JPH0533675A - ガスタービンの制御方法 - Google Patents
ガスタービンの制御方法Info
- Publication number
- JPH0533675A JPH0533675A JP18872891A JP18872891A JPH0533675A JP H0533675 A JPH0533675 A JP H0533675A JP 18872891 A JP18872891 A JP 18872891A JP 18872891 A JP18872891 A JP 18872891A JP H0533675 A JPH0533675 A JP H0533675A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- flow rate
- air ratio
- air
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスタービンプラントにおいて，ガスタービ
ン着火時に運転を支援する方法の改良。 【構成】 ガスタービン着火工程の燃空比を常時監視し
て，着火異常を診断する。その場合，燃料流量は燃料圧
力，燃料温度および燃料弁リフトから推定し，空気流量
はタービン回転数と吸気空気温度から推定する。
ン着火時に運転を支援する方法の改良。 【構成】 ガスタービン着火工程の燃空比を常時監視し
て，着火異常を診断する。その場合，燃料流量は燃料圧
力，燃料温度および燃料弁リフトから推定し，空気流量
はタービン回転数と吸気空気温度から推定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンプラントの
着火時運転支援に適用される制御方法に関する。
着火時運転支援に適用される制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，ガスタービン着火異常時には，タ
ービンを停止し着火に関連する機器を中心に原因を調べ
ていた。燃空比は直接モニタできないため，燃空比異常
の可能性が高い場合は，着火をやりなおしてデータを収
集し，燃空比の良否を判断していた。
ービンを停止し着火に関連する機器を中心に原因を調べ
ていた。燃空比は直接モニタできないため，燃空比異常
の可能性が高い場合は，着火をやりなおしてデータを収
集し，燃空比の良否を判断していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術には，
次のような解決すべき課題があった。 １) 燃空比を常時監視していない。 着火時は燃料流量が少なく，定格域まで計測できるガス
流量計では，精度が保証できない。空気流量も，燃焼器
に入る流量は機器構造上流量計を設置できない。したが
って，燃空比を計測できない。
次のような解決すべき課題があった。 １) 燃空比を常時監視していない。 着火時は燃料流量が少なく，定格域まで計測できるガス
流量計では，精度が保証できない。空気流量も，燃焼器
に入る流量は機器構造上流量計を設置できない。したが
って，燃空比を計測できない。
【０００４】２） 適正な燃空比の領域が不明確であ
る。 たとえ燃空比を計測できたとしても，現状では適正な領
域を示すデータは断片的にしかなく，系統的にまとめら
れていない。
る。 たとえ燃空比を計測できたとしても，現状では適正な領
域を示すデータは断片的にしかなく，系統的にまとめら
れていない。
【０００５】３） データを収集する手間が過大であ
る。 燃空比が直接計測されていないので，別プロセスからそ
のデータを収集するにせよ，常時データを収集していな
いので，準備，計測，判断に多大の人，物，時間を必要
とする。
る。 燃空比が直接計測されていないので，別プロセスからそ
のデータを収集するにせよ，常時データを収集していな
いので，準備，計測，判断に多大の人，物，時間を必要
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は，前記従来の課
題を解決するために，燃料圧力，燃料温度および燃料弁
リフトを計測して燃料流量を推定する演算を行なうとと
もに，タービン回転数および吸気空気温度を計測して空
気流量を推定する演算を行ない，上記推定燃料流量およ
び推定空気流量を用いて燃空比を計算し，燃料流量およ
び空気流量を調整する制御を行なうことを特徴とするガ
スタービンの制御方法を提案するものである。
題を解決するために，燃料圧力，燃料温度および燃料弁
リフトを計測して燃料流量を推定する演算を行なうとと
もに，タービン回転数および吸気空気温度を計測して空
気流量を推定する演算を行ない，上記推定燃料流量およ
び推定空気流量を用いて燃空比を計算し，燃料流量およ
び空気流量を調整する制御を行なうことを特徴とするガ
スタービンの制御方法を提案するものである。
【０００７】すなわち，本発明の方法においては，燃空
比に関係のある計測可能な物理量からガスタービン着火
時の燃空比を推定するとともに，着火可能な燃空比領域
を，過去の断片的なデータおよびエキスパートの知識か
ら収集して整理し，推定した燃空比と収集した適正な領
域の燃空比とを比較して，燃空比が着火異常原因か否か
を判断するのである。
比に関係のある計測可能な物理量からガスタービン着火
時の燃空比を推定するとともに，着火可能な燃空比領域
を，過去の断片的なデータおよびエキスパートの知識か
ら収集して整理し，推定した燃空比と収集した適正な領
域の燃空比とを比較して，燃空比が着火異常原因か否か
を判断するのである。
【０００８】
【作用】１） 着火時，燃空比に関係のある計測可能な
プロセスを収集する。 ２） 上記プロセスと設計データから，燃料流量および
空気流量を推定し，これらより燃空比を算出する。 ３） 一方，着火成功または失敗に関する過去の断片的
データを収集し，その燃空比領域を整理する。また，こ
れに関するエキスパートから知識を収集し，上記領域を
補完する。 ４） 推定した燃空比が，縦軸を燃空比，横軸を空気流
量で表現した図上で，適正（着火可能）な領域内にある
か否かを判断する。これより燃空比が原因となる着火異
常を診断する。 ５） 燃空比が着火異常原因である可能性が大きい場合
は，操作ガイドを提供する。
プロセスを収集する。 ２） 上記プロセスと設計データから，燃料流量および
空気流量を推定し，これらより燃空比を算出する。 ３） 一方，着火成功または失敗に関する過去の断片的
データを収集し，その燃空比領域を整理する。また，こ
れに関するエキスパートから知識を収集し，上記領域を
補完する。 ４） 推定した燃空比が，縦軸を燃空比，横軸を空気流
量で表現した図上で，適正（着火可能）な領域内にある
か否かを判断する。これより燃空比が原因となる着火異
常を診断する。 ５） 燃空比が着火異常原因である可能性が大きい場合
は，操作ガイドを提供する。
【０００９】
【実施例】本発明方法においては，燃空比を下記の通り
推定する。
推定する。
【００１０】１） 燃料流量の計算（ガス燃料の場合） 計測するプロセスの燃焼器入口燃料圧力をＰf1（kg/cm2
・abs), 同じく燃料温度をＴf0 (℃），燃料弁リフトを
Ｌf (mm)とし，ガス燃料の場合，その流量を次式で算出
する。
・abs), 同じく燃料温度をＴf0 (℃），燃料弁リフトを
Ｌf (mm)とし，ガス燃料の場合，その流量を次式で算出
する。
【００１１】
【数１】
【００１２】油燃料の場合は，流量計測値をそのまま用
いる。 Ｑf ：燃料流量（m3/Hr,ガス＆油）
いる。 Ｑf ：燃料流量（m3/Hr,ガス＆油）
【００１３】２） 空気流量の計算 計測するプロセスのタービン回転数をＮ (rpm)，吸気
（空気）温度をＴ0(℃）とし，空気流量を（２）式で算
式する。
（空気）温度をＴ0(℃）とし，空気流量を（２）式で算
式する。
【００１４】
【数２】
【００１５】３） 燃空比の計算
【００１６】
【数３】
【００１７】縦軸に燃空比，横軸に空気流量をとり，こ
の２次元座標により，適正な燃空比領域の例を図１のよ
うに表現する。すなわち，空気，燃空比の上／下限をＧ
a,max ／Ｇa,min ，ηmax／ηmin で示す。
の２次元座標により，適正な燃空比領域の例を図１のよ
うに表現する。すなわち，空気，燃空比の上／下限をＧ
a,max ／Ｇa,min ，ηmax／ηmin で示す。
【００１８】本発明方法を実施する装置例を図２に示
す。この図において，ガスタービンプラントのプロセス
をデータ入力装置に取り込む。この中から本装置に必要
なプロセス，すなわちタービン回転数，吸気（空気）温
度，燃焼器入口燃料圧力および温度，燃料弁リフト（こ
れらは燃料がガスの場合に限る。燃料が油の場合は圧
力，温度，リフトは不要で流量計測値のみでよい。）を
図２の装置に入力する。入力データを装置内の処理に適
したデータフォーマットに変換し，中央処理部で燃空比
の演算と診断を行なう。結果を表示装置に出力する。ま
た，入力データ，演算結果等を外部メモリに格納する。
す。この図において，ガスタービンプラントのプロセス
をデータ入力装置に取り込む。この中から本装置に必要
なプロセス，すなわちタービン回転数，吸気（空気）温
度，燃焼器入口燃料圧力および温度，燃料弁リフト（こ
れらは燃料がガスの場合に限る。燃料が油の場合は圧
力，温度，リフトは不要で流量計測値のみでよい。）を
図２の装置に入力する。入力データを装置内の処理に適
したデータフォーマットに変換し，中央処理部で燃空比
の演算と診断を行なう。結果を表示装置に出力する。ま
た，入力データ，演算結果等を外部メモリに格納する。
【００１９】支援装置の中央処理部における処理フロー
の例を図３に示す。図２の装置のデータ変換部よりプロ
セスデータを入力し，前記（１）〜（３）式に従って燃
空比を計算する。入力データおよび計算結果を外部メモ
リに格納するとともに，トレンド表示を行なう。着火異
常（失敗時）の場合は診断を行ない，正常に着火すれ
ば，処理が不要になるまで上記処理を繰返す。
の例を図３に示す。図２の装置のデータ変換部よりプロ
セスデータを入力し，前記（１）〜（３）式に従って燃
空比を計算する。入力データおよび計算結果を外部メモ
リに格納するとともに，トレンド表示を行なう。着火異
常（失敗時）の場合は診断を行ない，正常に着火すれ
ば，処理が不要になるまで上記処理を繰返す。
【００２０】次に異常診断部の処理内容を述べる。図４
は処理フローの一例を示すものである。燃空比をチェッ
クする前に前処理をする。まず燃料遮断弁を開き，点火
栓動作開始時にタービン回転数の変化が小さいか否かを
判断する。また，設計上設定した適切な回転数範囲内に
あるかどうかをチェックする（図５参照）。次に燃料量
が上記時間からΔｔ内に飽和状態に入るか否かをチェッ
クし，入った場合は，飽和時の燃料量の値が設計上設定
した適正な範囲内にあるかどうかをチェックする（図５
参照）。次にこの時点で空気量が図１のＧa,max （ＭＡ
Ｘ），Ｇa,min （ＭＩＮ）ライン内にあるか，ライン上
か（推定および知識誤差を考慮する），ライン外かをチ
ェックする。空気量が適正な場合，この時点の燃空比を
最後に調べる。すなわち，図１のηmax （ＭＡＸ），η
min （ＭＩＮ）ライン内にあるか，ライン上か，ライン
外かを調べる。以上のチェック結果とその時のガイドを
表示装置に出力する。
は処理フローの一例を示すものである。燃空比をチェッ
クする前に前処理をする。まず燃料遮断弁を開き，点火
栓動作開始時にタービン回転数の変化が小さいか否かを
判断する。また，設計上設定した適切な回転数範囲内に
あるかどうかをチェックする（図５参照）。次に燃料量
が上記時間からΔｔ内に飽和状態に入るか否かをチェッ
クし，入った場合は，飽和時の燃料量の値が設計上設定
した適正な範囲内にあるかどうかをチェックする（図５
参照）。次にこの時点で空気量が図１のＧa,max （ＭＡ
Ｘ），Ｇa,min （ＭＩＮ）ライン内にあるか，ライン上
か（推定および知識誤差を考慮する），ライン外かをチ
ェックする。空気量が適正な場合，この時点の燃空比を
最後に調べる。すなわち，図１のηmax （ＭＡＸ），η
min （ＭＩＮ）ライン内にあるか，ライン上か，ライン
外かを調べる。以上のチェック結果とその時のガイドを
表示装置に出力する。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば，次の効果が得られる。 １） 着火時で精度の低下していたガス流量計に代り，
比較的精度よくガス燃料流量を監視できる。また計測で
きなかった空気流量を監視することができる。これによ
り，従来不明確であった燃空比のトレンドをチェックで
きる。 ２） 適正な燃空比領域を用いて，着火時の燃空比異常
原因判断ができる。 ３） 装置化することにより，燃空比異常診断時間を大
幅に短縮することができる。
比較的精度よくガス燃料流量を監視できる。また計測で
きなかった空気流量を監視することができる。これによ
り，従来不明確であった燃空比のトレンドをチェックで
きる。 ２） 適正な燃空比領域を用いて，着火時の燃空比異常
原因判断ができる。 ３） 装置化することにより，燃空比異常診断時間を大
幅に短縮することができる。
【図１】図１は本発明方法の一実施例に係る適正な燃空
比領域の例を示す図である。
比領域の例を示す図である。
【図２】図２は本発明方法を実施する装置の一例を示す
図である。
図である。
【図３】図３は上記装置における中央処理部の処理フロ
ーを例示する図である。
ーを例示する図である。
【図４】図４は上記装置における異常診断部の処理フロ
ーを例示する図である。
ーを例示する図である。
【図５】図５はガスタービン点火時の過渡応答例を示す
図である。
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料圧力，燃料温度および燃料弁リフト
を計測して燃料流量を推定する演算を行なうとともに，
タービン回転数および吸気空気温度を計測して空気流量
を推定する演算を行ない，上記推定燃料流量および推定
空気流量を用いて燃空比を計算し，燃料流量および空気
流量を調整する制御を行なうことを特徴とするガスター
ビンの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18872891A JPH0533675A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | ガスタービンの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18872891A JPH0533675A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | ガスタービンの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533675A true JPH0533675A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16228741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18872891A Withdrawn JPH0533675A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | ガスタービンの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0533675A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008097643A (ja) * | 2007-12-17 | 2008-04-24 | Hitachi Ltd | 発電設備の遠隔運用支援方法及び発電設備の遠隔運用支援システム |
| JP2011043136A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Honda Motor Co Ltd | ガスタービン・エンジンの始動時燃料制御装置 |
| US8386212B2 (en) | 2001-12-05 | 2013-02-26 | Hitachi, Ltd. | Electric power generating facility operation remote supporting method and electric power generating facility operation remote supporting system |
| US11187650B2 (en) | 2016-08-31 | 2021-11-30 | Abbott Laboratories | Systems, apparatus, and related methods for evaluating biological sample integrity |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP18872891A patent/JPH0533675A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8386212B2 (en) | 2001-12-05 | 2013-02-26 | Hitachi, Ltd. | Electric power generating facility operation remote supporting method and electric power generating facility operation remote supporting system |
| JP2008097643A (ja) * | 2007-12-17 | 2008-04-24 | Hitachi Ltd | 発電設備の遠隔運用支援方法及び発電設備の遠隔運用支援システム |
| JP2011043136A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Honda Motor Co Ltd | ガスタービン・エンジンの始動時燃料制御装置 |
| US11187650B2 (en) | 2016-08-31 | 2021-11-30 | Abbott Laboratories | Systems, apparatus, and related methods for evaluating biological sample integrity |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |