JPH10306733A - ガスタービン過速防止装置 - Google Patents
ガスタービン過速防止装置Info
- Publication number
- JPH10306733A JPH10306733A JP11941797A JP11941797A JPH10306733A JP H10306733 A JPH10306733 A JP H10306733A JP 11941797 A JP11941797 A JP 11941797A JP 11941797 A JP11941797 A JP 11941797A JP H10306733 A JPH10306733 A JP H10306733A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービンの運転中に電力系統が遮断した
場合に回転上昇を抑えるための過速防止装置に関し、燃
料弁の絞り応答遅れをなくする。 【解決手段】 流調弁制御部６はＳ１で解列信号を検出
し、Ｓ２で制御モードを負荷から調速モードに切替え、
Ｓ３で設定値よりも実回転数が大となると、燃料弁絞り
制御信号を出力し、流調弁３を最小限の角度まで絞る。
圧調弁制御部４は圧力計５の差圧信号を入力し、ＯＲ回
路１２を介し圧調弁２を絞り、圧力計５の差圧が４kg/c
m2一定に制御する。先行回路部１０は、解列信号により
先行駆動信号発生回路１１からＯＲ回路１２を介して１
０秒間信号を出力し、圧調弁２を先行して絞る。流調弁
３が絞られた時に、その前圧が上昇し、その高圧で燃料
流量が減少せず回転数が上昇するが、この前圧を先行し
て下げるので回転上昇を防ぐ。
場合に回転上昇を抑えるための過速防止装置に関し、燃
料弁の絞り応答遅れをなくする。 【解決手段】 流調弁制御部６はＳ１で解列信号を検出
し、Ｓ２で制御モードを負荷から調速モードに切替え、
Ｓ３で設定値よりも実回転数が大となると、燃料弁絞り
制御信号を出力し、流調弁３を最小限の角度まで絞る。
圧調弁制御部４は圧力計５の差圧信号を入力し、ＯＲ回
路１２を介し圧調弁２を絞り、圧力計５の差圧が４kg/c
m2一定に制御する。先行回路部１０は、解列信号により
先行駆動信号発生回路１１からＯＲ回路１２を介して１
０秒間信号を出力し、圧調弁２を先行して絞る。流調弁
３が絞られた時に、その前圧が上昇し、その高圧で燃料
流量が減少せず回転数が上昇するが、この前圧を先行し
て下げるので回転上昇を防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンの運転
中に電力系統が遮断した場合にガスタービンの回転上昇
を抑えるためのガスタービン過速防止装置に関する。
中に電力系統が遮断した場合にガスタービンの回転上昇
を抑えるためのガスタービン過速防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン負荷運転中に送電線系統遮
断器、又は発電機遮断器がトリップすると、ガスタービ
ンはその直前の入熱により回転上昇に至る。
断器、又は発電機遮断器がトリップすると、ガスタービ
ンはその直前の入熱により回転上昇に至る。
【０００３】この回転上昇率は、遮断負荷が大きくなる
ほど高く、又、オイル焚きに比べガス焚きの方が燃料遮
断弁以降のボリューム（カロリーも含め）が大きくなる
ため高くなる。最悪の場合、回転数が過速度トリップ装
置動作設定値（１１１％以下）以上となり、オーバスピ
ードトリップに至ることがある。
ほど高く、又、オイル焚きに比べガス焚きの方が燃料遮
断弁以降のボリューム（カロリーも含め）が大きくなる
ため高くなる。最悪の場合、回転数が過速度トリップ装
置動作設定値（１１１％以下）以上となり、オーバスピ
ードトリップに至ることがある。
【０００４】図２は従来のガスタービンの燃料弁の系統
図であり、上記に説明の電力系統遮断時の回転数上昇を
制御する制御部を有している。図において、１は燃料配
管、２は圧調弁で、弁の前圧力を調節する弁である。３
は流調弁で流量を制御する弁、４は圧調弁２の開度を制
御する圧調弁制御部、５は圧力計であり、流調弁３の入
口、出口間の差圧を検出し、その信号を圧調弁制御部４
へ入力する。６は流調弁制御部で、ガスタービンの回転
数により回転数が大きくなると流調弁３の開度を制御す
るものである。７はマニホールドで２０個程の各燃焼器
に燃料を分配するものである。
図であり、上記に説明の電力系統遮断時の回転数上昇を
制御する制御部を有している。図において、１は燃料配
管、２は圧調弁で、弁の前圧力を調節する弁である。３
は流調弁で流量を制御する弁、４は圧調弁２の開度を制
御する圧調弁制御部、５は圧力計であり、流調弁３の入
口、出口間の差圧を検出し、その信号を圧調弁制御部４
へ入力する。６は流調弁制御部で、ガスタービンの回転
数により回転数が大きくなると流調弁３の開度を制御す
るものである。７はマニホールドで２０個程の各燃焼器
に燃料を分配するものである。
【０００５】上記の燃料弁系統において、流調弁３は流
調弁制御部６からの制御信号によりその開度が制御さ
れ、圧調弁制御部４は圧力計５からの流調弁３の入口、
出口間の差圧信号を入力し、その差圧が４kg/cm2一定と
なるように圧調弁２の開度を制御している。
調弁制御部６からの制御信号によりその開度が制御さ
れ、圧調弁制御部４は圧力計５からの流調弁３の入口、
出口間の差圧信号を入力し、その差圧が４kg/cm2一定と
なるように圧調弁２の開度を制御している。
【０００６】図３は図２で説明した流調弁制御部６内部
の制御フローを詳細に付記した燃料系統図である。図に
おいて、流調弁制御部６ではＳ１で電力系が遮断した時
の解列（系統からの切り離し）信号があるか、否かを調
べ、解列信号があれば、Ｓ２において今まで負荷制御を
行っていた制御モードを調速モードに切替える。次にＳ
３では調速モードとなり、回転数をチェックし、あらか
じめ設定した回転数よりも実際の回転数が大きいかどう
かを調べる。設定回転数＜実回転数を検出すると、Ｓ４
において燃料弁絞り制御信号を出力し、その信号により
流調弁３の開度をあらかじめ設定した最小角度まで絞
る。
の制御フローを詳細に付記した燃料系統図である。図に
おいて、流調弁制御部６ではＳ１で電力系が遮断した時
の解列（系統からの切り離し）信号があるか、否かを調
べ、解列信号があれば、Ｓ２において今まで負荷制御を
行っていた制御モードを調速モードに切替える。次にＳ
３では調速モードとなり、回転数をチェックし、あらか
じめ設定した回転数よりも実際の回転数が大きいかどう
かを調べる。設定回転数＜実回転数を検出すると、Ｓ４
において燃料弁絞り制御信号を出力し、その信号により
流調弁３の開度をあらかじめ設定した最小角度まで絞
る。
【０００７】上記のように従来の過速防止装置では、負
荷遮断が発生した場合、制御モードの切替えが行われ、
実回転数が設定回転数より高い時、燃料弁の絞り制御信
号が発生し、流調弁３をある最小開度まで急閉する。
荷遮断が発生した場合、制御モードの切替えが行われ、
実回転数が設定回転数より高い時、燃料弁の絞り制御信
号が発生し、流調弁３をある最小開度まで急閉する。
【０００８】この時、流調弁３の前後の差圧が大きくな
り、流調弁３を絞っても前圧が高いため流量は思ったほ
ど低下しない。その後、その差圧が４kg/cm2より高いた
め、圧調弁制御部４の制御により圧調弁３が自動的に絞
り込まれ、４kg/cm2をキープしようとする。このように
電力系統が遮断した場合に流量を絞っても直ちに低下し
ないため過速度トリップに至る場合がある。
り、流調弁３を絞っても前圧が高いため流量は思ったほ
ど低下しない。その後、その差圧が４kg/cm2より高いた
め、圧調弁制御部４の制御により圧調弁３が自動的に絞
り込まれ、４kg/cm2をキープしようとする。このように
電力系統が遮断した場合に流量を絞っても直ちに低下し
ないため過速度トリップに至る場合がある。
【０００９】流調弁３が全閉出来れば、流調弁３の元圧
が上昇しても問題はないが、ガスタービンは燃料弁を全
閉にすると失火トリップに至るためある最小開度までし
か絞り込まれない。
が上昇しても問題はないが、ガスタービンは燃料弁を全
閉にすると失火トリップに至るためある最小開度までし
か絞り込まれない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述のようにガスター
ビンの運転中に電力系統が遮断すると、ガスタービンの
回転数が上昇し、遮断する負荷が大きいと回転上昇率が
高くなり、最悪の場合には過速度トリップ装置の動作設
定値以上となる場合があり、危険な状態となる。現状で
は前述のように燃料系統の流調弁と圧調弁を制御し、回
転数の上昇を抑えようとするが、その応答遅れにより過
速度トリップが避けられない場合がある。
ビンの運転中に電力系統が遮断すると、ガスタービンの
回転数が上昇し、遮断する負荷が大きいと回転上昇率が
高くなり、最悪の場合には過速度トリップ装置の動作設
定値以上となる場合があり、危険な状態となる。現状で
は前述のように燃料系統の流調弁と圧調弁を制御し、回
転数の上昇を抑えようとするが、その応答遅れにより過
速度トリップが避けられない場合がある。
【００１１】そこで本発明では、ガスタービンの運転中
に電力系統が遮継した場合において、燃料系統の弁を制
御しても応動遅れを生ずることなく弁を絞り、回転上昇
を抑え、過速度トリップに至ることのないガスタービン
過速防止装置を提供することを課題としてなされたもの
である。
に電力系統が遮継した場合において、燃料系統の弁を制
御しても応動遅れを生ずることなく弁を絞り、回転上昇
を抑え、過速度トリップに至ることのないガスタービン
過速防止装置を提供することを課題としてなされたもの
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は次の
手段を提供する。
手段を提供する。
【００１３】ガスタービン燃焼器への燃料配管系に圧調
弁、流調弁及び弁制御手段とを設けてなり、同弁制御手
段は電力系統遮断時にガスタービン回転数が設定値より
大きくなると、前記流調弁を最小角度に絞ると共に、同
流調弁の入口、出口前後の差圧を所定圧まで下げるよう
に前記圧調弁を絞ることにより前記燃焼器への燃料を絞
るガスタービン過速防止装置において、前記電力系統遮
断時の信号を受け、前記弁制御手段に先行して所定時間
前記圧調弁を絞る信号を出力する先行回路を設けたこと
を特徴とするガスタービン過速度防止装置。
弁、流調弁及び弁制御手段とを設けてなり、同弁制御手
段は電力系統遮断時にガスタービン回転数が設定値より
大きくなると、前記流調弁を最小角度に絞ると共に、同
流調弁の入口、出口前後の差圧を所定圧まで下げるよう
に前記圧調弁を絞ることにより前記燃焼器への燃料を絞
るガスタービン過速防止装置において、前記電力系統遮
断時の信号を受け、前記弁制御手段に先行して所定時間
前記圧調弁を絞る信号を出力する先行回路を設けたこと
を特徴とするガスタービン過速度防止装置。
【００１４】ガスタービンの負荷運転中に電力系統が遮
断すると、その遮断信号によりその系統を切り離すが、
弁制御部が制御信号を出力し、流調弁を急激に所定の最
小角度まで絞り、燃焼器への燃料を絞って回転数上昇を
抑えようとする。この時、流調弁の入口、出口前後の差
圧は大きくなり、この大きな前圧により燃料流量は弁を
絞ったにもかかわらずあまり減少しない。又、この大き
な差圧を所定の圧力まで下げるように圧調弁が絞られ
る。従来では、これらの一連の制御により応答遅れが生
じ、この間にガスタービンの回転数が上昇し、過速度ト
リップに至る場合があった。
断すると、その遮断信号によりその系統を切り離すが、
弁制御部が制御信号を出力し、流調弁を急激に所定の最
小角度まで絞り、燃焼器への燃料を絞って回転数上昇を
抑えようとする。この時、流調弁の入口、出口前後の差
圧は大きくなり、この大きな前圧により燃料流量は弁を
絞ったにもかかわらずあまり減少しない。又、この大き
な差圧を所定の圧力まで下げるように圧調弁が絞られ
る。従来では、これらの一連の制御により応答遅れが生
じ、この間にガスタービンの回転数が上昇し、過速度ト
リップに至る場合があった。
【００１５】本発明では先行回路を付加したので、この
先行回路は電力系統遮断信号を受け、所定時間、例えば
１０秒間、弁制御手段に先行して圧調弁を所定の角度だ
け絞り、流調弁の前圧を下げておく。これにより弁制御
部が流調弁を絞った際に流調弁の前圧は低くなっている
のでその燃料流量は急激に減少し、燃焼器への燃料も急
減するので応答遅れが生ずることなく、ガスタービンの
回転数上昇を抑え、過速度トリップ装置の設定値以上と
なることもない。
先行回路は電力系統遮断信号を受け、所定時間、例えば
１０秒間、弁制御手段に先行して圧調弁を所定の角度だ
け絞り、流調弁の前圧を下げておく。これにより弁制御
部が流調弁を絞った際に流調弁の前圧は低くなっている
のでその燃料流量は急激に減少し、燃焼器への燃料も急
減するので応答遅れが生ずることなく、ガスタービンの
回転数上昇を抑え、過速度トリップ装置の設定値以上と
なることもない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン過速防止装置の系統図で
ある。図において、符号１乃至７は従来のものと同一機
能を有するので詳しい説明は省略し、そのまま引用して
説明するが、本発明の特徴部分は先行回路部１０を設
け、圧調弁２を制御する点にある。以下にこの特徴につ
き詳しく説明する。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン過速防止装置の系統図で
ある。図において、符号１乃至７は従来のものと同一機
能を有するので詳しい説明は省略し、そのまま引用して
説明するが、本発明の特徴部分は先行回路部１０を設
け、圧調弁２を制御する点にある。以下にこの特徴につ
き詳しく説明する。
【００１７】図１において、１０は先行回路部であり、
先行駆動信号発生回路１１とＯＲ回路１２から構成され
る。先行駆動信号発生回路１１は、所定の時間燃料系の
弁を駆動してその開度を所定の角度だけ絞るための信号
を出力する。１２はＯＲ回路で、通常運転時の圧調弁制
御部４からの信号か、あるいは先行駆動信号発生回路１
１からの信号のいずれかを出力するものである。
先行駆動信号発生回路１１とＯＲ回路１２から構成され
る。先行駆動信号発生回路１１は、所定の時間燃料系の
弁を駆動してその開度を所定の角度だけ絞るための信号
を出力する。１２はＯＲ回路で、通常運転時の圧調弁制
御部４からの信号か、あるいは先行駆動信号発生回路１
１からの信号のいずれかを出力するものである。
【００１８】上記の構成において、ガスタービンの負荷
運転中に送電線系統遮断器か又は発電機遮断器がトリッ
プすると、解列信号が発生し、その系統を切り離すが、
流調弁制御部６では図２の従来例と同じく解列信号を検
出し、Ｓ１〜Ｓ４の各ステップにより制御信号を出力
し、流調弁３を急激に所定の最小角度に絞る。
運転中に送電線系統遮断器か又は発電機遮断器がトリッ
プすると、解列信号が発生し、その系統を切り離すが、
流調弁制御部６では図２の従来例と同じく解列信号を検
出し、Ｓ１〜Ｓ４の各ステップにより制御信号を出力
し、流調弁３を急激に所定の最小角度に絞る。
【００１９】この時には流調弁３の入口、出口間の圧差
が大きくなり、その前圧により燃料の流量はあまり低下
せず、この時の圧力計５の信号が圧調弁制御部４に入力
し、圧調弁制御部４はその前後の差圧が４kg/cm2一定と
なるように圧調弁２を絞る信号を出力し、ＯＲ回路１２
を介して制御しようとする。この間の応答遅れによりガ
スタービンの回転数が上昇してしまう。
が大きくなり、その前圧により燃料の流量はあまり低下
せず、この時の圧力計５の信号が圧調弁制御部４に入力
し、圧調弁制御部４はその前後の差圧が４kg/cm2一定と
なるように圧調弁２を絞る信号を出力し、ＯＲ回路１２
を介して制御しようとする。この間の応答遅れによりガ
スタービンの回転数が上昇してしまう。
【００２０】一方、流調弁制御部６において、Ｓ１によ
り解列信号有りを検出すると、その信号は先行回路部１
０内の先行駆動信号発生回路１１に入力し、先行駆動信
号発生回路１１は一定期間、例えば１０秒間圧調弁２を
絞る信号をＯＲ回路１２へ出力する。
り解列信号有りを検出すると、その信号は先行回路部１
０内の先行駆動信号発生回路１１に入力し、先行駆動信
号発生回路１１は一定期間、例えば１０秒間圧調弁２を
絞る信号をＯＲ回路１２へ出力する。
【００２１】ＯＲ回路１２では、上記の先行回路部１０
からの先行信号により直ちに圧調弁２を、圧調弁制御部
４の制御より所定の角度まで１０秒間先行して絞るので
流調弁３の前圧の上昇を抑える。
からの先行信号により直ちに圧調弁２を、圧調弁制御部
４の制御より所定の角度まで１０秒間先行して絞るので
流調弁３の前圧の上昇を抑える。
【００２２】従って流調弁制御部６がＳ１で解列信号有
りを検出し、Ｓ２〜Ｓ４の各ステップを経て流調弁３を
絞る信号を出力し、流調弁３を急激に最小角度まで絞
る。この時、流調弁３の前後の差圧が小さくなってお
り、そのため燃料の流量も直ちに減少し、ガスタービン
の回転数の上昇を防ぎ、過速度トリップに至ることもな
い。
りを検出し、Ｓ２〜Ｓ４の各ステップを経て流調弁３を
絞る信号を出力し、流調弁３を急激に最小角度まで絞
る。この時、流調弁３の前後の差圧が小さくなってお
り、そのため燃料の流量も直ちに減少し、ガスタービン
の回転数の上昇を防ぎ、過速度トリップに至ることもな
い。
【００２３】なお、上記の先行駆動信号発生回路１１か
らの信号は１０秒間発生する例で説明したが、この時間
はガスタービンの容量、機種によって異るもので、例え
ば、タイマを内蔵させ、タイマにより時間を設定するよ
うにすれば適切なタイミングで圧調弁２を絞る信号を出
力することができ、そのタイミングを最適となるように
調整することができる。
らの信号は１０秒間発生する例で説明したが、この時間
はガスタービンの容量、機種によって異るもので、例え
ば、タイマを内蔵させ、タイマにより時間を設定するよ
うにすれば適切なタイミングで圧調弁２を絞る信号を出
力することができ、そのタイミングを最適となるように
調整することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように本発明
は、ガスタービン燃焼器への燃料配管系に圧調弁、流調
弁及び弁制御手段とを設けてなり、同弁制御手段は電力
系統遮断時にガスタービン回転数が設定値より大きくな
ると、前記流調弁を最小角度に絞ると共に、同流調弁の
入口、出口前後の差圧を所定圧まで下げるように前記圧
調弁を絞ることにより前記燃焼器への燃料を絞るガスタ
ービン過速防止装置において、前記電力系統遮断時の信
号を受け、前記弁制御手段に先行して所定時間前記圧調
弁を絞る信号を出力する先行回路を設けたことを特徴と
している。このような構成により、先行回路が流調弁の
前圧の上昇を抑え、流調弁での燃料流量の絞りが応答遅
れがなく作用するのでガスタービンの電力系統遮断時の
回転数上昇を防止することができる。
は、ガスタービン燃焼器への燃料配管系に圧調弁、流調
弁及び弁制御手段とを設けてなり、同弁制御手段は電力
系統遮断時にガスタービン回転数が設定値より大きくな
ると、前記流調弁を最小角度に絞ると共に、同流調弁の
入口、出口前後の差圧を所定圧まで下げるように前記圧
調弁を絞ることにより前記燃焼器への燃料を絞るガスタ
ービン過速防止装置において、前記電力系統遮断時の信
号を受け、前記弁制御手段に先行して所定時間前記圧調
弁を絞る信号を出力する先行回路を設けたことを特徴と
している。このような構成により、先行回路が流調弁の
前圧の上昇を抑え、流調弁での燃料流量の絞りが応答遅
れがなく作用するのでガスタービンの電力系統遮断時の
回転数上昇を防止することができる。
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン過速
防止装置の制御系統図である。
防止装置の制御系統図である。
【図２】ガスタービンの一般的な燃料系統と従来の流量
制御を示す系統図である。
制御を示す系統図である。
【図３】従来のガスタービン過速防止装置の制御系統図
である。
である。
１ 燃料配管 ２ 圧調弁 ３ 流調弁 ４ 圧調弁制御部 ５ 圧力計 ６ 流調弁制御部 ７ マニホールド １０ 先行回路 １１ 先行駆動信号発生回路 １２ ＯＲ回路
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスタービン燃焼器への燃料配管系に圧
調弁、流調弁及び弁制御手段とを設けてなり、同弁制御
手段は電力系統遮断時にガスタービン回転数が設定値よ
り大きくなると、前記流調弁を最小角度に絞ると共に、
同流調弁の入口、出口前後の差圧を所定圧まで下げるよ
うに前記圧調弁を絞ることにより前記燃焼器への燃料を
絞るガスタービン過速防止装置において、前記電力系統
遮断時の信号を受け、前記弁制御手段に先行して所定時
間前記圧調弁を絞る信号を出力する先行回路を設けたこ
とを特徴とするガスタービン過速防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11941797A JP3835885B2 (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | ガスタービン過速防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11941797A JP3835885B2 (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | ガスタービン過速防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10306733A true JPH10306733A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3835885B2 JP3835885B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=14760957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11941797A Expired - Fee Related JP3835885B2 (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | ガスタービン過速防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3835885B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016050514A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料供給装置、燃焼器、ガスタービン、及び燃料供給方法 |
| US10801361B2 (en) | 2016-09-09 | 2020-10-13 | General Electric Company | System and method for HPT disk over speed prevention |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP11941797A patent/JP3835885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016050514A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料供給装置、燃焼器、ガスタービン、及び燃料供給方法 |
| US10801361B2 (en) | 2016-09-09 | 2020-10-13 | General Electric Company | System and method for HPT disk over speed prevention |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3835885B2 (ja) | 2006-10-18 |
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