JPS61182425A - ガスタ−ビン圧縮機入口案内翼の開度制御方法 - Google Patents

ガスタ−ビン圧縮機入口案内翼の開度制御方法

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JPS61182425A
JPS61182425A JP2171585A JP2171585A JPS61182425A JP S61182425 A JPS61182425 A JP S61182425A JP 2171585 A JP2171585 A JP 2171585A JP 2171585 A JP2171585 A JP 2171585A JP S61182425 A JPS61182425 A JP S61182425A
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JP
Japan
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gas turbine
inlet guide
guide vane
compressor inlet
compressor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2171585A
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English (en)
Inventor
Seisaku Takihana
瀧花 清作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/057Control or regulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は複合サイクル発電設備等に使用されるガスター
ビンの部分負荷運転時の排気ガス温度を可能な限り高い
値に維持するため、ガスタービン圧縮機吐出空気圧力と
ガスタービン排気ガス温度とを測定し、ガスタービン圧
縮機入口空気流量を調節するガスタービン圧縮機入口案
内翼開度制御方法に関する。
[発明の背景〕 第2図に複合サイクル発電設備等に使用される代表的な
一軸型ガスタービンの構成要素を示す。
ガスタービン圧縮機1の入口案内翼7の開度は、電気・
油圧式制御装置によって制御される。図中2は燃焼器、
3はタービン、4は負荷、5は圧力調節弁、6は流量調
節弁である。第3図に代表的なガスタービン部分負荷時
の排気ガス温度特性を示す。単純サイクル発電設備用ガ
スタービンの場合10は、特に、排気ガス温度に対する
要求が無いため、部分負荷時には、ガスタービン単体性
能が高くなるように運転されるため、ガスタービン排気
ガス温度はガスタービン負荷に対し連続的に上昇する特
性を示す。一方、複合サイクル発電設備等に使用される
ガスタービンの場合9は、部分負荷時のプラント全体性
能を高い値に維持するため、ガスタービン排気ガス温度
を可能な限り高い値に維持する事が要求される。この場
合、ガスタービン負荷に対し、任意の負荷で偏曲点をも
つ特性を示す。ガスタービン部分負荷運転時の排気ガス
温度を高い値に維持する方法には、圧縮機入口空気流量
を可能な限り絞る方法が採用されている。
第4図に代表的なガスタービン部分負荷時の圧縮機入口
案内翼開度特性を示す。尚、ガスタービン圧縮機入口空
気流量は、圧縮機入口案内翼開度によって決定されるた
め、同様の流量特性を示す。
単純サイクル発電設備用ガスタービンの場合9は、圧縮
機入口案内翼開度は最大設定値に保持されている。一方
、複合サイクル発電設備等に使用されるガスタービンの
場合10は、圧縮機入口案内翼開度は無負荷から任意の
負荷迄、任意の中間開度に一定制御され、任意の負荷か
ら、100%負荷迄連続的に増加制御される。この時の
ガスタービン負荷に対する代表的なガスタービン燃焼温
度特性を第5図に示す。
第5図にかスタービン部分負荷運転時の、圧縮機吐出空
気圧力に対する代表的なガ スタービン排気ガス温度特性を示す、単純サイクル発電
設備用ガスタービンでは、ガスタービン圧縮機入口案内
翼開度制御の必要が無いため、100%負荷時、燃焼温
度一定制御のためのベース負荷制御線のみが設定される
。一方、複合サイクル発電設備等に使用されるガスター
ビンの場合は、ベース負荷制御線21以外に、圧縮機入
口案内翼制御線20が必要となる。第6図に於いて、運
転点15から16の間で、ガスタービン圧縮機入口案内
翼開度制御が行なわれる。17はベース負荷運転制御点
である。
第7図に従来の代表的ガスタービン圧縮機入口案内翼開
度制御方法を示す。ガスタービン圧縮機吐出口に設置さ
れた圧力検知器によって測定されたガスタービン圧縮機
吐出空気圧力Pa。は関数器22により、制御排気ガス
温度信号T8.どなる。
一方、圧力検知器故障時を想定し、信号発生器3oによ
り、制御排気ガス温度上限信号T、□8を出力し、T7
.とT、□8のどちらか低い方の値を、低値選択器23
で選択し、制御値T、を出力する。
一方、ガスタービン排気に設置された複数個の温度検知
器によって測定されたガスタービン排気ガス温度T、1
〜T、9は中間値選択器に入り、中間値Txイが出力さ
れる。T8とT□は比較器24に入り、その差分ATx
が出力され、Tx、lがT1になるように制御される。
この信号ΔT、は片側積分器25に入り、圧縮機入口案
内翼開度制御信号で。
となり、最大最小制限器26で出力制限(ガスタービン
本体の安全性より規定される制限)される。
この際、ガスタービンの運転条件によって規定される圧
縮機入口案内翼の最大開度ψ、A工と最小開度’7’ 
、I、*とが比較され、低値選択器23によって、低値
が、圧縮機入口案内翼開度信号でとして出力される。こ
の信号は、圧縮機入口案内翼制御機構に設置された開度
検知器29によって検知されたフィードバック信号T、
と、比較器24によって比較され、その差分Δψが出力
され、比例積分器25に入り、圧縮機入口案内翼制御信
号ICEとなり、圧縮機入口案内翼制御機構27を介し
て、圧縮機入口案内翼制御リング28を作動させ、開度
制御される。本制御方法では、圧縮機入口案内翼開度制
御中のガスタービン部分負荷運転時、ガスタービン発電
機は外部電力系に結ばれているため、外部電力系の周波
数変動の影響を受ける。この時、ガスタービンガバナに
よって速度制御され、ガスタービン重荷が変動し、その
結果、ガスタービン排気ガス温度が変動し、圧縮機入口
案内翼の開度が変動し、極端な場合は、ハンチング現象
を起こし、圧縮機入口案内翼の制御機構の損傷、圧縮機
入口空気流量及び吐出圧力の変動による燃焼器内燃焼振
動が誘発する等の欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来の制御方法の単純さを損なうこと
無く、ガスタービン圧縮機入口案内翼開度を最適に制御
することが出来る、ガスタービン圧縮機の入口案内翼の
開度制御方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の要点は、ガスタービン圧縮機の吐出空気圧力及
びガスタービン排気ガス温度を測定し。
圧縮器の入口案内翼開度を制御する方法に於いて、実測
ガスタービン排気がス温度の変化速度と、実測排気ガス
温度の設定値との偏差を演算し、任意の条件下では、圧
縮機の入口案内翼の開度を変動前の値tこ保持し、過度
の圧縮機入口案内翼の開度変動を防止できるガスタービ
ン圧縮機の入口案内翼開度制御方法にある。
〔発明の実施例〕
第1図に本発明のガスタービン圧縮機入口案内翼の開度
制御方法の代表例を示す。ガスタービン圧縮機吐出に設
置された検知器によって測定されたガスタービン圧縮機
の吐出空気圧力PaDは関数器22により、排気ガス温
度制御信号T8.となる。
一方、圧力検知器故障時を想定し、信号発生器30によ
り、排気ガス温度制御の上限信号T IIMAKを出力
し、T3.とT、llA3のいずれか低い方の値を、低
値選択器23で選択し、制御値T8を出力する。
一方、ガスタービン排気に設置された複数個の温度検知
器によって測定されたガスタービン排気ガス温度T、1
〜T、は中間値選択器に入り、中間値T、っが出力され
る。T、とT1.は比較器24に入り、その差分ΔT、
が出力される。一方、ガスタービン排気ガス温度の中間
値T、Ilは微分器31に入り、時間的変化速度として
出力され、信号発生器30より出力された。最大変化速
度(d T/dt)□えと、比較制御信号発生器32で
比較され、前者が後者より大きい時は、制御信号「1」
が出力される。一方、排気ガス温度差分ΔT、は、比較
制御信号発生器32に入力され、信号発生器30によっ
て出力された最大温度差分AT、□8と比較され、前者
が後者より小さな時は、制御信号「1」が出力され、制
御信号「1」が同時に出力された場合、切換器作動信号
発生器33は切換器作動信号「1」を発生し、切換器3
4を作動させる。この動作によって、AT、は、強制的
にゼロに保持され、実際には、温度偏差があっても、圧
縮機入口案内翼を変動前の位置に保持することができる
。切換器34の出力は比例積分器25に入り、圧縮機入
口案内翼開度制御信号でいとなり、最大最小制限器26
で出力制限(ガスタービン本体の安全性より規定される
制限)される。尚、ガスタービン運転条件によって規定
される圧縮機入口案内翼の最大関度<PIll、Iと最
小開度で1いとが比較され、低値選択器23によって、
低値が、圧縮機入口案内翼開度信号ψとして出力される
。この信号は、圧縮機入口案内翼制御機構に設置された
開度検知器29によって検知されたフィードバック信号
?、と、比較器24によって比較され、′その差分Aψ
が出力され、比例積分器25に入り、圧縮機入口案内翼
制御信号ICEとなり、圧縮機入口案内翼制御機構27
を介して、圧縮機入口案内翼制御リング28を作動させ
、開度制御される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ガスタービン部分負荷運転時の圧縮機
入口案内翼の開度制御運転中に、外部電力糸の過渡的な
周波数変動が頻発した場合、極端な開度変動の頻発を防
止し、圧縮機入口案内翼の関度制御機構の損傷、燃焼振
動の誘発を防げる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のガスタービン圧縮機入口案
内翼開度制御方法を示す図、第2図は代表的な一軸型ガ
スタービンの構成図、第3図は代表的なガスタービン部
分食荷時排気ガス温度特性図、第4図は代表的なガスタ
ービン部分食荷時圧縮機入口案内翼開度特性図、第5図
は代表的なガスタービン部分食荷時燃焼温度特性図、第
6図はガスタービン部分負荷運転時の圧縮機吐出空気圧
力に対する代表的なガスタービン排気ガス温度特性図、
第7図は従来の代表的ガスタービン圧縮機入口案内翼開
度制御方法を示す図である。 31・・・微分器、32・・・比較制御i号発生器、3
3・・・切換器作動信号発生器、34・・・切換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ガスタービンの部分負荷運転時の排気ガス温度を高
    い値に維持するため、圧縮機の吐出空気圧力と前記ガス
    タービンの排気ガス温度とを測定し、前記圧縮機の入口
    空気流量を調節するガスタービン圧縮機入口案内翼開度
    制御方法に於て、 前記ガスタービン排気ガス温度の時間的変化速度を演算
    し、この変化速度が設定値より大きい場合で、かつ、前
    記ガスタービン排気ガス温度と前記設定値との偏差を演
    算し、この偏差が前記設定値より小さい場合は、前記圧
    縮機の入口案内翼の制御信号を変動前の値に保持するこ
    とを特徴とするガスタービン圧縮機入口案内翼の開度制
    御方法。
JP2171585A 1985-02-08 1985-02-08 ガスタ−ビン圧縮機入口案内翼の開度制御方法 Pending JPS61182425A (ja)

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