JPH0763334A - Control method of gas turbine having two-stage type burner - Google Patents
Control method of gas turbine having two-stage type burnerInfo
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- JPH0763334A JPH0763334A JP21546793A JP21546793A JPH0763334A JP H0763334 A JPH0763334 A JP H0763334A JP 21546793 A JP21546793 A JP 21546793A JP 21546793 A JP21546793 A JP 21546793A JP H0763334 A JPH0763334 A JP H0763334A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、2段式燃焼器を有する
ガスタービンの制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling a gas turbine having a two-stage combustor.
【0002】[0002]
【従来の技術】2段式燃焼器を有するガスタービンの制
御方法に関する従来例を、図に基づいて説明する。図4
は、従来の2段式燃焼器を有するガスタービンの説明図
である。2. Description of the Related Art A conventional example of a method for controlling a gas turbine having a two-stage combustor will be described with reference to the drawings. Figure 4
FIG. 4 is an explanatory diagram of a gas turbine having a conventional two-stage combustor.
【0003】ガスタービンの燃焼器における一つの特徴
は、起動から定格負荷までにおける燃空比、すなわち燃
料量と空気量との比率の変化範囲が非常に広いことであ
る。2段式燃焼器を有するガスタービンは、このような
非常に広い燃空比の変化範囲内において、低NOx化の
達成が可能な方式であり、第1段燃焼部34と第2段燃
焼部18とを有している。One of the characteristics of the combustor of the gas turbine is that the change range of the fuel-air ratio, that is, the ratio of the fuel amount to the air amount, from the start to the rated load is very wide. A gas turbine having a two-stage combustor is a system capable of achieving low NOx in such an extremely wide range of change of the fuel-air ratio. The first-stage combustor 34 and the second-stage combustor 18 and.
【0004】そして、第1段燃焼部34は、起動時から
定格負荷まで使用されるため、作動域が広い拡散燃焼方
式が採用されており、第2段燃焼部18は、第1段燃焼
部34の単独燃焼から、第1段燃焼部34との同時燃焼
へ切り換えられた、それ以降に使用されている。Since the first-stage combustion section 34 is used from start-up to the rated load, a diffusion combustion system having a wide operating range is adopted, and the second-stage combustion section 18 is the first-stage combustion section. It is used after switching from single combustion of 34 to simultaneous combustion with the first stage combustion section 34.
【0005】第2段燃焼部18は、高負荷領域における
低NOx化を図るため、燃焼用空気35と燃焼ノズル3
6からの燃料37とがスワラ19の内部で、予め混合し
て燃焼させる予混合方式を採用している。The second-stage combustion section 18 uses the combustion air 35 and the combustion nozzle 3 in order to reduce NOx in the high load region.
The fuel 37 from 6 is mixed in the swirler 19 in advance, and a premixing method is used in which it is burned.
【0006】また、圧縮機30から流出した出口空気3
1は燃焼器17へと導かれ、燃焼ガス32となってター
ビン部33へ流入する構造になっており、燃焼用空気3
5の流量制御は、空気流量調整機38により燃料量に応
じて行われている。Further, the outlet air 3 flowing out from the compressor 30
1 is guided to the combustor 17, and becomes a combustion gas 32 which flows into the turbine section 33.
The flow rate control of No. 5 is performed by the air flow rate adjuster 38 according to the fuel amount.
【0007】拡散燃焼では、燃料37が噴射された場
合、安定燃焼に必要な量の空気を使用することができ、
残りの空気も希釈に利用できるので、NOx濃度は燃空
比に対して鈍感であり、かつ燃焼範囲は広い。しかし、
そのように空気が周囲に多く存在していても、拡散燃焼
のみでは、低NOx化に限界があり、第2段燃焼部18
が必要になる。In the diffusion combustion, when the fuel 37 is injected, the amount of air required for stable combustion can be used,
Since the remaining air can also be used for dilution, the NOx concentration is insensitive to the fuel-air ratio and the combustion range is wide. But,
Even if there is a large amount of air in the surroundings, there is a limit in reducing NOx only by diffusion combustion, and the second stage combustion unit 18
Will be required.
【0008】図5は、第2段燃焼部18の予混合部にお
ける燃空比とNOx濃度又はCO濃度との関係線図であ
る。図5に示すように、NOx濃度39及びCO濃度4
0が共に低い燃空比の範囲41が存在する。すなわち、
この範囲41内にあるように燃空比を調整した場合は、
低NOx濃度で、かつ安定した燃焼が得られる。FIG. 5 is a relationship diagram of the fuel-air ratio and the NOx concentration or the CO concentration in the premixing section of the second stage combustion section 18. As shown in FIG. 5, NOx concentration 39 and CO concentration 4
There is a range 41 where the fuel air ratio is low when both 0 are present. That is,
When the fuel-air ratio is adjusted to be within this range 41,
A stable combustion can be obtained with a low NOx concentration.
【0009】すなわち、第2段燃焼部18に、図4のス
ワラ19で示される予混合燃焼方式を採用した場合は、
燃料と空気との混合の度合が良好となり、燃空比を下げ
ることにより、火炎温度を低下させ、NOx濃度の低減
化を図ることが可能である。That is, when the premixed combustion system shown by the swirler 19 in FIG. 4 is adopted in the second stage combustion section 18,
It is possible to reduce the NOx concentration by lowering the flame temperature by lowering the fuel-air ratio because the degree of mixing of fuel and air becomes good.
【0010】しかし、燃焼は、燃焼器の個体差、燃焼用
空気の温度や湿度の変化、又は燃料の発熱量や成分の変
化などにより、微妙に変化するものである。特に、ガス
タービンに複数個の燃焼器を設けてある場合は、それぞ
れの燃焼器の燃焼状況が異なることから、安定な燃焼が
得られないことがある。However, the combustion is subtly changed due to individual differences in the combustor, changes in the temperature and humidity of the combustion air, changes in the calorific value and components of the fuel, and the like. In particular, when the gas turbine is provided with a plurality of combustors, stable combustion may not be obtained because the combustors have different combustion conditions.
【0011】NOx濃度の変化は燃空比に対して敏感で
あり、かつ安定燃焼範囲が狭いため、燃空比の細かい制
御が必要である。また、予混合燃焼時の燃焼用空気35
の流量制御は、上述のように、空気流量調整機38によ
り燃料量に応じて行われている。Since the change in NOx concentration is sensitive to the fuel-air ratio and the stable combustion range is narrow, it is necessary to finely control the fuel-air ratio. In addition, the combustion air 35 at the time of premixed combustion
The flow rate control is performed by the air flow rate adjuster 38 according to the fuel amount, as described above.
【0012】次に、従来のガスタービンにおける燃焼器
の取付け状況を図に基づいて説明する。Next, the state of attachment of the combustor in the conventional gas turbine will be described with reference to the drawings.
【0013】図6は従来のガスタービンにおける燃焼器
の取付け状況の説明図であり、図6の(a)はガスター
ビン本体の模式側面図、図6の(b)は図6の(a)の
A−A矢視図、図6の(c)は図6の(a)のB−B矢
視図である。FIGS. 6A and 6B are explanatory views of a mounting condition of a combustor in a conventional gas turbine. FIG. 6A is a schematic side view of a gas turbine main body, and FIG. 6B is FIG. 6A. 6A is a view taken along the line AA of FIG. 6, and FIG. 6C is a view taken along the line BB of FIG.
【0014】図6の(a)に示すように、左端部に燃焼
器17が取付けられてあり、右端が排気部42になって
いる。また、図6の(b)からわかるように、燃焼器1
7は、ガスタービン本体の周辺部に同じ方向に向けてほ
ぼ等間隔に複数個設けられている。なお、燃焼器17に
は、その全数に空気流量調整機(図示せず)が付設され
ている。As shown in FIG. 6 (a), the combustor 17 is attached to the left end and the exhaust end 42 is provided at the right end. Further, as can be seen from FIG. 6B, the combustor 1
A plurality of 7 are provided in the peripheral portion of the gas turbine body in the same direction at substantially equal intervals. In addition, all the combustors 17 are provided with an air flow rate regulator (not shown).
【0015】空気流量調整機は、燃焼器全数を同時又は
個別に制御するが、燃焼器の個体差などの影響から燃焼
状態が非常に不安定となりやすい。The air flow controller controls the total number of combustors simultaneously or individually, but the combustion state tends to become very unstable due to the influence of individual differences in the combustors.
【0016】上記の理由により、第2段燃焼部の燃料で
ある2次燃料を、第2段燃焼部に投入しても、第1段燃
焼部から第2段燃焼部への火移りができずに、2次燃料
が点火しなかったり、又は燃焼器の第2段燃焼部が失火
してしまう場合があった。このような場合は、2次燃料
は燃焼せずに、そのまま排出されるので、大幅な効率低
下となった。For the above reason, even if the secondary fuel, which is the fuel of the second stage combustion section, is introduced into the second stage combustion section, the fire transfer from the first stage combustion section to the second stage combustion section is possible. Instead, the secondary fuel may not ignite, or the second-stage combustion section of the combustor may misfire. In such a case, the secondary fuel is discharged as it is without burning, resulting in a significant decrease in efficiency.
【0017】このような大幅な効率低下については、図
6の(C)に示すような、排気部42の周方向に配置さ
れてある、複数の排気ガス温度測定用熱電対43による
温度分布の測定結果から、捕らえることができる。Regarding such a large decrease in efficiency, as shown in FIG. 6C, the temperature distribution of a plurality of exhaust gas temperature measuring thermocouples 43 arranged in the circumferential direction of the exhaust portion 42 is shown. It can be captured from the measurement results.
【0018】図7は排気ガスの温度分布の測定線図であ
る。各燃焼器が正常に稼働しているときの正常時の温度
分布44に対して、燃焼器のうちのいくつかが不安定な
燃焼状態にある異常時の温度分布45には、排気ガス温
度に部分的な低下が現われるので、燃焼器の不具合な状
況を捕らえることができる。FIG. 7 is a measurement diagram of the temperature distribution of exhaust gas. In contrast to the normal temperature distribution 44 when each combustor is operating normally, the abnormal temperature distribution 45 in which some of the combustors are in an unstable combustion state shows the exhaust gas temperature Since a partial decrease appears, it is possible to catch a defective condition of the combustor.
【0019】また、特開平2−86927号公報には、
監視装置である熱電対に不具合が生じた場合でも、ガス
タービンを継続運転するガスタービンの制御方法が、開
示されている。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-86927,
Disclosed is a method of controlling a gas turbine that continuously operates a gas turbine even when a failure occurs in a thermocouple that is a monitoring device.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】予混合方式の2段式燃
焼器を有するガスタービンの第2段燃焼部では、燃空比
の制御を非常に狭い燃空比の範囲内で行う必要があるた
め、その制御は不安定になりがちであり、不完全燃焼が
発生しやすい。この不完全燃焼の例を図に基づいて説明
する。In the second-stage combustion section of a gas turbine having a two-stage combustor of premixing type, it is necessary to control the fuel-air ratio within a very narrow range of the fuel-air ratio. Therefore, the control tends to be unstable, and incomplete combustion is likely to occur. An example of this incomplete combustion will be described with reference to the drawings.
【0021】図8は、各燃焼器の排気ガス温度の時間変
化を示す線図である。すなわち、図8には、複数(n)
個の燃焼器にそれぞれ対応させて設けてある複数(n)
本の熱電対により、排気ガス温度を測定し、1個の燃焼
器に不安定燃焼が生じていることを捕らえた場合を示し
てある。すなわち、排気ガスの温度変動46は、燃焼器
に不安定燃焼に伴って発生したものである。FIG. 8 is a diagram showing the time variation of the exhaust gas temperature of each combustor. That is, in FIG.
Plural (n) provided corresponding to each combustor
The figure shows a case where the exhaust gas temperature is measured by the thermocouple of the book and the occurrence of unstable combustion in one combustor is detected. That is, the temperature fluctuation 46 of the exhaust gas is caused by the unstable combustion in the combustor.
【0022】このように、着火失敗や失火などによる異
常燃焼の発生がみられるが、このような状態において、
ガスタービンを継続運転させる方法については、従来で
は開示されていない。As described above, abnormal combustion occurs due to ignition failure or misfire. In such a state,
A method for continuously operating the gas turbine has not been disclosed in the past.
【0023】本発明の目的は、ガスタービンの第2段燃
焼部に異常燃焼が生じるような不具合が発生した場合で
も、ガスタービンを継続運転させることが可能なガスタ
ービンの制御方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a gas turbine control method capable of continuously operating a gas turbine even when a problem such as abnormal combustion occurs in the second stage combustion section of the gas turbine. It is in.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】上記目的は、次のように
して達成することができる。The above object can be achieved as follows.
【0025】(1)拡散燃焼方式の第1段燃焼部と予混
合方式の第2段燃焼部との2段式燃焼器を有するガスタ
ービンの制御方法において、第1段燃焼部と第2段燃焼
部との燃焼状態を監視し、前記燃焼状態に係わる状態量
を制御因子として取り込み、前記状態量が許容量を超え
た場合に、第2段燃焼部の燃焼を異常燃焼とみなし、第
1段燃焼部のみの単独燃焼に速やかに移行させること。(1) In a method of controlling a gas turbine having a two-stage combustor having a diffusion combustion type first stage combustion section and a premixing type second stage combustion section, a first stage combustion section and a second stage combustion section are provided. The combustion state with the combustion unit is monitored, the state quantity related to the combustion state is taken in as a control factor, and when the state quantity exceeds the allowable amount, the combustion in the second stage combustion section is regarded as abnormal combustion, Promptly shift to single combustion only in the staged combustion section.
【0026】(2)(1)において、状態量の構成要因
である状態値が、燃焼ガス温度、排気ガス温度及び燃焼
器メタル温度のうちの少なくとも1つであること。(2) In (1), the state value which is a constituent factor of the state quantity is at least one of combustion gas temperature, exhaust gas temperature and combustor metal temperature.
【0027】(3)(1)又は(2)において、状態量
が、状態値における最大値と最小値との差、又は状態値
における最大値と最小値側から2番目の値との差である
こと。(3) In (1) or (2), the state quantity is the difference between the maximum value and the minimum value in the state value, or the difference between the maximum value and the second minimum value in the state value. To be.
【0028】(4)(1)又は(2)において、状態量
が、状態値の変動幅であること。(4) In (1) or (2), the state quantity is the fluctuation range of the state value.
【0029】[0029]
【作用】本発明では、複数本の熱電対により燃焼ガス温
度、排気ガス温度及び燃焼器メタル温度のうちの少なく
とも1つ、又はこれらの温度を組み合わせて測定するこ
とにより、第2段燃焼部における不安定燃焼の状態量を
捕らえ、第1段燃焼部の単独燃焼に速やかに移行できる
ようにしてあるので、燃焼状態を急変させることなく、
ガスタービンの運転を継続させることが可能である。In the present invention, at least one of the combustion gas temperature, the exhaust gas temperature and the combustor metal temperature, or a combination of these temperatures is measured by a plurality of thermocouples, and the temperature in the second stage combustion section is measured. Since the state quantity of unstable combustion is captured and it is possible to quickly shift to the single combustion of the first-stage combustion section, without suddenly changing the combustion state,
It is possible to continue the operation of the gas turbine.
【0030】また、第2段燃焼部における不安定燃焼の
状態量を、測定温度の最大値と最小値との差が許容値を
超えた場合としてあるので、不安定燃焼の状態量を的確
に捕らえることができる。Further, the state quantity of unstable combustion in the second stage combustion section is set when the difference between the maximum value and the minimum value of the measured temperature exceeds the allowable value. Can be caught.
【0031】また、第2段燃焼部における不安定燃焼の
状態量を、測定温度の最大値と最小値側から2番目の値
との差が許容値より超えた場合としてあるので、温度の
最小値の測定が万一不可能な場合があっても、不安定燃
焼の状態量を捕らえることができ、不安定燃焼の状態量
の捕捉についての信頼性が向上される。Further, since the difference between the maximum value and the second value of the measured temperature, which is the second value from the minimum value, of the state quantity of unstable combustion in the second-stage combustion section exceeds the allowable value, the minimum temperature Even if it is impossible to measure the value, the state quantity of unstable combustion can be captured, and the reliability of capturing the state quantity of unstable combustion is improved.
【0032】更に、第2段燃焼部における不安定燃焼の
状態量を、測定温度の変動幅が許容変動幅を超えた場合
としてあるので、これによっても、不安定燃焼の状態量
を的確に捕らえることができる。Further, since the unstable combustion state quantity in the second stage combustion section is set when the fluctuation range of the measured temperature exceeds the allowable fluctuation range, this also allows the unstable combustion state quantity to be accurately captured. be able to.
【0033】[0033]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0034】図1は本発明の一実施例の説明図であり、
図1の(a)は第1段燃焼部の単独燃焼に至る経過を示
すブロック線図、図1の(b)は時間経過に伴う排気ガ
ス等の温度変化の状態図である。なお、測定温度に排気
ガス温度、燃焼ガス温度及び燃焼器メタル温度がある
が、排気ガス温度を例にとり説明する。FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of the present invention.
FIG. 1A is a block diagram showing the progress of the first-stage combustion section to the independent combustion, and FIG. 1B is a state diagram of the temperature change of exhaust gas and the like with the passage of time. The measured temperatures include the exhaust gas temperature, the combustion gas temperature, and the combustor metal temperature. The exhaust gas temperature will be described as an example.
【0035】図1において、n本の熱電対より検出され
る個々の排気ガス温度1を、分布計算器2に取り込み、
燃焼の不安定を見出すために取り込んだ排気ガス温度中
の最大値3と最小値4とを取り出し、加算器5によりそ
の差を求め、モニターリレー6により、その差が予め設
定していた許容値を超えたと判断された場合は、燃焼異
常とみなし、信号7を発信する。In FIG. 1, each exhaust gas temperature 1 detected by n thermocouples is taken into a distribution calculator 2,
The maximum value 3 and the minimum value 4 in the exhaust gas temperature taken in to find instability of combustion are taken out, the difference is obtained by the adder 5, and the difference is preset by the monitor relay 6. If it is determined that the value exceeds the limit, it is considered that the combustion is abnormal, and the signal 7 is transmitted.
【0036】また、n本の熱電対のうち、1本の熱電対
が断線した場合のことを考慮して、取り込んだ排気ガス
温度中の最小値側から2番目の値8を取り出し、加算器
9により、排気ガス温度中の最大値3との差を取り、モ
ニターリレー10により、その差が予め設定していた許
容値を超えたと判断された場合は、燃焼異常とみなし、
信号11を発信する。In consideration of the case where one of the n thermocouples is broken, the second value 8 from the minimum value side in the taken-in exhaust gas temperature is taken out, and the adder is added. 9, the difference from the maximum value 3 in the exhaust gas temperature is taken, and when the monitor relay 10 determines that the difference exceeds a preset allowable value, it is considered as combustion abnormality,
Send signal 11.
【0037】また、それらと同時に、上記のn本の熱電
対により検出される、それぞれの排気ガス温度1を取り
込み、それらの排気ガス温度1における個々の変動幅の
うちのいずれかが、予め設定していた許容変動幅を超え
たと判断された場合は、燃焼異常とみなし、信号14を
発信する。At the same time, the respective exhaust gas temperatures 1 detected by the n thermocouples are taken in, and any one of the individual fluctuation widths in the exhaust gas temperatures 1 is set in advance. When it is determined that the allowable fluctuation range is exceeded, it is considered that the combustion is abnormal, and the signal 14 is transmitted.
【0038】すなわち、信号7、信号11及び信号14
のうちのいずれかからの送信により、第1段燃焼部の単
独運転への移行の指令を発信させる。That is, signal 7, signal 11 and signal 14
A command to shift the first stage combustion unit to the islanding operation is transmitted by transmission from any of the above.
【0039】そのほか、信号7、信号11及び信号14
を組み合わせて設けられた制限条件が成立した場合に、
第1段燃焼部の単独運転への移行の指令を発生させる方
法も取り入れてある。In addition, signal 7, signal 11 and signal 14
When the restriction conditions provided by combining
A method of issuing a command to shift the first stage combustion unit to the independent operation is also incorporated.
【0040】以上は、排気ガス温度を測定温度の例にと
り説明したものであるが、その他の燃焼状態を監視する
項目として、燃焼ガス温度15又は燃焼器メタル温度1
6があるが、これらの燃焼不安定時の温度変化は、排気
ガス温度1と同一の傾向を示すので、排気ガス温度の場
合と同様の方法によって異常燃焼を捕らえることができ
る。なお、燃焼ガス温度又は燃焼器メタル温度の測定位
置について、次に説明する。Although the above description has been made by taking the exhaust gas temperature as an example of the measured temperature, the combustion gas temperature 15 or the combustor metal temperature 1 is used as another item for monitoring the combustion state.
However, since the temperature change when combustion is unstable shows the same tendency as the exhaust gas temperature 1, abnormal combustion can be caught by the same method as in the case of the exhaust gas temperature. The measurement position of the combustion gas temperature or the combustor metal temperature will be described next.
【0041】図2は燃焼ガス温度又は燃焼器メタル温度
の測定位置の説明図である。図2に示すように、燃焼ガ
ス温度については、第2段燃焼部18に近い燃焼器17
内に燃焼ガス温度測定用熱電対20を挿入して測定し、
燃焼器メタル温度については、スワラ19内に燃焼器メ
タル温度測定用熱電対21を取り付けて測定している。FIG. 2 is an explanatory view of the measurement position of the combustion gas temperature or the combustor metal temperature. As shown in FIG. 2, regarding the combustion gas temperature, the combustor 17 close to the second stage combustor 18
Insert the combustion gas temperature measuring thermocouple 20 into the
The combustor metal temperature is measured by mounting a combustor metal temperature measuring thermocouple 21 in the swirler 19.
【0042】上記の方法により、燃焼が不安定な異常燃
焼を捕らえた場合、燃料指令信号により、2次燃料ガス
遮断弁を全閉させ、1次燃料ガス流量調節弁を全開させ
て、第2段燃焼部の燃焼を停止させている。When abnormal combustion in which combustion is unstable is caught by the above method, the secondary fuel gas cutoff valve is fully closed and the primary fuel gas flow rate control valve is fully opened by the fuel command signal, and the second combustion is performed. Combustion in the stage combustion section is stopped.
【0043】第2段燃焼部の燃焼の停止に関係する燃料
ガス流量配分の基本系統を、図に基づいて説明する。A basic system of fuel gas flow rate distribution related to the stop of combustion in the second stage combustion section will be described with reference to the drawings.
【0044】図3は、燃料ガス流量配分の基本系統を示
すブロック線図である。すなわち、負荷の要求に応じ
て、制御装置から燃料指令信号を発し、この信号に基づ
き、拡散燃焼を採用している第1段燃焼部と予混合燃焼
を採用している第2段燃焼部とへの燃料ガスの配分を決
めている。FIG. 3 is a block diagram showing a basic system of fuel gas flow rate distribution. That is, a fuel command signal is issued from the control device in response to a load request, and based on this signal, a first-stage combustion section that employs diffusion combustion and a second-stage combustion section that employs premixed combustion are used. Has decided to allocate fuel gas to.
【0045】すなわち、負荷の要求するガスタービン全
体の燃料指令信号22の送信の途中に、ガスタービン全
体の燃料指令信号22が設定値より超過するのを制限す
る高値制限器23、第1段燃焼部と第2段燃焼部とへの
燃料供給比率を組み込んだ乗算器24、及び第1段燃焼
部への燃料指令信号が設定値より超過するのを制限する
高値制限器25を、それぞれ設けてあり、高値制限器2
5から1次燃料指令信号26を発信し、1次燃料ガス流
量調節弁の開度を決定している。That is, during transmission of the fuel command signal 22 for the entire gas turbine requested by the load, the high value limiter 23 for limiting the fuel command signal 22 for the entire gas turbine from exceeding the set value, the first stage combustion And a high-value limiter 25 for limiting the fuel command signal to the first-stage combustion section from exceeding a set value, respectively. Yes, high price limiter 2
The primary fuel command signal 26 is transmitted from 5 to determine the opening degree of the primary fuel gas flow rate control valve.
【0046】一方、2次燃料流量調節弁の開度は、次の
ようにして決定している。すなわち、高値制限器23を
通過後のガスタービン全体の燃料指令信号22に対し、
1次燃料指令信号26を発信するラインとは別のライン
に加算器27を設け、加算器27により、高値制限器2
3を通過後のガスタービン全体の燃料指令信号22か
ら、乗算器24を通過後のガスタービン全体の燃料指令
信号22を差し引く。On the other hand, the opening degree of the secondary fuel flow rate control valve is determined as follows. That is, for the fuel command signal 22 of the entire gas turbine after passing through the high price limiter 23,
An adder 27 is provided on a line different from the line for transmitting the primary fuel command signal 26, and the adder 27 allows the high price limiter 2 to operate.
The fuel command signal 22 for the entire gas turbine after passing through the multiplier 24 is subtracted from the fuel command signal 22 for the entire gas turbine after passing through the multiplier 24.
【0047】このような引き算を行った後の信号は、第
2段燃焼部への燃料指令信号が設定値より超過するのを
制限する高値制限器28を通過した後、2次燃料指令信
号29となって発信され、2次燃料流量調節弁の開度を
決定している。The signal after such subtraction passes through the high limiter 28 for limiting the fuel command signal to the second stage combustion section from exceeding the set value, and then the secondary fuel command signal 29. Is transmitted to determine the opening degree of the secondary fuel flow rate control valve.
【0048】このような燃料ガス流量配分の基本系統に
おいて、乗算器24で設定される第1段燃焼部と第2段
燃焼部とへの燃料供給比率を、それぞれ100%と0%
とにすることにより、第2段燃焼部の燃焼を停止させて
いる。In such a basic system of fuel gas flow rate distribution, the fuel supply ratios to the first-stage combustion section and the second-stage combustion section set by the multiplier 24 are 100% and 0%, respectively.
Thus, the combustion in the second stage combustion section is stopped.
【0049】本実施例では、上述のような制御方法を取
り入れ、ガスタービンに燃焼が不安定な異常燃焼が生じ
た場合、第2段燃焼部の燃焼を停止させ、第1段燃焼部
の単独燃焼のみの安定した燃焼状態を保持した状態でガ
スタービンを継続運転をさせており、かつ第1段燃焼部
の単独燃焼への移行を円滑に行わせている。In the present embodiment, the control method as described above is adopted, and when abnormal combustion in which combustion is unstable occurs in the gas turbine, the combustion of the second stage combustion section is stopped and the first stage combustion section is independently operated. The gas turbine is continuously operated while maintaining a stable combustion state of only combustion, and the first-stage combustion section is smoothly shifted to independent combustion.
【0050】すなわち、第1段燃焼部のみの単独燃焼の
みに切り換えた場合は、予混合燃焼方式を採用している
第2段燃焼部との併用時に比べて、一時的にNOx濃度
は上昇するが、CO濃度は減少し、第1段燃焼部の単独
燃焼のみの安定した燃焼状態を保持しながら運転を継続
させることができる。That is, when only the first-stage combustion section is switched to the single combustion only, the NOx concentration temporarily rises as compared with the case where the second-stage combustion section adopting the premixed combustion system is used together. However, the CO concentration decreases and the operation can be continued while maintaining a stable combustion state of only the single combustion in the first stage combustion section.
【0051】[0051]
【発明の効果】本発明によれば、2段式燃焼器を有する
ガスタービンにおいて、第2段燃焼部に異常燃焼が生じ
た場合、第1段燃焼部のみの単独燃焼に速やかに移行さ
せ、ガスタービンを停止させずに、安定した燃焼状態を
保持しながら運転を継続させることが可能となる。According to the present invention, in a gas turbine having a two-stage combustor, when abnormal combustion occurs in the second-stage combustor, the first-stage combustor alone is swiftly transferred to independent combustion. It is possible to continue operation while maintaining a stable combustion state without stopping the gas turbine.
【図1】本発明の一実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例の温度測定位置の説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram of a temperature measurement position according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例のブロック線図である。FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
【図4】従来の2段式燃焼器を有するガスタービンの説
明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a gas turbine having a conventional two-stage combustor.
【図5】燃空比とNOx濃度又はCO濃度との関係線図
である。FIG. 5 is a relationship diagram of a fuel-air ratio and a NOx concentration or a CO concentration.
【図6】従来の燃焼器の取付け状況の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a mounting state of a conventional combustor.
【図7】排気ガスの温度分布の測定線図である。FIG. 7 is a measurement diagram of a temperature distribution of exhaust gas.
【図8】各燃焼器の排気ガス温度の時間変化を示す線図
である。FIG. 8 is a diagram showing the change over time in the exhaust gas temperature of each combustor.
1…排気ガス温度、2…分布計算器、3…最大値、4…
最小値、5、9、27…加算器、6、10、13…モニ
ターリレー、7、11、14…信号、8…最小値側から
2番目の値、12…変動幅、15…燃焼ガス温度、16
…燃焼器メタル温度、17…燃焼器、18…第2段燃焼
部、19…スワラ、20…燃焼ガス温度測定用熱電対、
21…燃焼器メタル温度測定用熱電対、22…ガスター
ビン全体の燃料指令信号、23、25、28…高値制限
器、24…乗算器、26…1次燃料信号、29…2次燃
料信号、30…圧縮機、31…出口空気、32…燃焼ガ
ス、33…タービン部、34…第1段燃焼部、35…燃
焼用空気、36…燃料ノズル、37…燃料、38…空気
流量調整機、39…NOx濃度、40…CO濃度、41
…NOx、CO各濃度が共に低い燃空比範囲、42…排
気部、43…排気ガス温度測定用熱電対、44…正常時
の温度分布、45…異常時の温度分布、46…排気ガス
の温度変動。1 ... Exhaust gas temperature, 2 ... Distribution calculator, 3 ... Maximum value, 4 ...
Minimum value, 5, 9, 27 ... Adder, 6, 10, 13 ... Monitor relay, 7, 11, 14 ... Signal, 8 ... Second value from the minimum value side, 12 ... Fluctuation range, 15 ... Combustion gas temperature , 16
... combustor metal temperature, 17 ... combustor, 18 ... second stage combustion section, 19 ... swirler, 20 ... combustion gas temperature measuring thermocouple,
21 ... Thermocouple for measuring combustor metal temperature, 22 ... Fuel command signal for the entire gas turbine, 23, 25, 28 ... High limiter, 24 ... Multiplier, 26 ... Primary fuel signal, 29 ... Secondary fuel signal, 30 ... Compressor, 31 ... Outlet air, 32 ... Combustion gas, 33 ... Turbine section, 34 ... First stage combustion section, 35 ... Combustion air, 36 ... Fuel nozzle, 37 ... Fuel, 38 ... Air flow controller, 39 ... NOx concentration, 40 ... CO concentration, 41
... Fuel-air ratio range where both NOx and CO concentrations are low, 42 ... Exhaust section, 43 ... Thermocouple for measuring exhaust gas temperature, 44 ... Normal temperature distribution, 45 ... Abnormal temperature distribution, 46 ... Exhaust gas Temperature fluctuations.
フロントページの続き (72)発明者 高橋 浩二 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 佐藤 勲 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 志村 明 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 鷹羽 稔 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 高橋 正衛 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 四郎丸 功 広島県広島市中区小町4番33号 中国電力 株式会社内Front page continuation (72) Inventor Koji Takahashi 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi factory (72) Inventor Isao Sato 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi, Ibaraki Hitachi Ltd., Hitachi Works (72) Inventor Akira Shimura 3-1-1, Sachimachi, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd., Hitachi Works, Hitachi (72) Inventor Minoru Takaba, 3-chome, Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 1-1 Hitachi Ltd., Hitachi Works, Hitachi Plant (72) Inventor, Masae Takahashi 5-2-1 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd., Omika Plant, (72) Inventor, Shiromaru Isao Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Chugoku Electric Power Co., Inc. 4-33 Komachi, Naka-ku
Claims (4)
式の第2段燃焼部との2段式燃焼器を有するガスタービ
ンの制御方法において、前記第1段燃焼部と前記第2段
燃焼部との燃焼状態を監視し、前記燃焼状態に係わる状
態量を制御因子として取り込み、前記状態量が許容量を
超えた場合に、前記第2段燃焼部の燃焼を異常燃焼とみ
なし、前記第1段燃焼部のみの単独燃焼に速やかに移行
させることを特徴とする2段式燃焼器を有するガスター
ビンの制御方法。1. A method of controlling a gas turbine having a two-stage combustor comprising a diffusion combustion type first stage combustion section and a premixing type second stage combustion section, wherein the first stage combustion section and the second stage combustor are used. The combustion state with the stage combustion section is monitored, the state quantity relating to the combustion state is taken in as a control factor, and when the state quantity exceeds an allowable amount, the combustion of the second stage combustion section is regarded as abnormal combustion, A method for controlling a gas turbine having a two-stage combustor, characterized in that a single combustion of only the first-stage combustion section is rapidly changed.
燃焼ガス温度、排気ガス温度及び燃焼器メタル温度のう
ちの少なくとも1つである請求項1記載の2段式燃焼器
を有するガスタービンの制御方法。2. A state value, which is a constituent factor of the state quantity,
The method for controlling a gas turbine having a two-stage combustor according to claim 1, wherein the method is at least one of a combustion gas temperature, an exhaust gas temperature, and a combustor metal temperature.
値と最小値との差、又は前記状態値における最大値と最
小値側から2番目の値との差である請求項1又は2記載
の2段式燃焼器を有するガスタービンの制御方法。3. The state quantity is a difference between a maximum value and a minimum value in the state value or a difference between a maximum value and a second value from the minimum value side in the state value. Of a gas turbine having a two-stage combustor according to claim 1.
る請求項1又は2記載の2段式燃焼器を有するガスター
ビンの制御方法。4. The method for controlling a gas turbine having a two-stage combustor according to claim 1, wherein the state quantity is a fluctuation range of the state value.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21546793A JP3749269B2 (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Control method of gas turbine having two-stage combustor |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0763334A true JPH0763334A (en) | 1995-03-07 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000205563A (en) * | 1999-01-08 | 2000-07-25 | Hitachi Ltd | Control method of gas turbine |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21546793A patent/JP3749269B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000205563A (en) * | 1999-01-08 | 2000-07-25 | Hitachi Ltd | Control method of gas turbine |
US6338240B1 (en) | 1999-01-08 | 2002-01-15 | Hitachi, Ltd. | Control method for gas turbine load |
US6442928B1 (en) | 1999-01-08 | 2002-09-03 | Hitachi, Ltd. | Control system for gas turbine |
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