JPH0842360A - ガスタービン排ガス温度制御方法 - Google Patents
ガスタービン排ガス温度制御方法Info
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- JPH0842360A JPH0842360A JP18003494A JP18003494A JPH0842360A JP H0842360 A JPH0842360 A JP H0842360A JP 18003494 A JP18003494 A JP 18003494A JP 18003494 A JP18003494 A JP 18003494A JP H0842360 A JPH0842360 A JP H0842360A
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- Japan
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- exhaust gas
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- gas turbine
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスタービンの排ガス温度制御方法に関し、
燃焼器車室圧力が低下しても排ガス温度の上昇を抑え
る。 【構成】 ガスタービンの入口ガス圧力、即ち、燃焼器
車室圧力が低下すると排ガス温調、ブレードパス温調温
度１，２及びこれらにオーバシュート量４５℃を加えた
排ガス、ブレードパス偏差大トリップ温度３，４が上昇
する。車室圧力が排気ダクトの高温強度面から設定され
る設定圧力２０以下となると温調制御温度１１，１２及
び制御偏差温度１３，１４共一定に保持するので、これ
以上の排ガス温度とはならず、排気ダクトの高温による
焼損が防止される。
燃焼器車室圧力が低下しても排ガス温度の上昇を抑え
る。 【構成】 ガスタービンの入口ガス圧力、即ち、燃焼器
車室圧力が低下すると排ガス温調、ブレードパス温調温
度１，２及びこれらにオーバシュート量４５℃を加えた
排ガス、ブレードパス偏差大トリップ温度３，４が上昇
する。車室圧力が排気ダクトの高温強度面から設定され
る設定圧力２０以下となると温調制御温度１１，１２及
び制御偏差温度１３，１４共一定に保持するので、これ
以上の排ガス温度とはならず、排気ダクトの高温による
焼損が防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンバインドプラントを
構成するガスタービンの排ガス温度制御に係り、燃焼器
車室圧力が低下した際に排ガスの温度上昇を制限するガ
スタービン排ガス温度制御方法に関する。
構成するガスタービンの排ガス温度制御に係り、燃焼器
車室圧力が低下した際に排ガスの温度上昇を制限するガ
スタービン排ガス温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの排ガス温度はタービン最
終段直後とその後流の排気ダクトとで計測され、それぞ
れの計測された温度信号はガスタービン発電機制御盤へ
送られて、燃料の制御や警報及びトリップ動作に供され
ている。
終段直後とその後流の排気ダクトとで計測され、それぞ
れの計測された温度信号はガスタービン発電機制御盤へ
送られて、燃料の制御や警報及びトリップ動作に供され
ている。
【０００３】タービン最終段直後で計測された温度は、
「ブレードパス温度」、後流の排気ダクトで計測された
温度は、「排ガス温度」と呼ばれている。負荷運転中の
排ガス温調制御線は、図２の温度特性図に示すように、
例えば、タービン入口ガス温度を1350℃に制限するよう
に、燃焼器車室圧力（タービン入口ガス圧力に相当す
る）の関数として平均ガス温度の上限値が設定されてい
る。
「ブレードパス温度」、後流の排気ダクトで計測された
温度は、「排ガス温度」と呼ばれている。負荷運転中の
排ガス温調制御線は、図２の温度特性図に示すように、
例えば、タービン入口ガス温度を1350℃に制限するよう
に、燃焼器車室圧力（タービン入口ガス圧力に相当す
る）の関数として平均ガス温度の上限値が設定されてい
る。
【０００４】即ち、この関係を式で示すと次の（１）式
となる。
となる。
【０００５】
【数１】
【０００６】排ガス圧力Ｐ2 は大気圧力に相当するた
め、タービン入口ガス温度Ｔ1 を設定すると排ガス温度
の設定値はタービン入口ガス圧力Ｐ1 の関数となる。排
ガス温度は複数箇所じ計測され、その平均値が使われ
る。
め、タービン入口ガス温度Ｔ1 を設定すると排ガス温度
の設定値はタービン入口ガス圧力Ｐ1 の関数となる。排
ガス温度は複数箇所じ計測され、その平均値が使われ
る。
【０００７】ブレードパス温度はタービン最終段直後の
環状通路で燃焼器と同数の計器が計測され、従って各燃
焼器内燃焼状況の監視に供される。このブレードパス温
度は計測部のガス温度分布の影響により、排ガス温度よ
りも高い値を示す傾向がある。このため図２に示すよう
に、ブレードパス温調制御線（２）は排ガス温調制御線
（１）に薬１５℃のバイアス値を加えて設定される。
環状通路で燃焼器と同数の計器が計測され、従って各燃
焼器内燃焼状況の監視に供される。このブレードパス温
度は計測部のガス温度分布の影響により、排ガス温度よ
りも高い値を示す傾向がある。このため図２に示すよう
に、ブレードパス温調制御線（２）は排ガス温調制御線
（１）に薬１５℃のバイアス値を加えて設定される。
【０００８】次に、ガスタービンの運転状態が急変する
と過渡的に排ガス温度とブレードパス温度が上昇する。
このため、前記の温調制御線（１），（２）にオーバシ
ュート量を加えた制御偏差大トリップ線（３），（４）
が設定されている。オーバシュート量は図２に示すよう
に排ガス温度及びブレードパス温度共に経験的に例えば
約４５℃と設定される。
と過渡的に排ガス温度とブレードパス温度が上昇する。
このため、前記の温調制御線（１），（２）にオーバシ
ュート量を加えた制御偏差大トリップ線（３），（４）
が設定されている。オーバシュート量は図２に示すよう
に排ガス温度及びブレードパス温度共に経験的に例えば
約４５℃と設定される。
【０００９】即ち、排ガス及びブレードパスの温調制御
が正常であればオーバシュート量が４５℃を超えること
は通常の運転状態では発生せず、オーバシュート量が４
５℃を超えることは温調制御が異常であると判断されて
ガスタービンはトリップする。
が正常であればオーバシュート量が４５℃を超えること
は通常の運転状態では発生せず、オーバシュート量が４
５℃を超えることは温調制御が異常であると判断されて
ガスタービンはトリップする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術には下
記の問題点があった。
記の問題点があった。
【００１１】（１） ガスタービン・蒸気タービンコン
バインドプラントでは、部分負荷時にガスタービンの空
気圧縮機入口案内翼をしぼり、勝手に制御してガスター
ビン排ガス温度を上げて、プラント部分負荷時の熱効率
の向上を図る運転制御方式が採られている。
バインドプラントでは、部分負荷時にガスタービンの空
気圧縮機入口案内翼をしぼり、勝手に制御してガスター
ビン排ガス温度を上げて、プラント部分負荷時の熱効率
の向上を図る運転制御方式が採られている。
【００１２】空気圧縮機の入口案内翼を閉めると排ガス
温度が上るのは、空気圧縮機の流量が減って圧縮比すな
わちガスタービンのタービン入口ガス圧力が下がり、入
口ガス温度が同一の場合には排ガス温度が上るためによ
る。
温度が上るのは、空気圧縮機の流量が減って圧縮比すな
わちガスタービンのタービン入口ガス圧力が下がり、入
口ガス温度が同一の場合には排ガス温度が上るためによ
る。
【００１３】（２） 従来の温調制御及び偏差大トリッ
プはタービン入口ガス温度の制御設定によるもので、
（１）項の運転制御によってタービン入口ガス圧力、す
なわち、燃焼器車室圧力が低下すると、ブレードパス及
び排ガス温度が異常に上昇し、排気ダクトの高温強度面
から危険な運転領域へ突入する場合があった。
プはタービン入口ガス温度の制御設定によるもので、
（１）項の運転制御によってタービン入口ガス圧力、す
なわち、燃焼器車室圧力が低下すると、ブレードパス及
び排ガス温度が異常に上昇し、排気ダクトの高温強度面
から危険な運転領域へ突入する場合があった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、ガスタービンの燃焼器車室圧力が低
下して設定圧力以下になると、それまで上昇していた排
ガス温調制御温度及びブレードパス温調制御温度を一定
値に保持させるような方法とする。又、設定圧力以下で
は、これら制御温度のオーバシュート量を設定した排ガ
ス制御偏差大トリップ温度及びブレードパス制御偏差大
トリップ温度も一定値を保持させる方法も提供する。
を解決するために、ガスタービンの燃焼器車室圧力が低
下して設定圧力以下になると、それまで上昇していた排
ガス温調制御温度及びブレードパス温調制御温度を一定
値に保持させるような方法とする。又、設定圧力以下で
は、これら制御温度のオーバシュート量を設定した排ガ
ス制御偏差大トリップ温度及びブレードパス制御偏差大
トリップ温度も一定値を保持させる方法も提供する。
【００１５】即ち、本発明は、（１）空気圧縮機入口案
内翼可変ピッチ機構を有してコンバインドプラントを構
成するガスタービンの排ガス温度制御方法であって、前
記ガスタービンの燃焼器車室圧力が低下して設定圧力以
下になると、それまで前記燃焼器車室圧力の低下と共に
上昇してきた排ガス温調制御温度及びブレードパス温調
制御温度を一定値に保持させることを特徴とするガスタ
ービンの排ガス温度制御方法を提供する。
内翼可変ピッチ機構を有してコンバインドプラントを構
成するガスタービンの排ガス温度制御方法であって、前
記ガスタービンの燃焼器車室圧力が低下して設定圧力以
下になると、それまで前記燃焼器車室圧力の低下と共に
上昇してきた排ガス温調制御温度及びブレードパス温調
制御温度を一定値に保持させることを特徴とするガスタ
ービンの排ガス温度制御方法を提供する。
【００１６】更に、（２）の発明として、（１）の発明
において、前記設定圧力以下では、前記排ガス温調制御
温度及びブレードパス温調制御温度にそれぞれ一定のオ
ーバシュート量を加えて設定される排ガス制御偏差大ト
リップ温度及びブレードパス制御偏差大トリップ温度も
一定値に保持させることを特徴とするガスタービンの排
ガス温度制御方法も提供する。
において、前記設定圧力以下では、前記排ガス温調制御
温度及びブレードパス温調制御温度にそれぞれ一定のオ
ーバシュート量を加えて設定される排ガス制御偏差大ト
リップ温度及びブレードパス制御偏差大トリップ温度も
一定値に保持させることを特徴とするガスタービンの排
ガス温度制御方法も提供する。
【００１７】
【作用】本発明はこのような手段により、その（１）の
発明においては、燃焼器車室圧力の低下とともに上昇し
てきた排ガス温調制御温度、ブレードパス温調制御温度
は、徐々に上昇してゆき、この燃焼器車室圧力が排気ダ
クトの高温面強度から設定された設定温度に対応する圧
力以下となると、これらの制御温度はいずれも一定に保
持されるので、ガスタービンの空気圧縮機入口案内翼を
しぼって制御しても排ガス温度の異常な上昇がなく、排
気ダクトの高温による焼損が防止される。
発明においては、燃焼器車室圧力の低下とともに上昇し
てきた排ガス温調制御温度、ブレードパス温調制御温度
は、徐々に上昇してゆき、この燃焼器車室圧力が排気ダ
クトの高温面強度から設定された設定温度に対応する圧
力以下となると、これらの制御温度はいずれも一定に保
持されるので、ガスタービンの空気圧縮機入口案内翼を
しぼって制御しても排ガス温度の異常な上昇がなく、排
気ダクトの高温による焼損が防止される。
【００１８】（２）の発明においては、（１）の発明に
おける排ガス温調制御温度及びブレードパス温調制御温
度にオーバシュート量を加えて設定される排ガス制御偏
差大トリップ温度及びブレードパス制御偏差大トリップ
温度も設定圧力以下では一定に保持されるので、前述の
（１）の発明の作用，効果を奏すると共に、万一異常な
温度上昇が発生したとしてもガスタービンは確実にトリ
ップされ、信頼性が向上するものである。
おける排ガス温調制御温度及びブレードパス温調制御温
度にオーバシュート量を加えて設定される排ガス制御偏
差大トリップ温度及びブレードパス制御偏差大トリップ
温度も設定圧力以下では一定に保持されるので、前述の
（１）の発明の作用，効果を奏すると共に、万一異常な
温度上昇が発生したとしてもガスタービンは確実にトリ
ップされ、信頼性が向上するものである。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係るガスタービン
排ガス温度制御方法について図面に基づいて具体的に説
明する。図１は1350℃級の大容量ガスタービンに関する
本発明を適用したブレードパス及び排ガス設定温度の特
性図である。
排ガス温度制御方法について図面に基づいて具体的に説
明する。図１は1350℃級の大容量ガスタービンに関する
本発明を適用したブレードパス及び排ガス設定温度の特
性図である。
【００２０】ガスタービンプラントが部分負荷で運転す
るようになると、空気圧縮機入口案内翼を閉じ、勝手に
制御する方法が採用され、空気圧縮機の流量が減少し、
ガスタービン入口ガス圧力、即ち、燃焼器車室圧力が低
下して図１に（２０）で示す設定圧力（１１．４ｋｇ／
ｃｍ2 Ｇ）に近き、これと共に排ガスの温度も上昇して
ゆく。
るようになると、空気圧縮機入口案内翼を閉じ、勝手に
制御する方法が採用され、空気圧縮機の流量が減少し、
ガスタービン入口ガス圧力、即ち、燃焼器車室圧力が低
下して図１に（２０）で示す設定圧力（１１．４ｋｇ／
ｃｍ2 Ｇ）に近き、これと共に排ガスの温度も上昇して
ゆく。
【００２１】燃焼器車室圧力が設定圧力（２０）に達す
ると、それ以下では燃焼器車室圧力にかかわらず排ガス
温調制御温度（１）は（１１）で示すように６１５℃、
ブレードパス温調制御温度（２）は（１２）で示す６３
０℃、排ガス制御偏差大トリップ温度（３）は（１３）
で示す６６０℃、ブレードパス制御偏差大トリップ温度
（４）は（１４）で示す６７５℃一定に保持される。
ると、それ以下では燃焼器車室圧力にかかわらず排ガス
温調制御温度（１）は（１１）で示すように６１５℃、
ブレードパス温調制御温度（２）は（１２）で示す６３
０℃、排ガス制御偏差大トリップ温度（３）は（１３）
で示す６６０℃、ブレードパス制御偏差大トリップ温度
（４）は（１４）で示す６７５℃一定に保持される。
【００２２】なお設定圧力（２０）以上は定格負荷域
（３１）、以下は部分負荷域（３２）と呼ばれる。また
バイアス値１５℃とオーバシュート量４５℃は従来と変
わらない。
（３１）、以下は部分負荷域（３２）と呼ばれる。また
バイアス値１５℃とオーバシュート量４５℃は従来と変
わらない。
【００２３】このような温度を一定とする制御は実際に
はコンピュータによるＤＤＣコントロールにて各プラン
トの機器のバルブ類を制御して行なわれる。
はコンピュータによるＤＤＣコントロールにて各プラン
トの機器のバルブ類を制御して行なわれる。
【００２４】この設定圧力は排気ガスにさらされる排気
ダクトの高温強度面から焼損を防止する上限の温度に対
応する圧力を設定するものである。このように、本実施
例においてはガスタービン空気圧縮機の入口案内翼を閉
じて勝手に制御しても排ガスの温度はこの設定圧力で定
まる温度以上には上昇せず、又、そのオーバシュート量
で決められた排ガス制御偏差大トリップ温度及びブレー
ドパス制御偏差大温度も一定となるので高温の排ガスに
よる排気ダクトの焼損が防止されるものである。
ダクトの高温強度面から焼損を防止する上限の温度に対
応する圧力を設定するものである。このように、本実施
例においてはガスタービン空気圧縮機の入口案内翼を閉
じて勝手に制御しても排ガスの温度はこの設定圧力で定
まる温度以上には上昇せず、又、そのオーバシュート量
で決められた排ガス制御偏差大トリップ温度及びブレー
ドパス制御偏差大温度も一定となるので高温の排ガスに
よる排気ダクトの焼損が防止されるものである。
【００２５】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
の方法によれば、空気圧縮機入口案内翼可変ピッチ機構
を有してコンバインドプラントを構成するガスタービン
において、燃焼器車室圧力が設定圧力以下に低下しても
排ガス温調制御温度及びブレードパス温調制御温度の上
昇を抑えて一定値になるように保持するので、ガスター
ビン・蒸気タービンコンバインドプラントの部分負荷運
転時、プラント部分負荷効率を向上させるためにガスタ
ービン空気圧縮機の入口案内翼を閉り勝手に制御しても
排ガス温度が異常に上昇せず、排ガスダクトの焼損が防
止されて、この種ガスタービンの信頼性が向上するもの
である。
の方法によれば、空気圧縮機入口案内翼可変ピッチ機構
を有してコンバインドプラントを構成するガスタービン
において、燃焼器車室圧力が設定圧力以下に低下しても
排ガス温調制御温度及びブレードパス温調制御温度の上
昇を抑えて一定値になるように保持するので、ガスター
ビン・蒸気タービンコンバインドプラントの部分負荷運
転時、プラント部分負荷効率を向上させるためにガスタ
ービン空気圧縮機の入口案内翼を閉り勝手に制御しても
排ガス温度が異常に上昇せず、排ガスダクトの焼損が防
止されて、この種ガスタービンの信頼性が向上するもの
である。
【図１】本発明の一実施例に係るガスタービン排ガス温
度制御方法における排ガス設定温度の特性図である。
度制御方法における排ガス設定温度の特性図である。
【図２】従来のガスタービン排ガス温度の特性図であ
る。
る。
【符号の説明】 １１ 排ガス温調制御温度 １２ ブレードパス温調制御温度 １３ 排ガス制御偏差大トリップ温度 １４ ブレードパス制御偏差大トリップ温度 ２０ 設定圧力 ３１ 定格負荷域 ３２ 部分負荷域
Claims (2)
- 【請求項１】 空気圧縮機入口案内翼可変ピッチ機構を
有してコンバインドプラントを構成するガスタービン排
ガス温度制御方法であって、前記ガスタービンの燃焼器
車室圧力が低下して設定圧力以下になると、それまで前
記燃焼器車室圧力の低下と共に上昇してきた排ガス温調
制御温度及びブレードパス温調制御温度を一定値に保持
させることを特徴とするガスタービン排ガス温度制御方
法。 - 【請求項２】 前記設定圧力以下では、前記排ガス温調
制御温度及びブレードパス温調制御温度にそれぞれ一定
のオーバシュート量を加えて設定される排ガス制御偏差
大トリップ温度及びブレードパス制御偏差大トリップ温
度も一定値に保持させることを特徴とする請求項１記載
のガスタービン排ガス温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18003494A JPH0842360A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | ガスタービン排ガス温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18003494A JPH0842360A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | ガスタービン排ガス温度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842360A true JPH0842360A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16076325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18003494A Withdrawn JPH0842360A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | ガスタービン排ガス温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0842360A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309279A (ja) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン出力学習回路及びこれを備えたガスタービンの燃焼制御装置 |
| US8069646B2 (en) | 2006-09-07 | 2011-12-06 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine system having an air intake bypass system and an air discharge bypass system |
| JP2012002126A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス温度推定装置、排ガス温度推定方法、及びガスタービンプラント |
| WO2015033769A1 (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービンプラント、その制御装置、及びガスタービンの運転方法 |
| WO2016035416A1 (ja) * | 2014-09-02 | 2016-03-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 制御装置、システム及び制御方法、並びに動力制御装置、ガスタービン及び動力制御方法 |
| JP2016050571A (ja) * | 2014-09-02 | 2016-04-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 制御装置、システム及び制御方法 |
| JP2016061242A (ja) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 動力制御装置、ガスタービン及び動力制御方法 |
-
1994
- 1994-08-01 JP JP18003494A patent/JPH0842360A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309279A (ja) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン出力学習回路及びこれを備えたガスタービンの燃焼制御装置 |
| US8069646B2 (en) | 2006-09-07 | 2011-12-06 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine system having an air intake bypass system and an air discharge bypass system |
| JP2012002126A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス温度推定装置、排ガス温度推定方法、及びガスタービンプラント |
| CN105492740A (zh) * | 2013-09-06 | 2016-04-13 | 三菱日立电力***株式会社 | 燃气涡轮设备及其控制装置以及燃气涡轮的运行方法 |
| WO2015033769A1 (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービンプラント、その制御装置、及びガスタービンの運転方法 |
| JP2015052288A (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンプラント、その制御装置、及びガスタービンの運転方法 |
| KR20160027073A (ko) | 2013-09-06 | 2016-03-09 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 가스 터빈 플랜트, 그 제어 장치, 및 가스 터빈의 운전 방법 |
| CN105492740B (zh) * | 2013-09-06 | 2017-07-21 | 三菱日立电力***株式会社 | 燃气涡轮设备及其控制装置以及燃气涡轮的运行方法 |
| WO2016035416A1 (ja) * | 2014-09-02 | 2016-03-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 制御装置、システム及び制御方法、並びに動力制御装置、ガスタービン及び動力制御方法 |
| CN106574557A (zh) * | 2014-09-02 | 2017-04-19 | 三菱日立电力***株式会社 | 控制装置、***及控制方法以及动力控制装置、燃气轮机及动力控制方法 |
| JP2016050571A (ja) * | 2014-09-02 | 2016-04-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 制御装置、システム及び制御方法 |
| CN106574557B (zh) * | 2014-09-02 | 2018-09-25 | 三菱日立电力***株式会社 | 控制装置、***及控制方法以及动力控制装置、燃气轮机及动力控制方法 |
| US10669959B2 (en) | 2014-09-02 | 2020-06-02 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Control device, system, control method, power control device, gas turbine, and power control method |
| JP2016061242A (ja) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 動力制御装置、ガスタービン及び動力制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |