JPH08200096A - 発電用ガスタービン設備の燃料供給装置 - Google Patents

発電用ガスタービン設備の燃料供給装置

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JPH08200096A
JPH08200096A JP779995A JP779995A JPH08200096A JP H08200096 A JPH08200096 A JP H08200096A JP 779995 A JP779995 A JP 779995A JP 779995 A JP779995 A JP 779995A JP H08200096 A JPH08200096 A JP H08200096A
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JP
Japan
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fuel
stage
control valve
gas turbine
pipe
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JP779995A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kobayashi
弘之 小林
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 第一段燃料から第二段燃料への切替え時に発
生する第二段燃料の不完全燃焼によるガスタービンの一
時的な負荷降下を防止する。 【構成】 発電用ガスタービン設備に燃料を供給しガス
タービン負荷に応じた総燃料流量を制御する燃料調節弁
17を有する燃料配管30と、燃料配管30の下流側に
二股に分岐して接続される第一段燃料配管22および第
二段燃料配管21と、第一段燃料配管22に配設され所
定負荷時まで全開制御され所定負荷後に予め定められた
開度まで閉動作する第一段燃料調節弁19と、第二段燃
料配管21に配設され所定負荷後にその負荷に応じて開
動作する第二段燃料調節弁18と、起動後でかつ第二段
燃料調節弁18の開動作前に第二段燃料調節弁18の下
流側の第二段燃料配管21に燃料を供給する燃料バイパ
ス管14とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発電用ガスタービン設
備の燃料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】発電用ガスタービンにあっては、排ガス
NOx低減対策として予混合二段燃焼法を採用した低N
Ox燃焼器が採用されている。ガスタービン負荷上昇過
程にて燃焼温度が規定の温度に達すると燃焼モードを第
一段燃焼(拡散燃焼)より第二段燃焼(予混合燃焼)へ
と燃焼モードを移行することにより燃焼状態の最適化を
図りNOx低減を図っている。
【0003】ここで図4および図5を参照して、発電用
ガスタービン設備に使用される燃料供給装置の従来例に
ついて説明する。燃料供給装置の配管系統を示す図4に
おいて、ガスタービンに使用される燃料は燃料配管30
に配設された燃料しゃ断弁16を通り燃料調節弁17に
導かれる。そして、この燃料調節弁17によって、ガス
タービンの要求負荷に応じた総燃料流量が制御されてい
る。
【0004】この燃料調節弁17を出た燃料は、その下
流側で第一段燃料配管22と第二段燃料配管21に分岐
されて供給される。そして、第一段燃料配管22には第
一段燃料調節弁19が、第二段燃料配管21には第二段
燃料調節弁18が各々配設されており、各段の燃料の流
量を制御している。
【0005】そして、この第一、第二段燃料調節弁1
9,18の開度制御を図5を参照して説明する。図5に
おいて、ガスタービン負荷が所定値Aまでの場合は図5
(a)曲線Bに示すように、第一段燃料調節弁19が全
開(開度100%)となり燃料供給量は燃料調節弁17
で制御され、第二段燃料調節弁18は全閉(開度0%)
状態で保持されている。そして、ガスタービン負荷が所
定値A以上の要求となった場合には、燃料の移行が開始
され、図5(a)曲線Bに示されるように第一段燃料調
節弁19が所定の開度となるように閉方向に制御され
る。さらに、曲線Cに示されるように、第二段燃料調節
弁18が所定の開度となる様に開方向に制御される。こ
のようにして、ガスタービン負荷の上昇にともなって、
第一,二段燃料調節弁19,18は制御されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来構成におい
て、図5(b)に示すように、第一段燃焼より第二段燃
焼へ燃料が移行する際、二段燃料配管中にある残存空気
により一時的に二段目燃焼器が不完全燃焼状態となり、
D部に示すようにガスタービンの負荷下降を招いてい
る。
【0007】この負荷降下は、第二段燃料配管内の残存
空気の除去方法が無い事に起因している。よって、本発
明の目的は、第一段燃料配管と第二段燃料配管を備えた
二段燃焼器において、第一段燃料から第二段燃料への移
行時に発生する第二段燃料の不完全燃焼によるガスター
ビンの一時的な負荷降下を防止することのできる発電用
ガスタービン設備の燃料供給装置を得ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の本発明は、発電用ガスタービン設備
に燃料を供給しガスタービン負荷に応じた総燃料流量を
制御する燃料調節弁を有する燃料配管と、この燃料配管
の下流側に二股に分岐して接続される第一段燃料配管お
よび第二段燃料配管と、この第一段燃料配管に配設され
ガスタービンの所定負荷時まで全開制御され所定負荷後
に予め定められた開度まで閉動作する第一段燃料調節弁
と、前記第二段燃料配管に配設され前記ガスタービンの
所定負荷後にガスタービンの負荷に応じて開動作する第
二段燃料調節弁と、ガスタービンの起動後でかつ前記第
二段燃料調節弁の開動作前にこの第二段燃料調節弁の下
流側の第二段燃料配管に燃料を供給する燃料バイパス管
とを有することを特徴とする発電用ガスタービン設備の
燃料供給装置を提供し、さらに請求項2記載の本発明
は、請求項1記載の燃料バイパス配管は燃料配管の燃料
調節弁の上流側から燃料を導いて成ることを特徴とする
発電用ガスタービン設備の燃料供給装置を提供し、請求
項3記載の本発明は、請求項1記載の第一段燃料調節弁
は微閉した後に閉動作し、第二段燃料調節弁は微開した
後に開動作して成ることを特徴とする発電用ガスタービ
ン設備の燃料供給装置を提供する。
【0009】
【作用】請求項1および2記載の本発明においては、第
一段燃料から第二段燃料の切替え時に第二段燃料配管の
第二段燃料調節弁下流側に燃料供給するので、第二段燃
料の不完全燃焼によるガスタービンの一時的な負荷降下
を防止することができる。
【0010】さらに請求項3記載の本発明においては、
第一,二段燃料調節弁を微閉,微開した後に閉,開動作
させるので、第二段燃料配管内の残存空気をパージする
ことにより良好に燃料に置換させることができ、第二段
燃料の不完全燃焼によるガスタービンの一時的な負荷降
下をより確実に防止することができる。
【0011】
【実施例】以下、図1から図3を参照して本発明の一実
施例について説明する。なお、図2において、図4と同
一部分には同一符号を付し、その部分の構成の説明は省
略する。
【0012】図2において、燃料配管30の燃料しゃ断
弁16の上流側には分岐して燃料バイパス管14が接続
されており、この燃料バイパス管14の他端は燃料バイ
パスパージ弁15を介して第二段燃料配管21の第二段
燃料調節弁18の下流側に接続されている。
【0013】そして、この構成による作用を図1,図3
を参照して以下に説明する。図1,3において、一段燃
焼運転時は、図3曲線Eに示すように第一段燃料調節弁
19は全開制御され、曲線Fに示すように第二段燃料調
節弁18は全閉状態が維持されている。そして、燃料流
量の制御は燃料調節弁17によって行われる。
【0014】この制御は、図1において燃料調節弁開度
設定信号(以下にFSRと略す)1が入力され、圧縮機
入口空気温度補正関数発生器2によってFSR1が温度
補正された信号になり、燃料調節弁17の開度の設定が
行われる。
【0015】そして、解列信号3がアナログ信号切換器
(ASW)20に入力された場合には、FSRが0%に
変更され、燃料調節弁17が閉鎖される。ガスタービン
負荷が上昇すると、排ガス温度が上昇しそれにともなっ
て排ガスNOx値も上昇する。よって、二段燃焼運転
(予混合燃焼運転)に切替えることにより排ガスNOx
値を低減させる。
【0016】一段燃焼より二段燃焼に切替わる運転動作
としては、FSR1が所定値例えば44%において二段
目燃料調節弁切替モード関数発生器5によって予め定め
られた関数が出力される。そして、この関数によって、
一段燃料調節弁19が全開位置より徐々に閉動作し、同
時に二段燃料調節弁18が徐々に開動作する。よって、
総燃料量を変える事無く、各々の一段燃料調節弁19,
二段燃料調節弁18により燃料を分配しつつ二段燃焼運
転へ移行させる。
【0017】FSR1は、ガスタービン負荷に相当する
ことから負荷上昇過程に於いて、切替え負荷到達により
自動的に二段燃焼運転へ移行する。切替え運転時には、
二段燃料調節弁18後には残存空気があることから二段
燃料調節弁18が開動作する時不完全燃焼状態となり一
時的にガスタービン負荷が降下する現象を招く。
【0018】このため、図3曲線Gに示すように、二段
燃焼運転切替え前、二段目燃焼器燃料バイパス弁制御装
置4によって、例えばFSR42〜43%の間で燃料バ
イパスパージ弁15を開動作させ、燃料バイパス管14
を介して燃料しゃ断弁16の上流側から二段燃料調節弁
18の下流側へ燃料を送気しこの二段燃料調節弁18の
下流側の残存空気を燃料に置換する。
【0019】なお、燃料置換は燃料バイパスパージ弁1
5を任意のタイマーで自動開としその後自動閉とするも
のであってもよい。燃料バイパスパージ弁15が閉鎖さ
れた後、一段燃焼より二段燃焼へ切替え運転となる。切
替え時においては図3Hの範囲において一段燃料調節弁
19が全開位置より徐々に閉動作となり、同時に二段燃
料調節弁18が徐々に開動作される。この閉動作及び開
動作は任意の一定の関数により動作する機能を備えてい
る。
【0020】二段燃料調節弁18の開動作当初に二段燃
料調節弁18後の燃料置換を確実に行うべく二段燃料調
節弁関数13に二段燃料ラインパージモード(図3H
部)を設けることにより一部の燃料が二段燃料配管21
に流れる。よって燃料置換を確実に行い、二段燃料調節
弁18後の燃焼を完全燃焼状態とし、ガスタービン負荷
降下を防止することができる。
【0021】なお、図1において、符号7は二段目燃料
調節弁パージモード開信号を、符号8はコンパレータ
(比較器)を、符号9は二段目燃料調節弁燃料切替え信
号を、符号10はNOT回路を、符号11はAND回路
を、符号12はアナログ信号切換器(ASW)をそれぞ
れ示している。
【0022】本実施例において、燃料置換を燃料バイパ
ス管14を例として示したが燃料バイパス管14の代り
に燃料タンクを別に設置し、この燃料タンクから別途配
設された燃料バイパス管を介して第二段配管に燃料を供
給することによっても、設備が増大するものの、上記実
施例と同様の作用,効果を得ることができる。
【0023】
【発明の効果】請求項1および2記載の本発明において
は、第一段燃料から第二段燃料の切替え時に第二段燃料
配管の第二段燃料調節弁下流側に燃料供給するので、第
二段燃料の不完全燃焼によるガスタービンの一時的な負
荷降下を防止することができる。
【0024】さらに請求項3記載の本発明においては、
第一,二段燃料調節弁を微閉,微開した後に閉,開動作
させるので、第二段燃料配管内の残存空気をより良好に
燃料に置換させることができ、第二段燃料の不完全燃焼
によるガスタービンの一時的な負荷降下をより確実に防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る発電用ガスタービン設
備の燃料供給装置の制御を示すブロック図。
【図2】図1の制御を使用する発電用ガスタービン設備
の燃料供給装置を示す概略系統図。
【図3】図1に示す制御による各弁の開度を示す説明
図。
【図4】発電用ガスタービン設備の燃料供給装置の従来
例を示す概略系統図。
【図5】(a)は図4に示す燃料供給装置の燃料流量信
号と各燃料調節弁の開度との関係を示す特性図、(b)
はガスタービン負荷と燃料流量信号との関係を示す特性
図。
【符号の説明】
1…燃料調節弁開度設定信号(FSR) 2…圧縮機入口空気温度補正関数発生器 3…解列信号 4…二段目燃焼器燃料バイパス弁制御装置 5…二段目燃料調節弁切替えモード関数発生器 7…二段目燃料調節弁パージモード開信号 8…コンパレーター(比較器) 9…二段目燃料調節弁燃料切替え信号 10…NOT回路 11…AND回路 12,20…アナログ信号切替器(ASW) 14…燃料バイパス管 15…燃料バイパスパージ弁 16…燃料しゃ断弁 17…燃料調節弁 18…第二段燃料調節弁 19…第一段燃料調節弁 21…第二段燃料配管 22…第一段燃料配管 30…燃料配管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電用ガスタービン設備に燃料を供給し
    ガスタービン負荷に応じた総燃料流量を制御する燃料調
    節弁を有する燃料配管と、この燃料配管の下流側に二股
    に分岐して接続される第一段燃料配管および第二段燃料
    配管と、この第一段燃料配管に配設されガスタービンの
    所定負荷時まで全開制御され所定負荷後に予め定められ
    た開度まで閉動作する第一段燃料調節弁と、前記第二段
    燃料配管に配設され前記ガスタービンの所定負荷後にガ
    スタービンの負荷に応じて開動作する第二段燃料調節弁
    と、ガスタービンの起動後でかつ前記第二段燃料調節弁
    の開動作前にこの第二段燃料調節弁の下流側の第二段燃
    料配管に燃料を供給する燃料バイパス管とを有すること
    を特徴とする発電用ガスタービン設備の燃料供給装置。
  2. 【請求項2】 燃料バイパス配管は燃料配管の燃料調節
    弁の上流側に一端を接続し第二段燃料配管の第二段燃料
    調節弁の下流側に他端を接続して成ることを特徴とする
    請求項1記載の発電用ガスタービン設備の燃料供給装
    置。
  3. 【請求項3】 第一段燃料調節弁は微閉した後に閉動作
    し、第二段燃料調節弁は微開した後に開動作して成るこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の発電用ガスター
    ビン設備の燃料供給装置。
JP779995A 1995-01-23 1995-01-23 発電用ガスタービン設備の燃料供給装置 Pending JPH08200096A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007002762A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン発電プラント及びガスタービン発電プラントの制御方法
JP2008163939A (ja) * 2006-12-26 2008-07-17 General Electric Co <Ge> ガスタービン用の非線形燃料移送
JP2010255932A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Miura Co Ltd バーナ
JP2013029095A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Toshiba Corp ガスタービン燃焼器、ガスタービンおよびガスタービン燃焼器の制御方法

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