JPH06323166A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
- Publication number
- JPH06323166A JPH06323166A JP13505293A JP13505293A JPH06323166A JP H06323166 A JPH06323166 A JP H06323166A JP 13505293 A JP13505293 A JP 13505293A JP 13505293 A JP13505293 A JP 13505293A JP H06323166 A JPH06323166 A JP H06323166A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- gas turbine
- flow rate
- output
- combustor
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスタービンの運転状態に応じて最適な空燃
比を得るように制御して、ＮＯｘの発生量を低減するこ
と。 【構成】 燃焼器１に、複数の燃料ノズル１ａ、１ｂ、
１ｃと、空気圧縮機３から燃焼器１へ供給する燃焼用空
気の量を調節するためのバイパス弁１４とを設ける。そ
して、少なくともガスタービンの回転数Ｎ、排気ガス温
度Ｔｅｘ及び発電機出力Ｍｗをパラメータとして、ガス
タービンの運転状態に応じて、各燃料ノズルへ供給する
燃料の流量を個別に制御すると共に燃焼用空気の量を調
節する手段（９、１７、１８）を設けたもの。
比を得るように制御して、ＮＯｘの発生量を低減するこ
と。 【構成】 燃焼器１に、複数の燃料ノズル１ａ、１ｂ、
１ｃと、空気圧縮機３から燃焼器１へ供給する燃焼用空
気の量を調節するためのバイパス弁１４とを設ける。そ
して、少なくともガスタービンの回転数Ｎ、排気ガス温
度Ｔｅｘ及び発電機出力Ｍｗをパラメータとして、ガス
タービンの運転状態に応じて、各燃料ノズルへ供給する
燃料の流量を個別に制御すると共に燃焼用空気の量を調
節する手段（９、１７、１８）を設けたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン発電プラ
ントに適用されるガスタービン燃焼器に係り、特に、ガ
スタービンの運転状態に応じて燃焼用空気供給量と燃料
供給量とを制御するようにしたガスタービン燃焼器に関
する。
ントに適用されるガスタービン燃焼器に係り、特に、ガ
スタービンの運転状態に応じて燃焼用空気供給量と燃料
供給量とを制御するようにしたガスタービン燃焼器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来のガスタービン発電プラン
トを示す系統図である。このガスタービン発電プラント
は、燃焼器１へ燃料流量制御弁２を介して供給される燃
料と、空気圧縮機３で圧縮されて供給される空気とを混
合して燃焼させて高温・高圧のガスを発生させ、そのガ
スをタービン４で膨脹させることにより得られる動力で
発電機５を駆動して電力を得るようにしたものである。
トを示す系統図である。このガスタービン発電プラント
は、燃焼器１へ燃料流量制御弁２を介して供給される燃
料と、空気圧縮機３で圧縮されて供給される空気とを混
合して燃焼させて高温・高圧のガスを発生させ、そのガ
スをタービン４で膨脹させることにより得られる動力で
発電機５を駆動して電力を得るようにしたものである。
【０００３】近時、燃焼器などから排出されるＮＯｘを
含んだガスの環境への影響を配慮して、ＮＯｘの規制値
がますます厳しくなっており、ＮＯｘの発生量の少ない
燃焼器の開発が要請されている。そのため、従来、燃焼
器の火炎縁辺の高温部に蒸気を噴射させてＮＯｘの発生
量を低減させる方式のものがあった。しかし、この方式
のものは、蒸気系統を燃焼器に付加的に設備しなければ
ならず、設備が大型化するとともに、大量の蒸気を噴射
させることにより、火炎を不安定にさせるという問題が
あった。
含んだガスの環境への影響を配慮して、ＮＯｘの規制値
がますます厳しくなっており、ＮＯｘの発生量の少ない
燃焼器の開発が要請されている。そのため、従来、燃焼
器の火炎縁辺の高温部に蒸気を噴射させてＮＯｘの発生
量を低減させる方式のものがあった。しかし、この方式
のものは、蒸気系統を燃焼器に付加的に設備しなければ
ならず、設備が大型化するとともに、大量の蒸気を噴射
させることにより、火炎を不安定にさせるという問題が
あった。
【０００４】そこで、蒸気の噴射を行わずにＮＯｘの発
生量を低減させる方式として、図５に示すような方式が
従来提案されている。すなわち、タービン４の回転数Ｎ
を検出するための回転数検出器６と、タービン４の排気
ガス温度Ｔｅｘを検出するための排ガス温度検出器７
と、発電機５の出力Ｍｗを検出する発電機出力検出器８
とを設け、各検出器６、７、８からの信号を制御装置９
へ供給し、この制御装置９では、タービンの回転数Ｎ、
タービンの排気ガス温度Ｔｅｘ、発電機の出力Ｍｗをパ
ラメータとして、回転数制御回路１０、排ガス温度制御
回路１１、発電機出力制御回路１２および最小値選択回
路１３で制御関数を演算することにより燃料流量制御信
号ＣＳＯを得、この燃料流量制御信号ＣＳＯによって燃
料流量制御弁２を制御して、ガスタービンの運転状態に
応じてＮＯｘの発生量を低減させるのに適した量の燃料
を燃焼器１へ供給するようにしたものである。
生量を低減させる方式として、図５に示すような方式が
従来提案されている。すなわち、タービン４の回転数Ｎ
を検出するための回転数検出器６と、タービン４の排気
ガス温度Ｔｅｘを検出するための排ガス温度検出器７
と、発電機５の出力Ｍｗを検出する発電機出力検出器８
とを設け、各検出器６、７、８からの信号を制御装置９
へ供給し、この制御装置９では、タービンの回転数Ｎ、
タービンの排気ガス温度Ｔｅｘ、発電機の出力Ｍｗをパ
ラメータとして、回転数制御回路１０、排ガス温度制御
回路１１、発電機出力制御回路１２および最小値選択回
路１３で制御関数を演算することにより燃料流量制御信
号ＣＳＯを得、この燃料流量制御信号ＣＳＯによって燃
料流量制御弁２を制御して、ガスタービンの運転状態に
応じてＮＯｘの発生量を低減させるのに適した量の燃料
を燃焼器１へ供給するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の方式においては、ガスタービンの起動時のように運転
条件が急変したり、負荷の変動により燃料を大幅に増減
させる必要のあるときなどは、燃焼状態が不安定となる
という問題があった。そのため、ガスタービンの運転の
全範囲にわたって安定な燃焼を維持することは困難で、
ＮＯｘの発生量の低減にも限界があった。
の方式においては、ガスタービンの起動時のように運転
条件が急変したり、負荷の変動により燃料を大幅に増減
させる必要のあるときなどは、燃焼状態が不安定となる
という問題があった。そのため、ガスタービンの運転の
全範囲にわたって安定な燃焼を維持することは困難で、
ＮＯｘの発生量の低減にも限界があった。
【０００６】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、ガスタービンの運転状態
に応じてきめ細かな制御を行い、過渡的な状態にあって
も安定性の向上が図れるガスタービン燃焼器を提供する
ことを目的とする。
決するためになされたもので、ガスタービンの運転状態
に応じてきめ細かな制御を行い、過渡的な状態にあって
も安定性の向上が図れるガスタービン燃焼器を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、燃料を空気圧縮機で圧縮された空気と
ともに燃焼器で燃焼させて高温・高圧のガスを発生さ
せ、そのガスをタービンで膨脹させることにより得られ
る動力で発電機を駆動するようにしたガスタービン発電
プラントにおいて、前記燃焼器に備えた複数の燃料ノズ
ルと、前記空気圧縮機から前記燃焼器へ供給する燃焼用
空気の量を調節するためのバイパス弁と、少なくともガ
スタービンの回転数、ガスタービンの排気ガス温度およ
び発電機の出力をパラメータとしてガスタービンの運転
状態に応じて前記各燃料ノズルへ供給する燃料の流量を
個別に制御する燃料流量制御手段と、少なくともガスタ
ービンの回転数、ガスタービンの排気ガス温度および発
電機の出力をパラメータとしてガスタービンの運転状態
に応じて前記バイパス弁を制御することにより燃焼用空
気の量を調節するバイパス弁制御手段とを備えたもので
ある。
めに、本発明は、燃料を空気圧縮機で圧縮された空気と
ともに燃焼器で燃焼させて高温・高圧のガスを発生さ
せ、そのガスをタービンで膨脹させることにより得られ
る動力で発電機を駆動するようにしたガスタービン発電
プラントにおいて、前記燃焼器に備えた複数の燃料ノズ
ルと、前記空気圧縮機から前記燃焼器へ供給する燃焼用
空気の量を調節するためのバイパス弁と、少なくともガ
スタービンの回転数、ガスタービンの排気ガス温度およ
び発電機の出力をパラメータとしてガスタービンの運転
状態に応じて前記各燃料ノズルへ供給する燃料の流量を
個別に制御する燃料流量制御手段と、少なくともガスタ
ービンの回転数、ガスタービンの排気ガス温度および発
電機の出力をパラメータとしてガスタービンの運転状態
に応じて前記バイパス弁を制御することにより燃焼用空
気の量を調節するバイパス弁制御手段とを備えたもので
ある。
【０００８】
【作 用】上記の手段によれば、ガスタービンの起動か
ら回転上昇、負荷の併入、負荷上昇といったガスタービ
ンの運転状態に応じて、複数の燃料ノズルへ供給する燃
料の流量を個別に制御するとともに、バイパス弁を制御
して燃焼用空気の量を調節するので、ガスタービンの運
転状態に応じて最適な空燃比で燃焼を行わせることがで
きる。
ら回転上昇、負荷の併入、負荷上昇といったガスタービ
ンの運転状態に応じて、複数の燃料ノズルへ供給する燃
料の流量を個別に制御するとともに、バイパス弁を制御
して燃焼用空気の量を調節するので、ガスタービンの運
転状態に応じて最適な空燃比で燃焼を行わせることがで
きる。
【０００９】
【実施例】以下本発明に係るガスタービン燃焼器の一実
施例について、図１ないし図４を参照して詳細に説明す
る。なお、これらの図において、図５と同一部分には同
一符号を付して示してあるのでその部分の説明は省略す
る。
施例について、図１ないし図４を参照して詳細に説明す
る。なお、これらの図において、図５と同一部分には同
一符号を付して示してあるのでその部分の説明は省略す
る。
【００１０】図１は、ガスタービン発電プラントに適用
した本発明に係るガスタービン燃焼器の一実施例を示す
系統図である。本発明では、図５で説明した従来のガス
タービン燃焼器に対して、先ず、燃焼器１に例えば３系
統の燃料ノズル１ａ、１ｂ、１ｃを設け、各燃料ノズル
１ａ、１ｂ、１ｃに個別に燃料流量制御弁２ａ、２ｂ、
２ｃを連結している。次に、燃焼器１へ供給する燃焼用
空気の量を調節するためのバイパス弁１４を、空気圧縮
機３とタービン４との間に連結している。そして、燃焼
器１の内圧Ｐｃｂを検出する燃焼器圧力検出器１５と、
空気圧縮機３へ取り入れる大気の温度Ｔａｍｂを検出す
る吸気温度検出器１６とを設けている。更に、バイパス
弁１４を制御して燃焼用空気の量を調節するためのバイ
パス弁制御装置１７と、燃料流量制御弁２ａ、２ｂ、２
ｃを個別に制御して、各燃料ノズル１ａ、１ｂ、１ｃへ
の燃料供給量を制御するための燃料配分制御装置１８と
を設けている。
した本発明に係るガスタービン燃焼器の一実施例を示す
系統図である。本発明では、図５で説明した従来のガス
タービン燃焼器に対して、先ず、燃焼器１に例えば３系
統の燃料ノズル１ａ、１ｂ、１ｃを設け、各燃料ノズル
１ａ、１ｂ、１ｃに個別に燃料流量制御弁２ａ、２ｂ、
２ｃを連結している。次に、燃焼器１へ供給する燃焼用
空気の量を調節するためのバイパス弁１４を、空気圧縮
機３とタービン４との間に連結している。そして、燃焼
器１の内圧Ｐｃｂを検出する燃焼器圧力検出器１５と、
空気圧縮機３へ取り入れる大気の温度Ｔａｍｂを検出す
る吸気温度検出器１６とを設けている。更に、バイパス
弁１４を制御して燃焼用空気の量を調節するためのバイ
パス弁制御装置１７と、燃料流量制御弁２ａ、２ｂ、２
ｃを個別に制御して、各燃料ノズル１ａ、１ｂ、１ｃへ
の燃料供給量を制御するための燃料配分制御装置１８と
を設けている。
【００１１】図２は、バイパス弁制御装置１７の詳細を
示したものである。バイパス弁制御装置１７には、関数
ｆ１を演算する第１の空燃比演算回路１７１、関数ｆ２
を演算する第２の空燃比演算回路１７２、関数ｆ３を演
算する第３の空燃比演算回路１７３と、制御装置９の出
力である燃料流量ＣＳＯと発電機出力Ｍｗが所定の値に
達したか否かを判定する燃料流量／発電機出力判定回路
１７４と、負荷が併入されたか否かを判定する併入判定
回路１７５とが設けられている。そして、第２、第３の
空燃比演算回路１７２、１７３の各出力Ｌａ、Ｌｂは燃
料流量／発電機出力判定回路１７４の出力ｃで動作する
信号切換回路１７６に接続されている。また、この信号
切換回路１７６の出力Ｌ２と第１の空燃比演算回路１７
１の出力Ｌ１とは、併入判定回路１７５の出力ｌで動作
する切換スイッチ１７７に接続されている。
示したものである。バイパス弁制御装置１７には、関数
ｆ１を演算する第１の空燃比演算回路１７１、関数ｆ２
を演算する第２の空燃比演算回路１７２、関数ｆ３を演
算する第３の空燃比演算回路１７３と、制御装置９の出
力である燃料流量ＣＳＯと発電機出力Ｍｗが所定の値に
達したか否かを判定する燃料流量／発電機出力判定回路
１７４と、負荷が併入されたか否かを判定する併入判定
回路１７５とが設けられている。そして、第２、第３の
空燃比演算回路１７２、１７３の各出力Ｌａ、Ｌｂは燃
料流量／発電機出力判定回路１７４の出力ｃで動作する
信号切換回路１７６に接続されている。また、この信号
切換回路１７６の出力Ｌ２と第１の空燃比演算回路１７
１の出力Ｌ１とは、併入判定回路１７５の出力ｌで動作
する切換スイッチ１７７に接続されている。
【００１２】さて、第１の空燃比演算回路１７１は、タ
ービン４の回転数Ｎと燃焼器１の圧力Ｐｃｂにより得ら
れる空燃比を吸気温度Ｔａｍｂで補正する演算を行うも
のである。また、第２、第３の空燃比演算回路１７２、
１７３は、それぞれ、発電機５の出力Ｍｗと燃焼器１の
圧力Ｐｃｂにより得られる空燃比を吸気温度Ｔａｍｂで
補正する演算を行うものである。そして、併入判定回路
１７５の出力ｌは、負荷が併入されると“１”レベルと
なり、それ以外では“０”レベルである。図２における
切換スイッチ１７７はｌ＝０の状態を示しており、従っ
て、負荷が併入されるまでは、バイパス弁１４に供給さ
れる弁開度信号ＬｂｐｖはＬ１であり、これによってバ
イパス弁１４が制御される。
ービン４の回転数Ｎと燃焼器１の圧力Ｐｃｂにより得ら
れる空燃比を吸気温度Ｔａｍｂで補正する演算を行うも
のである。また、第２、第３の空燃比演算回路１７２、
１７３は、それぞれ、発電機５の出力Ｍｗと燃焼器１の
圧力Ｐｃｂにより得られる空燃比を吸気温度Ｔａｍｂで
補正する演算を行うものである。そして、併入判定回路
１７５の出力ｌは、負荷が併入されると“１”レベルと
なり、それ以外では“０”レベルである。図２における
切換スイッチ１７７はｌ＝０の状態を示しており、従っ
て、負荷が併入されるまでは、バイパス弁１４に供給さ
れる弁開度信号ＬｂｐｖはＬ１であり、これによってバ
イパス弁１４が制御される。
【００１３】次に、負荷が併入されると併入判定回路１
７５の出力ｌはｌ＝１となり、切換スイッチ１７７が信
号切換回路１７６からの出力Ｌ２をバイパス弁１４へ供
給するように切換わる。ここで、燃料流量／発電機出力
判定回路１７４の出力ｃは、燃料流量ＣＳＯと発電機出
力Ｍｗが所定の値に達したときに“１”レベルとなり、
それまでは“０”レベルである。そして、ｃ＝０では第
２の空燃比演算回路１７２の出力Ｌａが信号切換回路１
７６の出力Ｌ２となり、ｃ＝１では第３の空燃比演算回
路１７３の出力Ｌｂが信号切換回路１７６の出力Ｌ２と
なる。
７５の出力ｌはｌ＝１となり、切換スイッチ１７７が信
号切換回路１７６からの出力Ｌ２をバイパス弁１４へ供
給するように切換わる。ここで、燃料流量／発電機出力
判定回路１７４の出力ｃは、燃料流量ＣＳＯと発電機出
力Ｍｗが所定の値に達したときに“１”レベルとなり、
それまでは“０”レベルである。そして、ｃ＝０では第
２の空燃比演算回路１７２の出力Ｌａが信号切換回路１
７６の出力Ｌ２となり、ｃ＝１では第３の空燃比演算回
路１７３の出力Ｌｂが信号切換回路１７６の出力Ｌ２と
なる。
【００１４】なお、信号切換回路１７６は、動作信号ｃ
が０から１へまたは１から０へ変わった時に、所定時間
τ１をかけて出力をＬａからＬｂへまたはＬｂからＬａ
へ円滑に移行させる機能を持ったものである。従って、
負荷が併入された後、燃料流量ＣＳＯと発電機出力Ｍｗ
が所定の値に達するまでは、第２の空燃比演算回路１７
２の出力Ｌａが弁開度信号Ｌｂｐｖとなり、燃料流量Ｃ
ＳＯと発電機出力Ｍｗが所定の値に達すると、弁開度信
号Ｌｂｐｖは時間τ１をかけて徐々に第３の空燃比演算
回路１７３の出力Ｌｂへと変化する。
が０から１へまたは１から０へ変わった時に、所定時間
τ１をかけて出力をＬａからＬｂへまたはＬｂからＬａ
へ円滑に移行させる機能を持ったものである。従って、
負荷が併入された後、燃料流量ＣＳＯと発電機出力Ｍｗ
が所定の値に達するまでは、第２の空燃比演算回路１７
２の出力Ｌａが弁開度信号Ｌｂｐｖとなり、燃料流量Ｃ
ＳＯと発電機出力Ｍｗが所定の値に達すると、弁開度信
号Ｌｂｐｖは時間τ１をかけて徐々に第３の空燃比演算
回路１７３の出力Ｌｂへと変化する。
【００１５】また、バイパス弁１４の弁開度の制御は、
燃焼ノズル１ａ、１ｂ、１ｃへの燃料の供給と密接に関
連するものであり、詳細は後述するが、燃料流量の少な
いときに燃焼を効率良く行わせるために、２つの燃焼ノ
ズル１ａ、１ｃから燃料を噴射させるので、このときこ
れに見合う空燃比とするために、第２の空燃比演算回路
１７２の出力Ｌａでバイパス弁１４を制御している。一
方、燃料流量が増加してくると、燃焼ノズル１ａ、１ｃ
だけでは適正な空燃比が得られなくなるので、燃焼ノズ
ル１ｂからも燃料を噴射させることになるが、これに見
合う空燃比を得るように、第３の空燃比演算回路１７３
の出力Ｌｂへ切換えて、これでバイパス弁１４を制御す
るようにしている。
燃焼ノズル１ａ、１ｂ、１ｃへの燃料の供給と密接に関
連するものであり、詳細は後述するが、燃料流量の少な
いときに燃焼を効率良く行わせるために、２つの燃焼ノ
ズル１ａ、１ｃから燃料を噴射させるので、このときこ
れに見合う空燃比とするために、第２の空燃比演算回路
１７２の出力Ｌａでバイパス弁１４を制御している。一
方、燃料流量が増加してくると、燃焼ノズル１ａ、１ｃ
だけでは適正な空燃比が得られなくなるので、燃焼ノズ
ル１ｂからも燃料を噴射させることになるが、これに見
合う空燃比を得るように、第３の空燃比演算回路１７３
の出力Ｌｂへ切換えて、これでバイパス弁１４を制御す
るようにしている。
【００１６】次に、燃料配分制御装置１８の詳細を図３
に示してあるので、これについて説明する。燃料配分制
御装置１８には、関数ｆ４を演算する第１のノズル流量
設定演算回路１８１と、関数ｆ５を演算する第２のノズ
ル流量設定演算回路１８２と、関数ｆ６を演算する第３
のノズル流量設定演算回路１８３と、制御装置９の出力
の燃料流量ＣＳＯと発電機出力Ｍｗが所定の値に達した
か否かを判定する燃料流量／発電機出力判定回路１８４
と、タービン４の回転数が定格回転数に達したか否かを
判定する回転数判定回路１８５とが設けられている。
に示してあるので、これについて説明する。燃料配分制
御装置１８には、関数ｆ４を演算する第１のノズル流量
設定演算回路１８１と、関数ｆ５を演算する第２のノズ
ル流量設定演算回路１８２と、関数ｆ６を演算する第３
のノズル流量設定演算回路１８３と、制御装置９の出力
の燃料流量ＣＳＯと発電機出力Ｍｗが所定の値に達した
か否かを判定する燃料流量／発電機出力判定回路１８４
と、タービン４の回転数が定格回転数に達したか否かを
判定する回転数判定回路１８５とが設けられている。
【００１７】燃料流量／発電機出力判定回路１８４は図
２に示した判定回路１７４と同様のものである。そし
て、第１、第２のノズル流量設定演算回路１８１、１８
２の各出力Ｇ１、Ｇ２は回転数判定回路１８５の出力ｎ
で動作する信号切換回路１８６に接続されている。ま
た、第３のノズル流量設定演算回路１８３の出力Ｇ３と
信号切換回路１８６の出力Ｇ４とは、燃料流量／発電機
出力判定回路１８４の出力ｃで動作する信号切換回路１
８７に接続されている。更に、燃料流量／発電機出力判
定回路１８４の出力ｃで動作する信号切換回路１８８
に、燃料ノズル間の燃料流量配分を設定する２つの設定
器１８９、１９０の出力ｍ１、ｍ２が接続されている。
２に示した判定回路１７４と同様のものである。そし
て、第１、第２のノズル流量設定演算回路１８１、１８
２の各出力Ｇ１、Ｇ２は回転数判定回路１８５の出力ｎ
で動作する信号切換回路１８６に接続されている。ま
た、第３のノズル流量設定演算回路１８３の出力Ｇ３と
信号切換回路１８６の出力Ｇ４とは、燃料流量／発電機
出力判定回路１８４の出力ｃで動作する信号切換回路１
８７に接続されている。更に、燃料流量／発電機出力判
定回路１８４の出力ｃで動作する信号切換回路１８８
に、燃料ノズル間の燃料流量配分を設定する２つの設定
器１８９、１９０の出力ｍ１、ｍ２が接続されている。
【００１８】なお、信号切換回路１８７の出力ＳＣＳＯ
は第３の燃料ノズル１ｃへの燃料流量を制御するため
に、第３の燃料流量制御弁２ｃへ供給する燃料流量制御
信号となるものであるが、この出力ＳＣＳＯは減算器１
９１へ供給されて制御装置９からの燃料流量制御信号Ｃ
ＳＯと減算される。そして、減算器１９１の出力ＭＣＳ
Ｏは掛算器１９２へ供給されて信号切換回路１８８の出
力ｍと掛算され、その出力ＭＢＣＳＯは第２の燃料ノズ
ル２ｂへの燃料流量を制御するために、第２の燃料流量
制御弁２ｂへ供給する燃料流量制御信号となる。更に、
減算器１９１の出力ＭＣＳＯは減算器１９３に供給さ
れ、掛算器１９２の出力ＭＢＣＳＯで減算され、この減
算器１９３の出力ＭＡＣＳＯは、第１の燃料ノズル２ａ
への燃料流量を制御するために、第１の燃料流量制御弁
２ａへ供給する燃料流量制御信号となる。
は第３の燃料ノズル１ｃへの燃料流量を制御するため
に、第３の燃料流量制御弁２ｃへ供給する燃料流量制御
信号となるものであるが、この出力ＳＣＳＯは減算器１
９１へ供給されて制御装置９からの燃料流量制御信号Ｃ
ＳＯと減算される。そして、減算器１９１の出力ＭＣＳ
Ｏは掛算器１９２へ供給されて信号切換回路１８８の出
力ｍと掛算され、その出力ＭＢＣＳＯは第２の燃料ノズ
ル２ｂへの燃料流量を制御するために、第２の燃料流量
制御弁２ｂへ供給する燃料流量制御信号となる。更に、
減算器１９１の出力ＭＣＳＯは減算器１９３に供給さ
れ、掛算器１９２の出力ＭＢＣＳＯで減算され、この減
算器１９３の出力ＭＡＣＳＯは、第１の燃料ノズル２ａ
への燃料流量を制御するために、第１の燃料流量制御弁
２ａへ供給する燃料流量制御信号となる。
【００１９】さて、回転数判定回路１８５の出力ｎは、
タービン４の回転数が定格回転数に達したときに“１”
レベルとなり、それまでは“０”レベルである。そし
て、ｎ＝０では第１のノズル流量設定演算回路１８１の
出力Ｇ１が信号切換回路１８６の出力Ｇ４となり、ｎ＝
１では第２のノズル流量設定演算回路１８２の出力Ｇ２
が信号切換回路１８６の出力Ｇ４となる。この信号切換
回路１８６は、図２に示されている信号切換回路１７６
と同様に、動作信号ｎが０から１へまたは１から０へ変
わった時に、所定時間τ２をかけて出力をＧ１からＧ２
へまたはＧ２からＧ１へ円滑に移行させる機能を持った
ものである。
タービン４の回転数が定格回転数に達したときに“１”
レベルとなり、それまでは“０”レベルである。そし
て、ｎ＝０では第１のノズル流量設定演算回路１８１の
出力Ｇ１が信号切換回路１８６の出力Ｇ４となり、ｎ＝
１では第２のノズル流量設定演算回路１８２の出力Ｇ２
が信号切換回路１８６の出力Ｇ４となる。この信号切換
回路１８６は、図２に示されている信号切換回路１７６
と同様に、動作信号ｎが０から１へまたは１から０へ変
わった時に、所定時間τ２をかけて出力をＧ１からＧ２
へまたはＧ２からＧ１へ円滑に移行させる機能を持った
ものである。
【００２０】また、燃料流量／発電機出力判定回路１８
４の出力ｃは、燃料流量制御信号ＣＳＯと発電機出力Ｍ
ｗが所定の値に達したときに“１”レベルとなり、それ
までは“０”レベルなので、ｃ＝０では信号切換回路１
８７の出力ＳＣＳＯは信号切換回路１８６の出力Ｇ４と
なり、ｃ＝１では第３のノズル流量設定演算回路１８３
の出力Ｇ３となる。この信号切換回路１８７も、信号切
換回路１７６と同様に、動作信号ｃが０から１へまたは
１から０へ変わった時に、所定時間τ３をかけて出力を
Ｇ４からＧ３へまたはＧ３からＧ４へ円滑に移行させる
機能を持ったものである。更に、信号切換回路１８８も
信号切換回路１８７と同様の機能を持ったもので、その
出力ｍは、ｃ＝０では設定器１８９の出力ｍ１となり、
ｃ＝１では設定器１９０の出力ｍ２となる。
４の出力ｃは、燃料流量制御信号ＣＳＯと発電機出力Ｍ
ｗが所定の値に達したときに“１”レベルとなり、それ
までは“０”レベルなので、ｃ＝０では信号切換回路１
８７の出力ＳＣＳＯは信号切換回路１８６の出力Ｇ４と
なり、ｃ＝１では第３のノズル流量設定演算回路１８３
の出力Ｇ３となる。この信号切換回路１８７も、信号切
換回路１７６と同様に、動作信号ｃが０から１へまたは
１から０へ変わった時に、所定時間τ３をかけて出力を
Ｇ４からＧ３へまたはＧ３からＧ４へ円滑に移行させる
機能を持ったものである。更に、信号切換回路１８８も
信号切換回路１８７と同様の機能を持ったもので、その
出力ｍは、ｃ＝０では設定器１８９の出力ｍ１となり、
ｃ＝１では設定器１９０の出力ｍ２となる。
【００２１】さて、タービン４が起動されて昇速中は、
タービンの回転数Ｎは定格回転数に達していないのでｎ
＝０であり、かつ燃料流量制御信号ＣＳＯと発電機出力
Ｍｗも所定の値に達していないのでｃ＝０である。その
ため、第３の燃料流量制御弁２ｃへの燃料流量制御信号
ＳＣＳＯは、タービンの回転数Ｎをパラメータとして得
られる第１のノズル流量設定演算回路１８１の出力Ｇ１
（ＳＣＳＯ＝Ｇ１）となる。ここで、設定器１８９の出
力ｍ１をｍ１＝０に設定してあるので、第２の燃料流量
制御弁２ｂへの燃料流量制御信号ＭＢＣＳＯは０とな
り、第１の燃料流量制御弁２ａへの燃料流量制御信号Ｍ
ＡＣＳＯは、ＭＡＣＳＯ＝ＭＣＳＯ＝ＣＳＯ−ＳＣＳＯ
＝ＣＳＯ−Ｇ１となる。すなわち、タービン４の昇速中
は、第１の燃料ノズル１ａと第３の燃料ノズル１ｃから
燃料を噴射させ、第２の燃料ノズル１ｂには燃料を供給
しない。
タービンの回転数Ｎは定格回転数に達していないのでｎ
＝０であり、かつ燃料流量制御信号ＣＳＯと発電機出力
Ｍｗも所定の値に達していないのでｃ＝０である。その
ため、第３の燃料流量制御弁２ｃへの燃料流量制御信号
ＳＣＳＯは、タービンの回転数Ｎをパラメータとして得
られる第１のノズル流量設定演算回路１８１の出力Ｇ１
（ＳＣＳＯ＝Ｇ１）となる。ここで、設定器１８９の出
力ｍ１をｍ１＝０に設定してあるので、第２の燃料流量
制御弁２ｂへの燃料流量制御信号ＭＢＣＳＯは０とな
り、第１の燃料流量制御弁２ａへの燃料流量制御信号Ｍ
ＡＣＳＯは、ＭＡＣＳＯ＝ＭＣＳＯ＝ＣＳＯ−ＳＣＳＯ
＝ＣＳＯ−Ｇ１となる。すなわち、タービン４の昇速中
は、第１の燃料ノズル１ａと第３の燃料ノズル１ｃから
燃料を噴射させ、第２の燃料ノズル１ｂには燃料を供給
しない。
【００２２】タービン４の昇速が進み定格回転数に達す
るとｎ＝０となる。従って、信号切換回路１８６の出力
Ｇ４は、タービンの回転数Ｎをパラメータとして得られ
る第１のノズル流量設定演算回路１８１の出力Ｇ１か
ら、燃料流量ＣＳＯをパラメータとして得られる第２の
ノズル流量設定演算回路１８２の出力Ｇ２に滑らかに移
行する。そして、未だｃ＝０の段階であれば、第３の燃
料流量制御弁２ｃへの燃料流量制御信号ＳＣＳＯはＧ２
となる。また、第２の燃料流量制御弁２ｂへの燃料流量
制御信号ＭＢＣＳＯはｍ＝ｍ１＝０なので、０であり、
第１の燃料流量制御弁２ａへの燃料流量制御信号ＭＡＣ
ＳＯは、ＭＡＣＳＯ＝ＣＳＯ−ＳＣＳＯ＝ＣＳＯ−Ｇ２
となる。
るとｎ＝０となる。従って、信号切換回路１８６の出力
Ｇ４は、タービンの回転数Ｎをパラメータとして得られ
る第１のノズル流量設定演算回路１８１の出力Ｇ１か
ら、燃料流量ＣＳＯをパラメータとして得られる第２の
ノズル流量設定演算回路１８２の出力Ｇ２に滑らかに移
行する。そして、未だｃ＝０の段階であれば、第３の燃
料流量制御弁２ｃへの燃料流量制御信号ＳＣＳＯはＧ２
となる。また、第２の燃料流量制御弁２ｂへの燃料流量
制御信号ＭＢＣＳＯはｍ＝ｍ１＝０なので、０であり、
第１の燃料流量制御弁２ａへの燃料流量制御信号ＭＡＣ
ＳＯは、ＭＡＣＳＯ＝ＣＳＯ−ＳＣＳＯ＝ＣＳＯ−Ｇ２
となる。
【００２３】そして、負荷が併入されて燃料流量が増加
していくと、燃料流量ＣＳＯと発電機出力Ｍｗが所定の
値に達するのでｃ＝１となる。従って、第３の燃料流量
制御弁２ｃへの燃料流量制御信号ＳＣＳＯは、燃料流量
ＣＳＯをパラメータとして得られる第３のノズル流量設
定演算回路１８３の出力Ｇ３に滑らかに移行する。ま
た、信号切換回路１８８の出力ｍも、設定器１８９の出
力ｍ１から設定器１９０の出力ｍ２へ移行するため、第
２の燃料流量制御弁２ｂへの燃料流量制御信号ＭＢＣＳ
Ｏは０からｍ２×ＭＣＳＯ＝ｍ２×（ＣＳＯ−Ｇ３）と
なり、第１の燃料流量制御弁２ａへの燃料流量制御信号
ＭＡＣＳＯは、ＭＡＣＳＯ＝ＭＣＳＯ−ＭＢＣＳＯ＝
（ＣＳＯ−Ｇ３）−ｍ２×（ＣＳＯ−Ｇ３）＝（１−ｍ
２）（ＣＳＯ−Ｇ３）となる。
していくと、燃料流量ＣＳＯと発電機出力Ｍｗが所定の
値に達するのでｃ＝１となる。従って、第３の燃料流量
制御弁２ｃへの燃料流量制御信号ＳＣＳＯは、燃料流量
ＣＳＯをパラメータとして得られる第３のノズル流量設
定演算回路１８３の出力Ｇ３に滑らかに移行する。ま
た、信号切換回路１８８の出力ｍも、設定器１８９の出
力ｍ１から設定器１９０の出力ｍ２へ移行するため、第
２の燃料流量制御弁２ｂへの燃料流量制御信号ＭＢＣＳ
Ｏは０からｍ２×ＭＣＳＯ＝ｍ２×（ＣＳＯ−Ｇ３）と
なり、第１の燃料流量制御弁２ａへの燃料流量制御信号
ＭＡＣＳＯは、ＭＡＣＳＯ＝ＭＣＳＯ−ＭＢＣＳＯ＝
（ＣＳＯ−Ｇ３）−ｍ２×（ＣＳＯ−Ｇ３）＝（１−ｍ
２）（ＣＳＯ−Ｇ３）となる。
【００２４】以上をまとめると、図４に示すようにな
る。すなわち、１）タービンの起動から負荷の併入まで
（タービン昇速中）、２）負荷の併入後（タービン定格
回転）発電機出力上昇中、３）発電機出力定格値到達の
３段階について、各段階におけるガスタービンの運転状
態に応じて、バイパス弁１４を制御することにより燃焼
用空気の量を調節するとともに、燃料流量制御弁２ａ、
２ｂ、２ｃを制御することにより、各燃料ノズル１ａ、
１ｂ、１ｃへ供給する燃料流量を制御している。本発明
は、このようにしてＮＯｘの発生量を低減するのに最適
な空燃比を得るようにしたものである。
る。すなわち、１）タービンの起動から負荷の併入まで
（タービン昇速中）、２）負荷の併入後（タービン定格
回転）発電機出力上昇中、３）発電機出力定格値到達の
３段階について、各段階におけるガスタービンの運転状
態に応じて、バイパス弁１４を制御することにより燃焼
用空気の量を調節するとともに、燃料流量制御弁２ａ、
２ｂ、２ｃを制御することにより、各燃料ノズル１ａ、
１ｂ、１ｃへ供給する燃料流量を制御している。本発明
は、このようにしてＮＯｘの発生量を低減するのに最適
な空燃比を得るようにしたものである。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ガスタービンの起動から回転上昇、負荷の併入、負荷上
昇といったガスタービンの運転状態に応じて、複数の燃
料ノズルへ供給する燃料の流量を個別に制御するととも
に、バイパス弁を制御して燃焼用空気の量を調節するの
で、ガスタービンの運転状態に応じて最適な空燃比を得
るように制御して、ＮＯｘの発生量を低減させた極めて
顕著な効果を奏するガスタービン燃焼器が提供される。
ガスタービンの起動から回転上昇、負荷の併入、負荷上
昇といったガスタービンの運転状態に応じて、複数の燃
料ノズルへ供給する燃料の流量を個別に制御するととも
に、バイパス弁を制御して燃焼用空気の量を調節するの
で、ガスタービンの運転状態に応じて最適な空燃比を得
るように制御して、ＮＯｘの発生量を低減させた極めて
顕著な効果を奏するガスタービン燃焼器が提供される。
【図１】ガスタービン発電プラントに適用した本発明に
係るガスタービン燃焼器の一実施例を示す系統図であ
る。
係るガスタービン燃焼器の一実施例を示す系統図であ
る。
【図２】本発明に使用されるバイパス弁制御装置の一例
を示す系統図である。
を示す系統図である。
【図３】本発明に使用される燃料配分制御装置の一例を
示す系統図である。
示す系統図である。
【図４】本発明におけるガスタービンの運転状態に対応
させて、各部に供給される制御信号を示す説明図であ
る。
させて、各部に供給される制御信号を示す説明図であ
る。
【図５】従来のガスタービン発電プラントを説明するた
めに示す系統図である。
めに示す系統図である。
１ 燃焼器 １ａ、１ｂ、１ｃ 燃料ノズル ２ａ、２ｂ、２ｃ 燃料流量制御弁 ３ 空気圧縮機 ４ タービン ５ 発電機 ９ 制御装置 １０ 回転数制御回路 １１ 排ガス温度制御回路 １２ 発電機出力制御回路 １３ 最小値選択回路 １４ バイパス弁 １７ バイパス弁制御装置 １８ 燃料配分制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】燃料を空気圧縮機で圧縮された空気ととも
に燃焼器で燃焼させて高温・高圧のガスを発生させ、そ
のガスをタービンで膨脹させることにより得られる動力
で発電機を駆動するようにしたガスタービン発電プラン
トにおいて、前記燃焼器に備えた複数の燃料ノズルと、
前記空気圧縮機から前記燃焼器へ供給する燃焼用空気の
量を調節するためのバイパス弁と、少なくともガスター
ビンの回転数、ガスタービンの排気ガス温度および発電
機の出力をパラメータとしてガスタービンの運転状態に
応じて前記各燃料ノズルへ供給する燃料の流量を個別に
制御する燃料流量制御手段と、少なくともガスタービン
の回転数、ガスタービンの排気ガス温度および発電機の
出力をパラメータとしてガスタービンの運転状態に応じ
て前記バイパス弁を制御することにより燃焼用空気の量
を調節するバイパス弁制御手段とを備えたことを特徴と
するガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13505293A JPH06323166A (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13505293A JPH06323166A (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ガスタービン燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323166A true JPH06323166A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=15142802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13505293A Withdrawn JPH06323166A (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06323166A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007002762A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン発電プラント及びガスタービン発電プラントの制御方法 |
| JP2008293849A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合発電システムおよび複合発電システムの制御方法 |
| US9500134B2 (en) | 2012-05-18 | 2016-11-22 | Hanwha Techwin Co., Ltd. | Gas turbine system having plurality of flow meters to meter air and fuel amount to control wobbe index range |
-
1993
- 1993-05-14 JP JP13505293A patent/JPH06323166A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007002762A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン発電プラント及びガスタービン発電プラントの制御方法 |
| JP2008293849A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合発電システムおよび複合発電システムの制御方法 |
| US9500134B2 (en) | 2012-05-18 | 2016-11-22 | Hanwha Techwin Co., Ltd. | Gas turbine system having plurality of flow meters to meter air and fuel amount to control wobbe index range |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0842361A (ja) | ガスタービンを運転する方法及びガスタービン制御システム | |
| WO2004038199A1 (ja) | ガスタービンエンジンの制御方法および制御システム | |
| EP1300566B1 (en) | Fuel ratio control method in a gas turbine combustor | |
| US6792760B2 (en) | Method for operating a turbine | |
| JPH02115558A (ja) | 航空機用エンジンの出力制御装置 | |
| JP3078822B2 (ja) | ガスタービンエンジン用加速制御装置 | |
| GB2348675A (en) | Changing combustion modes in gas turbine engine | |
| JPH06323166A (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| JP3673020B2 (ja) | ガスタービン発電プラントの制御装置 | |
| JP3357723B2 (ja) | ガスタービン制御装置 | |
| US5319919A (en) | Method for controlling gas turbine combustor | |
| JP2002227660A (ja) | ガスタービン制御装置 | |
| JPH11257097A (ja) | ガスタービンのファン・圧縮機の可変静翼の制御方法 | |
| JPS623300B2 (ja) | ||
| JPH1089089A (ja) | ガスタービンエンジン排気温度制御装置および制御方法 | |
| JP2781407B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP4244088B2 (ja) | 多変数制御方法 | |
| JPH09324656A (ja) | 運転制御装置 | |
| JPH0615824B2 (ja) | ガスタービン燃料制御装置 | |
| JPH08270407A (ja) | １軸式複合プラントのガスタービン制御方法 | |
| JPH05171957A (ja) | ガスタービンの制御装置 | |
| JP3557302B2 (ja) | ガスタービン制御装置 | |
| JP2612023B2 (ja) | ガスタービン制御装置 | |
| JPH0610426B2 (ja) | ガスタ−ビン制御装置 | |
| JPH0612079B2 (ja) | ガスタービン燃料制御装置 |
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: 20000801 |