JPS5949413B2 - Temperature protector circuit for dual-shaft gas turbine - Google Patents

Temperature protector circuit for dual-shaft gas turbine

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JPS5949413B2
JPS5949413B2 JP5145579A JP5145579A JPS5949413B2 JP S5949413 B2 JPS5949413 B2 JP S5949413B2 JP 5145579 A JP5145579 A JP 5145579A JP 5145579 A JP5145579 A JP 5145579A JP S5949413 B2 JPS5949413 B2 JP S5949413B2
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gas
inlet temperature
turbine
margin
rotation speed
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輝男 宮田
展一 岡本
悦司 崎野
新 住江
昇 藤井
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Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二軸ガスタービン、ことに自動車用の二軸ガス
タービン、の制御回路の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a control circuit for a two-shaft gas turbine, particularly a two-shaft gas turbine for automobiles.

従来の熱交換器付二軸ガスタービンを第1図に、またそ
の制御装置を第2図に示す。
A conventional two-shaft gas turbine with a heat exchanger is shown in FIG. 1, and its control device is shown in FIG.

第1図に示す従来タービンでは、ガスゼネタービン2と
直結されたコンプレッサ1により取入れられた空気は熱
交換器4を通りあたためられた後、燃焼器5に入り、こ
こで燃料ポンプ8から燃料調整弁7を経て供給される燃
料を燃焼せしめる。
In the conventional turbine shown in FIG. 1, air taken in by a compressor 1 directly connected to a gas generator turbine 2 passes through a heat exchanger 4 and is warmed, then enters a combustor 5, where a fuel pump 8 adjusts the fuel. The fuel supplied via valve 7 is combusted.

ここで発生した燃焼ガスをガスゼネタービン2に導き仕
事をなさしめる。
The combustion gas generated here is guided to the gas generator turbine 2 to do work.

ガスゼネタービン2を出たガスはバリアプルベーン9を
経てパワータービン3に入り、ここで仕事をしてから熱
交換器4を通り排気として排出される。
Gas leaving the gas generator turbine 2 enters the power turbine 3 via a barrier pull vane 9, performs work there, and then passes through a heat exchanger 4 and is discharged as exhaust gas.

パワータービン3の出力軸は負荷11を駆動するが、こ
の軸の回転数NPはパワータービン回転数検出器15で
検出され燃料・バリアプルベーン制御装置19に入力さ
れる。
The output shaft of the power turbine 3 drives the load 11, and the rotation speed NP of this shaft is detected by the power turbine rotation speed detector 15 and input to the fuel/barrier pull vane control device 19.

またガスゼネタービン回転数NGは検出器14で検出さ
れ同じく燃料・バリアプルベーン制御装置19に入力さ
れる。
Further, the gas general turbine rotation speed NG is detected by the detector 14 and similarly input to the fuel/barrier pull vane control device 19.

他方ガスゼネタービン入口温度T7はガスゼネタービン
入口温度検出器16で検出されその測定値T7も燃料・
バリアプルベーン制御装置19に入力される。
On the other hand, the gas general turbine inlet temperature T7 is detected by the gas general turbine inlet temperature detector 16, and the measured value T7 is also
It is input to the barrier pull vane control device 19.

またアクセルペダル12と連動のガスゼネタービン目標
回転数の設定器13で設定されるガスゼネタービン目標
回転数Nfも燃料・バリアプルベーン制御装置19に入
力される。
Further, the gas general turbine target rotation speed Nf set by the gas general turbine target rotation speed setting device 13 linked to the accelerator pedal 12 is also input to the fuel/barrier pull vane control device 19 .

さらに、コンプレッサ入口温度T1は検出器51で検出
され、その測定値T1は燃料・バリアプルベーン制御装
置19に入力される。
Further, the compressor inlet temperature T1 is detected by a detector 51, and the measured value T1 is input to the fuel/barrier vane control device 19.

燃料・バリアプルベーン制御装置19がら発生するバリ
アプルベーン開iVGはコンバータ18を介してバリア
プルベーン駆動機構10に至り、この機構10でバリア
プルベーン9を制御する。
The barrier pull vane opening iVG generated by the fuel/barrier vane control device 19 reaches the barrier pull vane drive mechanism 10 via the converter 18, and this mechanism 10 controls the barrier pull vane 9.

また燃料・バリアプルベーン制御装置19がら発生する
燃料流量信号Gfはコンバータ17を介し燃料調整弁駆
動機構7に至り、この機構7により弁6を制御するので
ある。
Further, the fuel flow signal Gf generated by the fuel/barrier vane control device 19 reaches the fuel regulating valve drive mechanism 7 via the converter 17, and the valve 6 is controlled by this mechanism 7.

この従来の燃料・バリアプルベーン制御装置19の詳細
を第2図に示しである。
Details of this conventional fuel/barrier pull vane control device 19 are shown in FIG.

すなわちガスゼネタービン目標回転数の設定器13より
の定常運転米 時ガスゼネタービン回転数目標値NGは比較器21に入
る。
That is, the gas general turbine rotation speed target value NG from the gas general turbine target rotation speed setter 13 during steady operation is input to the comparator 21 .

この比較器の他方の入力はガスゼネタービン回転数検出
器14からのガスゼネ回転数測定値NGである。
The other input of this comparator is the gas general rotation speed measurement value NG from the gas general turbine rotation speed detector 14.

この比較器21の出力はガスゼネタービン回転数ガバナ
22に入り、ガスゼネタービン回転数ガバナ出力ΔGf
Nが最小値選択回路おに入る。
The output of this comparator 21 enters the gas general turbine rotation speed governor 22, and the gas general turbine rotation speed governor output ΔGf
N enters the minimum value selection circuit.

設定器13よりの定常運転時ガスゼネ回転数目標値NG
らたパワータービンの目標回転数設定器23に入力し、
この設定器23の出力である定常運転時パワータービン
回転数目標値Np”は比較器24に入り、ここでパワー
タービン回転数検出器15からのパワータービン回転数
測定値と比較される。
Gas generator rotation speed target value during steady operation from setting device 13 NG
input into the target rotation speed setting device 23 of the power turbine,
The power turbine rotational speed target value Np'' during steady operation, which is the output of the setting device 23, is input to a comparator 24, where it is compared with the power turbine rotational speed measurement value from the power turbine rotational speed detector 15.

この比較器24の出力はパワータービンオーバスピード
プロテクタ25に入り、このプロテクタ25の出力ΔG
fPが最小値選択回路35に入る。
The output of this comparator 24 enters the power turbine overspeed protector 25, and the output ΔG of this protector 25 is
fP enters the minimum value selection circuit 35.

ガスゼネタービン回転数検出器14からのガスゼネ回転
数測定値NGは加速時最大燃料線間数発生器27に入り
、この関数発生器27の出力であ。
The gas general rotation speed measurement value NG from the gas general turbine rotation speed detector 14 enters the maximum fuel line speed generator 27 during acceleration, and is the output of this function generator 27.

る燃料流量変化分の最大値ΔGf m a Xは最小値
選択回路35に入る。
The maximum value ΔGf m a X of the fuel flow rate change is entered into the minimum value selection circuit 35.

これはオーバヒートおよびサージングの防止のためであ
る。
This is to prevent overheating and surging.

またガスゼネタービン回転数測定値Ncは、コンプレッ
サ入ロ温度検出器51通基準コンプレッサ入口温度設定
器5λ比較器53、ゲイン設定器(ガスゼネタービン回
転数修正信号)54、加算器55、および関数発生器(
定常運転時ガスゼネタービン入口温度計画線)56で構
成される定常運転時ガスゼネタービン入口温度計画値を
計算する回路に導かれ、関数発生器56の出力である定
常運転時ガスゼネタービン入口温度目標値T−は加算器
29に入る。
The gas general turbine rotational speed measurement value Nc is determined by a compressor inlet temperature detector 51, a reference compressor inlet temperature setting device 5λ comparator 53, a gain setter (gas general turbine rotational speed correction signal) 54, an adder 55, and a function Generator (
The gas general turbine inlet temperature during steady operation, which is the output of the function generator 56, is guided by a circuit that calculates the planned value of the gas general turbine inlet temperature during steady operation, which is configured by a gas general turbine inlet temperature planning line during steady operation (56). The target value T- enters the adder 29.

この加算器29の他方の入力はガスゼネタービン入口温
度の過熱余裕量設定器30からのガスゼネタービン入口
温度煽熱余裕量ΔTである。
The other input of this adder 29 is the gas general turbine inlet temperature heating margin ΔT from the gas general turbine inlet temperature superheating margin setting device 30.

加算器29の出力は温度プロテクタ31に入り、その出
力は比較器33に入る。
The output of adder 29 enters temperature protector 31 and its output enters comparator 33.

比較器33の他方の入力には、ガスゼネタービン入口温
度検出器16よりのガスゼネタービン入口温度測定値T
7を位相進み補償回路32を通し得た位相進み補償後の
ガスゼネタービン入口温度測定値T7Cである。
The other input of the comparator 33 is the gas general turbine inlet temperature measurement value T from the gas general turbine inlet temperature detector 16.
7 is the measured value T7C of the gas generator turbine inlet temperature after phase lead compensation obtained through the phase lead compensation circuit 32.

比較器33の出力はP動作調節器34に入り、この調節
器34の出力であるガスゼネタービン入ロ温度プロテク
タ出力ΔGfTは最小値選択回路35に入る。
The output of the comparator 33 enters the P operation regulator 34, and the output of the regulator 34, the gas generator turbine inlet temperature protector output ΔGfT, enters the minimum value selection circuit 35.

最小値選択回路35の出力である燃料流量変化分Δqは
加算器36に入り、ここでガスゼネタービン回転数検出
器14から定常運転時燃料計画線関数発生器26を介し
て得だ定常運転時燃料計画流量Gfsと加算される。
The fuel flow rate change Δq, which is the output of the minimum value selection circuit 35, is input to the adder 36, where it is sent from the gas generator turbine rotation speed detector 14 to the fuel planning line function generator 26 during steady operation. It is added to the planned fuel flow rate Gfs.

加算器36の出力は最大値選択回路38に入る。The output of adder 36 enters maximum value selection circuit 38.

また前記定常運転時燃料計画流量GfSは吹消え防止燃
料流量設定器3γを経て急減速時の吹消え防止のだめの
燃料流量Gfmin を得て、これが前述の最大値選択
回路38に入る。
Further, the planned fuel flow rate GfS during steady operation is passed through the blowout prevention fuel flow rate setter 3γ to obtain the fuel flow rate Gfmin for preventing blowout during sudden deceleration, which is input to the maximum value selection circuit 38 described above.

最大値選択回路38の出力すなわち燃料流量Gtは第1
図に示すコンバータ1γを経て燃料調整弁駆動機構γに
至る。
The output of the maximum value selection circuit 38, that is, the fuel flow rate Gt is the first
It reaches the fuel regulating valve drive mechanism γ via the converter 1γ shown in the figure.

他方、ガスゼネタービン入口温度検出器16からの信号
〒7は前述のように位相進み補償回路32に入り、この
回路32からの位相進み補償後のガスゼネタービン入口
温度測定値Ticは比較器39に入る。
On the other hand, the signal 〒7 from the gas general turbine inlet temperature detector 16 enters the phase lead compensation circuit 32 as described above, and the gas general turbine inlet temperature measurement value Tic after phase lead compensation from this circuit 32 is sent to the comparator 39. to go into.

この比較器39の他方の入力は吸気温度T1の効果を加
味した定常運転時ガスゼネターピン入口温度計画値を計
算する回路(51〜56)から得られた定常運転時ガス
ゼネタービン入口温米 度目標値T7である。
The other input of this comparator 39 is the gas generator pin inlet temperature during steady operation obtained from the circuit (51 to 56) that calculates the planned value of the gas generator pin inlet temperature during steady operation, taking into account the effect of the intake air temperature T1. The target value is T7.

比較器39の出力は加算器40に至り、ここで後述する
バリアプルベーン開度判定器45からの信号と加算され
る。
The output of the comparator 39 reaches an adder 40, where it is added to a signal from a barrier pull vane opening degree determiner 45, which will be described later.

加算器荀の出力はpI動作調節器41に入り、この調節
器41の出力である定常運転時バリアプルベーン開度V
Tは比較器44に入る。
The output of the adder inputs the pI operation regulator 41, and the output of this regulator 41 is the barrier pull vane opening degree V during steady operation.
T enters comparator 44.

一方、ガスゼネタービン目標回転数の設定器13よりの
定常運転時ガ米 スゼネ回転数目標値NGは比較器42においてガスゼネ
タービン回転数検出器14からのガスゼネ回転数測定値
Ncと比較され、その出力は急加減速時バリアプルベー
ン開度調節器43に導かれ、この調節器43の出力であ
る急加減速時バリアプルベーン開度VNが前述の比較器
44の他方の入力となる。
On the other hand, the gas general rotation speed target value NG during steady operation from the gas general turbine target rotation speed setting device 13 is compared with the gas general rotation speed measurement value Nc from the gas general turbine rotation speed detector 14 in the comparator 42, The output is led to a barrier pull vane opening degree adjuster 43 during sudden acceleration/deceleration, and the output of this regulator 43, the barrier pull vane opening degree VN during sudden acceleration/deceleration, becomes the other input of the comparator 44 described above.

比較器44の出力であるバリアプルベーン開度VGは前
述の判定器45の入力となると共に、コンバータ18(
第1図)を介してバリアプルベーン駆動機構10に送ら
れる。
The barrier pull vane opening degree VG, which is the output of the comparator 44, is input to the above-mentioned determiner 45, and is also input to the converter 18 (
1) to the barrier pull vane drive mechanism 10.

燃料・バリアプルベーン制御装置19は車両用ガスター
ビン制御装置として次の機能を具備すべ(1)低燃費を
維持できるように決定した燃料計画線上で、定常時の運
転を行なう。
The fuel/barrier vane control device 19, as a gas turbine control device for a vehicle, has the following functions: (1) Perform steady state operation on a fuel plan line determined to maintain low fuel consumption.

(2)急加減速性能を向上させる。(2) Improving sudden acceleration/deceleration performance.

(3)過大な燃料投入による、材料のオーバヒートの防
止、およびパワーのアンバランスによる回転部のオーバ
スピードを防止する。
(3) Prevent overheating of materials due to excessive fuel injection and overspeed of rotating parts due to power imbalance.

(1)〜(3)の機能をすべて満たすため、燃料流量は
第3図に示したGfS線をはさむ最大燃料線(Gfma
X線)と最小燃料線(G4min線)との範囲にあって
、設計点基準にして、α%の傾きで比例制御される。
In order to satisfy all of the functions (1) to (3), the fuel flow rate should be set at the maximum fuel line (Gfma) across the GfS line shown in Figure 3.
X-ray) and the minimum fuel line (G4min line), and is proportionally controlled with a slope of α% based on the design point.

なお、GfmaX線は、急加速時におけるオーバヒート
あるいはサージング防止を意図し、Gfmin線は急減
速時の吹消え防止のための空燃比維持を意図して設定し
た線である。
The Gfma X-ray is intended to prevent overheating or surging during rapid acceleration, and the Gfmin line is intended to maintain the air-fuel ratio to prevent blowout during sudden deceleration.

急加減速時には、急加減速性能向上のため、調節器43
は、急加減速の程度に応じてバリアプルベーン9を急開
閉する。
During sudden acceleration/deceleration, the regulator 43 is activated to improve sudden acceleration/deceleration performance.
The barrier pull vane 9 is suddenly opened and closed depending on the degree of sudden acceleration/deceleration.

このとき、調節器43の不感帯±Δ、比例調節部のゲイ
ンKN 、NN %上下限値VNma x 、 VNm
i nは適当な値に設定するものとする。
At this time, the dead zone ±Δ of the regulator 43, the gain KN, NN of the proportional adjustment section, the upper and lower limits VNmax, VNm
It is assumed that in is set to an appropriate value.

また、P工調節器41は、定常運転時のガスゼネタービ
ン入口温度制御用に設けたものである。
Further, the P controller 41 is provided for controlling the gas generator inlet temperature during steady operation.

加算器40とバリアプルベーン開度判定器45とにより
構成されるフィードバックループは、バリアプルベーン
開度信号VGを上限値VGm a xと下限値vGm
i nの範囲内に押えるためのリミッタ機能をもつ。
A feedback loop constituted by an adder 40 and a barrier pull vane opening degree determiner 45 divides the barrier pull vane opening degree signal VG into an upper limit value VGm a x and a lower limit value vGm.
It has a limiter function to keep it within the range of in.

急加速時のオーバヒート・サージング防止については、
ガスゼネ回転数NGにより定する定常運転時ガスゼネタ
ービン入口温度目標値TFにさらに過熱余裕量ΔTを上
積みした線の上限を材料の耐久限界温度TTma!で切
り、ガスゼネタービツ入口温度の測定値(位相進み補償
した結果)T7cがこの設定線を越える量に比例して燃
料流量を減少させることで行なう。
Regarding prevention of overheating and surging during sudden acceleration,
The upper limit of the line obtained by adding the superheat margin ΔT to the gas generator turbine inlet temperature target value TF during steady operation determined by the gas generator rotation speed NG is the durability limit temperature of the material TTma! This is done by reducing the fuel flow rate in proportion to the amount by which the measured value of the gas generator inlet temperature (result of phase lead compensation) T7c exceeds this set line.

TF線は、定常運転時、コンプレッサ・マツプ上で動作
点が効率最大線上にのるように決められた、ガスゼネタ
ービン入口温度計画線である。
The TF line is a gas gene turbine inlet temperature planning line determined so that the operating point is on the maximum efficiency line on the compressor map during steady operation.

ナオ、コンバータ1γ、18はそれぞれ、制御装置内の
信号を燃料調整弁駆動機構γおよびバリアプルベーン駆
動機構10の操作信号に変換するだめのものである。
The converters 1γ and 18 are used to convert signals within the control device into operation signals for the fuel adjustment valve drive mechanism γ and the barrier pull vane drive mechanism 10, respectively.

このような従来のものの欠点は、ガスゼネタービン入口
温度の過熱余裕量ΔTが第4図に示すように、吸気温度
T′1によらず固定されている場合、吸気温度の変化に
よるガスタービンの運転状態の変化が考慮されていない
ことにある。
The disadvantage of such conventional systems is that when the superheating margin ΔT of the gas turbine inlet temperature is fixed regardless of the intake air temperature T'1, as shown in FIG. This is because changes in operating conditions are not taken into account.

すなわち吸気温度が低下した場合、ガスゼネタービン入
口温度の過熱余裕量ΔTは大きくてもよいが、ΔTを一
定値に押えていると、加速時、燃料流量の指令信号Gf
は、ΔTにより制限さね、加速性能も悪化する。
In other words, when the intake air temperature decreases, the superheat margin ΔT of the gas generator inlet temperature may be large, but if ΔT is held to a constant value, the fuel flow command signal Gf during acceleration
is limited by ΔT, and acceleration performance also deteriorates.

一方、吸気温度が上昇した場合、ガスゼネタービン入口
温度の過熱余裕量ΔTは小さくしなければならないカ瓢
ΔTを一定にしていると、加速時、燃料流量の指令信号
Gfが過剰になり、エンジンのオーバヒート、サージン
グのおそれがあった。
On the other hand, when the intake air temperature rises, the superheating margin ΔT of the gas gene turbine inlet temperature must be reduced.If ΔT is kept constant, the fuel flow command signal Gf becomes excessive during acceleration, and the engine There was a risk of overheating and surging.

本発明は上述の点を改善せんとしてなされたもので、本
発明によれば、ガスゼネタービン入口温度の過熱余裕量
ΔTを固定値としていたのを、コンプレッサ吸気温度と
設計値との偏差(T I −TID、’に比例して、ガ
スゼネタービン入口温度の過熱余裕量の修正信号Δlを
発生させる調節器(5γ)と、この修正信号Δlを基準
値Δ和から減算(ΔT=Δ和−ΔTM ) して、ガス
ゼネタービン入口温度の過熱余裕量ΔTを定める比較器
(59)とから成ることを特徴としている。
The present invention has been made to improve the above-mentioned points.According to the present invention, the superheating margin ΔT of the gas generator inlet temperature was set to a fixed value, but the deviation between the compressor intake air temperature and the design value (T A regulator (5γ) that generates a correction signal Δl for the superheating margin of the gas generator inlet temperature in proportion to I-TID,', and a controller (5γ) that subtracts this correction signal Δl from the reference value Δsum (ΔT=Δsum− ΔTM ) and a comparator (59) that determines the superheating margin ΔT of the gas generator inlet temperature.

以下本発明を添付図面第5図に例示したその好適な実施
例について詳述する。
The present invention will now be described in detail with reference to a preferred embodiment illustrated in FIG. 5 of the accompanying drawings.

本発明は、第2図のガスゼネタービン入口温度の過熱余
裕量設定器30を、第5図に示した要素51〜59から
成る回路に置き換え、制御性能の向上を図るものである
The present invention aims to improve control performance by replacing the superheating margin setting device 30 for the gas generator inlet temperature shown in FIG. 2 with a circuit consisting of elements 51 to 59 shown in FIG. 5.

但し、第5図では、本発明回路と他の要素との接続関係
を明らかにするため、周辺の要素も含めて示しである。
However, in FIG. 5, peripheral elements are also shown in order to clarify the connection relationship between the circuit of the present invention and other elements.

温度検出器51で検知された、コンプレッサ1の入口温
度測定値T1は比較器53に導かわう基準コンプレッサ
入口温度設定器52の出力TIDと比較され、偏差信号
TI TIDをゲイン設定器57に送出する。
The measured inlet temperature value T1 of the compressor 1 detected by the temperature detector 51 is compared with the output TID of the reference compressor inlet temperature setter 52 leading to the comparator 53, and a deviation signal TI TID is sent to the gain setter 57. do.

ゲイン設定器57は、吸気温度の偏差TI−TIDの大
きさに比例して、ガスゼネタービン入口温度の過熱余裕
量の修正信号Δ−を発生し、比較器59に送出する。
The gain setter 57 generates a correction signal Δ- for the superheating margin of the gas generator turbine inlet temperature in proportion to the magnitude of the deviation TI-TID of the intake air temperature, and sends it to the comparator 59.

ゲイン設定器5γは、T 1>T I DのときはΔ珈
〉0、T 1 <T IDのときはΔTM<0、T1−
TIDのときはΔTM=0なる信号を出力するものとす
る。
The gain setting device 5γ sets ΔC>0 when T1>TID, and ΔTM<0 when T1<TID, T1-
In the case of TID, a signal of ΔTM=0 is output.

比較器59は、基準ガスゼネタービン入口温度の過熱余
裕量設定器58の出力ΔTDとゲイン設定器5γの出力
ΔTMとの差を演算し、加算器29にガスゼネタービン
入口温度の過熱余裕量ΔT=ΔTD−ΔTMを送出する
The comparator 59 calculates the difference between the output ΔTD of the superheating margin setting device 58 for the reference gas general turbine inlet temperature and the output ΔTM of the gain setting device 5γ, and inputs the superheating margin ΔT for the gas general turbine inlet temperature to the adder 29. =ΔTD−ΔTM is sent.

結局、吸気温度の低いときはガスゼネタービン入口温度
の過熱余裕量ΔTを増加させ(第4図B線)、吸気温度
の高いときは過熱余裕量ΔTを減少(第4図C線)させ
ることになる。
After all, when the intake air temperature is low, the superheating margin ΔT of the gas generator turbine inlet temperature is increased (line B in Figure 4), and when the intake air temperature is high, the superheating margin ΔT is decreased (line C in Figure 4). become.

なお、コンプレッサマツプ上の定常作動線を吸気温度に
よらず効率最大線に一致させるため、ガスゼネタービン
入口温度目標値T−は、第5図に示すように、修正ガス
ゼネタービン回転数NfGに対して定める。
In order to make the steady operation line on the compressor map coincide with the maximum efficiency line regardless of the intake air temperature, the gas general turbine inlet temperature target value T- is changed to the corrected gas general turbine rotation speed NfG as shown in Fig. 5. Established against.

すなわち、ゲイン設定器54で吸気温度T1と基準吸気
温度TIDとの大小に応じた修正信号NGCを計算し、
この信号NGCをガスゼネタービン回転数測定値NGに
加算して得られる、修正ガスゼネタービン回転数NG′
の関数として、ガスゼネタービン入口温度目標値Ttを
定めるのである。
That is, the gain setter 54 calculates a correction signal NGC according to the magnitude of the intake air temperature T1 and the reference intake air temperature TID,
Corrected gas general turbine rotation speed NG' obtained by adding this signal NGC to the gas general turbine rotation speed measurement value NG'
The gas gene turbine inlet temperature target value Tt is determined as a function of .

本発明は上述のようにして成るので、コンプレッサ入口
温度を検出し、これを基準温度と比較し、基準温度より
低い場合には、ガスゼネタービン入口温度の過熱余裕量
ΔTを太きくシ、基準温度より高い場合には、ΔTを小
さくすることにより、吸気温度の変化によらず、加速性
能を維持し、かつ、オーバヒート、サージングを防止す
ることができる。
Since the present invention is constructed as described above, the compressor inlet temperature is detected and compared with the reference temperature, and if it is lower than the reference temperature, the superheating margin ΔT of the gas generator turbine inlet temperature is increased. When the temperature is higher than the temperature, by reducing ΔT, acceleration performance can be maintained regardless of changes in intake air temperature, and overheating and surging can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の二軸ガスタービンの系統図、第2図はそ
の制御装置の系統図、第3図はガスゼネタービン回転数
測定値NGと燃料流量Gfとの関係を示すグラフ、第4
図はガスゼネタービン入口温度目標値TF、!−ガスゼ
ネタービン入口温度の過熱余裕量ΔTとの関係を示すグ
ラフ、第5図は本発明の構成を示す系統図、第6図はT
1 <T IDの時の過渡応答を示す時間対ガスゼネ
ターピン回転数測定値のグラフである。 1・・・・・・コンプレッサ、2・・・・・・ガスゼネ
タービン、3・・・・・・パワータービン4・・・・・
・熱交換器、5・・・・・・燃焼器、6・・・・・・燃
料調整弁、γ・・・・・・燃焼調整弁駆動機構、8・・
・・・・燃料ポンプ、9・・・・・・バリアプル・ベー
ン、10・・・・・・バリアプルベーン駆動機構、11
・・・・・・負荷、12・・・・・・アクセルペダル、
13・・・・・・ガスゼネタービン目標回転数の設定器
、14・・・・・・ガスゼネタービン回転数検出器、1
5・・・・・・パワータービン回転数検出器、16・・
・・・・ガスゼネタービン入口温度検出器、1γ、18
・・・・・・コンバータ、19・・・・・M・バリアプ
ルベーン制御装置、21,24゜33.39,42,4
4・・・・・・比較器、29,36,40・・・・・・
加算器、22・・・・・・ガスゼネタービン回転数ガバ
ナ、23・・・・・・パワータービンの目標回転数設定
器、25・・・・・・パワータービンのオーバスピード
プロテクタ、26・・・・・・関数発生器(定常運転時
燃料計画線)、27・・・・・・関数発生器(加速時最
大燃料線)、30・・・・・・ガスゼネタービン入口温
度の過熱余裕量設定器、31・・・・・・温度プロテク
タ、32・・・・・・位相進み補償回路、34・・・・
・・P動作調節器、35・・・・・・最小値選択回路、
37・・・・・・吹消え防止燃料流量設定器、38・・
・・・・最大値選択回路、42・・・・・−PI動作調
節器、43・・・・・・急加減速時バリアプルベーン開
度調節器、45・・・・・・バリアプルベーン開度判定
器、51・・・・・・コンプレッサ入口温度検出器、5
2・・・・・・基準コンプレッサ入口温度設定器、53
,59・・・・・・比較器、54・・・・・・ゲイン設
定器(ガスゼネタービン回転数修正信号)、55・・・
・・・加算器、56・・・・・・関数発生器(定常運転
時ガスゼネタービン入口温度計画線)、5γ・・・・・
・ゲイン設定器(ガスゼネタービン入口温度の過熱余裕
量の修正信号)、58・・・・・・基準ガスゼネタービ
ン入口温度の過熱余裕量設定器。 Nr:定常運転時ガスゼネタービン回転数目標値、NG
:ガスゼネタービン回転数測定値、Nr:定常運転時パ
ワータービン回転数目標値(オーバスピード防上)、N
P:パワータービン回転数測定値、T7”定常運転時ガ
スゼネタービン入口温度目標値、T7 :ガスゼネター
ビン入口温度、T7 :ガスゼネタービン入口温度測定
値、T2C:位相進み補償後のガスゼネタービン入口温
度測定値、T7max:タービン材料の耐久限界温度、
ΔT:ガスゼネタービン入口温度の過熱余裕量、Gf
:燃料流量、Gfs:定常運転時燃料計画流量、ΔGf
:燃料流量変化分、ΔGfN:ガスゼネタービン回転数
ガバナ出力、ΔGfp:パワータービンのオーバスピー
ドプロテクタ出力、ΔGfT:ガスゼネタービン入ロ温
度プロ温度プロテクタ出力max”燃料流量変化分の最
大値(オーバヒート、サージングの防止)、Gfmin
”急減速時の吹消え防止のための燃料流量、vG:バ
リアプルベーン開度(設計点基準)、VGmax :バ
リアプルベーン開度上限値、VGmin:バリアプルベ
ーン開度下限値、VT:定常運転時バリアプルベーン開
度、vN:急加減速時バリアプルベーン開度、Δ:急急
加速連判定基準KN 、に’N ニゲイン、T1 :コ
ンプレッサ入口温度、T1 :コンプレッサ入口温度測
定値、TID :基準コンプレッサ入口温度、kc :
ガスゼネタービン回転数修正信号、N2O:修正ガスゼ
ネタービン回転数、ΔTD:基準ガ基準ガス−ネタ−ビ
ン入口温度余裕量、ΔTM:ガスゼネタービン入口温度
の過熱余裕量の修正信号、K1.に2:比例ゲイン。
Fig. 1 is a system diagram of a conventional two-shaft gas turbine, Fig. 2 is a system diagram of its control device, Fig. 3 is a graph showing the relationship between the gas generator rotation speed measurement value NG and the fuel flow rate Gf, and Fig. 4
The figure shows the target gas gene turbine inlet temperature value TF,! - A graph showing the relationship between the gas general turbine inlet temperature and the superheating margin ΔT, FIG. 5 is a system diagram showing the configuration of the present invention, and FIG. 6 is a T
1 is a graph of measured gas generator pin rotation speed versus time showing the transient response when 1 < T ID; 1... Compressor, 2... Gas generator turbine, 3... Power turbine 4...
・Heat exchanger, 5... Combustor, 6... Fuel adjustment valve, γ... Combustion adjustment valve drive mechanism, 8...
... Fuel pump, 9 ... Barrier pull vane, 10 ... Barrier pull vane drive mechanism, 11
...Load, 12...Accelerator pedal,
13...Gas general turbine target rotation speed setting device, 14...Gas general turbine rotation speed detector, 1
5...Power turbine rotation speed detector, 16...
...Gas gene turbine inlet temperature detector, 1γ, 18
...Converter, 19...M barrier pull vane control device, 21, 24° 33.39, 42, 4
4... Comparator, 29, 36, 40...
Adder, 22...Gas gene turbine rotation speed governor, 23...Power turbine target rotation speed setter, 25...Power turbine overspeed protector, 26... ...Function generator (fuel planning line during steady operation), 27...Function generator (maximum fuel line during acceleration), 30...Superheat margin amount of gas gene turbine inlet temperature Setting device, 31...Temperature protector, 32...Phase lead compensation circuit, 34...
... P operation regulator, 35 ... Minimum value selection circuit,
37...Blowout prevention fuel flow rate setting device, 38...
... Maximum value selection circuit, 42 ... - PI operation regulator, 43 ... Barrier pull vane opening adjustment at sudden acceleration/deceleration, 45 ... Barrier pull vane Opening degree determiner, 51...Compressor inlet temperature detector, 5
2...Reference compressor inlet temperature setting device, 53
, 59...Comparator, 54...Gain setter (gas generator rotation speed correction signal), 55...
...Adder, 56...Function generator (gas generator turbine inlet temperature planning line during steady operation), 5γ...
- Gain setting device (correction signal for superheating margin amount of gas general turbine inlet temperature), 58... Superheating margin amount setting device for reference gas general turbine inlet temperature. Nr: Target value of gas gene turbine rotation speed during steady operation, NG
: Measured value of gas general turbine rotation speed, Nr: Target value of power turbine rotation speed during steady operation (overspeed prevention), Nr
P: Measured value of power turbine rotation speed, T7” Target value of gas general turbine inlet temperature during steady operation, T7: Gas general turbine inlet temperature, T7: Measured value of gas general turbine inlet temperature, T2C: Gas general turbine after phase lead compensation Inlet temperature measurement value, T7max: Endurance limit temperature of turbine material,
ΔT: Superheating margin of gas gene turbine inlet temperature, Gf
: Fuel flow rate, Gfs: Planned fuel flow rate during steady operation, ΔGf
: Fuel flow rate change, ΔGfN: Gas general turbine rotation speed governor output, ΔGfp: Power turbine overspeed protector output, ΔGfT: Gas general turbine inlet temperature protector output max" Maximum value for fuel flow rate change (overheat, Prevention of surging), Gfmin
"Fuel flow rate to prevent blowout during sudden deceleration, vG: Barrier pull vane opening (design point standard), VGmax: Upper limit of barrier pull vane opening, VGmin: Lower limit of barrier pull vane opening, VT: Steady Barrier pull vane opening during operation, vN: Barrier pull vane opening during sudden acceleration/deceleration, Δ: Sudden acceleration continuous judgment criterion KN, Ni'N gain, T1: Compressor inlet temperature, T1: Measured compressor inlet temperature, TID : Reference compressor inlet temperature, kc :
Gas general turbine rotational speed correction signal, N2O: Corrected gas general turbine rotational speed, ΔTD: Standard gas-netarbin inlet temperature margin, ΔTM: Correction signal for superheating margin of gas general turbine inlet temperature, K1. 2: Proportional gain.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 二軸ガスタービンで、ガスゼネタービン回転数の関
数として設定したガスゼネクタービン入口温度計画値に
過熱余裕量を加算して得る限界温度を実測値が超過した
時に超過分に比例して燃料流量を減少させる回路におい
て、コンプレッサ吸気温度とその設計値との偏差に比例
して、ガスゼネタービン入口温度の過熱余裕量の修正信
号を発生させる調節器と、前記修正信号を過熱余裕量の
基準値から減算してガスゼネタービン入口温度の過熱余
裕量を定める比較器とから成ることを特徴とする、二軸
ガスタービンの温度プロテクタ回路。
1 In a two-shaft gas turbine, when the actual temperature exceeds the limit temperature obtained by adding the superheating margin to the gas general turbine inlet temperature plan set as a function of the gas turbine rotation speed, the fuel is reduced in proportion to the excess. In the circuit for reducing the flow rate, there is provided a controller that generates a correction signal for the superheat margin of the gas generator turbine inlet temperature in proportion to the deviation between the compressor intake air temperature and its design value, and a controller that generates a correction signal for the superheat margin of the gas generator inlet temperature, and uses the correction signal as a reference for the superheat margin. 1. A temperature protector circuit for a two-shaft gas turbine, comprising a comparator that determines a superheat margin amount of a gas gene turbine inlet temperature by subtracting it from a value.
JP5145579A 1979-04-27 1979-04-27 Temperature protector circuit for dual-shaft gas turbine Expired JPS5949413B2 (en)

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