KR102022810B1 - 가스 터빈의 제어 장치 및 방법, 가스 터빈의 제어 프로그램을 기억하는 비일시적 기억 매체, 가스 터빈 - Google Patents

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Abstract

가스 터빈의 제어 장치 및 방법, 가스 터빈의 제어 프로그램, 가스 터빈에 대해, 압축기(11)의 서지 한계를 제외한 요인으로부터 입구 안내 날개(22)의 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 설정하는 제 1 개방도 설정부(101)와, 압축기(11)의 서지 한계로부터 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정함과 아울러 압축기(11)의 압력에 따라 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 보정하는 제 2 개방도 설정부(102)와, 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)과 제 2 IGV 개방도 지령값(S2) 중 최대의 개방도를 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)으로서 선택하는 개방도 선택부(103)와, 개방도 선택부(103)에 의해 선택된 IGV 개방도 지령값(S)에 따라 입구 안내 날개(22)의 개방도를 조정하는 개방도 제어부(104)를 마련한다.

Description

가스 터빈의 제어 장치 및 방법, 가스 터빈의 제어 프로그램을 기억하는 비일시적 기억 매체, 가스 터빈
본 발명은 압축기와 연소기와 터빈을 갖는 가스 터빈의 제어 장치 및 방법, 가스 터빈의 제어 프로그램을 기억하는 비일시적 기억 매체, 그리고, 가스 터빈의 제어 장치를 갖는 가스 터빈에 관한 것이다.
일반적인 가스 터빈은 압축기와 연소기와 터빈에 의해 구성되어 있다. 그리고, 공기 취입구로부터 유입된 공기가 압축기에 의해 압축됨으로써 고온·고압의 압축 공기로 되고, 연소기로, 이 압축 공기에 대해서 연료를 공급해 연소시킴으로써 고온·고압의 연소 가스(작동 유체)를 얻어, 이 연소 가스에 의해 터빈을 구동하여, 이 터빈에 연결된 발전기를 구동한다.
이러한 가스 터빈에서, 압축기는, 공기 취입구에 입구 안내 날개(IGV)가 마련되어 있고, 이 입구 안내 날개는 가스 터빈의 출력(부하값) 등에 근거해서 그 개방도가 조정된다. 또, 압축기는 이 IGV 개방도가 작은 경우, 흡입되는 공기량이 감소되어 서징(surging) 현상이 발생하는 경우가 있어, 이 IGV 개방도에는 하한값이 설정되어 있다.
한편, 외기 온도가 낮은 상태에서 가스 터빈의 운전을 실시하면, IGV를 흐르는 공기의 온도가 영하로 내려가, 공기중의 수분이 빙결되는 경우가 있어, 압축기에 유입하는 공기의 온도를 상승시키는 안티아이싱(anti icing) 기능이 마련되어 있다. 이 안티아이싱 기능은 압축기에서 생성된 고온의 가압 공기의 일부를 추기관(抽氣管)(extraction air pipe)에 의해 공기 취입구로 유도함으로써, 공기 취입구의 빙결을 방지하는 것이다. 또, 안티아이싱 기능에 의해 터빈 입구 온도를 유지해서 가스 터빈의 부분 부하 운전을 가능으로 하고, 배기 가스에 있어서의 일산화탄소(CO)를 감소시켜 이미션(emission)을 보증할 수 있다.
그리고, 안티아이싱의 동작시에, 압축기에서 생성된 가압 공기의 일부를 추기하면(뽑아내면)(extract), 연소기에 있어서의 연소용의 가압 공기가 감소하게 되어, IGV 개방도를 큰 개방도로 보정할 필요가 있다. 이러한 기술로서, 예를 들면, 아래의 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 특허문헌 1에 기재된 가스 터빈의 운전 방법은 가스 터빈에 대한 출력 지령값에 따라 입구 안내 날개의 개방도를 산출함과 아울러, 흡기 온도 및 흡기 습도에 근거해서 산출된 터빈 동작 표면화 개방도 중, 큰 개방도를 IGV 개방도로서 선택하는 것이다.
일본 공개 특허 공보 제 2011-032869 호
안티아이싱의 동작시는, 압축기로 생성된 가압 공기의 일부를 추기하면, 차실 압력이 저하하기 때문에, 서징 현상의 발생이 완화된다. 그런데, 가스 터빈의 출력(부하값) 등에 근거한 IGV 개방도 제어로는, 그것이 반영되지 않기 때문에, 필요 이상으로 IGV를 개방측으로 제어해 버린다. 이 경우, 가압 공기의 추기량을 증가시키는 것을 생각할 수 있지만, 추기량의 증가에 의해 추기 배관이나 밸브의 대형화를 초래하여, 제조 비용이 증가해 버린다고 하는 과제가 있다. 또, 필요 이상으로 흡기 유량이 많으면 압축기의 작업량이 증가해서, 발전 효율이 내려가 버린다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하는 것이고, 압축기에 의한 최적의 흡기 유량을 확보함으로써, 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증함과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제하는 가스 터빈의 제어 장치 및 방법, 가스 터빈의 제어 프로그램, 가스 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스 터빈의 제어 장치는 압축기와, 연소기와, 터빈과, 상기 압축기의 입구에 마련되어 상기 압축기에 유입하는 공기량을 조정하는 입구 안내 날개와, 상기 압축기에서 가압된 공기의 일부를 뽑아내는 추기 유로(extraction air flow channel)를 구비하는 가스 터빈으로서, 상기 압축기의 서지 한계로부터 상기 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 설정함과 아울러 상기 압축기의 압력에 따라 상기 제 2 개방도를 보정하는 제 2 개방도 설정부와, 상기 제 2 개방도 설정부와 상이한 제어에 의해 상기 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정하는 제 1 개방도 설정부와, 상기 제 1 개방도와 상기 제 2 개방도 중 최대의 개방도를 상기 입구 안내 날개의 개방도로서 선택하는 개방도 선택부와, 상기 개방도 선택부에 의해 선택된 상기 입구 안내 날개의 개방도에 따라 상기 입구 안내 날개의 개방도를 조정하는 개방도 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 제 2 개방도 설정부와 상이한 제어에 의해 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정함과 아울러, 압축기의 서지 한계로부터 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 설정해서 압축기의 압력에 의해 제 2 개방도를 보정하고, 제 1 개방도와 제 2 개방도 중 최대의 개방도를 입구 안내 날개의 개방도로서 선택하고, 선택된 입구 안내 날개의 개방도에 따라 상기 입구 안내 날개의 개방도를 조정한다. 그 때문에, 압축기의 서지 한계로부터 구한 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 압축기의 압력에 따라 보정하는 것이 가능해지고, 추기 유로에 의해 압축기의 가압 공기의 일부가 추기되면, 압축기의 압력이 저하하기 때문에, 압축기에서의 서징 현상의 발생이 완화되고, 이때, 입구 안내 날개의 개방도가 압축기의 압력에 따라서 보정되기 때문에, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가하는 것이 억제되고, 압축기에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있음과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 제 1 개방도 설정부는 상기 압축기의 서지 한계를 제외한 요인으로부터 상기 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 제 1 개방도 설정부가 압축기의 서지 한계를 제외한 요인에 근거해서 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 고정밀도로 설정할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 압축기의 압력은 상기 압축기의 차실 압력, 외기 압력과 차실 압력으로부터 산출되는 차실 압력비, 상기 압축기에 있어서의 소정의 위치의 압력으로부터 추정한 추정 차실 압력 또는 추정 차실 압력비 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 압축기의 압력으로서, 차실 압력, 차실 압력비, 추정 차실 압력 또는 추정 차실 압력비를 이용함으로써, 제 2 개방도를 고정밀도로 설정할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 제 2 개방도 설정부는 상기 압축기의 압력을 제외한 파라미터로부터 상기 제 2 개방도를 설정하고, 상기 제 2 개방도 설정부는 상기 차실 압력비로부터 상기 제 2 개방도를 보정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 제 2 개방도 설정부가 압축비의 압력에 따라 제 2 개방도를 보정함으로써, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것이 억제되고, 압축기에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 제 2 개방도 설정부는 상기 추기 유로에 의한 소정의 추기 유량이 확보되는 제 1 상태의 서지 한계로부터 상기 입구 안내 날개의 제 1 최소 개방도를 설정하는 제 1 계산부와, 상기 제 1 상태보다 상기 추기 유로에 의한 추기 유량이 많은 제 2 상태의 서지 한계로부터 상기 입구 안내 날개의 제 2 최소 개방도를 설정하는 제 2 계산부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 추기 유량이 적을 때의 서지 한계로부터 제 1 최소 개방도를 설정하고, 추기 유량이 많을 때의 서지 한계로부터 제 2 최소 개방도를 설정함으로써, 추기 유량의 대소에 관계없이, 서지 한계를 고려한 입구 안내 날개의 개방도를 적정하게 설정할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 제 1 계산부는 상기 압축기의 압력을 제외한 파라미터에 근거해서 상기 제 1 최소 개방도를 산출하고, 상기 제 2 계산부는 상기 압축기의 압력에 근거해서 상기 제 2 최소 개방도를 산출하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 압축기의 압력을 제외한 파라미터에 근거해서 제 1 최소 개방도를 산출함과 아울러, 압축기의 압력에 근거해서 제 2 최소 개방도를 산출함으로써, 추기 유량이 많을 때는, 압축기의 압력과 서지 한계로부터 제 2 최소 개방도를 설정하기 때문에, 추기 유량이 많을 때에, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 제 2 개방도 설정부는 상기 제 1 최소 개방도와 상기 제 2 최소 개방도의 차분을 산출하는 차분 계산부와, 상기 차분 계산부에 의해 산출된 차분을 상기 제 1 계산부에 의해 산출된 상기 제 1 최소 개방도에 가산하는 가산부가 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 제 1 최소 개방도와 제 2 최소 개방도의 차분을 제 1 최소 개방도에 가산해서 압축기의 서지 한계를 고려한 입구 안내 날개의 개방도를 설정하기 때문에, 추기 유량의 대소에 관계없이, 서지 한계를 고려한 입구 안내 날개의 개방도를 적정하게 설정할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 차분 계산부에 의해 산출된 차분이 미리 설정된 상한값과 하한값의 사이에 들어가도록 보정하는 제한 보정부가 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 제 1 최소 개방도와 제 2 최소 개방도의 차분에 대해서 상한값과 하한값을 설정함으로써, 차분이 이상(異常)값으로 되는 것이 저지되고, 입구 안내 날개의 개방도의 이상(異常) 변화에 의해 흡기 유량의 대폭적인 증대나 감소를 억제할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 제 2 개방도 설정부는 상기 제 2 최소 개방도를 상기 압축기의 압력에 따라 보정하는 개방도 보정부와, 보정한 제 2 최소 개방도와 제 1 최소 개방도의 차분을 상기 제 1 최소 개방도에 가산하는 가산부가 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 추기 유량이 많을 때의 제 2 최소 개방도를 압축기의 압력에 따라 보정해서, 보정한 제 2 최소 개방도와 제 1 최소 개방도의 차분을 제 1 최소 개방도에 가산함으로써, 압축기의 압력에 따른 입구 안내 날개의 개방도를 적정하게 설정할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 제 1 개방도 설정부는 상기 터빈의 입구 온도에 근거해서 상기 입구 안내 날개의 최소 개방도를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 터빈의 입구 온도에 근거해서 입구 안내 날개의 최소 개방도를 설정함으로써, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 개방도 제어부는 상기 입구 안내 날개의 개방도의 개방측의 조정 속도를 상기 입구 안내 날개의 개방도의 폐쇄측의 조정 속도보다 빠르게 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 입구 안내 날개의 개방도를 크게 할 때는 빠르게 개방하고, 입구 안내 날개의 개방도를 작게 할 때는 천천히 폐쇄함으로써, 배기 가스 온도의 급속한 저하를 억제해서 이미션을 보증할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 상기 추기 유로는 상기 압축기로 가압된 공기의 일부를 뽑아내어, 상기 압축기의 공기 취입구로 유도하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 추기 유로에 의해 압축기로 가압된 공기의 일부를 뽑아내어 공기 취입구로 유도함으로써, 공기 취입구의 빙결을 방지하는 것이다.
또, 본 발명의 가스 터빈의 제어 방법은, 압축기와, 연소기와, 터빈과, 상기 압축기의 입구에 마련되어 상기 압축기에 유입하는 공기량을 조정하는 입구 안내 날개와, 상기 압축기로 가압된 공기의 일부를 뽑아내는 추기 유로를 구비하는 가스 터빈에 있어, 상기 압축기의 서지 한계로부터 상기 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 설정함과 아울러 상기 압축기의 압력에 의해 상기 제 2 개방도를 보정하는 제 2 개방도 설정 스텝과, 상기 제 2 개방도 설정 스텝과 상이한 제어에 의해 상기 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정하는 제 1 개방도 설정 스텝과, 상기 제 1 개방도와 상기 제 2 개방도 중 최대의 개방도를 상기 입구 안내 날개의 개방도로서 선택하는 개방도 선택 스텝과, 선택된 상기 입구 안내 날개의 개방도에 따라 상기 입구 안내 날개의 개방도를 조정하는 개방도 제어 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 추기 유로에 의해 압축기의 가압 공기의 일부가 추기되면, 압축기의 압력이 저하되기 때문에, 압축기에서의 서징 현상의 발생이 완화되고, 이때, 입구 안내 날개의 개방도가 압축기의 압력에 따라 보정되기 때문에, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것이 억제되어 압축기에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있음과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
또, 본 발명의 가스 터빈의 제어 프로그램을 기억하는 비일시적 기억 매체는, 압축기와, 연소기와, 터빈과, 상기 압축기의 입구에 마련되어 상기 압축기에 유입하는 공기량을 조정하는 입구 안내 날개와, 상기 압축기로 가압된 공기의 일부를 뽑아내는 추기 유로를 구비하는 가스 터빈에 있어, 상기 압축기의 서지 한계로부터 상기 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 설정 함과 아울러 상기 압축기의 압력에 의해 상기 제 2 개방도를 보정하는 제 2 개방도 설정 처리와, 상기 제 2 개방도 처리와 상이한 제어에 의해 상기 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정하는 제 1 개방도 설정 처리와, 상기 제 1 개방도와 상기 제 2 개방도 중 최대의 개방도를 상기 입구 안내 날개의 개방도로서 선택하는 개방도 선택 처리와, 선택된 상기 입구 안내 날개의 개방도에 따라 상기 입구 안내 날개의 개방도를 조정하는 개방도 제어 처리를 컴퓨터로 하여금 실행하게 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 추기 유로에 의해 압축기의 가압 공기의 일부가 추기되면, 압축기의 압력이 저하되기 때문에, 압축기에서의 서징 현상의 발생이 완화되고, 이때, 입구 안내 날개의 개방도가 압축기의 압력에 따라 보정되기 때문에, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것이 억제되어 압축기에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있음과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
또, 본 발명의 가스 터빈은 압축기와, 연소기와, 터빈과, 상기 압축기의 입구에 마련되어 상기 압축기에 유입하는 공기량을 조정하는 입구 안내 날개와, 상기 압축기로 가압된 공기의 일부를 뽑아내는 추기 유로와, 상기 가스 터빈의 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 추기 유로에 의해 압축기의 가압 공기의 일부가 추기되면, 압축기의 압력이 저하되기 때문에, 압축기에서의 서징 현상의 발생이 완화되고, 이때, 입구 안내 날개의 개방도가 압축기의 압력에 따라 보정되기 때문에, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것이 억제되어 압축기에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있음과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
본 발명의 가스 터빈의 제어 장치 및 방법, 가스 터빈의 제어 프로그램, 가스 터빈에 따르면, 상기 제 2 개방도 설정부와 상이한 제어에 의해 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정함과 아울러, 압축기의 서지 한계로부터 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 설정해서 압축기의 압력에 따라 제 2 개방도를 보정하고, 제 1 개방도와 제 2 개방도 중 최대의 개방도를 입구 안내 날개의 개방도로서 선택하고, 선택된 입구 안내 날개의 개방도에 따라 입구 안내 날개의 개방도를 조정하기 때문에, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것이 억제되어 압축기에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있음과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
도 1은 제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치의 구체적인 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 제 1 보정 함수를 나타내는 그래프이다.
도 4는 제 2 보정 함수를 나타내는 그래프이다.
도 5는 제 3 보정 함수를 나타내는 그래프이다.
도 6은 제 4 보정 함수를 나타내는 그래프이다.
도 7은 제 5 보정 함수를 나타내는 그래프이다.
도 8은 제 1 실시 형태의 가스 터빈을 나타내는 개략 구성도이다.
도 9는 제 2 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 10은 제 6 보정 함수를 나타내는 그래프이다.
도 11은 제 6 보정 함수로부터 IGV 개방도를 구하기 위한 그래프이다.
이하에 첨부 도면을 참조해서, 본 발명의 가스 터빈의 제어 장치 및 방법, 가스 터빈의 제어 프로그램, 가스 터빈의 바람직한 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또, 본 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니고, 또, 실시 형태가 복수인 경우에는, 각 실시 형태를 조합해서 구성하는 것도 포함하는 것이다.
[제 1 실시 형태]
도 8은 제 1 실시 형태의 가스 터빈을 나타내는 개략 구성도이다.
제 1 실시 형태에 있어서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(10)은 압축기(11)와, 연소기(12)와, 터빈(13)에 의해 구성되어 있다. 이 가스 터빈(10)은 동축 상에 도시하지 않는 발전기가 연결되어 있어, 발전 가능해진다.
압축기(11)는 공기를 유입하는 공기 취입구(20)를 갖고, 압축기 차실(21) 내에 입구 안내 날개(IGV：Inlet Guide Vane)(22)가 배설됨과 아울러, 복수의 정익(靜翼)(23)과 동익(動翼)(24)이 전후 방향(후술하는 로터(32)의 축 방향)으로 교대로 배설되고, 그 외측에 추기실(25)이 마련되어 있다. 연소기(12)는 압축기(11)로 압축된 압축 공기에 대해서 연료를 공급하고, 점화함으로써 연소 가능해진다. 터빈(13)은 터빈 차실(26) 내에 복수의 정익(27)과 동익(28)이 전후 방향(후술하는 로터(32)의 축 방향)으로 교대로 배설되어 있다. 이 터빈 차실(26)의 하류 측에는, 배기 차실(29)을 거쳐서 배기실(30)이 배설되어 있고, 배기실(30)은 터빈(13)에 연속하는 배기 디퓨저(diffuser)(31)를 갖고 있다.
또, 압축기(11), 연소기(12), 터빈(13), 배기실(30)의 중심부를 관통하도록 로터(회전축)(32)가 위치하고 있다. 로터(32)는 압축기(11)측의 단부가 베어링부(33)에 의해 자유롭게 회전하도록 지지되는 한편, 배기실(30)측의 단부가 베어링부(34)에 의해 자유롭게 회전하도록 지지되어 있다. 그리고, 이 로터(32)는 압축기(11)에서, 각 동익(24)이 장착된 디스크가 복수 중첩되어 고정되고, 터빈(13)에서, 각 동익(28)이 장착된 디스크가 복수 중첩되어 고정되어 있고, 배기실(30)측의 단부에 도시하지 않는 발전기의 구동축이 연결되어 있다.
그리고, 이 가스 터빈(10)은, 압축기(11)의 압축기 차실(21)이 다리부(35)로 지지되고, 터빈(13)의 터빈 차실(26)이 다리부(36)에 의해 지지되고, 배기실(30)이 다리부(37)에 의해 지지되어 있다.
따라서, 압축기(11)의 공기 취입구(20)로부터 유입된 공기가 입구 안내 날개(22), 복수의 정익(23)과 동익(24)을 통과해서 압축됨으로써 고온·고압의 압축 공기로 된다. 연소기(12)에서, 이 압축 공기에 대해서 소정의 연료가 공급되어 연소한다. 그리고, 이 연소기(12)에서 생성된 작동 유체인 고온·고압의 연소 가스가 터빈(13)을 구성하는 복수의 정익(27)과 동익(28)을 통과함으로써 로터(32)를 구동 회전하고, 이 로터(32)에 연결된 발전기를 구동한다. 한편, 터빈(13)을 구동한 연소 가스는 배기 가스로서 대기로 방출된다.
이와 같이 구성된 가스 터빈(10)에서, 압축기(11)는 공기 취입구(20)에 입구 안내 날개(IGV)(22)가 마련되어 있고, 이 입구 안내 날개(22)는 가스 터빈(10)의 부하값이나 흡기 온도 등에 근거해서 그 개방도가 조정된다. 또, 압축기(11)는 유입하는 공기의 온도가 낮으면 공기 중의 수분이 빙결하기 때문에, 압축기의 가압 공기의 일부를 공기 취입구(20)로 유도해서 흡기 온도를 상승시키는 안티아이싱(AI) 기능이 마련되어 있다. 그런데, 안티아이싱의 동작시, 압축기(11)의 가압 공기가 추기되면, 차실 압력이 저하되어 서징 현상의 발생이 완화된다. 한편, 고온의 가압 공기가 압축기(11)로 도입되기 때문에, 흡기 온도가 상승해서 입구 안내 날개(22)의 개방도가 커지고, 서징 현상을 억제하는 흡기 유량이 필요 이상으로 도입되어 버린다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치는 안티아이싱의 동작시에도, 입구 안내 날개(22)의 개방도를 적정의 개방도로 함으로써, 압축기(11)의 흡기 유량을 최적값으로 조정하는 것이다.
도 1은 제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치를 나타내는 구성도, 도 2는 제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치의 구체적인 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
제 1 실시 형태에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(10)의 제어 장치(100)는 제 1 개방도 설정부(101)와, 제 2 개방도 설정부(102)와, 개방도 선택부(103)와, 개방도 제어부(104)를 갖고 있다. 그리고, 제 2 개방도 설정부(102)는 제 1 계산부(111)와, 제 2 계산부(112)를 갖고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(10)은 압축기(11), 연소기(12), 터빈(13), 발전기(14), 제어 장치(100)에 의해 구성되어 있다.
압축기(11)는 그 상류측에 덕트(41)가 접속되어 있고, 덕트(41)의 내부에 온도 센서(42)가 마련되어 있다. 온도 센서(42)는 덕트(41)에 흡기되는 공기의 온도를 검출하고, 흡기 온도값(T)으로서 제어 장치(100)에 출력한다. 또, 압축기(11)는 추기(抽氣) 유로(43)가 마련되어 있다. 추기 유로(43)는 압축기(11)로 가압된 가압 공기의 일부를 압축기(11)의 상류측의 덕트(41)로 되돌리는 것이다. 추기 유로(43)는 중도부에 유량 조정 밸브(44)가 마련되어 있다. 유량 조정 밸브(44)는 제어 장치로부터 출력된 밸브 개방도 지령값(V)에 따라 그 개방도가 제어된다.
또, 압축기(11)는 압축기 차실(21)(도 8 참조)의 내부에 차실 압력 센서(45)가 마련되어 있다. 차실 압력 센서(45)는 검출한 차실 압력을 차실 압력(P)으로서 제어 장치(100)에 출력한다. 압축기(11)는 상술한 바와 같이, 공기 취입구(20)에 입구 안내 날개(IGV：Inlet Guide Vane)(22)가 마련되어 있다. 입구 안내 날개(22)는 가스 터빈(10)의 출력(부하)에 따라 압축기(11)에 흡입되는 공기량(흡기 유량)을 조정하는 가변 날개이며, IGV 구동부(46)에 의해 구동 제어된다. 가스 터빈(10)의 부하는 발전기(14)에 마련된 발전기 출력 검출기(47)에 의해 검출되고, 발전기 출력 검출기(47)는 검출값을 부하값(W)으로 해서 제어 장치(100)에 출력한다.
또, 가스 터빈의 주위에 대기압 센서(48)가 마련되어 있다. 대기압 센서(48)는 대기압을 검출하고, 대기압(P0)으로서 제어 장치(100)에 출력한다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 개방도 설정부(101)는 압축기(11)의 서지 한계를 제외한 요인으로부터 입구 안내 날개(22)의 제 1 개방도를 설정하는 것이다. 이 제 1 개방도는 터빈(13)의 입구 온도에 근거해서 설정되는 입구 안내 날개(22)의 최소 개방도이다. 즉, 입구 안내 날개(22)의 개방도를 크게 하면, 터빈(13)의 입구 온도가 상승하고, 입구 안내 날개(22)의 개방도를 작게 하면, 터빈(13)의 입구 온도가 하강한다. 이 경우, 터빈(13)의 입구 온도는 터빈(13)의 구성 재료의 융점에 따라 상한값을 설정할 필요가 있다. 그 때문에, 제 1 개방도 설정부(101)는 터빈(13)의 입구 온도가 이 상한값을 넘지 않도록 일정의 마진을 갖고 제 1 개방도를 설정할 필요가 있다.
제 2 개방도 설정부(102)는 압축기(11)의 서지 한계로부터 입구 안내 날개(22)의 제 2 개방도를 설정함과 아울러 압축기(11)의 압력에 의해 제 2 개방도를 보정하는 것이다. 이 제 2 개방도는 압축기(11)의 서징의 발생을 억제하기 위해서 설정되는 입구 안내 날개(22)의 최소 개방도이다. 환언하면, 제 2 개방도는 서징이 발생하지 않는 최소 개방도로 일정의 마진을 갖는 개방도이다. 개방도 선택부(103)는 제 1 개방도와 제 2 개방도 중 최대의 개방도를 입구 안내 날개(22)의 개방도로서 선택하는 것이다. 개방도 제어부(104)는 개방도 선택부(103)에 의해 선택된 입구 안내 날개(22)의 개방도에 따라 입구 안내 날개(22)의 개방도를 조정하는 것이다.
구체적으로, 제 1 개방도 설정부(101)는 온도 센서(42)로부터 흡기 온도값(T)이 입력됨과 아울러, 발전기 출력 검출기(47)로부터 부하값(W)이 입력되고, 이 흡기 온도값(T)과 부하값(W)에 근거해서 입구 안내 날개(22)의 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 설정한다. 제 2 개방도 설정부(102)에서, 제 1 계산부(111)는 온도 센서(42)로부터 흡기 온도값(T)이 입력됨과 아울러, 발전기 출력 검출기(47)로부터 부하값(W)이 입력되고, 이 흡기 온도값(T)과 부하값(W)에 근거해서 압축기(11)의 서지 한계와 안티아이싱 동작을 고려해서 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정한다. 또, 제 2 계산부(112)는 압축기(11)의 압력으로서의 차실 압력비(PR)에 근거해서 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 보정한다. 개방도 선택부(103)는 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)과 제 2 IGV 개방도 지령값(S2) 중 최대의 IGV 개방도 지령값(S)을 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)으로서 선택하고, 개방도 제어부(104)는 개방도 선택부(103)에 의해 선택된 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)에 의해 IGV 구동부(46)를 제어해서 입구 안내 날개(22)의 개방도를 조정한다.
이 경우, 제 1 개방도 설정부(101)와 제 2 개방도 설정부(102)의 제 1 계산부(111)는 차실 압력비(PR)를 제외한 파라미터로부터 제 1 IGV 개방도 지령값(S1) 및 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정하고, 제 2 개방도 설정부(102)의 제 2 계산부(112)는 차실 압력비(PR)로부터 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 보정한다.
여기서, 제 1 계산부(111)는 추기 유로(43)에 의한 추기 유량이 적은 제 1 상태의 서지 한계로부터 차실 압력비(PR)를 제외한 파라미터(본 실시 형태에서는, 흡기 온도와 출력)에 근거해서 입구 안내 날개(22)의 제 1 최소 IGV 개방도 지령값(S11)을 설정하고, 제 2 계산부(112)는 제 1 상태의 추기 유로(43)에 의한 추기 유량이 많은 제 2 상태의 서지 한계로부터 차실 압력비(PR)에 근거해서 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)을 설정한다. 여기서, 제 1 상태는 유량 조정 밸브(44)를 폐쇄해서 안티아이싱을 동작시키지 않고, 추기 공기를 터빈(13)의 고온부의 냉각에만 사용하고 있는 상태이다. 또, 제 2 상태는 유량 조정 밸브(44)를 개방해서 안티아이싱을 동작시키고, 추기 공기를 압축기(11)의 공기 취입구(20)와 터빈(13)의 고온부의 양쪽 모두에 공급하고 있는 상태이다. 그리고, 제 2 개방도 설정부(102)는 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)과 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)의 차분(ΔS)을 산출하는 차분 계산부와, 차분 계산부에 의해 산출된 차분(ΔS)을 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)에 가산하는 가산부가 마련되어 있다. 또, 여기서, 차분 계산부에 의해 산출된 차분(ΔS)이 미리 설정된 상한값과 하한값의 사이에 들어가도록 보정하는 제한 보정부가 마련되어 있다. 또한, 개방도 제어부(104)는 입구 안내 날개(22)의 개방도의 개방측의 조정 속도를 입구 안내 날개(22)의 개방도의 폐쇄측의 조정 속도보다 빠르게 설정하고 있다.
또, 제어 장치(100)는 입구 안내 날개(22)의 개방도를 제어하기 위한 IGV 개방도 지령값(S)을 설정할 뿐만 아니라, 안티아이싱 동작을 위한 유량 조정 밸브(44)의 밸브 개방도를 제어하기 위한 밸브 개방도 지령값(V)을 설정한다. 이 밸브 개방도 지령값(V)은 흡기 온도값(T)에 근거해서 산출되는 것이다.
구체적으로, 제어 장치(100)는 제 1 보정 함수(FX1), 제 2 보정 함수(FX2), 제 3 보정 함수(FX3), 제 4 보정 함수(FX4), 제 5 보정 함수(FX5)를 이용해서 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)을 설정하고 있다.
이하, 보정 함수(FX1~FX5)의 기능에 대해 설명한다. 도 3은 제 1 보정 함수를 나타내는 그래프, 도 4는 제 2 보정 함수를 나타내는 그래프, 도 5는 제 3 보정 함수를 나타내는 그래프, 도 6은 제 4 보정 함수를 나타내는 그래프, 도 7은 제 5 보정 함수를 나타내는 그래프이다.
제 1 보정 함수(FX1)는 가스 터빈(10)의 부하에 따른 양의 연소용 공기를 생성할 수 있는 입구 안내 날개(22)의 개방도(IGV 개방도)를 구하는 함수이다. 예를 들면, 작은 부하시에 IGV 개방도를 작게 함으로써 압축기(11)의 흡기 유량을 감소시키고, 큰 부하시에 IGV 개방도를 크게 함으로써 압축기(11)의 흡기 유량을 증대시키는 기능을 갖도록 하고 있다. 이 제 1 보정 함수(FX1)는 기본적으로 도 3에 나타내는 바와 같이, 입력되는 부하값(W)에 대한 증가 함수이다. 즉, 작은 부하에 대해서는 작은 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 출력하고, 큰 부하에 대해서는 큰 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 출력한다.
제 2 보정 함수(FX2)는 압축기(11)의 흡기 온도에 변화가 있는 경우에도, 압축기(11)에 흡기되는 공기의 질량 유량을 설계 기준 온도시와 동등으로 하는 기능을 갖게 하는 함수이다. 제 2 보정 함수(FX2)는 기본적으로 도 4에 나타내는 바와 같이, 입력되는 흡기 온도값(T)에 대한 증가 함수이다. 즉, 낮은 흡기 온도에 대해서는 작은 계수값(N)을 출력하고, 높은 흡기 온도에 대해서는 큰 계수값(N)을 출력한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 승산기(121)에 있어서, 입력되는 부하값(W)에 제 2 보정 함수(FX2)로부터 출력된 계수값(N)을 승산함으로써, 예를 들면, 저기온시는 부하를 외견상 작게 해서 IGV 개방도를 닫는 경향으로 한다. 이것에 의해, 기온 저하에 의한 공기 밀도의 증가에 따른 공기의 질량 유량의 증가를 억제하고, 압축기(11)에 흡기되는 공기의 질량 유량을 설계 기준 온도시와 동등으로 되도록 하고 있다. 반대로, 예를 들면, 고기온시는 부하를 외관상 크게 해서 IGV 개방도를 여는 경향으로 한다. 이것에 의해, 기온 상승에 의한 공기 밀도의 저하에 따른 공기의 질량 유량의 저하를 보충하고, 압축기(11)에 흡기되는 공기의 질량 유량을 설계 기준 온도시와 동등으로 되도록 하고 있다.
제 3 보정 함수(FX3)는 가스 터빈(10)의 부하에 따른 양의 연소용 공기를 생성할 수 있는 입구 안내 날개(22)의 개방도(IGV 개방도)를 구하는 함수이다. 압축기(11)는 IGV 개방도가 큰 경우에, 다량의 공기가 흡기되어 공기 밀도가 증대하는 것에 의한 서징 현상(압축기 실속(失速))이 발생하는 경우가 있다. 이 제 3 보정 함수(FX3)는 이 서징 현상을 억제하기 위해서 기능한다. 이 제 3 보정 함수(FX3)는 기본적으로 도 5에 나타내는 바와 같이, 입력되는 부하값(W)에 대한 증가 함수이다. 즉, 작은 부하에 대해서는 작은 제 1 IGV 개방도 지령값(S11)을 출력하고, 큰 부하에 대해서는 큰 제 1 IGV 개방도 지령값(S11)을 출력한다.
제 4 보정 함수(FX4)는 안티아이싱 동작시에 추기 유로(43)를 통해서 압축기(11)의 상류 측으로 되돌려지는 가압 공기 유량을 보충하도록 IGV 개방도를 제어하는데 사용하는 함수이다. 기본적으로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 입력되는 밸브 개방도 지령값(V)에 대한 증가 함수이다. 즉, 작은 밸브 개방도 지령값(V)에 대해서는 작은 계수값(M)을 출력하고, 큰 밸브 개방도 지령값(V)에 대해서는 큰 계수값(M)을 출력한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 승산기(122)에 있어서, 입력되는 부하값(W)에 제 4 보정 함수(FX4)로부터 출력된 계수값(M)을 승산한다. 이것에 의해, 입구 안내 날개(22)는 추기량이 많은 저기온시는 여는 경향으로 되도록 제어되고, 연소기(12)에 공급되는 연소용 공기가 보충된다. 즉 안티아이싱을 위해서 추기되어 감소된 가압 공기량이 보충된다. 또, 제 4 보정 함수(FX4)는 흡기 온도값(T)에 대한 증가 함수로 되어 있다.
제 5 보정 함수(FX5)는 안티아이싱 동작시에, 차실 압력비(PR)에 따른 IGV 개방도를 설정하기 위한 함수이다. 안티아이싱의 동작시, 압축기(11)의 가압 공기가 추기되면, 차실 압력비(PR)가 저하되어 서징 현상의 발생이 완화되지만, 고온의 가압 공기가 압축기(11)에 도입되기 때문에, 흡기 온도가 상승해서 입구 안내 날개(22)의 개방도가 커지고, 서징 현상을 억제하는 흡기 유량이 필요 이상으로 증가해 버린다. 제 5 보정 함수(FX5)는 이 현상을 억제하기 위한 함수이다. 제 5 보정 함수(FX5)는 기본적으로 도 7에 나타내는 바와 같이, 입력되는 차실 압력비(PR)에 대한 증가 함수이다. 차실 압력비(PR)가 낮으면, 유입하는 가압 공기 유량이 적어도 되기 때문에, 이것을 보충하도록 입구 안내 날개(22)를 폐쇄측으로 조정해서 안티아이싱 동작의 영향에 의해 흡입 공기량이 증가하지 않도록 하고 있다. 즉, 작은 차실 압력비(PR)에 대해서는 작은 IGV 개방도 지령값(S12)을 출력하고, 큰 차실 압력비(PR)에 대해서는 큰 IGV 개방도 지령값(S12)을 출력한다.
여기서, 가스 터빈(10)에 있어서의 구체적인 제어에 대해 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 온도 센서(42)는 덕트(41) 내의 온도를 검출하고, 흡기 온도값(T)으로서 제어 장치(100)에 출력한다. 발전기 출력 검출기(47)는 발전기(14)의 출력을 검출하고, 부하값(W)으로서 제어 장치(100)에 출력한다. 차실 압력 센서(45)는 압축기(11)에 있어서의 압축기 차실(21) 내의 압력을 검출하고, 차실 압력(P)으로서 제어 장치(100)에 출력한다. 대기압 센서(48)는 대기압을 검출하고, 대기압(P0)으로서 제어 장치(100)에 출력한다.
제어 장치(100)에서, 온도 센서(42)로부터의 흡기 온도값(T)에 대해서 제 2 보정 함수(FX2)를 이용해서 계수값(N)을 구하고, 제 1 승산기(121)는 발전기 출력 검출기(47)로부터의 부하값(W)에 계수값(N)을 승산하고, 제 1 보정 함수(FX1)에 의해 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 산출한다(제 1 개방도 설정부(101)). 또, 제어 장치(100)에서, 온도 센서(42)로부터의 흡기 온도값(T)에 대해서 제 4 보정 함수(FX4)를 이용해서 계수값(M)을 구하고, 제 2 승산기(122)는 발전기 출력 검출기(47)로부터의 부하값(W)에 계수값(M)을 승산하고, 제 3 보정 함수(FX3)에 의해 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)을 산출한다(제 2 개방도 설정부(102)의 제 1 계산부(111)).
또, 제어 장치(100)에서, 제 1 가산기(123)는 차실 압력 센서(45)로부터의 차실 압력(P)에 대기압 센서(48)로부터의 대기압(P0)을 가산하고, 제 1 제산기(124)는 차실 압력(P)과 대기압(P0)의 가산값을 대기압(P0)으로 제산해서 차실 압력비(PR)를 산출한다(제 2 개방도 설정부(102)의 제 2 계산부(112)). 이 차실 압력비(PR)에 대해서 제 5 보정 함수(FX5)를 이용해서 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)을 구한다. 판정기(125)는 안티아이싱의 ON 신호에 따라서 채용하는 IGV 개방도 지령값(S11, S12)을 선택한다(개방도 선택부(103)).
즉, 제어 장치(100)는 안티아이싱의 ON 신호의 입력이 없고, 안티아이싱 동작이 없는 상태(OFF)일 때, 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)을 선택한다. 그리고, 차분 계산기(126)는 선택된 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)과 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)의 차분(ΔS)을 산출한다(차분 계산부). 여기서, 선택된 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)은 비교 대상이 되는 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)과 동일하기 때문에, 차분(ΔS)은 0으로 된다.
한편, 안티아이싱의 ON 신호의 입력이 있고, 안티아이싱 동작이 있는 상태(ON)일 때, 차분 계산기(126)는 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)을 선택한다. 그리고, 선택된 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)과 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)의 차분(ΔS)을 산출한다(차분 계산부). 속도 제한기(127)는 IGV 개방도를 변경하는 경우, 증가측은 빠르게 변경하고, 감소측은 천천히(느리게) 변경하도록 설정한다. 개방도 제한기(128)는 차분(ΔS)이 상한값과 하한값의 사이에 들어가도록 보정한다(제한 보정부).
제 2 가산기(129)는 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)에 차분(ΔS)을 가산함으로써, 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 산출한다. 높은 값 선택부(130)는 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)과 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 비교하고, 높은 쪽의 IGV 개방도 지령값을 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)으로서 선택한다(개방도 선택부(103)).
이와 같이 제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에 있어서는, 제 2 개방도 설정부(102)와 상이한 제어에 의해 입구 안내 날개(22)의 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 설정하는 제 1 개방도 설정부(101)와, 압축기(11)의 서지 한계로부터 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정함과 아울러 압축기(11)의 압력에 의해 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 보정하는 제 2 개방도 설정부(102)와, 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)과 제 2 IGV 개방도 지령값(S2) 중 최대의 개방도를 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)으로서 선택하는 개방도 선택부(103)와, 개방도 선택부(103)에 의해 선택된 IGV 개방도 지령값(S)에 따라 입구 안내 날개(22)의 개방도를 조정하는 개방도 제어부(104)를 마련하고 있다.
따라서, 제 2 개방도 설정부(102)와 상이한 제어, 예를 들면, 압축기(11)의 서지 한계를 제외한 요인으로부터 입구 안내 날개(22)의 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 설정함과 아울러, 압축기(11)의 서지 한계로부터 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정해서 압축기(11)의 압력에 따라 보정하고, 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)과 제 2 IGV 개방도 지령값(S2) 중 최대의 개방도를 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)으로서 선택하고, 선택된 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)에 따라 입구 안내 날개(22)의 개방도를 조정한다. 그 때문에, 압축기(11)의 서지 한계로부터 구한 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 압축기(11)의 압력에 의해 보정하는 것이 가능해지고, 추기 유로(43)에 의해 압축기(11)의 가압 공기의 일부가 추기되면, 압축기(11)의 압력이 저하되기 때문에, 압축기(11)에서의 서징 현상의 발생이 완화되고, 이때, 입구 안내 날개(22)의 개방도가 압축기(11)의 압력에 따라 보정되기 때문에, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것이 억제되고, 압축기(11)에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있음과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 압축기(11)의 압력은 압축기(11)의 차실 압력, 외기 압력과 차실 압력으로부터 산출되는 차실 압력비, 압축기(11)에 있어서의 소정의 위치의 압력으로부터 추정한 추정 차실 압력 또는 추정 차실 압력비 중 적어도 어느 하나로 하고 있다.
따라서, 압축기(11)의 압력으로서, 차실 압력, 차실 압력비, 추정 차실 압력 또는 추정 차실 압력비를 이용함으로써, 제 2 개방도를 고정밀도로 설정할 수 있다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 제 2 개방도 설정부(102)는 압축기(11)의 압력을 제외한 파라미터로부터 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정하고, 제 2 개방도 설정부(102)는 차실 압력비(PR)로부터 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 보정한다. 따라서, 제 2 개방도 설정부(102)가 차실 압력비(PR)에 의해 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 보정함으로써, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것이 억제되어, 압축기(11)에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 제 2 개방도 설정부(102)는 추기 유로(43)에 의한 소정의 추기 유량이 확보되는 제 1 상태의 서지 한계로부터 입구 안내 날개(22)의 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)을 설정하는 제 1 계산부(111)와, 제 1 상태보다 추기 유로(43)에 의한 추기 유량이 많은 제 2 상태의 서지 한계로부터 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)을 설정하는 제 2 계산부(112)를 마련하고 있다. 따라서, 추기 유량의 대소에 관계없이, 서지 한계를 고려한 입구 안내 날개(22)의 개방도를 적정하게 설정할 수 있다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 제 1 계산부(111)는 차실 압력비(PR)를 제외한 파라미터에 근거해서 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)을 산출하고, 제 2 계산부(112)는 차실 압력비(PR)에 근거해서 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)을 산출하고 있다. 따라서, 추기 유량이 많을 때는, 차실 압력비(PR)와 서지 한계로부터 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)을 설정하기 때문에, 추기 유량이 많을 때에 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것을 억제할 수 있다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 제 2 개방도 설정부(102)는 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)과 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)의 차분(ΔS)을 산출하는 차분 계산부와, 차분 계산부에 의해 산출된 차분을 제 1 계산부(111)에 의해 산출된 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)에 가산하는 가산부를 마련하고 있다. 따라서, 추기 유량의 대소에 관계없이, 서지 한계를 고려한 입구 안내 날개(22)의 개방도를 적정하게 설정할 수 있다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 차분 계산부에 의해 산출된 차분(ΔS)이 미리 설정된 상한값과 하한값의 사이에 들어가도록 보정하는 제한 보정부를 마련하고 있다. 따라서, 차분(ΔS)이 이상값으로 되는 것이 저지되어, 입구 안내 날개(22)의 개방도의 이상 변화로 인한 흡기 유량의 대폭적인 증대나 감소를 억제할 수 있다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 제 1 개방도 설정부(101)는 터빈(13)의 입구 온도에 근거해서 입구 안내 날개(22)의 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 설정하고 있다. 따라서, 배기 가스 온도의 저하를 억제해서 배기 가스 중의 일산화탄소의 증가를 억제함으로써, 이미션을 보증할 수 있다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 개방도 제어부(104)는 입구 안내 날개(22)의 개방도의 개방측의 조정 속도를 폐쇄측의 조정 속도보다 빠르게 설정하고 있다. 따라서, 입구 안내 날개(22)의 개방도를 크게 할 때는 빠르게 개방하고, 입구 안내 날개(22)의 개방도를 작게 할 때는 천천히 폐쇄함으로써, 배기 가스 온도의 급속한 저하를 억제시켜 이미션을 보증할 수 있다.
제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에서는, 추기 유로(43)는 압축기(11)로 가압된 공기의 일부를 뽑아서 압축기(11)의 공기 취입구(20)로 유도하는 안티아이싱 동작을 가능으로 하고 있다. 따라서, 공기 취입구(20)의 빙결을 방지하는 것이다.
또, 제 1 실시 형태의 가스 터빈의 제어 방법에 있어서는, 제 2 개방도 설정 스텝과 상이한 제어에 의해 입구 안내 날개(22)의 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 설정하는 제 1 개방도 설정 스텝과, 압축기(11)의 서지 한계로부터 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정함과 아울러 압축기(11)의 압력에 의해 보정하는 제 2 개방도 설정 스텝과, 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)과 제 2 IGV 개방도 지령값(S2) 중 최대의 개방도를 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)으로서 선택하는 개방도 선택 스텝과, 선택된 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)에 의해 입구 안내 날개(22)의 개방도를 조정하는 개방도 제어 스텝을 마련하고 있다. 따라서, 추기 유로(43)에 의해 압축기(11)의 가압 공기의 일부가 추기되면, 압축기(11)의 압력이 저하되기 때문에, 압축기(11)에서의 서징 현상의 발생이 완화되고, 이때, 입구 안내 날개(22)의 개방도가 압축기(11)의 압력에 따라 보정되기 때문에, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것이 억제되어, 압축기(11)에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있음과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
또, 가스 터빈의 제어 프로그램에 있어서, 제 2 개방도 설정 처리와 상이한 제어에 의해 입구 안내 날개(22)의 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 설정하는 제 1 개방도 설정 처리와, 압축기(11)의 서지 한계로부터 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정함과 아울러 압축기(11)의 압력에 의해 보정하는 제 2 개방도 설정 처리와, 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)과 제 2 IGV 개방도 지령값(S2) 중 최대의 개방도를 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)으로서 선택하는 개방도 선택 처리와, 선택된 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)에 따라 입구 안내 날개(22)의 개방도를 조정하는 개방도 제어 처리를 컴퓨터로 하여금 실행하게 한다. 따라서, 추기 유로(43)에 의해 압축기(11)의 가압 공기의 일부가 추기되면, 압축기(11)의 압력이 저하되기 때문에, 압축기(11)에서의 서징 현상의 발생이 완화되고, 이때, 입구 안내 날개(22)의 개방도가 압축기(11)의 압력에 따라 보정되기 때문에, 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 것이 억제되어 압축기(11)에 의한 최적의 흡기 유량을 확보할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있음과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
또, 가스 터빈에 있어, 압축기(11)와, 연소기(12)와, 터빈(13)과, 압축기(11)의 입구에 마련되어 유입하는 공기량을 조정하는 입구 안내 날개(22)와, 압축기(11)로 가압된 공기의 일부를 뽑아내는 추기 유로(43)와, 제어 장치(100)를 마련하고 있다. 따라서, 배기 가스 중의 일산화탄소를 감소시켜 이미션을 보증할 수 있음과 아울러, 설비의 증대로 인한 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
또, 상술한 제 1 실시 형태에서, 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)과 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)의 차분(ΔS)을 산출하고, 이 차분(ΔS)을 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)에 가산해서 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정했지만, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 밸브 개방도 지령값(V)=0일 때는, 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 선택하고, 개방도 지령값(V)＞0일 때는, 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 선택하도록 해도 좋다.
[제 2 실시 형태]
도 9는 제 2 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치를 나타내는 개략 구성도, 도 10은 제 6 보정 함수를 나타내는 그래프, 도 11은 제 6 보정 함수로부터 IGV 개방도를 구하기 위한 그래프이다. 또, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 2 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치는 안티아이싱의 동작시에도, 입구 안내 날개(22)의 개방도를 적정의 개방도로 함으로써, 압축기(11)의 흡기 유량을 최적값으로 조정하는 것이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(10)의 제어 장치(200)는 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 개방도 설정부(101)와, 제 2 개방도 설정부(102)와, 개방도 선택부(103)와, 개방도 제어부(104)를 가지며, 제 2 개방도 설정부(102)는 제 1 계산부(111)와 제 2 계산부(112)(도 1 참조)를 가지고 있다.
여기서, 구체적으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 개방도 설정부(101)는 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 흡기 온도값(T)과 부하값(W)에 근거해서 입구 안내 날개(22)의 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 설정한다. 제 1 계산부(111)는 흡기 온도값(T)과 부하값(W)에 근거해서 차실 압력비(PR)에 의해 압축기(11)의 서지 한계를 고려하고, 안티아이싱의 비동작시에 있어서의 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정한다. 제 2 계산부(112)는 흡기 온도값(T)과 부하값(W)에 근거해서 차실 압력비(PR)에 의해 압축기(11)의 서지 한계를 고려하고, 안티아이싱의 동작시에 있어서의 입구 안내 날개(22)의 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정한다. 그리고, 제 2 개방도 설정부(102)는 안티아이싱의 동작 정도(AI 정도)에 따라서 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정한다.
제 2 실시 형태의 제어 장치(200)는 제 1 실시 형태의 제 1 보정 함수(FX1), 제 2 보정 함수(FX2), 제 3 보정 함수(FX3), 제 4 보정 함수(FX4)를 이용함과 아울러, 제 5 보정 함수(FX5)를 대신해 제 6 보정 함수(FX6)를 이용해서 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)을 설정하고 있다.
제 6 보정 함수(FX6)는 안티아이싱 동작시에, 차실 압력비(PR)에 따른 IGV 개방도를 설정하기 위한 함수이다. 제 6 보정 함수(FX6)는 안티아이싱의 동작시, 입구 안내 날개(22)의 개방도가 커져서 흡기 유량이 필요 이상으로 증가되는 현상을 억제하기 위한 함수이다. 여기서, 안티아이싱의 동작 정도는 차실 압력비(PR)에 따라 설정된다. 즉, 유량 조정 밸브(44)의 개방도에 따라서 차실 압력(P)이 변화하기 때문에, 유량 조정 밸브(44)의 개방도와 차실 압력(P)의 관계가 미리 설정되어 있다. 유량 조정 밸브(44)의 개방도가 0이고 소정의 차실 압력(P)일 때, 안티아이싱의 동작 정도는 0이다. 한편, 유량 조정 밸브(44)의 개방도가 최대이고 소정의 차실 압력(P)일 때, 안티아이싱의 동작 정도는 MAX이다. 제 6 보정 함수(FX6)는 기본적으로 도 10에 나타내는 바와 같이, 입력되는 차실 압력비(PR)에 따른 AI 정도의 함수이며, AI 정도(차실 압력비(PR))에 대해서 계수값(Y)(0~1.0)을 출력한다.
여기서, 가스 터빈(10)에 있어서의 구체적인 제어에 대해 설명한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(200)에서, 온도 센서(42)로부터의 흡기 온도값(T)에 대해서 제 2 보정 함수(FX2)를 이용해서 계수값(N)을 구하고, 제 1 승산기(121)는 발전기 출력 검출기(47)로부터의 부하값(W)에 계수값(N)을 승산하고, 제 1 보정 함수(FX1)에 의해 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)을 산출한다(제 1 개방도 설정부(101)). 또, 제어 장치(200)에서, 온도 센서(42)로부터의 흡기 온도값(T)에 대해서 제 4 보정 함수(FX4)를 이용해서 계수값(M)을 구하고, 제 2 승산기(122)는 발전기 출력 검출기(47)로부터의 부하값(W)에 계수값(M)을 승산하고, 제 3 보정 함수(FX3)에 의해 제 2 IGV 개방도 지령 기준값(S11)을 산출한다(제 2 개방도 설정부(102)).
또, 제어 장치(200)에서, 제 1 가산기(123)는 차실 압력 센서(45)로부터의 차실 압력(P)에 대기압 센서(48)로부터의 대기압(P0)을 가산하고, 제 1 제산기(124)는 차실 압력(P)과 대기압(P0)의 가산값을 대기압(P0)으로 제산해서 차실 압력비(PR)를 산출한다(제 2 개방도 설정부(102)). 그리고, 제 2 승산기(122)가 부하값(W)에 계수값(M)을 승산한 값에 대해서, 차실 압력비(PR)와 제 6 보정 함수(FX6)에 의해 안티아이싱의 동작 정도에 따른 계수값(Y)을 설정하고, 도 11에 나타내는 부하값(W)에 대한 IGV 개방도의 맵을 이용해서 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S13)을 구한다. 여기서, 도 11에 나타내는 부하값(W)에 대한 IGV 개방도의 맵은 안티아이싱 동작이 없는 AI=0과 안티아이싱 동작이 있는 AI=max의 2 종류가 미리 설정되어 있고, 제 6 보정 함수(FX6)의 계수값(Y)을 이용해서 출력한다.
그리고, 판정기(125)는 안티아이싱의 ON 신호에 따라서 채용하는 IGV 개방도 지령값(S11, S13)을 선택한다(개방도 선택부(103)).
즉, 제어 장치(200)는 안티아이싱의 ON 신호의 입력이 없을 때(OFF), 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)을 선택한다. 한편, 안티아이싱의 ON 신호의 입력이 있고, 안티아이싱 동작이 있을 때(ON), 차분 계산기(126)는 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S13)을 선택한다. 그리고, 선택된 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S13)과 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)의 차분(ΔS)을 산출한다. 속도 제한기(127)는 IGV 개방도를 변경하는 경우, 증가측은 빠르게 변경하고, 감소측은 천천히(느리게) 변경하도록 설정한다. 개방도 제한기(128)는 차분(ΔS)이 상한값과 하한값의 사이에 들어가도록 보정한다. 제 2 가산기(129)는 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)에 차분(ΔS)을 가산함으로써, 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 산출한다.
높은 값 선택부(130)은 제 1 IGV 개방도 지령값(S1)과 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 비교하고, 높은 쪽의 IGV 개방도 지령값을 입구 안내 날개(22)의 IGV 개방도 지령값(S)으로서 선택한다(개방도 선택부(103)).
이와 같이 제 2 실시 형태의 가스 터빈의 제어 장치에 있어서는, 제 2 개방도 설정부(102)는 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S12)을 차실 압력비(PR)에 따라 보정하는 개방도 보정부와, 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)에, 보정한 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S13)과 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)의 차분(ΔS)을 가산하는 가산부를 마련하고 있다.
따라서, 추기 유량이 많을 때의 제 2 IGV 최소 개방도 지령값을 차실 압력비(PR)에 따라 보정해서, 제 1 최소 개방도 지령값(S11)에, 보정한 제 2 IGV 최소 개방도 지령값(S13)과 제 1 IGV 최소 개방도 지령값(S11)의 차분(ΔS)을 가산함으로써, 차실 압력비(PR)에 따른 입구 안내 날개(22)의 개방도를 적정하게 설정할 수 있다. 이 경우, 차실 압력비(PR)에 따라서 안티아이싱 동작 정도를 산출하고, 안티아이싱 동작 정도에 따라서 제 6 보정 함수(FX6)를 이용해서 제 2 IGV 개방도 지령값(S2)을 설정함으로써, 기존의 센서를 이용해서 용이하게 입구 안내 날개(22)의 개방도를 적정하게 설정할 수 있다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 압축기의 서지 한계로부터 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 보정하는 압축기의 압력으로서 차실 압력비를 적용했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 차실 압력이어도 좋고, 또, 압축기에 있어서의 각 단이나 입구부, 출구부의 압력에 근거해서 차실 압력이나 차실 압력비를 산출, 추정해도 좋다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 제 1 개방도 설정부 및 제 2 개방도 설정부가 흡기 온도값과 부하값을 이용해서 입구 안내 날개의 IGV 개방도 지령값을 설정했지만, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 배기 가스 온도에 근거해서 입구 안내 날개의 IGV 개방도 지령값을 설정해도 좋다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 가압 공기를 압축기의 공기 취입구로 되돌리는 안티아이싱 기능을 구성하는 추기 유로로서 적용했지만, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 가압 공기를 배기 덕트에 배출하는 추기 유로로서 적용해도 좋다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 각 개방도 설정부(101, 102)가 압축기(11)의 흡기 온도에 근거해서 입구 안내 날개(22)의 개방도를 조정하도록 구성했지만, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 외기 온도에 근거해서 입구 안내 날개(22)의 개방도를 조정해도 좋다.
또, 상술한 제 2 실시 형태에서는, 차실 압력비(PR)에 따라서 제 6 보정 함수(FX6)를 설정했지만, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 유량 조정 밸브(44)의 개방도, 추기 유로(43)의 유량에 근거해서 제 6 보정 함수(FX6)를 설정해도 좋다.
10 : 가스 터빈 11 : 압축기
12 : 연소기 13 : 터빈
14 : 발전기 22 : 입구 안내 날개(IGV)
42 : 온도 센서 43 : 추기 유로
44 : 유량 조정 밸브 45 : 차실 압력 센서
46 : IGV 구동부 47 : 발전기 출력 검출기
48 : 대기압 센서 100, 200 : 제어 장치
101 : 제 1 개방도 설정부 102 : 제 2 개방도 설정부
103 : 개방도 선택부 104 : 개방도 제어부
111 : 제 1 계산부 112 : 제 2 계산부

Claims (15)

  1. 압축기와,
    연소기와,
    터빈과,
    상기 압축기의 입구에 마련되어 상기 압축기에 유입하는 공기량을 조정하는 입구 안내 날개와,
    상기 압축기로 가압된 공기의 일부를 뽑아내는 추기(抽氣) 유로(extraction air flow channel)
    를 구비하는 가스 터빈에서,
    상기 압축기의 서지 한계로부터 상기 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 설정함과 아울러 상기 압축기의 압력에 따라 상기 제 2 개방도를 보정하는 제 2 개방도 설정부와,
    상기 제 2 개방도 설정부와 상이한 제어에 의해 상기 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정하는 제 1 개방도 설정부와,
    상기 제 1 개방도와 상기 제 2 개방도 중 최대의 개방도를 상기 입구 안내 날개의 개방도로서 선택하는 개방도 선택부와,
    상기 개방도 선택부에 의해 선택된 상기 입구 안내 날개의 개방도에 따라 상기 입구 안내 날개의 개방도를 조정하는 개방도 제어부
    를 가지며,
    상기 제 2 개방도 설정부는, 상기 추기 유로에 의한 소정의 추기 유량이 확보되는 제 1 상태에서 선택되는 상기 입구 안내 날개의 제 1 최소 개방도를 설정하는 제 1 계산부와, 상기 제 1 상태보다 상기 추기 유로에 의한 추기 유량이 많은 제 2 상태에서 선택되는 상기 입구 안내 날개의 제 2 최소 개방도를 설정하는 제 2 계산부를 갖는
    것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개방도 설정부는 상기 압축기의 서지 한계를 제외한 요인으로부터 상기 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 압축기의 압력은 상기 압축기의 차실 압력, 외기 압력과 차실 압력으로부터 산출되는 차실 압력비, 상기 압축기에 있어서의 소정의 위치의 압력으로부터 추정한 추정 차실 압력 또는 추정 차실 압력비 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 개방도 설정부는 상기 압축기의 압력을 제외한 파라미터로부터 상기 제 2 개방도를 설정하고, 상기 제 2 개방도 설정부는 상기 차실 압력비로부터 상기 제 2 개방도를 보정하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 계산부는 상기 압축기의 압력을 제외한 파라미터에 근거해서 상기 제 1 최소 개방도를 산출하고, 상기 제 2 계산부는 상기 압축기의 압력에 근거해서 상기 제 2 최소 개방도를 산출하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 개방도 설정부는 상기 제 1 최소 개방도와 상기 제 2 최소 개방도의 차분을 산출하는 차분 계산부와, 상기 차분 계산부에 의해 산출된 차분을 상기 제 1 계산부에 의해 산출된 상기 제 1 최소 개방도에 가산하는 가산부를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 차분 계산부에 의해 산출된 차분이 미리 설정된 상한값과 하한값의 사이에 들어가도록 보정하는 제한 보정부가 마련되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 개방도 설정부는 상기 제 2 최소 개방도를 상기 압축기의 압력에 따라 보정하는 개방도 보정부와, 상기 제 1 최소 개방도와 상기 제 2 최소 개방도의 보정값과의 차분을 상기 제 1 최소 개방도에 가산하는 가산부를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 개방도 설정부는 상기 터빈의 입구 온도에 근거해서 상기 입구 안내 날개의 최소 개방도를 설정하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 개방도 제어부는 상기 입구 안내 날개의 개방도의 개방측의 조정 속도를 상기 입구 안내 날개의 개방도의 폐쇄측의 조정 속도보다 빠르게 설정하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 추기 유로는 상기 압축기로 가압된 공기의 일부를 빼내어, 상기 압축기의 공기 취입구로 유도하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 장치.
  12. 압축기와,
    연소기와,
    터빈과,
    상기 압축기의 입구에 마련되어 상기 압축기에 유입하는 공기량을 조정하는 입구 안내 날개와,
    상기 압축기로 가압된 공기의 일부를 뽑아내는 추기 유로
    를 구비하는 가스 터빈에서,
    상기 압축기의 서지 한계로부터 상기 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 설정함과 아울러 상기 압축기의 압력에 따라 상기 제 2 개방도를 보정하는 제 2 개방도 설정 스텝과,
    상기 제 2 개방도 설정 스텝과 상이한 제어에 의해 상기 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정하는 제 1 개방도 설정 스텝과,
    상기 제 1 개방도와 상기 제 2 개방도 중 최대의 개방도를 상기 입구 안내 날개의 개방도로서 선택하는 개방도 선택 스텝과,
    선택된 상기 입구 안내 날개의 개방도에 따라 상기 입구 안내 날개의 개방도를 조정하는 개방도 제어 스텝을 갖되,
    상기 제 2 개방도 설정 스텝은, 상기 추기 유로에 의한 소정의 추기 유량이 확보되는 제 1 상태에서 선택되는 상기 입구 안내 날개의 제 1 최소 개방도를 설정하는 제 1 계산 스텝과, 상기 제 1 상태보다 상기 추기 유로에 의한 추기 유량이 많은 제 2 상태에서 선택되는 상기 입구 안내 날개의 제 2 최소 개방도를 설정하는 제 2 계산 스텝을 포함하는
    것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 방법.
  13. 압축기와,
    연소기와,
    터빈과,
    상기 압축기의 입구에 마련되어 상기 압축기에 유입하는 공기량을 조정하는 입구 안내 날개와,
    상기 압축기로 가압된 공기의 일부를 뽑아내는 추기 유로
    를 구비하는 가스 터빈에서,
    상기 압축기의 서지 한계로부터 상기 입구 안내 날개의 제 2 개방도를 설정함과 아울러 상기 압축기의 압력에 따라 상기 제 2 개방도를 보정하는 제 2 개방도 설정 처리 - 상기 제 2 개방도 설정 처리는, 상기 추기 유로에 의한 소정의 추기 유량이 확보되는 제 1 상태에서 선택되는 상기 입구 안내 날개의 제 1 최소 개방도를 설정하는 제 1 계산 처리와, 상기 제 1 상태보다 상기 추기 유로에 의한 추기 유량이 많은 제 2 상태에서 선택되는 상기 입구 안내 날개의 제 2 최소 개방도를 설정하는 제 2 계산 처리를 포함함 - 와,
    상기 제 2 개방도 설정 처리와 상이한 제어에 의해 상기 입구 안내 날개의 제 1 개방도를 설정하는 제 1 개방도 설정 처리와,
    상기 제 1 개방도와 상기 제 2 개방도 중 최대의 개방도를 상기 입구 안내 날개의 개방도로서 선택하는 개방도 선택 처리와,
    선택된 상기 입구 안내 날개의 개방도에 따라 상기 입구 안내 날개의 개방도를 조정하는 개방도 제어 처리
    를 컴퓨터로 하여금 실행하게 하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 제어 프로그램을 기억하는 비일시적 기억 매체.
  14. 압축기와,
    연소기와,
    터빈과,
    상기 압축기의 입구에 마련되어 상기 압축기에 유입하는 공기량을 조정하는 입구 안내 날개와,
    상기 압축기로 가압된 공기의 일부를 뽑아내는 추기 유로와,
    청구항 1 또는 2에 기재된 가스 터빈의 제어 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  15. 삭제
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