JPH06241062A - ガスタービン発電設備及びその運転方法 - Google Patents
ガスタービン発電設備及びその運転方法Info
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- JPH06241062A JPH06241062A JP2889093A JP2889093A JPH06241062A JP H06241062 A JPH06241062 A JP H06241062A JP 2889093 A JP2889093 A JP 2889093A JP 2889093 A JP2889093 A JP 2889093A JP H06241062 A JPH06241062 A JP H06241062A
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- gas turbine
- control
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガバナ運転時に燃焼不安定となり燃焼器が失
火又は逆火するのを防止する。 【構成】 ガスタービンと発電機とを接続して発電し、
系統周波数１と負荷指令３とを演算した負荷信号に応じ
て燃料流量１０を制御するとともに、ガバナを制御して
回路１１により圧縮機のＩＧＶ角度１２を変化させる制
御装置を備え、制御装置に、ＩＧＶ角度１２が比例して
変化する負荷指令３の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯ｃ〜
ｄを設定し、ＩＧＶ角度変化負荷帯ｃ〜ｄで負荷指令３
に負荷補正値δを加算させる負荷補正回路８と、負荷補
正値δ以内の系統周波数変動に対し燃料流量１０の制御
とガバナの制御によるＩＧＶ角度１２の変化とを回避す
る出力手段（低値優先）６とを具備した。
火又は逆火するのを防止する。 【構成】 ガスタービンと発電機とを接続して発電し、
系統周波数１と負荷指令３とを演算した負荷信号に応じ
て燃料流量１０を制御するとともに、ガバナを制御して
回路１１により圧縮機のＩＧＶ角度１２を変化させる制
御装置を備え、制御装置に、ＩＧＶ角度１２が比例して
変化する負荷指令３の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯ｃ〜
ｄを設定し、ＩＧＶ角度変化負荷帯ｃ〜ｄで負荷指令３
に負荷補正値δを加算させる負荷補正回路８と、負荷補
正値δ以内の系統周波数変動に対し燃料流量１０の制御
とガバナの制御によるＩＧＶ角度１２の変化とを回避す
る出力手段（低値優先）６とを具備した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの燃空比
制御に係り、特にＩＧＶ角度変化負荷帯で燃焼不安定に
よる燃焼器の失火又は逆火を防止することのできるガス
タービン発電設備及びその運転方法に関する。
制御に係り、特にＩＧＶ角度変化負荷帯で燃焼不安定に
よる燃焼器の失火又は逆火を防止することのできるガス
タービン発電設備及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービンの燃空比制御は、負
荷指令に対応して燃料流量を制御すると同時に、図２に
示すように、負荷指令に対応してカバナ運転により圧縮
機の入口案内翼（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ；
以下、ＩＧＶと称す）角度を変化させて空気流量を制御
している。ＩＧＶ角度は、負荷指令ｃ以下では低負荷角
度ａに一定でかつ負荷指令ｄ以上下では高負荷角度ｂに
一定であるが、負荷指令ｃ〜ｄのＩＧＶ角度変化負荷帯
の範囲ではＩＧＶ角度が負荷指令に比例して変化するた
め、ガバナ運転時に系統周波数変動に対応して負荷指令
が変化すると、燃料流量と空気流量とのミスマッチを生
じる。一般的にはＩＧＶの動きが遅れるため、ＩＧＶを
先行制御してこのミスマッチを少なくしている例もある
が、操作端が異なるためミスマッチを避け難い。具体的
にはＩＧＶ角度変化負荷帯では図３に示すように、ガバ
ナ運転中は系統周波数変動に対して燃料流量及びＩＧＶ
角度が変動する。系統周波数変動に対して両者とも時間
遅れがあるが、その遅れはΔＴ1，ΔＴ3秒と異なる。特
にＩＧＶ角度の変化が急激過ぎると圧縮機に悪影響があ
るため、意識的に時間遅れを大きくしている。ΔＴ1と
ΔＴ3との差ΔＴ2秒により例えば図中のＡ点では燃料流
量小、ＩＧＶ角度大＝空気流量大となり燃空比小とな
る。したがって燃焼器の可燃燃空比範囲が狭い場合は、
燃空比小の時点で吹消えが生じ、燃空比大で逆火が発生
するなどの燃焼不安定が生じることになる。
荷指令に対応して燃料流量を制御すると同時に、図２に
示すように、負荷指令に対応してカバナ運転により圧縮
機の入口案内翼（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ；
以下、ＩＧＶと称す）角度を変化させて空気流量を制御
している。ＩＧＶ角度は、負荷指令ｃ以下では低負荷角
度ａに一定でかつ負荷指令ｄ以上下では高負荷角度ｂに
一定であるが、負荷指令ｃ〜ｄのＩＧＶ角度変化負荷帯
の範囲ではＩＧＶ角度が負荷指令に比例して変化するた
め、ガバナ運転時に系統周波数変動に対応して負荷指令
が変化すると、燃料流量と空気流量とのミスマッチを生
じる。一般的にはＩＧＶの動きが遅れるため、ＩＧＶを
先行制御してこのミスマッチを少なくしている例もある
が、操作端が異なるためミスマッチを避け難い。具体的
にはＩＧＶ角度変化負荷帯では図３に示すように、ガバ
ナ運転中は系統周波数変動に対して燃料流量及びＩＧＶ
角度が変動する。系統周波数変動に対して両者とも時間
遅れがあるが、その遅れはΔＴ1，ΔＴ3秒と異なる。特
にＩＧＶ角度の変化が急激過ぎると圧縮機に悪影響があ
るため、意識的に時間遅れを大きくしている。ΔＴ1と
ΔＴ3との差ΔＴ2秒により例えば図中のＡ点では燃料流
量小、ＩＧＶ角度大＝空気流量大となり燃空比小とな
る。したがって燃焼器の可燃燃空比範囲が狭い場合は、
燃空比小の時点で吹消えが生じ、燃空比大で逆火が発生
するなどの燃焼不安定が生じることになる。
【０００３】従来のガスタービン発電設備においては、
図４に示すように、ガスタービンと発電機とを接続して
発電し、系統周波数１と負荷指令３とを演算した負荷信
号に応じて燃料流量１０を制御するとともに、ガバナを
制御して回路１１により圧縮機の入口案内翼角度１２を
変化させる制御装置を備えてなり、制御装置は、フィー
ドバックした実速度（系統周波数）１と１００％速度設
定２とを減算器１３で減算し、速度調定率の逆数を乘算
器４で乘算して負荷信号に変換する。この負荷信号に負
荷指令３を加算器５で加算し、この加算値と負荷制限９
とを低値優先（出力手段）６で比較し低値の方を出力す
る。この出力が燃料流量１０とＩＧＶ角度１２とを制御
する。ガバナ運転時には、負荷制限を十分高く設定し実
速度の変動に対し燃料流量とＩＧＶ角度とを変化させて
発電機出力を調整している。
図４に示すように、ガスタービンと発電機とを接続して
発電し、系統周波数１と負荷指令３とを演算した負荷信
号に応じて燃料流量１０を制御するとともに、ガバナを
制御して回路１１により圧縮機の入口案内翼角度１２を
変化させる制御装置を備えてなり、制御装置は、フィー
ドバックした実速度（系統周波数）１と１００％速度設
定２とを減算器１３で減算し、速度調定率の逆数を乘算
器４で乘算して負荷信号に変換する。この負荷信号に負
荷指令３を加算器５で加算し、この加算値と負荷制限９
とを低値優先（出力手段）６で比較し低値の方を出力す
る。この出力が燃料流量１０とＩＧＶ角度１２とを制御
する。ガバナ運転時には、負荷制限を十分高く設定し実
速度の変動に対し燃料流量とＩＧＶ角度とを変化させて
発電機出力を調整している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のガスタービン発
電設備にあっては、負荷指令のＩＧＶ角度変化負荷帯で
はＩＧＶ角度が比例的に変化し、燃空比ミスマッチによ
る燃焼不安定となり燃焼器が失火又は逆火する問題点が
あった。
電設備にあっては、負荷指令のＩＧＶ角度変化負荷帯で
はＩＧＶ角度が比例的に変化し、燃空比ミスマッチによ
る燃焼不安定となり燃焼器が失火又は逆火する問題点が
あった。
【０００５】本発明の目的は、ガバナ運転時に燃焼不安
定となり燃焼器が失火又は逆火するのを防止できるガス
タービン発電設備及びその運転方法を提供することにあ
る。
定となり燃焼器が失火又は逆火するのを防止できるガス
タービン発電設備及びその運転方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るガスタービン発電設備は、ガスタービ
ンと発電機とを接続して発電し、系統周波数と負荷指令
とを演算した負荷信号に応じて燃料流量を制御するとと
もに、ガバナを制御して圧縮機の入口案内翼角度を変化
させる制御装置を備えてなるガスタービン発電設備にお
いて、制御装置に、入口案内翼角度が比例して変化する
負荷指令の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯を設定し、ＩＧ
Ｖ角度変化負荷帯で負荷指令に所定の負荷補正値を加算
させる負荷補正回路と、負荷補正値以内の系統周波数変
動に対し燃料流量の制御及びガバナの制御を回避する出
力手段とを具備した構成とする。
め、本発明に係るガスタービン発電設備は、ガスタービ
ンと発電機とを接続して発電し、系統周波数と負荷指令
とを演算した負荷信号に応じて燃料流量を制御するとと
もに、ガバナを制御して圧縮機の入口案内翼角度を変化
させる制御装置を備えてなるガスタービン発電設備にお
いて、制御装置に、入口案内翼角度が比例して変化する
負荷指令の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯を設定し、ＩＧ
Ｖ角度変化負荷帯で負荷指令に所定の負荷補正値を加算
させる負荷補正回路と、負荷補正値以内の系統周波数変
動に対し燃料流量の制御及びガバナの制御を回避する出
力手段とを具備した構成とする。
【０００７】そして負荷補正値は、ガバナの制御信号に
加算されるバイアス信号である構成でもよい。
加算されるバイアス信号である構成でもよい。
【０００８】またガスタービン発電設備の運転方法にお
いては、ガスタービンと発電機とを接続して発電し、系
統周波数と負荷指令とを演算した負荷信号に応じて燃料
流量を制御するとともに、圧縮機の入口案内翼角度を変
化させるガバナを制御するガスタービン発電設備の運転
方法において、入口案内翼角度が比例して変化する負荷
指令の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯を設定し、ＩＧＶ角
度変化負荷帯で負荷指令に所定の負荷補正値を加算さ
せ、負荷補正値以内の系統周波数変動に対し燃料流量の
制御及びガバナの制御を回避する構成とする。
いては、ガスタービンと発電機とを接続して発電し、系
統周波数と負荷指令とを演算した負荷信号に応じて燃料
流量を制御するとともに、圧縮機の入口案内翼角度を変
化させるガバナを制御するガスタービン発電設備の運転
方法において、入口案内翼角度が比例して変化する負荷
指令の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯を設定し、ＩＧＶ角
度変化負荷帯で負荷指令に所定の負荷補正値を加算さ
せ、負荷補正値以内の系統周波数変動に対し燃料流量の
制御及びガバナの制御を回避する構成とする。
【０００９】さらに負荷補正値は、ガバナの制御信号に
加算されるバイアス信号である構成でもよい。
加算されるバイアス信号である構成でもよい。
【００１０】そしてガスタービン発電設備の制御装置に
おいては、ガスタービンと発電機とを接続して発電する
ガスタービン発電設備に設けられ、系統周波数と負荷指
令とを演算した負荷信号に応じて燃料流量を制御すると
ともに、ガバナを制御して圧縮機の入口案内翼角度を変
化させるガスタービン発電設備の制御装置において、入
口案内翼角度が比例して変化する負荷指令の範囲にＩＧ
Ｖ角度変化負荷帯を設定し、ＩＧＶ角度変化負荷帯で負
荷指令に所定の負荷補正値を加算させる負荷補正回路
と、負荷補正値以内の系統周波数変動に対し燃料流量の
制御及びガバナの制御を回避する出力手段とを具備した
構成とする。
おいては、ガスタービンと発電機とを接続して発電する
ガスタービン発電設備に設けられ、系統周波数と負荷指
令とを演算した負荷信号に応じて燃料流量を制御すると
ともに、ガバナを制御して圧縮機の入口案内翼角度を変
化させるガスタービン発電設備の制御装置において、入
口案内翼角度が比例して変化する負荷指令の範囲にＩＧ
Ｖ角度変化負荷帯を設定し、ＩＧＶ角度変化負荷帯で負
荷指令に所定の負荷補正値を加算させる負荷補正回路
と、負荷補正値以内の系統周波数変動に対し燃料流量の
制御及びガバナの制御を回避する出力手段とを具備した
構成とする。
【００１１】
【作用】本発明によれば、予め定めたＩＧＶ角度変化負
荷帯が負荷指令に設定され、ＩＧＶ角度変化負荷帯では
負荷指令に負荷補正値が加算される。そしてこの負荷補
正値以内の系統周波数変動に対しては燃料流量の制御及
びガバナの制御が回避され、系統周波数変動の影響が排
除されて燃空比ミスマッチによる燃焼不安定がなくな
る。
荷帯が負荷指令に設定され、ＩＧＶ角度変化負荷帯では
負荷指令に負荷補正値が加算される。そしてこの負荷補
正値以内の系統周波数変動に対しては燃料流量の制御及
びガバナの制御が回避され、系統周波数変動の影響が排
除されて燃空比ミスマッチによる燃焼不安定がなくな
る。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例を図１を参照しながら説明
する。図１に示すように、ガスタービンと発電機とを接
続して発電し、系統周波数１と負荷指令３とを演算した
負荷信号に応じて燃料流量１０を制御するとともに、ガ
バナを制御して回路１１により圧縮機の入口案内翼角度
（ＩＧＶ角度）１２を変化させる制御装置を備えてな
り、制御装置に、入口案内翼角度１２が比例して変化す
る負荷指令３の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯ｃ〜ｄを設
定し、ＩＧＶ角度変化負荷帯ｃ〜ｄで負荷指令３に所定
の負荷補正値δを加算させる負荷補正回路８と、負荷補
正値δ以内の系統周波数変動に対し燃料流量１０の制御
とガバナの制御によるＩＧＶ角度１２の変化とを回避す
る出力手段（低値優先）６とを具備した構成とする。す
なわち制御装置は、フィードバックした実速度（系統周
波数）１と、１００％速度設定２とを減算器１３で減算
し、速度調停率の逆数を乗算器４で乗算して負荷信号に
変換し、負荷指令３の設定されたＩＧＶ角度変動負荷帯
ｃ〜ｄの範囲では負荷補正回路８により負荷補正値δを
出力し、この負荷補正値δを加算器７で負荷指令３に加
算した信号と負荷信号とを加算器５で加算する。この加
算値と負荷指令３と負荷制限９とを低値優先６で比較し
低値の方を出力する。したがって低値優先６の出力は負
荷補正値δ以内の範囲で系統周波数が変動する場合は負
荷指令３自体となり、系統負荷変動の影響を受けなくな
る。つまりガバナ運転時には、燃料流量１０の制御とガ
バナの制御によるＩＧＶ角度１２の変化とが回避され
る。なお負荷補正値は、ガバナの制御信号に加算される
バイアス信号であってもよい。
する。図１に示すように、ガスタービンと発電機とを接
続して発電し、系統周波数１と負荷指令３とを演算した
負荷信号に応じて燃料流量１０を制御するとともに、ガ
バナを制御して回路１１により圧縮機の入口案内翼角度
（ＩＧＶ角度）１２を変化させる制御装置を備えてな
り、制御装置に、入口案内翼角度１２が比例して変化す
る負荷指令３の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯ｃ〜ｄを設
定し、ＩＧＶ角度変化負荷帯ｃ〜ｄで負荷指令３に所定
の負荷補正値δを加算させる負荷補正回路８と、負荷補
正値δ以内の系統周波数変動に対し燃料流量１０の制御
とガバナの制御によるＩＧＶ角度１２の変化とを回避す
る出力手段（低値優先）６とを具備した構成とする。す
なわち制御装置は、フィードバックした実速度（系統周
波数）１と、１００％速度設定２とを減算器１３で減算
し、速度調停率の逆数を乗算器４で乗算して負荷信号に
変換し、負荷指令３の設定されたＩＧＶ角度変動負荷帯
ｃ〜ｄの範囲では負荷補正回路８により負荷補正値δを
出力し、この負荷補正値δを加算器７で負荷指令３に加
算した信号と負荷信号とを加算器５で加算する。この加
算値と負荷指令３と負荷制限９とを低値優先６で比較し
低値の方を出力する。したがって低値優先６の出力は負
荷補正値δ以内の範囲で系統周波数が変動する場合は負
荷指令３自体となり、系統負荷変動の影響を受けなくな
る。つまりガバナ運転時には、燃料流量１０の制御とガ
バナの制御によるＩＧＶ角度１２の変化とが回避され
る。なお負荷補正値は、ガバナの制御信号に加算される
バイアス信号であってもよい。
【００１３】一例として速度調停率を５％ととし、負荷
補正値δを１０％とする。ＩＧＶ角度変動負荷帯ｃ〜ｄ
では系統周波数が０．５％上昇すると（１００．５％と
なると）、乗算器４の出力は−１０％ととなり、低値優
先６の入力は常に負荷指令３自体となる。この制御によ
り燃料流量、ＩＧＶ角度が変動せず、発電機出力一定の
運転となり、燃焼不安定を発生することがなくなる。
補正値δを１０％とする。ＩＧＶ角度変動負荷帯ｃ〜ｄ
では系統周波数が０．５％上昇すると（１００．５％と
なると）、乗算器４の出力は−１０％ととなり、低値優
先６の入力は常に負荷指令３自体となる。この制御によ
り燃料流量、ＩＧＶ角度が変動せず、発電機出力一定の
運転となり、燃焼不安定を発生することがなくなる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、負荷指令のＩＧＶ角度
変化負荷帯では負荷指令に負荷補正値が加算されるた
め、この負荷補正値以内の系統周波数変動に対しては燃
料流量の制御及びガバナの制御が回避され、系統周波数
変動の影響が排除されて燃空比ミスマッチによる燃焼不
安定を解消したガスタービン発電設備を提供することが
できる。
変化負荷帯では負荷指令に負荷補正値が加算されるた
め、この負荷補正値以内の系統周波数変動に対しては燃
料流量の制御及びガバナの制御が回避され、系統周波数
変動の影響が排除されて燃空比ミスマッチによる燃焼不
安定を解消したガスタービン発電設備を提供することが
できる。
【図１】本発明の一実施例を示す制御装置の図である。
【図２】従来の負荷指令とＩＧＶ角度との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】従来の技術の動作を説明するグラフである。
【図４】従来の技術の制御装置を示す図である。
１ 実速度 ２ １００％速度設定 ３ 負荷設定 ４ 乗算器 ５ 加算器 ６ 低値優先 ７ 加算器 ８ 負荷補正回路 ９ 負荷制限値 １０ 燃料流量 １１ ＩＧＶ角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 半田 孝太郎 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 小松 康孝 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 新井 博幸 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 ガスタービンと発電機とを接続して発電
し、系統周波数と負荷指令とを演算した負荷信号に応じ
て燃料流量を制御するとともに、ガバナを制御して圧縮
機の入口案内翼角度を変化させる制御装置を備えてなる
ガスタービン発電設備において、前記制御装置に、前記
入口案内翼角度が比例して変化する前記負荷指令の範囲
にＩＧＶ角度変化負荷帯を設定し、該ＩＧＶ角度変化負
荷帯で前記負荷指令に所定の負荷補正値を加算させる負
荷補正回路と、該負荷補正値以内の系統周波数変動に対
し前記燃料流量の制御及び前記ガバナの制御を回避する
出力手段とを具備したことを特徴とするガスタービン発
電設備。 - 【請求項２】 負荷補正値は、ガバナの制御信号に加算
されるバイアス信号であることを特徴とする請求項１記
載のガスタービン発電設備。 - 【請求項３】 ガスタービンと発電機とを接続して発電
し、系統周波数と負荷指令とを演算した負荷信号に応じ
て燃料流量を制御するとともに、圧縮機の入口案内翼角
度を変化させるガバナを制御するガスタービン発電設備
の運転方法において、前記入口案内翼角度が比例して変
化する前記負荷指令の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯を設
定し、該ＩＧＶ角度変化負荷帯で前記負荷指令に所定の
負荷補正値を加算させ、該負荷補正値以内の系統周波数
変動に対し前記燃料流量の制御及び前記ガバナの制御を
回避することを特徴とするガスタービン発電設備の運転
方法。 - 【請求項４】 負荷補正値は、ガバナの制御信号に加算
されるバイアス信号であることを特徴とする請求項３記
載のガスタービン発電設備の運転方法。 - 【請求項５】 ガスタービンと発電機とを接続して発電
するガスタービン発電設備に設けられ、系統周波数と負
荷指令とを演算した負荷信号に応じて燃料流量を制御す
るとともに、ガバナを制御して圧縮機の入口案内翼角度
を変化させるガスタービン発電設備の制御装置におい
て、前記入口案内翼角度が比例して変化する前記負荷指
令の範囲にＩＧＶ角度変化負荷帯を設定し、該ＩＧＶ角
度変化負荷帯で前記負荷指令に所定の負荷補正値を加算
させる負荷補正回路と、該負荷補正値以内の系統周波数
変動に対し前記燃料流量の制御及び前記ガバナの制御を
回避する出力手段とを具備したことを特徴とするガスタ
ービン発電設備の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2889093A JPH06241062A (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | ガスタービン発電設備及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2889093A JPH06241062A (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | ガスタービン発電設備及びその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241062A true JPH06241062A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12260997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2889093A Pending JPH06241062A (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | ガスタービン発電設備及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241062A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2020095593A1 (ja) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービンの制御装置、ガスタービン設備、ガスタービンの制御方法、及びガスタービンの制御プログラム |
-
1993
- 1993-02-18 JP JP2889093A patent/JPH06241062A/ja active Pending
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