JP6364363B2 - 2軸式ガスタービン及びその制御装置と制御方法 - Google Patents
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Description
第2制御部27は第1制御部26と異なり、ガスジェネレータ2の実回転数を一定に保つようにIGV31の開度を制御する。本実施例では、一定に保つ回転数として定格回転数を想定しているが、他の回転数でも構わない。
上述した制御における回転数とIGV開度の関係をまとめると、図4(A)及び図4(B)のようになる。
以上をまとめると、本実施例を用いることで特許文献1に記載の低負荷運転状態(低速回転時)のサージ回避と高負荷運転状態(高速回転時)の共振回避領域低減の効果を確保しつつ、特許文献1で懸念される高大気温度、高負荷運転状態でのサージ回避が容易になる。
Claims (16)
- 空気取込み側に入口案内翼を有し流入空気を圧縮する圧縮機、該圧縮機によって圧縮された空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動される高圧タービンからなるガスジェネレータと、前記高圧タービンから排出されたガスで駆動される低圧タービンとを備え、前記ガスジェネレータの軸である第1の軸と、前記低圧タービンの軸である第2の軸とが別軸であり、かつ、前記入口案内翼の開度を制御して前記圧縮機への流入空気量が調整される2軸式ガスタービンであって、
前記入口案内翼の開度を制御する手段として、前記ガスジェネレータ軸の低速回転時には大気温度に応じて補正された前記ガスジェネレータ軸の修正回転数に基づいて前記入口案内翼の開度を制御する第1制御部と、前記ガスジェネレータ軸の高速回転時には前記ガスジェネレータ軸の実回転数を一定に保つように前記入口案内翼の開度を制御する第2制御部と、該第2制御部で一定に保つ実回転数を、大気温度の閾値以上の場合に増加させる大気温度補正部とを備えていることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項1に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記入口案内翼の開度が変更可能な入口案内翼制御装置と、前記燃焼器への燃料供給源からの燃料供給量を制御する燃料制御弁と、前記第2の軸に設置された回転数検出器によって検出された回転数と負荷から得られた運転負荷データを用いて前記燃料制御弁を制御する燃料制御部及び前記入口案内翼制御装置と接続されて前記入口案内翼の開度を制御する入口案内翼開度制御部から成り、2軸式ガスタービンの運転状態を制御するガスジュネレータ制御装置とを備えていることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項2に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記入口案内翼開度制御部は、前記ガスジェネレータの運転状態を起動、停止状態と低負荷運転状態からなる第1の運転状態及び該第1の運転状態以外の高負荷運転状態からなる第2の運転状態を判定する運転状態判定部、該運転状態判定部の判定結果から前記第1制御部及び第2制御部のいずれを用いるかを選択する制御選択部、前記第1制御部、前記第2制御部及び前記大気温度補正部から構成されていることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項3に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記第1の運転状態である低負荷運転状態のときは修正回転数と前記入口案内翼の開度が一意に定まる制御を行うように前記第1制御部を選択し、前記第2の運転状態である高負荷運転状態のときは実回転数一定制御を行うように前記第2制御部を選択することを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記第1制御部は、前記第1の軸に設置された回転数検出器によって得られた前記ガスジェネレータの回転数及び温度計によって得られた大気温度を用いて修正回転数を算出し、前記入口案内翼の開度を制御することを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記第1制御部での制御から前記第2制御部での制御への移行に際し、前記ガスジェネレータ軸の回転数によらずに前記入口案内翼の開度を一定に保つように制御する第3制御部を備えていることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記大気温度補正部に加え、大気温度の閾値以上の場合に前記入口案内翼の開度を減少させる大気温度追加補正部を備えていることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項7に記載の2軸式ガスタービンにおいて、
前記圧縮機における定格負荷運転時の翼負荷分布が、前記圧縮機を略同一段数となるように最上流側の前段、中間の中間段、最下流の後段の3箇所に分割した際に、前記最上流側の前段で最大値を持つことを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 空気取込み側に入口案内翼を有し流入空気を圧縮する圧縮機、該圧縮機によって圧縮された空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動される高圧タービンからなるガスジェネレータと、前記高圧タービンから排出されたガスで駆動される低圧タービンとを備え、前記ガスジェネレータの軸である第1の軸と、前記低圧タービンの軸である第2の軸とが別軸であり、かつ、前記入口案内翼の開度を制御して前記圧縮機への流入空気量が調整される2軸式ガスタービンの制御装置であって、
前記ガスジェネレータ軸の低速回転時には大気温度に応じて補正された前記ガスジェネレータ軸の修正回転数に基づいて前記入口案内翼の開度を制御する第1制御部と、前記ガスジェネレータ軸の高速回転時には前記ガスジェネレータ軸の実回転数を一定に保つように前記入口案内翼の開度を制御する第2制御部と、該第2制御部で一定に保つ実回転数を、大気温度の閾値以上の場合に増加させる大気温度補正部とを備えていることを特徴とする2軸式ガスタービンの制御装置。 - 請求項9に記載の2軸式ガスタービンの制御装置において、
前記入口案内翼の開度が変更可能な入口案内翼制御装置と、前記燃焼器への燃料供給源からの燃料供給量を制御する燃料制御弁と、前記第2の軸に設置された回転数検出器によって検出された回転数と負荷から得られた運転負荷データを用いて前記燃料制御弁を制御する燃料制御部及び前記入口案内翼制御装置と接続されて前記入口案内翼の開度を制御する入口案内翼開度制御部から成り、2軸式ガスタービンの運転状態を制御するガスジュネレータ制御装置とを備えていることを特徴とする2軸式ガスタービンの制御装置。 - 請求項10に記載の2軸式ガスタービンの制御装置において、
前記入口案内翼開度制御部は、前記ガスジェネレータの運転状態を起動、停止状態と低負荷運転状態からなる第1の運転状態及び該第1の運転状態以外の高負荷運転状態からなる第2の運転状態を判定する運転状態判定部、該運転状態判定部の判定結果から前記第1制御部及び第2制御部のいずれを用いるかを選択する制御選択部、前記第1制御部、前記第2制御部及び前記大気温度補正部から構成されていることを特徴とする2軸式ガスタービンの制御装置。 - 請求項11に記載の2軸式ガスタービンの制御装置において、
前記第1の運転状態である低負荷運転状態のときは修正回転数と前記入口案内翼の開度が一意に定まる制御を行うように前記第1制御部を選択し、前記第2の運転状態である高負荷運転状態のときは実回転数一定制御を行うように前記第2制御部を選択することを特徴とする2軸式ガスタービンの制御装置。 - 請求項9乃至12のいずれか1項に記載の2軸式ガスタービンの制御装置において、
前記第1制御部は、前記第1の軸に設置された回転数検出器によって得られた前記ガスジェネレータの回転数及び温度計によって得られた大気温度を用いて修正回転数を算出し、前記入口案内翼の開度を制御することを特徴とする2軸式ガスタービンの制御装置。 - 空気取込み側に入口案内翼を有し流入空気を圧縮する圧縮機、該圧縮機によって圧縮された空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動される高圧タービンからなるガスジェネレータと、前記高圧タービンから排出されたガスで駆動される低圧タービンとを備え、前記ガスジェネレータの軸である第1の軸と、前記低圧タービンの軸である第2の軸とが別軸であり、かつ、前記入口案内翼の開度を制御して前記圧縮機への流入空気量が調整される2軸式ガスタービンの制御方法であって、
前記ガスジェネレータ軸が低速回転時に、大気温度に応じて補正された前記ガスジェネレータ軸の修正回転数に基づいて前記入口案内翼の開度を制御する第1の制御を第1制御部で行い、前記ガスジェネレータ軸が高速回転時に、前記ガスジェネレータ軸の実回転数を一定に保つように前記入口案内翼の開度を制御する第2の制御を第2制御部で行い、前記第2制御部で一定に保つ実回転数を、大気温度の閾値以上の場合に大気温度補正部で増加させることを特徴とする2軸式ガスタービンの制御方法。 - 請求項14に記載の2軸式ガスタービンの制御方法において、
前記入口案内翼の開度が変更可能な入口案内翼制御装置と、前記燃焼器への燃料供給源からの燃料供給量を制御する燃料制御弁と、前記第2の軸に設置された回転数検出器によって検出された回転数と負荷から得られた運転負荷データを用いて前記燃料制御弁を制御する燃料制御部及び前記入口案内翼制御装置と接続されて前記入口案内翼の開度を制御する入口案内翼開度制御部から成り、2軸式ガスタービンの運転状態を制御するガスジュネレータ制御装置とを備え、
前記入口案内翼開度制御部は、前記ガスジェネレータの運転状態を起動、停止状態と低負荷運転状態からなる第1の運転状態及び該第1の運転状態以外の高負荷運転状態からなる第2の運転状態を判定する運転状態判定部、該運転状態判定部の判定結果から前記第1制御部及び第2制御部のいずれを用いるかを選択する制御選択部、前記第1制御部、前記第2制御部及び前記大気温度補正部から構成され、かつ、前記第1の運転状態である低負荷運転状態のときは修正回転数と前記入口案内翼の開度が一意に定まる制御を行うように前記第1制御部を選択し、前記第2の運転状態である高負荷運転状態のときは実回転数一定制御を行うように前記第2制御部を選択することを特徴とする2軸式ガスタービンの制御方法。 - 請求項14又は15に記載の2軸式ガスタービンの制御装置の制御方法において、
前記第1制御部は、前記第1の軸に設置された回転数検出器によって得られた前記ガスジェネレータの回転数及び温度計によって得られた大気温度を用いて修正回転数を算出し、前記入口案内翼の開度を制御することを特徴とする2軸式ガスタービンの制御方法。
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