then, the fuel control unit 52 determines the fuel flow rate at which the rotation speed is 110% or less of the OST specified value (step S12). For example, the storage unit 54 records a threshold value of the fuel supply amount so that the rotation speed of the gas turbine 2 does not exceed the OST specified value of 110%. This threshold value is a value calculated by verification or simulation on an actual machine. Then, the fuel control unit 52 calculates the ratio of the fuel to be distributed to each fuel system 21 to 25 based on the threshold value. The fuel control unit 52 calculates the maximum value of the fuel supply amount to be distributed to the premix pilot system 22. Similarly, the fuel control unit 52 calculates the fuel supply amount to the diffusion pilot system 21, the main A system 23, the main B system 24, and the top hat system 25. The fuel control unit 52 calculates the valve opening degree of each of the adjusting valves 21B to 25B corresponding to each fuel nozzle so that the fuel calculated from the fuel nozzles 21C to 25C is ejected. The fuel control unit 52 outputs a valve opening command value corresponding to the calculated valve opening to the adjusting valves 21B to 25B. As a result, fuel gas in an amount such that the rotation speed is 110% or less of the OST specified value is injected from each of the fuel systems 21 to 25.

一方、バイパス弁制御部５３は、バイパス弁１９を閉状態から開状態に制御する。まず、バイパス弁制御部５３は、バイパス弁１９を全開にしておく時間Ｔｃ（例えば数秒）を決定する（ステップＳ１３）。例えば、予混パイロット系統２２の燃料ノズル２２Ｃの燃空比が、火炎の失火が生じない燃空比となるようなバイパス弁１９の全開時間が予め燃焼器１４の単体試験、シミュレーション等で決定されており、その値が記憶部５４に記録されている。バイパス弁制御部５３は、この値を記憶部５４から読み出して時間Ｔｃに設定する。次に、バイパス弁制御部５３は、バイパス弁１９を全開（弁開度１００％）とする弁開度指令値を、バイパス弁１９に出力する（ステップＳ１４）。これにより、バイパス弁１９は全開となり、圧縮機１２から車室１３に送出された圧縮空気の一部が、抽気配管１８を経由して廃棄系統２０から大気へ放出される。車室１３の圧縮空気の一部が失われることによって、車室１３から燃焼器１４に流入する圧縮空気の量が減少する。これにより、燃焼器１４における燃空比が上昇する。ここで、時間Ｔｃより長時間、車室１３からの抽気を行うと、燃空比が過度に増大し、燃料ノズル２１Ｃ〜２５Ｃを含む燃焼器１４の故障等を引き起こす可能性がある。そこで、バイパス弁制御部５３は、失火が生じないように時間Ｔｃの間だけバイパス弁１９を全開にし、その後、全閉の状態に戻す制御を行う。バイパス弁制御部５３は、時間Ｔｃが経過したかどうかを監視する（ステップＳ１５）。時間Ｔｃが経過しない場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、バイパス弁制御部５３は、バイパス弁１９を全開にしてから時間Ｔｃが経過するまで待機する。時間Ｔｃが経過した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、バイパス弁制御部５３は、バイパス弁１９を全閉（弁開度０％）とする弁開度指令値を、バイパス弁１９に出力する（ステップＳ１６）。これにより、車室１３からの抽気が停止され、燃焼器１４の燃空比が過度に上昇することを防ぐことができる。 On the other hand, the bypass valve control unit 53 controls the bypass valve 19 from the closed state to the open state. First, the bypass valve control unit 53 determines the time Tc (for example, several seconds) for keeping the bypass valve 19 fully open (step S13). For example, the full opening time of the bypass valve 19 is determined in advance by a unit test of the combustor 14, a simulation, or the like so that the fuel-air ratio of the fuel nozzle 22C of the premixed pilot system 22 becomes a fuel-air ratio that does not cause a flame misfire. The value is recorded in the storage unit 54. The bypass valve control unit 53 reads this value from the storage unit 54 and sets the time Tc. Next, the bypass valve control unit 53 outputs a valve opening command value for fully opening the bypass valve 19 (valve opening 100%) to the bypass valve 19 (step S14). As a result, the bypass valve 19 is fully opened, and a part of the compressed air sent from the compressor 12 to the passenger compartment 13 is discharged from the waste system 20 to the atmosphere via the bleed pipe 18. By losing a part of the compressed air in the passenger compartment 13, the amount of compressed air flowing into the combustor 14 from the passenger compartment 13 is reduced. As a result, the fuel-air ratio in the combustor 14 increases. Here, if the air is extracted from the passenger compartment 13 for a longer time than the time Tc, the fuel-air ratio may be excessively increased, which may cause a failure of the combustor 14 including the fuel nozzles 21C to 25C. Therefore, the bypass valve control unit 53 controls to fully open the bypass valve 19 only during the time Tc so as not to cause a misfire, and then return it to the fully closed state. The bypass valve control unit 53 monitors whether or not the time Tc has elapsed (step S15). When the time Tc does not elapse (step S15; No), the bypass valve control unit 53 waits until the time Tc elapses after the bypass valve 19 is fully opened. When the time Tc has elapsed (step S15; Yes), the bypass valve control unit 53 outputs a valve opening command value for fully closing the bypass valve 19 (valve opening 0%) to the bypass valve 19 (step). S16). As a result, it is possible to prevent the extraction of air from the passenger compartment 13 from being stopped and the fuel-air ratio of the combustor 14 from being excessively increased.

図５は、本発明に係る第一実施形態における燃焼制御処理の効果を説明する図である。
図５（ａ）、（ｂ）は、本実施形態によるバイパス弁１９の開閉制御を行った場合の負荷遮断後に生じる回転数および燃空比の挙動を示す図である。
図５（ａ）のグラフ１２１は、負荷遮断後の時間の経過に伴う、ガスタービンの回転数の変化を示したグラフである。図示するようにグラフ１２１の値は、グラフ１２Ｔの値以下のまま推移しており、ＯＳＰが発生していない。
図５（ｂ）のグラフ１２２は、予混パイロット燃空比とメイン燃空比との関係を示している。図示するようにグラフ１２２の値は、グラフ１２Ｃの値を上回っている。予混パイロット燃空比が燃空比クライテリアを上回っているため失火は生じない。このように本実施形態によれば、負荷遮断後の運転は成功となる。 FIG. 5 is a diagram illustrating the effect of the combustion control process according to the first embodiment of the present invention.
5 (a) and 5 (b) are diagrams showing the behavior of the rotation speed and the fuel-air ratio generated after the load is shut off when the opening / closing control of the bypass valve 19 is performed according to the present embodiment.
FIG. 121 of FIG. 5A is a graph showing a change in the rotation speed of the gas turbine with the passage of time after the load is cut off. As shown in the figure, the value in the graph 121 remains below the value in the graph 12T, and OSP has not occurred.
Graph 122 in FIG. 5B shows the relationship between the premixed pilot fuel-air ratio and the main fuel-air ratio. As shown in the figure, the value of the graph 122 exceeds the value of the graph 12C. No misfire occurs because the premixed pilot fuel-air ratio exceeds the fuel-air ratio criteria. As described above, according to the present embodiment, the operation after the load is cut off is successful.

本実施形態によれば、車室１３の圧縮空気をバイパスする抽気配管１８を設け、バイパス弁１９の開閉制御により、負荷遮断時の必要なときのみ圧縮空気を抽気するよう制御する。車室１３から圧縮空気を抽気することで、燃焼器１４に流入する空気流量を減らすことができる。これにより、燃焼器１４に供給する燃料流量を増やさずに燃焼器１４の燃空比を高めることができる。燃焼器１４への燃料供給量を増やさないためＯＳＴの発生を防ぐことができる。また、無駄な燃料を消費することを防止することができる。燃空比を高めることができるので、燃焼器１４における失火、ガスタービンの停止を防ぐことができる。本実施形態によるバイパス弁１９の開閉制御は、比較的失火しやすい予混パイロット系統２２に対して特に効果的である。このように本実施形態のガスタービン燃焼制御装置５０によれば、ガスタービン２の回転数をＯＳＴ以下とし、かつ失火を防ぐことができるので、負荷遮断後の運転を成功させることができる。 According to the present embodiment, the bleed air pipe 18 for bypassing the compressed air in the vehicle interior 13 is provided, and the open / close control of the bypass valve 19 is controlled to bleed the compressed air only when necessary when the load is shut off. By extracting compressed air from the passenger compartment 13, the flow rate of air flowing into the combustor 14 can be reduced. As a result, the fuel-air ratio of the combustor 14 can be increased without increasing the fuel flow rate supplied to the combustor 14. Since the amount of fuel supplied to the combustor 14 is not increased, the occurrence of OST can be prevented. In addition, it is possible to prevent wasteful fuel consumption. Since the fuel-air ratio can be increased, misfire in the combustor 14 and shutdown of the gas turbine can be prevented. The opening / closing control of the bypass valve 19 according to the present embodiment is particularly effective for the premixed pilot system 22 which is relatively prone to misfire. As described above, according to the gas turbine combustion control device 50 of the present embodiment, the rotation speed of the gas turbine 2 can be set to OST or less and misfire can be prevented, so that the operation after the load is cut off can be succeeded.

＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態によるガスタービン燃焼制御装置を図６〜図７を参照して説明する。
以下、図１に例示したガスタービンプラントの系統図、図２に例示したガスタービン燃焼制御装置のブロック図を前提に第二実施形態に係るガスタービン燃焼制御装置５０ａについて説明を行う。第一実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明を行う。ガスタービン燃焼制御装置５０ａは、第一実施形態と異なる方法でバイパス弁１９の制御を行う。第二実施形態においてバイパス弁１９の制御は、バイパス弁制御部５３ａが行う。第一実施形態では、バイパス弁制御部５３がバイパス弁１９を所定時間だけ全開とすることで車室１３から抽気する圧縮空気の抽気量を制御した。この第二実施形態では、バイパス弁制御部５３ａが、バイパス弁１９の弁開度を、負荷遮断信号取得部５１が負荷遮断信号４０を取得する直前のガスタービン２の出力値に応じて決定する。 <Second embodiment>
Hereinafter, the gas turbine combustion control device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 7.
Hereinafter, the gas turbine combustion control device 50a according to the second embodiment will be described on the premise of the system diagram of the gas turbine plant illustrated in FIG. 1 and the block diagram of the gas turbine combustion control device illustrated in FIG. The same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. The gas turbine combustion control device 50a controls the bypass valve 19 by a method different from that of the first embodiment. In the second embodiment, the bypass valve 19 is controlled by the bypass valve control unit 53a. In the first embodiment, the bypass valve control unit 53 controls the amount of compressed air extracted from the vehicle interior 13 by fully opening the bypass valve 19 for a predetermined time. In this second embodiment, the bypass valve control unit 53a determines the valve opening degree of the bypass valve 19 according to the output value of the gas turbine 2 immediately before the load cutoff signal acquisition unit 51 acquires the load cutoff signal 40. ..

図６は、本発明に係る第二実施形態におけるバイパス弁の制御方法を説明する図である。
負荷遮断を行うと、急に負荷が無くなるので、それまでの回転動力の勢いによってガスタービン２の回転数は上昇傾向になる。負荷遮断時の回転数の上昇には、直前のガスタービン２の出力の大きさが支配的に影響する。例えば、負荷遮断直前の出力が小さい場合は、負荷遮断後の回転数の上昇が小さく、ＯＳＴが生じる可能性は少ない。また、ガスタービン２の出力に応じて、各燃料ノズル２１Ｃ〜２５Ｃから噴射される燃料供給量やＩＧＶ１１の開度（圧縮機１２への空気流入量）も異なるため、燃空比の制御もガスタービン２の出力に応じて行うことが好ましい。そこで、本実施形態では、負荷遮断直前のガスタービン２の出力値を用いてバイパス弁１９の開度を決定する。 FIG. 6 is a diagram illustrating a bypass valve control method according to the second embodiment of the present invention.
When the load is cut off, the load suddenly disappears, so that the rotation speed of the gas turbine 2 tends to increase due to the momentum of the rotational power up to that point. The magnitude of the output of the immediately preceding gas turbine 2 has a dominant effect on the increase in the number of revolutions when the load is cut off. For example, when the output immediately before the load is cut off is small, the increase in the number of revolutions after the load is cut off is small, and the possibility of OST is low. Further, since the amount of fuel supplied from each of the fuel nozzles 21C to 25C and the opening degree of the IGV 11 (the amount of air flowing into the compressor 12) differ according to the output of the gas turbine 2, the fuel-air ratio can also be controlled by gas. It is preferable to perform this according to the output of the turbine 2. Therefore, in the present embodiment, the opening degree of the bypass valve 19 is determined using the output value of the gas turbine 2 immediately before the load is cut off.

図６のスイッチ５３２ｃは、負荷遮断直前のガスタービン２の出力値に応じた弁開度（Ｘ％）指令信号と、弁開度を０％（全閉）とする指令信号を切り替えてバイパス弁１９へ出力する。スイッチ５３２ｃは、負荷遮断信号取得部５１が負荷遮断信号（ＬＲＴ）４０を取得すると、バイパス弁１９を所定の時間だけＸ％の開度で開状態とし、その後、閉状態（全閉）とする。
弁開度Ｘ％は、関数５３２ｂが算出する。関数５３２ｂは、ガスタービンの出力値と弁開度との対応関係を規定する関数である。グラフ５３２ｄは、関数５３２ｂの一例である。グラフ５３２ｄの横軸はガスタービン２の出力値、縦軸はバイパス弁１９の弁開度である。グラフ５３２ｄが示すように、バイパス弁１９の弁開度は、ガスタービン２の出力値が大きい程、大きくなるように規定されている。関数５３２ｂは、スイッチ５３２ａからガスタービン２の出力値を取得し、グラフ５３２ｄで例示した関数に基づいてバイパス弁１９の弁開度を算出する。関数５３２ｂは、バイパス弁１９を所定の時間だけ開状態とすれば、燃料ノズル２２Ｃ（予混パイロット系統２２）における失火を防ぐ燃空比が維持できる分量の圧縮空気を抽気することができる弁開度Ｘ％を、ガスタービン出力値に対応付けて規定した関数である。関数５３２ｂは、予め実験、シミュレーション等により用意され、記憶部５４に記録されている。なお、所定の時間とは、例えば第一実施形態の時間Ｔｃである。 The switch 532c of FIG. 6 switches between a valve opening (X%) command signal according to the output value of the gas turbine 2 immediately before the load is shut off and a command signal for setting the valve opening to 0% (fully closed) to be a bypass valve. Output to 19. When the load cutoff signal acquisition unit 51 acquires the load cutoff signal (LRT) 40, the switch 532c opens the bypass valve 19 with an opening degree of X% for a predetermined time, and then closes the switch 532c (fully closed). ..
The valve opening X% is calculated by the function 532b. The function 532b is a function that defines the correspondence between the output value of the gas turbine and the valve opening degree. Graph 532d is an example of function 532b. The horizontal axis of the graph 532d is the output value of the gas turbine 2, and the vertical axis is the valve opening degree of the bypass valve 19. As shown in the graph 532d, the valve opening degree of the bypass valve 19 is defined to increase as the output value of the gas turbine 2 increases. The function 532b acquires the output value of the gas turbine 2 from the switch 532a, and calculates the valve opening degree of the bypass valve 19 based on the function illustrated in the graph 532d. The function 532b can bleed an amount of compressed air that can maintain a fuel-air ratio that prevents misfire in the fuel nozzle 22C (premixed pilot system 22) if the bypass valve 19 is opened for a predetermined time. It is a function that defines the degree X% in association with the gas turbine output value. The function 532b is prepared in advance by an experiment, a simulation, or the like, and is recorded in the storage unit 54. The predetermined time is, for example, the time Tc of the first embodiment.

スイッチ５３２ａは、関数５３２ｂに出力する負荷遮断直前のガスタービン２の出力値を設定する。スイッチ５３２ａにはガスタービン２の出力値（ＧＴＭＷ）が入力され、スイッチ５３２ａはその値を関数５３２ｂに出力している。また、スイッチ５３２ａには、負荷遮断信号取得部５１を経由して負荷遮断信号４０が入力される。スイッチ５３２ａは、負荷遮断信号４０を取得すると、その時出力しているＧＴＭＷを保持する。つまり、負荷遮断後、スイッチ５３２ａは保持したＧＴＭＷ（負荷遮断直前のＧＴＭＷ）を関数５３２ｂに出力する。
このように負荷遮断が生じると、スイッチ５３２ａ、関数５３２ｂ、スイッチ５３２ｃは連動し、スイッチ５３２ｃは、負荷遮断直前のガスタービン出力値に応じた弁開度でバイパス弁１９の開度を制御する。なお、スイッチ５３２ａ、関数５３２ｂ、スイッチ５３２ｃは、バイパス弁制御部５３ａの具体的な実装の一例を示している。 The switch 532a sets the output value of the gas turbine 2 immediately before the load is cut off, which is output to the function 532b. The output value (GTMW) of the gas turbine 2 is input to the switch 532a, and the switch 532a outputs the value to the function 532b. Further, the load cutoff signal 40 is input to the switch 532a via the load cutoff signal acquisition unit 51. When the switch 532a acquires the load cutoff signal 40, the switch 532a holds the GTMW output at that time. That is, after the load is cut off, the switch 532a outputs the held GTMW (GTMW immediately before the load cutoff) to the function 532b.
When the load shutoff occurs in this way, the switch 532a, the function 532b, and the switch 532c are interlocked, and the switch 532c controls the opening degree of the bypass valve 19 by the valve opening degree according to the gas turbine output value immediately before the load shutoff. The switch 532a, the function 532b, and the switch 532c show an example of a specific implementation of the bypass valve control unit 53a.

例えば、負荷遮断直前のガスタービン２の出力値が小さい場合、燃焼器１４へ供給される燃料は少ない。従って負荷遮断後の回転数がＯＳＴ規定値の１１０％に達するまでに投入できる燃料の量には余裕がある（ＯＳＴとなる可能性は低い）。また、負荷遮断直前のガスタービン２の出力値が小さい場合、燃焼器１４への燃料供給量だけでなく、圧縮機１２へ流入する空気量も小さくなるようにＩＧＶ１１の開度が制御される。従って、バイパス弁１９の開度を大きくし過ぎると、元々少ない圧縮空気を余分に抽気することになり、燃空比が過度に上昇してしまうことになる。従って、第二実施形態では、ガスタービン出力値が低い場合、バイパス弁１９の開度を絞り気味にする。一方、ガスタービン出力値が大きい場合、燃焼器１４へ投入されている燃料供給量と圧縮機１２へ流入する空気量は大きくなるよう制御される。従ってこの場合、圧縮空気の量が元々多いのでバイパス弁１９の開度を大きくし、抽気を多く行うことで燃空比を維持する。 For example, when the output value of the gas turbine 2 immediately before the load is cut off is small, the amount of fuel supplied to the combustor 14 is small. Therefore, there is a margin in the amount of fuel that can be input before the rotation speed after the load is cut off reaches 110% of the OST specified value (the possibility of OST is low). When the output value of the gas turbine 2 immediately before the load is cut off is small, the opening degree of the IGV 11 is controlled so that not only the amount of fuel supplied to the combustor 14 but also the amount of air flowing into the compressor 12 is small. Therefore, if the opening degree of the bypass valve 19 is made too large, the originally small amount of compressed air will be bleeded excessively, and the fuel-air ratio will rise excessively. Therefore, in the second embodiment, when the gas turbine output value is low, the opening degree of the bypass valve 19 is slightly throttled. On the other hand, when the gas turbine output value is large, the amount of fuel supplied to the combustor 14 and the amount of air flowing into the compressor 12 are controlled to be large. Therefore, in this case, since the amount of compressed air is originally large, the opening degree of the bypass valve 19 is increased and the bleed air is increased to maintain the fuel-air ratio.

図７は、本発明に係る第二実施形態における燃焼制御処理のフローチャートである。
図７のフローチャートを用いて本実施形態における負荷遮断時の燃料供給制御およびバイパス弁１９の開閉制御について説明する。第一実施形態と同様の処理には同じ符号を付して簡単に説明を行う。
まず、負荷遮断信号取得部５１が負荷遮断信号（ＬＲＴ）４０を取得する（ステップＳ１１）。負荷遮断信号取得部５１は、燃料制御部５２およびバイパス弁制御部５３ａに負荷遮断の発生を通知し、負荷遮断時の燃焼制御を行うよう指示を行う。すると燃料制御部５２は、回転数がＯＳＴ規定値の１１０％以下となる燃料流量を決定する（ステップＳ１２）。燃料制御部５２は、決定した燃料流量に応じた弁開度指令値を各調整弁２１Ｂ〜２５Ｂに出力する。 FIG. 7 is a flowchart of the combustion control process according to the second embodiment of the present invention.
The fuel supply control and the opening / closing control of the bypass valve 19 at the time of load interruption in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The same processing as in the first embodiment will be briefly described with the same reference numerals.
First, the load cutoff signal acquisition unit 51 acquires the load cutoff signal (LRT) 40 (step S11). The load cutoff signal acquisition unit 51 notifies the fuel control unit 52 and the bypass valve control unit 53a of the occurrence of load cutoff, and instructs the fuel control unit 52 and the bypass valve control unit 53a to perform combustion control at the time of load cutoff. Then, the fuel control unit 52 determines the fuel flow rate at which the rotation speed is 110% or less of the OST specified value (step S12). The fuel control unit 52 outputs a valve opening command value according to the determined fuel flow rate to the adjusting valves 21B to 25B.

一方、バイパス弁制御部５３ａは、バイパス弁１９を閉状態から開状態に制御する。まず、バイパス弁制御部５３ａは、バイパス弁１９を開状態にしておく時間Ｔｃ（例えば数秒）を決定する（ステップＳ１３）。例えば、バイパス弁制御部５３ａは、時間Ｔｃの値を記憶部５４から読み出す。次に、バイパス弁制御部５３ａは、ガスタービン２の出力値に応じたバイパス弁１９の弁開度を算出する（ステップＳ１４１）。具体的な算出方法は、図６を用いて説明したとおりである。つまり、バイパス弁制御部５３ａは、ガスタービン出力値と弁開度の関係を規定する関数等（例えば、グラフ５３２ｄ）と、負荷遮断直前のガスタービン２の出力値に基づいて、ガスタービン２の出力値に応じた弁開度を算出する。バイパス弁制御部５３ａは、算出した弁開度に対応する弁開度指令値をバイパス弁１９に出力する（ステップＳ１４２）。これにより、バイパス弁１９が開状態となり、車室１３から圧縮空気の一部が抽気される。そして、燃焼器１４における燃空比が上昇する。 On the other hand, the bypass valve control unit 53a controls the bypass valve 19 from the closed state to the open state. First, the bypass valve control unit 53a determines the time Tc (for example, several seconds) for keeping the bypass valve 19 in the open state (step S13). For example, the bypass valve control unit 53a reads the value of the time Tc from the storage unit 54. Next, the bypass valve control unit 53a calculates the valve opening degree of the bypass valve 19 according to the output value of the gas turbine 2 (step S141). The specific calculation method is as described with reference to FIG. That is, the bypass valve control unit 53a of the gas turbine 2 is based on a function or the like (for example, graph 532d) that defines the relationship between the gas turbine output value and the valve opening degree and the output value of the gas turbine 2 immediately before the load is cut off. Calculate the valve opening according to the output value. The bypass valve control unit 53a outputs a valve opening command value corresponding to the calculated valve opening to the bypass valve 19 (step S142). As a result, the bypass valve 19 is opened, and a part of the compressed air is extracted from the vehicle interior 13. Then, the fuel-air ratio in the combustor 14 increases.

ここで、燃空比が過度に上昇すると燃焼器１４の故障等を引き起こす可能性があるのは第一実施形態と同様である。そのため、バイパス弁制御部５３ａは、時間Ｔｃの間だけバイパス弁１９をステップＳ１４１で算出した弁開度で開状態にし、その後、全閉の状態に戻す制御を行う。バイパス弁制御部５３ａは、時間Ｔｃが経過したかどうかを監視し（ステップＳ１５）、バイパス弁１９を開状態にしてから時間Ｔｃが経過するまで待機する。時間Ｔｃが経過した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、バイパス弁制御部５３ａは、バイパス弁１９を全閉（弁開度０％）とする弁開度指令値を、バイパス弁１９に出力する（ステップＳ１６）。これにより、車室１３からの抽気が停止され、燃焼器１４の燃空比が過度な上昇を防ぐことができる。 Here, it is the same as in the first embodiment that if the fuel-air ratio rises excessively, a failure of the combustor 14 or the like may occur. Therefore, the bypass valve control unit 53a controls the bypass valve 19 to be opened with the valve opening calculated in step S141 only during the time Tc, and then returned to the fully closed state. The bypass valve control unit 53a monitors whether or not the time Tc has elapsed (step S15), and waits until the time Tc elapses after the bypass valve 19 is opened. When the time Tc has elapsed (step S15; Yes), the bypass valve control unit 53a outputs a valve opening command value for fully closing the bypass valve 19 (valve opening 0%) to the bypass valve 19 (step). S16). As a result, the extraction of air from the passenger compartment 13 is stopped, and the fuel-air ratio of the combustor 14 can be prevented from rising excessively.

本実施形態では、負荷遮断直前のガスタービン出力に応じてバイパス弁１９の弁開度を調整可能である。例えば出力が高いときは弁開度を大きく，出力が低いときは弁開度を小さくする。これにより、車室１３から抽気する圧縮空気の抽気量を、ガスタービン２の出力に応じて変化する燃料供給量および空気流入量に対して最適化することができる。本実施形態によれば第一実施形態の効果に加え、燃焼器１４の燃空比をガスタービン出力値に応じてより適切に制御することで、負荷遮断時の失火をより確実に防ぐことができる。 In the present embodiment, the valve opening degree of the bypass valve 19 can be adjusted according to the gas turbine output immediately before the load is cut off. For example, when the output is high, the valve opening is increased, and when the output is low, the valve opening is decreased. Thereby, the amount of compressed air extracted from the passenger compartment 13 can be optimized for the amount of fuel supply and the amount of air inflow that change according to the output of the gas turbine 2. According to this embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, by controlling the fuel-air ratio of the combustor 14 more appropriately according to the gas turbine output value, it is possible to more reliably prevent misfire when the load is cut off. it can.

＜第三実施形態＞
以下、本発明の第三実施形態によるガスタービン燃焼制御装置を図８〜図９を参照して説明する。
以下、第二実施形態と同様に図１のガスタービンプラント、図２のガスタービン燃焼制御装置を前提に第三実施形態に係るガスタービン燃焼制御装置５０ｂについて説明を行う。第一実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明を行う。ガスタービン燃焼制御装置５０ｂは、第一実施形態、第二実施形態と異なる方法でバイパス弁１９の制御を行う。第三実施形態おいてバイパス弁１９の制御は、バイパス弁制御部５３ｂが行う。バイパス弁制御部５３ｂは、バイパス弁１９の弁開度を、負荷遮断信号取得部５１が負荷遮断信号４０を取得する直前のＩＧＶ１１の開度に応じて決定する。 <Third Embodiment>
Hereinafter, the gas turbine combustion control device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 9.
Hereinafter, the gas turbine combustion control device 50b according to the third embodiment will be described on the premise of the gas turbine plant of FIG. 1 and the gas turbine combustion control device of FIG. 2 as in the second embodiment. The same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. The gas turbine combustion control device 50b controls the bypass valve 19 by a method different from that of the first embodiment and the second embodiment. In the third embodiment, the bypass valve 19 is controlled by the bypass valve control unit 53b. The bypass valve control unit 53b determines the valve opening degree of the bypass valve 19 according to the opening degree of the IGV 11 immediately before the load cutoff signal acquisition unit 51 acquires the load cutoff signal 40.

図８は、本発明に係る第三実施形態におけるバイパス弁の制御方法を説明する図である。
ＩＧＶ１１は、圧縮機１２への空気流量を調整する翼である。空気流量が多いときはそれだけ多くの圧縮空気を車室１３から抽気する必要がある。そこで、本実施形態では、バイパス弁１９の開度を、ＩＧＶ１１の開度の関数として決定する。なお、負荷遮断時には、ＩＧＶ１１は全閉に近い状態に制御される。そのため、負荷遮断直前のＩＧＶ１１の開度をパラメータとして用いる。 FIG. 8 is a diagram illustrating a method of controlling a bypass valve according to a third embodiment of the present invention.
The IGV 11 is a blade that adjusts the air flow rate to the compressor 12. When the air flow rate is high, it is necessary to extract as much compressed air from the passenger compartment 13. Therefore, in the present embodiment, the opening degree of the bypass valve 19 is determined as a function of the opening degree of the IGV 11. When the load is shut off, the IGV 11 is controlled to be close to fully closed. Therefore, the opening degree of the IGV 11 immediately before the load is cut off is used as a parameter.

図８のスイッチ５３３ｂは、負荷遮断直前のＩＧＶ１１の開度に応じた弁開度（Ｙ％）指令信号と、弁開度を０％（全閉）とする指令信号を切り替えてバイパス弁１９へ出力する。
弁開度Ｙ％は、関数５３３ａが算出する。関数５３３ａは、ＩＧＶ１１の開度と弁開度との対応関係を規定する関数である。グラフ５３３ｃは、関数５３３ａの一例である。グラフ５３３ｃの横軸はＩＧＶ１１の開度、縦軸はバイパス弁１９の弁開度である。グラフ５３３ｃが示すように、バイパス弁１９の弁開度は、ＩＧＶ１１の開度が大きい程、大きくなるように規定されている。これにより、ＩＧＶ１１の開度が大きく、多量の空気が流入した場合、それに応じて多量の圧縮空気を車室１３から抽気することができる。関数５３３ａは、ＩＧＶ１１の開度を制御する制御装置（図示せず）などからＩＧＶ開度を取得し、グラフ５３３ｃで例示した関数に基づいてバイパス弁１９の弁開度を算出する。関数５３３ａは、バイパス弁１９を所定時間だけ開状態とすれば、燃料ノズル２２Ｃ（予混パイロット系統２２）における失火を防ぐ燃空比が維持できる分量の圧縮空気を抽気することができる弁開度Ｙ％をＩＧＶ１１の開度に対応付けて規定した関数である。関数５３３ａは、予め実験、シミュレーション等により用意され、記憶部５４に記録されている。なお、所定の時間とは、例えば第一実施形態の時間Ｔｃである。 The switch 533b in FIG. 8 switches between a valve opening (Y%) command signal corresponding to the opening of the IGV 11 immediately before the load is shut off and a command signal for setting the valve opening to 0% (fully closed) to the bypass valve 19. Output.
The valve opening degree Y% is calculated by the function 533a. The function 533a is a function that defines the correspondence between the opening degree of the IGV 11 and the valve opening degree. Graph 533c is an example of the function 533a. The horizontal axis of the graph 533c is the opening degree of the IGV11, and the vertical axis is the valve opening degree of the bypass valve 19. As shown in the graph 533c, the valve opening degree of the bypass valve 19 is defined to increase as the opening degree of the IGV 11 increases. As a result, when the opening degree of the IGV 11 is large and a large amount of air flows in, a large amount of compressed air can be extracted from the vehicle interior 13 accordingly. The function 533a acquires the IGV opening degree from a control device (not shown) or the like that controls the opening degree of the IGV11, and calculates the valve opening degree of the bypass valve 19 based on the function illustrated in the graph 533c. The function 533a has a valve opening degree capable of extracting an amount of compressed air capable of maintaining a fuel-air ratio that prevents misfire in the fuel nozzle 22C (premixed pilot system 22) if the bypass valve 19 is opened for a predetermined time. This is a function defined by associating Y% with the opening degree of the IGV 11. The function 533a is prepared in advance by an experiment, a simulation, or the like, and is recorded in the storage unit 54. The predetermined time is, for example, the time Tc of the first embodiment.

スイッチ５３３ｂは、負荷遮断信号（ＬＲＴ）４０を取得すると、関数５３３ａが算出した弁開度Ｙ％を取得する。そして、スイッチ５３３ｂは、バイパス弁１９を所定の時間だけＹ％の開度にし、その後、全閉にする。このように負荷遮断が生じると、関数５３３ａ、スイッチ５３３ｂは連動し、負荷遮断直前のＩＧＶ１１の開度に応じた弁開度でバイパス弁１９の開度を制御する。
なお、関数５３３ａ、スイッチ５３３ｂは、バイパス弁制御部５３ｂの具体的な実装の一例を示している。 When the switch 533b acquires the load cutoff signal (LRT) 40, the switch 533b acquires the valve opening degree Y% calculated by the function 533a. Then, the switch 533b opens the bypass valve 19 by Y% for a predetermined time, and then fully closes the bypass valve 19. When the load shutoff occurs in this way, the function 533a and the switch 533b are interlocked to control the opening degree of the bypass valve 19 by the valve opening degree corresponding to the opening degree of the IGV 11 immediately before the load shutoff.
The function 533a and the switch 533b show an example of a specific implementation of the bypass valve control unit 53b.

図９は、本発明に係る第三実施形態における燃焼制御処理のフローチャートである。
図９のフローチャートを用いて本実施形態における負荷遮断時の燃料供給制御およびバイパス弁１９の開閉制御について説明する。第一実施形態、第二実施形態と同様の処理には同じ符号を付して簡単に説明を行う。
まず、負荷遮断信号取得部５１が負荷遮断信号４０を取得する（ステップＳ１１）。負荷遮断信号取得部５１は、燃料制御部５２およびバイパス弁制御部５３ｂに負荷遮断の発生を通知し、負荷遮断時の燃焼制御を行うよう指示を行う。すると燃料制御部５２は、回転数がＯＳＴ規定値の１１０％以下となる燃料流量を決定する（ステップＳ１２）。燃料制御部５２は、決定した燃料流量に応じた弁開度指令値を各調整弁２１Ｂ〜２５Ｂに出力する。 FIG. 9 is a flowchart of the combustion control process according to the third embodiment of the present invention.
The fuel supply control and the opening / closing control of the bypass valve 19 at the time of load interruption in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The same processing as that of the first embodiment and the second embodiment will be briefly described with the same reference numerals.
First, the load cutoff signal acquisition unit 51 acquires the load cutoff signal 40 (step S11). The load cutoff signal acquisition unit 51 notifies the fuel control unit 52 and the bypass valve control unit 53b of the occurrence of load cutoff, and instructs the fuel control unit 52 and the bypass valve control unit 53b to perform combustion control at the time of load cutoff. Then, the fuel control unit 52 determines the fuel flow rate at which the rotation speed is 110% or less of the OST specified value (step S12). The fuel control unit 52 outputs a valve opening command value according to the determined fuel flow rate to the adjusting valves 21B to 25B.

一方、バイパス弁制御部５３ｂは、バイパス弁１９を閉状態から開状態に制御する。まず、バイパス弁制御部５３ｂは、バイパス弁１９を開状態にしておく時間Ｔｃ（例えば数秒）を決定する（ステップＳ１３）。例えば、バイパス弁制御部５３ｂは、実験等に基づいて決定された時間Ｔｃの値を記憶部５４から読み出す。次に、バイパス弁制御部５３ｂは、ＩＧＶ１１の開度に応じたバイパス弁１９の弁開度を算出する（ステップＳ１４３）。具体的な算出方法は、図８を用いて説明したとおりである。つまり、バイパス弁制御部５３ｂは、ＩＧＶ開度と弁開度の関係を規定する関数等（例えば、グラフ５３３ｃ）と、負荷遮断直前のＩＧＶ１１の開度に基づいて、ＩＧＶ１１の開度に応じた弁開度を算出する。バイパス弁制御部５３ｂは、算出した弁開度に対応する弁開度指令値をバイパス弁１９に出力する（ステップＳ１４２）。これにより、バイパス弁１９が開状態となり、ＩＧＶ１１を介して圧縮機１２に流入した空気量に応じた分量の圧縮空気が車室１３から抽気される。そして、燃焼器１４における燃空比が上昇する。 On the other hand, the bypass valve control unit 53b controls the bypass valve 19 from the closed state to the open state. First, the bypass valve control unit 53b determines the time Tc (for example, several seconds) for keeping the bypass valve 19 in the open state (step S13). For example, the bypass valve control unit 53b reads out the value of the time Tc determined based on an experiment or the like from the storage unit 54. Next, the bypass valve control unit 53b calculates the valve opening degree of the bypass valve 19 according to the opening degree of the IGV 11 (step S143). The specific calculation method is as described with reference to FIG. That is, the bypass valve control unit 53b responds to the opening degree of the IGV11 based on a function or the like (for example, graph 533c) that defines the relationship between the IGV opening degree and the valve opening degree and the opening degree of the IGV11 immediately before the load is cut off. Calculate the valve opening. The bypass valve control unit 53b outputs a valve opening command value corresponding to the calculated valve opening to the bypass valve 19 (step S142). As a result, the bypass valve 19 is opened, and an amount of compressed air corresponding to the amount of air flowing into the compressor 12 via the IGV 11 is extracted from the passenger compartment 13. Then, the fuel-air ratio in the combustor 14 increases.

バイパス弁制御部５３ｂは、圧縮空気の過度な抽気を防ぐため時間Ｔｃの間だけバイパス弁１９を開状態にし、その後、全閉の状態に戻す制御を行う。バイパス弁制御部５３ｂは、時間Ｔｃが経過したかどうかを監視し（ステップＳ１５）、時間Ｔｃが経過するまで待機する。時間Ｔｃが経過した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、バイパス弁制御部５３ｂは、バイパス弁１９を全閉（弁開度０％）とする弁開度指令値を、バイパス弁１９に出力する（ステップＳ１６）。これにより、車室１３からの抽気が停止される。 The bypass valve control unit 53b controls the bypass valve 19 to be opened for a period of time Tc and then returned to the fully closed state in order to prevent excessive bleeding of compressed air. The bypass valve control unit 53b monitors whether or not the time Tc has elapsed (step S15), and waits until the time Tc has elapsed. When the time Tc has elapsed (step S15; Yes), the bypass valve control unit 53b outputs a valve opening command value for fully closing the bypass valve 19 (valve opening 0%) to the bypass valve 19 (step). S16). As a result, the extraction air from the passenger compartment 13 is stopped.

本実施形態によれば、ＩＧＶ１１の開度に応じて、バイパス弁１９の開度も調整し、車室１３からの抽気量を失火が生じないような量に制御することができる。これにより、車室１３から抽気する圧縮空気の抽気量を、空気流入量に応じた適切な量に最適化することができる。本実施形態によれば第一実施形態の効果に加え、燃焼器１４の燃空比をより適切に制御することで、負荷遮断時の失火をより確実に防ぐことができる。
なお、本実施形態は、第二実施形態と組み合わせ、負荷遮断直前のガスタービン２の出力値とＩＧＶ１１の開度の両方の影響を考慮してバイパス弁１９の弁開度を算出するようにしてもよい。 According to the present embodiment, the opening degree of the bypass valve 19 can be adjusted according to the opening degree of the IGV 11, and the amount of air extracted from the vehicle interior 13 can be controlled to an amount that does not cause a misfire. As a result, the amount of compressed air extracted from the passenger compartment 13 can be optimized to an appropriate amount according to the amount of air inflow. According to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, by controlling the fuel-air ratio of the combustor 14 more appropriately, it is possible to more reliably prevent misfire when the load is cut off.
In this embodiment, in combination with the second embodiment, the valve opening degree of the bypass valve 19 is calculated in consideration of the influences of both the output value of the gas turbine 2 immediately before the load shutoff and the opening degree of the IGV 11. May be good.

＜第四実施形態＞
以下、本発明の第四実施形態によるガスタービン燃焼制御装置を図１０〜図１２を参照して説明する。第四実施形態は、第一実施形態〜第三実施形態の何れとも組み合わせることが可能であるが、第三実施形態と組み合わせた場合を例に説明を行う。
図１０は、本発明に係る第四実施形態におけるガスタービン燃焼制御装置のブロック図である。
本発明の第四実施形態に係る構成のうち、本発明の第三実施形態に係るガスタービン燃焼制御装置５０ｂを構成する機能部と同じものには同じ符号を付し、それぞれの説明を省略する。第四実施形態に係るガスタービン燃焼制御装置５０ｃは、第三実施形態の構成に加えて、大気温度補正部５５を備えている。
大気温度補正部５５は、バイパス弁制御部５３ｂが決定したバイパス弁１９の弁開度を大気温度に応じて補正する。 <Fourth Embodiment>
Hereinafter, the gas turbine combustion control device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 12. The fourth embodiment can be combined with any of the first to third embodiments, but the case of combining with the third embodiment will be described as an example.
FIG. 10 is a block diagram of the gas turbine combustion control device according to the fourth embodiment of the present invention.
Among the configurations according to the fourth embodiment of the present invention, the same functional parts as those constituting the gas turbine combustion control device 50b according to the third embodiment of the present invention are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. .. The gas turbine combustion control device 50c according to the fourth embodiment includes an atmospheric temperature correction unit 55 in addition to the configuration of the third embodiment.
The atmospheric temperature correction unit 55 corrects the valve opening degree of the bypass valve 19 determined by the bypass valve control unit 53b according to the atmospheric temperature.

図１１は、本発明に係る第四実施形態におけるバイパス弁の制御方法を説明する図である。
大気温度によって圧縮機１２に流入する空気の質量流量は変化する。例えば大気温度が上昇すると空気の密度が低下し、圧縮機１２に流入する空気の質量流量が減少する。空気の質量流量が減少すると同じ体積の空気が流入したとしても、燃焼器１４での燃空比は低下する。そこで、本実施形態では、バイパス弁制御部５３ｂが、大気温度によらず所望の質量流量の圧縮空気を抽気できるようバイパス弁１９の開度を大気温度で補正する。 FIG. 11 is a diagram illustrating a method of controlling a bypass valve according to a fourth embodiment of the present invention.
The mass flow rate of the air flowing into the compressor 12 changes depending on the atmospheric temperature. For example, when the atmospheric temperature rises, the density of air decreases, and the mass flow rate of air flowing into the compressor 12 decreases. When the mass flow rate of air decreases, the fuel-air ratio in the combustor 14 decreases even if the same volume of air flows in. Therefore, in the present embodiment, the bypass valve control unit 53b corrects the opening degree of the bypass valve 19 with the atmospheric temperature so that the compressed air having a desired mass flow rate can be extracted regardless of the atmospheric temperature.

図１１の関数５３３ａ、スイッチ５３３ｂ、グラフ５３３ｃは、第三実施形態と同様の機能を有している。つまり、関数５３３ａはＩＧＶ１１の開度に応じた弁開度（Ｙ％）をグラフ５３３ｃに基づいて算出し、スイッチ５３３ｂは、負荷遮断信号取得部５１を経由して負荷遮断信号（ＬＲＴ）４０を取得すると、関数５３３ａが算出した弁開度Ｙ％を取得する。スイッチ５３３ｂは、取得した弁開度Ｙ％に対応する弁開度指令信号を出力する。本実施形態では、スイッチ５３３ｂは、弁開度指令信号をバイパス弁１９へ出力するのではなく、大気温度補正部５５へ出力する。 The function 533a, the switch 533b, and the graph 533c of FIG. 11 have the same functions as those of the third embodiment. That is, the function 533a calculates the valve opening degree (Y%) according to the opening degree of the IGV11 based on the graph 533c, and the switch 533b transmits the load cutoff signal (LRT) 40 via the load cutoff signal acquisition unit 51. When acquired, the valve opening degree Y% calculated by the function 533a is acquired. The switch 533b outputs a valve opening command signal corresponding to the acquired valve opening Y%. In the present embodiment, the switch 533b does not output the valve opening command signal to the bypass valve 19, but outputs it to the atmospheric temperature correction unit 55.

大気温度補正部５５は、温度センサ３０から空気入口系統１０付近の大気温度を取得する。大気温度補正部５５は、補正係数テーブル５５ａから大気温度による弁開度補正係数を算出する。補正係数テーブル５５ａの横軸は大気温度、縦軸は弁開度補正係数である。大気温度が高ければ圧縮機１２へ流入する空気の質量流量は減少する。それに応じて車室１３からの抽気量も減少させる必要がある。従って、図示するように補正係数テーブル５５ａには、大気温度が高い程、弁開度補正係数の値が小さい値となるよう規定されている。補正係数テーブル５５ａは、例えばガスタービン２の設計時におけるヒートバランス計算等に基づいて決定されたものである。補正係数テーブル５５ａは、記憶部５４に記録されている。大気温度補正部５５は、温度センサ３０から取得した大気温度と補正係数テーブル５５ａに基づいて弁開度補正係数を算出する。次に大気温度補正部５５は、乗算器５５ｂによって、スイッチ５３３ｂから取得した弁開度指令信号と補正係数テーブル５５ａに基づく弁開度補正係数を乗算する。大気温度補正部５５は、乗算して求めた補正後の弁開度指令信号をバイパス弁１９へ出力する。 The atmospheric temperature correction unit 55 acquires the atmospheric temperature in the vicinity of the air inlet system 10 from the temperature sensor 30. The atmospheric temperature correction unit 55 calculates the valve opening degree correction coefficient based on the atmospheric temperature from the correction coefficient table 55a. The horizontal axis of the correction coefficient table 55a is the atmospheric temperature, and the vertical axis is the valve opening correction coefficient. If the atmospheric temperature is high, the mass flow rate of the air flowing into the compressor 12 decreases. It is necessary to reduce the amount of air extracted from the passenger compartment 13 accordingly. Therefore, as shown in the figure, the correction coefficient table 55a is defined so that the higher the atmospheric temperature, the smaller the value of the valve opening correction coefficient. The correction coefficient table 55a is determined based on, for example, heat balance calculation at the time of designing the gas turbine 2. The correction coefficient table 55a is recorded in the storage unit 54. The atmospheric temperature correction unit 55 calculates the valve opening degree correction coefficient based on the atmospheric temperature acquired from the temperature sensor 30 and the correction coefficient table 55a. Next, the atmospheric temperature correction unit 55 multiplies the valve opening command signal acquired from the switch 533b by the valve opening correction coefficient based on the correction coefficient table 55a by the multiplier 55b. The atmospheric temperature correction unit 55 outputs the corrected valve opening command signal obtained by multiplication to the bypass valve 19.

図１２は、本発明に係る第三実施形態における燃焼制御処理のフローチャートである。
図１２のフローチャートを用いて本実施形態における負荷遮断時の燃料供給制御およびバイパス弁１９の開閉制御について説明する。第三実施形態と同様の処理には同じ符号を付して簡単に説明を行う。
まず、負荷遮断信号取得部５１が負荷遮断信号（ＬＲＴ）４０を取得する（ステップＳ１１）。負荷遮断信号取得部５１は、燃料制御部５２およびバイパス弁制御部５３ｂに負荷遮断の発生を通知し、負荷遮断時の燃焼制御を行うよう指示を行う。すると燃料制御部５２は、回転数がＯＳＴ規定値の１１０％以下となる燃料流量を決定する（ステップＳ１２）。燃料制御部５２は、決定した燃料流量に応じた弁開度指令値を各調整弁２１Ｂ〜２５Ｂに出力する。 FIG. 12 is a flowchart of the combustion control process according to the third embodiment of the present invention.
The fuel supply control and the opening / closing control of the bypass valve 19 at the time of load interruption in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The same processing as in the third embodiment will be briefly described with the same reference numerals.
First, the load cutoff signal acquisition unit 51 acquires the load cutoff signal (LRT) 40 (step S11). The load cutoff signal acquisition unit 51 notifies the fuel control unit 52 and the bypass valve control unit 53b of the occurrence of load cutoff, and instructs the fuel control unit 52 and the bypass valve control unit 53b to perform combustion control at the time of load cutoff. Then, the fuel control unit 52 determines the fuel flow rate at which the rotation speed is 110% or less of the OST specified value (step S12). The fuel control unit 52 outputs a valve opening command value according to the determined fuel flow rate to the adjusting valves 21B to 25B.

一方、バイパス弁制御部５３ｂは、バイパス弁１９を閉状態から開状態に制御する。まず、バイパス弁制御部５３ｂは、バイパス弁１９を開状態にしておく時間Ｔｃ（例えば数秒）を決定する（ステップＳ１３）。次に、バイパス弁制御部５３ｂは、ＩＧＶ１１の開度に応じたバイパス弁１９の弁開度を算出する（ステップＳ１４３）。バイパス弁制御部５３ｂは、算出した弁開度を大気温度補正部５５に出力する。次に大気温度補正部５５は、大気温度に応じて弁開度を補正する（ステップＳ１４４）。具体的な算出方法は、図１１を用いて説明したとおりである。つまり、大気温度補正部５５は、大気温度と弁開度補正係数の関係を規定する関数等（例えば、補正係数テーブル５５ａ）と、温度センサ３０から取得した大気温度に基づいて弁開度補正係数を算出する。大気温度補正部５５は、バイパス弁制御部５３ｂから取得した弁開度に弁開度補正係数を乗じて補正後の弁開度を求める。大気温度補正部５５は、補正後の弁開度に対応する弁開度指令値をバイパス弁１９に出力する（ステップＳ１４５）。次にバイパス弁制御部５３ｂは、バイパス弁１９を開状態にしてから時間Ｔｃが経過したかどうかを監視し（ステップＳ１５）、時間Ｔｃが経過するまで待機する。時間Ｔｃが経過した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、バイパス弁制御部５３ｂは、バイパス弁１９を全閉（弁開度０％）とする弁開度指令値を、バイパス弁１９に出力する（ステップＳ１６）。これにより、車室１３からの抽気が停止される。 On the other hand, the bypass valve control unit 53b controls the bypass valve 19 from the closed state to the open state. First, the bypass valve control unit 53b determines the time Tc (for example, several seconds) for keeping the bypass valve 19 in the open state (step S13). Next, the bypass valve control unit 53b calculates the valve opening degree of the bypass valve 19 according to the opening degree of the IGV 11 (step S143). The bypass valve control unit 53b outputs the calculated valve opening degree to the atmospheric temperature correction unit 55. Next, the atmospheric temperature correction unit 55 corrects the valve opening degree according to the atmospheric temperature (step S144). The specific calculation method is as described with reference to FIG. That is, the atmospheric temperature correction unit 55 has a valve opening correction coefficient based on a function or the like (for example, a correction coefficient table 55a) that defines the relationship between the atmospheric temperature and the valve opening correction coefficient, and the atmospheric temperature acquired from the temperature sensor 30. Is calculated. The atmospheric temperature correction unit 55 multiplies the valve opening degree obtained from the bypass valve control unit 53b by the valve opening degree correction coefficient to obtain the corrected valve opening degree. The atmospheric temperature correction unit 55 outputs a valve opening command value corresponding to the corrected valve opening to the bypass valve 19 (step S145). Next, the bypass valve control unit 53b monitors whether or not the time Tc has elapsed since the bypass valve 19 was opened (step S15), and waits until the time Tc elapses. When the time Tc has elapsed (step S15; Yes), the bypass valve control unit 53b outputs a valve opening command value for fully closing the bypass valve 19 (valve opening 0%) to the bypass valve 19 (step). S16). As a result, the extraction air from the passenger compartment 13 is stopped.

本実施形態によれば、大気温度に応じて車室１３からの抽気量を補正するので、より正確に燃空比を制御し、失火を防ぐことができる。また、例えば、ガスタービンプラント１が年間を通して大気温度差が大きい場所に設置されている場合でもバイパス弁１９の弁開度を大気温度に応じて設定し直す必要がないという効果が得られる。なお、ここでは第三実施形態と組み合わせた場合を例に説明を行ったが、本実施形態は、第一実施形態または第二実施形態と組み合わせてもよい。
また、本実施形態では、大気温度に応じてバイパス弁１９の弁開度を補正したが、さらに大気圧力や大気湿度などに応じて弁開度を補正するように構成してもよい。 According to the present embodiment, since the amount of air extracted from the vehicle interior 13 is corrected according to the atmospheric temperature, the fuel-air ratio can be controlled more accurately and misfire can be prevented. Further, for example, even when the gas turbine plant 1 is installed in a place where the atmospheric temperature difference is large throughout the year, it is not necessary to reset the valve opening degree of the bypass valve 19 according to the atmospheric temperature. Although the description has been given here by taking the case of combining with the third embodiment as an example, the present embodiment may be combined with the first embodiment or the second embodiment.
Further, in the present embodiment, the valve opening degree of the bypass valve 19 is corrected according to the atmospheric temperature, but the valve opening degree may be further corrected according to the atmospheric pressure, the atmospheric humidity, and the like.

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、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が可能である。例えば、燃空比を維持して失火を防ぐ対象を予混パイロット系統２２の燃料ノズル２２Ｃとしたが、これに限定されない。第一実施形態〜第四実施形態のバイパス弁１９の制御を、拡散パイロット系統２１やメインＡ系統２３、メインＢ系統２４、トップハット系統２５における失火の防止のために適用することも可能である。
なお、燃料ノズル２２Ｃは予混パイロットノズルの一例である。ＯＳＰ規定値の１１０％の回転数は、ガスタービンの回転数の所定の閾値の一例である。燃空比クライテリアは、失火が発生しないよう定められた所定の燃空比の一例である。 In addition, it is possible to replace the components in the above-described embodiment with well-known components as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the target for maintaining the fuel-air ratio and preventing misfire is the fuel nozzle 22C of the premixed pilot system 22, but the present invention is not limited to this. It is also possible to apply the control of the bypass valve 19 of the first to fourth embodiments for the prevention of misfire in the diffusion pilot system 21, the main A system 23, the main B system 24, and the top hat system 25. ..
The fuel nozzle 22C is an example of a premixed pilot nozzle. The rotation speed of 110% of the OSP specified value is an example of a predetermined threshold value of the rotation speed of the gas turbine. The fuel-air ratio criterion is an example of a predetermined fuel-air ratio defined so as not to cause a misfire.

なお、上述のガスタービン燃焼制御装置５０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したガスタービン燃焼制御装置５０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 gas turbine combustion control device 50 described above has a computer system inside. The process of each process in the gas turbine combustion control device 50 described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the process is performed by the computer reading and executing this program. .. Here, the computer-readable recording medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Further, this computer program may be distributed to a computer via a communication line, and the computer receiving the distribution may execute the program.

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。 Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, a so-called difference file (difference program) may be used, which can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.

１・・・ガスタービンプラント
２・・・ガスタービン
３・・・発電機
１０・・・空気入口系統
１１・・・ＩＧＶ
１２・・・圧縮機
１３・・・車室
１４・・・燃焼器
１５・・・タービン
１６・・・ロータ
１７・・・冷却配管
１８・・・抽気配管
１９・・・バイパス弁
２０・・・廃棄系統
２１・・・拡散パイロット系統
２２・・・予混パイロット系統
２３・・・メインＡ系統
２４・・・メインＢ系統
２５・・・トップハット系統
２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ、２５Ａ・・・調整弁
２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂ・・・マニホールド
２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃ、２４Ｃ、２５Ｃ・・・燃料ノズル
２６・・・燃料タンク
２７・・・圧力系統
２８、２９・・・調整弁
３０・・・温度センサ
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ・・・ガスタービン燃焼制御装置 1 ... Gas turbine plant 2 ... Gas turbine 3 ... Generator 10 ... Air inlet system 11 ... IGV
12 ... Compressor 13 ... Vehicle room 14 ... Combustor 15 ... Turbine 16 ... Rotor 17 ... Cooling pipe 18 ... Extraction pipe 19 ... Bypass valve 20 ... Disposal system 21 ... Diffusion pilot system 22 ... Premixed pilot system 23 ... Main A system 24 ... Main B system 25 ... Top hat system 21A, 22A, 23A, 24A, 25A ... Control valve 21B, 22B, 23B, 24B, 25B ... Manifold 21C, 22C, 23C, 24C, 25C ... Fuel nozzle 26 ... Fuel tank 27 ... Pressure system 28, 29 ... Control valve 30 ... Temperature sensors 50, 50a, 50b, 50c ... Gas turbine combustion control device

Claims (8)

入口案内翼を備えた圧縮機と、燃料ノズルを備えた燃焼器と、前記圧縮機によって圧縮された空気が流入する車室と、前記車室から圧縮空気を抽気する抽気配管と、を備えたガスタービンの燃焼制御システムであって、
前記ガスタービンの運転中に負荷を切り離す負荷遮断信号を取得する負荷遮断信号取得部と、
前記燃料ノズルから噴射する燃料の供給量を制御する燃料制御部と、
前記圧縮空気の抽気量を調節するバイパス弁を制御するバイパス弁制御部と、
前記バイパス弁を開状態とする時間を示す開時間を記憶する記憶部と、
を備え、
前記開時間は、前記燃焼器に設けられた、燃料と空気とを予め混合した予混燃料ガスを噴射する予混パイロットノズルの燃空比が、前記負荷遮断時に前記予混パイロットノズルが供給し続ける燃料に対して火炎の失火が生じない値を保ちつつ、且つ前記燃空比の過度な増大を回避できるよう定められた時間であり、
前記負荷遮断信号取得部が負荷遮断信号を取得すると、前記燃料制御部は、前記燃料の供給量を、ガスタービンの回転数が所定の閾値を超えないように定められた供給量以下に制御し、前記バイパス弁制御部は、前記バイパス弁を閉状態から開状態に制御し、前記開状態を前記開時間だけ維持する、
ガスタービンの燃焼制御システム。 A compressor equipped with an inlet guide blade, a combustor equipped with a fuel nozzle, a passenger compartment into which air compressed by the compressor flows in, and an bleed pipe for extracting compressed air from the passenger compartment. A combustion control system for gas turbines
A load cutoff signal acquisition unit that acquires a load cutoff signal that disconnects the load during operation of the gas turbine, and a load cutoff signal acquisition unit.
A fuel control unit that controls the amount of fuel injected from the fuel nozzle,
A bypass valve control unit that controls a bypass valve that adjusts the amount of compressed air extracted,
A storage unit that stores the opening time indicating the time for opening the bypass valve, and
With
During the opening time, the fuel-air ratio of the premixed pilot nozzle for injecting the premixed fuel gas in which fuel and air are mixed in advance provided in the combustor is supplied by the premixed pilot nozzle when the load is cut off. It is a time defined so as to maintain a value that does not cause a flame misfire for the continuing fuel and to avoid an excessive increase in the fuel-air ratio .
When the load cutoff signal acquisition unit acquires the load cutoff signal, the fuel control unit controls the supply amount of the fuel to be equal to or less than the supply amount determined so that the rotation speed of the gas turbine does not exceed a predetermined threshold value. The bypass valve control unit controls the bypass valve from the closed state to the open state, and maintains the open state for the open time.
Combustion control system for gas turbines. 前記バイパス弁制御部は、前記バイパス弁を前記開時間だけ全開状態とする、
請求項１に記載のガスタービンの燃焼制御システム。 The bypass valve control unit keeps the bypass valve fully open for the opening time.
The combustion control system for a gas turbine according to claim 1. 前記バイパス弁制御部は、前記開状態における前記バイパス弁の弁開度を、前記負荷遮断信号を取得する直前の前記ガスタービンの出力値に応じて決定する、
請求項１に記載のガスタービンの燃焼制御システム。 The bypass valve control unit determines the valve opening degree of the bypass valve in the open state according to the output value of the gas turbine immediately before acquiring the load cutoff signal.
The combustion control system for a gas turbine according to claim 1. 前記バイパス弁制御部は、前記開状態における前記バイパス弁の弁開度を、前記負荷遮断信号を取得する直前の前記入口案内翼の開度に応じて決定する、
請求項１または請求項３に記載のガスタービンの燃焼制御システム。 The bypass valve control unit determines the valve opening degree of the bypass valve in the open state according to the opening degree of the inlet guide blade immediately before acquiring the load cutoff signal.
The combustion control system for a gas turbine according to claim 1 or 3. 前記バイパス弁制御部が決定した前記開状態における前記バイパス弁の弁開度を、大気温度に応じて補正する大気温度補正部、
をさらに備える請求項１、請求項３または請求項４の何れか１項に記載のガスタービンの燃焼制御システム。 An atmospheric temperature correction unit that corrects the valve opening degree of the bypass valve in the open state determined by the bypass valve control unit according to the atmospheric temperature.
The combustion control system for a gas turbine according to any one of claims 1, 3 or 4, further comprising. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の燃焼制御システム、を備えるガスタービン。 A gas turbine comprising the combustion control system according to any one of claims 1 to 5. 入口案内翼を備えた圧縮機と、燃料ノズルを備えた燃焼器と、前記圧縮機によって圧縮された空気が流入する車室と、前記車室から圧縮空気を抽気する抽気配管と、を備えたガスタービンの燃焼制御方法であって、
前記ガスタービンの運転中に負荷を切り離す負荷遮断信号を取得するステップと、
前記燃料ノズルから噴射する燃料の供給量を制御するステップと、
前記圧縮空気の抽気量を調節するバイパス弁を制御するステップと、
前記バイパス弁を開状態とする時間を示す開時間を記憶部から取得するステップと、
を備え、
前記開時間は、前記燃焼器に設けられた、燃料と空気とを予め混合した予混燃料ガスを噴射する予混パイロットノズルの燃空比が、前記負荷遮断時に前記予混パイロットノズルが供給し続ける燃料に対して火炎の失火が生じない値を保ちつつ、且つ前記燃空比の過度な増大を回避できるよう定められた時間であり、
前記負荷遮断信号を取得するステップにおいて負荷遮断信号を取得すると、前記燃料の供給量を制御するステップでは、前記燃料の供給量を、ガスタービンの回転数が所定の閾値を超えないように定められた供給量以下に制御し、前記バイパス弁を制御し、前記開状態を前記開時間だけ維持するステップでは、前記バイパス弁を閉状態から開状態に制御する、
ガスタービンの燃焼制御方法。 A compressor equipped with an inlet guide blade, a combustor equipped with a fuel nozzle, a passenger compartment into which air compressed by the compressor flows in, and an bleed pipe for extracting compressed air from the passenger compartment. It is a combustion control method for gas turbines.
A step of acquiring a load cutoff signal for disconnecting the load during operation of the gas turbine, and
A step of controlling the amount of fuel injected from the fuel nozzle and
A step of controlling a bypass valve for adjusting the amount of compressed air extracted, and
A step of acquiring an open time indicating the time for opening the bypass valve from the storage unit, and
With
During the opening time , the fuel-air ratio of the premixed pilot nozzle for injecting the premixed fuel gas in which fuel and air are mixed in advance provided in the combustor is supplied by the premixed pilot nozzle when the load is cut off. It is a time defined so as to maintain a value that does not cause a flame misfire for the continuing fuel and to avoid an excessive increase in the fuel-air ratio .
When the load cutoff signal is acquired in the step of acquiring the load cutoff signal, the fuel supply amount is determined so that the rotation speed of the gas turbine does not exceed a predetermined threshold value in the step of controlling the fuel supply amount. In the step of controlling the supply amount or less, controlling the bypass valve, and maintaining the open state for the open time, the bypass valve is controlled from the closed state to the open state.
Combustion control method for gas turbines. 入口案内翼を備えた圧縮機と、燃料ノズルを備えた燃焼器と、前記圧縮機によって圧縮された空気が流入する車室と、前記車室から圧縮空気を抽気する抽気配管と、を備えたガスタービンの燃焼制御システムのコンピュータを、
前記ガスタービンの運転中に負荷を切り離す負荷遮断信号を取得する手段、
前記燃料ノズルから噴射する燃料の供給量を制御する手段、
前記圧縮空気の抽気量を調節するバイパス弁を制御する手段、
前記バイパス弁を開状態とする時間を示す開時間を記憶部から取得する手段、
として機能させるためのプログラムであって、
前記開時間は、前記燃焼器に設けられた、燃料と空気とを予め混合した予混燃料ガスを噴射する予混パイロットノズルの燃空比が、前記負荷遮断時に前記予混パイロットノズルが供給し続ける燃料に対して火炎の失火が生じない値を保ちつつ、且つ前記燃空比の過度な増大を回避できるよう定められた時間であり、
前記負荷遮断信号を取得する手段が負荷遮断信号を取得すると、前記燃料の供給量を制御する手段は、前記燃料の供給量を、ガスタービンの回転数が所定の閾値を超えないように定められた供給量以下に制御し、前記バイパス弁を制御する手段は、前記バイパス弁を閉状態から開状態に制御し、前記開状態を前記開時間だけ維持する、
プログラム。 A compressor equipped with an inlet guide blade, a combustor equipped with a fuel nozzle, a passenger compartment into which air compressed by the compressor flows in, and an bleed pipe for extracting compressed air from the passenger compartment. The computer of the combustion control system of the gas turbine,
A means for acquiring a load cutoff signal for disconnecting a load during operation of the gas turbine,
A means for controlling the supply amount of fuel injected from the fuel nozzle,
A means for controlling a bypass valve for adjusting the amount of compressed air extracted,
A means for acquiring an open time indicating the time for opening the bypass valve from a storage unit,
It is a program to function as
During the opening time , the fuel-air ratio of the premixed pilot nozzle for injecting the premixed fuel gas in which fuel and air are mixed in advance provided in the combustor is supplied by the premixed pilot nozzle when the load is cut off. It is a time defined so as to maintain a value that does not cause a flame misfire for the continuing fuel and to avoid an excessive increase in the fuel-air ratio .
When the means for acquiring the load cutoff signal acquires the load cutoff signal, the means for controlling the supply amount of the fuel is determined so that the rotation speed of the gas turbine does not exceed a predetermined threshold value for the supply amount of the fuel. The means for controlling the supply amount or less and controlling the bypass valve controls the bypass valve from the closed state to the open state and maintains the open state for the open time.
program.
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