JPS61255299A

JPS61255299A - コンプレツサ吐出ガス冷却装置

Info

Publication number: JPS61255299A
Application number: JP9522285A
Authority: JP
Inventors: Terukazu Ishiyama; 石山　輝一
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-11-12

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】し、特にコンプレッサ吐出ガス熱量の急激な変動に対す
る主クーラおよび補助クーラの運転制御手段の改良に関
する。

〔従来の技術〕

一般に、コンプレッサにおいては、吐出ガスの出口温度
を一定に制御する必要がある。そのため、従来はガス出
口側に１台の主クーラと１台もしくは複数台の補助クー
ラとからなる冷却装置を設け、上記ター５の運転台数あ
るいは風量を調整することにより、吐出ガスの出口温度
を制御するものとなっていた。

第２図は従来のコンプレッサ吐出ガス冷却装置の構成を
系す系統図である。ガスタービン１からのコンプレッサ
起動信号により起動されるコンプレッサ２から発生され
る吐出ガスは、１台の主クーラ４と２台の補助クーラ５
，６からなる冷却装置３により所定温度に制御されて外
部へ排出される。この際、主クーラ４は、ガスタービン
１の起動と同時にモータ４ｂによって起動し、ファン４
ａのピッチ角を変えることにより用量を調節して出口温
度を連続するものとなっている。具体的には、冷却装置
３の出口温度を調節制御する温度調節計７からのＯ〜１
００％出力信号に比例して、ピッチコントローラ８によ
りファン４ａのピッチ角を変化させるものとなっており
、たとえば出口温度が高い場合、すなわち出力信号が１
００％に近い場合にはピッチ角が増加して冷却能力は高
まる。

一方、補助クーラ５および６は前記主クーラ４の能力不
足が検知されたとき順次起動されるものとなっている。

具体的には、温度調節計７の出力信号が例えば９０％以
上に達したとき、モニタスイッチ９のｆ’Ｈｉ　ｇｈＪ
接点から信号が出力される。そうすると、ロジック回路
１０によってモータ５ｂがＯＮとなり、補助クーラ５の
ファン５ａが起動される。そして、補助クーラ５の起動
後さらに５分経過してもモニタスイッチ９のｒＨｉ（ｌ
ｈＪ接点から依然として信号が出力されている場合には
、ロジック回路１０によってモータ６ｂがＯＮとなり、
補助クーラ６のファン６ａが起動される。

その後、温度調節計７からの出力信号が例えば１０％以
下まで下がると、モニタスイッチ９のｒＬＯＷＪ接点か
ら信号が出力される。そうすると、先ずファン６ａが停
止し、さらにｒ　Ｌ　ｏ　ｗ　Ｊ接点からの信号が５分
間出力され続けるとファン５ａが停止するものとなって
いる。

第３図はこれら主クーラ４および補助クーラ５゜６の起
動・停止動作のタイミングを示すタイムチャートである
。第３図において、時点ｔ１はガスタービンスタート時
であり、この時点ｔ１にて主クーラ４のファン４ａが起
動する。時点ｔ２はモニタスイッチ９のｒＨｉ　ｑｈｊ
接点からの信号出力時であり、この時点ｔ２にて補助ク
ーラ５のファン５ａが起動する。そして、この時点ｔ２
から５分後の時点ｔ３にて補助クーラ６のファン６ａが
起動する。時点ｔ４はモニタスイッチ９のｒ　Ｌ　ｏ　
ｗ　Ｊ接点からの信号出力時であり、この詩点し４にて
補助クーラ６の）１ン６ａが停止し、さらに５分後の時
点ｔ５にて補助クーラ５のファン５ａが停止する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上）ホしたような従来のコンプレッサ吐出ガス冷却装置
においては、定常運転下では吐出ガスの温度制御に何等
問題はない。しかるに、コンプレッサ２の起動時におい
ては、温度調節計７からの出力信号が吐出ガスの温度上
昇に追従できないため、補助クーラ５の起動タイミング
、すなわち吐出ガスの冷却タイミングが遅れてしまい、
コンプレッサ吐出ガスの温度が上昇してトリップに至る
おそれがあった。そこで、温度調節計７の検出感度を高
めてコンプレッサ２起動時の追従性を向上させることに
より、冷却タイミングの遅れを無くすことができるが、
この場合は、定常運転時において、駆動系に混入される
雑音に対しても温度調節計７の出力が大幅に変動してし
まい補助クーラ５，６のモータ５ｂ、６ｂを短期間で０
Ｎ１０ＦＦさせることになる。これは温度制御の面から
も、モータの保護という面からも好ましいことではなく
、問題の解決にはならなかった。

そのため、従来は、コンプレッサ２起動時には上記温度
調節計７を手動モードにして出力信号を任意に調節し、
定常運転になったならば自動モードに切換えるようにな
っていた。したがって、コンプレッサ２の全運転範囲に
わたって自動化をはかることができず、この点の解決が
望まれていた。

この問題を解決する手段としては、特にコンプレッサ２
起動時に生じる冷却タイミングの遅れを補償し得、かつ
冷却能力を向上させる必要があるので、次の■〜■の手
段が考えられる。

■　コンプレッサ２起動時にのみ補助クーラ５の起動タ
イミングに進み要素が効く回路にハード上バイパスさせ
る。

■　ガス熱量の変動を外乱要素として捉え、ターラ入口
部の温度と流量との変動分の積を常に補助クー５５の起
動タイミングに進み要素として加える。

■　温度調節計７をガスケード入カタイプとし、コンプ
レッサ２起動時に徐々に上昇させる。

■　コンプレッサ２起動時に主クーラ４と共に補助クー
ラ５または６を強制的に駆動させ、冷却能力を向上させ
る。

これら■〜■の手段のうち、■の手段は外乱の第１の要
因である吐出ガス熱量の時間変化分を制御要素として捉
えており、他の■、■、■の手段よりも有効な制御結果
が得られる。また、この■の手段はクーラ出口温度を調
節制御する温度調節計７としてプログラマブル調節計等
を用いることが可能であれば、従来の制御手段に温度検
出器および流団検出器を追加するだけで実現できるので
、コスト的にも問題がない。したがって、■の手段り、
簡単な構成で、しかもコスト高となるおそれもなく、自
動的かつ高精度にコンプレッサ吐出ガスの温度制御を行
なうことができる］ンプレッサ吐出ガス冷却装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じたことを特徴としている。すなわち、
主クーラおよび補助タープの入口部におけるガス流量お
よびガス温度をガス流量検出器およびガス温度検出器に
より検出し、これらガス温度検出器およびガス流量検出
器から出力される両検出信号に演算器によって所定の演
算を施し、この演算器からの出力信号を加算器によって
前記主クーラおよび補助クーラの出口温度を制御する湿
度制御手段からの出力信号に加算し、この加算器からの
出力信号に基いて前記主クーラおよび補助タープの動作
制御を行なうようにしたことを特徴としている。

〔作用〕

このような手段を講じたことにより、コンプレッサ吐出
ガス黙示の急激な変化に対する追従性が向上される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成を示す系統図である。

なお、第２図と同一部分には同一符号を付し、詳しい説
明は省略する。第１図において１１はガス？５！量検出
器、１２はガス温度検出器であり、いずれも主クーラお
よび補助クーラ５，６の入口部に設けられ、コンプレッ
サ２からの吐出ガス流口および吐出ガス温度を検出する
ものである。１３は演算器であり、ガス流量検出器１１
およびガス温度検出器１２から出力される両検出信号に
乗算および微分の演算を施すものとなっている。１４は
加算器であり、演算器１３からの出力信号を、前記温度
調節計（プログラマブル調節計）７からの出力信号に加
算する。この加算器１４からの出力信号は、前記ピッチ
コントローラ８およびモニタスイッチ９に与えられ、前
記主クーラ４および補助クーラ５，６の動作制御が行な
われるものとなっている。

次に本実施例の作用効果について説明する。ガスタービ
ン１によってコンプレッサ２が起動されると、コンプレ
ッサ２から処理ガスが冷却装置３へ吐出される。このと
き、ガス流量検出器１１により冷却装置３人口部の吐出
ガス流団が検出され、ガス温度検出器１２により冷却装
置３の吐出ガス温度が検出される。

ところで、ガス流量検出器１１により検出され一〇− た吐出ガス流量をＦ１ガス温度検出器１２により検出さ
れた吐出ガス温度をＴとすると、熱量ＱはＱ＝ＴＸＦ　
　　　　　　　　　　　　　・・・（１）で表わされる
。したがって、熱ｍＱの変動速度は時間微分を行なうこ
とにより求められる。すなわちｄＱ／ｄ　　ｔ＝ｄ／ｄ　　ｔ　　（ＴＸＦ）　　　　
　　　・・・（２）そこで、前記ガス流量検出器１１か
ら出力される検出信号と前記ガス温度検出器１２から出
力される検出信号とを入力する演算器１３においては、
前記（１）式および（２）式の演算を行なう。そして、
この演算器１３にて求められた熱量Ｑの変動要素を加算
器１４にて温度調節計７からの出力信号に先行要素とし
て加える。なお、温度調節計７からの出力信号と先行要
素分すなわち演算器１３からの出力信号との割合は、冷
却装置３の冷却効率によって求められる。

″　上記加算器１４からの出力信号は、主クーラ４にお
けるファン４ａのピッチ角を制御するピッチコントロー
ラ８および補助クーラ５，６におけるファン５ａ、６ａ
の起動・停止を制御するモニタスイッチ９に制御信号と
して出力される。かくして、これらピッチコントローラ
８およびモニタスイッチ９の作用によって吐出ガスの冷
却装置３の出口温度が制御される。

このように本実施例によれば、熱ＩＱが急激に変化して
も、熱量Ｑの変動が冷却装置３の制御出力にフィードフ
ォワードされているので、吐出ガスの流量変化および温
度変化の外乱に対する追従性が大きく向上される。した
がって、特にコンプレッサ２起動時には吐出ガスの熱量
Ｑが急激に変化するため、従来の冷却装置では温度調節
計７からの出力信号がほとんど零となり自動モードでの
追従は不可能であったが、本実施例では先行要素分の操
作出力が支配的となって制御しているので、温度調節計
７の追従性が改善され、自動モードでの運転が可能とな
る。また、補助クーラ５，６のファン５ａ、６ａは温度
調節計７と演算器１３とのＷ力を加算した制御出力に応
じて起動・停止の運転制御を行なっているので、ロジッ
ク回路１０による上記ファン５ａ、６ａの起動が早くな
る。

したがって、スタートアップ時のプレクリーニングとい
う観点からも冷却効率が上昇する。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。

たとえば前記実施例では、演算器１３と加算器１４とを
別設した場合を示したが、これらを１つの演算器によっ
て共用させるようにしてもよい。このほか本発明の要旨
を越えない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論であ
る。

〔発明の効果）以上詳述したように本発明は、主クーラおよび補助クー
ラの入口部におけるガス流量およびガス温度をガス流量
検出器およびガス温度検出器により検出し、これらガス
温度検出器およびガス流量検出器から出力される両検出
信号に演算器によって所定の演算を施し、この演算器か
らの出力信号を、加算器によって前記主クーラおよび補
助クーラの出口温度を制御する温度制御手段からの出力
信号に加算し、この加算器からの出力信号に基いて前記
主クーラおよび補助クーラの動作制御を行なうようにし
たものである。

したがって本発明によれば、コンプレッサ吐出ガス熱量
の急激な変化に対する追従性が向上されるので、簡単な
構成で、しかもコスト高となるおそれもなく、自動的か
つ高精度にコンプレッサ吐出ガスの温度制御を行なうこ
とができるコンプレッサ吐出ガス冷却装置を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す系統図、第２図
は従来例の構成を示す系統図、第３図は従来例の各クー
ラの動作タイミングを示すタイムチャートを示す図であ
る。１・・・ガスタービン、２・・・コンプレッサ、３・・
・冷却装置、４・・・主クーラ、５，６・・・補助クー
ラ、７・・・温度調節計、８・・・ピッチコントローラ
、９・・・モニタスイッチ、１ｏ・・・ロジック回路、
１１・・・ガス流量検出器、１２・・・ガス温度検出器
、１３・・・演算器、１４・・・加算器。

Claims

【特許請求の範囲】

コンプレッサからの吐出ガスを冷却する主クーラおよび
補助クーラからなる冷却装置において、前記主クーラお
よび補助クーラの入口部におけるガス流量およびガス温
度を検出するガス流量検出器およびガス温度検出器と、
これらガス流量検出器およびガス温度検出器から出力さ
れる両検出信号に所定の演算を施す演算器と、この演算
器からの出力信号を前記主クーラおよび補助クーラの出
口温度を制御する温度制御手段からの出力信号に加算す
る加算器と、この加算器からの出力信号に基いて前記主
クーラおよび補助クーラの動作制御を行なうクーラ制御
手段とを具備したことを特徴とするコンプレッサ吐出ガ
ス冷却装置。