KR950019079A - 가스 터어빈 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 부하 조건이 감소하는 동안에, 연료/공기 혼합물을 최적화 하기 위해서 개시되는 가스 터어빈 엔진 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 전력을 발생하는데 이용되는 대용량의 가스 터어빈 엔진 시스템에 있어서, 시스템은 전기 발전기 유닛을 구동하는 터어빈의 상대적으로 일정한 회전 속도로 작동하도록 설계된다. 터어빈 엔진의 부하는 전력 요구치의 변화로 인해 하루 내내 변화 한다. 정상적인 정격 부하 조건 동안에, 연료/공기 혼합물의 제어는 연료 공급의 변화를 거쳐서, 터어빈 배기 온도를 소망하는 정격 온도를 되돌리도록 보정된다. 이러한 작동 모드 동안에, 압축기 입구 안내익은 실질적으로 일정한 개방 위치에서 유지된다. 온도가 정격 온도 작동 이하의 미리 정해진 온도 수준 아래로 떨어지는 부하 조건 감소를 수용하기 위해서, 시스템은 입구 안내익 제어 작동 모드로 변환된다. 안내익 제어 작동 모드 동안에, 입구 안내익은 정상적인 부하 작동의 경우 보다 더 정밀한 온도 보정 민감성으로 제어된다. 부하 조건이 감소하는 동안의 이러한 더욱 정밀한 입구 안내익 제어는 부하가 감소하는 동안에 개선된 연료/공기 혼합물을 보장하며, 특히 찬공기가 그렇지 않다면 공기 공급을 증가시키게 되는 대기 온도 조건의 변화 동안에 이에 따르는 개선된 효율과 최소의 NO_x화합물 방출을 보장한다.

Description

가스 터어빈 제어 방법 및 장치

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 본 발명의 제어 시스템과 제어 방법에 의해서 제어되는 형태의 가스터어빈과 발전기 시스템의 개략적인 단면도,

제2도는 엔진 작동 조건의 함수로써 제1도의 엔진의 압축기 입구안내 익을 통한 최대 공기 입구 공급량의 백분율을 개략적으로 도시하는 그래프,

제3도는 본 발명의 양호한 실시예에 의한 제어 시스템과 제어 방법을 이용하는 작동을 도시하고, 압축기 압력의 함수로써 터어빈 배기 온도를 도시하는 그래프.

Claims (23)

1. 연소실 : 가연성의 연료와 공기 혼합물은 연소실에 제공하는 역할을 하며 각각 연소실에 개방되는 제어 가능한 연료 공급 시스템 및 제어 가능한 연소 공기 공급 시스템과, 연소실로부터 배기 가스에 의해 작동 가능하게 구동되고 전기 발전기 등과 같은 부하에 구동적으로 연결되는 터어빈과, 터어빈에 구동적으로 연결되고, 연소 공기 공급 시스템의 일부를 형성하는 압축기, 및 압축기에 공급된 공기 양을 제어하기 위한 제어 가능한 압축기 입구 안내익을 갖는 형식의 가스 터어빈 엔진 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 가스 터어빈 엔진 시스템 상의 부하가 증가 하거나 감소하거나 따라서 다른 변화 제어율로 연료 공급 시스템과 연소 공기 공급 시스템을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 터어빈에 의해서 구동되는 부하의 변화을 감지하고 터어빈 배기 온도와 일치하는 신호 T_TA를 발생시키기 위해 터어빈 배기 가스의 온도를 연속적으로 관찰하는 단계와, 미리 정해진 소망하는 터어빈 배기 온도와 일치하는 신호 T_TD를 연속적으로 발생시키는 단계와, 신호 T_TA와 T_TD를 비교하고 T_TA와 T_TD의 비교값에 따라서 연소실 내의 연료/공기 혼합물을 제어하기 위해 제1 및 제2 제어모드 중의 하나를 선택하는 단계를 또 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 제어 모드는 압축기 입구 익이 설정된 위치에 유지되고 배기 가스 온도가 연료 공급의 변화에 의해서만 소망하는 온도 T_TD로 보정되는 배기 가스 온도 제어 모드인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2제어 모드는 배기 가스 온도가 압축기 입구 안내익을 제어하므로써 소망하는 온도 T_TD로 보정되는 입구 안내익 제어 모드인것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 배기 가스 온도 제어 모드는 소망하는 온도 T_TD아래의 미리 정해진 최소값 이상의 터어빈 배기 가스 온도를 갖는 시스템의 정격 부하 작동을 위해서 유지되고, 상기 입구 안내익 제어는 감소하는 부하 조건 동안에 상기 터어빈 배기 가스 온도가 소망하는 온도 T_TD아래의 미리 정해진 최소값 이하로 떨어질때 변환되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 배기 가스 온도 제어 모드에서, 연료 공급은 1℃/s의 터어빈 배기 가스 온도 보정과 일치하는 비율로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 입구 안내익 제어 모드에서, 압축기 입구 안내 익은 0.1℃/s의 터어빈 배기 가스 온도 보정율과 일치하는 비율로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 소망하는 온도 T_TD아래의 상기 미리 정해진 최소값은 1℃인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 배기 가스 온도 제어 모드에서, 연료 공급의 제어는 소망하는 온도 T_TD로부터 5℃편차 대응해서만 시작되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 입구 안내익 제어 모드에서, 안내익을 거친 공기 공급의 제어는 소망하는 온도 T_TD로부터의 1°편차에 대응해서 시작되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 연소실과, 가연성의 연료와 공기 혼합물은 연소실에 제공하는 역할을 하며 각각 연소실에 개방되는 제어 가능한 연료 공급 시스템 및 제어 가능한 연소 공기 공급 시스템과, 연소실로부터의 배기 가스에 의해 작동 가능하게 구동되고 전기 발전기 등과 같은 부하에 구동적으로 연결되는 터어빈과, 터어빈에 구동적으로 연결되고, 연소 공기 공급 시스템의 일부를 형성하는 압축기, 및 압축기에 공급된 공기양을 제어하기 위한 제어 가능한 압축기 입구 안내익을 갖는 형식의 가스 터어빈 엔진 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 전기 발전기를 구동하기 위해 압축기와 터어빈에서 일정한 회전 속도로 상기 시스템을 작동하는 단계와, 소망하는 터어빈 배기; 온도와 일치하는 제1전기 신호를 연속적으로 발생하는 단계와, 실제 감지된 터어빈 배기 온도와 일치하는 제2전기 신호를 연속적으로 발생하는 단계와, 소망하는 온도와 실제 온도 사이의 차이를 나타내는 전기 온도 차이 신호를 발생하기 위해서 제1 및 제2신호를 연속적으로 비교하는 단계와, 제1 및 제2 신호의 비교값에 따라서 연소실 내의 연료/공기 혼합물을 제어하기 위해서 제1 및 제2 제어 모드 중의 하나를 선택하도록 온도 차이 신호를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 제어모드는 압축기 입구익이 설정된 위치에 유지되고 배기 가스 온도가 연료 공급의 변화에 의해서만 소망하는 온도 T_TD로 보정되는 배기 가스 온도 제어 모드인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 제2제어 모드는 배기 가스 온도가 압축기 입구 안내액을 제어하으로써 소망하는 온도 T_TD로 보정되는 입구 안내익 제어 모드인 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 배기 가스 온도 제어 모드는 소망하는 온도 T_TD아래의 미리 정해진 최소값 이상의 터어빈 배기 가스 온도를 갖는 시스템의 정격 부하 작동을 위해서 유지되고, 상기 입구 안내익 제어는 감소하는 부하 조건 동안에 상기 터어빈 배기 가스 온도가 소망하는 온도 T_TD아래의 미리 정해진 최소값 이하로 떨어질 때 변환되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 배기 가스 온도 제어 모드에서, 연료 공급은 1℃/s의 터어빈 배기 가스온도 보정과 일치하는 비율로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 입구 안내익 제어 모드에서, 압축기 입구 안내 익은 0.1℃/s의 터어빈 배기 가스 온도 보정율을 일치하는 비율로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 소망하는 온도 T_TD아래의 상기 미리 정해진 최소값은 1℃인 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 배기 가스 온도 제어 모드에서, 연료 공급의 제어는 소망하는 온도 T_TD로 부터의 5℃편차 대응해서만 시작되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 입구 안내익 제어 모드에서, 안내익을 거친 공기 공급의 제어는 소망하는 온도 T_TD로부터의 1°편차에 대응해서 시작되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 연소실과, 가연성의 연료와 공기 혼합물은 연소실에 제공하는 역할을 하며 각각 연소실에 개방되는 제어 가능한 연료 공급 시스템 및 제어 가능한 연소 공기 공급 시스템과, 연소실로부터의 배기 가스에 의해 작동 가능하게 구동되고 전기 발전기 등과 같은 부하에 구동적으로 연결되는 터어빈과, 이 터어빈에 구동적으로 연결되고, 연소 공기 공급 시스템의 일부를 형성하는 압축기와, 이 압축기에 공급된 공기 양을 제어하기 위한 제어 가능한 압축기 입구 안내익을 갖는 형식의 가스 터어빈 엔진 시스템을 제어하는 시스템에 있어서, 전력 발전기를 구동하도록 터어빈과 압축기의 일정한 회전 속도에서 시스템을 작도하기 위한 속도 제어 수단과, 소망하는 터어빈 배기 온도와 일치하는 제1 전기 신호를 연속적으로 발생시키기 위한 제1 전기 신호 발생 수단과, 실제의 감지된 터어빈 배기 온도와 일치하는 제2 전기신호를 연속적으로 발생시키기 위한 제2 전기 신호 발생 수단과, 소망하는 온도와 실제 온도 사이에서의 차이를 나타내는 전기 온도 차이 신호를 발생시키기 위해서 제1 및 제2 신호를 연속적으로 비교하기 위한 비교 수단과, 제1 및 제2 신호의 비교값에 따라서 연소실 내의 연료/공기 혼합물을 제어하기 위한 제1 및 제2 제어 모드 중의 하나를 선택하도록 온도 차이 신호를 이용하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
21. 제20항에 있어서, 상기 제1 제어 모드는 압축기 입구 익이 설정된 위치에 유지되고 배기 가스 온도가 연료 공급의 변화에 의해서만 소망하는 온도 T_TD로 보정되는 배기 가스 온도 제어 모드인 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
22. 제21항에 있어서, 상기 제2 제어 모드는 배기 가스 온도가 압축기 입구 안내익을 제어하므로써 소망하는 온도 T_TD로 보정되는 입구 안내익 제어 모드인것을 특징으로 하는 제어 시스템.
23. 제22항에 있어서, 상기 배기 가스 온도 제어 모드는 소망하는 온도 T_TD아래의 미리 정해진 최소값 이상의 터어빈 배기 가스 온도를 갖는 시스템의 정격 부하 작동을 위해서 유지되고, 상기 입구 안내익 제어는 감소하는 부하 조건 동안에 상기 터어빈 배기 가스 온도가 소망하는 온도 T_TD아래의 미리정해진 최소값 이하로 떨어진 때 변환되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.

    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.