JPH08218898A - ガスターボ装置団の運転法 - Google Patents
ガスターボ装置団の運転法Info
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- JPH08218898A JPH08218898A JP7331838A JP33183895A JPH08218898A JP H08218898 A JPH08218898 A JP H08218898A JP 7331838 A JP7331838 A JP 7331838A JP 33183895 A JP33183895 A JP 33183895A JP H08218898 A JPH08218898 A JP H08218898A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/16—Control of working fluid flow
- F02C9/20—Control of working fluid flow by throttling; by adjusting vanes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
- F02C6/003—Gas-turbine plants with heaters between turbine stages
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 逐次燃焼方式によるガスターボ装置団の
運転法において、部分負荷運転を行う際に、まず両方の
タービン６，１０内への入口温度Ａ，Ｂに干渉する。次
いで、圧縮機の案内羽根Ｃの調整により、要するに定格
負荷ｘが５０％を下回るまで質量流れＥを減少させるこ
とにより、さらに負荷を低下させる。この低下の際に、
第１のタービン６内への入口温度Ａを一定に保ち、他面
において第２のタービン１０内への入口温度Ｂを連続的
に低下せしめ、これに対して第２のタービン１０の出口
温度Ｄを一定に保つ。圧縮機の案内羽根の調整による負
荷低下の終了後、両方の入口温度Ａ，Ｂを直接又は位相
をずらして低下せしめる。 【効果】 負荷低下全体が最大の部分負荷効率で推移す
る。
運転法において、部分負荷運転を行う際に、まず両方の
タービン６，１０内への入口温度Ａ，Ｂに干渉する。次
いで、圧縮機の案内羽根Ｃの調整により、要するに定格
負荷ｘが５０％を下回るまで質量流れＥを減少させるこ
とにより、さらに負荷を低下させる。この低下の際に、
第１のタービン６内への入口温度Ａを一定に保ち、他面
において第２のタービン１０内への入口温度Ｂを連続的
に低下せしめ、これに対して第２のタービン１０の出口
温度Ｄを一定に保つ。圧縮機の案内羽根の調整による負
荷低下の終了後、両方の入口温度Ａ，Ｂを直接又は位相
をずらして低下せしめる。 【効果】 負荷低下全体が最大の部分負荷効率で推移す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主として１つの圧縮
機ユニットと、この圧縮機ユニットの下流に接続された
第１の燃焼室と、第１の燃焼室の熱ガスにより負荷され
る第１のタービンと、第１のタービンの下流に接続され
た第２の燃焼室と、第２の燃焼室の熱ガスにより負荷さ
れる第２のタービンと、少なくとも１つの発電機とから
成るガスターボ装置団の運転法に関する。
機ユニットと、この圧縮機ユニットの下流に接続された
第１の燃焼室と、第１の燃焼室の熱ガスにより負荷され
る第１のタービンと、第１のタービンの下流に接続され
た第２の燃焼室と、第２の燃焼室の熱ガスにより負荷さ
れる第２のタービンと、少なくとも１つの発電機とから
成るガスターボ装置団の運転法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスターボ装置団の運転時の部分負荷を
燃料供給の減少により生ぜしめることはすでに公知であ
る。その場合、燃料供給量を減少させ、他面において燃
焼空気を一定に保つことにより、タービン内への入口温
度が低下する。部分負荷運転をこのように簡単に行うこ
とは効率に関連して不都合である。それというのは、効
率が出力低下にほぼ比例して低下するからである。比較
的高いこの効率損失を狭い限度内に保つために、例えば
付加的に圧縮機の案内羽根の調整により負荷の低下を補
助することがすでに提案されている。
燃料供給の減少により生ぜしめることはすでに公知であ
る。その場合、燃料供給量を減少させ、他面において燃
焼空気を一定に保つことにより、タービン内への入口温
度が低下する。部分負荷運転をこのように簡単に行うこ
とは効率に関連して不都合である。それというのは、効
率が出力低下にほぼ比例して低下するからである。比較
的高いこの効率損失を狭い限度内に保つために、例えば
付加的に圧縮機の案内羽根の調整により負荷の低下を補
助することがすでに提案されている。
【０００３】逐次燃焼方式のガスターボ装置団では第１
の燃焼室内で準備された熱ガスが第１のタービンを負荷
し、第１のタービンから流出した排ガスが第２の燃焼室
内でもう一度熱ガスとして準備され、次いでこの熱ガス
が第２のタービンを負荷するが、しかしながら、公知運
転法によっては最大の効率で部分負荷運転を行うことへ
の要求はもはや達成されない。このことは、第２の燃焼
室が自己着火式に設計されている場合、換言すれば、第
２の燃焼室内に噴入される燃料との関連において第１の
タービンからの排ガスの温度が自己着火を可能ならしめ
る場合には、特に不都合である。
の燃焼室内で準備された熱ガスが第１のタービンを負荷
し、第１のタービンから流出した排ガスが第２の燃焼室
内でもう一度熱ガスとして準備され、次いでこの熱ガス
が第２のタービンを負荷するが、しかしながら、公知運
転法によっては最大の効率で部分負荷運転を行うことへ
の要求はもはや達成されない。このことは、第２の燃焼
室が自己着火式に設計されている場合、換言すれば、第
２の燃焼室内に噴入される燃料との関連において第１の
タービンからの排ガスの温度が自己着火を可能ならしめ
る場合には、特に不都合である。
【０００４】この種のガスターボ装置団においては、圧
縮機の入口案内羽根列の閉鎖によっても出力の低下は得
られる。しかし、このことはガスターボ装置団の両方の
燃焼室内へ噴入される燃料量の減少を否めない。第２の
燃焼室が自己着火式に設計されている場合、両方の燃焼
室で同時に燃料量を減少させることはできない。それと
いうのは、もしそのようなことをすれば、第１のタービ
ンからの排ガスの温度を、第２の燃焼室内で行われる自
己着火のための着火温度に維持することができないから
である。
縮機の入口案内羽根列の閉鎖によっても出力の低下は得
られる。しかし、このことはガスターボ装置団の両方の
燃焼室内へ噴入される燃料量の減少を否めない。第２の
燃焼室が自己着火式に設計されている場合、両方の燃焼
室で同時に燃料量を減少させることはできない。それと
いうのは、もしそのようなことをすれば、第１のタービ
ンからの排ガスの温度を、第２の燃焼室内で行われる自
己着火のための着火温度に維持することができないから
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ガス
ターボ装置団が逐次燃焼方式で運転されることを考慮し
て、簡単な調整手段に基づき、最大効率での確実な負荷
の低下が生じると共に、有害物質エミッション、特にＮ
ＯＸエミッション及びＣＯエミッションが最小となるよ
うな調整法を冒頭に述べた形式の運転法において提案す
ることにある。
ターボ装置団が逐次燃焼方式で運転されることを考慮し
て、簡単な調整手段に基づき、最大効率での確実な負荷
の低下が生じると共に、有害物質エミッション、特にＮ
ＯＸエミッション及びＣＯエミッションが最小となるよ
うな調整法を冒頭に述べた形式の運転法において提案す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明運転法では、主として１つの圧縮機ユニットと、この
圧縮機ユニットの下流に接続された第１の燃焼室と、第
１の燃焼室の熱ガスにより負荷される第１のタービン
と、第１のタービンの下流に接続された第２の燃焼室
と、第２の燃焼室の熱ガスにより負荷される第２のター
ビンと、少なくとも１つの発電機とから成るガスターボ
装置団の運転法において、部分負荷運転を行う際に両方
のタービン内への入口温度を定格負荷の５％減まで低下
せしめ、次いで、負荷が５０％を下回るまで圧縮機の案
内羽根を調整し、圧縮機の案内羽根のこの調整を行う
間、第１のタービン内への入口温度を一定に保つと共に
第２のタービンの出口温度が設計された定格値を越えな
いように第２のタービン内への入口温度を低下せしめ、
かつ、圧縮機の案内羽根の調整後に両方のタービン内へ
の入口温度をまず第２のタービンにおいて、次いで位相
をずらして第１のタービンにおいてさらに低下せしめる
ようにした。
明運転法では、主として１つの圧縮機ユニットと、この
圧縮機ユニットの下流に接続された第１の燃焼室と、第
１の燃焼室の熱ガスにより負荷される第１のタービン
と、第１のタービンの下流に接続された第２の燃焼室
と、第２の燃焼室の熱ガスにより負荷される第２のター
ビンと、少なくとも１つの発電機とから成るガスターボ
装置団の運転法において、部分負荷運転を行う際に両方
のタービン内への入口温度を定格負荷の５％減まで低下
せしめ、次いで、負荷が５０％を下回るまで圧縮機の案
内羽根を調整し、圧縮機の案内羽根のこの調整を行う
間、第１のタービン内への入口温度を一定に保つと共に
第２のタービンの出口温度が設計された定格値を越えな
いように第２のタービン内への入口温度を低下せしめ、
かつ、圧縮機の案内羽根の調整後に両方のタービン内へ
の入口温度をまず第２のタービンにおいて、次いで位相
をずらして第１のタービンにおいてさらに低下せしめる
ようにした。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を図面につい
て詳しく説明する。本発明の直接的な理解に重要でない
すべてのエレメントは省かれている。種々の図面におい
ても同じエレメントは同じ符号で示されている。媒体の
流れ方向は矢印で示されている。
て詳しく説明する。本発明の直接的な理解に重要でない
すべてのエレメントは省かれている。種々の図面におい
ても同じエレメントは同じ符号で示されている。媒体の
流れ方向は矢印で示されている。
【０００８】図１は逐次燃焼方式のガスターボ装置団を
示す。このガスターボ装置団は圧縮機１又は中間冷却機
構を備えた圧縮機ユニットを備えており、この圧縮機又
は圧縮機ユニット内では吸込空気２の圧縮が行われる。
圧縮された空気３は第１の燃焼室４、この場合には高圧
燃焼室（以下でＨＰ燃焼室とも呼ぶ）内へ流入する。こ
のＨＰ燃焼室４内では、燃料の噴入により熱ガス５が形
成される。この場合、このＨＰ燃焼室４は有利にはＥＰ
−０３２１８０９に開示されているようなバーナにより
運転される。このＨＰ燃焼室４の下流では第１のタービ
ン６、この場合には高圧タービン（以下でＨＰタービン
と呼ぶ）が作動している。このＨＰタービン内では熱ガ
ス５が部分膨張させられる。この部分膨張はＨＰタービ
ン６からの排ガス７が９５０℃以上の比較的高い温度を
有していることにより特徴付けられており、これに応じ
て、ＨＰタービン６の羽根車はわずかな回転羽根列、有
利には１ないし３段の回転羽根列しか有していない。Ｈ
Ｐタービンの下流では第２の燃焼室８、この場合には低
圧燃焼室（以下でＬＰ燃焼室と呼ぶ）が自己着火原理で
作動している。このＬＰ燃焼室８は有利には規定温度で
自己着火の前提を形成する燃料を噴入すべき貫流形環状
通路の形状を有している。ＨＰタービン６からの排ガス
７の温度が上述のレベルにあれば、ガス燃料の供給時に
自己着火が強制的に生じる。このＬＰ燃焼室８は図示し
ないスワール発生器を備えており、このスワール発生器
は有利には燃料の噴入箇所の上流に配置されている。さ
らにこのスワール発生器は火炎フロントの領域内に、確
実な運転を保証するための逆流区域を形成している。そ
れゆえ、排ガス７はＬＰ燃焼室８内で再び熱ガス９とし
て形成される。この熱ガス９の温度はＨＰ燃焼室４の温
度にほぼ相当している。基本的には、熱ガス５，９の温
度は燃焼室に依存した直接的な限界を有していない。む
しろこの限界はそれぞれ負荷されるべきタービンと、こ
れに対応する機械エレメントとにより規定される。熱ガ
ス９は次いで第２のタービン、この場合には低圧タービ
ン（以下でＬＰタービンと呼ぶ）を負荷する。このＬＰ
タービン内では最終的な膨張が行われる。煙道ガス１１
の熱量的な残留ポテンシャルは例えば下流に接続された
図示されていない蒸気回路での蒸気発生のために使用さ
れる。図示のガスターボ装置団の著しい特徴とするとこ
ろは、すべての流体機械、要するに圧縮機１及びＨＰタ
ービン６，ＬＰタービン１０が、有利には２つの軸受
（図示せず）に支承されていて発電機１３の軸に連結さ
れている１つの共通の軸１２に支承されていることにあ
る。両方の燃焼室４，８は流体機械１，６，１０の間の
中間スペースに配置されている。ＨＰ燃焼室は有利には
環状燃焼室として形成されており、その場合、ＨＰ燃焼
室４は圧縮機１と軸方向で著しくオーバラップしてお
り、その結果、ガスターボ装置団が一層コンパクトに形
成されている。この可能性は流体技術的な理由から等値
ではＬＰ燃焼室８に適用できない。しかし、ＬＰ燃焼室
８は極めて短く形成されるため、流体技術的な見地から
は優位を占めている。
示す。このガスターボ装置団は圧縮機１又は中間冷却機
構を備えた圧縮機ユニットを備えており、この圧縮機又
は圧縮機ユニット内では吸込空気２の圧縮が行われる。
圧縮された空気３は第１の燃焼室４、この場合には高圧
燃焼室（以下でＨＰ燃焼室とも呼ぶ）内へ流入する。こ
のＨＰ燃焼室４内では、燃料の噴入により熱ガス５が形
成される。この場合、このＨＰ燃焼室４は有利にはＥＰ
−０３２１８０９に開示されているようなバーナにより
運転される。このＨＰ燃焼室４の下流では第１のタービ
ン６、この場合には高圧タービン（以下でＨＰタービン
と呼ぶ）が作動している。このＨＰタービン内では熱ガ
ス５が部分膨張させられる。この部分膨張はＨＰタービ
ン６からの排ガス７が９５０℃以上の比較的高い温度を
有していることにより特徴付けられており、これに応じ
て、ＨＰタービン６の羽根車はわずかな回転羽根列、有
利には１ないし３段の回転羽根列しか有していない。Ｈ
Ｐタービンの下流では第２の燃焼室８、この場合には低
圧燃焼室（以下でＬＰ燃焼室と呼ぶ）が自己着火原理で
作動している。このＬＰ燃焼室８は有利には規定温度で
自己着火の前提を形成する燃料を噴入すべき貫流形環状
通路の形状を有している。ＨＰタービン６からの排ガス
７の温度が上述のレベルにあれば、ガス燃料の供給時に
自己着火が強制的に生じる。このＬＰ燃焼室８は図示し
ないスワール発生器を備えており、このスワール発生器
は有利には燃料の噴入箇所の上流に配置されている。さ
らにこのスワール発生器は火炎フロントの領域内に、確
実な運転を保証するための逆流区域を形成している。そ
れゆえ、排ガス７はＬＰ燃焼室８内で再び熱ガス９とし
て形成される。この熱ガス９の温度はＨＰ燃焼室４の温
度にほぼ相当している。基本的には、熱ガス５，９の温
度は燃焼室に依存した直接的な限界を有していない。む
しろこの限界はそれぞれ負荷されるべきタービンと、こ
れに対応する機械エレメントとにより規定される。熱ガ
ス９は次いで第２のタービン、この場合には低圧タービ
ン（以下でＬＰタービンと呼ぶ）を負荷する。このＬＰ
タービン内では最終的な膨張が行われる。煙道ガス１１
の熱量的な残留ポテンシャルは例えば下流に接続された
図示されていない蒸気回路での蒸気発生のために使用さ
れる。図示のガスターボ装置団の著しい特徴とするとこ
ろは、すべての流体機械、要するに圧縮機１及びＨＰタ
ービン６，ＬＰタービン１０が、有利には２つの軸受
（図示せず）に支承されていて発電機１３の軸に連結さ
れている１つの共通の軸１２に支承されていることにあ
る。両方の燃焼室４，８は流体機械１，６，１０の間の
中間スペースに配置されている。ＨＰ燃焼室は有利には
環状燃焼室として形成されており、その場合、ＨＰ燃焼
室４は圧縮機１と軸方向で著しくオーバラップしてお
り、その結果、ガスターボ装置団が一層コンパクトに形
成されている。この可能性は流体技術的な理由から等値
ではＬＰ燃焼室８に適用できない。しかし、ＬＰ燃焼室
８は極めて短く形成されるため、流体技術的な見地から
は優位を占めている。
【０００９】図２には図１に示したガスターボ装置団の
ための制御法が線図で示されている。図中の符号は次の
通りである。
ための制御法が線図で示されている。図中の符号は次の
通りである。
【００１０】 ｘ 負荷（％）を表す横軸 ｙ 温度（℃／１０００）を表す縦軸 Ａ ＨＰタービンの入口温度の特性曲線 Ｂ ＬＰタービンの入口温度の特性曲線 Ｃ 案内羽根調整の特性曲線 Ｄ ＬＰタービンの出口温度の特性曲線 Ｅ 質量流れの特性曲線 横軸ｘに示すように、両方のタービン、要するにＨＰタ
ービン（特性曲線Ａ）及びＬＰタービン（特性曲線Ｂ）
への入口における定格温度約１２５０℃に相応する初期
状態での負荷を１００％とすれば、熱ガスの温度がいず
れも約２０℃減少すると、これにより負荷はほぼ定格負
荷の９７％まで減少する。この措置によれば両方のター
ビンへの入口温度への制御による不利な影響を考慮した
出発状態が形成される。不利な影響により生じる過剰温
度はこの措置により排除される。前述の約２０℃の温度
減少はＬＰタービンからの排ガスの最大基準温度である
６４０℃から導出され、従って出発状態の温度は６２０
℃である。この温度は高められてもならず、任意に低下
されてもならない。それというのは、もしそのようなこ
とが行われると、例えば蒸気回路を下流に接続すること
が問題となり、又はガスターボ装置団の技術的な設計が
危ぶまれるからである。この温度が低下させられている
限りにおいて、圧縮機の回転羽根の調整が導入され、こ
のことが特性曲線Ｃで示されている。この調整中に、Ｈ
Ｐタービンの入口における温度は一定に保たれる。この
ことが特性曲線Ａで示されている。特性曲線Ｃで示され
ているように圧縮機の案内羽根の順次の調整が４０％の
負荷まで行われる。その際、ＬＰタービン内への入口温
度は特性曲線Ｂで示したように負荷４０％での温度が約
１１００℃となるように低下させられる。これに対して
ＬＰタービンの出口における温度は特性曲線Ｄで示され
ているように一定である。特性曲線Ｃで示されているよ
うな圧縮機の案内羽根の調整により、質量流れは特性曲
線Ｅで示すように連続的に減少する。これまで述べた干
渉から新しい制御状態が設定されるように、それぞれの
燃焼室内への燃料供給量が両方のタービンのそれぞれ上
流で質量流れの減少に相応して減少させられなければな
らない。負荷４０％以降では圧縮機の案内羽根の調整は
もはや行われない。このことが特性曲線Ｃにより示され
ている。この負荷範囲では案内羽根はストッパに当接
し、これに応じて、特性曲線Ｅで示された質量流れのそ
れ以上の減少は生じない。ＨＰタービン内への入口温度
を表す特性曲線Ａは引き続き一定であり、かつこのこと
が約２５％の負荷範囲まで継続される。換言すればこの
負荷範囲まではこの入口温度は負荷１００％における温
度より２０℃低いだけの高いレベルを維持している。Ｌ
Ｐタービンの上流の燃焼室のための燃料供給量の引き続
く低下により、ＬＰタービンの入口温度はさらに減少す
る。第２の燃焼室への燃料供給量はゼロまで減少させら
れる。負荷２５％以降から第１の燃焼室が燃焼させられ
る。ガスタービンの停止状態から負荷約２５％までは、
ガスタービンが第１の燃焼室のみにより、要するにＨＰ
タービンだけにより運転される。ガスターボ装置団の運
転は上述の制御法の可逆的モードで実施される。
ービン（特性曲線Ａ）及びＬＰタービン（特性曲線Ｂ）
への入口における定格温度約１２５０℃に相応する初期
状態での負荷を１００％とすれば、熱ガスの温度がいず
れも約２０℃減少すると、これにより負荷はほぼ定格負
荷の９７％まで減少する。この措置によれば両方のター
ビンへの入口温度への制御による不利な影響を考慮した
出発状態が形成される。不利な影響により生じる過剰温
度はこの措置により排除される。前述の約２０℃の温度
減少はＬＰタービンからの排ガスの最大基準温度である
６４０℃から導出され、従って出発状態の温度は６２０
℃である。この温度は高められてもならず、任意に低下
されてもならない。それというのは、もしそのようなこ
とが行われると、例えば蒸気回路を下流に接続すること
が問題となり、又はガスターボ装置団の技術的な設計が
危ぶまれるからである。この温度が低下させられている
限りにおいて、圧縮機の回転羽根の調整が導入され、こ
のことが特性曲線Ｃで示されている。この調整中に、Ｈ
Ｐタービンの入口における温度は一定に保たれる。この
ことが特性曲線Ａで示されている。特性曲線Ｃで示され
ているように圧縮機の案内羽根の順次の調整が４０％の
負荷まで行われる。その際、ＬＰタービン内への入口温
度は特性曲線Ｂで示したように負荷４０％での温度が約
１１００℃となるように低下させられる。これに対して
ＬＰタービンの出口における温度は特性曲線Ｄで示され
ているように一定である。特性曲線Ｃで示されているよ
うな圧縮機の案内羽根の調整により、質量流れは特性曲
線Ｅで示すように連続的に減少する。これまで述べた干
渉から新しい制御状態が設定されるように、それぞれの
燃焼室内への燃料供給量が両方のタービンのそれぞれ上
流で質量流れの減少に相応して減少させられなければな
らない。負荷４０％以降では圧縮機の案内羽根の調整は
もはや行われない。このことが特性曲線Ｃにより示され
ている。この負荷範囲では案内羽根はストッパに当接
し、これに応じて、特性曲線Ｅで示された質量流れのそ
れ以上の減少は生じない。ＨＰタービン内への入口温度
を表す特性曲線Ａは引き続き一定であり、かつこのこと
が約２５％の負荷範囲まで継続される。換言すればこの
負荷範囲まではこの入口温度は負荷１００％における温
度より２０℃低いだけの高いレベルを維持している。Ｌ
Ｐタービンの上流の燃焼室のための燃料供給量の引き続
く低下により、ＬＰタービンの入口温度はさらに減少す
る。第２の燃焼室への燃料供給量はゼロまで減少させら
れる。負荷２５％以降から第１の燃焼室が燃焼させられ
る。ガスタービンの停止状態から負荷約２５％までは、
ガスタービンが第１の燃焼室のみにより、要するにＨＰ
タービンだけにより運転される。ガスターボ装置団の運
転は上述の制御法の可逆的モードで実施される。
【００１１】ＬＰタービンの上流で作用する燃焼室が自
己着火式に設計されているので、運転確実性の理由で冗
長的な温度測定機構が設けられており、この温度測定機
構はＨＰタービンの出口で行われるように設計されてい
る。直接上流で作用する燃焼室のための燃料供給量の適
当な修正が必要に応じて導入される。
己着火式に設計されているので、運転確実性の理由で冗
長的な温度測定機構が設けられており、この温度測定機
構はＨＰタービンの出口で行われるように設計されてい
る。直接上流で作用する燃焼室のための燃料供給量の適
当な修正が必要に応じて導入される。
【００１２】以上説明したガスターボ装置団が蒸気回路
を備えることの重要性は、第１にＬＰタービンの出口の
温度が最低の負荷範囲まで可能な限り６２０℃に保た
れ、これにより蒸気タービンの駆動のための蒸気の形成
が可能な限り長時間維持される。以上説明した制御法は
このことのために予定されており、ＬＰタービンからの
６２０℃の出口温度は、特性曲線Ｄに示したように４０
％の負荷まで維持される。
を備えることの重要性は、第１にＬＰタービンの出口の
温度が最低の負荷範囲まで可能な限り６２０℃に保た
れ、これにより蒸気タービンの駆動のための蒸気の形成
が可能な限り長時間維持される。以上説明した制御法は
このことのために予定されており、ＬＰタービンからの
６２０℃の出口温度は、特性曲線Ｄに示したように４０
％の負荷まで維持される。
【００１３】
【発明の効果】本発明の主たる利点は、負荷低下全体が
最大の部分負荷効率で推移することにあり、その場合、
負荷低下の導入時に、予め両方のタービン内への入口温
度に干渉し、これにより調整の影響により生じる温度過
剰上昇を無害に吸収することがてきる。
最大の部分負荷効率で推移することにあり、その場合、
負荷低下の導入時に、予め両方のタービン内への入口温
度に干渉し、これにより調整の影響により生じる温度過
剰上昇を無害に吸収することがてきる。
【００１４】負荷低下導入時のこの温度干渉により、第
２の燃焼室内で自己着火を生じるように設定された温度
が運転に必要なレベルを下回ることがない。
２の燃焼室内で自己着火を生じるように設定された温度
が運転に必要なレベルを下回ることがない。
【００１５】負荷低下時の燃料制御に作用的に関連して
圧縮機の案内羽根の調整が行われる。この場合も燃料制
御は圧縮機の案内羽根の調整に基づく質量流れの減少に
依存して行われる。
圧縮機の案内羽根の調整が行われる。この場合も燃料制
御は圧縮機の案内羽根の調整に基づく質量流れの減少に
依存して行われる。
【００１６】圧縮機の案内羽根の調整と燃料制御との作
用的な関連はこの種のガスターボ装置団の制御時の有利
な可能性を拓く。
用的な関連はこの種のガスターボ装置団の制御時の有利
な可能性を拓く。
【００１７】両方のタービン内への入口における公称温
度と圧縮機の案内羽根の公称開口とに相応する負荷１０
０％の出発状態においては、２０℃の温度低下は数パー
セントの負荷減少を生じる。この最初の干渉の意味する
ところは、負荷１００％に対するセーフティマージンを
生ぜしめ、これにより、続いて行われる燃料制御又はそ
の他の干渉がいかなる場合でも温度過剰を招かないよう
にすることにある。このセッティングは、第２のタービ
ンからの排ガスの最大基本温度に基づいて決定される。
この最大基本温度は基準によれば６２０〜６４０℃であ
る。その後、負荷が定格負荷の５０％を下回るまで圧縮
機の案内羽根が次第に閉鎖される。その場合、この制御
では第１のタービン内への入口温度が定格負荷時の温度
に対して減少したレベルに保たれる。第２のタービン内
への入口温度は、この第２のタービンの出口温度が上述
の基準を越えないように連続的に低下させられる。これ
まで行われた干渉から新しい制御状態を設定することが
できるように、個々の燃焼室内への燃料供給量は適宜減
少させられる。なぜならば、圧縮機の案内羽根の調整に
より質量流れが連続的に減少するからである。圧縮機の
案内羽根の調整終了後に第１のタービン内への入口温度
がしばらくの間、所定のレベルで一定に保たれ、他面に
おいて第２のタービン内への入口温度が連続的に低下さ
せられる。案内羽根の調整終了後に残された第２のター
ビンの負荷がそのほぼ半分まで低下すると、直ちに第１
のタービン内への入口温度が燃料量の相応する減少によ
り同様に連続的に低下させられる。
度と圧縮機の案内羽根の公称開口とに相応する負荷１０
０％の出発状態においては、２０℃の温度低下は数パー
セントの負荷減少を生じる。この最初の干渉の意味する
ところは、負荷１００％に対するセーフティマージンを
生ぜしめ、これにより、続いて行われる燃料制御又はそ
の他の干渉がいかなる場合でも温度過剰を招かないよう
にすることにある。このセッティングは、第２のタービ
ンからの排ガスの最大基本温度に基づいて決定される。
この最大基本温度は基準によれば６２０〜６４０℃であ
る。その後、負荷が定格負荷の５０％を下回るまで圧縮
機の案内羽根が次第に閉鎖される。その場合、この制御
では第１のタービン内への入口温度が定格負荷時の温度
に対して減少したレベルに保たれる。第２のタービン内
への入口温度は、この第２のタービンの出口温度が上述
の基準を越えないように連続的に低下させられる。これ
まで行われた干渉から新しい制御状態を設定することが
できるように、個々の燃焼室内への燃料供給量は適宜減
少させられる。なぜならば、圧縮機の案内羽根の調整に
より質量流れが連続的に減少するからである。圧縮機の
案内羽根の調整終了後に第１のタービン内への入口温度
がしばらくの間、所定のレベルで一定に保たれ、他面に
おいて第２のタービン内への入口温度が連続的に低下さ
せられる。案内羽根の調整終了後に残された第２のター
ビンの負荷がそのほぼ半分まで低下すると、直ちに第１
のタービン内への入口温度が燃料量の相応する減少によ
り同様に連続的に低下させられる。
【００１８】自己着火式の燃焼室の運転を一層確実にす
るために、第１のタービンの出口における温度測定が行
われ、この温度測定により第２の燃焼室のための燃料量
へ作用させるべき情報が提供される。
るために、第１のタービンの出口における温度測定が行
われ、この温度測定により第２の燃焼室のための燃料量
へ作用させるべき情報が提供される。
【００１９】ガスターボ装置団に、コンビプラントとも
略称されるコンビネーションプラントの形態で下流に接
続された蒸気回路が備えられていれば、圧縮機の案内羽
根の調整終了後に、この蒸気回路から蒸気を抽出するこ
とによって圧縮機への吸込空気を予熱することにより、
負荷を高い効率でさらに低下させることができる。
略称されるコンビネーションプラントの形態で下流に接
続された蒸気回路が備えられていれば、圧縮機の案内羽
根の調整終了後に、この蒸気回路から蒸気を抽出するこ
とによって圧縮機への吸込空気を予熱することにより、
負荷を高い効率でさらに低下させることができる。
【００２０】本発明に基づく解決手段の有利な構成及び
効果的な構成がその他の請求項に記載されている。
効果的な構成がその他の請求項に記載されている。
【図１】本発明に基づく逐次燃焼式のガスターボ装置団
を示す略示図である。
を示す略示図である。
【図２】本発明に基づき負荷を低下させる制御法を示す
線図である。
線図である。
１ 圧縮機又は圧縮機ユニット、 ２ 吸込空気、 ３
圧縮された空気、４ 第１の燃焼室又は高圧燃焼室
（ＨＰ燃焼室）、 ５ ＨＰ燃焼室からの熱ガス、 ６
第１のタービン又は高圧タービン（ＨＰタービン）、
７ ＨＰタービンからの排ガス、 ８ 第２の燃焼室
又は低圧燃焼室（ＬＰ燃焼室）、 ９ＬＰ燃焼室からの
熱ガス、 １０ 第２のタービン又は低圧タービン（Ｌ
Ｐタービン）、 １１ 煙道ガス、 １２ 軸、 １３
発電機、 ｘ 負荷（％）を表す線図の横軸、 ｙ
温度（１０００℃）を表す線図の縦軸、 Ａ ＨＰター
ビンの入口温度の特性曲線、 Ｂ ＬＰタービンの入口
温度の特性曲線、 Ｃ圧縮機の案内羽根の調整を表す特
性曲線、 Ｄ ＬＰタービンの出口における温度、 Ｅ
質量流れ
圧縮された空気、４ 第１の燃焼室又は高圧燃焼室
（ＨＰ燃焼室）、 ５ ＨＰ燃焼室からの熱ガス、 ６
第１のタービン又は高圧タービン（ＨＰタービン）、
７ ＨＰタービンからの排ガス、 ８ 第２の燃焼室
又は低圧燃焼室（ＬＰ燃焼室）、 ９ＬＰ燃焼室からの
熱ガス、 １０ 第２のタービン又は低圧タービン（Ｌ
Ｐタービン）、 １１ 煙道ガス、 １２ 軸、 １３
発電機、 ｘ 負荷（％）を表す線図の横軸、 ｙ
温度（１０００℃）を表す線図の縦軸、 Ａ ＨＰター
ビンの入口温度の特性曲線、 Ｂ ＬＰタービンの入口
温度の特性曲線、 Ｃ圧縮機の案内羽根の調整を表す特
性曲線、 Ｄ ＬＰタービンの出口における温度、 Ｅ
質量流れ
Claims (5)
- 【請求項１】 主として１つの圧縮機ユニットと、この
圧縮機ユニットの下流に接続された第１の燃焼室と、第
１の燃焼室の熱ガスにより負荷される第１のタービン
と、第１のタービンの下流に接続された第２の燃焼室
と、第２の燃焼室の熱ガスにより負荷される第２のター
ビンと、少なくとも１つの発電機とから成るガスターボ
装置団の運転法において、部分負荷運転を行う際に両方
のタービン（６，１０）内への入口温度を定格負荷の５
％減まで低下せしめ、次いで、負荷が５０％を下回るま
で圧縮機の案内羽根を調整し、圧縮機の案内羽根のこの
調整を行う間、第１のタービン（６）内への入口温度を
一定に保つと共に第２のタービン（１０）の出口温度が
設計された定格値を越えないように第２のタービン（１
０）内への入口温度を低下せしめ、かつ、圧縮機の案内
羽根の調整後に両方のタービン（６，１０）内への入口
温度をまず第２のタービンにおいて、次いで位相をずら
して第１のタービンにおいてさらに低下せしめることを
特徴とするガスターボ装置団の運転法。 - 【請求項２】 第２のタービン（１０）の出口温度が６
２０℃を越えないように、圧縮機の案内羽根の調整中の
第２のタービン（１０）の手前の温度の低下を行う、請
求項１記載のガスターボ装置団の運転法。 - 【請求項３】 第２の燃焼室（８）を自己着火式に作動
せしめる、請求項１記載のガスターボ装置団の運転法。 - 【請求項４】 第２の燃焼室（８）内での自己着火のた
めの基準となる温度を第１のタービン（６）の出口にお
ける温度測定により監視し、かつ修正する、請求項１又
は３記載のガスターボ装置団の運転法。 - 【請求項５】 ガスターボ装置団をその下流に接続され
た蒸気回路と作用的に結合せしめ、圧縮機の案内羽根の
調整終了後に蒸気回路からの蒸気量により圧縮機の手前
の吸込空気（２）を予熱することにより負荷をさらに低
下せしめる、請求項１記載のガスターボ装置団の運転
法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4446610A DE4446610A1 (de) | 1994-12-24 | 1994-12-24 | Verfahren zum Betrieb einer Gasturbogruppe |
| DE4446610.2 | 1994-12-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08218898A true JPH08218898A (ja) | 1996-08-27 |
| JP3878684B2 JP3878684B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=6537130
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33183895A Expired - Fee Related JP3878684B2 (ja) | 1994-12-24 | 1995-12-20 | ガスターボ装置団の運転法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
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| US (1) | US5634327A (ja) |
| EP (1) | EP0718470B1 (ja) |
| JP (1) | JP3878684B2 (ja) |
| CA (1) | CA2160448A1 (ja) |
| DE (2) | DE4446610A1 (ja) |
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| JP2015034548A (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-19 | アルストム テクノロジー リミテッドＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ | 部分負荷エミッション挙動が改良されたガスタービン |
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