JPH036334B2 - - Google Patents
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- JPH036334B2 JPH036334B2 JP59078631A JP7863184A JPH036334B2 JP H036334 B2 JPH036334 B2 JP H036334B2 JP 59078631 A JP59078631 A JP 59078631A JP 7863184 A JP7863184 A JP 7863184A JP H036334 B2 JPH036334 B2 JP H036334B2
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- compressor
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- fuel
- gas
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- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 64
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 34
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/22—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being gaseous at standard temperature and pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/48—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant
- F02C9/50—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant with control of working fluid flow
- F02C9/54—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant with control of working fluid flow by throttling the working fluid, by adjusting vanes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は燃料ガス圧縮機を持つガスタービン駆
動システム、特に燃料ガス圧縮機を持つガスター
ビン駆動発電システムに関するものである。
動システム、特に燃料ガス圧縮機を持つガスター
ビン駆動発電システムに関するものである。
近年、ガスタービンの分野において、燃料の多
様化に伴つて各種のガス燃料をガスタービンの駆
動用に使用するケースが増加し、またカロリー変
動の大きい燃料を使用する計画が増大している。
様化に伴つて各種のガス燃料をガスタービンの駆
動用に使用するケースが増加し、またカロリー変
動の大きい燃料を使用する計画が増大している。
然し乍ら、従来のガスタービンシステムはガス
タービンの吸込空気量が一定の形式、或いは僅か
に流量の調整が可能な初段可変静翼方式で流量変
更範囲が非常に小さいものであつた。
タービンの吸込空気量が一定の形式、或いは僅か
に流量の調整が可能な初段可変静翼方式で流量変
更範囲が非常に小さいものであつた。
従つて、燃料組成の異つた燃料、或いはカロリ
ー変動がある燃料を使用する場合、燃料流量の変
動が大きいために従来のガスタービンシステムの
如く流量調整の自由度が少ないシステムでは最適
な運転が出来なかつたり、全く運転が出来ない恐
れがある。
ー変動がある燃料を使用する場合、燃料流量の変
動が大きいために従来のガスタービンシステムの
如く流量調整の自由度が少ないシステムでは最適
な運転が出来なかつたり、全く運転が出来ない恐
れがある。
例えば、一軸型ガスタービンにおける空気圧縮
機は起動時のサージ防止用、或いは定格運転中の
部分負荷時に最適運転に近づけて排ガス温度を高
く維持するだけの単段型初段可変静翼方式であ
り、積極的に吸込空気量を変更するものではなか
つた。
機は起動時のサージ防止用、或いは定格運転中の
部分負荷時に最適運転に近づけて排ガス温度を高
く維持するだけの単段型初段可変静翼方式であ
り、積極的に吸込空気量を変更するものではなか
つた。
また、燃料ガス圧縮機は負荷変動に対して流量
変動が少なく燃料ガス流量の制御のため部分的可
変翼方式、入口ガイドベーン、又はスライド弁を
採用した単純な燃料ガス圧縮方式である。
変動が少なく燃料ガス流量の制御のため部分的可
変翼方式、入口ガイドベーン、又はスライド弁を
採用した単純な燃料ガス圧縮方式である。
これらの燃料ガス圧縮機および空気圧縮機はガ
スタービン軸と直結された方式、又は一定回転方
式であるから流量調整の作動域が少ないものであ
つた。
スタービン軸と直結された方式、又は一定回転方
式であるから流量調整の作動域が少ないものであ
つた。
つまり、燃料ガス圧縮機を持つ一軸型ガスター
ビンは燃料ガス圧縮機がガスタービンの駆動軸に
直結している一定回転型駆動システムで吸込空気
量はほぼ一定に保たれ外気条件の変化に対して成
行きで吸込空気量が決る消極的な吸込空気量制御
方式であり、燃料ガスのカロリーの変化や使用可
能燃料量の制限によつて燃料ガス流量変動、又は
制限に対し吸込空気を変化させて最適運転を行わ
せるために燃料と吸込空気量との流量比を最適に
制御するものではなかつた。
ビンは燃料ガス圧縮機がガスタービンの駆動軸に
直結している一定回転型駆動システムで吸込空気
量はほぼ一定に保たれ外気条件の変化に対して成
行きで吸込空気量が決る消極的な吸込空気量制御
方式であり、燃料ガスのカロリーの変化や使用可
能燃料量の制限によつて燃料ガス流量変動、又は
制限に対し吸込空気を変化させて最適運転を行わ
せるために燃料と吸込空気量との流量比を最適に
制御するものではなかつた。
本発明は、係る従来の欠点に鑑みてなされたも
のであり、燃料ガスのカロリー、ガス組成が大き
く変動したり、或いは、外気温度の変動により吸
込空気量が変動しても、最適運転の維持を図るこ
とを目的とするものである。
のであり、燃料ガスのカロリー、ガス組成が大き
く変動したり、或いは、外気温度の変動により吸
込空気量が変動しても、最適運転の維持を図るこ
とを目的とするものである。
すなわち、本発明の燃料ガス圧縮機を持つガス
タービン駆動システムは、燃料ガス圧縮機を多段
可変静翼を有する燃料ガス圧縮機とし、その仰角
を該燃料ガス圧縮機に供給される燃料ガスの発熱
量によつて制御し、空気圧縮機を多段可変静翼を
有する空気圧縮機と成し、その仰角を前記燃料ガ
ス圧縮機に供給される燃料ガスの発熱量および前
記空気圧縮機に供給される空気温度により制御す
ることを特徴とするものである。
タービン駆動システムは、燃料ガス圧縮機を多段
可変静翼を有する燃料ガス圧縮機とし、その仰角
を該燃料ガス圧縮機に供給される燃料ガスの発熱
量によつて制御し、空気圧縮機を多段可変静翼を
有する空気圧縮機と成し、その仰角を前記燃料ガ
ス圧縮機に供給される燃料ガスの発熱量および前
記空気圧縮機に供給される空気温度により制御す
ることを特徴とするものである。
以下、図面を斟酌をしながら本発明の一実施例
について説明する。
について説明する。
第１図は一軸型ガスタービンの駆動システム図
であり、燃料ガス圧縮機１、空気圧縮機２、及び
発電機４はタービン３により駆動されている。
であり、燃料ガス圧縮機１、空気圧縮機２、及び
発電機４はタービン３により駆動されている。
前記空気圧縮機２とタービン３は軸１３により
直結し、燃料ガス圧縮機１の軸１０は減速手段１
１を介して空気圧縮機２の軸１２と連結し、更に
タービン３の出力軸１４は減速手段１５を介して
発電機４の軸１６と連結している。
直結し、燃料ガス圧縮機１の軸１０は減速手段１
１を介して空気圧縮機２の軸１２と連結し、更に
タービン３の出力軸１４は減速手段１５を介して
発電機４の軸１６と連結している。
なお、燃料ガス圧縮機１は空気圧縮機２と同一
回転数の駆動機で駆動しても良い。
回転数の駆動機で駆動しても良い。
上記空気圧縮機２は、動翼６および静翼７のう
ち全段の静翼７のみ、その仰角が調節できるよう
に構成している。また、燃料ガス圧縮機１は、動
翼８および静翼９のうち全段の静翼９のみ、その
仰角が調節できるように構成している。
ち全段の静翼７のみ、その仰角が調節できるよう
に構成している。また、燃料ガス圧縮機１は、動
翼８および静翼９のうち全段の静翼９のみ、その
仰角が調節できるように構成している。
空気圧縮機２は、その低圧側に空気吸込ダクト
１９を有するとともに、その高圧側に燃焼器５と
連通する通路２０を持つ。またタービン３は、そ
の高圧側に上記燃焼器５と連通する通路２１を有
するとともに、その低圧側に排気ダクト２２を有
する。
１９を有するとともに、その高圧側に燃焼器５と
連通する通路２０を持つ。またタービン３は、そ
の高圧側に上記燃焼器５と連通する通路２１を有
するとともに、その低圧側に排気ダクト２２を有
する。
また、燃料ガス圧縮機１は、その低圧側に燃料
吸込ダクト１７を有するとともに、その高圧側に
燃焼器５に連通する燃料供給ダクト１８を設置す
る。また、上記燃料吸込ダクト１７と燃料供給ダ
クト１８とはバイパス弁２４を有するバイパスダ
クト２３により連通する。
吸込ダクト１７を有するとともに、その高圧側に
燃焼器５に連通する燃料供給ダクト１８を設置す
る。また、上記燃料吸込ダクト１７と燃料供給ダ
クト１８とはバイパス弁２４を有するバイパスダ
クト２３により連通する。
前記燃料供給ダクト１８はアクチユエータ２９
により開閉される燃料制御弁２５を備えており、
このアクチユエータ２９は燃料供給量制御手段２
８の指令により作動する。また、燃料供給量制御
手段２８は情報検出手段として発電機４の回転数
を検出する検出器２６および排ガス温度測定器２
７を備えている。
により開閉される燃料制御弁２５を備えており、
このアクチユエータ２９は燃料供給量制御手段２
８の指令により作動する。また、燃料供給量制御
手段２８は情報検出手段として発電機４の回転数
を検出する検出器２６および排ガス温度測定器２
７を備えている。
また、空気圧縮機２の静翼７の仰角は流体シリ
ンダの如き往復動手段３３内のプランジヤー３４
に固定したアーム３５の移動量により調整され
る。この往復動手段３３はアクチユエータ３２に
より作動し、またアクチユエータ３２は空気流量
設定制御器などの空気流量設定制御手段３０の指
令により駆動する。この空気流量設定制御手段３
０は空気吸込ダクト１９内の空気温度を検出する
気温検出器３１と発熱量検出器４１及び排ガス温
度測定器２７とを擁している。
ンダの如き往復動手段３３内のプランジヤー３４
に固定したアーム３５の移動量により調整され
る。この往復動手段３３はアクチユエータ３２に
より作動し、またアクチユエータ３２は空気流量
設定制御器などの空気流量設定制御手段３０の指
令により駆動する。この空気流量設定制御手段３
０は空気吸込ダクト１９内の空気温度を検出する
気温検出器３１と発熱量検出器４１及び排ガス温
度測定器２７とを擁している。
他方、燃料ガス圧縮機１の静翼９の仰角は流体
シリンダの如き往復動手段４３内のプランジヤー
４４に固定したアーム４５の移動量により調整さ
れる。この往復動手段４３はアクチユエータ４２
により作動し、またアクチユエータ４２は燃料ガ
ス量設定制御器などの燃料ガス量設定制御手段４
０の指令により駆動する。
シリンダの如き往復動手段４３内のプランジヤー
４４に固定したアーム４５の移動量により調整さ
れる。この往復動手段４３はアクチユエータ４２
により作動し、またアクチユエータ４２は燃料ガ
ス量設定制御器などの燃料ガス量設定制御手段４
０の指令により駆動する。
この燃料ガス量設定制御手段４０は燃料ガスの
発熱量を検出する発熱量検出器４１、燃料ガス圧
縮機１における静翼９の仰角度を検出する仰角検
出器３６、燃料ガス圧縮機１における高圧側の圧
力を検出する圧力検出器３７、空気圧縮機２にお
ける静翼７の仰角を検出する仰角検出器３８、及
び空気圧縮機２における高圧側の圧力を検出する
圧力検出器３９を擁している。
発熱量を検出する発熱量検出器４１、燃料ガス圧
縮機１における静翼９の仰角度を検出する仰角検
出器３６、燃料ガス圧縮機１における高圧側の圧
力を検出する圧力検出器３７、空気圧縮機２にお
ける静翼７の仰角を検出する仰角検出器３８、及
び空気圧縮機２における高圧側の圧力を検出する
圧力検出器３９を擁している。
なお、上記燃料ガスの発熱量を検出する検出器
４１の代りに燃料ガスのガス組成を検出する検出
器を使用しても良い。
４１の代りに燃料ガスのガス組成を検出する検出
器を使用しても良い。
而して、発電中、空気流量設定制御手段３０は
空気吸込ダクト１９内を通過する空気の温度を気
温検出器３１から、また排ガス温度を排ガス温度
測定器２７から、更に燃料ガス発熱量を発熱量検
出器４１から、それぞれ入力して空気圧縮機２の
静翼７の仰角を制御する。例えば、空気の温度が
高くなれば静翼７の仰角は大きくされ、空気の温
度が低くなれば静翼７の仰角は小さくされる。
空気吸込ダクト１９内を通過する空気の温度を気
温検出器３１から、また排ガス温度を排ガス温度
測定器２７から、更に燃料ガス発熱量を発熱量検
出器４１から、それぞれ入力して空気圧縮機２の
静翼７の仰角を制御する。例えば、空気の温度が
高くなれば静翼７の仰角は大きくされ、空気の温
度が低くなれば静翼７の仰角は小さくされる。
又、排ガス温度が高くなれば静翼７の仰角は大
きくされ、排ガス温度が低くなれば静翼７の仰角
は小さくされる。
きくされ、排ガス温度が低くなれば静翼７の仰角
は小さくされる。
他方、燃料ガス圧縮機１における静翼９の仰
角、燃料ガス圧縮機１における高圧ガスの圧力、
空気圧縮機２における静翼７の仰角、空気圧縮機
２における高圧ガスの圧力、および燃料ガスの発
熱量が、常時、燃料ガス量設定制御手段４０に入
力されており、発熱量が大幅にダウンした燃料ガ
スが供給された場合は、燃料ガス量設定制御手段
４０の指令により燃料ガス圧縮機１における静翼
９の仰角が大きくなるようになる。
角、燃料ガス圧縮機１における高圧ガスの圧力、
空気圧縮機２における静翼７の仰角、空気圧縮機
２における高圧ガスの圧力、および燃料ガスの発
熱量が、常時、燃料ガス量設定制御手段４０に入
力されており、発熱量が大幅にダウンした燃料ガ
スが供給された場合は、燃料ガス量設定制御手段
４０の指令により燃料ガス圧縮機１における静翼
９の仰角が大きくなるようになる。
また、発熱量が大幅に増加した燃料ガスが供給
された場合は、燃料ガス量設定制御手段４０の指
令により燃料ガス圧縮機１における静翼９の仰角
が小さくなるようになる。
された場合は、燃料ガス量設定制御手段４０の指
令により燃料ガス圧縮機１における静翼９の仰角
が小さくなるようになる。
他方、第２図は二軸型ガスタービンの駆動シス
テム図であり、タービンが高圧タービン３Ａと低
圧タービン３Ｂとに分離し、燃料ガス圧縮機１及
び空気圧縮機２の回転が発電機４の回転と切り離
されるようになしている。
テム図であり、タービンが高圧タービン３Ａと低
圧タービン３Ｂとに分離し、燃料ガス圧縮機１及
び空気圧縮機２の回転が発電機４の回転と切り離
されるようになしている。
また、空気圧縮機２の回転数を検出する検出機
５２を備えて空気圧縮機２の回転数を燃料ガス量
設定制御手段４０および燃料供給量制御手段２８
に入力し、よりデリケートな制御が出来るように
なつている。
５２を備えて空気圧縮機２の回転数を燃料ガス量
設定制御手段４０および燃料供給量制御手段２８
に入力し、よりデリケートな制御が出来るように
なつている。
なお、高圧タービン３Ａと低圧タービン３Ｂは
ダクト５１により連通させている。
ダクト５１により連通させている。
その他の機器は第１図に図示した第１実施例の
機器と相違しないから同一の符号を付与し、それ
らの説明を省略した。
機器と相違しないから同一の符号を付与し、それ
らの説明を省略した。
上記のように、本発明の燃料ガス圧縮機を持つ
ガスタービン駆動システムは、燃料ガス圧縮機を
多段可変静翼を有する燃料ガス圧縮機とし、その
仰角を該燃料ガス圧縮機に供給される燃料ガスの
発熱量によつて制御し、空気圧縮機を多段可変静
翼を有する空気圧縮機と成し、その仰角を前記燃
料ガス圧縮機に供給される燃料ガスの発熱量およ
び前記空気圧縮機に供給される空気温度により制
御するので、燃料ガスのカロリー、或いはガス組
成が大幅に変動したとしても、又外気条件の変化
により吸込空気量が変化したとしても最適運転を
維持することが出来るようになるのである。
ガスタービン駆動システムは、燃料ガス圧縮機を
多段可変静翼を有する燃料ガス圧縮機とし、その
仰角を該燃料ガス圧縮機に供給される燃料ガスの
発熱量によつて制御し、空気圧縮機を多段可変静
翼を有する空気圧縮機と成し、その仰角を前記燃
料ガス圧縮機に供給される燃料ガスの発熱量およ
び前記空気圧縮機に供給される空気温度により制
御するので、燃料ガスのカロリー、或いはガス組
成が大幅に変動したとしても、又外気条件の変化
により吸込空気量が変化したとしても最適運転を
維持することが出来るようになるのである。
第１図および第２図は本発明に係るガスタービ
ン駆動システムの概略図である。 １……燃料ガス圧縮機、２……空気圧縮機、
７，９……静翼、３０……空気流量設定制御手
段、４０……燃料ガス量設定制御手段。
ン駆動システムの概略図である。 １……燃料ガス圧縮機、２……空気圧縮機、
７，９……静翼、３０……空気流量設定制御手
段、４０……燃料ガス量設定制御手段。
Claims (1)
- １ 燃料ガス圧縮機によつて加圧された燃料ガス
と、ガスタービンに連結された空気圧縮機によつ
て加圧された加圧空気とを燃焼器において混合燃
焼させ、この燃焼ガスによつて前記ガスタービン
を駆動するガスタービン駆動システムにおいて、
前記燃料ガス圧縮機を多段可変静翼を有する燃料
ガス圧縮機とし、その仰角を該燃料ガス圧縮機に
供給される燃料ガスの発熱量によつて制御し、前
記空気圧縮機を多段可変静翼を有する空気圧縮機
と成し、その仰角を前記燃料ガス圧縮機に供給さ
れる燃料ガスの発熱量および前記空気圧縮機に供
給される空気温度により制御することを特徴とす
る燃料ガス圧縮機を持つガスタービン駆動システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7863184A JPS60222531A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 燃料ガス圧縮機を持つガスタ−ビン駆動システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7863184A JPS60222531A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 燃料ガス圧縮機を持つガスタ−ビン駆動システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60222531A JPS60222531A (ja) | 1985-11-07 |
| JPH036334B2 true JPH036334B2 (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=13667219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7863184A Granted JPS60222531A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 燃料ガス圧縮機を持つガスタ−ビン駆動システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60222531A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0915242B1 (en) | 1997-11-04 | 2003-09-03 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine |
| US6164057A (en) * | 1999-03-16 | 2000-12-26 | General Electric Co. | Gas turbine generator having reserve capacity controller |
| JP4068546B2 (ja) * | 2003-10-30 | 2008-03-26 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン発電設備及びその運用方法 |
| JP2011202515A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンシステム |
| JP6222993B2 (ja) * | 2013-05-28 | 2017-11-01 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ２軸式ガスタービン |
| KR20170018883A (ko) * | 2014-06-10 | 2017-02-20 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 가스 터빈 시스템 및 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569622A (en) * | 1979-07-04 | 1981-01-31 | Nissan Motor Co Ltd | Variable vane controller |
| JPS581241A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-06 | Fuji Electric Co Ltd | デ−タ送信装置 |
| JPS5862320A (ja) * | 1981-10-09 | 1983-04-13 | Hitachi Zosen Corp | 低発熱量ガスを燃料とするガスタ−ビン設備 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP7863184A patent/JPS60222531A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569622A (en) * | 1979-07-04 | 1981-01-31 | Nissan Motor Co Ltd | Variable vane controller |
| JPS581241A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-06 | Fuji Electric Co Ltd | デ−タ送信装置 |
| JPS5862320A (ja) * | 1981-10-09 | 1983-04-13 | Hitachi Zosen Corp | 低発熱量ガスを燃料とするガスタ−ビン設備 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60222531A (ja) | 1985-11-07 |
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