JPH034736B2 - - Google Patents

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JPH034736B2
JPH034736B2 JP25864085A JP25864085A JPH034736B2 JP H034736 B2 JPH034736 B2 JP H034736B2 JP 25864085 A JP25864085 A JP 25864085A JP 25864085 A JP25864085 A JP 25864085A JP H034736 B2 JPH034736 B2 JP H034736B2
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JP
Japan
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air pressure
discharge air
compressor
compressor discharge
pressure
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Application number
JP25864085A
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Japanese (ja)
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JPS62121834A (en
Inventor
Masashi Fujitsuka
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ターボコンプレツサシステムの制
御方法に関し、とりわけ、ターボ圧縮機のコンプ
レツサから吐出される空気の圧力を制御するため
のターボコンプレツサシステムの制御方法に関す
るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for controlling a turbo compressor system, and particularly to a turbo compressor system for controlling the pressure of air discharged from a compressor of a turbo compressor. The present invention relates to a control method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のターボコンプレツサシステムの制御方法
を、燃料電池発電システムの制御方法を例とし
て、第3図を参照して説明する。図において、圧
縮空気を必要とし排ガスを排出する負荷部1と、
タービン2aとコンプレツサ2bからなるターボ
圧縮機2と、タービン2aのガス入口にある可変
ノズル2cと、コンプレツサ2bから吐出される
縮空気を負荷部1へ導く空気供給配管3と、負荷
部1から排ガスをタービン2aへ導くシステム排
ガス配管4と、空気供給配管3の途上に設置され
た圧力検出器5と、圧力検出器5で検出されたコ
ンプレツサ吐出空気圧力に基いて可変ノズル2c
の開度を操作してコンプレツサ吐出空気圧力を所
定値にフイードバツク制御する圧力コントローラ
6と、圧力コントローラ6に対する圧力設定値7
からなるシステムにおいて、コンプレツサ吐出空
気圧は、空気供給配管3を通して負荷部1へ供給
される空気流量と、コンプレツサ2bから吐出さ
れる空気流量とのバランスによつて決まる。コン
プレツサ吐出空気流量はコンプレツサ吐出空気圧
力が一定ならば、ほぼタービン2aの動力に比例
し、タービン動力は、タービン入口ガス圧力が一
定ならば、タービン入口ガスの絶対温度の平方根
と、可変ノズル2cの開度を比例する。したがつ
て、たとえば、コンプレツサ吐出空気圧力が所定
値より低くなれば、すなわち、負荷部1へ供給さ
れる空気流量に対してコンプレツサ吐出空気圧力
が不足しているということであり、可変ノズル2
cの開度を増加してタービン動力で増大し、コン
プレツサ吐出空気圧力を増やすことで、コンプレ
ツサ吐出空気圧力を増加することができる。この
原理を基に、圧力コントローラ6は、圧力検出器
5で検出されるコンプレツサ吐出空気圧力に基い
て可変ノズル2cの開度を操作することでコンプ
レツサ吐出空気圧力を設定値7にフイードバツク
制御する。
A conventional method of controlling a turbo compressor system will be explained with reference to FIG. 3, taking a method of controlling a fuel cell power generation system as an example. In the figure, a load section 1 that requires compressed air and discharges exhaust gas,
A turbo compressor 2 consisting of a turbine 2a and a compressor 2b, a variable nozzle 2c at the gas inlet of the turbine 2a, an air supply pipe 3 that guides compressed air discharged from the compressor 2b to a load section 1, and an exhaust gas from the load section 1. system exhaust gas piping 4 that guides air to the turbine 2a, a pressure detector 5 installed in the middle of the air supply piping 3, and a variable nozzle 2c based on the compressor discharge air pressure detected by the pressure detector 5.
a pressure controller 6 that feedback-controls the compressor discharge air pressure to a predetermined value by manipulating the opening degree of the compressor; and a pressure setting value 7 for the pressure controller 6.
In the system, the compressor discharge air pressure is determined by the balance between the air flow rate supplied to the load section 1 through the air supply pipe 3 and the air flow rate discharged from the compressor 2b. If the compressor discharge air pressure is constant, the compressor discharge air flow rate is approximately proportional to the power of the turbine 2a, and if the turbine inlet gas pressure is constant, the turbine power is determined by the square root of the absolute temperature of the turbine inlet gas and the variable nozzle 2c. Proportionate the opening. Therefore, for example, if the compressor discharge air pressure becomes lower than a predetermined value, this means that the compressor discharge air pressure is insufficient with respect to the air flow rate supplied to the load section 1, and the variable nozzle 2
The compressor discharge air pressure can be increased by increasing the opening degree of c and using turbine power to increase the compressor discharge air pressure. Based on this principle, the pressure controller 6 feedback-controls the compressor discharge air pressure to the set value 7 by manipulating the opening degree of the variable nozzle 2c based on the compressor discharge air pressure detected by the pressure detector 5.

ここで、コンプレツサ吐出空気圧力が設定値7
付近にあるときに、可変ノズル開度を減小しすぎ
ると、タービン動力が不足し過ぎてコンプレツサ
2bで空気を圧縮できなくなり、一種の逆流現象
であるサージング現象が生じるおそれがある。
Here, the compressor discharge air pressure is set to 7.
If the variable nozzle opening degree is reduced too much when the variable nozzle opening is in the vicinity, the turbine power will be too insufficient and the compressor 2b will not be able to compress the air, which may cause a surging phenomenon, which is a type of backflow phenomenon.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上のような従来のターボコンプレツサシステ
ムの制御方法では、たとえば、コンプレツサ吐出
空気圧力が設定値7よりも大きくなつた場合に
は、圧力コントローラ6は可変ノズル2cの開度
を減少させてコンプレツサ吐出空気圧力を低下さ
せようとするが、コンプレツサ吐出空気圧力の低
下は、コンプレツサ吐出側の配管容積に原因し
て、可変ノズル開度操作に対して遅れを生じ、こ
のため、コンプレツサ吐出空気圧力を一定に維持
することができないという問題点があつた。
In the conventional turbo compressor system control method as described above, for example, when the compressor discharge air pressure becomes larger than the set value 7, the pressure controller 6 reduces the opening degree of the variable nozzle 2c to control the compressor discharge. Although attempts are made to lower the air pressure, the decrease in the compressor discharge air pressure is delayed due to the piping volume on the compressor discharge side compared to the variable nozzle opening operation, so the compressor discharge air pressure cannot be kept constant. The problem was that it could not be maintained.

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、コンプレツサ吐出空気圧力を
常に所定値ないし所定範囲に維持できるターボコ
ンプレツサシステムの制御方法を得ることを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a control method for a turbo compressor system that can always maintain compressor discharge air pressure within a predetermined value or within a predetermined range.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係るターボコンプレツサシステムの
制御方法は、コンプレツサ吐出空気圧力の検出値
と設定値に基いて可変ノズル開度を操作してコン
プレツサ吐出空気圧力を設定値にフイードバツク
制御する第1のコンプレツサ吐出空気圧力制御系
とともに、空気供給配管から分岐した大気開放配
管途上に設置された大気開放調節弁の開度を操作
して、コンプレツサ吐出空気圧力を設定値にフイ
ードバツク制御する第2のコンプレツサ吐出空気
圧力制御系を持ち、第2のコンプレツサ吐出空気
圧力制御系の圧力設定値を第1のコンプレツサ吐
出空気圧力制御系のそれよりも異常でない範囲で
若干高くした。
A control method for a turbo compressor system according to the present invention includes a first compressor discharge system that feedback-controls compressor discharge air pressure to a set value by operating a variable nozzle opening based on a detected value and a set value of the compressor discharge air pressure. Along with the air pressure control system, the second compressor discharge air pressure is controlled to feed back the compressor discharge air pressure to a set value by manipulating the opening degree of an atmosphere release control valve installed in the middle of the atmosphere release pipe branched from the air supply pipe. The pressure setting value of the second compressor discharge air pressure control system was set slightly higher than that of the first compressor discharge air pressure control system within a range that is not abnormal.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、コンプレツサ吐出空気圧
力が第1のコンプレツサ吐出空気圧力制御系への
設定値(第1の設定値)よりも低ければ、第1の
コンプレツサ吐出空気圧力制御系は可変ノズル開
度を増加または最大限にし、また、第1の設定値
よりも高い第2の設定値を与えられた第2のコン
プレツサ吐出空気圧力制御系は大気開放調節弁の
開度を減少または全閉にし、コンプレツサ吐出空
気圧力を上昇させようとする。大気開放調節弁の
開度が全閉となつた以降は第2のコンプレツサ吐
出空気圧力制御系は制御代をなくすが、第1のコ
ンプレツサ吐出空気圧力制御系が有効に働き、コ
ンプレツサ吐出空気圧力を第1の設定値に制御す
る。
In this invention, if the compressor discharge air pressure is lower than the set value (first set value) to the first compressor discharge air pressure control system, the first compressor discharge air pressure control system controls the variable nozzle opening. The second compressor discharge air pressure control system, which is given a second set value that is higher than the first set value, decreases or fully closes the opening of the atmospheric release control valve, and Try to increase the discharge air pressure. After the opening of the atmospheric release control valve becomes fully closed, the second compressor discharge air pressure control system eliminates the control allowance, but the first compressor discharge air pressure control system works effectively and controls the compressor discharge air pressure. control to the first set value.

コンプレツサ吐出空気圧力が第2の設定値より
も高ければ、当然第1の設定値より高く、第1の
コンプレツサ吐出空気圧力制御系は可変ノズル開
度を減少または最小限にし、また第2のコンプレ
ツサ吐出空気圧力制御系は大気開放調節弁の開度
を増加または全開にしてコンプレツサ吐出空気圧
力を低下しようとする。なお、可変ノズル開度が
最小限開度より小さくならないのは、リミツタ演
算手段の働きによる。可変ノズル開度が最小限開
度になつた以降は、第1のコンプレツサ吐出空気
圧力制御系は制御代をなくすが、第2のコンプレ
ツサ吐出空気圧力制御系が有効に働き、コンプレ
ツサ吐出空気圧力を第2の設定値に制御する。
If the compressor discharge air pressure is higher than the second set value, it is naturally higher than the first set value, and the first compressor discharge air pressure control system reduces or minimizes the variable nozzle opening, and the second compressor discharge air pressure control system reduces or minimizes the variable nozzle opening. The discharge air pressure control system attempts to reduce the compressor discharge air pressure by increasing or fully opening the atmospheric release control valve. Note that the reason why the variable nozzle opening does not become smaller than the minimum opening is due to the action of the limiter calculation means. After the variable nozzle opening reaches the minimum opening, the first compressor discharge air pressure control system eliminates the control allowance, but the second compressor discharge air pressure control system works effectively and increases the compressor discharge air pressure. control to the second set value.

コンプレツサ吐出空気圧力が第1の設定値より
も高いが第2の設定値よりは低い場合は、第1の
コンプレツサ吐出空気圧力制御系は可変ノズル開
度を減少または最小限にしてコンプレツサ吐出空
気圧力を下げようとし、また、第2のコンプレツ
サ吐出空気圧力制御系は大気開放調節弁の開度を
減少または全閉にしてコンプレツサ吐出空気圧力
を上げようとする。このとき、一時的に可変ノズ
ル開度が最小限となり、かつ、大気開放調節弁が
全閉となる場合があり、第1並びに第2のコンプ
レツサ吐出空気圧力制御系ともに制御代をなくし
ているが、コンプレツサ吐出空気圧力は第1と第
2の設定値の間にある。
If the compressor discharge air pressure is higher than the first set value but lower than the second set value, the first compressor discharge air pressure control system reduces or minimizes the variable nozzle opening to reduce the compressor discharge air pressure. The second compressor discharge air pressure control system attempts to increase the compressor discharge air pressure by decreasing or fully closing the opening of the atmospheric release control valve. At this time, the variable nozzle opening may temporarily become minimum and the atmospheric release control valve may become fully closed, eliminating control allowance for both the first and second compressor discharge air pressure control systems. , the compressor discharge air pressure is between the first and second setpoints.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、この発明の一実施例を第1図を参照して
説明する。なお、第1図において、第3図に示す
ものと同一または相当部分には同一の符号を付し
て説明を省略する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, the same or corresponding parts as those shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

第1図において、第1のコンプレツサ吐出空気
圧力制御系である圧力コントローラ6、圧力コン
トローラ6への圧溶設定値(第1の設定値)7、
コンプレツサ2bから負荷部1へ圧縮空気を導く
空気供給配管3から分岐された大気開放配管8、
大気開放配管8の途上にあり大気開放配管8を通
して外部(大気などに)に放出される圧縮空気の
量を調節できる大気開放調節弁9、第2のコンプ
レツサ吐出空気圧力制御系である圧力コントロー
ラ10、圧力コントローラ10への圧力設定値
(第2の設定値)11、圧力コントローラ6の操
作対象である可変ノズル2cの開度指令が、上限
値より大きければ上限値を、下限値よりも小さけ
れば下限値を指示するリミツタ演算器12等が配
置、接続されている。また、第2の設定値11
は、第1の設定値7よりも若干高く設定されてい
る。
In FIG. 1, a pressure controller 6 which is a first compressor discharge air pressure control system, a pressure melt setting value (first setting value) 7 for the pressure controller 6,
Atmospheric release piping 8 branched from air supply piping 3 that leads compressed air from compressor 2b to load section 1;
An atmosphere release control valve 9 is located in the middle of the atmosphere release pipe 8 and can adjust the amount of compressed air released to the outside (to the atmosphere, etc.) through the atmosphere release pipe 8, and a pressure controller 10 is a second compressor discharge air pressure control system. , the pressure setting value (second setting value) 11 to the pressure controller 10, and the opening degree command of the variable nozzle 2c that is the operation target of the pressure controller 6. A limiter calculator 12 and the like for indicating a lower limit value are arranged and connected. In addition, the second setting value 11
is set slightly higher than the first set value 7.

次に制御方法について説明する。第1のコンプ
レツサ吐出空気圧力制御系である圧力コントロー
ラ6は圧力検出器5で検出されるコンプレツサ吐
出空気圧力と第1の設定値7を基に、可変ノズル
2cの開度を操作して、たとえばコンプレツサ吐
出空気圧力が第1の設定値7よりも低ければ可変
ノズル開度を増加してタービン動力を増加し、コ
ンプレツサ2bから吐出される空気流量を増加し
てコンプレツサ吐出空気圧力を増加しようとする
ことにより、コンプレツサ吐出空気圧力を第1の
設定値7にフイードバツク制御する。リミツタ演
算器12は、圧力コントローラ6の操作対象であ
る可変ノズル開度が、予め決められた最小開度並
びに最大開度の範囲をはずれることを防ぐように
機能し、圧力コンプレツサ6の可変ノズル開度へ
の操作値が最小開度以上となり、かつ、最大開度
以下となることを保証する。
Next, the control method will be explained. A pressure controller 6, which is a first compressor discharge air pressure control system, operates the opening degree of the variable nozzle 2c based on the compressor discharge air pressure detected by the pressure detector 5 and the first set value 7, and controls the opening degree of the variable nozzle 2c, for example. If the compressor discharge air pressure is lower than the first set value 7, the variable nozzle opening degree is increased to increase the turbine power, and the air flow rate discharged from the compressor 2b is increased to try to increase the compressor discharge air pressure. As a result, the compressor discharge air pressure is feedback-controlled to the first set value 7. The limiter operator 12 functions to prevent the variable nozzle opening, which is the object of operation of the pressure controller 6, from deviating from the predetermined minimum and maximum opening ranges. The operation value for the degree is guaranteed to be greater than or equal to the minimum degree of opening and less than or equal to the maximum degree of opening.

第1の設定値7よりも若干高い第2の設定値1
1を与えられた第2のコンプレツサ吐出空気圧力
制御系である圧力コントローラ10は、圧力検出
器5で検出されるコンプレツサ吐出空気圧力と第
2の設定値11に応じて大気開放調節弁9の開度
を操作して、たとえば、コンプレツサ吐出空気圧
力が第2の設定値11よりも高ければ、大気開放
調節弁9の開度を増加して大気開放配管8を通し
て外部へ放出される圧縮空気の量を増加し、コン
プレツサ吐出空気圧力を減少させようとすること
により、コンプレツサ吐出空気圧力を第2の設定
値11にフイードバツク制御する。
The second set value 1 is slightly higher than the first set value 7.
The pressure controller 10, which is a second compressor discharge air pressure control system given the value 1, controls the opening of the atmospheric release control valve 9 according to the compressor discharge air pressure detected by the pressure detector 5 and the second set value 11. For example, if the compressor discharge air pressure is higher than the second set value 11, the opening degree of the atmosphere release control valve 9 is increased and the amount of compressed air is released to the outside through the atmosphere release pipe 8. The compressor discharge air pressure is feedback-controlled to the second set value 11 by increasing the compressor discharge air pressure and attempting to decrease the compressor discharge air pressure.

以上により、たとえばコンプレツサ吐出空気圧
力が第1の設定値7よりも低ければ、圧力コント
ローラ6は、可変ノズル2c開度を増加または最
大にして、また、当然コンプレツサ吐出空気圧力
は第2の設定値11よりも低く、圧力コントロー
ラ10は大気開放調節弁9の開度を減少または全
閉にしてコンプレツサ吐出空気圧力を上げようと
する。大気開放調節弁9が全閉となれば圧力コン
トローラ10は制御代をなくすが、圧力コントロ
ーラ6が有効に働き、コンプレツサ吐出空気圧力
は第1の設定値7に制御される。
As a result of the above, for example, if the compressor discharge air pressure is lower than the first set value 7, the pressure controller 6 increases or maximizes the opening degree of the variable nozzle 2c, and naturally the compressor discharge air pressure is set to the second set value. 11, the pressure controller 10 attempts to increase the compressor discharge air pressure by decreasing or fully closing the atmospheric release control valve 9. When the atmospheric release control valve 9 is fully closed, the pressure controller 10 eliminates the control allowance, but the pressure controller 6 works effectively and the compressor discharge air pressure is controlled to the first set value 7.

コンプレツサ吐出空気圧力が第2の設定11よ
りも高ければ、当然第1の設定値7よりも高く、
圧力コントローラ6は可変ノズル2cの開度を減
少または最小として、また、圧力コントローラ1
0は大気開放調節弁9の開度を増加または全開に
して、コンプレツサ吐出空気圧力を下げようとす
る。可変ノズル2cの開度が最小となれば、圧力
コントローラ6は制御代をなくすが、圧力コント
ローラ10が有効に働き、コンプレツサ吐出空気
圧力は第2の設定値11に制御される。
If the compressor discharge air pressure is higher than the second setting 11, it is naturally higher than the first setting 7,
The pressure controller 6 reduces or minimizes the opening degree of the variable nozzle 2c, and also controls the pressure controller 1.
0 increases or fully opens the atmospheric release control valve 9 in an attempt to lower the compressor discharge air pressure. When the opening degree of the variable nozzle 2c becomes the minimum, the pressure controller 6 eliminates the control allowance, but the pressure controller 10 works effectively and the compressor discharge air pressure is controlled to the second set value 11.

コンプレツサ吐出空気圧力が第1の設定値7よ
り高いが、第2の設定値11よりも低い場合は、
圧力コントローラ6は可変ノズル2cの開度を減
少または最小にしてコンプレツサ吐出空気圧力を
第1の設定値7に下ようとし、また圧力コントロ
ーラ10は大気開放調節弁9の開度を減少または
全閉にしてコンプレツサ吐出空気圧力を第2の設
定値11に下げようとする。このとき、可変ノズ
ル2cの開度が最小となり、かつ、大気開放調節
弁9が全閉となれば圧力コントローラ6,10と
もに制御代をなくすが、コンプレツサ吐出空気圧
力は第1の設定値7と第2の設定値11との間間
にあり、異常な値を示しているわけではないので
問題はない。
If the compressor discharge air pressure is higher than the first set value 7 but lower than the second set value 11,
The pressure controller 6 attempts to lower the compressor discharge air pressure to the first set value 7 by reducing or minimizing the opening degree of the variable nozzle 2c, and the pressure controller 10 reduces the opening degree of the atmospheric release control valve 9 or completely closes it. to lower the compressor discharge air pressure to the second set value 11. At this time, if the opening degree of the variable nozzle 2c becomes the minimum and the atmospheric release control valve 9 is fully closed, the control allowance for both the pressure controllers 6 and 10 is eliminated, but the compressor discharge air pressure remains at the first set value 7. It is between the second setting value 11 and does not indicate an abnormal value, so there is no problem.

一方、サージング現象の防止対策として、可変
ノズル開度に対して、プログラム的なリミツタ機
能を設けるかまたは機械的に可変ノズルの可動範
囲を狭くする処置をとると、たとえば、コンプレ
ツサ吐出空気圧力が設定値7より高いときに、可
変ノズル開度が下限になれば、それ以降は圧力コ
ントローラ6は制御代をなくし、コンプレツサ吐
出空気圧力を積極的に制御できないという問題が
生じるが、上記実施例では、リミツタ演算器12
により、可変ノズル2cの開度が、上、下限の範
囲内におさえられるので、サージング現象の発生
を防止することができる。
On the other hand, as a measure to prevent the surging phenomenon, if a programmable limiter function is provided for the variable nozzle opening or measures are taken to mechanically narrow the movable range of the variable nozzle, for example, the compressor discharge air pressure can be set. If the variable nozzle opening reaches the lower limit when the value is higher than 7, the pressure controller 6 loses control margin after that, causing a problem that the compressor discharge air pressure cannot be actively controlled. However, in the above embodiment, Limiter calculator 12
As a result, the opening degree of the variable nozzle 2c is kept within the upper and lower limits, thereby making it possible to prevent the surging phenomenon from occurring.

なお、上記実施例では、コンプレツサ吐出空気
圧力の制御についてのみ述べているが、タービン
動力に対して影響の大きい、タービン入口ガス圧
力制御を行い、タービン入口ガス圧力を所定値ま
たは所定範囲に維持するようにしてタービン動力
を安定化するようにすれば、コンプレツサ吐出空
気圧力を所定値に制御する上でより一層の効果を
奏する。他の実施例として、タービン入口ガス圧
力を制御する方法を第2図を参照して説明する。
一つはシステム排ガス配管4途上に助燃炉24を
設け、圧力検出器22で検出されたタービン入口
ガス圧力と設定値に基いて、助燃炉24での助燃
量、言換えると、助燃用空気流量または助燃用燃
料流量を操作して、圧力コントローラ25でター
ビン入口ガス圧力を設定値にフイードバツク制御
する方法、またはシステム排ガス配管4から分岐
させたタービンバイパス配管20、およびタービ
ンバイパス配管20途上にタービンバイパス調節
弁21を設け、圧力検出器22で検出されたター
ビン入口ガス圧力と設定値に基いて圧力コントロ
ーラ23でタービンバイパス調節弁21の開度を
操作してタービン入口ガス圧力を設定値にフイー
ドバツク制御する方法、あるいは上記2つの方法
を合わせ圧力コントローラ23への圧力設定値を
圧力コントローラ25の圧力設定値よりも若干高
くした方法などである。
Although the above embodiment describes only the control of the compressor discharge air pressure, the turbine inlet gas pressure, which has a large influence on the turbine power, is controlled to maintain the turbine inlet gas pressure at a predetermined value or within a predetermined range. If the turbine power is stabilized in this manner, the compressor discharge air pressure will be more effectively controlled to a predetermined value. As another embodiment, a method for controlling the turbine inlet gas pressure will be described with reference to FIG.
One is that an auxiliary combustion furnace 24 is provided in the middle of the system exhaust gas pipe 4, and the amount of auxiliary combustion in the auxiliary combustion furnace 24, in other words, the flow rate of air for auxiliary combustion, is determined based on the turbine inlet gas pressure detected by the pressure detector 22 and a set value. Alternatively, the pressure controller 25 can feed back the turbine inlet gas pressure to the set value by manipulating the fuel flow rate for auxiliary combustion. A control valve 21 is provided, and a pressure controller 23 operates the opening degree of the turbine bypass control valve 21 based on the turbine inlet gas pressure detected by a pressure detector 22 and a set value to feedback control the turbine inlet gas pressure to the set value. or a method in which the pressure setting value for the pressure controller 23 is set slightly higher than the pressure setting value for the pressure controller 25 by combining the above two methods.

また、上記実施例ではリミツタ演算器12を第
1のコンプレツサ吐出空気圧力制御系である圧力
コントローラ6の外部に設けたが、圧力コントロ
ーラ6内にリミツタ演算器12と同様な機能を備
えていてもよい。
Further, in the above embodiment, the limiter calculator 12 is provided outside the pressure controller 6 which is the first compressor discharge air pressure control system, but the pressure controller 6 may have the same function as the limiter calculator 12. good.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、以上の説明から明らかなように、
タービンの可変ノズル開度を操作する第1のコン
プレツサ吐出空気圧力制御系に加え、圧溶設定値
を、第1のコンプレツサ吐出空気圧力制御系より
も若干高く設定した第2のコンプレツサ吐出空気
圧力制御系を用いて大気開放調節弁の開度を操作
するようにしたので負荷変動時、定常運転時を問
わず、幅広い負荷範囲にわたりコンプレツサ吐出
空気圧力を常に所定値ないし所定範囲に維持する
ことができる効果がある。
As is clear from the above description, this invention
In addition to the first compressor discharge air pressure control system that operates the variable nozzle opening of the turbine, there is a second compressor discharge air pressure control system that sets the compression setting value to be slightly higher than the first compressor discharge air pressure control system. Since the opening of the atmospheric release control valve is controlled using the system, the compressor discharge air pressure can always be maintained at a predetermined value or within a predetermined range over a wide range of loads, regardless of whether the load is fluctuating or during steady operation. effective.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を説明するための
回路図、第2図は他の実施例を説明するための回
路図、第3図は従来のターボコンプレツサシステ
ムの制御方法を説明するための回路図である。 1……負荷部、2……ターボ圧縮機、2a……
タービン、2b……コンプレツサ、2c……可変
ノズル、3……空気供給配管、5……圧力検出
器、6……第1のコンプレツサ吐出空気圧力コン
トローラ、8……大気開放配管、9……大気開放
調節弁、10……第2のコンプレツサ吐出空気圧
力コントローラ、12……リミツタ演算器。な
お、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示
す。
Fig. 1 is a circuit diagram for explaining one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram for explaining another embodiment, and Fig. 3 is a circuit diagram for explaining a conventional turbo compressor system control method. FIG. 1... Load section, 2... Turbo compressor, 2a...
Turbine, 2b... Compressor, 2c... Variable nozzle, 3... Air supply piping, 5... Pressure detector, 6... First compressor discharge air pressure controller, 8... Atmospheric release piping, 9... Atmosphere Open control valve, 10...second compressor discharge air pressure controller, 12...limiter computing unit. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 空気を必要とし、かつ排ガスを発生する負荷
部に対し、この負荷部からの排ガスによつて駆動
されるタービンと、このタービン入口に備えられ
た可変ノズルと、上記タービンに同軸直結され、
上記負荷部に必要な空気を圧縮供給するコンプレ
ツサとからなるターボ圧縮機と、 上記コンプレツサから上記負荷部へ圧縮空気を
導く空気供給配管から分岐された大気開放配管途
上に設けられ、この大気開放配管を通して外部に
放出される圧縮空気の量を調節できる大気開放調
節弁と、 を備え、上記コンプレツサから吐出される空気圧
力を制御するために、 第1のコンプレツサ吐出空気圧力制御系によ
り、上記空気供給配管途上に設けられた圧力検出
器で検出されるコンプレツサ吐出空気圧力に基づ
いて、上記可変ノズルの開度を操作することによ
つて、コンプレツサ吐出空気圧力を設定値にフイ
ードバツク制御するとともに、 上記第1のコンプレツサ吐出空気圧力制御系よ
りも圧力設定値が若干高い第2のコンプレツサ吐
出空気圧力制御系により、上記大気開放調節弁の
開度を操作して上記コンプレツサ吐出空気圧力を
設定値にフイードバツク制御するターボコンプレ
ツサシステムの制御方法。 2 第1のコンプレツサ吐出空気圧力制御系の操
作対象である可変ノズルの開度に対して上限およ
び下限を設け、上限以上になれば上限を、下限以
下になれば下限をリミツタ演算手段により指示さ
せる特許請求の範囲第1項記載のターボコンプレ
ツサシステムの制御方法。 3 負荷部は、圧縮空気を燃料電池反応用、改質
器燃焼用として使用する燃料電池発電システムで
ある特許請求の範囲第1項記載のターボコンプレ
ツサシステムの制御方法。
[Scope of Claims] 1. For a load section that requires air and generates exhaust gas, a turbine driven by the exhaust gas from the load section, a variable nozzle provided at the inlet of the turbine, and the turbine directly coaxially connected to
A turbo compressor consisting of a compressor that compresses and supplies the air necessary for the load section, and a turbo compressor that is installed in the middle of an atmosphere release pipe branched from an air supply pipe that leads compressed air from the compressor to the load section. an atmosphere release control valve that can adjust the amount of compressed air released to the outside through the compressor; By controlling the opening degree of the variable nozzle based on the compressor discharge air pressure detected by a pressure detector installed in the middle of the piping, the compressor discharge air pressure is feedback-controlled to the set value. A second compressor discharge air pressure control system, which has a pressure setting value slightly higher than that of the first compressor discharge air pressure control system, controls the compressor discharge air pressure to the set value by controlling the opening degree of the atmospheric release control valve. How to control a turbo compressor system. 2. An upper limit and a lower limit are set for the opening degree of the variable nozzle to be operated by the first compressor discharge air pressure control system, and a limiter calculation means instructs the upper limit when it is above the upper limit, and the lower limit when it is below the lower limit. A method for controlling a turbo compressor system according to claim 1. 3. The method of controlling a turbo compressor system according to claim 1, wherein the load section is a fuel cell power generation system that uses compressed air for fuel cell reaction and reformer combustion.
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