JP2001214760A - ガスタービン燃料ガス漲装置 - Google Patents

ガスタービン燃料ガス漲装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボール弁による燃料元弁を備えたガスタービ
ンプラントにおいて、系統状態に応じて所定ガス量を適
切に供給することができるとともに、調整作業の省力化
やコストダウン、騒音の低減、各種機器類への衝撃度の
減少等を実現できるガスタービン燃料ガス漲装置を提供
すること。 【解決手段】 燃料元弁２を徐開していき（）、燃料
配管１の予め定められた第１の圧力条件が成立した時点
でその時の弁開度に固定し（〜）、一定時間経過後
再び当該圧力状態を確認し（）、第２の圧力条件が成
立するまで燃料元弁２を徐開する（〜）。そして、
ガス漲完了時にも当該圧力状態を確認し、第３の圧力条
件の成立にて窒素パージ逃し弁５を閉じ（）、さらに
第４の圧力条件の成立にて燃料元弁２を全開とするよう
にした（）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービン燃
料ガス漲装置に関し、さらに詳しくは、実際のガス漲状
態により、パージ逃し弁等の開閉タイミングおよび燃料
元弁のガス漲開度を自動的に変化させることで、系統状
態に応じて所定の燃料ガス量を供給することができると
ともに、調整作業を省力化できるガスタービン燃料ガス
漲装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス焚きガスタービンにおいては、起動
前に燃料配管（燃料元弁（もしくは燃料ガス供給弁）か
ら燃料遮断弁前まで）のガス漲操作を行う必要がある。
これは、ガスタービンの長期停止や点検作業時に燃料配
管に窒素等の不活性ガスを充填した後、起動時に当該不
活性ガスを燃料ガスで置換して、不活性ガスを含んだ燃
料ガスを燃焼ノズルに供給しないようにし、着火の失敗
を防止するためである。この燃料元弁は、通常運転時は
開いているので、なるべく圧力損失を少なくするために
ボール弁が使用されている。
【０００３】かかる一連のガス漲シーケンスの自動化手
段としては、単純に時間経過により燃料元弁（ガス漲開
度一定）とパージ弁の開閉を行うようにしている。な
お、燃料元弁として、ボール弁ではなく、微妙な開度設
定が可能な専用の弁装置を使用している場合もあるが、
かかる場合は、本発明の適用対象外である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガス漲自動化シーケンスは、単純に時間経過により燃料
元弁（ガス漲開度一定）とパージ弁の開閉を行うだけの
ものであり（弁の状態がフィードバックされていなかっ
た）、系統状態（配管の長さ、径、形状等）により燃料
元弁の開時間がまちまちとなるので、当該時間設定の現
地調整が煩雑になるという問題点があった。
【０００５】また、燃料元弁（ボール弁）の開度特性
上、微妙な開度設定が困難なため、ガス漲時の配管温
度、圧力、燃料元弁の流量特性等の系統状態の違いによ
り、ガス漲操作が一定にならないという問題点があっ
た。
【０００６】また、燃料元弁（ボール弁）は微妙な開度
設定が困難なため、燃料元弁を開いたときに燃料ガスが
一気に流れて、衝撃による騒音が発生するとともに、当
該衝撃により各種機器類を損傷させる可能性もあるとい
う問題点があった。
【０００７】さらに、上記所定時間が経過するまで未燃
ガスを大気中に放出し続けることとなるので、燃料ガス
が無駄になり不経済となるとともに、環境保護の観点か
らも好ましくないという問題点があった。
【０００８】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、ボール弁による燃料元弁を備えたガスタービン
プラントにおいて、系統状態に応じて所定ガス量を適切
に供給することができるとともに、調整作業の省力化や
コストダウン、騒音の低減、各種機器類への衝撃度の減
少等を実現できるガスタービン燃料ガス漲装置を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明の請求項１にかかるガスタービン燃料ガ
ス漲装置は、燃料配管の上流側に配設され、ボール弁に
て形成された燃料元弁と、前記燃料配管の下流側に配設
され、かつ、燃焼器ノズルの上流側に配設された燃料元
弁と、不活性ガス供給手段によって前記燃料配管内に供
給された前記不活性ガスを当該燃料配管外に逃す不活性
ガスパージ逃し弁と、前記燃料配管中の圧力を検出する
圧力計とを備え、前記燃料元弁を徐開していき、前記燃
料配管の予め定められた第１の圧力条件が成立した時点
でその時の弁開度に固定し、一定時間経過後再び当該圧
力状態を確認し、第２の圧力条件が成立するまで当該燃
料元弁を徐開するとともに、ガス漲完了時にも当該圧力
状態を確認し、第３の圧力条件の成立にて前記不活性ガ
スパージ逃し弁を閉じ、さらに第４の圧力条件の成立に
て当該燃料元弁を全開とするようにしたものである。こ
れにより、系統状態に応じて所定燃料ガス量を当該燃料
配管に適切に供給することができる。
【００１０】また、この発明の請求項２にかかるガスタ
ービン燃料ガス漲装置は、圧力条件の設定回数および測
定間隔は、系統状態に応じて増減させるようにしたもの
である。これにより、タービンプラントの系統状態に応
じて、適切な条件設定ができ、より円滑なガス漲操作が
可能となる。
【００１１】また、この発明の請求項３にかかるガスタ
ービン燃料ガス漲装置は、燃料配管中の圧力および温度
状態に基づいて燃料元弁の放出ガス流量を補正する調整
弁を備えたものである。これにより、燃料元弁の放出ガ
ス流量をさらに微妙に設定することができる。
【００１２】この発明の請求項４にかかるガスタービン
燃料ガス漲装置は、燃料配管中の圧力および温度状態に
基づいて燃料元弁の放出ガス流量を補正するバイパス調
整弁およびオリフィスを備えたものである。これによ
り、燃料元弁の放出ガス流量をさらに微妙に設定するこ
とができる。
【００１３】この発明の請求項５にかかるガスタービン
燃料ガス漲装置は、燃料ガスを天然ガスとしたものであ
る。これにより、汎用燃料を使用したガスタービンプラ
ントに容易に適用できる。
【００１４】この発明の請求項６にかかるガスタービン
燃料ガス漲装置は、不活性ガスを窒素ガスとしたもので
ある。これにより、天然ガス燃料を使用したガスタービ
ンプラントに容易かつ安価に適用できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるガスター
ビン燃料ガス漲装置の実施の形態につき図面を参照しつ
つ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発
明が限定されるものではない。
【００１６】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１にかかる燃料系統ガスインタイムチャートを示
す説明図であり、斜線で示した部分の高さは弁開度を示
している。図２は、ガスタービン燃料ガス漲装置の燃料
ガス供給系統図である。なお、図２中の〜は、各操
作ポイントを示している。
【００１７】本発明は、燃料配管１における燃料元弁２
から燃料遮断弁３までの燃料ガス（たとえば、天然ガ
ス）漲を対象としている。ガス漲に使用する弁は、燃料
元弁２の近傍に設置された窒素パージ逃し弁４と、燃料
配管１から大気放出系統に設置された窒素パージ逃し弁
５である。窒素パージ供給弁６，７は、燃料配管１に窒
素ガスを供給するための弁である。
【００１８】また、燃料配管１に設置された圧力計８
は、当該配管１への燃料供給状態を監視し、その圧力デ
ータを燃料元弁２のインチング開度制御にフィードバッ
クするためのものである。また、燃料配管１には、燃料
濾過を行うストレーナ９や余剰のガス燃料を大気放出す
る燃料逃し弁１０等が配設されている。なお、これら各
弁２〜７、１０等の制御や圧力データの演算等は、図示
しない制御装置によって自動的に処理できるように構成
してある。
【００１９】つぎに、ガス漲方法について、主に図２に
基づいて説明する。ガス漲開始にて燃料元弁２をインチ
ングにより徐開していき（）、予め定められた圧力条
件（圧力計８によって計測される燃料遮断弁３の入口圧
力である。以下、同じ。）が成立した時点で、その時の
弁開度に固定する（〜）。一定時間経過後、再び圧
力状態を確認し（）、つぎの圧力条件が成立するまで
燃料元弁２を徐開する（〜）。そして、ガス漲完了
時も圧力状態を確認し、つぎの圧力条件の成立にて窒素
パージ逃し弁５を閉じ（）、さらにつぎの圧力条件の
成立にて燃料元弁２を全開とする（）。
【００２０】このように、各ポイント毎に圧力状態を確
認することにより、系統状態に応じた最適にガス漲操作
が可能となる。そして、従来技術において、ガス漲の際
に過剰となりがちであった未燃ガスの放出や、燃料ガス
の急激な放出による衝撃音、これに基づく各種機器類へ
の衝撃付与等を効果的に防止できる。
【００２１】以上のように、この実施の形態１にかかる
ガスタービン燃料ガス漲装置によれば、ガス漲時の放出
ガス量を適正化することにより、コストダウン、騒音の
低減、各種機器類への衝撃度の減少等を実現できる。
【００２２】また、従来のような燃料元弁２の開時間設
定の現地調整が不要となるので、調整作業を省力化でき
る。
【００２３】なお、上記実施の形態１においては、不活
性ガスとして窒素ガスを使用するものとして説明した
が、これに限定されず、燃料ガスと反応性が乏しいもの
であれば、その他のものであってもよい。また、ストレ
ーナ９、燃料逃し弁１０、窒素パージ逃し弁５、窒素パ
ージ供給部６、７等は必要に応じて適宜数配設でき、図
示例のものに限定されない。
【００２４】また、ガスタービンプラントの燃料ガス漲
について説明したが、本発明を例えば、蒸気タービン循
環水の水漲やコンデンサ水室の水漲等に適用することも
できる。
【００２５】（実施の形態２）図３は、この発明の実施
の形態２にかかるガスタービン燃料ガス漲装置の燃料ガ
ス供給系統図である。上記実施の形態１では、圧力計８
による圧力条件をフィードバックして燃料元弁２のイン
チング開操作を行っていたのに対し、本実施の形態２で
は、これと併用して、燃料配管１の圧力・温度条件を圧
力・温度計１４によって計測し、その計測値に基づいて
調整弁１２を自動制御することで、燃料元弁２による放
出ガス量を調整するものである。その他の構成および動
作は、上記実施の形態１の場合と同様であるので、重複
説明を省略する。
【００２６】以上のように、この実施の形態２にかかる
ガスタービン燃料ガス漲装置によれば、調整弁１２およ
び圧力・温度計１４を設け、ガス漲時の放出ガス量を適
正化することにより、コストダウン、騒音の低減、各種
機器類への衝撃度の減少等を実現できる。
【００２７】（実施の形態３）図４は、この発明の実施
の形態３にかかるガスタービン燃料ガス漲装置の燃料ガ
ス供給系統図である。上記実施の形態１では、圧力計８
による圧力条件をフィードバックして燃料元弁２のイン
チング開操作を行っていたのに対し、本実施の形態３で
は、これと併用して、燃料配管１の圧力・温度条件を圧
力・温度計１４によって計測し、その計測値に基づいて
バイパス調整弁１５，１７、オリフィス１６，１８によ
って燃料元弁２による放出ガス量を調整するものであ
る。その他の構成および動作は、上記実施の形態１の場
合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００２８】以上のように、この実施の形態３にかかる
ガスタービン燃料ガス漲装置によれば、圧力・温度計１
４およびバイパス調整弁１５，１７、オリフィス１６，
１８を設け、ガス漲時の放出ガス量を適正化することに
より、コストダウン、騒音の低減、各種機器類への衝撃
度の減少等を実現できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
ガスタービン燃料ガス漲装置（請求項１）によれば、燃
料配管の上流側に配設され、ボール弁にて形成された燃
料元弁と、前記燃料配管の下流側に配設され、かつ、燃
焼器ノズルの上流側に配設された燃料元弁と、不活性ガ
ス供給手段によって前記燃料配管内に供給された前記不
活性ガスを当該燃料配管外に逃す不活性ガスパージ逃し
弁と、前記燃料配管中の圧力を検出する圧力計と、を備
え、前記燃料元弁を徐開していき、前記燃料配管の予め
定められた第１の圧力条件が成立した時点でその時の弁
開度に固定し、一定時間経過後再び当該圧力状態を確認
し、第２の圧力条件が成立するまで当該燃料元弁を徐開
するとともに、ガス漲完了時にも当該圧力状態を確認
し、第３の圧力条件の成立にて前記不活性ガスパージ逃
し弁を閉じ、さらに第４の圧力条件の成立にて当該燃料
元弁を全開とするようにしたので、系統状態に応じて所
定燃料ガス量を当該燃料配管に適切に供給することがで
きる。
【００３０】したがって、ガス漲時の放出ガス量を適正
化することにより、コストダウン、騒音の低減、各種機
器類への衝撃度の減少等を実現できる。また、従来のよ
うな燃料元弁の開時間設定の現地調整が不要となるの
で、調整作業を省力化できる。
【００３１】また、この発明にかかるガスタービン燃料
ガス漲装置（請求項２）によれば、圧力条件の設定回数
および測定間隔は、系統状態に応じて増減させるように
したので、タービンプラントの系統状態に応じて、適切
な条件設定ができ、より円滑なガス漲操作が可能とな
る。
【００３２】また、この発明にかかるガスタービン燃料
ガス漲装置（請求項３）によれば、燃料配管中の圧力お
よび温度状態に基づいて燃料元弁の放出ガス流量を補正
する調整弁を備えたので、燃料元弁の放出ガス流量をさ
らに微妙に設定することができる。
【００３３】また、この発明にかかるガスタービン燃料
ガス漲装置（請求項４）によれば、燃料配管中の圧力お
よび温度状態に基づいて燃料元弁の放出ガス流量を補正
するバイパス調整弁およびオリフィスを備えたので、燃
料元弁の放出ガス流量をさらに微妙に設定することがで
きる。
【００３４】また、この発明にかかるガスタービン燃料
ガス漲装置（請求項５）によれば、燃料ガスを天然ガス
としたので、汎用燃料を使用したガスタービンプラント
に容易に適用できる。
【００３５】また、この発明にかかるガスタービン燃料
ガス漲装置（請求項６）によれば、不活性ガスを窒素ガ
スとしたので、天然ガス燃料を使用したガスタービンプ
ラントに容易かつ安価に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる燃料系統ガス
インタイムチャートを示す説明図である。
【図２】ガスタービン燃料ガス漲装置の燃料ガス供給系
統を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２にかかるガスタービン
燃料ガス漲装置の燃料ガス供給系統を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３にかかるガスタービン
燃料ガス漲装置の燃料ガス供給系統を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃料配管 ２ 燃料元弁 ３ 燃料遮断弁 ４、５ 窒素パージ逃し弁 ６、７ 窒素パージ供給弁 ８ 圧力計 ９ ストレーナ １０ 燃料逃し弁 １２ 調整弁 １４ 圧力・温度計 １５、１７ バイパス調整弁 １６、１８ オリフィス

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料配管の上流側に配設され、ボール弁
    にて形成された燃料元弁と、 前記燃料配管の下流側に配設され、かつ、燃焼器ノズル
    の上流側に配設された燃料元弁と、 不活性ガス供給手段によって前記燃料配管内に供給され
    た前記不活性ガスを当該燃料配管外に逃す不活性ガスパ
    ージ逃し弁と、 前記燃料配管中の圧力を検出する圧力計と、 を備えたガスタービン燃料ガス漲装置において、 前記燃料元弁を徐開していき、前記燃料配管の予め定め
    られた第１の圧力条件が成立した時点でその時の弁開度
    に固定し、一定時間経過後再び当該圧力状態を確認し、
    第２の圧力条件が成立するまで当該燃料元弁を徐開する
    とともに、ガス漲完了時にも当該圧力状態を確認し、第
    ３の圧力条件の成立にて前記不活性ガスパージ逃し弁を
    閉じ、さらに第４の圧力条件の成立にて当該燃料元弁を
    全開とすることにより、系統状態に応じて所定燃料ガス
    量を当該燃料配管に適切に供給するようにしたことを特
    徴とするガスタービン燃料ガス漲装置。
  2. 【請求項２】 圧力条件の設定回数および測定間隔は、
    系統状態に応じて増減させるようにしたことを特徴とす
    る請求項１に記載のガスタービン燃料ガス漲装置。
  3. 【請求項３】 燃料配管中の圧力および温度状態に基づ
    いて燃料元弁の放出ガス流量を補正する調整弁を備えた
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービ
    ン燃料ガス漲装置。
  4. 【請求項４】 燃料配管中の圧力および温度状態に基づ
    いて燃料元弁の放出ガス流量を補正するバイパス調整弁
    およびオリフィスを備えたことを特徴とする請求項１ま
    たは２に記載のガスタービン燃料ガス漲装置。
  5. 【請求項５】 燃料ガスを天然ガスとしたことを特徴と
    する請求項１〜４のいずれか一つに記載のガスタービン
    燃料ガス漲装置。
  6. 【請求項６】 不活性ガスを窒素ガスとしたことを特徴
    とする請求項５に記載のガスタービン燃料ガス漲装置。
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