JPH07166891A - Gas turbine control device - Google Patents

Gas turbine control device

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JPH07166891A
JPH07166891A JP31693493A JP31693493A JPH07166891A JP H07166891 A JPH07166891 A JP H07166891A JP 31693493 A JP31693493 A JP 31693493A JP 31693493 A JP31693493 A JP 31693493A JP H07166891 A JPH07166891 A JP H07166891A
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JP
Japan
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fuel
valve
gas turbine
flow rate
fuel system
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Application number
JP31693493A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Jibiki
曵 浩 至 地
Hideo Hosaka
坂 英 夫 保
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To sufficiently display a NOx reducing effect by preventing instability of switching action for opening/closing a valve when fuel is switched, and suppressing an error to a minimum limit of a distribution characteristic of fuel. CONSTITUTION:A fuel control valve 20 is provided in a fuel supply path 5, the downstream of this valve branches to first/second supply paths 21, 22, the first/second fuel distributing valves 23, 24 are interposed respectively in these first/second supply paths 21, 22, the first supply path 21 in the downstream of this first fuel distributing valve 23 is connected to a diffusion fuel system and pilot premixing fuel system at high load time of a combustor 4, a three-way switching valve 25 is interposed in the second supply path 22 in the downstream of the second fuel distributing valve 24, and two downstream branch paths of this three-way switching valve 25 are respectively connected to a diffusion fuel system and main fuel system at the time of low load of the combustor.

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、発電プラント等に適用
される低NOx燃焼器を備えたガスタービン制御装置に
関し、詳しくは、燃料切替時における弁の開閉の切替動
作の不安定を防止し、燃料の配分特性の誤差を最小限に
抑制してNOx低減効果を十分に発揮できるガスタービ
ン制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine control device equipped with a low NOx combustor applied to a power plant or the like, and more specifically, to prevent instability of switching operation of valve opening / closing at fuel switching. The present invention relates to a gas turbine control device capable of sufficiently exerting a NOx reduction effect by suppressing an error in fuel distribution characteristics to a minimum.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ガスタービン燃料として、軽油、
灯油等の液体燃料が多用されていたが、近年エネルギ資
源の多角的活用等の観点から、これらの液体燃料に代え
て、気化した液化天然ガス(LNG)、液化プロパンガ
ス(LPG)等のガス燃料を用いることが多くなりつつ
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, light oil, as gas turbine fuel,
Although liquid fuels such as kerosene have been frequently used, in recent years, from the viewpoint of diversified utilization of energy resources, etc., these liquid fuels have been replaced with gasses such as vaporized liquefied natural gas (LNG) and liquefied propane gas (LPG). More and more fuel is being used.

【0003】また、ガスタービンに関して、公害対策や
環境対策等の社会的な要請も高まっており、特に、ガス
タービンの燃焼器から発生する窒素酸化物(NOx)の
抑制が急務となっている。NOxの発生は、ガスタービ
ンの燃焼器内での局所的な燃焼も含めた燃焼温度の高温
化に起因することが知られている。これまでは、燃焼器
内に水噴射や蒸気噴射を行う手段を採用し、これによ
り、局所的な燃料温度を低下させて低NOx化を図って
いる。しかし、水噴射、蒸気噴射等の手段では、燃焼器
内での平均温度としての燃焼温度が低下し、その結果、
燃焼効率が悪化してガスタービンの熱効率が低下すると
いった難点がある。
Further, with respect to gas turbines, social demands for pollution control and environmental measures are increasing, and in particular, there is an urgent need to suppress nitrogen oxides (NOx) generated from a combustor of a gas turbine. It is known that the generation of NOx is caused by an increase in combustion temperature including local combustion in the combustor of the gas turbine. Hitherto, a means for injecting water or steam into the combustor has been adopted, thereby reducing the local fuel temperature and reducing NOx. However, by means of water injection, steam injection, etc., the combustion temperature as an average temperature in the combustor decreases, and as a result,
There is a drawback that the combustion efficiency deteriorates and the thermal efficiency of the gas turbine decreases.

【0004】このような事情から、近年、ガスタービン
の燃焼器として、水噴射や蒸気噴射等の手段に代えて、
ガス燃料を燃焼器入口側だけでなく後流側からも吸引す
る構成を備え、これにより、ガスタービンの熱効率を維
持しつつ、低NOx化を図ることができる低NOx型燃
焼器が注目されている。
Under these circumstances, in recent years, as a combustor of a gas turbine, instead of means such as water injection or steam injection,
A low NOx combustor that can reduce NOx while maintaining the thermal efficiency of the gas turbine has been attracting attention because it has a configuration that sucks gas fuel not only from the combustor inlet side but also from the wake side. There is.

【0005】このように、低NOx型燃焼器では、ガス
燃料が燃焼器の入口側のみでなく、後流側からも吸込
し、その結果、燃焼器内での燃料分布の均一化を図り、
局所的な高温を防止できる。これにより、低NOx化が
実現できるだけでなく、水噴射や蒸気噴射等を用いたと
きのように、燃焼温度の低下をきたすことなく、燃焼器
化全体で可能な限り均一な高温を維持することができ
る。
As described above, in the low NOx type combustor, the gas fuel is sucked not only from the inlet side of the combustor but also from the wake side, so that the fuel distribution in the combustor is made uniform,
Local high temperature can be prevented. As a result, not only can low NOx be realized, but also as in the case of using water injection or steam injection, the combustion temperature must be kept as low as possible without lowering the combustion temperature. You can

【0006】先ず、図4を参照して、このような低NO
x型燃焼器を備えた、ガスタービン発電システムにおけ
るガスタービンの制御装置を説明する。
First, referring to FIG. 4, such a low NO
A control device for a gas turbine in a gas turbine power generation system including an x-type combustor will be described.

【0007】この図4に示すように、圧縮機1、ガスタ
ービン2、及び発電機3が同軸上に配置されている。燃
焼器4内に燃料が噴射されて、この燃料が圧縮機1によ
り圧縮された空気と混合されて燃焼され、その燃焼ガス
によってガスタービン2が回転駆動されるようになって
いる。
As shown in FIG. 4, the compressor 1, the gas turbine 2, and the generator 3 are coaxially arranged. Fuel is injected into the combustor 4, the fuel mixed with the air compressed by the compressor 1 and burned, and the combustion gas drives the gas turbine 2 to rotate.

【0008】この燃焼器4に燃料を供給するため、図示
しないガス燃料供給源から導かれた1本の燃料供給管5
が、燃料止め弁6を介して、4個の分岐管7a,7b,
7c,7dの4系統に分岐され、次いで、各分岐管7
a,7b,7c,7dの燃料流量を制御するための燃料
制御弁8a,8b,8c,8dを介して、燃焼器4の4
つの燃料系統A,B,C,Dに接続されている。
In order to supply fuel to the combustor 4, a single fuel supply pipe 5 led from a gas fuel supply source (not shown).
Through the fuel stop valve 6, the four branch pipes 7a, 7b,
7c, 7d are branched into 4 systems, and then each branch pipe 7
4 of the combustor 4 via fuel control valves 8a, 8b, 8c, 8d for controlling the fuel flow rates of a, 7b, 7c, 7d.
It is connected to one fuel system A, B, C, D.

【0009】これら燃焼器4の燃料系統A,B,C,D
は、図5に示すように構成されており、ガス燃料の流入
は、以下のように行われる。
Fuel systems A, B, C, D of these combustors 4
Is configured as shown in FIG. 5, and inflow of gas fuel is performed as follows.

【0010】すなわち、燃料系統Aは、低負荷拡散燃料
のためのものであり、図5に示すように、この燃料は、
燃料系統Aを通して燃焼器4の中心より供給され、ガス
タービンの起動から定格回転数までは、この燃料のみが
用いられ、その後、併入から負荷上昇と伴に、低負荷域
にて不要とされる。
That is, the fuel system A is for low load diffusion fuel, and as shown in FIG.
It is supplied from the center of the combustor 4 through the fuel system A, and only this fuel is used from the start of the gas turbine to the rated rotation speed, and thereafter, it is unnecessary in the low load region as the load increases due to the combination. It

【0011】燃料系統Bは、高負荷拡散燃料のためのも
のであり、この燃料は、低負荷拡散燃料(燃料系統A)
の外周より供給される燃料であり、ガスタービン併入以
降に、主に燃焼器内の火種を維持するために供給され
る。
The fuel system B is for a high load diffusion fuel, and this fuel is a low load diffusion fuel (fuel system A).
The fuel is supplied from the outer periphery of the gas turbine, and is mainly supplied to maintain the ignition source in the combustor after the gas turbine is installed.

【0012】燃料系統Cは、パイロット予混合燃料のた
めのものであり、この燃料は、高負荷拡散燃料の更に外
周より供給される燃料であり、低NOx燃焼を実現する
ため、予め、圧縮機1よりの吐出空気と予混合した混合
ガスが燃焼器内へ供給される。
The fuel system C is for the pilot premixed fuel, and this fuel is the fuel supplied from the further outer periphery of the high load diffusion fuel, and in order to realize the low NOx combustion, the compressor is previously prepared. The mixed gas premixed with the discharge air from No. 1 is supplied into the combustor.

【0013】燃料系統Dは、メイン燃料のためのもので
あり、この燃料は、燃焼器4の本体の外周より供給され
る燃料であり、、パイロット予混合燃料と同様、低NO
x,燃焼を実現するための燃料である。これも、図5に
示すように、予め圧縮機1よりの吐出空気と予混合した
混合ガスが燃焼器4内へ供給される。燃焼器4内で最も
均一な混合ガスの流れを得ることが可能なため、ガスタ
ービン定格負荷運転中には、このメイン燃料の比率が最
も高い。
The fuel system D is for the main fuel, which is fuel supplied from the outer periphery of the main body of the combustor 4, and has a low NO like the pilot premixed fuel.
x is a fuel for realizing combustion. Also in this, as shown in FIG. 5, the mixed gas premixed with the discharge air from the compressor 1 is supplied into the combustor 4. Since it is possible to obtain the most uniform flow of the mixed gas in the combustor 4, the main fuel ratio is the highest during the gas turbine rated load operation.

【0014】次に、ガスタービンの運転、及びガスター
ビンへのガス燃料の投入について説明する。
Next, the operation of the gas turbine and the injection of gas fuel into the gas turbine will be described.

【0015】タービン運転時には、先ず、ガスタービン
2がこれと同軸的に配置されているモータ等の起動装置
(図示略)によって回転が開始される。圧縮機1による
ガスタービン2内の空気バージが完了した時点で、燃料
止め弁6が開成され、後述する燃料投入スケジュールに
従って燃料制御弁8aが開成され、ガス燃料が燃焼器4
の最上流部に供給されて着火される。着火後、一定時間
の暖機運転を経てガスタービン2が昇速され、定格回転
数に到達後に電力系統との併入動作が行われ、負荷上昇
を経て定格負荷に到達される。この間、ガスタービン2
の燃焼器4に流入するガス燃料流量は、燃料制御弁8
a,8b,8c,8dにより制御される。即ち、燃料制
御弁8a,8b,8c,8dによって、ガスタービン2
の速度制御及び負荷制御に必要な燃料流量が制御され
る。
When the turbine is operated, first, the gas turbine 2 is started to rotate by a starter (not shown) such as a motor arranged coaxially with the gas turbine 2. At the time when the air purge in the gas turbine 2 by the compressor 1 is completed, the fuel stop valve 6 is opened, the fuel control valve 8a is opened according to a fuel injection schedule described later, and the gas fuel is combusted by the combustor 4
It is supplied to the most upstream part of and is ignited. After ignition, the gas turbine 2 is accelerated after warming up for a certain period of time, and after reaching the rated speed, the gas turbine 2 is operated in parallel with the power system, and the load is increased to reach the rated load. During this time, the gas turbine 2
The flow rate of the gas fuel flowing into the combustor 4 of the
It is controlled by a, 8b, 8c and 8d. That is, the fuel control valves 8a, 8b, 8c, 8d are used to control the gas turbine 2
The fuel flow rate required for the speed control and the load control is controlled.

【0016】ガスタービン2の各運転に要求される流量
制御の範囲は、着火、暖機時等の極めて小流量から定格
負担運転等の大流量に至るまで非常に広い範囲での燃料
流量制御が要求されている。そのため、着火及び暖機運
転時等のように、低回転数、低流量域では、燃料制御弁
8a,8b,8c,8dの開度が極めて微小であり、そ
の結果、制御不安定となり易いということがある。この
制御不安定性を避けるため、燃料止め弁6には、その下
流側の燃料の圧力がガスタービン回転数に対して比例す
るような制御機能が付与され、これにより、ガスタービ
ン低回転時には、燃料制御弁8a,8b,8c,8dの
上流側の燃料の圧力が低く保持されることにより、燃料
制御弁8a,8b,8c,8dの開度が十分大きく設定
されるような運転がなされ、制御の不安定が避けられる
ようになっている。
The flow rate control range required for each operation of the gas turbine 2 is a very wide range of fuel flow rate control from an extremely small flow rate during ignition and warm-up to a large flow rate during rated load operation. Is required. Therefore, the opening of the fuel control valves 8a, 8b, 8c, 8d is extremely small in the low rotation speed and low flow rate region such as during ignition and warm-up operation, and as a result, control becomes unstable. Sometimes. In order to avoid this control instability, the fuel stop valve 6 is provided with a control function such that the pressure of the fuel on the downstream side of the fuel stop valve 6 is proportional to the number of revolutions of the gas turbine. By keeping the fuel pressure upstream of the control valves 8a, 8b, 8c, 8d low, the operation is performed such that the opening of the fuel control valves 8a, 8b, 8c, 8d is set to be sufficiently large, and the control is performed. The instability of can be avoided.

【0017】次に、ガスタービン2の負荷に対する燃料
投入について図7を参照しつつ説明する。
Next, the fuel injection to the load of the gas turbine 2 will be described with reference to FIG.

【0018】ガスタービン2の着火、定格回転数まで
は、低負荷拡散の燃料系統Aからの燃料供給のみにより
運転され、この間、他の燃料系統B、C、Dの燃料制御
弁8b、8c,8dは全閉である。
The gas turbine 2 is operated only by the fuel supply from the low load diffusion fuel system A until the ignition and the rated speed are reached. During this period, the fuel control valves 8b, 8c of the other fuel systems B, C and D are operated. 8d is fully closed.

【0019】ガスタービン2の速度が上昇し、定格速度
無負荷運転に近づくにつれて、図7(III)に示すよう
に、NOx濃度も急激に増大してくる。そのため、ガス
タービン併入直後から低負荷拡散燃料の燃料系統Aが絞
り込まれ、代わりに高負荷拡散燃料の燃料系統B、パイ
ロット予混合燃料の燃料系統C、及びメイン燃料の燃料
系統Dが漸次投入される。燃料の投入スケジュールは、
図7(III)に示すように、予め試験等にて確認された負
荷に応じて発生するNOx量に対応して決定されてい
る。以下、図7(I)(II) を参照して併入以降の燃料投入
スケジュールについて説明する。
As the speed of the gas turbine 2 increases and approaches the rated speed no-load operation, the NOx concentration also sharply increases as shown in FIG. 7 (III). Therefore, the fuel system A for low-load diffusion fuel is narrowed down immediately after the gas turbine is installed, and instead the fuel system B for high-load diffusion fuel, the fuel system C for pilot premixed fuel, and the fuel system D for main fuel are gradually introduced. To be done. The fuel injection schedule is
As shown in FIG. 7 (III), it is determined corresponding to the NOx amount generated according to the load confirmed in advance by a test or the like. The fuel injection schedule after the merger will be described below with reference to FIGS. 7 (I) and (II).

【0020】(a) 併入直後((a) 領域)には、この併
入直後より、図7(III)に示すように、急激にNOx発
生量が増えるため、低負荷拡散燃料の燃料系統Aが絞り
込まれ、パイロット予混合燃料の燃料系統Cが主体とし
て、高負荷拡散燃料の燃料系統B及びパイロット予混合
燃料の燃料系統Cが投入される。
(A) Immediately after the merger (area (a)), as shown in FIG. 7 (III), the NOx generation amount increases sharply immediately after this merger, so that the fuel system of the low load diffusion fuel is increased. A is narrowed down, and the fuel system C of the pilot premixed fuel is mainly used, and the fuel system B of the high load diffusion fuel and the fuel system C of the pilot premixed fuel are injected.

【0021】(b) 併入直後から低負荷領域までの間
((b) 領域)には、さらにNOx発生量が増えるため、
低負荷拡散燃料の燃料系統Aが増加され、高負荷拡散燃
料の燃料系統B及びパイロット予混合燃料の燃料系統C
が絞り込まれる。
(B) Since the amount of NOx generated further increases during the period immediately after the merger to the low load region (region (b)),
The fuel system A for low load diffusion fuel is increased, the fuel system B for high load diffusion fuel and the fuel system C for pilot premixed fuel
Is narrowed down.

【0022】(c) 低負荷領域から中間負荷領域までの
間((c) 領域)には、(b) 領域にてさらに負荷が上昇さ
れていくと、図7 (III)に示すように、急激にNOx量
が増大するため、メイン燃料の燃料系統Dと、低負荷拡
散燃料の燃料系統Aとが逆の動作になるように切替えら
れる。すなわち、この間には、低負荷拡散燃料の燃料系
統Aは全閉まで絞り込まれ、逆に、メイン燃料の燃料系
統Dが主体とした運転に切替えられる。
(C) Between the low load region and the intermediate load region (region (c)), when the load is further increased in region (b), as shown in FIG. 7 (III), Since the NOx amount rapidly increases, the fuel system D for the main fuel and the fuel system A for the low load diffusion fuel are switched so as to operate in reverse. That is, during this period, the fuel system A of the low-load diffusion fuel is narrowed down to the fully closed state, and conversely, the operation is switched to the operation mainly of the fuel system D of the main fuel.

【0023】(d) 中間負荷領域以降((d) 領域)は、
ほぼメイン燃料(D)が主体とされて、図7(II)に示す
ように、メイン燃料の燃料系統Dの流量比が漸増である
のに対し、高負荷拡散燃料の燃料系統B及びパイロット
予混合燃料の燃料系統Cは漸減され、或いは、メイン燃
料の燃料系統D、高負荷拡散燃料の燃料系統B、及びパ
イロット予混合燃料の燃料系統Cの流量比は共にほぼ同
一比率にて適用されている。
(D) After the intermediate load area ((d) area),
Mainly the main fuel (D) is mainly used, and as shown in FIG. 7 (II), the flow ratio of the fuel system D of the main fuel is gradually increased, while the fuel system B of the high load diffusion fuel and the pilot system The fuel system C of the mixed fuel is gradually reduced, or the flow ratios of the fuel system D of the main fuel, the fuel system B of the high-load diffusion fuel, and the fuel system C of the pilot premixed fuel are both applied at substantially the same ratio. There is.

【0024】以上がガスタービン負荷に対応した代表的
な燃料投入スケジュール、及び燃料投入スケジュールに
従がった分配方法であるが、これらは、ガスタービンの
運転状態によっても、当然適宜変更されることにより、
最適な低NOx燃焼が実現されている。
The above is the typical fuel injection schedule corresponding to the load of the gas turbine and the distribution method according to the fuel injection schedule. However, these may be appropriately changed depending on the operating condition of the gas turbine. Due to
Optimal low NOx combustion is realized.

【0025】次に、燃料制御弁を制御するための従来の
制御回路について図7を参照しつつ説明する。
Next, a conventional control circuit for controlling the fuel control valve will be described with reference to FIG.

【0026】この制御回路では、燃料制御弁8a〜8d
によって、ガスタービンの速度及び負荷制御が行われる
と共に、低負荷拡散A、高負荷拡散B、パイロット予混
合CメインDの各燃料系統の分配制御が行なわれる。そ
のため、関数発生器11が設けられ、この関数発生器1
1によって、燃料制御弁8a〜8dのトータル弁開度1
3がスタービンの負荷信号Xに応じて設定されている。
さらに、関数発生器12が設けられ、この関数発生器1
2によって、図7(II)に示したガスタービン負荷信号X
に応じた分配比103A〜103Dが出力されている。
関数発生器11からの信号と、関数発生器12からの信
号とが乗算器15a,15b,15c,15dによって
乗算され、燃料制御弁8a,8b,8c,8dの各々の
弁開度が設定されている。すなわち、ガスタービン負荷
信号Xが如何なる値であっても、燃料制御弁8a〜8d
のトータル弁開度は、ガスタービン負荷信号Xに応じて
関数発生器11によって設定された弁開度13となり、
しかも、このトータル弁開度13は、関数発生器12に
よって設定される図7(II)に示された燃料流量比14
a,14b,14c,14dとなるように分配されてい
る。
In this control circuit, the fuel control valves 8a-8d are used.
Thus, the speed and load of the gas turbine are controlled, and at the same time, the distribution control of each of the low load diffusion A, the high load diffusion B, and the pilot premixing C main D is performed. Therefore, the function generator 11 is provided, and the function generator 1
1, the total valve opening of the fuel control valves 8a to 8d is 1
3 is set according to the load signal X of the turbine.
Furthermore, a function generator 12 is provided, and this function generator 1
2, the gas turbine load signal X shown in FIG.
The distribution ratios 103A to 103D corresponding to are output.
The signal from the function generator 11 and the signal from the function generator 12 are multiplied by the multipliers 15a, 15b, 15c and 15d to set the valve opening degree of each of the fuel control valves 8a, 8b, 8c and 8d. ing. That is, regardless of the value of the gas turbine load signal X, the fuel control valves 8a to 8d
The total valve opening of is the valve opening 13 set by the function generator 11 according to the gas turbine load signal X,
Moreover, the total valve opening 13 is set by the function generator 12 so that the fuel flow rate ratio 14 shown in FIG.
a, 14b, 14c, 14d are distributed.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
に係る制御回路では、燃料制御弁8a〜8dによって、
ガスタービンの速度及び負荷制御が行われていると共
に、非常に複雑である各燃料系統の分配制御が行なわれ
ている。
As described above, in the conventional control circuit, the fuel control valves 8a to 8d allow
The speed and load of the gas turbine are controlled, and the distribution control of each fuel system, which is very complicated, is performed.

【0028】そのため、第1には、ガスタービンの負荷
上昇又は降下に伴って燃料が切替えられる時には、各燃
料制御弁8a〜8dの開閉が切替えられる。しかし、こ
の開閉の切替動作により各燃料制御弁8a〜8dの前後
圧力が変動し、これに伴って負荷も変動され易く、その
結果、負荷変動が切替動作に悪影響を与え、切替動作の
制御の不安定性が招来される虞れがある。
Therefore, first, when the fuel is switched as the load of the gas turbine rises or falls, the opening and closing of the fuel control valves 8a to 8d are switched. However, due to this switching operation of opening and closing, the front and rear pressures of the fuel control valves 8a to 8d fluctuate, and the load is likely to fluctuate accordingly. As a result, the load fluctuation adversely affects the switching operation and the switching operation is controlled. Instability may result.

【0029】第2に、各燃料制御弁8a〜8dの前後差
圧が大きい場合には、各燃料制御弁8a〜8dともにチ
ョークした燃料の流れが得られる。しかし、例えば、ガ
スタービンの負荷が増大し、圧縮機1からの吐出圧が上
昇し、各燃料制御弁8a〜8dの前後差圧が小さくなっ
た場合には、チョークした流れが得られなくなる。その
結果、所定のガス燃料流量を得るためには、各弁の開度
が不足し、負荷制御が不可能となってしまう虞れがあ
る。例えば、図7(II)において、メイン側燃料比率の高
いガスタービン高負荷領域の場合である。
Secondly, when the differential pressure across the fuel control valves 8a to 8d is large, a choked fuel flow is obtained in each of the fuel control valves 8a to 8d. However, for example, when the load on the gas turbine increases, the discharge pressure from the compressor 1 increases, and the differential pressure across the fuel control valves 8a to 8d decreases, a choked flow cannot be obtained. As a result, in order to obtain a predetermined gas fuel flow rate, there is a risk that the opening of each valve will be insufficient and load control will become impossible. For example, in FIG. 7 (II), this is the case of the gas turbine high load region where the main side fuel ratio is high.

【0030】さらに、第3に、各燃料制御弁8a〜8d
のハードウェアを考えた場合、各弁の実開度に対する実
流量特性は、必ずしもリニアなものではなく、上に凸型
の特性、下に凹型の特性を有している。しかも、各弁
は、その弁形状、弁座形状等が異なっている。その結
果、同一の仕様の弁であっても、各弁の機器毎に、その
特性、流量カーブの形状、流量係数等が異なっている。
一方、従来に係る制御回路にあっては、各弁の弁開度に
対する流量補正が行なわれている。しかし、流量補正が
行なわれたとしても、上述したように、弁の位置設定信
号に対する流量特性がリニアに補正されることは難し
い。しかも、従来の場合には、4台の燃料制御弁8a〜
8dが使用されているため、全ての燃料制御弁8a〜8
dの誤差が累積された場合には、ガスタービンの制御特
性及び燃料の配分特性の誤差が大きくなり、所定のNO
x低減効果が得られない虞れがある。
Third, each fuel control valve 8a-8d.
In consideration of the above hardware, the actual flow rate characteristic with respect to the actual opening degree of each valve is not necessarily linear, but has a convex upward characteristic and a downward concave characteristic. Moreover, the valves have different valve shapes, valve seat shapes, and the like. As a result, even if the valves have the same specifications, the characteristics, the shape of the flow rate curve, the flow rate coefficient, etc. are different for each valve device.
On the other hand, in the conventional control circuit, the flow rate is corrected with respect to the valve opening degree of each valve. However, even if the flow rate correction is performed, it is difficult to linearly correct the flow rate characteristic with respect to the valve position setting signal as described above. Moreover, in the conventional case, the four fuel control valves 8a ...
Since 8d is used, all fuel control valves 8a-8
When the error of d is accumulated, the error of the control characteristic of the gas turbine and the fuel distribution characteristic becomes large, and the predetermined NO
The x reduction effect may not be obtained.

【0031】本発明の目的は、上述した事情に鑑みてな
されたものであって、燃料切替時における弁の開閉の切
替動作の不安定を防止し、燃料の配分特性の誤差を最小
限に抑制してNOx低減効果を十分に発揮できるガスタ
ービン制御装置を提供することにある。
The object of the present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to prevent instability of the switching operation of the opening and closing of the valve at the time of fuel switching and to suppress the error of the fuel distribution characteristic to the minimum. The purpose of the present invention is to provide a gas turbine control device that can sufficiently exert the NOx reduction effect.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】この目的の達成のため、
本発明の請求項1に係るガスタービン制御装置は、低負
荷時の拡散燃料系統、高負荷時の拡散燃料系統、パイロ
ット予混合燃料系統、及びメイン燃料系統の4つの燃料
系統を備えたガスタービンの燃焼器への燃料の供給を制
御するためのガスタービン制御装置であって、ガスター
ビン速度/負荷制御機能を有する燃料制御弁を燃料供給
路に設け、この燃料制御弁の下流の燃料供給路を第1供
給路及び第2供給路に分岐し、これら第1供給路及び第
2供給路に、各々、第1燃料分配弁及び第2燃料分配弁
を介装し、この第1燃料分配弁の下流の第1供給路を、
燃焼器の高負荷時の拡散燃料系統及びパイロット予混合
燃料系統に接続し、第2燃料分配弁の下流の第2供給路
に3方切替弁を介装し、この3方切替弁の2つの下流分
岐路を各々燃焼器の低負荷時の拡散燃料系統及びメイン
燃料系統に接続したことを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] To achieve this purpose,
A gas turbine control device according to claim 1 of the present invention is a gas turbine provided with four fuel systems: a diffusion fuel system at low load, a diffusion fuel system at high load, a pilot premix fuel system, and a main fuel system. A gas turbine control device for controlling the supply of fuel to a combustor of a vehicle, wherein a fuel control valve having a gas turbine speed / load control function is provided in the fuel supply passage, and the fuel supply passage downstream of the fuel control valve is provided. To a first supply path and a second supply path, and a first fuel distribution valve and a second fuel distribution valve are provided in the first supply path and the second supply path, respectively. The first supply path downstream of
The combustor is connected to the diffusion fuel system and the pilot premixed fuel system under high load, and the three-way switching valve is provided in the second supply passage downstream of the second fuel distribution valve. The downstream branch paths are connected to the diffusion fuel system and the main fuel system, respectively, when the combustor has a low load.

【0033】また、請求項2に係るガスタービン制御装
置は、供給された全ての燃料流量に対して第1供給路に
供給される燃料流量の割合を(m)とし、第2供給路に
供給される燃料流量の割合を(1−m)とし、但し、
(m)+(1−m)=1としたとき、ガスタービン速度
/負荷制御信号を受けて所定の関数に基づいて流量割合
(m)を定め、この流量割合(m)に対応する弁開度信
号を第1燃料分配弁に送る第1関数発生器を設け、この
弁開度信号を受けて流量割合(1−m)を演算し、この
流量割合(1−m)に対応する弁開度信号を第2燃料分
配弁に送る演算器を設け、ガスタービン速度/負荷制御
信号を受けて、3方切替弁の2つの下流分岐路の燃料流
量の割合を所定の関数に基づいて定め、この流量割合に
対応する弁位置信号を3方切替弁に送る第2関数発生器
を設けたことを特徴としている。
Further, in the gas turbine control apparatus according to the second aspect, the ratio of the fuel flow rate supplied to the first supply path to all the fuel flow rate supplied is (m), and the fuel is supplied to the second supply path. The ratio of the fuel flow rate to be set is (1-m),
When (m) + (1-m) = 1, the flow rate ratio (m) is determined based on a predetermined function by receiving the gas turbine speed / load control signal, and the valve opening corresponding to this flow rate ratio (m) is performed. A first function generator for sending a fuel flow signal to the first fuel distribution valve, receiving a valve opening signal to calculate a flow rate ratio (1-m), and opening a valve corresponding to this flow rate ratio (1-m). An arithmetic unit for sending the fuel flow rate signal to the second fuel distribution valve, receiving the gas turbine speed / load control signal, and determining the ratio of the fuel flow rate of the two downstream branch passages of the three-way switching valve based on a predetermined function, It is characterized in that a second function generator for sending a valve position signal corresponding to this flow rate ratio to the three-way switching valve is provided.

【0034】[0034]

【作用】このように、本発明の請求項1では、ガスター
ビン/負荷制御を行う燃料制御弁と、燃焼器の4つの燃
料系統に燃料を分配するための燃料分配弁及び3方切替
弁とが独立して設けられている。そのため、燃料切替動
作中に負荷変動等があったとしても、負荷変動等は燃料
制御弁により制御される一方、燃料切替動作は、燃料分
配弁及び3方切替弁によりなされている。そのため、燃
料切替時における弁の開閉の切替動作が不安定になるこ
とがない。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the fuel control valve for performing the gas turbine / load control, the fuel distribution valve for distributing the fuel to the four fuel systems of the combustor, and the three-way switching valve are provided. Are provided independently. Therefore, even if a load change or the like occurs during the fuel switching operation, the load change or the like is controlled by the fuel control valve, while the fuel switching operation is performed by the fuel distribution valve and the three-way switching valve. Therefore, the switching operation of opening / closing the valve at the time of fuel switching does not become unstable.

【0035】また、燃料の分配に関しても、従来のよう
に、4つの燃料系統の各々について4つの燃料制御弁に
よって複雑な制御を行う必要がなく、全ての燃料を2つ
に分岐して分配する第1及び第2燃料分配弁と、切替動
作のみ行う3方切替弁との簡単な制御によって、燃料の
分配制御がなされている。そのため、燃料の配分特性の
誤差を最小限に抑制してNOx低減効果を十分に発揮で
きる。
Regarding fuel distribution, it is not necessary to perform complicated control by four fuel control valves for each of the four fuel systems as in the conventional case, and all fuel is divided into two and distributed. The fuel distribution control is performed by the simple control of the first and second fuel distribution valves and the three-way switching valve that only performs the switching operation. Therefore, the error of the fuel distribution characteristic can be suppressed to the minimum and the NOx reduction effect can be sufficiently exerted.

【0036】さらに、請求項2に記載のように、第1関
数発生器及び演算器によって、第1及び第2燃料分配弁
の燃料流量割合の制御がなされていると共に、第2関数
発生器によって、3方切替弁の流量割合の弁位置の制御
がなされている。そのため、簡単な制御回路の構成によ
って、燃料分配制御が実現されている。
Further, as described in claim 2, the first function generator and the arithmetic unit control the fuel flow rate ratios of the first and second fuel distribution valves, and the second function generator controls the fuel flow rate. The valve position of the flow rate of the three-way switching valve is controlled. Therefore, the fuel distribution control is realized by a simple control circuit configuration.

【0037】[0037]

【実施例】以下、本発明の一実施例に係るガスタービン
制御装置について図面を参照しつつ説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A gas turbine controller according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0038】図1は、本発明の一実施例に係るガスター
ビン制御装置の燃料供給回路及び制御回路を示す図であ
る。従来と同一の部材については同一の符号を付す。
FIG. 1 is a diagram showing a fuel supply circuit and a control circuit of a gas turbine controller according to an embodiment of the present invention. The same members as those in the related art are designated by the same reference numerals.

【0039】この図1に示すように、圧縮機1、ガスタ
ービン2、及び発電機3が同軸上に配置されている。燃
焼器4の燃料系統は、図5に示すように、低負荷時の拡
散燃料のための燃料系統A、高負荷時の拡散燃料のため
燃料系統B、パイロット予混合燃料のための燃料系統
C、及びメイン燃料のための燃料系統Dから構成されて
いる。
As shown in FIG. 1, the compressor 1, the gas turbine 2, and the generator 3 are coaxially arranged. The fuel system of the combustor 4, as shown in FIG. 5, is a fuel system A for diffusion fuel at low load, a fuel system B for diffusion fuel at high load, and a fuel system C for pilot premixed fuel. , And a fuel system D for the main fuel.

【0040】次に、この燃焼器4への燃料供給路5に
は、上流側には、燃料止め弁6が介装され、これの下流
側に、ガスタービン速度/負荷制御機能を有する燃料制
御弁20が介装されている。この燃料制御弁20の下流
の燃料供給路が、第1供給路21及び第2供給路22に
分岐されている。これら第1供給路21及び第2供給路
22に、各々、第1燃料分配弁23及び第2燃料分配弁
24が介装されている。さらに、この第1燃料分配弁2
3の下流の第1供給路21は、分岐されて、燃焼器4の
高負荷時の拡散燃料系統B及びパイロット予混合燃料系
統Cに接続されている。さらに、第2燃料分配弁24の
下流の第2供給路22には、3方切替弁25が介装され
ている。この3方切替弁25の2つの下流分岐路は、各
々、燃焼器4の低負荷時の拡散燃料系統及びメイン燃料
系統に接続されている。
Next, in the fuel supply path 5 to the combustor 4, a fuel stop valve 6 is provided on the upstream side, and a fuel control having a gas turbine speed / load control function is provided on the downstream side. The valve 20 is interposed. A fuel supply passage downstream of the fuel control valve 20 is branched into a first supply passage 21 and a second supply passage 22. A first fuel distribution valve 23 and a second fuel distribution valve 24 are provided in the first supply path 21 and the second supply path 22, respectively. Further, this first fuel distribution valve 2
The first supply path 21 downstream of 3 is branched and connected to the diffusion fuel system B and the pilot premix fuel system C when the combustor 4 is under high load. Further, a three-way switching valve 25 is provided in the second supply passage 22 downstream of the second fuel distribution valve 24. The two downstream branch passages of the three-way switching valve 25 are connected to the diffusion fuel system and the main fuel system when the combustor 4 has a low load.

【0041】さらに、制御回路は、図1に示すように構
成されている。供給された全ての燃料流量に対して第1
供給路21に供給される燃料流量の割合を(m)とさ
れ、第2供給路22に供給される燃料流量の割合を(1
−m)と設定されている。すなわち、第1供給路21の
分配比率を(m)とし、第2供給路22の分配比率を
(1−m)と設定されている。
Further, the control circuit is constructed as shown in FIG. First for all fuel flows delivered
The ratio of the fuel flow rate supplied to the supply path 21 is (m), and the ratio of the fuel flow rate supplied to the second supply path 22 is (1
-M) is set. That is, the distribution ratio of the first supply path 21 is set to (m), and the distribution ratio of the second supply path 22 is set to (1-m).

【0042】ガスタービン速度/負荷制御信号Xを受け
て所定の関数に基づいて分配比率(m)を定め、この分
配比率(m)に対応する弁開度信号を第1燃料分配弁2
3に送る第1関数発生器26が設けられている。この分
配比率(m)は、図7(II)に規定した燃料系統Bの流量
と燃料系統Cの流量との和として設定されている。さら
に、この弁開度信号を受けて分配比率(1−m)を演算
し、この分配比率(1−m)に対応する弁開度信号を第
2燃料分配弁24に送る演算器27が設けられている。
第1燃料分配弁23及び第2燃料分配弁24のトータル
の弁開度は、常時、(m)+(1−m)=1と設定され
ている。
Upon receiving the gas turbine speed / load control signal X, the distribution ratio (m) is determined based on a predetermined function, and the valve opening signal corresponding to this distribution ratio (m) is sent to the first fuel distribution valve 2
There is provided a first function generator 26 which sends to The distribution ratio (m) is set as the sum of the flow rate of the fuel system B and the flow rate of the fuel system C defined in FIG. 7 (II). Further, there is provided a calculator 27 which receives the valve opening signal, calculates a distribution ratio (1-m), and sends a valve opening signal corresponding to the distribution ratio (1-m) to the second fuel distribution valve 24. Has been.
The total valve opening of the first fuel distribution valve 23 and the second fuel distribution valve 24 is always set to (m) + (1-m) = 1.

【0043】さらに、ガスタービン速度/負荷制御信号
Xを受けて、3方切替弁25の2つの下流分岐路の燃料
流量の割合を所定の関数に基づいて定め、この流量割合
に対応する弁位置信号を3方切替弁25に送る第2関数
発生器28が設けられている。この場合の燃料流量の割
合は、燃料系統Dの流量の割合が(n)とされ、燃料系
統Aの流量の割合が(1−n)と設定されている。ま
た、この場合の所定の関数は、図1に示すように、負荷
上昇時に、燃料系統Dに切り替わるような流量割合
(n)を出力するような関数である。
Further, in response to the gas turbine speed / load control signal X, the ratio of the fuel flow rate of the two downstream branch passages of the three-way switching valve 25 is determined based on a predetermined function, and the valve position corresponding to this flow rate ratio is determined. A second function generator 28 is provided which sends a signal to the 3-way switching valve 25. In this case, the ratio of the flow rate of the fuel system D is set to (n) and the ratio of the flow rate of the fuel system A is set to (1-n). Further, the predetermined function in this case is a function that outputs a flow rate ratio (n) that switches to the fuel system D when the load increases, as shown in FIG.

【0044】次に、本実施例に係るガスタービン制御装
置の作用を説明する。
Next, the operation of the gas turbine control system according to this embodiment will be described.

【0045】ガスタービンが起動され、定格回転数に到
達するまでは、低負荷時の拡散燃料系統Aのみで運転さ
れる。そのため、第1関数発生器26からは、(m)=
0が出力されて、第1燃料分配弁23は全閉され、第2
燃料分配弁24は全開され、さらに、第2関数発生器2
8から、(n)=0が出力されている。これにより、メ
イン燃料系統Dは完全に遮断され、低負荷時の拡散燃料
系統Aにのみ燃料が流される。
Until the rated speed is reached after the gas turbine is started, it is operated only by the diffusion fuel system A under low load. Therefore, from the first function generator 26, (m) =
0 is output, the first fuel distribution valve 23 is fully closed, and the second fuel distribution valve 23 is closed.
The fuel distribution valve 24 is fully opened, and the second function generator 2
From (8), (n) = 0 is output. As a result, the main fuel system D is completely shut off, and the fuel flows only to the diffusion fuel system A when the load is low.

【0046】負荷上昇開始時も同様に、図1に示すよう
に、第1関数発生器26の関数によるスケジュールに従
って、(m)が増加し始め、第1燃料分配弁23の開度
は除々に大きくなり、(1−m)は減少し始め、第2燃
料分配弁24の開度は除々に小さくされる。
Similarly at the start of load increase, as shown in FIG. 1, (m) starts to increase according to the schedule of the function of the first function generator 26, and the opening degree of the first fuel distribution valve 23 gradually increases. It becomes larger, (1-m) begins to decrease, and the opening degree of the second fuel distribution valve 24 is gradually made smaller.

【0047】以後、上記と同様に、第1関数発生器2
6、演算器27、及び第2関数発生器28によって、第
1燃料分配弁23、第2燃料分配弁24、及び3方切替
弁25が制御される。
Thereafter, as in the above, the first function generator 2
The first fuel distribution valve 23, the second fuel distribution valve 24, and the three-way switching valve 25 are controlled by 6, the calculator 27, and the second function generator 28.

【0048】このように、本実施例では、ガスタービン
/負荷制御を行う燃料制御弁20と、燃焼器の4つの燃
料系統に燃料を分配するための第1及び第2燃料分配弁
23,24及び3方切替弁25とが独立して設けられて
いる。そのため、燃料切替動作中に負荷変動等があった
としても、負荷変動等は燃料制御弁20により制御され
る一方、燃料切替動作は、第1及び第2燃料分配弁2
3,24及び3方切替弁25によりなされている。その
ため、燃料切替時における弁の開閉の切替動作が不安定
になることがない。
As described above, in this embodiment, the fuel control valve 20 for controlling the gas turbine / load and the first and second fuel distribution valves 23, 24 for distributing the fuel to the four fuel systems of the combustor. And the three-way switching valve 25 are provided independently. Therefore, even if there is a load change or the like during the fuel switching operation, the load change or the like is controlled by the fuel control valve 20, while the fuel switching operation is performed by the first and second fuel distribution valves 2
3, 24 and a three-way switching valve 25. Therefore, the switching operation of opening / closing the valve at the time of fuel switching does not become unstable.

【0049】また、燃料の分配に関しても、従来のよう
に、4つの燃料系統A,B,C,Dの各々について4つ
の燃料制御弁によって複雑な制御を行う必要がなく、全
ての燃料を2つに分岐して分配する第1及び第2燃料分
配弁23,24と、切替動作のみ行う3方切替弁25と
の簡単な制御によって、燃料の分配制御がなされてい
る。そのため、燃料の配分特性の誤差を最小限に抑制し
てNOx低減効果を十分に発揮できる。
Further, regarding fuel distribution, it is not necessary to perform complicated control by four fuel control valves for each of the four fuel systems A, B, C, D as in the conventional case, and all the fuel can be controlled to 2 The fuel distribution control is performed by a simple control of the first and second fuel distribution valves 23 and 24 that branch into two and distribute, and the three-way switching valve 25 that performs only the switching operation. Therefore, the error of the fuel distribution characteristic can be suppressed to the minimum and the NOx reduction effect can be sufficiently exerted.

【0050】さらに、ガスタービンの速度/負荷制御は
燃料制御弁20により行なわれ、かつ、燃料制御弁20
は、通常チョーク流れにて運転されている。そのため、
燃料制御弁20より下流側での各分配弁等の切替動作が
ガスタービンの速度/負担制御に影響を与えることはな
い。
Further, the speed / load control of the gas turbine is performed by the fuel control valve 20, and the fuel control valve 20
Are normally operated in choke flow. for that reason,
The switching operation of each distribution valve and the like on the downstream side of the fuel control valve 20 does not affect the speed / burden control of the gas turbine.

【0051】さらに、第1関数発生器26及び演算器2
7によって、第1及び第2燃料分配弁23,24の燃料
流量割合の制御がなされていると共に、第2関数発生器
28によって、3方切替弁25の流量割合の弁位置の制
御がなされている。そのため、簡単な制御回路の構成に
よって、燃料分配制御が実現されている。
Further, the first function generator 26 and the arithmetic unit 2
7 controls the fuel flow rate of the first and second fuel distribution valves 23 and 24, and the second function generator 28 controls the valve position of the flow rate of the three-way switching valve 25. There is. Therefore, the fuel distribution control is realized by a simple control circuit configuration.

【0052】次に、図2に、本発明の第1の変形例を示
す。図2は、本発明の第1の変形例に係るガスタービン
制御装置の燃料供給回路及び制御回路を示す図である。
Next, FIG. 2 shows a first modification of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a fuel supply circuit and a control circuit of a gas turbine control device according to a first modification of the present invention.

【0053】この変形例では、燃焼器4の低負荷時の拡
散燃料系統Aに接続された3方切替弁25の一方の下流
分岐路に、圧縮器1の吐出空気を供給源としたエア・バ
ージ管29が接続されていると共に、このエア・バージ
管29にエア・バージ弁30が介装されている。さら
に、第2燃料分配弁24の全閉状態を検出する検出手段
(図示略)が設けられている共に、この全閉状態を検出
したときに、エア・バージ弁30を開成する閉成手段
(図示略)が設けられている。
In this modification, one of the three-way switching valve 25 connected to the diffusion fuel system A at the time of low load of the combustor 4 is connected to one of the downstream branch passages using the air discharged from the compressor 1 as a supply source. A barge pipe 29 is connected and an air barge valve 30 is interposed in the air barge pipe 29. Further, a detection means (not shown) for detecting the fully closed state of the second fuel distribution valve 24 is provided, and the closing means for opening the air / barge valve 30 when the fully closed state is detected ( (Not shown) is provided.

【0054】これにより、上述した実施例の作用、効果
を発揮するのみならず、装置の信頼性の向上も図られ
る。
As a result, not only the functions and effects of the above-described embodiment are exhibited, but also the reliability of the device is improved.

【0055】さらに、図3に、本発明の第2の変形例を
示す。図3は、本発明の第2の変形例に係るガスタービ
ン制御装置の燃料供給回路及び制御回路を示す図であ
る。
Furthermore, FIG. 3 shows a second modification of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a fuel supply circuit and a control circuit of a gas turbine control device according to a second modification of the present invention.

【0056】この変形例では、第1供給路21がパイロ
ット予混合燃料系統C及び高負荷時の拡散燃料系統Bに
分岐された2つの分岐路のいずれか一方に、両者の燃料
分配比を調整するためのオリフィス31、又は、ガスタ
ービン運転中に開度を調整可能な開度調整器を有する弁
31が設けられている。
In this modification, the fuel supply ratio of the first supply passage 21 is adjusted to one of the two branch passages that are branched into the pilot premix fuel system C and the diffusion fuel system B under high load. There is provided an orifice 31 for operating the valve, or a valve 31 having an opening adjuster capable of adjusting the opening during gas turbine operation.

【0057】これにより、上述した実施例の作用、効果
を発揮するのみならず、上記2つの燃料系統B,Cの分
配制御が更にきめ細かく制御される。
As a result, not only the functions and effects of the above-described embodiment are exhibited, but also the distribution control of the two fuel systems B and C is controlled more finely.

【0058】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れず、種々変形可能であることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it goes without saying that it can be variously modified.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項1で
は、燃料切替動作中に負荷変動等があったとしても、負
荷変動等は燃料制御弁により制御される一方、燃料切替
動作は、燃料分配弁及び3方切替弁によりなされてい
る。そのため、燃料切替時における弁の開閉の切替動作
が不安定になることがない。また、燃料の分配に関して
も、全ての燃料を2つに分岐して分配する第1及び第2
燃料分配弁と、切替動作のみ行う3方切替弁との簡単な
制御によって、燃料の分配制御がなされている。そのた
め、燃料の配分特性の誤差を最小限に抑制してNOx低
減効果を十分に発揮できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, even if there is a load change or the like during the fuel switching operation, the load change or the like is controlled by the fuel control valve, while the fuel switching operation is performed. , A fuel distribution valve and a three-way switching valve. Therefore, the switching operation of opening / closing the valve at the time of fuel switching does not become unstable. Regarding the distribution of fuel, the first and second distributions of all fuels are divided into two.
The fuel distribution control is performed by simple control of the fuel distribution valve and the three-way switching valve that only performs the switching operation. Therefore, the error of the fuel distribution characteristic can be suppressed to the minimum and the NOx reduction effect can be sufficiently exerted.

【0060】さらに、請求項2に記載のように、第1関
数発生器及び演算器によって、第1及び第2燃料分配弁
の燃料流量割合の制御がなされていると共に、第2関数
発生器によって、3方切替弁の流量割合の弁位置の制御
がなされている。そのため、簡単な制御回路の構成によ
って、燃料分配制御が実現されている。
Further, as described in claim 2, the first function generator and the arithmetic unit control the fuel flow rate ratios of the first and second fuel distribution valves, and the second function generator controls. The valve position of the flow rate of the three-way switching valve is controlled. Therefore, the fuel distribution control is realized by a simple control circuit configuration.

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

【図1】本発明の一実施例に係るガスタービン制御装置
の燃料供給回路及び制御回路を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a fuel supply circuit and a control circuit of a gas turbine control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の変形例に係るガスタービン制御
装置の燃料供給回路及び制御回路を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a fuel supply circuit and a control circuit of a gas turbine control device according to a first modification of the present invention.

【図3】本発明の第2の変形例に係るガスタービン制御
装置の燃料供給回路及び制御回路を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a fuel supply circuit and a control circuit of a gas turbine control device according to a second modification of the present invention.

【図4】従来に係るガスタービン制御装置の燃料供給回
路を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a fuel supply circuit of a conventional gas turbine control device.

【図5】ガスタービンの燃焼器の模式的断面図。FIG. 5 is a schematic sectional view of a combustor of a gas turbine.

【図6】ガスタービンの負荷に対する燃料投入を説明す
るためのグラフ。
FIG. 6 is a graph for explaining the fuel injection with respect to the load of the gas turbine.

【図7】従来に係るガスタービン制御装置の制御回路を
示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a control circuit of a conventional gas turbine control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ガスタービン 4 燃焼器 5 燃料供給路 20 燃料制御弁 21 第1供給路 22 第2供給路 23 第1燃料分配弁 24 第2燃料分配弁 25 3方切替弁 26 第1関数発生器 27 演算器 28 第2関数発生器 A 低負荷時の拡散燃料系統 B 高負荷時の拡散燃料系統 C パイロット予混合燃料系統 D メイン燃料系統 2 gas turbine 4 combustor 5 fuel supply path 20 fuel control valve 21 first supply path 22 second supply path 23 first fuel distribution valve 24 second fuel distribution valve 25 three-way switching valve 26 first function generator 27 calculator 28 2nd function generator A Diffusion fuel system at low load B Diffusion fuel system at high load C Pilot premix fuel system D Main fuel system

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】低負荷時の拡散燃料系統、高負荷時の拡散
燃料系統、パイロット予混合燃料系統、及びメイン燃料
系統の4つの燃料系統を備えたガスタービンの燃焼器へ
の燃料の供給を制御するためのガスタービン制御装置で
あって、 ガスタービン速度/負荷制御機能を有する燃料制御弁を
燃料供給路に設け、 この燃料制御弁の下流の燃料供給路を第1供給路及び第
2供給路に分岐し、これら第1供給路及び第2供給路
に、各々、第1燃料分配弁及び第2燃料分配弁を介装
し、 この第1燃料分配弁の下流の第1供給路を、燃焼器の高
負荷時の拡散燃料系統及びパイロット予混合燃料系統に
接続し、 第2燃料分配弁の下流の第2供給路に3方切替弁を介装
し、この3方切替弁の2つの下流分岐路を各々燃焼器の
低負荷時の拡散燃料系統及びメイン燃料系統に接続した
ことを特徴とするガスタービン制御装置。
1. A fuel supply to a combustor of a gas turbine having four fuel systems, a diffusion fuel system at low load, a diffusion fuel system at high load, a pilot premix fuel system, and a main fuel system. A gas turbine control device for controlling, wherein a fuel control valve having a gas turbine speed / load control function is provided in a fuel supply passage, and a fuel supply passage downstream of the fuel control valve is provided as a first supply passage and a second supply passage. And a first fuel distribution valve and a second fuel distribution valve are respectively interposed in the first supply path and the second supply path, and the first supply path downstream of the first fuel distribution valve is It is connected to the diffusion fuel system at high load of the combustor and the pilot premix fuel system, and a three-way switching valve is installed in the second supply passage downstream of the second fuel distribution valve. Each of the downstream branches is connected to the diffusion fuel system and A gas turbine control device characterized in that it is connected to a fuel system.
【請求項2】供給された全ての燃料流量に対して第1供
給路に供給される燃料流量の割合を(m)とし、第2供
給路に供給される燃料流量の割合を(1−m)とし、但
し、(m)+(1−m)=1としたとき、 ガスタービン速度/負荷制御信号を受けて所定の関数に
基づいて流量割合(m)を定め、この流量割合(m)に
対応する弁開度信号を第1燃料分配弁に送る第1関数発
生器を設け、 この弁開度信号を受けて流量割合(1−m)を演算し、
この流量割合(1−m)に対応する弁開度信号を第2燃
料分配弁に送る演算器を設け、 ガスタービン速度/負荷制御信号を受けて、3方切替弁
の2つの下流分岐路の燃料流量の割合を所定の関数に基
づいて定め、この流量割合に対応する弁位置信号を3方
切替弁に送る第2関数発生器を設け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 ratio of the fuel flow rate supplied to the first supply path to all the supplied fuel flow rate is (m), and the ratio of the fuel flow rate supplied to the second supply path is (1-m ), Where (m) + (1-m) = 1, the flow rate ratio (m) is determined based on a predetermined function in response to the gas turbine speed / load control signal. Is provided with a first function generator that sends a valve opening signal corresponding to the first fuel distribution valve, and receives the valve opening signal to calculate a flow rate ratio (1-m),
An arithmetic unit for sending a valve opening signal corresponding to the flow rate ratio (1-m) to the second fuel distribution valve is provided, and receives a gas turbine speed / load control signal and receives the two downstream branches of the three-way switching valve. The gas turbine according to claim 1, further comprising a second function generator that determines a fuel flow rate based on a predetermined function and sends a valve position signal corresponding to the flow rate to the three-way switching valve. Control device.
【請求項3】燃焼器の低負荷時の拡散燃料系統に接続さ
れた3方切替弁の一方の下流分岐路に、圧縮器の吐出空
気を供給源としたエア・バージ管を接続すると共に、こ
のエア・バージ管にエア・バージ弁を介装し、 第2燃料分配弁の全閉状態を検出する手段を設け、 この全閉状態を検出したときに、エア・バージ弁を開成
する手段を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記
載のガスタービン制御装置。
3. An air-barge pipe, which uses the discharge air of the compressor as a supply source, is connected to one downstream branch passage of a three-way switching valve connected to the diffusion fuel system when the combustor has a low load. An air barge valve is interposed in the air barge pipe, and means for detecting the fully closed state of the second fuel distribution valve is provided. When the fully closed state is detected, a means for opening the air barge valve is provided. The gas turbine control device according to claim 1, wherein the gas turbine control device is provided.
【請求項4】第1供給路がパイロット予混合燃料系統及
び高負荷時の拡散燃料系統に分岐された2つの分岐路の
いずれか一方に、両者の燃料分配比を調整するためのオ
リフィス、又は、ガスタービン運転中に開度を調整可能
な開度調整器を有する弁を設けたことを特徴とする請求
項1乃至3のいずれか1項に記載のガスタービン制御装
置。
4. An orifice for adjusting the fuel distribution ratio of the first supply path to one of the two branch paths branched into the pilot premix fuel system and the diffusion fuel system under high load, or The gas turbine control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a valve having an opening degree adjuster capable of adjusting an opening degree during operation of the gas turbine.
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