JP2000161083A - Fuel compressor system for gas turbine - Google Patents
Fuel compressor system for gas turbineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば都市ガス等を燃
料とするコージェネレーションシステム（電気・熱併給
システム）に適用するガスタービン用燃料圧縮機システ
ムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel compressor system for a gas turbine applied to a cogeneration system (cogeneration system) using, for example, city gas as fuel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２に示すものは例えば特公平６−１０
５０５６号公報に示された従来のガスタービン用燃料圧
縮機システムを適用したコージェネレーションシステム
の構成概略図である。2. Description of the Related Art FIG.
1 is a schematic configuration diagram of a cogeneration system to which a conventional gas turbine fuel compressor system disclosed in Japanese Patent No. 5056 is applied.
【０００３】図において、コージェネレーションシステ
ム２００は、ガスタービン３０と、ガスタービン３０に
燃料を圧縮して供給するガスタービン用燃料圧縮機シス
テム１０と、ガスタービン３０の駆動力が伝達され発電
作用を営む発電ユニット４０とを備えて構成されてい
る。In FIG. 1, a cogeneration system 200 includes a gas turbine 30, a gas turbine fuel compressor system 10 for compressing and supplying fuel to the gas turbine 30, and a power generation operation by transmitting a driving force of the gas turbine 30. And a power generation unit 40 that operates.
【０００４】ガスタービン用燃料圧縮機システム１０
は、燃料圧縮機１１と、一端が図示せぬ燃料源に連通し
他端が燃料圧縮機１１の吸入口１１ａに連通した燃料吸
入流路１２と、一端が燃料圧縮機１１の吐出口１１ｂに
連通し他端がガスタービン３０に連通する燃料吐出流路
１３と、燃料圧縮機１１をバイパスして燃料吸入流路１
２と燃料吐出流路１３とをつなぐバイパス流路１４と、
バイパス流路１４の途中に介装された外部制御開閉弁１
５と、燃料吐出流路１３内の圧力を検知し、検知した圧
力に応じて外部制御開閉弁１５に開弁量設定信号を伝達
する圧力制御装置１６と、燃料吐出流路１３の途中に設
けられた貯留タンク１７と、貯留タンク１７に付設され
た安全弁１７ａと、燃料吸入流路１２の途中に介装され
た安全弁１９とを備えて構成されている。[0004] Fuel compressor system 10 for gas turbine
Is connected to a fuel compressor 11, a fuel suction passage 12 having one end communicating with a fuel source (not shown) and the other end communicating with an inlet 11 a of the fuel compressor 11, and one end communicating with a discharge port 11 b of the fuel compressor 11. A fuel discharge passage 13 whose other end communicates with the gas turbine 30, and a fuel suction passage 1 which bypasses the fuel compressor 11.
A bypass passage 14 connecting the fuel injection passage 2 and the fuel discharge passage 13;
External control on-off valve 1 interposed in the middle of bypass passage 14
5, a pressure control device 16 that detects the pressure in the fuel discharge flow path 13 and transmits a valve opening amount setting signal to the external control on-off valve 15 according to the detected pressure, and is provided in the fuel discharge flow path 13. The storage tank 17 is provided with a safety valve 17 a attached to the storage tank 17, and a safety valve 19 interposed in the fuel suction flow path 12.
【０００５】また、ガスタービン３０は、タービン部３
１及び該タービン部３１の中心から延びた出力軸３２と
を備えており、燃料吐出流路１３は遮断弁１８を介して
タービン部３１の燃料ガス入口３１ａに連通している。
その他、このタービン部３１には、外部より空気を吸入
する空気取り入れ口３１ｂ、タービン部３１で燃焼した
排気ガスを排出する排ガス出口３１ｃが形成されてい
る。The gas turbine 30 has a turbine section 3
1 and an output shaft 32 extending from the center of the turbine section 31, and the fuel discharge passage 13 communicates with the fuel gas inlet 31 a of the turbine section 31 via the shut-off valve 18.
In addition, the turbine section 31 has an air intake 31b for sucking air from outside and an exhaust gas outlet 31c for discharging exhaust gas burned in the turbine section 31.
【０００６】発電ユニット４０は、ガスタービン３０の
出力軸３２に連結された発電機４１と、発電機４１に連
結され該発電機４１で発生した電力を送電する送電系統
４２とからなるものである。[0006] The power generation unit 40 includes a power generator 41 connected to the output shaft 32 of the gas turbine 30 and a power transmission system 42 connected to the power generator 41 and transmitting electric power generated by the power generator 41. .
【０００７】上記構成のコージェネレーションシステム
２００において、燃料吸入流路１２から流入した燃料ガ
スは、燃料圧縮機１１内で所定の圧力（一般には１２〜
１５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ）に昇圧されて燃料吐出流路１３に
流出される。さらに、燃料ガスは、燃料吐出流路１３に
設けられた貯留タンク１７及び遮断弁１８を介して燃料
ガス入口３１ａからガスタービン３０のタービン部３１
に導入される。そして、このようにしてタービン部３１
に導入された燃料ガスは、空気取り入れ口３１ｂから導
入される空気と混合された後に燃焼する。この燃焼によ
って混合ガスが膨張し、この膨張力によってガスタービ
ン３０が駆動される。この駆動力は、ガスタービン３０
の出力軸３２から発電機４１に受け渡され、これにより
発電作用が営まれるものである。In the cogeneration system 200 having the above structure, the fuel gas flowing from the fuel suction passage 12 is supplied to the fuel compressor 11 at a predetermined pressure (generally 12 to
The pressure is increased to 15 kg / cm 2 G) and flows out to the fuel discharge channel 13. Further, the fuel gas is supplied from the fuel gas inlet 31 a to the turbine section 31 of the gas turbine 30 through the storage tank 17 and the shutoff valve 18 provided in the fuel discharge passage 13.
Will be introduced. And, in this way, the turbine section 31
Is mixed with air introduced from the air intake 31b and burns. This combustion causes the mixed gas to expand, and the expansion force drives the gas turbine 30. This driving force is applied to the gas turbine 30
Is passed from the output shaft 32 to the generator 41, whereby the power generation operation is performed.
【０００８】また、ガスタービン３０が緊急停止する場
合には、ガスタービン３０への燃料の供給を遮断するた
め遮断弁１８が閉じる。遮断弁１８が閉じると燃料吐出
流路１３内の圧力が上昇する。この圧力上昇を制御装置
１６が検知し、検知した圧力に応じて外部制御開閉弁１
５に開度設定信号を送る。これにより外部制御開閉弁１
５が所定開度で開弁し、燃料吐出流路１３内の燃料ガス
を燃料吸入流路１２側に還流させて燃料吐出流路１３側
の圧力の異常上昇を防止している。同様に、発電機４１
の負荷を遮断してガスタービン３０をアイドリング運転
させる場合にも、制御装置１６により外部制御開閉弁１
５の開度が制御されて燃料吐出流路１３の異常圧力上昇
を防止する。このようにして、ガスタービン３０の運転
状態に対応して、燃料吐出流路１３内の圧力が一定とな
るように制御しているものである。When the gas turbine 30 is stopped in an emergency, the shutoff valve 18 is closed to shut off the supply of fuel to the gas turbine 30. When the shutoff valve 18 is closed, the pressure in the fuel discharge channel 13 increases. This rise in pressure is detected by the control device 16, and the externally controlled on-off valve 1 is controlled in accordance with the detected pressure.
5 is sent an opening setting signal. Thereby, the external control on-off valve 1
The valve 5 opens at a predetermined opening to recirculate the fuel gas in the fuel discharge channel 13 to the fuel suction channel 12 side, thereby preventing an abnormal increase in pressure on the fuel discharge channel 13 side. Similarly, the generator 41
When the gas turbine 30 is operated in the idling mode by cutting off the load of
5 is controlled to prevent an abnormal increase in the pressure of the fuel discharge passage 13. In this way, the pressure in the fuel discharge passage 13 is controlled to be constant in accordance with the operation state of the gas turbine 30.
【０００９】また、ガスタービン３０が緊急停止し、か
つ燃料圧縮機システム１０もほぼ同時に緊急停止する場
合には、まず、ガスタービン３０への燃料の供給を遮断
するため遮断弁１８が閉じるとともに燃料圧縮機１１も
停止する。この場合、貯留タンク１７内の圧縮されたガ
スは、燃料圧縮機１１内の図示せぬロータとケーシング
の隙間及び外部制御開閉弁１５を介して燃料圧縮機１１
の下流側の燃料吸入流路１２内へ流入し、燃料吸入流路
１２に設けられた安全弁１９より圧縮ガスを装置外へ噴
気させ、燃料圧縮機システム１０の吸入側低圧部位を破
損から保護するようになっている。When the gas turbine 30 is stopped in an emergency and the fuel compressor system 10 is also stopped almost at the same time, first, the shut-off valve 18 is closed to shut off the supply of fuel to the gas turbine 30, and the fuel is shut off. The compressor 11 also stops. In this case, the compressed gas in the storage tank 17 passes through the gap between the rotor and the casing (not shown) in the fuel compressor 11 and the external control opening / closing valve 15 and the fuel compressor 11
Flows into the fuel suction passage 12 on the downstream side, and the compressed gas is blown out of the device from the safety valve 19 provided in the fuel suction passage 12 to protect the suction-side low-pressure part of the fuel compressor system 10 from damage. It has become.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】従来のガスタービン用
燃料圧縮機システムは、以上のように構成されているの
で、遮断弁を閉じた状態で燃料圧縮機システムを停止し
た場合、貯留タンクに貯えられた圧縮ガスは燃料吸入流
路に付設の安全弁から図示しない導管を介して大気へ噴
気することになる。このようにして燃料ガスを大気へ噴
出することは、資源の浪費につながる。The conventional gas turbine fuel compressor system is constructed as described above. Therefore, when the fuel compressor system is stopped with the shut-off valve closed, the fuel is stored in the storage tank. The compressed gas blows out from the safety valve attached to the fuel suction passage to the atmosphere via a conduit (not shown). Ejecting fuel gas into the atmosphere in this way leads to waste of resources.
【００１１】また、大気へ噴気させずに低圧の貯留タン
クを燃料圧縮機システムに並設して同タンク内に回収す
る方法もあるが、コージェネレーションシステム全体が
大型化するなどの問題がある。There is also a method in which a low-pressure storage tank is provided in parallel with a fuel compressor system and is recovered in the tank without blowing it to the atmosphere. However, there is a problem that the entire cogeneration system becomes large.
【００１２】故に、本発明は、上記実情に鑑みてなされ
たものであり、ガスタービン用燃料圧縮機システムにお
いて、大型化を助長せずに、かつ燃料ガスを大気へ噴出
させることのないシステムを提供することを技術的課題
とするものである。[0012] Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and in a fuel compressor system for a gas turbine, there is provided a system which does not promote upsizing and does not eject fuel gas to the atmosphere. It is a technical task to provide.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するために成された請求項１の発明は、ガスタービン
に燃料を圧縮して供給するガスタービン用燃料圧縮機シ
ステムであって、前記ガスタービン用燃料圧縮機システ
ムは、燃料圧縮機と、一端が燃料源に連通し他端が前記
燃料圧縮機の吸入口に連通する燃料吸入流路と、一端が
前記燃料圧縮機の吐出口に連通し他端が前記ガスタービ
ンに連通する燃料吐出流路と、前記燃料圧縮機の駆動を
制御する駆動制御装置と、前記燃料吸入流路の途中に介
装された逆止弁とを具備するとともに、前記燃料吸入流
路を前記ガスタービン用燃料圧縮機システムの緊急停止
時の圧力上昇に耐え得る耐圧配管で構成し、かつ、前記
圧縮機の吸入側低圧部位を前記圧力上昇に耐え得る耐圧
部材で構成したことを特徴とするガスタービン用燃料圧
縮機システムとすることである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a gas turbine fuel compressor system for compressing and supplying fuel to a gas turbine. The fuel compressor system for a gas turbine includes a fuel compressor, a fuel suction passage having one end communicating with a fuel source and the other end communicating with an inlet of the fuel compressor, and one end having a discharge port of the fuel compressor. A fuel discharge passage communicating with the gas turbine at the other end, a drive control device for controlling driving of the fuel compressor, and a check valve interposed in the fuel suction passage. In addition, the fuel suction passage may be constituted by a pressure-resistant pipe capable of withstanding a pressure increase at the time of emergency stop of the gas turbine fuel compressor system, and a suction-side low-pressure portion of the compressor may withstand the pressure increase. Composed of pressure-resistant members The is to a gas turbine fuel compressor system according to claim.
【００１４】上記発明によれば、燃料吸入流路をガスタ
ービン用燃料圧縮機システムの緊急停止時の圧力上昇に
耐え得る耐圧配管で構成し、かつ、圧縮機の吸入側低圧
部位を前記圧力上昇に耐え得る耐圧部材で構成するの
で、燃料圧縮機が緊急停止して燃料吸入流路及び圧縮機
の吸入側低圧部位の圧力が上昇しても、燃料吸入流路及
び圧縮機の吸入側低圧部位がその上昇圧力に十分耐え得
ることができる。従って、燃料吸入流路または圧縮機の
吸入側低圧部位に安全弁を設けて燃料ガスを外部に噴気
させる必要がなくなるので、大型化を助長せずに、かつ
燃料ガスを大気へ噴出させることのないシステムを提供
することができる。According to the above invention, the fuel suction passage is constituted by a pressure-resistant pipe capable of withstanding a pressure increase at the time of an emergency stop of the gas turbine fuel compressor system, and the low pressure portion on the suction side of the compressor is provided with the pressure increase. Even if the pressure in the fuel suction passage and the low-pressure part on the suction side of the compressor increases due to the emergency stop of the fuel compressor, the low-pressure part on the suction side of the fuel suction passage and the compressor is constructed. Can sufficiently withstand the rising pressure. Therefore, it is not necessary to provide a safety valve in the fuel suction flow path or the low-pressure part on the suction side of the compressor to inject fuel gas to the outside. A system can be provided.
【００１５】また、上記した技術的課題を解決するため
になされた請求項２の発明は、ガスタービンに燃料を圧
縮して供給するガスタービン用燃料圧縮機システムであ
って、前記ガスタービン用燃料圧縮機システムは、燃料
圧縮機と、一端が燃料源に連通し他端が前記燃料圧縮機
の吸入口に連通する燃料吸入流路と、一端が前記燃料圧
縮機の吐出口に連通し他端が前記ガスタービンに連通す
る燃料吐出流路と、前記燃料圧縮機の駆動を制御する駆
動制御装置と、前記燃料吸入流路の途中に介装された逆
止弁とを具備するとともに、前記燃料吸入流路を前記ガ
スタービン用燃料圧縮機システムの緊急停止時の圧力上
昇に耐え得る耐圧配管で構成し、かつ、前記圧縮機の吸
入側低圧部位を前記圧力上昇に耐え得る耐圧部材で構成
して前記燃料吸入流路の途中または前記圧縮機の吸入側
低圧部位に安全弁を設けないことを特徴とするガスター
ビン用燃料圧縮機システムとすることである。A second aspect of the present invention is directed to a gas turbine fuel compressor system for compressing and supplying fuel to a gas turbine. The compressor system includes a fuel compressor, a fuel suction flow path having one end communicating with a fuel source and the other end communicating with an intake port of the fuel compressor, and one end communicating with a discharge port of the fuel compressor. A fuel discharge passage communicating with the gas turbine, a drive control device for controlling the driving of the fuel compressor, and a check valve interposed in the fuel suction passage. The suction passage is constituted by a pressure-resistant pipe capable of withstanding a pressure increase at the time of emergency stop of the gas turbine fuel compressor system, and the suction-side low-pressure part of the compressor is constituted by a pressure-resistant member capable of withstanding the pressure increase. The fuel intake Is that it the middle of the road or the compressor fuel compressor system for a gas turbine, characterized in that it is provided with a safety valve on the suction side low pressure region of.
【００１６】上記発明によれば、燃料吸入流路または圧
縮機の吸入側低圧部位の途中には安全弁を設けていない
ので、燃料吸入流路内または圧縮機の吸入側低圧部位の
圧力が上昇しても外部に燃料が噴気されることはない。
この場合、燃料吸入流路をガスタービン用燃料圧縮機シ
ステムの緊急停止時の圧力上昇に耐え得る耐圧配管で構
成し、かつ、圧縮機の吸入側低圧部位を前記圧力上昇に
耐え得る耐圧部材で構成してあるので、燃料圧縮機が緊
急停止して燃料吸入流路及び圧縮機の吸入側低圧部位の
圧力が上昇しても、燃料吸入流路及び圧縮機の吸入側低
圧部位がその上昇圧力に十分耐え得ることができる。According to the present invention, since the safety valve is not provided in the fuel suction flow passage or the low pressure portion on the suction side of the compressor, the pressure in the fuel suction flow passage or the low pressure portion on the suction side of the compressor increases. However, no fuel is blown out.
In this case, the fuel suction passage is constituted by a pressure-resistant pipe capable of withstanding a pressure increase at the time of emergency stop of the gas turbine fuel compressor system, and a suction-side low-pressure part of the compressor is formed of a pressure-resistant member capable of withstanding the pressure increase. Even if the fuel compressor is stopped in an emergency and the pressure in the fuel suction flow path and the suction-side low-pressure part of the compressor rises, the rising pressure of the fuel suction flow path and the suction-side low-pressure part of the compressor increases. Can withstand enough.
【００１７】尚、上記請求項１及び請求項２の発明にお
いて、圧縮機の吸入側低圧部位とは、圧縮機内部の構成
部材のうち、圧縮される前の（低圧の）作動流体が通過
する通路を構成する部材をいう。例えば圧縮機がスクリ
ュー型のコンプレッサで構成されている場合、圧縮機の
吸入側低圧部位とは、作動流体の吸入口から圧縮室に至
るまでの通路を構成する部材をいう。In the first and second aspects of the present invention, the low-pressure portion on the suction side of the compressor is a component through which a (low-pressure) working fluid before being compressed passes. Refers to a member that constitutes the passage. For example, when the compressor is configured by a screw-type compressor, the suction-side low-pressure part of the compressor refers to a member that forms a passage from the suction port of the working fluid to the compression chamber.
【００１８】また、上記耐圧配管及び上記耐圧部材と
は、かかる上昇圧力に耐え得ることができる配管及び部
材をいい、耐圧向上のための手段は問わない。例えば、
肉圧を増したり形状を工夫したりするなどの構造上の工
夫により耐圧性を向上したり、耐圧性の高い材質を使用
するなどの材質上の工夫により耐圧性を向上したもの
も、本発明の耐圧配管及び耐圧部材に含まれる。強いて
言うなれば、コスト等の面から、構造上の工夫により耐
圧性を向上した耐圧配管及び耐圧部材とすることが好ま
しい。The pressure-resistant pipe and the pressure-resistant member are pipes and members capable of withstanding the rising pressure, and any means for improving the pressure resistance is not required. For example,
The present invention is also applicable to a device in which the pressure resistance is improved by improving the pressure resistance by a structural device such as increasing the wall pressure or devising a shape, or by improving the material pressure by using a material having a high pressure resistance. Pressure-resistant piping and pressure-resistant members. In other words, from the viewpoint of cost and the like, it is preferable to use a pressure-resistant pipe and a pressure-resistant member whose pressure resistance is improved by devising the structure.
【００１９】また、請求項３の発明のように、前記燃料
吸入流路を構成する耐圧配管の耐圧強度は、１０ｋｇ／
ｃｍ２Ｇ以上であることが好ましい。Further, the pressure-resistant strength of the pressure-resistant pipe constituting the fuel suction passage is 10 kg / kg.
cm 2 G or more.
【００２０】ガスタービン用燃料圧縮機システムが緊急
停止したときでも、燃料吸入流路及び圧縮機の吸入側低
圧部位の圧力が１０ｋｇ／ｃｍ２Ｇを越えることは少な
い。従って、燃料吸入流路の耐圧強度を１０ｋｇ／ｃｍ
２Ｇ以上にしておけば、ガスタービン用燃料圧縮機シス
テムの緊急停止時の圧力上昇に十分対処することができ
る。Even when the fuel compressor system for a gas turbine is stopped in an emergency, the pressure in the fuel suction passage and the low-pressure portion on the suction side of the compressor rarely exceeds 10 kg / cm 2 G. Therefore, the pressure resistance of the fuel suction passage is set to 10 kg / cm.
When the pressure is set to 2 G or more, it is possible to sufficiently cope with a pressure increase at the time of emergency stop of the gas turbine fuel compressor system.
【００２１】また、好ましくは、請求項４の発明のよう
に、前記燃料圧縮機をバイパスして前記燃料吸入流路と
前記燃料吐出流路とをつなぐバイパス流路と、該バイパ
ス流路の途中に介装された開閉弁とを具備することであ
る。Preferably, a bypass passage which bypasses the fuel compressor and connects the fuel suction passage and the fuel discharge passage is provided in the middle of the bypass passage. And an on-off valve interposed between the two.
【００２２】上記発明によれば、ガスタービン用燃料圧
縮機システムは、燃料圧縮機をバイパスして燃料吸入流
路と燃料吐出流路とをつなぐバイパス流路と、バイパス
流路の途中に介装された開閉弁とを具備するので、ガス
タービン用燃料圧縮機システムの緊急停止時に燃料吐出
流路内で圧力が上昇した場合、燃料吐出流路内の燃料ガ
スをバイパス流路を通して燃料吸入流路内に還流させて
吐出流路内の圧力上昇を緩和させることができる。この
ため、緊急停止時に圧縮機内のロータの逆転及び圧縮機
オイルの逆流を最小限にとどめることができる。According to the present invention, the fuel compressor system for a gas turbine includes a bypass passage connecting the fuel intake passage and the fuel discharge passage by bypassing the fuel compressor, and an intervening part in the bypass passage. When the pressure in the fuel discharge passage increases during an emergency stop of the gas turbine fuel compressor system, the fuel gas in the fuel discharge passage is passed through the bypass passage to the fuel suction passage. And the pressure in the discharge channel can be reduced. For this reason, at the time of an emergency stop, the reverse rotation of the rotor in the compressor and the reverse flow of the compressor oil can be minimized.
【００２３】さらにより好ましくは、請求項５の発明の
ように、前記バイパス流路及び前記開閉弁は、前記燃料
圧縮機に内蔵されていることである。Still more preferably, as in the invention of claim 5, the bypass flow passage and the on-off valve are built in the fuel compressor.
【００２４】上記発明によれば、バイパス流路及び該バ
イパス流路の途中に介装された開閉弁は、燃料圧縮機に
内蔵されているので、請求項４の効果を持ちつつガスタ
ービン用燃料圧縮機システム全体をよりコンパクトに構
成することができる。According to the invention, the bypass passage and the on-off valve interposed in the middle of the bypass passage are built in the fuel compressor. The whole compressor system can be configured more compactly.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面に基づいて説明するが、従来技術と同一部分につい
ては同一符号で示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２６】図１に示すものは、本例におけるガスター
ビン用燃料圧縮機を適用したコージェネレーションシス
テムの全体構成図である。図において、コージェネレー
ションシステム１００は、ガスタービン３０と、ガスタ
ービン３０に燃料を圧縮して供給するガスタービン用燃
料圧縮機システム１０と、ガスタービン３０の駆動力が
伝達されて発電作用を営む発電ユニット４０とを備えて
構成されている。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a cogeneration system to which the fuel compressor for a gas turbine according to the present embodiment is applied. In the figure, a cogeneration system 100 includes a gas turbine 30, a gas turbine fuel compressor system 10 that compresses and supplies fuel to the gas turbine 30, and a power generation in which a driving force of the gas turbine 30 is transmitted to perform a power generation operation. And a unit 40.
【００２７】圧縮機システム１０は、燃料圧縮機１１
と、一端が図示せぬ燃料源に連通し他端が燃料圧縮機１
１の吸入口１１ａに連通した燃料吸入流路１２と、一端
が燃料圧縮機１１の吐出口１１ｂに連通し他端がガスタ
ービン３０に連通した燃料吐出流路１３と、燃料圧縮機
１１の駆動を制御する駆動制御装置１４と、燃料吸入流
路１２の途中に介装された逆止弁１５と、燃料吐出流路
１３の途中に介装された安全弁２８と、圧縮機システム
１０の全体の制御を行うシステム制御装置２３とを備え
て構成され、これらは圧縮機システム１０の全体を覆う
エンクロージャー２４内に収納されている。The compressor system 10 includes a fuel compressor 11
And one end communicates with a fuel source (not shown) and the other end
A fuel suction passage 12 communicating with a suction port 11a of the fuel compressor 11; a fuel discharge passage 13 having one end communicating with a discharge port 11b of the fuel compressor 11 and the other end communicating with a gas turbine 30; , A check valve 15 provided in the middle of the fuel suction flow path 12, a safety valve 28 provided in the fuel discharge flow path 13, and the entirety of the compressor system 10. The system includes a system controller 23 for performing control, and these are housed in an enclosure 24 covering the entire compressor system 10.
【００２８】駆動制御装置１４は、燃料圧縮機１１を駆
動する電動機２１と、交流電源Ａに電気的に接続した電
源周波数変換装置としてのインバータ２２とを備えて構
成されている。The drive control device 14 includes an electric motor 21 for driving the fuel compressor 11 and an inverter 22 as a power supply frequency converter electrically connected to the AC power supply A.
【００２９】また、燃料吐出流路１３には、吐出ガス圧
力センサ２５及び吐出ガス温度センサ２６が、エンクロ
ージャー２４の内壁部分にはガス漏れ検出センサ２７が
それぞれ取り付けられており、これらの検知信号はシス
テム制御装置２３に入力されている。Further, a discharge gas pressure sensor 25 and a discharge gas temperature sensor 26 are mounted on the fuel discharge passage 13, and a gas leak detection sensor 27 is mounted on the inner wall of the enclosure 24, respectively. It is input to the system controller 23.
【００３０】燃料圧縮機１１の内部には、当該燃料圧縮
機１１の本体をバイパスして燃料吸入流路１２と燃料吐
出流路１３とをつなぐバイパス流路１１ｄが形成されて
おり、このバイパス流路１１ｄの途中には開閉弁１１ｃ
が介装されている。尚、本例において、この燃料圧縮機
１１は、内部に図示せぬロータとロータを収納するケー
シングを備えたスクリュー型のコンプレッサで構成され
ており、作動流体の吸入口１１ａから図示せぬロータと
ケーシングとで画成される圧縮室に至るまでの通路を構
成する部材が、本発明における圧縮機の吸入側低圧部位
に該当する。Inside the fuel compressor 11, there is formed a bypass flow path 11d connecting the fuel suction flow path 12 and the fuel discharge flow path 13 by bypassing the main body of the fuel compressor 11. On-off valve 11c in the middle of road 11d
Is interposed. In this embodiment, the fuel compressor 11 is constituted by a screw type compressor having a rotor (not shown) and a casing for accommodating the rotor, and a rotor (not shown) from the working fluid suction port 11a. The member that constitutes the passage to the compression chamber defined by the casing corresponds to the suction-side low-pressure part of the compressor in the present invention.
【００３１】インバータ２２は、交流電源Ａから交流電
流が入力される。この入力された交流電源は、インバー
タ２２によって所定の周波数に変換され、変換後の交流
駆動電流を電動機２１に出力するものである。The inverter 22 receives an AC current from an AC power supply A. The input AC power is converted into a predetermined frequency by the inverter 22, and the converted AC drive current is output to the electric motor 21.
【００３２】システム制御装置２３は、上述したように
吐出ガス圧力センサ２５、吐出ガス温度センサ２６、ガ
ス漏れ検出センサ２７からの検知信号が入力され、この
ように入力された検知信号に基づいてインバータ２２に
指令信号を出力するものである。As described above, the system controller 23 receives the detection signals from the discharge gas pressure sensor 25, the discharge gas temperature sensor 26, and the gas leak detection sensor 27, and performs an inverter based on the input detection signals. 22 to output a command signal.
【００３３】ガスタービン３０は、タービン部３１及び
該タービン部３１の中心から延びた出力軸３２とを備え
ており、燃料吐出流路１３は遮蔽弁１８を介してタービ
ン部３１の燃料ガス入口３１ａに連通している。その
他、このタービン部３１には、外部より空気を吸入する
空気取り入れ口３１ｂ、タービン部３１で燃焼した排気
ガスを排出する排ガス出口３１ｃが形成されている。
尚、遮蔽弁１８の開度情報は、システム制御装置２３に
入力される。さらに、図示はしないが、ガスタービン３
０側からは、該ガスタービン３０の運転指令、停止指令
や、負荷に見合ったガスタービン３０の回転数を維持す
るための、燃料吐出流路１３内の吐出圧力指令がシステ
ム制御装置２３へ入力される。The gas turbine 30 includes a turbine section 31 and an output shaft 32 extending from the center of the turbine section 31. The fuel discharge passage 13 is connected to the fuel gas inlet 31a of the turbine section 31 through the shut-off valve 18. Is in communication with In addition, the turbine section 31 has an air intake 31b for sucking air from outside and an exhaust gas outlet 31c for discharging exhaust gas burned in the turbine section 31.
The opening information of the shielding valve 18 is input to the system controller 23. Further, although not shown, the gas turbine 3
From the 0 side, an operation command and a stop command of the gas turbine 30 and a discharge pressure command in the fuel discharge passage 13 for maintaining the number of revolutions of the gas turbine 30 corresponding to the load are input to the system controller 23. Is done.
【００３４】発電ユニット４０は、ガスタービン３０の
出力軸３２に連結された発電機４１と、発電機４１に連
結され該発電機４１で発電した電力を送電する送電系統
３２とからなるものである。The power generation unit 40 includes a power generator 41 connected to an output shaft 32 of the gas turbine 30 and a power transmission system 32 connected to the power generator 41 and transmitting electric power generated by the power generator 41. .
【００３５】燃料吸入流路１２及び燃料吐出流路１３は
両方共耐圧配管で構成されており、かつ、燃料圧縮機１
１の吸入側低圧部位は耐圧部材で構成されている。これ
らの流路及び部位の耐圧強度は、本例では１５ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇ以上である。尚、本例においては、従来とは異な
り、該燃料吸入流路１２の途中または燃料圧縮機１１の
吸入側低圧部位には安全弁が設けられていない。Both the fuel intake passage 12 and the fuel discharge passage 13 are constituted by pressure-resistant pipes.
The first low-pressure part on the suction side is composed of a pressure-resistant member. The pressure resistance of these channels and parts is 15 kg / c in this example.
m 2 G or more. Note that, in the present embodiment, unlike the related art, a safety valve is not provided in the middle of the fuel suction passage 12 or in the low-pressure part on the suction side of the fuel compressor 11.
【００３６】上記構成のコージェネレーションシステム
１００において、燃料吸入流路１２から流入した燃料ガ
スは、圧縮機１１内で所定の圧力（一般には１２〜１５
ｋｇ／ｃｍ２Ｇ）に昇圧されて燃料吐出流路１３に流出
される。さらに、燃料ガスは、遮断弁１８を介して燃料
ガス入口３１ａからガスタービン３０のタービン部３１
に導入される。そして、このようにしてタービン部３１
に導入された燃料ガスは、空気取り入れ口３１ｂから導
入される空気と混合された後に燃焼する。この燃焼によ
って混合ガスが膨張し、この膨張力によってガスタービ
ン３０が駆動される。この駆動力は、ガスタービン３０
の出力軸３２から発電機４１に受け渡され、これにより
発電作用が営まれるものである。In the cogeneration system 100 having the above-described structure, the fuel gas flowing from the fuel suction passage 12 is supplied to the compressor 11 at a predetermined pressure (generally 12 to 15).
kg / cm 2 G) and flow out to the fuel discharge channel 13. Further, the fuel gas is supplied from the fuel gas inlet 31 a through the shut-off valve 18 to the turbine section 31 of the gas turbine 30.
Will be introduced. And, in this way, the turbine section 31
Is mixed with air introduced from the air intake 31b and burns. This combustion causes the mixed gas to expand, and the expansion force drives the gas turbine 30. This driving force is applied to the gas turbine 30
Is passed from the output shaft 32 to the generator 41, whereby the power generation operation is performed.
【００３７】本例において、ガスタービン３０が緊急停
止した場合、図示しないガスタービン３０側の制御装置
から緊急停止信号が燃料圧縮機システム１０のシステム
制御装置２３に出力され、それを受けてシステム制御装
置２３は遮断弁１８を全閉する指令信号を遮断弁１８に
出力すると同時に、燃料圧縮機システム１０を緊急停止
させる信号をインバータ２２へ出力する。遮断弁１８
は、直ぐに全閉状態になるため、燃料圧縮機１１が停止
するまでの間、燃料吐出流路１３内の圧力が異常上昇し
ようとするが、燃料圧縮機内蔵の開閉弁１１ｃが開き、
バイパス流路１１ｄ及び開閉弁１１ｃを介して燃料吐出
流路１３内の高圧ガスは燃料吸入流路１２へ還流する。
ここで、還流ガスによって燃料吸入流路１２内の圧力が
上昇するため、逆止弁１５は全閉となる。逆止弁１５が
全閉すると図示しない燃料源から燃料圧縮機システム１
０へは燃料ガスが供給されなくなるので燃料吐出流路１
３内の圧力は、それ以上上昇することはない。この時、
燃料圧縮機内蔵の開閉弁１１ｃの開作動設定圧力は、燃
料吐出流路１３の途中に介装された安全弁２８の設定圧
力より常に低く設定されているため、吐出側の安全弁２
８から燃料が大気へ噴出することはなく、やがてインバ
ータ停止設定時間が経過すれば燃料圧縮機システム１０
は速やかに停止する。In this embodiment, when the gas turbine 30 is stopped in an emergency, an emergency stop signal is output from a control unit (not shown) of the gas turbine 30 to the system control unit 23 of the fuel compressor system 10 and the system control The device 23 outputs a command signal for fully closing the shut-off valve 18 to the shut-off valve 18 and, at the same time, outputs to the inverter 22 a signal for urgently stopping the fuel compressor system 10. Shutoff valve 18
Immediately closes completely, so that the pressure in the fuel discharge passage 13 tends to abnormally increase until the fuel compressor 11 stops, but the on-off valve 11c built in the fuel compressor opens,
The high-pressure gas in the fuel discharge flow path 13 returns to the fuel suction flow path 12 via the bypass flow path 11d and the on-off valve 11c.
Here, since the pressure in the fuel suction passage 12 increases due to the recirculated gas, the check valve 15 is fully closed. When the check valve 15 is fully closed, the fuel compressor system 1
No fuel gas is supplied to the fuel discharge flow path 1
The pressure in 3 does not rise any further. At this time,
Since the set pressure for opening the on-off valve 11c of the fuel compressor is always set lower than the set pressure of the safety valve 28 interposed in the fuel discharge passage 13, the safety valve 2 on the discharge side is set.
8 does not squirt into the atmosphere, and eventually the fuel compressor system 10
Will stop immediately.
【００３８】上記の緊急停止状態において、本例では、
燃料吸入流路１２内及び燃料圧縮機１１の吸入側低圧部
位の圧力は約１０ｋｇ／ｃｍ２Ｇ程度まで上昇するが、
本例における燃料吸入流路１２及び燃料圧縮機１１の吸
入側低圧部位は、ガスタービン用燃料圧縮機システム１
０の緊急停止時の圧力上昇に耐え得る耐圧強度、即ち１
５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ以上の耐圧強度を有する耐圧配管及び
耐圧部材で構成するので、その上昇圧力に十分耐え得る
ことができる。従って、従来のように燃料吸入流路１２
または燃料圧縮機１１の吸入側低圧部位に安全弁を設け
て燃料ガスを外部に噴気させる必要がなくなる。また、
吸入側低圧部位に貯留タンクを新たに付加する必要もな
い。このため、大型化を助長せずに、かつ燃料ガスを大
気へ噴出させることのないシステムを提供することがで
きる。In the emergency stop state described above, in this example,
The pressure in the fuel suction passage 12 and the pressure on the suction-side low-pressure portion of the fuel compressor 11 rises to about 10 kg / cm 2 G,
In the present embodiment, the fuel suction passage 12 and the low-pressure part on the suction side of the fuel compressor 11 correspond to the fuel compressor system 1 for a gas turbine.
0 withstand pressure rise at emergency stop, ie 1
Since it is composed of a pressure-resistant pipe and a pressure-resistant member having a pressure-resistant strength of 5 kg / cm 2 G or more, it can sufficiently withstand the rising pressure. Therefore, the fuel suction flow path 12
Alternatively, it is not necessary to provide a safety valve at a low-pressure portion on the suction side of the fuel compressor 11 to inject fuel gas to the outside. Also,
It is not necessary to newly add a storage tank to the suction side low pressure part. For this reason, it is possible to provide a system that does not promote the size increase and does not eject the fuel gas to the atmosphere.
【００３９】また、燃料圧縮機システム１０自身の異常
等で、当該燃料圧縮機システム１０を緊急停止させる場
合には、ガスタービン３０側の制御装置からの信号の代
わりに、システム制御装置２３からの緊急停止信号によ
り、ガスタービン３０の緊急停止時と同様、燃料ガスを
大気へ噴出すること無く速やかに燃料圧縮機システム１
０は停止する。When the fuel compressor system 10 is stopped due to an abnormality of the fuel compressor system 10 or the like, the signal from the system controller 23 is used instead of the signal from the controller on the gas turbine 30 side. In response to the emergency stop signal, the fuel compressor system 1 is quickly released without discharging the fuel gas to the atmosphere as in the case of the emergency stop of the gas turbine 30.
0 stops.
【００４０】また、燃料圧縮機システム１０を再起動す
る場合、遮断弁１８の開度信号を微開にして、ガスター
ビン３０で燃料圧縮機システム１０内に残留している燃
料ガスを燃焼消費して、燃料圧縮機１１内の圧力を一旦
所定の圧力に下げてから電動機２１を起動するので、緊
急停止後の再起動時においても過大な起動電流が流れる
ことはない。When the fuel compressor system 10 is restarted, the opening signal of the shut-off valve 18 is slightly opened, and the gas turbine 30 burns and consumes the fuel gas remaining in the fuel compressor system 10. Since the electric motor 21 is started after the pressure in the fuel compressor 11 is once reduced to a predetermined pressure, an excessive starting current does not flow even when restarting after an emergency stop.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧縮機の緊急停止時、ガスタービンの緊急停止時におい
て、大型化を助長せずに燃料ガスをコージェネレーショ
ンシステムの外部へ噴出することを防止できるので、小
型で軽量かつ安価なシステムを提供することができると
共に、燃料ガスを大気放出することもないので、燃料の
浪費を防止することができるものである。As described above, according to the present invention,
To provide a small, lightweight, and inexpensive system that can prevent fuel gas from being ejected to the outside of the cogeneration system without increasing the size of the compressor during an emergency stop of the compressor or an emergency stop of the gas turbine. In addition, since the fuel gas is not released to the atmosphere, waste of fuel can be prevented.
【図１】本発明の実施形態例における、ガスタービン用
燃料圧縮機システムを適用したコージェネレーションシ
ステムの構成概略図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cogeneration system to which a fuel compressor system for a gas turbine is applied in an embodiment of the present invention.
【図２】従来技術における、ガスタービン用燃料圧縮機
を適用したコージェネレーションシステムの構成概略図
である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a cogeneration system to which a fuel compressor for a gas turbine is applied in the related art.
１０・・・ガスタービン用燃料圧縮機システム １１・・・燃料圧縮機、 １１ａ・・・吸入口、 １１
ｂ・・・吐出口、 １１ｃ・・・開閉弁、 １１ｄ・・
・バイパス流路 １２・・・燃料吸入流路 １３・・・燃料吐出流路 １４・・・駆動制御装置 １５・・・逆止弁 １８・・・遮断弁 ２１・・・電動機 ２２・・・インバータ ２３・・・システム制御装置 ３０・・・ガスタービン ４０・・・発電ユニットReference Signs List 10 ... Gas turbine fuel compressor system 11 ... Fuel compressor 11a ... Suction port 11
b ... Discharge port, 11c ... On-off valve, 11d ...
-Bypass flow path 12-Fuel intake flow path 13-Fuel discharge flow path 14-Drive control device 15-Check valve 18-Shut-off valve 21-Motor 22-Inverter 23 ... System control device 30 ... Gas turbine 40 ... Power generation unit
Claims (5)
ガスタービン用燃料圧縮機システムであって、 前記ガスタービン用燃料圧縮機システムは、燃料圧縮機
と、一端が燃料源に連通し他端が前記燃料圧縮機の吸入
口に連通する燃料吸入流路と、一端が前記燃料圧縮機の
吐出口に連通し他端が前記ガスタービンに連通する燃料
吐出流路と、前記燃料圧縮機の駆動を制御する駆動制御
装置と、前記燃料吸入流路の途中に介装された逆止弁と
を具備するとともに、前記燃料吸入流路を前記ガスター
ビン用燃料圧縮機システムの緊急停止時の圧力上昇に耐
え得る耐圧配管で構成し、かつ、前記圧縮機の吸入側低
圧部位を前記圧力上昇に耐え得る耐圧部材で構成したこ
とを特徴とするガスタービン用燃料圧縮機システム。1. A gas turbine fuel compressor system for compressing and supplying fuel to a gas turbine, the gas turbine fuel compressor system comprising: a fuel compressor; one end communicating with a fuel source; A fuel suction passage communicating with a suction port of the fuel compressor, a fuel discharge passage having one end communicating with a discharge port of the fuel compressor, and the other end communicating with the gas turbine, and driving the fuel compressor. And a check valve interposed in the middle of the fuel intake flow path, and the pressure increase at the time of emergency stop of the fuel compressor system for the gas turbine through the fuel intake flow path. A fuel compressor system for a gas turbine, comprising a pressure-resistant pipe capable of withstanding pressure, and a suction-side low-pressure portion of the compressor including a pressure-resistant member capable of withstanding the pressure increase.
ガスタービン用燃料圧縮機システムであって、 前記ガスタービン用燃料圧縮機システムは、燃料圧縮機
と、一端が燃料源に連通し他端が前記燃料圧縮機の吸入
口に連通する燃料吸入流路と、一端が前記燃料圧縮機の
吐出口に連通し他端が前記ガスタービンに連通する燃料
吐出流路と、前記燃料圧縮機の駆動を制御する駆動制御
装置と、前記燃料吸入流路の途中に介装された逆止弁と
を具備するとともに、前記燃料吸入流路を前記ガスター
ビン用燃料圧縮機システムの緊急停止時の圧力上昇に耐
え得る耐圧配管で構成し、かつ、前記圧縮機の吸入側低
圧部位を前記圧力上昇に耐え得る耐圧部材で構成して前
記燃料吸入流路の途中または前記圧縮機の吸入側低圧部
位に安全弁を設けないことを特徴とするガスタービン用
燃料圧縮機システム。2. A gas turbine fuel compressor system for compressing and supplying fuel to a gas turbine, the gas turbine fuel compressor system comprising: a fuel compressor; one end communicating with a fuel source; A fuel suction passage communicating with a suction port of the fuel compressor, a fuel discharge passage having one end communicating with a discharge port of the fuel compressor, and the other end communicating with the gas turbine, and driving the fuel compressor. And a check valve interposed in the middle of the fuel intake flow path, and the pressure increase at the time of emergency stop of the fuel compressor system for the gas turbine through the fuel intake flow path. And a safety valve in the middle of the fuel suction flow path or the suction-side low-pressure part of the compressor, wherein the suction-side low-pressure part of the compressor is formed of a pressure-resistant member capable of withstanding the pressure increase. Do not provide Fuel compressor system for a gas turbine, wherein.
記圧縮機の吸入側低圧部位を構成する耐圧部材の耐圧強
度は、１０ｋｇ／ｃｍ２Ｇ以上であることを特徴とする
ガスタービン用燃料圧縮機システム。3. The pressure-resistant strength of a pressure-resistant pipe constituting the fuel suction flow path and a pressure-resistant strength of a pressure-resistant member constituting a suction-side low-pressure portion of the compressor according to claim 1, wherein the pressure-resistant strength is 10 kg / cm 2 G or more. A fuel compressor system for a gas turbine, characterized in that:
て、 前記燃料圧縮機をバイパスして前記燃料吸入流路と前記
燃料吐出流路とをつなぐバイパス流路と、該バイパス流
路の途中に介装された開閉弁とを具備することを特徴と
するガスタービン用燃料圧縮機システム。4. The bypass flow path according to claim 1, wherein the fuel flow path bypasses the fuel compressor and connects the fuel suction flow path and the fuel discharge flow path. A fuel compressor system for a gas turbine, comprising: an on-off valve interposed in a gas turbine.
内蔵されていることを特徴とするガスタービン用燃料圧
縮機システム。5. The fuel compressor system for a gas turbine according to claim 4, wherein the bypass passage and the on-off valve are built in the fuel compressor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10336011A JP2000161083A (en) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | Fuel compressor system for gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10336011A JP2000161083A (en) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | Fuel compressor system for gas turbine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161083A true JP2000161083A (en) | 2000-06-13 |
Family
ID=18294780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10336011A Pending JP2000161083A (en) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | Fuel compressor system for gas turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000161083A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104141546A (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-12 | 通用电气公司 | Gas dosage control for gas engine |
-
1998
- 1998-11-26 JP JP10336011A patent/JP2000161083A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104141546A (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-12 | 通用电气公司 | Gas dosage control for gas engine |
| KR20140133453A (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-19 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | Gas dosage control for gas engine |
| KR101639203B1 (en) * | 2013-05-10 | 2016-07-13 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | Gas dosage control for gas engine |
| US9581089B2 (en) | 2013-05-10 | 2017-02-28 | General Electric Company | Gas dosage control for gas engine |
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