JPH01325A

JPH01325A - ガスタ−ビン噴射蒸気制御装置

Info

Publication number: JPH01325A
Application number: JP62-154341A
Authority: JP
Inventors: 典弘内田
Original assignee: 株式会社東芝
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1989-01-05
Anticipated expiration: 2011-07-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、発電プラントに設置されるガスタービン噴射
蒸気制御装置に関する。

（従来の技術）ガスタービン設備の従来例を第６図に示す。

一般にガスタービン設備はガスタービン１、圧縮ｆｉ２
、発電機３を同軸上に結合し、圧縮＠２から供給される
圧縮空気と、燃料制御弁４を介して供給される燃料と、
噴射蒸気制御弁５を介して供給される蒸気とを燃焼器６
で混合燃焼させ１発生する高温高圧ガスをガスタービン
１に供給して軸を回転させることにより、発電機３から
電力を取り出すように構成されている。

上述のように構成されるガスタービン設備において、燃
焼時発生するＮＯｘＭＣを低減させる為に蒸気を燃焼器
に噴射するが、噴射蒸気制御装置は、蒸気量を必要共１
に多くすると燃焼器の火が消えてしまうので、燻焼器を
失火させないように噴射蒸気量を調節する必要がある。

そこで従来の噴射蒸気制御装置は、噴射蒸気量設定器７
からの設定信号と、噴射蒸気液検出器８からの検出信号
との偏差信号を、比例積分制御器９に入力し、この比例
積分制御器９の出力信号を、高制限器１２に入力し、こ
の高制限器１２の出力（Ｕ号を噴射蒸気制御信号として
、噴射蒸気制御弁５を制御し、噴射蒸気量を制御するよ
うに構成されていた。高制限器１２の高制限値は、燃料
流量検出器１０で検出される燃料流量信号を、関数発生
器１１に通して、噴射蒸気　、景品制限値を得るように
していた。

ガスタービンの速度は、燃料流量を増減する燃料制御弁
４を開閉することにより制御それる。即ち、ガスタービ
ンの速度が所定値より上昇した場合、速度を下げる為に
、燃料制御弁４を閉方向に制御し燃料料駄を減少させる
。噴射蒸気制御装置は、この燃料流量減少に伴い、前記
高制限器１２の設定値である噴射蒸気量上限値信号を減
少させて。

噴射蒸気量を燃焼器を失火させることなく維持できる最
大噴射蒸気量以下になるように調節していた。尚、噴射
蒸気上限値信号は、最大噴射蒸気量より少し低い値で設
定している。

（発明が解決しようとする問題点）上記のようなガスタービン噴射蒸気制御装置において、
ガスタービン設夕８のあらゆる運転状態においても、燃
焼器が失火することなく、噴射蒸気量の制御を行なう必
要がある。

しかしながら、上記従来構成では、燃料流量の変化によ
り燃焼器に噴射する蒸気量を制御していたため、燃料流
量の変化を検出する迄の時間と。

噴射蒸気制御弁が動作し噴射蒸気量が変化する迄の時間
遅れがあるため、常に実際の燃料流量に対し、多めに噴
射蒸気を送り込む欠点があった。ガスタービン速度変化
の緩やかな場合は、噴射蒸気量が最大噴射蒸気量を上ま
るごとなく、良好な制御が行なえるが、ガスタービンの
速度が負荷喪失等で過渡的に突変した場合、この時間遅
れによる影響が顕著となり、燃料流量減少より噴射蒸気
基の減少の方が後となるので、過渡的に噴射蒸気量が、
燃料流量に対する最大噴射蒸気量をヒまわり。

燃焼器が失火する問題があった。

第７図に、従来のガスタービン速度が過渡的に上昇した
ときのガスタービン速度、燃料流量、噴射蒸気量の様子
の一例を示す。図中、Ｔｌはガスタービン速度の検出遅
れと、燃料制御弁４が動作して燃料流量が変化する迄の
時間遅れを示す、Ｔ２は、燃料流量の検出遅れと、噴射
蒸気制御弁５が動作して噴射蒸気が変化する迄の時間遅
れを示す。点線は最大噴射蒸気量を示す。

第７図は、従来の噴射蒸気制御装置では、ガスタービン
速度が過渡的に上昇したときに、噴射蒸気量が最大噴射
蒸気量を上まわることを示す６よって本発明は、ガスタ
ービン速度が過渡的に上昇したときにも、燃焼器の火を
消すことなく、噴射蒸気量を速やかに減少させるガスタ
ービン噴射蒸気制御装置を提供することを［Ｊ的とする
。

〔発明の構成〕

Ｃ問題点を解決するための手段）ガスタービン速度変化率を検出し、この変化率に対応す
る噴射蒸気量バイアス信号により、燃料流量の変化によ
る噴射蒸気量上限値信号の変化よりも失行して、噴射蒸
気量を制御する。

（作　用）上記のように、ガスタービン速度変化率に応じて噴射蒸
気量を制御することにより、燃料流量制御弁の動作遅れ
と、燃料流量検出器の感度遅れが無くなり、噴射蒸気量
を速やかに制御することができる。

（実施例）以下、本発明の詳細な説明する。第１図は本発明の一実
施例に係るガスタービン噴射蒸気制御装置の構成図であ
る。図中、第６図と同一符号は同一または相当部分を示
す。第６図の構成と異なる点は、軸端歯車１３の回転か
ら速度検出器１４によりガスタービン速度を検出し、こ
の検出信号から変化率検出器１５によりガスタービンの
速度変化率を検出し、この速度変化率信号から関数発生
器１日により噴射蒸気量バイアス（パ号を出力し、この
出力信号と、関数発生器ｌｌからの噴射蒸気量上限値信
号との偏差を、高制限器１２の、没定信号とした点であ
る。

以上の構成により、ガスタービン速度が上昇したとき、
軸端歯車１３の回転数が上昇し、これに伴い、速度検出
器１４の検出信号も上昇し、この速度の上昇度合いを変
化率検出器１５が出力し、この上昇度合いに対応する噴
射蒸気量バイアス信号を関数発生器１６が出力する。こ
の関数発生器１６の、人出力特性の一例を第３図に示す
。図中、Ｘは不感帯域を示す。変化率検出器１５の入出
力特性の一例を第４図に示す。この検出器は、変化率制
限器を含んでおり、−度偏差を検出すれば、偏差がすぐ
に無くなっても出力はじよじよにドげていく特性をもつ
。前記バイアス４４号を、関数発生器１１からの噴射蒸
気上限値信号から差引いた信号が、高制限１．’Ｊ　］
　２の設定値となり、噴射蒸気制御弁ｊ１７制御信号が
、噴射蒸気上限値信号によりも噴射蒸気−トＩｋバイア
ス信号分だけ下い値以下に押えられる。

このようにして、ガスタービン速度が過渡的に上昇した
とき、燃焼器の火を消さないように、噴射蒸気量を速や
かに減少させることができる。

第２図に本発明の、ガスタービン速度が過渡的に上昇し
たときのガスタービン速度、燃料流量。

噴射蒸気の様子の一例を示す。図中、Ｔ１はガスタービ
ン速度の検出遅れと、燃料制御弁４が動作して燃料凍り
が変化する迄の時間遅れを示す。′１′２はガスタービ
ン速度の検出遅れと、噴射蒸気制御弁５が動作して噴射
蒸気量が変化する迄の時間遅れを示す。点線は最大噴射
蒸気はを示す。

第２図は、本発明の噴射蒸気制御装置では、ガスタービ
ン速度が過渡的に」二昇したときに、噴射蒸気量が最大
噴射蒸気量を上まわらないことを示す。

第５図は、本発明の他の実施例を示したものである。図
中、第１図と同一符号は同一または相当部分を示し、異
なる点は、関数発生器１５から出力する噴射蒸気量バイ
アス信号を、高制限器１２の出力信砕から差引いた信号
を、噴射蒸気制御弁制御信号とした点である。

この実施例は、第１図の実施例のように噴射蒸気量をあ
る値以上に流さないようにするのではなく、噴射蒸気量
バイアス信号の分だけ確実に噴射蒸気量を減少させる。

この方法でも、第１図の実施例と同等の機能が得られる
。また、比例積分器９の出力信号から、関数発生器１６
から出力する噴射蒸気量バイアス信号を差引いた信号を
、高制限器１２に入力してもよい。

更に、高制限器１２を噴射蒸気量設定器の出力側に設置
して、高制限器１２の出力信号と、噴射蒸気量検出器８
からの検出信号との偏差信号を比例積分制御器９に入力
した場合には、比例積分器９の出力信号から、関数発生
器１６から出力する噴射蒸気量バイアス信号を差引いた
信号を噴射蒸気制御弁制御（１号にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ガスタービン速度が過渡
的に上昇したときにも、燃焼器の火を消すことなく、噴
射蒸気量を速やかに減少させるように、制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガスタービン噴射蒸気制御装置の一実
施例を示すブロック構成図、第２図は本発明の噴射蒸気
量特性の一例を示す特性図、第３図は噴射蒸気量バイア
ス信号の設定特性図、第４図は変化率検出器の人出力特
性図、第５図は本発明の他の実施例を示すブロック構成
図、第６図は従来のガスタービン噴射蒸気制御装置を示
すブロック構成図、第７図は従来の噴射蒸気量特性の一
例を示す特性図である。１・・・ガスタービン　　　２・・・圧縮機３・・・発
電機　　　　　　４・・・燃料制御弁５・・・噴射蒸気
制御弁　　６・・・燃焼器７・・・噴射蒸気量設定ｈｒ
ｔ８・・・噴射蒸気制御装置９・・・比例積分制御器　
　１０・・・燃料流量ゆ出器１１・・・関数発生器　　
　　１２・・・高制限器１３・・・軸端歯車　　　　　
１４・・・速度検出器１５・・・変化率検出器　　　１
６・・・関斂発生器代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　第子丸　　　健第１図時間第　２　図 η′×７−ヒ゛ン套り虐イ賄差拮号− 第３図第４図″１″Ｉ第５図肋間

Claims

【特許請求の範囲】圧縮空気と燃料とを混合燃焼させる燃焼器に噴射蒸気を
供給し燃焼時発生するＮＯｘ量を低減させるガスタービ
ン噴射蒸気制御装置において、燃料料量に応じ前記燃焼
器に供給される噴射蒸気量に失火させることなく維持で
きる高制限値を与える制限手段と、前記燃焼器からのガスで駆動するガスタービンの速度変
化率を検出する変化率検出手段と、この変化率検出手段
の変度変化率に基づいて前記制限手段の高限値を変化さ
せるバイアス手段とを具備することを特徴とするガスタ
ービン噴射蒸気制御装置。