JPH0673341U - ガスタービン燃焼器燃空比制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮空気貯蔵形のガスタービン発電装置にお
いて、ガスタービン部分負荷時にタービン効率低下につ
ながる燃空比を制御する回路を提供すること。 【構成】 ガスタービン燃焼器２に流入する燃料量を制
御する信号を入力して、予め設定された関数値に基づく
燃焼空気量を演算する手段（１０，１１，１２）と、こ
の演算手段によって求められた燃焼空気量を表す信号に
よって空気貯蔵空洞９から燃焼器２に流入する燃焼空気
量を制御する手段（１３，１４，１５）とを備えてなる
もの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、圧縮空気エネルギ貯蔵形ガスタービン発電装置に適用されるガスタ ービン燃焼器燃空比制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は従来の一般的なガスタービン発電装置の一例を示したもので、図中、符 号１は空気圧縮機、２は燃焼器、３は燃料制御弁、４はガスタービン、５は発電 機、６はバイパス弁、７はガスタービン燃料制御装置を示している。

【０００３】 図２において、空気圧縮機１で圧縮された空気は燃焼器２へ流入し、ガスター ビン燃料制御装置７からの信号で制御される燃料制御弁３を経て供給された燃料 を燃焼させる。燃焼器２にて生成された高圧高温ガスはガスタービン４で大気圧 まで膨張し、空気圧縮機１と共に発電機５を駆動する。

【０００４】 空気圧縮機１、ガスタービン４及び発電機５が一軸上に結合された単純一軸ガ スタービン発電装置の場合、空気圧縮機１の回転数は発電機負荷に拘らず一定で ある。空気圧縮機翼は通常固定式であるため、負荷に拘らず風量はほぼ一定であ る。

【０００５】 一方、燃焼器２に流入する燃料量は負荷の上昇につれて増大する。したがって 、燃焼器２での燃空比は制御することができず、負荷の上昇と共に燃空比は増大 する。このため部分負荷時は燃焼器２の出口すなわちガスタービン４の入口ガス 温度が低く、これがガスタービン部分負荷効率低下の原因となっている。

【０００６】 したがって、従来では、燃焼器２内での燃空比を一定にするために、燃焼器２ をバイパスさせるバイパス弁６を用いて、余剰の圧縮空気を直接ガスタービン２ に導くようにして燃焼器２への空気量を調節する方法がある。しかし、この方法 では、タービン入口ガス温度が低下するのでプラント効率は減少してしまう。

【０００７】 また、従来のガスタービン発電装置の他の例として、燃焼器へ供給する燃焼用 空気を予め圧縮して貯蔵しておいた空気を使用する方法がある。これは、夜間の 余剰電力を使って空気圧縮機を駆動し、エネルギを圧縮空気として貯蔵し、昼間 の電力ピーク時にその圧縮空気を利用してガスタービン発電機を駆動しようとす るものである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

そのような圧縮空気エネルギ貯蔵形のガスタービン発電装置においても、図２ の従来例と同様の問題点がある。すなわち、ガスタービン部分負荷時における効 率低下である。また、部分負荷時の燃空比を一定にするバイパス弁は貯蔵エネル ギの浪費につながるので使用することができない。

【０００９】 本考案は上記事情にかんがみてなされたもので、圧縮空気エネルギ貯蔵形のガ スタービン発電装置において、特にガスタービン部分負荷時における燃空比一定 制御が可能であり、これによるタービン効率低下のないガスタービン燃焼器燃空 比制御回路を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的に対し、本考案によれば、圧縮空気エネルギ貯蔵形ガスタービン発電 装置に用いられるガスタービン燃焼器燃空比制御回路において、ガスタービン燃 焼器に流入する燃料量を制御する信号を入力して予め設定された関数値に基づく 燃焼空気量を表す信号を出力する演算手段と、この演算手段から出力する信号に 基づいて空気貯蔵空洞からガスタービン燃焼器に流入する燃焼空気量を制御する 空気調節手段とから成ることを特徴とするガスタービン燃焼器燃空比制御回路が 提供される。

【００１１】

【作用】 上記の手段によれば、演算手段はガスタービン燃焼器に流入する燃料量に対応 する燃焼空気量が関数設定されており、その設定された関数値に基づいて空気調 節手段を制御することにより、ガスタービン燃焼器へ流入する燃焼空気を調節し 、燃空比を一定に制御する。

【００１２】

【実施例】

図１は本考案によるガスタービン燃焼器燃空比制御回路を適用したガスタービ ン発電装置の一例を示す系統図である。図１において、図２に示したものと同一 の部分については同一の符号を付してある。

【００１３】 本考案によるガスタービン燃焼器燃空比制御回路８は空気を圧縮して貯蔵する 空気貯蔵空洞９と燃焼器２との間に設けられ、加算器１０、緩衝器１１、演算器 １２、操作器１３、空気調節弁１４及び流量計１５によって構成されている。加 算器１０、緩衝器１１及び演算器１２は演算手段を構成し、操作器１３、空気調 節弁１４及び流量計１５は空気調節手段を構成している。

【００１４】 ガスタービン燃料制御装置７は設定した出力に見合った燃料制御弁３の開度指 令信号が発信される。この信号は加算器１０においてバイアス値が加算されてバ イアス補正され、緩衝器１１で急激な信号の変化が緩やかな変化に変換される。

【００１５】 次に、演算器１２において、燃料量に対応して燃空比が所定の値になるよう、 予め定められた関数値に基づいて、空気量が演算される。

【００１６】 演算器１２で求められた空気量を表す信号は操作器１３に供給され、空気調節 弁１４の開度を調節する。また、空気調節弁１４と空気貯蔵空洞９との間には流 量計１５が設置されており、ここで測定された実際の空気量は操作器１３へフィ ードバックされて、空気調節弁１４の開度補正が行われる。

【００１７】

【考案の効果】 本考案によれば、圧縮空気エネルギ貯蔵形ガスタービン発電装置において、ガ スタービン部分負荷運転時においても、燃焼器は最適の燃空比で燃焼することに なり、効率が向上する。また、燃焼器での燃焼条件が改善されるため、低ＮＯｘ 化が図れ、低公害プラントを実現することができる。さらに、空気貯蔵空洞に貯 えられた圧縮空気はすべて燃焼空気として利用されるため効率よく電力に変換す ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるガスタービン燃焼器燃空比制御回
路を適用したガスタービン発電装置の構成例を示す系統
図である。

【図２】従来の一般的なガスタービン発電装置の一例を
示す系統図である。

【符号の説明】

２ 燃焼器 ３ 燃料制御弁 ４ ガスタービン ７ ガスタービン燃料制御装置 ８ ガスタービン燃焼器燃空比制御回路 ９ 空気貯蔵空洞 １０ 加算器 １１ 緩衝器 １２ 演算器 １３ 操作器 １４ 空気調節弁 １５ 流量計

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮空気エネルギ貯蔵形ガスタービン発電
   装置に用いられるガスタービン燃焼器燃空比制御回路に
   おいて、ガスタービン燃焼器に流入する燃料量を制御す
   る信号を入力して予め設定された関数値に基づく燃焼空
   気量を表す信号を出力する演算手段と、この演算手段か
   ら出力する信号に基づいて空気貯蔵空洞からガスタービ
   ン燃焼器に流入する燃焼空気量を制御する空気調節手段
   とから成ることを特徴とするガスタービン燃焼器燃空比
   制御回路。