JP2854976B2 - １つ以上のガスタービンを始動する方法 - Google Patents
１つ以上のガスタービンを始動する方法Info
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- JP2854976B2 JP2854976B2 JP4501888A JP50188891A JP2854976B2 JP 2854976 B2 JP2854976 B2 JP 2854976B2 JP 4501888 A JP4501888 A JP 4501888A JP 50188891 A JP50188891 A JP 50188891A JP 2854976 B2 JP2854976 B2 JP 2854976B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
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- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明はガスタービンの始動装置およびガスタービ
ンを始動する方法に関するものである。
ンを始動する方法に関するものである。
背景技術 第１図は、機体の補助動力装置（APU）として利用す
べく本出願人により製造される型の従来のガスタービン
を示している。ガスタービン10は、タービンロータ16を
駆動する高圧ガスを生じるよう燃料装置14により供給さ
れる燃料を燃焼する燃焼器12を有している。圧縮機18
は、一体的に示されるガス供給管路に供給されるガスを
圧縮する。タービンロータ16は同期発電機20と燃料装置
14の燃料ポンプ22とを駆動する。燃料管路は、間隔を置
いた丸印を含む管路によって示される。励磁器24により
作動される点火器22は燃焼器12内の燃焼の開始に用いら
れる。電動始動器26はタービン10の始動に用いられる。
タービンロータ16の回転速度は速度センサー28によって
感知される。発電対30は排気ガス温度（EGT）を感知す
る。電子順序装置32は燃料装置の弁の全体の開閉を制御
するもので、弁の表示部分が常時閉じた位置を示してい
る。メモリー34はタービンが作動される多数の時間と、
タービンが始動される多数の時間を蓄積表示する。
べく本出願人により製造される型の従来のガスタービン
を示している。ガスタービン10は、タービンロータ16を
駆動する高圧ガスを生じるよう燃料装置14により供給さ
れる燃料を燃焼する燃焼器12を有している。圧縮機18
は、一体的に示されるガス供給管路に供給されるガスを
圧縮する。タービンロータ16は同期発電機20と燃料装置
14の燃料ポンプ22とを駆動する。燃料管路は、間隔を置
いた丸印を含む管路によって示される。励磁器24により
作動される点火器22は燃焼器12内の燃焼の開始に用いら
れる。電動始動器26はタービン10の始動に用いられる。
タービンロータ16の回転速度は速度センサー28によって
感知される。発電対30は排気ガス温度（EGT）を感知す
る。電子順序装置32は燃料装置の弁の全体の開閉を制御
するもので、弁の表示部分が常時閉じた位置を示してい
る。メモリー34はタービンが作動される多数の時間と、
タービンが始動される多数の時間を蓄積表示する。
燃料装置14はソレノイド制御される始動燃料弁36と、
最大負荷を駆動するよう燃焼器に特別な燃料を供給する
ソレノイド制御される最大燃料弁39と、正常運転中に燃
焼器に燃料を供給するソレノイド制御される主燃料弁40
とを有している。ソレノイド制御される各燃料弁36、3
9、40は、燃料流れが抑制されないオン状態か、或は燃
料がソレノイド制御される弁によって阻止されるオフ状
態のいずれかを有している。ソレノイド制御される弁3
6、39、40は燃料流れを比例して計量できず、最大燃料
流と最小燃料流だけが可能である。第１図の従来装置に
おいて、始動中の主燃料弁40は周期的にオン、オフに切
り換えられず、温度の機能として制御されない。
最大負荷を駆動するよう燃焼器に特別な燃料を供給する
ソレノイド制御される最大燃料弁39と、正常運転中に燃
焼器に燃料を供給するソレノイド制御される主燃料弁40
とを有している。ソレノイド制御される各燃料弁36、3
9、40は、燃料流れが抑制されないオン状態か、或は燃
料がソレノイド制御される弁によって阻止されるオフ状
態のいずれかを有している。ソレノイド制御される弁3
6、39、40は燃料流れを比例して計量できず、最大燃料
流と最小燃料流だけが可能である。第１図の従来装置に
おいて、始動中の主燃料弁40は周期的にオン、オフに切
り換えられず、温度の機能として制御されない。
補助動力装置に使用されるタービン10は、機体が高い
高度で寒い時期に作動する時に経験する非常に冷たい状
態で始動するよう要求される。確実で迅速な始動を得る
ために、一般的に最大軸速度の10％と50％の間の特別な
作動範囲でのタービンの回転の際の燃焼器12内の燃焼温
度を上げるよう所要される。高い高度における極寒での
ガスタービンの始動は従来では非常に難しく、タービン
を始動する度毎に相当に不確実である。極寒状態では熱
電対30が排気ガス温度の上昇を発信しても、速度センサ
ー28によって感知される時のタービンロータ16の対応す
る加速はない。燃焼器12の外側の排気流に燃焼が起こる
ことが有り得る。これは始動の不調が起こる状態に起因
している。更に、電子順序装置32は、熱電対30によって
感知された排気ガス温度が予定された最大温度の様に燃
焼器12やタービンロータ16に対する損傷が維持される作
動によって起こるような温度である熱い始動状態の際の
予定最大温度以上に上がる時の燃焼器12への燃料の流れ
を不能にする。熱い始動状態の際の電子順序装置32によ
り制御される従来のタービン始動順序は、燃焼器12やタ
ービン車16に対する付随する損傷による非常に高い排気
ガス温度を持つか或は高い温度閉鎖を有するか等の欠陥
が有る。
高度で寒い時期に作動する時に経験する非常に冷たい状
態で始動するよう要求される。確実で迅速な始動を得る
ために、一般的に最大軸速度の10％と50％の間の特別な
作動範囲でのタービンの回転の際の燃焼器12内の燃焼温
度を上げるよう所要される。高い高度における極寒での
ガスタービンの始動は従来では非常に難しく、タービン
を始動する度毎に相当に不確実である。極寒状態では熱
電対30が排気ガス温度の上昇を発信しても、速度センサ
ー28によって感知される時のタービンロータ16の対応す
る加速はない。燃焼器12の外側の排気流に燃焼が起こる
ことが有り得る。これは始動の不調が起こる状態に起因
している。更に、電子順序装置32は、熱電対30によって
感知された排気ガス温度が予定された最大温度の様に燃
焼器12やタービンロータ16に対する損傷が維持される作
動によって起こるような温度である熱い始動状態の際の
予定最大温度以上に上がる時の燃焼器12への燃料の流れ
を不能にする。熱い始動状態の際の電子順序装置32によ
り制御される従来のタービン始動順序は、燃焼器12やタ
ービン車16に対する付随する損傷による非常に高い排気
ガス温度を持つか或は高い温度閉鎖を有するか等の欠陥
が有る。
第２図は第１図の電子順序装置32のブロック図を示し
ている。機能ブロックが示されている。電子順序装置32
はメモリーに記憶されたプログラムによって制御される
マイクロプロセッサーである。
ている。機能ブロックが示されている。電子順序装置32
はメモリーに記憶されたプログラムによって制御される
マイクロプロセッサーである。
米国特許第3,688,495号、第4,015,426号、第4,454,71
3号、第4,464,895号明細書はガスタービンへの燃料流れ
のパルス発信を記載している。
3号、第4,464,895号明細書はガスタービンへの燃料流れ
のパルス発信を記載している。
発明の開示 この発明はガスタービンを始動する方法と、第１始動
状態が起こって感知した排気ガス温度が第１設定温度と
第１設定温度よりも低い第２設定温度との間に有る時の
第２排気ガス温度が第１設定温度に達成した後か或は第
２始動状態が達成される迄のガスタービンの始動順序の
際のオン状態およびオフ状態の間の主燃料弁によって燃
料装置からの燃料流れが循環されるガスタービンであ
る。第１始動状態は感知される設定排気ガス温度の発生
とタービンロータの感知される回転速度であり、第２始
動状態はタービンの第１の感知された回転速度より上で
あるタービンのロータの感知される回転速度である。第
１の感知した回転速度は14％に制限されない様な正常作
動回転速度の分数であり、タービンの第２の感知した回
転速度は50％に制限されない様なタービンの正常作動回
転速度である。感知した排気ガス温度が始動順序の際の
最大温度をもし越えれば、過度な温度により生じる損傷
を避けるようガスタービンの燃焼器への燃料の流れを減
少するよう主燃料弁が閉じられ、始動燃料弁は燃え上が
りを防止するよう開放維持される。
状態が起こって感知した排気ガス温度が第１設定温度と
第１設定温度よりも低い第２設定温度との間に有る時の
第２排気ガス温度が第１設定温度に達成した後か或は第
２始動状態が達成される迄のガスタービンの始動順序の
際のオン状態およびオフ状態の間の主燃料弁によって燃
料装置からの燃料流れが循環されるガスタービンであ
る。第１始動状態は感知される設定排気ガス温度の発生
とタービンロータの感知される回転速度であり、第２始
動状態はタービンの第１の感知された回転速度より上で
あるタービンのロータの感知される回転速度である。第
１の感知した回転速度は14％に制限されない様な正常作
動回転速度の分数であり、タービンの第２の感知した回
転速度は50％に制限されない様なタービンの正常作動回
転速度である。感知した排気ガス温度が始動順序の際の
最大温度をもし越えれば、過度な温度により生じる損傷
を避けるようガスタービンの燃焼器への燃料の流れを減
少するよう主燃料弁が閉じられ、始動燃料弁は燃え上が
りを防止するよう開放維持される。
この発明は不確実な冷間始動の従来の問題を排除し
て、周囲温度が高い時の確実な始動を提供するものであ
る。冷間始動に関して、主燃料弁は開閉が繰り返され、
感知した排気ガス温度はタービンが始動順序で安全に作
動できる最大設定温度以下の２つの設定温度の間にあ
る。従って、始動順序は、始動順序の続く部分が始めら
れて高い高度で起こる様な冷間始動状態の確実性を改善
して従来の始動順序の続く部分に入るのを阻止するター
ビンロータの不確実な加速に起因する燃焼器の外部の燃
焼によって生じられる実際の排気ガス温度の急速上昇を
避ける制限にタービンロータの感知した回転速度が達す
る迄、始動順序が延長される。更に、熱い始動の際の主
燃料弁の開閉の繰り返しは、一層確実な熱い始動に起因
してタービンが作動できる最大許容排気ガス温度を越え
る感知した排気ガス温度から閉鎖を除外する温度窓に排
気ガス温度を下げる。終に、主燃料弁の開閉の繰り返し
による温度窓内の排気ガス温度の制御は過度な温度の防
止によりタービンと燃焼器の寿命を長くできると共に、
従来におけるような全体温度状態から熱応力を下げる。
て、周囲温度が高い時の確実な始動を提供するものであ
る。冷間始動に関して、主燃料弁は開閉が繰り返され、
感知した排気ガス温度はタービンが始動順序で安全に作
動できる最大設定温度以下の２つの設定温度の間にあ
る。従って、始動順序は、始動順序の続く部分が始めら
れて高い高度で起こる様な冷間始動状態の確実性を改善
して従来の始動順序の続く部分に入るのを阻止するター
ビンロータの不確実な加速に起因する燃焼器の外部の燃
焼によって生じられる実際の排気ガス温度の急速上昇を
避ける制限にタービンロータの感知した回転速度が達す
る迄、始動順序が延長される。更に、熱い始動の際の主
燃料弁の開閉の繰り返しは、一層確実な熱い始動に起因
してタービンが作動できる最大許容排気ガス温度を越え
る感知した排気ガス温度から閉鎖を除外する温度窓に排
気ガス温度を下げる。終に、主燃料弁の開閉の繰り返し
による温度窓内の排気ガス温度の制御は過度な温度の防
止によりタービンと燃焼器の寿命を長くできると共に、
従来におけるような全体温度状態から熱応力を下げる。
この発明は、上述した第２図に示されるものにおける
様なマイクロプロセッサーによる実施にてメモリーに記
録されるプログラム組された作動順序を変えることによ
って電子順序装置に実行できる。
様なマイクロプロセッサーによる実施にてメモリーに記
録されるプログラム組された作動順序を変えることによ
って電子順序装置に実行できる。
この発明に従った、燃焼器と燃焼器に燃料を供給する
燃料供給装置とを有するガスタービンを始動する方法
は、第１始動状態が達成された後に燃焼のための燃焼器
への燃料流れを制御するよう燃料弁を切り換え、感知し
た排気ガス温度が第１設定温度に達した時に燃料弁の開
閉を繰り返し切り換えて感知した排気ガス温度が第１設
定温度よりも低い第２設定温度に低下するか或は第２始
動状態が到達する迄、燃料弁の開閉を続けることから成
っている。燃料弁の切り換えの前に、始動燃料弁は切り
換えられて燃焼器内の燃焼を開始するよう点火器が作動
され、第１始動状態はタービンロータの第１設定回転速
度と第２設定温度よりも低い第３設定温度であり、第２
始動状態は第１回転速度よりも大きな第２設定回転速度
である。感知した排気温度が第２設定温度以下に低下し
た時に、燃料弁の周期的な開閉切り換えが停止され、感
知した排気ガス温度が第２設定温度に低下するか或は第
２始動状態が達成される迄、燃料弁が再び開閉が切り換
えられる時に第１設定温度に感知した排気ガス温度が再
び上昇する迄、燃料弁は続けて切り換えられる。タービ
ンが作動できる最大設定温度に感知した排気ガス温度が
達した時に、燃料弁が閉じられる。第２設定回転速度が
達成された時に第２始動状態に成る。第２始動状態の際
の設定回転速度は、始動後にタービンが作動される速度
よりも低い。
燃料供給装置とを有するガスタービンを始動する方法
は、第１始動状態が達成された後に燃焼のための燃焼器
への燃料流れを制御するよう燃料弁を切り換え、感知し
た排気ガス温度が第１設定温度に達した時に燃料弁の開
閉を繰り返し切り換えて感知した排気ガス温度が第１設
定温度よりも低い第２設定温度に低下するか或は第２始
動状態が到達する迄、燃料弁の開閉を続けることから成
っている。燃料弁の切り換えの前に、始動燃料弁は切り
換えられて燃焼器内の燃焼を開始するよう点火器が作動
され、第１始動状態はタービンロータの第１設定回転速
度と第２設定温度よりも低い第３設定温度であり、第２
始動状態は第１回転速度よりも大きな第２設定回転速度
である。感知した排気温度が第２設定温度以下に低下し
た時に、燃料弁の周期的な開閉切り換えが停止され、感
知した排気ガス温度が第２設定温度に低下するか或は第
２始動状態が達成される迄、燃料弁が再び開閉が切り換
えられる時に第１設定温度に感知した排気ガス温度が再
び上昇する迄、燃料弁は続けて切り換えられる。タービ
ンが作動できる最大設定温度に感知した排気ガス温度が
達した時に、燃料弁が閉じられる。第２設定回転速度が
達成された時に第２始動状態に成る。第２始動状態の際
の設定回転速度は、始動後にタービンが作動される速度
よりも低い。
この発明に従った燃焼器と燃料供給装置とを有するガ
スタービンはガスタービンの始動を制御する制御器を有
しており、この制御器は、第１始動状態が達成された後
の燃焼のための燃焼器への燃料流れを制御するよう燃料
弁の切り換えを制御すると共に、感知した排気ガス温度
が最初に第１設定温度に達した時の燃料弁の切り換え周
期を制御し、感知した排気ガス温度が第１設定温度より
低い第２設定温度に到達するか或は第２始動状態が達成
される迄、燃料弁の開閉周期を制御する。燃料弁を開く
前の制御器は始動弁と燃焼器の点火器の切り換えを制御
し、第１始動状態はタービンロータの第１設定回転速度
と、第２設定温度よりも低い第３設定温度である。制御
器は感知した排気ガス温度が第２設定温度以下に低下し
た時に停止するよう燃料弁の開閉周期を制御し、制御器
が燃料弁を再び開閉切り換えるよう制御する時に第１設
定温度に感知した排気ガス温度が再び上昇するか或は第
２始動状態が達成される迄、連続すべく燃料弁を制御す
る。第２始動状態は、制御器に連通されるセンサーによ
って第２設定回転速度が感知される時である。第２設定
回転速度は第１設定回転速度よりも大きい。第２始動状
態の第２設定回転速度は、始動後にタービンが作動され
る速度よりも小さい速度である。
スタービンはガスタービンの始動を制御する制御器を有
しており、この制御器は、第１始動状態が達成された後
の燃焼のための燃焼器への燃料流れを制御するよう燃料
弁の切り換えを制御すると共に、感知した排気ガス温度
が最初に第１設定温度に達した時の燃料弁の切り換え周
期を制御し、感知した排気ガス温度が第１設定温度より
低い第２設定温度に到達するか或は第２始動状態が達成
される迄、燃料弁の開閉周期を制御する。燃料弁を開く
前の制御器は始動弁と燃焼器の点火器の切り換えを制御
し、第１始動状態はタービンロータの第１設定回転速度
と、第２設定温度よりも低い第３設定温度である。制御
器は感知した排気ガス温度が第２設定温度以下に低下し
た時に停止するよう燃料弁の開閉周期を制御し、制御器
が燃料弁を再び開閉切り換えるよう制御する時に第１設
定温度に感知した排気ガス温度が再び上昇するか或は第
２始動状態が達成される迄、連続すべく燃料弁を制御す
る。第２始動状態は、制御器に連通されるセンサーによ
って第２設定回転速度が感知される時である。第２設定
回転速度は第１設定回転速度よりも大きい。第２始動状
態の第２設定回転速度は、始動後にタービンが作動され
る速度よりも小さい速度である。
図面の簡単な説明 第１図は本出願人によって製造される型の補助動力装
置に用いられる従来のガスタービンのブロック図を示し
ている。
置に用いられる従来のガスタービンのブロック図を示し
ている。
第２図は第１図に示される型の従来の電子順序装置の
ブロック図を示している。
ブロック図を示している。
第３図はこの発明に従ったガスタービンを始動する方
法を示している。
法を示している。
発明を実施するための最良の形態 この発明に従ったガスタービンを始動する方法は、上
述した第１図および第２図に示される型の電子順序装置
をプログラム組みすることによって好適に実施される。
この発明に従ったガスタービンを始動する方法は電子順
序装置やガスタービンの他の制御器に含まれるマイクロ
プロセッサーのプログラム組み制御によって実施され
る。更に、この発明に従ったガスタービンを始動する方
法は、この発明の一部を形成しない始動順序の他の従来
部分と関連して利用される。
述した第１図および第２図に示される型の電子順序装置
をプログラム組みすることによって好適に実施される。
この発明に従ったガスタービンを始動する方法は電子順
序装置やガスタービンの他の制御器に含まれるマイクロ
プロセッサーのプログラム組み制御によって実施され
る。更に、この発明に従ったガスタービンを始動する方
法は、この発明の一部を形成しない始動順序の他の従来
部分と関連して利用される。
この発明の推奨実施例において、この発明に従ったガ
スタービンを始動する方法は、14％の様な第１設定速度
よりも大きくなるようガスタービンのロータの回転速度
が感知される時に第１始動状態が起こって、ガスタービ
ンの始動順序が完了した後にロータの正常作動速度の50
％の様な第１設定速度よりも大きな第２設定速度にガス
タービンのロータの感知される回転速度が到達した時に
第２始動状態が起こるガスタービンの始動順序内で起こ
る。この発明は第１図に示される弁40の様な主ソレノイ
ド弁の周期的開閉切り換え（パルス幅変調）を利用して
おり、第１設定温度と第２設定温度間に第１図の熱電対
30の様な熱電対によって感知される感知された排気ガス
温度を制御するように反復使用はこれに限定されるもの
でないが25％オンから75％オフで、第１設定温度にて、
感知した排気ガス温度が第１設定温度より低い第２設定
温度に低下する迄か或はタービンロータの第２設定回転
速度である第２設定温度が達成される迄、主燃料弁は連
続から周期的に開閉切り換えられるべく変えられる。好
適には、これに制限されないが、第１図と第２図に示さ
れる様なタービンの第１設定温度は1425゜F（774℃）で
あり、第２設定温度は1375゜F（746℃）である。もし、
感知した排気ガス温度が1725゜F（941℃）の様なタービ
ンが作動できる最大温度を越えれば、電子順序装置また
は制御器は、過度な温度により生じられる始動の際のタ
ービンの損傷を防止するよう主燃料弁を閉じるべく作動
するよう為す。
スタービンを始動する方法は、14％の様な第１設定速度
よりも大きくなるようガスタービンのロータの回転速度
が感知される時に第１始動状態が起こって、ガスタービ
ンの始動順序が完了した後にロータの正常作動速度の50
％の様な第１設定速度よりも大きな第２設定速度にガス
タービンのロータの感知される回転速度が到達した時に
第２始動状態が起こるガスタービンの始動順序内で起こ
る。この発明は第１図に示される弁40の様な主ソレノイ
ド弁の周期的開閉切り換え（パルス幅変調）を利用して
おり、第１設定温度と第２設定温度間に第１図の熱電対
30の様な熱電対によって感知される感知された排気ガス
温度を制御するように反復使用はこれに限定されるもの
でないが25％オンから75％オフで、第１設定温度にて、
感知した排気ガス温度が第１設定温度より低い第２設定
温度に低下する迄か或はタービンロータの第２設定回転
速度である第２設定温度が達成される迄、主燃料弁は連
続から周期的に開閉切り換えられるべく変えられる。好
適には、これに制限されないが、第１図と第２図に示さ
れる様なタービンの第１設定温度は1425゜F（774℃）で
あり、第２設定温度は1375゜F（746℃）である。もし、
感知した排気ガス温度が1725゜F（941℃）の様なタービ
ンが作動できる最大温度を越えれば、電子順序装置また
は制御器は、過度な温度により生じられる始動の際のタ
ービンの損傷を防止するよう主燃料弁を閉じるべく作動
するよう為す。
第１図の燃焼器12の様な燃焼器と第１図の燃料供給装
置14の様に燃焼器に燃料を供給する燃料供給装置とを有
するガスタービンを始動する方法が以下に第３図に関連
して説明される。第１始動状態100はタービンのロータ
の感知された回転速度がタービンロータの正常作動速度
の14％とすることが出来る第１設定速度に等しいか或は
大きい時に起こる。始動順序は、タービンロータの感知
された作動速度が正常作動速度の50％より大きければ決
定される決定点102に進む。答えが“イエス”ならば、
主燃料弁40は切り換えられてブロック104により示され
る様に続けて作動されるべく信号が発信され、始動順序
はこの発明の部分を構成しない従来における如くタービ
ンの回転速度の50％と85％の間のタービンロータの回転
速度の始動順序の別の部分である“出口”に進む。も
し、決定点102で答えが“ノー”ならば、始動順序は決
定点106に進んでタービンロータの感知された回転速度
が10％以下であるか決定が行われる。決定点106で答え
が“イエス”ならば、始動順序は“リターン”に進ん
で、次のデータ試験ループの始動でこの経路に再入す
る。決定点106で答えが“ノー”ならば、始動順序は決
定点108に進んで熱電対30により感知される感知した排
気ガス温度が1725゜F（941℃）より高ければ決定が行わ
れる。決定点108の1725゜F（941℃）の温度制限は最大
温度で、タービンが損傷を生じることなく連続して作動
出来る。決定点108で答えが“イエス”ならば、始動順
序はブロック110に進んで、主燃料弁40が切り換えられ
て感知された排気ガス温度の温度の一層の上昇を防止す
るよう閉鎖作動されるべく信号が発信される。始動順序
は上述した様に“リターン”に進む。もし、決定点108
で答えが“ノー”ならば、始動順序は決定点112に進ん
で、熱電対30によって感知される感知した排気ガス温度
が1700゜F（927℃）以下であれば決定が行われる。決定
点112で答えが“ノー”であれば、始動順序は上述した
様に“リターン”に進む。もし、決定点112で答えが
“イエス”ならば、始動順序は決定点114に進んで、感
知された排気ガス温度が1425゜F（774℃）より高ければ
決定が行われる。もし、決定点114で答えが“イエス”
ならば、始動順序はブロック116に進んで、制限されな
いが、25％オンと75％オフの様な反復使用によって燃料
弁がオン、オフに周期的に切り換えられる状態に続けら
れるべく主燃料弁40の状態が切り換えられる。1425゜F
（774℃）の温度制限は第１設定温度である。決定点114
で答えが“ノー”であれば、始動順序は決定点118に進
んで、熱電対30により感知される排気ガス温度が第１設
定温度より低い第２設定温度である1375゜F（746℃）よ
りも低ければ、決定が行われる。1425゜F（774℃）の第
１設定温度と1375゜F（746℃）の第２設定温度の間のヒ
ステリシスは、信頼できる冷間始動を設けるようタービ
ンの感知された排気ガス温度が好適に作動されて、熱応
力を低減できて燃焼器12とタービンロータ16の長い寿命
の原因と成る熱い始動の際の上述したブロック110で起
こる様な閉鎖を防止する温度の間の温度窓を設ける。決
定点118で答えが“ノー”ならば、始動状態は上述した
様に“リターン”に進む。決定点118で答えが“イエ
ス”ならば、始動状態はブロック120に進んで、主燃料
弁40は開閉が周期的に切り換えられるよう作動されてブ
ロック116で開き続けられるよう始められる。ブロック1
20は、熱電対30により感知される排気ガス温度が決定点
114で感知される1425゜F（774℃）第１設定温度と決定
点118で感知される1375゜F（746℃）の第２設定温度の
間に制限される温度窓に再び上昇されることを確実にす
る。
置14の様に燃焼器に燃料を供給する燃料供給装置とを有
するガスタービンを始動する方法が以下に第３図に関連
して説明される。第１始動状態100はタービンのロータ
の感知された回転速度がタービンロータの正常作動速度
の14％とすることが出来る第１設定速度に等しいか或は
大きい時に起こる。始動順序は、タービンロータの感知
された作動速度が正常作動速度の50％より大きければ決
定される決定点102に進む。答えが“イエス”ならば、
主燃料弁40は切り換えられてブロック104により示され
る様に続けて作動されるべく信号が発信され、始動順序
はこの発明の部分を構成しない従来における如くタービ
ンの回転速度の50％と85％の間のタービンロータの回転
速度の始動順序の別の部分である“出口”に進む。も
し、決定点102で答えが“ノー”ならば、始動順序は決
定点106に進んでタービンロータの感知された回転速度
が10％以下であるか決定が行われる。決定点106で答え
が“イエス”ならば、始動順序は“リターン”に進ん
で、次のデータ試験ループの始動でこの経路に再入す
る。決定点106で答えが“ノー”ならば、始動順序は決
定点108に進んで熱電対30により感知される感知した排
気ガス温度が1725゜F（941℃）より高ければ決定が行わ
れる。決定点108の1725゜F（941℃）の温度制限は最大
温度で、タービンが損傷を生じることなく連続して作動
出来る。決定点108で答えが“イエス”ならば、始動順
序はブロック110に進んで、主燃料弁40が切り換えられ
て感知された排気ガス温度の温度の一層の上昇を防止す
るよう閉鎖作動されるべく信号が発信される。始動順序
は上述した様に“リターン”に進む。もし、決定点108
で答えが“ノー”ならば、始動順序は決定点112に進ん
で、熱電対30によって感知される感知した排気ガス温度
が1700゜F（927℃）以下であれば決定が行われる。決定
点112で答えが“ノー”であれば、始動順序は上述した
様に“リターン”に進む。もし、決定点112で答えが
“イエス”ならば、始動順序は決定点114に進んで、感
知された排気ガス温度が1425゜F（774℃）より高ければ
決定が行われる。もし、決定点114で答えが“イエス”
ならば、始動順序はブロック116に進んで、制限されな
いが、25％オンと75％オフの様な反復使用によって燃料
弁がオン、オフに周期的に切り換えられる状態に続けら
れるべく主燃料弁40の状態が切り換えられる。1425゜F
（774℃）の温度制限は第１設定温度である。決定点114
で答えが“ノー”であれば、始動順序は決定点118に進
んで、熱電対30により感知される排気ガス温度が第１設
定温度より低い第２設定温度である1375゜F（746℃）よ
りも低ければ、決定が行われる。1425゜F（774℃）の第
１設定温度と1375゜F（746℃）の第２設定温度の間のヒ
ステリシスは、信頼できる冷間始動を設けるようタービ
ンの感知された排気ガス温度が好適に作動されて、熱応
力を低減できて燃焼器12とタービンロータ16の長い寿命
の原因と成る熱い始動の際の上述したブロック110で起
こる様な閉鎖を防止する温度の間の温度窓を設ける。決
定点118で答えが“ノー”ならば、始動状態は上述した
様に“リターン”に進む。決定点118で答えが“イエ
ス”ならば、始動状態はブロック120に進んで、主燃料
弁40は開閉が周期的に切り換えられるよう作動されてブ
ロック116で開き続けられるよう始められる。ブロック1
20は、熱電対30により感知される排気ガス温度が決定点
114で感知される1425゜F（774℃）第１設定温度と決定
点118で感知される1375゜F（746℃）の第２設定温度の
間に制限される温度窓に再び上昇されることを確実にす
る。
この発明が推奨実施例に就いて説明されたが、請求の
範囲に決められる様に、この発明の精神と範囲を逸脱す
ることなく多数の変更が出来ることが理解されるべきで
ある。例えば、この発明の好適な利用は機体の補助動力
装置を駆動するガスタービンの始動であるが、他の分野
の利用に使用されるガスタービンの始動にもこの発明が
利用できることが理解されるべきである。総てのこの様
な変更は添付の請求の範囲に入るよう意図されている。
範囲に決められる様に、この発明の精神と範囲を逸脱す
ることなく多数の変更が出来ることが理解されるべきで
ある。例えば、この発明の好適な利用は機体の補助動力
装置を駆動するガスタービンの始動であるが、他の分野
の利用に使用されるガスタービンの始動にもこの発明が
利用できることが理解されるべきである。総てのこの様
な変更は添付の請求の範囲に入るよう意図されている。
フロントページの続き (72)発明者 ヴァヴレク、ゲイリー・ピー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92119、サン・ディエゴ、ゴルフクレス ト・ドライブ・ナンバー1068、6965 (72)発明者 ゴールドバーグ、ゲイリー・エル アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92111、サン・ディエゴ、ビゲロウ・ド ライブ 4416 (56)参考文献 米国特許3798901（ＵＳ，Ａ) 米国特許3662545（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02C 7/26 F02C 9/28
Claims (27)
- 【請求項１】第１始動状態が達成された後、燃焼のため
の燃焼器への燃料流れを制御するよう燃料弁を作動し、 感知された排気ガス温度が第１設定温度に達した時に燃
料弁を周期的に開閉作動して、感知した排気ガス温度が
第１設定温度よりも低い第２設定温度に低下する迄か或
は第２始動状態が達成される迄、燃料弁の周期的開閉作
動を続ける、 ことから成る、燃焼器と燃焼器に燃料を供給する燃料供
給装置とを有するガスタービンを始動する方法。 - 【請求項２】燃料弁を作動する前に、始動燃料弁が作動
されて燃焼器の燃焼を始めて維持するよう点火器が作動
され、 第１始動状態はタービンのロータの第１設定回転速度で
あり、第２始動状態は第１回転速度よりも大きな第２設
定回転速度である、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】感知した排気ガス温度が第２設定温度以下
に低下した時に、燃料弁の周期的開閉作動が停止され
て、燃料弁が再び周期的に開閉される時の第１設定温度
に感知された排気ガス温度が再び上昇する迄か或は第２
始動状態が達成される迄は燃料弁が続けて開かれている
請求項１記載の方法。 - 【請求項４】第２始動状態が設定回転速度である請求項
１記載の方法。 - 【請求項５】第２始動状態が設定回転速度である請求項
３記載の方法。 - 【請求項６】タービンが作動できる最大設定温度に感知
される排気ガス温度が達する時に燃料弁が閉じられる請
求項１記載の方法。 - 【請求項７】タービンが作動できる最大設定温度に感知
される排気ガス温度が到達する時に燃料弁が閉じられる
請求項２記載の方法。 - 【請求項８】タービンが作動できる最大設定温度に感知
される排気ガス温度が到達する時に燃料弁が閉じられる
請求項３記載の方法。 - 【請求項９】タービンが作動できる最大設定温度に感知
される排気ガス温度が到達する時に燃料弁が閉じられる
請求項４記載の方法。 - 【請求項１０】タービンが作動できる最大設定温度に感
知される排気ガス温度が到達する時に燃料弁が閉じられ
る請求項５記載の方法。 - 【請求項１１】第２始動状態の設定回転速度が、始動後
にタービンが作動される速度よりも遅い速度である請求
項４記載の方法。 - 【請求項１２】第２始動状態の設定回転速度が、始動後
にタービンが作動される速度よりも遅い速度である請求
項５記載の方法。 - 【請求項１３】第２始動状態の設定回転速度が、始動後
にタービンが作動される速度よりも遅い速度である請求
項９記載の方法。 - 【請求項１４】第２始動状態の設定回転速度が、始動後
にタービンが作動される速度よりも遅い速度である請求
項10記載の方法。 - 【請求項１５】ガスタービンの始動を制御する制御装置
を備え、制御装置は、第１始動状態が達成された後の燃
焼のための燃焼器への燃料流れを制御するよう燃料弁の
開きを制御すると共に、感知した排気ガス温度が第１設
定温度に最初に達した時の燃料弁の開閉を制御し、感知
した排気ガス温度が第１設定温度より低い第２設定温度
に低下する迄か或は第２始動状態が達成される迄の燃料
弁の開閉を制御する、燃焼器と燃料供給装置を有するガ
スタービン。 - 【請求項１６】燃料弁を開く前の制御装置は始動弁の開
きと燃焼器の点火器とを制御し、第１始動状態がタービ
ンのロータの第１設定回転速度である請求項15記載のガ
スタービン。 - 【請求項１７】制御装置は、感知した排気ガス温度が第
２設定温度以下に低下した時に停止するよう燃料弁の開
閉作動を制御すると共に、燃料弁を再び開閉するよう制
御装置が燃料弁を制御する時の第１排気ガス温度に感知
した排気ガス温度が上昇する迄か或は第２始動状態が達
成される迄の燃料弁が続けて開かれるべく制御する、請
求項15記載のガスタービン。 - 【請求項１８】第２始動状態は、制御装置に連通される
センサーによって設定回転速度が感知される時である請
求項15記載のガスタービン。 - 【請求項１９】第２始動状態は、制御装置に連通される
センサーによって第２設定回転速度が感知される時で、
且つ第１設定回転速度よりも大きい請求項15記載のガス
タービン。 - 【請求項２０】第２始動状態は、制御装置に連通される
センサーによって設定回転速度が感知される時である請
求項17記載のガスタービン。 - 【請求項２１】制御装置は、タービンが作動できる最大
設定温度に感知した排気ガス温度が到達した時に燃料弁
を閉じるよう制御する請求項15記載のガスタービン。 - 【請求項２２】制御装置は、タービンが作動できる最大
設定温度に感知した排気ガス温度が到達した時に燃料弁
を閉じるよう制御する請求項16記載のガスタービン。 - 【請求項２３】制御装置は、タービンが作動できる最大
設定温度に感知した排気ガス温度が到達した時に燃料弁
を閉じるよう制御する請求項17記載のガスタービン。 - 【請求項２４】制御装置は、タービンが作動できる最大
設定温度に感知した排気ガス温度が到達した時に燃料弁
を閉じるよう制御する請求項18記載のガスタービン。 - 【請求項２５】制御装置は、タービンが作動できる最大
設定温度に感知した排気ガス温度が到達した時に燃料弁
を閉じるよう制御する請求項19記載のガスタービン。 - 【請求項２６】制御装置は、タービンが作動できる最大
設定温度に感知した排気ガス温度が到達した時に燃料弁
を閉じるよう制御する請求項20記載のガスタービン。 - 【請求項２７】第２始動状態の設定回転速度が、始動後
にタービンが作動される速度よりも遅い速度である請求
項18記載のガスタービン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US624,555 | 1990-12-10 | ||
| US07/624,555 US5165223A (en) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | Process for starting a gas turbine and gas turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05503980A JPH05503980A (ja) | 1993-06-24 |
| JP2854976B2 true JP2854976B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=24502435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4501888A Expired - Lifetime JP2854976B2 (ja) | 1990-12-10 | 1991-11-06 | １つ以上のガスタービンを始動する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5165223A (ja) |
| EP (1) | EP0519026B1 (ja) |
| JP (1) | JP2854976B2 (ja) |
| DE (1) | DE69117501T2 (ja) |
| WO (1) | WO1992010657A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5329759A (en) * | 1993-06-30 | 1994-07-19 | Pratt & Whitney Canada, Inc. | Method for regulating fuel flow in a gas turbine engine |
| US5345757A (en) * | 1993-09-20 | 1994-09-13 | General Electric Company | Combustor apparatus for use in a gas turbine engine |
| GB2288855A (en) * | 1994-04-28 | 1995-11-01 | Southern Air Ltd | Engine start management system |
| US6357219B1 (en) | 1998-12-11 | 2002-03-19 | Alliedsignal Inc. | Turbine engine fuel control system |
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| FR1360347A (fr) * | 1963-03-28 | 1964-05-08 | Snecma | Perfectionnements à l'allumage des réacteurs |
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| US3662545A (en) * | 1970-08-24 | 1972-05-16 | Gen Electric | Acceleration control circuit for a gas turbine |
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-
1990
- 1990-12-10 US US07/624,555 patent/US5165223A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-06 DE DE69117501T patent/DE69117501T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-06 WO PCT/US1991/008297 patent/WO1992010657A1/en active IP Right Grant
- 1991-11-06 EP EP92900665A patent/EP0519026B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-06 JP JP4501888A patent/JP2854976B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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