JPH07139373A - Device and method for controlling gas turbine - Google Patents

Device and method for controlling gas turbine

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JPH07139373A
JPH07139373A JP28714793A JP28714793A JPH07139373A JP H07139373 A JPH07139373 A JP H07139373A JP 28714793 A JP28714793 A JP 28714793A JP 28714793 A JP28714793 A JP 28714793A JP H07139373 A JPH07139373 A JP H07139373A
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JP
Japan
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flow rate
gas turbine
lower limit
fuel flow
fuel
Prior art date
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Application number
JP28714793A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Tanabe
仁志 田邉
Kazue Nagata
一衛 永田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To perform stable combustion by a combustor even during cutoff of a load by providing an adder which is constituted to add an output signal from a fundamental lower limit value function generator and an output signal from a bias value function generator to set a result as the fuel flow rate lower limit value of a lower limit limiter. CONSTITUTION:When a fuel flow rate command value is a fuel flow rate lower limit value or less required for maintenance of combustion, limitation is applied on a fuel flow rate command value by a lower limit limiter 14 so that the limiting result is set as a fuel flow rate lower limit value. A fundamental lower limit value is outputted by a fundamental lower limit value function generator 17 based on a fuel flow rate of a fuel injection pump and a compressed air amount of a compressor. A bias value being a fuel flow rate lower limit is outputted by a bias value function generator 18 based on the inlet guide stationary vane angle of the compressor. An adder 19 is provided to add an output signal from the fundamental lower limit value function generator 17 and an output signal from the bias value function generator 18 so that an adding result is set as the fuel flow rate lower limit value of the lower limit limiter. This constitution performs stable combustion at a combustor even when cutoff of a load occurs.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン発電設備
の燃焼噴射ポンプからの燃料流量を燃料噴射ポンプに並
列に設けられた燃料バイパス弁で調節してガスタービン
に供給する燃料流量を制御するようにしたガスタービン
制御装置及び方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention controls a fuel flow rate from a combustion injection pump of a gas turbine power generation facility by adjusting a fuel bypass valve provided in parallel with the fuel injection pump to control a fuel flow rate supplied to a gas turbine. The present invention relates to a gas turbine control device and method.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のごとくガスタービン発電設備は、
大気中から吸入した空気を圧縮する圧縮機と、空気と燃
料との混合気を燃焼する燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガ
スにより駆動されるガスタービンと、更にガスタービン
により駆動される発電機とを主要機器として構成され
る。
As is well known, gas turbine power generation facilities are
A compressor that compresses air taken from the atmosphere, a combustor that burns a mixture of air and fuel, a gas turbine that is driven by combustion gas from the combustor, and a generator that is further driven by the gas turbine. And are configured as the main equipment.

【0003】一方、ガスタービン制御装置は、速度負荷
制御系、排ガス温度制御系、起動時制御系等の複数の制
御系を高値制限制御系として用い、それら各々の制御系
を機能的に分別するための選択回路を用いて、燃焼器へ
の燃料を制御する方式が一般的に用いられている。
On the other hand, the gas turbine control device uses a plurality of control systems such as a speed load control system, an exhaust gas temperature control system, and a startup control system as a high value limit control system, and functionally separates each control system. A method of controlling the fuel to the combustor using a selection circuit for is commonly used.

【0004】これらガスタービン発電設備およびその制
御系を図3および図4に示す。図3は、液体燃料を使用
するガスタービン発電設備の一般的な構成例を示すもの
である。
These gas turbine power generation equipment and its control system are shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows a general configuration example of a gas turbine power generation facility that uses liquid fuel.

【0005】制御対象となるガスタービン発電設備の主
機は、ガスタービン1、燃焼器2、圧縮機3、発電機4
から構成される。圧縮機3では、大気から吸入された空
気が圧縮されて、その圧縮空気は燃焼器2に送られる。
一方、燃焼器2内には、ガスタービン軸とギヤを介して
結合されガスタービン動力により回転する燃料噴射ポン
プ5からの燃料が、燃料バイパス制御弁6の逃し量によ
り決定され投入される。そして、圧縮空気と燃料とが燃
焼器2で混合されて燃焼し高温の燃焼ガスとなり、この
燃焼ガスをガスタービン1に流入し膨張させる。これに
よって、ガスタービン軸端動力を得、この動力により、
発電機4を駆動し、所定の電力を得る。
The main equipment of the gas turbine power generation equipment to be controlled is a gas turbine 1, a combustor 2, a compressor 3, and a generator 4.
Composed of. In the compressor 3, the air sucked from the atmosphere is compressed and the compressed air is sent to the combustor 2.
On the other hand, the fuel from the fuel injection pump 5 that is coupled to the gas turbine shaft through a gear and that is rotated by the gas turbine power is injected into the combustor 2 as determined by the escape amount of the fuel bypass control valve 6. Then, the compressed air and the fuel are mixed in the combustor 2 and burned to form high-temperature combustion gas, which flows into the gas turbine 1 and is expanded. By this, the gas turbine shaft end power is obtained, and by this power,
The generator 4 is driven to obtain a predetermined electric power.

【0006】一方、燃料バイパス制御弁6は、ガスター
ビン制御装置7により調整制御される。図4は、液体燃
料用ガスタービン制御装置の一般的な構成例を示すもの
である。ガスタービン制御装置7は、速度負荷制御系1
0、排ガス温度制御系11、起動時制御系12の各々の
制御回路と、低値優先回路13、下限制限器14、信号
発生器15、逆関数発生器16を含んで構成される。
On the other hand, the fuel bypass control valve 6 is regulated and controlled by the gas turbine control device 7. FIG. 4 shows a typical configuration example of a liquid fuel gas turbine control device. The gas turbine control device 7 includes a speed load control system 1
0, the exhaust gas temperature control system 11, and the control system 12 at the time of starting, a low value priority circuit 13, a lower limit limiter 14, a signal generator 15, and an inverse function generator 16.

【0007】速度負荷制御系10は、目標とする発電機
出力及び回転数を得るべく制御信号を出力するものであ
る。排ガス温度制御系11は、制限されるガスタービン
入口温度に相当する排ガス温度を設定値としてこの設定
値以上の温度上昇を防止すべく制限制御信号を出力する
ものである。そして、起動時制御系12は、着火、暖機
動作を含み、定格回転数到達までの昇速制御を行なうべ
く制御信号を出力するものである。
The speed load control system 10 outputs a control signal in order to obtain a target generator output and a target rotation speed. The exhaust gas temperature control system 11 sets the exhaust gas temperature corresponding to the restricted gas turbine inlet temperature as a set value, and outputs a limit control signal to prevent a temperature increase above this set value. Then, the startup control system 12 outputs a control signal for performing speed-up control until reaching the rated speed, including ignition and warm-up operations.

【0008】夫々の制御系機能の特性上最小値が主制御
信号となることから各制御系からの出力信号は、低値優
先回路13でそれらの最小値が選択され、その出力信号
は下限制限器14に入力される。一方、下限制限器14
には、燃焼器2で燃焼を行うための限界値として必要な
燃料流量対空気流量比率(以下F/A比と省略)から求
められた開度相当信号を与える信号発生器15からの燃
料流量下限値が入力されている。下限制限器14では、
これら2入力信号の比較により、高値が選択出力され、
逆関数発生器16にて燃料バイパス制御弁用に特性反転
処理を行い、燃料バイパス制御弁6の開度指令信号とし
て出力する。
Since the minimum value becomes the main control signal due to the characteristic of each control system function, the output signal from each control system is selected by the low value priority circuit 13 and the minimum value is limited. Input to the container 14. On the other hand, the lower limit limiter 14
Is the fuel flow rate from the signal generator 15 which gives an opening degree equivalent signal obtained from the fuel flow rate to air flow rate ratio (hereinafter abbreviated as F / A ratio) required as a limit value for performing combustion in the combustor 2. The lower limit value has been entered. In the lower limit limiter 14,
By comparing these two input signals, the high value is selected and output,
The inverse function generator 16 performs characteristic reversal processing for the fuel bypass control valve, and outputs it as an opening degree instruction signal of the fuel bypass control valve 6.

【0009】以上の制御回路構成とする事により、低値
優先回路13入力側では、いずれかの要素が全ての運転
状態において、予め制限として設けた他の制御系を上回
る指令を出力した場合、即座に最小値の抑制指令を出力
することになる。したがって安全に、かつ効率よく運転
を実行すべく燃料制御弁相当開度信号が出力される。ま
た、下限制限器14では、低値優先回路13出力信号が
燃料流量を零方向に絞り指令が出力した場合においても
燃焼器での燃焼の吹き消えを防止すべく、下限リミット
信号として信号発生器15の出力信号が作用し、ガスタ
ービン1を安全に運転継続する事が可能となる。
With the above control circuit configuration, on the input side of the low value priority circuit 13, when any element outputs a command in excess of the other control system provided as a limit in all operating states, The minimum suppression command will be output immediately. Therefore, the fuel control valve-equivalent opening signal is output to safely and efficiently perform the operation. Further, in the lower limit limiter 14, even when the output signal of the low value priority circuit 13 outputs a command to throttle the fuel flow rate in the zero direction, in order to prevent blowout of combustion in the combustor, a signal generator is used as the lower limit limit signal. The output signal of 15 acts, and it becomes possible to continue the safe operation of the gas turbine 1.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ガスタービ
ン発電設備の負荷遮断時には、以下の不具合が生ずる。
即ち、負荷遮断発生時には負荷速度制御系10におい
て、負荷遮断発生直前の負荷運転相当開度指令信号から
無負荷定格回転数相当開度指令まで瞬時に減少動作する
と共に、ガスタービン1の回転数上昇に対し、予め与え
られた調定率に基づき開度指令信号を減少させる様作用
するので、負荷速度制御系10の出力信号が零付近まで
降下する。このため、低値優先回路13の出力は零付近
のものとなるので、下限制限器14において、燃料流量
指令は吹き消え防止用に与えられた燃料流量下限値に制
限される。しかし、負荷遮断発生後の回転数上昇過程に
おいては、圧縮機3の流入空気量の増加に伴うF/A比
下限値値確保のための燃料流量増加対応が必要となる。
また、負荷遮断発生後の回転数整定状態付近での圧縮機
入口案内静翼の閉め動作による圧縮機流入空気量の減少
に伴う燃料流量減少対応が必要となる。この対策が図ら
れていないので、以下の不都合が生じる。液体燃料供給
ポンプ5がタービン軸動力により駆動されているため、
負荷遮断発生による回転数の上昇に伴い、燃料ポンプ5
の吐出量も増加する。その際に燃料バイパス制御弁6の
開度が下限制限値状態においても回転数増動作であった
場合、回転数増→燃料ポンプ吐出量増→回転数増となる
発散状態となり、定格回転数への引き戻し動作が行われ
ない不具合が生ずる。
However, when the load of the gas turbine power generation equipment is cut off, the following problems occur.
That is, when a load cutoff occurs, the load speed control system 10 instantaneously decreases from the load operation equivalent opening command signal immediately before the load cutoff to the no-load rated rotational speed equivalent opening command, and the rotational speed of the gas turbine 1 increases. On the other hand, since it acts to reduce the opening degree instruction signal based on the preset adjustment rate, the output signal of the load speed control system 10 drops to near zero. For this reason, the output of the low value priority circuit 13 is close to zero, so that the lower limit limiter 14 limits the fuel flow rate command to the fuel flow rate lower limit value given for blowout prevention. However, in the process of increasing the number of revolutions after the occurrence of the load shedding, it is necessary to cope with the increase in the fuel flow rate in order to secure the lower limit value of the F / A ratio with the increase in the amount of air flowing into the compressor 3.
Further, it is necessary to take measures to reduce the fuel flow rate as the compressor inflow air amount decreases due to the closing operation of the compressor inlet guide vanes near the rotational speed settling state after the load shedding occurs. Since this measure is not taken, the following inconvenience occurs. Since the liquid fuel supply pump 5 is driven by turbine shaft power,
As the rotation speed increases due to load shedding, the fuel pump 5
The discharge amount of is also increased. At that time, if the rotation speed increasing operation is performed even when the opening degree of the fuel bypass control valve 6 is in the lower limit value state, the diverging state of increasing the rotation speed → increasing the fuel pump discharge amount → increasing the rotation speed is brought to the rated rotation speed. There is a problem that the pull-back operation is not performed.

【0011】したがって、本発明の目的は、負荷遮断発
生時においても、安定燃焼に必要なF/A比の下限値を
確保するとともに、回転数の上昇による燃料ポンプの吐
出流量の増加に対しても、ガスタービンで安定燃焼に必
要な燃料量を供給しうるガスタービン制御装置及び方法
を提供することを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to secure the lower limit value of the F / A ratio necessary for stable combustion even when the load is cut off, and to increase the discharge flow rate of the fuel pump due to the increase of the rotation speed. Another object of the present invention is to provide a gas turbine control device and method capable of supplying an amount of fuel required for stable combustion in a gas turbine.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のガスタービン制
御装置は、燃料流量指令値が燃焼機で燃焼を維持するた
めに必要な燃料流量下限値未満であるときはその燃料流
量下限値となるように燃料流量指令値に制限を加える下
限制限器と、ガスタービン回転数の変動により変動する
燃料噴射ポンプの燃料流量及び圧縮機の圧縮空気量に基
づいて基本下限値を出力する基本下限値関数発生器と、
発電機の負荷変動により変動する圧縮機の入口案内静翼
角度に基づいて燃料流量下限値のバイアス値を出力する
バイアス値関数発生器と、基本下限値関数発生器の出力
信号とバイアス値関数発生器の出力信号とを加算し下限
制限器の燃料流量下限値とする加算器とを備えている。
The gas turbine control apparatus of the present invention becomes the fuel flow rate lower limit value when the fuel flow rate command value is less than the fuel flow rate lower limit value necessary for maintaining combustion in the combustor. Lower limiter that limits the fuel flow rate command value, and a basic lower limit value function that outputs the basic lower limit value based on the fuel flow rate of the fuel injection pump and the compressed air amount of the compressor that fluctuate due to fluctuations in the gas turbine speed A generator,
Bias value function generator that outputs the bias value of the fuel flow rate lower limit value based on the inlet guide vane angle of the compressor that fluctuates due to load fluctuation of the generator, and the output signal of the basic lower limit value function generator and the bias value function generation And an output signal of the fuel container, and the fuel flow rate lower limit value of the lower limiter is added.

【0013】そして、基本下限値関数発生器は、圧縮機
入口案内静翼角度が発電機の定格負荷運転状態時の角度
であるときの燃焼機での燃料流量対空気流量比率が安定
燃焼の下限となる値を発生するように構成し、バイアス
値関数発生器は、ガスタービン回転数が発電機が定格回
転数であるときの圧縮機吸い込み流量における燃焼機で
の燃料流量対空気流量比率が安定燃焼の下限となる値を
発生するように構成する。
The basic lower limit value function generator is such that the ratio of fuel flow rate to air flow rate in the combustor when the compressor inlet guide vane angle is the angle in the rated load operating state of the generator is the lower limit of stable combustion. And a bias value function generator that stabilizes the fuel flow to air flow ratio in the combustor at the compressor suction flow when the gas turbine speed is the rated speed of the generator. It is configured to generate a value that is the lower limit of combustion.

【0014】また、基本下限値関数発生器に替えて、燃
焼機で燃焼を維持するために必要な基本燃料流量下限値
を予め定めた信号発生器を設ける。一方、本発明のガス
タービン制御方法は、ガスタービン回転数の変動により
変動する燃料噴射ポンプの燃料流量及び圧縮機の圧縮空
気量に基づいて基本下限値を算出し、発電機の負荷変動
により変動する圧縮機の入口案内静翼角度に基づいて燃
料流量下限値のバイアス値を算出し、基本下限値と前記
バイアス値とを加算し、燃料流量指令値が前記基本下限
値とバイアス値との加算値未満であるときは燃料流量指
令値をその加算値として燃料流量を制御するようにした
ことを特徴としている。
Further, in place of the basic lower limit value function generator, a signal generator for presetting the basic fuel flow rate lower limit value necessary for maintaining combustion in the combustor is provided. On the other hand, the gas turbine control method of the present invention calculates the basic lower limit value based on the fuel flow rate of the fuel injection pump and the compressed air amount of the compressor, which fluctuates due to fluctuations in the gas turbine speed, and fluctuates depending on load fluctuations in the generator. A bias value of the fuel flow rate lower limit value is calculated based on the inlet guide vane angle of the compressor, the basic lower limit value and the bias value are added, and the fuel flow rate command value is added to the basic lower limit value and the bias value. When it is less than the value, the fuel flow rate command value is used as the added value to control the fuel flow rate.

【0015】また、ガスタービン回転数の変動により変
動する燃料噴射ポンプの燃料流量及び圧縮機の圧縮空気
量に基づいて基本下限値を算出することに替えて、燃焼
機で燃焼を維持するために必要な基本燃料流量下限値を
予め定めるようにしている。
Further, instead of calculating the basic lower limit value based on the fuel flow rate of the fuel injection pump and the compressed air amount of the compressor which fluctuate due to the fluctuation of the gas turbine speed, in order to maintain combustion in the combustor. The required lower limit of the basic fuel flow rate is set in advance.

【0016】[0016]

【作用】負荷遮断が発生し、ガスタービンの回転数が上
昇したときは、そのガスタービン回転数の変動により変
動する燃料噴射ポンプの燃料流量及び圧縮機の圧縮空気
量に基づいて基本下限値関数発生器でその状態に適切な
基本下限値を出力し、負荷遮断による発電機負荷の変動
に対しては、バイアス値関数発生器で発電機の負荷変動
により変動する圧縮機の入口案内静翼角度に基づいて燃
料流量下限値のバイアス値を出力する。そして、加算器
にて、基本下限値関数発生器の出力信号とバイアス値関
数発生器の出力信号とを加算し下限制限器の燃料流量下
限値とする。
When the load is cut off and the number of revolutions of the gas turbine rises, a basic lower limit value function is established based on the fuel flow rate of the fuel injection pump and the amount of compressed air of the compressor, which fluctuates due to fluctuations in the number of revolutions of the gas turbine. The generator outputs a basic lower limit value appropriate for that state, and the bias value function generator fluctuates according to the load fluctuation of the generator, and the compressor inlet guide vane angle Based on the above, a bias value of the fuel flow rate lower limit value is output. Then, the adder adds the output signal of the basic lower limit function generator and the output signal of the bias value function generator to obtain the fuel flow rate lower limit value of the lower limit limiter.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図1は
本発明の一実施例を示す構成図である。基本下限値関数
発生器17には、ガスタービン回転数の変動により変動
する燃料噴射ポンプの燃料流量及び圧縮機の圧縮空気量
に基づいてその状態で適切な基本下限値を出力する関数
が設定されている。すなわち、基本下限値関数発生器1
7には、圧縮機入口案内静翼角度が発電機4の定格負荷
運転状態時の角度であるときの燃焼機2での燃料流量対
空気流量比率が安定燃焼の下限となる値を発生する関数
が設定されている。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The basic lower limit value function generator 17 is set with a function that outputs an appropriate basic lower limit value in that state based on the fuel flow rate of the fuel injection pump and the compressed air amount of the compressor that fluctuate due to fluctuations in the gas turbine speed. ing. That is, the basic lower limit function generator 1
Reference numeral 7 is a function for generating a value at which the ratio of the fuel flow rate to the air flow rate in the combustor 2 is the lower limit of stable combustion when the compressor inlet guide vane angle is the angle in the rated load operation state of the generator 4. Is set.

【0018】一方、バイアス値関数発生器18には、発
電機4の負荷変動により変動する圧縮機3の入口案内静
翼角度に基づいて、その状態で燃料流量下限値を定める
のに適切なバイアス値を出力する関数が設定されてい
る。そなわち、バイアス値関数発生器18には、ガスタ
ービン回転数が発電機4が定格回転数であるときの圧縮
機吸い込み流量における燃焼機2での燃料流量対空気流
量比率が安定燃焼の下限となる値を発生する関数が設定
されている。
On the other hand, the bias value function generator 18 has a bias suitable for determining the lower limit value of the fuel flow rate in that state based on the inlet guide vane angle of the compressor 3 which fluctuates due to the load fluctuation of the generator 4. A function that outputs a value is set. That is, in the bias value function generator 18, the fuel flow rate to air flow rate ratio in the combustor 2 at the compressor suction flow rate when the gas turbine rotation speed is the rated rotation speed of the generator 4 is the lower limit of stable combustion. The function that generates the value is set.

【0019】これら基本下限値関数発生器17の出力信
号とバイアス値関数発生器の出力信号とは、加算器に入
力され、ここで加算されて下限制限器14の燃料流量下
限値として下限制限器14に入力される。
The output signal of the basic lower limit value function generator 17 and the output signal of the bias value function generator are input to an adder, where they are added and the lower limit limiter 14 is used as the lower limit value of the fuel flow rate. 14 is input.

【0020】一方、低値優先回路13からの燃料流量指
令値は下限制限器14に入力され、その燃料流量指令値
が燃焼機2で燃焼を維持するために必要な燃料流量下限
値未満であるときは、その燃料流量下限値となるように
燃料流量指令値に制限が加えられる。したがって、負荷
遮断があったときにおいても燃焼機3での安定燃焼を可
能にすることができる。
On the other hand, the fuel flow rate command value from the low value priority circuit 13 is input to the lower limit limiter 14, and the fuel flow rate command value is less than the fuel flow rate lower limit value required to maintain combustion in the combustor 2. In this case, the fuel flow rate command value is limited so that the fuel flow rate lower limit value is reached. Therefore, stable combustion in the combustor 3 can be enabled even when the load is cut off.

【0021】このように、この実施例では、ガスタービ
ン回転数の変動により変動する燃料噴射ポンプ5の燃料
流量及び圧縮機3の圧縮空気量に基づいて基本下限値を
算出し、発電機4の負荷変動により変動する圧縮機3の
入口案内静翼角度に基づいて燃料流量下限値のバイアス
値を算出し、基本下限値とバイアス値とを加算し、燃料
流量指令値が基本下限値とバイアス値との加算値未満で
あるときは燃料流量指令値をその加算値として燃料流量
を制御する。
As described above, in this embodiment, the basic lower limit value is calculated based on the fuel flow rate of the fuel injection pump 5 and the compressed air amount of the compressor 3 which fluctuate due to the fluctuation of the gas turbine rotation speed, and the basic lower limit value of the generator 4 is calculated. The bias value of the fuel flow rate lower limit value is calculated based on the inlet guide vane angle of the compressor 3 which varies due to load fluctuation, and the basic lower limit value and the bias value are added so that the fuel flow rate command value becomes the basic lower limit value and the bias value. When it is less than the addition value of the fuel flow rate and the fuel flow rate command value, the fuel flow rate is controlled.

【0022】すなわち、基本下限値関数発生器17は、
ガスタービン回転数を参照信号とし、圧縮機入口案内静
翼角度が定格負荷運転状態時の角度での圧縮機吸い込み
流量における燃焼器のF/A比が安定燃焼の下限となる
値を、ガスタービン回転数の増加や減少時に変動する燃
料噴射ポンプ吐出圧力の増加と圧縮機流入空気流量を加
味した関数が設定され、入力されたガスタービン回転数
の状態量に応じた燃料制御弁開度指令信号を出力する。
一方、バイアス値関数発生器18は、圧縮機3の入口案
内静翼角度を参照信号とし、ガスタービン回転数が定格
回転数での圧縮機3の吸い込み流量における燃焼器2の
F/A比が安定燃焼の下限となる状態を零設定とし、ガ
スタービン回転数が定格回転数でかつ圧縮機3の入口案
内静翼角度が最大開度状態において燃焼器のF/A比が
安定燃焼の下限となる燃料量相当の燃料制御弁開度相当
のバイアス値が設定され、入力された圧縮機3の入口案
内静翼角度の状態量に応じた燃料制御弁開度指令信号を
出力する。夫々の関数発生器17、18から出力された
信号は、加算器19に入力され、加算演算の後、下限制
限器14に入力されるよう構成される。
That is, the basic lower limit function generator 17 is
Using the gas turbine speed as a reference signal, the value at which the F / A ratio of the combustor at the compressor suction flow rate when the compressor inlet guide vane angle is at the rated load operating condition is the lower limit of stable combustion is A function that takes into account the increase in the fuel injection pump discharge pressure that fluctuates when the rotation speed increases or decreases and the compressor inflow air flow rate is set, and the fuel control valve opening command signal that corresponds to the input state quantity of the gas turbine rotation speed. Is output.
On the other hand, the bias value function generator 18 uses the inlet guide vane angle of the compressor 3 as a reference signal, and the F / A ratio of the combustor 2 at the suction flow rate of the compressor 3 at the gas turbine speed is the rated speed. When the lower limit of stable combustion is set to zero, the F / A ratio of the combustor becomes the lower limit of stable combustion when the gas turbine speed is the rated speed and the inlet guide vane angle of the compressor 3 is at the maximum opening. A bias value corresponding to the fuel control valve opening corresponding to the fuel amount is set, and a fuel control valve opening command signal corresponding to the input state quantity of the inlet guide vane angle of the compressor 3 is output. The signals output from the respective function generators 17 and 18 are input to the adder 19, and after addition operation, input to the lower limit limiter 14.

【0023】ガスタービン回転数を参照信号とした基本
値関数発生器17は、入口案内静翼が定格回転数時にお
いて下限となるF/A比が設定され、圧縮機入口可変静
翼角度を参照信号としたバイアス値関数発生器18は、
圧縮機3の入口可変静翼の動作により増減する圧縮機流
入空気流量の伴って変化する下限F/A比のバイアス設
定関数として機能し、夫々の関数発生器17、18の出
力信号の加算により合計の下限制限値として作用する。
In the basic value function generator 17 using the gas turbine speed as a reference signal, the F / A ratio, which is the lower limit at the rated speed of the inlet guide vane, is set, and the compressor inlet variable vane angle is referred to. The bias value function generator 18 used as a signal is
It functions as a bias setting function of the lower limit F / A ratio that changes with the compressor inflow air flow rate that increases and decreases due to the operation of the variable inlet stationary vanes of the compressor 3, and by adding the output signals of the respective function generators 17 and 18. Acts as a lower bound for the total.

【0024】次に、他の実施例を図2に示す。図1の実
施例との相違は、ガスタービン回転数を参照信号とした
基本下限値関数発生器17に替えて、燃焼器2で燃焼を
維持するために必要な基本下限値を予め定めた信号発生
器15を設け、この出力信号と圧縮機入口可変静翼角度
を参照信号としたバイアス値関数発生器18の出力信号
との加算により、下限制限信号として、下限制限器14
に入力していることにある。この場合も図1に示す構成
と同様な結果を得ることが可能である。
Next, another embodiment is shown in FIG. The difference from the embodiment of FIG. 1 is that, in place of the basic lower limit function generator 17 that uses the gas turbine speed as a reference signal, a signal that presets the basic lower limit value required to maintain combustion in the combustor 2. The generator 15 is provided, and by adding this output signal and the output signal of the bias value function generator 18 using the compressor inlet variable stator vane angle as a reference signal, the lower limit limiter 14
You are typing in. Also in this case, it is possible to obtain the same result as the configuration shown in FIG.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
液体燃料使用時のガスタービン制御装置での負荷遮断発
生時には、回転数の上昇や降下に伴う燃料ポンプ吐出圧
力の増加や減少及び圧縮機流入空気流量の増加や減少に
対応した、関数を与えると共に、圧縮機入口可変静翼角
度の変化に応じて安定燃焼を継続するためのバイアス設
定を行うことにより、負荷遮断発生時においても燃焼器
で燃焼の吹き消えを生ずることもなく、また、燃料流量
の絞り込み制限による、燃料量の増加→回転数の増加→
燃料量の増加、といった発散を生ずることなく、安全に
負荷遮断時に燃料流量制御を実施することが可能とな
る。
As described above, according to the present invention,
When a load cutoff occurs in the gas turbine control device when using liquid fuel, a function is provided that corresponds to the increase or decrease of the fuel pump discharge pressure due to the increase or decrease of the rotation speed and the increase or decrease of the air flow rate into the compressor. By setting the bias to continue stable combustion according to the change of the compressor inlet variable stator vane angle, the combustion does not blow out in the combustor even when the load is cut off, and the fuel flow rate Increase in fuel amount by limiting the number of refining → increase in rotation speed →
It is possible to safely control the fuel flow rate when the load is cut off, without causing divergence such as an increase in the fuel amount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すブロック構成図FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の一実施例を示すブロック構成図FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図3】ガスタービン発電設備を示す系統構成図[Fig. 3] System configuration diagram showing a gas turbine power generation facility

【図4】従来例を示すブロック構成図FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガスタービン 2 燃焼器 3 圧縮機 4 発電機 5 燃料ポンプ 6 燃料バイパス制御弁 7 制御装置 8 圧縮機入口可変静翼角度検出器 9 ガスタービン回転数検出器 10 負荷速度制御系 11 拝ガス温度制御系 12 起動時制御系 13 低値優先回路 14 下限制限器 15 信号発生器 16 逆関数発生器 17 基本下限値関数発生器 18 バイアス値関数発生器 19 加算器 1 gas turbine 2 combustor 3 compressor 4 generator 5 fuel pump 6 fuel bypass control valve 7 controller 8 compressor inlet variable vane angle detector 9 gas turbine speed detector 10 load speed control system 11 worship gas temperature control System 12 Control system at start-up 13 Low value priority circuit 14 Lower limiter 15 Signal generator 16 Inverse function generator 17 Basic lower limit function generator 18 Bias value function generator 19 Adder

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスタービンに直結され空気を圧縮する
ための圧縮機と、前記ガスタービンに直結され燃料を供
給するための燃料噴射ポンプと、前記燃料を前記圧縮空
気と共に燃焼させ前記ガスタービンに駆動力を与える燃
焼機と、前記ガスタービンにより駆動される発電機とを
備えたガスタービン発電設備の、前記燃料噴射ポンプか
らの燃料流量を前記燃料噴射ポンプに並列に設けられた
燃料バイパス弁で調節して前記ガスタービンに供給する
燃料流量を制御するようにしたガスタービン制御装置に
おいて、燃料流量指令値が前記燃焼機で燃焼を維持する
ために必要な燃料流量下限値未満であるときはその燃料
流量下限値となるように前記燃料流量指令値に制限を加
える下限制限器と、前記ガスタービン回転数の変動によ
り変動する前記燃料噴射ポンプの燃料流量及び前記圧縮
機の圧縮空気量に基づいて基本下限値を出力する基本下
限値関数発生器と、前記発電機の負荷変動により変動す
る前記圧縮機の入口案内静翼角度に基づいて前記燃料流
量下限値のバイアス値を出力するバイアス値関数発生器
と、前記基本下限値関数発生器の出力信号とバイアス値
関数発生器の出力信号とを加算し前記下限制限器の前記
燃料流量下限値とする加算器とを備えたことを特徴とす
るガスタービン制御装置。
1. A compressor directly connected to a gas turbine for compressing air, a fuel injection pump directly connected to the gas turbine for supplying fuel, and the fuel is burned with the compressed air to the gas turbine. A fuel bypass valve provided in parallel with the fuel injection pump to control the fuel flow rate from the fuel injection pump of a gas turbine power generation facility including a combustor that gives a driving force and a generator driven by the gas turbine. In the gas turbine control device which is adapted to control the fuel flow rate to be supplied to the gas turbine, when the fuel flow rate command value is less than the fuel flow rate lower limit value necessary to maintain combustion in the combustor, A lower limit limiter for limiting the fuel flow rate command value to a fuel flow rate lower limit value, and the fuel that fluctuates due to fluctuations in the gas turbine rotation speed A basic lower limit value function generator that outputs a basic lower limit value based on the fuel flow rate of the injection pump and the compressed air amount of the compressor, and based on the inlet guide vane angle of the compressor that fluctuates due to load fluctuation of the generator Bias value function generator for outputting the bias value of the fuel flow rate lower limit value, and the output signal of the basic lower limit value function generator and the output signal of the bias value function generator are added to the fuel flow rate of the lower limiter. A gas turbine control device, comprising: an adder having a lower limit value.
【請求項2】 前記基本下限値関数発生器は、前記圧縮
機入口案内静翼角度が前記発電機の定格負荷運転状態時
の角度であるときの前記燃焼機での燃料流量対空気流量
比率が安定燃焼の下限となる値を発生するようにしたこ
とを特徴とする請求項1に記載のガスタービン制御装
置。
2. The basic lower limit function generator has a fuel flow rate to air flow rate ratio in the combustor when the compressor inlet guide vane angle is an angle in a rated load operation state of the generator. The gas turbine control device according to claim 1, wherein a value that is a lower limit of stable combustion is generated.
【請求項3】 前記バイアス値関数発生器は、前記ガス
タービン回転数が前記発電機が定格回転数であるときの
前記圧縮機吸い込み流量における前記燃焼機での燃料流
量対空気流量比率が安定燃焼の下限となる値を発生する
ようにしたことを特徴とする請求項1に記載のガスター
ビン制御装置。
3. The bias value function generator has a stable fuel flow rate to air flow rate ratio in the combustor at the compressor suction flow rate when the gas turbine rotation speed is the rated rotation speed of the generator. The gas turbine control device according to claim 1, wherein a value that is a lower limit of is generated.
【請求項4】 ガスタービンに直結され空気を圧縮する
ための圧縮機と、前記ガスタービンに直結され燃料を供
給するための燃料噴射ポンプと、前記燃料を前記圧縮空
気と共に燃焼させ前記ガスタービンに駆動力を与える燃
焼機と、前記ガスタービンにより駆動される発電機とを
備えたガスタービン発電設備の、前記燃料噴射ポンプか
らの燃料流量を前記燃料噴射ポンプに並列に設けられた
燃料バイパス弁で調節して前記ガスタービンに供給する
燃料流量を制御するようにしたガスタービン制御装置に
おいて、燃料流量指令値が前記燃焼機で燃焼を維持する
ために必要な燃料流量下限値未満であるときはその燃料
流量下限値となるように前記燃料流量指令値に制限を加
える下限制限器と、前記燃焼機で燃焼を維持するために
必要な基本燃料流量下限値を予め定めた信号発生器と、
前記発電機の負荷変動により変動する前記圧縮機の入口
案内静翼角度に基づいて前記燃料流量下限値のバイアス
値を出力するバイアス値関数発生器と、前記信号発生器
の出力信号とバイアス値関数発生器の出力信号とを加算
し前記下限制限器の前記燃料流量下限値とする加算器と
を備えたことを特徴とするガスタービン制御装置。
4. A compressor directly connected to the gas turbine for compressing air, a fuel injection pump directly connected to the gas turbine for supplying fuel, and the fuel is burned together with the compressed air to the gas turbine. A fuel bypass valve provided in parallel with the fuel injection pump to control the fuel flow rate from the fuel injection pump of a gas turbine power generation facility including a combustor that gives a driving force and a generator driven by the gas turbine. In the gas turbine control device which is adapted to control the fuel flow rate to be supplied to the gas turbine, when the fuel flow rate command value is less than the fuel flow rate lower limit value necessary to maintain combustion in the combustor, A lower limit limiter for limiting the fuel flow rate command value so as to be the fuel flow rate lower limit value, and a basic fuel flow rate necessary for maintaining combustion in the combustor. A signal generator whose lower limit value is predetermined,
A bias value function generator that outputs a bias value of the fuel flow rate lower limit value based on the inlet guide vane angle of the compressor that changes due to load fluctuations of the generator, an output signal of the signal generator, and a bias value function. A gas turbine control device, comprising: an adder for adding the output signal of the generator to the fuel flow rate lower limit value of the lower limiter.
【請求項5】 ガスタービンに直結され空気を圧縮する
ための圧縮機と、前記ガスタービンに直結され燃料を供
給するための燃料噴射ポンプと、前記燃料を前記圧縮空
気と共に燃焼させ前記ガスタービンに駆動力を与える燃
焼機と、前記ガスタービンにより駆動される発電機とを
備えたガスタービン発電設備の、前記燃料噴射ポンプか
らの燃料流量を前記燃料噴射ポンプに並列に設けられた
燃料バイパス弁で調節して前記ガスタービンに供給する
燃料流量を制御するようにしたガスタービン制御方法に
おいて、前記ガスタービン回転数の変動により変動する
前記燃料噴射ポンプの燃料流量及び前記圧縮機の圧縮空
気量に基づいて基本下限値を算出し、前記発電機の負荷
変動により変動する前記圧縮機の入口案内静翼角度に基
づいて前記燃料流量下限値のバイアス値を算出し、前記
基本下限値と前記バイアス値とを加算し、燃料流量指令
値が前記基本下限値と前記バイアス値との加算値未満で
あるときは前記燃料流量指令値をその加算値として前記
燃料流量を制御するようにしたことを特徴とするガスタ
ービン制御方法。
5. A compressor directly connected to the gas turbine for compressing air, a fuel injection pump directly connected to the gas turbine for supplying fuel, and the fuel is burned together with the compressed air to the gas turbine. A fuel bypass valve provided in parallel with the fuel injection pump to control the fuel flow rate from the fuel injection pump of a gas turbine power generation facility including a combustor that gives a driving force and a generator driven by the gas turbine. In a gas turbine control method for adjusting the fuel flow rate to be supplied to the gas turbine, based on a fuel flow rate of the fuel injection pump and a compressed air quantity of the compressor, which fluctuate due to fluctuations in the gas turbine rotation speed. To calculate a basic lower limit value, and based on the inlet guide vane angle of the compressor that fluctuates due to load fluctuations of the generator, the fuel flow rate A bias value of the lower limit value is calculated, the basic lower limit value and the bias value are added, and when the fuel flow rate command value is less than the added value of the basic lower limit value and the bias value, the fuel flow rate command value is set. A gas turbine control method, wherein the fuel flow rate is controlled as the added value.
【請求項6】 ガスタービンに直結され空気を圧縮する
ための圧縮機と、前記ガスタービンに直結され燃料を供
給するための燃料噴射ポンプと、前記燃料を前記圧縮空
気と共に燃焼させ前記ガスタービンに駆動力を与える燃
焼機と、前記ガスタービンにより駆動される発電機とを
備えたガスタービン発電設備の、前記燃料噴射ポンプか
らの燃料流量を前記燃料噴射ポンプに並列に設けられた
燃料バイパス弁で調節して前記ガスタービンに供給する
燃料流量を制御するようにしたガスタービン制御方法に
おいて、前記燃焼機で燃焼を維持するために必要な基本
燃料流量下限値を予め定め、前記発電機の負荷変動によ
り変動する前記圧縮機の入口案内静翼角度に基づいて前
記燃料流量下限値のバイアス値を算出し、前記基本燃料
流量下限値と前記バイアス値とを加算し、燃料流量指令
値が前記基本燃料流量下限値と前記バイアス値との加算
値未満であるときは前記燃料流量指令値をその加算値と
して前記燃料流量を制御するようにしたことを特徴とす
るガスタービン制御方法。
6. A compressor directly connected to the gas turbine for compressing air, a fuel injection pump directly connected to the gas turbine for supplying fuel, and the fuel is burned together with the compressed air to the gas turbine. A fuel bypass valve provided in parallel with the fuel injection pump to control the fuel flow rate from the fuel injection pump of a gas turbine power generation facility including a combustor that gives a driving force and a generator driven by the gas turbine. In a gas turbine control method for adjusting the fuel flow rate to be supplied to the gas turbine, a basic fuel flow rate lower limit value necessary for maintaining combustion in the combustor is predetermined, and a load fluctuation of the generator is determined. Bias value of the fuel flow rate lower limit value is calculated based on the inlet guide vane angle of the compressor, which is changed by When the fuel flow rate command value is less than the added value of the basic fuel flow rate lower limit value and the bias value, the fuel flow rate command value is used as the added value to control the fuel flow rate. A method for controlling a gas turbine, comprising:
JP28714793A 1993-11-17 1993-11-17 Device and method for controlling gas turbine Pending JPH07139373A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1136891A (en) * 1997-07-18 1999-02-09 Toshiba Corp Fuel supply controller for gas turbine
JP2000310128A (en) * 1999-03-16 2000-11-07 General Electric Co <Ge> Gas turbine generator having additional capacity control device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1136891A (en) * 1997-07-18 1999-02-09 Toshiba Corp Fuel supply controller for gas turbine
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