KR20200065081A - 제어 장치, 가스 터빈, 제어 방법 및 프로그램 - Google Patents

Abstract

제어 장치는 가스 터빈의 목표 출력과 실제의 출력의 편차에 근거하는 피드백 제어에 의해 연료 유량 지령 값을 출력하는 통상 제어와, 피드백 제어를 실행하는 일없이 가스 터빈의 출력을 소정의 제 1 시간에서 소정의 목표 출력까지 저하시키는 연료 유량 지령 값을 출력하는 부하 강하 제어 중 어느 하나를 선택하여 실행하고, 부하 강하 제어가 선택된 경우, 부하 강하 제어의 실행과 병행하여, 공연비가 소정 범위에 들어가도록 가스 터빈의 압축기에 유입되는 공기 유량을 저하시키는 제어를 실행한다.

Description

제어 장치, 가스 터빈, 제어 방법 및 프로그램

본 발명은 제어 장치, 가스 터빈, 제어 방법 및 프로그램에 관한 것이다.

본원은 2017년 12월 28일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제 2017-253217 호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

가스 터빈 발전 플랜트에서 이상이 생겼을 경우, 부하 차단을 실행하여 대처하는 일이 있다. 부하 차단을 실행하면, 가스 터빈은 정지한다. 발전 플랜트로부터 다시 전력을 공급하기 위해서는, 가스 터빈을 재가동할 필요가 있다. 그 때문에, 발전 사업자는 부하 차단으로부터 재가동하여 다시 전력 공급이 가능해질 때까지의 동안, 발전에 의한 이익 기회를 일실(逸失)한다. 이에 대해, 이상이 생겼을 경우에서도, 가스 터빈을 정지하는 일 없이, 부하를 낮춘 상태로 운전을 계속하고, 이상에의 대처가 완료한 후에 정격 출력까지 회복시키는 운전에 대한 요구가 있다. 이러한 운전이 가능하면, 발전 사업자는 발전 기회의 일실을 회피할 수 있다.

특허문헌 1에는, 부하 차단 시에 있어서의 복수의 연료 계통에 대한 연료 배분의 제어 방법에 대해서 기재되어 있다. 특허문헌 1의 제어 방법에 의하면, 부하 차단시에 연소기에서의 실화(失和)를 막을 수 있다.

일본 특허 공개 제 2014-159786 호 공보

부하 차단 대신에 상기의 운전을 실현하기 위해서는, 안전 확보나 기기 보호를 위해서 급속하게, 예를 들면, 800%/분 이상의 속도로 부하를 강하시키면서, 가스 터빈의 운전을 계속해야 한다. 이 운전을 실현하기 위해서는, 1) 압축기의 서지를 회피하면서 압축기의 공기 흡입량을 저하시킨다, 2) 연소기의 실화를 막는다고 하는 기술 과제가 존재한다. 지금까지, 이러한 기술 과제를 해결하는 기술은 제공되어 있지 않다.

본 발명은 상술의 과제를 해결할 수 있는 제어 장치, 가스 터빈, 제어 방법 및 프로그램을 제공한다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 제어 장치는 가스 터빈의 목표 출력과 실제의 출력의 편차에 근거하는 피드백 제어에 의해 연료 유량 지령 값을 산출하는 통상 제어와, 피드백 제어를 실행하는 일 없이 상기 가스 터빈의 출력을 소정의 제 1 시간에서 소정의 목표 출력까지 저하시키는 상기 연료 유량 지령 값을 산출하는 부하 강하 제어 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 연료 유량 지령 산출부와, 상기 연료 유량 지령 산출부에 의한 상기 부하 강하 제어의 실행과 병행하여, 연공비(燃空比)가 소정 범위에 들어가도록 상기 가스 터빈의 압축기에 유입되는 공기 유량을 저하시키는 제어를 실행하는 공기 흡입 유량 제어부를 구비한다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 상기 부하 강하 제어를 선택한 경우, 연료 유량 지령 산출부는 상기 연료 유량 지령 값을 상기 목표 출력에 상당하는 값으로 저하시킬 때까지의 저하 속도를, 대기 온도에 따라 변경한다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 상기 부하 강하 제어가 선택된 경우에, 상기 연료 유량 지령 값을 상기 목표 출력에 상당하는 값으로 저하시킬 때까지의 제 1 시간과, 상기 압축기에 유입되는 공기 유량을 소정의 목표 유량으로 저하시킬 때까지의 제 2 시간의 차이가 소정의 값 이하이다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 상기 제 1 시간 및 제 2 시간이 2초 이상 5초 이하의 범위이다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 상기 부하 강하 제어가 선택된 경우의 상기 가스 터빈의 출력의 저하 속도가 100%/분보다 고속이다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 상기 부하 강하 제어가 선택된 경우의 상기 가스 터빈의 출력의 저하 속도가 800%/분 이상, 2000%/분 이하이다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 상기 부하 강하 제어가 선택된 경우의 상기 가스 터빈의 상기 목표 출력이 상기 가스 터빈의 정격 출력의 30% 이상 40% 이하이다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 상기 제어 장치는 상기 부하 강하 제어 시에 상기 가스 터빈의 연소기에서 이상 연소가 발생하고 있는 경우, 상기 연료 유량 지령 값이 상기 목표 출력에 상당하는 값에 도달하는 타이밍에서, 상기 연소기에 마련된 복수의 노즐 중, 가장 상류측에 마련된 제 1 노즐로부터의 연료 공급을 정지하는 정지 제어와, 상기 제 1 노즐을 제외한 다른 상기 노즐 사이에서의 연료 공급 배분비를 상기 정지 제어 후의 배분비로 전환하는 배분 전환 제어를 실행하는 연료 배분 제어부를 더 구비한다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 상기 연료 배분 제어부는 상기 제 1 노즐을 제외한 다른 상기 노즐 중, 상기 연소기에서 형성되는 예혼합 화염을 보염(保炎)하는 예혼 화염을 형성하기 위한 상기 노즐의 상기 연료 공급 배분비에 대해서, 상기 제 1 노즐로부터의 연료 공급의 정지에 의한 일시적인 연료 공급량의 감소를 보충하는 보정을 실행한다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 상기 제어 장치는 상기 가스 터빈의 연소기에 마련된 복수의 노즐 중, 연소 진동에 관계하는 제 2 노즐에 대한 연료 배분비에 대해서, 상기 부하 강하 제어 시의 하나의 시각에 있어서의 부하에 따른 연소 부하 지령 값과, 상기 하나의 시각에 있어서의 상기 제 2 노즐의 상기 연료 배분비의 관계가, 연소 진동이 생길 가능성이 높은 관계가 되는 것을 회피하는 보정을 상기 제 2 노즐의 상기 연료 배분비에 대해서 실행하는 제 2 연료 배분 제어부를 더 구비한다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 가스 터빈은 압축기와, 연소기와, 터빈과, 상기 중 어느 하나에 기재된 제어 장치를 구비한다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 제어 방법은 가스 터빈의 목표 출력과 실제의 출력의 편차에 근거하는 피드백 제어에 의해 연료 유량 지령 값을 산출하는 통상 제어와, 피드백 제어를 실행하는 일 없이 상기 가스 터빈의 출력을 소정의 제 1 시간에서 소정의 목표 출력까지 저하시키는 상기 연료 유량 지령 값을 산출하는 부하 강하 제어 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 단계와, 상기 부하 강하 제어의 실행과 병행하여, 연공비가 소정 범위에 들어가도록 상기 가스 터빈의 압축기에 유입되는 공기 유량을 저하시키는 제어를 실행하는 단계를 갖는다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 프로그램은 컴퓨터를, 가스 터빈의 목표 출력과 실제의 출력의 편차에 근거하는 피드백 제어에 의해 연료 유량 지령 값을 산출하는 통상 제어와, 피드백 제어를 실행하는 일 없이 상기 가스 터빈의 출력을 소정의 제 1 시간에서 소정의 목표 출력까지 저하시키는 상기 연료 유량 지령 값을 산출하는 부하 강하 제어 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 수단, 상기 부하 강하 제어의 실행과 병행하여, 연공비가 소정 범위에 들어가도록 상기 가스 터빈의 압축기에 유입되는 공기 유량을 저하시키는 제어를 실행하는 수단으로서 기능시킨다.

상기한 제어 장치, 가스 터빈, 제어 방법 및 프로그램에 의하면, 압축기의 서지나 연소기에 있어서의 실화를 막으면서 급속하게 부하를 저하시켜서, 가스 터빈의 운전을 계속할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈 플랜트의 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연소기의 제 1 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연소기의 주요부 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연소기의 제 2 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연료 유량 지령 값의 제어 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 IGV 개방도의 제어 예를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연료 노즐의 제어 예를 도시하는 제 1 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연료 노즐의 제어 예를 도시하는 제 2 도면이다.
도 11은 부하 변화 시에 있어서의 연료 공급 배분비와 CLCSO의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 13은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어를 실행했을 때의 제어 값 및 상태량의 타이밍 차트이다.
도 14는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어에 의한 효과를 설명하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 제어 장치의 하드웨어 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

<실시형태>

이하, 본 발명의 일 실시형태에 의한 가스 터빈의 순간 부하 저하 제어에 대해서 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈 플랜트의 계통도이다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연소기의 제 1 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연소기의 주요부 단면도이다.

본 실시형태의 가스 터빈 플랜트는 도 1에 도시되는 바와 같이, 가스 터빈(10)과, 가스 터빈(10)의 구동으로 발전하는 발전기(29)를 구비하고 있다. 가스 터빈(10)은 공기를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)에서 압축된 공기 중에서 연료(F)를 연소시켜서 연소 가스를 생성하는 연소기(31)와, 고온 고압의 연소 가스에 의해 구동하는 터빈(21)을 구비하고 있다.

압축기(11)는 축선을 중심으로 하여 회전하는 압축기 로터(13)와, 이 압축기 로터(13)를 회전 가능하게 덮는 압축기 케이싱(12)과, 이 압축기 케이싱(12)의 흡입구에 마련되어 있는 IGV(inlet guide vane)(14)를 갖는다. IGV(14)는 복수의 가이드 베인(15)과, 복수의 가이드 베인(15)을 구동하는 구동기(16)를 갖고, 압축기 케이싱(12) 내에 흡입되는 공기의 유량을 조절한다.

터빈(21)은 연소기(31)로부터의 연소 가스에 의해, 축선을 중심으로 하여 회전하는 터빈 로터(23)와, 이 터빈 로터(23)를 회전 가능하게 덮는 터빈 케이싱(22)을 갖는다. 터빈 로터(23)와 압축기 로터(13)는, 동일한 축선을 중심으로 하여 회전함으로써, 서로 연결되어서 가스 터빈 로터(28)를 이루고 있다. 이 가스 터빈 로터(28)에는, 발전기(29)의 로터가 접속되어 있다.

연소기(31)는 도 2에 도시되는 바와 같이, 터빈 케이싱(22)에 고정되어 있는 외통(32)과, 터빈 케이싱(22) 내에 배치되고, 연소 가스를 터빈(21)의 연소 가스 유로 중에 보내는 연소통(또는 미통)(33)과, 이 연소통(33) 내에 연료 및 공기를 공급하는 연료 공급기(41)를 구비한다.

연료 공급기(41)는 도 2에 도시되는 바와 같이, 내통(42)과, 내통(42)의 중심축선 상에 배치되어 있는 파일럿 버너(43)와, 이 파일럿 버너(43)를 중심으로 하여 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있는 복수의 메인 버너(53)와, 외통(32)의 내주측에서 내통(42)의 외주측에 배치되어 있는 탑 햇 노즐(51)을 갖는다. 이하에서는, 내통(42)의 중심 축선이 연장되는 방향으로, 연소통(33) 내에서 연소 가스(G)가 흘러가는 측을 하류측으로 하고, 그 반대측을 상류측으로 한다.

파일럿 버너(43)는 내통(42)의 중심축선 상에 배치되어 있는 파일럿 노즐(44)과, 파일럿 노즐(44)의 외주를 둘러싸서 파일럿 노즐(44)과 동축으로 마련된 통 형상의 파일럿 가이드(45)를 갖는다. 파일럿 노즐(44)의 외주에는, 파일럿 가이드(45)에 의해서 형성된 파일럿 공기(Ap)를 유통시키기 위한 파일럿 공기 유로(48)가 형성되어 있다. 파일럿 노즐(44)의 외주에는, 예를 들면, 원주 방향 등간격으로 복수 개의 파일럿 스월러(43a)가 마련되어 있다. 이 파일럿 스월러(43a)는 파일럿 공기 유로(48)를 통류하는 파일럿 공기(Ap)에 스월(와전류)을 발생시켜서, 파일럿 노즐(44)로부터 분출되는 파일럿 연료(Fp)와의 혼합을 촉진시키는 것이다.

파일럿 노즐(44)로부터 분사된 파일럿 연료(Fp)는 이 파일럿 공기 유로(48)로부터 분출한 파일럿 공기(Ap) 중에서 연소하여, 예혼 화염(49)을 형성한다.

메인 버너(53)는 파일럿 공기용 통(45)의 외주를 둘러싸는 통 형상의 메인 공기용 내통(55)과, 메인 공기용 내통(55)의 외주를 둘러싸는 통 형상의 메인 공기용 외통(56)과, 메인 공기용 내통(55)의 외주측과 메인 공기용 외통(56)의 내주측 사이의 환상의 공간을 둘레 방향으로 복수로 분할하는 칸막이판(57)과, 복수의 칸막이판(57)의 상호 간에 배치되어 있는 메인 노즐(54)을 갖는다. 메인 공기용 내통(55)과 메인 공기용 외통(56)과 복수의 칸막이판(57)으로 획정되는 복수의 공간은, 압축기(11)로부터의 압축 공기(Ac)가 메인 공기(Am)로서 흐르는 메인 공기 유로(58)를 이루고 있다. 메인 공기 유로(58)를 흐르는 메인 공기(Am)에는, 메인 공기 유로(58) 내에 배치되어 있는 메인 노즐(54)로부터 메인 연료(Fm)가 분사된다. 이 때문에, 메인 공기 유로(58) 내에서 메인 노즐(54)의 선단(하류단)보다 하류측에는, 메인 공기(Am)와 메인 연료(Fm)가 서로 섞인 예혼합 기체가 흐른다. 이 예혼합 기체는 메인 공기 유로(58)로부터 유출하면 연소(예혼합 연소)하여, 예혼합 화염(59)을 형성한다. 전술의 예혼 화염(49)은 이 예혼합 화염(59)을 보염하는 역할을 담당하고 있다.

외통(32)의 내주측과 내통(42)의 외주측의 공간은, 압축기(11)로부터의 압축 공기(Ac)를 내통(42) 내로 안내하는 압축 공기 유로(52)를 이루고 있다. 탑 햇 노즐(51)은 이 압축 공기 유로(52)에 탑 햇 연료(Ft)를 분사한다. 이 때문에, 탑 햇 연료(Ft)가 압축 공기 유로(52)에 분사되면, 메인 공기(Am) 및 파일럿 공기(Ap) 중에 탑 햇 연료(Ft)가 혼입하게 된다.

본 실시형태의 가스 터빈 플랜트는 게다가, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 파일럿 노즐(44)에 파일럿 연료(Fp)를 보내는 파일럿 연료 라인(61)과, 메인 노즐(54)에 메인 연료(Fm)를 보내는 메인 연료 라인(62)과, 탑 햇 노즐(51)에 탑 햇 연료(Ft)를 보내는 탑 햇 연료 라인(63)과, 파일럿 연료(Fp)의 유량을 조절하는 파일럿 유량 조절 밸브(65)와, 메인 연료(Fm)의 유량을 조절하는 메인 유량 조절 밸브(66)와, 탑 햇 연료(Ft)의 유량을 조절하는 탑 햇 유량 조절 밸브(67)와, 이들 유량 조절 밸브(65, 66, 67)의 동작 등을 제어하는 제어 장치(100)를 구비한다.

파일럿 연료 라인(61), 메인 연료 라인(62) 및 탑 햇 연료 라인(63)은 모두 연료 라인(60)으로부터 분기한 라인이다. 파일럿 유량 조절 밸브(65)는 파일럿 연료 라인(61)에 마련되고, 메인 유량 조절 밸브(66)는 메인 연료 라인(62)에 마련되며, 탑 햇 유량 조절 밸브(67)는 탑 햇 연료 라인(63)에 마련되어 있다.

본 실시형태의 가스 터빈 플랜트는 게다가, 도 1에 도시되는 바와 같이, 가스 터빈 로터(28)의 회전수(N)를 계측하는 회전수계(71)와, 발전기(29)의 출력을 계측하는 출력계(72)와, 압축기(11)가 흡입하는 공기(A)의 온도인 대기 온도를 계측하는 온도계(73)와, 압축기(11)가 흡입하는 공기의 압력인 대기압(Pi)을 계측하는 압력계(74)와, 터빈(21)의 최종단 직후의 연소 가스의 온도인 블레이드 패스 온도(Tb)를 계측하는 온도계(75)와, 터빈(21)의 최종단보다 하류측의 배기 덕트 내의 배기가스의 온도(Te)를 계측하는 온도계(76)를 구비한다.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연소기의 제 2 단면도이다.

도 4는 연소기(31)의 연소 가스(G)가 흐르는 방향에 수직인 단면을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 연소기(31)는 중심에 파일럿 노즐(44)을 마련하고 있고, 이 파일럿 노즐(44)의 외주측에 3개의 메인 노즐(54)(제 1 메인 노즐(54a))을 원주 방향으로 나열하여 마련하고 있다. 그리고, 연소기(31)는 파일럿 노즐(44)의 외주측에 5개의 메인 노즐(54)(제 2 메인 노즐(54b))을 원주 방향으로 나열하여 마련하고 있다. 각 노즐의 배치나 개수는 적절하게 설정할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어 장치의 블록도이다.

도시되는 바와 같이, 제어 장치(100)는 입력 접수부(101), 센서 정보 취득부(102), 이상 검지부(103), 연료 유량 지령 산출부(104), 연료 유량 배분 산출부(105), 유량 조절 밸브 제어부(106), IGV 개방도 제어부(107), 기억부(108)를 구비하고 있다. 제어 장치(100)는 컴퓨터에 의해서 구성된다.

입력 접수부(101)는 유저로부터의 지시 조작의 입력이나, 다른 장치로부터의 각종 신호의 입력을 받아들인다. 입력 접수부(101)는 예를 들면, 순간 부하 강하 제어의 실행을 나타내는 신호(순간 부하 강하 제어 중 신호)의 입력을 받아들인다.

센서 정보 취득부(102)는 가스 터빈 플랜트가 구비하는 각 센서가 계측한 값을 취득한다. 예를 들어, 센서 정보 취득부(102)는 출력계(72)가 계측한 발전기(29)의 출력이나 온도계(73)가 계측한 대기 온도를 취득한다.

이상 검지부(103)는 예를 들면, 센서 정보 취득부(102)가 취득한 온도계(75)에 의한 계측 값(블레이드 패스 온도(Tb))에 근거하여, 이상 연소가 생긴 것을 검지한다. 예를 들어, 블레이드 패스 온도(Tb)가 단위 시간당 소정의 값 이상 변동하는 경우, 이상 검지부(103)는 이상 연소가 발생했다고 판정한다.

연료 유량 지령 산출부(104)는 가스 터빈(10)의 목표 출력과 실제의 출력의 편차에 근거하는 피드백 제어에 의해 연료 유량 지령 값을 산출하는 통상 제어와, 피드백 제어를 실행하는 일 없이 가스 터빈(10)의 출력을 소정의 시간에 걸쳐서 소정의 목표 출력까지 저하시키는 연료 유량 지령 값을 산출하는 순간 부하 강하 제어 중 어느 하나를 선택하여 연료 유량 지령 값의 산출을 실행한다. 소정의 시간이란, 예를 들면, 2 내지 5초이다. 이 시간은 연소기(31)에 있어서의 실화나 이상 연소를 회피하기 위해서 적합한 시간이다. 소정의 목표 출력이란, 예를 들면, 정격 출력을 100%로 했을 때의 30 내지 40%에 상당하는 출력이다. 본 명세서에서는, 2 내지 5초 사이에 출력을 30 내지 40% 정도로 저하시키는 제어를 순간 부하 강하 제어라고 부른다.

순간 부하 강하 제어에서는, 발전기(29)로부터의 출력을, 800 내지 2000%/분, 13 내지 33%/분 정도의 속도로 저하시킨다. 연료 유량 지령 산출부(104)는 순간 부하 강하 제어를 실행하는 경우, 가스 터빈(10)의 출력을 목표 출력에 저하시킬 때까지의 저하 속도를 대기 온도에 따라 전환한다.

일례에서는, 35% 정도의 부하로의 강하가 이상 연소를 회피할 수 있고, 또한 안정 연소 가능한 부하이며, 부하 강하에 필요로 하는 시간이 2초 이하가 되면 압축기 서지 리스크가 높아지고, 5초 이상이 되면 이상 연소에 의한 기기 소실 리스크가 높아지는 것을 알 수 있다. 여기에서는 일례로서 30% 내지 40% 정도의 부하로 하고 있지만, 이상 연소를 회피할 수 있고, 또한 안정 연소 가능한 부하이면, 본 실시형태의 순간 부하 강하 제어를, 소정의 시간으로 예를 들면, 50% 이상의 부하로 저하시키는 제어로 적용해도 좋다.

연료 유량 배분 산출부(105)는 예를 들면, 터빈 입구 온도(터빈(21)에 유입되는 연소 가스의 온도)에 근거하여 기억부(108)가 기억하는 터빈 입구 온도와 파일럿 노즐(44)에 공급하는 연료의 배분비(PLB 비율)의 관계를 규정하는 함수로부터 파일럿 노즐(44)로의 배분비를 산출한다. 마찬가지로 연료 유량 배분 산출부(105)는 터빈 입구 온도와 탑 햇 노즐(51)에 공급하는 연료의 배분비(TH 비율)의 관계를 규정하는 함수로부터 탑 햇 노즐(51)에 공급하는 연료의 배분비를 산출한다. 그리고, 연료 유량 배분 산출부(105)는 파일럿 노즐(44) 및 탑 햇 노즐(51)로의 배분비의 합을 100%로부터 감산하여, 나머지의 메인 노즐(54)(제 1 메인 노즐(54a) 및 제 2 메인 노즐(54b))에 공급하는 연료의 배분비를 산출한다. 연료 유량 배분 산출부(105)는 연료 유량 지령 산출부(104)가 산출한 연료 유량 지령 값에 각 연료 계통(파일럿 연료 라인(61), 메인 연료 라인(62), 탑 햇 연료 라인(63))으로의 배분비를 곱하여, 연료 계통마다 연료 유량 지령 값을 계산한다. 각 연료 계통으로의 연료 유량 지령 값을 산출하면, 연료 유량 배분 산출부(105)는 이러한 값을 유량 조절 밸브 제어부(106)로 출력한다.

유량 조절 밸브 제어부(106)는 연료 계통의 다른 연료 유량 지령 값에 근거하여, 각 연료 계통에 마련된 유량 조절 밸브(파일럿 유량 조절 밸브(65), 탑 햇 유량 조절 밸브(67), 메인 유량 조절 밸브(66))의 밸브 개방도를 산출한다. 구체적으로는, 유량 조절 밸브 제어부(106)는 유량 조절 밸브마다 준비된 연료 유량 지령 값과, 유량 조절 밸브의 입구 압력 및 출구 압력과, 연료 밀도와 연료 온도에 근거하여, 이러한 파라미터에 대응하는 밸브 개방도를 산출하는 기억부(108)가 기억하는 함수 등을 이용하여, 각 유량 조절 밸브의 밸브 개방도를 산출한다. 그리고 유량 조절 밸브 제어부(106)는 산출한 밸브 개방도에 근거하여, 파일럿 유량 조절 밸브(65), 탑 햇 유량 조절 밸브(67), 메인 유량 조절 밸브(66)를 제어한다.

IGV 개방도 제어부(107)는 연료 유량 지령 산출부(104)가 통상 제어를 실행할 경우에는, 가스 터빈(10)의 출력에 따라서 IGV의 개방도를 제어한다. IGV 개방도 제어부(107)는 연료 유량 지령 산출부(104)가 순간 부하 강하 제어를 실행할 경우에는, 연소기(31)에 있어서의 공연비가 적절한 소정 범위(실화나 이상 연소가 생기지 않는 범위)에 들어가도록 IGV(14)의 개방도를 제어한다. 구체적으로는, 연료 유량 지령 산출부(104)가 부하를 저하시키는 시간(2 내지 5초)과 동일한 정도의 시간에 걸쳐서, IGV(14)의 개방도를 순간 부하 강하 제어 개시 시의 개방도로부터 부하 강하 시의 출력에 대응하는 개방도(예를 들면, 전폐)로 변화시킨다.

기억부(108)는 여러 가지의 데이터를 기억한다.

도 6은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어 방법을 설명하는 도면이다.

도 6에 본 실시형태의 순간 부하 강하 제어를 이용하여 2 내지 5초 사이에 부하를 제어 개시 전의 100%에서 35%로 강하시켰을 때의 연료 유량 지령 값(CSO)과 IGV(14)의 개방도의 관계를 나타낸다.

도 6의 윗 도면은 순간 부하 강하 제어 시에 연료 유량 지령 산출부(104)가 산출하는 연료 유량 지령 값(CSO)(control signal output)의 추이를 나타낸다. 윗 도면의 횡축은 시간, 종축은 CSO의 크기를 나타낸다. 연료 유량 지령 값(CSO)의 크기와 가스 터빈(10)의 출력은 정(正)의 상관관계가 있고, CSO가 커질수록 가스 터빈(10)의 출력도 증가한다. 또한, 어느 출력 값에 대해서, 대기 온도가 고온이 될수록 CSO의 값은 작고, 대기 온도가 저온이 될수록 CSO의 값은 커진다. 즉, 가스 터빈(10)으로부터 동일한 출력을 실행하는 경우에서도 대기 온도에 의해서 CSO의 값은 상이하다. 도 6 윗 도면의 그래프(L1)는 대기 온도가 10℃인 경우의 CSO, 그래프(L2)는 대기 온도가 20℃인 경우의 CSO를 나타내고 있다. 연료 유량 지령 산출부(104)는 순간 부하 강하 제어 후의 출력과, CSO와 가스 터빈(10)의 출력의 관계를 규정하는 함수에 근거하여 순간 부하 강하 제어 후의 출력에 대응하는 CSO를 산출한다. 연료 유량 지령 산출부(104)는 순간 부하 강하 제어 전후의 CSO와, 출력을 저하시키는 시간(2 내지 5초의 범위에서의 소정 시간)에 근거하여, 연료 유량 지령 값(CSO)의 저하 계획 정보를 산출한다. 저하 계획 정보에는, 예를 들면, 출력을 저하시키는 시간에 있어서의 소정 시간마다의 CSO의 값이 포함된다. 연료 유량 지령 산출부(104)는 예를 들면, 도 6 윗 도면에 도시되는 바와 같이 일정한 저하 속도로 CSO를 저하시키는 저하 계획 정보를 산출한다. 다른 예로서, 연료 유량 지령 산출부(104)는 예를 들면, 순간 부하 강하 제어 개시로부터의 경과 시간에 따라서 CSO 저하 속도가 변화하는 바와 같은 저하 계획 정보를 산출해도 좋다.

여기서, 연료 유량 지령 산출부(104)가 대기 온도에 의하지 않는 소정의 저하 속도로 CSO를 저하시키는 것으로 한 경우의 예를 그래프(L1')로 나타낸다. 그래프(L1')는 대기 온도 20℃의 경우와 동일한 속도로 CSO를 저하시켰을 때의 CSO의 추이를 나타낸다. 이 경우, CSO가 출력 35% 상당의 값으로 저하하는 것은 시각(t3)이다. 출력 35% 상당의 값에 도달하는 타이밍이 늦어지면, 연료 투입량이 상대적으로 증가하기 때문에 화염 온도가 초과할 우려가 있다. 이와는 반대로 대기 온도 20℃의 경우에, 대기 온도 10℃의 경우와 마찬가지의 속도로 CSO를 저하시키면, CSO가 출력 35% 상당의 값에 도달하는 타이밍이 빨라져서, 연료 투입량이 상대적으로 감소하여 실화의 가능성이 있다. 이와 같이 CSO의 저하 속도를, 대기 온도에 관계없이 고정하면, 연소기(31)의 화염에 대한 제어성이 저하하여, 순간 부하 강하 전후를 통해서 가스 터빈(10)의 운전을 계속할 수 없다. 그래서, 연료 유량 지령 산출부(104)는 CSO의 저하 속도를 대기 온도에 따라 변경한다. 이에 의해, 연소기(31)에서의 화염 온도 거동이 로버스트(robust)가 되어서, 실화 내성을 향상시킬 수 있다.

도 6의 아래 도면은 순간 부하 강하 제어 시에 IGV 개방도 제어부(107)가 산출하는 IGV(14)의 개방도의 추이를 나타낸다. 아래 도면의 횡축은 시간, 종축은 IGV(14)의 개방도를 나타낸다. IGV(14)의 개방도와 압축기(11)에 유입되는 공기 유량은 정의 상관관계가 있고, IGV(14)의 개방도가 커질수록 공기 유량은 증가한다. 가스 터빈(10)의 출력과 IGV(14)의 개방도의 관계에 대해서도 정의 상관관계가 있고, 출력이 클 때에는 개방도를 크게 하고, 출력이 작을 때에는 개방도를 작게 한다. 도 6 아래 도면의 그래프(L3)는 IGV 개방도 제어부(107)가 산출하는 IGV(14)의 개방도이다. IGV 개방도 제어부(107)는 순간 부하 강하 제어 후의 출력(35% 상당)과, IGV(14)의 개방도와 가스 터빈(10)의 출력의 관계를 규정하는 함수에 근거하여 순간 부하 강하 제어 후의 출력에 대응하는 IGV(14)의 개방도를 산출한다. IGV 개방도 제어부(107)는 순간 부하 강하 제어 전후의 IGV(14)의 개방도와, CSO를 저하시키는 시간(2 내지 5초)에 근거하여, IGV(14)의 개방도를 현재의 개방도로부터 소정의 목표 개방도(예를 들면, 전폐)로 저하시키는 저하 계획 정보를 산출한다. IGV 개방도 제어부(107)는 예를 들면, 도 6 아래 도면에 도시되는 바와 같이 개방도를 일정한 비율로 저하시키는 저하 계획 정보를 산출한다. 저하 계획 정보에는 예를 들면, 개방도를 저하시키는 시간에 있어서의 소정 시간마다의 IGV 개방도의 값이 포함된다. 이 외에도, 예를 들면, IGV 개방도 제어부(107)는 순간 부하 강하 제어 개시로부터의 경과 시간에 따라서 개방도의 저하 속도가 변화하는 것과 같은 저하 계획 정보를 산출해도 좋다.

IGV 개방도 제어부(107)는 연료 유량 지령 산출부(104)가 CSO의 저하를 개시 하면(시각(t1)), 동일한 시각(시각(t1'))에 IGV(14)의 개방도의 저하 제어를 개시한다. 또는, CSO의 출력으로부터 실제의 연료 제어가 실행될 때까지의 지연을 고려하여 시각(t1')은 시각(t1)보다 조금 늦춰도 좋다. 그리고, IGV 개방도 제어부(107)는 연소기(31)의 화염이 안정하는 연공비를 유지하는 공기 유량을 흡입할 수 있는 변화 속도로 IGV(14)를 폐쇄해 간다. 연소기(31)의 화염의 안정을 위해서는, IGV(14)의 개방도의 저하에 필요로 하는 시간과 CSO의 저하에 필요로 하는 시간은 일치하여 있는 것, 또는, 2개의 시간의 차이가 소정의 허용 범위 내인 것이 바람직하다. 바꿔말하면, IGV 개방도 제어부(107)는 연료 유량 지령 산출부(104)가 CSO를 목표 값까지 저하하여 끝나는 시각(t2)과, IGV(14)의 개방도가 목표 값이 되는 시각(t2')의 차이(시각(t1')을 늦췄을 경우는, 그 지연 정도의 늦춰짐이 있어도 좋음)가 허용 범위가 되는 시간 내에 IGV 목표 개방도를 달성할 수 있는 변화 속도로, IGV(14)의 개방도를 저하시킨다. 즉, IGV 개방도 제어부(107)는 연료 유량 지령 산출부(104)가 CSO를 목표 값까지 저하하여 끝내는 시간과, 압축기(11)에 유입되는 공기 유량이 소정의 목표 유량으로 저하할 때까지의 시간의 차이가 소정의 허용 범위 내가 되도록 IGV(14)의 개방도를 저하시킨다.

도 6을 이용하여 설명한 제어에 의해, 연소기(31)의 화염을 정상적인 상태로 유지하면서, 가스 터빈(10)의 출력을 순간(2 내지 5초간)에 35% 정도까지 강하시킬 수 있다. 또한, 출력을 저하시킨 후도 그 출력에서의 운전을 계속할 수 있다.

다음에 도 7, 도 8을 참조하여, 도 6에서 설명한 제어에 따른 제어 장치의 구성 예를 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연료 유량 지령 값의 제어 예를 도시하는 도면이다.

도 7에, 연료 유량 지령 산출부(104)에 의한 통상 제어 및 순간 부하 강하 제어의 제어 방법을 나타낸다. 연료 유량 지령 산출부(104)는 제어 지령 값 덮어쓰기 기능을 갖는 PI 제어기(104a)와, CSO의 저하 속도 산출 기능을 갖는 전환기(104b)를 구비하고 있다.

(통상 제어)

통상 제어 시는, 연료 유량 지령 산출부(104)는 가스 터빈(10)의 목표 출력과, 실제의 출력의 편차를 계산한다. PI 제어기(104a)는 이 편차를 0으로 하는 제어 지령 값 LDCSO(load limit control signal output)를 산출한다. 연료 유량 지령 산출부(104)는 부하에 근거하는 제어 지령 값인 LDCSO 이외에도, 가스 터빈의 회전 속도에 근거하는 제어 지령 값, 배기가스 온도에 근거하는 제어 지령 값, 연소 가스 온도에 근거하는 제어 지령 값 등을 산출하고, 이들 중 최솟값을 선택하여, 그 값을 연료 유량 지령 값(CSO)으로서 설정한다. 그리고, 상기대로, 연료 유량 배분 산출부(105)가 각 연료 계통의 연료 배분비를 산출하고, 유량 조절 밸브 제어부(106)가 연료 유량 지령 값(CSO)과 배분비에 따라서 파일럿 유량 조절 밸브(65), 탑 햇 유량 조절 밸브(67), 메인 유량 조절 밸브(66)의 개방도를 제어한다. 이에 의해 연소기(31)로의 연료 공급량이 제어된다.

(순간 부하 강하 제어)

순간 부하 강하 제어 시에는, PI 제어로 동작시키면 부하의 급격한 강하에 제어가 따라붙지 않기 때문에 전환기(104b)를 이용하여, 100% 부하 상당의 CSO로부터 35% 부하 상당의 CSO로 전환한다. 또한, PI 제어기(104a)로부터의 출력을, 35% 부하 상당의 CSO로 트래킹시킴으로써, 급격한 변화에 추종시킨다. 즉, 전환기(104b)가 2 내지 5초로 출력을 저하시키기 위한 LDCSO를 생성하고, 이 LDCSO로 PI 제어에 의한 LDCSO를 덮어쓴다.

우선, 입력 접수부(101)가, 순간 부하 강하 제어 중 신호를 취득하면, 연료 유량 지령 산출부(104)는 순간 부하 강하 제어 중 신호를 전환기(104b)에 입력한다. 그러면, 전환기(104b)는 온도계(73)가 계측한 대기 온도와, 순간 부하 강하 제어 전의 CSO와, 35% 부하에 상당하는 대기 온도에 따른 CSO와, CSO를 저하시키는 시간(2 내지 5초 사이의 소정 시간)에 근거하여, CSO의 저하 속도를 산출한다. CSO를 저하시키는 시간이나 부하의 저하율(35%)은 사전결정되어 있다.

전환기(104b)는 산출한 저하 속도에 근거하는 소정 시간마다의 CSO와 순간 부하 강하 제어 중 신호를, PI 제어기(104a)에 출력한다. PI 제어기(104a)는 순간 부하 강하 제어 중 신호를 취득하면, 순간 부하 강하 제어 중 신호와 함께 취득한 부하 강하에 추종하는 CSO로, PI 제어에 의해서 산출한 LDCSO를 덮어쓰고, 덮어쓴 값을 LDCSO로서 출력한다. 그 후의 제어에 대해서는 통상 제어와 마찬가지이다.

도 7을 이용하여 설명한 제어에 의해, 연료 유량 지령 산출부(104)는 통상 제어와, 순간 부하 강하 제어를 전환하여 실행할 수 있다. 순간 부하 강하 제어에서는, 연료 유량 지령 산출부(104)는 부하 강하 중에 급격하게 변화하는 출력의, 그때그때의 출력에 따른 연료 유량 지령 값(CSO)을 산출한다. 이에 의해, 소정 시간 내(2 내지 5초 이내)에 가스 터빈(10)의 출력을 정격 부하의 35% 정도로까지 저하시킬 수 있다.

도 7에서는, LDCSO에 의해서 CSO를 대기 온도에 따른 저하 속도로 저하하는 제어 예를 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 통상 제어와 동일한 방법으로 산출한 CSO에 대해, 대기 온도에 따른 저하 속도를 실현하기 위한 소정 시간마다의 연료 유량 지령 값(CSO)을 산출해도 좋다.

도 8은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 IGV 개방도의 제어 예를 도시하는 도면이다.

도 8에, IGV 개방도 제어부(107)에 의한 통상 제어 및 순간 부하 강하 제어의 IGV 제어를 도시한다. IGV 개방도 제어부(107)는 전환기(107a)와, 가스 터빈(10)의 출력과 IGV(14)의 개방도의 관계를 규정한 함수(107b)와, 전환기(107c)와, IGV(14)의 개방도의 변화 속도를 제어하는 제어기(107d)를 구비하고 있다.

(통상 제어)

통상 제어 시는, 순간 부하 강하 제어 중 신호의 입력이 없고, 이 경우, 전환기(107a)에는, 현재의 가스 터빈(10)의 출력이 입력되고, 전환기(107c)에는, 통상의 IGV(14)의 개방도 변화 속도가 입력된다. 통상의 개방도 변화 속도란, 예를 들면, 400%/분 정도이다. 함수(107b)는 현재의 가스 터빈(10)의 출력에 따른 목표 IGV 개방도를 산출하고 제어기(107d)에 출력한다. 제어기(107d)는 목표 IGV 개방도와 통상의 개방도 변화 속도를 취득하여, 취득한 이러한 값과 현재의 IGV(14)의 개방도를 이용하여, 현재의 개방도로부터 목표 IGV 개방도까지, 통상의 개방도 변화 속도로 IGV(14)의 개방도를 변화시키기 위한 IGV 개방도 지령 값을 산출한다.

(순간 부하 강하 제어)

순간 부하 강하 제어 시에는, 순간 부하 강하 제어 중 신호가 전환기(107a)와 전환기(107c)에 입력된다. 그러면, 전환기(107a)에는, 부하 강하 시의 가스 터빈(10)의 출력(예를 들면, 35% 상당)이 입력되고, 전환기(107c)에는, 순간 부하 강하용의 IGV(14)의 개방도 변화 속도가 입력된다. 순간 부하 강하용의 개방도 변화 속도란, 전개로부터 전폐의 전환 시간이 2 내지 5초가 되는 속도(750%/분 내지 2000%/분 정도)이지만, 이 범위에 있는 속도 중, CSO와 거의 동일한 시간에 걸쳐서 IGV(14)의 개방도를 목표 개방도까지 저하시킬 수 있는 속도가 미리 설정되고, 이 값이 입력된다. 함수(107b)는 부하 강하 시의 가스 터빈(10)의 출력(35% 상당)에 따른 목표 IGV 개방도를 산출하고 제어기(107d)로 출력한다. 제어기(107d)는 목표 IGV 개방도와 순간 부하 강하용의 개방도 변화 속도를 취득하여, 취득한 이러한 값과 현재의 IGV(14)의 개방도를 이용하여, 현재의 개방도로부터 목표 IGV 개방도까지, 순간 부하 강하용의 개방도 변화 속도로 IGV(14)의 개방도를 변화시킬 수 있는 IGV 개방도 지령 값을 산출한다.

도 8을 이용하여 설명한 제어에 의해, IGV 개방도 제어부(107)는 통상 제어와, 순간 부하 강하 제어를 전환하여 실행할 수 있다. 순간 부하 강하 제어에서는, IGV 개방도 제어부(107)는 연료 유량 지령 산출부(104)에 의한 CSO의 저하와 동기하도록 IGV 개방도를 저하시킨다. 이에 의해, 급속하게 부하를 강하시키는 상황에서도 연공비를 적절한 범위로 유지하여, 연소기(31)에 있어서의 실화 등을 막을 수 있다. IGV 개방도 제어부(107)는 IGV(14)의 개방도 변화 속도를 대기 온도에 따라서 변경해도 좋다.

다음에 순간 부하 강하 제어에 있어서의 파일럿 유량 조절 밸브(65)와 탑 햇 유량 조절 밸브(67)의 제어에 대해서 설명한다.

후술하는 바와 같이, 파일럿 유량 조절 밸브(65)와 탑 햇 유량 조절 밸브(67)의 제어에 대해서는, 통상 제어, 순간 부하 강하 제어에 더하여 이상 연소를 수반하는 경우의 순간 부하 강하 제어가 더해진다. 종래는, 이상 연소가 생겼을 때에는 기기 보호의 관점에서 부하를 분리하는 부하 차단을 실행하는 것이 많다. 그러나, 부하 차단을 실행하면 발전 기회의 일실이 생긴다. 그래서, 본 실시형태에서는, 부하 차단 대신에 순간 부하 강하 제어에 의해서 기기 보호를 도모하는 제어 방법을 제공한다. 이것이, 이상 연소를 수반하는 경우의 순간 부하 강하 제어이다. 이상 연소가 생기고 있는 경우, 이상 연소가 장시간 계속되면 노즐 소실 등의 기기 파손이 생기기 때문에, 이상 연소의 검지로부터 4초 정도에서 35% 정도로 부하 강하시키는 동시에, 부하 강하가 완료한 타이밍에서 탑 햇 노즐(51)로부터의 연료의 공급을 차단하는 제어를 실행한다. 파일럿 화염을 보지하지 못하고 불어 없어져 버리는 실화 현상을 회피하기 위해, 탑 햇 노즐(51)로부터의 연료 공급 차단과 동시에 파일럿 노즐(44)로 공급하는 연료를 일시적으로 증대시키는 제어를 실행한다.

도 9는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연료 노즐의 제어 예를 도시하는 제 1 도면이다.

도 9에, 연료 유량 배분 산출부(105), 유량 조절 밸브 제어부(106)에 의한 통상 제어 및 순간 부하 강하 제어에 있어서의 탑 햇 노즐(51)로부터의 연료 공급량의 산출 처리를 도시한다.

연료 유량 배분 산출부(105)는 연소 부하 지령 값(CLCSO)과 탑 햇 노즐(51)로의 연료의 배분비(TH 비율)의 관계를 규정하는 함수(105a)와, 전환기(105b)를 구비한다. 유량 조절 밸브 제어부(106)는 탑 햇 유량 조절 밸브(67)의 개방도를 산출하는 밸브 개방도 연산부(106a)를 구비하고 있다.

(통상 제어)

우선, 연료 유량 배분 산출부(105)는 터빈(21)의 터빈 출력, IGV 개방도, 대기 온도에 근거하여, 연소 부하 지령 값(CLCSO)을 산출한다. 연소 부하 지령 값(CLCSO)이란, 터빈(21)의 터빈 입구 온도와 정의 기능성을 갖는 파라미터이다. 다음에 함수(105a)는 연소 부하 지령 값(CLCSO)에 대한 TH 비율을 산출한다. 다음에 연료 유량 배분 산출부(105)는 연료 유량 지령 값(CSO)과 TH 비율을 곱하여 탑 햇 계통으로의 연료 유량 지령 값을 산출한다.

유량 조절 밸브 제어부(106)에서는, 밸브 개방도 연산부(106a)가 탑 햇 계통으로의 연료 유량 지령 값과, 탑 햇 유량 조절 밸브(67)의 입구 압력 및 출구 압력과, 연료 밀도와 연료 온도에 근거하여, 탑 햇 유량 조절 밸브(67)로의 밸브 개방도 지령 값을 산출한다.

(순간 부하 강하 제어)

순간 부하 강하 제어 시에는, 함수(105a)가 산출한 TH 비율에 밸브 개방도 조정용의 바이어스(h1)를 가산한다. 바이어스(h1)는 급격한 부하 변동 중에 생기기 쉬운 연소 진동에 대응하기 위해서 필요한 소정의 보정량이다. 연소 진동에 대응하기 위한 보정량(바이어스(h1))에 대해서는, 이후에 파일럿 유량 조절 밸브(65)의 제어와 함께 설명한다. 이후의 처리는 통상 제어와 마찬가지이다.

(이상 연소를 수반하는 경우의 순간 부하 강하 제어)

순간 부하 강하 제어 시에 이상 연소가 생기고 있는 경우, CSO가 소정의 목표 값(예를 들면, 출력 35% 상당에 대응하는 CSO)으로 저하할 때까지는, 상기의 「순간 부하 강하 제어」의 제어를 실행한다. CSO가 소정의 목표 값에 도달하면, 연료 유량 지령 산출부(104)가 CSO가 소정의 목표 값에 도달한 것을 나타내는 신호를 생성하여, 연료 유량 배분 산출부(105)로 출력한다. 연료 유량 배분 산출부(105)에서는, CSO가 소정의 목표 값에 도달한 것을 나타내는 신호(도면 중 「CSO가 35 부하 상당에 도달」)가 전환기(105b)에 입력된다. 그러면, 전환기(105b)는 TH 비율 0%를 출력한다. 연료 유량 배분 산출부(105)는 탑 햇 계통으로의 연료 유량 지령 값(0)을 유량 조절 밸브 제어부(106)로 출력한다. 그러면, 유량 조절 밸브 제어부(106)가 산출하는 탑 햇 유량 조절 밸브(67)로의 밸브 개방도 지령 값은 0%가 되어, 탑 햇 유량 조절 밸브(67)가 폐쇄된다. 이에 의해, 탑 햇 노즐(51)로부터의 연료의 공급이 차단된다. 이와 같이 이상 연소가 생겼을 때에 순간 부하 강하 제어에 의해서 CSO가 소정의 목표 값까지 저하하면, 노즐 소실 등을 막기 위해서 연료 유량 배분 산출부(105)는 TH 비율로 0%를 설정한다. 그러면, 연료 유량 배분 산출부(105)는 연료 유량 지령 값(CSO)에 대한 배분비를, 나머지의 파일럿 계통과 메인 계통에 재배분하는 처리를 실행한다. 다음에 파일럿 유량 조절 밸브(65)의 제어에 대해서 설명한다.

도 10은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 연료 노즐의 제어 예를 도시하는 제 2 도면이다.

도 10에, 연료 유량 배분 산출부(105), 유량 조절 밸브 제어부(106)에 의한 통상 제어 및 순간 부하 강하 제어에 있어서의 파일럿 노즐(44)로부터의 연료 공급량의 산출 처리를 나타낸다.

연료 유량 배분 산출부(105)는 연소 부하 지령 값(CLCSO)과 파일럿 노즐(44)로의 연료의 배분비(PLB 비율)의 관계를 규정하는 함수(105c) 및 함수(105e)와, 전환기(105d)를 구비한다. 함수(105c)는 통상시, 즉, TH 비율이 0%는 아닐 때의 함수, 함수(105e)는 이상 연소가 생겼을 때에 TH 비율을 0%로 한 후에 나머지의 파일럿 계통 및 메인 계통으로의 배분비를 산출하기 위해서 이용하는 함수이다. 유량 조절 밸브 제어부(106)는 파일럿 유량 조절 밸브(65)의 개방도를 산출하는 밸브 개방도 연산부(106b)를 구비하고 있다.

(통상 제어)

우선, 연료 유량 배분 산출부(105)는 터빈 출력, IGV 개방도, 대기 온도에 근거하여, 연소 부하 지령 값(CLCSO)을 산출한다. 다음에 함수(105c)는 연소 부하 지령 값(CLCSO)에 대한 PLB 비율을 산출한다. 전환기(105d)는 이 PLB 비율을 출력한다. 다음에 연료 유량 배분 산출부(105)는 연료 유량 지령 값(CSO)과 PLB 비율을 곱하여 파일럿 계통으로의 연료 유량 지령 값을 산출한다.

유량 조절 밸브 제어부(106)에서는, 밸브 개방도 연산부(106b)가 파일럿 계통으로의 연료 유량 지령 값과, 파일럿 유량 조절 밸브(65)의 입구 압력 및 출구 압력과, 연료 밀도와 연료 온도에 근거하여, 파일럿 유량 조절 밸브(65)로의 밸브 개방도 지령 값을 산출한다.

(순간 부하 강하 제어)

순간 부하 강하 제어 시에는, 통상 제어와 마찬가지로 하여 함수(105c)가 산출한 PLB 비율에, 연소 진동에의 대응으로서, 밸브 개방도 조정용의 바이어스 값(h2)을 가산한다. 이후의 처리는 통상 제어와 마찬가지이다.

(이상 연소를 수반하는 경우의 순간 부하 강하 제어)

순간 부하 강하 제어 시에 이상 연소가 생기고 있는 경우, CSO가 소정의 목표 값(예를 들면, 출력 35% 상당에 대응하는 CSO)으로 저하할 때까지는, 상기의 「순간 부하 강하 제어」의 제어를 실행한다. CSO가 소정의 목표 값에 도달하면, CSO가 소정의 목표 값에 도달한 것을 나타내는 신호(도면 중 「CSO가 35 부하 상당에 도달」)가 연료 유량 배분 산출부(105)에 입력된다. 그러면, 연료 유량 배분 산출부(105)는 PLB 비율의 산출에 이용하는 함수를 함수(105c)로부터 함수(105e)로 전환한다. 함수(105e)는 CLCSO에 대한 PLB 비율을 산출한다. 다음에 연료 유량 배분 산출부(105)는 PLB 비율에, 탑 햇 계통 차단에 대응하기 위한 밸브 개방도 조정용의 바이어스(h3)를 가산하여 PLB 비율을 산출한다. 전환기(105d)는 바이어스(h3)를 가산한 후의 PLB 비율을 출력한다. 다음에 연료 유량 배분 산출부(105)는 연료 유량 지령 값(CSO)과 PLB 비율을 곱하여 파일럿 계통으로의 연료 유량 지령 값을 산출한다.

유량 조절 밸브 제어부(106)는 통상 제어와 마찬가지로 하여 파일럿 유량 조절 밸브(65)에 대한 밸브 개방도 지령 값을 산출한다.

여기서, 파일럿 계통에 관한 밸브 개방도 조정용의 바이어스(h2) 및 바이어스(h3)에 대해 설명한다.

(연소 진동에 대한 보정)

도 11은 부하 변화 시에 있어서의 연료 공급 배분비와 CLCSO의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.

도 11의 종축은 PLB 비율, 횡축은 CLCSO를 나타낸다. 도 11에 PLB 비율과 CLCSO와 연소 진동의 관계를 도시한다. 영역(A4), 영역(A5)은 연소 진동이 발생하는 영역이다. 그래프(A1)는 연소 진동이 발생하지 않는 PLB 비율과 CLCSO의 관계를 나타내는 운전 라인을 나타내고 있다. 그래프(A2)는 부하를 높였을 때(CLCSO가 상승함)의 운전 라인의 일례이며, 운전 라인(A3)은 부하를 낮췄을 때의 운전 라인의 일례이다. 어느 경우도, 연소 진동이 발생할 가능성이 있다. 연료 유량 배분 산출부(105)는 그래프(A1)로 나타내는 바와 같은, 연소 진동 발생 영역을 회피할 수 있는 PLB 비율을 산출할 필요가 있지만, 순간 부하 강하 제어에 있어서는, 그래프(A3)와 같은 운전 라인이 되기 쉽다.

가스 터빈(10)의 출력이 변동하면, 그에 수반하여 터빈(21)의 입구 온도, 즉, CLCSO의 값도 변화한다. 연료 유량 배분 산출부(105)는 터빈(21)의 입구 온도를 가스 터빈(10)의 출력에 근거하여 산출하지만, 부하 변동이 급격한 경우, 어느 시점에서 CLCSO(터빈 입구 온도)와 PLB 비율의 관계가 연소 진동이 생기지 않는 관계(예를 들면, 그래프(A1) 상의 점)이었다고 해도 실제로는, 연소 진동 발생 영역에 포함되는 관계가 되버리는 일이 있다. 예를 들어, 연료 유량 배분 산출부(105)가 CLCSO에 근거하여 PLB 비율 등의 배분비를 산출하고 나서, 실제로 각 연료 계통의 밸브 개방도를 작동시켜서, 각 연료 계통으로부터 공급되는 연료 유량이 산출한 배분비 대로가 되기까지는, 밸브 동작 지연, 각 연료 계통의 유량 조정 밸브(탑 햇 유량 조절 밸브(67))와 노즐까지의 배관 계통의 용량의 영향 등에 의한 압력 응답 지연, 연료 유량의 변동에 의한 연소 지연 등에 의해서 시간이 걸린다. 한편, CLCSO(터빈 입구 온도)는 가스 터빈(10)의 출력에 근거하여 산출되지만, 순간 부하 제어 중의 가스 터빈(10)의 출력은, 연료 유량 지령 산출부(104)에 의한 상기 제어에 의해 급격하게 강하한다. 그러면 그에 수반하여, CLCSO도 저하한다. 그러면, 어느 시각에서 CLCSO의 값이 「CLCSO1」인 것에 근거하여 산출한 PLB 비율 「PLB1」은, 실제로 그 비율에 근거하는 연료 유량 공급이 실현되는 시각에 있어서의 CLCSO의 값 「CLCSO2」과의 관계에서는 연소 진동 발생 영역에 포함되는 관계가 되어 버린다. 그래서, 순간 부하 제어 중은, 바이어스(h2)를 가산하여, PLB 비율과 CLCSO(터빈 입구 온도)의 관계가, 연소 진동이 생길 가능성이 높은 관계가 되는 것을 회피하도록 보정한다. 도 9를 이용하여 설명한 바와 같이 연료 유량 배분 산출부(105)는, TH 비율에 대해서도, 바이어스(h1)를 가산하여, TH 비율과 CLCSO의 관계가 연소 진동이 생길 가능성이 높은 관계가 되는 것을 회피하도록 보정한다.

(탑 햇 차단에 대한 보정)

이상 연소를 수반하는 경우의 순간 부하 강하 제어에 있어서, CSO가 목표 값에 도달했을 때에는, 탑 햇 노즐(51)로부터의 연료의 공급이 차단된다. 상기대로, 탑 햇 차단과 동시에 파일럿 계통과 메인 계통 사이에서 배분비를 재설정하는 처리를 실행하지만, 실제로 재설정 후의 배분비가 되기까지는, 밸브 동작 지연, 압력 응답 지연, 연소 지연 등의 영향에 의해 시간이 걸려서, 그때까지의 동안은, 탑 햇 계통 차단의 영향으로 일시적으로 파일럿 계통에 공급되는 연료가 감소한다. 그러면, 파일럿 계통의 화염이 보지하지 못하고 실화할 우려가 있다. 그래서, 실화를 회피하기 위해, 파일럿 노즐(44)로 공급하는 연료를 일시적으로 증대시키는 밸브 개방도 조정용의 바이어스(h3)를 가산하는 보정을 실행한다.

다음에 본 실시형태의 순간 부하 강하 제어의 처리의 흐름에 대해서 설명한다.

도 12는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.

우선, 연료 유량 지령 산출부(104) 및 IGV 개방도 제어부(107)가 순간 부하 강하 제어를 실행하는지 아닌지를 판정한다(단계(S11)). 예를 들어, 입력 접수부(101)가 순간 부하 강하 제어 중 신호를 취득하거나, 이상 검지부(103)가 이상 연소를 검지하거나 하면, 연료 유량 지령 산출부(104) 등은 순간 부하 강하 제어를 실행한다고 판정한다. 그 외의 경우, 연료 유량 지령 산출부(104)는 통상 제어에 의한 CSO 산출을 실행한다(단계(S11)； No). 구체적으로는, 도 7을 이용하여 설명한 바와 같이 연료 유량 지령 산출부(104)는, 가스 터빈(10)의 목표 출력과 실출력에 근거하는 피드백 제어를 실행하여 LDCSO를 산출하는 등의 제어에 의해 연료 유량 지령 값(CSO)을 산출한다(단계(S12)). 다음에 연료 유량 배분 산출부(105)가 CSO에 근거하여, 탑 햇 계통, 파일럿 계통, 메인 계통으로의 연료 배분비를 산출하고, 유량 조절 밸브 제어부(106)가 각각의 배분비에 근거하여, 파일럿 유량 조절 밸브(65), 메인 유량 조절 밸브(66), 탑 햇 유량 조절 밸브(67)의 밸브 개방도 제어를 실행한다(단계(S13)). 단계(S12, 13)와 병행하여, IGV 개방도 제어부(107)는 통상 제어에 의한 IGV 개방도의 산출을 실행하고(단계(S14)), IGV(14)의 개방도를 통상의 변화 속도로 변화시키는 제어를 실행한다(단계(S15)). 단계(S14), 단계(S15)의 처리에 대해서는 도 8을 이용하여 설명한 대로이다.

한편, 순간 부하 강하 제어를 실행하는 경우로 판정했을 경우(단계(S11)； Yes), 연료 유량 지령 산출부(104)는 순간 부하 강하 제어에 의한 CSO 산출을 실행한다(단계(S16)). 구체적으로는, 도 6, 도 7을 이용하여 설명한 바와 같이, 연료 유량 지령 산출부(104)는 대기와 균형을 맞춘 CSO 저하 속도를 산출하고, 그 저하 속도에 따른 CSO를 출력한다. 다음에 연료 유량 배분 산출부(105) 및 유량 조절 밸브 제어부(106)가 순간 부하 강하 제어에 의한 밸브 개방도 제어를 실행한다(단계(S17)). 구체적으로는, 통상 제어와 마찬가지로 연료 유량 배분 산출부(105)가 탑 햇 계통, 파일럿 계통, 메인 계통으로의 연료 배분비를 산출한다. 이때, 연료 유량 배분 산출부(105)는 도 9, 도 10을 이용하여 설명한 바와 같이 TH 비율에 바이어스(h1)를 가산하고, PLB 비율에 바이어스(h2)를 가산한다. 유량 조절 밸브 제어부(106)는 파일럿 유량 조절 밸브(65), 메인 유량 조절 밸브(66), 탑 햇 유량 조절 밸브(67)의 밸브 개방도 제어를 실행한다.

단계(S16), 단계(S17)와 병행하여, IGV 개방도 제어부(107)는 순간 부하 강하 제어에 의한 IGV 개방도의 산출을 실행하고(단계(S18)), IGV(14)의 개방도를 순간 부하 강하 제어 시의 변화 속도로 변화시키는 제어를 실행한다(단계(S19)). 단계(S18), 단계(S19)의 처리에 대해서는 도 8을 이용하여 설명한 대로이다. IGV 개방도 제어부(107)는 연료 유량 지령 산출부(104)에 의한 순간 부하 강하 제어용 CSO의 출력과 거의 동시각에 IGV 개방도 제어를 개시한다. IGV 개방도 제어부(107)는 CSO가 목표 값까지 저하하는 시간과 동일한 정도의 시간(2 내지 5초)에 걸쳐서 IGV(14)의 개방도를 목표 개방도까지 폐쇄한다.

단계(S16) 및 단계(S17)의 처리에 의해서, CSO가 소정의 목표 값으로 저하하면, 연료 유량 지령 산출부(104)는 CSO가 소정의 목표 값에 도달한 것을 나타내는 신호를, 연료 유량 배분 산출부(105)로 출력한다. 연료 유량 배분 산출부(105)가 CSO가 소정의 목표 값까지 저하한 것을 나타내는 신호를 취득한다.

그러면, 연료 유량 배분 산출부(105)는 순간 부하 강하 제어 개시 시 또는 현재, 이상 검지부(103)에 의해서 이상 연소의 발생이 검출되고 있는지 아닌지를 판정한다(단계(S20)). 이상 연소가 생기고 있는 경우(단계(S20)； Yes), 연료 유량 배분 산출부(105)는 TH 비율로 0%를 설정하고, PLB 비율을 갱신한다. 연료 유량 배분 산출부(105)는 PLB 비율에 바이어스(h3)를 가산한다. 유량 조절 밸브 제어부(106)는 탑 햇 노즐(51)로부터의 연료 공급을 차단하고(단계(S21)), 파일럿 노즐(44) 및 메인 노즐(54)로부터의 연료 공급량을 새로운 배분비에 근거하여 조정한다. 이상 연소가 생기지 않은 경우(단계(S20)； No), 단계(S21)의 처리는 실행하지 않는다.

도 13에 본 실시형태의 순간 부하 강하 제어에 있어서의 제어 값과 가스 터빈(10)의 상태량의 경시적 변화를 도시한다. 도 13은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어를 실행했을 때의 제어 값 및 상태량의 타이밍 차트이다.

도 13의 좌측의 위로부터 순서대로 순간 부하 강하 제어 중 신호의 유무, CSO, IGV(14)의 개방도, 파일럿 유량 조절 밸브(65)의 개방도, 탑 햇 유량 조절 밸브(67)의 개방도의 각 제어 값에 대한 타이밍 차트를 나타낸다. 지금까지 설명한 바와 같이 제어 장치(100)는, 순간 부하 강하 제어의 개시로부터 2 내지 5초 사이의 소정 시간에 CSO와 IGV 개방도를, 순간 부하 강하 후의 출력에 따른 목표 값과 목표 개방도로 저하시킨다. 부하 저하 후에 탑 햇 유량 조절 밸브(67)의 개방도를 0으로 하고, 한편, 파일럿 유량 조절 밸브(65)의 개방도를 10초 정도 증가시킨다. 이러한 제어에 의해, 우측의 각 타이밍 차트에 나타내는 상태량이 얻어진다.

도 13의 우측 위로부터 순서대로 가스 터빈 출력, 차실 압력, 파일럿 화염 온도의 각 상태량에 대한 타이밍 차트를 나타낸다. CSO 및 IGV 개방도의 저하에 수반하여 가스 터빈 출력이 저하하고, 차실 압력도 서서히 저하한다. 그 결과, 파일럿 화염 온도는 문턱 값(SH1)에 도달하고 실화를 면한다. 도 13의 우측의 제일 아래에 IGV 개방도와 차실 압력의 비를 나타낸다. IGV 개방도와 차실 압력의 비(그래프(PS))는 서지 영역(SH2)에 저촉하는 일 없이 압축기(11)의 서지를 회피할 수 있다.

상기대로, 연공비가 소정 범위로부터 괴리하면 환경 성능 악화 또는 실화의 리스크가 높아진다. 그 때문에, 순간 부하 강하 제어에서는, CSO 및 IGV 개방도의 저하 시간을 대체로 일치시킨다. 저하 시간이 너무 길면 이상 연소의 시간이 장 시간화하여 노즐 소실 등의 기기 파손으로 이어진다. 한편, 저하 시간이 너무 짧으면 압축기(11)에 서지가 발생하여 기기 파손으로 이어진다. 비교를 위해, CSO 및 IGV 개방도를 더욱 고속으로 저하시킨 경우의 IGV 개방도와 차실 압력의 비를 나타낸다(그래프(PL)). 이 경우, IGV 개방도가 급격하게 저하하는 것에 대해, 차실 압력의 저하에는 시간을 필요로 한다. 그 결과, IGV 개방도와 차실 압력의 비는 그래프(PL)와 같은 추이가 되어, 서지 영역(SH2)에 저촉한다. 그 결과, 압축기(11)의 서지가 발생할 가능성이 증대한다. 이들 제어 값과 상태량의 관계로부터, CSO 및 IGV 개방도의 저하는 2 내지 5초 정도로 실행하면 좋고, 부하 강하 시의 정도에 대해서는, 정격 부하의 35% 정도가 가장 이상 연소의 회피나 안정 연소에 적절하다는 것이 확인되어 있다.

다음에 본 실시형태의 순간 부하 강하 제어에 의한 효과를 설명한다.

도 14는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 제어에 의한 효과를 설명하는 도면이다. 종래이면, 이상 연소를 검지한 경우, 기기 보호를 위해서 부하 차단을 실행하고 있다(파선의 그래프). 부하 차단을 실행하면, 발전 사업자는 시각 ta에서 tb까지의 동안, 발전 기회를 일실한다. 이에 대해, 부하 차단 대신에 순간 부하 강하 제어를 실행한다. 그러면, 가스 터빈(10)의 부하를 순간에 강하시키면서 안정하여 운전을 계속하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 가스 터빈(10)의 운전 정지를 회피하고(실선의 그래프), 플랜트 가동률을 향상하여 발전 기회의 일실을 회피할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 제어 장치의 하드웨어 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

컴퓨터(900)는 CPU(901), 주 기억 장치(902), 보조 기억 장치(903), 입출력 인터페이스(904), 통신 인터페이스(905)를 구비하는 예를 들면 PC(Personal Computer)나 서버 단말기 장치이다. 상술의 제어 장치(100)는 컴퓨터(900)에 실장된다. 그리고, 상술한 각 처리부의 동작은 프로그램의 형식으로 보조 기억 장치(903)에 기억되어 있다. CPU(901)는 프로그램을 보조 기억 장치(903)로부터 판독하여 주 기억 장치(902)로 전개하고, 해당 프로그램을 따라서 상기 처리를 실행한다. CPU(901)는 프로그램을 따라서, 기억부(108)에 대응하는 기억 영역을 주 기억 장치(902)에 확보한다. CPU(901)는 프로그램을 따라서, 처리 중의 데이터를 기억하는 기억 영역을 보조 기억 장치(903)에 확보한다.

적어도 1개의 실시형태에 있어서, 보조 기억 장치(903)는 일시적이 아닌 유형의 매체의 일례이다. 일시적이 아닌 유형의 매체의 다른 예로서는, 입출력 인터페이스(904)를 거쳐서 접속되는 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 들 수 있다. 이 프로그램이 통신 회선에 의해서 컴퓨터(900)에 전송되는 경우, 전송을 받은 컴퓨터(900)가 해당 프로그램을 주 기억 장치(902)로 전개하고, 상기 처리를 실행해도 좋다. 해당 프로그램은 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 좋다. 게다가, 해당 프로그램은 전술한 기능을 보조 기억 장치(903)에 이미 기억되어 있는 다른 프로그램과의 조합으로 실현하는 것, 소위 차분(差分) 파일(차분 프로그램)이어도 좋다.

입력 접수부(101), 센서 정보 취득부(102), 이상 검지부(103), 연료 유량 지령 산출부(104), 연료 유량 배분 산출부(105), 유량 조절 밸브 제어부(106), IGV 개방도 제어부(107)의 전부 또는 일부는, 마이크로컴퓨터, LSI(Large Scale Integration), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), PLD(Programmable Logic Device), FPGA(Field-Programmable Gate Array) 등의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 좋다.

그 외, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기한 실시형태에 있어서의 구성요소를 주지의 구성요소로 치환하는 것은 적절하게 가능하다. 이 발명의 기술범위는 상기의 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 변경을 가하는 것이 가능하다.

연료 유량 배분 산출부(105)는 연료 배분 제어부, 제 2 연료 배분 제어부의 일례이다. IGV 개방도 제어부(107)는 공기 흡입 유량 제어부의 일례이다. 2 내지 5초의 범위에서의 소정 시간은 제 1 시간 및 제 2 시간의 일례이다. 탑 햇 노즐(51)은 제 1 노즐의 일례, 파일럿 노즐(44)는 제 2 노즐의 일례이다.

상기한 제어 장치, 가스 터빈, 제어 방법 및 프로그램에 의하면, 압축기의 서지나 연소기에 있어서의 실화를 막으면서 급속하게 부하를 저하시키고, 가스 터빈의 운전을 계속할 수 있다.

10 : 가스 터빈 11 : 압축기
14 : IGV 21 : 터빈
31 : 연소기 33 : 연소통(또는 미통)
43 : 파일럿 버너 43a : 파일럿 스월러
44 : 파일럿 노즐 51 : 탑 햇 노즐
53 : 메인 버너 54 : 메인 노즐
60 : 연료 라인 61 : 파일럿 연료 라인
62 : 메인 연료 라인 63 : 탑 햇 연료 라인
65 : 파일럿 유량 조절 밸브 66 : 메인 유량 조절 밸브
67 : 탑 햇 유량 조절 밸브 71 : 회전수계
72 : 출력계 73 : 온도계
74 : 압력계 75 : 온도계
76 : 온도계 100 : 제어 장치
101 : 입력 접수부 102 : 센서 정보 취득부
103 : 이상 검지부 104 : 연료 유량 지령 산출부
104a : PI 제어기 104b : 전환기
105 : 연료 유량 배분 산출부 105b, 105d : 전환기
105a, 105c, 105e : 함수 106 : 유량 조절 밸브 제어부
107 : IGV 개방도 제어부 107a, 107c : 전환기
107b : 함수 107d : 제어기
108 : 기억부 900 : 컴퓨터
901 : CPU 902 : 주 기억 장치
903 : 보조 기억 장치 904 : 입출력 인터페이스
905 : 통신 인터페이스

Claims (13)

1. 가스 터빈의 목표 출력과 실제의 출력의 편차에 근거하는 피드백 제어에 의해 연료 유량 지령 값을 산출하는 통상 제어와, 피드백 제어를 실행하는 일 없이 상기 가스 터빈의 출력을 소정의 제 1 시간에서 소정의 목표 출력까지 저하시키는 상기 연료 유량 지령 값을 산출하는 부하 강하 제어 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 연료 유량 지령 산출부와,
   상기 연료 유량 지령 산출부에 의한 상기 부하 강하 제어의 실행과 병행하여, 연공비가 소정 범위에 들어가도록 상기 가스 터빈의 압축기에 유입되는 공기 유량을 저하시키는 제어를 실행하는 공기 흡입 유량 제어부를 구비하는
   제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부하 강하 제어를 선택한 경우, 연료 유량 지령 산출부는 상기 연료 유량 지령 값을 상기 목표 출력에 상당하는 값으로 저하시킬 때까지의 저하 속도를, 대기 온도에 따라 변경하는
   제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 부하 강하 제어가 선택된 경우에, 상기 연료 유량 지령 값을 상기 목표 출력에 상당하는 값으로 저하시킬 때까지의 제 1 시간과, 상기 압축기에 유입되는 공기 유량을 소정의 목표 유량으로 저하시킬 때까지의 제 2 시간의 차이가 소정의 값 이하인
   제어 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 시간 및 제 2 시간이 2초 이상 5초 이하의 범위인
   제어 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 부하 강하 제어가 선택된 경우의 상기 가스 터빈의 출력의 저하 속도가 100%/분보다 고속인
   제어 장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 부하 강하 제어가 선택된 경우의 상기 가스 터빈의 출력의 저하 속도가 800%/분 이상, 2000%/분 이하인
   제어 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 부하 강하 제어가 선택된 경우의 상기 가스 터빈의 상기 목표 출력이 상기 가스 터빈의 정격 출력의 30% 이상 40% 이하인
   제어 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 부하 강하 제어 시에 상기 가스 터빈의 연소기에서 이상 연소가 발생하고 있는 경우, 상기 연료 유량 지령 값이 상기 목표 출력에 상당하는 값에 도달하는 타이밍에서, 상기 연소기에 마련된 복수의 노즐 중, 가장 상류측에 마련된 제 1 노즐로부터의 연료 공급을 정지하는 정지 제어와, 상기 제 1 노즐을 제외한 다른 상기 노즐 사이에서의 연료 공급 배분비를, 상기 정지 제어 후의 배분비로 전환하는 배분 전환 제어를 실행하는 연료 배분 제어부를 더 구비하는
   제어 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 연료 배분 제어부는 상기 제 1 노즐을 제외한 다른 상기 노즐 중, 상기 연소기에서 형성되는 예혼합 화염을 보염하는 예혼 화염을 형성하기 위한 상기 노즐의 상기 연료 공급 배분비에 대해서, 상기 제 1 노즐로부터의 연료 공급의 정지에 의한 일시적인 연료 공급량의 감소를 보충하는 보정을 실행하는
   제어 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 터빈의 연소기에 마련된 복수의 노즐 중, 연소 진동에 관계하는 제 2 노즐에 대한 연료 배분비에 대해서, 상기 부하 강하 제어 시의 하나의 시각에 있어서의 부하에 대응한 연소 부하 지령 값과, 상기 하나의 시각에 있어서의 상기 제 2 노즐의 상기 연료 배분비의 관계가, 연소 진동이 생길 가능성이 높은 관계가 되는 것을 회피하는 보정을 상기 제 2 노즐의 상기 연료 배분비에 대해서 실행하는 제 2 연료 배분 제어부를 더 구비하는
    제어 장치.
11. 압축기와,
    연소기와,
    터빈과,
    제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치를 구비하는
    가스 터빈.
12. 가스 터빈의 목표 출력과 실제의 출력의 편차에 근거하는 피드백 제어에 의해 연료 유량 지령 값을 산출하는 통상 제어와, 피드백 제어를 실행하는 일 없이 상기 가스 터빈의 출력을 소정의 제 1 시간에서 소정의 목표 출력까지 저하시키는 상기 연료 유량 지령 값을 산출하는 부하 강하 제어 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 단계와,
    상기 부하 강하 제어의 실행과 병행하여, 연공비가 소정 범위에 들어가도록 상기 가스 터빈의 압축기에 유입되는 공기 유량을 저하시키는 제어를 실행하는 단계를 갖는
    제어 방법.
13. 컴퓨터를,
    가스 터빈의 목표 출력과 실제의 출력의 편차에 근거하는 피드백 제어에 의해 연료 유량 지령 값을 산출하는 통상 제어와, 피드백 제어를 실행하는 일 없이 상기 가스 터빈의 출력을 소정의 제 1 시간에서 소정의 목표 출력까지 저하시키는 상기 연료 유량 지령 값을 산출하는 부하 강하 제어 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 수단,
    상기 부하 강하 제어의 실행과 병행하여, 연공비가 소정 범위에 들어가도록 상기 가스 터빈의 압축기에 유입되는 공기 유량을 저하시키는 제어를 실행하는 수단으로서 기능시키기 위한
    프로그램.

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