JPH0652056B2 - ガスタービンの燃焼温度制御方法 - Google Patents
ガスタービンの燃焼温度制御方法Info
- Publication number
- JPH0652056B2 JPH0652056B2 JP60050489A JP5048985A JPH0652056B2 JP H0652056 B2 JPH0652056 B2 JP H0652056B2 JP 60050489 A JP60050489 A JP 60050489A JP 5048985 A JP5048985 A JP 5048985A JP H0652056 B2 JPH0652056 B2 JP H0652056B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustor
- temperature
- fuel
- gas turbine
- deviation
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ガスタービン制御装置に係り、特にガスター
ビン燃焼器部の高温部品の寿命向上に好適な、温度制御
装置に関する。
ビン燃焼器部の高温部品の寿命向上に好適な、温度制御
装置に関する。
第２図は、従来の燃料調節機能、燃焼ガス温度調節機能
を有するガスタービン燃焼部の構造を示す。燃料７は、
１つの燃料調節弁５を通して、同心円周上に配置された
複数本の燃焼器３に、均等に分配される。燃焼ガス２８
は、第１段静翼２９、第１段動翼３０、第２段静翼３
１、第２段動翼３２を通過し、排気部８へぬける。
を有するガスタービン燃焼部の構造を示す。燃料７は、
１つの燃料調節弁５を通して、同心円周上に配置された
複数本の燃焼器３に、均等に分配される。燃焼ガス２８
は、第１段静翼２９、第１段動翼３０、第２段静翼３
１、第２段動翼３２を通過し、排気部８へぬける。
従来は、タービンの燃焼器３、動翼３０，３２静翼２
９，３１等のタービン高温部品の熱的破壊を防止するこ
とを目的として排ガス温度を検出し、この平均値を用い
て、全ての燃焼器３への燃料量を一括調節する燃料調節
弁５により温度制御を行なつている。
９，３１等のタービン高温部品の熱的破壊を防止するこ
とを目的として排ガス温度を検出し、この平均値を用い
て、全ての燃焼器３への燃料量を一括調節する燃料調節
弁５により温度制御を行なつている。
すなわち、(1)燃焼器内部の温度分布は、アンバランス
なため、燃焼温度の平均値を測定するのは困難、(2)燃
焼温度が高いため、直接測定するのも困難、なため、ガ
スタービン排気部８の同心円周上に取付けられた複数本
の温度検出器９で排ガス温度を検出する。そして平均値
を温度制御回路へフイードバツクし、あらかじめ与えら
れている排ガス温度設定値と比較を行ない、その偏差に
よつて、全ての燃焼器３への燃料量を一括燃料調節弁５
で制御する。
なため、燃焼温度の平均値を測定するのは困難、(2)燃
焼温度が高いため、直接測定するのも困難、なため、ガ
スタービン排気部８の同心円周上に取付けられた複数本
の温度検出器９で排ガス温度を検出する。そして平均値
を温度制御回路へフイードバツクし、あらかじめ与えら
れている排ガス温度設定値と比較を行ない、その偏差に
よつて、全ての燃焼器３への燃料量を一括燃料調節弁５
で制御する。
この方式であると１つの燃料調節弁５で複数台の燃焼器
３へ燃料を供給するため、各燃焼器への燃料量は、わず
かながら異なる場合があり圧縮機３３で圧縮された圧縮
空気３４と燃料の混合比（以下燃空比と称す。）も全て
の燃焼器において同一となるとは限らない。その結果、
各燃焼器間の燃焼ガス温度に温度差が生じ、タービン内
部の温度分布にバラツキが生じる。
３へ燃料を供給するため、各燃焼器への燃料量は、わず
かながら異なる場合があり圧縮機３３で圧縮された圧縮
空気３４と燃料の混合比（以下燃空比と称す。）も全て
の燃焼器において同一となるとは限らない。その結果、
各燃焼器間の燃焼ガス温度に温度差が生じ、タービン内
部の温度分布にバラツキが生じる。
このため動翼３０，３２は、この温度差のある燃焼ガス
中を高速で回転するため、高周波熱衝撃を受け、動翼３
０，３２にかかる熱応力が増大する。
中を高速で回転するため、高周波熱衝撃を受け、動翼３
０，３２にかかる熱応力が増大する。
さらに、燃焼器間の温度差によつて、燃焼器を覆うケー
シング２５に熱応力が加わり、変形，クラツクが発生
し、さらには、破損に至る恐れがある。
シング２５に熱応力が加わり、変形，クラツクが発生
し、さらには、破損に至る恐れがある。
また、従来の温度制御方式であると、排ガス温度の平均
値で温度制御しているため、ある燃焼器が異常温度上昇
した場合、燃焼器が破損する恐れがある。燃焼ガス温度
分布を均一にする方法としては、(1)冷却空気を燃焼器
へ投入する方法と、(2)燃焼器への燃料流量を調節する
方法がある。
値で温度制御しているため、ある燃焼器が異常温度上昇
した場合、燃焼器が破損する恐れがある。燃焼ガス温度
分布を均一にする方法としては、(1)冷却空気を燃焼器
へ投入する方法と、(2)燃焼器への燃料流量を調節する
方法がある。
(1)の方法は、特開昭５４−３８４２７号公報に記載の
ように冷却空気を燃焼器出口に投入して、燃焼器３以後
の燃焼ガス温度を調節し、ガスタービン内部の温度分布
を均一にして、動翼３０，３２に加わる高周波熱衝撃を
極力防止している。しかし、燃焼器間の温度差によるケ
ーシング２５の変形，破損及び燃焼器３の異常温度上昇
による破損については、配慮されていなかつた。
ように冷却空気を燃焼器出口に投入して、燃焼器３以後
の燃焼ガス温度を調節し、ガスタービン内部の温度分布
を均一にして、動翼３０，３２に加わる高周波熱衝撃を
極力防止している。しかし、燃焼器間の温度差によるケ
ーシング２５の変形，破損及び燃焼器３の異常温度上昇
による破損については、配慮されていなかつた。
本発明の目的は、動翼に加わる高周波熱衝撃、燃焼器の
異常温度上昇による破損、燃焼器間の温度差によるケー
シングの変形，破損を極力防止するために各燃焼器の燃
焼ガス温度を均一にし、ガスタービンの高温部品の寿命
を向上させる制御装置を提供することにある。
異常温度上昇による破損、燃焼器間の温度差によるケー
シングの変形，破損を極力防止するために各燃焼器の燃
焼ガス温度を均一にし、ガスタービンの高温部品の寿命
を向上させる制御装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために本発明によれば、
複数の燃焼器の各々に対応して排ガス温度を検出し、こ
の複数の検出値に基づいて複数の燃焼器の各々に供給さ
れる燃料量を個別に制御するガスタービンの燃焼温度制
御方法においては、 （ａ）前記複数の検出値のうち中間値を選択するステッ
プ； （ｂ）前記中間値と前記複数の検出値との偏差を燃焼器
毎に求めるステップ； （ｃ）前記偏差と、燃焼器部における熱応力の許容範囲
に基づいて定められた所定値とを比較するステップ； （ｄ）前記所定値以上の偏差を有する燃焼器を特定する
ステップ； （ｅ）前記特定された燃焼器に対して前記偏差が前記所
定値よりも低くなるように燃料量の制御を行うステップ を有することを特徴とするものである。
複数の燃焼器の各々に対応して排ガス温度を検出し、こ
の複数の検出値に基づいて複数の燃焼器の各々に供給さ
れる燃料量を個別に制御するガスタービンの燃焼温度制
御方法においては、 （ａ）前記複数の検出値のうち中間値を選択するステッ
プ； （ｂ）前記中間値と前記複数の検出値との偏差を燃焼器
毎に求めるステップ； （ｃ）前記偏差と、燃焼器部における熱応力の許容範囲
に基づいて定められた所定値とを比較するステップ； （ｄ）前記所定値以上の偏差を有する燃焼器を特定する
ステップ； （ｅ）前記特定された燃焼器に対して前記偏差が前記所
定値よりも低くなるように燃料量の制御を行うステップ を有することを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を第１図、第３図、第４図を用
いて説明する。
いて説明する。
第１図は、本発明を適用するガスタービン燃焼器部の構
造を示す。燃料７は、各燃焼器３への燃料量を調節する
燃料調節弁４を経由して、各燃焼器３へ供給され、圧縮
機３３で圧縮された圧縮空気３４と混合燃焼される。そ
の燃焼ガス２８は、第１段静翼２９を通過後、第１段動
翼３０にエネルギーを与えガスタービンを駆動する。さ
らに第２段静翼３１通過後、第２段動翼３２にエネルギ
ーを与え、排ガスとして排気部８へ導かれる。排気部８
には、燃焼器３と同一円周位置に配置した燃焼器と同一
個数の排ガス温度検出器９を設置する。この温度検出器
９で、排ガス温度分布を測定し、そのバラツキが高温部
品の熱応力許容範囲以上である場合、バラツキの原因と
なつている燃焼器を検出する手段を用いて、該当する燃
焼器への燃料量を燃料調節弁４にて調節する。
造を示す。燃料７は、各燃焼器３への燃料量を調節する
燃料調節弁４を経由して、各燃焼器３へ供給され、圧縮
機３３で圧縮された圧縮空気３４と混合燃焼される。そ
の燃焼ガス２８は、第１段静翼２９を通過後、第１段動
翼３０にエネルギーを与えガスタービンを駆動する。さ
らに第２段静翼３１通過後、第２段動翼３２にエネルギ
ーを与え、排ガスとして排気部８へ導かれる。排気部８
には、燃焼器３と同一円周位置に配置した燃焼器と同一
個数の排ガス温度検出器９を設置する。この温度検出器
９で、排ガス温度分布を測定し、そのバラツキが高温部
品の熱応力許容範囲以上である場合、バラツキの原因と
なつている燃焼器を検出する手段を用いて、該当する燃
焼器への燃料量を燃料調節弁４にて調節する。
第３図に、本発明の制御系統図を示す。温度検出器９に
て、各燃焼器３に対する排ガス温度を測定し、各々の温
度検出信号１０を信号増幅器１１を経て温度制御装置１
２へ入力する。ここで、排ガス温度のバラツキの原因と
なつている燃焼器を検出する手段、すなわち排ガス温度
の中間値を算出し、その中間値と、各燃焼器に対応する
排ガス温度検出器と値との偏差をとることにより、バラ
ツキの原因となつている燃焼器への燃料制御信号１３を
出力する。この制御信号１３は、自動手動切替器１４を
経て燃料調節弁４を制御する。
て、各燃焼器３に対する排ガス温度を測定し、各々の温
度検出信号１０を信号増幅器１１を経て温度制御装置１
２へ入力する。ここで、排ガス温度のバラツキの原因と
なつている燃焼器を検出する手段、すなわち排ガス温度
の中間値を算出し、その中間値と、各燃焼器に対応する
排ガス温度検出器と値との偏差をとることにより、バラ
ツキの原因となつている燃焼器への燃料制御信号１３を
出力する。この制御信号１３は、自動手動切替器１４を
経て燃料調節弁４を制御する。
前記温度制御装置が異常時の場合又は、手動制御を必要
とする場合は、前記信号増幅器１１で増幅された排ガス
温度検出信号１６を取込み燃焼器の状態をモニタする燃
焼器モニタ装置１７で監視しながら手動操作器１５で燃
料調節弁４を操作し均一な温度分布にすることが可能で
ある。
とする場合は、前記信号増幅器１１で増幅された排ガス
温度検出信号１６を取込み燃焼器の状態をモニタする燃
焼器モニタ装置１７で監視しながら手動操作器１５で燃
料調節弁４を操作し均一な温度分布にすることが可能で
ある。
第４図に温度制御装置１２の制御ブロック図を示す。
信号増幅器１１で増幅された排ガス温度検出信号１６
は、温度制御装置１２で取込む。この信号１６は、中間
値選択器１８で中間排ガス温度信号１９を算出する。こ
の信号１９と前記検出した排ガス温度信号１６を比較器
２０で偏差を取り、その偏差信号２１が中間値１９に対
する許容範囲（±α）を超える場合、燃焼ガス温度分布
が均一でないと判断する。この時、比例積分器２２で演
算した結果、すなわち制御出力信号１３で該当する燃焼
器の燃料量を燃料調節弁４にて制御し、燃焼ガス温度が
各燃焼器とも許容範囲内で同一温度となるように制御す
る。
は、温度制御装置１２で取込む。この信号１６は、中間
値選択器１８で中間排ガス温度信号１９を算出する。こ
の信号１９と前記検出した排ガス温度信号１６を比較器
２０で偏差を取り、その偏差信号２１が中間値１９に対
する許容範囲（±α）を超える場合、燃焼ガス温度分布
が均一でないと判断する。この時、比例積分器２２で演
算した結果、すなわち制御出力信号１３で該当する燃焼
器の燃料量を燃料調節弁４にて制御し、燃焼ガス温度が
各燃焼器とも許容範囲内で同一温度となるように制御す
る。
許容範囲±αの値の設定としては、１つの燃焼器の燃焼
温度が変化した場合、その燃焼器の燃料量のみ調節でき
るように設定する。すなわち、排ガス温度の変化は、そ
の燃焼器に対応する排ガス温度のみでなく、隣り合う燃
焼器に対応する排ガス温度まで影響されるため、この影
響を最小限にとどめるためのものである。
温度が変化した場合、その燃焼器の燃料量のみ調節でき
るように設定する。すなわち、排ガス温度の変化は、そ
の燃焼器に対応する排ガス温度のみでなく、隣り合う燃
焼器に対応する排ガス温度まで影響されるため、この影
響を最小限にとどめるためのものである。
本発明によれば、個々の燃焼器の排ガス温度のバラツキ
が、燃焼器等の高温部品に発生する熱応力の許容範囲内
となるようにガスタービンを運転することができるの
で、燃焼器等の高温部品の寿命を向上させることができ
ると共に、前記バラツキが前記熱応力の許容範囲外であ
っても、このバラツキが熱応力の許容範囲内になるよう
に、バラツキの原因となる燃焼器を特定してその燃焼器
に対して個別に燃料量を制御するのでガスタービンをト
リップさせることなくガスタービンの運転を継続するこ
とができる。
が、燃焼器等の高温部品に発生する熱応力の許容範囲内
となるようにガスタービンを運転することができるの
で、燃焼器等の高温部品の寿命を向上させることができ
ると共に、前記バラツキが前記熱応力の許容範囲外であ
っても、このバラツキが熱応力の許容範囲内になるよう
に、バラツキの原因となる燃焼器を特定してその燃焼器
に対して個別に燃料量を制御するのでガスタービンをト
リップさせることなくガスタービンの運転を継続するこ
とができる。
第１図は本発明を適用するガスタービン燃焼部構造図、
第２図は従来のガスタービン燃焼部構造図、第３図は制
御系統図、第４図は温度制御装置ブロツク図である。 ３３……空気圧縮機、２……ガスタービン、３……燃焼
器、４……燃料調節弁、８……ガスタービン排気部、９
……温度検出器、１２……温度制御装置。
第２図は従来のガスタービン燃焼部構造図、第３図は制
御系統図、第４図は温度制御装置ブロツク図である。 ３３……空気圧縮機、２……ガスタービン、３……燃焼
器、４……燃料調節弁、８……ガスタービン排気部、９
……温度検出器、１２……温度制御装置。
フロントページの続き (72)発明者 熊田 和彦 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭59−7739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−10739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−179519（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−4539（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】複数の燃焼器の各々に対応して排ガス温度
を検出し、この複数の検出値に基づいて複数の燃焼器の
各々に供給される燃料量を個別に制御するガスタービン
の燃焼温度制御方法において、以下のステップを有する
ことを特徴とするガスタービンの燃焼温度制御方法 （ａ）前記複数の検出値のうち中間値を選択するステッ
プ； （ｂ）前記中間値と前記複数の検出値との偏差を燃焼器
毎に求めるステップ； （ｃ）前記偏差と、燃焼器部における熱応力の許容範囲
に基づいて定められた所定値とを比較するステップ； （ｄ）前記所定値以上の偏差を有する燃焼器を特定する
ステップ； （ｅ）前記特定された燃焼器に対して前記偏差が前記所
定値よりも低くなるように燃料量の制御を行うステッ
プ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050489A JPH0652056B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | ガスタービンの燃焼温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050489A JPH0652056B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | ガスタービンの燃焼温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210233A JPS61210233A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH0652056B2 true JPH0652056B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=12860332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050489A Expired - Lifetime JPH0652056B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | ガスタービンの燃焼温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652056B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04203808A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器の制御方法およびその装置 |
| JP4760823B2 (ja) * | 2007-12-17 | 2011-08-31 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの監視・診断装置 |
| KR102038555B1 (ko) * | 2018-03-15 | 2019-10-30 | 두산중공업 주식회사 | 가스터빈 및 가스터빈의 제어방법 |
| CN112943467A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-11 | 潍柴动力股份有限公司 | 用于发动机排温一致性的喷射修正方法、系统及存储介质 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5493708A (en) * | 1978-01-06 | 1979-07-25 | Hitachi Ltd | Protector for gas turbine combustor |
| JPS5669424A (en) * | 1979-11-08 | 1981-06-10 | Hitachi Ltd | Controller for flow rate of fuel for gas turbine |
| JPS5710739A (en) * | 1980-06-23 | 1982-01-20 | Hitachi Ltd | Burning control method of multican burners type gas turbine |
| JPS57179519A (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-05 | Hitachi Ltd | Surveillance device of combustors of gas turbine |
| JPS597739A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-14 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビンの燃料供給制御方法 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60050489A patent/JPH0652056B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61210233A (ja) | 1986-09-18 |
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