JP7369069B2 - Gas turbine ignition detection method, ignition detection device, gas turbine system, and program - Google Patents

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Description

本開示は、ガスタービンの着火検知方法及び着火検知装置、ガスタービンシステム、並びにプログラムに関する。 The present disclosure relates to a gas turbine ignition detection method and ignition detection device, a gas turbine system, and a program.

ガスタービン燃焼器の着火検知をするために、ガスタービンにおける燃焼ガスの温度を用いることが知られている。 It is known to use the temperature of combustion gas in a gas turbine to detect ignition of a gas turbine combustor.

例えば、特許文献1には、ガスタービン燃焼器の点火時を基準とした排気温度の上昇量に基づいて、燃焼器の着火が確立したか否かを判断することが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes that it is determined whether ignition of a combustor has been established based on the amount of increase in exhaust temperature with respect to the time of ignition of a gas turbine combustor.

特開2006-83730号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-83730

ところで、複数の燃焼器を備えるガスタービンの場合、燃焼器への点火後、一部の燃焼器には着火したものの残りの燃焼器には着火していない部分未着火の状態が生じ得る。部分未着火の状態でガスタービンの運転をすると、未燃の燃料ガスが燃焼器から流出してバックファイア等が生じるおそれがある。このため、燃焼器の部分未着火を適切に検出することが望まれる。 By the way, in the case of a gas turbine including a plurality of combustors, after the combustors are ignited, a partially unignited state may occur where some combustors are ignited but the remaining combustors are not ignited. If the gas turbine is operated in a partially unignited state, unburned fuel gas may flow out of the combustor and backfire may occur. Therefore, it is desirable to appropriately detect partial non-ignition of the combustor.

この点、ガスタービンにおいて部分未着火となった場合であっても、燃料供給量等に応じて燃焼ガスの温度(排気温度等)は上昇し得るため、燃焼ガス温度の上昇量に基づく着火検知方法(例えば特許文献1の方法)では、部分未着火を検出することは難しい。また、複数の燃焼器の各々に火炎検知器を設けて各燃焼器の着火又は未着火を検知することで部分未着火を検出することはできるが、この場合、コスト上昇は避けられない。 In this regard, even if a gas turbine is partially unignited, the temperature of the combustion gas (exhaust temperature, etc.) may rise depending on the amount of fuel supplied, etc., so ignition is detected based on the amount of increase in the combustion gas temperature. With the method (for example, the method of Patent Document 1), it is difficult to detect partial non-ignition. Further, partial non-ignition can be detected by providing a flame detector in each of the plurality of combustors to detect whether each combustor is ignited or not, but in this case, an increase in cost is unavoidable.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、コスト増大を抑制しながらガスタービンの複数の燃焼器の着火状態を適切に検知可能なガスタービンの着火検知方法及び着火検知装置、ガスタービンシステム、並びにプログラムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention provides a gas turbine ignition detection method and ignition detection device that can appropriately detect the ignition states of a plurality of combustors of a gas turbine while suppressing cost increases. The purpose is to provide turbine systems and programs.

本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの着火検知方法は、
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービンの着火検知方法であって、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するステップ
を備える。
A gas turbine ignition detection method according to at least one embodiment of the present invention includes:
A gas turbine ignition detection method comprising a plurality of combustors arranged along a circumferential direction and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors, the method comprising:
Ignition of the plurality of combustors or The method includes a step of determining non-ignition.

また、本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの着火検知装置は、
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービン用の着火検知装置であって、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値との最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するように構成された着火判定部
を備える。
Further, the ignition detection device for a gas turbine according to at least one embodiment of the present invention includes:
An ignition detection device for a gas turbine, comprising a plurality of combustors arranged along a circumferential direction, and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors,
Ignition of the plurality of combustors based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. Alternatively, it includes an ignition determining section configured to determine whether or not ignition occurs.

また、本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンシステムは、
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、
前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、
上述の着火検知装置と、
を備える。
Further, a gas turbine system according to at least one embodiment of the present invention includes:
a plurality of combustors arranged along the circumferential direction;
a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors;
The above-mentioned ignition detection device,
Equipped with

また、本発明の少なくとも一実施形態に係るプログラムは、
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービンの着火検知をするためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値との最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する手順を実行させる。
Further, a program according to at least one embodiment of the present invention includes:
A program for detecting ignition of a gas turbine including a plurality of combustors arranged along a circumferential direction and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors. ,
to the computer,
Ignition of the plurality of combustors based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. Or execute a procedure to determine whether or not ignition occurs.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、コスト増大を抑制しながらガスタービンの複数の燃焼器の着火状態を適切に検知可能なガスタービンの着火検知方法及び着火検知装置、ガスタービンシステム、並びにプログラムが提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a gas turbine ignition detection method and ignition detection device, a gas turbine system, and a program capable of appropriately detecting the ignition states of a plurality of combustors of a gas turbine while suppressing cost increases. is provided.

一実施形態に係るガスタービンシステムの概略図である。1 is a schematic diagram of a gas turbine system according to one embodiment. 図1に示すガスタービンの燃焼器の概略的な断面図である。2 is a schematic cross-sectional view of a combustor of the gas turbine shown in FIG. 1. FIG. ガスタービンの起動時における回転数の時間変化の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a change in rotation speed over time during startup of a gas turbine. ガスタービンの起動時における燃焼器下流側の位置での燃焼ガス温度の時間変化の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a temporal change in combustion gas temperature at a position on the downstream side of a combustor when a gas turbine is started. 燃焼器下流側の位置における複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値の差分(温度差分)の時間変化の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a temporal change in a difference (temperature difference) between a maximum value and a minimum value of a plurality of combustion gas temperatures at a position on the downstream side of a combustor. 燃焼器の下流側の位置における複数の燃焼ガス温度の偏差(温度偏差)の時間変化の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a temporal change in a plurality of combustion gas temperature deviations (temperature deviations) at a position on the downstream side of a combustor.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention thereto, and are merely illustrative examples. do not have.

(ガスタービンシステムの構成)
図1は、一実施形態に係るガスタービンシステムの概略図である。図1に示すように、ガスタービンシステム100は、ガスタービン1と、ガスタービン1の着火状態を検知するための着火検知装置90と、を備える。
(Gas turbine system configuration)
FIG. 1 is a schematic diagram of a gas turbine system according to one embodiment. As shown in FIG. 1, the gas turbine system 100 includes a gas turbine 1 and an ignition detection device 90 for detecting the ignition state of the gas turbine 1.

ガスタービン1は、圧縮空気を生成するための圧縮機2と、圧縮空気及び燃料を用いて燃焼ガスを発生させるための燃焼器4と、燃焼ガスによって回転駆動されるように構成されたタービン6と、を備える。発電用のガスタービン1の場合、タービン6には不図示の発電機が連結される。 The gas turbine 1 includes a compressor 2 for generating compressed air, a combustor 4 for generating combustion gas using compressed air and fuel, and a turbine 6 configured to be rotationally driven by the combustion gas. and. In the case of the gas turbine 1 for power generation, a generator (not shown) is connected to the turbine 6.

圧縮機2は、圧縮機車室10側に固定された複数の静翼16と、静翼16に対して交互に配列されるようにロータ8に植設された複数の動翼18と、を含む。圧縮機2には、空気取入口12から取り込まれた空気が送られるようになっており、この空気は、複数の静翼16及び複数の動翼18を通過して圧縮されることで高温高圧の圧縮空気となる。 The compressor 2 includes a plurality of stator blades 16 fixed to the compressor casing 10 side, and a plurality of moving blades 18 installed on the rotor 8 so as to be arranged alternately with respect to the stator blades 16. . Air taken in from the air intake port 12 is sent to the compressor 2, and this air passes through a plurality of stationary blades 16 and a plurality of rotor blades 18 and is compressed, resulting in high temperature and high pressure. becomes compressed air.

燃焼器4は、燃焼器車室20によって支持されている。燃焼器4には、圧縮機2からの圧縮空気が、燃焼器車室20の内部空間を介して燃焼器4に供給されるとともに、燃料ポートから燃料が供給されるようになっている。燃焼器4では、燃料と圧縮空気が混合され、燃焼され、タービン6の作動流体である燃焼ガスが生成される。図1に示すように、燃焼器車室20内にロータ8を中心として周方向に沿って複数の燃焼器4が配置されている。 The combustor 4 is supported by a combustor chamber 20. Compressed air from the compressor 2 is supplied to the combustor 4 via the internal space of the combustor chamber 20, and fuel is supplied from a fuel port. In the combustor 4, fuel and compressed air are mixed and combusted to generate combustion gas, which is a working fluid for the turbine 6. As shown in FIG. 1, a plurality of combustors 4 are arranged in the combustor chamber 20 along the circumferential direction around the rotor 8.

タービン6は、タービン車室22内に形成される燃焼ガス流路28を有し、該燃焼ガス流路28に設けられる複数の静翼24及び動翼26を含む。静翼24はタービン車室22側に固定されており、ロータ8の周方向に沿って配列される複数の静翼24が静翼列を構成している。また、動翼26はロータ8に植設されており、ロータ8の周方向に沿って配列される複数の動翼26が動翼列を構成している。静翼列と動翼列とは、ロータ8の軸方向において交互に配列されている。なお、タービン6の複数の動翼26は、複数の動翼26のうち燃焼ガス流路28において最も下流側に位置する最終段動翼26Aを含む。 The turbine 6 has a combustion gas passage 28 formed within the turbine casing 22, and includes a plurality of stationary blades 24 and rotor blades 26 provided in the combustion gas passage 28. The stator blades 24 are fixed to the turbine casing 22 side, and a plurality of stator blades 24 arranged along the circumferential direction of the rotor 8 constitute a stator blade row. Further, the rotor blades 26 are implanted in the rotor 8, and a plurality of rotor blades 26 arranged along the circumferential direction of the rotor 8 constitute a rotor blade row. The stator blade rows and the rotor blade rows are arranged alternately in the axial direction of the rotor 8. Note that the plurality of rotor blades 26 of the turbine 6 include a final stage rotor blade 26A located most downstream in the combustion gas flow path 28 among the plurality of rotor blades 26.

タービン6では、燃焼ガス流路28に流れ込んだ燃焼器4からの燃焼ガスが複数の静翼24及び複数の動翼26を通過することでロータ8が回転駆動され、これにより、ロータ8に連結された発電機が駆動されて電力が生成されるようになっている。タービン6を駆動した後の燃焼ガス(排気)は、排気室29介して外部へ排出される。 In the turbine 6, the combustion gas from the combustor 4 that has flowed into the combustion gas passage 28 passes through the plurality of stationary blades 24 and the plurality of rotor blades 26, thereby rotationally driving the rotor 8, which is connected to the rotor 8. The generator is driven to generate electricity. Combustion gas (exhaust gas) after driving the turbine 6 is exhausted to the outside via the exhaust chamber 29.

排気室29には、ロータ8を回転可能に支持するための軸受30を支持するように構成された複数のストラット32が設けられている。複数のストラット32は、排気室29のケーシングとロータの間を延びるように設けられている。複数のストラット32は、径方向に沿って延在していてもよく、あるいは、径方向に傾斜した方向に沿って延在していてもよい。 The exhaust chamber 29 is provided with a plurality of struts 32 configured to support bearings 30 for rotatably supporting the rotor 8 . The plurality of struts 32 are provided to extend between the casing of the exhaust chamber 29 and the rotor. The plurality of struts 32 may extend along a radial direction, or may extend along a radially inclined direction.

図2は、図1に示すガスタービン1の燃焼器4の概略的な断面図である。図2に示すように、複数の燃焼器4は、周方向に沿って配列されている。なお、図2に示すガスタービン1は、8個の燃焼器4(4a~4h)を有するが、燃焼器4の個数はこれに限定されない。燃焼器4の各々は、火炎を伝播させるための伝播管34を介して隣合う燃焼器4に連結されている。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the combustor 4 of the gas turbine 1 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the plurality of combustors 4 are arranged along the circumferential direction. Note that although the gas turbine 1 shown in FIG. 2 has eight combustors 4 (4a to 4h), the number of combustors 4 is not limited to this. Each of the combustors 4 is connected to an adjacent combustor 4 via a propagation tube 34 for propagating the flame.

燃焼器4には、該燃焼器4に供給される燃料と圧縮空気の混合物に点火するための点火栓36が設けられている。点火栓36は、スパークを発生させることで上述の混合物に点火するように構成されていてもよい。点火栓36は、通常、複数の燃焼器4のうちの一部に設けられる。図2に示す例示的な実施形態では、燃焼器4a及び燃焼器4hの2つの燃焼器4に点火栓36が設けられている。 The combustor 4 is provided with a spark plug 36 for igniting the mixture of fuel and compressed air supplied to the combustor 4 . The spark plug 36 may be configured to ignite the mixture described above by generating a spark. The spark plug 36 is usually provided in a portion of the plurality of combustors 4. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, two combustors 4, a combustor 4a and a combustor 4h, are provided with spark plugs 36.

ガスタービン1の起動時に、点火栓36により燃焼器4への点火が行われる。点火栓36が設けられた燃焼器4(燃焼器4a,4h)では、点火栓36での点火により燃料と圧縮空気の燃焼反応が起こり、火炎が形成されて燃焼器4が着火された状態となる。燃焼器4a,4hで形成された火炎は、伝播管34を介して隣り合う燃焼器4に次々に伝播され、複数の燃焼器4が順次着火された状態となる。ただし、燃焼器4への点火後、火炎の伝播がうまくいかない等の何等かの理由で、複数の燃焼器4のうち1以上が着火されない未着火の状態となる場合がある。 When the gas turbine 1 is started, the ignition plug 36 ignites the combustor 4 . In the combustor 4 (combustor 4a, 4h) provided with the ignition plug 36, the ignition at the ignition plug 36 causes a combustion reaction between the fuel and compressed air, a flame is formed, and the combustor 4 is ignited. Become. The flames formed in the combustors 4a and 4h are successively propagated to adjacent combustors 4 via the propagation tube 34, and the plurality of combustors 4 are sequentially ignited. However, after the combustors 4 are ignited, one or more of the plurality of combustors 4 may be in an unignited state for some reason such as failure of flame propagation.

着火検知装置90は、複数の燃焼器4よりも燃焼ガス流れの下流側の位置にて、周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度に基づいて、複数の燃焼器4の着火又は未着火を判定するように構成される。複数の温度計測位置は、ガスタービン1の周方向において等間隔に設けられていてもよい。 The ignition detection device 90 detects the ignition of the plurality of combustors 4 based on the plurality of combustion gas temperatures measured at each of the plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the combustion gas flow from the plurality of combustors 4. It is configured to determine whether ignition occurs or not. The plurality of temperature measurement positions may be provided at equal intervals in the circumferential direction of the gas turbine 1.

燃焼ガス温度は、温度センサ40(図1参照)を用いて計測されてもよい。すなわち、複数の燃焼器4よりも下流側の位置にて、周方向における複数位置の燃焼ガス温度をそれぞれ計測するための複数の温度センサ40が設けられていてもよい。図1に示す例示的な実施形態では、温度センサ40は、燃焼ガス流れの方向において、最終段動翼26Aよりも下流側かつストラット32の上流側に設けられている。温度センサ40は、ガスタービン1のケーシング(タービン6の車室22又は排気室29のケーシング等)に支持されていてもよい。また、温度センサ40で取得された温度データ(温度を示す信号)が着火検知装置90に送られて該着火検知装置90で処理されるようになっていてもよい。 The combustion gas temperature may be measured using a temperature sensor 40 (see FIG. 1). That is, a plurality of temperature sensors 40 may be provided at positions on the downstream side of the plurality of combustors 4 to respectively measure combustion gas temperatures at a plurality of positions in the circumferential direction. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the temperature sensor 40 is provided downstream of the last stage rotor blade 26A and upstream of the strut 32 in the direction of combustion gas flow. The temperature sensor 40 may be supported by the casing of the gas turbine 1 (such as the casing of the casing 22 or the exhaust chamber 29 of the turbine 6). Further, the temperature data (signal indicating temperature) acquired by the temperature sensor 40 may be sent to the ignition detection device 90 and processed by the ignition detection device 90.

着火検知装置90は、プロセッサ、メモリ(RAM)、補助記憶部及びインターフェース等を含む計算機によって構成されていてもよい。着火検知装置90による処理内容は、プロセッサにより実行されるプログラムとして実装され、補助記憶部に記憶されていてもよい。プログラム実行時には、これらのプログラムはメモリに展開される。プロセッサは、メモリからプログラムを読み出し、プログラムに含まれる命令を実行するようになっている。 The ignition detection device 90 may be configured by a computer including a processor, a memory (RAM), an auxiliary storage section, an interface, and the like. The processing content by the ignition detection device 90 may be implemented as a program executed by a processor and stored in the auxiliary storage unit. When programs are executed, these programs are expanded into memory. A processor reads a program from memory and executes instructions included in the program.

図3は、ガスタービン1の起動時における回転数の時間変化の一例を示す図であり、図4は、ガスタービン1の起動時における燃焼器下流側の位置での燃焼ガス温度の時間変化の一例を示す図であり、具体的には、上述の複数の温度センサ40のうち何れかで計測される複数の燃焼ガス温度の時間変化を示す図である。なお、図3及び図4の各時間軸(横軸)は共通である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a time change in the rotation speed when the gas turbine 1 is started, and FIG. 4 is a diagram showing a time change in the combustion gas temperature at a downstream position of the combustor when the gas turbine 1 is started. It is a figure which shows an example, Specifically, it is a figure which shows the temporal change of several combustion gas temperature measured by any one of the above-mentioned several temperature sensors 40. Note that the time axes (horizontal axes) in FIGS. 3 and 4 are common.

ガスタービン1の起動時、燃焼器4へ燃料及び圧縮空気を供給して点火栓36により燃焼器4(4a~4h)への点火を行うと(図中の時刻t)、点火栓36が設けられた燃焼器4a,4hで火炎が形成され、その後、伝播管34を介して隣り合う燃焼器4に次々に伝播され、複数の燃焼器4が順次着火される。図3及び図4に示すように、燃焼器4に点火した時刻t以降、ガスタービン1の回転数及び燃焼ガス温度は徐々に上昇し、回転数はNに収束する。 When the gas turbine 1 is started, fuel and compressed air are supplied to the combustor 4 and the combustor 4 (4a to 4h) is ignited by the ignition plug 36 (time t 0 in the figure). A flame is formed in the provided combustors 4a and 4h, and then propagated to adjacent combustors 4 one after another via the propagation tube 34, and the plurality of combustors 4 are ignited one after another. As shown in FIGS. 3 and 4, after time t0 when the combustor 4 is ignited, the rotation speed and combustion gas temperature of the gas turbine 1 gradually increase, and the rotation speed converges to N1 .

回転数がNに収束した後の時刻tから、燃焼器4への燃料供給量を増加させてガスタービン1の回転数を規定値まで増加させる。図示する例では、ガスタービン1の回転数が定格回転数N_ratedとなる時刻t2まで、回転数を上昇させている。この間、燃焼ガス温度はTからTに上昇している。時刻tにおいて規定回転数(図3では定格回転数N_rated)となった後、この回転数を維持するように燃料が供給される。なお、時刻tよりも後の時刻に、発電機がガスタービン1に接続されて負荷運転を開始するようになっていてもよい。 From time t1 after the rotational speed converges to N1 , the amount of fuel supplied to the combustor 4 is increased to increase the rotational speed of the gas turbine 1 to a specified value. In the illustrated example, the rotation speed of the gas turbine 1 is increased until time t2 when the rotation speed of the gas turbine 1 reaches the rated rotation speed N_rated . During this time, the combustion gas temperature is increasing from T 1 to T 2 . After the rotational speed reaches the specified rotational speed (rated rotational speed N_rated in FIG. 3) at time t2 , fuel is supplied to maintain this rotational speed. Note that the generator may be connected to the gas turbine 1 and start load operation at a time after time t2 .

(着火検知方法)
以下、幾つかの実施形態に係る着火検知方法の一例として、上述のガスタービン1の着火検知方法について説明する。なお、幾つかの実施形態に係る着火検知方法は、例えば上述した着火検知装置90によって実行することができる。
(Ignition detection method)
The ignition detection method for the gas turbine 1 described above will be described below as an example of the ignition detection method according to some embodiments. Note that the ignition detection method according to some embodiments can be executed, for example, by the ignition detection device 90 described above.

幾つかの実施形態では、複数の燃焼器4a~4hよりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度(Ta,Tb,…,Th)のうち最大値(Tmax)と最小値(Tmin)との差分(以下、温度差分ともいう)(Tmax-Tmin)に基づいて、複数の燃焼器4a~4hの着火又は未着火を判定する。複数の燃焼ガス温度(Ta,Tb,…,Th)は、上述した複数の温度センサ40によって取得されたものであってもよい。 In some embodiments, the maximum of a plurality of combustion gas temperatures (Ta, Tb, ..., Th) measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors 4a to 4h Based on the difference (hereinafter also referred to as temperature difference) (Tmax-Tmin) between the value (Tmax) and the minimum value (Tmin), it is determined whether the plurality of combustors 4a to 4h are ignited or not. The plurality of combustion gas temperatures (Ta, Tb, ..., Th) may be obtained by the plurality of temperature sensors 40 described above.

ここで、図5は、燃焼器下流側の位置における複数の燃焼ガス温度(複数の温度センサ40で計測される複数の燃焼ガス温度;以下、単に燃焼ガス温度ともいう)の最大値と最小値の差分の時間変化の一例を示す図である。図5における曲線102(実線)は、複数の燃焼器4a~4hのうち、一部の燃焼器4(1以上の燃焼器4)において着火されなかった部分未着火の場合の温度差分(Tmax-Tmin)を示し、曲線104(破線)は、複数の燃焼器4a~4hの全てにおいて着火が成功した着火成功の場合の温度差分(Tmax-Tmin)を示す。なお、図5における時間軸(横軸)は、図3及び図4の各時間軸(横軸)と共通である。以下、燃焼器4の下流側の位置での燃焼ガス温度を単に燃焼ガス温度ともいう。 Here, FIG. 5 shows the maximum and minimum values of a plurality of combustion gas temperatures (a plurality of combustion gas temperatures measured by a plurality of temperature sensors 40; hereinafter also simply referred to as combustion gas temperature) at a position on the downstream side of the combustor. FIG. 3 is a diagram showing an example of a change in the difference over time. A curve 102 (solid line) in FIG. 5 indicates a temperature difference (Tmax- The curve 104 (broken line) shows the temperature difference (Tmax-Tmin) in the case of successful ignition in which all of the plurality of combustors 4a to 4h are successfully ignited. Note that the time axis (horizontal axis) in FIG. 5 is common to each time axis (horizontal axis) in FIGS. 3 and 4. Hereinafter, the combustion gas temperature at a position on the downstream side of the combustor 4 will also be simply referred to as combustion gas temperature.

時刻tにおける燃焼器4への点火後、上述の温度差分(Tmax-Tmin)の時間変化は、例えば、図5に示すものとなる。着火成功(曲線104)及び部分未着火(曲線102)のどちらの場合においても、時刻tにおける燃焼器4への点火直後、火炎の伝播により複数の燃焼器4が順次着火されている段階(一部の燃焼器4は着火しているが、一部の燃焼器4には火炎がまだ到達していない状態)では、温度差分(Tmax-Tmin)は大きくなる。 After the combustor 4 is ignited at time t0 , the above-mentioned temperature difference (Tmax-Tmin) changes over time as shown in FIG. 5, for example. In both cases of successful ignition (curve 104) and partial non-ignition (curve 102), immediately after the ignition of the combustor 4 at time t0 , there is a stage in which a plurality of combustors 4 are sequentially ignited due to flame propagation ( In a state where some of the combustors 4 are ignited but flame has not yet reached some of the combustors 4, the temperature difference (Tmax-Tmin) becomes large.

その後、すべての燃焼器4に火炎が伝播して着火が成功した場合(曲線104参照)には、温度差分が減少し、ガスタービン回転数が収束する時点(時刻t)で点火時点(時刻t)と同程度になる。また、時刻t以降、ガスタービン回転数を増加させても(すなわち燃料供給量を増加させても)、温度差分はあまり大きくならない。 After that, if the flame propagates to all combustors 4 and ignition is successful (see curve 104), the temperature difference decreases and the gas turbine rotational speed converges (time t 1 ) at the ignition point (time t 1 ). t 0 ). Further, after time t1 , even if the gas turbine rotational speed is increased (that is, even if the fuel supply amount is increased), the temperature difference does not become very large.

一方、すべての燃焼器4に火炎が伝播したにもかかわらず部分未着火となった場合(曲線102参照)には、温度差分はあまり減少せず、ガスタービン回転数が収束する時点(時刻t)となるまである程度大きい状態が続く。また、時刻t以降、ガスタービン回転数の増かに伴い(すなわち燃料供給量の増加に伴い)、温度差分は徐々に大きくなる。 On the other hand, in the case where partial ignition occurs despite the flame propagating to all combustors 4 (see curve 102), the temperature difference does not decrease much and the gas turbine rotational speed converges (time t The state remains large to some extent until 1 ). Further, after time t1 , the temperature difference gradually increases as the gas turbine rotational speed increases (that is, as the fuel supply amount increases).

このように、周方向に沿って配列された複数の燃焼器4a~4hのうち一部が着火し一部が着火していない部分未着火の状態では、燃焼器4a~4hよりも下流側の位置において燃焼ガスの温度に周方向の分布が生じ、該位置における燃焼ガス温度の最大値と最小値の差が大きくなる傾向がある。この点、上述の実施形態に係る方法によれば、複数の燃焼器4a~4hよりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度(Ta~Th)のうち最大値(Tmax)と最小値(Tmin)との温度差分(Tmax-Tmin)に基づいて、複数の燃焼器4a~4hのうちいずれかが未着火であるか否か(すなわち部分未着火であるか否か)を、火炎検知器を用いなくても適切に判定することができる。よって、コスト増大を抑制しながら複数の燃焼器の着火状態を適切に検知することができる。 In this way, in a state where some of the plurality of combustors 4a to 4h arranged along the circumferential direction are ignited and some are not ignited, the combustors downstream of the combustors 4a to 4h are A circumferential distribution occurs in the temperature of the combustion gas at a certain position, and the difference between the maximum value and the minimum value of the combustion gas temperature at that position tends to become large. In this regard, according to the method according to the embodiment described above, a plurality of combustion gas temperatures (Ta to Th) measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors 4a to 4h Based on the temperature difference (Tmax-Tmin) between the maximum value (Tmax) and the minimum value (Tmin), it is determined whether any of the plurality of combustors 4a to 4h is unignited (that is, partially unignited). ) can be appropriately determined without using a flame detector. Therefore, the ignition states of a plurality of combustors can be appropriately detected while suppressing an increase in cost.

なお、上述の温度差分(Tmax-Tmin)に基づいて、複数の燃焼器4a~4hの着火又は未着火を判定した結果、複数の燃焼器4の何れかが未着火である(すなわち部分未着火である)と判定された場合には、ガスタービン1をトリップ(停止)させる操作を行うようにしてもよい。 It should be noted that as a result of determining whether the plurality of combustors 4a to 4h are ignited or unignited based on the above-mentioned temperature difference (Tmax-Tmin), it is determined that any one of the plurality of combustors 4 is unignited (that is, partially unignited). ), an operation may be performed to trip (stop) the gas turbine 1.

幾つかの実施形態では、上述の温度差分(Tmax-Tmin)と閾値との比較に基づいて、複数の燃焼器4の何れかが未着火であるか否かを判定するようにしてもよい。例えば、上述の温度差分(Tmax-Tmin)が第1閾値TDthよりも大きいときに、複数の燃焼器4a~4hのうちいずれかが未着火である(すなわち部分未着火の状態である)と判定するようにしてもよい。 In some embodiments, it may be determined whether any of the plurality of combustors 4 is unignited based on a comparison between the above-mentioned temperature difference (Tmax-Tmin) and a threshold value. For example, when the above-mentioned temperature difference (Tmax-Tmin) is larger than the first threshold value TD th , one of the plurality of combustors 4a to 4h is unignited (that is, in a partially unignited state). It may be determined.

上述したように、部分未着火の状態では、燃焼器4よりも下流側の位置において、燃焼ガス温度の最大値と最小値の差(温度差分(Tmax-Tmin))が大きくなる傾向がある。上述の実施形態によれば、温度差分(Tmax-Tmin)と第1閾値TDthとの比較に基づいて、複数の燃焼器4のうちいずれかが未着火であるか否か(即ち、部分未着火の状態であるか否か)を適切に判定することができる。 As described above, in a partially unignited state, the difference between the maximum and minimum combustion gas temperatures (temperature difference (Tmax-Tmin)) tends to increase at a position downstream of the combustor 4. According to the embodiment described above, based on the comparison between the temperature difference (Tmax-Tmin) and the first threshold value TD th , it is determined whether any one of the plurality of combustors 4 is unignited (that is, whether or not it is partially unignited). It is possible to appropriately determine whether the fuel is in an ignition state or not.

幾つかの実施形態では、複数の燃焼器4への点火時点(時刻t)よりも後、且つ、複数の燃焼器4の着火又は未着火の判定開始条件を満たした時点で、上述の温度差分(Tmax-Tmin)に基づく複数の燃焼器4の着火又は未着火の判定を開始するようにしてもよい。 In some embodiments, the above-mentioned temperature is set after the ignition time point (time t 0 ) of the plurality of combustors 4 and at the time when the start condition for determining whether the plurality of combustors 4 is ignited or not ignited is satisfied. It is also possible to start determining whether the plurality of combustors 4 are ignited or not, based on the difference (Tmax-Tmin).

上述したように、複数の燃焼器4を備えるガスタービンでは、通常、燃焼器4への点火時に、火炎の伝播により複数の燃焼器4が順々に着火されるため、燃焼器4への点火直後は、複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との温度差分(Tmax-Tmin)が比較的大きくなる。したがって、例えばこのような期間に燃焼器4の着火判定を行うと、未だ全ての燃焼器4への着火が完了していない段階で未着火判定をしてしまうことになり、誤検知となり得る。この点、上述の実施形態では、複数の燃焼器4への点火後、かつ、燃焼器4の着火判定開始条件を満たした時点で、燃焼器4の着火判定を開始するようにしたので、例えば、火炎の伝播により複数の燃焼器4の全てについて着火(火炎の伝播)が行われてから燃焼器4の着火判定をすることができる。これにより、複数の燃焼器4のうちいずれかが未着火であるか否か(着火に失敗したか否か)を適切に判定することができる。 As described above, in a gas turbine equipped with a plurality of combustors 4, when the combustors 4 are ignited, the combustors 4 are usually ignited one after another due to the propagation of flame. Immediately after, the temperature difference (Tmax-Tmin) between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures becomes relatively large. Therefore, for example, if the ignition of the combustors 4 is determined during such a period, the non-ignition determination will be made at a stage when all the combustors 4 have not yet been ignited, which may result in false detection. In this regard, in the embodiment described above, the ignition determination of the combustor 4 is started after the ignition of the plurality of combustors 4 and at the time when the ignition determination start condition of the combustor 4 is satisfied, so for example The ignition of the combustor 4 can be determined after all of the plurality of combustors 4 are ignited (flame propagation) due to flame propagation. Thereby, it is possible to appropriately determine whether any of the plurality of combustors 4 is unignited (whether ignition has failed).

上述の判定開始条件は、複数位置のそれぞれにおける複数の燃焼ガス温度(Ta,Tb,…,Th)の基準温度からの上昇量が第2閾値ΔTthを超えた時点からの規定時間経過を含んでもよい。例えば、基準温度を点火時点(時刻t)における燃焼ガス温度Tとして、周方向における複数位置のそれぞれにおける複数の燃焼ガス温度(Ta,Tb,…,Th)の基準温度Tからの上昇量が第2閾値ΔTthとなった時刻tから規定時間ΔtABだけ経過した時刻tとなったときに(図4及び図5参照)、温度差分(Tmax-Tmin)に基づく複数の燃焼器4の着火又は未着火の判定を開始するようにしてもよい。なお、この場合、上述の時刻tにおける燃焼ガス温度Tとすると、ΔTth=T-Tである。 The above-mentioned judgment start condition includes the elapse of a specified time from the time when the amount of increase from the reference temperature of the plurality of combustion gas temperatures (Ta, Tb, ..., Th) at each of the plurality of positions exceeds the second threshold value ΔT th . But that's fine. For example, assuming that the reference temperature is the combustion gas temperature T 0 at the ignition point (time t 0 ), the increase in the combustion gas temperatures (Ta, Tb, ..., Th) at each of the plurality of positions in the circumferential direction from the reference temperature T 0 At time tB , when a specified time ΔtAB has elapsed from time tA when the amount reached the second threshold value ΔTth (see FIGS. 4 and 5), multiple combustions based on the temperature difference (Tmax-Tmin) are performed. It may also be possible to start determining whether the vessel 4 is ignited or not. In this case, assuming that the combustion gas temperature T A at the above-mentioned time t A is ΔT th = T A - T 0 .

このように、複数の燃焼ガス温度の基準温度(例えば上述の温度T)からの上昇量が第2閾値ΔTthを超えた時点から、すなわち、複数の燃焼器4の少なくとも幾つかが着火しており複数の燃焼器4について一応着火されたであろうと推定することができる時点から、規定時間(例えば上述のΔtAB)経過後に燃焼器4の着火判定を開始することにより、複数の燃焼器4のうちいずれかが未着火であるか否かを適切に判定することができる。 In this way, at least some of the combustors 4 ignite from the point in time when the amount of increase in the temperature of the plurality of combustion gases from the reference temperature (for example, the above-mentioned temperature T 0 ) exceeds the second threshold value ΔT th . By starting the ignition determination of the combustor 4 after a predetermined time (for example, Δt AB described above) has elapsed from the time when it can be estimated that the ignition of the combustor 4 has occurred, the ignition of the combustor 4 can be started. It is possible to appropriately determine whether or not any of the four types is unignited.

幾つかの実施形態では、複数の燃焼ガス温度(Ta,Tb,…,Th)の各々の基準温度(例えばT)からの上昇量が第2閾値(ΔTth)以上であり、かつ、上述の温度差分(Tmax-Tmin)が第1閾値TDth以下であるときに、複数の燃焼器4a~4hの全てが着火している(着火成功)と判定するようにしてもよい。 In some embodiments, the amount of increase of each of the plurality of combustion gas temperatures (Ta, Tb, ..., Th) from the reference temperature (for example, T 0 ) is equal to or higher than the second threshold value (ΔT th ), and the above-mentioned It may be determined that all of the plurality of combustors 4a to 4h are ignited (successful ignition) when the temperature difference (Tmax-Tmin) is less than or equal to the first threshold value TD th .

このように、複数の燃焼ガス温度(Ta,Tb,…,Th)の各々が第2閾値ΔTth以上であるとき、すなわち、複数の燃焼器4の少なくとも幾つかが着火しているときに、温度差分(Tmax-Tmin)を第1閾値TDthと比較することで、複数の燃焼器4の全てが着火しているか否かを適切に判定することができる。 In this way, when each of the plurality of combustion gas temperatures (Ta, Tb, ..., Th) is equal to or higher than the second threshold value ΔT th , that is, when at least some of the plurality of combustors 4 are ignited, By comparing the temperature difference (Tmax-Tmin) with the first threshold value TD th , it is possible to appropriately determine whether all of the plurality of combustors 4 are ignited.

幾つかの実施形態では、複数の燃焼器4に点火した時刻tの後、タービン6(ガスタービン1)が定格回転数N_ratedに到達する時刻tより前の少なくとも一部の期間に、上述の温度差分(Tmax-Tmin)に基づいて複数の燃焼器4の着火又は未着火を判定するようにしてもよい。 In some embodiments, at least some period after time t 0 when the plurality of combustors 4 are ignited and before time t 2 when the turbine 6 (gas turbine 1) reaches the rated rotational speed N _rated , The ignition or non-ignition of the plurality of combustors 4 may be determined based on the above-mentioned temperature difference (Tmax-Tmin).

本発明者らの知見によれば、複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値の差分(温度差分(Tmax-Tmin))は、タービン6が定格回転数N_ratedに到達する前の段階においても、後述する温度偏差等と比べて大きくなる傾向がある。この点、上述の実施形態によれば、タービン6が定格回転数N_ratedに到達する前の比較的速い段階であっても、複数の燃焼器4の着火又は未着火を適切に判定することができる。 According to the findings of the present inventors, the difference between the maximum value and the minimum value of multiple combustion gas temperatures (temperature difference (Tmax-Tmin)) is determined even before the turbine 6 reaches the rated rotation speed N_rated . , tends to be larger than the temperature deviation, etc., which will be described later. In this regard, according to the embodiment described above, it is possible to appropriately determine whether the plurality of combustors 4 are ignited or not, even at a relatively fast stage before the turbine 6 reaches the rated rotational speed N_rated . can.

なお、幾つかの実施形態では、タービン6(ガスタービン1)が定格回転数N_ratedに到達する時刻t以後の期間に、上述の温度差分(Tmax-Tmin)に基づいて複数の燃焼器4の着火又は未着火を判定してもよい。 In some embodiments, a plurality of combustors 4 are activated based on the above-mentioned temperature difference (Tmax-Tmin) during a period after time t2 when the turbine 6 (gas turbine 1) reaches the rated rotational speed N_rated . It may be determined whether the fuel is ignited or not.

幾つかの実施形態では、複数の燃焼器4に点火した時刻tの後、タービン6の加速のための燃料流量増加を開始する時刻tより前に、複数の燃焼器4の着火又は未着火を判定するようにしてもよい。 In some embodiments, after time t 0 when the plurality of combustors 4 are ignited, the ignition or non-ignition of the plurality of combustors 4 is performed before time t 1 at which the fuel flow rate increase for acceleration of the turbine 6 is started. Ignition may also be determined.

本発明者らの知見によれば、複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値の差分(温度差分(Tmax-Tmin))は、タービン6の加速のための燃料流量増加開始前の段階においても、後述する温度偏差等と比べて大きくなる傾向がある。この点、上述の実施形態では、タービン6の加速のための燃料流量増加開始前の比較的速い段階であっても、複数の燃焼器4の着火又は未着火を適切に判定することができる。 According to the findings of the present inventors, the difference between the maximum value and the minimum value of multiple combustion gas temperatures (temperature difference (Tmax-Tmin)) even before the start of increasing the fuel flow rate for acceleration of the turbine 6. , tends to be larger than the temperature deviation, etc., which will be described later. In this regard, in the embodiment described above, it is possible to appropriately determine whether the plurality of combustors 4 are ignited or not, even at a relatively early stage before the start of increasing the fuel flow rate for accelerating the turbine 6.

燃焼ガス温度の最大値と最小値の差(温度差分(Tmax-Tmin))と比較する第1閾値TDthは、基準時刻からの経過時間に応じて可変であってもよい。第1閾値TDthは、例えば複数の燃焼器4に点火した時点(時刻t)からの経過時間に応じて可変であってもよい。 The first threshold value TD th , which is compared with the difference between the maximum value and the minimum value of the combustion gas temperature (temperature difference (Tmax-Tmin)), may be variable depending on the elapsed time from the reference time. The first threshold value TD th may be variable, for example, depending on the elapsed time from the time when the plurality of combustors 4 are ignited (time t 0 ).

複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分(温度差分(Tmax-Tmin))は、例えば図5に示すように、燃焼器4への点火以後、ガスタービン1の運転状態に応じて変化し得る。この点、上述のように、基準時刻(例えば複数の燃焼器4に点火した時点(時刻t0))からの経過時間に応じて第1閾値TDthを可変とすることにより、ガスタービン1の運転状態に応じて、複数の燃焼器4のうちいずれかが未着火であるか否かを適切に判定することができる。 For example, as shown in FIG. 5, the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures (temperature difference (Tmax-Tmin)) varies depending on the operating state of the gas turbine 1 after the combustor 4 is ignited. It can change. In this regard, as described above, by making the first threshold value TD th variable according to the elapsed time from the reference time (for example, the time when a plurality of combustors 4 are ignited (time t0)), the operation of the gas turbine 1 can be adjusted. Depending on the state, it is possible to appropriately determine whether any one of the plurality of combustors 4 is unignited.

燃焼ガス温度の最大値と最小値の差(温度差分(Tmax-Tmin))と比較する第1閾値TDthは、タービン6の回転数に応じて可変であってもよい。 The first threshold value TD th , which is compared with the difference between the maximum value and the minimum value of the combustion gas temperature (temperature difference (Tmax-Tmin)), may be variable depending on the rotation speed of the turbine 6.

複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分(温度差分(Tmax-Tmin))は、例えば図3及び図5に示すように、タービン6の回転数に応じて変化し得る。例えば、タービン6の加速のための燃料流量増加を開始する時刻t2以後は、タービン回転数の増加に伴い(すなわち燃料供給量増加に伴い)上述の温度差分(Tmax-Tmin)は大きくなる傾向がある。 The difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures (temperature difference (Tmax-Tmin)) may change depending on the rotation speed of the turbine 6, as shown in FIGS. 3 and 5, for example. For example, after time t2 when the fuel flow rate increase for acceleration of the turbine 6 starts, the above-mentioned temperature difference (Tmax-Tmin) tends to increase as the turbine rotation speed increases (that is, as the fuel supply amount increases). be.

この点、上述したように、タービン6の回転数に応じて第1閾値TDthを可変とすることにより、ガスタービン1の運転状態に応じて、複数の燃焼器4のうち何れかが未着火であるか否かを適切に判定することができる。 In this regard, as described above, by making the first threshold value TD th variable according to the rotation speed of the turbine 6, it is possible to determine whether one of the plurality of combustors 4 is not ignited depending on the operating state of the gas turbine 1. It is possible to appropriately determine whether or not.

また、第1閾値TDthは、規定時刻以前は基準時刻からの経過時間に応じて可変であり、該規定時刻よりも後はタービン6の回転数に応じて可変であるように設定されてもよい。例えば、第1閾値TDthは、タービン6の加速のための燃料流量増加を開始する時刻t以前は、複数の燃焼器4に点火した時点(時刻t)からの経過時間に応じて可変であるとともに、時刻tよりも後はタービン6の回転数に応じて可変であってもよい。 Further, the first threshold value TD th may be set to be variable before the specified time according to the elapsed time from the reference time, and after the specified time to be variable according to the rotation speed of the turbine 6. good. For example, the first threshold value TD th is variable before time t 1 at which the fuel flow rate increase for acceleration of the turbine 6 is started, depending on the elapsed time from the time when the plurality of combustors 4 are ignited (time t 0 ). In addition, after time t1 , it may be variable depending on the rotation speed of the turbine 6.

このように、ガスタービン1の運転状態に応じて第1閾値TDthを適切に設定することで、複数の燃焼器4のうち何れかが未着火であるか否かを適切に判定することができる。 In this way, by appropriately setting the first threshold value TDth according to the operating state of the gas turbine 1, it is possible to appropriately determine whether any of the plurality of combustors 4 is unignited. .

なお、図5に示す第1閾値TDth(鎖線で示す)は、タービン6の加速のための燃料流量増加を開始する時刻t以前は、一定の値であり、時刻tよりも後はタービン6の回転数に応じて可変となっている。 Note that the first threshold value TD th (indicated by a chain line) shown in FIG. It is variable depending on the rotation speed of the turbine 6.

図6は、燃焼器4の下流側の位置における複数の燃焼ガス温度の偏差の時間変化の一例を示す図である。ここで、複数の燃焼ガス温度の偏差(以下、単に温度偏差ともいう。)とは、複数の燃焼ガス温度(Ta,Tb,…Th)と、該複数の燃焼ガス温度の平均値Tavgとの差(例えばTa-Tavg)であり、複数の燃焼ガス温度(Ta,Tb,…Th)の各々について算出可能な値である。図6における曲線112(実線)は、部分未着火の場合の温度偏差を示し、曲線114(破線)は、複数の燃焼器4a~4hの全てにおいて着火が成功した着火成功の場合の温度偏差を示す。なお、図6における時間軸(横軸)は、図3~図5の各時間軸(横軸)と共通である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temporal change in deviations of a plurality of combustion gas temperatures at a position on the downstream side of the combustor 4. Here, the deviation of multiple combustion gas temperatures (hereinafter also simply referred to as temperature deviation) refers to the multiple combustion gas temperatures (Ta, Tb,...Th), the average value T avg of the multiple combustion gas temperatures, and the average value T avg of the multiple combustion gas temperatures. (for example, Ta−T avg ), and is a value that can be calculated for each of a plurality of combustion gas temperatures (Ta, Tb, . . . Th). A curve 112 (solid line) in FIG. 6 shows the temperature deviation in the case of partial non-ignition, and a curve 114 (broken line) shows the temperature deviation in the case of successful ignition in which all of the plurality of combustors 4a to 4h are successfully ignited. show. Note that the time axis (horizontal axis) in FIG. 6 is common to each time axis (horizontal axis) in FIGS. 3 to 5.

幾つかの実施形態では、複数の燃焼器4に点火した時刻t以後、かつ、タービン6の加速開始する時刻tよりも前に、複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分(温度差分(Tmax-Tmin))に基づいて複数の燃焼器4の着火又は未着火を判定するとともに、タービン6の加速開始した時刻t以後に、複数の燃焼ガス温度の温度偏差に基づいて、複数の燃焼器4の着火又は未着火を判定するようにしてもよい。なお、上述したように、複数の燃焼ガス温度の各々について温度偏差を算出することができるが、タービン6の加速開始した時刻t以後は、これらの温度偏差のうちの代表値(例えば平均値、最大値又は最小値等)に基づいて、複数の燃焼器4の着火又は未着火を判定するようにしてもよい。 In some embodiments, the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures is determined after time t1 when the plurality of combustors 4 are ignited and before time t2 when the turbine 6 starts accelerating. (Temperature difference (Tmax-Tmin)) to determine ignition or non-ignition of the plurality of combustors 4, and after time t2 when the turbine 6 starts accelerating, based on the temperature deviation of the plurality of combustion gas temperatures. , it may be determined whether a plurality of combustors 4 are ignited or not. As described above, the temperature deviation can be calculated for each of a plurality of combustion gas temperatures, but after time t2 when the turbine 6 starts accelerating, the representative value (for example, the average value) of these temperature deviations is calculated. , maximum value, minimum value, etc.), it may be determined whether the plurality of combustors 4 are ignited or not.

本発明者らの知見によれば、タービン加速開始前(時刻tよりも前)の段階では、上述の温度差分は比較的大きいが、上述の温度偏差はあまり大きくならない傾向がある。一方、タービンの加速開始後には、上述の温度差分及び上述の温度偏差は、それぞれ、タービン回転数の上昇に応じて大きくなる傾向がある。例えば、図5及び図6に示すように、タービン加速開始時刻tより前の時刻tにおける温度差分TD(t)は比較的大きく、同時刻(時刻t)における温度偏差TE(t)は比較的小さい。また、図6に示すように、タービン加速開始時刻t以後、温度偏差は徐々に大きくなり、例えば時刻tcにおける温度偏差TE(t)は時刻tにおける温度偏差TE(t)よりも大きい。 According to the findings of the present inventors, at a stage before the start of turbine acceleration (before time t1 ), the above-mentioned temperature difference is relatively large, but the above-mentioned temperature deviation tends not to become very large. On the other hand, after the turbine starts to accelerate, the above-mentioned temperature difference and the above-mentioned temperature deviation each tend to increase as the turbine rotational speed increases. For example, as shown in FIGS. 5 and 6, the temperature difference TD (t B ) at time t B before the turbine acceleration start time t 1 is relatively large, and the temperature difference TE (t B ) at the same time (time t B ) is relatively large. B ) is relatively small. Furthermore, as shown in FIG. 6, after the turbine acceleration start time t1 , the temperature deviation gradually increases. For example, the temperature deviation TE( tC ) at time tc is greater than the temperature deviation TE( tB ) at time tB. big.

この点、上述の実施形態によれば、タービン6の加速開始前の段階では、燃焼ガス温度の最大値と燃焼最小値との差分(温度差分)に基づいて燃焼器4の着火判定を適切にすることができる。また、タービン6の加速開始後には、燃焼ガス温度の偏差に基づいて燃焼器の着火判定を適切にすることができる。 In this regard, according to the above-described embodiment, the ignition determination of the combustor 4 is appropriately made based on the difference (temperature difference) between the maximum combustion gas temperature and the minimum combustion value in the stage before the turbine 6 starts accelerating. can do. Furthermore, after the turbine 6 starts accelerating, it is possible to appropriately determine the ignition of the combustor based on the deviation in combustion gas temperature.

(着火検知プログラム)
幾つかの実施形態に係るプログラムは、上述したガスタービンの着火検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。すなわち、幾つかの実施形態に係るプログラムは、コンピュータ(例えば上述した着火検知装置90)に、複数の燃焼器4よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度(Ta,Tb,…,Th)の最大値との最小値との差分(温度差分(Tmax-Tmin))に基づいて、複数の燃焼器4の着火又は未着火を判定する手順を実行させる。
(Ignition detection program)
A program according to some embodiments is a program for causing a computer to execute the above-described gas turbine ignition detection method. That is, the program according to some embodiments causes a computer (for example, the ignition detection device 90 described above) to detect a plurality of combustors 4 that are measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction downstream of the plurality of combustors 4. A procedure for determining ignition or non-ignition of a plurality of combustors 4 based on the difference between the maximum value and the minimum value (temperature difference (Tmax-Tmin)) of combustion gas temperature (Ta, Tb, ..., Th). Let it run.

上述のプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたものであってもよい。すなわち、幾つかの実施形態に係る記録媒体は、上述のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。該記録媒体は、上述のプログラムのインストール、実行、プログラムの流通などのために用いられる。 The above-mentioned program may be recorded on a computer-readable recording medium. That is, the recording medium according to some embodiments is a computer-readable recording medium on which the above-described program is recorded. The recording medium is used for installing and executing the above-mentioned program, distributing the program, and the like.

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。 The contents described in each of the above embodiments can be understood as follows, for example.

(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの着火検知方法は、
周方向に沿って配列される複数の燃焼器(4a~4h)と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービン(6)と、を備えるガスタービン(1)の着火検知方法であって、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度(Ta~Th)の最大値(Tmax)と最小値(Tmin)との差分(Tmax-Tmin)に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するステップ
を備える。
(1) A gas turbine ignition detection method according to at least one embodiment of the present invention includes:
A gas turbine (1) comprising a plurality of combustors (4a to 4h) arranged along the circumferential direction and a turbine (6) configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors. A method for detecting ignition of
The difference ( The method further includes the step of determining whether the plurality of combustors are ignited or not, based on Tmax-Tmin).

周方向に沿って配列された複数の燃焼器のうち一部が着火し一部が着火していない部分未着火の状態では、燃焼器よりも下流側の位置において燃焼ガスの温度に周方向の分布が生じ、周方向の複数位置における燃焼ガス温度の最大値と最小値の差が大きくなる傾向がある。この点、上記(1)の方法によれば、複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分に基づいて、複数の燃焼器のうちいずれかが未着火であるか否か(すなわち部分未着火であるか否か)を、火炎検知器を用いなくても適切に判定することができる。よって、コスト増大を抑制しながら複数の燃焼器の着火状態を適切に検知することができる。 In a partially unignited state where some of the combustors arranged along the circumferential direction are ignited and some are not, the temperature of the combustion gas at a position downstream of the combustor varies in the circumferential direction. There is a tendency for the difference between the maximum value and the minimum value of the combustion gas temperature to increase at multiple positions in the circumferential direction. In this regard, according to the method (1) above, the difference between the maximum value and the minimum value of multiple combustion gas temperatures measured at each of multiple positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of multiple combustors Based on this, it is possible to appropriately determine whether any of the plurality of combustors is unignited (that is, whether or not it is partially unignited) without using a flame detector. Therefore, the ignition states of a plurality of combustors can be appropriately detected while suppressing an increase in cost.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の方法において、
前記最大値と前記最小値との前記差分が第1閾値(TDth)よりも大きいときに、前記複数の燃焼器のいずれかが未着火であると判定する。
(2) In some embodiments, in the method of (1) above,
When the difference between the maximum value and the minimum value is larger than a first threshold (TD th ), it is determined that one of the plurality of combustors is not ignited.

部分未着火の状態では、燃焼器よりも下流側の位置において、燃焼ガス温度の最大値と最小値の差が大きくなる傾向がある。上記(2)の方法によれば、複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分と第1閾値との比較に基づいて、複数の燃焼器のうちいずれかが未着火であるか否かを適切に判定することができる。 In a partially unignited state, the difference between the maximum and minimum combustion gas temperatures tends to increase at a position downstream of the combustor. According to the method (2) above, it is possible to determine whether one of the plurality of combustors is unignited based on the comparison between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures and the first threshold value. It is possible to appropriately determine whether

(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の方法において、
前記複数の燃焼ガス温度の各々の基準温度からの上昇量が第2閾値(ΔTth)以上であり、かつ、前記差分が前記第1閾値以下であるときに、前記複数の燃焼器の全てが着火していると判定する。
(3) In some embodiments, in the method of (2) above,
When the amount of increase of each of the plurality of combustion gas temperatures from the reference temperature is greater than or equal to the second threshold (ΔT th ) and the difference is less than or equal to the first threshold, all of the plurality of combustors are It is determined that there is a fire.

上記(3)の構成によれば、複数の燃焼ガス温度の各々が第2閾値以上であるとき、すなわち、複数の燃焼器の少なくとも幾つかが着火しているときに、前記差分を第1閾値と比較することで、複数の燃焼器の全てが着火しているか否かを適切に判定することができる。 According to configuration (3) above, when each of the plurality of combustion gas temperatures is equal to or higher than the second threshold value, that is, when at least some of the plurality of combustors are ignited, the difference is set to the first threshold value. By comparing with , it is possible to appropriately determine whether or not all of the plurality of combustors are ignited.

(4)幾つかの実施形態では、上記(2)又は(3)の方法において、
前記第1閾値は、基準時刻からの経過時間に応じて可変である。
(4) In some embodiments, in the method (2) or (3) above,
The first threshold value is variable depending on the elapsed time from the reference time.

複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分は、燃焼器への点火以後、ガスタービンの運転状態に応じて変化し得る。上記(4)の方法によれば、基準時刻(例えば複数の燃焼器に点火した時点)からの経過時間に応じて第1閾値を可変としたので、ガスタービンの運転状態に応じて、複数の燃焼器のうちいずれかが未着火であるか否かを適切に判定することができる。 The difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures may change depending on the operating state of the gas turbine after the combustor is ignited. According to method (4) above, since the first threshold value is made variable depending on the elapsed time from the reference time (for example, the time when multiple combustors are ignited), multiple It is possible to appropriately determine whether any of the combustors is unignited.

(5)幾つかの実施形態では、上記(2)乃至(4)の何れかの方法において、
前記第1閾値は、前記タービンの回転数に応じて可変である。
(5) In some embodiments, in any of the methods (2) to (4) above,
The first threshold value is variable depending on the rotation speed of the turbine.

複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分は、タービンの回転数に応じて変化し得る。上記(5)の方法によれば、タービンの回転数に応じて第1閾値を可変としたので、ガスタービンの運転状態に応じて、複数の燃焼器のうち何れかが未着火であるか否かを適切に判定することができる。 The difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures may change depending on the rotation speed of the turbine. According to the method (5) above, since the first threshold value is made variable depending on the rotation speed of the turbine, it is possible to determine whether one of the plurality of combustors is unignited depending on the operating state of the gas turbine. It is possible to appropriately determine whether

(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(5)の何れかの方法において、
前記複数の燃焼器への点火後、且つ、前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定開始条件を満たした時点で、前記差分に基づく前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定を開始する。
(6) In some embodiments, in any of the methods (1) to (5) above,
After the plurality of combustors are ignited, and at the time when the conditions for starting the determination of ignition or non-ignition of the plurality of combustors are met, the determination of ignition or non-ignition of the plurality of combustors based on the difference is started. do.

複数の燃焼器を備えるガスタービンでは、通常、燃焼器への点火時に、火炎の伝播により複数の燃焼器が順々に着火されるため、燃焼器への点火直後は、複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分が比較的大きくなる。したがって、例えばこのような期間に燃焼器の着火判定を行うと、燃焼器の部分未着火を適切に検知できない場合がある。この点、上記(6)の方法によれば、複数の燃焼器への点火後、かつ、燃焼器の着火判定開始条件を満たした時点で、燃焼器の着火判定を開始するようにしたので、例えば、火炎の伝播により複数の燃焼器の全てについて着火が行われてから燃焼器の着火判定をすることができる。これにより、複数の燃焼器のうちいずれかが未着火であるか否かを適切に判定することができる。 In a gas turbine equipped with multiple combustors, the multiple combustors are normally ignited in sequence due to flame propagation when the combustors are ignited, so immediately after the combustor is ignited, multiple combustion gas temperatures The difference between the maximum value and the minimum value becomes relatively large. Therefore, for example, if the combustor ignition is determined during such a period, partial non-ignition of the combustor may not be properly detected. In this regard, according to the method (6) above, the combustor ignition determination is started after ignition of multiple combustors and at the time when the combustor ignition determination start condition is satisfied. For example, ignition of a combustor can be determined after all of the combustors have been ignited due to flame propagation. Thereby, it is possible to appropriately determine whether any one of the plurality of combustors is unignited.

(7)幾つかの実施形態では、上記(6)の方法において、
前記判定開始条件は、
前記複数位置のそれぞれにおける前記複数の燃焼ガス温度の基準温度からの上昇量が第2閾値を超えた時点からの規定時間経過を
を含む。
(7) In some embodiments, in the method of (6) above,
The judgment start condition is:
It includes a predetermined period of time elapsed from the time when the amount of increase of the plurality of combustion gas temperatures from the reference temperature at each of the plurality of positions exceeds a second threshold value.

上記(7)の方法によれば、複数の燃焼ガス温度の基準温度からの上昇量が第2閾値を超えた時点から、すなわち、複数の燃焼器の少なくとも幾つかが着火してから、既定時間経過後に燃焼器の着火判定を開始するようにしたので、複数の燃焼器のうちいずれかが未着火であるか否かを適切に判定することができる。 According to the method (7) above, a predetermined period of time elapses from the time when the amount of increase in the temperature of the plurality of combustion gases from the reference temperature exceeds the second threshold value, that is, after at least some of the plurality of combustors are ignited. Since the combustor ignition determination is started after the elapse of time, it is possible to appropriately determine whether any one of the plurality of combustors is unignited.

(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの方法において、
前記複数の燃焼器に点火後、前記タービンが定格回転数に到達する前の少なくとも一部の期間に、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する。
(8) In some embodiments, in any of the methods (1) to (7) above,
After the plurality of combustors are ignited, it is determined whether the plurality of combustors are ignited or not during at least a part of the period before the turbine reaches a rated rotational speed.

本発明者らの知見によれば、複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値の差分は、タービンが定格回転数に到達する前の段階においても、比較的大きくなる傾向がある。この点、上記(8)の方法によれば、上記(1)で述べたように複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値の差分を用いるので、タービンが定格回転数に到達する前の比較的速い段階であっても、複数の燃焼器の着火又は未着火を適切に判定することができる。 According to the findings of the present inventors, the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures tends to be relatively large even before the turbine reaches the rated rotational speed. In this regard, according to the method (8) above, as described in (1) above, the difference between the maximum and minimum values of multiple combustion gas temperatures is used, so the comparison is made before the turbine reaches the rated rotation speed. Even at a rapid stage, it is possible to appropriately determine whether a plurality of combustors are ignited or not.

(9)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(8)の何れかの方法において、
前記複数の燃焼器に点火後、前記タービンの加速のための燃料流量増加開始前に、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する。
(9) In some embodiments, in any of the methods (1) to (8) above,
After the plurality of combustors are ignited, it is determined whether the plurality of combustors are ignited or not, before starting to increase the fuel flow rate for accelerating the turbine.

本発明者らの知見によれば、複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値の差分は、タービンの加速のための燃料流量増加開始前の段階においても、比較的大きくなる傾向がある。この点、上記(9)の方法によれば、上記(1)で述べたように複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値の差分を用いるので、タービンの加速のための燃料流量増加開始前の比較的速い段階であっても、複数の燃焼器の着火又は未着火を適切に判定することができる。 According to the findings of the present inventors, the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures tends to be relatively large even before the start of increasing the fuel flow rate for turbine acceleration. In this regard, according to the method (9) above, since the difference between the maximum and minimum values of multiple combustion gas temperatures is used as described in (1) above, the Even at a relatively quick stage, it is possible to appropriately determine whether a plurality of combustors are ignited or not.

(10)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(9)の何れかの方法において、
前記複数の燃焼器に点火後、前記タービンの加速開始前に、前記燃焼ガス温度の最大値と前記燃焼ガス温度の最小値との前記差分に基づいて前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定し、
前記タービンの加速開始後に、前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置の各々で計測される燃焼ガス温度の偏差に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するステップを備える。
(10) In some embodiments, in any of the methods (1) to (9) above,
After igniting the plurality of combustors and before starting acceleration of the turbine, ignition or non-ignition of the plurality of combustors is determined based on the difference between the maximum value of the combustion gas temperature and the minimum value of the combustion gas temperature. judge,
After the start of acceleration of the turbine, ignition or non-ignition of the plurality of combustors is based on a deviation in combustion gas temperature measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. The method includes a step of determining.

本発明者らの知見によれば、タービン加速開始前の段階では、上述の差分は比較的大きいが、上述の偏差はあまり大きくならない傾向がある。一方、タービンの加速開始後には、上述の差分及び上述の偏差は、それぞれ、タービン加速開始前に比べて大きくなる傾向がある。上記(10)の方法によれば、タービンの加速開始前の段階では、燃焼ガス温度の最大値と燃焼最小値との差分に基づいて燃焼器の着火判定を適切にすることができる。また、タービンの加速開始後には、燃焼ガス温度の偏差に基づいて燃焼器の着火判定を適切にすることができる。 According to the findings of the present inventors, at a stage before the start of turbine acceleration, the above-mentioned difference is relatively large, but the above-mentioned deviation tends not to become very large. On the other hand, after the turbine starts accelerating, the above-mentioned difference and the above-described deviation each tend to become larger than before the turbine starts accelerating. According to the method (10) above, before the start of acceleration of the turbine, it is possible to appropriately determine the ignition of the combustor based on the difference between the maximum combustion gas temperature and the minimum combustion value. Furthermore, after the turbine starts to accelerate, it is possible to appropriately determine the ignition of the combustor based on the deviation in combustion gas temperature.

(11)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(10)の何れかの方法において、
前記燃焼ガス温度は、前記タービンの最終段動翼(26A)の下流側、且つ、前記タービンの排気室(29)のストラット(32)よりも上流側の位置で計測される。
(11) In some embodiments, in any of the methods (1) to (10) above,
The combustion gas temperature is measured at a position downstream of the final stage rotor blade (26A) of the turbine and upstream of the strut (32) of the exhaust chamber (29) of the turbine.

上記(11)の方法によれば、タービンの最終段動翼の下流側の、燃焼ガス温度が適度に低下した位置にて燃焼ガス温度を計測するため、一般に入手可能な温度センサを用いて燃焼ガス温度を適切に計測することができる。また、上記(11)の方法によれば、タービンの排気室のストラットよりも上流側の位置で燃焼ガス温度を計測するようにしたので、燃焼ガスの周方向における混合が進む前に温度計測ができる。このため、周方向における燃焼ガスの温度分布が平均化される前に温度検出することができ、最大値と最小値の差分を適切に検出しやすい。また、なるべく上流側の位置で温度計測することで、複数の燃焼器の着火判定を迅速に行うことができる。 According to the method (11) above, in order to measure the combustion gas temperature at a position downstream of the final stage rotor blade of the turbine where the combustion gas temperature has appropriately decreased, a generally available temperature sensor is used to measure the combustion gas temperature. Gas temperature can be measured appropriately. Furthermore, according to method (11) above, the temperature of the combustion gas is measured at a position upstream of the strut in the exhaust chamber of the turbine, so the temperature can be measured before the mixing of the combustion gas in the circumferential direction progresses. can. Therefore, the temperature can be detected before the temperature distribution of the combustion gas in the circumferential direction is averaged, and it is easy to appropriately detect the difference between the maximum value and the minimum value. Furthermore, by measuring the temperature at a position as close to the upstream side as possible, it is possible to quickly determine the ignition of a plurality of combustors.

(12)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの着火検知装置(90)は、
周方向に沿って配列される複数の燃焼器(4)と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービン(6)と、を備えるガスタービン用の着火検知装置であって、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度(Ta~Th)の最大値(Tmax)との最小値(Tmin)との差分(Tmax-Tmin)に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するように構成される。
(12) The gas turbine ignition detection device (90) according to at least one embodiment of the present invention includes:
An ignition detection device for a gas turbine, comprising a plurality of combustors (4) arranged along the circumferential direction, and a turbine (6) configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors. And,
The difference between the maximum value (Tmax) and the minimum value (Tmin) of a plurality of combustion gas temperatures (Ta to Th) measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. The combustor is configured to determine whether the plurality of combustors are ignited or not, based on (Tmax-Tmin).

上記(12)の構成によれば、複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分に基づいて、複数の燃焼器のうちいずれかが未着火であるか否か(すなわち部分未着火であるか否か)を、火炎検知器を用いなくても適切に判定することができる。よって、コスト増大を抑制しながら複数の燃焼器の着火状態を適切に検知することができる。 According to the configuration (12) above, based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of the plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors, , it is possible to appropriately determine whether any of the plurality of combustors is unignited (that is, whether or not it is partially unignited) without using a flame detector. Therefore, the ignition states of a plurality of combustors can be appropriately detected while suppressing an increase in cost.

(13)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンシステム(100)は、
周方向に沿って配列される複数の燃焼器(4a~4h)と、
前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービン(6)と、
上記(12)に記載の着火検知装置(90)と、
を備える。
(13) The gas turbine system (100) according to at least one embodiment of the present invention includes:
A plurality of combustors (4a to 4h) arranged along the circumferential direction,
a turbine (6) configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors;
The ignition detection device (90) according to (12) above;
Equipped with

上記(13)の構成によれば、複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分に基づいて、複数の燃焼器のうちいずれかが未着火であるか否か(すなわち部分未着火であるか否か)を、火炎検知器を用いなくても適切に判定することができる。よって、コスト増大を抑制しながら複数の燃焼器の着火状態を適切に検知することができる。 According to the configuration (13) above, based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of the plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors, , it is possible to appropriately determine whether any of the plurality of combustors is unignited (that is, whether or not it is partially unignited) without using a flame detector. Therefore, the ignition states of a plurality of combustors can be appropriately detected while suppressing an increase in cost.

(14)本発明の少なくとも一実施形態に係るプログラムは、
周方向に沿って配列される複数の燃焼器(4a~4h)と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービン(6)と、を備えるガスタービン(1)の着火検知をするためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記複数の燃焼器(4a~4h)よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度(Ta~Th)の最大値(Tmax)との最小値(Tmin)との差分(Tmax-Tmin)に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する手順を実行させる。
(14) A program according to at least one embodiment of the present invention includes:
A gas turbine (1) comprising a plurality of combustors (4a to 4h) arranged along the circumferential direction and a turbine (6) configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors. A program for detecting ignition of
to the computer,
The maximum value (Tmax) and the minimum value ( A procedure for determining whether the plurality of combustors are ignited or not is executed based on the difference (Tmax-Tmin) from the combustor (Tmin).

上記(14)の構成によれば、複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分に基づいて、複数の燃焼器のうちいずれかが未着火であるか否か(すなわち部分未着火であるか否か)を、火炎検知器を用いなくても適切に判定することができる。よって、コスト増大を抑制しながら複数の燃焼器の着火状態を適切に検知することができる。 According to the configuration (14) above, based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of the plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors, , it is possible to appropriately determine whether any of the plurality of combustors is unignited (that is, whether or not it is partially unignited) without using a flame detector. Therefore, the ignition states of a plurality of combustors can be appropriately detected while suppressing an increase in cost.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and also includes forms in which modifications are made to the above-described embodiments and forms in which these forms are appropriately combined.

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
In this specification, expressions expressing relative or absolute arrangement such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "perpendicular", "center", "concentric", or "coaxial" are used. shall not only strictly represent such an arrangement, but also represent a state in which they are relatively displaced with a tolerance or an angle or distance that allows the same function to be obtained.
For example, expressions such as "same,""equal," and "homogeneous" that indicate that things are in an equal state do not only mean that things are exactly equal, but also have tolerances or differences in the degree to which the same function can be obtained. It also represents the existing state.
In addition, in this specification, expressions expressing shapes such as a square shape or a cylindrical shape do not only mean shapes such as a square shape or a cylindrical shape in a strict geometric sense, but also within the range where the same effect can be obtained. , shall also represent shapes including uneven parts, chamfered parts, etc.
Furthermore, in this specification, the expressions "comprising,""including," or "having" one component are not exclusive expressions that exclude the presence of other components.

1 ガスタービン
2 圧縮機
4(4a~4h) 燃焼器
6 タービン
8 ロータ
10 圧縮機車室
12 空気取入口
16 静翼
18 動翼
20 燃焼器車室
22 タービン車室
24 静翼
26 動翼
26A 最終段動翼
28 燃焼ガス流路
29 排気室
30 軸受
32 ストラット
34 伝播管
36 点火栓
40 温度センサ
90 着火検知装置
100 ガスタービンシステム
1 Gas turbine 2 Compressor 4 (4a to 4h) Combustor 6 Turbine 8 Rotor 10 Compressor casing 12 Air intake 16 Stator blades 18 Moving blades 20 Combustor casing 22 Turbine casing 24 Stator blades 26 Moving blades 26A Last stage Moving blade 28 Combustion gas flow path 29 Exhaust chamber 30 Bearing 32 Strut 34 Propagation tube 36 Spark plug 40 Temperature sensor 90 Ignition detection device 100 Gas turbine system

Claims (16)

周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービンの着火検知方法であって、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するステップ
を備え
前記最大値と前記最小値との前記差分が第1閾値よりも大きいときに、前記複数の燃焼器のいずれかが未着火であると判定し、
前記タービンの加速開始後における前記第1閾値は、前記タービンの回転数が大きくなるにしたがい大きくなる
ガスタービンの着火検知方法。
A gas turbine ignition detection method comprising a plurality of combustors arranged along a circumferential direction and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors, the method comprising:
Ignition of the plurality of combustors or Equipped with a step for determining non-ignition ,
When the difference between the maximum value and the minimum value is larger than a first threshold value, determining that one of the plurality of combustors is unignited,
The first threshold value after the start of acceleration of the turbine increases as the rotation speed of the turbine increases.
Gas turbine ignition detection method.
前記複数の燃焼ガス温度の各々の基準温度からの上昇量が第2閾値以上であり、かつ、前記差分が前記第1閾値以下であるときに、前記複数の燃焼器の全てが着火していると判定する
請求項に記載のガスタービンの着火検知方法。
All of the plurality of combustors are ignited when the amount of increase of each of the plurality of combustion gas temperatures from the reference temperature is at least a second threshold and the difference is at most the first threshold. The method for detecting ignition of a gas turbine according to claim 1 , wherein the method determines that:
前記第1閾値は、基準時刻からの経過時間に応じて可変である
請求項又はに記載のガスタービンの着火検知方法。
The gas turbine ignition detection method according to claim 1 or 2 , wherein the first threshold value is variable depending on the elapsed time from a reference time.
前記複数の燃焼器への点火後、且つ、前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定開始条件を満たした時点で、前記差分に基づく前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定を開始する
請求項1乃至の何れか一項に記載のガスタービンの着火検知方法。
After the plurality of combustors are ignited, and at the time when the conditions for starting the determination of ignition or non-ignition of the plurality of combustors are met, the determination of ignition or non-ignition of the plurality of combustors based on the difference is started. The ignition detection method for a gas turbine according to any one of claims 1 to 3 .
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービンの着火検知方法であって、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するステップ
を備え、
前記複数の燃焼器への点火後、且つ、前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定開始条件を満たした時点で、前記差分に基づく前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定を開始し、
前記判定開始条件は、
前記複数位置のそれぞれにおける前記複数の燃焼ガス温度の基準温度からの上昇量が第2閾値を超えた時点からの規定時間経過を
を含
スタービンの着火検知方法。
A gas turbine ignition detection method comprising a plurality of combustors arranged along a circumferential direction and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors, the method comprising:
Ignition of the plurality of combustors or Step to determine non-ignition
Equipped with
After the plurality of combustors are ignited, and at the time when the conditions for starting the determination of ignition or non-ignition of the plurality of combustors are met, the determination of ignition or non-ignition of the plurality of combustors based on the difference is started. death,
The judgment start condition is:
including a specified period of time elapsed from the time when the amount of increase of the plurality of combustion gas temperatures from the reference temperature at each of the plurality of positions exceeds a second threshold value.
Gas turbine ignition detection method.
前記複数の燃焼器に点火後、前記タービンが定格回転数に到達する前の少なくとも一部の期間に、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する
請求項1乃至の何れか一項に記載のガスタービンの着火検知方法。
Any one of claims 1 to 5 , wherein the ignition or non-ignition of the plurality of combustors is determined during at least a part of the period after the ignition of the plurality of combustors and before the turbine reaches a rated rotation speed. The gas turbine ignition detection method described in .
前記複数の燃焼器に点火後、前記タービンの加速のための燃料流量増加開始前に、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する
請求項1乃至の何れか一項に記載のガスタービンの着火検知方法。
The gas according to any one of claims 1 to 6 , wherein after the plurality of combustors are ignited, it is determined whether the plurality of combustors are ignited or unignited before starting to increase the fuel flow rate for accelerating the turbine. Turbine ignition detection method.
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービンの着火検知方法であって、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値と最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するステップ
を備え、
前記複数の燃焼器に点火後、前記タービンの加速開始前に、前記燃焼ガス温度の最大値と前記燃焼ガス温度の最小値との前記差分に基づいて前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定し、
前記タービンの加速開始後に、前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置の各々で計測される燃焼ガス温度の偏差に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するステップを備え
スタービンの着火検知方法。
A gas turbine ignition detection method comprising a plurality of combustors arranged along a circumferential direction and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors, the method comprising:
Ignition of the plurality of combustors or Step to determine non-ignition
Equipped with
After igniting the plurality of combustors and before starting acceleration of the turbine, ignition or non-ignition of the plurality of combustors is determined based on the difference between the maximum value of the combustion gas temperature and the minimum value of the combustion gas temperature. judge,
After the start of acceleration of the turbine, ignition or non-ignition of the plurality of combustors is based on a deviation in combustion gas temperature measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. comprises a step of determining
Gas turbine ignition detection method.
前記燃焼ガス温度は、前記タービンの最終段動翼の下流側、且つ、前記タービンの排気室のストラットよりも上流側の位置で計測される
請求項1乃至の何れか一項に記載のガスタービンの着火検知方法。
The gas according to any one of claims 1 to 8 , wherein the combustion gas temperature is measured at a position downstream of a final stage rotor blade of the turbine and upstream of a strut of an exhaust chamber of the turbine. Turbine ignition detection method.
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービン用の着火検知装置であって、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値との最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するように構成され
前記最大値と前記最小値との前記差分が第1閾値よりも大きいときに、前記複数の燃焼器のいずれかが未着火であると判定するように構成され、
前記タービンの加速開始後における前記第1閾値は、前記タービンの回転数が大きくなるにしたがい大きくなる
ガスタービンの着火検知装置。
An ignition detection device for a gas turbine, comprising a plurality of combustors arranged along a circumferential direction, and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors,
Ignition of the plurality of combustors based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. or configured to determine non-ignition ,
configured to determine that one of the plurality of combustors is not ignited when the difference between the maximum value and the minimum value is larger than a first threshold value,
The first threshold value after the start of acceleration of the turbine increases as the rotation speed of the turbine increases.
Gas turbine ignition detection device.
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービン用の着火検知装置であって、 An ignition detection device for a gas turbine, comprising a plurality of combustors arranged along a circumferential direction, and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors,
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値との最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するように構成され、 Ignition of the plurality of combustors based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. or configured to determine non-ignition,
前記複数の燃焼器への点火後、且つ、前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定開始条件を満たした時点で、前記差分に基づく前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定を開始するように構成され、 After the plurality of combustors are ignited, and at the time when the conditions for starting the determination of ignition or non-ignition of the plurality of combustors are met, the determination of ignition or non-ignition of the plurality of combustors based on the difference is started. configured to
前記判定開始条件は、 The judgment start condition is:
前記複数位置のそれぞれにおける前記複数の燃焼ガス温度の基準温度からの上昇量が第2閾値を超えた時点からの規定時間経過を A specified period of time has elapsed since the amount of increase in the plurality of combustion gas temperatures from the reference temperature at each of the plurality of positions exceeds a second threshold value.
を含むincluding
ガスタービンの着火検知装置。Gas turbine ignition detection device.
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービン用の着火検知装置であって、 An ignition detection device for a gas turbine, comprising a plurality of combustors arranged along a circumferential direction, and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors,
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値との最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するように構成され、 Ignition of the plurality of combustors based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. or configured to determine non-ignition,
前記複数の燃焼器に点火後、前記タービンの加速開始前に、前記燃焼ガス温度の最大値と前記燃焼ガス温度の最小値との前記差分に基づいて前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定し、 After igniting the plurality of combustors and before starting acceleration of the turbine, ignition or non-ignition of the plurality of combustors is determined based on the difference between the maximum value of the combustion gas temperature and the minimum value of the combustion gas temperature. judge,
前記タービンの加速開始後に、前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置の各々で計測される燃焼ガス温度の偏差に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定するように構成された After the start of acceleration of the turbine, ignition or non-ignition of the plurality of combustors is based on a deviation in combustion gas temperature measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. configured to determine
ガスタービンの着火検知装置。Gas turbine ignition detection device.
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、
前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、
請求項10乃至12の何れか一項に記載の着火検知装置と、
を備えるガスタービンシステム。
a plurality of combustors arranged along the circumferential direction;
a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors;
The ignition detection device according to any one of claims 10 to 12 ;
A gas turbine system equipped with
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービンの着火検知をするためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値との最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する手順を実行させるように構成され、
前記手順では、前記最大値と前記最小値との前記差分が第1閾値よりも大きいときに、前記複数の燃焼器のいずれかが未着火であると判定し、
前記タービンの加速開始後における前記第1閾値は、前記タービンの回転数が大きくなるにしたがい大きくなる
プログラム。
A program for detecting ignition of a gas turbine including a plurality of combustors arranged along a circumferential direction and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors. ,
to the computer,
Ignition of the plurality of combustors based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. or configured to execute a procedure for determining non-ignition,
In the procedure, when the difference between the maximum value and the minimum value is larger than a first threshold value, it is determined that one of the plurality of combustors is not ignited;
The first threshold value after the start of acceleration of the turbine increases as the rotation speed of the turbine increases.
program.
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービンの着火検知をするためのプログラムであって、 A program for detecting ignition of a gas turbine including a plurality of combustors arranged along a circumferential direction and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors. ,
コンピュータに、 to the computer,
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値との最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する手順を実行させるように構成され、 Ignition of the plurality of combustors based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. or configured to execute a procedure for determining non-ignition,
前記手順では、前記複数の燃焼器への点火後、且つ、前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定開始条件を満たした時点で、前記差分に基づく前記複数の燃焼器の着火又は未着火の判定を開始し、 In the procedure, after the plurality of combustors are ignited, and at the time when the start conditions for determining whether the plurality of combustors are ignited or not are ignited, the plurality of combustors are ignited or not ignited based on the difference. Start the judgment of
前記判定開始条件は、 The judgment start condition is:
前記複数位置のそれぞれにおける前記複数の燃焼ガス温度の基準温度からの上昇量が第2閾値を超えた時点からの規定時間経過を A specified period of time has elapsed since the amount of increase in the plurality of combustion gas temperatures from the reference temperature at each of the plurality of positions exceeds a second threshold value.
を含むincluding
プログラム。program.
周方向に沿って配列される複数の燃焼器と、前記複数の燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、を備えるガスタービンの着火検知をするためのプログラムであって、 A program for detecting ignition of a gas turbine including a plurality of combustors arranged along a circumferential direction and a turbine configured to be driven by combustion gas from the plurality of combustors. ,
コンピュータに、 to the computer,
前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置のそれぞれで計測される複数の燃焼ガス温度の最大値との最小値との差分に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する手順を実行させるように構成され、 Ignition of the plurality of combustors based on the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of combustion gas temperatures measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. or configured to execute a procedure for determining non-ignition,
前記手順では、前記複数の燃焼器に点火後、前記タービンの加速開始前に、前記燃焼ガス温度の最大値と前記燃焼ガス温度の最小値との前記差分に基づいて前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定し、 In the procedure, after igniting the plurality of combustors and before starting acceleration of the turbine, igniting the plurality of combustors based on the difference between the maximum value of the combustion gas temperature and the minimum value of the combustion gas temperature. Or determine if there is no ignition,
前記タービンの加速開始後に、前記複数の燃焼器よりも下流側の位置にて周方向における複数位置の各々で計測される燃焼ガス温度の偏差に基づいて、前記複数の燃焼器の着火又は未着火を判定する手順を実行させるように構成された After the start of acceleration of the turbine, ignition or non-ignition of the plurality of combustors is based on a deviation in combustion gas temperature measured at each of a plurality of positions in the circumferential direction at a position on the downstream side of the plurality of combustors. configured to execute steps to determine the
プログラム。program.
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